JPS63136542A - 半導体ウエハチツプの位置合わせ方法 - 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） 本発明は半導体ウェハに形成された半導体素子の電気的
緒特性をＭ１定する際のメモリ圧検と半導体ウェハチッ
プの位置合わせ方法に関する。

（従来の技術） 従来、半導体ウェハ表面に多数形成された半導体素子の
電気的緒特性を試験する場合は、半導体ウェハ試験用触
針を装着したプローバと称する試験機を用いて行われて
いる。

このプローバにおいては、可動台例えばＸ−Ｙテーブル
上に設けられたウェハ載置台に半導体ウェハをＲ置し、
この半導体ウェハに格子状に配列されている多数の半導
体素子（以下チップ）の電気的緒特性を半導体ウェハに
対向配置されたチップの重陽と同じ位置、配列を有する
測定用触針を衰若したプローブカードを介して順次Ｍ１
定する。

この時不良品と判定されたチップにインク等でマーキン
グする機能を有したプローバが広く普及している。

ところでこのようなプローバでの測定時における位置合
わせ方法は、半導体ウェハに多数形成されたチ・ツブ内
の電極パッドに、測定用触針が所望の位置になるように
位置合わせを行い、その測定用触針が該Ｔ；、極パッド
に所望の位置で接触したかどうかを観察する。

そのためプローバには位置合わせ用の容量センサが設け
られ、この容量センサにより半導体ウェハの中心を求め
、次にプローバに備えられている顕ｖ１ｆＡにて位置合
わせが正しいかどうかを確認した後、該半導体ウェハの
全てのチップについて順次測定を行なう。チップの形状
や配列パターン等の測定パラメータは予めプローバＣＰ
Ｕの記憶装置に入力されているので、ウェハ中心点を検
出すれば全てのチップの位置が判明する。この各チップ
のウェハ上の位置付けをチップ座標マツプと呼ぶ。

こうして最初の半導体ウェハでチップ座標マツプを作成
しておくことで、続く２枚目以降の半導体ウェハについ
ては同品種のものであれば、測定用触針と電極パッド位
置の関係は、最初の半導体ウェハの位置合わせにより既
に決定されているので測定作業を自動的に始めることが
できる。そして座標を読取り、テスタ側にこれを出力し
て不良チップと判断したチップにはマーカにより不良マ
ークを付する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上述したような従来の位置合わせ方法では
、同品種の半導体ウェハであってもチップの位置が相対
的にずれている場合、例えばウェハ製造の前工程におけ
るパターン形成の露光焼付工程においてマスクずれが生
じたような場合には誤測定をするという問題があった。

−例として第５図に示すように、最初の半導体ウェハ１
で基準座標の基点として例えばＡ（ｘ、ｙ）を決定して
も（第５図（ａ））、２枚目の半導体ウェハ１がマスク
ずれにより（ΔＸ、Δｙ）全体的に座標がずれていれば
最初の半導体ウェハ１で決定した基準座標の基点Ａも相
対的にＡ−（ｘ十Δｘ、　ｙ十Δｙ）の位置にずれるこ
とになる（第５図（ｂ））。

各チップの基準座標からの位置即ち座標マツプは最初の
半導体ウェハで決定ずろため、上記の如く基準座標が相
対的にずれるとこの座標マツプが使用できず誤測定を招
くという問題があった。

第２の問題点として、後工程においてプローバで求めた
チップの座標マツプを使用する場合、例えばマーキング
プローバ、リダンダンシー装置、ダイボンダ装置等で座
標マツプを使用しようとした場合もう一度最初の位置合
わせを行ってプローバで求めた基準座標の基点を求める
必要が有るため、この位置合わせ作業に時間がかかり作
業効率が低下するという間紐があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされ、ウ
ェハごとにチップの基準座標が相対的にずれても誤測定
の恐れがなく、しかも後工程の作業効率が向上する半導
体ウェハチップの位置合わせ方法を提供することを目的
とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の半導体ウェハチップの位置合わせ方法は、半導
体ウェハチップの電極に測定用駆引を接触させてこの半
導体ウェハチップを測定する装置において、通常チップ
の画像データからなる基準データとウェハ上の通常チッ
プ以外のターゲットおよびその周辺の通常チ・ツブの画
像データからなる特殊データを記憶した後、ウェハ中心
点位置を検出して該中心点位置から予め定められた設定
移動量を移動させてウェハ面を走査しながら上記基準デ
ータと特殊データとを比較することにより認識したター
ゲット位置を記憶し、該ターゲ・ソトから予め定められ
た設定移動量を移動させた場所をウェハ上の相対的な原
点としてその後の各ウェハめ位置合わせをするとともに
、ウェハ上の任意の位置にマーキングしてこの位置情報
を記憶し、後工程においてこのマーキングの認識をする
ことにより各チップの位置が判明できるようにしたこと
を特徴とするものである。

