(57)【要約】【課題】半導体装置の製造時に、設計段階での回路依存のバラツキを制御することで製造歩留を向上させること。【解決手段】半導体装置製造のエッジング工程において、設計段階で得られる回路依存の情報をもとに、回路的に歩留クリティカルな箇所にモニタを設置する。このとき、レイアウト関連のバラツキ要因となるパラメータを用いて回路素子間のバラツキの類似性を判断し、できるだけバラツキが異なる箇所にモニタを設置する。そして、各モニタの測定結果をエッジング制御装置にフィードバックすることで設計段階での回路依存のバラツキを制御し、半導体装置の製造歩留を向上させる。【選択図】図１
2010027789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置のレイアウト上に配置された回路素子に関する設計データと、前記半導体装置の歩留まりに対する変化割合（以下、「歩留感度」という）を前記回路素子ごとにあらわす歩留感度データとを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された歩留感度データに基づいて、前記レイアウト上に配置された回路素子群の中から任意の回路素子を選択する選択手段と、
前記取得手段によって取得された設計データから特定される前記選択手段によって選択された回路素子の前記レイアウト上での配置位置を、前記半導体装置上の物理量を測定領域内で測定するモニタの設置位置に決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定されたモニタの設置位置を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とするモニタ位置決定装置。
【請求項２】
前記選択手段は、
前記回路素子群の中から歩留感度が最大の回路素子を選択することを特徴とする請求項１に記載のモニタ位置決定装置。
【請求項３】
前記回路素子間の製造プロセスに関するバラツキの類似度を算出する算出手段を備え、
前記選択手段は、
前記回路素子群の中から選択されていない未選択の回路素子のうち歩留感度が最大の回路素子を選択し、
前記算出手段は、
前記設計データに基づいて、前記選択手段によって選択された回路素子と、前記決定手段によって前記モニタの設置位置に決定された回路素子とのバラツキの類似度を算出し、
前記決定手段は、
前記算出手段によって算出された算出結果に基づいて、前記選択手段によって選択された回路素子の配置位置を前記モニタの設置位置に決定することを特徴とする請求項２に記載のモニタ位置決定装置。
【請求項４】
前記算出手段は、
前記選択手段によって選択された回路素子に関する設計データをベクトル空間に配置することで得られるベクトルと、前記決定手段によって前記モニタの設置位置に決定された回路素子に関する設計データを前記ベクトル空間に配置することで得られるベクトルとの距離を算出し、
前記決定手段は、
前記算出手段によって算出されたベクトル間の距離が予め設定された閾値以上の場合、前記選択手段によって選択された回路素子の配置位置を前記モニタの設置位置に決定することを特徴とする請求項３に記載のモニタ位置決定装置。
【請求項５】
前記取得手段によって取得された歩留感度データに基づいて、前記回路素子群の中から歩留感度が予め設定された閾値以上となる回路素子集合を検出する検出手段を備え、
前記選択手段は、
前記検出手段によって検出された回路素子集合の中から任意の回路素子を選択することを特徴とする請求項１に記載のモニタ位置決定装置。
【請求項６】
前記モニタの設置位置に決定されていない未決定の回路素子と、前記決定手段によって前記モニタの設置位置に決定された回路素子との製造プロセスに関するバラツキの類似度を算出する算出手段を備え、
前記選択手段は、
前記検出手段によって検出された回路素子集合の中から前記モニタの設置位置に決定されていない未決定の回路素子を選択し、
前記算出手段は、
前記取得手段によって取得された設計データに基づいて、前記選択手段によって選択されたモニタの設置位置に決定されていない未決定の回路素子と、前記モニタの設置位置に決定された回路素子との前記バラツキの類似度を算出し、
前記決定手段は、
前記算出手段によって算出された算出結果に基づいて、前記モニタの設置位置を決定することを特徴とする請求項５に記載のモニタ位置決定装置。
【請求項７】
半導体ウエハ上における前記半導体装置の原点位置と、前記決定手段によって前記モニタの設置位置に決定された配置位置とを用いて、前記半導体装置の座標系での前記モニタの設置位置を前記半導体ウエハでの座標系での前記モニタの設置位置に変換する変換手段を備え、
前記出力手段は、
前記変換手段によって変換された変換後のモニタの設置位置を出力することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のモニタ位置決定装置。
【請求項８】
制御手段および記憶手段を備えるコンピュータが、
前記制御手段により、半導体装置のレイアウト上に配置された回路素子に関する設計データと、前記半導体装置の歩留まりに対する変化割合を前記回路素子ごとにあらわす歩留感度データとを取得する取得工程と、
前記制御手段により、前記取得工程によって取得された歩留感度データに基づいて、前記レイアウト上に配置された回路素子群の中から任意の回路素子を選択する選択工程と、
前記制御手段により、前記取得工程によって取得された設計データから特定される前記選択工程によって選択された回路素子の前記レイアウト上での配置位置を、前記半導体装置上の物理量を測定領域内で測定するモニタの設置位置に決定する決定工程と、
前記制御手段により、前記決定工程によって決定されたモニタの設置位置を出力する出力工程と、
を実行することを特徴とするモニタ位置決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フィードバック型のプロセス制御により、半導体ウエハ上に形成される半導体装置の製造歩留を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テクノロジの微細化にともなって、プロセスのバラツキなどの統計的要因の影響が大きくなり、回路遅延やリーク変動が増大している。これら回路遅延やリーク変動は、チップの歩留まりを低下させる要因となるため、プロセスのバラツキを制御することで歩留まりを向上させる技術が求められている。
【０００３】
従来において、チップ製造時のバラツキを制御する技術として、ＡＰＣ（Ａｄｖａｎｃｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれるバラツキ低減技術が開示されている。このＡＰＣは、製造中の半導体ウエハの物理量（たとえば、ゲート長、膜厚など）を測定し、その測定結果をフィードバックすることで、それら物理量を制御する技術である。
【０００４】
【非特許文献１】土屋龍太、伊澤勝、木村紳一郎著  「ナノメートル時代の半導体デバイスと製造技術の展望」日立評論  ２００６年  ８８巻３号  Ｐ．４４右欄２０行目（４．３量産技術の課題と展望）〜Ｐ．４５左欄２０行目、図１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術は、半導体ウエハの物理量を測定するためのモニタを、プロセス的にクリティカルな箇所（たとえば、膜厚が薄くなる箇所）に配置するものであり、回路特性やレイアウトに依存したクリティカルな箇所を無視しているため、回路依存のバラツキ要因による歩留まりの低下には対応できないという問題があった。
【０００６】
この開示技術は、上述した従来技術による問題点を解消するため、半導体装置の製造時における回路遅延やリーク変動のバラツキを制御することにより、半導体装置の製造歩留を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この開示技術は、半導体装置のレイアウト上に配置された回路素子に関する設計データと、前記半導体装置の歩留まりに対する変化割合を前記回路素子ごとにあらわす歩留感度データとを取得し、取得された歩留感度データに基づいて、前記レイアウト上に配置された回路素子群の中から任意の回路素子を選択し、取得された設計データから特定される選択された回路素子の前記レイアウト上での配置位置を、前記半導体装置上の物理量を測定領域内で測定するモニタの設置位置に決定し、決定されたモニタの設置位置を出力する。
【０００８】
