JPH10199942A - ウェーハ検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プローブニードルの位置が基準位置からズレて
いても、ウェーハをアライメントすることができるウェ
ーハ検査装置を提供する。 【解決手段】移動テーブルの移動途中でプローブニード
ルの基準位置をＣＣＤカメラ２８で撮像する。この時の
プローブニードルの基準位置までの移動テーブルの移動
量データＡ´と、アライメント調整部の第３のメモリ部
に記憶されている基準となる移動量データＡとを比較す
る。移動量データＡ´Ａ同士が等しい場合には、第２の
メモリ部に記憶されている移動量で、即ち、電極パッド
をプローブニードルでアライメントする際に用いる移動
量Ｌで移動テーブル２０を移動させる。移動量データが
等しくない場合には、第２のメモリ部の移動量データＬ
を、ズレた量だけ補正して移動テーブルを移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はウェーハ検査装置に
係り、特に半導体ウェーハ上に多数形成された半導体素
子回路の電気特性を検査するウェーハ検査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハは、ウェーハの品種に応
じて同一の電気素子回路が多数形成されており、この電
気素子回路を各チップとして切断する前に各電気素子回
路の形成品質を検査すべく、ウェーハ検査装置のプーブ
カードで電気素子回路毎にその良／不良が判定される。

【０００３】前記ウェーハ検査装置は、同一品種のウェ
ーハを検査する際、最初のウェーハでアライメント調整
を行い、この結果に基づいて２枚目以降のウェーハの素
子回路の電極パッドが、前記プローブカードのプローブ
ニードルに確実に当接するようしている。即ち、前記ア
ライメント調整方法は、まず、ウェーハ検査装置本体に
移動可能に設けたテーブル上に１枚目のウェーハを吸着
させ、このテーブルをＣＣＤカメラの下方の所定位置に
移動させる。

【０００４】次に、ウェーハに形成された複数の素子回
路の配列パターンのうち、基準となる基準の回路パター
ンを前記ＣＣＤカメラで撮像させ、この基準の回路パタ
ーンをモデルデータとして画像処理装置のＲＡＭに記憶
させる。次いで、前記テーブルをプローブカードの方向
に移動させ、前記ウェーハの電極パッドにプローブカー
ドのプローブニードルを当接させると共に、この当接
（検査）位置までの移動量Ｌをプローバ制御部のＲＡＭ
に記憶させる。そして、前記１枚目のウェーハは、電極
パッドにプローブニードル７が当接した位置を基準にし
て、各素子回路の検査が行われる。

【０００５】２枚目以降のウェーハについては、先ず、
前記ＣＣＤカメラが前記ＲＡＭに記憶したモデルデータ
の基準の回路パターンと同一の回路パターンを撮像する
ように、既知の相関法等を用いてテーブルを移動させ
る。次に、テーブルを前記ＲＡＭに記憶した移動量Ｌ移
動させる。これにより、２枚目以降のウェーハも、プロ
ーブニードルに電極パッドが当接する位置に移動される
ことになる。このようにして、２枚目以降のウェーハ
は、１枚目のウェーハで記憶されたモデルデータ、及び
移動量に基づいてアライメント調整される。

【０００６】このような、ウェーハ検査装置のアライメ
ント調整方法では、例えば品種Ａのウェーハを検査し、
次に品種Ｂのウェーハを検査すると、前回検査した品種
Ａの基準の回路パターン、及び検査位置までの移動量が
各ＲＡＭから消去されるので、品種Ａのウェーハを再検
査する際に、また新たに基準の回路パターン、及び検査
位置までの移動量を取得しなければならない。

