JP2003086641A - ウェハマッピングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価かつ簡素な構成でマップデータを作成す
ることのできるウェハマッピングシステムを提供する。 【解決手段】 検査工程１と組立て工程３の間にスキャ
ナ２を配置し、スキャナ２で得たウェハ（Ｗ）表面の画
像データをデータ処理装置４に供給する。データ処理装
置４では、供給された画像データ（Ｄ１）の歪を補正し
た上で、チップ間の境界を暗示するグリッド線を作成す
る。これにより個々のチップの形成領域を特定し、個々
のチップの形成領域毎にマーキング（Ｍｋ）の有無を判
定してマッピングデータを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクマーク方式
の製造装置とマップ方式の製造装置が混在する半導体製
造ラインに対し、マップデータを提供をするための技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスを製造する過程におい
て、最終的なデバイスの組立ては、不良品チップを除い
た良品チップのみを対象として行う。ここで、ウェハ上
のチップの良品・不良品の選別は検査工程のプロービン
グ検査装置において行われる。プロービング検査での被
検体チップの良・不良の判定結果は、当然、組立て工程
のダイボンディング装置などで認識できなければならな
い。通常、組立て工程におけるウェハ上のチップの良・
不良の判定結果の認識は、インクマーキングとマッピン
グの２つの方式のいずれかに依っている。

【０００３】ここで、インクマーキング方式とは、従来
より広く使用されてきた方式で、不良と判定されたウェ
ハ上の被検体チップの表面に、検査工程でインクで印を
つけておく（マーキング）方式のことである。不良チッ
プへのインクのマーキングは検査工程において検査作業
と平行して行われる。組立て工程では、ウェハからチッ
プを取り出す時、マーキングされたチップはスキップ
し、良品チップだけを取り出して半導体装置に組み立て
て行く。なお、マーキングの有無の検出は、現在、光学
的に行うものが主流となっている

【０００４】一方、マッピング方式とは、近年の制御技
術とデータ処理技術の進展に伴って行われるようになっ
た方式で、被検体チップのウェハ上における座標（マッ
プ）データを利用する方式のことである。通常、マップ
データは検査作業と同時に電子的に作成され、一旦、デ
ータサーバなどの情報記録媒体の内部に蓄積される。組
立て工程では、ダイボンディング装置にウェハがセット
された時、そのウェハに対応するマップデータを情報記
録媒体から取り込む。その後、ダイボンディング装置は
マップデータに従ってウェハ上の良品チップだけを取り
出し、半導体装置に組み立てて行く。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】半導体デバイスの効率
的な製造方法や製造装置に関する技術は日々進歩してい
る。最新の製造方法や製造装置を導入すれば、当然、そ
れまで以上に効率良く半導体デバイスを製造できると考
えられる。しかし、半導体デバイスの製造に使用される
装置は非常に高価である。このため、既存の製造ライン
では、ある工程内の装置を全部一括して入れ替えること
は稀であり、実際には、新型製造装置導入のメリット・
デメリットを総合的に考慮した上で、新型の製造装置を
部分的に入れ替えるのが通例である。

【０００６】他の分野においても検査装置は高価である
ように、プロービング検査装置は半導体デバイス製造の
ための装置の中でも特に高価である。このため、プロー
ビング検査装置の入れ替えは安易には行われない。これ
に対してダイボンディング装置は、従来から使用してい
る装置よりも組立て効率向上などの点でメリットがあれ
ば、比較的容易に入れ替えが行われる。マッピング方式
の装置は作業速度を早くできる利点があり、近年におけ
る多くの装置はマップ方式を採用している。しかし、従
来型のプロービング検査装置には、インクマーキング方
式のみを採用し、マップデータを作成する機能を備えて
いないものの方が多い。