この開示技術によれば、回路遅延やリーク変動の歩留まりに対する回路素子ごとの歩留感度を用いて、モニタの設置位置を決定することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この開示技術によれば、半導体装置の製造時における回路遅延やリーク変動のバラツキを制御することが可能となり、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、このモニタ位置決定装置およびモニタ位置決定方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。このモニタ位置決定装置およびモニタ位置決定方法では、設計段階での半導体装置の回路遅延やリーク変動に対する歩留感度およびレイアウト関連のバラツキ要因となるパラメータ情報を用いて、ＡＰＣモニタの設置位置を決定し、半導体装置の製造歩留まりを向上させる。
【００１１】
（本実施の形態の概要）
まず、本実施の形態の概要について説明する。図１は、本実施の形態の概要を示す説明図である。図１において、半導体装置製造のエッジング工程におけるフィードバック型のプロセス制御技術（ＡＰＣ：Ａｄｖａｎｃｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）の概要が示されている。
【００１２】
ＡＰＣは、製造中の半導体ウエハの特定箇所の物理量（たとえば、ゲート長、膜厚など）をモニタ（走査電子顕微鏡：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により測定し、その測定結果をエッジング制御装置にフィードバックすることで、それら物理量を制御する技術である。
【００１３】
この技術では、限られたモニタ数で半導体ウエハのどの箇所の物理量を測定するのかが重要になる。従来において、ＡＰＣのモニタは、膜厚が薄くなる半導体ウエハの端などのプロセス的にクリティカルな箇所に設置されていた。このとき、半導体ウエハの端のどの位置にモニタを設置するかは、アトランダムまたは設計者の勘を頼りにしていた。しかし、これでは回路依存のバラツキ要因を考慮することができず、それによる歩留低下には対応できない場合がある。
【００１４】
そこで、本実施の形態では、設計段階で得られる回路依存の情報をもとに、回路的に歩留クリティカルな箇所を特定し、その箇所にモニタを設置する。具体的には、半導体ウエハ上に形成される半導体装置内の回路素子群のうち歩留感度の高い回路素子を特定し、その回路素子の配置位置をモニタの設置位置とする。
【００１５】
このとき、レイアウト関連のバラツキ要因となるパラメータを用いて回路素子間のバラツキの類似性を判断し、できるだけバラツキが異なる箇所にモニタの設置位置を決定する。これにより、限られたモニタ数で効率的かつ効果的に設計段階での回路依存のバラツキを制御することが可能となり、半導体装置の製造歩留を向上させる。
【００１６】
（実施の形態１）
つぎに、実施の形態１にかかるモニタ位置決定手法の概要について説明する。実施の形態１では、半導体装置内の回路素子ごとに、回路依存のバラツキ要因となるパラメータをベクトル空間に配置することで多次元ベクトル化する。バラツキ要因となるパラメータとしては、たとえば、半導体装置のレイアウト上での回路素子の配置位置、ゲート長およびゲート幅などがある。
【００１７】
また、半導体装置の回路遅延やリーク変動などの歩留まりに対する各回路素子の変化割合をあらわす歩留感度により重み付けをおこなう。各回路素子の歩留感度は、統計的解析手法により得られる計算式を用いて求めることができる。ここでは、この歩留感度が高いほど、半導体装置の歩留まりに対してクリティカルな回路素子であることを示している。
【００１８】
図２は、実施の形態１にかかるモニタ位置決定手法の概要を示す説明図である。図２において、半導体装置内の回路素子Ｐ１〜Ｐ３のバラツキ要因となる３つのパラメータ（配置位置のＸ座標，配置位置のＹ座標，ゲート長）を軸とするベクトル空間２００に、回路素子Ｐ１〜Ｐ３のベクトルＶ１〜Ｖ３が示されている。
【００１９】
ここでは、回路素子Ｐ１〜Ｐ３の歩留感度を「Ｓ１〜Ｓ３」とし、それらの大小関係を「Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３」とする。この場合、まず、最大の歩留感度Ｓ１の回路素子Ｐ１を選択し、その回路素子Ｐ１の配置位置（Ｘ１，Ｙ１）をモニタの設置位置に決定する。つぎに、２番目に大きい歩留感度Ｓ２の回路素子Ｐ２を選択し、その回路素子Ｐ２のベクトルＶ２と、既にモニタの設置位置に決定されている回路素子Ｐ１のベクトルＶ１とのベクトル距離を求める。
【００２０】
このとき、ベクトルＶ１とベクトルＶ２とのベクトル距離が予め設定された類似ベクトル距離よりも大きい場合は、回路素子Ｐ２の配置位置（Ｘ２，Ｙ２）を、モニタの設置位置に決定する。一方、ベクトルＶ１とベクトルＶ２とのベクトル距離が類似ベクトル距離よりも小さい場合には、バラツキが類似しているとみなして、回路素子Ｐ２の配置位置（Ｘ２，Ｙ２）を、モニタの設置位置から除外する。
【００２１】
ここでは、ベクトルＶ１とベクトルＶ２とのベクトル距離が類似ベクトル距離よりも大きくなっているため、回路素子Ｐ２の配置位置（Ｘ２，Ｙ２）をモニタの設置位置に決定する。つぎに、最小の歩留感度Ｓ３の回路素子Ｐ３を選択し、その回路素子Ｐ３のベクトルＶ３と、モニタの設置位置に決定されている回路素子Ｐ１，Ｐ２のベクトルＶ１，Ｖ２とのベクトル距離を求める。
【００２２】
ここでは、ベクトルＶ３とベクトルＶ１とのベクトル距離が類似ベクトル距離よりも小さくなっているため、回路素子Ｐ３の配置位置（Ｘ３，Ｙ３）を、モニタの設置位置から除外する。これは、限られたモニタ数でバラツキが異なる箇所を効率的に測定し、より多様なバラツキを制御するためである。
【００２３】
このように、実施の形態１では、半導体ウエハ上に形成される半導体装置内の各回路素子の歩留感度およびバラツキ要因の類似性など多数パラメータの歩留まりに対するトレードオフを調整して、モニタの設置位置を決定する。これにより、設計段階での回路依存のバラツキを制御することが可能となり、半導体装置の歩留まりを向上させる。
【００２４】
（モニタ位置決定装置のハードウェア構成）
つぎに、モニタ位置決定装置のハードウェア構成について説明する。図３は、モニタ位置決定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図３において、モニタ位置決定装置３００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ‐Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０３と、磁気ディスクドライブ３０４と、磁気ディスク３０５と、光ディスクドライブ３０６と、光ディスク３０７と、ディスプレイ３０８と、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３０９と、キーボード３１０と、マウス３１１と、スキャナ３１２と、プリンタ３１３と、を備えている。また、各構成部はバス３２０によってそれぞれ接続されている。
【００２５】
ここで、ＣＰＵ３０１は、モニタ位置決定装置３００の全体の制御を司る。ＲＯＭ３０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワークエリアとして使用される。磁気ディスクドライブ３０４は、ＣＰＵ３０１の制御にしたがって磁気ディスク３０５に対するデータのリード／ライトを制御する。磁気ディスク３０５は、磁気ディスクドライブ３０４の制御で書き込まれたデータを記憶する。
【００２６】
光ディスクドライブ３０６は、ＣＰＵ３０１の制御にしたがって光ディスク３０７に対するデータのリード／ライトを制御する。光ディスク３０７は、光ディスクドライブ３０６の制御で書き込まれたデータを記憶したり、光ディスク３０７に記憶されたデータをコンピュータに読み取らせたりする。
【００２７】
ディスプレイ３０８は、カーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像、機能情報などのデータを表示する。このディスプレイ３０８は、たとえば、ＣＲＴ、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。
【００２８】