（作　用） 半導体ウェハ上に形成されているターゲット例えばモニ
タチップやウェハ周縁の鏡面部等の周辺のパターンチッ
プ含画像認識手段により認識し、該パターンチップとタ
ーゲットとのデータと予め記憶されている基準データと
を比較する。その結果に応じてターゲットの位置を認識
し、該ターゲットを基点と定めてこれをチップ座標マツ
プの相対的な原点とし、このターゲットを中心にして半
導体ウェハのチップと対応する記憶装置内に記憶した上
記８標マツプにチップの測定結果を記録する。まなウェ
ハ」二の任意の位置にマーキングし、このマーキング位
置を上記チップ座標マツプに対応して記憶し、この情報
を後工程の装置の位置合わせに利用する。

（実施例） 以下本発明方法をプローバの測定動作に適用した一実施
例について図を参照にしながら説明する。

第１図は実施例に利用ずろプローバの構成を示す図で、
図示を省略した搬送装置により患送された半導体ウェハ
１を真空圧で吸着するウェハ載置台３を設けた３次元駆
動ステージは、ウェハ！３！置台駆動機梢１０により３
次元的に移動可能となっている。

ウェハ載置台３上方にはこれと対向してプローブカード
４が配置されており、ウェハ載置台３を上下・水平方向
へ自在に移動させてプローブカード４の半導体ウェハ１
面側に装着された測定用電極である測定用触針５とチッ
プに形成された電ｆ々λパッドとを接触させて各チップ
の電気約諾特性を予め記憶された期待値と比較しながら
順次；ｊｊ、１１定検査する。

ウェハ載置台３上方には画像認識機構１１に接続された
画像認識用のモニタカメラ６が設けられており、ウェハ
載置台３の移動に伴いターゲット例えばモニタチップや
ウェハ周縁の鏡面部等の周辺部を認識し、この情報をプ
ローバＣＰＵ１２内の制御機構１３へ送信する。

プローブカード４近傍にはマーキング機［１４と接続さ
れたマーカ７が備えられており、上記画像認応機ｆｊ１
１３によりウェハ座標の基点が定められた後、ウェハ上
の任意の場所例えば基点チップまたは基点チップ近傍に
インク等により位置決め用のマークを打つ。

プローブカード４の測定用触針５はテスター１５内の測
定回昂１６と接続されており、ここで測定された測定結
果はテスターインターフェイス１７を介してプローバＣ
ＰＵ１２へ送られる。

プローバＣＰＵ１２の制御機構１３は、記憶装置１８に
予め測定パラメータ入力機構１９により記憶された測定
に必要な測定パラメータ例えば基ｆ？データ１８ａ、チ
ップパターンデータ１８ｂ、移動量データ１８ｃ、ウェ
ハ中心データ１８ｄ等に基づき上記プローバ各ｖ１構を
制御する。

このような構成のブローバで測定をする際に本発明の位
置合わせ方法を適用した一実施例の作用について第２図
および第３図を参照にしながら説明する。

通常半導体ウェハ１仝面にマスク版のパターンを一度に
焼付けて製造した半導体ウェハには第３図に示すように
半導体ウェハ１全而にチップ２が形成されているが、こ
のチップ中には位置合わせ時の情報や品種等の情報がパ
ターンとして形成されているモニタチップと呼ばれるチ
ップ２ａが１個または複数個存在する。このような半導
体ウェハ１の位置合わせ方法は、先ず図示を省略したウ
ェハ搬送機柘により半導体ウェハ１をウェハａ置台３に
ｉｉ置し、初期の位置合わせを行ない半導体ウェハ１の
中心点Ｏを求めこれをウェハ中心データ１８ｄとして記
憶装置１８に記憶する（１００）。

