特許 7053417 欠陥検査装置および欠陥検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-04

(45)【発行日】2022-04-12

(54)【発明の名称】欠陥検査装置および欠陥検査方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20220405BHJP

   G01N 23/2251 20180101ALI20220405BHJP

   G01N 21/956 20060101ALI20220405BHJP

【ＦＩ】

H01L21/66 J

G01N23/2251

G01N21/956 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018171609

(22)【出願日】2018-09-13

(65)【公開番号】P2020043296

(43)【公開日】2020-03-19

【審査請求日】2021-04-08

(73)【特許権者】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】391016358

【氏名又は名称】東芝情報システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野島 和弘

(72)【発明者】

【氏名】手塚 知秀

(72)【発明者】

【氏名】大西 篤志

(72)【発明者】

【氏名】山田 一弘

(72)【発明者】

【氏名】野嶋 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】濱口 晶

【審査官】堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０２３０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－００４８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２５６１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｇ０１Ｎ ２３／２２５１

Ｇ０１Ｎ ２１／９５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェハ上に展開されたパターンを示す電子情報を取得する取得部と、
設計データが示す図形のうち、前記電子情報に対応する部分をクリップして設計情報を得るクリップ部と、
前記電子情報が示す各パターンに第１の番号を付与し、前記設計情報が示す各パターンに第２の番号を付与する第１の付与部と、
前記第１の番号と、前記第２の番号との対応関係を示す関係情報を作成するマッチング部と、
前記関係情報と、前記設計情報が示す各パターンに対応するノード情報とに基づいて、前記電子情報が示すパターンが前記ウェハの回路上の欠陥を含むか否かを照合する照合部と、
を備えた欠陥検査装置。

【請求項2】

前記取得部により取得された前記電子情報をＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データに変換した変換情報を得る変換部を、さらに備え、
前記第１の付与部は、前記変換情報が示す各パターンに前記第１の番号を付与し、
前記照合部は、前記関係情報と、前記ノード情報とに基づいて、前記変換情報が示すパターンが前記ウェハの回路上の欠陥を含むか否かを照合する請求項１に記載の欠陥検査装置。

【請求項3】

前記マッチング部により作成された前記関係情報の内容に基づいて、前記変換情報の欠陥種を分類する分類部を、さらに備え、
前記照合部は、前記分類部により分類された前記欠陥種に従って、前記変換情報が示すパターンが前記ウェハの回路上の欠陥を含むか否かを照合する請求項２に記載の欠陥検査装置。

【請求項4】

前記設計情報が示す各パターンに前記ノード情報としてノード番号を付与する第２の付与部を、さらに備え、
前記照合部は、前記関係情報と、前記ノード番号とに基づいて、前記変換情報が示すパターンが前記ウェハの回路上の欠陥を含むか否かを照合する請求項３に記載の欠陥検査装置。

【請求項5】

前記照合部は、前記分類部によって前記変換情報の前記欠陥種が短絡状態を示す場合、前記関係情報から前記変換情報で短絡状態にあるパターンに対応する前記設計情報でのパターンを特定し、特定した前記設計情報でのパターンと、前記ノード番号との対応関係から、前記変換情報が示すパターンが前記ウェハの回路上の欠陥を含むか否かを照合する請求項４に記載の欠陥検査装置。

【請求項6】

前記設計データが示す図形において、前記変換情報に対応する部分を当該変換情報で置換したデータから、当該変換情報を含む所定範囲の部分を置換情報として抽出する置換部と、
前記ウェハのスケマティックデータと、前記設計データの一部または全部とのＬＶＳ（Ｌａｙｏｕｔ Ｖｅｒｓｕｓ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ）を実行する実行部と、
をさらに備え、
前記照合部は、前記分類部によって前記変換情報の前記欠陥種がオープン状態を示す場合、前記実行部によって、前記置換部により抽出された前記置換情報と、前記スケマティックデータとで実行された前記ＬＶＳの結果から、前記変換情報が示すパターンが前記ウェハの回路上の欠陥を含むか否かを照合する請求項４に記載の欠陥検査装置。

【請求項7】

前記実行部は、予め、前記スケマティックデータと、前記設計データの全部との前記ＬＶＳを実行することにより、前記設計データが示す各パターン対応する前記ノード番号を生成し、
前記第２の付与部は、前記実行部により生成された前記ノード番号を、前記設計情報が示す各パターンに付与する請求項６に記載の欠陥検査装置。

【請求項8】

ウェハ上に展開されたパターンを示す電子情報を取得する取得部と、
前記電子情報が示す各パターンに第１の番号を付与し、設計データが示す図形のうち、前記電子情報に対応する部分である設計情報が示す各パターンに第２の番号を付与する付与部と、
前記第１の番号と、前記第２の番号との対応関係を示す関係情報を作成するマッチング部と、
前記マッチング部により作成された前記関係情報の内容に基づいて、前記電子情報の欠陥種を分類する分類部を、
を備えた欠陥検査装置。

【請求項9】

ウェハ上に展開されたパターンを示す電子情報を取得する取得部と、
前記電子情報が示す各パターンに第１の番号を付与し、設計データが示す図形のうち、前記電子情報に対応する部分である設計情報が示す各パターンに第２の番号を付与する付与部と、
前記第１の番号と、前記第２の番号との対応関係を示す関係情報を作成するマッチング部と、
前記関係情報と、前記設計情報が示す各パターンに対応するノード番号とに基づいて、前記電子情報が示すパターンが前記ウェハの回路上の欠陥を含むか否かを照合する照合部と、
を備えた欠陥検査装置。

【請求項10】

ウェハ上に展開されたパターンを示す電子情報を取得する取得ステップと、
設計データが示す図形のうち、前記電子情報に対応する部分をクリップして設計情報を得るクリップステップと、
前記電子情報が示す各パターンに第１の番号を付与し、前記設計情報が示す各パターンに第２の番号を付与する付与ステップと、
前記第１の番号と、前記第２の番号との対応関係を示す関係情報を作成するマッチングステップと、
前記関係情報と、前記設計情報が示す各パターンに対応するノード情報とに基づいて、前記電子情報が示すパターンが前記ウェハの回路上の欠陥を含むか否かを照合する照合ステップと、
を有する欠陥検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、欠陥検査装置および欠陥検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造工程中における欠陥検査の手法として、従来、工程中にＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）画像等を取得し、それを作業者が目視検査することが行われている。

【0003】

一方、欠陥の電気的な影響を検査するためには、欠陥の発生箇所および種類を判別し、半導体回路上のどこで不良となっているかを照合することがが必要であり、そのために多大な時間が必要とされる。

【0004】

また、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）による設計パターン（設計）に基づく画像データと、取得したＳＥＭ画像との差分を取ることによって、欠陥を発見するＤｉｅ Ｔｏ Ｄａｔａｂａｓｅという手法も知られている。

【0005】

しかしながら、ウェハ上に展開されたＳＥＭ画像のパターンは、例えば、パターン形成の際の露光条件に大きく左右されるため、前記設計パターンと完全に一致させることは困難であり、そのため、真に問題となる欠陥部分のみを差分として精度よく抽出することも困難となっている。

【0006】

さらに、取得したＳＥＭ画像に基づいてＣＡＤデータを作成し、これを回路データと照合する手法も考えられる。通常、ＳＥＭ画像で取得できる領域の範囲は限定的であるため、前記ＳＥＭ画像に含まれない領域の配線接続状況により欠陥の致命度は異なってくる。そのため、チップ全体を対象に照合することが必要となり、多大な時間を要する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１４－３２１００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

実施形態は、半導体の製造における欠陥検査において検査時間を短縮することができる欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

実施形態に係る欠陥検査装置は、取得部と、クリップ部と、第１の付与部と、マッチング部と、照合部と、を備える。取得部は、ウェハ上に展開されたパターンを示す電子情報を取得する。クリップ部は、設計データが示す図形のうち、電子情報に対応する部分をクリップして設計情報を得る。第１の付与部は、電子情報が示す各パターンに第１の番号を付与し、設計情報が示す各パターンに第２の番号を付与する。マッチング部は、第１の番号と、第２の番号との対応関係を示す関係情報を作成する。照合部は、関係情報と、設計情報が示す各パターンに対応するノード情報とに基づいて、電子情報が示すパターンがウェハの回路上の欠陥を含むか否かを照合する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、ＳＥＭ画像とＣＡＤ設計データに基づく画像との差分について説明するための図である。

【図2】図２は、チップ全体に対して行うＬＶＳ（照合動作）について説明するための図である。

【図3】図３は、実施形態に係るＳＥＭ装置の全体構成の一例を示す図である。

【図4】図４は、実施形態における制御コントローラのハードウェアの構成例を示す図である。

【図5】図５は、実施形態における制御コントローラの機能ブロックの構成例を示す図である。

【図6】図６は、実施形態におけるＳＥＭ画像をＣＡＤに変換する例を示す図である。

【図7】図７は、実施形態における設計ＣＡＤにおいてＳＥＭ画像に置換する例を示す図である。

【図8】図８は、実施形態に係るＳＥＭ装置のＬＶＳの一般動作を説明するための図である。

【図9】図９は、実施形態に係るＳＥＭ装置におけるノード番号を説明するための図である。

【図10】図１０は、実施形態における欠陥検査処理を含む全体処理のフローチャートである。

【図11】図１１は、実施形態に係るＳＥＭ装置の欠陥検査処理のフローチャートである。

【図12】図１２は、実施形態に係るＳＥＭ装置の図形番号を付与する動作を示す図である。

【図13】図１３は、実施形態に係るＳＥＭ装置における欠陥種を説明するための図である。

【図14】図１４は、実施形態に係るＳＥＭ装置のマッチングを説明するための図である。

【図15】図１５は、実施形態に係るＳＥＭ装置のマッチングを説明するための図である。

【図16】図１６は、実施形態に係るＳＥＭ装置のマッチングを説明するための図である。

【図17】図１７は、実施形態に係るＳＥＭ装置の欠陥種分類のフローチャートである。

【図18】図１８は、実施形態に係るＳＥＭ装置の回路照合のフローチャートである。

【図19】図１９は、実施形態に係るＳＥＭ装置の回路照合を説明するための図である。

【図20】図２０は、実施形態に係るＳＥＭ装置の回路照合を説明するための図である。

【図21】図２１は、実施形態に係るＳＥＭ装置の回路照合を説明するための図である。

【図22】図２２は、実施形態に係るＳＥＭ装置の回路照合を説明するための図である。

【図23】図２３は、実施形態の変形例に係るＳＥＭ装置における欠陥種を説明するための図である。

【図24】図２４は、実施形態の変形例に係るＳＥＭ装置の回路照合を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に添付図面を参照して、実施形態に係るＳＥＭ装置を詳細に説明する。なお、これらの実施形態は一例であり、本発明がこの実施形態に限定されるものではない。

