(57)【要約】【課題】半導体装置のスクリーニングを低コストで実現可能とする。【解決手段】テスト装置（１）では、プローバ（２）により電気的接続がなされたウエハー（４）の被試験デバイスをテストする。テストの結果、良品判定された被試験デバイスについて、テスト時に観測した電圧値、電流値といった物理量を前記ＬＳＩの位置情報と共に、データファイル（３）に格納し、ウエハー（４）のすべての被試験デバイスのテストが完了した後、計算機（５）では記録媒体（７）に格納された判定プログラムに基づき、前記物理量の分布を検査し、その結果、事前に定められた判定基準によって、前記分布から外れている物理量をしめした被試験デバイスを特定し、その位置座標を結果（６）として出力する。【選択図】図１
2008002900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テスト装置による、被試験デバイスに関する予め定められた所定の物理量の測定結果から、被試験デバイスの集合に関する前記物理量の分布を導出する第１の手段と、
前記被試験デバイスの集合に関する前記物理量の分布から、物理量が予め定められた所定の判定基準に該当する被試験デバイスを選別対象として特定する第２の手段と、
を備えている、スクリーニング装置。
【請求項２】
前記第１の手段は、前記テスト装置での前記被試験デバイスの前記物理量の測定結果から、良品判定された被試験デバイスの集合に関する物理量の分布を導出し、
前記第２の手段は、良品判定されながら、物理量が、前記物理量の分布において外れた分布に該当する、被試験デバイスを選別対象として特定する、請求項１記載のスクリーニング装置。
【請求項３】
前記テスト装置と、前記テスト装置からの制御を受け、ウエハー上の前記被試験デバイスの測定を実現させるプローバとにより、前記被試験デバイスについて前記物理量の測定が行われ、良品判定された被試験デバイスの物理量が、前記被試験デバイスの位置情報と関連付けて記憶手段に格納され、
前記第１の手段は、前記記憶手段より、一枚のウエハー又は複数枚のウエハー単位、又は、所定の被試験デバイスの母集団について、良品判定された被試験デバイスの集合に関する前記物理量の分布を導出し、
前記第２の手段は、前記物理量の分布より、その主分布から外れた分布の被試験デバイスを特定し、その位置情報を出力する、請求項１記載のスクリーニング装置。
【請求項４】
テスト装置と、
前記テスト装置に接続しウエハー上の被試験デバイスに電気的に接続し、前記テスト装置による前記ウエハー上に作成された被試験デバイスの測定を実現させるプローバと、
前記テスト装置からの前記被試験デバイスの測定結果である物理量と前記被試験デバイスの位置情報を書き込むデータファイルと、
装置全体の制御を司ると共に、前記データファイルを読み出し、予め定められた判定方法により、前記被試験デバイスのうちスクリーニングすべき被試験デバイスを決定し、出力する計算機と、
を備えている、スクリーニング装置。
【請求項５】
前記物理量として、
前記被試験デバイスのＩＤＤＱ（ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ  ＶＤＤ  ｓｕｐｐｌｙ  ｃｕｒｒｅｎｔ）値、
前記被試験デバイスが発振器を具備している場合、前記発振器の発振周波数値、
前記被試験デバイスの最低動作電圧値、
前記被試験デバイスの最高動作電圧値、及び、
前記被試験デバイスの最高動作周波数値、
のうちの少なくとも一つを用いる、請求項１又は４記載のスクリーニング装置。
【請求項６】
テスト装置による、被試験デバイスに関する予め定められた所定の物理量の測定結果から、被試験デバイスの集合に関する、前記物理量の分布を導出する第１の工程と、
前記被試験デバイスの集合に関する前記物理量の分布から、物理量が予め定められた所定の判定基準に該当する被試験デバイスを選別対象として特定する第２の工程と、
を含む、スクリーニング方法。
【請求項７】
前記第１の工程では、前記テスト装置での前記被試験デバイスの前記物理量の測定結果から、良品判定された被試験デバイスの集合に関する物理量の分布を導出し、
前記第２の工程では、良品判定されながら、物理量が、前記物理量の分布において外れた分布に該当する、被試験デバイスを選別対象として特定する、請求項６記載のスクリーニング方法。
【請求項８】
