(57)【要約】【課題】半導体ウエハなどの被検査体上の不良素子に迅速にマークを印刷することが可能であり、かつ印刷位置の精度を確保しつつメンテナンスを容易に行うことが可能なマーキング・システムを提供する。【解決手段】被検査体１０１の素子形成面の１方向に移動可能な印刷ヘッド２０４を有する印刷手段２０１を備え、載置台１０２が印刷ヘッド移動方向と直交する方向へ移動することにより、印刷ヘッド２０４を被検査体１０１の素子形成面上の所望の印刷位置へ位置付けるように構成した。また印刷手段２０１の取り付け誤差を補正するための位置目標２０７を印刷手段に備え、かつ目標手段の検知手段２０３を載置台と連動するように備えて構成した。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体上に２次元に配列され形成された複数の被検査素子のうち、不良素子にマークを印刷するマーキング・システムにおいて、
前記マーキング・システムは、被検査体を載置して移動する載置台および印刷ヘッドを有する印刷手段を備え、
前記印刷ヘッドを前記被検査体の素子形成面と平行する平面内の１方向に移動可能に設け、ここに、
該印刷ヘッドは、前記被検査体の素子を主走査方向に走査し、かつ前記載置台が移動して前記印刷ヘッドが前記素子を副走査方向に走査することを特徴とするマーキング・システム。
【請求項２】
前記印刷手段に、位置目標を設けると共に、前記マーキング・システムに、該位置目標を検知する検知手段を前記載置台と連動して移動可能に設け、前記載置台を前記検知手段が前記位置目標を検知する位置へ移動させてその移動量を測定することにより、前記印刷ヘッドを所望の印刷位置へ位置付けるために必要な前記載置台の移動量を導出する請求項１に記載のマーキング・システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハなどの被検査体の試験結果を、被検査体上の素子毎にマークするマーキング・システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常の半導体集積回路の製造工程においては、１枚の半導体ウエハ上に多数の半導体チップを形成し、その後、半導体チップをチップ毎に切り離して、集積回路に組み込んでいる。その際に半導体チップの検査を行い、切り離された半導体チップのうち検査結果が良好なチップだけ選別して集積回路に組み込むことにより、不良チップを組み立てる無駄を減少させている。
【０００３】
半導体チップの選別は次のように行われる。まず、各半導体チップに切り離される前の半導体ウエハの段階で電気的特性などの検査を行う。そして検査済みの半導体ウエハ上のどのチップが良品でどのチップが不良品であるかを、半導体チップを見れば分かるように、不良チップ上にマークを印刷する。その後半導体ウエハを半導体チップ毎に切り離し、マークが印刷されている不良チップを除いている。
【０００４】
従来、不良チップ上にマークを印刷するために図１（ａ）に示すようなマーキング装置が使用されている。マーキング装置１００は、半導体ウエハのような被検査体１０１を載置する載置台１０２、載置台１０２を支持する支持手段１０３および支持手段１０３を載設するステージ１０４からなる載置台移動部、ならびに固定されたマニピュレータ１０６を備えている。被検査体１０１の素子形成面上には、多数の被検査素子１０９が形成されている。
【０００５】
移動ステージ１０４は、Ｘ軸テーブル１０４ａおよびＹ軸テーブル１０４ｂを備え、被検査体１０１の素子形成面と略平行であるＸ、Ｙ平面上で載置台１０２を移動することが可能である。また支持手段１０３は、載置台１０２の高さ（Ｚ）および載置台１０２の角度（θ）を調節することが可能である。マニピュレータ１０６は、インクノズル１０７およびインクつぼ１０８を備える。
【０００６】
さらにマーキング装置１００は、支持手段１０３およびステージ１０４を制御する載置台制御部１２０、インクノズル１０７の印刷機能を制御するインクノズル制御部１２１、被検査体１０１の検査結果情報および位置情報を記憶する記憶手段１２２ならびに制御部１２３を備える。
【０００７】