【0012】

図１は、ＳＥＭ画像とＣＡＤ設計データに基づく画像との差分について説明するための図である。図１を参照しながら、ＳＥＭ画像と設計ＣＡＤとの差分に含まれるエラーについて説明する。

【0013】

図１（ａ）は、各種半導体部品が実装されたウェハにおけるチップの回路上の欠陥を検査するために、ＳＥＭ装置において電子源から当該ウェハへ向けて電子線を照射させて、当該ウェハから放出された二次電子を検出することにより得られたＳＥＭ画像５００を示す。なお、図１（ａ）に示す画像は実際のＳＥＭ画像を模式的に示したものであり、ここでは便宜的にＳＥＭ画像と称するものとする。図１（ａ）の点線部に示すように、ＳＥＭ画像５００には、回路上の欠陥が含まれている。

【0014】

また、ＳＥＭ画像５００に対応するＣＡＤにより設計されたデータに基づく画像（設計ＣＡＤ５１０と称するものとする）を、図１（ｂ）に示す。理論上は、図１（ａ）に示すＳＥＭ画像５００と、図１（ｂ）に示す設計ＣＡＤ５１０との差分を抽出することによって、欠陥部分を示す画像のみが抽出される。ただし、上述したように、ＳＥＭ画像が示すウェハのパターンは、パターン形成の際の露光条件に大きく左右されるため、実際には、図１（ｃ）に示す差分画像５５０のように、欠陥部分とは関係のない部分まで差分（エラー）として抽出される。このように、設計パターン（設計ＣＡＤ）と、ＳＥＭ画像が示すウェハのパターンとを欠陥部分以外で完全に一致させることは困難であるため、欠陥部分のみを差分として精度よく抽出することは困難である。

【0015】

図２は、チップ全体に対して行う欠陥検査の一手法であるＬＶＳ（Ｌａｙｏｕｔ Ｖｅｒｓｕｓ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ）について説明するための図である。図２の例を参照しながら、ＳＥＭ画像の局所的なパターンに欠陥があり、チップ全体でＬＶＳを行う場合について説明する。

【0016】

ＬＶＳは、ウェハチップの回路を設計したスケマティックデータと、パターンを作成するために作成された設計パターン（設計ＣＡＤ）とについて回路上の不一致がないかどうかを照合する動作またはツールをいう。本実施形態の説明では、上述の照合動作を示すものとしてＬＶＳという文言を用いるものとする。

【0017】

図２の配線パターンにおいて、取得されたＳＥＭ画像５０１は、局所的にショート（短絡）している配線（白地パターン）の状態を示している。このＳＥＭ画像５０１では、上側の配線６０１と下側の配線６０２とがＳＥＭ画像５０１の中央部でショートしているように見える。しかしながら、図２の左側に示すように、ＳＥＭ画像５０１の視野外の前記２つの配線同士が配線６０３を介して連続的に形成されている可能性がある。あるいはまた、図２の右側に示すように、ＳＥＭ画像５０１の上側の配線と同じ層の配線６１１と、ＳＥＭ画像５０１の下側の配線と同じ層の配線６１２とは、図２の左側について説明した例のように、配線同士が連続的に形成されていないが、例えば、それぞれの配線がビア６１１ａおよびビア６１２ａを介して、配線６２１を介して接続されている可能性もある。

【0018】

このように、チップ全体の設計パターン（設計ＣＡＤ）のうち、ＳＥＭ画像５０１に対応する部分を当該ＳＥＭ画像５０１に置換した置換画像と、当該チップ全体の回路の接続状態を規定するスケマティックデータとで、ＬＶＳを実行することにより、ＳＥＭ画像５０１上の欠陥（ショート）が、実際に致命的な欠陥であるか否かを判定することができる。図２の場合、ＳＥＭ画像５０１上の上側と下側の配線同士は、連続的に形成されているか、もしくは下層の配線等の別の配線を介して接続されている。これらはいずれも短絡されていることと同等であり、ＳＥＭ画像５０１上から判断するとショートの状態であっても、動作的に問題はなく、チップ全体として致命的な欠陥ではないものとして判定される。

【0019】

しかしながら、上述のようにチップ全体についてＬＶＳを実行するのは多大な時間を必要とするため、ＳＥＭ画像毎にＬＶＳを実行するのは、欠陥検査としては実際的ではない。以下、本実施形態では、半導体の製造における欠陥検査において検査時間を短縮することができるＳＥＭ装置の構成および動作について説明する。

【0020】

図３は、実施形態に係るＳＥＭ装置の全体構成の一例を示す図である。図３を参照しながら、本実施形態に係るＳＥＭ装置１の全体構成について説明する。

【0021】

図３に示すように、本実施形態に係るＳＥＭ装置１は、電子銃鏡筒１１と、ステージ２１と、検出器２３と、制御コントローラ３１と、信号処理回路３２と、モニタ３３と、画像格納部３４と、カラム制御回路３５と、ステージ駆動制御回路３６と、座標格納部３７と、レシピファイル格納部３８と、を備えている。

【0022】

電子銃鏡筒１１は、試料（例えば、ステージ２１上のウェハ２２）に対して電子線ＥＢを照射する装置である。電子銃鏡筒１１は、その内部に、電子源１２と、磁界レンズ１３と、走査コイル１４と、を含む。

【0023】

電子源１２は、タングステン等で形成されたフィラメントの加熱によって電子線ＥＢを照射する装置である。

【0024】

磁界レンズ１３は、コイル状に巻かれた電線と、当該電線の周囲を囲むヨークとを含んで構成され、電線に流れる電流によって回転対象な磁力線を生成し、電子源１２から照射された電子線ＥＢの太さを調整するレンズである。

【0025】

走査コイル１４は、電子源１２により照射され、磁界レンズ１３により太さが調整された電子線ＥＢを、試料上を走査させるためのコイルである。

【0026】

ステージ２１は、電子線ＥＢの照射対象となるウェハ２２等の試料を載置するための台である。ステージ２１は、平面内の移動（Ｘ軸、Ｙ軸）、および縦方向の移動（Ｚ軸）のほか、例えば、載置面の傾斜、および載置面の回転等の動きをする。

【0027】

検出器２３は、電子源１２からの電子線ＥＢがウェハ２２に照射することにより、ウェハ２２から放出される二次電子ＳＥを検出する装置である。

【0028】

制御コントローラ３１は、ＳＥＭ装置１の全体の制御を司るコントローラである。具体的には、制御コントローラ３１は、信号処理回路３２、モニタ３３、および画像格納部３４を制御すると共に、信号処理回路３２により生成されたＳＥＭ画像（電子画像の一例）を用いた欠陥検査処理を実行する。

【0029】

信号処理回路３２は、制御コントローラ３１の制御に従って、検出器２３により検出された二次電子の量を検出することによって１枚の画像（ＳＥＭ画像）を生成する回路である。信号処理回路３２により生成されたＳＥＭ画像は、画像格納部３４に記憶される。このようなＳＥＭ画像は、例えば、すべての画像でウェハチップ全体を網羅するように生成されるものとしてもよく、事前に光学検査装置を用いてパターン異常個所を特定しておき、その座標を含む領域について生成されるものとしてもよい。または、主要な検出箇所（例えば、従来の経験、または前の工程から把握される回路上の欠陥が発生しやすい箇所、またはパターンの密度が高い箇所等）を予め設定しておき、当該検出箇所について生成されるものとしてもよい。

【0030】

モニタ３３は、信号処理回路３２により生成されたＳＥＭ画像等を表示するＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、または有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイの表示装置である。

【0031】

画像格納部３４は、信号処理回路３２により生成されたＳＥＭ画像を記憶（格納）する記憶装置である。画像格納部３４は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリまたは光ディスク等の電気的、磁気的または光学的に記憶可能な記憶装置である。なお、画像格納部３４は、ＳＥＭ画像だけでなく、例えば、チップの設計パターン（設計ＣＡＤ）のデータ、および、スケマティックデータ等も記憶しているものとしてもよい。また、ＳＥＭ画像、設計パターン（設計ＣＡＤ）およびスケマティックデータのうち少なくともいずれかが、ＳＥＭ装置１外の外部装置に記憶されるものとしてもよい。

【0032】

カラム制御回路３５は、制御コントローラ３１の制御に従って、電子銃鏡筒１１の動作を制御する回路である。例えば、カラム制御回路３５は、電子源１２による電子線の照査動作、磁界レンズ１３による電子線の調整動作、および走査コイル１４による電子線の走査動作等を制御する。

【0033】

ステージ駆動制御回路３６は、制御コントローラ３１の制御に従って、ウェハ２２が載置されているステージ２１の動作を制御する回路である。例えば、ステージ駆動制御回路３６は、ステージ２１の平面内の移動（Ｘ軸、Ｙ軸）、縦方向の移動（Ｚ軸）、載置面の傾斜、および載置面の回転等の動きを制御する。

【0034】

座標格納部３７は、電子線ＥＢを照射するステージ２１（ウェハ２２）上の座標、またはステージ２１を駆動する座標等を規定する座標データを記憶する記憶装置である。座標格納部３７は、例えば、ＨＤＤ、ＳＳＤ、フラッシュメモリまたは光ディスク等の電気的、磁気的または光学的に記憶可能な記憶装置である。

【0035】

レシピファイル格納部３８は、電子線ＥＢをステージ２１に照射してＳＥＭ画像を得るための計測点および測定条件等を規定するレシピファイルを格納する記憶装置である。レシピファイル格納部３８は、例えば、ＨＤＤ、ＳＳＤ、フラッシュメモリまたは光ディスク等の電気的、磁気的または光学的に記憶可能な記憶装置である。

【0036】

なお、図３に示す例では、画像格納部３４、座標格納部３７およびレシピファイル格納部３８を、便宜上別々の記憶装置として図示しているが、これに限定されるものではなく、１つの記憶装置で構成されるものとしてもよい。また、画像格納部３４、座標格納部３７およびレシピファイル格納部３８のうち少なくともいずれかが、ＳＥＭ装置１外の外部装置に備えられているものとしてもよい。

【0037】

また、図３に示したＳＥＭ装置１の構成は一例を示すものであり、例えば、図３に示した構成要素以外の構成要素を含むものとしてもよい。

【0038】

図４は、実施形態における制御コントローラのハードウェアの構成例を示す図である。図４を参照しながら、本実施形態における制御コントローラ３１のハードウェア構成について説明する。

【0039】

図４に示すように、制御コントローラ３１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３と、入出力Ｉ／Ｆ１０４と、制御回路Ｉ／Ｆ１０５と、を備え、各装置はバスによって互いに通信可能に接続されている。

