JPH0658933B2 - 半導体ウエハの位置合わせ方法 - Google Patents

半導体ウエハの位置合わせ方法

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JPH0658933B2
JPH0658933B2 JP59103203A JP10320384A JPH0658933B2 JP H0658933 B2 JPH0658933 B2 JP H0658933B2 JP 59103203 A JP59103203 A JP 59103203A JP 10320384 A JP10320384 A JP 10320384A JP H0658933 B2 JPH0658933 B2 JP H0658933B2
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wafer
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semiconductor wafer
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敬一 横田
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Tokyo Electron Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、半導体ウエハの位置合わせ方法に関する。
(従来の技術) 半導体ウエハの製造工程における半導体ウエハチップ
(以下チップという)を測定する装置として、チップの
良品・不良品の判定を行い、不良チップに不良マークを
付するウエハプローバがある。
このウエハプローバでは、半導体ウエハ(以下ウエハと
いう)の表面に多数のチップが配設されており、さらに
該チップの内部に電極パッドが配設されている。この電
極パッドに該ウエハプローバに取付けたプローブカード
触針を接触させ、良品・不良品の判断装置であるテスタ
と導通し、このテスタによりチップの良品であるか、不
良品であるかを判定して、インカ(またはマーカ)と称
する装置で不良チップには不良マークが付される。
このウエハプローバについてさらに詳しく述べると、ウ
エハ表面に多数配設されたチップ内の電極パッドに、プ
ローブカード触針が所望の位置になるように位置合わせ
を行う。そしてそのプローブカード触針が、該電極パッ
ドに所望の位置で接触したかどうかを観察する。そのた
め、ウエハプローバには顕微鏡が設けられ、位置合わせ
が正しいかどうかを確認したのち、最初のウエハのすべ
てのチップを順次測定する。
続いて2枚目以降のウエハが搬送され、ウエハプローバ
の載置台にこのウエハを吸着して測定位置にこの載置台
を移動し、そこで測定する。その際のプローブカード触
針、電極パッド位置の関係は、最初のウエハの位置合わ
せによってすでに決定されているので測定作業が自動的
に始められる。次に座標を読み取り、テスタ側にこれを
出力してインカ(またはマーカ)により、不良チップと
判断したチップに不良マークを付する。
(発明が解決しようとする課題) 上記従来の第1の欠点として、ウエハ製造の前工程にお
いてはウエハ表面にマスクを被覆するときに、当初から
「ずれ」が生じる。すなわち、各ウエハごとにマスクを
覆うので、ウエハの位置とマスクの位置は各ウエハごと
に異なり、製造誤差等の位置ずれが生じるのである。こ
れを図で説明すると、第4図(a)、(b)に示すよう
にこの「ずれ」(Δx、Δy)でチップの座標自体が
「ずれ」ているため2枚目以降の各チップのテストデー
タが変わり、全ウエハについて各チップの座標に対する
テストデータが比較できない。
本発明の目的は上記問題点に鑑みなされたもので、製造
誤差をも補償した正確な半導体ウエハの特殊パターン位
置認識および位置合わせを行なうことができる半導体ウ
エハの位置合わせ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) 本発明は半導体ウエハの中心を求める工程と、上記中
心から予め定められた特殊パターンまでの座標が記憶さ
れたメモリから、上記半導体ウエハの特殊パターン位置
を読み出す工程と、上記特殊パターンおよびこのパター
ン周辺の正規チップパターンを光学的に検出する工程
と、この工程により得られたデータにより正確に上記特
殊パターンの位置を認識する工程と、 この工程により認識した特殊パターンの位置を記憶して
いるデータを読み出して半導体ウエハのチップ座標位置
と合わせるようにしたことを特徴とする半導体ウエハの
位置合わせ方法にある。
(作用効果) 各ウエハ毎に製造誤差が発生し、各ウエハ毎にチップ配
列位置に位置ずれが生ずる場合においても各ウエハ毎に
自動的に各ウエハに設けられている特殊パターンの位置
を認識し、この認識により、半導体ウエハのチップ座標
位置を位置合わせできる効果がある。
(実施例) 以下図面に基づいて、この発明方法を半導体ウエハチッ
プの測定方法に適用した一実施例を説明する。
第1図(a)、(b)において、ウエハ14を真空圧で
吸着する載置台15を設けたX−Yステージ16は、X
軸、Y軸の駆動モータ18を有するX−Yステージ駆動
装置6により、2次元的に移動可能である。
レーザ光の照射位置7は、レーザ光源17から出射され
たレーザ光を、レーザ光セレクタ11′を通って反射板
