(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
写真蝕刻プロセスにおける露光毎に形成される複数のパターンからなるパタ―ングループを複数有するウェハーに対し、前記パターングループ中の欠陥パターン、即ち、或るテストの要求条件に満足しないパターンに関する分析を行う方法において、
（ａ）前記パターングループにおいての欠陥パターンの分布形態を表示する固有分布図柄を複数定義する段階と、
（ｂ）前記固有分布図柄中の少なくとも一つと相関する分布特徴を複数定義する段階と、
（ｃ）前記ウェハーのパターングループ毎にその欠陥パターン分布図柄についての認知をし、該当パターングループが前記固有分布図柄の少なくとも一つと相関するようにする段階と、
（ｄ）前記分布特徴と前記固有分布図柄の相関、及び前記ウェハーの欠陥パターン分布図柄と前記固有分布図柄の相関に基づいて、前記ウェハーの各欠陥パターン分布図柄が夫々分布特徴の少なくとも一つと間接的に相関するようにし、且つ、該当パターングループに対応する各分布特徴に対し夫々相関係数を設定する段階と、
（ｅ）前記ウェハーにおいて分布特徴毎に該当分布特徴に応じる全ての相関係数を累算し、該当分布特徴による影響量を得る段階とからなるウェハー製造工程における分析方法。
【請求項２】
前記欠陥パターン分布図柄毎に、前記欠陥パターン分布図柄が一つの前記固有分布図柄または複数の固有分布図柄による組合せと合致または大体合致するように前記固有分布図柄の列から一つまたは複数選んで、これを該当欠陥パターン分布図柄と相関する固有分布図柄とすることを特徴とする請求項１に記載のウェハー製造工程における分析方法。
【請求項３】
前記分布特徴に対応する影響量から、分布特徴対影響量の参考図を作成することを特徴とする請求項１に記載のウェハー製造工程における分析方法。
【請求項４】
前記パターングループのいずれか一つにとって、該当パターングループと間接的に相関する分布特徴の数はｎとする場合、これらの分布特徴に夫々対応する相関係数は何れも１／ｎに設定することを特徴とする請求項１に記載のウェハー製造工程における分析方法。
【請求項５】
前記パターングループはａ×ｂマトリックス状に配列する複数のパターンとなり、ａとｂは夫々自然数であることを特徴とする請求項１に記載のウェハー製造工程における分析方法。
【請求項６】
写真蝕刻プロセスにおける露光毎に形成される複数のパターンからなるパタ―ングループを複数有するウェハーに対し、前記パターングループ中の欠陥パターン、即ち、或るテストの要求条件に満足しないパターンに関する分析を行う装置において、
（１）前記パターングループにおいての欠陥パターンの分布形態を表示する固有分布図柄を複数記録する第１のデータベースと、
（２）前記固有分布図柄中の少なくとも一つと相関する分布特徴を複数定義するための第２のデータベースと、
（３）前記複数の分布特徴の夫々に対応して複数の記録エリアを設ける第３のデータベースと、
（４）前記ウェハーのパターングループに関する欠陥パターン分布図柄を記録するための第４のデータベースと、
（５）第２のデータベースの各分布特徴を夫々第１のデータベースの一つまたは複数の固有分布図柄と結び付ける第１の結び付け手段と、
（６）第４のデータベースの各欠陥パターン分布図柄を夫々第１のデータベースの一つまたは複数の固有分布図柄と結び付ける第２の結び付け手段、
（７）第４のデータベースと第２のデータベースとの間に、第２及び第１の結び付け手段による結び付けに基づいて、欠陥パターング分布図柄毎に、該当欠陥パターン分布図柄と夫々間接的に結び付けられる分布特徴を割り出して、且つ、該当欠陥パターン分布図柄と間接的に結び付けられる各分布特徴に対し夫々相関係数を設定する分析手段と、
（８）前記分布特徴毎に該当分布特徴に対応する全ての相関係数を累算することにより影響量を得て、且つ、該影響量を第３のデータベースの対応の記録エリアに保存する計算保存手段とからなるウェハー製造工程における分析装置。
【請求項７】
