(57)【要約】本発明は、ウェハ上の半導体素子の特性を評価する半導体評価装置のユーザインターフェースである。このユーザインターフェースは、階層的な関係を有する設定対象のそれぞれについて測定条件の設定を行うための設定ウィンドウを表示させる手段と、該設定ウィンドウを管理するメイン設定ウィンドウを表示させる手段と、該設定ウィンドウで設定された測定条件をファイルに記憶させる手段と、第１の設定対象に対する第１の設定ウィンドウで設定され、ファイルに記憶された測定条件を、該第１の設定対象よりも上位階層に位置する第２の設定対象に対する第２の設定ウィンドウに読み込ませる手段とを備えており、該第２の設定ウィンドウは読み込んだ測定条件を、ユーザに選択的に設定させることができる。これにより、ユーザは半導体素子の特性評価を行うために必要な測定条件の設定を体系的に行うことができるようになる。
2002065544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ上の半導体素子の特性を評価する半導体評価装置のユーザインターフェースにおいて、
階層的な関係を有する設定対象のそれぞれについて測定条件の設定を行うための設定ウィンドウを表示させる手段と、
前記設定ウィンドウを管理するメイン設定ウィンドウを表示させる手段と、
前記設定ウィンドウで設定された測定条件をファイルに記憶させる手段と、
第１の設定対象に対する第１の設定ウィンドウで設定され、ファイルに記憶された測定条件を、前記第１の設定対象よりも上位階層に位置する第２の設定対象に対する第２の設定ウィンドウに読み込ませる手段とを備え、
前記第２の設定ウィンドウは読み込んだ測定条件を、ユーザに選択的に設定させる。
【請求項２】
請求項１に記載された半導体評価装置のユーザインターフェースにおいて、前記設定ウィンドウは、カセット設定ウィンドウ、ウェハ設定ウィンドウ、ダイ設定ウィンドウ、測定シーケンス設定ウィンドウ、測定器設定ウィンドウおよびスイッチングマトリックス設定ウィンドウの少なくともいずれかである。
【請求項３】
請求項２に記載された半導体評価装置のユーザインターフェースにおいて、前記メイン設定ウィンドウが前記設定ウィンドウで設定された測定条件をファイルに記憶させる。
【請求項４】
請求項２に記載された半導体評価装置のユーザインターフェースにおいて、前記測定シーケンス設定ウィンドウは、測定モードと該測定モードに対するパラメータとをそれぞれ独立に設定できるように構成されている。
【請求項５】
ウェハ上の半導体素子の特性を評価する半導体評価装置のユーザインターフェースにおいて、
前記ウェハ上に形成される複数のサブサイトのそれぞれに対して測定条件の設定を行うための測定条件設定ウィンドウを表示させる手段と、
前記設定ウィンドウにおいて設定された測定条件に基づいて、前記半導体素子に対する測定を実行し、測定データを得る手段と、
前記半導体素子から得られる測定データに対する解析条件の設定を行うための解析条件設定ウィンドウを表示させる手段と、
前記解析条件設定ウィンドウで設定された解析条件に基づいて、前記測定データに対する解析を実行する手段とを備え、
前記解析条件設定ウィンドウは、
前記測定条件設定ウィンドウで設定された測定条件を解析条件に関連づける。
【請求項６】
ウェハ上の半導体素子の特性を評価する半導体評価装置のユーザインターフェースを実現するプログラムであって、
前記プログラムは、
階層的な関係を有する設定対象のそれぞれについて測定条件の設定を行うための設定ウィンドウを表示させる機能と、
前記設定ウィンドウを管理するメイン設定ウィンドウを表示させる機能と、
前記設定ウィンドウで設定された測定条件をファイルに記憶させる機能と、
第１の設定対象に対する第１の設定ウィンドウで設定され、ファイルに記憶された測定条件を、前記第１の設定対象よりも上位階層に位置する第２の設定対象に対する第２の設定ウィンドウに読み込ませ、該読み込んだ測定条件をユーザに選択的に設定させる機能とを備える。
【請求項７】
ウェハ上の半導体素子の特性を評価する半導体評価装置における測定条件の設定方法であって、
第１の設定対象に対する第１の設定ウィンドウを表示し、ユーザに所定の測定条件の設定を促し、
前記第１の設定ウィンドウで前記ユーザに設定された測定条件をファイルに記憶し、
前記第１の設定対象よりも上位階層に位置する第２の設定対象に対する第２の設定ウィンドウから前記記憶された測定条件を読み込んで表示し、前記ユーザに選択的な設定を促す。
【請求項８】
ウェハ上の半導体素子の特性を評価する半導体評価装置のユーザインターフェースにおいて、
階層的な関係を有する設定対象を示すオブジェクトを、前記階層的な関係にしたがって表示させる手段と、
ユーザによって前記オブジェクトのいずれかが選択された場合に、前記選択されたオブジェクトに対応する設定ウィンドウを表示させる手段と、
前記設定ウィンドウで設定された解析条件にしたがって、所定の測定器から得られた測定データを解析する手段とを備える。
【請求項９】
ウェハ上の半導体素子の特性を評価する半導体評価装置の制御システムを実現するプログラムにおいて、
前記プログラムは、
階層的な関係を有する設定対象のそれぞれについて測定条件の設定を行う設定機能と、
前記半導体素子に対して測定を行う測定器を制御する測定実行機能と、
前記測定実行手段を制御する測定制御機能とを備え、
前記測定実行機能と前記測定制御機能とは、それぞれ独立のプログラムによって構成されている。
【請求項１０】
カセット内の特定のウェハ上の半導体素子の特性を評価する半導体評価装置において、
前記カセット内の複数のウェハのそれぞれに対して測定を行う第１のモードと、
前記ウェハの１つに対して測定を行う第２のモードと、
前記ウェハ上の特定の半導体素子に対して測定を行う第３のモードとを備え、
これら各モードを選択自在に切り替えられるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
技  術  分  野
本発明は、ウェハ上の半導体素子の特性を評価する半導体評価装置に関し、特に、当該半導体評価装置におけるユーザインターフェースの技術および半導体素子を測定する測定器を制御する制御システムに関する。
背  景  技  術
半導体素子の製造プロセスにおいては、製造されたウェハ上の半導体素子の電気的特性を評価するため、ウェハ上に評価対象素子の集合体であるＴＥＧ（Ｔｅｓｔ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｇｒｏｕｐ）パターンを形成し、そのＴＥＧパターンに対する特性を評価している。
図１Ｂに示すように、半導体製造ラインから搬入されたカセットＣから取り出されたウェハＷには、複数のダイ（チップ）Ｄが形成されている。それぞれのダイＤは、複数のサブサイトＳを含んでいる。このダイＤ上にある複数のサブサイトＳの集合パターンがＴＥＧパターンである。それぞれのサブサイトには、１つの半導体素子が形成されている。ここではＦＥＴを例示している。このＦＥＴのそれぞれの端子にはパッドＰが形成されている。そして、特性評価は、このパッドＰにプローブ（探針）を接触させることにより行われる。
すなわち、半導体評価装置は、コンピュータの制御の下、搬入されたカセットＣの中からウェハＷを１枚取り出してこれを基台にセットし、所定のサブサイトＳ内に存在する半導体素子のいずれかのパッドＰに、プローブを接触させて、測定を行う。測定は、例えば、ＩＶ／ＣＶ測定をした後、ストレスを印加し、再度ＩＶ／ＣＶ測定を行うといったシーケンスにしたがって多数のサブサイトに対して行われる。測定されたデータは、コンピュータ上で処理され、評価結果として出力される。
上記のような特性評価に際しては、まず、測定器の条件を設定することが必要である。このため、半導体評価装置は、一般的に、測定条件の設定のためのユーザインターフェースを用意している。
しかしながら、従来の測定条件設定のためのユーザインターフェースは、測定器等の設定対象固有の特質を考慮することなく画一的であったため、使い勝手が良くなかった。
また、例えば、各サブサイトごとに異なる測定シーケンスを用いる場合のように、複数の異なる測定シーケンスを実行するような場合には、各測定シーケンスごとに設定画面を用意したり、それぞれ異なる測定ソフトウェアを用いて個別に測定をしていた。したがって、設定画面が異なることによりその内容の把握が煩雑であったり、異なる測定ソフトウェアごとに評価を行う必要があった。
さらに、素子寸法が異なるトランジスタなどの測定結果を評価する際、例えば、素子のある寸法あたりの測定結果を解析する場合、評価式に素子寸法を入力する必要があるため、トランジスタごとに解析を複数回行う必要があった。
そこで、本発明は、半導体評価装置におけるユーザインターフェースを改善することを課題としている。
より具体的には、本発明の課題は、半導体素子の特性評価を行うために必要な測定条件の設定を体系的に行うことができるユーザインターフェースを提供し、その操作性を改善することにある。
