JP2014063914A - 半導体検査装置、半導体検査方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置の物理量のうちの、半導体装置を転写したときの半導体装置のレチクルに対する相対的な位置に応じて変動する成分を除去して、高い精度で半導体装置の良否を判定する装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、レチクルをウエハと平行に移動させつつ複数回用いることで前記ウエハ上に形成された複数の半導体装置のそれぞれに対する物理量を取得する取得手段３１と、前記複数の半導体装置のうちの形成時における前記レクチルに対する相対的な位置が等しい半導体装置から成るグループを抽出し、各グループに含まれる半導体装置に対して取得した物理量の統計量を算出する算出手段３２と、各半導体装置について取得した物理量から、該半導体装置を含むグループについて算出した統計量を差し引くことにより、該物理量を補正する補正手段３３と、補正後の物理量に基づいて各半導体装置の良否を判定する判定手段３５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体検査装置、半導体検査方法およびプログラムに関し、例えば、半導体装置の特性を測定し、測定した特性の外れ値を検出することで半導体装置のスクリーニングを行う半導体検査装置、半導体検査方法およびプログラムに関する。

半導体装置のスクリーニングを行う半導体検査装置は、半導体装置に内在する不良を検出し、不良が検出された半導体装置をスクリーニングするために用いられる。例えば、特許文献１には、ウエハ上に形成された半導体装置について観測された物理量の分布に基づいて、分布から外れた物理量を示す半導体装置を特定し、特定した半導体装置の位置を出力する半導体検査方法が記載されている。

特開２００８−００２９００号公報

上記特許文献の開示は、引用により本書に繰り込み記載されているものとする。以下の分析は、本発明者によってなされたものである。

特許文献１に記載された技術は、半導体装置に内在する不良要因に基づく半導体装置の特性を示す物理量の変動を、例えば、ウエハ全体の半導体装置の当該物理量の分布に対する外れ値として検出する。しかし、物理量の変動には、不良要因によるもののみならず、半導体装置の正常範囲内の特性のズレによる変動も含まれる。この正常範囲内の特性のズレの存在による物理量の変動は、観測される物理量の分布の幅を広げるように作用する。このため、不良要因による物理量の変動が正常範囲内の特性のズレによる物理量の変動の範囲内に取り込まれてしまい、外れ値として認識できなくなるおそれがある。したがって、正常範囲内の特性のズレによる物理量の変動を除去ないし低減することで、不良要因起因の物理量の変動を相対的に際立たせて外れ値として容易に検出できるようにすることが望ましい。

特に、レチクルを移動させつつ複数回のショットによりウエハ上に半導体装置を形成した場合、１ショットで形成された半導体装置の物理量の分布はショット間で互いに類似する傾向がある。すなわち、半導体装置の物理量は、当該半導体装置を転写したときのレチクルに対する相対的な位置に応じて変動し得る。かかる変動は半導体装置の良否の判定を阻害する要因となるため、これを除去して高い精度で半導体装置の良否を判定できるようにすることが望まれる。なお、その他の要望および新規な特徴は、本明細書の記載および添付図面から明らかにされる。

一実施の形態によれば、半導体検査装置は、
レチクルをウエハと平行に移動させつつ複数回用いることで前記ウエハ上に形成された複数の半導体装置のそれぞれに対する物理量を取得する取得手段と、
前記複数の半導体装置のうちの形成時における前記レクチルに対する相対的な位置が等しい半導体装置から成るグループを抽出し、各グループに含まれる半導体装置に対して取得した物理量の統計量を算出する算出手段と、
各半導体装置について取得した物理量から、該半導体装置を含むグループについて算出した統計量を差し引くことにより、該物理量を補正する補正手段と、
補正後の物理量に基づいて各半導体装置の良否を判定する判定手段と、を備える。

また、他の実施の形態によれば、半導体検査方法は、
コンピュータが、レチクルをウエハと平行に移動させつつ複数回用いることで前記ウエハ上に形成された複数の半導体装置のそれぞれに対する物理量を取得する工程と、
前記複数の半導体装置のうちの形成時における前記レクチルに対する相対的な位置が等しい半導体装置から成るグループを抽出し、各グループに含まれる半導体装置に対して取得した物理量の統計量を算出する算出工程と、
各半導体装置について取得した物理量から、該半導体装置を含むグループについて算出した統計量を差し引くことにより、該物理量を補正する工程と、
補正後の物理量に基づいて各半導体装置の良否を判定する判定工程と、を含む。