制御部１２３は、記憶手段１２２に記憶されている検査結果情報および位置情報に基づき、マークを印刷すべき不良素子を決定して、その位置を載置台制御部１２０に送信する。載置台制御部１２０は、載置台移動部、すなわちステージ１０４および支持手段１０３を駆動して、インクノズル１０７が不良素子に印刷する位置まで載置台１０２を移動させる。載置台１０２が前記印刷位置に位置付けられると、インクノズル１０７は、載置台１０２がインクノズル制御部１２１の指示によりインクつぼ１０８に蓄えられたインクを排出し、不良素子にマークを印刷する。このとき制御部１２３は、インクノズル１０７が図１（ｂ）に示すような経路１３１で被検査体１０１上を順次走査していくように、載置台１０２を移動させていく。
【０００８】
なお上記のマーキング装置は、被検査体の検査装置と一体化しているか、または独立して設けられている場合でも、前記載置台１０２、支持手段１０３、ステージ１０４および載置台制御部１２０として、被検査体の検査装置で使用するプローバ装置と同様のものを使用するのが通常である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年の半導体素子の製造工程においては、１枚の半導体ウエハ上に多数の半導体チップが形成され、多いものでは２０万個程度におよぶことがある。仮に半導体チップの不良率が１０％であったと仮定すると、１枚の被検査体にマーキングを施すために、２万個程度の不良素子を走査する必要があり、マーキング作業に長時間を要するという問題があった。
【００１０】
この問題を解決するために、例えば特開２００１−２６７３８０に開示されるマーキング装置が提案されている。このマーキング装置によれば、不良マークを印刷する印刷ヘッドが、被検査体の被検査素子が設けられている部分の径方向の長さよりも長く形成されており、かつ前記印刷ヘッドにはヘッドの長手方向に沿って一定の間隔で多数のインクノズルが設けられているため、ヘッドが被検査体上を１回通過するだけで、全ての被検査素子上にマーキングを行うことができる。これにより１枚の被検査体上のマーキングを速く行うことができる。
【００１１】
しかしながら上記マーキング装置は、ノズル間隔が固定されたヘッドで、異なる間隔で素子が形成されている様々な被検査体に対応するために、前記公報に記載されるように、被検査素子の形成間隔に応じてヘッドを傾けて被検査素子の形成間隔と印刷間隔を一致させる必要があり、印刷ヘッドを支持、駆動する機構が複雑となる問題があった。
【００１２】
また、上記マーキング装置は多数のインクノズルを有するので、そのうちの１個にノズル詰まりが生じ、そのノズルが印刷を行うべき不良素子に印刷なされなかった場合でも、他の不良素子には他の正常なノズルにより印刷が行われているために、ノズルの故障により正常にマーキングが行われなかったことを発見することが困難となる問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は半導体ウエハなどの被検査体上に迅速にマーキングを行い、半導体検査作業に要する時間を短縮することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的は、被検査体を載置して移動する載置台、および印刷ヘッドを有する印刷手段を備えたマーキング・システムを、前記印刷ヘッドを被検査体の素子形成面と平行する平面内の１方向に移動可能に設け、かつ前記印刷ヘッドが、前記被検査体の素子を主走査方向に走査し、前記印刷ヘッドが前記素子を副走査方向に走査するように、前記載置台が移動するように構成することにより達成される。
【００１５】
本発明によりマーキング装置に前記印刷手段を設けた場合には、前述した従来のマーキング装置に比して可動部分が１つ増加することになる。かつ当該可動部分は高速に移動する必要があるため、当該可動部分に対するメンテナンスの必要が生ずるという問題も発生する。
【００１６】
そこで本発明では、前記印刷手段が位置目標を備え、前記マーキング装置が前記目標を検知する検知手段を前記載置台と連動して移動可能に備え、前記載置台を前記検知手段が前記目標を検知する位置へ移動させてその移動量を測定することにより、前記印刷ヘッドを所望の印刷位置へ位置付けるために必要な前記載置台の移動量を導出するように前記マーキング・システムを構成する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面を使って本発明の実施の形態を説明する。なお全図を通じて、同様の構成要素には同一の参照番号を付して記す。
【００１８】
