(57)【要約】【課題】ウェハの取り付け誤差やデバイスチップの製作誤差があっても、デバイスチップの観察作業を簡単に、しかも短時間で行う。【解決手段】デバイスチップが形成されたウェハ１がセットされるワークステージ２と、ワークステージ２をＸＹＺの三次元方向に移動させる第１の移動手段３，４と、ワークステージ２を水平に回転させる第１の回転手段５と、デバイスチップにプロービングするプローブ６を備えたプロービングユニット１１と、第１の移動手段３，４及びプロービングユニット１１を一体としてＸＹＺの三次元方向に移動させる第２の移動手段７，８と、ウェハ１上のデバイスチップを観察するための顕微鏡１２と、デバイスチップの観察位置を補正する位置補正手段１０とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスチップが形成されたウェハがセットされるワークステージと、ワークステージをＸＹＺの三次元方向に移動させる第１の移動手段と、ワークステージを水平に回転させる第１の回転手段と、デバイスチップにプロービングするプローブを備えたプロービングユニットと、前記第１の移動手段及びプロービングユニットを一体としてＸＹＺの三次元方向に移動させる第２の移動手段と、ウェハ上のデバイスチップを観察するための顕微鏡と、デバイスチップの観察位置を補正する位置補正手段とを備えていることを特徴とするウェハ検査装置。
【請求項２】
前記第１の移動手段とプロービングユニットとを一体として回転させる第２の回転手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のウェハ検査装置。
【請求項３】
前記位置補正手段は、ウェハの３箇所のデバイスチップのプロービング位置情報とウェハの設計データとを比較することにより、デバイスチップの並び方向をＸＹ軸に合わせた後、設計データに対するデバイスチップのピッチ間隔の誤差を加えたピッチ送りを行うことを特徴とする請求項１記載のウェハ検査装置。
【請求項４】
前記位置補正手段は、ウェハの３箇所のデバイスチップのプロービング位置情報に基づいてウェハの傾きを算出し、算出結果に基づいてデバイスチップ毎にＺ軸方向の位置補正を行うことを特徴とする請求項１記載のウェハ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハにプロービングを行うことにより、ウェハに形成されたデバイスチップの検査を行うウェハ検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウェハ上に形成されたデバイスチップの検査は、通常、各チップごとに分離される前に行なわれる。各デバイスチップが正常に動作するかの検査は、デバイスチップに対応したプローブカードを介してデバイスチップをプロービングすることにより行なわれる。これにより、不良チップを半導体装置の製造工程から早期に除去することができるため、生産性の向上に寄与することができる。
【０００３】
従来のウェハ検査装置は、図４に示すように、検査するウェハ１１２をセットするためのウェハステージ１０８と、ウェハステージ１０８を移動させるウェハステージ移動手段１１０と、ウェハ１１２上における検査対象のデバイスチップに対応させるプローブカード１１１と、デバイスチップにプローブカード１１１を介してプロービングするプローブ１０９と、デバイスチップの画像を得る顕微鏡１０７と、顕微鏡１０７を移動させる顕微鏡移動手段１１３と、ウェハステージ移動手段１１０と顕微鏡移動手段１１３とを相互に連動して動作させる連動機構とを備えている。
【０００４】
上記構成において、検査しようとするウェハ１１２がセットされるウェハステージ１０８は、底面部にあるステージ移動手段としてのＸＹテーブル１１０上に載置されている。ＸＹテーブル１１０は、ウェハ１１２上の各デバイスチップを顕微鏡１０７直下でプロービングするためにＸＹ方向に移動させることができるように、前後左右への移動用マニュピレータ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄを備えている。また、顕微鏡１０７は、ウェハ１１２上のプロービングする位置を拡大して確認するためのものであり、顕微鏡移動手段１１３の下部に保持されている。この顕微鏡１０７は、視野の微調整を行うための上下・前後・左右移動用のマニュピレータ１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃを備えている。プローブ１０９は、検査対象のデバイスチップの種類ごとに選択できるプローブカード１１１を有しており、このプローブカード１１１を介してウェハ１１２上のデバイスチップをプロービングする。