前記第２の結び付け手段は画像分析手段をも有し、該画像分析手段は、前記第１のデータベースの固有分布図柄と第４のデータベースの欠陥パターン分布図柄を分析し、前記欠陥パターン分布図柄の夫々が一つの固有分布図柄または複数の固有分布図柄による組合せと合致または大体合致するように前記第１のデータベースから一つまたは複数の固有分布図柄を選んで、これを該当欠陥パターン分布図柄と結び付けられる固定分布図柄とすることを特徴とする請求項６に記載のウェハー製造工程における分析装置。
【請求項８】
更に前記第３のデータベースから前記分布特徴に対応する影響量を出力するための出力手段をも有することを特徴とする請求項７に記載のウェハー製造工程における分析装置。
【請求項９】
分析装置はコンピュータに形成されることを特徴とする請求項８に記載のウェハー製造工程における分析装置。
【請求項１０】
前記出力手段はディスプレー、プリンター及びテレビのいずれか一つであることを特徴とする請求項９に記載のウェハー製造工程における分析装置。
【請求項１１】
前記第４のデータベースの欠陥パターン分布図柄のいずれか一つにとって、該当欠陥パターン分布図柄と間接的に結び付けられる分布特徴の数はｎとする場合、前記分析手段が各前記分布特徴に対し夫々設定する相関係数は何れも１／ｎであることを特徴とする請求項６に記載のウェハー製造工程における分析装置。
【請求項１２】
前記パターングループはａ×ｂマトリックス状に配列する複数のパターンからなり、ａとｂは夫々自然数であることを特徴とする請求項６に記載のウェハー製造工程における分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェハー製造工程における分析方法及び装置に関わり、特に、半導体製造工程においてウェハーの欠陥パターングループについて分析や分類を行うことにより製造工程の改良に寄与する情報を得るための方法及び装置に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
半導体部品の製造は、半導体ウェハーをベースに写真蝕刻、金属堆積若しくは蒸着、エッチング等プロセスを施して所要のパーツを形成することにより行われる。
【０００３】
普段、製造工程を簡素化するために、先ず、同一のウェハーにおいて複数のパターンを形成するのできるマスクを用いて繰り返して複数のパターン（ここで、これらのパターンは夫々一つのチップを定義する）を形成し、一連のエッチングなどのプロセスを施す。この後、ウェハーを複数のチップに切り分ける。
【０００４】
図１はウェハーにパターンを形成する典型的な方法を示す図である。ウェハー１にパターンを形成するのに用いるマスク（図示してない）は、単一なパターンを形成するものではなく、パターングループ３を形成することのできるマスクである。パターングループ３はマトリックス状（現在、図１に示すような２×３のマトリックスはよく用いられる）に配列する複数のパターンからなる。製造中、このようなマスクを精密な搬送機構で搬送しながら順次にウェハーにおける一連の所定の位置に投影露光を施す。このため、露光毎に一つの所定の位置に２×３のマトリックス状に配列するパターングループが得られ、数多くのパターンはウェハーの全体において均一的形成される。
【０００５】
ウェハーからチップを形成する方法は大体前記のようなものである。
【０００６】
半導体製造中、誤差によりウェハーにおいて欠陥パターンが生成することがある。従って、良品率の向上に寄与するようにウェハーにおける欠陥パターンの分布等に関する分析や評価を行う必要がある。このような分析や評価は一つのパタ―ングループを単位として行われる。
【０００７】
前記分析の結果は製造工程の改良にとって重要な意味を持つ。例えば、ウェハーにおいて、殆どの欠陥パターンは２×３個のパターングループ中の右上の一番端にある場合、欠陥原因は、（１）マスク自体の問題、（２）作業台のアライメント誤差（作業台は右側上がりの傾斜になっている可能性がある）またはその他の規則的欠陥が生じられる原因であり得る。このような分析方法は露光パターン認知（ＳＰＲ，Ｓｈｏｔ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）と呼ばれている。