さらに、他の実施の形態によれば、プログラムは、
レチクルをウエハと平行に移動させつつ複数回用いることで前記ウエハ上に形成された複数の半導体装置のそれぞれに対する物理量を取得する処理と、
前記複数の半導体装置のうちの形成時における前記レクチルに対する相対的な位置が等しい半導体装置から成るグループを抽出し、各グループに含まれる半導体装置に対して取得した物理量の統計量を算出する算出処理と、
各半導体装置について取得した物理量から、該半導体装置を含むグループについて算出した統計量を差し引くことにより、該物理量を補正する処理と、
補正後の物理量に基づいて各半導体装置の良否を判定する判定処理と、をコンピュータに実行させる。
なお、プログラムは、非トランジェントなコンピュータ読み取り可能な記録媒体（non-transitory computer-readable storage medium）に記録されたプログラム製品として提供することができる。

前記実施の形態に係る半導体検査装置、半導体検査方法およびプログラムによると、半導体装置の物理量のうちの、半導体装置を転写したときの半導体装置のレチクルに対する相対的な位置に応じて変動する成分を除去して、高い精度で半導体装置の良否を判定することが可能となる。

実施形態に係る半導体装置の構成を一例として示すブロック図である。 実施形態に係る半導体検査装置の構成を一例として示すブロック図である。 実施形態に係る半導体検査装置における計算機の構成を一例として示すブロック図である。 レチクルの構成を一例として示す図である。 図４に示したレチクルを用いてウエハ上に描画された半導体装置を一例として示す図である。 半導体装置の物理量の分布を一例として示す図である。 半導体装置の物理量が位置に応じて変動する様子を一例として示す図である。 実施形態に係る半導体検査装置の動作を一例として示すフロー図である。 ウエハ上における半導体装置の位置について説明するための図である。 １ショット内における半導体装置の位置について説明するための図である。 ウエハ上におけるショットの位置について説明するための図である。

はじめに、本発明の概要について説明する。なお、この概要に付記する図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。

本発明による半導体検査装置、半導体検査方法およびプログラムは、ウエハ上に作製された半導体装置の特性を示す物理量情報（例えば、電流値、電圧値、周波数値等）から、前記半導体装置のウエハ上の位置に起因する物理量の変動成分を除外ないし低減することで、不良要因の内在による半導体装置の特性を示す物理量変動の検出精度を向上させる。

図１は、本発明に係る半導体検査装置の構成を一例として示すブロック図である。図１を参照すると、半導体検査装置（３０）は、レチクルをウエハと平行に移動させつつ複数回用いることでウエハ上に形成された複数の半導体装置のそれぞれについての物理量を取得する取得手段（３１）と、複数の半導体装置のうちの形成時におけるレチクルに対する相対的な位置が等しい半導体装置からなるグループを抽出し、各グループに含まれる半導体装置について取得した物理量の統計量を算出する算出手段（３２）と、各半導体装置について取得した物理量から、当該半導体装置を含むグループについて算出した統計量を差し引くことにより、物理量を補正する補正手段（３３）と、補正後の物理量に基づいて各半導体装置の良否を判定する判定手段（３５）と、を備える。

半導体装置の物理量は、当該半導体装置を転写したときのレチクルに対する相対的な位置に応じて変動し得る。かかる変動は、物理量の分布の幅を拡げ、半導体装置の良否の判定を阻害する。しかし、半導体検査装置（３０）によると、かかる変動を除去して高い精度で半導体装置の良否を判定することができる。すなわち、半導体検査装置（３０）によると、半導体装置の物理量のうちの、半導体装置を転写したときの半導体装置のレチクルに対する相対的な位置に応じて変動する成分を除去して、高い精度で半導体装置の良否を判定することが可能となる。

