(57)【要約】【課題】測定値のヒストグラムにおいて、複数の主分布を含む場合であっても、主分布から外れた特異値を示す半導体装置を特定できる半導体装置のスクリーニング装置が、望まれる。【解決手段】半導体装置のスクリーニング装置は、半導体装置の特性に関する測定結果から構成される測定値集合を、所定の規則に基づき分割することで、複数の測定値部分集合を生成するデータ分割部と、複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の評価基準となる第１の評価値を算出する第１の評価値算出部と、第１の評価値に基づいて、複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果を変換するデータ変換部と、データ変換部が変換した後の測定結果の評価基準となる第２の評価値を算出する第２の評価値算出部と、第２の評価値に基づいて、測定対象である半導体装置の良否を判定する判定部と、を備えている。【選択図】図１
2013089804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の特性に関する測定結果から構成される測定値集合を、所定の規則に基づき分割することで、複数の測定値部分集合を生成するデータ分割部と、
前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の評価基準となる第１の評価値を算出する第１の評価値算出部と、
前記第１の評価値に基づいて、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果を変換するデータ変換部と、
前記データ変換部が変換した後の測定結果の評価基準となる第２の評価値を算出する第２の評価値算出部と、
前記第２の評価値に基づいて、測定対象である半導体装置の良否を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする半導体装置のスクリーニング装置。
【請求項２】
前記データ分割部は、
測定対象の半導体装置が含まれるウェハごとに前記測定値集合を分割する第１のデータ分割部と、
測定対象である半導体装置の測定を行った測定ユニットごとに、前記第１のデータ分割部が分割した後の部分集合を分割する第２のデータ分割部と、
を含む請求項１の半導体装置のスクリーニング装置。
【請求項３】
前記第１の評価値算出部は、前記第１の評価値として、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の平均値を算出する請求項１又は２の半導体装置のスクリーニング装置。
【請求項４】
前記データ変換部は、
前記第１の評価値算出部が算出した平均値に対して加算する変換係数であって、前記第１の評価値算出部が算出した平均値それぞれを一致させる第１の変換係数を、前記複数の測定値部分集合それぞれについて算出し、
前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果に対して、前記第１の変換係数を加算する第１の変換を行う請求項３の半導体装置のスクリーニング装置。
【請求項５】
前記第１の評価値算出部は、前記第１の評価値として、さらに、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の標準偏差を算出し、
前記データ変換部は、
前記第１の評価値算出部が算出した標準偏差に対して乗じる変換係数であって、前記第１の評価値算出部が算出した標準偏差それぞれを一致させる第２の変換係数を、前記複数の測定値部分集合それぞれについて算出し、
前記第１の変換後の測定結果に対し、前記第２の変換係数を乗じる第２の変換を行う請求項４の半導体装置のスクリーニング装置。
【請求項６】
前記第２の評価値算出部は、前記第２の評価値として、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれ、前記データ変換部が変換した後の測定結果について、平均値及び標準偏差を算出する請求項１乃至５のいずれか一に記載の半導体装置のスクリーニング装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記第２の評価値算出部が算出した平均値及び標準偏差と、予め定められた規格値情報に基づいて、測定対象である半導体装置の良否を判定する請求項６の半導体装置のスクリーニング装置。
【請求項８】
半導体装置の特性に関する測定結果から構成される測定値集合を、所定の規則に基づき分割することで、複数の測定値部分集合を生成するデータ分割工程と、
前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の評価基準となる第１の評価値を算出する第１の評価値算出工程と、
前記第１の評価値に基づいて、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果を変換するデータ変換工程と、
前記データ変換工程で変換した後の測定結果の評価基準となる第２の評価値を算出する第２の評価値算出工程と、
前記第２の評価値に基づいて、測定対象である半導体装置の良否を判定する判定工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置のスクリーニング方法。
【請求項９】
前記第１の評価値算出工程は、前記第１の評価値として、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の平均値を算出する工程を含み、
前記データ変換工程は、
前記第１の評価値算出工程で算出した平均値に対して加算する変換係数であって、前記第１の評価値算出工程で算出した平均値それぞれを一致させる第１の変換係数を、前記複数の測定値部分集合それぞれについて算出する工程と、
