(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ保存部が、所定工程における各チップの検査結果を保存する工程と、
前処理部が、各工程におけるプロセス的等価性と独立性に関するチップの情報が保存された基準情報データベースを参照し、プロセス的等価性と独立性に基づき、独立な関係にあるチップの検査結果だけで構成されるベクトルを生成する工程と、
演算処理部が、前記ベクトル間の余弦を計算する工程と、
判定部が、前記余弦の値が所定値を外れたか、又は前記余弦の値が所定値から乖離する傾向であるか判定する工程と、
通知部が、前記判定の結果を作業者に通知する工程と、を品質管理対象とする工程毎に備えたことを特徴とするウエハ検査方法。
【請求項２】
データ保存部が、所定工程における各チップの検査結果を保存する工程と、
前処理部が、各工程におけるプロセス的等価性と独立性に関するチップの情報が保存された基準情報データベースを参照し、プロセス的等価性と独立性に基づき、独立な関係にあるチップの検査結果だけで構成されるベクトルを生成する工程と、
演算処理部が、前記ベクトルと、前記検査結果の標準的な値として事前に定めた基準値を要素とする基準ベクトルとの差分ベクトルを算出し、前記差分ベクトルと前記基準ベクトルとの余弦と前記差分ベクトルの大きさを算出する工程と、
判定部が、前記余弦の符号と前記差分ベクトルの大きさから特性が所定値を外れたか、又は所定値から乖離する傾向であるか判定する工程と、
通知部が、前記判定の結果を作業者に通知する工程と、を品質管理対象とする工程毎に備えたことを特徴とするウエハ検査方法。
【請求項３】
前記検査結果は、外観検査の中の１つの検査項目の検査結果、ＤＣ検査の中の１つの検査項目の検査結果、又はＲＦ特性検査の中の１つの検査項目の検査結果であることを特徴とする請求項１又は２に記載のウエハ検査方法。
【請求項４】
所定工程における各チップの検査結果を保存するデータ保存部と、
各工程におけるプロセス的等価性と独立性に関するチップの情報が保存された基準情報データベースを参照し、プロセス的等価性と独立性に基づき、独立な関係にあるチップの検査結果だけで構成されるベクトルを生成する前処理部と、
前記ベクトル間の余弦を計算する演算処理部と、
前記余弦の値が所定値を外れたか、又は前記余弦の値が所定値から乖離する傾向であるか判定する判定部と、
前記判定の結果を作業者に通知する通知部と、を備えたことを特徴とするウエハ検査装置。
【請求項５】
所定工程における複数のチップの検査結果を保存するデータ保存部と、
各工程におけるプロセス的等価性と独立性に関するチップの情報が保存された基準情報データベースを参照し、プロセス的等価性と独立性に基づき、独立な関係にあるチップの検査結果だけで構成されるベクトルを生成する前処理部と、
前記ベクトルと、前記検査結果の標準的な値として事前に定めた基準値を要素とする基準ベクトルとの差分ベクトルを算出し、前記差分ベクトルと前記基準ベクトルとの余弦と前記差分ベクトルの大きさを算出する演算処理部と、
前記余弦の符号と前記差分ベクトルの大きさから特性が所定値を外れたか、又は所定値から乖離する傾向であるか判定する判定部と、
前記判定の結果を作業者に通知する通知部と、を備えたことを特徴とするウエハ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばウエハの品質管理などに用いられるウエハ検査方法とウエハ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ウエハ上のチップに対する検査データに基づいて初期不良リスクのあるチップを推定する技術が開示されている。この技術は、まずウエハ主面を幾つかの領域に区分し、当該区分ごとに不良率を求める。そして、当該不良率が基準を満たさない場合、その区分に属するすべてのチップを不良品とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９５９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の技術は、不良率を用いて初期不良リスクのあるチップを推定するものである。しかしながら、不良率を用いただけでは、チップ不良の原因工程の特定ができない。また、チップ不良の原因工程となりそうな工程の特定も困難であった。従って、検査結果を工程改善に活用するのが困難であった。