(57)【要約】【課題】プローブ検査実施後、ステッパー装置のレベリング異常による不良を直ちに検出できる。【解決手段】複数のチップパターンを含むレチクルから１ショットの露光でウェハー上に転写される複数チップを含む露光単位内のチップ位置情報およびウェハー上でのチップ位置情報を有したデータベースとプローブ検査結果におけるそれぞれのチップに対応する検査結果情報をリンクさせ、チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定し（Ｓ１）、所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、複数の基板にわたって基板上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算し（Ｓ２，Ｓ３）、所定の検査結果分類モードを有するチップパターンの基板内分布を、露光単位の基板内配列と共に表示する（Ｓ４）。これによってレベリング異常発生を検知することが可能になる。【選択図】　　　　図１
2004040040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１回の露光で基板に転写される複数の同一チップパターンの配列を露光単位とし、前記基板上に露光、配列された前記露光単位の位置情報と、前記露光単位毎に露光することによって基板上に配列されたチップパターンの前記基板上における位置情報と、前記基板の拡散工程終了後に基板状態で実施されるチップの検査工程で指定される前記チップパターンの位置情報と、前記検査工程で得られた前記チップの検査結果情報とを互いに対応付けするステップと、前記チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、前記所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、複数の基板にわたって前記基板上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算し、前記所定の検査結果分類モードを有するチップパターンの基板内分布を、前記露光単位の基板内配列と共に表示するステップとを含む半導体装置解析方法。
【請求項２】
チップパターンの基板上における位置情報は、露光単位内部におけるチップパターンの位置情報と、前記基板上に露光、配列された前記露光単位の位置情報とを組み合わせて指定する請求項１記載の半導体装置解析方法。
【請求項３】
１回の露光で基板に転写される複数の同一チップパターンの配列を露光単位とし、前記露光単位内部における前記チップパターンの位置情報と、前記基板上に露光、配列された前記露光単位の位置情報と、前記基板の拡散工程終了後に基板状態で実施されるチップの検査工程で指定される前記チップパターンの位置情報と、前記検査工程で得られた前記チップの検査結果情報とを互いに対応付けするステップと、前記チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、前記所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、少なくとも一枚の前記基板内の複数の露光単位にわたって前記露光単位上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算し、前記所定の検査結果分類モードを有するチップパターンの露光単位内分布を表示するステップとを含む半導体装置解析方法。
【請求項４】
１回の露光で基板に転写される複数の同一チップパターンの配列を露光単位とし、前記露光単位内部における前記チップパターンの位置情報と、前記基板上に露光、配列された前記露光単位の位置情報と、前記基板の拡散工程終了後に基板状態で実施されるチップの検査工程で指定される前記チップパターンの位置情報と、前記検査工程で得られた前記チップの検査結果情報とを互いに対応付けするステップと、前記チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、前記所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、少なくとも一枚の前記基板内の複数の露光単位にわたって前記露光単位上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算するステップと、前記露光単位内の特定の位置にあるチップパターンにおける前記積算結果と、他の位置にあるチップパターンにおける前記積算結果との差を求めるステップとを含む半導体装置解析方法。
【請求項５】
１回の露光で基板に転写される複数の同一チップパターンの配列を露光単位とし、前記露光単位内部における前記チップパターンの位置情報と、前記基板上に露光、配列された前記露光単位の位置情報と、前記基板の拡散工程終了後に基板状態で実施されるチップの検査工程で指定される前記チップパターンの位置情報と、前記検査工程で得られた前記チップの検査結果情報とを互いに対応付けするステップと、前記チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、前記所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、少なくとも一枚の前記基板内の複数の露光単位にわたって前記露光単位上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算するステップと、前記露光単位内の特定の位置にあるチップパターンにおける前記積算結果と、他の位置にあるチップパターンにおける前記積算結果との差を求め、この差の露光単位内分布を表示するステップとを含む半導体装置解析方法。
【請求項６】
所定の検査結果分類モードは、良品または不良品である請求項１，２，３，４または５記載の半導体装置解析方法。
【請求項７】
