JP2004031572A - 半導体製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体製造装置の可動率の低下を防止することができる半導体製造装置を提供することにある
【解決手段】プラズマ処理装置１１は、エッチング処理を行う処理室１２と、制御装置４１とを備える。制御装置４１は、センサデータを記憶するデータ記憶部４２と、正常なエッチングがされているか否かの判別するセンサデータ判別部４３と、正常なエッチングを行うよう指示する処理指示部４４と、警報の発生を制御する警報発生装置４５とを備える。警報発生装置４５は、センサデータ判別部４３に接続された警報判別部４６と、警報判別部４６に接続されると共に、インターネットを介してパソコン１、パソコン２、及びパソコン３と接続する警報発生部４７と、警報判別部４６に接続されたワーニングログ記憶部４８とを備え、警報発生の制御を行う。警報発生部４７には警報器６１が接続されている。
【選択図】 図２
【解決手段】プラズマ処理装置１１は、エッチング処理を行う処理室１２と、制御装置４１とを備える。制御装置４１は、センサデータを記憶するデータ記憶部４２と、正常なエッチングがされているか否かの判別するセンサデータ判別部４３と、正常なエッチングを行うよう指示する処理指示部４４と、警報の発生を制御する警報発生装置４５とを備える。警報発生装置４５は、センサデータ判別部４３に接続された警報判別部４６と、警報判別部４６に接続されると共に、インターネットを介してパソコン１、パソコン２、及びパソコン３と接続する警報発生部４７と、警報判別部４６に接続されたワーニングログ記憶部４８とを備え、警報発生の制御を行う。警報発生部４７には警報器６１が接続されている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置に関し、特に、半導体製造装置に異常が発生した際に警報を発する半導体製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程では、半導体ウエハ等の被処理体のエッチング工程等において、例えばプラズマ処理装置が用いられている。
【０００３】
従来のプラズマ処理装置は、内部が半導体ウエハのエッチング処理を行うべく高真空に保持される処理室と、処理室内の下部に配設され且つ半導体ウエハを載置する載置台を兼ねる下部電極と、処理室内において下部電極の上方に配設され、プロセスガスを処理室内に供給するシャワーヘッドを兼ねる上部電極とを備える。
【０００４】
上記プラズマ処理装置は、上部電極や下部電極に高周波電力を供給する高周波電源、これらの高周波電力の基本周波数及び高調波の電圧、電流等を検出する電気測定器、プロセスガスの流量を制御する流量制御装置，プロセスガスの流量を計測するガス流量センサ、処理室内の温度を検出する温度センサ、処理室内の圧力を検出する圧力センサ、及びプラズマ発光分光器を有する。
【０００５】
一方、高周波電源、流量制御装置、電気測定器、ガス流量センサ、温度センサ、圧力センサ、及びプラズマ発光分光器には、夫々制御装置が接続されている。また、制御装置には入出力装置が接続されている。
【０００６】
上記制御装置は、入出力装置を介して高周波電源及び流量制御装置のエッチング処理用装置パラメータを設定すると共に、電気測定器、ガス流量センサ、温度センサ、プラズマ発光分光器、及び圧力センサを介してエッチング処理の状況を検出し、これらの検出値等を入出力装置に出力する。この制御装置は、上記のように検出された検出値に基づいて所望のエッチング処理を行うようにプラズマ処理装置を制御する。
【０００７】
電気測定器、ガス流量センサ、温度センサ、及び圧力センサはパラメータセンサとして働き、プラズマ発光分光器は追加センサとして働く。また、電気測定器は、高周波電源の基本周波数及び高調波の電圧、電流等を検出するための追加センサとしても働く。
【０００８】
さらに、制御装置は、パラメータセンサや追加センサからの検出データを記憶し、この記憶した検出データに基づいてパラメータセンサ及び追加センサからの検出値の個々の変動許容範囲及び多変量空間での変動許容範囲を設定する。この変動許容範囲は、実際に半導体ウエハにプラズマ処理を行って製品としてのデバイスを製造する「実処理」前に、実処理時と同一の材質及び構造の半導体ウエハを用いて試用デバイスを製造し、エッチング前の試用半導体ウエハの仕様及び製造した試用デバイスの仕様を夫々測定し、所望のデバイス仕様（期待仕様）を満たす試用デバイスを製造した時のパラメータセンサ及び追加センサの検出データの最大値及び最小値により設定される。
【０００９】
このような制御装置は、デバイス製造の実処理時に得られるパラメータセンサ及び追加センサからの検出データが変動許容範囲内にある場合は、正常なエッチングにより期待仕様を満たすデバイスが製造されていると判断し、検出データの内のいずれか１つの検出データ又は複数の検出データの組合せが変動許容範囲内にない場合は、異常なエッチングにより期待仕様を満たさないデバイスが製造されていると判断している。
【００１０】
この制御装置では、異常なエッチングが行われていると判断すると、半導体製造装置に取り付けられたワーニングランプを点灯し、又はブザーにより警報を発すると共に、半導体製造装置の動作を停止する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この停止した半導体製造装置を再び作動させるためには、当該装置の管理者が、当該装置の故障箇所を調査してその修理を行うか、又は異常な検出値を確認して期待仕様を満たすように装置パラメータを設定しなければならず、軽度の異常が発生した際でも警報を発して装置の動作を停止させ、その都度装置の管理者は異常状態を解除しなければ装置を再び作動させることができず、装置の可動率の低下をもたらしている。
【００１２】
本発明の目的は、半導体製造装置の可動率の低下を防止することができる半導体製造装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の半導体製造装置は、半導体ウエハを処理して半導体デバイスを製造する半導体製造装置であって、当該半導体製造装置は、該半導体製造装置の制御を行う制御装置を有し、当該制御装置は、前記半導体製造装置の複数の処理パラメータを夫々測定する複数のセンサと、前記測定された処理パラメータの正常値との乖離が所定の閾値以上か否かを判別する判別手段と、前記乖離が前記所定の閾値以上になった回数を計数する計数手段と、前記計数された回数が所定の回数以上になったときに警報を発する警報手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の半導体製造装置によれば、複数の処理パラメータの正常値との乖離が所定の閾値以上になった回数を計数し、この計数された回数が所定の回数以上になったときに警報を発するので、処理パラメータの異常の度合いにより発する警報に優先順位をつけることができ、半導体製造装置の可動率の低下を防止することができる。
【００１５】
請求項２記載の半導体製造装置は、請求項１記載の半導体製造装置において、前記警報手段は、所定の時間内に前記計数された回数が所定の回数以上になったときに警報を発することを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の半導体製造装置によれば、所定の時間内に計数された回数が所定の回数以上になったときに警報を発するので、請求項１の効果を確実に奏することができる。
【００１７】
請求項３記載の半導体製造装置の制御装置は、請求項１又は２記載の半導体製造装置において、前記所定の閾値は第１の閾値と、前記第１の閾値より大きい第２の閾値と、前記第２の閾値より大きい第３の閾値と、前記第３の閾値より大きい第４の閾値とから成り、前記警報手段は、前記乖離が所定の第１の回数だけ前記第１の閾値以上になったときに第１の警報を発する第１の警報発生手段、前記乖離が所定の第２の回数だけ前記第２の閾値以上になったときに第２の警報を発する第２の警報発生手段、前記乖離が所定の第３の回数だけ前記第３の閾値以上になったときに第３の警報を発する第３の警報発生手段、前記乖離が所定の第４の回数だけ前記第４の閾値以上になったときに第４の警報を発する第４の警報発生手段のうち少なくとも１つの警報手段を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の半導体製造装置によれば、複数の処理パラメータの正常値との乖離が所定の第１の回数だけ第１の閾値以上になったときに第１の警報を発し、この乖離が所定の第２の回数だけ第１の閾値より大きい第２の閾値以上になったときに第２の警報を発し、この乖離が所定の第３の回数だけ第２の閾値より大きい第３の閾値以上になったときに第３の警報を発し、又は、この乖離が所定の第４の回数だけ第３の閾値より大きい第４の閾値以上になったときに第４の警報を発するので、請求項１の効果をさらに確実に奏することができる。
【００１９】
