JPS63229730A - ウエハプロ−バ - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、半導体ウェハの表面のパターンを数ケ所で検
出することにより迅速かつ正確に自動位置合せする機能
を有するクエハブローバに関する。

［従来技術］ 従来のウエハプローバにおいては、ウェハのパターンの
自動位置合せは、ウェハ上のスクライブラインをレーザ
ビームにより抽出することにより行なわれていた。この
場合、ＸもしくはＹ方向にただ単に、探しまわればスク
ライブラインという特定パターンを容易に見つけ出すこ
とが可能であった。

このように、従来ウェハ上のスクライブラインにより自
動位置合せが行なわれているが、近年、スクライブライ
ン上にマスクアライナで使用する自動位置合せ用のパタ
ーンが入れられたり、また、スクライブラインそのもの
がトライエッチプロセス等のために、その表面が荒れ、
実素子との区別がむずかしくなってきている。また、理
想的なウエハプローバを考えた場合、その自動位置合せ
の対象となるパターンは明らかに各素子上のポンディン
グパッドであるべきである。

以上のことにより、アライメントマークもしくは実素子
上の適当なパターン（例えば、ポンディングパッド）に
よる自動位置合せが必要になってきている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、これらのパターンはスクライブラインのよう
に直線状にウェハ上に存在する訳ではなく、そのため、
ＸもしくはＹ方向にただ車に探し回れば容易に見つけら
れるものではないという問題がある。したがって、これ
らのパターンを短時間に、かつ高精度に探しだし計￥１
ｔ１１する最適な手順が求められている。

本発明の目的は、この問題点に鑑み、ウエハプローバに
おいて、ウェハ上のパターンを最適な手順により迅速か
つ高精度に検出して位置合せできるようにすることにあ
る。

［問題点を解決するための手段および作用〕上記目的を
達成するため本発明では、ウニ八表面の所定パターンを
検出して自動位置合せする機能を有するウエハプローバ
において、該所定パターンを検出してウェハのＸＹ方向
のずれを求める動作を、ウェハ中心付近の所定位置で行
なってからさらにウェハ中心について互いに反対方向に
あるウェハ周辺の２つの他の所定位置において行なうよ
うにし、このときこのウェハ周辺の２つの位置において
は求めたずれに基いてθ方向のずれを補正してから再度
ＸＹ方向のずれを求めるようにして、最終的に高精度の
ウェハのＸＹ方向のずれを求め、このずれ量を補正して
プロービング動作をするようにしている。

上記ウェハ中心付近の所定位置およびウェハ周辺付近の
２つの所定位置において検出される上記所定パターンは
、例えばウェハ上の特定位置あるいは相互にインデック
スの整数倍部れた位置にあるというように、ウェハに対
する位置関係が確定的であり、したがって、これら所定
パターンを上記手順で検出しその位置を求めることによ
り、プロービング動作において補正すべきウェハの位置
ずれを求めることができ、またこのとき、ウェハの伸び
を考慮することができる。また、上記所定パターンを検
出すべき位置が決っておりかつ相互に充分前れているた
め、迅速かつ正確に位置ずれを求めることができる。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るウエハプローバの内部
を示す。

同図において、 １はウェハを供給および収納するためのウェハキャリヤ
、２はウェハをウェハキャリヤ１から引出したり戻した
りするためのパンタハンド、３はパンタハンド２により
渡されたウェハの概略の位置合せを行なうプリアライメ
ントステーション、４はプリアライメントステーション
３で概略の位置合せが終了したウェハをステージ側に搬
送するためのサプライハンド、５はウェハを士菩載する
ためのウェハチャック、６はウェハチャック５をθＺ方
向に駆動するためのθＺステージ、７はθＺステージ６
をＸＹ方向に駆動するためのＸＹステージ、８はウェハ
の外周およびその表面までの高さを計測するための静電
容量センサ、９はウェハの表面のパターンを人力するた
めの顕微鏡およびＣＯＤカメラである。

次に、第１図のウエハプローバにおけるプリアライメン
ト動作を説明する。

本つエハプローバにおいて、パネル（図示せず）上のス
タートスイッチにより起動がかけられると、まず、パン
タハンド２がウェハキャリヤ１よりウェハを取り出しプ
リアライメントステーション３にこれを穆勤させる。プ
リアライメントステーション３においては、このウェハ
を回転させながらサプライハンド４上のウェハエツジセ
ンサ（図示せず）が常にウェハエツジを捕らえるように
サプライハント４を駆動させることにより、ウェハの中
心およびこのウェハのオリエンテーションフラットの向
きを求め、中心のずれについてはサプライハンド４によ
りウェハを置き直すことにより、また、オリエンテーシ
ョンフラットの向ぎについてはサプライハンド４により
置き直したあとでウェハを回転させることにより、概略
の位置合せ（粗のプリアライメント）を行なう。

