(57)【要約】【課題】半導体ウエハ上に形成された半導体装置の特性不良を精度よく検出することができる半導体装置の検査方法および検査装置を提供すること。【解決手段】実施形態によれば、第１ウエハ検査工程と、２ウエハ検査工程と、判定工程とを含む半導体装置の検査方法が提供される。第１ウエハ検査工程は、複数個の半導体装置に同時にプローブ針を接触させるプローブカードを用いて半導体ウエハ上に形成された半導体装置の特性を検査する。第２ウエハ検査工程は、第１ウエハ検査工程によって特性不良と判定された半導体装置の半導体ウエハ上の分布に基づいて、プローブカードの半導体ウエハに対する位置を第１ウエハ検査工程の位置からずらして、半導体装置の特性を再検査する。判定工程は、第２ウエハ検査工程による再検査の結果に基づいて、半導体装置の特性不良のうち、複数個の半導体装置単位で行われる製造処理において生じる特性不良を判定する。【選択図】図４
2012204544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の半導体装置に同時にプローブ針を接触させるプローブカードの半導体ウエハに対する位置を移動させながら、前記複数個単位で前記半導体ウエハ上に形成された半導体装置の特性を検査する第１ウエハ検査工程と、
前記第１ウエハ検査工程によって特性不良と判定された半導体装置の前記半導体ウエハ上の分布に基づいて、前記プローブカードの半導体ウエハに対する位置を前記第１ウエハ検査工程の位置からずらして、前記半導体装置の特性を再検査する第２ウエハ検査工程と、
前記第２ウエハ検査工程による再検査の結果に基づいて、前記半導体装置の特性不良のうち、複数個の半導体装置単位で行われる製造処理において生じる特性不良を判定する判定工程と、
を含む半導体装置の検査方法。
【請求項２】
前記第２ウエハ検査工程は、
前記特性不良と判定された半導体装置の一部について再検査を行った後、当該一部の半導体装置が特性不良でないと判定された場合に、残りの半導体装置の再検査を継続することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項３】
前記第２ウエハ検査工程は、
前記第１ウエハ検査工程において特性不良と判定された特性に対して検査を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項４】
前記製造処理は、
露光処理であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項５】
複数個の半導体装置に同時にプローブ針を接触させるプローブカードと、
半導体ウエハに対する前記プローブカードの位置を移動させる移動機構と、
前記プローブカードを用いて前記半導体ウエハ上に形成された半導体装置の特性を検出する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記半導体ウエハに対する前記プローブカードの位置を移動させながら、前記複数個単位で前記半導体ウエハ上に形成された半導体装置の特性を検査する第１ウエハ検査処理と、
前記第１ウエハ検査処理によって特性不良と判定された半導体装置の前記半導体ウエハ上の分布に基づいて、前記プローブカードの前記半導体ウエハに対する位置を前記第１ウエハ検査工程の位置からずらして、前記半導体装置の特性を再検査する第２ウエハ検査処理と、
前記第２ウエハ検査処理による再検査の結果に基づいて、前記半導体装置の特性不良のうち、複数個の半導体装置単位で行われる製造処理において生じる特性不良を判定する判定処理と、
を実行することを特徴とする半導体装置の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置の検査方法および検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製造プロセスの微細化およびウエハの大口径化により、１枚の半導体ウエハ上に非常に多くの半導体装置が形成されるようになってきた。その結果、半導体ウエハ上に形成された半導体装置のそれぞれの特性を検査するウエハ検査の時間が増大する傾向にある。
【０００３】
かかるウエハ検査の時間短縮を図るために、多くのプローブ針（検査針）を有するプローブカードによって、同時に複数個の半導体装置にプローブ針を接触させて複数個の半導体装置の特性を同時に検査する多数個検査が実施されている。
【０００４】
このようなウエハ検査においては、例えば、磨耗やごみ付着などによって特定のプローブ針の接触不良が発生したり、プローブカードに接続されたパフォーマンスボード内の特定の接続端子に接続不良などが発生したりする場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０３８５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、半導体ウエハ上に形成された半導体装置の特性不良を精度よく検出することができる半導体装置の検査方法および検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、第１ウエハ検査工程と、２ウエハ検査工程と、判定工程とを含む半導体装置の検査方法が提供される。前記第１ウエハ検査工程は、複数個の半導体装置に同時にプローブ針を接触させるプローブカードの半導体ウエハに対する位置を移動させながら、前記複数個単位で前記半導体ウエハ上に形成された半導体装置の特性を検査する。前記第２ウエハ検査工程は、前記第１ウエハ検査工程によって特性不良と判定された半導体装置の前記半導体ウエハ上の分布に基づいて、前記プローブカードの半導体ウエハに対する位置を前記第１ウエハ検査工程の位置からずらして、前記半導体装置の特性を再検査する。前記判定工程は、前記第２ウエハ検査工程による再検査の結果に基づいて、前記半導体装置の特性不良のうち、複数個の半導体装置単位で行われる製造処理において生じる特性不良を判定する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態にかかる検査方法の説明図。