請求項４記載の半導体製造装置は、請求項３記載の半導体製造装置において、前記第１の警報発生手段は、前記半導体製造装置に取り付けられたパトランプであり、前記第１の警報は、前記パトランプの点滅であることを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の半導体製造装置は、請求項３又は４記載の半導体製造装置において、前記警報手段は、前記計数された回数を所定の周期で集計する集計手段を有し、前記第２の警報発生手段は前記集計された回数を前記第２の警報として前記所定の周期で発することを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の半導体製造装置は、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の半導体製造装置において、前記第２から第４の警報発生手段の各々は、前記制御装置にネットワーク回線を介して接続された情報処理装置であり、前記第２から第４の警報の各々は、情報処理装置に送信される電子メールであることを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載の半導体製造装置は、請求項３乃至６のいずれか１項に記載の半導体製造装置において、前記第４の警報発生手段は、前記半導体製造装置の処理を停止する停止手段を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の半導体製造装置は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体製造装置において、前記計数手段は、前記警報手段が警報を発したときは、前記計数した回数をリセットすることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る半導体製造装置に関して図面を参照しながら詳述する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の概略構成を示す図である。
【００２６】
図１において、プラズマ処理装置１１は、アルミニウム等の導電性材料から成り、内部が被処理体としての半導体ウエハＷのエッチング処理を行うべく高真空に保持される処理室１２と、処理室１２内の下部に配設され且つ半導体ウエハＷを載置する載置台を兼ねる下部電極１３と、処理室１２内において下部電極１３の上方に配設され、後述するプロセスガスを処理室１２内に供給するシャワーヘッドを兼ねる上部電極１４と、後述する図２の制御装置４１とを備える。下部電極１３の頂部の周縁には、後述する処理室１２内で発生するプラズマＰを半導体ウエハＷに集束してプラズマ処理の効率を向上させるためのフォーカスリング１３ａが配設され、フォーカスリング１３ａの内側には半導体ウエハＷを静電吸着する図示しない静電チャックを有する。また、処理室１２は、その内部圧力を検出する圧力センサ１２ａを有する。
【００２７】
上部電極１４には、共通ガス配管２１を介してガス配管２２及びガス配管２３が接続されており、ガス配管２２には、流量制御装置２６を介してＣＦ系ガス等のエッチングガス用のエッチングガス供給源２４が接続され、また、ガス配管２３には、流量制御装置２８を介してＡｒガス等のキャリアガス用のキャリアガス供給源２５が接続されている。流量制御装置２６はエッチングガスの供給量を制御し、流量制御装置２８はキャリアガスの供給量を制御する。エッチングガス供給源２４から供給されたエッチングガスと、キャリアガス供給源２５から供給されたキャリアガスとは、共通ガス管２１で混合されてプロセスガスとして上部電極（シャワーヘッド）１４を介して処理室１２内に均等に分散して放出される。また、ガス配管２２にはエッチングガスの流量を検出するガス流量センサ２７が配され、ガス配管２３にはキャリアガスの流量を検出するガス流量センサ２９が配されている。
【００２８】
また、上部電極１４には、整合器１８を介して高周波電源１９が接続され、高周波電源１９は、例えば６０ＭＨｚの高周波電力を上部電極１４に印加する。上部電極１４と整合器１８の間には電気測定器２０が接続され、電気測定器２０は、上部電極１４に印加される高周波電源１９の基本周波数及び高調波の電圧、電流、位相、及びインピーダンス等の電気信号を検出する。
【００２９】
下部電極１３には、整合器１５を介して高周波電源１６が接続され、高周波電源１６は、例えば２ＭＨｚの高周波電力を下部電極１３に印加する。下部電極１３と整合器１５の間には電気測定器１７が接続され、電気測定器１７は、下部電極１３に印加される高周波電源１６の基本周波数及び高調波の電圧、電流、位相、及びインピーダンス等の電気信号を検出する。
【００３０】
また、下部電極１３には、エッチング処理時における下部電極１３の温度及び半導体ウエハＷの温度を検出する温度センサ１３ｂが配されている。
【００３１】
上記のように構成されたプラズマ処理装置１１は、高真空に維持された処理室１２内に供給されたプロセスガスに上部電極１４を介して、例えば６０ＭＨｚの高周波電力を作用させてＲＦ放電によりプラズマＰを生成すると共に下部電極１３を介して、例えば２ＭＨｚの高周波電力によりバイアス電位を印加して半導体ウエハＷに対して反応性イオンエッチング処理を行う。
【００３２】
処理室１２の側壁には、例えば石英ガラスを埋め込んだ窓３０が形成され、窓３０には、プラズマ発光分光器３１が配設されている。プラズマ発光分光器３１は、特定波長のプラズマを分光してプラズマの状態の変化を検出したり、この特定波長のプラズマの強度の変化に基づいてエッチング処理の終点を検出したりする。
【００３３】
高周波電源１６，１９、流量制御装置２６，２８、電気測定器１７，２０、ガス流量センサ２７，２９、温度センサ１３ｂ、プラズマ発光分光器３１、及び圧力センサ１２ａは、夫々後述する図２の制御装置（ＡＰＣサーバ）４１に接続されている。また、制御装置４１には入出力装置５１が接続されている。
【００３４】
制御装置４１は、電気測定器１７，２０、ガス流量センサ２７，２９、温度センサ１３ｂプラズマ発光分光器３１、及び圧力センサ１２ａを介してエッチング処理の状況を検出し、これらの検出値を入出力装置５１に出力し、この検出された検出値に基づいて所望のエッチング処理を行うように入出力装置５１を介して高周波電源１６，１９及び流量制御装置２６，２８のエッチング処理用装置パラメータ（制御パラメータ）を設定してプラズマ処理装置１１を制御する。
【００３５】
また、制御装置４１には警報器６１が接続されており、警報器６１は、図２で後述するように制御装置４１が上記検出値に基づいてプラズマ処理装置１１に異常が発生したと判断したときに警報を発する。
【００３６】
装置パラメータは、高周波電源１６，１９の高調波の電圧、電流、位相、及びインピーダンス等の電気信号の制御値や、流量制御装置２６の制御するエッチングガスの供給量及び流量制御装置２８の制御するキャリアガスの供給量を含む。
【００３７】
電気測定器１７，２０、ガス流量センサ２７，２９、温度センサ１３ｂ、及び圧力センサ１２ａは、パラメータセンサ（複数のセンサ）として働き、プラズマ発光分光器３１は、追加センサとして働く。また、電気測定器１７，２０は、高周波電源１６，１９の基本周波数及び高調波の電圧、電流、位相、及びインピーダンス等の電気信号を検出するための追加センサ（複数のセンサ）としても働く。
【００３８】
また、プラズマ処理装置１１は、図示しない装置データ検出部を有しており、この装置データ検出部は、エッチングが行われている半導体ウエハＷのＩＤデータやイベントデータ等の装置データを検出する。
【００３９】
図２は、図１における制御装置４１の概略構成を示すブロック図である。
【００４０】
図２において、制御装置４１はパーソナルコンピュータであり、パラメータセンサとしての電気測定器１７，２０、ガス流量センサ２７，２９、温度センサ１３ｂ、及び圧力センサ１２ａが検出した検出データ、並びに追加センサとしてのプラズマ発光分光器３１が検出した検出データ（以下、これらの検出データを総称して「センサデータ」という。）（処理パラメータ）を処理対象の半導体ウエハＷのＩＤ番号で関連付けて装置データと共に記憶するデータ記憶部４２と、予め記憶されている後述する変動許容範囲群とデータ記憶部４２に記憶されたセンサデータとの比較を行い、正常なエッチングにより期待仕様を満たすデバイスが製造されているか否かを判別するセンサデータ判別部４３と、入出力装置５１又は後述する管理者のパーソナルコンピュータ（以下「パソコン」という）の入力値に従って装置パラメータの設定を行いプラズマ処理装置１１にこの設定された装置パラメータに基づいてエッチング処理を行うよう指示する処理指示部４４と、後述する警報の発生を制御する警報発生装置４５と、上記データ記憶部４２、センサデータ判別部４３、処理指示部４４、及び警報発生装置４５の制御部などの図示しないソフトウエア群とを備える。
【００４１】
警報発生装置４５は、センサデータ判別部４３に接続された警報判別部４６（判別手段、計数手段）と、警報判別部４６に接続されると共に、インターネットを介してパソコン１、パソコン２、及びパソコン３（情報処理装置）と接続する警報発生部４７（警報手段）と、警報判別部４６に接続されたワーニングログ記憶部４８とを備え、後述する警報発生の制御（図３及び図５）を行う。警報発生部４７には警報器６１が接続されている。
【００４２】
センサデータは、電気測定器１７の検出する下部電極１３に印加される高周波電源１６、及び電気測定器２０の検出する上部電極１４に印加される高周波電源１９についての基本周波数及び高調波の電圧、電流、位相、及びインピーダンス等の各電気信号や、ガス流量センサ２７が検出するエッチングガスの流量や、ガス流量センサ２９が検出するキャリアガスの流量や、温度センサ１３ｂが検出するエッチング処理時における下部電極１３及び半導体ウエハＷの温度や、圧力センサ１２ａが検出する処理室１２の内部圧力や、プラズマ発光分光器３１が検出するエッチング処理の終点を含む。上記パラメータセンサ及び追加センサは所定の時間間隔ｔＳ毎にセンサデータの検出を行う。
