(57)【要約】【課題】  電気的特性検査の効率化を図ることができる電気的特性検査システムを提供する。【解決手段】  電気的特性検査システム１０は、被検査装置の所定の実測検査箇所における特定の電気的特性の実測値を測定する実測値測定手段１１と、上記実測検査箇所及びそれ以外の予測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値を取得し、該構成因子値から実測検査箇所及び上記予測検査箇所における電気的特性の理論値を算出する理論値算出手段１２と、上記実測値測定手段の測定した実測値と上記第１理論値算出手段の算出した理論値とを取得し、それらの相関モデルを構築するモデル構築手段１３と、上記モデル構築手段の構築した相関モデルと上記理論値算出手段の算出した理論値とを取得し、それらから上記予測検査箇所における上記電気的特性の予測値を算出する予測値算出手段１４と、を備える。【選択図】図２
2005156312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査装置の所定の実測検査箇所における特定の電気的特性の実測値を測定する実測値測定手段と、
上記実測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値を取得し、該構成因子値から該実測検査箇所における該電気的特性の理論値を算出する第１理論値算出手段と、
上記実測値測定手段の測定した実測値と上記第１理論値算出手段の算出した理論値とを取得し、それらの相関モデルを構築するモデル構築手段と、
上記実測検査箇所以外の予測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値を取得し、該構成因子値から該予測検査箇所における該電気的特性の理論値を算出する第２理論値算出手段と、
上記モデル構築手段の構築した相関モデルと上記第２理論値算出手段の算出した理論値とを取得し、それらから上記予測検査箇所における上記電気的特性の予測値を算出する予測値算出手段と、
を備えた、電気的特性検査システム。
【請求項２】
請求項１に記載された電気的特性検査システムにおいて、
上記第１理論値算出手段は、システム前段検査で得られた上記予測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値を取得する、電気的特性検査システム。
【請求項３】
請求項２に記載された電気的特性検査システムにおいて、
上記第１理論値算出手段が取得する上記実測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値は、リアルタイムデータである、電気的特性検査システム。
【請求項４】
請求項２に記載された電気的特性検査システムにおいて、
上記第１理論値算出手段が取得する上記実測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値は、過去の蓄積データである、電気的特性検査システム。
【請求項５】
請求項１に記載された電気的特性検査システムにおいて、
上記第２理論値算出手段は、システム前段検査で得られた上記予測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値を取得する、電気的特性検査システム。
【請求項６】
請求項５に記載された電気的特性検査システムにおいて、
上記第２理論値算出手段が取得する上記予測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値は、リアルタイムデータである、電気的特性検査システム。
【請求項７】
請求項５に記載された電気的特性検査システムにおいて、
上記第２理論値算出手段が取得する上記予測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値は、過去の蓄積データである、電気的特性検査システム。
【請求項８】
請求項１に記載された電気的特性検査システムにおいて、
上記第１理論値特性算出手段と上記第２理論値算出手段とが単一構成要素からなる、電気的特性検査システム。
【請求項９】
請求項１に記載された電気的特性検査システムにおいて、
上記被検査装置が半導体装置である、電気的特性検査システム。
【請求項１０】
被検査装置の所定の実測検査箇所における特定の電気的特性の実測値を測定するステップと、
上記実測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値から該実測検査箇所における該電気的特性の理論値を算出するステップと、
上記実測検査箇所における上記電気的特性の実測値と理論値との相関モデルを構築するステップと、
上記被検査装置の実測検査箇所以外の予測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値から該予測検査箇所における該電気的特性の理論値を算出するステップと、