【０００７】そこで、最近では、品種毎にテーブルの移
動量Ｌをプローバ制御部に記憶させておき、選択した品
種に対応した移動量でテーブルを移動させるようにして
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ウェーハ検査装置のように、ウェーハの品種毎にテーブ
ルの移動量Ｌを記憶させても、プローブニードルの位置
が基準の位置に対してズレていると、その移動量Ｌデー
タでテーブルを移動させても、プーロブニードルに電極
パッドが当接せず、ウェーハをアライメントすることが
できないという欠点がある。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、プローブニードルの位置が基準の位置からズレ
ても、ウェーハをアライメントすることができるウェー
ハ検査装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
する為に、ウェーハの電極パッドが当接されてウェーハ
を検査するプーブニードルと、ウェーハを移動する移動
可能なテーブルと、前記テーブルの上方に設けられ、該
テーブルでウェーハを移動させるとき、前記ウェーハの
ウェーハ回路パターンを撮像する第１の撮像装置と、前
記テーブルに設けられ、該テーブルでウェーハをプロー
ブニードルに向けて移動させるとき、前記プローブニー
ドルを撮像する第２の撮像装置と、前記第１の撮像装置
から出力される前記ウェーハ回路パターンを示す情報
と、前記第２の撮像装置から出力される前記プローブニ
ードルを示す情報とが入力されるアライメント調整装置
であって、ウェーハの相関基準位置を決定する際に用い
るデータを記憶する第１の一時的メモリ手段、前記ウェ
ーハの相関基準位置からウェーハの電極パッドが前記プ
ローブニードルに当接する位置までの移動量を記憶する
第２の一時的メモリ手段、前記ウェーハの相関基準位置
からテーブルがプローブニードルの基準位置まで移動し
たときの移動量データを記憶する第３の一時的メモリ手
段を備え、前記第１の撮像手段から出力される情報と前
記第１の一時的メモリ手段に記憶されたデータとを比較
してウェーハの相関基準位置を決定し、前記第２の撮像
手段から出力される情報に基づいて前記テーブルが前記
プローブニードルの基準位置まで移動したときの移動量
を算出し、この算出した移動量と前記第３の一時的メモ
リ装置に記憶されている移動量とを比較し、比較した結
果が等しい場合は、前記第２の一時的メモリ手段に記憶
された移動量で前記テーブルを移動させ、比較した結果
が等しくない場合は、前記第２の一時的メモリ手段に記
憶された移動量に、等しくない量分補正した移動量で前
記移動可能なテーブルを移動させるアライメント調整装
置と、から成ることを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、テーブルがプローブニー
ドルの基準位置まで移動したときの移動量と第３の一時
的メモリ装置に記憶されている移動量とを比較し、比較
した結果が等しい場合は、第２の一時的メモリ装置に記
憶された移動量でテーブルを移動させる。また、前記移
動量を比較した結果が等しくない場合は、前記第２の一
時的メモリ装置に記憶された移動量に、等しくない量分
補正した移動量でテーブルを移動させる。これにより、
本発明では、プローブニードルの位置が基準の位置から
ズレても、ウェーハをアライメントすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るウェーハ検査装置の好ましい実施例について詳説す
る。図１には、本発明に係るウェーハ検査装置１０の実
施例が示される。このウェーハ検査装置１０のヘッドス
テージ１２には、プローブカード１４が取り付けられて
おり、このプローブカード１４にはウェーハ検査用測定
子としての複数本のプローブニードル１６、１６…が固
着されている。また、ヘッドステージ１２の下方には、
移動テーブル２０が配置されており、テーブル２０の上
面には検査対象のウェーハ２２が吸着される。更に、前
記ヘッドステージ１２には、ＣＣＤカメラ１８が前記プ
ローブカード１４に対して所定の位置に設置されてい
る。前記ＣＣＤカメラ１８には画像処理装置２４が接続
される。この画像処理装置２４は、ＣＣＤカメラ１８で
撮像された前記ウェーハ２２の所定の回路パターン（複
数の回路素子とストリートを含む特定のパターンであっ
て、アライメントし易いパターン）を画像処理してモデ
ルデータを作成する。このモデルデータは、映像信号に
変換されてアライメント調整部２６に出力される。

【００１３】一方、前記移動テーブル２０には、ＣＣＤ
カメラ２８が撮像部を上方に向けて固定されている。こ
のＣＣＤカメラ２８は、図２に示す移動テーブル２０の
プローブカード１４方向への移動途中時に、所定位置で
プローブカード１４のプローブニードル１６、１６…を
撮像するものである。前記ＣＣＤカメラ２８で撮像され
たプローブニードル１６、１６…を示す出力信号は、画
像処理装置２４に出力される。

