JP2000243678A

JP2000243678A - モニタリング装置とその方法

Info

Publication number: JP2000243678A
Application number: JP11159578A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Isozaki; 茂則磯崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2000-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】複数のプロセス機器（製造機器）が構成する
製造ラインの品質検査で得られた不良結果と、その原因
となる異常現象との関連付けを容易にし、かつ、検査工
程など後の工程まで不良品を流すことのないようにする
製造ラインのプロセス機器（製造機器）のモニタリング
装置とその方法。【解決手段】複数の機器１ａ、１ｂ、１ｗに設けられ
た各センサＳａ_１〜Ｓｗ _ｎは、当該センサＳａ_１〜Ｓｗ
_ｎが設置された各機器１ａ、１ｂ、１ｗと各機器１ａ、
１ｂ、１ｗをセンサフィードバック制御するモニタ１０
との双方へ検出結果を伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、それぞれ毎にセン
サを内蔵したプロセス機器（製造機器）によって構成さ
れた製造ラインのモニタリング装置とその方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】製造ラインを構成しているプロセス機器
（製造機器）では、それぞれ個別に各プロセス機器（製
造機器）が正常に作動するためや、各プロセス機器（製
造機器）で製造する部品や製品の品質管理などのため
に、さまざまな手段が講じられている。

【０００３】例えば、人間が官能によって検査している
工程の前に、ＴＶカメラとその画像情報を処理する検査
工程を付加して、撮像画像とサンプル画像との比較を行
ってその結果から、両方の画像の差から良不良の判定を
行い、その結果を製造ラインにフィードバックしてい
る。

【０００４】また、自動化した手段では、多くのセンサ
を使用して各センサからのデータを処理装置でデータ処
理して対処している。つまり、各製造機器は各センサか
らの信号を用いてフィードバック制御を行こない、各プ
ロセス機器（製造機器）の正常な稼動状態を保ってい
る。

【０００５】半導体製造ラインのように多種多様なプロ
セスが存在する分野のプロセス機器では、様々なセンサ
が使用されている。通常、個々のプロセス機器はセンサ
からの信号値が予め定められた許容範囲を越えると、そ
れを許容範囲内に戻すために制御部からの指令信号を受
け、各種のアクチュエータが作動してプロセス機器が正
常に作動するように制御している。

【０００６】例えば、半導体製造工程の中では、所望の
パターンを得るために、エッチングに対する保護膜（レ
ジスト）によりパターンを形成し、不必要な部分を（保
護膜の内部分）の酸化膜や金属膜などを取り除くエッチ
ング工程として、反応性プラズマエッチングが用いられ
ていることが多い。

【０００７】この反応性プラズマエッチングは、プラズ
マ反応室内に１０^−２〜１０^−１Ｔｏｏｒのエッチング
ガス（通常はフレオンが用いられる）に高周波電界を印
加して、イオンや活性な原子あるいはラジカルなどを発
生させ、多結晶シリコンや酸化シリコンとの化学反応に
より、蒸気圧の高い物質を生成してエッチングする方法
である。

【０００８】この方法は、被エッチング基板であるウエ
ハはプラズマ中に置かれており、プラズマ電位との電位
差が小さく（数十Ｖ以下）、イオンによる衝撃の影響が
ほとんどなく、ラジカルによる反応性エッチングが主体
であるので、等方性のエッチングができるため用いられ
ることが多い。

【０００９】このようなプロセス機器であるエッチング
機器では、高周波電源の電圧・電流やプラズマ反応室内
の圧力や、ガス濃度や温度等がそれぞれセンサで常時検
出され、その検出結果をプロセス機器にフィードバック
して制御して、エッチング機器の稼動状態の正常化が保
たれている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、人間が
官能によって検査している場合に、ＴＶカメラとその画
像情報を処理する検査工程を付加したものの場合、新た
にＴＶカメラなどの検査用センサが必要であるうえ、異
常の対象となる製造機器の状態が分からないため不良と
異常との相関が得られ難い欠点がある。

【００１１】また、上述のように多くのセンサを用いて
フィードバック制御を行なった場合は、各製造機器は、
それぞれ結果として安定した挙動を示すが、異常な状態
が発生した場合に各プロセス機器（製造機器）の内部で
処理されてしまっているため、各プロセス機器（製造機
器）の外部からはその情報を得ることができない。

