JP3737031B2 - 半導体チップ欠陥に基づいた収率損失チップ数及び類型別の不良チップ数の測定方法 - Google Patents
半導体チップ欠陥に基づいた収率損失チップ数及び類型別の不良チップ数の測定方法 Download PDFInfo
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Description
(技術分野)
本発明は、半導体製造工程中でホコリまたは異物の流入や形状不良により発生するチップ欠陥に基づいた収率損失の正確な値を測定する方法に関する。
【0002】
(背景技術)
半導体製造工程中でウェーハチップ上に発生した欠陥、例えばホコリ、異物、形状不良などの欠陥はチップの収率及び特性に致命的な影響を及ぼす。このような欠陥は半導体製造工程中で全ての装置と全ての工程でだけでなく周辺環境をはじめとする全ての取扱過程で発生している。この点が現場管理者が管理する欠陥管理範囲を非常に広くして、チップ製品の生産及び品質管理を難しくしている。
【0003】
チップ上に発生した欠陥は収率損失及び特性不良に致命的な影響を及ぼすが、一般に欠陥チップが100個発生してもこの中で1〜30%程度の1〜30個のチップだけに対して収率損失が発生し、残りの70〜99個のチップに対しては収率損失が発生しない。すなわち、欠陥チップ数が同一であっても工程によって収率損失の程度が異なって示され、製品によっても収率損失の程度が違く、また欠陥の大きさ及び類型によっても収率損失の程度が異なって示される。
【0004】
極端に例えば、DRAM製品の場合、メモリセル領域の外側に欠陥があれば不良品チップになるが、そのメモリセル領域内に欠陥が発生した場合にはリダンダンシセルを用いてレーザーリペアして良品チップに作ることができる。すなわち、同じチップ内でも欠陥位置によって収率損失の程度が異なって示される。
【0005】
半導体チップ製造時に収率損失を起こす要因は前記の欠陥だけでなく写真感光工程、蝕刻工程、拡散工程、イオン注入工程及び薄膜蒸着工程など全体工程で提供されているために、収率損失が発生する場合、欠陥による影響が正確にどれぐらいか明らかにすることは非常に難しいといえる。
【0006】
このように、製品によって欠陥発生時に収率損失の程度が違う点、同じ製品の場合にも工程によって収率損失の程度が違う点、欠陥が半導体の製造現場の全ての工程、装置、周辺環境及び取扱過程で発生する点によって欠陥管理を通した収率管理は非常に難しい。
【0007】
現在の欠陥による収率損失及び特性不良に対する測定技術水準はウェーハ上に発生した総欠陥数、総欠陥チップ数、欠陥のサイズ別分類、類型別測定などが可能な状態であり、このような測定結果を収率測定結果にマッチングさせた後で統計処理して総欠陥数対比の収率損失量、総欠陥数対比の特定不良チップ数、総欠陥チップ数対比の収率損失量、総欠陥チップ数対比の特定不良チップ数などの解釈及び測定が可能な状態である。
【0009】
ところが、前述したように、収率損失を招く要因は全ての工程に存在しているために、収率損失がおきたチップが欠陥により正確にどれほど影響されたかを把握できる収率損失量の絶対値の測定は不可能な状態である。
【0010】
(発明の開示)
本発明は前記の問題点を解決するために創作されたものであって、半導体製造工程中で任意の工程、任意の装置及び任意の工程区間でチップ欠陥による収率損失のチップ数、最大収率損失可能なチップ数及び特定類型の不良発生チップ数などを正確に得て欠陥管理を通した半導体チップの収率を画期的に改善させる半導体チップ欠陥に基づいた収率損失のチップ数及び類型別の不良チップ数の測定方法及びその方法をコンピュータ上で動作するプログラムで具現して記録したコンピュータが読出できる記録媒体を提供することをその目的とする。
【0011】
