(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正常動作をする標準試料に対する特性データを予め記憶させて基準データとして活用し、検査装置の異常有無及び安定度を分析する検査装置チェックモードと、標準試料の追加又は交替時に、新たな素子を標準試料として使用することができるように標準試料を生成する標準試料生成モードとを有する方法であって、
動作モードを入力する段階と、
前記入力した動作モードが標準試料生成モードであるか、検査装置チェックモードであるかを判定する段階とを有し、
前記判定結果、標準試料生成モードである場合は、標準試料として使用しようとする素子を挿入し、型番と一連番号を入力する段階と、入力した一連番号と同一の一連番号が存在しているかを判定する段階と、同一の一連番号が存在する場合は、これに対する更新可否を決定する段階と、前記一連番号存在判定段階で、同一の一連番号が存在しないか、前記一連番号更新段階で更新した場合、現在挿入された素子を該当検査装置の機能に基づいて測定して検査する段階と、所定回数に検査した後、必要な測定項目別に平均値と標準偏差を計算する段階と、計算された平均値と標準偏差の分布指数が所定の分布範囲に属するかを判定する段階とを具備し、
前記判定結果、検査装置チェックモードである場合は、標準試料を挿入し、型番と一連番号を入力する段階と、挿入された標準試料に対する予め記憶された基準データを引き出す段階と、挿入された標準試料を測定検査する段階と、所定回数検査後、検査された特性データを処理して測定項目の平均値を計算する段階と、引き出された基準データと現在挿入された標準試料の計算されたデータとを比較することにより、データ差異があるかを判定する段階と、比較した結果によって両データ間に差異があれば、検査装置をチェックする段階とを具備することを特徴とする半導体素子検査装置の安定度分析方法。
【請求項２】
前記検査装置チェックモードの検査装置チェック段階は、標準試料に対する情報と検査装置に対する情報を読出す段階と、検査装置のメイン装置を調整する段階と、調整結果、異常発生時には、オプション装置チェックプログラムを稼働する段階と、オプション装置チェック結果を出力する段階とから構成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記標準試料生成モードにおいて、挿入された素子の検査回数は３０回であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記検査装置チェックモードにおいて、挿入された標準試料の検査回数は３０回であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記標準試料生成モードの分布範囲判定段階において、所定の分布範囲は、標準試料の標準偏差０．８４１３〜１．１５８７の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記検査装置チェックモードのデータ差異判定段階において、所定の分布範囲は下記の範囲を満足することを特徴とする請求項１に記載の方法。
ｍ−σ＊０．１５８７＜Ｘ＜ｍ＋σ＊０．１５８７
（ここで、ｍ：基準データの平均値、σ：基準データの標準偏差、Ｘ：現在挿入された標準試料の各項目別測定値の平均値）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子用検査装置の異常有無及び安定度を分析する方法に関する。より詳しくは、本発明は、標準試料に対する予め記憶された特性データを基準データとして利用して検査装置の異常有無及び安定度を分析する方法と、候補素子を標準試料として使用するのに適当であるか否かを自動で判定して標準試料を生成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子は、数多い工程を経て製造される。製造された半導体素子は、出荷される前に、所望の特性及び機能を有するかを確認するため、検査工程を経なければならない。検査工程は、量産検査と品質保証検査とに大別される。量産検査では、ウェハ製造工程と組立工程を通過したすべての半導体素子を検査して不良有無を判断する。この結果により、半導体素子は、ＢＩＮ項目別に分類される（たとえば、ＢＩＮ１と分類された素子は正常素子、ＢＩＮ７と分類された素子は不良素子）。ＢＩＮ項目は、製造会社や検査対象素子によって異なるが、ＢＩＮ１を正常素子項目として取り扱うことがほぼ統一されている。
【０００３】
