JP4783271B2

JP4783271B2 - ウエハ電極の登録方法及びウエハのアライメント方法並びにこれらの方法を記録した記録媒体

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Publication number: JP4783271B2
Application number: JP2006317915A
Authority: JP
Inventors: 史加賀美
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
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Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2026-11-27
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Description

本発明は、例えばウエハの電気的特性検査を行う際に適用されるウエハ電極の登録方法及びウエハのアライメント方法に関し、更に詳しくは、ウエハの電極を直接検出してウエハのアライメントの信頼性を向上させることができ、しかもオペレータの負荷を軽減することができるウエハ電極の登録方法及びウエハのアライメント方法並びにこれらの方法を記録した記録媒体に関するものである。

半導体製造工程では、種々の場面でウエハのアライメントが行われている。ウエハのアライメントが行われる装置の一例として、ウエハの検査装置がある。この種の検査装置は、例えば図８の（ａ）、（ｂ）に示すように、ウエハＷをロード、アンロードするローダ室１と、ウエハＷの電気的特性検査を行うプローバ室２とを備えている。ローダ室１は、カセットＣ内のウエハＷをプローバ室２へ搬送する搬送アーム３と、搬送アーム３によってウエハＷを搬送する間にウエハＷのプリアライメントを行うプリアライメント機構４とを備えている。プローバ室２は、プリアライメント後のウエハＷを載置するＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動可能な載置台５と、載置台５の上方に配置されたプローブカード６と、プローブカード６の複数のプローブ６Ａと載置台５上のウエハＷとのアライメントを行うアライメント機構７と、を備え、制御装置（図示せず）の制御下で駆動する。また、プローブカード６はヘッドプレート８の開口部に固定されている。ヘッドプレート８の上面にはテストヘッドＴが配置され、プローブカード６はヘッドプレート９を介してテスタ（図示せず）に電気的に接続されている。

而して、プリアライメント機構４は、ウエハＷを載置する回転可能な回転台４Ａと、ウエハＷの外周縁部に形成されたオリエンテーションフラット（オリフラ）またはノッチを光学的に検出する光学的検出手段（図示せず）と、を備え、ウエハＷを載置した回転台４Ａが回転する間に光学的検出手段でウエハＷのオリフラまたはノッチを検出することによって、ウエハＷを所定の向きにプリアライメントする。

また、アライメント機構７は、図８の（ａ）、（ｂ）に示すように、ウエハＷを撮像する第１のＣＣＤカメラ７Ａと、プローブ６Ａを撮像するように載置台５の側方に取り付けられた第２のＣＣＤカメラ７Ｂと、第１のＣＣＤカメラ７Ａを支持するアライメントブリッジ７Ｃと、アライメントブリッジ７Ｃをプローブセンタへ案内する左右一対のガイドレール７Ｄと、を備え、第１のＣＣＤカメラ７ＡでウエハＷの検査用電極（以下、「電極パッド」と称す。）を撮像すると共に第２のＣＣＤカメラ７Ｂでプローブ６Ａを撮像し、それぞれの撮像位置データに基づいてウエハＷの電極パッドとプローブ６Ａとのアライメントを行う。

ウエハＷのアライメントを行う際に、オペレータがウエハＷに形成されたチップ内の特徴のある部分、例えば特徴のある配線パターン等を設計データに基づいて予めアライメント用の基準パターンとして選択し、その基準パターンを制御装置の記憶部に登録しておく。そして、検査に先立つアライメントを実行する時に、アライメント機構７及び載置台５を介してウエハＷを一定の向きに調整し、更に第１のＣＣＤカメラ７ＡによってウエハＷの複数箇所のスクライブラインを登録した後、この登録位置と所定の位置関係にあるチップをそれぞれ撮像する。そして、基準パターンとチップ画像内の基準パターンと対応する配線パターンとを比較し、基準パターンと一致する配線パターンを選択する、いわゆるパターンマッチングを行う。そして、基準パターンと一致する配線パターン内で特定の位置を選択し、登録する。

そして、配線パターンの特定位置と所定の位置関係にある電極パッドの位置を、設計データを利用して算出し、その算出位置を電極パッドの位置データ（座標値）として登録する。このように電極パッドの座標を複数箇所のスクライブラインに基づいて複数登録し、これらの電極パッドと、これらに対応するプローブ６Ａとを位置合わせすることによって、ウエハＷに形成された複数のチップについての電気的特性検査を行うことができる。

