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技術 検査システム、ならびに検査システムの故障解析・予知方法

出願人 東京エレクトロン株式会社
発明者 加賀美徹也
出願日 2017年3月2日 (2年6ヶ月経過) 出願番号 2017-039458
公開日 2018年9月20日 (11ヶ月経過) 公開番号 2018-147959
状態 未査定
技術分野 半導体等の試験・測定 電子回路の試験
主要キーワード ロジック波形 解析位置 故障時期 各診断項目 要因解析 故障要因 診断履歴 故障予知
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年9月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (13)

課題

テスタおよびプローバにまたがる要因故障またはその前段階の兆候が生じた場合でもその箇所を迅速に把握することまたは予知することができる技術を提供する。

解決手段

検査装置100は、複数のデバイスが形成された基板Wを保持するステージ26と、基板をステージ26に搬送する搬送部22と、複数のプローブ25aを基板W上の複数のデバイスの電極に接触させるプローブカード25とを有するプローバ200と、プローブカード25を介して基板W上の複数のデバイスに電気的信号を与え、デバイスの電気特性検査するテスタ300と、検査の際に故障が発生したとき、または故障の前段階の兆候が発生したときに、その故障に関連するプローバ200とテスタ300の履歴情報解析して故障の箇所を把握または予知する故障解析・予知処理部400とを有する。

概要

背景

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウエハ(以下単にウエハと記す)における全てのプロセスが終了した段階で、ウエハに形成されている複数のデバイスICチップ)の電気的検査が行われる。このような電気的検査を行う検査ステムは、一般的に、ウエハステージとウエハ搬送系を有するとともに、ウエハに形成されたデバイスに接触するプローブを有するプローブカードが装着されるプローバと、デバイスに電気的信号を与え、デバイスの種々の電気特性を検査するためのテスタとを有している。

このような検査システムにおいて、故障が発生したとき、その故障要因を迅速に特定して対処することが求められている。また、故障を事前予知して故障を回避することも求められている。

特許文献1には、プローバのコントローラ自己診断実行機能を持たせて、プローバにおける故障要因を特定する技術が記載されている。

概要

テスタおよびプローバにまたがる要因の故障またはその前段階の兆候が生じた場合でもその箇所を迅速に把握することまたは予知することができる技術を提供する。検査装置100は、複数のデバイスが形成された基板Wを保持するステージ26と、基板をステージ26に搬送する搬送部22と、複数のプローブ25aを基板W上の複数のデバイスの電極に接触させるプローブカード25とを有するプローバ200と、プローブカード25を介して基板W上の複数のデバイスに電気的信号を与え、デバイスの電気特性を検査するテスタ300と、検査の際に故障が発生したとき、または故障の前段階の兆候が発生したときに、その故障に関連するプローバ200とテスタ300の履歴情報解析して故障の箇所を把握または予知する故障解析・予知処理部400とを有する。

目的

本発明は、テスタおよびプローバにまたがる要因の故障またはその前段階の兆候が生じた場合でもその箇所を迅速に把握することまたは予知することができる技術を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数のデバイスが形成された基板を保持するステージと、基板を前記ステージに搬送する搬送部と、複数のプローブを基板上の複数のデバイスの電極に接触させるプローブカードとを有するプローバと、前記プローブカードを介して前記基板上の複数のデバイスに電気的信号を与え、前記デバイスの電気特性検査するテスタと、検査の際に故障が発生したとき、または前記故障の前段階の兆候が発生したときに、その故障に関連する前記プローバと前記テスタの履歴情報解析して故障の箇所を特定もしくは推定または予知する故障解析・予知処理部とを有することを特徴とする検査システム

請求項2

前記故障解析・予知処理部は、前記履歴情報と知見者の知見に基づいて故障の箇所を特定もしくは推定または予知することを特徴とする請求項1に記載の検査システム。

請求項3

前記故障の要因が複数想定される場合、前記知見者の知見に基づいて、前記故障の要因を特定し、それにより故障の箇所を特定もしくは推定または予知することを特徴とする請求項2に記載の検査システム。

