JP2006090901A - Treatment evaluation method and device in manufacturing process of semiconductor product, and semiconductor product manufacturing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体製品を製造する際に実施する処理に関する評価を行うシステムおよび方法などに関する。 The present invention relates to a system, a method, and the like for performing an evaluation regarding a process performed when manufacturing a semiconductor product.
半導体製品の製造工程は、数多くの処理工程によって成り立っている。したがって、歩留まりを向上させるためには、不良品を解析して不良の発生要因を調べるよりも、半導体製品の製造中にリアルタイムで各処理工程が適切に行われているか否かを検証したほうが効果的である。 The manufacturing process of a semiconductor product consists of many processing steps. Therefore, in order to improve the yield, it is more effective to verify whether each processing step is properly performed in real time during the manufacture of semiconductor products, rather than analyzing defective products and examining the cause of defects. Is.
しかし、作業員にとって、処理の様子を観察して不良の発生の有無を判別するのは難しい。 However, it is difficult for an operator to determine the presence or absence of a defect by observing the state of processing.
そこで、特許文献1に記載されるような方法が提案されている。係る方法によると、ウェットエッチング処理が行われているときの被処理基板表面を撮影し、撮影によって得られた画像をモニターする。そして、その画像に応じて被処理基板の面内エッチング分布を算出する。これにより、作業員は、従来のように単に処理の様子を観察する場合よりも、不良の発生の有無を容易に判別することができる。
しかし、特許文献1に記載される方法によると、エッチング処理の不良を見つけ出すためには、作業員が面内エッチング分布の変化の様子を監視し続けなければならない。この監視の作業は、処理の様子を直接観察する場合よりは楽であるが、依然として、作業員にとって精神的および肉体的に大きな負担となっている。また、監視は作業員の経験および感覚に頼るところが大きいので、不良が発生しているのを見落としたり、不良が発生していないのに不良が発生したと誤認識したりすることがある。
However, according to the method described in
処理中の画像を録画しておき、後から時間を掛けて不良の発生を見つけ出すことも考えられる。しかし、この方法では、不良の発生の発見が遅くなるので、歩留まりを向上させるのに効果的であるとは言い難い。 It is also conceivable to record an image being processed and find out the occurrence of a defect later. However, this method slows down the detection of the occurrence of defects, and is not effective in improving the yield.
本発明は、このような問題点に鑑み、半導体製品の製造の際に実施される処理の良否の評価を、作業員に負担を掛けることなく従来よりも正確かつ迅速に行うことができるようにすることを目的とする。 In view of such problems, the present invention is capable of more accurately and promptly evaluating the quality of processing performed when manufacturing a semiconductor product than before without burdening workers. The purpose is to do.
本発明に係る処理評価方法は、半導体製品を製造するために当該半導体製品の基となる基板に対して実施する処理の良否を評価する、半導体製品の製造工程における処理評価方法であって、前記基板に対して前記処理を実施するときの様子が撮影されるように予めカメラを設置しておき、前記基板に対して前記処理が実施されているときの様子を前記カメラによって撮影して得られた画像のうちの、不良が発生することなく当該処理が実施されたときの画像を、モデル画像として予め記憶手段に記憶させておき、前記半導体製品の製造中に、前記基板に対して前記処理が実施されているときの様子を前記カメラによって撮影する第一のステップと、前記第一のステップで得られた画像と前記記憶手段に記憶されている前記モデル画像とに基づいて、前記半導体製品の製造中における前記処理の良否を評価する第二のステップと、を実行することを特徴とする。 The process evaluation method according to the present invention is a process evaluation method in a semiconductor product manufacturing process for evaluating the quality of a process performed on a substrate on which the semiconductor product is based in order to manufacture the semiconductor product, A camera is set in advance so that the state when the processing is performed on the substrate is captured, and the state when the processing is performed on the substrate is captured by the camera. An image obtained when the processing is performed without any defect is stored in a storage unit as a model image in advance, and the processing is performed on the substrate during manufacture of the semiconductor product. Based on the first step of photographing with the camera, the image obtained in the first step, and the model image stored in the storage means. Te, and executes and a second step of evaluating the quality of the processing in the manufacturing of the semiconductor products.
前記処理評価方法を半導体製造システムに適用することができる。そして、前記処理評価方法による評価結果を、半導体製造システムにおける処理をより好適に実施するためにフィードバックすることができる。すなわち、前記半導体製品の製造中における処理が前記処理評価方法によって「不良あり」と評価された場合に、当該処理の処理条件を補正し、当該処理を行う処理装置を制御する。 The processing evaluation method can be applied to a semiconductor manufacturing system. And the evaluation result by the said process evaluation method can be fed back in order to implement the process in a semiconductor manufacturing system more suitably. That is, when the process during the manufacture of the semiconductor product is evaluated as “defective” by the process evaluation method, the processing condition of the process is corrected and the processing apparatus that performs the process is controlled.
本発明によると、半導体製品の製造の際に実施される処理の良否の評価を、作業員に負担を掛けることなく従来よりも正確かつ迅速に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to accurately and promptly evaluate the quality of processing performed when manufacturing a semiconductor product without burdening workers.
