半導体デバイスの欠陥検査方法およびそのシステム
【課題】
ステップ・アンド・リピート式の高解像度ＳＥＭを用いて予め定められた危険点を検査し、危険点での欠陥発生頻度を統計的かつ信頼性を持って推定する半導体デバイスの欠陥検査方法及びそのシステムを提供する。
【解決手段】
デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定し、この指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に選択し、この選択した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像してこの検査点における欠陥を検出し、欠陥タイプ別に撮像した検査点の数に対する検出した欠陥の数の比である欠陥比率とこの欠陥比率の信頼区間を算出し、この算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間と予め設定した基準値とを比較し、この基準値を超える欠陥発生比率をもつ欠陥タイプを求める半導体デバイスの欠陥検査方法及びそのシステムとした。
ステップ・アンド・リピート式の高解像度ＳＥＭを用いて予め定められた危険点を検査し、危険点での欠陥発生頻度を統計的かつ信頼性を持って推定する半導体デバイスの欠陥検査方法及びそのシステムを提供する。
【解決手段】
デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定し、この指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に選択し、この選択した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像してこの検査点における欠陥を検出し、欠陥タイプ別に撮像した検査点の数に対する検出した欠陥の数の比である欠陥比率とこの欠陥比率の信頼区間を算出し、この算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間と予め設定した基準値とを比較し、この基準値を超える欠陥発生比率をもつ欠陥タイプを求める半導体デバイスの欠陥検査方法及びそのシステムとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ウェハの前工程における外観検査に関するものであり、特に予め指定された点を検査し欠陥発生の状況を効率的に評価する半導体デバイスの欠陥検査方法およびそのシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの回路パターンの微細化が進むに従い、その製造方法はより精緻さを増している。これに伴い、生じる欠陥にも変化が見られる。すなわち、従来は塵埃や異物等によるランダムに発生する欠陥が支配的であったのに対し、回路微細の微細化に伴い、配線や素子の配置に相関性のあるデザイン依存性の高い欠陥や、特定の層（レイヤともいう）の形状や層の重なりなどによって生じる欠陥が増加している。これら回路デザイン依存性の高い欠陥はシステマティック欠陥と呼ばれる。例えば、露光工程における光近接効果による転写パターンの短絡、断線や、下地段差起因のパターン形状変動による抵抗異常、特定領域のゲート酸化膜のエッチング不足によるコンタクトホール導通不良などである。 これらのシステマティック欠陥が発生しないよう回路デザインは設計されるが、なおプロセスマージンの少ない部分が危険点（プロセスの変動に対して欠陥が出やすい場所）として残る。危険点は製造前にシミュレーションなどにより予見できる点のほか、製造後に経験的にためられた知見として定められる点である場合もある。これらの危険点で発生するシステマティック欠陥は、製造条件を一部変更したりすることによって、その発生を防止することができる場合が多い。このため、検査装置により検出された欠陥から、危険点で発生した欠陥の有無を判定する機能に対する要求が高まっている。
【０００３】
システマティック欠陥を観察する方法として、特許文献１には、外観検査で得られた欠陥部位に相当する検査画像とデザインデータを画像化したものを比較した上で、該当するデザインデータ上の回路部位を特定し、回路形状ごとに分類することで頻度高く出現する回路形状を検出する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、外観検査装置により検出した欠陥の幾何学的な特徴とデザインデータを照合して危険点を判定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０２８６号公報
【特許文献２】米国公開特許第２００８／０２９５０４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
システマティック欠陥は微細な回路デザインの位置関係に依存して発生するものである。回路デザインの設計段階でシステマティック欠陥が発生しないよう回路設計がなされるが、ウェハを製造した段階でこれを検証するために、光学式外観検査あるいはＳＥＭ式外観検査装置でウェハの部分あるいは全面を走査し検査が行われる。
【０００７】
しかし、引用文献１に記載されている方法では、検査画像の分解能が高くなくデザインデータとの正確な比較ができない、また検査装置の座標系とデザインデータの座標系の合わせの誤差や、検出した欠陥座標が欠陥検出アルゴリズムに依存するため（例えば欠陥画像と参照画像の差分から得られた欠陥信号の重心位置など）着目したいシステマティック欠陥の位置座標とずれるなどの理由により検出欠陥位置に対応する回路形状を正確に特定できず、よって危険点で発生した欠陥の頻度を正確に評価できないという課題があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載されている方法では、外観検査装置により検出した欠陥の幾何学的な特徴とデザインデータを照合して危険点を判定するために、着目したいシステマティック欠陥の位置座標とずれるなどの理由により検出欠陥位置に対応する回路形状を正確に特定できず、危険点で発生した欠陥の頻度を正確に評価できないという課題があった。
【０００９】
上記課題に鑑み本発明の目的は、ステップ・アンド・リピート式の高解像度ＳＥＭを用いて予め定められた危険点を検査し、危険点での欠陥発生頻度を統計的かつ信頼性を持って推定する半導体デバイスの欠陥検査方法及びそのシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を解決するために、本発明では、半導体デバイスの欠陥検査方法において、デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定し、この指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に選択し、この選択した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像してこの検査点における欠陥を検出し、欠陥タイプ別に撮像した検査点の数に対する検出した欠陥の数の比である欠陥比率とこの欠陥比率の信頼区間を算出し、この算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間と予め設定した基準値とを比較し、この基準値を超える欠陥発生比率をもつ欠陥タイプを求めるようにした。
【００１１】
また、上記した課題を解決するために、本発明では、半導体デバイスの欠陥検査方法において、デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定し、この指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に選択し、この選択した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像してこの検査点の画像からこの検査点における欠陥を検出し、欠陥タイプ別に撮像した検査点の数に対する検出した欠陥の数の比である比率を計算し、この算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の有意差を計算し、この計算した結果から欠陥の比率に有意差が有る欠陥タイプを求めるようにした。
【００１２】
また、上記した課題を解決するために、本発明では、半導体デバイスの欠陥検査システムを、デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定する検査点指定手段と、この検査点指定手段で指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に入力する入力手段と、この入力手段で入力した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像して得た検査点の画像を処理して欠陥を検出する画像処理手段と、撮像手段で撮像した欠陥タイプ別の検査点の数に対する画像処理手段で検出した欠陥タイプ別の欠陥の数の比率である欠陥比率と欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算する演算手段と、この演算手段で算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間と予め設定した基準値とを比較する比較手段と、基準値を超える欠陥比率をもつ欠陥タイプを求める欠陥タイプ抽出手段と、この欠陥タイプ抽出手段で求めた欠陥タイプに関する情報を出力する出力手段とを備えて構成した。
【００１３】
また、上記した課題を解決するために、本発明では、半導体デバイスの欠陥検査システムを、デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定する検査点指定手段と、この検査点指定手段で指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に入力する入力手段と、この入力手段で入力した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像して得た検査点の画像を処理して欠陥を検出する画像処理手段と、撮像手段で撮像した欠陥タイプ別の検査点の数に対する画像処理手段で検出した欠陥タイプ別の欠陥の数の比率である欠陥比率と該欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算する演算手段と、この演算手段で算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の有意差を計算する有意差算出手段と、この有意差計算手段で計算した結果から欠陥比率に有意差が有る欠陥タイプを求める欠陥タイプ抽出手段と、この欠陥タイプ抽出手段で求めた欠陥タイプに関する情報を出力する出力手段とを備えて構成した。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、半導体デバイス製造の前工程において半導体ウェハ上に形成された回路パターンの危険点に発生した欠陥の頻度を信頼性高く効率的に評価できるので、製造条件の変更などの対策を迅速に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】検査対象チップの概略の構成を示す平面図である。