請求項4

前記テスタは、マザーボードと、前記マザーボードに装着された複数の検査回路ボードとを有し、前記プローバに装着されたプローブカードと前記マザーボードとの間に、これらを接続するコンタクト部材が配置され、前記検査回路ボード、前記マザーボード、前記コンタクト部材、前記プローブカードのいずれかに生じた故障の箇所を特定または推定または予知することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の検査システム。

請求項5

基板上のデバイスの検査において、接触不良または前記テスタから被検査体までの伝送経路抵抗が大となる故障が生じたとき、それに関するプローバ側の要因およびテスタ側の要因を含む複数の要因を把握し、それらの中で正常であることが分かっている要因、または所定の診断を行った結果正常な結果が得られたことにより正常であることがわかる要因を除外し、残った要因から故障箇所を特定もしくは推定または予知することを特徴とする請求項4に記載の検査システム。

請求項6

検査の際にPASSになった検査項目について出力結果を複数段階にレベル分けし、複数の測定結果によるレベルの変化から故障の兆候を把握し、故障を予知することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の検査システム。

請求項7

基板上の複数のデバイスを表示するマップにおいて、検査の際にPASSになった項目について出力結果を複数段階にレベル分けし、PASSと判断されたデバイスのレベルの分布図から故障箇所を予知することを特徴とする請求項6に記載の検査システム。

請求項8

前記マップの前記レベルの分布図と、前記プローバの被検査体のステージの高さの分布を関連付けることにより故障箇所を予知することを特徴とする請求項7に記載の検査システム。

請求項9

複数のデバイスが形成された基板を保持するステージと、基板を前記ステージに搬送する搬送部と、複数のプローブを基板上の複数のデバイスの電極に接触させるプローブカードとを有するプローバと、前記プローブカードを介して前記基板上の複数のデバイスに電気的信号を与え、前記デバイスの電気特性を検査するテスタとを有する検査システムにおいて、故障の箇所を把握または予知する故障解析・予知方法であって、検査の際に故障が発生したとき、または前記故障の前段階の兆候が発生したときに、その故障に関連する前記プローバと前記テスタの履歴情報を解析して故障の箇所を特定もしくは推定または予知することを特徴とする検査システムにおける故障解析・予知方法。

請求項10

前記履歴情報と知見者の知見に基づいて故障の箇所を特定もしくは推定または予知することを特徴とする請求項9に記載の検査システムにおける故障解析・予知方法。

請求項11

前記故障の要因が複数想定される場合、前記知見者の知見に基づいて、前記故障の要因を特定し、それにより故障の箇所を特定もしくは推定または予知することを特徴とする請求項10に記載の検査システムにおける故障解析・予知方法。

請求項12

前記テスタは、マザーボードと、前記マザーボードに装着された複数の検査回路ボードとを有し、前記プローバに装着されたプローブカードと前記マザーボードとの間に、これらを接続するコンタクト部材が配置され、前記検査回路ボード、前記マザーボード、前記コンタクト部材、前記プローブカードのいずれかに生じた故障の箇所を特定もしくは推定または予知することを特徴とする請求項9から請求項11のいずれか1項に記載の検査システムにおける故障解析・予知方法。

請求項13

基板上のデバイスの検査において、接触不良または前記テスタから被検査体までの伝送経路の抵抗が大となる故障が生じたとき、それに関するプローバ側の要因およびテスタ側の要因を含む複数の要因を把握し、それらの中で正常であることが分かっている要因、または所定の診断を行った結果正常な結果が得られたことにより正常であることがわかる要因を除外し、残った要因から故障箇所を特定もしくは推定または予知することを特徴とする請求項12に記載の検査システムにおける故障解析・予知方法。