インターフェース（以下、「Ｉ／Ｆ」と略する。）３０９は、通信回線を通じてＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネットなどのネットワーク３１４に接続され、このネットワーク３１４を介して他の装置に接続される。そして、Ｉ／Ｆ３０９は、ネットワーク３１４と内部のインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する。Ｉ／Ｆ３０９には、たとえばモデムやＬＡＮアダプタなどを採用することができる。
【００２９】
キーボード３１０は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを備え、データの入力をおこなう。また、タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。マウス３１１は、カーソルの移動や範囲選択、あるいはウィンドウの移動やサイズの変更などをおこなう。ポインティングデバイスとして同様に機能を備えるものであれば、トラックボールやジョイスティックなどであってもよい。
【００３０】
スキャナ３１２は、画像を光学的に読み取り、モニタ位置決定装置３００内に画像データを取り込む。なお、スキャナ３１２は、ＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒ  Ｒｅａｄｅｒ）機能を持たせてもよい。また、プリンタ３１３は、画像データや文書データを印刷する。プリンタ３１３には、たとえば、レーザプリンタやインクジェットプリンタを採用することができる。
【００３１】
（パラメータ・歩留感度テーブルの記憶内容）
ここで、モニタ位置決定装置３００に用いられるパラメータ・歩留感度テーブルの記憶内容について説明する。図４は、パラメータ・歩留感度テーブルの記憶内容を示す説明図である。図４において、パラメータ・歩留感度テーブル４００には、半導体装置のレイアウト上に配置された回路素子に関する回路素子情報４００−１〜４００−ｎが記憶されている。
【００３２】
具体的には、回路素子情報４００−１〜４００−ｎは、回路素子ごとに、回路素子ＩＤ、Ｘ座標、Ｙ座標、ゲート長、ゲート幅および歩留感度を有している。回路素子ＩＤは、回路素子を識別する識別子である。Ｘ座標およびＹ座標は、半導体装置のレイアウト上での回路素子の配置位置である。ゲート長、ゲート幅は、回路素子のゲート長、ゲート幅である。
【００３３】
ここでは、回路素子情報４００−１〜４００−ｎは、回路素子Ｐ１〜Ｐｎの歩留感度が降順となるようにソートされている。すなわち、回路素子Ｐ１の歩留感度Ｓ１を先頭に『Ｓ１＞Ｓ２＞…＞Ｓｉ＞…＞Ｓｎ』の大小関係が成り立っている。回路素子情報４００−１〜４００−ｎによれば、回路素子Ｐｉの配置位置（Ｘｉ，Ｙｉ）、ゲート長Ｌｉ、ゲート幅Ｗｉおよび歩留感度Ｓｉを認識することができる（ｉ＝１，２，…，ｎ）。
【００３４】
このパラメータ・歩留感度テーブル４００は、図３に示したＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域によりその機能を実現する。なお、半導体ウエハ上には複数の半導体装置が形成されることになるが、本実施の形態では、これらすべてが同一種類の半導体装置であると仮定する。
【００３５】
このため、上述した回路素子情報４００−１〜４００−ｎは、半導体ウエハ上に形成されるすべての半導体装置に共通する情報となる。なお、半導体ウエハ上に複数種類の半導体装置が形成される場合には、上述した回路素子情報４００−１〜４００−ｎに相当する情報が半導体装置の種類ごとに存在することとなる。
【００３６】
（モニタ位置決定装置の機能的構成）
つぎに、実施の形態１にかかるモニタ位置決定装置３００の機能的構成について説明する。図５は、実施の形態１にかかるモニタ位置決定装置の機能的構成を示すブロック図である。モニタ位置決定装置３００は、取得部５０１と、選択部５０２と、決定部５０３と、算出部５０４と、出力部５０５と、変換部５０６と、を含む構成である。
【００３７】
この制御部となる機能（取得部５０１〜変換部５０６）は、具体的には、たとえば、図３に示したＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域に記憶されたプログラムをＣＰＵ３０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ３０９により、その機能を実現する。
【００３８】
まず、取得部５０１は、半導体装置のレイアウト上に配置された回路素子に関する設計データと、半導体装置の歩留まりに対する変化割合を回路素子ごとにあらわす歩留感度データとを取得する機能を有する。ここで、半導体装置とは、半導体ウエハ上に形成される複数の半導体装置から選ばれた任意の半導体装置である。
【００３９】
また、設計データとは、各回路素子（トランジスタ、配線、抵抗、コンデンサなど）の寸法および配置位置を特定する情報である。具体的には、たとえば、設計データは、半導体装置に関するネットリスト、フロアプラン情報およびレイアウト情報などを含む情報である。
【００４０】
また、歩留感度データとは、回路素子のゲート長やゲート幅などが変化したときの回路遅延やリーク変動などの歩留まりに対する変化割合（以下、「歩留感度」という）をあらわす情報である。各回路素子の歩留感度は、たとえば、設計段階において統計的解析手法により得られる計算式を用いて求めることができる。
【００４１】
具体的には、たとえば、下記式（１）を用いて、回路素子のゲート長が変化したときのリーク変動の歩留まりに対する歩留感度を求めることができる。ただし、ｎは半導体装置内の全回路素子数、Ｓｉは回路素子Ｐｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）の歩留感度、ＩＳ（ｉ）（Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｉ，…，Ｌｎ）は回路素子Ｐｉの歩留感度計算式、Ｌｉは回路素子Ｐｉのゲート長、Ｉx（Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｉ，…，Ｌｎ）は歩留まりｘのリーク値関数である（０≦ｘ≦１）。
【００４２】
Ｓｉ＝ＩＳ（ｉ）（Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｉ，…，Ｌｎ）
＝（∂Ｉx／∂Ｌｉ）（Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｉ，…，Ｌｎ）・・・（１）
【００４３】
上記の歩留感度計算式（リーク値関数）は、設計段階において統計的解析手法などを用いて求めることができる。なお、歩留感度計算式（リーク値関数）を求める具体的な手法については、公知技術のためここでは説明を省略するが、たとえば、下記文献（ａ）および（ｂ）を参照することができる。
【００４４】
（ａ）Ａｓｅｅｍ  Ａｇａｒｗａｌ，「Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｎａｌｙｓｉｓ」，Ｐｒｏｃ．ＤＡＣ２００５，ｐ．３２１−３２４
（ｂ）Ｍｕｒａｒｉ  Ｍａｎｉ，「Ａｎ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｏｔａｌ  Ｐｏｗｅｒ  ｕｎｄｅｒ  Ｔｉｍｉｎｇ  Ｙｉｅｌｄ  Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｓ」，Ｐｒｏｃ．ＤＡＣ２００５，ｐ．３０９−３１４
【００４５】
なお、取得部５０１によって取得された設計データおよび歩留感度データは、たとえば、回路素子の歩留感度が降順となるようにソートされて、図４に示したパラメータ・歩留感度テーブル４００に格納される。また、設計データおよび歩留感度データは、図３に示したキーボード３１０やマウス３１１をユーザが操作することで入力することとしてもよく、また、データベースやライブラリからの抽出により取得することとしてもよい。
【００４６】
選択部５０２は、取得部５０１によって取得された歩留感度データに基づいて、半導体装置のレイアウト上に配置された回路素子群の中から任意の回路素子を選択する機能を有する。具体的には、たとえば、パラメータ・歩留感度テーブル４００を参照して、回路素子Ｐ１〜Ｐｎの中から歩留感度が最大の回路素子Ｐ１を選択する。なお、選択された選択結果は、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域に記憶される。
