(57)【要約】【課題】半導体装置のパターン欠陥検査方法を得る。【解決手段】重複パターンを除外した座標ファイルをもとに発生させた欠陥の発生しているパターンの画像データを参照することにより、欠陥検査機１が検出した箇所について、オペレータは、正確にレビュー検査を実行することができる。パターンの参照は、２値パターンを発生させ、レビュー箇所をナビゲートすることにより、行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハの欠陥検査機から、欠陥の座標情報を入力する工程と、
前記欠陥座標情報から、座標ファイルを生成する工程と、
生成した前記座標ファイルを参照して、設計データのデータベースから代表パターンを抽出する工程と、
パターンマッチングにより、パターンの重複を削除した座標ファイルを生成する工程と、
前記パターンの重複を削除した座標ファイルによって参照パターンを描画する工程と、
前記参照パターンを参照して、前記パターンの重複を削除した座標ファイルにより代表パターンを走査電子顕微鏡による画像で検査する工程と、
からなることを特徴とする半導体装置のパターン欠陥検査方法。
【請求項２】
半導体ウエハの欠陥検査機から、欠陥の座標情報を入力する工程と、
前記欠陥座標情報から、座標ファイルを生成する工程と、
生成した前記座標ファイルを参照して、設計データのデータベースから代表パターンを抽出する工程と、
パターンマッチングにより、パターンの分類と同一形状パターンの座標情報の削除を行って、パターンの重複を削除した座標ファイルを生成する工程と、
前記パターンの重複を削除した座標ファイルによって参照パターンを描画する工程と、
前記参照パターンを参照して、前記パターンの重複を削除した座標ファイルにより代表パターンを走査電子顕微鏡による画像で検査する工程と、
からなることを特徴とする半導体装置のパターン欠陥検査方法。
【請求項３】
前記生成した前記座標ファイルを参照して、設計データのデータベースから代表パターンを抽出する工程は、さらに、該代表パターンを描画した画像データを出力するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置のパターン欠陥検査方法。
【請求項４】
前記欠陥の座標情報は、位置情報に加えて、欠陥サイズ及び又は半導体ウエハ内の欠陥のある半導体チップを特定する座標情報を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置のパターン欠陥検査方法。
【請求項５】
前記パターンマッチングは、小領域マッチング及び全欠陥をトーナメント方式により行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置のパターン欠陥検査方法。
【請求項６】
前記画像データは、ビットマップ形式で作成することを特徴とする請求項３記載の半導体装置のパターン欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造前工程における欠陥検査に関し、特にパターン欠陥検査に方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造においては、半導体ウエハ上に種々のパターンを形成することが必要である。半導体装置のパターン寸法や形状は、フォトリソグラフィ条件や加工条件により変化する。基板上に形成されたパターンの形状が所定の公差以内にない場合には、パターン欠陥となる。そして、過剰な場合は、パターンのオープン、パターンのショートといったパターン欠陥が発生する。半導体装置内ではパターンが回路単位で繰り返している箇所が多く、パターン欠陥は同一パターン上で同様に欠陥が発生する頻度が高い。従って、欠陥検査機から検出されるパターン欠陥は数千〜数万オーダーと膨大な数となり、パターン欠陥検査に必要な時間が長くなっている。
【０００３】
一般的に、設計パターンの欠陥検査方式は、光散乱方式と明視野画像によるパターン比較方式に大別される。光散乱方式では、レーザビームを走査しながらウエハ全面を照射し、その散乱光をPhoto Multiplier Tube(PMT)検出器で検出し、隣り合うダイまたはセルアレイ同士の散乱光画像を比較することで、異物およびパターン欠陥を検出するものである。この方式は、散乱光を用いていることから、パーティクルなどの異物の検出能力が優れているとともに、高スループットが実現できる長所を持つ。パターン比較方式では、光をウエハに照明し、パターン像を光学系で検出器上に結像し、画像信号を画像コンピュータに取り込む。同一パターンの画像信号同士を比較して下地パターンの影響を除去し、欠陥を検出する。画像を比較する方法としては、メモリセルのような周期パターンの場合には、隣接するセル同士を比較(Cell to Cell比較法)して欠陥を抽出する。一方、ロジックデバイスのようなランダムパターンでは、隣接するダイの同一位置の画像同士を比較(Die to Die比較法)して欠陥検出を行うものである。検出感度は、光散乱方式よりも優れているものの、画素サイズが小さいことから、画像取り込みと画像比較処理する時間がかかり、光散乱方式に比べてスループットは極めて低い。しかし、欠陥の検出率が光散乱方式より優れていることから、現状のウエハ製造ラインではパターン比較方式の検査装置が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