【図２】プローブ針の接触不良によって生じる誤判定の一例を示す図。
【図３】製造工程によって生じる特性不良に対する判定方法の一例を示す説明図。
【図４】実施形態にかかる検査装置の模式図。
【図５】実施形態にかかる検査管理装置の構成図。
【図６】実施形態にかかるプローブカードと半導体装置の位置との関係を示す図。
【図７】実施形態にかかるプローブカードと半導体ウエハ上の半導体装置の位置との関係を示す図。
【図８】半導体ウエハ上に形成される半導体装置の特性不良の分布の一例を示す図。
【図９】露光工程と半導体装置の位置との関係を示す図。
【図１０】半導体装置の特性不良の分布の一例を示す図。
【図１１】半導体装置の特性不良と露光位置およびＤＵＴ位置との関係例を示す図。
【図１２】半導体装置の特性不良の分布の一例を示す図。
【図１３】半導体装置の特性不良と露光位置およびＤＵＴ位置との関係例を示す図。
【図１４】半導体装置の特性不良の分布の一例を示す図。
【図１５】半導体装置の特性不良と露光位置およびＤＵＴ位置との関係例を示す図。
【図１６】半導体装置の特性不良の分布の一例を示す図。
【図１７】半導体装置の特性不良と露光位置およびＤＵＴ位置との関係例を示す図。
【図１８】半導体装置の特性不良の分布の一例を示す図。
【図１９】半導体装置の特性不良と露光位置およびＤＵＴ位置との関係例を示す図。
【図２０】実施形態にかかる検査装置が実行する処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる半導体装置の検査方法および検査装置を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下では、半導体装置の検査方法を単に「検査方法」と、半導体装置の検査装置を単に「検査装置」と、それぞれ記載する。
【００１０】
まず、実施形態にかかる検査方法を、図１、図２および図３を用いて説明する。図１は、実施形態にかかる検査方法の説明図、図２は、プローブ針の接触不良によって生じる特性不良の誤判定の一例を示す説明図、図３は、製造工程によって生じる特性不良に対する判定方法の一例を示す説明図である。
【００１１】
実施形態にかかる検査方法は、パフォーマンスボードに取り付けられたプローブカードを用いて、半導体ウエハ上に形成された半導体装置を検査するウエハ検査を行う。
【００１２】
プローブカードは、多くのプローブ針を有しており、同時に複数個の被検査半導体装置(Device Under Test：ＤＵＴ)にプローブ針を接触させることができる。これにより、同時に複数個の半導体装置の特性を検査する多数個検査を可能としている。
【００１３】
具体的には、図１に示すように、プローブカードは、Ｘ方向に２個分、かつＹ方向に２個分の合計４個分の半導体装置に対して同時にプローブ針を接触させることができる。ここでは、説明の便宜上、プローブカードのプローブ針に同時に接触する４個のＤＵＴ位置をＤＵＴ位置ｐ１〜ｐ４として規定する。
【００１４】
そして、実施形態にかかるウエハ検査では、プローブカードと半導体ウエハとの相対位置を変えながら、４個の半導体装置単位で特性検査を行っており、これにより、１つずつ半導体装置を検査する検査方法に比べて、ウエハ検査の時間を短縮することができる。
【００１５】
なお、同時に検査できる半導体装置の数はこれに限られるものではなく、２個以上の半導体装置を同時に検査できればよく、例えば、Ｘ方向に３個分、かつＹ方向に２個分の合計で６個の半導体装置に同時にプローブ針を接触できるプローブカードとしてもよい。
【００１６】
かかるウエハ検査においては、例えば、特定のプローブ針の接触不良が発生したり、プローブカードに接続されたパフォーマンスボード内の特定の接続端子に接続不良などが発生したりする場合がある。特定のプローブ針の接触不良や特定の接続端子の接続不良が発生した場合、同時に検査される半導体装置のうち特定位置の半導体装置が特性不良として誤判定される場合がある。
【００１７】
かかる特性不良はプローブカードに対する半導体装置の位置に応じて発生する。例えば、プローブカードのうちＤＵＴ位置ｐ１の半導体装置に対するプローブ針の接触が良好でない場合、図２（ａ）に示すように、ＤＵＴ位置ｐ１にある半導体装置の特性不良が多く検出される。
【００１８】
なお、図２（ａ）においては、半導体ウエハに形成される半導体装置のうち、Ｘ方向に４列分（Ｘ１〜Ｘ４）かつＹ方向に４行分（Ｙ１〜Ｙ４）の半導体装置に対するプローブカードの位置関係と、特性不良として検出される半導体装置との位置を示している。
【００１９】
このように、プローブカードの特定位置に対応した特性不良が検出される場合、実際の半導体装置は特性不良でなく、誤判定した可能性がある。
【００２０】
そこで、半導体ウエハに対するプローブカードの位置をＸ方向に半導体装置１個分だけずらして再検査した場合、例えば、図２（ｂ）に示す結果になる。図２（ｂ）に示すような結果になった場合、プローブカードのうちＤＵＴ位置ｐ１に関する検査に問題があり、特性不良の判定が検査側の誤判定であることを検出できる。
【００２１】
