JP2004077564A - Judging system for mask defect and method for judging mask defect - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトマスクの欠陥管理に関し、特にフォトマスクのマスク欠陥判定システム及びマスク欠陥判定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイス製造用フォトマスク上には、フォトマスク製造プロセスにより各種の形状やサイズのマスク欠陥が導入される。これらのマスク欠陥は、フォトマスクより転写されて半導体デバイスのパターンだけでなく、半導体デバイスの電気的特性に影響を及ぼすものもある。フォトマスクの製造及び管理において、半導体デバイスで電気的不良を引き起こすようなマスク欠陥は許されない。そのため、フォトマスクのマスク欠陥検査装置で行われるマスク欠陥検査において、フォトマスク上に形成されたマスク欠陥が半導体デバイスに転写された場合、電気的不良を引き起こすと判定するマスク欠陥判定条件が重要となる。例えば、マスク欠陥サイズに対するマスク欠陥判定条件を厳しくし検出感度を大きくすると、よりサイズの小さいマスク欠陥がマスク欠陥検査装置で検出される。この場合、半導体デバイスで電気的不良の原因になるマスク欠陥の見落しがほとんど無くなる。しかし、マスク欠陥検査装置が検出感度過剰になっている可能性が高い。このように検出感度過剰のマスク欠陥判定条件のもとにフォトマスクの製造管理が行われると、歩留まりの低下を招き、製造コストの増大、更には製造工期の長期化を招いてしまう。また、過剰に厳しいマスク欠陥判定条件に見合う高検出感度のマスク欠陥検査装置が必要となり、設備コストが上昇する。逆に、マスク欠陥判定条件を緩くすると、製造したフォトマスクのマスク欠陥検査において、半導体デバイスで不良の原因となるマスク欠陥を見落とす可能性が高く、不良品のフォトマスクが半導体デバイス製造に提供されることになり、半導体デバイスの製造歩留まりの低下、製造コストの増大、更には製造工期の長期化を招いてしまう。従来は、マスク欠陥判定条件は、シミュレーションにより求められていた。しかし、シミュレーションにより決定されたマスク欠陥判定条件に対する信頼度が高くなく、その結果、検出感度過剰の状態でマスク欠陥検査装置が運用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、フォトマスクのマスク欠陥検査において、半導体デバイスで電気的不良の原因となるマスク欠陥のマスク欠陥判定条件の最適化や、マスク欠陥検査装置の検出感度の最適化が困難であり問題であった。
【0004】
本発明は、このような課題を解決し、マスク欠陥判定条件の最適化及びマスク欠陥装置の検出感度の最適化ができるフォトマスクのマスク欠陥判定システム及びマスク欠陥判定方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第1の特徴は、(イ)検査フォトマスク上に挿入位置とサイズの異なる複数のマスク欠陥を配置するレイアウト設計ブロックと、(ロ)検査フォトマスクよりマスク欠陥が転写された半導体デバイスの電気的特性の測定を行い、電気的不良を示す半導体デバイスの位置を示す不良マップを取得する測定ブロックと、(ハ)マスク欠陥の配置座標値と不良マップの位置座標値を比較し、電気的不良を引き起こすマスク欠陥をサイズについて集計してマスク欠陥判定条件を算出する判定条件算出ブロックとを備えるマスク欠陥判定システムであることを要旨とする。
【0006】
本発明の第1の特徴によれば、マスク欠陥判定条件の最適化及びマスク欠陥装置の検出感度の最適化ができるマスク欠陥判定システムを提供することができる。
【0007】
本発明の第2の特徴は、(イ)半導体デバイスのレイアウトデータに挿入位置及びサイズの異なる複数のプログラム欠陥を挿入してマスク描画データを形成する工程と、(ロ)複数のプログラム欠陥のマスク描画データ上の位置座標を計算してプログラム欠陥情報を作成する工程と、(ハ)マスク描画データからプログラム欠陥が転写されたマスク欠陥を有する検査フォトマスクを作製し、マスク欠陥のサイズを測定する工程と、(ニ)検査フォトマスクよりマスク欠陥が転写されたデバイス欠陥を有する半導体デバイスを作製し、半導体デバイスの電気的特性を測定して、電気的不良の半導体デバイスの位置を示す不良マップを作成する工程と、(ホ)プログラム欠陥情報と不良マップの位置座標値を比較し、電気的不良を引き起こすマスク欠陥をサイズについて集計してマスク欠陥判定条件を算出する工程とを含むマスク欠陥判定方法であることを要旨とする。
【0008】
本発明の第2の特徴によれば、マスク欠陥判定条件の最適化及びマスク欠陥装置の検出感度の最適化ができるマスク欠陥判定方法を提供することができる。
【0009】
本発明の第1及び第2の特徴において、マスク欠陥判定条件により新たに半導体デバイス製品を製造する製品フォトマスク上に発生するマスク欠陥の判定を行うことができる。また、新たなフォトマスクに配置された新たなマスク欠陥のサイズと新たなマスク欠陥が引き起こす新たな半導体デバイスのパターンの寸法変動率との関係を算出し、マスク欠陥判定条件に対応する寸法変動率と、新たなマスク欠陥が引き起こす新たな半導体デバイスのパターンの寸法変動率との関係より新たなフォトマスクのマスク欠陥判定条件を算出することにより、異なるデザインルールやプロセスによる半導体デバイスのフォトマスクのマスク欠陥判定条件がシミュレーションにより簡便に算出できる。また、マスク欠陥が、半導体デバイスよりなる回路の互いに電気的に独立した回路部分にそれぞれ配置されることが好ましい。また、半導体デバイスよりなる回路のパターン形状の変動で回路の動作が変動しやすい危険箇所と、半導体デバイスのパターンが形状不良となりやすい危険箇所を抽出し、回路の動作が変動しやすい危険箇所及び半導体デバイスのパターンが形状不良となりやすい危険箇所が電気的不良になる場合の回路の出力信号をシミュレーションして、この出力信号により危険箇所の電気的不良を判定することによりランダムに配列される半導体デバイス作製用のフォトマスクに対しても同様の効果を得ることができる。また、検査フォトマスクよりマスク欠陥が転写された半導体デバイスのマスク欠陥に対応するデバイス欠陥を検出し、マスク欠陥判定条件を用いて、ウェハ欠陥検査装置の最適感度を算出することにより、ウェハ欠陥検査装置の検出感度が定量的に把握でき、また最適な検出感度を設定することができる。更に、検査フォトマスクと半導体デバイスの座標の対応座標値を予め計算しておくことでマスク欠陥と不良マップの対応が簡便にできる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の第1及び第2の実施の形態について説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、形状と平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【0011】
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態においては、半導体デバイスとして、規則的な繰り返しパターンを有する半導体メモリ製品を例に取り説明する。
【0012】
本発明の第1の実施の形態に係るマスク欠陥判定システムは、図1に示すように、半導体デバイスのレイアウトデータを基にフォトマスクのマスク描画データを作成するレイアウト設計ブロック1と、マスク描画データが石英等の透明基板表面上の金属等の遮光性膜に転写されて製造されたフォトマスクのマスク欠陥検査を行うマスク欠陥検査ブロック3と、ウェハ上にフォトマスクのパターンを転写して半導体デバイス製造プロセスにより製造された半導体デバイスのデバイス欠陥検査を行うウェハ欠陥検査ブロック5と、ウェハ上に形成された半導体デバイスの電気的特性を測定する測定ブロック7と、レイアウト設計ブロック1のレイアウトデータと測定ブロック7の電気的測定結果よりマスク欠陥判定条件を算出し、算出したマスク欠陥判定条件をマスク欠陥検査ブロック3及びウェハ欠陥検査ブロック5に出力する判定条件算出ブロック9を備えている。
【0013】
レイアウト設計ブロック1は、レイアウト設計編集装置11とプログラム欠陥記憶部13を備える。レイアウト設計編集装置11は、半導体メモリのレイアウトデータから作成したフォトマスク作製用のマスク描画データを、電子ビーム(EB)描画装置等のフォトマスク用のパターン描画装置に出力する。また、レイアウト設計編集装置11は、検査フォトマスク上にマスク欠陥を作為的に導入するため、半導体メモリレイアウトに複数の種類及びサイズのプログラム欠陥を配置し、配置したプログラム欠陥のマスク描画パターン上の座標値をプログラム欠陥情報としてプログラム欠陥記憶部13に格納する。さらに、レイアウト設計編集装置11は、プログラム欠陥のマスク描画パターン上の座標値を、マスク描画パターンを転写した検査フォトマスクの座標系、検査フォトマスクから半導体メモリのパターンを転写したウェハ(半導体基板)の座標系、及び半導体メモリのビットマップアドレスそれぞれに変換し、その結果をプログラム欠陥記憶部13に保存されているプログラム欠陥情報に追加して格納する。
【0014】
マスク欠陥検査ブロック3は、マスク欠陥検査装置17と、マスク欠陥記憶部19及びマスク欠陥最適感度算出部21を備える。マスク欠陥検査装置17は、マスク描画データをもとに作製されたフォトマスクのマスク欠陥検査を実施する。また、マスク欠陥検査装置17は、マスク欠陥検出感度の把握のため、検査フォトマスクに対して実施したマスク欠陥検査結果をマスク欠陥記憶部19に格納する。マスク欠陥最適感度算出部21は、マスク欠陥記憶部19に格納されているマスク欠陥とプログラム欠陥記憶部13に格納されているプログラム欠陥情報に含まれるプログラム欠陥の座標比較を行い、マスク欠陥検出感度を算出する。
【0015】