露光単位内の特定の位置にあるチップパターンと、他の位置にあるチップパターンは、互いに対角線上に位置し、前記露光単位内の角部にある請求項４または５記載の半導体装置解析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に半導体製造工程のフォトリソグラフィー装置あるいはプロセスに起因する歩留まり異常の原因を解析するための半導体装置解析方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路装置の素子の高密度化・パターン寸法微細化に伴い、リソグラフィー工程におけるパターン露光用ステッパー装置でのステージレベリング精度管理が重要になってくる。レベリング異常は１ウェハー上の１レチクル（フォトマスク）パターン転写露光（ショット）毎に発生するものである。通常、一枚のレチクルには、露光のスループットを向上させるため複数個のダイ（チップ）が描画されており、一回の露光で複数個のチップをウェハー上に焼き付けることが可能である。
【０００３】
そのためウェハーが設置されているステージレベリング異常が発生すると露光面内でフォーカスの傾斜が発生するため、１ショットで形成された複数チップの配列において、隣り合うチップが連続的に不良になることが多い。図１０は、１ショット１２チップを含む露光単位を露光したとき、発生するレベリング不良によるパターン不良分布の例を示す図である。露光単位５１で周辺部１辺または２辺に位置するチップ５２が連続的に隣接して不良となることが多い。
【０００４】
従来は、こうしたフォトリソグラフィーのレベリング不良も含めてウェハー内に多数あるチップの良品、不良品選別は、半導体基板の拡散工程が完了し、ウェハーレベルでのプローブ検査を実施し、プローブ検査ではウェハー面内のチップ位置を定義するために適切に付与されたチップ番号（以下、チップ座標とする）と、ＤＣリーク不良など不良モードに対応して付与された不良分類コードなどの形で表現された検査結果をデータベースに格納し、このデータベースを参照して行われるのが普通であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記データベースにはチップ座標が登録されているために、データベースからは図１１に示すように良品６３、不良品６２の分布を、ウェハーマップ６１として図示することが可能であるが、ステッパー装置のステージレベリング異常に起因する特徴的な不良品分布が発生しても、リソグラフィーの露光単位情報をデータベースに持たないために従来のウェハーマップ６１からは、レベリング異常があってもステージがどの方向に傾いていたかを知ることができない。
【０００６】
また、ウェハーにステッパーがどのように露光していったかという露光情報を入手しても、ウェハーマップと露光単位との関係を人手ですべて確認し個々に判断する必要があり、すべてのチップについて確認するには膨大な時間と労力を必要とするという課題があった。
【０００７】
したがって、この発明の目的は、上記課題に鑑み、プローブ検査実施後、ステッパー装置のレベリング異常による不良を直ちに検出できる半導体装置解析方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、この発明の請求項１記載の半導体装置解析方法は、１回の露光で基板に転写される複数の同一チップパターンの配列を露光単位とし、前記基板上に露光、配列された前記露光単位の位置情報と、前記露光単位毎に露光することによって基板上に配列されたチップパターンの前記基板上における位置情報と、前記基板の拡散工程終了後に基板状態で実施されるチップの検査工程で指定される前記チップパターンの位置情報と、前記検査工程で得られた前記チップの検査結果情報とを互いに対応付けするステップと、前記チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、前記所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、複数の基板にわたって前記基板上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算し、前記所定の検査結果分類モードを有するチップパターンの基板内分布を、前記露光単位の基板内配列と共に表示するステップとを含む。
【０００９】
このように、露光の１ショットを露光単位とし、基板上に露光、配列された露光単位の位置情報、また基板全体におけるチップパターン位置情報、検査工程におけるチップパターンの位置情報、各位置のチップの検査結果情報を対応づけているので、露光単位毎の検査結果が明確となり、特にフォトリソ工程におけるレベリング異常を視覚的なウェハーマップとして一瞬のうちに判断することが可能となる。すなわち、チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、複数の基板にわたってこの基板上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算し、所定の検査結果分類モードを有するチップパターンの基板内分布を、露光単位の基板内配列と共に表示するステップとを含むので、特定のテスト結果をもつチップ個数を積算し、その個数を露光単位およびチップを示すウェハーマップ上に表示することによって、容易にパターン露光用ステッパー装置のレベリング異常発生を検知することができる。
【００１０】
ここで位置情報は、チップの位置によって付与されたチップ番号などである。また、検査結果分類モードは、電極リーク不良、良品、不良品などの検査結果のモードを記号化したコードなども含むものである。これは以下の手段でも同様である。
【００１１】
請求項２記載の半導体装置解析方法は、請求項１記載の半導体装置解析方法において、チップパターンの基板上における位置情報は、露光単位内部におけるチップパターンの位置情報と、前記基板上に露光、配列された前記露光単位の位置情報とを組み合わせて指定する。