ところが、半導体ウエハ上に形成される半導体装置の特性不良は、検査工程以前の製造装置のゆらぎなどに起因して、半導体ウエハにおいて規則的な不良分布を有することがある。
【００２２】
例えば、半導体ウエハ上にパターンを形成する際に露光装置によって行われる露光処理は、複数個の半導体装置を一つの露光処理単位とし、かかる露光処理を複数個の半導体装置ごとに行う。そして、露光位置によってフォトマスクの形状や露光強度などの露光条件が異なる場合、同時に露光される半導体装置間で露光結果にばらつきが発生する。
【００２３】
このように、同時に露光される半導体装置間で露光結果にばらつきが発生すると、特性不良となる半導体装置が半導体ウエハ上に露光位置に応じた分布で発生する場合がある。そのため、検査側の誤判定なのか、露光処理に起因する特性不良なのかを精度よく判定できない恐れがある。このことは、露光処理に限らず、例えば、複数個の半導体装置単位ごとに製造処理を行う場合にも発生する恐れがある。また、半導体ウエハの最外周など半導体ウエハの特定の位置にプローブカードの特定のＤＵＴ位置が偏りやすい場合など、ＤＵＴ位置と半導体ウエハ上の位置との関係に偏りがある場合にも、発生する恐れがある。
【００２４】
ここで、露光装置による露光処理が、図１に示すように、Ｘ方向で２個、かつＹ方向で２個の合計４個の半導体装置に対して同時に行われるとする。なお、説明の便宜上、同時に露光される４個の半導体装置の位置を露光位置ａ〜ｄとして規定する。
【００２５】
そして、図３（ａ）に示すような位置の半導体装置が特性不良と判定されたとする。すなわち、Ｘ１：Ｙ１の位置、Ｘ１：Ｙ３の位置、Ｘ４：Ｙ１の位置およびＸ４：Ｙ３の位置でそれぞれ半導体装置の特性不良が判定されたとする。この場合、プローブカードにおけるＤＵＴ位置ｐ１およびＤＵＴ位置ｐ２で特性不良と判定される半導体装置の数が多いため、検査側の誤判定の可能性がある。
【００２６】
しかし、露光処理において、同時露光範囲が、［Ｘ１〜Ｘ２：Ｙ１〜Ｙ２］の範囲、［Ｘ１〜Ｘ２：Ｙ３〜Ｙ４］の範囲、［Ｘ３〜Ｘ４：Ｙ１〜Ｙ２］の範囲、［Ｘ３〜Ｘ４：Ｙ３〜Ｙ４］の範囲であるとした場合、露光位置ａおよび露光位置ｂ（図１参照）の半導体装置の一部が特性不良と判定されている。
【００２７】
このような状況において、上述したように、半導体ウエハに対するプローブカードの位置をＸ方向に半導体装置１個分だけずらして半導体ウエハ上の半導体装置の特性を再検査したとする。かかる再検査を行った結果が図３（ｂ）に示す結果になった場合、再検査でもＤＵＴ位置ｐ１およびＤＵＴ位置ｐ２で特性不良と判定される半導体装置の数が多い。
【００２８】
半導体装置の実際特性が正常と判定される範囲のぎりぎりにあるような場合、検査環境によって同じ半導体装置でも特性不良と判定したりしなかったりする。そのため、再検査を行った結果が図３（ｂ）に示す結果になった場合でも検査側の誤判定の可能性は排除することができない。
【００２９】
そこで、実施形態にかかる検査方法では、特性不良と判定された半導体装置の半導体ウエハ上の分布に基づいて、ウエハ検査を再度実施するようにしている。例えば、初回のウエハ検査の結果が図３（ａ）に示す結果となった場合、Ｘ方向に連続する半導体装置が特性不良として判定される数が多い。そこで、例えば、Ｘ方向に加えＹ方向へも半導体装置１個分だけずらして再検査を行うようにする。
【００３０】
かかる再検査の結果が例えば、図３（ｃ）に示す結果となった場合、特性不良の判定が検査側の誤判定ではなく、製造処理に起因することを判定することができる。一方、図３（ｄ）に示す結果となった場合、特性不良の判定が製造処理に起因するものではなく、検査側の誤判定によるものであることを判定することができる。また、Ｙ方向に連続して半導体装置が特性不良として判定された場合、Ｘ方向へ半導体装置１個分だけずらして再検査を行うようにする。
【００３１】
このように、実施形態にかかる検査方法では、規則的な特性不良の判定が製造処理に起因するものか、検査側の誤判定によるものであるかを精度よく検出することができる。そのため、半導体ウエハ上に形成された半導体装置の特性不良を精度よく検出することができる。
【００３２】
以下、実施形態にかかる検査方法および検査装置について、さらに具体的に説明する。図４は、実施形態にかかる検査装置の模式図であり、図５は、実施形態にかかる検査管理装置の構成図である。
【００３３】
図４に示すように、実施形態にかかる検査装置１０は、検査処理装置１１と検査管理装置１２を備える。なお、ここでは、検査処理装置１１と検査管理装置１２とに分けているが、一例に過ぎず、検査装置１０の構成はこれに限られるものではない。
【００３４】
検査処理装置１１は、プローブ部２０と、載置ユニット３０とを備える。さらに、プローブ部２０は、テストヘッド２１と、パフォーマンスボード２２と、装着部材２３と、プローブカード２４とを備える。
【００３５】
テストヘッド２１は、半導体ウエハＷ上に形成された半導体装置に印加する電源電圧および電気信号を生成し、かかる電気信号に対して半導体装置から出力される電気信号を取得する。また、テストヘッド２１は、半導体装置から取得した電気信号に基づいて半導体装置の電気的特性の良否を判定する。なお、テストヘッド２１が判定する電気的特性の良否判定は、検査管理装置１２側で行ってもよい。
【００３６】
パフォーマンスボード２２は、テストヘッド２１とプローブカード２４との間の信号の受け渡しを行う。かかるパフォーマンスボード２２の下側にはプローブカード２４を装着する装着部材２３が設けられている。装着部材２３の下側には、プローブカード２４を嵌め込むための凹部が設けられ、かかる凹部内にプローブカード２４が嵌め込まれる。
