DE69520340T2

DE69520340T2 - Apparat und Methode zur Chipausbeuteermittlung

Info

Publication number: DE69520340T2
Application number: DE69520340T
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Fukuhara; Takao Kamatsuzaki; Yoichi Miyai
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1994-12-09
Filing date: 1995-12-11
Publication date: 2001-07-12
Anticipated expiration: 2015-12-12
Also published as: JPH08162510A; DE69520340D1; US5754432A; EP0718880A3; EP0718880A2; JP3986571B2; KR100359599B1; KR960026522A; EP0718880B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schätzen der Ausbeute (des Ausstoßes) während der Herstellung von Halbleiterchips.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Eine Hauptursache für fehlerhaft hergestellte Halbleiterchips (im folgenden auch bezeichnet als "IC-Chips") sind Schaltungsdefekte, die lokal erzeugt werden durch Fremdpartikel in der Luft, die während der Herstellung an der Chipoberfläche anhaften. Wenn Maskendaten anzeigen, daß ein Partikel anhaftet, und die Größe/Position des angehafteten Partikels spezifiziert werden können, kann der Erzeugungsort des Defekts spezifiziert werden und die Ausbeute des Halbleiterchips berechnet werden.
Die Korngrößenverteilung der Partikel in der wirklichen Herstellungsumgebung schwankt jedoch. Selbst wenn die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Korngrößen erhalten werden kann, ist es schwierig, die virtuelle Position zu ermitteln, an der die Partikel auf der Maske haften. Aufgrund weiterer Unsicherheiten im Herstellungsprozeß und des menschlichen Elements ist es schwierig, die Beziehung zwischen einer bestimmten Partikelverteilung und den Positionen der Defekte, die sie auf einem IC-Chip während der Herstellung hervorrufen, zu ermitteln.
Ein herkömmliches Verfahren zum Schätzen der Ausbeute von Halbleiterchips ist offenbart in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 40376/73. Defekte mit einer wählbaren Form werden zufällig auf einem Layout eines Halbleiterchips gemäß der vorgegebenen Korngrößenverteilung angeordnet, wobei die Anzahl der Defekte, die in kritischen Bereichen des Layouts gefunden werden, gezählt wird, um die Wahrscheinlichkeit zu erhalten, daß ein Defekt, der am Halbleiterchip haftet, den Chip defekt macht.
Anschließend wird die Ausbeute geschätzt durch zufälliges Verteilen von Störpartikeln der vorgegebenen Korngrößenverteilung, die einer bestimmten Herstellungsumgebung zugeordnet ist, auf einem Muster (virtueller Wafer), auf dem mehrere identische Masken virtuell angeordnet sind. Das Verhältnis der geschätzten Anzahl der Masken ohne Defekt zu allen Masken wird als Schätzwert der Chipausbeute verwendet.
Eine herkömmliche Vorrichtung 90 zum Schätzen der Ausbeute von Halbleiterchips mit diesem Verfahren ist in Fig. 7 gezeigt. Sie besitzt eine Eingangseinheit 91, eine Partikelerzeugungseinheit 92, eine Antriebseinheit 93, eine Schaltungsspeichereinheit 941 eine virtuelle Schaltungserzeugungseinheit 95, eine virtuelle Schaltungsspeichereinheit 96, eine Defekterfassungseinheit 97 und eine Berechnungseinheit 98.
Die Eingangseinheit 91 liefert Schaltungsdaten, die eine virtuelle Schaltung darstellen, sowie Partikeldaten über die Fremdpartikel in der Luft am Herstellungsort, die als Störpartikel simuliert werden sollen. Auf der Grundlage der eingegebenen virtuellen Schaltungsdaten und der Anordnung der Halbleiterchips auf dem Wafer gewinnt die Schaltungserzeugungseinheit 95 Maskendaten aus der Schaltungsspeichereinheit 94 mit einer speziellen Häufigkeit für spezifizierte Orte, um ein Muster (virtueller Wafer) zu erzeugen, das aus einer mehrfachen Anordnung derselben virtuellen Maske gebildet wird, wobei das Wafermuster in der virtuellen Schaltungsspeichereinheit 96 gespeichert wird.
Unter Verwendung der Störgartikeldaten des Herstellungsorts aus der Eingangseinheit 91 erzeugt die Partikelerzeugungseinheit 92 Störpartikel mit derselben Größenverteilung, wobei die Antriebseinheit 93 die Partikel zufällig auf den Musterdaten des Wafers verteilt, die in der virtuellen Schaltungsspeichereinheit 96 gespeichert sind.