【００４３】
制御装置４１は、プラズマ処理装置１１が実処理時には、パラメータセンサ及び追加センサの検出したセンサデータと、装置データ検出部の検出した装置データを実処理の対象の半導体ウエハＷのＩＤ番号と関連付けてデータ記憶部４２に記憶し、この関連付けて記憶されたセンサデータ（以下、単に「センサデータ」という。）をセンサデータ判別部４３が受信して後述する変動許容範囲と比較を行い、上記半導体ウエハＷに対するエッチングが期待仕様を満たすものであるか否かを判別する。
【００４４】
変動許容範囲群は、期待仕様を満足するエッチングが行われた時のセンサデータのデータ群によって構成されたものである。この変動許容範囲群は期待仕様を満足するデバイスを製造した時の各センサデータの最大値及び最小値の範囲、又は多変量空間内での許容範囲で構成されており、半導体ウエハＷの実処理時に得られるセンサデータの全てがこの最大値と最小値の範囲内、及び多変量空間の許容範囲内にあるときは、正常なエッチングが行われており期待仕様を満足する良好なデバイスが製造されていると判断でき、実処理時のセンサデータのうちいずれか１つ、又は多変量空間での基準値からのズレを示すＴ２及びＤｍｏｄＸのいずれか１つでも上記範囲内にないときは異常なエッチングにより期待仕様を満足しない不良のデバイスが製造されていると判断することができる。
【００４５】
変動許容範囲群はプラズマ処理装置１１の実処理前に試用半導体ウエハｗを用いて作成される。試用半導体ウエハｗは半導体ウエハＷと同一の材質及び構造を有している。変動許容範囲群の作成は、まずエッチング前の試用半導体ウエアｗの仕様、当該試用半導体ウエハｗのエッチング後のデバイスの仕様、デバイスの期待仕様、期待仕様の許容範囲、及びプラズマ処理装置の特性ライブラリに基づいて最適と思われる装置パラメータを従来と同様の従来と同様の手法によって求める。
【００４６】
試用半導体ウエハｗの仕様としては、下地材料の仕様（膜種、膜厚、構造、製法等）や、被エッチング膜の仕様（膜種、膜厚、構造、製法等）や、マスク材料の仕様（膜種、膜厚、マスクパターン等）があり、デバイスの期待仕様としては、デバイスの形状面のパターン幅、エッチング深さ、テーパ角度、ボーイング度合い、及びマスク材料のエッチング量等や、電気的特性面の配線抵抗、コンタクと抵抗、帯電量、リーク電流、及び絶縁破壊等がある。プラズマ処理装置１１の特性ライブラリ仕様としては、プラズマ処置装置１１の型式、処理室、電極構造、及び高周波電流等がある。最適な装置パラメータはこれらの仕様に基づいて従来の知見及び実験等によって求められる。
【００４７】
上述のように求められた最適な装置パラメータを用いて、従来の実験計画法により装置パラメータの変動許容範囲及びセンサデータの変動許容範囲群を求める。すなわち、上記最適な装置パラメータを中心にデバイスの期待仕様を満足すると予測される複数の装置パラメータに基づいて実際に試用半導体ウエハｗに対しエッチングを行い、装置パラメータの変動許容範囲及びセンサデータの変動許容範囲群を求める。
【００４８】
試用半導体ウエハｗを用いてエッチングを、各装置パラメータを最大、最小及びこれらの間で変化させて行い、この時の電気測定器１７，２０、ガス流量センサ２７，２９、温度センサ１３ｂ、圧力センサ１２ａ、及びプラズマ発光分光器３１からのセンサデータを試用半導体ウエハｗ毎にセンサデータ記憶部４２に記憶し、同時にセンサデータ記憶部４２はこのセンサデータをパラメータセンサの検出値及び追加センサの検出値に分けて、この夫々対して演算処理を行い、平均値を算出して試用半導体ウエハｗ毎に記憶する。
【００４９】
上述のように、変動許容範囲群は、所定の仕様の試用半導体ウエハｗに対して所定の装置パラメータに基づいてエッチング処理を行った際に得られるセンサデータの集合であり、センサデータがこの変動許容範囲群内にあるときは期待仕様のデバイスが製造されていると判断する。
【００５０】
センサデータ判別部４３において、上記記憶されたセンサデータとしての夫々の検出値が、その夫々に対応する変動許容範囲内であると判別される場合、つまり、半導体ウエハＷに対するエッチング処理が期待仕様を満たすものであると判別される場合は、プラズマ処理装置１１は継続して実処理をおこなう。
【００５１】
一方、センサデータ判別部４３において、上記記憶されたセンサデータとしての夫々の検出値が、その夫々に対応する変動許容範囲内ではないと判別される場合、つまり、半導体ウエハＷに対するエッチング処理が期待仕様を満たすものではないと判別される場合は、上記検出値のその夫々に対応する変動許容範囲から外れているレベルを算出して、上記検出値の夫々に対応した半導体ウエハＷのＩＤ番号を付してセンサデータレベルとして記憶する。このセンサデータレベルは、検出値が変動許容範囲に対して例えば５％以下のズレであるときをレベルＡ（第１の閾値）で表し、同５％より大きく７％以下のズレであるときをレベルＢ（第２の閾値）で表し、同７％より大きく１０％以下のズレであるときをレベルＣ（第３の閾値）で表し、同１０％より大きく１５％以下のズレであるときをレベルＤ（第４の閾値）で表す。このセンサレベル及びセンサデータはワーニングログ記憶部４９に記憶される。上記閾値の各々は、プロセスエンジニアの判断により適切に設定される。
【００５２】
次いで、上記センサレベルが警報発生装置４５内の警報判別部４６に受信され、警報判別部４６は、上記夫々の検出値毎にセンサレベルに対し後述する図３の警報発生判別処理を行い、警報を発生するか否かを判別する。
【００５３】
警報判別部４６において、警報を発生すると判別された場合は、警報発生部４７にセンサデータ及びセンサレベルを送信し、警報発生部４７は、後述する図５の警報発生処理に従い、警報器６１により警報を発するか又はインターネットを介してパソコンに警報を発生する。
【００５４】
一方、警報判別部４６は、警報を発生しないと判別した場合は、警報を発しない。
【００５５】
図３は、図２における警報判別部４６によって実行される警報発生判別処理のフローチャートである。
【００５６】
図３において、プラズマ処理装置１１が実処理中であるか否かを判別し（ステップＳ１１）、プラズマ処理装置１１が実処理中ではないときは（ステップＳ１１でＮＯ）、本処理を終了する一方、プラズマ処理装置１１が実処理中であるときは（ステップＳ１１でＹＥＳ）、装置データ検出部が実処理のされている半導体ウエハＷのＩＤ番号を検出し（ステップＳ１２）、パラメータセンサ及び追加センサによりセンサデータを検出し（ステップＳ１３）、この検出されたセンサデータがセンサデータ判別部４３により変動許容範囲内であるか否かを判別する（ステップＳ１４）。
【００５７】
ステップＳ１４の判別の結果、センサデータが変動許容範囲内であるときは（ステップＳ１４でＹＥＳ）、本処理を終了する一方、センサデータが変動許容範囲内でないときは（ステップＳ１４でＮＯ）、センサデータのセンサレベルの算出を行い（ステップＳ１５）、このセンサレベル及びセンサデータをワーニングログ記憶部４８に記憶する（ステップＳ１６）。
【００５８】
続いて、ステップＳ１５で算出されたセンサレベルがＤであるか否かを判別し（ステップＳ１７）、センサレベルがＤであるときは（ステップＳ１７でＹＥＳ）、警報発生部４７に警報を発するよう指示する警報発生信号を送信して（ステップＳ１８）、本処理を終了する一方、センサレベルがＤでないときは（ステップＳ１７でＮＯ）、センサレベルがＣであるか否かを判別する（ステップＳ１９）。
【００５９】
ステップＳ１９の判別の結果、センサレベルがＣであるときは、センサレベルがＣであった回数を測定するセンサレベルＣカウンタＣ１を１インクリメントし（ステップＳ２０）、カウンタＣ１が３であるか否かを判別し（ステップＳ２１）、カウンタＣ１が３であるときは（ステップＳ２１でＹＥＳ）、警報発生信号を送信して（ステップＳ２２）、カウンタＣ１の値を０にリセットした後（ステップＳ２３）、カウンタＣ１が３でないときは（ステップＳ２１でＮＯ）、直ちに本処理を終了する。
【００６０】
ステップＳ１９の判別の結果、センサレベルがＣでないときは、センサレベルがＢであるか否かを判別し（ステップＳ２４）、センサレベルがＢであるときは（ステップＳ２４でＹＥＳ）、センサレベルがＢであった回数を測定するセンサレベルＢカウンタＣ２を１インクリメントして（ステップＳ２５）、カウンタＣ２が５であるか否かを判別する（ステップＳ２６）。
【００６１】
ステップＳ２６の判別の結果、カウンタＣ１が５であるときは、警報発生信号を送信し（ステップＳ２７）、カウンタＣ２の値を０にリセットした後（ステップＳ２８）、カウンタＣ２が５でないときは（ステップＳ２６でＮＯ）、直ちに本処理を終了する。
【００６２】
ステップＳ２４の判別の結果、センサレベルがＢでないときは、センサレベルがＡであり、直ちに本処理を終する。
【００６３】
なお、図３の警報発生判別処理において、プラズマ処理装置１１を起動した時は、センサレベルＣカウンタＣ１及びセンサレベルＢカウンタＣ２の値が０である。また、本処理はパラメータセンサ及び追加センサのセンサデータ検出時間間隔ｔＳ毎に実行される。
【００６４】