前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果に対して、前記第１の変換係数を加算する第１の変換工程と、
を含む請求項８の半導体装置のスクリーニング方法。
【請求項１０】
前記第１の評価値算出工程は、前記第１の評価値として、さらに、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の標準偏差を算出する工程を含み、
前記データ変換工程は、
前記第１の評価値算出工程で算出した標準偏差に対して乗じる変換係数であって、前記第１の評価値算出工程で算出した標準偏差それぞれを一致させる第２の変換係数を、前記複数の測定値部分集合それぞれについて算出する工程と、
前記第１の変換工程後の測定結果に対し、前記第２の変換係数を乗じる第２の変換工程と、
を含む請求項９の半導体装置のスクリーニング方法。
【請求項１１】
半導体装置の特性に関する測定結果から構成される測定値集合を、所定の規則に基づき分割することで、複数の測定値部分集合を生成するデータ分割処理と、
前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の評価基準となる第１の評価値を算出する第１の評価値算出処理と、
前記第１の評価値に基づいて、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果を変換するデータ変換処理と、
前記データ変換処理で変換した後の測定結果の評価基準となる第２の評価値を算出する第２の評価値算出処理と、
前記第２の評価値に基づいて、測定対象である半導体装置の良否を判定する判定処理と、
をコンピュータに実行させることで、前記コンピュータを半導体装置のスクリーニング装置として動作させるプログラム。
【請求項１２】
前記第１の評価値算出処理は、前記第１の評価値として、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の平均値を算出する処理を実行し、
前記データ変換処理は、
前記第１の評価値算出処理で算出した平均値に対して加算する変換係数であって、前記第１の評価値算出処理で算出した平均値それぞれを一致させる第１の変換係数を、前記複数の測定値部分集合それぞれについて算出する処理と、
前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果に対して、前記第１の変換係数を加算する第１の変換処理と、
を実行する請求項１１のプログラム。
【請求項１３】
前記第１の評価値算出処理は、前記第１の評価値として、さらに、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の標準偏差を算出する処理を実行し、
前記データ変換処理は、
前記第１の評価値算出処理で算出した標準偏差に対して乗じる変換係数であって、前記第１の評価値算出処理で算出した標準偏差それぞれを一致させる第２の変換係数を、前記複数の測定値部分集合それぞれについて算出する処理と、
前記第１の変換処理後の測定結果に対し、前記第２の変換係数を乗じる第２の変換処理と、
を実行する請求項１２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装置、半導体装置のスクリーニング方法及びプログラムに関する。特に、半導体装置の特性に関する測定結果に基づく、半導体装置のスクリーニング装置、半導体装置のスクリーニング方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、製造した半導体装置に対して各種の試験を実施する。試験を実施することにより、半導体装置の品質を確保する。
【０００３】
ここで、特許文献１において、半導体装置の試験時の電圧値や電流値等の物理量を測定し、測定した物理量の分布を解析するスクリーニング装置が開示されている。特許文献１で開示されたスクリーニング装置は、測定対象である半導体装置について、そのウェハ上の位置と共に物理量をデータファイルとして記憶する。試験が終了した後、データファイルに記憶された物理量の分布を解析し、検査した結果、事前に定めた判定基準から外れている物理量を示す半導体装置を特定する。特定された半導体装置は、潜在的な不良要因を持つ半導体装置として、スクリーニングされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−００２９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
なお、上記先行技術文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明の観点からなされたものである。
【０００６】
図２は、ウェハ上に生成された半導体装置の一例を示す平面図である。ここで、図２に示す半導体装置の特性を測定する際に、同時に複数の半導体装置を測定することが行われる場合がある。同時に複数の半導体装置を測定することで、試験時間の短縮を図るためである。図２では、斜線で示す４つの半導体装置Ｄ０１〜Ｄ０４の特性が同時に測定されるものとする。このような特性の測定方法を多数個測定と呼び、以下の説明を行う。
【０００７】
図３は、多数個測定時のテスタと半導体装置の接続構成の一例を示す図である。図３では、半導体装置Ｄ０１〜Ｄ０４の特性を、各測定ユニットＴＵ０１〜ＴＵ０４が測定する。その際、各測定ユニットＴＵ０１〜ＴＵ０４が持つ微少な特性差や、各測定ユニットと各半導体装置とを結ぶ回路の特性の差が、測定結果に影響を与える場合がある。そのため仮に、同じ半導体装置の特性を、各測定ユニットＴＵ０１〜ＴＵ０４で測定したとしても、その測定結果は完全に同一にはならない。その結果、各測定ユニットＴＵ０１〜ＴＵ０４から取得した測定値のヒストグラムは、測定ユニット毎に分離した分布を持つことになる。