【００４７】
決定部５０３は、選択部５０２によって選択された回路素子の半導体装置のレイアウト上での配置位置を、半導体装置上の物理量を測定領域内で測定するモニタの設置位置に決定する機能を有する。各回路素子の半導体装置のレイアウト上での配置位置は、取得部５０１によって取得された設計データから特定することができる。
【００４８】
上述した例では、決定部５０３は、パラメータ・歩留感度テーブル４００から特定される回路素子Ｐ１の配置位置（Ｘ１，Ｙ２）をモニタの設置位置に決定することとなる。なお、決定された決定結果は、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域に記憶される。
【００４９】
また、上記選択部５０２による選択処理は、たとえば、回路素子群から選択されていない未選択の回路素子がなくなるまで繰り返し実行することとしてもよく、また、決定部５０３によって設置位置が決定されたモニタの数が予め設定されたモニタ数（以下、「モニタ数Ｋｃ」と表記する）に到達するまで繰り返し実行することとしてもよい。
【００５０】
たとえば、半導体ウエハ上の１個の半導体装置に設置可能なモニタ数Ｋｃが「５」に設定されている場合、選択部５０２による選択処理は、回路素子群から選択されていない未選択の回路素子がなくなるまで、あるいは、決定部５０３によって設置位置が決定されたモニタの数が「５」に到達するまで繰り返し実行されることとなる。
【００５１】
なお、モニタ数Ｋｃは、たとえば、半導体ウエハ上に形成される半導体装置（または、半導体装置の種類）ごとに設定される数値であり、図３に示したキーボード３１０やマウス３１１をユーザが操作することで任意に設定可能である。また、設定されたモニタ数Ｋｃは、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域に記憶される。
【００５２】
モニタ数Ｋｃに設定する具体的な数値は、たとえば、製品の市場投入までの製造期間や要求される品質をもとに決定される。具体的には、このモニタ数Ｋｃが大きいほど、半導体装置の物理量をより広範囲で測定することができるが、測定時間が増大するため、製造期間や製品品質に応じた適切な数値を設定する。
【００５３】
また、選択部５０２は、回路素子群の中から選ばれていない未選択の回路素子のうち歩留感度が最大の回路素子を選択することとしてもよい。具体的には、たとえば、パラメータ・歩留感度テーブル４００を参照して、歩留感度Ｓ１〜Ｓｎが高い順（回路素子Ｐ１→回路素子Ｐ２→・・・）に回路素子Ｐ１〜Ｐｎを選択していく。
【００５４】
このとき、レイアウトに関連したバラツキ（プロセスのバラツキ）が類似している半導体装置上の領域を重複して測定することを防ぐために、回路素子間のバラツキの類似度を考慮してモニタの設置位置を決定する。具体的には、たとえば、レイアウト上での配置位置が近い回路素子間のバラツキは類似しており、ゲート長やゲート幅が同程度の大きさの回路素子間のバラツキは類似している。また、バラツキ分布間の相関が大きい場合はバラツキが類似しており、バラツキ分布間の相関が小さい場合はバラツキが異なるといえる。以下、回路素子間のバラツキの類似度を求める具体的手法について説明する。
【００５５】
まず、算出部５０４は、取得部５０１によって取得された設計データに基づいて、選択部５０２によって選択された回路素子（以下、「選択素子」という）と、決定部５０３によってモニタの設置位置に決定された回路素子（以下、「モニタ素子」という）とのバラツキの類似度を算出する機能を有する。このとき、モニタ素子が複数存在する場合には、それら各々のモニタ素子と選択素子とのバラツキの類似度を算出することとなる。なお、算出された算出結果は、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域に記憶される。
【００５６】
具体的には、たとえば、算出部５０４は、選択素子に関する設計データをベクトル空間に配置することで得られるベクトルと、モニタ素子に関する設計データをベクトル空間に配置することで得られるベクトルとの距離を算出することとしてもよい。つまり、回路素子間の類似度を判断する指標として、バラツキ要因となる各種パラメータを配置することで得られるベクトル間の距離を算出する。この距離が大きいほど回路素子間の類似度は低くなり、この距離が小さいほど回路素子間の類似度は高くなる。
【００５７】
ここで、バラツキ要因となるパラメータを、各回路素子Ｐ１〜Ｐｎの配置位置のＸ座標およびＹ座標、ゲート長、ゲート幅とすると、選択素子Ｐｉのベクトルとモニタ素子Ｐｊのベクトルとの距離Ｒjiは、たとえば、下記式（２）を用いて求めることができる。ただし、ｉ＝１，２，…，ｎ、ｊ＝１，２，…，ｎ（ｊ≠ｉ）、ａX，ａY，ａL，ａWはパラメータ（Ｘ座標、Ｙ座標、ゲート長、ゲート幅）別の距離係数である。
【００５８】
Ｒji＝ａX（Ｘｊ−Ｘｉ）2＋ａY（Ｙｊ−Ｙｉ）2＋ａL（Ｌｊ−Ｌｉ）2
＋ａW（Ｗｊ−Ｗｉ）2                ・・・（２）
【００５９】
上記式（２）中の距離係数ａX，ａY，ａL，ａWは、任意に設定可能である。また、上記式（２）は、たとえば、キーボード３１０やマウス３１１をユーザが操作することで入力することとしてもよく、また、データベースやライブラリからの抽出により取得することとしてもよい。入力された上記式（２）は、たとえば、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域に記憶される。
【００６０】
決定部５０３は、算出部５０４によって算出された算出結果に基づいて、選択素子の配置位置をモニタの設置位置に決定する。具体的には、たとえば、決定部５０３は、算出部５０４によって算出されたベクトル間の距離が予め設定された閾値より大きい場合に、選択素子の配置位置をモニタの設置位置に決定することとしてもよい。なお、決定された決定結果は、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域に記憶される。
【００６１】
また、上記閾値は、半導体装置内の回路素子（選択素子）ごとに予め任意に設定されている。ここでは、算出部５０４によって算出されたベクトル間の距離が、選択素子の閾値以下の場合には、選択素子とモニタ素子のバラツキは類似しているといえる。以下、算出部５０４によって算出されたベクトル間の距離を「ベクトル距離」、回路素子ごとに設定された距離に関する閾値を「類似ベクトル距離」と表記する。
【００６２】
ここで、回路素子の類似ベクトル距離を記憶するテーブルについて説明する。図６は、類似ベクトル距離テーブルの記憶内容を示す説明図である。図６において、類似ベクトル距離テーブル６００には、回路素子Ｐ１〜Ｐｎごとの類似ベクトル距離Ｒ１〜Ｒｎが記憶されている。
【００６３】
類似ベクトル距離テーブル６００によれば、各回路素子Ｐ１〜Ｐｎの類似ベクトル距離Ｒ１〜Ｒｎを認識することができる。この類似ベクトル距離テーブル６００は、図３に示したキーボード３１０やマウス３１１をユーザが操作することで入力することとしてもよく、また、データベースやライブラリからの抽出により取得することとしてもよい。入力された類似ベクトル距離テーブル６００は、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域に記憶される。
【００６４】
ここで、回路素子Ｐ１〜Ｐｎのうち、選択素子を回路素子Ｐ３、モニタ素子を回路素子Ｐ１とすると、まず、算出部５０４により、パラメータ・歩留感度テーブル４００を参照して、上記式（２）に各種パラメータの値を代入することで、回路素子Ｐ１と回路素子Ｐ３とのベクトル距離Ｒ13を求める。
【００６５】
このあと、決定部５０３により、類似ベクトル距離テーブル６００を参照して、回路素子Ｐ１と回路素子Ｐ３とのベクトル距離Ｒ13と、選択素子である回路素子Ｐ３の類似ベクトル距離Ｒ３とを比較する。ここで、『Ｒ13＞Ｒ３』の場合は、回路素子Ｐ３の配置位置をモニタの設置位置に決定する。
【００６６】
また、モニタ素子が複数存在する場合には、それら各々のモニタ素子と選択素子とのベクトル距離を算出することとなる。以下、モニタ素子の素子数を「Ｚ」と表記する。たとえば、モニタ素子として回路素子Ｐ１だけでなく回路素子Ｐ２も含まれる場合（Ｚ＝２）には、算出部５０４により、上記式（２）を用いて、回路素子Ｐ１と回路素子Ｐ３とのベクトル距離Ｒ13とともに回路素子Ｐ２と回路素子Ｐ３とのベクトル距離Ｒ23を求める。