13によって折り曲げ、X−Yステージ16上のウエハ
14表面に照射する。
上記において、X−Yステージ16上のウエハ14表面
に照射したレーザ光は、X−Yステージ16の移動に伴
い特殊チップとパターンチップの両方のチップに照射す
る。表面から反射して生ずる散乱光は受光装置8を構成
するレンズ系12を通って集光され、光電素子11に達
する。
光電素子11によって捕獲された光電信号は増幅器10
で所定量に増幅され、A/D変換9に印加される。この
A/D変換9から出力されたデジタル信号D、D
は、ウエハ14に照射した散乱光の強さまたは光量に
比例したものとする。
デジタル信号D、Dは、レーザ光セレクタ11′に
よりセレクトされ、各スリット光またはスポット光をウ
エハ14表面に照射した後、その反射光を光電素子11
に集光して各ウエハ14上のパターンに対応した信号に
変換したものである。
デジタル信号Dは、X−Yステージ16に対しウエハ
14の周方向θに左右に回転させ、自動補正するための
デジタル信号である。またデジタル信号Dは、ウエハ
表面に配設された特殊チップのパターンを検出するため
のデジタル信号である。
上記デジタル信号D、Dに基づいてCPU1により
演算を行なうとともに、その結果に応じてX−Yステー
ジ駆動装置6でウエハ14を所定の位置まで移動させ
る。またデジタル信号Dは、先ず基準データ3を記憶
装置に記録し、次にウエハ14表面に配設されている特
殊チップの周辺のパターンチップをサーチしたパターン
データ4を記憶装置に記録するようプログラムされてい
る。
上記の基準データ3とは、通常チップのパターンデータ
であり、記憶装置に記録されている。なおパターンデー
タ4は、特殊チップ周辺のパターンデータである。
ウエハの中心点位置の検出手段について述べる。第2図
(a)に示すように、静電容量形ハイトセンサ20を上
部に位置させ、ウエハ14が吸着された載置台15を矢
印方向に移動させる。ウエハ載置面からウエハ面に移動
した時の境界点21、23、ウエハ面からウエハ載置面
に移動した時の境界点22、24と、それぞれの弦の長
さLx、LyとをCPU1に入力し、該CPU1で各弦
の長さの中点の交点0をウエハの中心点位置25として
検出し、記憶装置に記録する。
次に作用について、第5図および第6図で説明する。
一般的にウエハ14表面にパターンチップを形成する場
合に大きく分けると2種類の方法がある。
その第1は、ウエハ全面に1度に焼き付ける方法で、そ
の製造方法はウエハ表面にマスク版をパターンチップを
焼き付ける方法である。得られたウエハの特徴は第5図
に示すように、ウエハ14全面に亘ってパターンチップ
が形成されているがそのチップの中に1個または複数個
のマスクアライナーターゲットとして使用したチップが
存在している。このようなアライナーターゲットチップ
を含んだウエハを、アライナーターゲットチップウエハ
という。
第二のものは、ウエハのパターン寸法が益々微細にな
り、ウエハ全面に1度に焼き付けをしないで、1個また
は複数個のパターンを繰り返し焼き付ける方法である。
このウエハの特徴は第6図に示すように、円形のウエハ
14にパターンチップ28を繰り返し焼き付けている
が、チップ面積の不足するところは焼き付けを行なわな
いため、ウエハ地27として残る。このようにウエハ地
27が存在しているウエハをステッパ方式のウエハとい
う。
前者のウエハにおいて、アライナーターゲットを特殊チ
ップとする場合について第3図および第5図で説明す
る。先ずウエハテスト工程のウエハプローバにおいて
は、ウエハ収納箱をセットする場所104に配設し、ウ
エハ収納箱からウエハ14を搬送装置で載置台15まで
搬送し、ウエハ14を載置台15に吸着した位置100
からX−Yステージの駆動によって、アライメント位置
101まで載置台15を移動させる。次にウエハ14の
中心点25を検出して記憶装置に記録する。この場合X
−Yステージ16は、予め設定された移動量データ2に
応じて移動し、そこでウエハ14表面の所定位置にレー
ザ光を照射される。その後再びX−Yステージの駆動に
よって載置台15を移動させ、ウエハ14をウエハ収納
箱へ収納する。
アライメント位置におけるウエハ上の基点位置をサーチ
する動作については、例えば第2図で示すように、すで
にウエハ14の中心点位置25を検出して記録している
ため、該中心点より左側に3ピッチ移動した位置に特殊
チップが配設されていることも、予め設定されている。
したがって第5図に示すように、特殊チップ26と、周
辺にあるパターンチップを「L・M・N」、「I・J・
K」、「F・G・H」の順にレーザ光を照射する。
レーザ光を照射するウエハ14上の各位置の位置決め
は、予めチップ寸法が決まっているから簡単に行なうこ
とができる。すなわち、ウエハ14の中心点位置25か
らの1チップの長さを1ピッチとした時、「L・M・
N」の列にレーザ光を照射するためには、2ピッチ分載
置台15を移動することにより照射が可能となる。次
に、「I・J・K」の列にレーザ光を照射させるために
は、中心点位置25より3ピッチ分載置台15を移動さ
せる。同様に「F・G・H」の列は、中心点位置25よ
り4ピッチ分載置台15を移動させることにより、レー
ザ光を照射することが可能となる。
上記のレーザ光照射により生ずる散乱光等は、受光装置
の光電素子により各チップのパターンを検出するスポッ
トに自動検出されて、得たデジタル信号DはCPU1
に読み込まれて記憶装置に記録される。このとき、通常