【００１２】したがって、製造ライン全体では製造ライ
ンの最終工程の品質検査で得られた不良結果とその原因
となる異常との関連付けが困難であるうえ、かつ、検査
工程など後の工程まで不良品を流すことになる。

【００１３】このとき、内部のセンサ情報をモニタし、
予め設定した異常判定用の固定閾値と比較して検出した
異常をプロセス機器にフィードバックする構成のモニタ
リング装置を用いる方法がある。

【００１４】しかし、固定閾値との比較を行う方法の場
合、図１６に示すように、各プロセス機器（製造機器）
からの測定データが所定の閾値Ｌｓを超えているが、プ
ロセス処理には問題はないレベルのスパーク状ノイズ３
０であっても異常と検出してしまい、その結果、必要以
上に製造機器を停止させてしまう問題がある。

【００１５】したがって、プロセス処理には問題はない
レベルのノイズがあっても製造機器を停止させることな
く、品質検査で得られた不良結果と原因となる異常との
関連付けを容易にし、検査工程など後の工程まで不艮品
を流すことのないようにすることが望まれる。

【００１６】また、量産ラインのように同じ製造工程を
複数台のプロセス機器（製造機器）がそれぞれ製造して
いる場合に、新たにプロセス機器（製造機器）を追加し
た際には、追加したプロセス機器（製造機器）の稼動状
況の定格が、在来のプロセス機器（製造機器）の定格と
適合しているかの判断が困難である。

【００１７】本発明はこれらの事情に基づいてなされた
もので、複数のプロセス機器（製造機器）が構成する製
造ラインの品質検査で得られた不良結果と、その原因と
なる異常現象との関連付けを容易にし、また、固定閾値
を用いても固定閾値との比較ではノイズを検出してしま
う欠点を補うよう、予め設定した複数の異常判定値とセ
ンサからのデータ変動値とを比較した結果から異常を判
断して、検査工程など後の工程まで不良品を流すことの
ないようにする製造ラインのプロセス機器（製造機器）
のモニタリング装置とその方法を提供することを目的と
している。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明による手
段によれば、検出対象を検出するセンサをそれぞれ有す
る複数の機器と、この各機器をセンサフィードバック制
御する手段を具備するモニタとを有するモニタリング装
置において、前記センサは、当該センサが設置された前
記各機器と前記モニタとの双方へ検出結果を伝達し、前
記モニタは各センサからの検出結果に基づいて前記各機
器をセンサフィードバック制御していることを特徴とす
るのモニタリング装置である。

【００１９】また請求項２の発明による手段によれば、
前記モニタは、前記センサからデータを収集するデータ
収集部と、このデータ収集部で収集したデータから有用
なデータを取出すデータ取出部と、このデータ取出し部
で取出した有用な２つ以上のデータから異常データを抽
出する異常データ抽出部と、この異常データ抽出部が抽
出した異常データと不良情報との関連付けをする異常判
定部と、この異常判定部の判定結果に基づいて異常を製
造ラインにフィードバックする異常処理部とを有するこ
とを特徴とするモニタリング装置である。

【００２０】また請求項３の発明による手段によれば、
前記データ取出部は、前記センサが連続して検出する検
出結果のデータから１処理単位ごとに有用なデータを取
出すことを特徴とするモニタリング装置である。

【００２１】また請求項４の発明による手段によれば、
前記データ収集部は、前記機器の処理開始信号や終了信
号を受信してデータを収集することを特徴とするモニタ
リング装置である。

【００２２】また請求項５の発明による手段によれば、
前記異常判定部は、予め設定した上限や下限の閾値とセ
ンサからのデータ変動値とを比較した結果から異常を判
断することを特徴とするモニタリング装置である。

【００２３】また請求項６の発明による手段によれば、
前記異常判定部は、複数の同一の前記機器あるいは個別
の前記機器の中にある同一機能の機器で対応する同一の
前記センサからのデータを比較して求めた機器毎の差か
ら異常を判断することを特徴とするモニタリング装置で
ある。

【００２４】また請求項７の発明による手段によれば、
前記異常判定部は、前記センサの過去のデータと現在の
デ−タとを比較し求めた差から前記機器の異常を判断す
ることを特徴とするモニタリング装置である。

【００２５】また請求項８の発明による手段によれば、
前記異常データ抽出部での異常データの抽出は、予め設
定されている上限と下限の固定閾値および異常継続時間
との比較により行うことを特徴とするモニタリング装置
である。

