(57)【要約】【課題】発生頻度が低くフォトマスクの寸法不具合起因のパターン系統的な欠陥の検出精度を向上させる。【解決手段】パターングルーピング部１６ｂは、レイアウトパターン間の類似性に基づいてレイアウトパターンをグルーピングし、重み値設定部１６ｃは、パターングルーピング部１６ｂにてグルーピングされたグループに属するレイアウトパターンの形成困難性に基づいて、グループの重み値を設定し、グループ順位算出部１６ｅは、グループに属するレイアウトパターンの個数およびグループの重み値に基づいて、グループの順位を算出する。【選択図】      図１
2012155179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ上で検出した欠陥位置に対応するレイアウトパターンを抽出するパターン抽出部と、
前記パターン抽出部にて抽出されたレイアウトパターン間の類似性に基づいて前記レイアウトパターンをグルーピングするパターングルーピング部と、
前記パターングルーピング部にてグルーピングされたグループに属するレイアウトパターンの形成困難性に基づいて、前記グループの重み値を設定する重み値設定部と、
前記グループに属するレイアウトパターンの欠陥の個数をグループごとに算出する欠陥数算出部と、
前記グループごとの欠陥の個数および前記グループの重み値に基づいて、前記グループの順位を算出するグループ順位算出部とを備えることを特徴とする欠陥検査支援装置。
【請求項２】
欠陥のあるレイアウトパターンを抽出するステップと、
前記抽出されたレイアウトパターン間の類似性に基づいて前記レイアウトパターンをグルーピングするステップと、
前記グルーピングされたグループに属するレイアウトパターンの形成困難性に基づいて、前記グループに重み値を付与するステップと、
前記グループに属するレイアウトパターンの欠陥の個数をグループごとに算出するステップと、
前記グループごとの欠陥の個数および前記グループの重み値に基づいて、前記グループの順位を算出するステップとを備えることを特徴とする欠陥検査支援方法。
【請求項３】
前記レイアウトパターン間の類似性は、２つのレイアウトパターン間の差分をとった差分パターンの面積が参照されることを特徴とする請求項２に記載の欠陥検査支援方法。
【請求項４】
前記重み値は、前記レイアウトパターンのマスクデータのリソグラフィシミュレーション結果、あるいはパターン線幅、あるいはパターンピッチ、あるいはマスク寸法エラー感度値、あるいはマスク作製時の欠陥修正の有無、あるいはマスク寸法保証時のマスク面内測定時の寸法平均値からの乖離量、また最大露光ショット端からの距離に応じて設定されることを特徴とする請求項２または３に記載の欠陥検査支援方法。
【請求項５】
前記グループに属するレイアウトパターンが設計データ上で使用される使用頻度を算出するステップをさらに備え、
前記グループに属するレイアウトパターンの個数、前記グループに属するレイアウトパターンの使用頻度および前記グループの重み値に基づいて、前記グループの順位を算出することを特徴とする請求項２に記載の欠陥検査支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は欠陥検査支援装置、欠陥検査支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスでは、回路パターンに欠陥がないかどうかの検査が行われることがある。これら回路パターンの欠陥の多くはプロセス処理時のダストが原因で発生するが、他にもマスクのなんらかの寸法不具合が原因の系統的なパターン欠陥を検出するためにも行われる。但し、検査で検出される欠陥の多くはダスト起因の欠陥であり、発生頻度が低いものの系統的なパターン欠陥が見逃されることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１４４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一つの実施形態の目的は、発生頻度が低く系統的なパターン欠陥の検出精度を向上させることが可能な欠陥検査支援装置、欠陥検査支援方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の欠陥検査支援装置によれば、パターン抽出部と、パターングルーピング部と、重み値設定部と、欠陥数算出部と、グループ順位算出部とが設けられている。パターン抽出部は、ウェハ上で検出した欠陥位置に対応するレイアウトパターンを抽出する。パターングルーピング部は、前記パターン抽出部にて抽出されたレイアウトパターン間の類似性に基づいて前記レイアウトパターンをグルーピングする。重み値設定部は、前記パターングルーピング部にてグルーピングされたグループに属するレイアウトパターンの形成困難性に基づいて、前記グループの重み値を設定する。欠陥数算出部は、前記グループに属するレイアウトパターンの欠陥の個数をグループごとに算出する。グループ順位算出部は、前記グループごとの欠陥の個数および前記グループの重み値に基づいて、前記グループの順位を算出する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態に係る欠陥検査支援方法が適用されるシステムの概略構成を示すブロック図。
【図２】第２実施形態に係る欠陥検査支援装置のハードウェア構成を示すブロック図。
【図３】第３実施形態に係る欠陥検査支援方法を示すフローチャート。
【図４】第３実施形態に係るウェハ上の欠陥検出箇所の一例を示す平面図。
【図５】第３実施形態に係る欠陥検出座標を設計データの座標に変換した結果を説明する図。
【図６】図５の欠陥検出座標に対応する設計データ上のレイアウトパターンの抽出例を示す平面図。
【図７】欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンのグルーピング結果を示す図。
【図８】図７のグループごとの欠陥の個数に応じた欠陥度数を示す図。
【図９】図７のグループごとの欠陥の個数およびグループの重み値に応じた欠陥度数を示す図。
【図１０】図１０は、図８のグループ１〜４の重み付け方法の一例を示す図。
