JP2019016776A - 自動的に設定された検査エリアを有する集積回路パターン検査のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】システマティック欠陥が発生する可能性のある領域のみを検査対象とする事によって集積回路パターンの検査時間を短縮することができる検査エリアの設定方法を提供する。【解決手段】検査エリア設定方法は、設計データに含まれるパターンを形状に従って分類することで複数種のパターンを抽出し、前記複数種のパターンから１種類のパターンを選択し、前記設計データを検索して、前記選択されたパターンの種類と同じ形状を持つパターンを特定し、前記特定されたパターンの位置をサンプリングポイントとして登録する工程を含む。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、自動的に設定された検査エリアを用いた、集積回路ウェーハおよび／またはマスクのパターン検査の方法および装置に関する。より具体的には、このパターン検査装置および方法は、半導体集積回路（ＬＳＩ）、光電子デバイス、液晶パネル、およびそれらを製造するホトマスクまたはレチクルを含む、ホトリソグラフィによって製造されたデバイスの微細パターンの検査に使用される。

半導体集積回路の製造工程におけるウェーハのパターン検査、あるいはそのパターン形成用のホトマスクのパターン検査には、ダイ・ツー・ダイ（die to die）比較を用いた光学式パターン検査装置が使われている。ダイ・ツー・ダイ比較は、検査対象のダイである第１の半導体デバイスの画像と、第２のダイ、すなわち基準ダイの同じ位置から得られた画像を比較することによって欠陥を検出する。いくつかのシステムでは、基準ダイと検査対象のダイは近接している。ダイ・ツー・ダイ検査は、一般に、１つまたは複数のダイに現れるが全てのダイには現れない粒子汚染によって引き起こされるランダム欠陥などの欠陥を検出することができるが、このダイ・ツー・ダイ検査は、ウェーハまたはマスクの全てのダイに影響を与えるシステマティックな原因による欠陥を見逃す可能性がある。

近接ダイの存在しないホトマスクまたはレチクルの検査には、ダイ・ツー・データベース（die to database）比較と呼ばれる方法が使用されている。ダイ・ツー・データベース比較では、マスクデータは、マスクデータ画像に変換される。その後、ダイ・ツー・ダイ比較方法の基準ダイの画像を上記マスクデータ画像に置き換え、検査対象のダイの画像とマスクデータ画像とを比較して検査を行う。マスクデータは、設計データにホトマスク用の補正を施して得られるデータが含まれていてもよい。ダイ・ツー・データベース検査は、たとえば米国特許第５５６３７０２号明細書“Automated photomask inspection apparatus and method”に記載されている。

半導体集積回路生産での問題に注目すると、ゴミなどに起因するランダム欠陥よりも繰り返し発生するシステマティック欠陥が重要視されている。システマティック欠陥とは、ホトマスク不良、処理異常、レチクルの背景領域の穴、などを原因としてウェーハ上の全ダイにおいて繰り返し発生する欠陥である。システマティック欠陥は検査対象のダイおよび近接する基準ダイの両方に発生しているため、ダイ・ツー・ダイ比較では検出できない。ゆえに、ダイ・ツー・データベース比較方式でのウェーハ検査が必要とされている。

ウェーハ検査は検査対象ダイ全面において検査できる事が望ましい。しかしながら、ダイ・ツー・データベース比較方式は高精度であるが、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用する場合には、検査速度が遅い。最新の微細半導体プロセスで製造されたダイを検査するために必要な解像度を得るためには、ＳＥＭ検査が必要である。このため、ダイ・ツー・データベース比較では、検査領域は各ダイの一部に制限される。

検査領域の設定はエンジニアの経験をもとに手作業で行われている。それゆえ、検査領域外の領域において１つまたは複数の致命的な欠陥を検出できない可能性がある。

そこで設計回路を分析し同じ形状のパターンを複数検査することを避けて異なる種類のパターンを検査することで検査時間を短縮する方法が考えられる。これは、同じパターンには同じような欠陥が出ると予想できるためである。

例えば特許文献１“Inspection area setting method, inspection area setting apparatus, and computer program product”(米国特許出願公開第２０１１／００１３８２４号明細書)では、あらかじめ決められた複数の位置（サンプリングポイント）からパターンの形状の一致度に応じて各サンプリングポイントを分類し、検査領域として分類後の種類を最も多く囲むように設定する事で検査時間を短縮する方法が記載されている。但し、サンプリングポイントの選択の仕方および抽出後のパターンの分類方法については具体的な記載はない。また特許文献２“Design-based method for grouping systematic defects in lithography pattern writing system”(米国特許第７７６０３４７号明細書)では設計データに基づいて潜在的なシステマティック欠陥のパターンを分類する方法について記載されている。

