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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterspeicher-Herstellungssystem,
sowie ein Halbleiterspeicher-Herstellungsverfahren, welches auf
den Schritt in einem Waferprozess schließen lässt, der eine fehlerhafte Halbleiterspeicherzelle
verursacht hat.
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Beschreibung
des verwandten Standes der Technik
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In
den letzten Jahren wurden erhebliche Anstrengungen zur Miniaturisierung
von auf Chips ausgebildeten Speicherzellen unternommen, um die Speicherkapazität eines
Halbleiterspeichers zu verbessern.
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Wenn
die Entwicklung einer Vielzahl von Prozessschritten (Waferprozess),
die für
die Herstellung dieser miniaturisierten Halbleiterspeicher und für die Stabilisierung
dieser Prozessschritte erforderlich sind, nicht rasch ausgeführt werden,
ist es schwierig, die erforderlichen Halbleiterspeicher dann bereitzustellen,
wenn sie benötigt
werden.
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Daher
ist es für
die Entwicklung und Stabilisierung eines jeden Prozessschrittes
zur Herstellung eines Halbleiterspeichers sehr wichtig, eine Versagensanalyse
des Halbleiterspeichers durchzuführen und
die aus dieser Versagensanalyse gewonnenen Erkenntnisse zum Beheben
des Fehlers in dem das Versagen verursachenden Prozessschritt zu
verwenden.
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Im
Allgemeinen erfolgt die Beurteilung, ob die Speicherzellen eines
Halbleiterspeichers gut oder schlecht sind, derart, dass vorbestimmte
Daten ("0", "1") in jedes Speicherzellenbit mit Hilfe
einer hochintegrierten Prüfvorrichtung
geschrieben werden, dann anschließend Daten aus der Speicherzelle
ausgelesen werden, und die beiden Datenbestände miteinander verglichen
werden, um zu bestimmen, ob sie miteinander übereinstimmen. Der Fall, bei
dem sie übereinstimmen,
wird als "pass bit" (= Zulässigkeitsbit),
und der Fall keiner Übereinstimmung
wird als "fail bit" (= Unzulässigkeitsbit)
bezeichnet.
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Es
werden unterschiedliche Arten von Versagensanalysen in Bezug auf
jeden einzelnen Halbleiterspeicher durchgeführt, wobei der Verteilungszustand
für "fail bits" oder Unzulässigkeitsbits
entsprechend der Anordnung des Speicherzellenfeldes erzeugt und
angezeigt wird. Diese Anordnung wird als Unzulässigkeits-Bitmap oder nur Bitmap
bezeichnet.
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Die
geprüfte
japanische Patentanmeldung, zweite Veröffentlichungsnummer 6–18230 (nachfolgend
als erste Druckschrift des Standes der Technik bezeichnet), offenbart
einen Funktionstest, der automatisch für alle Chips auf einem Wafer
durchgeführt wird,
und das Testergebnis wird in einem Fehlerbitspeicher gespeichert
und/oder auf einem Bildschirm angezeigt und/ oder ausgedruckt. Zu
diesem Zeitpunkt wird der Unzulässigkeitsbitspeicher
zur Anzeige in einem begrenzten Bereich in n x n Blöcke geteilt,
und jeder Block zeigt das Vorhandensein eines Unzulässigkeitsbits
an. Weiter enspricht ein Bit in einem Wort (Byte) einem Speicherbit,
wenn die Inhalte des Unzulässigkkeitsbitspeichers
zum Sparen von Speicherkapazität
auf einer externen Speichervorrichtung gespeichert werden.
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Bei
einem 128M-Bit-Halbleiterspeicher beträgt beispielsweise die Bitmap
16 MByte für
einen Chip. Für
einen Wafer (200 Chips) werden 3,2 GByte an Speicherkapaziät benötigt, und
für ein
Waferlos (50 Wafer) werden 160 GByte benötigt. Darüber hinaus beträgt die Speicherkapazität bei Teilung
in 88 Blöcke
2,5 GByte für
ein Los, und die Speicherkapazität
kann auf ein 1/64-tel reduziert werden.
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Die
ungeprüfte
japanische Patentanmeldung, erste Veröffentlichungsnummer 7–85697 (nachfolgend
als zweite Druckschrift des Standes der Technik bezeichnet), offenbart
ein Verfahren zur Durchführung
einer raschen Versagensanalyse. In einem Speicherabbild eines herkömmlichen
Halbleiterspeichers sind Unzulässigkeitsbits
mit unterschiedlichen Versagensarten, welche durch unterschiedliche
Versagensursachen bewirkt worden sind, vermischt. Als Ergebnis werden
die Adressen als Unzulässigkeitsbit
mit unterschiedlichen Versagensursachen in der vorstehend erwähnten Unzulässigkeits-Bitmap
vermischt angezeigt, wodurch es für einen Konstrukteur schwierig
ist, die Art des Versagens, die basierend auf dieser Unzulässigkeits-Bitmap
erzeugt worden ist, zu identifizieren, und weiter die Ursache des
Fehlers daraus zu schließen.
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Hier
bedeutet "Art des
Versagens" einen
eindeutigen Unzulässigkeitsbit-Verteilungszustand,
der in dem Fall auftritt, in dem ein ein spezifisches Versagen,
wie beispielsweise ein einen Fehler usw., aufweisender Halbleiterspeicher
in einem vorbestimmten Zustand geprüft wird, und erfahrungsgemäß ist bekannt,
dass er unterschiedliche Verteilungszustände abhängig von der Ursache des Versagens
aufweist. Beispielsweise weist er ein Einzelbitversagen, bei dem
vor und nach einem Ziel-Unzulässigkeitsbit kein
Unzulässigkeitsbit
existiert, weiter ein Bitpaarversagen, bei dem eine Reihe von zwei
Unzulässigkeitsbits
existiert, ein Leitungsversagen (Datenleitungsversagen, oder Wortleitungsversagen),
an dem mehr als drei aufeinanderfolgende Bits beteiligt sind, und
dergleichen auf. Weiter ist die vorstehend erwähnte Unzulässigkeits-Bitmap als eine der
Vorrichtungen bekannt, die zur Identifizierung des Verteilungszustands
der Unzulässigkeitsbits
geeignet sind.
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Darüber hinaus
entwickelt sich diese Unzulässigkeits-Bitmap
aufgrund der Entwicklung von Massenspeicherung im neuen Halbleiterspeicher
zu riesigen Datenmengen. Folglich wird es sogar bei Anwendung der
ersten Druckschrift des Standes der Technik schwierig, den gesamten
Halbleiterspeicher gleichzeitig als Unzulässigkeits-Bitmap auszugeben (auzudrucken,
mit einer Kathodenstrahlröhre,
CRT, anzuzeigen), wodurch der Vorgang zur Identifizierung der Art
des Versagens verkompliziert wird. Weiter müssen, wenn die Ursache der
Art des Versagens analysiert wird, die Bedingungen des Auftretens
für jedes
einzelne Unzulässigkeitsbit
analysiert werden. Daher treten auch Probleme insofern auf, als
bei Zunahme der Größe der vorstehend
erwähnten
Unzulässigkeits-Bitmap,
die Bitmap-Verarbeitungszeit in diesem Analysevorgang erheblich
erhöht
und die Analyseeffizienz verringert werden.
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Andererseits
wird als einfaches Verfahren zur Anzeige des gesamten Speichers
ein Anzeigeverfahren einer sogenannten "komprimierten Bitmap", bei dem die Unzulässigkeits-Bitmap zusammengefasst
wird, in der ersten Druckschrift des Standes der Technik vorgeschlagen.
In dieser komprimierten Bitmap wird eine Vielzahl von Bits im Speicher
in eine Einheit eines komprimierten Bit umgewandelt, und die gegenständliche
Unzulässigkeits-Bitmap
wird um ein vorbestimmtes Verhältnis kompri miert.
Das diese komprimierte Bitmap verwendende Verfahren kann den Verteilungszustand
der Unzulässigkeitsbits
des gesamten betreffenden Speicherabbildes anzeigen. Jedoch können keine Einzelheiten
die Bedingungen des Auftretens betreffend erfasst werden (beispielsweise
kann nicht beurteilt werden, ob das zusammengefasste Bit ein Unzulässigkeitsbit
oder eine Vielzahl von Unzulässigkeitsbits
anzeigt). Folglich ist zur Analyse der Ursache eines Versagens eine
Eins-zu-Eins-Anzeige der Unzulässigkeits-Bitmap
erforderlich, so dass der Versagensart-Analysevorgang durch einen
Konstrukteur weiterhin kompliziert bleibt.
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Zur
Lösung
dieser Probleme wird bei der zweiten Druckschrift des Standes der
Technik zunächst
ein Test unter festgelegten Messvoraussetzungen durchgeführt. Bei
dem Fall, dass ein Fehler festgestellt wird, werden Unzulässigkeitsbitdaten
erhalten. Hierbei handelt es sich bei den erhaltenen Unzulässigkeits-Bitdaten
in den meisten Fällen
um Unzulässigkeits-Bitdaten
von zusammengesetzten Versagensarten, bei denen eine Vielzahl von
Versagensursachen vermischt sind. Daher wird ein Algorithmus, welcher
eine spezifische "Art
des Versagens" als
Ziel erfasst, durch Kombination von Adressentheorie und dergleichen
erzeugt, wobei spezifische Daten der Art des Versagens extrahiert
werden, und Unzulässigkeitsbitdaten,
welche der spezifischen Versagensart entsprechen, aus den anfänglich erhaltenen
Unzulässigkeitsbitdaten
erhalten werden.
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Aus
den Unzulässigkeitsbitdaten,
in denen unterschiedliche Arten von Versagensarten vermischt sind,
wird zunächst
eine Bitpaar-Versagensart extrahiert, welche dann weiter als geradzahlig-ungeradzahlige
Fehleradressenpaare oder ungeradzahlig-geradzahlige Paare klassifiziert
wird. Dann, falls kein Bitpaarfehler vorliegt, wird der Fehler als
eine Einzelbit-Versagensadresse klassifiziert. Falls eine Reihe
von fehlerhaften Bits existiert, wird diese als Leitungsversagensart
klassifiziert. Durch Klassifizierung auf diese Weise kann ein Versagen,
das einer spezifischen Versagensart entspricht, extrahiert werden,
wodurch es folglich einfach ist, die Bedingungen für ein Auftreten
des spezifischen Versagens zu identifizieren. Des Weiteren kann
die Unzulässigkeits-Bitmap
durch die Art des Versagens für
die Anzeige im Wafermaßstab
klassifiziert werden.
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Bei
der zweiten Druckschrift des Standes der Technik kann die Speicherkapazität im Vergleich
mit der Bitmap klein sein. Jedoch verändert sich die Speicherkapazität erheblich
durch die Versagensart. Beispielsweise sind bei einem Halbleiterspeicher
mit 128 MBit 27 Byte zum Anzeigen einer Bitadresse erforderlich.
In einen angenommenen Fall, dass ein KByte an Unzulässigkeitsbits
in einem Chip verstreut sind, ist eine Speicherkapazität von 27
KByte erforderlich. Für
einen Wafer (260 Chips) sind 675 KByte und für ein Los (50 Wafer) sind 33
MByte Speicherkapazität
erforderlich. Des Weiteren beträgt
in dem Fall, dass die Unzulässigkeitsbits
alle paardefekt sind, die Speicherkapazität die Hälfte, so dass eine Speicherkapazität von 17
MByte notwendig ist.
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Darüber hinaus,
ist bei der zweiten Druckschrift des Standes der Technik ein erheblicher
Zeitaufwand nötig,
um die Versagensart zu extrahieren. Beispielsweise muss in dem Fall,
dass ein KByte an Unzulässigkeitsbits
existiert, der in der Zeichnung in der Veröffentlichung gezeigte Algorithmus
tausende Male wiederholt werden.
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Die
nachfolgende Veröffentlichung
beschreibt ein Verfahren zum Bewerten eines defekten Prozessschritts
in einem Herstellungsvorgang durch die Verwendung defekter Informationen
und dergleichen, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren
erfasst werden.
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Die
japanische ungeprüfte
Patentanmeldung mit der ersten Veröffentlichungsnummer 11–45919 (nachfolgend
als dritte Druckschrift des Standes der Technik bezeichnet) offenbart
für den Fall,
dass ein Halbleitersubstrat (Wafer) von einer Fertigungsstraße mit einer
Vielzahl von Fertigungseinrichtungen und erforderlichen Herstellungsprozessen
(Prozessschritten) hergestellt wird, ein Verfahren, das auf den folgenden
Schritten beruht: einem Prüfschritt
zum Prüfen
der Stellen, an denen Defekte auf jedem Halbleitersubstrat hinsichtlich
einer Vielzahl von hergestellten Halbleitersubstraten auftreten;
einem Versagensverteilungs-Bilddaten-Erzeugungsschritt zum Erzeugen
von Versagensverteilungs-Bilddaten, in denen die auf jedem Halbleitersubstrat
durch den Prüfschritt
geprüften
Versagens-Lokalisierungsdaten einer Koordinate auf den Bilddaten,
die sich aus gitterähnlichen,
auf dem Halbleitersubstrat gesetzten Bildelementen zusammensetzen,
zugeordnet werden, und die Auftrittsanzahl von Versagen für jedes gitterähnliche
Bildelement auf den Bilddaten für
eine Vielzahl von Halbleitersubstraten addiert wird; einem Versagens-Analyseschritt,
der die durch den Versagensverteilungs-Bilddaten-Erzeugungsschritt
erzeugten Versagensverteilungs-Bilddaten mit einer Fall-Datenbank
einer Vielzahl von vorbereiteten Versagen vergleicht und die Ursache
des Auftretens eines Versagens untersuchen und bewerten kann.
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Falls
beispielsweise die Versagensverteilung eines Wafers 100 wie
in 23 gezeigt in einem Muster 311 auftritt,
kann durch Datenabgleich mit einer in der Vergangenheit für Analysezwecke
geschaffenen History-Datenbank bewertet werden, dass in Schritt
A eine Versagensursache vorliegt, und falls die Versagensverteilung
in einem Muster 313 vorliegt, eine Ursache in Schritt C
vorliegt.
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Weiter
kann in dem Fall, dass es einen Schritt gibt, bei dem ein Los durch
Einzelwaferverarbeitung in einer Vielzahl der selben Art von Herstellungseinrichtungen
verarbeitet wird, wie es in 24 gezeigt
ist, wenn die Versagensverteilung des Musters 315 größer als
das Muster 314 ist, abhängig
von der Fertigungsmaschine bewertet werden, dass eine Ursache in
einer Fertigungsmaschine B vorliegt.
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Auf
diese Weise ist es durch Kenntnis der Verteilung der defekten Zellen
auf dem Wafer, sowie die Verteilung der Wafer in diesem Los möglich, den Prozessschritt,
bei dem eine Speicherzelle defekt wird, zu folgern.
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Die
japanische ungeprüfte
Patentanmeldung, erste Veröffentlichungsnummer
10–339943 (nachfolgend
als vierte Druckschrift des Standes der Technik bezeichnet) offenbart
ein Halbleiterspeicher-Herstellungsverfahren, welches einen Schritt zur
Durchführung
einer schrittweisen Projektionsbelichtung unter Verwendung von Masken
und Maskenvorlagen aufweist, wobei die Chip-Koordinaten dazu verwendet
werden, die Chipanordnung auf dem freigelegten Halbleiter-Wafer
zu identifizieren, und es von den Chip-Koordinatendaten der auf
dem freigelegten Halbleiterwafer verteilten defekten Chips beurteilt
wird, ob der betreffende Fehler von einer Maske oder einer Maskenvorlage
verursacht wird oder nicht, so dass die Anordnung eines Fehlers
auf der Maske oder der Maskenvorlage leicht in kurzer Zeit erfasst werden
kann.
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Die
Einrichtung zur schrittweisen Belichtung arbeitet durch Ausdrucken
des Musters auf eine Maskenvorlage 101 auf den Wafer 100.
Zu diesem Zeitpunkt wird zur Reduzierung der Anzahl von Belichtungen,
wie es in 25 gezeigt ist, eine Vielzahl
von Chips (4 Chips in der Figur) reduziert und gleichzeitig belichtet.
Durch Belichtung der Maskenvorlage 101 auf dem Wafer 100 nacheinander,
wird auf dem gesamten Wafer ein Muster gebildet.
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Beispielsweise
wird wie in 25 gezeigt in dem Fall, dass
periodisch beurteilt wird, dass der Halbleiterspeicher auf dem Wafer 100 defekt
ist, bewertet, dass der Fehler von der Maske oder der Maskenvorlage 101 verursacht
wird, wobei davon ausgegangen wird, dass vier Halbleiterspeichermuster
(Belichtungseinheiten) auf der Maskenvorlage 101 ausgebildet
sind, und dass ein Fehler in einem bestimmten Bereich 101a vorliegt.
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Beim
Aufdrucken des Fotolacks auf einem Wafer durch ein diese Maskenvorlage 101 verwendendes
Schrittschaltwerk wie in 25 gezeigt
wird periodisch eine spezifische Stelle in jeder Belichtungseinheit
auf dem Wafer beschädigt.
Dabei zeigt in 25 ein mit "x" bezeichneter
Chip einen defekten Chip an.
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Weiter
wird in einem Los, das gleichzeitig verarbeitet wird, in dem Fall,
dass defekte Halbleiterspeicher im unteren Abschnitt 102 des
Wafers 100 auf allen in diesem Los enthaltenen Wafern wie
in 26 gezeigt konzentriert sind, bewertet, dass die Ursache
ein Eintauch-Nassätzschritt
ist, bei dem Wafer senkrecht stehen. Als Grund hierfür wird Folgendes
angesehen.
