專利名稱：半導體存儲器生產系統和半導體存儲器生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體存儲器生產系統及其半導體存儲器生產方法，可推斷在半導體存儲單元的晶片加工過程中造成了缺陷的步驟。
近年來，為了改進半導體存儲器的存儲容量，人們付出了巨大的努力來使芯片上形成的存儲單元體積最小化。
如果用于制造這些小型化的半導體存儲器所需要的多個處理步驟(晶片處理)不能很快地開發(fā)并使這些處理步驟穩(wěn)定，就難以按需提供這種半導體存儲器。
因此，對于用于制造這些半導體存儲器所需要的各處理步驟的開發(fā)和穩(wěn)定來說，必須進行半導體存儲器的故障分析，并利用這種故障分析所得到的結果來改正造成故障的處理步驟中的缺陷。
一般而言，判斷半導體存儲器存儲單元好壞與否是通過如下方式進行的，用LSI測試裝置將預定數據(“0”,“1”)寫入各存儲單元位中，然后相繼將數據從該存儲單元中讀出，并將寫入和讀出的數據進行比較，以判斷它們是否一致。一致的情況稱為“合格位”，而不一致的情況則稱為“故障位”。
對于各獨立的半導體存儲器要進行各種故障分析，以根據存儲單元陣列的布局產生和顯示故障位的分布狀況。該布局即所謂的故障位圖，或簡稱為位圖。
第二次公布的已審定的日本專利申請第6-18230號(以下稱為第一現有技術)公開了一種對一塊晶片上的所有芯片自動進行功能測試、并將測試結果儲存在故障位存儲器和/或顯示在屏幕上和/或打印出來的方案。此時，對于在有限區(qū)域中的顯示，故障位存儲器被分為n×n塊，并且每個塊指示存在的故障位。此外，當故障位存儲器的內容被儲存在外部存儲器中時，為了節(jié)省存儲器容量，一個字(字節(jié))中的一個位對應于存儲器中的一個位。
例如，對于128M位半導體存儲器來說，一塊芯片要用16M字節(jié)的位圖。對于一塊晶片(200塊芯片)來說，需要3.2G字節(jié)的存儲容量，而對于1批次(50塊晶片)，則需要160G的存儲容量。此外，如果分為88個塊，則每個批次需要的存儲器容量是2.5G字節(jié)，而所需存儲容量可以減至1/64。
第一次公布的日本未審查專利申請第7-85697號(以下稱為第二現有技術)公開了一種快速分析故障的方法。在常規(guī)半導體存儲器的存儲圖中，具有由于不同的故障原因造成的不同故障模式的故障位是混在一起的。結果，用地址來顯示具有不同故障的故障位就造成了上述“故障位圖”的混雜，從而使設計者難以根據該“故障位圖”識別所產生的“故障模式”并由此推斷出故障成因。
這里，“故障模式”是指出具有特定故障(如缺陷等)的半導體存儲器在預定條件下測試時所表現出的唯一的故障位分布狀況，從經驗來說，根據故障成因的不同而有不同的分布狀況。例如，其包括在目標故障位之前和之后沒有故障位的單個位故障、存在兩個故障位的雙位故障、超過三個連續(xù)位的線路故障(數據線故障或字線故障)。此外，上述“故障位圖”已知可作為適合于識別故障位分布狀況的裝置。
此外，隨著在近年來半導體存儲器中大存儲器的發(fā)展，這種故障位圖發(fā)展成為大量的數據。結果，即使采用第一現有技術，也難以一次輸出(打印或由CRT顯示)整個半導體存儲器的故障位圖，從而使識別故障模式的操作復雜化。此外，當分析故障模式的成因時，可以對每個獨立故障的位分析故障發(fā)生的條件。因此，還存在這樣的問題，即由于上述“故障位圖”變大，在這種分析操作中進行的位圖處理時間大大地增加，而分析效率也就降低了。
另一方面，對于要求能容易地顯示整個存儲器的方法方面，在第一現有技術中提出了一種對故障位圖進行概要地表示的所謂“壓縮位圖”的方法。在該壓縮位圖方法中，存儲器中的多個位被轉換為一個單位的壓縮位，而目標故障位圖則按預定的比率壓縮。采用這種壓縮位圖的顯示方法可以顯示整個存儲器映射圖的分布狀況。但是，不能檢測出具體的發(fā)生條件(例如，其不能判斷所壓縮的位顯示的是一個故障位還是多個故障位)。結果，為了分析故障的成因，要求進行一對一的“故障位圖”顯示，從而使設計者的故障模式分析操作仍然很復雜。
為了解決這些問題，在第二現有技術中，首先在預定測量條件下進行一個測試。在判斷為有缺陷時，得到故障位數據。這里，在大多數情況下，得到的故障位數據是復合故障模式的故障位數據，其中混雜了多種故障成因。因此，通過地址的邏輯組合等產生以檢測特定的“故障模式”作為目標的算法，利用該算法提取特定的故障模式數據，以從最初得到的故障位數據中得到與特定故障模式對應的故障位數據。
從混雜了多種故障成因的故障位數據中，首先提取雙位故障模式，再進一步分類為偶數-奇數缺陷地址對，或奇數-偶數缺陷地址對。然后，如果沒有雙位缺陷，則將故障分類為單位故障地址。如果存在一系統的缺陷，則分類為線路故障模式。通過這種方式的分類，與特定故障模式相應的故障可以被提取出來，因此易于識別特定故障的發(fā)生情況。此外，故障位圖可以按故障模式進行分類，以按照晶片的規(guī)模來顯示。
對于第二現有技術，存儲器容量與位圖相比可以很小。但是，存儲容量根據故障模式的不同而有很大變化。例如，對于128M位半導體存儲器來說，需要27字節(jié)來顯示一個位地址。在有1k字節(jié)的故障位散布在一個芯片中的情況下，需要27k字節(jié)的存儲容量。對于一個晶片(260塊芯片)需要675k字節(jié)，而對于1批次(50塊晶片)，則需要33M的存儲容量。此外，在故障位都是雙位故障時，存儲容量就是該數字的一半，從而需要17M字節(jié)的存儲容量。
此外，對于第二現有技術，為了提取故障模式，需要大量的時間。例如，在有k字節(jié)的故障位存在的情況下，在該公報的附圖中所顯示的算法必須重復數千次。
下面的公報中介紹了在制造工藝中利用由上述方法檢測到的缺陷信息等估計有缺陷的加工步驟的方法。
第一次公布的日本未審查專利申請第11-45919號(以下稱為第三現有技術)公開了一種在用生產線制造半導體襯底(晶片)時的方法，該生產線包括多個生產裝置和所需要的生產過程(加工步驟)，該方法是基于一測試步驟，用于對所生產的多個半導體襯底測試在各半導體襯底上發(fā)生故障的位置；一故障分布圖像數據建立步驟，用于建立故障分布圖像數據，其中由測試步驟所測試的在各半導體襯底上的故障位置數據被賦以坐標，該坐標是在半導體襯底上設置的柵格狀圖形元素構成的圖像數據上，并且對于多個半導體襯底，對在圖像數據上的各柵格狀圖形元素的故障數目求和；一故障分析步驟，其將由故障分布圖像數據建立步驟所建立的故障分布圖像數據與多個預備的故障的情況數據庫進行比較，并且能夠研究和估計故障發(fā)生的成因。
例如，如圖23所示，如果晶片100的故障分布是在圖形311中，通過與以往建立的用于分析的歷史數據相關聯，可以估計出在步驟A中有故障成因，而如果故障分布是在圖形313中，則在步驟C中有故障成因。
此外，在如圖24所示的情況下，即在多個相同類型的生產裝置中按單晶片加工來處理一個批次時，如果根據生產機器的故障分布圖形315比圖形314大，則可以估計出在生產機器B中存在故障成因。
以這種方式，通過知道晶片上缺陷單元的分布，以及在該批次中晶片的分布，就可以推斷出在哪個加工步驟中使存儲單元變?yōu)橛腥毕莸摹?br> 第一次公布的日本未審查專利申請第10-339943號(以下稱為第四現有技術)公開了一種半導體存儲器生產方法，其具有一用掩?；蚓W格(reticule)進行分段式(stepper)投影曝光的步驟，其中芯片坐標被用于識別被曝光半導體晶片上的芯片位置，并且其從在所曝光晶片上分布的有缺陷芯片的芯片坐標數據來判斷是否有關缺陷是由于掩模或網格造成的，從而可以在短時間內容易地檢測到掩?；蚓W格上缺陷的位置。
分段式投影曝光設備通過將網格101上的圖形印到晶片100上來操作。此時，如圖25所示，為了減少曝光的次數，將多塊芯片(圖中為4塊)縮小并同時曝光。通過在晶片100上連續(xù)曝光網格101，在整塊晶片上形成了圖形。
例如，如圖25所示，在晶片100上的半導體存儲器被有規(guī)律地判斷為有缺陷的，則估計其是由掩?；蚓W格101造成的。假定是在網格101上形成了四個半導體存儲圖形(曝光單元)，并且在特定的區(qū)域101a上有一個缺陷。用網格101按照一臺階方式在晶片上的抗蝕劑上印刷，如圖25所示，在晶片上的各曝光單元的特定位置就有規(guī)律地產生缺陷。這里，在圖25中，標有“x”的芯片表示是有缺陷的芯片。
此外，在一次處理的批次中，在有缺陷的半導體存儲器集中在該批次所包含的所有晶片上的晶片100的下部102上時，如圖26所示，就估計缺陷成因是在晶片垂直立起的浸沒型濕腐蝕步驟中。其原因如下。
在濕腐蝕時，在去除抗蝕劑或氧化物過程中，當晶片浸入腐蝕液時，晶片從下部102開始放入直到浸沒其上部。因此，半導體存儲器芯片的下部比其上部浸沒在腐蝕液中的時間要長，從而由腐蝕液腐蝕的期間也較長。結果，晶片下部102的圖形和薄膜被過度地腐蝕。
此外，在晶片W1上被判斷為有缺陷的半導體存儲器的數量比晶片W2到W25中任何一個的都要多時，就估計缺陷成因是，如圖27所示，晶片W1到W25在船式運載器103中相同表面方向上被放成一行(此時，標以A的箭頭的方向是晶片W1到W25的表面)以進行濕腐蝕。這是因為，對于在晶片W1上具有半導體存儲電路的表面來說，與其它晶片相比，其空間不是封閉的，因此受到了大量的活性化腐蝕液的作用。
此外，對于那些除W1以外的晶片，在晶片表面上都覆蓋有另外的晶片，從而與晶片W1相比被提供的腐蝕液也有限。
此外，在浸入腐蝕液中以及其它清洗工藝等之后進行干燥處理時，會出現根據是否一晶片的加工面在前面被曝光而出現差異。
如上所述，根據被判斷為有缺陷的半導體存儲器的晶片上芯片的位置，并且根據該晶片在批次中的位置，就可以推斷出哪個加工步驟是故障的成因。