一般的な手法としてサンプリングポイントを等間隔に配置する方法がある。しかしながら、この方法の分類結果には、可能性のあるシステマティック欠陥とは無関係なパターンの領域が入ってしまうため、無駄な検査が行われてしまう上に、分類に要する時間も増えてしまう。よって、本発明は、より適切なサンプリングポイントを選択する。

米国特許出願公開第２０１１／００１３８２４号明細書 米国特許第７７６０３４７号明細書

本発明の一実施形態によれば、システマティック欠陥が発生する可能性のある領域のみを検査対象とする事によって検査時間を短縮する方法が提供される。

一実施形態では、設計データに含まれるパターンを形状に従って分類することで複数種のポリゴンを抽出し、前記複数種のポリゴンから１種類のポリゴンを選択し、前記設計データを検索して、前記選択された１種類のポリゴンと同じ形状を持つポリゴンを特定し、前記特定されたポリゴンの位置をサンプリングポイントとして登録する、検査エリア設定方法によって達成される。

一実施形態では、前記１種類のポリゴンを選択する工程は、前記複数種のポリゴンの最小線幅を線幅しきい値と比較し、前記線幅しきい値よりも小さい最小線幅を持つ１種類のポリゴンを前記複数種ポリゴンから選択する工程である。

一実施形態では、ポリゴン検査装置は、プロセッサと走査型電子顕微鏡とを含み、前記プロセッサは、複数のポリゴンから成る集積回路設計データを入力し、検査エリアを設定するように構成された、機械読み取り可能な指令を備える。前記検査エリアの設定は、設計データに含まれるポリゴンを各ポリゴンの形状に従って分類することで複数種のポリゴンを抽出し、前記複数種のポリゴンの中から第１の種類のポリゴンを選択し、前記設計データを検索して、前記選択された第１の種類のポリゴンと同じ形状を持つポリゴンを特定し、前記特定されたポリゴンの位置をサンプリングポイントとして登録することによって実行される。前記指令は、被検査パターンにおける検査エリアの走査型電子顕微鏡画像を取得し、前記取得された走査型電子顕微鏡画像の形状と前記検査エリアにおける前記設計データとを比較するようにさらに構成されている。

本発明の上記実施形態によれば、システマティック欠陥が発生しやすい領域に限定したサンプリングポイントが得られ、結果として検査時間が短縮される。本発明の上記実施形態は、集積回路設計データや製造されたパターンのパターン検査などのあらゆるタイプの検査に適用可能である。

パターン検査装置の一実施形態を示すブロック図である。 パターン検査システムのＳＥＭに対するプロセッサ、メモリ、およびインターフェースを示すブロック図である。 パターン検査装置の画像生成装置の一実施形態を示す模式図である。 図１Ａの装置におけるパターン検査のための検査エリア設定方法の一実施形態を示すフローチャートである。 図１Ａの装置におけるパターン検査のための検査エリア設定方法の他の実施形態を示すフローチャートである。 図３Ａに示すフローチャートのステップ１の概念図である。 図３Ａに示すフローチャートのステップ２の概念図である。 図３Ａに示すフローチャートのステップ３の概念図である。 図３Ａに示すフローチャートのステップ４の概念図である。 図３Ａに示すフローチャートのステップ６の概念図である。 登録された全てのサンプリングポイントがマスクで覆われた状態を示す図である。 ポリゴンの形状が互いに一致しているかを判定する方法の一実施形態の概念図である。

図１Ａは、パターン検査装置の一実施形態を示すブロック図である。このパターン検査装置は、プロセッサおよび内部メモリを内蔵した主制御部１、記憶装置２、入出力制御部３（その一部のみを示す）、入力装置４、表示装置５、印刷装置６、および画像生成装置７を備える。

