JPH05267465A

JPH05267465A - 半導体デバイスのヒューズ切断装置及びその使用方法

Info

Publication number: JPH05267465A
Application number: JP9360292A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Tanaka; 公明田中; Atsushi Kawasaki; 篤川崎
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1993-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】ヒューズ切断方式による冗長回路を有する半
導体デバイスの電気的特性検査とレーザー光照射による
ヒューズ切断とを１つの装置内で行う。【構成】水平方向に移動可能な支持テーブル２上に半
導体ウェハ１を固定し、この支持テーブル２の上方に設
けた電気的特性測定装置の測定用プローブ５により所定
の電気的特性の測定を行う。この測定結果に基づき、制
御部４が、切断の必要なヒューズ位置を決定するととも
に、その切断が必要なヒューズ位置が、支持テーブル２
の上方に設けたレーザー光照射装置６の直下に来るよう
に支持テーブル２の移動位置を制御し、その位置でレー
ザー光照射によるヒューズ切断を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヒューズ切断方式によ
る冗長回路を有する半導体デバイスのヒューズ切断装置
及びその使用方法に関し、特に、半導体デバイスの電気
的特性検査とその検査結果に基づくレーザー光照射によ
るヒューズ切断とを１つの装置で行おうとするものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造過程で生じる各種
の電気的特性のばらつきや不良を調整して、歩留りを向
上させるために、半導体デバイスに予め冗長回路を組み
込んでおくことが最近行われている。例えば、半導体デ
バイスの基準電圧を適正値に調整するため、幾つかの抵
抗をヒューズを介して組み合わせた冗長回路を半導体デ
バイスの内部回路に予め接続して組み込んでおき、製造
後の測定結果に応じて、必要なヒューズを切断すること
により、その冗長回路の抵抗値を変化させて、基準電圧
を適正値に調整することが行われている。また、ＲＡＭ
やＥＰＲＯＭのような半導体メモリにおいては、予備の
メモリアレイをデバイス中に形成しておき、測定の結
果、本体メモリアレイに不良が有った場合に、その予備
のメモリアレイを使用することが行われている。この予
備のメモリアレイへの切り換えにも、多くの場合、ヒュ
ーズ切断方式が採用されている。

【０００３】このようなヒューズを切断する方法には、
ヒューズの両端に高電圧を印加して抵抗加熱によりヒュ
ーズを溶断する方法と、パッシベーション膜に設けた開
口を通じてレーザー光を照射することによりヒューズを
溶断する方法とがある。しかしながら、前者の方法に
は、デバイスの他の回路部分への影響を考慮すると、ヒ
ューズの両端に印加する電圧には限界があり、このた
め、ヒューズを確実に切断することが難しいという欠点
があった。そこで、レーザー光照射によるヒューズ切断
が注目されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のレー
ザー光照射によるヒューズ切断法には、次のような問題
点があった。

【０００５】即ち、従来のレーザー光照射によるヒュー
ズ切断法では、半導体デバイスの電気的特性の検査とそ
の検査結果に基づくヒューズ切断とを全く別の装置で行
わなければならなかったために、各装置間での半導体デ
バイスの移送の問題並びに切断ヒューズ位置の情報伝達
の問題等があった。

【０００６】図３に、従来の代表的な電気的特性検査装
置の構成を模式的に示す。半導体デバイスは、半導体ウ
ェハ１の状態で試料ステージ１０１上に固定される。こ
の試料ステージ１０１は、ステージ駆動制御部１０２に
より、半導体ウェハ１に対して水平方向及び垂直方向に
夫々駆動されるようになっている。そして、一対の測定
用プローブ１０２が半導体デバイスの所定の測定用端子
に押し当てられて、所定の電気的特性が測定される。こ
れらの測定用プローブ１０２は、プローブ支持部１０４
ａを介して、プローブ測定制御部１０４により動作制御
される。そして、この測定は、各半導体デバイスに関し
て検査が必要な電気的特性の種類の数及び半導体ウェハ
１内の半導体デバイスの数だけ繰り返され、切断が必要
なヒューズ位置の情報が、上述したステージ駆動制御部
１０２及びプローブ測定制御部１０４を制御するＣＰＵ
１０５から例えばフロッピーディスク１０６に一括して
記憶される。