ウェハ欠陥検査ブロック5は、ウェハ欠陥検査装置23と、ウェハ欠陥記憶部25及びウェハ欠陥最適感度算出部27を備える。ウェハ欠陥検査装置23は、作製されたフォトマスクを用いて、ウェハ上に形成された半導体メモリのデバイス欠陥検査を行う。またウェハ欠陥検査装置23は、デバイス検出感度把握のため、検査フォトマスクにより作製された半導体メモリに対するデバイス欠陥検査結果をウェハ欠陥記憶部25に格納する。ウェハ欠陥最適感度算出部27は、ウェハ欠陥記憶部25に格納されているデバイス欠陥とプログラム欠陥記憶部13に格納されているプログラム欠陥情報に含まれるプログラム欠陥の座標比較を行い、ウェハ欠陥検出感度を算出する。
【0016】
パターン寸法測定装置15は、フォトマスクのマスクパターンあるいはマスク欠陥のサイズ、及び半導体メモリのデバイス欠陥のサイズを測定し、プログラム欠陥記憶部13に保存されているプログラム欠陥情報に追加して格納する。
【0017】
測定ブロック7は、電気的テスタ29と、形状分類装置31及び電気的テスト結果記憶部33を備える。電気的テスタ29は、作製された半導体メモリセルアレイの電気的特性を測定する。また、検査フォトマスクにより作製された半導体メモリに対して、電気的テスタ29は、電気的不良を示すメモリセルのビットアドレスをフェイルビットマップとして取得する。形状分類装置31は、電気的テスタ29で取得されたフェイルビットマップの不良形状の分類を行い、形状分類された分類フェイルビットマップを電気的テスト結果記憶部33に格納する。
【0018】
判定条件算出ブロック9は、マスク欠陥判定条件算出部35と、表示部37と、マスク欠陥判定条件変換部39及びプロセスシミュレータ41を備える。マスク欠陥判定条件算出部35は、プログラム欠陥記憶部13に格納されているプログラム欠陥情報と電気的テスト結果記憶部33に格納されている分類フェイルビットマップを比較し、半導体デバイス上で電気的不良を引き起こすプログラム欠陥の種類及びサイズを抽出し、その結果を表示部37に表示する。さらに、マスク欠陥判定条件変換部39は、マスク欠陥とデバイス欠陥のサイズの比較より欠陥の寸法変動率を算出する。プロセスシミュレータ41及びマスク欠陥判定条件変換部39は、算出された寸法変動率をもとに、異なるデザインルールやプロセスにおけるマスク欠陥判定条件を求める。
【0019】
本発明の第1の実施の形態においては、まず、レイアウトデータ中に作為的にプログラム欠陥を挿入して作製した検査フォトマスクを用いて、半導体デバイス製造プロセスを実施する。作製した半導体デバイスの電気的特性測定より取得した電気的不良のマップとプログラム欠陥との対応を行いマスク欠陥判定条件を決定する。
【0020】
本発明の第1の実施の形態に係るマスク欠陥判定システムによれば、半導体デバイスで電気的不良を引き起こすフォトマスクのマスク欠陥の種類とサイズを導出することができるため、マスク欠陥の最適な判定条件を決定することができる。
【0021】
本発明の第1の実施の形態に係るフォトマスク欠陥判定方法において、プログラム欠陥は、例えば、図3に示すように、配置箇所に応じて分類される。図3(a)は、半導体メモリのラインアンドスペースパターン状の配線パターン105のスペース中央部に形成されたプログラム欠陥101aを示し、欠陥種Aと呼ぶ。図3(b)は、配線パターン105のライン中央部に形成されたプログラム欠陥101bを示し、欠陥種Bと呼ぶ。図3(c)は、配線パターン105のスペース部でラインパターンに接するように形成されたプログラム欠陥101cを示し、欠陥種Cと呼ぶ。また、図3(d)は、配線パターン105のライン部にライン端に接するように配置されたプログラム欠陥101dを示し、欠陥種Dと呼ぶ。さらに、プログラム欠陥101a〜101dに対応する欠陥種A〜Dはサイズに応じてそれぞれ分類される。例えば、欠陥種A〜Dは、図4に示すように、プログラム欠陥サイズ1〜6の6種類に分類され、欠陥種A1〜A6、B1〜B6、C1〜C6及びD1〜D6の24種類とされる。
【0022】
ここで、フォトマスク上での欠陥種の形状としては、欠陥種A及びCのように、不要なパターンが加えられる黒欠陥と、欠陥種B及びDのように、パターンが部分的に欠落している白欠陥に大別できる。黒欠陥は、周りに配線パターンがないとウェハ上で結像されなかったり、結像しても孤立パターンになるが、近傍に配線パターンがあるとウェハ上でその配線サイズを太らせる。白欠陥は、大きな幅の配線パターンの中にあればウェハ上で配線に穴をあけるだけだが、配線パターンの端に位置していればウェハ上で配線サイズを細らせる。図3では、プログラム欠陥は黒欠陥、白欠陥ともに、配線パター−ンの中央部と、配線パターン端に接する位置に配置しているが、配線パターン中央と端の中間点に配置してもよいことは、勿論である。更に、外形を正方形で説明しているが、矩形、円形あるいは楕円形等の他の形状であってもよく、またそれらの各種の外形が混在されてもよいことは勿論である。
【0023】
上記のようにプログラム欠陥として、欠陥種類と欠陥サイズを変えて複数作成する。なお、レイアウト上に発生させたプログラム欠陥と、そのプログラム欠陥からフォトマスク上に形成されるマスク欠陥のサイズは一般には異なるため、プログラム欠陥のサイズは十分に広範囲に設定する必要がある。図5に示すように、欠陥種A1〜A6、B1〜B6、C1〜C6及びD1〜D6からなるプログラム欠陥101を半導体メモリレイアウトのチップ領域107上に、互いのプログラム欠陥101が半導体メモリの回路で電気的に干渉しないように挿入する。例えば、半導体メモリの1つのワード線あるいはビット線パターンには1つのプログラム欠陥101を挿入する。また、ショート不良による電源容量の不足等が発生せず、個別の欠陥として認識できるように、プログラム欠陥101の挿入位置は、半導体デバイス上で、例えば100μm以上の十分な間隔を取る。プログラム欠陥101は、図5に示すように、例えば、半導体メモリレイアウト上のチップ領域107の対角線上に配列される。
【0024】
また、レイアウト設計編集装置11は、マスク描画データ上のプログラム欠陥101の位置に対して、マスク欠陥検査装置17、ウェハ欠陥検査装置23及び電気的テスタ29それぞれへの座標系変換の計算を予め行う。マスク欠陥検査装置17及びウェハ欠陥検査装置23の座標系は、ともにX−Y座標系である。例えば、図5に示すようにプログラム欠陥101が配列されたチップ領域107の左下角の位置を原点として、プログラム欠陥101の位置座標が決められる。
【0025】
図6に示すように、検査フォトマスク113は、マスク欠陥111が配列されたマスク欠陥有りチップ領域117とマスク欠陥無しチップ領域119を並べて形成される。プログラム欠陥101の欠陥種A1から形成されるマスク欠陥111が、マスク欠陥検査装置17座標系で、例えば、検査フォトマスク上の(xA1,yA1)に位置するとする。
【0026】
露光装置として、例えば、縮小比4:1のステッパを使用するとする。図7(a)に示すように、ウェハ123上のショット領域に、検査フォトマスク113のパターンがステップアンドリピートで4分の1に縮小されて転写される。その結果、複数のデバイス欠陥有りチップ127とデバイス欠陥無しチップ129が対になって配列される。したがって、ウェハ欠陥検査装置23の座標は、例えば、デバイス欠陥有りチップ127のうちウェハ123右上端にある一つを原点チップとして、各デバイス欠陥有りチップ127のウェハ内でのチップ位置座標を決める。デバイス欠陥有りチップ127内のデバイス欠陥121の座標は、マスク欠陥111の場合と同様に、デバイス欠陥有りチップ127の左下角の位置を原点として決められる。例えば、図7(b)に示すように、プログラム欠陥101の欠陥種A1から形成されるデバイス欠陥121aの座標を求める。ウェハ欠陥検査装置23の座標系で、i番目のデバイス欠陥有りチップ127iの原点の座標が(Xi,Yi)であるとする。デバイス欠陥有りチップ127i内でデバイス欠陥121aの座標は(xA1/4,yA1/4)となるから、ウェハ123内では、i番目のデバイス欠陥有りチップ127iのデバイス欠陥121aは座標(xA1/4+Xi,yA1/4+Yi)に位置することになる。
【0027】
一方、電気的テスタ29は、メモリのアドレスを表わすビットマップ座標系を用いている。デバイス欠陥有りチップ127あるいはデバイス欠陥無しチップ129上にマトリックス状に配列されたメモリセルアレイのメモリセルの位置は、メモリセルアレイの行アドレスと列アドレスで指定される。プログラム欠陥101の位置は、ビットマップ座標系に完全に1対1で変換されないので、必要に応じて許容範囲を設けて、例えば、プログラム欠陥101を囲む2〜3本の行及び列アドレスで指定される。
【0028】
電気的テスタ29の電気的測定結果から取得したフェイルビットマップを形状分類装置31でビット不良、ロウ不良、カラム不良、十字不良、あるいはブロック不良等の形状に応じた不良分類モードに分類する。不良分類モードで分類された分類フェイルビットマップは、それぞれ、開始アドレスと終了アドレスを持ち、位置と大きさを表現している。ここで、ビット不良は例えば、メモリセルキャパシタの欠陥、ロー不良及びカラム不良はロー配線及びカラム配線の欠陥、十字不良はMOSトランジスタゲートの欠陥に、それぞれ起因する不良分類モードである。一方、ブロック不良は、対象としているプロセス以外の原因による不良分類モードである。
【0029】
例えば、ゲート酸化膜形成の検査フォトマスク113を用いて製造した半導体メモリにおいて、例えば、マスク欠陥111が転写されてメモリセルのMOSトランジスタのゲート酸化膜にデバイス欠陥121が形成され、MOSトランジスタが動作不良になるとする。メモリセルのMOSトランジスタは、ゲート電極が、例えばロー配線で、ドレイン電極がカラム配線でマトリックス状に接続されている。したがって、図8(a)に示すように、出現する電気的不良の形状は、動作不良のMOSトランジスタの不良メモリセル135を中心とした十字形状のフェイルビットマップとなる。分類フェイルビットマップは、図8(b)に示すように、行アドレスの開始アドレスRSと終了アドレスRE、及び列アドレスの開始アドレスCSと終了アドレスCEで表示される。したがって、マスク欠陥検査の対象となる不良分類モードはプログラム欠陥を作成した層や場所により異なり、検査フォトマスク113のマスク欠陥111によって引き起こされる可能性がない不良分類モードは形状分類結果から削除する。
