JP2004296676A - 半導体装置の品質管理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ロットの処理条件が変更された場合であっても、個々のロットの処理条件に容易に適応させて変更して、的確な品質管理を実行する。
【解決手段】品質管理方法は、規格判定の問合せを受信すると(S100にてYES)、問合せされたロットについて、判定条件をデータベースから読出すステップ(S102)と、前工程の処理条件をデータベースから読出すステップ(S104)と、前工程の処理条件に合致する判定規格値を選択するステップ(S106)と、計測データと判定規格値とを比較するステップ(S108)と、計測データが規格範囲内でないと(S110にてNO)、不合格判定を送信するステップ(S114)と、アラームを報知するステップ(S116)と、ロットの進捗の停止を指示するステップ(S118)とを含む。
【選択図】 図4

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置を製造する工程を管理する方法に関し、特に、工程において行なわれる製品規格判定に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置を製造する工程には、設計工程、マスク製作工程、ウェハ製造工程、ウェハ処理工程、組立工程、検査工程などから構成される。さらに、たとえばウェハ処理工程は、さらに、薄膜形成工程、酸化工程、ドーピング工程、アニール工程、レジスト工程、露光工程、エッチング工程、洗浄工程などに細分化される。これら多くの工程を経由して半導体装置が製造される。
【0003】
これら多くの工程を経由して製造される半導体装置においては、各工程の終了時にロット毎にその工程における処理の結果(出来栄え)を判定する製品規格判定が行なわれる。このとき、ロットの品種や工程毎に定められる規格値(上下限値を含む規格範囲)により管理される。このため、ロット毎に工程における処理条件を変更した場合などにおいては、実際に処理された処理条件に応じて品質管理する必要があり、このような品質管理を行なわない場合には、不適切な規格値を用いて品質管理が行なわれることになり問題であった。
【0004】
特開平2−128171号公報(特許文献1)は、検査工程において、検査ロット毎に周囲の温度が異なるなどの測定条件が変化した場合における良否判定基準データの補正方法を開示する。この補正方法は、予め良品として確認された実装基板の所定測定点におけるインピーダンスを回路基板検査装置により測定して、生産ロットの被検査回路基板に対するインピーダンス比較基準値および許容差からなる良否判定用基準データを作成するステップと、上記と異なる生産ロット基板を検査するにあたってはその生産ロット内から良品として抽出した基板を上記と同様の方法により測定して上記基準データと比較し、その許容範囲から外れた測定データが得られた場合にはそのデータに基づいて上記基準データに所定量修正を加えるステップとを含む。
【0005】
この補正方法によると、予め良品と確認されている実装基板のインピーダンスを測定して良品範囲設定用の基準データを収集する。生産ロット基板のインピーダンス測定データを上記基準データと比較するようにした。したがって、短時間で簡単に基板の良否を検査することができる。さらに、検査ロットにより、たとえば周囲温度が異なって測定条件が変化した場合には、記憶された先行ロットのデータを参照して、必要に応じて上記の良品範囲設定用の基準データを容易に補正できる。その結果、誤判定が防止され、正確な基板検査が実行できる。
【0006】
【特許文献1】
特開平2−128171号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に開示された補正方法では、以下のような問題点がある。この補正方法では、測定条件の変化に伴い、基準値や許容差を修正するのであるが、温度以外の様々な要因を有する半導体装置において、このような修正を工程毎に行なうのは現実的に困難である。特に、半導体装置は、以下に示すような特徴を有するので、特許文献1に開示された補正方法をそのまま適用することができない。
【0008】
たとえば、薄膜を積層する工程においては、処理前の膜厚条件に応じて、薄膜積層工程における薄膜積層の処理条件を調整するフィードフォワード制御を行なうことがある。このような場合、積層すべき膜厚が変更されるので、薄膜が正確に積層されているか否かの判定基準が変わる。また、露光工程においては、ウェハにパターンを露光した露光装置の特性の差異があるので、その露光装置の組合せによって、パターンが正確に露光されているか否かの判定基準が変わる。さらに、熱拡散バッチ工程においては、拡散処理の均一化のために、数ロット分の製品ウェハに数枚の非製品ウェハを等間隔に挿入してバッチ処理が行なわれる。処理後に非生産ウェハを検査するが、製品ウェハの枚数が少ない(一括してバッチ処理される製品ロット数が少ない)と、積層膜厚が大きく変わる場合があるので、薄膜が正確に積層されているか否かの判定基準が変わる。