【００２６】また請求項９の発明による手段によれば、
前記異常データ抽出部での異常データの抽出は、予め設
定されている上限と下限の固定閾値および異常継続時間
中の変化量との比較により行うことを特徴とするモニタ
リング装置である。

【００２７】また請求項１０の発明による手段によれ
ば、前記異常データ抽出部での異常データの抽出は、予
め設定されている上限と下限の固定閾値および異常発生
回数との比較により行うことを特徴とするモニタリング
装置である。

【００２８】また請求項１１の発明による手段によれ
ば、前記異常データ抽出部での異常データの抽出は、予
め設定されている上限と下限の固定閾値および異常発生
回数中の変化量との比較により行うことを特徴とするモ
ニタリング装置である。

【００２９】また請求項１２の発明による手段によれ
ば、前記異常データ抽出部での異常データの抽出は、予
め設定されている上限と下限の固定閾値が処理工程に応
じて変化して設定されていることを特徴とするモニタリ
ング装置である。

【００３０】また請求項１３の発明による手段によれ
ば、前記異常データ抽出部での異常データの抽出は、予
め設定されている上限と下限の固定閾値が多段階に設定
されていることを特徴とするモニタリング装置である。

【００３１】また請求項１４の発明による手段によれ
ば、検出対象を検出するセンサをそれぞれ有する複数の
機器をセンサフィードバック制御する手段を具備するモ
ニタでモニタリングするモニタリング方法において、前
記センサが検出結果を当該センサが設置された前記各機
器と前記モニタとの双方へ伝達し、前記モニタは前記各
センサから伝達された検出結果にもとづいて前記各機器
をセンサフィードバック制御することを特徴とするモニ
タリング方法である。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００３３】図１は、本発明の実施の形態の第１の例を
示すフロー図である。

【００３４】まず、製造ラインを構成する製造機器はプ
ロセス機器Ａ１ａとプロセス機器Ｂ１ｂとで構成されて
いる。プロセス機器Ａ１ａとプロセス機器Ｂ１ｂの各内
部には、各々センサＡ１Ｓａ_１、センサＡ２Ｓａ_２、セ
ンサＡ３Ｓａ_３とセンサＢ１Ｓｂ_１、センサＢ２Ｓ
ｂ_２、センサＢ３Ｓｂ_３が設けられている。また、各セ
ンサＡ１Ｓａ_１〜Ｂ３Ｓｂ_３は分岐コネクタ９ａ〜９ｆ
を経由して製造機器の外部のモニタ１０へ配線により接
続されている。

【００３５】なお、センサＡ１Ｓａ_１〜Ｂ３Ｓｂ_３とモ
ニタ１０との接続は、図２に示すように、センサＡ１Ｓ
ａ_１〜Ｂ３Ｓｂ_３からの信号を直接的に結線で分岐し
て、分岐コネクタａ_１９ｇ及びａ_２９ｈに分岐して接続
する方法を用いてもよい。

【００３６】さらに、図３に示すように、各センサＡ１
Ｓａ_１〜Ｂ３Ｓｂ_３からの信号を各プロセス機器１ａ、
１ｂ、１ｗ内のＣＰＵ１１ａ、１１ｂ、１１ｗと通信部
１２ａ、１２ｂ、１２ｗを介してモニタ１０のデータ収
集部１３に伝達することもできる。

【００３７】一方、モニタリング装置であるモニタ１０
は、図１で示したように、外部の各プロセス機器１ａ、
１ｂ、１ｗの各センサＡ１Ｓａ_１〜Ｗ３ＳＷｎから入力
された信号情報の伝達処理順にアナログ／デジタル変換
部１４、データ収集部１３、データ取出部１５、異常デ
ータ抽出部１６、異常判定部１７および異常処理部１８
がそれぞれ順次接続されて構成されている。

【００３８】また、各プロセス機器１ａ、１ｂ、１ｗの
各センサＡ１Ｓａ_１〜Ｗ３Ｓｗ_ｎからの分岐コネクタ９
ａ〜９ｆを経由した配線は、アナログ／デジタル変換部
１４の図示しない入力部に接続されている。

【００３９】これらの構成により、各プロセス機器１
ａ、１ｂ、１ｗの各センサＡ１Ｓａ_１〜Ｗ３Ｓｗ_ｎで検
出されたセンサ信号を分岐コネクタ９ａ〜９ｆを経由し
てモニタ１０の入力部に入力し、この入力部に接続して
いるアナログ／デジタル変換部１４に伝達される。セン
サ信号は主に電圧・電流等のアナログ量であるため、こ
れをアナログ／デジタル変換部１４でデジタル量に変換
した後、パソコンなどで構成されたデータ収集部１３に
伝達してデータを収集する。

