JP2009266839A - 半導体検査装置及び半導体検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体製造プロセスの検査における回路パターンの製造結果の良否の判定が容易となるように、特徴量を表示することができる半導体検査装置、及び半導体検査方法を提供する。
【解決手段】表示装置は、回路パターンの画像の特徴量を座標軸とする座標平面上に、回路パターンの画像を表す点をプロットしたグラフを表示する。グラフの点の各々は、回路パターンの画像の各々に対してオペレータが設定した評価クラスを示すように描かれている。オペレータは、この座標平面上にて、グラフの点を、評価クラス別に区分けする閾線を付加することができる。閾線によって確定される領域が、特徴量の閾値を表す。
【選択図】図８

Description

本発明は、半導体デバイスの製造プロセスにおける検査技術に関する。

半導体デバイスの製造プロセスでは、ウエハ上の回路パターンの製造結果の良否を判定するための検査を行う。この検査では、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ： 以下ＳＥＭと呼ぶ）によって回路パターンを撮像し、その画像を、人が目視により観察する。即ち、人が、経験や勘によって、回路パターンの製造結果を判定する。そのため、判定結果に個人差が生じる。

特許文献１には、最適なエッチングパラメータを自動的に算出するシステムが記載されている。このシステムでは、エッチングパラメータとエッチングの製造結果の関係を表すモデルを作成し、このモデルから最適なエッチングパラメータを自動的に算出する。特許文献１に記載されたシステムでは、エッチングパターンの製造結果の良否を定量的に判定するために、エッチングパターンの特徴量を用いる。特徴量を閾値と比較し、比較結果より、製造結果の良否を判定する。

特開２００５−３８９７６号公報

半導体の回路パターンの検査では、回路パターンの像の特徴量を用いて、回路パターンの良否を判定する。先ず、標準的な回路パターンを選択し、その特徴量を算出する。こうして算出した特徴量から許容範囲を設定し、回路パターンの良否を判定する。

しかしながら、特徴量は明暗に関するもの、輪郭線に関するもの等、様々である。従って、標準的な回路パターンの像を選択することと、検査に使用する特徴量を選出する必要がある。

従来、標準的な回路パターンの像の選択と、特徴量の選択は、オペレータが、経験的に、目視により、行っていた。特許文献１のシステムでは、画面に表示された特徴量を表す数字に基づいて、特徴量の閾値を求める。そのため、経験の少ないオペレータでは、どの特徴量を用いたらよいのかを容易に判断することができない。

本発明の目的は、半導体製造プロセスの検査における回路パターンの製造結果の良否の判定が容易となるように、特徴量を表示することができる半導体検査装置及び半導体検査方法を提供することである。

本発明によると、表示装置は、回路パターンの画像の特徴量を座標軸とする座標平面上に、回路パターンの画像を表す点をプロットしたグラフを表示する。グラフの点の各々は、回路パターンの画像の各々に対してオペレータが設定した評価クラスを示すように描かれている。

オペレータは、この座標平面上にて、グラフの点を、評価クラス別に区分けする閾線を付加することができる。閾線によって確定される領域が、特徴量の閾値を表す。

本発明によれば、半導体製造プロセスの検査における回路パターンの製造結果の良否の判定が容易となるように、特徴量を表示することができる。

図１を参照して、本発明の半導体検査システムの例を説明する。本例の半導体検査システムは、半導体検査装置２０１、表示装置２０４及び入力装置２０５を有する。半導体検査装置２０１は、測長ＳＥＭ、レヴューＳＥＭ等によって構成される。半導体検査装置２０１は、画像取得ユニット、演算処理部（ＣＰＵ）２０２及び記憶装置２０３を有する。画像取得ユニットはウエハの回路パターン画像を撮影する。演算処理部２０２は、回路パターンの特徴量を算出し、特徴量をグラフ化する処理を行う。記憶装置２０３は、画像、パラメータ等を保存する。

表示装置２０４は、各種の画面を表示するが、これについては後に詳細に説明する。入力装置２０５は、キーボード、マウス等からなる。尚、本明細書では「クリックする」とは、画面上にてカーソルによって指定又は選択する操作を意味し、必ずしも、マウスによる操作であるとは限らない。

半導体検査装置２０１は、通信回線２０６を介して、ウエハ製造装置２０７及びデータ処理装置２０８に接続されている。データ処理装置２０８は、演算処理部及び記憶装置を備えており、半導体検査装置２０１と同様に、回路パターンの特徴量を算出し、特徴量をグラフ化する処理を行う。

記憶装置２０３には、多数の回路パターンの画像が保存されている。以下では、回路パターンとしてコンタクトホールを例として説明する。オペレータは、多数の画像から、目視により、複数の画像を選択する。こうして選択した画像をサンプル画像とする。例えば、数百枚の画像から数十枚又は十数枚のサンプル画像を選択する。サンプル画像は、コンタクトホールの製造結果の良否を判定する基準となる。サンプル画像からコンタクトホールの特徴量を選出する。こうして、算出した特徴量は、標準値として、コンタクトホールの検査に用いられる。

図２に特徴量の例を示す。ウエハの回路パターンがラインパターンの場合には、図２Ａに示すように、ライン幅、ラインエッジラフネス、ホワイトバンド幅等が特徴量となる。ウエハの回路パターンがホールパターンの場合には、図２Ｂに示すように、ホール径、ホール真円度、ホワイトバンド部幅、ホワイト部輪郭線のラフネス、コンタクトホール底部パターンのラフネス等が特徴量となる。

図３は、オペレータが選択したサンプル画像の例を示す。コンタクトホールの像は、ホールの輪郭３０１〜３０３とホールの底部３０４〜３０６からなる。ホールの輪郭は明るい色によって表示され、ホワイトバンドと称される。ホールの底部は暗い色によって表示される。ここで、コンタクトホールの特徴量の例として、ホワイトバンドの幅とホール明るさを説明する。ホワイトバンドの幅は、ホールの輪郭３０１〜３０３の幅である。例えば、画像ａ１のホワイトバンドの幅は、比較的小さいが、画像ａ３のホワイトバンドの幅は、比較的大きい。オペレータは、経験的に、例えば、画像ａ２のホワイトバンドの幅を「良」と判定し、画像ａ１、ａ３のホワイトバンドの幅を、それぞれ「不可」と判定する。

ホール明るさはホールの底部の明るさを表す。例えば、画像ａ１のホール明るさは、比較的大きいが、画像ａ３のホール明るさは、比較的小さい。オペレータは、経験的に、例えば、画像ａ１のホール明るさを「良」と判定し、画像ａ２のホール明るさを「可」と判定し、画像ａ３のホール明るさを「不可」と判定する。ホールの底部の明るさとホールの輪郭の幅の間には、相関がある可能性もあるが、相関が無い可能性もある。一般に、複数の特徴量の間には、相関がある場合もあるが相関が無い場合もある。また、コンタクトホールの良否を判定するのに、どのような特徴量を用いたらよいかは、オペレータが経験的に知っているが、定量化することは困難である。

各種の特徴量の値は、半導体検査装置２０１の演算処理部２０２によって、自動的に算出される。特徴量の値が狭い範囲に分布している場合には、その特徴量をコンタクトホールの製造結果の良否の判定パラメータとして用いてもよい。しかしながら、１つの特徴量の値が狭い範囲に分布していても、他の特徴量は分散している場合がある。

本発明によると、オペレータが選択した特徴量を軸とする座標平面上に、サンプル画像を表す点をプロットしたグラフを表示する。オペレータは、このグラフを見ながら、コンタクトホールの製造結果の良否の判定するのに用いる特徴量を選択することができる。

図４は、半導体検査装置２０１の表示装置２０４に表示されるメイン画面４００の一例を示す。メイン画面４００は、その上端に、処理パラメータの名前を表示する処理パラメータ名表示領域４０１を有する。処理パラメータ名表示領域４０１には、図５にて示すパラメータの設定画面５００の処理パラメータ名表示領域５０１にて選択されている処理パラメータ名が表示される。本例では、処理パラメータ名はコンタクトホールである。オペレータは、処理パラメータ名表示領域４０１を見ることによって、図５に示すパラメータの設定画面５００を開かなくても、現在どの処理パラメータ名が選択されているのかを確認できる。

メイン画面４００は、評価対象の画像のファイル名を表示する画像ファイル名表示領域４０４、評価対象の画像を表示する評価対象画像表示領域４０６、評価対象の画像の測定情報を表示する測定情報表示領域４０７、処理結果画像名を表示する処理結果画像名表示領域４０８、処理結果画像を表示する処理結果画像表示領域４０９、及び、特徴量の値及び特徴量の評価クラスを表示する特徴量及び評価クラス表示領域４１５を有する。処理結果画像には、内部輪郭線画像、外部輪郭線画像、ホワイトバンド画像等がある。評価クラスは、回路パターンの製造結果の良否を表す指標であり、オペレータが設定する。

メイン画面４００は、更に、サムネイル画像（縮小版画像）が格納されたフォルダパスを表示するフォルダパス表示領域４１６、及び、サムネイル画像を表示するサムネイル画像表示領域４１８を有する。