主制御部１は、１つまたは複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）とローカルメモリとを有するプロセッサを備え、記憶装置２に記憶されたソフトウェアの制御の下でパターン検査装置全体を管理し、かつ制御する。主制御部１は記憶装置２に接続されている。記憶装置２は、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブ、ソリッドステートディスク、光ディスクドライブ、または他のメモリデバイスの１つまたは複数の形態をとることができる。入力装置４は、キーボード、マウス等を備え、表示装置５は、入力データや計算パラメータ等を表示するディスプレイ等を備え、印刷装置６は、検査結果を印刷するプリンタ等を備える。検査エリアの位置、欠陥の位置、欠陥の測定値、およびその他のデータは、入出力制御部３を介して主制御部１に接続される。さらに、制御ユニット１は、いくつかの実施形態では、ネットワークを介してネットワークストレージシステムに接続され、ネットワークストレージシステムから設計データを読み取るようにしてもよく、検査エリアの位置、欠陥の位置、欠陥の測定値および欠陥の統計を格納し、検査に有用な他の情報を読み取り、または格納してもよい。

主制御部１の内部メモリには、ＯＳ（Operating System）等の制御プログラム、パターン検査やサンプリングポイントの抽出のためのプログラム、所要データ、およびその他のデータやプログラムが格納されている。主制御部１は、これらプログラムにより、パターン検査や検査エリアの抽出を行うように構成されている。これらのプログラムは、フレキシブルディスク、光ディスク、ＵＳＢドライブ、または他のメディアに予め記憶しておき、実行前に上記メディアから読み込まれ、ＲＡＭ、ソリッドステートディスク、ハードディスク、または他のメモリに記憶され、主制御部１の１つまたは複数のプロセッサによって実行されるようにすることができる。

図１Ｂは、図１Ａの主制御部１と記憶装置２を含む関連する構成要素の詳細なブロック図である。主制御部１，１０２は、1つまたは複数のプロセッサ１０４と、典型的には当技術分野で周知のキャッシュＳＲＡＭおよびＤＲＡＭから成るローカルの高速メモリ１０６とを備える。メモリ１０６は、オペレーティングシステム１０８カーネル、設計データ入力ルーチン１１０、および検査エリア設定ルーチン１１２を備えている。プロセッサ１０４は、内部バスおよびネットワークインタフェイス１１４を介して外部のネットワークストレージ１１６に接続されている。プロセッサ１０４はまた、ＳＥＭインターフェース１２０および画像生成装置７（すなわちＳＥＭ１２０）に接続されている。プロセッサ１０４はローカルストレージインターフェイス１２２にも接続されている。ローカルストレージインターフェイス１２２は、ＵＳＢドライブ１２４およびローカルストレージ１２６用のポートを有している。ローカルストレージ１２６は、オペレーティングシステム１０８によって設定された仮想メモリストレージ、実行可能なオペレーティングシステムファイル、およびプロセッサ１０４上で実行するように構成されたルーチン１１０，１１２を含むルーチンのコピーを含んでいる。

典型的な実施形態では、設計データ入力ルーチン１１０がプロセッサ１０４上で実行して、ＵＳＢドライブ１２４またはネットワークストレージ１１６からローカル設計データコピー１３２に設計データを読み出すことで、パターン検査セッションを開始する。次に、設計データ入力ルーチンは、ローカル設計データコピーのポリゴンを、設計データ形状１３６に読み込む。検査エリア設定ルーチン１１２は、検査領域１３８を生成するために設計データ形状を使用するが、これらの検査領域１３８は、いくつかの実施形態では、検査領域１３４の将来のセッションのために保存されてもよい。

一旦検査領域１３８が生成されると、設計データ画像生成ルーチン１４２は、設計データ形状１３６を使用して、設計データ画像１４４を構築する。いくつかの実施形態では、設計データ画像１４４は、検査される層の完全な画像であり、他の実施形態では、設計データ画像１４４は、検査領域１３０内の形状のみを含む部分的画像である。プロセッサ１０４はまた、ウェーハハンドリングルーチン１４０を実行して、ウェーハまたはマスクを走査型電子顕微鏡１２０に装着し、検査のためのダイの位置決めを行うように画像生成装置７に指示する。ＳＥＭ撮像ルーチン１４６およびアライメント機能１４７は、プロセッサ１０４上で実行され、ＳＥＭ１２０を使用して、ウェーハまたはマスク上のダイの検査領域のＳＥＭデータ部分画像１４８を構築する。次にパターン比較ルーチン１５０が実行され、検査が実行される。検査中に発見された問題は、パターン問題記録および統計分析ルーチン１５２によって記録され、パターン問題記録および統計分析ルーチン１５２は、発見された問題および統計をローカルストレージ１２８上の検査結果１５４内に記録する。ＳＥＭ撮像ルーチン１４６、パターン比較１５０、記録および統計分析１５２ルーチンは、ウェーハまたはマスク上の任意の追加のダイに対して再実行されてもよく、ウェーハハンドリングルーチン１４０と共に、他のウェーハまたはマスク上の追加のダイを検査してもよい。その後、検査結果１５４を表示装置５上で見ることができる。

