JP2004063877A - Wafer-positioning correction method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハ上に形成された多数の半導体デバイスの電気的特性を測定するためのプローブ装置における半導体デバイスの電極パッドとテスタに接続される触針との位置合わせの修正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ウェハの表面には同一の電気素子回路が形成された多数の半導体デバイスが形成されており、この電気素子回路を個々の半導体デバイス(チップ)として切断する前に、各電気素子回路の電気的特性を検査するために、プローブ装置によってその良・不良を判定している。このプローブ装置は、一般にウェハの各半導体デバイスに対応する触針を有し、テスタに接続されたプローブカードと、ウェハの各半導体デバイスとを順次対応させて、半導体デバイスの電極パッドに触針を接触させるようにして、電気的な測定を行うように構成されている。
【0003】
ところで正確な電気的測定を行うためには、プローブカードの触針を半導体デバイスの電極パッドが確実に接触させなければならず、このためウェハを載置したステージを高精度に制御すると共に、測定前に触針に対して電極パッドを正確に位置合わせ(アライメント)することが必要である。そのため、従来のプローブ装置では、プローブカードの触針に半導体デバイスの電極パッドを接触させて電気的な特性検査を行うプロービング領域と、触針をもつプローブカードが着脱自在に固定されるテストヘッドから離れた位置に、CCDカメラを備えた撮像手段(アライメント装置)を配置し、この撮像手段の下方側のウェハの位置合わせを行うアライメント(位置合わせ)領域とが、平面的に一定の距離に配置されている。したがって、ウェハが供給されたステージのチャック部が、まず最初にこのアライメント領域に移動してウェハが位置決めされ、次にこの位置決めされたウェハが、ステージの移動により触針の真下のプロービング領域に運ばれ、電気的な測定が行われる。このためステージを移動させる移動機構等の機械的誤差が上記移動量に含まれるため、不正確な位置決めになるという問題があった。
【0004】
一方、撮像手段(アライメント装置)に使用されるカメラは、高精度な位置決めを行う必要上、分解能が高いモノクロカメラを使用している。しかしながら、このモノクロカメラでは、半導体デバイスの電極パッドが金バンプ、半田バンプ、アルミバンプ等である場合には、電極パッドと触針との接触跡であるパッド上の針跡が見えないという不都合があった。そのため、アライメントを終了したウェハをプロービング領域に移動して、ウェハ上の第1番目の半導体デバイスのプロービングを行った後に、触針が半導体デバイスの電極パッド上の正しい位置に接触しているかどうかを、針跡によって検査しようとしても、モノクロカメラでは針跡が観察できず、触針と電極パッドの接触位置の修正を図ることが難しいという問題があった。また、従来においては、針跡が見えないため、複数回触針と電極パッドとを接触させて、針跡を深くして見えるようにして確認していたため、半導体デバイスにダメージを与え、不良品となる確率が高かった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、半導体デバイスの電極パッド上の触針の針跡を観察することによって、ウェハとプローブカードの触針との位置合わせの修正を図ることができるウェハの位置合わせ修正方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項に記載のウェハの位置合わせ修正方法を提供する。
請求項1に記載のウェハの位置決め修正方法は、半導体デバイスの電極パッド上に付けられたプローブカードの触針の針跡をカラーカメラによって観察し、この針跡が電極パッド上の適正な位置に付けられているかを判断し、その針跡の位置が適正な位置からずれている場合は、その位置ずれを修正するようにしたものである。この方法においては、カラーカメラによって針跡を観察しているので、従来のモノクロカメラでは針跡が見えにくかった金バンプ、半田バンプ、アルミバンプ等よりなる電極パッドにおいてもその針跡を明確に観察することができ、触針と電極パッドとの位置ずれが修正可能となった。また、従来のモノクロカメラでは、針跡が見えにくいために複数回触針と電極パッドを接触させて、針跡を深くして見えるようにしていたため、半導体デバイスにダメージを与えていたが、カラーカメラでは、複数回接触させることなく針跡を観察できるので、半導体デバイスの歩留りを改善することができる。
【0007】
請求項2のウェハの位置決め修正方法は、ウェハを保持したステージをカラーカメラ下に移動し、カラーカメラの画面上のクロスに針跡の中心を合わせて、その位置を登録し、次いで画面上のクロスに電極パッドの中心を合わせて、その位置を登録し、針跡の中心位置と電極パッドの中心位置との位置ずれを修正するようにしたものであり、請求項1の方法を具体的にその手順で示したものであり、その作用効果は、請求項1の方法と同様である。
【0008】
以下、図面に従って本発明の実施の形態のウェハの位置合わせ修正方法について説明する。図1は、本発明のウェハの位置合わせ修正方法を実施するプローブ装置の概念図である。プローブ装置1は、主として、ステージ2、ステージ駆動用モータ3、触針4aが設けられたプローブカード4、テスタ5、アライメント光学装置6、触針4aを撮像するステージ側のCCDカメラ7、カラーカメラ8及び制御部9等から構成されている。
【0009】
ステージ2の上部には、ウェハ10を載置して保持するチャック部2aが設けられている。ステージ2は制御部9によって制御されるステージ駆動用モータ3によって、X,Y,Z方向及びZ軸を中心とするθ回転方向に移動可能に構成され、ステージ2のチャック部2aに保持されるウェハ10を3次元的に移動することができる。
【0010】
ウェハ10の多数の半導体デバイスの表面には、バンプ状の電極パッド10aが形成されており、図1では説明の便宜上1つの電極パッド10aしか示していないが、実際には、一枚のウェハ上に数百、数千という多数の電極パッド10aが形成されている。これらの電極パッド10aは、金バンプ、半田バンプ、アルミバンプ等からなっている。また、プローブカード4には、ウェハ10の各半導体デバイスの電極パッド10aに対応する触針4aが設けられてる。従って、テスタ5に接続されているプローブカード4の触針4aをウェハ10の電極パッド10aに接触させることにより、各半導体デバイスの電気的特性を検査することができる。
【0011】
また、ステージ2のチャック部2aには、触針4aを下方から撮像して針の先端の位置を検出するCCDカメラ7が取り付けられている。ステージ2を移動してCCDカメラ7を動かし、その焦点を合わせながら触針4aの先端の位置を測定し、その結果を制御部9に入力する。
【0012】