前記テスト装置と、前記テスト装置からの制御を受け、ウエハー上の前記被試験デバイスの測定を実現させるプローバとにより、前記被試験デバイスについて前記物理量の測定が行われ、良品判定された被試験デバイスの物理量が、前記被試験デバイスの位置情報と関連付けて記憶手段に格納する工程を有し、
前記第１の工程は、前記記憶手段より、一枚のウエハー、又は、複数枚のウエハー単位、又は、所定の被試験デバイスの母集団について、良品判定された被試験デバイスの集合に関する前記物理量の分布を導出し、
前記第２の工程は、前記物理量の分布より、その主分布から外れた分布の被試験デバイスを特定し、その位置情報を出力する、請求項６記載のスクリーニング方法。
【請求項９】
予め定められた被試験デバイスの集合に対し、テスト装置により被試験デバイスの特性を測定し、
前記測定結果から前記被試験デバイスの良非を判定し、
前記判定の結果、良品判定であれば、予め指定された物理量と、前記被試験デバイスの位置情報をファイルに出力し、
これらの動作を前記被試験デバイスの集合の全ての被試験デバイスに対し行い、
前記ファイルに格納された、前記各被試験デバイスの物理量を、予め定められた判定の基準により判定し、スクリーニングすべき被試験デバイスを決定し、
前記被試験デバイスの位置情報を出力する、
上記各工程を含む、スクリーニング方法。
【請求項１０】
前記物理量として、
前記被試験デバイスのＩＤＤＱ（ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ  ＶＤＤ  ｓｕｐｐｌｙ  ｃｕｒｒｅｎｔ）値、
前記被試験デバイスが発振器を具備している場合、前記発振器の発振周波数値、
前記被試験デバイスの最低動作電圧値、
前記被試験デバイスの最高動作電圧値、及び、
前記被試験デバイスの最高動作周波数値、
のうちの少なくとも一つを用いる、請求項６又は９記載のスクリーニング方法。
【請求項１１】
テスト装置による、被試験デバイスに関する予め定められた所定の物理量の測定結果から、被試験デバイスの集合に関する、前記物理量の分布を導出する第１の処理と、
前記被試験デバイスの集合に関する前記物理量の分布から、物理量が予め定められた所定の判定基準に該当する被試験デバイスを選別対象として特定する第２の処理と、
をコンピュータに実行させる、プログラム。
【請求項１２】
前記第１の処理では、前記テスト装置での前記被試験デバイスの前記物理量の測定結果から、良品判定された被試験デバイスの集合に関する物理量の分布を導出し、
前記第２の処理では、良品判定されながら、物理量が、前記物理量の分布において外れた分布に該当する、被試験デバイスを選別対象として特定する、請求項１１記載のプログラム。
【請求項１３】
テスト装置により被試験デバイスの測定を行うことで、良品判定された前記被試験デバイスの集合に対して、前記測定より得られた物理量と、各被試験デバイスの位置情報が書き込まれたデータファイルに対し、前記データファイルからデータを読み込む処理と、
良品判定された前記被試験デバイスの集合に関する前記物理量の分布を求める処理と、
予め定められた判断基準により、前記物理量の分布内での外れ値を示す被試験デバイスを特定する処理と、
前記物理量の分布内での外れ値を示す前記被試験デバイスの位置情報を出力する処理と、
をコンピュータに実行させる、プログラム。
【請求項１４】
前記物理量として、
前記被試験デバイスのＩＤＤＱ（ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ  ＶＤＤ  ｓｕｐｐｌｙ  ｃｕｒｒｅｎｔ）値、
前記被試験デバイスが発振器を具備している場合、前記発振器の発振周波数値、
前記被試験デバイスの最低動作電圧値、
前記被試験デバイスの最高動作電圧値、及び、
前記被試験デバイスの最高動作周波数値、
のうちの少なくとも一つを用いる、請求項１３記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置のスクリーニング技術に関し、特に、観測物理量の分布を解析することによる、半導体装置のスクリーニング方法と装置並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）のスクリーニング手法として、例えば非特許文献１に記載されているように、ＬＳＩの初期故障を除去する目的で用いられている。図５は、ＬＳＩの故障率が時間と共にどのように推移していくかを表す図である。初期故障期、偶発故障期、磨耗故障期と３つの領域に区分される。初期故障期の不良は、例えば製造上の欠陥によるものであり、バーンイン等によりスクリーンされる。偶発故障期はランダムに生じる故障であり故障率はほぼ一定とされる。磨耗故障期は、特定の不良モードの故障が増加するものであり、製品寿命に対応する。ＬＳＩのスクリーニングでは、実使用時の信頼性を高めるために、バーンインテスト又はエイジングにより、事前に実使用に近い状態でＬＳＩを動作させ、設計、製造上の欠陥を除去することで、初期故障期に発生する初期故障を取り除き、故障率が低下した状態から、ＬＳＩを使用開始できるようにしている。
