JP2006100352A - Method of analyzing fault of semiconductor chip - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of analyzing the fault of semiconductor chip by which the fault distributing state of a plurality of semiconductor chips on a wafer can be analyzed without wasting nondefective chips. <P>SOLUTION: The method of analyzing fault of semiconductor chip includes a first step of dicing the wafer 1 on which nondefective chips 2 and defective chips 3 are identified, and removing the nondefective chips 2 from the diced wafer 1; a second step of discriminating the positions of the left defective chips 3 on the wafer 1, storing first positional information (a and b) indicating the positions of the defective chips 3 on the wafer 1, and, at the same time, transferring the defective chips 3 to an analyzing stage 10 by picking up the chips 3. The method also includes a third step of preparing second positional information indicating the position of the fault in each defective chip 3, by analyzing the fault of each defective chip 3 on the analyzing stage 10, and identifying and displaying the defective chips 3 and the positions of the faults in the chips 3 on a wafer map 4 based on the prepared second positional information and stored first positional information (a and b). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、LSI等の半導体チップの故障解析方法に関するものであり、特にウエハ上における故障箇所の分布を解析するものである。   The present invention relates to a failure analysis method for a semiconductor chip such as an LSI, and in particular, to analyze the distribution of failure locations on a wafer.

従来の半導体装置の故障解析方法は、エミッション顕微鏡を使用して所定のウエハ上に形成された複数の半導体記憶装置それぞれの発光状況を前記所定のウエハ上に一括表示する発光ウエハマップを生成するステップと、各製造工程毎の欠陥をウエハ上に一括表示する複数の欠陥ウエハマップを生成するステップとを備え、前記複数の半導体記憶装置の不良ビットを前記所定のウエハ上に一括表示するフェイルビットマップを生成するステップと、ネットワークにより、前記発光ウエハマップ、前記複数の欠陥ウエハマップおよび前記フェイルビットマップのデータ管理および上記3種類のマップのうち2種類のマップ間の照合処理を行い、前記複数の半導体記憶装置の故障解析を行うステップと、をさらに備えていた(例えば、特許文献1参照)。   According to a conventional failure analysis method for a semiconductor device, a step of generating a light emitting wafer map that collectively displays the light emission statuses of a plurality of semiconductor memory devices formed on a predetermined wafer on the predetermined wafer using an emission microscope. And a step of generating a plurality of defect wafer maps that collectively display defects for each manufacturing process on the wafer, and a fail bit map that collectively displays defective bits of the plurality of semiconductor memory devices on the predetermined wafer And a network to perform data management of the light emitting wafer map, the plurality of defective wafer maps and the fail bit map, and a matching process between two types of maps among the three types of maps, And a step of performing a failure analysis of the semiconductor memory device (for example, Patent Document 1). Irradiation).

特許第3436456号公報(特許請求の範囲、第1〜8図)Japanese Patent No. 3436456 (Claims, FIGS. 1-8)

しかしながら、上記従来の故障解析方法は、良品を含む複数の半導体記憶装置が形成されたウエハをそのまま故障解析試料として用い、故障解析後に故障解析によって特定された箇所をSEM(走査電子顕微鏡)やTEM(透過電子顕微鏡)等で詳細に観察したり、元素分析する物理解析を行っていた。この物理解析は、ウエハに種々の加工処理を施しながら特定した故障位置を観察・分析し、故障を引き起こした物理的な原因を明らかにするための解析で、ウエハ表面の絶縁膜や金属配線などを除去して行なう破壊解析となる。それゆえ、上記従来技術では、ウエハ上に存在する良品の半導体記憶装置も破壊されてしまい、良品の半導体記憶装置(良品チップ)が無駄になってしまうという問題点があった。   However, in the above-described conventional failure analysis method, a wafer on which a plurality of semiconductor memory devices including non-defective products are formed is used as a failure analysis sample as it is, and a location specified by failure analysis after failure analysis is determined by SEM (Scanning Electron Microscope) or TEM. Observations were made in detail with a (transmission electron microscope) or physical analysis for elemental analysis was performed. This physical analysis is an analysis to observe and analyze the specified failure location while performing various processing on the wafer, and to clarify the physical cause that caused the failure. Destructive analysis is performed by removing. Therefore, the conventional technology has a problem that a non-defective semiconductor memory device existing on the wafer is destroyed, and a non-defective semiconductor memory device (non-defective chip) is wasted.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、良品チップを無駄にすることなく、複数の半導体チップのウエハ上の故障分布状況を解析することができる半導体チップの故障解析方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and provides a failure analysis method for a semiconductor chip that can analyze a failure distribution situation on a wafer of a plurality of semiconductor chips without wasting non-defective chips. With the goal.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の半導体チップの故障解析方法は、良品チップと不良品チップが識別されたウエハをダイシングカットし、ダイシングカットされたウエハから良品チップを抜き取る第1のステップと、残った不良品チップのウエハ上の位置を判別し、該不良品チップのウエハ上の位置を示す第1の位置情報を記憶するとともに、前記不良品チップをピックアップして解析ステージ上に移送する第2のステップと、解析ステージ上の各不良品チップを故障解析することにより各不良品チップ内での故障位置を示す第2の位置情報を作成し、作成した第2の位置情報および前記記憶された第1の位置情報に基づきウエハマップ上に不良品チップおよび不良品チップ内での故障位置を識別表示する第3のステップと、を含むことを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the failure analysis method for a semiconductor chip according to the present invention performs dicing cutting on a wafer in which good chips and defective chips are identified, and converts the non-defective chips from the dicing cut wafer. A first step of extracting and determining a position of the remaining defective chip on the wafer; storing first position information indicating a position of the defective chip on the wafer; and picking up the defective chip A second step of transferring to the analysis stage, and a second position information indicating a failure position in each defective product chip by creating a failure analysis of each defective product chip on the analysis stage and creating the second And a third step for identifying and displaying the defective chip and the failure position in the defective chip on the wafer map on the basis of the position information and the stored first position information. It is characterized in that comprises a flop, a.

