DE69533910T2 - Messfühlersystem und Messverfahren - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Meßfühlersystem zum Prüfen elektrischer Charakteristika eines Substrats, beispielsweise eines Halbleiterwafers oder eines LCD-Substrats, während Meßfühler mit den Elektrodenleitungswegen des Substrats elektrisch verbunden werden.
  • Bei einem Meßfühlersystem wird in beispielsweise den japanischen Patentanmeldungen Kokai Veröffentlichungs-Nr. 1-94631 und Nr. 1-119036 eine Technik beschrieben, welche eine erste Bild-Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen des Bildes der distalen Enden der Meßfühler von der Waferseite aus sowie eine zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen des Waferbildes von der Meßfühlerseite aus aufweist, und welche den Wafer und die Meßfühler unter Verwendung der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung ausrichtet.
  • Die japanische Patentanmeldung Nr. 5-198662 offenbart eine ähnliche Anordnung, die ein auf dem Spannfutter des Wafers angeordnetes Target zum Ausrichten der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung aufweist.
  • In dem herkömmlichen Meßfühlersystem müssen die Halterungsposition eines Meßfühlerträgers und die Position eines XYZ-Stativs bei der Ausrichtung eines Wafers eine absolut hohe Präzision aufweisen. Beispielsweise liegen eine Position zum Aufnehmen des Bildes des Wafers und eine Position zum tatsächlichen Prüfen des Substrats ziemlich getrennt voneinander vor, und die positionelle Beziehung zwischen ihnen wird nur durch das XYZ-Stativ garantiert.
  • Wenn jedoch Meßfühler mit den Elektrodenleitungswegen eines Wafers ausgerichtet werden müssen, tritt, selbst wenn die Linearität, Planheit, Orthogonalität und dergleichen der Führungsschienen zum Führen des XYZ-Stativs mit hoher Genauigkeit festgelegt sind, wenn sich die Temperatur ändert, eine thermische Deformation auf, was einen Fehler hervorruft. Wenn sich die Temperatur um beispielsweise 10°C verändert, tritt durch die thermische Expansion und Kontraktion einer Kugelgewindespindel, die das XYZ-Stativ antreibt, ein Fehler von 20 bis 30 μm pro 100 mm auf. Ebenso tritt durch eine Temperaturänderung in der positionellen Beziehung zwischen dem mit der Heizplatte verbundenen Meßfühlerträger und der Bild-Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen des Bildes des Wafers ein Fehler in der Größenordnung von Mikrometern auf.
  • Gewöhnlich wird der Meßfühlerträger in Übereinstimmung mit dem Typ des Substrats ausgetauscht. Immer wenn der Meßfühlerträger ausgetauscht wird, ist seine Position infolge des Spaltes zwischen dem inneren Durchmesser des hohlen Abschnitts der Heizplatte und dem äußeren Durchmesser des Meßfühlerträgers versetzt. Dieser Fehler macht es ebenso schwierig, eine genaue Ausrichtung der Meßfühler und der Elektrodenleitungswege des Wafers durchzuführen.
  • In einem herkömmlichen typischen Meßfühlersystem liegen ein Ausrichtungsbereich zum Aufnehmen des Bildes des Wafers und ein Prüfbereich unter einem zum Prüfen des Wafers verwendeten Meßfühlerträger getrennt voneinander vor. In diesem Fall werden die in dem Ausrichtungsbereich erzielten Daten von dem Wafer zu dem Prüfbereich überführt und verwendet. Wenn demgemäss der Zustand des dreidimensionalen Koordinatensystems des Bewegungsmechanismus des Tisches in dem Ausrichtungsbereich und der Zustand in dem Prüfbereich die gleichen sind, bewegt sich der Wafer in dem Prüfbereich auf die gleiche Weise wie in dem Ausrichtungsbereich.
  • Tatsächlich jedoch unterscheiden sich die beiden Zustände infolge der nachfolgend angegebenen Gründe, wodurch ein Fehler in der Bewegung des Wafers (Bewegung des IC-Chips) hervorgerufen wird.
  • Um mit der Meßfühlerleitungsweg-Matrix eines IC-Chips auf einem Wafer W übereinzustimmen, ist im Einzelnen in dem Meßfühlersystem ein Meßfühlerträger, der ausgerichtete Meßfühler aufweist, oberhalb eines Wafer-Tisches angeordnet, der in der X-, Y-, Z- und θ-Richtung bewegbar ist. Die Elektrodenleitungswege des IC-Chips werden mit den Meßfühlern kontaktiert, und die elektrischen Charakteristika des Chips werden mit einem Prüfkopf durch einen Kontaktring geprüft.
  • Um eine genaue elektrische Prüfung durchzuführen, müssen die Meßfühler mit den Elektrodenleitungswegen sicher in Kontakt gebracht werden. Zu diesem Zweck muss der Tisch mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, und die Elektrodenleitungswege müssen vor den Messungen direkt mit den Meßfühlern ausgerichtet sein. Wenn in dem Prüfkopf eine große Anzahl Schaltungskomponenten und Leitungen enthalten ist, ist eine Waferbild-Aufnahmeeinrichtung bei einer von dem Prüfkopf fernliegenden Position angeordnet, und ein Abschnitt unter dieser Bild-Aufnahmeeinrichtung wird als Ausrichtungsbereich für das Ausrichten des Wafers definiert.
  • Die relativen Positionen der Meßfühler- und Ausrichtungsbereiche hinsichtlich einander, der Antriebsbetrag der Kugelgewindespindel und dergleichen sind derart festgelegt, dass die Ausrichtung der Meßfühler und der Elektrodenleitungswege des Chips in dem Meßfühlerbereich automatisch durchgeführt wird. Wenn die relativen Positionen der Elektrodenleitungswege und der Meßfühler hinsichtlich einander ausgerichtet sind, werden alle Elektrodenleitungswege korrekt in Kontakt mit den entsprechenden Meßfühlern gebracht, indem der Tisch basierend auf den Bewegungsentfernungsdaten bewegt wird, wenn die Bewegungsentfernung bereits vorab in dem Ausrichtungsbereich erzielt wurde.
  • Die Gleichwertigkeit bzw. die Gleichstellung der Haltung und der Positionen des Wafers in der dreidimensionalen Achsenrichtung in dem Meßfühler- und Ausrichtungsbereich ist durch die Bearbeitungspräzision der Kugelgewindespindel zwischen dem Prüf- und dem Ausrichtungsbereich und durch die Einflüsse der Gierung (Rechts-zu-Links-Verschiebung auf der X-Y-Ebene), der Kippung (Hin-und-Zurück-Neigung) und des Rollens (Neigung um die Bewegungsachse) der Führungsschienen bestimmt. Die Gleichheit wird ebenso durch die Expansion und Kontraktion der Kugelgewindespindel beeinflusst, was durch eine Umgebungstemperatur während der Messung bewirkt wird. Zusätzlich wird sie ebenso durch die von der Reibungswärme der Kugelgewindespindel bewirkte thermische Expansion beeinflusst, die erzeugt wird, wenn sich der Wafer von dem Ausrichtungsbereich zu dem Prüfbereich bewegt. Wenn sich als ein Ergebnis hiervon der Wafer von dem Ausrichtungsbereich zu dem Prüfbereich bewegt, weist der Wafer eine Haltung auf, die verschieden von der ursprünglichen Haltung ist, beispielsweise verschiebt sich der Wafer leicht nach rechts oder links oder er ist vorwärts oder rückwärts geneigt.
  • Von daher ist das Bewegungsmuster des Wafers in dem Prüfbereich nicht vollständig das gleiche, wie das Bewegungsmuster, welches in dem Ausrichtungsbereich vorhergesagt wird. Die Operation in dem Ausrichtungsbereich basiert auf der Voraussetzung, dass die relativen Positionen der Waferbild-Aufnahmeeinrichtung und des Meßfühlerträgers hinsichtlich einander vorbestimmt sind. Jedoch ändert sich die positionelle Beziehung zwischen dem auf der Heizplatte montierten Meßfühlerträger und der Bild-Aufnahmeeinrichtung etwas in Übereinstimmung mit einer Temperaturänderung. Ebenso tritt ein positioneller Fehler des Meßfühlerträgers, obwohl der Fehler gering ist, infolge der Lücke zwischen dem Meßfühlerträger-Befestigungsabschnitt und dem Meßfühlerträger in Übereinstimmung mit dem Wafertyp auf.
  • Obwohl die zuvor beschriebenen Fehler nicht besonders groß sind, werfen sie ein Problem dahingehend auf, wenn der Integrationsgrad der Vorrichtung zunimmt, wie etwa bei einem Übergang der DRAM auf 32 M und weiter auf 64 M, wenn die Größe der Elektrodenleitungswege abnimmt und wenn die Anzahl der Elektrodenleitungswege zunimmt. Wenn solch ein Fehler in der Position des Wafers auftritt (ein Fehler in der Position eines IC-Chips), wird es schwierig, die Meßfühler korrekt in Kontakt mit sämtlichen Chips auf dem Wafer zu bringen, so dass ein sehr genaues elektrisches Prüfen nicht durchgeführt werden kann.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Meßfühlersystem sowie ein Prüfverfahren bereitzustellen, welche eine sehr genaue Ausrichtung der Meßfühler und der Elektroden des Substrats ermöglichen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er durch den Patentanspruch 1 definiert wird, ist ein Meßfühlersystem zum Prüfen elektrischer Charakteristika in der Vielzahl von in einer Matrix auf einem Substrat angeordneten Chips vorgesehen.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er durch den Patentanspruch 6 definiert wird, ist ein Prüfverfahren in dem Meßfühlersystem gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt.
