(57)【要約】【課題】適切な検査領域毎に適切な感度ランクを設定して欠陥検査を行うことができる欠陥検査装置を提供する。【解決手段】回路パターンが形成されたウェーハの欠陥検査を行う領域を複数の分割検査領域に分割する検査領域分割部２と、前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎のパターン密度を算出するパターン密度算出部３と、  それぞれ複数の前記分割検査領域を有する複数の検査実行領域に前記パターン密度に基づく感度ランクを設定する検査実行領域・感度ランク設定部４，５と、前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行う欠陥検査部６と、を備える【選択図】図１
2008078635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路パターンが形成されたウェーハの欠陥検査を行う領域を複数の分割検査領域に分割する検査領域分割部と、
前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎のパターン密度を算出するパターン密度算出部と、
それぞれ複数の前記分割検査領域を有する複数の検査実行領域に前記パターン密度に基づく感度ランクを設定する検査実行領域・感度ランク設定部と、
前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行う欠陥検査部と、
を備える欠陥検査装置。
【請求項２】
前記パターン密度算出部は前記パターン密度として配線エッジ密度、又は配線エッジ密度及び配線被覆率に基づく感度評価値を算出し、
前記検査実行領域・感度ランク設定部は、前記パターン密度に基づいて前記分割検査領域毎の感度ランクを設定し、互いに隣接し同一の感度ランクが設定されている複数の前記分割検査領域をグループ化し、グループ化した形状を簡単化して前記検査実行領域を設定することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記検査領域分割部は前記回路パターンの設計データから前記ウェーハに形成される回路ブロックの階層情報を抽出し、抽出された回路ブロックのそれぞれを格子状の分割検査領域に分割し、
前記パターン密度算出部は前記パターン密度として配線被覆率、又は配線エッジ密度、又は配線エッジ密度及び配線被覆率に基づく感度評価値を算出し、
前記検査実行領域・感度ランク設定部は、前記回路ブロックのそれぞれにおける前記パターン密度の平均値及びばらつきに基づいて、前記回路ブロックを複数のグループに分類して前記検査実行領域を設定し、検査実行領域のそれぞれに感度ランクを設定することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
回路パターンが形成されたウェーハの欠陥検査を行う領域を複数の分割検査領域に分割し、
前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎のパターン密度を算出し、
それぞれ複数の前記分割検査領域を有する複数の検査実行領域に前記パターン密度に基づく感度ランクを設定し、
前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行う欠陥検査方法。
【請求項５】
装置パラメータに基づいてウェーハに回路パターンを形成するパターン形成装置と、
前記回路パターンが形成された前記ウェーハの欠陥検査を行う領域を複数の分割検査領域に分割する検査領域分割部、前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎のパターン密度を算出するパターン密度算出部、それぞれ複数の前記分割検査領域を有する複数の検査実行領域に前記パターン密度に基づく感度ランクを設定する検査実行領域・感度ランク設定部、及び前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行い、検査結果を出力する欠陥検査部を有する欠陥検査装置と、
前記検査結果に基づいて前記装置パラメータの補正情報を生成し、前記パターン形成装置へ出力する装置パラメータ制御部と、
を備える半導体装置の製造システム。
【請求項６】
装置パラメータに基づいてウェーハに回路パターンを形成し、
前記回路パターンが形成された前記ウェーハの欠陥検査を行う領域を複数の分割検査領域に分割し、
前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎のパターン密度を算出し、
それぞれ複数の前記分割検査領域を有する複数の検査実行領域に前記パターン密度に基づく感度ランクを設定し、
前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行い、
前記欠陥検査の結果に基づいて前記装置パラメータを補正し、
前記補正された装置パラメータに基づいてウェーハに回路パターンを形成する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠陥検査装置、欠陥検査方法、半導体装置の製造システム及び半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、半導体ウェーハ上に何層にもわたってパターンが形成された多数の素子が作り込まれる。完成した素子は、電気的特性の検査が行われ、不良品は組み立て工程から除かれる。半導体装置製造工程では、歩留まりが非常に重要であり、上記の電気的特性の検査結果は製造工程にフィードバックされ、各工程の管理に使用される。    しかし、半導体装置の製造工程は多数の工程で形成されており、製造を開始してから電気的特性の検査が行われるまで非常に長い時間を要する。従って、電気的特性の検査により製造工程に不具合があることが判明しても、その時点で既に多数のウェーハが処理の途中にあり、検査の結果を歩留まりの向上に十分に生かすことができない。