【００４０】データ収集部１３でのデータの収集は、図
４のタイミングチャートに示すように、各プロセス機器
１ａ、１ｂ、１ｗが製造や処理を行っている期間だけデ
ータを収集する方法で、処理開始信号を受けてデータ収
集を開始し、終了信号でデータ収集を終了する。

【００４１】次に、データ取出し部１５は、データ収集
部１３で収集したデータの内から各プロセス機器１ａ、
１ｂ、１ｗが動作している時の有用なデータを取出す。
データの取出しは図５（ａ）〜（ｃ）によって説明する
と、図５（ａ）に示すようなデータ収集部１３で収集し
た連続するデータから１プロセス分のデータを取出すも
のである。つまり、図５（ｂ）に示す予め保存してある
対象となる信号の１プロセス分のデータと連続データと
を、図５（ｃ）に示すように比較部１５ａで比較して、
最も合ったと思われるデータを取出す、この最も合った
と思われるデータの取出し方法は、通常、１次元パター
ンマッチング法と言われている。

【００４２】異常データ抽出部１６では、データ取出し
部１５で取出したデータを、その中から関連する２つ以
上のセンサＡ１Ｓａ_１〜Ｗ３Ｓｗ_ｎのデータから判断し
て異常と判断できる変動を抽出する。

【００４３】異常判定部１７では、異常データ抽出部１
６で異常と判断した変動を、異常と判断した変動が後の
検査工程で得られる不良情報と関連があるか否かを判断
する。この判断は図６に示すように、正常な場合の信号
の変動領域を上限と下限の閾値で設定し、これを越えて
変動する場合に異常と判断する方法を用いている。

【００４４】また、同じ型のプロセス機器（製造機器）
や、一つのプロセス機器（製造機器）内部で同一のセン
サを用いている場合には、図７に示すように、任意に設
定した２つの閾値の間の変位時間から機器による差（個
体差）を求め、これとプロセス機器（製造機器）に許容
される時間とを比較して、異常を判断するものを用いて
いる。

【００４５】また、同じセンサに対しては、図８に示す
ように、これまでに収集してきたデータと現在収集して
いるデータを比較し、求めた差の値がプロセス機器（製
造機器）に許容される値より大きい場合には、異常と判
断する方法を用いている。

【００４６】その結果、もし、データに相関がある場合
には、異常処理部１８が異常を製造ラインにフィードバ
ックしてプロセス機器（製造機器）を停止するなどの適
切な処理を指示する。

【００４７】次に本発明の実施の形態の変形例を説明す
る。この変形例では異常データ抽出部６で固定閾値を用
いて抽出を行う。固定閾値との比較では、判定時にノイ
ズを検出してしまう欠点を補うよう予め設定した各種の
異常判定値とセンサデータとを比較し異常となる変動を
抽出する。

【００４８】この抽出された異常判定値は、上述の実施
の形態と同様に異常判定部７でこの異常変動が後の検査
工程で得られる不良情報と関連があるか否かを判断し、
異常との相関がある場合には、異常処理部でこの異常を
製造ラインにフィードバックして製造機器を停止するな
どの処理を行う。それにより、異常原因を製造ラインに
フィードバックすることで、発生した不良を後の工程ま
で流さないように改善できる。

【００４９】したがって、構成上は第１の実施の形態と
して図１に示した構成と異常データ抽出部６の構成が異
なるが、その他の部分は同構成であるので説明は省略す
る。

【００５０】以下、図面を参照して固定閾値を用いた異
常データ抽出部１６での抽出について説明する。

【００５１】図９（ａ）および（ｂ）は、固定閾値を用
いた異常データ抽出部１６での異常データ抽出の第１の
例で、この場合の異常データの抽出は、予め設定してあ
る上限と下限の閾値Ｌｕ、Ｌｄと、異常継続時間により
抽出するものである。すなわち、図９（ａ）に示したよ
うに、上限と下限の閾値Ｌｕ、Ｌｄの範囲外として異常
データ抽出部１６で抽出されたデータｄ１、ｄ２でも、
上限側発生時間ｔｕや下限側発生時間ｔｄが、予め設定
されている異常継続設定時間ｔより短い場合はノイズと
抽出して異常データとしての抽出は行わない。一方、図
９（ｂ）の場合は、同様に異常データ抽出部１６で抽出
されたデータｄ３、ｄ４のように上限側発生時間ｔｕや
下限側発生時間ｔｄが、異常継続設定時間ｔより長い場
合は異常データとして抽出する。

