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JPH06101509B2 - Semiconductor process abnormality diagnosis method - Google Patents
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JPH06101509B2 - Semiconductor process abnormality diagnosis method - Google Patents

Semiconductor process abnormality diagnosis method

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JPH06101509B2
JPH06101509B2 JP23977885A JP23977885A JPH06101509B2 JP H06101509 B2 JPH06101509 B2 JP H06101509B2 JP 23977885 A JP23977885 A JP 23977885A JP 23977885 A JP23977885 A JP 23977885A JP H06101509 B2 JPH06101509 B2 JP H06101509B2
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test pattern
abnormality
wafer
semiconductor
product
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吉三 明石
怜 目黒
亮 永井
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体プロセスの異常診断方式に関し、特に
ウエハプロセスの異常診断知識を収集し、また半導体ウ
エハ上へテストパターンを設置する診断方式に関するも
のである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor process abnormality diagnosis method, and more particularly to a diagnosis method of collecting knowledge of wafer process abnormality diagnosis and setting a test pattern on a semiconductor wafer. Is.

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

半導体製品の超微細化に伴つて、新プロセスの開発、ま
たは歩留り向上を目的としたプロセス診断を迅速かつ正
確に実施することが、ますます困難となつている。この
問題を解決するための1つの方法は、解析目的別のテス
トパターンを製品ウエハ上に作成し、このテストパター
ンを解析する方法である。しかし、このようなテストパ
ターンの解析には、実際の診断経験から得られる診断知
識が不可欠であり、テストパターンの解析を有効に活用
するには、上記の診断知識を収集する必要がある。
With the miniaturization of semiconductor products, it is becoming more and more difficult to develop new processes or perform process diagnosis for the purpose of improving yield quickly and accurately. One method for solving this problem is to create a test pattern for each analysis purpose on a product wafer and analyze this test pattern. However, in order to analyze such a test pattern, diagnostic knowledge obtained from actual diagnostic experience is indispensable, and in order to effectively utilize the analysis of the test pattern, it is necessary to collect the above-mentioned diagnostic knowledge.

従来、解析のための特別のテストパターンを製品ウエハ
上に作成し、このテストパターンを解析する方法の活用
について、例えば、「集積回路プロセスモニタに関する
自動パラメトリツクテスタ」(Kaempf,Solid State Tec
hnology(日本語版)Nov,1981.pp.62〜69参照)あるい
は、「スタテイステイカル・モデリング・アプローチ・
フオア・シミユレーシヨン・オブ・MOS VLSIサーキツト
・デザイン」(A Statistical Modeling Approach for
Simulation of MOS VLSI Circuit Design:Herr,IEEE IE
DM82,pp290〜293(1982)参照)に記載されている。し
かし、上記の文献を始めとする従来の技術では、検査デ
ータを統計的に解析するにとどまり、検査データの異常
発生状況からその異常原因を究明することに関しては、
何等述べられていない。すなわち、従来は、原因究明の
ため、解析者自身がデータ解析結果を解釈することによ
つて究明していた。最近では、知識工学技術を応用し、
原因究明のための診断知識を計算機に取り込み、原因究
明を計算機に実行させる方法が考えられているが、この
場合の診断知識をいかに集めるかが大きな問題となつて
いる。また、従来から使用されているテストパターン
は、電気的特性の計測用であるため、加工表面の状態あ
るいはエツチングによる切断面の状態を始めとする3次
元的な加工精度、安定性等をテストするためには不向き
であつた。
Conventionally, a method of creating a special test pattern for analysis on a product wafer and analyzing this test pattern has been described, for example, in "Automatic Parameter Tester for Integrated Circuit Process Monitor" (Kaempf, Solid State Tec).
hnology (Japanese version) Nov, 1981.pp.62-69) or "Statistical modeling approach.
For Similation of MOS VLSI Circuit Design "(A Statistical Modeling Approach for
Simulation of MOS VLSI Circuit Design: Herr, IEEE IE
DM82, pp290-293 (1982)). However, in the conventional techniques including the above-mentioned documents, only to statistically analyze the inspection data, and to investigate the cause of the abnormality from the abnormal occurrence state of the inspection data,
Nothing said. That is, in the past, in order to investigate the cause, the analyst himself used the interpretation of the data analysis result. Recently, applying knowledge engineering technology,
A method of incorporating diagnostic knowledge for investigating the cause into a computer and causing the computer to perform the investigating of the cause has been considered, but how to collect diagnostic knowledge in this case is a big problem. Further, since the test pattern used conventionally is for measuring the electrical characteristics, the three-dimensional processing accuracy, stability, etc. including the state of the processed surface or the state of the cut surface by etching is tested. It was unsuitable for this.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的は、このような従来の問題を改善し、異常
診断知識を簡単に収集でき、これを活用することによ
り、多大な時間と労力を費やすことなく半導体製品の構
造上の異常を検出して製造プロセスの異常診断が可能で
あり、またウエハ製造プロセスを変更することなく、テ
ストパターンを製品ウエハ上に形成できる半導体プロセ
ス異常診断方式を提供することにある。
The object of the present invention is to improve such conventional problems and to easily collect abnormality diagnosis knowledge, and by utilizing this, detect structural abnormality of a semiconductor product without spending a great deal of time and labor. It is therefore an object of the present invention to provide a semiconductor process abnormality diagnosis method capable of diagnosing an abnormality in a manufacturing process and forming a test pattern on a product wafer without changing the wafer manufacturing process.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