請求項14

検査の際にPASSになった検査項目について出力結果を複数段階にレベル分けし、複数の測定結果によるレベルの変化から故障の兆候を把握し、故障を予知することを特徴とする請求項9から請求項13のいずれか1項に記載の検査システムにおける故障解析・予知方法。

請求項15

基板上の複数のデバイスを表示するマップにおいて、検査の際にPASSになった項目について出力結果を複数段階にレベル分けし、PASSと判断されたデバイスのレベルの分布図から故障箇所を予知することを特徴とする請求項14に記載の検査システムにおける故障解析・予知方法。

請求項16

前記マップの前記レベルの分布図と、前記プローバの被検査体のステージの高さの分布を関連付けることにより故障箇所を予知することを特徴とする請求項15に記載の検査システムにおける故障解析・予知方法。

技術分野

0001

本発明は、被検査体検査を行う検査システム、および検査システムの故障解析予知方法に関する。

背景技術

0002

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウエハ(以下単にウエハと記す)における全てのプロセスが終了した段階で、ウエハに形成されている複数のデバイスICチップ)の電気的検査が行われる。このような電気的検査を行う検査システムは、一般的に、ウエハステージとウエハ搬送系を有するとともに、ウエハに形成されたデバイスに接触するプローブを有するプローブカードが装着されるプローバと、デバイスに電気的信号を与え、デバイスの種々の電気特性を検査するためのテスタとを有している。

0003

このような検査システムにおいて、故障が発生したとき、その故障要因を迅速に特定して対処することが求められている。また、故障を事前予知して故障を回避することも求められている。

0004

特許文献1には、プローバのコントローラ自己診断実行機能を持たせて、プローバにおける故障要因を特定する技術が記載されている。

先行技術

0005

特開2007−235031号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、テスタとプローバはそれぞれ別のメーカにより製造され、顧客納入後にこれらを一体化することが多く、診断機能を持たせる場合にも、テスタとプローバに別個に診断機能を設けることになる。

0007

しかし、テスタおよびプローバのそれぞれの診断機能を用いて故障解析を行う場合、テスタ起因でプローバの診断FAIL(NG)の場合や、その逆の場合があり、そのような場合にはテスタおよびプローバが診断機能を有していても、故障箇所を把握することが困難である。また、故障予知を行おうとしても、同様に、テスタ起因でプローバの診断がFAIL(NG)の場合およびその逆の場合には十分な予知が行えない。

0008

したがって、本発明は、テスタおよびプローバにまたがる要因の故障またはその前段階の兆候が生じた場合でもその箇所を迅速に把握することまたは予知することができる技術を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0009

上記課題を解決するため、本発明の第1の観点は、複数のデバイスが形成された基板を保持するステージと、基板を前記ステージに搬送する搬送部と、複数のプローブを基板上の複数のデバイスの電極に接触させるプローブカードとを有するプローバと、前記プローブカードを介して前記基板上の複数のデバイスに電気的信号を与え、前記デバイスの電気特性を検査するテスタと、検査の際に故障が発生したとき、または前記故障の前段階の兆候が発生したときに、その故障に関連する前記プローバと前記テスタの履歴情報解析して故障の箇所を特定もしくは推定または予知する故障解析・予知処理部とを有することを特徴とする検査システムを提供する。

0010

本発明の第2の観点は、複数のデバイスが形成された基板を保持するステージと、基板を前記ステージに搬送する搬送部と、複数のプローブを基板上の複数のデバイスの電極に接触させるプローブカードとを有するプローバと、前記プローブカードを介して前記基板上の複数のデバイスに電気的信号を与え、前記デバイスの電気特性を検査するテスタとを有する検査システムにおいて、故障の箇所を特定もしくは推定または予知する故障解析・予知方法であって、
検査の際に故障が発生したとき、または前記故障の前段階の兆候が発生したときに、その故障に関連する前記プローバと前記テスタの履歴情報を解析して故障の箇所を特定もしくは推定または予知することを特徴とする検査システムにおける故障解析・予知方法を提供する。

