JP2575030B2 - 半導体ウエハプローバ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ウエハプローバに関する。

（従来の技術） 半導体ウエハ（以下、ウエハという）に形成されたチ
ップから不良回路チップを選別するために外部テスタと
の各入出力端と電気的に接続させ検査したのち、インカ
またはマーキング装置によってマーキングする半導体ウ
エハプローバは、特開昭59−102516号、特開昭60−2343
88号、特開昭60−113440号公報等に記載されている。

上記公報にあっては、ウエハ周縁に設けられたチップ
に対するマーキングについては記載が無い。従って、こ
の不良回路チップと判定されたチップ面のマーキングに
ついて第６図を参照しながら簡単に説明する。

ところで、載置台に載置されたウエハの形状は円形状
であり、さらに、このウエハに形成されたチップ（５）
形状は、四角形状である。従って、第６図に示すよう
に、上記ウエハ（７）の中央近傍には、完全な面積のチ
ップ、すなわち直角なコーナの四隅を有したチップ
（５）が形成されており、また上記ウエハ（１）の周縁
には不完全な面積のチップ、すなわち直角なコーナ四隅
を有しないチップが周縁に沿って形成されるのが一般的
なウエハである。

上記ウエハ（７）の円周に沿って存在しているチップ
を周縁チップ（5b）と称している。この周縁チップ（5
b）には、ほぼ台形に近い周縁チップ（5b₁）、ほぼ三角
形に近い周縁チップ（5b₂）等の種類のものがある。

このような周縁チップ（5b）にあっても、同様に完全
な面積を有したチップ（５）の中心（5c）にマーク
（６）されるように構成されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしなから、ウエハの周縁チップにマーキングする
際に上記周縁チップの面積が完全な面積を有したチップ
より小さいので、上記マーキング装置によってマーキン
グしても、上記周縁チップ上にマーキングされず、この
周縁チップを載置している載置台の載置面にマーキング
してしまうという問題点があった。

さらに、上記載置面上のウエハにマーキングしようと
して、マーキング操作を行ったマーク液が載置面に付着
し、この付着したマーク液が、次に搬送してくるウエハ
をマーク液によって汚してしまうので作業能率を低下さ
せるという問題点があった。

本発明は、上記の従来の事情に対処してなされたもの
で周縁チップであっても、この周縁チップ面にマーキン
グすることができるような半導体ウエハプローバを提供
しようとするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の半導体ウエハプローバは、載置台上に載置さ
れた半導体ウエハに形成された各チップを検査し、不良
チップの場合には上記載置台を移動させてマーキング装
置によりマーキングするに際し、上記半導体ウエハの円
周部に形成され、一部分が欠けた周縁チップについて
は、上記載置台をＸ、Ｙ方向に移動させて上記半導体ウ
エハ表面と上記載置台の載置面との段差部を上記半導体
ウエハの円周上の一点として円周検出手段により検出
し、Ｘ方向の移動で検出された２箇所の段差部の座標値
とＹ方向の移動で検出された２箇所の段差部の座標値を
基に上記半導体ウエハの中心位置及び半径を演算部によ
り算出し、また、これらの上記半導体ウエハの中心位
置、半径及びチップサイズを基に上記周縁チップの中心
位置及び上記周縁チップの外形線と上記半導体ウエハの
円周との交点の位置を上記演算部により算出し、これら
の交点を結ぶ直線より外側に上記周縁チップの中心が位
置する場合は上記周縁チップの内側にマーキング位置を
定めてマーキングすることを特徴とするものである。

（作用） 本発明によれば、マーキング装置により半導体ウエハ
の周縁チップにマーキングするに際し、まず載置台を
Ｘ、Ｙ方向の移動させ、この間に円周検出手段例えば静
電容量センサを用いて半導体ウエハ表面と載置台の載置
面との段差部を半導体ウエハの円周として検出する。次
いで、演算部を用いて載置台のＸ方向の移動で検出され
た２箇所の段差部の座標値とＹ方向の移動で検出された
２箇所の段差部の座標値に基づいて半導体ウエハの中心
位置及び半径を算出する。また、演算部を用いて周縁チ
ップの中心位置及び周縁チップの外形線と半導体ウエハ
の円周との交点の位置を、半導体ウエハの中心位置、半
径及びチップサイズに基づいて算出する。その後、これ
らの交点を結ぶ直線より外側に周縁チップの中心が位置
する場合には周縁チップの内側にマーキング位置を定
め、その位置を移動させてそのマーキング位置にマーキ
ングすることにより、周縁チップにマーキングを施す。