しかしながら、最近ではチップの配線パターン等の微細化により、ウエハＷにチップを形成する工程で配線パターン等が収縮する等して変形し、その影響でアライメント用の基準パターンとして使用できる配線パターン等の特徴あるパターンの選択作業が難しくなってきている。そのため、オペレータには基準パターンの選択作業に大きな負荷がかかる。また、基準パターンを選択したとしても、その後、アライメント時にパターンマッチングを行う際に、例えば図９に示すようにチップ内の配線パターンが類似のパターンを繰り返している場合には表示画面中心のクロスマークＭに本来の特定位置を合わすべきところ、その斜め上下にある特定位置と酷似した部分、即ち○印で囲んだ部分を特定位置として誤認する虞があり、誤認に気付かずにアライメントを続行すると、検査の信頼性が損なわれる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、検査等のウエハ処理の信頼性を向上させることができると共に、オペレータを基準パターンの選択やパターンマッチングの各作業から解放してオペレータの負荷を軽減することができるウエハ電極の登録方法及びウエハのアライメント方法並びにこれらの方法を記録した記録媒体を提供することを目的としている。

本発明の請求項１に記載のウエハ電極の登録方法は、ウエハに形成された複数のチップに所定の処理を施す際に、上記ウエハを載置した載置台と撮像手段が相対移動して、上記撮像手段により上記ウエハの任意の位置にあるチップを所定の照度で撮像し、上記チップの電極を検出した後、その電極の位置を登録する方法であって、上記チップの電極の大きさをティーチングする工程と、上記撮像手段により、上記チップの電極を撮像する時の照度を制御して上記撮像手段による電極画像の輪郭を現して上記電極を認識する工程と、上記輪郭の大きさの適否を上記ティーチングによる大きさに基づいて判断する工程と、上記輪郭の大きさが許容値内にある時、上記輪郭の大きさ及びその時の照度をそれぞれ登録する工程と、を備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載のウエハ電極の登録方法は、請求項１に記載の発明において、上記所定の処理を実行する際に、上記ウエハを上記輪郭が得られた時の照度で照明する工程と、上記撮像手段により上記照明下で上記ウエハの電極画像を得て上記電極を認識する工程と、上記電極画像の大きさの適否を上記登録輪郭の大きさに基づいて判断する工程と、上記電極画像の輪郭が許容値内にある時に上記ウエハを所定の処理に供する工程と、を備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載のウエハのアライメント方法は、ウエハに形成された複数のチップに所定の処理を施す際に、上記ウエハを載置した載置台と撮像手段が相対移動して、上記撮像手段により上記ウエハを所定の照度で撮像することにより上記ウエハのアライメントを行う方法であって、上記撮像手段により上記載置台上の上記ウエハの任意のスクライブラインを撮像し、その位置を登録する工程と、上記撮像手段により上記スクライブラインの登録位置と所定の位置関係にあるチップの電極を、その電極画像の輪郭が現れる照度下で認識し、その情報を登録する工程と、上記撮像手段により上記電極を認識した時の上記載置台の位置を登録する工程と、上記位置登録された電極をアライメントに供する工程と、備え、上記電極の認識、登録工程は、上記チップの電極の大きさをティーチングする工程と、上記撮像手段により、上記チップの電極を撮像する時の照度を制御して上記撮像手段による電極画像の輪郭を現して上記電極を認識する工程と、上記輪郭の大きさの適否を上記ティーチングによる大きさに基づいて判断する工程と、上記輪郭の大きさが許容値内にある時、上記輪郭の大きさ及びその時の照度をそれぞれ登録する工程と、を有することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載のウエハのアライメント方法は、請求項３に記載の発明において、上記アライメントに供する工程は、上記ウエハを上記輪郭が得られた時の照度で照明する工程と、上記撮像手段により上記照明下で上記ウエハの電極画像を得て上記電極を認識する工程と、上記電極画像の大きさの適否を上記登録輪郭の大きさに基づいて判断する工程と、上記電極画像の輪郭が許容値内にある時に上記ウエハを所定の処理に供する工程と、を有することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載のウエハのアライメント方法は、請求項３または請求項４に記載の発明において、上記電極の認識工程及び上記アライメントに供する工程は、上記撮像手段の高倍率下で実施されることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項６に記載の記録媒体は、ウエハに形成された複数のチップに所定の処理を施す際に、上記ウエハを載置した載置台と撮像手段が相対移動して、上記撮像手段により上記ウエハの任意の位置にあるチップを所定の照度で撮像し、上記チップの電極を検出した後、その電極の位置を登録するためのプログラムを記録した記録媒体であって、上記プログラムによってコンピュータを駆動させて、請求項１または請求項２に記載のウエハ電極の登録方法を実行することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項７に記載の記録媒体は、ウエハに形成された複数のチップに所定の処理を施す際に、上記ウエハを載置した載置台と撮像手段が相対移動して、上記撮像手段により上記ウエハを所定の照度で撮像することにより上記ウエハのアライメントを行うためのプログラムを記録した記録媒体であって、上記プログラムによってコンピュータを駆動させて、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載のウエハのアライメント方法を実行することを特徴とするものである。

本発明によれば、検査等のウエハ処理の信頼性を向上させることができると共に、オペレータを基準パターンの選択やパターンマッチングの各作業から解放してオペレータの負荷を軽減することができるウエハ電極の登録方法及びウエハのアライメント方法並びにこれらの方法を記録した記録媒体を提供することができる。