【０００３】
そこで、途中の工程（例えば各層毎）で形成したパターンを検査して欠陥（異物、パターン不良等）を検出する欠陥検査が行われている。全工程のうち複数の工程で欠陥検査を行なえば、欠陥の発生を速やかに検出することができ、検査結果を迅速に工程管理に反映することができる。
【０００４】
欠陥検査は、ウェーハに対して検査光を当て、反射光をレンズで集光し、イメージセンサによって画像を作成し、リファレンス画像と比較することで行う。検査光はウェーハ上のパターンによって反射強度が異なり、ライトレベルを同一にし、欠陥とみなす受光強度の閾値を同じにして検査を行うと、欠陥を検出しやすい領域（高感度領域）と検出しにくい領域（低感度領域）が発生する。そこで、例えばセル部の形が単純でかつその個数が少ないメモリ製品では、ウェーハを見ながら手作業でセル部と周辺回路部に対し別々の感度を設定して欠陥検査を行っている。
【０００５】
しかし、ロジック製品のようにパターンがランダムな場合は、高感度領域と低感度領域が散在し、かつその個数が多く、手作業での感度設定は極めて困難であった。そのためロジック製品ではウェーハ全体を同一の感度で検査せざるを得なくなり、擬似欠陥を一定の割合まで低減すると、低感度領域の欠陥を検出できなくなっていた。
【０００６】
このような問題を解決するため、被検査領域を部分検査領域に分割し、各部分検査領域について配線密度（＝配線の面積／部分検査領域の面積）を算出し、算出した配線密度に基づいて各部分検査領域に感度ランクを付け、検査パラメータを設定する欠陥検査装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
しかし、配線密度にのみ基づいた感度ランクは実際の欠陥検出感度とは一致しない。また、感度ランクが付けられた部分検査領域は膨大な数になり、これをそのまま検査装置に送ると、検査装置が正常に動作しなくなったり、検査領域の設定を失敗したりする虞があった。
【特許文献１】特開平２００２−３２３４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は適切な検査領域毎に適切な感度ランクを設定して欠陥検査を行うことができる欠陥検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様による欠陥検査装置は、回路パターンが形成されたウェーハの欠陥検査を行う領域を複数の分割検査領域に分割する検査領域分割部と、前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎の配線被覆率及び配線エッジ密度を算出する被覆率・エッジ密度算出部と、前記配線被覆率及び前記配線エッジ密度に基づいて前記分割検査領域毎の感度評価値を算出し、前記感度評価値に基づいて感度ランクを設定する感度ランク設定部と、同一の感度ランクが設定されている前記分割検査領域の形状を簡単化し、検査実行領域を設定する検査実行領域設定部と、前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行う欠陥検査部と、を備えるものである。
【００１０】
また、本発明の一態様による欠陥検査装置は、回路パターンが形成されたウェーハの欠陥検査を行う領域を複数の分割検査領域に分割する検査領域分割部と、前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎の配線エッジ密度を算出するエッジ密度算出部と、前記配線エッジ密度に基づいて感度ランクを設定する感度ランク設定部と、同一の感度ランクが設定されている前記分割検査領域の形状を簡単化し、検査実行領域を設定する検査実行領域設定部と、前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行う欠陥検査部と、を備えるものである。
【００１１】
本発明の一態様による欠陥検査方法は、検査領域分割部、被覆率・エッジ密度算出部、感度ランク設定部、検査実行領域設定部及び欠陥検査部を有する欠陥検査装置を用いて回路パターンが形成されたウェーハの欠陥検査を行う方法であって、前記検査領域分割部により前記ウェーハの欠陥検査を行う領域を複数の分割検査領域に分割し、前記被覆率・エッジ密度算出部により前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎の配線被覆率及び配線エッジ密度を算出し、前記感度ランク設定部により前記配線被覆率及び前記配線エッジ密度に基づいて前記分割検査領域毎の感度評価値を算出し、前記感度評価値に基づいて感度ランクを設定し、前記検査実行領域設定部により同一の感度ランクが設定されている前記分割検査領域の形状を簡単化し、検査実行領域を設定し、前記欠陥検査部により前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行うことを含むものである。
【００１２】
本発明の一態様による半導体装置の製造方法は、検査領域分割部、被覆率・エッジ密度算出部、感度ランク設定部、検査実行領域設定部、欠陥検査部、パターン形成装置及び装置パラメータ補正部を有する半導体製造システムを用いる半導体装置の製造方法であって、装置パラメータに基づいて前記パターン形成装置によりウェーハに回路パターンを形成する工程と、前記検査領域分割部により前記ウェーハの欠陥検査を行う領域を複数の分割検査領域に分割する工程と、前記被覆率・エッジ密度算出部により前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎の配線被覆率及び配線エッジ密度を算出する工程と、前記感度ランク設定部により前記配線被覆率及び前記配線エッジ密度に基づいて前記分割検査領域毎の感度評価値を算出し、前記感度評価値に基づいて感度ランクを設定する工程と、前記検査実行領域設定部により同一の感度ランクが設定されている前記分割検査領域の形状を簡単化し、検査実行領域を設定する工程と、前記欠陥検査部により前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行う工程と、前記装置パラメータ補正部により前記欠陥検査の結果に基づいて前記装置パラメータを補正する工程と、を有し、前記パターン形成装置は前記補正された装置パラメータに基づいてウェーハに回路パターンを形成するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、適切な検査領域毎に適切な感度ランクを設定して欠陥検査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）図１に本発明の第１の実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す。