JP4950806B2 - Defect inspection apparatus, defect inspection method, semiconductor device manufacturing system, and semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、欠陥検査装置、欠陥検査方法、半導体装置の製造システム及び半導体装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a defect inspection apparatus, a defect inspection method, a semiconductor device manufacturing system, and a semiconductor device manufacturing method.
半導体装置の製造工程では、半導体ウェーハ上に何層にもわたってパターンが形成された多数の素子が作り込まれる。完成した素子は、電気的特性の検査が行われ、不良品は組み立て工程から除かれる。半導体装置製造工程では、歩留まりが非常に重要であり、上記の電気的特性の検査結果は製造工程にフィードバックされ、各工程の管理に使用される。 しかし、半導体装置の製造工程は多数の工程で形成されており、製造を開始してから電気的特性の検査が行われるまで非常に長い時間を要する。従って、電気的特性の検査により製造工程に不具合があることが判明しても、その時点で既に多数のウェーハが処理の途中にあり、検査の結果を歩留まりの向上に十分に生かすことができない。 In the manufacturing process of a semiconductor device, a large number of elements in which patterns are formed on a semiconductor wafer are formed. The completed device is inspected for electrical characteristics and defective products are removed from the assembly process. In the semiconductor device manufacturing process, the yield is very important, and the inspection result of the electrical characteristics is fed back to the manufacturing process and used for management of each process. However, the manufacturing process of the semiconductor device is formed by a number of processes, and it takes a very long time from the start of manufacturing until the inspection of electrical characteristics is performed. Therefore, even if it is found out that the manufacturing process is defective by the inspection of the electrical characteristics, a large number of wafers are already in the process at that time, and the result of the inspection cannot be fully utilized for improving the yield.
そこで、途中の工程(例えば各層毎)で形成したパターンを検査して欠陥(異物、パターン不良等)を検出する欠陥検査が行われている。全工程のうち複数の工程で欠陥検査を行なえば、欠陥の発生を速やかに検出することができ、検査結果を迅速に工程管理に反映することができる。 Therefore, defect inspection is performed in which a pattern formed in an intermediate process (for example, each layer) is inspected to detect a defect (foreign matter, pattern defect, etc.). If defect inspection is performed in a plurality of processes among all processes, the occurrence of defects can be detected quickly, and the inspection results can be reflected in process management quickly.
欠陥検査は、ウェーハに対して検査光を当て、反射光をレンズで集光し、イメージセンサによって画像を作成し、リファレンス画像と比較することで行う。検査光はウェーハ上のパターンによって反射強度が異なり、ライトレベルを同一にし、欠陥とみなす受光強度の閾値を同じにして検査を行うと、欠陥を検出しやすい領域(高感度領域)と検出しにくい領域(低感度領域)が発生する。そこで、例えばセル部の形が単純でかつその個数が少ないメモリ製品では、ウェーハを見ながら手作業でセル部と周辺回路部に対し別々の感度を設定して欠陥検査を行っている。 The defect inspection is performed by applying inspection light to the wafer, condensing the reflected light with a lens, creating an image with an image sensor, and comparing it with a reference image. The inspection light has different reflection intensity depending on the pattern on the wafer, the light level is the same, and when the inspection is performed with the same threshold value of the received light intensity that is regarded as a defect, the defect is easy to detect (high sensitivity area) and difficult to detect. A region (low sensitivity region) is generated. Therefore, for example, in a memory product having a simple cell portion shape and a small number of cells, defect inspection is performed by setting different sensitivities for the cell portion and the peripheral circuit portion manually while looking at the wafer.
しかし、ロジック製品のようにパターンがランダムな場合は、高感度領域と低感度領域が散在し、かつその個数が多く、手作業での感度設定は極めて困難であった。そのためロジック製品ではウェーハ全体を同一の感度で検査せざるを得なくなり、擬似欠陥を一定の割合まで低減すると、低感度領域の欠陥を検出できなくなっていた。 However, when the pattern is random as in a logic product, high sensitivity regions and low sensitivity regions are scattered and there are a large number of them, and it is extremely difficult to manually set the sensitivity. For this reason, in the logic product, the entire wafer has to be inspected with the same sensitivity, and if the pseudo defects are reduced to a certain ratio, the defects in the low sensitivity region cannot be detected.
このような問題を解決するため、被検査領域を部分検査領域に分割し、各部分検査領域について配線密度(=配線の面積/部分検査領域の面積)を算出し、算出した配線密度に基づいて各部分検査領域に感度ランクを付け、検査パラメータを設定する欠陥検査装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。 In order to solve such a problem, the inspection region is divided into partial inspection regions, and the wiring density (= wiring area / partial inspection region area) is calculated for each partial inspection region, and based on the calculated wiring density A defect inspection apparatus that assigns a sensitivity rank to each partial inspection region and sets inspection parameters has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかし、配線密度にのみ基づいた感度ランクは実際の欠陥検出感度とは一致しない。また、感度ランクが付けられた部分検査領域は膨大な数になり、これをそのまま検査装置に送ると、検査装置が正常に動作しなくなったり、検査領域の設定を失敗したりする虞があった。
本発明は適切な検査領域毎に適切な感度ランクを設定して欠陥検査を行うことができる欠陥検査装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the defect inspection apparatus which can perform a defect inspection by setting an appropriate sensitivity rank for every appropriate inspection area.
本発明の一態様による欠陥検査装置は、回路パターンが形成されたウェーハの欠陥検査を行う領域を複数の分割検査領域に分割する検査領域分割部と、前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎の配線被覆率及び配線エッジ密度を算出する被覆率・エッジ密度算出部と、前記配線被覆率及び前記配線エッジ密度に基づいて前記分割検査領域毎の感度評価値を算出し、前記感度評価値に基づいて感度ランクを設定する感度ランク設定部と、同一の感度ランクが設定されている前記分割検査領域の形状を簡単化し、検査実行領域を設定する検査実行領域設定部と、前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行う欠陥検査部と、を備えるものである。 A defect inspection apparatus according to an aspect of the present invention includes an inspection area dividing unit that divides an area for performing defect inspection of a wafer on which a circuit pattern is formed into a plurality of divided inspection areas, and the division based on the design data of the circuit pattern. A coverage / edge density calculation unit for calculating a wiring coverage and a wiring edge density for each inspection region; and a sensitivity evaluation value for each of the divided inspection regions based on the wiring coverage and the wiring edge density, and the sensitivity A sensitivity rank setting unit that sets a sensitivity rank based on an evaluation value, an inspection execution region setting unit that sets an inspection execution region by simplifying the shape of the divided inspection region in which the same sensitivity rank is set, and the inspection A defect inspection unit that sets inspection parameters based on the sensitivity rank of the execution area and performs defect inspection of the inspection execution area.
また、本発明の一態様による欠陥検査装置は、回路パターンが形成されたウェーハの欠陥検査を行う領域を複数の分割検査領域に分割する検査領域分割部と、前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎の配線エッジ密度を算出するエッジ密度算出部と、前記配線エッジ密度に基づいて感度ランクを設定する感度ランク設定部と、同一の感度ランクが設定されている前記分割検査領域の形状を簡単化し、検査実行領域を設定する検査実行領域設定部と、前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行う欠陥検査部と、を備えるものである。 A defect inspection apparatus according to an aspect of the present invention is based on an inspection area dividing unit that divides an area for defect inspection of a wafer on which a circuit pattern is formed into a plurality of divided inspection areas, and design data of the circuit pattern. An edge density calculation unit that calculates a wiring edge density for each of the divided inspection regions; a sensitivity rank setting unit that sets a sensitivity rank based on the wiring edge density; and the divided inspection regions in which the same sensitivity rank is set. An inspection execution region setting unit that simplifies the shape and sets an inspection execution region, and a defect inspection unit that sets inspection parameters based on a sensitivity rank of the inspection execution region and performs defect inspection of the inspection execution region Is.