【0040】

ＣＰＵ１０１は、制御コントローラ３１全体、ひいてはＳＥＭ装置１全体の動作を制御する演算装置である。ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ１０１が各機能を制御するために実行するファームウェア等のプログラムを記憶する不揮発性記憶装置である。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１のワークエリアとして使用される揮発性記憶装置である。

【0041】

入出力Ｉ／Ｆ１０４は、制御コントローラ３１外の記憶装置（画像格納部３４、座標格納部３７およびレシピファイル格納部３８）との間でデータの入出力を行うためのインターフェースである。

【0042】

制御回路Ｉ／Ｆ１０５は、信号処理回路３２、カラム制御回路３５およびステージ駆動制御回路３６との間で、動作指令等を含む制御データのやり取りを行うためのインターフェースである。

【0043】

なお、図４に示した制御コントローラ３１のハードウェア構成は一例を示すものであり、図４に示した構成要素以外の構成要素を含むものとしてもよい。例えば、ＳＥＭ装置１が外部装置との間でデータ通信を行う場合、例えば、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）またはＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ等の通信プロトコルに対応したネットワークＩ／Ｆを備えるものとしてもよい。

【0044】

図５は、実施形態における制御コントローラの機能ブロックの構成例を示す図である。図６は、実施形態におけるＳＥＭ画像をＣＡＤに変換する例を示す図である。図７は、実施形態における設計ＣＡＤにおいてＳＥＭ画像に置換する例を示す図である。図８は、実施形態に係るＳＥＭ装置のＬＶＳの一般動作を説明するための図である。図９は、実施形態に係るＳＥＭ装置におけるノード番号を説明するための図である。図５～図９を参照しながら、本実施形態に係るＳＥＭ装置１の制御コントローラ３１の機能ブロックの構成について説明する。

【0045】

図５に示すように、本実施形態における制御コントローラ３１は、第１の取得部２０１（取得部）と、第２の取得部２０２と、クリップ部２０３と、変換部２０４と、置換部２０５と、ＬＶＳ実行部２０６（実行部）と、第１の付与部２０７（付与部）と、マッチング部２０８と、分類部２０９と、第２の付与部２１０と、回路照合部２１１と、を有する。

【0046】

第１の取得部２０１は、外部の記憶部２２０に記憶されている信号処理回路３２により生成されたウェハ上の局所的なパターンを示すＳＥＭ画像を取得する機能部である。第１の取得部２０１は、図４に示すＣＰＵ１０１によるプログラムの実行、および、入出力Ｉ／Ｆ１０４によって実現される。また、記憶部２２０は、例えば、図３に示す画像格納部３４によって実現される。なお、記憶部２２０は、ＳＥＭ装置１外の外部装置により備えられているものとしてもよく、この場合、第１の取得部２０１は、上述のネットワークＩ／Ｆを介して、外部装置からＳＥＭ画像を取得するものとすればよい。

【0047】

第２の取得部２０２は、外部の記憶部２２０に記憶されている設計ＣＡＤデータ（設計データの一例）を取得する機能部である。第２の取得部２０２は、図４に示すＣＰＵ１０１によるプログラムの実行、および、入出力Ｉ／Ｆ１０４によって実現される。

【0048】

クリップ部２０３は、第２の取得部２０２により取得されたチップ全体の設計ＣＡＤデータが示す図形のうち、第１の取得部２０１により取得されたＳＥＭ画像に対応する部分をクリップする機能部である。以下、クリップ部２０３によりクリップされたＳＥＭ画像に対応する設計ＣＡＤデータが示す図形の部分を、単に「設計ＣＡＤ」（設計情報の一例）と称する場合がある。

【0049】

変換部２０４は、第１の取得部２０１により取得されたＳＥＭ画像をＣＡＤデータに変換する機能部である。例えば、変換部２０４は、図６（ａ）に示すＳＥＭ画像５０２を、所定の輝度値を境界として二値化して、図６（ｂ）に示す二値化画像５５２を生成する。そして、変換部２０４は、二値化画像５５２から、図６（ｃ）に示すＣＡＤデータ（欠陥ＣＡＤ５２２）に変換する。なお、以下では、変換部２０４によりＳＥＭ画像から変換されたＣＡＤデータを、「変換ＣＡＤ」（変換情報の一例）と称する場合がある。

【0050】

置換部２０５は、第２の取得部２０２により取得されたチップ全体の設計ＣＡＤデータが示す図形において、変換部２０４により変換して得られた変換ＣＡＤに対応する部分を当該変換ＣＡＤで置換する機能部である。以下、置換部２０５により、チップ全体の設計ＣＡＤデータが示す図形において変換ＣＡＤに対応する部分を当該変換ＣＡＤで置換されることにより得られたＣＡＤデータを、「置換ＣＡＤ」と称する場合がある。例えば、置換部２０５は、設計ＣＡＤデータが示す図形において、図７（ａ）に示す欠陥ＣＡＤ５２２（変換ＣＡＤ）に対応する部分を当該欠陥ＣＡＤ５２２で置換することにより、図７（ｂ）に示す置換ＣＡＤ５３２を得る。

【0051】

ＬＶＳ実行部２０６は、ウェハチップの回路を設計したスケマティックデータと、ＣＡＤデータ（設計ＣＡＤデータ等）とを、回路上で不一致がないかどうかを照合するＬＶＳを実行する機能部である。例えば、ＬＶＳ実行部２０６は、図８に示すように、ＬＶＳの対象となるＣＡＤデータとして置換ＣＡＤ５３２、置換ＣＡＤ５３２の下層のＣＡＤデータである下層ＣＡＤ５１２ａ、および、置換ＣＡＤ５３２の上層のＣＡＤデータである上層ＣＡＤ５１２ｂを入力し、これらのＣＡＤデータとスケマティックデータとでＬＶＳを実行する。

【0052】

このように、ＬＶＳ実行部２０６により、スケマティックデータと、チップ全体に対応する設計ＣＡＤデータとのＬＶＳを実行しておくことによって、設計ＣＡＤデータが示す各配線パターンが互いに導通しているか否かを示す情報が付与されたＡＧＦ（Ａｄｄｅｄ Ｎｏｄｅ ＧＤＳ Ｆｉｌｅ）が得られる。ＡＧＦにおいては、設計ＣＡＤデータ上の複数の配線パターンがチップ上のいずれかの場所で導通（短絡）している場合、同一の番号（ノード番号）（ノード情報の一例）で対応付けられている。ＡＧＦによって、設計ＣＡＤデータの各配線パターンの導通（短絡）状態が把握されるので、例えば、図９に示すように、設計ＣＡＤデータからクリップされた設計ＣＡＤ５１３が示す各配線パターンに対して、導通（短絡）した配線パターンであることを示すノード番号（図９では、Ａ１～Ａ６）を付与することが可能となる。

【0053】

第１の付与部２０７は、後述する変換ＣＡＤの欠陥種を判定するために、変換部２０４により得られた変換ＣＡＤの各配線パターン、およびクリップ部２０３により得られた設計ＣＡＤの各配線パターンに、それぞれ任意の順序で番号（図形番号）（第１の番号、第２の番号）を付与する機能部である。

【0054】

マッチング部２０８は、変換ＣＡＤの配線パターンと、設計ＣＡＤの配線パターンとを、付与された図形番号を用いて互いに対応付け（マッチング）を行う機能部である。

【0055】

分類部２０９は、マッチング部２０８によるマッチングの結果に基づいて、変換ＣＡＤの配線パターンの欠陥の種別（欠陥種）を分類（判定）する機能部である。どのような欠陥種に分類されるかについての詳細は後述する。

【0056】

第２の付与部２１０は、ＬＶＳ実行部２０６により得られたＡＧＦに基づいて、設計ＣＡＤの各配線パターンにノード番号を付与する機能部である。ここで、「設計ＣＡＤの各配線パターンにノード番号を付与する」とは、設計ＣＡＤの各配線パターンがいずれかのノード番号に対応付けられた状態にすることを示す。例えば、ＬＶＳの結果、各配線パターンにノード番号が対応付けられたチップ全体の設計ＣＡＤデータから、変換ＣＡＤに対応する部分をクリップすることによって、ノード番号が対応付けられた設計ＣＡＤが得られる場合の動作等をも含む概念であるものとする。

【0057】

回路照合部２１１は、マッチング部２０８により変換ＣＡＤと設計ＣＡＤとのマッチングの結果、および、第２の付与部２１０により設計ＣＡＤの付与されたノード番号を用いて、変換ＣＡＤが示す配線パターンについて回路上致命的な欠陥が存在するか否かを判定する機能部である。回路照合部２１１の具体的な動作については、後述する。

【0058】

クリップ部２０３、変換部２０４、置換部２０５、ＬＶＳ実行部２０６、第１の付与部２０７、マッチング部２０８、分類部２０９、第２の付与部２１０および回路照合部２１１は、ソフトウェアであるプログラムが図４に示すＣＰＵ１０１により実行されることによって実現される。なお、上述の各機能部の一部または全部は、プログラムの実行ではなく、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）またはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェア回路によって実現されるものとしてもよい。

【0059】

なお、図５に示す制御コントローラ３１の各機能部は、機能を概念的に示したものであって、このような構成に限定されるものではない。例えば、図５に示す制御コントローラ３１で独立した機能部として図示した複数の機能部を、１つの機能部として構成してもよい。一方、図５に示す制御コントローラ３１で１つの機能部が有する機能を複数に分割し、複数の機能部として構成するものとしてもよい。

【0060】

図１０は、実施形態における欠陥検査処理を含む全体処理のフローチャートである。図１０を参照しながら、本実施形態に係るＳＥＭ装置１による欠陥検査処理を含む半導体の製造工程の全体処理の概要について説明する。

【0061】

（ステップＳ１１）
半導体の製造工程のうち、検査工程前の前工程（プロセスＡ）が行われる。プロセスＡでは、例えば、ウェハの洗浄、酸化、拡散および成膜が行われた後、リソグラフィによって回路パターン等を形成する。そして、ステップＳ１２へ移行する。

【0062】

（ステップＳ１２）
回路パターン（配線パターン）が形成されたウェハに対して検査・計測を実施する検査工程が行われる。検査工程では、例えば、ウェハ上に形成された回路パターンに対し、隣接する同じパターンから得られる光学像またはＳＥＭ画像の差分像から異常パターンを検出する欠陥検査、ならびに、回路パターンの線幅および穴径の測定、ウェハの膜厚の計測からプロセス異常を検出すること等が行われる。また、検査工程において、上述の電子銃鏡筒１１、検出器２３および信号処理回路３２によって、ウェハ上の対象とする部分でのＳＥＭ画像を生成され、記憶部２２０に記憶しておくものとしてもよい。また、本ステップにおいて、ＬＶＳ実行部２０６は、予め、スケマティックデータと、チップ全体に対応する設計ＣＡＤデータとのＬＶＳを実行しておき、ＡＧＦを得ておくものとしてもよい。そして、ステップＳ１３へ移行する。