Als nächstes tastet die Defekterfassungseinheit 97 schrittweise die partikelbedeckten Daten für jede Maske auf den in der virtuellen Schaltungsspeichereinheit 96 gespeicherten Waferdaten ab und ermittelt, ob (1) irgendwelche zufällig verteilten Störpartikel auf den Maskendaten vorhanden sind. Immer wenn Partikel vorhanden sind, ermittelt die Defekterfassungseinheit 97, ob sie das Schaltungsmuster der Maske zerstört haben. Die Berechnungseinheit 98 zählt die Anzahl der Masken, die die Einheit 97 ohne Defekte findet, und berechnet das Verhältnis der nichtdefekten Masken zu allen Masken, um es als Ausbeuteschätzwert auszugeben.
Da sie die Bedingung der Störpartikel am Herstellungsort widerspiegelt, ist die von dieser Vorrichtung geschätzte Ausbeute nahe an der wirklichen Ausbeute, die während der Herstellung erreicht wird. Außerdem kann der Schätzwert erreicht werden durch wiederholtes Ausführen desselben Prozesses für der Reihe nach jede Maske auf dem Wafer.
Die aufeinanderfolgenden Abtastungen der Maskendaten und das Prüfen auf Partikel auf den Maskendaten, ob sie das Schaltungsmuster zerstören, ist zeitaufwendig, da die Maskenmuster eine beträchtliche Datenmenge erfordern.
Um die verschiedenen Maskendaten virtuell anzuordnen, so daß eine statistische Verarbeitung möglich ist, und um die Defekte zu prüfen durch Ausführen der Abtastung mit allen umfangreichen Maskendaten, erfordert nicht nur eine Abtastzeit für jede Maske, sondern erfordert auch ferner die Entwicklung der Daten des Maskenmusters in eine Hierarchie für Daten jeder Maske, so daß sogar noch mehr Verarbeitungszeit erforderlich ist.
Da ein Speicher für eine große Menge an Maskendaten erforderlich ist, kann eine praktische Schätzvorrichtung nicht verwirklicht werden.
Wenn außerdem eine Vorverarbeitung verwendet wird, um die Maskendaten zu vereinfachen und die Verarbeitungszeit und den erforderlichen Speicherplatz zu reduzieren, wird die geschätzte Ausbeute weniger genau.
Es ist daher eine Aufgabe unserer Erfindung, eine genaue und schnelle Ausbeute-Schätzvorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, das eine genaue Ausbeuteschätzung schnell erzeugen kann anhand eines Wafermusters und von Partikeldaten mit reduzierten Datenspeicher- und Berechnungsbetriebsmitteln.
Eine Ausbeuteschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet virtuelle Musterdaten (Wafer), die mit mehreren identischen Masken angeordnet sind, so daß eine statistische Verarbeitung ähnlich derjenigen, die mehrere Masken verwendet, ermöglicht wird durch Analysieren der Defekte durch Zuordnen der Störpartikel, die an jedem der mehreren Halbleiterchips anhaften, bezüglich der Daten einer Maske unter Berücksichtigung der Tatsache, daß ein großes Speicherbetriebsmittel und viel Verarbeitungszeit erforderlich sind.
Selbst wenn die Defekte mit Bezug auf eine Maske analysiert werden, ist eine schnelle Defekterfassung möglich durch Zugreifen auf die Maskendaten auf der Grundlage der Störpartikel.
Somit schätzt die Ausbeuteschätzvorrichtung für Halbleiterchips gemäß unserer Erfindung die Ausbeute während der Herstellung der Halbleiterchips und besitzt eine Störpartikelerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen von Störpartikeln, die an einer vorgegebenen Anzahl von Halbleiterchips anhaften, aufgrund der Korngrößenverteilung der vorberechneten Störpartikel und liefert eine Identifikationsnummer, die den Halbleiterchip anzeigt, auf dem der störende Störpartikel anhaftet, für jeden der erzeugten Störpartikel, eine Störpartikelanordnungsvorrichtung, die alle erzeugten Störpartikel auf einer Maske anordnet, eine Defekterfassungsvorrichtung, die erfaßt, ob das Muster der Maske defekt ist für jeden Störpartikel entsprechend den angeordneten Störpartikeln, und eine Ausbeuteberechnungsvorrichtung, die die Anzahl der Halbleiterchips mit einem Defekt in einer Tabelle zusammenfaßt auf der Grundlage des Defekterfassungsergebnisses für jeden Störpartikel und der Halbleiterchipidentifikationsnummer, die jedem Störpartikel zugewiesen ist, und die Ausbeute des Halbleiterchips aus dem tabellierten Ergebnis berechnet.