ウエハをダイシングカットして良品チップを抜き取って製品製造ラインへ戻し、残った不良品チップのみを故障解析して、ウエハマップ上に不良品チップおよび不良品チップ内での故障位置を識別表示する。   The wafer is diced and the non-defective chips are extracted and returned to the product manufacturing line. Only the remaining defective chips are analyzed for failure, and the defective chip and the failure position in the defective chip are identified and displayed on the wafer map.

良品チップを無駄にすることなく、複数の半導体チップのウエハ上の故障分布状況を解析することができる半導体チップの故障解析方法が得られる。   A semiconductor chip failure analysis method that can analyze the failure distribution status of a plurality of semiconductor chips on a wafer without wasting non-defective chips is obtained.

以下に、本発明にかかる半導体チップの故障解析方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a semiconductor chip failure analysis method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明にかかる半導体チップの故障解析方法の概略を示す図であり、図2はダイシングカットされてウエハから分離された不良品チップの管理方法を示す図であり、図3は、半導体チップの故障解析装置の概略構成を示す図であり、図4は、半導体チップの故障解析方法を示すフローチャートであり、図5−1は、故障解析装置の実施の形態1のアライメント装置の平面図であり、図5−2は、同縦断面図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a semiconductor chip failure analysis method according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a management method for defective chips that have been diced and separated from a wafer, and FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of a failure analysis apparatus for a semiconductor chip, FIG. 4 is a flowchart illustrating a failure analysis method for a semiconductor chip, and FIG. 5A is a plan view of the alignment apparatus according to the first embodiment of the failure analysis apparatus. FIG. 5B is a longitudinal sectional view of the same.

実施の形態1の半導体チップの故障解析方法では、図1の左上の図に示すように、まず、ウエハ1上に形成された複数の半導体チップについてLSIテスタ等を用いてその電気特性を評価し、良品チップ2と不良品チップ3とを識別する。次に、裏面にエキスパンドシートを貼った状態でウエハ1を行列状にダイシングカットし、各半導体チップを切り分け、良品チップ2をウエハ1から抜き取り製品製造ラインへ戻す。図1の左上の図は、ウエハ1をダイシングカット後、良品チップ2(図の白抜き部分)を抜き取った後の状態を示している。   In the semiconductor chip failure analysis method of the first embodiment, as shown in the upper left diagram of FIG. 1, first, the electrical characteristics of a plurality of semiconductor chips formed on the wafer 1 are evaluated using an LSI tester or the like. The good chip 2 and the defective chip 3 are identified. Next, the wafer 1 is diced and cut in a matrix with the expanded sheet pasted on the back surface, each semiconductor chip is cut out, and the non-defective chip 2 is extracted from the wafer 1 and returned to the product manufacturing line. The upper left figure in FIG. 1 shows a state after the non-defective chip 2 (the white part in the figure) is extracted after the wafer 1 is diced.

その後、図1の中央下の図に示すように、残った各不良品チップ3(以下、単に「チップ3」という。)を解析ステージ10に載置してプローブ13を接触させ、チップの裏面から近赤外線レーザ光31を照射して故障解析を行ない、各チップ3内での故障位置情報を各チップ3のウエハ1上の位置情報とともにワークステーションとしてのコンピュータに入力し記憶させる。全チップ3の故障箇所3aを解析した故障位置情報をコンピュータに入力後、各チップ3内での故障位置情報をウエハ1上の位置情報に基づいて合成し、図1の右上の図に示すように、モニタのウエハマップ4上に識別表示する。   Thereafter, as shown in the lower diagram in FIG. 1, each remaining defective chip 3 (hereinafter simply referred to as “chip 3”) is placed on the analysis stage 10 and brought into contact with the probe 13, and the back surface of the chip. The failure analysis is performed by irradiating the near-infrared laser beam 31 to the failure position information in each chip 3 and the position information of each chip 3 on the wafer 1 is input and stored in a computer as a workstation. As shown in the upper right diagram of FIG. 1, after the failure location information obtained by analyzing the failure locations 3 a of all the chips 3 is input to the computer, the failure location information in each chip 3 is synthesized based on the location information on the wafer 1. Then, an identification display is made on the wafer map 4 of the monitor.

