JPH0370903B2 - - Google Patents

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JPH0370903B2
JPH0370903B2 JP59221199A JP22119984A JPH0370903B2 JP H0370903 B2 JPH0370903 B2 JP H0370903B2 JP 59221199 A JP59221199 A JP 59221199A JP 22119984 A JP22119984 A JP 22119984A JP H0370903 B2 JPH0370903 B2 JP H0370903B2
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JP
Japan
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wafer
inspection item
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defective
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Kunio Matsumoto
Yoshuki Nakagome
Masaru Takeuchi
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Hitachi Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、複数枚のウエハ各々に形成された複
数個の半導体素子各々を検査対象として、ウエハ
内での不良分布解析に好適とされた半導体素子の
検査データの分析方法、半導体素子の分析装置に
関するものである。
〔発明の背景〕
集積回路のように、1枚のウエハ上に複数個の
半導体素子が形成されるようにして製造される半
導体素子の歩留り阻害要因究明を目的として、現
在、半導体素子製造上で得られる様々なプロセス
データについて種々の解析、すなわち、半導体素
子の検査データの分析がなされている。その中で
も、量産歩留りに直接関係があるウエハ加工工程
後に行われる複数項目にわたる機能検査(以下、
プローブ検査と称す)で得られる良・不良データ
は、半導体素子製品の良否判定に用いられると同
時に、歩留り阻害要因究明上、不可欠な情報源と
なつているのが実情である。
ところで、歩留り阻害要因を究明すべく、従来
にあつては、ウエハ単位、または複数枚のウエハ
からなるロツト単位、さらには製造バツチ単位で
各プローブ検査項目別に不良素子数(あるいは良
品素子数)を集計したり、また良品率(歩留り)
を計算するなどして、その歩留り阻害要因が究明
されるようになつている。
一方、また、技術者アール・エフ・ドメアー
(R.F.DeMair)がアールシーエー エンジニア
ー ボリユーム21 ナンバー2 ページ32〜35
(1975)(RCA Engineer Vol.21No.2 P32〜35
(1975)で論じている“テスト データ アナリ
シス フオー デバイス アンド プロセス キ
ヤラクタライゼーシヨン”(Test data analysis
for device and process characterization)と
題する文献によれば、上記不良素子数はウエハ内
素子位置毎に集計計算されたうえ、マツプ状に表
示されるようになつている。アール・エフ・ドメ
アーは上記文献で、このような解析方法、または
表示方法がマスク欠陥などの歩留り阻害要因を検
出するのに有効であると述べている。
しかし、プローブ検査での第1の目的とすると
ころは、あくまでも半導体素子の製品としての機
能検査であり、機能検査ではかならずしも歩留り
阻害要因が究明され易い検査データが得られると
は限らないものとなつている。これは、検査内容
自体がとくに歩留り阻害要因究明のために設定さ
れているわけでななく、同時に、検査手順として
フエイルストツプ方式が採用されているからであ
る。
第4図はウエハ上の半導体素子に例を採つた場
合での、そのフエイルストツプ方式によるプロー
ブ検査手順の概念を示したものである。また、第
5図はその検査手順のフローを示したものであ
る。第5図に示すように、本例では半導体素子の
機能検査が項目1〜mまで行われる場合が想定さ
れており、プローブ検査は最初、入力端子周辺の
断線や短絡チエツクなどの物理的検査項目から始
まり、次第にマージン性に係る検査項目をチエツ
クする、といつた順序で行われるようになつてい
る。フエイルストツプ方式とは、このように順次
複数項目についての検査が行われる場合に、例え
ば、k1番目の検査項目で不良と判定された半導体
素子に対しては、それ以降の検査が省略される検
査方式であり、この検査方式の採用によつて検査