Die Defekterfassungsvorrichtung liest vorzugsweise nur die Maskendaten in der Nähe der angeordneten Störpartikel und erfaßt, ob das Muster der Maske defekt ist.
Das Ausbeuteschätzverfahren für Halbleitervorrichtungen unserer Erfindung ist ein Verfahren zum Schätzen der Ausbeute während der Herstellung von Halbleiterchips und erzeugt Störpartikel, die an einer vorgegebenen Anzahl Halbleiterchips anhaften, auf der Grundlage der Korngrößenverteilung der vorberechneten Störpartikel, liefert die Identifikationsnummern, die den Halbleiterchip angeben, an denen die Störpartikel anhaften, für jeden der erzeugten Störpartikel, ordnet alle erzeugten Störpartikel auf der Maske an, erfaßt, ob das Muster der Maske defekt ist anhand der angeordneten Störpartikel, faßt die Anzahl der Halbleiterchips, die defekt sind, in einer Tabelle zusammen auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses und der Halbleiterchipidentifikationsnummern, die jedem Störpartikel zugeordnet sind, und berechnet die Ausbeute des Halbleiterchips auf der Grundlage des tabellierten Ergebnisses.
Gemäß der Ausbeuteschätzvorrichtung unserer Erfindung werden Störpartikel erzeugt, die an den mehreren Halbleiterchips anhaften, die statistisch verarbeitet werden, wobei nach Zuordnen der Identifikationsnummer des Halbleiterchips, an dem die Störpartikel anhaften, zu den jeweils erzeugten Störpartikeln alle Störpartikel auf einer Maske angeordnet werden. Somit muß das Berechnungsbetriebsmittel, wie z. B. der Speicher, der das Maskenmuster speichert, und dergleichen, nur einen Speicherbereich umfassen, der eine Maske aufnehmen kann.
Das Maskenmuster nahe des Störpartikels wird auf der Grundlage jedes angeordneten Störpartikels geprüft und daraufhin geprüft, ob das Störpartikel einen Defekt hervorruft. Wenn ein Defekt hervorgerufen wird, wird erfaßt, auf welchem Halbleiterchip der Defekt erzeugt wird, auf der Grundlage der Halbleiterchipidentifikationsnummer, die dem Störpartikel zugeordnet ist. Anschließend wird die Ausbeute der Halbleiterchips berechnet anhand der vorgegebenen Anzahl von Halbleiterchips und der Anzahl der Halbleiterchips, die nicht defekt sind. Die Defektprüfung wird durchgeführt mit dem Störpartikel als Schlüssel, so daß die Verarbeitung ohne Verschwendung mit einer höheren Geschwindigkeit ausgeführt werden kann.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der Struktur einer Ausbeuteschätzvorrichtung in einer ersten Ausführungsform unserer Erfindung.
Fig. 2 zeigt das Substrat, das für den Defektdichtetest verwendet wird, wobei (A) das Grundmuster zeigt, (B) den typischen Strom zeigt, der am Anschluß S1 und am Anschluß S2 beobachtet wird, und (C) die Struktur des Hauptabschnitts des Grundmusters zeigt.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel der Korngrößenverteilung von Störpartikeln.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel der Daten, die in einer Partikeldatenspeichereinheit in der Ausbeuteschätzvorrichtung der Fig. 1 gespeichert sind.
Fig. 5 zeigt Beispiele von Defekten, die durch Störpartikel hervorgerufen werden; (A) ist ein Kurzschluß und (B) und (C) zeigen Unterbrechungen.
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das z. B. verwendet werden kann, wenn die Ausbeuteschätzvorrichtung mit einem Computer verwirklicht wird.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Ausbeuteschätzvorrichtung.
In den Figuren bezeichnet 10 eine Ausbeuteschätzvorrichtung, 11 eine Eingangseinheit, 12 eine Partikelerzeugungseinheit, 13 eine Antriebseinheit, 14 eine Partikeldatenspeichereinheit, 15 eine Schaltungsspeichereinheit, 16 eine Defekterfassungseinheit, 17 eine Halbleiterchipdefekterfassungseinheit, 18 eine Berechnungseinheit, 90 eine Ausbeuteschätzvorrichtung, 91 eine Eingangseinheit, 92 eine Partikelerzeugungseinheit, 93 eine Antriebseinheit, 94 eine Schaltungsspeichereinheit, 95 eine virtuelle Schaltungserzeugungseinheit, 96 eine virtuelle Schaltungsspeichereinheit, 97 eine Defekterfassungseinheit und 98 eine Berechnungseinheit.

