JP2003508935A - ほぼリアルタイムの欠陥検出をａｐｃフレームワークに統合するための方法および装置 - Google Patents

ほぼリアルタイムの欠陥検出をａｐｃフレームワークに統合するための方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 製造工程におけるほぼリアルタイムの欠陥検出を提供するための方法と装置とが提供される。装置は、処理ピースの製造に適合される処理ツール（１０５）と、処理ピースの製造に関連する処理ツール（１０５）から動作データを受取るための、処理ツール（１０５）に結合されるインターフェイス（１１０）とを含む。ある実施例では、処理ツール（１０５）は半導体製作装置の形をとり、処理ピースはシリコンウェハである。欠陥検出ユニット（１２５）が設けられて処理ツール（１０５）に欠陥状態が存在するかどうかが判断される。アドバンストプロセス制御（ＡＰＣ）フレームワーク（１２０）がさらに設けられ、第１のインターフェイス（１１０）がデータを受取ると第１のインターフェイス（１１０）から動作データを受取ってそのデータを欠陥検出ユニット（１２５）に送る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
この発明は一般に半導体製造技術に関し、より具体的にはほぼリアルタイムの
欠陥検出機能をアドバンストプロセス制御（Advanced Process Control）（ＡＰ
Ｃ）フレームワークに統合するための方法と装置とに関する。
【０００２】
【背景技術】
マイクロプロセッサ、メモリ装置等の集積回路装置の品質、信頼性、およびス
ループットを上げることが半導体産業において絶えず求められている。この要求
は、より高い品質のコンピュータとさらなる信頼性でもって動作する電子装置と
に対する消費者の要求によるものである。
【０００３】 消費者によるこれらの要求の結果として、半導体装置の製造およびこのような
半導体装置を組込む集積回路装置の製造においていくつかの改善点が得られた。
これらの装置の製造の際に欠陥を減らすことによって装置そのもののコストが低
くなる。したがって、これらの装置を組込む最終的な製品のコストもまた下がり
、このようにして消費者と製造業者との両者に金銭的利益がもたらされる。
【０００４】 半導体製造工程に伴う欠陥の検出において改善がなされてきたが、半導体製造
産業に現在困難をもたらしているある問題点とは、これらの欠陥の報告をする際
に生じる遅れであり、もっと臨機応変な様態で訂正措置を実現することが望まれ
る。この遅れの結果として、いくつかの欠陥のある装置が製造され、これによっ
て製造業者と消費者とにかかるコストが望ましくないほど増える。
【０００５】 この発明は、上述の１つまたはそれ以上の問題を克服すること、またはその影
響を少なくとも減じることに関する。
【０００６】
【発明の開示】 この発明の１つの局面では、製造工程における欠陥検出のための方法が提供さ
れる。方法は、処理ピースの製造に関連する処理ツールからの動作データを第１
のインターフェイスで受取るステップと、第１のインターフェイスでデータを受
取ると、動作データを第１のインターフェイスから欠陥検出ユニットに送るステ
ップと、欠陥検出ユニットにおいて処理ツールに欠陥状態が存在するかどうかを
判断するステップとを含む。
【０００７】 この発明の別の局面では、製造工程における欠陥検出のためのシステムが提供
される。システムは処理ピースを製造するのに適合した処理ツールを含む。処理
ツールに結合される第１のインターフェイスは、処理ピースの製造に関連する処
理ツールから動作データを受取るように適合させられる。処理ツールに欠陥状態
が存在するかどうかを判断するための欠陥検出ユニットが設けられる。システム
はさらに、第１のインターフェイスがデータを受取ると第１のインターフェイス
から動作データを受取ってそのデータを欠陥検出ユニット送るように適合させら
れるフレームワークを含む。
【０００８】 この発明は、同じ参照番号が同様の要素を示す添付の図とともに以下の説明を
参照することによって理解されるだろう。
【０００９】 この発明は種々の変形および代替の形が可能であるが、その特定の実施例が図
の例によって示されここで詳細に説明される。しかし、特定の実施例のここでの
説明は開示された特定の形にこの発明を制限するものではなく、逆に、添付の請
求項によって規定される発明の思想と範囲とに入るすべての変形、均等物、およ
び代替物を包含することが意図されることが理解されるべきである。
【００１０】
【発明の実施の態様】
この発明の例示的な実施例が以下で説明される。わかりやすくするために、こ
の明細書では実際の実現例のすべての特徴が説明されるわけではない。すべての
このような実際の実施例の展開では、開発者の特定の目的を達成するために実現
例ごとに異なるシステム関連のおよびビジネス関連の制約に従う実現上限定され
た多くの決定を行なわなければならないことが当然のことながら理解されるだろ
う。さらに、このような展開に関する努力は複雑であり時間のかかるものである
かもしれないが、それはこの開示の利益を享受する当業者にとっては日常の仕事
であることが理解されるだろう。
【００１１】 図に戻ると、具体的には図１を参照して、半導体製造工程においてほぼリアル
タイムの欠陥検出を提供するためのシステム１００が設けられる。システム１０
０は処理ツール１０５を含み、それは例示的な実施例ではたとえばシリコンウェ
ハ等の処理ピースを製造するのに用いられる半導体製造装置の形をとっている。
しかし、処理ツール１０５は必ずしもシリコンウェハの製造に限定される必要は
なく、この発明の思想および範囲から逸脱することなしに異なる種類の商業用製
品を製造するための他の種類の製造装置も含み得ることが理解されるだろう。
【００１２】 処理ツール１０５は装置インターフェイス（ＥＩ）１１０に結合され、それは
ツール１０５から種々の動作データを引出し、このデータをアドバンストプロセ
ス制御（ＡＰＣ）フレームワーク１２０に伝達してツール１０５が欠陥のある動
作を経験しているかどうかが判断される。装置インターフェイス１１０はさらに
、ツール１０５を制御するのに用いられ得るＡＰＣフレームワーク１２０からの