【０００７】このため、既存の半導体製造ラインにマッ
プ方式の装置を新規導入した場合、半導体製造ライン内
にインクマーク方式の装置とマップ方式の装置が混在す
ることになり、工程間、あるいは装置間での情報伝達に
齟齬が生じる。このような場合、大量の資金を投入して
検査装置も一新し、半導体製造ラインの装置をマップ方
式に統一するか、あるいはマップデータを作成するため
の装置・システムを新たに導入する必要が有った。そこ
で本発明は、安価かつ簡素な構成でマップデータを作成
することのできるウェハマッピングシステムを提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、ウェハ表面の画像データを作成するための
スキャナ装置とマップデータを作成するデータ処理装置
とを具備し、データ処理装置におけるマップデータ作成
のためのデータ処理が、画像データに生じる歪みを補正
する第１のステップと、画像データ上の個々のチップ形
成領域を特定する第２のステップと、チップ形成領域毎
に不良品チップの識別情報の有無を判定する第３のステ
ップと、を含むことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】検査工程と組立て工程の間にスキ
ャナ装置を配置し、スキャナ装置で得たウェハ表面の画
像データをデータ処理装置に供給する。データ処理装置
では、画像データに生じている歪みを補正した上で、個
々のチップ形成領域を特定する。そして、画像データ上
のチップ形成領域毎に不良マークの有無を判定し、同時
作成したマップデータにその判定結果を反映させ、マッ
プデータを完成させる。得られたマップデータはデータ
処理装置内で保管・管理し、新たなウェハが組立て工程
の製造装置にセッティングされた時、データ処理装置か
ら組立て工程に、そのウェハに対応したマップデータを
供給する。

【００１０】ここで画像データに生じている歪みの補正
は、画像データ上に垂直方向基準点と水平方向基準点を
設定し、回転により垂直方向基準点の垂直方向の座標値
を揃えた後、水平方向基準点の各座標値から画像データ
の画素毎に補正量を計算して行う。具体的には、ウェハ
をほぼ左右に二分する縦方向のスクライブラインと最も
上段と最も下段に位置する二本の横方向のスクライブラ
インの２つの交点に垂直方向基準点を設定し、ウェハを
ほぼ上下に二分する横方向のスクライブラインと最も左
側と最も右側に位置する二本の縦方向のスクライブライ
ンの２つの交点に水平方向基準点を設定する。

【００１１】また、個々のチップ形成領域の特定は、画
像データにグリッド線を重ね合わせて行う。具体的に
は、２つの垂直方向基準点間をチップ形成数だけ分割す
る複数の水平平行線と２つの水平方向基準点間をチップ
形成数だけ分割する複数の垂直平行線により、チップ間
の境界を暗示するメッシュ状のグリッド線を生成する。
モニタ画面上で、このグリッド線を画像データに重ね合
わせると、グリッド線に囲まれた領域は個々のチップ領
域に相当することになり、個々のチップ形成領域を特定
することが可能になる。

【００１２】

【実施例】本発明によるウェハマッピングシステムを適
用した概略の半導体製造工程を図１に示した。なお、図
１中の太矢印はウェハの流れを示し、点線矢印はデータ
の流れを示している。図１において、化学的・物理的な
処理の終ったウェハＷは検査工程１に供給される。そこ
でウェハはチップ毎に特性検査が行われ、検査の結果、
不良と判断された被検体チップの表面には不良マークＭ
ｋが施される。全てのチップについて特性検査の終了し
たウェハはスキャナ２へ移送される。スキャナ２はウェ
ハ表面（全体像）を撮像し、画像データＤ１を作成す
る。表面の撮像が終了したウェハは組立て工程３へ移送
され、一方、得られた画像データＤ１はデータ処理シス
テム４に供給される。

【００１３】データ処理システム４では画像データＤ１
に様々な処理を施し、個々のチップの形成領域を特定で
きるようにする。そして、特定できたチップの形成領域
毎に不良マークの有無を判定する。この判定結果を含む
各種データからウェハ毎にマップデータを作成し、完成
したマップデータをシステム内で保管・管理する。組立
て工程３のダイボンディング装置に新たなウェハがセッ
トされると、そのウェハに対応するマップデータがデー
タ処理システム４から組立て工程３に供給される。これ
により組立て工程３は、供給されたマップデータに基づ
いてウェハから良品チップだけを抽出し、半導体デバイ
スを組立てて行く。

【００１４】ここで、データ処理システム４の内部で
は、具体的に図２に示すような各処理を行い、マップデ
ータを作成する。先ず最初に、画像データＤ１に対して
前処理１１を行う。ここでは、ウェハ表面の画像を適当
な倍率でモニタに映し出すための画像拡大、画像データ
をカラー形式からモノクロ形式に変換するグレースケー
ル化、画像の明るさやコントラストを整えるための色調
補正、などを行う。