図２および図３は、本発明に基づくマーキング・システムの実施例を示す図である。ここにマーキング・システム２００は、図１に示した従来のマーキング装置と同様に、載置台１０２、支持装置１０３およびステージ１０４からなる載置台移動部、制御部１２３および載置台制御部１２０を備えるとともに、さらに印刷手段２０１、印刷ヘッド制御部２０２、目標ピン２０７および目標ピン２０７を検知する検知手段２０３を備えることを特徴とする。
【００１９】
印刷手段２０１は、印刷ヘッド２０４、印刷ヘッド２０４と印刷ヘッド制御部２０２を接続する導線２０６、印刷ヘッド２０４を１方向（Ｘ方向）に移動可能に支持するガイド２０５、および印刷ヘッド２０４をガイド２０５に沿って移動する印刷ヘッド移動部２０８を備える。また目標ピン２０７は、印刷手段２０１上に設けられ、検知手段２０３は、ステージ１０４上に設けられている。
【００２０】
印刷ヘッド制御部２０２は、制御部１２３、印刷ヘッド２０４および印刷ヘッド移動部２０８に電気的に接続され、制御部１２３からの出力信号に基づき、印刷ヘッド２０４へ対しては不良マークを印刷を指示する信号を出力し、印刷ヘッド移動部２０８に対しては印刷ヘッド２０４のＸ方向移動量を指示する信号を出力する。
【００２１】
次に図４を参照して、本実施例における不良マーク印刷時の印刷ヘッドおよび載置台の動作を説明する。検査が済んだ被検査体１０１が載置台１０２に載置されると、制御部１２３は、印刷ヘッド制御部２０２および載置台制御部１２０に指示信号を出力する。印刷ヘッド制御部２０２および載置台制御部１２０は、印刷ヘッド移動部２０８および載置台移動部により、第１回目の主走査方向の走査を開始する素子である素子４０１上に印刷ヘッド２０４が位置するように、印字ヘッド２０４および載置台１０２を移動する。このとき制御部１２３は、被検査素子の主走査方向（Ｘ方向）と印刷ヘッド２０４の移動方向とが一致するように、載置台１０２を回転（θ）させる信号も載置台制御部１２０へ出力する。
【００２２】
そのあと制御部１２３は、印刷ヘッド２０４を経路４０２に沿って主走査方向（Ｘ方向）に移動するように、印刷ヘッド制御部２０２に指示信号を出力する。印刷ヘッド制御部２０２は、印刷ヘッド移動部２０８により印刷ヘッド２０４を移動する。
【００２３】
制御部１２３は、記憶手段１２２に記憶されている検査結果情報および位置情報に基づき、印刷ヘッド２０４が不良素子４０２へのマーク印刷位置上にあるか否かを判断し、不良素子４０２へのマーク印刷位置上にあるときは、不良マークを印刷するように印刷ヘッド制御部２０２へ指示を行う。その信号により印刷ヘッド制御部２０２が、印刷ヘッダ２０４へ印字指令を行い、印刷ヘッダ２０４は、所望の不良素子上へ不良マークを印刷する。
【００２４】
印刷ヘッド２０４が地点４０４に到着し、第１回目の主走査方向の走査を終了すると、制御部１２３は載置台制御部１２０に指示信号を出力し、印刷ヘッド２０４が経路４０５に沿って第２回目の主走査方向の走査を開始する素子４０６上まで相対的に移動するように、載置台１０２を副走査方向（−Ｙ）に移動する。印刷ヘッド２０４が素子４０６上に位置すると、制御部１２３は、印刷ヘッダ２０４を経路４０７に沿って主走査方向（−Ｘ）に移動して、第２回目の主走査方向の走査を開始する。以下、同様の動作を印刷ヘッド２０４が走査終了素子４０８に至るまで行う。
【００２５】
前述のように、印字手段２０１が備える印字ヘッド移動機構は、１方向に移動することしか要しないのであるから、３次元に載置台を移動可能な載置台移動手段に比して、簡単な構造で実現する事が可能である。かつ印字手段２０１が備える機構は、所定のチップ上にマークを印刷する印刷位置へ印字ヘッドを位置付ける精度しか要求されないのであるから、半導体チップ上の電極とプローブ針とを接触させる微妙な位置調整を行うことが可能なプローブ装置と同様の機構を有する載置台移動手段と比して、低い精度の制御手段で使用することが可能である。したがって印字手段２０１が備える印字ヘッドは、載置台と比べて、非常に高速に移動できるように実現することが容易であり、そのように高速な印刷手段２０１を設けることにより、被検査体のマーキングを迅速に行うことが可能となる。
【００２６】
また、図４の主走査方向の経路４０２および副走査方向の経路４０５の長さから明らかなように、印刷ヘッドは通常副走査方向よりもはるかに多く主走査方向に移動する。したがって、前述の通り高速な印刷手段２０１が主走査方向の走査を行う構成とすることで、より有利に本発明の効果を生ぜしめることが可能となる。