【図１１】（ａ）は、第１の欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンの一例を示す平面図、（ｂ）は、第２の欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンの一例を示す平面図、（ｃ）は、図１１（ａ）のレイアウトパターンと図１１（ｂ）のレイアウトパターンとの間の差分パターンを示す平面図。
【図１２】（ａ）は、第３の欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンの一例を示す平面図、（ｂ）は、第４の欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンの一例を示す平面図、（ｃ）は、図１２（ａ）のレイアウトパターンと図１２Ｂのレイアウトパターンとの間の差分パターンを示す平面図、（ｄ）は、図１２（ａ）のレイアウトパターンと図１２（ｂ）のレイアウトパターンとの中心座標をシフトさせた時の差分パターンを示す平面図。
【図１３】（ａ）は、第５の欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンの一例を示す平面図、（ｂ）は、第６の欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンの一例を示す平面図、（ｃ）は、第７の欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンの一例を示す平面図、（ｄ）は、図１３（ａ）のレイアウトパターンと図１３（ｂ）のレイアウトパターンとの間の差分パターンを示す平面図、（ｅ）は、図１３（ａ）のレイアウトパターンと図１３（ｃ）のレイアウトパターンとの間の差分パターンを示す平面図。
【図１４】（ａ）は、図１３（ｄ）の差分パターンに判定領域Ｒ１を設定した時の平面図、（ｂ）は、図１３（ｅ）の差分パターンに判定領域Ｒ１を設定した時の平面図、（ｃ）は、複数の判定領域Ｒ１、Ｒ２を差分パターンに設定する方法を示す平面図、（ｄ）は、図１３（ｄ）の差分パターンに判定領域Ｒ３を設定した時の平面図、（ｅ）は、図１３（ｅ）の差分パターンに判定領域Ｒ３を設定した時の平面図、（ｆ）は、複数の判定領域Ｒ３〜Ｒ５を差分パターンに設定する方法を示す平面図。
【図１５】図１４（ｃ）の差分パターンのレイアウト差異値の算出方法を示す図。
【図１６】レイアウトパターンＡ〜Ｃごとのマスク寸法エラー感度値ＭＥＦを示す図。
【図１７】マスク寸法エラー感度値ＭＥＦの重み付け方法の一例を示す図。
【図１８】（ａ）は、設計データ上のレイアウトパターンを示す図、（ｂ）は、図１８（ａ）のレイアウトパターンに対してＯＰＣ補正をしたレイアウトパターンを示す図、（ｃ）は、図１８（ｂ）のレイアウトパターンのリソグラフィシミュレーション結果を示す図。
【図１９】図１８（ｃ）のスペース距離Ｎの重み付け方法の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態に係る欠陥検査支援装置について図面を参照しながら説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る欠陥検査支援方法が適用されるシステムの概略構成を示すブロック図である。
図１において、欠陥検査支援装置１６には、パターン抽出部１６ａ、パターングルーピング部１６ｂ、重み値設定部１６ｃ、欠陥数算出部１６ｄおよびグループ順位算出部１６ｅが設けられている。
【０００９】
パターン抽出部１６ａは、ウェハ上で検出した欠陥位置に対応するレイアウトパターンを抽出する。パターングルーピング部１６ｂは、パターン抽出部１６ａにて抽出されたレイアウトパターン間の類似性に基づいてレイアウトパターンをグルーピングする。重み値設定部１６ｃは、パターングルーピング部１６ｂにてグルーピングされたグループに属するレイアウトパターンの形成困難性に基づいて、グループの重み値を設定する。欠陥数算出部１６ｄは、グループに属するレイアウトパターンの欠陥の個数をグループごとに算出する。グループ順位算出部１６ｅは、グループごとの欠陥の個数およびグループの重み値に基づいて、グループの順位を算出する。
【００１０】
なお、レイアウトパターンは、CADシステムを用いて作成された設計データ、OPCつまり近接効果補正処理を行った後のデータ、あるいは、OPCの近接効果補正の過程で作成される中間データを用いてもよい。
【００１１】
また、レイアウトパターン間の類似性を判断するに当たっては、２つのレイアウトパターン間の差分をとった差分パターンの面積を参照するようにしてもよい。
【００１２】
また、重み値は、レイアウトパターンのマスクデータの検証のためのリソグラフィシミュレーション結果、あるいは設計データあるいはマスクデータのパターン線幅、あるいはパターンピッチ、あるいはマスク寸法エラー感度値（マスク寸法ばらつきに対するウェハ上の寸法感度（ＭＥＦ：Ｍａｓｋ  ＣＤ  Ｅｒｒｏｒ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆａｃｔｏｒ））、あるいはマスク作製時に検出したパターン欠陥の修正の有無、あるいはマスク寸法保証時のマスク面内測定時の寸法平均値からの乖離量、また最大露光ショット端からの距離に応じて設定することができる。
【００１３】
また、ＣＡＤシステム１１は、目標とするレイアウトパターンに対応する設計データを作成することができる。ＯＰＣ処理部１２は、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計レイアウトデータで特定されるレイアウトパターンに対して光近接効果補正処理を施すことができる。マスクデータ作成部１３は、光近接効果補正処理が施された設計レイアウトデータに対応したマスクデータを作成することができる。
【００１４】
なお、設計データのデータ形式としては、例えば、テキスト座標データ、ＧＤＳデータ、オアシスデータ、ＨＳＳデータあるいはイメージデータ（Ｔｉｆｆ、Ｂｉｔ  Ｍａｐ、Ｊｐｅｇ）などを用いることができる。
【００１５】