時間は大幅に短縮されるようになつている。
このため、各ウエハ内の同一素子位置(i,
j)での複数の半導体素子に着目すれば、検査項
目別不良素子数r1ij,r2ij,…rmijは検査項目の順
序に大きく依存することになる。すなわち、検査
対象となる素子数がフエイルストツプ方式の適用
によつて、最終検査項目に近づくなるほどに減少
し、項目別不良素子数はみかけ上、低下すること
になるというものである。例えば、1つの歩留り
阻害要因による不良が、2つの検査項目各々でチ
エツク可能である場合、分析者は両検査項目から
得ら2る検査情報が検査順序によらず同程度であ
ることを期待する。しかし、検査情報として検査
項目別不良素子数を採用する限り、検査順序が遅
い検査項目についての不良素子数は上述したよう
に過小評価され、歩留り阻害要因究明上での判断
を誤まる虞があるというわけである。特に、マス
ク起因などによる固定化された不良よりも、エツ
チング不具合などのプロセス条件値の変動やウエ
ハ面内バラツキに起因するマージン性不良の歩留
り阻害要因究明に、判断を誤る可能性が高くなつ
ている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、フエイルストツプ方式で検査
されたプローブ検査データを用い、検査順序にほ
とんど影響されることなく、歩留り阻害要因究明
情報が得られる半導体素子の検査データ分析装置
に供するにある。
〔発明の概要〕
上記目的のため、本発明は、フエイルストツプ
方式に係る、複数枚のウエハ検査データを分析す
るに際しては、複数枚のウエハ検査データにもと
に、ウエハ各々における同一位置に対応する複数
の半導体素子についての検査項目別不良率をメジ
アンランク、あるいはその近似値で推定した上、
半導体素子位置対応の検査項目別不良率とその素
子位置周辺の半導体素子位置対応の検査項目別不
良率との間で重み付け移動平均することによつて
検査項目別平滑化処理済不良率を得、この平滑化
処理済不良率を複数枚のウエハ検査データに対す
る分析結果として得るべく構成することによつ
て、マージン性不良の解析を行うようにしたもの
である。
すなわち、本発明に係る歩留り阻害要因究明情
報は、従来のように、フエイルストツプ方式に係
る、各ウエハ内素子位置(i,j)毎の検査項目
別不良素子数r1ij,r2ij,…rmijを得、これを単に
例えばマツプ表示するのではなく、ウエハ内素子
位置(i,j)毎の検査項目別不良率f1ij,f2ij,
…,fmijを中間処理結果として得るようにし、こ
れら検査項目別不良率にもとづきウエハ内素子位
置で平滑化処理を行うことによつて、検査項目別
平滑化処理済不良率12,…,を
分析結
果として得た上、所定に表示、例えばマツプ表示
するようにしたものである。
ここで、ウエハ内素子位置(i,j)毎の検査
項目別不良率f1ij,f2ij,…,fmijは、ウエハ内素
子位置(i,j)毎に得られた検査項目別不良素
子数r1ij,r2ij,…,rmijと、検査項目別良品数
g1ij,g2ij,…,gmijとから統計的推定方法で求
められるようになつている。また、検査項目別平
滑化処理済不良率12,…,は、
予め得
られている検査項目別不良率f1ij,f2ij,…,fmij
を、その素子位置周辺の半導体素子位置対応の検
査項目別不良率との間で重み付け移動平均するこ
とによつて求めるようにしたものである。
すなわち、より具体的には、フエイルストツプ
方式に係る、複数枚のウエハ検査データを検査対
象として、それら複数枚のウエハ検査データが予
め記憶される検査データ記憶装置と、この記憶装
置からのウエハ検査データをもとに、ウエハ各々
における同一位置に対応する複数の半導体素子に
ついての検査項目別不良率をメジアンランク、あ
るいはその近似値で推定し、推定された半導体素
子位置対応の検査項目別不良率とその素子位置周
辺の半導体素子位置対応の検査項目別不良率との
間で重み付け移動平均することによつて、検査項
目別平滑化処理済不良率を分析結果として得る分
析装置と、この分析装置からの分析結果としての
検査項目別平滑化処理済不良率をウエハ内の半導
体素子位置各々に対応しててマツプ状に表示する
表示装置とが少なくとも具備されるようにしたも
のである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を第1図から第3図により説明す
る。
第1図は本発明に係る検査データ分析方法を説
明するための各種マツプ表示を、また、第2図は
本発明に係る平滑化処理の際での重み関数例を、
さらに第3図は本発明による検査データ分析装置
の概略構成を示したものである。
さて、本発明を具体的に説明すれば、第1図に
示す例では、内容の一般性を損なわない範囲で、
次の検査事例が想定されたものとなつている。す
なわち、故意にウエハ右下部分での製造プロセス