目前，利用加工步驟中的故障分析，根據晶片狀態(tài)中的測試結果執(zhí)行對作為有缺陷半導體存儲器成因的加工步驟的推斷。
此外，常規(guī)故障分析系統根據位圖信息來檢測晶片上有缺陷半導體存儲器芯片的位置，該位圖信息顯示了從半導體測試設備輸入的所有半導體存儲器芯片的缺陷位。
但是，在采用第三和第四現有技術的故障分析方法的情況下，有一個問題在于必須處理大量的信息。如上所述，在利用第一現有技術儲存一批用于128M位的半導體存儲器的位圖信息時，信息量是2到3G字節(jié)。為了儲存這樣一種在一長段時間內隨時間變化的大量信息，難以用廉價的個人計算機來處理，所以必須采用昂貴的信息處理系統。
此外，對于第二現有技術，信息量根據故障位的布局(即故障模式)而有很大的不同。但是，對每個芯片估計要有大約15K字節(jié)，而對每一個批次則需要140到150M字節(jié)。在第二現有技術中，與第一現有技術相比，可以減少信息量。但是，為了分析故障模式和壓縮信息量，必須采用昂貴的信息處理系統，而且要執(zhí)行費時的算術處理操作。此外，對于第二現有技術，僅用視覺檢測故障模式分析結果，不能判斷故障是否能通過冗余電路修復。
此外，為了減少每個批次數據存儲的量，其可以考慮只有各晶片的產出數據需要隨時間變化進行儲存以控制批次產出。
在上述的僅控制各晶片的產出時，通過改變定期儲存的批次的產出，就可以檢測由于整個晶片工藝的異常、生產裝置劣化等造成的產出下降，從而可以進行晶片加工的故障分析。
但是，在檢測工藝異常的工藝分析或故障分析中，因為有缺陷晶片上的各芯片是通過安裝在半導體生產線上不同位置的故障分析裝置來測試的，這樣就增加了分析的次數。
此外，對于常規(guī)的故障分析，被測試裝置判斷為有缺陷的半導體存儲器被選擇和分離，并由故障分析測試裝置再次測試以分析故障成因。因此，在晶片生產流水線的合格品產量下降之前、或是在大量的次品出現之前是不會注意到問題的存在的。結果，在出現大量的次品時，就會發(fā)生不能向用戶提供半導體存儲器的情況。
在這種背景下，提出了本發(fā)明，其目的是提供一種半導體存儲器生產系統，其能夠按時間變化保持各批次的工藝分析所需的數據，并且還能根據數據已經儲存的數據進行故障分析，而不用進行新的測量。
本發(fā)明的第一方面是一種半導體存儲器生產系統，其中設置有一晶片生產線，用于在晶片上用多種晶片生產裝置制造大量的半導體存儲器芯片；一晶片測試裝置，用于測試芯片的電氣特性；一替換地址確定裝置，用于根據晶片測試裝置的測試結果確定在半導體存儲器中安裝的冗余存儲器中的替換地址；一估計部，用于根據替換地址的統計處理結果估計故障的成因，其中在晶片生產線上識別出造成晶片故障的晶片生產裝置，并且消除故障成因。
本發(fā)明的第二方面是根據第一方面的半導體存儲器生產系統，其中估計部配備有缺陷分布分析裝置，用來根據替換地址產生替換地址分布，以及工藝缺陷估計裝置，用于通過將替換地址分布與先前儲存的缺陷分布圖比較來估計工藝缺陷。
本發(fā)明的第三方面是一種根據第二方面的半導體存儲器生產系統，其中提供了一種缺陷分布分析裝置，用于產生對晶片中特定替換地址的替換數目。
本發(fā)明的第四方面是一種根據第一方面的半導體存儲器生產測試系統，其中提供了一種缺陷分布分析裝置，用于產生替換數目歷史。
本發(fā)明的第五方面是一種半導體存儲器生產系統，其中對在晶片上制造的半導體存儲器進行測試，對測試結果進行統計處理以估計缺陷的成因，并且從晶片生產裝置中消除缺陷的成因，其中提供了一半導體測試部，其測試半導體存儲器并輸出顯示從半導體存儲器各存儲單元地址的結果中判斷出來的故障或合格結果的位圖，一替換地址判定部，其根據該位地址從位圖中提取出故障位的位地址，根據該位地址確定要用安裝在半導體存儲器中的冗余存儲器部的冗余字線和/或冗余位線來替換的替換字線和/或替換位線地址，以及一個估計部，用于根據置換字線或/和位線的替換數目用統計分析估計工藝缺陷，該替換數目是根據替換地址得到的。
本發(fā)明的第六方面是根據第一方面的半導體存儲器生產系統，其中估計部配備有熔絲地址設定部，用于產生表示由熔絲斷開部分的熔絲地址，其為替換地址設置冗余字線和/或冗余位線的地址，以及提取部，用于從熔絲地址中提取為各半導體存儲器置換的字線和/或位線的替換數目，以及各晶片的各半導體存儲器芯片的分布狀況。
本發(fā)明的第七方面是根據第一方面的半導體存儲器生產系統，其中估計部配備有圖形形成部，其用對應于替換數目的顏色或灰度來指示晶片上的各半導體存儲器芯片。
本發(fā)明的第八方面是一種根據第一方面的半導體存儲器生產系統，其特征在于估計部將替換數目圖與事先儲存的為每個工藝異常而生成的替換數目圖比較，并根據該比較結果估計特定的工藝異常。
本發(fā)明的第九方面是半導體存儲器生產方法，包括晶片加工步驟，通過多個加工步驟在晶片上形成半導體存儲器；晶片測試步驟，檢查晶片狀態(tài)中的晶片，以選擇無缺陷產品；位圖輸出步驟，輸出作為測試結果的半導體存儲器存儲單元的地址，以及用于顯示對地址的合格和故障判斷結果的位圖；替換地址確定步驟，其從位圖提取出故障位的位地址，并根據該位地址確定要用安裝在半導體存儲器中的冗余存儲器部的冗余字線和/或冗余位線來替換的替換字線和/或替換位線地址；以及加工工藝缺陷估計步驟，根據為各半導體存儲器置換字線或/和位線的替換數目，用統計分析估計工藝缺陷，該替換數目是根據替換地址得到的。
本發(fā)明的第十方面是根據第九方面的半導體存儲器生產方法，其中工藝缺陷估計步驟中還提供熔絲地址設定部，用于產生表示被熔絲斷開部分的熔絲地址，其為替換地址設置冗余字線和/或冗余位線的地址，以及提取步驟，用于從熔絲地址中提取為各半導體存儲器置換的字線和/或位線的替換數目，以及各晶片的每個半導體存儲器芯片的分布狀況。
本發(fā)明的第十一方面是一種根據第九方面的半導體存儲器生產方法，其中工藝缺陷估計步驟還提供圖形形成部，其用對應于替換數目的顏色或灰度來指示在晶片上的各半導體存儲器芯片。
本發(fā)明的第十二方面是一種根據第九方面的半導體存儲器生產方法，其中工藝缺陷估計步驟將替換數目圖與事先儲存的為每個工藝異常而生成的替換數目圖比較，并根據該比較結果估計特定的工藝異常。


圖1是顯示根據本發(fā)明實施例的半導體存儲器生產系統的結構例的框圖。
圖2是顯示半導體存儲器生產系統流程的流程圖。
圖3顯示了本發(fā)明的制造歷史信息文件21的結構。
圖4顯示了晶片生產流水線20的特定結構。
圖5顯示了本發(fā)明的晶片測試信息文件23的結構。
圖6是缺陷分布產生過程SA24和缺陷成因估計過程SA25的處理流程圖。
圖7顯示了圖1中儲存在故障分布數據庫35中的故障分布圖。
圖8顯示了圖1中儲存在故障分布數據庫35中的故障分布圖。
圖9顯示了本發(fā)明的冗余地址分析裝置2的熔絲地址的結構格式。
圖10是用于設定一個冗余字線地址的熔絲電路的結構例的構思圖。
圖11顯示了一表格文件的結構，其中按冗余字線順序插入了熔絲開始號。
圖12顯示了冗余地址分析裝置2輸出的中間文件的結構。
圖13顯示了冗余地址分析裝置2輸出的分析數據文件的格式。
圖14是一曲線圖，其中橫軸顯示了按時間順序加工的批號，而縱軸則顯示了在每個批次中替換的總數。
圖15A和15B是條形圖，顯示了在一批中晶片上各芯片的字線地址和用冗余字線對這些字線替換的數目之間的關系，以及在一批次中晶片上各芯片的位線地址和用冗余位線對這些位線替換的數目之間的關系。
圖16是一平面圖，其中對所有晶片中每塊晶片上相應芯片位置處的芯片計算字線替換的地址數目與位線替換的地址數目之和，并且總和顯示在晶片的相應芯片位置上。
圖17A到17C是一平面圖，其中對偶數晶片和奇數晶片的晶片上每個芯片位置計算字線替換的地址數目與位線替換的地址數目之和，并且總和分別顯示在偶數晶片和奇數晶片的相應芯片位置上。
圖18是一條形圖，顯示了在對一批次中所有芯片修正之前參考電壓Vref的分布趨勢。
圖19A和19B是平面圖，其中對于所有晶片的在需要修正自更新周期時間的晶片中相應芯片位置上芯片數目的計數被顯示在晶片上相應芯片位置處。
圖20是用于解釋本發(fā)明半導體存儲器生產方法的流程圖。
圖21是根據本發(fā)明的分析數據文件進行統計分析的處理流的流程圖。
圖22A和22B是顯示故障圖形和估計的工藝缺陷之間關系的概念圖。
圖23顯示了根據第三現有技術例的工藝缺陷判斷的概況。
圖24顯示了根據第三現有技術例的工藝缺陷判斷的概況。
圖25是顯示判斷為有缺陷的半導體存儲器芯片的位置布局的晶片表面的概念圖。
圖26是顯示判斷為有缺陷的半導體存儲器芯片的位置布局的晶片表面的概念圖。
圖27是顯示船形運載器(用于夾持多個晶片的固定器)中晶片位置側視圖的概念圖。
下面是參考附圖對本發(fā)明實施例的概要說明。圖1是本發(fā)明第一實施例的半導體存儲器生產系統的示意圖，圖2是半導體存儲器生產系統的流程圖。
在圖1中，晶片生產線20包括諸如曝光設備、膜生成設備、腐蝕設備、擴散設備等多個生產裝置，它們在晶片100上對半導體進行各種加工。
在圖2的加工步驟SA1中，在晶片100的表面上形成晶體管元件和布線，從而生產出在其上的柵格中布置半導體存儲器的晶片。通常，在一個運送器中包含20到50個單元的晶片100，其通過晶片生產線20作為一個處理單位(以下稱為批次)，而在預定的生產裝置中執(zhí)行預定的加工步驟。給予每個批次預定的晶片加工批次號(此后若無其它規(guī)定，均稱為批號)。
在運送器上顯示給定的批號，并且還記錄在生產歷史信息文件21中。生產歷史信息文件21如圖3所示，儲存有作為生產目標的半導體存儲器的產品名稱、批號、被加工的晶片號、加工該晶片的加工步驟的加工號、加工時間和日期(生產時間和日期)、用于加工步驟的設備號(生產機器)、加工步驟的生產條件、規(guī)格號等。這里，在后面要提到的生產歷史信息文件21和晶片測試信息文件23中，在一行中的信息被稱為一個記錄。