  • Diese Erfindung kann anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung besser verstanden werden, wenn die Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in welchen folgendes gilt:
  • 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die die gesamte Anordnung eines Meßfühlersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine schematische Seitenansicht, die die Beziehung zwischen der X-Richtungs-Kugelgewindespindel, dem Wafer-Tisch und dem Meßfühlerträger des in der 1 gezeigten Meßfühlersystems zeigt;
  • 3 ist eine schematische Draufsicht des in der 1 gezeigten Meßfühlersystems;
  • 4 ist eine schematische Seitenansicht, die den Hauptteil des in der 1 gezeigten Meßfühlersystems zeigt;
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das das Steuersystem des in der 1 gezeigten Meßfühlersystems zeigt;
  • 6A bis 6D sind Ansichten, die im Detail das Target des in der 1 gezeigten Meßfühlersystems zeigen;
  • 7A bis 7C sind schematische Seitenansichten, die jeweils einen Meßfühlerbildaufnahme-Verfahrensschritt, einen Bild-Aufnahmeeinrichtungs-Ausrichtungs-Verfahrensschritt und einen Waferbildaufnahme-Verfahrensschritt zeigen;
  • 8A und 8B sind Ansichten, die Bildschirmansichten zeigen, welche von Bildsignalen erzielt werden, die von einem ersten Bildaufnahmeelement in dem Meßfühlerbildaufnahme-Verfahrensschritt gesendet werden;
  • 9A und 9B sind Ansichten, die Bildschirmansichten zeigen, welche von Bildsignalen erzielt werden, die von einem zweiten Bildaufnahmeelement in dem Waferbildaufnahme-Verfahrensschritt gesendet werden;
  • 10 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 11A und 11B sind Ansichten zum Erläutern eines Verfahrens zum Aufnehmen von Bildern von einer Vielzahl von Chips in dem Waferbildaufnahme-Verfahrensschritt;
  • 12 ist eine Ansicht zum weiteren Erläutern des in den 11A und 11B gezeigten Verfahrens;
  • 13 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer anderen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 14 ist eine Draufsicht, die die Positionen der fünf Punkte zeigt, wenn ihre Koordinatenpunkte erzielt werden, indem Bilder der fünf Punkte auf dem Wafer aufgenommen werden;
  • 15 ist eine Ansicht, die das Konzept der in der 14 gezeigten fünf Koordinatenpunkte, ein Referenz-Koordinatenpunkt zum Ausrichten der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung sowie ein Meßfühler-Koordinatenpunkt, in dem Koordinatensystem des XYZ-Stativs zeigt;
  • 16 ist eine Draufsicht, die die Positionen der beiden Punkte zeigt, wenn ihre Koordinatenpunkte erzielt werden, indem Bilder der beiden Punkte auf dem Wafer aufgenommen werden;
  • 17 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Referenz-Koordinatenpunkt zum Ausrichten der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung, dem Wafer-Koordinatenpunkt und dem Meßfühler-Koordinatenpunkt zeigt;
  • 18 ist eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Puls-Zählung eines Encoders und den Bewegungsbetrag zeigt;
  • 19A und 19B sind schematische Seitenansichten, die ein Verfahren zum Erfassen eines Marker-Koordinatenpunktes und zum Durchführen einer Kennzeichnung zeigen; und
  • 20 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem ein Kennzeichen bzw. Marker auf dem Wafer ausgebildet ist.
  • In dem in der 1 gezeigten Meßfühlersystem ist an einer Basis 20 ein Y-Stativ 2 vorgesehen und wird von einer Kugelgewindespindel 22 in der Y-Richtung entlang sich in die Y-Richtung erstreckender Führungsschienen angetrieben. An dem Y-Stativ 2 ist ein X-Stativ 3 vorgesehen und wird von einer Kugelgewindespindel 32 in der X-Richtung entlang sich in die X-Richtung erstreckender Führungsschienen 31 angetrieben. Die Bezugsziffer M2 bezeichnet einen Motor zum Antreiben der Y-Richtungs-Kugelgewindespindel 22; und die Bezugsziffer E2 bezeichnet einen mit dem Motor M2 kombinierten Encoder. Die Beziehung zwischen der X-Richtungs-Kugelgewindespindel 32 und einem zugehörigen Motor M3 sowie einem Encoder E3 ist in der 2 gezeigt.
  • Eine Z-Bewegungseinheit 4, die von einem (nicht dargestellten) Motor in die Z-Richtung angetrieben wird, ist dem X-Stativ 3 bereitgestellt. Ein um die Z-Achse drehbarer Wafer-Tisch 41 (drehbar in der 2-Richtung) ist der Z-Bewegungseinheit 4 bereitgestellt. In dieser Ausführungsform entspricht die Z-Bewegungseinheit 4 einem XYZ-Stativ. Demgemäss kann sich der Tisch 41 in die X-, Y-, Z- und θ-Richtung bewegen.
  • Ein Meßfühlerträger 5 ist oberhalb des Tisches 41 vorgesehen, wie es in den 1, 4 und 5 gezeigt wird. Der Meßfühlerträger 5 ist auf einer Heizplatte 51 montiert, die der Decke des Gehäuses des Meßfühlersystems durch einen Einsatzring 52 entspricht. Ein Prüfkopf 54 ist auf der Heizplatte 51 durch einen Kontaktring 53 vorgesehen. Der Prüfkopf 54 ist mit einem Prüfgerät 55 verbunden. Das Prüfgerät 55 weist eine Datenspeichereinheit zum Speichern von Messdaten basierend auf einem von dem Meßfühlerträger 5 übertragenen elektrischen Signal, eine Ermittlungseinheit zum Messen der Nicht-Fehlerhaftigkeit/Fehlerhaftigkeit eines als Mess-Target dienenden IC-Chips basierend auf den Messdaten und dergleichen auf.
  • Der Meßfühlerträger 5 weist an seiner oberen Seite eine Vielzahl von Elektroden auf, die elektrisch mit dem Testkopf 54 verbunden sind. Der Meßfühlerträger 5 weist ebenso an seiner unteren Seite eine Vielzahl von Meßfühlern, beispielsweise Meßfühler 50 auf, die aus Metalldrähten hergestellt sind, welche sich schräg nach unten erstrecken, und die den Elektrodenleitungswegen eines Wafers W entsprechen. Die Meßfühler 50 sind jeweils elektrisch mit Elektroden an der oberen Seite des Meßfühlerträgers 5 verbunden. Der Meßfühlerträger kann ein vertikaler Meßfühlerträger vom Nadeltyp, welcher vertikale Nadeln (Draht-Meßfühler) aufweist, die sich senkrecht zu der Oberfläche des Wafers W erstrecken, oder ein Meßfühlerträger vom Membrantyp sein, der als Meßfühler Gold-Elektroden oder dergleichen aufweist, die auf einem flexiblen Film ausgebildet sind.
  • Wie es in der 4 gezeigt ist, ist eine erste Bild-Aufnahmeeinrichtung 6, die eine vertikale optische Achse und ein nach oben gerichtetes Sichtfeld aufweist, über eine stationäre Platte 60 an dem XYZ-Stativ 4 befestigt, welches den Tisch 41 vertikal bewegt. Die Position der stationären Platte 60 ist in der 4 aus Gründen der Darstellung leicht verschieden von der in der 1. Die erste Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 wird durch das Kombinieren eines stark vergrößernden optischen Systems 6a und einer CCD-Kamera 6b ausgebildet, so dass sie ein vergrößertes Bild des Nadelpunkts eines Meßfühlers 50 aufnehmen kann. Eine Kamera 61 mit geringer Verstärkung zum Aufnehmen eines Bildes der Matrix bzw. Reihe der Meßfühler 50 in einem weiten Bereich ist an der stationären Platte 60 befestigt, so dass sie neben der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 liegt.
  • Ein Target 63 ist der stationären Platte 60 bereitgestellt, so dass es durch einen Kolbenzylinder 62 vorwärts in Richtung des Sichtfeldes oder rückwärts von dem Sichtfeld der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 linear bewegt werden kann. Das Target 63 ist derart ausgebildet, dass es von der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 und der zweiten Bild- Aufnahmeeinrichtung 7 optisch erkannt werden kann, d. h. als Bild erkannt werden kann. Beispielsweise ist das Target 63 ausgebildet, indem ein kreisförmiger Metallfilm, der als Objekt zur Ausrichtung dient, mit einem Durchmesser von beispielsweise 140 μm auf einer transparenten Glasscheibe abgelagert wird.
  • Die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 weist eine vertikale optische Achse und ein nach unten gerichtetes Sichtfeld auf, die eine CCD-Kamera und eine optische Einheit, welche an einem bewegbaren Körper 71 montiert sind, enthält, und sie ist in dem Bereich zwischen dem Tisch 41 und dem Meßfühlerträger 5 derart vorgesehen, um in der X-Richtung entlang Führungsschienen 72 (siehe 3) bewegbar zu sein. Wie es in der 3 gezeigt wird, ist eine Wafer-Kassette 75 so angeordnet, dass sie an den Bewegungsbereich des Tisches 41 angrenzt. Ein Wafer wird mit einem Beförderungsarm 76 zwischen dem Tisch 41 und der Wafer-Kassette 75 ausgetauscht. Eine Markiereinrichtung 9 zum Markieren eines defekten Chips ist an einer Seite der Heizplatte 51 vorgesehen. Die Markiereinrichtung 9 weist eine Düse 91 zum Anwenden von Tinte auf dem Wafer W auf.
  • Die Gliederung des Steuer- und Verarbeitungsabschnittes des Meßfühlersystems ist in der 5 gezeigt. Der Steuer- und Verarbeitungsabschnitt weist beispielsweise eine Bildverarbeitungseinheit (IPU) 81, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 82, einen Speicher 83, eine Motor-Steuereinheit (MCU) 84 und dergleichen auf. Beispielsweise ruft die Bildverarbeitungseinheit 81 die von der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 und 7 erzielten Bilder ab, vergleicht die abgerufenen Bildsignale mit in dem internen Speicher der Bildverarbeitungseinheit 81 oder in dem Speicher 83 gespeicherten Bilddaten und bestimmt, ob oder ob nicht die Brennpunkte der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 und 7 ausgerichtet sind.
  • Beispielsweise erzielt die zentrale Verarbeitungseinheit 82 Daten, die den Positions-Koordinatenpunkt der Z-Bewegungseinheit (XYZ-Stativ) 4 anzeigen (ein Koordinatenpunkt in dem dreidimensionalen Koordinatensystem des Steuer- und Verarbeitungsabschnitts), und zwar basierend auf einem Pulssignal, das von Encoder-Einrichtungen 85 gesendet wird, die an X-, Y- und Z-Richtungsmotoren zum Antreiben des Tisches 41 montiert sind, und die zentrale Verarbeitungseinheit 82 speichert die erzielten Daten in dem Speicher 83, verarbeitet die Positionsdaten arithmetisch in dem Speicher 83 und steuert die X-, Y- und Z-Richtungsmotoren, und zwar indem Steuersignale zu der Motor-Steuereinheit 84 zugeführt werden. Die zentrale Verarbeitungseinheit 82 führt diese Verarbeitungsoperationen in Übereinstimmung mit einem festgelegten Programm durch.
  • Im Einzelnen erkennt die zentrale Verarbeitungseinheit 82 die Position des XYZ-Stativs 4 in der horizontalen und vertikalen Richtung basierend auf dem dreidimensionalen Koordinatensystem, welches durch das Operationssignal des XYZ-Stativs 4 definiert wird. Dieses Operationssignal wird zwischen der zentralen Verarbeitungseinheit 82 und der Motorsteuereinheit 84 ausgetauscht. Um etwas konkreter zu sein, ist das dreidimensionale Koordinatensystem des XYZ-Stativs 4 ein Koordinatensystem, welches durch die Puls-Zählungen der Encoder 85 in der X-, Y- und Z-Richtung definiert wird. Demgemäss wird ein Koordinatenpunkt des XYZ-Stativs 4 (Wafer-Tisch 41) in einem bestimmten Zustand durch die Pulszählungen der Encoder-Einrichtungen 85 in der X-, Y- und Z-Richtung hinsichtlich einer willkürlichen Referenz ausgedrückt, die erzielt wird, wenn das XYZ-Stativ 4 bei einer bestimmten Position gesetzt ist.
  • Die 6A bis 6D zeigen die Operation des Targets 63 im Detail.
  • Das Target 63 ist derart ausgebildet, dass sein Bild von der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 und 7 erkannt werden kann. Wie es beispielsweise in den 6A und 6B gezeigt ist, wird das Target 63 ausgebildet, indem ein kreisförmiger Metallfilm 64 mit einem Durchmesser von 140 μm und einer Dicke von etwa 10 nm auf einer transparenten Glasscheibe 63a abgelagert wird.