図１を参照すると、半導体検査装置（３０）は、１または２以上のウエハから成る所定の母集団に対する補正後の物理量の分布を生成する分布生成手段（３４）を備えていてもよい。このとき、判定手段（３５）は、各半導体装置に対する補正後の物理量が生成した分布の外れ値であるか否かに応じて、当該半導体装置の良否を判定する。かかる半導体検査装置（３０）によると、外れ値を容易に識別することが可能となる。

分布生成手段（３４）は、所定の母集団として、ロット内の全部または一部のウエハから成る母集団を用いるようにしてもよい。また、算出手段（３２）は、統計量を算出する際の母集団として、ロット内の全部または一部のウエハから成る母集団を用いるようにしてもよい。ここで、一部のウエハとして、奇数番目のウエハ、偶数番目のウエハ、ロット内のウエハに番号付けをしたときの所定の番号のウエハ等が考えられる。ただし、母集団はこれらに限定されるものではない。

半導体装置の物理量は、ロット内の全部または一部のウエハの間で類似の偏りを示す場合がある。かかる場合において、分布生成手段（３４）または算出手段（３２）がロット内の全部または一部のウエハから成る母集団を用いることにより、高い確率で不良品を検出することが可能となる。

算出手段（３２）は、統計量として、各グループに含まれる半導体装置に対して取得した物理量の平均値、中央値（メジアン）または最頻値（モード）を求めるようにしてもよい。これらの統計量、すなわち、平均値、中央値、最頻値等によると、半導体装置について計測された物理量のうちの、半導体装置を転写したときのレチクルに対する相対的な位置に応じて変動する成分を特徴付けることができる。

取得手段（３１）は、複数の半導体装置のうち、別の手段で良品と判定された半導体装置についてのみ物理量を取得するようにしてもよい。このとき、他の判定条件に基づいて良品と判定された半導体装置を母集団としつつ、取得した物理量に対する、半導体装置の良否を判定することが可能となる。

図２および図３は、本発明に係る半導体検査装置をさらに詳細に示すブロック図である。図２および図３を参照すると、半導体検査装置は、ウエハ上の位置に起因する物理量の変動成分を算出するために、半導体装置が作成されたときのショット情報を格納するショットマップ情報保持部（１８）と、半導体装置の物理量のショット内における分布傾向を算出する統計量算出部（２１）と、半導体装置の観測された物理量からショット内分布を減じる補正部（２２）と、を備えていてもよい。

図８は、本発明に係る半導体検査方法を示すフロー図である。図８を参照すると、半導体検査方法は、観測された物理量のショット内分布傾向を算出する工程（ステップＳ４）と、観測された物理量から物理量のショット内分布を減じる工程（ステップＳ５）と、を含んでいてもよい。

また、プログラムは、観測された物理量のショット内分布傾向を算出する処理（ステップＳ４）と、観測された物理量から物理量のショット内分布を減じる処理（ステップＳ５）と、をコンピュータに実行させるようにしてもよい。

半導体装置の物理量の変動は、半導体装置特性の正常範囲内のズレに起因する変動と、半導体装置に内在する不良要因に起因する変動とから成る。したがって、不良要因に起因する変動を正しく検出するためには、正常な範囲内のズレに起因する変動成分を除外ないし低減することが必要となる。

半導体装置特性の正常範囲内のズレに起因する物理量の変動として、ショット内の位置に応じた物理量の変動がある。半導体装置は、一般に、露光装置によってウエハ上に回路を焼き付けることにより作成される。現在の露光装置の主流はステッパであり、レチクルに描かれた回路の原図をウエハ上に転写することで回路を焼き付ける。レチクルには同一の半導体装置の回路の原図が２×２（縦２列、横２列）、３×３（縦３列、横３列）のように複数描かれている場合が多い。したがって、１回の転写により複数の半導体装置の回路がウエハ上に転写される。この操作を「ショット」と呼ぶ。１回のショットで１枚のウエハ上のすべてに半導体装置の回路を焼き付けることは難しく、通常は複数回のショットを順次繰り返すことによって、ウエハ全体に半導体装置の回路を焼き付ける。