次に、図2〜図4を参照して、ウエハ1上からのチップ3のピックアップとチップトレイ5への移し替え、および第1の位置情報としてのチップ3のウエハ上の位置情報のワークステーションとしてのコンピュータ20への入力方法について説明する。まず、第1のステップとして、故障解析装置100のコンピュータ20によりダイシングカッタ80を制御して、良品チップ2と不良品チップ3が識別され裏面にエキスパンドシートが貼られたウエハ1をダイシングカットし、エキスパンドシートを引っ張って各半導体チップを分離する。次に、良品チップ2をウエハ1から抜き取り、製品製造ラインへ戻す。   Next, referring to FIG. 2 to FIG. 4, the pick-up of the chip 3 from the wafer 1 and the transfer to the chip tray 5, and the work station for the position information of the chip 3 on the wafer as the first position information An input method to the computer 20 will be described. First, as a first step, the dicing cutter 80 is controlled by the computer 20 of the failure analysis apparatus 100, and the wafer 1 with the non-defective chip 2 and the defective chip 3 identified and the expanded sheet pasted on the back surface is diced and cut. Each semiconductor chip is separated by pulling the expand sheet. Next, the non-defective chip 2 is extracted from the wafer 1 and returned to the product production line.

続いて、第2−1のステップとして、コンピュータ20によりチップピッキング装置90を制御してウエハ1上に残った不良品チップ3の存在箇所を判別し、チップ3をピックアップして所定のチップトレイ5(#N)の所定のポケット(n,m)に移送する。チップピッキング装置90は、チップ3を真空吸着する真空吸着ノズル91の近傍に、チップの存在をパターン認識することができる光学センサ92を備えていて、ウエハ1上のチップ3を順次判別し、これをピックアップし、複数のチップトレイ5の空いているポケットを判別し、チップ3を順番に並べていく。また、チップピッキング装置90は、チップ3のピックアップ時に、そのチップの第1の位置情報としてのウエハ1上のXY座標位置情報(a,b)をコンピュータ20に入力し記憶させる。   Subsequently, as a step 2-1, the computer 20 controls the chip picking device 90 to determine the location of the defective chip 3 remaining on the wafer 1, picks up the chip 3 and picks up a predetermined chip tray 5 (#N) is transferred to a predetermined pocket (n, m). The chip picking device 90 includes an optical sensor 92 capable of recognizing the presence of a chip in the vicinity of a vacuum suction nozzle 91 that vacuum-sucks the chip 3, and sequentially identifies the chips 3 on the wafer 1. Is picked up, the empty pockets of the plurality of chip trays 5 are identified, and the chips 3 are arranged in order. Further, the chip picking device 90 inputs and stores the XY coordinate position information (a, b) on the wafer 1 as the first position information of the chip into the computer 20 when the chip 3 is picked up.

また、第2−2のステップとして、チップピッキング装置90は、チップトレイ5の空きポケットを判別し、そのチップ3をポケットに置くときに、当該チップトレイ5の番号を示すチップトレイ番号情報(#N)および当該ポケットの位置を示すポケット座標位置情報(n,m)を、第1の位置情報としてのウエハ1上のXY座標位置情報(a,b)と対応させてコンピュータ20に入力し記憶させる。このようにしてウエハ1上の全ての不良品チップ3を、ウエハ1枚分を1カセットとしたチップトレイ5(#1)〜(#N)に移すとともに、ウエハ1上のXY座標位置情報(a,b)およびトレイ位置情報(#N(n,m))をコンピュータ20に入力し記憶させる。   Further, as a step 2-2, the chip picking device 90 determines the empty pocket of the chip tray 5, and when placing the chip 3 in the pocket, chip tray number information (# indicating the number of the chip tray 5) N) and pocket coordinate position information (n, m) indicating the position of the pocket are input to the computer 20 and stored in correspondence with the XY coordinate position information (a, b) on the wafer 1 as the first position information. Let In this way, all defective chips 3 on the wafer 1 are transferred to the chip trays 5 (# 1) to (#N) in which one wafer is one cassette, and XY coordinate position information on the wafer 1 ( a, b) and tray position information (#N (n, m)) are input to the computer 20 and stored.

次に、第2−3のステップとして、チップピッキング装置90によりチップ3をチップトレイ5からピックアップし、解析ステージ10上に載置する。次に、第2−4のステップとして、コンピュータ20によりアライメント制御部11を制御してプローブカード12に保持されたプローブ13とチップ3とのアライメントをとって位置合わせし、プローブ13をチップ3の電極に接触させる。この第2−4のステップの詳細については、後述する。   Next, as a 2-3 step, the chip 3 is picked up from the chip tray 5 by the chip picking device 90 and placed on the analysis stage 10. Next, as step 2-4, the alignment control unit 11 is controlled by the computer 20 to align the probe 13 held by the probe card 12 with the chip 3 and align the probe 13 with the chip 3. Contact the electrode. Details of the step 2-4 will be described later.