前記第1の目的を達成するために、本発明に係る半導体製造工程において、半導体チップ欠陥に基づいた収率損失のチップ数及び類型別の不良チップ数の測定方法は、欠陥検査装置を用いて所定の工程が進行されたウェーハ上の有効チップ中で欠陥チップを把握し、把握された欠陥チップを第1ウェーハマップ上にプロッティングする段階と、前記第1ウェーハマップ上で各欠陥チップとその欠陥チップに隣接している少なくとも一つの無欠陥チップをまとめて一組にしてディスパリティチップを形成し、ディスパリティチップが位置した領域からなる最大信頼性領域を決定する段階と、工程が完了した後、収率測定装置を用いて良品チップと類型別の不良品チップを第2ウェーハマップ上にプロッティングする段階と、第1ウェーハマップ上の最大信頼性領域内の欠陥チップ及び無欠陥チップに対応する第2ウェーハマップ上の良品チップ及び類型別の不良品チップの個数を分類して収率損失及び類型別の不良チップ数に関する統計値を作成する段階とを含む。
【0012】
前記第2の目的を達成するために、本発明に係る半導体製造工程において、半導体チップ欠陥に基づいた収率損失チップ数及び類型別の不良チップ数を測定するためのプログラム命令語を含むコンピュータが読出できる記録媒体は、欠陥検査装置から所定の工程が進行されたウェーハ上の有効チップ中で欠陥チップ及び無欠陥チップに関するデータを入力し、入力された欠陥チップ及び無欠陥チップに関するデータを第1ウェーハマップ上にプロッティングするコンピュータが読出できるコードと、前記第1ウェーハマップ上で各欠陥チップとその欠陥チップに隣接している少なくとも一つの無欠陥チップをまとめて一組にしてディスパリティチップを形成し、ディスパリティチップが位置した領域からなる最大信頼性領域を決定するコンピュータが読出できるコードと、工程が完了した後、収率測定装置から良品チップと類型別の不良品チップに関するデータを入力し、入力された良品チップと類型別の不良品チップに関するデータを第2ウェーハマップ上にプロッティングするコンピュータが読出できるコードと、第1ウェーハマップ上の最大信頼性領域内の欠陥チップ及び無欠陥チップに対応する第2ウェーハマップ上の良品チップ及び類型別の不良品チップの個数を分類して収率損失及び類型別の不良チップ数に関する統計値を作成するコンピュータが読出できるコードを含む。
【0013】
(発明を実施するための最良の態様)
以下、添付した図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する。
本発明の一実施例で第1段階では、図1に例示的に示したように欠陥検査装置を用いてウェーハ上の有効チップ中で欠陥チップを第1ウェーハマップ上にプロッティングする。図1は、例示的にウェーハ10上で77個のチップよりなる有効チップ領域11が欠陥14を有する22個の欠陥チップ12と55個の無欠陥チップ13で構成された第1ウェーハマップを示している。
【0014】
図2により参照される第2段階では、第1段階で把握された各欠陥チップ12とそのチップに隣接している無欠陥チップ13をまとめて一組にしてディスパリティチップ15を第1ウェーハマップに形成させる。
【0015】
図3によれば、ウェーハマップ上で欠陥チップを順に探して以前にディスパリティチップ15を形成していない無欠陥チップ中で欠陥チップに上、下、左または右のいずれかで隣接した無欠陥チップを結合してディスパリティチップを形成する。ところが、欠陥チップが集団で発生することによってディスパリティチップ15を形成できない欠陥チップ、すなわちノンディスパリティチップ16は信頼性を低める恐れがあるので、本発明に係る統計値を生成するための信頼性領域を形成するデータから除外している。
【0016】
図4により参照される第3段階では、第2段階で形成されたディスパリティチップの結合で形成される最大信頼性領域17を第1ウェーハマップ上で確定する。
【0017】
図5により参照される第4段階では、収率測定装置を用いて良品チップAと不良品チップB、C、D、E、Fを第2ウェーハマップ上にプロッティングする。図5は良品チップと不良品チップが例示的にプロッティングされた第2ウェーハマップを示す。