また、本発明の課題は、設定された測定条件にしたがって測定されたデータに基づく評価結果出力のための設定を体系的に行うことができるユーザインターフェースを提供し、その操作性を改善することにある。
発  明  の  開  示
本発明は、ウェハ上の半導体素子の特性を評価する半導体評価装置のユーザインターフェースにおいて、階層的な関係を有する設定対象のそれぞれについて測定・解析条件の設定を行うための設定ウィンドウを表示させる手段と、前記設定ウィンドウを管理するメイン設定ウィンドウを表示させる手段と、前記設定ウィンドウで設定された測定条件をファイルに記憶させる手段と、第１の設定対象に対する第１の設定ウィンドウで設定され、ファイルに記憶された測定条件を、前記第１の設定対象よりも上位階層に位置する第２の設定対象に対する第２の設定ウィンドウに読み込ませる手段とを備え、前記第２の設定ウィンドウは読み込んだ測定条件を、ユーザに選択的に設定させることを特徴とする半導体評価装置のユーザインターフェースである。
ここで、階層的な関係を有する設定対象とは、カセット、ウェハ、ダイ、測定シーケンスおよび測定器等のデバイスが挙げられる。したがって、前記設定ウィンドウは、カセット設定ウィンドウ、ウェハ設定ウィンドウ、ダイ設定ウィンドウ、測定シーケンス設定ウィンドウ、測定器設定ウィンドウおよびスイッチングマトリックス設定ウィンドウ等がある。
また、前記メイン設定ウィンドウは、前記設定ウィンドウで設定された測定条件をファイルに記憶させることが好ましく、この場合の前記設定ウィンドウとしては、カセット設定ウィンドウ、ウェハ設定ウィンドウ、ダイ設定ウィンドウおよび測定シーケンス設定ウィンドウの少なくともいずれかであることが好ましい。
さらに、前記測定シーケンス設定ウィンドウは、測定モードと該測定モードに対するパラメータとをそれぞれ独立に設定できるように構成されていることが好ましい。
また、本発明は、ウェハ上の半導体素子の特性を評価する半導体評価装置のユーザインターフェースを実現するプログラムまたは該プログラムを記録した記録媒体としても成立する。具体的には、前記プログラムは、階層的な関係を有する設定対象のそれぞれについて測定条件の設定を行うための設定ウィンドウを表示させる機能と、前記設定ウィンドウを管理するメイン設定ウィンドウを表示させる機能と、前記設定ウィンドウで設定された測定条件をファイルに記憶させる機能と、第１の設定対象に対する第１の設定ウィンドウで設定され、ファイルに記憶された測定条件を、前記第１の設定対象よりも上位階層に位置する第２の設定対象に対する第２の設定ウィンドウに読み込ませ、該読み込んだ測定条件をユーザに選択的に設定させる機能とを備える。
さらに、本発明は、ウェハ上の半導体素子の特性を評価する半導体評価装置における測定条件の設定方法であって、第１の設定対象に対する第１の設定ウィンドウを表示し、ユーザに所定の測定条件の設定を促し、前記第１の設定ウィンドウで前記ユーザに設定された測定条件をファイルに記憶し、前記第１の設定対象よりも上位階層に位置する第２の設定対象に対する第２の設定ウィンドウから前記記憶された測定条件を読み込んで表示し、前記ユーザに選択的な設定を促すことを特徴とする半導体評価装置における測定条件の設定方法である。
また、本発明は、ウェハ上の半導体素子の特性を評価する半導体評価装置のユーザインターフェースにおいて、階層的な関係を有する設定対象を示すオブジェクトを、前記階層的な関係にしたがって表示させる手段と、ユーザによって前記オブジェクトのいずれかが選択された場合に、前記選択されたオブジェクトに対応する設定ウィンドウを表示させる手段と、前記設定ウィンドウで設定された解析条件にしたがって、所定の測定器から得られた測定データを解析する手段とを備えたことを特徴とする半導体評価装置のユーザインターフェースである。
さらに、本発明は、ウェハ上の半導体素子の特性を評価する半導体評価装置の制御システムを実現するプログラムにおいて、前記プログラムは、階層的な関係を有する設定対象のそれぞれについて測定条件の設定を行う設定機能と、前記半導体素子に対して測定を行う測定器を制御する測定実行機能と、前記測定実行手段を制御する測定制御機能とを備え、前記測定実行機能と前記測定制御機能とは、それぞれ独立のプログラムによって構成されていることを特徴とする半導体評価装置の制御システムを実現するプログラムである。
さらにまた、本発明は、カセット内の特定のウェハ上の半導体素子の特性を評価する半導体評価装置において、測定対象である前記カセット内の複数のウェハのそれぞれに対して測定を行う第１のモード（フルオートプローブモード）と、前記ウェハの１つに対して測定を行う第２のモード（セミオートプローブモード）と、前記ウェハ上の特定の半導体素子に対して測定を行う第３のモード（マニュアルプローブモード）とを備え、これら各モードを選択自在に切り替えられるように構成されていることを特徴とする半導体評価装置である。これらの各モードの選択的な切り替えは、第１のモードと第３のモードや第２のモードと第３のモードの組み合わせであってもよい。
なお、本明細書において、手段とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その手段が有する機能をソフトウェア（プログラム）によって実現する場合も含む。また、１つの手段が有する機能が２つ以上の物理的手段により実現されても、２つ以上の手段の機能が１つの物理的手段により実現されても良い。
したがって、本発明は、コンピュータに所定の機能を実現させるプログラムまたは当該プログラムを記録した記録媒体としても成立する。ここで、記録媒体とは、例えば、ハードディスク（ＨＤ）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）やＣＤ−ＲＯＭ等のほかに、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリを含む。また、コンピュータとは、例えば、ＣＰＵやＭＰＵといったいわゆる中央処理装置がプログラムを解釈することで所定の処理を行う、いわゆるマイクロコンピュータ等をも含む。
発明を実施するための最良の形態
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
［ハードウェア構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る半導体評価装置のハードウェア構成の一例を示す図である。同図に示すように、半導体評価装置１は、プローバ２と、スイッチングマトリックス３と、測定器４と、これらを統括的に制御するコンピュータ５とから構成されている。プローバ２には、マニュアル式、セミオート式またはフルオート式があり、本実施形態ではフルオート式プローバを採用している。プローバ２は、搬入されたカセットＣの中からウェハＷを１枚取り出してこれを基台にセットし、所定のサブサイトＳ内に存在する半導体素子のパッドＰにプローブ（探針）を接触させる。このプローブは、スイッチングマトリックス３を介して２つの測定器４ａ，４ｂのいずれかに電気的に接続される。スイッチングマトリックス３は、プローブの接続対象をＩＶ測定器４ａまたはＣＶ測定器４ｂのいずれかに切り替えるためのものである。本実施形態では、ＩＶ測定器４ａとしてアジレントテクノロジ社製の「ＨＰ−４１５６」、ＣＶ測定器４ｂとして同社製の「ＨＰ−４２８４］を用いるものとし、また、スイッチングマトリックス３として同社製の「ＨＰ−Ｅ５２５０」を用いるものとする。コンピュータ５は、これらプローバ２、スイッチングマトリックス３および測定器４を制御して、ウェハＷ上に存在する半導体素子に対する電気的特性を自動的に測定・評価して、その評価結果を画面上に表示し、またはプリンタに出力する。
［ソフトウェア機能構成］
図２は、コンピュータ５で実行されるシステムプログラムにより実現される制御システムの機能構成を示すブロックダイアグラムである。この制御システムは、測定条件を指定するパラメータを設定し、これにしたがって測定を実行するテストモードと、測定したデータに基づいて解析を行うデータ解析モードを有している。なお、実装上は、テストモードは、測定パラメータ設定モードと測定実行モードとにさらに分けられている。
同図に示すように、テストモードを実行するプログラムは、測定パラメータ設定部２１と、測定制御部２２と、測定実行部２３とを含んで構成されている。また、データ解析モードを実行するプログラムは、解析条件設定部２４と解析処理部２５とを含んで構成されている。
すなわち、測定条件設定部２１は、測定器に対する各種の測定条件を設定するためのものである。測定条件設定部２１は、典型的には、ユーザインターフェースとして実現され、利用者がキーボードやマウス等を用いてコンピュータ画面上で測定パラメータを設定できるようになっている。
測定制御部２２は、測定条件設定部２１で設定された測定条件を受け付けて、測定実行部２３から送られる測定条件転送要求に応答し、測定条件を測定実行部２３に順次に転送する。測定実行部２３は、測定を行うのに必要な測定条件を受け付けると、プローバ２、スイッチングマトリックス３または測定器４等を直接的に制御して測定を行い、測定した結果（測定データ）を測定制御部２２に送る。