次に、図3を参照して、第3−1のステップとしての、周知の故障解析装置100によるチップ3のエミッション解析、OBIC解析およびOBIRCH解析方法について説明する。   Next, the emission analysis, OBIC analysis, and OBIRCH analysis method of the chip 3 by the well-known failure analysis apparatus 100 will be described with reference to FIG.

発光源30から近赤外レーザ光31を発射し、ミラー32で反射させてハーフミラー33を通してチップ3の裏面に照射する。コンピュータ20により走査制御部34を制御して走査部36を走査駆動し、近赤外レーザ光31でチップ3の裏面を走査する。   Near-infrared laser light 31 is emitted from the light emitting source 30, reflected by the mirror 32, and irradiated to the back surface of the chip 3 through the half mirror 33. The computer 20 controls the scanning control unit 34 to scan and drive the scanning unit 36, and scans the back surface of the chip 3 with the near infrared laser beam 31.

チップ3からの反射光35をハーフミラー33で反射し、フォトダイオード40で受光して光電変換し、増幅器41で増幅してイメージプロセッサ50に入力する。一方、チップ3の表面の電極にプローブ13を接触させて、バイアス電圧を加え、レーザ光31の照射によって発生したOBIC(光ビーム励起電流)や、OBIRCH(光加熱抵抗変化)を検出し、増幅器60で増幅してイメージプロセッサ50に入力する。   The reflected light 35 from the chip 3 is reflected by the half mirror 33, received by the photodiode 40, photoelectrically converted, amplified by the amplifier 41, and input to the image processor 50. On the other hand, the probe 13 is brought into contact with the electrode on the surface of the chip 3 and a bias voltage is applied to detect OBIC (light beam excitation current) and OBIRCH (light heating resistance change) generated by the irradiation of the laser beam 31, and an amplifier. Amplified at 60 and input to the image processor 50.

発光源30、ミラー32、ハーフミラー33、走査制御部34、走査部36、フォトダイオード40、増幅器41、イメージプロセッサ50および増幅器60等が、裏面故障解析装置110を構成している。   The light emission source 30, the mirror 32, the half mirror 33, the scanning control unit 34, the scanning unit 36, the photodiode 40, the amplifier 41, the image processor 50, the amplifier 60, and the like constitute the back surface failure analysis apparatus 110.

イメージプロセッサ50に入力された反射光検出信号、OBIC検出信号およびOBIRCH検出信号と、走査制御部34から出力された走査信号とは、演算処理部51で演算処理される。走査信号と、これに同期して得られた反射光検出信号、OBIC検出信号およびOBIRCH検出信号とを処理して得られた第2の位置情報としての不良品チップ3内での故障位置情報である光学像形成信号、OBIC像形成信号およびOBIRCH像形成信号が、コンピュータ20に入力され記憶される。このとき、これらの像形成信号は、第1の位置情報としてのウエハ1上のXY座標位置情報(a,b)、およびトレイ位置情報(#N(n,m))と対応させてコンピュータ20に入力され記憶される。   The reflected light detection signal, the OBIC detection signal and the OBIRCH detection signal input to the image processor 50 and the scanning signal output from the scanning control unit 34 are arithmetically processed by the arithmetic processing unit 51. Fault position information in the defective chip 3 as second position information obtained by processing the scanning signal and the reflected light detection signal, OBIC detection signal, and OBIRCH detection signal obtained in synchronization therewith. A certain optical image formation signal, OBIC image formation signal, and OBIRCH image formation signal are input to the computer 20 and stored therein. At this time, these image forming signals correspond to the XY coordinate position information (a, b) on the wafer 1 and the tray position information (#N (n, m)) as the first position information. Is input and stored.

上記の故障解析後に、チップ3は、チップピッキング装置90により、チップトレイ5の元のポケットに戻される。チップ3は、この故障解析の後に特定の故障箇所の拡大解析画像を取得して行なう詳細解析や、故障解析によって特定された箇所をSEM(走査電子顕微鏡)やTEM(透過電子顕微鏡)等で詳細に観察したり元素分析する物理解析に備えてチップトレイ5により保管・管理される。以上が第3−1のステップである。   After the failure analysis, the chip 3 is returned to the original pocket of the chip tray 5 by the chip picking device 90. The chip 3 performs detailed analysis by acquiring an enlarged analysis image of a specific failure location after the failure analysis, and details the location specified by the failure analysis using a SEM (scanning electron microscope) or TEM (transmission electron microscope). It is stored and managed by the chip tray 5 in preparation for physical analysis for observation or elemental analysis. The above is the 3-1 step.

