JP2007188968A - ウエーハマップデータの解析方法および解析プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】システム不良とランダム不良との不良種別の分類を簡単に行うことができるウエーハマップデータの解析方法および解析プログラムを提供する。
【解決手段】有効チップ領域の検査合否を表すウエーハマップデータ３０から検査データが“１”である不良チップ座標を１つ選択する。選択した不良チップ座標３１に隣接するように複数のチップ座標からなる判定領域３２を設定する。この判定領域３２のデータが全て“１”の場合には不良チップ座標３１の不良種別をシステム不良とし、その他の場合には不良チップ座標３１の不良種別をランダム不良とする。なお、有効チップ領域外を仮想的に“１”に設定し、エッジ部も含め、有効チップ領域内の全ての不良チップ座標について不良種別の分類を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、ウエーハ内に形成されたＩＣ（Integrated Circuit）チップの検査合否をチップ座標とともに記録してなるウエーハマップデータの解析方法および解析プログラムに関し、特に、不良種別を分類するためのウエーハマップデータの解析方法および解析プログラムに関する。

半導体ＩＣの製造工程において歩留まりを向上させるためには、製造された半導体ＩＣを検査した後、その検査データを解析し、その解析結果を、設計、製造、検査などの各工程にフィードバックすることが必要である。

一般に、半導体ＩＣは、要求される動作特性を満足しているかを判定するために、ＩＣテスタ（半導体試験装置）を用いて、ウエーハレベルでのプローブテストが行われている。プローブテストは、ウエーハに作りこまれた個々のＩＣチップの入出力端子にプローブを接触させることによって行う電気的な検査手法である。ＩＣテスタは、各ＩＣチップの検査合否（検査データ）をチップ座標とともに記録し、いわゆるウエーハマップデータを生成する。

ＩＣチップの不良は、製造工程中において偶発的に生じる欠陥やゴミなどに起因するランダム不良と、設計マージンなど、その他の原因に起因するシステム不良とに大別される。ランダム不良は、発生するチップ座標に規則性がなく、ウエーハ内に散在する。システム不良は、複数のチップ座標に渡って群となって現れる。例えば、特許文献１では、ウエーハマップデータを所定の不良パターンと比較することにより、不良種別の分類を行っている。
特開２０００−２４３７９４号公報

しかしながら、特許文献１の解析方法では、様々な不良種別の分類を行うことができるものの、不良パターンを登録するためのデータベースや、不良パターンとウエーハマップデータとを比較するための特殊なプログラムが必要となるため、この解析方法を実現するためのシステムは複雑で高額になる。この結果、半導体ＩＣの製造コストの上昇を招いてしまう。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、システム不良とランダム不良との不良種別の分類を簡単に行うことができるウエーハマップデータの解析方法および解析プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のウエーハマップデータの解析方法は、ウエーハの有効チップ領域に２次元マトリクス状に複数形成されたＩＣチップをそれぞれ検査し、各ＩＣチップの検査合否をチップ座標とともに記録してなるウエーハマップデータの解析方法において、検査不合格の不良チップ座標を１つ選択し、選択した不良チップ座標に隣接するように複数のチップ座標からなる判定領域を設定し、この判定領域内の検査合否の割合に応じて前記不良チップ座標の不良種別を分類することを特徴とする。

なお、前記判定領域内が全て検査不合格である場合にはシステム不良、その他の場合にはランダム不良として前記不良種別の分類を行うことが好ましい。

また、前記有効チップ外の座標位置を仮想的に検査合格または検査不合格と設定することにより、前記有効チップ領域内の全ての不良チップ座標に対して前記不良種別の分類を行うことが好ましい。

また、前記判定領域は、選択された不良チップ座標に隣接する３つのチップ座標からなることが好ましい。

さらに、本発明のウエーハマップデータの解析プログラムは、上記いずれか記載の解析方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明は、検査不合格の不良チップ座標を１つ選択し、選択した不良チップ座標に隣接するように複数のチップ座標からなる判定領域を設定し、この判定領域内の検査合否の割合に応じて上記不良チップ座標の不良種別を分類するので、システム不良とランダム不良との不良種別の分類を簡単に行うことができる。例えば、判定領域内が全て検査不合格である場合にはシステム不良、その他の場合にはランダム不良として上記不良種別の分類を行う。

また、有効チップ外の座標位置を仮想的に検査合格または検査不合格と設定することにより、エッジ部も含め、有効チップ領域内の全ての不良チップ座標に対して上記不良種別の分類を行うことができる。