【０００８】
図４は、測定値のヒストグラムの一例を示す図である。図４に示すように、異なる測定ユニットを用いて複数の半導体装置の特性を同時に測定するならば、そのヒストグラムにおける分布は前述の特性の差に起因して測定ユニット毎に分かれた分布となる場合が多い。
【０００９】
ここで、特許文献１が開示するスクリーニング装置は、ウェハ上の半導体装置の物理量（測定結果）に基づいて、潜在的な不良要因を持つ半導体装置を排除している。その際、半導体装置の物理量を測定した結果は、１つの主分布を持つことを前提としている。
【００１０】
図５は、測定値のヒストグラムの一例を示す図である。図５に示すように、予め定められた規格値よりも大きな（小さな）値を示す半導体装置は不良判定される。規格値よりも小さな(大きな)値を示す半導体装置は良品と判定されるが、測定値の主分布に含まれない分布は外れ分布とされ、潜在的な不良を内在するものとしてスクリーニングされる。ここで、外れ分布は主分布の中心（平均値）からの隔たりの程度で判断される。しかし、上述のとおり、測定値のヒストグラムが図５に示すような１つの主分布を持つ形状とは限らない。
【００１１】
図６は、測定値のヒストグラムの一例を示す図である。図６では、測定ユニットが２つの場合の測定値のヒストグラムを示している。分布１及び外れ分布１が１つの測定ユニットによる測定値のヒストグラムであり、分布２がもう１つの測定ユニットによる測定値のヒストグラムである。これらの分布は、図示していない予め定められた規格値の範囲内にあり、全ての半導体装置は良品判定されているものとする。この場合、分布１と分布２で１つの主分布を形成していると考えれば、分布１と分布２の間にある外れ分布１は正常な分布とみなされる。なぜなら外れ分布１は、分布１と分布２の間に埋没してしまうためである。従って、特許文献１で開示された判定方法では、このような外れ分布１を、正確に外れ分布と認識することができない。
【００１２】
しかし、分布１に含まれる測定値を取得した測定ユニットと、分布２に含まれる測定値を取得した測定ユニットは、互いに異なるため、外れ分布１に対応した測定値を持つ半導体装置は不良品（潜在的な不良要因を持つ半導体装置）としてスクリーニング対象と判断されるべきものである。このように、２以上の主分布を持つヒストグラムにおいて、各主分布間に埋没した外れ分布に含まれる測定値を示す半導体装置を特定することは困難である。そのため、測定値のヒストグラムにおいて、複数の主分布を含む場合であっても、主分布から外れた特異値を示す半導体装置を特定できる半導体装置のスクリーニング装置が、望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の視点によれば、半導体装置の特性に関する測定結果から構成される測定値集合を、所定の規則に基づき分割することで、複数の測定値部分集合を生成するデータ分割部と、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の評価基準となる第１の評価値を算出する第１の評価値算出部と、前記第１の評価値に基づいて、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果を変換するデータ変換部と、前記データ変換部が変換した後の測定結果の評価基準となる第２の評価値を算出する第２の評価値算出部と、前記第２の評価値に基づいて、測定対象である半導体装置の良否を判定する判定部と、を備える半導体装置のスクリーニング装置が提供される。
【００１４】
本発明の第２の視点によれば、半導体装置の特性に関する測定結果から構成される測定値集合を、所定の規則に基づき分割することで、複数の測定値部分集合を生成するデータ分割工程と、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の評価基準となる第１の評価値を算出する第１の評価値算出工程と、前記第１の評価値に基づいて、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果を変換するデータ変換工程と、前記データ変換工程で変換した後の測定結果の評価基準となる第２の評価値を算出する第２の評価値算出工程と、前記第２の評価値に基づいて、測定対象である半導体装置の良否を判定する判定工程と、を含む半導体装置のスクリーニング方法が提供される。
【００１５】
本発明の第３の視点によれば、半導体装置の特性に関する測定結果から構成される測定値集合を、所定の規則に基づき分割することで、複数の測定値部分集合を生成するデータ分割処理と、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の評価基準となる第１の評価値を算出する第１の評価値算出処理と、前記第１の評価値に基づいて、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果を変換するデータ変換処理と、前記データ変換処理で変換した後の測定結果の評価基準となる第２の評価値を算出する第２の評価値算出処理と、前記第２の評価値に基づいて、測定対象である半導体装置の良否を判定する判定処理と、をコンピュータに実行させることで、前記コンピュータを半導体装置のスクリーニング装置として動作させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。記憶媒体は、非トランジェント（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）なものとすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の各視点によれば、測定値のヒストグラムにおいて、複数の主分布を含む場合であっても、主分布から外れた特異値を示す半導体装置を特定できる半導体装置のスクリーニング装置、半導体装置のスクリーニング方法及びプログラムが、提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の概要を説明するための図である。