本発明の一態様による欠陥検査方法は、検査領域分割部、被覆率・エッジ密度算出部、感度ランク設定部、検査実行領域設定部及び欠陥検査部を有する欠陥検査装置を用いて回路パターンが形成されたウェーハの欠陥検査を行う方法であって、前記検査領域分割部により前記ウェーハの欠陥検査を行う領域を複数の分割検査領域に分割し、前記被覆率・エッジ密度算出部により前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎の配線被覆率及び配線エッジ密度を算出し、前記感度ランク設定部により前記配線被覆率及び前記配線エッジ密度に基づいて前記分割検査領域毎の感度評価値を算出し、前記感度評価値に基づいて感度ランクを設定し、前記検査実行領域設定部により同一の感度ランクが設定されている前記分割検査領域の形状を簡単化し、検査実行領域を設定し、前記欠陥検査部により前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行うことを含むものである。 According to one embodiment of the present invention, a defect inspection method forms a circuit pattern using a defect inspection apparatus having an inspection region dividing unit, a coverage / edge density calculating unit, a sensitivity rank setting unit, an inspection execution region setting unit, and a defect inspection unit. A method for inspecting a defect of a wafer, wherein the inspection area dividing unit divides an area in which the wafer defect is inspected into a plurality of divided inspection areas, and the coverage / edge density calculating unit calculates the circuit pattern. A wiring coverage and wiring edge density for each of the divided inspection areas are calculated based on design data, and a sensitivity evaluation value for each of the divided inspection areas is calculated based on the wiring coverage and the wiring edge density by the sensitivity rank setting unit. The divided inspection region that is calculated, sets a sensitivity rank based on the sensitivity evaluation value, and is set with the same sensitivity rank by the inspection execution region setting unit Shape simplifies, sets the inspection execution region, to set the test parameters based on sensitivity ranks of the inspection-executing region by the defect inspection unit, it is intended to include performing the defect inspection of the inspection-executing region.
本発明の一態様による半導体装置の製造方法は、検査領域分割部、被覆率・エッジ密度算出部、感度ランク設定部、検査実行領域設定部、欠陥検査部、パターン形成装置及び装置パラメータ補正部を有する半導体製造システムを用いる半導体装置の製造方法であって、装置パラメータに基づいて前記パターン形成装置によりウェーハに回路パターンを形成する工程と、前記検査領域分割部により前記ウェーハの欠陥検査を行う領域を複数の分割検査領域に分割する工程と、前記被覆率・エッジ密度算出部により前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎の配線被覆率及び配線エッジ密度を算出する工程と、前記感度ランク設定部により前記配線被覆率及び前記配線エッジ密度に基づいて前記分割検査領域毎の感度評価値を算出し、前記感度評価値に基づいて感度ランクを設定する工程と、前記検査実行領域設定部により同一の感度ランクが設定されている前記分割検査領域の形状を簡単化し、検査実行領域を設定する工程と、前記欠陥検査部により前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行う工程と、前記装置パラメータ補正部により前記欠陥検査の結果に基づいて前記装置パラメータを補正する工程と、を有し、前記パターン形成装置は前記補正された装置パラメータに基づいてウェーハに回路パターンを形成するものである。 A method of manufacturing a semiconductor device according to an aspect of the present invention includes an inspection region dividing unit, a coverage / edge density calculating unit, a sensitivity rank setting unit, an inspection execution region setting unit, a defect inspection unit, a pattern forming apparatus, and an apparatus parameter correction unit. A method of manufacturing a semiconductor device using a semiconductor manufacturing system comprising: a step of forming a circuit pattern on a wafer by the pattern forming device based on an apparatus parameter; and a region for performing defect inspection of the wafer by the inspection region dividing unit. A step of dividing into a plurality of divided inspection regions, a step of calculating a wiring coverage and a wiring edge density for each of the divided inspection regions based on design data of the circuit pattern by the coverage / edge density calculation unit, and the sensitivity Based on the wiring coverage and the wiring edge density by the rank setting unit, the sensitivity evaluation value for each of the divided inspection areas is determined. A step of setting a sensitivity rank based on the sensitivity evaluation value, a step of simplifying the shape of the divided inspection region in which the same sensitivity rank is set by the inspection execution region setting unit, and setting an inspection execution region And an inspection parameter is set based on a sensitivity rank of the inspection execution region by the defect inspection unit, and a defect inspection of the inspection execution region is performed, and the apparatus parameter correction unit performs the defect inspection based on the result of the defect inspection. Correcting the apparatus parameters, and the pattern forming apparatus forms a circuit pattern on the wafer based on the corrected apparatus parameters.
本発明によれば、適切な検査領域毎に適切な感度ランクを設定して欠陥検査を行うことができる。 According to the present invention, defect inspection can be performed by setting an appropriate sensitivity rank for each appropriate inspection region.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)図1に本発明の第1の実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す。設計部1からは設計データ(マスクデータ)が出力される。検査領域分割部2では検査対象チップの検査領域の分割が行われる。被覆率・エッジ密度算出部3では各分割検査領域における被覆率及びエッジ密度が算出される。ここで算出された被覆率及びエッジ密度に基づき感度ランク設定部4において各分割検査領域について感度評価値が算出され、その感度評価値を基準に感度ランクが設定される。検査実行領域設定部5は同一の感度ランクが設定された分割検査領域をグループ化し、グループ化した分割検査領域の形状が矩形になるよう図形処理をして、検査実行領域を設定する。これは欠陥検査部6において検査を行う際に検査領域を矩形に設定するためである。欠陥検査部6では、感度ランク毎に検査パラメータ(ライトレベル、受光強度閾値等)が設定される。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a schematic configuration of a defect inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention. Design data (mask data) is output from the design unit 1. The inspection
欠陥検査を行い、検出された欠陥を欠陥分類部7により発生原因ごとに分類し、擬似欠陥率が所定値以下になるように検査パラメータを設定する。検査パラメータの設定終了後、検査実行領域における感度評価値の代表値(代表評価値)と設定した検査パラメータが感度ライブラリ8に登録される。代表評価値は例えば検査実行領域内での感度評価値の中央値や平均値である。次回以降の欠陥検査では、代表評価値を用いて感度ライブラリ8を検索し、検査パラメータを取得することで、検査パラメータ設定を自動化することが出来る。検出された欠陥は欠陥データ記憶部9に記憶され、表示部10にてウェーハマップやチャート形式で表示される。
A defect inspection is performed, the detected defect is classified for each cause by the defect classification unit 7, and an inspection parameter is set so that the pseudo defect rate is a predetermined value or less. After the setting of the inspection parameter is completed, the sensitivity evaluation value representative value (representative evaluation value) in the inspection execution region and the set inspection parameter are registered in the
続いて各部の動作について説明する。 Next, the operation of each unit will be described.
検査領域分割部2は検査対象チップの検査を行う領域を複数の領域に分割する。例えば、図2に示すように格子状に分割する。格子の大きさは任意に設定可能である。以後、検査領域を格子状に分割したとして説明を行う。
The inspection
被覆率・エッジ密度算出部3は設計データ(マスクデータ)を用いて、それぞれの格子の被覆率およびエッジ密度を算出する。被覆率は格子内での配線占有率(=配線面積/格子面積)である。例えば、格子内全面に配線がある場合は被覆率=1であり、格子内に配線が全くない場合は被覆率=0となる。被覆率算出の一例を図3に示す。図3(a)は格子状に分割された検査領域を示す。図3(b)は検査領域の一部を拡大した図であり、格子g1〜g6には図3(b)に示すような配線パターンが形成されている。格子g1〜g6それぞれの被覆率を図3(c)に示す。格子g2には配線パターンが形成されていないので被覆率は0になる。
The coverage / edge
格子g1〜g6におけるエッジ密度算出の一例を図4、5に示す。エッジ密度とは配線のエッジ(配線と下地の境界)部の密度である。エッジ密度の算出方法について説明する。まず、エッジ密度を算出する領域の配線パターン(図4(a))のサイズを縦方向及び横方向にd[μm]小さくする(図4(b))。dは配線幅に対して十分小さい値にする。そして、サイズを小さくする前のパターン領域から小さくしたパターン領域を引いた領域(図4(c))がパターンのエッジ部となる。格子g1〜g6における配線エッジ部は図5(a)に示すようになる。このときの各格子のエッジ密度(=エッジ部面積/格子面積)を図5(b)に示す。格子g1〜g6のそれぞれについて被覆率及びエッジ密度を求めた例を図6に示す。 An example of edge density calculation in the lattices g1 to g6 is shown in FIGS. The edge density is the density of the edge of the wiring (between the wiring and the base). A method for calculating the edge density will be described. First, the size of the wiring pattern (FIG. 4A) in the region for calculating the edge density is reduced by d [μm] in the vertical and horizontal directions (FIG. 4B). d is set to a sufficiently small value with respect to the wiring width. Then, an area (FIG. 4C) obtained by subtracting the reduced pattern area from the pattern area before the size reduction becomes the edge portion of the pattern. The wiring edge portions in the lattices g1 to g6 are as shown in FIG. FIG. 5B shows the edge density (= edge portion area / lattice area) of each lattice at this time. The example which calculated | required the coverage and edge density about each of the grating | lattices g1-g6 is shown in FIG.