図４は、レチクルの構成を一例として示す平面図である。図４に示した例では、１つのレチクルにおいて、縦３列および横４列の１２個の半導体装置に対する回路の原図が描かれている。図５は、図４に示したレチクルを用いて、ウエハ上にショットを繰り返して半導体装置を描画した例を示す。図５に示した例では、合計９回のショットで合計１０８個（１２個×９回）の半導体装置が作成されている。

１回のショットで作成される複数の半導体装置間の特性は必ずしも同一とはならず、特性に多少の差が生じる。すなわち、半導体装置の特性を表す物理量は、１ショットで作成される半導体装置間で互いに異なる値となる。ショット内の半導体装置の位置に、その半導体装置の物理量を対応付けると、物理量はショット内である分布を形成する。この分布はステッパの光学的な特性のばらつきや、レチクル内での回路の原図の位置など種々の要因に起因している。これが、ショット内での半導体装置の物理量の変動である。

ところで、ショット間でそれぞれの半導体装置の物理量を観察すると、それぞれのショット内における物理量の分布が類似していることが分かる。すなわち、ショットごとに同じ物理量の分布が繰り返されていることが分かる。１回のショットで複数個の半導体装置を作成する操作を順次繰り返してウエハ上に半導体装置を作成することによって、ショット内の半導体装置の特性の分布がショット間で互いに類似したと考えられる。

図６は、上記ショット間の分布傾向を模式的に示した図である。図６では、図５に示した半導体装置およびショット状態と同様に、１回のショットで合計１２個の半導体装置が作成され、９回のショットで合計１０８個の半導体装置が作成されている。

図６に示した例では、１つのショット内で、左上に位置する半導体装置の物理量は大きく、右下に位置する半導体装置の物理量は小さいという傾向を示している。この傾向は、他のショット内においても同様であり、このようなショット内の分布傾向が繰り返し現れている。

図７は、ショット内の分布がショット間で繰り返される様子を模式的に示した図である。横軸は半導体装置のウエハ内での位置を示し、縦軸は半導体装置の物理量の観測値を示している。１つのショット内での分布傾向は他のショット内でも同様な傾向を示しており、類似の分布が周期的に出現している。

このショット内での半導体装置の物理量の変動は、半導体装置のショット内での位置に起因する正常な特性のズレによる物理量の変動であり、この影響を除去することで、半導体装置の不良要因による物理量の変動をより高い精度で検出することが可能となる。

そこで、統計量算出部２１は、ショット内での半導体装置の物理量の分布を求めるために、すべてのショットでの半導体装置の物理量の分布を平均化することで、ランダムな物理量の変動を除外し、ショット内の物理量分布を求める。この物理量の分布は、いわば半導体装置の位置に応じた物理量の理想的な値であり、半導体装置の正常範囲内のズレに起因する物理量の分布を示している。そこで、補正部２２は、この分布を、半導体装置について観測された物理量の分布から減じる。

これにより、半導体装置の正常な範囲内のズレによる物理量の変動を除去ないし大幅に低減することができる。したがって、不良要因起因の特性の変動をより高精度に検出することが可能となる。

（実施形態）
実施形態に係る半導体検査装置について、さらに図面を参照しつつ詳細に説明する。図２は、本実施形態の半導体検査装置の構成を一例として示すブロック図である。

図２を参照すると、ウエハ１４上には、作製された被測定半導体装置が存在する。各半導体装置はプローバ１２を介してＬＳＩテスタ１１に電気的に接続される。

プローバ１２は、計算機１５に接続され、定められた手順に従って制御される。また、プローバ１２は、ウエハ１４上の被測定半導体装置の位置情報をＬＳＩテスタ１１および計算機１５に送信する。

ＬＳＩテスタ１１は、定められた手順に従ってウエハ１４上の被測定半導体装置の特性を観測し、観測した物理量（例えば、電流値、電圧値、周波数等）や観測結果に基づく被測定半導体装置の良否（ＧＯ／ＮＯＧＯ）、被測定半導体装置のウエハ１４での位置情報等を含む観測結果をデータファイル１３に出力する。

ショットマップ情報保持部１８は、計算機１５に接続され、ウエハ１４上に作成された半導体装置のショット位置情報を計算機１５に伝達する。なお、ショット位置情報は予め計算機１５に用意しておいてもよいし、データファイル１３に用意していてもよい。ここで、ショット位置情報とは、半導体装置のウエハ上における位置、および、レチクルに対する相対的な位置を表す情報をいう。

