JPH01145828A - ウエハプローバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、ウエハプローバに関するものである。

（従来の技術） 半導体ウェハを強制加温した状態で半導体ウェハ上のチ
ップにおける電気的特性を検査するものとしては、特開
昭５６−１０８２４１号公報に記載され周知である。

ところが１強制加湿により熱膨張した半導体（以下ウェ
ハという）に形成したチップの電極パッドと、この電極
パッドと対応したプローブ針との位置がずれるという問
題点があった。

−そこで、上記の問題点の対策として載置台の材質、ウ
ェハの材質、ウェハの厚等の熱膨張に関する実験データ
の基に近似値のパターンを構成し。

このパターンをパラメータ化し、このパラメータデータ
を条件別に複数個設け、デツプスイッチと称する切替ス
イッチの選別によって検査を行っていた。

あるいは、キーボードの入力操作により一定条件に設定
したのち、品種によりパラメータを選択切替して検査を
行っていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、近似値に沿ったデータに基づいて作成さ
れたパラメータデータであっても、正確な値ではなく、
近似値であり、数十個のチップを順次移動させるに従っ
て、累積移！ｌＩ誤差が生じ。

最終的にはプローブ針の位置と順次移動送りされるチッ
プの電極とが移動誤差によりずれてしまうという問題点
があった。

また、ウェハの品種により、デツプスイッチの切替、ウ
ェハの厚さによって、再びデツプスイッチの切替等によ
る切替え作業があるので作業能率が低下する問題点があ
った。

本発明は上述した問題点により対処してなされたもので
、ウェハが強制加温されたウェハであっても繰返しパタ
ーンを有したウェハの移動を正確に行うことができる検
査装置を堤供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は繰返しパターンチップを形成した半導体ウェハ
をチップ巾で間欠的に移動させて、チップの電気的特性
を検査する検査装置において。

上記半導体ウェハに形成したチップの整数倍離才したチ
ップ間距離を検出するように配置された検出手段と、 この検出されたチップ間距離のデータに基づいて単位チ
ップ当りの距離を算出する算出手段と、この算出した距
離のデータによって移動量を可変制御する移動制御手段
とを設けたことを特徴としている。

（作用） 上記のように構成したので、本発明では、単位チップ当
りの移動距離の源となるチップ間距離を半導体ウェハの
上側に設けた検出手段で検出し、この検出したチップ間
距離のデータに基づいて。

単位チップ当りの距離を算出手段で算出し、この算出し
たデータに基づいて半導体ウェハを移動制御手段で移動
制御することができ、強制温度化された被検査体であっ
ても適正な移動距離で移動させることができる。

（実施例） 以下、本発明ウエハプローバの一実施例を図面を参照し
て説明する。

先ず１本実施例装置の構成について説明すると、第１図
に示すようにウェハ（υが載置台■に載置され、このウ
ェハ（］）から空間を有して対面するように検出手段■
例えば検出手段の一部であるＴＶカメラの撮像部（３ａ
）が設けられ、この撮像部（３ａ）からのデータ映像信
号を演算し、チップ巾を算出する算出手段０）が設けら
れている。

算出したチップ巾で載置台■を電気的に制御する移動制
御手段０例えばステージ（５ａ）が設けられている。

上記検出手段■が撮像して映像信号を抽出する撮像部（
３ａ）と、この映像信号をＡ−Ｄ変換するＡ／Ｄコンバ
ータ（３ｂ）と、Ａ−Ｄ変換された映像信号を取込む映
像メモリ（３Ｃ）と、から構成されている。

上記ＴＶカメラの撮像部（：ｌａ）はコントローラ０に
よって制御されている。例えばｃ　ｐ　ｕ　（６ａ）か
ら撮像指令信号に応じてウェハに形成した繰返しパター
ンチップと対面した撮像部で撮像を行い１ｗ１像した映
像信号をＡ／Ｄコンバータ（３ｂ）でＡ−Ｄ変換した後
、映像メモリ（３Ｃ）に取込むように構成されている。

この時Ａ／Ｄコンバータ（３ｂ）と映像メモリ（３Ｃ）
とは同期制御回路（３ｄ）で同期を合わせていることは
言うまでもない。

ここで、ウェハ■上の二点のチップの撮像デーウェハ■
の中心存かＳに設定移動距離Ｐ１、例えば、左方向に二
整数倍間距離移動させた点を撮像部中心点Ｑとする。同
様に、右方向に四整数倍間距離移動させた点を撮像部中
心点Ｑ１とする。

上記ＴＶカメラの撮像部（３ａ）によってＱの位置のチ
ップ情報を抽出した撮像データである映像信号はＡ−Ｄ
変換により一画素子の明るさが、例えば０−２５５デジ
タル量に変換された後、−両面内の画素の位置に対応し
た映像メモリ（３ｃ）内にデジタル量として記憶される
。