図1は半導体製品製造システム100の全体的な構成を示す図、図2はICチップを製造する工程の例を示す図、図3はエッチング装置2Fの構成の例を示す図、図4は制御装置1のハードウェア構成の例を示す図、図5は制御装置1の機能的構成の例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a semiconductor
半導体製品製造システム100は、IC(Integrated Circuit)チップ、液晶ディスプレイのTFTアレイ部、イメージセンサー、またはアモルファル太陽電池などの半導体製品を製造するCIM(Computer Integrated Manufacturing)であって、図1に示すように、制御装置1、製造ラインML、および通信回線3などによって構成される。製造ラインMLは、複数の処理装置2およびコンベアCYなどによって構成される。
The semiconductor
半導体製品は、多数の工程の処理をウェハーWFに施すことによって製造される。例えば、ICチップを製造する場合の前工程においては、主に図2に示すような処理が順に施される。すなわち、まず、研磨処理などが施されたウェハーWFに薄膜51を成膜する(丸数字1)。成膜されたウェハーWFにフォトレジスト52を塗布する(丸数字2)。予め作成された設計図に基づいてウェハーWFに露光することによって回路のマスクパターンを転写する(丸数字3)。
A semiconductor product is manufactured by applying a number of processes to a wafer WF. For example, in the pre-process for manufacturing an IC chip, processes as shown in FIG. 2 are mainly performed in order. That is, first, a
感光された部分以外のフォトレジスト52を除去する(丸数字4)。ただし、これは、フォトレジスト52としてネガ型レジストを用いた場合であって、ポジ型レジストを用いた場合は、感光された部分のフォトレジスト52を除去する。フォトレジスト52が除去された部分をエッチングし、ウェハーWFにマスクパターンを形成する(丸数字5)。ウェハーWFに残っているフォトレジスト52を剥離して取り除く(丸数字6)。そのほか、これらの処理の前後に、必要に応じて、洗浄処理、乾燥処理、焼きしめ処理、および不純物導入処理などが適宜行われる。
The
丸数字1〜6の一連の処理によって、ICチップ1層目の回路が形成される。そして、この一連の処理を必要に応じて繰り返し行うことによって、回路の層が積み重ねられてICが形成され、ICチップを製造するための前工程が完了する。
A circuit of the first layer of the IC chip is formed by a series of processing of the circled
ICチップ以外の半導体製品も、ウェハーWFに対して多数の種類の処理を施すことによって製造される。 Semiconductor products other than IC chips are also manufactured by performing many types of processing on the wafer WF.
図1に戻って、製造ラインMLには、上に述べた各工程の処理を施すための様々な処理装置2が設けられている。例えば、処理装置2として、チャンバー内のガスをプラズマ化して化学反応によって薄膜51をウェハーWFに成膜するP−CVD(Plasma Chemical vapor deposition)装置2A、スパッタリング法によって薄膜51をウェハーWFに成膜するスパッター装置2B、フォトレジストをウェハーWFに塗布するフォトレジスト塗布装置2C、マスクパターンをウェハーWFに転写するステッパー2D、現像処理を行う現像機(ディベロッパー)2E、エッチングを行うエッチング装置2F、およびフォトレジスト52をウェハーWFから剥離する剥離装置2Gなどが設けられている。
Returning to FIG. 1, the manufacturing line ML is provided with
これらの処理装置2は、制御装置1と通信回線3を介して接続されており、制御装置1からの制御命令に従って各々が行うべき処理をウェハーWFに対して施す。コンベアCYも制御装置1と接続されており、制御装置1からの制御命令に従って、ある工程の処理が施されたウェハーWFを、次の工程の処理を行うための処理装置2に運搬する。これらの工程の処理の中で、同じ処理装置2が複数の工程の処理を担当する場合もある。
These
以下、これらの処理装置2によって実施される処理のうちの、特に、ウェットエッチング方式かつ枚葉式ののエッチング装置2Fによって実施されるエッチング処理および乾燥処理の良否を評価する場合を例に説明する。以下、ウェットエッチングを単に「エッチング」と記載する。
Hereinafter, of the processes performed by these
図3に示すように、エッチング装置2Fは、コントローラ2F1、通信装置2F2、第一洗浄室CR1、エッチング室CR2、第二洗浄室CR3、第一乾燥室CR4、および第二乾燥室CR5などによって構成される。
As shown in FIG. 3, the
第一洗浄室CR1は、本エッチング装置2Fに搬送されてきたウェハーWFを洗浄する。エッチング室CR2は、洗浄されたウェハーWFに対してエッチング処理を実施する。第二洗浄室CR3は、エッチング処理が施されたウェハーWFを洗浄する。第一乾燥室CR4は、洗浄されたウェハーWFを回転させることによってウェハーWFの表面の水滴を取り除く。つまり、ウェハーWFをスピン乾燥させる。第二乾燥室CR5は、チャンバー内を高温にすることによってウェハーWFの表面の水滴を蒸発させる。つまり、ウェハーWFを高温乾燥させる。
The first cleaning chamber CR1 cleans the wafer WF that has been transferred to the
なお、スピン乾燥と高温乾燥とを1つの処理工程として1つのチャンバーで行うようにエッチング装置2Fを構成することもできるが、本実施形態では、スピン乾燥および高温乾燥をそれぞれ独立したチャンバーで実施するエッチング装置2Fを例に説明する。
Although the
これら5つの処理室(チャンバー)には、ウェハーWFに対してそれぞれの処理を施すための装置が設けられている。さらに、エッチング室CR2および第二乾燥室CR5には、それぞれ、カメラCM2およびカメラCM5が設置されている。ただし、カメラCM2の設置位置、撮影方向、および撮影範囲などは、ウェハーWFに対してエッチング処理が施されている様子を撮影することができるように設定されている。カメラCM5の設置位置、撮影方向、および撮影範囲などは、高温乾燥の処理が施された後のウェハーWFを撮影することができるように設定されている。カメラCM2として、デジタルビデオカメラなどの連続撮影可能な撮像装置が用いられる。カメラCM5については、処理後のウェハーWFが撮影できればよいので、デジタルカメラなどが用いられる。 In these five processing chambers (chambers), apparatuses for performing respective processing on the wafer WF are provided. Furthermore, a camera CM2 and a camera CM5 are installed in the etching chamber CR2 and the second drying chamber CR5, respectively. However, the installation position, shooting direction, shooting range, and the like of the camera CM2 are set so that it is possible to take a picture of the etching process performed on the wafer WF. The installation position, shooting direction, shooting range, and the like of the camera CM5 are set so that the wafer WF after being subjected to the high temperature drying process can be shot. As the camera CM2, an imaging device capable of continuous shooting such as a digital video camera is used. As for the camera CM5, a digital camera or the like is used because it is sufficient that the processed wafer WF can be photographed.
