JP2001189352A - 半導体試験装置および半導体チップ選別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製品半導体の信頼性向上、さらにエージングを
廃止し、コストを下げることが可能である。 【解決手段】半導体の製造工程において、通常１回以上
の光学的異物検査、または光学的欠陥検査工程が行われ
る。その検査結果を、自動もしくは人手によって信頼性
に影響する欠陥か、影響しない欠陥か判別する。この結
果検査した半導体ウェーハーのチップ毎に、その座標と
欠陥を含むか否かがデータベースに蓄積される。本発明
は、最終のウェーハー半導体電気機能試験において、そ
のデータをサーバーから取ってきて、チップ毎に、信頼
性に影響する欠陥の有無を確認して、ない場合にのみ
通常の電気的特性機能試験をおこなう試験装置または、
同様の手段によって信頼性に影響する欠陥の有無を確認
して、ある場合にマーキングをおこなったのち選別する
チップ選別機を提供するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体の最終機
能試験装置の機能または、半導体の機能試験後の良品チ
ップの選別装置の機能に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体試験は次のようである。図
６にフローを示す。

【０００３】半導体製造工程５、１５、２５・・、異物
検査工程１０・、欠陥検査２０・・を経て、製造工程が
終了する４０。

【０００４】一方、異物検査工程１０や欠陥検査工程２
０のデータは、ロット・ウェーハー・レイヤーごとにネ
ットワークを経由してデータベース３０に蓄積され、歩
留まり解析や異物管理に活用されている。

【０００５】ウェーハーはその後、電気特性の試験装置
５０にて１チップずつ、所望の電気特性が正しく機能す
るかどうか試験される。試験にて不良と判断されたチッ
プには、不良識別のインクがドット状に付けられる。

【０００６】ウェーハーはその後、ダイシング６０によ
り、１チップずつ切り離される。ただし、この時ウェー
ハーの裏面には、１チップずつがバラバラになることを
防止するために、シートが貼られている。次のチップ選
別装置では、このシート付きのウェーハーが１枚ずつピ
ックアップ用のステージに移載され、インクの付いてい
ないチップのみが良品としてピックアップされ、プラス
チックのトレーなどに収納されたのち、パッケージ工程
に送られる。

【０００７】次に、図７により電気特性試験の動作の詳
細を説明する。

【０００８】ウェーハーが、電気試験装置（テスター）
にセットされる。

【０００９】１枚ずつロードされ、１チップまたは複数
チップずつ、プローブの針をあてて、試験項目毎に所望
の試験条件を順次変えて試験が行われる。

【００１０】試験項目の途中で項目毎に設けられた規格
を外れると、不良と判断されてチップの中央付近にイン
クがマーキングのために付けられる。

【００１１】この検査は、ウェーハーの周辺を除いて、
すべてのチップに対して行われ該当ウェーハーの検査を
終了する。これを１カセットに入っているすべてのウェ
ーハーにつきおこない、ロットの検査を終了する。

【００１２】次に、図８によりチップ選別機の動作を説
明する。

【００１３】半導体の製造工程終了後のチップ選別機に
おいて、上述したシートのついたウェーハーを１枚ずつ
セットし、ステージにおいて、１チップずつインクの有
無を光学的等の手段により検出し、付いていないチップ
のみをピックアップ、インクがついていれば不良として
廃棄していた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来の電気特性試験装
置では、配線の細りや異物があっても、検査時にさえ電
気的に断線またはショートしていなければ良品と判断さ
れてしまうことがあった。このような配線の細りや異物
があるチップは、結局は長時間の実使用の中で断線やシ
ョートなどの故障を起こし、信頼性を下げる要因となっ
てしまう。これを除くためには良品と選別されたチップ
を、ダイシング、接続用ピンをボンディング、モールド
等でパッケージングし、１２５℃程度に温度を上げて試
験する、低温にして試験する、テスト電圧を高くする、
あるいはこれらの条件の組み合わせでテストをおこなう
などのエージング手段によって不良を加速させ 潜在的
な欠陥チップを、発見・除外する方法がある。しかしな
がら、この方法は例えば次のような課題を有している。

