(57)【要約】【課題】ウエハの状態で半導体チップの外観検査とプロービングテストを行う方法において、外観検査が適切に行われるようにする。【解決手段】プロービングテスト装置３の入側に配置されたθステージ２１にウエハＷを載せて、このウエハＷの位置決めと各半導体チップの外観検査を行った後に、このウエハＷをプロービングテスト装置３に設置してプロービングテストを行う。また、複数枚のウエハＷを連続的に検査することで、ウエハＷの外観検査を次工程であるプロービングテストの待機時間に行う。【選択図】      図１
2005123393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハの状態で、複数の半導体チップについて外観検査とプロービングテストを行うウエハ検査方法において、
複数枚のウエハを連続的に検査するとともに、
プロービングテスト装置の入側に配置された可動台にウエハを載せて、このウエハの位置決めと前記外観検査を行った後に、このウエハをプロービングテスト装置に設置して前記プロービングテストを行うことを特徴とするウエハ検査方法。
【請求項２】
前記外観検査で良品とされた半導体チップに対してだけ、前記プロービングテストを行う請求項１記載のウエハ検査方法。
【請求項３】
複数枚のウエハが連続的に検査可能に構成されているウエハ検査装置において、
ウエハをプローバに対して相対移動させながら、ウエハの状態で複数の半導体チップの電気的特性を、プローバにより測定するプロービングテスト装置と、
この装置の入り側に配置された可動台と、
この可動台上に配置されているウエハの配置情報を検出する配置情報検出手段と、
前記可動台上に配置されているウエハの各半導体チップの画像情報を検出する画像情報検出手段と、
前記配置情報検出手段で検出されたウエハの配置情報に応じて、前記可動台の駆動量を算出する可動台駆動量算出手段と、
前記画像情報検出手段で検出された各半導体チップの画像情報に基づいて、各半導体チップの外観良否を判定し、ウエハ毎の複数の半導体チップの外観良否判定情報を作成する外観情報作成手段と、
前記外観良否判定情報に基づいて、前記プロービングテスト装置の前記相対移動量を補正する補正手段と、
を有することを特徴とするウエハ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ウエハの状態で（分割される前の）半導体チップの外観および電気的特性を検査するウエハ検査方法と、この方法が実施可能なウエハ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ウエハプロセスが終了した状態のウエハは、各半導体チップに分割される前に、検査対象の端子にプローブを接触させて電気的特性を測定するプロービングテストが行われる。
下記の特許文献１には、プロービングテストの前工程であるチップ外観検査によって不良品と判定されたチップをプロービングテストの対象としないで、良品と判定されたチップのみをプロービングテストの対象とすることが記載されている。具体的には、各ウエハの全チップについて外観検査を行って、そのデータをフロッピィディスクに記録する。プロービングテスト時には、このデータに基づいて、プロービングテスト装置にセットされたウエハの全チップのうち前記データで良品とされているチップに対してだけ、プロービングテストを行う。
【０００３】
ウエハの検査は、通常、数十枚単位で連続的に行われている。例えば、数十枚のウエハを入れたウエハカセットからウエハが一枚ずつ取り出されて、検査用ステージ（θステージやＸＹステージ等の可動台）にセットされて、検査が行われる。そして、ウエハは、一つの検査が終了する度にウエハボックス等に収納されて、次の検査装置の場所まで搬送される。
また、プロービングテスト装置では、通常、ウエハカセットと検査用ステージとの間に位置決め用ステージを配置し、ウエハカセットから取り出されたウエハを、先ずこの位置決めステージに載せて、オリエンテーションフラットを合わせる程度の簡易な位置決めを行った後に、隣の検査用ステージに載せている。