メイン画面４００は、更に、Parameterボタン４２２、Graphボタン４２３、Executeボタン４２４、Closeボタン４２５及びキャンセルボタン４２６を有する。図４に示すメイン画面４００は、次に操作及び処理によって表示される。

（１）先ず、オペレータは、画像が格納されたフォルダを指定する。フォルダ指定ボタン４１７をクリックすると、図示しないフォルダ指定ダイアログボックスが開かれる。又は、ファイルメニュー４０２をクリックし、表示された「フォルダ指定」メニューを選択すると、図示しないフォルダ指定ダイアログボックスが開かれる。フォルダ指定ダイアログボックスにて所定のフォルダ指定すると、そのフォルダ内にある画像のサムネイル画像がサムネイル画像表示領域４１８に表示される。同時に、そのフォルダのパスが、フォルダパス表示領域４１６に表示される。

サムネイル画像表示領域４１８には、本例では、１０個のサムネイル画像が表示される。サムネイル画像表示領域４１８の横の３角形矢印をクリックすることによって、ファイル内の他の画像のサムネイル画像を表示することができる。

（２）Executeボタン４２４をクリックすると、半導体検査装置２０１の演算処理部２０２は、サムネイル画像表示領域４１８に表示されている全ての画像の特徴量を算出する。ただし、この段階では図６の評価クラス判定パラメータ設定領域６０１にて特徴量の閾値の設定領域６０６〜６１１の入力は行われていない。従って、特徴量の閾値の設定結果は全てClass0と判定される。

（３）オペレータは、サムネイル画像表示領域４１８に表示されたサムネイル画像の１つを指定する。例えば、ダブルクリックする。それによって、評価対象画像表示領域４０６に、評価対象の画像が表示される。画像ファイル名表示領域４０４には、評価対象画像表示領域４０６に表示された画像の画像ファイル名が表示される。測定情報表示領域４０７には、評価対象の画像の倍率、チップ座標、保存日時等の測定情報が表示される。

処理結果画像表示領域４０９には、評価対象の画像に所定の処理を行って得られた処理結果画像が表示される。図示の例では、処理結果画像は、評価対象の画像に、測定カーソル４１０、カーソル中心４１１、ホワイトバンドの内部輪郭線４１２、ホワイトバンドの外部輪郭線４１３、バンド幅４１４等が付加されている。

処理結果画像名表示領域４０８の３角形矢印をクリックすると、図示しないプルダウンメニューが開かれる。このプルダウンメニューには、内部輪郭線画像、外部輪郭線画像、ホワイトバンド画像等が表示される。その１つを選択すると、白色と黒色の２色によって描かれた２値化画像が表示される。例えば、内部輪郭線画像を選択すると、内部輪郭線画像は白色で描かれ、それ以外の領域は黒色で描かれた画像が表示される。２値化画像によって、所定の輪郭線に特化した画像を確認することができる。

画像ファイル名が既知の画像を表示する場合には、サムネイル画像表示領域４１８に表示されたサムネイル画像を指定する代わりに画像ファイル名を指定してもよい。ファイル指定ボタン４０５をクリックすると、図示しないファイル指定ダイアログボックスが開かれる。又は、ファイルメニュー４０２をクリックし、表示された「ファイル指定」メニューを選択すると、図示しないファイル指定ダイアログボックスが開かれる。ファイル指定ダイアログボックスにて、所定のファイル名を指定すると、そのファイルの画像が、評価対象画像表示領域４０６に表示される。同時に、画像ファイル名が画像ファイル名表示領域４０４に表示される。評価対象画像表示領域４０６に表示された画像のサムネイル画像は、サムネイル画像表示領域４１８に表示される。

（４）次に、オペレータは、画像の評価クラスを設定する。オペレータは、サムネイル画像表示領域４１８に表示されたサムネイル画像の１つを指示する。例えば、右クリックする。それによって、評価クラス指定ポップアップメニュー４２０が開かれる。評価クラス指定ポップアップメニュー４２０には、クラス０〜５が表示される。後述するように、クラス０〜５毎に所定の色が予め設定されている。オペレータは、クラス０〜５の１つを選択する。それによって、その画像の評価クラスが指定される。こうして、評価クラスを指定すると、サムネイル画像の外枠４２１が所定の色に変化する。また、後述するグラフの分布点８０８（図８）が所定の色に変化する。

こうして本例では、メイン画面４００のサムネイル画像表示領域４１８に表示されたサムネイル画像を見ながら、各画像の評価クラスを指定することができる。

半導体検査装置２０１の演算処理部２０２によって算出された画像の特徴量の値、及び、オペレータによって指定された画像の評価クラスは、処理結果画像と共に、テキストファイルに書き込まれ、処理結果ファイルとして記憶装置２０３に保存される。オペレータは、ファイル指定ボタン４０５、又は、ファイルメニュー４０２を介して所望のファイルを指定すると、処理結果ファイルが開かれる。処理結果ファイルを開くには、ツールメニュー４０３で図示しない「表出力」メニューを選択してもよい。この場合、表計算ソフト等によって、画像毎の特徴量の値と評価クラスが表により表示される。

Parameterボタン４２２をクリックすると、図５のパラメータの設定画面５００が開かれる。Graphボタン４２３をクリックすると、後述する図８のグラフ表示画面８００が開かれる。Closeボタン４２５又はキャンセルボタン４２６をクリックすると、メイン画面４００が閉じられる。

図５は、半導体検査装置２０１の表示装置２０４に表示されるパラメータの設定画面５００の一例を示す。この画面は、図４のメイン画面４００のParameterボタンをクリックすることによって表示される。

パラメータの設定画面５００は、処理パラメータの名前を表示する処理パラメータ名表示領域５０１を有する。

パラメータの設定画面５００は、特徴量算出パラメータを設定するための特徴量算出パラメータ設定領域５０９と、評価クラス判定パラメータを設定するための評価クラス判定パラメータ設定領域６０１（図６）を有する。特徴量算出パラメータ設定領域５０９のタブ５０２をクリックすることにより、特徴量算出パラメータ設定領域５０９が表示され、評価クラス判定パラメータ設定領域のタブ５０３をクリックすることにより、評価クラス判定パラメータ設定領域６０１（図６）が表示される。図５は、特徴量算出パラメータ設定領域５０９が表示された状態を示す。半導体検査装置２０１の演算処理部２０２は、特徴量算出パラメータ設定領域５０９にて設定されたパラメータを用いて、画像の特徴量を計算する。図５に示すパラメータの設定画面５００は、次の操作及び処理によって表示される。

（１）先ず、オペレータは、Save Asボタン５０６をクリックする。それによって、図示しない処理パラメータ名の入力画面が開かれる。オペレータは、新規に処理パラメータの名前を設定する。

（２）オペレータは、処理パラメータ名表示領域５０１をクリックする。それによって、プルダウンメニューが表示される。プルダウンメニューには、新規に設定した処理パラメータの名前と既に設定されている処理パラメータの名前が表示される。オペレータは、処理パラメータ名を指定する。本例では、オペレータが指定した処理パラメータ名はコンタクトホールである。

（３）オペレータは、特徴量算出パラメータ設定領域５０９のタブ５０２をクリックする。それにより、特徴量算出パラメータ設定領域５０９が表示される。特徴量算出パラメータ設定領域５０９には、画像処理パラメータ５１０と測長パラメータ５１１が表示される。本例では、５個の画像処理パラメータ５１０と５個の測長パラメータ５１１が表示されているが、表示数は、これに限定されない。

（４）オペレータは、画像処理パラメータ５１０及び測長パラメータ５１１を所定の値に設定する。画像処理パラメータ５１０は、画像全体にかける、又は、内部輪郭線４１２等の各輪郭線内領域にかけるガウシアンフィルタのサイズ等である。測長パラメータ５１１は、測定カーソル４１０の中心位置や縦横のサイズ等である。パラメータ入力領域５１２に所望の数値を入力してもよく、スクロールバー５１３を所望の位置に設定してもよい。各パラメータには、図示しないが最大値と最小値が設定されており、それによってスクロールバー５１３の最大値と最小値も変わる。

（５）オペレータは、Saveボタン５０５をクリックする。それによって、画像処理パラメータ５１０及び測長パラメータ５１１に設定された値が保存される。

（６）オペレータは、評価クラス判定パラメータ設定領域のタブ５０３をクリックする。それにより、評価クラス判定パラメータ設定領域６０１（図６）が表示される。評価クラス判定パラメータ設定領域６０１については、図６を参照して説明する。

Deleteボタン５０４をクリックすることによって、選択中の処理パラメータ名が削除される。Closeボタン５０７又はキャンセルボタン５０８をクリックすることによってパラメータの画面５００が閉じる。

図４を参照して説明したように、パラメータの設定画面５００にてパラメータを設定した後に、図４のメイン画面３００に戻り、Executeボタン４２４をクリックする。それによって、半導体検査装置２０１の演算処理部２０２は、特徴量を演算する。

ただし、この段階では図６の評価クラス判定パラメータ設定領域６０１にて特徴量の閾値の設定領域６０６〜６１１の設定は行われていない。従って、評価クラス番号指定領域６０２には全てClass0と表示される。