そして、映像メモリ（３ｃ）内に取込んだデータを正規
化、二値化、微分処理、及び輪郭抽出等を処理し、その
結果得られた特徴データをメモリ（６ｂ）内に記憶され
る。

次に、ウェハ■を載置した載置台■を一画面分のＹ方向
に移動し、映像信号の映像メモリ（３Ｃ）への記憶及び
特徴データの収納を繰返す。

上記映像信号より、特徴データの抽出を最初に撮像した
位置を中心に一画面分の間隔を隔て複数回行い、特徴デ
ータが他の点（他の位置）に比較し容易に識別可能な如
く異っている点、データ処理が容易な点、または各画素
間の明るさに大きく差異がある等の条件を満す点を探し
、第２図に示すようにこれを特異点■とすることができ
る。このようにして検出手段■は撮像部（３ａ）からの
映像信号を介してウェハ上の基点チップ（ハ）及び位置
決用チップ（９）の特異点（７ａ）を抽出するようにな
っている。

以上で特異点（７，７ａ）の抽出についての作用を説明
した。この特異点（７，７ａ）を抽出する技術を利用し
て、ウェハ■上の整数倍層れたチップ間距離例えば上記
Ｑ点からＱ□点までの設定移動距離六まで移動させて、
　さらに延び距離へｔを検出する作用について説明する
。

この原理は、ウェハ（１）上に空間を有して対面して撮
像部（３ａ）の下側を載置台■が移動するので。

載置台■上のウェハ（０表面が撮像されるのである。

すなわち、後述するコントローラ０のキーボード（１０
）からチップ巾Ａと、基点チップ（８）位置と。

位置決用チップ■位置を操作入力しているので、上記Ｃ
Ｐ　Ｕ　（６ａ）は走査入力されたプログラムに従って
ウェハ■を載置した載置台■が所定の基点チップ（８）
位置まで移動するように移動指令信号を駆動回路（１１
）に伝達する。

この移動指令信号に基づいて、Ｘ方向駆動部（５ｂ）等
を駆動させて載置台■上のウェハ（υの基点チップ（ハ
）位置を撮像部（３ａ）の下側に移動する。

そして、上記基点チップ（８）上の特異点■を抽出する
。

この特異点■の抽出は上記に述べたのでここでは省略す
る。

ここでは、基点チップ（第２図中８）上の特異点■の位
置はこの基点チップ（第２図中８）の中心にのみ存在す
るわけではなく、この基点チップ領域内に存在するもの
であるが、説明を簡単にするために、上記基点チップの
中心に特異点■が存在しているものとして説明する。

第１図において、上記基点チップ（第２図中８）の特異
点（第２図中７）位置をＣＰ　Ｕ　（６ａ）のメモリ（
６ｂ）に記憶した後、このＣＰ　Ｕ　（６ａ）の移動指
令信号に基づき載置台■を位置決用チップ（第２図ｒｉ
　９．　）位置まで移動させるためにＸ方向、Ｙ方向１
駆動部（５ｂ、　５ｃ）を駆動する。

そして、上記位置決用チップ（第２図中９）上の特異点
（第２図中７ａ）を上記説明した検出手段０で抽出させ
る。

上記位置決用チップ（第２図中９）の特異点（第２図中
７ａ）位置をメモリ（６ｂ）に記憶する。つぎに、第２
図で示すように、上記基点チップ（ハ）の特異点■位置
及び上記位置決用チップ０の特異点（７ａ）位置を上記
メモリ（６ａ）から取出し、上記基点チップ（ハ）上の
特異点■と、上記位置決用チップ（９）上の特異点（７
ａ）の距離（これを検出チップ間距離）（１５）と設定
移動距離（１４）と比較する。

そして、キーボード（１０）から操作入力した設定移動
距離（１４）に対する延び距離を含んだ検出チップ間距
離（１５）を検出することができる。このように検出手
段ｃ９によってウェハ（１）上の整数倍のチップ間の距
離が検出される。

ここで、ウェハ（υ上の整数倍のチップ１１１は多けれ
ば多い程、平均的チップ１１１を求めることができる。

上記゛算出手段０）は上記検出手段０でウェハ（υ上の
整数倍のチップ間距離を実際的に検出したものであり、
この検出チップ間距離（１１数倍のチップ＋１１）　（
１５）を整数倍のチップ１１】で割ることにより単位チ
ップ当りのチップ＋ｌ＋が算出することができるように
構成されている。

上記算出手段０）は勿論コントローラ０の演算部を使用
しても良い。

上記移動制御手段０例えばステージ（５ａ）が設けられ
ている。

このステージ（５ａ）はコントローラ０によって制御さ
れており、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及び０方向に移動可能に設
けられている。