【００１５】光学的に撮影された映像では、そこに何ら
かの歪みが生じることは避けられない。特にスキャナで
撮影した画像をモニタ画面に映し出した場合、スキャナ
のハード的な特性によって、本来は正方形であるべきも
のが、僅かながら平行四辺形になることが多い。そこ
で、画像データＤ１に生じている歪みを補正するため、
画像データＤ１に対し、基準点設定１２、画像回転１
３、歪補正１４の各処理を順次実施する。

【００１６】すなわち、先ず基準点設定１２において、
垂直方向基準点Ｐ１、Ｐ２、水平方向基準点Ｐ３、Ｐ４
を設定する。ところで、実際のウェハ表面には、チップ
を分離するためのスクライブラインが複数設けられてい
る。そこで、最も上段と最も下段に設けられた横方向の
スクライブラインＳＬ１、ＳＬ２と、最も左側と最も右
側に設けられた縦方向のスクライブラインＳＬ３、ＳＬ
４と、ウェハをほぼ左右に二分する縦方向のスクライブ
ラインＳＬＶと、ウェハをほぼ上下に二分する横方向の
スクライブラインＳＬＨを基準点Ｐ１〜Ｐ４の設定に利
用する。

【００１７】具体的には、図３に示すように、モニタ画
面上に映し出された画像でスクライブラインＳＬ１〜Ｓ
Ｌ４とＳＬＶ、ＳＬＨを確認する。そして、スクライブ
ラインＳＬ１とＳＬＶの交点とスクライブラインＳＬ２
とＳＬＶの交点の位置の画素を、それぞれマウスなどで
人為的に指定し、画像データＤ１上に垂直方向基準点Ｐ
１とＰ２を設定する。同様にして、スクライブラインＳ
Ｌ３とＳＬＨの交点とスクライブラインＳＬ４とＳＬＨ
の交点の位置の画素を、それぞれマウスなどで人為的に
指定し、画像データＤ１上に水平方向基準点Ｐ３とＰ４
を設定する。

【００１８】そして次に、画像回転１３において、先の
処理で設定された上下の基準点Ｐ１、Ｐ２が画面上で垂
直に並ぶよう、換言すると、基準点Ｐ１、Ｐ２の垂直方
向の座標値が同じになるよう、画像全体を回転させる。
画像回転後、歪補正１４において、左右の基準点Ｐ３、
Ｐ４が画面上で水平に並ぶように画像の歪みを補正す
る。ここで、具体的な画像の歪みの補正作業は、回転後
の基準点Ｐ３、Ｐ４の各座標値と任意の画素の座標値を
基にして、当該任意の画素の座標値（特に垂直方向）の
補正量を計算して行われる。このような回転・歪み補正
の２処理を実行することにより、モニタ画面に映し出さ
れる画像は、図４の（ａ）、（ｂ）のように変化し、実
際のウェハ表面をほぼ反映した画像となる。

【００１９】画像の歪みの補正が完了した後、２値化１
５に進み、色調にしきい値を設定し、画像を構成してい
る各画素を２値化しておく。つまり、不良マークＭｋの
部分が黒、その他の大部分が白（あるいはその逆）に表
示されるようにしておく。そしてグリッド生成１６に進
み、チップ間の境界を暗示するメッシュ状のグリッド線
Ｇを生成し、それを図５に示すように２値化した画像デ
ータＤ１と重ね合わせる。すると、画面上でグリッド線
Ｇに囲まれたそれぞれの領域は、個々のチップの形成領
域に相当することになる。

【００２０】ちなみに、先に説明したように上下左右の
各一番端に有るスクライブラインを利用して基準点Ｐ１
〜Ｐ４を設定した場合、基準点Ｐ１、Ｐ２の間と基準点
Ｐ３、Ｐ４の間に、各基準点間をそれぞれの方向のチッ
プ形成数だけ分割する複数の水平平行線と垂直平行線を
引くと、チップ間の境界を暗示するグリッド線Ｇを容易
に生成することができる。なお、このようにしてグリッ
ド線Ｇを生成すると、基準点Ｐ１〜Ｐ４が画像データＤ
１とグリッド線Ｇの位置合わせ用の基準点として機能
し、特別な位置合わせのための処理をしなくとも、自動
的に画像データＤ１とグリッド線Ｇの位置合わせが行わ
れることになる。