図３の処理によれば、センサレベルがＤのときは（ステップＳ１７でＹＥＳ）（図４の処理１）、警報発生部４７に警報を発するよう指示する警報発生信号を送信し（ステップＳ１８）、センサレベルがＣのときは（ステップＳ１９でＹＥＳ）（図４の処理２）、センサレベルＣカウンタＣ１を１インクリメントして（ステップＳ２０）、カウンタＣ１が３となったときに（ステップＳ２１でＹＥＳ）（図４の処理３，４）警報発生信号を送信し（ステップＳ２２）、センサレベルがＢのときは（ステップＳ２４でＹＥＳ）（図４の処理５）、センサレベルＢカウンタＣ２を１インクリメントして（ステップＳ２５）、カウンタＣ２が５となったときに（ステップＳ２６でＹＥＳ）（図４の処理６〜９）警報発生信号を送信し（ステップＳ２７）、センサレベルがＡのときは（ステップＳ２４でＮＯ）（図４の処理１０）、警報発生信号を発しない。
【００６５】
したがって、プラズマ製造装置１１の軽度の異常に対しては警報を発せず、又は即座に発することはなく、重度の異常に対しては警報を即座に発するように警報発生信号を警報発生部４７に送信するので、プラズマ処理装置１１の異常のレベルにより警報の重み付けができることになる。
【００６６】
なお、本実施の形態においては、センサレベルＡ〜Ｄ、センサレベルＣカウンタＣ１及びセンサレベルＢカウンタＣ２の値で警報発生の重み付けを行ったが、警報発生の重み付けはこれに限るものではない。
【００６７】
上述の警報発生信号を警報発生部４７が受信すると、以下の警報発生処理に従って警報を発する。
【００６８】
図５は、図２における警報発生部４７によって実行される警報発生処理を示すフローチャートである。
【００６９】
図３のステップＳ１８，Ｓ２２，Ｓ２７において、警報判別部４６により送信された警報発生信号を警報発生部４７が受信すると（ステップＳ３１）、第１の警報として警報器６１（第１の警報発生手段）に警報発生信号１を送信して警報器６１が警報を発し（ステップＳ３２）、次いで、警報器６１の発している警報が止められたことを表す警報停止信号１を警報器６１から受信していないときは（ステップＳ３３でＮＯ）、警報１タイムカウンタＴ１が所定の時間ｔ１以上になるまで警報を発し続ける（ステップＳ３４でＮＯ）。警報１タイムカウンタＴ１がｔ１になるまでに警報停止信号１を受信したときは（ステップＳ３３でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００７０】
一方、カウンタＴ１がｔ１以上になるまで警報停止信号１を受信しないときは（ステップＳ３４でＹＥＳ）、インターネットを介してパソコン１（第２の警報発生手段）に警報を発生する所定の警報発生信号２を送信し、パソコン１は上記警報発生信号２を受信すると所定の警報を発し（ステップＳ３５）、次いで、パソコン１の発している警報が止められたことを表す警報停止信号２をパソコン１から受信していないときは（ステップＳ３６でＮＯ）、警報２タイムカウンタＴ２が所定の時間ｔ２以上になるまで警報を発し続ける（ステップＳ３７ＮＯ）。警報２タイムカウンタＴ２がｔ２になるまでに警報停止信号２を受信したときは（ステップＳ３６でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００７１】
一方、カウンタＴ２がｔ２以上になるまで警報停止信号２を受信しないときは（ステップＳ３７でＹＥＳ）、インターネットを介してパソコン２（第３の警報発生手段）に警報を発生する所定の警報発生信号３を送信し、パソコン２は上記警報発生信号３を受信すると所定の警報を発し（ステップＳ３８）、次いで、パソコン２の発している警報が止められたことを表す警報停止信号３をパソコン２から受信していないときは（ステップＳ３９でＮＯ）、警報３タイムカウンタＴ３が所定の時間ｔ３以上になるまで警報を発し続ける（ステップＳ４０でＮＯ）。警報３タイムカウンタＴ３がｔ３になるまでに警報停止信号３を受信したときは（ステップＳ３９でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００７２】
一方、カウンタＴ３がｔ３以上になるまで警報停止信号３を受信しないときは（ステップＳ４０でＹＥＳ）、インターネットを介してパソコン３（第４の警報発生手段）に警報を発生する所定の警報発生信号４を送信し、パソコン３は上記警報発生信号４を受信すると所定の警報を発し（ステップＳ４２）、次いで、パソコン３の発している警報が止められたことを表す警報停止信号４をパソコン３から受信していないときは（ステップＳ４２でＮＯ）、警報４タイムカウンタＴ４が所定の時間ｔ４以上になるまで警報を発し続ける（ステップＳ４３でＮＯ）。警報４タイムカウンタＴ４がｔ４になるまでに警報停止信号４を受信したときは（ステップＳ４２でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００７３】
一方、カウンタＴ４がｔ４以上になるまで警報停止信号４を受信しないときは（ステップＳ４３でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００７４】
上記のように、警報器６１の発する警報が所定時間ｔ１を過ぎても止められないときは、パソコン１の警報を発し、パソコン１の発する警報が所定時間ｔ２を過ぎても止められないときは、パソコン２の警報を発し、パソコン２の発する警報が所定時間ｔ３を過ぎても止められないときは、パソコン３の警報を発するので、パソコン１をプラズマ処理装置１１の設置されている半導体製造工場のマネージャーが所持し、パソコン２をプラズマ処理装置１１の製造メーカーのサービスステーションが所持し、パソコン３をプラズマ処理装置１１の製造メーカーのサポートセンターが所持するものとすれば、警報の発する順番に優先順位を持たせることができる。
【００７５】
なお、本実施の形態においては、パソコンをパソコン１〜３の３台としたが、この数に限られるものではなく、この場合においても上述の処理と同様の処理を行う。また、図５の警報発生処理においては警報を発する順番を、警報器６１、パソコン１、パソコン２、パソコン３の順番としたがこれに限るものではない。
【００７６】
警報器６１としては、例えば、パトランプがあり、上記パソコン１〜３による警報としては、例えば、パソコン１〜３に送信される電子メールがあり、警報のレベルに応じて電子メールの送信先を設定することで、警報を発する順序を設定することが可能であり、また、１回の警報として電子メールを複数のパソコンに送信するようにしてもよい。この場合、パソコン１〜３に送信された電子メールを開封することが上述のパソコン１〜３の発している警報を止めることに相当する。
【００７７】
また、図５の警報発生判別処理において、警報発生部４７は、所定の周期、例えば１日周期で警報発生信号を受信（Ｓ３１）した回数を集計して、この集計した回数を警報として上記所定の周期（１日）でパソコン１〜３に送信してもよい。
【００７８】
また、本実施の形態においては、警報発生部４７にインターネットを介してパソコン１〜３を接続して警報を発するようにしたが、これに限るものではなく、インターネットを介する警報発生部４７へ接続されるものとして、例えば、ポケットベル、携帯電話、ＰＤＡ等の携帯通信装置（情報処理装置）としてもよい。
【００７９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の半導体製造装置によれば、複数の処理パラメータの正常値との乖離が所定の閾値以上になった回数を計数し、この計数された回数が所定の回数以上になったときに警報を発するので、処理パラメータの異常の度合いにより発する警報に優先順位をつけることができ、半導体製造装置の可動率の低下を防止することができる。
【００８０】
請求項２記載の半導体製造装置によれば、所定の時間内に計数された回数が所定の回数以上になったときに警報を発するので、請求項１の効果を確実に奏することができる。
【００８１】
請求項３記載の半導体製造装置によれば、複数の処理パラメータの正常値との乖離が所定の第１の回数だけ第１の閾値以上になったときに第１の警報を発し、この乖離が所定の第２の回数だけ第１の閾値より大きい第２の閾値以上になったときに第２の警報を発し、この乖離が所定の第３の回数だけ第２の閾値より大きい第３の閾値以上になったときに第３の警報を発し、又は、この乖離が所定の第４の回数だけ第３の閾値より大きい第４の閾値以上になったときに第４の警報を発するので、請求項１の効果をさらに確実に奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１における制御装置４１の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２における警報判別部４６によって実行される警報発生判別処理のフローチャートである。
【図４】図３における警報発生判別処理のタイムチャートである。
【図５】図２における警報発生部４７によって実行される警報発生処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１ プラズマ処理装置
４１ 制御装置
４２ データ記憶部
４３ センサデータ判別部
４４ 処理指示部
４５ 警報発生装置
４６ 警報判別部
４７ 警報発生部
４８ ワーニングログ記憶部
５１ 入出力装置
６１ 警報器
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置に関し、特に、半導体製造装置に異常が発生した際に警報を発する半導体製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程では、半導体ウエハ等の被処理体のエッチング工程等において、例えばプラズマ処理装置が用いられている。
【０００３】