コントローラ2F1は、制御装置1から受信した指令などに基づいて、これら5つの処理室に設けられている各装置、通信装置2F2、およびカメラCM2、CM5を制御する。通信装置2F2は、制御装置1と通信を行うために用いられる。
The controller 2F1 controls each device provided in these five processing chambers, the communication device 2F2, and the cameras CM2 and CM5 based on a command received from the
図1に戻って、制御装置1は、図4に示すように、CPU1a、RAM1b、ROM1c、ハードディスク1d、および各種インタフェースなどによって構成されており、処理装置2およびコンベアCYなどの制御のために用いられる。
Returning to FIG. 1, as shown in FIG. 4, the
ハードディスク1dには、図5に示すような処理装置制御部101、画像データ受信部102、処理良否評価部103、好適レシピ抽出部104、およびデータベース管理部105などの機能を実現するためのプログラムおよびデータがインストールされている。これらのプログラムおよびデータは、必要に応じてRAM1bにロードされ、CPU1aによって実行される。制御装置1として、ワークステーションまたはパーソナルコンピュータなどが用いられる。
The
図6はデータベース管理部105が管理するデータベースなどの例を示す図、図7はレシピデータベースRBf2の例を示す図、図8は補正情報データベースHB1の例を示す図、図9は補正情報データベースHB2の例を示す図である。
6 is a diagram showing an example of a database managed by the
次に、図5に示す制御装置1の各部および図3に示すエッチング装置2Fの各部の処理内容について詳細に説明する。
Next, the processing contents of each part of the
図5のデータベース管理部105は、図6に示すように、レシピデータベースRB、補正情報データベースHB(HB1、HB2、…)、およびモデル画像データベースMBなどのデータベースを記憶し管理している。
As shown in FIG. 6, the
レシピデータベースRBは、各処理装置2で実施される処理ごとに1つずつ設けられている。例えば、図3で説明した5つの処理を行うエッチング装置2Fの場合は、第一洗浄室CR1ないし第二乾燥室CR5におけるそれぞれの処理のためのレシピデータベースRBとして、レシピデータベースRBf1〜RBf5が設けられている。
One recipe database RB is provided for each process performed by each
「レシピ」とは、処理装置2における製法、処置方法、または配合法などを意味する。つまり、処理装置2が処理を行う際の、チャンバー内の温度または真空度、使用する気体の種類、ガス流量、または温度、使用する液体の種類、流量、または温度、加圧する電圧、所定の動作の回数または速度、または電源の出力周波数などに関する種々の事項の設定条件である。半導体製品製造システム100で製造される半導体製品には、1つの処理ごとにどのような設定条件の下で処理を行うのが好適であるかのを示すレシピが用意されている。以下、このような好適なレシピをその半導体製品の「標準レシピ」と記載する。
“Recipe” means a production method, treatment method, blending method, or the like in the
レシピデータベースRBには、半導体製品製造システム100で製造される種々の半導体製品の標準レシピの内容を示すレシピ情報7が格納されている。また、これ以外にも、環境の様々な変化に対処するために、各設定条件の値を様々に組み合わせた多数のレシピのレシピ情報7が格納されている。例えば、エッチング室CR2のレシピデータベースRBf2には、図7に示すようなレシピ情報72が格納されている。
レシピ情報72において、「レシピID」は、そのレシピ情報72を他のレシピ情報72と識別するための識別情報である。「搬送速度」は、チャンバー内に処理対象のウェハーWFを搬送する際の速度を示している。「搖動スピード」および「搖動回数」は、それぞれ、エッチング処理時に処理対象のウェハーWFを搖動させる速さおよび回数を示している。「シャワー噴出流量」は、エッチング処理時にチャンバー内に送り込むエッチング液(薬液)の流量を示している。「エッチング時間」は、エッチング処理を実行する時間の長さを示している。
In the
図6の補正情報データベースHB1には、図8に示すように、補正用データHDTが格納されている。この補正用データHDTは、エッチング室CR2でのエッチング処理の際に不良が発生した場合にその不良がなくなるようにレシピつまり処理条件を補正するために用いられる。 In the correction information database HB1 of FIG. 6, correction data HDT is stored as shown in FIG. The correction data HDT is used to correct the recipe, that is, the processing conditions so that the defect is eliminated when a defect occurs during the etching process in the etching chamber CR2.
