JP2000205823A - 被処理体の識別方法並びに被処理体の位置決め方法及び被処理体の位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の文字読取手段や撮像手段はウエハ表面
の反射光を用いるため、ウエハ表面の所定の識別符号や
特徴部分からの反射光のみならず、表面の凹凸形状に即
して光の乱反射が発生し、この乱反射光がノイズになっ
て識別符号を読み取ったり特徴部分を撮像したりする場
合の障害になっていた。 【解決手段】 本発明の被処理体の位置決め方法は、ウ
エハＷの表面を赤外線カメラ２２を用いて撮像し、ウエ
ハＷ表面の識別符号Ｄと保護膜との熱吸収率の相違に基
づいて識別符号Ｄを読み取ってウエハＷを識別すること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理体の識別方
法並びに被処理体の位置決め方法及び被処理体の位置決
め装置に関し、更に詳しくは、赤外線画像に基づく被処
理体の識別方法並びに被処理体の位置決め方法及び被処
理体の位置決め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程では半導体ウエハ（以
下、単に「ウエハ」と称す。）やガラス基板等の被処理
体に種々の処理を施して半導体装置やＬＣＤ基板を製造
した後、それぞれの電気的検査を行い、良品のみをスク
リーニングしている。被処理体を処理し検査する場合に
は、各被処理体をロット毎に管理する必要がある。ま
た、各被処理体を処理し検査する際には、それぞれの処
理装置内や検査装置内で所定の位置決めを行うようにし
ている。被処理体例えばウエハには各種の処理工程を経
由してＩＣチップが形成されている。ＩＣチップ自体は
各種の配線や電極がアルミニウムや銅等の金属材料によ
って形成され、その保護層はガラス等の絶縁性材料によ
って形成されている。ウエハに形成されるＩＣチップの
種類やＩＣチップ数はユーザーの仕様に即して形成さ
れ、各ウエハはロット毎に管理されている。

【０００３】ウエハ等の被処理体の管理はその表面に付
されたバーコードや文字等の識別符号をバーコードリー
ダやＯＣＲ等の読取手段によって読み取ることで管理さ
れている。一方、被処理体を処理するための位置決めは
その表面に形成された電極パッド等の特徴部分をＣＣＤ
カメラ等の撮像手段による撮像画像に基づいて行われて
いる。これらの読取手段や撮像手段は例えば被処理体の
表面からの反射光に基づいて識別符号を読み取り、特徴
部分を撮像している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
読取手段や撮像手段は被処理体表面の反射光を用いるた
め、被処理体表面の所定の識別符号や特徴部分からの反
射光のみならず、表面の凹凸形状に即して光の乱反射が
発生し、この乱反射光がノイズになって識別符号を読み
取ったり特徴部分を撮像したりする場合の障害になって
いた。ウエハの特徴部分を正確に読み取ったり、撮像す
ることができないとウエハの管理や位置決めを正確に行
うことが難しくなるという課題があった。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、光の乱反射によるノイズの影響を受けるこ
となく被処理体表面の文字を正確に読み取るすることが
できる被処理体の識別方法を提供すると共に、光の乱反
射によるノイズの影響を受けることなく被処理体を所定
の位置に正確に位置決めすることができる被処理体の位
置決め方法及び被処理体の位置決め装置を提供すること
を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、被処理体の
表面形状の影響を受けることなく、被処理体表面の文字
や特徴部分を正確に撮像する手段について種々検討した
結果、例えばウエハの表面はガラス等の非金属からなる
絶縁膜や保護膜部分と、これらの部分以外のアルミニウ
ム等の金属からなる回路配線の電極部分との熱吸収率の
差、即ちこれらの部分から放射される赤外線の波長域の
差に基づいて文字や回路配線の一部等の特徴部分を高精
度に撮像できることを知見した。