図６は、半導体検査装置２０１の表示装置２０４に表示されるパラメータの設定画面の一例を示す。パラメータの設定画面には、評価クラス判定パラメータ設定領域６０１が表示されている。この画面は、図５のパラメータの設定画面５００の評価クラス判定パラメータ設定領域のタブ５０３をクリックすることにより表示される。評価クラス判定パラメータ設定領域６０１には、評価クラス番号指定領域６０２、評価クラスメモ入力領域６０３、評価クラスの色設定領域６０４、Alarmチェックボックス６０５、特徴量１〜９、第１閾値設定領域、及び、第二閾値設定領域が表示される。本例では、９個の特徴量１〜９が表示されているが、表示数は、これに限定されない。図６に示す評価クラス判定パラメータ設定領域６０１における操作及び処理を説明する。

（１）オペレータは、評価クラス番号指定領域６０２をクリックする。それによって、プルダウンメニューが開かれる。オペレータは、プルダウンメニューから評価クラス番号の１つを指定する。ここでは、評価クラス番号は、Class0〜Class5の６個であるが、評価クラス番号の数は、これに限定されない。

オペレータは、最初に、Class0を選択したとする。Class0は特殊で、Class1〜Class5の条件のいずれにも当てはまらなかったとき判定される評価クラスである。したがって、後述する特徴量の閾値の設定領域６０６〜６１１の入力は、Class0では行わない。

（２）オペレータは、評価クラスメモ入力領域６０３に、評価クラスメモを入力する。評価クラスメモは、評価クラス番号指定領域６０２に表示された評価クラスを示す文字であり、例えば、優良、良、可、不良等である。本例では、６個のClass0〜Class5の各々に対して、文字を用意する。オペレータは、Class0を示す文字として、例えば、「不良」を指定する。

（３）オペレータは、評価クラスの色設定領域６０４をクリックする。それによって、プルダウンメニューが開かれる。オペレータは、プルダウンメニューから評価クラスの色の１つを指定する。評価クラスの色は、評価クラス番号指定領域６０２に入力された評価クラスを示すものである。本例では、６個のClass0〜Class5の各々に対して、異なる色を用意する。この評価クラスの色は、図４に示した、サムネイル画像表示領域４１８に表示されたサムネイル画像の外枠４２１の色である。これによって、オペレータは評価クラスの違いを視覚的に区別できる。

（４）オペレータは、アラーム処理を行う場合には、Alarmチェックボックス６０５にチェックを入れる。アラーム処理を行わない場合には、Alarmチェックボックス６０５にチェックを入れない。アラーム処理とは、半導体製造プロセスの検査において、異常の知らせを行う等の処理のことである。

（５）評価クラス番号指定領域６０２のプルダウンメニューに表示された全ての評価クラス番号に対して、評価クラスメモ入力領域６０３、評価クラスの色設定領域６０４、及び、Alarmチェックボックス６０５への入力を行う。それが完了すると、オペレータは、Saveボタン５０５をクリックする。それによって、評価クラス番号、評価クラスメモ、入力評価クラスの色、アラーム処理の有無が保存される。

図６に示す評価クラス判定パラメータ設定領域６０１は、評価クラスメモ入力領域６０３、評価クラスの色設定領域６０４、及び、Alarmチェックボックス６０５への入力が完了した状態を示す。特徴量１〜９の第一閾値設定領域、及び、第二閾値設定領域は空欄である。

評価クラス判定パラメータ設定領域６０１における特徴量の閾値の設定は、図８に示すグラフの表示画面８００にて、オペレータが、閾線８１２〜８１５を設定することによって行われる。即ち、オペレータが、閾線８１２〜８１５を設定すると、評価クラス判定パラメータ設定領域６０１の特徴量１〜９の第一閾値設定領域、及び、第二閾値設定領域には、値及びチェックが自動的に設定される。しかしながら、ここでは、オペレータが手動で、評価クラス判定パラメータ設定領域６０１にて、値及びチェックを入力する場合を説明する。

先ず、特徴量１〜９の１つを選択する。その特徴量に対して、１つの閾値のみを設定する場合は、第一閾値入力領域６０７に所定の値を入力する。次に、その特徴量の値が、第一閾値以下の場合には、低範囲指定領域６０９にチェックマークを入れる。その特徴量の値が、第一閾値より大きい場合には、中範囲指定領域６１０にチェックマークを入れる。

その特徴量に対して、２つの閾値を設定する場合、第一閾値入力領域６０７と第二閾値入力領域６０８に所定の値を入力する。但し、第一閾値入力領域６０７の値は、第二閾値入力領域６０８の値より小さい。次に、その特徴量の値が、第一閾値以下の場合には、低範囲指定領域６０９にチェックマークを入れる。その特徴量の値が、第一閾値より大きい、且つ、第二閾値以下の場合には、中範囲指定領域６１０にチェックマークを入れる。その特徴量の値が、第二閾値より大きい場合には、高範囲指定領域６１１にチェックマークを入れる。

１つの特徴量に２つの閾値がある場合、範囲指定領域６０９〜６１１の３つの中から、２つ選択し、その論理和として設定する。例えば、低範囲指定領域６０９と高範囲指定領域６１１の２つにチェックマークを入れる。この場合、「第一閾値以下または第二閾値より大きい」という条件となる。また複数の特徴量を条件指定した場合は、各特徴量の条件の論理積で判定される。

評価クラス番号指定領域６０２のプルダウンにて、評価クラスの選択を変えたとき、評価クラス判定パラメータ６０３〜６０５及び範囲指定領域６０９〜６１１の設定は、評価クラスに対応して変化する。第一閾値入力領域６０７及び第二閾値入力領域６０８の値は変化しない。

図７は、特徴量の一覧を示す画面図である。特徴量メニュー７００の特徴量番号F1〜F9の項目が図６の評価クラス判定パラメータ設定領域６０１が表示されている特徴量１〜９に対応している。「F1：輪郭 ホール径」は、カーソル中心４１１から外部輪郭線４１３までの平均距離（平均半径）を求め、それを２倍した値（直径）である。「F2：輪郭 ホール真円度」は、「F1：輪郭 ホール径」の偏差である。即ち、でカーソル中心４１１から外部輪郭線４１３までの距離の偏差である。偏差が小さいほど、真円度が高いことを意味する。「F3：輪郭 ホール円周」は、外部輪郭線４１３の長さである。「F4：輪郭 ホワイトバンド部幅」は、内部輪郭線４１２と外部輪郭線４１３の距離（バンド幅４１４）の平均値である。「F5：輪郭 ホワイトバンド部ラフネス」は、内部輪郭線４１２をある一定区間に分割し、区間ごとにカーソル中心４１１から内部輪郭線４１２までの距離の偏差を求め、その偏差の平均値である。偏差が大きいほど、内部輪郭線４１２がギザギザしていることを意味する。「F6：底部 ホール面積」は、内部輪郭線４１２の領域内の面積である。「F7：底部 ホール明るさ」は、内部輪郭線４１２の領域内の平均ＲＧＢである。ＳＥＭの撮影像では、ホールの明るさがホールの深さを示す。「F8：底部 ホール明るさ最大−最小」は、内部輪郭線４１２の領域内の最大ＲＧＢと最小ＲＧＢの差分値である。「F9：底部 ホール底面ラフネス」は、内部輪郭線４１２の領域内をある一定区間に分割し、区間内ごとにＲＧＢの偏差を求め、その偏差の平均値である。偏差が大きいほど、ホール底面が凸凹していることを意味する。コンタクトホール画像の画素数の単位はピクセルである。ホール径、ホール真円度、ホール円周、ホワイトバンド部幅、ホワイトバンド部ラフネスの単位は、例えばナノメートルである。ホール面積の単位は、例えば平方ナノメートルである。ホール明るさ、ホール明るさ最大−最小、ホール底面ラフネスはＲＧＢで単位はなく、例えば0〜255の数字の大きさで明るさを示す。ＳＥＭ画像はモノクロであるのでＲＧＢの３色素はすべて同じ値である。

以下、図３のサンプル画像の例で説明したように、ホワイトバンドの幅とホール内明るさを指標として、サムネイル画像表示領域４１８に示す画像を、３つの評価クラス、Class0〜Class1に指定したことにする。

図８は、半導体検査装置２０１の表示装置２０４に表示されるグラフの表示画面８００の一例を示す。この画面は、メイン画面４００のGraphボタン４２３をクリックすることによって表示される。

本例のグラフの表示画面８００は、特徴量軸本数設定領域８０１、横軸設定領域８０２及び縦軸設定領域８０３を有する。

本例のグラフの表示画面８００は、更に、グラフ表示領域８０７、閾線指定領域８０９、及び、サムネイルグラフ表示領域８２０を有する。図８に示すグラフの表示画面８００は、次の操作及び処理によって表示される。