検査光学系１４は、処理層Ｔ上のレジスト膜Ｒに転写されたレイアウトパターンを撮像することができる。検査光学系１５は、ウェハＷ上の処理層Ｔに転写されたレイアウトパターンを撮像することができる。なお、本図では検査光学系を１４、１５と便宜上別の光学系として記載したが、実際はレジスト膜Ｒと処理層Ｔで特に別の検査光学系を用いる必要は無い。検査光学系は光学顕微鏡画像の他、走査型電子顕微鏡画像などを用いるようにしてもよい。
【００１６】
なお、ウェハＷとしては、例えば、Ｓｉなどで形成された半導体ウェハを用いることができる。また、処理層Ｔとしては、例えば、ゲート電極や抵抗などに用いられる多結晶シリコン膜、配線やコンタクト電極などに用いられるＡｌ膜やＣｕ膜、絶縁層として用いられるシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などを挙げることができる。
【００１７】
そして、ＣＡＤシステム１１では、半導体集積回路のレイアウトパターンに対応する設計データが作成され、ＯＰＣ処理部１２に送られる。そして、ＯＰＣ処理部１２において、ＣＡＤシステム１１にて作成された設計データから得られるレイアウトパターンに光近接効果補正が行われ、マスクデータ作成部１３に送られる。なお、ＯＰＣ処理部１２において光近接効果補正を行わせる場合、露光量やフォーカス位置などの露光条件をベスト条件に固定してフォトリソグラフィを行った時に、設計データから得られるレイアウトパターンとの間の寸法差が最も小さくなるように、設計データの補正を行うことができる。なお最近の近接効果補正では、露光量やフォーカス位置のベスト条件だけでなく、オーバー、あるいはアンダーの露光量や、フォーカス位置もデフォーカス位置での条件を参照してＯＰＣ補正を行う事もある。
【００１８】
そして、マスクデータ作成部１３において、ＯＰＣ処理後のレイアウトパターンに対応したマスクデータが作成される。そして、フォトマスクＭには、マスクデータ作成部１３にて作成されたマスクデータで特定されるマスクパターンが遮光膜Ｈにて形成される。
【００１９】
一方、ウェハＷ上には処理層Ｔを介してレジスト膜Ｒが形成されている。そして、フォトマスクＭを介してレジスト膜Ｒの露光が行われる。そして、露光が行われたレジスト膜Ｒの現像が行われることで、レジスト膜Ｒがパターニングされる。なお処理層Ｔからの反射光を防止するために、レジスト膜Ｒと処理層Ｔの間に反射防止膜を塗布することもある。
【００２０】
そして、レジスト膜Ｒがパターニングされると、そのレジスト膜Ｒのレジストパターンを介して処理層Ｔが処理されることで、フォトマスクＭに形成されたマスクパターンが処理層Ｔに転写される。なお、処理層Ｔの処理としては、例えば、ドライまたはウェットのエッチング処理を挙げることができる。その後、アッシングなどの方法で処理層Ｔ上からレジスト膜Ｒが除去される。
【００２１】
ここで、レジスト膜Ｒがパターニングされると、そのレジスト膜Ｒのレジストパターンを検査光学系１４にて撮像することができる。そして、検査光学系１４にて撮像されたレジストパターンの画像を、露光ショット間、あるいはチップ間、ブロック間など、同一のレイアウトパターン有する他領域の画像と比較を行い、両者の画像の差分が予め設定された閾値を超えた場合、検査装置内で欠陥と認識される。欠陥と認識された場合には、欠陥座標を欠陥検査支援装置１６に送ることができる。
【００２２】
あるいは、処理層Ｔが処理されると、その処理層Ｔの転写パターンを検査光学系１５にて撮像することができる。そして、検査光学系１５にて撮像された画像を同一レイアウトの別領域の画像と比較検査された後、予め設定された閾値を超えた場合には、検査装置にて欠陥と判定され、欠陥座標を欠陥検査支援装置１６に送ることができる。
【００２３】
そして、パターン抽出部１６ａにおいて、検査光学系１４にて撮像されたレジストパターンまたは検査光学系１５にて撮像された転写パターン画像の比較検査の結果、欠陥と認識されたウェハの検出座標に基づき、欠陥のあるレイアウトパターンが抽出される。なお１ショットで多数のチップが取得可能な半導体装置の場合には、レイアウトパターン抽出するためには、一度チップ間ピッチ寸法を考慮し座標変換を行う必要がある。また設計データが９０度、１８０度、２７０度と回転している場合にも、これら回転角度を考慮し座標変換が必要となる。
【００２４】
そして、パターングルーピング部１６ｂにおいて、パターン抽出部１６ａにて抽出されたレイアウトパターン間の類似性に基づいてレイアウトパターンがグルーピングされる。
【００２５】
また、重み値設定部１６ｃにおいて、パターングルーピング部１６ｂにてグルーピングされたグループに属するレイアウトパターンの形成困難性に基づいて、グループの重み値が設定される。
【００２６】
また、欠陥数算出部１６ｄにおいて、パターングルーピング部１６ｂにてグルーピングされたグループに属するレイアウトパターンの欠陥の個数がグループごとに算出される。
【００２７】
そして、グループ順位算出部１６ｅにおいて、グループごとの欠陥の個数およびグループの重み値に基づいて、グループの順位が算出される。
【００２８】
そして、グループ順位算出部１６ｅにてグループの順位が算出されると、上位のグループに属するレイアウトパターンに対応するウェハ上の欠陥検出部を解像度が高い、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等でパターンに異常が発生しているか否かの観察を行う。なおパターンの観察は、ウェハで検出した全ての欠陥で行うのは現実的には困難で、実際は各グループの代表となる検出欠陥部で行われる。走査型電子顕微鏡での観察の他に、電子光学系を有する検査装置で検査領域を限定して再検査行うこともある。光で行う検査装置に対して、電子ビームを用いる検査装置は、一般的に欠陥検出感度が高いものの検査時間が長いことが多く、半導体チップ全面で検査をすることが困難な場合があるが、検査領域を限定することで検査が可能となる。
【００２９】
そして、上位のグループに属するレイアウトパターンに対応するウェハ上の欠陥検出部のパターン観察の結果、半導体作製プロセスで問題が生じない、例えば予め決められてプロセスマージンが確保できると判断された場合、そのレイアウトパターンに対応するフォトマスクＭを用いることで、ウェハＷに回路パターンを形成し、半導体集積回路を製造することができる。
