JPH0328909A - 移動誤差補正方法 - 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、移動誤差補正方法に関する。

（従来の技術） 一般に、ウエハブローバーにおいてはウエノ＼を１チッ
プ毎に測定する場合には、所定ピツチａで半導体チップ
が配列されているウエ／＼をＸ−Ｙステージに搭載し、
上記ピッチａと同ピッチてＸ方向及び／またはＹ方向に
駆動しなから全チ・ノブ測定検査している。この際、半
導体チップのピッチａと駆動のピッチａ′とが全く同一
であれば、ウエハをＸ方向に送った時の半導体チップの
電極パッドとプローブ針との位置ずれは生じないはずで
ある。

しかしながら、実際にはＸ−Ｙステージの機械的な移動
誤差、あるいは所定温度条件下で７１１定する場合には
その温度に起因する位置誤差が生し、半導体チップのピ
ッチａと断続駆動のピッチａ′との間に誤差Δａが存在
する。

そこで、この種の装置では、ステップ駆動時の累積誤差
を極力少なくするために、移動時の誤差補正を実施して
いる。

この種の誤差補正方法の一例として、本出願人が先に提
案した誤差補正方法を挙げることができる（特開昭８３
−８７７３９）。

上記提案では、処理すべきウエハ群のロットの先頭に対
応する１枚のウエハについて測定する際に、予め該ウエ
ハの半導体チップのピッチａとこれに対応するブローバ
ーの駆動ビッチａとをパターン認識によって測定し、そ
の誤差Δａを検出してメモリに記憶しておく。そして、
これ以降のウエハの測定を行うに際しては、ブローバー
を駆動する際に駆動ピッチａとその誤差情報Δａとの双
方を用い、これに基づきブローバーを移動修正制御する
ことによって、ウエハとブローバー側との移動誤差を実
質的に零としている。

（発明が解決しようとする課題） 上記提案によれば、ウエハ固有のずれ情報、例えばフォ
トリソグラフィ工程での焼付け歪み等に起因する前記半
導体チップのピッチａのずれをも考慮して移動制御する
ことができるので、誤差の少くない移動制御を実現でき
る点で優れている。

しかしながら、上記のような誤差補正方法を実施するに
際しては、測定すべきウエハのロット又は種類が異なる
たびに、そのウエハ群固有の誤差情報を収集しなければ
ならないという煩わしさがあった。

そこで、本発明の目的とするところは、移動装置自体の
移動誤差をパターン認識によって簡易に検出しておき、
被移動体の種類が変わる場合であっても、同一の精度に
て誤差補正を実現することができる移動誤差補正方法を
提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、パターンが形成された誤差情報収集用基板を
移動部に載置し、この移動を移動制御する移動制御部か
らの移動先情報に基づき駆動された上記移動部の移動位
置情報を、上記基板のバータンよりパターン認識し、 上記移動先情報と移動位置情報との誤差を、各移動先情
報毎に記憶しておき、 上記移動部に被移動体を載置して移動制御する際には、
上記移動先情報とこれに対応する上記誤差情報との双方
を用いて、移動制御するものである。

（作　用） 本発明の移動誤差補正方法では、まずパターンが形成さ
れた誤差情報を収集用基板を移動部上に載置し、これを
移動することによって誤差情報を収集している。すなわ
ち、移動制御部からの移動先情報に基づき前記移動部を
駆動し、その際の移動部の移動位置情報を上記基板のパ
ターンからパターン認識によって検出する。そして、前
記移動先情報と、その後の移動後の結果である移動位置
情報との誤差を測定し、これを移動先情報に対応させて
記憶しておく。このような誤差情報の収集を、所定ピッ
チの移動先情報毎に多数実施しておく。

上記誤差情報の収集の後に、移動部に被移動体を載置し
て実際の移動制御を行う場合には、移動制御部への指令
として、移動先情報とこれに対応する上記誤差情報との
双方を使用し、これに基づき移動部の移動制御を行う。

このような移動誤差修正方法を採用することにより、例
えば被移動体の種類が異なったとしても、この被移動体
の種類とは無関係に移動部自体の移動誤差情報に基づき
移動制御を行うことができるので、被移動体の種類毎に
異なる移動誤差補正方法を適用する必要がなくなる。そ
して、上記の移動誤差の更新を、この移動装置の所定使
用回数毎に行うようにすれば、たとえ移動部の機械的摩
耗が発生したとしても、同一の精度にて移動制御するこ
とが可能となる。

