JP2002323458A

JP2002323458A - 電子回路パターンの欠陥検査管理システム，電子回路パターンの欠陥検査システム及び装置

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Publication number: JP2002323458A
Application number: JP2001294482A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Okuda; 浩人奥田; Yuji Takagi; 裕治高木; Yoshimasa Oshima; 良正大島; Makoto Ono; 眞小野; Masahiro Watanabe; 正浩渡辺; Shunji Maeda; 俊二前田; Minoru Noguchi; 稔野口
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2002-11-08
Anticipated expiration: 2021-09-26
Also published as: JP4014379B2; US7231079B2; US20020113234A1

Abstract

(57)【要約】【課題】検査対象領域を局所的に最適な検査条件で検
査して虚報の低減，検査時間の短縮を図かり、検出欠陥
数の爆発を回避して致命性欠陥の管理を容易にする。【解決手段】設計情報サーバ２には、半導体ウエハの
マスク作成時に用いられる汎用のレイアウトデータが蓄
積されており、このレイアウトデータを参照してパター
ン検査装置１で検査する検査対象領域をセル部、非セル
部の部分検査領域に分割し、各部分検査領域毎に検査パ
ラメータを設定する。欠陥レビュー装置８は、パターン
検査装置１の検査結果を取り込むが、欠陥画像を取り込
む際、その欠陥がセル部，非セル部，パターン密集部な
どのいずれに発生したものであるかをレイアウトデータ
に基づいて判定し、その判定結果に応じてこの欠陥の撮
影倍率などの検査パラメータを設定し、致命性の管理基
準を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ上に
形成された電子回路パターンの欠陥を検査するパターン
検査装置に係り、特に、レイアウトデータなどの設計情
報に基づいて、パターン検査装置での検査パラメータ
（検査条件）の設定工数を低減し、さらには、パターン
検査装置で検出した欠陥情報の管理をする電子回路パタ
ーンの欠陥検査管理システム，電子回路パターンの欠陥
検査システム及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製品寿命の短縮化とシステムＬＳ
Ｉを中心とする多品種生産体制への移行が進む中、量産
プロセス条件の早期確立への要求が一層強まっている。
半導体製造の各工程において、外観を検査し、欠陥の発
生状態に関する情報を取得し、プロセス条件の調整の指
針を得る、あるいはプロセス状態の不具合を検知するた
めのツールとして、欠陥検査装置は極めて重要である。
既に実用化されている半導体外観検査装置としては、光
学式異物検査装置、光学式あるいは電子線式のパターン
検査装置や欠陥レビュー装置がある。

【０００３】半導体ウエハ上に形成された電子回路パタ
ーンの欠陥を検査するための従来例としては、例えば、
特開昭６２−４３５０５号公報に記載されたような光学
式ウエハ欠陥検査装置や特開平１０−１３５２８８号公
報に記載されたような電子線式欠陥レビュー装置が知ら
れている。ユーザは、これらの欠陥検査装置を用いて電
子回路パターンの欠陥検査する際、光学系の設定条件な
ど、各種の検査パラメータを設定し、調整する必要があ
る。以下では、これらの検査装置における検査の概要を
述べた上で、検査パラメータの設定について説明する。

【０００４】まず、第１の従来技術例として、光学式の
欠陥検査技術について図２２を用いて説明する。

【０００５】同図において、まず、ステージ１２０に被
検査対象物である半導体ウエハ１２１を固定し、ステー
ジ１２０を移動させながら、半導体ウエハ１２１の表面
を光走査する。この半導体ウエハ１２１の表面からの反
射光は検出光学系１２２を介して検出器１２３によって
検出され、その検出出力がデジタルデータとしてメモリ
１２４に格納される。

【０００６】半導体ウエハ１２１上には、チップのパタ
ーンが一定の間隔で繰り返し転写されている。半導体ウ
エハ１２１上の検査対象箇所１２７の画像（以下では、
欠陥の検査対象となる画像ということで、欠陥画像とい
う）を検出し、デジタルデータとしてメモリ１２４に格
納した後、隣接するチップの同じパターンの箇所１２８
の画像を参照画像として検出し、メモリ２５に格納す
る。メモリ１２４，１２５に記憶した欠陥画像１２７と
参照画像１２８とを比較器１２６で比較して欠陥を抽出
し、出力する。

【０００７】以上では、参照画像として、隣接するチッ
プの同じ個所の画像を検出して用いる場合であったが、
メモリなどの繰り返しパターン部（以下、セル部とい
う）を検査する場合には、繰り返し周期分ずらした画像
を用いてもよい。通常、セル部では、物理的に離れた隣
接チップの同一個所と比較するよりも、繰り返し単位を
１周期分ずらした領域と比較した方が高感度の検査が可
能とされる。その理由は、参照画像と欠陥画像との差画
像において、正常部の輝度分布は物理的に近い方が小さ
い傾向にあり、従って、画像の欠陥部と正常部との信号
強度の差が大きくなるからである。これは、パターンの
形状ずれが物理的に近い方が小さいこと、あるいは表面
膜によって生じる干渉光強度の差が物理的に近い方が小
さいことなどから説明される。

【０００８】通常、繰り返しパターン部で繰り返し周期
の１周期分ずらした画像を参照画像とする方法をセル比
較方式といい、隣接チップの同一個所の検出画像を参照
画像とする方法をダイ比較方式という。

【０００９】図２３は図２２における比較器１２６にお
ける比較演算についての説明図であって、１３０は欠陥
画像、１３１は参照画像である。

【００１０】同図において、欠陥画像１３０と参照画像
１３１とを夫々２値化、即ち、画像の輝度値が一定値
（＝２値化しきい値）より大きいか、小さいかによって
白黒に色分けする処理を行なって得られた２値画像１３
２，１３３を比較論理演算し、その比較結果１３４を得
る。この比較結果１３４中には、欠陥のみならず、欠陥
画像１３０と参照画像１３１との中のパターン形状のば
らつきに起因する成分１３４ａやノイズに起因する成分
１３４ｂが生じている。通常、このような欠陥領域以外
の成分の検出は、虚報の原因となるため、ノイズ除去処
理を行なう。ノイズ除去は、例えば、２値化画像中で径
が一定値（以下、ノイズ除去しきい値）以下の場合、ノ
イズとみなして除去することによって実現できる。ノイ
ズ除去処理の結果、処理結果１３５の如く欠陥のみが抽
出される。

【００１１】先に述べたように、ダイ比較方式では、セ
ル比較方式よりもノイズが発生し易いため、ノイズ除去
しきい値をセル比較方式よりも大きくする必要がある。
ノイズ除去しきい値よりも小さな欠陥は検出できないこ
とを意味する。

【００１２】以上の説明において、上記の２値化しきい
値やノイズ除去しきい値などは検査パラメータ（検査条
件）と呼ばれる。以下、この検査パラメータの設定につ
いて説明する。図２４は典型的な検査パラメータの設定
画面の一例を示す図である。

【００１３】同図において、検査パラメータ設定画面に
は、検査対象のチップを明示したウエハマップ１４０や
この検査対象のチップを拡大して表示するセル領域設定
画面１４１などが表示され、ユーザはこのセル領域設定
画面１４１で破線で囲むようにしてセル領域（セル部）
１４２を選択することにより、非セル領域とは異なる検
査パラメータを用いて検査を行なうことができる。即
ち、セル領域１４２を選択した上で、このセル領域１４
２における検出光学系パラメータや画像処理パラメータ
などの各種の検査パラメータをＧＵＩ上から直接入力
し、引き続き、セル領域以外の非セル領域の検査パラメ
ータを同様にＧＵＩ上から入力する。セル領域１４２で
は、ノイズ除去しきい値を非セル部より小さく設定する
ことにより、非セル部よりも高感度の検査を行なうこと
ができる。

【００１４】次に、セル領域の設定手順について説明す
る。

【００１５】セル領域設定画面１４１上でカーソルをセ
ル領域１４２とする領域の外周部の所望の位置におき、
マウスをクリックしてその位置をセル領域１４２の頂点
として指定し、各頂点毎にこの指定する動作を繰り返す
ことにより、セル領域１４２の頂点群を指定し、セル領
域１４２を設定する。この方法では、チップ領域内に１
０個所以上に分散して配置されている場合もあり、各セ
ル領域に対して逐一設定する必要がある。

【００１６】次に、第２の従来技術例として、電子線式
の欠陥レビュー装置について説明する。

【００１７】第１の技術例として先に説明したパターン
検査装置では、欠陥の発生状況のわかっていないウエハ
を対象とするのに対し、欠陥レビュー装置では、パター
ン検査装置によって欠陥位置が既に分かっているウエハ
を対象として、欠陥のさらなる詳細な観察を目的とし
て、欠陥位置の画像を再度検出するものである。