【0018】
図6により参照される第5段階では、第1ウェーハマップ上の最大信頼性領域内で第4段階での収率測定結果の第2ウェーハマップ上の良品チップAと不良品チップB、C、D、E、Fを抜萃する。
【0019】
第6段階では次の表1のように、最大信頼性領域内の全てのディスパリティチップを欠陥チップと無欠陥チップに分類し、分類された欠陥チップと無欠陥チップを各々良品チップ、不良品チップ及び不良類型別に分類する。
【0020】
【表1】
【0021】
第7段階では欠陥チップ別の良品チップ、不良品チップ発生率及び不良類型別の発生率そして無欠陥チップ別の良品チップ、不良品チップ発生率及び不良類型別の発生率を次のように算出する。
【0022】
欠陥チップ:
良品チップ発生率 :12/22=0.545 (a)
不良品チップ発生率:10/22=0.455 (b)
B類型不良発生率 :4/22=0.182 (c)
C類型不良発生率 :3/22=0.136 (d)
D類型不良発生率 :1/22=0.045 (e)
E類型不良発生率 :1/22=0.045 (f)
F類型不良発生率 :1/22=0.045 (g)
【0023】
無欠陥チップ:
良品チップ発生率 :15/22=0.682 (h)
不良品チップ発生率:7/22=0.318 (i)
B類型不良発生率 :2/22=0.091 (j)
C類型不良発生率 :2/22=0.091 (k)
D類型不良発生率 :1/22=0.045 (l)
E類型不良発生率 :1/22=0.045 (m)
F類型不良発生率 :1/22=0.045 (n)
【0024】
第8段階では、第7段階で算出された各種発生率を用いて現在水準、最適水準及び最悪水準別の収率損失の合計を次の表2に示した経路により算出する。
【0025】
【表2】
【0026】
ここでの現在水準は無欠陥チップ数が55で、欠陥チップ数が22の状態を意味し、最適水準は全てのチップが無欠陥チップの状態を、最悪水準は全てのチップが欠陥チップの状態を意味する。
【0027】
第9段階では、第8段階の収率損失の合計に基づいて欠陥による収率損失チップ数及び欠陥による最大収率損失の可能なチップ数を次のように算出する。
【0028】
欠陥による収率損失チップ数=
現在水準値(o)−最適水準値(p)=27.5−24.49=3.01チップ
最大収率損失可能なチップ数=
最悪水準値(q)−最適水準値(p)=35.04−24.49=10.55チップ
【0029】
ここで現在水準(総チップ数:77、欠陥チップ数:22)は欠陥により3.01チップの収率損失(3.01/77=3.91%)が発生しており、欠陥により最大10.55チップの収率損失(10.55/77=13.7%)の可能性があることを把握できる。
【0030】
一方、第7段階で算出された各種発生率から不良類型別の現在水準、最適水準及び最悪水準別の不良発生経路を算出できるが、先ずB不良類型での現在水準、最適水準及び最悪水準別の総B不良チップ数は次の表3に示した経路により算出する。
【0031】
【表3】
【0032】
これに基づいてB不良発生率、B不良の最大発生可能率を求めることができる。
欠陥によるB特定不良の発生チップ数=
現在水準値(r)−最適水準値(s)=9.01−7.01=2チップ
B特定不良の最大発生可能なチップ数=
最悪水準値(t)−最適水準値(s)=14.01−7.01=7チップ
【0033】
これより現在水準(総チップ数:77、欠陥チップ数:22)は欠陥により2つのチップのB不良(2/77=2.60%)が発生しており、欠陥により最大7つのチップのB不良(7/77=9.09%)の可能性があることを把握できる。
【0034】
また、C不良類型での現在水準、最適水準及び最悪水準別の総C不良チップ数は次の表4に示した経路により算出する。
【0035】
【表4】
【0036】
これに基づいてC不良発生率、C不良の最大発生可能率を求めることができる。
欠陥によるC不良発生チップ数=