圖4顯示了晶片生產流水線20的具體結構例。晶片生產線20包括抗蝕劑涂覆裝置20a；曝光裝置20b；顯影裝置20c；腐蝕裝置20d；離子注入裝置20e；膜生成裝置20f；CMP裝置20g；清洗裝置20h等。對20a～20h的每個生產裝置，通常是安裝多個各類機器來提高半導體存儲器制造的產量，并且每個生產裝置被賦予一個機器號(1號機器、2號機器、…)。當完成一個加工步驟時，傳送裝置20j將晶片從生產裝置20a到20h傳送至下一工藝的生產裝置20a到20h。
通過傳送裝置20j在生產裝置20a到20h之間傳送晶片100，并且按照預定的順序執(zhí)行一預定的處理SA1。加工歷史通過通信線路20k儲存在生產歷史信息文件21中。
返回到圖1，在晶片生產線20中生產的晶片100的表面，將多個半導體存儲器安排在柵格中。以下，半導體存儲器在裝配入封裝中之前稱為半導體芯片，或簡稱為芯片。晶片測試裝置22測試已形成了半導體芯片的晶片的電氣特性，在這種測試方法中，探頭與形成在半導體芯片上的輸入輸出焊盤接觸，并且施加預定的測試信號以判斷輸出是在預定規(guī)格內(PASS(合格))還是在規(guī)格外(FAIL(失敗))。
每個半導體芯片被給予在晶片上的坐標或序列號，稱為芯片號。在晶片測試步驟SA2中(圖2)，晶片測試裝置22的測試結果與芯片號一起儲存在晶片測試信息文件23中。晶片測試信息文件23如圖5所示，由晶片和芯片信息以及晶片測試信息所組成。晶片和芯片信息儲存產品名稱、批號、晶片號、芯片號，而晶片測試信息包括測試項目、測試日期和時間、用于測試的晶片測試裝置22的編號(測試機器號)、測試條件和規(guī)格號、測試結果、整體的PASS/FAIL判斷結果等。此外，LSI測試裝置1將關于各存儲單元是合格位還是故障位的判斷結果(即，故障位圖信息)寫入缺陷單元測試信息文件4。
在步驟SA3中，被晶片測試裝置22判斷為FAIL的芯片被分選器(Separator)24打上標記，并且在下面的步驟中被廢棄。此外，在完成整塊芯片100測試時，將控制轉向故障分布生成步驟SA11、故障成因估計步驟SA12和故障成因消除步驟SA13。
在步驟SA4中，替換地址確定裝置2根據缺陷單元測試信息文件4確定要用冗余電路置換的替換地址。替換地址確定裝置2向切斷(trimming)裝置3輸出替換地址數據，并且還將其寫入熔絲地址數據文件5中。切斷裝置3將根據替換地址數據斷開預定的熔絲。
在完成上述工藝后，晶片100被封裝組裝設備26中的切割裝置切割為多塊芯片。被晶片測試裝置2判斷為PASS的芯片被封裝組裝設備26裝到引線框上，并由樹脂等密封(圖2，步驟SA5)。下面將用樹脂密封的半導體存儲器稱為組件。對每個組裝過程的加工單元給該組件一個組裝批號。在步驟SA7中，該組件被組件測試裝置(圖中未示出)重新測試，并且符合測試規(guī)格的組件30作為無缺陷產品被運出(步驟SA8)，同時與測試標準有偏差的組件被丟棄。
與上述制造半導體存儲器的步驟并行，執(zhí)行用于減少生產線故障及制造工藝的步驟SA11到SA13。
在步驟SA11中，替換地址分析裝置42讀出熔絲地址數據文件5，其為切斷裝置3的數據格式，并將該格式轉換為半導體存儲器的地址格式。替換地址分析裝置42將格式轉換的結果儲存到替換地址信息文件31中。
缺陷分布分析裝置32讀出替換地址信息文件31，執(zhí)行必要的處理，并將與晶片上芯片編號的位置相關的故障分布顯示在顯示裝置33上，累積在一個批次上分布以進行顯示，顯示每個晶片號的故障分布，并顯示每個批次號的故障發(fā)生率(圖2，步驟SA11)。
缺陷分布數據庫35事先將與故障成因、產生缺陷的生產裝置及加工步驟相應的缺陷分布圖儲存。
工藝缺陷估計裝置34將從缺陷分布分析裝置32得到的缺陷分布與儲存在缺陷分布數據庫35中的缺陷分布進行比較，并提取最接近一致的故障成因(圖2，步驟SA12)。
晶片生產線20的操作者根據該提取的結果檢查被估計為故障成因的生產裝置和加工步驟。識別出晶片生產線20的缺陷部分和加工步驟SA1，并消除缺陷成因。這里，操作者是不僅操作缺陷分析裝置而且改進生產裝置和修正其缺陷的人員，而且可以是一個人或多個人。
下面根據圖6說明圖2中的缺陷分布產生步驟SA11和故障成因估計步驟SA12的詳細流程。圖6是顯示圖表中的缺陷分布發(fā)生步驟SA11和故障成因估計步驟SA12的詳細流程圖。
在步驟SA24a中，缺陷分布分析裝置32從替換地址信息文件31中獲取替換地址信息。
在步驟SA24b中，缺陷分布分布儀32將替換地址信息按照批號和晶片號分類。如果得到預定測試項的晶片號和故障發(fā)生數之間的關系，可以顯示出圖8中所示的用圖形K和L(故障圖形)表示的圖。該圖可以只顯示一個特定的批號，也可以顯示在每個批次中發(fā)生的故障數的累積結果。利用這一結果，其能夠分析預定批次中的故障發(fā)生是否與晶片位置或加工順序有關。
在步驟SA24c中，缺陷分布分析裝置32對預定批次的每個晶片號中各測試項和各晶片號，按芯片號順序重新安排。缺陷分布分析裝置32按照芯片順序為各晶片號重新安排替換地址。
如果得到了芯片號和故障發(fā)生號之間的關系，其也可能顯示與晶片相關的故障位置，如圖7中的圖形A到D所示(故障圖形或故障分布圖形)。對于這些故障位置，其布局可以是只顯示特定的晶片號，或顯示每塊晶片或每個批次的故障發(fā)生數的累計結果。利用該結果，其能夠分析在預定晶片或預定批號中發(fā)生的故障是否取決于芯片的位置。
在步驟SA24d中，缺陷分布分析裝置32將替換字線和/或位線的數量(以下稱為替換數量)按照每個批次、每個晶片號或每個芯片號分類。
如果在整個時間上得到替換數量的改變，就可以如圖8中圖形P所示那樣，顯示與生產日期和時間相應的故障發(fā)生數的改變。對于此故障發(fā)生數，可以是只顯示特定批號、晶片號或芯片號的布局，或是顯示每塊芯片、每塊晶片或每個批次故障發(fā)生數的累計結果。利用該分析，可以了解發(fā)生的故障數量隨時間的變化，并因此在設備使用性降低或處理溶劑的處理能力變差之前對生產線20和晶片加工步驟SA1進行維護。結果，可以事先防止大量故障的發(fā)生，因此能夠穩(wěn)定地提供半導體存儲器。
在步驟SA25a中，工藝缺陷估計裝置34將通過缺陷分布分析裝置32得到的缺陷分布與儲存在缺陷分布數據庫35的缺陷分布圖A、B、…、P進行比較，并提取最接近一致的缺陷分布圖。缺陷分布數據庫35事先儲存如圖7和圖8所示的缺陷分布圖A、B…、P及其相應的故障成因、要被改進的生產裝置和加工步驟等。
例如，在由網格或掩模造成缺陷的情況下，象個別故障位(即甚至是替換地址)等之類的缺陷是一樣的。利用本發(fā)明，在象這樣的缺陷分布的情況下，其能夠容易地檢測到在分段式曝光裝置或網格中有異常。
例如，如圖22(a)所示，在故障位113集中在存儲單元陣列區(qū)111的特定角落中的情況下，其推斷在曝光裝置被調節(jié)至晶片上的初始點位置時發(fā)生了網格的轉動偏差。
在此情況下，三個字線118和兩個位線119被冗余存儲器所替換。在128M字節(jié)半導體存儲器的情況下，列地址是13位，而行地址是14位，從而儲存容量是67位。在該故障圖形按照第二現有技術那樣被壓縮時，需要27位(地址位數)×大約10(故障圖形數)=270位的壓縮容量。
圖22(b)顯示了另一個例子。在故障位113集中在多個存儲單元塊116的外部的情況下，其推斷是因曝光設備的聚焦深度或圖形近鄰效應而產生的缺陷。
在這種情況下，四條字線118和四條位線119由冗余存儲器替換。在使用128M字節(jié)半導體存儲器的情況下，列地址為13位，行地址為14位，這樣，存儲容量就為13×4+14×4=108位。當用第二現有技術對這個故障圖進行壓縮時，需要有27位(地址位數)×約50(故障圖數)=約1.4k位的存儲容量。
本發(fā)明就是按照這種方式使故障位圖的存儲容量得到了極大的縮減。
另外，由于故障位圖是由替換地址保存的，因此它能立刻判斷出缺陷的數量是否在可能用冗余存儲器進行替換的范圍之內。此外，通過對替換地址的替換數的變化進行控制，就可了解該替換與半導體存儲器的全部可替換數之比。如果這種結構被安排成能夠在當替換比到達一門限時發(fā)出報警，則需要有一個可使故障在大量半導體存儲器缺陷出現之前就被發(fā)現的處理步驟。其結果就可以預先防止由于所生產的半導體存儲器的故障率變高而不能供應該半導體存儲器產品的問題，從而實現了半導體存儲器的穩(wěn)定供應。
接下來將參考附圖對本發(fā)明一個實施例的各結構單元進行詳細說明。圖1的框圖顯示了根據本發(fā)明一個實施例的半導體存儲器生產系統的結構例子。
圖1中，LSI測試裝置1含有一CPU以及一存儲部分(如存儲器、硬盤，等等)，它可根據保存在存儲部分中的測試程序，對處于晶片狀態(tài)(在晶片處理之后)的一個芯片的半導體存儲器執(zhí)行功能測試(AC測試)以及直流特性測試(DC測試)。
此處的晶片處理之后指的是當晶片的背研磨處理步驟已被完成時的階段。
也就是說，晶片處理步驟包括了在晶片背面形成晶體管的晶片生產過程中的全部處理步驟，如離子注入步驟(雜質注入步驟)、擴散步驟、薄膜淀積步驟、構圖步驟、腐蝕步驟、背研磨(back grinding)步驟，等等。
以下是對一種要進行分析的半導體存儲器(后面有時也被稱為芯片)的說明，該存儲器是具有冗余電路(它含有能夠替換故障存儲器的存儲器單元)的存儲器，例如，DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器)。