以下、図１〜図４に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図１は本発明方法の一実施形態を実施するために用いられる検査装置の構成を示すブロック図、図２は（ａ）、（ｂ）はそれぞれ照明と電極パッドの撮像画像との関係を説明するための平面図、図３は（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のウエハアライメント方法の一実施形態を適用する場合のウエハを示す図で、（ａ）はウエハ全体を示す平面図、（ｂ）はウエハの中心部分のスクライブラインの交差部を拡大して示す平面図、図４は（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のウエハアライメント方法及びウエハ電極の登録方法の一実施形態を示すフローチャート、図５は（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示すフローチャートの後工程を示すフローチャート、図６はアライメント時に発生するアシスト救済機能が表示された表示画面を示す図、図７は図６に示すアシスト救済機能を具備しないアライメント時に発生するアシスト機能が表示された表示画面を示す図である。

まず、本発明のウエハ電極の登録方法及びウエハのアライメント方法を記録した記録媒体を具備した検査装置について説明する。この検査装置１０は、例えば図１に示すように、被検査体であるウエハＷを載置する移動可能な載置台１１と、この載置台１１の上方に配置されたプローブカード１２と、このプローブカード１２の複数のプローブ１２Ａと載置台１１上のウエハＷとのアライメントを行うアライメント機構１３と、アライメント機構１３を構成する第１、第２の撮像手段（例えば、ＣＣＤカメラ）１４、１５と、第１、第２のＣＣＤカメラ１４、１５によって撮像された画像を表示する表示画面１６Ａを有する表示装置１６と、これらの構成機器を制御するコンピュータからなる制御装置１７と、を備え、制御装置１７の制御下で、アライメント機構１３によって載置台１１上のウエハＷとプローブカード１２の複数のプローブ１２Ａとのアライメントを行った後、複数のプローブ１２ＡとウエハＷとを電気的に接触させてウエハＷの電気的特性検査を行うように構成されている。

また、検査装置１０は、図１に示すようにキーボード等の入力部１８を備え、入力部１８によって種々の検査条件を入力することができ、表示画面１６Ａ上に表示されたメニュー１６Ａやアイコン（図示せず）を指定して種々のプログラム等を実装することができる。

載置台１１は、図１に示すように駆動機構１１Ａ及び検出器（例えば、エンコーダ）１１Ｂを備え、駆動機構１１Ａを介してＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動すると共にエンコーダ１１Ｂを介して移動量を検出するように構成されている。駆動機構１１Ａは、載置台１１が配置されたＸＹテーブルを駆動する、例えばモータとボールねじを主体とする水平駆動機構（図示せず）と、載置台１１に内蔵された昇降駆動機構と、載置台１１をθ方向に回転させるθ駆動機構と、を備えている。エンコーダ１１Ｂは、モータの回転数を介してＸＹテーブルのＸ、Ｙ方向への移動距離をそれぞれ検出し、それぞれの検出信号を制御装置１７へ送信する。制御装置１７は、エンコーダ１１Ｂからの信号に基づいて駆動機構１１Ａを制御し、もって載置台１１のＸ、Ｙ方向への移動量を制御する。

アライメント機構１３は、上述のように第１、第２のＣＣＤカメラ１４、１５及びアライメントブリッジ１９を備えている。図１に示すように、第１のＣＣＤカメラ１４はアライメントブリッジ１９に装着され、第２のＣＣＤカメラ１５は載置台１１の側方に装着されている。第１、第２のＣＣＤカメラ１４、１５は、いずれも低倍率と高倍率の二つの倍率を備え、低倍率または高倍率でプローブ１２ＡやウエハＷを撮像する。

第１のＣＣＤカメラ１４は、アライメントブリッジ１９を介してプローバ室の背面からプローブセンタまで進出してプローブカード１２と載置台１１との間に位置し、ここで載置台１１がＸ、Ｙ方向へ移動する間に、照明灯（図示せず）によって照明されたウエハＷを低倍率または高倍率で撮像し、撮像信号を制御装置１７へ送信し、制御装置１７を介してウエハ画像を表示画面１６Ａ上に表示する。また、第２のＣＣＤカメラ１５は、アライメントブリッジ１９がプローブ室内の背面に後退した後、プローブカード１２の下方で載置台１１がＸ、Ｙ方向へ移動する間に、プローブカード１２の下方から複数のプローブ１２Ａの針先を所定の倍率で撮像し、撮像信号を制御装置１７へ送信し、制御装置１７を介してプローブ画像を表示画面１６Ａ上に表示する。

