JPS60103634A - Automatic wafer prober device - Google Patents
Automatic wafer prober deviceInfo
- Publication number
- JPS60103634A JPS60103634A JP21096983A JP21096983A JPS60103634A JP S60103634 A JPS60103634 A JP S60103634A JP 21096983 A JP21096983 A JP 21096983A JP 21096983 A JP21096983 A JP 21096983A JP S60103634 A JPS60103634 A JP S60103634A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- ccd
- circuit
- scribe line
- scribe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、直交する多数のスクライブラインで区切られ
たウェハ上の多数のチップを、順次自動的に試験機に接
続して特性を測定させる自動ウェハプローバ装置に関す
る。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention is an automatic method that sequentially automatically connects a large number of chips on a wafer separated by a number of orthogonal scribe lines to a testing machine to measure their characteristics. The present invention relates to a wafer prober device.
従来からウェハ上の多数のチップを、順次、試@機に接
続して、特性を測定させるようにした自動ウエハプロー
バ装置は存在したが、通常、ウェハを上方からレーザ光
で照射し、チップの部分やスクライブラインの部分でそ
れぞれ異なる、その反射光信号を、光電子増倍管を用い
て光電変換し、A/D変換後、コンピュータに入力して
、ウエハ」二のチップやスクライブライン等よりなる図
形の解析や認識に利用していた。There have been automatic wafer prober devices that sequentially connect a large number of chips on a wafer to a test machine to measure their characteristics, but usually the wafer is irradiated with a laser beam from above to measure the characteristics of the chips. The reflected light signal, which differs depending on the area or scribe line, is photoelectrically converted using a photomultiplier tube, and after A/D conversion, is input to a computer. It was used for analyzing and recognizing shapes.
光電子増倍管は高感度であるけれども、価格は高く、寿
命は必ずしも長くない。従って、従来の自動ウエハプロ
ーバ装置としても、高価格で保守に手間がかかる傾向が
あった。Although photomultiplier tubes have high sensitivity, they are expensive and do not necessarily have a long lifespan. Therefore, conventional automatic wafer prober devices tend to be expensive and require time and effort to maintain.
本発明の目的は比較的安価で性能の安定した自動ウエハ
プローバ装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an automatic wafer prober device that is relatively inexpensive and has stable performance.
上記目的を達成するために本発明においては、互いに直
交するX、Y方向用に、−次元イメージセンサとして、
それぞれ多数の画素を有する2個のCCD素子を配設し
、これら2素子より得られるウェハの画像信号をコンピ
ュータにより解析してスクライブラインを検出させ、ウ
ェハを搭載するx、 y、z、θステージを、まず、ウ
ェハ上の直交する2方向のスクライブラインが、それぞ
れ、X、Y方向用に配設した(11.cD素子に平行と
なるように駆動し、その後、スクライブラインがCCD
素子に平行な状態で、スクライブラインの各交点が、ウ
ェハ周辺に近い所定位置のものから順次、CCD素子に
対して所定の相対位置をとるように駆動し、スクライブ
ラインの交点がCCD素子に対して所定の相対位置をと
った都度、装置の探針(プローブ)をスクライブライン
の交点に対して所定の位置にあるチップのポンディング
パッドに接触させて、チップの特性を試験機に測定させ
るようにした。In order to achieve the above object, in the present invention, as a -dimensional image sensor for X and Y directions orthogonal to each other,
Two CCD elements each having a large number of pixels are arranged, and the wafer image signals obtained from these two elements are analyzed by a computer to detect the scribe line. First, scribe lines in two orthogonal directions on the wafer were arranged for the X and Y directions (11. Drive so that they were parallel to the cD element, and then the scribe lines were aligned with the CCD element.
In a state parallel to the element, each intersection of the scribe lines is driven to take a predetermined relative position relative to the CCD element, starting from a predetermined position near the wafer periphery. Each time the device reaches a predetermined relative position, the probe of the device is brought into contact with the bonding pad of the chip at a predetermined position relative to the intersection of the scribe lines, and the tester measures the characteristics of the chip. I made it.
ウェハ上のスクライブラインはX、Y方向用CCD素子
に平行になっているから、その方向は一定で、従ってス
クライブラインの交点がCCD素子の配設位置に対して
特定の相対位置に来たときは、スクライブラインによっ
て区切られたチップ上の所定位置に配置されたボンディ
ングバンドは、それぞれプローブカードに取り付けられ
た特定のプローブの下の対応位置に存在することになる
。従って此の状態でプローブカードを降下させれば各プ
ローブがそれぞれ対応するボンディングバンドに接触す
る。Since the scribe lines on the wafer are parallel to the CCD elements for the X and Y directions, their direction is constant, so when the intersection of the scribe lines comes to a specific relative position with respect to the placement position of the CCD elements, In this case, each bonding band placed at a predetermined position on the chip separated by a scribe line will be present at a corresponding position under a specific probe attached to a probe card. Therefore, if the probe card is lowered in this state, each probe will come into contact with its corresponding bonding band.