【００１２】
このように、チップパターンの基板上における位置情報は、露光単位内部におけるチップパターンの位置情報と、基板上に露光、配列された露光単位の位置情報とを組み合わせて指定するので、基板上に直接チップの位置座標を指定してデータベースに登録する必要はない。
【００１３】
請求項３記載の半導体装置解析方法は、１回の露光で基板に転写される複数の同一チップパターンの配列を露光単位とし、前記露光単位内部における前記チップパターンの位置情報と、前記基板上に露光、配列された前記露光単位の位置情報と、前記基板の拡散工程終了後に基板状態で実施されるチップの検査工程で指定される前記チップパターンの位置情報と、前記検査工程で得られた前記チップの検査結果情報とを互いに対応付けするステップと、前記チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、前記所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、少なくとも一枚の前記基板内の複数の露光単位にわたって前記露光単位上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算し、前記所定の検査結果分類モードを有するチップパターンの露光単位内分布を表示するステップとを含む。
【００１４】
このように、露光の１ショットすなわち、１露光単位内のチップ位置情報と、基板上に露光、配列された露光単位の位置情報、また検査工程におけるチップパターンの位置情報、各位置のチップの検査結果情報を対応づけているので、露光単位毎の検査結果が明確となり、特にフォトリソ工程におけるレベリング異常を視覚的なマップとして判断することが可能となる。すなわち、チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、少なくとも一枚の基板内の複数の露光単位にわたって露光単位上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算し、所定の検査結果分類モードを有するチップパターンの露光単位内分布を表示するステップとを含むので、選択した複数の基板にわたって露光単位内で特定のテスト結果コードを有する同一位置情報をもつチップ個数を積算し、その結果を露光単位内チップを示す個数マップに表示することによって容易にパターン露光用ステッパー装置のレベリング異常発生を検知することができる。
【００１５】
請求項４記載の半導体装置解析方法は、１回の露光で基板に転写される複数の同一チップパターンの配列を露光単位とし、前記露光単位内部における前記チップパターンの位置情報と、前記基板上に露光、配列された前記露光単位の位置情報と、前記基板の拡散工程終了後に基板状態で実施されるチップの検査工程で指定される前記チップパターンの位置情報と、前記検査工程で得られた前記チップの検査結果情報とを互いに対応付けするステップと、前記チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、前記所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、少なくとも一枚の前記基板内の複数の露光単位にわたって前記露光単位上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算するステップと、前記露光単位内の特定の位置にあるチップパターンにおける前記積算結果と、他の位置にあるチップパターンにおける前記積算結果との差を求めるステップとを含む。
【００１６】
このように、露光の１ショットすなわち、１露光単位内のチップ位置情報と、基板上に露光、配列された露光単位の位置情報、また検査工程におけるチップパターンの位置情報、各位置のチップの検査結果情報を対応づけているので、露光単位毎の検査結果が明確となり、特にフォトリソ工程におけるレベリング異常を判断することが可能となる。すなわち、チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、少なくとも一枚の基板内の複数の露光単位にわたって露光単位上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算するステップと、露光単位内の特定の位置にあるチップパターンにおける積算結果と、他の位置にあるチップパターンにおける積算結果との差を求めるステップとを含むので、選択した複数の基板にわたって露光単位内で特定のテスト結果コードを有する同一位置情報をもつチップ個数を積算し、露光単位内の任意の２チップにおける累積個数差の絶対値の帳票を作成できる場合は、個数マップを表示するまでもなく帳票上の数値表示だけで容易にパターン露光用ステッパー装置のレベリング異常発生を検知することができる。
【００１７】
請求項５記載の半導体装置解析方法は、１回の露光で基板に転写される複数の同一チップパターンの配列を露光単位とし、前記露光単位内部における前記チップパターンの位置情報と、前記基板上に露光、配列された前記露光単位の位置情報と、前記基板の拡散工程終了後に基板状態で実施されるチップの検査工程で指定される前記チップパターンの位置情報と、前記検査工程で得られた前記チップの検査結果情報とを互いに対応付けするステップと、前記チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、前記所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、少なくとも一枚の前記基板内の複数の露光単位にわたって前記露光単位上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算するステップと、前記露光単位内の特定の位置にあるチップパターンにおける前記積算結果と、他の位置にあるチップパターンにおける前記積算結果との差を求め、この差の露光単位内分布を表示するステップとを含む。