【0030】
本発明の第1の実施の形態に係るフォトマスク欠陥判定方法を、図1を参照しながら半導体メモリを例として、図2のステップS201〜S211の手順にしたがい説明する。
【0031】
(イ)ステップS201で、すでに動作確認がとれている半導体メモリ製品のレイアウトデータのメモリセルアレイ部に、レイアウト設計編集装置11によりプログラム欠陥が作為的に挿入される。
【0032】
(ロ)ステップS202で、図5に示したプログラム欠陥101を挿入したレイアウトデータより、検査フォトマスク作製用のマスク描画データが作成される。マスク描画データとしては、プログラム欠陥101を配置したプログラム欠陥有りチップレイアウト及び、プログラム欠陥が無いプログラム欠陥無しチップレイアウトが用意される。
【0033】
(ハ)ステップS203で、レイアウト設計編集装置11により、マスク描画データ上のプログラム欠陥101の位置に対して、マスク欠陥検査装置17、ウェハ欠陥検査装置23及び電気的テスタ29それぞれへの座標系変換の計算が予め行われる。各々のプログラム欠陥101に対して予め行われるマスク欠陥検査装置17、ウェハ欠陥検査装置23及び電気的テスタ29それぞれへの座標変換の計算結果は、プログラム欠陥情報としてプログラム欠陥記憶部13に格納される。
【0034】
(ニ)ステップS204で、マスク描画データを基に、マスク製造プロセスで、検査フォトマスク113が作製される。検査フォトマスク113の描画には、EB描画装置等が用いられる。例えば、石英等からなる透明基板上に形成されたクロム(Cr)等の金属よりなる遮光性膜表面のレジスト上に、プログラム欠陥有りチップレイアウト及びプログラム欠陥無しチップレイアウトのマスク描画データが転写される。転写されたレジストパターンをマスクとして反応性イオンエッチング(RIE)等の選択エッチングにより遮光性膜を選択的に除去して、図6に示すように、マスク欠陥111が配列されたマスク欠陥有りチップ領域117とマスク欠陥無しチップ領域119が形成されて、検査フォトマスク113が作製される。
【0035】
(ホ)ステップS205で、検査フォトマスク113上に形成されたマスク欠陥111のサイズが、パターン寸法測定装置15で測定される。検査フォトマスク113上のプログラム欠陥101に起因するマスク欠陥111の場所を特定するために、パターン寸法測定装置15はプログラム欠陥記憶部13からプログラム欠陥情報を取得する。測定された検査フォトマスク113上のマスク欠陥111のサイズは、プログラム欠陥情報に追加されてプログラム欠陥記憶部13に格納される。なお,マスク製造プロセス及び、パターン寸法測定装置15の分解能の関係で、マスク欠陥111のサイズが測定できない状態になることも考えられる。その場合は、プログラム欠陥情報にサイズを記入しなくてもよい。
【0036】
(ヘ)ステップS206で、検査フォトマスク113を用いて、メモリセルキャパシタ形成プロセス、金属酸化膜半導体(MOS)トランジスタ形成プロセス、及び配線プロセス等を含む半導体デバイス製造プロセスが実施され、半導体メモリ製品がウェハ123上に形成される。ここで、検査対象の検査フォトマスク113が使用されるプロセス以外では、通常の半導体メモリ製造用の製品フォトマスクが使用される。
【0037】
(ト)ステップS207で、ウェハ123上に形成された半導体メモリ製品の電気的特性を検査するテスト工程において、電気的テスタ29により、電気的不良メモリセルのアドレスを表示したフェイルビットマップが作成される。フェイルビットマップは、プログラム欠陥101に起因するデバイス欠陥121があるデバイス欠陥有りチップに対して作成すればよく、デバイス欠陥無しチップのフェイルビットマップは作成する必要はない。
【0038】
(チ)ステップS208で、取得したフェイルビットマップを形状分類装置31により形状に応じた不良分類モードに分類する。不良分類モードで分類された分類フェイルビットマップは、分類フェイルビットマップとして電気的テスト結果記憶部33に格納される。
【0039】
(リ)ステップS209で、マスク欠陥判定条件算出部35により、プログラム欠陥記憶部13及び電気的テスト結果記憶部33から取得したマスク欠陥111及び分類フェイルビットマップの座標比較が行われる。プログラム欠陥101には、ステップS203で予めフェイルビットマップの座標系における座標値が格納されているため、座標変換は必要ない。通常、図7に示すように、ウェハ123上にはデバイス欠陥有りチップ127は複数存在し、これらすべてのデバイス欠陥有りチップ127について座標比較が行われる。座標比較でマスク欠陥111の場所に分類フェイルビットマップがあると判断された場合、そのマスク欠陥111にフラグが立てられる。
【0040】
(ヌ)ステップS210で、マスク欠陥判定条件算出部35により、座標比較でフラグが立っているマスク欠陥111が欠陥種毎に集計されて電気的不良率が算出され、欠陥種毎にサイズヒストグラムが作成される。例えば、図9(a)は欠陥種Aについて、図9(b)は欠陥種Bについて、それぞれ検査フォトマスク113上のマスク欠陥111の実サイズに対する電気的な不良率の関係が示されている。
【0041】
(ル)ステップS211で、マスク欠陥判定条件算出部35で算出されたサイズヒストグラムにより、ウェハ123上に形成された半導体メモリにおいて電気的不良を引き起こすマスク欠陥サイズが特定される。例えば、欠陥種A及びBに対して、図9(a)あるいは(b)に示すように、不良率が完全に0となるマスク欠陥サイズWCAあるいはWCBが得られ、これらの値がマスク欠陥判定条件とされる。欠陥種毎のサイズヒストグラムやマスク欠陥判定条件等の情報は、表示部37に表示される。さらに、ステップS206における検査フォトマスク113転写プロセスで露光量やフォーカス等の露光条件を変化させて、ステップS207〜S210を繰り返し行うことにより、露光条件の変動を考慮したマスク欠陥判定条件が算出される。
【0042】
このようにして算出されたマスク欠陥判定条件を適用して、製造された製品フォトマスクのマスク欠陥の検査・管理が行われる。マスク欠陥判定条件のマスク欠陥サイズ以上のマスク欠陥が検出できるようにマスク欠陥検査装置17の検査感度の最適化が行われる。検査感度が最適化されたマスク欠陥検査装置17を用いて、製品フォトマスク上で検出されたマスク欠陥に対して光学顕微鏡などを用いて再検査し、レビューが行われる。レビューにより検出マスク欠陥に対して修正可能マスク欠陥と修正不可能マスク欠陥とに分類する。修正不可能マスク欠陥としては、例えば、マスクパターンの角に発生したマスク欠陥等がある。修正可能なマスク欠陥のみが存在する製品フォトマスクはフォトマスク修正装置を用いて修正を行い、修正不可能な欠陥が存在する製品フォトマスクは不良品として破棄する。
【0043】
本発明の第1の実施の形態に係るマスク欠陥判定方法によれば、半導体デバイスで電気的不良を引き起こすフォトマスクのマスク欠陥に対する最適なマスク欠陥判定条件を決定することができる。
【0044】
次に、本発明の第1の実施の形態に係るマスク欠陥検査感度の定量化と最適感度設定方法について図1及び図6を参照にしながら、図10に示すステップS221〜S224の手順にしたがい説明する。
【0045】
(イ)ステップS221で、マスク欠陥検査装置17により、上述のようにして作製された検査フォトマスク113のマスク欠陥111の検査が行われる。マスク欠陥検査結果は、マスク欠陥記憶部19に格納される。このマスク欠陥検査及びマスク欠陥検査結果の格納を同一の検査フォトマスク113に対して複数回行う。
【0046】
(ロ)ステップS222で、マスク欠陥最適感度算出部21により、マスク欠陥検査装置17で得られたマスク欠陥検査結果とプログラム欠陥記憶部13のプログラム欠陥情報より取得したプログラム欠陥の座標比較が行われる。
【0047】
(ハ)ステップS223で、検査フォトマスク113上のマスク欠陥111の実サイズに対して、欠陥種毎に算出されたマスク欠陥111の検出率のサイズヒストグラムが作成される。作成されたサイズヒストグラムは、表示部37に表示される。
【0048】
(ニ)ステップS224で、算出されたサイズヒストグラムに基づき、マスク欠陥検査装置17のマスク欠陥サイズに対する検出感度が定量的に把握される。また、算出されたサイズヒストグラムが、本発明の第1の実施の形態に係るマスク欠陥判定方法で算出されたマスク欠陥判定条件と比較され、マスク欠陥検査装置17の検出感度の検討が行われる。例えば、マスク欠陥判定条件より大きいサイズのマスク欠陥が検出されない場合は「検出感度不足」、マスク欠陥判定条件より小さなサイズのマスク欠陥が検出されている場合は「検出感度過剰」、マスク欠陥判定条件と検出マスク欠陥のサイズが同じ場合は「検出感度最適」と判断される。検出感度不足の場合は、マスク欠陥検査装置17の再調整が行われるか、もしくは、マスク欠陥検査装置17の開発が行われる。検出感度過剰の場合は、半導体デバイスへの悪影響は無いが、製品フォトマスクの歩留まりが低下している可能性があるので、マスク欠陥検査装置17の検出感度が下げられる。
【0049】
本発明の第1の実施の形態に係るマスク欠陥検査感度の定量化と最適感度設定方法によれば、マスク欠陥検査装置の検出感度が定量的に把握でき、また最適な検出感度を設定することができる。
【0050】
次に、本発明の第1の実施の形態に係るウェハ欠陥検査装置23の検出感度の定量化と最適感度設定について、図1及び図7を参照にしながら、図11に示すステップS231〜S234の手順にしたがい説明する。
【0051】
(イ)ステップS231で、ウェハ欠陥検査装置23により、ウェハ123上に形成した半導体デバイスのデバイス欠陥121の検査が行われる。通常、半導体デバイス製造プロセスにより、デバイス欠陥121は、マスク欠陥111から大きく変形されてしまう。例えば、図13(a)に示す配線パターン115の間の孤立したマスク欠陥111のような欠陥種Aから、ウェハ123上に転写されて半導体デバイスプロセスを経ることにより形成されるパターンは、図13(b)に示すように、デバイス欠陥121が配線125に吸収されて突起形状となる。また、配線パターンに穴をあけたような欠陥種Bからは、配線125に凹部が形成される。デバイス欠陥サイズは、配線125の配線幅WLがデバイス欠陥により変動した配線幅の最大もしくは最小を示すところの配線幅を欠陥配線幅WDとして、|WL−WD|から求められる。また、デバイス欠陥検査は、デバイス欠陥有りチップ127とデバイス欠陥無しチップ129の比較により行われる。ウェハ欠陥検査結果は、ウェハ欠陥記憶部25に格納される。このウェハ欠陥検査及びウェハ検査欠陥結果の格納が同一のウェハ123の半導体メモリに対して複数回行われる。