図7、8にエッジ密度算出の別の例を示す。図7に示すように一辺10[μm]の正方形の格子g71とg72に共に被覆率が0.33の配線パターンが形成されている。被覆率は同じであるが、格子g72の方が複雑な配線パターンが形成されている。格子g71及びg72に形成されているパターンを縦方向及び横方向にそれぞれ0.2(=d)[μm]小さくし、小さくする前のパターンから小さくした後のパターンを引いて、図8に示すようにエッジ部を求める。格子g71のエッジ密度は0.0474となり、格子g72のエッジ密度は0.1012となる。このように、エッジ密度は各格子における配線パターンの複雑さを表すことができる。欠陥検査における検査光の反射強度は被覆率だけでなく、ラインアンドスペースの粗密にも影響を受けるため、本実施形態ではエッジ密度を算出し、感度ランク設定に用いている。 7 and 8 show another example of edge density calculation. As shown in FIG. 7, a wiring pattern with a coverage of 0.33 is formed on square grids g71 and g72 each having a side of 10 [μm]. Although the coverage is the same, a more complicated wiring pattern is formed in the lattice g72. The patterns formed in the lattices g71 and g72 are reduced by 0.2 (= d) [μm] in the vertical and horizontal directions, respectively, and the pattern after reduction is subtracted from the pattern before reduction, as shown in FIG. The edge part is obtained as follows. The edge density of the lattice g71 is 0.0474, and the edge density of the lattice g72 is 0.1012. Thus, the edge density can represent the complexity of the wiring pattern in each lattice. Since the reflection intensity of inspection light in defect inspection is influenced not only by the coverage but also by line and space density, the edge density is calculated and used for sensitivity rank setting in this embodiment.
感度ランク設定部4は各格子における被覆率及びエッジ密度から感度評価値(パターン密度)を算出し、その感度評価値に基づいて感度ランクを設定する。感度評価値evは下記の式で求める。
感度評価値ev(i)=(max(被覆率)−被覆率(i))×(max(エッジ密度)−エッジ密度(i))
ここで、max(被覆率)は全格子の中で最大の被覆率であり、max(エッジ密度)は全格子の中で最大のエッジ密度である。またiは格子番号である。格子g1〜g6について感度評価値を求めた例を図9に示す。格子g1〜g6を含めた全格子の中で最大の被覆率は0.9、最大のエッジ密度は0.22としている。
The sensitivity
Sensitivity evaluation value ev (i) = (max (coverage) −coverage (i)) × (max (edge density) −edge density (i))
Here, max (coverage) is the maximum coverage in all lattices, and max (edge density) is the maximum edge density in all lattices. I is a lattice number. The example which calculated | required the sensitivity evaluation value about the grating | lattices g1-g6 is shown in FIG. Among all the lattices including the lattices g1 to g6, the maximum coverage is 0.9 and the maximum edge density is 0.22.
このように算出された感度評価値に基づいてそれぞれの格子に感度ランクを決定する。ここでは低感度と高感度の2ランクに分けることにする。感度評価値の中央値(メジアン)又は平均値を境界値とし、境界値以上の感度評価値の格子を低感度ランク、境界値未満の格子を高感度ランクに設定する。感度ランクの設定例を図10に示す。境界値を0.05とし、低感度ランクをランクA、高感度ランクをランクBとしている。 Based on the sensitivity evaluation value calculated in this way, a sensitivity rank is determined for each lattice. Here, it is divided into two ranks of low sensitivity and high sensitivity. The median value (median) or average value of the sensitivity evaluation values is set as a boundary value, a lattice having sensitivity evaluation values equal to or higher than the boundary value is set as a low sensitivity rank, and a lattice less than the boundary value is set as a high sensitivity rank. An example of setting the sensitivity rank is shown in FIG. The boundary value is 0.05, the low sensitivity rank is rank A, and the high sensitivity rank is rank B.
検査実行領域設定部5は同一感度ランクの格子をグループ化し、グループ化した多角形を矩形(四角形)に分割して検査実行領域を設定する。欠陥検査装置は検査領域を矩形に設定して欠陥検査を行うからである。
The inspection execution
グループ化した多角形を矩形に分割する処理はグループ化した多角形の頂点数を減らして簡単化するステップと、簡単化した多角形を矩形に分割するステップからなる。 The process of dividing the grouped polygon into rectangles includes a step of simplifying by reducing the number of vertices of the grouped polygon and a step of dividing the simplified polygon into rectangles.
まず、グループ化した多角形の頂点数を減らして簡単化するステップについて図11〜図15を用いて説明する。図11(a)に格子状に分割された検査領域を示し、図11(b)はその一部を拡大した図を示す。それぞれの格子には感度ランクが設定されており、低感度ランク(ランクA)領域の処理から行う。 First, steps for simplifying by reducing the number of vertexes of a grouped polygon will be described with reference to FIGS. FIG. 11A shows an inspection region divided into a lattice, and FIG. 11B shows an enlarged view of a part thereof. A sensitivity rank is set for each lattice, and processing is performed from the low sensitivity rank (rank A) region.
まず、図11(c)に示すように対象ランク(ランクA)が設定されている格子毎に矩形を発生させる。発生させる矩形は図11(d)に示すように格子枠より上下左右それぞれs/2ずつ小さくする。つまり発生させる矩形は格子枠より縦、横それぞれs小さいものとなる。sは格子枠の一辺より小さい任意の値である。 First, as shown in FIG. 11C, a rectangle is generated for each grid in which the target rank (rank A) is set. As shown in FIG. 11 (d), the rectangle to be generated is made smaller by s / 2 above, below, left and right of the lattice frame. That is, the rectangle to be generated is smaller than the lattice frame by s in both the vertical and horizontal directions. s is an arbitrary value smaller than one side of the lattice frame.
次に、発生させた矩形をそれぞれ横方向に長さsだけ大きくする。これによりそれぞれの矩形が横方向に連結され、図12(a)に示すような短冊状になる。 Next, the generated rectangles are each increased by a length s in the horizontal direction. As a result, the respective rectangles are connected in the horizontal direction to form a strip shape as shown in FIG.
次に、横方向に長さt小さくする。図12(b)に示すように横の長さがt以下の短冊はこの処理で消失する。tの値が大きいほど多角形の頂点数は減少する。 Next, the length t is reduced in the lateral direction. As shown in FIG. 12B, strips whose horizontal length is t or less are lost by this process. The greater the value of t, the smaller the number of polygon vertices.
次に、図12(c)に示すように横方向にt大きくする。先の処理で消失した短冊は消失したままである。 Next, t is increased in the horizontal direction as shown in FIG. The strips that disappeared in the previous process remain disappeared.
次に、このパターン(図12(c))と最初の矩形パターン(図11(c))のAND(論理積)処理を行い図12(d)に示すような矩形パターンを得る。 Next, an AND (logical product) process of this pattern (FIG. 12C) and the first rectangular pattern (FIG. 11C) is performed to obtain a rectangular pattern as shown in FIG.