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Beim
Nassätzen
während
der Beseitigung des Fotolacks oder des Oxids wird, wenn ein Wafer in
eine Ätzflüssigkeit
eingetaucht wird, der Wafer zuerst mit seinem unteren Abschnitt 102 eingetaucht, und
der obere Abschnitt wird am Schluss eingetaucht. Daher wird der
untere Abschnitt des Halbleiterspeicherchips länger in die Ätzflüssigkeit
eingetaucht als der obere Abschnitt, so dass die Zeitdauer, die
der untere Abschnitt von der Ätzflüssigkeit
geätzt wird,
ebenfalls länger
ist. Folglich werden das Muster und der Dünnfilm des unteren Abschnitts 102 auf dem
Wafer übermäßig geätzt.
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Weiter
wird in dem Fall, dass die Anzahl der als defekt beurteilten Halbleiterspeicher
auf einem Wafer W1 im Vergleich zu jedem beliebigen anderen aus
den Wafern W2 bis einschließlich
W25 viel höher ist,
bewertet, dass die Ursache wie in 27 gezeigt darin
liegt, dass die Wafer W1 bis einschließlich W25 zur Durchführung des
Nassätzens
in einer Linie in Phasenrichtung in einem bootartigen Vorrichtung 103 angeordnet
sind (dieses Mal ist die Richtung eines mit A bezeichneten Pfeils
die Phase der Wafer W1 bis einschließlich W25). Dies wird dadurch
bewirkt, dass im Hinblick auf die Oberfläche mit Halb leiterspeicher-Schaltkreisen
auf dem Wafer W1, der Raum im Vergleich zu den Oberflächen der
anderen Wafer nicht umschlossen ist, und somit eine Menge aktivierter Ätzflüssigkeit
aufgetragen wird.
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Darüber hinaus
ist abgesehen vom Wafer W1 bei allen anderen Wafern ein weiterer
Wafer über der
Waferoberfläche
positioniert, so dass die Zufuhr von Ätzflüssigkeit im Vergleich zum Wafer
W1 beschränkt
ist.
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Des
Weiteren können
in einem Trocknungsvorgang nach dem Eintauchen in die Ätzflüssigkeit, anderen
Reinigungsvorgängen
und dergleichen Unterschiede abhängig
davon, ob die Bearbeitungsseite eines Wafers an der Vorderseite
freigelegt ist, auftreten.
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Wie
vorstehend erwähnt
ist es abhängig
von der Chipanordnung auf dem Wafer eines Halbleiterspeichers, der
als defekt beurteilt wird, und abhängig von der Anordnung des
Wafers im Los möglich,
zu schließen,
welcher Prozessschritt die Ursache für das Versagen ist.
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Gegenwärtig wird
durch die Versagensanalyse der Prozessschritte eine Bewertung des
Prozessschrittes, der die Ursache für den defekten Halbleiterspeicher
ist, auf der Basis von Prüfergebnissen
im Waferzustand durchgeführt.
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Weiter
erfasst ein herkömmliches
Versagensanalysesystem die Anordnung defekter Halbleiterspeicherchips
auf einem Wafer basierend auf Bitmap-Informationen, welche alle
defekten Bits der von der Halbleiter-Prüfvorrichtung eingegebenen Halbleiterspeicherchips
zeigen.
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Jedoch
tritt im Falle der Anwendung des in der dritten und vierten Druckschrift
des Standes der Technik gezeigten Versagensanalyseverfahrens bei Halbleiterspeichern
mit einer großen
Kapazität
das Problem auf, dass eine große
Menge an Informationen gehandhabt werden muss. Wie vorstehend erwähnt beträgt im Falle
des Speicherns eines Loses an Bitmap-Informationen für einen
Halbleiterspeicher mit 128 Mbit bei der ersten Druckschrift des
Standes der Technik die Informationsmenge 2 bis 3 GByte. Um eine
derartig große
Menge an Informationen über einen
langen Zeitraum für
die Analyse chronologisch zu speichern, ist es schwierig, die Verarbeitung
unter Verwendung eines billigen Personalcomputers durchzuführen, so
dass ein teueres Informationsverarbeitungssystem eingeführt werden
muss.
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Weiter
unterscheidet sich bei der zweiten Druckschrift des Standes der
Technik die Menge an Informationen erheblich abhängig von der Anordnung der
Unzulässigkeitsbits,
mit anderen Worten, der Versagensart. Jedoch wird die Informationsmenge
auf ungefähr
15 KByte pro Chip geschätzt,
und auf ungefähr
140 bis 150 MByte pro Los. Bei der zweiten Druckschrift des Standes
der Technik kann die Menge an Informationen im Vergleich zu der
ersten Druckschrift des Standes der Technik verringert werden. Um
jedoch die Versagensart zu analysieren und die Informationen zu
komprimieren, muss ein teueres Informationsverarbeitungssystem eingeführt werden, und
es wird ein zeitaufwändiger
arithmetischer Verarbeitungsvorgang durchgeführt. Darüber hinaus kann bei der zweiten
Druckschrift des Standes der Technik mit nur einer visuellen Überprüfung des
Versagensart-Analyseergebnisses nicht beurteilt werden, ob das Versagen
durch redundante Schaltkreise behoben werden kann oder nicht.
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Weiter
kann zur Reduzierung der Menge an pro Los gespeicherten Daten in
Betracht gezogen werden, dass nur die Ergebnisdaten eines jeden
Wafers chronologisch gespeichert werden müssen, um die Losausbeute zu
steuern.
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Beim
Steuern lediglich der Ausbeute eines jeden Wafers wie oben beschrieben
ist es möglich, durch
die Veränderung
der Ausbeute von periodisch gespeicherten Losen eine Abwärtstendenz
bei der Ausbeute zu erfassen, die durch eine Unregelmäßigkeit
beim gesamten Waferprozess, eine Verschlechterung der Herstellungseinrichtung
und dergleichen verursacht wird, so dass eine Versagensanalyse des Wafervorgangs
durchgeführt
werden kann.
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Jedoch
nimmt bei der Prozessanalyse oder Versagensanalyse zur Erfassung
unregelmäßiger Vorgänge die
Anzahl von Analysen zu, da jeder Chip auf einem defekten Wafer mit
Hilfe einer an unterschiedlichen Stellen der Halbleiter-Fertigungsstraße installierten
Versagensanalyseeinrichtung geprüft wird.
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Weiter
wird bei der herkömmlichen
Versagensanalyse ein Halbleiterspeicher, der von einer Prüfvorrichtung
als defekt bewertet worden ist, ausgewählt und isoliert, und wird
mit Hilfe einer Versagensanalyse-Prüfvorrichtung nochmals geprüft, um die
Ursache des Versagens zu analysieren. Daher erfolgt keine Benachrichtigung,
bis sich die Ausbeute in einer Wafer-Fertigungsstraße verschlechtert, oder eine
große
Mange an defekten Erzeugnissen auftritt. Folglich tritt in dem Fall,
dass eine große
Menge an defekten Produkten auftritt, eine Situation auf, bei der die
Halbleiterspeicher nicht an die Anwender ausgeliefert werden.
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Eine
weitere Druckschrift des Standes der Technik, die WO 96/41204, offenbart
eine Vorrichtung zum Untersuchen, Prüfen und Reparieren von integrierten
Schaltkreisen, wobei die Vorrichtung eine Computer-Datenbank erzeugt,
welche physikalische Verteilungsstatistiken liefert, um Einstellungen
oder Justierungen während
des Herstellungsvorgangs zu ermöglichen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung hat vor einem derartigen Hintergrund die Aufgabe,
ein Halbleiterspeicher-Herstellungssystem zu schaffen, das die für eine Prozessanalyse
eines jeden Loses erforderlichen Daten chronologisch erhalten kann,
und auch eine Versagensanalyse basierend auf bereits gespeicherten
Daten ohne Durchführung
neuer Messungen möglich
macht.
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Ein
erster Aspekt der Erfindung ist ein Halbleiterspeicher-Herstellungstestsystem,
welches Folgendes aufweist: eine Wafer-Fertigungsstraße zur Herstellung
einer Vielzahl von Halbleiterspeicherchips auf einem Wafer unter
Verwendung einer Vielzahl von verschiedenartigen Wafer-Herstellungseinrichtungen;
eine Wafer-Prüfvorrichtung
zur Prüfung der
elektrischen Eigenschaften der Chips und zur Ausgabe von Bitmap-Daten,
welche Zulässigkeits- und
Unzulässigkeits-Beurteilungsergebnisse
anzeigen, welche den Adressen von Speicherzellen eines jeden Halbleiterspeicherchips
entsprechen; eine Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung zur Extraktion
einer Bitadresse eines unzulässigen
Bits aus der Bitmap, und zur Bestimmung von Ersatzadressen in einem
in dem Halbleiterspeicherchip installierten redundanten Speicherabschnitt
basierend auf den Prüfergebnissen
von der Wafer-Prüfvorrichtung,
und einen Bewertungsabschnitt zur Bewertung der Ursache von Versagen
basierend auf Ergebnissen einer statistischen Verarbeitung der Ersatzadressen,
wobei die ein Versagen verursachende Wafer-Herstellungseinrichtung
in der Wafer-Fertigungsstraße
identifiziert wird und die Ursache des Versagens beseitigt wird.
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Ein
zweiter Aspekt der Erfindung ist ein Halbleiterspeicher-Herstellungssystem
gemäß dem ersten
Aspekt, wobei der Bewertungsabschnitt eine Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung
zur Erzeugung einer Ersatzadressenverteilung basierend auf den Ersatzadressen
aufweist, sowie eine Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung zur Bewertung
von Prozessfehlern durch Vergleichen der Ersatzadressenverteilung
mit zuvor gespeicherten Fehlerverteilungsmustern.
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Ein
dritter Aspekt der Erfindung ist ein Halbleiterspeicher-Herstellungssystem
nach dem zweiten Aspekt, wobei eine Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung
zur Erzeugung einer Ersatzanzahl für spezifische Ersatzadressen
in dem Wafer vorgesehen ist.
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Ein
vierter Aspekt der Erfindung ist ein Halbleiterspeicher-Herstellungsprüfsystem
nach dem ersten Aspekt, wobei eine Versagensverteilungs-Analysevorrichtung
zur Erzeugung einer History der Ersatzanzahl bereitgestellt wird.
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Ein
fünfter
Aspekt der Erfindung ist ein Halbleiterspeicher-Herstellungssystem nach dem ersten Aspekt,
wobei der Bewertungsabschnitt einen Sicherungsadressen-Einstellabschnitt
zur Erzeugung von Sicherungsadressen aufweist, welche von Sicherungen
getrennte Abschnitte zeigen, welche die Adressen der redundanten
Wortleitungen und/oder redundanten Bitleitungen für die Ersatzadressen
einstellen, und einen Extraktionsabschnitt zur Extraktion einer
Ersatzanzahl der Wortleitungen und/oder Bitleitungen, die für jeden
Halbleiterspeicher von den Sicherungsadressen ausgetauscht werden,
und zur Extraktion des Verteilungzustands eines jeden Halbleiterspeicherchips
für jeden
Wafer.
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Ein
sechster Aspekt der Erfindung ist ein Halbleiterspeicher-Herstellungssystem
gemäß dem ersten
Aspekt, wobei der Bewertungsabschnitt einen Musterausbildungsabschnitt
aufweist, der jeden Halbleiterspeicherchip auf dem Wafer mit einer
Farbe oder Farbtönung,
welche der Ersatzanzahl entspricht, anzeigt.
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Ein
siebter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Halbleiterspeicher-Herstellungssystem gemäß dem ersten
Aspekt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Bewertungsabschnitt
das Ersatzanzahlmuster mit im Voraus gespeicherten Ersatzanzahlmustern
vergleicht, die für
jede Prozessanomalie oder -unregelmäßigkeit erzeugt werden, und basierend
auf dem Ergebnis dieses Vergleichs auf eine bestimmte Prozessanomalie
schließt.
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Ein
achter Aspekt der Erfindung ist ein Halbleiterspeicher-Herstellungsverfahren,
welches Folgendes aufweist: einen Waferschritt zur Ausbildung von
Halbleiterspeichern auf einem Wafer mit Hilfe einer Vielzahl von
Prozessen; einen Wafer-Prüfschritt zum
Prüfen
des Wafers im Waferzustand, um fehlerfreie Produkte auszuwählen; einen
Bitmap-Ausgabeschritt zur Ausgabe, als Ergebnis der Prüfung, der Adresse
jeder Speicherzelle des Halbleiterspeichers sowie einer Bitmap,
die die Zulässigkeits-
und Unzulässigkeitsbestimmung
der Adressen anzeigt; einen Ersatzadressen-Entscheidungsschritt,
der die Bitadresse eines unzulässigen
Bits aus der Bitmap extrahiert und, basierend auf dieser Bitadresse,
eine Ersatzwortleitungs- und/oder
Bitleitungsadresse bestimmt, die durch eine redundante Wortleitung und/oder
redundante Bitleitung in einem in dem Halbleiterspeicher installierten
redundanten Speicherabschnitt ersetzt werden soll; und einen Prozessfehler-Bewertungsschritt
zum Bewerten eines Prozessfehlers durch statistische Analyse basierend
auf der Ersatzanzahl der ausgetauschten Wortleitungen oder/und Bitleitungen
für jeden
Halbleiterspeicher, was basierend auf den Ersatzadressen erreicht
wird.
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Ein
neunter Aspekt der Erfindung ist ein Halbleiterspeicher-Herstellungsverfahren
nach dem achten Aspekt, wobei der Prozessfehler-Bewertungsschritt
einen Sicherungsadressen-Einstellabschnitt zur Erzeugung von Sicherungsadressen
aufweist, welche Abschnitte anzeigen, die durch Sicherungen getrennt
sind, welche die Adressen der redundanten Wortleitungen und der
redundanten Bitleitungen für
die Ersatzadressen einstellen, und einen Extraktionsschritt zur
Extraktion einer Ersatzanzahl von Wortleitungen und Bitleitungen,
die für
jeden Halbleiterspeicher von den Sicherungsadressen ausgetauscht
werden, und zur Extraktion des Verteilungszustands eines jeden Halbleiterspeicherchips für jeden
Wafer.
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Ein
zehnter Aspekt der Erfindung ist ein Halbleiterspeicher-Herstellungsverfahren
nach dem achten Aspekt, wobei der Prozessfehler-Bewertungsschritt
einen Musterausbildungsabschnitt aufweist, welcher jeden Halbleiterspeicherchip
auf dem Wafer mit einer Farbe oder einer Farbtönung anzeigt, die der Ersatzanzahl
entspricht.
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Ein
elfter Aspekt der Erfindung ist ein Halbleiterspeicher-Herstellungsverfahren
nach dem achten Aspekt, wobei der Prozessfehler-Bewertungsschritt das
Ersatzanzahlmuster mit im Voraus gespeicherten Ersatzanzahlmustern,
welche für
jede Prozessunregelmäßigkeit
erzeugt werden, vergleicht, und basierend auf dem Ergebnis dieses
Vergleichs eine bestimmte Prozessunregelmäßigkeit bewertet.