【０００８】
しかしながら、前記のようなＳＰＲ分析方法は、経験や、直感でウェハーにおける欠陥が規則的に分布するかどうかを判断することに依存して製造工程の評価を行うものに過ぎず、系統的分析方法とは謂えない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような問題点を解決するため、本発明の目的は、ウェハーの欠陥パターングを系統的且つ効率的分析し製造工程の改良に寄与することができるウェハー製造工程における分析方法及び装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明のウェハー製造工程における分析方法は、写真蝕刻プロセスにおける露光毎に形成される複数のパターンからなるパタ―ングループを複数有するウェハーに対し、前記パターングループ中の欠陥パターン、即ち、或るテストの要求条件に満足しないパターンに関する分析を行う方法において、（ａ）前記パターングループにおいての欠陥パターンの分布形態を表示する固有分布図柄を複数定義する段階と、（ｂ）前記固有分布図柄中の少なくとも一つと相関する分布特徴を複数定義する段階と、（ｃ）前記ウェハーのパターングループ毎にその欠陥パターン分布図柄についての認知をし、該当パターングループが前記固有分布図柄の少なくとも一つと相関するようにする段階と、（ｄ）前記分布特徴と前記固有分布図柄の相関、及び前記ウェハーの欠陥パターン分布図柄と前記固有分布図柄の相関に基づいて、前記ウェハーの各欠陥パターン分布図柄が夫々分布特徴の少なくとも一つと間接的に相関するようにし、且つ、該当パターングループに対応する各分布特徴に対し夫々相関係数を設定する段階と、（ｅ）前記ウェハーにおいて分布特徴毎に該当分布特徴に応じる全ての相関係数を累算し、該当分布特徴による影響量を得る段階とからなる。
【００１１】
また、前記本発明の分析方法において、前記欠陥パターン分布図柄毎に、前記欠陥パターン分布図柄が一つの前記固有分布図柄または複数の固有分布図柄による組合せと合致または大体合致するように前記固有分布図柄の列から一つまたは複数選んで、これを該当欠陥パターン分布図柄と相関する固有分布図柄とすることを特徴とする。
【００１２】
また、前記分布特徴に対応する影響量から、分布特徴対影響量の参考図を作成しても良い。
【００１３】
更に、前記パターングループのいずれか一つにとって、該当パターングループと間接的に相関する分布特徴の数はｎとする場合、これらの分布特徴に夫々対応する相関係数は何れも１／ｎに設定することができる。なお、前記パターングループはａ×ｂマトリックス状（ａとｂは夫々自然数）に配列する複数のパターンとしても良い。
【００１４】
一方、本発明のウェハー製造工程における分析方法は、写真蝕刻プロセスにおける露光毎に形成される複数のパターンからなるパタ―ングループを複数有するウェハーに対し、前記パターングループ中の欠陥パターン、即ち、或るテストの要求条件に満足しないパターンに関する分析を行う装置において、（１）前記パターングループにおいての欠陥パターンの分布形態を表示する固有分布図柄を複数記録する第１のデータベースと、（２）前記固有分布図柄中の少なくとも一つと相関する分布特徴を複数定義するための第２のデータベースと、（３）前記複数の分布特徴の夫々に対応して複数の記録エリアを設ける第３のデータベースと、（４）前記ウェハーのパターングループに関する欠陥パターン分布図柄を記録するための第４のデータベースと、（５）第２のデータベースの各分布特徴を夫々第１のデータベースの一つまたは複数の固有分布図柄と結び付ける第１の結び付け手段と、（６）第４のデータベースの各欠陥パターン分布図柄を夫々第１のデータベースの一つまたは複数の固有分布図柄と結び付ける第２の結び付け手段、（７）第４のデータベースと第２のデータベースとの間に、第２及び第１の結び付け手段による結び付けに基づいて、欠陥パターング分布図柄毎に、該当欠陥パターン分布図柄と夫々間接的に結び付けられる分布特徴を割り出して、且つ、該当欠陥パターン分布図柄と間接的に結び付けられる各分布特徴に対し夫々相関係数を設定する分析手段と、（８）前記分布特徴毎に該当分布特徴に対応する全ての相関係数を累算することにより影響量を得て、且つ、該影響量を第３のデータベースの対応の記録エリアに保存する計算保存手段とからなる。
