JP4063206B2 - 半導体製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造方法に関するものである。

図８には従来の半導体製造装置を示し、ＩＣウエハのトリマー１００とウエハ検査装置２００を具備している。トリマー１００はプローバー１１０とレーザー装置１２０とテスター１３０を備えている。一方、図９（ａ）に示すように、ウエハ状態での各チップ形成領域においてトリミング対象の薄膜１５１が形成されるとともにパッド１５２が形成されている。そして、図８のトリマー１００でのプローバー１１０を用いて、図９（ｂ）に示すように、パッド１５２にプローブ針１１１を当てながら薄膜１５１に対し所望の特性を得るべく当該薄膜１５１をレーザートリミングする（溝１５３を形成する）。その結果、図９（ｃ）に示すようになる。

一方、図８において、ウエハ検査装置２００はプローバー２２０とテスター２１０を備えている。そして、プローバー２２０を用いて、ダイシング前において図１０（ａ）に示すウエハ状態での各チップ形成領域に対し、図１０（ｂ）に示すように、パッド１６０にプローブ針２２１を当てながら特性を検査する。所望の特性が得られたら図１０（ｃ）のようになるが、所望の特性が得られなかったときには図１０（ｄ）に示すようにバッドマーク１７０を付ける。

このように、トリマー１００とウエハ検査装置２００は、共にチップ毎にプロービングすることで薄膜トリミングやウエハ検査を行っている。

図８に示したように、ＩＣウエハの薄膜トリマー１００とウエハ検査装置２００はまったく別々の設備であり、トリマー１００は、専用プローバー１１０とレーザー装置１２０とテスター１３０で構成されている。一方、ウエハ検査装置２００は、テスター２１０とプローバー２２０で構成されている。このため、ウエハに多数形成されたＩＣを１チップ毎にプロービングするという共通装置のプローバーがトリマーとウエハ検査装置で各々必要になっており、設備投資、床面積の点で無駄が多かった。

本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、その目的は、簡易な設備にてトリミングと検査を行うことができる半導体製造装置および半導体製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、ウエハ内の複数のチップ形成領域におけるパッドに対し同時にプローブ針を当てた状態において、当該プローブ針を当てた複数のチップ形成領域のうちの少なくとも一つのチップ形成領域のトリミング対象物に対し所望の特性を得るべく当該トリミング対象物をトリミングすると同時に、前記プローブ針を当てた複数のチップ形成領域のうちの他のチップ形成領域でトリミング後の検査を行う第１工程と、前記プローブ針を、それまで当てていたパッドから離して新たに、他の未トリミングのチップ形成領域におけるパッド、および、トリミング済みのチップ形成領域におけるパッドに当てる第２工程と、を有する。

請求項１に記載の半導体製造方法によれば、プローブ針をトリミング用と検査用で共通化したものを用いて簡易な設備にてトリミングと検査を行うことができる。また、少なくとも一つのチップ形成領域でトリミングを行うと同時に他のチップ形成領域でトリミング後の検査を行うことにより、トリミングと検査を同時に行うことができる。これによって、トリミングと検査を別別に行う場合に比べ、トリミングと検査に要する時間を短くすることができる。

請求項２に記載のように、請求項１に記載の半導体製造方法において、前記第２工程において、前記プローブ針を、それまで当てていたパッドから離して新たに、前記第１工程でトリミングを行った直後のチップ形成領域におけるパッドに当てるようにすると、トリミングを行った後に連続して検査が行われるので、トリミングした直後にトリミングの出来映えを検査できるためにトリム特性異常の大量発生を未然に防止することが可能となる。

請求項３に記載のように、請求項１または２に記載の半導体製造方法において、前記第２工程においてプローブ針を新たにパッドに当てるべく、前記第１工程での前記トリミングの終了と検査の終了のうちの遅い方に合わせてウエハの搬送を開始させると、トリミングと検査が行われた後にウエハを搬送することができる。