「気泡オーバ数」および「波の異常の有無」は、発生した不良の状態を示している。不良の状態は、図5の処理良否評価部103によって求められる。これについては、後に説明する。
“Bubble over number” and “absence / absence of wave abnormality” indicate the state of a defect that has occurred. The failure state is obtained by the processing
「シャワー噴出流量」ないし「第二洗浄室純水洗浄時間」までの各フィールドの値は、「気泡オーバ数」および「波の異常の有無」に示されるような状態の不良が発生した場合に、その不良をなくすために各チャンバー内における処理条件をどのように補正すればよいのかを示している。「シャワー噴出流量」および「搖動回数」は、それぞれ、エッチング室CR2におけるエッチング処理の際のエッチング液の流量および搖動回数の条件を示している。「第一洗浄室純水吐出量」および「第一洗浄室純水洗浄時間」は、それぞれ、第一洗浄室CR1における洗浄処理の際の純水の流量および洗浄時間を示している。「第二洗浄室純水吐出量」および「第二洗浄室純水洗浄時間」は、それぞれ、第二洗浄室CR3における洗浄処理の際の純水の流量および洗浄時間を示している。 The values in each field from “Shower ejection flow rate” to “Second cleaning room pure water cleaning time” are the values when a defect in the state shown in “Number of bubbles over” and “Whether there is a wave abnormality” occurs. This shows how to correct the processing conditions in each chamber in order to eliminate the defect. “Shower ejection flow rate” and “number of peristaltic movements” indicate the conditions of the flow rate of the etching liquid and the number of peristaltic times during the etching process in the etching chamber CR2. “First cleaning chamber pure water discharge amount” and “first cleaning chamber pure water cleaning time” indicate the flow rate and cleaning time of pure water during the cleaning process in the first cleaning chamber CR1, respectively. “Second cleaning chamber pure water discharge amount” and “second cleaning chamber pure water cleaning time” respectively indicate the flow rate and cleaning time of pure water during the cleaning process in the second cleaning chamber CR3.
図6の補正情報データベースHB2には、図9に示すように、補正用データHDUが格納されている。この補正用データHDUは、第二乾燥室CR5での高温乾燥処理の結果、ウォータスポットまたはウォータマーカなどと呼ばれる、水滴が蒸発した跡(以下、「水滴跡」と記載する。)が、ウェハーWFに現れるという不良が発生した場合に、その不良がなくなるようにレシピつまり処理条件を補正するために用いられる。 In the correction information database HB2 of FIG. 6, correction data HDU is stored as shown in FIG. In the correction data HDU, a wafer WF is a trace of water droplets (hereinafter referred to as “water droplet trace”) called a water spot or a water marker as a result of the high temperature drying process in the second drying chamber CR5. Is used to correct the recipe, that is, the processing conditions so that the defect disappears.
「水滴跡オーバ数」は、発生した不良の状態を示している。不良の状態は、図5の処理良否評価部103によって求められる。これについては、後に説明する。「第二洗浄室純水吐出量」ないし「純水温度」までの各フィールドの値は、「水滴跡オーバ数」に示されるような状態の不良が発生した場合に、その不良をなくすために第一乾燥室CR4における処理条件をどのように補正すればよいのかを示している。「第二洗浄室純水吐出量」は、第二洗浄室CR3での洗浄処理時にチャンバー内に送り込む純水の流量を示している。「スピン回転速度」および「N2温度」は、それぞれ、第一乾燥室CR4でのスピン乾燥処理時における、処理対象のウェハーWFを回転させる際の回転速度およびチャンバー内の窒素ガスの温度を示している。
The “water droplet trace over number” indicates the state of a defect that has occurred. The failure state is obtained by the processing
なお、補正情報データベースHB1、HB2に格納される補正用データHDT、HDUは、実験的に求められる。 The correction data HDT and HDU stored in the correction information databases HB1 and HB2 are obtained experimentally.
図6のモデル画像データベースMBには、モデル画像データ8Mが格納されている。「モデル画像」とは、模範的にまたは理想的にウェハーWFに対する処理が実施されたときのチャンバー内の様子を撮影して得られた動画像である。モデル画像は、エッチング処理の不良について評価するために参照される。よって、モデル画像を「リファレンス画像」と呼ぶこともできる。
モデル画像データ8Mは、半導体製品を製造する工程の中の所定の処理ごとに準備される。例えば、本実施形態のエッチング装置2F(図3参照)に関しては、エッチング処理のモデル画像データ8Mが準備される。ただし、同じ処理装置2における同じ種類の処理であっても、その処理を実施する際に使用するレシピ情報7(すなわち、処理条件)が異なれば、処理中のチャンバー内の様子も異なる場合がある。また、同じレシピ情報7を用いても処理対象(すなわち、製造目的である半導体製品)が異なれば処理中のチャンバー内の様子も異なる場合がある。そこで、モデル画像データ8Mは、同じ種類の処理であっても、処理対象およびレシピ情報7の組合せごとにそれぞれモデル画像データ8Mを準備しておくのが望ましい。
The
モデル画像データ8Mは、次のような手順で準備される。例えば、半導体製品Xが製造の目的物であり、「レシピID=AZ2」であるレシピ情報72に示される条件が処理条件である場合の、エッチング装置2Fのエッチング室CR2におけるエッチング処理のモデル画像データ8Mを準備するものとする。まず、本エッチング処理の1つ前までの処理が半導体製品Xの製造のために施されたウェハーWFを用意する。
The
「レシピID=AZ2」であるレシピ情報72に示される処理条件で、エッチング処理を開始する。これと同時にエッチング室CR2に設けられたカメラCM2によってエッチング室CR2の中の様子の撮影を開始する。撮影は、所定の時間(例えば、エッチング処理が終了するまでの間)継続して行う。撮影速度(1秒当たりの撮影のフレーム数)は、後に説明するエッチング処理の良否の評価のための画像分析ができる程度であればよい。撮影速度は、実験的に設定される。なお、撮影速度が毎秒数フレーム程度である場合は、カメラCM2として、デジタルカメラを用いてもよい。
The etching process is started under the processing conditions indicated in the
エッチング処理が施されたウェハーWFの品質を検査する。一定以上の品質があった場合は、今回のエッチング処理の様子を撮影して得られた動画像(各フレームの画像)を、モデル画像として採用する。複数回撮影を行い、もっとも品質が高かったときの画像を採用してもよい。このモデル画像は、後に説明するように、エッチング処理時のエッチング液の水面の波の発生具合に関する異常を検出するために用いられる。そこで、各フレーム(コマ)から気泡の画像を削除する画像処理を施しておく。 The quality of the etched wafer WF is inspected. If the quality exceeds a certain level, a moving image (image of each frame) obtained by photographing the state of the etching process this time is adopted as a model image. It is also possible to take an image several times and adopt the image when the quality is the highest. As will be described later, this model image is used to detect an abnormality related to the generation of waves on the water surface of the etchant during the etching process. Therefore, image processing for deleting the bubble image from each frame (frame) is performed.