図示しないものの、計算機１５がＬＳＩテスタ１１の動作を制御してもよい。

計算機１５は、データファイル１３に接続され、被測定半導体装置について観測された物理量情報と、位置情報とを受け取り、定められた手順に従って外れ値となる物理量を有する被測定半導体装置の位置情報を算出し、結果１６として出力する。

計算機１５の一連の動作は、計算機１５に接続された記録媒体１７に対して、全体を制御する計算機プログラムとして記録されていてもよい。

図３は、本実施形態の半導体検査装置における計算機１５の構成を一例として示すブロック図である。図３を参照すると、計算機１５は、統計量算出部２１、補正部２２、分布図生成部２３、判定部２４、および、デバイス特定部２５を備える。

統計量算出部２１および補正部２２は、データファイル１３からデータ（物理量情報、位置情報等）を受信する。データは、被測定半導体装置について観測された物理量情報および位置情報を含む。なお、データは、別の手段で良品判定（ＧＯ判定）がなされた半導体装置に関する情報のみを含むようにしてもよい。また、統計量算出部２１は、ショットマップ情報保持部１８からショット位置情報を受信する。

統計量算出部２１は、物理量のショット内における分布を算出する。また、統計量算出部２１は、算出した物理量の分布情報を補正部２２に送信する。

補正部２２は、データファイル１３から送信された物理量情報から、物理量のショット内分布情報を減算処理することで、個々の半導体装置の補正された物理量情報を計算する。また、補正部２２は、計算結果を分布図生成部２３に送信する。

分布図生成部２３は、補正後の物理量の分布図を作成する。分布図を作成する母集団として、同一のウエハ上に存在する半導体装置、同一のロットの半導体装置等の所定の母集団を用いることができる。分布図生成部２３は、作成した分布図の情報を判定部２４に送信する。

判定部２４は、予め定められた手順、規格値によって、分布図の情報を解析し、良否（ＧＯ／ＮＯＧＯ）判定を行う。また、判定部２４は、判定結果をデバイス特定部２５に送信する。

デバイス特定部２５は、受信した判定結果に基づいて、外れ値を示す被測定半導体装置の位置情報を特定し、結果１６として出力する。

図２および図３に示した本実施形態の半導体検査装置の動作について、図面を参照して説明する。図８は、本実施形態の半導体検査装置の動作を一例として示すフロー図である。

被測定デバイスである半導体装置は、ウエハ１４上に作製されている。半導体装置はプローバ１２を介してＬＳＩテスタ１１に電気的に接続され、ＬＳＩテスタ１１による電源の供給、信号の印加、測定が可能とされている。プローバ１２は、予め定められた手順に従って、ウエハ１４上の半導体装置のそれぞれについてＬＳＩテスタ１１との接続を構成し、ＬＳＩテスタ１１による半導体装置の観測を行う。なお、計算機１５は、この一連の動作を指示するようにしてもよい。

ＬＳＩテスタ１１は、所定の手順に従って、接続された半導体装置に電源および電気信号を供給し、種々の物理量（電圧値、電流値、周波数等）を観測する（ステップＳ１）。また、ＬＳＩテスタ１１は、所定の方法および規格値に基づいて、半導体装置の良否（ＧＯ／ＮＯＧＯ）判定を行う。

プローバ１２は、被測定半導体装置のウエハ１４上での位置情報をＬＳＩテスタ１１に送信する（ステップＳ２）。ＬＳＩテスタ１１は、上記の物理量、ＧＯ／ＮＯＧＯ判定結果等の観測結果を、ウエハ１４上での半導体装置の位置情報とともに、データファイル１３に格納する。

データファイル１３は、半導体装置の観測値である物理量を、半導体装置の位置情報、半導体装置のＧＯ／ＮＯＧＯ結果に紐付けして保存する（ステップＳ３）。ウエハ１４上の半導体装置に対する一連の観測が完了すると、計算機１５は、データファイル１３に格納された観測値である物理量や位置情報を読み出す。ここで、計算機１５が読み出す情報を、別の手段で良品（ＧＯ）判定された半導体装置に関する情報のみとしてもよい。