【００３０】
ここで、グループに属するレイアウトパターンの個数およびグループの重み値に基づいてグループの順位を算出することにより、グループに属するレイアウトパターンの個数が少ない場合においても、そのグループに属するレイアウトパターンに致命的な欠陥がある場合には、そのグループを上位にランクさせることができる。このため、発生頻度が低く見逃されやすい場合においても、致命的な欠陥が発生している可能性が高い場合には、その欠陥が含まれるレイアウトパターンに対応するウェハ上の欠陥検出部を優先的に走査型電子顕微鏡等での観察することが可能となり、発生頻度が低く致命的な欠陥の検出精度を向上させることが可能となる。
【００３１】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係る欠陥検査支援装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
図２において、図１の欠陥検査支援装置１６には、ＣＰＵなどを含むプロセッサ２１、固定的なデータを記憶するＲＯＭ２２、プロセッサ２１に対してワークエリアなどを提供するＲＡＭ２３、プロセッサ２１を動作させるためのプログラムや各種データを記憶する外部記憶装置２４、人間とコンピュータとの間の仲介を行うヒューマンインターフェース２５、外部との通信手段を提供する通信インターフェース２６を設けることができ、プロセッサ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、外部記憶装置２４、ヒューマンインターフェース２５および通信インターフェース２６はバス２７を介して接続されている。
【００３２】
なお、外部記憶装置２４としては、例えば、ハードディスクなどの磁気ディスク、ＤＶＤなどの光ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカードなどの可搬性半導体記憶装置などを用いることができる。また、ヒューマンインターフェース２５としては、例えば、入力インターフェースとしてキーボードやマウスやタッチパネル、出力インターフェースとしてディスプレイやプリンタなどを用いることができる。また、通信インターフェース２６としては、例えば、インターネットやＬＡＮなどに接続するためのＬＡＮカードやモデムやルータなどを用いることができる。
【００３３】
ここで、プロセッサ２１は、欠陥検査支援プログラム２４ａを実行することにより、図１の欠陥検査支援装置１６のパターン抽出部１６ａ、パターングルーピング部１６ｂ、重み値設定部１６ｃ、欠陥数算出部１６ｄおよびグループ順位算出部１６ｅで実行される機能を実現することができる。なお、プロセッサ２１に実行させるプログラムは、外部記憶装置２４に格納しておき、プログラムの実行時にＲＡＭ２３に読み込むようにしてもよいし、プログラムをＲＯＭ２２に予め格納しておくようにしてもよいし、通信インターフェース２６を介してプログラムを取得するようにしてもよい。
【００３４】
（第３実施形態）
図３は、第３実施形態に係る欠陥検査支援方法を示すフローチャートである。
図３において、ウェハ上のレジスト膜に転写されたレジストパターンあるいはウェハ上の処理層に転写された転写パターンの欠陥検査を行う（Ｓ１）。この欠陥検査では、ショット間、あるいはチップ間、あるいは回路ブロック間などの設計データ上で同一なレイアウト間で比較検査を行う。具体的には図１の検査光学系１４ないし、１５で撮像された画像を比較し、画像差分が予め設定された閾値を超えた場合と定義することで欠陥として検出することができる。この時の欠陥検出数は、多い場合は数万個にいたる場合もある。代表的なウェハの欠陥検査装置としては、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社のＫＬＡ２３＊＊やＫＬＡ２８＊＊などを挙げることができる。
【００３５】
次に、欠陥検査で見つかった欠陥検出箇所に対する設計データの座標をそれぞれ算出する（Ｓ２）。この設計データの座標は、特定のマークなどを基準にウェハ上に形成されたパターンと、設計データ上のパターンとの間で座標マッチングを取ることによって求めることができる。
【００３６】
次に、設計データの座標でのレイアウトパターンを抽出する（Ｓ３）。なお、レイアウトパターンの抽出範囲は、例えば、数μｍ角で区切った範囲に設定することができる。
【００３７】
次に、抽出されたレイアウトパターン間の類似性に基づいてレイアウトパターンをグルーピングする（Ｓ４）。この時、抽出されたレイアウトパターンは比較基準に基づいてグルーピングすることができる。
【００３８】
次に、各グループに属するレイアウトパターンから検出された欠陥の個数をグループごとに算出する（Ｓ５）。
【００３９】
次に、各グループに属するレイアウトパターンの形成困難性に基づいて、各グループの重み値を設定する（Ｓ６）。
【００４０】
次に、グループごとの欠陥の個数およびグループの重み値に基づいて、グループの順位を算出する（Ｓ７）。
【００４１】
図４は、第３実施形態に係るウェハ上の欠陥検出箇所の一例を示す平面図である。
図４において、ウェハＷはショット領域ＳＨごとに区画される。そして、欠陥検査を行うことにより、欠陥検出箇所ＤＫがウェハＷ上に示される。
【００４２】
なお、フォトマスクＭ上の系統的な欠陥は、リソグラフィ工程のプロセスマージンを劣化させる事がある。特に、フォーカスまたは露光量が変動した場合にパターン寸法が大きく変動することが多い。そのため、ウェハＷ上にレジストパターンを作成する時にフォーカス値および露光量を露光ショットごとに変化させることで、例えばＯＰＣ精度不足やフォトマスクのパターン寸法製造誤差に起因するフォトマスクＭ上の系統的な欠陥の検出感度を高くすることができる。
【００４３】
図５は、第３実施形態に係る欠陥検出座標を設計データの座標に変換した結果を説明する図である。
図５において、ウェハＷ上の欠陥検出箇所ＤＫが設計データの欠陥検出座標に変換されることで、設計データ上でのチップＣＰに対して欠陥検出位置Ｚが示される。なお、１回の露光ショットで多数の半導体チップが作製可能な場合、半導体チップ間のピッチ寸法などを考慮して座標変換を行う必要がある。