設計部１からは設計データ（マスクデータ）が出力される。検査領域分割部２では検査対象チップの検査領域の分割が行われる。被覆率・エッジ密度算出部３では各分割検査領域における被覆率及びエッジ密度が算出される。ここで算出された被覆率及びエッジ密度に基づき感度ランク設定部４において各分割検査領域について感度評価値が算出され、その感度評価値を基準に感度ランクが設定される。検査実行領域設定部５は同一の感度ランクが設定された分割検査領域をグループ化し、グループ化した分割検査領域の形状が矩形になるよう図形処理をして、検査実行領域を設定する。これは欠陥検査部６において検査を行う際に検査領域を矩形に設定するためである。欠陥検査部６では、感度ランク毎に検査パラメータ（ライトレベル、受光強度閾値等）が設定される。
【００１６】
欠陥検査を行い、検出された欠陥を欠陥分類部７により発生原因ごとに分類し、擬似欠陥率が所定値以下になるように検査パラメータを設定する。検査パラメータの設定終了後、検査実行領域における感度評価値の代表値（代表評価値）と設定した検査パラメータが感度ライブラリ８に登録される。代表評価値は例えば検査実行領域内での感度評価値の中央値や平均値である。次回以降の欠陥検査では、代表評価値を用いて感度ライブラリ８を検索し、検査パラメータを取得することで、検査パラメータ設定を自動化することが出来る。検出された欠陥は欠陥データ記憶部９に記憶され、表示部１０にてウェーハマップやチャート形式で表示される。
【００１７】
続いて各部の動作について説明する。
【００１８】
検査領域分割部２は検査対象チップの検査を行う領域を複数の領域に分割する。例えば、図２に示すように格子状に分割する。格子の大きさは任意に設定可能である。以後、検査領域を格子状に分割したとして説明を行う。
【００１９】
被覆率・エッジ密度算出部３は設計データ（マスクデータ）を用いて、それぞれの格子の被覆率およびエッジ密度を算出する。被覆率は格子内での配線占有率（＝配線面積／格子面積）である。例えば、格子内全面に配線がある場合は被覆率＝１であり、格子内に配線が全くない場合は被覆率＝０となる。被覆率算出の一例を図３に示す。図３（ａ）は格子状に分割された検査領域を示す。図３（ｂ）は検査領域の一部を拡大した図であり、格子ｇ１〜ｇ６には図３（ｂ）に示すような配線パターンが形成されている。格子ｇ１〜ｇ６それぞれの被覆率を図３（ｃ）に示す。格子ｇ２には配線パターンが形成されていないので被覆率は０になる。
【００２０】
格子ｇ１〜ｇ６におけるエッジ密度算出の一例を図４、５に示す。エッジ密度とは配線のエッジ（配線と下地の境界）部の密度である。エッジ密度の算出方法について説明する。まず、エッジ密度を算出する領域の配線パターン（図４（ａ））のサイズを縦方向及び横方向にｄ［μｍ］小さくする（図４（ｂ））。ｄは配線幅に対して十分小さい値にする。そして、サイズを小さくする前のパターン領域から小さくしたパターン領域を引いた領域（図４（ｃ））がパターンのエッジ部となる。格子ｇ１〜ｇ６における配線エッジ部は図５（ａ）に示すようになる。このときの各格子のエッジ密度（＝エッジ部面積／格子面積）を図５（ｂ）に示す。格子ｇ１〜ｇ６のそれぞれについて被覆率及びエッジ密度を求めた例を図６に示す。
【００２１】
図７、８にエッジ密度算出の別の例を示す。図７に示すように一辺１０［μｍ］の正方形の格子ｇ７１とｇ７２に共に被覆率が０．３３の配線パターンが形成されている。被覆率は同じであるが、格子ｇ７２の方が複雑な配線パターンが形成されている。格子ｇ７１及びｇ７２に形成されているパターンを縦方向及び横方向にそれぞれ０．２（＝ｄ）［μｍ］小さくし、小さくする前のパターンから小さくした後のパターンを引いて、図８に示すようにエッジ部を求める。格子ｇ７１のエッジ密度は０．０４７４となり、格子ｇ７２のエッジ密度は０．１０１２となる。このように、エッジ密度は各格子における配線パターンの複雑さを表すことができる。欠陥検査における検査光の反射強度は被覆率だけでなく、ラインアンドスペースの粗密にも影響を受けるため、本実施形態ではエッジ密度を算出し、感度ランク設定に用いている。
【００２２】
感度ランク設定部４は各格子における被覆率及びエッジ密度から感度評価値（パターン密度）を算出し、その感度評価値に基づいて感度ランクを設定する。感度評価値ｅｖは下記の式で求める。
感度評価値ｅｖ（ｉ）＝（ｍａｘ（被覆率）−被覆率（ｉ））×（ｍａｘ（エッジ密度）−エッジ密度（ｉ））
ここで、ｍａｘ（被覆率）は全格子の中で最大の被覆率であり、ｍａｘ（エッジ密度）は全格子の中で最大のエッジ密度である。またｉは格子番号である。格子ｇ１〜ｇ６について感度評価値を求めた例を図９に示す。格子ｇ１〜ｇ６を含めた全格子の中で最大の被覆率は０．９、最大のエッジ密度は０．２２としている。
【００２３】
このように算出された感度評価値に基づいてそれぞれの格子に感度ランクを決定する。ここでは低感度と高感度の２ランクに分けることにする。感度評価値の中央値（メジアン）又は平均値を境界値とし、境界値以上の感度評価値の格子を低感度ランク、境界値未満の格子を高感度ランクに設定する。感度ランクの設定例を図１０に示す。境界値を０．０５とし、低感度ランクをランクＡ、高感度ランクをランクＢとしている。