【００１８】即ち、まず、上記のようなパターン検査装
置によってウエハを検査し、欠陥位置を検出する。パタ
ーン検査装置の出力情報は、ウエハ上の欠陥位置やサイ
ズの概略などの簡単な欠陥に関する情報からなってい
る。

【００１９】通常、パターン検査装置における欠陥検出
においては、検査時間を短縮するために、欠陥のサイズ
に対して、その詳細が観察できるほどには充分に高い倍
率では画像を検出しない。

【００２０】欠陥レビュー装置は、パターン検査装置の
出力情報を入力として、ウエハ上の欠陥位置の画像とこ
の画像に対応する参照画像とを欠陥の詳細が観察できる
ほど充分高い倍率で撮像する。撮像倍率は事前にユーザ
が設定する検査パラメータの１つであり、全ての欠陥に
対して事前に設定した特定の倍率で画像を撮像する。

【００２１】次に、欠陥検査装置におけるパラメータ設
定の手順についてを説明する。

【００２２】かかるパラメータは、画像の撮像条件を設
定するパラメータ（以下、画像検出パラメータという）
と、画像処理条件を設定するパラメータ（以下、画像処
理パラメータという）に大別される。画像検出パラメー
タは、適正な画像を検出するためのパラメータであり、
例えば、電子線式の外観検査装置であれば、検出倍率や
非点収差の補正条件，プローブ電流値，加速電圧，ゲイ
ン，オフセット補正量，画像の加算回数などがこれに相
当する。また、画像処理パラメータは、検出した画像を
適正に処理するために設定が必要なパラメータである。
例えば、検出した画像から欠陥部のみを２値化抽出する
ための２値化しきい値や、欠陥とは関係ない微小な面積
の領域をノイズとして除去するノイズ除去しきい値，エ
ッジにおける感度低下パラメータなどがこれに相当す
る。

【００２３】検査パラメータ設定手順の典型的なフロー
チャートを図２５により説明する。

【００２４】始めに、検査対象領域を設定する（ステッ
プ２００）。検査対象領域は、半導体ウエーハ面上のチ
ップレイアウトやチップサイズなどのデータを入力する
ことにより、指定する。さらに、一部の欠陥検査装置で
は、セル領域，非セル領域など、チップ内を複数の部分
検査領域に分割設定する。

【００２５】検査対象領域は、以下の手順で設定する。
分割される上記の部分検査領域は、例えば、矩形状とす
る。オペレータは、矩形の部分検査領域を指定するため
に、試料面上を撮像して得られた画像を操作画面上に表
示させながら、かかる矩形の頂点が視野内に入るよう
に、半導体ウエハが搭載されたステージを移動させ、操
作画面上で、カーソルなどにより、矩形の頂点位置を指
定する。矩形の各頂点に対して同様の操作をおこなうこ
とにより、矩形上の部分検査領域を設定することができ
る。部分検査領域が複数ある場合には、以上の矩形領域
の設定操作をさらに繰り返し行なう必要がある。

【００２６】次に、画像検出パラメータを仮設定し（ス
テップ２０１）、検査対象領域から適当に選択した位置
で画像を検出し、オペレータの目視によって画質良否を
判断する（ステップ２０２）。ここで、画質が不良であ
れば、画像検出パラメータを再設定する。

【００２７】次に、設定した画像検出パラメータにおい
て、画像処理パラメータを仮設定し（ステップ２０
３）、仮検査を実行する（ステップ２０４）。この検査
実行後、検出欠陥位置を確認し、画像処理パラメータの
設定状態を検証する（ステップ２０５）。仮に、虚報が
想定以上多数で存在している場合には（ステップ２０
６）、感度が高すぎるから、感度を下げる。また、例え
ば、必要以上に微細な欠陥を検出する場合には、ノイズ
除去サイズを大きくする。あるいは、例えば、ｘ，ｙ方
向の一方にのみ細長い虚報を検出する場合には、ｘもし
くはｙ方向の一方のノイズ除去サイズを大きくすること
が考えられる。予め半導体ウエハ上に検出すべき欠陥を
標準欠陥として指定しておき、これら標準欠陥が検出さ
れる範囲で検出感度を落とすように、パラメータを調整
する場合もある。逆に、検出欠陥数が少なすぎたり、標
準欠陥を検出できなかったりした場合には、感度を上げ
る。

【００２８】以上の画像処理パラメータの再設定や仮検
査再実行，検査結果再確認の各操作を、虚報が一定件数
以下になる、あるいは標準欠陥が見つかる範囲で虚報が
一定件数以下になるなど、パラメータ調整完了と判断さ
れる所望の条件を満足するまで繰り返し実行する。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術として説
明したように、セル比較方式とダイ比較方式とのいずれ
を実行するかを含めて、検査パラメータ一般について被
検査対象領域を多数の部分検査領域に分割し、各部分検
査領域毎に異なる検査パラメータを設定しようとして
も、各部分検査領域の設定は人手に頼らざるを得ず、効
率的に行なうことができない。実質的に検査パラメータ
が異なる多数の部分検査領域に分割し、部分検査領域毎
に異なる検査パラメータで検査することは実質的に不可
能となっている。これは以下の点で不利である。

【００３０】まず、第１に、検出欠陥数の爆発を回避す
ることができない。パターンの密度によって、致命的な
欠陥のサイズは異なる。即ち、パターン密度が高いとこ
ろでは、より小さなサイズの欠陥までも確実に検出でき
ることが重要である。しかるに、欠陥検出感度をパター
ンが密な領域で適正となる程度に充分高く設定した場
合、これを被検査領域全面に適用すると、欠陥検出数が
数１０００個以上に及んでしまい、管理が困難になって
くる。また、パターンが粗な部分では、必要以上に検出
感度を高く設定せず、適切な低さに設定することができ
れば、検出欠陥数を減らすことができ、致命欠陥数の把
握など管理の上で有利となる。

【００３１】第２に、検査パラメータを場所毎に最適化
することができない。検査パラメータには、先に説明し
た致命性に関連するパラメータが例に挙げることができ
る。この他にも、画像検出条件に関連するパラメータに
ついて、上記第２の従来技術例として紹介した欠陥レビ
ュー装置を例に説明すると、先に述べたように、パター
ンの疎密によって管理上検出が最も重要な欠陥サイズが
決まる。画像を検出する際の撮像倍率は、この欠陥サイ
ズの欠陥が撮像画像サイズに対して適切な程度に設定し
なくてはならない。しかし、現状では、一定の撮像倍率
で画像を検出しているので、欠陥のサイズに対して、倍
率が過大もしくは過小になる場合がしばしば生じる。

【００３２】また、図２５で説明した従来の手順では、
被検査領域の設定に多大な労力を要するという問題点が
ある。従来では、チップ内をセル領域と非セル領域など
複数の部分領域に分割するに際し、分割数が多い場合に
は、実質的に被検査領域の設定が困難になってしまう。
さらには、分割した各部分検査領域毎にパラメータの設
定及び調整を行なう労力が膨大になる、という問題もあ
る。

【００３３】さらに、チップ上の特定の領域における虚
報の多発を回避できる。被検査領域を一様な感度で検査
した場合、チップ上の特定の領域で虚報が多発する場合
がある。例えば、チップ上の特定のパターンの形状精度
が悪い場合や特定のパターンにおいて、検出系の特性に
よって虚報を生じてしまう場合がこれに当たる。かかる
虚報は、虚報多発領域を他の検査領域から分離した検査
領域として設定し、この設定領域において感度を下げる
か、あるいは検査しないことによって回避できる。被検
査領域の大きさはチップと同程度のスケール設定した方
が望ましい場合もあるし、あるいは、特定のパターンに
対して検出感度を下げるように、パターンと同スケール
の微細な領域に設定した方が望ましい場合もある。

【００３４】以上のように、被検査領域を複数の部分検
査領域に分割し、これら部分検査領域毎に異なる検査パ
ラメータを設定して検査すること、あるいは、被検査領
域中の特定のパターンに対して検査パラメータを設定し
て検査することが重要であるにもかかわらず、従来で
は、その実現に膨大な労力を要するか、あるいは事実上
実現できないという問題があった。

【００３５】本発明の目的は、かかる問題を解消し、被
検査領域での部分検査領域の設定の効率化を図り、各部
分検査領域に設定する検査パラメータの最適化を容易に
可能とした電子回路パターンの欠陥検査管理システム，
電子回路パターンの欠陥検査システム及び装置を提供す
ることにある。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、被検査対象領域を検査条件が異なる少な
くとも２個以上の部分検査領域に分割する検査領域設定
手段と、該検査領域設定手段によって設定された各部分
検査領域に対して、検査条件を設定する検査条件設定手
段と、該検査領域設定手段によって設定された各部分検
査領域に対して、該検査条件設定手段によって設定した
検査条件で検査を実行する検査実行手段とを有する構成
をなすものである。