【０００７】次いで、半導体ウェハ１は、図４に示すヒ
ューズ切断装置に送られる。同図において、１１１は、
例えばＸＹテーブルのような水平方向に移動可能な試料
ステージであり、ステージ駆動制御部１１２により駆動
される。そして、半導体ウェハ１はこの試料ステージ１
１１上に、例えば真空吸着等の手段により固定保持され
る。そして、レーザー光源１１３及びレーザービーム集
束化光学系１１４を含むレーザー光照射装置１１０から
集束レーザー光１１５が半導体ウェハ１の所定の照射位
置に照射され、所定のヒューズが溶断される。この時、
切断するヒューズの位置は、図３の電気的特性検査装置
から持ってきたフロッピーディスク１０６に記憶されて
いる情報に基づいて決定される。また、ヒューズの切断
状態は、例えば、画像処理装置１１６を経てＣＲＴ１１
７に表示される表示画面により確認され、ヒューズの切
断不良があった場合には、再度、レーザー光照射が行わ
れる。なお、図中、１１８は、フロッピーディスク１０
６に記憶されている情報を読み出し、この情報に基づい
て、ステージ駆動制御部１１２及びレーザー光照射装置
１１０を制御するＣＰＵである。

【０００８】以上のような従来のレーザー光照射による
ヒューズ切断法では、まず、図３に示したような電気的
特性検査装置により、半導体ウェハ１の切断ヒューズ位
置を一括して決定し、次いで、その半導体ウェハ１を、
人手により、図４に示すヒューズ切断装置に移送し、こ
こで、必要なヒューズの切断を行っていた。そして、切
断ヒューズ位置の情報伝達は、各装置間で、例えばフロ
ッピーディスクをやり取りすることにより行っていた。

【０００９】ところが、このように、半導体デバイスの
電気的特性の検査とその検査結果に基づくヒューズ切断
とを別個の装置で行う場合には、各々の装置における半
導体ウェハの位置決めが重要となる。この位置決めを正
確に行わないと、電気的特性検査装置でフロッピーディ
スクに記憶させた切断ヒューズ位置に正確にレーザー光
を照射することができない。特に、各装置間での移送を
人手で行う場合には、その位置決め作業が非常に厄介で
あり、工程スループットが上がらないという問題があっ
た。また、多数の半導体ウェハを一括して又は連続的に
処理する場合、各半導体ウェハとフロッピーディスクに
記憶させたデータとの対応ミスが発生し易く、ヒューズ
の誤切断が生じるおそれが多々あった。更に、各装置間
で半導体ウェハを移送する際に、ウェハを破損する場合
もあった。

【００１０】そこで、本発明の目的は、半導体デバイス
の電気的特性検査とレーザー光照射によるヒューズ切断
とを１つの装置内で行うことができる半導体デバイスの
ヒューズ切断装置を提供することにより、上述の問題点
を解決することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では、ヒューズ切断方式による冗長回路
を有する半導体デバイスのヒューズ切断装置において、
少なくとも１個の半導体デバイスを支持するためのデバ
イス支持手段と、前記半導体デバイスの電気的特性を測
定するための電気的特性測定手段と、この電気的特性測
定手段の測定結果に基づいて選択されたヒューズを切断
するためのレーザー光照射手段と、前記デバイス支持手
段を、少なくとも前記レーザー光照射手段に対して相対
的に移動させるためのデバイス移動手段と、前記電気的
特性測定手段の測定結果に基づき、前記レーザー光照射
手段によるレーザー光の照射位置を決定して、前記デバ
イス移動手段による前記デバイス支持手段の相対的な移
動位置を制御する制御手段とを設けている。

【００１２】前記電気的特性測定手段は、例えば、少な
くとも一対の測定用プローブを有する接触型の測定手段
であり、これらの測定用プローブを前記半導体デバイス
の所定の測定用端子に接触させて、その半導体デバイス
の前記電気的特性を測定する。