【特許文献１】特開平５−７４８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、イメージセンサの受光部を構成する画素領域は、外観検査が厳しく、僅かな疵等も不良品として排除する必要がある。しかしながら、上記特許文献１に記載の方法では、外観検査とプロービングテストとの間に疵等が生じた半導体チップは、外観不良と判断されない。そのため、半導体チップの種類によっては、外観検査が適切に行われない場合がある。
本発明は、ウエハの状態で半導体チップの外観検査とプロービングテストを行う方法において、外観検査が適切に行われるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、ウエハの状態で、複数の半導体チップについて外観検査とプロービングテストを行うウエハ検査方法において、複数枚のウエハを連続的に検査するとともに、プロービングテスト装置の入り側に配置された可動台にウエハを載せて、このウエハの位置決めと前記外観検査を行った後に、このウエハをプロービングテスト装置に設置して前記プロービングテストを行うことを特徴とするウエハ検査方法を提供する。
【０００６】
本発明の方法によれば、プロービングテストの直前に外観検査を行うため、イメージセンサ等の外観検査が厳しい素子を備えた半導体チップの場合でも、適切な外観検査を行うことができる。また、ウエハの外観検査と位置決めを同じ可動台上で行うため、ウエハのウエハカセットからの出し入れ回数を従来の半分にすることができ、半導体チップに疵が生じ難くなる。さらに、ウエハの外観検査が、次工程であるプロービングテストの待機時間に行われるため、外観検査とプロービングテストを連続させずに行っている従来の方法よりも、ウエハ検査に掛かる合計時間が短縮される。
このように、本発明の方法では、外観検査がプロービングテストの待機時間に行われることから、前記外観検査で良品とされた半導体チップに対してだけプロービングテストを行ってプロービングテストに掛かる時間を短縮することにより、ウエハ検査に掛かる合計時間がさらに短縮される。
【０００７】
本発明はまた、複数枚のウエハが連続的に検査可能に構成されているウエハ検査装置において、ウエハをプローバに対して相対移動させながら、ウエハの状態で複数の半導体チップの電気的特性を、プローバにより測定するプロービングテスト装置と、この装置の入側（この装置に入る前の位置）に配置された可動台と、この可動台上に配置されているウエハの配置情報を検出する配置情報検出手段と、前記可動台上に配置されているウエハの各半導体チップの画像情報を検出する画像情報検出手段と、前記配置情報検出手段で検出されたウエハの配置情報に応じて、前記可動台の駆動量を算出する可動台駆動量算出手段と、前記画像情報検出手段で検出された各半導体チップの画像情報に基づいて、各半導体チップの外観良否を判定し、ウエハ毎の複数の半導体チップの外観良否判定情報を作成する外観情報作成手段と、前記外観良否判定情報に基づいて、前記プロービングテスト装置の前記相対移動量を補正する補正手段と、を有することを特徴とするウエハ検査装置を提供する。
【０００８】
この検査装置によれば、前記可動台にて、ウエハの位置決めとこのウエハの各半導体チップの外観検査が行われるため、外観検査をプロービングテストの待機時間に行うことができる。また、前記プロービングテスト装置にて、前記外観検査で良品とされた半導体チップに対してのみプロービングテストが行われるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１〜３を用いて、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に相当するウエハ検査装置の概略構成図である。図２は、このウエハ検査装置の本発明の特徴部分を示すブロック図である。図３は、このウエハ検査装置のコントローラで行う演算処理を示すフローチャートである。
【００１０】
図１に示すように、このウエハ検査装置は、ウエハカセット１、位置決め・外観検査装置２、プロービングテスト装置３、およびウエハカセット４を備えている。これらの装置がこの順に、ウエハの流れ（移動方向）の上流側から下流側に向けて配置されている。