【００１５】（１）パッケージ品にのみ適用可能なこ
と。もし適用可能でも余分なテスト工程を必要とする。
モールド後不良と判別されるチップに対しては、行うボ
ンディング、パッケージング、テストが結果的にロスに
なる。（２）チップや、ウェーハーの半製品状態で出荷
する場合は適用できない。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、半導体試験装置に製造工程中で行われ
るウェーハー異物検査または欠陥検査工程、またはその
両方のデータを読み込んできて、各チップの試験前に上
記検査で信頼性上問題がある種類に分類されたチップで
はないか判定し、もしそうであれば検査を行わないで不
良として、不良のマーキングをおこなう。そうでない場
合のみ通常の試験を行う機能を組み込んだ。

【００１７】半導体チップ選別装置に製造工程中で行わ
れるウェーハー異物検査または欠陥検査工程、またはそ
の両方のデータを読み込んできて、各チップの試験前に
上記検査で信頼性上問題がある種類に分類されたチップ
ではないか判定し、もしそうであれば不良のマーキング
をおこなう機能を組み込んだ。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。

【００１９】（実施の形態１）本発明は、図１に示すよ
うに半導体試験装置５０内部に、参照データを保存する
メモリ５５を設ける。一般に半導体の製造工程において
は、成膜装置やエッチング装置での処理が終了した後、
散乱光を検出する異物検査１０または、チップ同士・セ
ル同士を比較して、欠陥をみつける欠陥検出検査２０が
行われる。

【００２０】このデータは、ロット名、工程名、装置
名、ウェーハー名、検査日付などとともに１つ１つの異
物の（Ｘ，Ｙ）座標、その異物の含まれるチップの
（Ｘ、Ｙ）座標、さらには大きさ、形態などによる分類
を含めてデータベース３０に蓄積されている。分類は、
自動的に行われる場合と人手により行われる場合があ
る。

【００２１】例えば配線工程のショートは、後の電気的
検査によってもほぼ１００％不良となる。しばしば見ら
れるのは、異物の存在によって配線が盛り上がりその上
のレジストを露光する際、焦点が合わずに露光されパタ
ーンが切れかけていたり、逆に配線同士が狭まり短絡し
そうになっている場合である。

【００２２】また、ウェーハー上にみられるキズ、保護
膜のクラックなども信頼性に大きな影響を及ぼす場合が
ある。

【００２３】これらの信頼性に影響する異物や欠陥のあ
るチップに、特別な分類番号を割り当てておく。異物や
欠陥があっても、配線やパターンのない所であれば、そ
れ以外の分類番号を割り当てればよい。

【００２４】これは半導体製造工程で検査として既に実
施されている内容である。

【００２５】本発明による半導体検査装置５０は、これ
から検査しようとするウェーハーロットの１枚目を装置
で測定する以前に、上記データベース３０の該当ロット
の検査データを、メモリ内部５５に取り込んでおく。メ
モリの内部データは、図２に示すように、１つのロット
に対して、すべてのウェーハのすべての異物・欠陥検査
レイヤーのチップ座標と分類番号を、含むことができ
る。

【００２６】次に、テスターの動作について、フローで
説明する。

【００２７】図３に示すように ウェーハーの入ったカ
セットをテスターにセットし、メモリ−内部に取り込ま
れた該当ロットの検査データを読み出す。ウェーハー
が、ロードされたら該当するウェ−ハのデータをセット
し、照合の準備をする。

【００２８】分類番号は製品の種類によって、さまざま
な番号が付けられている。

【００２９】このうち 上記信頼性に影響を及ぼす可能
性が大きく特別な番号に割り当てられたチップが、重要
である。

【００３０】ステージが移動して、最初のチップの位置
に来たら、上記検査データのチップ座標、分類番号を見
る。もし、座標および分類番号が信頼性上問題のあるチ
ップと一致していたら電気検査を行わないで、不良チッ
プのマーキングを行い、次のチップへ移動する。もし座
標および分類番号が一致していなければ、通常の電気的
特性試験をおこなう。これを２番目以降のの全チップに
ついて繰り返す。最終チップを終了したら、次のウェー
ハーをロードする。

【００３１】最終ウェーハーを終了したら、ロットの終
了とする。

【００３２】（実施の形態２）本発明は、図４のように
半導体チップ選別機７０の内部に、参照データを保存す
るメモリ７５を設ける。

【００３３】一般に半導体の製造工程においては、成膜
装置やエッチング装置での処理が終了した後、散乱光を
検出する異物検査１０または、チップ同士・セル同士を
比較して、欠陥をみつける欠陥検出検査２０が行われ
る。