【図２】ウェハ上に生成された半導体装置の一例を示す平面図である。
【図３】多数個測定時のテスタと半導体装置の接続構成の一例を示す図である。
【図４】測定値のヒストグラムの一例を示す図である。
【図５】測定値のヒストグラムの一例を示す図である。
【図６】測定値のヒストグラムの一例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るスクリーニング装置１の構成の一例を示す図である。
【図８】図７に示す計算機３０の内部構成の一例を示す図である。
【図９】スクリーニング装置１の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】集合Ａの分割の一例を示す図である。
【図１１】データ変換前の測定値におけるヒストグラムの一例を示す図である。
【図１２】データ変換後の測定値におけるヒストグラムの一例を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係るスクリーニング装置２に含まれる計算機３０ａの内部構成の一例を示す図である。
【図１４】スクリーニング装置２の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１５】データ変換前の測定値におけるヒストグラムの一例を示す図である。
【図１６】データ変換後の測定値におけるヒストグラムの一例を示す図である。
【図１７】測定値のヒストグラムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
初めに、図１を用いて一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。
【００１９】
上述のように、２以上の主分布を持つヒストグラムにおいて、各主分布間に埋没した外れ分布に含まれる測定値を示す半導体装置を特定することは困難である。そのため、測定値のヒストグラムにおいて、複数の主分布を含む場合であっても、主分布から外れた特異値を示す半導体装置を特定できる半導体装置のスクリーニング装置が、望まれる。
【００２０】
そこで、一例として図１に示す半導体装置のスクリーニング装置１００を提供する。図１に示す半導体装置のスクリーニング装置１００は、半導体装置の特性に関する測定結果から構成される測定値集合を、所定の規則に基づき分割することで、複数の測定値部分集合を生成するデータ分割部１０１と、複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の評価基準となる第１の評価値を算出する第１の評価値算出部１０２と、第１の評価値に基づいて、複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果を変換するデータ変換部１０３と、データ変換部が変換した後の測定結果の評価基準となる第２の評価値を算出する第２の評価値算出部１０４と、第２の評価値に基づいて、測定対象である半導体装置の良否を判定する判定部１０５と、を備えている。
【００２１】
試験装置から得られた半導体装置の測定結果には、複数のウェハに含まれる半導体装置の測定結果及び複数の測定ユニットから測定された測定結果が含まれる。データ分割部１０１は、これらの測定結果から構成される測定値集合の分割を行う。具体的には、ウェハ毎、又は、測定ユニット毎に測定値集合を分割することが考えられる。さらに、測定値集合を分割して生成された測定値部分集合に含まれる測定値の評価値（第１の評価値）を算出する。データ変換部１０３では、この第１の評価値に基づいて、測定値部分集合に含まれる測定値を変換する。その際の変換は、第２の評価値算出部１０４が算出する評価値（第２の評価値）を用いた半導体装置の良否判定の評価基準が統一されるように行う。具体的には、第２の評価値として、測定値部分集合に含まれる測定値の平均値及び標準偏差を採用すれば、それぞれの測定値部分集合に含まれる平均値が一致するような変換を行う。その結果、測定値部分集合それぞれの分布が分離せず一致し、主分布から外れた特異値を示す半導体装置を特定できる半導体装置のスクリーニング装置が、提供できる。
【００２２】
本発明において下記の形態が可能である。
【００２３】
［形態１］上記第１の視点に係る半導体装置のスクリーニング装置のとおりである。
【００２４】
［形態２］前記データ分割部は、測定対象の半導体装置が含まれるウェハごとに前記測定値集合を分割する第１のデータ分割部と、測定対象である半導体装置の測定を行った測定ユニットごとに、前記第１のデータ分割部が分割した後の部分集合を分割する第２のデータ分割部と、を含むことが好ましい。
【００２５】
［形態３］前記第１の評価値算出部は、前記第１の評価値として、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の平均値を算出することが好ましい。
【００２６】
［形態４］前記データ変換部は、前記第１の評価値算出部が算出した平均値に対して加算する変換係数であって、前記第１の評価値算出部が算出した平均値それぞれを一致させる第１の変換係数を、前記複数の測定値部分集合それぞれについて算出し、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果に対して、前記第１の変換係数を加算する第１の変換を行うことが好ましい。
【００２７】
