JP4891036B2 - Semiconductor device manufacturing method and semiconductor inspection apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造技術および半導体検査装置に関し、特に、電位コントラストを用いて半導体ウェハ上の欠陥部位を検出する技術に適用して有効なものである。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing technique and a semiconductor inspection apparatus, and is particularly effective when applied to a technique for detecting a defective portion on a semiconductor wafer using potential contrast.
電子線を用いた回路パターンを有する半導体ウェハ(以下、ウェハという)の評価方法として、ウェハの大口径化と回路パターンの微細化に対応して高スループットかつ高精度な検査を行う技術が実用化されている。例えば、特開平06-139985号公報(特許文献1)で開示されているように、表面電位差に起因する二次電子線のコントラストを利用して欠陥検査を行う方法が知られている。 As a method for evaluating semiconductor wafers with circuit patterns using electron beams (hereinafter referred to as “wafers”), a technology for performing high-throughput and high-precision inspection in response to wafer diameter increases and circuit pattern miniaturization has been put into practical use. Has been. For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-139985 (Patent Document 1), a method of performing defect inspection using the contrast of a secondary electron beam caused by a surface potential difference is known.
さらに、ウェハを所望の帯電電圧に帯電させ、取得した電位コントラストから電気抵抗値の算出を行なう方法が特開2003-100823号公報(特許文献2)で開示されている。この方法では、ウェハ表面に電子線を照射したときの帯電電圧を評価し、所望の帯電電圧になるように電子ビーム照射条件の調整を行う。パターン表面を所望の帯電電圧にした後、電位コントラストを取得し、その信号から電気抵抗値の算出を行なっている。これにより、素子の抵抗−電圧特性の算出を可能とし、ウェハ全面の電気的特性の分布や欠陥の種類別の分布を求めることができるとしている。
しかし、これらの方法で電気的特性を求める場合は、シリコン基板上の第1層目に形成されたプラグ等の単純な構造のサンプルにしか適用できず、シリコン基板にウェル等が形成されている場合には、正確な抵抗値を算出することは困難である。また、シリコン基板に形成される拡散層やウェル等の電位コントラストに影響を与える構造がデバイスによって異なる場合に、正確に電気的特性を求めることが困難である。また、パターンのレイアウトが電位コントラストに与える影響を考慮できないために、正確な電気的特性を求めることができない問題点もある。 However, when the electrical characteristics are obtained by these methods, it can be applied only to a sample having a simple structure such as a plug formed in the first layer on the silicon substrate, and a well or the like is formed on the silicon substrate. In some cases, it is difficult to calculate an accurate resistance value. In addition, it is difficult to accurately obtain electrical characteristics when the structure that affects the potential contrast, such as a diffusion layer or well formed on a silicon substrate, varies depending on the device. In addition, since the influence of the pattern layout on the potential contrast cannot be taken into account, there is a problem that accurate electrical characteristics cannot be obtained.
上述したように、従来の方法で電気的特性の分布を求める場合は、シリコン基板上の第1層目に形成されたプラグ等の単純な構造のサンプルにしか適用できない。 As described above, when the distribution of electrical characteristics is obtained by the conventional method, it can be applied only to a sample having a simple structure such as a plug formed in the first layer on the silicon substrate.
例えば、シリコン基板上に形成したプラグの場合、シリコン基板にウェルや拡散層等が形成されているときには、正確な抵抗値を算出することは困難である。また、ゲート電極上に接続したプラグの場合、このプラグの帯電電圧はゲート電極の容量やゲート絶縁膜の抵抗値および容量に依存する。従来の方法では、1つの孤立したパターンを単純化して求めた等価回路を仮定し、取得した電位コントラストから欠陥の抵抗値の算出を行なっている。このため、回路パターンが複雑な場合は、抵抗値を算出できないという問題がある。特に、シリコン基板に形成された拡散層やウェルの容量の影響を考慮して、電位コントラストを正確に算出することは困難である。また、従来の手法では求めた等価回路はレイアウト情報が考慮されていないので、電位コントラストから抵抗値を算出した結果は、実際の欠陥の抵抗値と異なる場合が多く、検査するウェハと同種のパターン回路において、一度、欠陥の抵抗値をオフラインで解析した後に校正する必要がある。また、一度、検出した欠陥の抵抗値をプローブ等で測定することによって、電位コントラストと抵抗値との対応を評価しておいた場合でも、シリコン基板に形成される拡散層やウェルの特性、さらに、一つの拡散層およびウェルに接続されるコンタクトホールの種類や数等がデバイスによって異なるので、電位コントラストから正確に電気的特性を求めることは困難である。また、シリコン基板に形成した拡散層やウェル、ゲート絶縁膜下の活性領域やエクステンション領域等も電位コントラストに影響を与える。従来の方法では、このようなシリコン基板に作りこまれた電気的な構造を反映して、欠陥の抵抗値を正確且つ迅速に算出することは困難である。このような場合に、一度、欠陥の抵抗値と電位コントラストの校正を行なった場合でも、異なるデバイスにおいてシリコン基板に作りこんだ電気的構造が異なる場合には、欠陥の抵抗値を正確に算出することは困難である。 For example, in the case of a plug formed on a silicon substrate, it is difficult to calculate an accurate resistance value when a well, a diffusion layer, or the like is formed on the silicon substrate. In the case of a plug connected on the gate electrode, the charging voltage of the plug depends on the capacitance of the gate electrode and the resistance value and capacitance of the gate insulating film. In the conventional method, an equivalent circuit obtained by simplifying one isolated pattern is assumed, and the resistance value of the defect is calculated from the acquired potential contrast. For this reason, when a circuit pattern is complicated, there exists a problem that resistance value cannot be calculated. In particular, it is difficult to accurately calculate the potential contrast in consideration of the influence of the capacitance of the diffusion layer and well formed on the silicon substrate. In addition, since the equivalent circuit obtained in the conventional method does not consider layout information, the result of calculating the resistance value from the potential contrast is often different from the resistance value of the actual defect, and the same type of pattern as the wafer to be inspected In the circuit, it is necessary to calibrate the resistance value of the defect after analyzing it offline. Also, once the resistance value of the detected defect is measured with a probe or the like, even if the correspondence between the potential contrast and the resistance value is evaluated, the characteristics of the diffusion layer and well formed on the silicon substrate, Since the type and number of contact holes connected to one diffusion layer and well vary depending on the device, it is difficult to accurately obtain the electrical characteristics from the potential contrast. In addition, the diffusion layer and well formed in the silicon substrate, the active region under the gate insulating film, the extension region, and the like also affect the potential contrast. In the conventional method, it is difficult to accurately and quickly calculate the resistance value of the defect, reflecting the electrical structure built in such a silicon substrate. In such a case, even if the resistance value of the defect and the potential contrast are calibrated once, if the electrical structure built in the silicon substrate in different devices is different, the resistance value of the defect is accurately calculated. It is difficult.
また、配線パターンの検査を行う場合、電子線照射によって生じる電位コントラストは検査する配線パターンが繋がっているパターンに大きく依存する。特にシステムLSIの配線パターンはそれぞれの配線で容量や抵抗は大きく異なるので、電位コントラストを正確に予測することは困難である。 Further, when a wiring pattern is inspected, the potential contrast caused by electron beam irradiation greatly depends on the pattern connected to the wiring pattern to be inspected. In particular, since the wiring pattern of the system LSI is greatly different in capacitance and resistance in each wiring, it is difficult to accurately predict the potential contrast.
上記のような課題のため、従来は電位コントラストから抵抗値等の欠陥の特性を正確且つ実用的な時間内で算出することは困難である。このため、欠陥の特性のウェハ面内分布を正確に得ることは困難である。 Due to the above-described problems, conventionally, it is difficult to accurately calculate the characteristics of defects such as resistance values from potential contrast within a practical time. For this reason, it is difficult to accurately obtain the distribution of defect characteristics in the wafer surface.