【００２４】
検査実行領域設定部５は同一感度ランクの格子をグループ化し、グループ化した多角形を矩形（四角形）に分割して検査実行領域を設定する。欠陥検査装置は検査領域を矩形に設定して欠陥検査を行うからである。
【００２５】
グループ化した多角形を矩形に分割する処理はグループ化した多角形の頂点数を減らして簡単化するステップと、簡単化した多角形を矩形に分割するステップからなる。
【００２６】
まず、グループ化した多角形の頂点数を減らして簡単化するステップについて図１１〜図１５を用いて説明する。図１１（ａ）に格子状に分割された検査領域を示し、図１１（ｂ）はその一部を拡大した図を示す。それぞれの格子には感度ランクが設定されており、低感度ランク（ランクＡ）領域の処理から行う。
【００２７】
まず、図１１（ｃ）に示すように対象ランク（ランクＡ）が設定されている格子毎に矩形を発生させる。発生させる矩形は図１１（ｄ）に示すように格子枠より上下左右それぞれｓ／２ずつ小さくする。つまり発生させる矩形は格子枠より縦、横それぞれｓ小さいものとなる。ｓは格子枠の一辺より小さい任意の値である。
【００２８】
次に、発生させた矩形をそれぞれ横方向に長さｓだけ大きくする。これによりそれぞれの矩形が横方向に連結され、図１２（ａ）に示すような短冊状になる。
【００２９】
次に、横方向に長さｔ小さくする。図１２（ｂ）に示すように横の長さがｔ以下の短冊はこの処理で消失する。ｔの値が大きいほど多角形の頂点数は減少する。
【００３０】
次に、図１２（ｃ）に示すように横方向にｔ大きくする。先の処理で消失した短冊は消失したままである。
【００３１】
次に、このパターン（図１２（ｃ））と最初の矩形パターン（図１１（ｃ））のＡＮＤ（論理積）処理を行い図１２（ｄ）に示すような矩形パターンを得る。
【００３２】
次に、矩形をそれぞれ縦方向に長さｓだけ大きくする。これによりそれぞれの矩形が縦方向に連結され、図１２（ｅ）に示すような短冊状になる。
【００３３】
次に、縦方向に長さｒ小さくする。図１２（ｆ）に示すように縦の長さがｒ以下の短冊はこの処理で消失する。ｒの値が大きいほど多角形の頂点数は減少する。ここでｓ、ｒ、ｔはｓ＜ｒ＜ｔとするのが好適である。
【００３４】
次に、図１２（ｇ）に示すように縦方向に長さｒ大きくし、短冊パターンＡを得る。先の処理で消失した短冊は消失したままである。
【００３５】
続いて上記処理を縦方向処理と横方向処理の順番を入れ替えた処理を行う。
【００３６】
まず、図１１（ｃ）に示す各矩形を縦方向に長さｓ大きくする。これにより図１３（ａ）に示すようにそれぞれの矩形が縦方向に連結され、短冊状になる。
【００３７】
次に、縦方向に長さｔ小さくする。図１３（ｂ）に示すように縦の長さがｔ以下の短冊はこの処理で消失する。
【００３８】
次に、図１３（ｃ）に示すように縦方向にｔ大きくする。先の処理で消失した短冊は消失したままである。
【００３９】
次に、このパターン（図１３（ｃ））と最初の矩形パターン（図１１（ｃ））のＡＮＤ（論理積）処理を行い、図１３（ｄ）に示すような矩形パターンを得る。
【００４０】
次に、矩形をそれぞれ横方向に長さｓ大きくする。これによりそれぞれの矩形が横方向に連結され、図１３（ｅ）に示すような短冊状になる。
【００４１】
次に、横方向に長さｒ小さくする。図１３（ｆ）に示すように横の長さがｒ以下の短冊はこの処理で消失する。
【００４２】
次に図１３（ｇ）に示すように、横方向にｒ大きくし、短冊パターンＢを得る。先の処理で消失した短冊は消失したままである。
【００４３】
上記の処理で得られた短冊パターンＡ及び短冊パターンＢのＯＲ（論理和）処理を行う。短冊パターンＡのみでは横方向の長さがｔ以下であるが縦方向に長い領域を消失してしまい、短冊パターンＢのみでは縦方向の長さがｔ以下であるが横方向に長い領域を消失してしまう。従って２つの短冊パターンのＯＲ処理を行い図１４に示すような合成パターンを得るようにすることで縦方向又は横方向のいずれか一方向に短く、他方の方向に長い領域を消失しないようにする。
【００４４】
得られた合成パターンを格子単位に上下左右にそれぞれ長さｓ／２大きくすると図１５に示すような頂点数を減少させた多角形が得られる。
【００４５】
以上のような簡単化ステップにより図１１（ｂ）に示すランクＡの領域が図１５に示すような頂点数が減少した簡単化多角形領域になる。
【００４６】
続いて、簡単化した多角形を矩形に分割するステップでは上記簡単化ステップで得られた多角形を図１６に示すように矩形（四角形）に分割する。ここでは多角形を縦方向に分割したが、図１７に示すように横方向に分割してもよい。図１７の領域Ｄのように矩形分割ステップで得られた矩形のうち面積の小さい矩形をランクＡ検査領域の対象外としてもよい。対象外となった領域はランクＢ検査領域となる。
【００４７】
図１８に示すように簡単化ステップによりランクＡ検査領域の対象外となったランクＡの格子は高感度ランク（ランクＢ）に割り当てる。ランクＢ領域は欠陥が見つけやすい高感度領域であり、この領域に対して欠陥が見つけにくい低感度領域用の欠陥検査を行うと、擬似欠陥が発生しやすくなる。本実施形態で、低感度（ランクＡ）領域の簡単化処理から行ったのはこの擬似欠陥発生を防止するためである。
【００４８】
以上の処理により得られたランクＡ検査領域を除いた領域がランクＢ検査領域となる。例えば図１９（ａ）に示すようなランクＡ検査領域が得られた場合、ランクＢ検査領域は図１９（ｂ）に示すようになる。
【００４９】
欠陥検査部６には、検査実行領域設定部５により設定された感度ランク毎の検査領域情報が送られる。実ウェーハを用いて欠陥検査を行い、欠陥分類部７により欠陥分類し、擬似欠陥率を測定する。欠陥検査はイメージセンサ（図示しない）による画像作成及び作成した画像とリファレンス画像の比較を含む。リファレンス画像は前回検査を行ったウェーハ（チップ）の画像及び前々回検査を行ったウェーハ（チップ）の画像である。この２つのリファレンス画像と比較し、欠陥検出を行う。
