JP2000269276A - 欠陥解析システムおよびその方法 - Google Patents
欠陥解析システムおよびその方法Info
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Abstract
させる。 【解決手段】 半導体ウェハ上の欠陥を検出し、欠陥の
位置を示す欠陥データを生成する欠陥検査手段143
と、欠陥データを参照することにより、欠陥を大きさ、
色、形状等により分類し、欠陥分類データを生成する欠
陥分類データ生成手段144と、半導体ウェハ上のチッ
プの電気的不良を示すフェイルビットマップデータを測
定するテスタ手段153と、フェイルビットマップデー
タを複数のビットの集合である幾つかの不良モードに分
類することにより不良モード分類データを作成し、不良
モード分類データの座標系を不良モード単位で欠陥デー
タの座標系に座標変換するフェイルビットマップデータ
処理手段151と、欠陥データ、欠陥分類データおよび
座標変換された不良モード分類データとを用いて欠陥解
析を行う突き合わせ処理手段120とを備える。
Description
欠陥データと半導体ウェハ上のチップの電気的不良デー
タの突き合わせを行い両者の一致する位置を特定するこ
とにより、電気的不良となる欠陥(Killer欠陥)を特定
する欠陥解析システムおよびその方法に関し、特に、半
導体素子製造プロセスの歩留まりの向上させる技術に係
わる。
に伴い、1枚の半導体ウェハ上には、数百万〜数千万に
も及ぶ半導体チップが搭載されるようになってきてい
る。このような背景から、半導体集積回路中で発生する
欠陥や電気的不良の詳細な解析は、半導体素子製造プロ
セスにおいて大変重要な作業となっており、欠陥解析技
術も急速な進化を遂げつつある。
るが、欠陥検査装置等により測定される、半導体ウェハ
上の異物や欠陥等の存在位置を示す欠陥データと、テス
タ装置等の半導体メモリの電気的テスト装置により測定
される、半導体チップの電気的不良位置を示すFBM
(Fail BitMap、フェイルビットマップ)データとの突
き合わせをする突き合わせ処理を行い、真に電気的不良
となる半導体ウェハ上の欠陥(Killer欠陥)を特定する
手法が最も一般的なものであり、且つ、強力な手法であ
ることが知られている。
は、欠陥データの座標系とFBMデータの座標系とが同
一となるよう座標変換を行うが、通常は、FBMデータ
の座標系を欠陥データのそれに合わせこむように、FB
Mデータの不良アドレスをビット毎に座標変換し、その
後、突き合わせ処理を行う。
陥解析においては、FBMデータの座標系を欠陥データ
のそれに合わせこむように、FBMデータの不良アドレ
スをビット毎に座標変換し、座標変換後、突き合わせ処
理を行うことによってKiller欠陥を特定している。とこ
ろが、このような従来までの欠陥解析装置およびその方
法には、以下に示すような技術的課題がある。
その方法における座標変換では、FBMデータの不良ア
ドレスをビット毎に欠陥データの座標系に変換するた
め、メモリデバイスの大容量化によりビット数が増加
し、また、発生する不良の数が膨大となりつつある昨今
では、欠陥解析に要する時間が膨大なものとなってきて
いる。
欠陥が起因している電気的不良は、その欠陥が存在する
場所だけでなく、その欠陥位置のワード線方向やビット
線方向の不良にも繋がることがあるが、従来の欠陥解析
装置およびその方法では、欠陥データとFBMデータと
を単純に突き合わせているだけなので、その欠陥が電気
的に何の不良を引き起こしているのかを同定することが
できない。
には様々な大きさ、色、形状があるので、その大きさ、
色、形状等で欠陥を分類することにより欠陥分類データ
を作成し、欠陥の統計的な解析を行うことは、その欠陥
の発生原因を理解する上で大変重要な作業なのである
が、従来の欠陥解析装置およびその方法では、この欠陥
分類データと電気的な不良モードとの突き合わせ処理を
行うことができない。
ングは、欠陥数、欠陥モード単位の欠陥数や欠陥のある