【０００７】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
で、請求項１に記載の被処理体の識別方法は、被処理体
の表面を赤外線カメラを用いて撮像し、上記被処理体表
面の識別符号と他の部分との熱吸収率の相違に基づいて
上記識別符号を読み取って上記被処理体を識別すること
を特徴とするものである。

【０００８】また、本発明の請求項２に記載の被処理体
の位置決め方法は、被処理体の表面を赤外線カメラを用
いて撮像し、上記被処理体表面の集積回路の電極と他の
部分との熱吸収率の相違に基づいて上記電極を検出し、
検出された電極に基づいて上記被処理体を所定の位置に
位置決めすることを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明の請求項３に記載の被処理体
の位置決め装置は、被処理体の表面を撮像する赤外線カ
メラと、この赤外線カメラにより撮像された集積回路の
電極に基づいて上記被処理体を移動させて所定に位置に
位置決めする駆動手段とを備えたことを特徴とするもの
である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本実施形態では被処理体の識別方
法並びに被処理体の位置決め方法及び被処理体の位置決
め装置を図１〜図３に示すプローブ装置に適用した場合
について本発明を説明する。

【００１１】本実施形態のプローブ装置は、図１に示す
ように、カセットＣ内に収納されたウエハＷを搬送する
ローダ室１１と、このローダ室１１から搬送されたウエ
ハＷを検査するプローバ室１２と、このプローバ室１２
及びローダ室１１を制御するコントローラ１３と、この
コントローラ１３を操作する操作パネルを兼ねる表示装
置１４とを備えて構成されている。

【００１２】上記ローダ室１１は、ウエハ搬送機構１５
及びサブチャック１６を備え、ウエハ搬送機構１５でウ
エハＷをプローバ室１２へ搬送する間にサブチャック１
６を介してオリエンテーションフラットを基準にしてウ
エハＷのプリアライメントを行うようにしてある。更
に、ローダ室１１には赤外線カメラが設けられ、ローダ
室１１からプローバ室１２へウエハＷを搬送する際に、
後述のように赤外線カメラによりウエハＷ表面を撮像す
るようにしてある。

【００１３】また、上記プローバ室１２は、駆動機構１
８を介してＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動する温度調節可
能なメインチャック１９と、このメインチャック１９上
に載置されたウエハＷを正確にアライメントするアライ
メント機構２０と、アライメント機構２０によりアライ
メントされたウエハＷの電気的検査を行うためのプロー
ブ針２１Ａを有するプローブカード２１とを備えてい
る。

【００１４】上記アライメント機構２０は、例えば上下
の赤外線カメラ２０Ａ（図１では上方の赤外線カメラの
みを図示し、下方の赤外線カメラは図示してないが、下
方の赤外線カメラは例えばメインチャックに付帯してい
る。）と、上方の赤外線カメラ２０Ａが下向きに配設さ
れたアライメントブリッジ２０Ｂと、このアライメント
ブリッジ２０ＢがＹ方向に移動案内する一対のガイドレ
ール２０Ｃと、これらのガイドレール２０Ｃに従って往
復移動させる駆動機構（図示せず）とを備えている。

【００１５】上記プローブカード２１はプローバ室１２
の上面に対して開閉可能なヘッドプレートの中央の開口
部にインサートリングを介して固定されている。そし
て、テストヘッド（図示せず）がプローバ室１２のプロ
ーブカード２１上へ移動し、プローブカード２１とテス
タ（図示せず）間を電気的に中継し、テスタからの所定
の信号をプローブカード２１を介してメインチャック１
９上のウエハＷにおいて授受し、ウエハＷに形成された
複数のチップの電気的検査をテスタによって順次行うよ
うにしている。