GENAUE BESCHREIBUNG

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer Ausbeuteschätzvorrichtung gemäß unserer Erfindung. Sie besitzt eine Dateneingangseinheit 11, eine Partikelerzeugungseinheit 12, eine Antriebseinheit 13, eine Partikeldatenspeichereinheit 14, eine Schaltungsspeichereinheit 15, eine Maskendefekterfassungseinheit 16, eine Chipdefekterfassungseinheit 17 und eine Berechnungseinheit 18.
Die Eingangseinheit 11 erlaubt dem Benutzer, die für die Ausbeuteschätzung erforderlichen Schaltungsdaten, Umgebungsdaten über die Herstellungsumgebung und Parameter zum Schätzen der Ausbeute anzugeben. Die Größe des IC-Chips (Breite X und Länge Y) wird als Schaltungsinformation eingegeben. Die Anzahl der Störpartikel Do pro Einheitsfläche, die Korngrößenverteilungsfunktion n der Störpartikel und die Korngrößenbeschränkungen (kleinste und größte Korngrößen) werden als Herstellungsumgebungsinformationen zusammen mit der Anzahl der Maskenpositionen (zukünftige Chips) auf einem virtuellen Wafer eingegeben.
Die Schaltungsmusterdaten werden in die Schaltungsspeichereinheit 15 geladen, die in dieser Ausführungsform eine vorgegebene vorläufige Speichervorrichtung ist.
Die Korndurchmesserverteilung D(x) der Störpartikel am Herstellungsort wird im voraus erhalten unter Verwendung eines Defektdichteprüfmusters, bei dem ein Grundmuster ähnlich demjenigen der Fig. 2(A) ausgelegt wird. In Fig. 2(A) werden zwei kammförmige Schaltungsmuster COMB1 und COMB2 und ein mäanderndes Schaltungsmuster MEANDER als Schaltungsmuster verdrahtet, wobei die Schaltungsmuster COMB1 und COMB2 als zwei elektrische Stromversorgunganschlüsse verwendet werden.
Wenn ein Störpartikel am Grundmuster haftet, verändert sich die Länge der Verdrahtung von den beiden Anschlüssen S1 und S2 des Schaltungsmusters MEANDER zu den Anschlüssen COMB1 und COMB2 um ein Maß, das von der Position des Partikels abhängt, wobei entsprechend veränderte Ströme I1, I2 an den Anschlüssen S1 und S2 gemessen werden können. Der Stromfluß ist in Fig. 2(B) gezeigt, wobei I, I1 und 12 die entsprechenden Ströme sind, die in COMB1 und aus den Anschlüssen S1 und S2 fließen. Wenn jeder Zahn des kammförmigen Schaltungsmusters COMB1 sequentiell mit einer Adresse von 1-Q beginnend auf der Seite des Anschlusses S1 identifiziert wird, kann die Adresse q, an der ein Störpartikel anhaftet, aus der folgenden Gleichung erhalten werden:
q = (I2 · Q)/(I1 + I2) (G1. 1)
wobei
q = Adresse des Zahns
Q = Anzahl der Kammzähne
Durch dieses Verfahren kann das Vorhandensein von Störpartikeln unterschiedlicher Größen am aktuellen Herstellungsort erfaßt werden unter Verwendung verschiedener Grundmuster, die die Beabstandung der mäandernden Schaltungsmuster MEANDER und der kammförmigen Schaltungsmuster COMB1 und COMB2 ändern.
Anschließend wird die Ausbeute des Grundmusters in bezug auf die Störpartikel der jeweiligen Größe, d. h. das Grundmuster, das die Beabstandung von COMB1, COMB2 und MEANDER verschieden ändert, analysiert, wobei das Einsetzen in die später beschriebene Ausbeutegleichung rekursiv ausgeführt wird, und wobei die Korngrößenabhängigkeit n der Verteilungsfunktion und die Anzahl der Störpartikel D&sub0; pro Einheitsfläche, die die Parameter zum Ermitteln der Korngrößenverteilung der Störpartikel sind, erhalten werden. Somit ergibt sich die Ausbeute der Grundmuster, an denen Störpartikel haften, als Zahl der defekten Produkte, und diejenige, an denen keine Störpartikel haften, als Zahl der annehmbaren Produkte. Die Korngrößenverteilung D(x) ist in Gleichung 2 gezeigt.
D (x) = D&sub0; · k/xn k = (n - 1) · x&sub0;n-1 (G1. 2)
wobei
D&sub0; = Anzahl der Störpartikel pro Einheitsfläche
n = Korngrößenabhängigkeit
x = Korngröße
x&sub0; = minimale Größe
Die Ausbeutegleichung Y nimmt die Poisson-Gleichung Y = exp(-λ·A) aus der Defektdichte λ und der Chipfläche A an, wobei Gleichung 3 als Defektdichte λ verwendet wird.
wobei (siehe Fig. 2(C):
s = Abstand zwischen den Verdrahtungsmustern
x&sub0; = kleinste Korngröße
n = Korngrößenabhängigkeit
L = Länge der Überlappung von COMB1 und COMB2
N = Gesamtzahl der Verdrahtungsmuster im Bereich L (4Q - 1 im Fall der Fig. 2(A))