【００１８】
このように、露光の１ショットすなわち、１露光単位内のチップ位置情報と、基板上に露光、配列された露光単位の位置情報、また検査工程におけるチップパターンの位置情報、各位置のチップの検査結果情報を対応づけているので、露光単位毎の検査結果が明確となり、特にフォトリソ工程におけるレベリング異常を視覚的なマップとして判断することが可能となる。すなわち、チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、少なくとも一枚の基板内の複数の露光単位にわたって露光単位上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算するステップと、露光単位内の特定の位置にあるチップパターンにおける積算結果と、他の位置にあるチップパターンにおける積算結果との差を求めるステップとを含むので、選択した複数の基板にわたって露光単位内で特定のテスト結果コードを有する同一位置情報をもつチップ個数を積算し、露光単位内の任意の２チップにおける累積個数差の分布を露光単位内チップを示す個数マップに表示することによって容易にパターン露光用ステッパー装置のレベリング異常発生を検知することができる。
【００１９】
請求項６記載の半導体装置解析方法は、請求項１，２，３，４または５記載の半導体装置解析方法において、所定の検査結果分類モードは、良品または不良品である。このように、所定の検査結果分類モードは、良品または不良品であるので、良品または不良品の積算個数を用いて露光単位内の不良が発生しやすい位置を示すことができる。
【００２０】
請求項７記載の半導体装置解析方法は、請求項４または５記載の半導体装置解析方法において、露光単位内の特定の位置にあるチップパターンと、他の位置にあるチップパターンは、互いに対角線上に位置し、前記露光単位内の角部にある。このように、露光単位内の特定の位置にあるチップパターンと、他の位置にあるチップパターンは、互いに対角線上に位置し、露光単位内の角部にあるので、レベリング異常が発生した場合、露光単位の最周辺一辺または二辺で不良が発生しやすくなる特徴を示す理由から、積算個数の差の絶対値が最大になり、逆にレベリング異常が発生していない露光単位では前記絶対値がほぼ０になるような最適な２つのチップを選択することでレベリング不良が判定できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態における半導体装置解析方法のフローチャート、図２はこの発明の第１の実施の形態において所定の検査結果分類モードのチップ数を表示したウェハーマップである。
【００２２】
図１に示すテスト結果分類コード指定のステップの前に、１回の露光で基板に転写される複数の同一チップパターンの配列を露光単位とし、基板上に露光、配列された露光単位の位置情報と、露光単位毎に露光することによって基板上に配列されたチップパターンの基板上における位置情報と、基板の拡散工程終了後に基板状態で実施されるチップの検査工程で指定されるチップパターンの位置情報と、検査工程で得られたチップの検査結果情報とを互いに対応付けするステップを行う。
【００２３】
図３は、リソグラフィー工程においてレチクルを用いて１回の露光でウェハー上に転写されるチップ配列を示しており、通常は横方向にＣｘ個、縦方向にＣｙ個の格子状にチップ４２が配置されている。図３では、Ｃｘ＝３、Ｃｙ＝４の例で、合計１２チップが一度に露光され、これが露光単位４１となる。この露光単位について、横方向をＸｃ、縦方向をＹｃとし、それぞれ横方向は左から右へＸｃ＝１，２，３、縦方向は下から上へＹｃ＝１，２，３，４と番号を付与することで、露光単位４１内での個々のチップ場所がこの座標で特定される。このような露光単位内部の座標データは、解析システムデータベースに基礎データとして予め記憶登録される。
【００２４】
次に図４は、前記露光単位４１でウェハー全面に露光された露光単位およびチップの配列を示したウェハーマップである。太枠に囲まれた領域が露光単位４１１で、細線で区切られた領域がチップ４２１であり、横方向にＳｘ個、縦方向にＳｙ個の格子状に露光単位４１１が配置されている。図４ではＳｘ＝７、Ｓｙ＝６の例で、合計３８露光単位がウェハー上に露光される。前記チップの中で、ウェハーからはみ出ていないチップが、最終製品となりうる有効チップであり、拡散工程完了後、プローブ検査を実施するチップである。
【００２５】
また、このウェハーマップについて横方向をＸｗ、縦方向をＹｗとして、チップについてそれぞれ左から右へＸｗ＝１，２，３…、下から上へＹｗ＝１，２，３…と番号を付与することで、ウェハー面内における個々のチップ場所が座標で特定される。また、露光単位についても同様にそれぞれ左から右へＸｓ＝１，２，３…、下から上へＹｓ＝１，２，３…と番号を付与することで、ウェハー面内における個々の露光単位の場所が座標で特定される。以上、本実施の形態においては図３，４で説明した露光単位およびチップの位置情報が製品の品種単位毎に解析システムのデータベースに登録される。
【００２６】
以上の例では、ウェハー上に直接チップの位置座標を指定する方法を示したが、データベースに必ずしもこのような位置座標情報で登録する必要はなく、まず、１露光単位内のチップ座標情報を決め、次にウェハー上における露光単位の座標情報を組合わせてウェハー上のチップ座標を指定した位置座標を解析システムのデータベースに登録しても良い。
【００２７】