制御信号を受取り得る。たとえば、ＡＰＣフレームワーク１２０が装置インター
フェイス１１０が送る動作データに欠陥があるとした場合には、ＡＰＣフレーム
ワーク１２０からの制御信号を用いてツール１０５を停止することもできる。
【００１３】 アドオンセンサ１１５もツール１０５に結合可能であり、ツール１０５自体が
確定しないさらなる動作データが測定される。たとえば、アドオンセンサ１１５
を用いて、ツール１０５が許容動作限度内でシリコンウェハを製造したかどうか
を判断することができる。ツール１０５のこのような許容動作限度は、たとえば
ある特定の温度範囲内でウェハを製造することでもあってもよい。しかし、アド
オンセンサ１１５を用いて種々の他の動作パラメータを記憶してもよく、したが
って上述の例に限定される必要はないことが理解されるだろう。
【００１４】 センサ１１５は、たとえば熱電対ワイヤからデータを収集するＣ＋＋スタンド
アローンプログラム等の簡素なデータ収集プログラムとして実現されてもよい。
代替的には、センサ１１５は、多数のトランスデューサ（図示せず）を通してデ
ータを収集する本格的なＬＡＢＶＩＥＷアプリケーションとして実現されてもよ
い。センサ１１５を全く用いなくてもよく、ＡＰＣフレームワーク１２０は装置
インターフェイス１１０が送る動作データのみに頼ってもよいということがさら
に理解されるだろう。しかし、用いられる場合には、センサ１１５は分析のため
にさらなる動作データをＡＰＣフレームワーク１２０に送る。
【００１５】 ＡＰＣフレームワーク１２０に結合される欠陥検出（ＦＤ）ユニット１２５は
、装置インターフェイス１１０とセンサ１１５とからツール１０５の動作データ
をフレームワーク１２０を介して受取る。しかし、動作データを欠陥検出ユニッ
ト１２５に送る前に、ＡＰＣフレームワーク１２０は当業者に周知の様態で欠陥
検出ユニット１２５が認識できるフォーマットに動作データを変換する。ある実
施例に従うと、欠陥検出ユニット１２５は、処理ツール１０５の欠陥検出分析を
提供する、たとえばモデルウェア（ModelWare）等の商業的に入手可能なソフト
ウェアパッケージを含む。しかし、この発明の思想および範囲から逸脱すること
なしに、これに代わって他の種類の商業的に入手可能な欠陥検出ソフトウェアを
用いることもできることが理解されるだろう。
【００１６】 欠陥検出ユニット１２５はＡＰＣフレームワーク１２０からの受取られた動作
データを欠陥モデルデータと比較する。欠陥モデルデータは、許容動作限度内で
動作したことがすでに知られている他の同様の種類のツールの動作データを含む
。欠陥検出ユニット１２５が検出し得る欠陥の種類は、シリコンウェハ製造での
処理および／または動作欠陥を含む。処理欠陥の例は、チャンバの最適ではない
プレヒーティング、壊れたウェハが検出されるという壊損、異常なＮ２流量、ラ
ンプの最上部での温度の超過（overshoot）、チューブ温度測定値のドリフト等
を含み得るが、必ずしもそれらに限定されているわけではない。欠陥検出ユニッ
ト１２５が検出する動作欠陥のいくつかの例は、中断された／再開された処理、
高速熱アニール（ＲＴＡ）の前にウェハの痕跡（sleuth）がないこと、またはウ
ェハの痕跡が不適切であること等を含み得る。
【００１７】 欠陥検出ユニット１２５は、ＡＰＣフレームワーク１２０から送られた動作デ
ータを評価すると、ツール１０５に存在し得る欠陥および／またはツール１０５
の適切な動作の結果をＡＰＣフレームワーク１２０に送る。ＡＰＣフレームワー
ク１２０は次に、装置インターフェイス１１０に制御信号を送って欠陥検出ユニ
ット１２５から送られた結果に基づいて処理ツール１０５が制御され得る。たと
えば、ＡＰＣフレームワーク１２０からの制御信号は、ウェハの欠陥のあるさら
なる製造を妨げるためにツール１０５を停止させるものであり得る（但しこれは
欠陥検出ユニット１２５によって判断されるとする）。所望ならば、ＡＰＣフレ
ームワーク１２０からデータを送って「製造」技術者にツール１０５の欠陥のあ
る状態をどのように修正するかについて知らせることもできる。
【００１８】 図２を参照して、ＡＰＣフレームワーク１２０のより詳細な図が提供される。
ＡＰＣフレームワーク１２０は、処理ツール１０５の欠陥検出およびランツーラ
ン制御を可能にする、交換可能な、標準化されたソフトウェア構成要素からなる
、構成要素に基づくアーキテクチャである。ＡＰＣフレームワーク１２０は、ツ
ール１０５からの動作データを収集するための、ツール１０５とフレームワーク
１２０との間の通信のための機械インターフェイス（ＭＩ）２１０を含む。ＡＰ
Ｃフレームワーク１２０はさらに、アドオンセンサ１１５とフレームワーク１２
０との間の通信のためのセンサインターフェイス（ＳＩ）２２０を含む。センサ
インターフェイス２２０も処理ツール１０５の動作データをセンサ１１５を通し
て収集する。プラン実行器（ＰＥ）２３０（即ち、プロセスコントローラ）がＡ
ＰＣフレームワーク１２０を管理し、欠陥検出ユニット１２５によって判断され
た、動作データで見付かった問題に対する可能な解決策を提供する。フレームワ
ーク１２０はさらに、欠陥検出ユニット１２５上で作動するサードパーティのア
プリケーションとインターフェイスするためのアプリケーションインターフェイ
ス（ＡＩ）２４０を含み、ここでは機械インターフェイス２１０とセンサインタ
ーフェイス２２０とを介して受取られた動作データが分析される。図示される実
施例では、サードパーティのアプリケーションは欠陥検出ユニット１２５である
。データチャネル２５０がさらに設けられ、機械インターフェイス２１０および
センサインターフェイス２２０からＡＰＣフレームワーク１２０のプラン実行器
２３０およびアプリケーションインターフェイス２４０へのデータの通信が可能
となる。
【００１９】 機械インターフェイス（ＭＩ）２１０は装置インターフェイス１１０に結合さ
れて処理ツール１０５とＡＰＣフレームワーク１２０との間のインターフェイス
として働く。機械インターフェイス２１０はツール１０５のセットアップ、起動
、モニタリング、およびデータ収集を支持する。機械インターフェイス２１０は
装置インターフェイス１１０からコマンド、状態事象、および収集されたデータ
