JP2003347275A - 半導体製造装置の管理値設定装置 - Google Patents

半導体製造装置の管理値設定装置

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JP2003347275A
JP2003347275A JP2002156956A JP2002156956A JP2003347275A JP 2003347275 A JP2003347275 A JP 2003347275A JP 2002156956 A JP2002156956 A JP 2002156956A JP 2002156956 A JP2002156956 A JP 2002156956A JP 2003347275 A JP2003347275 A JP 2003347275A
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Noboru Takasu
登 高須
Shingo Himeno
伸吾 姫野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】大量の機器状態データを効率的に処理、管理で
き、また、正規分布しないデータについても管理をする
ことができる管理値設定装置を提供する。 【解決手段】半導体製造装置を構成する複数の機器毎の
所定期間内の機器状態を示すデータの測定値のうち、該
測定値の大きさに従って定める3つの集合に分けたと
き、測定値の最も小さい集合L、測定値の最も大きい集
合U及び全測定値について、平均AVE並びに分散σを
求め、任意の数をXとしたとき、AVE−Xσ及びAV
E+Xσを夫々演算し、その結果のうち、AVE−X
σ、AVE −Xσ、AVE−Xσを夫々計算
して比較し、このうちで最も小さい値を下限管理値LC
Lに設定し、又、AVE+Xσ、AVE+X
σ、AVE+Xσを夫々計算して比較し、このう
ちで最も大きい値を上限管理値UCLに設定する半導体
製造装置の管理値設定装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
おいて各工程で使用されている機器の状態、例えば、ガ
ス流量、チャンバ温度、処理時間などの過去のデータ
(プロセスデータ)に基づいて管理値を設定可能な半導
体製造装置の管理値設定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体製造装置の製造プロセスな
どに用いられるエッチング装置としては、図5に示すよ
うにマグネトロンを用いたリアクティブオンエッチング
(RIE)がある。これは真空チャンバ21内には、下
部電極22上のステージに半導体ウエハなどの被処理体
23が載置されている。また、真空チャンバ21内に
は、外部から反応ガスが供給されている。真空チャンバ
21の外部には、リング形状のマグネトロン24が回転
自在に配置されている。下部電極22には、整合器25
を介して高周波電源26側とのインピーダンスを整合さ
せるために接続されている。
【0003】このような構成において、真空チャンバ2
1内に反応ガスが供給されると共に、下部電極22に高
周波電源26から整合器25を通して高周波電力が供給
される。更に、真空チャンバ21の外周でマグネトロン
24が所定の回転周波数で回転する。
【0004】これにより、真空チャンバ21内には低圧
力でプラズマ28が発生し、このプラズマ28中のイオ
ン及びラジカルにより化学反応して被処理体23はエッ
チングされる。
【0005】プラズマ28のインピーダンスは、エッチ
ング時に発生した反応した反応生成物、若しくは反応に
要するイオンやラジカル等によって変化するため、エッ
チング中とエッチング終了後とで変化する。このような
インピーダンスの変化を、整合器25と真空チャンバ2
1との間に接続されたプローブ27を用いてモニタす
る。このプローブ27は、高周波電源26から真空チャ
ンバ21に供給された電圧、電流をモニタし、そのモニ
タ信号をコンピュータ29に送る。このコンピュータ2
9は、プローブ27から出力されるモニタ信号をデジタ
ル化して取込み、電圧と電流とから得られるインピーダ
ンス変化から、例えばエッチングの終点を検出する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の半導体
製造装置において、各機器の機器状態モニタ項目に対す
る管理値(上限/下限の閾値)の設定は、過去のデータ
をもとに、担当者が経験的に決定していた。
【0007】しかしながら、半導体製造装置の数、チャ
ンバ数、データ項目数が非常に多いため担当者がひとつ
ずつ管理値を決定していたのでは非効率的であった。上
述したような従来の管理値設定には、過去のデータから
担当者が経験的に決定していることによる効率が悪い、
という問題があった。
【0008】そこで、本発明は上記の事情に基づきなさ
れたもので、その目的とするところは、担当者の経験に
頼らず、大量のデータを効率的に処理、管理でき、ま