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Weitere
Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden
Kurzbeschreibung der Erfindung anhand der Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm, das ein Aufbaubeispiel für ein Halbleiterspeicher-Herstellungssystem
gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt;
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2 ein
Ablaufdiagramm, das den Ablauf des Halbleiterspeicher-Herstellungssystems
zeigt;
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3 den
Aufbau einer Herstellungshistory-Informationsdatei 21 der
vorliegenden Erfindung;
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4 ein
spezifisches Aufbaubeispiel für eine
Wafer-Fertigungsstraße 20;
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5 den
Aufbau einer Wafer-Prüfinformationsdatei 23 der
vorliegenden Erfindung;
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6 ein
Ablaufdiagramm, das den Verarbeitungsablauf eines defekten Verteilungserzeugungsprozesses
SA24 und einen Defektursachen-Bewertungsprozess SA25 zeigt;
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7 ein
Fehlerverteilungsmuster, das in der Fehlerverteilungs-Datenbank 35 in 1 gespeichert
ist;
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8 ein
Fehlerverteilungsmuster, das in der Fehlerverteilungs-Datenbank 35 in 1 gespeichert
ist;
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9 das
Aufbauformat der Sicherungsadressen, die Sicherungsunterbrechungsstellen
mit Hilfe einer erfindungsgemäßen redundanten
Adressanalysevorrichtung 2 zeigen;
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10 ein
Konzeptdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Sicherungsschaltkreises zum Einstellen einer redundanten Wortleitungsadresse zeigt;
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11 den
Aufbau einer Tabellendatei, wobei Sicherungsstartnummern in der
Reihenfolge der redundanten Wortleitungen eingefügt werden;
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12 den
Aufbau einer Zwischendatei, welche von der redundanten Adressanalysevorrichtung 2 ausgegeben
wird;
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13 das
Format einer Analysedatei, die von der redundanten Adressanalysevorrichtung 2 ausgegeben
wird;
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14 ein
Liniendiagramm, wobei die horizontale Achse in chronologischer Reihenfolge
verarbeitete Losnummern zeigt, und die vertikale Achse die Gesamtanzahl
von Ersetzungen in jedem Los zeigt;
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15A und 15B Balkendiagramme, welche
die Beziehung zwischen den Wortleitungsadressen für jeden
Chip auf den Wafern in einem Los und die Anzahl der Ersetzungen
dieser Wortleitungen durch redundante Wortleitungen zeigen, sowie
die Beziehung zwischen den Bitleitungsadressen für jeden Chip auf den Wafern
in einem Los und der Anzahl von Ersetzungen dieser Bitleitungen
mit redundanten Bitleitungen;
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16 eine
Draufsicht, wobei die Summen der Anzahl der Adressen von Wortleitungsersetzungen
und der Anzahl der Adressen von Bitleitungsersetzungen für die Chips
in jeweiligen Chipstellen auf jedem Wafer für alle Wafer berechnet werden,
und die Gesamtsummen an den jeweiligen Chipstellen auf dem Wafer
angezeigt werden;
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17A bis 17C Draufsichten,
wobei die Summen der Anzahl der Adressen von Wortleitungsersetzungen
und der Anzahl der Adressen von Bitleitungsersetzungen für jede Chipstelle
auf den Wafern für
Wafer mit gerader und ungerader Zahl berechnet werden, und die Gesamtsummen
an den jeweiligen Chipstellen auf den Wafern für alle gerazahligen bzw. alle
ungeradzahligen Wafer angezeigt werden;
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18 ein
Balkendiagramm, das die Verteilungstendenz der Referenzspannung
Vref vor Korrektur aller Chips in einem Los zeigt;
-
19A und 19B Draufsichten,
wobei der Zählwert
der Chipanzahl in entsprechenden Chipstellen im Wafer, welche eine
Korrektur der Selbstauffrisch-Taktzeit benötigen, für alle Wafer an den entsprechenden
Chipstellen auf dem Wafer angezeigt wird;
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20 ein
Ablaufdiagramm zur Erklärung
eines erfindungsge mäßen Halbleiterspeicher-Herstellungsverfahrens;
-
21 ein
Ablaufdiagramm, das den Bearbeitungsablauf der Statistikanalyse
basierend auf der Analysedatei der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
22A und 22B Konzeptdiagramme, welche
die Beziehung zwischen Versagensmustern und einem bewerteten Prozessdefekt
zeigen;
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23 die
Gliederung einer Prozessdefekt-Beurteilung gemäß der dritten Ausführung des Standes
der Technik;
-
24 die
Gliederung einer Prozessdefekt-Beurteilung nach der dritten Ausführung des Standes
der Technik;
-
25 ein
Konzeptdiagramm einer Waferoberfläche, die die Anordnung von
Stellen der als defekt beurteilten Halbleiterchips zeigt;
-
26 ein
Konzeptdiagramm einer Waferoberfläche, die die Anordnung von
Stellen der als defekt beurteilten Halbleiterchips zeigt; und
-
27 ein
Konzeptdiagramm, das eine Seitenansicht von Waferanordnungen in
einer bootartigen Vorrichtung zeigt (Befestigung zum Halten einer Vielzahl
von Wafern).
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Es
folgt eine Beschreibung einer Darstellung einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen. 1 ist
ein Schemadiagramm eines Halbleiterspeicher-Herstellungssystems
einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
und 2 ist ein Ablaufdiagramm des Halb- 1eiterspeicher-Herstellungssystem.
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In 1 umfasst
eine Wafer-Fertigungsstraße 20 Teile
von Herstellungseinrichtungen, wie z.B. Belichtungseinrichtungen,
Filmausbildungseinrichtungen, Ätzeinrichtungen,
Diffusionseinrichtungen und dergleichen, die unterschiedliche Halbleiterprozesse
auf einem Wafer 100 ausführen.
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Im
Prozessschritt SA1 von 2 werden Transistor-Bauelemente
und Drähte
auf der Oberfläche
des Wafers 100 ausgebildet, und ein Wafer wird erzeugt,
auf dem Halbleiterspeicher in einem Gitter angeordnet sind. Im Allgemeinen
sind 20 bis 50 Wafereinheiten 100 in einem Träger enthalten,
welche dann die wafer-Fertigungsstraße 20 als eine Verarbeitungseinheit
(nachfolgend als Los bezeichnet) durchlaufen, und es werden festgelegte
Prozessschritte in vorbestimmten Teilen der Herstellungseinrichtung
durchgeführt.
Jedes Los erhält
eine vorbestimmte Waferprozess-Losnummer (nachfoglend als Losnummer
bezeichnet, es sei denn, Gegenteiliges ist angegeben).
-
Die
zugeteilte Losnummer wird auf dem Träger angezeigt, und wird zudem
in einer Herstellungs-Ereignisspeicher- oder History-Datei 21 aufgezeichnet.
Die Herstellungs-History-Informationsdatei 21 speichert
wie in 3 gezeigt den Produktnamen des herzustellenden
Halbleiterspeichers, die Losnummer, die zu verarbeitenden Waferzahlen,
die Prozessanzahl der Prozessschritte, mit denen der Wafer bearbeitet
wird, Zeit und Datum des Prozesses (Herstellungszeit und -datum),
die Anzahl der für
die Prozesschritte verwendeten Einrichtungen (Fertigungsmaschinen),
Herstellungsbedingungen der Prozessschritte, die Spezifikationsnummer,
und dergleichen. Hier wird in der Herstellungs-History-Informationsdatei 21 und
einer Waferprüfungs-Informationsdatei 23,
die später
noch erwähnt
wird, Information in einer Leitung als eine Aufzeichnung bezeichnet.
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4 zeigt
ein spezifisches Aufbaubeispiel einer Wafer-Fer tigungsstraße 20.
Die Wafer-Fertigungsstraße 20 weist
Folgendes auf: eine Fotolack-Beschichtungvorrichtung 20a;
eine Belichtungseinrichtung 20b; eine Entwicklungsvorrichtung 20c; eine Ätzeinrichtung 20d;
eine Ionenimplantationseinrichtung 20e; eine Filmausbildungseinrichtung 20f; eine
CMP-Vorrichtung 20g; eine Reinigungseinrichtung 20h;
und dergleichen. Für
jedes Teil der Herstellungseinrichtungen 20a bis 20h wird
für gewöhnlich eine
Vielzahl einer jeden Art von Maschine installiert, um die Produktivität der Halbleiterspeicherherstellung
zu verbessern, und jedes Teil der Herstellungseinrichtung erhält eine
Maschinennummer (Maschinen Nummer 1, Maschinen Nummer 2,...). Wenn
ein Prozessschritt beendet ist, leitet eine Transfervorrichtung 20j Wafer
von den Herstellungseinrichtungen 20a bis 20h zu
den Herstellungseinrichtungen 20a bis 20h des
nächsten
Schrittes weiter.
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Der
ankommende Wafer 100 wird zwischen den Herstellungseinrichtungen 20a bis 20h mit
Hilfe der Übertragungsvorrichtung 20j weitergeleitet,
und ein eingestellter Prozess SA1 wird in einer festgelegten Reihenfolge
durchgeführt.
Die Herstellungs-History
wird in der Herstellungs-History-Informationsdatei 21 über eine Übertragungsleitung 20k gespeichert.
-
Zu 1 zurückkehrend
ist auf der Oberfläche
des in der Wafer-Fertigungsstraße 20 hergestellten
Wafers 100 eine Vielzahl von Halbleiterspeichern in einem
Gitter angeordnet. Hierbei werden Halbleiterspeicher als Halbleiterchips
oder einfach als Chips bezeichnet, bevor sie zu Paketen zusammengebaut werden.
Eine Wafer-Prüfvorrichtung 22 prüft die elektrischen
Eigenschaften der Wafer, auf denen die Ausbildung von Halbleiterchips
beendet ist. In diesem Prüfverfahren
stehen Sonden in Kontakt mit auf den Halbleiterchips ausgebildeten
Eingangs/Ausgangs-Kontaktflächen,
und festgelegte Prüfsignale werden
angelegt, um zu beurteilen, ob das Ausgangssignal innerhalb einer
vorbestimmten Spezifikation (PASS = zulässig) oder außerhalb
der Spezifikation (FAIL = unzulässig)
liegt.
-
Jeder
Halbleiterchip erhält
eine Koordinate auf dem Wafer oder eine Seriennummer, die als Chipnummer
bezeichnet wird. In einem Wafer-Prüfschritt SA2 (2)
wird das Prüfergebnis
der Wafer-Prüfvorrichtung 22 in
der Wafer-Prüfinformationsdatei 23 mit
der Chipnummer gespeichert. Die Wafer-Prüfinformationsdatei 23 setzt
sich wie in 5 gezeigt aus Wafer- und Chipinformationen
sowie Wafer-Prüfinformationen
zusammen. In den Wafer- und Chipinformationen sind Produktnamen,
Losnummern, Wafernummern und Chipnummern sowie die Wafer-Prüfinformations-Prüfpositionen,
Prüfdatum und
Prüfzeit,
die Nummer (Prüfmaschinennummer) der
für die
Prüfung
verwendeten Wafer-Prüfvorrichtung 22,
Prüfbedingungen
und die Spezifikationsnummer, Prüfergebnisse,
umfassende PASS/FAIL-Beuteilungsergebnisse, und dergleichen gespeichert.
Weiter schreibt eine hochintegrierte Prüfvorrichtung 1 (LSI-Prüfvorrichtung)
das Beurteilungsergebnis, nämlich
ob jede Speicherzelle ein Zulässigkeits-
oder Unzulässigkeitsbit
ist, genauer gesagt die Versagens-Bitmap-Information, in eine Prüf-Informationsdatei 4 für defekte
Zellen.
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In
einem Schritt SA3, werden Chips, die von der Wafer-Prüfvorrichtung 22 als
Unzulässigkeits-Chips
beurteilt werden, von einer Trennvorrichtung 24 markiert
und im folgenden Schritt beseitigt. Des Weiteren geht die Steuerung
zu dem Punkt, bei dem die Prüfung
des gesamten Wafers 100 beendet ist, zu einem Fehlerverteilungs-Erzeugungsschritt SA11,
einem Versagensursache-Bewertungsschritt SA12 und einem Versagensursache-Beseitigungsschritt
SA13 weiter.
-
In
einem Schritt SA4 bestimmt eine Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2,
dass eine Ersatzadresse durch einen redundanten Schaltkreis basierend
auf der Prüfinformationsdatei 4 für defekte Zellen
ausgetauscht werden soll. Die Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 gibt
die Ersatzadressdaten an eine Abgleichvorrichtung 3 aus,
und schreibt sie zudem in eine Sicherungsadressdatendatei 5.
Die Abgleichvorrichtung 3 trennt eine festgelegte Sicherung
basierend auf den Ersatzadressdaten.
-
Nach
Beendigung der vorstehend genannten Prozesse wird der Wafer 100 mit
Hilfe einer Zerteilvorrichtung in der Paketmontageeinrichtung 26 in eine
Vielzahl von Chips getrennt. Ein Chip, der von der Wafer-Prüfvorrichtung 22 als
zulässig
(PASS) bewertet wird, wird mit Hilfe der Paketmontagevorrichtung 26 auf
einem Anschlussrahmen befestigt und mit Harz oder dergleichen abgedichtet
(2, Schritt SA5). Hierbei wird ein mit Harz abgedichteter
Halbleiterspeicher als Baugruppe bezeichnet. Der Baugruppe wird
eine Baugruppen-Losnummer für
jede Verarbeitungseinheit des Montagevorgangs zugeteilt. In Schritt
SA7 wird die Baugruppe von einer Baugruppen-Prüfvorrichtung (in der Figur
nicht gezeigt) erneut geprüft,
und eine Baugruppe 30, die die Prüfspezifikation erfüllt, wird
als nicht defektes Produkt (Schritt SA8) ausgeliefert, während eine
Baugruppe, die von der Prüfnorm
abweicht, beseitigt wird.
-
Parallel
zu den vorstehend genannten Schritten SA1 bis SA8 bei der Halbleiterspeicherherstellung
werden die Schritte SA11 bis SA13 zur Durchführung einer Fehlerreduzierung
der Fertigungsstraße
und der Herstellungsprozesse durchgeführt.
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In
Schritt SA11 liest eine Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 die
Sicherungsadressendatei 5 aus, die das Datenformat der
Abgleichvorrichtung 3 aufweist, und wandelt das Format
in das Adressenformat des Halbleiterspeichers um. Die Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 speichert
das Ergebnis der Formatumwandlung in einer Ersatzadressen-Informationsdatei 31.
-
Eine
Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 liest die Ersatzadressen-Informationsdatei 31 aus, führt die
notwendige Verarbeitung aus und zeigt die Versagensverteilung relativ
zur Anordnung der Chipnummern auf den Wafern auf einer Anzeigevorrichtung 33 an,
welche die Verteilung über
ein Los zur Anzeige ansammelt, die Versagensverteilung für jede Wafernummer
anzeigt, und die Veränderung beim
Auftreten der Häufigkeit
eines Versagens für jede
Losnummer anzeigt (2, Schritt SA11).
-
Eine
Fehlerverteilungs-Datenbank 35 speichert die Fehlerverteilungsmuster,
die enstprechenden Versagensursachen, Defekte verursachende Herstellungseinrichtungen
und Prozessschritte im Voraus.
-
Eine
Prozessdefekt-Bewertungsvorrichtung 34 vergleicht die von
der Defektverteilungs-Analysevorrichtung 32 erhaltene Defektverteilung
mit in der Defektverteilungs-Datenbank 35 gespeicherten
Defektverteilungen, und extrahiert die nächstpassende Versagensursache
(2, Schritt SA12).
-
Ein
Maschinenbediener der Wafer-Fertigungsstraße 20 untersucht die
Herstellungseinrichtung und den Prozessschritt, der basierend auf
dem extrahierten Ergebnis als die Versagensursache angenommen wird.
Der defekte Teil der Wafer-Fertigungsstraße 20 und der Prozessschritt
SA1 werden identifiziert, und die Defektursache wird beseitigt. Hier
handelt es sich bei dem Maschinenbediener um eine Person, die nicht
nur die Defekt-Analysevorrichtung
bedient, sondern auch den Betrieb der Herstellungseinrichtung verbessert
und deren Defekte korrigiert, und es kann sich um eine Person oder
eine Vielzahl von Personen handeln.
-
Als
Nächstes
folgt eine Beschreibung eines detaillierten Ablaufdiagramms des
Defektverteilungs-Erzeugungsschritts SA11 und des Versagensursache-Bewertungsschritts
SA12 in 2 basierend auf 6. 6 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Verarbeitungsablauf des Defektverteilungs-Erzeugungsschritts
SA11 und des Versagensursache-Bewertungsschritts SA12 von 2 zeigt.
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In
Schritt SA24a erhält
die Defektverteilungs-Analysevorrich tung 32 Ersatzadressinformation
von der Ersatzadressen-Informationsdatei 31.
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In
Schritt SA24b klassifiziert die Defektverteilungs-Analysevorrichtung 32 die
Ersatzadressinformation durch die Losnummer und Wafernummer. Falls
die Beziehung zwischen einer Waferanzahl und der Anzahl der Häufigkeit
eines Auftretens für
eine vorbestimmte Prüfposition
erhalten wird, kann das mit den Mustern K und L (Versagensmustern)
gezeigte Schaubild in 8 angezeigt werden. Dieses Schaubild
kann nur eine spezifische Losnummer anzeigen, aber auch das zusammengesetzte
Ergebnis einer Anzahl von Versagensauftretens in jedem Los. Mit
diesem Ergebnis ist auch eine Analyse möglich, ob die Häufigkeit
eines Versagens in einem vorbestimmten Los von der Waferanordnung
oder der Verarbeitungsfolge abhängt.
-
In
Schritt SA24c ordnet die Defektverteilungs-Analysevorrichtung 32 für jede Wafernummer eines
vorbestimmten Loses Prüfpositionen,
deren Ergebnis ein Versagen (FAIL) war, in der Chipnummernreihenfolge
für jede
Prüfposition
und jede Wafernummer neu an. Die Defektverteilungs-Analysevorrichtung 32 ordnet
die Ersatzadresse in der Chipreihenfolge für jede Wafernummer neu an.
-
Wenn
die Beziehung zwischen der Chipzahl und der Anzahl der Häufigkeit
eines Versagens. für eine
vorbestimmte Prüfposition
erhalten wird, ist es möglich,
die Versagensanordnungen relativ zum Wafer gemäß den Mustern A bis D (Versagensmustern oder
Versagensverteilungsmustern) in 7 anzuzeigen.
Für diese
Versagensanordnungen kann die Anordnung derart sein, dass nur eine
spezifische Waferzahl oder das zusammengesetzte Ergebnis der Anzahl
der Häufigkeit
eines Versagens für
jeden Wafer oder jedes Los angezeigt werden. Mit diesem Ergebnis
ist eine Analyse möglich,
ob die Häufigkeit
eines Versagens in einem vorbestimmten Chip oder einem vorbestimmten
Los von der Chipanordnung abhängt.
-
In
Schritt SA24d klassifiziert die Defektverteilungs-Analysevorrichtung 32 die
Zahl (nachfolgend als Austauschzahl bezeichnet) ausgetauschter Wortleitungen
und/oder Bitleitungen für
jedes Los, jede Wafernummer oder jede Chipnummer.
-
Falls
eine Veränderung
der Austauschzahl im Laufe der Zeit erhalten wird, ist es möglich, die Veränderung
der Anzahl des Auftretens von Versagen entsprechend dem Herstellungsdatum
und -zeitpunkt gemäß einem
Muster P in 8 anzuzeigen. Für diese
Anzahl der Häufigkeit
eines Versagens kann die Anordnung derart sein, dass nur eine spezifische
Losnummer, Wafernummer, oder Chipnummer angezeigt wird, oder ein
Ergebnis der Zusammensetzung der Anzahl der Häufigkeit eines Versagens eines
jeden Chips, eines jeden Wafer oder eines jeden Loses wird angezeigt.