【０００３】
【非特許文献１】高久清、他著、「デバイス・部品の信頼性試験」、日科技連出版社、第１２２乃至１２３頁、１９９２年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のＬＳＩのスクリーニング手法には、以下の課題がある（本発明者の検討結果による）。
【０００５】
第１の問題点は、ＬＳＩのバーンインテストやエージングに長時間を要する、ということである。その理由は、本来ならば、実使用状態で初期故障期の時間を経過させる必要があるからである。短時間化のために、使用温度を上げる等して、加速試験を行っているにもかかわらず、バーンインテストに、それでもなお数時間を要する。
【０００６】
前工程のウエハーテスト、あるいは後工程の量産テスト等において、通常、ＬＳＩのテストに要する時間は、ＤＵＴ（Ｄｅｖｉｃｅ  Ｕｎｄｅｒ  Ｔｅｓｔ）１個あたり、数秒から数分程度であるが、これと比較すると、数時間のバーンインテスト時間は、極めて長い時間となる。
【０００７】
しかも、バーンインテストは、全てのＬＳＩに対して実施する必要があり（全数テスト）、ＬＳＩの製造コストに与えるインパクトは甚だ大きなものとなる。
【０００８】
第２の問題点は、バーンインテストに特別な装置を大量に必要とする、ということである。その理由は、バーンインテストにおいて、実使用条件とするため、ＬＳＩに、多くの信号を入力する必要があるためである。また、バーンインテストの加速のために、通常、ＬＳＩの動作温度を上げるため、ＬＳＩに信号を入力しながら、高温を保持するための専用装置等が必要とされるためである。さらに、ＬＳＩの全数を対象に、バーンインテストを行うため、多くの装置や冶具を必要とするためである。
【０００９】
第１、第２の問題点により、ＬＳＩのスクリーニングはコスト高となり、その低減が急務となっている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願で開示される発明は、上記課題を解決するため、概略以下の構成とされる。
【００１１】
本発明は、被試験対象の半導体装置の特性を、テスト装置で測定し、測定した物理量を解析することで、スクリーニングを行う。
【００１２】
本発明に係る装置（方法、プログラム）においては、テスト装置による、被試験デバイスに関する予め定められた所定の物理量の測定結果から、被試験デバイスの集合に関する、前記物理量の分布を導出し、前記被試験デバイスの集合に関する前記物理量の分布から、物理量が予め定められた所定の判定基準に該当する被試験デバイスを選別対象として特定する。
【００１３】
本発明に係る装置（方法、プログラム）においては、前記テスト装置での前記被試験デバイスの前記物理量の測定結果から、良品判定された被試験デバイスの集合に関する物理量の分布を導出し、前記第２の手段は、良品判定されながら、物理量が、前記物理量の分布において外れた分布に該当する、被試験デバイスを選別対象として特定する。
【００１４】
本発明に係る装置（方法、プログラム）においては、テスト装置と、前記テスト装置からの制御を受け、ウエハー上の被試験デバイスの測定を実現させるプローバとにより、前記被試験デバイスについて前記物理量の測定が行われ、良品判定された被試験デバイスの物理量がウエハーでの位置情報と関連付けて記憶手段に格納され、前記記憶手段より、一枚のウエハー、複数枚のウエハー単位、または、所定の被試験デバイスの母集団について、良品判定された被試験デバイスの集合に関する前記物理量の分布を導出し、前記物理量の分布より、その主分布から外れた分布の被試験デバイスを特定し、その位置情報を出力する、ようにしてもよい。
【００１５】