【００２１】グリッド線生成の後、不良判定１７に進
み、グリッド線Ｇに囲まれたそれぞれの領域について、
領域内の画素の状態（白あるいは黒）から、その領域が
暗示する実際のウェハ上のチップに不良マークＭｋが施
されているかを判定する。なお、不良マークＭｋはチッ
プのほぼ中央に施されているはずなので、図６に示すよ
うに、グリッド線Ｇに囲まれた領域の内側にさらに判定
領域ＪＲを設定し、その判定領域ＪＲ内の画素の状態か
ら不良マークＭｋの有無を判定する。このように判定領
域ＪＲを設定すると、判定の対象となる画素の数を減ら
せるのと同時に、グリッド線Ｇ（チップ間の境界）付近
にノイズ的に現れる不良マークＭｋの部分と同じ色調に
なっている画素の影響を排除できる利点がある。

【００２２】先のグリッド生成１６における個々のチッ
プの形成領域の特定と不良判定１７における不良マーク
Ｍｋの有無の判定を受けて、マップデータ作成１８が行
われる。ここでは、ウェハ情報、チップナンバー、チッ
プの存在位置（＝座標）、検査結果、などの情報を基に
してウェハ毎にマップデータを作成する。そして、検査
結果のセクタに不良判定１７の結果を反映させてマップ
データを完成させる。以上のような処理の結果として作
成されたマップデータはデータ処理システム４内に保管
される。そして、組立て工程からの要求に応じて、デー
タ処理システム４からダイボンディング装置にダウンロ
ードされる。

【００２３】以上の実施例の説明では、データ処理シス
テム４内でのデータ処理の前処理１１において、画像デ
ータＤ１の形式をカラーからモノクロに変換するように
説明している。しかし、スキャナ２から直接、モノクロ
の画像データＤ１が得られるように構成してある場合に
は、当然、グレースケール化の処理は必要無くなる。勿
論、以後のデータ処理をカラーで行うようにデータ処理
体系を構築した場合にも、グレースケール化の処理は必
要無くなる。

【００２４】また、画像データＤ１に生じている歪みを
補正するのに際して、スクライブラインを利用して垂直
方向と水平方向の各基準点を設定するように説明してい
る。しかし、必ずしも各基準点は２つのスクライブライ
ンの交点に設定しなくても良く、他のウェハ表面の特徴
的な部分（例えば、アライメントマークの存在位置な
ど）に各基準点を設定するようにしても構わない。さら
に、画像データＤ１に生じている歪みを補正するのに際
して、回転により垂直方向の位置合わせをした後に、水
平方向基準点の座標から補正量を算出するように説明し
ている。これを逆にして、回転により水平方向の位置合
わせをした後に、垂直方向基準点の座標から補正量を算
出するようにしても構わない

【００２５】実際の半導体装置の製造ラインでは、検査
工程１と組立て工程３の間にテーピング工程やカッティ
ング工程、ウェハ保管プールなどが存在するが、図１で
は、それらの図示を省略してある。図１ではスキャナ２
によるウェハ表面の画像データの作成は検査工程２の直
後に行うように示されている。しかし画像データの作成
は、工程上の都合により、テーピング・カッティング工
程での処理後やプールでの保管後に行うことも有り得
る。また、検査工程１の中にインクマーキング方式とマ
ップ方式の検査装置が並存し、ウェハは、その両方の検
査装置で検査を受けなければならないことも有る。この
ような場合、ウェハマッピングシステムを検査工程１内
のインクマーキング方式の検査装置の直後に設けても構
わない。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によるウ
ェハマッピングシステムは、ハード的にはスキャナ装置
とデータ処理装置により構成され、スキャナ装置で得た
ウェハ表面の画像データをデータ処理装置に供給し、マ
ップデータを作成する。その際、第１ステップとして、
垂直方向と水平方向に基準点を設定し、画像回転により
垂直方向基準点の垂直座標の値を揃えた後、水平方向基
準点の各座標値から画像データの画素毎に補正量を計算
し、画像データに生じている歪みを補正する。第２ステ
ップとして、チップの間の境界を暗示するグリッドを生
成し、個々のチップ形成領域を特定する。そして、第３
ステップとして、チップ形成領域毎に不良品チップの識
別情報の有無を判定し、その判定結果を反映したマップ
データを作成することを特徴としている。