従来のプラズマ処理装置は、内部が半導体ウエハのエッチング処理を行うべく高真空に保持される処理室と、処理室内の下部に配設され且つ半導体ウエハを載置する載置台を兼ねる下部電極と、処理室内において下部電極の上方に配設され、プロセスガスを処理室内に供給するシャワーヘッドを兼ねる上部電極とを備える。
【０００４】
上記プラズマ処理装置は、上部電極や下部電極に高周波電力を供給する高周波電源、これらの高周波電力の基本周波数及び高調波の電圧、電流等を検出する電気測定器、プロセスガスの流量を制御する流量制御装置，プロセスガスの流量を計測するガス流量センサ、処理室内の温度を検出する温度センサ、処理室内の圧力を検出する圧力センサ、及びプラズマ発光分光器を有する。
【０００５】
一方、高周波電源、流量制御装置、電気測定器、ガス流量センサ、温度センサ、圧力センサ、及びプラズマ発光分光器には、夫々制御装置が接続されている。また、制御装置には入出力装置が接続されている。
【０００６】
上記制御装置は、入出力装置を介して高周波電源及び流量制御装置のエッチング処理用装置パラメータを設定すると共に、電気測定器、ガス流量センサ、温度センサ、プラズマ発光分光器、及び圧力センサを介してエッチング処理の状況を検出し、これらの検出値等を入出力装置に出力する。この制御装置は、上記のように検出された検出値に基づいて所望のエッチング処理を行うようにプラズマ処理装置を制御する。
【０００７】
電気測定器、ガス流量センサ、温度センサ、及び圧力センサはパラメータセンサとして働き、プラズマ発光分光器は追加センサとして働く。また、電気測定器は、高周波電源の基本周波数及び高調波の電圧、電流等を検出するための追加センサとしても働く。
【０００８】
さらに、制御装置は、パラメータセンサや追加センサからの検出データを記憶し、この記憶した検出データに基づいてパラメータセンサ及び追加センサからの検出値の個々の変動許容範囲及び多変量空間での変動許容範囲を設定する。この変動許容範囲は、実際に半導体ウエハにプラズマ処理を行って製品としてのデバイスを製造する「実処理」前に、実処理時と同一の材質及び構造の半導体ウエハを用いて試用デバイスを製造し、エッチング前の試用半導体ウエハの仕様及び製造した試用デバイスの仕様を夫々測定し、所望のデバイス仕様（期待仕様）を満たす試用デバイスを製造した時のパラメータセンサ及び追加センサの検出データの最大値及び最小値により設定される。
【０００９】
このような制御装置は、デバイス製造の実処理時に得られるパラメータセンサ及び追加センサからの検出データが変動許容範囲内にある場合は、正常なエッチングにより期待仕様を満たすデバイスが製造されていると判断し、検出データの内のいずれか１つの検出データ又は複数の検出データの組合せが変動許容範囲内にない場合は、異常なエッチングにより期待仕様を満たさないデバイスが製造されていると判断している。
【００１０】
この制御装置では、異常なエッチングが行われていると判断すると、半導体製造装置に取り付けられたワーニングランプを点灯し、又はブザーにより警報を発すると共に、半導体製造装置の動作を停止する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この停止した半導体製造装置を再び作動させるためには、当該装置の管理者が、当該装置の故障箇所を調査してその修理を行うか、又は異常な検出値を確認して期待仕様を満たすように装置パラメータを設定しなければならず、軽度の異常が発生した際でも警報を発して装置の動作を停止させ、その都度装置の管理者は異常状態を解除しなければ装置を再び作動させることができず、装置の可動率の低下をもたらしている。
【００１２】
本発明の目的は、半導体製造装置の可動率の低下を防止することができる半導体製造装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の半導体製造装置は、半導体ウエハを処理して半導体デバイスを製造する半導体製造装置であって、当該半導体製造装置は、該半導体製造装置の制御を行う制御装置を有し、当該制御装置は、前記半導体製造装置の複数の処理パラメータを夫々測定する複数のセンサと、前記測定された処理パラメータの正常値との乖離が所定の閾値以上か否かを判別する判別手段と、前記乖離が前記所定の閾値以上になった回数を計数する計数手段と、前記計数された回数が所定の回数以上になったときに警報を発する警報手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の半導体製造装置によれば、複数の処理パラメータの正常値との乖離が所定の閾値以上になった回数を計数し、この計数された回数が所定の回数以上になったときに警報を発するので、処理パラメータの異常の度合いにより発する警報に優先順位をつけることができ、半導体製造装置の可動率の低下を防止することができる。
【００１５】
請求項２記載の半導体製造装置は、請求項１記載の半導体製造装置において、前記警報手段は、所定の時間内に前記計数された回数が所定の回数以上になったときに警報を発することを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の半導体製造装置によれば、所定の時間内に計数された回数が所定の回数以上になったときに警報を発するので、請求項１の効果を確実に奏することができる。
【００１７】
請求項３記載の半導体製造装置の制御装置は、請求項１又は２記載の半導体製造装置において、前記所定の閾値は第１の閾値と、前記第１の閾値より大きい第２の閾値と、前記第２の閾値より大きい第３の閾値と、前記第３の閾値より大きい第４の閾値とから成り、前記警報手段は、前記乖離が所定の第１の回数だけ前記第１の閾値以上になったときに第１の警報を発する第１の警報発生手段、前記乖離が所定の第２の回数だけ前記第２の閾値以上になったときに第２の警報を発する第２の警報発生手段、前記乖離が所定の第３の回数だけ前記第３の閾値以上になったときに第３の警報を発する第３の警報発生手段、前記乖離が所定の第４の回数だけ前記第４の閾値以上になったときに第４の警報を発する第４の警報発生手段のうち少なくとも１つの警報手段を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の半導体製造装置によれば、複数の処理パラメータの正常値との乖離が所定の第１の回数だけ第１の閾値以上になったときに第１の警報を発し、この乖離が所定の第２の回数だけ第１の閾値より大きい第２の閾値以上になったときに第２の警報を発し、この乖離が所定の第３の回数だけ第２の閾値より大きい第３の閾値以上になったときに第３の警報を発し、又は、この乖離が所定の第４の回数だけ第３の閾値より大きい第４の閾値以上になったときに第４の警報を発するので、請求項１の効果をさらに確実に奏することができる。
【００１９】
請求項４記載の半導体製造装置は、請求項３記載の半導体製造装置において、前記第１の警報発生手段は、前記半導体製造装置に取り付けられたパトランプであり、前記第１の警報は、前記パトランプの点滅であることを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の半導体製造装置は、請求項３又は４記載の半導体製造装置において、前記警報手段は、前記計数された回数を所定の周期で集計する集計手段を有し、前記第２の警報発生手段は前記集計された回数を前記第２の警報として前記所定の周期で発することを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の半導体製造装置は、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の半導体製造装置において、前記第２から第４の警報発生手段の各々は、前記制御装置にネットワーク回線を介して接続された情報処理装置であり、前記第２から第４の警報の各々は、情報処理装置に送信される電子メールであることを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載の半導体製造装置は、請求項３乃至６のいずれか１項に記載の半導体製造装置において、前記第４の警報発生手段は、前記半導体製造装置の処理を停止する停止手段を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の半導体製造装置は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体製造装置において、前記計数手段は、前記警報手段が警報を発したときは、前記計数した回数をリセットすることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る半導体製造装置に関して図面を参照しながら詳述する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の概略構成を示す図である。
【００２６】
図１において、プラズマ処理装置１１は、アルミニウム等の導電性材料から成り、内部が被処理体としての半導体ウエハＷのエッチング処理を行うべく高真空に保持される処理室１２と、処理室１２内の下部に配設され且つ半導体ウエハＷを載置する載置台を兼ねる下部電極１３と、処理室１２内において下部電極１３の上方に配設され、後述するプロセスガスを処理室１２内に供給するシャワーヘッドを兼ねる上部電極１４と、後述する図２の制御装置４１とを備える。下部電極１３の頂部の周縁には、後述する処理室１２内で発生するプラズマＰを半導体ウエハＷに集束してプラズマ処理の効率を向上させるためのフォーカスリング１３ａが配設され、フォーカスリング１３ａの内側には半導体ウエハＷを静電吸着する図示しない静電チャックを有する。また、処理室１２は、その内部圧力を検出する圧力センサ１２ａを有する。