次に、矩形をそれぞれ縦方向に長さsだけ大きくする。これによりそれぞれの矩形が縦方向に連結され、図12(e)に示すような短冊状になる。 Next, each rectangle is enlarged by a length s in the vertical direction. As a result, the respective rectangles are connected in the vertical direction to form a strip shape as shown in FIG.
次に、縦方向に長さr小さくする。図12(f)に示すように縦の長さがr以下の短冊はこの処理で消失する。rの値が大きいほど多角形の頂点数は減少する。ここでs、r、tはs<r<tとするのが好適である。 Next, the length r is reduced in the vertical direction. As shown in FIG. 12 (f), strips whose vertical length is r or less are lost by this processing. As the value of r increases, the number of polygon vertices decreases. Here, s, r, and t are preferably s <r <t.
次に、図12(g)に示すように縦方向に長さr大きくし、短冊パターンAを得る。先の処理で消失した短冊は消失したままである。 Next, as shown in FIG. 12G, the length r is increased in the vertical direction to obtain a strip pattern A. The strips that disappeared in the previous process remain disappeared.
続いて上記処理を縦方向処理と横方向処理の順番を入れ替えた処理を行う。 Subsequently, the above process is performed by switching the order of the vertical process and the horizontal process.
まず、図11(c)に示す各矩形を縦方向に長さs大きくする。これにより図13(a)に示すようにそれぞれの矩形が縦方向に連結され、短冊状になる。 First, each rectangle shown in FIG. 11C is lengthened s in the vertical direction. Accordingly, as shown in FIG. 13A, the respective rectangles are connected in the vertical direction to form a strip shape.
次に、縦方向に長さt小さくする。図13(b)に示すように縦の長さがt以下の短冊はこの処理で消失する。 Next, the length t is reduced in the vertical direction. As shown in FIG. 13B, strips whose vertical length is t or less are lost by this process.
次に、図13(c)に示すように縦方向にt大きくする。先の処理で消失した短冊は消失したままである。 Next, t is increased in the vertical direction as shown in FIG. The strips that disappeared in the previous process remain disappeared.
次に、このパターン(図13(c))と最初の矩形パターン(図11(c))のAND(論理積)処理を行い、図13(d)に示すような矩形パターンを得る。 Next, an AND (logical product) process of this pattern (FIG. 13C) and the first rectangular pattern (FIG. 11C) is performed to obtain a rectangular pattern as shown in FIG.
次に、矩形をそれぞれ横方向に長さs大きくする。これによりそれぞれの矩形が横方向に連結され、図13(e)に示すような短冊状になる。 Next, each rectangle is increased in length s in the horizontal direction. As a result, the respective rectangles are connected in the horizontal direction to form a strip shape as shown in FIG.
次に、横方向に長さr小さくする。図13(f)に示すように横の長さがr以下の短冊はこの処理で消失する。 Next, the length r is reduced in the lateral direction. As shown in FIG. 13 (f), strips having a horizontal length of r or less disappear by this process.
次に図13(g)に示すように、横方向にr大きくし、短冊パターンBを得る。先の処理で消失した短冊は消失したままである。 Next, as shown in FIG. 13G, the strip pattern B is obtained by increasing r in the horizontal direction. The strips that disappeared in the previous process remain disappeared.
上記の処理で得られた短冊パターンA及び短冊パターンBのOR(論理和)処理を行う。短冊パターンAのみでは横方向の長さがt以下であるが縦方向に長い領域を消失してしまい、短冊パターンBのみでは縦方向の長さがt以下であるが横方向に長い領域を消失してしまう。従って2つの短冊パターンのOR処理を行い図14に示すような合成パターンを得るようにすることで縦方向又は横方向のいずれか一方向に短く、他方の方向に長い領域を消失しないようにする。 OR (logical sum) processing of the strip pattern A and strip pattern B obtained by the above processing is performed. In the strip pattern A alone, the length in the horizontal direction is t or less but the long region in the vertical direction disappears. In the strip pattern B alone, the length in the vertical direction is t or less but the long region in the horizontal direction disappears. Resulting in. Therefore, OR processing of two strip patterns is performed to obtain a composite pattern as shown in FIG. 14 so that a region that is short in either the vertical direction or the horizontal direction and long in the other direction is not lost. .
得られた合成パターンを格子単位に上下左右にそれぞれ長さs/2大きくすると図15に示すような頂点数を減少させた多角形が得られる。 When the obtained composite pattern is increased by length s / 2 in the vertical and horizontal directions in a lattice unit, a polygon with a reduced number of vertices as shown in FIG. 15 is obtained.
以上のような簡単化ステップにより図11(b)に示すランクAの領域が図15に示すような頂点数が減少した簡単化多角形領域になる。 By the simplification steps as described above, the area of rank A shown in FIG. 11B becomes a simplified polygon area with a reduced number of vertices as shown in FIG.
続いて、簡単化した多角形を矩形に分割するステップでは上記簡単化ステップで得られた多角形を図16に示すように矩形(四角形)に分割する。ここでは多角形を縦方向に分割したが、図17に示すように横方向に分割してもよい。図17の領域Dのように矩形分割ステップで得られた矩形のうち面積の小さい矩形をランクA検査領域の対象外としてもよい。対象外となった領域はランクB検査領域となる。 Subsequently, in the step of dividing the simplified polygon into rectangles, the polygon obtained in the simplification step is divided into rectangles (quadrangles) as shown in FIG. Although the polygon is divided in the vertical direction here, it may be divided in the horizontal direction as shown in FIG. A rectangle with a small area may be excluded from the rank A inspection region as a rectangle obtained in the rectangle dividing step as in the region D of FIG. The area that is not the target is the rank B inspection area.
図18に示すように簡単化ステップによりランクA検査領域の対象外となったランクAの格子は高感度ランク(ランクB)に割り当てる。ランクB領域は欠陥が見つけやすい高感度領域であり、この領域に対して欠陥が見つけにくい低感度領域用の欠陥検査を行うと、擬似欠陥が発生しやすくなる。本実施形態で、低感度(ランクA)領域の簡単化処理から行ったのはこの擬似欠陥発生を防止するためである。 As shown in FIG. 18, the lattice of rank A that has been excluded from the rank A inspection area by the simplification step is assigned to the high sensitivity rank (rank B). The rank B region is a high-sensitivity region in which defects are easily found, and if a defect inspection for a low-sensitivity region in which defects are difficult to find is performed on this region, pseudo defects are likely to occur. In this embodiment, the reason why the low-sensitivity (rank A) region is simplified is to prevent the occurrence of pseudo defects.
以上の処理により得られたランクA検査領域を除いた領域がランクB検査領域となる。例えば図19(a)に示すようなランクA検査領域が得られた場合、ランクB検査領域は図19(b)に示すようになる。 The area excluding the rank A inspection area obtained by the above processing becomes the rank B inspection area. For example, when the rank A inspection area as shown in FIG. 19A is obtained, the rank B inspection area is as shown in FIG. 19B.