図１において、テストシステム１０は、検査対象のウエーハ２０に接続されたプローバ１１と、ＩＣテスタ１２と、検査データの解析プログラム１３が搭載されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）１４とからなる。ウエーハ２０は、可動ステージ（図示せず）に載置されており、プローバ１１は、プローブカード（図示せず）を介してウエーハ２０内のＩＣチップ２１に電気的に接続する。プローバ１１は、ＩＣテスタ１２が発生する電気的な検査信号をＩＣチップ２１に入力し、これに応答してＩＣチップ２１から出力された出力信号をＩＣテスタ１２に入力する。

ウエーハ２０の有効チップ領域内に形成された全てのＩＣチップ２１について検査を行うために、プローバ１１は、可動ステージをＩＣチップ２１の配列に合わせて順次に移動させ、ＩＣテスタ１２は、プローバ１１が接続した各ＩＣチップ２１と信号のやり取りを行う。ＩＣテスタ１２は、全てのＩＣチップ２１について検査の合否判定を行うとともに、各ＩＣチップ２１の検査合否（検査データ）をチップ座標に関連付けて記録し、ウエーハマップデータを生成する。ＰＣ１４は、ＩＣテスタ１２からウエーハマップデータを取得し、解析プログラム１３に基づいて、後述する解析（不良種別の分類）を行う。

図２において、ウエーハ２０は、一部にオリエンテーションフラット（直線状の切り欠け）またはノッチ（Ｖ字型の切り欠け）が形成されたほぼ円盤形状のシリコン基板であり、その表面の有効チップ領域には２次元マトリクス状にＩＣチップ２１が形成されている。ＩＣチップ２１には、半導体素子として、例えばＣＣＤイメージセンサが構成されている。ＣＣＤイメージセンサの検査項目としては、電流・電圧の直流特性や交流特性のほか、受光素子の欠陥に起因する点キズ、垂直転送路の欠陥に起因する線キズ、カラーフィルタの染色ムラに起因する色ムラ、シェーディング特性やスミア特性などがある。

図３において、ウエーハマップデータ３０は、ＩＣテスタ１２によって生成されるウエーハマップデータの一例を示す。ウエーハマップデータ３０中の検査データ“０”は、そのチップ座標のＩＣチップ２１が検査合格（良品）であることを表し、検査データ“１”は、そのチップ座標のＩＣチップ２１が検査不合格（不良品）であることを表している。ＩＣテスタ１２は、ウエーハマップデータ３０を、チップ座標と検査データ（“０”または“１”）とを関連付けて羅列したテキストデータ形式でＰＣ１４に送信する。

次に、図４のフローチャートを用い、ＰＣ１４が解析プログラム１３に基づいて行うウエーハマップデータ３０の解析処理について説明する。まず、ＰＣ１４は、ＩＣテスタ１２からウエーハマップデータ３０を取得すると（ステップＳ１）、図５に示すように、ウエーハマップデータ３０の周囲（有効チップ領域外）の各座標位置に、仮想的にデータ“１”を設定する（ステップＳ２）。次いで、ＰＣ１４は、有効チップ領域から、検査データが“１”の１つの不良チップ座標を１つ選択する（ステップＳ３）。符号３１は、選択した１つの不良チップ座標を示している。

次いで、ＰＣ１４は、選択した不良チップ座標に隣接するように複数のチップ座標からなる判定領域を設定する（ステップＳ４）。符号３２は、設定された判定領域を示している。判定領域３２は、不良チップ座標の周囲３方向（上、左、左斜め上）に隣接する３つのチップ座標からなる。

そして、ＰＣ１４は、判定領域内の検査データが全て“１”であるか否かを判定し（ステップＳ５）、判定領域内が全て“１”である場合（Ｙｅｓ判定）には、選択した不良チップ座標の不良種別をシステム不良として分類し（ステップＳ６）、一方、判定領域内に１つでも“０”がある場合（Ｎｏ判定）には、選択した不良チップ座標の不良種別をランダム不良として分類する（ステップＳ７）。

この後、エッジ部を含め、有効チップ領域内の全ての不良チップ座標に対してステップＳ４〜Ｓ７を繰り返す。つまり、ＰＣ１４は、ステップＳ４で選択中の不良チップ座標が有効チップ領域の最後の不良チップ座標であるか否かを判定し（ステップＳ８）、最後の不良チップ座標でなければ（Ｎｏ判定）、所定の規則に従って次の不良チップ座標を選択して（ステップＳ９）、ステップＳ４に移行する。一方、ステップＳ８において最後の不良チップ座標と判定されれば（Ｙｅｓ判定）、処理を終了する。