チップの個数等をモニタリングして行うが、Killer欠陥
と認識された欠陥モードの欠陥が全て真に不良であるこ
とはなく、従来の欠陥解析装置およびその方法では、Ki
ller欠陥モードの個数をモニタリングすることができて
も、その中で電気的不良に繋がる欠陥をモニタリングす
ることはできない。
たものであり、その目的は、半導体ウェハ上の総合的な
欠陥解析を行い、半導体製造プロセスの歩留まりの向上
を実現する欠陥解析システムを提供することにある。
上の総合的な欠陥解析を行い、半導体製造プロセスの歩
留まりの向上を実現する欠陥解析方法を提供することに
ある。
めに、発明者は、 ・FBMデータを複数のビットの集合である幾つかの不
良モードに分類し、不良モードのデータ単位で座標変換
し、欠陥データとの突き合わせ処理を行う ・欠陥データをその大きさ、色、形状等により分類し、
欠陥分類データを用いてFBMデータとの突き合わせ処
理を行う ことが可能な欠陥解析システムおよびその方法を発案し
た。
欠陥を検出し、欠陥の位置を示す欠陥データを生成する
欠陥検査手段と、欠陥データを参照することにより、欠
陥を大きさ、色、形状等により分類し、欠陥分類データ
を生成する欠陥分類データ生成手段と、半導体ウェハ上
のチップの電気的不良を示すフェイルビットマップデー
タを測定するテスタ手段と、フェイルビットマップデー
タを複数のビットの集合である幾つかのFBMに分類す
ることにより不良モード分類データを作成し、不良モー
ド分類データの座標系を不良モード単位で欠陥データの
座標系に座標変換するフェイルビットマップデータ処理
手段と、欠陥データ、欠陥分類データおよび座標変換さ
れたFBMデータとを用いて欠陥解析を行う突き合わせ
処理手段とを備える欠陥解析システムであることにあ
る。
欠陥分類データと電気的不良モードデータの相関データ
を収集・解析することが可能となり、さらに、相関デー
タを詳細に解析することにより、欠陥の発生要因に対す
る対策を施し、半導体製造プロセスの歩留まりの向上を
実現することができる。
欠陥を検出し、欠陥の位置を示す欠陥データを生成する
欠陥検査ステップと、欠陥データを参照することによ
り、欠陥を大きさ、色、形状等により分類し、欠陥分類
データを生成する欠陥分類データ生成ステップと、半導
体ウェハ上のチップの電気的不良を示すフェイルビット
マップデータを測定するフェイルビットマップデータ測
定ステップと、フェイルビットマップデータを複数のビ
ットの集合である幾つかの不良モードに分類することに
より不良モード分類データを作成する不良モード分類ス
テップと、不良モード分類データの座標系を不良モード
単位で欠陥データの座標系に座標変換する座標変換ステ
ップと、欠陥データ、欠陥分類データおよび座標変換さ
れたFBM不良モード分類データとを用いて欠陥解析を
行う突き合わせ解析ステップとを備える欠陥解析方法で
あることにある。
欠陥分類データと電気的不良モードデータの相関データ
を収集・解析することが可能となり、さらに、相関デー
タを詳細に解析することにより、欠陥の発生要因に対す
る対策を施し、半導体製造プロセスの歩留まりの向上を
実現することができる。
電子メール送受信手段を具備し、欠陥分類データが得ら
れた段階で、所定の条件以上の欠陥が半導体ウェハ上に
存在するか否かの異常判定を行い、半導体ウェハが異常
であると判断された場合にはその旨を電子メール送受信
手段を用いて管理者端末と技術者端末に通知するように
しても良い。
プ数を用いて行っても良い。
発明の実施形態に係わる欠陥解析システムおよびその方
法について詳しく説明する。
析システムの構成について説明する。
ム100は、図1に示すように、解析処理を制御するデ
ータ解析装置110、欠陥データおよび欠陥分類データ
とFBM(Fail BitMap、フェイルビットマップ)不良
モード分類データとの突き合わせ処理を行う突き合わせ
処理装置120、欠陥データおよび欠陥分類データを収
集・格納する欠陥データ管理装置140、FBMデータ
およびFBM不良モード分類データを収集・格納するF