【００６７】
そして、決定部５０３により、ベクトル距離Ｒ13と類似ベクトル距離Ｒ３とを比較するとともに、ベクトル距離Ｒ23と類似ベクトル距離Ｒ３とを比較する。ここで、『Ｒ13＞Ｒ３』および『Ｒ23＞Ｒ３』の場合に限り、回路素子Ｐ３の配置位置をモニタの設置位置に決定する。
【００６８】
このように、モニタ素子が複数存在する場合には、それら各々のモニタ素子と選択素子とのベクトル距離を算出し、選択素子の類似ベクトル距離と比較する。そして、すべてのベクトル距離が類似ベクトル距離よりも大きい場合に限り、選択素子の配置位置をモニタの設置位置に決定する。
【００６９】
出力部５０５は、決定部５０３によって決定されたモニタの設置位置を出力する機能を有する。具体的には、たとえば、半導体装置のレイアウト上でのモニタの設置位置を示すモニタ位置情報を出力することとしてもよい。なお、出力部５０５による出力形式としては、たとえば、ディスプレイ３０８への表示、プリンタ３１３への印刷出力、Ｉ／Ｆ３０９による外部装置への送信がある。また、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域に記憶することとしてもよい。
【００７０】
ここで、出力部５０５による出力結果の具体例について説明する。図７は、モニタ位置テーブルの具体例を示す説明図（その１）である。図７において、モニタ位置テーブル７００には、半導体装置のレイアウト上でのモニタＭ１〜Ｍｍの設置位置を示すモニタ位置情報７００−１〜７００−ｍが示されている。
【００７１】
具体的には、モニタ位置情報７００−１〜７００−ｍは、モニタＩＤ、Ｘ座標、Ｙ座標を有している。モニタＩＤは、モニタを識別する識別子である。Ｘ座標およびＹ座標は、半導体装置の座標系での座標位置である。このモニタ位置テーブル７００によれば、半導体装置の座標系でのモニタＭ１〜Ｍｍの座標位置を認識することができる。たとえば、モニタＭｋの座標位置は（Ｘ，Ｙ）＝（ＸCｋ，ＹCｋ）である。
【００７２】
ところで、半導体ウエハ上には複数の半導体装置（チップ）が形成される。たとえば、半導体ウエハのウエハサイズ（口径）が「３００ｍｍ」でチップサイズが「７×７ｍｍ」の場合には、約１３６０個の半導体装置が半導体ウエハ上に形成される。ところが、上述の手法で決定されたモニタの設置位置は、各半導体装置の座標系での座標位置である。
【００７３】
このため、ＡＰＣ適用時に、半導体ウエハの座標系でのモニタの設置位置を特定するためには、半導体装置の座標系でのモニタの設置位置を座標変換する必要がある。以下、モニタの設置位置を座標変換する具体的手法について説明する。ここでは、半導体ウエハ上に同一種類のｐ個の半導体装置Ｃ１〜Ｃｐが形成される場合を例に挙げて説明する。
【００７４】
まず、半導体ウエハ上での半導体装置Ｃ１〜Ｃｐの原点位置を記憶する原点テーブルについて説明する。図８は、原点テーブルの具体例を示す説明図である。図８において、原点テーブル８００には、半導体ウエハ上に形成されている半導体装置Ｃ１〜Ｃｐの原点位置を示すＸ座標およびＹ座標が記憶されている。なお、ここで示すＸ座標およびＹ座標は、半導体ウエハの座標系でのものである。
【００７５】
この原点テーブル８００によれば、半導体ウエハの座標系での半導体装置Ｃ１〜Ｃｐの原点位置を特定することができる。たとえば、半導体装置Ｃｒの原点位置は（Ｘ，Ｙ）＝（ＸOｒ，ＹOｒ）である。原点テーブル８００は、たとえば、キーボード３１０やマウス３１１をユーザが操作することで入力することとしてもよく、また、データベースやライブラリからの抽出により取得することとしてもよい。入力された原点テーブル８００は、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域に記憶される。
【００７６】
図５の説明に戻り、変換部５０６は、半導体ウエハ上での半導体装置の原点位置と、決定部５０３によってモニタの設置位置に決定された配置位置とを用いて、半導体装置の座標系でのモニタの設置位置を半導体ウエハの座標系でのモニタの設置位置に変換する機能を有する。なお、変換された変換結果は、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域に記憶される。
【００７７】
具体的には、たとえば、下記式（３）および（４）を用いて、半導体装置の座標系でのモニタの設置位置を半導体ウエハでの座標系でのモニタの設置位置に変換することができる。ただし、半導体ウエハでの座標系でのモニタＭWｑのＸ座標をＸWｑ、Ｙ座標をＹWｑ、半導体ウエハ上の総モニタ数をｍｐとする。また、ｑ＝１，２，…，ｍｐであり、ｒ＝１，２，…，ｐであり、ｉ＝１，２，…，ｎである。
【００７８】
ＸWｑ＝ＸOｒ＋Ｘｉ                ・・・（３）
ＹWｑ＝ＹOｒ＋Ｙｉ                ・・・（４）
【００７９】
ここで、半導体装置Ｃ１の座標系でのモニタＭ１の座標位置（ＸO１，ＹO１）を半導体ウエハの座標系での座標位置に変換する場合を例に挙げると、ｒ＝１、ｉ＝１、ｑ＝１×１＝１となるため（ＸW１，ＹW１）＝（ＸO１＋Ｘ１，ＹO１＋Ｙ１）となる。
【００８０】
なお、上記式（３）および（４）は、たとえば、キーボード３１０やマウス３１１をユーザが操作することで入力することとしてもよく、また、データベースやライブラリからの抽出により取得することとしてもよい。入力された上記式（３）および（４）は、たとえば、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域に記憶される。
【００８１】
また、出力部５０５は、変換部５０６によって変換された変換後のモニタの設置位置を出力することとしてもよい。ここで、出力部５０５による出力結果の具体例について説明する。図９は、モニタ位置テーブルの具体例を示す説明図（その２）である。図９において、モニタ位置テーブル９００には、半導体ウエハ上でのモニタＭW１〜ＭWｍｐの設置位置を示すモニタ位置情報９００−１〜９００−ｍｐが示されている。
【００８２】
具体的には、モニタ位置情報９００−１〜９００−ｍｐは、モニタＩＤ、Ｘ座標、Ｙ座標を有している。このモニタ位置テーブル９００によれば、半導体ウエハの座標系でのモニタＭ１〜Ｍｍｐの座標位置を認識することができる。たとえば、モニタＭWｑの半導体ウエハの座標系での座標位置は（Ｘ，Ｙ）＝（ＸWｑ，ＹWｑ）である。
【００８３】
また、変換部５０６は、半導体ウエハ上に設置されるモニタＭW１〜ＭWｍｐのうち、半導体ウエハのプロセス的にクリティカルな箇所（たとえば、半導体ウエハの端）に設置されるモニタについてのみ座標変換をおこなうこととしてもよい。具体的には、たとえば、半導体ウエハの端を特定する情報と、半導体ウエハ上での半導体装置の原点位置とを用いて、半導体ウエハの端に形成される半導体装置を特定する。
【００８４】
さらに、その半導体装置の配置位置に設置されるモニタを特定し、そのモニタについてのみ半導体装置の座標系から半導体ウエハの座標系への座標変換をおこなう。なお、半導体ウエハの端とは、たとえば、半導体ウエハの先端から口径の３〜５％程度内側の領域をあらわしている。半導体ウエハの端を特定する情報は、予め設定されていてもよく、また、キーボード３１０やマウス３１１をユーザが操作することで入力することとしてもよい。これにより、プロセス的かつ回路的にクリティカルな箇所の物理量を測定するモニタの半導体ウエアの座標系での座標位置を認識することができる。
【００８５】
（モニタ位置決定装置のモニタ位置決定処理手順）
つぎに、実施の形態１にかかるモニタ位置決定装置３００のモニタ位置決定処理手順について説明する。図１０および図１１は、モニタ位置決定処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００８６】
図１０のフローチャートにおいて、まず、取得部５０１により、半導体ウエハ上に形成される半導体装置のレイアウト上に配置された回路素子に関する設計データと、半導体装置の歩留まりに対する変化割合を回路素子ごとにあらわす歩留感度データとを取得したか否かを判断する（ステップＳ１００１）。
【００８７】
ここで、設計データおよび歩留感度データを取得するのを待って（ステップＳ１００１：Ｎｏ）、取得した場合（ステップＳ１００１：Ｙｅｓ）、設計データおよび歩留感度データを歩留感度が降順となるようにソートし（ステップＳ１００２）、パラメータ・歩留感度テーブル４００に格納する（ステップＳ１００３）。
【００８８】