上記相関モデルと上記予測検査箇所における上記電気的特性の理論値とから上記予測検査箇所における上記電気的特性の予測値を算出するステップと、
を備えた、電気的特性検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置等の被検査装置における特定の電気的特性について検査する電気的特性検査システム及び電気的特性検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、最終的な製品品質の管理及び基板歩留を電気的に評価する検査方法のひとつとして、基板内にＴＥＧパターンを配置してプロ−ビングにより各種電気的特性値を定量的に測定する方法が一般的に知られている。
【０００３】
特許文献１には、半導体装置の回路パターンデータ、検査測定対象の半導体装置を構成する膜の組成データ、光学定数、及び、半導体ウェハ上のショットレイアウトデータなどの製造する半導体装置に係るデータを有するホストコンピュータと、例えば膜厚測定機、欠陥検査機、電気特性測定機、段差測定機および抵抗測定機など、半導体製造工程に係る検査測定装置とをネットワーク接続しておき、ホストコンピュータにおいて、例えば製造工程の開始前など、半導体装置の検査測定工程の開始前に、例えば半導体装置の製造ロット毎に、上記の検査測定の条件を設定することが開示されている。そして、これによれば、検査測定工程のＴＡＴを短縮することができる、と記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１９７７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、プロ−ビングにより電気的特性を検査するにあたっては、その性質上、完全非接触検査は不可能であり、電気信号を入出力するためのプロ−ブが必要となる。また、電気的特性検査は、検査目的上、電気回路の形成が必要であり、どうしても回路が形成される製品製造工程後半で実施されるため、高付加価値化により手番が長い製品については異常検出タイミングが遅れてしまう傾向にある。さらに、液晶パネル製造業界においては、生産効率向上に伴うベアガラスの大型化、モバイル対応による小型機種多面取り、ユーザーの多様化による多品種少量生産が進んでいる。
【０００５】
以上のような事情から、プロ−ビングによる電気的特性検査方法は総合的に以下のような問題を抱えている。
（１）プロービングのステップ＆リピート回数増加による装置スループットの低下
（２）プローブのコンタクト数増加によるプローブ寿命低下及びそれに伴うランニングコスト増加
（３）接触検査による製品の物理的損傷、静電破壊等の危険性
これらの問題を回避するためには、プローブの移動速度をあげる方法、マルチプローブ化の方法、テスターの測定アルゴリズムの改善による測定時間を短縮する方法、測定サンプリング頻度を下げる方法等があるが、中でもサンプリング頻度を下げることが一番有効な方法である。
【０００６】
しかしながら、測定サンプリング数を安易に減らす、つまりは、検査箇所数を減らすことは、すなわち検査確度の低下に繋がることとなる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電気的特性検査の効率化を図ることができる電気的特性検査システム及び電気的特性検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の電気的特性検査システムは、
被検査装置の所定の実測検査箇所における特定の電気的特性の実測値を測定する実測値測定手段と、
上記実測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値を取得し、該構成因子値から該実測検査箇所における該電気的特性の理論値を算出する第１理論値算出手段と、
上記実測値測定手段の測定した実測値と上記第１理論値算出手段の算出した理論値とを取得し、それらの相関モデルを構築するモデル構築手段と、
上記実測検査箇所以外の予測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値を取得し、該構成因子値から該予測検査箇所における該電気的特性の理論値を算出する第２理論値算出手段と、
上記モデル構築手段の構築した相関モデルと上記第２理論値算出手段の算出した理論値とを取得し、それらから上記予測検査箇所における上記電気的特性の予測値を算出する予測値算出手段と、
を備える。
【０００９】
上記のシステムによれば、全検査箇所のうち、一部については電気的特性を実測しなければならないものの、その他については予測することができるので、全検査箇所について電気的特性を測定する場合に比較して、電気的特性検査の効率化を図ることができる。
【００１０】
ここで、電気的特性としては、例えば、容量値、抵抗値等を挙げることができる。
【００１１】
相関モデルとは、実測値と理論値との関係から導かれる、理論値から予測値を予測するためのモデルである。
【００１２】
構成因子値とは、例えば、厚さや面積などの寸法値、誘電率や抵抗率などの材料特性値等である。