本発明の目的は、上記の課題を解決し、電子線等の荷電粒子線を用いて半導体製造工程途中のウェハを検査する技術として、電位コントラストから抵抗値等の欠陥の特性を正確に検査する方法を提供することにある。また、配線パターン等の様々な回路パターンが形成されているウェハやシリコン基板に形成される拡散層やウェル等の電位コントラストに影響を与える電気的構造が異なるウェハの場合にも、欠陥の特性を正確且つ迅速に算出できる検査方法を提供することにより、半導体製造工程の最適化および工程管理を実施できる技術を提供することにある。さらに、半導体装置等の信頼性を高めるとともに不良率を低減するのに寄与する半導体装置の製造方法を供与することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and as a technique for inspecting a wafer in the middle of a semiconductor manufacturing process using a charged particle beam such as an electron beam, the characteristics of defects such as a resistance value are accurately inspected from potential contrast. It is to provide a method. In addition, the defect characteristics are also improved in the case of wafers with various circuit patterns such as wiring patterns and wafers with different electrical structures that affect the potential contrast such as diffusion layers and wells formed on the silicon substrate. It is an object of the present invention to provide a technique capable of performing optimization and process management of a semiconductor manufacturing process by providing an inspection method that can be calculated accurately and quickly. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device that contributes to improving the reliability of the semiconductor device and the like and reducing the defect rate.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
本発明による半導体装置の製造方法は、(a)製造工程中の半導体ウェハに荷電粒子を照射することによって前記半導体ウェハから射出される荷電粒子を検出し、検出した荷電粒子から前記半導体ウェハに形成された構造の電位コントラストを取得することにより、前記半導体ウェハに形成された構造の欠陥部位を検出する工程とを備える。そして、前記(a)工程は、(a1)製造工程中の前記半導体ウェハに形成されている構造のレイアウトデータを入力する工程と、(a2)入力した前記レイアウトデータに基づいて、前記半導体ウェハに形成された構造に対応する等価回路を算出する工程とを有する。さらに、(a3)検査装置で実測された電位コントラストにより前記半導体ウェハに形成された構造にある欠陥部位を検出する工程と、(a4)検出された前記欠陥部位の構造を前記等価回路に反映する工程とを有する。そして、(a5)前記欠陥部位の構造を反映した等価回路に基づいて、前記欠陥部位の電気的特性を変えたときの電位コントラストを算出し、前記欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を算出する工程とを備える。さらに、(a6)前記欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を用いて、検査装置で実測された電位コントラストから前記欠陥部位の電気的特性を推定する工程とを有することを特徴とする。 According to a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, (a) a charged particle emitted from the semiconductor wafer is detected by irradiating the semiconductor wafer during the manufacturing process with the charged particle, and the detected charged particle is formed on the semiconductor wafer. Obtaining a potential contrast of the formed structure, and detecting a defective portion of the structure formed on the semiconductor wafer. The step (a) includes (a1) a step of inputting layout data of a structure formed on the semiconductor wafer during a manufacturing step, and (a2) a step of inputting the layout data to the semiconductor wafer based on the input layout data. And calculating an equivalent circuit corresponding to the formed structure. Further, (a3) a step of detecting a defective portion in the structure formed on the semiconductor wafer by the potential contrast actually measured by the inspection apparatus, and (a4) reflecting the detected structure of the defective portion in the equivalent circuit. Process. (A5) Based on an equivalent circuit reflecting the structure of the defective part, a potential contrast when the electric characteristic of the defective part is changed is calculated, and the correspondence between the electric characteristic of the defective part and the potential contrast is calculated. And calculating a relationship. And (a6) estimating the electrical characteristics of the defective portion from the potential contrast measured by an inspection apparatus using the correspondence between the electrical characteristics of the defective portion and the potential contrast. To do.
本発明による半導体検査装置は、製造工程中の半導体ウェハに荷電粒子を照射することによって前記半導体ウェハから射出される荷電粒子を検出し、検出した荷電粒子から前記半導体ウェハに形成された構造の電位コントラストを取得することにより、前記半導体ウェハに形成された構造の欠陥部位を検出する半導体検査装置に関する。そして、前記半導体検査装置は、(a)製造工程中の前記半導体ウェハに形成されている構造のレイアウトデータを入力するレイアウトデータ入力部と、(b)前記レイアウトデータ入力部から入力した前記レイアウトデータに基づいて、前記半導体ウェハに形成された構造に対応する等価回路を算出する等価回路算出部とを備える。さらに、(c)前記半導体検査装置で実測された電位コントラストにより前記半導体ウェハに形成された構造にある欠陥部位を検出する欠陥部位検出部と、(d)前記欠陥部位検出部で検出された前記欠陥部位の構造を前記等価回路に反映する等価回路反映部とを備える。そして、(e)前記欠陥部位の構造を反映した等価回路に基づいて、前記欠陥部位の電気的特性を変えたときの電位コントラストを算出し、前記欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を算出する対応関係算出部と、(f)前記欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を用いて、検査装置で実測された電位コントラストから前記欠陥部位の電気的特性を推定する電気的特性推定部とを有することを特徴とする。 The semiconductor inspection apparatus according to the present invention detects charged particles emitted from the semiconductor wafer by irradiating the semiconductor wafer during the manufacturing process with charged particles, and the potential of the structure formed on the semiconductor wafer from the detected charged particles. The present invention relates to a semiconductor inspection apparatus that detects a defective portion of a structure formed on the semiconductor wafer by acquiring contrast. The semiconductor inspection apparatus includes: (a) a layout data input unit that inputs layout data of a structure formed on the semiconductor wafer during a manufacturing process; and (b) the layout data input from the layout data input unit. And an equivalent circuit calculation unit for calculating an equivalent circuit corresponding to the structure formed on the semiconductor wafer. And (c) a defect site detector that detects a defect site in the structure formed on the semiconductor wafer based on a potential contrast measured by the semiconductor inspection apparatus; and (d) the defect site detected by the defect site detector. An equivalent circuit reflecting unit that reflects the structure of the defective portion in the equivalent circuit. (E) Based on an equivalent circuit reflecting the structure of the defective part, a potential contrast when the electric characteristic of the defective part is changed is calculated, and the correspondence between the electric characteristic of the defective part and the potential contrast is calculated. And (f) estimating the electrical characteristics of the defective part from the potential contrast actually measured by the inspection apparatus using the correspondence relation between the electrical characteristic of the defective part and the potential contrast. And an electrical characteristic estimation unit.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
工程途中の半導体ウェハを検査する技術として、シリコン基板に作りこまれたウェルや拡散層および周囲のパターン等のパターンレイアウトの影響を考慮して、欠陥部の正確な抵抗値等の欠陥特性を算出することができる。また、配線パターン等の複雑な回路パターンにおいても、電位コントラストから欠陥部の抵抗値等の欠陥特性を算出することができる。 As a technology for inspecting semiconductor wafers in the middle of the process, the defect characteristics such as accurate resistance values of defective parts are calculated in consideration of the effects of pattern layout such as wells and diffusion layers built into the silicon substrate and surrounding patterns. can do. Further, even in a complicated circuit pattern such as a wiring pattern, a defect characteristic such as a resistance value of a defective portion can be calculated from a potential contrast.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
本実施の形態は、電位コントラストを使用した欠陥検出方法に関するものである。本実施の形態における検査で用いる電位コントラスト形成の原理について説明する。電位コントラスト形成の原理は、例えば、特開2005-333161号公報等に開示されている。まず、例えば、パターンが形成されている半導体ウェハに電子(一次電子)を入射すると、半導体ウェハから電子(二次電子および反射電子)が放出される。この入射電子数に対する放出電子数の割合である電子放出効率は、電子線の照射エネルギーとパターン表面の材料によって決定される。電子放出効率が1よりも大きい場合、電子線照射領域は正に帯電し、電子放出効率が1より小さい場合、電子線照射領域は負に帯電する。電子線照射領域が正に帯電した場合、この正帯電が一度放出した低エネルギーの二次電子を引き戻す働きをする。従って、ウェハ上面に形成された電界に従って二次電子は引き戻されるので、実効的な二次電子放出効率は、ウェハ表面の帯電とウェハ上面の電極電圧によって決定される。すなわち、ウェハ上に形成されたパターンによって電子線放出効率が異なるため、パターンによって帯電が変わり、電位コントラストが変化する。特に、欠陥部位があると帯電状態が変化し電位コントラストが変化する。この電位コントラストの変化を検出することで欠陥部位を検出することができる。 The present embodiment relates to a defect detection method using potential contrast. The principle of potential contrast formation used in the inspection in this embodiment will be described. The principle of potential contrast formation is disclosed in, for example, JP-A-2005-333161. First, for example, when electrons (primary electrons) are incident on a semiconductor wafer on which a pattern is formed, electrons (secondary electrons and reflected electrons) are emitted from the semiconductor wafer. The electron emission efficiency, which is the ratio of the number of emitted electrons to the number of incident electrons, is determined by the irradiation energy of the electron beam and the material of the pattern surface. When the electron emission efficiency is greater than 1, the electron beam irradiation region is positively charged. When the electron emission efficiency is less than 1, the electron beam irradiation region is negatively charged. When the electron beam irradiation region is positively charged, the positive charge serves to pull back the low energy secondary electrons once emitted. Therefore, secondary electrons are pulled back according to the electric field formed on the upper surface of the wafer, and the effective secondary electron emission efficiency is determined by the charging of the wafer surface and the electrode voltage on the upper surface of the wafer. That is, since the electron beam emission efficiency differs depending on the pattern formed on the wafer, the charge changes depending on the pattern, and the potential contrast changes. In particular, if there is a defect site, the charged state changes and the potential contrast changes. A defect site can be detected by detecting this change in potential contrast.