（１）オペレータは、メイン画面４００のGraphボタン４２３をクリックする。それによって、グラフの表示画面８００が表示される。半導体検査装置２０１の演算処理部２０２は、記憶装置２０３に格納された特徴量の値を読み出し、２つの特徴量を座標軸とするグラフを作成する。本例では、９個の特徴量（F1からF9）から２つの特徴量を取り出し、それを両軸とするグラフを作成する。２つの特徴量のうち、より小さい特徴量番号を横軸にとり、より大きい特徴量番号を縦軸にとる。例えば、２つの特徴量として、「F1：輪郭 ホール径」と「F4：輪郭 ホワイトバンド部幅」を選択した場合、横軸を「F1：輪郭 ホール径」、縦軸を「F4：輪郭 ホワイトバンド部幅」とするグラフを作成する。９個の特徴量（F1からF9）から全部で３６個のグラフが得られる。

（２）半導体検査装置２０１の演算処理部２０２は、３６個のグラフについて分布点密集度を計算し、分布点密集度が高いグラフから順に、サムネイルグラフ表示領域８２０に表示する。サムネイルグラフ表示領域８２０には、３６個のグラフの一部が表示される。サムネイルグラフ表示領域８２０の右側の三角形の矢印を移動させることにより、３６個のグラフのうち、所望のグラフを表示させることができる。尚、分布点密集度が低く、評価クラスを判定することができないグラフは、表示しないようにしてよい。

（３）本例では、９個の特徴量（F1からF9）から２つの特徴量を取り出し、全部で３６個のグラフを作成した。３６は９個から２個を取る組合せの数であり、順列の数ではない。例えば、２つの特徴量として、「F1：輪郭 ホール径」と「F4：輪郭 ホワイトバンド部幅」を選択した場合、横軸を「F1：輪郭 ホール径」、縦軸を「F4：輪郭 ホワイトバンド部幅」とするグラフを作成するが、横軸を「F4：輪郭 ホワイトバンド部幅」、縦軸を「F1：輪郭 ホール径」とするグラフは作成しない。従って、グラフの作成数を低減できる。しかしながら、オペレータが、横軸を「F4：輪郭 ホワイトバンド部幅」、縦軸を「F1：輪郭 ホール径」とするグラフを見たい場合がある。その場合には、Reverse Axisボタン８０５をクリックすればよい。この操作は、後に説明する。

（４）オペレータは、特徴量軸本数設定領域８０１にて、グラフの特徴量軸の本数を設定する。本例では、グラフの特徴量軸の本数として、１本又は２本を設定できるものとする。特徴量軸本数設定領域８０１には、特徴量軸の本数を指定するためのプルダウンメニューが設けられている。１軸を選択した場合は、横軸設定領域８０２には、図示しない「画像ファイル名順」が表示される。縦軸設定領域８０３には、図７に示す特徴量がプルダウンメニュー７００として表示される。２軸を選択した場合は、横軸設定領域８０２及び縦軸設定領域８０３には、図７に示す特徴量がプルダウンメニュー７００にて表示される。以下、特徴量軸本数設定領域８０１にて「２軸」を選択した場合を例にとる。横軸設定領域８０２にて、図７の画面を表示させ、例えば「F4：輪郭 ホワイトバンド部幅」をクリックする。横軸設定領域８０２には、「F4：輪郭 ホワイトバンド部幅」が表示される。縦軸設定領域８０３についても同様である。

（５）オペレータは、Plotボタン８０４をクリックする。それによって、グラフ表示領域８０７に、サンプル画像を表す分布点８０８からなるグラフが表示される。このグラフの横軸及び縦軸は、オペレータが横軸設定領域８０２及び横軸設定領域８０２にて指定した特徴量を表す。また、横軸と縦軸のスケールは、特徴量に応じて自動的に表示される。分布点８０８は、サムネイル画像表示領域４１８で指定した評価クラスの色で表示される。分布点８０８は評価クラスの色で表示する代わりに、評価クラスを指示する所定形状の点によって表示してもよい。

横軸設定領域８０２又は縦軸設定領域８０３にて特徴量を変更し、Plotボタン８０４をクリックすると、グラフ表示領域８０７に表示されていた分布点８０８の位置が変化する。特徴量を変更したとき、その特徴量を有しない分布点は、グラフ表示領域８０７に表示されない。

尚、グラフ表示領域８０７に、サムネイルグラフ表示領域８２０に表示された画像を表示させることもできる。サムネイルグラフ表示領域８２０に表示された画像の１つにポインタを合わせ、マウスのボタンをダブルクリック等で指示する。指示したブラフは、グラフ表示領域８０７に表示される。このとき横軸設定領域８０２と縦軸設定領域８０３には、グラフ表示領域８０７に表示された画像の特徴量が表示される。

（６）オペレータが、Reverse Axisボタン８０５をクリックすると、グラフ表示領域８０７に表示されたグラフの横軸の特徴量と縦軸の特徴量が互いに反転する。例えば、グラフ表示領域８０７に、横軸を「特徴量１」、縦軸を「特徴量５」とするグラフが表示されている場合、Reverse Axisボタン８０５をクリックすると、横軸を「特徴量５」、縦軸を「特徴量１」とするグラフが表示される。

オペレータが、Change Listボタン８０６をクリックすると、サムネイルグラフ表示領域８２０に表示されたサムネイルグラフのうち、グラフ表示領域８０７に表示されたグラフの２軸の特徴量が同一であるグラフが、グラフ表示領域８０７に表示されたグラフによって入れ替わる。例えば、グラフ表示領域８０７に、横軸を「特徴量１」、縦軸を「特徴量５」とするグラフが表示されている場合、Change Listボタン８０６をクリックすると、サムネイルグラフ表示領域８２０に表示された横軸が「特徴量５」、縦軸が「特徴量１」とするグラフは、グラフ表示領域８０７に表示されたグラフに入れ替わる。

例えば、サムネイルグラフ表示領域８２０において、横軸に「特徴量１」、縦軸に「特徴量５」とするグラフが表示されている場合は、その逆の横軸に「特徴量５」、縦軸に「特徴量１」とするグラフは表示しない。本例によると、Plotボタン８０４、Reverse Axisボタン８０５、又は、Change Listボタン８０６を用いることによって、２つの特徴量のいずれかを、軸に設定することができる。

（７）オペレータは、閾線指定領域８０９にて、横軸設定領域８０２又は縦軸設定領域８０３にて指定した特徴量を指定する。プルダウンメニューによって、どちらかを指定する。オペレータが、Addボタン８１０をクリックすると、閾線指定領域８０９にて指定した特徴量の閾線８１２がグラフ表示表域８０７に追加される。閾線８１２は、選択した軸に垂直な直線である。ドラッグ操作によって、閾線を移動させることができる。ただし、横軸に追加した閾線は横方向のみ、縦軸に追加した閾線は縦方向のみ移動できる。

図６の評価クラス判定パラメータ設定領域６０１では、第一閾値入力領域６０７と第二閾値入力領域６０８の２つの閾値を設定する例を説明した。そこで、ここでも縦横各２本の閾線８１２〜８１５を追加する。Deleteボタン８１１をクリックすると、閾線指定領域８０９で指定した特徴量の閾線８１２が削除される。以下、図８に示すように４本の閾線８１２〜８１５を追加し、図８に示す位置に移動させたものとする。

（８）オペレータは、閾線８１２〜８１５で囲まれた評価クラス指定領域８１６上にポインタを合わせ、マウスのボタンを右クリック等で指示する。それによって、ポップアップメニュー８１７が表示される。ポップアップメニュー８１７には、評価クラスClass1〜Class5が表示される。オペレータは、マウスの移動により、Class1〜Class5上にポインタを合わせ、マウスのボタンをクリック等で指示する。指示した評価クラスに、チェックマークが表示される。こうして、評価クラス指定領域８１６に評価クラスが指定される。Class1〜Class5のチェックマークは複数入れることが可能である。以下、評価クラス指定領域８１６に評価クラスClass1を指定し、評価クラス指定領域８１６に評価クラスClass2を指定したものとして説明する。

上述のように、サムネイルグラフ表示領域８２０には、分布点密集度の高い順にグラフが表示される。従って、オペレータは、評価クラスの判定条件の探索作業を容易に行うことができる。

（９）オペレータが、Applyボタン８１９をクリックすると、評価クラス指定領域８１６とそれに付された評価クラスが、サムネイルグラフ表示領域８２０のサムネイルグラフに反映される。即ち、サムネイルグラフ表示領域８２０に表示されたサムネイルグラフ８２２〜８２３のうち、グラフ表示領域８０７に表示されたグラフの２つの軸の少なくとも一方が同一の軸を有するサムネイルグラフには、閾線８１２〜８１５及び評価クラス指定領域８１６の情報が反映される。

（１０）オペレータが、グラフソート指定領域８２４をクリックすると、プルダウンメニューが表示される。オペレータは、プルダウンメニューにて、Class1〜Class5を選択する。それによって、サムネイルグラフ表示領域８２０には、オペレータが選択した評価クラスのグラフが、分布点密集度の高い順に表示される。尚、グラフの表示画面８００を開いたときは、例えばデフォールトでClass1が設定されている。

本例では、サムネイルグラフ表示領域８２０には、評価クラス毎に、グラフが分布点密集度の高い順に表示される。従って、オペレータは、コンタクトホールの評価に用いる特徴量を容易に選択できる。例えば、半導体の導通試験を行い、導通した半導体と導通しなかった半導体の画像を用いて、同様に特徴量の閾値の探索作業を行う。特徴量の閾値が得られたら、その特徴量が評価クラスの判定に関係することが判る。