【００４４】
図６は、図５の欠陥検出座標に対応する設計データ上のレイアウトパターンの抽出例を示す平面図である。
図６において、設計データに対応する欠陥検出座標が算出されると、設計データ上のレイアウトパターンＰ１が抽出される。このレイアウトパターンＰ１の抽出では、検出欠陥座標を中心とした所定範囲に含まれるレイアウトパターンＰを切り出すことができる。この欠陥検出座標を中心とした所定範囲としては、例えば、０．５〜５μｍ角の範囲に設定することができる。この抽出されたレイアウトパターンＰ１は、図２のＲＡＭ２３に格納することができる。
【００４５】
図７は、欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンのグルーピング結果を示す図である。
図７において、欠陥検出座標からレイアウトパターンＰＡ〜ＰＦが抽出されたものとする。そして、レイアウトパターンＰＡ〜ＰＦに対してグループ化を行う場合、レイアウトパターンＰＡ〜ＰＣは比較基準上、別のレイアウトと認識され、それぞれグループ１〜３に振り分けられる。
【００４６】
レイアウトパターンＰＤ、ＰＥは、レイアウトパターンＰＡと完全一致はしないものの、比較基準上は類似していると判断され、グループ１に振り分けられる。レイアウトパターンＰＦについては、レイアウトパターンＰＡ、ＰＤ、ＰＥと部分的に一致するものの、比較基準上別グループと判断され、グループ４に振り分けられる。
【００４７】
このように類似なレイアウトパターンＰＡ、ＰＤ、ＰＥを同一グループ１に分類する理由は、欠陥検査装置の欠陥検出座標にはある程度の位置誤差を含んでおり、もし完全一致のみでグループ化すると、全く同じレイアウトパターンで例えばショートが発生したとしても、位置誤差から別グループに振り分けられる可能性が高いためである。
【００４８】
また、マスクのパターン転写特性として、着目点から距離が離れるに従い着目点への寸法影響は小さくなる。そのため、レイアウトパターンの外周、つまり着目点から距離が離れたパターンはある程度レイアウトが異なっていても、同一グループに分類してもよい場合がある。また、レイアウトパターンをグループ化することで、調査対象となるレイアウトパターンの個数が減り、調査時間を短縮することができる。
【００４９】
図８は、図７のグループごとの欠陥の個数に応じた欠陥度数を示す図である。
図８において、レイアウトパターンＰＡ〜ＰＦがグループ１〜４に分類されると、グループ１〜４ごとの欠陥の個数が算出され、グループ１〜４ごとの欠陥の個数に応じた欠陥度数がパレート図に示される。
【００５０】
この時、図６の例では、４個のグループ１〜４しかないため、全てのレイアウトパターンＰＡ〜ＰＦをウェハ上でＳＥＭ観察しても時間はそれほどかからない。ただし実際にはグループの個数は数十〜数十万グループになる可能性があり、その場合には時間の制約上、パレート図の上位にあるグループのレイアウトパターンしか調査することができなくなる。
【００５１】
図９は、図７のグループごとの欠陥の個数およびグループの重み値に応じた欠陥度数を示す図である。
図９において、レイアウトパターンＰＡ〜ＰＦがグループ１〜４に分類されると、レイアウトパターンＰＡ〜ＰＦの形成困難性に応じて重み値が設定される。この形成困難性が高いパターンとしては、例えば、マスクデータの検証で行われるリソグラフィシミュレーションにおいて、最小限必要なマージンは確保できているものの、想定マージン以上にプロセスがばらつくと危険なパターン、あるいはデザインルール上最小のパターン線幅やパターンピッチのパターン、あるいはマスクの寸法ばらつきに対するウェハ上の寸法感度が高いパターンなどを挙げることができる。これら重み値の設定に関わる情報について、例えば上記したマスクデータのリソグラフィシミュレーションはOPC補正後のデータを用いて事前に計算できる。また上記したデザインルール上最小のパターンが抽出したパターンレイアウトに含まれているか否かは、事前あるいはパターンレイアウト抽出後に図形処理などを用いて算出可能である。
【００５２】
そして、図８のグループ１のレイアウトパターンは、グループ２のレイアウトパターンよりも形成困難性が高いものとすると、グループ１の欠陥度数がグループ２よりも大きくなり、グループ１がパレート図で最上位にランクされる。そして、パレート図で最上位のランクのグループ１に属するレイアウトパターンを優先的にパターン観察することにより、グループ２のレイアウトパターンよりも欠陥の発生頻度が低い場合においても、グループ１のレイアウトパターンの欠陥の見逃しを防止することができる。
【００５３】
図１０（ａ）は、図８のグループ１〜４の重み付け方法の一例を示す図、図１０（ｂ）は、図８のグループ１〜４の重み付け方法のその他の例を示す図、図１０（ｃ）は、図８のグループ１〜４の重み付け方法のさらにその他の例を示す図である。
【００５４】
図１０（ａ）において、グループ１〜４ごとの欠陥の個数に応じた欠陥度数が３、７、２、１だったものとする。ここで、グループ１〜４ごとの重み値が３、１、２、３であるものとすると、欠陥の個数に応じた欠陥度数に重み値を乗算することで、グループ１〜４ごとの欠陥の個数およびグループの重み値に応じた欠陥度数が算出される。この結果、重み値を考慮する前のグループの順位が２、１、３、４の順だったのが、１、２、３、４となり、回路レイアウトの使用頻度としては低いもののマスクの系統的な欠陥、例えば致命的なＯＰＣ精度不足による欠陥を見逃してしまうリスクを減らすことができる。
【００５５】
また、図１０（ａ）の例では、重み値が１つだったのに対して、図１０（ｂ）の例では、２つの重み値Ｍ１、Ｍ２が考慮される。重み値Ｍ１は、図１０（ａ）と同様にレイアウトパターンの形成難易度に基づいて設定することができる。重み値Ｍ２は、半導体回路内のレイアウトの使用頻度に基づいて設定することができる。例えば、図６のグループ１〜４のレイアウトパターンが設計データ上でどの程度の頻度で使用されているかを調査する。そして、例えば、グループ２のレイアウトパターンに対して、グループ１、３、４のレイアウトパターンが比率として１／２しか存在しない場合は、グループ１、３、４については重み値Ｍ２を設定することができる。