【図２】欠陥タイプＡを含む領域の拡大画像例を示す図である。
【図３】欠陥タイプＢを含む領域の拡大画像例を示す図である。
【図４】検査対象チップを含むウェハマップの例を示す図である。
【図５】欠陥判定結果を表示したウェハマップの例を示す図である。
【図６】本発明の実施例に係る欠陥検査システムの概略の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施例に係る欠陥検査システムにおける検査装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施例に係る欠陥検査システムにおける欠陥判定ユニットの概略の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施例に係る欠陥検査方法における概略の処理の流れを示すフロー図である。
【図１０】信頼区間を説明するための欠陥比率と欠陥比率誤差との関係を示すグラフである。
【図１１】図９に示した処理フロー図のＳ９０４からＳ９０６までの処理の詳細な流れを示すフロー図である。
【図１２】検査途中における欠陥タイプ別の欠陥発生比率を棒グラフで表示したＧＵＩ画面の正面図である。
【図１３】検査終了時の欠陥タイプ別の欠陥発生比率を棒グラフで表示したＧＵＩ画面の正面図である。
【図１４】検査終了時の欠陥タイプ別の欠陥発生比率をウェハマップで表示したＧＵＩ画面の正面図である。
【図１５】図９に示した処理フロー図のＳ９０４からＳ９０６までの処理の詳細な流れを示し、検査点数に上限を設けたときの処理の流れを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【００１７】
本実施例で対象とする欠陥の例を図１、図２、図３で、検査の様子を図４、図５に示す。図１の１０１は半導体ウェハ上に形成されたチップ（以下、半導体チップと記す）である。半導体チップ１０１の内部には多数の回路パターンが形成されているが、図１に示した構成では、それらの回路パターンの表示を省略している。図１の半導体チップ１０１の１０２及び１０３はプロセスの変動に対して欠陥が出やすい場所、すなわち危険点である。危険点１０２の拡大画像２０３を図２に、危険点１０３の拡大画像３０３を図３に示す。図２に示す回路形状と同様の部位は半導体チップ１０１内の危険点１０２に示す点以外にも実際は多数あるが、図１では簡単のため危険点１０２の１点のみを示してある。危険点１０３に関しても同様である。
【００１８】
図２の２０１は検査領域となる短絡欠陥発生予想領域であり、この部分の回路形状からパターンの短絡が発生する可能性のある部位である。点２０２は短絡欠陥発生予想領域２０１の中心座標位置であり、点２０２は検査視野である短絡欠陥発生予想領域２０１の中心に位置するよう制御される。図３の３０１は検査領域となる断線欠陥発生予想領域であり、この部分の回路形状からパターンの断線が発生する可能性のある部位である。点３０２は断線欠陥発生予想領域３０１の中心座標であり、点３０２は検査視野である断線欠陥発生予想領域３０１の中心に位置するよう制御される点である。
【００１９】
図２及び図３に示した発生が予想される欠陥は種類が異なることから、図２に示した検査領域である短絡欠陥発生予想領域２０１で発生が予想される欠陥を欠陥タイプＡ、図３に示した検査領域である断線欠陥発生予想領域３０１で発生が予想される欠陥を欠陥タイプＢと呼ぶことにする。図には示さないがこのほかにも発生が予想される欠陥種があれば欠陥タイプコードを欠陥タイプＣ，欠陥タイプＤというように割り当てる。
【００２０】
図４の４０１は検査対象となるウェハとその上に製造される半導体チップを模式的に示したウェハマップである。太い黒枠で示した半導体チップ４０２は検査対象の半導体チップ（以下、検査対象チップと記す）である。図４に示したように検査対象チップ４０２は選択的に選んでも良いし、全数を対象としても良い。
【００２１】
図５は図４に示した検査対象チップ４０２を検査した結果のうち欠陥タイプＡについて基準値以上の欠陥発生があった検査対象チップ５０１を示す図、あるいは図４に示した検査対象チップ４０２を検査した結果のうち欠陥タイプＡが他の欠陥タイプより相対的に発生頻度が高かった検査対象チップ５０１を示す図の例であり、本実施例の出力表示の一形態を示す図である。
【００２２】
以下、図６から図１４を用いて基準比率の算出について説明する。
図６は本システムである欠陥判定システムと関連する装置およびシステムを含めた全体図である。欠陥判定ユニット６０１、デザインデータを管理するデザインデータサーバ６０２、ウェハのＳＥＭ検査をステップ・アンド・リピートで行う例えばディフェクトレビューＳＥＭ装置、あるいは測長ＳＥＭ装置などのＳＥＭを備えた検査装置６０３、リソシミュレータ６０５がＬＡＮ６０４に接続されている。リソシミュレータ６０５は後述のようにリソに限定されるものではなく、また必ずしも必要なものでもない。
【００２３】
図７にＳＥＭを備えた検査装置６０３の構成を示す。ＳＥＭを備えた検査装置６０３は、ＳＥＭ装置本体７０、全体制御系７１９、データ入出力Ｉ／Ｆ７２５、画像処理系７２７、二次記憶装置７１７及びコンピュータ７１８を備えて構成されている。
【００２４】
ＳＥＭ装置本体７０の内部には、以下の電子光学系及び検出系を備える。７０１は電子源であり、電子ビーム７００を射出する。射出された電子ビーム７００は電子レンズ７０２、７０３を通過した後、電子ビーム軸調整器７０４により非点収差やアライメントずれを補正される。７０５と７０６は２段の偏向器であり電子ビーム７００を偏向し、ウェハ７０８上を走査させる。電子ビーム７００は対物レンズ７０７により収束されてウェハ７０８の撮像対象領域７０９で焦点を結ぶ。撮像対象領域７０９からはこの結果、２次電子と反射電子が放出され、２次電子および反射電子は一次電子ビーム通過穴７１０’を有する反射板７１０に衝突し、そこで発生した二次電子が電子検出器７１１により検出される。
【００２５】
検出器７１１で検出された２次電子および反射電子はＡ／Ｄコンバータ７１２でデジタル信号に変換され、メモリ７１４に格納される。なお、Ａ／Ｄコンバータとメモリとの間には加算回路７１３が配置されている。加算回路７１３は，電子ビーム７００を撮像対象領域７０９上でラスタ走査する場合に，同一のビーム照射位置で得られた検出信号の加算平均（フレーム加算）を算出することで，ショットノイズを小さくすることを可能になり、Ｓ／Ｎの高い画像信号を得ることができる。７１５は画像処理ユニットであり、メモリ７１４に格納された画像を用いて欠陥の検出が行われる。７２７は画像信号処理系を表す。
７１６はＸＹステージであり、ウェハ７０８を移動させ、ウェハ７０８の任意の位置の画像撮像を可能にしている。
【００２６】
二次記憶装置７１７は、メモリ７１４に格納された画像を記憶することが可能である。また，画像処理により得られた検査対象領域７０９の異常部や，異常部の外観特徴もメモリ７１４に格納することができる。コンピュータ７１８は、演算装置、記憶装置、表示装置、入力装置を備えるものであるとともに、二次記憶装置７１７、あるいはメモリ７１４に格納された画像を表示することができる。また、ユーザは端末７１８に入力することにより、図１に示すＳＥＭ装置本体７０、画像処理系７２７、全体制御系７１９の動作の制御、及び設定を行うことができる。
【００２７】
全体制御系７１９は、電子ビーム７００の電子源７０１の電流量制御ユニット７２０，偏向器７０５と７０６を制御する偏向制御ユニット７２１，電子レンズ７０２と７０３と７０４と７０７を制御する電子レンズ制御ユニット７２２，ＸＹステージ７１５の移動による視野移動を制御するステージ制御ユニット７２３，検査シーケンス全体を制御するシーケンス制御ユニット７２４を備えている。データ入出力Ｉ／Ｆ７２５は、ＬＡＮ６０４から検査点座標データを受け取り、７２４のシーケンス制御ユニット内のメモリ（図示せず）に格納する。
【００２８】
検査装置６０３は７２４のシーケンス制御ユニット内のメモリ（図示せず）に格納された検査座標データに基づきステージ制御ユニット７２３によりＸＹステージ７１５を移動し、移動後電子線画像を撮像し、撮像画像を画像処理ユニット７１５で処理することにより検査座標点における欠陥の有無を判定する。
【００２９】
図８は欠陥判定ユニット６０１の構成図である。ＬＡＮ６０４とのデータの授受はデータＩ／Ｆ部８０２により行われ、内部のデータ伝送はバス８０１により行われる。バス８０１には、デザインデータ記憶部８０３、検査点サンプリング部８０４、ＣＰＵ８０５、メモリ８０６、ハードディスクあるいは不揮発性メモリ等の記憶媒体８０７、デザインデータ上パターン位置特定部８０８が接続されており、外部に表示端末８０９、キーボードなど数値データ入力や、データの指定を目的とした入力デバイス８１０が接続されている。また外部にはハードディスク、不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭなどの外部記憶媒体８１１が接続されていてもよい。
【００３０】
図９は欠陥判定の概略フローである。まずデザインデータ上で検査箇所となる危険点をデザインデータサーバ６０２からＬＡＮ６０４を介してデータＩ／Ｆ部８０２からデザインデータ上パターン位置特定部８０８に入力する（Ｓ９０１）。危険点情報は危険点のウェハ上の位置座標と、予想される欠陥タイプコードから構成される。危険点情報は、例えばリソの危険点シミュレーションのようにデザインデータを用いたリソシミュレーションの結果をリソシミュレータ６０５から入力する。シミュレーションによる危険点情報はリソに限定されるものではなく、シミュレーションにより危険点位置座標と欠陥タイプコードが得られるものであればなんでも良い。あるいは、デザインデータ上で危険点を欠陥タイプ別にマニュアル入力し、欠陥タイプ別に登録されたデザインデータの形状をテンプレートとして、１チップ分あるいは検査に必要な領域分のデザインデータから同じ形状のデザインデータの存在する位置を複数あるいは全て探し、欠陥タイプ別に探した位置座標を欠陥タイプコードとともに危険点情報としても良い。
【００３１】
リソシミュレーションの結果を危険点情報とする場合は、図６で示したリソシミュレータ６０５からＬＡＮ６０４を介して欠陥判定ユニット６０１に情報を送信する。送信された危険点情報はデータＩ／Ｆ部８０２を介してデザインデータ記憶部８０３に欠陥タイプと対応をつけて記憶される。デザインデータ上で危険点を欠陥タイプ別にマニュアル入力する場合は、対象とする検査レイヤのデザインデータを図６で示したデザインデータサーバ６０２からＬＡＮ６０４を介して欠陥判定ユニット６０１に転送する。転送されたデザインデータはデータＩ／Ｆ部８０２を介してデザインデータ記憶部８０３に記憶される。マニュアルによるデザインデータ上の危険点指示は、デザインデータを画像化したものを表示端末８０９に示し、入力デバイス８１０によりデザインデータ上の危険点位置および欠陥タイプコードを入力する。入力されたデザインデータをテンプレートとして、デザインデータ上パターン位置特定部８０８によりデザインデータ記憶部８０３に記憶されているデザインデータ上の対応する位置を複数あるいは全て探し、欠陥タイプコードとともに危険点情報としてデザインデータ記憶部８０３に記憶する。