（実施例） 以下、本発明を半導体ウエハ上の各チップの電気的特性
検査を実施するウエハプローバーに適用したー実施例に
ついて、図面を参照して具体的に説明する。

このウエハブローバ−１０は、第４図に示すように、ロ
ーダ部１２，測定部１４及びファインアライメント部１
６を備えている。前記ローダ部１２は、図示しないキャ
リアカセット内に、第３図に示すような多数枚の半導体
ウエハ３０を収容し、１枚の半導体ウエハ３０を取り出
して測定部１４に受け渡し、その後処理の終了した半導
体ウエハ３０を前記キャリアカセット内に戻し搬送する
ようになっている。前記測定部１４は、半導体ウエハ３
０を載置して移動制御可能なチャックトップ１８を有し
、第３図に示す半導体ウエハ３０上の多数のチップ３２
の電気的特性の検査を行うものである。前記チャックト
ップ１８は、ファインアライメント部１６にも移動可能
となっていて、この上方に配設されたＴＶカメラ６４（
第１図参照）によって、パターン認識技術に基づき半導
体ウエハ３０のファインアライメントを実行可能となっ
ている。

前記測定部１４の上方には、第１図に示すようにインサ
ートリング４０が配設され、このインサートリング４０
にはプローブ針４２が固定されている。そして、このブ
ローブ針４２を半導体ウエハ３０上のチップ３２の各電
極パッドにコンタクトし、図示しないテスタからパター
ン信号を与え、その出力をモニタすることにより、各チ
ップ３２の電気的特性検査を行うようにしている。

ここで、ブローブ針４２と半導体ウエハ３０上の各チッ
プ３２とのコンタクトは、第３図に示す矢印の順で実施
される。すなわち、半導体ウエハ３０のＹ位置を固定し
たまま、Ｘ方向の第１列上に存在する各チップ３２につ
いて順次コンタクトできるように、各チップ３２のピッ
チ分だけステップ駆動を繰返し、この第１列の各チップ
３２の測定が終了した後にＹ位置を更新し、以下同チ贅
に検査を実施することなる。

このようなステップ駆動は、半導体ウエハ３０を搭載す
るチャックトツブ１８をＸ，Ｙ方向に駆動することによ
って行われる。このために、第１図に示すように、前記
チャックトップ１８はＸステージ４４及びＹステージ４
６上に支持されている。そして、各ステージ４４．４６
を、それぞれＸ軸モータ４８．Ｙ軸モータ５０によって
独立して駆動制御することで、第３図の矢印に示すステ
ップ駆動を実現可能としている。尚、前記チャックトッ
プ１８は、ブローブ針４２とのコンタクトを行うために
高さ方向であるＺ軸方向にも移動可能であり、また、こ
のＺ軸の回りのθ方向にも回転可能となっている。

次に、前記チャックトップ１８の移動制御系について第
１図を参照して説明する。

まず、前記チャックトツブ１８の現在位置を検出するた
めの現在位置センサ５２が設けられている。また、前記
チャックトップ１８の移動制御を司どるＣＰＵ５４が設
けられ、第３図の矢印に示すステップ駆動の実行手順を
プログラムとして組込んだプログラムメモリ５６からの
情報に基づき、前記チャックトップ１８の移動制御を行
うようになっている。さらに、本実施例装置の特徴的構
成として、前紀ＣＰＵ５４には不揮発性のＣ−ＭＯＳ等
の移動誤差情報用メモリ５８が接続されている。この移
動誤差情報用メモリ５８の記憶内容については後述する
。

前記現在位置センサ５２からの現在位置情報と、前記Ｃ
ＰＵ５４からの移動位置アドレス（移動先情報）とを二
人力する比較器４６が設けられ、この比較器６０にて二
入力の差分を演算して出力することになる。この比較器
６０からの差分結果は、モータ制御部６２に出力され、
このモータ制御部６２によって前記Ｘ軸モータ４８及び
Ｙ軸モータ５０の駆動制御を行うようになっている。そ
して、前記現在位置センサ５２．比較器６０，モータ制
御部６２及びＸ軸モータ４８，Ｙ軸モータ５０の接続経
路が制御ループを形威しており、比較器６０の差分が零
になるまでチャックトツブ１８の移動が行われることに
なる。