【0063】

（ステップＳ１３）
ウェハ上に形成された回路パターンが設計通りの接続関係となっているかどうかの回路上の欠陥の有無を検査する欠陥レビュー工程が行われる。欠陥レビュー工程は、本実施形態に係るＳＥＭ装置１による欠陥検査処理に対応する。欠陥検査処理の詳細は後述する。そして。ステップＳ１４へ移行する。

【0064】

（ステップＳ１４）
欠陥レビュー工程後の後工程（プロセスＢ）が行われる。プロセスＢでは、例えば、ウェハ上に形成された集積回路等を切削してチップ化するダイシング、ならびに、ダイシングにより切削された集積回路を搭載したチップの保護および周辺回路との接続を容易にする処理等を含むパッケージング等が行われる。このような後工程が終了して、半導体の製造工程が終了する。

【0065】

なお、上述の各ステップにおける処理は例示であり、その他の処理または工程が含まれ、複数回繰り返し処理されることがあるのは言うまでもない。

【0066】

図１１は、実施形態に係るＳＥＭ装置の欠陥検査処理のフローチャートである。図１２は、実施形態に係るＳＥＭ装置の図形番号を付与する動作を示す図である。図１３は、実施形態に係るＳＥＭ装置における欠陥種を説明するための図である。図１４は、実施形態に係るＳＥＭ装置のマッチングを説明するための図である。図１５は、実施形態に係るＳＥＭ装置のマッチングを説明するための図である。図１６は、実施形態に係るＳＥＭ装置のマッチングを説明するための図である。図１１～図１６を参照しながら、本実施形態に係るＳＥＭ装置１における欠陥検査処理の流れについて説明する。なお、ＬＶＳ実行部２０６により、予め、スケマティックデータと、チップ全体に対応する設計ＣＡＤデータとのＬＶＳが実行され、ＡＧＦが得られているものとする。

【0067】

（ステップＳ１３１）
ＳＥＭ装置１の第１の取得部２０１は、外部の記憶部２２０に記憶されている信号処理回路３２により生成されたウェハ上の局所的なパターンを示すＳＥＭ画像を取得する。ＳＥＭ装置１の第２の取得部２０２は、外部の記憶部２２０から、欠陥検査処理の対象となっているウェハについての設計ＣＡＤデータを取得する。ＳＥＭ装置１のクリップ部２０３は、第２の取得部２０２により取得されたチップ全体の設計ＣＡＤデータが示す図形のうち、第１の取得部２０１により取得されたＳＥＭ画像に対応する部分をクリップして設計ＣＡＤを得る。そして、ステップＳ１３２の終了を確認して、ステップＳ１３３へ移行する。

【0068】

（ステップＳ１３２）
ステップＳ１３１の処理と並行して、ＳＥＭ装置１の変換部２０４は、第１の取得部２０１により取得されたＳＥＭ画像をＣＡＤデータに変換して変換ＣＡＤを得る。そして、ステップＳ１３１の終了を確認して、ステップＳ１３３へ移行する。

【0069】

（ステップＳ１３３）
ＳＥＭ装置１の第１の付与部２０７は、後述する変換ＣＡＤの欠陥種を判定するために、変換部２０４により得られた変換ＣＡＤの各配線パターン、およびクリップ部２０３により得られた設計ＣＡＤの各配線パターンに、それぞれ任意の順序で番号（図形番号）を付与する。

【0070】

例えば、第１の付与部２０７は、図１２（ａ）に示すＳＥＭ画像５０４から変換された図１２（ｂ）に示す変換ＣＡＤ５２４の各配線パターンに対して、図１２（ｃ）に示すように図形番号（Ｄ１～Ｄ７）を付与する。同様に、第１の付与部２０７は、変換ＣＡＤ５２４に対応する設計ＣＡＤである設計ＣＡＤ５１４の各配線パターンに対して図形番号（Ｇ１～Ｇ８）を付与する。変換ＣＡＤおよび設計ＣＡＤそれぞれの配線パターンに番号を付与する際には、異なる配線パターンには異なる図形番号を付与するが、付与する図形番号の順序は任意でよい。例えば、図１２（ｃ）に示す変換ＣＡＤ５２４における図形番号「Ｄ３」で示される配線パターンは、図１２（ｄ）に示す設計ＣＡＤ５１４における図形番号「Ｇ４」で示される配線パターンに対応するものと判断されるが、図形番号が異なっていてもよい。

【0071】

ここで、先に、後述するステップＳ１３５の欠陥種分類で分類される欠陥種について、図１３を参照しながら説明する。図１３（ａ）に示す図形番号（Ｇ１～Ｇ８）が付与された設計ＣＡＤ５１４は、上述の図１２（ｃ）に示したものと同様である。図１３（ｂ）に示す変換ＣＡＤ５２４ａは、図形番号Ｄ１～Ｄ９が付与されており、設計ＣＡＤ５１４と比較して、図形番号Ｄ９で示される配線パターンが余分に存在しているので、「アイランド」の欠陥種であると分類される。図１３（ｃ）に示す変換ＣＡＤ５２４ｂは、図形番号Ｄ１～Ｄ７が付与されており、設計ＣＡＤ５１４における図形番号Ｇ２の配線パターンと、図形番号Ｇ３の配線パターンとが短絡（ショート）したような図形番号Ｄ２の配線パターンを有するので、「ショート」の欠陥種であると分類される。図１３（ｄ）に示す変換ＣＡＤ５２４ｃは、図形番号Ｄ１～Ｄ７が付与されており、設計ＣＡＤ５１４における図形番号Ｇ７の配線パターンが存在しないので、「ミッシング」の欠陥種であると分類される。図１３（ｅ）に示す変換ＣＡＤ５２４ｄは、図形番号Ｄ１～Ｄ９が付与されており、設計ＣＡＤ５１４における図形番号Ｇ２の配線パターンが、図形番号Ｄ２の配線パターンと図形番号Ｄ８の配線パターンとに分離した状態を呈しているので、「オープン」の欠陥種であると分類される。なお、ステップＳ１３５の欠陥種分類で分類される欠陥種は、当該分類段階では、各欠陥種が実際の回路上の致命的な欠陥を示しているとは限られるものではなく、最終的にチップの回路上で致命的な欠陥の有無の判定は、ステップＳ１３６の回路照合で行われる。

【0072】

図１１に戻り、説明を続ける。ステップＳ１３３の第１の付与部２０７による図形番号の付与後、ステップＳ１３４へ移行する。

【0073】

（ステップＳ１３４）
ＳＥＭ装置１のマッチング部２０８は、変換ＣＡＤの配線パターンと、設計ＣＡＤの配線パターンとを、付与された図形番号を用いて互いに対応付け（マッチング）を行う。

【0074】

例えば、図１４（ａ）に示す図形番号Ｇ１～Ｇ８が付与された設計ＣＡＤ５１４と、図１４（ｂ）に示す図形番号Ｄ１～Ｄ８が付与された変換ＣＡＤ５２４ｅとのマッチングを行う場合、マッチング部２０８は、設計ＣＡＤ５１４と変換ＣＡＤ５２４ｅとを重ね合わせて、重なり合う配線パターンの図形番号の対応付けが把握できるように、図１４（ｃ）に示すようなマトリクスの情報（関係情報の一例）を作成する。図１４（ｃ）に示すマトリクスでは、設計ＣＡＤの図形番号と、同じ図形番号が変換ＣＡＤで対応していることを示している。また、当該マトリクスにおいて、行に存在する「Σ」（「設計（Ｇ）」における「Σ」）は、変換ＣＡＤ（ＳＥＭ由来）の特定の図形番号の配線パターンに対応する配線パターンが、設計ＣＡＤ（設計由来）上でいくつ存在するかを示している。一方、当該マトリクスにおいて、列に存在する「Σ」（「ＳＥＭ（Ｄ）」における「Σ」）は、設計ＣＡＤ（設計由来）の特定の図形番号の配線パターンに対応する配線パターンが、変換ＣＡＤ（ＳＥＭ由来）上でいくつ存在するかを示している。図１４（ｃ）に示すマトリクスでは、行の「Σ」の値がすべて１であり、列の「Σ」の値もすべて１であるので、設計ＣＡＤの配線パターンと、変換ＣＡＤの配線パターンとが、互いに１対１に対応している。この場合の変換ＣＡＤは、「欠陥なし」という欠陥種であると分類される。

【0075】

ただし、上述したように、第１の付与部２０７によって付与される図形番号は任意の順序で付与されるので、設計ＣＡＤと変換ＣＡＤとで同じ配線パターンに同じ図形番号が付与されるとは限らない。図１４に示す例では、設計ＣＡＤ５１４の図形番号で特定される配線パターンと、変換ＣＡＤ５２４ｅの図形番号で特定される配線パターンとでは、図形番号が互いに一致していない。しかしながら、マッチング部２０８により、設計ＣＡＤ５１４および変換ＣＡＤ５２４ｅについて作成された図形番号の対応付けを示すマトリクスは、図１４（ｄ）に示すマトリクスとなり、行の「Σ」の値がすべて１であり、列の「Σ」の値もすべて１であり、設計ＣＡＤの配線パターンと、変換ＣＡＤの配線パターンとが、互いに１対１に対応付けられる。したがって、欠陥種としては「欠陥なし」ということになる。

【0076】

なお、マッチング部２０８により作成される図形番号の対応付けの情報として、便宜上図１４に示すようなマトリクス形式の情報として示したが、これに限定されるものではなく、図形番号の対応付けが規定される情報であれば、どのような形式の情報であってもよい。

【0077】

また、図１５（ｂ）に示すような図形番号（Ｄ１～Ｄ９）が付与された変換ＣＡＤ５２４ａは、図１５（ａ）に示す設計ＣＡＤ５１４が配線パターンとして有さない、図形番号Ｄ９で特定される配線パターンを含んでいる。この場合、マッチング部２０８により、設計ＣＡＤ５１４および変換ＣＡＤ５２４ａについて作成された図形番号の対応付けを示すマトリクスは、図１５（ｄ）に示すようなマトリクスとなる。図１５（ｄ）に示すマトリクスは、変換ＣＡＤ５２４ａにおける図形番号Ｄ９の配線パターンに対応する配線パターンが設計ＣＡＤ５１４には存在しないことを示しており、変換ＣＡＤ５２４ａの図形番号Ｄ９に対応する行の「Σ」の値が０となっている。この場合、次のステップＳ１３５では、変換ＣＡＤ５２４ａは、「アイランド」の欠陥種に分類されることになる。