請求項４に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体製造方法において、トリミングはレーザートリミングであるとよい。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１には本実施形態における半導体製造装置（ＩＣウエハのトリマーとウエハ検査装置）を示す。本装置は、ウエハ検査用テスター１０とレーザー装置２０とトリマー用テスター３０と共通プローバー４０を具備している。レーザー装置２０においてはレーザー発振器２１が備えられている。共通プローバー４０にはウエハステージ４１が備えられ、ウエハステージ４１にはウエハ１が載置される。このウエハステージ４１はＸ，Ｙ方向に移動することができるようになっている。また、ウエハステージ４１上のウエハ１に対しレーザー装置２０のレーザー発振器２１の発するレーザービームを照射することができるようになっている。

図２はウエハステージ４１上のウエハ１の平面図であり、ウエハ１にはチップ形成領域２が多数形成されている。図２においては、複数のチップ形成領域２のうちの４つのチップ形成領域（チップ番号♯１〜♯４）を拡大して示している。各チップ形成領域（チップ番号♯１〜♯４）にはトリミング対象の薄膜３が形成されるとともにパッド４が形成されている。

図１のプローバー４０には図２のプローブ針４２ａ，４２ｂが備えられている。図２のウエハ１内の隣接するチップ形成領域（図２ではチップ番号♯２，♯３）におけるパッド４に対し同時にプローブ針４２ａ，４２ｂを当てることができる。プローブ針４２ａはレーザートリミング用であり、プローブ針４２ｂはウエハ検査用である。

また、図１において、共通プローバー４０にはウエハ検査用テスター１０とトリマー用テスター３０が接続されている。そして、ウエハ検査用テスター１０から共通プローバー４０に対し電源の供給が行われて計測できるようになっている。同様に、トリマー用テスター３０から共通プローバー４０に対し電源の供給が行われて計測できるようになっている。

図１のトリマー用テスター３０はトリミングが終了すると共通プローバー４０にトリミング終了信号を送る。また、ウエハ検査用テスター１０は検査が終了すると共通プローバー４０に検査終了信号を送る。

次に、半導体製造装置の作用、つまり、トリミング・ウエハ検査方法について説明する。
図３はトリミング処理と検査処理のタイムチャートである。

図４に示すように、ウエハ１内の隣接するチップ形成領域（チップ番号♯２，♯３）におけるパッド４に対し同時にプローブ針４２ａ，４２ｂを当てる。そして、この状態において、パッド４に当てたプローブ針４２ａを用いて、プローブ針４２ａ，４２ｂを当てた二つのチップ形成領域２のうちの一つのチップ形成領域２の薄膜（トリミング対象物）３に対し所望の特性を得るべく当該薄膜３をレーザートリミングする（溝５を形成する）。同時に、パッド４に当てたプローブ針４２ｂを用いて、プローブ針４２ａ，４２ｂを当てた二つのチップ形成領域２のうちの他のチップ形成領域２でトリミング後の検査を行う。

つまり、プローバー４０を用いて、プローブ針４２ａ，４２ｂを当てた二つのチップ形成領域２のうちの一つのチップ形成領域２でトリミングを行うと同時に、プローブ針４２ａ，４２ｂを当てた二つのチップ形成領域２のうちの他のチップ形成領域２でトリミング後の検査を行う。このときのトリミングには図１のレーザー装置２０とトリマー用テスター３０が使用され、また、ウエハ検査にはウエハ検査用テスター１０が使用される。

ウエハ検査において所望の特性が得られたら図４のチップ番号（♯３）のように何もしないが、所望の特性が得られなかったときには図５のチップ番号（♯３）で示すようにバッドマーク４３を付ける（マーキングする）。