另外，在對處于晶片狀態(tài)的半導體存儲器的測試中，LSI測試裝置1將以芯片為單位，向替換地址確定裝置2輸出一個位圖文件(缺陷單元測試信息)4，該位圖文件含有在半導體存儲芯片中有缺陷的存儲單元(以下被稱為故障位)的地址數據(以下被稱為位圖數據)。
替換地址確定裝置2可根據從LSI測試裝置1輸入的位圖數據，依次對各芯片輸入進行分析，從而確定出用冗余電路的字線替換哪個字線、以及用冗余電路的位線替換哪個位線，可以實現對故障位的有效保存(冗余位線和冗余字線的最小替換數)。然后，將對晶片上的所有芯片以及同一批中的晶片執(zhí)行保存上述缺陷位的分析步驟。
此處，可替換存儲單元含有一個與冗余字線相連并且按字線方向形成的冗余存儲單元區(qū)，以及一個與冗余位線相連并且按位線方向形成的冗余存儲單元區(qū)。每個冗余存儲單元區(qū)都含有多條冗余字線和多條冗余位線。
也就是說，當在一條字線上的多個存儲單元中有三個存儲單元(以下被稱為故障位)含有缺陷的情況下，如果用冗余字線來替換該字線，一個替換就已足夠。但是，在用冗余位線來替換位線的情況下，則需三條位線。因此，用冗余字線來替換該字線，其使用線數的效率更高。如上所述，故障分析裝置2就能夠對冗余字線和冗余位線的可能組合進行分析，從而對故障位實現更有效率的替換。
另外，故障分析裝置2還能產生一熔絲地址數據，該數據構成了要分別用位線和字線進行替換的冗余字線和冗余位線的地址，這些位線和字線是根據上述分析的結果而選擇出來的，其地址與對應的字線和位線的地址相同。
就是說，冗余字線和冗余位線(將在后面進行詳細說明)都配備有一個地址設定電路，該電路含有多個用于設定各個地址的熔絲。通過在這些熔絲中斷開與所需地址相對應的預定熔絲，就可任意設定地址。根據要被替換的上述字線和位線的地址數據，替換地址確定裝置2將產生熔絲地址數據，以指定應斷開哪個熔絲來形成要被替換的字線和位線的地址，并且將生成的熔絲地址數據輸出給切斷裝置3。
替換地址確定裝置2輸出至切斷裝置3的熔絲地址數據，其格式為例如圖9所示的形式。
就是說，在區(qū)域R1中，插入文字數據“產品名稱”，在區(qū)域R2中，“批號”、批名、標識符LOT NO以及批號“批次名稱”作為文字數據而被插入。
在區(qū)域R3中，插入文字數據“WXX01”，其中的“W”是晶片標識符，而“XX01”則是晶片號。
接下來，在區(qū)域R4、區(qū)域R5、…，的行中，按照芯片在具有上述芯片序號的晶片上的順序，插入Vref熔絲號，為文字數據“FY101”、“FY102”、…。
此處，由Vref熔絲號指定的熔絲在離子注入加工步驟中被用于校正參考電壓Vref(如內部電源電壓)因閾值電壓VT的變化而產生的偏差。
就是說，通過斷開由替換地址確定裝置2根據測試裝置測出的晶體管的閾值電壓VT選取的Vref熔絲號所指定的熔絲，就可將參考電壓Vref調節(jié)至預定的電壓，例如閾值電壓VT的兩倍。
另外，在區(qū)域R6中，芯片標識符“C”和芯片序號“A001”作為文字數據“(CA001)”被插入。
然后，在區(qū)域R7和R8,…，的行中，熔絲標識符“F”和代表將被斷開的熔絲的熔絲號“B101”以文字數據“FB101”,“FB102”,…的形式按數字順序(行熔絲號的熔絲地址行)插入。此處，文字數據項由“；”分隔。
類似地，在區(qū)域R9和R10,…，的行中，熔絲標識符“F”和代表將被斷開的熔絲的列熔絲號“C101”以文字數據“FC101”,“FC102”,…的形式按數字順序(列熔絲號的熔絲地址行)插入。
然后，在區(qū)域R11中，代表下一個芯片號的芯片序號以文字數據“CA002”的形式被插入。
經上述順序之后，在區(qū)域R12至R15中，芯片號、行熔絲號以及列熔絲號被插入。
接下來，在區(qū)域R16中，表示芯片號分隔結束的文字數據“/E”以及第一塊晶片的行熔絲號和列熔絲號被插入以作為該晶片信息的結束符。
之后，在區(qū)域R17中，插入表示下一個晶片號的文字數據“WXX02”。
然后，與第一塊晶片“WXX01”的情況相類似，一直到區(qū)域R25中所示的由文字數據“/E”部分表示的晶片信息結束分隔符為止(即，從區(qū)域R18至區(qū)域R24)，第二塊晶片的Vref熔絲號“WXX02”、與各芯片相對應的行熔絲號及列熔絲號被插入。
然后類似地，其批號“LOT NO”被插入至區(qū)域R2之中的晶片內的各熔絲號被順序插入。
另外，上述說明中所使用的熔絲號指定了圖10中所示的對應熔絲號。圖10是一個概念圖，它顯示了用于對一冗余字線的地址進行設定的熔絲電路的結構例子。正常情況下，多個冗余字線已被預備好。為簡單起見，用于該字線的地址信號由四條地址信號線A0至A3構成。這些地址信號的實際數目可根據存儲器的容量以及存儲器的配置而有所不同。冗余位線和Vref調節(jié)中的熔絲電路也具有與圖10相同的結構。
在圖10中，圖9所示的行熔絲號與熔絲F101至熔絲108相對應。
就是說，外部地址信號A0通過一譯碼器(圖中未示出)被輸入至與晶體管TR1至TR8相對應的n溝道型MOS(金屬一氧化膜一半導體)晶體管的柵極，以作為同一信號的兩個互補信號，即，地址信號A0和它的反相信號一即地址信號A0B。例如，地址信號A0被輸入至晶體管TR1的柵極，而地址信號A0B則被輸入至晶體管TR2的柵極。
另外，熔絲F101的一端與晶體管TR1的漏極相連，F101的另一端則通過電阻RR與具有預定電壓的電源相連。類似地，各熔絲F102至F108的一端都分別與晶體管TR2至TR8的各漏極相連，而各熔絲F102至F108的另一端都通過電阻RR與具有預定電壓的電源相連。
晶體管TR1至TR8的源極都接地。另外，熔絲F101至F108的另一端與電阻RR的連接節(jié)點與一反相器M1的輸入端相連。反相器M1和反相器M2用于對字信號WD執(zhí)行電平調節(jié)以及波形整形。
例如，在LSI測試裝置1輸入的晶片號為“W0001”且芯片號為“A001”的一個位圖中，當替換地址確定裝置2確定要用冗余字線來替換具有地址信號{A3,A2,A1,A0}={0,0,1,1}的字線時，將從這個地址信號{0,0,1,1}生成一個熔絲地址。
也就是說，在地址信號{0,0,1,1}被輸入的情況下，替換地址確定裝置2將從熔絲F101至F108中確定出待被斷開的熔絲，這樣，字信號WD就變成“H”電平。
在地址信號{0,0,1,1}被輸入的情況下，變成“H”電平的地址信號的地址線為地址線{A3B,A2B,A1,A0}。此刻，由于與地址線{A3B,A2B,A1,A0}互補的地址線{A3,A2,A1B,A0B}處于“L”電平，所以晶體管TR2、TR4、TR5和TR7都被截止，從而沒有電流通過。
因此，通過將與柵極輸入了這些地址線{A3B,A2B,A1,A0}的晶體管相連的熔絲斷開，電流路徑就不會被關閉。所以，即使當晶體管TR1、TR4、TR5和TR8導通時，電流也不會流動，從而使字信號WD變成了“H”電平。
這樣，替換地址確定裝置2就形成了熔絲號為{F108,F106,F103,F101}的熔絲地址，以用于將與地址信號{0,0,1,1}相對應的字線替換成冗余字線。
另外，在另一個替換目標的字線的地址信號為地址信號{0,0,1,1}的情況下，替換地址確定裝置2將形成一個具有{F115,F113,F112,F110}熔絲號的熔絲地址以用于冗余字線的替換。
類似地，替換地址確定裝置2確定對應于待被用冗余位線替換的位線地址的熔絲號{FC101,FC102,FC103,FC104}，并且根據上述位圖將該位線替換成冗余位線。
另外，內部電源電壓的參考電壓Vref的電壓水平也需要進行調節(jié)。
也就是說，為了根據為各半導體存儲器芯片測得的門限電壓VT(從LSI測試裝置1輸入)而調節(jié)至預定電壓水平，替換地址確定裝置2將為各個與Vref熔絲號的線相對應的芯片確定待被斷開的Vref熔絲號的線，例如象芯片號為“CA001”的線{FY101,FY102,FY103,FY104}。
然后，如上所述，替換地址確定裝置2將為一給定的批次輸出熔絲地址數據(它是根據從LSI測試裝置輸入至切斷裝置3的已生成位圖文件4而產生的)，并將該熔絲地址數據保存在熔絲地址數據文件5中。
切斷裝置3根據輸入的熔絲地址數據用激光將各芯片的相應熔絲切斷。
另外，為了連續(xù)輸出上述熔絲地址數據和熔絲號線，例如，如圖9所示的那樣，對于熔絲號列，替換地址分析裝置42將寫入一列熔絲地址“…行熔絲號(F101)行熔絲號(F103)行熔絲號(F106)；行熔絲號(F108)；行熔絲號(F110)行熔絲號(F112)；行熔絲號(F113)；行熔絲號(F115)；…”。
還有，在例如上述熔絲地址線中，替換地址分析裝置42產生了一個如圖11所示的列表文件，在該文件中，作為列起始時的熔絲號的第一熔絲號代表了行熔絲號線與列熔絲號線之間的分隔，并且與要用冗余字線替換的字線相對應，該冗余字線按照待被使用的冗余字線的順序來描述，而且該列表格式文件被保存在存儲裝置6(參考圖1)之中。
此處，列熔絲號的格式起始于F501，而且地址號與行熔絲號具有相同的格式。
然后，熔絲號F101至熔絲號F108被指定為一個組GR1，熔絲號F109至熔絲號F110被指定為一個組GR2,…，熔絲號F501至熔絲號F508被指定為一個組GL1，熔絲號F509至熔絲號F510被指定為一個組GL2,…。
這里，F501、F502、F503、F504、…對應于FY101、FY102、FY103、FY104、…。
因此，在圖11中，文字數據行熔絲第一號“F101”,GR1(它表示了組GR1的第一熔絲號為熔絲F101)被插入至區(qū)域R51，而文字數據“行熔絲第一號“F109”,GR2”(它表示了組GR2的第一熔絲號為熔絲F109)則被插入至區(qū)域R52。