【００３７】
プローブカード２４は、Ｎ個の半導体装置に形成された複数のパッドのそれぞれに接触させる複数のプローブ針２５を有しており、半導体ウエハＷ上に形成されたＮ個の半導体装置のそれぞれの入力パッドにプローブ針２５から電気信号を印加する。また、プローブカード２４は、さらにＮ個の半導体装置の出力パッドからそれぞれ出力された複数の電気信号をプローブ針２５によって取得し、パフォーマンスボード２２へ送る。
【００３８】
載置ユニット３０は、半導体ウエハＷを上面に吸着するステージ３１と、ステージ３１を図示しない複数のモータによってＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動させる移動機構３２とを備えている。
【００３９】
検査管理装置１２は、検査処理装置１１に半導体装置の検査を行わせ、検査処理装置１１から出力される検査結果に基づいて半導体装置の再検査を実行させる。
【００４０】
かかる検査管理装置１２は、図５に示すように、制御部４０と、記憶部４１とを備える。さらに、制御部４０は、第１検査処理部４０ａと、特性不良分布解析部４０ｂと、第２検査条件決定部４０ｃと、第２検査処理部４０ｄと、判定部４０ｅとを備える。
【００４１】
また、記憶部４１は、第１検査条件データ４１ａと、第１検査結果データ４１ｂと、特性不良分布データ４１ｃと、第２検査条件データ４１ｄと、第２検査結果データ４１ｅとを記憶する記憶領域を有する。
【００４２】
第１検査処理部４０ａは、記憶部４１から第１検査条件データ４１ａを読み出し、かかる第１検査条件データ４１ａに基づいて、検査処理装置１１に第１ウエハ検査を実行させる。第１検査条件データ４１ａには、プローブカード２４で同時に検査するＮ個以下の半導体装置の組（以下、検査グループと記載する）の情報が含まれている。
【００４３】
ここでは、図６に示すように、行方向にＸ方向で３個、かつＹ方向で２個の合計６個の半導体装置に対してプローブ針２５を同時に接触させるプローブカード２４を用いる例を説明する。図６は、プローブカード２４と半導体装置の位置との関係を示す図であり、以下においては、図６に示す１〜６の位置をそれぞれＤＵＴ位置１〜６として規定する。
【００４４】
そして、第１検査条件データ４１ａには、図７に示すように、検査グループの情報が含まれる。図７は、プローブカード２４のＤＵＴ位置１〜６と半導体ウエハＷ上の半導体装置の位置との関係を示す図である。図７に示す１〜６の番号は、図６に示すプローブカード２４のＤＵＴ位置１〜６に対応するものである。第１検査条件データ４１ａには、検査グループの検査順番の情報が含まれる。なお、検査グループの検査順番は、プローブカード２４のプローブ針２５による検査グループへの接触順番である。
【００４５】
図５に示す第１検査処理部４０ａは、第１検査条件データ４１ａに規定された接触順番に従った順番で半導体装置を検査グループ単位で検査処理装置１１に検査を実行させ、半導体ウエハＷ上に形成された全ての半導体装置の特性を検査処理装置１１に検査させる。そして、第１検査処理部４０ａは、かかる第１ウエハ検査の結果を検査処理装置１１から取得し第１検査結果データ４１ｂとして記憶部４１に記憶する。
【００４６】
特性不良分布解析部４０ｂは、記憶部４１に記憶された第１検査結果データ４１ｂを読み出し、かかる第１検査結果データ４１ｂに基づき、第１ウエハ検査において特性不良として検出された半導体装置の半導体ウエハＷ上の分布（以下、特性不良チップ分布と記載する）を解析する。そして、特性不良分布解析部４０ｂは、特性不良チップ分布を解析し、かかる特性不良チップ分布が規則的な分布を示すものであるかを判定する。
【００４７】
例えば、図８に示すように、半導体ウエハＷ上に特性不良の半導体装置が分布しているとする。この場合、ＤＵＴ位置１の半導体装置とＤＵＴ位置４の半導体装置とが特性不良となっている数が多いため、特性不良分布解析部４０ｂは、特性不良チップ分布が規則的な分布を示すものであると判定する。図８は、半導体ウエハＷ上に形成される半導体装置の特性不良の分布の一例を示す図である。
【００４８】
特性不良分布解析部４０ｂは、このように解析した特性不良チップ分布を特性不良分布データ４１ｃとして、記憶部４１に記憶する。
【００４９】
第２検査条件決定部４０ｃは、記憶部４１に記憶された特性不良分布データ４１ｃを読み出し、かかる特性不良分布データ４１ｃに基づいて、再検査である第２ウエハ検査の条件を含む第２検査条件データ４１ｄを生成する。
【００５０】
すなわち、第２検査条件決定部４０ｃでは、特性不良チップ分布に規則的な特性不良の分布が見られる場合に、かかる特性不良チップ分布の原因が、プローブカード２４を含む検査装置１０に起因するものであるのかを判定可能とする検査条件を第２検査条件データ４１ｄとして生成する。一方、第２検査条件決定部４０ｃは、特性不良チップ分布に規則的な特性不良の分布が見られない場合には、第２検査条件データ４１ｄを記憶部４１に記憶しない。
【００５１】
半導体ウエハＷ上に形成される半導体装置は、一部の製造工程において、複数個単位で製造処理が行われる。ここでは、露光装置による露光処理の工程において、図９に示すように、Ｘ方向で３個、かつＹ方向で４個の合計１２個の半導体装置に対して同時に行われるものとする。図９は、露光工程と半導体装置の位置との関係を示す図である。説明の便宜上、図９に示すように、同時に露光される１２個の半導体装置のそれぞれの位置を露光位置ａ〜ｌとして規定する。
【００５２】