上記目的を達成するため、本発明の半導体プロセス異常
診断方式は、半導体製品となる半導体ウエハ上にテスト
パターンを備え、該テストパターンの検査データを収集
し、該検査データを基にして、上記半導体ウエハの素子
パラメータ値を推定処理した後、規格範囲と比較するこ
とにより該素子パラメータの異常発生の有無を判定し、
該ウエハの既知の異常原因を受け付けて、該異常原因と
上記異常発生状況を1組にして、これを診断知識として
記憶することに特徴がある。
In order to achieve the above object, a semiconductor process abnormality diagnosis method of the present invention includes a test pattern on a semiconductor wafer that is a semiconductor product, collects inspection data of the test pattern, and based on the inspection data, the semiconductor After estimating the element parameter value of the wafer, it is determined whether or not the element parameter is abnormal by comparing with the standard range,
It is characterized in that a known abnormality cause of the wafer is accepted, the abnormality cause and the above-mentioned abnormality occurrence state are paired, and this is stored as diagnostic knowledge.

〔発明の実施例〕Example of Invention

以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示す半導体製造プロセス
の異常診断装置のブロツク構成図である。ここで示すよ
うに、半導体製造プロセスは、製造工程1−1と検査工
程1−2で構成されている。製造工程1−1には、例え
ば、酸化・拡散プロセス、インプラ・プロセス、ホトエ
ツチング・プロセス等が含まれており、その製造工程自
体は従来よりの製造プロセスであつて、半導体ウエハの
加工を順次行つて製品ペレツトを製作する。検査工程1
−2は、ウエハ上に特別に設けたテストパターンの電気
特性データを測定装置により測定す工程である。上記の
測定データは、データ収集装置2を通して記憶装置3に
転送された後、処理装置4で行う素子パラメータ値の推
定を行うとともに、その推定結果と所定の基準範囲との
比較等より、ウエハ上の異常有無の判定を行う。なお、
第1図の構成において、データ収集装置2,記憶装置3,処
理装置4,およびデイスプレイ装置5は、外部メモリや入
出力装置等を含む1台の計算機システムで実現すること
ができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of an abnormality diagnosing apparatus for a semiconductor manufacturing process showing an embodiment of the present invention. As shown here, the semiconductor manufacturing process includes a manufacturing process 1-1 and an inspection process 1-2. The manufacturing process 1-1 includes, for example, an oxidation / diffusion process, an implantation process, a photoetching process, etc. The manufacturing process itself is a conventional manufacturing process, and semiconductor wafers are sequentially processed. Then we make product pellets. Inspection process 1
The step -2 is a step of measuring the electrical characteristic data of the test pattern specially provided on the wafer by the measuring device. After the above measurement data is transferred to the storage device 3 through the data collection device 2, the element parameter value is estimated by the processing device 4, and the estimation result is compared with a predetermined reference range. The presence or absence of abnormality is determined. In addition,
In the configuration of FIG. 1, the data collection device 2, the storage device 3, the processing device 4, and the display device 5 can be realized by one computer system including an external memory, an input / output device, and the like.