【００５６】
また、レイアウトパターンの形成困難性は、マスクデータのリソグラフィシミュレーション結果、デザインルールの最小寸法、デザインルールの最小ピッチ、あるいはマスクの寸法ばらつきのウェハ寸法ばらつき感度など、様々な項目が影響する。そのため、重み値を１つで表現できない場合は、図１０（ｃ）に示すように、複数の重み値Ｍ１〜Ｍ５を考慮することで、マスクの系統的欠陥の抽出精度を向上させることが可能となる。ただし、重み値の設定においては、過小あるいは過大に判断してしまうと、マスクの系統的欠陥の抽出精度が低下する懸念があるため、過去の実験データなどを解析し、適切な値を設定するようにしてもよい。
【００５７】
以下、レイアウトパターン間の類似性の判断方法について詳細に説明する。
図１１（ａ）は、第１の欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンの一例を示す平面図、図１１（ｂ）は、第２の欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンの一例を示す平面図、図１１（ｃ）は、図１１（ａ）のレイアウトパターンと図１１（ｂ）のレイアウトパターンとの間の差分パターンを示す平面図である。
図１１（ａ）および図１１（ｂ）において、設計データ上の第１の欠陥検出座標からレイアウトパターンＰ２が抽出され、設計データ上の第２の欠陥検出座標からレイアウトパターンＰ３が抽出されたものとする。
【００５８】
そして、これらのレイアウトパターンＰ２、Ｐ３間の類似性を判断する場合、これらのレイアウトパターンＰ２、Ｐ３の差分パターンＢ０を求めることができる。そして、差分パターンＢ０の面積が所定値以下の場合、レイアウトパターンＰ２、Ｐ３は互いに類似し、差分パターンＢ０の面積が所定値を超える場合、レイアウトパターンＰ２、Ｐ３は互いに類似しないと判断することができる。例えば、レイアウトパターンＰ２、Ｐ３が完全に等しい場合、図１１（ｃ）に示すように、差分パターンＢ０は何も発生されず面積は０になる。このため、レイアウトパターンＰ２、Ｐ３は互いに類似すると判断することができる。
【００５９】
図１２（ａ）は、第３の欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンの一例を示す平面図、図１２（ｂ）は、第４の欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンの一例を示す平面図、図１２（ｃ）は、図１２（ａ）のレイアウトパターンと図１２Ｂのレイアウトパターンとの間の差分パターンを示す平面図、図１２（ｄ）は、図１２（ａ）のレイアウトパターンと図１２（ｂ）のレイアウトパターンとの中心座標をシフトさせた時の差分パターンを示す平面図である。
図１２（ａ）および図１２（ｂ）において、設計データ上の第３の欠陥検出座標からレイアウトパターンＰ４が抽出され、設計データ上の第４の欠陥検出座標からレイアウトパターンＰ５が抽出されたものとする。
【００６０】
そして、これらのレイアウトパターンＰ４、Ｐ５の差分パターンＢ１を求めると、この差分パターンＢ１の面積は大きいため、レイアウトパターンＰ４、Ｐ５は互いに類似しないと判断することができる。
【００６１】
これに対して、図１２（ｃ）に示すように、レイアウトパターンＰ４、Ｐ５の中心座標をシフトさせてから差分パターンＢ１´を求めると、差分パターンＢ１´には何も無いパターンが現れる。そして、差分パターンＢ１´では面積が小さくなるため、レイアウトパターンＰ４、Ｐ５は互いに類似すると判断することができる。
【００６２】
すなわち、レイアウトパターンＰ４、Ｐ５は互いに類似しているにもかかわらず、レイアウトパターンＰ４、Ｐ５の中心座標がずれていると、レイアウトパターンＰ４、Ｐ５は互いに類似しないと判断されることがある。
【００６３】
実際に、ウェハや露光ショットは、半導体作製工程、露光装置およびフォトマスクなどが原因で絶対座標基準に対して歪が生じている。また、欠陥検査装置自体のウェハステージの精度限界などから、算出される欠陥検出座標にある程度の誤差が生じている。そのため、全く同じＯＰＣ不具合のあるレイアウトパターンを検出したとしても、欠陥検出座標にある程度の誤差が発生する。
【００６４】
このため、図１２（ｄ）に示すように、レイアウトパターンＰ４、Ｐ５間の差分パターンＢ１´の面積が最少になるような中心座標Ｐを算出し、レイアウトパターンＰ４、Ｐ５の中心を中心座標Ｐにシフトしてから差分処理を行うようにしてもよい。
【００６５】
図１３（ａ）は、第５の欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンの一例を示す平面図、図１３（ｂ）は、第６の欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンの一例を示す平面図、図１３（ｃ）は、第７の欠陥検出座標から抽出されたレイアウトパターンの一例を示す平面図、図１３（ｄ）は、図１３（ａ）のレイアウトパターンと図１３（ｂ）のレイアウトパターンとの間の差分パターンを示す平面図、図１３（ｅ）は、図１３（ａ）のレイアウトパターンと図１３（ｃ）のレイアウトパターンとの間の差分パターンを示す平面図である。なお、図１３Ａ〜図１３ＣのレイアウトパターンＰ６〜Ｐ８の座標誤差は予め補正され、例えばフォトマスク上の何らかの寸法不具合あるいはＯＰＣ不具合が各中心部のレイアウトにあるものとする。
【００６６】
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）において、設計データ上の第５の欠陥検出座標からレイアウトパターンＰ６が抽出され、設計データ上の第６の欠陥検出座標からレイアウトパターンＰ７が抽出され、設計データ上の第７の欠陥検出座標からレイアウトパターンＰ８が抽出されたものとする。
【００６７】
そして、図１３（ｄ）に示すように、レイアウトパターンＰ６、Ｐ７の差分パターンＢ２を求め、図１３（ｅ）に示すように、レイアウトパターンＰ６、Ｐ８の差分パターンＢ３を求めたものとする。