【００１６】ところで、上記ウエハＷは表面には図２の
（ａ）に示すように多数のＩＣチップＴが形成され、こ
れらのＩＣチップＴの表面はガラス等の絶縁材料からな
る保護膜ＩＣによって保護されている。また、ＩＣチッ
プＴはロット毎に種類が異なるため、例えば図２の
（ａ）に示すようにウエハＷのオリエンテーションフラ
ットの近傍にウエハＷをロット毎に識別するための文字
等からなる識別符号Ｄが附されている。この識別符号Ｄ
は例えばアルミニウム等の金属によって形成され、ウエ
ハＷの表面に露呈している。アルミニウム等の金属から
なる識別符号Ｄと絶縁材料からなる保護膜はそれぞれ熱
吸収率が異なるため、それぞれの部分の温度が異なり、
それぞれの表面から異なった波長の赤外線が放射され
る。

【００１７】そこで、本実施形態ではローダ室１１では
その内部に設けられた赤外線カメラ２２によって図２の
（ｂ）に示すようにウエハＷの表面を撮像するようにし
てある。赤外線カメラ２２としては従来公知のものが使
用され、この赤外線カメラ２２は赤外線の波長の違いに
基づいて色分した画像を得るようになっている。従っ
て、ローダ室１１内の赤外線カメラ２２でウエハＷを撮
像すると、図２の（ｃ）で示すように識別符号Ｄはその
周辺の保護膜とは違った色彩で表示され、識別符号Ｄを
読み取ることができる。

【００１８】また、上記プローバ室１２ではアライメン
ト機構２０として設けられた赤外線カメラ２０Ａによっ
てウエハＷ表面の特徴のある部分のＩＣチップＴを撮像
し、ウエハＷの位置決めを行うようにしている。この赤
外線カメラ２０Ａで図３の（ａ）で示すウエハＷの表面
を撮像すると、同図の（ｂ）に示すように保護膜から露
呈した電極パッドＰが保護膜とは違った色彩で表示さ
れ、電極パッドＰを検出することができ、ひいてはこの
電極パッドＰの位置に基づいてウエハＷの位置決めを行
うことができる。

【００１９】次に、動作について説明する。まず、ロー
ダ室１１内でウエハ搬送機構１５が駆動してカセットＣ
から一枚のウエハＷを取り出し、ウエハ搬送機構１５を
介してウエハＷを搬送する間にサブチャック１６によっ
てウエハＷのプリアライメントを行う。プリアライメン
トを行う際に、ローダ室１１内の赤外線カメラ２２が作
動してウエハＷの表面を撮像する。この際、ウエハＷ表
面の保護膜や識別符号Ｄから放射される赤外線はウエハ
Ｗ表面からの反射光に何等影響されることがないため、
反射光によるノイズがなく、赤外線カメラ２０Ａによっ
て識別符号Ｄを明瞭に撮像することができ、識別符号Ｄ
を確実に読み取り、ウエハＷを識別することができる。

【００２０】この間にプリアライメントと並行してアラ
イメント機構２０及びメインチャック１９を介してプロ
ーブ針２１Ａのアライメントを行った後、アライメント
ブリッジ２０Ｂがプローブセンタへ移動すると共にメイ
ンチャック１９がＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動し、メインチャ
ック１９のプローバ室１２内での基準位置を求める。

【００２１】その後、ウエハ搬送機構１５を介してロー
ダ１１室からプローバ室１２内のメインチャック１９へ
ウエハＷを引き渡した後、メインチャック１９がＸ、Ｙ
及びθ方向に移動し、赤外線カメラ２０Ａを用いてウエ
ハＷの表面を撮像し、この撮像画像とメインチャック１
９の基準位置に基づいてウエハＷのアライメントを行
う。この際、ウエハＷ表面の保護膜や電極パッドＰから
放射される赤外線はウエハＷ表面からの反射光に何等影
響されることがないため、反射光によるノイズがなく、
赤外線カメラ２０Ａによって電極パッドＰを明瞭に撮像
することができ、ウエハＷを正確にアライメントするこ
とができる。従って、位置決め後の検査ではウエハＷの
電極パッドＰとプローブ針２１Ａが正確に接触し、信頼
性の高い検査を行うことができる。また、ウエハＷを加
熱しあるいは冷却することにより電極パッドＰと保護膜
との温度差を作ることができ、電極パッドＰの画像をよ
り明瞭にすることができる。