0011

上記第1の観点および第2の観点において、前記履歴情報と知見者の知見に基づいて故障の箇所を把握または予知することが好ましい。前記故障の要因が複数想定される場合、前記知見者の知見に基づいて、前記故障の要因を特定し、それにより故障の箇所を特定もしくは推定または予知することができる。

0012

前記テスタは、マザーボードと、前記マザーボードに装着された複数の検査回路ボードとを有し、前記プローバに装着されたプローブカードと前記マザーボードとの間に、これらを接続するコンタクト部材が配置され、前記検査回路ボード、前記マザーボード、前記コンタクト部材、前記プローブカードのいずれかに生じた故障の箇所を特定もしくは推定または予知するようにすることができる。

0013

基板上のデバイスの検査において、接触不良または前記テスタから被検査体までの伝送経路抵抗大となる故障が生じたとき、それに関するプローバ側の要因およびテスタ側の要因を含む複数の要因を把握し、それらの中で正常であることが分かっている要因、または所定の診断を行った結果正常な結果が得られたことにより正常であることがわかる要因を除外し、残った要因から故障箇所を特定もしくは推定または予知することができる。

0014

検査の際にPASSになった検査項目について出力結果を複数段階にレベル分けし、複数の測定結果によるレベルの変化から故障の兆候を把握し、故障を予知することができる。この場合に、基板上の複数のデバイスを表示するマップにおいて、検査の際にPASSになった項目について出力結果を複数段階にレベル分けし、PASSと判断されたデバイスのレベルの分布図から故障箇所を予知することができる。また、前記マップの前記レベルの分布図と、前記プローバの被検査体のステージの高さの分布を関連付けることにより故障箇所を予知することができる。

発明の効果

0015

本発明によれば、故障が発生した場合に、プローバおよびテスタの両方の履歴情報に基づいて異常の要因を特定するので、迅速に故障箇所の特定もしくは推定を行うことができる。また、故障の前段階の兆候が発生した場合に、故障する前に故障箇所を予知することができるので、事前に対象部品交換修理が可能となる。このため、検査システムの稼働率を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0016

本発明の一実施形態に係る検査システムの概略構成を模式的に示す図である。
図1の検査システムの故障解析・予知処理部を説明するための図である。
テスタの検査回路ボードからウエハまでの構成を説明するための図である。
故障解析・予知プログラムフローチャートである。
プローブカード25の設置が正常でない場合の状態を示す図である。
診断用プローブカードで診断を行っている状態を示す図である。
検査項目に対してOK(PASS)のレベルを複数段階に設定した例を示す図である。
ウエハマップを用いた解析結果表示例を説明する図であり、ウエハマップに線状に色が濃い(FAILまたはレベルが高い)部分が生じる場合を示す図である。
ウエハマップを用いた解析結果表示例を説明する図であり、ウエハマップの一部にスポット的に色が濃い(FAILまたはレベルが高い)部分が生じる場合を示す図である。
ウエハマップを用いた解析結果表示例を説明する図であり、ウエハマップの右側に全体的に色が濃い(FAILまたはレベルが高い)部分が生じる場合を示す図である。
ステージ(ウエハチャックトップ)の高さ位置のバラツキを表示した例を示す図である。
ステージ(ウエハチャックトップ)の高さ位置がばらついた状態の例を示す図である。

実施例

0017

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<検査システム>
図1は、本発明の一実施形態に係る検査システムの概略構成を模式的に示す図である。検査システムは、ウエハにおける全てのプロセスが終了した段階で、ウエハに形成されている複数のデバイス(ICチップ;DUT(Device Under Test)
ともいう)の電気的検査を行うものである。

0018

図1に示すように、検査システム100は、ウエハ上のデバイスに対してプローブカードのプローブを接触させるプローバ200と、デバイスに電気信号を与えて電気的な検査を行うテスタ300と、故障解析・予知処理部400、上位制御部500とを有している。