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、チップ不良の原因工程やチップ不良の原因工程となりそうな工程の特定を容易にするウエハ検査方法とウエハ検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る他のウエハ検査方法は、データ保存部が、所定工程における各チップの検査結果を保存する工程と、前処理部が、各工程におけるプロセス的等価性と独立性に関するチップの情報が保存された基準情報データベースを参照し、プロセス的等価性と独立性に基づき、独立な関係にあるチップの検査結果だけで構成されるベクトルを生成する工程と、演算処理部が、該ベクトル間の余弦を計算する工程と、判定部が、該余弦の値が所定値を外れたか、又は該余弦の値が所定値から乖離する傾向であるか判定する工程と、通知部が、該判定の結果を作業者に通知する工程と、を品質管理対象とする工程毎に備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る他のウエハ検査方法は、データ保存部が、所定工程における各チップの検査結果を保存する工程と、前処理部が、各工程におけるプロセス的等価性と独立性に関するチップの情報が保存された基準情報データベースを参照し、プロセス的等価性と独立性に基づき、独立な関係にあるチップの検査結果だけで構成されるベクトルを生成する工程と、演算処理部が、該ベクトルと、該検査結果の標準的な値として事前に定めた基準値を要素とする基準ベクトルとの差分ベクトルを算出し、該差分ベクトルと該基準ベクトルとの余弦と該差分ベクトルの大きさを算出する工程と、判定部が、該余弦の符号と該差分ベクトルの大きさから特性が所定値を外れたか、又は所定値から乖離する傾向であるか判定する工程と、通知部が、該判定の結果を作業者に通知する工程と、を品質管理対象とする工程毎に備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る他のウエハ検査装置は、所定工程における各チップの検査結果を保存するデータ保存部と、各工程におけるプロセス的等価性と独立性に関するチップの情報が保存された基準情報データベースを参照し、プロセス的等価性と独立性に基づき、独立な関係にあるチップの検査結果だけで構成されるベクトルを生成する前処理部と、該ベクトル間の余弦を計算する演算処理部と、該余弦の値が所定値を外れたか、又は該余弦の値が所定値から乖離する傾向であるか判定する判定部と、該判定の結果を作業者に通知する通知部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る他のウエハ検査装置は、所定工程における各チップの検査結果を保存するデータ保存部と、各工程におけるプロセス的等価性と独立性に関するチップの情報が保存された基準情報データベースを参照し、プロセス的等価性と独立性に基づき、独立な関係にあるチップの検査結果だけで構成されるベクトルを生成する前処理部と、該ベクトルと、該検査結果の標準的な値として事前に定めた基準値を要素とする基準ベクトルとの差分ベクトルを算出し、該差分ベクトルと該基準ベクトルとの余弦と該差分ベクトルの大きさを算出する演算処理部と、該余弦の符号と該差分ベクトルの大きさから特性が所定値を外れたか、又は所定値から乖離する傾向であるか判定する判定部と、該判定の結果を作業者に通知する通知部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、チップ不良の原因工程やチップ不良の原因工程となりそうな工程の特定ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るウエハ検査装置を示すブロック図である。
【図２】Ａ工程について各チップのプロセス的等価性と独立性を示す図である。
【図３】Ｂ工程について各チップのプロセス的等価性と独立性を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るウエハ検査装置を示すブロック図である。
【図５】所定工程をＣ工程とした場合のベクトルの生成方法を示す図である。
【図６】Ｄ工程についての検査結果のベクトル生成方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るウエハ検査装置を示すブロック図である。ウエハ検査装置１０は、コンピュータ１２とコンピュータ１２に接続された基準情報データベース１４を備えている。基準情報データベース１４には、各工程におけるプロセス的等価性と独立性に関するチップの情報が保存されている。より具体的には、基準情報データベース１４にはウエハ上の全チップのプロセス属性（チップ相互の等価性と独立性）に関する情報が保存されている。プロセス的に等価な関係とは、ウエハ上のある場所の処理結果が別の場所の処理結果に影響を与える(相関がある)関係を意味する。他方、プロセス的に独立な関係とは、ウエハ上のある場所の処理結果が別の場所の処理結果に影響しない(相関がない)関係を意味する。コンピュータ１２は実際にウエハ（複数のチップ）を検査するための検査装置１６に接続されている。コンピュータ１２は品質管理システム１８にも接続されている。なお、ウエハ検査装置１０、検査装置１６、及び品質管理システム１８は１つの装置にまとめてもよい。