のチップが形成された領域のところで平均的に大きな値
をとらず、特殊チップ26が鏡面の場合では極大値とな
る光電信号を生ずる。
このようにレーザ光は、特殊チップ26とその周辺チッ
プの「L・M・N」、「I・J・K」、「F・G・H」
の順に1ピッチ毎に移動し、レーザ光を照射する。該照
射により、特殊チップ26は予め記憶されている基準デ
ータと比較して認識される。したがって特殊チップ26
の位置をウエハマップの相対的な原点とすることができ
る。
後者のウエハ14においては、第6図に示すようにステ
ッパで焼き付けた場合のウエハ周辺部の鏡面部を特殊エ
リア部27として、この特殊エリア部27を前記した特
殊チップと見たてることができる。したがってこの特殊
エリア部27をメモリマップ上の相対的な原点とするこ
とができる。
前記した特殊チップ26の考え方を該特殊エリア部27
に導入して説明すると、上述のようにウエハ14の中心
を検出し、記憶装置に記録した後に、X−Yステージを
予め決めた設定移動量だけ移動し、特殊エリア部27の
周辺にレーザ光を照射する。いわゆる、ウエハ中心点位
置25よりX軸方向に左側4ピッチ、Y軸方向に下側3
ピッチ分移動した位置に特殊エリア部27が存在するも
のと予想して、「f・g・h・i」の順でレーザ光を照
射する。
「f・h・i」は、通常パターンチップであり、「g」
が特殊エリアパターンであることを上述した方法で認識
した後、「g」の特殊エリアパターンを特殊チップとし
て認識する。
次に前記と同様に、特殊チップは予め記憶装置に記録さ
れている基準データと比較され、認識されるが、さらに
この場合には「f・g・h・i」のパターン配分が決め
られた通りであることを認識しなければならない。すな
わち、ウエハの前記特殊チップを基点として全ウエハの
基点を同一原点とした上、全ウエハの各チップ座標を位
置合わせする。
以上説明した位置合わせ手段は次の実施例にも適用でき
る。
一般のウエハテスト工程においては、各チップの測定結
果に基づいて該チップが不良であればインカ(マーカ)
により不良マークを付している。従来はこの時にインク
が飛び散り、他の不良でない良品チップが不良チップに
なる。
しかしながら、上記した実施例により、ウエハ14上に
明確な特殊パターン(基点)を設け、この基点位置をメ
モリマップの原点とし、この原点を自動的に認識するこ
とにより、インカーによるマークを付さなくても、各チ
ップの測定結果に対応する座標のもとにマップデータと
して記録する。すると、マーキングしなくても、ウエハ
測定後に該ウエハのマップデータを次の工程(ダイボン
ディング工程)で読み出し、特殊パターンを認識し、こ
のパターンを原点として半導体ウエハチップの位置合わ
せをすることにより、次工程において不良チップと良品
チップを自動的に選別するのに使用することができる。
いわゆるウエハテスト工程においては、基点座標を含む
マップデータを出力することにより、インカ(マーカ)
を測定用ウエハプローバには設置する必要がなく、イン
クによるウエハへの害がなくなる。
この実施例の効果 半導体ウエハへの半導体チップの製造においては、各ウ
エハ毎に製造誤差が発生する。このように各ウエハ毎に
チップ配列位置が位置ずれする場合においても、各ウエ
ハごとに自動的に各ウエハに設けられている特殊パター
ンの位置を認識することができる。
さらに、ウエハに形成されている特殊パターンの認識に
より半導体ウエハチップの座標位置を位置合わせでき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)は、この発明方法の一実施例を示
すブロック図、第2図(a)、(b)は、第1図ウエハ
の中心点位置を検出する工程を示す断面図および平面
図、第3図は、第1図ウエハ14の軌跡を示す平面図、
第4図はマスクによる製造時の「ずれ」を示すウエハの
平面図、第5図は(a)、(b)および第6図(a)、
(b)はそれぞれ第1図ウエハに設けられた特殊チップ
の検出工程を示す平面図である。 11……光電素子、11′……レーザ光セレクタ、 12……レンズ系、13……反射板、 14……ウエハ、15……載置台、 16……X−Yステージ、17……レーザ光源、 18……駆動モータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体ウエハの中心を求める工程と、上記
    中心から予め定められた特殊パターンまでの座標が記憶
    されたメモリから、上記半導体ウエハの特殊パターン位
    置を読み出す工程と、上記特殊パターンおよびこのパタ
    ーン周辺の正規チップパターンを光学的に検出する工程
    と、この工程により得られたデータにより正確に上記特
    殊パターンの位置を認識する工程と、 この工程により認識した特殊パターンの位置を記憶して
    いるデータを読み出して半導体ウエハのチップ座標位置
    と合わせるようにしたことを特徴とする半導体ウエハの
    位置合わせ方法。
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CN109003910B (zh) * 2018-06-06 2020-07-14 广东利扬芯片测试股份有限公司 基于全自动探针台的不规则晶圆测试方法及其计算机可读存储介质

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