また、制御装置１７は、中央演算処理部１７Ａと、本発明のウエハ電極の登録方法及びウエハのアライメント方法を実行するためのプログラムを含む各種のプログラムが記憶されたプログラム記憶部１７Ｂと、種々のデータを記憶する記憶部１７Ｃと、第１、第２のＣＣＤカメラ１４、１５からの撮像信号を画像処理する画像処理部１４Ａ、１５Ａと、これらの画像処理部１４Ａ、１５Ａからの画像信号を画像データとして記憶する画像記憶部１４Ｂ、１５Ｂと、これらの画像信号に基づいて表示画面１６Ａに撮像画像等を表示するための表示制御部１４Ｃ、１５Ｃと、を備え、中央演算処理部１７Ａとプログラム記憶部１７Ｂ、記憶部１７Ｃとの間で信号を送受信して検査装置１０の各種の構成機器を制御する。

中央演算処理部１７Ａには入力部１８が接続され、入力部１８から入力された各種のデータ信号を中央演算処理部１７Ａで処理し、記憶部１７Ｃへ格納する。本実施形態ではプログラム記憶部１７Ｂに本実施形態のウエハ電極の登録方法及びウエハのアライメント方法を実行するためのプログラムが格納され、表示装置１６には表示画面１６Ａ及び操作パネル１６Ｂ等が表示される。操作パネル１６Ｂは、アライメント時に第１、第２のＣＣＤカメラ１４、１５をウエハＷあるいはプローブカード１２に対して相対的に移動させる操作を行い、あるいはプローブカード１２の位置データ等の画像情報を登録するなどの機能を有している。即ち、第１のＣＣＤカメラ１４は、操作パネル１６Ｂの水平移動操作キーＫ１を押圧することにより載置台１１に対して相対的にＸ、Ｙ方向へ移動すると共に、操作パネル１６Ｂの上下移動操作キーＫ２を押圧することにより載置台１１に対して相対的にＺ方向へ移動するように構成されている。第２のＣＣＤカメラ１５は、水平移動操作キーＫ１及び上下移動操作キーＫ２を押圧することにより載置台１１がプローブカード１２に対してＸ、Ｙ、Ｚ方向へ相対的に移動するように構成されている。

また、中央演算処理部１７Ａには画像記憶部１４Ｂ、１５Ｂ及び表示制御部１４Ｃ、１５Ｃが接続され、第１、第２のＣＣＤカメラ１４、１５による撮像画像を中央演算処理部１７Ａ及び表示制御部１４Ｃ、１５Ｃを介して表示画面１６Ａ上にそれぞれ表示する。画像記憶部１４Ｂ、１５Ｂには第１、第２のＣＣＤカメラ１４、１５による現在の撮像画像以外に、過去の撮像画像や加工画像等を格納することができる。

本発明のウエハ電極の登録方法及びウエハのアライメント方法等のプログラムは、種々の記録媒体を介してプログラム記憶部１７Ｂに格納されている。また、これらのプログラムは、通信媒体によって各種の検査装置にダウンロードすることもできる。本実施形態では、コンピュータである制御装置１７を駆動して、プログラム記憶部１７Ｂに格納されたウエハ電極の登録方法及びウエハのアライメント方法のプログラムを実行するようにしてある。

而して、本実施形態では、照明灯はウエハＷを照明する時の照度を自動的に調整することができるように構成されている。また、第１のＣＣＤカメラ１４によるチップの撮像画像は、照明灯の照度によって画像の明暗が変化し、その照度によって、例えば図２の（ａ）に示すように画面中心のクロスマークＭに合わせたチップ内の電極パッドのパッド画像Ｐが周囲より明るくなり、あるいは同図の（ｂ）に示すようにパッド画像Ｐが周囲よりも暗くなって、パッド画像Ｐの輪郭（エッジライン）Ｅが明瞭に現れて、第１のＣＣＤカメラ１４によって電極パッドを確実に認識できるようになる。このようにパッド画像Ｐが明るくあるいは暗くなる現象は電極パッドの材質や照度によって異なるため、オペレータは電極パッドの材質毎に最適な照度を選択し、設定することになる。

そこで、本実施形態では、第１のＣＣＤカメラ１４による電極パッドのパッド画像Ｐにおいて、例えば図２の（ａ）に示すようにパッド画像ＰのエッジラインＥが最も明瞭に現れる照度をオペレータが選択し、その照度を記憶部１７Ｃに保存するようにしてある。また、同時に、オペレータが表示画面１６Ａでパッド画像Ｐを認識した時の載置台１１の位置を電極パッドの座標値として記憶部１７Ｃに保存するようにしてある。従って、ウエハＷのアライメントを実行する時には、制御装置１７の制御下で、予め保存されている照度でウエハＷを照明することにより、第１のＣＣＤカメラ１４によって電極パッドを確実に認識することができることになる。このように本実施形態では電極パッドを第１のＣＣＤカメラ１４で直接認識することができるため、パターンマッチングによる電極パッドの誤認を生じることもなく、ウエハＷのアライメントの信頼性を向上させることができる。尚、照明灯は、第１のＣＣＤカメラ１４によって撮像できる部分を照明するように、例えばアライメントブリッジ１９等に取り付けられる。