［形態５］前記第１の評価値算出部は、前記第１の評価値として、さらに、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の標準偏差を算出し、前記データ変換部は、前記第１の評価値算出部が算出した標準偏差に対して乗じる変換係数であって、前記第１の評価値算出部が算出した標準偏差それぞれを一致させる第２の変換係数を、前記複数の測定値部分集合それぞれについて算出し、前記第１の変換後の測定結果に対し、前記第２の変換係数を乗じる第２の変換を行うことが好ましい。
【００２８】
［形態６］前記第２の評価値算出部は、前記第２の評価値として、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれ、前記データ変換部が変換した後の測定結果について、平均値及び標準偏差を算出することが好ましい。
【００２９】
［形態７］前記判定部は、前記第２の評価値算出部が算出した平均値及び標準偏差と、予め定められた規格値情報に基づいて、測定対象である半導体装置の良否を判定することが好ましい。
【００３０】
［形態８］上記第２の視点に係る半導体装置のスクリーニング方法のとおりである。
【００３１】
［形態９］前記第１の評価値算出工程は、前記第１の評価値として、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の平均値を算出する工程を含み、前記データ変換工程は、前記第１の評価値算出工程で算出した平均値に対して加算する変換係数であって、前記第１の評価値算出工程で算出した平均値それぞれを一致させる第１の変換係数を、前記複数の測定値部分集合それぞれについて算出する工程と、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果に対して、前記第１の変換係数を加算する第１の変換工程と、を含むことが好ましい。
【００３２】
［形態１０］前記第１の評価値算出工程は、前記第１の評価値として、さらに、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の標準偏差を算出する工程を含み、前記データ変換工程は、前記第１の評価値算出工程で算出した標準偏差に対して乗じる変換係数であって、前記第１の評価値算出工程で算出した標準偏差それぞれを一致させる第２の変換係数を、前記複数の測定値部分集合それぞれについて算出する工程と、前記第１の変換工程後の測定結果に対し、前記第２の変換係数を乗じる第２の変換工程と、を含むことが好ましい。
【００３３】
［形態１１］上記第３の視点に係るプログラムのとおりである。
【００３４】
［形態１２］前記第１の評価値算出処理は、前記第１の評価値として、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の平均値を算出する処理を実行し、前記データ変換処理は、前記第１の評価値算出処理で算出した平均値に対して加算する変換係数であって、前記第１の評価値算出処理で算出した平均値それぞれを一致させる第１の変換係数を、前記複数の測定値部分集合それぞれについて算出する処理と、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果に対して、前記第１の変換係数を加算する第１の変換処理と、を実行することが好ましい。
【００３５】
［形態１３］前記第１の評価値算出処理は、前記第１の評価値として、さらに、前記複数の測定値部分集合それぞれに含まれる測定結果の標準偏差を算出する処理を実行し、前記データ変換処理は、前記第１の評価値算出処理で算出した標準偏差に対して乗じる変換係数であって、前記第１の評価値算出処理で算出した標準偏差それぞれを一致させる第２の変換係数を、前記複数の測定値部分集合それぞれについて算出する処理と、前記第１の変換処理後の測定結果に対し、前記第２の変換係数を乗じる第２の変換処理と、を実行することが好ましい。
【００３６】
以下に具体的な実施の形態について、図面を参照してさらに詳しく説明する。
【００３７】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。
【００３８】
図７は、第１の実施形態に係るスクリーニング装置１の構成の一例を示す図である。
【００３９】
スクリーニング装置１は、テスタ１０と、プローバ２０と、計算機３０と、記憶媒体４０から構成されている。スクリーニング装置１は、ウェハ５０に含まれる半導体装置の特性を測定し、測定結果に基づいて潜在的な不良要因を内在していると判定された半導体装置を特定する。特定された結果は、外部に出力される。
【００４０】
テスタ１０は、プローバ２０を介してウェハ５０に含まれる半導体装置と電気的に接続される。テスタ１０は、計算機３０からの指示に基づき動作する。さらに、テスタ１０は、記憶媒体４０と接続されている。また、テスタ１０は、ウェハ５０に含まれる半導体装置の位置情報（ウェハ５０上での位置情報）及び半導体装置の特性に関する測定値をデータファイルとして記憶する。なお、テスタ１０には、図３に示すように複数の測定ユニットが含まれている。
【００４１】
プローバ２０は、半導体装置のウェハ５０上での位置情報をテスタ１０に送信する。
【００４２】
計算機３０は、テスタ１０、プローバ２０及び記憶媒体４０と接続されている。計算機３０は、記憶媒体４０に格納されたプログラムを読み出し、実行することで、テスタ１０及びプローバ２０の制御を行う。さらに、計算機３０は、記憶媒体４０に記憶されたデータファイルにアクセス可能であり、データファイルに記憶された半導体装置の特性に関する測定値を解析することができる。
【００４３】
図８は、計算機３０の内部構成の一例を示す図である。
【００４４】
計算機３０には、少なくても、第１のデータ分割部３１と、第２のデータ分割部３２と、第１の平均値＆標準偏差算出部３３と、データ変換部３４と、第２の平均値＆標準偏差算出部３５と、判定部３６と、が含まれている。