Mit Hilfe dieser Analyse kann eine Veränderung der Anzahl der Häufigkeit
von Versagen im Laufe der Zeit erkannt werden, und so können die
Wafer-Fertigungsstraße 20 und
der Waferprozessschritt SA1 gewartet werden, bevor die Verschleissteile
der Einrichtung beschädigt
werden, oder die Verarbeitungsfähigkeit
des Verbeitungs-Lösungsmittels
verringert wird. Folglich kann eine große Anzahl der Häufigkeit
von Versagen von Vorherein verhindert werden, wodurch eine stabile
Lieferung von Halbleiterspeichern ermöglicht wird.
-
In
Schritt SA25a vergleicht die Prozessdefekt-Bewertungsvorrichtung 34 die
von der Defektverteilungs-Analysevorrichtung 32 erhaltene
Defektverteilung mit den in der Defektverteilungs-Datenbank 35 gespeicherten
Defektverteilungsmustern A, B,..., P,..., und extrahiert das nächstpassende
Defektverteilungsmuster. Die Defektverteilungs-Datenbank 35 speichert
die Defektverteilungsmuster A, B,..., P,... wie in den 7 und 8 gezeigt
im Voraus, sowie ihre entsprechenden Versagensursachen, sowie die zu
verbessernden Herstellungseinrichtungen und Prozessschritte, und
dergleichen.
-
Beispielsweise
sind in dem Fall, dass der Defekt durch eine Maskenvorlage oder
eine Maske verursacht wird, die Defekte und dergleichen, wie z.B. individuelle
Unzulässigkeitsbits,
mit anderen Worten sogar die Ersatzadressen identisch. Mit Hilfe
der vorliegenden Erfindung kann leicht erfasst werden, dass in der
Schrittschaltwerk-Belichtungsvorrichtung oder in der Maskenvorlage
im Falle einer defekten Verteilung wie dieser eine Unregelmäßigkeit
vorliegt.
-
Beispielsweise
kann in dem Fall gemäß 22(a), bei dem die Unzulässigkeitsbits 113 in
einer bestimmten Ecke eines Speicherzellenfeldbereichs 111 konzentriert
sind, ein Rotationsfehler der Maskenvorlage gefolgert werden, wenn
die Belichtungsvorrichtung auf die Position des Anfangspunkts 112 auf
dem Wafer eingestellt wird.
-
In
diesem Fall werden drei Wortleitungen 118 und zwei Bitleitungen 119 durch
den redundanten Speicher ersetzt. Im Falle eines 128 MByte-Halbleiterspeichers
ist die Spaltenadresse 13 Bits und die Reihenadresse ist
14 Bits, so dass die Speicherkapazität 67 Bits beträgt. In dem
Fall, dass dieses Versagensmuster durch die Druckschrift des zweiten
Standes der Technik komprimiert wird, ist eine Speicherkapazität von 27
Bits (Adressen-Bitanzahl) × ungefähr 10 (Versagensmusteranzahl)
= 270 Bits erforderlich.
-
Als
weiteres, in 22(b) gezeigtes Beispiel, ist
in dem Fall, dass Unzulässigkeitsbits
113 im externen Teil einer Vielzahl von Speicherzellenblöcken 116 konzentriert
sind, ein Defekt aufgrund der Fokustiefe der Belichtungsvorrichtung
oder eines Muster-Naheffekts zu folgern.
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In
diesem Fall werden vier Wortleitungen 118 und vier Bitleitungen 119 durch
den redundanten Speicher ersetzt. Im Falle eines 128 MByte-Halbleiterspeichers
ist die Spaltenadresse 13 Bits und die Reihenadresse ist
14 Bits, so dass die Speicherkapazität 13 × 4 + 14 × 4 = 108 Bits beträgt. In dem
Fall, dass dieses Versagensmuster durch die Druckschrift des zweiten
Standes der Technik komprimiert wird, ist eine Speicherkapazität von 27
Bits (Adressen-Bitanzahl) × ungefähr 50 (Versagensmusteranzahl)
= ungefähr
1,4 KBit erforderlich.
-
Auf
diese Weise kann die Speicherkapazität der Versagens-Bitmap mit
Hilfe der vorliegenden Erfindung erheblich verringert werden.
-
Weiter
kann, da die Unzulässigkeits-Bitmap durch
eine Ersatzadresse gespeichert wird, sofort beurteilt werden, ob
die Anzahl von Defekten innerhalb des Bereichs liegt, in dem der
Austausch durch einen redundanten Speicher möglich ist. Des weiteren kann
durch Steuerung der Veränderung
der Anzahl der Austausche bei den Ersatzadressen das Verhältnis von
Austauschen zu der Gesamtzahl von Austauschen des Halbleiterspeichers
erkannt werden. Falls die Anordnung derart ist, dass ein Alarm ausgelöst wird,
wenn das Austauschverhältnis
einen Schwellenwert erreicht, kann ein Prozessschritt, der Versagen
verursacht, entdeckt werden, bevor eine große Anzahl an defekten Halbleiterspeichern
erzeugt wird. Als Ergebnis ist es möglich, im Voraus eine Situation
zu vermeiden, bei der sich die Versagensrate der hergestellten Halbleiterspeicher
verschlechtert, so dass die Erzeugnisse nicht geliefert werden können, wodurch
eine stabile Lieferung der Halbleiterspeicher ermöglicht wird.
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Als
Nächstes
folgt eine ausführliche
Beschreibung eines jeden Bauteils einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen. 1 ist ein
Blockdiagramm, das ein Aufbaubeispiel eines Halbleiterspeicher-Herstellungssystems
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
In
dieser Figur weist eine LSI-Prüfvorrichtung 1 eine
Zentraleinheit CPU und einen Speicherabschnitt wie beispielsweise einen
Speicher, eine Festplatte und dergleichen auf, und führt einen
Funktionstest (Wechselstromtest) und einen Direktstrom-Kennlinientest (Gleichstromtest)
des Halbleiterspeichers als Chip im Waferzustand (nach dem Waferprozess)
gemäß einem
im Speicherabschnitt gespeicherten Testprogramm aus.
-
Hier
bezieht sich der Ausdruck "nach
dem Waferprozess" auf
die Stufe, wenn der Wafer-Rückschliff-Prozessschritt
beendet ist.
-
Das
heißt,
der Waferprozess umfasst alle Prozessschritte im Wafer-Herstellungsprozess,
mit deren Hilfe Transistoren auf der Waferoberfläche ausgebildet werden, wie
z.B. Ionenimplantationsschritte (Fremdatom-Einbringungsschritte),
Diffusionsschritte, Dünnfilm-Aufbringungsschritte,
Mustereinstellungsschritte, Ätzschritte,
Rückschliffschritte und
dergleichen.
-
Es
folgt eine Beschreibung eines zu analysierenden Halbleiterspeichers
(nachfolgend manchmal als Chip bezeichnet) als Speicher, der einen Speicherzellen
aufweisenden redundanten Schaltkreis hat, wobei die Speicherzellen
defekte Speicher, wie z.B. einen DRAM (dynamischer RAM = Direktzugriffsspeicher)
ersetzen können.
-
Des
weiteren gibt die LSI-Prüfvorrichtung 1 bei
einer Prüfung
des Halbleiterspeichers im Waferzustand eine Bitmap-Datei (Defektzellen-Prüfinformationen) 4 der
Adressdaten (nachfolgend als Bitmapdaten bezeichnet) der defekten
Speicherzellen (nachfolgend als Unzulässigkeitsbits bezeichnet) in
einem Halbleiterspeicherchip an die Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 für ein Chip
als Einheit aus.
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Die
Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 analysiert basierend
auf den von der LSI-Prüfvorrichtung 1 eingegebenen
Bitmapdaten, welche Austausche von Wortleitungen durch Wortleitungen vom
redundanten Schaltkreis, und von Bitleitungen durch Bitleitungen
vom redundaten Schaltkreis eine effektive Einsparung von Unzulässigkeitsbits
(eine kleinstmögliche
Anzahl von Austauschen von redundanten Bitleitungen und redundanten
Wortleitungen) für
jeden nacheinander eingegebenen Chip erreichen können. Dann wird der Analyseprozess
zur Einsparung der defekten Bits gemäß vorstehender Beschreibung
für alle
Chips auf dem Wafer und alle Wafer in einem Los durchgeführt.
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Hierbei
weisen die austauschbaren Speicherzellen einen redundanten Speicherzellenbereich auf,
der mit den redundanten Wortleitungen verbunden ist und in der Wortleitungsrichtung
ausgebildet ist, und einen redundanten Speicherzellenbereich, der
mit den redundanten Bitleitungen verbunden ist und in der Bitleitungsrichtung
ausgebildet ist. Jeder dieser redundanten Speicherzellenbereiche
weist eine Vielzahl von redundanten Wortleitungen und eine Vielzahl
von redundanten Bitleitungen auf .
-
Genauer
gesagt genügt
in dem Fall, dass drei Speicherzellen (nachfolgend als Unzulässigkeitsbits
bezeichnet) Defekte in einer Vielzahl von auf einer Wortleitung
vorhandenen Speicherzellen aufweisen, falls die Wortleitung durch
eine redundante Wortleitung ersetzt wird, ein Austausch. Andererseits sind
jedoch in dem Fall, dass die Bitleitungen durch redundante Bitleitungen
ersetzt werden, drei Leitungen erforderlich. Aus diesem Grund ist
die Effizienz der verwendeten Anzahl von Leitungen besser, wenn die
Wortleitung durch die redundante Wortleitung ersetzt wird. Wie vorstehend
erwähnt
führt eine
Versagens-Analysevorrichtung 2 eine Analyse der möglichen
Kombinationen von redundanten Wortleitungen und redundanten Bitleitungen
aus, um Unzulässigkeitsbits
effektiv zu ersetzen.
-
Weiter
erzeugt die Versagens-Analysevorrichtung 2 Sicherungsadressdaten,
die veranlassen, dass die Adressen der redundanten Bitleitung und der
redundanten Wortleitung, die durch die Bitleitung bzw. Wortleitung
ersetzt werden sollen, welche als Ergebnis der vorstehend erwähnten Analyse
ausgewählt
worden sind, identisch mit den Adressen der entsprechenden Wortleitung
bzw. Bitleitung sind.
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Das
bedeutet, dass die redundante Wortleitung und die redundante Bitleitung,
die später
noch ausführlich
beschrieben werden, einen Adressen-Einstellschaltkreis aufweisen,
der eine Vielzahl von Schmelzsicherungen zur Einstellung einer jeden Adresse
aufweist. Durch die Unterbrechung festgelegter Sicherungen, welche
der erforderlichen Adresse unter den Sicherungen entsprechen, kann
die Adresse beliebig eingestellt werden. Die Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 erzeugt
basierend auf den Daten der Adresse der vorstehend beschriebenen
zu ersetzenden Wortleitung und Bitleitung Sicherungsadressdaten,
die zuweisen, welche Sicherungen unterbrochen werden sollen, um
die Adresse der zu ersetzenden Wortleitung und Bitleitung zu bilden,
und gibt die erzeugten Sicherungsadressdaten an die Abgleichvorrichtung 3 aus.
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Das
Format der Sicherungsadressdaten, welche die Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 an
die Abgleichvorrichtung 3 zu diesem Zeitpunkt ausgibt,
ist bespielsweise von der Art wie in 9 gezeigt.
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Genau
gesagt werden,im Bereich R1, Textdaten "PRODUKTNAME" eingefügt, und im Bereich R2 werden "LOSNR.", LOSNAME, die Indentifikations-LOSNR.
und die Losnummer LOSNAME als Textdaten eingefügt.
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Im
Bereich R3 werden die Textdaten "WXXO1" eingeführt, wobei "W" die Wafer-Identfikation und "XX01" die Waferzahl ist.
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Anschließend werden
in der Leitung des Bereichs R4, des Bereichs R5,... Vref-SICHERUNGS-Nummern
als Textdaten "FY101, "FY102",... in der Reihenfolge
der Chips auf dem Wafer der vorstehend erwähnten Waferanzahl eingegeben.
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Hierbei
werden die durch die Vref-SICHERUNGS-Nummern bezeichneten Sicherungen
in Ionenimplantations-Prozessschritten zur Korrektur von Diskrepanzen
der Referenzspannung Vref verwendet, wie z.B. die interne Stromversorgungsspannung, aufgrund
der Veränderung
des Schwellenwerts VT.
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Das
heißt,
durch Unterbrechung der Sicherung, die durch die Vref-SICHERUNGS-Nummer
bezeichnet ist, die von der Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtiung 2 ausgewählt wird,
kann die Bezugsspannung Vref entsprechend dem Schwellenwert VT eines
von einer Prüfvorrichtung
gemessenen Transistors auf eine vorbestimmte Spannung eingestellt
werden, beispielsweise die doppelte Spannung der Schwellenspannung
VT.
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Weiterhin
werden im Bereich R6 die Chipidentifzierung "C" und
die Chipnummer "A001" als Textdaten "(CA001)" eingegeben.
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Anschließend werden
in der Leitung des Bereichs R7, des Bereichs R8,...., eine Sicherungsidentifizierung "F" und eine Spalten-SICHERUNGS-Nr. "B101", welche die Nummer
einer zu unterbrechenden Sicherung zeigt, als Textdaten "FB101, "FB102", ....., in numerischer
Reihenfolge (Sicherungsadressleitung der Reihen-SICHERUNGS-Nr.)
eingefügt. Hier
werden die Positionen der Textdaten durch ";" abgegrenzt.
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Ähnlich werden
in der Leitung der Bereiche R9 und R10,...., eine Sicherungsidentifizierung "F" und eine Spalten-SICHERUNGS-Nr. "C101", welche die Nummer
einer zu unterbrechenden Sicherung zeigt, als Textdaten "FB101, "FB102",....., in numerischer
Reihenfolge (Sicherungsadressleitung der Spalten SICHERUNGS-Nr.)
eingefügt.
-
Dann
wird im Bereich R11 eine Chipzahl, welche die nächste Chipzahl anzeigt, als
Textdaten "CA002" eingefügt.
-
Anschließend werden
in der oben erwähnten Reihenfolge
Chipnum mern, Reihen-SICHERUNGS-Nummern und Spalten-SICHERUNGS-Nummern
in die Bereiche R12 bis einschließlich R15 eingefügt.
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Als
Nächstes
werden in den Bereich R16 Textdaten "/E",
welche eine Endbegrenzung der Chipnummer, der Reihen-SICHERUNGS-Nummer und
der Spalten-SICHERUNGS-Nummer des ersten Wafers anzeigen, als Beendigungszeichen
der Waferinformation eingefügt.
-
Anschließend werden
in den Bereich R17 Textdaten "WXX02" eingegeben, die
die nächste
Wafernummer anzeigen.
-
Dann
wird ähnlich
dem Fall des ersten Wafers "WXX01" bis zu dem Abschnitt
der Textdaten "/E" der im Bereich R25
gezeigte Waferinformations-Endbegrenzer, genauer gesagt von den
Bereichen R18 bis einschließlich
R24, die Vref-SICHERUNGS-Nummer des zweiten Wafers "WXX02", die Reihen-SICHERUNGS-Nummern
und Spalten-SICHERUNGS-Nummern eingegeben, welche jedem Chip entsprechen.
-
Auf ähnliche
weise wird dann jede SICHERUNGS-Nummer in den Wafern des Loses sequentiell
eingefügt,
dessen Losnummer "LOS
NR." in den Bereich
R2 eingefügt
wird.
-
Des
Weiteren bezeichnen die in der vorstehenden Beschreibung verwendeten
SICHERUNGS-Nummern die entsprechenden in 10 gezeigten
Sicherungsnummern. 10 ist ein Konzeptdiagramm,
das ein Beispiel für
einen Aufbau eines Sicherungsschaltkreises zum Einstellen der Adresse
einer redundanten Wortleitung zeigt. Im Normalfall ist eine Vielzahl
redundanter Wortleitungen vorbereitet. Aus Gründen der Einfachheit umfasst
ein Adresssignal für
die Wortleitung vier Leitungen für
ein Adresssignal A0 bis einschließlich ein Adresssignal A3.
Die tatsächliche
Anzahl der Adresssignale unterscheidet sich abhängig von der Speicherkapazität und Speicherkonfiguration.
Die Sicherungsschaltkreise in den redundanten Bitleitungen und die Vref-Einstellung
besitzen zudem den selben Aufbau wie in 10.
-
In
dieser 10 entsprechen die Reihen-SICHERUNGS-Nummern
in 9 beispielsweise den Sicherungen F101 bis einschließlich F108.
-
Dies
bedeutet, dass die externe Adresssignaleingabe A0 in die Gate-Anschlüsse von
Transistoren von der Art der MOS-Transistoren vom N-Kanal-Typ (MOS
= Metalloxid-Halbleiter), die den Transistoren TR1 bis TR8 entsprechen, über einen
Decoder (in der Figur nicht gezeigt) als Komplementärsignale
des selben Signals eingegeben wird, d.h. das Adresssignal A0, und
ein inverses Signal, bei dem es sich um das Adresssignal A0B handelt.
Beispielsweise wird das Adresssignal A0 in den Gate-Anschluss des Transistors
TR1 eingegeben, und das Adresssignal A0B wird in den Gate-Anschluss
des Transistors TR2 eingegeben.
-
Weiter
ist ein Ende der Sicherung F101 mit dem Drainanschluss des Transistors
TR1 verbunden, und das andere Ende der Sicherung F101 ist an eine Stromversorgung
mit einer festgelegten Spannung über
einen Widerstand RR angeschlossen. Ähnlich ist ein Ende einer jeden
Sicherung F102 bis F108 mit jedem Drainanschluss des Transistors
TR2 durch den Transistor TR8 verbunden, und das andere Ende einer
jeden Sicherung F102 bis Sicherung F108 ist an die Stromversorgung
mit einer festgelegten Spannung über
den Widerstand RR angeschlossen.