これに対して、従来は、第１のＣＣＤカメラ１４によってチップ内にある配線パターンを検出し、その位置と電極パッドの設計上の位置関係に基づいて電極パッドの位置を算出し、電極パッドの位置を間接的に求めているため、オペレータが電極パッドの位置を登録する際に配線パターンの特定位置を誤認して指定操作を誤ると、電極パッドの位置が本来の位置から外れ、検査の信頼性が低下する。

次に、図３〜図４を参照しながら本発明のウエハ電極の登録方法及びウエハのアライメント方法（以下、単に「アライメント方法」と称す。）の一実施形態について説明する。ウエハ電極の登録方法は、ウエハアライメント方法の一環として実行される。尚、プローブ１２ＡのアライメントはウエハＷのアライメント前に終了しているものとする。

まず、例えば表示画面１６Ａ上でアライメント方法のプログラムを選択すると、表示装置１６に表示画面１６Ａ及び操作パネル１６Ｂが表示され、制御装置１７を介してそのプログラムを図４、図５に示すフローに従って実行する。この際、アライメント機構１３の第１のＣＣＤカメラ１４がプローブセンタに位置している。この状態で、まず、図４の（ａ）に示すようにウエハの電極パッドの登録を行う。それにはまず、プリアライメントされたウエハＷを載置台１１上に載置すると（ステップＳ１）と、制御装置１７が作動して、載置台１１が自動的にＸ、Ｙ方向へ移動してウエハＷのエッジを検出した後、中央演算処理部１７ＡにおいてウエハＷの中心を算出する（ステップＳ２）。

その後、オペレータが水平移動操作キーＫ１を操作して、第１のＣＣＤカメラ１４の低倍率の視野、即ち表示画面１６Ａ内にウエハ中心付近のスクライブラインの交差部が入るように載置台１１を移動させ、このスクライブラインを表示画面中心のクロスマークＭに合わせて、その時の載置台１１の位置座標を登録する（ステップＳ３）。次いで、同様にして、ウエハ中心のスクライブラインの、例えばチップ１個左側のスクライブラインが表示画面内に入るように載置台１１を移動させて、このスクライブラインを表示画面中心のクロスマークＭに合わせ、その時の載置台１１の座標を登録した後、中央演算処理部１７Ａにおいてウエハ中心付近のスクライブラインの登録座標とウエハ中心左側の登録座標に基づいてウエハのθ方向のズレ（回転量）を算出する（ステップＳ４）。

更に、ウエハ中心のスクライブラインの、例えば予め設定されたチップ１０個分右側のスクライブラインが表示画面１６Ａ内に入るように載置台１１が自動的に移動した後、オペレータが水平移動操作キーＫ１を操作して載置台１１を微移動させて、このスクライブラインを表示画面中心のクロスマークＭに合わせ、その時の載置台１１の座標を登録する（ステップＳ５）。この時、載置台１１は既に算出した回転量を反映した座標位置へ移動する。引き続き、中央演算処理部１７ＡにおいてステップＳ４及びステップＳ５で得られた登録座標値に基づいてウエハのθ方向のズレを算出した後、載置台１１を回転させてウエハのθ方向のズレを無くして、ウエハを一定の向きに整える（ステップＳ６）。

ステップＳ１〜ステップＳ６の一連の操作によってウエハを一定の向きの整えた後、プローブ１２Ａとの位置合わせに必要な電極パッドの座標を登録する。それには、オペレータが第１のＣＣＤカメラ１４を高倍率に切り換えて、先のウエハ中心付近のスクライブラインと表示画面中心のクロスマークＭとを合わせ、ウエハ中心のスクライブラインの座標を登録する（ステップＳ７）。そして、オペレータが水平移動操作キーＫ１を操作してウエハ中心のスクライブラインの近くにあるチップ内の適当なマイクロパターンの所定位置を表示画面に表示し、その位置を表示画面中心のクロスマークＭに合わせてマイクロパターンの座標として登録する（ステップＳ８）。マイクロパターンの登録は、ウエハ内の一箇所でのみ行われる。

その後、高倍率の状態で、オペレータが載置台１１を移動させてマイクロパターンと所定の位置関係にあるアライメントすべき電極パッドを表示画面に表示させ、そのパッド画像の中心と表示画面中心のクロスマークに合わせて、その時の電極パッドの座標を登録する（ステップＳ９）。マイクロパターンの座標と電極パッドの座標に基づいて、マイクロパターンと電極パッドの位置関係を中央演算処理部１７Ａによって算出する。この電極パッドの座標の登録は、一つのマイクロパターンについて、通常、登録されているプローブ４本に対応する４箇所について行われる。これによってオペレータは従来の基準パターンの選択及びパターンマッチングの各作業から解放される。