【００１５】
また、前記本発明の分析装置において、前記第２の結び付け手段は画像分析手段をも有し、該画像分析手段は、前記第１のデータベースの固有分布図柄と第４のデータベースの欠陥パターン分布図柄を分析し、前記欠陥パターン分布図柄の夫々が一つの固有分布図柄または複数の固有分布図柄による組合せと合致または大体合致するように前記第１のデータベースから一つまたは複数の固有分布図柄を選んで、これを該当欠陥パターン分布図柄と結び付けられる固定分布図柄とするように構成しても良い。
【００１６】
また、前記第３のデータベースから前記分布特徴に対応する影響量を出力するための出力手段を有しても良い。更に、前記出力手段はディスプレー、プリンター及びテレビのいずれか一つであっても良い。また、本発明の分析装置はコンピュータに形成されることができる。
【００１７】
更に、前記第４のデータベースの欠陥パターン分布図柄のいずれか一つにとって、該当欠陥パターン分布図柄と間接的に結び付けられる分布特徴の数はｎとする場合、前記分析手段が各前記分布特徴に対し夫々設定する相関係数は何れも１／ｎにしても良い。なお、前記パターングループはａ×ｂマトリックス状（ａとｂは夫々自然数）に配列する複数のパターンとしても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】
前記の目的を達成して従来の欠点を除去するための課題を実行する本発明の実施例の構成とその作用を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
第１の実施例
図２ａと図２ｂは本発明の第１の実施例を説明する図である。
【００２０】
図２ａを参照して、本実施例では、２×３マトリックス状のパターングループ１０が形成されたウェハー１００について、本発明の分析方法を施行する。本発明の方法は以下の段階からなるものである（説明上の便宜で、各段階の施行順位は下記のような順位とするが、実にこのような順序に限りない。）。
【００２１】
先ず、例えば、図２ｂに示すように、複数の固有分布図柄２０を定義する。これらの固有分布図柄２０は何れもウェハーの一つのパターングループ１０において欠陥パターン１１がどのように分布するかを表示するもの、即ちパターングループにおいての欠陥パターンの分布形態（形成可能な形態）を表示するものである。
【００２２】
次に、分布特徴を複数定義する。本実施例では、図２ｂに示すように、該分布特徴を以って欠陥パターン１１がどのようにパターングループ１０に分布しているかを分類、表示する。例えば、各分布特徴は夫々全良、上、右上、右，右下、下、左下、左、左上、中央、全悪、域二分、域三分等と定義されて、更に符号ＧＤ、ＵＰ、ＲＵ、ＲＲ、ＲＤ、ＤＮ、ＬＤ、ＬＬ、ＬＵ、ＭＤ、ＷＰ、ＢＩ、ＴＲ等で表記され、各種の欠陥パターン１１の分布形態を表示するものとする。そして、これらの分布特徴が夫々１対１または１対多数で前記固有分布図柄２０と相関する（図２ｂにおいて矢印で示す）ように固有分布図柄２０の分類を行う。例えば、図２ｂに示すように、分布特徴ＵＰが欠陥図柄がパターングループの上方にある固有分布パタン―ン２０（５種類）と対応する。
【００２３】