  • Wie es in der 6C gezeigt ist, wird die Mitte des Metallfilms 64, d. h. sein Referenzpunkt, so festgelegt, dass er mit dem Brennpunkt der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 übereinstimmt, wenn das Target 63 durch den Kolbenzylinder 62 angetrieben wird, um in seine Vorwärtsposition zu kommen.
  • Wie es in der 6D gezeigt ist, fällt das Target 63 aus dem Sichtfeld der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 heraus, wenn das Target 63 durch den Kolbenzylinder 62 angetrieben wird, um in seine zurückgezogene Position zurückzukehren. Wenn von daher das XYZ-Stativ 4 derart bewegt wird, dass das distale Ende eines Referenz-Meßfühlers 5 mit dem Brennpunkt der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 übereinstimmt, können die Koordinaten des distalen Endes des Referenz-Meßfühlers 50 in dem dreidimensionalen Koordinatensystem erzielt werden.
  • Wie es in der 6C gezeigt ist, kann das Target 63 grundsätzlich mit einer guten Reproduzierbarkeit von beispielsweise 1 bis 2 μm nach oben auf die erste Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 projiziert werden. Wenn in diesem Zustand das XYZ-Stativ 4 derart bewegt wird, dass der Metallfilm 64 des Targets 63 mit dem Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 übereinstimmt, können die Koordinaten des Brennpunktes der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 in dem dreidimensionalen Koordinatensystem erzielt werden.
  • Wie es in der 6D gezeigt ist, können, wenn das Target 63 von der Position oberhalb der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 zurückgezogen wird, und wenn das XYZ-Stativ derart bewegt wird, dass der Referenz-Elektrodenleitungsweg eines bestimmten Chips auf einem festgelegten Wafer W mit dem Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 übereinstimmt, die Koordinaten des Referenz-Elektrodenleitungsweges in dem dreidimensionalen Koordinatensystem erzielt werden.
  • Im Einzelnen weist das Prüfverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung als Haupt-Verfahrensschritte einen Meßfühlerbildaufnahme-Verfahrensschritt (S10), einen Ausrichtungs-Verfahrensschritt (S20), einen Waferbildaufnahme-Verfahrensschritt (S30) sowie einen endgültigen Prüf-Verfahrensschritt (S40) auf.
  • In dem Meßfühlerbildaufnahme-Verfahrensschritt (S10) wird innerhalb des Sichtfeldes der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 ein spezieller Abschnitt der Meßfühler 50, beispielsweise das distale Ende des Referenz-Meßfühlers 50, erfasst. Dieser spezielle Abschnitt der Meßfühler 50 ist derart festgelegt, um mit dem Brennpunkt der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 übereinzustimmen. Die Position des XYZ-Stativs 4 wird zu diesem Zeitpunkt in dem dreidimensionalen Koordinatensystem des XYZ-Stativs 4 als Meßfühler-Koordinatenpunkt des speziellen Abschnittes der Meßfühler 50 definiert.
  • In dem Ausrichtungs-Verfahrensschritt S20 ist das Target 63 in die vorgerückte Position gesetzt, und der Referenzpunkt des Targets 63 ist so festgelegt, um mit dem Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 übereinzustimmen. Die Position des XYZ-Stativs 4 ist zu diesem Zeitpunkt in dem dreidimensionalen Koordinatensystem des XYZ-Stativs 4 als Referenz-Koordinatenpunkt des Brennpunktes der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 definiert. In dem Ausrichtungs-Verfahrensschritt S20 ist die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 bei einer Verwendungsposition angeordnet, beispielsweise eine Position unterhalb des Meßfühlerträgers 5.
  • In dem Waferbildaufnahme-Verfahrensschritt S30 wird der spezielle Abschnitt des Wafers, beispielsweise der Referenz-Elektrodenleitungsweg des ersten Chips, innerhalb des Sichtfeldes der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 erfasst, und der spezielle Abschnitt des Wafers ist so festgelegt, um mit dem Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 übereinzustimmen. Die Position des XYZ-Stativs 4 ist zu diesem Zeitpunkt in dem dreidimensionalen Koordinatensystem des XYZ-Stativs 4 als Wafer-Koordinatenpunkt des speziellen Abschnittes des Wafers definiert. In dem Waferbildaufnahme-Verfahrensschritt S30 ist die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 bei der gleichen Position wie in dem Ausrichtungs-Verfahrensschritt S20 angeordnet, d. h. bei der zuvor beschriebenen Verwendungsposition.
  • In dem Prüf-Verfahrensschritt S40 wird ein notwendiger Bewegungsbetrag des XYZ-Stativs 4 von dem Steuer- und Verarbeitungsabschnitt 81 bis 84 von Daten des Meßfühler-Koordinatenpunktes, des Referenz-Koordinatenpunktes und des Wafer-Koordinatenpunktes berechnet. Das XYZ-Stativ 4 wird basierend auf dem berechneten Ergebnis angetrieben, um zu veranlassen, dass der erste Chip sowie die Meßfühler miteinander in Kontakt kommen, und um die elektrischen Charakteristika des ersten Chips zu messen.
  • Nachfolgend werden im weiteren Detail der bevorzugte Meßfühlerbildaufnahme-Verfahrensschritt S10, der bevorzugte Ausrichtungs-Verfahrensschritt S20 sowie der bevorzugte Waferbildaufnahme-Verfahrensschritt S30 beschrieben.
  • Wie zuvor erläutert, ist das Target 63 derart festgesetzt, dass, wenn es bei der vorgerückten Position oberhalb der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 vorliegt, sein Referenzpunkt (im Einzelnen die Mitte, d. h. der Referenzpunkt und gleichzeitig die Mitte der Filmdicke des Metallfilms 64) mit dem Brennpunkt der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 übereinstimmt.
  • In dem Meßfühlerbildaufnahme-Verfahrensschritt S10 ist jedoch, wie es in der 7A gezeigt ist, das Target 63 bei der zurückgezogenen Position außerhalb des Sichtfeldes der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 festgelegt, und die erste Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 wird durch das XYZ-Stativ 4 bewegt, um einen Abschnitt unter dem Referenz-Meßfühler 50 zu erreichen, wobei die Position hiervon vorab grob bekannt ist. Die erste Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 führt eine Suche durch, so dass ihr Sichtfeld den Meßfühler 50 erfasst, und die Position, wo die erste Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 den Meßfühler 50 erfasst, wird durch die erste Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 als Bild erkannt. Im Einzelnen wird zunächst eine Bildaufnahmeoperation in einem weiten Bereich in dem Modus geringer Verstärkung, wie es in der 8A gezeigt ist, und danach in einem eingeengten Bereich in dem Modus mit hoher Verstärkung, wie es in der 8B gezeigt ist, durchgeführt.
  • Die Position des als Bild erkannten Meßfühlers 50 wird in die Mitte der Bildschirmansicht gesetzt, d. h. bei dem Brennpunkt der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6. Als ein Ergebnis hiervon wird die Position des XYZ-Stativs 4, die erzielt wird, wenn der Meßfühler 50 bei der Mitte der Bildschirmansicht erfasst wird, in dem dreidimensionalen Koordinatensystem des XYZ-Stativs 4 als Meßfühler-Koordinatenpunkt (Xp, Yp, Zp) des Referenz-Meßfühlers 50 definiert und in dem Speicher 83 gespeichert. Die schematischen Positionsdaten des Referenz-Meßfühlers 50, die zum automatischen Bewegen des XYZ-Stativs 4 notwendig sind, können erzielt werden, indem die Auslegungskarte des Meßfühlerträgers 5 in dem Speicher 83 vorab gespeichert wird.
  • In dem Ausrichtungs-Verfahrensschritt S20 wird die zweite Bilderfassungseinrichtung 7 zu einem Abschnitt unter dem Meßfühlerträger 5 bewegt, wie es in der 7B gezeigt ist. Wenn der Ausrichtungs-Verfahrensschritt S20 unmittelbar nach dem Meßfühlerbildaufnahme-Verfahrensschritt S10 ausgeführt werden muss, ist es bevorzugt, das XYZ-Stativ 4 in der Position fixiert zu halten und lediglich die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 zu bewegen. Das Target 63 ist bei der vorgerückten Position über der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 mit einer guten Reproduzierbarkeit angeordnet. Wenn der Metallfilm 64 (im Einzelnen die Mitte, d. h. der Referenzpunkt und gleichzeitig die Mitte der Dicke des Metallfilms 64) des Targets 63 so festgelegt ist, dass er mit dem Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 durch Bilderkennung übereinstimmt, können die erste Bild-Aufnahmeeinrichtung 6, das Target 63 sowie die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 miteinander ausgerichtet werden.
  • Zu diesem Zeitpunkt sind die Brennpunkte und optischen Achsen der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 und 7 ausgerichtet. Die zu diesem Zeitpunkt erzielte Position des XYZ-Stativs 4 wird in dem dreidimensionalen Koordinatensystem des XYZ-Stativs 4 als Referenz-Koordinatenpunkt (X0, Y0, Z0) der Brennpunkte der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 und 7 definiert und in dem Speicher 83 gespeichert. Nach dieser Ausrichtung wird das Target 63 oberhalb der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 von dem Sichtfeld der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 zurückgezogen.
  • In dem Waferbildaufnahme-Verfahrensschritt S30 wird zunächst das XYZ-Stativ 4 derart angetrieben, dass ein Chip Cn, dessen Bild aufzunehmen ist, von dem Wafer W oder von einem Spalt SCL zwischen Chips einen Abschnitt unter der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 erreicht. Darüber hinaus wird eine Suche durchgeführt, so dass das Sichtfeld der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 den Chip Cn oder den Spalt SCL erfasst, und die Position, wo die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 den Chip Cn oder den Spalt SCL erfasst, wird von der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 als Bild erkannt. Im Einzelnen wird zunächst eine Bildaufnahmeoperation in einem weiten Bereich in dem Modus einer geringen Verstärkung durchgeführt, wie es in der 9A gezeigt ist, und danach wird eine Bildaufnahmeoperation in einem schmalen Bereich in dem Modus der hohen Verstärkung durchgeführt, wie es in der 9B gezeigt ist. Eine Ausrichtung wird durch eine Bilderkennung durchgeführt, so dass beispielsweise ein Referenzelektroden-Leitungsweg, der dem Referenz-Meßfühler 50 entspricht, mit dem Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 übereinstimmt, wie es in der 7C gezeigt ist.
  • Die Position des Referenz-Elektrodenleitungsweges, die als Bild erkannt ist, wird bei der Mitte der Bildschirmansicht festgesetzt, d. h. bei dem Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7. Als ein Ergebnis hiervon ist die Position des XYZ-Stativs 4, die erzielt wird, wenn der Referenz-Elektrodenleitungsweg bei der Mitte der Bildschirmansicht erfasst wird, in dem dreidimensionalen Koordinatensystem des XYZ-Stativs 4 als Wafer-Koordinatenpunkt (Xw, Yw, Zw) des Referenz- Elektrodenleitungsweges definiert und in dem Speicher 83 gespeichert. Die schematischen Positionsdaten des Referenz-Elektrodenleitungsweges, die zum automatischen Bewegen des XYZ-Stativs 4 notwendig sind, können erzielt werden, indem vorab die Auslegungskarte der Chips in dem Speicher 83 gespeichert wird.