【００１３】
本発明の電気的特性検査システムは、上記第１理論値算出手段が、システム前段検査で得られた上記実測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値を取得するものであってもよい。
【００１４】
本発明の電気的特性検査システムは、上記第２理論値算出手段が、システム前段検査で得られた上記予測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値を取得するものであってもよい。
【００１５】
上記の構成によれば、電気的特性の構成因子値が、設計値や材料定数等の固定値ではなく、システム前段検査で得られたデータが用いられるので、被検査装置の構成に即した精度の高い予測をすることができる。
【００１６】
ここで、システム前段検査で得られた構成因子値は、同時進行的に検査されている被検査装置と同種装置のデータ、或いは、その平均値等のリアルタイムのデータであっても、また、被検査装置そのものについてのシステム前段検査でのデータ、或いは、被検査装置と同種装置の例えば過去１ヶ月の平均データ等の過去の蓄積データであってもよい。
【００１７】
つまり、本発明の電気的特性検査システムは、上記第１理論値算出手段が取得する上記予測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値が、リアルタイムデータであるものであってもよい。
【００１８】
本発明の電気的特性検査システムは、上記第２理論値算出手段が取得する上記実測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値が、リアルタイムデータであるものであってもよい。
【００１９】
この場合、例えば、構成因子値から計算される電気的特性の理論値が異常であったときには、システム前段検査までの製造工程で不具合があることが予想され、本発明の電気的特性検査システムでの検査の前に、電気的特性に異常があることを発見して対応することができる。従って、最終検査時にようやく電気的特性に異常があること発見する場合に比べて、異常の発見を早期に行うことができると共に、遡って検証すべき工程が少なくてよいので、不具合部分の特定を短時間で行うことができる。
【００２０】
また、本発明の電気的特性検査システムは、上記第１理論値算出手段が取得する上記予測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値が、過去の蓄積データであるものであってもよい。
【００２１】
本発明の電気的特性検査システムは、上記第２理論値算出手段が取得する上記実測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値が、過去の蓄積データであるものであってもよい。
【００２２】
この場合、途中工程における構成因子測定の削減に寄与し、かつ過去の蓄積データを用いることで、より工程実態を反映した電気的特性値の予測が可能となる。
【００２３】
本発明の電気的特性検査システムは、上記第１理論値特性算出手段と上記第２理論値算出手段とが単一構成要素からなるものであってもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、同一の演算を行う第１理論値特性算出手段と第２理論値算出手段とが単一構成要素からなるので、構成の簡素化を図ることができる。
【００２５】
本発明の電気的特性検査システムによって検査される被検査装置は、特に限定されるものではないが、例えば、液晶表示装置等の半導体装置を挙げることができる。
【００２６】
上記目的を達成する本発明の電気的特性検査方法は、
被検査装置の所定の実測検査箇所における特定の電気的特性の実測値を測定するステップと、
上記実測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値から該実測検査箇所における該電気的特性の理論値を算出するステップと、
上記実測検査箇所における上記電気的特性の実測値と理論値との相関モデルを構築するステップと、
上記被検査装置の実測検査箇所以外の予測検査箇所における上記電気的特性の構成因子値から該予測検査箇所における該電気的特性の理論値を算出するステップと、
上記相関モデルと上記予測検査箇所における上記電気的特性の理論値とから上記予測検査箇所における上記電気的特性の予測値を算出するステップと、
を備える。
【００２７】
上記のようにすれば、本発明の電気的特性検査システムを用いるのと同様、全検査箇所のうち、一部については電気的特性を測定した実測しなければならないものの、その他については予測するので、全検査箇所について電気的特性を測定する場合に比較して、電気的特性検査の効率化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上の通り、本発明によれば、全検査箇所のうち、一部については電気的特性を実測しなければならないものの、その他については予測するので、全検査箇所について電気的特性を測定する場合に比較して、電気的特性検査の効率化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