【００２７】
また、特開２００１−２６７３８０に開示されるマーキング装置と異なり、異なる間隔で素子が形成されている様々な被検査体に対しても、印刷ヘッド２０４の移動幅を変えるだけで対応することが可能であり、印刷手段２０１を支持する機構を簡単にすることができる。また各素子への印刷は、同じインクノズル等により行われるので、印刷ヘッドの故障により不良素子に印刷がなされなくても、すぐに認識することができる。
【００２８】
記憶手段１２２への前記検査結果情報および前記位置情報の入力は、好適には入力ポート２０９のような入力手段を経由して、図示されない検査装置から受信されて行われる。代替的には、検査装置は、フレキシブル・ディスクのような記憶媒体に検査結果情報および位置情報を記憶させ、当該マーキング・システムに記録媒体を読み取る手段を設けることにより実現してもよい。さらに記憶手段１２２を省略して、制御部１２３が入力ポート２０９を経由して検査装置から直接受信することとしてもよい。
【００２９】
当該マーキング・システム２００から印刷手段２０１を取り外してメンテナンスを行い、その後再度印刷手段２０１を取り付けた際の載置台１０２の位置調整について、図３および図６を参照して説明する。
【００３０】
オペレータが所定の指示手段により制御部１２３へ載置台１０２の位置調整を指示すると、制御部１２３は載置台制御部１２０に指示信号を出力して、検知手段２０３が、目標ピン２０７を検知する位置までステージ１０４を移動する。このとき載置台１０２はＸ、Ｙ平面上を移動し、これに伴い検知手段２０３も移動する。
【００３１】
図３では、位置目標として「×」印などのマークが付された目標ピン２０７を用いているが、その他にも位置目標として発光素子などが利用可能である。検知手段２０３には、前記位置目標に応じてテレビカメラ、受光素子が用いられている。検知手段２０３が目標ピン２０７を検知すると、制御部１２３はステージ１０４の初期位置から検知位置までの移動量（Δｘ１，Δｙ１）（図５（ａ））を記憶する。また必要に応じて、制御部１２３は検知手段２０３により検知した目標ピン２０７のマークの大きさや受光素子の出力値から、印刷手段２０１の取り付け高さを求め、記憶する。
【００３２】
目標ピン２０７は印刷ヘッドの初期位置から所定の位置（Δｘ２，Δｙ２）（図５（ｂ））に設けられており、検知手段２０３は載置台１０２と連動して移動し、走査を開始する素子４０１との間隔（Δｘ３，Δｙ３）（図５（ｃ））を保っているため、上前記ステージ１０４の移動量（Δｘ１，Δｙ１）から、素子４０１上に印刷ヘッド２０４が位置できるようにするために必要なステージ１０４の移動量（Δｘ４，Δｙ４）（図５（ｄ））を、下記により導出することができる。
【数１】
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【００３３】
また、印刷手段２０１をマーキング・システム２００に搭載する手段が、印刷手段２０１の取り付け高さに誤差を生じ、その誤差がマーク印刷上支障をきたす程度のものである場合には、制御部１２３は前述により記憶した取り付け高さから、印刷に最適な支持手段１０３の高さ（Ｚ）を導出する。
【００３４】
上述のような、１つの被検査体に２０万個程度もの素子が形成される場合には、さらに取り付け角度の誤差を高い精度で検知することが必要となる。例えば、素子が形成されている領域が正方形であり、その中に４００×４００個＝１６万個の素子が形成されているとすれば、取り付け角度誤差が０．１４３°（≒ｔａｎ−１１／４００）だけ生じただけでも、印字ヘッドは異なる主走査線上にある素子に印字してしまうことになるからである。このように高い印刷精度を必要とする場合には、図６のように目標ピンを２個移動設けることが有効である。
【００３５】
印刷手段２０１の取り付け角度誤差θは、第１の目標ピン２０７ａの検出位置（Δｘ１１，Δｙ１１）および第２の目標ピン２０７ｂの検出位置（Δｘ１２，Δｙ１２）から次式により求めることができる。そして支持手段１０３により検知した取り付け誤差θだけ、載置台１０２を回転する。
【数２】