そして、このモデル画像を所定の画像フォーマットのデータに変換することによってモデル画像データ8Mを生成し、モデル画像データベースMBに格納しておく。このとき、他のモデル画像データ8Mと識別するために、半導体製品Xの識別子、使用したレシピ情報7の識別子、および本エッチング処理の識別子などを対応付けておく。
Then,
また、モデル画像データ8Mの各フレームに写っている気泡の個数を計数し、その計数結果をモデル気泡データ8KHとしてそのモデル画像データ8Mに対応付けてモデル画像データベースMBに格納しておく。
Further, the number of bubbles reflected in each frame of the
一方、一定以上の品質が得られなかった場合は、使用するレシピ情報72を必要に応じて変更するなどして、一定以上の品質が得られるまで、もう一度上に説明したエッチング処理および撮影などをやり直す。なお、このような場合は、標準レシピとして使用するレシピ情報72を見直す必要がある。
On the other hand, if the quality above a certain level is not obtained, the etching information and photographing described above are performed again until the quality above a certain level is obtained by changing the
図5に戻って、処理装置制御部101は、各処理装置2およびコンベアCYの制御を次のように行う。製造目的の半導体製品の工程表に従って、ある処理が施されたウェハーWFが次の処理のための処理装置2またはチャンバーに搬送されるように、コンベアCYを制御する。例えば、図3の第一洗浄室CR1で洗浄処理が施されたウェハーWFを次のエッチング室CR2に運搬し、そのエッチング室CR2でエッチング処理が施されたウェハーWFを次の第二洗浄室CR3に搬送し、…というように運搬作業が実行されるようにコンベアCYを制御する。また、処理装置2の制御は、各処理装置2に、処理の実行命令を示す信号とともに各処理のためのレシピ情報7を送信することによって行う。
Returning to FIG. 5, the processing
半導体製品製造システム100の運転を開始してしばらくは、各処理装置2を、標準レシピのレシピ情報7に基づいて処理が実施されるように制御する。そして、もしも、いずれかの処理に不良があることが発見されたら、その不良をなくすことができるレシピのレシピ情報7に基づいて処理装置2を制御する。つまり、処理条件を補正して処理装置2を制御する。これについては、後に説明する。
For a while after the operation of the semiconductor
各処理装置2では、制御装置1の処理装置制御部101から送信されてきた命令に従って、1つ前の処理が施されたウェハーWFに対して処理が施される。例えば、図3のエッチング装置2Fにおいては、コントローラ2F1は、第一洗浄室CR1ないし第二乾燥室CR5で所定の処理が実施されるように、これらのチャンバー内の各装置を、制御装置1から送信されて来た5種類のレシピ情報7に従って制御する。
In each
また、エッチング室CR2で実施されるエッチング処理の様子を所定の期間撮影するようにカメラCM2を制御する。撮影の開始のタイミングは、エッチング処理の開始時にしておく。つまり、前に説明したモデル画像データ8Mを生成するための撮影のタイミングと同じにしておく。撮影速度、撮影時間、撮影方向、撮影倍率などの撮影条件も、モデル画像データ8Mを生成するための撮影の場合と同じにしておく。さらに、高温乾燥の処理が施された後のウェハーWFの表面を撮影するようにカメラCM5を制御する。
Further, the camera CM2 is controlled so as to photograph the state of the etching process performed in the etching chamber CR2 for a predetermined period. The start timing of imaging is set at the start of the etching process. That is, the timing is the same as the shooting timing for generating the
カメラCM2によって得られた動画像のデータは、処理時画像データ8Sとして通信装置2F2によって制御装置1に送信される。カメラCM5によって得られた画像のデータは、処理後画像データ8Eとして制御装置1に送信される。
The moving image data obtained by the camera CM2 is transmitted to the
図10はエッチング良否評価処理の流れの例を説明するフローチャート、図11は互いに対応するフレームのモデル画像MGおよび処理時画像SGの例を示す図、図12は気泡を検知する方法の例を説明するための図、図13は気泡を検知する他の方法の例を説明するための図、図14は水滴跡良否評価処理の流れの例を説明するフローチャート、図15は好適レシピ抽出処理の流れの例を説明するフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the flow of the etching pass / fail evaluation process, FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a model image MG and a processing image SG of frames corresponding to each other, and FIG. FIG. 13 is a diagram for explaining an example of another method for detecting bubbles, FIG. 14 is a flowchart for explaining an example of the flow of water droplet trace quality evaluation processing, and FIG. 15 is a flow of suitable recipe extraction processing It is a flowchart explaining the example of.