（実 施 例） 以下、本発明の実施例の半導体ウエハプローバを図面
に基づいて説明する。

先ず、第１図及び第２図で示すように、ウエハプロー
バの構成は大別すると、検査構成部と、マーキング構成
部とから構成されている。上記検査構成部はＸ軸・Ｙ軸
・Ｚ軸方向及び周方向に移動可能な載置台（３）と、こ
の載置台（３）の上方にプローブカード（２）を有し、
上記載置台（３）を順次ピッチ歩進させるように構成さ
れている。

上記Ｘ軸方向の移動は、Ｘ方向駆動部（10）、上記Ｙ
軸方向移動はＹ方向駆動部（11）及び上記Ｚ軸方向の移
動はＺ方向駆動部（12）で行なわれている。さらに、上
記検査構成部（８）のヘッドプレートと称するプローブ
カード（２）の受台（図示せず）にマーキング装置
（４）を調整可能に設けられている。このマーキング装
置（４）の先端（4a）は、ウエハ（７）の各チップ
（５）の中心にマーキングするように設けられている。

また、上記プローブカード（２）のプローブ針（１）
の固定端は外部テスタ（13）との各入出力端と電気的に
接続されており、上記先端（4a）は上記ウエハ（７）に
接触するように配置されている。

上記ウエハ（７）のチップ（５）の電極パッドにプロ
ーブ針（１）を接触させることにより、上記外部テスタ
（13）によって各チップ（５），（5b）の回路状態を判
別するように構成され、またこの判別結果に応じて該当
するチップにマーキングするように構成されている。以
上が検査構成部である。

上記検査構成部（８）は特開昭56−130936号公報に記
載されているので上述した概略の説明に留める。

つぎに、上記マーキング構成部（９）の構成を説明す
る。第１図に示すように、上記マーキング構成部（９）
はウエハ（７）の中心位置を演算によって求めるウエハ
中心検出手段（14）と、上記ウエハ（７）上に設定する
設定数位データを制御手段（21）に入力する入力手段
（16）、例えばキーボードと、上記ウエハ（７）上のチ
ップ（５）が、周縁チツプ（5b）であるか否かを判定す
る周縁チップ判定手段（17）と、上記周縁チップ（5b）
にマーキングする位置を検出するマーキング位置検出手
段（18）と、この手段によって得られたマーキング個所
がマーキング装置（４）まで移動するように駆動するウ
エハ移動手段（19）とから構成されている。

上記ウエハ中心検出手段（14）は、特開昭60−246645
号公報に記載されている。よって概略的に説明する。

このウエハ中心検出手段（14）は、第３図で示すよう
に、載置台（３）上に載置したウエハ（７）の中心位置
α（x₀・y₀）座標と、このウエハ（７）の半径Ｒとを算
出するように構成されている。

先ず、上記ウエハプローバに設けられているハイトセ
ンサ（20）と称する静電容量を利用した検出センサの下
側に沿って、上記ウエハ（７）を載置した載置台（３）
が通過することによりこの載置面とウエハ面との高さの
段差を利用して上記ウエハ（７）を通過した距離を算出
されるようになっている。つまり、本実施例では静電容
量センサが円周検出手段として構成されている。

この算出された距離間を制御手段（21）の演算部（21
a）に入力され、予め記憶手段に記憶されているプログ
ラムによって演算され、上記ウエハ（７）の中心位置α
及び半径Ｒを算出されるように構成されている。

例えば、ハイトセンサ（20）の下側をＸ方向駆動部
（10）の駆動によって、Ｘ軸方向に載置台（３）を移動
させる。また、同様にＹ方向駆動部（11）の駆動によっ
てＹ軸方向に載置台（３）移動させるようにする。

上記ハイトセンサ（20）の下側を通過させて、上記ウ
エハ（７）と上記載置面との段差点をそれぞれ（x₁;
y₁）、（x₂;y₂）、（x₃;y₃）、（x₄;y₄）として得たそ
れぞれの距離をx₁＋x₃とすれば、（x₁＋x₃）/2がＸ軸方
向の中心を通るｙ直線位置となる。同様にして、Ｙ軸方
向に移動して、上記段差の二距離をy₂＋y₄とすれば（y₂
＋y₄）/2がＹ軸方向の中心を通るｘ直線位置になる。こ
れらｘ直線とｙ直線との交点が上記ウエハ（７）の中心
位置αとなる。そして、中心位置αは（x₀;y₀）座標と
なる。さらに半径Ｒは、 として算出される。