従来の装置のように、光電変換素子に光電子増倍管を用
いると、対象であるウェハ各部からの信号を各画素から
の信号として分解して取り扱うように構成することは、
光電子増倍管だけでは出来ない。(通常、ステージと協
同させて機械的走査を行う。)これに対して光電変換素
子に(−次元イメージセンサとして)CCD素子を用い
た場合は、その電荷転送用電極のために自然に画素に分
割され、2048画素程度のCCD素子は比較的容易に
得られる。従って、本発明に係る装置では、光電変換部
で電気的に走査することは比較的容易であり、簡単な構
成で迅速な走査が可能となり、以後の処理も容易に行え
る。When a photomultiplier tube is used as a photoelectric conversion element as in a conventional device, it is difficult to configure the device so that signals from each part of the target wafer are separated and handled as signals from each pixel.
This cannot be done with just a photomultiplier tube. (Normally, mechanical scanning is performed in cooperation with a stage.) On the other hand, when a CCD element is used as a photoelectric conversion element (as a -dimensional image sensor), the pixel naturally moves due to its charge transfer electrode. By dividing, a CCD element of about 2048 pixels can be obtained relatively easily. Therefore, in the device according to the present invention, it is relatively easy to electrically scan with the photoelectric conversion section, and rapid scanning is possible with a simple configuration, and subsequent processing can be performed easily.
スクライブラインやチップは、極力全く同一寸法を狙っ
て製作され、それが多数個ウェハ上に繰り返し規則正し
く配置されているのであるから、画像の解析とか認識の
技術面からは、スクライブラインやそれらの交点の検出
は極めて容易で、既に開発されている公知の技術を応用
して検出できる。Scribe lines and chips are manufactured to have exactly the same dimensions as possible, and are repeatedly and regularly arranged on a wafer in large numbers, so from the technical standpoint of image analysis and recognition, scribe lines and their intersection points are is extremely easy to detect, and can be detected by applying known techniques that have already been developed.
第1図は対象であるウェハ10を示す。図中、ウェハの
面上を区切る多くの縦、横の線はスクライブラインを示
す。第1図中にAと示した部分の拡大図を第2図に示す
。第2図中、1は本発明装置で用いるX方向用CCD素
子、2はY方向用CCD素子、3はチップ、4はスクラ
イブラインである。また、第3図は本発明一実施例のブ
ロック図で、1.2は夫々X、Y方向用CCD素子、5
はA/D変換回路、6はエツチングなどにより表面が荒
らされて不規則に現れる強い局所反射(雑音)などによ
る誤検出を防止するための多値化回路、7は切出し回路
、7aはチップ幅(たとえば5000μm)に対応する
000画素数に等しい段数のシフトレジスタ、7bはス
クライブライン幅(たとえば70〜150μm)に対応
する000画素数に等しい段数のシフトレジスタ、8は
頻度分布(加算)回路、9は本装置の各部分を制御する
マイクロコンピュータ、10は被検対象ウェハ、11は
x、 y、z、θステージ、12はパルスモークなどを
用いたステージ駆動(制御)回路、13は切り換えスイ
ッチである。FIG. 1 shows a wafer 10 of interest. In the figure, many vertical and horizontal lines dividing the surface of the wafer indicate scribe lines. FIG. 2 shows an enlarged view of the portion indicated as A in FIG. 1. In FIG. 2, 1 is an X-direction CCD element, 2 is a Y-direction CCD element, 3 is a chip, and 4 is a scribe line. FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention, in which 1.2 are CCD elements for X and Y directions, and 5
6 is an A/D conversion circuit, 6 is a multi-value circuit to prevent false detection due to strong local reflections (noise) that appear irregularly due to etching, etc., 7 is a cutting circuit, and 7a is a chip width. (for example, 5000 μm), 7b is a shift register with a number of stages equal to 000 pixels corresponding to the scribe line width (for example, 70 to 150 μm), 8 is a frequency distribution (addition) circuit, 9 is a microcomputer that controls each part of this device; 10 is a wafer to be inspected; 11 is an x, y, z, and θ stage; 12 is a stage drive (control) circuit using pulse smoke, etc.; and 13 is a changeover switch. It is.