【００３７】そして、検査領域設定手段は、レイアウト
パターンに基づいて、被検査対象領域を複数の部分検査
領域に分割する構成とするものである。

【００３８】また、上記目的を達成するために、本発明
は、レイアウトデータに基づいて被検査領域を、例え
ば、機能ブロック毎、あるいは、配線密度がほぼ同程度
のブロック毎、あるいは、致命度の異なるブロック毎に
分割する検査領域設定手段と、この検査領域設定手段に
よって設定された各部分検査領域に対して検査条件を設
定する検査条件設定手段と、この検査領域設定手段によ
って設定した各部分検査領域を検査条件設定手段によっ
て設定した検査条件で検査を実行する検査実行手段とを
有する構成とし、これにより、被検査領域を複数の部分
検査領域に分割する労力を大幅に低減できる。

【００３９】さらに、レイアウトデータに基づいて、被
検査領域を検査条件が異なる複数の部分検査領域に分割
する検査領域設定手段と、この検査領域設定手段によっ
て設定された各部分検査領域に対し、検査条件の初期値
や検査条件の調整ルール並びに検査条件の収束条件を設
定する検査条件設定手段と、検査対象個所の画像を検出
する画像検出手段と、各部分検査領域において、この画
像検出手段によって検出した画像を、検査領域設定手段
により、部分検査領域毎の画像に分割して、検査条件の
初期値を用いて処理し、各部分検査領域毎に欠陥を検知
する検査実行手段と、欠陥個所の画像を記憶する画像記
憶手段とを有する構成とする。これにより、分割した部
分検査領域毎に検査パラメータを設定する労力が大幅に
低減される。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
より説明する。図１は本発明による電子回路パターンの
欠陥検査管理システムの第１の実施形態を示す構成図で
あって、１はパターン検査装置、２は設計情報サーバ、
３はＬＡＮなどのネットワークである。

【００４１】同図において、パターン検査装置１はネッ
トワーク３を介して設計情報サーバ２と接続されてお
り、設計情報サーバ２との間でデータの授受が可能とな
っている。設計情報サーバ２には、パターン検査装置１
で検査する半導体ウェハのレイアウトデータが格納され
ており、パターン検査装置１は、このレイアウトデータ
を基に、半導体ウェハでのチップの検査対象領域をセル
部と非セル部とに分割し、夫々毎に検査パラメータ（検
査条件）を設定するものである。

【００４２】レイアウトデータは、半導体ウェハのマス
ク製作などに用いられる汎用的なデータであって、各層
における配線配置を配線の端点の座標や幅などの数値か
ら成るベクトルデータである。レイアウトデータを画像
に展開したものをレイアウトパターンといい、その一例
を図２に示す。かかるレイアウトパターンは、レイアウ
トデータから容易に合成することができる。

【００４３】以下では、レイアウトデータに基づいて、
検査対象領域をパターンの稠密度が異なる複数の部分検
査領域に分割する手法について説明する。

【００４４】最も単純な手法としては、検査対象領域を
レイアウトデータに基づいて、部分検査領域としてのセ
ル部と非セル部に分割する方法が考えられる。レイアウ
トデータは、各機能ブロック毎にモジュール化された階
層構造を有している。図３に示すように、システムＬＳ
Ｉでは、チップ内に複数の設計モジュールがあり、セル
部が分散配置されていることもある。セル部を含め、各
モジュールの領域をレイアウトデータから抽出すること
ができる。即ち、一般に、検査対象領域データＳは、モ
ジュール毎に記述されたレイアウトデータに従って、次
のような部分検査領域データに分割することができる。

【００４５】次に、分割した各部分検査領域毎に検査条
件を設定する方法について説明する。

【００４６】図４は検査条件設定のための検査パラメー
タ設定画面の一具体例を示す図である。

【００４７】図４において、検査パラメータ設定画面に
は、図２４に示した従来の検査パラメータ設定画面と同
様、検査対象のチップを明示したウエハマップ４やこの
検査対象のチップを拡大して表示するセル領域設定画面
５などが表示される。図４（ａ）はセル領域設定画面５
での一方の部分検査領域６に対するパラメータ設定画面
を、図４（ｂ）は同じ検査対象領域のセル領域設定画面
５での他方の部分検査領域７に対するパラメータ設定画
面を夫々示しており、夫々毎に検査パラメータが入力設
定される。図４（ａ），（ｂ）のいずれのパラメータ設
定画面でも、検出画像にレイアウトデータに基づいて設
定される各部分検査領域６，７を表わす枠がオーバレイ
して表示されている。

【００４８】このようにして、パターン検査装置１（図
１４）では、部分検査領域６が図４（ａ）に示すパラメ
ータ設定画面で入力された検査パラメータを基に検査が
行なわれ、部分検査領域７が図４（ｂ）に示すパラメー
タ設定画面で入力された検査パラメータを基に検査が行
なわれる。

【００４９】図５は本発明による電子回路パターンの欠
陥検査管理システムの第２の実施形態を示す構成図であ
って、８は欠陥レビュー装置であり、図１に対応する部
分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

【００５０】同図において、この第２の実施形態では、
図１に示した構成に加え、欠陥レビュー装置８がＬＡＮ
３に接続されており、パターン検査装置１や設計情報サ
ーバ２との間でデータの授受が可能となっている。ま
た、設計情報サーバ２は、検査対象となる製品の各品種
や工程毎に設計情報を記憶している。

【００５１】欠陥レビュー装置８は、ウエハ上での欠陥
位置が既に分かっているウエハを対象として、欠陥のさ
らなる詳細な観察を目的として、欠陥位置の画像を再度
検出するものである。即ち、パターン検査装置１によっ
て検出された欠陥位置が、検査結果情報として、欠陥レ
ビュー装置８に転送される。この検査結果情報はテキス
ト情報であり、欠陥のＩＤ（Identification）や欠陥の
Ｘ，Ｙ座標から成るものである。

【００５２】欠陥レビュー装置８は、検査結果情報中に
記録された各欠陥位置の画像を取得する。そして、各欠
陥の画像を取得する際、撮像倍率などの検査パラメータ
を欠陥の位置する領域の特性（セル/非セルやパターン
密度など）に応じて決定する。このために、画像検出に
先立って、設計情報サーバ２からレイアウトデータを取
得する。ユーザは欠陥レビュー装置８の操作画面上で検
査対象品の品種や工程の情報を入力する。欠陥レビュー
装置８は入力された対象となる品種や工程のレイアウト
データを設計情報サーバ２から検索し、取得する。そし
て、取得したレイアウトデータに基づいて、部分検査領
域データを生成する。ここで、部分検査領域データと
は、第１の実施の形態で言及したものと全く同様とす
る。

【００５３】次に、かかる部分検査領域データに基づい
て、２種類の検査パラメータを部分検査領域毎に変更す
る方法を説明する。

【００５４】変更する２種類の検査パラメータは、画像
検出モードと撮像倍率である。これら検査パラメータの
意味並びに場所毎に変更する目的について説明する。

【００５５】画像検出モードは、参照画像を検出するか
否かを指定するパラメータである。

【００５６】セル部は、同一のパターンの繰り返しから
なるので、事前にセル部の画像を撮像して記憶しておけ
ば、欠陥ＩＤ毎に毎回参照画像を検出する必要はなく、
記憶した画像を繰り返し参照画像として使用することが
できる。参照画像を新たに検出する場合には、半導体ウ
ェハを搭載したステージを所望の位置に移動させ、撮像
領域に電子線を照射して画像を検出するステップを経る
必要があるために、記憶装置に記憶した参照画像を繰り
返し流用する場合に比べて、多くの時間を要することに
なる。従って、参照画像を流用するモードにおいては、
検査時間を大幅に短縮することができるために有利であ
る。

【００５７】以下では、参照画像を記憶し、流用するモ
ードを『参照画像レスモード』といい、参照画像を欠陥
ＩＤ毎に毎回検出するモードを『参照画像検出モード』
ということにする。検査対象領域中のセル領域に対して
は『参照画像レスモード』を、非セル領域に対しては
『参照画像検出モード』を夫々設定することにより、検
査時間を大幅に短縮することができる。

【００５８】撮像倍率は、画像を検出する倍率である。
レビュー作業は、欠陥の詳細な観察が目的であるから、
欠陥の大きさに対して適正な撮像倍率を設定しなければ
ならない。但し、欠陥の大きさに関する情報がない場合
には、任意の大きさの欠陥に対して適正な倍率を設定す
ることはできないので、現実的には、最も観察が重要な
欠陥のサイズに対して適正となるように撮像倍率を設定
する。最も観察が重要なサイズは、配線の平均的な間隔
から定まる致命性判定基準サイズに基づいて決定するこ
とができる。