【0078】

また、図１５（ｃ）に示すような図形番号（Ｄ１～Ｄ７）が付与された変換ＣＡＤ５２４ｃは、図１５（ａ）に示す設計ＣＡＤ５１４における図形番号Ｇ７の配線パターンに対応する配線パターンを有さない。この場合、マッチング部２０８により、設計ＣＡＤ５１４および変換ＣＡＤ５２４ｃについて作成された図形番号の対応付けを示すマトリクスは、図１５（ｅ）に示すようなマトリクスとなる。図１５（ｅ）に示すマトリクスは、設計ＣＡＤ５１４における図形番号Ｇ７の配線パターンに対応する配線パターンが変換ＣＡＤ５２４ｃには存在しないことを示しており、設計ＣＡＤ５１４の図形番号Ｇ７に対応する列の「Σ」の値が０となっている。この場合、次のステップＳ１３５では、変換ＣＡＤ５２４ｃは、「ミッシング」の欠陥種に分類されることになる。

【0079】

また、図１６（ｂ）に示すような図形番号（Ｄ１～Ｄ７）が付与された変換ＣＡＤ５２４ｂは、図１６（ａ）に示す設計ＣＡＤ５１４における図形番号Ｇ２の配線パターンと、図形番号Ｇ３の配線パターンとが短絡（ショート）したような図形番号Ｄ２の配線パターンを含んでいる。この場合、マッチング部２０８により、設計ＣＡＤ５１４および変換ＣＡＤ５２４ｂについて作成された図形番号の対応付けを示すマトリクスは、図１６（ｄ）に示すようなマトリクスとなる。図１６（ｄ）に示すマトリクスは、変換ＣＡＤ５２４ｂにおける図形番号Ｄ２の配線パターンに対応する配線パターンとして、設計ＣＡＤ５１４には図形番号Ｇ２およびＧ３で示される２つの配線パターンが存在することを示しており、変換ＣＡＤ５２４ｂの図形番号Ｄ２に対応する行の「Σ」の値が２となっている。この場合、次のステップＳ１３５では、変換ＣＡＤ５２４ｂは、「ショート」の欠陥種に分類されることになる。

【0080】

また、図１６（ｃ）に示すような図形番号（Ｄ１～Ｄ９）が付与された変換ＣＡＤ５２４ｄは、図１６（ａ）に示す設計ＣＡＤ５１４における図形番号Ｇ２の配線パターンが、図形番号Ｄ２の配線パターンと図形番号Ｄ８の配線パターンとに分離した状態を呈している。この場合、マッチング部２０８により、設計ＣＡＤ５１４および変換ＣＡＤ５２４ｄについて作成された図形番号の対応付けを示すマトリクスは、図１６（ｅ）に示すようなマトリクスとなる。図１６（ｅ）に示すマトリクスは、設計ＣＡＤ５１４における図形番号Ｇ２の配線パターンに対応する配線パターンとして、変換ＣＡＤ５２４ｄには図形番号Ｄ２およびＤ８で示される２つの配線パターンが存在することを示しており、設計ＣＡＤ５１４の図形番号Ｇ２に対応する列の「Σ」の値が２となっている。この場合、次のステップＳ１３５では、変換ＣＡＤ５２４ｂは、「オープン」の欠陥種に分類されることになる。

【0081】

図１１に戻り、説明を続ける。ステップＳ１３４のマッチング部２０８によるマッチング後、ステップＳ１３５へ移行する。

【0082】

（ステップＳ１３５）
ＳＥＭ装置１の分類部２０９は、マッチング部２０８によるマッチングの結果に基づいて、変換ＣＡＤの配線パターンの欠陥の種別（欠陥種）を分類（判定）する。この分類部２０９による欠陥種の分類動作の詳細については後述する。

【0083】

（ステップＳ１３６）
ＳＥＭ装置１の第２の付与部２１０は、ＬＶＳ実行部２０６により得られたＡＧＦに基づいて、設計ＣＡＤの各配線パターンにノード番号を付与する。また、ＳＥＭ装置１の回路照合部２１１は、マッチング部２０８により変換ＣＡＤと設計ＣＡＤとのマッチングの結果、および、第２の付与部２１０により設計ＣＡＤの付与されたノード番号を用いて、変換ＣＡＤが示す配線パターンについて回路上致命的な欠陥が存在するか否かを判定する。この第２の付与部２１０および回路照合部２１１による回路照合の動作の詳細については後述する。

【0084】

以上のようなステップＳ１３１～Ｓ１３６の流れで、ＳＥＭ装置１における欠陥検査処理が実行される。

【0085】

図１７は、実施形態に係るＳＥＭ装置の欠陥種分類のフローチャートである。図１７を参照しながら、本実施形態に係るＳＥＭ装置１における欠陥検査処理のうち欠陥種の分類動作（図１１のステップＳ１３５）の流れについて説明する。

【0086】

（ステップＳ１３５１）
ＳＥＭ装置１の分類部２０９は、マッチング部２０８により作成された設計ＣＡＤと変換ＣＡＤとの図形番号の対応付けを規定するマトリクスにおいて、行の「Σ」および列の「Σ」について集計を行う。そして、ステップＳ１３５２へ移行する。

【0087】

（ステップＳ１３５２）
分類部２０９は、行の「Σ」および列の「Σ」の値がすべて１であるか否かを判定する。すべての「Σ」の値が１である場合（ステップＳ１３５２：Ｙｅｓ）、ステップ１３５３へ移行し、いずれかの「Σ」の値が１以外である場合（ステップＳ１３５２：Ｎｏ）、ステップＳ１３５４へ移行する。

【0088】

（ステップＳ１３５３）
分類部２０９は、図形番号の対応付けを規定するマトリクスにおいて、行の「Σ」および列の「Σ」の値がすべて１であると判定した場合、変換ＣＡＤについて「欠陥なし」の欠陥種に分類する。そして、欠陥種の分類動作を終了する。

【0089】

（ステップＳ１３５４）
分類部２０９は、図形番号の対応付けを規定するマトリクスにおいて、いずれかの「Σ」の値が１以外であると判定した場合、さらに、いずれかの「Σ」の値に０が含まれる否かを判定する。いずれかの「Σ」の値に０が含まれる場合（ステップＳ１３５４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１３５５へ移行し、０が含まれない場合（ステップＳ１３５４：Ｎｏ）、ステップＳ１３５８へ移行する。

【0090】

（ステップＳ１３５５）
分類部２０９は、さらに、値として０を含む「Σ」が、行の「Σ」（「設計（Ｇ）」における「Σ」）であるのか、列の「Σ」（「ＳＥＭ（Ｄ）」における「Σ」）であるのか判定する。値として０を含む「Σ」が、行の「Σ」（「設計（Ｇ）」における「Σ」）である場合（ステップＳ１３５５：設計）、ステップＳ１３５６へ移行し、列の「Σ」（「ＳＥＭ（Ｄ）」における「Σ」）である場合（ステップＳ１３５５：ＳＥＭ）、ステップＳ１３５７へ移行する。

【0091】

（ステップＳ１３５６）
分類部２０９は、変換ＣＡＤについて「アイランド」の欠陥種に分類する。例えば、上述の図１５（ｂ）に示す変換ＣＡＤ５２４ａについて、マッチング部２０８により図１５（ｄ）に示すようなマトリクスが作成されている場合、分類部２０９は、変換ＣＡＤ５２４ａについて「アイランド」の欠陥種に分類する。そして、欠陥種の分類動作を終了する。

【0092】

（ステップＳ１３５７）
分類部２０９は、変換ＣＡＤについて「ミッシング」の欠陥種に分類する。例えば、上述の図１５（ｃ）に示す変換ＣＡＤ５２４ｃについて、マッチング部２０８により図１５（ｅ）に示すようなマトリクスが作成されている場合、分類部２０９は、変換ＣＡＤ５２４ｃについて「ミッシング」の欠陥種に分類する。そして、欠陥種の分類動作を終了する。

【0093】

（ステップＳ１３５８）
分類部２０９は、さらに、値が０ではなく、かつ１以外の値、すなわち２以上の「Σ」が、行の「Σ」（「設計（Ｇ）」における「Σ」）であるのか、列の「Σ」（「ＳＥＭ（Ｄ）」における「Σ」）であるのか判定する。２以上の値を含む「Σ」が、行の「Σ」（「設計（Ｇ）」における「Σ」）である場合（ステップＳ１３５８：設計）、ステップＳ１３５９へ移行し、列の「Σ」（「ＳＥＭ（Ｄ）」における「Σ」）である場合（ステップＳ１３５８：ＳＥＭ）、ステップＳ１３６０へ移行する。

【0094】

（ステップＳ１３５９）
分類部２０９は、変換ＣＡＤについて「ショート」の欠陥種に分類する。例えば、上述の図１６（ｂ）に示す変換ＣＡＤ５２４ｂについて、マッチング部２０８により図１６（ｄ）に示すようなマトリクスが作成されている場合、分類部２０９は、変換ＣＡＤ５２４ｂについて「ショート」の欠陥種に分類する。そして、欠陥種の分類動作を終了する。

【0095】

（ステップＳ１３６０）
分類部２０９は、変換ＣＡＤについて「オープン」の欠陥種に分類する。例えば、上述の図１６（ｃ）に示す変換ＣＡＤ５２４ｄについて、マッチング部２０８により図１６（ｅ）に示すようなマトリクスが作成されている場合、分類部２０９は、変換ＣＡＤ５２４ｄについて「オープン」の欠陥種に分類する。そして、欠陥種の分類動作を終了する。

【0096】

以上のようなステップＳ１３５１～Ｓ１３６０の流れで、ＳＥＭ装置１の欠陥検査処理における欠陥種の分類動作が実行される。

【0097】

図１８は、実施形態に係るＳＥＭ装置の回路照合のフローチャートである。図１９は、実施形態に係るＳＥＭ装置の回路照合を説明するための図である。図２０は、実施形態に係るＳＥＭ装置の回路照合を説明するための図である。図２１は、実施形態に係るＳＥＭ装置の回路照合を説明するための図である。図２２は、実施形態に係るＳＥＭ装置の回路照合を説明するための図である。図１８～図２２を参照しながら、本実施形態に係るＳＥＭ装置１における欠陥検査処理のうち回路照合動作（図１１のステップＳ１３６）の流れについて説明する。