上記入力手段（16）、例えばキーボードはウエハ
（７）上のチップ寸法を数値データとして操作入力する
ように構成されている。この入力された数値データは、
記憶装置のRAMに記憶される構成になっている。従って
この数値データは、制御手段（21）の指令によって載置
台（３）を間欠的にチップ（５）のピッチまで自在に歩
進させることができる。

上記の数値データに基づいて、後述する周縁チップ判
定手段（17）等の数値データとして用いることが可能で
ある。

上記周縁チップ判定手段（17）は、第４図に示すよう
に、ウエハ（７）上のチップの配列状態を検出してこの
チップが周縁チップであるか否かを判定するように構成
されている。

この判定する方法は、先ずウエハ（７）の中心位置α
とウエハ（７）の中央に設けられたチップ（５）の中心
とが同心としているから、整数倍のチップ（５）とウエ
ハ（７）の外周との交差する位置があるはずである。こ
の交差したチップ（５）の中心位置に周縁チップがある
はずである、第４図で示すように、斜線で囲まれた周縁
チップ（5b）である。

従って、上記に述べたウエハ中心検出手段（第１図中
14）によってウエハ（７）の中心位置αの座標及びウエ
ハ（７）の半径Ｒが求められている。さらに入力手段
（第１図中16）でチップ寸法が入力操作される。

尚、整数倍のチップ寸法で歩進するので、上記斜線で
囲まれた周縁チップ（5b）の交差する点P₁,P₂,P₃,P₄の
座標が加減算することにより算出される。上記斜線で囲
まれた周縁チップ（5b）の交点P₅及びP₆も算出される。

上記交点P₅及びP₆を直線で近似すれば、台形の面積で
あるから、上記周縁チツプ（5b）の斜線面積が算出可能
であり、上記周縁チップ（5b）の面積と、完全面積のチ
ップ（５）との面積比が演算される。上記の演算は、予
め記憶されたプログラムによって自動的に実行される構
成になっている。

上記マーキング位置検出手段（第１図中18）は、第１
図に示すように、上記周縁チップ判定手段（17）によっ
てウエハ（７）の外周の周縁チップであると判定した周
縁チップ（5b）にマーキングする位置を決めなければ、
このマーキング装置（４）まで、周縁チップ（5b）を移
動させることができない。そこで、上記マーキング位置
検出手段（18）は、上記周縁チップ判定手段（17）によ
る判定過程中に、第４図に示すようにＸ軸方向及びＹ軸
方向の整数倍に間欠的にチップのピッチによってウエハ
（７）を歩進させると、ウエハ（７）の外周と、チップ
（５）とが交差したチップ領域内の中心にマーキング位
置P₇が存在していることになる。

このマーキング位置P₇がウエハ（７）面であるか否か
を判定するためには、ウエハ（７）の中心位置αからマ
ーキング位置P₇までの直線距離ｌと、上記ウエハ（７）
の半径ＲがＲ＜ｌであれば上記ウエハ（７）上にマーキ
ングされないと判定されることになる。この判定後、上
記周縁チップ（5b）の設定位置を上記入力手段（16）に
より操作入力する。

例えば、上記周縁チップ（5b）のチップ長Ａ×チップ
巾Ｂすれば、マーキング位置P₈は、チップ長（1/3）Ａ
×チップ巾（1/3）Ｂするように設定位置より予め記憶
されているRAMのプログラムより自動的に演算され、上
記マーキング位置P₇とのＸ軸、Ｙ軸方向の移動距離を算
出するように構成されている。

上記ウエハ移動手段（19）は、上記マーキング位置検
出手段（18）により算出されたデータに基づいて、第１
図に示すようにウエハプローバの載置台（３）を、Ｘ方
向駆動部（10）及びＹ方向駆動部（11）によって、移動
させるように、予め記憶されたプログラムに従って自動
的に移動するように構成されている。

上記制御手段（21）、例えばCPUは本実施例の装置の
システムのコントローラとして機能し、第１図に示す構
成の制御を実行する他、例えば位置決めする載置台
（３）の周（θ）方向、ウエハを授受する位置まで移動
する等の制御を司どるようになっている。