【0052】
(ロ)ステップS232で、ウェハ欠陥最適感度算出部27により、ウェハ欠陥検査装置23で得られたウェハ欠陥検査結果とプログラム欠陥記憶部13のプログラム欠陥情報から取得したプログラム欠陥の座標比較が行われる。
【0053】
(ハ)ステップS233で、ウェハ123上の半導体デバイスのデバイス欠陥121の実サイズに対して、欠陥種毎に算出されたデバイス欠陥121の検出率のサイズヒストグラムが作成される。作成されたサイズヒストグラムは、表示部37に表示される。
【0054】
(ニ)ステップS234で、算出されたサイズヒストグラムに基づき、ウェハ欠陥検査装置23のデバイス欠陥サイズに対する検出感度が定量的に把握される。また、算出されたサイズヒストグラムが本発明の第1の実施の形態に係るマスク欠陥判定方法で算出したマスク欠陥判定条件と比較され、ウェハ欠陥検査装置23の検出感度の検討が行われる。例えば、マスク欠陥判定条件より大きいサイズのマスク欠陥111に対応するデバイス欠陥121が検出されない場合は「検出感度不足」、マスク欠陥判定条件より小さなサイズのマスク欠陥に対応するデバイス欠陥が検出されている場合は「検出感度過剰」、マスク欠陥判定条件と検出デバイス欠陥に対応するマスク欠陥のサイズが同じ場合は「検出感度最適」と判断される。検出感度不足の場合は、ウェハ欠陥検査装置23の再調整が行われるか、もしくは、ウェハ欠陥検査装置23の開発が行われる。検出感度過剰の場合は、ウェハ欠陥検査装置23の検出感度が下げられる。
【0055】
本発明の第1の実施の形態に係るウェハ欠陥検出感度の定量化と最適感度設定方法によれば、ウェハ欠陥検査装置の検出感度が定量的に把握でき、また最適な検出感度を設定することができる。
【0056】
本発明の第1の実施の形態によれば、ウェハーで電気的不良となるマスク欠陥の種類とそのサイズを導出し、最適なマスク欠陥の判定条件を決定することができる。また、マスク欠陥検査装置、ウェハ欠陥検査装置の欠陥検出率の定量化が可能になる。厳しすぎるマスク欠陥の判定条件を適正化することにより、製品フォトマスクの歩留まり向上、タ−ンアラウンドタイム(TAT)の短縮、及び製造コストの削減が期待できる。また、緩すぎるマスク欠陥の判定条件を適正化することで、ウェハに形成した半導体デバイスで電気的な不良を引き起こす製品フォトマスクを検査により摘出できる。
【0057】
(応用例)
本発明の第1の実施の形態の応用例は、先に述べたフォトマスク欠陥判定方法のマスク欠陥の判定条件を、異なるデザインルールやプロセスにおけるマスク欠陥の判定条件に変換する方法である。他は、第1の実施の形態と同様であるので、重複した記載を省略する。
【0058】
本発明の第1の実施の形態の応用例に係るマスク欠陥判定条件の変換方法を、図12のステップS241〜S244の手順にしたがい説明する。第1の実施の形態で述べたように、検査フォトマスク113のマスク欠陥サイズ、及び検査フォトマスク113により作製された半導体メモリのデバイス欠陥サイズが既にパターン寸法測定装置15により測定されているとする。ここで、既に検査フォトマスク113を用いて実施した半導体デバイス製造プロセスを「プロセスA」、新たなデザインルールで行う半導体デバイス製造プロセスを「プロセスB」として説明する。
【0059】
マスク欠陥サイズWmは、検査フォトマスク113上に形成されたマスク欠陥111の面積の平方根と定義する.寸法変動率εは、半導体デバイスのパターン寸法がデバイス欠陥121により変動する割合と定義する。例えば、図13(a)に示す欠陥種Aを用いて説明すると、図13(b)に示すように、配線125の配線幅WLがデバイス欠陥121により欠陥配線幅WDと膨らんだ形状となる。デバイス欠陥サイズを|WL−WD|と定義すると、寸法変動率ε(%)は、
ε = (| WL − WD |/WL)・100 (1)
と表わされる。
【0060】
(イ)まず、図12のステップS241で、マスク欠陥判定条件変換部39により、マスク欠陥種毎にマスク欠陥サイズWmと寸法変動率εが算出され、例えば欠陥種Aに対して、図14に示すように、マスク欠陥サイズWmと寸法変動率εのグラフが作成される。
【0061】
(ロ)ステップS242で、プロセスAのマスク欠陥の判定条件(スペック)と寸法変動率εの関係が算出される。図14に示すマスク欠陥サイズWm1は既に求めてあるマスク欠陥判定条件サイズWCA(図9(a)参照)の値であり、マスク欠陥サイズWm1に対応する寸法変動率εが臨界寸法変動率ε1となる。即ち、寸法変動率εが臨界寸法変動率ε1より大きくなると、半導体デバイスが電気的に不良になることを意味している。
【0062】
(ハ)ステップS243で、プロセスBについて、欠陥種毎にマスク欠陥サイズと寸法変動率の関係がプロセスシミュレータ41により算出される。例えば、欠陥種Aに対して、図15に示すような結果が得られたとする。
【0063】
(ニ)デザインルールやプロセスが変わっても、デバイスが電気的に不良となる臨界寸法変動率ε1は一定であると仮定する。ステップS244で、プロセスBにおける臨界寸法変動率ε1に対応するマスク欠陥サイズWm2が算出される。このWm2が、プロセスBにおける欠陥種Aのマスク欠陥判定条件サイズとなる。
【0064】
本発明の第1の実施の形態の応用例として、半導体デバイスのデザインルール変更の場合について説明したが、対象とするプロセスの変更の場合にもマスク欠陥判定条件サイズは変動するので、上述したマスク欠陥判定条件サイズの変換方法が適用できるのは勿論である。
【0065】
本発明の第1の実施の形態の応用例によれば、半導体デバイスのデザインルールや製造プロセスが変更されてもマスク欠陥判定条件の変換が適切に行え、更にマスク及びウェハ欠陥検査装置の適応できる半導体デバイス世代を広げることができ、マスク及びウェハ欠陥検査装置の無駄な開発が不要となる。
【0066】
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係るマスク欠陥判定方法は、半導体ロジック回路製造用のフォトマスクに適用する例である。半導体ロジック回路は、半導体メモリのメモリセルアレイ部のような規則的なパターンを有しておらず、基本的にランダムパターンとなる。また、半導体メモリ製品は電気的テスト工程で物理的な位置を含むフェイルビットマップを取得することができるが、半導体ロジック回路製品はチップ内の電気的不良位置を特定することが困難である。
【0067】
本発明の第2の実施の形態に係るマスク欠陥判定システムは、図16に示すように、半導体ロジック回路データ及びレイアウトデータをもとに半導体ロジック回路の回路挙動やパターン形状に対する危険箇所をシミュレーションにより抽出するシミュレータブロック2と、抽出された危険箇所にプログラム欠陥を配置するレイアウト設計編集ブロック1aと、ウェハ上に形成された半導体ロジック回路の電気的特性を測定する測定ブロック7aを含む点が先に述べた第1の実施の形態と異なる。他は、第1の実施の形態と同様であるので、重複した記載を省略する。
【0068】
シミュレータブロック2は、回路シミュレータ51と、リソグラフィシミュレータ53及び故障シミュレータ55を備える。回路シミュレータ51は、ロジック回路データ及びレイアウトデータをもとに半導体ロジック回路のシミュレーションを行い回路の挙動が変化しやすい危険箇所を抽出する。リソグラフィシミュレータ53は、レイアウトデータをもとにフォトリソグラフィのシミュレーションを行い所望の寸法や形状にパターンが形成されにくい危険箇所を抽出する。また、故障シミュレータ55は、回路シミュレータ51とリソグラフィシミュレータ53のシミュレーション結果を基に危険箇所が電気的不良を引き起こした場合の半導体ロジック回路のシミュレーションを行い、出力信号のパターンを抽出して故障辞書を作成する。
【0069】
レイアウト設計編集ブロック1aは、レイアウト設計編集装置11a及びプログラム欠陥記憶部13を備える。レイアウト設計編集装置11aは、半導体ロジック回路のレイアウトデータに、回路シミュレータ51とリソグラフィシミュレータ53のシミュレーションにより抽出された危険箇所にプログラム欠陥を配置し、検査フォトマスクのマスク描画データを作成する。また、レイアウト設計編集装置11aは、配置したプログラム欠陥のマスク描画パターン上の座標値をプログラム欠陥情報としてプログラム欠陥記憶部13に格納する。
【0070】
測定ブロック7aは、電気的テスタ29aと、故障判定装置57及び電気的テスト結果記憶部33aを備える。電気的テスタ29aは、ウェハ上に作製された半導体ロジック回路の電気的特性を測定する。故障判定装置57は、電気的テスタ29aの電気的テスト結果と故障シミュレータ55から取得した故障辞書よりプログラム欠陥を配置した危険箇所が電気的不良を引き起こしているか判定して分類故障マップを作成し、分類故障マップを電気的テスト結果記憶部33aに格納する。
【0071】
本発明の第2の実施の形態に係るマスク欠陥判定システムによれば、半導体ロジック回路でも電気的不良を引き起こすフォトマスクのマスク欠陥の種類とサイズを導出することができるため、マスク欠陥の最適な判定条件を決定することができる。
【0072】
次に、本発明の第2の実施の形態に係るマスク欠陥判定方法を図16を参照しながら、図17に示すステップS251〜S263の手順にしたがって説明する。
【0073】
(イ)ステップS251で、回路シミュレータ51により、半導体ロジック回路のロジック回路データとレイアウトデータが読み込まれ、ウェハ上の半導体デバイス寸法の変動により回路の挙動が変化しやすい危険箇所が抽出される。
【0074】