BMデータ管理装置150から構成され、突き合わせ処
理装置120は、欠陥データとFBM不良モード分類デ
ータとの突き合わせ処理を行う突き合わせ処理サーバ1
21および突き合わせ処理に係わる各種データを格納す
るデータベース122、欠陥データ管理装置140は、
半導体ウェハ上の欠陥データを収集する欠陥検査装置1
43、欠陥データを参照して欠陥を大きさ、色、形状等
により分類し、欠陥分類データを収集する欠陥レビュー
+ADC(Auto Defect Classification)手段144、
欠陥データ、欠陥分類データを管理する欠陥データ管理
サーバ141、欠陥データ、欠陥分類データを格納する
データベース142、FBMデータ管理装置150は、
チップのFBMデータを収集するテスタ装置153、F
BMデータからFBM不良モード分類データを作成し、
座標変換を行うテストデータ管理サーバ151、FBM
データおよびFBM不良モード分類データを格納するデ
ータベース152を備える。
施形態に係わる欠陥解析方法を1)欠陥データ処理、
2)FBMデータ処理、3)突き合わせ処理の3段階に
分けて説明する。
タを解析する際は、図2に示すフローチャート図のよう
に、1−1 (欠陥測定、ステップS101)始めに、
欠陥検査装置143において欠陥データを測定し、1−
2 (欠陥データ送信(I)、ステップS102)次
に、欠陥データを欠陥データ管理サーバ141に送信
し、1−3 (欠陥データ送信(II)、ステップS1
03)次に、欠陥の大きさ、色形状等をレビューするた
めに、欠陥データの座標情報を欠陥レビュー+ADC手
段144に送信し、1−4 (欠陥分類処理、ステップ
S104)続いて、欠陥レビュー+ADC手段144に
おいて、欠陥を大きさ、色、形状等により分類し、欠陥
分類データを作成し、1−5 (欠陥分類データ送信、
ステップS105)続いて、欠陥分類データを欠陥デー
タ管理サーバ141に送信し、1−6 (データ保存、
ステップS106)最後に、欠陥データおよび欠陥分類
データをデータベース142内に格納することにより、
突き合わせ処理に用いる欠陥データおよび欠陥分類デー
タを作成する。
ータを解析する際は、図3に示すフローチャート図のよ
うに、2−1 (FBMデータ測定、ステップS20
1)始めに、テスタ装置153において半導体ウェハ上
のチップのFBMデータを測定し、2−2 (FBMデ
ータ送信、ステップS202)次に、FBMデータをテ
ストデータ管理サーバ151に送信し、2−3 (不良
モード分類、ステップS203)次に、FBMデータを
複数のビットの集合である幾つかの不良モード毎に分類
し、不良モード分類データを作成し、2−4 (データ
保存、ステップS204)続いて、不良モード分類デー
タをデータベース152に格納し、2−5 (座標変換
処理、ステップS205)不良モード分類データ毎にそ
の座標系を欠陥データの座標系に変換し、2−6 (座
標変換データ送信、ステップS206)座標変換処理を
1ウェハ分行った後、座標変換した不良モード分類デー
タをデータベース152内に格納し、さらに、座標変換
された不良モード分類データを突き合わせ処理サーバ1
21に送信することにより、突き合わせ処理に用いるF
BM不良モード分類データを作成する。
理について簡単に説明しよう。
は、まず始めに、FBMデータを構成するビットのある
部分集合をFBMデータの不良モードとして定義し、そ
の部分集合を矩形の範囲で表現することから始まる。す
なわち、図5(a)に示すビット1の集合全体を覆う矩
形の始点P1と終点P2のアドレスをある1つの不良モ
ードの範囲とするのである。そして、FBM不良モード
データを欠陥データの座標系へ座標変換する際は、欠陥
の座標記述と合わせるように、この矩形領域のアドレス
記述を矩形領域の中心座標(x,y)と大きさ(W,
D)で記述する。また、この際、FBM座標系の原点B
と欠陥座標系の原点Aは、図5(b)に示すように、一
般的に異なるので、互いの原点が一致するように補正を
施す。この処理を半導体ウェハ上の全ての不良モードに