  • Wenn der Meßfühler-Koordinatenpunkt (Xp, Yp, Zp), der Referenz-Koordinatenpunkt (X0, Y0, Z0) sowie der Wafer-Koordinatenpunkt (Xw, Yw, Zw) auf diese Art und Weise erzielt werden, wird von dem Steuer- und Verarbeitungsabschnitt 81 bis 84 ein Bewegungsbetrag berechnet, der zur Bewegung des XYZ-Stativs 4 zu einer Position erforderlich ist, wo der Referenz-Elektrodenleitungsweg und der Referenz-Meßfühler in Kontakt miteinander gebracht werden. Unter der Annahme, dass die Bewegungsbeträge in der X-, Y- und Z-Richtung jeweils x, y, und z betragen, dann werden diese Bewegungsbeträge als x = Xw + Xp – X0, y = Yw + Yp – Y0 und z = Zw + Zp – Z0 ausgedrückt. Der Abstand zwischen dem Meßfühler und dem Wafer in der Z-Richtung wird von dem vertikalen Bewegungsbetrag des XYZ-Stativs 4 erzielt, der erzielt wird, wenn das Meßfühlerbild aufgenommen wird, und der erzielt wird, wenn das Waferbild aufgenommen wird, und zwar in Bezug auf die Höhe des XYZ-Stativs 4, die erzielt wird, wenn die Brennpunkte der Bild-Aufnahmeeinrichtungen 6 und 7 miteinander ausgerichtet werden.
  • Die Reihenfolge des Meßfühlerbildaufnahme-Verfahrensschritts S10, des Ausrichtungs-Verfahrensschritts S20 und des Waferbildaufnahme-Verfahrensschritts S30 kann frei geändert werden, während der Prüf-Verfahrensschritt S40 grundsätzlich als letzter kommt. Im Einzelnen weist die Reihenfolge der Verfahrensschritte S10 bis S40 sechs Fälle wie folgt auf:
    • (1) In der Reihenfolge des Verfahrensschritts S10, des Verfahrensschritts S20, des Verfahrensschritts S30 und des Verfahrensschritts S40.
    • (2) In der Reihenfolge des Verfahrensschritts S10, des Verfahrensschritts S30, des Verfahrensschritts S20 und des Verfahrensschritts S40.
    • (3) In der Reihenfolge des Verfahrensschritts S20, des Verfahrensschritts S30, des Verfahrensschritts S10 und des Verfahrensschritts S40.
    • (4) In der Reihenfolge des Verfahrensschritts S30, des Verfahrensschritts S20, des Verfahrensschritts S10 und des Verfahrensschritts S40.
    • (5) In der Reihenfolge des Verfahrensschritts S20, des Verfahrensschritts S10, des Verfahrensschritts S30 und des Verfahrensschritts S40.
    • (6) In der Reihenfolge des Verfahrensschritts S30, des Verfahrensschritts S10, des Verfahrensschritts S20 und des Verfahrensschritts S40.
  • Wenn darüber hinaus der Referenzpunkt des Targets 63 so festgelegt ist, dass er mit dem Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 übereinstimmt, und wenn der Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 so festgelegt ist, dass er mit dem speziellen Abschnitt des Wafers übereinstimmt, dann ist die Verwendungsposition der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 in bevorzugter Weise unterhalb des Meßfühlerträgers 5 angeordnet. Demgemäss können der Verfahrensschritt S15 des Bewegens der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 zu der Verwendungsposition unter dem Meßfühlerträger 5 und der Verfahrensschritt S35 des Zurückziehens der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 von der Verwendungsposition unter dem Meßfühlerträger 5 zu den zuvor beschriebenen drei Verfahrensschritten S10 bis S40 hinzugefügt werden.
  • In diesem Fall muss in dem Ausrichtungs-Verfahrensschritt S20 und in dem Waferbildaufnahme-Verfahrensschritt S30 die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 bei der gleichen Verwendungsposition angeordnet sein, und in dem Meßfühlerbildaufnahme-Verfahrensschritt S10 und dem Prüf-Verfahrensschritt S40 muss die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 von der Verwendungsposition zurückgezogen worden sein. Da im Einzelnen eine hohe Reproduzierbarkeit der Verwendungsposition der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 nicht mit einem gewöhnlichen Antriebsmechanismus erzielt werden kann, ist es nicht realistisch, den Verfahrensschritt S10 zwischen den Verfahrensschritten S20 und S30 einzufügen, und die Verfahrensschritte S20 und S30 werden grundsätzlich fortlaufend ausgeführt. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass wenn die Verfahrensschritte S15 und S35 eingefügt werden, lediglich die Reihenfolgen (1) bis (4) angebracht und die Reihenfolgen (5) und (6) unangebracht sind. Der Verfahrensschritt S15 wird vor den Verfahrensschritten S20 und S30 ausgeführt, und der Verfahrensschritt S35 wird nach den Verfahrensschritten S20 und S30 ausgeführt. Das heißt, die Reihenfolge der Verfahrensschritte S10 bis S40 weist vier Fälle wie folgt auf. 10 zeigt das Ablaufdiagramm der Reihenfolge (7).
    • (7) In der Reihenfolge des Verfahrensschritts S10, des Verfahrensschritts S15, des Verfahrensschritts S20, des Verfahrensschritts S30, des Verfahrensschritts S35 und des Verfahrensschritts S40.
    • (8) In der Reihenfolge des Verfahrensschritts S10, des Verfahrensschritts S15, des Verfahrensschritts S30, des Verfahrensschritts S20, des Verfahrensschritts S35 und des Verfahrensschritts S40.
    • (9) In der Reihenfolge des Verfahrensschritts S15, des Verfahrensschritts S20, des Verfahrensschritts S30, des Verfahrensschritts S35, des Verfahrensschritts S10 und des Verfahrensschritts S40.
    • (10) In der Reihenfolge des Verfahrensschritts S15, des Verfahrensschritts S30, des Verfahrensschritts S20, des Verfahrensschritts S35, des Verfahrensschritts S10 und des Verfahrensschritts S40.
  • Es wird ein Verfahren zum Erzielen von Korrekturdaten unter Verwendung der Koordinatenpunkte der Vielzahl der speziellen Abschnitte, beispielsweise einer Vielzahl von Chips in dem Waferbildaufnahme-Verfahrensschritt S30, beschrieben.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass, wie es in den 11A und 11B gezeigt ist, ein Chip C1 bei in etwa der Mitte der auf dem Wafer W angeordneten Chip-Matrix, Chips C2 und C3 bei in etwa den beiden Endabschnitten einer Reihe, die den Chip C1 enthält, und Chips C4 und C5 bei in etwa den beiden Bildabschnitten der Spalte, die den Chip C1 enthält, betrachtet werden. Die Chips C2 und C3 sind bei Positionen mit einem gleichen Abstand von dem Chip C1 angeordnet, beispielsweise mit einem Abstand 1/2L1. Die Chips C4 und C5 sind bei Positionen mit einem gleichen Abstand von dem Chip C1 angeordnet, beispielsweise mit einem Abstand von 1/2L2.
  • Wie es in der 12 gezeigt ist, kann die X-Koordinate eines dazwischenliegenden Chips von einer durch eine tatsächliche Messung der X-Koordinaten der Chips C2 und C3 erzielten Interpolationslinie IP1 berechnet werden. Wenn in diesem Fall die X-Koordinate des dazwischenliegenden Chips in Übereinstimmung mit einer proportionalen Verteilung berechnet wird, tritt in beispielsweise dem Chips C1 in der X-Richtung einer Linie AL, die auf der tatsächlichen Bewegung des XYZ-Stativs 4 basiert, ein maximaler positioneller Fehler Δx1 auf. Den Chip C1 zwischen den Chips C2 und C3 bemerkend, kann derweilen die X-Koordinate eines dazwischenliegenden Chips von einer durch eine tatsächliche Messung der X-Koordinaten der Chips C2 und C1 erzielten Interpolationslinie IP2 berechnet werden. Wenn in diesem Fall die X-Koordinate des Chips in Übereinstimmung mit einer proportionalen Verteilung berechnet wird, tritt in beispielsweise dem siebten Chip ein maximaler positioneller Fehler Δx2 auf. Jedoch ist allgemein bekannt, dass Δx2 < Δx1 gilt. Wenn in ähnlicher Weise die X-Koordinate eines dazwischenliegenden Chips von einer durch eine tatsächliche Messung der X-Koordinaten der Chips C2 und C1 erzielten Interpolationslinie IP3 berechnet wird, ist der maximale Fehler kleiner als Δx1.
  • Im Einzelnen kann die Position eines Chips, der nicht tatsächlich vermessen ist, in Übereinstimmung mit einer proportionalen Verteilung durch eine tatsächliche Messung von drei Chips genauer erzielt werden. Dieses trifft auf die Chips C1, C4 und C5 in der Y-Achsenrichtung zu. Auf diese Art und Weise können genaue Korrekturdaten erzielt werden, die notwendig sind, um die Auslegungskarte der Chip-Matrix zu korrigieren, welche vorab in den Speicher 83 eingegeben wurde, und welche die gegenwärtigen Fehler-Charakteristika (Größe, Zuführungsbetrag und dergleichen) von diesem Meßfühlersystem betreffen. Wenn die Chip-Matrix im Wesentlichen in der vertikalen und horizontalen Richtung symmetrisch ist, können die Korrekturdaten erzielt werden, indem nur tatsächlich drei Chips vermessen werden, d. h., genau wie die Chips C1, C2 und C3, ein Chip, der bei dem Schnittpunkt der sich schneidenden Reihe und Spalte angeordnet ist, ein Chip, der in bevorzugter Weise in der Nähe eines Endabschnittes dieser Reihe angeordnet ist, sowie ein Chip, der in bevorzugter Weise in der Nähe eines Endabschnittes von dieser Spalte angeordnet ist. Hinsichtlich eines bei dem Schnittpunkt der sich schneidenden Reihe und Spalte angeordneten Chips können, wenn die Information der Auslegungskarte so verwendet wird, wie sie ist, die Korrekturdaten erzielt werden, indem nur tatsächlich zwei Chips vermessen werden, d. h. ein Chip, der in bevorzugter Weise in der Nähe eines Endabschnitts von dieser Reihe angeordnet ist, und ein Chip, der in bevorzugter Weise in der Nähe eines Endabschnitts von dieser Spalte angeordnet ist.
  • Hinsichtlich der Prozedur der tatsächlichen Messung wird zunächst die Position eines Elektrodenleitungsweges, der dem Referenz-Meßfühler 50 des Chips C1 bei der Mitte des Wafers entspricht, tatsächlich gemessen. In dieser tatsächlichen Messung wird die Verstärkung der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 so geschaltet, um Mikro- und Makro-Bildaufnahmeoperationen durchzuführen, wodurch eine Bilderkennung durchgeführt wird. Nachfolgend werden die Positionen von beispielsweise den Chips C2 und C4 tatsächlich gemessen, und es werden Daten eines Bereichs 1/4 des Wafers W, der von den Chips C1, C2 und C4 umgeben wird, erzielt. Wenn die Korrekturdaten der Karte, die die gegenwärtigen Fehler-Charakteristika von diesem Meßfühlersystem betreffen, auf diese Art und Weise für jeden 1/4-Bereich erzielt werden, kann eine hochpräzise Ausrichtung der Meßfühler und der Elektrodenleitungswege durchgeführt werden.