(ロ)ステップS252で、リソグラフィシミュレータ53により、レイアウトデータが読み込まれ、リソグラフィモデルからウェハ上で所望の寸法や形状に半導体デバイスパターンが形成されにくい危険箇所が抽出される。
【0075】
(ハ)ステップS253で、レイアウト設計編集装置11により、回路シミュレータ51及びリソグラフィシミュレータ53から抽出された危険箇所にプログラム欠陥が配置されて、マスク描画データが作成される。
【0076】
(ニ)ステップS254で、故障シミュレータ55により、回路シミュレータ51及びリソグラフィシミュレータ53から抽出された危険箇所が取得され、回路データと組み合わせて危険箇所がショート不良もしくはオープン不良になった場合の論理回路の出力信号がシミュレーションされる。このようにして、プログラム欠陥を配置した危険箇所が電気的不良を引き起こしている場合と、電気的不良にならない場合の識別を行う為の出力信号パターンが抽出される。抽出した出力信号パターンとプログラム欠陥の座標は故障辞書として纏められる。このとき、複数の危険箇所が存在した場合、それぞれの危険箇所の良・不良が識別できるような危険箇所が選ばれる。異なる危険箇所にもかかわらず、回路の出力結果が同一であるとどちらの危険箇所が不良になったか特定できなくなるからである。
【0077】
(ホ)ステップS255で、プログラム欠陥を配置したレイアウトデータに基づいて、検査フォトマスク作製用のマスク描画データが作成される。マスク描画データは、プログラム欠陥を配置したプログラム欠陥有りチップレイアウト及びプログラム欠陥が無いプログラム欠陥無しチップレイアウトが用意される。
【0078】
(ヘ)ステップS256で、レイアウト設計編集装置11aにより、検査フォトマスク作製用のマスク描画データ上のプログラム欠陥の位置に対して、マスク欠陥検査装置17、ウェハ欠陥検査装置23及び電気的テスタ29それぞれへの座標系変換の計算が予め行われる。第2の実施の形態においては、マスク欠陥検査装置17、ウェハ欠陥検査装置23及び電気的テスタ29の座標系は、すべてX−Y座標系で処理される。座標系変換の計算結果はプログラム欠陥情報としてプログラム欠陥記憶部13に格納される。
【0079】
(ト)ステップS257で、マスク製造プロセスを用いて、マスク描画データを基に検査フォトマスクが作成される。
【0080】
(チ)ステップS258で、検査フォトマスク上に形成されたマスク欠陥のサイズがパターン寸法測定装置15により測定される。検査フォトマスク上のプログラム欠陥に起因するマスク欠陥の場所を特定するために、パターン寸法測定装置15には、プログラム欠陥記憶部13からプログラム欠陥情報が取得される。測定された検査フォトマスク上のマスク欠陥のサイズは、プログラム欠陥情報に追加されてプログラム欠陥記憶部13に格納される。
【0081】
(リ)ステップS259で、検査フォトマスクを用いて、半導体デバイス製造プロセスが実施され、半導体ロジック回路製品がウェハ上に形成される。ここで、検査対象の検査フォトマスクが使用されるプロセス以外では、通常の半導体ロジック回路製品製造用の製品フォトマスクが使用される。
【0082】
(ヌ)ステップS260で、ウェハ上に形成された半導体ロジック回路の電気的特性を検査するテスト工程で、電気的テスタ29により半導体ロジック回路の電気的特性が測定される。
【0083】
(ル)ステップS261で、故障判定装置57により、故障シミュレータ55から取得した故障辞書と、半導体ロジック回路の電気的テスト結果から、ウェハ上のプログラム欠陥を配置した危険箇所と電気的不良位置との座標の比較が行われる。座標比較でマスク欠陥の場所に故障があると判断された場合、そのマスク欠陥位置にフラグが立てられる。故障判定結果は電気的テスト結果記憶部33aに格納される。
【0084】
(ヲ)ステップS262で、マスク欠陥判定条件算出部35により、座標比較によって、フラグがたてられているマスク欠陥が欠陥種毎に集計され電気的不良率が算出される。その結果より、欠陥種毎にサイズヒストグラムが作成される。
【0085】
(ワ)ステップS263で、作成されたサイズヒストグラムにより、ウェハ上に形成された半導体ロジック回路で電気的不良を引き起こすマスク欠陥サイズが特定される。
【0086】
本発明の第1の実施の形態では、マスク欠陥箇所の電気的良・不良の判定を行うために、フェイルビットマップとプログラム欠陥の座標比較が行われたが、第2の実施の形態に係る半導体ロジック回路製品の場合は、電気的テスト結果と故障辞書から同様の判定が行われ、欠陥種毎にサイズヒストグラムが作成されて、マスク欠陥の判定条件が算出される。
【0087】
本発明の第2の実施の形態に係るマスク欠陥判定方法によれば、半導体デバイスで電気的不良を引き起こすフォトマスク欠陥の最適な判定条件を決定することができる。
【0088】
(その他の実施の形態)
上記のように、本発明の第1及び第2の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者にはさまざまな代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【0089】
本発明の第1及び第2の実施の形態においては、半導体デバイスとして半導体メモリ及び半導体ロジック回路を用いて説明を行ったが、他の半導体デバイス、例えば、半導体ロジック回路と半導体メモリ混載回路や、半導体アナログ回路等であってもよいことは勿論である。また、露光装置として、縮小比1:4のステッパあるいはアライナ等の縮小投影露光装置を用いて説明したが、縮小投影露光装置としては他の縮小比であってもよく、あるいは、コンタクト露光方式、プロキシミティ露光方式、投影露光方式等の露光装置であってもよいことは勿論である。
【0090】
このように、本発明はここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【0091】
【発明の効果】
本発明によれば、マスク欠陥判定条件及びマスク欠陥装置の検出感度の最適化によりフォトマスク製造の歩留まりの向上、コストの低減、あるいは製造工期の短縮ができるフォトマスクのマスク欠陥判定システム及びマスク欠陥判定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るマスク欠陥判定システムの構成図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係るマスク欠陥判定方法を説明するフローチャートである。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係るプログラム欠陥の配置の例を説明する図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係るプログラム欠陥の欠陥種を説明する図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係るマスク描画データの一例を説明する図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態に係る検査フォトマスクを示す図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態に係るウェハ上のショット領域を示す図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態に係るフェイルビットマップを説明する図である。
【図9】本発明の第1の実施の形態に係るマスク欠陥サイズヒストグラムを示す図である。
【図10】
本発明の第1の実施の形態に係るマスク欠陥検査装置の感度設定方法を説明するフローチャートである。
【図11】
本発明の第1の実施の形態に係るウェハ欠陥検査装置の感度設定方法を説明するフローチャ−トである。
【図12】
本発明の第1の実施の形態の応用例に係るマスク欠陥判定条件の変換方法を説明するフローチャートである。
【図13】
本発明の第1の実施の形態に係るマスク欠陥及びデバイス欠陥の一例を示す図である。
【図14】
本発明の第1の実施の形態の応用例に係るマスク欠陥と寸法変動率の関係の一例を示す図である。
【図15】
本発明の第1の実施の形態の応用例に係るマスク欠陥と寸法変動率の関係の他の例を示す図である。
【図16】
本発明の第2の実施の形態に係るマスク欠陥判定システムの構成図である。
【図17】
本発明の第2の実施の形態に係るマスク欠陥判定方法を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
1、1a レイアウト設計編集ブロック
2 シミュレータブロック
3 マスク欠陥検査ブロック
5 ウェハ欠陥検査ブロック
7、7a 測定ブロック
9 判定条件算出ブロック
11、11a レイアウト設計編集装置
13 プログラム欠陥記憶部
15 パターン寸法測定装置
17 マスク欠陥検査装置
19 マスク欠陥記憶部
21 マスク欠陥最適感度算出部
23 ウェハ欠陥検査装置
25 ウェハ欠陥記憶部
27 ウェハ欠陥最適感度算出部
29、29a 電気的テスタ
31 形状分類装置
33、33a 電気的テスト結果記憶部
35 マスク欠陥判定条件算出部
37 表示部
39 マスク欠陥判定条件変換部
41 プロセスシミュレータ
51 回路シミュレータ
53 リソグラフィシミュレータ
55 故障シミュレータ
57 故障判定装置
101、101a〜101d プログラム欠陥
105、115 配線パターン
107 チップ領域
111 マスク欠陥
113 検査フォトマスク
117 マスク欠陥有りチップ領域
119 マスク欠陥無しチップ領域
121、121a デバイス欠陥
123 ウェハ
125 配線
127、127i デバイス欠陥有りチップ
129 デバイス欠陥無しチップ
135 不良メモリセル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to defect management of a photomask, and more particularly to a mask defect determination system and a mask defect determination method for a photomask.