次に、拡散工程が完了したウェハーは、プローブ検査が実施されるが、プローブ検査はウェハー上のチップ単位に実施され、プローブ検査装置上でのチップ座標は、改めてウェハー上で横方向にＸｐ、縦方向にＹｐで指定され、対応するチップの検査測定結果の、ＤＣリーク不良、動作速度不良などの不良分類モードがプローブ検査用データベースに記録される。実際に記録するときは、検査結果分類モードは記号化され、コードとして記録される。ここで図４に示したウェハーマップ上でのチップ位置座標Ｘｗ，Ｙｗと、プローブ検査装置上でのチップ座標Ｘｐ、Ｙｐのデータとは、図５のように解析システム内部でリンクされ座標の整合性がとられる。図５の例では（Ｘｗ，Ｙｗ）と（Ｘｐ，Ｙｐ）との座標は一致している。以上のような、露光単位およびチップのウェハー上での位置座標の設定、検査装置におけるチップ座標の設定、他の座標とのリンクは、以下に述べる他の実施の形態においても適用される。
【００２８】
以上を前提として、次に、本実施の形態のフォトリソグラフィー工程におけるレベリング不良に関する解析方法を説明する。
【００２９】
その解析フローチャートは、図１に示すように、チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップ（Ｓ１）と、所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、複数の基板にわたって基板上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算し、所定の検査結果分類モードを有するチップパターンの基板内分布を、露光単位の基板内配列と共に表示するステップ（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）とを含む。
【００３０】
この場合、解析システム上で、特定のテスト結果分類コードを指定する。ここでは例として良品チップを示すＣ０というコードを指定する（Ｓ１）。次に、任意に１枚以上複数のウェハーを選択する（Ｓ２）。
【００３１】
選択した個々のウェハーにおける特定の座標Ｘｐ，Ｙｐに位置するチップのテスト結果の分類コードを検索し、そのうちＣ０となっているチップの、選択した全てのウェハーについて積算した個数を算出する（Ｓ３）。ここで座標Ｘｐ，ＹｐにおけるＣ０となっているチップの積算個数をｎ（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｃ０）と定義する。最後に、算出されたｎ（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｃ０）を、選択されたウェハーに対応する露光単位およびチップを示す枠線付きのウェハーマップ上に表示する（Ｓ４）。これらの実際の作業は、人手によらず解析システム中で行われる。
【００３２】
この解析方法についてさらに具体的に説明する。図２は、図１のフローで作成された、各座標Ｘｐ，Ｙｐ位置に存在するチップがＣ０となった積算個数を表示させたウェハーマップ１２であり、数値が小さい座標にあるチップほど不良が発生しやすい場所となることを意味している。ここでステッパー装置でレベリング異常が発生した場合、ウェハーマップ１２では、図１０で例示したように、露光単位内の最周辺一辺または二辺で不良が発生しやすくなる特徴を示す。図２の例では露光単位毎の左辺および上辺で不良が発生しやすいことを示している。このような特徴は選択して積算するウェハーの枚数が多いほど特徴が顕著に現れてくる。
【００３３】
以上説明してきたように、実施の形態１では、解析システム中の、ウェハー上での露光単位およびウェハー上でのチップ位置情報を持ったデータベースと、プローブ検査でのチップ位置情報、検査結果情報を持ったデータベースとをリンクさせ、各々の座標情報の整合性を取って重ね合わせ、さらに複数ウェハーの同一座標にあり、特定のテスト結果コードをもつチップ個数を積算し、その個数を露光単位およびチップを示す枠線付きのウェハーマップ上に表示することによって、容易にステッパー装置のレベリング異常発生を検知することが可能になる。
【００３４】
なお、図２ではＣ０というテスト結果コードをもつチップの累積個数をウェハーマップ１２に表示する場合、数値で表示したが、数値範囲に色を割り当て、例えば数値が大きいチップは濃い色を、数値が小さいチップは薄い色に変化させるなど、カラーもしくはモノクロのグラデーションによって視覚的に表示するとレベリング異常分布の識別がさらに容易になる。
【００３５】
この発明の第２の実施の形態を図６および図７に基づいて説明する。図６はこの発明の第２の実施の形態における半導体装置解析方法のフローチャート、図７はこの発明の第１の実施の形態において所定の検査結果分類モードのチップ数を表示した露光単位マップである。
【００３６】
図６に示すテスト結果分類コード指定のステップの前に、１回の露光で基板に転写される複数の同一チップパターンの配列を露光単位とし、露光単位内部におけるチップパターンの位置情報と、基板上に露光、配列された露光単位の位置情報と、基板の拡散工程終了後に基板状態で実施されるチップの検査工程で指定されるチップパターンの位置情報と、検査工程で得られたチップの検査結果情報とを互いに対応付けするステップを行う。このステップは第１の実施の形態と同様に行う。
【００３７】
次に、本実施の形態のフォトリソグラフィー工程におけるレベリング不良に関する解析方法を説明する。
【００３８】
その解析フローチャートは、図６に示すように、チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップ（Ｓ１）と、所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、少なくとも一枚の基板内の複数の露光単位にわたって露光単位上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算し、所定の検査結果分類モードを有するチップパターンの露光単位内分布を表示するステップ（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）とを含む。
【００３９】