そして、選択部５０２により、パラメータ・歩留感度テーブル４００を参照して、回路素子Ｐ１〜Ｐｎの中から歩留感度が最大の選択素子Ｐ１を選択し（ステップＳ１００４）、決定部５０３により、選択素子Ｐ１の半導体装置のレイアウト上での配置位置を、半導体装置上の物理量を測定領域内で測定するモニタの設置位置に決定する（ステップＳ１００５）。
【００８９】
このあと、ｉ＝１，Ｚ＝１とし（ステップＳ１００６）、「ｉ≧ｎ」または「Ｚ≧Ｋｃ」となったか否かを判断する（ステップＳ１００７）。ここで、「ｉ＜ｎ」または「Ｚ＜Ｋｃ」の場合は（ステップＳ１００７：Ｎｏ）、図１１に示すステップＳ１０１０に移行する。なお、Ｚはモニタ素子の素子数であり、Ｋｃは半導体装置に設置可能なモニタ数である。
【００９０】
一方、「ｉ≧ｎ」または「Ｚ≧Ｋｃ」の場合（ステップＳ１００７：Ｙｅｓ）、変換部５０６により、半導体ウエハ上での半導体装置の原点位置と、決定部５０３によってモニタの設置位置に決定されたモニタ素子の配置位置とを用いて、半導体装置の座標系でのモニタの設置位置を半導体ウエハの座標系でのモニタの設置位置に変換する（ステップＳ１００８）。
【００９１】
そして、出力部５０５により、変換部５０６によって変換された変換後のモニタの設置位置を記憶するモニタ位置テーブル９００を出力して（ステップＳ１００９）、本フローチャートによる一連の処理を終了する。
【００９２】
つぎに、図１１のフローチャートにおいて、まず、選択部５０２により、パラメータ・歩留感度テーブル４００を参照して、回路素子Ｐ１〜Ｐｎの中から選択素子ＰＩ（ただし、Ｉ＝ｉ＋１）を選択する（ステップＳ１０１０）。
【００９３】
そして、算出部５０４により、上記式（２）を用いて、選択素子ＰＩとモニタ素子ＰＪ（ただし、ＰＪはモニタ素子の回路素子ＩＤ集合）とのベクトル距離ＲJIを算出する（ステップＳ１０１１）。ここでは上記式（２）において「ｉ→Ｉ」、「ｊ→Ｊ」となる。
【００９４】
このあと、決定部５０３により、「ＲJI＞ＲＩ」となったか否かを判断する（ステップＳ１０１２）。ここで、「ＲJI＞ＲＩ」の場合は（ステップＳ１０１２：Ｙｅｓ）、選択素子ＰＩの配置位置をモニタの設置位置に決定する（ステップＳ１０１３）。そして、Ｚに１をインクリメントするとともに（ステップＳ１０１４）、ｉに１をインクリメントして（ステップＳ１０１５）、図１０に示したステップＳ１００７に移行する。
【００９５】
また、ステップＳ１０１２において、「ＲJI≦ＲＩ」の場合には（ステップＳ１０１２：Ｎｏ）、ｉに１をインクリメントして（ステップＳ１０１５）、図１０に示したステップＳ１００７に移行する。
【００９６】
以上説明した実施の形態１によれば、半導体装置内の各回路素子の歩留感度を用いて、回路遅延やリーク変動の歩留まりに対してクリティカルな回路素子の配置位置をモニタの設置位置に決定することができる。また、レイアウト関連のバラツキ要因となるパラメータの値を用いて、回路素子間のバラツキの類似度を算出することができる。
【００９７】
そして、回路素子間のバラツキの類似度を考慮して、バラツキの異なる回路素子の配置位置をモニタの設置位置に決定することができる。これにより、限られたモニタ数で半導体装置上の多様なバラツキを制御することが可能となる。さらに、半導体装置の座標系でのモニタの設置位置を座標変換することで、半導体ウエハの座標系でのモニタの設置位置を特定することができる。
【００９８】
このようなことから、実施の形態１によれば、限られたモニタ数で効率的かつ効果的に半導体装置の物理量を測定することが可能となり、その測定結果をもとに設計段階での回路依存のバラツキを制御することで、半導体装置の製造歩留を向上させることができる。
【００９９】
（実施の形態２）
つぎに、実施の形態２にかかるモニタ位置決定装置１３００について説明する。実施の形態１では、半導体装置内の回路素子群の中から、歩留感度が高い順に、かつ、モニタの設置位置に決定されたモニタ素子とバラツキが類似していない回路素子の配置位置をモニタの設置位置に決定する手法について説明した。
【０１００】
実施の形態２では、まず、モニタ素子の候補集合として回路素子群の中から歩留感度が所定の閾値以上となる回路素子集合を絞り込み、そして、絞り込んだ候補集合の中から、歩留感度が高い順に、かつ、モニタの設置位置に決定されたモニタ素子とできるだけバラツキが類似していない回路素子の配置位置をモニタの設置位置に決定する手法を説明する。なお、実施の形態１において説明した箇所と同一箇所については、図示および説明を省略する。
【０１０１】
図１２は、実施の形態２にかかるモニタ位置決定手法の概要を示す説明図である。図１２において、バラツキ要因となる３つのパラメータ（Ｘ座標，Ｙ座標，ゲート長）を軸とするベクトル空間１２００に、回路素子Ｐ１〜Ｐ４のベクトルＶ１〜Ｖ４が示されている。これら回路素子Ｐ１〜Ｐ４は、歩留感度が所定の閾値以上の候補集合である。
【０１０２】
ここでは、回路素子Ｐ１，Ｐ２は、既にモニタの設置位置に決定されたモニタ素子である。この場合、候補集合Ｐ１〜Ｐ４のうちモニタの設置位置に決定されていない未決定の回路素子Ｐ３，Ｐ４（未決定素子）と、モニタ素子Ｐ１，Ｐ２とのベクトル距離を求める。具体的には、未決定素子Ｐ３とモニタ素子Ｐ１，Ｐ２とのベクトル距離｛Ｒ13，Ｒ23｝とともに、未決定素子Ｐ４とモニタ素子Ｐ１，Ｐ２とのベクトル距離｛Ｒ14，Ｒ24｝を求める。
【０１０３】
つぎに、ベクトル距離｛Ｒ13，Ｒ23｝のうち最小となる最小ベクトル距離（たとえば、ベクトル距離Ｒ13）と、ベクトル距離｛Ｒ14，Ｒ24｝のうち最小となる最小ベクトル距離（たとえば、ベクトル距離Ｒ24）とを比較して、最大の最小ベクトル距離（たとえば、ベクトル距離Ｒ24）を特定する。
【０１０４】
そして、特定された最大の最小ベクトル距離に対応する回路素子の配置位置をモニタの設置位置に決定する。たとえば、最大の最小ベクトル距離として、ベクトル距離Ｒ24が選択された場合、それに対応する回路素子Ｐ４の配置位置をモニタの設置位置に決定することとなる。
【０１０５】
このように、実施の形態２では、回路素子群の中から絞り込まれた候補集合Ｐ１〜Ｐ４の中から、歩留感度が大きい順に、かつ、既にモニタの設置位置に決定されたモニタ素子Ｐ１，Ｐ２とできるだけ距離が離れている（バラツキが類似していない）回路素子Ｐ４の配置位置をモニタの設置位置に決定する。これにより、より多様なバラツキを網羅することができる。
【０１０６】
（モニタ位置決定装置の機能的構成）
つぎに、実施の形態２にかかるモニタ位置決定装置１３００の機能的構成について説明する。図１３は、実施の形態２にかかるモニタ位置決定装置の機能的構成を示すブロック図である。モニタ位置決定装置１３００は、取得部５０１と、選択部５０２と、決定部５０３と、算出部５０４と、出力部５０５と、変換部５０６と、検出部１３０１と、を含む構成である。この制御部となる機能（取得部５０１〜変換部５０６、検出部１３０１）は、具体的には、たとえば、図３に示したＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域に記憶されたプログラムをＣＰＵ３０１に実行させることにより、または、Ｉ／Ｆ３０９により、その機能を実現する。
【０１０７】
まず、検出部１３０１は、取得部５０１によって取得された歩留感度データに基づいて、半導体装置のレイアウト上に配置された回路素子群の中から歩留感度が予め設定された閾値以上となる回路素子集合（モニタ素子の候補集合）を検出する機能を有する。具体的には、たとえば、図４に示したパラメータ・歩留感度テーブル４００を参照して、予め設定された閾値Ｓｃ以上となる候補集合を検出する。
【０１０８】
この閾値Ｓｃは、図３に示したキーボード３１０やマウス３１１をユーザが操作することで入力することとしてもよく、また、データベースやライブラリからの抽出により取得することとしてもよい。入力された閾値Ｓｃおよび検出された検出結果は、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域に記憶される。
【０１０９】
また、選択部５０２は、検出部１３０１によって検出された候補集合の中から任意の回路素子を選択する。具体的には、たとえば、候補集合の中から歩留感度が最大の回路素子を選択することとしてもよい。そして、決定部５０３は、選択部５０２によって選択された回路素子の配置位置をモニタの設置位置に決定する。
【０１１０】