  • Wenn zusätzlich Korrekturdaten mit dem zuvor genannten Verfahren für einen kleineren Wafer-Prüfbereich, beispielsweise einen quadratischen Abschnitt mit Seiten, wobei jede eine Länge von 1/4L aufweist, und von einem Chip C6, dem Chip C1 und einem Chip C7 umgeben, erzielt werden, kann eine Ausrichtung mit einer höheren Präzision durchgeführt werden.
  • In dem in der 1 gezeigten Meßfühlersystem wird im weiteren Detail unter Bezugnahme auf die 13 ein Verfahren zum Durchführen einer Prüfung, indem Bilder einer Vielzahl von speziellen Abschnitten des Wafers aufgenommen werden, beschrieben. Dieses Verfahren wird basierend auf der Voraussetzung, dass die jeweiligen Verfahrensschritte in der zuvor beschriebenen Reihenfolge (3) des Verfahrensschritts S20, des Verfahrensschritts S30, des Verfahrensschritts S10 und des Verfahrensschritts S40 ausgeführt werden, beschrieben.
  • Zunächst wird der Wafer W von der Wafer-Kassette 75 mit dem Beförderungsarm 76 herausgezogen und zu dem Tisch 41 befördert. Die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 ist unterhalb der Meßfühler 50 angeordnet, und das Target 63 wird, wie es in der 7B gezeigt ist, projiziert. Das XYZ-Stativ 4 wird derart bewegt, dass der Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 mit dem Metallfilm 64 des Targets 63 übereinstimmt, und dass die Mitte, d. h. der Referenzpunkt des Metallfilms 64, und die optische Achse der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 miteinander übereinstimmen.
  • Indem die erste Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 unter einer Stopp-Position der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 angeordnet wird, und indem das XYZ-Stativ 4 in der X-, Y- und Z-Richtung bewegt wird, während die in dem Bildspeicher vorab gespeicherten Bilddaten mit den von der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 erzielten Bilddaten verglichen werden, wird eine Positionssteuerung des XYZ-Stativs 4 durchgeführt. Da der Brennpunkt und die optische Achse der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 mit dem Referenzpunkt des Targets 63 übereinstimmen, stimmen die Brennpunkte und die optischen Achsen der beiden Bild-Aufnahmeeinrichtungen 6 und 7 miteinander überein. Der Koordinatenpunkt des XYZ-Koordinatensystems des XYZ-Stativs 4, d. h. des dreidimensionalen Koordinatensystems, ist zu diesem Zeitpunkt als Referenz-Koordinatenpunkt (X0, Y0, Z0) in dem Speicher 83 gespeichert (13, Verfahrensschritt S20).
  • Nachfolgend wird das Target 63, wie es in der 7C gezeigt ist, von oberhalb der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 zurückgezogen, der Tisch 41 unter der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 angeordnet, und es werden beispielsweise Bilder der fünf Punkte auf dem Wafer W aufgenommen. Wie es in der 14 gezeigt ist, sind die fünf Punkte die speziellen Abschnitte, die bei den IC-Chips auf dem Wafer W dem zentralen bzw. in der Mitte liegenden Chip C1, den Chips C2 und C3 in der Nähe der beiden Endabschnitte der Chip-Reihe, auf welcher der Chip C1 angeordnet ist, und den Chips C4 und C5 in der Nähe der beiden Endabschnitte der Chip-Spalte, in welcher der Chip C1 angeordnet ist, wie obig beschrieben, entsprechen. Die positionelle Beziehung zwischen den jeweiligen speziellen Abschnitten, die den jeweiligen Chips entsprechen, ist identisch mit der bei den entsprechenden Chips.
  • Um Bilder von diesen Punkten P1 bis P5 aufzunehmen, und um ihre Positionsdaten zu erzielen, kann als spezieller Abschnitt innerhalb des Chips ein Kennzeichen ausgebildet werden. Anstatt des Ausbildens eines Kennzeichens kann das Muster einer Linie, die sich zwischen den IC-Chips erstreckt, d. h. das Muster des Spaltes SCL, erkannt werden. Wenn alternativ hierzu die Positionsdaten des Mittelpunkts P1 erzielt werden müssen, kann ein Punkt, wo sich die Linien schneiden, erkannt werden, und wenn die Positionsdaten der Punkte P2 bis P5 bei den Endabschnitten erzielt werden müssen, können Abschnitte, wo die Linien getrennt sind, erkannt werden.
  • Hinsichtlich der Erkennung der Punkte P1 bis P5 wird beispielsweise der Tisch 41 von dem Bediener bewegt, und zwar während er die CRT-Bildschirmansicht beobachtet, so dass der Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 nacheinander mit den Punkten P1 bis P5 übereinstimmt, und die erzielten Bilder werden in dem Bildspeicher gespeichert. Gleichzeitig wird das Bewegungsmuster des Tisches 41 in dem Bildspeicher gespeichert, wodurch eine Unterrichtung durchgeführt wird. Wenn der Wafer zu vermessen ist, wird die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 in den Modus der geringen Verstärkung gesetzt, und der Tisch 41 wird in Übereinstimmung mit dem zuvor gelehrten Bewegungsmuster bewegt, um nahe den entsprechenden Punkten zu sein. Wie es in der 9A gezeigt ist, wird eine Bildaufnahmeoperation in dem weiten Bereich auf dem Wafer durchgeführt, und basierend auf dem erzielte Bild und basierend auf dem zuvor gelehrten Bild wird eine grobe Ausrichtung durchgeführt. Anschließend wird eine Bildaufnahmeoperation in einem engen Bereich in dem Modus der hohen Verstärkung durchgeführt, wie es in der 9B gezeigt ist, und es wird eine Fein-Ausrichtung durchgeführt.
  • Die zuvor angegebene Beschreibung berücksichtigt nicht eine Ausrichtung des Tisches 41 in der θ-Richtung (Umfangsrichtung). Wenn jedoch ein Fehler zwischen der Richtung, entlang welcher die Meßfühler ausgerichtet sind, und einer Richtung, entlang welcher die IC-Chips ausgerichtet sind, betrachtet wird, kann der Fehler des Tisches 41 in der θ-Richtung von den beiden Punkten der fünf Punkte erzielt werden, und der Tisch 41 kann in der θ-Richtung bewegt werden (13, Verfahrensschritt S25). Es sei darauf hingewiesen, dass der positionelle Fehler in der θ-Richtung sehr klein ist, da eine Vorab-Ausrichtung (eine Ausrichtung der flachen Orientierung) ausgeführt worden ist, bevor der Wafer W auf den Tisch 41 gesetzt wurde. Nachdem die Ausrichtung in der θ-Richtung durchgeführt wurde, werden Bilder der fünf Punkte P1 bis P5 aufgenommen, und die fünf Wafer-Koordinatenpunkte (Xw1, Yw1, Zw1), (Xw2, Yw2, Zw2), (Xw3, Yw3, Zw3), (Xw4, Yw4, Zw4) und (Xw5, Yw5, Zw5) der entsprechenden Punkte innerhalb des XYZ-Koordinatensystems des XYZ-Stativs 4 (Tabelle 41) werden in dem Speicher 83 gespeichert (13, Verfahrensschritt S30). Zum Zwecke der Beschreibung werden die entsprechenden Koordinatenpunkte durch einen Wafer-Koordinatenpunkt (Xw, Yw, Zw) dargestellt. Dieses Verfahren wird auf die gleiche Art und Weise zum Ausrichten der zuvor beschriebenen beiden Bild-Aufnahmeeinrichtungen 6 und 7 durchgeführt.
  • Die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 wird von den Meßfühlern 50 zurückgezogen, wie es in der 7A gezeigt ist, und das XYZ-Stativ 4 wird in die X-, Y- und Z-Richtung bewegt, so dass der Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 bei einem festgelegten Meßfühler 50 angeordnet ist. Die zu diesem Zeitpunkt erzielte Position des XYZ-Stativs 4 wird als Meßfühler-Koordinatenpunkt (Xp, Yp, Zp) in dem Speicher 83 gespeichert (13, Verfahrensschritt S10). In diesem Fall werden Bilder der Meßfühler 50 mit der an die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 angrenzenden Kamera 61 auf die zuvor beschriebene gleiche Art und Weise aufgenommen. Diese Operation entspricht dem zuvor beschriebenen Meßfühlerbildaufnahme-Verfahrensschritt S10.
  • Wenn die zuvor genannten Operationen durchgeführt werden, werden Bilder des Wafers W und der Meßfühler 50 durch eine gemeinsame Bild-Aufnahmeeinrichtung in einem Zuge aufgenommen, wenn die Brennpunkte der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 und 7 ausgerichtet sind. Wenn nur die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 verwendet wird, ist in unerwünschter Weise ein Fehler beim Einstellen der relativen Positionen der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 und der Meßfühler 50 enthalten. In dieser Ausführungsform können jedoch die relativen Positionen der fünf Punkte P1 bis P5 auf dem Wafer W und die Meßfühler 50 präzise erzielt werden.
  • 15 zeigt das Konzept der fünf Punkte P1 bis P5 auf dem Wafer, des Referenz-Koordinatenpunktes (X0, Y0), wo die optischen Achsen der Bild-Aufnahmeeinrichtungen 6 und 7 miteinander übereinstimmen, der Koordinatenpunkte (Xw, Yw) des entsprechenden Referenz-Elektrodenleitungsweges in beispielsweise fünf Chips sowie des Koordinatenpunktes (Xp, Yp) des Referenz-Meßfühlers 50 in dem von dem Steuer- und Verarbeitungsabschnitt 81 bis 84 verwalteten bzw. gesteuerten XY-Koordinatensystem. In der 15 zeigt ein kreisförmiges Kennzeichen bzw. eine kreisförmige Markierung bei dem Mitten-Abschnitt des Wafers die Bildaufnahmeposition des Mittelpunktes des Wafers an, wenn sich die Kugelgewindespindel und dergleichen in einer idealen Kondition befinden. Die Punkte P1 bis P5 können derart festgesetzt werden, dass sie genau mit den Positionen der entsprechenden Meßfühler übereinstimmen, und zwar indem ihre Positionen relativ zu den Meßfühlern 50 erzielt werden. Wenn ein akkumulierter Fehler existiert, der einen Fehler in der Orthogonalität und Linearität der Kugelgewindespindel und Leitungsschienen in der X-, Y- und Z-Richtung zum Bewegen des Tisches 41, einen Fehler infolge der durch eine Änderung in der Umgebungstemperatur hervorgerufenen Expansion und Kontraktion und dergleichen aufweist, wird der Koordinatenpunkt von beispielsweise dem Punkt P1 in dem Speicher 53 in nicht notwendiger Weise bei der Mitte zwischen den Koordinatenpunkten P2 und P3 angeordnet, und die Punkte P1, P2 und P3 sind in nicht notwendiger Weise auf einer geraden Linie ausgerichtet. Das heißt, der akkumulierte Fehler wird reflektiert, so dass er in den Koordinatenpunkten P1 bis P5 in dem Speicher 83 erscheint. Die 15 zeigt diesen Zustand.