本発明に係るスクリーニング装置は、テスト装置と、前記テスト装置に接続しウエハー上の被試験デバイスに電気的に接続し、前記テスト装置による前記ウエハー上に作成された被試験デバイスの測定を実現させるプローバと、前記テスト装置からの前記被試験デバイスの測定結果である物理量と前記被試験デバイスの位置情報を書き込むデータファイルと、装置全体の制御を司ると共に、前記データファイルを読み出し、予め定められた判定方法により、前記被試験デバイスのうちスクリーニングすべき被試験デバイスを決定し、出力する計算機と、を備えている。
【００１６】
本発明においては、前記物理量として、
前記被試験デバイスのＩＤＤＱ（ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ  ＶＤＤ  ｓｕｐｐｌｙ  ｃｕｒｒｅｎｔ）値、
前記被試験デバイスが発振器（例えばリング発振器等）を内蔵している場合、前記発振器（リングオシレータ）の発振周波数値、
前記被試験デバイスの最低動作電圧値、
前記被試験デバイスの最高動作電圧値、及び
前記被試験デバイスの最高動作周波数値、
のうちの少なくとも一つを用いるようにしてもよい。
【００１７】
本発明に係る方法は、
予め定められた被試験デバイスの集合に対し、テスト装置により被試験デバイスの特性を測定し、
前記測定結果から前記被試験デバイスの良非を判定し、
前記判定の結果、良品判定であれば、予め指定された物理量と、前記被試験デバイスの位置情報をファイルに出力し、
これらの動作を前記被試験デバイスの集合の全ての被試験デバイスに対し行い、
前記ファイルに格納された、前記各被試験デバイスの物理量を、予め定められた判定の基準により判定し、スクリーニングすべき被試験デバイスを決定し、
前記被試験デバイスの位置情報を出力する、
上記各工程を含む。
【００１８】
本発明に係るコンピュータプログラムは、
テスト装置により被試験デバイスの測定を行い、
良品判定された被試験デバイスの集合に対して、前記測定より得られた物理量と、各被試験デバイスの位置情報が書き込まれたデータファイル対し、前記データファイルからデータを読み込む処理と、
前記物理量の分布を求める処理と、
予め定められた判断基準により、前記分布内での外れ値を示す被試験デバイスを特定する処理と、
前記被試験デバイスの位置情報を出力する処理と、
をコンピュータに実行させるプログラムよりなる。
【００１９】
本発明においては、前記物理量として、被試験デバイスのＩＤＤＱ値、被試験デバイスに内蔵される発振器（リング発振器）の発振周波数値、最低又は最高動作電圧値、最高動作周波数値の少なくとも一つを用いる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、半導体装置のスクリーニングのコスト高を改善し、コスト低減を実現可能としている。
【００２１】
本発明によれば、半導体装置のスクリーニングに要する時間を短縮可能としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
上記した本発明についてさらに詳細に説述すべく、添付図面を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態では、被試験デバイス（Ｄｅｖｉｃｅ  Ｕｎｄｅｒ  Ｔｅｓｔ；「ＤＵＴ」ともいう）としてＬＳＩを用いた例に即して説明するが、本発明は、被試験デバイス（ＤＵＴ）とテスト装置（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｅｓｔ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）の組合わせは、ＬＳＩとＬＳＩテスタに制限されるものでなく、メモリデバイスとメモリテスタ、リニアデバイスとリニアテスタ、アナログ・デジタル混載デバイスとミックストシグナルテスタ等にも適用可能である。
【００２３】
本発明は、被試験デバイス（ＤＵＴ）であるＬＳＩの特性をＬＳＩテスタで測定し、測定した物理量を解析することでスクリーニングを行う。具体的には、ＬＳＩテスタ（図１の１）は、プローバ（図１の２）に電気的に接続されている。プローバ（図１の２）はウエハー（図１の４）上の、テスト対象ののＬＳＩ（ＤＵＴ）に対し、電気的に接続し、ＬＳＩテスタからの電気信号や電源を前記ＬＳＩに供給したり、前記ＬＳＩからの電気信号をＬＳＩテスタに送り込めるようになっている。ＬＳＩテスタにはデータファイル（図１の３）が接続され、ＬＳＩテスタからの出力を書き込めるようになっている。計算機（図１の５）は、データファイル（図１の３）に接続し、ファイルの内容を読めるようになっている。計算機での演算結果は結果（図１の６）として出力される。計算機（図１の５）には記録媒体（図１の７）が具備され、記録媒体に格納された制御プログラムや、スクリーニングプログラムによって、装置全体の動作や、ＬＳＩのスクリーニング判定を実施する。