従来方法では、ここでウェハ中心点Ｏがら各チップの位
置を算出してチップ座標マツプを作成した後、Ｍ１定用
触針５とチップとの位置合わせを行い、予め記憶装置１
８に記憶されたチ・ツブパターンデータに基づき順次測
定を開々ｆｉするが、本例では、マスクずれ等により座
標原点が相対的にずれても赦初に作成した座標マツプが
使用できるようにターゲット例えばモニタチップ２　ａ
　（以下ターゲットチップ）を相対的な座標原点として
認識し、これを基準に各チップのアドレスを指定する動
作即ちターゲットセンスを行う（”１０１　）。

まずターゲットチップ２ａがモニタカメラ６の視野中央
部にくるようにウェハ載置台３か自動的に移動してター
ゲラトチ・ツブ２ａおよびその周辺のチップをモニタテ
レビに写しだす（１０２）。

ターゲットチップ２ａの位置即ちウェハ中心点０から何
チップ離れたところに位置しているか（ターゲットポジ
ション）は記憶装置１８に測定パラメータ例えば移動量
データとして予め記憶されているのでこれら動作は自動
的に行なえる。こうして自動的にモニタカメラ６の視野
中央部にターゲットチップ２ａが移動するが、その際マ
スクずれ笠により移動量データとチップ位置がずれてタ
ープ・ソトチップ２ａがモニタカメラ６の視野中央部に
正確に位置していなければ（１０３）　、オペレータが
ウェハＲ’ｌ１台３をＶ＆調整してテレビモニタの視野
中央にターゲットチップ２ａを移動させる（１０４）。

これらＦＲ備が終了した時点でクーゲントチップ２ａの
認識動作を行う（１０５）。

まずターゲットチップ２ａとその周辺のチップ（図中１
．ｍ、ｎ、ｏ、、Ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ）の合計９チップ
全体の画像データを測定しく１０６）、この測定した画
像データを記憶装置１８に記憶するとともに、記憶装置
１８に予め記憶されている基準データと比較してターゲ
ットチップ２ａの認識をする。このときターゲットチッ
プ２ａの座標を半導体ウェハ１上の相対的な原点（ｘ、
Ｙ）例えばチップＰ　（０，０）とし、チップ座標マツ
プ作成における基準点をターゲットチップから何チップ
の位置にするかを決める。このとき決める基準点は任意
の場所でよく例えば基点チップとしてターゲットチップ
の座標ＰからＸ軸へ１、Ｙ軸へ３移動したチップＰ　１
（１，３）とずればこの基点チップが座標基点例えば（
０，０）となる。もちろんターゲットチップ ターゲットチップが座標基点としての作用をする。

本例ではターゲットチップ２ａを基点チップとしその座
標をＰ　（０．０）とした。

次にウェハ載置台３を上昇させて測定用触針５の位置合
わせを行った後（１０７）　、ターゲットチップ２ａを
８標基点としてウェハ上の各チップのアドレスを指定す
る（１０８）　。

次に任意のチップＰ　？　（６．３）に位置合わせ用の
マーキングをし、そのマーキングしたチップのアドレス
Ｐ　２　（６．３）を記憶装置１８に記憶しく１０９）
、チップの測定ご開始する（１１０）。

このようにして最初の半導体ウェハでチップ座標マツプ
を作成しておけば２枚目以降のａ１１定は同品種のウェ
ハであれば１枚目のターゲットチップ周辺の画像データ
と比較した後（１１１）　、１枚目の画像データと一致
しているか否かを判断しく１１２）、一致していれば自
動的に測定を開始することができる。