  • Von daher werden gemäß der vorliegenden Erfindung die Positionen der entsprechenden Punkte in dem rechtwinkligen Koordinatensystem hinsichtlich des Wafers, d. h. hinsichtlich der Spalten und Reihen der IC-Chip-Matrix, in dem XY-Koordinatensystem des Steuer- und Verarbeitungs-Abschnitts, der durch die Puls-Zählung der Encoder der entsprechenden Motoren in der X-, Y- und Z-Richtung basierend auf der Positionsinformation der Punkte P1 bis P5 verwaltet bzw. gesteuert wird, entwickelt (dies ist infolge des Vorhandenseins des akkumulierten Fehlers verzerrt). In der 15 wird ein Koordinatenraum, der von den Punkten P1, P2 und P4 auf dem Wafer umgeben wird, in dem XY-Koordinatensystem des Steuer- und Verarbeitungsabschnitts basierend auf der Positionsinformation der Punkte P1, P2 und P4 entwickelt. Im Einzelnen werden die entsprechenden Punkte eines Bereichs, der von den Punkten P1, P2 und P4 auf dem Wafer umgeben wird, auf dem XY-Koordinatensystem des Steuer- und Verarbeitungsabschnitts bestimmt. Beispielsweise wird als ein Schema hiervon eine gerade Linie P1–P2 durch gerade Linien, die parallel zu einer geraden Linie P1–P4 verlaufen, bei einer Vielzahl von Punkten eingeteilt, d. h. bei Abschnitten, die hinsichtlich der Anzahl den IC-Chips entsprechen, und die gerade Linie P1–P4 wird durch gerade Linien, die parallel zu der geraden Linie P1–P2 verlaufen, bei einer Vielzahl von Punkten eingeteilt, d. h. bei Abschnitten, die hinsichtlich der Anzahl den IC-Chips entsprechen. Die Koordinatenpunkte der speziellen Ecken der entsprechenden IC-Chips in dem Koordinatensystem werden erzielt, und die Positionen der Elektrodenleitungswege der entsprechenden Chips werden von diesen Koordinatenpunkten erzielt. Dieses ist lediglich ein Beispiel, und eine Koordinaten-Übersetzung der Positionen der Elektrodenleitungswege kann in Übereinstimmung mit anderen Verfahren durchgeführt werden. Hinsichtlich der anderen drei Bereiche, die von den Punkten P1, P3 und P4, den Punkten P1, P3 und P5 sowie den Punkten P1, P2 und P5 umgeben werden, können die Koordinatenpunkten der Elektrodenleitungswege in dem Koordinatensystem des Steuer- und Verarbeitungsabschnitts auf die gleiche Art und Weise erzielt werden.
  • Um die Anordnung der Chips auf den Wafer auf dem Koordinatensystem des Steuer- und Verarbeitungsabschnitts zu entwickeln, kann dies in der vorliegenden Erfindung basierend auf den anderen vier Punkten, die den Mittelpunkt P1 des Wafers ausschließen, durchgeführt werden. Alternativ hierzu kann der Wafer anstelle des zuvor beschriebenen Einteilens des Wafers in vier Bereiche, in eine hohe Anzahl von Abschnitten in der vertikalen und horizontalen Richtung eingeteilt werden, und die Positionen der entsprechenden Gitterpunkte kann bestimmt werden. Wie es in der 16 gezeigt ist, können darüber hinaus die Koordinatenpunkte der Positionen Pa und Pb (d. h. zwei Punkte) bei den beiden Enden einer geraden Linie, die um 45° hinsichtlich der Richtung des IC-Chips der Chip-Reihe geneigt ist, erzielt werden, und es kann eine zuvor beschriebenen Koordinatenentwicklung basierend auf den erzielten Koordinatenpunkten erzielt werden, obwohl die Präzision geringer als in dem zuvor genannten Beispiel sein wird.
  • Wenn die Koordinatenpunkte der speziellen Abschnitte der entsprechenden Chips, beispielsweise die Referenz-Elektrodenleitungswege, auf diese Art und Weise erzielt werden, werden die entsprechenden Daten in dem in der 5 gezeigten Speicher 83 gespeichert. Ein Bewegungsbetrag, der zur Bewegung des XYZ-Stativs 4 von dem Referenz-Koordinatenpunkt zu einer Position notwendig ist, wo der Referenz-Elektrodenleitungsweg und der Referenz-Meßfühler in Kontakt miteinander gebracht sind, notwendig ist, wird durch die zentrale Verarbeitungseinheit 82 berechnet und in dem Speicher 83 gespeichert (13, Verfahrensschritt S38). Unter der Annahme, dass die Bewegungsbeträge in der X-, Y- und Z-Richtung jeweils x, y und z betragen, werden diese Bewegungsbeträge als x = Xw + Xp – X0, y = Yw + Yp – Y0 und z = Zw + Zp – Z0 ausgedrückt. Die 17 zeigt das Konzept von dieser Berechnung. Der Abstand zwischen dem Meßfühler und dem Wafer in der Z-Richtung ist die Summe des nach oben gerichteten Bewegungsbetrages der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6, wenn sie die Meßfühlerbilder aufnimmt, und des nach unten gerichteten Bewegungsbetrages der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7, wenn sie das Waferbild aufnimmt, und zwar von der Position des Targets, die erzielt wird, wenn die Brennpunkte der Bild-Aufnahmeeinrichtungen 6 und 7 ausgerichtet sind.
  • Danach werden die entsprechenden Motoren basierend auf den Bewegungsbetragsdaten in dem Speicher 83 in der X-, Y- und Z-Richtung von der Motor-Steuereinheit 84 angesteuert, wodurch der Tisch 41 bewegt wird. Die Elektrodenleitungswege auf dem Wafer W werden von daher der Reihe nach in Kontakt mit den Meßfühlern 50 gebracht, wodurch ein elektrisches Prüfen durch das Prüfgerät 55 durchgeführt wird (13, Verfahrensschritt S40).
  • Da der Brennpunkt der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 zum Aufnehmen der Meßfühlerbilder und der Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 zum Aufnehmen des Waferbildes ausgerichtet sind, und da von daher die Bilder von den Messproben und dem Wafer von einer gemeinsamen Bild-Aufnahmeeinrichtung in einem Zuge aufgenommen werden, können, wie es zuvor beschrieben ist, die genauen relativen Positionen der Punkte und der Meßfühler auf dem Wafer bestimmt werden. Die Koordinatenpunkte der zumindest zwei Punkte auf dem Wafer, beispielsweise der Mitten-Chips des Wafers und vier Chips neben dem Umfangsbereich des Wafers, werden in dem Koordinatensystem des Steuer- und Verarbeitungsabschnittes erzielt. Da die Positionen auf dem Wafer als Koordinatenpunkte in dem Koordinatensystem des Steuer- und Verarbeitungsabschnittes entwickelt werden, kann auf diese Art und Weise eine Ausrichtung der Elektrodenleitungswege und der Meßfühler genau durchgeführt werden, und zwar selbst wenn ein Akkumulationsfehler auftritt, der eine Ausdehnung und Kontraktion der Kugelgewindespindel, die Bearbeitungspräzision der Führungen und dergleichen in dem Antriebssystem des XYZ-Stativs 4 enthält. Als ein Ergebnis hiervon kann eine elektrische Prüfung mit hoher Präzision durchgeführt werden.
  • Es sei angenommen, dass sich die Kugelgewindespindel in die X-Richtung ausdehnt. Wenn sich, wie es in der 18 gezeigt ist, die Kugelgewindespindel nicht ausgedehnt hat, wird die Beziehung zwischen der Puls-Zählung des Encoders und dem Bewegungsabstand durch eine gerade Linie R1 ausgedrückt. Wenn sich jedoch die Kugelgewindespindel ausdehnt, nimmt, selbst wenn der Drehwinkel des Encoders gleich bleibt, der Bewegungsabstand zu, so dass die Beziehung zwischen der Puls-Zählung und dem Bewegungsabstand durch eine gerade Linie R2 ausgedrückt wird. Das heißt, die Pulszählung, die zur Bewegung der Kugelgewindespindel um eine Länge erforderlich ist, die einem Chip entspricht, nimmt von PLn zu PLk ab. Wenn demgemäss eine wie zuvor beschriebene Koordinatenentwicklung durchgeführt wird, kann zu diesem Zeitpunkt eine Korrespondenz zwischen den Positionen der entsprechenden Leitungswege und der Puls-Zählungen der Encoder des Antriebssystems erzielt werden, so dass eine Ausrichtung der Elektrodenleitungswege und der Meßfühler akkurat durchgeführt werden kann.
  • Wenn die Meßfühler und die Elektrodenleitungswege in der Z-Richtung ausgerichtet sind, können sie genau in Kontakt miteinander gebracht werden, und zwar selbst wenn die Kugelgewindespindel in der vertikalen Richtung verschoben ist. In der vorliegenden Erfindung kann eine Ausrichtung in der Z-Richtung ebenso in Übereinstimmung mit anderen Verfahren durchgeführt werden. Die erste Bild-Aufnahmeeinrichtung kann bei dem Wafer-Tisch bereitgestellt werden (in diesem Fall wird die erste Bild-Aufnahmeeinrichtung dem XYZ-Stativ durch den Tisch bereitgestellt).
  • Es wird beschrieben, wie die Markiereinrichtung 9 operiert.
  • Ein IC-Chip, der von dem Prüfgerät 55 als Ergebnis der Prüfung der elektrischen Charakteristika als defekt festgestellt wird, wird durch die Markiereinrichtung 9 gekennzeichnet. Von daher wird das Prüfergebnis in dem Datenspeicher des Prüfgerätes 55 oder in dem Speicher 83 gespeichert. Dieser Markierungs-Verfahrensschritt wird ausgeführt, nachdem ein bestimmter Chip als defekt festgestellt wurde, und bevor der nächste Chip vermessen wird, oder nachdem die Vermessung von allen Chips auf einem Wafer W vollendet ist.
  • Um in der vorliegenden Erfindung eine fehlerhafte Markierung auf einem verschiedenen Chip zu vermeiden, ist die Position des distalen Endes der Düse 91 der Markiereinrichtung 9 vorab als Marker-Koordinatenpunkt in dem Speicher 83 gespeichert. Ein Marker-Bildaufnahme-Verfahrensschritt hierfür wird in bevorzugter Weise kontinuierlich unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem zuvor beschriebenen Meßfühlerbildaufnahme-Verfahrensschritt S10 durchgeführt.
  • Wie es im Einzelnen in der 19A gezeigt ist, wird das XYZ-Stativ 4 derart bewegt, um die erste Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 unter die Düse 91 zu bewegen, jene Position, die vorab grob bekannt ist. Darüber hinaus wird eine Suche durchgeführt, so dass das Sichtfeld der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 das distale Ende der Düse 91 erfasst, und die Position, wo die erste Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 das distale Ende der Düse 91 erfasst, wird von der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 als Bild erkannt. Spezieller ausgedrückt, wird zunächst eine Bildaufnahmeoperation in einem weiten Bereich in dem Modus der geringen Verstärkung durchgeführt, und danach wird eine Bildaufnahmeoperation in einem nahen Bereich in dem Modus der hohen Verstärkung durchgeführt.