（１１）オペレータが、Set to Classボタン８２５をクリックすると、図６の評価クラス判定パラメータ設定領域６０１の第一閾値入力領域６０７と第二閾値入力領域６０８の設定、及び、範囲指定領域６０９〜６１１の設定が行われる。Closeボタン８２６あるいはキャンセルボタン８２７は、クリックすることによって、グラフの表示画面８００を閉じる。

図９Ａ及び図９Ｂは、半導体検査装置２０１の表示装置２０４に表示されるパラメータの設定画面の評価クラス判定パラメータ設定領域６０１の一例を示す。この画面は、図８のグラフの表示画面８００のSet to Classボタン８２５をクリックすることによって、表示される。尚、この画面は、図５のパラメータの設定画面５００の評価クラス判定パラメータ設定領域のタブ５０３をクリックすることによっても表示される。評価クラス判定パラメータ設定領域６０１については、既に図６を参照して説明した。

図９Ａの評価クラス判定パラメータ設定領域６０１では、評価クラスがClass1の場合に、特徴量の閾値の設定領域６０６〜６１１の設定が行われている。図９Ｂの評価クラス判定パラメータ設定領域６０１では、評価クラスがClass2の場合に、特徴量の閾値の設定領域６０６〜６１１の設定が行われている。図８の閾線８１２が特徴量４の第一閾値（２６）に、閾線８１３が特徴量４の第二閾値（４３）に、閾線８１４が特徴量７の第一閾値（５４）に、閾線８１５が特徴量７の第二閾値（９７）に相当している。

図９Ａの評価クラス判定パラメータ設定領域６０１には、図８の評価クラス指定領域８１６及びその評価クラスが指定されている。即ち、評価クラスとしてClass1が指定されている。特徴量の閾値の設定領域にて、特徴量４の範囲指定領域の中範囲指定領域６１０及び特徴量７の範囲指定領域の高範囲指定領域６１１にチェックが入っている。これは、評価クラス指定領域８１６の条件が、「特徴量４が閾線８１２の値（２６）より大きい、且つ、閾線８１３の値（４３）以下」、且つ、「特徴量７が閾線８１５の値（９７）より大きい」ことを意味する。

図９Ｂの評価クラス判定パラメータ設定領域６０１には、図８の評価クラス指定領域８１８及びその評価クラスが指定されている。即ち、評価クラスとしてClass2が指定されている。特徴量の閾値の設定領域にて、特徴量４及び特徴量７の中範囲指定領域６１０にチェックが入っている。これは、評価クラス指定領域８１８の条件が、「特徴量４が閾線８１２の値（２６）より大きい、且つ、閾線８１３の値（４３）以下」、且つ、「特徴量７が閾線８１４の値（５４）より大きい、且つ、閾線８１５の値（９７）以下」であることを意味する。

図１０Ａを参照して、特徴量の閾値の設定方法の例を説明する。図１０Ａは、図８のグラフの表示画面８００のグラフ表示領域８０７に表示されたグラフを示す。このグラフの横軸は特徴量５、縦軸は特徴量８である。グラフに表示された分布点の色は、評価クラスを示す。最も色が明るい点は、評価クラスClass1を示し、次に明るい色の点は、評価クラスClass2を示し、最も暗い点は、評価クラスClass3を示すものとする。ここで、閾線を付加することによって、分布点を評価クラス毎に分割する。先ず、評価クラスとしてClass1が指定された点、即ち、最も色が明るい点を他の点から区分けする。最も色が明るい点の場合、横軸の特徴量５は狭い範囲に収まるが、縦軸の特徴量８は、上側と下側に分かれている。

このグラフに閾線１００１〜１００４を付加し、それを、移動させる。先ず、縦方向の閾線１００１、１００２を、最も色が明るい点の分布する領域の両側に設定する。即ち、閾線１００１、１００２の間に最も色が明るい点の全てが存在するように、閾線１００１、１００２の位置を設定する。次に、横方向の閾線１００３、１００４を設定する。横方向の閾線１００３、１００４を、最も色が明るい点の分布しない領域の両側に設定する。こうして、４本の閾線１００１〜１００４と座標軸によって、２つの評価クラス指定領域１００５、１００６が設定される。この２つの評価クラス指定領域１００５、１００６には、Class1が指定された点が密に分布している。

次に、次に明るい色の点、即ち、評価クラスとしてClass2が指定されている点に対して、特徴量の閾値を設定する。図１０Ａのグラフでは、Class2が指定されている点は分散している。従って、図１０Ａのグラフでは、Class2が指定された点に対して特徴量の閾値を設定するのは困難である。そこで、横軸を特徴量５、縦軸を特徴量１とするグラフを表示する。

図１０Ｂを参照して、特徴量の閾値の設定方法の例を説明する。図１０Ｂには、図８のグラフの表示画面８００のグラフ表示領域８０７に表示されたグラフを示す。このグラフの横軸は特徴量５、縦軸は特徴量１である。このグラフは、図１０Ａに示すグラフの表示画面８００にて、オペレータがApplyボタン８１９をクリックすることによって、表示される。このグラフでは、既に、縦の閾線１００７、１００８が引かれている。この閾線１００７、１００８は、図１０Ａに示したグラフ上にて既に設定した閾線１００１、１００２と同一である。そこで、次に、横方向の閾線１００９を描く。Class2が指定された点は、座標平面上にて上側に、且つ、閾線１００８より左側に、分布している。そこで、Class2が指定された点が分布する領域の下側に、横方向の閾線１００９を引く。こうして、横方向の閾線１００９、縦方向の閾線１００７、１００８及び座標軸によって、２つの評価クラス指定領域１０１０、１０１１が設定される。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、図１０Ａを参照して説明した特徴量の閾値の設定処理が完了したときの、評価クラス判定パラメータ設定領域６０１を示す。この評価クラス判定パラメータ設定領域６０１は、図１０Ａに示すグラフの表示画面８００にて、オペレータがSet to Classボタン８２５をクリックすることによって、表示される。閾線１００１、１００７が特徴量５の第一閾値（１３）に、閾線１００２、１００８が特徴量５の第二閾値（２１）に、閾線１００３が特徴量８の第一閾値（１７）に、閾線１００４が特徴量８の第二閾値（３５）に相当している。閾線１００９が特徴量１の第一閾値（１００）に相当している

図１１Ａの評価クラス判定パラメータ設定領域６０１には、評価クラス指定領域１００５、１００６及びその評価クラスが指定されている。即ち、評価クラスとしてClass1が指定されている。特徴量の閾値の設定領域にて、特徴量５の中範囲指定領域６１０及び特徴量８の低範囲指定領域６０９及び高範囲指定領域６１１にチェックが入っている。これは、評価クラス指定領域１００５、１００６の条件が、「特徴量５が閾線１００１の値（１３）より大きい、且つ、閾線１００２の値（２１）以下」、且つ、「特徴量８が閾線１００３の値（１７）以下または閾線１００４の値（３５）より大きい」であることを意味する。

図１１Ｂの評価クラス判定パラメータ設定領域６０１には、評価クラス指定領域１０１０、１０１１及びその評価クラスが指定されている。即ち、評価クラスとしてClass2が指定されている。特徴量の閾値の設定領域にて、特徴量１の中範囲指定領域６１０及び特徴量５の低範囲指定領域６０９及び中範囲指定領域６１０にチェックが入っている。これは、評価クラス指定領域１０１０、１０１１の条件が、「特徴量１が閾線１００９の値（１００）より大きい、且つ、特徴量５が閾線１００７の値（１３）以下」、且つ、「特徴量１が閾線１００９の値（１００）より大きい且つ特徴量５が閾線１００８の値（２１）より小さい」であることを意味する。

図１２Ａを参照して、特徴量の閾値の設定方法の他の例を説明する。図１２Ａは、図８のグラフの表示画面８００のグラフ表示領域８０７に表示されたグラフを示す。このグラフの横軸は特徴量９、縦軸は特徴量２である。グラフに表示された分布点の色は、評価クラスを示す。最も色が明るい点は、評価クラスClass1を示し、次に明るい色の点は、評価クラスClass2を示し、最も暗い点は、評価クラスClass3を示すものとする。ここで、閾線を付加することによって、分布点を評価クラス毎に分割する。先ず、評価クラスとしてClass1が指定された点、即ち、最も色が明るい点を他の点から区分けする。最も色が明るい点の場合、横軸の特徴量９と縦軸の特徴量２は、共に、左端の且つ下側に集中している。

このグラフに閾線１１０１〜１１０２を付加し、それを、移動させる。閾線１１０１を、最も色が明るい点の分布する領域の右側に設定する。閾線１１０２を、最も色が明るい点の分布する領域の上側に設定する。こうして、２本の閾線１１０１〜１１０２と座標軸によって、評価クラス指定領域１１０３が設定される。この評価クラス指定領域１１０３には、Class1が指定された点が密に分布している。