ところで上記チップ座標マツプには、位置合わせ用のマ
ーキングチップＰ２の座標情報も含まれているので、後
工程で使用する装置例えば第１図に示したように不良チ
ップの損傷部分を予備回路に接続して損傷チップの修復
をするリダンダンシー装置ＣＰＵ３０の記憶装置３１へ
入力すれば、チップ８標マツプ情報のマーキングチップ
座標情報により新たに座標設定をすることなく自動的に
測定を開始することができる。マーキングチップＰ２に
は位置決め用のマークか打たれており、しかもそのアド
レスが記憶されているのでこのマークを自動的に検出す
る手段例えばフォトセンサ３２と画像認識ａ栖３３等を
使用すればこのマーキングチップＰ２の座標からウェハ
上の各チップの全てのアドレスが判明しオペレータによ
るウェハ位置合わせ作業が不要となる。これらチップ座
標マツプ情報はリダンダンシー装置の記憶装置３１から
制御機構３４に入力され、この情報に基づいてウェハ載
置台駆動Ｉａ椹３５によりウェハａ置台３６の移動を制
御し、−左半導体ウェハ上面に配置したレーザ例えばＹ
ＡＧレーザ３７のレーザ光学系駆動装置３８を制御して
作業対象チップにレーザを照射して所定の作業を行なう
。

さて上述実施例では、半導体ウェハ仝面にパタ−ンチソ
プが焼付けられた半導体ウェハの位置合わせ方法につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく
、第４図に示すようにスデ／バ焼付けにより製造された
半導体ウェハに適用することも可能である。

ステッパ焼付けされた半導体ウェハ４０は、その周辺部
のチップ面積の不足する部分は焼付けが行われないため
、ウェハ地理ち鏡面部４１として残る。このような半導
体ウェハ４０では鏡面部４１の任意の位置をターゲット
４２として本発明を適用することができる。

上述した実施例のターゲットチップの考え方を鏡面部４
１に尋人して説明すると、まず半導体ウェハ４０の中心
点Ｏを求めて記憶装置に記憶したのち、ウェハ載置台を
予め決められた移動量だけ移動し、鏡面部４１のターゲ
ット４２周辺の画像認識をする。

そして上述実施例と同様に鏡面部４１のターゲット４２
は予め記憶装置に記憶されている基準データと比較され
認識した後、座標の基準となる基点を任意に設定しチン
プのＦｉ標マツプを作成する。

もちろんターゲ・Ｖ　ｌ−４２を基点としてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の半導体ウェハチップの位置
合わせ方法によれば、マスクずれ等によりウェハごとに
チップの基準座標が相対的にずれても誤測定の恐れがな
く、さらには後工程でのウェハ位置合わせ作業が不要と
なり後工程の作業効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例に利用するプローバの構
成を示す図、第２図は実施例の動作を示すフローチャー
ト、第３図は実施例の作用を説明する半導体ウェハの平
面図、第４図は他の実施例の作用を説明する半導体ウェ
ハの平面図、第５図は半導体ウェハ製造時のマスクずれ
を示す図である。 １・・・・・・半導体ウェハ、２・・・・・・チップ、
２ａ・・・・・・ターゲットチップ（モニタチップ）、
３・・・・・・ウェハ載置台、５・・・・・・測定用触
針、６・・・・・・モニタカメラ、７・・・・・・マー
カ、１１・・・・・・画像認識機構、１２・・・・・・
プローバＣＰＵ、１３・・・・・・制御機構、１４・・
・・・・マーキング機構、１８・・・・・・記憶装置、
３２・・・・・・フォトセンサ、３３・・・・・・ター
ゲット認識機構、４０・・・・・・半導体ウェハ、４１
・・・・・・鏡面部、４２・旧・・ターゲット。 出願人　　　東京エレクトロン株式会社代理人　　　弁
理士　　須　山　佐　−！二〇 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体ウェハチップの電極に測定用触針を接触させて前
   記半導体ウェハチップを測定する装置において、 通常チップの画像データからなる基準データとウェハ上
   の通常チップ以外のターゲットおよびその周辺の通常チ
   ップの画像データからなる特殊データを記憶した後、ウ
   ェハ中心点位置を検出して該中心点位置から予め定めら
   れた設定移動量を移動させてウェハ面を走査しながら上
   記基準データと特殊データとを比較することにより認識
   したターゲット位置を記憶し、該ターゲットから予め定
   められた設定移動量を移動させた場所をウェハ上の相対
   的な原点としてその後の各ウェハの位置合わせをすると
   ともに、ウェハ上の任意の位置にマーキングしてこの位
   置情報を記憶し、後工程においてこのマーキングの認識
   をすることにより各チップの位置が判明できるようにし
   たことを特徴とする半導体ウェハチップの位置合わせ方
   法。