測定制御部２２は、測定実行部２３から送られる測定データを受け付けて、ハードディスク等のデータ記憶部２６に出力するとともに、ディスプレイやプリンタ等の出力装置２７に出力する。解析条件設定部２４は、測定データを解析するための各種の解析条件を設定するためのものであり、同じくユーザインターフェースとして実現される。解析処理部２５は、解析条件設定部２４で設定された解析パラメータにしたがい、記憶部２３に記憶されている測定データを読み出して、解析を行う。解析処理部２５は、解析した結果（解析データ）を、データ記憶部２６に出力するとともに、出力装置２７に出力する。
本実施形態では、測定制御部２２を実現するプログラムと、測定実行部２３を実現するプログラムとは独立に構成され、これらのプログラムは相互に情報をやり取りしながら実行される。ここでいう独立に構成されたプログラムとは、例えば、全体として所定の機能を実現する１つのプログラムにおける個々のプログラムモジュールや、エージェント／マネージャ（クライアント／サーバ）をそれぞれ実現するプログラム等を含む広汎な意味で用いている。これらのプログラムが１つのコンピュータ上で実行される場合には、例えばオペレーティングシステムによって提供されるＤＤＥ、ＡｃｔｉｖｅＸ等によって相互に通信が行われる。また、これらのプログラムがネットワーク上の複数のコンピュータ上でそれぞれ実行される場合にはＴＣＰやＵＤＰ等のネットワークプロトコルによって相互に通信が行われる。これにより、制御システムの構成が変更された場合であっても、これらプログラム相互間の通信形態を変更することで柔軟に対応することができるようになる。
また、これらのプログラムのそれぞれは、記述されるプログラミング言語が特定されない。したがって、測定実行部２３を実現するプログラムについては、編集が容易なＢＡＳＩＣ言語等のインタプリタベースのプログラミング言語で記述し、それ以外のプログラムについては、編集は容易でないが高速動作可能なＣ言語等のコンパイラベースのプログラミング言語で作成することが好ましい。これにより、制御システムの高速動作に対する要求を満たしつつ、設計の変更に対して柔軟に対応することができるようになる。
［測定パラメータ設定モード］
図３は、メイン設定ウィンドウを示す図である。このメイン設定ウィンドウでは、ユーザはプルダウンメニューにより３つのモード、すなわち、測定パラメータ設定モード（Ｓｅｔ  Ｕｐ）、測定実行モード（Ｍｅａｓｕｒｅ）およびデータ解析モード（Ａｎａｌｙｓｉｓ）のいずれかを選択することができる。ユーザによりいずれかのモードが選択されると、メイン設定ウィンドウは、例えば、図４Ａ〜Ｃに示すような、選択されたモードの表示内容に切り替わる。
図５は、測定パラメータ設定モードを説明するための図である。この測定パラメータ設定モードには、メイン設定５１、カセット設定５２、ウェハ設定５３、ダイ設定５４、測定シーケンス設定５５、各測定器に対する設定５６、スイッチングマトリクスに対する設定５７、サブサイト設定５８および素子パラメータ設定５９がある。これら各設定は、図示のように階層的に構成されており、下位で設定されたパラメータは上位の設定で参照可能なようになっている。メイン設定５１から測定シーケンス設定５５および、素子パラメータ設定５９では、その設定項目はプローバ２のタイプに依存する。一方、測定器に対する設定５６およびスイッチングマトリックスに対する設定５７では、その設定項目は半導体評価装置１のハードウェア構成に依存する。したがって、本実施形態では、測定器に対する設定５６において、ＩＶ測定器４ａに対する設定と、ＣＶ測定器４ｂに対する設定を行う。サブサイト設定５８は、ダイ設定５４と測定シーケンス設定５５の間に構成されても良い。
ユーザはまず、図４Ａに示すメイン設定ウィンドウに対して、本制御システムを使用するために予め登録してある自身のユーザ名を選択する。ユーザ名は、例えばメニューバーの「環境」コマンドにおいて、ユーザの基準ディレクトリとともに予め登録される。
ユーザは次に、測定器に対する設定５６を行うため、「測定装置」コマンドを選択する（図６）。例えば、ユーザが「ＨＰ−４１５６」（ＩＶ測定器）を選択すると、図７に示す測定器設定ウィンドウが表示される。同図に示すように、このウィンドウは、設定項目がタブ７１により分類されており、各タブ７１ごとに設定すべきパラメータがマトリックス状に配置され、ユーザによる一覧的な把握を可能にしている。ユーザがタブ７１のいずれかを選択すると、ウィンドウ内はそれに対応した表示内容に切り替わる。ＩＶ測定器４ａには、３つの設定モード（ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ  ＭＯＤＥ）、つまりＳｗｅｅｐモード（Ｉ−Ｖ測定モード）、Ｓｔｒｅｓｓモード（電流一定または電圧一定印加モード）およびＳａｍｐｌｉｎｇモード（Ｉ−ＴまたはＶ−Ｔ測定モード）が設けられている。ここで、Ｉ，ＶおよびＴはそれぞれ、電流、電圧および時間をそれぞれ示している。
図７〜図１０はＳｗｅｅｐモードの設定ウィンドウを示している。例えば、図７に示すＣＨＡＮＮＥＬタブ内でＳＭＵ，ＶＳＵ，ＶＭＵおよびＰＧＵに対してＦＣＴＮをそれぞれ設定した場合には、図８に示すＳＷＥＥＰタブ内、図９に示すＣＯＮＳＴタブ内および図１０に示すＰＧＵタブ内の項目のうち関連する項目が設定可能状態で表示されるようになっている。
また、図１１〜図１３はＳｔｒｅｓｓモードの設定ウィンドウを示している。この場合においても同様に、ＳＴＲＣＨＡＮタブ内で各種の設定をした場合には、図１２に示すＳＴＲＳＥＴＵＰタブ内および図１３に示すＣＯＮＳＴタブ内のうち関連項目が設定可能状態で表示されるようになっている。さらに図１４に示すＤＩＳＰタブ内では測定器（ＨＰ−４１５６Ａ）自身の画面表示形式を設定することができ、図１５に示すＳＥＴＵＰタブ内ではＳＭＵ，ＶＭＵの測定レンジおよび測定時のデータ平均時間を設定することができるようになっている。
また、図１６〜図１８はＳａｍｐｌｉｎｇモードの設定ウィンドウを示している。つまり、測定モードをＳａｍｐｌｉｎｇに切り替えると、タブおよびそのタブ内の表示内容も切り替わる。このＳａｍｐｌｉｎｇでも同様に、図１６に示したＣＨＡＮＮＥＬタブ内の設定内容に応じて、図１７や図１８に示すタブ内の関連項目が設定可能状態で表示されるようになっている。ユーザは、ＩＶ測定器４ａに対して所定の設定パラメータを設定した後、このウィンドウの「ファイル」コマンドにおいて、ファイル名を指定してその設定内容を保存する。以上により、ＩＶ測定器４ａに対する設定は完了する。
次に、図６に示すメイン設定ウィンドウに戻り、ユーザが「ＨＰ−４２８４」（ＣＶ測定器）を選択すると、図１９に示すウィンドウが表示される。ユーザは、このウィンドウに対して、所定のパラメータを設定した後、同様に、「ファイル」コマンドにおいて、ファイル名を指定してその設定内容を保存する。以上により、ＣＶ測定器４ｂに対する設定は完了する。
同様に、図６に示すメイン設定ウィンドウに戻り、ユーザが「ＨＰ−５２５０」（スイッチングマトリックス）を選択すると、図２０に示すウィンドウが表示される。同図に示すように、ユーザは、このウィンドウにおいて、どのプローブとどのユニットとを接続するかについて、マトリックス状に配置されたチェックボックスで指定することができるようになっている。ユーザが所定のパラメータを設定した後、同様に、「ファイル」コマンドにおいて、ファイル名を指定してその設定内容を保存する。保存されたファイルは、測定シーケンス設定５５で使用される。以上により、スイッチングマトリックス３に対する設定は完了する。
次に、測定シーケンス設定５５について説明する。測定シーケンスは、典型的には、図２１に示すように、３タイプ（シーケンスａ〜ｃ）に分類することができる。すなわち、同図Ａに示すシーケンスａは、相異なる測定（１）〜（３）を順番に行うものである。同図Ｂに示すシーケンスｂは、測定（１）を行い、ストレス印加後に、測定（２）（または（３））を行うものである。この場合は、ストレス印加の前後で同一測定条件下での測定を行い、それら測定結果を比較表示することが一般的である。同図Ｃに示すシーケンスｃは、所定間隔でストレス印加しながら、測定（１）〜（３）を複数回行うものである。つまり、同図では、測定（１）〜（３）とストレス印加との組み合わせを３回繰り返す例を示している。なお、シーケンスｃにおけるストレス印加は、印加中に測定を合わせて行うサンプリング測定、または、その他の測定方法であってもよい。
図２２は、測定シーケンスを設定するためのウィンドウである。ユーザがメイン設定ウィンドウの「表示」コマンドにおいて、「Ｓｅｑｕｅｎｃｅ」を選択すると、測定シーケンス設定ウィンドウが表示される。