次に、ウェハー１００のパターングループ１０毎にその欠陥パターン分布図柄についての認知をし、該当パターングループが前記固有分布図柄の少なくとも一つと相関するようにする。即ち、ウェハー１００からパターングループ１０をいずれか一つ選んで、該パターングループ１０の欠陥パターン分布図柄を固有分布図柄２０と一つづつ照合し、両者は同様である場合、パターングループ１０が該当固有分布図柄２０と相関するようにする（例えば図中の矢印で示す）。パターングループ１０の欠陥パターン分布図柄が固有分布図柄の列にない場合、パターングループ１０の欠陥パターン分布図柄が複数の固有分布図柄による組合せと大体（望ましいのは完全に）合致するように固有分布図柄の列から複数（本実施例では、普段３個以下で済む）選んで、これを該当欠陥パターン分布図柄と相関する固定分布図柄とする。
【００２４】
次に、図２ｂに示すように、分布特徴と固有分布図柄２０の相関、及びパターングループ１０の欠陥分布図柄と固有分布図柄２０の相関に基づいて、ウェハー１００の各パターングループ１０（即ち、各欠陥パターン分布図柄）が夫々分布特徴と間接的に相関するようにする。ここで、一つのパターングループ１０は一つまたは複数の分布特徴と間接的に相関（間接相関）することが可能である。
【００２５】
次に、それらの間接相関の夫々は何れも一つの相関線と見なし、該相関線毎に相関係数を設定する（即ち、該当パターングループ１０に対応する各分布特徴に対し夫々相関係数を設定する。図において符号Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３等でこれらの相関係数を表示する）。一つの相関係数は一つのパターングループ１０に対応する一つの分布特徴に対し設定される間接相関の相関度を表示する。例えば、本実施例では、一つのパターングループ１０はｎ（自然数）相関線（或いは該当パターングループと間接相関する或る分布特徴）に対応するとすると、ｎ相関線に夫々対応する相関係数は何れも１／ｎとする。
【００２６】
最後、分布特徴（ＵＰ、ＲＵ、ＲＲ…等）毎に、該当分布特徴に応じる全ての相関係数を累算し、この結果数値を該当分布特徴による影響量とする。この影響量はウェハー１００の全てのパターングループ１０の欠陥パターン分布図柄と該当分布特徴との相関度を表示するものとする。
【００２７】
前記のように分布特徴に対応する影響量から、図３に示すような分布特徴対影響量の参考図を作成することができる。該図において、各分布特徴間の影響量を比較することにより、各パターングループ１０において欠陥パターン１１は主にどの区域に分布されているかがわかる。よって、製造工程の改良対策を打ち出すことが図られる。
【００２８】
なお、或る固有分布図柄は若干な他の分布図柄による組合せてからなっても良い。例えば、図２ｂにおいて、ＢＩとＴＲの分布特徴に対応する図柄は夫々ＵＰ乃至ＭＤに対応する図柄同士による組合せから構成することができる。これにより、図柄の種類を増やすことができる。
【００２９】
また、同一のウェハーにとって、図３の参考図には２種の曲線がある。一つはＧＤ乃至ＷＰ、及びＢＩとＴＲ分布特徴に依存する曲線、一つはＧＤ乃至ＷＰ分布特徴しか依存してない曲線である。ＢＩとＴＲを用いるかどうかは製造工程分析のニーズ次第である。
【００３０】
本発明はａ×ｂマトリックスのパターングループ群からなるウェハーに適する。ここで、ａとｂは夫々自然数であり、２×３マトリックスに限らない。
第２の実施例
本発明の第２の実施例の分析装置は図４に示される。
【００３１】
図４によれば、本発明の分析装置は例えば、コンピュータ２００に形成され、（１）第１の実施例のパターングループ１０に関する固有分布図柄を複数記録する第１のデータベース２１０と、（２）第１の実施例の複数の分布特徴を定義するための第２のデータベース２２０と、（３）前記複数の分布特徴の夫々に対応して第１の実施例で説明する影響量を記録するための複数の記録エリア２３１を設ける第３のデータベース２３０と、（４）ウェハー１００の各パターングループ１０に関する欠陥パターン１１分布図柄を記録するための第４のデータベースと、（５）第１の実施例で説明する方法を以って第２のデータベース２２０の各分布特徴を夫々第２１のデータベース２１０に記録される一つまたは複数の固有分布図柄と結び付ける第１の結び付け手段２５０と、（６）第