【0009】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ロットの処理条件が変更された場合であっても、個々のロットの処理条件に容易に適応させることができる、半導体装置の品質管理方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る品質管理方法は、複数の工程において処理されることにより製造される半導体装置の品質を管理する。この品質管理方法は、工程における処理条件と、その工程よりも後工程における品質管理条件との関係を予め記憶するステップと、工程における処理条件を検知するステップと、工程における半導体装置の品質を検知するステップと、記憶された関係に基づいて、検知された処理条件に対応する品質管理条件を選択するステップと、選択された品質管理条件と、検知された品質とに基づいて、半導体装置の良否判定を行なうステップとを含む。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【0012】
<第1の実施の形態>
以下、本発明の第1の実施の形態に係る品質管理方法について説明する。この品質管理方法は、たとえば、コンピュータシステムを用いて実現される。
【0013】
図1に、品質管理方法を実現するハードウェアの一例であるコンピュータシステムのブロック図を示す。図1を参照して、このコンピュータシステム100は、FD(Flexible Disk)駆動装置106およびCD−ROM(Compact Disc−Read Only Memory)駆動装置108を備えたコンピュータ102と、モニタ104と、キーボード110と、マウス112とを含む。このコンピュータ102は、上述したFD駆動装置106およびCD−ROM駆動装置108に加えて、相互にバスで接続されたCPU(Central Processing Unit)120と、メモリ122と、固定ディスク124と、各工程(A工程〜D工程を含む半導体装置の製造工程)の処理装置と通信するための通信インターフェイス126とを含む。
【0014】
FD駆動装置106にはFD116が装着される。CD−ROM駆動装置108にはCD−ROM118が装着される。固定ディスク124には、各工程における処理条件などを記憶する処理履歴データベースと、各工程における判定条件などを記憶する判定条件データベースとが、記憶される。
【0015】
各工程(A工程〜D工程)の処理装置から、通信インターフェイス126を介して、コンピュータ102に処理履歴報告が送信され、固定ディスク124の処理履歴データベースに記憶される。各工程(A工程〜D工程)の処理装置から、通信インターフェイス126を介して、コンピュータ102に規格判定の問合せ(計測データに対する判定の問合せ)が送信され、コンピュータ102が、後述するプログラムを実行して良否判定を行なう。このとき、コンピュータ102は、固定ディスク124の処理履歴データベースと判定条件データベースとに記憶されたデータを用いて、規格判定を実行する。各工程(A工程〜D工程)の処理装置へ、通信インターフェイス126を介して、コンピュータ102から規格判定結果応答が送信される。
【0016】
本実施の形態に係る品質管理方法は、コンピュータハードウェアとCPU120により実行されるソフトウェアとにより実現される。一般的にこうしたソフトウェアは、FD116、CD−ROM118などの記録媒体に格納されて流通し、FD駆動装置106またはCD−ROM駆動装置108などにより記録媒体から読取られて固定ディスク124に一旦格納される。さらに固定ディスク124からメモリ122に読出されて、CPU120により実行される。図1に示したコンピュータのハードウェア自体は一般的なものである。したがって、本発明の本質的な部分は、FD116、CD−ROM118、固定ディスク124などの記録媒体に記録されたソフトウェアであるとも言える。
【0017】
なお、図1に示したコンピュータ自体の動作は周知であるので、ここではその詳細な説明は繰返さない。
【0018】
図2を参照して、図1の固定ディスク124に記憶される判定条件データベースに格納されたテーブルについて説明する。図2に示すようなテーブルが判定条件データベースに複数個格納されている。図2に示すように、この判定条件データベースには、各工程毎に、その判定条件が適用されるロットを特定する情報とともに、工程における処理条件であるレシピと、判定規格値とを対応させたテーブルが記憶される。たとえば、図2に示すように、B工程における、ロット2003030501〜ロット2003030599に対しては、処理条件であるレシピがB(1)の場合には、判定規格値がS−B(1)であることが記憶されている。
【0019】
図3を参照して、図1の固定ディスク124に記憶される処理履歴データベースに格納されたテーブルについて説明する。図3に示すようなテーブルが処理履歴データベースに複数個格納されている。この処理履歴データベースは、各工程における処理装置からコンピュータシステム100が受信した処理履歴報告に基づいて作成される。図3に示すように、この処理履歴データベースには、ロット番号毎に各工程における処理条件を表わすテーブルが記憶される。たとえば、図3に示すように、ロット番号が2003030501の場合には、A工程における処理条件がA(1)であること、およびB工程における処理条件がB(2)であることが記憶されている。
【0020】
図4を参照して、本実施の形態に係る品質管理方法で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【0021】
ステップ(以下、ステップをSと略す。)100にて、コンピュータ102のCPU120は、規格判定の問合せを各工程に配置された処理装置から受信したか否かを判断する。この問合せには、各工程において計測された計測データが含まれる。この計測データは、たとえば、膜厚値などである。規格判定の問合せを受信すると(S100にてYES)、処理はS102へ移される。もしそうでないと(S100にてNO)、処理はS100へ戻され、工程の処理装置から規格判定の問合せを受信するまで待つ。