【００１４】ところで、ウェーハ検査装置１０は前記ア
ライメント調整部２６、ハードディスク３０、指令装置
３２、及びキーポード３４を有している。前記アライメ
ント調整部２６には第１のメモリ部（ＲＡＭ）３６、第
２のメモリ部（ＲＡＭ）３８、及び第３のメモリ部（Ｒ
ＡＭ）４０が内蔵されている。第１のメモリ部３６に
は、ウェーハ２２の基準の回路パターンデータが一時的
に記憶されている。第２のメモリ部３８には、基準の回
路パターンが撮像された位置から移動テーブル２０のプ
ローブカード１４までの移動量データ（Ｌ）が一時的に
記憶されている。第３のメモリ部４０には、基準の回路
パターンが撮像された位置から、ＣＣＤカメラ２８で撮
像されたプローブニードル１６、１６…の基準位置まで
の移動テーブル２０の移動量データ（Ａ）が一時的に記
憶される。

【００１５】前記ハードディスク３０には、第４のメモ
リ部４２と第５のメモリ部４４とが内蔵されている。第
４のメモリ部４２には、各種ウェーハの基準の回路パタ
ーンデータとそのウェーハに対応した移動テーブル２０
の移動量データ（Ｌ）とがバックアップなしで登録され
ている。また、第５のメモリ部４４には、各種プローブ
カードのプローブニードルの基準位置までの移動テーブ
ル２０の移動量データ（Ａ）がバックアップなしで登録
されている。

【００１６】前記指令装置３２は、キーボード３４の入
力操作によって駆動される。即ち、指令装置３２は、キ
ーボード３４によってウェーハ２２の品種が入力される
と、このウェーハ２２の品種に対応した基準の回路パタ
ーンデータ及び検査位置までの移動量データ（Ｌ）を、
前記ハードディスク３０の第４のメモリ部４２から読み
出し、読み出した基準の回路パターンデータを前記アラ
イメント調整部２６の第１のメモリ部３６に記憶させ、
また、読み出した前記移動量データ（Ｌ）を、アライメ
ント調整部２６の第２のメモリ部３８に記憶させる。更
に、指令装置３２は、キーボード３４によってウェーハ
２２の品種が入力されると、そのウェーハ２２の品種に
応じたプローブカード１４のプローブニードル１６、１
６…の基準位置までの移動テーブル２０の移動量データ
（Ａ）を、ハードディスク３０の第５のメモリ部４４か
ら読み出し、読み出した移動量データ（Ａ）を、アライ
メント調整部２６の第３のメモリ部４０に記憶させる。

【００１７】次に、図３を参照して、各種ウェーハの基
準の回路パターンデータと、ウェーハの品種に対応した
移動テーブル２０の移動量データ（Ｌ）と、各種プロー
ブカードのプローブニードルの基準位置までの移動テー
ブル２０の移動量データ（Ａ）との登録手順について説
明する。まず、ウェーハの品種（例えば、品種Ａ）を指
定する（ステップ１００）。そして、この品種のウェー
ハの基準の回路パターンをＣＣＤカメラ１８で撮像し
（ステップ１１０）、この基準の回路パターンの回路パ
ターンデータ（Ｘ．Ｙ．θ）を、前記ハードディスク３
０の第４のメモリ部４２に登録する（ステップ１２
０）。

【００１８】次に、移動テーブル２０をプローブカード
１４の下方に向けて移動する（ステップ１３０）。そし
て、ウェーハの電極パッドにプローブカード１４のプロ
ーブニードル１６、１６…を当接させる（ステップ１４
０）。そして、ＣＣＤカメラ１８が基準の回路パターン
を撮像した位置から、電極パッドがプローブニードル１
６、１６…に当接した検査位置までの移動テーブル２０
の移動量を移動量データ（Ｌ）として、ハードディスク
３０の第４のメモリ部４２に登録する（ステップ１５
０）。

【００１９】次いで、ＣＣＤカメラ２８がプローブニー
ドル１６、１６…を撮像できる位置まで移動テーブル２
０を移動させて、このＣＣＤカメラ２８によってブロー
ブニードル１６、１６…の基準位置を撮像する（ステッ
プ１６０）。そして、ＣＣＤカメラ１８が基準の回路パ
ターンを撮像した位置から、ＣＣＤカメラ２８がプロー
ブニードル１６、１６…の基準位置を撮像した位置まで
の移動テーブル２０の移動量を移動量データ（Ａ）とし
て、ハードディスク３０の第５のメモリ部４４に登録す
る（ステップ１７０）。これにより、品種Ａのウェーハ
の登録が終了する（ステップ１８０）。