を受取り、この情報をＡＰＣフレームワーク１２０の他の構成要素、つまりプラ
ン実行器２３０およびアプリケーションインターフェイス２４０に送る。機械イ
ンターフェイス２１０がＡＰＣフレームワーク１２０の他の構成要素から受取る
いかなる応答も装置インターフェイス１１０に送られて処理ツール１０５に届け
られる。上で考察されたように、これは、欠陥状態が検出された場合ツール１０
５を操作するような、プラン実行器２３０からの制御信号を含んでもよい。
【００２０】 機械インターフェイス２１０はまた、装置インターフェイス１１０が利用する
特定の通信プロトコルと、ＡＰＣフレームワーク１２０の構成要素が用いる共通
オブジェクト要求ブローカアーキテクチャインターフェイス定義言語（Common O
bject Request Broker Architecture Interface Definition Language）（ＣＯ
ＲＢＡ ＩＤＬ）通信プロトコルとの間のメッセージをリフォーマットして再構
成する。装置インターフェイスに特定された通信プロトコルとＡＰＣフレームワ
ーク１２０のＣＯＲＢＡ ＩＤＬプロトコルとの間のこのような変換を機械イン
ターフェイス２１０が行なう様態は当業者には周知である。したがって、この発
明を不必要に曖昧なものにしないために、これらの２つのフォーマット間の特定
の変換プロセスはここでは考察されない。
【００２１】 センサインターフェイス２２０はアドオンセンサ１１５に結合され、アドオン
センサ１１５とＡＰＣフレームワーク１２０との間のインターフェイスとして働
く。センサインターフェイス２２０はアドオンセンサ１１５のためのセットアッ
プ、起動、モニタリング、およびデータ収集を提供する。機械インターフェイス
２１０と同様に、センサインターフェイス２２０もまた、センサ１１５が利用す
る特定の通信プロトコルと、ＡＰＣフレームワーク１２０の構成要素が用いるＣ
ＯＲＢＡ ＩＤＬプロトコルとの間のメッセージをリフォーマットして再構成す
る。
【００２２】 アプリケーションインターフェイス２４０はサードパーティのツール（たとえ
ば、モデルウェア、マットラブ（MatLab）、マサマティカ（Mathematica）等の
商業用のソフトウェアパッケージ）をＡＰＣフレームワーク１２０に統合させる
ことを支持する。典型的には、これらのサードパーティのツールはＡＰＣフレー
ムワーク１２０に馴染みのある標準のＣＯＲＢＡ ＩＤＬプロトコルを提供しな
い。したがって、アプリケーションインターフェイス２４０によって、サードパ
ーティのツールが利用する通信プロトコルとＡＰＣフレームワーク１２０が用い
るＣＯＲＢＡプロトコルとの間の必要な変換が提供される。
【００２３】 図示される実施例では、サードパーティのツールは、機械インターフェイス２
１０とセンサインターフェイス２２０とを介して送られる処理ツール１０５の動
作データを分析するための欠陥検出ユニット１２５である。ある実施例では、欠
陥検出ユニット１２５は欠陥検出を提供するためのモデルウェアソフトウェアを
含む。しかし、この発明の思想および範囲から逸脱することなしに、他の商業的
に入手可能な欠陥検出ソフトウェアも用いられ得ることが理解されるだろう。
【００２４】 プラン実行器２３０は、欠陥検出ユニット１２５によって判断される結果に基
づいて制御機能を行なう。アプリケーションインターフェイス２４０が欠陥検出
ユニット１２５から結果を受取ると、それは（通常は警報信号の形で）結果のコ
ピーをプラン実行器２３０に送る。結果の検査をすると、プラン実行器２３０は
当業者に周知の様態でツール１０５のすべての欠陥状態を修正することを試みる
。欠陥状態に対する解決策は、プラン実行器２３０が制御信号を機械インターフ
ェイス２１０に送って欠陥のあるシリコンウェハのさらなる製造を防止するよう
にツール１０５を停止させることであり得る。ツール１０５を停止させることに
加えて、プラン実行器２３０はまた「製造」技術者に可能性のあるいかなる解決
策も知らせて、たとえばオペレータインターフェイス（図示せず）を通して欠陥
状態を修正してもよい。
【００２５】 典型的な動作では、機械インターフェイス２１０とセンサインターフェイス２
２０とは通例、装置インターフェイス１１０とセンサ１１５とから得た動作デー
タをそれぞれプラン実行器２３０へと送る。次にプラン実行器２３０は、処理ツ
ール１０５によってバッチ（つまり、ウェハからウェハまたはロットからロット
）が完了させられるまで、この動作データをバッファリングする。バッチが完了
すると、プラン実行器２３０は処理ツール１０５の蓄積された動作データをアプ
リケーションインターフェイス２４０に送り、次にそれはそのデータを欠陥検出
ユニット１２５に送る。その後欠陥検出ユニット１２５は受取ったデータを分析
し、結果をアプリケーションインターフェイス２４０に送り返し、次にそれはそ
の結果を適切な動作のためにプラン実行器２３０へと送る。
【００２６】 しかし、この典型的な動作の欠点は、欠陥検出ユニット１２５から出力される
結果は通常はバッチが処理ツール１０５によって完了された後に判断されること
である。したがって、プラン実行器２３０は欠陥状態を修正するための動作を即
座に取ることができず、したがって、この遅れの結果として多くの欠陥のあるウ
ェハが製造されるおそれがある。
【００２７】 図３Ａおよび図３Ｂを参照して、ほぼリアルタイムの欠陥検出をＡＰＣフレー
ムワーク１２０に統合させるためのプロセス３００が提供される。プロセス３０
０はブロック３０５から始まり、ここでは機械インターフェイス２１０とセンサ
インターフェイス２２０とが処理ツール１０５の動作データを受取る。ある実施
例に従うと、機械インターフェイス２１０は装置インターフェイス１１０から動
作データを受取り、センサインターフェイス２２０はアドオンセンサ１１５から
動作データを受取る。代替的な実施例では、所望ならばセンサ１１５を省くこと
もでき、その場合には動作データは装置インターフェイス１１０からのみ送られ
る。
【００２８】 ブロック３１０では、当該技術で確立された様態で、機械インターフェイス２
１０とセンサインターフェイス２２０とは、ＡＰＣフレームワーク１２０のプラ
ン実行器２３０とアプリケーションインターフェイス２４０とが認識できるフォ