【００４５】
第１のデータ分割部３１は、指定された方法によってデータファイルから読み出す情報（半導体装置の測定値情報）を分割する。
【００４６】
第２のデータ分割部３２は、第１のデータ分割部３１に接続されている。第２のデータ分割部３２は、第１のデータ分割部３１が分割した測定値情報を指定された方法で分割する。第１のデータ分割部３１及び第２のデータ分割部３２で実施する分割方法については後述する。
【００４７】
第１の平均値＆標準偏差算出部３３は、第２のデータ分割部３２に接続されている。第１の平均値＆標準偏差算出部３３は、第２のデータ分割部３２の分割により生成された部分集合に含まれる測定値について、平均値及び標準偏差を算出する。なお、第１の平均値＆標準偏差算出部３３は、上述の第１の評価値算出部に相当する。
【００４８】
データ変換部３４は、第１の平均値＆標準偏差算出部３３に接続されている。データ変換部３４は、第１の平均値＆標準偏差算出部３３が算出した平均値に基づいて、測定値のデータ変換を行う。データ変換の詳細は後述する。
【００４９】
第２の平均値＆標準偏差算出部３５は、データ変換部３４に接続されている。第２の平均値＆標準偏差算出部３５は、第２のデータ分割部３２の分割により生成された部分集合毎に、データ変換後の測定値について、平均値及び標準偏差を算出する。なお、第２の平均値＆標準偏差算出部３５は、上述の第２の評価値算出部に相当する。
【００５０】
判定部３６は、第２の平均値＆標準偏差算出部３５に接続されている。判定部３６は、予め定められた規格値と第２の平均値＆標準偏差算出部３５が算出する平均値及び標準偏差に基づいて、潜在的な不良要因を持つ半導体装置を特定し、その結果を出力する。
【００５１】
次に、スクリーニング装置１の動作について説明する。
【００５２】
図９は、スクリーニング装置１の動作の一例を示すフローチャートである。
【００５３】
ステップＳ１０１では、計算機３０が、テスタ１０及びプローバ２０を制御して、ウェハ５０に含まれる半導体装置の特性を測定する。
【００５４】
計算機３０からの指示を受けたテスタ１０は、予め指定された電力を、プローバ２０を介してウェハ５０に含まれる半導体装置に供給する。さらに、テスタ１０は、予め指定された電気信号を半導体装置に印加すると共に、半導体装置の特性を示す電流値及び電圧値等を取得する。その際、ウェハ５０には複数の半導体装置が含まれており、予め指定された数の半導体装置に対して同時に電気信号を印加し、それぞれの半導体装置の特性を同時に取得するものとする（多数個測定を実施する）。
【００５５】
テスタ１０は、半導体装置のウェハ５０上における位置情報と、半導体装置の測定値（電流値及び電圧値等）と、それぞれの半導体装置を測定した測定ユニットに関する情報（測定ユニット情報）と、をデータファイルに記憶する。
【００５６】
ステップＳ１０２では、計算機３０が、記憶媒体４０にアクセスし、データファイルを読み出す。計算機３０が、データファイルに記憶された情報を読み出すタイミングは、ウェハ５０に含まれる全ての半導体装置の測定が終了した後であっても、一部の半導体装置の測定が終了した後であっても良い。計算機３０は、データファイルから、測定対象である半導体装置に関する位置情報、測定値情報及び測定ユニット情報を読み出す。
【００５７】
ここで、計算機３０が読み出した測定値情報から構成される集合を集合Ａと定める。即ち、集合Ａの各要素は、測定対象である半導体装置に関する測定値情報を含む。また、Ａの各要素に対応する半導体装置は、予め定められた規格値によって良品と判定された半導体装置である。
【００５８】
さらに、本ステップでは、第１のデータ分割部３１が、集合Ａを予め定める方法で分割する。より具体的には、同じウェハから取得された測定値は、同じ集合となるように集合Ａを分割する。
【００５９】
図１０は、集合Ａの分割の一例を示す図である。集合Ａは、第１のデータ分割部３１によって、Ａ１、Ａ２、・・・、Ａｎ（ｎは１以上の整数、以下同じ）の各集合に分割される。その際、第１のデータ分割部３１は、計算機３０が読み出した測定対象の半導体装置に関する位置情報を使用する。第１のデータ分割部３１は、同じウェハから取得された測定値は、同じ集合となるように集合Ａを分割するので、部分集合Ａ１〜Ａｎには、同じウェハから取得された測定値のみが含まれている。
【００６０】
ステップＳ１０３では、第２のデータ分割部３２が、ウェハ毎に分割された部分集合Ａ１〜Ａｎを、さらに、測定ユニット毎に分割する。より具体的には、同じ測定ユニットから取得された測定値は、同じ集合となるように分割する。例えば部分集合Ａ１は、Ａ１１、Ａ１２、・・・、Ａ１ｍ（ｍは２以上の整数、以下同じ）のように分割される。その際、第２のデータ分割部３２は、計算機３０が読み出した測定ユニット情報を使用する。第１のデータ分割部３１及び第２のデータ分割部３２によって、集合Ａは、図１０に示すように分割される。即ち、集合Ａは、Ａ１１、Ａ１２、…、Ａ１ｍ、Ａ２１、…、Ａ２ｍ、…、Ａｎｍと分割される。
【００６１】
ステップＳ１０４では、第１の平均値＆標準偏差算出部３３が、部分集合Ａ１１〜Ａｎｍに含まれる測定値の平均値及び標準偏差を算出する。なお、部分集合Ａｉｊ（ｉは１以上ｎ以下の整数、ｊは１以上ｍ以下の整数、ｉ及びｊ共に以下同じ）に含まれる測定値についての平均値をＡＶＥｉｊ、標準偏差をＳＤｉｊと表記する。
【００６２】
本ステップでは、第１のデータ分割部３１による分割、第２のデータ分割部３２による分割によって得られた部分集合Ａ１１〜Ａｎｍ毎に、平均値ＡＶＥ１１〜ＡＶＥｎｍ及び標準偏差ＳＤ１１〜ＳＤｎｍが算出される。
【００６３】