【０００５】
この従来のウェハ検査装置によりウェハ１１２をプロービングする場合には、マニュピレータ１１０ａによりウェハステージ１０８を手前の作業者側に移動させてウェハ１１２をウェハステージ１０８に載せ、ウェハ１１２を真空吸着２よりウェハステージ１０８に固定する。次いで、マニュピレータ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄによりウェハ１１２上の解析しようとするデバイスチップを顕微鏡１０７の直下に移動させる。
【０００６】
そして顕微鏡１０７によってデバイスチップを観察しながらプローブカード１１１のプローブピンをデバイスチップのボンディングパッドの真上に移動させる。次に、マニュピレータ１０８ａによってウェハステージ１０８を上昇させてプローブピンをボンディングパッドに接触させる。さらに、顕微鏡１０７の倍率を上げてデバイスチップ内の解析しようとする配線を見つけ出し、プローブ１０９が備えているマニュピレータ１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃによってウェハステージ１０８に対する位置を調整して解析しようとする配線にプローブピンを接触させる（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２６０８８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のウェハ検査装置を用いてデバイスチップをブロービングする場合には、顕微鏡によりデバイスチップを観察しながら位置の調整を手動で個々に行うため、デバイスチップのピッチ間隔に合わせた調整作業が必要であり、作業者の負担が大きいばかりでなく、時間を要する問題を有している。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、ウェハ上のデバイスチップに対してプロービングする際に、デバイスチップの観察位置を補正して自動でピッチ送りを行うことにより、観察作業を簡単に、しかも短時間で行うことが可能なウェハ検査装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のウェハ検査装置は、デバイスチップが形成されたウェハがセットされるワークステージと、ワークステージをＸＹＺの三次元方向に移動させる第１の移動手段と、ワークステージを水平に回転させる第１の回転手段と、デバイスチップにプロービングするプローブを備えたプロービングユニットと、前記第１の移動手段及びプロービングユニットを一体としてＸＹＺの三次元方向に移動させる第２の移動手段と、ウェハ上のデバイスチップを観察するための顕微鏡と、デバイスチップの観察位置を補正する位置補正手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明では、第２の移動手段によってウェハのデバイスチップを顕微鏡の視野に合わせ、第１の移動手段及び第１の回転手段によってデバイスチップの位置をプローブに合わせ、この状態で第１の移動手段によりプロービングを行う。位置補正手段は、このプロービングによる情報からデバイスチップの観察位置を補正する。このため、デバイスチップの観察位置を自動で補正できるため、デバイスチップの観察作業を簡単に、短時間で行うことができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１記載のウェハ検査装置であって、前記第１の移動手段とプロービングユニットとを一体として回転させる第２の回転手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
このように第２の回転手段を設けることにより、第１の移動手段及びプロービングユニットを一体的に回転させることができるため、デバイスチップを顕微鏡の視野内に早く移動させることができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１記載のウェハ検査装置であって、前記位置補正手段は、ウェハの３箇所のデバイスチップのプロービング位置情報とウェハの設計データとを比較することにより、デバイスチップの並び方向をＸＹ軸に合わせた後、設計データに対するデバイスチップのピッチ間隔の誤差を加えたピッチ送りを行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明では、ウェハにおける３箇所のデバイスチップのプロービング位置情報とウェハの設計データとを比較することにより、ウェハの各デバイスチップのピッチ間隔における誤差を算出することができる。