隨后，與上面相類似，構成各組(其與用來替換冗余字線的熔絲相對應)的熔絲的第一號被依次插入。
另外，在圖11中，文字數據列熔絲第一號“F501”,GL2(它表示了組GL2的第一熔絲號為熔絲F501)被插入至區(qū)域R61，而文字數據“列熔絲第一號“F509”,GL2”(它表示了組GL2的第一熔絲號為熔絲F509)則被插入至區(qū)域R62。
隨后，與前面相類似，構成各組(其與用來替換冗余字線的熔絲相對應)的熔絲的第一號被插入。
然后，替換地址分析裝置42通過利用插入到圖11所示列表文件中的第一熔絲號，從而將行熔絲號熔絲地址列和列熔絲號熔絲地址列劃分成多個熔絲地址組，這些熔絲地址組中分別含有待被斷開的行熔絲號以及待被斷開的列熔絲號。
另外，替換地址分析裝置42還對圖9所示的熔絲文件進行處理并生成一個如圖12所示的中間文件。如圖12所示，該中間文件內，在圖9中由“；”分隔的熔絲文件文字數據被轉換成在一行中描述。這里，對行熔絲號和列熔絲號來說，如上所述的熔絲F101至F108以及F501至F508得到了使用。
另外，替換地址分析裝置42從上述中間文件內產生冗余地址。
這里，冗余地址的意思是由冗余字線和冗余位線替換的字線和位線的地址。
替換地址分析裝置42根據圖11所示表格格式將圖12所示中間文件內的熔絲地址線劃分成多個熔絲地址組，這些組中含有待被斷開的行熔絲號或者待被斷開的列熔絲號。
例如，替換地址分析裝置42將含有行熔絲號的熔絲地址劃分成組GR1{F108,F105,F104,F101}、組GR2{F115,F113,F112,F110}、…然后，替換地址分析裝置42執(zhí)行處理以將劃分出來的熔絲地址組轉換成冗余地址。
例如，如果熔絲號為奇數，則替換地址分析裝置42會將組GR1的行熔絲號組GR1{F108,F105,F104,F101}轉換成“1”，如果熔絲號為偶數，則將其轉換成“0”。
類似地，替換地址分析裝置42也將其它組被劃分的熔絲地址轉換成數據“0”或“1”。
然后，替換地址分析裝置42將經轉換過的組GR1{0,1,0,1}和GR2{1,1,0,0},…轉換成十六進制格式，并分別形成作為冗余地址的組GR1{3}和組GR2{A}。
類似地，替換地址分析裝置42也將經轉換過的組GL1{1,1,0,0}和GL2{0,0,0,1},…轉換成十六進制格式，并分別形成作為冗余地址的組GL1{A}和組GL2{1}。
然后，替換地址分析裝置42例如會對具有同一批號的各個晶片，為每個具有圖13所示格式的芯片將以下數據保存在存儲裝置6中，這些數據是芯片號、替換字線和位線的地址、替換字線和位線的數量以及芯片在各晶片中的分布情況。
以下是對圖13所示分析數據文件的格式的說明。在區(qū)域R100中，文字數據“批號“CB-10””被插入，它表示本批次的批號為“CB-10”。
在區(qū)域R101中，代表晶片序號的文字數據“晶片號“W01””被插入，它表示批號為“CB-10”的晶片的序號為晶片號“W01”。
另外，在區(qū)域R102中，代表芯片序號的文字數據“芯片號“C5,20””被插入，它表示上述晶片號為“W01”的芯片的芯片號為“C5,20”。
在區(qū)域R103中，代表基于Vref熔絲號的Vref地址的文字數據“Vref地址{“FY101”,“FY103”,…}”被插入，它表示芯片號“C5,20”的Vref地址為{“FY101”,“FY103”,…}。
另外，在區(qū)域R104中，代表著有多少熔絲被斷開的數據的Vref地址數被插入，例如插入文字數據(“3”)表示有3個熔絲被斷開。
在區(qū)域R105中，文字數據“字線地址號{“21”,“1A”,“3A”,…}”被插入，它表示在芯片號“C5,20”中，由冗余字線替換的字線的地址號為“21,1A,3A,…”。
在區(qū)域R106中，文字數據“地址數目“4””被插入，它表示由冗余字線替換的字線的數目為“4”。
在區(qū)域R107中，文字數據“位線地址號{“ 5A”,“CB”,“D2”,…}”被插入，它表示在芯片號“C5,20”中由冗余位線替換的位線的地址號為“5A,CB,D2,…”。
在區(qū)域R108中，文字數據“地址數目“10””被插入，它表示由冗余位線替換的位線的數目為“10”。
在區(qū)域R109中，文字數據“芯片號“C5,21””被插入，它表示上述晶片號為“W01”中的芯片的芯片號為“C5,21”。之后，與類似地，芯片號“C5,21”的Vref地址、Vref地址數、字線地址號、字線地址數目、位線地址號以及位線地址數目將作為文字數據被插入。
然后，當完成晶片號為“W01”的晶片上的半導體存儲器芯片的全部芯片號、即，Vref地址、Vref地址數、字線地址號、字線地址數目、位線地址號以及位線地址數目等文字數據的插入之后，在區(qū)域R110中將插入代表全部替換數目的文字數據“全部替換數目“243””，它表示對晶片中全部芯片的各芯片字線地址數目和位線地址數目的總和的計算結果為“243”。
此刻，缺陷分布分析裝置32先計算出各個芯片的全部字線地址和位線地址數，然后再計算出晶片上全部芯片的字線和位線地址數的總和。
在區(qū)域R111中，對于晶片號為“W01”的晶片上的所有芯片，插入半導體存儲器芯片的芯片號、Vref地址、Vref地址數、字線地址號、字線地址數目、位線地址號以及位線地址數目等文本數據，并且插入總替換數目的文字數據，然后，代表晶片號為“W01”的晶片數據輸入完成的標識“/E”。
接下來，在區(qū)域R112內，與區(qū)域R101的情況相類似，代表晶片序號的“晶片號“W02””的文字數據將被插入，它表示在上述批號“CB10”中該晶片的序號為“W02”。
另外，在區(qū)域R113中，與區(qū)域R102的情況相類似，代表芯片號“C5,20”的文字數據被插入，它表示上述晶片號為“W02”的芯片的芯片號為“C5,20”。
與前面相類似，對于晶片號為“W02”的晶片上的所有芯片，插入文本數據每個半導體芯片的芯片號、Vref地址、Vref地址數、字線地址號、字線地址數目、位線地址號以及位線地址數目，而且在區(qū)域R113中將插入代表全部替換數目的文字數據“全部替換數目“5-21”。
還有，在區(qū)域R114中，表示晶片號為“W02”的晶片數據輸入完成的標識“/E”將被插入。
當批號為“CB-10”的所有晶片的數據都完成輸入后，將在區(qū)域R115中插入一個“EOF”標識以表示批號為“CB-10”的批次的分析數據文件結束。
在圖13所示的分析數據文件中，每個文字數據項都以“；”分隔。
另外，缺陷分布分析裝置32可按時間順序讀出保存在存儲裝置6中的數據分析文件，并將其輸出至顯示裝置33(如CRT或打印機)。例如，缺陷分布分析裝置32激活一個保存在存儲器6中的分析程序，并且根據對輸入數據文件的分析，按照批次處理的時間順序以圖14中折線A的形式將各批次中所用的替換總數顯示。
就是說，在圖14所示的圖形中，橫軸代表了批號，其中新的批號數從左至右順序排列，而縱軸則代表了各批次中的總替換數。
總替換數被設定成當總替換數達到例如50次時，將由工藝缺陷估計裝置34執(zhí)行故障分析。
此時，由于批號“CB-15”和批號“CB-26”的總替換數大于或等于50，所以工藝缺陷估計裝置34將用與其它的批號不同的顏色顯示出來，從而向操作員提示它超過了設定值。這里，在總替換數小于50的情況下，圖形點用“藍色”顯示，而在總替換數大于或等于50的情況下，圖形點則用“紅色”顯示。這就意味著，工藝缺陷估計裝置34向操作員做出提醒現在有必要執(zhí)行分析以找出工藝的缺陷。
另外，在圖14中，批號在橫軸上，而縱軸則顯示出由冗余字線替換的字線以及由冗余位線替換的位線的數目，執(zhí)行故障分析的設定數被以設定在能夠改變的存儲單元區(qū)中冗余字線和冗余位線的數目的例如70％(這個數字是根據冗余字線和冗余位線的類型而定的)的折線形式顯示出來。
按照這種方式，在由冗余字線替換的字線的數目或由冗余位線替換的位線的數目超過該預定值的情況下，工藝缺陷估計裝置34與批號相應的點所構成的線用“紅”色顯示出來而不是“藍”色，并且提醒操作員現在有必要執(zhí)行分析以找出工藝的缺陷。
當操作員如上所述收到“現在有必要執(zhí)行分析以找出工藝的缺陷”的提示時，他會啟動一個保存在工藝缺陷估計裝置34的存儲裝置6中的故障分析程序。然后，工藝缺陷估計裝置34根據所啟動的故障分析程序進行操作。
通過保存在存儲裝置6中的數據分析文件，工藝缺陷估計裝置34將在顯示裝置33上顯示出一個條形圖，如圖15所示，該條形圖顯示了同一批號晶片內的各芯片中的字線地址與由冗余字線所替換的字線的數目之間的關系，以及同一批號晶片內的各芯片中的位線地址與由冗余位線所替換的位線的數目之間的關系。
就是說，圖15(a)顯示了橫軸上的芯片內各存儲單元的字線地址與縱軸上由冗余字線在整個批次中所替換的字線的數目之間的關系。
類似地，圖15(b)顯示了橫軸上的芯片內各存儲單元的位線地址與縱軸上由冗余位線在整個批次中所替換的位線的數目之間的關系。
利用圖15就可以確定出哪個地址具有特別大量的位線或字線的替換(與地址相對應的替換的數目的分析圖)。
例如，如圖15(a)所示，如果帶有地址“0”的位線存在有大量的冗余位線替換，則可以估計出與該缺陷分布相對應的工藝過程是故障的成因。
帶有該地址的位線故障的原因已經在一個缺陷分布數據庫35中被預先保存為缺陷分布圖(其具有圖15所示形式的圖形)以及一個與該缺陷分布圖相對應的工藝缺陷的相應圖形(對應表)。根據該缺陷分布數據庫35的對應表，工藝缺陷估計裝置34將把故障圖最象該缺陷分布圖的工藝缺陷顯示在顯示裝置33上，以作為被估計的故障數據。