【００２７】このような本発明によれば、高価な半導体
専用の装置を導入すること無く、インクマーク方式の不
良品チップの識別情報からマップデータを容易に得るこ
とができる。また、スキャナ装置で得た画像データに生
じる歪はＣＣＤカメラなどで得た画像データに比べて歪
の形態が単純であり、容易に補正できる。このため、ハ
ード的にもソフト的にも、安価かつ簡単にウェハマッピ
ングシステムを構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるウェハマッピングシステムの概
略の構成図。

【図２】 マップデータを作成するためのデータ処理の
フローチャート。

【図３】 基準点を設定する際の画像を示す図。

【図４】 歪み補正の経過を示す図。

【図５】 画像データ上に基準チップエリアデータによ
るグリッド線を作成した時の画像を示す図。

【図６】 不良マーク判定における判定領域を示す図。

【符号の説明】

１：検査工程 ２：スキャナ装置 ３：組立て
工程 ４：データ処理装置 ＡＭ１〜ＡＭ４：
アライメントマーク Ｄ１：画像データ Ｄ２：基準チップエリアデータ Ｇ：グリッド線
Ｍｋ：不良マーク Ｐ１、Ｐ２：垂直方向基準点 Ｐ３、Ｐ４：水平方
向基準点 Ｗ：ウェハ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェハ上の不良品チップの識別情報を基
   にして、ウェハからの抽出作業をスキップするべき不良
   品チップの情報を含むマップデータを提供するためのウ
   ェハマッピングシステムであって、 ウェハ表面の画像データを作成するためのスキャナ装置
   と該マップデータを作成するデータ処理装置とを具備
   し、該データ処理装置における該マップデータ作成のた
   めのデータ処理が、 該画像データに生じた歪みを補正する第１のステップ
   と、 該画像データ上の個々のチップ形成領域を特定する第２
   のステップと、 該チップ形成領域毎に該不良品チップの識別情報の有無
   を判定する第３のステップと、を含むことを特徴とする
   ウェハマッピングシステム。
2. 【請求項２】 前記第１のステップが、 ウェハ表面の第１の方向に並ぶ第１と第２の基準点と、
   ウェハ表面の第２の方向に並ぶ第３と第４の基準点を設
   定する第１の作業と、 該第１と第２の基準点の第１の方向の座標位置を画像の
   回転により揃える第２の作業と、 該第３と第４の基準点の座標位置から歪みの補正量を求
   める第３の作業と、を含むことを特徴とする、請求項１
   に記載したウェハマッピングシステム。
3. 【請求項３】 前記第２のステップが、チップ間の境界
   を暗示するグリッド線を生成し、該グリッド線を前記画
   像データと重ね合わせることにより前記個々のチップ形
   成領域を特定することを特徴とする、請求項１に記載し
   たウェハマッピングシステム。
4. 【請求項４】 前記第１のステップの第１の作業が、 ウェハをほぼ左右に二分する縦方向のスクライブライン
   と最も上段に位置する横方向のスクライブラインの交点
   に前記第１の基準点を設定し、 該ウェハをほぼ左右に二分する縦方向のスクライブライ
   ンと最も下段に位置する横方向のスクライブラインの交
   点に前記第２の基準点を設定し、 ウェハをほぼ上下に二分する横方向のスクライブライン
   と最も左側に位置する縦方向のスクライブラインの交点
   に前記第３の基準点を設定し、 該ウェハをほぼ上下に二分する横方向のスクライブライ
   ンと最も右側に位置する縦方向のスクライブラインの交
   点に前記第４の基準点を設定することを特徴とする、請
   求項２に記載したウェハマッピングシステム。
5. 【請求項５】 前記第２のステップが、 前記第１の基準点と前記第２の基準点の間を縦方向のチ
   ップ形成数に分割する複数の水平平行線と、前記第３の
   基準点と前記第４の基準点の間を横方向のチップ形成数
   だけ分割する複数の垂直平行線からなるチップ間の境界
   を暗示するメッシュ状のグリッド線を生成し、 該グリッド線を前記画像データに重ね合わせることによ
   り前記個々のチップ形成領域を特定することを特徴とす
   る、請求項４に記載したウェハマッピングシステム。