【００５９】次に、本発明による電子回路パターンの欠
陥検査管理システムの第３の実施形態について説明す
る。

【００６０】この第３の実施形態も、図５に示す構成を
なすものであるが、先に説明した第１，第２の実施形態
に対して、さらに、部分検査領域のフレキシブルな調整
を可能とするものである。上記第１，第２の実施形態で
は、部分検査領域の設定をレイアウトデータに基づいて
完全に自動的に行なうために、部分検査領域のフレキシ
ブルな調整が必ずしも可能とはいえない。この第３の実
施形態では、パターン検査装置で検出した欠陥位置を欠
陥レビュー装置によってレビューし、そのレビュー結果
を、さらに、パターン検査装置の検査パラメータ設定に
フィードバックするものである。

【００６１】即ち、図５において、パターン検査装置１
によって検出された欠陥位置は検査結果情報として、欠
陥レビュー装置８に転送される。欠陥レビュー装置８は
レビューを行ない、各欠陥に欠陥の種類などの夫々の欠
陥に関する情報を付与したレビュー結果情報を生成す
る。パターン検査装置１は、必要に応じて、欠陥レビュ
ー装置８からレビュー結果情報を読み出すことができ
る。

【００６２】図６（ａ）はこの第３の実施形態でのレビ
ュー結果情報を取得したパターン検出装置１におけるパ
ラメータ設定画面を示す図であって、図４に対応する部
分には同一符号をつけている。また、図６（ｂ）は図６
（ａ）におけるセル領域設定画面５を拡大して示す図で
あり、９はセル部、１０は非セル部、１１は欠陥群であ
る。

【００６３】同図（ａ）に示すパラメータ設定画面で
は、検査対象とするチップが明示されたウェハマップ４
と、このチップを拡大して示すセル領域設定画面５など
が表示され、このセル領域設定画面５では、図６（ｂ）
に示すように、部分検査領域の設定状態やレイアウトデ
ータ，検出画像，レビュー結果情報の少なくとも１個以
上が並列して表示され、もしくはこれらがオーバレイ表
示される。ここで、オーバレイ表示とは、複数のマップ
を半透明化して重ね合わせ表示するものである。オーバ
レイ表示により、マップ間の重なり具合を容易に観察す
ることができる。

【００６４】図６（ｂ）において、太破線で囲んで示す
セル部９では、その部分検査領域の設定状態と検出画像
とレビュー結果情報とがオーバレイ表示されている。部
分検査領域であるセル部９を規定する太破線の枠と部分
検査領域である非セル部１０を規定する太実線の枠とは
設計情報サーバ２（図５）に蓄積されているレイアウト
データに基づくものであって、セル領域設定画面５にセ
ル部９と非セル部１０の画像にオーバレイ表示される。
これらセル部９と非セル部１０とには、異なる検査パラ
メータがセットされる。検査パラメータは、セル部９で
は、検出感度大に設定され、非セル部１０では、検出感
度小に設定される。○，△，×などの記号はセル部９及
び非セル部１０にオーバレイ表示されるレビュー結果情
報を示している。ここでは、かかるレビュー結果情報
は、一例として、欠陥の種類に対応しており、○は異
物、△はへこみ、×は虚報を夫々示している。これら欠
陥の発生位置がかかる記号の表示位置となる。

【００６５】ユーザは、かかるセル領域設定画面５を観
察することにより、検出した欠陥数が多すぎないか、ま
た、不自然に少なくないかなど、即ち、検出感度が妥当
か否かを確認することができる。

【００６６】ここで、部分検査領域はユーザが自由に編
集できるものとする。具体的には、新たな部分検査領域
の追加や既存の部分検査領域の削除，既存の部分検査領
域への部分的な領域の追加，削除が可能である。

【００６７】また、検査対象領域内の特定箇所に虚報が
集中して発生することがある。これには、プロセスに起
因して特定の箇所でパターンの形状精度が不安定にな
る、あるいは特定の箇所で膜厚のばらつきが大きくなっ
て干渉光強度のばらつきが大きくなるなどの原因が考え
られる。図６（ｂ）では、１つの非セル部１０で示す欠
陥群１１がこれに対応している。ユーザはセル領域設定
画面５を観察して、不自然に欠陥が特定箇所に集中して
いる、もしくは直線上に並んでいる、といったような欠
陥の分布に特異なパターンが認められる場合、欠陥の発
生箇所を拡大表示することにより、虚報か否か確認する
ことができる。画像を拡大表示して確認し、検出不要と
判断される場合には、虚報の集中発生領域周辺に新たに
部分検査領域を設定し直し、その部分検査領域内での検
査感度を下げることにより、検出不要な欠陥の数を低減
することができる。

【００６８】図７は図６（ｂ）に示すセル領域設定画面
５で以上のように設定した部分検査領域（×で示す虚報
が不自然に発生した非セル部１０の部分検査領域）を再
編集した結果を示す図であって、×で示す虚報を除いた
再編集後のセル領域設定画面５に上記の検査結果やレビ
ュー結果情報をオーバレイ表示している。部分検査領域
１２は、×で示す虚報が検査領域から除かれることによ
り、図６に示す部分検査領域に対して縮小されている。
この結果、図６における虚報群１１の出力が抑制される
ことになる。

【００６９】次に、レイアウトデータに基づいて検査領
域をパターンの粗密の程度が異なる複数の領域に自動分
割し、分割領域毎の検査パラメータ最適化を容易化する
本発明による電子回路パターンの欠陥検査装置及び検査
システムの実施形態について説明する。

【００７０】以下に説明する実施形態に用いるレイアウ
トデータも、上記のように、半導体ウエハのマスク製作
などに用いられる汎用的なデータであり、各層における
配線の配置を配線の端点の座標や幅などの数値によって
記述したベクトルデータである。レイアウトデータを画
像に展開したデータをレイアウトパターンという。レイ
アウトパターンをレイアウトデータから合成する技術
は、レイアウト設計の検証などで広く用いられている。

【００７１】図８はかかるレイアウトパターンの一具体
例を示すものであって、図８（ｂ）は図８（ａ）に示す
パターンの一部を拡大したもの、図８（ｃ）は図８
（ｂ）に示すパターンの一部を拡大したものである。

【００７２】図９は本発明による電子回路パターンの欠
陥検査装置及びシステムの第１の実施形態を示す構成図
であって、１３は走査型電子顕微鏡、１４は画像検出
器、１５は半導体ウエーハ、１６は記憶装置、１７は画
像処理コンピュータであり、図１に対応する部分には同
一の符号を付けている。

【００７３】同図において、パターン検査装置１は走査
型電子顕微鏡（以下、単に電子顕微鏡という）１３を備
えており、電子顕微鏡１３の筐体内に載置された被検査
対象の半導体ウエーハ１５の画像を画像検出器１４で検
出する。検出した画像は、バスを介して、画像処理コン
ピュータ１７に転送される。画像処理コンピュータ１７
は、この検出画像を処理して画像の欠陥の検出や欠陥の
分類処理を行なう。また、検出画像などは、記憶装置１
６に記憶することもできる。レイアウトデータを蓄積し
ている設計情報サーバ２は、ＬＡＮやＤＡＴなどの記憶
媒体を介して、パターン検査装置１と互いにデータの授
受が可能な構成となっている。

【００７４】画像処理コンピュータ１７は、このパター
ン欠陥検査システムの制御を指令するためのユーザイン
ターフェースを備えている。図１０は画像処理コンピュ
ータ１７のユーザインターフェースの一部である検査パ
ラメータ設定画面１８の一具体例を示す図である。

【００７５】ユーザは、この検査パラメータ設定画面１
８を介して、検査対象の半導体ウエーハの品種，工程や
画像検出パラメータ，画像処理パラメータ，検査領域の
設定を行なう。ユーザが検査対象の半導体ウエーハの品
種を入力すると、画像処理コンピュータ１７は、設計情
報サーバ１２から対象品種のレイアウトデータを記憶装
置１６に転送する。また、同一品種の別ウエーハを既に
検査したことがあり、そのレイアウトパターンが記憶装
置１６に記憶されている場合には、記憶装置１６に再転
送する必要はない。

【００７６】詳細は後述するが、画像処理コンピュータ
１７は、このレイアウトデータに基づいて、検査対象領
域をパターン密度の異なる複数の領域に自動分割して、
ユーザに分割領域の確認，修正を促し、さらに、これら
分割領域毎に検査パラメータの設定を促す。