【００５２】図１０（ａ）および（ｂ）は、固定閾値を
用いた異常データ抽出部１６での抽出の第２の例で、こ
の場合の異常データの抽出は、予め設定してある上限と
下限の閾値Ｌｕ、Ｌｄと、異常継続時間中の変化量（面
積）により抽出を行うものである。すなわち、図１０
（ａ）に示したように上限と下限の閾値Ｌｕ、Ｌｄの範
囲外として異常データ抽出部での抽出されたデータｄ
５、ｄ６のように、閾値Ｌｕ、Ｌｄの範囲外の領域の面
積が設定されている異常継続時間中の変化量（面積；図
中の斜線部分）より小さい場合は、ノイズと判断して異
常抽出は行わない。一方、図１０（ｂ）の場合は、同様
に異常データ抽出部１６で抽出されたデータｄ７、ｄ８
のように上限側面積ｓｕや下限側面積ｓｄが、異常継続
時間中の変化量（面積）より大きい場合は異常データと
して抽出する。なお、ｄ７は変化量（面積）が横長の場
合で、ｄ８は変化量（面積）が縦長の場合でもある。

【００５３】図１１（ａ）および（ｂ）は、固定閾値を
用いた異常データ抽出部１６での抽出の第３の例で、こ
の場合の異常データの抽出は、予め設定してある上限と
下限の閾値Ｌｕ、Ｌｄと、上限と下限の閾値を超えた発
生回数により抽出を行うものである。すなわち、図１１
（ａ）に示したように異常データ抽出部１６での抽出さ
れたデータｄ９、ｄ１０のように、閾値Ｌｕ、Ｌｄ以外
の領域への発生回数が所定の発生回数より小さい場合
は、ノイズと判断して異常抽出は行わない。一方、図１
１（ｂ）の場合は、異常データ抽出部１６での抽出され
たデータｄ１１〜ｄ１６のように上限側の発生回数や下
限側の発生回数が、所定の発生回数より多い場合は異常
データとして抽出する。

【００５４】図１２（ａ）および（ｂ）は、固定閾値を
用いた異常データ抽出部１６での抽出の第４の例で、こ
の場合の異常データの抽出は、予め設定してある上限と
下限の閾値Ｌｕ、Ｌｄと、発生回数中の変化量（面積；
図中斜線部分）により抽出を行うものである。すなわ
ち、図１２（ａ）に示したように異常データ抽出部１６
で抽出されたデータｄ１７〜ｄ２０のように、閾値Ｌ
ｕ、Ｌｄ以外の領域の面積（Ｓ_ｕ−１とＳ_ｕ−２の和、
又は、Ｓ_ｄ−１とＳ_ｄ−２の和）が設定されている発生
回数中の変化量（面積）Ｓより小さい場合は、ノイズと
判断して異常抽出は行わない。一方、図１２（ｂ）の場
合は、異常データ抽出部での抽出されたデータｄ２１〜
ｄ２３のように上限側面積（Ｓ_ｕ−３、Ｓ_ｕ−４とＳ
_ｕ−６の和））や下限側面積（Ｓ_ｄ−３、Ｓ_ｄ−４とＳ
_ｄ−６の和）が、発生回数中の変化量（面積）Ｓより大
きい場合は異常データとして抽出する。

【００５５】次に、上述の異常データ抽出部１６での第
１および第２の実施の形態を用いた、多段階閾値の設定
について説明する。図１３（ａ）は多段階閾値の設定を
説明するグラフで、図１３（ｂ）はその処理レシピを示
す表である。

【００５６】図１３（ａ）に示すように、多段階閾値の
設定は、例えば、処理Ａ〜処理Ｃに示すように、プロセ
ス機器で、処理工程毎（Ａ〜Ｃ）に被加工体の加工条件
（α、β、γ）が異なる場合、予め相互のそれぞれの異
常抽出値の閾値（Ｌ_Ａｕ、Ｌ _Ａｄ、および、Ｌ_Ｂｕ、Ｌ
_Ｂｄ、および、Ｌ_Ｃｕ、Ｌ_Ｃｄ）を、図１３（ｂ）に示
したように登録したレシピ情報として設定しておきそれ
を用いるものである。