【００５０】
擬似欠陥率が所定値以下になるまでライトレベル、受光強度の閾値等の検査パラメータの設定、欠陥検査、欠陥分類を繰り返す。このようにして感度ランク毎に適切な検査パラメータが設定される。また、感度ランク毎の検査領域情報と共にマスクデータの座標系が送られ、欠陥検査部６の座標系に変換される。
【００５１】
設定された検査パラメータと、その検査領域における感度評価値の代表値が感度ライブラリ８に記憶される。次回以降の欠陥検査では感度評価値の代表値を用いて、感度ライブラリ８内を検索し、取得することで検査パラメータの設定を自動化でき、また検査パラメータ設定に要する時間を短縮できる。
【００５２】
欠陥検査により検出された欠陥は欠陥データ記憶部９に記憶される。また、表示部１０にウェーハマップやチャート形式で表示され、ユーザが欠陥発生の有無を確認することができる。
【００５３】
このように、本発明の第１の実施形態に係る欠陥検査装置により、検査領域に適切な感度ランクを設定することができる。また、検査領域の形状と個数を欠陥検査装置の許容範囲内におさめることができる。
【００５４】
（第２の実施形態）図２０に本発明の第２の実施形態に係る半導体製造システムの概略構成を示す。欠陥検査装置１０４は上記第１の実施形態による欠陥検査装置を用いている。前の工程（ウェーハの洗浄、薄膜の成膜、ＭＯＳトランジスタの作成等）を終えたウェーハがウェーハ搬送制御装置１０１により配線パターン形成装置１０２に搬送される。配線パターン形成装置１０２ではまずスパッタ法やＣＶＤ（化学気相成長）法により配線金属膜が形成される。そしてレジスト（光照射領域が可溶性になるポジタイプ）を塗布し、露光処理によりメタルフォトマスクを介して配線パターンを転写して焼き付ける。そして光が照射されたレジスト部分を現像液で溶かし、レジストマスクを形成する。このレジストマスクを用いて配線金属膜をエッチングし、レジストを除去して配線パターンを形成する。
【００５５】
配線パターンを形成している時のパターン形成装置１０２の装置パラメータ情報（例えば露光量、フォーカス値、現像液温度等）が装置に取り付けられているセンサ（図示しない）によりモニタされ、装置パラメータデータベース１０５へ送られる。
【００５６】
パターン形成されたウェーハはウェーハ搬送制御装置１０１により欠陥検査装置１０４へ搬送される。欠陥検査装置１０４ではメタルフォトマスク設計部１０３よりマスクデータが入力され、そのマスクデータに基づき、検査領域分割、被覆率及びエッジ密度の算出、分割された領域毎の感度ランクの設定、検査実行領域の設定を行い、欠陥検査を行う。
【００５７】
装置パラメータ制御部１０６には欠陥検査装置１０４から検査結果情報が入力される。また、装置パラメータデータベース１０５より、欠陥検査を行ったウェーハのパターン形成時の装置パラメータが入力される。装置パラメータ・欠陥データベース１０７には発生する欠陥と装置パラメータの相関情報が記憶されている。欠陥検査により欠陥が検出された場合、装置パラメータ制御部１０６は、検出された欠陥について装置パラメータ・欠陥データベース１０７内を検索し、その相関情報及び装置パラメータから制御する装置パラメータとその補正量を求め、配線パターン形成装置１０２へ装置パラメータ補正情報を出力する。配線パターン形成装置１０２では装置パラメータ補正情報に基づいて装置パラメータが補正される。
【００５８】
欠陥検査装置１０４では被覆率及びエッジ密度に基づいて最適な感度ランクを設定するため、欠陥を的確に検出することができる。また、検査実行領域の形状を簡単化し、矩形に分割することで欠陥検査に要する時間を短縮できる。
【００５９】
また、装置パラメータと相関のある欠陥を的確に検出し、早期に装置パラメータ補正を行うことで、同じ欠陥が次回以降に処理を行うウェーハに発生することを抑制することができ、半導体装置製造の歩留まりを上げることができる。製造される半導体装置が多層構造の場合は、各層の配線パターンが形成される度に欠陥検査を行うことで欠陥の発生を速やかに検出でき、迅速に装置パラメータに反映することができる。
【００６０】
欠陥検査装置１０４の検査結果に基づいて、装置パラメータの補正だけでなく、装置の洗浄、製造プロセスの変更、装置の改造、装置の変更等を行うようにしても良い。製造プロセスの変更とは例えば、複数のプロセスから成る回路パターン形成に洗浄プロセスを追加すること等である。これにより、装置パラメータの補正では解消できない欠陥要因を解消することができる。
【００６１】
このように本発明の第２の実施形態に係る半導体製造システムにより、適切な検査領域毎に適切な感度ランクを設定して欠陥検査を行い、その検査結果に基づいて欠陥発生を抑制し、歩留まりを高くすることができる。
【００６２】
感度ランク設定部４にて設定する感度ランクは低感度と高感度の２ランクでなく、３ランク以上としてもよい。ランクを３つにした場合、検査実行領域設定部５では、感度の低い領域から順に簡単化処理及び矩形分割処理を行い、チップ全面から１番感度の低い領域及び２番目に感度の低い領域を除いた領域を一番感度の高い領域の検査実行領域とする。ただし、欠陥検査部６にてランク毎に検査パラメータを設定するため、欠陥検査装置のレシピ作成に要する時間が長くなることを考慮する必要がある。また、被覆率・エッジ密度算出部３において、配線のエッジ部の密度の代わりに、各分割検査領域における配線パターンの周長を求めても良い。配線パターンの周長もラインアンドスペースの粗密を表すことが出来る。
【００６３】
また、上記実施形態では感度ランク設定部４にて被覆率及びエッジ密度を用いて感度評価値を算出し、各格子の感度ランクを設定していたが、エッジ密度のみを用いて感度ランクを設定してもよい。感度ランクを低感度と高感度の２ランクに設定する場合、エッジ密度が境界値以上の格子を低感度ランク（ランクＡ）、境界値未満の格子を高感度ランク（ランクＢ）に設定する。境界値はエッジ密度の中央値（メジアン）又は平均値を用いることができる。