次に、次に明るい色の点、即ち、評価クラスとしてClass2が指定されている点に対して、特徴量の閾値を設定する。図１２Ａのグラフでは、Class2が指定されている点の分布は、Class1が指定されている点の分布と重なる。従って、図１２Ａのグラフでは、Class2が指定された点を、Class1が指定されている点から分離して、Class2が指定された点のみに、特徴量の閾値を設定するのは困難である。そこで、横軸を特徴量６、縦軸を特徴量３とするグラフを表示する。

図１２Ｂを参照して、特徴量の閾値の設定方法の例を説明する。図１２Ｂには、図８のグラフの表示画面８００のグラフ表示領域８０７に表示されたグラフを示す。このグラフの横軸は特徴量６、縦軸は特徴量３である。このグラフは、図１２Ａに示すグラフの表示画面８００にて、オペレータがApplyボタン８１９をクリックすることによって、表示される。このグラフでは、Class1が指定された点は、座標平面上にて右半分に分布し、Class2が指定された点は、座標平面上にて左半分に分布している。従って、Class1が指定された点とClass2が指定された点を分割するように、縦方向の閾線１１０４を描く。こうして、縦方向の閾線１１０４によって、座標平面上にて、２つの領域１１０５、１１０６が設定される。

図１３Ａ及び図１３Ｂは、図１２Ａを参照して説明した特徴量の閾値の設定処理が完了したときの、評価クラス判定パラメータ設定領域６０１を示す。この評価クラス判定パラメータ設定領域６０１は、図１２Ａに示すグラフの表示画面８００にて、オペレータがSet to Classボタン８２５をクリックすることによって、表示される。閾線１１０１が特徴量９の第一閾値（１９）に、閾線１１０２が特徴量２の第一閾値（２２）に、閾線１１０４が特徴量６の第一閾値（２８２３）に相当している。

図１３Ａの評価クラス判定パラメータ設定領域６０１には、評価クラス指定領域１１０３及びその評価クラスが指定されている。即ち、評価クラスとしてClass1が指定されている。特徴量の閾値の設定領域にて、特徴量２及び特徴量９の低範囲指定領域６０９にチェックが入っている。これは、評価クラス指定領域１１０３の条件が、「特徴量２が閾線１１０２の値（２２）より小さい、且つ、特徴量９が閾線１１０１の値（１９）以下」であることを意味する。

図１３Ｂの評価クラス判定パラメータ設定領域６０１には、評価クラス指定領域１１０５、１１０６及びその評価クラスが指定されている。即ち、評価クラスとしてClass2が指定されている。特徴量の閾値の設定領域にて、特徴量６の低範囲指定領域６０９にチェックが入っている。これは、評価クラス指定領域１１０５、１１０６の条件が、「特徴量６が閾線１１０４の値（２８２３）より小さい」であることを意味する。

図１４を参照して、本発明による半導体検査装置２０１においてサンプル画像を評価クラスに区分けする処理を説明する。この一連の処理は、オペレータが命令又は指示し、図１に示した半導体検査装置２０１の記憶装置２０３に保存されたソフトウェアを演算処理部２０２（マイクロプロセッサ）で実行することで、行われる。

先ず、ステップＳ１２０１にて、オペレータは、図１に示した半導体検査装置２０１によって半導体ウエハの回路パターンを撮影し、その画像を記憶装置２０３のフォルダに格納する。

ステップＳ１２０２にて、オペレータは、記憶装置２０３に保存された画像の中からいくつかサンプリングし、それをサンプル画像とする。例えば、図３に示したホワイトバンドの幅やホール内明るさが違う画像をサンプル画像としてよい。ステップＳ１２０３にて、図４に示したメイン画面４００を半導体検査装置２０１の表示装置２０４に表示させる。以下、図１４の流れ図にて、どの画面上で行っているかを括弧内に示す。

ステップＳ１２０４（メイン画面４００）にて、オペレータは、フォルダ指定ボタン４１７をクリックすることによりフォルダを指定する。それによって、ファルダ内のサンプル画像をサムネイル画像表示領域４１８に表示させる。このように、複数の画像をサムネイル画像で表示すれば、複数の画像を同時に観察することができる。従って、所望の画像を評価対象画像表示領域４０６に拡大して表示することもできる。ステップＳ１２０５（メイン画面４００）にて、Parameterボタン４２２をクリックする。それによって、図５に示したパラメータの設定画面５００が表示される。

ステップＳ１２０６（パラメータの設定画面５００）にて、オペレータは、処理パラメータを入力する。尚、新規の処理パラメータを作成し、Save Asボタン５０６をクリックすると、作成した処理パラメータが設定される。ステップＳ１２０７にて、オペレータは、特徴量算出パラメータ設定領域５０９のタブ５０２をクリックする。それによって、特徴量算出パラメータ設定領域５０９が表示される。即ち、パラメータ入力領域５１２に数値を入力し、又は、スクロールバー５１３を移動させれ、画像処理パラメータ５１０及び測長パラメータ５１１を設定する。こうして、特徴量算出パラメータが設定される。

ステップＳ１２０８にて、オペレータは、評価クラス判定パラメータ設定領域のタブ５０３をクリックする。それによって、評価クラス判定パラメータ設定領域６０１が表示される。評価クラス判定パラメータ６０２〜６０５を設定する。特徴量算出パラメータ及び評価クラス判定パラメータ６０２〜６０５を設定したら、メイン画面４００に戻る。ステップＳ１２０９（メイン画面４００）にて、オペレータは、Executeボタン４２４をクリックする。演算処理部２０２は、サムネイル画像表示領域４１８に表示されている全ての画像の特徴量を算出する。ステップＳ１２１０（メイン画面４００）にて、オペレータは、サムネイル画像表示領域４１８に表示された画像に対して評価クラスを指定する。このように、画像に対して評価クラスを指定すると、後述するステップＳ１２１２のグラフ表示処理にて、分布点を評価クラス別に色分けして表示することができる。

ステップＳ１２１１にて、オペレータは、Graphボタン４２３をクリックする。それによって、図８に示すグラフの表示画面８００が表示される。ステップＳ１２１２（グラフの表示画面８００）にて、オペレータは、グラフ表示領域８０７にて、特徴量の閾値を探す。特徴量の閾値は、特徴量の閾値とその範囲であり、ステップＳ１２１０で指定した評価クラスの良否の判定に用いる。ここで、オペレータが指定した特徴量の閾値は、図６の評価クラス判定パラメータ設定領域６０１の第１閾値及び第二閾値の（図６）に表示される。

これについては、後述する図１５の「特徴量の閾値の探索作業の手順を示す装置側のフローチャート」で詳しく述べる。特徴量の閾値を探索できても、できなくても、ステップＳ１２１３（グラフの表示画面８００）にて、オペレータは、Closeボタン８２１をクリックし、グラフの表示画面８００を一旦閉じる。

ステップＳ１２１４にて、特徴量の閾値を探索できたかどうか判断する。探索できない場合には、探索できるまでステップＳ１２０７からステップＳ１２１３までの一連の流れを繰り返す。ステップＳ１２０８で、評価クラスをより細分化して多く設定する等することにより理論的には必ず分類可能である。

特徴量の閾値を探索できたら、ステップＳ１２１５に進む。ステップＳ１２１５にて、オペレータは、パラメータの設定画面５００に戻り、Saveボタン５０５をクリックする。それによって、処理パラメータを保存する。処理パラメータが確定したら、ステップＳ１２１６にて、オペレータは、Closeボタン５０７をクリックする。それにより、パラメータの設定画面５００が閉じ、メイン画面４００に戻る。

次に、ステップＳ１２１７（メイン画面４００）にて、オペレータは、フォルダ指定ボタン４１７をクリックする。それによって、ステップＳ１２０１にて抽出した全ての画像が格納されたフォルダを指定し、さらにExecuteボタンをクリックする。それにより、サムネイル画像表示領域４１８に表示されている全ての画像の特徴量の閾値の設定処理を実行する。特徴量の閾値の設定処理の結果が、図６のパラメータの設定画面の評価クラス判定パラメータ設定領域６０１の特徴量の閾値の設定領域６０６〜６１１に表示される。

ステップＳ１２１８（メイン画面４００）にて、オペレータは、サムネイル画像表示領域４１８に表示された全ての画像に対して所望の評価クラスが設定されているかどうかを確認する。これは、サムネイル画像表示領域４１８に表示されたサムネイル画像４１９と、特徴量及び評価クラス表示領域４１５に表示された特徴量及び評価クラスを確認することによってなされる。尚、判定結果の一覧を表形式にて出力し、それと、サムネイル画像４１９を照合してもよい。

この確認は、複数のエンジニアが行う。複数のエンジニアで確認することによって、評価クラス判定パラメータ６０２〜６０５の客観性を増すことができる。所望の評価クラスが設定されていない場合は、ステップＳ１２０２に戻る。ステップＳ１２０２にて、再度、画像のサンプリングを行う。サンプリングでは、所望の評価クラスに分類できていなかった画像を加える。新たなサンプル画像に対して、ステップＳ１２０２〜ステップＳ１２１７を繰り返す。所望の評価クラスに判定できた場合は、ステップＳ１２１９に進み、Closeボタン４２５をクリックする。メイン画面４００が閉じ、フローが終了する。