同図は、図２１に示したシーケンスｂの測定条件が設定されている状態を示している。すなわち、ユーザは同図に示すウィンドウに対して、Ｓｔｒｅｓｓ  Ｍｏｄｅ２２１をＮｏｔ  Ｕｓｅに設定し、Ｍｅｓ  Ｔｙｐｅ２２２を順番にＨＰ４１５６（ＩＶ測定）、ＨＰ４２８４（ＣＶ測定）、Ｓｔｒ＿ＨＰ４１５６（ストレス印加）、ＨＰ４１５６、ＨＰ４２８４に設定することにより、ＩＶ、ＣＶ測定後にストレス印加を行い、再度ＩＶ、ＣＶ測定を行うシーケンスが実行できる。なお、Ｍｅｓ  Ｔｙｐｅ２２２でストレス印加を選択しない場合、シーケンスａの設定となる。
また、ユーザは、Ｍａｔｒｉｘ  Ｆｉｌｅ２２３およびＵｎｉｔ  Ｆｉｌｅ２２４にファイル名を設定する。ここで、指定するファイル名は、それぞれ、図５に示したスイッチングマトリックスに対する設定５７（設定画面は図２０に示される。）、測定器に対する設定５６（設定画面は図７または図１９に示される。）において保存されたファイル名である。例えば、Ｄａｔａ  Ｎａｍｅに「ＩＶ＿０１」、ＳｕｂＮｏに「１」を指定した場合、測定ファイル名は「ＩＶ＿０１＿００００１」となる。最後の２桁がＳｕｂＮｏを示し、その前の３桁がＳｔｒｅｓｓ  Ｔｙｐｅ２２１にＳｔｒｅｓｓを設定した場合のＳｔｒｅｓｓ印加回数を示す。
さらに、ユーザは、測定されたデータを画面上にグラフ表示する際の表示形式を、Ｄｉｓｐ２２７，グラフ軸２２８によって設定する。Ｄｉｓｐ２２７は、画面上の表示形式の選択であり、画面消去後に描画するＣｌｅａｒ、および所定のシーケンス番号に重畳的に描画するＡｄｄが選択される。例えば、Ｎｏ．４では、Ａｄｄ０１と設定することにより、Ｎｏ．１で測定した結果に、現時点（Ｎｏ．４）で測定した結果を重ねて、１つのグラフとして表示する設定になっている。これは後述する図４１Ｂのようなグラフとして表示される。同様に、Ｎｏ．５では、Ａｄｄ０２と設定することにより、Ｎｏ．２で測定した結果に、現時点（Ｎｏ．５）で測定した結果を重ねて、１つのグラフとして表示する設定になっている。
このような設定項目を用意することにより、ストレス印加前後のＩＶおよびＣＶ特性の変化を視覚的に表示させる設定が簡単にできるようになる。なお、グラフ軸２２８は、プルダウンメニュー方式により、それぞれの軸に対する項目を自由に選択できるようになっており、Ｙ２は重畳表示の際に用いられる２つ目のＹ軸を意味している。
一方、図２３は、シーケンスｃを設定するためのシーケンス設定ウィンドウである。すなわち、ユーザは同図に示すウィンドウに対して、Ｓｔｒｅｓｓ  Ｔｙｐｅ２２１をＳｔｒｅｓｓまたはＳａｍｐｌｉｎｇに設定する。本実施形態では、装置名も選択できるようになっており、同図では、ＨＰ４１５６のＳａｍｐｌｉｎｇが選択されている。また、ユーザは、Ｕｓｅ２３１についてＮＯ．１、Ｎｏ２およびＮｏ４のそれぞれをＯＮに設定する（図中、丸印で示される。）。これにより、測定条件が入力されたシーケンス番号のうち、これら３つが使用されることになる。以上の設定により、２つのＨＰ４１５６を使用したＩＶ測定とＨＰ４２８４を使用したＣＶ測定の終了後、ストレス印加し、再度、同じ３つの測定が終了した後ストレス印加を繰り返し行う測定が実行される。
さらに、「Ｓｅｔ  Ｕｐ」をクリックすると、図２４Ａが表示される。同図Ａでは、ストレス印加条件を変更するための方法を設定し、同図Ｂでは、ストレス印加のループを中断する条件を設定する。
同図Ａの「Ｃｈａｎｇｅ  ｏｆ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｐａｒａｍｅｔａ」をチェックすると、ストレス印加条件の変更が有効となる。「Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ」では、印加条件を変更する条件を選択する。「Ｃｙｃｌｅ」は印加ごとに、「Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ」はＣｏｍｐｌｉａｎｃｅ制限が発生した場合に、「Ｓｈｏｒｔ」は測定データ不足の場合に、「Ｄａｔａ」は右に示す「Ｄａｔａ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ」の条件が満たされた場合に、それぞれストレス印加条件が変更されるようになっている。ストレス印加条件の変更テーブルは、「Ｕｎｉｔ  Ｆｉｌｅ」が羅列されたテーブル、規則性のあるファイル名による指定、または、条件変更のための設定パネルを用いるなどさまざまな方法が考えられるが、どれを用いても良い。
同図Ｂに示すように、「Ｃｈｅｃｋ  Ｏｎ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｅｎｄ」のチェックボックスをチェックした場合、設定条件を満たすとストレス印加のループが中断できるようになる。この場合、「Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ」は、印加ループ中断の条件を選択する。「Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ」はＣｏｍｐｌｉａｎｃｅ制限が発生した場合に、「Ｓｈｏｒｔ」は測定データ不足の場合に、「Ｄａｔａ」は右に示す「Ｄａｔａ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ」の条件が満たされた場合に、それぞれ印加ループが中断されるようになっている。
「Ｄａｔａ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ」は、「Ｎｏ」でストレス印加データあるいは測定データの番号（図２３において符号２３２で示される。）が指定される。すなわち、「Ｓｔｒｅｓｓ  Ｓｅｑ」が選択された場合はストレス印加データが、測定番号が指定された場合は「Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ」の測定データが参照データとして選択可能になる。「Ｄａｔａ」は条件判断する測定データ中のデータ項目が選択される。また、「Ｓａｍｐｌｉｎｇ」はデータ項目中のデータ抽出条件が設定される。すなわち、「Ａｖｅｒａｇｅ」、「Ｍａｘ」、「Ｍｉｎ」、「Ｆｉｒｓｔ」、「Ｌａｓｔ」および「番号」を指定した場合、平均値、最大値、最小値、最初のデータ、最後のデータおよび指定した番号の順番の値が参照値としてそれぞれ抽出される。「Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ」は、項目２４１および項目２４２により閾値の条件が設定される。項目２４１は、各ストレス印加において上記設定で抽出された参照データを用いてどのように閾値データを抽出するかが設定される。すなわち、「Ａｖｅｒａｇｅ」、「Ｍａｘ」、「Ｍｉｎ」、「Ｆｉｒｓｔ」、「Ｌａｓｔ」および「番号」を指定した場合、平均値、最大値、最小値、最初のデータ、最後のデータおよび指定した番号の順番の値がそれぞれ抽出される。これら抽出された値に対し、項目２４２に従って計算された値が閾値として設定される。本例では、抽出されたデータに１を掛けた場合の例が示されている。「Ｅｖｅｎｔ」はイベントを発生する条件である、指定した直前の測定データから抽出された参照データ値と閾値との関係が設定される。本例では、参照値（Ｄ）が閾値（Ｔｈ）より小さくなった時にイベントが発生するようになっている。「Ｅｖｅｎｔ  Ｎｏ」は何回イベントが発生した時にストレス印加ループを停止させるかが設定される。
図２２または図２３に示した測定シーケンス設定ウィンドウでは、ユーザは、タブ２２９を選択することにより、異なる５つの測定シーケンスを設定することができる。また、上述したように、Ｕｓｅ２３１が設定されることにより、特定の測定条件について使用されることになる。これにより、測定条件をすべて定義しておいて、測定時に必要な測定条件のみを選択的に使用するという使い方ができるようになる。
測定シーケンス設定ウィンドウは、Ｍｅｓ  Ｔｙｐｅ２２２とＵｎｉｔ  Ｆｉｌｅ２２４とをそれぞれ独立させて設定できるように構成されている。さらに、プログラム本体を、図２に示した測定実行部とそれ以外の部分からなる２つの独立した構成にすることで、測定アルゴリズム（ＩＶ測定、ＣＶ測定、ストレス印加処理など）の追加、修正が容易になる。以下は、システムプログラムによって読み込まれる設定ファイルの内容の一部を示している。
2002065544.tif 000003
この設定ファイルにおいて、Ｍｏｄｅには、図２２に示したＭｅｓ  Ｔｙｐｅ２２２に表示されるべき文字列（本例では、ＨＰ４１５６，ＨＰ４２８４またはＳｔｒ＿ＨＰ４１５６）、Ｃｏｍには、現在の測定モードを指定するために第２プログラム（図２の測定制御部２２）から第１プログラム（図２の測定実行部２３）に転送されるべき文字列、ＤｅｆＥｘｔにはＵｎｉｔ  Ｆｉｌｅ２２４で読み込まれるべきファイルの拡張子が指定される。ユーザは、読み込まれるテキストファイルの内容を編集するだけで、シーケンス設定における測定モードを容易に追加・変更できる。さらに、スイッチングマトリックス、ＩＶ、ＣＶ設定画面を、テキストで記述したファイルにより容易に構成、変更できるようにしておくことで、測定装置の変更があっても、第２プログラム自体は変更することなく、テキストで記述したファイルのみの変更で容易に対応できるようになる。なお、上記の各設定変更は、専用の編集エディタの設定画面を介して行われても良い。