欠陥検査部6には、検査実行領域設定部5により設定された感度ランク毎の検査領域情報が送られる。実ウェーハを用いて欠陥検査を行い、欠陥分類部7により欠陥分類し、擬似欠陥率を測定する。欠陥検査はイメージセンサ(図示しない)による画像作成及び作成した画像とリファレンス画像の比較を含む。リファレンス画像は前回検査を行ったウェーハ(チップ)の画像及び前々回検査を行ったウェーハ(チップ)の画像である。この2つのリファレンス画像と比較し、欠陥検出を行う。
The inspection area information for each sensitivity rank set by the inspection execution
擬似欠陥率が所定値以下になるまでライトレベル、受光強度の閾値等の検査パラメータの設定、欠陥検査、欠陥分類を繰り返す。このようにして感度ランク毎に適切な検査パラメータが設定される。また、感度ランク毎の検査領域情報と共にマスクデータの座標系が送られ、欠陥検査部6の座標系に変換される。
Setting of inspection parameters such as a light level and a threshold value of received light intensity, defect inspection, and defect classification are repeated until the pseudo defect rate becomes a predetermined value or less. In this way, appropriate inspection parameters are set for each sensitivity rank. Further, the coordinate system of the mask data is sent together with the inspection area information for each sensitivity rank, and is converted into the coordinate system of the
設定された検査パラメータと、その検査領域における感度評価値の代表値が感度ライブラリ8に記憶される。次回以降の欠陥検査では感度評価値の代表値を用いて、感度ライブラリ8内を検索し、取得することで検査パラメータの設定を自動化でき、また検査パラメータ設定に要する時間を短縮できる。
The set inspection parameter and the representative value of the sensitivity evaluation value in the inspection area are stored in the
欠陥検査により検出された欠陥は欠陥データ記憶部9に記憶される。また、表示部10にウェーハマップやチャート形式で表示され、ユーザが欠陥発生の有無を確認することができる。
Defects detected by the defect inspection are stored in the defect data storage unit 9. Moreover, it is displayed on the
このように、本発明の第1の実施形態に係る欠陥検査装置により、検査領域に適切な感度ランクを設定することができる。また、検査領域の形状と個数を欠陥検査装置の許容範囲内におさめることができる。 As described above, an appropriate sensitivity rank can be set in the inspection area by the defect inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. Further, the shape and number of inspection areas can be kept within the allowable range of the defect inspection apparatus.
(第2の実施形態)図20に本発明の第2の実施形態に係る半導体製造システムの概略構成を示す。欠陥検査装置104は上記第1の実施形態による欠陥検査装置を用いている。前の工程(ウェーハの洗浄、薄膜の成膜、MOSトランジスタの作成等)を終えたウェーハがウェーハ搬送制御装置101により配線パターン形成装置102に搬送される。配線パターン形成装置102ではまずスパッタ法やCVD(化学気相成長)法により配線金属膜が形成される。そしてレジスト(光照射領域が可溶性になるポジタイプ)を塗布し、露光処理によりメタルフォトマスクを介して配線パターンを転写して焼き付ける。そして光が照射されたレジスト部分を現像液で溶かし、レジストマスクを形成する。このレジストマスクを用いて配線金属膜をエッチングし、レジストを除去して配線パターンを形成する。
(Second Embodiment) FIG. 20 shows a schematic configuration of a semiconductor manufacturing system according to a second embodiment of the present invention. The
配線パターンを形成している時のパターン形成装置102の装置パラメータ情報(例えば露光量、フォーカス値、現像液温度等)が装置に取り付けられているセンサ(図示しない)によりモニタされ、装置パラメータデータベース105へ送られる。
Device parameter information (for example, exposure amount, focus value, developer temperature, etc.) of the
パターン形成されたウェーハはウェーハ搬送制御装置101により欠陥検査装置104へ搬送される。欠陥検査装置104ではメタルフォトマスク設計部103よりマスクデータが入力され、そのマスクデータに基づき、検査領域分割、被覆率及びエッジ密度の算出、分割された領域毎の感度ランクの設定、検査実行領域の設定を行い、欠陥検査を行う。
The patterned wafer is transferred to the
装置パラメータ制御部106には欠陥検査装置104から検査結果情報が入力される。また、装置パラメータデータベース105より、欠陥検査を行ったウェーハのパターン形成時の装置パラメータが入力される。装置パラメータ・欠陥データベース107には発生する欠陥と装置パラメータの相関情報が記憶されている。欠陥検査により欠陥が検出された場合、装置パラメータ制御部106は、検出された欠陥について装置パラメータ・欠陥データベース107内を検索し、その相関情報及び装置パラメータから制御する装置パラメータとその補正量を求め、配線パターン形成装置102へ装置パラメータ補正情報を出力する。配線パターン形成装置102では装置パラメータ補正情報に基づいて装置パラメータが補正される。
Inspection result information is input from the
欠陥検査装置104では被覆率及びエッジ密度に基づいて最適な感度ランクを設定するため、欠陥を的確に検出することができる。また、検査実行領域の形状を簡単化し、矩形に分割することで欠陥検査に要する時間を短縮できる。
Since the
また、装置パラメータと相関のある欠陥を的確に検出し、早期に装置パラメータ補正を行うことで、同じ欠陥が次回以降に処理を行うウェーハに発生することを抑制することができ、半導体装置製造の歩留まりを上げることができる。製造される半導体装置が多層構造の場合は、各層の配線パターンが形成される度に欠陥検査を行うことで欠陥の発生を速やかに検出でき、迅速に装置パラメータに反映することができる。 In addition, by accurately detecting defects correlated with device parameters and correcting device parameters at an early stage, it is possible to suppress the occurrence of the same defects in wafers to be processed from the next time onwards. Yield can be increased. When the semiconductor device to be manufactured has a multi-layer structure, the defect inspection can be quickly detected by performing the defect inspection every time the wiring pattern of each layer is formed, and can be reflected in the device parameters quickly.
欠陥検査装置104の検査結果に基づいて、装置パラメータの補正だけでなく、装置の洗浄、製造プロセスの変更、装置の改造、装置の変更等を行うようにしても良い。製造プロセスの変更とは例えば、複数のプロセスから成る回路パターン形成に洗浄プロセスを追加すること等である。これにより、装置パラメータの補正では解消できない欠陥要因を解消することができる。
Based on the inspection result of the
このように本発明の第2の実施形態に係る半導体製造システムにより、適切な検査領域毎に適切な感度ランクを設定して欠陥検査を行い、その検査結果に基づいて欠陥発生を抑制し、歩留まりを高くすることができる。 As described above, the semiconductor manufacturing system according to the second embodiment of the present invention performs defect inspection by setting an appropriate sensitivity rank for each appropriate inspection region, suppresses the occurrence of defects based on the inspection result, and yield. Can be high.
感度ランク設定部4にて設定する感度ランクは低感度と高感度の2ランクでなく、3ランク以上としてもよい。ランクを3つにした場合、検査実行領域設定部5では、感度の低い領域から順に簡単化処理及び矩形分割処理を行い、チップ全面から1番感度の低い領域及び2番目に感度の低い領域を除いた領域を一番感度の高い領域の検査実行領域とする。ただし、欠陥検査部6にてランク毎に検査パラメータを設定するため、欠陥検査装置のレシピ作成に要する時間が長くなることを考慮する必要がある。また、被覆率・エッジ密度算出部3において、配線のエッジ部の密度の代わりに、各分割検査領域における配線パターンの周長を求めても良い。配線パターンの周長もラインアンドスペースの粗密を表すことが出来る。
The sensitivity rank set by the sensitivity
また、上記実施形態では感度ランク設定部4にて被覆率及びエッジ密度を用いて感度評価値を算出し、各格子の感度ランクを設定していたが、エッジ密度のみを用いて感度ランクを設定してもよい。感度ランクを低感度と高感度の2ランクに設定する場合、エッジ密度が境界値以上の格子を低感度ランク(ランクA)、境界値未満の格子を高感度ランク(ランクB)に設定する。境界値はエッジ密度の中央値(メジアン)又は平均値を用いることができる。
In the above embodiment, the sensitivity
また、検査実行領域設定部5による検査実行領域の設定は以下のように行ってもよい。格子状に分割された分割検査領域にはそれぞれ図21(a)に示すように感度ランクが設定されているとする。
The inspection execution area may be set by the inspection execution
まず、それぞれの行における低感度ランク(ランクA)の個数を調べ、m個(ここでは2個とする)以下の場合はその行のランクAの分割検査領域をランクBに設定する。図21(b)に示すように格子g11、g12、g13がランクBに設定される。次にそれぞれの列におけるランクAの個数を調べ、n個(ここでは1個)以下の場合はその列のランクAの分割検査領域をランクBに設定する。図21(c)に示すように格子g14、g15、g16がランクBに設定される。これにより簡単化検査領域SA1を得る。 First, the number of low-sensitivity ranks (rank A) in each row is checked. If the number is less than m (here, 2), the division inspection area of rank A in that row is set to rank B. As shown in FIG. 21B, the lattices g11, g12, and g13 are set to rank B. Next, the number of ranks A in each column is checked. If n (here, 1) or less, the division inspection area of rank A in that column is set to rank B. As shown in FIG. 21C, the lattices g14, g15, and g16 are set to rank B. Thereby, the simplified inspection area SA1 is obtained.