【００５７】この場合、被加工体の処理条件は処理工程
毎に異なり、図１３（ｂ）に示すように、１００、５
０、８０の値を示している。それぞれの値に対する閾値
（Ｌ_Ａ _ｕ、Ｌ_Ａｄ、および、Ｌ_Ｂｕ、Ｌ_Ｂｄ、および、
Ｌ_Ｃｕ、Ｌ_Ｃｄ）は、それぞれ異なり、Ｌ_Ａｕ、
Ｌ_Ａｄ、および、Ｌ_Ｂｕ、Ｌ_Ｂｄ、および、Ｌ_Ｃｕ、Ｌ
_Ｃｄが、それぞれ個別に異常データか否かが判断され
る。したがって、各処理工程に予め設定された基準通り
に異常データを適切に処理することができる。

【００５８】なお、この際に用いる各閾値ごとの抽出
は、上述の各実施の形態に用いたいずれを用いることも
できる。

【００５９】これらの構成によれば、ノイズがあっても
製造機器を停止させることなく、品質検査で得られた不
良結果と原因となる異常との関連付けを容易にし、検査
工程等の後の工程まで不良品を流さないように改善でき
る。これにより、大幅なコストと不良品による廃棄物の
削減が可能となる。

【００６０】次に、図１４に示すように、多段階閾値の
別の設定例について説明する。すなわち、上下の閾値
（Ｌ_ｃｄ、Ｌ_ｃｕおよび、Ｌ_ｄｄ、Ｌ_ｄｕおよび、Ｌ
_ｅｄ、Ｌ _ｅｕ）の組合せを３段階に設定し、下層からそ
れぞれ、注意域（Ｌ_ｃｄ、Ｌ_ｃｕ）、警告域（Ｌ_ｄｄ、
Ｌ_ｄｕ）、異常域（Ｌ_ｅｄ、Ｌ_ｅｕ）の領域としてい
る。この場合、データＤ１は注意域になり、データＤ２
は警戒域になり、データＤ３は異常域になる。

【００６１】なお、この場合に用いる各閾値ごとの抽出
も、上述の各実施の形態に用いたいずれを用いることも
できる。

【００６２】通常、プロセス機器（製造機器）に設置し
ている各センサは、本来、そのプロセス機器（製造機
器）で製造する部品や製品の品質管理に用いられている
もので、何らかの変動がプロセス機器（製造機器）の内
部で起こった場合、それを制限するようにフィードバッ
ク制御を行い安定した動作が得られるようにしている。
そのため、一般に、センサ情報はプロセス機器（製造機
器）の内部で処理され、プロセス機器（製造機器）の外
部には出て来ない。したがって、後の検査工程で発見さ
れた異常と原因となるプロセス機器（製造機器）の変動
との相関が得られないことが多い。

【００６３】そこで、上述の各実施の形態では、プロセ
ス機器（製造機器）の外部から各プロセス機器（製造機
器）の内部のセンサ信号をモニタリングし、異常が発生
している場合は、異常の原因を製造ラインにフィードバ
ックすることで不良を後の工程まで流さないように改善
している。

【００６４】上述の各構成によれば、製造ラインの各プ
ロセス機器（製造機器）の内部においてフィードバック
制御に用いているセンサ信号を分岐して外部に取出し、
２つ以上のセンサ情報を用いて検知した機器の異常をラ
インにフィードバックするプロセス機器（製造機器）モ
ニタリング装置であるから、品質検査で得られた不良結
果と原因となる異常との関連付けを容易にし、検査工程
など後の工程まで不良品を流さないように改善できる。
これにより、大幅なコストと廃棄物の削減が可能とな
る。

【００６５】次に、本発明をプロセス機器としてドライ
エッチング機器である反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）機器に適用した場合を図１５を参照して説明する
と、ドライエッチング機器は、エッチング室２０と、こ
のエッチング室２０内の下部に設けられシリコンのウェ
ハ２９を保持し陰極となる下部電極２３と、この下部電
極２３に対向しエッチング室２０の上部に設けられ内部
が空胴の陽極となる上部電極２２と、この上部電極２２
の下面を構成する格子状グリッド３２と、上部電極２２
の上部に設けられＮｅボンベ３０に接続するガス導人口
３６と、上部電極２２の内部に設けられ水平方向に支持
されたリング状陰極２１と、このリング状陰極２１と上
部電極２２間に接続された直流電源３１と、エッチング
室２０に接続されたＨＢｒボンベ２４とＣｌ_２ボンベ２
５とから主に構成されている。なお、図１５において２
６はマスフローコントローラ、２７はブロッキングコン
デンサ，２８は高周波電源，３５は排気用ポンプであ
る。