そして、算出した誤差を加えたピッチ送りで補正を行うため、各デバイスチップに確実にプロービングすることができ、デバイスチップの検査を正確かつ迅速に行うことができる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１記載のウェハ検査装置であって、前記位置補正手段は、ウェハの３箇所のデバイスチップのプロービング位置情報に基づいてウェハの傾きを算出し、算出結果に基づいてデバイスチップ毎にＺ軸方向の位置補正を行うことを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明では、位置補正手段がウェハの傾きを算出してＺ軸方向の位置補正を行うため、プロービングをさらに確実に行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態により、具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。
【００１９】
（実施の形態１）
図１及び図２は、本発明の実施の形態１を示し、図１はウェハ検査装置の正面図、図２はウェハの平面図である。
【００２０】
ウェハ検査装置は、ウェハ１がセットされるワークステージ２と、ワークステージ２を上下方向（Ｚ軸）に沿って移動させる第１のＺステージ３と、ワークステージ２を水平の２軸（ＸＹ軸）方向に移動させる第１のＸＹステージ４と、ワークステージ２を水平に回転させる第１の回転手段としての第１の回転ステージ５とを備えている。これらの第１のＺステージ３及び第１のＸＹステージ４は、ワークステージ２を介してウェハ１をＸＹＺの三次元方向に移動させる第１の移動手段を構成するものである。また、ワークステージ２の上方には、ウェハ１のデバイスチップ１ａを観察するための顕微鏡１２が固定的に配置されている。
【００２１】
ウェハ１には、図２に示すように複数のデバイスチップ１ａが碁盤目状に形成されており、デバイスチップ１ａに対してプローブ６がプロービングを行う。プローブ６は、デバイスチップ１ａの方向に延びるプローブピン６ａを複数有しており、プローブピン６ａがデバイスチップのパッドに接触することによりプロービングが行われる。
【００２２】
プローブ６はプロービングユニット１１を構成しており、プロービングユニット１１は水平なベース１５を有している。このベース１５に上述した第１の移動手段３，４及び第１の回転ステージ５が支持されている。一方、ベース１５は、第２のＺステージ７上に支持されている。さらに、第２のＺステージ７は第２の回転ステージ９に支持され、第２の回転ステージ９は第２のＸＹステージ８に支持され、以上の全体が基台１６上に載置されている。
【００２３】
ここで、第２のＺステージ７及び第２のＸＹステージ８は、上述したウェハ１側の第１の移動手段３，４及び第１の回転ステージ５と、プロービングユニット１１とを一体にＸＹＺの三次元方向に移動させる第２の移動手段を構成し、第２の回転ステージ９は、第１の移動手段３，４及び第１の回転ステージ５と、プロービングユニット１１とを一体に回転させる第２の回転手段を構成している。
【００２４】
さらに、この実施の形態では、位置補正手段としての制御手段１０が設けられている。制御手段１０は、第２のＸＹステージ８の駆動を制御すると共に、第２のＸＹステージ８を介して第２の回転ステージ９、第２のＺステージ７、第１の回転ステージ５、第１のＸＹステージ４及び第１のＺステージ３の駆動を制御するものである。かかる制御手段１０は、後述するように、ウェハ１の３箇所のデバイスチップ１ａのプロービング位置情報とウェハ１の設計データとを比較することにより、デバイスチップ１ａの並び方向をＸＹ軸に合わせた後、設計データに対するデバイスチップ１ａのピッチ間隔の誤差を加えたピッチ送りを行う。また、制御手段は、この制御に加えて、ウェハ１の３箇所のデバイスチップ１ａのプロービング位置情報に基づいてウェハ１の傾きを算出し、算出結果に基づいてデバイスチップ１ａ毎にＺ軸方向の位置補正を行うように制御する。
【００２５】
次に、この実施の形態に作動を説明する。ウェハ１はワークステージ２に真空吸着されることによりワークステージ２に固定状態で保持される。そして、ウェハ１のデバイスチップ１ａを顕微鏡１２によって観察しながら、第２のＸＹステージ８によりデバイスチップ１ａの位置を視野の中心に合せる。そして、第１のＸＹステージ４及び第１の回転ステージ５によりデバイスチップ１ａをプローブ６の位置に合わせる。次に、第１のＺステージ３によりプロービングを行う。