なお、第１プログラムは、測定装置ごとにプログラムを変更する必要がある。このため、第１プログラムについては、ＢＡＳＩＣ言語等のような変更容易なプログラミング言語で作成しておくことが好ましい。例えば、後述する図２９において、プローバを変更する場合には、「プローバへの移動命令」に関する部分に対する変更を行い、測定装置の変更および測定アルゴリズムを変更する場合には、「ＩＶ測定処理」、「ＣＶ測定処理」および「ストレス印加処理」に関する部分に対する変更を行うことにより容易に対応できる。
ところで、図２２または図２３に示した測定シーケンス設定ウィンドウのメニューバーの「環境」コマンドでは、Ｍａｔｒｉｘ  Ｆｉｌｅ設定およびＵｎｉｔ  Ｆｉｌｅ設定の有無が選択できるようになっている。Ｍａｔｒｉｘ  Ｆｉｌｅ設定無しを選択した場合には、スイッチングマトリックス無しの設定を意味し、Ｕｎｉｔ  Ｆｉｌｅ設定無しが選択された場合には、設定ウィンドウで保存された測定器ごとのユニットファイルではなく、現在のウィンドウで設定している測定条件が適用されることを意味する。
また、メニューバーの「ファイル」コマンドでは、すべての測定条件を記録したファイルの中から測定シーケンス設定５５に関するパラメータで規定される測定条件のみを読み込むことができるようになっており、カセット設定５２〜ダイ設定５４に関する測定条件を読み込むことはできないようになっている。したがって、これら設定した測定条件の保存（ファイルへの出力）は、メイン設定ウィンドウで行われるようになっている。
図２５は、ダイ設定５４を説明するためのウィンドウを示している。ユーザは、まずサブサイト設定を行うために、同図Ｂに示すように、「表示」コマンドでＳｕｂＳｉｔｅを選択して、図２６Ａに示すサブサイト設定ウィンドウを表示させる。ここで、ユーザは、任意のＤＩＲ  ＮＡＭＥ２６１、基準点からの変位座標Ｘ２６２およびＹ２６３ならびにＣＯＭＭＥＮＴ２６４を設定する。
次に、ユーザは、ＰＡＲＡＭＥＴＡ２６５を選択し、同図Ｂに示す各種パラメータ設定ウィンドウを表示させる。ユーザは、このウィンドウに対して、Ｗ，Ｌやゲート酸化膜厚等の各種パラメータを設定し、ＯＫボタンを選択して、同図Ａに示すウィンドウに戻る。ユーザは、このウィンドウに対してすべての設定をし終えると、ＯＫボタンを選択して、図２５Ａに示すダイ設定ウィンドウに戻る。ユーザは、このダイ設定ウィンドウに対して、列（図２６Ａで作成した内容のいずれかと対応する）の追加、削除等を行うことができる。
例えば、ユーザがウィンドウ内の削除したい行にマウスカーソルを移動させ、マウスの右クリック等により表示されるポップアップウィンドウ内の「ｄｅｌｅｔｅ」コマンドを選択することにより、任意の列を削除することができる。また、ユーザがポップアップウィンドウ内の「Ａｄｄ」コマンドを選択することにより、新たな行を追加することができる。行を新たに追加した場合には、そのＤＩＲ  ＮＡＭＥ２５１には、サブサイト設定ウィンドウで設定したＤＩＲ  ＮＡＭＥ２６１が表示される。ＭＯＤＥ２５２は、測定シーケンス設定ウィンドウで設定したＭＯＤＥＳ１〜Ｓ５（タグ２２９）の中から選択される。このダイ設定ウィンドウにおいても、ユーザは、タブ２５３を選択することにより、異なる５つのダイ条件を設定することができる。また、Ｕｓｅに対して設定が行われることにより、特定の測定条件についてのみ使用できるようになる。
これにより、測定条件をすべて定義しておいて、測定時に必要な測定条件のみを選択的に使用するという使い方ができるようになる。また、「ファイル」コマンドでは、すべての測定条件を記録したファイルの中からダイ設定に関する測定条件を読み込むことができるようになっており、カセット設定５２〜ウェハ設定５３またはそれに加え測定シーケンス設定５５に関する測定条件を読み込むことはできないようになっている。ダイ設定における測定条件の保存（ファイルへの出力）は、メイン設定ウィンドウで行われる。
このように、サブサイトの位置情報と、例えばＤＩＲ  ＮＡＭＥとを関連付けて、関連付けた対象を選択できるようにしているので、サブサイトの位置情報が変化した場合であっても、誤認識することなく測定およびデータ解析を行うことができるようになる。例えば、測定時のウェハＷの温度が０℃と２００℃というように大きく変化する場合、熱膨張によってサブサイトの位置情報に修正を与える必要性がある。この場合、従来のように絶対的な位置情報のみでサブサイトを管理すると、本来、同一のサブサイトであっても位置ずれにより異なるサブサイトであると誤認識されるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、関連付けた対象レベルで測定条件を管理することとしているので、位置情報がずれた場合であっても、誤認識することなく、測定およびデータ解析を行うことができる。
図２６ＡおよびＢに示すように、サブサイトごとに諸情報を関連付けることにより、サブサイトごとの素子情報をノートにメモすることなく即座に調べることができる。さらに、図４１Ｄに示すようなサブサイト情報に依存したデータ表示が可能となる。例えば、図２５Ａに示したＴＲ１，ＴＲ２およびＴＲ３に対するＬの値（図２６Ｂ）をそれぞれ「１」，「２」および「３」とする。そして、測定後の、データ解析においてＬに依存した表示を指定することで、横軸に指定したＬの値が、縦軸にはそれぞれの測定結果が表示され、Ｌ依存に対する測定結果の変化が容易に表示できる。なお、表示の際には測定データごとに１点の結果のみを抽出する必要があるため、閾値などを設定し、その抽出を行う。
図２７は、ウェハ設定を説明するためのウィンドウを示している。ユーザは、まず、「設定」コマンドを選択し、同図Ｂに示すウェハプロパティ設定ウィンドウを表示させ、ウェハサイズ等の諸設定を行う。ユーザは、次に、ダイごとに、ダイ設定５４で設定したＭＯＤＥ  Ｄ１〜Ｄ５を選択していく。これは、ＭＯＤＥ２７１とその対象となるダイ（画面上のブロック領域）とを指定することにより行われる。また、ユーザは、ＳＴＡＲＴ２７３を選択した後、ダイを選択することにより、測定開始位置を設定することができる。さらに、ユーザは、ＵＳＥ２７２を選択した後、ダイを選択することにより、実測定点を設定できる。ユーザがＡｌｉｇｎｍｅｎｔ２７４を選択した場合には、プローバ移動時の基準原点位置（アライメント位置）を設定することができる。
なお、ＭＯＶＥ２７５は、測定時のステージの移動方向を指定するためのものである。このウェハ設定ウィンドウにおいても、ユーザは、タブ２７６を選択することにより、異なる５つのウェハ条件を設定することができる。また、「ファイル」コマンドでは、すべての測定条件を記録したファイルの中からウェハ設定に関する測定条件を読み込むことができるようになっている。ウェハ設定における測定条件の保存（ファイルへの出力）は、メイン設定ウィンドウで行われる。
図２８は、カセット設定を説明するためのウィンドウを示している。ユーザは、まず、「設定」コマンドを選択し、同図Ｂに示すカセットプロパティウィンドウを表示させ、カセットにセットできるウェハ枚数を設定する。次に、ユーザは、ウェハごとに、ウェハ設定５３で設定したＭＯＤＥ  Ｗ１〜Ｗ５を選択し、設定していく。また、ユーザは、ＳＴＡＲＴ２８２、Ｕｓｒ２８３、ＭＯＶＥ２８４等を選択し、設定していく。このカセット設定ウィンドウにおいても、ユーザは、タブ２８５を選択することにより、異なる５つのカセット条件を設定することができる。また、「ファイル」コマンドでは、すべての測定条件を記録したファイルの中からカセット設定に関する測定条件を読み込むことができるようになっている。カセット設定における測定条件の保存（ファイルへの出力）は、メイン設定ウィンドウで行われる。
以上のように、カセット設定５２〜測定シーケンス設定５５について設定した場合には、ユーザは、図４Ａに示したメイン設定ウィンドウに戻り、メニューバーの「パラメータ」コマンドにおいて、各ウィンドウで設定したすべての測定条件を一括にファイルに保存する。なお、上述したように、一括にファイルに保存された測定条件をそれぞれの設定ウィンドウから読み込む場合には、その設定ウィンドウに対応した測定条件のみが読み込まれる。これにより、測定条件のファイル管理が容易になり、また、その設定ウィンドウで必要な測定条件のみが読み込まれることで見た目も分かり易く、さらに、データの流用による設定もし易くなる。
［測定実行モード］