具体的に、正帯電の電位コントラストを利用してパターン検査を行う原理について、例えば、図1に示すプラグのパターンで説明する。図1は、ウェハに形成されたプラグを示す断面図である。図1に示すように、半導体基板1上には素子分離領域2が形成されており、素子分離領域2によって区分けされた活性領域には半導体領域であるウェル3が形成されている。ウェル3内には、半導体領域である拡散層4が形成されており、ウェル3上には絶縁膜5が形成されている。絶縁膜5には、絶縁膜5を貫通するプラグ6a〜6cが形成されている。プラグ6a、6cは拡散層4に電気的に接続されているが、プラグ6bは拡散層4には接続されずに、拡散層4とプラグ6bの間に絶縁膜7が残っている。つまり、プラグ6a、6cは正常に形成されているが、プラグ6bは導通不良の欠陥部位となっている。
Specifically, the principle of pattern inspection using positively charged potential contrast will be described with reference to the plug pattern shown in FIG. 1, for example. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a plug formed on a wafer. As shown in FIG. 1, an
図1に示すパターンに二次電子放出効率が1よりも大きい条件で電子線を照射すると、プラグ6a〜6cには正の電荷が蓄積される。正常なプラグ6a、6cは拡散層4およびウェル3を介して半導体基板1と繋がっているため、正帯電は中和される。電流が半導体基板1から供給されるとき、半導体基板1に拡散層4やウェル3等が形成されている場合、電流は拡散層4やウェル3の抵抗値および容量の影響を受ける。一方、非導通となっているプラグ6bの場合、プラグ6bと半導体基板1の間には絶縁膜7が存在する。従って、絶縁膜7の抵抗値によってプラグ6bへ供給される電流が変化し、それに伴ってプラグ6bの帯電が変化して、電位コントラストが変化する。
When the pattern shown in FIG. 1 is irradiated with an electron beam under a condition where the secondary electron emission efficiency is greater than 1, positive charges are accumulated in the plugs 6a to 6c. Since the normal plugs 6a and 6c are connected to the
例えば、図1に示すプラグ6a〜6cが正常に拡散層4およびウェル3を介して半導体基板1と電気的に接続されている場合、その電位コントラストは図2に示すようになる。すなわち、絶縁膜が形成されている領域には暗部10が形成され、プラグが形成されている領域は明部11a〜11cが形成される。一方、図1に示すように、プラグ6bが欠陥部位になって半導体基板1と非導通となっている場合は、図3に示す電位コントラストになる。つまり、図3に示すように、正常なプラグ6a、6cの形成領域は、明部11a、11cが形成され、導通不良となっている欠陥部位のプラグ6bの形成領域は暗部11dとなる。このように欠陥部位の電位コントラストが変化するので、電位コントラストを検出することにより、欠陥部位を特定することができる。
For example, when the plugs 6a to 6c shown in FIG. 1 are normally electrically connected to the
ここで、欠陥部位であるプラグ6bの電位コントラストが変化するメカニズムについて説明する。図4はプラグ6bが正常に形成されており、プラグ6bが拡散層4およびウェル3を介して半導体基板1と電気的に接続されている場合を示している。このとき、プラグ6bに電子12aを入射すると、プラグ6bから電子12bが射出される。プラグ6bの電子放出効率が1よりも大きい場合、正に帯電するがプラグ6bが拡散層4およびウェル3を介して半導体基板1と電気的に接続されているため、正に帯電したプラグ6bは中和される。すなわち、プラグ6bの帯電は中和されるため、プラグ6bから放出される電子12bはプラグ6bの影響を受けることなく、電位コントラストを検出する装置に入射される。したがって、検出装置に電子が入射することになるので、プラグ6bの表面は明部として検出される。
Here, the mechanism by which the potential contrast of the
一方、図5はプラグ6bが欠陥部位として形成されている場合を示している。この場合、プラグ6bと拡散層4との間に絶縁膜7が形成されている。このプラグ6bに電子12aを入射すると、電子12bが射出されるが、電子放出効率が1より大きいと、プラグ6bは正に帯電する。プラグ6bが拡散層4およびウェル3を介して半導体基板1と電気的に接続されている場合には、プラグ6bの帯電は中和される。しかし、プラグ6bが欠陥部位となって電気的に孤立している場合、プラグ6bが正に帯電した状態になる。すると、プラグ6bから射出された電子12bは、プラグ6bの帯電によって引き戻される。つまり、プラグ6bから射出した電子は検査装置に入射しないことになる。このため、プラグ6bの表面は暗部として検出される。
On the other hand, FIG. 5 shows a case where the
このようなメカニズムによってパターンの電位コントラストから欠陥部位を検出することができる。このとき、欠陥部位の位置だけでなく種類も特定することができる。例えば、正常なプラグは正に帯電しにくく明部として検出されるが、正に帯電して暗部として検出される場合、プラグが電気的に接続されていない非導通の欠陥部位と判明する。一方、正常時に正に帯電している領域が中和している場合、導通してしまうショート不良であることがわかる。すなわち、電位コントラストを検出することによって、欠陥部位の位置と種類を特定できることがわかる。 By such a mechanism, a defect site can be detected from the potential contrast of the pattern. At this time, not only the position of the defective part but also the type can be specified. For example, a normal plug is hard to be positively charged and is detected as a bright part, but when it is positively charged and detected as a dark part, it is determined that the plug is not electrically connected and is a non-conductive defective part. On the other hand, when the region that is positively charged in the normal state is neutralized, it is understood that there is a short-circuit failure that causes conduction. That is, it can be seen that the position and type of the defective part can be specified by detecting the potential contrast.
欠陥部位の位置と種類を特定することができるが、例えば、プラグに非導通の欠陥部位が生じる場合、極端には電気的に絶縁されていることになる。しかし、プラグと半導体基板の間に介在する絶縁膜の厚さなどによって欠陥部位は様々な抵抗値をとっていることがある。つまり、非導通の欠陥部位といってもその欠陥特性は様々な状態をとっている。このため、欠陥部位の抵抗値などの電気的特性を知ることが、欠陥部位の分析には重要となっている。 Although the position and type of the defective part can be specified, for example, when a non-conductive defective part occurs in the plug, it is extremely electrically insulated. However, the defective portion may have various resistance values depending on the thickness of the insulating film interposed between the plug and the semiconductor substrate. That is, even if it is a non-conductive defect part, the defect characteristic has various states. For this reason, it is important to know the electrical characteristics such as the resistance value of the defective part in the analysis of the defective part.
ここで、欠陥部位の抵抗値を算出するための従来の方法としては、1つの孤立したパターンを単純化して求めた等価回路を仮定し、取得した電位コントラストから欠陥の抵抗値の算出を行なっている。このため、回路パターンが複雑な場合は、抵抗値を正確に算出できないという問題がある。つまり、半導体基板上に形成したプラグの場合、半導体基板にウェルや拡散層等が形成されているときには、ウェルや拡散層の抵抗値や容量も考慮しないとプラグの抵抗値を正確に算出することはできない。すなわち、プラグに接続するウェルや拡散層の抵抗や容量を考慮せずに単純化した等価回路では、プラグの抵抗値を正確に算出することができない。 Here, as a conventional method for calculating the resistance value of the defective portion, an equivalent circuit obtained by simplifying one isolated pattern is assumed, and the resistance value of the defect is calculated from the acquired potential contrast. Yes. For this reason, when a circuit pattern is complicated, there exists a problem that resistance value cannot be calculated correctly. In other words, in the case of a plug formed on a semiconductor substrate, when a well, a diffusion layer, or the like is formed on the semiconductor substrate, the resistance value of the plug can be accurately calculated without considering the resistance value or capacitance of the well or diffusion layer. I can't. That is, the resistance value of the plug cannot be accurately calculated with a simplified equivalent circuit without considering the resistance and capacitance of the well and diffusion layer connected to the plug.
そこで、本実施の形態では、半導体装置の製造工程で使用されるマスクのレイアウトデータから、半導体素子や配線等の回路パターンを抽出し、レイアウトデータに対応した等価回路を形成する。この等価回路により電子線を照射したパターンが電気的に接続している下地パターンや接続している配線の情報を取得して、電子線をウェハに照射したときに形成される電位コントラストを計算する。これにより、本発明者らは、下地パターンや他の配線の影響を考慮して精密に欠陥部位の電気的特性を算出できることを見出した。 Therefore, in this embodiment, circuit patterns such as semiconductor elements and wirings are extracted from the layout data of the mask used in the manufacturing process of the semiconductor device, and an equivalent circuit corresponding to the layout data is formed. By using this equivalent circuit, information on the underlying pattern and wiring connected to the pattern irradiated with the electron beam is acquired, and the potential contrast formed when the electron beam is irradiated onto the wafer is calculated. . As a result, the present inventors have found that the electrical characteristics of the defective part can be accurately calculated in consideration of the influence of the base pattern and other wirings.
すなわち、本実施の形態における1つの特徴は、レイアウトデータに基づいてウェハに形成された構造に対応する等価回路を形成する点に特徴がある。これにより、単純化された等価回路ではなく、ウェハに形成された構造に対応する精密な等価回路を使用することができる。そして、検査装置で実測された電位コントラストによりウェハに形成された構造にある欠陥部位を検出すると、検出された欠陥部位の構造を上述した等価回路に反映する。続いて、欠陥部位の構造を反映した等価回路に基づいて欠陥部位の電気的特性を変えたときの電位コントラストを算出し、欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を算出する。この対応関係を算出する点も本実施の形態における特徴の1つである。そして、欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を用いて、検査装置で実測された電位コントラストから欠陥部位の電気的特性を推定する。これにより、欠陥部位の電気的特性を正確に算出することができる。 That is, one feature of the present embodiment is that an equivalent circuit corresponding to the structure formed on the wafer is formed based on the layout data. Thereby, a precise equivalent circuit corresponding to the structure formed on the wafer can be used instead of a simplified equivalent circuit. Then, when a defective part in the structure formed on the wafer is detected by the potential contrast actually measured by the inspection apparatus, the structure of the detected defective part is reflected in the above-described equivalent circuit. Subsequently, based on an equivalent circuit reflecting the structure of the defective part, a potential contrast when the electrical characteristic of the defective part is changed is calculated, and a correspondence relationship between the electrical characteristic of the defective part and the potential contrast is calculated. The point of calculating this correspondence is also one of the features in the present embodiment. Then, using the correspondence relationship between the electrical characteristics of the defective portion and the potential contrast, the electrical characteristics of the defective portion are estimated from the potential contrast actually measured by the inspection apparatus. Thereby, the electrical characteristics of the defective part can be calculated accurately.