-
Die
Sourceanschlüsse
des Transistors TR1 bis Transistor TR8 sind geerdet. Weiter sind
die Knoten an den anderen Enden der Sicherung F101 bis einschließlich der
Sicherung F108 sowie der Widerstand RR mit dem Eingangsanschluss
eines Inverters M1 verbunden. Der Inverter M1 und ein Inverter M2
führen
eine Pegeleinstellung und eine Wellenformung des Wortsignals WD
durch.
-
Beispielsweise
wird in einer Bitmap, in der die von der LSI- Prüfvorrichtung 1 eingegebene
Wafernummer "W0001" und die Chipnummer "A001" ist, in dem Fall,
dass die Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 entscheidet,
die Wortleitung mit einem Adresssignal {A3, A2, A1, A0} = {0, 0,
1, 1} durch eine redundante Wortleitung zu ersetzen, eine Sicherungsadresse
aus diesem Adresssignal {0, 0, 1, 1} erzeugt.
-
Dies
bedeutet, dass in dem Fall, dass das Adresssignal {0, 0, 1, 1} eingegeben
wird, die Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 entscheidet, dass
die Sicherungen von der Sicherung F101 bis einschließlich der
Sicherung F108 getrennt werden, so dass das Wortsignal WD den "H"-Pegel annimmt.
-
In
dem Fall, dass das Adresssignal {0, 0, 1, 1} eingegeben wird, sind
die Adressleitungen des Adressignals, das den "H"-Pegel annimmt, Adressleitungen
{A3B, A2B, A1, A0}. Da die Adressleitungen {A3, A2, A1B, A0B}, die
die Adressleitungen {A3B, A2B, A1, A0} komplementieren, zu diesem
Zeitpunkt den "L"-Pegel aufweisen,
sind der Transistor TR2, der Transistor TR4, der Transistor TR5
und der Transistor TR7 ausgeschaltet, so dass kein Strom fließt.
-
Daher
wird durch die Unterbrechung der Sicherungen, die an die Transistoren
angeschlossenen sind, in deren Gate-Anschluss die Adressleitungen {A3B,
A2B, A1, A0} eingegeben werden, der Strompfad nicht geschlossen.
Folglich fließt
selbst dann, wenn der Transistor TR1, der Transistor TR4, der Transistor
TR5 und der Transistor TR8 eingeschaltet sind, kein Strom, und folglich
nimmt das Wortleitungssignal WD den Pegel "H" an.
-
Dementsprechend
bildet die Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 eine
Sicherungsadresse für
den Austausch der Wortleitung, die dem Adresssignal {0, 0, 1, 1}
entspricht, durch die redundante Wortleitung als die Sicherungsnummern
der Leitung {F108, F106, F103, F101}.
-
Weiter
bildet in dem Fall, dass das Adresssignal einer Wortleitung eines
anderen Austauschgegenstands ein Adresssignal {1, 1, 0, 0} ist,
die Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 eine Sicherungsadresse
für den
Austausch durch eine redundante Wortleitung als die Sicherungszahlen
der Leitung {F115, F113, F112, F110}.
-
Ähnlich bestimmt
die Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 die Sicherungsnummern
einer Leitung {FC101, FC102, FC103, FC104}, die der Adresse der
durch eine redundante Bitleitung zu ersetzenden Bitleitung entspricht,
um die Bitleitung durch die redundante Bitleitung basierend auf
der vorstehend beschriebenen Bitmap zu ersetzen.
-
Weiter
ist es notwendig, den Spannungspegel der Referenzspannung Vref der
internen Stromversorgungsspannung einzustellen.
-
Dies
bedeutet, dass zur Einstellung eines vorbestimmten Spannungspegels
basierend auf der Schwellenspannung VT, die für jeden Halbleiterspeicherchip
gemessen wird, der von der LSI-Prüfvorrichtung 1 eingeben
wird, die Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 die
Leitung von Vref-SICHERUNGS-Nummern bestimmt, die unterbrochen werden
soll, beispielsweise ähnlich
der Leitung {FY101, FY102, FY103, FY104,...} der Chipnummer "CA001", und zwar für jeden
Chip, der der Leitung der Vref-SICHERUNGS-Nummern
entspricht.
-
Dann
gibt die Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 wie
vorstehend erwähnt
die in 9 für
ein bestimmtes Los gezeigten Sicherungsadressdaten aus, wobei das
Los basierend auf der erzeugten Bitmapdatei 4 erzeugt wird,
die von der LSI-Prüfvorrichtung
in die in 1 gezeigte Abgleichvorrichtung 3 eingeben
wird, und speichert zudem diese Sicherungsadressdaten in der Sicherungsadressdatei 5.
-
Die
Abgleichvorrichtung 3 unterbricht basierend auf den ein gegebenen
Sicherungsadressdaten die entsprechenden Sicherungen eines jeden
Chip mit Hilfe eines Lasers.
-
Weiter
schreibt die Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 zur Ausgabe
der vorstehend genannten Sicherungsadressdaten und der Reihungen
von Sicherungsnummern beispielsweise kontinuierlich mit der Reihung
der Reihen-SICHERUNGS-Nummern, wie in 9 gezeigt,
eine Sicherungsadressreihung wie folgt "...; Reihen-SICHERUNGS-Nummer (F101); Reihen-SICHERUNGS
Nummer (F103); Reihen-SICHERUNGS-Nummer (F106); Reihen-SICHERUNGS-Nummer
(F108); Reihen-SICHERUNGS-Nummer (F110); Reihen-SICHERUNGS-Nummer (F112); Reihen-SICHERUNGS-Nummer
(F113); Reihen-SICHERUNGS-Nummer
(F115);..." Weiter
erzeugt in der vorstehend erwähnten
Sicherungsadressreihung beispielsweise die Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 eine
Tabellendatei wie in 11 gezeigt, in der die erste
Sicherungsnummer, bei der es sich um die Sicherungsnummer handelt,
mit der die Reihung beginnt, die Abgrenzung zwischen der Leitung
der Reihen-SICHERUNGS-Nummern und der Spalten-SICHERUNGS-Nummern
anzeigen, und entspricht den durch die redundanten Wortleitungen
zu ersetzenden Wortleitungen, wobei die redundanten Wortleitungen
als eine Sequenz zu verwendender redundanter Wortleitungen beschrieben
wird, und diese Datei im Tabellenformat in der Speichervorrichtung 6 speichert
(siehe 1) .
-
Zu
diesem Zeitpunkt beginnt das Format der Spalten-SICHERUNGS-Nummern mit F501,
und die Adressnummer weist das selbe Format wie die Reihen-SICHERUNGS-Nummer
auf.
-
Dann
werden die Sicherungsnummer F101 bis einschließlich der Sicherungsnummer
F108 als Gruppe GR1 bezeichnet, die Sicherungsnummer F109 bis einschließlich der
Sicherungsnummer F110 werden als Gruppe GR2 bezeichnet,...., die
Sicherungsnummer F501 bis einschließlich der Sicherungsnummer
F508 werden als Gruppe GL1 bezeichnet, und die Sicherungsnummer
F509 bis einschließlich
der Sicherungsnummer F510 werden als Gruppe GL2 bezeichnet,....
-
Hierbei
entsprechen die Nummern F501, F502, F503, F504,... den Nummern FY101,
FY102, FY103, FY104,....
-
Dementsprechend
wird in 11 die Textdaten-Reihensicherungs-Erstnummer "F101", GR1, welche anzeigt,
dass die erste Sicherungsnummer der Gruppe GR1 die Sicherung F101
ist, in den Bereich R51 eingefügt,
und die Textdaten-Reihensicherungs-Erstnummer "F109",
GR2, die anzeigt, dass die erste Sicherungsnummer der Gruppe GR2
die Sicherung F109 ist, wird in den Bereich R52 eingeführt.
-
Ähnlich werden
hinterher die ersten Nummern der Sicherungen, welche jede Gruppe
ausmachen, die den Sicherungen zum Ersetzen der redundanten Wortleitungen
entsprechen, eingefügt.
-
Weiter
wird in 11 die erste Textdaten-Spaltensicherungsnummer "F509", GL2, welche anzeigt,
dass die erste Sicherungsnummer der Gruppe GL1 die Sicherung F501
ist, in den Bereich R61 eingegeben, und die erste Textdaten-Spaltensicherungsnummer "F509", GL2, welche anzeigt,
dass die erste Sicherungsnummer der Gruppe GL2 die Sicherung F509
ist, in den Bereich R62 eingegeben.
-
Ähnlich werden
danach die ersten Nummern der Sicherungen, die jede Gruppe ausmachen,
die den Sicherungen zum Ersetzen der redundanten Wortleitungen entsprechen,
eingefügt.
-
Dann
teilt die Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 die Reihensicherungsnummer-Sicherungsadressleitungen
und die Spaltensicherungsnummer-Sicherungsadressleitungen in Gruppen
von Sicherungsadressen, welche jeweils die zu unterbrechenden Reihensicherungsnummern
bzw. die zu unterbrechenden Spalten sicherungsnummern aufweisen,
indem sie die ersten in die Tabellendatei in 11 eingefügten Sicherungsnummern
verwenden.
-
Weiter
verarbeitet die Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 die
in 9 gezeigte Sicherungsdatei und erzeugt die in 12 gezeigte
Zwischendatei. Wie in 12 gezeigt ist diese Zwischendatei eine
Datei, in der die Sicherungsdatei-Textdaten, die in 9 durch ";" abgegrenzt sind, umgewandelt werden,
so dass sie in einer Reihung beschrieben werden. Hier werden für die Reihensicherungsnummern
und die Spaltensicherungsnummern die Sicherungen F101 bis einschließlich F108
sowie die Sicherungen F501 bis einschließlich F508 wie vorstehend erwähnt verwendet.
-
Weiter
erzeugt die Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 redundante
Adressen aus der vorstehend erwähnten
Zwischendatei.
-
Hier
bedeuten die redundanten Adressen Adressen von Wortleitungen und
Bitleitungen, die durch redundante Wortleitungen und redundante
Bitleitungen ersetzt worden sind.
-
Basierend
auf dem in 11 gezeigten Tabellenformat
teilt die Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 die Sicherungsadressleitungen
in der in 12 gezeigten Zwischendatei in
Gruppen von Sicherungsadressen, welche die zu unterbrechenden Reihensicherungsnummern
oder die zu unterbrechenden Spaltensicherungsnummern aufweisen.
-
Beispielsweise
teilt die Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 die Sicherungsadressen,
welche die zu unterbrechenden Reihensicherungsnummern aufweisen,
in Gruppen GR1{F108, F105, F104, F101}, Gruppe GR2 {F115, F113,
F112, F110},.... auf.
-
Dann
führt die
Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 einen Prozess zur
Umwandlung der geteilten Sicherungsadressgruppen in redundante Adressen
aus.
-
Beispielsweise
wandelt die Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 die Elemente
der Reihensicherungsnummergruppe GR1 {F108, F105, F104, F101} der
Gruppe GR1 in "1" in dem Fall um,
dass die Sicherungsnummer ungeradzahlig ist, und in "0" in dem Fall, dass die Sicherungsnummer
geradzahlig ist.
-
Ähnlich wandelt
die Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 die geteilten
Sicherungsadressen der anderen Gruppen in die Daten "0" oder "1" um.
-
Dann
wandelt die Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 die umgewandelte
Gruppe GR1 {0,1,0,1} und die Gruppe GR2 {1, 1, 0, 0},... in ein
hexadezimales Format um, und bildet redundante Adressen als Gruppe
GR1{3} bzw. Gruppe GR2 {A}.
-
Auf ähnliche
Weise wandelt die Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 die
umgewandelte Gruppe GL1 {1,1,0,0} und die Gruppe GL2 {0, 0, 0, 1},...
in ein hexadezimales Format um, und bildet redundante Adressen als
Gruppe GL1{A} bzw. Gruppe GL2 {1}.
-
Dann
speichert die Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 beispielsweise
für jeden
Wafer in dem Los in der Speichervorrichtung 6 die Daten
der Chipnummer, der Adressen ausgetauschter Wortleitungen und Bitleitungen,
die Nummer ausgetauschter Wortleitungen und Bitleitungen, und des
Verteilungszustandes der Chips auf jedem Wafer für jeden Chip mit dem in 13 gezeigten
Format.
-
Es
folgt nun eine Beschreibung des Formats der in 13 gezeigten
Analysedatei. Im Bereich 8100 wird das Textdatenlos Nr. "CB-10" eingefügt, das
anzeigt, dass die Losnummer dieses Loses die Losnummer "CB-10" ist.
-
Im
Bereich R101 wird die Textdaten-Wafernummer "W01" einge fügt, die
anzeigt, dass die Wafernumer des Loses mit der vorstehend erwähnten Losnummer "CB-10" die Wafernummer "W01" ist.
-
Weiter
werden im Bereich R102 die die Chipnummer anzeigenden Textdaten
Chip Nr. "C5, 20" eingefügt, die
anzeigen, dass die Chipnummer des vorstehend erwähnten Wafers Nr. "W01" die Chipnummer Nr. "C5, 20" ist.
-
Im
Bereich R103 werden Textdaten von Vref-Adressen {"FY101", "FY103,.....}, welche
die Vref-Adressen basierend auf den Vref-SICHERUNGS-Nummern anzeigen,
eingegeben, wodurch angezeigt wird, dass die Vref-Adressen der Chipnummer "C5, 20" Vref-Adressen {"FY101", "FY103,.....} sind.
-
Weiter
wird im Bereich R104, die Nummer der Vref-Adressen, d.h. Daten,
die anzeigen, wie viele Sicherungen unterbrochen sind, beispielsweise Textdaten
("3") eingefügt, wobei
drei Sicherungen unterbrochen sind.
-
Im
Bereich R105 werden die Textdaten Wortleitungs-Adress-Nr. {"21, "1A", "3A",...} eingefügt, welche
anzeigen, dass die Adressnummer der Wortleitung, die durch eine
redundante Wortleitung im Chip Nr. "C5, 20" ersetzt wird, "21, 1A, 3A, ..." ist.
-
Im
Bereich R106 werden die Textdaten Nr. Adressen "4" eingefügt, die
anzeigen, dass die Austauschanzahl der Wortleitungen, die durch
redundante Wortleitungen ersetzt werden, "4" ist.
-
Im
Bereich R107 werden die Textdaten Bitleitungs-Adress-Nr. {"5A, "CB", "D2",...} eingefügt, die anzeigen,
dass die Adressnummer der Bitleitung im Chip Nr. "C5, 20", die durch eine
redundante Bitleitung ersetzt wird, {5A, CB, D2,...} ist.
-
Im
Bereich R108 werden die Textdaten Nr. Adressen "10" eingefügt, die
anzeigen, dass die Austauschanzahl der durch redundante Bitleitungen
ersetzten Bitleitungen "10" ist.
-
Im
Bereich R109 werden die Textdaten Chip Nr. "C5, 21" eingefügt, die anzeigen, dass die
Chipnummer in dem vorstehend erwähnten
Wafer Nr. "W01" die Chip Nr. "C5, 21" ist. Auf ähnliche
Weise werden anschließend
wie vorstehend erwähnt
die Vref-Adressen, die Anzahl der Vref-Adressen, die wortadressnummern,
die Anzahl der Wortleitungsadressen, die Bitleitungs-Adressnummern sowie
die Anzahl der Bitleitungsadressen des Chip Nr. "C5, 21" als Textdaten eingefügt.
-
Dann,
wenn alle Chipnummer-Textdaten aller Halbleiterspeicherchips auf
dem Wafer mit der Wafer Nr. "W01", die Vref-Adressen,
die Anzahl der Vref-Adressen, die Wortleitungs-Adressnummern, die
Anzahl der Wortleitungsadressen, die Bitleitungs-Adressnummern und die Anzahl der Bitleitungsadressen
vollständig
sind, sind im Bereich R110 die Textdaten "Gesamtaustauschanzahl "243"", welche anzeigen, dass die Gesamtaustauschanzahl,
bei der die Summe der Anzahl der Wortleitungsadressen und Bitleitungsadressen
eines jeden Chip für
alle Chips im Wafer berechnet wird, "243" beträgt.
-
Zu
diesem Zeitpunkt berechnet die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 die
Gesamtanzahl der Wortleitungsadressen und der Bitleitungsadressen
eines jeden Chip, und berechnet dann die Gesamtsumme, wobei die
Summenbildung für
alle Chips auf dem Wafer durchgeführt wird.
-
Nachdem
die Textdaten der Chipnummern der Halbleiterspeicherchips im Wafer
mit der Wafernummer "W01,
der Vref-Adressen, der Anzahl an Vref-Adressen, der Wortleitungs-Adressnummern, der
Anzahl an Wortleitungsadressen, der Bitleitungs-Adressnummern, der
Anzahl an Bitleitungsadressen mit Bezug auf alle Chips beschrieben
worden sind und die Textdaten der Gesamtaus tauschzahl eingefügt worden
ist, wird die Identifizierung "/E", die anzeigt, dass
die Waferdaten des Wafers Nr. "W01" vollständig sind,
in den Bereich R111 eingefügt.
-
Als
Nächstes
werden ähnlich
wie bei der Beschreibung des Bereiches R101 Textdaten in den Bereich
R112 eigefügt,
die die Wafernummer des Wafers Nr. "W02" anzeigen,
wodurch angezeigt wird, dass die Wafernummer in dem Los mit der
vorstehenden Los Nr. "CB-10" die Wafer Nr. "W02" ist.