【００２０】このように、品種Ｂ、Ｃ…のウェーハにお
いても同様な手順で登録を行う。これによって、ハード
ディスク３０の第４のメモリ部４２には、多数のウェー
ハの基準の回路パターンデータと移動量データ（Ｌ）と
が登録され、第５のメモリ部４４には、多数のプローブ
カードに対応した移動量データ（Ａ）が登録される。次
に、前記の如く構成されたウェーハ検査装置１０による
ウェーハのアライメント調整方法について図４、図５に
示すフローチャートを参照しながら説明する。

【００２１】まず、図４に於いて、検査を開始する前
に、検査対象のウェーハ２２の品種をキーボード３４
（図１参照）で入力する（ステップ２００）。これによ
り、指令装置３２が、ハードデイスク３０の第４のメモ
リ部４２からウェーハ２２に対応する基準データ、及び
検査位置までの移動量データ（Ｌ）を読み出し、この読
み出した基準データを、アライメント調整部２６の第１
のメモリ部３６に記憶させると共に（ステップ２１
０）、読み出した移動量データ（Ｌ）を、アライメ ン
ト調整部２６の第２のメモリ部３８に記憶させる（ステ
ップ２２０）。そして、指令装置３２が、ハードデイス
ク３０の第５のメモリ部４４から、ウェーハ２２に対応
するプローブカード１４のプローブニードル１６、１６
…の基準位置までの移動テーブル２０の移動量データ
（Ａ）を読み出し、この読み出した移動量データ（Ａ）
を、アライメント調整部２６の第３メモリ部４０に記憶
させる（ステップ２３０）。これにより、ウェーハ２２
のアライメント調整準備が終了する（ステップ２４
０）。

【００２２】次に、図５に於いて、ウェーハ２２のアラ
イメント調整を開始する（ステップ２５０）。まず、ウ
ェーハ２２をテーブル２０に吸着させ、テーブル２０を
ＣＣＤカメラ１８（図２参照）の下方の所定位置に移動
させる。次いで、ＣＣＤカメラ１８で撮像されるウェー
ハ２２の回路パターンを画像処理装置２４で画像処理し
て回路パターンデータを逐次作成し（ステップ２６
０）、そして、この回路パターンデータをアライメント
調整部２６に出力する（ステップ２７０）。そして、前
記回路パターンデータが、アライメント調整部２６の第
１のメモリ部３６に記憶された前記基準の回路パターン
データと合致する位置に、既知の相関法等を用いて移動
テーブル２０を移動させる（ステップ２８０）。

【００２３】そして、移動テーブル２０をプローブカー
ド１４の下方に向けて移動させ、その移動途中でプロー
ブカード１４のプローブニードル１６、１６…の基準位
置をＣＣＤカメラ２８で撮像する（ステップ２９０）。
そして、この時のプローブニードル１６、１６…の前記
基準位置までの移動テーブル２０の移動量データ（Ａ
´）と、アライメント調整部２６の第３のメモリ部４０
に記憶されている基準となる移動量データ（Ａ）とを比
較する（ステップ３００）。

【００２４】そして、前記移動量データ（Ａ´）が前記
移動量データ（Ａ）と等しい場合には、即ち、移動量デ
ータ（Ａ）の登録時におけるプローブニードルの基準位
置と、アライメント調整時におけるプローブニードル１
６、１６…の基準位置とが一致しいる場合には、アライ
メント調整部２６の第２のメモリ部３８に記憶されてい
る移動量（Ｌ）で移動テーブル２０を移動させる（ステ
ップ３１０）。これにより、ウェーハ２２は、プローブ
ニードル１６、１６…に電極パッドが当接する位置に移
動されて、ウェーハ２２のアライメントが終了する（ス
テップ３２０）。

【００２５】一方、前記移動量データ（Ａ´）が前記移
動量データ（Ａ）と等しくない場合には、即ち、移動量
データ（Ａ）の登録時におけるプローブニードルの基準
位置に対して、アライメント調整時におけるプローブニ
ードル１６、１６…の基準位置がズレている場合には、
前記第２のメモリ部３８に記憶されている移動量データ
（Ｌ）を、前記ズレた量だけ減算、若しくは加算して移
動テーブル２０を移動させる（ステップ３３０）。これ
により、ウェーハ２２は、プローブニードル１６、１６
…の基準位置がズレていても、プローブニードル１６、
１６…に電極パッドが当接する位置に移動される。