位置決め・外観検査装置２は、θステージ（可動台）２１と、このθステージ２１の上方に配置されたカメラ２２を備えている。このカメラ２２は、θステージ２１上に配置されているウエハＷの配置情報（例えば、オリエンテーションフラット位置）を検出するとともに、このウエハＷの各半導体チップの画像情報を検出する。すなわち、このカメラ２２が、本発明の配置情報検出手段と画像情報検出手段を兼用する。
【００１１】
プロービングテスト装置３は、プローバ３１と、ウエハＷを載せてＸ方向およびＹ方向に移動させるＸＹステージ３２と、プローバ３１をウエハＷに接触させてプロービングテストを行うプロービングテスト機構（図示せず）を備えている。
このウエハ検査装置は、さらにコントローラ５を備えている。図２に示すように、コントローラ５は、カメラ２２により検出されたウエハＷの配置情報Ａを示す信号と各半導体チップの画像情報Ｂ１  〜ＢＸ  を示す信号が入力されるように構成されている。また、コントローラ５は、これらの信号を読み込んで図３に示す演算処理を行うことで、θステージ２１の駆動量ΔＡと、ウエハ毎の各半導体チップの外観良否判定情報Ｙを算出して、駆動量ΔＡを示す信号をθステージ２１の駆動回路２１ａに、外観良否判定情報Ｙを示す信号をＸＹステージ３２の駆動回路３２ａに出力するように構成されている。
【００１２】
ここで、θステージ駆動回路２１ａは、θステージ２１の駆動機構に駆動信号を出力するものである。ＸＹステージ駆動回路３２ａは、ＸＹステージ３２の駆動機構に駆動信号を出力するものである。このＸＹステージ駆動回路３２ａにおいて、ＸＹステージ３２の基本的な移動プログラムが、コントローラ５から入力された外観良否判定情報Ｙにより補正される。すなわち、本発明の補正手段は、このＸＹステージ駆動回路３２ａに含まれている。
【００１３】
図３を用いて、このコントローラ５で実行される演算処理について説明する。
先ず、ステップＳ１で、ウエハＷの配置情報Ａと各半導体チップの画像情報Ｂ１  〜ＢＸ  を読み込む。次に、ステップＳ２で、予め記憶されている配置情報の基準値Ａ０  とステップＳ１で読み込まれた配置情報Ａとから、両者の差ΔＡをθステージ２１の駆動量として算出する。
【００１４】
次に、ステップＳ３で、予め記憶されている良品の半導体チップの画像情報とステップＳ１で読み込まれた各半導体チップの画像情報Ｂ１  〜ＢＸ  とから、両者の差ΔＢ１  〜ΔＢＸ  を算出する。次に、ステップＳ４で、前記差ΔＢ１  〜ΔＢＸ  が外観の良／不良を区別する閾値を超えるか超えないか等の判断を行うことにより、各半導体チップについて外観良否の判定を行う。
【００１５】
次に、ステップＳ５で、前記各半導体チップの外観良否判定結果から、ウエハ毎の各半導体チップの外観良否判定情報Ｙを作成する。次に、ステップＳ６で、前記外観良否判定情報Ｙと前記駆動量ΔＡを出力する。
なお、このウエハ検査装置において、上流側のウエハカセット１と位置決め・外観検査装置２との間には、ウエハカセット１に収納されたウエハを一枚ずつ取り出して、位置決め・外観検査装置２のθステージ２１に載置するウエハ取り出し・載置機構（図示せず）が設置されている。
【００１６】
また、位置決め・外観検査装置２とプロービングテスト装置３との間には、θステージ２１上のウエハをＸＹステージ３２上に移動するウエハ移動機構（図示せず）が設置されている。プロービングテスト装置３と下流側のウエハカセット４との間には、ＸＹステージ３２上のウエハをウエハカセット４内に収納するウエハ収納機構（図示せず）が設置されている。
【００１７】
このウエハ検査装置の動作について以下に説明する。
なお、この例では、ＸＹステージ駆動回路３２ａにおいて、前記外観良否判定情報Ｙに基づいてＸＹステージ３２の移動プログラムが、外観検査で良品とされた半導体チップに対してだけプロービングテストが行われるように補正されるものとする。また、一枚目のウエハＷが、位置決め・外観検査装置２のθステージ２１から取り外されて、プロービングテスト装置３のＸＹステージ３２にセットされると同時に、二枚目のウエハが位置決め・外観検査装置２のθステージ２１にセットされるように、前記ウエハ取り出し・載置機構、ウエハ移動機構、ウエハ収納機構が制御されるものとする。