本発明の実施形態に係る電気的特性検査システム１０は、図１に示すように全工程中における検査情報ａ，ｂや事前情報、或いは、検査情報ａ，ｂ，ｃのみを取得し、電気的特性の実測検査に加えてそれを用いた電気的特性の予測により最終検査での実測検査箇所の削減を図ったものである。
【００３１】
図２は、本発明の実施形態に係る電気的特性検査システム１０の構成を示す。
【００３２】
この電気的特性検査システム１０は、電気的特性の実測値測定装置（実測値測定手段）１１と、理論値算出装置（第１及び第２理論値算出手段）１２と、それらが接続されたモデル構築装置（モデル構築手段）１３と、理論値算出装置１２及びモデル構築装置１３が接続された予測値算出装置（予測値算出手段）１４と、を備えている。
【００３３】
実測値測定装置１１は、被検査装置の所定の実測検査箇所における電気的特性の実測値（Ｘｔ）を測定し、それをモデル構築装置１３に送るようになっている。
【００３４】
理論値算出装置１２は、被検査装置の実測検査箇所及びそれ以外の予測検査箇所のそれぞれにおける電気的特性の構成因子値を取得し、それらの構成因子値から実測検査箇所及び予測検査箇所のそれぞれにおける電気的特性の理論値を算出し、実測検査箇所の電気的特性の理論値（Ｘ’ｔ）についてはモデル構築装置１３に送り、予測検査箇所の電気的特性の理論値については予測値算出装置１４に送るようになっている。このように、理論値算出装置１２は、実測検査箇所の電気的特性の理論値を算出する第１理論値特性算出手段と、予測検査箇所の電気的特性の理論値を算出する第２理論値算出手段と、の同一の演算を行うものが単一構成要素からなるものであり、それによって構成の簡素化が図られている。理論値算出装置１２は、構成因子データベース２０に接続されており、被検査装置の実測検査箇所及び予測検査箇所のそれぞれにおける電気的特性の構成因子値をその構成因子データベース２０から取得するようになっている。そのような構成因子値としては、前工程検査値（前工程検査情報：Ａｔ，Ａ１，Ａ２，…，Ｂｔ，Ｂ１，Ｂ２，…）や製造条件値（製造条件モニター情報：Ｃｔ，Ｃ１，Ｃ２，…）や固定値（固定値情報：Ｄ，Ｅ）がある。ここで、（Ａｔ，Ｂｔ，Ｃｔ）が実測検査箇所の電気的特性の構成因子値であり、（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１）が予測検査箇所１の電気的特性の構成因子値であり、（Ａ２，Ｂ２，Ｃ２）が予測検査箇所２の電気的特性の構成因子値である。構成因子データベース２０は、前工程検査装置３０に接続されており、そこから前工程検査値（Ａｔ，Ａ１，Ａ２，…，Ｂｔ，Ｂ１，Ｂ２，…）が蓄積されるようになっている。
【００３５】
モデル構築装置１３は、実測値測定装置１１の測定した電気的特性の実測値と理論値算出装置１２の算出した実測検査箇所の電気的特性の理論値とを取得し、それらの相関モデルを構築するようになっている。
【００３６】
予測値算出装置１４は、モデル構築装置１３の構築した相関モデルと理論値算出装置１２の算出した予測検査箇所の電気的特性の理論値を取得し、それらから予測検査箇所における電気的特性の予測値（ｘ１，ｘ２，…）を算出するようになっている。
【００３７】
次に、上記電気的特性検査システム１０を半導体装置の絶縁膜容量検査に適用した例について図３に示すフローに従って説明する。
【００３８】
まず、ステップＳ１では、構成因子データベース２０に前工程検査値等の前工程検査情報を収集するが、ここでは、容量の構成因子である絶縁膜厚（ｄ）、絶縁膜を狭持する電極面積（Ｓ）及び誘電率（ε）のデータが必要となる。つまり、構成因子データベース２０に半導体装置の実測検査箇所及び予測検査箇所のそれぞれにおける容量の構成因子値（ｄ，Ｓ，ε）を収集する。絶縁膜厚（ｄ）に関しては、一般的に知られる光学干渉膜厚測定で得たデータが収集される。電極面積（Ｓ）に関しては、一般的に知られる画像処理方式の線幅測定で得たデータが収集される。誘電率（ε）に関しては、絶縁膜の膜厚測定時に得られる光学定数から算出したデータが収集される。なお、絶縁膜の成膜条件が安定している場合には、誘電率（ε）を固定値として構成因子データベース２０に記憶しておいてもよい。また、構成因子値が管理値に対してバラツキが少なく充分に均一である場合には、半導体装置の実測検査箇所及び予測検査箇所の個々すべてについて構成因子値を収集する必要はない。
【００３９】
続くステップＳ２では、理論値算出装置１２によって半導体装置の実測検査箇所及び予測検査箇所のそれぞれにおける容量の構成因子値（ｄ，Ｓ，ε）を取得し、それらの構成因子値から実測検査箇所及び予測検査箇所のそれぞれにおける容量の理論値（Ｃi）を算出する。具体的には、各検査箇所の容量を下記式（１）より算出する。
【００４０】
Ｃi＝ε・Ｓ／ｄ  ・・・  （１）