一般的に、半導体装置のパターン欠陥検査において、まず欠陥部を検出するために半導体装置が搭載されるウエハの各検査エリアについて、隣接パターンとの相違を照射光（ＵＶ、可視光、赤外線等）による反射光量や乱反射を検知することにより検出している。この検査を欠陥検査機により行っている。ところが、この際、パターン欠陥と同時に粒径が非常に小さな粒子であるパーティクルや表面キズあるいは色ムラ等も検出してしまう。
【０００５】
そこで、検出された欠陥についてパターン欠陥とその他の欠陥とを識別する為、例えば欠陥検査機から出力された欠陥座標情報を用いて走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）でレビュー検査が行われている。現状ではこのレビュー検査は、オペレータにより行われている。
【０００６】
ここで、図２に示す従来技術による半導体装置のパターン欠陥検査方法を示す検査方法をフロー図により、説明する。
【０００７】
まず、欠陥検査機で、ウエハの検査を行う（ステップ２１）。次いで、欠陥検査機から検査結果を取得する（ステップ２２）。欠陥の中には、同一のパターンが重複しており、検出数は膨大なものとなっている。ステップ２３では、検査結果を基に欠陥座標ファイルを作成する。ここでも、多くのパターンの重複が有る。次に、作成した座標ファイルに含まれる座標データは、欠陥の分析のため、ＳＥＭレビュー検査工程に送信される（ステップ２４）。ステップ２５のＳＥＭレビュー検査においては、検査結果に対し、ランダムに抽出して、レビュー検査が行われる。そして、ステップ２６として、レビュー検査の検査結果が出力される。
【０００８】
上述のように、現状ではＳＥＭレビュー検査はオペレータによって行われているため、数千〜数万オーダーのレビュー検査は事実上不可能であり、実際には数百点までランダムに抽出してＳＥＭレビューを実施している。また、検査データを欠陥検査機ホストコンピュータに送信して分析するにしても、データ容量の限界がある、といった理由により、レビューできる点数に限度がある。
【０００９】
このように、従来の抽出方法ではＳＥＭレビューでは数パーセントしか検査していないことになり、残り９０パーセント以上は見逃していることになる。この見逃しの中にも重大な欠陥が含まれている可能性は十分あり、従来のパターン欠陥検査では十分な検出精度が得られないという課題があった。
【特許文献１】特開２０００−４７３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、効率的で且つ全点検査に近い高精度なレビュー検査を行うことのできる半導体装置のパターン欠陥検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明の一態様によれば、半導体ウエハの欠陥検査機から、欠陥の座標情報を入力する工程と、前記欠陥座標情報から、座標ファイルを生成する工程と、生成した前記座標ファイルを参照して、設計データのデータベースから代表パターンを抽出する工程と、パターンマッチングにより、パターンの重複を削除した座標ファイルを生成する工程と、前記パターンの重複を削除した座標ファイルによって参照パターンを描画する工程と、前記参照パターンを参照して、前記パターンの重複を削除した座標ファイルにより代表パターンを走査電子顕微鏡による画像で検査する工程と、からなることを特徴とする半導体装置のパターン欠陥検査方法が提供される。
【００１２】
また、本願発明の別の一態様によれば、半導体ウエハの欠陥検査機から、欠陥の座標情報を入力する工程と、前記欠陥座標情報から、座標ファイルを生成する工程と、生成した前記座標ファイルを参照して、設計データのデータベースから代表パターンを抽出する工程と、パターンマッチングにより、パターンの分類と同一形状パターンの座標情報の削除を行って、パターンの重複を削除した座標ファイルを生成する工程と、前記パターンの重複を削除した座標ファイルによって参照パターンを描画する工程と、前記参照パターンを参照して、前記パターンの重複を削除した座標ファイルにより代表パターンを走査電子顕微鏡による画像で検査する工程と、からなることを特徴とする半導体装置のパターン欠陥検査方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、効率的で且つ全点検査に近い高精度なレビュー検査を行うことのできる半導体装置のパターン欠陥検査方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略してある。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る半導体装置のパターン欠陥検査方法を示す検査フロー図である。まず、欠陥検査機により、半導体ウエハについて欠陥の有無を検査する（ステップ１１）。欠陥検査機からは、例えば欠陥座標、欠陥サイズ、半導体チップのインデックス等の情報がテキスト形式のファイルで出力される。ここで、半導体チップのインデックスは、半導体ウエハ内の欠陥のある半導体チップを特定する座標情報である。欠陥の中には、同一のパターンが重複しており、検出数は膨大なものとなっている。