統計量算出部２１は、ショットマップ情報保持部１８に蓄積されたショットマップ情報に基づいて、観測された物理量のショット内分布の平均値を求める（ステップＳ４）。

補正部２２は、個々の半導体装置について観測された物理量から当該半導体装置のショット内での位置に相当するショット内分布の値を減算することで、補正された物理量を求める（図８のステップＳ５）。補正部２２は、補正後の物理量を各半導体装置の位置情報とともに分布図生成部２３に送信する。

分布図生成部２３は、補正された物理量の分布を作成する（ステップＳ６）。物理量の分布の母集団として、同一ウエハ上の半導体装置、同一ロットの半導体装置等の所定の母集団を用いることができる。

判定部２４は、分布図生成部２３で作成された分布から、補正された物理量の中から外れ値となる物理量を所定の方法で特定する（ステップＳ７）。

デバイス特定部２５は、外れ値となった物理量に紐付けられた半導体装置の位置情報を特定し、結果１６として出力する（ステップＳ８）。

以下では、統計量算出部２１の動作（ステップＳ４）について、さらに詳細に説明する。

図９は、ウエハ１４上に作成された半導体装置の模式図である。図９において、個々の半導体装置は矩形で表現されている。通常、半導体装置はウエハ上に格子状に配置されているため、その位置をＸ方向、Ｙ方向のインデックスで表すことができる。ここでは、一例として、Ｘ方向にｉ行目、Ｙ方向にｊ列目の半導体装置の位置を（ｉ，ｊ）で表すものとする。また、位置（ｉ，ｊ）の半導体装置について観測された物理量をＡ（ｉ，ｊ）で表す。位置（ｉ，ｊ）に半導体装置が存在しない場合、および、位置（ｉ，ｊ）の半導体装置の物理量が観測されていない場合には、物理量Ａ（ｉ，ｊ）は定義されないものとする。

図１０は、ショットを示す模式図である。図１０の矩形は１回のショットで作成される半導体装置（図１０においては１２個の半導体装置）を示している。図１０に示したショットでは、Ｘ方向に３行、Ｙ方向に４列の半導体装置が含まれている。ショット内での半導体装置の位置はＸ方向のインデックスｐと、Ｙ方向のインデックスｑを用いて（ｐ，ｑ）のように表すことができる。すなわち、（ｐ，ｑ）はショット内の位置がＸ方向にｐ行目、Ｙ方向にｑ列目であることを表す。

図１１は、各ショットとウエハ上の半導体装置との関係を示す。図１１では、各矩形は個々の半導体装置を示し、塗り潰された矩形は１回のショットで作成される半導体装置を示す。ショットの大きさは、１ショットに含まれる半導体装置のＸ方向の行数およびＹ方向の列数で表される。図１１に示すように、Ｘ方向にｍ行の半導体装置を有し、Ｙ方向にｎ列の半導体装置を有するショットの大きさはｍ×ｎとなる。

一般に、ショットは格子状に並べられる。したがって、ウエハ１４上における各ショットの位置をＸ方向、Ｙ方向のインデックスで表すことができる。例えば、Ｘ方向にｓ行目、Ｙ方向にｔ列目のショットを（ｓ，ｔ）のように表すことができる。

ショットの大きさをｍ×ｎとし、ウエハ１４上の半導体装置の位置を（ｉ，ｊ）、当該半導体装置を含むショット位置を（ｓ，ｔ）、ショット内における当該半導体装置の位置を（ｐ，ｑ）とすると、式（１）、（２）の関係が成り立つ。