[0002]
[Prior art]
Various shapes and sizes of mask defects are introduced on a photomask for manufacturing a semiconductor device by a photomask manufacturing process. These mask defects may be transferred from the photomask and affect not only the pattern of the semiconductor device but also the electrical characteristics of the semiconductor device. In the manufacture and management of photomasks, mask defects that cause electrical failure in semiconductor devices are not allowed. Therefore, in a mask defect inspection performed by a mask defect inspection apparatus for a photomask, when a mask defect formed on a photomask is transferred to a semiconductor device, it is important that a mask defect determination condition to determine that an electrical defect is caused is caused. Become. For example, when the mask defect determination condition for the mask defect size is made strict and the detection sensitivity is increased, a mask defect having a smaller size is detected by the mask defect inspection apparatus. In this case, there is almost no oversight of a mask defect that causes an electrical failure in the semiconductor device. However, there is a high possibility that the mask defect inspection device has excessive detection sensitivity. When the production control of the photomask is performed under the mask defect determination condition with excessive detection sensitivity, the yield is reduced, the production cost is increased, and the production period is prolonged. In addition, a mask defect inspection apparatus with high detection sensitivity that meets excessively severe mask defect determination conditions is required, and equipment costs increase. Conversely, if the mask defect determination conditions are relaxed, it is highly possible that a mask defect that causes a defect in a semiconductor device is overlooked in a mask defect inspection of a manufactured photomask, and a defective photomask is provided for semiconductor device manufacturing. As a result, the manufacturing yield of the semiconductor device is reduced, the manufacturing cost is increased, and the manufacturing period is prolonged. Conventionally, mask defect determination conditions have been obtained by simulation. However, the reliability of the mask defect determination condition determined by the simulation is not high, and as a result, the mask defect inspection apparatus has been operated in a state where the detection sensitivity is excessive.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in mask defect inspection of a photomask, it is difficult to optimize a mask defect determination condition of a mask defect that causes an electrical failure in a semiconductor device and to optimize a detection sensitivity of a mask defect inspection apparatus. Met.
[0004]
An object of the present invention is to solve such problems and to provide a mask defect determination system and a mask defect determination method for a photomask that can optimize mask defect determination conditions and optimize detection sensitivity of a mask defect device. I do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a first feature of the present invention is (a) a layout design block for arranging a plurality of mask defects having different insertion positions and sizes on an inspection photomask; A measurement block that measures the electrical characteristics of the semiconductor device to which the defect has been transferred and obtains a defect map indicating the position of the semiconductor device indicating an electrical defect; and (c) the arrangement coordinates of the mask defect and the position of the defect map The gist of the present invention is a mask defect determination system including a determination condition calculation block that compares coordinate values and tabulates mask defects that cause electrical failure with respect to size to calculate a mask defect determination condition.
[0006]
According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a mask defect determination system capable of optimizing a mask defect determination condition and optimizing a detection sensitivity of a mask defect device.
[0007]
A second feature of the present invention is that (a) a step of forming a mask drawing data by inserting a plurality of program defects having different insertion positions and sizes into layout data of a semiconductor device, and (b) a mask of a plurality of program defects. Calculating the position coordinates on the drawing data to create program defect information; and (c) producing an inspection photomask having a mask defect in which the program defect has been transferred from the mask drawing data, and measuring the size of the mask defect. And (d) fabricating a semiconductor device having a device defect in which a mask defect has been transferred from an inspection photomask, measuring the electrical characteristics of the semiconductor device, and forming a defect map indicating the position of the electrically defective semiconductor device. The step of creating and (e) comparing the program defect information with the position coordinate value of the defect map, And summarized in that a defect by summing the size is a mask defect determination process and a step of calculating a mask defect determination conditions.
[0008]
According to the second feature of the present invention, it is possible to provide a mask defect determination method capable of optimizing a mask defect determination condition and optimizing a detection sensitivity of a mask defect device.
[0009]
In the first and second aspects of the present invention, a mask defect occurring on a product photomask for newly manufacturing a semiconductor device product can be determined based on a mask defect determination condition. In addition, the relationship between the size of a new mask defect placed on a new photomask and the dimensional change rate of a new semiconductor device pattern caused by the new mask defect is calculated, and the dimensional change rate corresponding to the mask defect determination condition is calculated. Calculating the mask defect determination condition of a new photomask based on the relationship between the dimensional change rate of the pattern of the new semiconductor device caused by the new mask defect and the mask of the semiconductor device photomask by different design rules and processes. Defect judgment conditions can be easily calculated by simulation. Further, it is preferable that the mask defects are respectively arranged in circuit portions that are electrically independent from each other in a circuit including a semiconductor device. In addition, a danger point where the circuit operation is likely to fluctuate due to a change in the pattern shape of the circuit composed of the semiconductor device and a danger point where the pattern of the semiconductor device is likely to have a defective shape are extracted. Simulation of the output signal of a circuit in the case where a dangerous portion in which the device pattern is likely to have a defective shape becomes an electrical defect, and determining an electrical defect in the dangerous portion based on the output signal simulates a semiconductor device that is randomly arranged. A similar effect can be obtained for a photomask for use. Further, by detecting a device defect corresponding to the mask defect of the semiconductor device to which the mask defect has been transferred from the inspection photomask, and calculating the optimum sensitivity of the wafer defect inspection apparatus using the mask defect determination condition, the wafer defect inspection is performed. The detection sensitivity of the device can be grasped quantitatively, and the optimum detection sensitivity can be set. Further, by previously calculating the corresponding coordinate values of the coordinates of the inspection photomask and the semiconductor device, the correspondence between the mask defect and the defect map can be simplified.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, first and second embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the shape and the plane size, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. In addition, it is needless to say that the drawings include portions having different dimensional relationships and ratios.
[0011]
(First Embodiment)
In the first embodiment of the present invention, a semiconductor memory product having a regular repeating pattern will be described as an example of a semiconductor device.
[0012]
As shown in FIG. 1, a mask defect determination system according to a first embodiment of the present invention includes: a
[0013]
The
[0014]
The mask
[0015]
The wafer
[0016]
The pattern
[0017]
The measurement block 7 includes an
[0018]
The determination
[0019]
In the first embodiment of the present invention, first, a semiconductor device manufacturing process is performed using an inspection photomask manufactured by intentionally inserting a program defect into layout data. Correspondence is made between the map of the electrical failure obtained from the electrical characteristic measurement of the manufactured semiconductor device and the program defect, and the mask defect determination condition is determined.
[0020]
According to the mask defect determination system according to the first embodiment of the present invention, it is possible to derive the type and size of a mask defect of a photomask that causes an electrical failure in a semiconductor device, so that the optimum mask defect determination is performed. Conditions can be determined.
[0021]
In the photomask defect determination method according to the first embodiment of the present invention, for example, as shown in FIG. 3, program defects are classified according to the arrangement location. FIG. 3A shows a program defect 101a formed in the center of the space of the
[0022]
Here, the shapes of the defect types on the photomask include a black defect to which an unnecessary pattern is added, such as defect types A and C, and a pattern in which the pattern is partially missing, such as defect types B and D. White defects. A black defect does not form an image on a wafer unless there is a wiring pattern around it, or becomes an isolated pattern even if it forms an image. However, if there is a wiring pattern in the vicinity, the wiring size on the wafer increases. If the white defect is in a wiring pattern having a large width, it will only make a hole in the wiring on the wafer, but if it is located at the end of the wiring pattern, it will reduce the wiring size on the wafer. In FIG. 3, both the program defect and the black defect and the white defect are arranged at the center of the wiring pattern and at a position in contact with the end of the wiring pattern, but may be arranged at an intermediate point between the center and the end of the wiring pattern. That is, of course. Furthermore, although the outer shape is described as a square, other shapes such as a rectangle, a circle, and an ellipse may be used, and it is a matter of course that these various outer shapes may be mixed.
[0023]
As described above, a plurality of program defects are created by changing the defect type and the defect size. Since the size of a program defect generated on a layout and the size of a mask defect formed on a photomask from the program defect are generally different, the size of the program defect needs to be set to a sufficiently wide range. As shown in FIG. 5, a program defect 101 including defect types A1 to A6, B1 to B6, C1 to C6, and D1 to D6 is placed on a chip area 107 of a semiconductor memory layout, and the respective program defects 101 Insert so that there is no electrical interference. For example, one program defect 101 is inserted into one word line or bit line pattern of a semiconductor memory. Further, the insertion positions of the program defects 101 are set at a sufficient interval of, for example, 100 μm or more on the semiconductor device so that shortage failure does not cause shortage of power supply capacity and the like and can be recognized as individual defects. As shown in FIG. 5, the program defects 101 are arranged, for example, on a diagonal line of a chip area 107 on a semiconductor memory layout.
[0024]
In addition, the layout design editing apparatus 11 calculates in advance the coordinate system conversion to the mask
[0025]
As shown in FIG. 6, the inspection photomask 113 is formed by arranging a chip region 117 having a mask defect and a chip region 119 having no mask defect in which the mask defects 111 are arranged. The mask defect 111 formed from the defect type A1 of the program defect 101 is, for example, (x A1 , Y A1 ).