【００６４】
また、検査実行領域設定部５による検査実行領域の設定は以下のように行ってもよい。格子状に分割された分割検査領域にはそれぞれ図２１（ａ）に示すように感度ランクが設定されているとする。
【００６５】
まず、それぞれの行における低感度ランク（ランクＡ）の個数を調べ、ｍ個（ここでは２個とする）以下の場合はその行のランクＡの分割検査領域をランクＢに設定する。図２１（ｂ）に示すように格子ｇ１１、ｇ１２、ｇ１３がランクＢに設定される。次にそれぞれの列におけるランクＡの個数を調べ、ｎ個（ここでは１個）以下の場合はその列のランクＡの分割検査領域をランクＢに設定する。図２１（ｃ）に示すように格子ｇ１４、ｇ１５、ｇ１６がランクＢに設定される。これにより簡単化検査領域ＳＡ１を得る。
【００６６】
続いて、図２２（ａ）（図２１（ａ）と同じ）に示す分割検査領域のそれぞれの列におけるランクＡの個数を調べ、ｍ個（＝２個）以下の場合はその列のランクＡの分割検査領域をランクＢに設定する。図２２（ｂ）に示すように格子ｇ２１、ｇ２２、ｇ２３がランクＢに設定される。次にそれぞれの行におけるランクＡの個数を調べ、ｎ個（＝１個）以下の場合はその行のランクＡの分割検査領域をランクＢに設定する。図２２（ｃ）に示すように格子ｇ２４がランクＢに設定される。これにより簡単化検査領域ＳＡ２を得る。
【００６７】
簡単化検査領域ＳＡ１及びＳＡ２の少なくともいずれか一方においてランクＡが設定されている分割検査領域にはランクＡを設定し、いずれにおいてもランクＢが設定されている分割検査領域にはランクＢを設定することで図２３に示すようにランクＡ検査領域の形状を簡単化することができる。図２４に示すように、このランクＡ検査領域を矩形（矩形１、矩形２）に分割することで検査実行領域を設定することができる。
【００６８】
上記ｍ、ｎは格子の数に応じて任意に設定することができる。ｍ、ｎの数が大きいほどランクＡ検査領域の形状は簡単化される。また、ｍ、ｎの数をｎ＜ｍとすることで、行方向又は列方向のどちらか一方向の個数が少なく、他方向の個数が多いランクＡ検査領域をランクＢに設定することを防止することが出来る。
【００６９】
（第３の実施形態）図２５に本発明の第３の実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す。本実施形態に係る欠陥検査装置は演算部３１０、記憶部３２０、欠陥検査部３３０、表示部３４０を備える。
【００７０】
演算部３１０は、ブロック階層抽出部３１１、パターン密度計算部３１２、バラツキスペック決定部３１３、低バラツキ領域抽出部３１４、パターン密度別グルーピング部３１５を有する。
【００７１】
記憶部３２０は、パターンデータ記憶部３２１、パターン密度記憶部３２２、検査領域記憶部３２３、欠陥記憶部３２４を有する。
【００７２】
パターンデータ記憶部３２１はＧＤＳ等のパターンデータを格納する。パターンデータにはブロック（ＩＰ）の配置位置、大きさが保持されており、各ブロックはより小さな複数のブロックで構成される。
【００７３】
パターンデータは階層構造になっており、一例を図２６に示す。階層１はトップ（ＴＯＰ）セル４０１である。階層２から、トップセル４０１はロジック４０２及びメモリ４０３により構成されていることが分かる。また、階層３から、ロジック４０２はＩＯ４０４及びＭＰＵ４０５から構成され、メモリ４０３はセルアレイ４０６、４０７、周辺回路であるペリフェラル回路（Ｐｅｒｉ）４０８から構成されていることが分かる。ここでは階層３まで示しているが、これらのブロックはさらに小さいブロックにより構成される。
【００７４】
ブロック階層抽出部３１１はパターン記憶部３２１に格納されているパターンデータから図２６に示すような階層情報を抽出する。
【００７５】
パターン密度計算部３１２は各階層のそれぞれのブロック毎にパターン密度平均値及びパターン密度のばらつきを計算する。ここでパターン密度とは被覆率、エッジ密度又は感度評価値のいずれかである。被覆率、エッジ密度、感度評価値の求め方は上記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００７６】
パターン密度計算部３１２は各ブロックを複数の領域（分割検査領域）に分割し、分割検査領域毎にパターン密度を計算する。そしてパターン密度の平均値及びばらつきを求める。ばらつきは例えば標準偏差である。
【００７７】
パターン密度計算部３１２は各ブロックを例えば格子状の分割検査領域に分割する。格子サイズは装置のステージ精度を考慮すると一辺１０μｍ以上が好適である。また、格子サイズを大きくすると１つの格子に粗密パターンが混在することになるため、一辺５０μｍ以下が好適である。
【００７８】
図２６に示される各ブロックについてパターン密度の平均値及びばらつきを求めた例を図２７に示す。パターン密度にはエッジ密度を用いている。階層が浅いほど多くのパターンを含むのでパターン密度のばらつきが大きくなり、階層が深くなるに伴ってパターン密度のばらつきは小さくなる。
【００７９】
パターン密度計算部３１２は算出した各ブロックのパターン密度平均値及びパターン密度のばらつきをパターン密度記憶部３２２に格納する。
【００８０】
この欠陥検査装置は、各ブロックをパターン密度のばらつきが小さく平均値が大きいグループ、パターン密度のばらつきが小さく平均値が小さいグループ、パターン密度のばらつきが大きいグループの３つのグループに分類する。そして各グループに検査パラメータ（感度）設定を行い、欠陥検査を行うものである。パターン密度のばらつきの小さいグループに属するブロックは適切な検査パラメータ（感度）が設定されるため、欠陥検出率が向上する。
【００８１】
ここで、パターン密度のばらつきの大きいグループと小さいグループとのばらつき境界値（閾値）をバラツキスペックと呼ぶ。バラツキスペックはバラツキスペック決定部３１３にて決定される。
【００８２】