ところで、ステップＳ９において電極パッドの座標を登録する場合には、本発明のウエハ電極の登録方法を使用する。即ち、図４の（ｂ）に示すように、操作パネル１６Ｂにおいて、電極パッドの大きさ（サイズ）を入力してティーチングする（ステップＳ９３）。電極パッドのサイズは、電極パッドのおおよそのサイズをグラフィックスでティーチングする。次いで、電極パッドの認識を最適化する（ステップＳ９２）。最適化する時にはオペレータが照明灯の照度を制御しながら電極パッドのエッジラインの現れ具合を観察し、エッジラインが最大限見える時の照度を選択する。そして、第１のＣＣＤカメラ１４は選択された照度下で電極パッドの認識を行い、その時の電極パッドのサイズとティーチングされたグラフィックスのサイズとの差が許容値内であるか否かを判断する。電極パッドのサイズが許容値内であれば、その時の照度と電極パッドのサイズを記憶部１７Ｃのセットアップファイルに保存する（ステップＳ９３）。電極パッドのサイズが許容値外であればエラーとし、別の電極パッドを検索する。

上述のようにして電極パッドを登録した後、その登録データを用いて図５の（ａ）、（ｂ）に示すフローに従ってウエハ検査時のアライメントを行った後、本来の電気的特性検査を実行する。このアライメントではまず、図５の（ａ）に示すようにステップＳ１１において電極パッドを登録した時と同一の手順（ステップＳ１〜ステップＳ６）で載置台１１上のウエハを所定の向きに整える。その後、第１のＣＣＤカメラが高倍率になった状態で、載置台１１がウエハ中心、左側及び右側それぞれのスクライブラインの登録座標へ自動的に移動し、それぞれの位置でマイクロパターンを検出し、それぞれの座標を登録した後、これらの座標に基づいてウエハのθ方向のズレを無くす（ステップＳ１２）。これによりウエハを所定の向きが高精度に整えられ、ウエハＷの電極パッドと対応するプローブ１２Ａとの位置合わせを高精度に行うことができる。

然る後、第１のＣＣＤカメラ１４が高倍率のまま、載置台１１が自動的にウエハ中心、左側、右側、上側及び下側へ移動し、それぞれの位置でマイクロパターンを検出できることを確認する（ステップＳ１３）。いずれの場所でもマイクロパターンが検出できるということは、ウエハが十分な水平度にあることを示している。更に、第１のＣＣＤカメラ１４が高倍率のまま、載置台１１が自動的に予め設定されたアライメントすべきチップへ移動してマイクロパターンを検出した後、マイクロパターンからステップＳ９で算出された位置関係に基づいて電極パッドへ自動的に移動して電極パッドを認識し、対応するプローブ１２Ａとの位置合わせを行う（ステップＳ１４）。その後、載置台１１を介してウエハＷの電極パッドと対応するプローブ１２Ａとが電気的に接触して、ウエハＷの各チップの電気的特性検査を行う。

ここで、電極パッドの認識は、図５の（ｂ）に示すフローに従って行われる。即ち、上述したように載置台１１が自動的に電極パッドまで移動すると、セットアップ時に登録された照度で照明灯を点灯し（ステップＳ１４１）、電極パッドを照明する。この照明により第１のＣＣＤカメラ１４により撮像された表示画面１６Ａのパッド画像に明瞭なエッジラインが現れ、その電極パッドを認識する（ステップＳ１４２）。その後、チップ画像の大きさとステップＳ９で登録されているグラフィックスの大きさとを自動的に比較し（ステップＳ１４３）、エッジラインが許容値内であればパッド画像が適切なものであると判断し、上述のように電極パッドがプローブ１２Ａとの位置合わせに供される。

従って、本実施形態では、ウエハＷのアライメントを行う場合には、第１のＣＣＤカメラ１４を用いて、適当なマイクロパターンと所定に位置関係にある電極パッドを検出し、電極パッドの座標を直接登録し、アライメントに使用するため、オペレータは従来のように特徴あるマイクロパターンを選択する作業から解放され、しかもアライメントの信頼性を向上させることができる。

ウエハＷの電気的特性検査を繰り返している間に例えばプローブ１２Ａが何等か原因で位置ズレすることがある。この場合にはアライメントのアシスト機能が作動してアライメントを中断する。そこで、本実施形態ではアシスト救済機能が付加されていて、このアシスト救済機能を介してプローブ１２Ａの不具合を解消し、短時間でアライメントを続行することができるようになっている。