【００１５】
コンピュータ１２は、ＦＩＦＯキューを有するデータ保存部１２ａを備えている。データ保存部１２ａは、検査装置１６でチップを検査して得られた検査結果を取得して保存する。検査結果は、各チップがｐａｓｓ判定されたのかｆａｉｌ判定されたのかに関するデータとそのもとになった数値データを含む。さらにコンピュータ１２は、前処理部１２ｂ、演算処理部１２ｃ、判定部１２ｄ、及び通知部１２ｅを有している。これらの各部の意義については、以下に説明する。
【００１６】
続いて、ウエハ検査装置１０を用いたウエハ検査方法を説明する。ウエハ検査装置１０の検査対象は、所定工程における複数のチップである。まず、検査装置１６により複数のチップについて検査を行う。次いで、データ保存部１２ａが、各チップについての検査結果を保存する。
【００１７】
Ａ工程では３×２チップを１単位とする処理を実施する。図２は、Ａ工程について各チップのプロセス的等価性と独立性を示す図である。このケースでは太線で囲まれた３×２チップ群内に属するチップは互いにプロセス的に独立とみなす。他方、ある３×２チップ群と別の３×２チップ群の領域内において同じ位置関係にあるチップはプロセス的に等価なチップとみなす。つまり１の添え字がつけられたチップ（α１、β１、γ１、δ１）はプロセス的に等価な関係にあるチップである。同様に２〜６の添え字がつけられたチップはそれぞれプロセス的に等価なチップである。前処理部１２ｂは、１の添え字がつけられたチップの検査結果の集合を１つのグループとする。同様に２〜６の添え字がつけられたチップの検査結果の集合もそれぞれグループ化する。
【００１８】
次いで、演算処理部１２ｃが、このグループの不良率を算出する。次いで、判定部１２ｄが、前述の不良率が所定値を超えるグループ数によりＡ工程の工程異常の発生有無を判定する。次いで、通知部１２ｅが、工程異常の発生有無を作業者に通知する。具体的には、通知部１２ｅが品質管理システム１８に対し工程異常の発生有無を通知する。なお、品質管理システム１８を省略して、検査装置１６の操作画面に異常工程を表示することとしてもよい。
【００１９】
上述のとおり、本発明の実施の形態１に係るウエハ検査方法によれば、所定工程において、プロセス的に等価な関係にあるチップの検査結果をグループ化する。さらに、グループ毎(上述の例では３×２個のグループ)の不良率を求め、不良率がしきい値を超えるグループ数を監視することにより規則的不良を容易に発見できる。
【００２０】
ところで、本発明の実施の形態１に係るウエハ検査方法では、所定工程（Ａ工程）を品質管理対象としたが、本発明はこれに限定されない。複数の工程を品質管理の対象とし品質管理対象とする工程毎に順次上述のウエハ検査方法を実施してもよい。ここで、本発明の実施の形態１に係るウエハ検査方法を別の工程（Ｂ工程）に実施した場合について説明する。図３は、Ｂ工程について各チップのプロセス的等価性と独立性を示す図である。
【００２１】
Ｂ工程におけるウエハ内の各チップは、同時に処理される。従って、Ｂ工程では１枚のウエハに２４種類のプロセス的に独立とみなせるチップａ〜ｘが存在する。他方、プロセス的に等価な関係にあるチップは存在しない。このようなケースでは二枚以上のウエハの検査データを用いることにより前述のＡ工程と同様の処理／判定が可能となる。すなわち、各ウエハのチップａはウエハ内での場所が共通するので、プロセス的に等価であると見なせるので、前処理部１２ｂでは、Ｂ工程について、各ウエハのチップａの検査結果の集合を１つのグループとする。同様にチップｂ〜ｘの検査結果の集合もそれぞれグループ化する。その後、グループ毎の不良率を算出し、Ａ工程の場合と同様に判定、通知する。
【００２２】
Ａ工程のように、プロセス的に等価な関係にあるチップ群が１枚のウエハに複数ある工程は、例えばステッパー露光工程である。露光工程では、あるショットと別のショットで同じマスクを用いるので、両者の対応するチップはプロセス的に等価な条件で処理されたとみなすことができる。
【００２３】