第3−2のステップとして、故障解析を行なうコンピュータ20では、キーボード21等で操作することにより、第2の位置情報としての不良品チップ3内での故障位置情報である記憶された光学像形成信号、OBIC像形成信号およびOBIRCH像形成信号と、これらのウエハ1上のXY座標位置情報(a,b)に基づき、OBIC像、OBIRCH像およびこれに対応した光学像をモニタ22のウエハマップ上に表示する。   As a step 3-2, in the computer 20 that performs failure analysis, a stored optical image that is failure position information in the defective chip 3 as second position information is operated by operating the keyboard 21 or the like. The OBIC image, the OBIRCH image, and the optical image corresponding to the OBIC image, the OBIRCH image, and the corresponding optical image are displayed on the wafer map of the monitor 22 based on the signal, the OBIC image formation signal, the OBIRCH image formation signal, and the XY coordinate position information (a, b) on the wafer 1. To display.

次に、図5−1および図5−2を参照して、第2−4のステップとしての、実施の形態1による不良品チップ3とプローブカード12(プローブ13)との位置合わせ方法について説明する。図示していないが、図5−1および図5−2に示す解析ステージ10は、図3に示す故障解析装置100を備えている。解析ステージ10にウエハ1を固定するときは、真空吸着により固定することができたが、チップ3を固定する場合は、解析ステージ10への固定方法が問題となる。   Next, with reference to FIGS. 5A and 5B, a method for aligning the defective chip 3 and the probe card 12 (probe 13) according to the first embodiment as the step 2-4 will be described. To do. Although not shown, the analysis stage 10 shown in FIGS. 5A and 5B includes the failure analysis apparatus 100 shown in FIG. When the wafer 1 is fixed to the analysis stage 10, it can be fixed by vacuum suction. However, when the chip 3 is fixed, the fixing method to the analysis stage 10 becomes a problem.

円形の解析ステージ10の中央部には、透明部としての円形の石英ガラス14が取付けられ、石英ガラス14上には、チップ3の一隅を位置決めする鉤形の固定ガイド15が設けられている。固定ガイド15に対向して、チップ3の他の隅を固定ガイド15に向けて押圧するY字形の可動ガイド16が設けられている。固定ガイド15でチップ3の一隅を位置決めし、他の隅を可動ガイド16で固定ガイド15に向けて押圧することによりチップ3を石英ガラス14上に位置決めし固定する。その後、プローブカード12をチップ3上に降ろし、プローブ13の先端をチップ3の上面から少し離間させた状態で概略の位置決めをする。   A circular quartz glass 14 as a transparent portion is attached to the center of the circular analysis stage 10, and a hook-shaped fixed guide 15 for positioning one corner of the chip 3 is provided on the quartz glass 14. Opposite to the fixed guide 15, a Y-shaped movable guide 16 that presses the other corner of the chip 3 toward the fixed guide 15 is provided. The chip 3 is positioned and fixed on the quartz glass 14 by positioning one corner of the chip 3 with the fixed guide 15 and pressing the other corner toward the fixed guide 15 with the movable guide 16. Thereafter, the probe card 12 is lowered onto the chip 3, and the rough positioning is performed with the tip of the probe 13 slightly separated from the upper surface of the chip 3.

次に、裏面故障解析装置110を作動させ、発光源30から近赤外レーザ光31を発射してチップ3の裏面に照射し、コンピュータ20により走査制御部34を制御して走査部36を走査駆動し、近赤外レーザ光31でチップ3の裏面を走査する。チップ3およびプローブ13からの反射光35を受け、これらの光学像を取得する。モニタ22で光学像を見ながらチップ3とプローブ13のアライメントが合うようにアライメント制御部11を制御して解析ステージ10をプローブ13に対して移動・回転させ位置合わせする。   Next, the back surface failure analysis apparatus 110 is operated, the near infrared laser beam 31 is emitted from the light emission source 30 to irradiate the back surface of the chip 3, and the scanning control unit 34 is controlled by the computer 20 to scan the scanning unit 36. Driven, the back surface of the chip 3 is scanned with the near-infrared laser beam 31. The reflected light 35 from the chip 3 and the probe 13 is received and these optical images are acquired. While observing the optical image on the monitor 22, the alignment control unit 11 is controlled so that the alignment of the chip 3 and the probe 13 is matched, and the analysis stage 10 is moved and rotated with respect to the probe 13 to perform alignment.

位置合わせ後、プローブカード12を下降させ、プローブ13をチップ3の電極に接触させる。最後に可動ガイド16をチップ3から離間させる。以上が、第2−4のステップとしての、実施の形態1によるチップ3とプローブカード12(プローブ13)との位置合わせ方法である。このように、裏面故障解析装置110を用いて位置合わせを行なうことができる。   After alignment, the probe card 12 is lowered and the probe 13 is brought into contact with the electrode of the chip 3. Finally, the movable guide 16 is separated from the chip 3. The above is the alignment method of the chip 3 and the probe card 12 (probe 13) according to the first embodiment as the 2-4 step. In this way, alignment can be performed using the back surface failure analysis apparatus 110.