0019

プローバ200は、本体部21と、搬送部22と、プローバ制御部27とを有している。

0020

本体部21は、筐体23と、筐体23の天面を構成し、中央に円形の孔24aが形成されたヘッドプレート24と、ヘッドプレート24の孔24aに対応する位置に取り付けられ、複数のプローブ(接触子)25aを有するプローブカード25と、プローブカード25の下方位置でウエハWを載置し、吸着するステージ(ウエハチャックトップ)26とを有する。ステージ26は、X−Yテーブル機構、Z方向移動機構およびθ方向移動機構(いずれも図示せず)によりX、Y、Z、θ方向に移動可能となっており、ウエハWを所定の検査位置位置決めするようになっている。そして、ウエハWを上昇させることにより、プローブカード25のプローブ25aが複数のデバイスの電極に接触するようになっている。

0021

搬送部22は搬送装置(図示せず)を有するとともに、ウエハキャリアおよびプローブカードストッカ(いずれも図示せず)が装着されており、搬送装置により、ウエハキャリアからウエハWをステージ26上に搬送するとともに、プローブカードストッカからプローブカード25をヘッドプレート24の下方に搬送する。

0022

プローバ制御部27は、プローバ200の各構成部を制御する、CPUを有する主制御部と、キーボードマウスリモコン等の入力部と、プリンター等の出力部と、ディスプレイ等の表示部と、制御に必要な情報を記憶する記憶部とを有している。主制御部は、検査に際して、記憶部に処理レシピが記憶された記憶媒体をセットすることにより、記憶媒体から呼び出された処理レシピに基づいてプローバ200に所定の処理動作を実行させる。

0023

テスタ300は、筐体31と、筐体31内の底部に水平に設けられたマザーボード32と、マザーボード32のスロット立設状態で装着された複数の検査回路ボード33と、マザーボード32とプローブカード25とを接続するためのコンタクトブロック34と、テスタ制御部35とを有している。

0024

マザーボード32は、コンタクトブロック34を介してプローブカード25に接続される。コンタクトブロック34は、マザーボード32との間の接続およびプローブカード25との間の接続を、それぞれ複数のコンタクトピン34aおよび34bを介して行う。コンタクトピン34aおよび34bはポゴピンで構成されている。検査回路ボード33は、種々のテスト項目に応じてウエハWのデバイスに電気的信号を与えるものである。

0025

テスタ制御部35は、テスタ300の各構成部を制御する、CPUを有する主制御部と、キーボードやマウス、リモコン等の入力部と、プリンター等の出力部と、ディスプレイ等の表示部と、制御に必要な情報を記憶する記憶部とを有している。主制御部は、検査に際して、記憶部にテスト項目等が記憶された記憶媒体をセットすることにより、記憶媒体から呼び出されたテスト項目に基づいてテスタ300に所定の動作を実行させる。

0026

プローバ制御部27およびテスタ制御部35は、何等かの故障が発生した場合に、その原因の解明や対処を目的として、システムの動作履歴操作者操作履歴診断履歴等の履歴情報(ログデータ)を取得する履歴情報取得部を有し、取得した履歴情報は履歴情報記憶・管理部40に記憶されるようになっている。

0027

故障解析・予知処理部400は、人口知能AI)を有しており、故障(FAIL)または故障の兆候が発生したときに、プローバ200またはテスタ300からの情報で要因解析を行い、それで故障箇所がわからない場合に、履歴情報記憶・管理部40から、その故障に関連するテスタおよびプローバの履歴情報を取得し、その情報とサービス開発者等の知見者の知見に基づいて故障の箇所を把握(特定または推定)または予知する。

0028

図2に示すように、故障解析・予知処理部400は、履歴情報記憶・管理部40から、プローバ情報として、ステージ座標情報、コンタクト加重情報プローブ位置傾き情報ステージ温度を取得することができ、テスタ情報として、ピンリーク情報、ピン接触抵抗、ピン電源電圧電流情報を取得することができる。