すなわち、第３図で示すようにＸ方向駆動部（５ｂ）ポ
ールスクリュと螺合したナツトにガイドレールを介して
Ｘ軸方向に移動する一軸形のＸステージが、没けられ、
上記ポールスクリュと連結したパルスモータの駆動によ
ってＸ軸方向に移動する構成になっている。

Ｙ方向駆動部（５ｃ）は上記と同様で移動方向のみがＹ
方向である構成になっている。

Ｘ方向（昇降方向）駆動部（５ｅ）は垂直に立設したポ
ールスクリュと螺合したナツト側に載置台■を回転しな
いように固定し、」二記ボールスクリュをパルスモータ
の駆動によって昇降するような構成になっている。

０方向（周方向）の駆動部（５ｅ）は載置台■を周回転
可能にパルスモータが組込まれた構成になっている。

さらに、上記の４種類の駆動部は積重ねて固定して設け
られている。

この各駆動部の制御は上記ＣＰ　Ｕ　（６ａ）からの移
動指令信号を受信して、各駆動回路が作動するようにな
っている。これらの駆動回路（１１）によって所望の移
！ＰＩＪ量を移動可能になっている。

上記ＣＰ　Ｕ　（６ａ）は本実施例装置のコントローラ
（ＣＤとして機能している。

また、上記ＣＰ　Ｕ　（６ａ）に各種のデータを操作入
力するためのキーボード（ｌＯ）が設けられている。

そして、このキーボード（１０）からウェハ１］１、基
点チップ（８）の設定、位置決用チップ（９）の設定に
基づくプログラムによりステージ（５ａ）の移動を制御
するように構成されている。

次に動作について説明する。

強制温度状態で繰返しパターンチップを形成したウェハ
のチップ＋ｉＪで間欠的に移動させて各チップの電極に
プローブ針を接触させてチップを検査するものである。

ここで間欠的に移動させるチップ＋ｌ＋を求めるために
、先ず、上記キーボード（１０）より数値データを操作
入力する。このデータはウェハ■のサイズ、チップ（８
ａ）のサイズ、基点チップ（ハ）の設定位置。

位置決用チップ（９）の設定位置であっても良い。

このデータは上記ＣＰ　Ｕ　（６ａ）のメモリ（６ｂ）
に入力し、移動する移動量はチップＩｌ＋を同じである
ために、チップ１１１を得るために、先ず、ウェハの基
点チップを撮像部の下側に移動させる。

すなわち、移動制御手段■のステージ（５ａ）に移動指
令信号を送（、１する。

上記ステージ（５ａ）はＸ方向・Ｙ方向駆動部（５ｂ。

５ｃ）によって載置台■を移動させ、ウェハ（１）の基
点チップ（ハ）が撮像部（３ａ）の下側に到達する。

撮像部（３ａ）の下側に基端チップ（ハ）が存在してい
るので撮像指令信号を受信した撮像部（３ａ）は撮像デ
ータである映像信号をＡ−Ｄ変換したのち映像メモリ（
３ｃ）に取込む、つぎに撮像部（３ａ）の下側に　・位
置決用チップが配置しているので位置決用チップ（９）
の撮像データである映像信号をＡ−Ｄ変換したのち、映
像メモリ（３ｃ）に取込む。

つぎに、上記の両映像信号を比較して、延び距離Δｔを
含んだ検出チップ間距離を検出する。

さらに、この検出チップ間距離（１５）を算出手段０）
で単位チップ当りの距離に割ることにより算出すること
ができる。

この算出した距離をＣＰ　Ｕ　Ｃｅのメモリ（６ｂ）に
記憶する。このＣＰＵ（６）は上記単位チップ当りの距
離で載置台■が移動するように、載置台■を制御して、
ウェハ（１）上の各チップを検査することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、被検査体に形成された繰返しパターン
チップの距離を求めて、この距離をピッチとして被検査
体を移動しているので、如何なる温度の被検査体であっ
ても正確に移動して、検査することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例装置を説明するためのブ
ロック図、第２図は第１図のウェハ」：の整数倍チップ
間距離を検出することを説明する説明図、第３図は第１
図の移動制御手段を説明するだめの説明図。 １・・・ウェハ　　　　　２・・・載置台３・・・検出
手段　　　　４・・・算出手段５・・・移動制御手段　
　６・・・コントローラ１４・・・設定移動距離　　１
５・・・検出チップ間距離特許出願人　東京エレク１−
ロン株式会社第３図 ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）繰返しパターンチップを形成した半導体ウェハをチ
   ップ中で間欠的に移動させて、チップの電気的特性を検
   査するウエハプローバにおいて、上記半導体ウェハに形
   成したチップの整数倍離れたチップ間距離を検出するよ
   うに配置された検出手段と、 この検出されたチップ間距離のデータに基づいて、単位
   チップ当りの距離を算出する算出手段と、この算出した
   距離のデータによって移動量を可変制御する移動制御手
   段とを設けたことを特徴とするウエハプローバ。