次に、前記移動誤差情報用メモリ５８に記憶される移動
誤差情報の収集について説明する。

本実施例装置では、上記移動系の固有の移動誤差を収集
するために、第２図に示すガラス基板２０を前記チャッ
クトップ１８に載置し、かつ、このチャックトツブ１８
をファインアライメント部１６に移動させて誤差情報の
収集を行うようにしている。前記ガラス基板２０上には
、Ｘ方向で所定微細ピッチ間隔にてバーコードパターン
を多数形成してなるＸ列パターン２２が、Ｙ方向の各段
毎に設けられている。また、ガラス基板２０のＸ方向両
端側には、Ｙ方向にて所定微細ピッチのバーコードパタ
ーンを多数形威してなるＹ列パターン２４．２４が設け
られている。尚、このガラス基板２０に形成されるパタ
ーンとしては、前記チャックトップ１８の移動方向の多
数点の位置情報をパターン認識にて検出できるものであ
ればよく、必ずしもＸ，Ｙの双方のパターンを有するも
のに限らず、第３図に示すステップ駆動を行った際に誤
差の発生の著しいＸ方向のみのパターンを有するもので
もよい。

このガラス基板２０をチャックトップ１８上に載置し、
かつ、チャックトップ１８を第１図の左側に移動させ（
Ｙ方向への移動）　　ＴＶカメラ６４の下方にガラス基
板２０を配置する。その後、チャックトツブ１８のθ方
向へのファインアライメントを、ＴＶカメラ６４により
パターン認識して実施し、ガラス基板２０上のＸ列パタ
ーン２２をＸ方向の移動軸に一致させ、かつ、Ｙ列パタ
ーン２４をＹ方向の移動軸に一致させるようにアライメ
ントを行う。

その後、第３図に示すようなステップ移動と同様な手順
によりチャックトツブ１８をＸ，Ｙ方向にステップ駆動
し、この際のガラス基板２０上の移動位置を、ＴＶカメ
ラ６４によってパターン認識で検出する。すなわち、チ
ャックトツブ１８はまずガラス基板２０上の第１列のＸ
列パターン２２の配列方向に沿って所定ピッチでステッ
プ駆動され、その後、右端側のＹ列パターン２４に到達
した後にＹ方向にーステップ駆動し、以下同様に第２列
のＸ列パターン２２の配列方向に沿ってステップ駆動を
行い、これを繰返して誤差情報の収集を行う。Ｘ方向の
移動誤差情報の収集について例を挙げれば、まずＣＰＵ
５４によってＸ１の移動アドレスが指定された際には、
ガラス基板２０の移動位置Ｘｌ　をＸ列パターン２２の
パターン認識によって検出し、この情報をＣＰＵ５４に
取り込む。そして、ＣＰＵ５４では、移動位置アドレス
Ｘ１とそのパターン認識結果であるアドレスＸｌ　との
差分ΔＸ，を求める。そして、この誤差情報ΔＸ，をア
ドレス位゜置Ｘ，と対応付けて前記移動誤差情報用メモ
リ５８に格納する。同様にして多数点の位置アドレスＸ
，Ｙ及びこれに対応する誤差情報ΔＸ，ΔＹを、それぞ
れ対応付けて前記移動誤差情報用メモリ５８に格納する
。

尚、この誤差情報収集時のチャックトツブ１８の駆動ピ
ッチとしては、例えば第３図に示す半導体ウエハ３０の
チップ３２の配列ピッチと同一ピッチにしておくことが
好ましい。この際、第３図に示す半導体ウエハ３０のチ
ップピッチとは異なるピッチのステップ駆動を行う際に
あっては、予め求められた誤差情報からステップ駆動ピ
ッチに対応する誤差を補間して求めることができ、この
ようにすれば被測定体の種類にかかわらず自動的な誤差
修正を実施でき、汎用性を高めることが可能となる。

ここで、本実施例装置のように誤差情報の収集を、ファ
インアライメント部１６に設けられている既存のＴＶカ
メラ６４を利用することにより、誤差情報収集のための
新たな機構を何等配置しなくて済む点で優れている。こ
の際、実際の測定位置はウエハプローバ−１０の測定部
１４であり、誤差情報をファインアライメント部１６で
検出した際には、そのＹ方向の位置のみが実際の測定位
置と異なっている。そこで、測定部１４でのＹ方向のス
テップ駆動時の位置情報と、ファインアライメント部１
６でのＹ方向の位置情報とを予め測定しておき、両者間
のＹ方向ステップ駆動時の誤差を予め検出してこれを前
記Ｙ方尚の誤差情報として加味することも可能である。