また、選択部５０２は、候補集合の中からモニタの設置位置に決定されていない未決定の回路素子を選択する。そして、算出部５０４は、取得部５０１によって取得された設計データに基づいて、選択部５０２によって選択されたモニタの設置位置に決定されていない未決定の回路素子と、決定部５０３によってモニタの設置位置に決定された回路素子との製造プロセスに関するバラツキの類似度を算出する。
【０１１１】
具体的には、たとえば、モニタの設置位置に決定されていない未決定の回路素子（以下、「未決定素子」という）に関する設計データをベクトル空間に配置することで得られるベクトルと、モニタの設置位置に決定された回路素子（モニタ素子）に関する設計データをベクトル空間に配置することで得られるベクトルとの距離を算出することとしてもよい。
【０１１２】
より具体的には、たとえば、下記式（５）を用いて、未決定素子Ｐαのベクトルとモニタ素子Ｐβのベクトルとの距離ｄ（α，β）を求めることができる。ただし、αは未決定素子の回路素子番号（回路素子ＩＤの番号部分）、βはモニタ素子の回路素子番号である。また、バラツキ要因となるパラメータを、各回路素子Ｐ１〜Ｐｎの配置位置のＸ座標およびＹ座標、ゲート長、ゲート幅とする。
【０１１３】
また、回路素子Ｐ１〜Ｐｎのうち、歩留感度が予め設定された閾値Ｓｃ以上となる候補集合を回路素子Ｐ１〜ＰＮとし、それらの回路素子番号の集合をＩＣ（ＩＣ＝１，２，…，Ｎ）とする。さらに、モニタ素子の回路素子番号の集合をＩＭとする。なお、各回路素子番号はα∈ＩＣ、β∈ＩＭの関係が成り立つ。
【０１１４】
ｄ（α，β）＝ａX（Ｘα−Ｘβ）2＋ａY（Ｙα−Ｙβ）2＋ａL（Ｌα−Ｌβ）2
＋ａW（Ｗα−Ｗβ）2                ・・・（５）
【０１１５】
また、決定部５０３は、算出部５０４によって算出された算出結果に基づいて、モニタの設置位置を決定する。具体的には、たとえば、モニタの設置位置に決定されていない未決定の回路素子のうち、算出部５０４によって算出されたベクトル間の距離が最大となる回路素子の配置位置をモニタの設置位置に決定することとしてもよい。
【０１１６】
より具体的には、たとえば、下記式（６）を用いて、モニタの設置位置に決定されていない未決定の回路素子のうち、ベクトル間の距離が最大となる回路素子を特定することができる。ただし、ｄ（α）は未決定素子Ｐαのベクトルとモニタ素子Ｐβのベクトルとの最大距離である。
【０１１７】
ｄ（α）＝ｍｉｎβ∈IMｄ（α，β）                  ・・・（６）
【０１１８】
決定部５０３は、上記式（６）を用いて得られるｄ（α）に対応する未決定素子Ｐαの配置位置をモニタの設置位置に決定することとなる。なお、上記式（５）および（６）は、たとえば、キーボード３１０やマウス３１１をユーザが操作することで入力することとしてもよく、また、データベースやライブラリからの抽出により取得することとしてもよい。入力された上記式（５）および（６）は、たとえば、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などの記憶領域に記憶される。
【０１１９】
（モニタ位置決定装置のモニタ位置決定処理手順）
つぎに、実施の形態２にかかるモニタ位置決定装置１３００のモニタ位置決定処理手順について説明する。図１４および図１５は、モニタ位置決定処理手順の一例を示すフローチャートである。
【０１２０】
図１４のフローチャートにおいて、まず、取得部５０１により、半導体ウエハ上に形成される半導体装置のレイアウト上に配置された回路素子に関する設計データと、半導体装置の歩留まりに対する変化割合を回路素子ごとにあらわす歩留感度データとを取得したか否かを判断する（ステップＳ１４０１）。
【０１２１】
ここで、設計データおよび歩留感度データを取得するのを待って（ステップＳ１４０１：Ｎｏ）、取得した場合（ステップＳ１４０１：Ｙｅｓ）、設計データおよび歩留感度データを歩留感度が降順となるようにソートし（ステップＳ１４０２）、パラメータ・歩留感度テーブル４００に格納する（ステップＳ１４０３）。
【０１２２】
そして、検出部１３０１により、パラメータ・歩留感度テーブル４００を参照して、回路素子Ｐ１〜Ｐｎの中から歩留感度が予め設定された閾値Ｓｃ以上となるモニタ素子の候補集合を検出する（ステップＳ１４０４）する。このあと、選択部５０２により、パラメータ・歩留感度テーブル４００を参照して、候補集合の中から歩留感度が最大の回路素子Ｐ１を選択する（ステップＳ１４０５）。
【０１２３】
つぎに、決定部５０３により、回路素子Ｐ１の配置位置をモニタの設置位置に決定し（ステップＳ１４０６）、モニタ素子の素子数ＺをＺ＝１とし、候補集合の回路素子番号集合ＩＣの中から回路素子Ｐ１の回路素子番号１を削除するとともに、モニタ素子の回路素子番号集合ＩＭに回路素子番号１を登録して（ステップＳ１４０７）、図１５に示すステップＳ１４０８に移行する。
【０１２４】
つぎに、図１５のフローチャートにおいて、まず、「Ｚ≧Ｋｃ」となったか否かを判断する（ステップＳ１４０８）。ここで、「Ｚ＜Ｋｃ」の場合は（ステップＳ１４０８：Ｎｏ）、選択部５０２により、候補集合の中からモニタの設置位置に決定されていない任意の未決定素子Ｐαを選択する（ステップＳ１４０９）。
【０１２５】
このあと、算出部５０４により、未決定素子Ｐαとモニタ素子Ｐβとのベクトル距離ｄ（α，β）を算出する（ステップＳ１４１０）。なお、Ｋｃは半導体装置に設置可能なモニタ数である。そして、候補集合の中から選択されていない未選択の未決定素子Ｐαがあるか否かを判断し（ステップＳ１４１１）、未選択の未決定素子Ｐαがある場合には（ステップＳ１４１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４０９に戻る。
【０１２６】
一方、未選択の未決定素子Ｐαがない場合には（ステップＳ１４１１：Ｎｏ）、決定部５０３により、ステップＳ１４１０において算出されたベクトル距離ｄ（α，β）が最大となる未決定素子Ｐαを特定し（ステップＳ１４１２）、特定された未決定素子Ｐαの配置位置をモニタの設置位置に決定する（ステップＳ１４１３）。
【０１２７】
このあと、候補集合の回路素子番号集合ＩＣの中から未決定素子Ｐαの回路素子番号αを削除するとともに、モニタ素子の回路素子番号集合ＩＭに回路素子番号αを追加し（ステップＳ１４１４）、モニタ素子の素子数Ｚに１をインクリメントして（ステップＳ１４１５）、ステップＳ１４０８に戻る。
【０１２８】
また、ステップＳ１４０８において、「Ｚ≧Ｋｃ」の場合（ステップＳ１４０８：Ｙｅｓ）、変換部５０６により、半導体ウエハ上での半導体装置の原点位置と、決定部５０３によってモニタの設置位置に決定されたモニタ素子の配置位置とを用いて、半導体装置の座標系でのモニタの設置位置を半導体ウエハの座標系でのモニタの設置位置に変換する（ステップＳ１４１６）。
【０１２９】
最後に、出力部５０５により、変換部５０６によって変換された変換後のモニタの設置位置を示すモニタ位置情報を出力して（ステップＳ１４１７）、本フローチャートによる一連の処理を終了する。
【０１３０】
以上説明した実施の形態２によれば、歩留感度に関する閾値Ｓｃを与えることで、モニタ素子の候補集合を任意に絞り込むことができる。たとえば、歩留感度に関する閾値Ｓｃを低く設定することで、候補集合に含まれる回路素子が多くなるため処理時間は増える傾向にあるが、製品品質の向上を図ることができる。一方、閾値Ｓｃを高く設定することで、ある程度の製品品質を維持しながら処理時間を削減することができる。
【０１３１】
また、候補集合に含まれる未決定素子のうち、モニタ素子（既にモニタの設置位置に決定されている回路素子）とのベクトル距離が最大となる回路素子の配置位置を、モニタの設置位置に決定することができる。これにより、モニタの設置位置を、バラツキの異なる回路素子の配置位置に適切に分散させることができ、より多様なバラツキを制御することが可能となる。
【０１３２】
なお、本実施の形態で説明したモニタ位置決定方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な媒体であってもよい。
【０１３３】
また、本実施の形態で説明したモニタ位置決定装置３００，１３００は、スタンダードセルやストラクチャードＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの特定用途向けＩＣ（以下、単に「ＡＳＩＣ」と称す。）やＦＰＧＡなどのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）によっても実現することができる。具体的には、たとえば、上述したモニタ位置決定装置３００，１３００の機能（取得部５０１〜変換部５０６、検出部１３０１）をＨＤＬ記述によって機能定義し、そのＨＤＬ記述を論理合成してＡＳＩＣやＰＬＤに与えることにより、モニタ位置決定装置３００，１３００を製造することができる。