ーマットに動作データを変換する。ある実施例に従うと、この変換は、装置イン
ターフェイス１１０とセンサ１１５とが用いる特定の通信プロトコルと、ＡＰＣ
フレームワーク１２０のＣＯＲＢＡ ＩＤＬプロトコルとの間のメッセージをリ
フォーマットして再構成することを含む。この変換されたデータを受取った後、
ブロック３１５では機械インターフェイス２１０とセンサインターフェイス２２
０とはデータチャネル２５０を介してプラン実行器２３０とアプリケーションイ
ンターフェイス２４０との両者にデータを送る。
【００２９】 アプリケーションインターフェイス２４０がほぼリアルタイムで動作データを
受取ると、ブロック３２０ではそれはデータを欠陥検出ユニット１２５が用いる
プロトコルへと変換し、その後そのデータを欠陥検出ユニット１２５へと送る。
上で考察したように、アプリケーションインターフェイス２４０がデータを適切
な通信プロトコルに変換する様態は当業者に周知であり、用いられる欠陥検出ソ
フトウェアの特定の種類によって異なる。欠陥検出ユニット１２５は、アプリケ
ーションインターフェイス２４０から動作データを受取った後、ブロック３２５
で動作データを欠陥モデルと比較する。上述のように、欠陥モデルは、許容動作
限度内でシリコンウェハを製造したことがすでに知られている他の同様の種類の
ツールからの動作データを含む。
【００３０】 ツール１０５の動作データを欠陥モデルデータと比較した後、ブロック３３０
では欠陥検出ユニット１２５は比較の結果をアプリケーションインターフェイス
２４０に送る。次にブロック３３５では、アプリケーションインターフェイス２
４０は欠陥検出ユニット１２５からの受取られた結果をＡＰＣフレームワーク１
２０が用いるＣＯＲＢＡ ＩＤＬプロトコルへと変換する。次にブロック３４０
では、アプリケーションインターフェイス２４０はその結果をプラン実行器２３
０に送り、これは典型的には警報信号の形で行なわれる。（ツール１０５が実際
に欠陥があるとされた場合には）プラン実行器２３０は、アプリケーションイン
ターフェイス２４０から警報信号を受取った後、ブロック３４５でツール１０５
の欠陥状態を修正する方法を判断する。プラン実行器２３０によって欠陥状態を
修正することは、たとえば、制御信号を装置インターフェイス１１０に送ってツ
ール１０５を停止させ、欠陥をクリアする方法についての命令を「製造」技術者
に提供することを含み得る。欠陥検出ユニット１２５が欠陥状態をどのように修
正するかを判断するプロセスは当業者の知識の範囲内にある。したがって、この
発明を不必要に曖昧なものにしないために、このようなプロセスはここでは考察
されない。
【００３１】 この発明に従うと、ツール１０５によって処理されるバッチが完了する前に、
ツール１０５の動作データはほぼリアルタイムで欠陥検出ユニット２５０におい
て受取られる。したがって、典型的な欠陥レポーティング技術とは対照的に、ツ
ール１０５によって現在処理されているバッチが完了する前に欠陥がクリアされ
る可能性がより高くなる。
【００３２】 この発明はここでの教示の利益を享受する当業者に明らかであるような異なっ
てはいるが同等の様態で変形されて実行されてもよいため、上で開示された特定
の実施例は単なる例にすぎない。さらに、前掲の請求項で記載される限定を除き
、ここで示される構成または設計の詳細事項のみに限定されているわけではない
。したがって上で開示された特定の実施例は置換または変形されてもよく、さら
にはすべてのこれらの変更が発明の範囲および思想内にあるとされることが明ら
かである。したがって、ここで求められる保護が前掲の請求項で示される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ある実施例に従った処理ツールのほぼリアルタイムの欠陥検出を
提供するためのＡＰＣフレームワークを含む製造システムを示す図である。
【図２】 図１のＡＰＣフレームワークの詳細を示す図である。
【図３Ａ】 図１の製造システムのためにほぼリアルタイムで欠陥検出を提
供するためのプロセスを示す図である。
【図３Ｂ】 図１の製造システムのためにほぼリアルタイムで欠陥検出を提
供するためのプロセスを示す図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年８月２３日（２００１．８．２３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 ほぼリアルタイムの欠陥検出をＡＰＣフレームワークに統合す
るための方法および装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】 この発明は一般に半導体製造技術に関し、より具体的にはほぼリアルタイムの
欠陥検出機能をアドバンストプロセス制御（Advanced Process Control）（ＡＰ
Ｃ）フレームワークに統合するための方法と装置とに関する。
【０００２】
【背景技術】 マイクロプロセッサ、メモリ装置等の集積回路装置の品質、信頼性、およびス
ループットを上げることが半導体産業において絶えず求められている。この要求
は、より高い品質のコンピュータとさらなる信頼性でもって動作する電子装置と
に対する消費者の要求によるものである。
【０００３】 消費者によるこれらの要求の結果として、半導体装置の製造およびこのような
半導体装置を組込む集積回路装置の製造においていくつかの改善点が得られた。
これらの装置の製造の際に欠陥を減らすことによって装置そのもののコストが低
くなる。したがって、これらの装置を組込む最終的な製品のコストもまた下がり
、このようにして消費者と製造業者との両者に金銭的利益がもたらされる。
【０００４】 半導体製造工程に伴う欠陥の検出において改善がなされてきたが、半導体製造
産業に現在困難をもたらしているある問題点とは、これらの欠陥の報告をする際
に生じる遅れであり、もっと臨機応変な様態で訂正措置を実現することが望まれ
る。この遅れの結果として、いくつかの欠陥のある装置が製造され、これによっ
て製造業者と消費者とにかかるコストが望ましくないほど増える。
【０００５】 この発明は、上述の１つまたはそれ以上の問題を克服すること、またはその影
響を少なくとも減じることに関する。