また、品質保証検査は、量産検査で合格した（例えば、ＢＩＮ１と分類された）半導体素子のうち、一部を再び検査して量産検査の結果を確認し、顧客が所望する水準の品質を保障するため、試料採取検査をするものであって、ここで合格した素子が最終製品として出荷される。
【０００４】
一方、半導体素子に対する検査を忠実に行うためには、検査装置自体の異常有無や安定度の判断を行わなければならない。検査装置の異常有無や安定度を把握する方法としては、一般に、正常に動作する標準試料に対して検査が可能であれば（例えば、標準試料がＢＩＮ１と分類されると）、正常な装置と判断し、検査が不可能であれば（例えば、標準試料がＢＩＮ１と分類されないと）、異常のある装置と判断する方法を使用している。すなわち、‘ＢＩＮｘ又は特定項目での不良数が多い’という結果から、逆に‘当該検査装置のＢＩＮｘ又は特定項目に関連した機能が不安定である’と検査装置の安定度を推定する。
【０００５】
標準試料は、検査員エンジニアが候補素子を所定個数だけ選択して手動で検査した後、統計ツールを通じて統計値を捜してグラフ処理して決定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる従来の検査装置分析方法によると、担当検査員の経験（一定限界内測定値の分布程度）が重要な判断根拠となるので、正確且つ一定の判断になり得ないという問題点がある。すなわち、従来の方法によると、ＢＩＮ別平均不良発生頻度と該当ロットの特定ＢＩＮ不良数を比較することにより、標準試料に対する検査装置の特定測定項目に対する特性が劣化している‘事実’だけを判断することができた。
一方、標準試料を失って新たに追加するか、老朽となった標準試料を交替する場合にも、従来の方法と同様に、各候補素子を担当エンジニアの判断により選定して標準試料に使用する方法を採っている。従って、正確な標準試料を生成することができないだけでなく、煩雑な作業となる。
【０００７】
本発明の目的は、標準試料に対する特性データを基準データとして活用して、この基準データと現在挿入された標準試料に対して測定した特性データとを相互比較することにより装置の異常有無及び安定度を分析して、装置異常発生時に自動的に措置を取ることができるようにする方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、標準試料の追加又は交替時に、記憶された基準データを活用して、この基準データに合致する素子を標準試料として使用することができるように、標準試料を生成する方法に関する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体素子検査装置の安定度分析方法は、
正常動作をする標準試料に対する特性データを予め記憶させて基準データとして活用し、検査装置の異常有無及び安定度を分析する検査装置チェックモードと、標準試料の追加又は交替時に、新たな素子を標準試料として使用することができるように標準試料を生成する標準試料生成モードとを有する方法であって、
動作モードを入力する段階と、
入力した動作モードが標準試料生成モードであるか、検査装置チェックモードであるかを判定する段階とを有し、
前記判定結果、標準試料生成モードである場合は、標準試料として使用しようとする素子を挿入し、型番と一連番号を入力する段階と、入力した一連番号と同一の一連番号が存在しているかを判定する段階と、同一の一連番号が存在する場合は、これに対する更新可否を決定する段階と、前記一連番号存在判定段階で、同一の一連番号が存在しないか、前記一連番号更新段階で更新した場合、現在挿入された素子を該当検査装置の機能に基づいて測定して検査する段階と、所定回数に検査した後、必要な測定項目別に平均値と標準偏差を計算する段階と、計算された平均値と標準偏差の分布指数が所定の分布範囲に属するかを判定する段階とを具備し、
前記判定結果、検査装置チェックモードである場合は、標準試料を挿入し、型番と一連番号を入力する段階と、挿入された標準試料に対する予め記憶された基準データを引き出す段階と、挿入された標準試料を測定検査する段階と、所定回数検査後、検査された特性データを処理して測定項目の平均値を計算する段階と、引き出された基準データと現在挿入された標準試料の計算されたデータとを比較することにより、データ差異があるかを判定する段階と、比較した結果によって両データ間に差異があれば、検査装置をチェックする段階とを具備することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１及び図２を参照として、本発明の構成を説明する。図１は、本発明による半導体素子検査装置の安定度分析方法の構成を示す流れ図である。