【００２６】したがって、本実施例では、ウェーハの基
準の回路パターンデータと移動量データ（Ｌ）との他
に、プローブニードルの基準位置のズレによって変化す
る移動量データ（Ａ）を補正してウェーハをアライメン
トするようにしたので、プローブニードル１６の位置が
基準位置からズレていても、プローブニードル１６に電
極パッドを当接することができる。よって、本実施例で
は、ウェーハ２２をアライメントすることができる。

【００２７】尚、本実施例では、撮像手段としてＣＣＤ
カメラを用いたが、これに限られるものではなく、顕微
鏡、又は他の固体撮像素子でも良い。また、本実施例で
は、ハードデイスク装置３２を用いたが、これに限られ
るものではなく、フロッピデイスク装置、又は何回でも
書き換え可能なＰＲＯＭ（プログラマブル−ＲＯＭ）を
備えた装置を用いても良い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るウェー
ハ検査装置によれば、テーブルがプローブニードルの基
準位置まで移動したときの移動量と第３の一時的メモリ
装置に記憶されている移動量とを比較し、比較した結果
が等しい場合は、第２の一時的メモリ装置に記憶された
移動量でテーブルを移動させる。また、前記移動量を比
較した結果が等しくない場合は、前記第２の一時的メモ
リ装置に記憶された移動量に、等しくない量分補正した
移動量でテーブルを移動させるようにしたので、プロー
ブニードルの位置が基準の位置からズレても、ウェーハ
をアライメントすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るウェーハ検査装置の実施例を説明
図

【図２】移動テーブル側のＣＣＤカメラでプローブニー
ドルの基準位置を撮像している状態を示す説明図

【図３】ウェーハの初期設定の手順を示すフローチャー
ト

【図４】初期設定された各データを各メモリ部に記憶す
る手順を示すフローチャート

【図５】ウェーハのアライメント手順を示すフローチャ
ート

【符号の説明】

１０…ウェーハ検査装置 １４…プローブカード １８…ＣＣＤカメラ ２０…テーブル ２２…ウェーハ ２４…画像処理装置 ２６…アライメント調整部 ２８…ＣＣＤカメラ ３０…ハードディスク ３６、３８、４０、４２、４４…メモリ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェーハの電極パッドが当接されてウェー
   ハを検査するプーブニードルと、 ウェーハを移動する移動可能なテーブルと、 前記テーブルの上方に設けられ、該テーブルでウェーハ
   を移動させるとき、前記ウェーハのウェーハ回路パター
   ンを撮像する第１の撮像装置と、 前記テーブルに設けられ、該テーブルでウェーハをプロ
   ーブニードルに向けて移動させるとき、前記プローブニ
   ードルを撮像する第２の撮像装置と、 前記第１の撮像装置から出力される前記ウェーハ回路パ
   ターンを示す情報と、前記第２の撮像装置から出力され
   る前記プローブニードルを示す情報とが入力されるアラ
   イメント調整装置であって、ウェーハの相関基準位置を
   決定する際に用いるデータを記憶する第１の一時的メモ
   リ手段、前記ウェーハの相関基準位置からウェーハの電
   極パッドが前記プローブニードルに当接する位置までの
   移動量を記憶する第２の一時的メモリ手段、前記ウェー
   ハの相関基準位置からテーブルがプローブニードルの基
   準位置まで移動したときの移動量データを記憶する第３
   の一時的メモリ手段を備え、前記第１の撮像手段から出
   力される情報と前記第１の一時的メモリ手段に記憶され
   たデータとを比較してウェーハの相関基準位置を決定
   し、前記第２の撮像手段から出力される情報に基づいて
   前記テーブルが前記プローブニードルの基準位置まで移
   動したときの移動量を算出し、この算出した移動量と前
   記第３の一時的メモリ装置に記憶されている移動量とを
   比較し、比較した結果が等しい場合は、前記第２の一時
   的メモリ手段に記憶された移動量で前記テーブルを移動
   させ、比較した結果が等しくない場合は、前記第２の一
   時的メモリ手段に記憶された移動量に、等しくない量分
   補正した移動量で前記移動可能なテーブルを移動させる
   アライメント調整装置と、 から成ることを特徴とするウェーハ検査装置。