制御装置1において、図5の画像データ受信部102は、エッチング装置2Fから送信された処理時画像データ8Sおよび処理後画像データ8Eを受信する処理を行う。
In the
画像データが受信されると、処理良否評価部103は、その処理時画像データ8Sおよび図6のモデル画像データベースMBに格納されているモデル画像データ8Mに基づいて、エッチング装置2Fのエッチング室CR2で行われたエッチング処理の良否の評価を、図10に示すような手順で行う。
When the image data is received, the processing
まず、解析の対象である画像のフレームの番号を示す変数(x)を「1」にリセットし、気泡の発生具合の異常および波の発生具合の異常のフレーム数をカウントするカウンタCT1、CT2を「0」にリセットしておく(#101)。 First, the variable (x) indicating the frame number of the image to be analyzed is reset to “1”, and counters CT1 and CT2 for counting the number of abnormally generated bubbles and abnormally generated waves are counted. It is reset to “0” (# 101).
受信した処理時画像データ8Sに対応するモデル画像データ8Mをモデル画像データベースMBの中から抽出する(#102)。つまり、処理時画像データ8Sの動画像が撮影されたときに実施された処理の種類、処理条件(使用されたレシピ情報7)、および製造の目的の半導体製品に対応するモデル画像データ8Mを抽出する。例えば、半導体製品Xを製造する目的で、「レシピID=AZ2」のレシピ情報72に示される処理条件下で、エッチング装置2Fのエッチング室CR2でエッチング処理が実施されたときの処理時画像データ8Sを受信した場合は、その半導体製品Xの識別子、そのレシピ情報72の識別子、および本エッチング処理の識別子と対応付けられているモデル画像データ8Mを抽出する。図11に示すように、処理時画像データ8Sの動画像の各フレームおよび抽出したモデル画像データ8Mの各フレームを、時系列に配列する。このとき、撮影開始時のフレームを第一フレームとし、それ以降のフレームを順に、第二フレーム、第三フレーム、…、第Nフレームとする。以下、処理時画像データ8Sの1枚のフレームに写っている画像を「処理時画像SG」と記載し、モデル画像データ8Mの1枚のフレームに写っている画像を「モデル画像MG」と記載する。また、モデル画像データ8Mとともに、そのモデル画像データ8Mに対応するモデル気泡データ8KHも抽出しておく。
The
処理時画像データ8Sの第xフレーム(ここでは、第一フレーム)の処理時画像SGに写っている気泡の個数、位置、およびサイズを検出する(#103)。これらを検出する方法として、例えば次の2種類の方法のうちのいずれかが用いられる。
The number, position, and size of bubbles appearing in the processing image SG of the x-th frame (here, the first frame) of the
第一の方法は、図12(a)に示すように処理時画像SGの水平方向に連続する1ライン上の画素の輝度値を抽出し、図12(b)のグラフに示すような画素値の水平方向の変化を求める。そして、所定の間隔の画素間における輝度値の変化量が所定の値以上である部分に気泡があると判別する。このとき、その気泡の位置も認識しておく。または、輝度値が所定の値以下である部分に気泡があると判別してもよい。このような水平方向の輝度値の検出を、処理時画像SGの上端のラインから下方へと順に走査するように繰り返す。これにより、処理時画像SGの中のどの位置の画素に気泡が写っているかが検出される。また、気泡が写っている画素の連続している数に基づいて、気泡のサイズも算出することができる。 In the first method, as shown in FIG. 12A, the luminance values of pixels on one line continuous in the horizontal direction of the processing image SG are extracted, and the pixel values as shown in the graph of FIG. Find the horizontal change of. Then, it is determined that there is a bubble in a portion where the amount of change in luminance value between pixels at a predetermined interval is equal to or greater than a predetermined value. At this time, the position of the bubble is also recognized. Or you may discriminate | determine that there exists a bubble in the part whose luminance value is below a predetermined value. Such detection of the luminance value in the horizontal direction is repeated so as to sequentially scan downward from the upper end line of the processing-time image SG. Thereby, it is detected in which pixel in the processing image SG the bubble is reflected. Further, the bubble size can also be calculated based on the continuous number of pixels in which the bubble appears.
そして、検出された気泡を計数し、その個数を各気泡の位置およびサイズとともに記憶しておく。ただし、サイズが所定の値以下である気泡は、後の加工処理の良否にほとんど影響を与えないか、またはカメラCM2の撮像素子で発生したノイズである(つまり、実際にはその位置には気泡が発生していない)、と考えられる。そこで、このような気泡は、無視することとする。 Then, the detected bubbles are counted, and the number is stored together with the position and size of each bubble. However, a bubble whose size is equal to or smaller than a predetermined value has little effect on the quality of subsequent processing or is noise generated in the image sensor of the camera CM 2 (that is, the bubble is actually located at that position). Is not generated). Therefore, such bubbles are ignored.