図１を参照すると、検査員により動作モードを入力する段階１と、入力したモードが標準試料生成モードであるか、検査装置チェックモードであるかを判定する段階２と、判定結果、標準試料生成モードである場合は、標準試料として使用されるべき素子を挿入し、型番及び一連番号を入力する段階２１と、挿入された素子の一連番号と同一の一連番号が存在しているかを判定する段階と２２、同一の一連番号が存在する場合は、これに対する更新可否を決定する段階２３と、前記段階２２で同一の一連番号が存在しないか、前記段階２３で更新した場合、現在挿入された素子を該当装置の機能に基づいて測定して検査する段階２４と、所定回数検査する段階２５と、必要な測定項目別に平均値と標準偏差を計算するデータ変換段階２６と、計算されたデータの分布指数が所定の分布範囲に属するかを判定する段階２７と、標準試料に適合であると判定されると、その素子に対する一連番号を付与する段階２８とから構成される。
【００１０】
前記段階２で検査装置チェックモードと判定された場合は、検査員により挿入された標準試料の一連番号及び型番を読出す段階１１と、提供された標準試料に対する予め記憶された特性データ（以下、基準データ（Ｄｒｅｆ  ））を引き出す段階１２と、現在挿入された標準試料を測定検査する段階１３と、所定回数検査（段階１４）した後、検査された特性データから測定項目の平均値を計算するデータ変換段階１５と、引き出された基準データ（Ｄｒｅｆ  ）と現在挿入された標準試料の計算されたデータとを比較する段階１６と、比較した結果によって両データ間に差があれば、検査装置チェックを実行する段階１７とから構成される。
【００１１】
図２は、検査装置チェック段階１７の細部動作を示す流れ図である。検査装置チェック段階１７は、標準試料と検査装置に対する情報が収録されたファイルを開く段階１７１と、検査装置を調整する段階１７２と、調整結果、異常が発生した場合（段階１７３）、オプションプログラムを稼働する段階１７４と、オプションチェック結果を出力する段階１７５とから構成される。
【００１２】
上記のように構成された本発明の作用を説明する。検査員は、まず所望の動作モードを選択する（段階１）。本発明では、２つの動作モードが設定される。１つは、標準試料として使用するために挿入した素子が、標準試料として使用可能であるか否かを判断する標準試料生成モードである。他の１つは、検査装置の異常有無、安定度をチェックする検査装置チェックモードである。また、本発明では、検査プログラムの制御のため、すべての検査プログラムが参照するライブラリを作成して適用した。このライブラリは、ＵＮＩＸ／Ｃを使用するいかなる装置でも、システムだけを交替すれば再使用することができる。
【００１３】
まず、標準試料生成モードについて説明する。このモードは、使用していた標準試料を失って新たに追加するか、老朽となった標準試料を交替する時、記憶された基準データ（Ｄｒｅｆ  ）に基づいて、新たな素子が標準素子として適合するか否かを決定するためのものである。検査員は、まず標準試料として使用すべき候補素子のうち、１つを検査装置のプローブに挿入し、一連番号、型番等を入力する（段階２１）。もし、１番から５番までの標準試料のうち、３番標準試料を交替しようとすれば、一連番号３を入力する。入力された一連番号がすでに存在する番号なら、更新可否を決定しなければならない（段階２２、２３）。つまり、３番がすでに存在するため、更新する必要がなければ、初めの状態に戻るはずであり、更新するか、同一の一連番号がなければ、挿入された素子に対する測定検査を開始する（段階２４）。検査の際、測定値の正確性のため、同一の素子に対して３０回繰り返して検査して（段階２５）、１度でも不良と判定されると、該当素子は標準試料として不適合であるという判定をする。本発明での検査回数は、誤差範囲を最小化する限度で任意に決定することができる。従って、測定正確度の観点からみると、検査回数が多いほど誤差が少ない。一方、３０回の検査が全部合格であれば、繰り返して検査した測定値を取り合わせて各検査回数に対する測定項目別に平均値、標準偏差を計算する（段階２６）。このようなデータ変換過程を一例として表１に示す。
【表１】
0003613596.tif 000002
【００１４】
表１は、検査装置で発生するデータログ（ｄａｔａｌｏｇ）データを本発明で必要な値（平均値、標準偏差）に変換した例を示すものである。表１において、検査装置から出力されるデータログデータが中間変換段階を経て最終的に検査装置、検査ヘッド、日付別に、平均値、標準偏差が計算されたことがわかる。ここで、平均値、標準偏差は、各測定項目別に繰り返して検査したものに対する変換値である。
【００１５】