詳しく説明すると、図４において、チップ番号（♯１）は、トリムがされる直前のチップで、検査はトリムがされていないため当然未検査の状態にある。チップ番号（♯２）は、３本のプローブ針４２ａでＩＣの特性を計測しながらレーザービームでトリミングをして所望の電気特性に合わせこんでいる状態である。当然、トリム中のため検査は未実施である。チップ番号（♯３）は、トリミングがパスし所望の電気特性に調整された後にＩＣ回路全体の電気特性検査を３本のプローブ針４２ｂで実施しており、図４の場合が合格した場合であり、図５の場合がＩＣとしては不良判定されたチップになる（バッドマーク４３が付けられる）。このように、このチップ番号（♯２）とチップ番号（♯３）においてはトリミングと検査が同時に実施される。

このようにして、図３においてトリミング処理がチップ番号（♯２）を対象としてｔ１〜ｔ３の期間Ｔ１に行われる。これと同時に、検査処理がチップ番号（♯３）を対象としてｔ１〜ｔ２の期間Ｔ２に行われる。このとき、トリミング処理期間（処理時間）Ｔ１は検査処理期間（処理時間）Ｔ２よりも長い。よって、検査処理終了後、ｔ２〜ｔ３の間、待機している。なお、図３においてはトリミング処理期間（処理時間）Ｔ１は検査処理期間（処理時間）Ｔ２よりも長い場合を示したが、トリミング処理期間（処理時間）Ｔ１と検査処理期間（処理時間）Ｔ２は同じであってもよいし、トリミング処理期間（処理時間）Ｔ１よりも検査処理期間（処理時間）Ｔ２の方が長くてもよい。

引き続き、図３のｔ３のタイミングで共通プローバー４０はトリマー用テスター３０からのトリミング終了信号を受けると（図３のトリミング処理が終了すると）、プローブ針４２ａ，４２ｂをそれまで当てていたパッド４から離してステージ４１を１チップ分だけ送る。ここで、図３のｔ３〜ｔ４の期間Ｔ３がステージの送り時間である。このステージ４１の１チップ分の移動により図５の状態から図６に示す状態になる。そして、プローブ針４２ａを、未トリミングのチップ形成領域２（チップ番号：♯１）におけるパッド４に当てるとともに、プローブ針４２ｂを、直前にトリミングを行ったチップ形成領域２（チップ番号：♯２）におけるパッド４に当てる。そして、プローブ針４２ａ，４２ｂをパッド４に同時に当てた状態でトリミングと検査を行う。

詳しくは、図３においてトリミング処理がチップ番号（♯１）を対象としてｔ４〜ｔ６の期間に行われる。これと同時に、検査処理がチップ番号（♯２）を対象としてｔ４〜ｔ５の期間に行われる。即ち、図５においてレーザートリミングしたチップ番号（♯２）が図６において検査され、連続処理される。

図８〜図１０の従来においては、トリマー、ウエハ検査装置は、共にチップ毎にプロービングすることで薄膜トリミングやウエハ検査を行っていた。
これに対し本実施形態では、図１に示すように、トリマーとウエハ検査のプローバー４０を共通化することで、図８においては２台必要だったものを１台にすることができる。プローバーが従来の２台から１台になるため、設備投資金額を抑制することができる。また、床面積も２０〜３０％低減することが可能となる。

また、トリミングと同時に検査されるため、処置時間は見掛け上、従来の約１／２になり、スループットは約２倍になる。つまり、従来、別々だったトリミングとウエハ検査が同時に出来るためスループットが２倍になる。また、プローバーのチップ送り時間が、従来の１／２になる。さらに、トリミングした直後にトリミングの出来映えを検査できるため、トリム特性異常の大量不良を防止することができる。

これまでの説明においてはトリミング用のプローブ針４２ａは一つのチップ形成領域２におけるパッド４に当てる構成であったが、二つ以上のチップ形成領域２におけるパッド４に当てる構成とし、二つ以上のチップ形成領域２でトリミングを行ってもよい。同様に、これまでの説明においては検査用のプローブ針４２ｂは一つのチップ形成領域２におけるパッド４に当てる構成であったが、二つ以上のチップ形成領域２におけるパッド４に当てる構成とし、二つ以上のチップ形成領域２でウエハ検査を行ってもよい。