図２は、パターン検査装置の画像生成装置７である走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の一実施形態を示す模式図である。図２に示すように、画像生成装置７は、電子線照射システム１０と試料室２０と２次電子検出器３０とを備えている。本実施形態では、画像生成装置７は走査型電子顕微鏡から構成されている。

ＳＥＭの電子線照射システム１０は、電子線を供給するために適合した電子銃１１と、電子銃１１から放出された１次電子を集束する集束レンズ１２と、電子線（荷電粒子線）を，Ｘ方向，Ｙ方向に偏向するＸ偏向器１３およびＹ偏向器１４と、対物レンズ１５とを備えている。試料室２０はＸ方向，Ｙ方向に可動のＸＹステージ２１を備えている。試料室２０にはウェーハ搬送装置４０によって検査対象となる試料パターンを有するウェーハＷが搬出入されるようになっている。

照射システム１０においては、電子銃１１から放出された１次電子は集束レンズ１２で集束された後に、Ｘ偏向器１３およびＹ偏向器１４で偏向されつつ対物レンズ１５により集束されて試料であるウェーハＷの表面に照射される。

ウェーハＷ上の検査パターンに１次電子が照射されるとウェーハＷからは２次電子が放出され、２次電子は２次電子検出器３０により検出される。集束レンズ１２および対物レンズ１５はレンズ制御装置１６に接続され、このレンズ制御装置１６は制御コンピュータ５０に接続されている。２次電子検出器３０は画像取得装置１７に接続され、この画像取得装置１７も同様に制御コンピュータ５０に接続されている。２次電子検出器３０で検出された２次電子強度が画像取得装置１７によって検査対象パターン画像に変換される。歪みの無い最大の検査対象パターン画像を取得できる１次電子の照射領域を視野と定義する。

前記Ｘ偏向器１３およびＹ偏向器１４は、偏向制御装置１８に接続され、この偏向制御装置１８も同様に制御コンピュータ５０に接続されている。ＸＹステージ２１は、ＸＹステージ制御装置２２に接続され、このＸＹステージ制御装置２２も同様に制御コンピュータ５０に接続されている。またウェーハ搬送装置４０も同様に制御コンピュータ５０に接続されている。制御コンピュータ５０は、操作コンピュータ６０に接続されている。

図３Ａは、パターン検査のための検査エリア設定方法の一実施形態を示すフローチャートである。検査エリア設定方法は、図１Ａに示す主制御部１によってパターン検査を行う前に実行される。まず、主制御部１は、設計データからポリゴンの形状データを取得し、ポリゴンを形状に従って分類し、それにより、設計データから複数のポリゴン形状を抽出する（ステップ１）。次に、主制御部１は、各ポリゴン形状（またはポリゴンの種類）の最小線幅が、予め設定したしきい値よりも小さいか否かを判定し（ステップ２）、ある種の欠陥があり得るポリゴンの種類を決定する。全ての種類のポリゴンの最小線幅がしきい値以上であれば、処理フローは終了し、そうでなければ処理フローはステップ３に進む。
ステップ３では、主制御部１は、しきい値よりも小さい最小線幅を持つポリゴンの種類を選択する。主制御部１は、設計データを検索して、設計データの中でステップ３で選択したポリゴンと同形状の全てのポリゴンを特定し、特定されたポリゴンの位置をサンプリングポイントとして登録する（ステップ４）。最小線幅がしきい値よりも小さい全ての種類のポリゴンの特定と登録が完了した場合は、処理フローは終了し（ステップ５）、そうでなければ処理フローはステップ６に進む。

主制御部１は、登録した全サンプリングポイントをマスクでそれぞれ覆い、全てのマスクの総面積を算出し（重複面積は１回だけ総面積に計上される）、設計データの面積に対するマスクの総面積の割合が、予め設定したしきい値よりも小さいか否かを判断する（ステップ６）。算出された割合がしきい値以上であれば処理フローは終了し、そうでなければ処理フローはステップ３に戻る。