このように変換されたデータから、現在挿入された素子が標準試料として使用するに適当であるか否かを判定する（段階２７）。本発明では、現在挿入した素子に対して測定した後、変換されたデータの分布指数が０．８４１３〜１．１５８７の範囲内にあると、標準試料として適合する試料と判定するように設定した。ここでの数値は、大部分の項目散布が１σ（σ＝標準偏差）範囲内であることを意味するものであって、分布指数が下記数学式１を満足する範囲である。
【数１】
0003613596.tif 000003
標準試料として使用可能な素子と判定されると、その素子に対する一連番号を付与する措置（段階２８）を取ることができるが、例えば一連番号が印刷されたラベルを発行する方法が挙げられる。
【００１６】
次に、検査装置チェックモードに対して図１及び図２を参照として説明する。検査員が検査装置チェックモードを選択した後（段階１）、標準試料を挿入して、一連番号と型番を入力すると（段階１１）、それに相応する基準データ（Ｄｒｅｆ  ）を引き出す（段階１２）。この基準データ（Ｄｒｅｆ  ）は、標準試料に対する特性データであって、予め記憶しているデータである。図１に図示しているように、現在挿入された標準試料を数回反復測定検査して（段階１３）、測定項目別平均値を計算する（段階１５）。このように変換されたデータは、検査装置別、個別試料別、検査ヘッド別、日付別、又はその他の必要項目別に貯蔵することができるが、これらのデータを検査装置の初期起動時毎に監視して検査装置の異常有無を毎日チェックするように応用することができる。こうして変換されたデータと基準データ（Ｄｒｅｆ  ）を比較して分布差によるデータ差異があるかを判定する（段階１６）。
【００１７】
まず、測定項目別に変換された特性データから平均値Ｘを読出して下記数学式２の範囲に入るかを判定する（段階１６）。
【数２】
ｍ−σ＊０．１５８７＜Ｘ＜ｍ＋σ＊０．１５８７
（ここで、ｍ：基準データの平均値、σ：基準データの標準偏差、Ｘ：現在挿入された標準試料の各項目別測定値の平均値）
上記数学式２の範囲は、検査装置の安定度に対する管理限界値であって、正確度と許容誤差範囲の相互折衷線で任意の範囲に決定することができる。
【００１８】
上記の範囲に入ると、検査装置に異常がないか、安定した状態と判断することができる。もし上記範囲から逸脱すると、装置に異常があるため、検査装置をチェックしなければならない（段階１７）。検査装置チェック段階１７は、図２に詳細に図示されている。検査装置チェックは、標準試料と検査装置に対する情報が収録されたファイルを開くことから始まる（段階１７１）。そして、検査装置を調整する段階１７２が引き続く。調整結果、異常が発生すると（段階１７３）、オプションプログラムを稼働し（段階１７４）、オプションに異常がある時（段階１７５）には、適切な措置を取ることになる。検査装置は、一般にメイン装置とオプション装置とに分かれる。オプション装置は、特定検査を行うテスト装置である。本発明では、試料検査時ごとに同一不良が連続して発生するか否かを監視することにより、該当不良項目のオプションだけをチェックすることができるようにした。
【００１９】
すなわち、項目別にデータを有するため、メイン装置全体をチェックする必要がなく、該当オプションだけをチェックすることができるようにした。具体的に説明すると、検査が進行する度に、ＢＩＮを読出してその値を貯蔵しておいて、現在検査した試料の前後ＢＩＮを比較して、同一のＢＩＮであるかを判断する。すなわち、同一のＢＩＮが連続的に発生すると、発生回数を計算して、もし１０回連続して同一の不良が出たＢＩＮであるかを判断する。以後該当ＢＩＮで使用したオプションをチェックして、即ち選択的チェックプログラムを行って、装置の状態を調べることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、正確且つ容易に検査装置の異常有無、安定度を分析することができ、しかも正常素子と同一の性能を有する標準試料を正確且つ容易に生成することができる。また、現在検査中の試料の検査プログラムをアンロードするときに発生するロット情報損失やリロード（ｒｅｌｏａｄ）時に発生する時間的損失を低減するため、検査プロセスと別途に実行させて独自的に検査装置の安定度を分析することができる。また、本発明による方法を適切に応用すると、各々異なる検査装置又は同一の複数台の装置に存在する装置間の差異を判断し、装置異常発生時に自動措置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法の実施の形態を示す流れ図。
【図２】図１の検査装置チェック段階を示す細部流れ図。
【図１】
0003613596.tif 000004
【図２】
0003613596.tif 000005