次に、前記チャックトツブ１８上に半導体ウェハ３０を
搭載して測定を行う際の動作について説明する。

第３図の矢印に示すステップ駆動手順は予めプログラム
メモリ５６に記憶されており、ＣＰＵ５４は前記ブログ
ラ．ムメモリ５６からの情報に基づきチャックトップ１
８の移動制御を行うことになる。この際、例えばＣＰＵ
５４より移動先アドレスとしてＸ１を指定する際には、
移動誤差情報用メモリ５８よりこのアドレスＸ１に対応
する移動誤差情報ΔＸＩを読み出し、ＣＰＵ５４より出
力される移動先アドレスとして（　Ｘ　＋　＋ΔＸ，）
を出力する。この移動指定によって駆動されるチャック
トツブ１８は、現在位置センサ５２，比較器６０、モー
タ制御部６２及びＸ軸，Ｙ輔モータ４８．５０の制御ル
ープ系に従って制御され、前記比較器６０での差分結果
が零になるまでＸ軸モータ４８またはＹ軸モータ５０の
回転駆動が実施されることになる。このような駆動制御
により、従来移動先アドレスとしてＸ，を指定した際に
は、チャックトップ１８に搭載された半導体ウエノ＼３
０上での移動位置はＸ１　となっており、ΔＸｌの移動
誤差が生じていたが、ＣＰＵ５４からのアドレス指定と
して（Ｘｌ＋ΔＸ＋）の指令を行うことにより、移動制
御系の固有の誤差が解消され、常に高精度の移動制御を
確保することが＝Ｊ能となる。この結果、半導体ウエノ
Ｘ３０上の各チップ３２の電極パッドとプローブ針４２
とが常時正確にコンタクトされ、コンタクト不良に基づ
く測定ミスを大幅に低減することが可能となる。

ここで、チャックトツブ１８にて半導体ウエノ＼３０を
例えば加熱して測定する際には、上記の誤差情報の収集
も同一の温度条件にて実施するようにすればよい。また
、上記移動系では例えば機械的摩耗等の発生によりその
誤差が経時的に変化するものであるので、所定回数ある
いは所定時間ウエハプローバ−ＩＯを稼動させた後に、
再度上記のような移動誤差情報の収集を行い、移動誤差
情報用メモリ５８の内容を更新するようにしておけばよ
い。このために、移動誤差情報用メモリ５８としてはＲ
ＡＭ等の書き換え可能なメモリを採用することが望まし
い。

可能である。

例えば、本発明をウエハーブローパーに適用した場合に
は、誤差情報の収集位置としてファインアライメントス
テージを利用するものに限らず、測定位置にて収集する
ことも可能である。

さらに、。本発明の移動誤差補正方法は、上記実施例の
ようなウエハブローバーに適用されるものに限らず、ス
テップ駆動により露光処理を行う装置等、移動ステージ
を有する各装置に適用可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、移動系固有の移動
誤差を、パターンが形成された誤差情報収集用基板を用
いてパターン認識技術を利用して予め検出しておき、被
移動体を移動制御する際には予め検出された誤差情報を
も加味して移動位置指令を行うことにより、被移動体を
高精度にて移動制御することが可能となる。また、被移
動体の種類が変わる毎に誤差情報の収集を行う必要もな
いので、移動誤差修正に要する手間を省き、スルーブッ
トを向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明をウエハブローバーに適用した場合の
移動制御系を説明するための概略説明図、 第２図は、移動誤差情報を収集するための基板一例を示
す概略説明図、 第３図は、被移動体の一例である半導体ウェハを説明す
るための概略説明図、 第４図は、ウエハブローバーの概略構成を説明するため
の概略説明図である。 １８・・・移動部（チャックトップ）、２０・・・誤差
情報収集用基板（ガラス基板）、３０・・・被移動体（
半導体ウエハ）、４４・・・Ｘステージ、４６・・・Ｙ
ステージ、５４・・・ＣＰＵ，５８・・・移動誤差情報
メモリ、６４・・・ＴＶカメラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）パターンが形成された誤差情報収集用基板を移動
   部に載置し、この移動部を移動制御する移動制御部から
   の移動先情報に基づき駆動された上記移動部の移動位置
   情報を、上記基板のパターンよりパターン認識し、 上記移動先情報と移動位置情報との誤差を、各移動先情
   報毎に記憶しておき、 上記移動部に被移動体を載置して移動制御する際には、
   上記移動先情報とこれに対応する上記誤差情報との双方
   を用いて、移動補正制御することを特徴とする移動誤差
   補正方法。