図３Ｂの他の実施形態３００において、ポリゴンは取り込まれ（３０１）、形状に従って分類される（３０３）。同じ形状を有するポリゴンの各グループは、同じ種類であり、他の形状を有するポリゴンは異なる種類であると考えられる。

次に、ポリゴンの種類は、そのポリゴンの最小線幅に従って分類される（３０７）。各最小線幅のポリゴンは、複雑さに従ってさらに分類される。最小線幅が最も小さく、かつ最も複雑なポリゴンの種類が選択される（３０７）。

複雑さの決定では、ポリゴンの頂点の数が計数される。複雑さは、ポリゴンの頂点の数に等しいと考えられる。

ポリゴンの最小線幅がしきい値を超えている場合（３０９）、処理は終了する（３１１）。そうでなければ、この種類のものとして分類されたポリゴンは、サンプリングポイントリストに配置され（３１３）、マスクは、これらのポリゴンの周りに配置される（３１５）。マスクの面積は合計され、重複面積は１回だけ計上される（３１７）。マスクの総面積がしきい値を超えた場合（３１９）、処理は終了する（３１１）。そうでなければ、現在の線幅で、次に複雑な形状の種類が選択される（３２１）。同じ線幅を有する他の形状が残っていない場合は、次に大きい線幅を有する最も複雑な形状の種類が選択される。

図４は、図３Ａのステップ１の概念図である。設計データ７０は、配線、ゲート、トランジスタなどの、ポリゴン７４ｃ，７４ｄ，７４ｅで表される複数種のパターンを含む設計図である。各ポリゴン７４ｃ，７４ｄ，７４ｅは、途切れのない形状を持つ独立したパターンである。言い換えれば、設計データ７０を構成する矩形状の領域内には、ポリゴン７４ｃ，７４ｄ，７４ｅで表される複数種のパターンが存在する。主制御部１は、入力装置４を通じて設計データ７０を読み込み、設計データ７０から、異なる形状を持つ全てのタイプのポリゴン７１，７２，７３を抽出する。ポリゴン７４ｃはポリゴン７３、ポリゴン７４ｄはポリゴン７１、ポリゴン７４ｅはポリゴン７２として抽出される。

一般に、設計データには、異なる形状を持つ複数のポリゴンが含まれる。主制御部１（図１Ａ参照）は、設計データ７０内に存在する全てのポリゴン７４ｃ，７４ｄ，７４ｅを形状に従って分類することによって、形状の異なる複数種のポリゴン７１，７２，７３を設計データ７０から抽出する。図４に示す実施形態では、３種類のポリゴン７１，７２，７３が設計データ７０から抽出される。主制御部１は、ポリゴン７１，７２，７３の形状データを取得する。形状データは、各ポリゴンの頂点の相対位置を表すデータであり、より具体的には、各ポリゴンの頂点の座標から構成される。

図５は、図３Ａのステップ２の概念図である。主制御部１は、抽出されたポリゴン７１，７２，７３のそれぞれの最小線幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を求め、これら最小線幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を予め設定された線幅しきい値と比較し、最小線幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３が線幅しきい値よりも小さいか否かを判定する。最小線幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、ポリゴン７１，７２，７３の対応する座標から算出される。

図５に示す実施形態では、ポリゴン７１，７２の最小線幅Ｗ１，Ｗ２は、線幅しきい値よりも小さく、ポリゴン７３の最小線幅Ｗ３は線幅しきい値よりも大きい。よって、主制御部１は、最小線幅が線幅しきい値よりも小さいポリゴン７１，７２を決定する。同様に、主制御部１は、最小線幅が線幅しきい値よりも大きいポリゴン７３を決定する。このしきい値処理の理由は、最小線幅が大きいポリゴンは、オープンタイプの欠陥がないと予想されるため、オープンタイプの欠陥を有する可能性が高い他のポリゴンを重点的に検査するためである。

図６は、図３Ａのステップ３の概念図である。主制御部１は、線幅しきい値よりも小さい最小線幅を有する１種類のポリゴン７１を選択する。

最小線幅は、ポリゴンの形状に起因した欠陥の可能性を示す形状指標値である。一実施形態では、ポリゴンの頂点の数、またはポリゴンの周囲長さが第二の形状指標値として使用される。ポリゴンの頂点が多いということは、ポリゴンが複雑な形状を有し、そのようなポリゴンが欠陥を有する可能性が高いことを示す。一実施形態では、主制御部１は、抽出されたポリゴン７１，７２，７３のそれぞれの頂点の数を求め、これら頂点の数を予め設定された頂点数しきい値と比較し、頂点しきい値よりも大きい頂点数を持つ１種類のポリゴンを選択する。