【０００６】 ＵＳ−Ａ−５，８４７，５２９は、正しくない動作による製造ツールへの損傷
を防ぐためのシステムを開示する。センサデータがツールから収集されて分析さ
れ、ツールが正しく動作しているか否かが判断される。それが正しく動作してい
ない場合には、不能化信号がツールへと送られてツールを停止させる。同様の動
作が、ＵＳ−Ａ−５，６６１，６６９、ＷＯ９９／１６１０８、ＥＰ−０，０５
２，８０２、ＷＯ９７／４１４９３、およびＵＳ−Ａ−５，７２６，９１２で説
明されている。
【０００７】 この発明の１つの局面によると、製造工程においての欠陥検出を提供するため
の方法が提供され、その方法は前掲の請求項の請求項１で規定される。
【０００８】 この発明の第２の局面によると、製造工程における欠陥検出を提供するための
装置が提供され、その装置は前掲の請求項の請求項５で規定される。
【０００９】 この発明は、添付の図とともに以下の説明を参照することによって理解される
だろう。
【００１０】 この発明は種々の変形および代替の形が可能であるが、その特定の実施例が図
の例によって示されここで詳細に説明される。しかし、特定の実施例のここでの
説明は開示された特定の形にこの発明を制限するものではなく、逆に、添付の請
求項によって規定される発明の思想と範囲とに入るすべての変形、均等物、およ
び代替物を包含することが意図されることが理解されるべきである。
【００１１】
【発明の実施の態様】 この発明の例示的な実施例が以下で説明される。わかりやすくするために、こ
の明細書では実際の実現例のすべての特徴が説明されるわけではない。すべての
このような実際の実施例の展開では、開発者の特定の目的を達成するために実現
例ごとに異なるシステム関連のおよびビジネス関連の制約に従う実現上限定され
た多くの決定を行なわなければならないことが当然のことながら理解されるだろ
う。さらに、このような展開に関する努力は複雑であり時間のかかるものである
かもしれないが、それはこの開示の利益を享受する当業者にとっては日常の仕事
であることが理解されるだろう。
【００１２】 図に戻ると、具体的には図１を参照して、半導体製造工程においてほぼリアル
タイムの欠陥検出を提供するためのシステム１００が設けられる。システム１０
０は処理ツール１０５を含み、それは例示的な実施例ではたとえばシリコンウェ
ハ等の処理ピースを製造するのに用いられる半導体製造装置の形をとっている。
しかし、処理ツール１０５は必ずしもシリコンウェハの製造に限定される必要は
なく、異なる種類の商業用製品を製造するための他の種類の製造装置も含み得る
ことが理解されるだろう。
【００１３】 処理ツール１０５は装置インターフェイス（ＥＩ）１１０に結合され、それは
ツール１０５から種々の動作データを引出し、このデータをアドバンストプロセ
ス制御（ＡＰＣ）フレームワーク１２０に伝達してツール１０５が欠陥のある動
作を経験しているかどうかが判断される。装置インターフェイス１１０はさらに
、ツール１０５を制御するのに用いられ得るＡＰＣフレームワーク１２０からの
制御信号を受取り得る。たとえば、ＡＰＣフレームワーク１２０が装置インター
フェイス１１０が送る動作データに欠陥があるとした場合には、ＡＰＣフレーム
ワーク１２０からの制御信号を用いてツール１０５を停止することもできる。
【００１４】 アドオンセンサ１１５もツール１０５に結合可能であり、ツール１０５自体が
確定しないさらなる動作データが測定される。たとえば、アドオンセンサ１１５
を用いて、ツール１０５が許容動作限度内でシリコンウェハを製造したかどうか
を判断することができる。ツール１０５のこのような許容動作限度は、たとえば
ある特定の温度範囲内でウェハを製造することでもあってもよい。しかし、アド
オンセンサ１１５を用いて種々の他の動作パラメータを記憶してもよく、したが
って上述の例に限定される必要はないことが理解されるだろう。
【００１５】 センサ１１５は、たとえば熱電対ワイヤからデータを収集するＣ＋＋スタンド
アローンプログラム等の簡素なデータ収集プログラムとして実現されてもよい。
代替的には、センサ１１５は、多数のトランスデューサ（図示せず）を通してデ
ータを収集する本格的なＬＡＢＶＩＥＷアプリケーションとして実現されてもよ
い。センサ１１５を全く用いなくてもよく、ＡＰＣフレームワーク１２０は装置
インターフェイス１１０が送る動作データのみに頼ってもよいということがさら
に理解されるだろう。しかし、用いられる場合には、センサ１１５は分析のため
にさらなる動作データをＡＰＣフレームワーク１２０に送る。
【００１６】 ＡＰＣフレームワーク１２０に結合される欠陥検出（ＦＤ）ユニット１２５は
、装置インターフェイス１１０とセンサ１１５とからツール１０５の動作データ
をフレームワーク１２０を介して受取る。しかし、動作データを欠陥検出ユニッ
ト１２５に送る前に、ＡＰＣフレームワーク１２０は当業者に周知の様態で欠陥
検出ユニット１２５が認識できるフォーマットに動作データを変換する。ある実
施例に従うと、欠陥検出ユニット１２５は、処理ツール１０５の欠陥検出分析を
提供する、たとえばモデルウェア（ModelWare）等の商業的に入手可能なソフト
ウェアパッケージを含む。しかし、この発明の思想および範囲から逸脱すること
なしに、これに代わって他の種類の商業的に入手可能な欠陥検出ソフトウェアを
用いることもできることが理解されるだろう。
【００１７】 欠陥検出ユニット１２５はＡＰＣフレームワーク１２０からの受取られた動作
データを欠陥モデルデータと比較する。欠陥モデルデータは、許容動作限度内で
動作したことがすでに知られている他の同様の種類のツールの動作データを含む
。欠陥検出ユニット１２５が検出し得る欠陥の種類は、シリコンウェハ製造での
処理および／または動作欠陥を含む。処理欠陥の例は、チャンバの最適ではない
プレヒーティング、壊れたウェハが検出されるという壊損、異常なＮ２流量、ラ
ンプの最上部での温度の超過（overshoot）、チューブ温度測定値のドリフト等
を含み得るが、必ずしもそれらに限定されているわけではない。欠陥検出ユニッ
ト１２５が検出する動作欠陥のいくつかの例は、中断された／再開された処理、
高速熱アニール（ＲＴＡ）の前にウェハの痕跡（sleuth）がないこと、またはウ