ｉ＝（ｓ−１）×ｍ＋ｐ 式（１）
ｊ＝（ｔ−１）×ｎ＋ｑ 式（２）

式（１）、（２）の関係を充足する（ｐ，ｑ，ｓ，ｔ）または（ｐ，ｑ，ｉ，ｊ）をショット位置情報としてもよい。

統計量算出部２１は、ショット内における物理量の統計量Ｓ（ｐ，ｑ）を、式（３）によって求められる物理量Ａ（ｉ，ｊ）の平均値としてもよい。

Ｓ（ｐ，ｑ）＝（１／Ｎ）×ΣＡ（ｉ，ｊ） 式（３）

式（３）のｉ，ｊは、式（１）、（２）によって与えられる。また、式（３）の総和ΣはＡ（ｉ，ｊ）が定義されているすべてのインデックスｓ，ｔについての和である。さらに、式（３）のＮは、Ａ（ｉ，ｊ）が定義されているインデックスｓ，ｔの組の総数である。なお、統計量算出部２１は、統計量Ｓ（ｐ，ｑ）を式（３）で与えられる平均値とする代わりに、物理量Ａ（ｉ，ｊ）が定義されているすべてのインデックスｓ，ｔに対するＡ（ｉ，ｊ）の中央値（メジアン）や最頻値（モード）としてもよい。

以上のようにＳ（ｐ，ｑ）を定めることで、ショット内における物理量の分布が求められる。

ここで、統計量Ｓ（ｐ，ｑ）を算出する際、１枚のウエハ上の半導体装置を母集団としてもよい。また、複数のウエハから成る１ロットのすべての半導体装置を母集団としてもよい。さらに、１ロット内の一部のウエハに含まれる半導体装置を母集団としてもよい。

次に、補正部２２による、半導体装置の物理量からショット内分布の物理量を減算処理して、補正された物理量を算出する方法について詳細に説明する。

半導体装置の物理量をＡ（ｉ，ｊ）とし、当該半導体装置の位置における統計量Ｓ（ｐ，ｑ）とすると、補正部２２は、Ａ（ｉ，ｊ）−Ｓ（ｐ，ｑ）を補正後の物理量とする。ただし、ｉ，ｊ，ｐ，ｑは、式（１）、（２）を満たすものとする。

判定部２４による外れ値の決定方法として、例えば、与えられた分布に対して平均値と標準偏差を求め、平均値から標準偏差のｎ倍以上離れているものを外れ値として定義してもよい。一例として、判定部２４は、平均値から標準偏差の６倍以上離れた値を外れ値としてもよい。ただし、外れ値を定義する方法は、かかる方法に限定されない。

半導体装置の特性を示す物理量は半導体装置のウエハ上の位置による成分と位置に因らない成分とから成り、不良要因による物理量の変動は位置に因らない成分に含まれる。一般に、半導体装置がショット単位で作成されることから、位置による物理量成分は、ショットを単位として２次元の周期的な変化を示す。このことを利用して、ショット内における物理量の変動量を求め、求めた変動量を観測された物理量から減算することで、物理量のうちの位置に依存する成分を大幅に低減し、物理量の位置に寄らない成分のみを抽出することが可能となる。位置に寄らない物理量の分布は、元々の物理量の分布と比較して十分に狭い範囲に収まり、不良要因の内在による物理量の変動を容易に検出することが可能となる。

したがって、上記実施形態によると、半導体装置に内在する不良要因による半導体装置の特性を表す物理量の変動を高精度に検出することができ、不良な半導体装置を高精度にスクリーニングすることが可能となる。

なお、上記の特許文献の先行技術文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。

１１ ＬＳＩテスタ
１２ プローバ
１３ データファイル
１４ ウエハ
１５ 計算機
１６ 結果
１７ 記録媒体
１８ ショットマップ情報保持部
２１ 統計量算出部
２２ 補正部
２３ 分布図生成部
２４ 判定部
２５ デバイス特定部
３０ 半導体検査装置
３１ 取得手段
３２ 算出手段
３３ 補正手段
３４ 分布生成手段
３５ 判定手段

Claims (17)