本実施例においては、半導体製品となる半導体ウエハ上
にテストパターンを備えておき、このようなウエハに対
して、異常原因が既知のペレツトを含むウエハを用意
し、このペレツトを用いて、良否不明のペレツトを診断
するための診断知識を次のようにして簡単に収集できる
ようにしている。すなわち、上記テストパターンの検査
データを収集する工程と、その検査データを基にして上
記半導体ペレツトの素子パラメータ値(膜厚、寸法等)
を推定し、その規格範囲と比較することによりその素子
パラメータの異常発生の有無を判定する工程と、この原
因と上記異常発生状況を一組にして、これを診断知識と
して記憶する工程とを備えることによつて、診断知識の
収集を簡単にする。
In this embodiment, a test pattern is provided on a semiconductor wafer to be a semiconductor product, and a wafer including a pellet whose cause of abnormality is known is prepared for such a wafer. The diagnostic knowledge for diagnosing these pellets can be easily collected as follows. That is, a step of collecting inspection data of the test pattern, and element parameter values (film thickness, dimensions, etc.) of the semiconductor pellet based on the inspection data.
And a step of determining whether or not there is an abnormality in the element parameter by comparing it with the standard range, and a step of combining the cause and the above-mentioned abnormality occurrence state and storing this as diagnostic knowledge. This simplifies the collection of diagnostic knowledge.

第2図は、本発明において、ウエハ上に設けられるテス
トパターンの図である。素子パラメータ値を推定するた
めの被測定パターンであるウエハ上の診断用テストパタ
ーンは、プロセス技術開発用に利用する従来のテストパ
ターンに類似している。21,22は被測定体、23,23′,24,
24′は測定端子(パード)である。
FIG. 2 is a diagram of a test pattern provided on a wafer in the present invention. The diagnostic test pattern on the wafer, which is the measured pattern for estimating the element parameter value, is similar to the conventional test pattern used for process technology development. 21,22 is the measured object, 23,23 ', 24,
24 'is a measuring terminal (pad).

次に、第1図の処理装置4で行われる素子パラメータ値
の推定処理について、具体例により説明する。半導体製
品を構成する主要素子の1つである電界効果トランジス
タ(FET)の素子パラメータとしては、寸法、膜厚、不
純物濃度等がある。これらに対して、製品チツプと同一
のウエハ上に、第2図に示すような特別のテストパター
ンを作成し、その測定値から経験的に推定することがで
きる。推定の基本としては、寸法に関するパラメータに
は、電気抵抗を、また膜厚、不純物濃度等に関するパラ
メータには、電気容量を用いる。
Next, the estimation processing of the element parameter value performed by the processing device 4 of FIG. 1 will be described with a specific example. Element parameters of a field effect transistor (FET), which is one of the main elements constituting a semiconductor product, include dimensions, film thickness, impurity concentration, and the like. On the other hand, a special test pattern as shown in FIG. 2 is created on the same wafer as the product chip, and it can be empirically estimated from the measured values. As a basis of estimation, electric resistance is used as a parameter relating to dimensions, and electric capacity is used as a parameter relating to film thickness, impurity concentration and the like.