0029

上位制御部500は、CPUを有する主制御部と、キーボードやマウス、リモコン等の入力部と、プリンター等の出力部と、ディスプレイ等の表示部と、制御に必要な情報を記憶する記憶部とを有している。上位制御部500は、プローバ制御部27およびテスタ制御部35の上位の制御部であり、プローバ制御部27およびテスタ制御部35に対する情報の授受を行うとともに、故障情報を故障解析・予知処理部400に送り、故障解析・予知処理部400から故障(またはその兆候)の要因に関する情報を受け取り、その情報を表示部に表示する。

0030

検査方法
このように構成された検査システム100においては、プローバ200の搬送部22によりプローブカード25を装着し、次いで搬送部22によりキャリア内のウエハWをステージ26上に搬送し、ウエハWをステージ26上に真空吸着した状態で、ウエハWに対してテスタ300により、電気的検査を行う。このとき、プローブカード25はコンタクトブロック34を介してマザーボード32に電気的に接続されている。

0031

検査に際しては、ステージ26を上昇させてプローブカード25のプローブ25aをウエハWの各デバイス(DUT)に接触させる。そして、図3に示すように、検査回路ボード33からの電気信号が、マザーボード32、コンタクトブロック34、プローブカード25を経てウエハWの各デバイスに至り、さらにデバイスからプローブカード25、コンタクトブロック34、マザーボード32を経て検査回路ボード33に戻る。これにより各デバイスの電気的特性が検査される。

0032

具体的には、テスタ300からウエハ上のデバイスに対して、電圧電流ロジック波形等を出力し、デバイスから電圧、電流、ロジック波形を測定し、デバイスのPASSおよびNGを判断する。

0033

テスタ300の検査回路ボード33からウエハまでは図3のような構成となっているため、テスタ測定精度、コンタクト部の位置、ウエハWとプローブ25aの接触、ステージ26(ウエハチャックトップ)の位置等の複数の要因が含まれてウエハW上のデバイスの測定に至っている。

0034

そのため、上記の構成上のどこかに不具合があった場合、ウエハの測定不良(故障)が発生するが、従来は、その要因がどこにあるのかが容易に特定できないことがあった。その理由の一つとして、従来、テスタの情報とプローバの情報を別個に管理していたため、テスタおよびプローバの一方が他方の要因で不良(故障)を起こした場合は、その要因を特定できないことが挙げられる。また、故障を予知して事前に対応することが求められるが、このような場合は、故障の予知も困難である。

0035

そこで、本実施形態では、検査のときに不良(FAIL)となった際、すなわち何らかの故障が生じた場合に、またはFAILではないが故障の前段階の兆候が生じた場合、故障解析・予知処理部400のプログラムが起動されるようにし、このような問題に対処する。なお、故障の前段階の兆候とは、後述するように、PASSのレベルを何段階かに分け、PASSであっても近い将来に故障となると判断される場合をいい、故障予知に資するものである。

0036

<故障解析・予知プログラム>
このときの故障解析・予知プログラムのフローチャートを図4に示す。
まず、故障または故障の前段階の兆候が発生したことが通知される(ステップ1)。なお、ここで「故障」とは、測定が「FAIL」になったことをいい、装置構成部の本来の故障のみならず、装置は故障していないがゴミ等により「FAIL」になったことも含む。

0037

次に、テスタ内またはプローバ内の情報を取得しその情報で要因解析を行う(ステップ2)。要因の特定ができたか否かを判断し(ステップ3)、要因が特定できた場合は終了する。