【００６６】このように構成されたドライエッチング装
置の動作をシリコン基板のエッチングを行う場合につい
て説明する。

【００６７】エッチング室２０内は真空排気用ポンプ３
５により真空排気され１０^−２Ｐａの圧力に保たれ、図
示しないセンサによって常時データが収集されている。
また、エッチング室２０内にはエッチングガスとしてＨ
Ｂｒボンべ２４よりＨＢｒ気体３０ＳＣＣＭと、Ｃｌ_２
ボンべ２５よりＣｌ_２気体１０ＳＣＣＭを同時にマスフ
ローコントローラ２６を介して導入する。このマスフロ
ーコントローラ２６は図示しないセンサによって、流量
データが常時収集されている。

【００６８】上部電極２２は接地し、表面に被エッチン
グ用のシリコンウエハ２９を設置した下部電極２３にブ
ロッキングコンデンサ２７を経由して接続した高周波電
源２８より１３．５６１ＭＨｚ，１００Ｗの高周波電力
を印加すると、エッチング室２０内に導入したＨＢｒと
Ｃｌ_２の混合気体はグロー放電によりプラズマ化され
る。高周波電源３１は、図示しないセンサによって電流
値のデータが常時検出されている。

【００６９】発生したプラズマ中の電子の移動度はイオ
ンのそれに比べて非常に大きいので、電子は接地された
陽極である上部電極２２に向って流れ、その結果として
上部電極２２と下部電極２３の間に電流が流れてブロッ
キングコンデンサ２７に電荷が蓄積される。両電極間に
高周波電力が印加されたままブロッキングコンデンサ２
７に電荷が蓄積されると、陰極の電位降下が生じて下部
電極２３の表面近傍にイオンシース層が形成される。

【００７０】イオンシース層内では活性な陽イオン粒子
（この場合はＢｒ^＋，Ｃｌ^＋の両イオンである）が垂直
下向きの電界によって加速され、大きな運動エネルギー
を得る。垂直下向き方向に加速されたＢｒ^＋イオン，Ｃ
ｌ^＋イオンはウエハ２９のシリコン露出面を攻撃し、化
学反応を生じながら、シリコンを反応性エッチングす
る。

【００７１】上記の各センサで収集されたデータは、図
１で示した上述のようなモニタ１０内の各部によりデー
タ処理されて、ドライエッチング機器全体の正常稼動が
保たれる。異常が抽出された場合にはそれに伴う異常処
理が行なわれる。

【００７２】なお、上述の実施の形態では、主にプロセ
ス機器の場合について説明したが、一般的な製造機器や
情報機器等でも本発明を適用できるのは言うまでもな
い。

【００７３】

【発明の効果】本発明では、複数の機器が構成するライ
ンで、各機器が発生した不良結果と、その原因となる異
常現象との関連付けを容易にし、かつ、不良結果を後の
工程まで流すことのないラインが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示すフロー図。