ステップＳ１０５では、データ変換部３４が、部分集合Ａ１１〜Ａｎｍに含まれる各測定値に対し、一定値を加算するデータ変換を実施する。ここで、データ変換部３４が加算する一定値を部分集合Ａ１１〜Ａｎｍに対応させ、Ｄ１１〜Ｄｎｍと表記する。また、一定値Ｄ１１〜Ｄｎｍを、下記の式（１）が成立するように定める。
ＡＶＥ１１＋Ｄ１１＝ＡＶＥ１２＋Ｄ１２＝・・・＝ＡＶＥ１ｍ＋Ｄ１ｍ＝ＡＶＥ１
ＡＶＥ２１＋Ｄ２１＝ＡＶＥ２２＋Ｄ２２＝・・・＝ＡＶＥ２ｍ＋Ｄ２ｍ＝ＡＶＥ２
・
ＡＶＥｎ１＋Ｄｎ１＝ＡＶＥｎ２＋Ｄｎ２＝・・・＝ＡＶＥｎｍ＋Ｄｎｍ＝ＡＶＥｎ  ・・・（１）
即ち、部分集合Ａｉｊに含まれる各要素の測定値に対しＤｉｊを加算するデータ変換を実施する。なお、ＡＶＥ１〜ＡＶＥｎは任意の有限値である。
【００６４】
このようにして得られたデータ変換後の測定値について、平均値及び標準偏差を計算すると、集合Ａｉの部分集合Ａｉ１〜Ａｉｍの平均値は、いずれもＡＶＥｉになる。より具体的には、例えば部分集合Ａ１の部分集合Ａ１１〜Ａ１ｍの平均値は、いずれもＡＶＥ１である。一方、標準偏差はデータ変換の前後で値が異なることはなく、ＳＤ１１〜ＳＤ１ｍとなる。他の部分集合Ａ２〜Ａｎについても同様である。
【００６５】
図１１は、データ変換前の測定値におけるヒストグラムの一例を示す図である。図１１では、部分集合Ａ１１及びＡ１２に含まれる測定値についてのヒストグラムを示す。部分集合Ａ１１に含まれる測定値の分布は分布３と外れ分布２であり、分布３が主分布とみなされる。部分集合Ａ１２に含まれる測定値の分布は分布４である。分布３と外れ分布２からなる分布の平均値はＡＶＥ１１、分布４の平均値はＡＶＥ１２である。
【００６６】
図１１には、分布３から外れた測定値を持つ外れ分布２が存在する。ここで、分布３、外れ分布２及び分布４を１つの分布とみなしてしまうと、図１１の外れ分布２に対応する測定値を持つ半導体装置を不良品（潜在的な不良要因を持つ半導体装置）と判断することができない。なぜならば、分布の平均値からの隔たりの大きさの程度によって外れ分布を定義する観点においては、このような分布では外れ分布２を外れ分布であると定義することができないからである。
【００６７】
図１２は、データ変換後の測定値におけるヒストグラムの一例を示す図である。図１２では、図１１の分布３と外れ分布２の各測定値にＤ１１＝ＡＶＥ１−ＡＶＥ１１を加算し、分布４の各測定値にＤ１２＝ＡＶＥ１−ＡＶＥ１２を加算している。その結果、分布３は分布５に、分布４は分布６に、外れ分布２は外れ分布３にそれぞれ変換される。変換後の分布５と外れ分布３及び分布６の平均値は、いずれもＡＶＥ１となり、各分布はほぼ重なり合うことが分かる。即ち、データ変換部３４によるデータ変換操作は、各分布をＸ軸方向に平行移動し、各部分集合の平均値を一致させる変換といえる。図１２から、分布５、外れ分布３及び分布６を１つの分布とみなしたとしても、分布の平均値からの隔たりの大きさの程度によって外れ分布を定義する観点においては外れ分布３は突出しており、外れ分布３に対応する測定値を持つ半導体装置をスクリーニング対象として特定することができる。
【００６８】
ステップＳ１０６では、第２の平均値＆標準偏差算出部３５が、データ変換後の部分集合Ａ１〜Ａｎの平均値及び標準偏差を求める。
【００６９】
ステップＳ１０７では、判定部３６が、部分集合Ａ１〜Ａｎのそれぞれに含まれる測定値に対応した半導体装置について、平均値Ｍ及び標準偏差ＳＤと予め定められた規格値情報を用いて、スクリーニングする（良否の判断をする）。例えば、規格値の下限値をα、上限値をβとする。この場合、ある半導体装置の測定値が、Ｍ＋α×ＳＤよりも小さければ潜在的な不良要因を持つ半導体装置であると、判断する。同様に、ある半導体装置の測定値が、Ｍ＋β×ＳＤよりも大きければ潜在的な不良要因を持つ半導体装置であると、判断する。
【００７０】
以上のように、本実施形態に係るスクリーニング装置１は、複数のウェハ及び複数の測定ユニットから取得された測定値を、ウェハ毎及び測定ユニット毎の部分集合に分割する。分割された部分集合に対して、各部分集合に含まれる測定値の平均値が一致するようにデータ変換を行う。データ変換後の測定値に対して、再び、平均値及び標準偏差を算出することで、潜在的な不良要因を持つ半導体装置を特定する。
【００７１】
即ち、複数の分布が存在する場合には、検出できない外れ分布を、分離した分布の平均値同士が一致するように一定値を測定値に加えるデータ変換操作を行うことで、外れ分布が容易に検出できるようなる。
【００７２】
仮に、図１１に示すように測定値の分布が分離していた場合、分布全体としての分布の広がりは大きなものとなってしまい、外れ分布２が分布の広がりの範囲内に埋没してしまうことで、外れ分布２に含まれる測定値を規格外と判定できなくなる可能性がある。一方、測定値に対するデータ変換操作を行い、分離した分布を互いに一致させることで全体の分布の広がりを小さなものとすることが可能である。これにより、外れ分布が分布の広がりの中に埋没することはなく、外れ分布の検出を容易なものとし、潜在的な不良要因を持つ半導体装置のスクリーニングが可能になる。
【００７３】
［第２の実施形態］
続いて、第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００７４】
図１３は、本実施形態に係るスクリーニング装置２に含まれる計算機３０ａの内部構成の一例を示す図である。図１３において図８と同一構成要素には、同一の符号を表し、その説明を省略する。なお、スクリーニング装置１及び２の全体構成には、相違する点は存在しないため、スクリーニング装置２についての図７に相当する説明は省略する。
【００７５】
計算機３０と計算機３０ａの相違点は、データ変換部３４に代えてデータ変換部３４ａを備えている点である。
【００７６】
図１４は、スクリーニング装置２の動作の一例を示すフローチャートである。図１４と図９のフローチャートにおける相違点は、ステップＳ１０５とステップＳ２０５の処理である。従って、ステップＳ２０５の処理に限り説明を行う。
