JP2007248200A - 半導体試験装置の保守システムおよび保守方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来、予防リミット値を適切に設定するのは、容易ではなかった。
【解決手段】一実施形態に係る保守システムは、自己診断機能を有するＬＳＩテスタ１を保守するシステムであって、自己診断実行部３、記憶部５、および統計処理部７を備えている。自己診断実行部３は、ＬＳＩテスタ１の自己診断テストを実行するとともに、当該自己診断テストの結果を表す測定値が基準範囲内にあるか否かを判断する。記憶部５は、上記測定値を記憶する。また、統計処理部７は、記憶部５に記憶された過去の測定値に基づいて、上記基準範囲を定める。
【選択図】図１

Description

本発明は、自己診断機能を有する半導体試験装置を保守するシステムおよび方法に関する。

半導体試験装置の一つであるＬＳＩテスタは、半導体ウエハ上に製造されたデバイスの電気的テスト工程で使用される。デバイスの高速化や微細化に伴い、ＬＳＩテスタに求められる要求性能は高まっており、ＬＳＩテスタの経時変化による測定精度ばらつきの許容値は減少している。このため、ＬＳＩテスタの経時変化による測定精度の劣化を未然に検出し、測定精度が劣化したテスタによる半導体テストを防止する手段の必要性が高まっている。

特許文献１には、自己診断機能を有するＬＳＩテスタを保守する方法が開示されている。同文献に記載の方法においては、ＬＳＩテスタの自己診断テストの結果と基準値との差が所定の予防リミット値内であるか否かを比較判定し、判定結果が否である場合に警告表示を出力している。予防リミット値は任意に設定される値である。同方法のフローチャートを図７に示す。

なお、本発明に関連する先行技術文献としては、特許文献１の他に、特許文献２が挙げられる。同文献には、ＬＳＩテスタを構成する回路の正常動作が保証される電源電圧範囲内の中間値、上限値および下限値のそれぞれについて、上記回路の性能検査を実行する方法が記載されている。同方法のフローチャートを図８に示す。同図において、「設定値」が上述の電源電圧範囲内の中間値に相当する。
特開２００２−１７４６７４号公報 特開平９−２６４９３０号公報

特許文献１に記載の方法においては、比較判定に用いる予防リミット値をＬＳＩテスタまたは自己診断プログラムに予め与えておく必要がある。予防リミット値は任意に設定される数値であるが、ＬＳＩテスタの異常を効果的に発見するためには、この予防リミット値を適切に設定することが重要である。しかしながら、従来、このように予防リミット値を適切に設定するのは、容易ではなかった。

本発明による半導体試験装置の保守システムは、自己診断機能を有する半導体試験装置を保守するシステムであって、上記半導体試験装置の自己診断テストを実行する実行手段と、上記実行手段により実行された上記自己診断テストの結果を表す測定値が、基準範囲内にあるか否かを判断する判断手段と、上記測定値を記憶する記憶手段と、上記記憶手段に記憶された過去の上記測定値に基づいて、上記基準範囲を定める設定手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明による半導体試験装置の保守方法は、自己診断機能を有する半導体試験装置を保守する方法であって、上記半導体試験装置の自己診断テストを実行する実行ステップと、上記実行ステップにおいて実行された上記自己診断テストの結果を表す測定値が、基準範囲内にあるか否かを判断する判断ステップと、上記測定値を記憶手段に記憶させる記憶ステップと、上記記憶手段に記憶された過去の上記測定値に基づいて、上記基準範囲を定める設定ステップと、を含むことを特徴とする。

これらの保守システムおよび保守方法においては、自己診断テストの結果を表す測定値が基準範囲内にあるか否かが判断される。その判断結果が肯であれば半導体試験装置が正常であり、否であれば異常であるとわかる。ここで、上記基準範囲は、記憶手段に記憶された過去の測定値に基づいて決定される。これにより、当該半導体試験装置にとって適切な基準範囲を容易に設定することができる。