次に、測定実行モードについて説明する。図４に示すメイン設定ウィンドウに戻り、ユーザはプルダウンメニューにより測定実行モード（Ｍｅａｓｕｒｅ）を選択すると、メイン設定ウィンドウは、図４Ｂに示す表示内容に切り替わる。同図Ｂは、プローバにカセット設置場所が２つある状態を示している。このウィンドウに対して、ユーザが、ＵＳＥＲ，Ｌｏｔ  Ｎｏ，Ｐａｒａｍｅｔａ  Ｆｉｌｅ，ＭＯＤＥを設定した後、Ｓｔａｒｔを選択することにより、制御システムは、設定された測定条件に基づいて測定を開始する。ＬＯＡＤは、測定に先だって設定条件を確認するために、Ｐａｒａｍｅｔａ  Ｆｉｌｅで指定されたファイルを読み込むためのものであり、これにより、カセット設定ウィンドウ、ウェハ設定ウィンドウ、ダイ設定ウィンドウおよび測定シーケンス設定ウィンドウが、読み込んだファイルの内容で反映される。なお、ＬＯＡＤは測定前の測定条件を確認するために用いられるものであり、実際の測定では再度Ｐａｒａｍｅｔａ  Ｆｉｌｅで指定したファイルが読み込まれることにより、測定が開始される。
図２９は、本実施形態に係る制御システムの動作を説明するためのフローチャートである。同図に示すように、測定開始の指示が与えられると、測定実行部２３は、測定条件転送要求を測定制御部２２に送って、測定制御部２２から測定条件を取得する（Ｓ２９０１）。測定実行部２３は、取得した測定条件について、プローバ２の移動指示であるか否かを判断し（Ｓ２９０２）、プローバ２の移動指示であると判断した場合には、プローバ２に対して移動命令を与える（Ｓ２９０３）。また、測定実行部２３は、測定器４のいずれかに測定条件を転送するか否かを判断し（Ｓ２９０４）、転送すると判断した場合には、対応する測定器４に対して測定条件を転送する（Ｓ２９０５）。
次に、測定実行部２３は、測定条件にしたがって測定アルゴリズムを選択し（Ｓ２９０６）、測定器４に対して測定指示を出力する（Ｓ２９０７ａ〜Ｓ２９０７ｃ）。測定アルゴリズムとは、図２２等に示されるＭｅｓ  Ｔｙｐｅ２２２とＳｔｒｅｓｓ  Ｔｙｐｅ２２１で指定されるＩＶ測定処理、ＣＶ測定処理またはストレス印加処理等の各処理を指している。測定指示を受けた測定器４は、その測定アルゴリズムに応じた測定を行い、測定データを測定実行部２３に送る。測定実行部２３は、測定器４から得られる測定データを測定制御部２２に転送する（Ｓ２９０８）。測定制御部２２はこれを受けて、ハードディスク等の記憶装置２６に記憶し、ディスプレイ等の出力装置２７に表示する。測定実行部２３は、測定制御部２２に対して次の測定のための測定条件要求を転送し（Ｓ２９０９）、測定制御部２２によって設定された全ての測定条件を実行したと判断された時点で測定を終了する。
このような処理により、例えば、シーケンスｂとシーケンスｃとを実行するような場合であっても、測定シーケンスごとに測定アルゴリズムを選択できるため、ＩＶ測定、ＣＶ測定およびストレス印加測定などのアルゴリズムを各１つ作成するだけで済む。
制御システムは、測定を行っている間、図４Ｂに示すように、このウィンドウのステータス領域４２に、測定対象となっているカセット、カセットから取り出されているウェハ番号、ウェハ上で測定しているダイのＸ−Ｙ座標、台上で測定されているサブサイトのディレクトリ名および実行している測定アルゴリズムのモードをリアルタイムで表示する。また、制御システムは、このウィンドウとは別に、カセット設定ウィンドウ（図３０）、ウェハ設定ウィンドウ（図３１）、ダイ設定ウィンドウ（図３２）、シーケンス設定ウィンドウ（図３３および図３４）を表示することができる。これら各ウィンドウにおいて、測定の進捗状況は、測定対象を示しているオブジェクトが視覚的に区別されてユーザに示される。本例では、同図に示すように、測定対象を示しているオブジェクトが、画面上、凹表示されている。なお、図３４は、測定シーケンスｃにおける測定実行モード画面を示している。すなわち、図中のＮＯには、ストレスの印加回数、Ａｄｄにはストレス印加時間、Ｓｕｍには総ストレス印加時間が表示される。
［データ解析モード］
次に、データ解析モードについて説明する。図３５は、データ解析モードを説明するための図である。データ解析モードには、メイン設定３５１、階層データ表示選択３５２、データ選択３５３およびグラフ表示処理３５４があり、さらにデータ選択３５３はロット選択３５３ａ、カセット選択３５３ｂ、ウェハ選択３５３ｃ、ダイ選択３５３ｄおよび測定データ選択３５３ｅがある。後述するように、階層データ表示選択３５２において、１つの測定データのみが選択された場合、表示設定３５４が直接呼び出され、その測定データに基づくグラフの表示が行われる。一方、複数の測定データを包含する上位の階層が選択された場合、データ選択３５３の対応する選択ウィンドウが呼び出され、このウィンドウに対して解析に用いるデータが選択された後、グラフ表示処理３５４が呼び出される。
図４に示したメイン設定ウィンドウに対して、ユーザはプルダウンメニューによりデータ解析モード（Ａｎａｌｙｓｉｓ）を選択すると、メイン設定ウィンドウは、図４Ｃに示す表示内容に切り替わる。ユーザはさらに、メイン設定ウィンドウのメニューバーにある「表示」コマンドにおいて、「Ｄｉｒｅｃｔｏｒｙ」、「Ｌｏｔｔｏ」、「Ｃａｓｓｅｔｔｅ」、「Ｗａｆｅｒ」、「Ｄｉｅ」、「Ｓｅｑｕｅｎｃｅ」および「Ｇｒａｐｈ」を選択することで、それぞれの画面が表示され、そこで解析条件を設定することで、さまざまな複雑な解析を行い、その結果をグラフ等に表示させることができる。
図３６は、階層データ表示ウィンドウの一例を示す図である。同図に示す階層データ表示ウィンドウは、ツリービュー領域３６１および詳細情報表示領域３６２を有する。ツリービュー領域３６１は、ユーザ、ロット、ウェハ、ダイ、サブサイトおよび測定データに対するファイル（データ）の構造を、オブジェクトを用いて階層的に表示し、詳細情報表示領域３６２は、ツリービュー領域３６１で指定されたオブジェクトに関する詳細情報（例えば、フォルダ内のファイル名）を表示する。ここでは、測定シーケンス設定ウィンドウ（図２２）で設定した出力ファイル（Ｄａｔａ  Ｎａｍｅ）が表示されている。ユーザが詳細情報表示領域３６２に表示されたオブジェクト、例えばＣＶ＿０１＿０００を選択すると、制御システムは、このファイルに対して設定されている表示形式にしたがってグラフを表示する。
また、ユーザがツリービュー領域３６１内のオブジェクトのいずれかを選択すると、制御システムは、それに対応したデータ選択ウィンドウを表示する。例えば、ユーザがトップ３６３ａのオブジェクトを選択すると図３７Ａに示すウィンドウが表示され、ユーザ３６３ｂのオブジェクトのいずれかを選択すると同図Ｂに示すウィンドウが表示され、ロット３６３ｃのいずれかのオブジェクトを選択すると同図Ｃに示すウィンドウが表示される。ここで表示されるウィンドウはロット選択ウィンドウであり、階層データ表示ウィンドウで選択されたオブジェクトに応じて設定できるパラメータが変更されるようになっている。すなわち、同図Ａに示すウィンドウでは、ユーザは全てのパラメータに対して設定を行うことができ、同図Ｂに示すウィンドウでは、ユーザはＵＳＥＲ３７１以外のパラメータを設定することができ、同図Ｃに示すウィンドウでぱ、ユーザはＵＳＥＲ３７１およびＬｏｔＮｏ３７２以外のパラメータを設定することができる。ユーザがパラメータを設定した後、メイン設定ウィンドウに戻り、解析結果表示４３を選択すると、制御システムは、測定データに基づいてグラフを表示する。
また、図３６に示した階層データ表示ウィンドウに対して、ユーザがウェハ３６３ｄのオブジェクトを選択すると、制御システムは、図２７に示したウィンドウを表示する。ユーザは、このウィンドウに対して、Ｕｓｅ２７３を選択することにより、解析に使用するダイを設定することができる。
図３６に示した階層データ表示ウィンドウに対して、ユーザがダイ３６３ｅのオブジェクトを選択すると、制御システムは、図２５に示したウィンドウを表示する。ユーザは、このウィンドウに対して、Ｕｓｅ２５４を選択することにより、解析に使用するサブサイトを設定できる。
図３６に示した階層データ表示ウィンドウに対して、ユーザがサブサイト３６３ｆのオブジェクトを選択すると、制御システムは、図２２等に示した測定シーケンス設定ウィンドウを表示する。つまり、Ｓｔｒｅｓｓ  Ｔｙｐｅ２２１にＮｏｔＵｓｅが設定された場合には、図２２に示した測定シーケンス設定ウィンドウを表示し、Ｓｔｒｅｓｓが設定された場合には、図２３に示した測定シーケンス設定ウィンドウを表示する。ユーザは、このウィンドウに対して、Ｕｓｅを選択することにより、解析に使用する測定データを設定できる。また、図２３に示したウィンドウに対しては、Ｓｔｒｅｓｓ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅの設定（例えばチェックボックス形式によりステップを選択）により、ストレスシーケンスにおける解析に使用する測定データを設定することができる。
上記設定においては、最初に表示される設定に加え、下位の設定も選択可能となる。すなわち、ユーザがウェハ３６３ｄを選択した場合、ウェハ選択画面３５３ｃが表示され、使用するダイを設定することができるが、それより下位のダイ選択３５３ｄおよび測定データ選択３５３ｅについても設定ができるようになっている。
なお、本実施形態では、測定データ設定のためのウィンドウを用いて、解析データの設定を行うようにしたが、例えば、図３８Ａ〜Ｄに示すウィンドウを用いて設定するようにしても良い。