同様に、ポリゴンの周囲が長いということは、ポリゴンが複雑な形状を有していることを示しているので、欠陥が生じやすい。一実施形態では、主制御部１は、抽出されたポリゴン７１，７２，７３のそれぞれの周囲長さを求め、これらポリゴンの周囲長さを予め設定された周囲長さしきい値と比較し、周囲長さしきい値よりも大きい周囲長さを持つ１種類のポリゴンを選択する。

一実施形態では、主制御部１は、ポリゴンの最小線幅、ポリゴンの頂点の数、およびポリゴンの周囲長さを、線幅しきい値、頂点しきい値、および周囲長さしきい値とそれぞれ比較する。

図７は、図３Ａのステップ４の概念図である。主制御部１（図１Ａ参照）は、設計データ７０を検索し、選択されたポリゴン７１と形状が一致するポリゴン７４ｄを特定する。主制御部１は、ポリゴン７４ｄの位置（絶対位置）をサンプリングポイント８０として登録する。サンプリングポイント８０の位置は、設計データ７０上に予め定義された二次元座標系上の座標によって表される。

ステップ２で選択された全てのポリゴン、すなわち、線幅しきい値よりも小さい最小線幅を有する複数種のポリゴン７１，７２の全てについて検索およびサンプリングポイント８０の登録が終わった場合は、処理フローを終了する（ステップ５）。図６および図７に示す例では、ポリゴン７２については検索およびサンプリングポイント８０の登録が未だ実行されていないので、処理フローは、次のステップ６に進む。

図８は、図３Ａのステップ６の概念図である。主制御部１は、登録された全てのサンプリングポイント８０をマスク８５でそれぞれ覆う。全てのマスク８５は同一のサイズおよび同一の形状を有している。マスク８５は物体ではなく、仮想的なマスクである。本実施形態では、マスク８５は正方形であるが、マスク８５は円形などの他の形状でもよい。マスク８５は、予め定められた規則に従ってサンプリングポイント８０上に置かれる。すなわち、各サンプリングポイント８０と、対応する各マスク８５との相対位置は、一定である。一実施形態では、マスク８５の中心とサンプリングポイント８０の中心とが一致するように、マスク８５はサンプリングポイント８０上に配置される。

主制御部１は、マスク８５同士の重複面積を除いた全てのマスク８５の総面積を算出する。この総面積は、図８において太い点線で囲まれた領域の面積である。さらに、主制御部１は、設計データ７０の面積（すなわち、設計データ７０を構成する矩形状の設計図の面積）に対する、上記総面積の割合（％）を算出し、総設計データエリアに対する選択された検査エリアの割合が予め設定したカバーリングしきい値以上であれば、処理フローを終了させる。算出された割合がカバーリングしきい値よりも小さければ、処理フローはステップ３に戻り、ステップ３からステップ６が繰り返される。

ステップ３が再度実行されるとき、既に選択されているポリゴン７１は選択されない。本実施形態では、ポリゴン７１の他には、ポリゴン７２が線幅しきい値よりも小さい最小線幅を有しているので、主制御部１は、ステップ３においてポリゴン７２を選択する。さらに、上述したように、ステップ４からステップ６が再度実行される。

図９は、ポリゴン７１とポリゴン７２がサンプリングポイント８０として登録され、登録されたサンプリングポイント８０がマスク８５で覆われた状態を示す図である。主制御部１は、全てのマスク８５の総面積（ただし、マスク８５の重複面積を除く）を算出する。さらに、主制御部１は、設計データ７０が表される領域の面積（矩形状の設計図の面積）に対するマスク８５の総面積の割合（％）を算出し、この割合が予め設定したカバーリングしきい値以上であれば、処理フローを終了させる。算出された割合がカバーリングしきい値よりも小さければ、処理フローはステップ３に再度戻る。

カバーリングしきい値を大きくすると、ステップ３〜ステップ６が繰り返されやすくなる。結果として、サンプリングポイント８０の数が多くなり、パターン検査の精度は向上する。その一方、カバーリングしきい値を小さくすると、ステップ３〜ステップ６が繰り返されにくくなる。結果として、サンプリングポイント８０の数が少なくなるが、パターン検査の時間は短縮される。カバーリングしきい値は、パターン検査精度とパターン検査時間とを比較考量して予め決定される。