このようにしてプリアライメントステーション３におい
て粗のプリアライメントが終了したウェハを、次に、サ
プライハンド４によりウェハチャック５に渡す。そして
、ウェハチャック５を、ウェハを搭載した状態でθＺス
テージ６およびＸＹステージ７により静電容量センサ８
の下に移動し、この位置で所定の高さで、ＸＹ方向にス
キャン動作をすることにより、ウェハの外形およびウェ
ハ表面までの高さの計測（徹のプリアライメント）を行
なう。との微のプリアライメント動作によりウェハ中心
の座標（ウェハチャック中心に対しての）およびオリエ
ンテーションフラットの向きがより正確に求められオリ
エンテーションフラットの向きの誤差は実際にθ回転を
行なうことにより取り除かれ、ウェハ中心の座標の誤差
は予め定められたウェハ中心付近の位置を顕微鏡９の下
に移動する際の駆動量の補正に用いることで取り除かれ
る。

第２図は、第１図のウエハプローバにおける自動位置合
せシーケンスを示すフローチャートである。次に、第２
図を用いて上述プリアライメントに引き続く自動位置合
せのシーケンスを説明する。

自動位置合せに入ると、まずステップ１において、上述
のようにしてプリアライメントされたウェハを上記ウェ
ハ中心の座標の誤差の補正を伴なって移動させウェハ中
心付近が顕微鏡およびＣＣＤカメラ９の下にくるように
位置させる。そして、予め定められたウェハ中心付近の
画像をＣＣＤカメラ９により人力し、この画像より予め
定められた特定パターンを特徴抽出もしくはパターンマ
ツチングの手法により探し出してその位置を求め、これ
からウェハ中心の座標（ウエハチャック中心に対しての
）を再算出する。ただし、もし人力画像中に、予め定め
らた特定パターンと同一と見なせるパターンが無い場合
には、現在人力されているエリアの周囲のエリアの画像
をＸＹステージ７を駆動させることにより入力して特定
パターンの位置を求めるようにしている。このようにま
ず最初にウェハ中心付近の位置において特定パターンの
位置を求めているのは、静電容量センサ８による微のプ
リアライメントにおいてθ方向の誤差が大きい場合、次
のステップでＣＣＤカメラ９に対する入力画像中ば特定
パターンが入らないことがあるからである。

次に、ステップ２において、まず、ステップ１で求めた
ウェハ中心の座標を用いて予め定めたウニ八周辺の位置
がＣＣＤカメラ９に入力されるようにＸＹステージを駆
動する。そしてこの位置において、予め定めた特定パタ
ーンを入力画像中から捜し出しＸＹ位置の誤差を計測す
ることによりウェハの概略のθ方向の誤差を求め、この
誤差が予め定めた特定値以下になるまでθ駆動およびパ
ターン位置の計測を行ない、この後、再度ウェハ中心の
座標を算出する。ただし、もし入力画像中に予め定めた
特定パターンと同一と見なせるパターンが無い場合には
、現在の位置とウェハ中心とを結ぶ直線と直角な方向の
エリアの画像をＸＹステージ７を駆動させることにより
入力し、特定パターンの位置を求めるようにしている。

このようにθ誤差補正後において再度ＸＹ位置の計測を
しているのは、θ誤差がある状態で、特徴抽出、もしく
はパターンマツチングの手法を用いた場合には、特定パ
ターンの探し出しは可能であっても、正確な位置計測が
困難だからである。

このようにしてウニ八周辺の一位置におけるθ方向の位
置合せおよびウェハ中心の座標の再算出が終了した後、
ステップ３では、この再算出したウェハ中心の座標を用
いて、ウェハ中心に対して先のウニ八周辺の位置とほぼ
反対側に予め定めたもう１つのウニ八周辺の位置の画像
がＣＣＤカメラ９に入力されるように、ＸＹステージ７
を駆動する。そしてこの位置においても、先に述べたウ
ニ八周辺位置と同様に、特定パターンの位置計測を行な
い、これによりウェハの伸びを算出し、前述のウニ八周
辺位置を回転中心とした場合のθ誤差を求め、これが、
予め定められた値以下になるまで駆動および位置計測を
繰り返し、この後再度、特定パターンの位置計測を行な
うことにより、ウェハ中心の座標を再算出する。