【０１３４】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１３５】
（付記１）半導体装置のレイアウト上に配置された回路素子に関する設計データと、前記半導体装置の歩留まりに対する変化割合を前記回路素子ごとにあらわす歩留感度データとを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された歩留感度データに基づいて、前記レイアウト上に配置された回路素子群の中から任意の回路素子を選択する選択手段と、
前記取得手段によって取得された設計データから特定される前記選択手段によって選択された回路素子の前記レイアウト上での配置位置を、前記半導体装置上の物理量を測定領域内で測定するモニタの設置位置に決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定されたモニタの設置位置を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とするモニタ位置決定装置。
【０１３６】
（付記２）前記選択手段は、
前記回路素子群の中から前記半導体装置の歩留まりに対する変化割合（以下、「歩留感度」という）が最大の回路素子を選択することを特徴とする付記１に記載のモニタ位置決定装置。
【０１３７】
（付記３）前記回路素子間の製造プロセスに関するバラツキの類似度を算出する算出手段を備え、
前記選択手段は、
前記回路素子群の中から選択されていない未選択の回路素子のうち歩留感度が最大の回路素子を選択し、
前記算出手段は、
前記設計データに基づいて、前記選択手段によって選択された回路素子と、前記決定手段によって前記モニタの設置位置に決定された回路素子とのバラツキの類似度を算出し、
前記決定手段は、
前記算出手段によって算出された算出結果に基づいて、前記選択手段によって選択された回路素子の配置位置を前記モニタの設置位置に決定することを特徴とする付記２に記載のモニタ位置決定装置。
【０１３８】
（付記４）前記算出手段は、
前記選択手段によって選択された回路素子に関する設計データをベクトル空間に配置することで得られるベクトルと、前記決定手段によって前記モニタの設置位置に決定された回路素子に関する設計データを前記ベクトル空間に配置することで得られるベクトルとの距離を算出し、
前記決定手段は、
前記算出手段によって算出されたベクトル間の距離が予め設定された閾値以上の場合、前記選択手段によって選択された回路素子の配置位置を前記モニタの設置位置に決定することを特徴とする付記３に記載のモニタ位置決定装置。
【０１３９】
（付記５）前記取得手段によって取得された歩留感度データに基づいて、前記回路素子群の中から歩留感度が予め設定された閾値以上となる回路素子集合を検出する検出手段を備え、
前記選択手段は、
前記検出手段によって検出された回路素子集合の中から任意の回路素子を選択することを特徴とする付記１に記載のモニタ位置決定装置。
【０１４０】
（付記６）前記選択手段は、
前記回路素子集合の中から歩留感度が最大の回路素子を選択することを特徴とする付記５に記載のモニタ位置決定装置。
【０１４１】
（付記７）前記モニタの設置位置に決定されていない未決定の回路素子と、前記決定手段によって前記モニタの設置位置に決定された回路素子との製造プロセスに関するバラツキの類似度を算出する算出手段を備え、
前記選択手段は、
前記検出手段によって検出された回路素子集合の中から前記モニタの設置位置に決定されていない未決定の回路素子を選択し、
前記算出手段は、
前記取得手段によって取得された設計データに基づいて、前記選択手段によって選択されたモニタの設置位置に決定されていない未決定の回路素子と、前記モニタの設置位置に決定された回路素子との前記バラツキの類似度を算出し、
前記決定手段は、
前記算出手段によって算出された算出結果に基づいて、前記モニタの設置位置を決定することを特徴とする付記６に記載のモニタ位置決定装置。
【０１４２】
（付記８）前記算出手段は、
前記モニタの設置位置に決定されていない未決定の回路素子に関する設計データをベクトル空間に配置することで得られるベクトルと、前記決定手段によって前記モニタの設置位置に決定された回路素子に関する設計データを前記ベクトル空間に配置することで得られるベクトルとの距離を算出し、
前記決定手段は、
前記モニタの設置位置に決定されていない未決定の回路素子のうち、前記算出手段によって算出されたベクトル間の距離が最大となる回路素子の配置位置を前記モニタの設置位置に決定することを特徴とする付記７に記載のモニタ位置決定装置。
【０１４３】
（付記９）半導体ウエハ上における前記半導体装置の原点位置と、前記決定手段によって前記モニタの設置位置に決定された配置位置とを用いて、前記半導体装置の座標系での前記モニタの設置位置を前記半導体ウエハでの座標系での前記モニタの設置位置に変換する変換手段を備え、
前記出力手段は、
前記変換手段によって変換された変換後のモニタの設置位置を出力することを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載のモニタ位置決定装置。
【０１４４】
（付記１０）制御手段および記憶手段を備えるコンピュータが、
前記制御手段により、半導体装置のレイアウト上に配置された回路素子に関する設計データと、前記半導体装置の歩留まりに対する変化割合を前記回路素子ごとにあらわす歩留感度データとを取得する取得工程と、
前記制御手段により、前記取得工程によって取得された歩留感度データに基づいて、前記レイアウト上に配置された回路素子群の中から任意の回路素子を選択する選択工程と、
前記制御手段により、前記取得工程によって取得された設計データから特定される前記選択工程によって選択された回路素子の前記レイアウト上での配置位置を、前記半導体装置上の物理量を測定領域内で測定するモニタの設置位置に決定する決定工程と、
前記制御手段により、前記決定工程によって決定されたモニタの設置位置を出力する出力工程と、
を実行することを特徴とするモニタ位置決定方法。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本実施の形態の概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態１にかかるモニタ位置決定手法の概要を示す説明図である。
【図３】モニタ位置決定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】パラメータ・歩留感度テーブルの記憶内容を示す説明図である。
【図５】実施の形態１にかかるモニタ位置決定装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図６】類似ベクトル距離テーブルの記憶内容を示す説明図である。
【図７】モニタ位置テーブルの具体例を示す説明図（その１）である。
【図８】原点テーブルの具体例を示す説明図である。
【図９】モニタ位置テーブルの具体例を示す説明図（その２）である。
【図１０】モニタ位置決定処理手順の一例を示すフローチャート（その１）である。
【図１１】モニタ位置決定処理手順の一例を示すフローチャート（その２）である。
【図１２】実施の形態２にかかるモニタ位置決定手法の概要を示す説明図である。
【図１３】実施の形態２にかかるモニタ位置決定装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１４】モニタ位置決定処理手順の一例を示すフローチャート（その３）である。
【図１５】モニタ位置決定処理手順の一例を示すフローチャート（その４）である。
【符号の説明】
【０１４６】
３００，１３００  モニタ位置決定装置
５０１  取得部
５０２  選択部
５０３  決定部
５０４  算出部
５０５  出力部
５０６  変換部
１３０１  検出部
【図１】
2010027789.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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