【００２２】以上説明したように本実施形態によれば、
ローダ室１１内でウエハＷの表面を赤外線カメラ２２を
用いて撮像し、ウエハＷ表面の識別符号Ｄと他の部分と
の熱吸収率の相違に基づいて識別符号Ｄを読み取ってウ
エハＷを識別するようにしたため、ウエハＷ表面からの
光の乱反射によるノイズの影響を受けることなくウエハ
Ｗ表面の文字等からなる識別符号Ｄを正確に読み取るす
ることができ、ウエハＷを確実に識別することができ
る。

【００２３】また、本実施形態によれば、プローバ室１
２内でアライメント機構２０の赤外線カメラ２０Ａを用
いてウエハＷの表面を撮像し、ウエハＷ表面のＩＣチッ
プＴの電極パッドＰと他の部分との熱吸収率の相違に基
づいて電極パッドＰを検出し、検出された電極パッドＰ
に基づいてウエハＷを位置決めするようにしたため、ウ
エハＷ表面での光の乱反射によるノイズの影響を受ける
ことなくウエハＷの電極パッドＰを正確に検出すること
ができ、電極パッドＰに基づいてウエハＷを所定の位置
に正確に位置決めすることができる。

【００２４】尚、上記実施形態では本発明をプローブ装
置に適用した場合について説明したが、ウエハ等の被処
理体を処理する各種の半導体製造装置に本発明を適用す
ることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の発明によれ
ば、被処理体表面での光の乱反射によるノイズの影響を
受けることなく被処理体表面の文字等の識別符号を正確
に読み取るすることができる被処理体の識別方法を提供
することができる。

【００２６】また、本発明の請求項２及び請求項３に記
載の発明によれば、被処理体表面での光の乱反射による
ノイズの影響を受けることなく被処理体を所定の位置に
正確に位置決めすることができる被処理体の位置決め方
法及び被処理体の位置決め装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたプローブ装置の一部を破断
して示す斜視図である。

【図２】（ａ）はウエハの表面を示す図、（ｂ）は赤外
線カメラでウエハの識別符号を撮像する状態を示す模式
図、（ｃ）は赤外線カメラによる識別符号の撮像画像を
示す図である。

【図３】（ａ）はウエハの表面を示す図、（ｂ）は赤外
線カメラによる電極パッドの撮像画像を示す図である。

【符号の説明】

２０ アライメント機構（位置決め装置） ２０Ａ 赤外線カメラ ２２ 赤外線カメラ Ｗ ウエハ（被処理体） Ｄ 識別符号 Ｔ ＩＣチップ Ｐ 電極パッド（特徴部分）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA14 BB28 BB29 CC19 DD04 DD12 FF04 FF46 GG09 GG23 JJ03 JJ05 JJ19 PP12 QQ31 SS13 TT01 TT02 TT07 UU02 UU04 5F031 CA02 CA05 FA01 FA11 FA12 JA04 JA50 MA33

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理体の表面を赤外線カメラを用いて
   撮像し、上記被処理体表面の識別符号と他の部分との熱
   吸収率の相違に基づいて上記識別符号を読み取って上記
   被処理体を識別することを特徴とする被処理体の識別方
   法。
2. 【請求項２】 被処理体の表面を赤外線カメラを用いて
   撮像し、上記被処理体表面の集積回路の電極と他の部分
   との熱吸収率の相違に基づいて上記電極を検出し、検出
   された電極に基づいて上記被処理体を所定の位置に位置
   決めすることを特徴とする被処理体の位置決め方法。
3. 【請求項３】 被処理体の表面を撮像する赤外線カメラ
   と、この赤外線カメラにより撮像された集積回路の電極
   に基づいて上記被処理体を移動させて所定の位置に位置
   決めする駆動手段とを備えたことを特徴とする被処理体
   の位置決め装置。