【００３２】
次に検査対象チップを指定する（Ｓ９０２）。検査対象チップとは図４の４０２で示したようにウェハ上で作成されたチップのうち実際に検査を行うチップのことである。この指定は欠陥判定装置６０１で行ってもよいし、検査装置６０３で行っても良い。
【００３３】
次にデザインデータ記憶部８０３に記憶されている危険点情報から欠陥タイプ別に予め定められた点数（ここではＮとする）を検査点として検査点サンプリング部８０４によりサンプリングする。これにより１チップ分の欠陥タイプ別の検査点が定まるので、これを検査点サンプリング部８０４で検査対象チップ全点に展開する（Ｓ９０３）。チップ全点への展開は、検査対象チップの指定が行われた装置上、すなわち欠陥判定ユニット６０１あるいは検査装置６０３で行われる。検査点のチップ全点への展開が欠陥判定装置６０１で行われる場合は、サンプリングされた危険点情報すなわち検査点情報を記憶媒体８０７に一時記憶し、記憶した検査点情報をデータＩ／Ｆ部８０２からＬＡＮ６０４を介して、検査装置６０３に転送する。
【００３４】
検査装置６０３では送られてきた検査点情報をデータ入出力Ｉ／Ｆ７２５を介して、７２４のシーケンス制御ユニット内のメモリ（図示せず）に格納する。検査点のチップ全点への展開が検査装置６０３で行われる場合は、１チップ分の欠陥タイプ別のサンプリングされた危険点情報すなわち検査点情報を欠陥判定装置６０１から受け取り、コンピュータ７１８から入力された検査対象チップ情報を用いて検査点情報を展開し、７２４のシーケンス制御ユニット内のメモリ（図示せず）に格納する。
ＣＰＵ８０５は、欠陥判定ユニット６０１全体の制御を行う。
【００３５】
次にシーケンス制御ユニット７２４内のメモリ（図示せず）に格納された検査点情報に従い検査を実行し、検査点に対する検査結果を得る（Ｓ９０４）。
【００３６】
検査結果は、チップごと、欠陥タイプごとにサンプリング点数Ｎに対する欠陥の比率を計算し、後述するサンプリング点数Ｎ、欠陥比率、およびそれから計算される信頼区間と、予め設定した基準と比較する（Ｓ９０５）。比較の結果、基準を超える欠陥タイプのあるチップを特定し、例えば図５に示したようにウェハマップとして表示端末８０９に表示する（Ｓ９０６）。
【００３７】
図１０に図１１、図１２、図１３で使用する信頼区間の考え方を示す。Ｎ点の検査点を検査し、その内の欠陥と判定された比率である欠陥比率をＰとすれば、推定される分散Ｓは、S＝sqrt（ P＊（1−P）／Ｎ ）（ sqrt（X）はXの平方根を表す ）である。信頼度α＝95％でＰが分布する範囲は標準正規分布表より[ P−1．96＊S、P+1．96＊S ]だから、誤差ｅ（母比率の推定誤差）は e＝ 1．96＊S ＝ 1．96＊sqrt（ P＊（1−P）／Ｎ ）である。図１０は横軸に欠陥比率Ｐ、縦軸に誤差ｅを取り、欠陥サンプリング数Ｎが１００，２００，３００のときの欠陥比率と誤差ｅの推移を示したものである。例えば１００点検査し１０点欠陥であった場合（欠陥比率０．１＝１０％）、誤差は約６％であり１０±６％の範囲に９５％の信頼度で真の比率は存在する。このＰ±ｅの区間を信頼区間と呼ぶ。信頼度α＝９５％で得られたｅを用いた場合、得られた欠陥比率と基準値ＴＨを比較し、ＴＨ＜Ｐ−ｅであれば信頼度９５％で欠陥比率は基準値を上回っており、Ｐ＋ｅ＜ＴＨであれば信頼度９５％で欠陥比率は基準値を下回っていると判断できる。また信頼度９５％で判断が求められる場合、Ｐ−ｅ≦ＴＨ≦Ｐ＋ｅのときＰは基準値ＴＨを上回るか、下回るか判断できない、すなわち欠陥判定ができない。信頼度αは任意に設定できる数字であり、それに応じて標準正規分布表より以上を再計算すればよい。
【００３８】
図１１乃至図１４を用いて検査の詳細な手順を示す。図１１の詳細フローは図９のＳ９０４以降に対応するものである。検査に先立ち検査で得られる欠陥比率に対する基準値（しきい値）を設定しておく。まずサンプリングされた検査点を検査し（Ｓ１１０１;Ｓ９０４に対応）、検査終了後、チップ別、欠陥タイプ別に欠陥比率の信頼区間を計算する（Ｓ１１０２）。次にチップ別に分けられた欠陥タイプ別に信頼区間内に基準値があるか評価する（Ｓ１１０３）。
【００３９】
図１２は、検査の途中におけるあるチップにおける欠陥タイプＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの欠陥比率を棒グラフ１２０１で、その信頼区間をバーチャート１２０２で示したグラフ表示１２１０を行うＧＵＩ１２００の一例を示す図である。この例では欠陥Ｃ，Ｄについて基準値１２０３が信頼区間１２０２１及び１２０２２の内にあり、予め定められた信頼度αでの欠陥判定ができない。このようにチップ別に分けられた欠陥クラスごとに欠陥判定のできないものを調べ、該当するチップ別に分けられた欠陥クラスの未検査点から予め定められたサンプリング数Ｎを再度サンプリングし（Ｓ１１０４）、検査を実行する（Ｓ１１０５）。
【００４０】
検査を実行した結果、再度サンプリングを実行する必要が有るか否かを判断し、再度サンプリングが必要と判断された場合には、Ｓ１１０３からＳ１１０６までを実行する。また、ＧＵＩ画面１２００上にも、検査続行要のボタン１２０４と検査続行否のボタン１２０５とが表示されており、オペレータが何れかのボタンをクリックすることにより再度サンプリングを実行するか、又は検査を終了して次のステップに進むかを選択することができる。再度サンプリングする場合のサンプリング数Ｎは１回目のサンプリング数と同じである必要はない。再検査の結果、前記該当するチップ別に分けられた欠陥クラスの欠陥発生比率の信頼区間を計算し（Ｓ１１０６；以上、Ｓ１１０２からＳ１１０７までがＳ９０５に対応）、再度信頼区間と基準値を比較する（Ｓ１１０３）。
【００４１】
この結果、図１３のＧＵＩ画面１３１０に示すように、図１２のＧＵＩ画面１２００上に例示した該当欠陥クラスＣ及びＤにおいて信頼区間１３０２１及び１３０２２が何れも基準値を含まない状態になり信頼度αでの欠陥判定ができるようになれば、欠陥判定結果の出力（Ｓ１１０７；Ｓ９０６に対応）に進み、ＧＵＩ画面１３１０上でグラフ１３１０を表示して基準値を超える欠陥タイプ（図１３の例では、欠陥クラスＤ：１３１１）を表示するとともに検査終了の表示１３０４１を点灯させる。このＧＵＩ画面１３００上でマップ表示ボタン１３０４２をクリックすると、図１４に示すようなＧＵＩ画面１４００に切り替わる。
【００４２】
ＧＵＩ画面１４００上では、検査したチップ１４１１を未検査のチップ１４１２と区別してウェハマップ１４１０上に表示する。また、検査したチップ１４１１については、検出された欠陥の密度に応じたクラス分けの情報１４１３と、表示されている欠陥の欠陥種の情報１４１４とが表示される。
【００４３】
図１４は、欠陥種Ａに関する各チップごとの欠陥密度の状態を示している。カーソル１４０１を欠陥種Ｂの位置に移動させてクリックするとウェハマップ１４１０上に欠陥種Ｂに関する各チップごとの欠陥密度の状態が表示される。一方、カーソル１４０１をウェハマップ１４１０上に表示されている何れかのチップ上に移動させてクリックすると、クリックされたチップの拡大画像１４２０が表示される。また、カーソル１４０１をグラフ表示ボタン１４３２の上に移動させてクリックすると、図１３のグラフ表示のＧＵＩ画面１３００に切り替わる。一方、まだ欠陥判定ができない場合は、Ｓ１１０４以降を欠陥判定が可能になるまで繰返す。
【００４４】
Ｓ１１０７の結果出力はウェハマップに限られるものではなく、基準値を超えた欠陥クラスとそのチップが分かればいかなる形態でも構わない。
【００４５】
図１１の処理フローでは欠陥判定が可能になるまで処理を繰返すため、検査点数や検査時間を予測できない。図１５は検査点数あるいは検査時間の上限を定め、作業者の判断のもと検査の続行、中断を決める方法の処理フローを示すものである。
【００４６】
図１５に示す検査の処理フローでは、検査はチップごと、欠陥タイプごとに循環的に行われることを前提にしている。例えばチップは１番からＭ番、欠陥タイプはＡからＣまであるとすれば、（ｍ、ｎ）をチップｍ番目の欠陥タイプｎを示すものとして、循環的に検査するとは具体的な一例としては（１、Ａ）（１、Ｂ）（１、Ｃ）（２、Ａ）…（Ｍ，Ｂ）（Ｍ，Ｃ）（１、Ａ）（１、Ｂ）…を指し、チップ、欠陥タイプの組み合わせが一巡しないうちは同一の組み合わせの検査は行わないことを指す。
【００４７】
図１５の検査の処理フローにおいて、Ｓ１５０１の検査では一つの組み合わせの検査（例えば（１、Ａ）の検査）を行い、その後Ｓ１５０２に移行する。またＳ１５０４，Ｓ１５０６、Ｓ１５１０からＳ１５０１に戻ってきたときには、巡回的に定められた次の検査（例えば（１、Ｂ）の検査）を行うこととする。検査に先立ち検査で得られる欠陥比率に対する基準値（しきい値）、およびチップごとの欠陥タイプに対する検査点数の最大数を規定値として設定しておく。以下、検査の順番は上記の例にならい、（１、Ａ）（１、Ｂ）（１、Ｃ）（２、Ａ）…（Ｍ，Ｂ）（Ｍ，Ｃ）（１、Ａ）（１、Ｂ）…という巡回リストが作成され、この順で行われることとして説明する。
【００４８】
Ｓ１５０１で（１、Ａ）の検査を行い、Ｓ１５０２で（１、Ａ）の検査実施済み点数が規定値に達したか判定する。達していればＳ１５０５に進み（１、Ａ）を検査リストから除外し、他の検査点がまだあれば（Ｓ１５０６）Ｓ１５０１に戻り次の検査点（１、Ｂ）を検査する。Ｓ１５０２で検査実施済み点数が規定値に達しっていない場合は、Ｓ１５０３に進み（１、Ａ）の欠陥発生比率の信頼区間を算出し、信頼区間と基準値を比較する（Ｓ１５０４）。信頼区間に基準値があればＳ１５０１に戻り次の点（１、Ｂ）を検査する。信頼区間に基準値がなければ欠陥判定が可能な状態であるので、（１、Ａ）を検査リストから除外し（Ｓ１５０５）、他の検査点がまだあれば（Ｓ１５０６）Ｓ１５０１に戻り次の検査点（１、Ｂ）を検査する。
【００４９】
このようにして全ての検査対象点が検査リストから除かれるとＳ１５０７に移行し、全てのチップ、欠陥タイプにおいて信頼区間に基準値がなければＳ１５０９に移行し検査結果を出力する。信頼区間に基準値がある場合は、検査を続行するか操作者に問い合わせ（Ｓ１５０８）、検査続行の場合は信頼区間に基準値があるチップと欠陥タイプの組み合わせの検査点の再サンプリングを行い、この組み合わせでの検査の巡回リストを作り直し、Ｓ１５０１に戻る。
【００５０】
Ｓ１５０８で検査が中断された場合には欠陥表示Ｓ１５０９に進む。このときまだ欠陥判定ができないチップと欠陥タイプの組み合わせが残るが、欠陥判定が完了しないものについては色を変えて表示するなどする。以上、（１、Ａ）からの順番で説明したが、以降（１、Ｂ）（１、Ｃ）（２，Ａ）と循環的に組まれたリストに従って検査が進む。
【００５１】
以上、基準値と欠陥比率の信頼区間との比較で欠陥判定を行う例について説明したが、同一欠陥クラスのチップ間の欠陥比率での比較、あるいは一チップ内あるいは複数チップ内の欠陥クラス間での欠陥比率の比較を行ってもよい。
【００５２】