-
Weiter
werden ähnlich
wie bei der Beschreibung des Bereiches R102 Textdaten in den Bereich R113
eingefügt,
die die Chipnummer des Chip Nr. "C5,
20" anzeigen, wodurch
angezeigt wird, dass die Chipnummer des vorstehend erwähnten Wafers
Nr. "W02" die Chipnummer "C5, 20" ist.
-
Auf ähnliche
weise werden anschließend
die Textdaten einer jeden Chipnummer der Hälbleiterchips auf dem Wafer
Nr. "W02", die Vref-Adressen, die
Anzahl der Vref-Adressen, die Wortleitungs-Adressnummern, die Anzahl
der Wortleitungsadressen, die Bitleitungs-Adressnummern, und die Anzahl
der Bitleitungsadressen im Hinblick auf alle Chips eingefügt, und
im Bereich R113 werden die Textdaten "Gesamtaustauschanzahl "5-21" eingefügt, die
die Gesamtaustauschanzahl anzeigen.
-
Weiter
werden im Bereich R114 Textdaten "E/" eingefügt, die
anzeigen, dass die Waferdaten des Wafers Nr. "W02" vollständig sind.
-
Wenn
alle Daten aller Wafer in dem Los Nr. "CB-10" vollständig sind, wird in den Bereich
R115 als Identifizierung "EOF" eingegeben, welche
das Ende der Analysedatei des Loses des Loses Nr. "CB-10" anzeigt.
-
Jede
Position der Textdaten in der in der vorstehend erwähnten 13 gezeigten
Analysedatei ist durch ";" abgegrenzt.
-
Weiter
liest die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 die in
der Speichervorrichtung 6 gespeicherte Datenanalysedatei
chronologisch aus, und gibt sie an die Anzeigevorrichtung 33 (beispielsweise
an die Kathodenstrahlröhre
oder den Drucker) aus. Beispielsweise aktiviert die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 ein
in der Speichervorrichtung 6 gespeichertes Analyseprogramm,
und zeigt basierend auf einer Analyse der Eingangsdatendatei die
in jedem Los verwendeten Gesamtaustauschzahlen mit einer in 14 gezeigten
geknickten Linie A chronologisch in der Reihenfolge der Losverarbeitung
an.
-
Dies
bedeutet, dass in dem in 14 gezeigten
Schaubild die horizontale Achse die Losnummer zeigt, wobei neue
Nummern der Reihe nach von links nach rechts angeordnet sind, und
die vertikale Achse die Gesamtzahl der Austausche in jedem Los zeigt.
-
Mit
Hilfe der Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 wird die
Gesamtaustauschanzahl derart eingestellt, dass, wenn die Gesamtzahl
der Austausche beispielsweise fünfzig
erreicht, eine Versagensanalyse durchgeführt wird.
-
Zu
diesem Zeitpunkt zeigt, da die Gesamtanzahl der Austausche im Los
Nr. "CB-15" und im Los Nr. "CB-26" größer oder
gleich 50 ist, die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 diese
mit einer unterschiedlichen Punktfarbe als die anderen Lose an,
wodurch dem Bediener angezeigt wird, dass ein festgelegter Wert überschritten
wird. Hier werden für
den Fall, dass die Gesamtanzahl der Austausche geringer als 50 ist,
die Punkte in "blau" angezeigt, und in dem
Fall, dass die Gesamtanzahl der Austausche größer oder gleich 50 ist, die
Punkte in "rot" angezeigt. Dies
bedeutet, dass die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 dem Maschinenbediener
anzeigt, dass es nun erforderlich ist, eine Analyse zum Herausfinden
des Prozessfehlers durchzuführen.
-
Darüber hinaus
wird in 14 mit der Losnummer auf der
hori zontalen Achse, wobei die vertikale Achse die Anzahl von Wortleitungen
zeigt, die durch redundante Wortleitungen ersetzt werden sowie die
Anzahl von Bitleitungen, die durch redundante Bitleitungen ersetzt
werden, die festgelegte Nummer zur Durchführung einer Versagensanalyse
als geknickte Linie angezeigt, die beispielsweise bei einer Zahl
von 70% (diese Zahl wird basierend auf der Art und dergleichen von
redundanten Wortleitungen und redundanten Bitleitungen bestimmt)
der Anzahl von redundanten Wortleitungen und redundanten Bitleitungen
im Speicherzellenbereich bestimmt werden, die in Lage sind, verändert zu
werden.
-
Auf
diese Weise zeigt in dem Fall, dass entweder die Anzahl der durch
redundante Wortleitungen ersetzten Wortleitungen oder die Anzahl
der durch redundante Bitleitungen ersetzten Bitleitungen die voreingestellte
Anzahl überschreitet,
die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 die Punkte der
Linie an den entsprechenden Losnummern, die die voreingestellte
Nummer übersteigt,
mit einer "roten" Farbe anstelle einer "blauen" Farbe an, und zeigt
dem Maschinenbediener an, dass es nun notwendig ist, eine Analyse
zum Finden des Prozessfehlers auszuführen.
-
Wenn
der Bediener gewarnt wird, dass es nun notwendig ist, eine Analyse
zum Finden des Prozessfehlers wie oben beschrieben durchzuführen, startet
er ein Versagensanalyseprogramm, das in der Speichervorrichtung 6 in
der Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 gespeichert
ist. Die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 arbeitet
dann gemäß dem gestarteten
Versagensanalyseprogramm.
-
Aus
der in der Speichervorrichtung 6 gespeicherten Datenanalysedatei
zeigt die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 auf der
Anzeigevorrichtung 33 wie in 15 gezeigt
ein Balkendiagramm der Beziehung zwischen den Wortleitungsadressen
in jedem Chip der Wafer in einem Los und der Austauschanzahl von Wortleitungen
durch redundante Wortleitungen, und die Beziehung zwischen den Bitleitungsadressen
in jedem Chip der Wafer in dem Los und der Austauschanzahl von Bitleitungen durch
redundante Bitleitungen an.
-
Dies
bedeutet, dass 15(a) die Beziehung zwischen
den Wortleitungsadressen einer jeden Speicherzelle in einem Chip
auf der horizontalen Achse, und der Austauschanzahl der Wortleitungen durch
redundante Wortleitungen im gesamten Los auf der vertikalen Achse
zeigt.
-
Auf ähnliche
Weise zeigt 15(b) die Beziehung zwischen
den Bitleitungsadressen einer jeden Speicherzelle in einem Chip
auf der horizontalen Achse, und der Austauschanzahl der Bitleitungen durch
redundante Bitleitungen im gesamten Los auf der vertikalen Achse.
-
Mit
dieser 15 kann bestimmt werden, welche
Adressen eine besonders große
Austauschanzahl jeder Bitleitung oder Wortleitung (Analysemuster
der Anzahl von Ersetzungen, die Adressen entsprechen) aufweisen.
-
Beispielsweise
wird wie in 15(a) gezeigt, wenn die Bitleitung
mit einer Adresse "0" eine große Austauschanzahl
durch redundante Bitleitungen aufweist, bewertet, dass der dieser
Fehlerverteilung entsprechende Prozess die Ursache des Versagens
ist.
-
Die
Ursache des Versagens der Bitleitungen mit dieser Adresse wird in
einer Fehlerverteilungs-Datenbank 3 im Voraus als Fehlerverteilungsmuster
(das Muster eines Schaubilds von der in 15 gezeigten
Form) gespeichert, und als entsprechendes Schaubild (entsprechende
Tabelle) der Prozessfehler, die diesem Fehlerverteilungsmuster entsprechen.
Basierend auf der entsprechenden Tabelle dieser Fehlerverteilungs-Datenbank 35 zeigt die
Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 den Prozess fehler
mit einem Versagensmuster, welches dem Fehlerverteilungsmuster auf
der Anzeigevorrichtung 33 am meisten ähnelt, als bewertete Versagensdaten
an.
-
Zu
diesem Zeitpunkt beurteilt die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34,
dass das vorstehend genannte Fehlerverteilungsmuster ähnlich dem Versagensmuster
ist, das durch einen Prozessfehler bei der Fotolackbelichtung durch
ein Schrittschaltwerk verursacht wird, wobei die Lichtbeugung in
einigen Mustern geringer ist als in anderen und die Breite des Musters
breiter wird, wobei bewertet wird, dass einer der Belichtungsprozesse
dieses Schrittschaltwerkes die Ursache für das Versagen der Bitleitung ist,
und zeigt dieses bewertete Ergebnis auf der Anzeigevorrichtung 33 an.
Im Allgemeinen weist ein Halbleiterchip Blöcke von Speicherzellen auf,
in denen jeweils Speicherzellen gebildet sind, sowie einen Peripherieschaltkreis,
der den Austausch der Speicherinformation mit dem externen Bereich
steuert. Die Speicherzellenblöcke
können
weiter in eine Vielzahl von Blöcken
unterteilt werden.
-
Des
Weiteren besteht ein Unterschied zwischen der Musterdichte des Speicherzellenblocks und
dem auf der Maske oder der Maskenvorlage ausgebildeten Peripherieschaltkreis.
Daher unterscheidet sich die Größe der am
Umfang des Blocks angeordneten Speicherzellen von den Speicherzellen
in der Mitte des Blocks aufgrund des Einflusses der Lichtbeugung.
Weiter gibt es einen Fall, bei dem sich die Höhe des Speicherblocks vom Peripherieschaltkreis
unterscheidet. In dem Fall, dass ein biegsamer Isolierfilm wie beispielsweise
ein SOG-Film (SOG = spin on glass) auf der Oberseite ausgebildet
ist, könnte
ein Unterschied in der Filmdicke zwischen dem Umfang und dem zentralen
Abschnitt des Blocks vorliegen. Aus diesen Gründen können Unzulässigkeitsbits leicht an einer
spezifischen Adresse konzentriert sein, und die entsprechende Ersatzadressenverteilung
wird zu einem Muster einer spezifischen Versagensursache.
-
Der
Maschinenbediener untersucht den Belichtungsprozess basierend auf
dem auf der Anzeigevorrichtung 33 angezeigten bewerteten
Ergebnis und beseitigt den das Auftreten des Versagens verursachenden
Faktor.
-
Weiter
berechnet die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 aus
der vorstehend erwähnten
Ersatzadressen-Informationsdatei 31 die Gesamtsumme der
Anzahl von Adressen der Wortleitungsersetzungen und der Anzahl von
Adressen der Bitleitungsersetzungen, wobei die Gesamtsumme für die Chips in
entsprechenden Chippositionen auf jedem Wafer für alle Wafer in dem selektierten
Los berechnet wird.
-
Darüber hinaus
führt die
Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 zu diesem Zeitpunkt
die Berechnung für
entsprechende Chippositionen auf jedem Wafer auf einem Wafer-Bildschirm 200 aus.
-
Dann
zeigt die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 eine
Draufsichtfigur (ein Analysemuster, das die Verteilung des vorstehend
erwähnten
Gesamtsummenwerts der Wafer) wie in 16 gezeigt auf
der Anzeigevorrichtung 33 an.
-
Beispielsweise
ist in 16 eine Vergrößerungsansicht
des zentralen Abschnitts des Bildschirms 200 durch den
Bereich R201 dargestellt, und eine Vergrößerungsansicht des unteren
Abschnitts ist durch den Bereich R202 dargestellt. Ebenso wie in diesen
Vergrößerungsansichten
ist der vorstehend erwähnte
Gesamtwert entsprechend Chip 1 angezeigt. Im Bereich R201 zeigt
ein Chipanzeigerahmen 9 Chippositionen, innerhalb derer die Textdaten "61", "73", "49", "58", "89", "50", "40", "77" und "78" in dem Chipanzeigerahmen
angezeigt werden. In dieser Figur ist die Chipposition des Chip
Nr. "C5, 20" gezeigt.
-
Das
heißt,
bei 16 handelt es sich um ein Verteilungsdiagramm,
wobei alle Wafer in einem Los auf einem Bild überlagert sind, und der Gesamtwert der
Stellen, an welchen die Gesamtsummen der Anzahl von Austauschadressen
der Wortleitungen und der Anzahl von Austauschadressen der Bitleitungen aller
Chips an jeder Stelle auf der Überlagerung
addiert werden, ist an den entsprechenden Chipstellen gezeigt, aus
welchen beurteilt werden kann, welcher Bereich auf dem Wafer Chips
aufweist, auf welchen der vorstehend erwähnte Gesamtwert ungewöhnlich hoch
ist.
-
Hier
wird der vorstehend erwähnte
Gesamtwert mit Hilfe der Versagens-Analysevorrichtung 2 berechnet,
die die Anzahl von Adressen von Austauschen von Wortleitungen und
die Anzahl von Adressen von Austauschen von Bitleitungen für jeden
aus der Analysedatei extrahierten Chip verwendet.
-
Zu
diesem Zeitpunkt zeigt die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 keinen
numerischen Wert an der Chipstelle an, wobei jedoch durch Veränderung
der Anzeigefarbe einer jeden Chipstelle auf dem Wafer mit Abstufungen
für jeden
Wert in vorbestimmten numerischen Bereichen, und durch Veränderung
der Anzeigefarbe der Chipstelle (beispielsweise blau, wenn die Austausch-Gesamtanzahl
von 0 bis 10 reicht, gelb, wenn sie von 11 bis 20 reicht, rot, wenn
sie größer oder
gleich 21 ist, usw.), wird das Analysemuster für jeden Wert in vorbestimmten
numerischen Bereichen klassifiziert, so dass es klar wird und so
den Vergleichsprozess mit Versagensmustern, (Fehlerverteilungsmustern
einer ähnlichen Form
im Vergleich zu den Analysemustern, wobei der vorstehend genannte
Gesamtwert für
jeden Wert in vorbestimmten numerischen Bereichen klassifiziert wird),
die in der Fehlerverteilungs-Datenbank (Datenbank: DB) 35 im
Voraus gespeichert werden, vereinfacht.
-
Basierend
auf der entsprechenden Tabelle der in der Fehlerverteilungs-Datenbank 35 gespeicherten
Versagensmuster und ihrer Prozessfehler erfasst die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 den
Prozessfehler mit einem Versagensmuster, das dem in
-
16 gezeigten
Analysemuster am meisten gleicht, und extrahiert aus der entsprechenden Tabelle
den Prozessfehler, der dem Versagensmuster entspricht, das als das
am meisten dem vorstehend genannten Analysemuster gleichende Versagensmuster
erfasst wurde, und zeigt dieses auf der Anzeigevorrichtung 33 als
Bewertungsdaten an.
-
Weiter
zeigt, wie es in 17 gezeigt ist, die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 eine
Draufsichtsfigur von der Ersatzinformations-Adressdatei 31 an,
wobei, ähnlich
wie in 16, die Summe der Anzahl von
Ersatzadressen der Wortleitungen und der Anzahl der Ersatzadressen
von Bitleitungen für jede
Chipposition auf den Wafern für
alle geradzahligen Wafer und alle ungeradzahligen Wafer in dem Los
berechnet wird, die Gesamtsummen der entsprechenden Chippositionen
für alle
geradzahligen Wafer und alle ungeradzahligen Wafer berechnet werden, und
die erhaltene Gesamtsumme auf jeder Chipposition auf dem Wafer auf
der Anzeigevorrichtung 33 angezeigt wird.
-
Dies
bedeutet, dass 17 ein Verteilungsmuster der
Austauschanzahl zeigt, wobei die Gesamtsumme der Chip-Austauschanzahl
für jede Chipposition
für alle
Wafer in dem in 16 gezeigten Los für alle geradzahligen
und ungeradzahligen Wafer in dem Los zur Anzeige getrennt sind.
In 17 zeigt 17(a) ein
auf einem Bildschirm 201 auf der Anzeigevorrichtung 33 angezeigtes
Waferverteilungsmuster des Gesamtsummenwerts der Austauschanzahl
auf geradzahligen Wafern, und 17(b) zeigt
ein auf einem Bildschirm 202 auf der Anzeigevorrichtung 33 angezeigtes
Waferverteilungsmuster des Gesamtsummenwerts der Austauschanzahl
auf ungeradzahligen Wafern.
-
Dann
zeigt 17(c) die numerischen Kategorien
für die
Muster in 17(a) und 17(b). Hier zeigt beispielsweise 17(c), dass im Bildschirm 201 in 17(a) und dem Bildschirm 202 in 17(b) Bereiche, in denen der Gesamtsummenwert
der Austauschanzahl pro Chip in jeder Chipposition im Be reich von
0 bis 10 liegt, mit blauer Farbe wie im Bereich P gezeigt gekennzeichnet
sind, im Bereich von 11 bis 20 mit gelber Farbe wie im Bereich Q gezeigt
gekennzeichnet ist, und im Bereich größer oder gleich 21 mit roter
Farbe wie im Bereich R gezeigt gekennzeichnet sind.
-
Weiter
wird ähnlich
wie in 17 in 16 das
Verteilungsmuster in vorbestimmten Bereichen des Gesamtsummenwerts
der Austauschanzahl in den selben Farben wie in 17(c) erzeugt.
-
Weiter
kann in den 16 und 17 jeder Chiprahmen
des Wafers auf dem von einer Ausgangsvorrichtung 5 angezeigten
Bildschirm nur im Inneren eine Farbe aufweisen, die der Farbe des
Gesamtsummenwerts entspricht. Der Gesamtsummenwert kann jedoch auch
auf der Farbe angezeigt werden.