素子パラメータ推定の具体的方法を、酸化膜厚を例にと
り説明する。この推定には、例えば、第2図に示すよう
なテストパターンを作成し、これを利用する。第2図に
おいて、21,22は電極であり、両極の間にはその厚さを
推定したい膜(設計値d)を挟んである。l1,W1は、
製造プロセスでの寸法バラツキより大きな値とし、バラ
ツキの影響を相対的に小さくする。第2図のテストパタ
ーンを測定した静電容量C〔F〕から、単位面積当りの
容量q〔F/m2〕を算出すると、 となる。ここで、知りたい膜厚の誘電率ε〔F/m〕は形
成される膜の組成から分かるので、(1)式より、膜厚
dの推定値d〔m〕は、 となる。このテストパターンは、製品ウエハ上に製品ペ
レツトと同時に作られているため、上記dの値は製品ペ
レツトの酸化膜厚であると考えることができる。なお、
このテストパターンによる推定を正しく行うためには、
テストパターンが設計通りに正常に製作されていること
が不可欠であり、(1)(2)式を適用するために、前
提条件をチエツクする必要がある。その例として、 K1≦C≦K2 ・・・・・(3) をチエツクする。ここで、K1,K2は定数であり、テスト
パターンが正常に製作されているときの測定値に対する
上下限値を示す。
A specific method for estimating the element parameter will be described by taking the oxide film thickness as an example. For this estimation, for example, a test pattern as shown in FIG. 2 is created and used. In FIG. 2, reference numerals 21 and 22 denote electrodes, and a film (design value d) whose thickness is to be estimated is sandwiched between both electrodes. l 1 and W 1 are
The value is set to be larger than the dimensional variation in the manufacturing process, and the influence of the variation is relatively small. When the capacitance per unit area q [F / m 2 ] is calculated from the capacitance C [F] obtained by measuring the test pattern of FIG. Becomes Here, since the dielectric constant ε [F / m] of the desired film thickness can be known from the composition of the film to be formed, the estimated value d [m] of the film thickness d can be calculated from the equation (1). Becomes Since this test pattern is formed on the product wafer at the same time as the product pellet, it can be considered that the value of d is the oxide film thickness of the product pellet. In addition,
In order to correctly estimate this test pattern,
It is indispensable that the test pattern is normally manufactured as designed, and it is necessary to check the preconditions in order to apply the equations (1) and (2). As an example, check K 1 ≤ C ≤ K 2 (3). Here, K 1 and K 2 are constants and indicate upper and lower limit values with respect to measured values when the test pattern is normally manufactured.

第3図は、本発明における酸化膜厚推定処理のフローチ
ヤートである。また、膜厚以外の各種寸法、不純物濃度
に関する素子パラメータ値も、第3図の方法と同じよう
な処理で推定することができる。すなわち、先ず、テス
トパターンの測定データの読出しを行い(ステツプ3
1)、推定式についている前提条件式のチエツクを行い
(ステツプ32)、条件が成立したときには、単位当りの
電気容量の推定を行い(ステツプ33)、次に膜厚の推定
を行つた後(ステツプ34)、推定値を所定値と比較して
正常・異常を判定する(ステツプ35)。推定されたパラ
メータ全て終了か否かを判定し、終了であれば処理を終
る(ステツプ36)。
FIG. 3 is a flow chart of the oxide film thickness estimation processing according to the present invention. Further, element parameters relating to various dimensions and impurity concentrations other than the film thickness can be estimated by the same processing as the method shown in FIG. That is, first, the measured data of the test pattern is read out (step 3
1) Check the preconditions in the estimation formula (step 32). When the condition is satisfied, the capacitance per unit is estimated (step 33), and then the film thickness is estimated (step 32). In step 34), the estimated value is compared with a predetermined value to judge normality / abnormality (step 35). It is determined whether or not all the estimated parameters have ended, and if they have ended, the processing ends (step 36).

第4図は、第3図の方法によつて推定されたFETの素子
パラメータ値である。処理装置4は、第4図に示すよう
な各種パラメータ値を推定し、正常、異常を判定した
後、入出力端末装置5を介して、ユーザから対象ペレツ
トの異常原因を受け付ける。さらに、この装置4は、上
述のようにして求めた素子パラメータ値の正/異常の判
定結果と異常原因とを1組として、第5図に示すデシジ
ヨンテーブル形式の横1行分として記憶する。第5図に
おいて、横方向の各行は、「最左欄に示す異常原因が発
生したとき、○印を付けた全てのパラメータに異常が見
られる」ことを示している。これがつまり診断知識であ
る。不良ペレツトが発生し、その原因が判明する度に、
上述のような診断知識の収集を実施すれば、診断知識は
容易に収集することができる。
FIG. 4 is a device parameter value of the FET estimated by the method of FIG. The processing device 4 estimates various parameter values as shown in FIG. 4, determines normality and abnormality, and then accepts the cause of abnormality of the target pellet from the user via the input / output terminal device 5. Further, the apparatus 4 stores the determination result of the normality / abnormality of the element parameter value obtained as described above and the abnormality cause as one set as one horizontal row in the decision table format shown in FIG. . In FIG. 5, each row in the horizontal direction indicates that "when the cause of abnormality shown in the leftmost column occurs, abnormality is found in all the parameters marked with a circle." This is diagnostic knowledge. Every time a defective pellet is generated and its cause is known,
The diagnostic knowledge can be easily collected by collecting the diagnostic knowledge as described above.