次に、解析結果の表示について説明する。ユーザは、データ解析モードでデータ解析の設定を行った後、図４Ｃに示したメイン設定ウィンドウに戻り、解析結果表示４３を選択すると、制御システムは、測定データに基づき、設定された表示条件でグラフを表示する。ユーザがメイン設定ウィンドウのメニューバーにある「表示」コマンドにおいて「Ｇｒａｐｈ」を選択すると、図３９に示すようなグラフ表示ウィンドウが表示される。
図４０Ａおよび図４０Ｂは、解析条件およびその解析条件に基づく解析結果の表示方法を設定するための設定画面である。
階層データ表示ウィンドウ（図３６）に対して、ユーザが詳細情報表示領域３６２に表示されたオブジェクトを選択する場合、すなわち、選択された測定データの総数が１つだけの場合、制御システムは、例えば、図４２Ａに示すようなグラフを表示する。また、ロット３６３ａを選択した場合に表示されるウィンドウ（図３７Ｃ）であって、行データが１つであり、かつ、選択されたウェハＷ、ダイＤ、サブサイトＳおよび測定シーケンスがそれぞれ１つの場合にも、制御システムは、同様に、図４１Ａに示すようなグラフを表示する。
一方、測定シーケンス設定ウィンドウに対して、ＤｉｓｐにＡｄｄを設定した場合には、制御システムは、図４１Ｂに示すようなグラフを表示する。
また、ユーザが複数のデータを指定すると、図４１１に示すようなグラフを表示する。ここで、ユーザが図４０Ａに示すＥｒｒｏｒ  Ｂａｒの「Ａｖｅｒａｇｅ」を選択すると、全データの平均値を図４１Ａのように表示し、「Ｍａｘ−Ｍｉｎ」および「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｖ」を選択すると、平均値にそれぞれ最大および最小または標準偏差のＥｒｒｏｒ  Ｂａｒを付加して図４１Ｊのように表示する。
また、図４０Ａに示す「Ｄｅｔｅｃｔ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ」の設定に従い、測定データの中から１つの値を抽出することができる。例えば、電圧を掃引したＩＶ測定のデータは、掃引した電圧のステップ数分の電圧（Ｘ軸）と電流値（Ｙ軸）からなる。図のようにＳｏｕｒｃｅでＩＤ、ＴａｒｇｅｔでＶＧ、ＣｏｎｄｉｔｉｏｎでＣｏｎｓｔａｎｔを選択し、Ｃｏｎｓｔａｎｔ右側の式設定で「１０Ｅ−８＊Ｌ／Ｗ」を設定した場合、電流値（ＩＤ）が、式「１０Ｅ−８＊Ｌ／Ｗ」の時のＶＧの値が抽出される。ここで、ＬとＷは図２６Ｂで設定したサイトごとに異なる各値が代入される。このように、サイトごとに関連付けた値を計算式で使用できるため、測定した素子の寸法に応じた値を元にある値を抽出した場合においても、統一的な１つの表記で全サイトに対し実施できるようになる。
上記の方法に従い全てのデータから抽出された値の集計が「Ｘ−Ａｘｉｓ」および「Ｚ−Ａｘｉｓ」で選択した形式に基づきグラフに表示される。「Ｘ−Ａｘｉｓ」では横軸の表示形式を設定し、「Ｚ−Ａｘｉｓ」で設定した項目ごとに集計を行い、その結果を複数の線として表示する。また、縦軸には抽出された値が表示される。
図２１に示したシーケンスｃの測定データを用いて、Ｘ軸の条件を「Ｓｔｅｒｓｓ  Ｔｉｍｅ」に設定すると、ストレス時間を横軸とした図４１Ｃに示すグラフが表示され、また、「Ｓｕｂ  Ｓｉｔｅ  Ｎｏ」、「Ｄｉｅ  Ｎｏ」、「Ｗａｆｅｒ  Ｎｏ」および「Ｌｏｔ  Ｎｏ」を選択すると、図４１ＧおよびＨに示すグラフが表示される。また、「Ｓｕｂ  Ｓｉｔｅ  Ｎｏ」を選択し、その右の選択部分で図２６Ｂで関連付けた「Ｔｉｍｅ」、「Ａｒｅａ」  「Ｌ」、「Ｗ」または「Ｏｘ  Ｔｈｉｃｋ」を選択すると、横軸をサイトに関連付けた値で表示することができる。例えば、「Ｌ」を選択すると、図４１Ｄのグラフが表示できる。
また、ユーザがＤｉｓｐ  Ｔｙｐｅで「Ｘ−Ｙ  Ｇｒａｐｈ」を選択すると、上述したＸ−Ｙ軸のグラフが表示され、また、「Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ」を選択すると図４１Ｅに示すグラフが表示され、さらに、「Ｗａｆｅｒ  Ｍａｐ」を選択すると図４１Ｆに示すグラフが表示される。
グラフ表示形式は、図４０Ｂに示した画面で設定、変更される。同図において、「Ｃａｌ」に式を指定すると、その式に基づき計算された結果が出力される。その式内では図２６Ｂで関連付けた「Ｔｉｍｅ」、「Ａｒｅａ」、「Ｌ」、「Ｗ」または「Ｏｘ  Ｔｈｉｃｋ」等が使用でき、サイトに依存しない表記ができる。例えば、Ｗあたりの電流値を表示させたい場合、「ａ／Ｗ」（ここでａは測定データ）とすれば、異なるトランジスタのデータを選択しても、設定を変えることなく希望する値が表示できる。
また、サイトに関連付ける値は、別途参照テーブルを作成しても良い。
［実施形態の利点］
以上のように、本実施形態によれば、次のような利点を有する。
（１）測定パラメータ設定では、設定対象ごとに階層的に構成された設定ウィンドウが用意されているため、上位の設定で下位の設定を利用できるようにしているため、体系的に測定条件を設定することができる。したがって、複雑な測定アルゴリズムを設定するときであっても容易に設定できるようになる。
また、カセット設定５２〜測定シーケンス設定５５について設定した場合には、ユーザは、メイン設定ウィンドウにおいて各ウィンドウで設定したすべての測定条件を一括にファイルに保存する一方、一括にファイルに保存された測定条件をそれぞれの設定ウィンドウから読み込む場合には、その設定ウィンドウに対応した測定条件のみが読み込まれるので、測定条件のファイル管理が容易になり、また、その設定ウィンドウで必要な測定条件のみが読み込まれることで見た目も分かり易く、さらに、データの流用による設定もし易くなる。
（２）測定器ごとに最適化された設定ウィンドウが用意されているため、ユーザは、測定器の特質にしたがった直感的な設定ができるようになる。
（３）測定器に対して設定した測定条件を測定シーケンス設定において個別に選択できるので、さまざまな種類の測定シーケンスに対応した設定が容易にできるようになる。また、測定モードの選択とパラメータファイルの選択とをそれぞれ独立にできるようにしているため、測定シーケンスの内容を把握しやすくなる。さらに、測定シーケンス設定において、ストレスシーケンスおよび測定シーケンス設定項目を別個に設けることにより、指定した測定を複数行う測定やストレス印加等を繰り返し実行しながら、それぞれの間で、複数の同じ測定を繰り返す測定シーケンスを簡単に設定できるようになる。さらにまた、繰り返し行うストレス印加において、ストレス印加条件の変更、ストレス印加の中止条件の設定ができるので、複雑なストレス印加が簡単に実行できるようになる。
（４）サブサイトの位置情報と、例えばＤＩＲ  ＮＡＭＥとを関連付け、関連付けた対象を選択できるようにしているので、サブサイトの位置情報が変化した場合であっても、誤認識することなく測定およびデータ解析を行うことができるようになる。
（５）データ解析モードでは、測定データを設定対象ごとに階層的に表示しているので、解析すべき測定データの選択が容易になる。
（６）解析のための抽出式において、サイトに関連付けられた値が使用できる。これにより、サイトごとに抽出条件が異なる場合でも統一的に表記することができ、一度に解析が行えるようになる。また、グラフ表示においても、表示のための計算式にサイトに関連付けられた値が使用できる。このため、サイトごとに式が異なる場合でも、統一的に表記することができる。
（７）テストモードを実行するプログラムにおいて、測定制御部と測定実行部とを独立に構成しているので、半導体評価装置の構成が変更された場合であっても、これらプログラム相互間の通信形態を変更することで柔軟に対応することができるようになる。
（８）これらのプログラムのうち測定実行部を実現するプログラムについては、編集が容易なＢＡＳＩＣ等のインタプリタベースのプログラミング言語で記述し、それ以外のプログラムについては、編集は容易でないが高速動作可能なＣ等のコンパイラベースのプログラミング言語で作成した場合には、制御システムの高速動作に対する要求を満たしつつ、設計の変更に対して柔軟に対応することができるようになる。
［その他の実施形態］
上記実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。
上記実施形態においては、全て自動でウェハＷを多数枚格納しているカセットＣから１枚ずつ取り出してプローバにセットして測定を行うフルオート式プローバについて説明したが、手動でウェハを１枚ずつプローバにセットして自動で測定を行うセミオート式プローバや、手動で測定を行うマニュアル式プローバに対しても同様に適用できる。
セミオート式プローバの場合には、次の３つの設定方法がある。１つ目は、すなわち、図４Ｂに示すウィンドウに対して、ＭＯＤＥ  Ｃ１〜Ｃ５の選択に加えて、Ｗａｆｅｒ番号の選択もできるようにした設定方法である。この場合には、Ｃａｓｓｅｔｔｅ  Ｂに対する設定はない。２つ目は、ＭＯＤＥ選択がなく、直接Ｗａｆｅｒ番号の選択をできるようにした設定方法である。３つ目は、ＭＯＤＥ選択がなく、Ｃａｓｓｅｔｔｅ設定でＭＯＤＥ  Ｃ１〜Ｃ５およびＷａｆｅｒ番号を選択できるようにした設定方法である。この場合は、ＭＯＤＥ  Ｃ１〜Ｃ５については第１に設けられたタブで、Ｗａｆｅｒ番号については図２８に示したウィンドウにおいて選択する。