[0026]
For example, it is assumed that a stepper having a reduction ratio of 4: 1 is used as the exposure apparatus. As shown in FIG. 7A, the pattern of the inspection photomask 113 is transferred to the shot area on the wafer 123 in a step-and-repeat reduced to a quarter. As a result, the plurality of chips 127 having device defects and the chips 129 having no device defects are arranged in pairs. Therefore, the coordinates of the wafer
[0027]
On the other hand, the
[0028]
The fail bit map obtained from the electrical measurement result of the
[0029]
For example, in a semiconductor memory manufactured using an inspection photomask 113 for forming a gate oxide film, for example, a mask defect 111 is transferred to form a device defect 121 in a gate oxide film of a MOS transistor of a memory cell, and the MOS transistor operates. Suppose that it becomes bad. In a MOS transistor of a memory cell, a gate electrode is connected in a matrix by, for example, a row wiring and a drain electrode is connected by a column wiring. Therefore, as shown in FIG. 8A, the shape of the appearing electrical failure is a cross-shaped fail bit map centered on the defective memory cell 135 of the MOS transistor with the operation failure. As shown in FIG. 8B, the classification fail bit map is represented by a start address RS and an end address RE of a row address, and a start address CS and an end address CE of a column address. Therefore, the defect classification mode to be subjected to the mask defect inspection differs depending on the layer or location where the program defect is created, and the defect classification mode that is not likely to be caused by the mask defect 111 of the inspection photomask 113 is deleted from the shape classification result.
[0030]
A method of determining a photomask defect according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 by taking a semiconductor memory as an example and following the procedures of steps S201 to S211 in FIG.
[0031]
(A) In step S201, the layout design / editing device 11 artificially inserts a program defect into the memory cell array portion of the layout data of the semiconductor memory product whose operation has been confirmed.
[0032]
(B) In step S202, mask drawing data for producing an inspection photomask is created from the layout data into which the program defect 101 shown in FIG. 5 has been inserted. As the mask drawing data, a chip layout with a program defect in which the program defect 101 is arranged and a chip layout without a program defect without a program defect are prepared.
[0033]
(C) In step S203, the layout design editing apparatus 11 converts the position of the program defect 101 on the mask drawing data into the coordinate system of the mask
[0034]
(D) In step S204, the inspection photomask 113 is manufactured in a mask manufacturing process based on the mask drawing data. An EB drawing device or the like is used for drawing the inspection photomask 113. For example, mask drawing data of a chip layout with a program defect and a chip layout without a program defect are transferred onto a resist on the surface of a light-shielding film made of a metal such as chromium (Cr) formed on a transparent substrate made of quartz or the like. . The light-shielding film is selectively removed by selective etching such as reactive ion etching (RIE) using the transferred resist pattern as a mask, and as shown in FIG. 117 and a chip region 119 without a mask defect are formed, and an inspection photomask 113 is manufactured.
[0035]
(E) In step S205, the size of the mask defect 111 formed on the inspection photomask 113 is measured by the pattern
[0036]
(F) In step S206, using the inspection photomask 113, a semiconductor device manufacturing process including a memory cell capacitor forming process, a metal oxide semiconductor (MOS) transistor forming process, a wiring process, and the like is performed. It is formed on the wafer 123. Here, except for the process in which the inspection photomask 113 to be inspected is used, a normal product photomask for manufacturing a semiconductor memory is used.
[0037]
(G) In step S207, in the test step of inspecting the electrical characteristics of the semiconductor memory product formed on the wafer 123, the
[0038]
(H) In step S208, the obtained fail bitmap is classified by the
[0039]
(I) In step S209, the mask defect determination
[0040]
(V) In step S210, the mask defect determination
[0041]
(G) In step S211, the size of the mask defect that causes an electrical failure in the semiconductor memory formed on the wafer 123 is specified based on the size histogram calculated by the mask defect determination
[0042]
The inspection and management of the mask defect of the manufactured product photomask is performed by applying the mask defect determination condition calculated in this way. The inspection sensitivity of the mask
[0043]
According to the mask defect determination method according to the first embodiment of the present invention, it is possible to determine an optimum mask defect determination condition for a mask defect of a photomask that causes an electrical failure in a semiconductor device.
[0044]
Next, the method of quantifying the mask defect inspection sensitivity and the method of setting the optimum sensitivity according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 6 according to the procedure of steps S221 to S224 shown in FIG. I do.
[0045]
(A) In step S221, the mask
[0046]
(B) In step S222, the mask defect optimum
[0047]
(C) In step S223, a size histogram of the detection rate of the mask defect 111 calculated for each defect type with respect to the actual size of the mask defect 111 on the inspection photomask 113 is created. The created size histogram is displayed on the
[0048]
(D) In step S224, the detection sensitivity for the mask defect size of the mask
[0049]
According to the method for quantifying the mask defect inspection sensitivity and the method for setting the optimum sensitivity according to the first embodiment of the present invention, the detection sensitivity of the mask defect inspection apparatus can be quantitatively grasped, and the optimum detection sensitivity can be set. Can be.
[0050]
Next, the quantification of the detection sensitivity and the optimum sensitivity setting of the wafer
[0051]
(A) In step S231, the wafer
[0052]
(B) In step S232, the wafer defect optimum
[0053]
(C) In step S233, a size histogram of the detection rate of the device defect 121 calculated for each defect type is created for the actual size of the device defect 121 of the semiconductor device on the wafer 123. The created size histogram is displayed on the
[0054]
(D) In step S234, the detection sensitivity for the device defect size of the wafer
[0055]
According to the method for quantifying the wafer defect detection sensitivity and the method for setting the optimum sensitivity according to the first embodiment of the present invention, the detection sensitivity of the wafer defect inspection apparatus can be grasped quantitatively and the optimum detection sensitivity can be set. Can be.
[0056]
According to the first embodiment of the present invention, it is possible to derive the type and size of a mask defect that causes an electrical defect in a wafer and determine the optimum mask defect determination condition. Further, it is possible to quantify the defect detection rates of the mask defect inspection device and the wafer defect inspection device. By optimizing the conditions for judging mask defects that are too severe, it can be expected to improve the yield of product photomasks, shorten the turn around time (TAT), and reduce the manufacturing cost. In addition, by optimizing the conditions for determining a mask defect that is too loose, a product photomask that causes electrical failure in a semiconductor device formed on a wafer can be extracted by inspection.
[0057]
(Application example)
An application example of the first embodiment of the present invention is a method of converting the mask defect determination conditions of the photomask defect determination method described above into mask defect determination conditions in different design rules and processes. The other parts are the same as those of the first embodiment, and the duplicated description will be omitted.
[0058]
A method of converting a mask defect determination condition according to an application of the first embodiment of the present invention will be described according to the procedure of steps S241 to S244 in FIG. As described in the first embodiment, it is assumed that the mask defect size of the inspection photomask 113 and the device defect size of the semiconductor memory manufactured by the inspection photomask 113 have already been measured by the pattern
[0059]
Mask defect size W m Is defined as the square root of the area of the mask defect 111 formed on the inspection photomask 113. The dimensional change rate ε is defined as a rate at which the pattern size of the semiconductor device changes due to the device defect 121. For example, a description will be given using a defect type A shown in FIG. 13A. As shown in FIG. L Is the defective wiring width W due to the device defect 121. D And a swelling shape. Device defect size | W L -W D | Defines the dimensional change rate ε (%) as
ε = (| W L − W D | / W L ) ・ 100 (1)
Is represented by
[0060]
(A) First, in step S241 in FIG. 12, the mask defect determination
[0061]
(B) In step S242, the relationship between the mask defect determination condition (spec) of the process A and the dimensional variation rate ε is calculated. Mask defect size W shown in FIG. m1 Is the mask defect determination condition size W already determined. CA (See FIG. 9A), and the mask defect size W m1 Is the critical dimension variation rate ε corresponding to 1 It becomes. That is, the dimensional change rate ε is equal to the critical dimensional change rate ε. 1 Larger means that the semiconductor device becomes electrically defective.
[0062]
(C) In step S243, for the process B, the relationship between the mask defect size and the dimensional variation rate is calculated by the
[0063]
(D) Critical dimensional change rate ε at which devices become electrically defective even if design rules and processes are changed 1 Is assumed to be constant. In step S244, the critical dimension change rate ε in process B 1 Defect size W corresponding to m2 Is calculated. This W m2 Is the mask defect determination condition size of the defect type A in the process B.
[0064]
As an application example of the first embodiment of the present invention, the case where the design rule of the semiconductor device is changed has been described. However, the size of the mask defect determination condition also changes when the target process is changed. It goes without saying that a method of converting the size of the defect determination condition can be applied.
[0065]
According to the application example of the first embodiment of the present invention, even if the design rule or the manufacturing process of the semiconductor device is changed, the mask defect determination condition can be appropriately converted, and the mask and wafer defect inspection apparatus can be applied. The semiconductor device generation can be expanded, and unnecessary development of a mask and a wafer defect inspection apparatus becomes unnecessary.
[0066]
(Second embodiment)
The mask defect determination method according to the second embodiment of the present invention is an example applied to a photomask for manufacturing a semiconductor logic circuit. A semiconductor logic circuit does not have a regular pattern as in a memory cell array portion of a semiconductor memory, but basically has a random pattern. Further, a semiconductor memory product can obtain a fail bitmap including a physical position in an electrical test process, but it is difficult for a semiconductor logic circuit product to identify an electrical defect position in a chip.
[0067]
As shown in FIG. 16, the mask defect determination system according to the second embodiment of the present invention simulates a risky portion with respect to the circuit behavior and the pattern shape of the semiconductor logic circuit based on the semiconductor logic circuit data and the layout data. The points including the
[0068]
The
[0069]
The layout design editing block 1a includes a layout
[0070]
The
[0071]
According to the mask defect determination system according to the second embodiment of the present invention, it is possible to derive the type and size of a mask defect of a photomask that causes an electrical failure even in a semiconductor logic circuit, so that an optimum mask defect can be obtained. Determination conditions can be determined.
[0072]
Next, a method of determining a mask defect according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 16 and in accordance with the procedure of steps S251 to S263 shown in FIG.
[0073]
(A) In step S251, the
[0074]
(B) In step S252, the layout data is read by the
[0075]
(C) In step S253, the layout design / editing apparatus 11 arranges the program defect at the dangerous spot extracted from the
[0076]
(D) In step S254, the
[0077]
(E) In step S255, mask drawing data for producing an inspection photomask is created based on the layout data in which the program defects are arranged. As the mask drawing data, a chip layout with a program defect where a program defect is arranged and a chip layout without a program defect without a program defect are prepared.
