JP2978812B2 - 半導体試験装置及びその試験方法 - Google Patents

半導体試験装置及びその試験方法

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JP2978812B2 JP9040710A JP4071097A JP2978812B2 JP 2978812 B2 JP2978812 B2 JP 2978812B2 JP 9040710 A JP9040710 A JP 9040710A JP 4071097 A JP4071097 A JP 4071097A JP 2978812 B2 JP2978812 B2 JP 2978812B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体試験装置及び
その試験方法に関し、特に半導体集積回路等の製造工程
における電気特性試験用の半導体試験装置及びその試験
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近の半導体装置の製造工程における各
種試験の増大に伴い、その効率の向上が重要となってき
ている。また、ロット不良発生時等にその不良原因を直
ちに分析し迅速に対策する必要性が大きくなってきてい
る。
【0003】従来、この種の試験を自動的に実施する半
導体試験装置は、この種のロット不良等の品質管理情報
を得るため試験結果得られた測定データを統計処理し表
示する機能を有していた。
【0004】特開平3−6037号公報(文献1)ある
いは特開平3−185747号公報(文献2)記載の一
般的な従来の半導体試験装置をブロックで示す図4を参
照すると、この従来の半導体試験装置は、試験装置本体
である試験処理装置1と、予め設定した試験条件を記述
した磁気記録媒体等の形で供給されるテストプログラム
2と、被測定ウェハー5に試験信号TCを供給し対応測
定データTDを収集する測定治具3と、ウェハー5をセ
ットするプロビーング部4とを備える。
【0005】試験処理装置1は、テストプログラム2の
記述にしたがい被測定ウェハー5に対して測定治具3を
介して試験信号TCを供給し対応の測定データTDを収
集するCPU及び測定部を含む試験回路部11と、測定
データTDを格納し格納データMDを出力する半導体メ
モリ及び磁気記録媒体等から成るデータ格納部12と、
格納データMDについて統計的演算を行い処理データD
Pを出力するソフトウェアから成るデータ処理部13
と、CRTや液晶デイスプレイ等から成り処理データD
Pを表示するデータ表示部15とを備える。
【0006】次に、図4及び試験手順をフローチャート
で示す図5を参照して、従来の半導体試験装置の動作及
びその試験方法について説明すると、まず測定治具3を
セットし(ステップS1)、被測定ウェハー5をセット
し(ステップS2)、テストプログラム2の読み込みを
行い(ステップS3)、次に試験回路部11がテストプ
ログラム2にしたがい試験信号TCを測定治具3を経由
してウェハー5に供給して試験を実施する(ステップS
11)。この試験結果得られた測定データTDをデータ
格納部12に格納する(ステップS12)。この一連の
試験及び測定データ格納はウェハー5の全てのチップの
測定を完了するまで反復する(ステップS13)。
【0007】また、データ処理部13は格納データMD
を予め設定した規格値に対応して製造ラインの工程能力
を含む統計処理し、試験規格に対する格納データMDの
特性分布図やロット管理図を作成するための処理データ
DPを出力する。データ表示部15は処理データDPを
任意に表示出来、ロット不良発生時等の不良原因の分析
等を行う場合に利用していた。
【0008】例えば、製造ラインが規格を満足する製品
を出しているかを示す品質管理上の判断基準として次式
で示す工程能力指数Cpがある。
【0009】 Cp=T/(6σp)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) 一般に規格幅Tは標準偏差σの8倍以上すなわち(1)
式でCp≧1.33であれば工程能力は十分とされてい
る。
【0010】この従来の半導体試験装置による半導体装
置の特性試験において、製品のロットや試験装置の個体
差により発振等が生じ測定値が不安定になるテスト項目
がある。これを事前に検出できないと良品を不良判定
し、歩留まりを低下させ、あるいはロット不良として処
理することになる。
【0011】従来この種のロット不良を防止するため、
ウェハー5の任意のペレットについてマニュアルチエッ