【００６８】
この時、差分パターンＢ２、Ｂ３は完全一致で無くデータが存在し、差分パターンＢ２、Ｂ３の面積が０でない。この時、差分パターンの面積が０でないレイアウトパターンを互いに類似しないと判断すると、グループ数が膨大になり、致命的な系統的欠陥を見逃す恐れがある。
【００６９】
リソグラフィ工程に関わるウェハＷ上に転写された回路パターンのオープンもしくはショートまたは寸法異常は、マスク寸法ばらつきまたはＯＰＣ不具合が原因で発生することがある。このような回路パターンのオープンもしくはショートまたは寸法異常は、異常なレイアウト中心パターンから０〜２．０μｍ以内の範囲のレイアウト環境の類似性が高ければ、ショット内の別領域でも同様な寸法異常が発生することが多く、中心パターンから遠ざかるに従って影響は小さくなる。そのため、レイアウト中心パターンから離れた位置において差分パターンが存在していても、元のレイアウトパターンは互いに類似すると判断し、それらのレイアウトパターンを同一のグループに分類することができる。
【００７０】
例えば、図１３（ｄ）の差分パターンＢ２は中心から離れた位置に散在しているため、差分パターンＢ２の面積が０でなくても、レイアウトパターンＰ６、Ｐ７は互いに類似すると判断することができる。一方、図１３（ｅ）の差分パターンＢ３は中心付近に存在しているため、レイアウトパターンＰ７、Ｐ８は互いに類似しない判断することができる。
【００７１】
図１４（ａ）は、図１３（ｄ）の差分パターンに判定領域Ｒ１を設定した時の平面図、図１４（ｂ）は、図１３（ｅ）の差分パターンに判定領域Ｒ１を設定した時の平面図、図１４（ｃ）は、複数の判定領域Ｒ１、Ｒ２を差分パターンに設定する方法を示す平面図、図１４（ｄ）は、図１３（ｄ）の差分パターンに判定領域Ｒ３を設定した時の平面図、図１４（ｅ）は、図１３（ｅ）の差分パターンに判定領域Ｒ３を設定した時の平面図、図１４（ｆ）は、複数の判定領域Ｒ３〜Ｒ５を差分パターンに設定する方法を示す平面図である。
【００７２】
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）において、差分パターンＢ２の面積が０でない場合、レイアウトパターンのＰ６、Ｐ７の類似性を判断するために、差分パターンＢ２に判定領域Ｒ１を設定することができる。なお、この判定領域Ｒ１は、中心座標Ｐからの距離がＬ１の矩形とすることができる。この距離Ｌ１はリソグラフィ工程のパターン転写の原理から２μｍ以上程度に設定するのがよい。だだし、半導体集積回路のレイアウト規模数を考慮すると、２μｍ程度では、グループ数が膨大になる可能性がある。このため、距離Ｌ１は、０．２〜２．０μｍの間で設定するのが好ましい。この時、距離Ｌ１を小さくしすぎると、本来は別グループに分類されるレイアウトパターンが同一グループに分類される可能性もあるため、距離Ｌ１を０．２μｍ以下にするのは好ましくない。
【００７３】
そして、判定領域Ｒ１では、差分パターンＢ２の面積が０となるため、レイアウトパターンＰ６、Ｐ７は互いに類似すると判断することができる。
【００７４】
また、差分パターンＢ３の面積が０でない場合、レイアウトパターンのＰ７、Ｐ８の類似性を判断するために、差分パターンＢ３に判定領域Ｒ１を設定することができる。そして、判定領域Ｒ１では、差分パターンＢ３の面積が０でないため、レイアウトパターンＰ６、Ｐ７は互いに類似しないと判断することができる。
【００７５】
あるいは、差分パターンＢ４の面積が０でない場合、元のレイアウトパターンの類似性を判断するために、大きさの異なる判定領域Ｒ１、Ｒ２を同心状に設定することができる。この時、判定領域Ｒ２の中心座標Ｐからの距離をＬ２、レイアウトパターンの切り出し領域Ｋ１の中心座標Ｐからの距離をＬ３とすると、距離Ｌ１の部分、距離Ｌ２−Ｌ１の部分、距離Ｌ３−Ｌ２の部分の差分パターンＢ４の面積を求めることができる。そして、これらの３つの部分の差分パターンＢ４の面積に基づいて、元のレイアウトパターンの類似性を判断するようにしてもよい。
【００７６】
図１５は、図１４（ｃ）の差分パターンのレイアウト差異値の算出方法を示す図である。
図１５において、距離Ｌ１の部分、距離Ｌ２−Ｌ１の部分、距離Ｌ３−Ｌ２の部分の差分パターンＢ４の面積を求めたものとする。この時、中心座標Ｐからの距離を考慮して各部分の係数を設定数することができる。例えば、中心座標Ｐから最も近い距離Ｌ１の部分では係数を７に設定し、中心座標Ｐから最も遠い距離Ｌ３−Ｌ２の部分では係数を１に設定し、その中間の部分では係数を３に設定することができる。
【００７７】
そして、この係数と各領域内の面積を乗算することでレイアウト差異値をそれぞれ計算する。さらに、このレイアウト差異値の総計を計算すると、０．１４４０μｍ２になる。この時、係数を大きくすることにより、中心座標Ｐから最も近い距離Ｌ１の部分の面積が大きい場合は、レイアウト差異値を大きくすることができる。また、係数を小さくすることにより、中心座標Ｐからの距離が大きい距離Ｌ３−Ｌ２の部分の面積が大きくなっても、レイアウト差分値はそれほど大きくならないようにすることができる。そして、予め設定したレイアウト差異値基準とレイアウト差異値の総計とを比較することにより、レイアウトパターンの類似性を判断することができる。
【００７８】
なお、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）では、判定領域Ｒ１、Ｒ２を矩形とする方法について説明したが、図１４（ｄ）〜図１４（ｆ）に示すように、矩形の判定領域Ｒ１、Ｒ２の代わりに円形の判定領域Ｒ３〜Ｒ５を設定するようにしてもよい。
【００７９】
以下、レイアウトパターンの形成困難性について詳細に説明する。
図１６は、レイアウトパターンＡ〜Ｃごとのマスク寸法エラー感度値ＭＥＦを示す図である。なお、横軸はフォトマスクの寸法エラーをウェハ上の寸法に換算して表示したものである。例えば、１ｎｍと記載されている箇所は、露光装置の縮小倍率が１／４とすると、マスク上寸法はその４倍である４ｎｍの寸法エラーが発生したことを示す。縦軸は、その寸法エラーが発生したパターンをウェハ上に実際に転写し、ＣＤ−ＳＥＭ等を用いて測定した結果を示す。