図１５は、図１４のステップＳ１２１０〜Ｓ１２１２の特徴量の閾値の探索作業の手順を示す装置側のフローチャートである。この演算は、図１に示した半導体検査装置２０１の記憶装置２０３に保存されたソフトウェアを演算処理部２０２で実行することで、行われる。

ステップＳ１３０１にて、グラフの表示画面８００を表示装置に表示する。これは図１４のステップＳ１２１０に相当する。ステップＳ１３０２にて、特徴量の算出結果が書き込まれたファイルを読込み、特徴量のデータを読み込む。ステップＳ１３０３にて、評価クラス毎に特徴量の分布点密集度を計算する。ステップＳ１３０４にて、グラフソート指定領域８２４で指定された評価クラスについて、分布点密集度が高い順にグラフ表示を行う。即ち、分布点密集度が高い順に２つの特徴量を選び、選んだ特徴量を両軸とする座標平面上に、サンプル画像を表す点をプロットする。こうして作成されたグラフをサムネイルグラフ表示領域８２０に表示する。

ステップＳ１３０５にて、オペレータがグラフを指定したか否かを判断する。デフォールトではグラフソート指定領域８２４にClass1が設定されている。オペレータがグラフを指定する場合、横軸設定領域８０２及び縦軸設定領域８０３の変更後にPlotボタン８０４をクリックするか、Reverse Axisボタン８０５をクリックするか、又は、サムネイルグラフ表示領域８２０にてサムネイルグラフをダブルクリックするか、のいずれかを行う。従って、演算処理部２０２は、これらのいずれかが実行されたか否かを判定すればよい。

グラフが指定されなかった場合は、グラフ表示領域８０７にグラフを表示しない。この場合には、何もできないので、ステップＳ１３１５に飛び、Closeボタン８２６を実行されたかどうかの判断を行う。グラフが指定された場合は、ステップＳ１３０６に進み、指定されブラフをグラフ表示領域８０７に表示する。

次にステップＳ１３０７にて、オペレータが、グラフ表示領域８０７のグラフ上に閾線を付加したか否かを判定する。即ち、演算処理部２０２は、オペレータがAddボタン８１０をクリックしたか否かを判断する。閾線を付加しないと、評価クラスを設定することができない。そこで、オペレータが一度もAddボタン８１０をクリックしない場合、即ち、閾線が１つも追加されなかった場合は、ステップＳ１３１７に飛ぶ。オペレータがAddボタン８１０をクリックした場合は、ステップＳ１３０８に進み、グラフに閾線を追加する。再びステップＳ１３０７に戻り、オペレータがAddボタン８１０をクリックしなくなるまでループする。閾線が少なくとも１つは存在し、オペレータがAddボタン８１０をそれ以上クリックしなくなった場合は、オペレータが閾線の付加処理を終了したものと判定する。

ステップＳ１３０９にて、オペレータがドラッグ操作によって閾線を移動させたか否かを判断する。オペレータが閾線をドラッグした場合は、ステップＳ１３１０に進む。ステップＳ１３１０に閾線をオペレータに指定された位置に表示し、ステップＳ１３１１に進む。オペレータが閾線を移動しなかった場合も、ステップＳ１３１１に進む。こうして、オペレータが、座標平面上にて、少なくとも１つの閾線を指定することによって、座標平面は、複数の領域に分割される。

ステップＳ１３１１にて、オペレータが、閾線によって分割された領域に対して評価クラスに指定したか否かを判定する。図８に示したように、閾線８１２〜８１５で囲まれた評価クラス指定領域８１６上にポインタを合わせ、マウスのボタンを右クリック等で指示すると、ポップアップメニュー８１７が表示される。ポップアップメニュー８１７に表示された、Class1〜Class5のいずれかを選択することにより、評価クラスが指定される。

評価クラス指定領域がない場合、即ち、オペレータが評価クラス指定領域の指定を行わない場合には、特徴量の閾値は設定できない。したがって、オペレータが評価クラス指定領域の指定を行わない場合には、ステップＳ１３１７に飛ぶ。

オペレータが評価クラスの指定を行った場合には、ステップＳ１３１２に進み、評価クラス指定された領域を区別して表示する。

オペレータは、同じ領域に対して複数の評価クラスを指定し、又は、別の領域に対して評価クラスを指定した場合も、ステップＳ１３１１に戻る。オペレータが、評価クラスの指定の処理を終了するまで、ループする。評価クラス指定領域が少なくとも１つは存在し、評価クラスの指定がそれ以上されない場合には、オペレータが評価クラス指定処理を終了したと判定する。次に、ステップＳ１３１３にて、オペレータが、特徴量の閾値を設定したか否かを判定する。即ち、オペレータが、Applyボタン８１９をクリックしたか否かを判定する。クリックしないと特徴量の閾値を設定できない。そこで、オペレータが、Applyボタン８１９をクリックしなかった場合には、ステップＳ１３１７に飛ぶ。オペレータが、Applyボタン８１９をクリックした場合は、ステップＳ１３１４に進み、サムネイルグラフ表示領域８２０に表示されたサムネイルグラフに、閾線と評価クラス指定領域を表示する。即ち、グラフ表示領域８０７に表示されたグラフの横軸と縦軸の特徴量の少なくとも１つを軸とするグラフに、閾線と評価クラス指定領域を表示する。

こうして、グラフ表示領域８０７に表示されたグラフばかりでなく、サムネイルグラフ表示領域８２０に表示されたサムネイルグラフに、閾線と評価クラス指定領域を表示することによって、オペレータは、どの特徴量を軸とするグラフを特徴量の閾値の設定処理に使用することができるか否かを容易に判断することができる。

オペレータがApplyボタン８１９をクリックした場合には、ステップＳ１３１５に進む。ステップＳ１３１５にて、オペレータが、閾線と評価クラス指定領域を設定したか否かを判定する。即ち、オペレータが、Set to Classボタン８２５をクリックしたか否かを判定する。オペレータが、Set to Classボタン８２５をクリックしない場合には、ステップＳ１３１７へ飛ぶ。オペレータが、Set to Classボタン８２５をクリックした場合には、ステップＳ１３１６に進む。

ステップＳ１３１６にて、オペレータが設定した、閾線と評価クラス指定領域が、図６に示す評価クラス判定パラメータ設定領域６０１の特徴量の閾値の範囲指定領域６０９〜６１１に設定される。即ち、オペレータが、Set to Classボタン８２５をクリックすると、演算処理部２０２は、特徴量の閾値の範囲指定領域６０９〜６１１の欄を記入する。

最後にステップＳ１３１７にて、オペレータがCloseボタン８２６をクリックしたか否かを判定する。オペレータがCloseボタン８２６をクリックしない場合は、ステップＳ１３０５に戻り、特徴量の閾値の設定処理に使える他のグラフを探す。オペレータがCloseボタン８２６をクリックした場合は、ステップＳ１３１８にて、グラフの表示画面を閉じてこのフローを終了する。

以上説明したように、オペレータは、先ず、撮影した画像の中から目視によりサンプル画像を選択する。次に、サンプル画像の特徴量を算出し、特徴量を両軸とする座標平面上に、サンプル画像を示す点をプロットする。サンプル画像を示す点は、評価クラス毎に異なる色によって表示される。オペレータは、サンプル画像を示す点の分布を見ながら、座標平面上に閾線を追加する。閾線によって区切られた領域に対して、評価クラスを指定する。

サンプル画像を示す点が分布されたグラフ上で、閾線を描くには、サンプル画像を示す点が、丁度、閾線によって、区分できるように分布している必要がある。例えば、サンプル画像を示す点が座標平面上の狭い領域に分布している場合、サンプル画像を示す点が座標平面上の所定の領域に分布している場合、等では、閾線を描くことができる。

オペレータは、コンタクトホールの製造結果の良否を判定するとき、どのような特徴量を用いるとよいかを経験的に知っている。オペレータは、所望の特徴量を選択し、それを両軸とするグラフを表示する。それによって、閾線を描くことができるグラフが表示される。

本発明によると、２つの特徴量を両軸とする全ての組合せのグラフをサムネイル画像で表示する。また、評価クラス毎に、サンプル画像を示す点の分布が密である順に表示できる。従って、製造結果に何の特徴量が影響するのか不明の場合でも、何の特徴量が評価クラスに影響してくるか容易に確認できる。

以上本発明の例を説明したが本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者によって容易に理解されよう。