以下に、レイアウトデータに基づいてウェハに形成された構造に対応する等価回路を形成する例について具体例を挙げて説明する。ウェハに形成された構造として図1に示す構造を例にあげ、欠陥部位の電気的特性として抵抗値を例にとる。まず、図1に示す構造を形成するためのマスクのレイアウトデータから等価回路を形成する。この等価回路を図6に示す。正常なプラグ6a、6cは、抵抗Rpと容量Cpで表される。また、プラグ6a〜6c下の拡散層4によって接合が形成され、拡散層4は、抵抗Rjと容量Cjで表される。半導体基板1に形成されたウェル3は抵抗Rwと容量Cwで表され、半導体基板は、抵抗Rsubと容量Csubで表されている。また、本等価回路では、プラグ6a〜6c間に形成される寄生抵抗R12、R23および寄生容量C12、C23も考慮されている。そして、欠陥部位であるプラグ6bは、抵抗Rdと容量Cpで表されている。このように本実施の形態で形成する等価回路は、プラグ6a〜6cに接続する拡散層4、ウェル3、寄生抵抗や寄生容量が考慮されている。したがって、実際にウェハに形成された構造を忠実に反映した等価回路になっていることがわかる。
An example of forming an equivalent circuit corresponding to the structure formed on the wafer based on the layout data will be described below with a specific example. The structure shown in FIG. 1 is taken as an example of the structure formed on the wafer, and the resistance value is taken as an example of the electrical characteristics of the defective part. First, an equivalent circuit is formed from the layout data of the mask for forming the structure shown in FIG. This equivalent circuit is shown in FIG. The normal plugs 6a and 6c are represented by a resistance Rp and a capacitance Cp. Further, a junction is formed by the
ここで、レイアウトデータに基づいて等価回路を形成した時点では、プラグ6bも正常なプラグであるとして抵抗Rpと容量Cpで表されている。そして、検査装置で電位コントラストを実測し、プラグ6bが非導通の欠陥部位であることが判明すると、これを等価回路に反映する。つまり、プラグ6bが欠陥部位であると判明すると、等価回路上でプラグ6bを抵抗Rdと容量Cdで表すことになる。図6では、プラグ6bが欠陥部位であることを反映した等価回路を示していることになる。このような等価回路を作成し、プラグ6a〜6cに供給される電流を入力して計算することによって、プラグ6a〜6cの帯電電圧を精密に算出することができる。すなわち、電位コントラストを算出することができる。このとき、欠陥部位である抵抗Rdを変化させて、抵抗Rdを変化させたときの電位コントラストを算出し、欠陥部位の抵抗Rdと電位コントラストとの対応関係を算出する。続いて、算出した欠陥部位の抵抗Rdと電位コントラストとの対応関係に基づいて、実測した電位コントラストに対応する抵抗を求めることができる。このように複雑な回路パターンにおいても、回路パターンのレイアウト情報を加味した等価回路が作成可能となる。このため、この等価回路を用いて電位コントラストの予測が可能となれば、入射電子線の照射条件、ウェハ上面の電極電圧と被検査ウェハの回路パターンの最上層の材質、回路パターンの等価回路から、欠陥部位の抵抗などの電気的特性を正確に算出することが可能となる。
Here, at the time when the equivalent circuit is formed based on the layout data, the
次に、本実施の形態における検査工程を含む半導体装置の製造方法について説明する。まず、半導体基板(ウェハ)を用意する。そして、半導体基板上に周知の製造技術を使用することにより、MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)などの半導体素子を形成する。そして、半導体素子を形成した半導体基板上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜にフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより接続孔を形成する。次に、接続孔に導電材料を埋め込むことによりプラグを形成する。その後、プラグ上に配線を形成する。配線は多層にわたって形成される。このようにして半導体装置を製造することができる。 Next, a method for manufacturing a semiconductor device including an inspection process in the present embodiment will be described. First, a semiconductor substrate (wafer) is prepared. Then, a semiconductor device such as a MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) is formed on the semiconductor substrate by using a well-known manufacturing technique. Then, an insulating film is formed on the semiconductor substrate on which the semiconductor element is formed, and connection holes are formed in the insulating film by using a photolithography technique and an etching technique. Next, a plug is formed by embedding a conductive material in the connection hole. Thereafter, wiring is formed on the plug. The wiring is formed over multiple layers. In this way, a semiconductor device can be manufactured.
この半導体装置の製造工程中においては、電位コントラストを用いた欠陥検出工程が存在する。例えば、半導体基板上にプラグを形成した後、プラグが正常に形成されているかを検査するために電位コントラストを用いた欠陥検出工程が実施される。なお、本実施の形態では、一例としてプラグの欠陥部位を検出するために電位コントラストを用いた欠陥検出工程を実施しているが、配線の欠陥部位の検出に電位コントラストを用いた欠陥検出工程を実施してもよい。電位コントラストを用いた欠陥検出工程は、半導体装置を製造する様々な製造工程に挿入することにより実施することができる。 During the manufacturing process of this semiconductor device, there is a defect detection process using potential contrast. For example, after a plug is formed on a semiconductor substrate, a defect detection process using a potential contrast is performed in order to inspect whether the plug is normally formed. In this embodiment, as an example, the defect detection process using the potential contrast is performed to detect the defective part of the plug. However, the defect detection process using the potential contrast is used to detect the defective part of the wiring. You may implement. The defect detection process using the potential contrast can be implemented by inserting it into various manufacturing processes for manufacturing a semiconductor device.
この欠陥検出工程で使用する検査装置の構成について説明する。本実施の形態における検査装置の一例を図7に示す。半導体装置の検査装置21は、電子光学系22、ステージ機構系23、ウェハ搬送系24、真空排気系25、光学顕微鏡26、制御系27、操作部28より構成されている。電子光学系22は、電子銃29、コンデンサレンズ30、対物レンズ31、検出器32、電極33、偏向器34、ウェハ高さ検出器35より構成されている。ステージ機構系23はXYステージ36およびウェハ38を保持するためのホルダ37、ホルダ37およびウェハ38に負の電圧を印加するためのリターディング電源39より構成されている。XYステージ36には、レーザ測長による位置検出器が取りつけられている。ウェハ搬送系24はカセット載置部40とウェハローダ41とXYステージ36間をウェハ38が行き来するようになっている。制御系27は、信号検出系制御部42、ブランキング制御部43、ビーム偏向補正制御部44、電子光学系制御部45、ウェハ高さセンサ検出系26、ステージ制御部47より構成されている。操作部28は操作画面および操作部48、画像処理部49、画像・検査データ記憶部50、演算部51より構成され、操作部48は外部サーバ52に接続されている。
The configuration of the inspection apparatus used in this defect detection process will be described. An example of the inspection apparatus in this embodiment is shown in FIG. The semiconductor
次に、本実施の形態における検査工程を実現するための機能について説明する。図8は検査装置21の構成を示すブロック図である。図8に示すように、検査装置21は、演算部51と欠陥部位検出部57を有している。演算部51は、レイアウトデータ入力部55、等価回路算出部56、正常部コントラスト算出部58、等価回路反映部59、対応関係算出部60、電気的特性推定部61および電気的特性出力部62を有している。
Next, functions for realizing the inspection process in the present embodiment will be described. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the
レイアウトデータ入力部55は、ウェハ上の構造を形成するために使用されるマスクのレイアウトデータを入力するように構成されている。 The layout data input unit 55 is configured to input layout data of a mask used for forming a structure on the wafer.
等価回路算出部56は、マスクのレイアウトデータから、半導体素子や配線等の回路パターンを抽出し、抽出した被検査ウェハの回路パターンからネットリストを作成するように構成されている。ネットリストとは、等価回路を構成するのに必要な情報を含むものをいう。つまり、ネットリストとは、等価回路を構成する回路素子の電気的特性および接続関係を含む情報を記述するものである。したがって、レイアウトデータからネットリストを作成するということはレイアウトデータから等価回路を算出することと同じである。作成したネットリストはウェハに形成された拡散層やウェルの容量および抵抗値、配線の寄生抵抗や寄生容量、配線間容量等の情報を含み、ウェハ裏面または側面から電子線を照射する層までの回路パターンから生成したものである。生成したネットリストは、レイアウトデータに対応する回路の寄生素子を含む回路接続情報が記述されている。また、電子線を照射したときにウェハ表面や層間絶縁膜内部に流れる電流の情報も含むことができる。しかし、生成したネットリストはすべての配線の寄生抵抗や寄生容量、配線間容量の情報を含むので、これを用いて検査時の電位コントラストを計算すると、多大な計算時間がかかる場合がある。そのような場合は、所定値以下の寄生抵抗素子や寄生容量素子を削除する等して、回路シミュレーションすべき寄生素子を削減するための機能を備えている。ここで、ネットリストを生成する際、ウェルや拡散層等の電気的特性(抵抗値、容量)は、例えば、デバイスシミュレータを用いて算出されるが、デバイスシミュレータを用いても、正確に抵抗値や容量を算出することは困難である場合が多い。そこで、ウェルや拡散層等の限定した電気的特性については、実測データを入力してネットリストを修正可能なように構成されている。
The equivalent
欠陥部位検出部57は、検査装置21で実測された電位コントラストから欠陥部位を検出するように構成されており、欠陥部位の位置や種類を特定することができるようになっている。
The defective
等価回路反映部59は、欠陥部位検出部57で検出された欠陥部位の位置および種類から等価回路に欠陥部位の電気的特性を反映させる機能を有している。すなわち、等価回路算出部56で算出されたネットリストは、欠陥部位の含まれていない等価回路に対応するものであり、等価回路反映部59は、このネットリストを修正して欠陥部位を取り入れたネットリストを作成するように機能する。したがって、この等価回路反映部59によって修正されたネットリストは欠陥部位の電気的特性を反映したものになっている。
The equivalent
正常部コントラスト算出部58および対応関係算出部60は、生成したネットリストを用いて、電子線を照射したときに生じる電位コントラストを計算可能な機能を有する。ネットリストから電位コントラストを算出するには、例えば、回路シミュレータが使用される。このとき、正常部コントラスト算出部58および対応関係算出部60は、ネットリストおよび電子線の照射条件等の検査条件などを回路シミュレータに入力して電位コントラストを算出するようになっている。回路シミュレータの入力値として、電子線の照射条件等の検査条件から回路シミュレータに入力可能なパラメータに変換する機能を備えている。電子線の照射条件としては、例えば、電子線の照射領域、電子線走査速度、電流値、照射エネルギー、ウェハ上面の電界、ウェハ表面の帯電電圧等がある。まず、電子線の照射領域からは、計算に使用するネットリストの抽出を行なう。電流値は電子線の電流値、照射領域、走査速度、および、戻り二次電子を考慮した実効的な二次電子放出効率によって決定する。回路パターンの帯電電圧は、入射電子線の照射条件、ウェハ上面の電極電圧と被検査ウェハの回路パターンの最上層の材質、回路パターンのネットリストから算出される。帯電電圧は上述したように計算した帯電電圧を用いることもできるし、検査装置21内で実際に電子線照射して評価した帯電電圧を入力することもできるようになっている。これらネットリストおよび電流値や帯電電圧などを用いて電位コントラストが算出される。
The normal part contrast calculation unit 58 and the
正常部コントラスト算出部58および対応関係算出部60は、生成したネットリストを用いて、電子線を照射したときに生じる電位コントラストを計算するが、正常部コントラスト算出部58は、等価回路算出部56で算出した欠陥部位を考慮していないネットリストを用いて電位コントラストを算出する。すなわち、欠陥部位のない構造での電位コントラストを算出するようになっている。一方、対応関係算出部60は、等価回路反映部59で欠陥部位の構造を反映したネットリストを用いて電位コントラストを算出するようになっている。
The normal part contrast calculation unit 58 and the
正常部コントラスト算出部58は、欠陥部位を考慮していない電位コントラストを算出するが、その目的は、算出した電位コントラストと実測した電位コントラストとの相違を補正するものである。したがって、算出した電位コントラストと実測した電位コントラストとの相違を補正する必要があまりない場合には、正常部コントラスト算出部58を設ける必要がない。ただし、算出した電位コントラストの精度を高める観点からは、正常部コントラスト算出部58を設けることが望ましい。 The normal part contrast calculation unit 58 calculates a potential contrast that does not take into account the defective part, and its purpose is to correct the difference between the calculated potential contrast and the actually measured potential contrast. Therefore, when there is not much need to correct the difference between the calculated potential contrast and the actually measured potential contrast, it is not necessary to provide the normal part contrast calculation unit 58. However, from the viewpoint of improving the accuracy of the calculated potential contrast, it is desirable to provide the normal part contrast calculation unit 58.