また、同時に露光される半導体装置の組（以下、露光グループと記載する）が図１０に示すような状態であるとする。図１０は、半導体装置の特性不良の分布の一例を示す図である。図１０に示すアルファベットは、図９に示す露光処理単位の露光位置ａ〜ｌに対応する。
【００５３】
また、図１０に示す半導体装置の特性不良は、図８に示す半導体装置の特性不良と同じである。すなわち、図８は、半導体装置の位置をプローブカード２４のＤＵＴ位置１〜６の位置と対応させて表し、図１０は、半導体装置の位置を同時露光工程の露光位置ａ〜ｌの位置と対応させて表している。
【００５４】
図１１は、図８および図１０に示す特性不良の分布状態の半導体ウエハＷについて、同時露光工程の露光位置ａ〜ｌに対する特性不良、および、プローブ部２０のＤＵＴ位置１〜６に対する特性不良をそれぞれ集計した表である。図１１に示すように、ＤＵＴ位置１の半導体装置およびＤＵＴ位置４の半導体装置が特性不良となっている数が多く、また、露光位置ａの半導体装置、露光位置ｄの半導体装置および露光位置ｇの半導体装置が特性不良となっている数が多い。
【００５５】
したがって、第１ウエハ検査の結果からは、規則的に分布する特性不良が検査装置１０に起因するものなのか露光工程に起因するものなのかを区別することが難しい。
【００５６】
そこで、図５に示す第２検査条件決定部４０ｃは、第１ウエハ検査において規定した検査グループとは異なる検査グループを規定する。すなわち、第２検査条件決定部４０ｃは、同時にプローブカード２４のプローブ針２５を接触させる６個の半導体装置のうちいくつかの半導体装置を置き換える。
【００５７】
具体的には、第２検査条件決定部４０ｃは、第１ウエハ検査におけるプローブカード２４の位置（図７参照）をずらして新たな検査グループを規定する。この際、第２検査条件決定部４０ｃは、第１ウエハ検査における特性不良分布データ４１ｃ、検査グループの情報および露光処理単位の情報に基づいて、第１ウエハ検査におけるプローブカード２４の位置をどのようにずらして新たな検査グループを規定するかを判定する。
【００５８】
図８および図１０に示す特性不良の分布である場合、プローブカード２４のＤＵＴ位置の観点からは、Ｙ方向に２つ連続するＤＵＴ位置１，４の半導体装置に不良が多い。また、同時露光処理における露光位置の観点からは、Ｙ方向に３つ連続する露光位置ａ，ｄ，ｇの半導体装置に不良が多い。
【００５９】
このような特性不良の分布の場合に、第１ウエハ検査におけるプローブカード２４の位置をＹ方向に半導体装置１個だけにずらして第２ウエハ検査を行った場合、その第２ウエハ検査の結果は、例えば、図１２に示すような結果となる。図１３は、かかる第２ウエハ検査において、同時露光工程の露光位置ａ〜ｌに対する特性不良、および、プローブカード２４のＤＵＴ位置１〜６に対する特性不良をそれぞれ集計した表である。
【００６０】
図１３に示すように、第１ウエハ検査におけるプローブカード２４の位置をＹ方向に半導体装置１個分だけずらして第２ウエハ検査を行った場合、第１ウエハ検査と同様に、ＤＵＴ位置１，４の半導体装置に特性不良が多く、露光位置ａ，ｄ，ｇの半導体装置に特性不良が多い。したがって、第２ウエハ検査を行っても、第１ウエハ検査において検出された特性不良が検査装置１０に起因するものなのか露光工程に起因するものなのかを区別することが難しい。
【００６１】
特に、特定のＤＵＴ位置に必ず特性不良が出現する場合、露光位置を考慮せずとも、検査装置１０に起因するものであることを判定しやすいが、上述したように、特定のＤＵＴ位置で特性不良が出現したりしなかったりすることも多い。例えば、プローブ針２５の摩耗程度やごみの付着程度によっては、特性不良が発生したりしなかったりする。また、特性を良品として判定する範囲が狭いような場合、プローブ針２５の接触が少しでも悪ければ特性不良と判定される場合がある。
【００６２】
そのため、複数の半導体ウエハＷを検査した結果を重ね合わせた場合に初めて図８に示すような特性不良分布を示すことも多い。このような場合、特性不良が検査装置１０に起因するものなのか否かを判断することが難しい。
【００６３】
また、ＤＵＴ位置と露光位置との関係が一定でない場合も多く、このような場合に、仮に露光工程に起因する特性不良があっても、露光工程に起因するか否かを判断することが難しい。しかも、露光工程の条件によって、特性不良の出現率が変わるような場合には、露光工程に起因するか否かの判断がさらに難しくなる。
【００６４】
例えば、図１０に示す例では、［Ｙ７〜Ｙ１０：Ｘ４〜Ｘ６］における露光位置ａ〜ｆは、それぞれＤＵＴ位置１〜６（図８参照）に対応し、露光位置ｇ〜ｌは、それぞれＤＵＴ位置１〜６（図８参照）に対応する。一方、［Ｙ３〜Ｙ６：Ｘ４〜Ｘ６］における露光位置ａ〜ｆは、それぞれＤＵＴ位置３，１，２，６，４，５（図８参照）に対応し、露光位置ｇ〜ｌは、それぞれＤＵＴ位置１〜６（図８参照）に対応する。
【００６５】
このように、特性不良の発生頻度やＤＵＴ位置と露光位置の関係などによって、特性不良が検査装置１０に起因するものなのか露光工程に起因するものなのかを区別することが難しい。
【００６６】
そこで、第２検査条件決定部４０ｃは、図１１に示すような特性不良の集計結果に基づいて、特性不良が所定数以上のＤＵＴ位置および露光位置から、第１ウエハ検査におけるプローブカード２４の位置をどのようにずらして新たな検査グループを規定するかを決定する。
【００６７】
図１１に示す例では、ＤＵＴ位置１，４の半導体装置および露光位置ａ，ｄ，ｇの半導体装置に特性不良が多い傾向が見られる。そして、上述のように、第１ウエハ検査におけるプローブカード２４の位置をＹ方向に半導体装置１個分だけずらした場合には、特性不良の要因を判断することが難しい。