本発明によれば、半導体試験装置にとって適切な基準範囲を容易に設定することが可能な半導体試験装置の保守システムおよび保守方法が実現される。

以下、図面を参照しつつ、本発明による半導体試験装置の保守システムおよび保守方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明による半導体試験装置の保守システムの一実施形態を示すブロック図である。同図の保守システムは、自己診断機能を有するＬＳＩテスタ１（半導体試験装置）を保守するシステムであって、ＬＳＩテスタ１およびテスタ保守管理サーバ２を備えている。

ＬＳＩテスタ１は、自己診断実行部３、自己診断結果出力部４、および記憶部９を有している。自己診断実行部３は、ＬＳＩテスタ１の自己診断テストを実行する実行手段である。この自己診断実行部３は、上記自己診断テストの結果を表す測定値が、基準範囲内にあるか否かを判断する判断手段でもある。自己診断実行部３としては、例えばＣＰＵを用いることができる。自己診断結果出力部４は、自己診断実行部３で得られた上記測定値を後述する記憶部５へと出力する出力手段である。また、記憶部９は、自己診断実行部３による自己診断テストの処理手順を記述した自己診断プログラムを記憶する記憶手段（第２の記憶手段）である。記憶部９としては、例えばＲＯＭまたはＲＡＭ等のメモリを用いることができる。

テスタ保守管理サーバ２は、記憶部５、統計処理部７、および変動判定値出力部８を有している。記憶部５は、自己診断結果出力部４から出力された上記測定値を記憶する記憶手段（第１の記憶手段）である。この記憶部５には、統計処理マスタも記憶されている。記憶部５としては、例えばメモリを用いることができる。統計処理部７は、記憶部５に記憶された過去の測定値を統計的に処理することにより、上記基準範囲を定める設定手段である。統計処理部７としては、例えばＣＰＵを用いることができる。また、変動判定値出力部８は、変動判定値を記憶部９へと出力する出力手段である。ここで、変動判定値とは、上記基準範囲の上限値および下限値のことである。

図２に示すように、上述の自己診断プログラムは、テスト項目を実行するためのテスト条件・手法、テスタ性能仕様に基づいて規定された判定規格値、および統計処理部７により算出される変動判定値の情報を含んでいる。これらの情報は、自己診断テストで実行するテスト項目に関連付けられている。本例では、判定規格値として、テスタ仕様の上限値（MAX）および下限値（MIN）が設定されている。

図３に示すように、上述の統計処理マスタは、テスト項目に関連付けられた、統計処理指定の情報を含んでいる。この統計処理指定は、上記変動判定値を定めるための規則を与えるものである。例えば、統計処理指定が±３σであれば、変動判定値は、μ±３σと定められる。すなわち、基準範囲は、図４に示すように、（μ−３σ）以上（μ＋３σ）以下の範囲と定められる。ここで、μおよびσは、統計処理部７による統計処理の結果として得られる、過去の測定値の平均値および標準偏差を表している。このように、統計処理指定は、自己診断テストの測定値の平均値に対して、どれくらいの標準偏差まで許容するかを表している。

図５を参照しつつ、本発明による半導体試験装置の保守方法の一実施形態として、図１の保守システムの動作の一例を説明する。まず、ＬＳＩテスタ１において、自己診断プログラムの実行が初めてであるか否かが判断される（ステップ２０１）。その判断結果が肯であればステップ２０２に、否であればステップ２０３に移る。ステップ２０２においては、変動判定値の初期値が、以降の処理で用いられる変動判定値として設定される。この初期値は、自己診断プログラム中に予め記述しておけばよい。

次に、自己診断プログラムに従い、自己診断実行部３によって自己診断テストが実行される（ステップ２０３）。その後、自己診断実行部３によって、自己診断テストの結果を表す測定値と判定規格値との比較判定が実行される（ステップ２０４）。その比較判定の結果がＰＡＳＳの場合、すなわち測定値がテスタ仕様の下限値以上で且つ上限値以下である場合、ステップ２０６に移る（ステップ２０５）。一方、同結果がＦＡＩＬの場合には、装置を停止し保守を行う（ステップ２０７）。