【0022】
S102にて、CPU120は、問合せされたロットについての判定条件が記憶されたテーブル(図2)を、固定ディスク124に記憶された判定条件データベースから検索して読出す。S104にて、CPU120は、問合せされたロットについての前工程の処理条件が記憶されたテーブル(図3)を、固定ディスク124に記憶された処理履歴データベースから検索して読出す。
【0023】
S106にて、CPU120は、問合せされたロットについて、前工程の処理条件に合致する判定規格値を選択する。このとき、図2に示す判定条件データを表わすテーブルの中から、該当する工程についての該当するロットが処理された処理条件(図3)に対応する判定規格値が選択される。
【0024】
S108にて、CPU120は、計測データと判定規格値とを比較する。S110にて、CPU120は、計測データが、判定規格値により規定される規格範囲内にあるか否かを判断する。計測データが規格範囲内にあると(S110にてYES)、処理はS112へ移される。もしそうでないと(S110にてNO)、処理はS114へ移される。
【0025】
S112にて、CPU120は、規格判定結果応答を各工程の処理装置に送信する。すなわち、このとき、合格判定を送信する。
【0026】
S114にて、CPU120は、各工程の処理装置に規格判定結果応答を送信する。このとき、不合格判定が送信される。S116にて、CPU120は、アラームを報知する。このとき、たとえば、CPU120は、モニタ104に警告情報を表示したり、図示しないスピーカから警告音を出力させたり、担当者へ警告メールを通知したりする。S118にて、CPU120は、そのロットの進捗の停止を指示する。
【0027】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る品質管理方法の動作について説明する。
【0028】
半導体装置の製造工程である、A工程、B工程、C工程およびD工程などにおいて所望の処理条件を用いて処理が実行され、各工程の処理装置からコンピュータシステム100に処理履歴報告(ロット番号、処理条件等)が送信され、図3に示すように各ロット毎に各工程における処理条件が処理履歴データベースに蓄積される。
【0029】
C工程の処理装置が、C工程における処理の後に半導体装置について予め定められた計測を行ない、コンピュータシステム100に規格判定の問合せを行なうと(S100にてYES)、コンピュータシステム100は、問合せされたロットについて、そのロットと工程とに対応するテーブル(図2)を、固定ディスク124に記憶された判定条件データベースから検索して読出す(S102)。このとき、たとえば、ロット番号が2003030501である場合には、C工程の1つ前のB工程に対応する判定条件を表わすテーブルが、固定ディスク124から読み出される。
【0030】
コンピュータシステム100は、問合せされたロットについて前工程であるB工程における処理条件を記憶したテーブル(図3)を、固定ディスク124に記憶された処理履歴データベースから検索して読出す(S104)。このとき、たとえば、該当するロット番号についての該当する工程の処理条件が記憶されたテーブルが固定ディスク124から読出される。問合せされたロットについて前工程の処理条件(ここではB(2))に合致する判定規格値(S−B(2))が選択される(S106)。計測データと判定規格値(S−B(2))とが比較され(S108)、計測データが規格範囲内にないと(S110にてYES)、不合格判定がC工程の処理装置に送信される(S114)。この送信とともに、アラームが報知され(S116)、そのロット(2003030501)の進捗の停止が指示される(S118)。
【0031】
以上のようにして、本実施の形態に係る品質管理方法によると、ロット毎の処理条件が変更された場合であっても、個々のロットの処理条件に容易に適応させて判定規格値を選択することにより、個々のロットの処理条件に容易に適応させることができる。
【0032】
<第2の実施の形態>
以下、本発明の第2の実施の形態に係る品質管理方法について説明する。なお、本実施の形態に係る品質管理方法を実現するコンピュータシステムは、前述の第1の実施の形態に係るコンピュータシステムと同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【0033】
図5を参照して、固定ディスク124の判定条件データベースについて説明する。図5に示すように、判定条件データベースには、工程およびロット毎に、工程における処理装置を特定する情報と、それらの処理装置の組合せに基づく判定規格値とを対応させたテーブルが複数個記憶される。たとえば、図5に示すように、B工程における処理装置として、BA工程における処理装置とBB工程における処理装置との組合せによる判定規格値が記憶される。たとえば、BA工程における処理装置とBB工程における処理装置が同じ場合には、判定規格値としてS−B(4)が記憶され、BA工程とBB工程における処理装置が異なる場合には、判定規格値としてS−B(5)が記憶される。
【0034】