-
Weiter
erfasst die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 basierend
auf der in der Fehlerverteilungs-Datenbank 35 gespeicherten
entsprechenden Tabelle der Versagensmuster und ihren Prozessfehlern
den Prozessfehler entsprechend dem Versagensmuster durch Annäherung an
das in 17 gezeigte Analysemuster, und
extrahiert aus der entsprechenden Tabelle den Prozessfehler, der dem
Versagensmuster entspricht, das als das dem vorstehend genannten
Analysemuster als angenähertes
Versagensmuster erfasst worden ist, um dieses auf der Anzeigevorrichtung 33 als
Bewertungsdaten anzuzeigen. Zu diesem Zeitpunkt vergleicht die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 die
beiden Verteilungsmuster der geradzahligen Wafer auf dem Bildschirm 201 und
der ungeradzahligen Wafer auf dem Bildschirm 202, welche
in 17(a) bzw. 17(b) gezeigt sind, mit dem in der Fehlerverteilungs-Datenbank 35 gespeicherten
Versagensmuster zur gleichen Zeit. Wenn es einen Unterschied bei den
Mustern gibt, folgert die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 daraus,
dass ein Versagen in einem der beiden Teile der einzelnen Waferbearbeitungs-Plasmavorrichtung
vor liegt.
-
Weiter
erhält
die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 wie in 18 gezeigt
basierend auf der Vref-SICHERUNGS-Nummer, die den unterbrochenen
Sicherungen von Chips auf dem Wafer in der Sicherungsadressdatei 5 entspricht,
den Spannungswert der Referenzspannung Vref vor der Korrektur und
zeigt diesen Spannungswert der Referenzspannung Vref, bevor eine
Korrektur aller Chips in dem Los erfolgt, in Form eines Balkendiagramms
an. In 18 gibt die horizontale Achse
die Referenzspannung Vref wieder und die vertikale Achse gibt die
Anzahl der Chips wieder, in denen die LSI-Prüfvorrichtung 1 die
entsprechende Referenzspannung gemessen hat.
-
Hier
bedeutet der Text "kein
Gebrauch" am rechten
Ende der horizontalen Achse, die den Referenzspannungswert in dem
Balkendiagramm in 18 zeigt, unbenutzte Chips.
-
Auf
diese Weise analysiert die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 basierend
auf der Analyse des Referenzspannungs-Vref-Musters in dem in 18 gezeigten
Balkendiagramm die Differenz beim Transistor-Schwellenwert VT, und
zeigt die Prozessschritte (Ionenimplantationsschritte, Gate-Oxidfilm-Erzeugungsschritte
und dergleichen), die mit den Differenzen beim Schwellenwert VT
in Zusammenhang stehen, als das Bewertungsergebnis auf der Anzeigevorrichtung 33 an.
-
Weiter
zeigt die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 auf der
Anzeigevorrichtung 33 eine in 19 gezeigte
Draufsichtsfigur (Analysemuster) an, wobei von den Daten, welche
die Unterbrechung von Sicherungen für den in der Wafer-Prüfinformationsdatei 23 gespeicherten,
in 13 nicht gezeigten Selbstauffrisch-Zeitgeber anzeigen,
Summenwerte der Selbstauffrisch-Zeitgeber-Taktzeit der entsprechenden
Chippositionen auf dem Wafer für
alle Wafer auf jeder entsprechenden Chipposition auf dem Wafer angezeigt
werden.
-
Dies
bedeutet, dass 19(a) eine Verteilungsfigur
ist, in der alle Wafer überlagert
sind, wobei die Selbstauffrisch-Zeitgeber-Taktzeiten
der Chips an jeder Chipposition addiert und in den entsprechenden
Chippositionen auf dem auf der Anzeigevorrichtung 33 angezeigten
Wafer-Bildschirm 203 angezeigt werden, und aus denen beurteilt
werden kann, welche Bereiche auf dem Wafer Chips aufweisen, die ungewöhnlich niedrige
vorstehend erwähnte
Summenwerte aufweisen (wobei Analysemuster die Verteilung der vorstehend
erwähnten
Summenwerte auf dem Wafer zeigen) .
-
Der
in dem Chiprahmen einer jeden Chipposition auf dem vorstehend erwähnten Bildschirm 203 angezeigte
Summenwert ist ein numerischer Wert der Zählung aller Chips auf allen
Wafern in dem Los, die beispielsweise an der Waferposition Chip
Nr. "C5, 20" in 13 und 16 vorliegen,
und die so bewertet werden, dass sie kurze Selbstauffrisch-Zeitgeber-Zykluszeiten
aufweisen .
-
Hier
wird der vorstehend genannte Zählwert mit
Hilfe der Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 basierend
auf Korrekturinformationen der Selbstauffrisch-Zeitgeber-Taktzeit
für jeden
Wafer berechnet, der aus der Wafer-Prüfinformationsdatei 23 extrahiert
wird.
-
Zu
diesem Zeitpunkt zeigt die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 den
numerischen Wert an der Chipposition nicht an, wobei jedoch durch
Verändern
der Anzeigefarbe einer jeden Chipposition auf dem Wafer in Abstufungen
für jeden
Wert in vorbestimmten numerischen Bereichen, und durch Verändern der
Anzeigefarbe der Chipposition das Analysemuster für jeden
Wert in den vorbestimmten numerischen Bereichen klassifiziert wird,
so dass es klar wird und so den Vergleichsprozess mit Versagensmustern
vereinfacht, (Fehlerverteilungsmuster mit einer ähnlichen Form wie das Analysemuster,
wobei der vorstehend erwähnte
Zählwert
für jeden
wert in vorbestimmten numerischen Bereichen klassifiziert wird),
die in der Fehlerverteilungs-Datenbank 35 im Voraus
gespeichert werden.
-
In 19 beispielsweise,
in der der Zählwert der
Chips an jeder Chipposition, welche eine Einstellung des Selbstauffrisch-Zeitgebers
für eine Selbstauffrischung
0 bis 2 ist, weist das Verteilungsmuster (Analysemuster) auf dem
Bildschirm 203 in 19(a) wie
im Bereich H von 19(b) gezeigt die Farbe blau
auf, wobei ein Zählwert
von 3 bis 5 wie im Bereich I gezeigt mit gelber Farbe gekennzeichnet ist,
wobei ein Zählwert
von 6 bis 8 wie im Bereich J gezeigt mit roter Farbe gekennzeichnet
ist, und wobei ein Zählwert
größer oder
gleich 9 wie im Bereich K gezeigt mit schwarzer Farbe gekennzeichnet
ist.
-
Hier
muss die Selbstauffrisch-Zeitgeber-Taktzeit kürzer als die Daten-Haltezeit
der Speicherzelle sein. Die Daten-Haltezeit bezeichnet die Zeitdauer,
die ein eine elektrische Ladung speichernder Kondensator ausreichend
elektrische Ladung als Daten speichern kann, die von einem Leseverstärker als
0/1 bewertet werden können.
Weiter, wenn die kürzeste
Daten-Haltezeit des gesamten Speichers in einem Chip die Haltezeit
ist, dann muss die Auffrisch-Zeitgeber-Taktzeit kürzer als
die Haltezeit sein.
-
Daher
folgert die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 in dem
Fall, dass die Verteilung der Chips im Wafer, welcher eine Korrektur
der Selbstauffrisch-Zeitgeber-Zykluszeit benötigt, lang ist, dass der Prozessschritt
zur Ausbildung des vorstehend genannten Kondensators einen Prozessfehler
aufweist, und zeigt das Ergebnis auf der Anzeigevorrichtung 33 an.
-
Darüber hinaus
sind in allen Bildschirmen in 17 und 19 die
Leitungen der die Chippositionen zeigenden Chiprahmen zum einfachen
Verständnis
der Analysemusterzeichnung weggelassen, mit dem Zweck, die Farbunterscheidung
eines jeden Wertes in vorbestimmten numerischen Bereichen sowie
die Veränderung
der Farbabstufungen zu erklären.
-
Weiter
unterbricht die Abgleichvorrichtung 3 basierend auf der
Sicherungsdatei die Sicherungen der Halbleiterspeicherchips für jeden
Wafer, und ersetzt die Wortleitungen und Bitleitungen durch redundante
Wortleitungen und redundante Bitleitungen.
-
Jeder
Wafer wird von der Wafer-Prüfvorrichtung 22 erneut
geprüft,
nachdem die vorstehend erwähnten
Wortleitungen und Bitleitungen durch redundante Wortleitungen und
redundante Bitleitungen ersetzt worden sind.
-
Zu
diesem Zeitpunkt werden fehlerhafte Chips ausgemustert. Andererseits
werden zulässige (PASS)
Chips (als fehlerfreie Produkte bewertet) mit einer Säge auf einer
Paketmontagevorrichtung 26 zerschnitten/getrennt, in eine
Chipeineinheit zusammengebaut und durch Kunstharz und dergleichen
in eine Chipeinheit gepackt. Anschließend wird eine erneute Prüfung durchgeführt, und
die als fehlerfrei bewerteten Produkte werden ausgeliefert.
-
Darüber hinaus
speichert die Fehlerverteilungs-Datenbank 35 die Versagensmuster
in Form der entsprechenden Tabelle, wobei die Versagensmuster eine
Form (Musterform) aufweisen, die ähnlich den durch Schaubilder
und Figuren in den 15, 16, 17 und 19 gezeigten
Analysemustern sind, die den Prozessschritten der Prozessfehler
abhängig
von jedem Fehlermuster entsprechen.
-
Da
die Analysedaten, in die die Adressen von durch redundante Schaltkreise
ersetzten Bitleitungen und Wortleitungen eingegeben werden, wie oben
beschrieben chronologisch als Daten in der redundanten Adressinformationsdatei 31 gespeichert werden,
ist eine große
Speicherkapazität,
die für
die Speicherung von Bitmapdaten einer herkömlicher Loseinheit benötigt wird,
bei der vorliegenden Erfindung nicht nötig, und so ist es möglich, Informationen über jeden
Chip auf allen Wafern in einem Los über einen langen Zeitraum chronologisch
zu speichern.
-
Weiter
müssen
bei der vorliegenden Erfindung, da die Ersatzadressinformationen über einen langen
Zeitraum gespeichert werden können,
wenn eine Prozessanalyse eines betreffenden Loses durchgeführt wird,
verschiedene Arten von Prüfung für jeden
Chip, der als unzulässig
(FAIL) bewertet wurde, nicht erneut von der LSI-Prüfvorrichtung 1 durchgeführt werden,
wodurch die Reduzierung der Anzahl von Analyseschritten ermöglicht wird.
Weiter liegt für
gewöhnlich
insofern ein Problem vor, dass, wenn eine Sicherung erst einmal
unterbrochen ist, der Zustand vor der Unterbrechung nicht geprüft werden
kann. Allerdings ist im Falle der vorliegenden Erfindung kein erneuter
Test erforderlich, da der Testzustand vor der Unterbrechung gespeichert
wird.
-
Wie
vorstehend beschrieben ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, Losinformationen über einen
langen Zeitraum chronologisch zu speichern, da die Datenkapazität für die Chips
eines jeden Loses reduziert werden kann. Beispielsweise beträgt im Falle
eines 128 MByte-Speichers die Speicherkapazität in etwa 5 MByte für ein Los
(25 Wafer, 200 Chips auf einem Wafer), so dass die Daten von 200
Losen auf einer Festplatte mit 1 GByte gespeichert werden können.
-
Als
Nächstes
wird ein Betriebsbeispiel einer Ausführungsform mit Bezug auf 1, 13 und 20 beschrieben. 20 ist
ein Ablaufdiagramm zur Erklärung
eines Halbleiterspeicher-Herstellungsverfahrens
der vorliegenden Erfindung. Hierbei ist der für die Beschreibung verwendete
Halbleiterspeicher ein Speicher mit redundanten Schaltkreisen, beispielsweise
ein DRAM-Speicher.
-
Es
folgt eine Beschreibung, welche von der Verarbeitungsfolge des Ablaufdiagramms
in 20 gefolgt wird.
-
Nachdem
Waferprozesse, wie z.B. Ionenimplantationsschritte (Verunreinigungs-Injektionsschritte),
Diffusionsschritte, Dünnfilm-Ablagerungsschritte, Bemusterungsschritte, Ätzschritte,
Rückschleifschritte
und dergleichen beendet sind, wird in Schritt S1 eine einfache Prüfung der
elektrischen Eigenschaften und funktionalen Eigenschaften nur zur Überprüfung des
Betriebs eines jeden Chip aus einer Vielzahl von auf einem Wafer
ausgebildeten Chips für
jeden Wafer eines Loses mit Hilfe der LSI-Prüfvorrichtung 1 durchgeführt.
-
Dann
gibt die LSI-Prüfvorrichtung 1 Bitmapdaten,
welche die Adressen von Unzulässigkeitsbits (Speicherzellen)
im Speicherzellenfeld des Speichers zeigen, an die Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 für jeden
Chip aus.
-
Dann
analysiert die Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 basierend
auf den für
jeden Wafer eingegebenen Bitmapdaten die Kombination von Wortleitungen
und Bitleitungen, um die Unzulässigkeitsbits
eines jeden Chip auf dem Wafer wirksam zu speichern, und schreibt
Sicherungsadressen für die
Zuordnung der Positionen von zu unterbrechenden Adressen in die
in 9 gezeigte Sicherungs-Adressdatei 5.
-
Weiter
wählt die
Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 auf ähnliche
Weise basierend auf dem Spannungswert der Referenzspannung Vref eine
für jeden
Chip auf allen Wafern zu unterbrechende Vref-SICHERUNGS-Nummer aus,
und schreibt diese in die Sicherungsadressdatei 5.
-
Weiter
beurteilt die Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 aus
dem Prüfergebnis
der LSI-Prüfvorrichtung 1,
ob eine Korrektur der Selbstauffrisch-Zeitgeber-Taktzeit notwendig
ist, und schreibt Informationen darüber, welche Sicherungen unterbrochen
werden sollen, um die Selbstauffrisch-Zeitgeber-Takt zeit für die Chips
zu korrigieren, die die Korrektur der Selbstauffrisch-Zeitgeber-Zykluszeit
erfordern, in die Sicherungs-Adressdatei 5. Auf ähnliche
Weise werden die Sicherungsadressen an die Abgleichvorrichtung 3 ausgegeben,
und die Sicherungen für
alle Chips werden unterbrochen.
-
Als
Nächstes
erzeugt in Schritt S3 die Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 aus
der Sicherungs-Adressdatei 5 die Zwischendatei in 12 basierend
auf der Tabellenformatdatei in 11.
-
Weiter
speichert die Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 die
Adressen der ersetzten Wortleitungen und Bitleitungen in der Ersatzadressen-Informationsdatei 31 nacheinander
für jeden
Chip/Wafer basierend auf dieser Zwischendatei.
-
Wenn
die Ersatzadressen-Informationsdatei 31 (für jedes
Los erzeugt) für
ein neues Los erzeugt wird, bildet die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 die
Gesamtaustauschanzahl aus dieser Adressinformationsdatei 31.
-
Dann
beurteilt in Schritt S4 die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32,
ob die Gesamtaustauschanzahl größer oder
gleich "50" ist, wobei "50" ein in der Speichervorrichtung
voreingestellter numerischer Wert ist.
-
Zu
diesem Zeitpunkt, wenn die Gesamtaustauschzahl in einem Los mit
der Los Nr. "CB-14" "30" ist,
bestimmt die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32, dass
eine Versagensanalyse nicht notwendig ist, und die Steuerung geht
zu Schritt S7 weiter.
-
Als
Nächstes
schreibt die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 in
Schritt S7 einen "blauen" Punkt, der anzeigt,
dass die Gesamtaustauschanzahl nicht größer als der Grenzwert zur Ausführung einer
Versgensanalyse ist, in die Position des Loses Nr. "CB-14", die dem in 14 gezeigten
Leitungsschaubild entspricht, und beendet die Verarbeitung des Loses
mit der Los Nr. "CB-14".
-
Andererseits,
wenn in Schritt S4 die Gesamtaustauschanzahl des im Anschluss an
Los Nr. "CB-15" verarbeiteten Loses
beispielsweise "51" beträgt, bestimmt
die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32, dass eine
Versagensanalyse erforderlich ist, und geht weiter zu Schritt S5.
-
Auf
diese Weise beurteilt die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 die
Gesamtaustauschanzahl chronologisch und nacheinander, und so ist
es möglich,
das Auftreten von Prozessfehlern in Echtzeit zu erfassen.
-
Weiter
kann, wenn die Veränderung
bei der Gesamtaustauschzahl für
den Prozess und der Häufigkeit
von Prozessfehlern einen zyklischen Trend zeigt, eine Wartung des
entsprechenden Prozesses durchgeführt werden, bevor die Gesamtaustauschzahl
durch das Auftreten tatsächlicher
Prozessfehler erheblich zunimmt, da die Ereignisdaten der Gesamtaustauschzahl
in jedem Los über
einen langen Zeitraum als Analysedaten in der Ersatzadressen-Informationsdatei 31 gespeichert
sind.
-
Zu
diesem Zeitpunkt kann die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 die
Notwendigkeit der vorstehend erwähnten
Wartung erfassen, indem sie den selben Prozess wie die Versagensanalyse
zur Bewertung von Prozessfehlern ausführt.
-
Dann
führt die
Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 in Schritt S5 eine
Versagensanalyse des Loses mit der Los Nr. "CB-15" durch, welches als Los identifiziert
worden ist, das eine Versagensanalyse benötigt.