【００７７】図１０に示す検査パラメータ設定画面１８
には、被検査領域１９の自動分割結果が示されており、
ここでは、この被検査領域１９はＡの部分領域１９ａと
Ｂの部分領域１９ｂとＣの部分領域１９ｃとＤの部分領
域１９ｄとに分割されているものとしている。被検査領
域１９には、チップ全体のレイアウトパターンを表示す
ると同時に、レイアウトデータに基づいて、画像処理コ
ンピュータ１７が算出した領域分割の算出結果を表示し
ている。点線で示す部分領域１９ａ〜１９ｄは、この領
域分割の算出結果である。各部分領域１９ａ〜１９ｄ
は、夫々の領域内において、同程度のパターン密度を持
っており、画面中には、分割された各部分領域１９ａ〜
１９ｄ毎の属性、例えば、平均ライン間隔などを表示す
る。ユーザは、画像処理コンピュータ１７が算出したか
かる領域分割に対して、被検査領域１９の設定画面上で
必要に応じて修正することもできる。

【００７８】次に、レイアウトデータに基づいて、被検
査領域１９をパターンの密度が異なる複数の領域に自動
分割する方法について説明する。図１１はかかる自動分
割方法の第１の具体例を示す図である。

【００７９】この具体例は、チップレイアウトを格子状
に分割し、各格子における配線面積の密度が同程度の領
域をグループ化する方法であって、まず、図１１（ａ）
に示すように、チップ領域（被検査領域１９）２１を格
子状に分割する。図１１（ｂ）はかかる１つの格子２２
内の配線２３のレイアウトパターンを拡大して示すもの
であって、このレイアウトパターンでは、図を見易くす
るために、格子２２内に数本の配線２３しか含まれてい
ないものとしているが、実際には、この格子２２をより
大きい面積の矩形領域に設定した方が、計算時間上、望
ましい。

【００８０】次いで、格子毎に、配線の占める面積の割
合を算出する。即ち、配線密度＝配線の面積/格子の面積を算出する。配線密度は格子２２内に含まれる配線２３
の面積から求めることができる。あるいは、レイアウト
データをレイアウトパターンに展開することなく、レイ
アウトデータに記述されたパターンの分布範囲から直
接、配線密度を算出することもできる。図１１（ｃ）は
各格子２２毎に算出した配線密度の大きさに応じて格子
２２を色づけした様子を示している（ここでは、都合上
濃淡で示している。）。白いほど配線密度が低く、黒い
ほど配線密度が高い。

【００８１】次いで、各格子２２の配線密度の大きさに
従って、その格子２２にラベルを与える。例えば、配線
密度の大，小を判定するためのしきい値（ＴｈＨ，Ｔｈ
Ｌ）を事前に組み込んでおき、これを格子２２の配線密
度Ｄと比較し、・Ｄ＞ＴｈＨならば、ラベル『配線密度大』・ＴｈＨ＞Ｄ＞ＴｈＬならば、ラベル『配線密度中』・ＴｈＬ＞Ｄならば、ラベル『配線密度小』とする。検査条件設定時には、各ラベル毎に検査パラメ
ータを設定する。これにより、各格子２２を検査する際
には、各格子２２に付されたラベルに対応する検査パラ
メータにより、検査を行なう。例えば、ラベル『配線密
度大』が付された格子２２に対しては、ラベル『配線密
度大』に対して設定された検査パラメータにより、検査
を実行する。

【００８２】また、被検査領域１９（図１０）を配線密
度が同程度の領域に分割するため他の方法として、モン
テカルロシミュレーションによる方法がある。これを図
１２を用いて説明する。

【００８３】先の説明と同様に、まず、図１２（ａ）に
示すように、被検査領域２１を格子状に分割する。図１
２（ｂ）は１つの格子２２内での配線２３のレイアウト
パターンを拡大して示す。そして、各格子２２内で以下
の処理を行なう。

【００８４】即ち、図１２（ｂ）を拡大して示す図１２
（ｄ）において、格子２２内のランダムな位置に配線密
度算出用の点２４を発生させる。次いで、この配線密度
算出点２４を中心とした仮想的な半径ｒの円２５を設定
し、この仮想円２５の内側に配線２３のパターンが含ま
れるような、半径ｒの最小値ｒ_minを求める。この最小
値ｒ_minは配線密度算出点２４から最も近い配線２３の
エッジまでの距離を意味する。最小値ｒ_minが大きいほ
ど、配線密度算出点２４近傍での配線２３のパターンが
疎であり、逆に、最小値ｒ_minが小さいほど、配線密度
算出点２４近傍での配線２３のパターンが密であると言
える。

【００８５】このようにして、格子２２内で複数回、配
線密度算出用の配線密度算出点２４をランダムな位置に
発生させ、これを中心とする仮想円２５の最小半径ｒ
_minの平均値を求める。発生回数が大きいほど、その格
子２２内の配線２３のパターンの平均的な粗密が反映し
た値となる。

【００８６】このようにして、各格子２２における配線
２３のパターンの粗密を算出することができる。その計
算結果を図１２（ｃ）に示す。かかるモンテカルロシミ
ュレーションによる方法は、計算時間の点において、先
に述べた、格子２２内の配線２３のパターンの面積を算
出する方法よりも優る。実際、面積を算出する方法で
は、被検査領域２１の全配線パターンについて面積を算
出することが必要であるが、モンテカルロシミュレーシ
ョンによる方法の場合、ランダムに発生させた配線密度
算出点２４における計算処理のみでよいからである。

【００８７】以上述べたように、レイアウトデータに基
づいて算出した被検査領域２１の分割結果を、図１０に
示す検査パラメータ設定画面１８上に示す。さらに、試
し検査実行（図２５のステップ２０４）後、図１３に示
すように、検査パラメータ設定画面１８に欠陥のレビュ
ー結果、即ち、欠陥の位置と種類をオーバレイ表示す
る。ここでは、実欠陥をシンボル「○」で、欠陥の虚報
をシンボル「△」で夫々表示するようにしている。

【００８８】ユーザは、かかる検査パラメータ設定画面
１８から表示された領域分割結果，欠陥のレビュー結果
並びにレイアウトデータを確認することができる。ま
た、実欠陥と虚報を異なるシンボルで表示しているた
め、例えば、矢印２６で示すチップ上の特定領域で集中
的に虚報が発生していることを容易に把握できる。さら
に、レイアウトパターンと重ね合わせて表示（オーバレ
イ表示）しているため、虚報の発生位置とレイアウトと
の関係を容易に把握できる。ユーザは、表示画面を観察
して、特定個所で集中的に虚報が発生していることが分
かると、その近傍の検査感度を下げるように、部分検査
領域を新たにマニュアルで設定することができる。ま
た、複数のチップについて、レビュー結果を重ね合わせ
た様子を表示してもよい。重ね合わせて表示することに
より、個別チップでの欠陥発生状況からは観察されにく
い現象を観察することができる。

【００８９】図１４は本発明による電子回路パターンの
欠陥検査装置及びシステムの第２の実施形態を示す構成
図であって、１６ａは記憶装置、１７ａは画像処理コン
ピュータであり、図９に対応する部分には同一の符号を
付けている。

【００９０】この第２の実施形態においては、図９に示
した第１の実施形態と異なり、被検査領域を、レイアウ
トデータに基づいて、機能ブロック（もしくは設計モジ
ュール）毎に分割するものである。そして、分割された
機能ブロック毎に検査パラメータを設定し、これを検査
パラメータデータベースに登録する。これにより、他品
種の半導体ウエハに対しても、機能ブロックが共通して
いる場合、新たな検査パラメータ設定が不要となる。即
ち、新品種の半導体ウエハの検査に際して、レイアウト
データに含まれる機能ブロックの検査パラメータが既に
検査パラメータデータベースに登録されているか否か検
索し、既に登録されている場合には、これを検査条件と
して設定する。

【００９１】図１４において、画像処理コンピュータ１
７ａと記憶装置１６ａとは夫々、図９での画像処理コン
ピュータ１７と記憶装置１６の機能に加えて、検査パラ
メータのデータベース機能も有している。

【００９２】図１５はこの実施形態での検査パラメータ
設定画面１８を示す図である。

【００９３】同図において、被検査領域１９は機能ブロ
ック２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄに分割される。ユ
ーザは、画面１８上の検査パラメータ検索ボタン２８を
図示しないカーソルなどを用いて操作することにより、
これら機能ブロック２７ａ〜２７ｄの検査パラメータが
検査パラメータのデータベース機能を有する画像処理コ
ンピュータ１７ａと記憶装置１６ａに登録されているか
否か検索し、既に、登録されている場合には、これを流
用し、登録されていない場合にのみ、新規に検査パラメ
ータを設定登録する。