他方、Ｂ工程のように１枚のウエハの全チップがプロセス的に独立な関係にある工程は、例えばマスタマスクによる転写工程である。マスタマスクによる転写工程では、各チップはマスクの異なる領域を用いて露光処理されるので、同一ウエハ上の各チップは互いにプロセス的に独立な関係（相関を持たない）となる。
【００２４】
本発明の実施の形態１に係るウエハ検査方法では、検査結果はＦＩＦＯキューを有するデータ保存部１２ａに保存した。新しい検査結果はＦＩＦＯキューの末尾に書き込まれる。通知部１２ｅが異常工程の通知をしたときは、ＦＩＦＯキューの末尾のデータを消去し、それ以外の場合はＦＩＦＯキューの先頭のデータを消去することで、演算や判定に用いるデータの母集団のサイズが一定となり指標の精度を一定に保つことができる。
【００２５】
本発明の実施の形態１では、検査結果としてｐａｓｓ／ｆａｉｌのデータを用いたが本発明はこれに限定されない。検査細目（例えば、外観検査の中の１つの検査項目、ＤＣ特性検査の中の１つの検査項目（例えば、ドレイン飽和電流）、又はＲＦ特性検査の中の１つの検査項目）の検査結果を１つ用いてもよい。こうすると、検査結果と工程の因果関係を推定でき、特性不良の原因工程を特定するための解析が容易となる。
【００２６】
本発明の実施の形態１では、検査対象のウエハ枚数を任意に設定することができる。例えば１ロット２５枚のウエハを検査してもよい。基準情報データベース１４は、コンピュータ１２上にあってもよいし、ネットワーク上のサーバにあってもよい。また、コンピュータ１２は、検査装置１６の制御用コンピュータと共用としてもよい。その他、本発明の実施の形態１に係るウエハ検査方法とウエハ検査装置は、上述の特徴を失わない限り様々な変形が可能である。
【００２７】
実施の形態２．
実施の形態２に係るウエハ検査方法とウエハ検査装置は、チップの検査結果を要素とするベクトルを用いてチップ不良の原因工程やチップ不良の原因工程となりそうな工程を特定する。図４は、本発明の実施の形態２に係るウエハ検査装置を示すブロック図である。ウエハ検査装置１１の基本的な構成は図１に示すウエハ検査装置１０と同様である。以後、本発明の実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００２８】
ウエハ検査装置１１を用いたウエハ検査方法を説明する。まず、データ保存部１２ａが、所定工程における各チップの検査結果を保存する。この検査結果は、所定工程における検査対象チップのｐａｓｓ／ｆａｉｌに関するものである。次いで、前処理部１２ｆは、基準情報データベース１４を参照することにより、プロセス的等価性と独立性に基づきベクトルを生成する。
【００２９】
図５は、所定工程をＣ工程とした場合のベクトルの生成方法を示す図である。Ｃ工程における１枚のウエハのチップは全て互いに独立な関係である。前処理部１２ｆは、１枚のウエハに対して１つのベクトルを生成する。ウエハ１のベクトルα１は、チップａ１からチップｘ１までの検査結果を要素とするベクトルである。ウエハｎのベクトルαｎは、チップａｎからチップｘｎまでの検査結果を要素とするベクトルである。ここで、あるベクトルのｉ番目の要素を与えるチップと、別のベクトルのｉ番目の要素を与えるチップは、プロセス的に等価な関係にあるチップとなるようにする。図５では、プロセス的に等価な関係にあるチップには同じアルファベット（ａ〜ｘ）を付した。このように、１つのベクトルは独立な関係にあるチップの検査結果だけで構成され、かつあるベクトルのi番目の要素と別のベクトルのi番目の要素はプロセス的に等価な関係にあるチップの検査結果で構成される。
【００３０】
次いで、演算処理部１２ｇが、ベクトル間の余弦を算出する。判定部１２ｈは、余弦の値が所定値を外れたか、又は余弦の値が所定値から乖離する傾向であるか判定する。例えば、余弦の値が所定値より高い場合には、規則的不良が発生していると判断し、Ｃ工程に工程異常が発生したと判定する。そして、通知部１２ｉは、判定部１２ｈの判定の結果を作業者に通知する。
【００３１】
ところで、Ｃ工程の具体例としては、例えば、マスタマスクでウエハ全面に一度にパターニングを行う工程を挙げることができる。そして、同一ウエハ上の各チップはそれぞれマスクの異なる部分を用いて露光されるため、「マスク欠陥の影響」という視点では互いに独立な関係(相関を持たない)にある。他方、ウエハ間で考えた場合は、ウエハ上の同じ位置にあるチップ（同じアルファベット（ａ〜ｘ）を付したチップ）は、マスクの同じ位置を使用して露光されるためプロセス的に等価(相関を持つ)である。
【００３２】