0038

要因の特定ができない場合は、履歴情報記憶・管理部40のテスタまたはプローバの過去の履歴検索する(ステップ4)。次に、その故障(もしくは兆候)の情報またはその故障(もしくは兆候)に近い情報があるか否かを判断する(ステップ5)。近い情報がない場合、他方の情報(最初に解析したのがプローバの場合はテスタの情報であり、最初に解析したのがテスタの情報の場合はプローバの情報)で、過去の履歴の中でその故障(もしくは兆候)の情報または故障(もしくは兆候)に近い情報を解析する(ステップ6)。次に、故障(もしくは兆候)箇所と解析位置とが関連するかを判断し(ステップ7)、関連する場合は、故障箇所を特定もしくは推定または故障箇所を予知し(ステップ8)、履歴として登録する(ステップ9)。そして、その結果は、例えば表示部に表示される。故障を予知した場合には、実際に故障は生じていない段階で対処することができる。

0039

一方、上記ステップ5で近い情報がある場合、故障箇所を特定もしくは推定または故障箇所を予知し(ステップ8)、履歴として登録する(ステップ9)。また、ステップ7で、故障(もしくは兆候)箇所と解析位置とが関連しない場合は、別の情報を検索して、ステップ6の過去の履歴の解析を行う。

0040

<実際の例>
次に、実際の例について説明する。
例えば、図5に示すように、プローブカード25の設置が正常でない場合、ウエハ検査において、接触不良(オープン)、または、テスタからウエハまでの伝送経路の抵抗大により、検査結果不良が発生する。

0041

接触不良または伝送経路の抵抗大のときの発生要因としては、以下の(1)〜(5)の複数の要因が考えられる。
(1)コンタクトブロック34のテスタ側のコンタクト
(2)コンタクトブロック34のプローブカード側のコンタクト
(3)プローブ25aとウエハWのコンタクト
(4)ステージ26(チャックトップ)の水平不良→ステージの高さ情報から判断
(5)テスタ出力および測定不良等→テスタ診断結果から判断

0042

既にこの時点で、テスタ診断結果およびステージ26の高さの情報で、これらが正常であることがわかっていれば、コンタクトブロック34およびプローブカード周辺での不良(故障)が推測される。

0043

さらに、図6に示すように、診断用プローブカード250で診断を行った結果、正常な結果が得られていれば、上記(1)および(2)が正常であることがわかり、要因は(3)のプローブカードによる接触不良と推測(特定)することができ、故障箇所を把握することができる。また、後述するようにPASSのレベルを複数レベルに設定しておけば、これらにより故障箇所の予知を行うことができる。

0044

このように、テスタ300およびプローバ200からの情報と、サービス・開発者等の装置知見者による要因解析プロセスに関する知見に基づいて、故障箇所の把握・予知が可能となる。

0045

<故障予知>
次に、故障予知について説明する。
テスタ300によるウエハW上のデバイス(DUT)の検査においては、デバイスごとに検査結果が得られ、OK(PASS)であっても、全く問題のないレベルからFAILに近いレベルまで存在する。

0046

複数の検査項目に対して、OK(PASS)内のレベルを例えば図7に示すように、6段階に設定する。図7のレベル0は、故障の可能性がほとんどないレベルであり、レベル1〜5とレベルが高くなるに従ってFAILに近づいて行く。

0047

例えばある検査項目(機能)について、複数日または複数回の測定結果を使用する。複数の測定結果が全てレベル0であれば、この検査項目(機能)は高い水準で正常であり、現時点では故障の可能性は低いと判断できる。しかし、時間経過に従って、測定結果がレベル1、2、3と上昇していけば、将来的に故障(FAIL)に至る可能性が高く、その時間間隔が所定の値になったときに、故障の前段階の兆候ありとする。これにより、故障時期予測することができる。その結果、事前に当該部品の交換、修理が可能となる。また、同じように、別項目もレベル分けを行い、上述のように比較、参照することで、故障の要因箇所の特定も可能となる。

0048

例えば、ユーザーが検査システムを用いてウエハの検査を行った際、歩留まりが以前と比較して悪くなったとする。例えば最終的に図3の構造において接触抵抗が大の箇所があるとされる場合、従来はその箇所の特定が困難であり、故障予知ができなかった。その理由は、従来、各診断項目についてウエハの全てのデバイスの検査を行っているものの、その結果はPASSとFAILでしかなく、段階的な評価ができなかったからである。