【００９４】ところで、図９に示した実施形態では、被
検査領域１９をパターンの粗密に応じて分割するものと
したが、領域の致命度に応じて被検査領域を分割した方
が望ましい場合もある。例えば、コンタクトホール形成
工程などでは、穴の配置の粗密によって検査条件を変え
るのではなく、穴とそれ以外の個所で検査条件を変えた
方が望ましいことがある。このような場合には、被検査
領域１９の致命度の大小をレイアウトデータに基づいて
求め、致命度に応じて検査条件を変更すればよい。具体
的には、レイアウトデータに基づいて穴が配置された領
域を求め、これを部分検査領域とすればよい。

【００９５】図１６は本発明による電子回路パターンの
欠陥検査装置及びシステムの第３の実施形態を示す構成
図であって、前出図面に対応する部分には同一の符号を
付けている。

【００９６】同図において、この第３の実施形態におい
ては、ネットワーク３に電子線式の欠陥レビュー装置８
も接続されている。この欠陥レビュー装置８も、図９に
おけるパターン検査装置１と同様、走査型電子顕微鏡１
３，画像検出器１４，記憶装置１６及び画像処理コンピ
ュータ１７を備えたものであり、パターン検査装置１に
よる検査で欠陥位置が既に分かっている半導体ウエハ１
５を対象とし、欠陥の更なる詳細な観察を目的として、
欠陥位置の画像を再度検出するものである。即ち、パタ
ーン検査装置１は図９，図１４におけるパターン検査装
置１と同様のものであって、このパターン検査装置１に
よって検出された半導体ウエハ１５での欠陥位置は、検
査結果情報として、レビュー装置８に転送される。ここ
で、検査結果情報はテキスト情報であり、欠陥のIＤや
欠陥のＸ，Ｙ座標情報からなるものとする。

【００９７】欠陥レビュー装置８は、検査結果情報中に
記録された各欠陥位置の画像を取得し、また、各欠陥の
画像を取得する際、撮像倍率などの検査パラメータを欠
陥の位置する領域の特性（セル/非セルやパターン密度
など）に応じて決定する。このために、画像検出に先だ
って、設計情報サーバ１２からレイアウトデータが転送
される。ユーザは、欠陥レビュー装置８の操作画面上で
検査対象品の品種，工程を入力するし、欠陥レビュー装
置８は、対象となる品種，工程のレイアウトデータを設
計情報サーバ１２から検索する。

【００９８】欠陥レビュー装置８は、転送したレイアウ
トデータに基づいて、被検査領域をセル部と非セル部に
分割する。

【００９９】この実施形態では、セル部と非セル部とで
検査パラメータ（画像検出モード）を変更する。これら
検査パラメータの意味並びに場所毎に変更する目的につ
いて説明する。

【０１００】画像検出モードとは、参照画像を検出する
か否かを指定するパラメータである。セル部は同一パタ
ーンの繰り返しからなるので、事前にセル部の画像を撮
像して記憶しておくことにより、欠陥ＩＤ毎に毎回参照
画像を検出する必要はなく、記憶した画像を繰り返し参
照画像として使用することができる。参照画像を新たに
検出する場合には、検査対象となる半導体ウエハを搭載
したステージを所望の位置に移動させ、撮像領域に電子
線を照射して検出するステップを経る必要があるため
に、記憶装置１６に記憶した参照画像を繰り返し流用す
る場合に比べ、多くの時間を要する。従って、参照画像
を流用するモードにおいては、検査時間を大幅に短縮す
ることができるために有利である。以下では、参照画像
を記憶し、流用するモードを『参照画像レスモード』、
参照画像を欠陥ＩＤ毎に毎回検出するモードを『参照画
像検出モード』という。被検査領域中のセル領域に対し
ては『参照画像レスモード』を、非セル領域に対しては
『参照画像検出モード』を夫々設定する。これにより、
検査時間を大幅に短縮することができる。

【０１０１】以上のように、レイアウトデータに基づい
て被検査領域をセル部と非セル部とに自動的に分割し、
これら各領域で検査モードを切り替えることにより、検
査時間を短縮することができる。

【０１０２】次に、図１７〜図１９により、本発明によ
る電子回路パターンの欠陥検査装置及びシステムの第４
の実施形態について説明する。

【０１０３】この第４の実施形態の特徴は、特定のパタ
ーンで頻発する虚報の発生を抑制することである。

【０１０４】図１７にシンボル「×」で示すように、虚
報を頻発させる問題の特定パターンがチップ内に散在し
ている場合、チップスケールでの欠陥分布マップから
は、虚報が同一の特定パターンに起因した虚報であるこ
とを読み取ることができない。そこで、レイアウトデー
タを利用して虚報が頻発するパターンを特定し、問題の
パターン部における検査感度を変更することにより、虚
報の発生を抑制できるようにするものである。

【０１０５】図１８はこのための処理の流れを示すフロ
ーチャートである。

【０１０６】同図において、まず、図２５のステップ２
０４に相当する試し検査実行時に（ステップ３００）、
欠陥が検出されると、レイアウトデータ２９を参照し
て、この欠陥が発生したパターンに関する情報を取得す
る。具体的には、欠陥の座標と、欠陥近傍のパターンの
位置，形状と、欠陥の位置関係である。図１７に示す例
では、シンボル「×」で示す欠陥の近傍のパターン２９
ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄの位置と形状、並びに欠陥
との位置関係（即ち、パターン２９ａ，２９ｂ間、か
つ、パターン２９ｃ，２９ｄ間）がコード化されて欠陥
に関する付帯情報として出力される。以下、これを欠陥
のレイアウト特徴という。

【０１０７】試し検査実行後、ユーザは、検出された欠
陥毎に特定パターン起因の虚報か否かを教示する。ユー
ザが特定パターン起因の虚報と判断したものに対して
は、これに対するレイアウト特徴が虚報を発生させる特
定パターンのレイアウト特徴として登録される。以下、
これを虚報源パターンデータベース３０という。図１７
では、同じレイアウトのパターン部に虚報が生じたこと
を示している。

【０１０８】図１９はかかる教示用のユーザインターフ
ェース画面の一具体例を示すものであって、ユーザがか
かる教示用のユーザインターフェース画面での検出した
欠陥の一覧表示の中から特定パターンに起因する虚報を
選択することにより、特定パターンに起因した虚報のレ
イアウト特徴が虚報源データベース３０に登録される
（ステップ３０１）。

【０１０９】次に、検査実行時には（ステップ３０
２）、レイアウトデータを参照して、検出した欠陥候補
のレイアウト特徴を算出する。そして、虚報源パターン
データベース３０に算出したレイアウト特徴が虚報源と
して登録されているか否か検索し（ステップ３０３）、
既に登録されていれば（ステップ３０４）、虚報と判定
し、欠陥として出力しない。図１８では、虚報源となる
特定パターンでの欠陥は検出しないこととしているが、
例えば、虚報源となる位置でも、一定以上の大きさの欠
陥は欠陥として出力する、あるいは一定以上の明るさの
欠陥は欠陥として出力するなど、欠陥としての出力条件
を特定パターン部で変えてもよい。

【０１１０】以上により、レイアウトデータを利用して
虚報が頻発するパターンを特定し、問題のパターン部で
の虚報を抑制することができる。

【０１１１】図２０は本発明による電子回路パターンの
欠陥検査装置及びシステムの第５の実施形態を示す構成
図であって、１６ｂは記憶装置、１７ｂは画像処理コン
ピュータであり、図９に対応する部分には同一の符号を
付けている。

【０１１２】この第５の実施形態は、図９に示した第１
の実施形態と同様に、被検査領域（例えば、図１０での
被検査領域１９）を検査パラメータの異なる部分検査領
域に分割するが、さらに、検査パラメータをかかる部分
検査領域毎に自動的に最適化するものである。部分検査
領域が多数になる場合、特に重要となる。

【０１１３】図２０において、画像処理コンピュータ１
７ｂと記憶装置１６ｂとは、図９における画像処理コン
ピュータ１７と記憶装置１６と同様の機能を有するが、
さらに、記憶装置１６ｂは検出した画像も記憶し、画像
処理コンピュータ１７ｂは記憶装置１６ｂに記憶された
画像に対して処理を行なう機能も有するものである。つ
まり、画像検出動作を伴わなって画像の記憶が行なわ
れ、この記憶された画像に対するオフライン画像処理も
行なわれるのである。

【０１１４】検査実行時には、画像検出器１４は被検査
対象の半導体ウエハ１５の画像を検出し、検出された画
像に対して画像処理コンピュータ１７ｂが記憶装置１６
ｂも用いて画像処理を実行し、その欠陥を検出して出力
する。一方、検査パラメータ調整時には、画像検出器１
４が検出した画像は一旦記憶装置１６に記憶される。画
像処理コンピュータ１７は、以下で説明するように、検
査パラメータを部分領域毎に自動的に最適化する。