比較の判定結果の一例としては、複数の比率のうち最大と最小を与える二つの比率の比較が考えられる。この場合、両者の信頼区間が重ならない場合と、重なる場合に分けられ、重ならない場合は相互の比率の間に相違が見られる、すなわち有意差があると判断でき、重なる場合は相互の比率の間に相違が見られない、すなわち有意差がないと判断できる。相違が見られる場合、最大の欠陥比率を有するチップあるいは欠陥タイプをウェハマップ上に表示する。表示に際しては欠陥タイプ別に画面を切り替えて図４のような形式で該当するチップのみを強調して表示する。
【００５３】
以上述べた方法によれば半導体前工程において危険点に発生した欠陥の頻度を信頼性高く効率的に評価できるので、製造条件の変更などの対策を迅速に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
１０１…チップ １０２…検査点 １０３…検査点 ２０１…検査視野 ２０２…検査視野中心座標 ２０３…検査点拡大像 ３０１…検査視野 ３０２…検査視野中心座標 ３０３…検査点拡大像 ４０１…ウェハマップ ４０２…検査対象チップ ５０１…欠陥タイプＡ発生チップ ６０１…欠陥判定ユニット ６０２…デザインデータサーバ ６０３…検査装置 ６０４…ＬＡＮ ６０５…リソシミュレータ ７０…ＳＥＭ装置本体 ７００…電子線 ７０１…電子銃 ７０２、７０３…電子レンズ ７０４…電子ビーム軸調整器 ７０５，７０６…偏向器 ７０７…対物レンズ ７０８…ウェハ ７０９…撮像対象領域 ７１０…反射板 ７１１…検出器 ７１２…Ａ／Ｄコンバータ ７１３…加算回路 ７１４…メモリ ７１５…画像処理ユニット ７１６…ＸＹステージ ７１７…二次記憶装置 ７１８…コンピュータ ７１９…全体制御系 ７２０…電流量制御ユニット ７２１…偏向制御ユニット ７２２…電子レンズ制御ユニット ７２３…ステージ制御ユニット ７２４…シーケンス制御ユニット ７２５…データ入出力Ｉ／Ｆ ８０１…バス ８０２…データＩ／Ｆ部 ８０３…デザインデータ記憶部 ８０４…検査点サンプリング部 ８０５…ＣＰＵ ８０６…メモリ ８０７…記憶媒体 ８０８…デザインデータ上パターン位置特定部 ８０９…表示端末 ８１０…入力デバイス ８１１…外部記憶媒体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ウェハの前工程における外観検査に関するものであり、特に予め指定された点を検査し欠陥発生の状況を効率的に評価する半導体デバイスの欠陥検査方法およびそのシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの回路パターンの微細化が進むに従い、その製造方法はより精緻さを増している。これに伴い、生じる欠陥にも変化が見られる。すなわち、従来は塵埃や異物等によるランダムに発生する欠陥が支配的であったのに対し、回路微細の微細化に伴い、配線や素子の配置に相関性のあるデザイン依存性の高い欠陥や、特定の層（レイヤともいう）の形状や層の重なりなどによって生じる欠陥が増加している。これら回路デザイン依存性の高い欠陥はシステマティック欠陥と呼ばれる。例えば、露光工程における光近接効果による転写パターンの短絡、断線や、下地段差起因のパターン形状変動による抵抗異常、特定領域のゲート酸化膜のエッチング不足によるコンタクトホール導通不良などである。 これらのシステマティック欠陥が発生しないよう回路デザインは設計されるが、なおプロセスマージンの少ない部分が危険点（プロセスの変動に対して欠陥が出やすい場所）として残る。危険点は製造前にシミュレーションなどにより予見できる点のほか、製造後に経験的にためられた知見として定められる点である場合もある。これらの危険点で発生するシステマティック欠陥は、製造条件を一部変更したりすることによって、その発生を防止することができる場合が多い。このため、検査装置により検出された欠陥から、危険点で発生した欠陥の有無を判定する機能に対する要求が高まっている。
【０００３】
システマティック欠陥を観察する方法として、特許文献１には、外観検査で得られた欠陥部位に相当する検査画像とデザインデータを画像化したものを比較した上で、該当するデザインデータ上の回路部位を特定し、回路形状ごとに分類することで頻度高く出現する回路形状を検出する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、外観検査装置により検出した欠陥の幾何学的な特徴とデザインデータを照合して危険点を判定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０２８６号公報
【特許文献２】米国公開特許第２００８／０２９５０４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
システマティック欠陥は微細な回路デザインの位置関係に依存して発生するものである。回路デザインの設計段階でシステマティック欠陥が発生しないよう回路設計がなされるが、ウェハを製造した段階でこれを検証するために、光学式外観検査あるいはＳＥＭ式外観検査装置でウェハの部分あるいは全面を走査し検査が行われる。
【０００７】
しかし、引用文献１に記載されている方法では、検査画像の分解能が高くなくデザインデータとの正確な比較ができない、また検査装置の座標系とデザインデータの座標系の合わせの誤差や、検出した欠陥座標が欠陥検出アルゴリズムに依存するため（例えば欠陥画像と参照画像の差分から得られた欠陥信号の重心位置など）着目したいシステマティック欠陥の位置座標とずれるなどの理由により検出欠陥位置に対応する回路形状を正確に特定できず、よって危険点で発生した欠陥の頻度を正確に評価できないという課題があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載されている方法では、外観検査装置により検出した欠陥の幾何学的な特徴とデザインデータを照合して危険点を判定するために、着目したいシステマティック欠陥の位置座標とずれるなどの理由により検出欠陥位置に対応する回路形状を正確に特定できず、危険点で発生した欠陥の頻度を正確に評価できないという課題があった。
【０００９】
上記課題に鑑み本発明の目的は、ステップ・アンド・リピート式の高解像度ＳＥＭを用いて予め定められた危険点を検査し、危険点での欠陥発生頻度を統計的かつ信頼性を持って推定する半導体デバイスの欠陥検査方法及びそのシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を解決するために、本発明では、半導体デバイスの欠陥検査方法において、デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定し、この指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に選択し、この選択した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像してこの検査点における欠陥を検出し、欠陥タイプ別に撮像した検査点の数に対する検出した欠陥の数の比である欠陥比率とこの欠陥比率の信頼区間を算出し、この算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間と予め設定した基準値とを比較し、この基準値を超える欠陥発生比率をもつ欠陥タイプを求めるようにした。
【００１１】
また、上記した課題を解決するために、本発明では、半導体デバイスの欠陥検査方法において、デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定し、この指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に選択し、この選択した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像してこの検査点の画像からこの検査点における欠陥を検出し、欠陥タイプ別に撮像した検査点の数に対する検出した欠陥の数の比である比率を計算し、この算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の有意差を計算し、この計算した結果から欠陥の比率に有意差が有る欠陥タイプを求めるようにした。
【００１２】
また、上記した課題を解決するために、本発明では、半導体デバイスの欠陥検査システムを、デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定する検査点指定手段と、この検査点指定手段で指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に入力する入力手段と、この入力手段で入力した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像して得た検査点の画像を処理して欠陥を検出する画像処理手段と、撮像手段で撮像した欠陥タイプ別の検査点の数に対する画像処理手段で検出した欠陥タイプ別の欠陥の数の比率である欠陥比率と欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算する演算手段と、この演算手段で算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間と予め設定した基準値とを比較する比較手段と、基準値を超える欠陥比率をもつ欠陥タイプを求める欠陥タイプ抽出手段と、この欠陥タイプ抽出手段で求めた欠陥タイプに関する情報を出力する出力手段とを備えて構成した。
【００１３】
また、上記した課題を解決するために、本発明では、半導体デバイスの欠陥検査システムを、デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定する検査点指定手段と、この検査点指定手段で指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に入力する入力手段と、この入力手段で入力した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像して得た検査点の画像を処理して欠陥を検出する画像処理手段と、撮像手段で撮像した欠陥タイプ別の検査点の数に対する画像処理手段で検出した欠陥タイプ別の欠陥の数の比率である欠陥比率と該欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算する演算手段と、この演算手段で算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の有意差を計算する有意差算出手段と、この有意差計算手段で計算した結果から欠陥比率に有意差が有る欠陥タイプを求める欠陥タイプ抽出手段と、この欠陥タイプ抽出手段で求めた欠陥タイプに関する情報を出力する出力手段とを備えて構成した。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、半導体デバイス製造の前工程において半導体ウェハ上に形成された回路パターンの危険点に発生した欠陥の頻度を信頼性高く効率的に評価できるので、製造条件の変更などの対策を迅速に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】検査対象チップの概略の構成を示す平面図である。
【図２】欠陥タイプＡを含む領域の拡大画像例を示す図である。
【図３】欠陥タイプＢを含む領域の拡大画像例を示す図である。