また、これまでの説明においてはプローブ針４２ａを当てたチップ形成領域２とプローブ針４２ｂを当てたチップ形成領域２において同時にトリミングと検査を行った後に、プローブ針４２ａ，４２ｂを新たに、未トリミングのチップ形成領域２におけるパッド４、および、トリミングを行った直後のチップ形成領域２におけるパッド４に当てた。これにより、トリミングと検査が連続して行われる。これに代わり、プローブ針４２ａを当てたチップ形成領域２とプローブ針４２ｂを当てたチップ形成領域２において同時にトリミングと検査を行った後に、プローブ針４２ａ，４２ｂを新たに、未トリミングおよびトリミング直後でない未検査のチップ形成領域２におけるパッド４に当てるようにしてもよい。つまり、これまでの説明においてはトリミングを行った直後に検査を行ったが（前回にトリミングを行ったチップを今回検査したが）、前々回にトリミングを行ったチップを今回検査したり、前々々回にトリミングを行ったチップを今回検査したりといったようにトリミングを行った直後でなくてもよい。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）半導体製造装置として、ウエハ１内の複数のチップ形成領域２におけるパッド４に対し同時にプローブ針４２ａ，４２ｂを当てることができるプローバー４０を有する。このプローバー４０を用いて、プローブ針４２ａ，４２ｂを当てた複数のチップ形成領域２のうちの少なくとも一つのチップ形成領域２でトリミングを行うと同時に、プローブ針４２ａ，４２ｂを当てた複数のチップ形成領域２のうちの他のチップ形成領域２でトリミング後の検査を行う構成とした。よって、プローバー４０によりウエハ１内の複数のチップ形成領域２におけるパッド４に対し同時にプローブ針４２ａ，４２ｂが当てられる。そして、プローブ針４２ａ，４２ｂを当てた複数のチップ形成領域２のうちの少なくとも一つのチップ形成領域２でトリミングが行われると同時に、プローブ針４２ａ，４２ｂを当てた複数のチップ形成領域２のうちの他のチップ形成領域２でトリミング後の検査が行われる。このようにしてトリミング用と検査用でプローバーを共通化して簡易な設備にてトリミングと検査を行うことができる。

（２）さらに、プローバー４０は、ウエハ１を載置したウエハステージ４１の動きとして、トリミングの終了と検査の終了のうちの遅い方に合わせて次のチップ形成領域２でトリミングと検査を行うべくウエハ１の搬送を行うものである。よって、トリミングと検査が確実に行われた後にウエハ１が搬送されて次のチップ形成領域２でトリミングと検査を行うことができる。

（３）半導体製造方法において、第１工程として次のようにする。ウエハ１内の複数のチップ形成領域２におけるパッド４に対し同時にプローブ針４２ａ，４２ｂを当てた状態において、当該プローブ針４２ａ，４２ｂを当てた複数のチップ形成領域２のうちの少なくとも一つのチップ形成領域２の薄膜（トリミング対象物）３に対し所望の特性を得るべく当該薄膜３をレーザートリミングする。これと同時に、プローブ針４２ａ，４２ｂを当てた複数のチップ形成領域２のうちの他のチップ形成領域２でトリミング後の検査を行う。この第１工程に続く第２工程として、プローブ針４２ａ，４２ｂを、それまで当てていたパッド４から離して新たに、他の未トリミングのチップ形成領域２におけるパッド４、および、トリミング済みのチップ形成領域２におけるパッド４に当てる。以後、これを繰り返す。

よって、プローブ針４２ａ，４２ｂをトリミング用と検査用で共通化したものを用いて簡易な設備にてトリミングと検査を行うことができる。また、少なくとも一つのチップ形成領域２でレーザートリミングを行うと同時に他のチップ形成領域２でトリミング後の検査を行うことにより、レーザートリミングと検査を同時に行うことができる。これにより、レーザートリミングと検査を別々に行う場合に比べ、レーザートリミングと検査に要する時間を短くすることができる。