【０１１５】検査パラメータの自動最適化は、現状での
マニュアル操作のプロセスを自動化するものである。マ
ニュアル操作によるパラメータ最適化においては、始め
に、ユーザが検査パラメータの調整条件を仮設定する。
本来、虚報を検出することなく、検出が必要な欠陥を全
て検出することが望ましいが、実際には、感度を高く設
定すると、実欠陥と同時に相当数の虚報も含まれてく
る。そこで、最初の試し検査時には、感度を必要以上に
若干高くして試し検査を実行し、その結果、検出欠陥総
数が虚報も含めて一定以下の個数に収まるように、感度
を下げながら試し検査を再実行する操作を繰り返す。以
上のステップは、次のように整理できる。

【０１１６】（１）検査条件の初期値を設定する（２）記憶した検出画像群に対し、仮設定した検査条件
で画像処理を実行する（３）検査結果をパラメータの収束条件と比較する。こ
こで、パラメータの収束条件として、例えば、次の例が
挙げられる。（i）検出欠陥総数が一定個数以下を満たす範囲での検
出感度最大（ii）検出欠陥密度が一定以下を満たす範囲での検出感
度最大（iii）虚報率が一定以下を満たす範囲での検出感度最
大（iv）指定した複数の欠陥点について検出率が一定以上
を満たす範囲での検出感度最小（４）収束条件を満たしていればパラメータの調整を終
了する（５）収束条件を満たしていなければ、パラメータを事
前に決定した量を変化させ、上記（２）からの処理を再
実行する。

【０１１７】以上のステップは、ユーザが事前に次の
（１）〜（３）、即ち、（１）検査パラメータの初期値（２）検査パラメータ調整の収束条件（３）収束条件を満たさない場合の検査パラメータの変
更量を設定しておくことにより、自動化が可能である。

【０１１８】図２１はこの第５の実施形態における検査
条件の設定画面を示している。ユーザが検査パラメータ
の初期値や検査パラメータの収束条件を各部分検査領域
に対して設定することにより、自動的に検査パラメータ
が最適化される。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被検査領域の部分検査領域への分割を検査条件の違いに
よって行なうものであるから、部分検査領域の設定工数
を大幅に低減することができ、被検査領域をかかる部分
検査領域毎に最適な検査条件で検査することができる。

【０１２０】また、検出感度をパターンの最も稠密な部
分に合わせて検査を行なうことによる検出欠陥数の爆発
を回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子回路パターンの欠陥検査管理
システムの第１の実施形態を示すブロック図である。

【図２】レイアウトパターンの説明図である。

【図３】チップ内のモジュール配置例を説明する図であ
る。

【図４】図１に示した第１の実施形態での検査パラメー
タ設定画面の一具体例を示す図である。

【図５】本発明による電子回路パターンの欠陥検査管理
システムの第２及び第３の実施形態を示すブロック図で
ある。

【図６】本発明による電子回路パターンの欠陥検査管理
システムの第３の実施形態での検査パラメータ設定画面
の一具体例を示す図である。

【図７】図６に示した検査パラメータ設定画面の部分検
査領域を再編集した検査パラメータ設定画面のセル領域
設定画面を示す図である。

【図８】レイアウトパターンを説明するための図であ
る。

【図９】本発明による電子回路パターンの欠陥検査装置
及びシステムの第１の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図１０】図９に示した実施形態における検査パラメー
タ設定画面の一具体例を示す図である。

【図１１】図９に示した実施形態における被検査領域の
分割方法の一具体例を示す図である。

【図１２】図９に示した実施形態における被検査領域の
分割方法の他の具体例を示す図である。

【図１３】図９に示した実施形態でのレイアウトデータ
とレビュー結果とを検査パラメータ設定画面上に重ね合
わせて表示した様子を示す図である。

【図１４】本発明による電子回路パターンの欠陥検査装
置及びシステムの第２の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図１５】図１４に示す実施形態における検査パラメー
タ設定画面を示す図である。

【図１６】本発明による電子回路パターンの欠陥検査装
置及びシステムの第３の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図１７】特定パターンに起因した虚報が散在する様子
を説明する図である。

【図１８】本発明による電子回路パターンの欠陥検査装
置及びシステムの第４の実施形態での処理の流れを説明
するフローチャートである。

【図１９】図１８に示す処理での虚報源パターンの教示
用インターフェース画面の一具体例を示す図である。

【図２０】本発明による電子回路パターンの欠陥検査装
置及びシステムの第５の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図２１】図２０に示す実施形態における検査パラメー
タ設定画面を示す図である。

【図２２】従来のパターン検査装置の一例を示す構成図
である。

【図２３】図８における比較器の比較演算処理について
の説明図である。

【図２４】従来の検査パラメータ設定画面の一例を示す
図である。

【図２５】電子回路パターンの欠陥検査におけるパラメ
ータ調整手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１パターン検査装置２設計情報サーバ３ＬＡＮ４ウエハマップ５セル領域設定画面６，７部分検査領域８欠陥レビュー装置９セル部１０非セル部１１欠陥（虚報）群１２部分検査領域１３走査型電子顕微鏡１４画像検出器１５半導体ウエーハ１６，１６ａ，１６ｂ記憶装置１７，１７ａ，１７ｂ画像処理コンピュータ１８検査パラメータ設定画面１９被検査領域１９ａ〜１９ｄ部分領域２０ウエハマップ２１格子２３配線２４配線密度算出点２５仮想的な円２７ａ〜２７ｄ機能ブロック２８検査パラメータ検索ボタン２９ａ〜２９ｄパターン１２０ステージ１２１半導体ウエハ１２２検出光学系１２３検出器１２４，１２５メモリ１２６比較器１２７検査対象箇所１２８参照箇所