ェハの痕跡が不適切であること等を含み得る。
【００１８】 欠陥検出ユニット１２５は、ＡＰＣフレームワーク１２０から送られた動作デ
ータを評価すると、ツール１０５に存在し得る欠陥および／またはツール１０５
の適切な動作の結果をＡＰＣフレームワーク１２０に送る。ＡＰＣフレームワー
ク１２０は次に、装置インターフェイス１１０に制御信号を送って欠陥検出ユニ
ット１２５から送られた結果に基づいて処理ツール１０５が制御され得る。たと
えば、ＡＰＣフレームワーク１２０からの制御信号は、ウェハの欠陥のあるさら
なる製造を妨げるためにツール１０５を停止させるものであり得る（但しこれは
欠陥検出ユニット１２５によって判断されるとする）。所望ならば、ＡＰＣフレ
ームワーク１２０からデータを送って「製造」技術者にツール１０５の欠陥のあ
る状態をどのように修正するかについて知らせることもできる。
【００１９】 図２を参照して、ＡＰＣフレームワーク１２０のより詳細な図が提供される。
ＡＰＣフレームワーク１２０は、処理ツール１０５の欠陥検出およびランツーラ
ン制御を可能にする、交換可能な、標準化されたソフトウェア構成要素からなる
、構成要素に基づくアーキテクチャである。ＡＰＣフレームワーク１２０は、ツ
ール１０５からの動作データを収集するための、ツール１０５とフレームワーク
１２０との間の通信のための機械インターフェイス（ＭＩ）２１０を含む。ＡＰ
Ｃフレームワーク１２０はさらに、アドオンセンサ１１５とフレームワーク１２
０との間の通信のためのセンサインターフェイス（ＳＩ）２２０を含む。センサ
インターフェイス２２０も処理ツール１０５の動作データをセンサ１１５を通し
て収集する。プラン実行器（ＰＥ）２３０（即ち、プロセスコントローラ）がＡ
ＰＣフレームワーク１２０を管理し、欠陥検出ユニット１２５によって判断され
た、動作データで見付かった問題に対する可能な解決策を提供する。フレームワ
ーク１２０はさらに、欠陥検出ユニット１２５上で作動するサードパーティのア
プリケーションとインターフェイスするためのアプリケーションインターフェイ
ス（ＡＩ）２４０を含み、ここでは機械インターフェイス２１０とセンサインタ
ーフェイス２２０とを介して受取られた動作データが分析される。図示される実
施例では、サードパーティのアプリケーションは欠陥検出ユニット１２５である
。データチャネル２５０がさらに設けられ、機械インターフェイス２１０および
センサインターフェイス２２０からＡＰＣフレームワーク１２０のプラン実行器
２３０およびアプリケーションインターフェイス２４０へのデータの通信が可能
となる。
【００２０】 機械インターフェイス（ＭＩ）２１０は装置インターフェイス１１０に結合さ
れて処理ツール１０５とＡＰＣフレームワーク１２０との間のインターフェイス
として働く。機械インターフェイス２１０はツール１０５のセットアップ、起動
、モニタリング、およびデータ収集を支持する。機械インターフェイス２１０は
装置インターフェイス１１０からコマンド、状態事象、および収集されたデータ
を受取り、この情報をＡＰＣフレームワーク１２０の他の構成要素、つまりプラ
ン実行器２３０およびアプリケーションインターフェイス２４０に送る。機械イ
ンターフェイス２１０がＡＰＣフレームワーク１２０の他の構成要素から受取る
いかなる応答も装置インターフェイス１１０に送られて処理ツール１０５に届け
られる。上で考察されたように、これは、欠陥状態が検出された場合ツール１０
５を操作するような、プラン実行器２３０からの制御信号を含んでもよい。
【００２１】 機械インターフェイス２１０はまた、装置インターフェイス１１０が利用する
特定の通信プロトコルと、ＡＰＣフレームワーク１２０の構成要素が用いる共通
オブジェクト要求ブローカアーキテクチャインターフェイス定義言語（Common O
bject Request Broker Architecture Interface Definition Language）（ＣＯ
ＲＢＡ ＩＤＬ）通信プロトコルとの間のメッセージをリフォーマットして再構
成する。装置インターフェイスに特定された通信プロトコルとＡＰＣフレームワ
ーク１２０のＣＯＲＢＡ ＩＤＬプロトコルとの間のこのような変換を機械イン
ターフェイス２１０が行なう様態は当業者には周知である。したがって、この発
明を不必要に曖昧なものにしないために、これらの２つのフォーマット間の特定
の変換プロセスはここでは考察されない。
【００２２】 センサインターフェイス２２０はアドオンセンサ１１５に結合され、アドオン
センサ１１５とＡＰＣフレームワーク１２０との間のインターフェイスとして働
く。センサインターフェイス２２０はアドオンセンサ１１５のためのセットアッ
プ、起動、モニタリング、およびデータ収集を提供する。機械インターフェイス
２１０と同様に、センサインターフェイス２２０もまた、センサ１１５が利用す
る特定の通信プロトコルと、ＡＰＣフレームワーク１２０の構成要素が用いるＣ
ＯＲＢＡ ＩＤＬプロトコルとの間のメッセージをリフォーマットして再構成す
る。
【００２３】 アプリケーションインターフェイス２４０はサードパーティのツール（たとえ
ば、モデルウェア、マットラブ（MatLab）、マサマティカ（Mathematica）等の
商業用のソフトウェアパッケージ）をＡＰＣフレームワーク１２０に統合させる
ことを支持する。典型的には、これらのサードパーティのツールはＡＰＣフレー
ムワーク１２０に馴染みのある標準のＣＯＲＢＡ ＩＤＬプロトコルを提供しな
い。したがって、アプリケーションインターフェイス２４０によって、サードパ
ーティのツールが利用する通信プロトコルとＡＰＣフレームワーク１２０が用い
るＣＯＲＢＡプロトコルとの間の必要な変換が提供される。
【００２４】 図示される実施例では、サードパーティのツールは、機械インターフェイス２
１０とセンサインターフェイス２２０とを介して送られる処理ツール１０５の動
作データを分析するための欠陥検出ユニット１２５である。ある実施例では、欠
陥検出ユニット１２５は欠陥検出を提供するためのモデルウェアソフトウェアを
含む。しかし、この発明の思想および範囲から逸脱することなしに、他の商業的
に入手可能な欠陥検出ソフトウェアも用いられ得ることが理解されるだろう。