【００３４】このデータは、ロット、工程、装置、ウェ
ーハーなどとともに１つ１つの異物の（Ｘ，Ｙ）座標、
さらには大きさ、形態などによる分類を含めてデータベ
ースに蓄積されている。分類は、自動的に行われる場合
と人手により行われる場合がある。これらの中から信頼
性に影響するものに特徴的な分類番号をふっておき、デ
ータベースに蓄積しておく。

【００３５】例えば 配線工程のショートは、後の電気
的検査によってもほぼ１００％不良となる。しばしば見
られるのは、異物の存在によって配線が盛り上がりその
上のレジストを露光する際焦点が合わずに露光されパタ
ーンが切れかけていたり、逆に配線同士が狭まり短絡し
そうになっている場合である。

【００３６】また、ウェーハー上にみられるキズ、保護
膜のクラックなども径時的に信頼性に大きな影響を及ぼ
す場合がある。

【００３７】これらの異物や欠陥のあるチップに、特別
な分類番号を割り当てておく。

【００３８】異物や欠陥があっても、配線やパターンの
ない所であれば、それ以外の分類番号を割り当てればよ
い。

【００３９】これは半導体製造工程で検査として既に実
施されている内容である。

【００４０】本発明によるチップ選別装置は、これから
選別しようとするロットの１枚目を装置で選別する以前
に、上記データベースの該当ロットの検査データを、メ
モリ内部に取り込んでおく。図５に示すようにステージ
が移動して、最初のチップの位置に来たら、上記検査デ
ータのチップ座標、分類番号を見る。もし、座標と分類
番号が信頼性上問題のあるチップと一致していたらイン
クのマーキングをおこなう。一致していない場合は、何
もしない。

【００４１】次に光学的にマーキングがあるかないか判
断し、もしなければピックアップし良品チップとしてト
レーなどに移動する。インクがついていれば不良品なの
で、次のチップの位置に移動する。これを繰り返す。

【００４２】なお、上の中で、マーキングを行うステー
ジと、マーキングを読み取るステージは、別でも可能で
ある。

【００４３】最終チップを終了したら、次のウェーハー
をセットする。これを繰り返す。最終ウェーハーを終了
したら、ロットの終了とする。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、下記に記載されるような効果を有する。

【００４５】１．電気的試験では不良と判断出来ない
が、信頼性上問題のあるチップの混入を防止することが
できるため、チップの信頼性が向上する。従って通常信
頼性を高める為に行われる高温試験、低温試験などのエ
ージング試験をなどを、なくすことができる。

【００４６】２．既に製造検査で断線やショートの見つ
かっているチップの電気試験を行わずに済ませることが
できるので、貴重なテスターの測定時間を短縮すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の、製造工程中の欠陥データを検査装
置に取り込むフロー。

【図２】 本発明の検査装置およびチップ選別機のメモ
リ内部データ。

【図３】 本発明の検査装置の動作フロー。

【図４】 本発明の、製造工程中の欠陥データをチップ
選別装置に取り込むフロー。

【図５】 本発明によるチップ選別装置の動作フロー。

【図６】 従来の半導体製造・検査のフロー。

【図７】 従来の半導体試験装置の動作フロー。

【図８】 従来の半導体チップ選別機のフロー。

【符号の説明】

５ 半導体製造工程 １０ 半導体製造工程中の異物検査工程 １５ 半導体製造工程 ２０ 半導体製造工程中の欠陥検査工程 ２５ 半導体製造工程 ３０ コンピュータサーバー、リレーショナルデータベ
ース、アプリケーションソフトウェアーからなるウェー
ハー異物・欠陥、データベース ４０ 最終製造工程 ５０ 電気特性試験装置 ５５ 電気特性試験装置に設置されたメモリ ７０ 半導体チップ選別機 ７５ 半導体チップ選別機に設置されたメモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体試験装置において、測定する半導
   体ウェーハーのプロセス製造工程における異物、または
   欠陥検査のデータを参照し、信頼性上問題のある欠陥が
   含まれていると分類されているチップであれば、試験を
   行わないで不良マークをつける機能を有することを特徴
   とする半導体試験装置。
2. 【請求項２】 半導体チップ選別装置において、測定す
   る半導体ウェーハーのプロセス製造工程における異物、
   または欠陥検査のデータを参照し、信頼性上問題のある
   欠陥が含まれていると分類されているチップであれば、
   不良マークをつける機能を有することを特徴とする半導
   体チップ選別装置。