即ち、アシスト救済機能が作動すると、例えば図６に示すように表示画面１６Ａには４つの画面が自動的に表示される。表示装置１６の左上の表示画面１６ＡにアライメントマークＭが針先から位置ズレした不具合のあるプローブ１２Ａのプローブ画像が表示され、その右隣の表示画面１６Ｃにプローブ画像に対応する登録画像が表示される。この登録画像ではアライメントマークＭ’が所定の針先に位置している。また、登録画像の下側に操作パネル１６Ｂが表示され、操作パネル１６Ｂの左隣にプローブ画像の不具合の現在の状態及び指示事項が文字情報１６Ｄで表示される。オペレータは、表示画面１６Ｃ内の登録画像を見ながら文字情報１６Ｄの指示事項に従って操作パネル１６Ｂの水平移動操作キーＫ１を押圧操作して表示画面１６Ａ内のプローブ画像を移動させる。プローブ画像が登録画像と一致すると所定のプローブ１２Ａの不具合が解消するため、オペレータは、確定終了キーＫ３を押圧操作することによりアシスト救済機能を停止させる。これによりアシスト機能が自動的に解除されてアライメント動作に戻り、アライメントを正確に続行することができる。表示画面１６Ｃ内の登録画像は、上述したプローブ登録時にプローブカード１２の四隅のプローブ１２Ａの針先を撮像して位置データ及び撮像条件と一緒にプローブ画像がその都度画像記憶部１４Ｂに登録されたものである。

これに対して上記アシスト救済機能を具備しない既存のアシスト機能の場合には、図７に示すようにアライメントマークＭが針先から位置ズレしたプローブ画像が表示画面１６Ａ内に表示されると共に操作パネル１６Ｂが表示され、プローブ画像に対応する登録画像が表示されない。このように既存のアシスト機能が発生した場合、表示画面１６Ａには撮像画像しか表示されないため、オペレータは複数の針先のどの針先にアライメントマークＭを合わせてアシスト機能を解除すれは良いのか判らない。アシスト機能を解除するためには登録した位置を正確に覚えておくか、プローブの登録マニュアル等を参照しなくてはならず、アライメントに戻すために多くに時間を割かざるを得ない。また、アシスト機能を解除する際に、アライメントマークＭを本来の針先とは別の針先に合わせると、その後のアライメントを正確に行うことができず、検査不良を起こすことになる。

以上説明したように本実施形態によれば、載置台１１上に載置されたウエハＷを第１のＣＣＤカメラ１４によって撮像してウエハＷの検査に供するに当たり、第１のＣＣＤカメラ１４により載置台１１上のウエハＷの任意のスクライブラインを撮像し、その位置を登録する工程と、第１のＣＣＤカメラ１４によりスクライブラインの登録位置と所定の位置関係にあるチップの電極パッドを、そのチップ画像ＰのエッジラインＥが現れる照度下で認識し、その照度及びチップ画像の大きさを登録する工程と、第１のＣＣＤカメラ１４により電極パッドを認識した時の載置台１１の座標を登録する工程と、上記座標登録された電極パッドをアライメントに供する工程と、を備えているため、アライメント用の電極パッドを確実に検出してウエハＷの検査の信頼性を向上させることができると共に、アライメント時にオペレータをパターン選択及びパターンマッチングの各作業から解放し、オペレータの負荷を軽減することができる。

また、本実施形態によれば、電極パッドを認識し、登録する工程は、チップの電極パッドの大きさをティーチングする工程と、第１のＣＣＤカメラ１４により、チップの電極パッドを撮像する時の照度を制御して第１のＣＣＤカメラ１４によるパッド画像ＰのエッジラインＥを現して電極パッドを認識する工程と、エッジラインＥの大きさの適否をティーチングによる大きさに基づいて判断する工程と、エッジラインＥの大きさが許容値内にある時、エッジラインＥの大きさ及びその時の照度をそれぞれ登録する工程と、を有するため、ウエハＷのアライメントを行う際に、ウエハＷの電極パッドを直接且つ確実に検出することができる。

また、本実施形態によれば、アライメントに供する工程は、ウエハＷをエッジラインＥが得られた時の照度で照明する工程と、第１のＣＣＤカメラ１４によりエッジラインＥが得られた照明下でウエハＷのパッド画像Ｐを得て電極パッドを認識する工程と、パッド画像Ｐの大きさの適否を登録されたエッジラインの大きさに基づいて判断する工程と、パッド画像ＰのエッジラインＥが許容値内にある時にウエハＷを検査に供する工程と、を有するため、ウエハＷの電極パッドとこれに対応するプローブ１２Ａとを確実に接触させることができ、検査の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、ウエハ電極の登録方法及びウエハのアライメント方法のプログラムを記録した記録媒体を検査装置１０のプログラム記憶部１７Ｃの格納することにより、本発明のウエハ電極の登録方法及びウエハのアライメント方法を確実に実行することができる。

尚、上記実施形態ではウエハＷの検査装置１０を例に挙げて説明したが、ウエハのアライメントが必要とされる種々の半導体製造装置にも本発明を適用することができる。要は、ウエハの電極パッドを本発明の方法により登録し、登録データを用いてウエハのアライメントを行う方法であれば、全て本発明に包含される。