対して行うことにより、FBM不良モード分類データの
座標系は欠陥データの座標系に変換される。
せ処理は、図5に示すフローチャート図のように、3−
1 (不良モード分類データ受信、ステップS301)
始めに、解析を行う1ウェハ分のFBM不良モード分類
データをテストデータ管理サーバ151から受信し、3
−2 (欠陥分類データ検索、ステップS302)次
に、FBM不良モード分類データに相当するウェハの欠
陥分類データをデータベース142中から検索し、3−
3 (突き合わせ解析、ステップS303)続いて、F
BM不良モード分類データ、欠陥データおよび欠陥分類
データを用いて、突き合わせ処理を行い欠陥解析を行
い、3−4 (データ保存、ステップS304)最後
に、欠陥解析結果をデータベース122内に格納するこ
とにより、行われる。
わせ処理について簡単に説明する。
は、ビット不良4やライン不良7等のFBM不良モード
分類の形状や大きさに応じたトレランス領域6,9を設
け、欠陥データおよび欠陥分類データとFBM不良モー
ド分類データとを突き合わせることにより行い、トレラ
ンス領域6,9に入る欠陥5,8はFBM不良と関係が
あるものとみなすようにする(ここで、トレランス領域
の大きさはユーザの方で任意に設定することができるも
のとする)。そして、突き合わせ処理の結果を、例えば
図7に示すような、欠陥分類毎にFBM不良モード分類
データと突き合わせた結果を記載したKiller欠陥詳細テ
ーブルやKiller欠陥詳細テーブルをウェハ単位で集計し
たKiller欠陥ウェハ集計テーブルとしてまとめ、データ
ベース122内に格納する。
陥解析システムおよびその方法によれば、欠陥データお
よび欠陥分類データとFBM不良モード分類データとの
関係を見ながら欠陥解析を実行することができるので、
真に電気的不良となるKiller欠陥分類と電気的不良モー
ドの相関データを収集・解析することが可能となり、さ
らに、相関データを詳細に解析することにより、欠陥の
発生要因に対して対策を施し、半導体製造プロセスの歩
留まりの向上を実現することができるのである。
置およびその方法において、各欠陥分類毎にKilling Ra
teを算出し、そのKilling Rateの値に基づいて、各欠陥
分類毎に異常判定や歩留まり予測のための重み付け係数
を設定し(図9(a)参照)、重み付け係数を考慮した
欠陥数をモニタリングする等の手段を付与することによ
り、半導体ウェハ上の異常を早期に発見し、歩留まりを
予測することにより不良ウェハを除去するような欠陥解
析装置およびその方法を構築することができる。
解析システムの応用例として、例えば図8に示すよう
に、データ解析装置110を管理者端末111と技術者
用端末112とから構成し、さらに、欠陥データ管理サ
ーバ151に電子メール送受信手段145を具備するよ
うにし、欠陥レビュー+ADC手段144から欠陥デー
タ管理サーバ151に欠陥分類データが送信された段階
で、所定の条件以上の欠陥が半導体ウェハ上に存在する
か否かの異常判定(モニタリング)を行い、半導体ウェ
ハが異常であると判断された際にはその旨を電子メール
送受信手段145を用いて管理者端末111と技術者端
末112に通知するようにする。
の方法が考えられるが、ここでは、半導体ウェハ上の欠
陥数により判定する方法および不良チップ数により判定
する方法を例として説明するが、異常判定方法がこの2
つの方法に限られることはない。
定方法の一例として、異常判定をウェハの欠陥数で行う
場合について述べる。欠陥数で異常判定を行う場合は、
始めに、例えば図9(b)に示すように、各欠陥分類毎
にウェハが異常であると判定する異常判定欠陥数を設定
する。そして、収集された各欠陥分類の欠陥数に図9
(a)で設定したような重み付け係数を掛け、その値が
異常判定欠陥数と設定された値以上である時に、当該ウ
ェハが異常であるとの通告を行う。例えば、図9(b)
に示す異常判定欠陥数を設定した場合において、ウェハ
上で欠陥分類名Aの欠陥数が1050個と測定された際
は、欠陥数1050に欠陥分類名Aの重み付け係数0.