【0098】

（ステップＳ１３６１）
ＳＥＭ装置１の回路照合部２１１は、欠陥検査処理の対象となる変換ＣＡＤが分類部２０９によっていずれの欠陥種に分類されたか確認する。変換ＣＡＤが「欠陥なし」の欠陥種にされた場合（ステップＳ１３６１：欠陥なし）、ステップＳ１３６２へ移行する。「アイランド」または「ショート」の欠陥種に分類された場合（ステップＳ１３６１：アイランドまたはショート）、ステップＳ１３６３へ移行する。「ミッシング」または「オープン」の欠陥種に分類された場合（ステップＳ１３６１：ミッシングまたはオープン）、ステップＳ１３６５へ移行する。

【0099】

（ステップＳ１３６２）
回路照合部２１１は、変換ＣＡＤに対応するチップ上の回路に致命的な欠陥がないものと判断する。そして、回路照合動作を終了する。

【0100】

（ステップＳ１３６３）
ＳＥＭ装置１の第２の付与部２１０および回路照合部２１１は、ショートモードの回路照合を実行する。例えば、ここでは、ステップＳ１３６１において、変換ＣＡＤが「ショート」の欠陥種に分類されたものとして説明する。

【0101】

図１９（ａ）に示す設計ＣＡＤ５１４は、上述の図１１に示すステップＳ１３３において図形番号Ｇ１～Ｇ８が付与された状態を示している。図１９（ｂ）に示す変換ＣＡＤ５２４ｂは、同じくステップＳ１３３において図形番号Ｄ１～Ｄ７が付与された状態を示している。図１９（ｃ）に示すマトリクスは、上述の図１１に示すステップＳ１３４において、マッチング部２０８によって設計ＣＡＤ５１４および変換ＣＡＤ５２４ｂについて作成された図形番号の対応付けを示すマトリクスである。

【0102】

また、上述のように、欠陥検査処理の実行にあたって、予め、ＬＶＳ実行部２０６により、スケマティックデータと、チップ全体に対応する設計ＣＡＤデータとのＬＶＳが実行され、ＡＧＦが得られているので、設計ＣＡＤ５１４における各配線パターンには、ノード番号が対応付けられている。したがって、第２の付与部２１０は、ＬＶＳ実行部２０６により得られたＡＧＦに基づいて、設計ＣＡＤ５１４の各配線パターンにノード番号を付与する。設計ＣＡＤ５１４にノード番号Ａ１～Ａ６を付与した状態を、図１９（ｄ）に示す設計ＣＡＤ５１４ａとする。

【0103】

回路照合部２１１は、設計ＣＡＤ５１４の図形番号（Ｇ１～Ｇ８）と、設計ＣＡＤ５１４ａのノード番号（Ａ１～Ａ６）との対応付けを示す図１９（ｅ）に示すようなマトリクスを作成する。そして、回路照合部２１１は、マッチング部２０８により作成された図１９（ｃ）に示すマトリクスを参照し、変換ＣＡＤ５２４ｂにおいて「ショート」の状態となっている図形番号Ｄ２の配線パターンが、設計ＣＡＤ５１４の図形番号Ｇ２およびＧ３の配線パターンに対応することを特定する。そして、回路照合部２１１は、作成した図１９（ｅ）に示すマトリクスを参照し、特定した設計ＣＡＤ５１４の図形番号Ｇ２およびＧ３の配線パターンに対応する設計ＣＡＤ５１４ａにおける配線パターンのノード番号を確認する。

【0104】

図１９（ｅ）に示すマトリクスの場合、回路照合部２１１は、設計ＣＡＤ５１４の図形番号Ｇ２およびＧ３の配線パターンに対応する設計ＣＡＤ５１４ａにおける配線パターンのノード番号がそれぞれＡ１およびＡ２であることを確認することができる。したがって、回路照合部２１１は、実際の回路状態を示す変換ＣＡＤ５２４ｂにおいて、短絡（ショート）している図形番号Ｄ２の配線パターンが、異なるノード番号の配線パターン同士を短絡していることになり、回路上で欠陥があるものと判定する（判定ＮＧ）。

【0105】

一方、回路照合部２１１は、変換ＣＡＤ５２４ｂにおいて、短絡（ショート）している図形番号Ｄ２の配線パターンが、同じノード番号の配線パターン同士を短絡していることを確認した場合、回路上での欠陥はないものと判定する（判定ＯＫ）。

【0106】

また、ステップＳ１３６１において、変換ＣＡＤが「アイランド」の欠陥種に分類された場合については、回路照合部２１１は、例えば、実際の回路状態を示す変換ＣＡＤ（例えば、変換ＣＡＤ５２４ａ）において、余分に存在している配線パターン（例えば、変換ＣＡＤ５２４ａにおける図形番号Ｄ９の配線パターン）に対応する、設計ＣＡＤ５１４ａにおけるノード番号が付与された配線パターンが存在しない。したがって、回路上での欠陥はないものと判定するものとしてもよい（判定ＯＫ）。

【0107】

なお、ステップＳ１３６１において、変換ＣＡＤが「アイランド」の欠陥種に分類された場合、以下のようにしてもよい。すなわち、まず、第２の取得部２０２により取得されたチップ全体の設計ＣＡＤデータが示す図形において、変換部２０４により変換ＣＡＤ（例えば、図２０（ａ）に示す変換ＣＡＤ５２４ａ）を取得する。ここで変換ＣＡＤ５２４ａ内の各配線パターンには図形番号Ｄ１～Ｄ９が付与される。次いで、置換部２０５によって、前記ＣＡＤデータが示す図形において、この変換ＣＡＤ５２４ａに対応する部分を当該変換ＣＡＤ５２４ａで置換する（置換ＣＡＤ）。この置換ＣＡＤに基づいて、図２０（ｂ）に示すように、変換ＣＡＤ５２４ａと同じ部分に存在するビアパターンＧ１～Ｇ３（上層配線と下層配線とを接続するための配線）を示す設計ＣＡＤ５１８を抽出する。さらに、図２０（ｃ）に示すように、この設計ＣＡＤ５１８を前記変換ＣＡＤ５２４ａと、合成し、配線パターンとビアパターンが合成された変換ＣＡＤ５２４ｍを作成する。次いで、再度、ステップＳ１３３と同様に、第１の付与部２０７は、変換ＣＡＤ５２４ｍの各パターンに対して、図形番号Ｄ１～Ｄ８を付与し直す。その後、回路照合部２１１は、「ショート」の欠陥種に分類された場合と同様に回路照合を実行する。回路照合部２１１は、その結果に基づいて、回路上での欠陥がない（判定ＯＫ）、または、回路上での欠陥がある（判定ＮＧ）ものとして判定するようにしてもよい。

【0108】

そして、ステップＳ１３６４へ移行する。

【0109】

（ステップＳ１３６４）
回路照合部２１１によりＯＫと判定された場合（ステップＳ１３６４：ＯＫ）、ステップＳ１３６２へ移行し、ＮＧと判定された場合（ステップＳ１３６４：ＮＧ）、ステップＳ１３６７へ移行する。

【0110】

（ステップＳ１３６５）
ＳＥＭ装置１の第２の付与部２１０および回路照合部２１１は、オープンモードの回路照合を実行する。例えば、ここでは、ステップＳ１３６１において、変換ＣＡＤが「オープン」の欠陥種に分類されたものとして説明する。

【0111】

図２１（ａ）に示す設計ＣＡＤ５１４は、上述の図１１に示すステップＳ１３３において図形番号Ｇ１～Ｇ８が付与された状態を示している。図２１（ｂ）に示す変換ＣＡＤ５２４ｄは、同じくステップＳ１３３において図形番号Ｄ１～Ｄ９が付与された状態を示している。図２１（ｃ）に示すマトリクスは、上述の図１１に示すステップＳ１３４において、マッチング部２０８によって設計ＣＡＤ５１４および変換ＣＡＤ５２４ｄについて作成された図形番号の対応付けを示すマトリクスである。また、上述のように、設計ＣＡＤ５１４における各配線パターンには、ノード番号が対応付けられている。したがって、第２の付与部２１０は、ＬＶＳ実行部２０６により得られたＡＧＦに基づいて、設計ＣＡＤ５１４の各配線パターンにノード番号を付与する。設計ＣＡＤ５１４にノード番号Ａ１～Ａ６を付与した状態を、上述のように、図１９（ｄ）に示す設計ＣＡＤ５１４ａとする。

【0112】

回路照合部２１１は、設計ＣＡＤ５１４の図形番号（Ｇ１～Ｇ８）と、設計ＣＡＤ５１４ａのノード番号（Ａ１～Ａ６）との対応付けを示す上述の図１９（ｅ）に示すようなマトリクスを作成する。回路照合部２１１は、マッチング部２０８により作成された図２１（ｃ）に示すマトリクスを参照し、変換ＣＡＤ５２４ｄにおいて「オープン」の状態となっている図形番号Ｄ２およびＤ８の配線パターンが、設計ＣＡＤ５１４の図形番号Ｇ２の配線パターンに対応することを特定する。そして、回路照合部２１１は、作成した図１９（ｅ）に示すマトリクスを参照し、特定した設計ＣＡＤ５１４の図形番号Ｇ２の配線パターンに対応する設計ＣＡＤ５１４ａにおける配線パターンのノード番号を確認する。図２１に示す例では、回路照合部２１１は、設計ＣＡＤ５１４の図形番号Ｇ２の配線パターンに対応する設計ＣＡＤ５１４ａにおける配線パターンのノード番号がＡ２であることを確認することができる。ただし、この場合、回路照合部２１１は、実際の回路状態を示す変換ＣＡＤ５２４ｄにおいて、オープンとなっている図形番号Ｄ２およびＤ８の配線パターンが、チップ全体の他の箇所で導通（短絡）しているのか、導通していないのかを判定することができない。

【0113】

そこで、この場合、ＳＥＭ装置１の置換部２０５は、図２２（ａ）に示すように、第２の取得部２０２により取得されたチップ全体の設計ＣＡＤデータが示す図形において、変換部２０４により変換して得られた変換ＣＡＤ５２４ｄに対応する部分を当該変換ＣＡＤ５２４ｄで置換する。そして、置換部２０５は、変換ＣＡＤ５２４ｄで置換したＣＡＤデータから、当該変換ＣＡＤ５２４ｄを含む所定範囲の部分を置換ＣＡＤ５３４（置換情報の一例）として抽出する。置換ＣＡＤ５３４（変換ＣＡＤ５２４ｄを含む）の各配線パターンには、それぞれノード番号が対応づけられているのは上述の通りである。変換ＣＡＤ５２４ｄにおいて欠陥（オープン）があるものと判定された図形番号Ｄ２およびＤ８の配線パターンが特定されているので、チップ全体のＣＡＤデータを用いてＬＶＳを実行しなくても、上述のように、変換ＣＡＤ５２４ｄを含む所定範囲の部分についてＬＶＳを実行すれば、実際に回路上の致命的な欠陥であるかどうかを判断することができる。そして、ＬＶＳ実行部２０６は、スケマティックデータと、チップ全体のＣＡＤデータのうち置換した変換ＣＡＤ５２４ｄを含む所定範囲の部分である置換ＣＡＤ５３４とのＬＶＳを実行する。上記の所定範囲について、具体的には、変換ＣＡＤ５２４ｄにおいて、欠陥（オープン）があるものと判定された図形番号Ｄ２およびＤ８の配線パターンと、マッチング部２０８および回路照合部２１１で特定されたノード番号Ａ２に属する図形が含まれる範囲である。予めノード番号からＬＶＳを実行する図形数を削減することができるため、検査時間を短縮することができる。