アライメント光学装置6は、CCDカメラ等の撮像手段を含み、ウェハ10上の半導体デバイスのパターンを認識して制御部9に入力する。制御部9では、アライメント光学装置6で得られた情報とCCDカメラ7で得られた触針4aの先端の位置情報とに基づき、公知の画像処理技術を用いて、触針4aの先端とウェハ10の電極パッド10aとの位置合わせを自動で行う。なお、この場合のCCDカメラは、分解能が高く、高精度の位置合わせを行うことができるモノクロカメラが使用されている。
【0013】
更に本発明のプローブ装置には、本発明の特徴であるカラーカメラ8が設けられている。このカラーカメラ8は、図3に示されるように、プロービングが行われた後のウェハ10の電極パッド10a上に残された触針4aの針跡10bを観察し、針跡10bの位置が電極パッド10a上の適正な位置にあるかないかを検査し、位置がずれている場合には、その位置情報を制御部9に入力し、制御部9に接続するディスプレイ11で観察しながら、位置のずれを修正するためのものである。
【0014】
次に、上記構成によるプローブ装置における本発明のウェハの位置合わせ修正方法について、図2のフローチャートにより説明する。
まず、CCDカメラ7とアライメント光学装置6を使用して、通常行われている公知の方法によって、触針4aとウェハ10の電極パッド10aとの位置合わせを行う。即ち、プローブカード4の触針4aとCCDカメラ7とが対峙する位置にステージ2を移動し、CCDカメラ7で触針4aを撮像し、触針4a先端の位置を測定し、その結果を制御部9に入力する。次いでCCDカメラ7の位置とアライメント光学装置6の位置とを合致させた後、ウェハ10をステージ2のチャック部2aに固着保持し、ステージ駆動用モータ3によりステージ2をアライメント光学装置6の下方に移動して、アライメント光学装置6によってウェハ10上の半導体デバイスのパターン(電極パッドの位置)が撮像され、そのデータが制御部9に入力される。
この入力されたデータに基づいて制御部9は、触針4aの位置に対する電極パッド10aの位置を算出し、触針4aを電極パッド10aに適切にコンタクト(接触)させるようにステージ2の移動量を制御する。このようにして、まずウェハ10の第1番目の半導体デバイスが触針4aに対して位置合わせされて、プローブカード4の触針4aがウェハ上の第1番目の半導体デバイスの電極パッド10aに接触して、電気的特性が計測される。これにより、電極パッド10aに針跡が付けられる。以上の動作は、図2のステップS1までに行われる通常のアライメント動作である。
【0015】
本発明のウェハの位置合わせの修正方法は、以下のステップS2〜S6の動作を行うものである。即ち、第1番目の半導体デバイスの電極パッド10aに付された触針4aの針跡10bを観察するために、ステージ2(チャック部2a)をカラーカメラ8の下に移動する(ステップS2)。次いで図3に示すようにディスプレイ11の画面上のクロス(+)に針跡10bの中心を合わせて、その位置を制御部9に登録する(ステップ3S)。次に、画面上のクロスに電極パッド10aの中心を合わせて、その位置を制御部9に登録する(ステップS4)。制御部9は、針跡10bの中心と電極パッド10aの中心との中心間距離をずれ量x,yに基づいて計算する(ステップS5)。この計算結果に基づいて、ステージ2を微小(x,y)移動させ、これ以降通常のプロービング動作を行う(ステップS6)。以上のようにして、ウェハの位置合わせを修正して、ウェハ10の電極パッド10aの適正な位置(中心位置)に触針4aが接触するようにする。
【0016】
なお、上記方法においては、画面上のクロスに針跡10bの中心を合わせて(ステップS3)から、画面上のクロスを電極パッド10aの中心に合わせている(ステップS4)が、この順番は逆に行っても構わない。また、第1番目の半導体デバイスにおける電極パッド10aの針跡10bを観察することで説明しているが、電極パッド10aと触針4aとの位置がずれてきたと思われる場合は、いずれの半導体デバイスにおいても、この位置ずれの修正は行えるものである。
また、上述の実施形態の説明においては、モノクロカメラを備えたアライメント光学装置6とカラーカメラ8とを別体として設けているが、カラーカメラ8をアライメント光学装置6内に組み込んでもよい。
【0017】
以上説明したように、本発明においては、金バンプ、半田バンプ、アルミバンプ等のような電極パッドにおいては、触針の針跡を正確に観察することができ、電極パッドと触針との微小な位置合わせの修正が行えるので、半導体デバイスの精度の良い電気的特性の測定が行え、かつ不良品の歩留りが改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のウェハの位置合わせ修正方法を採用するプローバ装置の概念図である。
【図2】本発明の実施の形態のウェハの位置合わせ修正方法のフローチャートである。
【図3】電極パッドの中心と針跡の中心との位置合わせの手順を説明する図である。
【符号の説明】
2…ステージ
2a…チャック部
3…ステージ駆動用モータ
4…プローブカード
4a…触針
5…テスタ
6…アライメント光学装置
7…CCDカメラ
8…カラーカメラ
9…制御部
10…ウェハ
10a…電極パッド
11…ディスプレイ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for correcting the alignment between an electrode pad of a semiconductor device and a stylus connected to a tester in a probe device for measuring electrical characteristics of a large number of semiconductor devices formed on a wafer.
[0002]
[Prior art]
Many semiconductor devices on which the same electric element circuits are formed are formed on the surface of the wafer. Before cutting the electric element circuits into individual semiconductor devices (chips), the electric characteristics of each electric element circuit are determined. In order to inspect for defects, the quality is determined by a probe device. This probe device generally has a stylus corresponding to each semiconductor device on a wafer, and sequentially associates a probe card connected to a tester with each semiconductor device on the wafer, and puts a stylus on an electrode pad of the semiconductor device. It is configured to make electrical measurement by making contact.