クを行い、それがパスすれば試験を実施し、不合格であ
れば試験を中止して原因探求を行っていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
試験装置及びその試験方法は、試験装置や測定治具の発
振等の異常動作に起因して正常な測定値が得られない場
合は良品を不良と誤判定し、結果として歩留まり低下要
因となるという欠点があった。
【0013】また、上記異常動作を検出するため、被測
定ウェハーーの任意のペレットについてマニュアルチエ
ックを行い、それがパスすれば試験を実施し、不合格で
あれば試験を中止して原因探求を行っていたので、その
ための時間及び工数がかかるという欠点があった。
【0014】本発明の目的は、試験装置や測定治具の発
振等の異常動作に起因する歩留まり低下要因を除去した
半導体試験装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体試験装置
は、被試験半導体ウェハーを載置し所定の試験接続を行
うプロービング部を用いて連続する製造ロットの被試験
半導体ウェハー上のチップを順次接続して予め設定した
試験条件を記述したテストプログラムにしたがい電気的
特性を測定し測定データを収集する試験回路部と、前記
測定データを格納するデータ格納部と格納した前記測定
データについて所定の統計的演算を行い製造ラインの品
質管理上の判断基準であり規格幅を標準偏差の6倍で除
した値である工程能力指数を含む処理データを出力する
データ処理部とを含む試験処理装置を備える半導体試験
装置において、前記試験処理装置が、前記試験回路部が
測定した半導体試験装置の正常動作確認用に同一製造ロ
ット単位当たり1チップの割合で選択した被反復測定チ
ップに対する所定回数の反復測定データから前記データ
処理部が算出した前記処理データに含まれる前記工程能
力指数の予め定めた判定値に対する大小の判定を実施し
判定結果に応答して試験の実行停止を制御する試験制御
信号を出力するデータ判定部を備えて構成されている。
【0016】本発明の半導体試験方法は、被試験半導体
ウェハーを載置し所定の試験接続を行うプロービング部
を用いて連続する製造ロットの被試験半導体ウェハー上
のチップを順次接続して予め設定した試験条件を記述し
たテストプログラムにしたがい電気的特性を測定し測定
データを収集する半導体試験装置を用いる半導体試験方
法において、同一製造ロット単位当たり1チップの割合
前記被試験半導体ウェハー上の任意のチップを前記半
導体試験装置の正常動作確認用の被反復測定チップとし
て選択するステップと、前記被測定チップに対する反復
測定回数を指定するステップと、前記被測定チップを前
記指定回数試験し測定データを収集するステップと、収
集した前記測定データについて所定の統計的演算を行い
製造ラインの品質管理上の判断基準であり規格幅を標準
偏差の6倍で除した値である工程能力指数を算出する工
程能力指数算出ステップと、前記工程能力指数算出ステ
ップで算出した前記工程能力指数の予め定めた判定値に
対する大小を判定する大小判定ステップと、前記大小判
定ステップでの判定結果、前記工程能力指数が前記判定
値より大きい場合は前記被試験半導体ウェハー全体の試
験を実施し、小さい場合は試験を停止するステップとを
含むことを特徴とするものである。
【0017】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第1の実施の形態
を図4と共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付
して同様にブロックで示す図1を参照すると、この図に
示す本実施の形態の半導体試験装置は、従来と共通のテ
ストプログラム2と、測定治具3と、被測定ウェハー5
とに加えて、従来と共通の試験回路部11とデータ格納
部12とデータ処理部13とデータ表示部15とに加え
てデータ処理部13が算出した処理データDPに含む工
程能力指数Cpの設定判定値に対する大小の判定を実施
し判定結果に応答して制御信号STを出力するソフトウ
ェア等から成るデータ判定部14をさらに含む試験処理
装置1Aと、プロビーング部4の代わりに制御信号ST
の供給に応答して測定作業の実行停止を行うプロビーン
グ部4Aとを備える。
【0018】次に、図1及び試験手順をフローチャート
で示す図2を参照して本実施の形態の動作及びその試験
方法について説明すると、まず、従来と同様に、まず測
定治具3をセットし(ステップS1)、ウェハー5をセ
ットし(ステップS2)、テストプログラム2の読み込