本発明の半導体検査装置のシステム構成を示す図である。 本発明の半導体検査装置による半導体検査に用いられる特徴量の例を示す図である。 本発明の半導体検査装置による半導体検査に用いられるコンタクトホールの画像の一例を示す図である。 半導体検査装置の表示装置に表示されるメイン画面の一例を示す図。 本発明の半導体検査装置の表示装置に表示されるパラメータの設定画面及び特徴量算出パラメータ設定領域の一例を示す図である。 本発明の半導体検査装置の表示装置に表示される評価クラス判定パラメータ設定領域の一例を示す図である。 本発明の半導体検査装置の表示装置に表示される特徴量の一覧を示す図である。 本発明の半導体検査装置の表示装置に表示されるグラフの表示画面の一例を示す図。 本発明の半導体検査装置の表示装置に表示されるパラメータの設定画面の評価クラス判定パラメータ設定領域の一例を示す図である。 本発明の半導体検査装置の表示装置に表示されるパラメータの設定画面の評価クラス判定パラメータ設定領域の一例を示す図である。 本発明の半導体検査装置において、特徴量の閾値の設定方法の例を説明する図である。 本発明の半導体検査装置の表示装置に表示されるパラメータの設定画面の評価クラス判定パラメータ設定領域の一例を示す図である。 本発明の半導体検査装置の表示装置に表示されるパラメータの設定画面の評価クラス判定パラメータ設定領域の一例を示す図である。 本発明の半導体検査装置において、特徴量の閾値の設定方法の例を説明する図である。 本発明の半導体検査装置の表示装置に表示されるパラメータの設定画面の評価クラス判定パラメータ設定領域の一例を示す図である。 本発明の半導体検査装置の表示装置に表示されるパラメータの設定画面の評価クラス判定パラメータ設定領域の一例を示す図である。 本発明の半導体検査装置による半導体検査の手順の流れを示すフローチャート図である。 本発明の半導体検査装置による半導体検査における特徴量の閾値の探索作業の手順の流れを示すフローチャート図である。

符号の説明

２０１…半導体検査装置、２０２…演算処理部（ＣＰＵ）、２０３…記憶装置、２０４…表示装置、２０５…入力装置、２０６…通信回線、２０７…ウエハ製造装置、２０８…データ処理装置

Claims (18)

1. ウエハの回路パターンの画像を格納する記憶装置と、前記回路パターンの画像から前記回路パターンの特徴量を演算する演算処理部と、前記回路パターンの画像と共に前記特徴量を表示する画面を表示する表示装置と、オペレータが命令及びデータを入力するための入力装置と、を有する半導体検査装置において、
   前記表示装置は、前記特徴量を座標軸とする座標平面上に前記回路パターンの画像を表す点をプロットしたグラフを表示するグラフ表示画面を表示し、前記点の各々は、前記回路パターンの画像の各々に対してオペレータが設定した前記回路パターンの製造結果の良否を表す評価クラスを示すように描かれていることを特徴とする半導体検査装置。
2. 請求項１記載の半導体検査装置において、前記点は、前記評価クラス毎に異なる色によって表示されていることを特徴とする半導体検査装置。
3. 請求項１記載の半導体検査装置において、オペレータが前記入力装置を介して、前記座標平面上に座標軸に垂直な閾線を付加することができるように構成されており、オペレータは、前記点を前記評価クラス毎に区分けするように前記閾線を付加したとき、前記閾線によって特徴量の閾値が設定されることを特徴とする半導体検査装置。
4. 請求項３記載の半導体検査装置において、前記表示装置は、前記閾線によって設定された特徴量の閾値の数値を表示する評価クラス判定パラメータ設定領域を含むパラメータの設定画面を表示することを特徴とする半導体検査装置。
5. 請求項１記載の半導体検査装置において、前記グラフ表示画面は横軸設定領域及び縦軸設定領域を有し、オペレータが前記入力装置を介して、前記横軸設定領域及び縦軸設定領域にて所望の特徴量を選択したとき、前記所望の特徴量を座標軸とするグラフが表示されることを特徴とする半導体検査装置。
6. 請求項１記載の半導体検査装置において、前記グラフ表示画面は反転軸ボタンを有し、オペレータが前記入力装置を介して、前記反転軸ボタンを操作したとき、前記座標軸の特徴量が互いに反転した座標平面上に前記グラフが表示されることを特徴とする半導体検査装置。
7. 請求項１記載の半導体検査装置において、前記グラフ表示画面は、前記グラフと共に前記グラフの縮小画像であるサムネイルグラフを複数個表示することを特徴とする半導体検査装置。
8. ウエハの回路パターンの画像を格納する記憶装置と、前記回路パターンの画像から前記回路パターンの特徴量を演算する演算処理部と、前記回路パターンの画像と共に前記特徴量を表示する画面を表示する表示装置と、オペレータが命令及びデータを入力するための入力装置と、を有する半導体検査装置において、
   前記表示装置は、前記記憶装置に格納された回路パターンの縮小画像であるサムネイル画像を複数個表示するサムネイル画像表示領域と、前記記憶装置に格納された回路パターンの像のうち評価対象の画像を表示する評価対象画像表示領域と、前記評価対象の画像の測定情報を表示する測定情報表示領域と、を有するメイン画面を表示し、オペレータが前記入力装置を介して、前記サムネイル画像表示領域に表示されたサムネイル画像の１つを指定すると、該指定したサムネイル画像の拡大像が前記評価対象画像表示領域に表示されることを特徴とする半導体検査装置。
9. 請求項８記載の半導体検査装置において、前記メイン画面は、前記評価対象画像表示領域に表示された画像に対して所定の処理を行った結果である処理結果画像を表示する処理結果画像表示領域と前記処理結果画像に対する特徴量と評価クラスを表示する特徴量及び評価クラス表示領域を有し、前記処理結果画像は、前記評価対象の画像に対して、少なくとも測定カーソル及びカーソル中心が付加されていることを特徴とする半導体検査装置。
10. 請求項８記載の半導体検査装置において、オペレータが前記入力装置を介して、前記サムネイル画像表示領域に表示されたサムネイル画像の各々に対して、前記回路パターンの製造結果の良否を表す評価クラスを設定することができることを特徴とする半導体検査装置。
11. 請求項８記載の半導体検査装置において、前記サムネイル画像表示領域に表示されたサムネイル画像は、前記評価クラス毎に異なる色のマークが付されることを特徴とする半導体検査装置。
12. ウエハの回路パターンの画像を格納する記憶装置と、前記回路パターンの画像から前記回路パターンの特徴量を演算する演算処理部と、前記回路パターンの画像と共に前記特徴量を表示する画面を表示する表示装置と、オペレータが命令及びデータを入力するための入力装置と、を有する半導体検査装置において、
    前記表示装置は、評価クラス判定パラメータ設定領域を含むパラメータの設定画面を表示し、前記評価クラス判定パラメータ設定領域は、オペレータが前記入力装置を介して設定した、前記回路パターンの画像毎の、前記回路パターンの製造結果の良否を表す評価クラスと特徴量の閾値が表示されることを特徴とする半導体検査装置。
13. ウエハの回路パターンの画像を格納する記憶装置と、前記回路パターンの画像から前記回路パターンの特徴量を演算する演算処理部と、前記回路パターンの画像と共に前記特徴量を表示する画面を表示する表示装置と、オペレータが命令及びデータを入力するための入力装置と、を有する半導体検査装置において、
    前記表示装置は、特徴量算出パラメータ設定領域を含むパラメータの設定画面を表示し、前記特徴量算出パラメータ設定領域は、画像処理パラメータを設定する領域と測長パラメータを設定する領域とを有し、前記画像処理パラメータを設定する領域には、オペレータが前記入力装置を介して、前記回路パターンの画像にかけるガウシアンフィルタのサイズを設定することが可能であり、前記画像処理パラメータを設定する領域には、オペレータが前記入力装置を介して、前記回路パターンの画像に付加する測定カーソルの中心位置及び前記回路パターンの画像の縦横のサイズを設定することが可能であることを特徴とする半導体検査装置。
14. 記憶装置と演算処理部と表示装置と入力装置とを有する半導体検査装置を用いた半導体検査方法において、
    前記記憶装置に格納されたウエハの回路パターンの画像を読み出すステップと、
    前記演算処理部によって前記回路パターンの画像から前記回路パターンの特徴量を演算するステップと、
    前記表示装置によって、前記特徴量を座標軸とする座標平面上に前記回路パターンの画像を表す点をプロットしたグラフを表示するグラフ表示画面を表示するステップと、
    を有し、前記点の各々は、前記回路パターンの画像に対してオペレータが設定した、前記回路パターンの製造結果の良否を表す評価クラスを示すように描かれていることを特徴とする半導体検査方法。
15. 請求項１４記載の半導体検査方法において、
    前記点は、前記評価クラス毎に異なる色によって表示されていることを特徴とする半導体検査方法。
16. 請求項１４記載の半導体検査方法において、
    前記入力装置を介してオペレータが入力した指示に基づいて、前記座標平面上に座標軸に垂直な閾線を付加するステップと、
    前記入力装置を介してオペレータが、前記点を前記評価クラス毎に区分けするように前記閾線を付加したとき、前記閾線によって特徴量の閾値を設定するステップと、
    を有することを特徴とする半導体検査方法。
17. 請求項１４記載の半導体検査方法において、
    前記表示装置によって、前記閾線によって設定された特徴量の閾値の数値を表示する評価クラス判定パラメータ設定領域を含むパラメータの設定画面を表示するステップと、
    を有することを特徴とする半導体検査方法。
18. 請求項１４記載の半導体検査方法において、
    前記グラフ表示画面は、前記グラフと共に前記グラフの縮小画像であるサムネイルグラフを複数個表示することを特徴とする半導体検査方法。

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