【００１３】また、前記デバイス支持手段は、好ましく
は、前記レーザー光照射手段及び前記電気的特性測定手
段の両方に対して相対的に移動可能に構成される。

【００１４】更に、本発明では、特に、ウェハの状態で
複数の半導体デバイスの電気的特性の検査及びヒューズ
切断処理を行う場合や各半導体デバイスに対して複数回
の検査及びヒューズ切断処理が必要な場合の上記半導体
デバイスのヒューズ切断装置の使用方法において；
（ａ）前記デバイス支持手段に支持された半導体デバイ
スの所定の測定用端子間の電気的特性を測定し；（ｂ）
その電気的特性に対応する冗長回路に関するヒューズを
切断する必要が有るか否かを判定し；（ｃ）前記ステッ
プ（ｂ）で切断が必要と判定されたヒューズを切断し；
（ｄ）前記ステップ（ａ）〜（ｃ）を、測定用端子の組
み合わせを順次変更しながら、前記デバイス支持手段に
支持された半導体デバイスの数及び各半導体デバイスに
対して電気的特性の測定が必要な数だけ複数回繰り返
す。

【００１５】

【作用】本発明の装置においては、半導体デバイスの電
気的特性検査とレーザー光照射によるヒューズ切断とを
同一の装置内で行うことができるので、これらの工程間
で半導体デバイスを移送する必要が無くなり、従って、
半導体デバイスの移送に起因する破損や位置決めの問題
が全て解消される。特に、電気的特性測定手段での測定
結果に基づいて決定された切断ヒューズ位置のデータを
そのまま用いてレーザー光照射を行うことができるの
で、従来のように異なる装置間で半導体デバイスの位置
関係を整合させる必要が無くなり、工程スループットが
大幅に向上する。

【００１６】更に、複数の半導体デバイスが設けられた
ウェハ単位で検査及びヒューズ切断処理を行う場合や、
１個の半導体デバイスに対して複数回の電気的特性検査
及びヒューズ切断処理を行う必要が有る場合、ヒューズ
切断が必要な時に直ちにそのヒューズの切断を実行する
ように構成することにより、全体の処理シーケンスを簡
易化することができるとともに、切断ヒューズ位置を記
憶するメモリ容量を節減することができる。

【００１７】なお、本発明の半導体デバイスのヒューズ
切断装置は、各種電気的特性を適正値に調整するための
冗長回路の使用構成を選択する場合や、予備メモリアレ
イのような所定の冗長回路への使用の切り換えを実行す
る場合等に用いることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例につき図１及び図２を
参照して説明する。

【００１９】図１は、本発明の一実施例による半導体デ
バイスのヒューズ切断装置の全体構成を示す概略図であ
る。

【００２０】検査の対象である多数の半導体デバイスが
形成された半導体ウェハ１は、例えば真空吸着等の手段
により、支持テーブル２の上面の所定位置に位置決めさ
れて固定支持される。この支持テーブル２は、いわゆる
ＸＹテーブルに構成されており、テーブル駆動手段３の
駆動により水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動可能に構成さ
れている。そして、このテーブル駆動手段３から支持テ
ーブル２の位置情報がＣＰＵ４に送られるとともに、Ｃ
ＰＵ４により、テーブル駆動手段３を介して、支持テー
ブル２の位置制御が行われるようになっている。

【００２１】図示の如く、支持テーブル２の上方には、
例えば一対の測定用プローブ５を備えた接触型の電気的
特性測定装置が配されている。この電気的特性測定装置
の測定用プローブ５は、図示省略した押圧駆動手段の作
用により、半導体ウェハ１の上面に設けられた測定用端
子に圧着及びその測定用端子から離間するようになって
いる。そして、この電気的特性測定装置での測定結果の
データが、上述したＣＰＵ４に送られるようになってい
る。

【００２２】また、支持テーブル２の更に上方には、レ
ーザー光源及びレーザービーム集束化光学系（共に図示
せず）を含むレーザー光照射装置６が配されている。こ
のレーザー光照射装置６は、ＣＰＵ４からの駆動信号に
基づいて、半導体ウェハ１の表面に集束レーザー光を照
射するものである。この時、本実施例の装置において
は、上述した電気的特性測定装置の測定用プローブ５
が、このレーザー光照射装置６から照射される集束レー
ザー光の邪魔にならないように、このレーザー光照射装
置６は、上述した電気的特性測定装置の測定用プローブ
５の位置からずれた位置に設けられている。或いは、上
述した電気的特性測定装置の少なくとも測定用プローブ
５を可動に構成して、レーザー光照射の時には、その測
定用プローブ５を、レーザー光照射装置６から照射され
る集束レーザー光の光路外に一時的に避難させるように
構成しても良い。