対応関係算出部60は、等価回路反映部59で欠陥部位の構造を反映したネットリストを用いて電位コントラストを算出するが、このとき、欠陥部位の電気的特性を変化させたときの電位コントラストも算出する。例えば、欠陥部位の電気的特性として抵抗や容量を取り扱う場合、欠陥部位の抵抗や容量を変化させて電位コントラストを算出する。すなわち、欠陥部位の電気的特性と電位コントラストの対応関係を算出するようになっている。具体的な一例としては、欠陥部位の抵抗と電位コントラストとの関係をコントラストテーブルとして算出する機能を有する。
The
電気的特性推定部61は、対応関係算出部60で算出した欠陥部位の電気的特性と電位コントラストの対応関係に基づいて、実測した電位コントラストから実測した電位コントラストに対応する欠陥部位の電気的特性を求めることができるように構成されている。これにより、実測した電位コントラストから欠陥部位の電気的特性を算出することができる。
The electrical characteristic estimation unit 61, based on the correspondence between the electrical characteristics of the defective part calculated by the
電気的特性出力部62は、電気的特性推定部61で算出した欠陥の抵抗値等の電気的特性を欠陥位置の情報と共に出力するための機能を有する。例えば、欠陥の抵抗値をウェハ面内分布として表示するための機能を有している。
The electrical
本実施の形態における検査装置21は上記のように構成されており、さらに検査装置21の内部あるいは外部に、電気的特性推定部61で算出した欠陥部位の電気的特性や欠陥部位の位置および種類などを含む欠陥情報から半導体装置に欠陥部位をなくすように製造工程を調整する機能(フィードバック機能)を設けている。また、検出した欠陥情報をレイアウトデータに反映させて欠陥部位を生じやすいパターンの特徴を抽出し出力するための機能を設けている。
The
次に、本実施の形態における検査装置の動作について図面を参照しながら説明する。本実施の形態では欠陥部位の電気的特性を算出する方法の一例として、図1に示す断面構造のプラグの抵抗値を算出する方法を説明する。図9は検査工程の流れを示すフローチャートである。 Next, the operation of the inspection apparatus in the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a method for calculating the resistance value of the plug having the cross-sectional structure shown in FIG. 1 will be described as an example of a method for calculating the electrical characteristics of the defective portion. FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the inspection process.
図9において、まず、ウェハを検査装置にセットし(S101)、検査レシピの作成を開始する(S102)。検査レシピ作成画面を開いて、被検査ウェハの情報を入力する(S103)。被検査ウェハの情報としては、電子線を照射する領域を指定することが挙げられる。また、被検査ウェハの情報として、被検査ウェハを作成した各工程におけるすべてのレイアウトデータをCADデータとして入力しても良い。このレイアウトデータは予め画像・検査データ記憶部50に記憶させておき、検査レシピ作成時にレイアウトデータを読み出すこともできる。
In FIG. 9, first, a wafer is set in an inspection apparatus (S101), and preparation of an inspection recipe is started (S102). The inspection recipe creation screen is opened, and information on the wafer to be inspected is input (S103). Information on the wafer to be inspected includes designating a region to be irradiated with an electron beam. Further, as the information on the wafer to be inspected, all layout data in each process for creating the wafer to be inspected may be input as CAD data. The layout data can be stored in advance in the image / inspection
次に、操作部48から検査条件を入力する(S104)。図10に、検査条件入力画面の一例を示す。検査条件として、電子ビームの照射エネルギー、ビーム電流、ウェハの上面電極電圧、電子線走査速度および信号検出するためのサンプリングクロックである検出クロック、画像サイズ、1画面あたりの視野サイズ、1画面あたりの画像取得回数(加算回数)、画像処理に用いる取得画像、検査領域等の内容を入力する。 Next, inspection conditions are input from the operation unit 48 (S104). FIG. 10 shows an example of the inspection condition input screen. As inspection conditions, electron beam irradiation energy, beam current, wafer upper surface electrode voltage, electron beam scanning speed, detection clock which is a sampling clock for signal detection, image size, visual field size per screen, per screen The contents such as the number of times of image acquisition (number of additions), the acquired image used for image processing, and the inspection area are input.
検査条件入力が完了したら、検査をスタートする(S105)。まず、設定されたウェハを検査装置21内に搬送する(S106)。ウェハがロードされたら、入力された検査条件に基づき、電子光学系制御部45より各部に電子線照射条件が設定される。このとき、電子線の照射位置を校正用パターン位置に移動し(S107)、ビーム校正、アライメントおよびキャリブレーションを行なう(S108)。
When the inspection condition input is completed, the inspection is started (S105). First, the set wafer is transferred into the inspection apparatus 21 (S106). When the wafer is loaded, an electron beam irradiation condition is set to each part by the electron
その後、検査を開始し、電子線(電子ビーム)の照射を開始したら(S109)、まず、ウェハ表面の帯電電圧を測定する(S110)。次に、指定された検査条件で指定された領域に電子線を照射して走査しながら(S111)、二次電子画像(電位コントラスト)を取得する(S112)。このとき、リアルタイムで画像処理を実施し、欠陥判定を行なう(S113)。画像処理においては、同等パターン同士を比較検査する方法と、良品のリファレンス画像を予め取得してこれと比較検査する方法と、パターンの明るさの絶対値より良否判定をする方法がある。これらのいずれの方法でも、指定された領域の欠陥発生位置、欠陥部位の種類および欠陥部位の電気的特性(抵抗値)等の情報を得ることができる。欠陥判定を行なったら、次に、欠陥発生位置については自動的に画像を保存する。このとき比較検査を行った場合は、欠陥発生位置について、リファレンスとして正常部の画像も同時に保存する。そして、検査状況を操作部48に表示し、且つ、検査結果を演算部51から外部に出力する(114)。
Thereafter, when inspection is started and irradiation of an electron beam (electron beam) is started (S109), first, the charging voltage on the wafer surface is measured (S110). Next, a secondary electron image (potential contrast) is acquired while irradiating and scanning an electron beam onto a designated area under designated examination conditions (S111). At this time, image processing is performed in real time, and defect determination is performed (S113). In image processing, there are a method of comparing and inspecting equivalent patterns, a method of acquiring a non-defective reference image in advance and performing a comparison inspection thereof, and a method of determining pass / fail based on the absolute value of the brightness of the pattern. In any of these methods, information such as the defect occurrence position in the designated region, the type of the defect site, and the electrical characteristics (resistance value) of the defect site can be obtained. Once the defect determination is performed, an image is automatically stored for the defect occurrence position. When a comparative inspection is performed at this time, an image of a normal part is simultaneously saved as a reference for the defect occurrence position. Then, the inspection status is displayed on the
検査方法として、ステップアンドリピートで検査を行うこともできる。この場合、指定された領域に電子線を走査し、二次電子画像を取得する。その後、次に指定された領域にステージを移動して、さらに、電子線照射して画像取得することを繰り返して検査を行うこともできる。取得した二次電子画像を画像・検査データ記憶部50に保存してから外部記憶部および演算部に転送し、オフラインで画像処理を実施し、欠陥判定および抵抗値の算出を行っても良い。このようにして、検査を完了したら、ウェハをアンロードして検査を終了する(S115)。
As an inspection method, it is also possible to perform inspection by step-and-repeat. In this case, the designated area is scanned with an electron beam to obtain a secondary electron image. Thereafter, the stage can be moved to the next designated area, and further, the inspection can be performed by repeating the electron beam irradiation to acquire the image. The acquired secondary electron image may be stored in the image / inspection
次に、本実施の形態における特徴の1つである欠陥部位の抵抗値算出方法を図11で説明する。図11は、本実施の形態における欠陥部位の抵抗値算出方法を示すフローチャートである。このフローチャートは図9に示した検査工程において、抵抗値の算出(S113)で行なわれる処理である。図11において、処理65は演算部51で行なわれる処理の流れを示しており、ネットリスト補正部66は演算部51の内部あるいは外部に設けられているデバイスシミュレータによる補助機能を示している。また、データ67は欠陥部位の抵抗値算出で使用するデータを示している。