このようにして収集した診断知識を使用して、新たなウ
エハの異常原因を究明するには、次のような方法を用い
る。すなわち、素子パラメータの異常判定までは、上記
知識収集時と全く同じように行い、これによつて素子パ
ラメータの異常発生状況が判明した後、第5図のテーブ
ルを活用して、推定パラメータの異常判定の結果から製
造プロセスの異常工程を究明する。具体的には、第5図
の横方向各行において、○印を付けた全てのパラメータ
に異常判定があつた場合には、その左側に示す工程で異
常が生じていると判断する。これらの結果は、デイスプ
レイ装置5に表示される。
The following method is used to investigate the cause of a new wafer abnormality using the diagnostic knowledge collected in this way. That is, the abnormality determination of the element parameter is performed in exactly the same manner as the above-mentioned knowledge collection. After the abnormality occurrence state of the element parameter is found out by this, the abnormality of the estimated parameter is utilized by utilizing the table of FIG. The abnormal process of the manufacturing process is investigated from the result of the judgment. Specifically, in each row in the horizontal direction of FIG. 5, if all the parameters marked with a circle have an abnormality, it is determined that an abnormality has occurred in the process shown on the left side. These results are displayed on the display device 5.

このように、ウエハ上に設けられたテストパターンを用
いて、異常を発生させた製造工程を究明するための知識
を簡単に収集できるため、これらの知識を使用すること
により、異常診断を迅速かつ正確に実施することがで
き、超微細な半導体製品における歩留りの早期向上、高
レベル維持が可能となる。
In this way, the test pattern provided on the wafer can be used to easily collect the knowledge for investigating the manufacturing process in which the abnormality has occurred. It can be carried out accurately, and the yield of ultrafine semiconductor products can be improved at an early stage and maintained at a high level.

第6図は、本発明の他の実施例を示すウエハ上のテスト
パターンの図である。本実施例においては、第1図のデ
ータ収集装置2として、テストパターンの目的により2
種類の装置が使用される。すなわち、従来から使用され
ている電気計測用テストパターンに対しては、一般に半
導体パラメトリツク・テスタと呼ばれる計測装置が利用
される。一方、本実施例の特徴である3次元加工状態計
測・観測内テストパターンに対しては、電子顕微鏡装置
が利用される。また、記憶装置3,処理装置4等は、外部
メモリや入出力装置等を含む1つの計算機システムで実
現される。
FIG. 6 is a diagram of a test pattern on a wafer showing another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the data collecting device 2 shown in FIG.
Types of equipment are used. That is, a measurement device generally called a semiconductor parameter tester is used for the conventionally used test pattern for electrical measurement. On the other hand, an electron microscope apparatus is used for the three-dimensional processing state measurement / intra-observation test pattern, which is a feature of this embodiment. Further, the storage device 3, the processing device 4, and the like are realized by one computer system including an external memory, an input / output device, and the like.

半導体製品は、概念的には、各種の層を積み重ねて製造
していくものと把握することができる。従つて、ウエハ
の製造が完成し、それが不良であると判明しても、途中
の工程での3次元加工状態の良否を調べることは簡単で
はない。途中工程での3次元加工状態は、ウエハ・プロ
セスの途中工程で抜き取り検査することにより、実現す
ることができる。しかし、量産ラインでは、その生産量
の多さから、全数検査することは不可能であるため、不
良であることが判明した製品について、ウエハ・プロセ
ス途中の各工程における3次元加工状態がいかなる状態
にあつたかを計測・観察できるようなテストパターン
を、ウエハ上に製品ペレツトと同時に製造しておくこと
によつて実現している。このようなテストパターンは、
従来の電気計測用テストパターンと同じ方法で作成でき
る。つまり、そのテストパターンで着目する工程以降の
処理では、新たな層が形成されないように、マスクパタ
ーンを設計すればよい。
Conceptually, a semiconductor product can be understood as being manufactured by stacking various layers. Therefore, even if the manufacture of the wafer is completed and it is determined that the wafer is defective, it is not easy to check the quality of the three-dimensional processing state in the intermediate process. The three-dimensional processing state in the intermediate process can be realized by performing a sampling inspection in the intermediate process of the wafer process. However, in a mass production line, it is impossible to perform 100% inspection due to the large amount of production. Therefore, for a product that has been found to be defective, what is the state of the three-dimensional processing in each step during the wafer process? This is achieved by manufacturing a test pattern on the wafer at the same time as the product pellets, which enables measurement and observation of hot spots. Such a test pattern is
It can be created by the same method as the conventional test pattern for electrical measurement. That is, the mask pattern may be designed so that a new layer is not formed in the process subsequent to the process of interest with the test pattern.