上のエツチング条件が、他の部分でのそれとはず
らされるようにして製造された20枚の半導体ウエ
ハに対し、前記第4図に示したフエイルストツプ
方式のプローブ検査が行われた場合が想定された
ものとなつている。また、検査項目k1が検査項
目k2より先に検査され、それぞれウエハ内素子
位置(i,j)対応に検査項目不良素子数rk1ij,
rk2ij、良品素子数gk1ij,gk2ijが得られたものと
なつている。さらに、検査項目k1,k2はエツチ
ング条件のずれに対し同程度の不良検出力を有す
るものとなつている。
ここで、第1図についてより具体的に説明すれ
ば、図中でのa欄は上記検査事例から得られた検
査項目別不良素子数rk1ij,rk2ijをマツプ表示し
たものである。マツプ表示とは、複数のウエハ間
での、ウエハ内同一素子位置(i,j)対応の座
標位置に検査情報としての数字や文字、あるいは
記号を付したものである。数値が「0」のものを
“・”、1桁のものはその数値そのものを付したも
のである。また、数値が2桁以上のものについて
は「10」には“A”を「11」には“B”を、「12」
には“C”を、といつた具合にアルフアベツト順
に英文字を対応させるようにしたものである。検
査項目別不良素子数は、a欄から明らかなよう
に、検査項目k1ではウエハの右下部分に、検査
項目k2では左上部分に不良が多発する傾向が見
かけ上読み取れるが、検査項目k2の不良分布傾
向が上記プロセスのずれを反映せず、検査情報と
して不適当であることが判る。
また、第1図c欄には、本発明に係る検査デー
タ分析方法によつて求められた検査項目別不良率
fk1ij,fk2ijが中間処理結果としてマツプ表示さ
れているが、マツプ表示された数値や英文字、記
号は百分率の1桁目を四捨五入し、その2桁目の
数値をa欄でのマツプ表示の場合と同じ方法で示
したものである。これら検査項目別不良率fk1ij,
fk2ijはいずれもウエハの右下部分に不良が多発
する傾向が見られることから、上記プロセスのず
れをよく反映しており、検査情報としてより好ま
しいものであることが判る。
ここで、検査項目別不良率fkijの算出方法につ
いて説明すれば、検査項目別不良率fkijは、検査
項目別不良素子数rkijと検査項目別良品数gkijと
の和からなる検査項目別素子数nkij(第1図b欄
にマツプ表示)に対する検査項目別不良素子数
rkijのメジアンランクの近似推定値 (rkij−0.3)/(nkij+0.4)……(1) で以て計算されたものである。
なお、検査項目別不良素子数fkijが「0」であ
る場合は、上記(1)式を用いず検査項目別不良率
fkijを「0」としている。また検査母数としての
検査項目別素子数nkijが「0」である場合は、検
査項目別不良率fkijは欠損値としてマツプ上で空
欄とした。
さらに、第1図d欄はc欄での数値等によるマ
ツプ表示を、数値の範囲により記号化することに
よつて、表示をより見易くしたものである。表示
に使用されている記号は、検査項目別不良率fkij
が5%未満の場合“・”が、5%以上35%未満の
場合は“/”が、35%以上65未満の場合には、
“。”が、65%以上95%未満のときには“*”が、
95%以上のとき“@”がそれぞれ用いられてい
る。なお、欠損値は空欄となつている。
さらにまた、第1図e欄による場合は、ウエハ
内不良分布傾向がより把握され易くすべく、検査
項目別不良率fkijは、ウエハ内素子位置(i,
j)とその周辺素子との間で重み付け移動平均し
たばあいでのマツプ表示を示したものである。こ
の場合での表示はd欄と同様な記号が用いられて
いるが、重み付け移動平均した検査項目別平滑化
処理済不良率は着目するウエハ内素子位置を
(io,jo)とすると、 = 〓ij (ωij fkij)/ 〓ij ωij……(2) より算出されるものとなつている。式中における
重みωijは着目しているウエハ内素子位置(io,
jo)の関数となつているが、本例では重みωijの
値として、第2図に示す数値が用いられている。
第2図について説明すれば、ウエハ100内に
は一般に複数の半導体素子が形成されているが、
図中i,jはウエハ内素子位置を示す座標を、
io,joは着目している素子位置対応の座標値をそ
れぞれ示す。長方形表示はそれぞれ素子位置に対
応しているいるが、そのうち、ハツチング表示に
係る長方形位置は、着目しているウエハ内素子位
置(io,jo)を示したものとなつている。着ウエ
ハ内素子位置(io,jo)を中心位置とする5行5
列の範囲内の素子位置には重みωij101の値が
示されているわけであるが、着目ウエハ内素子位
置(io,jo)から縦方向、または横方向に3素子
以上離れた素子位置102や、素子の存在しない
ウエハ外部103、試験用素子位置104に対し
てはその重みωijの値は「0」に設定されたもの
となつている。
次に、第3図により本発明による半導体素子の