【００１６】
尚、欠陥検査機は、上記した情報が得られるものであれば、特段機種を選ばず、周知のものが利用できる。また、検査感度の調整段階で、色むらやグレイン（粒子）等に起因する擬似欠陥を極力除外するように調整される。もっとも、検査感度の調整だけで、完全に擬似欠陥を除去するのは困難なので、最終的な検査であるＳＥＭ（電子顕微鏡）でのレビューにおいて、オペレータが実欠陥と擬似欠陥とを判別する。
【００１７】
次に、欠陥検査機により欠陥が検出されると、上述したテキスト形式の情報に基づき欠陥の座標ファイルＡが作成される（ステップ１２）。
【００１８】
次に、作成した座標ファイルＡは、個々の半導体装置の設計データをファイルした設計ファイルにて、照合が行われ、設計データから欠陥の発生している箇所の回路パターンを抽出し、描画する（ステップ１３）。すなわち、欠陥検査機から出力される欠陥座標ファイルには欠陥位置座標が記載されているので、設計データと実際のウエハ上のパターンを直接比較するものではなく、この情報をもとに設計ファイルから、欠陥の発生している箇所の回路パターンを画像として切り出す。設計ファイルとしては、例えばカルマ社製のＶＬＳＩ自動設計用データシステムであるＧＤＳファイルが好適である。
【００１９】
パターンを抽出の際、設計データから画像を切り出すサイズは、配線サイズ（製品の世代）により変える必要がある。例えば、１０μｍ四方の画像を、検査結果の座標を中心として設計データから切り出すと好適である。
【００２０】
上記の作業により、設計データから所定のサイズで回路パターン情報を切り出した後、例えばビットマップ形式へ展開するソフトアプリケーションにより画像データへ変換する。
【００２１】
これらの画像データは、例えばハードディスク装置へファイルとして出力する。
【００２２】
次に、ステップ１４として、上述の如く描画したパターンについて、パターンマッチングツールにより、パターンマッチング処理を行い、同一パターンの座標については、代表1点を残して削除していく。パターンマッチング処理は、周知のツール、手法を利用することができるが、例えば、膨大な欠陥を分類する為に高速処理の工夫として、小領域マッチング及び、全欠陥をトーナメント方式にてマッチングするのが好適である。
【００２３】
ここで、同一パターンの座標については、代表1点を残して削除していく、のは次の理由による。すなわち、欠陥数が膨大になる大きな要因は、回路パターンの繰り返し部分に同様の欠陥が発生していることが挙げられる。そこで、かかる繰り返しパターンを代表点に絞り込むことで、同様の欠陥を何度もレビューする作業が省力でき、異種の欠陥を均一にレビューすることが期待できることによる。
【００２４】
この方法により、あたかも検出された欠陥全点をレビューしているのと同様な効果をあげることができる。
【００２５】
このようにして、パターンの重複の無い欠陥座標ファイルＢが作成される（ステップ１５）。
【００２６】
次に、重複パターンを除外した欠陥座標ファイルＢの情報を、上述の個々の半導体装置の設計データをファイルした設計ファイルの内容と照合が行われ、検出パターンが参照用に作成される（ステップ１６）。
【００２７】
ステップ１７として、欠陥の発生しているパターンの画像データを参照することにより、欠陥検査機が検出した箇所について、オペレータは、正確にレビュー検査を実行することができる。パターンの参照は、例えば、上述のように２値パターンを発生させ、レビュー箇所をナビゲートすることにより、行われる。かかるパターンの参照により、検出欠陥を間違いなくレビューできる。この検査結果は、例えばプリンタ等の出力機器（図示しない）に出力する（ステップ１８）。
【００２８】
このようにして、パターン分類処理後、半導体ウエハの検査エリア全面についてレビュー検査することにより、欠陥検査の結果を全て網羅した検査ができる。
【００２９】
本実施の形態によれば、効率的で且つ全点検査に近い高精度なレビュー検査を行うことができる。又、パターンの分類は、検査の効率化・高精度化のみでは無く、検査の母数が増えるに従い欠陥の傾向（パターンの耐性等）の情報を得ることが期待される。この情報を設計へフィードバックすることにより、更に適切なパターン設計に役立てることができる。
【００３０】
本発明は上記した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置のパターン欠陥検査方法を示す検査フロー図である。
【図２】従来技術による半導体装置のパターン欠陥検査方法を示す検査フロー図である。
【図１】
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【図２】
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