【００１８】
先ず、ウエハカセット１に、ウエハプロセス終了後の数十枚のウエハを収納する。この状態でウエハ検査装置を作動させると、前記ウエハ取り出し・載置機構により、ウエハカセット１から一枚ずつウエハが取り出されて、位置決め・外観検査装置２のθステージ２１に載置される。次に、このθステージ２１上のウエハＷの配置情報Ａと各半導体チップの画像情報Ｂ１  〜ＢＸ  が、カメラ２２により検出される。
【００１９】
次に、これらの情報を示す信号がコントローラ５に入力されて、図３に示す演算処理が行われ、θステージ２１の駆動量ΔＡとウエハ毎の半導体チップの外観良否判定情報Ｙが算出される。次に、θステージ２１の駆動量ΔＡを示す信号がθステージ駆動回路２１ａに、前記外観良否判定情報Ｙを示す信号がＸＹステージ駆動回路３２ａに、それぞれ出力される。
次に、θステージ２１の駆動装置が、θステージ駆動回路２１ａからの信号に応じて駆動量ΔＡに相当する量だけ回転する。これより、ウエハＷの位置合わせが行われる。この位置合わせの終了後にウエハＷは、前記ウエハ移動機構により、位置決め・外観検査装置２のθステージ２１から取り外されて、プロービングテスト装置３のＸＹステージ３２に設置される。
【００２０】
次に、ＸＹステージ３２上のウエハＷは、ＸＹステージ３２でＸ方向およびＹ方向に移動されながら、プロービングテスト機構の作動に伴って、プローバ３１の接触によるプロービングテストが行われる。その際に、ＸＹステージ駆動回路３２ａで前述の補正が行われることにより、外観検査で良品とされた半導体チップに対してだけプロービングテストが行われる。
そして、プロービングテストが終了したウエハＷは、前記ウエハ収納機構により、プロービングテスト装置３のＸＹステージ３２から取り外されてウエハカセット４に収納される。
【００２１】
このウエハ検査装置によれば、プロービングテストの直前に、外観検査と位置決めが同時に行われる。すなわち、ウエハの外観検査が次工程であるプロービングテストの待機時間に行われる。また、外観検査で良品とされた半導体チップに対してだけプロービングテストが行われる。したがって、イメージセンサ等の外観検査が厳しい素子を備えた半導体チップの場合でも、適切な外観検査を行うことができる。また、ウエハのウエハカセットからの出し入れ回数を従来の半分にすることができるため、半導体チップに疵が生じ難くなる。さらに、外観検査とプロービングテストを連続させずに行っている従来の方法よりも、ウエハ検査に掛かる合計時間が大幅に短縮される。
【００２２】
なお、この実施形態の方法でイメージセンサを備えた半導体チップが形成されているウエハを検査したところ、従来の方法と比較して、外観検査の検査精度が向上した。また、半導体チップに検査に伴う疵が生じ難くなった。さらに、ウエハ検査に掛かる合計時間が大幅に短縮された。
なお、この実施形態では、コントローラ５が行う演算処理のステップＳ２が本発明の可動台駆動量算出手段に相当する。コントローラ５が行う演算処理のステップＳ３〜５が本発明の外観情報作成手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に相当するウエハ検査装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に相当するウエハ検査装置の、本発明の特徴部分を示すブロック図である。
【図３】図２のコントローラで行う演算処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１…ウエハカセット、２…位置決め・外観検査装置、２１…θステージ（可動台）、２２…カメラ（配置情報検出手段，画像情報検出手段）、３…プロービングテスト装置、３１…プローバ、３２…ＸＹステージ、４…ウエハカセット、５…コントローラ、Ｗ…ウエハ。
【図１】
2005123393.tif 000003
【図２】
2005123393.tif 000004
【図３】
2005123393.tif 000005