本実施例のテストパターンは、従来と異なり、電子顕微
鏡用のパターンを設けておく点に特徴があり、この点に
ついて更に詳述する。
The test pattern of this embodiment is different from the conventional one in that a pattern for an electron microscope is provided, and this point will be described in more detail.

テストパターンとしては、基本的には、解析目的にあつ
た任意のものを採用すればよい。本実施例では、エツチ
ング工程における3次元加工状態を観察するためのテス
トパターンを例にとり、具体的なパターンとその活用法
を述べる。エツチング工程の3次元加工状態を観察する
には、例えば、第6図に示すテスト用パターンを作成す
る。第6図は、ウエハ上のテストパターンを斜め上方か
ら電子顕微鏡で観察した例を概念的に示すものである。
これによつて、エツチング切断面のテーパ角度、露光時
の定在波の影響等を見ることができる。このようなテス
トパターンを、専用ウエハ上に作成することは、従来か
ら、個別工程のプロセス開発に活用されている。しか
し、これを製品ウエハ上に、製品ペレツトと同時に作成
してしまうことは実施されておらず、この点に本実施例
の特徴がある。
As the test pattern, basically any test pattern suitable for the purpose of analysis may be adopted. In this embodiment, a test pattern for observing the three-dimensional processing state in the etching process is taken as an example, and a specific pattern and its utilization method will be described. To observe the three-dimensional processing state of the etching process, for example, the test pattern shown in FIG. 6 is created. FIG. 6 conceptually shows an example in which a test pattern on a wafer is observed obliquely from above with an electron microscope.
With this, it is possible to see the taper angle of the etching cut surface, the influence of the standing wave during exposure, and the like. Creating such a test pattern on a dedicated wafer has been conventionally utilized for process development of individual steps. However, this has not been carried out on the product wafer at the same time as the product pellet, and this point is the feature of this embodiment.

第7図は、本実施例によるテストパターンのウエハ上の
配置図であり、第8図は、同じくテストパターンのレチ
クル上の配置図である。
FIG. 7 is a layout of the test pattern on the wafer according to this embodiment, and FIG. 8 is a layout of the test pattern on the reticle.

テストパターン7は、第7図に示すように、各ペレツト
6の横に設置する。最近、マスクパターンの超微細化に
伴つて、縮小露光方式が多いため、第8図に示すよう
に、レチクル8上にテストパターン7を入れておけば、
自動的にウエハ全面にテストパターンを作成することが
できる。2パターンからなるレチクル8の場合のテスト
パターン配置の例が、第8図に示されている。
The test pattern 7 is installed beside each pellet 6 as shown in FIG. Recently, with the miniaturization of mask patterns, there are many reduction exposure methods. Therefore, if the test pattern 7 is put on the reticle 8 as shown in FIG.
A test pattern can be automatically created on the entire surface of the wafer. FIG. 8 shows an example of test pattern arrangement in the case of the reticle 8 having two patterns.