ステップ２０６においては、測定値と変動判定値との比較判定が実行される。その比較判定の結果がＰＡＳＳの場合、すなわち測定値が基準範囲内にある場合、ステップ２１０に移る（ステップ２０８）。一方、同結果がＦＡＩＬの場合には、変動値判定が不合格であった旨が表示手段（図示せず）に表示される（ステップ２０９）。この表示があった場合、装置を停止し保守を行う。

ステップ２１０においては、ステップ２０３で実行された自己診断テストの測定値が、自己診断結果出力部４により、テスタ保守管理サーバ２の記憶部５へ送信される。この測定値は、記憶部５に記憶される（ステップ２１１）。

次に、統計処理部７は、統計処理マスタに登録された統計処理指定に従い、記憶部５に保管されている測定値に対して統計処理を行なう（ステップ２１２）。すなわち、統計処理部７は、直近に実施した自己診断テストの結果も含めて、ＬＳＩテスタ１についての過去の自己診断テスト結果を読み出す。その後、統計処理部７は、統計処理したい自己診断テスト項目のテスト結果について、平均値μおよび標準偏差σを算出する。そして、変動判定値＝μ±統計処理指定という式に従って、変動判定値を算出する。

ここで算出された変動判定値は、変動判定値出力部８によりＬＳＩテスタ１の記憶部９へ送信される（ステップ２１３）。この変動判定値は、記憶部９に記憶される（ステップ２１４）。本実施形態において変動判定値は、自己診断プログラムに書き込まれる。

本実施形態の効果を説明する。本実施形態においては、自己診断テストの結果を表す測定値が基準範囲内にあるか否かが判断される。その判断結果が肯であればＬＳＩテスタ１が正常であるとわかる。一方、否であれば、経時変化による精度劣化が生じており、異常であるとわかる。ここで、上記基準範囲は、記憶部５に記憶された過去の測定値に基づいて決定される。これにより、ＬＳＩテスタ１にとって適切な基準範囲を容易に設定することができる。

基準範囲（変動判定値）は、過去の測定値を統計処理することにより定められている。これにより、個々の半導体試験装置毎に適切な基準範囲を高精度で算出することができる。このように半導体試験装置の自己診断テストの結果に基づく、個々の装置毎の統計的自己診断判定値を用いることにより、半導体試験装置の経時劣化による測定精度劣化を未然に検出し、測定精度の劣化したテスタによる半導体テストを防止することが可能となる。

基準範囲を（μ−ｄ）以上（μ＋ｄ）以下（ｄは正の定数）の範囲と定めた場合、測定値の平均値μが基準範囲の中間値に相当するため、過大な測定値および過小な測定値の双方をバランス良く検出することができる。過大な測定値とは（μ＋ｄ）を上回る測定値のことであり、過小な測定値とは（μ−ｄ）を下回る測定値のことである。

上記定数ｄは、σ以上３σ以下であることが好ましい。ｄを３σ以下とすることにより、半導体試験装置の異常を充分に高い確度で発見することができる。また、ｄをσ以上とすることにより、半導体試験装置の異常に起因しない測定値のばらつきが充分に許容される。それにより、不要なＦＡＩＬ判定（図５のステップ２０８参照）がなされるのを抑制することができる。

ところで、適切な基準範囲は、半導体試験装置の個体差にも依存するため、半導体試験装置毎に個別に設定されることが好ましい。しかしながら、従来技術のようにユーザが任意に設定する場合、半導体試験装置毎に適切な基準範囲を設定するには多大な労力を要する。また、半導体試験装置の構成ユニットの実力変動値に対して適正な判定値であるかの判断が困難である。

これに対して、本実施形態では、半導体試験装置の自己診断テストの合否判定規格に、過去に実施した自己診断テスト結果から統計処理により算出した変動判定値を追加している。この変動判定値は、従来技術で用いられる、自己診断判定値を基準とした判定値やエンジニアが任意に設定する判定値ではなく、個々の半導体試験装置の自己診断テスト結果から算出された、個々の装置毎の判定値である。このため、装置の性能保証のみでなく、個々の装置の精度ばらつきや精度劣化を監視することができる。