1を掛けることにより、計算値150が得られるが、欠
陥分類名Aの異常判定欠陥数は100個と設定してある
ので、当該ウェハは異常であると判断され、異常警告が
管理者や技術者に通知されるようになる。
他の例として、異常判定を不良チップ数で行う場合につ
いて述べる。不良チップ数で異常判定を行う場合は、あ
るチップが欠陥数により不良になるか否かを判定し、ウ
ェハの基準歩留まりを事前に設定することにより行う。
すなわち、始めに、図9(c)に示すように、欠陥分類
毎の1チップ当たりの異常判定欠陥数を事前に設定す
る。この時、あるチップで欠陥分類名Aの欠陥数が12
個であったとすると、欠陥数12個に欠陥分類名Aの重
み付け係数0.1を掛け、計算値1.2を得る。この計
算値1.2は欠陥分類名Aの異常判定欠陥数1よりも大
きいので、このチップは不良になる可能性があると判断
する(尚、同様の処理は他の欠陥分類についても行うこ
ととし、欠陥分類のどれか1つにおいてでも異常判定が
なされた場合には、そのチップを異常チップと判定する
ものとする)。そして、このチップの異常判定処理を、
ウェハ上の全てのチップに対して行い、1ウェハ中の不
良チップ数を抽出することにより、ウェハの歩留まりを
予測する。この際、歩留まりの値にも異常判定基準を設
けることにより、ある歩留まり以下となると警告を発す
るような欠陥解析装置およびその方法を構築することも
できる。
ない様々な実施の形態を包含するということは十分に理
解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥
当な特許請求の範囲に係わる発明特定事項によってのみ
限定されるものでなければならない。
析システムによれば、欠陥データおよび欠陥分類データ
とFBM不良モード分類データとの関係を見ながら欠陥
解析を実行することができるので、真に電気的不良とな
るKiller欠陥分類と電気的不良モードの相関データを収
集・解析することが可能となり、さらに、相関データを
詳細に解析することにより、欠陥の発生要因に対する対
策を施し、半導体製造プロセスの歩留まりの向上を実現
することができるのである。
陥データおよび欠陥分類データとFBM不良モード分類
データとの関係を見ながら欠陥解析を実行することがで
きるので、真に電気的不良となるKiller欠陥分類と電気
的不良モードの相関データを収集・解析することが可能
となり、さらに、相関データを詳細に解析することによ
り、欠陥の発生要因に対する対策を施し、半導体製造プ
ロセスの歩留まりの向上を実現することができるのであ
る。
構成を示すブロック図である。
フローチャート図である。
フローチャート図である。
模式図である。
フローチャート図である。
明するための模式図である。
の一例を示す図である。
応用例を示すブロック図である。
を説明するための図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体ウェハ上の欠陥を検出し、当該欠
陥の位置を示す欠陥データを生成する欠陥検査手段と、 前記欠陥データを参照することにより、欠陥を大きさ、
色、形状等により分類し、欠陥分類データを生成する欠
陥分類データ生成手段と、 前記半導体ウェハ上のチップの電気的不良を示すフェイ
ルビットマップデータを測定するテスタ手段と、 前記フェイルビットマップデータを複数のビットの集合
である幾つかの不良モードに分類することにより不良モ
ード分類データを作成し、不良モード分類データの座標
系を不良モード単位で前記欠陥データの座標系に座標変
換するフェイルビットマップデータ処理手段と、 前記欠陥データ、前記欠陥分類データおよび座標変換さ
れた前記不良モード分類データとを用いて欠陥解析を行
う突き合わせ処理手段とを備えることを特徴とする欠陥
解析システム。 - 【請求項2】 半導体ウェハ上の欠陥を検出し、当該欠
陥の位置を示す欠陥データを生成する欠陥検査ステップ
と、 前記欠陥データを参照することにより、欠陥を大きさ、
色、形状等により分類し、欠陥分類データを生成する欠
陥分類データ生成ステップと、 前記半導体ウェハ上のチップの電気的不良を示すフェイ
ルビットマップデータを測定するフェイルビットマップ
データ測定ステップと、 前記フェイルビットマップデータを複数のビットの集合
である幾つかの不良モードに分類することにより不良モ
ード分類データを作成する不良モード分類ステップと、 前記不良モード分類データの座標系を前記不良モード単
位で前記欠陥データの座標系に座標変換する座標変換ス
テップと、 前記欠陥データ、前記欠陥分類データおよび座標変換さ
れた前記不良モード分類データとを用いて欠陥解析を行
う突き合わせ解析ステップとを備えることを特徴とする
欠陥解析方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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