第4図(a)は、ウェハ面に刻設したスクライブライン
を示す側面図、同図(b)は、そこ(スクライブライン
の段差部)で生ずる反射光信号と、この信号を2値化す
る際のしきい値電圧V を示す図、同図(c)は2値化
された反射光信号を示す図である。ウェハ上のスクライ
ブラインの方向がCCD素子の(走査の)方向に一致し
ていなければ、切出し回路7のシフトレジスタ7a、7
bによる信号の重ね合わせが行われず、切り出し回路7
から高い頻度で信号が頻度分布回路8へ入力される。マ
イクロコンピュータ9は切出し回路7からの信号出力頻
度が所定の低い頻度となるまでx、 y、z、 θステ
ージ11の方向をステージ駆動回路12を介して調整し
、ウェハ上のスクライブラインの方向をCCD素子の方
向に一致させる。このような状態にしてから、マイクロ
コンピュータ9ばさらに、スクライブラインの各交点が
、順次、CCD素子に対し所定の相対位置に来るように
、ステージ11をステージ駆動回路12を介して駆動す
る。Fig. 4(a) is a side view showing the scribe line carved on the wafer surface, and Fig. 4(b) shows the reflected light signal generated there (at the stepped part of the scribe line) and how this signal is binarized. FIG. 10C is a diagram showing the threshold voltage V 1 at that time, and (c) is a diagram showing a binarized reflected light signal. If the direction of the scribe line on the wafer does not match the (scanning) direction of the CCD element, the shift registers 7a, 7 of the cutting circuit 7
The signals are not superimposed by b, and the cutout circuit 7
A signal is inputted to the frequency distribution circuit 8 at a high frequency. The microcomputer 9 adjusts the directions of the x, y, z, and θ stages 11 via the stage drive circuit 12 until the signal output frequency from the cutting circuit 7 reaches a predetermined low frequency, and changes the direction of the scribe line on the wafer. Match the direction of the CCD element. After this state is established, the microcomputer 9 further drives the stage 11 via the stage drive circuit 12 so that each intersection of the scribe lines is sequentially located at a predetermined relative position with respect to the CCD element.
エツチングによるウェハ表面の荒れなどに起因する雑音
は、不規則な(周波数成分などに特徴が無い)ごま塩的
なものなので、画像のある点の信号値と、その点の周囲
の点の信号の平均値との差がある程度以上のとき、平均
値で置き換えるという公知の方法による前処理を多値化
回路8に行わせて、雑音による誤検出を防止している。Noise caused by roughness on the wafer surface due to etching is irregular (no characteristics in frequency components, etc.) and is like salt and pepper, so the signal value at a certain point in the image and the average of the signals at surrounding points When the difference from the value exceeds a certain level, the multivalue conversion circuit 8 performs preprocessing using a known method of replacing the value with an average value, thereby preventing false detection due to noise.
切出し回路のシフトレジスタは、実際にはRAMの中に
設け、ウェハやチップの種類によって其の段数を変更す
る必要があるときは、マイクロコンピュータのプログラ
ムによって変更するようにすれば、装置の汎用性が高ま
る。また、チップ等の種類によって変更する必要の無い
部分(例えば多値化回路)のマイクロプログラムなどは
、極力ファームウェア化しておけば、処理速度も向上し
て好都合である。The shift register of the cutting circuit is actually installed in RAM, and if the number of stages needs to be changed depending on the type of wafer or chip, it can be changed using a microcomputer program, increasing the versatility of the device. increases. Furthermore, it is advantageous to improve the processing speed by converting microprograms for portions that do not need to be changed depending on the type of chip (for example, a multilevel circuit) into firmware as much as possible.
以上の如くであるから、本発明装置は、測定対象ウェハ
の大きさく例えば4”、5”、6”)やチップの種類の
変更に際して、プローブを取り付けたプローブカードの
交換だけは必要であるが、その他の点では汎用性が高い
。As described above, with the device of the present invention, when changing the size of the wafer to be measured (for example, 4", 5", 6") or the type of chip, it is only necessary to replace the probe card with the probe attached. , is otherwise highly versatile.
以上説明したように、本発明によれば安価で性能の安定
した、汎用性のある自動ウエハプローバ装置が得られる
。As described above, according to the present invention, an automatic wafer prober device that is inexpensive, has stable performance, and is versatile can be obtained.