[0003]
By the way, in order to perform accurate electrical measurements, the probe pads of the probe card must be securely brought into contact with the electrode pads of the semiconductor device. Therefore, the stage on which the wafer is mounted is controlled with high accuracy, and the measurement is performed. It is necessary to accurately align the electrode pad with the stylus beforehand. For this reason, in the conventional probe device, a probing area in which an electrode pad of a semiconductor device is brought into contact with a probe of a probe card to perform an electrical characteristic test, and a test head in which a probe card having a probe is detachably fixed. An imaging means (alignment device) having a CCD camera is arranged at a distant position, and an alignment (alignment) area for aligning a wafer below the imaging means is arranged at a constant distance in a plane. Have been. Therefore, the chuck portion of the stage to which the wafer is supplied first moves to the alignment area to position the wafer, and then the moved wafer is moved to the probing area immediately below the stylus by moving the stage. In this case, an electrical measurement is performed. For this reason, a mechanical error of a moving mechanism for moving the stage or the like is included in the moving amount, so that there has been a problem that incorrect positioning is performed.
[0004]
On the other hand, the camera used for the imaging means (alignment device) uses a monochrome camera with high resolution because it needs to perform high-precision positioning. However, in this monochrome camera, when the electrode pads of the semiconductor device are gold bumps, solder bumps, aluminum bumps, or the like, there is a disadvantage that the needle mark on the pad, which is the contact mark between the electrode pad and the stylus, cannot be seen. there were. Therefore, the wafer after the alignment is moved to the probing area, and after probing the first semiconductor device on the wafer, it is determined whether the stylus is in contact with the correct position on the electrode pad of the semiconductor device. However, even if the inspection is performed using the needle trace, the monochrome camera cannot observe the needle trace, and it is difficult to correct the contact position between the stylus and the electrode pad. Conventionally, since the trace of the needle is not visible, the probe is contacted with the electrode pad a plurality of times to make the trace of the needle deeper and confirmed. The probability of becoming was high.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to correct the alignment between the wafer and the probe of the probe card by observing the trace of the probe on the electrode pad of the semiconductor device. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a wafer alignment correction method which can be achieved.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides, as means for solving the above-mentioned problems, a method for correcting the alignment of a wafer described in the claims.