【図４】検査対象チップを含むウェハマップの例を示す図である。
【図５】欠陥判定結果を表示したウェハマップの例を示す図である。
【図６】本発明の実施例に係る欠陥検査システムの概略の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施例に係る欠陥検査システムにおける検査装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施例に係る欠陥検査システムにおける欠陥判定ユニットの概略の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施例に係る欠陥検査方法における概略の処理の流れを示すフロー図である。
【図１０】信頼区間を説明するための欠陥比率と欠陥比率誤差との関係を示すグラフである。
【図１１】図９に示した処理フロー図のＳ９０４からＳ９０６までの処理の詳細な流れを示すフロー図である。
【図１２】検査途中における欠陥タイプ別の欠陥発生比率を棒グラフで表示したＧＵＩ画面の正面図である。
【図１３】検査終了時の欠陥タイプ別の欠陥発生比率を棒グラフで表示したＧＵＩ画面の正面図である。
【図１４】検査終了時の欠陥タイプ別の欠陥発生比率をウェハマップで表示したＧＵＩ画面の正面図である。
【図１５】図９に示した処理フロー図のＳ９０４からＳ９０６までの処理の詳細な流れを示し、検査点数に上限を設けたときの処理の流れを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【００１７】
本実施例で対象とする欠陥の例を図１、図２、図３で、検査の様子を図４、図５に示す。図１の１０１は半導体ウェハ上に形成されたチップ（以下、半導体チップと記す）である。半導体チップ１０１の内部には多数の回路パターンが形成されているが、図１に示した構成では、それらの回路パターンの表示を省略している。図１の半導体チップ１０１の１０２及び１０３はプロセスの変動に対して欠陥が出やすい場所、すなわち危険点である。危険点１０２の拡大画像２０３を図２に、危険点１０３の拡大画像３０３を図３に示す。図２に示す回路形状と同様の部位は半導体チップ１０１内の危険点１０２に示す点以外にも実際は多数あるが、図１では簡単のため危険点１０２の１点のみを示してある。危険点１０３に関しても同様である。
【００１８】
図２の２０１は検査領域となる短絡欠陥発生予想領域であり、この部分の回路形状からパターンの短絡が発生する可能性のある部位である。点２０２は短絡欠陥発生予想領域２０１の中心座標位置であり、点２０２は検査視野である短絡欠陥発生予想領域２０１の中心に位置するよう制御される。図３の３０１は検査領域となる断線欠陥発生予想領域であり、この部分の回路形状からパターンの断線が発生する可能性のある部位である。点３０２は断線欠陥発生予想領域３０１の中心座標であり、点３０２は検査視野である断線欠陥発生予想領域３０１の中心に位置するよう制御される点である。
【００１９】
図２及び図３に示した発生が予想される欠陥は種類が異なることから、図２に示した検査領域である短絡欠陥発生予想領域２０１で発生が予想される欠陥を欠陥タイプＡ、図３に示した検査領域である断線欠陥発生予想領域３０１で発生が予想される欠陥を欠陥タイプＢと呼ぶことにする。図には示さないがこのほかにも発生が予想される欠陥種があれば欠陥タイプコードを欠陥タイプＣ，欠陥タイプＤというように割り当てる。
【００２０】
図４の４０１は検査対象となるウェハとその上に製造される半導体チップを模式的に示したウェハマップである。太い黒枠で示した半導体チップ４０２は検査対象の半導体チップ（以下、検査対象チップと記す）である。図４に示したように検査対象チップ４０２は選択的に選んでも良いし、全数を対象としても良い。
【００２１】
図５は図４に示した検査対象チップ４０２を検査した結果のうち欠陥タイプＡについて基準値以上の欠陥発生があった検査対象チップ５０１を示す図、あるいは図４に示した検査対象チップ４０２を検査した結果のうち欠陥タイプＡが他の欠陥タイプより相対的に発生頻度が高かった検査対象チップ５０１を示す図の例であり、本実施例の出力表示の一形態を示す図である。
【００２２】
以下、図６から図１４を用いて基準比率の算出について説明する。
図６は本システムである欠陥判定システムと関連する装置およびシステムを含めた全体図である。欠陥判定ユニット６０１、デザインデータを管理するデザインデータサーバ６０２、ウェハのＳＥＭ検査をステップ・アンド・リピートで行う例えばディフェクトレビューＳＥＭ装置、あるいは測長ＳＥＭ装置などのＳＥＭを備えた検査装置６０３、リソシミュレータ６０５がＬＡＮ６０４に接続されている。リソシミュレータ６０５は後述のようにリソに限定されるものではなく、また必ずしも必要なものでもない。
【００２３】
図７にＳＥＭを備えた検査装置６０３の構成を示す。ＳＥＭを備えた検査装置６０３は、ＳＥＭ装置本体７０、全体制御系７１９、データ入出力Ｉ／Ｆ７２５、画像処理系７２７、二次記憶装置７１７及びコンピュータ７１８を備えて構成されている。
【００２４】
ＳＥＭ装置本体７０の内部には、以下の電子光学系及び検出系を備える。７０１は電子源であり、電子ビーム７００を射出する。射出された電子ビーム７００は電子レンズ７０２、７０３を通過した後、電子ビーム軸調整器７０４により非点収差やアライメントずれを補正される。７０５と７０６は２段の偏向器であり電子ビーム７００を偏向し、ウェハ７０８上を走査させる。電子ビーム７００は対物レンズ７０７により収束されてウェハ７０８の撮像対象領域７０９で焦点を結ぶ。撮像対象領域７０９からはこの結果、２次電子と反射電子が放出され、２次電子および反射電子は一次電子ビーム通過穴７１０’を有する反射板７１０に衝突し、そこで発生した二次電子が電子検出器７１１により検出される。
【００２５】
検出器７１１で検出された２次電子および反射電子はＡ／Ｄコンバータ７１２でデジタル信号に変換され、メモリ７１４に格納される。なお、Ａ／Ｄコンバータとメモリとの間には加算回路７１３が配置されている。加算回路７１３は，電子ビーム７００を撮像対象領域７０９上でラスタ走査する場合に，同一のビーム照射位置で得られた検出信号の加算平均（フレーム加算）を算出することで，ショットノイズを小さくすることを可能になり、Ｓ／Ｎの高い画像信号を得ることができる。７１５は画像処理ユニットであり、メモリ７１４に格納された画像を用いて欠陥の検出が行われる。７２７は画像信号処理系を表す。
７１６はＸＹステージであり、ウェハ７０８を移動させ、ウェハ７０８の任意の位置の画像撮像を可能にしている。
【００２６】
二次記憶装置７１７は、メモリ７１４に格納された画像を記憶することが可能である。また，画像処理により得られた検査対象領域７０９の異常部や，異常部の外観特徴もメモリ７１４に格納することができる。コンピュータ７１８は、演算装置、記憶装置、表示装置、入力装置を備えるものであるとともに、二次記憶装置７１７、あるいはメモリ７１４に格納された画像を表示することができる。また、ユーザは端末７１８に入力することにより、図１に示すＳＥＭ装置本体７０、画像処理系７２７、全体制御系７１９の動作の制御、及び設定を行うことができる。
【００２７】
全体制御系７１９は、電子ビーム７００の電子源７０１の電流量制御ユニット７２０，偏向器７０５と７０６を制御する偏向制御ユニット７２１，電子レンズ７０２と７０３と７０４と７０７を制御する電子レンズ制御ユニット７２２，ＸＹステージ７１５の移動による視野移動を制御するステージ制御ユニット７２３，検査シーケンス全体を制御するシーケンス制御ユニット７２４を備えている。データ入出力Ｉ／Ｆ７２５は、ＬＡＮ６０４から検査点座標データを受け取り、７２４のシーケンス制御ユニット内のメモリ（図示せず）に格納する。
【００２８】
検査装置６０３は７２４のシーケンス制御ユニット内のメモリ（図示せず）に格納された検査座標データに基づきステージ制御ユニット７２３によりＸＹステージ７１５を移動し、移動後電子線画像を撮像し、撮像画像を画像処理ユニット７１５で処理することにより検査座標点における欠陥の有無を判定する。
【００２９】
図８は欠陥判定ユニット６０１の構成図である。ＬＡＮ６０４とのデータの授受はデータＩ／Ｆ部８０２により行われ、内部のデータ伝送はバス８０１により行われる。バス８０１には、デザインデータ記憶部８０３、検査点サンプリング部８０４、ＣＰＵ８０５、メモリ８０６、ハードディスクあるいは不揮発性メモリ等の記憶媒体８０７、デザインデータ上パターン位置特定部８０８が接続されており、外部に表示端末８０９、キーボードなど数値データ入力や、データの指定を目的とした入力デバイス８１０が接続されている。また外部にはハードディスク、不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭなどの外部記憶媒体８１１が接続されていてもよい。
【００３０】
図９は欠陥判定の概略フローである。まずデザインデータ上で検査箇所となる危険点をデザインデータサーバ６０２からＬＡＮ６０４を介してデータＩ／Ｆ部８０２からデザインデータ上パターン位置特定部８０８に入力する（Ｓ９０１）。危険点情報は危険点のウェハ上の位置座標と、予想される欠陥タイプコードから構成される。危険点情報は、例えばリソの危険点シミュレーションのようにデザインデータを用いたリソシミュレーションの結果をリソシミュレータ６０５から入力する。シミュレーションによる危険点情報はリソに限定されるものではなく、シミュレーションにより危険点位置座標と欠陥タイプコードが得られるものであればなんでも良い。あるいは、デザインデータ上で危険点を欠陥タイプ別にマニュアル入力し、欠陥タイプ別に登録されたデザインデータの形状をテンプレートとして、１チップ分あるいは検査に必要な領域分のデザインデータから同じ形状のデザインデータの存在する位置を複数あるいは全て探し、欠陥タイプ別に探した位置座標を欠陥タイプコードとともに危険点情報としても良い。
【００３１】
リソシミュレーションの結果を危険点情報とする場合は、図６で示したリソシミュレータ６０５からＬＡＮ６０４を介して欠陥判定ユニット６０１に情報を送信する。送信された危険点情報はデータＩ／Ｆ部８０２を介してデザインデータ記憶部８０３に欠陥タイプと対応をつけて記憶される。デザインデータ上で危険点を欠陥タイプ別にマニュアル入力する場合は、対象とする検査レイヤのデザインデータを図６で示したデザインデータサーバ６０２からＬＡＮ６０４を介して欠陥判定ユニット６０１に転送する。転送されたデザインデータはデータＩ／Ｆ部８０２を介してデザインデータ記憶部８０３に記憶される。マニュアルによるデザインデータ上の危険点指示は、デザインデータを画像化したものを表示端末８０９に示し、入力デバイス８１０によりデザインデータ上の危険点位置および欠陥タイプコードを入力する。入力されたデザインデータをテンプレートとして、デザインデータ上パターン位置特定部８０８によりデザインデータ記憶部８０３に記憶されているデザインデータ上の対応する位置を複数あるいは全て探し、欠陥タイプコードとともに危険点情報としてデザインデータ記憶部８０３に記憶する。
【００３２】
次に検査対象チップを指定する（Ｓ９０２）。検査対象チップとは図４の４０２で示したようにウェハ上で作成されたチップのうち実際に検査を行うチップのことである。この指定は欠陥判定装置６０１で行ってもよいし、検査装置６０３で行っても良い。