【００２７】
上部電極１４には、共通ガス配管２１を介してガス配管２２及びガス配管２３が接続されており、ガス配管２２には、流量制御装置２６を介してＣＦ系ガス等のエッチングガス用のエッチングガス供給源２４が接続され、また、ガス配管２３には、流量制御装置２８を介してＡｒガス等のキャリアガス用のキャリアガス供給源２５が接続されている。流量制御装置２６はエッチングガスの供給量を制御し、流量制御装置２８はキャリアガスの供給量を制御する。エッチングガス供給源２４から供給されたエッチングガスと、キャリアガス供給源２５から供給されたキャリアガスとは、共通ガス管２１で混合されてプロセスガスとして上部電極（シャワーヘッド）１４を介して処理室１２内に均等に分散して放出される。また、ガス配管２２にはエッチングガスの流量を検出するガス流量センサ２７が配され、ガス配管２３にはキャリアガスの流量を検出するガス流量センサ２９が配されている。
【００２８】
また、上部電極１４には、整合器１８を介して高周波電源１９が接続され、高周波電源１９は、例えば６０ＭＨｚの高周波電力を上部電極１４に印加する。上部電極１４と整合器１８の間には電気測定器２０が接続され、電気測定器２０は、上部電極１４に印加される高周波電源１９の基本周波数及び高調波の電圧、電流、位相、及びインピーダンス等の電気信号を検出する。
【００２９】
下部電極１３には、整合器１５を介して高周波電源１６が接続され、高周波電源１６は、例えば２ＭＨｚの高周波電力を下部電極１３に印加する。下部電極１３と整合器１５の間には電気測定器１７が接続され、電気測定器１７は、下部電極１３に印加される高周波電源１６の基本周波数及び高調波の電圧、電流、位相、及びインピーダンス等の電気信号を検出する。
【００３０】
また、下部電極１３には、エッチング処理時における下部電極１３の温度及び半導体ウエハＷの温度を検出する温度センサ１３ｂが配されている。
【００３１】
上記のように構成されたプラズマ処理装置１１は、高真空に維持された処理室１２内に供給されたプロセスガスに上部電極１４を介して、例えば６０ＭＨｚの高周波電力を作用させてＲＦ放電によりプラズマＰを生成すると共に下部電極１３を介して、例えば２ＭＨｚの高周波電力によりバイアス電位を印加して半導体ウエハＷに対して反応性イオンエッチング処理を行う。
【００３２】
処理室１２の側壁には、例えば石英ガラスを埋め込んだ窓３０が形成され、窓３０には、プラズマ発光分光器３１が配設されている。プラズマ発光分光器３１は、特定波長のプラズマを分光してプラズマの状態の変化を検出したり、この特定波長のプラズマの強度の変化に基づいてエッチング処理の終点を検出したりする。
【００３３】
高周波電源１６，１９、流量制御装置２６，２８、電気測定器１７，２０、ガス流量センサ２７，２９、温度センサ１３ｂ、プラズマ発光分光器３１、及び圧力センサ１２ａは、夫々後述する図２の制御装置（ＡＰＣサーバ）４１に接続されている。また、制御装置４１には入出力装置５１が接続されている。
【００３４】
制御装置４１は、電気測定器１７，２０、ガス流量センサ２７，２９、温度センサ１３ｂプラズマ発光分光器３１、及び圧力センサ１２ａを介してエッチング処理の状況を検出し、これらの検出値を入出力装置５１に出力し、この検出された検出値に基づいて所望のエッチング処理を行うように入出力装置５１を介して高周波電源１６，１９及び流量制御装置２６，２８のエッチング処理用装置パラメータ（制御パラメータ）を設定してプラズマ処理装置１１を制御する。
【００３５】
また、制御装置４１には警報器６１が接続されており、警報器６１は、図２で後述するように制御装置４１が上記検出値に基づいてプラズマ処理装置１１に異常が発生したと判断したときに警報を発する。
【００３６】
装置パラメータは、高周波電源１６，１９の高調波の電圧、電流、位相、及びインピーダンス等の電気信号の制御値や、流量制御装置２６の制御するエッチングガスの供給量及び流量制御装置２８の制御するキャリアガスの供給量を含む。
【００３７】
電気測定器１７，２０、ガス流量センサ２７，２９、温度センサ１３ｂ、及び圧力センサ１２ａは、パラメータセンサ（複数のセンサ）として働き、プラズマ発光分光器３１は、追加センサとして働く。また、電気測定器１７，２０は、高周波電源１６，１９の基本周波数及び高調波の電圧、電流、位相、及びインピーダンス等の電気信号を検出するための追加センサ（複数のセンサ）としても働く。
【００３８】
また、プラズマ処理装置１１は、図示しない装置データ検出部を有しており、この装置データ検出部は、エッチングが行われている半導体ウエハＷのＩＤデータやイベントデータ等の装置データを検出する。
【００３９】
図２は、図１における制御装置４１の概略構成を示すブロック図である。
【００４０】
図２において、制御装置４１はパーソナルコンピュータであり、パラメータセンサとしての電気測定器１７，２０、ガス流量センサ２７，２９、温度センサ１３ｂ、及び圧力センサ１２ａが検出した検出データ、並びに追加センサとしてのプラズマ発光分光器３１が検出した検出データ（以下、これらの検出データを総称して「センサデータ」という。）（処理パラメータ）を処理対象の半導体ウエハＷのＩＤ番号で関連付けて装置データと共に記憶するデータ記憶部４２と、予め記憶されている後述する変動許容範囲群とデータ記憶部４２に記憶されたセンサデータとの比較を行い、正常なエッチングにより期待仕様を満たすデバイスが製造されているか否かを判別するセンサデータ判別部４３と、入出力装置５１又は後述する管理者のパーソナルコンピュータ（以下「パソコン」という）の入力値に従って装置パラメータの設定を行いプラズマ処理装置１１にこの設定された装置パラメータに基づいてエッチング処理を行うよう指示する処理指示部４４と、後述する警報の発生を制御する警報発生装置４５と、上記データ記憶部４２、センサデータ判別部４３、処理指示部４４、及び警報発生装置４５の制御部などの図示しないソフトウエア群とを備える。
【００４１】
警報発生装置４５は、センサデータ判別部４３に接続された警報判別部４６（判別手段、計数手段）と、警報判別部４６に接続されると共に、インターネットを介してパソコン１、パソコン２、及びパソコン３（情報処理装置）と接続する警報発生部４７（警報手段）と、警報判別部４６に接続されたワーニングログ記憶部４８とを備え、後述する警報発生の制御（図３及び図５）を行う。警報発生部４７には警報器６１が接続されている。
【００４２】
センサデータは、電気測定器１７の検出する下部電極１３に印加される高周波電源１６、及び電気測定器２０の検出する上部電極１４に印加される高周波電源１９についての基本周波数及び高調波の電圧、電流、位相、及びインピーダンス等の各電気信号や、ガス流量センサ２７が検出するエッチングガスの流量や、ガス流量センサ２９が検出するキャリアガスの流量や、温度センサ１３ｂが検出するエッチング処理時における下部電極１３及び半導体ウエハＷの温度や、圧力センサ１２ａが検出する処理室１２の内部圧力や、プラズマ発光分光器３１が検出するエッチング処理の終点を含む。上記パラメータセンサ及び追加センサは所定の時間間隔ｔＳ毎にセンサデータの検出を行う。
【００４３】
制御装置４１は、プラズマ処理装置１１が実処理時には、パラメータセンサ及び追加センサの検出したセンサデータと、装置データ検出部の検出した装置データを実処理の対象の半導体ウエハＷのＩＤ番号と関連付けてデータ記憶部４２に記憶し、この関連付けて記憶されたセンサデータ（以下、単に「センサデータ」という。）をセンサデータ判別部４３が受信して後述する変動許容範囲と比較を行い、上記半導体ウエハＷに対するエッチングが期待仕様を満たすものであるか否かを判別する。
【００４４】
変動許容範囲群は、期待仕様を満足するエッチングが行われた時のセンサデータのデータ群によって構成されたものである。この変動許容範囲群は期待仕様を満足するデバイスを製造した時の各センサデータの最大値及び最小値の範囲、又は多変量空間内での許容範囲で構成されており、半導体ウエハＷの実処理時に得られるセンサデータの全てがこの最大値と最小値の範囲内、及び多変量空間の許容範囲内にあるときは、正常なエッチングが行われており期待仕様を満足する良好なデバイスが製造されていると判断でき、実処理時のセンサデータのうちいずれか１つ、又は多変量空間での基準値からのズレを示すＴ２及びＤｍｏｄＸのいずれか１つでも上記範囲内にないときは異常なエッチングにより期待仕様を満足しない不良のデバイスが製造されていると判断することができる。
【００４５】
変動許容範囲群はプラズマ処理装置１１の実処理前に試用半導体ウエハｗを用いて作成される。試用半導体ウエハｗは半導体ウエハＷと同一の材質及び構造を有している。変動許容範囲群の作成は、まずエッチング前の試用半導体ウエアｗの仕様、当該試用半導体ウエハｗのエッチング後のデバイスの仕様、デバイスの期待仕様、期待仕様の許容範囲、及びプラズマ処理装置の特性ライブラリに基づいて最適と思われる装置パラメータを従来と同様の従来と同様の手法によって求める。
【００４６】
試用半導体ウエハｗの仕様としては、下地材料の仕様（膜種、膜厚、構造、製法等）や、被エッチング膜の仕様（膜種、膜厚、構造、製法等）や、マスク材料の仕様（膜種、膜厚、マスクパターン等）があり、デバイスの期待仕様としては、デバイスの形状面のパターン幅、エッチング深さ、テーパ角度、ボーイング度合い、及びマスク材料のエッチング量等や、電気的特性面の配線抵抗、コンタクと抵抗、帯電量、リーク電流、及び絶縁破壊等がある。プラズマ処理装置１１の特性ライブラリ仕様としては、プラズマ処置装置１１の型式、処理室、電極構造、及び高周波電流等がある。最適な装置パラメータはこれらの仕様に基づいて従来の知見及び実験等によって求められる。