【００７７】
ステップＳ２０５では、データ変換部３４ａが、各部分集合の各測定値に一定値を乗じた後、一定値を加算する変換を行うことで、各部分集合の平均値、および標準偏差を一致させる。
【００７８】
まず、標準偏差ＳＤ１１〜ＳＤｎｍに対して、以下の式（２）が成立するような一定値Ｆ１１〜Ｆｎｍを定める。
Ｆ１１×ＳＤ１１＝Ｆ１２×ＳＤ１２＝・・・＝Ｆ１ｍ×ＳＤ１ｍ＝ＳＤ１
Ｆ２１×ＳＤ２１＝Ｆ２２×ＳＤ２２＝・・・＝Ｆ２ｍ×ＳＤ２ｍ＝ＳＤ２
・
Ｆｎ１×ＳＤｎ１＝Ｆｎ２×ＳＤｎ２＝・・・＝Ｆｎｍ×ＳＤｎｍ＝ＳＤｎ・・・（２）
なお、ＳＤ１〜ＳＤｎは任意の有限値である。
【００７９】
続いて、平均値ＡＶＥ１１〜ＡＶＥｎｍに対して、以下の式（３）が成立するような一定値Ｇ１１〜Ｇｎｍを定める。
Ｆ１１×ＡＶＥ１１＋Ｇ１１＝Ｆ１２×ＡＶＥ１２＋Ｇ１２＝・・・＝Ｆ１ｍ×ＡＶＥ１ｍ＋Ｇ１ｍ＝ＡＶＥ１
Ｆ２１×ＡＶＥ２１＋Ｇ２１＝Ｆ２２×ＡＶＥ２２＋Ｇ２２＝・・・＝Ｆ２ｍ×ＡＶＥ２ｍ＋Ｇ２ｍ＝ＡＶＥ２
・
Ｆｎ１×ＡＶＥｎ１＋Ｇｎ１＝Ｆｎ２×ＡＶＥｎ２＋Ｇｎ２＝・・・＝Ｆｎｍ×ＡＶＥｎｍ＋Ｇｎｍ＝ＡＶＥｎ・・・（３）
なお、ＡＶＥ１〜ＡＶＥｎは任意の有限値である。
【００８０】
続いて、部分集合Ａｉｊの各要素に含まれる測定値ｐに対し、一定値Ｆｉｊを乗じ、乗算後の測定値に対して、一定値Ｇｉｊを加える変換を施す。すると、下記の式（４）が得られる。
ｐ×Ｆｉｊ＋Ｇｉｊ  ・・・（４）
【００８１】
このような変換後の測定値について、各部分集合Ａ１〜Ａｎの平均値及び標準偏差を算出すると、それぞれ、平均値はＡＶＥ１〜ＡＶＥｎ、標準偏差はＳＤ１〜ＳＤｎとなり、各部分集合Ａｉの各部分集合Ａｉｊの平均値及び標準偏差はそれぞれ等しくなる。
【００８２】
なお、第１及び第２の実施形態で説明した各処理は、コンピュータに半導体装置のスクリーニングプログラムを実行させることで実現されるようにしても良い。また、コンピュータとサーバを、ネットワークを介して接続し、サーバに接続された記憶媒体に半導体装置のスクリーニングプログラムを格納する。記憶媒体に格納された半導体装置のスクリーニングプログラムは、ネットワークを介してコンピュータによって実行され、半導体装置のスクリーニングを行っても良い。
【００８３】
図１５は、データ変換前の測定値におけるヒストグラムの一例を示す図である。図１５に示すヒストグラムでは、測定値の分布が分離しているだけではなく、各分布の広がりが異なっている。そのため、分布７の外れ分布４を検出することはより困難となる。
【００８４】
図１６は、データ変換後の測定値におけるヒストグラムの一例を示す図である。図１６に示す測定値の分布は、分布９及び分布１０の平均値が一致し、かつ、分布９及び分布１０の標準偏差も一致する。即ち、分布９及び分布１０とも同程度の分布の広がりを持つように、変換される。その結果、外れ分布５の検出が容易に行える。
【００８５】
以上のように、本実施形態に係るスクリーニング装置２は、各部分集合の平均値を一致させるだけではなく、各分布の広がりも平準化するように各部分集合の測定値に対してデータ変換を施す。その結果、各部分集合の広がりが不均一な場合であっても、主分布から外れた外れ分布を容易に検出することができる。
【００８６】
図１７は、測定値のヒストグラムの一例を示す図である。図１７に示すように、データ変換後の分布１１及び分布１２の平均値が一致していたとしても、その広がりが異なっている場合には、それぞれの分布からの外れ分布を定義するのは困難である。各測定値が外れ分布に含まれるか否かの判断は、各分布の広がりに依存するためである。従って、図１７に示すように単純に各測定値に補正値を加算し、各分布の平均値を一致させる操作によって分布を重ねただけでは、各分布の広がりは補正できない。そのため、外れ分布を識別することができない恐れがある。
【００８７】
そこで、各分布の広がりについても補正を行うことで、分布間の広がりを均一とする。その結果、図１６に示すように、各分布の平均値が一致すると共に、分布の広がりを示す標準偏差の値も一致する。各部分集合の評価基準となる平均値と標準偏差が一致することで、潜在的な不良要因を持つ半導体装置のスクリーニングが可能になる。
【００８８】
なお、引用した上記の特許文献の開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって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。
【符号の説明】
【００８９】
１、２、１００  スクリーニング装置
１０  テスタ
２０  プローバ
３０、３０ａ  計算機
３１  第１のデータ分割部
３２  第２のデータ分割部
３３  第１の平均値＆標準偏差算出部
３４、３４ａ、１０３  データ変換部
３５  第２の平均値＆標準偏差算出部
３６、１０５  判定部
４０  記憶媒体
５０  ウェハ
１０１  データ分割部
１０２  第１の評価値算出部
１０４  第２の評価値算出部
Ｄ０１〜Ｄ０４  半導体装置
ＴＵ０１〜ＴＵ０４  測定ユニット
【図１】
2013089804.tif 000003
【図２】
2013089804.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013089804.tif 000009
【図８】
2013089804.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2013089804.tif 000017
【図１６】
2013089804.tif 000018
【図１７】
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