Next, a method for calculating the resistance value of a defect site, which is one of the features in the present embodiment, will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart showing a method for calculating a resistance value of a defective portion in the present embodiment. This flowchart is a process performed in the resistance value calculation (S113) in the inspection process shown in FIG. In FIG. 11, processing 65 shows the flow of processing performed by the
まず、被検査ウェハに形成された構造のレイアウトデータを回路シミュレータにあるレイアウトデータ入力部55に入力する(S201)。入力したレイアウトデータは検査装置21の検査レシピ作成画面に反映され、検査レシピ作成時の補助ツールとしても使用できる。次に、等価回路算出部56で入力したレイアウトデータから、半導体素子や配線等の回路パターンを抽出し、半導体製造工程途中のウェハに形成されている構造のネットリスト(等価回路)を生成する(S202)。この等価回路算出部56で算出したネットリストは、正常な構造に対応するものである。すなわち、生成したネットリストは、被検査ウエハに電子線を照射した工程において、被検査パターンが電気的に接続している正常な回路パターンを抽出して生成したネットリストである。
First, the layout data of the structure formed on the wafer to be inspected is input to the layout data input unit 55 in the circuit simulator (S201). The input layout data is reflected on the inspection recipe creation screen of the
このネットリストには、ウェハの裏面あるいは側面から、電子線を照射した層までの回路パターンとして、ウェハの抵抗Rsubおよび容量Csub、ウェハに形成されたウェルや拡散層の抵抗値や容量、トランジスタ素子、配線の抵抗および容量、配線の寄生抵抗および寄生容量等の情報を含んでいる。さらに、電子を被検査ウェハに照射した時のウェハ表面の抵抗値や容量、層間絶縁膜の抵抗値や容量等の情報も含むことができる。 This netlist includes, as a circuit pattern from the back or side surface of the wafer to the layer irradiated with the electron beam, the resistance Rsub and capacitance Csub of the wafer, the resistance value and capacitance of the well and diffusion layer formed on the wafer, transistor elements , Information on the wiring resistance and capacitance, wiring parasitic resistance and parasitic capacitance, and the like. Furthermore, information such as the resistance value and capacitance of the wafer surface when the wafer is irradiated with electrons and the resistance value and capacitance of the interlayer insulating film can also be included.
本実施の形態では、前述した図1に示すようなプラグを検査する場合について、説明する。この場合、レイアウトデータから抽出された等価回路としては、例えば図6に示す等価回路を抽出でき、抽出した等価回路から回路シミュレータに入力可能な形式を持つネットリストに変換される。 In the present embodiment, a case where the plug as shown in FIG. 1 is inspected will be described. In this case, as the equivalent circuit extracted from the layout data, for example, the equivalent circuit shown in FIG. 6 can be extracted, and the extracted equivalent circuit is converted into a net list having a format that can be input to the circuit simulator.
しかし、複雑な等価回路では、すべての配線の寄生抵抗や寄生容量を用いて検査時の電位コントラストを計算すると、回路パターンの規模によっては多大な計算時間を要する場合がある。そのような場合は、所定値以下の寄生抵抗素子や寄生容量素子を削除する等して、回路シミュレーションすべき寄生素子を削除するようになっている。 However, in a complex equivalent circuit, if the potential contrast at the time of inspection is calculated using the parasitic resistance and parasitic capacitance of all the wirings, it may take a great amount of calculation time depending on the scale of the circuit pattern. In such a case, a parasitic element to be subjected to circuit simulation is deleted by deleting a parasitic resistance element or a parasitic capacitance element having a predetermined value or less.
ここで、ネットリストを生成する際、ネットリスト補正部66では、デバイスのウェルや拡散層等の素子特性(電気的特性)(抵抗値、容量)はデバイスシミュレータを用いてLSI構造から算出することができる。しかし、デバイスシミュレータによる算出では、ウェルや拡散層の抵抗値および容量を正確に算出することは困難である場合がある。そこで、ネットリストの修正機能としてウェルや拡散層等の限定した素子特性については、実測データを入力してネットリストを修正可能なようになっている。
Here, when generating the netlist, the
ネットリストを生成したら、次に、検査開始前に操作部48から入力された入射電子線照射条件等の検査条件を回路シミュレータに入力する。検査条件は変換部で回路シミュレータへの入力値に変換される。検査条件のうち電子線の照射領域からは、計算に使用するネットリストの抽出を行なう。回路シミュレータを用いた計算によって帯電電圧を算出する際には、回路シミュレータへの入力値として、例えば、入力電荷Qは次の様に変換できる。検査の電流値I0、回路パターンへの照射時間s、戻り二次電子を考慮した二次電子放出効率σから、Q=I0sσから求められる。回路パターンへの照射時間sは、電子線の走査速度、回路パターンのレイアウトによって決定できる。この電流値I0の入力場所は電子線を照射するレイアウトで決定される。例えば、図1に示したプラグに照射する場合には図6に示した等価回路の電荷Q1、電荷Q2、電荷Q3として入力される。これによって、帯電電圧の推測が可能となる。
Once the netlist is generated, next, inspection conditions such as incident electron beam irradiation conditions input from the
次に、被検査パターンの帯電電圧および欠陥位置や実測された欠陥部電位コントラスト等の欠陥情報を回路シミュレータに入力する。欠陥位置や実測された欠陥部電位コントラストは欠陥部位検出部57で検出されたものである。
Next, defect information such as the charging voltage and defect position of the pattern to be inspected and the actually measured defect potential contrast is input to the circuit simulator. The defect position and the actually measured defect potential contrast are those detected by the
帯電電圧は前述のように、回路シミュレータに電流値を入力することによって計算することも可能であるが、検査装置21における電子線照射時の帯電電圧を実際に測定することにより、実測値を入力することも可能である。ここで、帯電電圧を実測する場合、例えばエネルギーフィルターを用いた検出器によって、二次電子や後方散乱電子をあるエネルギーでフィルタリングすることによって、測定できる。これは、ウェハ表面の帯電電圧分だけ、二次電子および後方散乱電子のエネルギーが変化するためである。
As described above, the charging voltage can be calculated by inputting a current value into the circuit simulator. However, by actually measuring the charging voltage at the time of electron beam irradiation in the
帯電電圧の値を入力したら、検査装置21の欠陥部位検出部57あるいは検査結果を記憶した記憶装置から、検出した欠陥部位の欠陥位置および実測された欠陥部電位コントラスト等の欠陥情報を回路シミュレータに転送する。ここで、実測された正常部電位コントラストとして、欠陥部位の含まれるショットとウェハ上で隣接するショット内の同じパターンでの正常部電位コントラストの情報も転送することもできる。これらの被検査パターンの帯電電圧、検査装置21の欠陥部位検出部57で検出された欠陥部位の欠陥情報は、検査装置21で被検査ウェハを検査している時にリアルタイムで演算部51に転送され、回路シミュレータで抵抗値への換算を行なっても良いが、欠陥部位および正常部位の二次電子画像情報を一度、画像・検査データ記憶部50に保存しておき、オフラインで画像処理及び抵抗値を行なっても良い。
When the value of the charging voltage is input, the defect information such as the defect position of the detected defect part and the actually measured defect part potential contrast from the defect
ここで、実測された欠陥部電位コントラストの情報から欠陥部位の抵抗値を算出する方法について述べる。まず、正常部コントラスト算出部58において、回路シミュレータでウェハの欠陥位置で正常なパターンが形成されている場合について正常部コントラストを計算する(S203)。そして、計算された正常部コントラストと実測された正常パターンでの正常部電位コントラストと比較し、計算値と実測値の相違を補正する。 Here, a method for calculating the resistance value of the defective part from the information of the actually measured defect potential contrast will be described. First, the normal part contrast calculation unit 58 calculates the normal part contrast when the normal pattern is formed at the defect position of the wafer by the circuit simulator (S203). Then, the calculated normal part contrast is compared with the normal part potential contrast in the actually measured normal pattern, and the difference between the calculated value and the actually measured value is corrected.