第1図はウェハを示す図、第2図は第1図中のA点近傍
の拡大図、第3図は本発明一実施例のブロック図、第4
図(a)はウェハに刻設したスクライブラインを示す側
面図、第4図(b)はスクライブラインの段差部で生ず
る反射光信号と此の信号を2値化する際のしきい値電圧
V を示す図、第4図(c)は2値化された反射光信号
を示す図である。
1−X方向用CCD素子、2−Y方向用CCD素子、3
−チップ、4−スクライブライン、5−A/D変換回路
、6−誤検出防止用多値化回路、7−切出し回路、7a
−・チップ幅対応段数のシフトレジスタ、7b−・スク
ライブライン幅対応段数のシフトレジスタ、8−頻度分
布回路、9−マイクロコンピュータ、10−チップ特性
測定対象ウェハ、11−X、 Y、Z、θステージ、1
2− ステージ駆動回路、13−切り換えスイッチ。
代理人 弁理士 縣 武雄
0
第 4 図
(幻」ユ1FIG. 1 is a diagram showing a wafer, FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of point A in FIG. 1, FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG.
Figure (a) is a side view showing a scribe line carved on a wafer, and Figure 4 (b) is a reflected light signal generated at the stepped portion of the scribe line and the threshold voltage V when this signal is binarized. FIG. 4(c) is a diagram showing a binarized reflected light signal. 1 - CCD element for X direction, 2 - CCD element for Y direction, 3
-chip, 4-scribe line, 5-A/D conversion circuit, 6-multilevel circuit for preventing false detection, 7-cutting circuit, 7a
- - Shift register with the number of stages corresponding to the chip width, 7b - - Shift register with the number of stages corresponding to the scribe line width, 8 - Frequency distribution circuit, 9 - Microcomputer, 10 - Wafer to be measured for chip characteristics, 11 - X, Y, Z, θ stage, 1
2- Stage drive circuit, 13- Changeover switch. Agent Patent Attorney Takeo Agata 0 Figure 4 (Phantom) Yu 1
Claims (1)
る多数のスクライブラインにより区切られたウェハ上の
、各チップ毎に設けられた多数のポンディングパッドに
、それぞれ特定の探針を、相対応する特定のポンディン
グパッドに接触させて、自動的に順次ウェハ上の全チッ
プについて、それぞれの特性を試験機に測定させる自動
ウエハプローバ装装置において、互6)に直交するX、
Y方向用に、−次元イメージセンサとして、それぞれ多
数の画素を有する2個のCCD素子を配設し、これら2
素子より得られるウェハの画像信号をコンピュータによ
り解析してスクライブラインを検出させ、ウェハを搭載
するx、 y、z、θステージを、まず、ウェハ面上の
直交する2方向のスクライブラインが、それぞれ、X、
Y方向用に配設したCCD素子に平行となるように駆
動し、その後、スクライブラインがCCD素子に平行な
状態で、スクライブラインの各交点が、ウェハ周辺に近
い所定位置のものから順次、CCD素子に対して所定の
相対位置をとるように駆動し、所定相対位置をとる毎に
、チップ特性を試験機に測定させるようにしたことを特
徴とする自動ウェハプローハ装置。Each probe is equipped with a number of probes connected to a testing machine, and each specific probe is placed on a number of bonding pads provided for each chip on a wafer separated by a number of orthogonal scribe lines. In an automatic wafer prober mounting device that automatically sequentially measures the characteristics of all chips on a wafer by bringing them into contact with corresponding specific bonding pads,
Two CCD elements each having a large number of pixels are arranged as a -dimensional image sensor for the Y direction, and these two CCD elements each have a large number of pixels.
A computer analyzes the wafer image signal obtained from the device to detect the scribe lines, and the ,X,
Then, with the scribe line parallel to the CCD element, each intersection of the scribe line is sequentially moved to the CCD from a predetermined position near the wafer periphery. An automatic wafer plowing device, characterized in that it is driven to take a predetermined relative position with respect to an element, and causes a tester to measure chip characteristics each time it takes a predetermined relative position.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21096983A JPS60103634A (en) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | Automatic wafer prober device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21096983A JPS60103634A (en) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | Automatic wafer prober device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60103634A true JPS60103634A (en) | 1985-06-07 |
Family
ID=16598118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21096983A Pending JPS60103634A (en) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | Automatic wafer prober device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60103634A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54159876A (en) * | 1978-06-07 | 1979-12-18 | Nec Corp | Wafer position detection method and its unit |
JPS5758332A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-08 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JPS57118105A (en) * | 1981-11-16 | 1982-07-22 | Hitachi Ltd | Detector |
-
1983
- 1983-11-11 JP JP21096983A patent/JPS60103634A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54159876A (en) * | 1978-06-07 | 1979-12-18 | Nec Corp | Wafer position detection method and its unit |
JPS5758332A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-08 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
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