図６は、ＰＣ１４によるウエーハマップデータ３０の解析結果を示し、各不良チップ座標の不良種別は、システム不良とランダム不良とに分類されている。“２”はシステム不良、“３”はランダム不良であることを示している。この例では、有効チップ数（Ｗ）は６８であり、良品チップ数（Ｇ）は３６であるので、歩留まり（Ｇ／Ｗ）は約５３％である。また、不良チップのうち、システム不良の数は８であり、ランダム不良の数２４はであるので、システム不良に関する歩留まり（Ｙｓ）は約８８％、ランダム不良に関する歩留まり（Ｙｒ）は約６５％と算出される。このようにして歩留まりを分離比較することにより、不良の原因を推定し、設計、製造、検査などの各工程にフィードバックすることができる。

なお、上記実施形態では、ウエーハマップデータを、一連の複数の検査項目を実施した後の総合的な合否としているが、本発明はこれに限定されず、ウエーハマップデータを、１つの検査項目の合否としてもよい。

また、上記実施形態では、ウエーハマップデータの解析を行う際に、有効チップ領域外を“１”に設定しているため、有効チップ領域のエッジ付近の不良チップ座標はシステム不良に分類されやすい傾向にある。本発明はこれに限定されず、有効チップ領域外を“０”に設定してもよい。この場合には、有効チップ領域のエッジ付近の不良チップ座標はランダム不良に分類されやすい。また、システム不良とランダム不良とへの分類のされやすさに偏りが生じないように、有効チップ領域外に、“０”と“１”とを混合して設定してもよい。

また、上記実施形態では、不良種別を分類するための判定領域は、選択した不良チップ座標の周囲３方向に隣接するチップ座標からなるが、本発明はこれに限定されず、不良チップ座標に対する判定領域の位置関係、および判定領域の大きさは適宜変更してよい。判定領域を大きくすると、より大きな広がりをもつシステム不良を検出することができる。また、不良チップ座標の周囲を囲むように判定領域を設定することも好適である。さらに、有効チップ領域を分割し、各分割領域ごとに判定領域の設定を変更してもよい。例えば、図７に示すように、有効チップ領域を、Ｘ方向に沿う分割ライン３３に沿って２分割し、分割された領域３０ａ，３０ｂに応じて不良チップ座標３１に対する判定領域３２の設定領域を変更する。分割ライン３３は、縦や斜め方向など、適宜変更してよい。

また、上記実施形態では、判定領域内の検査データが全て“１”であるか否かに応じてシステム不良とランダム不良との不良種別の分類を行っているが、本発明はこれに限定されず、判定領域の検査合否の割合（検査データ“０”および“１”の割合）に応じて不良種別の分類を行ってもよい。

また、上記実施形態では、上記の手順が記録された専用の解析プログラム１３によってＰＣ１４にウエーハマップデータの解析を行わせているが、本発明はこれに限定されず、解析プログラム１３に代えて、Microsoft Excel（登録商標）などの市販の表計算ソフトウェアを用い、ＰＣ１４に上記の手順を実行させることでウエーハマップデータの解析を行うことも可能である。

テストシステムの構成を示す概念図である。 ウエーハの構成を示す平面図である。 ウエーハマップデータの一例を示す図である。 ウエーハマップデータの解析方法を説明するフローチャートである。 有効チップ領域外のデータの設定例および判定領域の設定例を示す図である。 ウエーハマップデータの解析結果を示す図である。 有効チップ領域の分割例を示す図である。

符号の説明

１０ テストシステム
１１ プローバ
１２ ＩＣテスタ
１３ 解析プログラム
２０ ウエーハ
２１ ＩＣチップ
３０ ウエーハマップデータ
３１ 不良チップ座標
３２ 判定領域
３３ 分割ライン

Claims (5)

1. ウエーハの有効チップ領域に２次元マトリクス状に複数形成されたＩＣチップをそれぞれ検査し、各ＩＣチップの検査合否をチップ座標とともに記録してなるウエーハマップデータの解析方法において、
   検査不合格の不良チップ座標を１つ選択し、選択した不良チップ座標に隣接するように複数のチップ座標からなる判定領域を設定し、この判定領域内の検査合否の割合に応じて前記不良チップ座標の不良種別を分類することを特徴とするウエーハマップデータの解析方法。
2. 前記判定領域内が全て検査不合格である場合にはシステム不良、その他の場合にはランダム不良として前記不良種別の分類を行うことを特徴とする請求項１記載のウエーハマップデータの解析方法。
3. 前記有効チップ外の座標位置を仮想的に検査合格または検査不合格と設定することにより、前記有効チップ領域内の全ての不良チップ座標に対して前記不良種別の分類を行うことを特徴とする請求項１または２記載のウエーハマップデータの解析方法。
4. 前記判定領域は、選択された不良チップ座標に隣接する３つのチップ座標からなることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のウエーハマップデータの解析方法。
5. 請求項１ないし４いずれか記載の解析方法をコンピュータに実行させることを特徴とするウエーハマップデータの解析プログラム。

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