第二の方法は、処理時画像SGの中から気泡の画像領域だけを抽出し、気泡を検出する。すなわち、図13に示すように、エッチング処理が開始される前の、気泡が発生していない状態の画像(標準画像SGX)を予め用意しておく。処理時画像SGと標準画像SGXとの差分を取る。これにより、気泡だけが写っている差分画像SGYが得られる。この差分画像SGYを二値化するなどして、「0」または「1」だけで表される白黒画像SGZを得る。この白黒画像SGZから画素値が「1」である画素の塊の位置、大きさ、および個数を求めることによって、気泡が検出される。なお、第一の方法の場合と同様に、所定サイズ以下の気泡は無視する。 In the second method, only the bubble image region is extracted from the processing time image SG, and the bubble is detected. That is, as shown in FIG. 13, an image (standard image SGX) in which no bubbles are generated before the etching process is started is prepared in advance. The difference between the processing image SG and the standard image SGX is taken. Thereby, a differential image SGY in which only bubbles are shown is obtained. A black and white image SGZ represented by only “0” or “1” is obtained by binarizing the difference image SGY. Bubbles are detected by obtaining the position, size, and number of pixels having a pixel value of “1” from the monochrome image SGZ. As in the case of the first method, bubbles having a predetermined size or less are ignored.
フローチャートに戻って、ステップ#102で抽出されたモデル気泡データ8KHに示される第xフレーム(ここでは、第一フレーム)の気泡の個数とステップ#103で検出された気泡の個数とを比較する(#104)。そして、前者に所定の個数を加算した値を閾値とし、後者がその閾値以上であった場合は(#104でYes)、そのフレームのシーンの気泡の発生具合に異常があると判別し、カウンタCT1に「1」を加算する(#105)。閾値未満であった場合は(#104でNo)、異常はないと判別し、加算は行わない。
Returning to the flowchart, the number of bubbles in the xth frame (here, the first frame) indicated in the model bubble data 8KH extracted in
ステップ#107の、モデル画像MGの波の発生具合と処理時画像SGの波の発生具合との比較処理をより正確に行うために、ステップ#103で検出された気泡の位置およびサイズに基づいて処理時画像SGから気泡の画像を削除しておく(#106)。
Based on the position and size of the bubbles detected in
気泡を削除した処理時画像SGおよびこれと同じフレーム番号(ここでは、第一フレーム)のモデル画像MGをマッチングし、両者の波の発生具合の差異を検出する(#107)。例えば、処理時画像SGの一番左端の波の上端を表す画素と処理時画像SGのそれとが重なるように、両画像を重ね合わせる。この波のペアから右方向にある波同士の重なり具合を検知する。そして、画素のずれが所定の間隔以上である波のペアを検知した場合は(#108でYes)、そのフレームのシーンの波の発生具合に異常があったと判別し、カウンタCT2に「1」を加算する(#109)。検知しなかった場合は(#108でNo)、異常はなかったと判別し、カウンタCT2への加算は行わない。 The processing-time image SG from which the bubbles are deleted and the model image MG having the same frame number (here, the first frame) are matched to detect the difference in the generation of the waves (# 107). For example, the two images are overlapped so that the pixel representing the upper end of the leftmost wave of the processing image SG and the processing image SG overlap. The overlapping state of waves in the right direction from this pair of waves is detected. If a pair of waves with a pixel shift equal to or greater than a predetermined interval is detected (Yes in # 108), it is determined that there is an abnormality in the generation of waves in the scene of the frame, and the counter CT2 is set to “1”. Are added (# 109). If not detected (No in # 108), it is determined that there is no abnormality, and the addition to the counter CT2 is not performed.
次のフレームのモデル画像MGおよび処理時画像SGに比較対象を変更し(#110)、気泡および波の発生具合の良否の判別を、最後のフレーム(第Nフレーム)まで繰り返し行う(#103〜#109、#111でNo)。 The comparison target is changed to the model image MG and the processing image SG of the next frame (# 110), and the determination of the quality of the generation of bubbles and waves is repeated until the last frame (Nth frame) (# 103- No in # 109 and # 111).
そして、最後のフレーム(第Nフレーム)についての判別が終わったら(#111でYes)、カウンタCT1、CT2の値に基づいて、処理時画像データ8Sの動画像の撮影が行われたときのエッチング処理が良好であったか否かを評価する(#112)。本実施形態では、カウンタCT1、CT2の値をそれぞれの閾値と比較し、いずれか一方でも閾値以上になった場合は(#112でYes)、今回のエッチング処理は良好でない、すなわち、異常が発生している、と評価する(#114)。両方とも閾値未満であった場合は(#112でNo)、今回のエッチング処理は良好であったと判別する(#113)。
When the determination for the last frame (Nth frame) is completed (Yes in # 111), the etching when the moving image of the processing-
例えば、カウンタCT1の閾値が「フレーム数の3分の1」であると設定され、カウンタCT2の閾値が「フレーム数の2分の1」であると設定されている場合は、「CT1≧N/3 または CT2≧N/2」であれば、今回のエッチング処理は良好でないと評価される。 For example, when the threshold value of the counter CT1 is set to “one third of the number of frames” and the threshold value of the counter CT2 is set to “one half of the number of frames”, “CT1 ≧ N / 3 or CT2 ≧ N / 2 ”, this etching process is evaluated as not good.