【0114】

ＬＶＳ実行部２０６のＬＶＳによるトレースの結果、例えば、図２２（ｂ）に示すように、オープン欠陥である図形番号Ｄ２およびＤ８に対応するノード番号Ａ２を構成する設計ＣＡＤに含まれる図形であって、かつ、変換ＣＡＤ５２４ｄ外の回路部分において、図形番号Ｄ２の配線パターンと、図形番号Ｄ８の配線パターンとが導通していることが検出された場合を考える。この場合、回路照合部２１１は、実際の回路状態を示す変換ＣＡＤ５２４ｄにおいて、オープン状態にあると判定された図形番号Ｄ２およびＤ８の配線パターンが、同じノード番号の配線パターンであると判断することができ、この場合、回路上での欠陥がないものとして判定する（判定ＯＫ）。

【0115】

一方、ＬＶＳ実行部２０６のＬＶＳによるトレースの結果、例えば、図２２（ｃ）に示すように、オープン欠陥である図形番号Ｄ２およびＤ８に対応するノード番号Ａ２を構成する設計ＣＡＤに含まれる図形であって、かつ、変換ＣＡＤ５２４ｄ外の回路部分において、図形番号Ｄ２の配線パターンと、図形番号Ｄ８の配線パターンとが導通していないことが検出された場合を考える。この場合、回路照合部２１１は、実際の回路状態を示す変換ＣＡＤ５２４ｄにおいて、オープン状態にあると判定された図形番号Ｄ２およびＤ８の配線パターンが、異なるノード番号の配線パターンであると判断することができ、この場合、回路上での欠陥があるものとして判定する（判定ＮＧ）。

【0116】

また、ステップＳ１３６１において、変換ＣＡＤが「ミッシング」の欠陥種に分類された場合については、回路照合部２１１は、例えば、実際の回路状態を示す変換ＣＡＤ（例えば、図１３（ｄ）に示す変換ＣＡＤ５２４ｃ）において、設計ＣＡＤ５１４ａのノード番号Ａ６の配線パターンに対応する配線パターンが存在しないことを確認する。ただし、この場合、回路照合部２１１は、実際の回路状態を示す変換ＣＡＤ５２４ｃにおいて、ミッシングとなっている当該変換ＣＡＤ５２４ｃ上では存在しない配線パターンが、チップ全体の回路でどのような影響があるのかを判定することができない。

【0117】

そこで、同様に、置換部２０５は、第２の取得部２０２により取得されたチップ全体の設計ＣＡＤデータが示す図形において、変換部２０４により変換して得られた変換ＣＡＤ５２４ｃに対応する部分を当該変換ＣＡＤ５２４ｃで置換して、図２２（ａ）に示す置換ＣＡＤ５３４に相当する置換ＣＡＤを抽出する。そして、ＬＶＳ実行部２０６は、スケマティックデータと、チップ全体のＣＡＤデータのうち置換した変換ＣＡＤ５２４ｃを含む所定範囲の部分とのＬＶＳを実行する。上記の所定範囲について具体的には、変換ＣＡＤ５２４ｃと対応する設計ＣＡＤ５１４における図形番号Ｇ７から特定されたノード番号Ａ６に属する図形が含まれる範囲である。

【0118】

ＬＶＳ実行部２０６のＬＶＳによるトレースの結果、例えば、置換ＣＡＤ内であって、かつ、変換ＣＡＤ５２４ｃ外の回路部分において、ノード番号Ａ６の配線パターンで構成される回路で導通していない等の部分がないことが検出された場合を考える。この場合、回路照合部２１１は、実際の回路状態を示す変換ＣＡＤ５２４ｃにおいて、ノード番号Ａ６に対応する配線パターンが存在しないことが回路上で悪影響を与えないと判断することができ、この場合、回路上での欠陥がないものとして判定する（判定ＯＫ）。

【0119】

一方、ＬＶＳ実行部２０６のＬＶＳによるトレースの結果、例えば、置換ＣＡＤ内であって、かつ、変換ＣＡＤ５２４ｃ外の回路部分において、ノード番号Ａ６の配線パターンで構成される回路で導通していない等の部分が存在することが検出された場合を考える。この場合、回路照合部２１１は、実際の回路状態を示す変換ＣＡＤ５２４ｃにおいて、ノード番号Ａ６に対応する配線パターンが存在しないことが回路上で悪影響を与えていると判断することができ、この場合、回路上での欠陥があるものとして判定する（判定ＮＧ）。

【0120】

そして、ステップＳ１３６６へ移行する。

【0121】

（ステップＳ１３６６）
回路照合部２１１によりＯＫと判定された場合（ステップＳ１３６６：ＯＫ）、ステップＳ１３６２へ移行し、ＮＧと判定された場合（ステップＳ１３６６：ＮＧ）、ステップＳ１３６７へ移行する。

【0122】

（ステップＳ１３６７）
回路照合部２１１は、変換ＣＡＤに対応するチップ上の回路に致命的な欠陥があるものと判断する。そして、回路照合動作を終了する。

【0123】

以上のように、本実施形態に係るＳＥＭ装置１では、変換ＣＡＤおよび設計ＣＡＤの各配線パターンに図形番号を付与し、それぞれの図形番号を用いて対応付け（マッチング）を行い、その対応付けの結果に基づいて変換ＣＡＤの欠陥種を分類するものとしている。そして、設計ＣＡＤの配線パターンにノード番号を付与し、設計ＣＡＤの図形番号とノード番号との対応付けの結果に基づいて、実際の回路状態を示す変換ＣＡＤにより回路上での欠陥の有無を判断するものとしている。このような欠陥検査処理では、例えば、スケマティックデータと、チップ全体の設計ＣＡＤデータとのＬＶＳを実行する必要がないので、半導体の製造における欠陥検査での検査時間を短縮することができる。

【0124】

また、本実施形態に係るＳＥＭ装置１では、変換ＣＡＤの欠陥種として、例えば、「ショート」または「アイランド」と分類された場合、設計ＣＡＤおよび変換ＣＡＤの図形番号の対応付け、ならびに、設計ＣＡＤにおける図形番号とノード番号との対応付けの結果に基づいて、実際の回路状態を示す変換ＣＡＤにより回路上での欠陥の有無を判断するものとしている。この場合、ＬＶＳを実行せずに回路上の欠陥の有無を判断できるので、さらに検査時間を短縮することができる。

【0125】

また、本実施形態に係るＳＥＭ装置１では、変換ＣＡＤの欠陥種として、例えば、「オープン」または「ミッシング」と分類された場合、チップ全体の設計ＣＡＤデータが示す図形において、変換部２０４により変換して得られた変換ＣＡＤに対応する部分を当該変換ＣＡＤで置換し、置換したＣＡＤデータから、当該変換ＣＡＤを含む所定範囲の部分を置換ＣＡＤとして抽出するものとしている。そして、スケマティックデータと、チップ全体のＣＡＤデータのうち置換した変換ＣＡＤを含む所定範囲の部分である置換ＣＡＤとのＬＶＳを実行し、実際の回路状態を示す変換ＣＡＤにより回路上での欠陥の有無を判断するものとしている。この場合、ＬＶＳを実行するにしても、ＬＶＳを実行する対象となるＣＡＤデータを限定的な範囲とすることができるので、検査時間を短縮することができる。

【0126】

なお、ＬＶＳ実行部２０６による実行対象の処理は、ＬＶＳに限定されるものではなく、ＡＧＦを得るための処理以外では、例えば、等電位追跡を行う処理であってもよい。また、ＳＥＭ画像からＣＡＤデータに変換した変換ＣＡＤ、および、設計ＣＡＤデータからＳＥＭ画像に対応する部分をクリップした設計ＣＡＤを用いて、欠陥検査処理を行うものとしているが、ＣＡＤデータではなく画像データを用いて欠陥検査処理を行うものとしてもよい。例えば、変換ＣＡＤの代わりに、ＳＥＭ画像そのもの、またはＳＥＭ画像から欠陥検査処理に適した画像処理を施した画像を用いるものとしてもよい。

【0127】

（変形例）
上述の実施形態に係るＳＥＭ装置１と相違する動作を中心に説明する。上述の実施形態では、回路パターン（配線パターン）についてのＳＥＭ画像を用いた欠陥検査処理を説明した。本変形例では、異なる層の回路パターンを接続するビアについてのＳＥＭ画像を用いた欠陥検査処理について説明する。なお、本変形例に係るＳＥＭ装置の構成は、上述の実施形態に係るＳＥＭ装置１と同様の構成であるため、各装置、回路および機能部等については同一の符号を付して説明する。

【0128】

図２３は、実施形態の変形例に係るＳＥＭ装置における欠陥種を説明するための図である。図２３を参照しながら、本変形例に係るＳＥＭ装置１における欠陥種分類で分類される欠陥種について説明する。

【0129】

図２３（ａ）に示す設計ＣＡＤ５１５は、クリップ部２０３によりクリップされた、ビアについてのＳＥＭ画像に対応する設計ＣＡＤデータが示す図形の部分であり、第１の付与部２０７によって図形番号（Ｇ１～Ｇ３）が付与されている。また、図２３（ｂ）～図２３（ｄ）に示す図形は、ビアについてのＳＥＭ画像から変換部２０４によりＣＡＤデータに変換された変換ＣＡＤを示す。図２３（ｂ）に示す変換ＣＡＤ５２５ａは、図形番号Ｄ１～Ｄ４が付与されており、設計ＣＡＤ５１５と比較して、図形番号Ｄ４で示されるビアが余分に存在しているので、「アイランド」の欠陥種であると分類される。図２３（ｃ）に示す変換ＣＡＤ５２５ｂは、図形番号Ｄ１、Ｄ２が付与されており、設計ＣＡＤ５１５における図形番号Ｇ１のビアと、図形番号Ｇ３のビアとが短絡（ショート）したような図形番号Ｄ１のビアを有するので、「ショート」の欠陥種であると分類される。