以上説明した実施の形態1の半導体チップの故障解析方法によれば、良品チップ2を無駄にすることなく、複数の半導体チップのウエハ1上の故障分布状況を解析することができる半導体チップの故障解析方法が得られる。   According to the semiconductor chip failure analysis method of the first embodiment described above, the failure of the semiconductor chip that can analyze the failure distribution status of the plurality of semiconductor chips on the wafer 1 without wasting non-defective chips 2. An analysis method is obtained.

実施の形態2.
次に、図6を参照して、第2−4のステップとしての、実施の形態2によるチップ3とプローブカード12(プローブ13)との位置合わせ方法について説明する。図6は、実施の形態2の位置合わせ方法を示す解析ステージ10の縦断面図である。図示していないが、図6の解析ステージ10は、図3に示す故障解析装置100を備えている。
Embodiment 2. FIG.
Next, with reference to FIG. 6, a method of aligning the chip 3 and the probe card 12 (probe 13) according to the second embodiment as the step 2-4 will be described. FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the analysis stage 10 showing the alignment method of the second embodiment. Although not shown, the analysis stage 10 in FIG. 6 includes the failure analysis apparatus 100 shown in FIG.

円形の解析ステージ10の中央部には、透明部としての円形の石英ガラス14が取付けられている。チップ3は、チップピッキング装置90の真空吸着ノズル91に吸着された状態で石英ガラス14上に位置決めされる。その後、プローブカード12をチップ3上に降ろし、プローブ13の先端をチップ3の上面から少し離間させた状態で概略の位置決めをする。   A circular quartz glass 14 as a transparent portion is attached to the center of the circular analysis stage 10. The chip 3 is positioned on the quartz glass 14 while being sucked by the vacuum suction nozzle 91 of the chip picking device 90. Thereafter, the probe card 12 is lowered onto the chip 3, and the rough positioning is performed with the tip of the probe 13 slightly separated from the upper surface of the chip 3.

次に、裏面故障解析装置110を作動させ、発光源30から近赤外レーザ光31を発射してチップ3の裏面に照射し、コンピュータ20により走査制御部34を制御して走査部36を走査駆動し、近赤外レーザ光31でチップ3の裏面を走査する。チップ3およびプローブ13からの反射光35を受け、これらの光学像を取得する。   Next, the back surface failure analysis apparatus 110 is operated, the near infrared laser beam 31 is emitted from the light emission source 30 to irradiate the back surface of the chip 3, and the scanning control unit 34 is controlled by the computer 20 to scan the scanning unit 36. Driven, the back surface of the chip 3 is scanned with the near-infrared laser beam 31. The reflected light 35 from the chip 3 and the probe 13 is received and these optical images are acquired.

モニタ22で光学像を見ながらチップ3とプローブ13のアライメントが合うように、チップピッキング装置90を制御して真空吸着ノズル91を移動・回転させ位置合わせする。位置合わせ後、プローブカード12を下降させ、プローブ13をチップ3の電極に接触させる。このように、チップピッキング装置90および裏面故障解析装置110を用いて位置合わせを行なうことができる。   The chip picking device 90 is controlled to move and rotate the vacuum suction nozzle 91 so that the alignment of the chip 3 and the probe 13 is matched while viewing the optical image on the monitor 22. After alignment, the probe card 12 is lowered and the probe 13 is brought into contact with the electrode of the chip 3. Thus, alignment can be performed using the chip picking device 90 and the back surface failure analysis device 110.

実施の形態3.
次に、図7−1および図7−2を参照して、第2−4のステップとしての、実施の形態3によるチップ3とプローブカード12(プローブ13)との位置合わせ方法について説明する。図7−1、7−2は、実施の形態3の位置合わせ方法を示す解析ステージ10aの縦断面図である。図示していないが、図7−1、7−2の解析ステージ10aは、図3に示す故障解析装置100を備えている。
Embodiment 3 FIG.
Next, with reference to FIGS. 7-1 and 7-2, a method for aligning the chip 3 and the probe card 12 (probe 13) according to the third embodiment as the step 2-4 will be described. 7A and 7B are longitudinal sectional views of the analysis stage 10a showing the alignment method of the third embodiment. Although not shown, the analysis stage 10a of FIGS. 7-1 and 7-2 includes the failure analysis apparatus 100 shown in FIG.

ウエハの故障解析用の解析ステージ10aの中心部には吸引口10bが設けられ、外周部には透明部としての石英ガラス14が取付けられている。チップ3は、チップピッキング装置90により、解析ステージ10aの吸引口10b上に載置され、吸引されて固定される。   A suction port 10b is provided at the center of the analysis stage 10a for wafer failure analysis, and a quartz glass 14 as a transparent part is attached to the outer periphery. The chip 3 is placed on the suction port 10b of the analysis stage 10a by the chip picking device 90, and is sucked and fixed.