g = Breite der jeweiligen Verdrahtungsmuster
Als Ergebnis wird z. B. eine Korngrößenverteilungsfunktion ähnlich der in Fig. 3 gezeigten Funktion erhalten.
Die Partikelerzeugungseinheit 12 erzeugt Störpartikel auf der Grundlage aller Parameter, die von der Eingangseinheit 11 eingegeben werden. Die Partikelerzeugungseinheit 12 ermittelt die Anzahl der Partikel M, die erzeugt werden sollen, auf der Grundlage der Gleichung 4.
M = X · Y · N&sub0; · D&sub0; (G1. 4)
wobei
M = Anzahl der erzeugten Partikel
X = Chipbreite
Y = Chiphöhe
N&sub0; = Anzahl der Masken
D&sub0; = Anzahl der Störpartikel pro Einheitsfläche
Die Größe der Störpartikel wird anschließend anhand der in Fig. 3 gezeigten Korngrößenverteilungskurve nur für die Anzahl der Partikel und die Anzahl der Störpartikel ermittelt, die am Chip haften, wobei die Position innerhalb des Chips, an dem die Partikel haften, mit einer Zufallszahl ermittelt wird. Die erzeugten Störpartikel werden in der Partikeldatenspeichereinheit 14 zum gleichen Zeitpunkt gespeichert, zu dem sie zur Antriebseinheit 13 ausgegeben werden.
Die Partikeldatenspeichereinheit 14 ist eine Speichervorrichtung, die die Daten jedes von der Partikelerzeugungseinheit 12 erzeugten Partikels speichert, und umfaßt einen Speicher. Ein Beispiel der in der Partikeldatenspeichereinheit 14 gespeicherten Partikeldaten ist in Fig. 4 gezeigt.
Die Schaltungsspeichereinheit 15 ist eine Speichervorrichtung, die das Maskenmuster des Halbleiterchips speichert, dessen Ausbeute erhalten werden soll. Als Schaltungsspeichereinheit 15 kann eine Speichervorrichtung wie z. B. ein spezieller Speicher vorgesehen sein oder kann neben einer vorgegebenen Fläche innerhalb der Speichervorrichtung für die Berechnungseinheit angeordnet sein.
Die Antriebseinheit 13 ordnet und schreibt Daten jedes von der Partikelerzeugungseinheit 12 erzeugten Partikels auf die in der Schaltungsspeichereinheit 15 gespeicherten Maskenmusterdaten.
Die Defekterfassungseinheit 16 prüft die Maskenmusterdaten, auf denen ein Störpartikel haftet und die in der Schaltungsspeichereinheit 15 gespeichert sind, auf der Grundlage der in der Partikeldatenspeichereinheit 14 gespeicherten Störpartikeldaten und prüft, ob das Störpartikel einen Defekt hervorruft. Wenn ein Defekt hervorgerufen wird, wird ein Merker, der anzeigt, daß ein Defekt erzeugt wird, in den Daten für jeden Störpartikel in der Partikeldatenspeichereinheit 14 gesetzt.
Der Defekt wird wie folgt erfaßt entweder als Kurzschluß oder als Unterbrechung der Verdrahtung. Wenn der Störpartikel zwei oder mehr Verdrahtungsmuster berührt, wird der Störpartikel als die Verdrahtungsmuster kurzschließend erfaßt. Zum Beispiel berührt der Störpartikel G2, der in Fig. 5(A) gezeigt ist, beide Verdrahtungsmuster P1 und P2, so daß dieser Störpartikel G2 als einen Defekt hervorrufend betrachtet wird. Der Störpartikel G1 in Fig. 5(A) berührt nur das Verdrahtungsmuster P1, so daß das Verdrahtungsmuster nicht kurzgeschlossen wird und keinen Defekt bildet.
Bezüglich der Unterbrechung einer Verdrahtung wird dann, wenn ein Störpartikel das Verdrahtungsmuster kreuzt, angenommen, daß eine Unterbrechung des Verdrahtungsmusters hervorgerufen wird. Wie z. B. in Fig. 5(B) gezeigt wird dann, wenn der Störpartikel G3 am Verdrahtungsmuster P3 anhaftet und dieses kreuzt, das Verdrahtungsmuster P3 als unterbrochen betrachtet, wobei der Störpartikel G3 als einen Defekt hervorrufend betrachtet wird und mit einem Merker markiert wird. In Fig. 5(B) kreuzt der Störpartikel G3 das Verdrahtungsmuster P3 vollständig, jedoch berührt der Störpartikel G4 selbst in einem Fall, in dem der Störpartikel das Verdrahtungsmuster nicht vollständig kreuzt, einen Teil des Verdrahtungsmusters (P4) wobei die Breite des Verdrahtungsmusters P4 (genauer der Abschnitt P4-1 in Fig. 5(C)) in dem Abschnitt, in dem der Störpartikel G4 dieses berührt, schmaler ist als eine vorgegebene Breite (z. B. 1/2), wie in Fig. 5(C) gezeigt, wobei das Verdrahtungsmuster P4 als unterbrochen betrachtet wird.