【００３３】
次にデザインデータ記憶部８０３に記憶されている危険点情報から欠陥タイプ別に予め定められた点数（ここではＮとする）を検査点として検査点サンプリング部８０４によりサンプリングする。これにより１チップ分の欠陥タイプ別の検査点が定まるので、これを検査点サンプリング部８０４で検査対象チップ全点に展開する（Ｓ９０３）。チップ全点への展開は、検査対象チップの指定が行われた装置上、すなわち欠陥判定ユニット６０１あるいは検査装置６０３で行われる。検査点のチップ全点への展開が欠陥判定装置６０１で行われる場合は、サンプリングされた危険点情報すなわち検査点情報を記憶媒体８０７に一時記憶し、記憶した検査点情報をデータＩ／Ｆ部８０２からＬＡＮ６０４を介して、検査装置６０３に転送する。
【００３４】
検査装置６０３では送られてきた検査点情報をデータ入出力Ｉ／Ｆ７２５を介して、７２４のシーケンス制御ユニット内のメモリ（図示せず）に格納する。検査点のチップ全点への展開が検査装置６０３で行われる場合は、１チップ分の欠陥タイプ別のサンプリングされた危険点情報すなわち検査点情報を欠陥判定装置６０１から受け取り、コンピュータ７１８から入力された検査対象チップ情報を用いて検査点情報を展開し、７２４のシーケンス制御ユニット内のメモリ（図示せず）に格納する。
ＣＰＵ８０５は、欠陥判定ユニット６０１全体の制御を行う。
【００３５】
次にシーケンス制御ユニット７２４内のメモリ（図示せず）に格納された検査点情報に従い検査を実行し、検査点に対する検査結果を得る（Ｓ９０４）。
【００３６】
検査結果は、チップごと、欠陥タイプごとにサンプリング点数Ｎに対する欠陥の比率を計算し、後述するサンプリング点数Ｎ、欠陥比率、およびそれから計算される信頼区間と、予め設定した基準と比較する（Ｓ９０５）。比較の結果、基準を超える欠陥タイプのあるチップを特定し、例えば図５に示したようにウェハマップとして表示端末８０９に表示する（Ｓ９０６）。
【００３７】
図１０に図１１、図１２、図１３で使用する信頼区間の考え方を示す。Ｎ点の検査点を検査し、その内の欠陥と判定された比率である欠陥比率をＰとすれば、推定される分散Ｓは、S＝sqrt（ P＊（1−P）／Ｎ ）（ sqrt（X）はXの平方根を表す ）である。信頼度α＝95％でＰが分布する範囲は標準正規分布表より[ P−1．96＊S、P+1．96＊S ]だから、誤差ｅ（母比率の推定誤差）は e＝ 1．96＊S ＝ 1．96＊sqrt（ P＊（1−P）／Ｎ ）である。図１０は横軸に欠陥比率Ｐ、縦軸に誤差ｅを取り、欠陥サンプリング数Ｎが１００，２００，３００のときの欠陥比率と誤差ｅの推移を示したものである。例えば１００点検査し１０点欠陥であった場合（欠陥比率０．１＝１０％）、誤差は約６％であり１０±６％の範囲に９５％の信頼度で真の比率は存在する。このＰ±ｅの区間を信頼区間と呼ぶ。信頼度α＝９５％で得られたｅを用いた場合、得られた欠陥比率と基準値ＴＨを比較し、ＴＨ＜Ｐ−ｅであれば信頼度９５％で欠陥比率は基準値を上回っており、Ｐ＋ｅ＜ＴＨであれば信頼度９５％で欠陥比率は基準値を下回っていると判断できる。また信頼度９５％で判断が求められる場合、Ｐ−ｅ≦ＴＨ≦Ｐ＋ｅのときＰは基準値ＴＨを上回るか、下回るか判断できない、すなわち欠陥判定ができない。信頼度αは任意に設定できる数字であり、それに応じて標準正規分布表より以上を再計算すればよい。
【００３８】
図１１乃至図１４を用いて検査の詳細な手順を示す。図１１の詳細フローは図９のＳ９０４以降に対応するものである。検査に先立ち検査で得られる欠陥比率に対する基準値（しきい値）を設定しておく。まずサンプリングされた検査点を検査し（Ｓ１１０１;Ｓ９０４に対応）、検査終了後、チップ別、欠陥タイプ別に欠陥比率の信頼区間を計算する（Ｓ１１０２）。次にチップ別に分けられた欠陥タイプ別に信頼区間内に基準値があるか評価する（Ｓ１１０３）。
【００３９】
図１２は、検査の途中におけるあるチップにおける欠陥タイプＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの欠陥比率を棒グラフ１２０１で、その信頼区間をバーチャート１２０２で示したグラフ表示１２１０を行うＧＵＩ１２００の一例を示す図である。この例では欠陥Ｃ，Ｄについて基準値１２０３が信頼区間１２０２１及び１２０２２の内にあり、予め定められた信頼度αでの欠陥判定ができない。このようにチップ別に分けられた欠陥クラスごとに欠陥判定のできないものを調べ、該当するチップ別に分けられた欠陥クラスの未検査点から予め定められたサンプリング数Ｎを再度サンプリングし（Ｓ１１０４）、検査を実行する（Ｓ１１０５）。
【００４０】
検査を実行した結果、再度サンプリングを実行する必要が有るか否かを判断し、再度サンプリングが必要と判断された場合には、Ｓ１１０３からＳ１１０６までを実行する。また、ＧＵＩ画面１２００上にも、検査続行要のボタン１２０４と検査続行否のボタン１２０５とが表示されており、オペレータが何れかのボタンをクリックすることにより再度サンプリングを実行するか、又は検査を終了して次のステップに進むかを選択することができる。再度サンプリングする場合のサンプリング数Ｎは１回目のサンプリング数と同じである必要はない。再検査の結果、前記該当するチップ別に分けられた欠陥クラスの欠陥発生比率の信頼区間を計算し（Ｓ１１０６；以上、Ｓ１１０２からＳ１１０７までがＳ９０５に対応）、再度信頼区間と基準値を比較する（Ｓ１１０３）。
【００４１】
この結果、図１３のＧＵＩ画面１３１０に示すように、図１２のＧＵＩ画面１２００上に例示した該当欠陥クラスＣ及びＤにおいて信頼区間１３０２１及び１３０２２が何れも基準値を含まない状態になり信頼度αでの欠陥判定ができるようになれば、欠陥判定結果の出力（Ｓ１１０７；Ｓ９０６に対応）に進み、ＧＵＩ画面１３１０上でグラフ１３１０を表示して基準値を超える欠陥タイプ（図１３の例では、欠陥クラスＤ：１３１１）を表示するとともに検査終了の表示１３０４１を点灯させる。このＧＵＩ画面１３００上でマップ表示ボタン１３０４２をクリックすると、図１４に示すようなＧＵＩ画面１４００に切り替わる。
【００４２】
ＧＵＩ画面１４００上では、検査したチップ１４１１を未検査のチップ１４１２と区別してウェハマップ１４１０上に表示する。また、検査したチップ１４１１については、検出された欠陥の密度に応じたクラス分けの情報１４１３と、表示されている欠陥の欠陥種の情報１４１４とが表示される。
【００４３】
図１４は、欠陥種Ａに関する各チップごとの欠陥密度の状態を示している。カーソル１４０１を欠陥種Ｂの位置に移動させてクリックするとウェハマップ１４１０上に欠陥種Ｂに関する各チップごとの欠陥密度の状態が表示される。一方、カーソル１４０１をウェハマップ１４１０上に表示されている何れかのチップ上に移動させてクリックすると、クリックされたチップの拡大画像１４２０が表示される。また、カーソル１４０１をグラフ表示ボタン１４３２の上に移動させてクリックすると、図１３のグラフ表示のＧＵＩ画面１３００に切り替わる。一方、まだ欠陥判定ができない場合は、Ｓ１１０４以降を欠陥判定が可能になるまで繰返す。
【００４４】
Ｓ１１０７の結果出力はウェハマップに限られるものではなく、基準値を超えた欠陥クラスとそのチップが分かればいかなる形態でも構わない。
【００４５】
図１１の処理フローでは欠陥判定が可能になるまで処理を繰返すため、検査点数や検査時間を予測できない。図１５は検査点数あるいは検査時間の上限を定め、作業者の判断のもと検査の続行、中断を決める方法の処理フローを示すものである。
【００４６】
図１５に示す検査の処理フローでは、検査はチップごと、欠陥タイプごとに循環的に行われることを前提にしている。例えばチップは１番からＭ番、欠陥タイプはＡからＣまであるとすれば、（ｍ、ｎ）をチップｍ番目の欠陥タイプｎを示すものとして、循環的に検査するとは具体的な一例としては（１、Ａ）（１、Ｂ）（１、Ｃ）（２、Ａ）…（Ｍ，Ｂ）（Ｍ，Ｃ）（１、Ａ）（１、Ｂ）…を指し、チップ、欠陥タイプの組み合わせが一巡しないうちは同一の組み合わせの検査は行わないことを指す。
【００４７】
図１５の検査の処理フローにおいて、Ｓ１５０１の検査では一つの組み合わせの検査（例えば（１、Ａ）の検査）を行い、その後Ｓ１５０２に移行する。またＳ１５０４，Ｓ１５０６、Ｓ１５１０からＳ１５０１に戻ってきたときには、巡回的に定められた次の検査（例えば（１、Ｂ）の検査）を行うこととする。検査に先立ち検査で得られる欠陥比率に対する基準値（しきい値）、およびチップごとの欠陥タイプに対する検査点数の最大数を規定値として設定しておく。以下、検査の順番は上記の例にならい、（１、Ａ）（１、Ｂ）（１、Ｃ）（２、Ａ）…（Ｍ，Ｂ）（Ｍ，Ｃ）（１、Ａ）（１、Ｂ）…という巡回リストが作成され、この順で行われることとして説明する。
【００４８】
Ｓ１５０１で（１、Ａ）の検査を行い、Ｓ１５０２で（１、Ａ）の検査実施済み点数が規定値に達したか判定する。達していればＳ１５０５に進み（１、Ａ）を検査リストから除外し、他の検査点がまだあれば（Ｓ１５０６）Ｓ１５０１に戻り次の検査点（１、Ｂ）を検査する。Ｓ１５０２で検査実施済み点数が規定値に達しっていない場合は、Ｓ１５０３に進み（１、Ａ）の欠陥発生比率の信頼区間を算出し、信頼区間と基準値を比較する（Ｓ１５０４）。信頼区間に基準値があればＳ１５０１に戻り次の点（１、Ｂ）を検査する。信頼区間に基準値がなければ欠陥判定が可能な状態であるので、（１、Ａ）を検査リストから除外し（Ｓ１５０５）、他の検査点がまだあれば（Ｓ１５０６）Ｓ１５０１に戻り次の検査点（１、Ｂ）を検査する。
【００４９】
このようにして全ての検査対象点が検査リストから除かれるとＳ１５０７に移行し、全てのチップ、欠陥タイプにおいて信頼区間に基準値がなければＳ１５０９に移行し検査結果を出力する。信頼区間に基準値がある場合は、検査を続行するか操作者に問い合わせ（Ｓ１５０８）、検査続行の場合は信頼区間に基準値があるチップと欠陥タイプの組み合わせの検査点の再サンプリングを行い、この組み合わせでの検査の巡回リストを作り直し、Ｓ１５０１に戻る。
【００５０】
Ｓ１５０８で検査が中断された場合には欠陥表示Ｓ１５０９に進む。このときまだ欠陥判定ができないチップと欠陥タイプの組み合わせが残るが、欠陥判定が完了しないものについては色を変えて表示するなどする。以上、（１、Ａ）からの順番で説明したが、以降（１、Ｂ）（１、Ｃ）（２，Ａ）と循環的に組まれたリストに従って検査が進む。
【００５１】
以上、基準値と欠陥比率の信頼区間との比較で欠陥判定を行う例について説明したが、同一欠陥クラスのチップ間の欠陥比率での比較、あるいは一チップ内あるいは複数チップ内の欠陥クラス間での欠陥比率の比較を行ってもよい。
【００５２】
比較の判定結果の一例としては、複数の比率のうち最大と最小を与える二つの比率の比較が考えられる。この場合、両者の信頼区間が重ならない場合と、重なる場合に分けられ、重ならない場合は相互の比率の間に相違が見られる、すなわち有意差があると判断でき、重なる場合は相互の比率の間に相違が見られない、すなわち有意差がないと判断できる。相違が見られる場合、最大の欠陥比率を有するチップあるいは欠陥タイプをウェハマップ上に表示する。表示に際しては欠陥タイプ別に画面を切り替えて図４のような形式で該当するチップのみを強調して表示する。
