JP2005277290A

JP2005277290A - 歩留解析装置及び歩留解析方法

Info

Publication number: JP2005277290A
Application number: JP2004091716A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Takami; 斉高見
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】歩留り低下装置を確実に推定し、さらに異常と推定されるセンサ値をも推定する。
【解決手段】投入ウェハー２０がロット単位に加工装置で処理されてロット情報として進行管理ＤＢ３に格納される。加工処理後に検査工程にて製品検査が施された検査結果が検査結果ＤＢ１に格納される。装置の稼動状態を示す情報を検知するセンサ出力が加工装置から出力され装置モニタリングＤＢ６に蓄積される。また過去のモニタリングデータの情報を取得するため装置モニタリングＤＢ６に接続されたモニタリングデータ監視用計算機５にセンサ出力が入力される。検査結果ＤＢ１の歩留分析用計算機２での歩留り分析結果と、進行管理ＤＢ３の進行管理用計算機４から加工装置の進行管理情報を取得し、歩留解析用計算機８で歩留り低下装置を推定する。推定した装置がウェハーを加工した稼動状態を示すセンサ出力の変動と、ウェハーの歩留りから装置の稼動状態を推定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置等の製造プロセスにおいて安定化を図る歩留解析装置及び歩留解析方法に関するものである。

半導体装置の製造をはじめとして、複数の装置による多数の工程を必要とする製造ラインにおいては、工程作業実績を収集して製品の進行を管理する進行管理システムや、製品の出来栄え評価検査結果を管理するシステムなどを構築して、工場全体の物流，検査を管理している。

これらのシステムにおいては歩留りの安定及び向上のために、前記管理システムを用いて歩留りを低下させている装置を推定する手法が開発されている（特許文献１参照）。

また、半導体装置製造設備の稼動状態を示す情報を検知するセンサの出力を、オンラインにて監視し、精度の高い異常判断ができる手法も開発されている（特許文献２参照）。
特開平５−１６０２３９号公報特開平９−１８０９７６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された手法において、歩留りを低下させている装置を推定できても、メンテナンス等により装置状態は既に変遷しており、異常が再現しないことが多い。

また、特許文献２に記載されるように、設備の稼動状態を示す情報を検知するセンサの出力をオンラインにて監視しようとしても、比較すべき正常と判断されるセンサ値の範囲を精度良く求めておく必要がある。さらに、センサ値の出力波形を比較して異常を検知しようとしても、比較すべきテンプレート波形を予め登録する必要があり、この登録にはこれまで判明した既知のトラブルにおけるテンプレート波形等が情報となっており、未知のトラブルを検出することは困難であることが推定されるという課題があった。

本発明は、前記従来技術の課題を解決することに指向するものであり、歩留りを低下させている装置を確実に推定することができ、さらに異常と推定されるセンサの出力する情報（センサ値）をも推定する手段を有する歩留解析装置及び歩留解析方法を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係る歩留解析装置は、ロット及びロットを構成するウェハーの歩留りの分析結果を取得する手段と、ロットを加工した装置の進行管理情報を取得する手段と、ロットの歩留り分析結果とロットを加工した装置の進行管理情報との相関関係より、共通装置を照合させて歩留りを低下させた装置を推定する歩留りの解析手段と、装置の稼動状態を示す情報を検知するセンサの出力を、情報交換網を介して監視する手段と、歩留りを低下させたと推定された単数、または複数の装置からのウェハーを加工した装置の稼動状態を示すセンサ値を抽出する手段と、ウェハーを加工した装置の稼動状態を示したセンサ値と、ウェハーの歩留りとの相関関係により、歩留りを低下させた装置及び稼動状態を示すセンサ値を特定する手段とを備えたこと、また装置を管理するためセンサで検知する装置の稼動状態を示すセンサ値を変更する手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、歩留解析方法は、ロット及びロットを構成するウェハーの歩留りの分析結果を取得する工程と、ロットを加工した装置の進行管理情報を取得する工程と、ロットの歩留り分析結果とロットを加工した装置の進行管理情報との相関関係より、共通装置を照合させて歩留りを低下させた装置を推定する歩留りの解析工程と、装置の稼動状態を示す情報を検知するセンサの出力を、情報交換網を介して監視する工程と、歩留りを低下させたと推定された単数、または複数の装置からのウェハーを加工した装置の稼動状態を示すセンサ値を抽出する工程と、歩留りの解析工程において、ロットの歩留りを低下させた装置を推定し、推定された装置によって加工されたウェハーの歩留り変動と、ウェハーを加工した装置の稼動状態を示すセンサ値の変動との相関関係により、歩留りを低下させた装置及び稼動状態を推定する工程とからなることを特徴とする。

前記の歩留り解析の装置及び方法によれば、歩留りを低下させている装置を精度良く推定でき、さらに装置の異常を検出しているセンサ値まで推定でき、歩留り解析の精度と不具合個所を特定することができる。