1. レチクルをウエハと平行に移動させつつ複数回用いることで前記ウエハ上に形成された複数の半導体装置のそれぞれに対する物理量を取得する取得手段と、
   前記複数の半導体装置のうちの形成時における前記レクチルに対する相対的な位置が等しい半導体装置から成るグループを抽出し、各グループに含まれる半導体装置に対して取得した物理量の統計量を算出する算出手段と、
   各半導体装置について取得した物理量から、該半導体装置を含むグループについて算出した統計量を差し引くことにより、該物理量を補正する補正手段と、
   補正後の物理量に基づいて各半導体装置の良否を判定する判定手段と、を備える、半導体検査装置。
2. １または２以上のウエハから成る所定の母集団に対して、補正後の物理量の分布を生成する分布生成手段を備え、
   前記判定手段は、各半導体装置に対する補正後の物理量が生成した分布の外れ値であるか否かに応じて、該半導体装置の良否を判定する、請求項１に記載の半導体検査装置。
3. 前記分布生成手段は、前記所定の母集団として、ロット内の全部または一部のウエハから成る母集団を用いる、請求項２に記載の半導体検査装置。
4. 前記算出手段は、前記統計量を算出する際の母集団として、ロット内の全部または一部のウエハから成る母集団を用いる、請求項３に記載の半導体検査装置。
5. 前記算出手段は、前記統計量として、各グループに含まれる半導体装置に対して取得した物理量の平均値、中央値（メジアン）または最頻値（モード）を求める、請求項４に記載の半導体検査装置。
6. 前記取得手段は、前記複数の半導体装置のうちの良品と判定された半導体装置に対してのみ物理量を取得する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導体検査装置。
7. 前記物理量は、電圧値、電流値または周波数である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導体検査装置。
8. コンピュータが、レチクルをウエハと平行に移動させつつ複数回用いることで前記ウエハ上に形成された複数の半導体装置のそれぞれに対する物理量を取得する工程と、
   前記複数の半導体装置のうちの形成時における前記レクチルに対する相対的な位置が等しい半導体装置から成るグループを抽出し、各グループに含まれる半導体装置に対して取得した物理量の統計量を算出する算出工程と、
   各半導体装置について取得した物理量から、該半導体装置を含むグループについて算出した統計量を差し引くことにより、該物理量を補正する工程と、
   補正後の物理量に基づいて各半導体装置の良否を判定する判定工程と、を含む、半導体検査方法。
9. 前記コンピュータが、１または２以上のウエハから成る所定の母集団に対して、補正後の物理量の分布を生成する生成工程を含み、
   前記判定工程において、各半導体装置に対する補正後の物理量が生成した分布の外れ値であるか否かに応じて、該半導体装置の良否を判定する、請求項８に記載の半導体検査方法。
10. 前記生成工程において、前記所定の母集団として、ロット内の全部または一部のウエハから成る母集団を用いる、請求項９に記載の半導体検査方法。
11. 前記算出工程において、前記統計量を算出する際の母集団として、ロット内の全部または一部のウエハから成る母集団を用いる、請求項１０に記載の半導体検査方法。
12. 前記算出工程において、前記統計量として、各グループに含まれる半導体装置に対して取得した物理量の平均値、中央値（メジアン）または最頻値（モード）を求める、請求項１１に記載の半導体検査方法。
13. レチクルをウエハと平行に移動させつつ複数回用いることで前記ウエハ上に形成された複数の半導体装置のそれぞれに対する物理量を取得する処理と、
    前記複数の半導体装置のうちの形成時における前記レクチルに対する相対的な位置が等しい半導体装置から成るグループを抽出し、各グループに含まれる半導体装置に対して取得した物理量の統計量を算出する算出処理と、
    各半導体装置について取得した物理量から、該半導体装置を含むグループについて算出した統計量を差し引くことにより、該物理量を補正する処理と、
    補正後の物理量に基づいて各半導体装置の良否を判定する判定処理と、をコンピュータに実行させる、プログラム。
14. １または２以上のウエハから成る所定の母集団に対する前記補正後の物理量の分布を生成する生成処理を、前記コンピュータに実行させ、
    前記判定処理において、各半導体装置に対する前記補正後の物理量が生成した分布の外れ値であるか否かに応じて、該半導体装置の良否を判定する、請求項１３に記載のプログラム。
15. 前記生成処理において、前記所定の母集団として、ロット内の全部または一部のウエハから成る母集団を用いる、請求項１４に記載のプログラム。
16. 前記算出処理において、前記統計量を算出する際の母集団として、ロット内の全部または一部のウエハから成る母集団を用いる、請求項１５に記載のプログラム。
17. 前記算出処理において、前記統計量として、各グループに含まれる半導体装置に対して取得した物理量の平均値、中央値（メジアン）または最頻値（モード）を求める、請求項１６に記載のプログラム。

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