プローブカード12とチップ3との間に、コンピュータ20に接続され上下面を撮像可能な撮像装置としてのCCDカメラ17を挿入し、プローブ13とチップ3の光学像を取得する。モニタ22上で2つの光学像を重ね合わせ、プローブ13とチップ3のアライメントが合うようにアライメント制御部11を制御して解析ステージ10aをプローブ13に対して移動・回転させる。   A CCD camera 17 as an imaging device connected to the computer 20 and capable of imaging the upper and lower surfaces is inserted between the probe card 12 and the chip 3 to acquire optical images of the probe 13 and the chip 3. Two optical images are superimposed on the monitor 22, and the alignment control unit 11 is controlled so that the alignment of the probe 13 and the chip 3 is aligned, and the analysis stage 10 a is moved and rotated with respect to the probe 13.

アライメントを合わせた後、CCDカメラ17を移動させ、チップピッキング装置90の真空吸着ノズル91でチップ3を吸着・固定し、解析ステージ10aの吸引口10bの吸引を停止させる。次に、図7−2に示すように、解析ステージ10aをスライドさせてチップ3およびプローブカード12を石英ガラス14上に移動させる。その後、チップ3を石英ガラス14上に降ろし、続いてプローブカード12をチップ3上に降ろし、プローブ13をチップ3の電極に接触させる。このように、ウエハの故障解析用の解析ステージ10aおよびCCDカメラ17を用いて位置合わせを行なってもよい。   After the alignment, the CCD camera 17 is moved, the chip 3 is sucked and fixed by the vacuum suction nozzle 91 of the chip picking device 90, and the suction of the suction port 10b of the analysis stage 10a is stopped. Next, as shown in FIG. 7B, the analysis stage 10 a is slid to move the chip 3 and the probe card 12 onto the quartz glass 14. Thereafter, the chip 3 is lowered onto the quartz glass 14, the probe card 12 is subsequently lowered onto the chip 3, and the probe 13 is brought into contact with the electrode of the chip 3. As described above, the alignment may be performed by using the analysis stage 10a for wafer failure analysis and the CCD camera 17.

なお、上記実施の形態では、第2のステップで不良品チップ3を一旦チップトレイ5に移してから解析ステージ10上に移送したが、不良品チップ3をウエハ1上から直接、解析ステージ10上に移送し、裏面故障解析が終わったらウエハ1上の元の位置に戻し、エキスパンドシートの粘着力により不良品チップ3を保持・保管してもよい。   In the above embodiment, the defective chip 3 is once transferred to the chip tray 5 and then transferred to the analysis stage 10 in the second step. However, the defective chip 3 is directly transferred from the wafer 1 to the analysis stage 10. When the rear surface failure analysis is completed, the wafer 1 is returned to the original position, and the defective chip 3 may be held and stored by the adhesive force of the expanded sheet.

以上のように、本発明にかかる半導体チップの故障解析方法は、良品チップを無駄にしない故障解析方法として有用である。   As described above, the semiconductor chip failure analysis method according to the present invention is useful as a failure analysis method that does not waste non-defective chips.

本発明にかかる半導体チップの故障解析方法の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the failure analysis method of the semiconductor chip concerning this invention. ウエハから分離された不良品チップの管理方法を示す図である。It is a figure which shows the management method of the defective chip isolate | separated from the wafer. 半導体チップの故障解析装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the failure analysis apparatus of a semiconductor chip. 半導体チップの故障解析方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the failure analysis method of a semiconductor chip. 故障解析装置の実施の形態1のアライメント装置の平面図である。It is a top view of the alignment apparatus of Embodiment 1 of a failure analysis apparatus. 同縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view. 実施の形態2の位置合わせ方法を示す解析ステージの縦断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view of an analysis stage showing the alignment method of the second embodiment. 実施の形態3の位置合わせ方法を示す解析ステージの縦断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view of an analysis stage showing the alignment method of Embodiment 3. 実施の形態3の位置合わせ方法を示す解析ステージの縦断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view of an analysis stage showing the alignment method of Embodiment 3.

符号の説明Explanation of symbols

1 ウエハ
2 良品チップ
3 不良品チップ(チップ)
4 ウエハマップ
10、10a 解析ステージ
13 プローブ
20 ワークステーション
100 故障解析装置
110 裏面故障解析装置
1 Wafer 2 Good chip 3 Defective chip (chip)
4 Wafer map 10, 10a Analysis stage 13 Probe 20 Workstation 100 Failure analysis device 110 Back surface failure analysis device

Claims (5)