  • Die Position des distalen Endes der als Bild erkannten Düse 91 wird in die Mitte der Bildschirmansicht gesetzt, d. h. in den Brennpunkt der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6. Als ein Ergebnis hiervon wird die Position des XYZ-Stativs 4, die erzielt wird, wenn das distale Ende der Düse 91 in der Mitte der Bildschirmansicht erfasst wird, in dem dreidimensionalen Koordinatensystem als Marker-Koordinatenpunkt (Xm, Ym, Zm) des XYZ-Stativs 4 definiert und in dem Speicher 83 gespeichert. Die schematischen Positionsdaten des distalen Endes der Düse 91, die zur automatischen Bewegung des XYZ-Stativs 4 erforderlich sind, sind vorab in dem Speicher 83 gespeichert.
  • Die zentrale Verarbeitungseinheit 82 empfängt Adresseninformation der defekten IC-Chips von dem Prüfgerät 55 und erkennt, welcher Chip auf dem Wafer W defekt ist. Basierend auf dem Referenz-Koordinatenpunkt, dem Koordinatenpunkt des defekten Chips und dem Marker-Koordinatenpunkt des XYZ-Stativs 4 in dem dreidimensionalen Koordinatensystem, und falls notwendig basierend auf dem gegenwärtigen Punkt des XYZ-Stativs 4, wird der Bewegungsbetrag des XYZ-Stativs 4 berechnet. Anschließend wird das XYZ-Stativ 4 derart bewegt, dass der defekte Chip unmittelbar unter die Düse 51 der Markiereinrichtung 9 kommt, wie es in der 19B gezeigt ist. Dann wird auf dem defekten Chip durch die Düse 91, beispielsweise in Übereinstimmung mit einer Absenkung, Tinte angewandt, wodurch eine Markierung bzw. ein Kennzeichen M ausgebildet wird, wie es in der 20 gezeigt ist.
  • Auf diese Art und Weise können die relativen Positionen der entsprechenden Chips auf dem Wafer W, die Meßfühler 50 sowie das distale Ende der Düse 91 hinsichtlich einander präzise erzielt werden. Demgemäss kann ein defekter Chip automatisch und zuverlässig gekennzeichnet werden. Als ein Ergebnis hiervon muss keine beschwerliche Markierungsoperation durchgeführt werden, die üblicherweise von dem Betreiber durchgeführt wird. Ein nicht-defekter Chip wird nicht in fehlerhafter Weise gekennzeichnet, und demgemäss wird ein defekter Chip nicht in fehlerhafter Weise als ein nicht-defekter Chip zu nachfolgenden Verfahrensschritten gesendet.
  • Wie es zuvor beschrieben ist, sind in dem Meßfühlersystem gemäß der vorliegenden Erfindung die erste Bild-Aufnahmeeinrichtung 6, die an dem Target 63 angrenzt, sowie die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung 7, die bei einer Position über der oberen Oberfläche des Wafers angeordnet ist, durch das Target 63 ausgerichtet, welches mit einer hohen Reproduzierbarkeit in die vorgerückten Position gesetzt werden kann. Der Brennpunkt der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 ist vorhanden, um mit dem Referenzpunkt des Targets 63 übereinzustimmen. Demgemäss können die Brennpunkte der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 und 7 in Koordinatenpunkte des XYZ-Stativs 4 in dem dreidimensionalen Koordinatensystem umgewandelt werden, und zwar ohne dass sie durch die absolute Präzision des XYZ-Stativs 4, durch die thermische Deformation und dergleichen beeinflusst werden.
  • Da die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 unter den Meßfühlerträger 5 bewegt werden kann, kann der Bewegungsmechanismus des XYZ-Stativs 4 außerordentlich verkleinert werden, wodurch eine Verkleinerung des Geräts möglich ist. Da die Verwendungsposition der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 für jeden der Wafer erfasst wird, wird die Ausrichtung der Meßfühler zu dem Wafer nicht durch die Reproduzierbarkeit des Antriebsmechanismus der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 beeinflusst.
  • Der Brennpunkt der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung 6 zum Aufnehmen der Meßfühlerbilder und der Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung 7 zum Aufnehmen des Waferbildes sind ausgerichtet, und die Bilder der Meßfühler 50 und des Wafers W werden mit einer gemeinsamen Bild-Aufnahmeeinrichtung in einem Zug aufgenommen. Von daher können die genauen relativen Positionen der Punkte auf dem Wafer und der Meßfühler erzielt werden. Dann wird der Koordinatenpunkt eines Punktes auf dem Wafer, beispielsweise ein Chip, und in bevorzugter Weise eine Vielzahl von Punkten auf dem Wafer, in dem Koordinatensystem des Steuer- und Verarbeitungsabschnitts erzielt. Da auf diese Art und Weise die Positionen der Punkte auf dem Wafer als Koordinatenpunkte in dem Koordinatensystem des Steuer- und Verarbeitungsabschnitts verarbeitet werden, und zwar selbst wenn in dem Antriebsmechanismus der Tabelle ein akkumulierter Fehler existiert, der beispielsweise die Ausdehnung und Kontraktion der Kugelgewindespindel oder die Betriebspräzision der Führungsschienen enthält, kann eine Ausrichtung der Meßfühler und des Wafers genau durchgeführt werden.
  • Wenn im Einzelnen der Meßfühler-Koordinatenpunkt eines speziellen Abschnitts des Meßfühlerträgers 5 und der Wafer-Koordinatenpunkt eines entsprechenden speziellen Abschnitts von einem Chip auf dem Wafer W relativ zueinander erzielt werden, selbst wenn ein Zufuhrfehler in dem Bewegungsmechanismus des XYZ-Stativs 4 infolge einer Temperaturänderung oder Verzerrung auftritt, kann das XYZ-Stativ 4 mit einem Zufuhrbetrag bewegt werden, der dem Fehler entspricht. Beispielsweise kann sich die Temperatur des Meßfühlersystems ändern, und die Temperatur des Bewegungsmechanismus des XYZ-Stativs 4 kann auf etwa 30°C ansteigen. Wenn ebenso ein Prüfkopf mit hohem Gewicht befestigt ist, kann das gesamte Meßfühlersystem verzerrt werden. Die Befestigungsposition des Meßfühlerträgers 5 kann leicht versetzt werden, oder die relativen Positionen der Meßfühler 50 und des Wafer-Chips können durch die thermische Ausdehnung und Kontraktion versetzt werden.
  • Wenn die Position des distalen Endes der Düse 91 der Markiereinrichtung 9 als Marker-Koordinatenpunkt in dem Speicher 83 vorab gespeichert wird, kann ein defekter Chip automatisch und zuverlässig markiert werden.

Claims (18)

  1. Messfühlersystem zum Prüfen elektrischer Charakteristika einer Vielzahl von in einer Matrix auf einem Substrat angeordneter Chips, wobei das Messfühlersystem folgendes aufweist: eine erste Bild-Aufnahmeeinrichtung (6), die so an einem Stativ (4) angebracht ist, dass ihr Gesichtsfeld nach oben schaut, um Bilder von Meßfühlern (50) eines Messfühlerträgers (5) aufzunehmen; eine zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung (7), die so oberhalb eines Objekttisches (41) angeordnet ist, dass ihr Gesichtsfeld nach unten schaut, um ein Bild eines Wafers aufzunehmen; ein Target (63), das zum Ausrichten von Brennpunkten und optischen Achsen der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung verwendet wird; eine an dem Stativ angebrachte Antriebseinrichtung (62) zum Halten und Bewegen des Targets, wobei das Target zwischen einer vorgerückten und einer zurückgezogenen Position innerhalb und außerhalb des Gesichtsfeldes der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung bewegt wird, und wobei das Target, wenn es in die vorgerückte Position gesetzt ist, einen Bezugspunkt (64) bereitstellt, der mit dem Brennpunkt der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung ausgerichtet ist; und einen Steuer- und Verarbeitungsabschnitt (81 bis 84), der mit dem Objekttisch, mit dem Stativ sowie mit der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung verbunden ist, um so Operationen hiervon zu steuern, und um Signale von dort zu verarbeiten und zu speichern, wobei der Steuer- und Verarbeitungsabschnitt dazu dient, basierend auf einem dreidimensionalen Koordinatensystem, welches über zwischen dem Steuer- und Verarbeitungsabschnitt und den Stativen ausgetauschten Operationssignalen definiert wird, eine Position des Stativs in den Richtungen der dreidimensionalen Achsen zu erkennen.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (62) das Target (63) zwischen der vorgerückten und der zurückgezogenen Position linearreziprok bewegt.
  3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bezugspunkt (64) des Targets (63) aus einem Metallfilm gebildet ist, der über die erste und die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung (6, 7) als Bild erkannt werden kann.
  4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung (7) in der horizontalen Richtung bewegbar ist, um sich derart zu einem Abschnitt unter den Messfühlerträger (5) zu bewegen.
  5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine Markiereinrichtung (9) aufweist, um einen Marker auf einem defekten Chip zu bilden, wobei die Markiereinrichtung bei einer Position angeordnet ist, die bei einer Bewegung des Stativs (4) in das Gesichtsfeld der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung (6) fällt.