【００６８】
そこで、図１１に示すような特性不良がある場合、第２検査条件決定部４０ｃは、第１ウエハ検査におけるプローブカード２４の位置をＹ方向に加えさらにＸ方向に半導体装置１個分だけずらした新たな検査グループを規定する。
【００６９】
このように、第２検査条件決定部４０ｃは、特性不良が所定数以上であるＤＵＴ位置と露光位置とから、第１ウエハ検査におけるプローブカード２４の位置をどのようにずらすかを決定するようにしている。第２検査条件決定部４０ｃは、このように決定したプローブカード２４の位置から、複数の新たな検査グループを決定し、かかる複数の新たな検査グループの検査順番を決定する。そして、第２検査条件決定部４０ｃは、新たな検査グループの情報と検査順番の情報を含む情報を第２検査条件データ４１ｄとして記憶部４１に記憶する。
【００７０】
図５に戻って制御部４０の説明を続ける。第２検査処理部４０ｄは、記憶部４１に記憶された第２検査条件データ４１ｄに基づき、半導体ウエハＷ上に形成された全ての半導体装置の特性を検査処理装置１１に再検査させる。具体的には、第２検査処理部４０ｄは、第２検査条件データ４１ｄを記憶部４１から読み出し、かかる第２検査条件データ４１ｄに基づいて、規定された検査順番に従って半導体装置を規定された検査グループ単位で検査処理装置１１に検査を実行させる。
【００７１】
これにより、半導体ウエハＷ上に形成された全ての半導体装置の特性が検査処理装置１１によって再検査される。そして、第２検査処理部４０ｄは、かかる第２ウエハ検査の結果を第２検査結果データ４１ｅとして記憶部４１に記憶する。なお、第２検査処理部４０ｄは、記憶部４１に第２検査条件データ４１ｄが記憶されていない場合には、第１ウエハ検査が行われた半導体ウエハＷに対して第２ウエハ検査は行わない。
【００７２】
判定部４０ｅは、記憶部４１から第２検査結果データ４１ｅを読み出し、特性不良分布が規則的な分布となっている原因が、プローブカード２４を含む検査装置１０に起因するものであるのか、露光工程に起因するものであるのかを判定する。
【００７３】
例えば、第１ウエハ検査におけるプローブカード２４の位置をＸ方向とＹ方向にそれぞれ半導体装置１個分だけずらして新たな検査グループを規定した情報が第２検査条件データ４１ｄに含まれるとする。
【００７４】
そして、かかる新たな検査グループに対して第２ウエハ検査を行った場合にこの第２ウエハ検査の結果が、例えば、図１４に示すようになったとすると、特性不良の集計結果は、図１５に示すようになる。図１４は、半導体装置の特性不良の分布の一例を示す図であり、図１５は、半導体装置の特性不良と露光位置ａ〜ｌおよびＤＵＴ位置１〜６との関係例を示す図である。かかる集計結果から、ＤＵＴ位置２，６の半導体装置および露光位置ａ，ｄ，ｇの半導体装置に特性不良が多い傾向が見られる。
【００７５】
上述したように、第１ウエハ検査では、ＤＵＴ位置１，４の半導体装置および露光位置ａ，ｄ，ｇの半導体装置に特性不良が多い傾向が見られる。したがって、第１ウエハ検査と第２ウエハ検査とで、露光位置ａ，ｄ，ｇの半導体装置に特性不良が多い傾向は共通する。そこで、判定部４０ｅは、特性不良分布が規則的な分布となっている原因が露光工程に起因するものであると判定する。
【００７６】
一方、新たな検査グループに対して第２ウエハ検査を行った場合にこの第２ウエハ検査の結果が、例えば、図１６に示すようになったとすると、特性不良の集計結果は、図１７に示すようになる。図１６は、半導体装置の特性不良の分布の一例を示す図であり、図１７は、半導体装置の特性不良と露光位置ａ〜ｌおよびＤＵＴ位置１〜６との関係例を示す図である。かかる集計結果から、ＤＵＴ位置１，４の半導体装置および露光位置ｋの半導体装置に特性不良が多い傾向が見られる。
【００７７】
第１ウエハ検査では、図１１に示すように、ＤＵＴ位置１，４の半導体装置および露光位置ａ，ｄ，ｇの半導体装置に特性不良が多い傾向が見られる。したがって、第１ウエハ検査と第２ウエハ検査とで、ＤＵＴ位置１，４の半導体装置に特性不良が多い傾向は共通する。そこで、判定部４０ｅは、特性不良分布が規則的な分布となっている原因がプローブカード２４を含む検査装置１０に起因するものであると判定する。
【００７８】
このように、判定部４０ｅは、特性不良分布が規則的な分布となっている原因が検査装置１０に起因するものなのか露光工程に起因するものなのかを区別することができ、これにより、検査装置１０の誤判定を精度よく検出することができる。
【００７９】
上述においては、半導体ウエハＷに形成される全ての半導体装置に対して第２ウエハ検査を行う第１モードについて説明したが、検査装置１０は、一部の半導体装置に対して第２ウエハ検査を行う第２モードも実行することができる。
【００８０】
第２ウエハ検査において全ての半導体装置を検査した場合に、第１ウエハ検査で特性不良を検出した半導体装置が、第２ウエハ検査でも特性不良の検出がされると、第２ウエハ検査が無駄になってしまう。そのため、このような場合には、半導体装置の製造コストの増加につながる。そこで、実施形態にかかる検査装置１０では、一部の半導体装置に対して第２ウエハ検査を行う第２モードを実行することができるようにしている。
【００８１】
具体的には、第２検査条件決定部４０ｃは、記憶部４１に記憶された特性不良分布データ４１ｃを読み出し、特性不良の半導体装置が所定数以上のＤＵＴ位置および露光位置の中から、第２ウエハ検査を行う半導体装置をサンプリングして第２検査条件データ４１ｄを生成する。
【００８２】