みを行う(ステップS3)。
【0019】次に、試験装置の正常動作確認のためウェ
ハー5の反復測定用の任意のチップを反復測定チップと
して選択し(ステップS4)その座標を入力する。ま
た、反復測定回数を例えば100回と指定する(ステッ
プS5)。次に、プロビーング部4Aのプローブを上記
測定対象チップの座標に移動して測定状態に設定し、試
験回路部11はテストプログラム2をスタートし、指定
回数100回の反復測定を実施する(ステップS6)。
このときの測定データTDをデータ格納部12に順次格
納する(ステップS7)。この反復測定の終了時点で
(ステップS8)、データ処理部132はそれぞれの試
験項目毎に上述の(1)式で示す工程能力指数Cpを算
出し(ステップS9)この工程能力指数Cpを含む処理
データDPを出力する。
【0020】次ぎに、データ判定部14は処理データD
Pに含む工程能力指数Cpを予め設定した判定値と比較
し、その大小関係を判定する(ステップS10)。この
判定値としては、上述のようにCpが1.33以上のと
き工程能力が十分、すなわち、規格幅に対し測定値の分
散が十分小さいとされていることより1.33以上例え
ば2.0に設定する。
【0021】ステップS10の判定結果、算出した工程
能力指数Cpが判定値2.0より大きい場合には測定値
の分散が十分に小さい、すなわち、発振等の異常動作の
影響を受けずに正常に測定されていると判断できるの
で、ステップS11に進み、全チップについて従来と同
様の試験を実施し、測定データを格納し(ステップS1
2)、この一連の試験及び測定データ格納をウェハー5
の全てのチップの測定を完了するまで反復する(ステッ
プS13)。
【0022】しかし、ステップS10の判定結果、算出
した工程能力指数Cpが判定値2.0より小さい場合に
は測定値の分散が大きい、すなわち、発振等の異常動作
の影響により正常な測定がされていないと判断できるの
で、ステップS14に進み、データ判定部14は、測定
作業を停止させる制御信号STを出力してプロビーング
部4Aを停止させる。また、同時にアラーム信号を出力
して試験作業者に知らせる(ステップS15)。
【0023】通常、半導体ウェハーの製造工程は、1ロ
ットが50枚程度の製造ロット単位で製造し、試験もこ
の製造ロット単位で実施する。したがって、この製造ロ
ットの途中で試験装置や試験環境を変更することは殆ど
ないので、上述の発振等の異常動作の影響も同一製造ロ
ットないでは同一と考えられる。そのため、任意に選択
する上記反復測定チップによる反復測定の実施頻度は製
造ロット単位当たり1チップで十分である。
【0024】次に、本発明の第2の実施の形態を図2と
共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付して同様
にフローチャートで示す図3を参照すると、この図に示
す本実施の形態の前述の第1の実施の形態との相違点
は、テストプログラムの読み込み(ステップS3)の後
に反復測定チップを選択するステップS4の代わりに、
ウェハー5の任意のチップを測定するステップS21
と、測定結果の所定規格に対する良否判定を実施するス
テップS22と、不良の場合は測定作業を中止し、良の
場合は上記任意チップを反復測定チップとしてその座標
を記憶するステップS23とを含むことである。これに
より、反復測定前に反復測定チップが良品であることを
確認できる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体試
験装置及びその試験方法は、試験処理装置が、試験回路
部が測定した正常動作確認用の被反復測定チップの所定
回数の反復測定データからデータ処理部が算出した処理
データに含まれる工程能力指数の設定判定値に対する大
小の判定を実施し判定結果に応答して試験の実行停止を
制御するデータ判定部を備えるので、試験装置や測定治
具の発振等の異常動作に起因する工程能力指数の異常す
なわち正常測定不能状態を自動的に検出し、直ちに試験
を停止して原因探求可能な状態にできるので、良品を不
良と判定することによる歩留り低下要因を除去するとと
もに、処理時間及び工数を大幅に低減できるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体試験装置の第1の実施の形態を
示すブロック図である。
【図2】本実施の形態の半導体試験方法を示すフローチ
ャートである。
【図3】本発明の半導体試験方法の第2の実施の形態を
示すフローチャートである。
【図4】従来の半導体試験装置の一例を示すブロック図