[0078]
(F) In step S256, the layout
[0079]
(G) In step S257, an inspection photomask is created based on the mask drawing data using a mask manufacturing process.
[0080]
(H) In step S258, the size of the mask defect formed on the inspection photomask is measured by the pattern
[0081]
(I) In step S259, a semiconductor device manufacturing process is performed using the inspection photomask, and a semiconductor logic circuit product is formed on the wafer. Here, in processes other than the process in which the inspection photomask to be inspected is used, a normal product photomask for manufacturing a semiconductor logic circuit product is used.
[0082]
(V) In step S260, the electrical characteristics of the semiconductor logic circuit are measured by the
[0083]
(G) In step S261, the
[0084]
(ヲ) In step S262, the mask defect determination
[0085]
(W) In step S263, a mask defect size that causes an electrical failure in the semiconductor logic circuit formed on the wafer is specified by the created size histogram.
[0086]
In the first embodiment of the present invention, the fail bit map and the coordinates of the program defect are compared in order to judge the electrical good / bad of the mask defect location. In the case of a semiconductor logic circuit product, a similar determination is made from the electrical test result and the failure dictionary, a size histogram is created for each defect type, and a mask defect determination condition is calculated.
[0087]
According to the mask defect determination method according to the second embodiment of the present invention, it is possible to determine the optimum determination condition for a photomask defect that causes an electrical failure in a semiconductor device.
[0088]
(Other embodiments)
As described above, the first and second embodiments of the present invention have been described. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples, and operation techniques will be apparent to those skilled in the art.
[0089]
In the first and second embodiments of the present invention, description has been made using a semiconductor memory and a semiconductor logic circuit as a semiconductor device. However, other semiconductor devices, for example, a semiconductor logic circuit and a semiconductor memory mixed circuit, Of course, a semiconductor analog circuit or the like may be used. In addition, as the exposure apparatus, a reduction projection exposure apparatus such as a stepper or an aligner having a reduction ratio of 1: 4 has been described, but other reduction ratios may be used as the reduction projection exposure apparatus, or a contact exposure method, Of course, an exposure apparatus of a proximity exposure system, a projection exposure system, or the like may be used.
[0090]
As described above, the present invention naturally includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the matters specifying the invention according to the claims that are appropriate from the above description.
[0091]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, a mask defect determination system and mask defect of a photomask which can improve the yield of photomask production, reduce cost, or shorten the production period by optimizing the mask defect determination condition and the detection sensitivity of the mask defect device. A determination method can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a mask defect determination system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a mask defect determination method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an arrangement of program defects according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a defect type of a program defect according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of mask drawing data according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing an inspection photomask according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a shot area on a wafer according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a fail bit map according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a mask defect size histogram according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10
5 is a flowchart illustrating a sensitivity setting method of the mask defect inspection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11
4 is a flowchart illustrating a sensitivity setting method of the wafer defect inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG.
9 is a flowchart illustrating a method of converting a mask defect determination condition according to an application example of the first embodiment of the present invention.
FIG. 13
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a mask defect and a device defect according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 14
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a relationship between a mask defect and a dimensional variation rate according to an application example of the first embodiment of the present invention.
FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the relationship between the mask defect and the dimensional variation rate according to the application example of the first embodiment of the present invention.
FIG.
FIG. 9 is a configuration diagram of a mask defect determination system according to a second embodiment of the present invention.
FIG.
9 is a flowchart illustrating a mask defect determination method according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 1a Layout design editing block
2 Simulator block
3 Mask defect inspection block
5 Wafer defect inspection block
7, 7a Measurement block
9 Judgment condition calculation block
11, 11a Layout design editing device
13 Program defect storage
15 Pattern dimension measuring device
17 Mask defect inspection equipment
19 Mask defect storage
21 Mask Defect Optimal Sensitivity Calculator
23 Wafer defect inspection equipment
25 Wafer defect storage
27 Wafer Defect Optimal Sensitivity Calculator
29, 29a Electrical tester
31 Shape Classifier
33, 33a Electrical test result storage unit
35 Mask Defect Determination Condition Calculation Unit
37 Display
39 mask defect judgment condition converter
41 Process Simulator
51 Circuit Simulator
53 Lithography Simulator
55 Failure Simulator
57 Failure judgment device
101, 101a to 101d Program defect
105, 115 Wiring pattern
107 chip area
111 Mask defect
113 Inspection Photomask
117 Chip area with mask defect
119 Chip area without mask defect
121, 121a Device defect
123 wafer
125 wiring
127, 127i Device defective chip
129 Device defect-free chip
135 Bad memory cell
Claims (16)
前記検査フォトマスクより前記マスク欠陥が転写された半導体デバイスの電気的特性の測定を行い、電気的不良を示す半導体デバイスの位置を示す不良マップを取得する測定ブロックと、
前記マスク欠陥の配置座標値と前記不良マップの位置座標値を比較し、前記電気的不良を引き起こす前記マスク欠陥を前記サイズについて集計してマスク欠陥判定条件を算出する判定条件算出ブロック
とを備えることを特徴とするマスク欠陥判定システム。A layout design block for arranging a plurality of mask defects having different insertion positions and sizes on the inspection photomask;
A measurement block for measuring the electrical characteristics of the semiconductor device to which the mask defect has been transferred from the inspection photomask, and acquiring a defect map indicating the position of the semiconductor device indicating an electric defect,
A determination condition calculation block for comparing the arrangement coordinate value of the mask defect with the position coordinate value of the defect map, tabulating the mask defect causing the electrical defect with respect to the size, and calculating a mask defect determination condition. A mask defect determination system.
前記マスク欠陥判定条件に対応する寸法変動率と、前記新たなマスク欠陥が引き起こす前記新たな半導体デバイスのパターンの寸法変動率との関係より前記新たなフォトマスクのマスク欠陥判定条件を算出するマスク欠陥判定条件変換部
とを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のマスク欠陥判定システム。A process simulator that calculates a relationship between a size of a new mask defect arranged on a new photomask and a dimensional change rate of a pattern of a new semiconductor device caused by the new mask defect,
A mask defect for calculating a mask defect determination condition of the new photomask from a relationship between a dimensional variation rate corresponding to the mask defect determination condition and a dimensional variation rate of the new semiconductor device pattern caused by the new mask defect; The mask defect determination system according to claim 1, further comprising a determination condition conversion unit.
前記複数のプログラム欠陥の前記マスク描画データ上の位置座標を計算してプログラム欠陥情報を作成する工程と、
前記マスク描画データから前記プログラム欠陥が転写されたマスク欠陥を有する検査フォトマスクを作製し、前記マスク欠陥のサイズを測定する工程と、
前記検査フォトマスクより前記マスク欠陥が転写されたデバイス欠陥を有する半導体デバイスを作製し、前記半導体デバイスの電気的特性を測定して、電気的不良の前記半導体デバイスの位置を示す不良マップを作成する工程と、
プログラム欠陥情報と不良マップの位置座標値を比較し、電気的不良を引き起こすマスク欠陥をサイズについて集計してマスク欠陥判定条件を算出する工程
とを含むことを特徴とするマスク欠陥判定方法。Creating mask drawing data by inserting a plurality of program defects having different insertion positions and sizes into the layout data of the semiconductor device;
A step of calculating position coordinates of the plurality of program defects on the mask drawing data to create program defect information;
Producing an inspection photomask having a mask defect in which the program defect has been transferred from the mask drawing data, and measuring the size of the mask defect;
A semiconductor device having a device defect in which the mask defect has been transferred from the inspection photomask is manufactured, and an electrical characteristic of the semiconductor device is measured to create a failure map indicating a position of the semiconductor device having an electrical failure. Process and
Comparing the program defect information with the position coordinate values of the defect map, and calculating mask defect determination conditions by totalizing the mask defects that cause an electrical defect with respect to size.
前記マスク欠陥判定条件に対応する寸法変動率と、前記マスク欠陥が引き起こす前記新たな半導体デバイスのパターンの寸法変動率との関係より前記新たなフォトマスクのマスク欠陥判定条件を算出する工程
とを更に含むことを特徴とする請求項9又は10に記載のマスク欠陥判定方法。Calculating a relationship between the size of the mask defect in the new photomask and the dimensional change rate of the pattern of the new semiconductor device caused by the mask defect;
Calculating a mask defect determination condition of the new photomask from a relationship between a dimensional change rate corresponding to the mask defect determination condition and a dimensional change rate of the new semiconductor device pattern caused by the mask defect. The method according to claim 9, wherein the mask defect is determined.
前記半導体デバイスの所望のパターンが形成されにくい第2の危険箇所を抽出する工程とを更に含み、
前記第1及び第2の危険箇所に前記プログラム欠陥を挿入することを特徴とする請求項9〜12のいずれか1項に記載のマスク欠陥判定方法。Extracting a first dangerous location where the electrical characteristics of the circuit comprising the semiconductor device are likely to fluctuate;
Extracting a second dangerous spot where a desired pattern of the semiconductor device is difficult to be formed,
The method according to claim 9, wherein the program defect is inserted into the first and second dangerous locations.
前記マスク欠陥判定条件を用いて、前記デバイス欠陥検出の最適感度を算出する工程
とを更に含むことを特徴とする請求項9〜14のいずれか1項に記載のマスク欠陥判定方法。Detecting a device defect corresponding to the mask defect of the semiconductor device to which the mask defect has been transferred from the inspection photomask;
The method according to any one of claims 9 to 14, further comprising: calculating an optimum sensitivity of the device defect detection using the mask defect determination condition.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR100780777B1 (en) | 2006-12-05 | 2007-11-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for detecting defects on photomask |
-
2002
- 2002-08-09 JP JP2002234145A patent/JP2004077564A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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