0049

これに対し、上述のようにPASSのレベルを複数段階に分けることにより、故障の前段階の兆候を把握することができ、かつ複数項目を合わせてその箇所も特定できるので、それに基づいて、故障解析・予知処理部400により、特定部分(例えば、プローブカード、検査回路ボード)の故障の予知を行うことができる。

0050

<ウエハマップを用いた解析結果表示>
このようにPASSのレベルを複数段階に分ける手法をウエハマップに用い、ウエハマップを表示して解析結果を確認することができる。故障解析は基本的にデバイス(DUT)単位で行うため、複数のDUTがPASSではあるがレベルが高く故障の前段階と判断された場合、これがどの影響で発生しているかをウエハ上の複数のDUTを表示したウエハマップで確認することができる。ウエハマップの表示は、直近の結果のみの表示と、過去の結果を重ね合せた表示の選択が可能である。

0051

レベル表示可能なウエハマップを用いて複数のDUTがFAIL、またはPASSではあるがレベルが高く故障の前段階と判断された場合の故障解析・予知の例を図8図10に示す。これらの図において、色が濃いほど図7のレベルが高いことを示す。

0052

図8は、ウエハマップに線状に色が濃い(レベルが高い)部分が生じる場合である。複数の検査回路ボード33は、それぞれ、ウエハ上の複数のDUTのうち異なる線状領域に対応しているため、このように線状に色が濃い場合は、検査回路ボード33の一枚が故障しているか、故障の前段階であることが要因であると考えられる。

0053

図9は、ウエハマップの一部にスポット的に色が濃い(レベルが高い)部分が生じる場合である。これは、コンタクトピンの先端に異物が挟まり、その影響で周りのコンタクトピンの接触が悪くなったことが要因と考えられる。

0054

図10は、ウエハマップの右側に全体的に色が濃い(レベルが高い)部分が生じる場合である。これは、ウエハカードまたはプローブの接触が均一になっていないことが要因と考えられる。例えば、図5のような状態である。

0055

<ステージ(ウエハチャックトップ)の高さ>
ステージの高さは、ステージの4点において、4点の高さ平均に対するバラツキを例えば図7の6段階(レベル0〜5)およびFAILで判定し表示する。その例を図11に示す。図11においても、色が濃いほど図7のレベルが高いことを示す。例えば、図12のような状態である。ステージの高さにバラツキがあった場合、視覚的に確認することができる。上記図10の結果も合わせれば、ステージ26の高さバラツキに起因して、コンタクトブロックからテスタまでの間に影響を与えることも考えられる。

0056

以上のように、本実施形態によれば、故障が発生した場合に、プローバおよびテスタの両方の履歴情報に基づいて異常の要因を特定するので、迅速に故障箇所の特定もしくは推定を行うことができる。また、故障の前段階の兆候が発生した場合に、故障する前に故障箇所を予知することができるので、事前に対象部品の交換や修理が可能となる。このため、検査システムの稼働率を向上させることができる。

0057

<他の適用>
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の思想の範囲内において種々変形可能である。例えば、上記実施形態において、図4のフローチャートは例示に過ぎず、プローバおよびテスタの両方の情報から故障解析および故障予知ができればこれに限定されない。また、検査システムの構成も上記実施形態に限定されず、また、検査システムが複数のプローバおよび複数のテスタを含んでいてもよい。さらに、基板として半導体ウエハを用いた例を示したが、基板は半導体ウエハに限るものではない。

0058

21;本体部
22;搬送部
23;筐体
24;ヘッドプレート
25;プローブカード
25a;プローブ
26;ステージ(ウエハチャックトップ)
27;プローバ制御部
31;筐体
32;マザーボード
33;検査回路ボード
34;コンタクトブロック
35;テスタ制御部
40;履歴情報記憶・管理部
100;検査システム
200;プローバ
300;テスタ
400;故障解析・予知処理部
500;上位制御部

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