検査データ分析装置について説明する。この装置
では、複数枚のウエハ各々に形成された複数個の
半導体素子各々を検査対象として、複数の検査を
検査項目順に従つて順次実施し、検査途中で不良
と判定された半導体素子については、以降の検査
項目についての検査が実施されないようにして得
られる、複数枚のウエハ検査データにもとづきそ
れら検査データが分析されるようになつている。
すなわち、装置全体は、複数枚のウエハ検査デー
タが予め記憶される検査データ記憶装置Aと、こ
の記憶装置Aからのウエハ検査データをもとに、
ウエハ各々における同一位置に対応する複数の半
導体素子についての検査項目別不良率をメジアン
ランク、あるいはその近似値を推定し、推定され
た半導体素子位置対応の検査項目別不良率とその
素子位置周辺の半導体素子位置対応の検査項目別
不良率との間で重み付け移動平均することによつ
て検査項目別平滑化処理済不良率を得、この平滑
化処理済不良率を分析結果として得る分析装置B
と、分析装置Bからの分析結果としての検査項目
別平滑化処理済不良率をウエハ内の半導体素子位
置各々に対応してマツプ状に表示する表示装置C
とから構成されたものとなつている。これについ
ての動作は以上の説明より明らかであり、特にこ
れ以上の説明は要しない。
以上、本発明を説明した。ところで、前述の実
施例では歩留り阻害要因究明に検査項目別不良率
fkijが不良素子数よりもより有効であることを述
べたが、これの代わりに検査項目別良品率1−
fkijを用いても同様な結果が得られるものとなつ
ている。また、検査項目別不良率fkijの推定値と
してメジアンランクの近似値以外にも、メジアン
ランクの値そのもの、または平均ランクの値、な
いしは単に検査項目別不良素子数rkijを検査項目
別素子数nkijで除した値を用いることも可能とな
つている。しかしながら、分析結果の強調化や検
査母数が「0」となる場合での処理等を考慮すれ
ば、分析結果は最終的には検査項目別平滑化処理
済不良率として得られたうえ、適当に表示される
のが望ましいものとなつている。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、フエイル
ストツプ方式で検査されたプローブ検査データを
用い、検査順序にほとんど影響されることなく、
歩留り阻害要因究明情報が強調化された状態でこ
とになる。このことは、歩留り阻害要因究明のた
めのこれまでのプローブ検査の検査順序を変更す
ること不要としながらも、強調化された歩留り阻
害要因究明情報が得られることを意味している。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る検査データ分析方法を
説明するための各種マツプ表示を示す図、第2図
は、本発明に係る平滑化処理の際での重み関数例
を示す図、第3図は、本発明による半導体素子の
検査データ分析装置の概略構成を示す図、第4図
はそのフエイルストツプ方式によるプローブ検査
手順の概念を示す図、第5図は、その検査手順の
フローを示す図である。 A……検査データ記憶装置、B……分析装置、
C……表示装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 複数枚のウエハ各々に形成された複数個の半
    導体素子各々を検査対象として、複数の検査を検
    査項目順に従つて順次実施、検査途中で不良と判
    定された半導体素子については、以降の検査項目
    についての検査が実施されないようにして得られ
    る、複数枚のウエハ検査データに対する検査デー
    タ分析装置であつて、複数枚のウエハ検査データ
    が予め記憶される検査データ記憶装置と、該記憶
    装置からのウエハ検査データをもとに、ウエハ
    各々における同一位置に対応する複数の半導体素
    子についての検査項目別不良率をメジアンラン
    ク、あるいはその近似値で推定し、推定された半
    導体素子位置対応の検査項目別不良率と該素子位
    置周辺の半導体素子位置対応の検査項目別不良率
    との間で重み付け移動平均することによつて検査
    項目別平滑化処理済不良率を得、該平滑化処理済
    不良率を分析結果として得る分析装置と、該分析
    装置からの分析結果としての検査項目別平滑化処
    理済不良率をウエハ内の半導体素子位置各々に対
    応してマツプ状に表示する表示装置とを少なくと
    も具備して成る構成を特徴とする半導体素子の検
    査データ分析装置。
JP59221199A 1984-10-23 1984-10-23 半導体素子の検査データ分析装置 Granted JPS61100941A (ja)

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