である。
【図5】従来の半導体試験方法を示すフローチャートで
ある。
【符号の説明】
1,1A 試験処理装置 2 テストプログラム 3 測定治具 4,4A プロビーング部 5 ウェハー 11 試験回路部 12 データ格納部 13 データ処理部 14 データ判定部 15 データ表示部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−6037(JP,A) 特開 平4−354663(JP,A) 特開 平4−249335(JP,A) 特開 平9−205119(JP,A) 特開 平9−264923(JP,A) 特開 平7−78019(JP,A) 特開 平3−171754(JP,A) 特開 平3−52247(JP,A) 特開 平9−171522(JP,A) 特開 平10−125567(JP,A) 特開 平4−178576(JP,A) 特開 昭60−46044(JP,A) 特開 平1−282478(JP,A) 特開 平4−104043(JP,A) 特公 平7−61599(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/66 G01R 31/317

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被試験半導体ウェハーを載置し所定の試
    験接続を行うプロービング部を用いて連続する製造ロッ
    トの被試験半導体ウェハー上のチップを順次接続して予
    め設定した試験条件を記述したテストプログラムにした
    がい電気的特性を測定し測定データを収集する試験回路
    部と、前記測定データを格納するデータ格納部と格納し
    た前記測定データについて所定の統計的演算を行い製造
    ラインの品質管理上の判断基準であり規格幅を標準偏差
    の6倍で除した値である工程能力指数を含む処理データ
    を出力するデータ処理部とを含む試験処理装置を備える
    半導体試験装置において、 前記試験処理装置が、前記試験回路部が測定した半導体
    試験装置の正常動作確認用に同一製造ロット単位当たり
    1チップの割合で選択した被反復測定チップに対する所
    定回数の反復測定データから前記データ処理部が算出し
    た前記処理データに含まれる前記工程能力指数の予め定
    めた判定値に対する大小の判定を実施し判定結果に応答
    して試験の実行停止を制御する試験制御信号を出力する
    データ判定部を備えることを特徴とする半導体試験装
    置。
  2. 【請求項2】 前記プロービング部が、前記試験制御信
    号の供給に応答して測定作業の実行停止を行うことを特
    徴とする請求項1記載の半導体試験装置。
  3. 【請求項3】 被試験半導体ウェハーを載置し所定の試
    験接続を行うプロービング部を用いて連続する製造ロッ
    トの被試験半導体ウェハー上のチップを順次接続して予
    め設定した試験条件を記述したテストプログラムにした
    がい電気的特性を測定し測定データを収集する半導体試
    験装置を用いる半導体試験方法において、同一製造ロット単位当たり1チップの割合で 前記被試験
    半導体ウェハー上の任意のチップを前記半導体試験装置
    の正常動作確認用の被反復測定チップとして選択するス
    テップと、 前記被測定チップに対する反復測定回数を指定するステ
    ップと、 前記被測定チップを前記指定回数試験し測定データを収
    集するステップと、 収集した前記測定データについて所定の統計的演算を行
    い製造ラインの品質管理上の判断基準であり規格幅を標
    準偏差の6倍で除した値である工程能力指数を算出する
    工程能力指数算出ステップと、 前記工程能力指数算出ステップで算出した前記工程能力
    指数の予め定めた判定値に対する大小を判定する大小判
    定ステップと、 前記大小判定ステップでの判定結果、前記工程能力指数
    が前記判定値より大きい場合は前記被試験半導体ウェハ
    ー全体の試験を実施し、小さい場合は試験を停止するス
    テップとを含む半導体試験方法。
  4. 【請求項4】 前記反復測定回数を指定するステップの
    前に前記被測定チップの良否判定のための測定を実施し
    良であればこの反復測定回数を指定するステップに進む
    ことを特徴とする請求項3記載の半導体試験方法。
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