ステップ４においては、以上のようにしてステップ２と
３の２カ所のウニ八周辺位置で求めた２つのウェハ中心
の座標から、ウェハの伸びによる誤差を計算により削除
して最終的なウェハ中心の座標を算出する。この量は、
ウェハをプローブカード下に送り込む時の補正量に用い
られる。ここで、最終的に２カ所のウニ八周辺位置での
位置計測から、自動位置合せ（最終的なウェハ中心座標
の算出）を行なっているのは、θ計測誤差とウェハ伸び
の計測誤差の軽減のためである。また、計測されたウェ
ハ伸びの値は、プロービングテスト時におけるインデッ
クス送り量の補正に用いられる。

なお、本発明は前述の実施例で示した３カ所での位置計
測による自動位置合せに限定されるものではなく、例え
ば３力所以上の位置計測によりウェハのＸＹ２方向の伸
びを求め、これによりＸＹ２方向のインデックス送り量
の補正を行なうようにすることもできる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明で提示した自動位置合せの
方法を用いれば、短時間で特定パターンの抽出が可能で
あり、なおかっ、θ計測誤差を最小に抑えることが可能
であり、なおかっ、ウェハの伸びの計測をより正確に行
なうことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るウエハプローバの内
部を示す斜視図、そして 第２図は、第１図の装置における自動位置合せシーケン
スを示すフローチャートである。 トウニハキャリャ、 ２：バンタハンド、 ３ニブリアライメントスチージヨン、 ４：サブライハンド、 ５：ウェハチャック、 ６：θＺステージ、 ７：ＸＹステージ、 ８；静電容量センサ、 ９：顕微鏡およびＣＣＤカメラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定エリア内の像に含まれる所定パターンを検出し
   てその相対位置を求めるパターン検出手段と、 該パターン検出手段に対してウェハを相対的にＸＹ移動
   およびθ回転移動させるウェハ移動手段と、 該ウェハ移動手段に対しウェハを供給し回収するウェハ
   供給手段と、 上記ウェハ移動手段およびパターン検出手段を制御する
   ことにより、まず予め定められたウェハ中心付近の位置
   において上記所定パターンを検出してウェハの概略のＸ
   Ｙ方向の位置ずれを求め、次に該ウェハ中心付近の位置
   から特定の位置にある第１のウェハ周辺位置において上
   記所定パターンを検出してウェハの概略のθ方向の位置
   ずれを求めこの位置ずれをウェハをθ回転させることに
   より取り除いた後該所定パターンを再度検出してより正
   確なウェハのＸＹ方向の位置ずれを求め、次にウェハ中
   心に対し該第１のウェハ周辺位置とほぼ反対側に予め定
   めた第２のウェハ周辺位置において上記所定パターンを
   検出してより正確なθ方向の位置ずれを求めこの位置ず
   れをウェハをθ回転させることにより取り除いてから該
   所定パターンを再度検出してより正確なウェハのＸＹ方
   向の位置ずれを求める制御手段と、 このＸＹ方向の位置ずれを補正するようにウェハプロー
   ビング動作を行なうプローブ手段とを具備することを特
   徴とするウエハプローバ。 ２、前記ウェハ中心付近の位置における前記所定パター
   ン検出の際にもし予め定めたエリア内に前記所定パター
   ンが無かった場合は該エリアの周囲についてさらに検出
   動作を行ない、前記第１および第２のウェハ周辺位置に
   おける前記所定パターン検出の際にもし予め定めたエリ
   ア内に該所定パターンが無かった場合は該エリアとウェ
   ハ中心とを結ぶ直線と直角な方向の他のエリアについて
   さらに検出動作を行なう特許請求の範囲第１項記載のウ
   エハプローバ。 ３、前記第１および第２のウェハ周辺位置において求め
   たＸＹ方向の位置ずれからウェハ中心における位置ずれ
   を算出し、このＸＹ方向の位置ずれを補正するようにプ
   ロービング動作を行なう特許請求の範囲第１項記載のウ
   エハプローバ。 ４、前記第１および第２のウェハ周辺位置において求め
   たＸＹ方向の位置ずれからウェハの伸びを算出し、これ
   をプロービングテスト時におけるインデックス送り量の
   補正に用いる特許請求の範囲第１項記載のウエハプロー
   バ。 ５、前記パターン検出手段が、ＣＣＤカメラまたは他の
   ２次元情報入力手段を有するものである特許請求の範囲
   第１項記載のウエハプローバ。 ６、前記制御手段が、前記ウェハ中心付近位置並びに前
   記第１および第２のウェハ周辺位置の３つの位置以外の
   位置においても前記所定パターンを検出してその位置ず
   れを求めるものである特許請求の範囲第１項記載のウエ
   ハプローバ。