【００５３】
以上述べた方法によれば半導体前工程において危険点に発生した欠陥の頻度を信頼性高く効率的に評価できるので、製造条件の変更などの対策を迅速に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
１０１…チップ １０２…検査点 １０３…検査点 ２０１…検査視野 ２０２…検査視野中心座標 ２０３…検査点拡大像 ３０１…検査視野 ３０２…検査視野中心座標 ３０３…検査点拡大像 ４０１…ウェハマップ ４０２…検査対象チップ ５０１…欠陥タイプＡ発生チップ ６０１…欠陥判定ユニット ６０２…デザインデータサーバ ６０３…検査装置 ６０４…ＬＡＮ ６０５…リソシミュレータ ７０…ＳＥＭ装置本体 ７００…電子線 ７０１…電子銃 ７０２、７０３…電子レンズ ７０４…電子ビーム軸調整器 ７０５，７０６…偏向器 ７０７…対物レンズ ７０８…ウェハ ７０９…撮像対象領域 ７１０…反射板 ７１１…検出器 ７１２…Ａ／Ｄコンバータ ７１３…加算回路 ７１４…メモリ ７１５…画像処理ユニット ７１６…ＸＹステージ ７１７…二次記憶装置 ７１８…コンピュータ ７１９…全体制御系 ７２０…電流量制御ユニット ７２１…偏向制御ユニット ７２２…電子レンズ制御ユニット ７２３…ステージ制御ユニット ７２４…シーケンス制御ユニット ７２５…データ入出力Ｉ／Ｆ ８０１…バス ８０２…データＩ／Ｆ部 ８０３…デザインデータ記憶部 ８０４…検査点サンプリング部 ８０５…ＣＰＵ ８０６…メモリ ８０７…記憶媒体 ８０８…デザインデータ上パターン位置特定部 ８０９…表示端末 ８１０…入力デバイス ８１１…外部記憶媒体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定し、
該指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に選択し、
該選択した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像して該検査点における欠陥を検出し、
前記欠陥タイプ別に撮像した検査点の数に対する検出した欠陥の欠陥比率と該欠陥比率の信頼区間を算出し、
該算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間と予め設定した基準値とを比較し、
該基準値を超える欠陥発生比率をもつ欠陥タイプを求める
ことを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体デバイスの欠陥検査方法であって、前記算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間の範囲に前記予め設定した基準値が含まれる場合には、該欠陥比率の信頼区間の範囲に基準値を含む欠陥タイプについて再度検査点を選択し、該再度選択した検査点を撮像して該検査点における欠陥を検出し、該再度選択した検査点を撮像して検出した欠陥の欠陥比率と前記欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算し、該計算して求めた欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を前記予め設定した基準値と比較し、該基準値を超える欠陥発生比率をもつ欠陥タイプを求めることを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体デバイスの欠陥検査方法であって、
前記信頼区間と基準値の比較結果を欠陥タイプ別にウェハマップ上に表示することを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査方法。
【請求項４】
デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定し、
該指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に選択し、
該選択した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像して該検査点の画像から該検査点における欠陥を検出し、
前記欠陥タイプ別に撮像した検査点の数に対する検出した欠陥の比率を計算し、
該算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の有意差を計算し、
該計算した結果から欠陥の比率に有意差が有る欠陥タイプを求める
ことを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査方法。
【請求項５】
請求項４記載の半導体の欠陥検査方法であって、さらに、
前記算出した欠陥タイプ別の有意差に基づき欠陥タイプ別に検査の続行可否を判定し、
該判定の結果検査続行とされた欠陥タイプについて再度検査点の選択を行い、
該再度選択した検査点を撮像して該再度選択した検査点の画像を得、
該得た再度選択した検査点の画像から欠陥を検出し、
該再度選択した検査点を撮像して検出した欠陥の欠陥比率と前記欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算し、
該計算して求めた欠陥タイプ別の欠陥比率の有意差を算出し、
該算出した結果から前記欠陥比率に有意差が有る欠陥タイプを抽出する
ことを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査方法。
【請求項６】
請求項４記載の半導体デバイスの欠陥検査方法であって、前記有意差を欠陥タイプ別にウェハマップ上に表示することを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査方法。
【請求項７】
デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定する検査点指定手段と、
該検査点指定手段で指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に入力する入力手段と、
該入力手段で入力した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像する撮像手段と、
該撮像手段で撮像して得た検査点の画像を処理して欠陥を検出する画像処理手段と、
前記撮像手段で撮像した欠陥タイプ別の検査点の数に対する前記画像処理手段で検出した欠陥タイプ別の欠陥の数の比率である欠陥比率と該欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算する演算手段と、
該演算手段で算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間と予め設定した基準値とを比較する比較手段と、
該基準値を超える欠陥比率をもつ欠陥タイプを求める欠陥タイプ抽出手段と
該欠陥タイプ抽出手段で求めた欠陥タイプに関する情報を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査システム。
【請求項８】
請求項７記載の半導体デバイスの欠陥検査システムであって、前記比較手段で前記欠陥タイプ別の信頼区間と前記予め設定した基準値とを比較した結果前記欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間の範囲に前記予め設定した基準値が含まれる場合には、前記検査点指定手段は前記欠陥比率の信頼区間の範囲に基準値を含む欠陥タイプについて再度検査点を選択し、前記撮像手段は該再度選択した検査点を撮像し、前記画像処理手段は前記撮像手段で撮像して得た前記再度選択した検査点の画像から該検査点における欠陥を検出し、前記演算手段は前記画像処理手段で前記再度選択した検査点の画像から検出した欠陥の欠陥比率と該欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算し、前記比較手段は前記再度選択した検査点の画像から検出した欠陥の欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間と予め設定した基準値とを比較し、前記欠陥タイプ抽出手段は前記比較手段で比較した結果に基づいて前記基準値を超える欠陥比率をもつ欠陥タイプを求め、前記出力手段は前記欠陥タイプ抽出手段で求めた欠陥タイプに関する情報を出力することを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査システム。
【請求項９】
請求項７記載の半導体デバイスの欠陥検査システムであって、前記出力手段は、前記信頼区間と基準値の比較結果を欠陥タイプ別にウェハマップ上に表示することを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査システム。
【請求項１０】
デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定する検査点指定手段と、
該検査点指定手段で指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に入力する入力手段と、
該入力手段で入力した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像する撮像手段と、
該撮像手段で撮像して得た検査点の画像を処理して欠陥を検出する画像処理手段と、
前記撮像手段で撮像した欠陥タイプ別の検査点の数に対する前記画像処理手段で検出した欠陥タイプ別の欠陥の数の比率である欠陥比率と該欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算する演算手段と、
該演算手段で算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の有意差を計算する有意差算出手段と、
該有意差計算手段で計算した結果から欠陥比率に有意差が有る欠陥タイプを求める欠陥タイプ抽出手段と
該欠陥タイプ抽出手段で求めた欠陥タイプに関する情報を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査システム。
【請求項１１】
請求項１０記載の半導体デバイスの欠陥検査システムであって、前記有意差算出手段で算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の有意差に基づき欠陥タイプ別に検査の続行の要否を入力する検査続行要否入力手段を更に備え、
前記検査点指定手段は前記検査続行可否入力手段から検査の続行要と入力された欠陥タイプについて再度検査点の選択を行い、
前記撮像手段は前記検査点指定手段で再度選択した検査点を撮像し、
前記画像処理手段は前記撮像手段で撮像して得た前記再度選択した検査点の画像から該検査点における欠陥を検出し、
前記演算手段は前記画像処理手段で前記再度選択した検査点の画像から検出した欠陥の欠陥比率と該欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算し、