このように、本実施例では、ウエハ製造プロセスを従来
と変更せずに、テストパターンを製品ウエハ上に形成す
ることができる。さらに、これらのテストパターンの検
査データを用いて、プロセスの異常診断を簡単に実施で
きる。これにより、(a)異常診断用の各種パラメータ
値や3次元加工状態に関するウエハ内分布、ウエハ間変
動、およびそれらの時系列変化を把握・分析することが
可能となる。従つて、解析時点の異常分析だけでなく、
異常多発の予知等も可能である。(b)半導体製造にお
ける歩留りの早期向上、高レベルの維持が可能である等
の利点があり、サブミクロン・プロセス以降の超微細半
導体製品の開発が迅速化される。
As described above, in this embodiment, the test pattern can be formed on the product wafer without changing the wafer manufacturing process from the conventional one. Further, the process abnormality inspection can be easily performed by using the inspection data of these test patterns. This makes it possible to grasp and analyze (a) various parameter values for abnormality diagnosis and distributions within a wafer regarding three-dimensional processing states, inter-wafer variations, and their time-series changes. Therefore, not only the anomaly analysis at the time of analysis,
Prediction of abnormal occurrence is also possible. (B) It has advantages such as an early improvement in yield in semiconductor manufacturing and the ability to maintain a high level, which accelerates the development of ultrafine semiconductor products after the submicron process.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、製品ペレツトの
素子パラメータ値の異常発生状況に基づく異常診断知識
を簡単に収集でき、さらにこれを利用して多大な時と労
力を費すことなく、半導体製品の構造上の異常を検出
し、製造プロセスの異常診断が行える。また、製造プロ
セスを変更することなく、テストパターンを製品ウエハ
上に形成できるので、プロセスの診断が容易となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to easily collect the abnormality diagnosis knowledge based on the abnormality occurrence state of the device parameter value of the product pellet, and without using much time and labor by using this. It is possible to detect abnormalities in the structure of semiconductor products and diagnose abnormalities in the manufacturing process. Further, since the test pattern can be formed on the product wafer without changing the manufacturing process, the process can be easily diagnosed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す半導体製造プロセスの
異常診断装置のブロツク図、第2図は本発明におけるウ
エハ上のテストパターンを示す図、第3図は測定データ
から素子パラメータ値を推定するための処理フローチヤ
ート、第4図はFETの素子パラメータを示す図、第5図
は本発明による診断知識の記憶形式を示す図、第6図は
本発明の他の実施例を示すウエハ上のテストパターンの
斜視図、第7図はテストパターンのウエハ上の配置図、
第8図は同じくテストパターンのレチクル上の配置図で
ある。 1:半導体製造プロセス、1−1:製造工程、1−2:検査工
程、2:データ収集装置、3:記憶装置、4:処理装置、5:デ
イスプレイ装置、6:ペレツト、7:テストパターン、8:レ
チクル、21,22:被測定体、23,24,23′,24′:測定端子
(パード)。
FIG. 1 is a block diagram of an abnormality diagnosing apparatus for a semiconductor manufacturing process showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a test pattern on a wafer in the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing device parameter values from measured data. Processing flow chart for estimating, FIG. 4 is a diagram showing FET device parameters, FIG. 5 is a diagram showing a storage format of diagnostic knowledge according to the present invention, and FIG. 6 is a wafer showing another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a perspective view of the above test pattern, FIG. 7 is a layout diagram of the test pattern on the wafer,
FIG. 8 is a layout diagram of the test pattern on the reticle. 1: semiconductor manufacturing process, 1-1: manufacturing process, 1-2: inspection process, 2: data acquisition device, 3: storage device, 4: processing device, 5: display device, 6: pellet, 7: test pattern, 8: Reticle, 21, 22: DUT, 23, 24, 23 ', 24': Measuring terminal (pad).

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体製品となる半導体ウエハ上にテスト
パターンを備え、該テストパターンの検査データを収集
し、該検査データを基にして、上記半導体ウエハの素子
パラメータ値を推定処理した後、規格範囲と比較するこ
とにより該素子パラメータの異常発生の有無を判定し、
該ウエハの既知の異常原因を受け付けて、該異常原因と
上記異常発生状況を1組にして、これを診断知識として
記憶することを特徴とする半導体プロセス異常診断方
式。
1. A test pattern is provided on a semiconductor wafer to be a semiconductor product, inspection data of the test pattern is collected, and an element parameter value of the semiconductor wafer is estimated based on the inspection data. By comparing with the range, it is determined whether or not there is an abnormality in the element parameter,
A semiconductor process abnormality diagnosis method characterized in that a known abnormality cause of the wafer is accepted, the abnormality cause and the above-mentioned abnormality occurrence state are paired and stored as diagnosis knowledge.
【請求項2】上記テストパターンを、半導体ウエハ上に
製品ペレツトと同時に作成する際に、電気計測用テスト
パターンと、電子顕微鏡による計測・観察のためのテス
トパターンを設けることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の半導体プロセス異常診断方式。
2. A test pattern for electrical measurement and a test pattern for measurement / observation by an electron microscope when the test pattern is formed simultaneously with a product pellet on a semiconductor wafer. The semiconductor process abnormality diagnosis method according to the first section.
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