図6を参照して、固定ディスク124に記憶される処理履歴データベースについて説明する。図6に示すように、処理履歴データベースには、ロット番号毎に、各工程において用いられた処理装置を特定する情報を記憶したテーブルが複数個記憶される。たとえば、図6に示すように、ロット番号が2003030502の場合には、B工程のBA工程においてMBA装置が、BB工程においてMBB装置が使用された履歴を記憶している。
【0035】
図7を参照して、本実施の形態に係る品質管理方法で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図7に示すフローチャートの中で、前述の図4に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【0036】
S204にて、CPU120は、問合せされたロットについて、前工程の処理装置が記憶されたテーブル(図6)を、固定ディスク124に記憶された処理履歴データベースから検索して読出す。S206にて、CPU120は、問合せされたロットについて、前工程の処理装置に合致する判定規格値を選択する。
【0037】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る品質管理方法の動作について説明する。なお、以下の説明において、前述の第1の実施の形態に係る品質管理方法の動作と同じ動作についてはここでは繰返さない。
【0038】
コンピュータシステム100は、問合せされたロットについての判定条件を記憶したテーブル(図5)を、固定ディスク124に記憶された判定条件データベースから検索して読出す(S102)。このとき、たとえば、ロット番号が2003030502の場合には、判定条件データベースから図5に示すテーブルが読出される。
【0039】
コンピュータシステム100は、問合せされたロットについての前工程の処理装置が記憶されたテーブル(図6)を、固定ディスク124に記憶された処理履歴データベースから検索して読出す(S204)、前工程の処理装置に合致する判定規格値が選択される(S206)。たとえば、図6に示すように、ロット番号が2003030502で特定されるロットの場合には、B工程におけるBA工程においてMBA装置が、BB工程においてMBB装置が使用されため、BA工程とBB工程とで使用された装置が異なる。このため、図5に示すように、判定規格値はS−B(5)が選択される。
【0040】
その後、S306にて選択された規格判定値を用いて、計測データが規格範囲内であるか否かが判断される。
【0041】
以上のようにして、ロット毎の処理条件に応じた判定規格値を用いた的確な規格判定をすることができる。たとえば、配線パターンの出来映えを厳密に管理する工程においては、パターンを形成する露光工程で使用した処理装置の組合せによって規格判定の規格値を変更することができる。
【0042】
<第3の実施の形態>
以下、本発明の第3の実施の形態に係る品質管理方法について説明する。なお、本実施の形態に係る品質管理方法も、前述の第2の実施の形態と同様、品質管理方法を実現するコンピュータシステムは前述の第1の実施の形態と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【0043】
図8を参照して、固定ディスク124に記憶される判定条件データベースついて説明する。図8に示すように、たとえばB工程がバッチ処理工程である場合において、処理履歴データベースには、一括処理ロット数と、その一括処理ロット数に基づく判定規格値とを対応させたテーブルが複数個記憶される。たとえば、図8に示すように、一括処理ロット数が2ロットである場合には、判定規格値としてS−B(7)が記憶される。
【0044】
図9を参照して、固定ディスク124に記憶される処理履歴データベースについて説明する。図9に示すように、処理履歴データベースには、ロット番号毎に、各工程における処理履歴が記憶され、特にバッチ処理工程であるB工程においては、処理識別番号(バッチ処理を識別するための番号)と一括処理ロット数とを記憶したテーブルが記憶される。
【0045】
図10を参照して、本実施の形態に係る品質管理方法で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図10に示すフローチャートの中で、前述の図4に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付している。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【0046】
S304にて、CPU120は、問合せされたロットについて、バッチ工程の処理ロット数が記憶されたテーブル(図9)を、固定ディスク124に記憶された処理履歴データベースから検索して読出す。S306にて、CPU120は、問合せされたロットについて、バッチ工程の処理ロット数に合致する判定規格値を選択する。
【0047】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る品質管理方法の動作について説明する。なお、以下の説明において、前述の第1の実施の形態に係る品質管理方法の動作および第2の実施の形態に係る品質管理方法の動作と同じ動作についてはここでは繰返さない。
【0048】
コンピュータシステム100は、問合せされたロットについての判定条件を記憶したテーブル(図8)を、固定ディスク124に記憶された判定条件データベースから検索して読出す(S102)。このとき、たとえば、ロット番号が200303050A〜200303050Zの場合には、判定条件データベースから図8に示すテーブルが読出される。