【００２６】
以上の操作をウェハ１における任意の３箇所のデバイスチップ１ａに対して行う。この場合、３箇所のデバイスチップ１ａは、なるべく離れた位置のものを選択することにより正確なデータを得ることができる。また、少なくとも３箇所であれば良く、４箇所以上であっても良い。これらの３箇所のデバイスチップ１ａのプロービング位置情報を制御装置１０に登録する。
【００２７】
そして、登録したプロービング位置情報をそのデバイスチップの番号情報と共にウェハ１の設計データと比較する。なお、ウェハ１の設計データは、予め、制御装置１０に入力されているものである。制御装置１０は、これらの比較によって位置補正計算を行う。さらに、計算結果に基づいて、制御装置１０はウェハ１を水平方向に回転させてデバイスチップ１ａの並び方向をＸ軸及びＹ軸に合せる。この回転は、第１の回転ステージ５または第２の回転ステージ９を制御することにより行われる。その後、制御装置１０は、設計データに対するデバイスチップ１ａのピッチ間隔の誤差を補正する。この補正により、実際のデバイスチップ１ａに合わせた正確なピッチ送りをすることができる。
【００２８】
これに加えて、制御装置１０は、上述したように登録した３箇所のデバイスチップ１ａのＺ方向の位置からウェハ１の傾きを算出し、この算出結果に基づいてＺ方向の位置を制御する。これにより、各デバイスチップ１ａ毎に確実にプロービングを行うことができ、デバイスチップ１ａの電気的な検査等が行われる。このＺ方向の位置の調整は、第１のＺステージ２または第２のＺステージ７を制御することにより行われる。
【００２９】
このような実施の形態では、制御装置１０によりＸＹＺの位置補正を行うため、各デバイスチップ１ａへのブローピングを自動で行うことができ、短時間での検査が可能となる。
【００３０】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２を示す。この実施の形態では、実施の形態１の構成に加えて、測定機１３が配置されるものである。測定機１３は、顕微鏡１２と並列位置となるように基台１６に支持されている。測定機１３としては、光スイッチ等のＭＥＭＳデバイスなどデバイスチップ１ａの種類によって選択され、例えば、振動測定機、角度測定機その他のものが使用される。
【００３１】
この実施の形態では、実施の形態１と同様の作動によって顕微鏡１２の下方でウェハ１の全体にプロービングし、この状態を保持しながら鎖線で示すように第２のＸＹステージ８によりウェハ１を測定機１３の下方に移動させる。この移動制御は制御装置１０によって行われるものである。
【００３２】
測定機１３下方への移動の後、制御装置１０は第２のＺステージ７、第２のＸＹステージ８及び第２の回転ステージ９を用い、これらを実施の形態１における第１のＺステージ３、第１のＸＹステージ４及び第１の回転ステージ５と同様に作動させる。これにより、ウェハ１の各デバイスチップ１ａに対して測定機１３による特性検査を行うことができる。
【００３３】
このような実施の形態では、実施の形態１の効果に加えて、制御装置１０によるＸＹＺの位置補正を測定機１３側で行うことにより、各デバイスチップ１ａを測定機１３の測定範囲内で自動で位置送りできるため、特性検査も短時間で行うことができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の本発明では、デバイスチップの観察位置を補正して自動でピッチ送りを行うため、ウェハの取り付け誤差やデバイスチップの製作誤差があっても、デバイスチップの観察作業を簡単に、しかも短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の全体正面図である。
【図２】ウェハの平面図である。
【図３】実施の形態２の全体正面図である。
【図４】従来のウェハ検査装置の正面図である。
【符号の説明】
１    ウェハ
１ａ  デバイスチップ
２    ワークステージ
３    第１のＺステージ
４    第１のＸＹステージ
５    第１の回転ステージ
６    プローブ
７    第２のＺステージ
８    第２のＸＹステージ
９    第２の回転ステージ
１０  制御装置
１１  プロービングユニット
１２  顕微鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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