【００８０】
図１６において、レイアウトパターンの形成困難性に対する重み値をウェハ上の寸法感度に応じて設定するものとする。このようなＭＥＦ評価では、実際に適当なマスク寸法エラーがたまたま発生しているパターンを探すのが困難である。このため、寸法評価パターンレイアウトをまず作成し、その寸法評価パターンを種パターンとして一律に０．５ｎｍ、１．０ｎｍ、１．５ｎｍ、２．０ｎｍ、２．５ｎｍと寸法エッジをバイアス処理した評価パターン群をフォトマスク上に搭載し、その評価パターン群をウェハ上で測定する。
【００８１】
この時、フォトマスク上の寸法とウェハ上の寸法の関係である回帰直線を計算した傾きがＭＥＦ値となる。例えば、レイアウトパターンＡのＭＥＦ値は４．５８、レイアウトパターンＢのＭＥＦ値は２．６８、レイアウトパターンＣのＭＥＦ値は１．１５となった。ＭＥＦ値が大きい場合は、フォトマスクの寸法エラーがウェハ上寸法に増大して転写されることから、ＭＥＦ値が大きなレイアウトパターンを含む場合は潜在的にオープンまたはショートなどの寸法異常が発生する可能性が高くなる。このため、ＭＥＦ値の大きさに応じて重み値を設定することができる。
【００８２】
図１７は、マスク寸法エラー感度値ＭＥＦの重み付け方法の一例を示す図である。
図１７において、ＭＥＦ値が大きくなると、重み値を大きくすることにより、レイアウトパターンの形成困難性に応じてグループの重み付けを行うことができる。
【００８３】
図１８（ａ）は、設計データ上のレイアウトパターンを示す図、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のレイアウトパターンに対してＯＰＣ補正をしたレイアウトパターンを示す図、図１８（ｃ）は、図１８（ｂ）のレイアウトパターンのリソグラフィシミュレーション結果を示す図である。
【００８４】
図１８（ａ）において、このようなレイアウトパターンＰ１１では、リソグラフィ工程の光近接効果によりパターンショート、あるいはパターンショートニングする懸念が有る。このため、図１８（ｂ）に示すように、図１８Ａの設計データ上のレイアウトパターンＰ１１に対してＯＰＣ補正をしたレイアウトパターンＰ１２がフォトマスクに作成される。
【００８５】
そして、このようなレイアウトパターンＰ１２に対してリソグラフィシミュレーションを行うことにより、リソグラフィ工程後のレイアウトパターンＰ１３が得られる。この時、レイアウトパターンＰ１３のスペース距離Ｎを測定し、予め決められたスペックを割り込んでいないかの確認が行われる。半導体量産段階では、スペース距離Ｎが予め決められたスペックを割り込んだレイアウトパターンが１箇所もないようにマスクデータが作成され、その後フォトマスクが作製される。ここで、スペース距離Ｎがスペックぎりぎりのレイアウトパターンが存在していると、潜在的な不具合パターンの候補となる。このため、レイアウトパターンの形成困難性に対する重み値をソグラフィーシミュレーションにより得られるスペース距離Ｎに応じて設定することができる。
【００８６】
図１９は、図１８Ｃのスペース距離Ｎの重み付け方法の一例を示す図である。
図１９において、例えば、スペース距離Ｎの限界スペックが６０ｎｍの場合は、スペース距離Ｎが６０ｎｍ付近の場合には重み値を大きくし、スペース距離Ｎが増大するに従って重み値を小さくすることができる。
【００８７】
レイアウトパターンの形成困難性に対する重み値の設定方法としては、これら以外にも、マスク作製時にダストの発生などによりパターンが正常に形成できずに修正を行う場合がある。しかし完全に正常なパターンに対して、転写後の寸法に少なからず影響が残る場合もあることから、重み値の設定に考慮してもよい。
【００８８】
また、マスク寸法の面内均一性の測定時において、測定値の平均値からの寸法乖離量が大きい領域では、ウェハへの転写後も寸法乖離量が大きいことが想定される。このため、マスク寸法測定平均値からの寸法乖離量が大きい領域から抽出されたレイアウトパターンでは重み値を大きくするようにしてもよい。
【００８９】
また、露光装置も投影露光レンズの外周、つまり最大露光エリアの端付近では寸法ズレが生じる可能性がある。このため、この領域から抽出されたレイアウトパターンでは重み値を大きくするようにしてもよい。
【００９０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９１】
１１  ＣＡＤシステム、１２  ＯＰＣ処理部、１３  マスクデータ作成部、１４、１５  検査光学系、１６  欠陥検査支援装置、１６ａ  パターン抽出部、１６ｂ  パターングルーピング部、１６ｃ  重み値設定部、１６ｄ  欠陥数算出部、１６ｅ  グループ順位算出部、Ｗ  ウェハ、Ｒ  レジスト膜、Ｍ  フォトマスク、Ｈ  遮光膜、Ｔ  処理層、２１  プロセッサ、２２  ＲＯＭ、２３  ＲＡＭ、２４  外部記憶装置、２５  ヒューマンインターフェース、２６  通信インターフェース、２７  バス
【図１】
2012155179.tif 000003
【図２】
2012155179.tif 000004
【図３】
2012155179.tif 000005
【図４】
2012155179.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2012155179.tif 000010
【図９】
2012155179.tif 000011
【図１０】
2012155179.tif 000012
【図１１】
2012155179.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2012155179.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2012155179.tif 000017
【図１６】
2012155179.tif 000018
【図１７】
2012155179.tif 000019
【図１８】
2012155179.tif 000020
【図１９】
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