この場合、解析システム上で、検査装置による特定のテスト結果分類コードを指定する。ここでは例として実施の形態１と同じく良品チップを示すＣ０というコードを指定する（Ｓ１）。次に、検査装置で検査が終了し、各チップに対してテスト結果分類コードが付与された１枚以上の検査済複数のウェハーを選択する（Ｓ２）。
【００４０】
次いで図３で既に説明した、ある一つの露光単位内で与えられたチップ座標Ｘｃ，Ｙｃに相当するチップを指定し、そのうち先に指定した分類コードＣ０という検査結果となったチップを解析システムのデータベースから検索する。そして、その分類コードＣ０のチップ数を、座標Ｘｃ，Ｙｃ毎に、ウェハー面内の全露光単位および選択された全ウェハーについて積算する（Ｓ３）。ここで座標Ｘｃ，ＹｃにおけるＣ０となっているチップの累積個数をｎ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｃ０）と定義する。検査結果の分類コードとそれに対応するチップの座標は、検査装置においては装置に対する座標Ｘｐ，Ｙｐで指定されているが、解析システム内部で露光単位、座標Ｘｃ，Ｙｃ、座標Ｘｐ，Ｙｐとは図３，４，５のようにリンクし関係づけられているので、全てのチップに対して座標Ｘｐ，Ｙｐを座標Ｘｃ，Ｙｃに変換することが出来る。最後に計算結果のｎ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｃ０）をマップとして表示する（Ｓ４）。
【００４１】
図７に、座標Ｘｃ，Ｙｃの場所に以上のようにして積算した個数を表示させた露光単位のマップ２２を示す。本実施の形態の場合は、そのチップ数の積算方法から、露光単位内のチップ分布となり、数値が小さい座標ほど不良が発生しやすい場所となる。図７では、ステッパー装置でレベリング異常が発生した場合の例を示しているが、露光単位の最周辺一辺または二辺で不良が発生しているという特徴を示すことが容易にわかる。このような特徴は特定のテスト結果分類コードＣ０のチップを積算するウェハーの枚数が多いほど傾向が顕著に現れてくることは実施の形態１と同様である。
【００４２】
以上説明してきたように、解析システムに内蔵されている露光単位内のチップ位置座標データベースと、プローブ検査におけるウェハー内のチップ位置座標とを解析システムによってリンクさせ、各々の座標情報の整合性を取り、一方において選択した複数ウェハーにわたって露光単位内で、分類コードＣ０を有する同一座標をもつチップの個数を積算し、その結果を解析システムに内蔵された、露光単位内チップを示す枠線付きのマップに表示することによって容易にステッパー装置のレベリング異常発生を検知することが可能になる。
【００４３】
以上の積算個数マップは、個数数値範囲に色を割り当て、数値が大きいチップ位置は濃い色を、数値が小さいチップは薄い色に変化させるなどカラーもしくはモノクロのグラデーションによって視覚的に表示すると異常の識別がさらに容易になる。
【００４４】
この発明の第３の実施の形態を図８および図９に基づいて説明する。図８はこの発明の第３の実施の形態における半導体装置解析方法のフローチャート、図９はこの発明の第３の実施の形態において所定の検査結果分類モードのチップ数を表示した露光単位マップである。
【００４５】
図８に示すテスト結果分類コード指定のステップの前に、１回の露光で基板に転写される複数の同一チップパターンの配列を露光単位とし、露光単位内部における前記チップパターンの位置情報と、基板上に露光、配列された前記露光単位の位置情報と、基板の拡散工程終了後に基板状態で実施されるチップの検査工程で指定されるチップパターンの位置情報と、検査工程で得られたチップの検査結果情報とを互いに対応付けするステップを行う。このステップは第１の実施の形態と同様に行う。
【００４６】
次に、本実施の形態のフォトリソグラフィー工程におけるレベリング不良に関する解析方法を説明する。
【００４７】
その解析フローチャートは、図８に示すように、チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップ（Ｓ１）と、所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、少なくとも基板内の複数の露光単位にわたって露光単位上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算するステップ（Ｓ２，Ｓ３）と、露光単位内の特定の位置にあるチップパターンにおける積算結果と、他の位置にあるチップパターンにおける積算結果との差を求めるステップ（Ｓ５，Ｓ６）とを含む。
【００４８】
この場合、実施の形態２と同様に、解析システム上で、検査装置による特定のテスト結果分類コードを指定する。ここでも例として実施の形態１と同じく良品チップを示すＣ０というコードを指定する（Ｓ１）。次に、検査装置で検査が終了し、各チップに対してテスト結果分類コードが付与された１枚以上の検査済複数のウェハーを選択する（Ｓ２）。
【００４９】
次いで図３で既に説明した、ある一つの露光単位内で与えられたチップ座標Ｘｃ，Ｙｃに位置するチップ毎に、先に指定した分類コードＣ０という検査結果となったチップを解析システムのデータベースから検索する。そして、その分類コードＣ０のチップ数を、座標Ｘｃ，Ｙｃ毎に、ウェハー面内の全露光単位および選択された全ウェハーについて積算し、積算個数をｎとする（Ｓ３）。ここで座標Ｘｃ，ＹｃにおけるＣ０となっているチップの累積個数をｎ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｃ０）と定義する。
【００５０】
図９に、座標Ｘｃ，Ｙｃの場所に累積個数を表示させた露光単位のマップ２２であって、図９もまたステッパー装置でレベリング異常が発生した場合の例を示している。数値が小さい座標ほど不良が発生しやすい場所となる。このような特徴は特定のテスト結果分類コードＣ０のチップを積算するウェハーの枚数が多いほど傾向が顕著に現れてくることは実施の形態１と同様である。ここまでの解析ステップは実施の形態２と同じである。