続くステップＳ３では、実測値測定装置１１によって半導体装置の実測検査箇所ｔにおける容量の実測値（Ｃr）を測定する。
【００４１】
続くステップＳ４及びステップＳ５では、モデル構築装置１３によって実測値測定装置１１の測定した容量の実測値（Ｃr）と理論値算出装置１２の算出した容量の理論値（Ｃit）とを取得し、それらの相関モデルを構築する。具体的には、下記式（２）に実測検査箇所における容量の実測値（Ｃr）及び理論値（Ｃit）をそれぞれ代入することにより、実測値（Ｃr）と理論値（Ｃit）との相関係数であるαを算出する。
【００４２】
Ｃr＝α・Ｃit  ・・・  （２）
最後のステップＳ６では、予測値算出装置１４によってモデル構築装置１３の構築した相関モデル、つまり、相関係数（α）と理論値算出装置１２の算出した予測検査箇所ｐの容量の理論値（Ｃip）を取得し、それらから予測検査箇所ｐにおける容量の予測値（Ｃep）を算出する。具体的には、下記式（３）に予測検査箇所ｐにおける容量の理論値（Ｃip）及び相関係数（α）をそれぞれ代入することにより、予測検査箇所ｐにおける容量の予測値（Ｃep）を算出する。
【００４３】
Ｃep＝α・Ｃip＝α・（εp・Ｓp／ｄp）  ・・・  （３）
そして、ステップＳ６で算出したいずれかの予測検査箇所ｐでの容量の予測値（Ｃep）が管理値を逸脱したときには、前工程に遡って検証し、不具合部分の特定を行う。
【００４４】
以上のように、本発明の電気的特性検査システム１０によれば、全検査箇所のｎ個のうち、一部のｍ個については電気的特性を実測しなければならないものの、その他の（ｎ−ｍ）個については予測することができるので、全検査箇所について電気的特性を測定する場合に比較して、電気的特性検査の効率化を図ることができる。特に、実測値測定装置１１の測定した電気的特性の実測値と理論値算出装置１２の算出した電気的特性の理論値との相関性が高い場合（上記の容量検査の場合でいうとα≒１のような場合）には、実測検査箇所を大幅に減らすことができる。
【００４５】
本発明の電気的特性検査システム１０において、構成因子データベース２０に収集する構成因子値は、同時進行的に検査されている被検査装置と同種装置のデータ、或いは、その平均値等のリアルタイムのデータであっても、また、被検査装置そのもののデータ、或いは、被検査装置と同種装置の例えば過去１ヶ月の平均データ等の過去の蓄積データであってもよい。
【００４６】
構成因子データベース２０に収集する構成因子値をリアルタイムのデータとした場合には、構成因子値から計算される電気的特性の理論値が異常であったときには、前工程検査装置３０までの製造工程で不具合があることが予想され、本発明の電気的特性検査システム１０での検査の前に、電気的特性に異常があることを発見して対応することができる。従って、最終検査時にようやく電気的特性に異常があること発見する場合に比べて、異常の発見を早期に行うことができると共に、遡って検証すべき工程が少なくてよいので、不具合部分の特定を短時間で行うことができる。
【００４７】
また、構成因子データベース２０に収集する構成因子値を過去の蓄積データとした場合には、途中工程における構成因子測定の削減に寄与し、かつ過去の蓄積データを用いることで、より工程実態を反映した電気的特性値の予測が可能となる。
【００４８】
なお、上記実施形態では、本発明の電気的特性検査システム１０を半導体装置の絶縁膜容量検査に適用したの例としたが、特にこれに限定されるものではなく、例えば前段検査工程で構成因子値の情報が入手できる場合、ＴＦＴの閾値電圧をはじめ他の電気的特性項目の検査にも適用可能である。
【００４９】
また、上記実施形態では、被検査装置を半導体装置としたが、特にこれに限定されるものではなく、電気的特性についての検査を要するその他の装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上説明したように、本発明は、半導体装置等の被検査装置における特定の電気的特性について検査する電気的特性検査システム及び電気的特性検査方法について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る電気的特性検査システムの概要を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電気的特性検査システムの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電気的特性検査システムの流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１０  電気的特性検査システム
１１  実測値測定装置（実測値測定手段）
１２  理論値算出装置（第１及び第２理論値算出手段）
１３  モデル構築装置（モデル構築手段）
１４  予測値算出装置（予測値算出手段）
２０  構成因子データベース
３０  前工程検査装置
【図１】
2005156312.tif 000003
【図２】
2005156312.tif 000004
【図３】
2005156312.tif 000005