【0049】
コンピュータシステム100は、問合せされたロットについてバッチ工程の処理ロット数が記憶されたテーブル(図9)を、固定ディスク124に記憶された処理履歴データベースから検索して読出す(S304)。バッチ工程の処理ロット数に合致する判定規格値が選択される(S306)。
【0050】
このとき、たとえば、ロット番号が200303050Xの場合には、B工程における一括処理ロット数が2である。また、ロット番号が200303050Yは同じく処理ロット数が2である。これらの2つのロットは、B工程における処理識別番号が10010と同じである。すなわち、バッチ工程であるB工程において、ロット番号が200303050Xと200303050Yとは、一括してバッチ処理が行なわれたことを示す。
【0051】
その後、S306にて選択された規格判定値を用いて、計測データが規格範囲内であるか否かが判断される。
【0052】
以上のようにして、本実施の形態に係る品質管理方法によると、バッチ処理などの一括して複数のロット(複数のウェハ枚数)が処理される場合であってたとえば、それらによって積層される膜厚が変化する場合であっても、一括処理されたロット数やウェハ枚数に基づいて、製品の規格判定の規格値を変更することができる。
【0053】
なお、第1の実施の形態に係る品質管理方法、第2の実施の形態に係る品質管理方法および第3の実施の形態に係る品質管理方法においては、ロット毎に判定規格値や処理履歴を記憶するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。ロット毎にではなく製品品番などにより管理するようにしてもよい。
【0054】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る品質管理方法を実現するコンピュータシステムの制御ブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る品質管理方法における判定条件データベースに記憶されるテーブルの一例を示す図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る品質管理方法における処理履歴データベースに記憶されるテーブルの一例を示す図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る品質管理方法で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る品質管理方法における判定条件データベースに記憶されるテーブルの一例を示す図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態に係る品質管理方法における処理履歴データベースに記憶されるテーブルの一例を示す図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態に係る品質管理方法で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図8】本発明の第3の実施の形態に係る品質管理方法における判定条件データベースに記憶されるテーブルの一例を示す図である。
【図9】本発明の第3の実施の形態に係る品質管理方法における処理履歴データベースに記憶されるテーブルの一例を示す図である。
【図10】本発明の第3の実施の形態に係る品質管理方法で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
100 コンピュータシステム、102 コンピュータ、104 モニタ、106 FD駆動装置、108 CD−ROM駆動装置、110 キーボード、112 マウス、120 CPU、122 メモリ、124 固定ディスク、126 通信インターフェイス。

Claims (7)

  1. 複数の工程において処理されることにより製造される半導体装置の品質管理方法であって、
    前記工程における処理条件と、その工程よりも後工程における品質管理条件との関係を予め記憶するステップと、
    前記工程における処理条件を検知するステップと、
    前記工程における半導体装置の品質を検知するステップと、
    前記記憶された関係に基づいて、前記検知された処理条件に対応する品質管理条件を選択するステップと、
    前記選択された品質管理条件と、前記検知された品質とに基づいて、半導体装置の良否判定を行なうステップとを含む、品質管理方法。
  2. 前記処理条件は、前記工程における処理レシピに基づく条件である、請求項1に記載の品質管理方法。
  3. 前記処理条件は、前記工程における処理装置に基づく条件である、請求項1に記載の品質管理方法。
  4. 前記処理条件は、前記工程における処理ウェハ数に基づく条件である、請求項1に記載の品質管理方法。
  5. 前記関係は、製造ロット毎に定められる、請求項1〜4のいずれかに記載の品質管理方法。
  6. 前記品質管理方法は、不良と判断されたことに応答して、警報を出力するステップをさらに含む、請求項1〜5のいずれかに記載の品質管理方法。
  7. 前記品質管理方法は、不良と判断されたことに応答して、製造を中止する指示を出力するステップをさらに含む、請求項1〜6のいずれかに記載の品質管理方法。
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