Die Halbleiterchipdefekterfassungseinheit 17 tastet der Reihe nach die Daten für jeden Störpartikel ab, der in der Partikeldatenspeichereinheit 14 gespeichert ist, und ermittelt, ob der Störpartikel einen Defekt im Maskenmuster hervorruft. Anschließend wird die Maskennummer, die dem Störpartikel zugeordnet ist, der den Defekt hervorruft, erfaßt und ein Merker gesetzt, der anzeigt, daß ein Defekt in der Maske hervorgerufen wird, und dem Merkerspeicherbereich zugeordnet, der für jede Maske innerhalb der Halbleiterchipdefekterfassungseinheit 17 vorgesehen ist. Wenn der Prozeß bezüglich aller Störpartikel ausgeführt worden ist, wird der Merkerspeicherbereich der Reihe nach abgetastet, wobei die Anzahl der Masken mit einem Defekt gezählt wird und anschließend zusammen mit der Gesamtzahl der Masken an die Berechnungseinheit 18 ausgegeben wird.
Die Berechnungseinheit 18 berechnet die Ausbeute anhand der Gesamtzahl der Masken und der Anzahl der Masken mit einem Defekt, die von der Halbleiterchipdefekterfassungseinheit 17 eingegeben worden ist, und gibt diese aus.
Die Operation zum Schätzen der Ausbeute in der Ausbeuteschätzvorrichtung mit der obenerwähnten Struktur wird im folgenden erläutert.
Zuerst werden die Maskenmusterdaten in der Schaltungsspeichereinheit 15 gespeichert, wobei die Daten der Maske und die Daten des Herstellungsortes mittels der Eingangseinheit 11 eingegeben werden. Ein Störpartikel, der wahrscheinlich am Halbleiterchip haftet, wird in der Partikelerzeugungseinheit 12 auf der Grundlage der eingegebenen Daten erzeugt. Die Daten des erzeugten Störpartikels werden an die Antriebseinheit 13 ausgegeben und gleichzeitig in der Partikeldatenspeichereinheit 14 gespeichert. In der Antriebseinheit 13 werden die Daten des Störpartikels auf den in der Schaltungsspeichereinheit 15 gespeicherten Maskendaten angeordnet. Wenn die Anordnung abgeschlossen ist, wird für jeden Störpartikel in der Defekterfassungseinheit 16 geprüft, ob ein Defekt im Maskenmuster vom Störpartikel erzeugt worden ist. Wenn ein Defekt erzeugt worden ist, wird ein Merker den Daten des jeweiligen Partikels zugeordnet, die in der Partikeldatenspeichereinheit 14 gespeichert sind.
Anschließend werden die in der Partikeldatenspeichereinheit 14 gespeicherten Daten schrittweise in der Halbleiterchipdefekterfassungseinheit 17 abgetastet, wobei dann, wenn ein Störpartikel vorhanden ist, der einen Defekt erzeugt, geprüft wird, welcher Halbleiterchip defekt ist auf der Grundlage der Halbleiterchipidentifikationsnummer, die dem Störpartikel zugeordnet ist, wobei ein Merker in den Speicherbereich gesetzt wird, der dem jeweiligen Halbleiterchip zugeordnet ist. Anschließend wird der Merker für den jeweiligen Halbleiterchip geprüft, wobei die Gesamtzahl der Halbleiterchips und die Zahl der Halbleiterchips mit einem Defekt an die Berechnungseinheit 18 ausgegeben werden und die Ausbeute in der Berechnungseinheit 18 berechnet wird.
Wie oben erwähnt worden ist, werden gemäß der Ausbeuteschätzvorrichtung dieser Ausführungsform die mit Bezug auf die Anzahl der Halbleiterchips erzeugten Störpartikel auf einem Maskenmuster angeordnet, wobei erfaßt wird, ob ein Defekt im Maskenmuster vorhanden ist, und wobei dann, wenn ein Defekt erzeugt wird, geprüft wird, welcher Halbleiterchip defekt ist, auf der Grundlage der Halbleiterchipidentifikationsnummer, die dem jeweiligen Störpartikel zugeordnet ist, woraufhin die Ausbeute berechnet wird.
Der Prozeß, der mit Bezug auf eine Anzahl von Maskenmuster ausgeführt worden ist, kann somit mit einem Prozeß mit Bezug auf ein Maskenmuster ausgeführt werden. Als Ergebnis kann der Speicherbereich zum Speichern des Maskenmusters einem Maskenmuster entsprechen, wobei die Verarbeitungszeit ungefähr die gleiche ist wie diejenige, die zum Verarbeiten eines Maskenmusters erforderlich ist. Normalerweise wird ein Halbleiterchip unter Verwendung mehrerer Masken hergestellt, so daß anhand der Störpartikel mit Bezug auf die Masken ermittelt wird, ob ein Defekt erzeugt wird.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden beschrieben.