現在水準値(u)−最適水準値(v)=8.00−7.01=0.99チップ
C不良の最大発生可能なチップ数=
最悪水準値(w)−最適水準値(v)=10.47−7.01=3.46チップ
【0037】
これより現在水準(総チップ数:77、欠陥チップ数:22)は欠陥により0.99のチップのC不良(0.99/77=1.29%)が発生しており、欠陥により最大3.46のチップのC不良(3.46/77=4.49%)の可能性があることを把握できる。
【0038】
また、D、E、F不良類型についてもB、C不良類型と同じ方法で欠陥による不良発生率、不良の最大発生可能率を求めることができる。
【0039】
一方、前述した本発明の実施例はコンピュータで実行できるプログラムで作成可能である。そして、コンピュータで使われる記録媒体から前記プログラムを動作させる汎用デジタルコンピューターで具現できる。前記記録媒体はマグネチック貯蔵媒体(例えば、ROM、フロッピーディスク、ハードディスクなど)、光学的な判読媒体(例えば、CD-ROM、DVDなど)及びキャリヤウェーブ(例えば、インターネットを通した伝送)のような貯蔵媒体を含む。
【0040】
そして、本発明を具現するための機能的なプログラム、コード及びコードセグメントは本発明が属する技術分野へのプログラマーにより容易に推論できる。
【0041】
(産業上の利用可能性)
前記のように、本発明はディスパリティチップだけで構成された最大信頼性領域の設計方式を通じて、欠陥でない他の工程要因による影響を完全に除去した後で収率損失経路を明らかにして、欠陥による収率損失及び特定不良類型の絶対値を正確に測定できるようになる。したがって、これに基づいて単位工程、単位装置及び単位工程区間に対して各々欠陥による収率損失を正確に把握できることによってきわめて重要な工程、きわめて重要な装置及びきわめて重要な工程区間に対する管理優先順位及び管理水準を正確な数字で設定可能になって合理的な欠陥管理を通した収率改善に至大なる効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明で欠陥検査装置を用いてウェーハ上の有効チップ中で欠陥チップをプロッティングしたウェーハマップを示すものである。
【図2】 本発明で欠陥チップパターンに基づいてディスパリティチップを形成したウェーハマップを示すものである。
【図3】 本発明でディスパリティチップの構成方法を説明するための図面である。
【図4】 本発明でディスパリティチップの結合により確定される最大信頼性領域を表示したウェーハマップを示すものである。
【図5】 本発明で収率測定装置を用いてウェーハ上の有効チップを良品チップ及び類型別の不良品チップに分類したウェーハマップを示すものである。
【図6】 本発明の最大信頼性領域内での良品チップ及び類型別の不良品を抜すいしたウェーハマップを示すものである。
【符号の説明】
10 ウェーハ
11 有効チップ領域
12 欠陥チップ
13 無欠陥チップ
14 欠陥
15 ディスパリティチップ
16 ノンディスパリティチップ
17 最大信頼性領域
Claims (6)
- (a)欠陥検査装置を用いて所定の工程が進行されたウェーハ上の有効チップ中で欠陥チップを把握し、把握された欠陥チップを第1ウェーハマップ上にプロッティングする段階と、
(b)前記第1ウェーハマップ上で各欠陥チップとその欠陥チップに隣接している少なくとも一つの無欠陥チップをまとめて一組にしてディスパリティチップを形成し、ディスパリティチップが位置した領域からなる最大信頼性領域を決定する段階と、
(c)工程が完了した後、収率測定装置を用いて良品チップと類型別の不良品チップを第2ウェーハマップ上にプロッティングする段階と、
(d)第1ウェーハマップ上の最大信頼性領域内の欠陥チップ及び無欠陥チップに対応する第2ウェーハマップ上の良品チップ及び類型別の不良品チップの個数を分類して収率損失及び類型別の不良チップ数に関する統計値を作成する段階と、