上記入力手段（16）は、ウエハプローバにも構成され
ているので、ウエハプローバの入力手段を用いた構成に
してもよい。

また、上記記憶手段（15）もウエハプローバ側にも構
成されていれば、このウエハプローバの記憶手段を用い
た構成にしても良い。

次に作用について説明する。

上記ウエハプローバは載置台（３）上のウエハ（７）
のチップ（５）を検査したのち、不良回路チップを選択
して、マーキングする装置を具備している。この装置
は、第３図に示すように、先ず、上記に述べたウエハ中
心検出手段（14）によって、上記載置台（３）上のウエ
ハ（７）の中心α位置座標及び半径Ｒを求めるために、
Ｘ軸方向に載置台（３）を移動させる。そして、上記載
置台（３）面とウエハ（７）面との段差点（x₁;y₁）、
（x₂;y₂）、（x₃;y₃）、（x₄;y₄）の位置座標を求める
ことができる。

次いで、これら段差点に基づいて段差点（x₁;y₁）と
段差点（x₃;y₃）間の中心点と、段差点（x₂;y₂）と段差
点（x₄;y₄）間の中心点を演算部21aにより算出する。更
に、前者の中心点を通るｘ直線を段差点（x₁;y₁）と段
差点（x₃;y₃）間の中心点とし、また後者の中心点を通
るｙ直線を段差点（x₂;y₂）と段差点（x₄;y₄）間の中心
点とする。そして、これらの中心線交点を中心点α（x₀
＝0,y₀＝０）とすることができる。そして、上記ウエハ
（７）の半径Ｒは により例えば33mmと従属的に演算する。

上記の演算は上記ウエハ中心検出手段（14）に予め記
憶されているプログラムに従って実行する。上記ウエハ
中心位置ａは記憶手段に記憶されている。

次に、上記に述べた入力手段（16）、例えばキーボー
ドによりチップ（５）の寸法、例えばチップ長Ａ＝10m
m、チップ巾Ｂ＝8mmのデータを操作入力する。その後、
記憶手段（15）、例えばRAMに記憶する。

次に、上記に述べた周縁チップ判定手段（17）によっ
て、上記ウエハ（７）に対してチップ配列構成を演算に
よって算出する。

すなわち、上記ウエハ（７）の中心位置ａと、チップ
（５）の中心位置とが同心とした場合に、第４図に示す
ように上記中心位置ａを（0;0）座標とすれば、マーキ
ングするマーキング位置P₇の座標は（10;32）となる。

上記中心位置ａ（0;0）座標から上記マーキング位置P
₇（10;32）座標の直線距離ｌを算出するにはＸ軸成分
と、Ｙ軸成分の距離を求めることにより、簡単に算出さ
れる。すなわち、チップ長Ａ＝10mm、チップ巾Ｂ＝8mm
である。従って、図４に示すようにP₇のＸ軸成分はP₇が
ウエハ（７）の中心からチップ長Ａ分だけずれた10mmで
あり、また、そのＹ軸成分はP₇がウエハ（７）の中心か
らチップ幅Ｂの４倍分ずれた32mmであるから、P₇は座標
値で（10,32）の点に位置する。

そして、距離ｌは33.5mmとなる。

従って、上記ウエハ（７）の半径Ｒが33mmであるか
ら、上記P₇点は上記ウエハ面から外側に位置されている
ことが算出される。すなわち、このままでマーキングす
れば載置台（３）の載置面にマーキングされて、載置面
を汚してしまうことになる。従って、上記P₇点の近傍に
ある周縁チップ（5b）をマーキング装置（４）の位置ま
で移動させなければならない。その為に上記周縁チップ
（5b）の面積を算出する必要がある。

この面積の算出方法は、上記周縁チップ（5b）のそれ
ぞれの交点、P₅及びP₆の座標点を算出することにより求
めることができる。上記ウエハ（７）と周縁チップ（5
b）との交点P₅は上記ウエハの中心位置ａ（0;0）座標に
対してＸ軸方向に5mmに（チップ長Ａの1/2距離）移動し
た位置にあり、同時にＹ軸方向に32.6mm（ウエハの半径
33mmとＸ軸方向の座標値5mmから演算部21aにより算出）
移動した位置の座標に存在していることになる。

上記P₆の交点は、上記ウエハの中心位置α（0;0）の
座標に対してＸ軸方向に15mm（1.5ピッチ、チップ長の
1.5倍と同じ長さの距離）移動した位置の座標点に存在
していることになる。

上記の二点座標が求まるので、上記チツプ（５）の四
隅の一ケ所であるP₃と、上記求めたP₅との交点間距離は
4.6mmとなる。また同様にP₂と上記求めたP₆との交点間
距離は1.4mmとなる。上記周縁チップ（5b）の面積は、3
0mm²になる。面積比は37％となる。