【００２４】
本発明では、ＬＳＩテスタ（図１の１）はプローバ（図１の２）を介して、ウエハー（図１の４）上の各ＬＳＩに電気信号、電源電流等を供給し、各ＬＳＩの特性を示す物理量を測定している（図２のステップＳ１）。
【００２５】
ＬＳＩテスタによるテストの結果、当該ＬＳＩが良品と判定されたら（図２のステップＳ２）、前記物理量を、当該ＬＳＩの位置情報（ウエハー番号、Ｘ座標、Ｙ座標）とともに、データファイル（図１の３）に書き出す（図２のステップＳ３）。
【００２６】
これらの一連の測定を、全ての測定対象（ウエハー内のすべてのＬＳＩ、あるいは、ロット内の全てのウエハーのＬＳＩ等）に対して行い、終了したら（図２のステップＳ４）、スクリーニング処理（図２のステップＳ５）に移る。
【００２７】
このスクリーニング処理は計算機（図１の５）により、データファイル（図１の３）を読み込み、記録媒体（図１の７）に格納されたスクリーニングプログラムに基づき、予め定められたデータ処理手順と、判定基準により、初期不良があると推定されるＬＳＩを選出する（図１のステップ５）。
【００２８】
選出されたＬＳＩはその位置情報を結果（図１の６）として計算機から出力される（図２のステップＳ６）。
【００２９】
これら一連の動作は、記録媒体（図１の７）に格納された制御プログラムに基づき計算機（図１の５）により行われる。
【００３０】
スクリーニングプログラムでは、良品（Ｐａｓｓ）判定されたＬＳＩの集合に対し、観測した物理量の分布を検証する。その結果、良品判定されながらも、主分布から外れた物理量を示しているＬＳＩを特定する。
【００３１】
本来ならば主分布と同一の分布をなすべきなのに、主分布から外れた分布をなすということは、微小な不良要因の存在が原因であるとして、これらのＬＳＩをスクリーニングするために、その位置情報を出力する。
【００３２】
本発明によれば、短時間でスクリーニングが実現できる。その理由は、以下の通りである。観測した物理量が主分布から外れているＬＳＩは何らかの微小な不良要因を持っていると推測できる。観測した物理量が主分布から外れているＬＳＩは、使用中に不良要因による劣化が進行し、初期故障期に故障をひきおこす可能性が高い。本発明によれば、観測した物理量が主分布から外れているＬＳＩを事前にスクリーニングできる。このスクリーニングには、ＬＳＩテスタによるＬＳＩのテスト時に観測した物理量を流用するため、新たなテストや観測といった作業は発生しない。
【００３３】
また、観測した物理量の処理は、ファイルへの書き出し、演算処理等であり、短時間で実行可能である。
【００３４】
このため、本発明によれば、長時間を要するバーンインテストを行うことなく、ＬＳＩのスクリーニングが可能となるため、短時間でのスクリーニングが可能となる。
【００３５】
本発明によれば、ＬＳＩの物理量の測定には、ＬＳＩテスタを使用しており、物理量の測定自体、ＬＳＩのテストの過程で実施しており、必要な装置は、ファイル手段と、計算機手段だけである。これらはいずれも、汎用的な既成の装置であり、バーンインテスト等に用いる特別な装置は必要としない。
【００３６】
このように、本発明によれば、バーンインテストに必要な特別な装置を不要としている。ただし、本発明は、バーンインテストによるスクリーニングの実施を禁止、排除するものではない。以下、実施例に即して説明する。
【実施例】
【００３７】
図１は、本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図である。図１を参照すると、本実施例は、計算機５と、計算機５に接続された記録媒体７を有している。ＬＳＩテスタ１とプローバ（ウエハプローバ）２は接続され、ウエハー４上に作成されたＬＳＩの特性を測定できるようになっている。ＬＳＩテスタ１とプローバ２は計算機５に接続され、計算機５は、記録媒体７に格納された制御プログラムに基づき、ＬＳＩテスタ１とプローバ２に測定命令を送信する。なお、計算機５は、ＬＳＩテスタ１内のＣＰＵを用いてもよいし、ＬＳＩテスタ１、２に通信接続するホスト計算機として構成してもよいことは勿論である。
【００３８】
プローバ２は、ウエハー４上の指定されたＬＳＩ（ＤＵＴ）に対しＬＳＩテスタ１との電気的接続を完成させ、ＬＳＩテスタ１からの電気信号や、電源供給をＬＳＩに対して行い、同時に、ＬＳＩ（ＤＵＴ）からの電気信号をＬＳＩテスタ１に伝達している。