此時，工藝缺陷估計裝置34判斷出上述缺陷分布圖和由于利用分節(jié)器(stepper)執(zhí)行抗蝕劑曝光中(在此過程中，一些圖案的光衍射小于其它圖案，而且圖案的寬度也變寬)的工藝缺陷所造成的故障圖相接近，估計出這個分節(jié)器的曝光處理之一是出現位線故障的成因，并且將估計的結果顯示在顯示裝置33上。一般來說，一個半導體芯片含有多個存儲單元塊，每個存儲單元塊中都形成有存儲單元和用來控制與外部存儲信息置換的外圍電路?？蓪⑦@些存儲單元塊進一步劃分成多個塊。
另外，存儲單元塊的圖案密度與形成在掩?；蚓W格上的外圍電路的圖案密度之間存在差異。因此，處于塊周圍的存儲單元的大小與處于塊中心的存儲單元因光衍射的影響而有所不同。另外，還有一種情況，即，存儲塊的高度也與外圍電路不同。在頂部形成有諸如SOG(旋涂玻璃)彈性絕緣膜的情況下，還可能出現塊的外圍與中心部分之間的膜厚不同的情況。因此，故障位就易于集中在一個特定的地址，并且相應的替換地址分布將變成特定故障成因圖。
操作員可根據顯示裝置33上所顯示出來的評估結果對曝光過程進行檢驗，并消除致使故障發(fā)生的原因。
另外，通過上述替換地址信息文件31，缺陷分布分析裝置32可以計算出字線的替換地址以及位線的替換地址的總數，這個總數是針對選定批次的全部晶片中在各晶片上的相應芯片位置處的芯片而計算出來的。
另外，此時缺陷分布分析裝置32對晶片圖像屏幕200上的各晶片上的相應的芯片位置進行計算。
然后，缺陷分布分析裝置32將在顯示裝置33上顯示出一個如圖16所示的平面圖(顯示有晶片的上述總和數值分布的分析圖)。
例如，在圖16中，區(qū)域R201顯示了圖像屏幕200中央部分的放大圖，并且區(qū)域202中還顯示出了一個較低部分的放大圖。如這些放大圖所示，與芯片1相對應的上述總數值被顯示出來。在區(qū)域R201中，芯片顯示框內顯示出了9個芯片位置，在芯片顯示框的這9個芯片位置內分別含有文字數據“61”、“73”、“49”、“58”、“89”、“50”、“40”、“77”以及“78”。本圖中顯示的是芯片號為“C5,20”的芯片的位置。
也就是說，在圖16所示的分布圖中，所有同一批次的晶片都被疊置在一個圖像上，而且在該疊置圖像的各個位置上的全部芯片的字線替換地址和位線替換地址數目的總和數值被加起來并顯示在相應的芯片位置上，通過這些數值就可判斷出晶片上的哪個區(qū)域中芯片的上述總值異常的大。
這里，上述總值是由故障分析裝置2利用從分析文件中提取出來的各芯片的字線替換地址數和位線替換地址數而計算出來的。
此刻，缺陷分布分析裝置32并不在芯片位置上顯示出數值，而是通過逐級改變晶片上各芯片位置的顯示顏色來表示預定數值范圍之內的各個數值。而且，通過改變芯片位置的顯示顏色(例如，當替換總數為0至10時，其顏色為藍色，當總數為11至20時，顏色為黃色，當總數大于或等于21時，顏色為紅色，等等)，就可對預定數值范圍內的各個數值將分析圖進行分類，從而可以使與預先保存在缺陷分布數據庫(數據庫DB)35內的故障圖(與將上述總值按照預定數值范圍內的各個數值分級的分析圖具有相似形狀的缺陷分布圖)的比較過程變得清晰和簡單。
根據保存在缺陷分布數據庫35中的故障圖的相應表以及它們的工藝缺陷，工藝缺陷估計裝置34就可檢測出具有與圖16所示分析圖最接近的故障圖的工藝缺陷，并且從相應的表中提取出與經檢測被認為是最接近上述分析圖的故障圖相對應的工藝缺陷，并將其顯示在顯示裝置33上以作為估計數據。
另外，如圖17所示，工藝缺陷估計裝置34從替換信息地址文件31中顯示出一個平面圖，在該圖中，與圖16相類似，對于同一批次內的所有偶數晶片和奇數晶片，分別計算晶片上各芯片位置的字線替換地址數和位線替換地址數，而且所有偶數晶片和奇數晶片的相應芯片位置的總和也被計算出來，并且由此獲得的總和將被插入至顯示裝置33所顯示的晶片的各芯片位置上。
就是說，圖17顯示出了一個替換數的分布圖，其中，圖16所示的同一批次所有晶片的各芯片位置的芯片替換總數被分成該批次的全部偶數晶片和奇數晶片以進行顯示。圖17中，圖17(a)是在顯示裝置33的圖像屏幕201上顯示出的晶片分布圖，它顯示了偶數晶片上的替換數總和，圖17(b)是在顯示裝置33的圖像屏幕201上顯示出的晶片分布圖，它顯示了奇數晶片上的替換數總和。
圖17(c)顯示了用于圖17(a)和圖17(b)所示圖形的數值類別。這里，例如，圖17(c)顯示了在圖17(a)的圖像屏幕201以及圖17(b)的圖像屏幕202中，各芯片位置中的每個芯片的替換總數處于0至10范圍內的區(qū)域用藍色顯示在區(qū)域P中，替換總數處于11至20范圍內的區(qū)域用黃色顯示在區(qū)域Q中，替換總數大于或等于21的區(qū)域用紅色顯示在區(qū)域R中。
另外，與圖17相類似，在圖16中，分布圖被生成在如圖17(c)所示同一顏色的替換數總和的預設范圍之內。
還有，在圖16和17中，輸出裝置5的圖像屏幕所顯示的晶片的各芯片框的內部可以只用一種對應于總和數值的顏色來顯示。但是，也可在該顏色的頂部顯示出總和的數值。
另外，工藝缺陷估計裝置34可根據保存缺陷分布數據庫35中的故障圖的相應表及其工藝缺陷，通過對圖17所示分析圖進行近似，從而檢測出與該故障圖相對應的工藝缺陷，并且可從相應的表中提取出與經檢測被認為是最接近上述分析圖的故障圖相對應的工藝缺陷，并將其顯示在顯示裝置33上以作為被估計的數據。此時，工藝缺陷估計裝置34將圖17(a)所示的圖像屏幕201上的偶數晶片的分布圖和圖17(b)所示的圖像屏幕202上的奇數晶片的分布圖與保存在缺陷分布數據庫35中的故障圖同時進行比較。當這些圖形存在差異時，工藝缺陷估計裝置34推斷在兩個單晶片處理等離子裝置之一中存在故障。
另外，如圖18所示，根據熔絲地址文件5中與晶片上斷開的芯片熔絲相對應的Vref熔絲號，缺陷分布分析裝置32將在顯示參考電壓Vref之前先獲取該參考電壓Vref的電壓值，并在對同一批次的所有芯片進行校正之前以條形圖的形式將該參考電壓Vref的電壓值顯示出來。在圖18中，橫軸代表參考電壓Vref，縱軸則代表芯片數，LSI測試裝置1就在其中測得相應的參考電壓。
圖18的條形圖中，在代表參考電壓值的橫軸的右端，文字“未使用”代表了未使用的芯片。
按照這種方式，根據對圖18所示條形圖中對參考電壓Vref圖形的分析，工藝缺陷估計裝置34分析晶體管門限VT中的差異，并將與門限VT中的差異有關的處理步驟(離子注入步驟，柵氧化膜形成步驟，等等)作為估計結果顯示在顯示裝置33上。
另外，缺陷分布分析裝置32還在顯示裝置33上顯示出了一個如圖19所示的平面圖(分析圖)，在圖19中，通過用于保存在晶片測試信息文件23(圖13中未示出)中的自更新定時器的表示熔絲斷開與否的數據，用于所有晶片的晶片上相應芯片位置的自更新定時器周期時間的和數值被顯示在晶片的各個相應芯片位置上。
就是說，圖19(a)是一個把所有晶片都疊置在其中的分布圖，在該圖中，處于各芯片位置上的芯片的自更新定時器周期時間被加在一起并顯示在顯示裝置33的晶片圖像屏幕203上的相應晶片位置之中，而且通過它就可以判斷出晶片上哪個區(qū)域的芯片具有上述異常的較低求和值(顯示有晶片上的上述求和值分布的分析圖)。
上述圖像屏幕203內各芯片位置的芯片框中所顯示的求和值是一個通過同一批次的所有晶片上的芯片進行計數而得到的數字數值，同一批次晶片上的芯片可以是，例如，圖13和圖16所示的晶片位置芯片號“C5,20”，而且判斷其為具有短的自更新定時器周期時間。
此處，上述的計數工作是由替換地址確定裝置2根據各晶片的自更新定時器周期時間的校正信息而執(zhí)行的，該校正信息從晶片測試信息文件23中獲得。
此時，缺陷分布分析裝置32并不將該數值顯示在芯片位置上，而是通過逐級改變晶片上各芯片位置的顯示顏色來表示預定數值范圍之內的各個數值。而且，通過改變芯片位置的顯示顏色，就可按照預定數值范圍內的各個數值對分析圖進行分級，從而可以使與預先保存在缺陷分布數據庫35內的故障圖(與將上述總值按照預定數值范圍內的各個數值進行分級的分析圖具有相似形狀的缺陷分布圖)的比較過程變得清晰和簡單。
例如，在圖19中，在自更新定時器需要進行調節(jié)以實現自更新的各芯片位置上的芯片的計數為0至2的情況下，圖19(a)所示圖像屏幕203上的分布圖(分析圖)在圖19(b)的區(qū)域H中標為藍色，計數值為3至5的情況在區(qū)域I中標為黃色，計數值為6至8的情況在區(qū)域J中標為紅色，而計數值大于或等于9的情況則在區(qū)域K中標為黑色。
此處，自更新定時器周期時間必須短于存儲單元的數據保持時間。數據保持時間指的是保存有電荷的電容能夠保持足夠的電荷以通過讀出放大器進行0/1判斷所需的周期。另外，當一個芯片的所有存儲器的保持時間為最短數據保持時間時，刷新定時器周期時間需短于此保持時間。
因此，在需要進行自更新定時器周期時間校正的晶片中的芯片分布較大的情況下，工藝缺陷估計裝置34將推斷用于形成上述電容的處理步驟具有工藝缺陷，并將結果顯示在顯示裝置33上。
還有，在圖17和圖19的各圖像屏幕中，代表芯片位置的芯片框線被省略以便于理解分析圖，其目的是為了便于解釋預定數值范圍內的各數值的顏色區(qū)別以及顏色灰度的變化。
另外，切斷裝置3根據熔絲文件將各晶片的半導體存儲器芯片的熔絲斷開，并用冗余字線和冗余位線來替換這些字線和位線。
當上述字線和位線被冗余字線和冗余位線替換完畢之后，晶片測試裝置22將再次對各個晶片進行測試。
這時，故障芯片已被廢棄。另一方面，測試合格(被判斷為無缺陷產品)的芯片被封裝組件裝置26上的鋸子切開/分離、被組裝成一個芯片單元中，并用塑料樹脂或類似物封裝在該芯片單元中。之后，它將再次接受測試，被判斷為無缺陷的產品就可發(fā)貨。