た、正規分布しないデータについても有効な管理をする
ことができる半導体製造装置の管理値設定装置を提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項1に対応する発明は、半導体製造装置を構成
する複数の機器毎の所定期間内の機器状態を示すデータ
(プロセスデータ)の測定値のうち、該測定値の大きさ
に従って定める3つの集合に分けたとき、測定値の最も
小さい集合L、測定値の最も大きい集合U及び全測定値
について、平均AVE並びに分散σを求め、任意の数を
Xとしたとき、AVE−Xσ及びAVE+Xσを夫々演
算し、その結果のうち、AVE−Xσ、AVE
Xσ、AVE−Xσを夫々計算して比較し、この
うちで最も小さい値を下限管理値LCLに設定し、又、
AVE+Xσ、AVE+Xσ、AVE+Xσ
を夫々計算して比較し、このうちで最も大きい値を上
限管理値UCLに設定する半導体製造装置の管理値設定
装置である。
【0010】前記目的を達成するため、請求項2に対応
する発明は、前記半導体製造装置の機器状態を示す実処
理データの測定値が、記前記下限管理値LCL及び前記
上限管理値UCLの少なくとも一方を超えたとき、これ
を報知する報知手段を備えた請求項1記載の半導体製造
装置の管理値設定装置である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図1は半導体製造装置の管理
値設定装置を説明するためのブロック図である。
【0012】クリーンルーム13内に設置されている製
造装置10の実処理データ11例えば反応ガス流量、チ
ャンバ温度、処理時間などであり、インターフェース部
(I/F)9を経由してブロックコンピュータ8に送ら
れる。ブロックコンピュータ8からのデータ(ロットデ
ータ、ウエハデータ)はサブコンピュータ7を経由して
自動警告サーバ3に送られる。
【0013】自動警告サーバ3では、ホストコンピュー
タ1により演算された各データ項目ごとの上限管理値U
CL及び下限管理値LCLの少なくとも一方と、参照比
較され、これらの管理値外であれば自動警告を発報す
る。自動警告サーバ3からの警告は、事務所のパソコン
PC4およびクリーンルーム13内のアラームターミナ
ル(A/T)6に表示される。
【0014】この場合の警告の表示例は、図2に示すよ
うに縦軸に半導体製造装置の例えば1ロット単位の反応
ガスの圧力(Pa)を取り、横軸に時間を取った波形図
と、上限管理値UCL及び下限管理値LCLを同時に示
したものである。この結果から実処理データは、上限管
理値UCLを超えていることがわかるので、半導体製造
装置の製造を中断し、その原因を探求し、その原因にあ
つた対処を行う。
【0015】ここで、ホストコンピュータ1において、
後述する管理値算出ルールに基づき演算される上限管理
値UCL及び下限管理値LCLについて説明する。ホス
トコンピュータ1には、半導体製造装置の過去の実処理
データ(プロセスデータ)がマスタデータとして保存さ
れている。
【0016】これは、図1の製造装置10、インターフ
ェース部9、ブロックコンピュータ8、サブコンピュー
タ7、警告サーバ3を経由して保存される。ホストコン
ピュータ1に保存された機器状態を示すデータ(プロセ
スデータ)測定値のうち、所定期間内における複数の測
定値の大きさに従って定める3つの集合に分けたとき、
測定値の最も小さい集合L、測定値の最も大きい集合U
及び全測定値について、平均AVE並びに分散σを求
め、任意の数をXとしたとき、AVE−Xσ及びAVE
+Xσを夫々演算し、その結果のうち、AVE−Xσ
、AVE−Xσ、AVE−Xσを夫々計算し
て比較し、AVE−Xσ、AVE−Xσ、AVE
−Xσを夫々計算して比較し、このうちで最も小さい値
を下限管理値LCLに設定し、又、AVE+Xσ
AVE+Xσ、AVE+Xσ を夫々計算して比
較し、このうちで最も大きい値を上限管理値UCLに設
定するものである。
【0017】図3は前述の管理値算出ルールの一例を説
明するための図である。例えば、過去6ヶ月のデータを
値の大きさで並べ、最小値から25%を領域L、最大値
から25%を領域U、全データを領域Aとする。この各
3領域ごとに平均値(AVE)と分散(σ)を算出す
る。次に、各領域ごとに、上限/下限値(AVE±3.5
σ)を算出する。これらで得られた値から、 管理値上限UCL=AVE+3.5σ:領域AまたはU
の最大値 管理値下限LCL=AVE−3.5σ:領域AまたはL
の最小値 を求める。
【0018】図4(a)は、上記の管理値算出ルールに
よる管理値算出フロー図の一例を示し、図4(b)は、
管理値算出ルールを示す図であり、図4(c)は、異常
値の定義を説明するための図である。管理値算出に使用
するデータには異常値が含まれている場合があるので、
異常値算出アルゴリズムにより異常値除去を行っておく
(S1)。この場合、異常値算出アルゴリズムによる異
常値数が3%未満かどうか次の処理に移る。
【0019】異常値数が3%未満の場合には、σは異常