本実施形態によれば、システマティック欠陥が発生する可能性のある領域、すなわちサンプリングポイント８０が設計データ７０上で特定されるので、パターン検査装置は、サンプリングポイント８０でのパターン検査を重点的に行うことができる。

図１０は、ステップ４において実行される、ポリゴンの形状が同じであるか否かを判断する方法の一実施形態を示す。図１０の実施形態では、例として、第１のポリゴン９１と第２のポリゴン９２の形状が比較される。主制御部１は、第１のポリゴン９１を第２のポリゴン９２に重ね合わせる。次に、主制御部１は、第１のポリゴン９１の頂点と第２のポリゴン９２の頂点のうち最も近い頂点との距離を算出し、第１のポリゴン９１の頂点と、第２のポリゴン９２の対応する頂点との距離を決定し、決定されたすべての距離が設定値よりも小さいか否かを判断する。主制御部１は、決定された距離が設定値よりも小さければ、第１のポリゴン９１と第２のポリゴン９２の形状は同一であると決定する。

図１０は、ステップ４において実行される、ポリゴンの形状が同じであるか否かを判断する方法の一実施形態を示す。図１０の実施形態では、例として、第１のポリゴン９１と第２のポリゴン９２の形状が比較される。主制御部１は、第２のポリゴン９２の原点９３から第１のポリゴン９１の原点９５を減算してオフセットを求め、第２のポリゴン９２の頂点からオフセットを差し引いて、第１のポリゴン９１の頂点と一致するように転置された第２のポリゴン９２に類似する転置されたポリゴン９４の頂点を決定する。次に、主制御部１は、第１のポリゴン９１の頂点と、転置された第２のポリゴン９２の対応する頂点との距離を算出し、算出された距離９６，９７が設定値よりも小さいか否かを判断する。具体的には、主制御部１は、算出された距離が設定値よりも小さければ、第１のポリゴン９１と第２のポリゴン９２の形状は同一であると決定する。

第１のポリゴン９１と第２のポリゴン９２の形状を比較する前に、第１のポリゴン９１または第２のポリゴン９２のいずれかを、回転、反転、並進、拡大、および／または縮小させてもよい。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
本明細書の範囲から逸脱することなく、上記の方法およびシステムにおいて変更を加えることができる。したがって、上記の説明に含まれるか、または添付の図面に示される事項は、例示的なものであり限定的な意味ではなく解釈されるべきである。以下の特許請求の範囲は、本明細書に記載された全ての一般的かつ特定の特徴ならびに本発明の方法およびシステムの範囲の全ての記述を含み、言い換えればそれらの間にあると言える。

Claims (14)