Zum Beispiel wurde eine Ausbeuteschätzvorrichtung, die in jedem Bauteil mit dedizierten Vorrichtungen gebildet wurde, als die obenerwähnte Ausführungsform gezeigt, jedoch kann diese Ausbeuteschätzvorrichtung in einem Universalcomputer mit einer Speichervorrichtung und einem Mikroprozessor verwirklicht werden. Ein Flußdiagramm eines Programms, das den Mikroprozessor in einem solchen Fall steuert, ist in Fig. 6 gezeigt.
Der Ablauf im Prozeß, wenn die Schätzung der Ausbeute in einem Computer ausgeführt wird, wird mit Bezug auf Fig. 6 erläutert. Zuerst werden nach dem Start der Verarbeitung (Schritt S0) die Daten der Maske, die Bedingungen des Herstellungsorts und die Parameter für die Ausbeuteschätzung eingegeben (Schritt S1). Anschließend werden M Störpartikel erzeugt (Schritt S2) auf der Grundlage der Parameter, und anschließend auf den Maskendaten angeordnet (Schritt S3).
Als nächstes wird für jeden Störpartikel ermittelt (Schritt S6), ob die Störpartikel einen Defekt im Maskenmuster hervorrufen (Schritte S4-S7). Diese Defekterfassung wird mit dem obenerwähnten Verfahren durchgeführt, das auf Kurzschlüsse und Unterbrechungen prüft, wobei ein Merker für die Störpartikel gesetzt wird, die einen Defekt hervorrufen. Wenn die Defekterfassung für alle M Störpartikel ausgeführt worden ist (Schritt S7), werden alle N Halbleiterchips auf Defekte geprüft (Schritte S8-S12), woraufhin die Anzahl 1 der Halbleiterchips ohne Defekte gezählt wird (Schritt S11).
Nachdem für alle Halbleiterchips ermittelt worden ist, ob ein Defekt vorliegt (Schritt S12), wird anschließend die Ausbeute berechnet auf der Grundlage der Gesamtzahl der Halbleiterchips und der Zahl der Halbleiterchips ohne Defekt (Schritt S13), woraufhin die Verarbeitung beendet wird.
Auf diese Weise ist gemäß dem Verfahren unter Verwendung der Ausbeuteschätzvorrichtung unserer Erfindung die Schätzung der Ausbeute möglich, wenn Speicherbereich entsprechend einem Maskenmuster sichergestellt werden kann, so daß die Ausbeute selbst dann geschätzt werden kann, wenn ein Universalcomputer verwendet wird.
Selbst bei der Anwendung unserer Erfindung ist es möglich, zusätzliche Verarbeitungen entsprechend den Bedingungen der Störpartikel, des Maskenmusters und dergleichen auszuführen.
In der Ausführungsform können z. B. Fälle vorhanden sein, in denen Störpartikel überlagert werden, wenn eine Anzahl von Störpartikeln auf einer Maske angeordnet wird. Es ist möglich, einen separaten Prozeß hinzuzufügen zum Erfassen der Überlagerung in einem solchen Fall. In diesem Fall werden die Störpartikel in mehrere Gruppen getrennt ohne gegenseitige Überlagerung durch Erfassen der Überlagerung, Bewegen (Anordnen) der Störpartikel für jede Gruppe und Ausführen des Defekterfassungsprozesses. Hierdurch kann die Erfassung von Defekten unter Verwendung desselben Prozesses ausgeführt werden wie in der Ausführungsform ohne Berücksichtigung der Überlagerung bei der Verarbeitung für jede Gruppe. Selbst in diesem Fall erfordert die Ausführung mehrerer Verarbeitungen für jede Gruppe eine kürzere Verarbeitungszeit als dann, wenn die Verarbeitung unter Verwendung von Daten für mehrere Masken ausgeführt wird, so daß dies die Auswirkungen unserer Erfindung nicht beeinflußt.
Gemäß der Ausbeuteschätzvorrichtung unserer Erfindung werden die Störpartikel, die am Halbleiterchip haften können, auf einer Maske angeordnet, nachdem ihnen eine Identifikationsnummer zugewiesen worden ist, die den Halbleiterchip angibt, wobei die Defekte erfaßt werden auf der Grundlage aller angeordneten Störpartikel, wobei erfaßt wird, auf welchem Halbleiterchip ein Defekt hervorgerufen wurde, woraufhin die Ausbeute berechnet wird. Als Ergebnis können die Berechnungsbetriebsmittel, wie z. B. der Speicherbereich und dergleichen, im Vergleich zur Schätzung der Ausbeute unter Verwendung virtueller Maskendaten, die entsprechend einer Anzahl von Masken angeordnet sind, erheblich minimiert werden. Die Ausbeuteschätzung kann ausgeführt werden durch einfaches Lesen der Daten einer Maske, Entwickeln und Prüfen des Defekts, so daß die Verarbeitungsgeschwindigkeit deutlich gesteigert werden kann.
Es ist somit möglich, eine Ausbeuteschätzvorrichtung zu schaffen, die ein kleines Berechnungsbetriebsmittel und eine schnelle Verarbeitung verwirklichen kann.