例えば、図８に示すような特性不良の半導体装置があるとする。この場合、第２検査条件決定部４０ｃは、第１ウエハ検査において特性不良が多い露光位置ａ，ｄ，ｇの半導体装置に対して、第１ウエハ検査において特性不良の検出が少ないＤＵＴ位置２，３，５，６の中から３つのＤＵＴ位置を無作為にサンプリングする。
【００８３】
そして、第２検査条件決定部４０ｃは、第１ウエハ検査において特性不良と判定された露光位置ａ，ｄ，ｇの一部の半導体装置に対して、ＤＵＴ位置２，３，５，６の中から選択されたＤＵＴ位置となるように、第２検査条件データ４１ｄを生成する。
【００８４】
このように生成された第２検査条件データ４１ｄに基づいて、第２検査処理部４０ｄが第２ウエハ検査を実施した結果が、例えば、図１８に示すようになったとすると、特性不良の集計結果は、図１９に示すようになる。図１８は、半導体装置の特性不良の分布の一例を示す図であり、図１９は、半導体装置の特性不良と露光位置ａ〜ｌおよびＤＵＴ位置１〜６との関係例を示す図である。かかる集計結果から、第１ウエハ検査の結果と同様に、露光位置ａ，ｄ，ｇの半導体装置が特性不良であることが分かる。
【００８５】
そのため、第２検査処理部４０ｄは、第２ウエハ検査において全ての半導体装置を検査しても、第１ウエハ検査と同様の位置の半導体装置が特性不良となる可能性が高いと判断し、残りの半導体装置に対して第２ウエハ検査を行わない。一方、露光位置ａ，ｄ，ｇの半導体装置が特性不良でない場合には、残りの半導体装置に対して第２ウエハ検査を行う。これにより無駄な検査が回避され、結果として半導体装置の製造コストの増加を削減することができる。
【００８６】
なお、上述した図１８および図１９に示す例では、露光位置ａ，ｄ，ｇにある各１個の半導体装置に対して、第２ウエハ検査を行ったが、検査対象のサンプリングはこれに限られない。例えば、露光位置ａ，ｄ，ｇにある各２個以上の半導体装置に対して第２ウエハ検査を行うようにしてもよい。
【００８７】
また、第１ウエハ検査において、各半導体装置に対して複数の特性検査を行う場合、第２ウエハ検査では、第１ウエハ検査で行う複数の特性検査のうち一部の特性検査を実施するようにしてもよい。
【００８８】
例えば、第２検査条件決定部４０ｃは、複数の特性検査のうち他の特性検査に比べて特性不良となる数が多い特性検査を選択して、第２検査条件データ４１ｄを生成するようにしてもよい。このようにすることで、第２ウエハ検査において検査時間の短縮を図ることができ、結果として半導体装置の製造コストの増加を削減することができる。
【００８９】
特に、第１ウエハ検査で行った特性検査のうち規則的な特性不良と判定された特性に対して第２ウエハ検査を行うことによって、さらに、第２ウエハ検査において検査時間の短縮を図ることができる。
【００９０】
次に、実施形態にかかる検査装置１０が実行する処理手順について図２０を用いて説明する。図２０は、実施形態にかかる検査装置１０が実行する処理手順を示すフローチャートである。 
【００９１】
図２０に示すように、第１検査処理部４０ａは、検査処理装置１１に第１ウエハ検査を実行させ、第１ウエハ検査の結果を記憶部４１に記憶する（ステップＳ１０）。次に、特性不良分布解析部４０ｂは、記憶部４１に記憶された第１ウエハ検査の結果に基づいて、特性不良分布を解析する（ステップＳ１１）。 
【００９２】
次に、第２検査条件決定部４０ｃは、記憶部４１に記憶された特性不良分布データに基づいて、規則的な特性不良の分布があるか否かを判定する（ステップＳ１２）。かかる判定において、規則的な特性不良の分布があると判定された場合（ステップＳ１２，Ｙｅｓ）、第２検査条件決定部４０ｃは、第２検査条件を決定し、記憶部４１に記憶する（ステップＳ１３）。
【００９３】
次に、第２検査処理部４０ｄは、一部の半導体装置に対する第２ウエハ検査を実行する（ステップＳ１４）。そして、第２検査処理部４０ｄは、かかる第２ウエハ検査を行った半導体装置が特性不良であると判定されたか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【００９４】
第２ウエハ検査を行った半導体装置が特性不良であると判定した場合（ステップＳ１５，Ｙｅｓ）、第２検査処理部４０ｄは、第１ウエハ検査で検出した特性不良が、露光工程に起因する特性不良であると判定し、検査装置１０に設けられた不図示の表示装置に判定結果を表示する（ステップＳ２０）。
【００９５】
一方、第２ウエハ検査を行った半導体装置が特性不良ではないと判定した場合（ステップＳ１５，Ｎｏ）、第２検査処理部４０ｄは、残りの半導体装置に対する第２ウエハ検査を実行する（ステップＳ１６）。
【００９６】
つづいて、判定部４０ｅは、第２ウエハ検査の結果の解析を行い（ステップＳ１７）、かかる解析結果が露光工程に起因する特性不良であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。そして、かかる解析結果が露光工程に起因する特性不良であると判定した場合（ステップＳ１８，Ｙｅｓ）、判定部４０ｅは、検査装置１０に設けられた不図示の表示装置に判定結果を表示し（ステップＳ２０）、検査処理を終了する。
【００９７】
また、解析結果が露光工程に起因する特性不良ではないと判定した場合（ステップＳ１８，Ｎｏ）、判定部４０ｅは、同様に、検査装置１０に設けられた不図示の表示装置に判定結果を表示し（ステップ１９）、検査処理を終了する。また、ステップＳ１２において、規則的な特性不良の分布がないと判定された場合（ステップＳ１２，Ｎｏ）、検査処理を終了する。
【００９８】