【００３９】
ＬＳＩテスタ１では、予め定められた判断基準に基づき前記ＬＳＩの良否を判定すると共に、良品判定されたＬＳＩについて、予め定められた物理量（電圧、電流、周波数、時間等）を観測したり、算出して出力する。出力された物理量はＬＳＩテスタ１に接続されたデータファイル３に前記ＬＳＩの位置情報とともに書き込まれていく。
【００４０】
計算機５では、ウエハー４上の全てのＬＳＩの測定が完了した後、あるいは定められた時点でデータファイル３を読み込み、記録媒体７に格納された判定プログラムに基づきウエハー４内のＬＳＩのうち、スクリーニングすべきＬＳＩを判定する。その結果はスクリーニングすべきＬＳＩの位置情報として結果６として出力される。
【００４１】
図２は、本発明の実施例の動作を示すフローチャートである。図１および図２を参照して、本発明の実施例の動作を説明する。
【００４２】
計算機５は、記録媒体７に格納された制御プログラムに基づき、プローバ２に指令を送付し、ウエハー４上の測定対象となるＬＳＩ（ＤＵＴ）と、ＬＳＩテスタ１との電気的接続を構成させる。
【００４３】
計算機５は、ＬＳＩテスタ１に指令し、ＬＳＩに電気信号印加及び電源供給を行い、合わせてＬＳＩからの電気信号出力を受信する。
【００４４】
ＬＳＩテスタ１は、これらの一連の測定動作の過程でプローバ２より、ＬＳＩ（ＤＵＴ）の位置情報（ＸＹ座標）も受信する（ステップＳ１）。
【００４５】
ＬＳＩテスタ１では、ＬＳＩ（ＤＵＴ）の出力を観測し、出力値や、出力値から算出される物理量が予め定められた規格値内にあるか否かを判定し、ＬＳＩの良品、不良品判定を実行する（ステップＳ２）。
【００４６】
ＬＳＩがステップＳ２において良品判定された場合、ＬＳＩの位置情報と、観測、あるいは観測結果から算出した物理量を出力し、データファイル３に書き込む（ステップＳ３）。
【００４７】
ここで、ウエハー４の全てのＬＳＩ、あるいは事前に測定対象と定められたＬＳＩの測定が完了した場合ステップＳ５に進み、まだ測定対象のＬＳＩが残っている場合、ステップＳ１に進む（ステップＳ４）。
【００４８】
計算機５では、制御プログラムに基づき、データファイル３からデータを読み込み、記録媒体７に格納されたスクリーニングプログラムに基づき、これらのデータを処理し、スクリーニングすべきＬＳＩの有無を検討する（ステップＳ５）。
【００４９】
その結果、スクリーニングすべきＬＳＩについて、その位置情報を結果６に出力する（ステップＳ６）。
【００５０】
次に本実施例の作用効果について説明する。図３は、図２におけるステップＳ５でのスクリーニング処理の概念を説明する図である。図１の計算機５は、データファイル３に書き込まれたデータに対し、記録媒体７に格納されたスクリーニングプログラムに基づき、観測、あるいは算出された物理量について、事前に定められた物理量の区間ごとにその出現頻度を求め、ヒストグラムを作成する。
【００５１】
図３は、ヒストグラムの模式図である。ＬＳＩの出力の観測値である物理量や、観測値から算出した物理量が規格値を越えている場合、図３で「不良品」と示されるように、そのＬＳＩは不良品として判定される。
【００５２】
一方、観測した物理量が規格値を越えていない場合、そのＬＳＩは良品と判定される。
【００５３】
良品ＬＳＩの物理量の頻度分布（ヒストグラム）を見た場合、良品の大半は、規格値より遥かに離れた場所にまとまった分布をなしているが（主分布）、良品のうちいくつかは主分布から外れた位置に分布することがある（外れ分布）。
【００５４】
本来、規格値は最悪条件の積み上げで策定されることが多く、そうした場合、実際の平均的なＬＳＩの物理量の大部分は規格値よりも遥かに離れた位置にあることが多い。
【００５５】
こうした中で、物理量が主分布より離れた位置に分布するＬＳＩは、なんらかの潜在的な欠陥を内在している可能性が高く、これらが実際の使用時に劣化を進行させ、ついには、ＬＳＩの故障に結びつくと考えられる。
【００５６】
すなわち、ＬＳＩの物理量を観測し、その分布がたとえ規格値内にあっても、主分布から外れているＬＳＩは、図５における初期故障期に故障を起こす可能性が高く、これらのＬＳＩをスクリーニングすることで、初期故障期に故障を起こすことの少ない高品質なＬＳＩの製造が可能となる。
【００５７】
通常ＬＳＩは、ロット毎、あるいはウエハー毎に、製造条件等が微妙に変動し、それにより、図３に示した、物理量の主分布の形状も大きく変動する。