さらに、欠陥部位検出部57からの欠陥情報に基づき、欠陥が形成されていると想定される箇所に想定される欠陥の等価回路を想定し、等価回路反映部59で欠陥を含むネットリストを作成する。例えば検出された欠陥部位が、図1に示すプラグの導通不良の場合、欠陥部位となっているプラグ6bの抵抗値をRdにして、欠陥部位の欠陥部電位コントラストを対応関係算出部60で計算する(S204)。そして、欠陥部位となっているプラグ6bの抵抗値Rdを変化させたときのプラグ6bの電位コントラスト変化の対応関係を作成する。すなわち、抵抗値Rdと電位コントラストとの対応関係を示すコントラストテーブルを作成する(S205)。図12には、欠陥部位となっているプラグの抵抗値Rdを1E4(Ω)から1E16(Ω)まで変化させたときの電位コントラスト変化の一例を示す。この関係を用いることにより、検査装置21の欠陥部位検出部57から送られた実測の欠陥部電位コントラストから、欠陥部位の抵抗値を算出できる(S206)。このようにして求められた欠陥部位の抵抗値は、実測された欠陥部電位コントラスト、欠陥座標、帯電電圧等の情報と共に出力され(S207)、画像・検査データ記憶部50に記憶される。このようにして、すべての欠陥について、実測された欠陥部電位コントラストから抵抗値の推測が可能となる。推測された欠陥部位の抵抗値は他の欠陥情報と共に画像・検査データ記憶部50に記憶される。この結果、ウェハに作りこまれたウェルや拡散層、および周囲のパターン等のレイアウトの影響を考慮して、欠陥部位の電位コントラストから欠陥部位の正確な抵抗値を始めとする欠陥の特性を算出可能となる。また、配線パターン等の複雑な回路パターンにおいても、電位コントラストから欠陥部の抵抗値等の欠陥の特性を正確に算出可能となる。
Further, based on the defect information from the defect
以上述べたような検査工程を経て算出された欠陥部位の抵抗値は、例えば検査装置21の操作部28のウェハ面内分布として表示できる。求めた抵抗値のウェハ面内分布を表示した一例を図13に示す。欠陥部位のウェハ面内分布は、抵抗値の程度によって分類して表示される。あるいは、設定したある範囲の抵抗値を持つ欠陥のみのウェハ面内分布を表示することができ、所望の特性を持つ欠陥部位のみの情報を得ることが可能となる。
The resistance value of the defect part calculated through the inspection process as described above can be displayed as, for example, a distribution within the wafer surface of the
このようにして求めた抵抗値は、例えば、ドライエッチングプロセスデータと照合され、ドライエッチングプロセスにフィードバックされる。例えば、ドライエッチング起因の非導通がプラグに生じている場合、エッチング時間の調整、エッチングガス流量の調整、エッチャーのクリーニング等にフィードバックされる。 The resistance value thus obtained is collated with, for example, dry etching process data and fed back to the dry etching process. For example, when non-conduction due to dry etching occurs in the plug, it is fed back to the adjustment of the etching time, the adjustment of the etching gas flow rate, the cleaning of the etcher, and the like.
また、本検査により、欠陥部位を発生したパターンのレイアウトデータから、欠陥部位を発生し易いパターンの特徴を抽出できるようになる。例えば、プラグの場合は、プラグのアスペクト比、ホール径、パターン密度、マット端、マスク材料等の特徴が抽出できるようになり、どのようなレイアウトや材料のパターンで欠陥が発生しやすいか把握できるようになる。この結果、マスクレイアウトや製造プロセスへのフィードバックが可能となる。 In addition, by this inspection, it is possible to extract features of a pattern that easily generates a defective part from layout data of a pattern that generates a defective part. For example, in the case of plugs, features such as plug aspect ratio, hole diameter, pattern density, mat edge, and mask material can be extracted, and it is possible to grasp what layout and material pattern are likely to cause defects. It becomes like this. As a result, feedback to the mask layout and manufacturing process is possible.
以上より、本実施の形態によれば、工程途中の半導体ウェハを検査する技術として、ウェハに作りこまれたウェルや拡散層および周囲のパターン等のパターンレイアウトの影響を考慮して、欠陥部の正確な抵抗値等の欠陥特性を算出することができる。また、配線パターン等の複雑な回路パターンにおいても、電位コントラストから欠陥部の抵抗値等の欠陥特性を算出することができる。 As described above, according to the present embodiment, as a technique for inspecting a semiconductor wafer in the middle of a process, the influence of a pattern layout such as a well, a diffusion layer, and a surrounding pattern formed in the wafer is taken into consideration. Defect characteristics such as an accurate resistance value can be calculated. Further, even in a complicated circuit pattern such as a wiring pattern, a defect characteristic such as a resistance value of a defective portion can be calculated from a potential contrast.
また、上述した効果によって、ウェハ上に発生した欠陥の有無、抵抗値の分布および不良発生原因を効率的にかつ高精度に把握できるので、製造工程にいち早く異常対策処理を講ずることができる。その結果、半導体装置の不良率を低減し生産性を高めることができる。さらに、上記検査を適用することにより、異常発生をいち早く検知して、従来よりも早期に対策を講ずることが可能となったので、多量の不良発生を未然に防止し、半導体装置等の信頼性を高めることができる。また、欠陥を発生し易いパターンの特徴を把握できるので、デバイス設計時にレイアウトパターンを変更することによって不良を発生しにくいデバイス設計やプロセス設計が可能となる。この結果、新製品等の開発効率が向上し、かつ、製造コストを削減できる。 Further, because of the above-described effects, the presence / absence of defects generated on the wafer, the distribution of resistance values, and the cause of the occurrence of defects can be grasped efficiently and with high accuracy, so that it is possible to take an abnormality countermeasure process quickly in the manufacturing process. As a result, the defect rate of the semiconductor device can be reduced and the productivity can be increased. Furthermore, by applying the above inspection, it has become possible to quickly detect abnormalities and take countermeasures earlier than before, preventing a large number of defects before they occur and improving the reliability of semiconductor devices, etc. Can be increased. In addition, since it is possible to grasp the characteristics of patterns that are likely to cause defects, it is possible to perform device design and process design that are less likely to cause defects by changing the layout pattern during device design. As a result, the development efficiency of new products and the like can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
前記実施の形態では、一例として、プラグの導通不良の抵抗値を算出する手法について述べたが、他の例として、配線パターンの導通不良の抵抗値、コンタクトホール等の開口ホールの非開口の抵抗値を算出することもできる。また、接合リークのリーク電流、ゲート電極のリーク電流、フラッシュメモリやDRAM等のメモリのリーク電流、トランジスタのソース-ドレイン間リーク電流、素子間のリーク電流等、欠陥の電気的特性を前記実施の形態と同様に算出することができる。 In the above-described embodiment, the method of calculating the resistance value of the plug conduction failure is described as an example. However, as another example, the resistance value of the conduction failure of the wiring pattern, the resistance of the opening hole such as the contact hole, and the like. A value can also be calculated. In addition, the electrical characteristics of defects such as junction leakage leakage current, gate electrode leakage current, memory leakage current such as flash memory and DRAM, transistor source-drain leakage current, element leakage current, etc. It can be calculated in the same way as the form.
前記実施の形態では電位コントラストを検出する際、電子を使用する例を示しているが、これに限らず、電子以外の荷電粒子を使用することもできる。 In the above-described embodiment, an example is shown in which electrons are used to detect potential contrast. However, the present invention is not limited to this, and charged particles other than electrons can also be used.
本発明は、半導体装置を製造する製造業に幅広く利用することができる。 The present invention can be widely used in the manufacturing industry for manufacturing semiconductor devices.
1 半導体基板
2 素子分離領域
3 ウェル
4 拡散層
5 絶縁膜
6a プラグ
6b プラグ
6c プラグ
7 絶縁膜
10 暗部
11a 明部
11b 明部
11c 明部
11d 暗部
12a 電子
12b 電子
21 検査装置
22 電子光学系
23 ステージ機構系
24 ウェハ搬送系
25 真空排気系
26 光学顕微鏡
27 制御系
28 操作部
29 電子銃
30 コンデンサレンズ
31 対物レンズ
32 検出器
33 電極
34 偏向器
35 ウェハ高さ検出器
36 XYステージ
37 ホルダ
38 ウェハ
39 リターディング電源
40 カセット載置部
41 ウェハローダ
42 信号検出系制御部
43 ブランキング制御部
44 ビーム偏向補正制御部
45 電子光学系制御部
46 ウェハ高さセンサ検出系
47 ステージ制御部
48 操作部
49 画像処理部
50 画像・検査データ記憶部
51 演算部
52 外部サーバ
55 レイアウトデータ入力部
56 等価回路算出部
57 欠陥部位検出部
58 正常部コントラスト算出部
59 等価回路反映部
60 対応関係算出部
61 電気的特性推定部
62 電気的特性出力部
65 処理
66 ネットリスト補正部
67 データ
Q1 電荷
Q2 電荷
Q3 電荷
Rp 抵抗
Rj 抵抗
Rw 抵抗
Rsub 抵抗
Rd 抵抗
R12 寄生抵抗
R23 寄生抵抗
Cp 容量
Cj 容量
Cw 容量
Csub 容量
C12 寄生容量
C23 寄生容量
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記(a)工程は、
(a1)製造工程中の前記半導体ウェハに形成されている構造のレイアウトデータを入力する工程と、
(a2)入力した前記レイアウトデータに基づいて、前記半導体ウェハに形成された構造に対応する等価回路を算出する工程と、
(a3)検査装置で実測された電位コントラストにより前記半導体ウェハに形成された構造にある欠陥部位を検出する工程と、
(a4)検出された前記欠陥部位の構造を前記等価回路に反映する工程と、
(a5)前記欠陥部位の構造を反映した等価回路に基づいて、前記欠陥部位の電気的特性を変えたときの電位コントラストを算出し、前記欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を算出する工程と、
(a6)前記欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を用いて、検査装置で実測された電位コントラストから前記欠陥部位の電気的特性を推定する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 (A) Detecting charged particles emitted from the semiconductor wafer by irradiating the semiconductor wafer during the manufacturing process with charged particles, and acquiring a potential contrast of a structure formed on the semiconductor wafer from the detected charged particles. And a step of detecting a defect site of the structure formed in the semiconductor wafer,
The step (a)
(A1) inputting layout data of a structure formed on the semiconductor wafer during the manufacturing process;
(A2) calculating an equivalent circuit corresponding to a structure formed on the semiconductor wafer based on the input layout data;
(A3) detecting a defect site in a structure formed on the semiconductor wafer based on a potential contrast actually measured by an inspection apparatus;
(A4) reflecting the detected structure of the defect site in the equivalent circuit;
(A5) Based on an equivalent circuit reflecting the structure of the defective portion, a potential contrast when the electrical characteristics of the defective portion are changed is calculated, and a correspondence relationship between the electrical characteristics of the defective portion and the potential contrast is calculated. A calculating step;
(A6) a step of estimating the electrical characteristics of the defective portion from the potential contrast measured by an inspection apparatus using the correspondence relationship between the electrical characteristics of the defective portion and the potential contrast. Device manufacturing method.