続いて、図22(a)(図21(a)と同じ)に示す分割検査領域のそれぞれの列におけるランクAの個数を調べ、m個(=2個)以下の場合はその列のランクAの分割検査領域をランクBに設定する。図22(b)に示すように格子g21、g22、g23がランクBに設定される。次にそれぞれの行におけるランクAの個数を調べ、n個(=1個)以下の場合はその行のランクAの分割検査領域をランクBに設定する。図22(c)に示すように格子g24がランクBに設定される。これにより簡単化検査領域SA2を得る。 Subsequently, the number of ranks A in each column of the divided inspection area shown in FIG. 22A (same as FIG. 21A) is checked. If m (= 2) or less, rank A of the column is checked. Are set to rank B. As shown in FIG. 22B, the lattices g21, g22, and g23 are set to rank B. Next, the number of ranks A in each row is examined. If n (= 1) or less, the division inspection area of rank A in that row is set to rank B. As shown in FIG. 22C, the lattice g24 is set to rank B. Thereby, the simplified inspection area SA2 is obtained.
簡単化検査領域SA1及びSA2の少なくともいずれか一方においてランクAが設定されている分割検査領域にはランクAを設定し、いずれにおいてもランクBが設定されている分割検査領域にはランクBを設定することで図23に示すようにランクA検査領域の形状を簡単化することができる。図24に示すように、このランクA検査領域を矩形(矩形1、矩形2)に分割することで検査実行領域を設定することができる。 Rank A is set in the divided inspection area where rank A is set in at least one of the simplified inspection areas SA1 and SA2, and rank B is set in the divided inspection area where rank B is set in either case. By doing so, the shape of the rank A inspection region can be simplified as shown in FIG. As shown in FIG. 24, the inspection execution area can be set by dividing the rank A inspection area into rectangles (rectangle 1 and rectangle 2).
上記m、nは格子の数に応じて任意に設定することができる。m、nの数が大きいほどランクA検査領域の形状は簡単化される。また、m、nの数をn<mとすることで、行方向又は列方向のどちらか一方向の個数が少なく、他方向の個数が多いランクA検査領域をランクBに設定することを防止することが出来る。 The m and n can be arbitrarily set according to the number of lattices. As the number of m and n increases, the shape of the rank A inspection region is simplified. In addition, by setting the number of m and n to n <m, it is possible to prevent the rank A inspection area having a small number in one of the row direction and the column direction and a large number in the other direction from being set to rank B. I can do it.
(第3の実施形態)図25に本発明の第3の実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成を示す。本実施形態に係る欠陥検査装置は演算部310、記憶部320、欠陥検査部330、表示部340を備える。
(Third Embodiment) FIG. 25 shows a schematic configuration of a defect inspection apparatus according to a third embodiment of the present invention. The defect inspection apparatus according to the present embodiment includes a
演算部310は、ブロック階層抽出部311、パターン密度計算部312、バラツキスペック決定部313、低バラツキ領域抽出部314、パターン密度別グルーピング部315を有する。
The
記憶部320は、パターンデータ記憶部321、パターン密度記憶部322、検査領域記憶部323、欠陥記憶部324を有する。
The
パターンデータ記憶部321はGDS等のパターンデータを格納する。パターンデータにはブロック(IP)の配置位置、大きさが保持されており、各ブロックはより小さな複数のブロックで構成される。
The pattern
パターンデータは階層構造になっており、一例を図26に示す。階層1はトップ(TOP)セル401である。階層2から、トップセル401はロジック402及びメモリ403により構成されていることが分かる。また、階層3から、ロジック402はIO404及びMPU405から構成され、メモリ403はセルアレイ406、407、周辺回路であるペリフェラル回路(Peri)408から構成されていることが分かる。ここでは階層3まで示しているが、これらのブロックはさらに小さいブロックにより構成される。
The pattern data has a hierarchical structure, and an example is shown in FIG. Tier 1 is a top (TOP)
ブロック階層抽出部311はパターン記憶部321に格納されているパターンデータから図26に示すような階層情報を抽出する。
The block
パターン密度計算部312は各階層のそれぞれのブロック毎にパターン密度平均値及びパターン密度のばらつきを計算する。ここでパターン密度とは被覆率、エッジ密度又は感度評価値のいずれかである。被覆率、エッジ密度、感度評価値の求め方は上記第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
The pattern
パターン密度計算部312は各ブロックを複数の領域(分割検査領域)に分割し、分割検査領域毎にパターン密度を計算する。そしてパターン密度の平均値及びばらつきを求める。ばらつきは例えば標準偏差である。
The pattern
パターン密度計算部312は各ブロックを例えば格子状の分割検査領域に分割する。格子サイズは装置のステージ精度を考慮すると一辺10μm以上が好適である。また、格子サイズを大きくすると1つの格子に粗密パターンが混在することになるため、一辺50μm以下が好適である。
The pattern
図26に示される各ブロックについてパターン密度の平均値及びばらつきを求めた例を図27に示す。パターン密度にはエッジ密度を用いている。階層が浅いほど多くのパターンを含むのでパターン密度のばらつきが大きくなり、階層が深くなるに伴ってパターン密度のばらつきは小さくなる。 FIG. 27 shows an example of obtaining the average value and variation of the pattern density for each block shown in FIG. Edge density is used as the pattern density. The shallower the hierarchy, the more patterns are included, so the variation in pattern density becomes larger, and the variation in pattern density becomes smaller as the hierarchy becomes deeper.
パターン密度計算部312は算出した各ブロックのパターン密度平均値及びパターン密度のばらつきをパターン密度記憶部322に格納する。
The pattern
この欠陥検査装置は、各ブロックをパターン密度のばらつきが小さく平均値が大きいグループ、パターン密度のばらつきが小さく平均値が小さいグループ、パターン密度のばらつきが大きいグループの3つのグループに分類する。そして各グループに検査パラメータ(感度)設定を行い、欠陥検査を行うものである。パターン密度のばらつきの小さいグループに属するブロックは適切な検査パラメータ(感度)が設定されるため、欠陥検出率が向上する。 This defect inspection apparatus classifies each block into three groups: a group having a small pattern density variation and a large average value, a group having a small pattern density variation and a small average value, and a group having a large pattern density variation. Then, inspection parameters (sensitivity) are set for each group, and defect inspection is performed. Since an appropriate inspection parameter (sensitivity) is set for blocks belonging to a group having a small variation in pattern density, the defect detection rate is improved.
ここで、パターン密度のばらつきの大きいグループと小さいグループとのばらつき境界値(閾値)をバラツキスペックと呼ぶ。バラツキスペックはバラツキスペック決定部313にて決定される。
Here, a variation boundary value (threshold value) between a group having a large variation in pattern density and a small group is referred to as a variation specification. The variation spec is determined by the variation
バラツキスペックとパターン密度のばらつきの小さいグループに属する(パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満の)ブロック数との関係を図28に示す。 FIG. 28 shows the relationship between the variation specification and the number of blocks belonging to a group with small variation in pattern density (pattern density variation is less than variation specification).
バラツキスペックが小さい程、パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満のブロック数は少ない。バラツキスペックの増加に伴い、パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満のブロック数が増加する。 The smaller the variation spec, the smaller the number of blocks whose pattern density variation is less than the variation spec. As the variation specification increases, the number of blocks whose pattern density variation is less than the variation specification increases.
また、バラツキスペックがある程度大きくなると、多くのパターンを含みばらつきの大きい階層の浅いブロックがパターン密度のばらつきの小さいグループに属することになるため、パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満のブロック数が減少する。 Further, when the variation spec is increased to some extent, shallow blocks having a large variation including many patterns belong to a group having a small variation in pattern density, so that the number of blocks whose pattern density variation is less than the variation spec decreases.