【００５８】
そこで、本実施例では、ＬＳＩのスクリーニングにおいて、ウエハー毎、ロット毎、あるいは適当なＬＳＩの母集団に対して、図３に示すような物理量に関するヒストグラムを作成し、その都度、主分布と、それから外れる、外れ分布を決定している。
【００５９】
本発明の他の実施例について説明する。本実施例の構成は、図１の前記実施例と同一である。本実施例では、図１のプローバ２で電気的接続がなされたウエハー４上のＬＳＩ（ＤＵＴ）に対し、ＬＳＩテスタ１でＩＤＤＱ（ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ  ＶＤＤ  ｓｕｐｐｌｙ  ｃｕｒｒｅｎｔ）テストを実施する。そのほかのテストを含めて、ＬＳＩが良品と判定された場合、ＩＤＤＱテストの際に観測したＩＤＤＱ値を、観測した物理量として、データファイル３に書き出し、あわせて前記ＬＳＩの位置情報も書き出している。
【００６０】
指定されたすべてのＬＳＩのテストが終了した後、計算機５は、データファイル３に格納された各ＬＳＩのＩＤＤＱ情報と位置情報を読み出す。
【００６１】
通常、ＣＭＯＳ  ＬＳＩのＩＤＤＱは、ＬＳＩの各トランジスタのリーク電流の和で決定される。
【００６２】
ＩＤＤＱテストの規格値は、各トランジスタのリーク電流の設計上の最大値の和で定められるため、実際の平均的な製品のＩＤＤＱ値の分布は、規格値よりもはるかに小さな（少ない）位置に分布していることが多い。
【００６３】
さらに、ＬＳＩ上のトランジスタの集積度の増大やトランジスタの平均的なリーク電流の大きさと設計上の最大値との乖離の拡大により、ＩＤＤＱテストでの規格値と、平均的に製造されたＬＳＩのＩＤＤＱ値との差は大きなものとなっている。
【００６４】
そのような状況の元で、不良要因により大きな異常電流が流れ規格値を越えるような場合、ＩＤＤＱテストでＩＤＤＱ異常と判定されるが、軽微な不良要因、すなわち、図５における初期故障期に不良となるような不良要因である場合、異常電流の大きさも小さく、ＩＤＤＱテストの規格値を越えずに、ＩＤＤＱテストで不良判定されない可能性がある。
【００６５】
図４は、ＩＤＤＱ値のヒストグラムの一例を示す図である。平均的なＩＤＤＱの分布はその平均値ｍの周囲に分布しており、規格値との間には相当の乖離がある。
【００６６】
こうした状況下で不良が存在するＬＳＩに、大きな異常電流Ｉｂが流れると、そのＬＳＩのＩＤＤＱ値は規格値を越え、ＬＳＩテスタ１で不良と判定されることとなる。
【００６７】
しかしながら、不良の程度が小さいと、不良に起因する異常電流Ｉａが流れても、規格値を越えることは無く、ＬＳＩテスタ１で不良と判定されることは無い。
【００６８】
規格値と平均的なＩＤＤＱ値の平均値であるｍとの差が大きくなると、不良がありながらも不良と判定できない異常電源電流の大きさがより大きくなることとなる。
【００６９】
このことは、初期故障期に故障する可能性が高いＬＳＩを見逃してしまう割合が相対的に増加することを意味する。
【００７０】
そこで、計算機５では、記録媒体７に格納された判定プログラムによって、図４に示したように、ウェハー全体の良品ＬＳＩのＩＤＤＱ値の分布、あるいはロット全体、あるいは指定されたＬＳＩの良品集合でのＩＤＤＱ値の分布を算出し、全体の分布（主分布）から外れたところにある（しかしそれらは規格値内にある）ＩＤＤＱ値を示すＬＳＩを特定し、その位置情報を結果６として出力する。
【００７１】
ＩＤＤＱ値が、主分布から外れているか否かの判定は、たとえば、分布の平均値、標準偏差を求め、平均値から標準偏差のｎ倍以上（ｎは例えば３とか４）ずれた値であった場合に、そのＩＤＤＱは主分布から外れている、と判断する。
【００７２】
次に本発明のさらに別の実施例について説明する。本実施例の構成は、図１と同一とされる。図１のプローバ２によってウエハー４上の指定されたＬＳＩはテスタ１と電気的接続が構成される。テスタ１では、ＬＳＩのテストとして、低電圧テストを実施する。
【００７３】
低電圧テストとは、予め定められた条件で、電源電圧を降下させていき、ファンクションテストがＰＡＳＳする最低の電源電圧を求めることであり、電源電圧値が指定された規格値以下であった場合に、低電圧テストはＰＡＳＳしたと判定する。また、同じような概念で高電圧テストを考慮してもよい。
【００７４】