ここで、前記第２工程において、プローブ針４２ｂを、それまで当てていたパッド４から離して新たに、前記第１工程でトリミングを行った直後のチップ形成領域２におけるパッド４に当てる。これにより、レーザートリミングを行った後に連続して検査が行われるので、トリミングした直後にトリミングの出来映えを検査できるためにトリム特性異常の大量発生を未然に防止することが可能となる。

（４）第２工程においてプローブ針４２ａ，４２ｂを新たにパッド４に当てるべく、第１工程でのレーザートリミングの終了と検査の終了のうちの遅い方に合わせてウエハ１の搬送を開始させるようにした。よって、トリミングと検査が行われた後にウエハ１を搬送することができる。

なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
図１においては、テスターとしてウエハ検査用テスター１０とトリマー用テスター３０の計２台使用しているが、マルチタスク処理が可能なテスターならば、図７に示すように、トリム／検査共用テスター５０を用いてテスターを１台にすることも可能である。

本実施形態における半導体製造装置（トリマーとウエハ検査装置）の構成図。 ウエハ全体の平面およびウエハを一部拡大した平面図。 トリミングと検査の処理タイミングを示すタイムチャート。 トリミングと検査の処理を示すウエハの一部を拡大した平面図。 トリミングと検査の処理を示すウエハの一部を拡大した平面図。 トリミングと検査の処理を示すウエハの一部を拡大した平面図。 別例の半導体製造装置（トリマーとウエハ検査装置）の構成図。 従来の半導体製造装置（トリマーとウエハ検査装置）の構成図。 （ａ）〜（ｃ）はトリミングの処理を示すウエハの一部を拡大した平面図。 （ａ）〜（ｄ）は検査の処理を示すウエハの一部を拡大した平面図。

符号の説明

１…ウエハ、２…チップ形成領域、３…トリミング対象物としての薄膜、４…パッド、４０…プローバー、４１…ウエハステージ、４２ａ，４２ｂ…プローブ針。

Claims (4)

1. プローバーを用いてウエハ（１）内の各チップ形成領域（２）でのトリミングを行うとともにウエハ状態での各チップ形成領域（２）の検査を行う半導体製造方法であって、
   ウエハ（１）内の複数のチップ形成領域（２）におけるパッド（４）に対し同時にプローブ針（４２ａ，４２ｂ）を当てた状態において、当該プローブ針（４２ａ，４２ｂ）を当てた複数のチップ形成領域（２）のうちの少なくとも一つのチップ形成領域（２）のトリミング対象物（３）に対し所望の特性を得るべく当該トリミング対象物（３）をトリミングすると同時に、前記プローブ針（４２ａ，４２ｂ）を当てた複数のチップ形成領域（２）のうちの他のチップ形成領域（２）でトリミング後の検査を行う第１工程と、
   前記プローブ針（４２ａ，４２ｂ）を、それまで当てていたパッド（２）から離して新たに、他の未トリミングのチップ形成領域（２）におけるパッド（４）、および、トリミング済みのチップ形成領域（２）におけるパッド（４）に当てる第２工程と、
   を有することを特徴とする半導体製造方法。
2. 請求項１に記載の半導体製造方法において、
   前記第２工程において、前記プローブ針（４２ｂ）を、それまで当てていたパッド（２）から離して新たに、前記第１工程でトリミングを行った直後のチップ形成領域（２）におけるパッド（４）に当てるようにしたことを特徴とする半導体製造方法。
3. 請求項１または２に記載の半導体製造方法において、
   前記第２工程においてプローブ針（４２ａ，４２ｂ）を新たにパッド（４）に当てるべく、前記第１工程での前記トリミングの終了と検査の終了のうちの遅い方に合わせてウエハ（１）の搬送を開始させるようにしたことを特徴とする半導体製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体製造方法において、
   前記トリミングはレーザートリミングであることを特徴とする半導体製造方法。

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