なお、ステップＳ１２において、規則的な特性不良の分布があると判定された場合に、ステップＳ１３以降の処理を行うこととしたが、規則的な特性不良の分布がない場合でも、特性不良となる半導体装置の数が所定数以上である場合には、ステップＳ１３以降の処理を行ってもよい。また、規則的な特性不良の分布であるか否かは、例えば、特定のＤＵＴ位置や露光位置の特性不良が所定数以上であるか否かで判定する。
【００９９】
このように、実施形態にかかる検査方法および検査装置は、複数個の半導体装置を同時に検査するためのプローブカード２４の半導体ウエハＷに対する位置を相対的に移動させて、第１ウエハ検査によって半導体ウエハＷ上に形成された全ての半導体装置の特性を検査する第１検査工程を実施する。
【０１００】
その後、第１検査工程によって特性不良と判定された半導体装置の半導体ウエハＷ上の分布に基づいて、プローブカード２４の半導体ウエハＷに対する位置を第１ウエハ検査時から変更し、第２ウエハ検査によって半導体装置の特性を再検査する第２検査工程を実施する。
【０１０１】
そして、第２検査工程による再検査の結果に基づいて半導体装置の特性不良のうち、複数個の半導体装置単位で行われる製造処理において生じる特性不良を判定する判定工程を実施する。
【０１０２】
したがって、実施形態にかかる検査方法および検査装置によれば、特性不良分布が規則的な分布となっている原因がプローブカード２４などの検査装置１０に起因するものなのか露光工程に起因するものなのかを区別することができる。そのため、検査装置１０の誤判定を精度よく検出することができる。
【０１０３】
なお、上述においては、半導体ウエハＷ毎に第１ウエハ検査および第２ウエハ検査を行うこととしたが、これに限定されるものではない。例えば、複数の半導体ウエハＷに対して第１ウエハ検査を実施した結果に基づいて、第２ウエハ検査を行うようにしてもよい。      
【０１０４】
このようにすることで、例えば、複数の半導体ウエハを検査した結果を何重にも重ね合わせた場合に初めて図８に示すような特性不良分布を示すような場合においても、検査装置の誤判定や製造不良を精度よく検出することができる。
【０１０５】
この場合、例えば、第１検査処理部４０ａは、規定された数の半導体ウエハに対して第１ウエハ検査を行い、その結果をそれぞれ第１検査条件データ４１ａとして記憶部４１に記憶する。そして、特性不良分布解析部４０ｂは、記憶部４１から複数の第１検査条件データ４１ａを読み出し、これらの第１検査条件データ４１ａを重ね合わせる。
【０１０６】
第１検査条件データ４１ａが、例えば、図７に示す［Ｘ１〜Ｘ１５：Ｙ１〜Ｙ２０］の範囲にある３００個の座標毎に、検査処理装置１１において特性不良が検出された場合には「１」、特性不良が検出されない場合には「０」の情報が含まれるとする。この場合、特性不良分布解析部４０ｂは、第１検査条件データ４１ａの各座標毎に、加算していくことで、第１検査条件データ４１ａを重ね合わせる。
【０１０７】
例えば、第１検査条件データ４１ａが１０個ある場合、［Ｘ１０：Ｙ１２］の座標のデータが、「０」、「１」、「０」、「０」、「１」、「１」、「１」、「０」、「０」、「０」である場合、［Ｘ１０：Ｙ１２］の座標のデータは重ね合わせの結果、「５」になる。
【０１０８】
そして、特性不良分布解析部４０ｂは、このように重ね合わせた第１検査条件データ４１ａに基づいて、特性不良チップ分布を解析し、かかる特性不良チップ分布が規則的な分布を示すものであるかを判定する。そして、特性不良チップ分布が規則的な分布を示すものである場合、第２検査条件決定部４０ｃが第２検査条件データ４１ｄを生成し、かかる第２検査条件データ４１ｄに基づいて、第２検査処理部４０ｄが第２ウエハ検査を行う。
【０１０９】
また、上述においては、プローブカード２４によって同時に接触できる半導体装置の配列を２列×２行の４個や３列×２行の６個とし、露光工程で同時に露光する半導体装置の配列を２×２行の４個や３列×４行の１２個としたが、これに限られない。例えば、プローブカード２４によって同時に接触できる半導体装置の配列が露光工程で同時に露光する半導体装置の配列に含まれる場合やその逆の場合であればよい。
【０１１０】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１１】
１０  検査装置、２２  パフォーマンスボード、２４  プローブカード、３２  移動機構、４０  制御部
【図１】
2012204544.tif 000003
【図２】
2012204544.tif 000004
【図３】
2012204544.tif 000005
【図４】
2012204544.tif 000006
【図５】
2012204544.tif 000007
【図６】
2012204544.tif 000008
【図７】
2012204544.tif 000009
【図８】
2012204544.tif 000010
【図９】
2012204544.tif 000011
【図１０】
2012204544.tif 000012
【図１１】
2012204544.tif 000013
【図１２】
2012204544.tif 000014
【図１３】
2012204544.tif 000015
【図１４】
2012204544.tif 000016
【図１５】
2012204544.tif 000017
【図１６】
2012204544.tif 000018
【図１７】
2012204544.tif 000019
【図１８】
2012204544.tif 000020
【図１９】
2012204544.tif 000021
【図２０】
2012204544.tif 000022