以上説明したように、本発明によれば、歩留りを低下させているウェハーを加工した装置を精度良く推定でき、さらに装置が異常を検出しているセンサ値まで推定できるため、歩留り解析の精度と不具合個所を特定する能力の向上が図れ、また、検出したセンサ値（異常値）を管理規格として登録、変更することで、歩留り低下を未然に防止することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態における歩留解析装置を有する製造設備の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態の歩留解析装置は、ロット及びロットを構成するウェハーの検査結果を格納する検査結果データベース（以下、検査結果ＤＢという）１、前記検査結果を分析する歩留分析用計算機２、ロットを加工した加工装置または着工日等の進行管理情報を格納した進行管理データベース（以下、進行管理ＤＢという）３、ロット毎に加工した加工装置の進行管理情報を取得するロットの進行管理用計算機４、モニタリングデータ監視用計算機５、モニタリングデータを格納する装置モニタリングデータベース（以下、装置モニタリングＤＢという）６、モニタリングデータ集計用計算機７、歩留りを低下させた装置を推定する歩留解析用計算機８、歩留りを低下させた加工装置及び加工装置状態を推定する歩留異常推定用計算機９から構成される。

また、歩留解析装置を有する製造設備は、第１〜第３加工装置１１ａ〜１１ｃは工程Ａで用いられる同一の加工装置であり、第５〜第７加工装置１２ａ〜１２ｃは工程Ｂで用いられる同一の加工装置である。第１〜第３検査装置１３ａ〜１３ｃは検査工程で用いられる同一の検査装置である。以上のように構成された歩留解析装置は、製造ラインを流れるウェハー２０を処理する各加工装置はＬＡＮ等により構築された情報交換網のネットワーク２１によって相互に接続されている。

本設備に投入されたウェハー２０は、例えば、成膜、露光、エッチング等の処理が繰り返され、さらに必要に応じてイオン打ち込み等の処理が施される。実際には複数のウェハー２０をまとめたロット単位で処理される。ロット情報として処理された処理工程、加工した装置の装置ＩＤ、加工したウェハーのウェハーＩＤ、着工時間、完成時間等の加工情報が進行管理ＤＢ３に格納される。製品回路パターンが形成されたあと、検査工程において、第１〜第３検査装置１３ａ〜１３ｃによって製品検査が施され、検査結果が検査結果ＤＢ１に格納される。

また、加工を施した装置からは、装置の稼動状態を示す情報を検知するセンサからの出力（センサデータ）が出力され、装置モニタリングＤＢ６に蓄積される。さらに装置の稼動状態を示す情報を検知するセンサからの出力がモニタリングデータ監視用計算機５に入力される。このモニタリングデータ監視用計算機５は、過去のモニタリングデータの情報を取得するために、装置モニタリングＤＢ６に接続されている。

以上のように構成された製造設備の歩留解析装置について、図２，図３を参照しながら、以下にその動作を説明する。図２は歩留解析用計算機８のアルゴリズム（処理手順）を示すフローチャート、図３は歩留異常推定用計算機９のアルゴリズムを示すフローチャートである。

図２に示すように、歩留り解析を実施する場合、解析するロットの検査結果を検査結果ＤＢ１より取得し、不良内容、不良発生率などロットの歩留り情報を歩留分析用計算機２において算出し、歩留解析用計算機８に取り込む（Ｓ１）。処理Ｓ１において取り込んだロットの工程名または工程ＩＤ、加工した装置ＩＤ、着工日などのロットの進行管理情報を、進行管理用ＤＢ３から進行管理用計算機４を介して出力し、同じく歩留解析用計算機８に取り込む（Ｓ２）。歩留りの低いロット及び歩留りの良好なロットを検査結果より指定する（Ｓ３）。

指定された検査結果の順で複数ロットの歩留りの低いロット群及び歩留りの良好なロット群に対して、それぞれ装置ＩＤ毎に工程別処理率（処理率＝装置ＩＤ毎の処理ロット数／各ロット群のロット数）を算出する（Ｓ４）。歩留りの低いロット群で、処理率降順に装置ＩＤと処理率を出力する（Ｓ５）。この処理率を設定された値と比較する（Ｓ６）。処理率が例えば６０％以上の場合（Ｓ６のＹｅｓ）、同装置ＩＤの歩留り良好なロット群においての処理率を比較する（Ｓ７）。処理率が例えば４０％未満であれば（Ｓ７のＮｏ）装置ＩＤを記憶し（Ｓ８）、処理Ｓ５に戻る。また同装置ＩＤの処理率が４０％以上であれば（Ｓ７のＹｅｓ）、処理Ｓ５に戻る。

歩留りの低いロット群で、処理率降順に装置ＩＤと処理率を出力してゆき（処理Ｓ５〜処理Ｓ８を繰り返し）、処理Ｓ６において、処理率が例えば６０％未満になった場合（Ｓ６のＮｏ）、処理Ｓ３にて指定された歩留りの低いロットＩＤ、及び歩留りの良好なロットＩＤ、これまで処理Ｓ８において記憶した装置ＩＤを出力して終了する（Ｓ９）。歩留解析用計算機８では、このようにして歩留りが低いロットに比較的共通に処理された装置ＩＤを１台または複数台を導出している。