次に、上記に述べた周縁チップのマーキング位置検出
手段（17）により、第５図に示すように、周縁チップに
対するマーキング位置P₈を求めるものである。

このマーキング位置P₈は周縁チップ（5b）の配置関係
により、面積比が一定でないため周縁チップの中心にマ
ーキングすることが困難であるため、どのような周縁チ
ップの面積比を有する周縁チップであっても、周縁チッ
プ長の1/3の位置をマーキングするように予め設定して
おくものである。従って、チップ長Ａの1/3の長さは、
（10mm/3）≒3.3mm、また、チップ巾Ｂの1/3の長さは
（8mm/3）≒2.7mmである。よって、上記周縁チップ（5
b）面に設定したマーキング位置P₈を実際にマーキング
するP₇に合わすためには、P₈をＸ軸方向に1.7mm移動さ
せると共にＹ軸方向へ2.5mm移動させるように制御手段
（21）の演算部（21b）によって演算する。

つぎに上記演算部（21a）によって演算された移動デ
ータに基づいてウエハプローバの載置台（３）を移動さ
せるＸ方向駆動部（10）及びＹ方向駆動部（11）によっ
て、載置台（３）を移動させる。上記載置台（３）の移
動によって、この載置台（３）に載置されたウエハ
（７）の周縁チップ（5b）がマーキングされる位置まで
移動し、上記マーキング装置（４）の下側に上記周縁チ
ップ（5b）の設定した位置にマーキングすることができ
る。また、上記実施例ではウエハプローバにマーキング
装置（４）を固定し、載置台（３）がその下側を移動し
てマーキング動作を行うが、上記載置台（３）を停止さ
せて、マーキング装置（４）を移動させても良い。

〔発明の効果〕

上述のように、本発明によれば、被検査体の周縁チッ
プにマーキングする際に、上記周縁チップをマーキング
位置まで移動させて、マーキングするので、上記周縁チ
ップの設定した位置にマーキングする。従って、上記周
縁チップ以外の場所ではマーキングされないので載置台
の載置面がマーク液で汚れることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のウエハプローバを説明するブロック
図、第２図は本発明のウエハプローバの検査構成部を説
明する説明図、第３図は第１図のウエハ中心検出手段を
具体的に説明するための説明図、第４図は第１図の周縁
チップ判定手段を具体的に説明するための拡大説明図、
第５図は第１図の周縁チップの位置検出手段を具体的に
説明するための拡大説明図、第６図は従来のウエハプロ
ーバにおいて、ウエハ面に不良回路チップにマークを付
加した説明図である。 ３……載置台、４……マーキング装置 ５……チップ（完全な面積を有するチップ） 5b……周縁チップ（不完全な面積のチップ） ６……マーク、７……ウエハ ８……検査構成部、９……マーキング構成部 14……ウエハ中心検出手段 15……記憶手段（RAM） 16……入力手段（キーボード） 17……周縁チップ判定手段 18……マーキング位置検出手段 19……ウエハ移動手段、21……制御手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】載置台上に載置された半導体ウエハに形成
   された各チップを検査し、不良チップの場合には上記載
   置台を移動させてマーキング装置によりマーキングする
   に際し、 上記半導体ウエハの円周部に形成され、一部分が欠けた
   周縁チップについては、上記載置台をＸ、Ｙ方向に移動
   させて上記半導体ウエハ表面と上記載置台の載置面との
   段差部を上記半導体ウエハの円周上の一点として円周検
   出手段により検出し、Ｘ方向の移動で検出された２箇所
   の段差部の座標値とＹ方向の移動で検出された２箇所の
   段差部の座標値を基に上記半導体ウエハの中心位置及び
   半径を演算部により算出し、また、これらの上記半導体
   ウエハの中心位置、半径及びチップサイズを基に上記周
   縁チップの中心位置及び上記周縁チップの外形線と上記
   半導体ウエハの円周との交点の位置を上記演算部により
   算出し、これらの交点を結ぶ直線より外側に上記周縁チ
   ップの中心が位置する場合は上記周縁チップの内側にマ
   ーキング位置を定めてマーキングすることを特徴とする
   半導体ウエハプローバ。
2. 【請求項２】上記円周検出手段として上記載置台の載置
   面に対向する静電容量センサを設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項の半導体ウエハプローバ。