  6. Prüfverfahren zum Prüfen elektrischer Charakteristika einer Vielzahl von in einer Matrix auf einem Substrat angeordneter Chips, wobei das Verfahren folgendes aufweist: einen Messfühler-Bildaufnahme-Verfahrensschritt (S10), um einen bestimmen Abschnitt von Messfühlern (50) eines Messfühlerträgers (5) innerhalb des Gesichtsfeldes einer ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung (6) zu erfassen, sowie um den bestimmten Abschnitt so einzustellen, dass er mit dem Brennpunkt der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung übereinstimmt, und um in einem Steuer- und Verarbeitungsabschnitt (81 bis 84) eine in diesem Zeitpunkt erzielte Position eines Stativs (4) als Messfühler-Koordinatenpunkt des bestimmten Messfühler-Abschnitts in einem dreidimensionalen Koordinatensystem zu speichern; einen Ausrichtungs-Verfahrensschritt (S20), um eine an dem Stativ angeordnete und ein Target (63) tragende Antriebseinrichtung (62) zu betätigen, um das Target zu einer vorgerückten Position zu bewegen, die für das Target voreingestellt ist, um einen mit dem Brennpunkt der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung ausgerichteten Bezugspunkt (64) bereitzustellen, um zu bewirken, dass durch den Bezugspunkt die Brennpunkte und die optischen Achsen der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung (6, 7) miteinander übereinstimmen, und um in dem Steuer- und Verarbeitungsabschnitt (81 bis 84) eine in diesem Zeitpunkt erzielte Position des Stativs (4) als Bezugs-Koordinatenpunkt der Brennpunkte der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung in dem dreidimensionalen Koordinatensystem zu speichern, wobei die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung in dem Ausrichtungs- Verfahrensschritt bei einer Betriebsposition angeordnet ist; einen Wafer-Bildaufnahme-Verfahrensschritt (S30), um einen ersten speziellen Abschnitt eines auf einem an dem Stativ gehaltenen Objekttisch (41) angeordneten Wafers innerhalb des Gesichtsfeldes der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung (7) zu erfassen, und um den ersten speziellen Abschnitt so einzustellen, dass er mit dem Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung übereinstimmt, und um in dem Steuer- und Verarbeitungsabschnitt (81 bis 84) eine in diesem Zeitpunkt erzielte Position des Stativs (4) als ersten Koordinatenpunkt des ersten speziellen Wafer-Abschnitts in dem dreidimensionalen Koordinatensystem zu speichern, wobei die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung in dem Wafer-Bildaufnahme-Verfahrensschritt bei der Betriebsposition angeordnet ist; und einen Prüf-Verfahrensschritt (S40), um mit dem Steuer- und Verarbeitungsabschnitt (81 bis 84) von dem Messfühler-Koordinatenpunkt, dem Bezugs-Koordinatenpunkt sowie dem ersten Koordinatenpunkt einen erforderlichen Bewegungsbedarf des Stativs (4) zu berechnen, der die Chips mit den Messfühlern in Kontakt bringt, indem basierend auf dem berechneten Bewegungsbedarf das Stativ betätigt wird, wodurch elektrische Charakteristika der Chips geprüft werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsposition der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung (7) unter dem Messfühlerträger (5) angeordnet ist, und dass die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung in der horizontalen Richtung derart bewegbar ist, um sie zu und von der Betriebsposition zu bewegen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst der Messfühler-Bildaufnahme-Verfahrensschritt (S10) ausgeführt wird, die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung (7) zu der Betriebsposition befördert wird, der Ausrichtungs-Verfahrensschritt (S20) und der Wafer-Bildaufnahme-Verfahrensschritt (S30) in dieser Reihenfolge ausgeführt werden, die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung von der Betriebsposition zurückgezogen und danach der Prüf-Verfahrensschritt (S40) ausgeführt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst der Messfühler-Bildaufnahme-Verfahrensschritt (S10) ausgeführt wird, die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung (7) zu der Betriebsposition befördert wird, der Wafer-Bildaufnahme-Verfahrensschritt (S30) und der Ausrichtungs-Verfahrensschritt (S20) in dieser Reihenfolge ausgeführt werden, die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung von der Betriebsposition zurückgezogen und danach der Prüf-Verfahrensschritt (S40) ausgeführt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung (7) zu der Betriebsposition befördert wird, der Ausrichtungs-Verfahrensschritt (S20) und der Wafer-Bildaufnahme-Verfahrensschritt (S30) in dieser Reihenfolge ausgeführt werden, die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung von der Betriebsposition zurückgezogen wird, der Messfühler-Bildaufnahme-Verfahrensschritt (S10) und danach der Prüf-Verfahrensschritt (S40) ausgeführt werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung (7) zu der Betriebsposition befördert wird, der Wafer-Bildaufnahme-Verfahrensschritt (S30) und der Ausrichtungs-Verfahrensschritt (S20) in dieser Reihenfolge ausgeführt werden, die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung von der Betriebsposition zurückgezogen wird, der Messfühler-Bildaufnahme-Verfahrensschritt (S10) und danach der Prüf-Verfahrensschritt (S40) ausgeführt werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner einen Verfahrensschritt des Eingebens einer Designkarte bzw. Anordnungskarte der Matrix der Chips in den Steuer- und Verarbeitungsabschnitt (81 bis 84) aufweist, dass der Wafer-Bildaufnahme-Verfahrensschritt (S30) das Bewegen des Stativs (4) durch den Steuer- und Verarbeitungsabschnitt basierend auf der Design-Karte bzw. Anordnungskarte enthält, wodurch der erste spezielle Wafer-Abschnitt innerhalb des Gesichtsfeldes der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung (7) erfasst wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wafer-Bildaufnahme-Verfahrensschritt (S30) ferner folgende Schritte enthält: Erfassen eines zweiten speziellen Wafer-Abschnittes innerhalb des Gesichtsfeldes der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung (7) sowie Einstellen des zweiten speziellen Abschnittes, um mit dem Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung übereinzustimmen, und Speichern einer in diesem Zeitpunkt erzielten Position des Stativs (4) als zweiten Koordinatenpunkt des zweiten speziellen Wafer-Abschnittes in dem dreidimensionalen Koordinatensystem in dem Steuer-Verarbeitungsabschnitt (81 bis 84), wobei der erste und zweite spezielle Abschnitt solche Abschnitte enthalten, die nicht bei der Mitte der Matrix der Chips angeordnet sind, und die identische positionelle Beziehungen zu ersten und zweiten Chips aufweisen, welche nicht zu der gleichen Spalte oder Reihe der Matrix gehören, und wobei das Verfahren ferner einen Verfahrensschritt zum Berechnen mittels des Steuer- und Verarbeitungsabschnittes (81 bis 84) von Koordinatenpunkten eines Chips, der zwischen einem bei einem Schnittpunkt der Reihe und Spalte der ersten und zweiten Chips angeordneten dritten Chip und dem ersten Chip angeordnet ist, sowie zum Berechnen von Koordinatenpunkten eines zwischen dem dritten und zweiten Chip angeordneten Chips in dem dreidimensionalen Koordinatensystem, und zwar basierend auf den ersten und zweiten Koordinatenpunkten in Übereinstimmung mit proportionalen Verteilungen.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wafer-Bildaufnahme-Verfahrensschritt (S30) ferner folgendes aufweist: Erfassen eines dritten speziellen Wafer-Abschnittes innerhalb des Gesichtsfeldes der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung (7) sowie Einstellen des dritten speziellen Abschnittes, um mit dem Brennpunkt der zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung übereinzustimmen, und Speichern einer in diesem Zeitpunkt erzielten Position des Stativs (4) als dritten Koordinatenpunkt des dritten speziellen Wafer-Abschnittes in dem dreidimensionalen Koordinatensystem in dem Steuer- und Verarbeitungsabschnitt (81 bis 84), wobei der dritte spezielle Abschnitt und der dritte Chip untereinander eine positionelle Beziehung aufweisen, die identisch mit der positionelle Beziehung zwischen dem ersten speziellen Abschnitt und dem ersten Chip und mit der positionelle Beziehung zwischen dem zweiten speziellen Abschnitt und dem zweiten Chip ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass den ersten, zweiten und dritten speziellen Abschnitten jeweils Referenz-Elektrodenleitungswegen der ersten, zweiten und dritten Chips entsprechen.
  16. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das System ferner eine Markiereinrichtung (9) zum Ausbilden eines Markers auf einem defekten Chip aufweist, wobei die Markiereinrichtung bei einer Position angeordnet ist, die bei Bewegung des Stativs (4) in das Gesichtsfeld der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung (6) fällt, und wobei das Verfahren ferner folgendes aufweist: einen Marker-Bildaufnahme-Verfahrensschritt zum Erfassen eines speziellen Abschnittes der Markiereinrichtung (9) innerhalb des Gesichtsfeldes der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung (6) sowie zum Festlegen des speziellen Abschnittes, um mit dem Brennpunkt der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung übereinzustimmen, und zum Speichern einer in diesem Zeitpunkt erzielten Position des Stativs (4) als Marker-Koordinatenpunkt des speziellen Marker-Abschnittes in dem dreidimensionalen Koordinatensystem in dem Steuer- und Verarbeitungsabschnitt (81 bis 84); und einen Markierungs-Verfahrensschritt, um mittels des Steuer- und Verarbeitungsabschnitts von dem Marker-Koordinatenpunkt, dem Bezug-Koordinatenpunkt und dem Koordinatenpunkt eines defekten Chips in dem dreidimensionalen Koordinatensystem einen notwendigen Bewegungsbedarf des Stativs (4) zu berechnen, der durch Betätigen des Stativs basierend auf dem berechneten Bewegungsbedarf den defekten Chips hinsichtlich des Markers (9) ausrichtet, und um den Marker auf dem defekten Chip auszubilden, wobei der Marker-Bildaufnahme-Verfahrensschritt kontinuierlich vor und nach dem Messfühler-Bildaufnahme-Verfahrensschritt (S10) ausgeführt wird, und wobei der Markierungs-Verfahrensschritt nach dem Prüf-Verfahrensschritt ausgeführt wird.
  17. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das System folgendes aufweist: den Messfühlerträger (5), auf welchem eine Vielzahl von Messfühlern (50) angeordnet sind, um in Kontakt mit den Chips gebracht zu werden; eine Prüfeinrichtung (55) zum Austauschen eines elektrischen Signals mit den Chips durch die Messfühler; das Stativ (4), welches ausgelegt ist, um auf der gegenüberliegenden Seite des Messfühlerträgers zu liegen, und um in Richtungen der dreidimensionalen Achsen bewegbar zu sein; und den Objekttisch (41), der an dem Stativ getragen wird, um innerhalb einer horizontalen Ebene drehbar und ausgelegt zu sein, dass der Wafer hierauf abgesetzt wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einem Messfühlersystem ausgeführt wird, wobei das Messfühlersystem folgendes aufweist: den Messfühlerträger (5), auf welchem eine Vielzahl von Messfühler (50) angeordnet sind, um in Kontakt mit den Chips gebracht zu werden; eine Prüfeinrichtung (55), um durch die Messfühler ein elektrisches Signal mit den Chips auszutauschen; das Stativ (4), das derart ausgelegt ist, um auf der gegenüberliegenden Seite des Messfühlerträgers zu liegen, und das bewegbar in den Richtungen der dreidimensionalen Achsen ist; und den Objekttisch (41), der an dem Stativ getragen wird, um innerhalb einer horizontalen Ebene drehbar und ausgelegt zu sein, dass der Wafer hierauf abgesetzt wird, die erste Bild-Aufnahmeeinrichtung (6), die so an dem Stativ befestigt ist, dass ihr Gesichtsfeld nach oben schaut, um Bilder der Messfühler aufzunehmen; die zweite Bild-Aufnahmeeinrichtung (7), die so oberhalb des Objekttisches angeordnet ist, dass ihr Gesichtsfeld nach unten schaut, um Bilder des Wafers aufzunehmen; das Target (63), welches zum Ausrichten von Brennpunkten und optischen Achsen der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung verwendet wird; die Antriebseinrichtung (62), die an dem Stativ angebracht ist, um das Target zu stützen und zu bewegen, wobei das Target zwischen der vorgerückten Position und einer rückgezogenen Position innerhalb und außerhalb des Gesichtsfeldes der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung bewegt wird, und wobei das Target, wenn es in die vorgerückte Position gesetzt ist, den Bezugspunkt (64) bereitstellt, der mit dem Brennpunkt der ersten Bild-Aufnahmeeinrichtung ausgerichtet ist; und den Steuer- und Verarbeitungsabschnitt (81 bis 84), der mit dem Objekttisch, dem Stativ sowie der ersten und zweiten Bild-Aufnahmeeinrichtung verbunden ist, um derart Operationen hiervon zu steuern, und um Signale hiervon zu verarbeiten und zu speichern, wobei der Steuer- und Verarbeitungsabschnitt dazu dient, eine Position des Stativs in den Richtungen der dreidimensionalen Achsen basierend auf einem dreidimensionalen Koordinatensystem zu erkennen, welches durch Operationssignalen definiert wird, die zwischen dem Steuer- und Verarbeitungsabschnitt und den Stativen ausgetauscht werden.
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