前記有意差算出手段は前記演算手段で計算した前記再度選択した検査点の画像から検出した欠陥の欠陥タイプ別の欠陥比率の有意差を算出し、
前記欠陥タイプ抽出手段は前記有意差算出手段で算出した結果から欠陥比率に有意差が有る欠陥タイプを抽出し、
前記出力手段は前記欠陥タイプ抽出手段で抽出した欠陥比率に有意差が有る欠陥タイプに関する情報を出力することを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査システム。
【請求項１２】
請求項１０記載の半導体デバイスの欠陥検査システムであって、前記出力手段は、前記有意差算出手段で算出した前記有意差を欠陥タイプ別にウェハマップ上に表示することを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査システム。
【請求項１】
デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定し、
該指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に選択し、
該選択した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像して該検査点における欠陥を検出し、
前記欠陥タイプ別に撮像した検査点の数に対する検出した欠陥の欠陥比率と該欠陥比率の信頼区間を算出し、
該算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間と予め設定した基準値とを比較し、
該基準値を超える欠陥発生比率をもつ欠陥タイプを求める
ことを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体デバイスの欠陥検査方法であって、前記算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間の範囲に前記予め設定した基準値が含まれる場合には、該欠陥比率の信頼区間の範囲に基準値を含む欠陥タイプについて再度検査点を選択し、該再度選択した検査点を撮像して該検査点における欠陥を検出し、該再度選択した検査点を撮像して検出した欠陥の欠陥比率と前記欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算し、該計算して求めた欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を前記予め設定した基準値と比較し、該基準値を超える欠陥発生比率をもつ欠陥タイプを求めることを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体デバイスの欠陥検査方法であって、
前記信頼区間と基準値の比較結果を欠陥タイプ別にウェハマップ上に表示することを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査方法。
【請求項４】
デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定し、
該指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に選択し、
該選択した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像して該検査点の画像から該検査点における欠陥を検出し、
前記欠陥タイプ別に撮像した検査点の数に対する検出した欠陥の比率を計算し、
該算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の有意差を計算し、
該計算した結果から欠陥の比率に有意差が有る欠陥タイプを求める
ことを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査方法。
【請求項５】
請求項４記載の半導体の欠陥検査方法であって、さらに、
前記算出した欠陥タイプ別の有意差に基づき欠陥タイプ別に検査の続行可否を判定し、
該判定の結果検査続行とされた欠陥タイプについて再度検査点の選択を行い、
該再度選択した検査点を撮像して該再度選択した検査点の画像を得、
該得た再度選択した検査点の画像から欠陥を検出し、
該再度選択した検査点を撮像して検出した欠陥の欠陥比率と前記欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算し、
該計算して求めた欠陥タイプ別の欠陥比率の有意差を算出し、
該算出した結果から前記欠陥比率に有意差が有る欠陥タイプを抽出する
ことを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査方法。
【請求項６】
請求項４記載の半導体デバイスの欠陥検査方法であって、前記有意差を欠陥タイプ別にウェハマップ上に表示することを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査方法。
【請求項７】
デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定する検査点指定手段と、
該検査点指定手段で指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に入力する入力手段と、
該入力手段で入力した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像する撮像手段と、
該撮像手段で撮像して得た検査点の画像を処理して欠陥を検出する画像処理手段と、
前記撮像手段で撮像した欠陥タイプ別の検査点の数に対する前記画像処理手段で検出した欠陥タイプ別の欠陥の数の比率である欠陥比率と該欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算する演算手段と、
該演算手段で算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間と予め設定した基準値とを比較する比較手段と、
該基準値を超える欠陥比率をもつ欠陥タイプを求める欠陥タイプ抽出手段と
該欠陥タイプ抽出手段で求めた欠陥タイプに関する情報を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査システム。
【請求項８】
請求項７記載の半導体デバイスの欠陥検査システムであって、前記比較手段で前記欠陥タイプ別の信頼区間と前記予め設定した基準値とを比較した結果前記欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間の範囲に前記予め設定した基準値が含まれる場合には、前記検査点指定手段は前記欠陥比率の信頼区間の範囲に基準値を含む欠陥タイプについて再度検査点を選択し、前記撮像手段は該再度選択した検査点を撮像し、前記画像処理手段は前記撮像手段で撮像して得た前記再度選択した検査点の画像から該検査点における欠陥を検出し、前記演算手段は前記画像処理手段で前記再度選択した検査点の画像から検出した欠陥の欠陥比率と該欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算し、前記比較手段は前記再度選択した検査点の画像から検出した欠陥の欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間と予め設定した基準値とを比較し、前記欠陥タイプ抽出手段は前記比較手段で比較した結果に基づいて前記基準値を超える欠陥比率をもつ欠陥タイプを求め、前記出力手段は前記欠陥タイプ抽出手段で求めた欠陥タイプに関する情報を出力することを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査システム。
【請求項９】
請求項７記載の半導体デバイスの欠陥検査システムであって、前記出力手段は、前記信頼区間と基準値の比較結果を欠陥タイプ別にウェハマップ上に表示することを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査システム。
【請求項１０】
デザインデータ上で欠陥タイプ別に検査点を指定する検査点指定手段と、
該検査点指定手段で指定された検査点の中から予め指定された数の検査点を欠陥タイプ別に入力する入力手段と、
該入力手段で入力した欠陥タイプ別に予め指定された数の検査点を撮像する撮像手段と、
該撮像手段で撮像して得た検査点の画像を処理して欠陥を検出する画像処理手段と、
前記撮像手段で撮像した欠陥タイプ別の検査点の数に対する前記画像処理手段で検出した欠陥タイプ別の欠陥の数の比率である欠陥比率と該欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算する演算手段と、
該演算手段で算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の有意差を計算する有意差算出手段と、
該有意差計算手段で計算した結果から欠陥比率に有意差が有る欠陥タイプを求める欠陥タイプ抽出手段と
該欠陥タイプ抽出手段で求めた欠陥タイプに関する情報を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査システム。
【請求項１１】
請求項１０記載の半導体デバイスの欠陥検査システムであって、前記有意差算出手段で算出した欠陥タイプ別の欠陥比率の有意差に基づき欠陥タイプ別に検査の続行の要否を入力する検査続行要否入力手段を更に備え、
前記検査点指定手段は前記検査続行可否入力手段から検査の続行要と入力された欠陥タイプについて再度検査点の選択を行い、
前記撮像手段は前記検査点指定手段で再度選択した検査点を撮像し、
前記画像処理手段は前記撮像手段で撮像して得た前記再度選択した検査点の画像から該検査点における欠陥を検出し、
前記演算手段は前記画像処理手段で前記再度選択した検査点の画像から検出した欠陥の欠陥比率と該欠陥タイプ別の欠陥比率の信頼区間を計算し、
前記有意差算出手段は前記演算手段で計算した前記再度選択した検査点の画像から検出した欠陥の欠陥タイプ別の欠陥比率の有意差を算出し、
前記欠陥タイプ抽出手段は前記有意差算出手段で算出した結果から欠陥比率に有意差が有る欠陥タイプを抽出し、
前記出力手段は前記欠陥タイプ抽出手段で抽出した欠陥比率に有意差が有る欠陥タイプに関する情報を出力することを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査システム。
【請求項１２】
請求項１０記載の半導体デバイスの欠陥検査システムであって、前記出力手段は、前記有意差算出手段で算出した前記有意差を欠陥タイプ別にウェハマップ上に表示することを特徴とする半導体デバイスの欠陥検査システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２４３９６５（Ｐ２０１２−２４３９６５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２９５８（Ｐ２０１１−１１２９５８）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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