【００４７】
上述のように求められた最適な装置パラメータを用いて、従来の実験計画法により装置パラメータの変動許容範囲及びセンサデータの変動許容範囲群を求める。すなわち、上記最適な装置パラメータを中心にデバイスの期待仕様を満足すると予測される複数の装置パラメータに基づいて実際に試用半導体ウエハｗに対しエッチングを行い、装置パラメータの変動許容範囲及びセンサデータの変動許容範囲群を求める。
【００４８】
試用半導体ウエハｗを用いてエッチングを、各装置パラメータを最大、最小及びこれらの間で変化させて行い、この時の電気測定器１７，２０、ガス流量センサ２７，２９、温度センサ１３ｂ、圧力センサ１２ａ、及びプラズマ発光分光器３１からのセンサデータを試用半導体ウエハｗ毎にセンサデータ記憶部４２に記憶し、同時にセンサデータ記憶部４２はこのセンサデータをパラメータセンサの検出値及び追加センサの検出値に分けて、この夫々対して演算処理を行い、平均値を算出して試用半導体ウエハｗ毎に記憶する。
【００４９】
上述のように、変動許容範囲群は、所定の仕様の試用半導体ウエハｗに対して所定の装置パラメータに基づいてエッチング処理を行った際に得られるセンサデータの集合であり、センサデータがこの変動許容範囲群内にあるときは期待仕様のデバイスが製造されていると判断する。
【００５０】
センサデータ判別部４３において、上記記憶されたセンサデータとしての夫々の検出値が、その夫々に対応する変動許容範囲内であると判別される場合、つまり、半導体ウエハＷに対するエッチング処理が期待仕様を満たすものであると判別される場合は、プラズマ処理装置１１は継続して実処理をおこなう。
【００５１】
一方、センサデータ判別部４３において、上記記憶されたセンサデータとしての夫々の検出値が、その夫々に対応する変動許容範囲内ではないと判別される場合、つまり、半導体ウエハＷに対するエッチング処理が期待仕様を満たすものではないと判別される場合は、上記検出値のその夫々に対応する変動許容範囲から外れているレベルを算出して、上記検出値の夫々に対応した半導体ウエハＷのＩＤ番号を付してセンサデータレベルとして記憶する。このセンサデータレベルは、検出値が変動許容範囲に対して例えば５％以下のズレであるときをレベルＡ（第１の閾値）で表し、同５％より大きく７％以下のズレであるときをレベルＢ（第２の閾値）で表し、同７％より大きく１０％以下のズレであるときをレベルＣ（第３の閾値）で表し、同１０％より大きく１５％以下のズレであるときをレベルＤ（第４の閾値）で表す。このセンサレベル及びセンサデータはワーニングログ記憶部４９に記憶される。上記閾値の各々は、プロセスエンジニアの判断により適切に設定される。
【００５２】
次いで、上記センサレベルが警報発生装置４５内の警報判別部４６に受信され、警報判別部４６は、上記夫々の検出値毎にセンサレベルに対し後述する図３の警報発生判別処理を行い、警報を発生するか否かを判別する。
【００５３】
警報判別部４６において、警報を発生すると判別された場合は、警報発生部４７にセンサデータ及びセンサレベルを送信し、警報発生部４７は、後述する図５の警報発生処理に従い、警報器６１により警報を発するか又はインターネットを介してパソコンに警報を発生する。
【００５４】
一方、警報判別部４６は、警報を発生しないと判別した場合は、警報を発しない。
【００５５】
図３は、図２における警報判別部４６によって実行される警報発生判別処理のフローチャートである。
【００５６】
図３において、プラズマ処理装置１１が実処理中であるか否かを判別し（ステップＳ１１）、プラズマ処理装置１１が実処理中ではないときは（ステップＳ１１でＮＯ）、本処理を終了する一方、プラズマ処理装置１１が実処理中であるときは（ステップＳ１１でＹＥＳ）、装置データ検出部が実処理のされている半導体ウエハＷのＩＤ番号を検出し（ステップＳ１２）、パラメータセンサ及び追加センサによりセンサデータを検出し（ステップＳ１３）、この検出されたセンサデータがセンサデータ判別部４３により変動許容範囲内であるか否かを判別する（ステップＳ１４）。
【００５７】
ステップＳ１４の判別の結果、センサデータが変動許容範囲内であるときは（ステップＳ１４でＹＥＳ）、本処理を終了する一方、センサデータが変動許容範囲内でないときは（ステップＳ１４でＮＯ）、センサデータのセンサレベルの算出を行い（ステップＳ１５）、このセンサレベル及びセンサデータをワーニングログ記憶部４８に記憶する（ステップＳ１６）。
【００５８】
続いて、ステップＳ１５で算出されたセンサレベルがＤであるか否かを判別し（ステップＳ１７）、センサレベルがＤであるときは（ステップＳ１７でＹＥＳ）、警報発生部４７に警報を発するよう指示する警報発生信号を送信して（ステップＳ１８）、本処理を終了する一方、センサレベルがＤでないときは（ステップＳ１７でＮＯ）、センサレベルがＣであるか否かを判別する（ステップＳ１９）。
【００５９】
ステップＳ１９の判別の結果、センサレベルがＣであるときは、センサレベルがＣであった回数を測定するセンサレベルＣカウンタＣ１を１インクリメントし（ステップＳ２０）、カウンタＣ１が３であるか否かを判別し（ステップＳ２１）、カウンタＣ１が３であるときは（ステップＳ２１でＹＥＳ）、警報発生信号を送信して（ステップＳ２２）、カウンタＣ１の値を０にリセットした後（ステップＳ２３）、カウンタＣ１が３でないときは（ステップＳ２１でＮＯ）、直ちに本処理を終了する。
【００６０】
ステップＳ１９の判別の結果、センサレベルがＣでないときは、センサレベルがＢであるか否かを判別し（ステップＳ２４）、センサレベルがＢであるときは（ステップＳ２４でＹＥＳ）、センサレベルがＢであった回数を測定するセンサレベルＢカウンタＣ２を１インクリメントして（ステップＳ２５）、カウンタＣ２が５であるか否かを判別する（ステップＳ２６）。
【００６１】
ステップＳ２６の判別の結果、カウンタＣ１が５であるときは、警報発生信号を送信し（ステップＳ２７）、カウンタＣ２の値を０にリセットした後（ステップＳ２８）、カウンタＣ２が５でないときは（ステップＳ２６でＮＯ）、直ちに本処理を終了する。
【００６２】
ステップＳ２４の判別の結果、センサレベルがＢでないときは、センサレベルがＡであり、直ちに本処理を終する。
【００６３】
なお、図３の警報発生判別処理において、プラズマ処理装置１１を起動した時は、センサレベルＣカウンタＣ１及びセンサレベルＢカウンタＣ２の値が０である。また、本処理はパラメータセンサ及び追加センサのセンサデータ検出時間間隔ｔＳ毎に実行される。
【００６４】
図３の処理によれば、センサレベルがＤのときは（ステップＳ１７でＹＥＳ）（図４の処理１）、警報発生部４７に警報を発するよう指示する警報発生信号を送信し（ステップＳ１８）、センサレベルがＣのときは（ステップＳ１９でＹＥＳ）（図４の処理２）、センサレベルＣカウンタＣ１を１インクリメントして（ステップＳ２０）、カウンタＣ１が３となったときに（ステップＳ２１でＹＥＳ）（図４の処理３，４）警報発生信号を送信し（ステップＳ２２）、センサレベルがＢのときは（ステップＳ２４でＹＥＳ）（図４の処理５）、センサレベルＢカウンタＣ２を１インクリメントして（ステップＳ２５）、カウンタＣ２が５となったときに（ステップＳ２６でＹＥＳ）（図４の処理６〜９）警報発生信号を送信し（ステップＳ２７）、センサレベルがＡのときは（ステップＳ２４でＮＯ）（図４の処理１０）、警報発生信号を発しない。
【００６５】
したがって、プラズマ製造装置１１の軽度の異常に対しては警報を発せず、又は即座に発することはなく、重度の異常に対しては警報を即座に発するように警報発生信号を警報発生部４７に送信するので、プラズマ処理装置１１の異常のレベルにより警報の重み付けができることになる。
【００６６】
なお、本実施の形態においては、センサレベルＡ〜Ｄ、センサレベルＣカウンタＣ１及びセンサレベルＢカウンタＣ２の値で警報発生の重み付けを行ったが、警報発生の重み付けはこれに限るものではない。
【００６７】
上述の警報発生信号を警報発生部４７が受信すると、以下の警報発生処理に従って警報を発する。
【００６８】
図５は、図２における警報発生部４７によって実行される警報発生処理を示すフローチャートである。
【００６９】
図３のステップＳ１８，Ｓ２２，Ｓ２７において、警報判別部４６により送信された警報発生信号を警報発生部４７が受信すると（ステップＳ３１）、第１の警報として警報器６１（第１の警報発生手段）に警報発生信号１を送信して警報器６１が警報を発し（ステップＳ３２）、次いで、警報器６１の発している警報が止められたことを表す警報停止信号１を警報器６１から受信していないときは（ステップＳ３３でＮＯ）、警報１タイムカウンタＴ１が所定の時間ｔ１以上になるまで警報を発し続ける（ステップＳ３４でＮＯ）。警報１タイムカウンタＴ１がｔ１になるまでに警報停止信号１を受信したときは（ステップＳ３３でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００７０】