図28に示すようなグラフは、バラツキスペックを初期値から所定ステップずつ変更してその時のパターン密度のばらつきの小さいグループに属するブロック数をカウントすることで得られる。 The graph as shown in FIG. 28 is obtained by changing the variation specification by a predetermined step from the initial value and counting the number of blocks belonging to the group having a small variation in pattern density at that time.
欠陥検査装置にて検査パラメータ(感度)を設定できるブロック数(領域数)は予め決められており、最大設定ブロック数より大きい範囲(図中x1〜x2)のバラツキスペックにすることはできない。従ってバラツキスペックはx1以下又はx2以上の値にする。最大設定ブロック数は装置により異なり、通常数百〜1000程度である。 The number of blocks (number of areas) for which inspection parameters (sensitivity) can be set by the defect inspection apparatus is determined in advance, and cannot be a variation specification in a range larger than the maximum set number of blocks (x1 to x2 in the figure). Accordingly, the variation spec is set to a value of x1 or less or x2 or more. The maximum number of set blocks varies depending on the apparatus, and is usually about several hundred to 1,000.
次にバラツキスペックとパターン密度のばらつきの小さいグループに属する(パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満の)ブロックの合計面積との関係を図29に示す。 Next, FIG. 29 shows the relationship between the variation specification and the total area of blocks belonging to a group with small variation in pattern density (pattern density variation is less than variation specification).
バラツキスペックの増加に伴い、合計面積も増加する。 As the variation specs increase, the total area also increases.
バラツキスペックがx1以下では、パターン密度ばらつきが小さいため、欠陥検出率を高くできるが、対象面積が小さくなる。一方バラツキスペックがx2以上では、対象面積を大きくできるが、パターン密度ばらつきが大きいため、欠陥検出率が低下する。バラツキスペックをx1以下にするか、又はx2以上にするかは実施される欠陥検査の要求に基づいて決定する。 When the variation spec is x1 or less, since the pattern density variation is small, the defect detection rate can be increased, but the target area is reduced. On the other hand, when the variation specification is x2 or more, the target area can be increased, but the defect detection rate decreases because the pattern density variation is large. Whether the variation specification is set to x1 or less or x2 or more is determined based on the requirement of defect inspection to be performed.
このようにしてバラツキスペック決定部313がバラツキスペックを決定する。決定されたバラツキスペックはパターン密度記憶部322に格納される。
In this way, the variation
低バラツキ領域抽出部314は、決定されたバラツキスペックを用いてパターン密度のばらつきの小さいグループに属する(パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満の)ブロックを抽出する。
The low variation
例えば、図27に示すようなパターン密度の平均値及びばらつきが得られており、バラツキスペック(標準偏差σ)が0.02の場合、MPU405、セルアレイ406、407が抽出される。
For example, when the average value and variation of the pattern density as shown in FIG. 27 are obtained and the variation specification (standard deviation σ) is 0.02, the
パターン密度別グルーピング部315は抽出された領域(ブロック)を、パターン密度平均値の高いグループと低いグループの2グループにグループ分けする。パターン密度平均値の境界値(閾値)は用いられるパターン密度のパラメータ(被覆率又はエッジ密度又は感度評価値)に応じて予め定められている。
The pattern
図27に示す例においてパターン密度(エッジ密度)平均値の境界値が0.1であった場合、セルアレイ406、407がパターン密度平均値の高いグループ、MPU405がパターン密度平均値の低いグループにグループ分けされる。また、低バラツキ領域抽出部314により抽出されなかったIO404、ペリフェラル回路(Peri)408がパターン密度のばらつきが大きいグループとなる。
In the example shown in FIG. 27, when the boundary value of the pattern density (edge density) average value is 0.1, the
このようにして、図30に示すように検査領域がブロック毎にパターン密度のばらつきが小さく平均値が大きいグループ、パターン密度のばらつきが小さく平均値が小さいグループ、パターン密度のばらつきが大きいグループの3つのグループに分類される。 In this way, as shown in FIG. 30, there are three groups in which the inspection area has a small pattern density variation and a large average value, a group having a small pattern density variation and a small average value, and a group having a large pattern density variation. It is classified into one group.
グループ分けされた検査領域情報は検査領域記憶部323に格納される。
The grouped examination area information is stored in the examination
欠陥検査部330は検査領域情報に基づき、グループ毎に検査パラメータ(感度)設定を行う。検査パラメータ(感度)設定の一例を図31に示す。グループ毎に感度A〜Cを設定する。そして、欠陥検査を行い欠陥を検出する。検出結果は欠陥記憶部324に格納される。検出された欠陥の座標や画像は表示部340に表示される。
The
本実施形態による欠陥検査方法を図32に示すフローチャートを用いて説明する。
(ステップS3201)パターンデータ(GDS等)からブロック階層を抽出する。
(ステップS3202)各ブロックを格子状に分割し、格子毎にパターン密度(被覆率又はエッジ密度又は感度評価値)を計算する。
(ステップS3203)各ブロックのパターン密度の平均値及びばらつき(例えば標準偏差)を計算する。
(ステップS3204)バラツキスペックの初期値を設定する。
(ステップS3205)パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満であるブロック数をカウントする。
(ステップS3206)最終バラツキスペックである場合はステップS3208へ進み、最終バラツキスペックでない場合はステップS3207へ進む。
(ステップS3207)バラツキスペックを所定ステップ変更する。
(ステップS3208)パターン密度ばらつきがバラツキスペック未満であるブロック数及び最大設定ブロック数に基づきバラツキスペックを決定する。
(ステップS3209)パターン密度ばらつきがステップS3108で決定されたバラツキスペック未満であるブロックを抽出する。
(ステップS3210)ステップS3209で抽出されたブロックをパターン密度平均値に基づいて複数のグループに分類する。
(ステップS3211)ステップS3210で分類されたグループ及びステップS3209で抽出されなかったブロックで構成されるグループについてそれぞれ検査パラメータ(感度)を設定する。
(ステップS3212)設定された検査パラメータ(感度)に基づいて欠陥検査を行う。
The defect inspection method according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
(Step S3201) A block hierarchy is extracted from pattern data (GDS or the like).
(Step S3202) Each block is divided into grids, and a pattern density (coverage rate or edge density or sensitivity evaluation value) is calculated for each grid.
(Step S3203) The average value and variation (for example, standard deviation) of the pattern density of each block are calculated.
(Step S3204) The initial value of the variation specification is set.
(Step S3205) The number of blocks whose pattern density variation is less than the variation spec is counted.
(Step S3206) If it is the final variation specification, the process proceeds to step S3208. If it is not the final variation specification, the process proceeds to step S3207.
(Step S3207) The variation specification is changed by a predetermined step.
(Step S3208) A variation specification is determined based on the number of blocks whose pattern density variation is less than the variation specification and the maximum number of set blocks.
(Step S3209) A block whose pattern density variation is less than the variation spec determined in step S3108 is extracted.
(Step S3210) The blocks extracted in step S3209 are classified into a plurality of groups based on the pattern density average value.
(Step S3211) Inspection parameters (sensitivity) are set for each of the group classified in Step S3210 and the group composed of blocks not extracted in Step S3209.
(Step S3212) A defect inspection is performed based on the set inspection parameter (sensitivity).
このようにパターン密度のばらつきが少ない領域(ブロック)を抽出し、さらにパターン密度平均値に基づいてグルーピングを行い、グループ毎に感度を設定することで、検査光の反射強度のばらつきを抑えることができ、欠陥の検出率を向上させることができる。 By extracting areas (blocks) with little variation in pattern density in this way, and further performing grouping based on the pattern density average value and setting the sensitivity for each group, variation in the reflection intensity of inspection light can be suppressed. And the defect detection rate can be improved.
また、パターン密度に被覆率でなくエッジ密度又は感度評価値を用いることで、検査光の反射強度をより正確に反映した領域抽出ができ、欠陥検出率をさらに向上させることができる。 In addition, by using the edge density or sensitivity evaluation value instead of the coverage as the pattern density, it is possible to extract a region that more accurately reflects the reflection intensity of the inspection light, and to further improve the defect detection rate.