良品チップと不良品チップが識別されたウエハをダイシングカットし、ダイシングカットされたウエハから良品チップを抜き取る第1のステップと、
残った不良品チップのウエハ上の位置を判別し、該不良品チップのウエハ上の位置を示す第1の位置情報を記憶するとともに、前記不良品チップをピックアップして解析ステージ上に移送する第2のステップと、
解析ステージ上の各不良品チップを故障解析することにより各不良品チップ内での故障位置を示す第2の位置情報を作成し、作成した第2の位置情報および前記記憶された第1の位置情報に基づきウエハマップ上に不良品チップおよび不良品チップ内での故障位置を識別表示する第3のステップと、
を含むことを特徴とする半導体チップの故障解析方法。
A first step of dicing cutting a wafer in which good chips and defective chips are identified, and extracting the non-defective chips from the diced wafer;
The position of the remaining defective chip on the wafer is determined, first position information indicating the position of the defective chip on the wafer is stored, and the defective chip is picked up and transferred to the analysis stage. Two steps,
By analyzing failure of each defective product chip on the analysis stage, second position information indicating a failure position in each defective product chip is generated, and the generated second position information and the stored first position A third step of identifying and displaying the defective chip and the failure position in the defective chip on the wafer map based on the information;
A failure analysis method for a semiconductor chip, comprising:
前記第2のステップは、前記不良品チップを前記ウエハからピックアップしてチップトレイの所定のポケットに移送し、前記第1の位置情報と、当該チップトレイの番号を示すチップトレイ番号情報および当該ポケットの位置を示すポケット位置情報とを対応させて記憶するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体チップの故障解析方法。   In the second step, the defective chip is picked up from the wafer and transferred to a predetermined pocket of the chip tray, the first position information, chip tray number information indicating the number of the chip tray, and the pocket 2. The failure analysis method for a semiconductor chip according to claim 1, further comprising a step of storing in correspondence with pocket position information indicating the position of the semiconductor chip. 前記第2のステップと第3のステップの間に、前記解析ステージ上に設けられた固定ガイドにより前記不良品チップの一隅を位置決めし他の隅を可動ガイドで前記固定ガイドに向けて押圧することにより前記不良品チップを前記解析ステージ上に固定するステップと、プローブを前記不良品チップ上に概略位置決めするステップと、裏面故障解析装置により前記不良品チップと前記プローブの光学像を取得し該光学像を見ながら前記解析ステージを移動させて該不良品チップとプローブとを位置合わせするステップと、を有することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体チップの故障解析方法。   Between the second step and the third step, one corner of the defective chip is positioned by a fixed guide provided on the analysis stage, and the other corner is pressed by the movable guide toward the fixed guide. A step of fixing the defective chip on the analysis stage, a step of roughly positioning the probe on the defective chip, and an optical image of the defective chip and the probe obtained by a back surface failure analysis device. The failure analysis method for a semiconductor chip according to claim 1, further comprising a step of aligning the defective chip and the probe by moving the analysis stage while viewing an image. 前記第2のステップと第3のステップの間に、チップピッキング装置により前記不良品チップを前記解析ステージ上に位置決めするステップと、前記プローブを該不良品チップ上に概略位置決めするステップと、前記裏面故障解析装置により前記不良品チップと前記プローブの光学像を取得し該光学像を見ながら前記チップピッキング装置により前記不良品チップを移動させて該不良品チップとプローブとを位置合わせするステップと、を有することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体チップの故障解析方法。   Between the second step and the third step, a step of positioning the defective chip on the analysis stage by a chip picking device, a step of roughly positioning the probe on the defective chip, and the back surface Obtaining an optical image of the defective chip and the probe by a failure analysis device, moving the defective chip by the chip picking device while viewing the optical image, and aligning the defective chip and the probe; The failure analysis method for a semiconductor chip according to claim 1, wherein: 前記第2のステップと第3のステップの間に、チップピッキング装置により前記不良品チップを前記解析ステージの吸引口上に載置するステップと、前記プローブを前記不良品チップの上方に概略位置決めするステップと、上下両面を撮像可能な撮像装置を前記不良品チップとプローブとの間に挿入し前記不良品チップとプローブの光学像を取得し該光学像を見ながら前記解析ステージを移動させて前記不良品チップとプローブとを位置合わせするステップと、前記チップピッキング装置により前記不良品チップを前記解析ステージから浮かせ該解析ステージをスライドさせて前記不良品チップおよびプローブを前記解析ステージの透明部に位置させるとともに前記不良品チップとプローブとを接触させるステップと、を有することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体チップの故障解析方法。   Between the second step and the third step, a step of placing the defective chip on the suction port of the analysis stage by a chip picking device, and a step of roughly positioning the probe above the defective chip Then, an imaging device capable of imaging both the upper and lower surfaces is inserted between the defective chip and the probe, an optical image of the defective chip and the probe is acquired, and the analysis stage is moved while viewing the optical image to A step of aligning the non-defective chip and the probe; and the chip picking device causes the defective chip to float from the analysis stage, and the analysis stage is slid to position the defective chip and the probe in the transparent portion of the analysis stage. And a step of bringing the defective chip and the probe into contact with each other. The semiconductor chip failure analysis method of according to claim 1 or 2 that.
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