値を除去して計算(つまり正規分布と判断)する(S
2)。異常値数が3%以上の場合には、σは異常値を除
去せず計算(つまり非正規分布と判断)する(S3)。
【0020】そして、S4において次のような規格設定
をおこなう。すなわち、 UCL=AVE+3.5σ(A、U分布での大きい方) LCL=AVE+3.5σ(A、U分布での小さい方) ここで、異常値の定義について説明する。図4(c)に
示すように、データの25%以上で75%以下の範囲を
Eとして、25%目のデータから1.5Eを引いた値以
下、75%目のデータに1.5Eを加えた値以上を異常
値とする。以上述べた異常値数が全体データ数の3%未
満の場合は異常値を除去し、又異常値数が全体データ数
の3%以上の場合は除去しない、というアルゴリズムを
行う。異常値除去後、管理値を算出する。
【0021】以上述べた実施形態の管理値設定装置によ
れば、担当者の経験に頼らず、統計的な手法で管理値を
自動設定できるため、大量のデータを効率的に処理、管
理できる。
【0022】また、正規分布と仮定した場合は、本来正
常値であるべきものが異常値と取り扱われることがな
い。実際のデータは必ずしも正規分布をしておらず、図
3に示すように片側に偏りのある分布、山が2つある分
布などがあり、これらの正規分布以外にも対応できる。
【0023】<変形例>以上、本発明の一実施の形態に
ついて述べたが、本発明はこれ以外にも種々変形可能で
ある。例えば、実施形態においては、算出に用いるデー
タ範囲を過去6ヶ月としていたが、任意の期間としても
よい。また、最大値と最小値を含む3領域に分ける時
に、25%と75%としていたが、これも任意でよい。
さらに上限/下限を求める時に3.5σを加除していた
が、3.5ではなく、任意の数値でよい。この場合、管
理を厳しくするときは、例えば1σとし、又管理をゆる
くしたいときは例えば10σとする。
【0024】
【発明の効果】以上述べた本発明によれば、担当者の経
験に頼らず、統計的な手法で管理値を自動設定できるた
め、大量のデータを効率的に処理、管理でき、また、正
規分布しないデータについても有効な管理をすることが
できる半導体製造装置の管理値設定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体製造装置の管理値設定装置の実
施形態を説明するためのブロック図。
【図2】図1のPCにおける表示例を示す図。
【図3】図1の管理値算出ルールを説明するための図。
【図4】図1の管理値算出フローを説明するための図。
【図5】半導体製造装置の一例を説明するためのマグネ
トロンを用いたリアクティブオンエッチングである。
【符号の説明】
1…ホストコンピュータ 2…下部電極 3…自動警告サーバ 3…警告サーバ 4…パソコンPC 5…警告表示 6…アラームターミナル 7…サブコンピュータ 8…ブロックコンピュータ 9…インターフェース部 10…製造装置 11…実処理データ 13…クリーンルーム 21…真空チャンバ 22…下部電極 23…被処理体 24…マグネトロン 25…整合器 26…高周波電源 27…プローブ 28…プラズマ 29…コンピュータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体製造装置を構成する複数の機器毎
    の所定期間内の機器状態を示すデータ(プロセスデー
    タ)の測定値のうち、該測定値の大きさに従って定める
    3つの集合に分けたとき、測定値の最も小さい集合L、
    測定値の最も大きい集合U及び全測定値について、平均
    AVE並びに分散σを求め、任意の数をXとしたとき、
    AVE−Xσ及びAVE+Xσを夫々演算し、その結果
    のうち、AVE−Xσ、AVE−Xσ、AVE
    −Xσを夫々計算して比較し、このうちで最も小さ
    い値を下限管理値LCLに設定し、又、AVE+Xσ
    、AVE+Xσ、AVE+Xσを夫々計算し
    て比較し、このうちで最も大きい値を上限管理値UCL
    に設定する半導体製造装置の管理値設定装置。
  2. 【請求項2】 前記半導体製造装置の機器状態を示す実
    処理データの測定値が、記前記下限管理値LCL及び前
    記上限管理値UCLの少なくとも一方を超えたとき、こ
    れを報知する報知手段を備えた請求項1記載の半導体製
    造装置の管理値設定装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008218588A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Toshiba Corp 製品の製造方法及び工程管理プログラム
WO2020152889A1 (ja) * 2019-07-30 2020-07-30 株式会社日立ハイテク 装置診断装置、プラズマ処理装置及び装置診断方法

Cited By (3)

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