【００２３】なお、本実施例装置においては、レーザー
光照射装置６の下部に、例えば電子顕微鏡（図示せず）
等の画像入力手段が設けられており、これにより、ヒュ
ーズ切断を自動制御できるようになっている。即ち、そ
の電子顕微鏡から得られた光学像を表す画像信号は画像
処理装置７に送られ、この画像処理装置７で、例えば２
値化等の処理を受けた後、理想画像と比較されて、ヒュ
ーズの切断残り等が検出される。そして、その情報がＣ
ＰＵ４に送られ、このＣＰＵ４からの指令により、レー
ザー光照射装置６は、ヒューズが完全に切断されるま
で、集束レーザー光の照射を行う。一方、画像処理装置
７からの検出情報信号はＣＲＴ８にも送られ、ここで目
視による観察も行うことができる。

【００２４】次に、以上のように構成した本実施例装置
の動作を、図１及び図２を参照しながら説明する。

【００２５】まず、半導体ウェハ１を支持テーブル２の
所定位置に固定する。そして、この支持テーブル２の位
置を調整して、電気的特性測定装置の測定用プローブ５
を、初期位置、即ち、第１の測定を行う測定用端子の位
置に設定する。この測定用プローブの初期位置は、半導
体ウェハ１に形成された複数の半導体デバイスを連続的
に処理する場合、その第１番目の半導体デバイスの最初
の測定を行う測定用端子の位置である。

【００２６】そして、その測定用端子間での電気的特性
の測定を行い、その電気的特性が基準範囲内であるか否
かを判定する。そして、その電気的特性が基準範囲内で
あれば、支持テーブル２を移動させて、電気的特性測定
装置の測定用プローブ５を、次の測定用端子の位置に相
対的に移動させる。この移動位置は、半導体ウェハ１の
構成及びその測定シーケンスに応じ、ＣＰＵ４に付属す
るメモリ（図示せず）内に予め記憶されている。

【００２７】一方、測定した電気的特性が基準範囲内で
なければ、レーザー光照射によるヒューズ切断を行う。
即ち、ＣＰＵ４は、電気的特性測定装置から得られた測
定結果に応じ、付属のメモリに予め記憶されているその
半導体ウェハ１のヒューズ位置の中から、切断すべきヒ
ューズ位置を決定する。そして、支持テーブル２を移動
させ、レーザー光照射装置６による集束レーザー光の照
射位置を、その切断すべきヒューズ位置に合わせる。そ
して、レーザー光照射装置６を駆動し、集束レーザー光
をその切断ヒューズ位置に照射させて、そのヒューズを
溶断する。ヒューズの切断状態は、画像処理装置７によ
りモニターされ、また、ＣＲＴ８による目視観察によっ
て確認されて、確実な切断が行われる。そして、選択し
た全てのヒューズの切断が完了した後、次の測定に移
る。

【００２８】以上の測定及びヒューズ切断動作を、予め
指定された測定シーケンスに従い、測定用端子の組み合
わせを順次変更しながら最終測定位置まで繰り返し、処
理を終了する。

【００２９】以上に説明した本実施例の装置によれば、
半導体ウェハ１を支持テーブル２の所定位置に一旦位置
決めして固定すれば、その電気的特性の測定及びその測
定結果に基づくヒューズ切断を、半導体ウェハ１を支持
テーブル２から取り外すことなく行うことができる。こ
のため、電気的特性の測定結果に応じて決定されたヒュ
ーズ切断位置のデータを直接用いてレーザー光照射装置
６によるヒューズ切断を行うことができ、従来のよう
に、両工程間で一々半導体ウェハの位置関係を整合させ
る必要が無い。また、両工程間での位置情報の伝達に、
フロッピーディスクのような別体の記憶媒体を介さない
ため、データの対応ミスが無くなる。従って、ヒューズ
の誤切断を防止することができる。更に、両工程間で半
導体ウェハを移送する必要が無いので、移送の際の半導
体ウェハの破損の問題が全く無くなる。

【００３０】更に、上述した実施例の装置においては、
単に、その処理シーケンスを少し変更するだけで、ヒュ
ーズ切断により選択された冗長回路を含めた電気的特性
の測定を再度行わせるように構成することができ、その
場合には、各半導体デバイスに対して正確な修正が行わ
れたか否かを即時に確認することができる。