另外，缺陷分布數據庫35以對應表的形式保存著具有與圖15、圖16、圖17和圖19所示分析圖(它們與以各缺陷圖為根據的工藝缺陷的處理步驟相對應)相類似形式(圖形形式)的故障圖。
如上所述，由于其中輸入了由冗余電路替換的位線和字線地址的分析數據作為數據而被按時間順序保存在冗余地址信息文件31中，所以利用本發(fā)明就不需要傳統批次單元位圖數據的保存所需要的大存儲容量，而且它還可以在很長一段時間內順序保存同一批次所有晶片上的各個芯片的信息。
另外，利用本發(fā)明所述內容，由于替換地址信息可在很長一段時間內得到保存，所以當對目標批次執(zhí)行過程分析時，就不需要由LSI測試裝置1再次對被判斷為存在故障的各芯片執(zhí)行各種類型的測試，這樣就減少了分析步驟的數目。還有，傳統技術存在這樣一種問題，即，一旦熔絲被斷開，則不能對斷開操作之前的情況進行測試。但是，在本發(fā)明所述內容中，由于斷開操作之前的測試條件已被保存下來，所以重復測試就不再必需。
如上所述，利用本發(fā)明所述內容，因為用于各批次的芯片的數據容量得到縮減，所以就可在很長一段時間內順序保存批次信息。例如，在使用128M字節(jié)內存的情況下，保存一個批次(25個晶片，每個晶片上200個芯片)所需的存儲容量是5M字節(jié)，因而在1G字節(jié)的硬盤中可保存200個批次的數據。
以下將參考圖1、圖13、和圖20對本發(fā)明一個實施例的操作實例進行說明。圖20是一個流程圖，它用于解釋一種本發(fā)明所述的半導體存儲器生產方法。這里所要進行說明的半導體存儲器是一種含有冗余電路的存儲器，如DRAM。
下面將按照圖20中的流程處理順序進行說明。
當諸如離子注入步驟(雜質注入步驟)、擴散步驟、薄膜淀積步驟、構圖步驟、腐蝕步驟、背研磨步驟等等的晶片處理過程完成之后，在步驟S1中，LSI測試裝置1將對形成于晶片之上的多個芯片的每一個芯片執(zhí)行簡單的電氣特性測試以及功能特性測試以檢查它們的工作情況。
然后，LSI測試裝置1將把顯示有每個芯片的存儲器的存儲單元陣列中所存在的故障位(存儲單元)的地址的位圖數據輸出給替換地址確定裝置2。
然后，在步驟S2中，根據每個晶片的位圖數據輸入，替換地址確定裝置2分析出字線和位線的組合以便有效地保存晶片上各個芯片的故障位，并且將用于分配要斷開的熔絲的位置的熔絲地址寫入如圖9所示的熔絲地址數據文件5內。
另外，類似地，替換地址確定裝置2還可根據參考電壓Vref的電壓值，為各晶片的各芯片選取要斷開的熔絲號，并將其寫入熔絲地址數據文件5中。
此外，替換地址確定裝置2根據LSI測試裝置的1測試結果判斷出是否需對自更新定時器周期時間進行校正，并將關于要斷開哪個熔絲以為需要執(zhí)行自更新定時器周期時間校正的芯片校正自更新定時器周期時間的信息寫入熔絲地址數據文件5中。與前面相類似，熔絲地址被輸出至切斷裝置3，然后用于各芯片的熔絲被切斷。
接下來，在步驟S3中，替換地址分析裝置42根據熔絲地址數據文件5生成一個基于圖11所示列表格式的中間文件，如圖12所示。
替換地址分析裝置42還以這個中間文件為根據，把用于各芯片/各晶片的字線和位線替換的地址保存在替換地址信息文件31內。
當為一個新批次建立替換地址信息文件31(對每個批次都生成的文件)時，缺陷分布分析裝置32將從該地址信息文件31中形成替換的總數。
然后，在步驟S4中，缺陷分布分析裝置32對上述替換總數是否大于或等于“50”(它是一個在存儲裝置中預先設定的數值)進行判斷。
此時，如果在批號為“CB-14”的批次內的替換總數為“30”，則缺陷分布分析裝置32將確定不需要進行故障分析，然后流程前進至步驟S7。
接下來，在步驟S7中，缺陷分布分析裝置32在與圖14所示線形圖相對應的批號“CB-14”的位置內寫入一個“藍色”的點(它代表替換總數沒有超過執(zhí)行故障分析所需的限制)，然后對批號為“CB-14”的批次的處理結束。
另一方面，在步驟S4中，如果在其后批號為“CB-15”的批次內的替換總數為例如“51”，則缺陷分布分析裝置32確定出需進行故障分析，然后流程轉移至步驟S5。
按照這種方式，缺陷分布分析裝置32將依次按照時間順序判斷出替換的總數，因此就可以實時地檢測出工藝缺陷的存在。
另外，由于在替換地址信息文件31內保存著各批次中的替換總數的長期歷史信息以作為分析數據，如果過程中的替換總數的變化以及工藝缺陷的存在表現出一個周期性的趨勢，則可在替換總數因實際工藝缺陷而大量增加之前先執(zhí)行相應過程的維護。
此時，工藝缺陷估計裝置34可以通過執(zhí)行與用來評估工藝缺陷的故障分析相同的過程來判斷進行上述維護的必要性。
然后，在步驟S5中，工藝缺陷估計裝置34將在已被識別為需要進行故障分析的批號為“CB-15”的批次上執(zhí)行故障分析。
在步驟S5中，根據冗余地址信息文件31中的批號、晶片號、芯片號、各芯片的替換字線和位線、Vref熔絲號、表示是否應對自更新定時器周期時間進行校正的熔絲斷開信息等，缺陷分布分析裝置32將生成一個存在有缺陷的位置分布圖。例如，利用如圖15、圖16、圖17和圖19中的圖形所示的分析圖的統計過程分析將被執(zhí)行。根據分析結果，工藝缺陷估計裝置34就可判斷出各分析圖與故障圖案之間的相關程度，并可成功地推斷其中存在有與各分析圖相對應的工藝缺陷的過程步驟。
以下將利用圖21所示的流程圖對故障分析過程進行說明。圖21的流程圖用于解釋根據本發(fā)明所述的半導體存儲器故障分析過程。
步驟S51中，工藝缺陷估計裝置34從替換地址信息文件31中產生一個圖形，它顯示出了與圖15所示各字線和位線地址相對應的冗余存儲區(qū)內的替換數目。
然后，工藝缺陷估計裝置34對保存在缺陷分布數據庫35中具有圖15所示形式的故障圖與圖15中批號為“CB-15”的分析圖的相關性進行判斷。
按照這種方式，如果相關程度較高，則工藝缺陷估計裝置34會推斷與缺陷分布數據庫35中的這個故障圖案相對應的工藝缺陷，并將這個作為結果的工藝缺陷以文字數據的形式輸出至顯示裝置33。
接下來，在步驟S52中，缺陷分布分析裝置32從替換地址信息文件31中產生一個平面圖形的分析圖(或者是一個分布圖形，在此平面圖形中，各芯片按照各種總和的數值被賦予不同的預定顏色)，圖16中所示的總和數值代表了處于全部晶片的各個晶片上相應芯片位置之上的芯片中的替換總數，它被顯示在晶片圖像上與各芯片位置相對應的位置之中。
然后，工藝缺陷估計裝置34對保存在缺陷分布數據庫35中具有圖15所示格式的故障圖與圖16中批號為“CB-15”的分析圖的相關性進行判斷。
按照這種方式，如果相關程度較高，則工藝缺陷估計裝置34會在相應的列表中指出與這個故障圖案相對應的工藝缺陷，并將這個作為結果的工藝缺陷以文字數據的形式輸出至顯示裝置33。
接下來，缺陷分布分析裝置32從替換地址信息文件31中獲取總和數值，其中，處于晶片各芯片位置上的替換總數是通過對同一批號的全部偶數晶片和奇數晶片進行求和而獲得的。
然后，缺陷分布分析裝置32產生一個平面圖形的分析圖(或者是一個分布圖形，在此平面圖形中，各芯片以按照各種總和的數值被賦予不同的預設顏色)，其中，具有與各芯片位置相應的位置的偶數晶片和奇數晶片分別被顯示在圖17(a)和圖17(b)中。
工藝缺陷估計裝置34對保存在缺陷分布數據庫35之內如圖17(a)和圖17(b)所示的一對故障圖與批號為“CB-15”的用于圖17(a)和圖17(b)的一對分析圖之間的相關性進行判斷。
按照這種方式，如果圖17(a)和圖17(b)所示故障圖與分析圖之間的相關程度較高，則工藝缺陷估計裝置34推斷與此列表中的這些故障圖相對應的工藝缺陷，并將這個作為結果的工藝缺陷以文字數據的形式輸出至顯示裝置33。
接下來，在步驟S53中，缺陷分布分析裝置32在對各芯片進行校正之前，先從分析數據文件內的Vref熔絲號中獲取參考電壓，并且產生一個條形圖文件以顯示出圖18所示參考電壓與和此參考電壓相對應的批次中芯片數之間的關系。
工藝缺陷估計裝置34根據條形圖中的參考電壓Vref的分析圖，對門限中存在的差異進行分析，并將顯示有與門限中的差異有關的過程步驟(離子注入步驟、柵氧化膜形成步驟，等等)的圖示文字數據作為分析結果顯示在顯示裝置33上。
接下來，在步驟S54中，缺陷分布分析裝置32產生一個分析圖，如圖19所示，該分析圖顯示出了需進行自更新定時器時間周期校正的芯片的計數分布，通過替換地址信息文件31中表示用于自更新定時器的熔絲斷開的數據，就可對整個晶片上各個芯片位置中需進行自更新定時器周期時間校正的芯片進行檢索和計數，而且總數將被顯示在與晶片圖像的各個芯片位置相對應的位置上。
然后，工藝缺陷估計裝置34對保存在缺陷分布數據庫35中具有圖19所示形式的故障圖與圖19中批號為“CB-15”的分析圖的相關性進行判斷。
按照這種方式，如果相關程度較高，則工藝缺陷估計裝置34會在相應的列表中推斷與這個故障圖相對應的工藝缺陷，并將這個作為結果的工藝缺陷以文字數據的形式輸出至顯示裝置33。
接下來，在步驟S55中，缺陷分布分析裝置32將缺陷隨時間的變化情況顯示在圖14所示的圖形中。然后，根據根據缺陷隨時間的變化情況，工藝缺陷估計裝置34推斷工藝缺陷。
在步驟S56中，缺陷分布分析裝置32顯示出具有圖案K和L(故障圖)的圖形。工藝缺陷估計裝置34能夠分析出這個批次中所出現的故障是否依賴于晶片位置或過程順序，并且可通過缺陷隨時間的變化推斷工藝缺陷。
之后，工藝缺陷估計裝置34完成圖21中的步驟S5所示的故障分析，并使控制前進至圖20中的步驟S6。
返回圖20，在步驟S6中，操作員在與由工藝缺陷估計裝置34輸出的工藝缺陷評估結果有關的過程步驟中執(zhí)行實時故障分析。然后，操作員對與證明是工藝缺陷的過程有關的設備執(zhí)行維護。