１の実施例で説明する方法を以って第４のデータベース２４０の各パターングループ１０に関する欠陥パターン分布図柄を第１のデータベース２１０の一つまたは複数の固有分布図柄２０と結び付ける（パターングループ１０に関する欠陥パターン分布図柄を該当固有分布図柄同士による組合せと大体若しくは完全に合致させる）第２の相関付け手段２６０、（７）第４のデータベース２４０と第２のデータベース２２０との間に、第２及び第１の結び付け手段２６０，２５０による結び付けに基づいて、欠陥パターング分布図柄毎に、該当欠陥パターン分布図柄と夫々間接的に結び付けられる分布特徴を割り出して、且つ、第１の実施例と同様に、各パタン―ングループ１０の欠陥パターン分布図柄と間接的に結び付けられる各分布特徴（少なくとも一つ）に対し夫々相関係数Ｒ１、Ｒ２…を定義する分析手段２７０とからなる。
【００３２】
本実施例では、例えば、一つのパターングループ１０はｎ相関特徴と間接に結び付けられ、ｎ相関特徴の夫々に対し設定する相関係数は何れも１／ｎとなる。
【００３３】
また、本実施例では、分析装置は（８）計算記録手段２８０をも有する。該計算記録手段２８０は前記分布特徴毎に、該当分布特徴に対応する全ての相関係数を累算することにより前記影響量を得て、且つ、該影響量を第３のデータベース２３０の対応の記録エリア２３１に保存するためのものである。
【００３４】
また、本実施例では、第２の結び付け手段２６０は画像分析手段２６１（例えば、画像分析プログラム）をも有する。該プログラムの実施により、第４のデータベース２１０のパターングループ１０の欠陥パターン分布図柄が複数の固有分布図柄による組合せと大体（望ましいのは完全に）合致するように第１のデータベース（の固有分布図柄の列）から一つまたは複数の固有分布図柄を選んで、これを該当欠陥パターン分布図柄と結び付けられる固有分布図柄とする。
【００３５】
更に、本実施例では、分析装置は前記第３のデータベース２３０から前記分布特徴に対応する影響量を出力するための出力手段２９０をも有する。該出力手段２３０は例えば、コンピュータのディスプレー、プリンターまたはテレビである。
【００３６】
本発明は前記実施例の如く提示されているが、これは本発明を限定するものではなく、当業者は本発明の要旨と範囲内において変形と修正をすることができる。
【００３７】
【発明の効果】
前記の通り、本発明の方法及び装置を用いると、製造工程の改良に寄与するようにウェハーの欠陥パターングを系統的且つ効率的分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は典型的なウェハーと該ウェハーに形成されるパターングループを示す図である。
【図２ａ】本発明の分析方法に関するウェハーと該ウェハーに形成されるパターングループを示す図である。
【図２ｂ】本発明の分析方法に用いられる各種の図柄の定義を示す図である。
【図３】本発明の分析方法による分布特徴対影響量の参考図である。
【図４】本発明の分析装置の構造を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、１００  ウェハー
３、１０  パターングループ
１１    欠陥パタ―ン
２０    固有分布図柄
２００  コンピュータ
２１０  第１のデータベース
２２０  第２のデータベース
２３０  第３のデータベース
２４０  第４のデータベース
２５０  第１の結び付け手段
２６０  第２の結び付け手段
２６１  画像分析手段
２７０  分析手段
２８０  計算記録手段
２９０  出力手段
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３  相関係数符号
【図１】
0003553029.tif 000002
【図２ａ】
0003553029.tif 000003
【図２ｂ】
0003553029.tif 000004
【図３】
0003553029.tif 000005
【図４】
0003553029.tif 000006