According to the method for correcting the positioning of a wafer according to claim 1, the trace of the stylus of the stylus of the probe card attached to the electrode pad of the semiconductor device is observed by a color camera, and the trace of the stylus is located at an appropriate position on the electrode pad. It is determined whether or not the needle mark is attached, and if the position of the needle mark is deviated from an appropriate position, the position deviation is corrected. In this method, needle traces are observed with a color camera, so needle traces can be clearly observed even on electrode pads made of gold bumps, solder bumps, aluminum bumps, etc., which were difficult to see with conventional monochrome cameras. The displacement between the stylus and the electrode pad can be corrected. In the conventional monochrome camera, the stylus is hard to see, so the stylus and the electrode pad are brought into contact multiple times to make the stylus deeper, causing damage to the semiconductor device. In a camera, a needle mark can be observed without contacting a plurality of times, so that the yield of semiconductor devices can be improved.
[0007]
In the method of correcting and positioning a wafer according to
[0008]
Hereinafter, a method for correcting the alignment of a wafer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of a probe device for carrying out the wafer alignment correction method of the present invention. The probe device 1 mainly includes a
[0009]
At an upper portion of the
[0010]
On the surface of many semiconductor devices of the wafer 10, bump-
[0011]
Further, a CCD camera 7 that captures an image of the stylus 4a from below and detects the position of the tip of the needle is attached to the chuck 2a of the
[0012]
The alignment
[0013]
Further, the probe device of the present invention is provided with a color camera 8 which is a feature of the present invention. As shown in FIG. 3, the color camera 8 observes the
[0014]
Next, a description will be given, with reference to the flowchart of FIG.
First, using the CCD camera 7 and the alignment
The control unit 9 calculates the position of the
[0015]
The method for correcting the alignment of a wafer according to the present invention performs the following steps S2 to S6. That is, the stage 2 (chuck portion 2a) is moved below the color camera 8 to observe the
[0016]
In the above method, the center of the
Further, in the above description of the embodiment, the alignment
[0017]
As described above, in the present invention, it is possible to accurately observe the trace of the stylus on an electrode pad such as a gold bump, a solder bump, and an aluminum bump, and it Since accurate alignment can be corrected, the electrical characteristics of the semiconductor device can be measured with high accuracy, and the yield of defective products can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a prober apparatus that employs a wafer alignment correction method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a wafer alignment correction method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a procedure for aligning the center of an electrode pad with the center of a needle mark.
[Explanation of symbols]
2 stage 2a chuck unit 3 stage drive motor 4 probe
Claims (2)
前記電極パッド上に付けられた前記触針の針跡をカラーカメラによって観察し、前記針跡が前記電極パッド上の適正な位置に付けられているかどうかを判断して、その針跡の位置が適正な位置からずれている場合は、その位置ずれを修正することを特徴とするウェハの位置決め修正方法。After positioning the wafer on which the semiconductor device is formed, the probe of the probe card is brought into contact with the electrode pad of the semiconductor device, and the probe device for inspecting its electrical characteristics is displaced between the electrode pad and the probe. In the wafer position correction method for correcting
Observe the stylus trace of the stylus attached to the electrode pad by a color camera, determine whether the stylus trace is attached to an appropriate position on the electrode pad, the position of the stylus trace A method for correcting the positioning of a wafer, comprising correcting the positional deviation when the position is deviated from an appropriate position.
前記カラーカメラの画面上のクロスに前記針跡の中心を合わせて、その位置を登録する段階と、
前記画面上のクロスに前記電極パッドの中心を合わせて、その位置を登録する段階と、
前記針跡の中心位置と前記電極パッドの中心位置との位置ずれを修正する段階と、
を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のウェハの位置決め修正方法。Moving the stage holding the wafer under the color camera;
Aligning the center of the needle mark with a cross on the screen of the color camera, and registering the position thereof;
Aligning the center of the electrode pad with the cross on the screen and registering its position;
Correcting the positional deviation between the center position of the needle mark and the center position of the electrode pad,
2. The method according to claim 1, further comprising the step of:
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