按照這種方式，利用本發(fā)明所述內容，由于可通過圖14的線性圖獲得多個批次隨時間變化的數據，因而使工藝缺陷的估計工作能夠得到實時執(zhí)行。在需要被分析的目標分析批次已經過處理情況下，可以快速地評估出工藝缺陷而無需從芯片中收集更新數據，從而使過程反饋可以及時地得到執(zhí)行。因此，整個半導體存儲器芯片晶片處理過程的穩(wěn)定性將得到提高，進而有效地增加了產品的產量。
接下來，在步驟S7中，缺陷分布分析裝置32在與圖14所示條形圖相對應的批號“CB-15”的位置內寫入一個“紅色”的點(它表示替換總數大于或等于執(zhí)行故障分析所需的限制，而且故障分析已得到執(zhí)行)，然后對批號為“CB-15”的批次的處理結束。
按照這種方式，通過對圖14中的條形圖進行確認，操作員就能確定出在哪個時間點上執(zhí)行過故障分析，并且能夠在某種程度上從該故障分析的周期性趨勢中預測(或通過工藝缺陷估計裝置34推斷)下一個將要出現的工藝缺陷，這樣就可以在工藝缺陷不是很多的情況下及早對設備等執(zhí)行維護。
另外，利用本發(fā)明所述內容，即使有必要在組裝完成后執(zhí)行故障分析，由于分析數據文件是按時間順序在很長一段時間內累積而成的，所以在半導體存儲器被組裝成形之后，沒有必要使用LSI測試裝置1從半導體存儲器中重新獲取刷新數據來對晶片處理過程中出現故障的原因進行分析，這樣就使故障分析的效率得到提高。
另外，由于本發(fā)明的結構被安排成使工藝缺陷的評估不僅可用于有缺陷的半導體存儲器，而且也可用于無缺陷的半導體存儲器，因而就可以在出現大量有缺陷產品之前得到警告。
還有，通過觀察第一和第二現有技術中用于故障分析的故障位圖將不能夠判斷出半導體存儲器是否處于可用冗余電路替換故障位的范圍之中，換句話說，它不能判斷出是否能夠用冗余電路進行補救。而利用本發(fā)明，由于故障原因的估計是根據替換的數目來進行的，因而可以根據故障單元的位置以及是否處于可替換范圍之內(也就是說，是否能夠被作為無缺陷產品發(fā)貨)來分析故障原因。另外，由于可以知道替換數目與可有效替換的總數之比(以下被稱為替換比)，所以工藝的裕度及穩(wěn)定性可以總能得到了解，并且生產線也可得到控制。就是說，如果替換比接近100％，則可預測出很小的工藝過程變化就會導致產量的下降。
通過對由上述晶片處理的故障分析而獲得的出現異常的加工步驟的信息進行反饋，就可以加快糾正晶片處理中的異常過程的措施，而且通過在一個新工藝(開發(fā))開始時或在用于當前使用的過程的過程管理中使用它，就可及早地檢測出異常的處理步驟，這將有助于工藝的穩(wěn)定性。
另外，相對于半導體存儲器內的冗余電路的熔絲設定，而引入了替換地址確定裝置2，由于替換地址確定裝置2可被用來將故障位圖信息轉換成替換地址信息，因此就無需使用第二先前工作中所采用的昂貴的信息處理設備，而且由于缺陷單元信息可被壓縮以供存儲和分析，因而可以據此執(zhí)行工藝缺陷的估計工作。
另外，利用本發(fā)明所述內容，由于各個批次的分析數據文件可在較長一段時間內按時間順序累積起來，所以對晶片處理過程中各個處理步驟的質量控制來說，通過批號就可獲取該批次各個處理步驟的處理時間和日期，而且還可對過程本身的主要因素(如環(huán)境條件)進行分析，從而找出導致故障的處理步驟中的異常。
以上參考附圖對本發(fā)明的一個實施例進行了詳細說明。但是，其特定結構并不僅限于該實施例，本發(fā)明涵蓋了所有不脫離本發(fā)明要旨范圍之內的設計變化。
另外，在上述內容中說明了這樣一個例子，其中，輸出至切斷裝置3的熔絲地址數據的格式被替換地址分析裝置42轉換成半導體存儲器替換地址格式。但是，由替換地址確定裝置2確定的替換地址也可被直接輸出至替換地址信息文件31。利用這種結構，就不再需要圖11至圖13中用于生成中間文件的步驟。
在本發(fā)明中，其設計是這樣的執(zhí)行半導體存儲器測試；從顯示有與各半導體存儲器的存儲單元地址相對應的合格(PASS)和故障(FAIL)判斷結果的位圖中，提取出故障位的位地址；根據上述位地址確定用冗余字線和冗余位線替換的字線和位線的替換地址；并且根據各半導體存儲器的替換字線和位線的替換數、以及基于這些替換地址的替換位置、或者是根據基于各晶片上的各個半導體的分布情況的統計分析，進行工藝缺陷的估計。
因此，與需為每個芯片保存位圖數據的情況相比，利用本發(fā)明可以使每個晶片或每個批次的存儲數據量得到縮減。
就是說，利用本發(fā)明所述的內容，用于各批次的過程分析所需的數據可按時間順序包含在少量的信息數據之中，而且多個批次中的各個芯片的分析數據(批號、晶片號、芯片號、各芯片的替換字線和位線、Vref熔絲號、表示是否需對自更新定時器周期時間進行校正的熔絲斷開信息，等等)可被作為批次處理的歷史信息按照時間順序保存下來。
另外，利用本發(fā)明所述內容，上述歷史信息還可用于對工藝缺陷出現的檢測、工藝缺陷出現趨勢的估計，等等。
還有，利用本發(fā)明所述內容，可以無需從半導體存儲器中獲取更新數據，而且還可在較短的時間周期內對大量半導體存儲器芯片進行分析。因此，就可有效地管理晶片加工的質量穩(wěn)定性。
權利要求
1．一種半導體存儲器生產系統，包括晶片生產線，用于在晶片上用多種晶片生產裝置生產多個半導體存儲器芯片；晶片測試裝置，用于測試所述芯片的電氣特性；替換地址確定裝置，用于根據所述晶片測試裝置的測試結果確定在所述半導體存儲器中安裝的冗余存儲器中的替換地址；估計部，用于根據所述替換地址的統計處理結果估計故障的成因；其中在所述晶片生產線上識別出造成故障的晶片生產裝置，并且消除故障成因。
2．根據權利要求1的半導體存儲器生產系統，其中所述估計部配備有缺陷分布分析裝置，用來根據所述替換地址產生替換地址分布，以及工藝缺陷估計裝置，用于通過將所述替換地址分布與先前儲存的缺陷分布圖比較來估計工藝缺陷。
3．根據權利要求1的半導體存儲器生產系統，其中提供了缺陷分布分析裝置，用于產生對所述晶片中特定替換地址的替換數量。
4．根據權利要求1的半導體存儲器生產系統，其中提供了一種缺陷分布分析裝置，用于產生所述替換數量的歷史。
5．一種半導體存儲器生產系統，其中對在晶片上制造的半導體存儲器進行測試，對測試結果進行統計處理以推斷故障的成因，并且從所述晶片生產裝置中消除故障的成因，其中，設置了半導體測試部，其測試所述半導體存儲器并輸出一位圖，該位圖顯示對半導體存儲器各存儲單元地址判斷出來的故障或合格結果，替換地址判定部，其從所述位圖中提取出故障位的位地址，并且根據該位地址，確定要用安裝在半導體存儲器中的冗余存儲器部的冗余字線和/或冗余位線來替換的替換字線和/或替換位線地址，和估計部，用于根據所述替換地址得到的對每個半導體存儲器的置換字線或/和位線的替換數目，用統計分析估計工藝缺陷。
6．根據權利要求1的半導體存儲器生產系統，其中所述估計部配備有熔絲地址設定部，用于產生表示被熔絲斷開部分的熔絲地址，其為所述替換地址設置冗余字線和/或冗余位線的地址，以及提取部，用于從所述熔絲地址中提取為各半導體存儲器置換的字線和/或位線的替換數目，以及各晶片的各半導體存儲器芯片的分布狀況。
7．根據權利要求1的半導體存儲器生產系統，其中所述估計部配備有圖形形成部，其用對應于所述替換數目的顏色或灰度來指示所述晶片上的各半導體存儲器芯片。
8．根據權利要求1的半導體存儲器生產系統，其中所述估計部將替換數目圖與事先儲存的為每個工藝異常而生成的替換數目圖比較，并根據該比較結果估計特定的工藝異常。
9．一種半導體存儲器生產方法，包括晶片加工步驟，通過多個加工步驟在晶片上形成半導體存儲器；晶片測試步驟，在晶片狀態(tài)測試所述晶片，以選擇無缺陷產品；位圖輸出步驟，輸出作為所述測試結果的各半導體存儲器存儲單元的地址，和用于顯示對地址的合格和故障判斷結果的位圖；替換地址確定步驟，從所述位圖提取出故障位的位地址，并根據該位地址確定要用安裝在半導體存儲器中的冗余存儲器部的冗余字線和/或冗余位線來替換的替換字線和/或位線地址；以及工藝缺陷估計步驟，根據為各半導體存儲器置換字線或/和位線的替換數目，用統計分析估計工藝缺陷，或通過對每塊晶片中半導體存儲器的分布狀態(tài)的統計分析估計工藝缺陷，所述替換數目是根據所述替換地址得到的。
10．根據權利要求9的半導體存儲器生產方法，其中所述工藝缺陷估計步驟中還提供有熔絲地址設定部，用于產生表示被熔絲斷開的部分的熔絲地址，其為所述替換地址設置冗余字線和/或冗余位線的地址，以及提取步驟，用于從熔絲地址中提取為各半導體存儲器置換的字線和/或位線的替換數目，以及各晶片的每個半導體存儲器芯片的分布狀況。
11．根據權利要求9的半導體存儲器生產方法，其中所述工藝缺陷估計步驟還提供有圖形形成部分，其用對應于所述替換數目的顏色或灰度來指示在晶片上的各半導體存儲器芯片。
12．根據權利要求9的半導體存儲器生產方法，其中所述工藝缺陷估計步驟將所述替換數目圖形與事先儲存的為每個工藝異常而生成的替換數目圖形比較，并根據該比較結果估計特定的工藝異常。
全文摘要
一種半導體存儲器生產系統,其用少量信息按時間順序保存每個批次的工藝分析所需要的數據,并可根據已事先儲存的數據進行生產管理而不用執(zhí)行新的測量。該系統包括:LSI測試裝置1,其測試半導體存儲器并輸出各芯片的存儲單元地址及與這些地址對應的合格/故障位圖;工藝缺陷估計裝置34,從位圖中提取位地址,并確定要替換字線和位線的替換地址,和估計工藝缺陷。將估計結果反饋至生產線/加工步驟,可防止頻繁地生產出次品。
文檔編號G06Q50/04GK1314702SQ01109179
公開日2001年9月26日 申請日期2001年3月16日 優(yōu)先權日2000年3月21日
發(fā)明者小川澄男, 原真一 申請人:日本電氣株式會社