バラツキスペックとパターン密度のばらつきの小さいグループに属する（パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満の）ブロック数との関係を図２８に示す。
【００８３】
バラツキスペックが小さい程、パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満のブロック数は少ない。バラツキスペックの増加に伴い、パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満のブロック数が増加する。
【００８４】
また、バラツキスペックがある程度大きくなると、多くのパターンを含みばらつきの大きい階層の浅いブロックがパターン密度のばらつきの小さいグループに属することになるため、パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満のブロック数が減少する。
【００８５】
図２８に示すようなグラフは、バラツキスペックを初期値から所定ステップずつ変更してその時のパターン密度のばらつきの小さいグループに属するブロック数をカウントすることで得られる。
【００８６】
欠陥検査装置にて検査パラメータ（感度）を設定できるブロック数（領域数）は予め決められており、最大設定ブロック数より大きい範囲（図中ｘ１〜ｘ２）のバラツキスペックにすることはできない。従ってバラツキスペックはｘ１以下又はｘ２以上の値にする。最大設定ブロック数は装置により異なり、通常数百〜１０００程度である。
【００８７】
次にバラツキスペックとパターン密度のばらつきの小さいグループに属する（パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満の）ブロックの合計面積との関係を図２９に示す。
【００８８】
バラツキスペックの増加に伴い、合計面積も増加する。
【００８９】
バラツキスペックがｘ１以下では、パターン密度ばらつきが小さいため、欠陥検出率を高くできるが、対象面積が小さくなる。一方バラツキスペックがｘ２以上では、対象面積を大きくできるが、パターン密度ばらつきが大きいため、欠陥検出率が低下する。バラツキスペックをｘ１以下にするか、又はｘ２以上にするかは実施される欠陥検査の要求に基づいて決定する。
【００９０】
このようにしてバラツキスペック決定部３１３がバラツキスペックを決定する。決定されたバラツキスペックはパターン密度記憶部３２２に格納される。
【００９１】
低バラツキ領域抽出部３１４は、決定されたバラツキスペックを用いてパターン密度のばらつきの小さいグループに属する（パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満の）ブロックを抽出する。
【００９２】
例えば、図２７に示すようなパターン密度の平均値及びばらつきが得られており、バラツキスペック（標準偏差σ）が０．０２の場合、ＭＰＵ４０５、セルアレイ４０６、４０７が抽出される。
【００９３】
パターン密度別グルーピング部３１５は抽出された領域（ブロック）を、パターン密度平均値の高いグループと低いグループの２グループにグループ分けする。パターン密度平均値の境界値（閾値）は用いられるパターン密度のパラメータ（被覆率又はエッジ密度又は感度評価値）に応じて予め定められている。
【００９４】
図２７に示す例においてパターン密度（エッジ密度）平均値の境界値が０．１であった場合、セルアレイ４０６、４０７がパターン密度平均値の高いグループ、ＭＰＵ４０５がパターン密度平均値の低いグループにグループ分けされる。また、低バラツキ領域抽出部３１４により抽出されなかったＩＯ４０４、ペリフェラル回路（Ｐｅｒｉ）４０８がパターン密度のばらつきが大きいグループとなる。
【００９５】
このようにして、図３０に示すように検査領域がブロック毎にパターン密度のばらつきが小さく平均値が大きいグループ、パターン密度のばらつきが小さく平均値が小さいグループ、パターン密度のばらつきが大きいグループの３つのグループに分類される。
【００９６】
グループ分けされた検査領域情報は検査領域記憶部３２３に格納される。
【００９７】
欠陥検査部３３０は検査領域情報に基づき、グループ毎に検査パラメータ（感度）設定を行う。検査パラメータ（感度）設定の一例を図３１に示す。グループ毎に感度Ａ〜Ｃを設定する。そして、欠陥検査を行い欠陥を検出する。検出結果は欠陥記憶部３２４に格納される。検出された欠陥の座標や画像は表示部３４０に表示される。
【００９８】
本実施形態による欠陥検査方法を図３２に示すフローチャートを用いて説明する。
（ステップＳ３２０１）パターンデータ（ＧＤＳ等）からブロック階層を抽出する。
（ステップＳ３２０２）各ブロックを格子状に分割し、格子毎にパターン密度（被覆率又はエッジ密度又は感度評価値）を計算する。
（ステップＳ３２０３）各ブロックのパターン密度の平均値及びばらつき（例えば標準偏差）を計算する。
（ステップＳ３２０４）バラツキスペックの初期値を設定する。
（ステップＳ３２０５）パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満であるブロック数をカウントする。
（ステップＳ３２０６）最終バラツキスペックである場合はステップＳ３２０８へ進み、最終バラツキスペックでない場合はステップＳ３２０７へ進む。
（ステップＳ３２０７）バラツキスペックを所定ステップ変更する。
（ステップＳ３２０８）パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満であるブロック数及び最大設定ブロック数に基づきバラツキスペックを決定する。
（ステップＳ３２０９）パターン密度ばらつきがステップＳ３１０８で決定されたバラツキスペック未満であるブロックを抽出する。
（ステップＳ３２１０）ステップＳ３２０９で抽出されたブロックをパターン密度平均値に基づいて複数のグループに分類する。