を含むことを特徴とする半導体製造工程で半導体チップ欠陥に基づいた収率損失チップ数及び類型別の不良チップ数の測定方法。 - 前記(b)段階は、
ウェーハマップ上で欠陥チップを順に探して以前にディスパリティチップを形成していない無欠陥チップ中で探した欠陥チップに上、下、左または右のいずれかで隣接した無欠陥チップを結合してディスパリティチップを形成するが、探した欠陥チップ中で隣接した無欠陥チップと結合できない欠陥チップは前記最大信頼性領域で除外する段階であることを特徴とする請求項1に記載の半導体製造工程で半導体チップ欠陥に基づいた収率損失チップ数及び類型別の不良チップ数の測定方法。 - 前記(d)段階は、
(d1)第1ウェーハマップ上の最大信頼性領域内の欠陥チップ及び無欠陥チップに対応する第2ウェーハマップ上の良品チップ及び類型別の不良品チップの個数を分類する小段階と、
(d2)前記(d1)小段階で分類された良品チップ及び類型別の不良品チップの個数により欠陥チップに対応する不良チップ発生率及び類型別の不良発生率そして無欠陥チップに対応する不良チップ発生率及び類型別の不良発生率を求める小段階とを具備することを特徴とする請求項1に記載の半導体製造工程で半導体チップ欠陥に基づいた収率損失チップ数及び類型別の不良チップ数の測定方法。 - 前記(d)段階は、
(d3)欠陥チップに対応する不良チップ発生率及び類型別の不良発生率そして無欠陥チップに対応する不良チップ発生率及び類型別の不良発生率により現在水準、最適水準、最悪水準別の収率損失の合計と類型別の総不良チップ数を求める小段階をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の半導体製造工程で半導体チップ欠陥に基づいた収率損失チップ数及び類型別の不良チップ数の測定方法。 - 前記(d)段階は、
(d4)現在水準、最適水準、最悪水準別の収率損失の合計と類型別の総不良チップ数に基づいて収率損失チップ数、最大収率損失可能なチップ数及びその比率そして不良類型別の不良発生チップ数、最大不良発生可能なチップ数及びその比率を求める小段階をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の半導体製造工程で半導体チップ欠陥に基づいた収率損失チップ数及び類型別の不良チップ数の測定方法。 - 半導体製造工程で半導体チップ欠陥に基づいた収率損失のチップ数及び類型別の不良チップ数を測定するためのプログラム命令語を含むコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
(a)欠陥検査装置から所定の工程が進行されたウェーハ上の有効チップ中で欠陥チップ及び無欠陥チップに関するデータを入力し、入力された欠陥チップ及び無欠陥チップに関するデータを第1ウェーハマップ上にプロッティングするコンピュータが読出できるコードと、
(b)前記第1ウェーハマップ上で各欠陥チップとその欠陥チップに隣接している少なくとも一つの無欠陥チップをまとめて一組にしてディスパリティチップを形成し、ディスパリティチップが位置した領域からなる最大信頼性領域を決定するコンピュータが読出できるコードと、
(c)工程が完了した後、収率測定装置から良品チップと類型別の不良品チップに関するデータを入力し、入力された良品チップと類型別の不良品チップに関するデータを第2ウェーハマップ上にプロッティングするコンピュータが読出できるコードと、
(d)第1ウェーハマップ上の最大信頼性領域内の欠陥チップ及び無欠陥チップに対応する第2ウェーハマップ上の良品チップ及び類型別の不良品チップの個数を分類して収率損失及び類型別の不良チップ数に関する統計値を作成するコンピュータが読出できるコードと、
を含むことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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