低電圧テストの結果得られた、ファンクションテストがＰＡＳＳする最低の電源電圧値を物理量として、前記ＬＳＩが良品判定された場合、その位置情報と共に、データファイル３に書き出される。全てのウエハー４のテスト、あるいは、指定されたウエハー４のテスト、あるいは指定されたＬＳＩのテストが完了したら、計算機５は記録媒体７に格納されたスクリーニングプログラムに基づき、前記電圧値の分布を検査する。その結果、主分布から外れた電圧値を示しているＬＳＩを特定し、その位置情報を結果６として出力する。
【００７５】
次に本発明のさらに別の実施例について説明する。本実施例の構成は、図１と同一とされる。プローバ２によってウエハー４上の指定されたＬＳＩはテスタ１と電気的接続が構成される。テスタ１では、前記ＬＳＩのテストとして、周波数テストを行う。この場合の周波数テストとは、ＬＳＩ上に作成されたリングオシレータの発振周波数を測定するものであり、前記発振周波数が規格値以上であれば、前記ＬＳＩは周波数テストにＰＡＳＳしたこととなる。
【００７６】
ＬＳＩテスタ１では、ウエハー４上のＬＳＩに対し周波数テストを行い、リングオシレータの発振周波数を観測する。前記ＬＳＩが最終的に良品判定されたならば、前記発振周波数を物理量として、前記ＬＳＩの位置座標と共にデータファイル３に書き出す。ウエハー４のＬＳＩ全体、あるいはウエハー４の指定されたウエハー、あるいは指定されたＬＳＩの全ての周波数テストが完了したら、計算機５では、記録媒体７に格納されたスクリーニングプログラムに基づき、データファイル３から周波数データを読み出し、その分布を検査する。前記スクリーニングプログラムによって、主分布が決定され、そこから外れた周波数値を示したＬＳＩが特定され、その位置座標が結果６として出力される。
【００７７】
以上のように、実施例では、物理量として、
・ＩＤＤＱ値（電流）、
・最低電圧値（電圧）、
・発振周波数（周波数）
を用いた例を説明したが、それ以外の物理量としてクロックの幅や波形間の間隔等の時間も物理量として用いることが可能である。ただし、物理量としては、ＬＳＩの特性を反映する電圧値、電流値、周波数、時間といった物理量を用いることが好ましい。
【００７８】
なお、上記実施例では、半導体製造の前工程（ウエハー処理）における検査について説明したが、後工程（組み立て・検査）におけるバーンインテストによる選別に対応して、本発明を適用してもよいことは勿論である。なお、後工程の検査は、組み立て／パッケージングされたデバイスのテストが行われるため、図１における、プローバ２は用いられず、被試験デバイスは、ウエハー４ではなく、ＬＳＩデバイス（組み立て／パッケージング済みデバイス）となる。
【００７９】
なお、図１では、簡単のため、計算機５が一台のＬＳＩテスタ１に接続するシステム構成を例に説明したが、製造プロセスへの実装において、複数組のＬＳＩテスタ１及びプローバ２に、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等で通信接続するホスト計算機とし、ＬＳＩテスタ１による測定結果を、ウエハー単位、ロット単位等でアップロードし、データファイル３を構成するデータベース等で管理するようにしてもよいことは勿論である。この場合、テスタの識別情報とプローバの識別情報、ロット識別情報等に関連して、被試験デバイスの測定データがデータベースに格納されることになる。
【００８０】
以上、本発明を上記実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例の構成にのみ制限されるものでなく、本発明の範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例の動作を説明するフローチャートである。
【図３】物理量の分布を説明する模式図である。
【図４】ＩＤＤＱ値の分布を示す模式図である。
【図５】ＬＳＩの故障率の時間推移を示した図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  ＬＳＩテスタ
２  プローバ
３  データファイル
４  ウエハー
５  計算機
６  結果
７  記録媒体
【図１】
2008002900.tif 000003
【図２】
2008002900.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008002900.tif 000006
【図５】
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