【００５１】
続いて図９に示した露光単位内任意の２箇所のチップ座標における累積個数ｎ（Ｘｃ（１），Ｙｃ（１），Ｃ０）とｎ（Ｘｃ（２），Ｙｃ（２），Ｃ０）の差の絶対値Δｎ１２を求め差の帳票を作成する（Ｓ５，Ｓ６）。ここでステッパー装置でレベリング異常が発生した場合、露光単位の最周辺一辺または二辺で不良が発生しやすくなる特徴を示すという理由から、図９の例では露光単位内でお互いに対角位置（露光単位内の特定の位置にあるチップパターンと、他の位置にあるチップパターンは、互いに対角線上に位置し、露光単位内の角部）にあるチップ（Ｘｃ，Ｙｃ）＝（１，４）と（Ｘｃ，Ｙｃ）＝（３，１）における積算個数の差の絶対値Δｎ１２が最大になり、逆にレベリング異常が発生していない露光単位ではΔｎ１２はほぼ０になる。こうした最適な２つのチップを選択することは、予め図９のような積算個数分布がわかっていなければならない。
【００５２】
そこで図８のフローでは、露光単位中の積算個数分布を途中で表示しないのであれば、例えば（Ｘｃ，Ｙｃ）＝（３，１）のｎを基準にし、これと他のチップのｎとの差を解析システムによって求め、最終的に露光単位内の全てのチップに対する差の分布を表示すればよい。このようにしてもレベリング不良の有無が判定できる。或いは、１露光単位に含まれるチップ（ダイ）の数が４個以上であれば露光単位領域の４隅のチップに対して少なくともｎの差を求めればレベリング不良が判定できる。
【００５３】
以上説明してきたように、解析システムに内蔵されている露光単位内のチップ位置座標データベースと、プローブ検査におけるウェハー内のチップ位置座標とを解析システムによってリンクさせ、各々の座標情報の整合性を取り、一方において選択した複数ウェハーにわたって露光単位内で、分類コードＣ０を有する同一座標をもつチップの個数を積算し、露光単位内の任意の２チップにおける累積個数差の絶対値の帳票を作成出来る場合は、個数マップを表示するまでもなく帳票上の数値表示だけで容易にステッパー装置のレベリング異常発生を検知することが可能になる。
【００５４】
また、２チップにおける累積個数の差の露光単位内分布を表示してもレベリング異常発生を検知することが可能になる。個数マップは、個数に対応するカラーもしくはモノクロのグラデーションによって視覚的に表示しても良いことはいうまでもない
上記３つの実施の形態では、テスト結果分類コードとして良品チップＣ０を指定し、その積算個数を用いたが、チップの良品率や不良率、露光単位内の２チップでの良品率差、不良率差の絶対値を利用しても統計的にデータを扱うことが可能となる。
【００５５】
【発明の効果】
この発明の請求項１記載の半導体装置解析方法によれば、レチクルの露光単位の位置情報、基板内の各チップの位置情報のデータベースとプローブ検査における測定チップの位置情報、および検査結果の分類コードを持ったデータベースとをリンクさせるようにし、露光単位の情報を含ませてチップのマップを表示するようにしたので、露光単位毎の検査結果が明確となり、特にフォトリソ工程におけるレベリング異常を視覚的なウェハーマップとして一瞬のうちに判断することが可能となる。すなわち、チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、複数の基板にわたってこの基板上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算し、所定の検査結果分類モードを有するチップパターンの基板内分布を、露光単位の基板内配列と共に表示するステップとを含むので、特定のテスト結果をもつチップ個数を積算し、その個数を露光単位およびチップを示すウェハーマップ上に表示することによって、容易にパターン露光用ステッパー装置のレベリング異常発生を検知することができる。
【００５６】
また、レベリング異常だけでなく、ステッパー装置のレンズのゆがみや、傷のようなレチクル、フォトマスク自体の欠陥などの露光単位で発生するフォトリソグラフィー工程に起因する系統的な異常をも容易に検知できるという付加的効果も有する。
【００５７】
請求項２では、チップパターンの基板上における位置情報は、露光単位内部におけるチップパターンの位置情報と、基板上に露光、配列された露光単位の位置情報とを組み合わせて指定するので、基板上に直接チップの位置座標を指定してデータベースに登録する必要はない。
【００５８】
この発明の請求項３記載の半導体装置解析方法によれば、レチクルの露光単位とそれを構成する各チップの位置情報のデータベースとプローブ検査における測定チップの位置情報、および検査結果の分類コードを持ったデータベースとをリンクさせるようにし、露光単位の情報を含ませてチップのマップを表示するようにしたので、露光単位毎の検査結果が明確となり、特にフォトリソ工程におけるレベリング異常を視覚的なマップとして判断することが可能となる。すなわち、チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、少なくとも一枚の基板内の複数の露光単位にわたって露光単位上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算し、所定の検査結果分類モードを有するチップパターンの露光単位内分布を表示するステップとを含むので、選択した複数の基板にわたって露光単位内で特定のテスト結果コードを有する同一位置情報をもつチップ個数を積算し、その結果を露光単位内チップを示す個数マップに表示することによって容易にパターン露光用ステッパー装置のレベリング異常発生を検知することができる。また、請求項１と同様にレベリング異常だけでなく、フォトリソグラフィー工程に起因する系統的な異常をも容易に検知できる。
【００５９】