図20に示す上記第2の実施形態に係る半導体製造システムの欠陥検査装置104に本実施形態による欠陥検査装置を用いることができる。
The defect inspection apparatus according to this embodiment can be used for the
本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The technical scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 設計部
2 検査領域分割部
3 被覆率・エッジ密度算出部
4 感度ランク設定部
5 検査実行領域設定部
6 欠陥検査部
7 欠陥分類部
8 感度ライブラリ
9 欠陥データ記憶部
10 表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎のパターン密度を算出するパターン密度算出部と、
それぞれ複数の前記分割検査領域を有する複数の検査実行領域に前記パターン密度に基づく感度ランクを設定する検査実行領域・感度ランク設定部と、
前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行う欠陥検査部と、
を備え、
前記パターン密度算出部は前記パターン密度として配線エッジ密度、又は配線エッジ密度及び配線被覆率に基づく感度評価値を算出し、
前記検査実行領域・感度ランク設定部は、前記パターン密度に基づいて前記分割検査領域毎の感度ランクを設定し、互いに隣接し同一の感度ランクが設定されている複数の前記分割検査領域をグループ化し、グループ化した形状を簡単化して前記検査実行領域を設定することを特徴とする欠陥検査装置。 An inspection area dividing unit that divides an area for defect inspection of a wafer on which a circuit pattern is formed into a plurality of divided inspection areas;
A pattern density calculation unit that calculates a pattern density for each of the divided inspection regions based on design data of the circuit pattern;
An inspection execution region / sensitivity rank setting unit for setting a sensitivity rank based on the pattern density in a plurality of inspection execution regions each having a plurality of the divided inspection regions;
A defect inspection unit that sets inspection parameters based on the sensitivity rank of the inspection execution region and performs defect inspection of the inspection execution region;
Equipped with a,
The pattern density calculation unit calculates a wiring edge density as the pattern density, or a sensitivity evaluation value based on a wiring edge density and a wiring coverage,
The inspection execution region / sensitivity rank setting unit sets a sensitivity rank for each of the divided inspection regions based on the pattern density, and groups the plurality of divided inspection regions adjacent to each other and having the same sensitivity rank set. A defect inspection apparatus characterized by simplifying grouped shapes and setting the inspection execution area .
前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎のパターン密度を算出し、
それぞれ複数の前記分割検査領域を有する複数の検査実行領域に前記パターン密度に基づく感度ランクを設定し、
前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行う欠陥検査方法であって、
前記パターン密度として配線エッジ密度、又は配線エッジ密度及び配線被覆率に基づく感度評価値を算出し、
前記パターン密度に基づいて前記分割検査領域毎の感度ランクを設定し、互いに隣接し同一の感度ランクが設定されている複数の前記分割検査領域をグループ化し、グループ化した形状を簡単化して前記検査実行領域を設定することを特徴とする欠陥検査方法。 Dividing the wafer defect inspection area on which the circuit pattern is formed into multiple division inspection areas,
Calculate the pattern density for each of the division inspection regions based on the design data of the circuit pattern,
A sensitivity rank based on the pattern density is set in a plurality of inspection execution regions each having a plurality of the divided inspection regions,
A defect inspection method for setting an inspection parameter based on a sensitivity rank of the inspection execution area and performing a defect inspection of the inspection execution area ,
Calculate the sensitivity evaluation value based on the wiring edge density, or the wiring edge density and the wiring coverage as the pattern density,
A sensitivity rank for each of the divided inspection areas is set based on the pattern density, a plurality of the divided inspection areas that are adjacent to each other and set with the same sensitivity rank are grouped, and a grouped shape is simplified to perform the inspection. A defect inspection method characterized by setting an execution area .
前記回路パターンが形成された前記ウェーハの欠陥検査を行う領域を複数の分割検査領域に分割する検査領域分割部、前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎のパターン密度を算出するパターン密度算出部、それぞれ複数の前記分割検査領域を有する複数の検査実行領域に前記パターン密度に基づく感度ランクを設定する検査実行領域・感度ランク設定部、及び前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行い、検査結果を出力する欠陥検査部を有する欠陥検査装置と、
前記検査結果に基づいて前記装置パラメータの補正情報を生成し、前記パターン形成装置へ出力する装置パラメータ制御部と、
を備え、
前記パターン密度算出部は前記パターン密度として配線エッジ密度、又は配線エッジ密度及び配線被覆率に基づく感度評価値を算出し、
前記検査実行領域・感度ランク設定部は、前記パターン密度に基づいて前記分割検査領域毎の感度ランクを設定し、互いに隣接し同一の感度ランクが設定されている複数の前記分割検査領域をグループ化し、グループ化した形状を簡単化して前記検査実行領域を設定することを特徴とする半導体装置の製造システム。 A pattern forming apparatus for forming a circuit pattern on a wafer based on apparatus parameters;
An inspection area dividing unit that divides an area for defect inspection of the wafer on which the circuit pattern is formed into a plurality of divided inspection areas, a pattern that calculates a pattern density for each of the divided inspection areas based on design data of the circuit pattern A density calculation unit, an inspection execution region / sensitivity rank setting unit for setting a sensitivity rank based on the pattern density in a plurality of inspection execution regions each having a plurality of the divided inspection regions, and an inspection based on the sensitivity rank of the inspection execution region A defect inspection apparatus having a defect inspection unit for setting a parameter, performing a defect inspection of the inspection execution region, and outputting an inspection result;
A device parameter control unit that generates correction information of the device parameter based on the inspection result and outputs the correction information to the pattern forming device;
Equipped with a,
The pattern density calculation unit calculates a wiring edge density as the pattern density, or a sensitivity evaluation value based on a wiring edge density and a wiring coverage,
The inspection execution region / sensitivity rank setting unit sets a sensitivity rank for each of the divided inspection regions based on the pattern density, and groups the plurality of divided inspection regions adjacent to each other and having the same sensitivity rank set. A system for manufacturing a semiconductor device, wherein the inspection execution area is set by simplifying a grouped shape .
前記回路パターンが形成された前記ウェーハの欠陥検査を行う領域を複数の分割検査領域に分割し、
前記回路パターンの設計データに基づいて前記分割検査領域毎のパターン密度を算出し、
それぞれ複数の前記分割検査領域を有する複数の検査実行領域に前記パターン密度に基づく感度ランクを設定し、
前記検査実行領域の感度ランクに基づいて検査パラメータを設定し、前記検査実行領域の欠陥検査を行い、
前記欠陥検査の結果に基づいて前記装置パラメータを補正し、
前記補正された装置パラメータに基づいてウェーハに回路パターンを形成する半導体装置の製造方法であって、
前記パターン密度算出部は前記パターン密度として配線エッジ密度、又は配線エッジ密度及び配線被覆率に基づく感度評価値を算出し、
前記検査実行領域・感度ランク設定部は、前記パターン密度に基づいて前記分割検査領域毎の感度ランクを設定し、互いに隣接し同一の感度ランクが設定されている複数の前記分割検査領域をグループ化し、グループ化した形状を簡単化して前記検査実行領域を設定することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A circuit pattern is formed on the wafer based on the device parameters,
Dividing an area for defect inspection of the wafer on which the circuit pattern is formed into a plurality of divided inspection areas;
Calculate the pattern density for each of the division inspection regions based on the design data of the circuit pattern,
A sensitivity rank based on the pattern density is set in a plurality of inspection execution regions each having a plurality of the divided inspection regions,
Set inspection parameters based on the sensitivity rank of the inspection execution area, perform defect inspection of the inspection execution area,
Correcting the device parameters based on the results of the defect inspection;
A method of manufacturing a semiconductor device that forms a circuit pattern on a wafer based on the corrected device parameters ,
The pattern density calculation unit calculates a wiring edge density as the pattern density, or a sensitivity evaluation value based on a wiring edge density and a wiring coverage,
The inspection execution region / sensitivity rank setting unit sets a sensitivity rank for each of the divided inspection regions based on the pattern density, and groups the plurality of divided inspection regions adjacent to each other and having the same sensitivity rank set. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the inspection execution area is set by simplifying a grouped shape .
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