【図２】本発明の実施の形態の一例で、センサからの信
号を分岐コネクタで分岐する方法の説明図。

【図３】本発明の実施の形態の一例で、センサからの信
号をデータ収集部に伝達する経路の説明図。

【図４】本発明の実施の形態の一例で、データ収集部で
のデータの収集のタイミングチャート。

【図５】本発明の実施の形態の一例で、（ａ）は連続す
るデータの波形図、（ｂ）は基準データの波形図、
（ｃ）は両データの比較を示す説明図。

【図６】本発明の実施の形態の一例で、異常判断部での
判断の説明図。

【図７】本発明の実施の形態の一例で、異常判断部での
別の判断の説明図。

【図８】本発明の実施の形態の一例で、異常判断部での
別の判断の説明図。

【図９】本発明の実施の形態の一例で、異常データ抽出
部での別の抽出法の説明図。

【図１０】本発明の実施の形態の一例で、異常データ抽
出部での別の抽出法の説明図。

【図１１】本発明の実施の形態の一例で、異常データ抽
出部での別の抽出法の説明図。

【図１２】本発明の実施の形態の一例で、異常データ抽
出部での別の抽出法の説明図。

【図１３】本発明の実施の形態の一例で、異常データ抽
出部での別の抽出法の説明図。

【図１４】本発明の実施の形態の一例で、異常データ抽
出部での別の抽出法の説明図。

【図１５】本発明を適用した応性イオンエッチング（Ｒ
ＩＥ）機器の説明図。

【図１６】従来の固定閾値を用いた以上データの抽出の
説明図。

【符号の説明】

１ａ…プロセス機器Ａ、１ｂ…プロセス機器Ｂ、１ｗ…
プロセス機器Ｗ、９…分岐コネクタ、１０…モニタ、１
１…ＣＰＵ、１２…通信部、１３…データ収集部、１４
…アナログ／デジタル変換部、１５…データ取出し部、
１６…異常データ抽出部、１７…異常抽出部、１８…異
常処理部、Ｓａ_１〜Ｓｗ_ｎ…センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検出対象を検出するセンサをそれぞれ有
する複数の機器と、この各機器をセンサフィードバック
制御する手段を具備するモニタとを有するモニタリング
装置において、前記センサは、当該センサが設置された前記各機器と前
記モニタとの双方へ検出結果を伝達し、前記モニタは各
センサからの検出結果に基づいて前記各機器をセンサフ
ィードバック制御していることを特徴とするのモニタリ
ング装置。
【請求項２】前記モニタは、前記センサからデータを
収集するデータ収集部と、このデータ収集部で収集した
データから有用なデータを取出すデータ取出部と、この
データ取出し部で取出した有用な２つ以上のデータから
異常データを抽出する異常データ抽出部と、この異常デ
ータ抽出部が抽出した異常データと不良情報との関連付
けをする異常判定部と、この異常判定部の判定結果に基
づいて異常を製造ラインにフィードバックする異常処理
部とを有することを特徴とする請求項１記載のモニタリ
ング装置。
【請求項３】前記データ取出部は、前記センサが連続
して検出する検出結果のデータから１処理単位ごとに有
用なデータを取出すことを特徴とする請求項２記載のモ
ニタリング装置。
【請求項４】前記データ収集部は、前記機器の処理開
始信号や終了信号を受信してデータを収集することを特
徴とする請求項２記載のモニタリング装置。
【請求項５】前記異常判定部は、予め設定した上限や
下限の閾値とセンサからのデータ変動値とを比較した結
果から異常を判断することを特徴とする請求項２記載の
モニタリング装置。
【請求項６】前記異常判定部は、複数の同一の前記機
器あるいは個別の前記機器の中にある同一機能の機器で
対応する同一の前記センサからのデータを比較して求め
た機器毎の差から異常を判断することを特徴とする請求
項２記載のモニタリング装置。
【請求項７】前記異常判定部は、前記センサの過去の
データと現在のデ−タとを比較し求めた差から前記機器
の異常を判断することを特徴とする請求項２記載のモニ
タリング装置。
【請求項８】前記異常データ抽出部での異常データの
抽出は、予め設定されている上限と下限の固定閾値およ
び異常継続時間との比較により行うことを特徴とする請
求項２記載のモニタリング装置。
【請求項９】前記異常データ抽出部での異常データの
抽出は、予め設定されている上限と下限の固定閾値およ
び異常継続時間中の変化量との比較により行うことを特
徴とする請求項２記載のモニタリング装置。
【請求項１０】前記異常データ抽出部での異常データ
の抽出は、予め設定されている上限と下限の固定閾値お
よび異常発生回数との比較により行うことを特徴とする
請求項２記載のモニタリング装置。
【請求項１１】前記異常データ抽出部での異常データ
の抽出は、予め設定されている上限と下限の固定閾値お
よび異常発生回数中の変化量との比較により行うことを
特徴とする請求項２記載のモニタリング装置。
【請求項１２】前記異常データ抽出部での異常データ
の抽出は、予め設定されている上限と下限の固定閾値が
処理工程に応じて変化して設定されていることを特徴と
する請求項２記載のモニタリング装置。
【請求項１３】前記異常データ抽出部での異常データ
の抽出は、予め設定されている上限と下限の固定閾値が
多段階に設定されていることを特徴とする請求項２記載
のモニタリング装置。
【請求項１４】検出対象を検出するセンサをそれぞれ
有する複数の機器をセンサフィードバック制御する手段
を具備するモニタでモニタリングするモニタリング方法
において、前記センサが検出結果を当該センサが設置された前記各
機器と前記モニタとの双方へ伝達し、前記モニタは前記
各センサから伝達された検出結果にもとづいて前記各機
器をセンサフィードバック制御することを特徴とするモ
ニタリング方法。