この発明の請求項４記載の半導体装置解析方法によれば、レチクルの露光単位とそれを構成する各チップの位置情報のデータベースとプローブ検査における測定チップの位置情報、および検査結果の分類コードを持ったデータベースとをリンクさせるようにしたので、露光単位毎の検査結果が明確となり、特にフォトリソ工程におけるレベリング異常を判断することが可能となる。すなわち、チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、少なくとも一枚の基板内の複数の露光単位にわたって露光単位上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算するステップと、露光単位内の特定の位置にあるチップパターンにおける積算結果と、他の位置にあるチップパターンにおける積算結果との差を求めるステップとを含むので、選択した複数の基板にわたって露光単位内で特定のテスト結果コードを有する同一位置情報をもつチップ個数を積算し、露光単位内の任意の２チップにおける累積個数差の絶対値の帳票を作成できる場合は、個数マップを表示するまでもなく帳票上の数値表示だけで容易にパターン露光用ステッパー装置のレベリング異常発生を検知することができる。また、請求項１と同様にレベリング異常だけでなく、フォトリソグラフィー工程に起因する系統的な異常をも容易に検知できる。
【００６０】
この発明の請求項５記載の半導体装置解析方法によれば、レチクルの露光単位とそれを構成する各チップの位置情報のデータベースとプローブ検査における測定チップの位置情報、および検査結果の分類コードを持ったデータベースとをリンクさせるようにし、露光単位の情報を含ませてチップのマップを表示するようにしたので、露光単位毎の検査結果が明確となり、特にフォトリソ工程におけるレベリング異常を視覚的なマップとして判断することが可能となる。すなわち、チップの検査結果情報のうち所定の検査結果分類モードを指定するステップと、所定の検査結果分類モードを有するチップの数を、少なくとも一枚の基板内の複数の露光単位にわたって露光単位上のそれぞれの位置にあるチップパターン毎に積算するステップと、露光単位内の特定の位置にあるチップパターンにおける積算結果と、他の位置にあるチップパターンにおける積算結果との差を求めるステップとを含むので、選択した複数の基板にわたって露光単位内で特定のテスト結果コードを有する同一位置情報をもつチップ個数を積算し、露光単位内の任意の２チップにおける累積個数差の分布を露光単位内チップを示す個数マップに表示することによって容易にパターン露光用ステッパー装置のレベリング異常発生を検知することができる。また、請求項１と同様にレベリング異常だけでなく、フォトリソグラフィー工程に起因する系統的な異常をも容易に検知できる。
【００６１】
請求項６では、所定の検査結果分類モードは、良品または不良品であるので、良品または不良品の積算個数を用いて露光単位内の不良が発生しやすい位置を示すことができる。
【００６２】
請求項７では、露光単位内の特定の位置にあるチップパターンと、他の位置にあるチップパターンは、互いに対角線上に位置し、露光単位内の角部にあるので、レベリング異常が発生した場合、露光単位の最周辺一辺または二辺で不良が発生しやすくなる特徴を示す理由から、積算個数の差の絶対値が最大になり、逆にレベリング異常が発生していない露光単位では前記絶対値がほぼ０になるような最適な２つのチップを選択することでレベリング不良が判定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態における解析方法を示すフローチャートである。
【図２】この発明の第１の実施の形態におけるテスト結果分類コードＣ０のチップ数を表示したウェハーマップの説明図である。
【図３】この発明の実施の形態における露光単位内のチップ座標を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態におけるウェハー内の露光単位配置と、チップ座標を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態におけるウェハー内の露光単位配置と、チップ座標と、検査におけるチップ座標との関係を示す説明図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態における解析方法を示すフローチャートである。
【図７】この発明の第２の実施の形態におけるテスト結果分類コードＣ０のチップ数を表示した露光単位マップの説明図である。
【図８】この発明の第３の実施の形態における解析方法を示すフローチャートである。
【図９】この発明の第３の実施の形態におけるテスト結果分類コードＣ０のチップ数を表示した露光単位マップの説明図である。
【図１０】レベリング異常の場合の露光単位内の不良チップ分布図
【図１１】従来のウェハー内の不良チップマップの説明図である。
【符号の説明】
１２　ｎ（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｃ０）表示マップ
２２　ｎ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｃ０）表示マップ
２４，４１，５１，４１１　露光単位
４２，４２１　チップ
４２２　プローブ検査実施チップ
５２，６２　不良品チップ
５３，６３　良品チップ
【図１】
2004040040.tif 000003
【図２】
2004040040.tif 000004
【図３】
2004040040.tif 000005
【図４】
2004040040.tif 000006
【図５】
2004040040.tif 000007
【図６】
2004040040.tif 000008
【図７】
2004040040.tif 000009
【図８】
2004040040.tif 000010
【図９】
2004040040.tif 000011
【図１０】
2004040040.tif 000012
【図１１】
2004040040.tif 000013