Claims

1. Vorrichtung zum Berechnen eines Schätzwerts für den Ausstoß fehlerfreier Chips während der Herstellung von Halbleiterchips, mit:

einer Initialisierungsschaltung (11), die als Eingang Parameter empfängt, die das Layout von N Halbleiterchips auf einem virtuellen Wafer definieren;

einem Störpartikelgenerator (12), der simulierte Störpartikel mit vorgegebener Korngrößenverteilung erzeugt;

einer Bestimmungsschaltung (16), die bestimmt, welche Störpartikel an den Chips anhaften;

einer Etikettierungsschaltung, die jedem Störpartikel, das an einem der Chips anhaftet, eine Identifizierungsnummer zuweist, die den Chip angibt, an dem das Störpartikel anhaftet;

einer Störpartikel-Anordnungseinrichtung, die sämtliche Störpartikel auf einer entsprechenden Chipmaske mit einem Muster, das durch eine Maskendatenmenge vorgeschrieben ist, anordnet;

einem Fehlerdetektor (17), der für jedes Störpartikel auf der Maske erfaßt, ob es das Maskenmuster fehlerhaft macht; und

einer Ausstoßberechungseinrichtung (18), die als Antwort auf die Störpartikel und auf den Fehlerdetektor eine entsprechende Anzahl fehlerhafter Halbleiterchips tabelliert und dann den Ausstoß fehlerfreier Chips berechnet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Fehlerdetektor nur die Maskendaten in der Nähe der angeordneten Störpartikel liest, um zu erfassen, ob das Maskenmuster fehlerhaft gemacht wird.

3. Verfahren zum Schätzen des Ausstoßes fehlerfreier Chips während der Herstellung von Halbleiterchips, umfassend:

Vorsehen einer vorgeschriebenen Anzahl von Halbleiterchips;

Erzeugen simulierter Zufallsstörpartikel mit einer vorgegebenen Korngrößenverteilung;

Bestimmen, welche Störpartikel an den Chips anhaften;

Zuweisen einer Identifizierungsnummer an jedes Störpartikel, das an einem der Chips anhaftet, wobei die Identifizierungsnummer den Chip angibt, an dem das Störpartikel anhaftet;

Anordnen sämtlicher Störpartikel an einer entsprechenden Chipmaske mit einem Muster, das durch eine Maskendatenmenge vorgeschrieben ist;

Erfassen für jedes Störpartikel auf dem Muster, ob es das Maskenmuster fehlerhaft macht, und Erzeugen eines entsprechenden Fehlersignals; und

Tabellieren einer entsprechenden Anzahl fehlerhafter Halbleiterchips als Antwort auf die Störpartikel und das Fehlersignal und dann Berechnen des Ausstoßes fehlerfreier Chips.