【００２５】 プラン実行器２３０は、欠陥検出ユニット１２５によって判断される結果に基
づいて制御機能を行なう。アプリケーションインターフェイス２４０が欠陥検出
ユニット１２５から結果を受取ると、それは（通常は警報信号の形で）結果のコ
ピーをプラン実行器２３０に送る。結果の検査をすると、プラン実行器２３０は
当業者に周知の様態でツール１０５のすべての欠陥状態を修正することを試みる
。欠陥状態に対する解決策は、プラン実行器２３０が制御信号を機械インターフ
ェイス２１０に送って欠陥のあるシリコンウェハのさらなる製造を防止するよう
にツール１０５を停止させることであり得る。ツール１０５を停止させることに
加えて、プラン実行器２３０はまた「製造」技術者に可能性のあるいかなる解決
策も知らせて、たとえばオペレータインターフェイス（図示せず）を通して欠陥
状態を修正してもよい。
【００２６】 典型的な動作では、機械インターフェイス２１０とセンサインターフェイス２
２０とは通例、装置インターフェイス１１０とセンサ１１５とから得た動作デー
タをそれぞれプラン実行器２３０へと送る。次にプラン実行器２３０は、処理ツ
ール１０５によってバッチ（つまり、ウェハからウェハまたはロットからロット
）が完了させられるまで、この動作データをバッファリングする。バッチが完了
すると、プラン実行器２３０は処理ツール１０５の蓄積された動作データをアプ
リケーションインターフェイス２４０に送り、次にそれはそのデータを欠陥検出
ユニット１２５に送る。その後欠陥検出ユニット１２５は受取ったデータを分析
し、結果をアプリケーションインターフェイス２４０に送り返し、次にそれはそ
の結果を適切な動作のためにプラン実行器２３０へと送る。
【００２７】 しかし、この典型的な動作の欠点は、欠陥検出ユニット１２５から出力される
結果は通常はバッチが処理ツール１０５によって完了された後に判断されること
である。したがって、プラン実行器２３０は欠陥状態を修正するための動作を即
座に取ることができず、したがって、この遅れの結果として多くの欠陥のあるウ
ェハが製造されるおそれがある。
【００２８】 図３Ａおよび図３Ｂを参照して、ほぼリアルタイムの欠陥検出をＡＰＣフレー
ムワーク１２０に統合させるためのプロセス３００が提供される。プロセス３０
０はブロック３０５から始まり、ここでは機械インターフェイス２１０とセンサ
インターフェイス２２０とが処理ツール１０５の動作データを受取る。ある実施
例に従うと、機械インターフェイス２１０は装置インターフェイス１１０から動
作データを受取り、センサインターフェイス２２０はアドオンセンサ１１５から
動作データを受取る。代替的な実施例では、所望ならばセンサ１１５を省くこと
もでき、その場合には動作データは装置インターフェイス１１０からのみ送られ
る。
【００２９】 ブロック３１０では、当該技術で確立された様態で、機械インターフェイス２
１０とセンサインターフェイス２２０とは、ＡＰＣフレームワーク１２０のプラ
ン実行器２３０とアプリケーションインターフェイス２４０とが認識できるフォ
ーマットに動作データを変換する。ある実施例に従うと、この変換は、装置イン
ターフェイス１１０とセンサ１１５とが用いる特定の通信プロトコルと、ＡＰＣ
フレームワーク１２０のＣＯＲＢＡ ＩＤＬプロトコルとの間のメッセージをリ
フォーマットして再構成することを含む。この変換されたデータを受取った後、
ブロック３１５では機械インターフェイス２１０とセンサインターフェイス２２
０とはデータチャネル２５０を介してプラン実行器２３０とアプリケーションイ
ンターフェイス２４０との両者にデータを送る。
【００３０】 アプリケーションインターフェイス２４０がほぼリアルタイムで動作データを
受取ると、ブロック３２０ではそれはデータを欠陥検出ユニット１２５が用いる
プロトコルへと変換し、その後そのデータを欠陥検出ユニット１２５へと送る。
上で考察したように、アプリケーションインターフェイス２４０がデータを適切
な通信プロトコルに変換する様態は当業者に周知であり、用いられる欠陥検出ソ
フトウェアの特定の種類によって異なる。欠陥検出ユニット１２５は、アプリケ
ーションインターフェイス２４０から動作データを受取った後、ブロック３２５
で動作データを欠陥モデルと比較する。上述のように、欠陥モデルは、許容動作
限度内でシリコンウェハを製造したことがすでに知られている他の同様の種類の
ツールからの動作データを含む。
【００３１】 ツール１０５の動作データを欠陥モデルデータと比較した後、ブロック３３０
では欠陥検出ユニット１２５は比較の結果をアプリケーションインターフェイス
２４０に送る。次にブロック３３５では、アプリケーションインターフェイス２
４０は欠陥検出ユニット１２５からの受取られた結果をＡＰＣフレームワーク１
２０が用いるＣＯＲＢＡ ＩＤＬプロトコルへと変換する。次にブロック３４０
では、アプリケーションインターフェイス２４０はその結果をプラン実行器２３
０に送り、これは典型的には警報信号の形で行なわれる。（ツール１０５が実際
に欠陥があるとされた場合には）プラン実行器２３０は、アプリケーションイン
ターフェイス２４０から警報信号を受取った後、ブロック３４５でツール１０５
の欠陥状態を修正する方法を判断する。プラン実行器２３０によって欠陥状態を
修正することは、たとえば、制御信号を装置インターフェイス１１０に送ってツ
ール１０５を停止させ、欠陥をクリアする方法についての命令を「製造」技術者
に提供することを含み得る。欠陥検出ユニット１２５が欠陥状態をどのように修
正するかを判断するプロセスは当業者の知識の範囲内にある。したがって、この
発明を不必要に曖昧なものにしないために、このようなプロセスはここでは考察
されない。
【００３２】 この発明に従うと、ツール１０５によって処理されるバッチが完了する前に、
ツール１０５の動作データはほぼリアルタイムで欠陥検出ユニット２５０におい
て受取られる。したがって、典型的な欠陥レポーティング技術とは対照的に、ツ
ール１０５によって現在処理されているバッチが完了する前に欠陥がクリアされ
る可能性がより高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ある実施例に従った処理ツールのほぼリアルタイムの欠陥検出を