本発明による半導体試験装置の保守システムおよび保守方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、図６に示すように、本発明による保守システムは、自己診断プログラムを記憶する記憶部９とは別に、上記基準範囲を記憶する記憶部１０（第３の記憶手段）を備えていてもよい。この場合、変動判定値出力部８から送信された変動判定値は、記憶部１０に記憶される。自己診断実行部３は、この記憶部１０に記憶された変動判定値を参照して、自己診断テストの測定値との比較を行う。

図１の保守システムにおいてＬＳＩテスタ１は、最新の変動判定値を自己診断プログラムに書き込む必要があった。そのため、第三者が自己診断プログラムを変更した場合、最新の変動判定値が自己診断プログラムに記述されている保証がない状態となる。これに対して、図６の保守システムでは、自己診断プログラムによらず、常に最新の変動判定値を用いて、自己診断テストの測定値との比較を行うことができる。

なお、記憶部９と同様に記憶部１０としてもメモリを用いることができるが、これらの記憶部９および記憶部１０として別個のメモリを用いる必要はない。すなわち、記憶部９および記憶部１０で１つのメモリを共有してもよい。ただし、図６の保守システムにおいては、自己診断プログラムと変動判定値とは、当該メモリ内の別々の記憶領域に格納される。

本発明による半導体試験装置の保守システムの一実施形態を示すブロック図である。 自己診断プログラムの構成例を説明するための図である。 統計処理マスタの構成例を説明するための図である。 自己診断テストの結果を表す測定値の度数分布の一例を表すグラフである。 発明による半導体試験装置の保守方法の一実施形態を示すフローチャートである。 実施形態の変形例に係る保守システムを示すブロック図である。 特許文献１に記載の方法を示すフローチャートである。 特許文献２に記載の方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ＬＳＩテスタ
２ テスタ保守管理サーバ
３ 自己診断実行部
４ 自己診断結果出力部
５ 記憶部
７ 統計処理部
８ 変動判定値出力部
９ 記憶部
１０ 記憶部

Claims (7)

1. 自己診断機能を有する半導体試験装置を保守するシステムであって、
   前記半導体試験装置の自己診断テストを実行する実行手段と、
   前記実行手段により実行された前記自己診断テストの結果を表す測定値が、基準範囲内にあるか否かを判断する判断手段と、
   前記測定値を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された過去の前記測定値に基づいて、前記基準範囲を定める設定手段と、
   を備えることを特徴とする半導体試験装置の保守システム。
2. 請求項１に記載の半導体試験装置の保守システムにおいて、
   前記設定手段は、前記過去の測定値を統計的に処理することにより、前記基準範囲を定める半導体試験装置の保守システム。
3. 請求項２に記載の半導体試験装置の保守システムにおいて、
   前記設定手段は、前記過去の測定値の平均値をμとしたとき、前記基準範囲を（μ−ｄ）以上（μ＋ｄ）以下（ｄは正の定数）の範囲と定める半導体試験装置の保守システム。
4. 請求項３に記載の半導体試験装置の保守システムにおいて、
   前記過去の測定値の標準偏差をσとしたとき、前記定数ｄは３σ以下である半導体試験装置の保守システム。
5. 請求項４に記載の半導体試験装置の保守システムにおいて、
   前記定数ｄはσ以上である半導体試験装置の保守システム。
6. 請求項１乃至５いずれかに記載の半導体試験装置の保守システムにおいて、
   前記実行手段による前記自己診断テストの処理手順を記述した自己診断プログラムを記憶する第２の記憶手段と、
   前記基準範囲を記憶する第３の記憶手段と、
   を備える半導体試験装置の保守システム。
7. 自己診断機能を有する半導体試験装置を保守する方法であって、
   前記半導体試験装置の自己診断テストを実行する実行ステップと、
   前記実行ステップにおいて実行された前記自己診断テストの結果を表す測定値が、基準範囲内にあるか否かを判断する判断ステップと、
   前記測定値を記憶手段に記憶させる記憶ステップと、
   前記記憶手段に記憶された過去の前記測定値に基づいて、前記基準範囲を定める設定ステップと、
   を含むことを特徴とする半導体試験装置の保守方法。

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