このように、プロセス的等価性と独立性に基づき各ベクトルを生成しているため、ベクトルの内積により工程異常判定ができる。そのためプロセス的等価性と独立性に基づく限り上記とは異なるベクトルを生成してもよい。例えば、図６に示すＤ工程のようにベクトルを生成することもできる。
【００３３】
ところで、本発明の実施の形態２に係るウエハ検査方法では、Ｃ工程を品質管理対象としたが、本発明はこれに限定されない。複数の工程を品質管理の対象とし、品質管理対象とする工程毎に上述のウエハ検査方法を順次実施してもよい。本発明の実施の形態２に係るウエハ検査方法を別の工程（Ｄ工程）に実施した場合について説明する。図６は、Ｄ工程についての検査結果のベクトル生成方法を示す図である。
【００３４】
Ｄ工程では３×２チップを１単位とする処理を実施する。このケースでは、太線で囲まれた３×２チップ内に属するチップは互いにプロセス的に独立とみなす。例えば、α１〜α６で示すチップは互いにプロセス的に独立である。他方、ある３×２チップ群と別の３×２チップ群の領域内において同じ位置関係にあるチップ、つまり、１の添え字がつけられたチップ（α１、β１、γ１、δ１）はプロセス的に等価な関係にあるチップである。同様に２〜６の添え字がつけられたチップはそれぞれプロセス的に等価なチップである。
【００３５】
前処理部１２ｆは、α１〜α６のチップの検査結果を要素とするベクトルαを生成する。つまり、αがつけられたチップの検査結果で1つのベクトルを生成する。同様にβ、γ、δがつけられたチップの検査結果でそれぞれベクトルを生成する。各ベクトルの構成要素の並び順は、１の添え字が付されたチップの検査結果から６の添え字が付されたチップの検査結果の順となるように統一する。その後の処理はＣ工程と同様である。このように本発明の実施の形態２に係るウエハ検査方法は、工程ごとの特徴（プロセス的等価性と独立性）に着目して生成したベクトルを用いる。
【００３６】
本発明の実施の形態２に係るウエハ検査方法と、実施の形態１で示した不良率を用いるウエハ検査方法を併用してもよい。こうすると規則的不良は、本発明の実施の形態２に係るウエハ検査方法で発見でき、不具合発生箇所は不良率を用いる実施の形態１のウエハ検査方法で発見できる。
【００３７】
ところで、単一の工程であっても、着目する要因によって各チップ間のプロセス的等価性と独立性は異なる。つまり単一の工程において様々なグループ化（又はベクトル生成）の方法が考えられる。従って、単一の工程の検査結果に関して異なる複数のグループ(又はベクトルセット)を用いて各々に対して判定を行うことも可能である。
【００３８】
検査結果は、ｐａｓｓ／ｆａｉｌのデータに限定されない。検査結果として、検査細目（例えば、外観検査の中の１つの検査項目、ＤＣ特性検査の中の１つの検査項目（例えば、ドレイン飽和電流）、又はＲＦ特性検査の中の１つの検査項目）の検査結果を１つ用いてもよい。この場合、検査結果を規格化して余弦を算出する。
【００３９】
余弦を算出するための２つのベクトルの一方に、検査結果の標準的な値として事前に定めた基準値を要素とする「基準ベクトル」を用いてもよい。基準ベクトルの要素数は、検査結果を要素とするベクトルの要素数と一致させる。そして、演算処理部１２ｇで、検査結果を要素とするベクトルと基準ベクトルの差分ベクトルを演算し、その差分ベクトルと基準ベクトルとの余弦を算出しても本発明の効果を得ることができる。この場合、余弦の符号は、基準値に対する特性変移の方向を示す。また、差分ベクトルの大きさは特性変移の量を示す。従って、特性変移の方向と量を監視することにより適切な工程管理を実現できる。
【００４０】
ベクトルを構成する要素の値に適宜重み付けをしてもよい。この重み付けはベクトルを構成する要素の数や歩留まりを考慮して適宜に設定できる。なお、本発明の実施の形態２に係るウエハ検査方法とウエハ検査装置は、少なくとも実施の形態１と同程度の変形は可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ウエハ検査装置、  １１  ウエハ検査装置、  １２  コンピュータ、  １２ａ  データ保存部、  １２ｂ  前処理部、  １２ｃ  演算処理部、  １２ｄ  判定部、 １２ｅ  通知部、  １２ｆ  前処理部、  １２ｇ  演算処理部、  １２ｈ  判定部、  １２ｉ  通知部、  １４  基準情報データベース、  １６  検査装置、  １８  品質管理システム
【図１】
0006028354.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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