提供するためのＡＰＣフレームワークを含む製造システムを示す図である。
【図２】 図１のＡＰＣフレームワークの詳細を示す図である。
【図３Ａ】 図１の製造システムのためにほぼリアルタイムで欠陥検出を提
供するためのプロセスを示す図である。
【図３Ｂ】 図１の製造システムのためにほぼリアルタイムで欠陥検出を提
供するためのプロセスを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミラー，マイケル・リー アメリカ合衆国、78613 テキサス州、シ ーダー・パーク、リトル・エルム・トレイ ル、2614

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 製造工程においての欠陥検出を提供するための方法であって
    、前記方法は、 処理ピースの製造に関連する処理ツール（１０５）からの動作データを第１の
    インターフェイス（１１０）で受取るステップと、 第１のインターフェイス（１１０）がデータを受取ると、動作データを第１の
    インターフェイス（１１０）から欠陥検出ユニット（１２５）に送るステップと
    、 欠陥検出ユニット（１２５）において処理ツール（１０５）に欠陥状態が存在
    するかどうかを判断するステップとを含む、方法。
  2. 【請求項２】 動作データを第１のインターフェイス（１１０）から欠陥検
    出ユニット（１２５）に送るステップはさらに、 第１のインターフェイス（１１０）でデータが受取られると、動作データを第
    １のインターフェイス（１１０）から第２のインターフェイス（２４０）へと送
    るステップと、 第２のインターフェイス（２４０）でデータが受取られると、動作データを第
    ２のインターフェイス（２４０）から欠陥検出ユニット（１２５）に送るステッ
    プとを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 第１のインターフェイス（１１０）でデータが受取られると
    、動作データを第１のインターフェイス（１１０）からプロセスコントローラ（
    ２３０）に送るステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 欠陥検出ユニット（１２５）によって欠陥状態が判断される
    と、欠陥状態を示す警報信号を第２のインターフェイス（２４０）からプロセス
    コントローラ（２３０）に送るステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 プロセスコントローラ（２３０）によって第２のインターフ
    ェイス（２４０）から警報信号が受取られると、予め定められた動作を行なって
    欠陥状態が修正されるステップと、 予め定められた動作を反映して、プロセスコントローラ（２３０）によって制
    御信号を第１のインターフェイス（１１０）に送るステップとをさらに含む、請
    求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 製造工程においての欠陥検出を提供するためのシステムであ
    って、前記システムは 処理ピースの製造に適合させられる処理ツール（１０５）と、 処理ツール（１０５）に結合される第１のインターフェイス（１１０）とを含
    み、第１のインターフェイス（１１０）は処理ピースからの動作データを受取る
    ように適合させられ、前記システムはさらに、 処理ツール（１０５）に欠陥状態が存在するかどうかを判断するように適合さ
    せられる欠陥検出ユニット（１２５）と、 第１のインターフェイス（１１０）がデータを受取ると、第１のインターフェ
    イス（１１０）から動作データを受取りそのデータを欠陥検出ユニット（１２５
    ）に送るように適合させられるフレームワーク（１２０）とを含むことを特徴と
    する、システム。
  7. 【請求項７】 フレームワーク（１２０）は第２のインターフェイス（２４
    ０）を含み、それは欠陥検出ユニット（１２５）に結合され、処理ピースの製造
    の間に第１のインターフェイス（１１０）がデータを受取ると動作データを受取
    るように適合させられ、第２のインターフェイス（２４０）がデータを受取ると
    動作データを欠陥検出ユニット（１２５）に送るように適合させられる、請求項
    ６に記載のシステム。
  8. 【請求項８】 フレームワークはさらに、 第１のインターフェイス（１１０）と第２のインターフェイス（２４０）とに
    結合されるプロセスコントローラ（２３０）を含み、プロセスコントローラ（２
    ３０）は処理ピースの製造の間に第１のインターフェイス（１１０）でデータが
    受取られると動作データを受取る、請求項７に記載のシステム。
  9. 【請求項９】 第２のインターフェイス（２４０）はさらに、欠陥検出ユニ
    ット（１２５）によって欠陥状態が判断された場合に警報信号をプロセスコント
    ローラ（２３０）に送るように適合させられ、プロセスコントローラ（２３０）
    はさらに、警報信号を受取ると予め定められた動作を行なって欠陥状態を修正す
    るように適合させられ、予め定められた動作を反映して制御信号を第１のインタ
    ーフェイス（１１０）に送るように適合させられる、請求項８に記載のシステム
    。
  10. 【請求項１０】 フレームワーク（１２０）はさらに第３のインターフェイ
    ス（２１０）を含み、それは第１のインターフェイス（１１０）、プロセスコン
    トローラ（２３０）、および第２のインターフェイス（２４０）の間で結合され
    、第３のインターフェイス（２１０）は、第１のインターフェイス（１１０）か
    らの動作データを受取るように適合させられ、第１のインターフェイス（１１０
    ）が用いる第１の通信プロトコルとフレームワーク（１２０）が用いる第２の通
    信プロトコルとの間で動作データを変換するように適合させられる、請求項６に
    記載のシステム。
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