一方、カウンタＴ１がｔ１以上になるまで警報停止信号１を受信しないときは（ステップＳ３４でＹＥＳ）、インターネットを介してパソコン１（第２の警報発生手段）に警報を発生する所定の警報発生信号２を送信し、パソコン１は上記警報発生信号２を受信すると所定の警報を発し（ステップＳ３５）、次いで、パソコン１の発している警報が止められたことを表す警報停止信号２をパソコン１から受信していないときは（ステップＳ３６でＮＯ）、警報２タイムカウンタＴ２が所定の時間ｔ２以上になるまで警報を発し続ける（ステップＳ３７ＮＯ）。警報２タイムカウンタＴ２がｔ２になるまでに警報停止信号２を受信したときは（ステップＳ３６でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００７１】
一方、カウンタＴ２がｔ２以上になるまで警報停止信号２を受信しないときは（ステップＳ３７でＹＥＳ）、インターネットを介してパソコン２（第３の警報発生手段）に警報を発生する所定の警報発生信号３を送信し、パソコン２は上記警報発生信号３を受信すると所定の警報を発し（ステップＳ３８）、次いで、パソコン２の発している警報が止められたことを表す警報停止信号３をパソコン２から受信していないときは（ステップＳ３９でＮＯ）、警報３タイムカウンタＴ３が所定の時間ｔ３以上になるまで警報を発し続ける（ステップＳ４０でＮＯ）。警報３タイムカウンタＴ３がｔ３になるまでに警報停止信号３を受信したときは（ステップＳ３９でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００７２】
一方、カウンタＴ３がｔ３以上になるまで警報停止信号３を受信しないときは（ステップＳ４０でＹＥＳ）、インターネットを介してパソコン３（第４の警報発生手段）に警報を発生する所定の警報発生信号４を送信し、パソコン３は上記警報発生信号４を受信すると所定の警報を発し（ステップＳ４２）、次いで、パソコン３の発している警報が止められたことを表す警報停止信号４をパソコン３から受信していないときは（ステップＳ４２でＮＯ）、警報４タイムカウンタＴ４が所定の時間ｔ４以上になるまで警報を発し続ける（ステップＳ４３でＮＯ）。警報４タイムカウンタＴ４がｔ４になるまでに警報停止信号４を受信したときは（ステップＳ４２でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００７３】
一方、カウンタＴ４がｔ４以上になるまで警報停止信号４を受信しないときは（ステップＳ４３でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００７４】
上記のように、警報器６１の発する警報が所定時間ｔ１を過ぎても止められないときは、パソコン１の警報を発し、パソコン１の発する警報が所定時間ｔ２を過ぎても止められないときは、パソコン２の警報を発し、パソコン２の発する警報が所定時間ｔ３を過ぎても止められないときは、パソコン３の警報を発するので、パソコン１をプラズマ処理装置１１の設置されている半導体製造工場のマネージャーが所持し、パソコン２をプラズマ処理装置１１の製造メーカーのサービスステーションが所持し、パソコン３をプラズマ処理装置１１の製造メーカーのサポートセンターが所持するものとすれば、警報の発する順番に優先順位を持たせることができる。
【００７５】
なお、本実施の形態においては、パソコンをパソコン１〜３の３台としたが、この数に限られるものではなく、この場合においても上述の処理と同様の処理を行う。また、図５の警報発生処理においては警報を発する順番を、警報器６１、パソコン１、パソコン２、パソコン３の順番としたがこれに限るものではない。
【００７６】
警報器６１としては、例えば、パトランプがあり、上記パソコン１〜３による警報としては、例えば、パソコン１〜３に送信される電子メールがあり、警報のレベルに応じて電子メールの送信先を設定することで、警報を発する順序を設定することが可能であり、また、１回の警報として電子メールを複数のパソコンに送信するようにしてもよい。この場合、パソコン１〜３に送信された電子メールを開封することが上述のパソコン１〜３の発している警報を止めることに相当する。
【００７７】
また、図５の警報発生判別処理において、警報発生部４７は、所定の周期、例えば１日周期で警報発生信号を受信（Ｓ３１）した回数を集計して、この集計した回数を警報として上記所定の周期（１日）でパソコン１〜３に送信してもよい。
【００７８】
また、本実施の形態においては、警報発生部４７にインターネットを介してパソコン１〜３を接続して警報を発するようにしたが、これに限るものではなく、インターネットを介する警報発生部４７へ接続されるものとして、例えば、ポケットベル、携帯電話、ＰＤＡ等の携帯通信装置（情報処理装置）としてもよい。
【００７９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の半導体製造装置によれば、複数の処理パラメータの正常値との乖離が所定の閾値以上になった回数を計数し、この計数された回数が所定の回数以上になったときに警報を発するので、処理パラメータの異常の度合いにより発する警報に優先順位をつけることができ、半導体製造装置の可動率の低下を防止することができる。
【００８０】
請求項２記載の半導体製造装置によれば、所定の時間内に計数された回数が所定の回数以上になったときに警報を発するので、請求項１の効果を確実に奏することができる。
【００８１】
請求項３記載の半導体製造装置によれば、複数の処理パラメータの正常値との乖離が所定の第１の回数だけ第１の閾値以上になったときに第１の警報を発し、この乖離が所定の第２の回数だけ第１の閾値より大きい第２の閾値以上になったときに第２の警報を発し、この乖離が所定の第３の回数だけ第２の閾値より大きい第３の閾値以上になったときに第３の警報を発し、又は、この乖離が所定の第４の回数だけ第３の閾値より大きい第４の閾値以上になったときに第４の警報を発するので、請求項１の効果をさらに確実に奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１における制御装置４１の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２における警報判別部４６によって実行される警報発生判別処理のフローチャートである。
【図４】図３における警報発生判別処理のタイムチャートである。
【図５】図２における警報発生部４７によって実行される警報発生処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１ プラズマ処理装置
４１ 制御装置
４２ データ記憶部
４３ センサデータ判別部
４４ 処理指示部
４５ 警報発生装置
４６ 警報判別部
４７ 警報発生部
４８ ワーニングログ記憶部
５１ 入出力装置
６１ 警報器
Claims (8)
- 半導体ウエハを処理して半導体デバイスを製造する半導体製造装置であって、当該半導体製造装置は、該半導体製造装置の制御を行う制御装置を有し、当該制御装置は、前記半導体製造装置の複数の処理パラメータを夫々測定する複数のセンサと、前記測定された処理パラメータの正常値との乖離が所定の閾値以上か否かを判別する判別手段と、前記乖離が前記所定の閾値以上になった回数を計数する計数手段と、前記計数された回数が所定の回数以上になったときに警報を発する警報手段とを備えることを特徴とする半導体製造装置。
- 前記警報手段は、所定の時間内に前記計数された回数が所定の回数以上になったときに警報を発することを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
- 前記所定の閾値は第１の閾値と、前記第１の閾値より大きい第２の閾値と、前記第２の閾値より大きい第３の閾値と、前記第３の閾値より大きい第４の閾値とから成り、前記警報手段は、前記乖離が所定の第１の回数だけ前記第１の閾値以上になったときに第１の警報を発する第１の警報発生手段、前記乖離が所定の第２の回数だけ前記第２の閾値以上になったときに第２の警報を発する第２の警報発生手段、前記乖離が所定の第３の回数だけ前記第３の閾値以上になったときに第３の警報を発する第３の警報発生手段、前記乖離が所定の第４の回数だけ前記第４の閾値以上になったときに第４の警報を発する第４の警報発生手段のうち少なくとも１つの警報手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体製造装置。
- 前記第１の警報発生手段は、前記半導体製造装置に取り付けられたパトランプであり、前記第１の警報は、前記パトランプの点滅であることを特徴とする請求項３記載の半導体製造装置。
- 前記警報手段は、前記計数された回数を所定の周期で集計する集計手段を有し、前記第２の警報発生手段は前記集計された回数を前記第２の警報として前記所定の周期で発することを特徴とする請求項３又は４記載の半導体製造装置。
- 前記第２から第４の警報発生手段の各々は、前記制御装置にネットワーク回線を介して接続された情報処理装置であり、前記第２から第４の警報の各々は、情報処理装置に送信される電子メールであることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
- 前記第４の警報発生手段は、前記半導体製造装置の処理を停止する停止手段を有することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
- 前記計数手段は、前記警報手段が警報を発したときは、前記計数した回数をリセットすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
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