（ステップＳ３２１１）ステップＳ３２１０で分類されたグループ及びステップＳ３２０９で抽出されなかったブロックで構成されるグループについてそれぞれ検査パラメータ（感度）を設定する。
（ステップＳ３２１２）設定された検査パラメータ（感度）に基づいて欠陥検査を行う。
【００９９】
このようにパターン密度のばらつきが少ない領域（ブロック）を抽出し、さらにパターン密度平均値に基づいてグルーピングを行い、グループ毎に感度を設定することで、検査光の反射強度のばらつきを抑えることができ、欠陥の検出率を向上させることができる。
【０１００】
また、パターン密度に被覆率でなくエッジ密度又は感度評価値を用いることで、検査光の反射強度をより正確に反映した領域抽出ができ、欠陥検出率をさらに向上させることができる。
【０１０１】
図２０に示す上記第２の実施形態に係る半導体製造システムの欠陥検査装置１０４に本実施形態による欠陥検査装置を用いることができる。
【０１０２】
本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１の実施形態による欠陥検査装置の概略構成図である。
【図２】同欠陥検査装置における検査領域分割の一例を示す図である。
【図３】同欠陥検査装置における被覆率算出の一例を示す図である。
【図４】同欠陥検査装置におけるエッジ密度算出の一例を示す図である。
【図５】同欠陥検査装置におけるエッジ密度算出の一例を示す図である。
【図６】同欠陥検査装置におけるエッジ密度算出の一例を示す図である。
【図７】同欠陥検査装置におけるエッジ密度算出の別の例を示す図である。
【図８】同欠陥検査装置におけるエッジ密度算出の別の例を示す図である。
【図９】同欠陥検査装置における感度評価値算出の一例を示す図である。
【図１０】同欠陥検査装置における感度ランク設定の一例を示す図である。
【図１１】同欠陥検査装置における簡単化処理の一例を示す図である。
【図１２】同欠陥検査装置における簡単化処理の一例を示す図である。
【図１３】同欠陥検査装置における簡単化処理の一例を示す図である。
【図１４】同欠陥検査装置における簡単化処理の一例を示す図である。
【図１５】同欠陥検査装置における簡単化処理の一例を示す図である。
【図１６】同欠陥検査装置における矩形分割処理の一例を示す図である。
【図１７】同欠陥検査装置における矩形分割処理の別の例を示す図である。
【図１８】同欠陥検査装置における感度ランク再設定の一例を示す図である。
【図１９】同欠陥検査装置における欠陥検査実行領域の一例を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態による半導体製造システムの概略構成図である。
【図２１】欠陥検査装置における簡単化処理の別の例を示す図である。
【図２２】欠陥検査装置における簡単化処理の別の例を示す図である。
【図２３】欠陥検査装置における簡単化処理の別の例を示す図である。
【図２４】欠陥検査装置における簡単化処理の別の例を示す図である。
【図２５】本発明の第３の実施形態による欠陥検査装置の概略構成図である。
【図２６】パターンデータの階層構造の一例を示す図である。
【図２７】各ブロックのエッジ密度の平均値及びばらつきの一例を示す図である。
【図２８】バラツキスペックとパターン密度ばらつきがバラツキスペック未満のブロック数との関係を示すグラフである。
【図２９】バラツキスペックとパターン密度ばらつきがバラツキスペック未満のブロックの合計面積との関係を示すグラフである。
【図３０】ブロックのグルーピングの一例を示す図である。
【図３１】グループ化した回路ブロックへの感度設定の一例を示す図である。
【図３２】同実施形態による欠陥検査方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０４】
１  設計部
２  検査領域分割部
３  被覆率・エッジ密度算出部
４  感度ランク設定部
５  検査実行領域設定部
６  欠陥検査部
７  欠陥分類部
８  感度ライブラリ
９  欠陥データ記憶部
１０  表示部
【図１】
2008078635.tif 000003
【図２】
2008078635.tif 000004
【図３】
2008078635.tif 000005
【図４】
2008078635.tif 000006
【図５】
2008078635.tif 000007
【図６】
2008078635.tif 000008
【図７】
2008078635.tif 000009
【図８】
2008078635.tif 000010
【図９】
2008078635.tif 000011
【図１０】
2008078635.tif 000012
【図１１】
2008078635.tif 000013
【図１２】
2008078635.tif 000014
【図１３】
2008078635.tif 000015
【図１４】
2008078635.tif 000016
【図１５】
2008078635.tif 000017
【図１６】
2008078635.tif 000018
【図１７】
2008078635.tif 000019
【図１８】
2008078635.tif 000020
【図１９】
2008078635.tif 000021
【図２０】
2008078635.tif 000022
【図２１】
2008078635.tif 000023
【図２２】
2008078635.tif 000024
【図２３】
2008078635.tif 000025
【図２４】
2008078635.tif 000026
【図２５】
2008078635.tif 000027
【図２６】
2008078635.tif 000028
【図２７】
2008078635.tif 000029
【図２８】
2008078635.tif 000030
【図２９】
2008078635.tif 000031
【図３０】
2008078635.tif 000032
【図３１】
2008078635.tif 000033
【図３２】
2008078635.tif 000034