前記(a)工程は、
(a1)製造工程中の前記半導体ウェハに形成されている構造のレイアウトデータを入力する工程と、
(a2)入力した前記レイアウトデータに基づいて、前記半導体ウェハに形成された構造に対応する等価回路を算出する工程と、
(a3)検査装置で実測された電位コントラストにより前記半導体ウェハに形成された構造にある欠陥部位を検出する工程と、
(a4)検出された前記欠陥部位の構造を前記等価回路に反映する工程と、
(a5)前記欠陥部位の構造を反映した等価回路に基づいて、前記欠陥部位の電気的特性を変えたときの電位コントラストを算出し、前記欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を算出する工程と、
(a6)前記欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を用いて、検査装置で実測された電位コントラストから前記欠陥部位の電気的特性を推定する工程とを有し、
前記(a2)工程は、前記等価回路を構成する回路素子の電気的特性および接続関係を含む情報を記述するネットリストを前記等価回路として作成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 (A) Detecting charged particles emitted from the semiconductor wafer by irradiating the semiconductor wafer during the manufacturing process with charged particles, and acquiring a potential contrast of a structure formed on the semiconductor wafer from the detected charged particles. And a step of detecting a defect site of the structure formed in the semiconductor wafer,
The step (a)
(A1) inputting layout data of a structure formed on the semiconductor wafer during the manufacturing process;
(A2) calculating an equivalent circuit corresponding to a structure formed on the semiconductor wafer based on the input layout data;
(A3) detecting a defect site in a structure formed on the semiconductor wafer based on a potential contrast actually measured by an inspection apparatus;
(A4) reflecting the detected structure of the defect site in the equivalent circuit;
(A5) Based on an equivalent circuit reflecting the structure of the defective portion, a potential contrast when the electrical characteristics of the defective portion are changed is calculated, and a correspondence relationship between the electrical characteristics of the defective portion and the potential contrast is calculated. A calculating step;
(A6) using the correspondence between the electrical characteristics of the defective part and the potential contrast, estimating the electrical characteristics of the defective part from the potential contrast actually measured by the inspection apparatus,
In the step (a2), a net list describing information including electrical characteristics and connection relationships of circuit elements constituting the equivalent circuit is created as the equivalent circuit.
前記(a)工程は、
(a1)製造工程中の前記半導体ウェハに形成されている構造のレイアウトデータを入力する工程と、
(a2)入力した前記レイアウトデータに基づいて、前記半導体ウェハに形成された構造に対応する等価回路を算出する工程と、
(a3)検査装置で実測された電位コントラストにより前記半導体ウェハに形成された構造にある欠陥部位を検出する工程と、
(a4)検出された前記欠陥部位の構造を前記等価回路に反映する工程と、
(a5)前記欠陥部位の構造を反映した等価回路に基づいて、前記欠陥部位の電気的特性を変えたときの電位コントラストを算出し、前記欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を算出する工程と、
(a6)前記欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を用いて、検査装置で実測された電位コントラストから前記欠陥部位の電気的特性を推定する工程とを有し、
前記(a6)工程で推定した前記欠陥部位の電気的特性に基づいて、前記レイアウトデータに前記欠陥部位が発生しないようなフィードバック処理を施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。 (A) Detecting charged particles emitted from the semiconductor wafer by irradiating the semiconductor wafer during the manufacturing process with charged particles, and acquiring a potential contrast of a structure formed on the semiconductor wafer from the detected charged particles. And a step of detecting a defect site of the structure formed in the semiconductor wafer,
The step (a)
(A1) inputting layout data of a structure formed on the semiconductor wafer during the manufacturing process;
(A2) calculating an equivalent circuit corresponding to a structure formed on the semiconductor wafer based on the input layout data;
(A3) detecting a defect site in a structure formed on the semiconductor wafer based on a potential contrast actually measured by an inspection apparatus;
(A4) reflecting the detected structure of the defect site in the equivalent circuit;
(A5) Based on an equivalent circuit reflecting the structure of the defective portion, a potential contrast when the electrical characteristics of the defective portion are changed is calculated, and a correspondence relationship between the electrical characteristics of the defective portion and the potential contrast is calculated. A calculating step;
(A6) using the correspondence between the electrical characteristics of the defective part and the potential contrast, estimating the electrical characteristics of the defective part from the potential contrast actually measured by the inspection apparatus,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a feedback process is performed on the layout data so that the defective portion does not occur based on the electrical characteristics of the defective portion estimated in the step (a6).
前記(a)工程は、
(a1)製造工程中の前記半導体ウェハに形成されている構造のレイアウトデータを入力する工程と、
(a2)入力した前記レイアウトデータに基づいて、前記半導体ウェハに形成された構造に対応する等価回路を算出する工程と、
(a3)検査装置で実測された電位コントラストにより前記半導体ウェハに形成された構造にある欠陥部位を検出する工程と、
(a4)検出された前記欠陥部位の構造を前記等価回路に反映する工程と、
(a5)前記欠陥部位の構造を反映した等価回路に基づいて、前記欠陥部位の電気的特性を変えたときの電位コントラストを算出し、前記欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を算出する工程と、
(a6)前記欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を用いて、検査装置で実測された電位コントラストから前記欠陥部位の電気的特性を推定する工程とを有し、
前記(a6)工程で推定した前記欠陥部位の電気的特性をもとに、前記半導体ウェハの製造工程における処理条件を調整することを特徴とする半導体装置の製造方法。 (A) Detecting charged particles emitted from the semiconductor wafer by irradiating the semiconductor wafer during the manufacturing process with charged particles, and acquiring a potential contrast of a structure formed on the semiconductor wafer from the detected charged particles. And a step of detecting a defect site of the structure formed in the semiconductor wafer,
The step (a)
(A1) inputting layout data of a structure formed on the semiconductor wafer during the manufacturing process;
(A2) calculating an equivalent circuit corresponding to a structure formed on the semiconductor wafer based on the input layout data;
(A3) detecting a defect site in a structure formed on the semiconductor wafer based on a potential contrast actually measured by an inspection apparatus;
(A4) reflecting the detected structure of the defect site in the equivalent circuit;
(A5) Based on an equivalent circuit reflecting the structure of the defective portion, a potential contrast when the electrical characteristics of the defective portion are changed is calculated, and a correspondence relationship between the electrical characteristics of the defective portion and the potential contrast is calculated. A calculating step;
(A6) using the correspondence between the electrical characteristics of the defective part and the potential contrast, estimating the electrical characteristics of the defective part from the potential contrast actually measured by the inspection apparatus,
A manufacturing method of a semiconductor device, wherein processing conditions in the manufacturing process of the semiconductor wafer are adjusted based on the electrical characteristics of the defective part estimated in the step (a6).
前記半導体検査装置は、
(a)製造工程中の前記半導体ウェハに形成されている構造のレイアウトデータを入力するレイアウトデータ入力部と、
(b)前記レイアウトデータ入力部から入力した前記レイアウトデータに基づいて、前記半導体ウェハに形成された構造に対応する等価回路を算出する等価回路算出部と、
(c)前記半導体検査装置で実測された電位コントラストにより前記半導体ウェハに形成された構造にある欠陥部位を検出する欠陥部位検出部と、
(d)前記欠陥部位検出部で検出された前記欠陥部位の構造を前記等価回路に反映する等価回路反映部と、
(e)前記欠陥部位の構造を反映した等価回路に基づいて、前記欠陥部位の電気的特性を変えたときの電位コントラストを算出し、前記欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を算出する対応関係算出部と、
(f)前記欠陥部位の電気的特性と電位コントラストとの対応関係を用いて、検査装置で実測された電位コントラストから前記欠陥部位の電気的特性を推定する電気的特性推定部とを有することを特徴とする半導体検査装置。 By detecting charged particles emitted from the semiconductor wafer by irradiating the semiconductor wafer during the manufacturing process with the charged particles, and obtaining the potential contrast of the structure formed on the semiconductor wafer from the detected charged particles, A semiconductor inspection apparatus for detecting a defective portion of a structure formed on a semiconductor wafer,
The semiconductor inspection apparatus includes:
(A) a layout data input unit for inputting layout data of a structure formed on the semiconductor wafer during the manufacturing process;
(B) an equivalent circuit calculation unit for calculating an equivalent circuit corresponding to a structure formed on the semiconductor wafer based on the layout data input from the layout data input unit;
(C) a defect site detector for detecting a defect site in a structure formed on the semiconductor wafer by a potential contrast measured by the semiconductor inspection apparatus;
(D) an equivalent circuit reflecting unit that reflects the structure of the defective part detected by the defective part detecting unit in the equivalent circuit;
(E) Based on an equivalent circuit reflecting the structure of the defective part, a potential contrast when the electric characteristic of the defective part is changed is calculated, and a correspondence relationship between the electric characteristic of the defective part and the potential contrast is calculated. A correspondence calculation unit to calculate,
(F) having an electrical characteristic estimation unit that estimates the electrical characteristics of the defective portion from the potential contrast measured by an inspection apparatus using the correspondence between the electrical characteristics of the defective portion and the potential contrast. A featured semiconductor inspection device.
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