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このとき、図６に示すように、２つの目標ピンをそれぞれ印字手段２０１の両端に設けることにより、印字ヘッド２０４可動範囲の全域において、十分な精度で取り付け角度誤差を検知することができる。
【００３６】
次に、走査を開始する素子４０１上に印刷ヘッダ２０４を位置するために、上記式（１）を次式のとおり補正を行う。
【数３】
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ここで（Δｘ２’，Δｙ２’）は、印刷手段２０１が取り付け角度誤差を有した状態おける、印刷ヘッド２０４の初期位置からの第１の目標ピン２０７ａの位置であり、（Δｘ５，Δｙ５）は載置台１０２の中心と検知手段２０３との間の間隔であり、（Δｘ６，Δｙ６）は、載置台回転する前の載置台１０２の中心からの素子４０１の位置である。
【００３７】
そしてマーキングの際には、図６に示すようにＹ軸に対してθだけ傾いた方向６０１を副走査方向として、載置台１０２を順次移動させていくことにより、取り付け角度誤差がない場合と同様に、印字ヘッド２０４を被検査体上で走査させることができる。
【００３８】
また前記２つの目標ピンの代わりに、印刷ヘッド２０４を移動可能範囲の始点から終点まで移動させて、検知手段２０３が両位置における印刷ヘッドを検知することによって、前記２つの目標ピンを設けた場合と同様に高精度の移動量補正を行うことができる。
【００３９】
目標ピン２０７および検知手段２０３を用いた前記の位置調整方法により、前記印刷手段をメンテナンスのためにマーキング・システムから取り外し、再度取り付けた際に取り付け誤差が生じても、印刷手段の取り付け位置を再度測定し、前記印刷ヘッドを所望の印刷位置へ位置付けるために必要な前記載置台の移動量を新たに導出することが可能となる。このため、マーキング位置の精度を確保しつつ、メンテナンスを容易に行うことが可能となる。なお、印刷ヘッドのインクカートリッジは消耗品であり頻繁に交換するため、前記の位置調整方法によらなくとも交換できるように、取り替え前のインクカートリッジの姿勢を取り替え後に再現可能なインクカートリッジ把持手段を印刷ヘッド２０４が備えていることが望ましい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明による新たな印刷手段を設けることにより、被検査体上の不良素子へのマーキングを迅速に行うことを可能とし、さらに該印刷手段の取り付け作業を容易に行うことを可能にすることにより、新たに追加した印刷手段により生じたメンテナンス作業を容易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のマーキング装置を示す図であり、（ａ）はマーキング装置の概要図、（ｂ）は従来のマーキング装置による印刷時の走査動作を説明する図である。
【図２】本発明によるマーキング・システムの実施例を示す図であり、（ａ）はその側面図で、（ｂ）はその上面図である。
【図３】本発明の実施例によるマーキング・システムのマーキング機構部分を示す図である。
【図４】本発明のマーキング・システムによる印刷位置の走査動作を説明する図である。
【図５】本発明による印刷手段取り付け後の載置台の位置調整方法を説明する図である。
【図６】印刷手段が取り付け角度誤差をもって取り付けられた場合の、載置台の位置調整方法を説明した図である。
【図７】印刷手段が取り付け角度誤差をもって取り付けられた場合の、載置台の位置調整方法を説明した図である。
【符号の説明】
１０１…被検査体
１０２…載置台
１０３…支持手段
１０４…ステージ
１１０…プローバ装置本体
２０１…印刷手段
２０３…検知手段
２０４…印刷ヘッド
２０７…目標
２０８…印刷ヘッド移動手段
３０１…検査装置本体
【図１】
2004063882.tif 000006
【図２】
2004063882.tif 000007
【図３】
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【図４】
2004063882.tif 000009
【図５】
2004063882.tif 000010
【図６】
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【図７】
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