マニュアル式プローバの場合にも、次の３つの設定方法がある。１つは、測定シーケンス設定ウィンドウ（図２２または図２３）を用いる設定方法である。この場合は、Ｄａｔａ  Ｎａｍｅ２２５において、測定データを保存するためのファイルの保存先をディレクトリまで詳細に指定することが望ましい。２つ目は、この測定シーケンス設定ウィンドウとダイ設定ウィンドウ（図２５）を用いる設定方法である。この設定方法によれば、サブサイトＳが存在する場合、サブサイトＳに依存するパラメータを図２６Ｂに示すウィンドウに対して、測定時に設定することができるようになる。３つ目は、Ｃａｓｓｅｔｔｅ設定でＭＯＤＥ  Ｃ１〜Ｃ５とＷａｆｅｒ番号を選択し、ウェハ設定ウィンドウでＭＯＤＥ  Ｗ１〜Ｗ５およびダイＤを選択するとともに、ダイ設定ウィンドウでサブサイトＳを選択する設定方法である。
また、制御システムは、測定実行モードとして、フルオートモード、セミオートモードおよびマニュアルモードを備えるようにしても良い。ここで、フルオートモードとは、カセットＣ内に存在する複数のウェハＷに対して自動で測定するモードであり、セミオートモードとは、１枚のウェハＷ内の複数のダイＤに対して自動で測定するモードである。また、マニュアルモードとは、個々の素子（サブサイトＳ）に対して測定を行うモードである。
このような測定実行モードの切り替えはメイン設定ウィンドウにおいて設定することができる。図４２は、メイン設定ウィンドウにおける測定実行モード切替メニューの一例を示す図である。ユーザは、測定時に、切替メニュー４２１の中から所望の測定実行モードを選択することで、図４３に示すように、各モード間を自由に移行させることができる。
これにより、例えば、フルオートモードで全ウェハＷを測定した後、１点だけを再測定する場合であっても、従来のようにマニュアル測定用の別のプログラムを準備することなく、統一的な操作環境でスムーズにマニュアルモードに移行させることができるようになる。
以上のように、本発明によれば、半導体素子の特性評価を行うために必要な測定条件の設定および測定されたデータに基づく評価結果出力のための設定が体系的かつ直感的に行うことができるようになり、その操作性が改善されることになる。
【図面の簡単な説明】
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る半導体評価装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
図２は、本発明の一実施形態に係る半導体評価装置における制御システムの機能的構成を示すブロックダイアグラムである。
図３は、コンピュータ画面上に表示されるメイン設定ウィンドウを示す図である。
図４Ａ〜図Ｃは、メイン設定ウィンドウを示す図である。
図５は、測定パラメータ設定モードを説明するための図である。
図６は、メイン設定ウィンドウを示す図である。
図７は、ＩＶ測定器設定ウィンドウを示す図である。
図８は、ＩＶ測定器設定ウィンドウを示す図である。
図９は、ＩＶ測定器設定ウィンドウを示す図である。
図１０は、ＩＶ測定器設定ウィンドウを示す図である。
図１１は、コンピュータ画面上に表示される測定器設定ウィンドウを示す図である。
図１２は、測定器設定ウィンドウを示す図である。
図１３は、測定器設定ウィンドウを示す図である。
図１４は、ＩＶ測定器設定ウィンドウを示す図である。
図１５は、ＩＶ測定器設定ウィンドウを示す図である。
図１６は、ＳａｍｐｌｉｎｇモードにおけるＩＶ測定器設定ウィンドウを示す図である。
図１７は、ＳａｍｐｌｉｎｇモードにおけるＩＶ測定器設定ウィンドウを示す図である。
図１８は、ＳａｍｐｌｉｎｇモードにおけるＩＶ測定器設定ウィンドウを示す図である。
図１９Ａおよび図１９Ｂは、ＣＶ測定器設定ウィンドウを示す図である。
図２０は、スイッチングマトリックス設定ウィンドウを示す図である。
図２１Ａ〜図２１Ｃは、測定シーケンスを説明するための図である。
図２２は、測定シーケンス設定ウィンドウの一例を示す図である。
図２３は、シーケンスｃに設定するための測定シーケンス設定ウィンドウの一例を示す図である。
図２４Ａおよび図２４Ｂは、測定シーケンス設定ウィンドウに関連するウィンドウの一例を示す図である。
図２５は、ダイ設定ウィンドウの一例を示す図である。
図２６Ａおよび図２６Ｂは、サブサイト設定ウィンドウの一例を示す図である。
図２７Ａおよび図２７Ｂは、ウェハ設定ウィンドウの一例を示す図である。
図２８Ａおよび図２８Ｂは、カセット設定ウィンドウの一例を示す図である。
図２９は、制御システムにおける測定実行時の動作を説明するためのフローチャートである。
図３０は、測定実行モードにおけるカセット設定ウィンドウの一例を示す図である。
図３１は、測定実行モードにおけるウェハ設定ウィンドウの一例を示す図である。
図３２は、測定実行モードにおけるダイ設定ウィンドウの一例を示す図である。
図３３は、測定実行モードにおけるシーケンス設定ウィンドウの一例を示す図である。
図３４は、測定実行モードにおけるシーケンス設定ウィンドウの一例を示す図である。
図３５は、データ解析モードを説明するための図である。
図３６は、階層データ表示ウィンドウの一例を示す図である。
図３７Ａ〜図３７Ｃは、データ選択ウィンドウの一例を示す図である。
図３８Ａ〜図３８Ｄは、解析データ設定ウィンドウの他の例を示す図である。
図３９は、グラフ表示ウィンドウの一例を示す図である。
図４０Ａおよび図４０Ｂは、グラフ表示設定ウィンドウの一例を示す図である。
図４１Ａ〜図４１Ｊは、グラフの表示例を示す図である。
図４２は、メイン設定ウィンドウにおける測定実行モード切替メニューの一例を示す図である。
図４３は、測定実行モードにおける各モード間の遷移を説明するための図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７Ａ】
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【図３７Ｂ】
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【図３７Ｃ】
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【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３８Ｃ】
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【図３８Ｄ】
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【図３９】
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【図４０Ａ】
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【図４０Ｂ】
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【図４１Ａ】
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【図４１Ｂ】
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【図４１Ｃ】
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【図４１Ｄ】
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【図４１Ｅ】
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【図４１Ｆ】
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【図４１Ｇ】
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【図４１Ｈ】
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【図４１Ｉ】
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【図４２】
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【図４３】
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【国際調査報告】
2002065544.tif 000073
2002065544.tif 000074
2002065544.tif 000075
2002065544.tif 000076