フロントページの続き (72)発明者大島良正神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者小野眞神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者渡辺正浩神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者前田俊二神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者野口稔神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA49 BB02 BB03 CC19 DD04 DD06 FF42 FF61 PP12 QQ00 QQ04 QQ21 QQ23 QQ24 QQ25 QQ26 QQ36 RR09 SS02 SS03 SS13 2G001 AA03 BA07 CA03 FA06 GA06 GA07 KA03 LA11 MA05 2G051 AA51 AB07 EB01 FA01 4M106 AA01 AA02 AA04 BA02 BA04 CA38 CA39 CA41 DJ18 DJ19 DJ20 DJ21 DJ23 DJ26 DJ38 DJ40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ウエハ上に形成された電子回路パ
ターンの欠陥検査管理システムにおいて、被検査対象領域を検査条件が異なる少なくとも２個以上
の部分検査領域に分割する検査領域設定手段と、該検査領域設定手段によって設定された各部分検査領域
に対して、検査条件を設定する検査条件設定手段と、該検査領域設定手段によって設定された各部分検査領域
に対して、該検査条件設定手段によって設定した検査条
件で検査を実行する検査実行手段とを有することを特徴
とする電子回路パターンの欠陥検査管理システム。
【請求項２】請求項１記載の電子回路パターンの欠陥
検査管理システムにおいて、前記検査領域設定手段は、レイアウトパターンに基づい
て、前記被検査対象領域を分割することを特徴とする電
子回路パターンの欠陥検査管理システム。
【請求項３】請求項１記載の電子回路パターンの欠陥
検査管理システムにおいて、前記検査領域設定手段は、レイアウトデータに基づい
て、前記被検査対象領域をセル部と非セル部に分割する
ことを特徴とする電子回路パターンの欠陥検査管理シス
テム。
【請求項４】半導体ウエハ上に形成された電子回路パ
ターンの欠陥検査管理システムにおいて、被検査対象領域の場所毎に固有の検査条件を算出する検
査条件設定手段と、該被検対象領域を、該検査条件算出手段によって算出さ
れた検査条件が同等の部分検査領域に分割する検査領域
設定手段と、該検査領域設定手段によって設定された各部分検査領域
に対して、該検査条件設定手段によって設定された検査
条件で検査を実行する検査実行手段とを有することを特
徴とする電子回路パターンの欠陥検査管理システム。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１つに記載の電
子回路パターンの欠陥検査管理システムにおいて、前記検査領域設定手段は、少なくとも、欠陥の位置の分
布を表わす欠陥分布マップ、またはレイアウトパター
ン、または前記検査対象領域の検出画像のいずれか１つ
以上と検査領域設定状態とをオーバレイ、もしくは同時
に表示する表示画面を有することを特徴とする電子回路
パターンの欠陥検査管理システム。
【請求項６】請求項１〜４のいずれか１つに記載の電
子回路パターンの欠陥検査管理システムにおいて、前記検査領域設定手段は、前記被検査対象領域を欠陥出
力領域と非出力領域とに分割し、前記検査実行手段は、前記検査領域設定手段によって設
定された該欠陥出力領域に属する欠陥のみを出力するこ
とを特徴とする電子回路パターンの欠陥検査管理システ
ム。
【請求項７】請求項１〜４のいずれか１つに記載の電
子回路パターンの欠陥検査管理システムにおいて、前記検査領域設定手段は、レイアウトデータを参照して
前記被検査領域をセル部と非セル部とに分割し、前記検査実行手段は、欠陥のない該セル部の画像を検出
して、セル部参照画像として記憶し、ユーザが指定した検査対象位置毎に画像を検出して欠陥
画像とし、該非セル部では、該検査対象位置毎に隣接するチップの
同一パターンの箇所を参照画像として検出し、該欠陥画
像と参照画像とを比較して欠陥を抽出し、該セル部では、該検査対象位置によらず、該セル部の参
照画像と該欠陥画像とを比較して欠陥を抽出することを
特徴とする電子回路パターンの欠陥検査管理システム。
【請求項８】半導体ウエハ上に形成された電子回路パ
ターンの欠陥情報を管理する欠陥検査管理システムにお
いて、該半導体ウエハ上の欠陥位置座標と属性とを求める欠陥
抽出手段と、被検査対象領域を欠陥管理基準が異なる複数の部分検査
領域に分割する検査領域設定手段と、該欠陥管理基準が異なる該部分検査領域毎に欠陥管理基
準を設定する欠陥管理基準設定手段と、該欠陥抽出手段で求めた欠陥位置座標に対して、該欠陥
管理基準設定手段によって設定された該欠陥管理基準と
該欠陥の属性とに基づいて、欠陥毎に管理情報を付与す
る欠陥分類手段とを有することを特徴とする電子回路パ
ターンの欠陥検査管理システム。
【請求項９】請求項８記載の電子回路パターンの欠陥
検査管理システムにおいて、前記欠陥抽出手段は、少なくとも欠陥の位置座標とサイ
ズを算出し、前記欠陥管理基準設定手段は、レイアウトデータに基づ
いて前記被検査対象領域の各位置における致命欠陥判定
サイズを算出し、前記欠陥分類手段は、前記欠陥抽出手段で算出した欠陥
位置座標に対して、前記管理基準設定手段によって設定
した致命欠陥判定サイズと欠陥のサイズとを比較し、欠
陥毎に致命か否かを示す管理情報を付与することを特徴
とする電子回路パータンの欠陥検査管理システム。
【請求項１０】半導体ウエハ上に形成された電子回路
パターンの欠陥検査システムにおいて、電子回路パターンのレイアウトデータに基づいて、被検
査領域を検査条件が異なる複数の部分検査領域に分割す
る検査領域設定手段と、該検査領域設定手段によって設定された該各部分検査領
域に対して、検査条件を設定する検査条件設定手段と、該検査領域設定手段によって設定された該各部分検査領
域を夫々、該検査条件設定手段によって設定した検査条
件で検査を実行する検査実行手段とを有することを特徴
とする電子回路パターンの欠陥検査システム。
【請求項１１】請求項１０記載の電子回路パターンの
欠陥検査システムにおいて、前記検査領域設定手段は、前記レイアウトデータに基づ
いて被検査領域に含まれる各機能ブロックの範囲を算出
して前記部分検査領域とすることを特徴とする電子回路
パターンの欠陥検査システム。
【請求項１２】請求項１０記載の電子回路パターンの
欠陥検査システムにおいて、前記検査領域設定手段は、前記レイアウトデータに基づ
いて被検査領域における配線密度の分布を算出し、算出
した配線密度を同じくする領域に該被検査領域を分割し
て前記部分検査領域とすることを特徴とする電子回路パ
ターンの欠陥検査システム。
【請求項１３】請求項１０記載の電子回路パターンの
欠陥検査システムにおいて、前記検査領域設定手段は、被検査領域を致命度の異なる
部分検査領域に分割することを特徴とする電子回路パタ
ーンの欠陥検査システム。
【請求項１４】請求項１０記載の電子回路パターンの
欠陥検査システムにおいて、前記検査領域設定手段は、検査領域設定画面上に、チッ
プ全面のレイアウトパターンを表示し、さらに、該レイ
アウトパターン上でユーザが指定した領域を前記部分検
査領域として登録する、あるいは、前記検査領域設定手
段が算出した前記部分検査領域をユーザが編集して登録
することを特徴とする電子回路パターンの欠陥検査シス
テム。
【請求項１５】請求項１０記載の電子回路パターンの
欠陥検査システムにおいて、前記検査領域設定手段は、前記各部分検査領域と前記レ
イアウトパターンとを重ね合わせて表示することを特徴
とする電子回路パターンの欠陥検査システム。
【請求項１６】請求項１０記載の電子回路パターンの
欠陥検査システムにおいて、前記検査領域設定手段は、前記各部分検査領域と前記レ
イアウトパターンと欠陥の発生位置との少なくとも２つ
以上を重ね合わせて表示することを特徴とする電子回路
パターンの欠陥検査システム。
【請求項１７】請求項１６記載の電子回路パターンの
欠陥検査システムにおいて、前記検査実行手段は、検出した欠陥を欠陥種によって分
類し、前記検査領域設定手段は、前記レイアウトパターン上で
の該欠陥の発生位置を、欠陥種毎に異なるシンボルでも
って、前記レイアウトパターンと重ね合わせて表示する
ことを特徴とする電子回路パターンの欠陥検査システ
ム。
【請求項１８】請求項１７記載の電子回路パターンの
欠陥検査システムにおいて、前記検査実行手段は、検出した欠陥を、少なくとも実欠
陥か虚報かによって分類することを特徴とする電子回路
パターンの欠陥検査システム。
【請求項１９】請求項１０記載の電子回路パターンの
欠陥検査システムにおいて、前記検査実行手段は、前記レイアウトデータを参照し
て、検出した各欠陥に対する欠陥位置のレイアウト情報
を付与し、該各欠陥の該レイアウト情報による分類を行
なうことを特徴とする電子回路パターンの欠陥検査シス
テム。
【請求項２０】請求項１０記載の電子回路パターンの
欠陥検査システムにおいて、前記検査条件設定手段は、特定パターンに対して固有の
検査条件を設定し、前記検査実行手段は、前記レイアウトデータを参照し
て、前記検査条件設定手段によって設定した特定パター
ンに相当するか否かを判断し、特定パターンに相当する
場合には、前記検査条件設定手段によって設定された該
固有の検査条件により、検査することを特徴とする電子
回路パターンの欠陥検査システム。
【請求項２１】請求項１０記載の電子回路パターンの
欠陥検査システムにおいて、前記検査領域設定手段は、被検査領域をセル部と非セル
部に分割し、前記検査実行手段は、該セル部では、欠陥画像と参照画
像とを検出，比較して欠陥を検出し、該非セル部では、
参照画像を検出せず、欠陥画像のみを検出して欠陥を検
出することを特徴とする電子回路基板検査装置。
【請求項２２】請求項１６〜１８記載の電子回路パタ
ーンの欠陥検査システムの欠陥検査装置であって、欠陥位置を１チップ分重ね合わせて表示することを特徴
とする電子回路パターンの欠陥検査装置。
【請求項２３】半導体ウエハ上に形成された電子回路
基板の電子回路パターンの欠陥検査システムにおいて、該電子回路基板上の機能ブロック毎の検査パラメータを
記憶する検査パラメータデータベースと、レイアウトデータに基づいて、該電子回路基板上の被検
査領域を検査条件が異なる複数の機能ブロックに分割す
る検査領域設定手段と、該検査領域設定手段で分割された該機能ブロックに対
し、該検査パラメータデータベースから検査パラメータ
を検索して設定する検査条件設定手段と、該検査領域設定手段によって設定された該各機能ブロッ
クに対し、該検査条件設定手段によって設定した該検査
条件で検査を実行する検査実行手段とを有することを特
徴とする電子回路パターンの欠陥検査システム。
【請求項２４】半導体ウエハ上に形成された電子回路
パターンの欠陥検査システムにおいて、レイアウトデータに基づいて被検査領域を検査条件が異
なる複数の部分検査領域に分割する検査領域設定手段
と、該検査領域設定手段によって設定された該各部分検査領
域に対し、検査条件の初期値，検査条件の調整ルール並
びに検査条件の収束条件を設定する検査条件設定手段
と、該半導体ウエハ上の該被検査領域の画像を検出する画像
検出手段と、各部分検査領域において、該画像検出手段によって検出
した画像を、該検査領域設定手段により、該各部分検査
領域毎の画像に分割して、該検査条件の初期値を用いて
処理し、該各部分検査領域毎に欠陥を検知する検査実行
手段と、欠陥個所の画像を記憶する画像記憶手段とを有すること
を特徴とする電子回路パターンの欠陥検査システム。