-
In
diesem Schritt S5 erzeugt die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 basierend
auf der Losnummer, der Wafernummer, der Chipnummer, den ersetzten
Wortleitungen und Bitleitungen für jeden Chip,
Vref-SICHERUNGS-Nummern, Sicherungs-Unterbrechungsinformationen
darüber,
ob die Selbstauffrisch-Zeitgeber-Taktzeit
zu korrigieren ist oder nicht, und dergleichen, in der redundanten Adresseninformationsdatei 31 eine
Verteilung der Positionen, an denen Fehler auftreten. Beispielsweise
wird eine statistische Prozessanalyse durchgeführt, welche die in den Schaubildern
und Figuren in 15, 16, 17 und 19 gezeigten
Analysemuster verwendet. Basierend auf dem Ergebnis beurteilt die
Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 den Grad der Korrelation
zwischen jedem Analyse- und Fehlermuster, und folgert aus diesen
nacheinander die Schritte, in denen Prozessfehler entsprechend jedem
Analysemuster auftreten.
-
Dieser
Versagensanalyseprozess wird nun unter Verwendung des Ablaufdiagramms
von 21 beschrieben. 21 ist
ein Ablaufdiagramm zur Erklärung
des Prozesses einer Halbleiterspeicher-Versagensanalyse der vorliegenden
Erfindung.
-
In
Schritt S51 erzeugt die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 ein
Schaubild, das die Austauschanzahl im redundanten Speicherbereich
zeigt, der allen Adressen der in 15 gezeigten
Wortleitungen und Bitleitungen entspricht, aus der Ersatzadressen-Informationsdatei 31.
-
Dann
beurteilt die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 die
Korrelation zwischen dem Versagensmuster von der Form in 15,
welches in der Fehlerverteilungs-Datenbank 35 gespeichert
ist, und dem Analysemuster des Loses Nr. "CB-15" in 15.
-
Auf
diese Weise folgert die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34,
wenn der Grad an Korrelation hoch ist, den Prozessfehler entsprechend diesem
Versagensmuster in der Fehlerverteilungs-Datenbank 35,
und gibt Textdaten, welche diesen Prozessfehler als Ergebnis zeigen,
an die Anzeigevorrichtung 33 aus.
-
Als
Nächstes
erzeugt die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 in
Schritt S52 aus der Ersatzadressen-Informationsdatei 31 ein
Analysemuster als eine Draufsichtsfigur (oder eine Verteilungsfigur,
wobei jeder Chip eine vorgegebene Farbe für jeden numerischen Wert des
Gesamtsummenwerts aufweist), wobei die in 16 gezeigten
Gesamtsummenwerte, welche die Gesamtaustauschanzahl in den Chips
an entsprechenden Chippositionen auf jedem Wafer für alle Wafer
sind, an Positionen angezeigt werden, die jeder Chipposition auf dem
Bild des Wafers entsprechen.
-
Dann
beurteilt die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 die
Korrelation zwischen dem Versagensmuster der in 15 gezeigten
Form, das in der Fehlerverteilungs-Datenbank 35 gespeichert ist,
und dem Analysemuster des Loses Nr. "CB-15" in 16.
-
Auf
diese Weise folgert die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34,
wenn der Grad an Korrelation hoch ist, den Prozessfehler entsprechend dem
Versagensmuster in der entsprechenden Tabelle, und gibt Textdaten,
die diesen Prozessfehler als Ergebnis zeigen, an die Anzeigevorrichtung 33 aus.
-
Als
Nächstes
erhält
die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 aus der Ersatzadressen-Informationsdatei 31 die
Gesamtsummenwerte, wobei die Gesamtaustauschzahlen an jeder Chipposition
auf dem Wafer für
alle geradzahligen Wafer und alle ungeradzahligen Wafer in dem Los
aufsummiert werden.
-
Die
Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 erzeugt dann ein
Analysemuster als eine Draufsichtsfigur (oder eine Verteilungsfigur,
wobei jeder Chip eine vorgegebene Farbe für jeden numerischen Wert des
Gesamtsummenwerts aufweist), wobei die geradzahligen Wafer in 17(a) und die ungeradzahligen Wafer in 17(b) mit Positionen gezeigt sind, die jeder Chipposition
auf dem Bild des Wafers entsprechen.
-
Die
Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 beurteilt die Korrelation
zwischen dem in der Fehlerverteilungs-Datenbank 35 gespeicherten
Paar von Versagensmustern in 17(a) und 17(b), und dem Paar von Analysemustern für 17(a) und 17(b) des
Loses Nr. "CB-15".
-
Auf
diese Weise folgert die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34,
wenn beide 17(a) und 17(b) einen
hohen Grad an Korrelation zwischen den Versagensmustern und den
Analysemuster aufweisen, den Prozessfehler entsprechend diesen Versagensmustern
in der entsprechenden Tabelle und gibt als Ergebnis Texdaten, welche
den Prozessfehler zeigen, an die Anzeigevorrichtung 33 aus.
-
Als
Nächstes
erhält
die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 in Schritt
S53 aus den Vref-SICHERUNGS-Nummern in der Analysedatei die Referenzspannung
vor der Korrektur eines jeden Chip und erzeugt ein Balkendiagramm,
das die Beziehung zwischen der in 18 gezeigten
Referenzspannung und der Anzahl der Chips in dem dieser Referenzspannung
entsprechenden Los zeigt.
-
Die
Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 analysiert basierend
auf dem Analysemuster der Referenzspannung Vref in dem Balkendiagramm
die Differenz beim Schwellenwert und zeigt Textdaten, welche die
Prozessschritte (Ionenimplantationsschritte, Gate-Oxidfilm-Erzeugungsschritte
und dergleichen) zeigen, die in Zusammenhang mit der Differenz beim
Schwellenwert als bewertetes Ergebnis stehen, auf der Anzeigevorrichtung 33 an.
-
Als
Nächstes
erzeugt die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 in
Schritt S54 ein Analysemuster, das die Verteilung der Chipanzahl
zeigt, die eine Korrektur der Selbstauffrisch-Zeitgeber-Taktzeit wie in 19 gezeigt
erfordern, wobei die Chips, die eine Korrektur der Selbstauffrisch-Zeitgeber-Takt zeiten
benötigen,
aus Daten abgerufen werden, die die Unterbrechung der Sicherungen
für den Selbstauffrisch-Zeitgeber
in der Ersatzadressen-Informationsdatei anzeigen, und für jede Chipposition auf
dem gesamten Wafer gezählt
werden, und die Gesamtanzahl an der Position, die jeder Chipposition auf
dem Bild des Wafers entspricht, angezeigt wird.
-
Dann
bewertet die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 die
Korrelation zwischen dem Versagensmuster von der Form in 19,
das in der Fehlerverteilungs-Datenbank 35 gespeichert ist,
und dem Analysemuster des Loses Nr."CB-15" in 19.
-
Auf
diese Weise folgert die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34,
wenn der Grad an Korrelation hoch ist, den Prozessfehler, der dem
Versagensmuster in der entsprechenden Tabelle entspricht, und gibt
Textdaten, welche den Prozessfehler als Ergebnis zeigen, an die
Anzeigevorrichtung 33 aus.
-
Als
Nächstes
stellt die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 in Schritt
S55 graphisch die chronologische Veränderung der Fehler wie in 14 gezeigt
dar. Dann folgert die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 basierend
auf der chronologischen Fehlerveränderung die Prozessfehler.
-
Bei
Schritt S56 zeigt die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 Schaubilder
wie mit den Mustern K und L (Versagensmustern) gezeigt. Die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 kann
analysieren, ob die in diesem Los auftretenden Versagen von der
Waferposition oder der Prozessfolge abhängen, und folgert den Prozessfehler
aus der chronologischen Veränderung
der Fehler.
-
Dann
beendet die Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 die
Versagensanalyse des in 21 gezeigten
Schritts S5, und die Steuerung geht weiter zu Schritt S6 in 20.
-
Zu 20 zurückkehrend
führt der
Maschinenbediener in Schritt S6 eine reale Versagensanalyse der
damit verbundenen Prozessschritte für den Prozessfehler aus, der
durch das von der Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 ausgegebene
Ergebnis bewertet wird. Anschließend führt der Maschinenbediener eine
Wartung der mit dem Prozess mit dem nachgewiesenen Prozessfehler
verbundenen Vorrichtung aus.
-
Auf
diese Weise kann bei der vorliegenden Erfindung eine Bewertung des
Prozessfehlerschrittes in Echtzeit durchgeführt werden, da chronologische Daten
einer Vielzahl von Losen durch das Zeilendiagramm in 14 erhalten
wird. In dem Fall, dass ein Los, das vor dem Los des Analysegegenstandes
bearbeitet wurde, analysiert werden muss, kann der Prozessfehler
schnell beurteilt werden, ohne dass frische Daten von den Chips
gesammelt werden müssen,
und es kann eine Rückkopplung
zu dem Prozess in zeitlich günstiger
Weise durchgeführt
werden. So kann die Stabilität
des gesamten Halbleiterspeicherchip-Waferprozesses verbessert werden,
und somit wird eine Verbesserung der Produktivität bewirkt.
-
Als
Nächstes
schreibt in Schritt S7 die Fehlerverteilungs-Analysevorrichtung 32 einen "roten" Punkt, welcher anzeigt,
dass die Gesamtaustauschanzahl größer oder gleich dem Grenzwert
für die Durchführung einer
Versagensanalyse ist, und dass eine Versagensanalyse durchgeführt worden
ist, an die Position des Loses Nr. "CB-15" entsprechend dem in 14 gezeigten
Balkendiagramm, und beendet die Verarbeitung des Loses mit der Los
Nr. "CB-15".
-
Auf
diese Weise kann der Maschinenbediener durch Bestätigung des
Balkendiagramms in 14 bestätigen, zu welchem Zeitpunkt
die Versagensanalyse durchgeführt
wird, und kann zu einem gewissen Grad den als Nächstes auftretenden Prozessfehler
aus dem zyklischen Trend dieser Versagensanalyse vorhersagen (oder
lässt die
Prozessfehler-Bewertungsvorrichtung 34 folgern), wodurch eine
frühe Wartung
der Einrichtung und der gleichen ermöglicht wird, während die
Prozessfehler unbedeutend sind.
-
Weiter
kann es bei der vorliegenden Erfindung selbst dann, wenn die Notwendigkeit
einer Versagensanalyse nach der Montage erfolgt, nicht notwendig
sein, die LSI-Prüfvorrichtung 1 zu
verwenden, um erneut frische Daten aus den Halbleiterspeichern zu
erhalten, nachdem diese in Pakete zusammengebaut worden sind, um
die Ursache des Auftretens des Versagens im Waferprozess zu analysieren, da
die Analysedatei chronologisch und über einen langen Zeitraum aufgebaut
wird, und folglich wird die Wirksamkeit der Versagensanalyse verbessert.
-
Weiter
ist es bei der vorliegenden Erfindung möglich, gewarnt zu werden, bevor
eine große
Menge defekter Produkte auftritt, da die Anordnung derart ist, dass
Prozessfehler nicht nur für
defekte Halbleiterspeicher bewertet werden, sondern auch für fehlerfreie
Produkte.
-
Darüber hinaus
ist es durch Betrachtung der Unzulässigkeits-Bitmaps der ersten und zweiten Druckschrift
des Standes der Technik zur Versagensanalyse nicht möglich, zu
beurteilen, ob der Halbleiterspeicher in dem Bereich liegt, in dem
unzulässige Bits
durch redundante Schaltkreise ersetzt werden, mit anderen Worten,
ob sie durch redundante Schaltkreise wiedergewonnen werden können. Mit
der vorliegenden Erfindung ist es hingegen möglich, da die Versagensursache
basierend auf der Austauschanzahl bewertet wird, die Versagensursache
in Beziehung zu der Position der defekten Zellen zu analysieren
und dazu, ob sie in dem möglichen
Bereich für
einen Austausch liegt, d.h. ob sie in der Lage ist, als fehlerfreies
Produkt ausgeliefert zu werden. Weiter sind, da das Verhältnis der
Austauschanzahl zur verfügbaren
Gesamtaustauschanzahl (nachfolgend als Austauschverhältnis bezeichnet)
erkannt werden kann, der Prozessspielraum und die Stabilität immer verständlich und
die Fertigungsstraße
ist steuerbar. Dies bedeutet, dass es bei einem Austauschverhältnis von
nahezu 100% möglich
ist, vorherzusagen, dass eine geringe Prozessveränderung ein Abfall der Ausbeute
verursachen könnte.
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Durch
Rückkopplung
der Information über aormale
Prozessschritte, die durch die vorstehend genannte Versagensanalyse
des Waferprozesses erhalten wird, ist es möglich, Gegenmaßnahmen
zur Korrektur anormaler Prozessschritte im Waferprozess zu beschleunigen,
und durch den Einsatz der Gegenmaßnahmen zu Beginn eines neuen
Prozesses (Entwicklung) oder für
eine Prozessverwaltung eines augenblicklich verwendeten Prozesses
können anormale
Prozessschritte früh
erfasst werden, was nützlich
für die
Prozessstabilität
ist.
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Weiter
wurde die Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 bereits
im Hinblick auf die Sicherungseinstellung der redundanten Schaltkreise
in einem Halbleiterspeicher eingeführt. Da die bestehende Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 zur Umwandlung
von Versagens-Bitmapinformationen in Ersatzadressinformationen verwendet
werden kann, muss eine teure Informationsverarbeitungsvorrichtung
wie bei der zweiten Druckschrift des Standes der Technik nicht eingeführt werden,
und fehlerhafte Zelleninformationen können zur Speicherung und Analyse
komprimiert werden, wodurch die Bewertung von Prozessfehlern auf
dieser Basis ermöglicht wird.
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Weiter
ist es durch die vorliegende Erfindung möglich, da die Analysedateien
eines jeden Loses chronologisch über
eine lange Zeitdauer aufgebaut werden können, dann zur Qualitätskontrolle
eines jeden Prozessschrittes in dem Waferprozess die Verarbeitungszeit
und die Daten eines jeden Prozessschrittes des Loses aus den Losnummern
zu spezifizieren, und es ist zudem möglich, die Hauptelemente des
Prozesses selbst, wie z.B. Umweltbedingungen, zur Untersuchung von
Anormalitäten
der ein Versagen verursachenden Prozessschritte zu analysieren.
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Vorstehend
wurde eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausführlich
mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Dieser spezifische Aufbau
ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform
beschränkt, und
Veränderungen
hinsichtlich Design und dergleichen innerhalb eines Schutzumfanges,
die nicht vom Kern der vorliegenden Erfindung abweichen, werden ebenfalls
von der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
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Weiter
ist in der obigen Beschreibung ein Beispiel beschrieben, bei dem
das Format der Sicherungsadressen-Datenausgabe an die Abgleichvorrichtung 3 mit
Hilfe der Ersatzadressen-Analysevorrichtung 42 in ein Ersatz-Halbleiterspeicher-Adressenformat
umgewandelt wird. Andererseits kann die von der Ersatzadressen-Entscheidungsvorrichtung 2 bestimmte
Ersatzadresse direkt an die Ersatzadressen-Informationsdatei 31 ausgegeben
werden. Mit einem derartigen Aufbau ist der Schritt zur Schaffung einer
Zwischendatei, welche in den 11 bis 13 gezeigt
ist, nicht erforderlich.
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In
der vorliegenden Erfindung ist die Anordnung folgendermaßen: ein
Halbleiterspeichertest wird ausgeführt; Bitadressen von Unzulässigkeitsbits werden
aus der Bitmap extrahiert, welche zulässige (PASS) und unzulässige (FAIL)
Beurteilungsergebnisse entsprechend den Adressen der Speicherzellen
eines jeden Halbleiterspeichers aufweisen; Ersatzadressen der Wortleitungen
und Bitleitungen, die durch redundante Wortleitungen und Bitleitungen
ersetzt werden, werden basierend auf diesen Bitadressen bestimmt;
und Prozessfehler werden durch die Austauschanzahl der ersetzten
Wortleitungen und Bitleitungen für
jeden Halbleiterspeicher und ersetzten Positionen basierend auf
diesen Ersatzadressen oder einer statistischen Analyse basierend
auf dem Verteilungszustand jedes Halbleiters auf jedem Wafer bewertet.
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So
kann mit Hilfe der vorliegenden Erfindung die Menge an Speicherdaten
pro Wafer oder pro Los im Vergleich zu dem Fall, bei dem Bitmapdaten
für jeden
Chip gespeichert werden, reduziert werden.
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Dies
bedeutet, dass mit der vorliegenden Erfindung Daten, die für eine Prozessanalyse
eines jeden Loses benötigt
werden, in einer kleinen Menge an Informationsdaten in chronologischer
Reihenfolge enthalten sein können,
und auch die Analysedaten eines Chip in einer Vielzahl von Losen
(Losnummern, Wafernummern, Chipnummern, ersetzte Wortleitungen und
Bitleitungen für
jeden Chip, Vref-SICHERUNGS-Nummern, Sicherungsunterbrechungsinformationen,
ob eine Korrektur der Selbstauffrisch-Zeitgeber-Taktzeit erforderlich
war oder nicht, und dergleichen) können als History oder Ereignisdatei
der Losverarbeitung in chronologischer Reihenfolge gespeichert werden.
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Weiter
ermöglicht
mit der vorliegenden Erfindung die vorste hend genannte History
oder Ereignisdatei die Erfassung eines Auftretens eines Prozessfehlers,
die Bewertung von Auftretenstendenzen eines Prozessfehlers und dergleichen.
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Darüber hinaus
müssen
mit der vorliegenden Erfindung frische oder neue Daten nicht von
Halbleiterspeichern erhalten werden, und es kann eine große Anzahl
von Halbleiterspeicherchips für
die Analyse in einer kurzen Zeitdauer verwendet werden. So kann
eine wirksame Regelung der Qualitätsstabilität des Wafervorgangs bewirkt
werden.