本発明は、半導体製造装置や検査装置において好適に利用することができる。

本発明方法の一実施形態を実施するために用いられる検査装置の構成を示すブロック図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ照明と電極パッドの撮像画像との関係を説明するための平面図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のウエハアライメント方法の一実施形態を適用する場合のウエハを示す図で、（ａ）はウエハ全体を示す平面図、（ｂ）はウエハの中心部分のスクライブラインの交差部を拡大して示す平面図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のウエハアライメント方法及びウエハ電極の登録方法の一実施形態を示すフローチャートである。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示すフローチャートの後工程を示すフローチャートである。アライメント時に発生するアシスト救済機能が表示された表示画面を示す図である。図６に示すアシスト救済機能を具備しないアライメント時に発生するアシスト機能が表示された表示画面を示す図である。検査装置の一例を示す図で、（ａ）は正面の一部を破断して示す正面図、（ｂ）は検査装置の内部を示す平面図である。従来のウエハアライメント方法に用いられるウエハの特徴部分を示す平面図である。

符号の説明

１２Ａプローブ（対象物）
１４第１のＣＣＤカメラ（撮像手段）
１６表示画面
１６Ａ撮像画面
１６Ｂ操作パネル
１６Ｃ登録画像
Ｍ、Ｍ’アライメントマーク（位置合わせマーク）
Ｗウエハ

Claims

ウエハに形成された複数のチップに所定の処理を施す際に、上記ウエハを載置した載置台と撮像手段が相対移動して、上記撮像手段により上記ウエハの任意の位置にあるチップを所定の照度で撮像し、上記チップの電極を検出した後、その電極の位置を登録する方法であって、上記チップの電極の大きさをティーチングする工程と、上記撮像手段により、上記チップの電極を撮像する時の照度を制御して上記撮像手段による電極画像の輪郭を現して上記電極を認識する工程と、上記輪郭の大きさの適否を上記ティーチングによる大きさに基づいて判断する工程と、上記輪郭の大きさが許容値内にある時、上記輪郭の大きさ及びその時の照度をそれぞれ登録する工程と、を備えたことを特徴とするウエハ電極の登録方法。
上記所定の処理を実行する際に、上記ウエハを上記輪郭が得られた時の照度で照明する工程と、上記撮像手段により上記照明下で上記ウエハの電極画像を得て上記電極を認識する工程と、上記電極画像の大きさの適否を上記登録輪郭の大きさに基づいて判断する工程と、上記電極画像の輪郭が許容値内にある時に上記ウエハを所定の処理に供する工程と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のウエハ電極の登録方法。
ウエハに形成された複数のチップに所定の処理を施す際に、上記ウエハを載置した載置台と撮像手段が相対移動して、上記撮像手段により上記ウエハを所定の照度で撮像することにより上記ウエハのアライメントを行う方法であって、上記撮像手段により上記載置台上の上記ウエハの任意のスクライブラインを撮像し、その位置を登録する工程と、上記撮像手段により上記スクライブラインの登録位置と所定の位置関係にあるチップの電極を、その電極画像の輪郭が現れる照度下で認識し、その情報を登録する工程と、上記撮像手段により上記電極を認識した時の上記載置台の位置を登録する工程と、上記位置登録された電極をアライメントに供する工程と、備え、上記電極の認識、登録工程は、上記チップの電極の大きさをティーチングする工程と、上記撮像手段により、上記チップの電極を撮像する時の照度を制御して上記撮像手段による電極画像の輪郭を現して上記電極を認識する工程と、上記輪郭の大きさの適否を上記ティーチングによる大きさに基づいて判断する工程と、上記輪郭の大きさが許容値内にある時、上記輪郭の大きさ及びその時の照度をそれぞれ登録する工程と、を有することを特徴とするウエハのアライメント方法。
上記アライメントに供する工程は、上記ウエハを上記輪郭が得られた時の照度で照明する工程と、上記撮像手段により上記照明下で上記ウエハの電極画像を得て上記電極を認識する工程と、上記電極画像の大きさの適否を上記登録輪郭の大きさに基づいて判断する工程と、上記電極画像の輪郭が許容値内にある時に上記ウエハを所定の処理に供する工程と、を有することを特徴とする請求項３に記載のウエハのアライメント方法。
上記電極の認識工程及び上記アライメントに供する工程は、上記撮像手段の高倍率下で実施されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のウエハのアライメント方法。
ウエハに形成された複数のチップに所定の処理を施す際に、上記ウエハを載置した載置台と撮像手段が相対移動して、上記撮像手段により上記ウエハの任意の位置にあるチップを所定の照度で撮像し、上記チップの電極を検出した後、その電極の位置を登録するためのプログラムを記録した記録媒体であって、上記プログラムによってコンピュータを駆動させて、請求項１または請求項２に記載のウエハ電極の登録方法を実行することを特徴とする記録媒体。
ウエハに形成された複数のチップに所定の処理を施す際に、上記ウエハを載置した載置台と撮像手段が相対移動して、上記撮像手段により上記ウエハを所定の照度で撮像することにより上記ウエハのアライメントを行うためのプログラムを記録した記録媒体であって、上記プログラムによってコンピュータを駆動させて、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載のウエハのアライメント方法を実行することを特徴とする記録媒体。