【0130】

図２３（ｄ）に示す変換ＣＡＤ５２５ｃは、図形番号Ｄ１、Ｄ２が付与されており、設計ＣＡＤ５１５における図形番号Ｇ３のビアが存在しないので、「ミッシング」の欠陥種であると分類される。図２３（ｅ）に示す変換ＣＡＤ５２５ｄは、図形番号Ｄ１、Ｄ２が付与されており、設計ＣＡＤ５１５における図形番号Ｇ３のビアが存在しないので、本来は存在するビアによって接続されるはずの上層の配線パターンと下層の配線パターンとがオープンの状態であると想定されるので、「オープン」の欠陥種であると分類される。なお、ビアのＳＥＭ画像の取得においては、撮像時の帯電によりオープンビア等の下層との導通の取れないビアからの二次電子の発生は極端に低下するため、図２３（ｄ）および図２３（ｅ）に示すように、変換ＣＡＤとしてはいずれも同じものとなっている。

【0131】

図２４は、実施形態の変形例に係るＳＥＭ装置の回路照合を説明するための図である。図２４を参照しながら、本変形例に係るＳＥＭ装置１における欠陥検査処理の回路照合動作について説明する。

【0132】

ここでは、上述の図１８のステップＳ１３６１において、変換ＣＡＤが「アイランド」の欠陥種に分類されたものとして説明する。ただし、ビアについての変換ＣＡＤが設計ＣＡＤには存在しないビアが存在する場合、上層の配線パターンと、下層の配線パターンとを誤って接続（ショート）する可能性がある性質の欠陥種であるので、上述の図１９に示した変換ＣＡＤが「ショート」の欠陥種に分類された場合の回路照合を実行する必要がある。

【0133】

図２４（ａ）に示す下層ＣＡＤ５１６ａは、上述の図１１に示すステップＳ１３３において下層の設計ＣＡＤに対して図形番号Ｇ１～Ｇ８が付与された状態を示している。図２４（ｃ）に示す下層ＣＡＤ５１６ｂは、同じくステップＳ１３３において上層の設計ＣＡＤに対して図形番号Ｇ１、Ｇ２が付与された状態を示している。図２４（ｂ）に示す変換ＣＡＤ５２６は、同じくステップＳ１３３において図形番号Ｄ１～Ｄ４が付与された状態を示している。また、上述のように、欠陥検査処理の実行にあたって、予め、ＬＶＳ実行部２０６により、スケマティックデータと、チップ全体に対応する設計ＣＡＤデータとのＬＶＳが実行され、ＡＧＦが得られているので、下層および上層の各設計ＣＡＤにおける各配線パターンには、ノード番号が対応付けられている。したがって、第２の付与部２１０は、ＬＶＳ実行部２０６により得られたＡＧＦに基づいて、下層および上層の設計ＣＡＤの各配線パターンにノード番号を付与する。下層の設計ＣＡＤにノード番号Ａ１～Ａ６を付与した状態を、図２４（ｄ）に示す下層ＣＡＤ５１７ａとする。上層の設計ＣＡＤにノード番号Ａ１、Ａ６を付与した状態を、図２４（ｅ）に示す上層ＣＡＤ５１７ｂとする。

【0134】

回路照合部２１１は、下層ＣＡＤ５１６ａおよび上層ＣＡＤ５１６ｂの図形番号と、下層ＣＡＤ５１７ａおよび上層ＣＡＤ５１７ｂのノード番号との対応付けを示す図２４（ｆ）に示すようなマトリクスを作成する。そして、回路照合部２１１は、変換ＣＡＤ５２６において「アイランド」の状態となっている図形番号Ｄ４のビアが、下層ＣＡＤ５１６ａの図形番号Ｇ２のビアと、上層ＣＡＤ５１６ｂの図形番号Ｇ２のビアとを接続（短絡）することを特定する。そして、回路照合部２１１は、作成した図２４（ｆ）に示すマトリクスを参照し、特定した下層ＣＡＤ５１６ａの図形番号Ｇ２のビア、および、上層ＣＡＤ５１６ｂの図形番号Ｇ２のビアに対応する下層ＣＡＤ５１７ａおよび上層ＣＡＤ５１７ｂにおけるビアのノード番号を確認する。図２４（ｆ）に示すマトリクスの場合、回路照合部２１１は、下層ＣＡＤ５１６ａの図形番号Ｇ２および上層ＣＡＤ５１６ｂの図形番号Ｇ２のビアにそれぞれ対応する下層ＣＡＤ５１７ａおよび上層ＣＡＤ５１７ｂにおけるビアのノード番号がそれぞれＡ２およびＡ６であることを確認することができる。したがって、回路照合部２１１は、実際のビアの状態を示す変換ＣＡＤ５２６において、短絡（ショート）している図形番号Ｄ４のビアが、異なるノード番号のビアを短絡していることになり、回路上で欠陥があるものと判定する（判定ＮＧ）。

【0135】

一方、回路照合部２１１は、変換ＣＡＤ５２６において、短絡（ショート）している図形番号Ｄ４のビアが、同じノード番号のビアを短絡していることを確認した場合、回路上での欠陥はないものと判定する（判定ＯＫ）。

【0136】

なお、上述の図１８のステップＳ１３６１において、変換ＣＡＤが「ショート」の欠陥種に分類された場合においても、上述の同様に、回路上の欠陥の有無を判定することが可能である。

【0137】

また上述の図１８のステップＳ１３６１において、変換ＣＡＤが「オープン」または
「ミッシング」の欠陥種に分類された場合においては、上述の図１８のステップＳ１３６５の処理と同様の処理（所定範囲の置換ＣＡＤを用いたＬＶＳを実行する処理）を行うものとすればよい。

【0138】

以上のように、本変形例に係るＳＥＭ装置１では、変換ＣＡＤおよび設計ＣＡＤの各ビアに図形番号を付与し、それぞれの図形番号を用いて対応付け（マッチング）を行い、その対応付けの結果に基づいて変換ＣＡＤの欠陥種を分類するものとしている。そして、設計ＣＡＤのビアにノード番号を付与し、設計ＣＡＤの図形番号とノード番号との対応付けの結果に基づいて、実際の回路状態を示す変換ＣＡＤにより回路上での欠陥の有無を判断するものとしている。このような欠陥検査処理では、例えば、スケマティックデータと、チップ全体の設計ＣＡＤデータとのＬＶＳを実行する必要がないので、半導体の製造における欠陥検査での検査時間を短縮することができる。

【0139】

また、本変形例に係るＳＥＭ装置１では、変換ＣＡＤの欠陥種として、例えば、「ショート」または「アイランド」と分類された場合、設計ＣＡＤおよび変換ＣＡＤの図形番号の対応付け、ならびに、設計ＣＡＤにおける図形番号とノード番号との対応付けの結果に基づいて、実際の回路状態を示す変換ＣＡＤにより回路上での欠陥の有無を判断するものとしている。この場合、ＬＶＳを実行せずに回路上の欠陥の有無を判断できるので、さらに検査時間を短縮することができる。

【0140】

また、本変形例に係るＳＥＭ装置１では、変換ＣＡＤの欠陥種として、例えば、「オープン」または「ミッシング」と分類された場合、チップ全体の設計ＣＡＤデータが示す図形において、変換部２０４により変換して得られた変換ＣＡＤに対応する部分を当該変換ＣＡＤで置換し、置換したＣＡＤデータから、当該変換ＣＡＤを含む所定範囲の部分を置換ＣＡＤとして抽出するものとしている。そして、スケマティックデータと、チップ全体のＣＡＤデータのうち置換した変換ＣＡＤを含む所定範囲の部分である置換ＣＡＤとのＬＶＳを実行し、実際の回路状態を示す変換ＣＡＤにより回路上での欠陥の有無を判断するものとしている。この場合、ＬＶＳを実行するにしても、ＬＶＳを実行する対象となるＣＡＤデータを限定的な範囲とすることができるので、検査時間を短縮することができる。

【0141】

なお、上述の実施形態および変形例のＳＥＭ装置１で実行されるプログラムは、例えば、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供されるものとしてもよい。

【0142】

また、上述の実施形態および変形例のＳＥＭ装置１で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ－Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ－Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供されるように構成してもよい。

【0143】

また、上述の実施形態および変形例のＳＥＭ装置１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、上述の実施形態および変形例のＳＥＭ装置１で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

【0144】

また、上述の実施形態および変形例のＳＥＭ装置１で実行されるプログラムは、コンピュータを上述した各機能部として機能させ得る。このコンピュータは、ＣＰＵがコンピュータ読取可能な記憶媒体からプログラムを主記憶装置上に読み出して実行することができる。

【0145】

本発明の実施形態および変形例を説明したが、この実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、および変更を行うことができる。この実施形態および変形例は、発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0146】

１ ＳＥＭ装置
１１ 電子銃鏡筒
１２ 電子源
１３ 磁界レンズ
１４ 走査コイル
２１ ステージ
２２ ウェハ
２３ 検出器
３１ 制御コントローラ
３２ 信号処理回路
３３ モニタ
３４ 画像格納部
３５ カラム制御回路
３６ ステージ駆動制御回路
３７ 座標格納部
３８ レシピファイル格納部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ 入出力Ｉ／Ｆ
１０５ 制御回路Ｉ／Ｆ
２０１ 第１の取得部
２０２ 第２の取得部
２０３ クリップ部
２０４ 変換部
２０５ 置換部
２０６ ＬＶＳ実行部
２０７ 第１の付与部
２０８ マッチング部
２０９ 分類部
２１０ 第２の付与部
２１１ 回路照合部
２２０ 記憶部
５００～５０２、５０４ ＳＥＭ画像
５１０ 設計ＣＡＤ
５１２ａ 下層ＣＡＤ
５１２ｂ 上層ＣＡＤ
５１３、５１４、５１４ａ、５１５ 設計ＣＡＤ
５１６ａ 下層ＣＡＤ
５１６ｂ 上層ＣＡＤ
５１７ａ 下層ＣＡＤ
５１７ｂ 上層ＣＡＤ
５１８ 設計ＣＡＤ
５２２ 欠陥ＣＡＤ
５２４ 変換ＣＡＤ
５２４ａ～５２４ｅ 変換ＣＡＤ
５２４ｍ 変換ＣＡＤ
５２５ａ～５２５ｄ 変換ＣＡＤ
５２６ 変換ＣＡＤ
５３２ 置換ＣＡＤ
５３４ 置換ＣＡＤ
５５０ 差分画像
５５２ 二値化画像
６０１～６０３ 配線
６１１、６１２ 配線
６１１ａ、６１２ａ ビア
６２１ 配線
ＥＢ 電子線
ＳＥ 二次電子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】