さらに、図３に示すように、歩留異常推定用計算機９においては、歩留解析用計算機８において導出された歩留りの低いロットＩＤ、歩留りの良好なロットＩＤ、記憶されていた装置ＩＤを取り込む（Ｓ１１）。対象装置ＩＤの加工装置が加工したウェハー毎にセンサデータをモニタリングデータ集計用計算機７より取り込む（Ｓ１２）。各装置ＩＤ毎のセンサデータと歩留りとの相関関係を示す相関係数を算出し（Ｓ１３）、相関係数の絶対値を降順に並び替え（Ｓ１４）、結果を表示する（Ｓ１５）。ここで最上位に挙がった装置ＩＤが歩留り異常の加工装置であり、センサが取得した項目が歩留り異常の要因である。

さらに、歩留りが低い場合のセンサのセンサデータを、図１に示すモニタリングデータ監視用計算機５に管理規格値として登録、または、これまで登録されていた管理規格値を変更することで（Ｓ１７）、未然に歩留り低下を抑制することが可能となる。

ここではウェハー毎に加工装置の稼動状態を示す情報を検知するセンサのセンサデータを取得しているが、ウェハーの加工ステップにおけるセンサデータが取得できれば、より精度良く異常を検出することが可能となる。また、センサデータは直接加工装置から取得しているが、製造設備に設備稼動情報を取得できる設備モニタリング装置を設置し、この設備モニタリング装置を介して取得しても解析可能である。

歩留解析用計算機８においては、数値的に歩留りが低いロットにおいては比較的共通に処理され、かつ、歩留りが良好なロットにおいては比較的共通して処理されなかった装置ＩＤを抽出しているが、一般的な機差解析等に用いられる統計的手法にて導出してもかまわない。またデータマイニングと呼ばれる解析手法を用いても導出可能である。

また、各装置ＩＤ毎のセンサデータと歩留りとの相関係数を算出し、相関係数の絶対値を降順に並び替えることで歩留りの異常要因を導出しているが、これも一般的な統計的手法や、データマイニングと呼ばれる解析手法を用いても導出可能である。なお、本実施の形態では、処理率として具体的な数値を例として記載しているが、これはあくまで参考値であり、数値を拘束するものではない。さらに、本実施の形態では、説明上複数の計算機に機能を分散した構成としているが、複数の機能を単一の計算機が処理する構成でも実施可能である。

本発明に係る歩留解析装置及び歩留解析方法は、歩留りを低下させている装置を精度良く推定でき、さらに装置の異常を検出しているセンサ値まで推定できる効果を有し、半導体装置等の製造プロセスの安定化等に有用である。

本発明の実施の形態における歩留解析装置を有する製造設備の概略構成を示すブロック図本実施の形態における歩留解析用計算機のアルゴリズムを示すフローチャート本実施の形態における歩留異常推定用計算機のアルゴリズムを示すフローチャート

符号の説明

１検査結果ＤＢ（データベース）
２歩留分析用計算機
３進行管理ＤＢ（データベース）
４進行管理用計算機
５モニタリングデータ監視用計算機
６装置モニタリングＤＢ（データベース）
７モニタリングデータ集計用計算機
８歩留解析用計算機
９歩留異常推定用計算機
１１，１２加工装置
１３検査装置
２０ウェハー
２１ネットワーク

Claims

ロット及び前記ロットを構成するウェハーの歩留りの分析結果を取得する手段と、前記ロットを加工した装置の進行管理情報を取得する手段と、前記ロットの歩留り分析結果と前記ロットを加工した装置の進行管理情報との相関関係より、共通装置を照合させて歩留りを低下させた装置を推定する歩留りの解析手段と、装置の稼動状態を示す情報を検知するセンサの出力を、情報交換網を介して監視する手段と、前記歩留りを低下させたと推定された単数、または複数の装置からのウェハーを加工した装置の稼動状態を示すセンサ値を抽出する手段と、前記ウェハーを加工した装置の稼動状態を示したセンサ値と、前記ウェハーの歩留りとの相関関係により、歩留りを低下させた装置及び稼動状態を示すセンサ値を特定する手段とを備えたことを特徴とする歩留解析装置。
前記装置を管理するためセンサで検知する装置の稼動状態を示すセンサ値を変更する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の歩留解析装置。
ロット及び前記ロットを構成するウェハーの歩留りの分析結果を取得する工程と、前記ロットを加工した装置の進行管理情報を取得する工程と、前記ロットの歩留り分析結果と前記ロットを加工した装置の進行管理情報との相関関係より、共通装置を照合させて歩留りを低下させた装置を推定する歩留りの解析工程と、装置の稼動状態を示す情報を検知するセンサの出力を、情報交換網を介して監視する工程と、前記歩留りを低下させたと推定された単数、または複数の装置からのウェハーを加工した装置の稼動状態を示すセンサ値を抽出する工程と、前記歩留りの解析工程において、前記ロットの歩留りを低下させた装置を推定し、推定された装置によって加工されたウェハーの歩留り変動と、前記ウェハーを加工した装置の稼動状態を示すセンサ値の変動との相関関係により、歩留りを低下させた装置及び稼動状態を推定する工程とからなることを特徴とする歩留解析方法。