1. パターン検査装置における検査エリア設定方法であって、
   設計データに含まれるポリゴンを形状に従って分類することで複数種のポリゴンを抽出し、
   前記複数種のポリゴンから第１の種類のポリゴンを選択し、
   前記設計データを検索して、前記選択された第１の種類のポリゴンと同じ形状を持つポリゴンを特定し、
   前記特定されたポリゴンの位置をサンプリングポイントとして登録する、検査エリア設定方法。
2. 前記第１の種類のポリゴンを選択する工程は、
   前記複数種のポリゴンの最小線幅を線幅しきい値と比較し、
   前記線幅しきい値よりも小さい最小線幅を持つポリゴンとして前記第１の種類のポリゴンを選択する工程である、請求項１に記載の検査エリア設定方法。
3. 前記第１の種類のポリゴンを選択する工程は、特定の最小線幅を持つポリゴンのうち、最も頂点数の多いポリゴンを選択する工程である、請求項２に記載の検査エリア設定方法。
4. 前記第１の種類のポリゴンを選択する工程は、
   前記複数種のポリゴンの周囲長さを、周囲長さしきい値と比較し、
   前記周囲長さしきい値よりも大きな周囲長さを持つ前記第１の種類のポリゴンを前記複数種のポリゴンから選択する工程である、請求項２に記載の検査エリア設定方法。
5. 前記サンプリングポイントをマスクで覆い、
   前記設計データを構成する設計図の面積に対する前記マスクの総面積の割合を算出し、
   前記割合がカバーリングしきい値よりも小さい場合は、第１の種類のポリゴンを選択する前記工程と、ポリゴンを特定する前記工程と、サンプリングポイントを登録する前記工程と、サンプリングポイントをマスクで覆う前記工程を繰り返す、請求項１に記載の検査エリア設定方法。
6. 第２のポリゴンを前記第１の種類のポリゴンに転置した後、前記第１の種類のポリゴンの頂点と、対比される前記第２のポリゴンの対応する頂点との差が、設定値よりも小さい場合は、前記対比されるポリゴンは前記１種類のポリゴンと同一の形状を有すると判定される、請求項１に記載の検査エリア設定方法。
7. プロセッサと走査型電子顕微鏡とを備えたパターン検査装置であって、
   前記プロセッサは、機械読み取り可能な指令を有しており、
   前記機械読み取り可能な指令は、
   複数のポリゴンを含む集積回路設計データを入力し、
   検査エリアを設定し、
   被検査パターンにおける前記検査エリアの走査型電子顕微鏡画像を取得し、
   前記取得された走査型電子顕微鏡画像の形状と前記検査エリアにおける前記設計データとを比較するように構成され、
   前記検査エリアの設定は、
   設計データに含まれるポリゴンを形状に従って分類することで複数種のポリゴンを抽出し、
   前記複数種のポリゴンの中から第１の種類のポリゴンを選択し、
   前記設計データを検索して、前記選択された第１の種類のポリゴンと同じ形状を持つポリゴンを特定し、
   前記特定されたポリゴンの位置をサンプリングポイントとして登録することによって行われる、パターン検査装置。
8. 前記第１の種類のポリゴンを選択する前記機械読み取り可能な指令は、
   前記複数種のポリゴンの最小線幅を線幅しきい値と比較し、
   前記線幅しきい値よりも小さい最小線幅を持つポリゴンとして前記第１の種類のポリゴンを前記複数種のポリゴンから選択するように構成されている、請求項７に記載のパターン検査装置。
9. 前記第１の種類のポリゴンを選択する前記機械読み取り可能な指令は、
   前記複数種のポリゴンのそれぞれの頂点の数を頂点しきい値と比較し、
   前記頂点しきい値よりも大きな頂点数を持つポリゴンとして前記第１の種類のポリゴンを前記複数種のポリゴンから選択するように構成されている、請求項７に記載のパターン検査装置。
10. 前記第１の種類のポリゴンを選択する前記機械読み取り可能な指令は、
    前記複数種のポリゴンの周囲長さを周囲長さしきい値と比較し、
    前記周囲長さしきい値よりも大きな周囲長さを持つポリゴンとして前記第１の種類のポリゴンを前記複数種のポリゴンから選択するように構成されている、請求項７に記載のパターン検査装置。
11. 前記検査エリアを選択する前記機械読み取り可能な指令は、
    前記サンプリングポイントをマスクで覆い、
    前記設計データを構成する設計図の面積に対する前記マスクの総面積の割合を算出し、
    前記割合がカバーリングしきい値よりも小さい場合は、第１の種類のポリゴンを選択する前記動作と、ポリゴンを特定する前記動作と、サンプリングポイントを登録する前記動作と、サンプリングポイントをマスクで覆う前記動作を繰り返すように構成されている、請求項７に記載のパターン検査装置。
12. 前記第１の種類のポリゴンの頂点と、原点を前記第１の種類のポリゴンの原点に重ね合わせるために転置された対比される第２のポリゴンの対応する頂点との差が、設定値よりも小さい場合は、前記対比されるパターンは、前記第１の種類のポリゴンと同一の形状を有すると判定される、請求項７に記載のパターン検査装置。
13. 前記第１の種類のポリゴンを選択する前記機械読み取り可能な指令は、
    前記複数種のポリゴンの最小線幅を線幅しきい値と比較し、
    前記線幅しきい値よりも小さい最小線幅を持つポリゴンとして前記第１の種類のポリゴンを前記複数種のポリゴンから選択する、請求項７に記載のパターン検査装置。
14. 前記第１の種類のポリゴンを選択する前記機械読み取り可能な指令は、
    前記複数種のポリゴンの頂点の数を頂点しきい値と比較し、
    前記複数種のポリゴンの周囲長さを周囲長さしきい値と比較し、
    前記頂点しきい値よりも大きな頂点個数を持ち、かつ前記周囲長さしきい値よりも大きな周囲長さを持つポリゴンとして前記第１の種類のポリゴンを前記複数種のポリゴンから選択するように構成されている、請求項７に記載のパターン検査装置。

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