【００３１】なお、上述した実施例においては、測定用
プローブ５を有する接触型の電気的特性測定装置を用い
たが、この電気的特性測定装置は非接触型のものであっ
ても良い。また、測定用プローブも、上述した実施例の
ような一対に限らず、複数対の測定用プローブを用い、
例えばパターンジェネレータを用いて測定パターンを変
更することにより、一度に複数の測定を行うようにして
も良い。

【００３２】更に、上述の実施例においては、多数の半
導体デバイスが形成されたウェハの状態で処理を行った
が、本発明の装置及び方法は、例えばチップ単位で半導
体デバイス毎に処理を行う場合にも適用が可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明の半導体デバイスのヒューズ切断
装置によれば、半導体デバイスの電気的特性検査とその
検査結果に基づくレーザー光照射によるヒューズ切断と
を同一の装置内で行うことができるので、従来のように
異なる装置間で半導体デバイスを移送したり、半導体デ
バイスの位置関係を整合させる必要が無くなり、工程ス
ループットが大幅に向上する。

【００３４】また、複数の半導体デバイスが設けられた
ウェハ単位で検査及びヒューズ切断処理を行う場合や１
個の半導体デバイスに対して複数回の検査及びヒューズ
切断処理を行う必要が有る場合、ヒューズ切断が必要な
時に直ちにそのヒューズの切断を実行するように構成す
ることにより、全体の処理シーケンスを簡易化すること
ができるとともに、切断ヒューズ位置を記憶するメモリ
容量を節減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による半導体デバイスのヒュ
ーズ切断装置の全体構成を示す概略図である。

【図２】図１の装置の処理シーケンスを示すフローチャ
ートである。

【図３】従来の電気的特性検査装置を示す概略図であ
る。

【図４】従来のレーザー光照射によるヒューズ切断装置
の構成を示す概略図である。

【符号の説明】

１半導体ウェハ２支持テーブル３テーブル駆動手段４ＣＰＵ５測定用プローブ６レーザー光照射装置７画像処理装置８ＣＲＴ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヒューズ切断方式による冗長回路を有す
る半導体デバイスのヒューズ切断装置において、少なくとも１個の半導体デバイスを支持するためのデバ
イス支持手段と、前記半導体デバイスの電気的特性を測定するための電気
的特性測定手段と、この電気的特性測定手段の測定結果に基づいて選択され
たヒューズを切断するためのレーザー光照射手段と、前記デバイス支持手段を、少なくとも前記レーザー光照
射手段に対して相対的に移動させるためのデバイス移動
手段と、前記電気的特性測定手段の測定結果に基づき、前記レー
ザー光照射手段によるレーザー光の照射位置を決定し
て、前記デバイス移動手段による前記デバイス支持手段
の相対的な移動位置を制御する制御手段とを有すること
を特徴とする半導体デバイスのヒューズ切断装置。
【請求項２】前記電気的特性測定手段が、少なくとも
一対の測定用プローブを有する接触型の測定手段であ
り、これらの測定用プローブを前記半導体デバイスの所
定の測定用端子に接触させて、その半導体デバイスの前
記電気的特性を測定するように構成したことを特徴とす
る請求項１に記載の半導体デバイスのヒューズ切断装
置。
【請求項３】前記デバイス支持手段が、前記レーザー
光照射手段及び前記電気的特性測定手段の両方に対して
相対的に移動可能に構成されていることを特徴とする請
求項１又は２に記載の半導体デバイスのヒューズ切断装
置。
【請求項４】請求項１〜３の何れか１項に記載の半導
体デバイスのヒューズ切断装置の使用方法において、（ａ）前記デバイス支持手段に支持された半導体デバイ
スの所定の測定用端子間の電気的特性を測定し、（ｂ）その電気的特性に対応する冗長回路に関するヒュ
ーズを切断する必要が有るか否かを判定し、（ｃ）前記ステップ（ｂ）で切断が必要と判定されたヒ
ューズを切断し、（ｄ）前記ステップ（ａ）〜（ｃ）を、測定用端子の組
み合わせを順次変更しながら、前記デバイス支持手段に
支持された半導体デバイスの数及び各半導体デバイスに
対して電気的特性の測定が必要な数だけ複数回繰り返す
ことを特徴とする方法。