図10の処理と並行して、処理良否評価部103は、エッチング装置2Fから送信されて来た処理後画像データ8Eに基づいて、水滴跡の残り具合の良否の評価を、例えば図14に示すような手順で行う。
In parallel with the processing of FIG. 10, the processing
予め用意しておいた水滴跡のないウェハーWFの表面の画像と処理後画像データ8Eに示される高温乾燥処理後のウェハーWFの表面の画像とを重ね合わせる(図14の#121)。両画像の差分を求めることによって、水滴跡だけの画像を生成する(#122)。その画像に写っている水滴跡を計数する(#123)。その個数が閾値以上であった場合は(#124でYes)、水滴跡がウェハーWFの表面に残り過ぎているので不良である、と評価する(#126)。閾値未満であった場合は(#124でNo)、良好であると評価する(#125)。
An image of the surface of the wafer WF having no water droplet trace prepared in advance and an image of the surface of the wafer WF after the high temperature drying process shown in the processed
図5に戻って、好適レシピ抽出部104は、いずれかの処理装置2の処理において不良が発生したと処理良否評価部103によって評価された場合に、その不良をなくして好適な処理結果が得られるようにするための処理条件つまりレシピ情報7を、図15に示すような手順で判別して抽出する。
Returning to FIG. 5, when the processing
例えば、エッチング装置2Fのエッチング処理において不良が発生していると処理良否評価部103によって評価された場合は、好適レシピ抽出部104は、まず、そのエッチング処理の不良の状態を求める(#131)。すなわち、波の発生具合に異常があったか否かおよび気泡が閾値よりもどれだけ多く発生したかを求める。前者については、図10の処理によって最終的に求められたカウンタCT2の値から求められる。後者については、例えば、各フレームについてステップ#103で検出された気泡の個数と閾値との差の平均値を算出すればよい。
For example, if the processing
求められた不良の状態に対応する補正用データHDTを、図8の補正情報データベースHB1から抽出する(#132)。例えば、発生した気泡と閾値との差が7個、かつ、波の異常あり、という状態の不良であった場合は、「気泡オーバ数=5〜10」かつ「波の異常の有無=有」の補正用データHDTを抽出する。 Correction data HDT corresponding to the obtained defective state is extracted from the correction information database HB1 of FIG. 8 (# 132). For example, if the difference between the generated bubble and the threshold is 7 and there is a wave abnormality, “bubble over number = 5 to 10” and “wave presence / absence = present” The correction data HDT is extracted.
抽出した補正用データHDTに基づいて、レシピデータベースRBf1〜RBf3から次のようなレシピのレシピ情報7を抽出する(#133)。
Based on the extracted correction data HDT,
レシピデータベースRBf2から、シャワー噴出流量および搖動回数がそれぞれ抽出された補正用データHDTの「シャワー噴出流量」および「搖動回数」に示される値であり、かつ、他の項目の条件(搬送速度、搖動スピード、エッチング時間など)の値が現在の処理条件の値と同じである、レシピのレシピ情報7を抽出する。つまり、現在の処理条件を補正用データHDTの「シャワー噴出流量」および「搖動回数」に示される値に変更可能なレシピ情報7を抽出する。
Shown from the recipe database RBf2, the shower ejection flow rate and the number of perturbations are extracted from the correction data HDT, which are the values indicated in the “shower ejection flow rate” and the “number of peristaltic motions”, and the conditions (conveying speed, peristaltic motion) of other items. The
例えば、現在の処理条件が「レシピID=AZ2」のレシピ情報7(図7参照)に示される条件であって、ステップ#132で抽出された補正用データHDTが「気泡オーバ数=5〜10」かつ「波の異常の有無=有」の補正用データHDTであったとする。この場合は、「シャワー噴出流量」および「搖動回数」をそれぞれ「135〜180」および「3〜4」の範囲の値に補正する必要がある。かつ、それ以外の項目の処理条件は「レシピID=AZ2」のレシピ情報7に示される値のままに保つ必要がある。そこで、これらの要件を満たす「レシピID=AXA」のレシピ情報7を抽出する。
For example, the current processing condition is the condition indicated in the recipe information 7 (see FIG. 7) of “recipe ID = AZ2”, and the correction data HDT extracted in
同様に、レシピデータベースRBf1から、純水吐出量および純水洗浄時間がそれぞれ補正用データHDTの「第一洗浄室純水吐出量」および「第一洗浄室純水洗浄時間」に示される値であり、かつ、他の項目の条件の値は現在の処理条件の値と同じである、レシピのレシピ情報7を抽出する。このレシピ情報7は、第一洗浄室CR1での洗浄処理のために用いられる。レシピデータベースRBf3から、純水吐出量および純水洗浄時間がそれぞれ補正用データHDTの「第二洗浄室純水吐出量」および「第二洗浄室純水洗浄時間」に示される値であり、かつ、他の項目の条件の値は現在の処理条件の値と同じである、レシピのレシピ情報7を抽出する。このレシピ情報7は、第二洗浄室CR3での洗浄処理のために用いられる。
Similarly, from the recipe database RBf1, the pure water discharge amount and the pure water cleaning time are values indicated by “first cleaning chamber pure water discharge amount” and “first cleaning chamber pure water cleaning time” of the correction data HDT, respectively. Yes, and the
また、ウェハーWFの表面に残った水滴跡に関する不良が発生していると処理良否評価部103によって評価された場合も、エッチング処理の不良の場合と同様の手順でレシピ情報7を抽出する。すなわち、まず、発生した不良の状態を求める(#131)。ここでは、ウェハーWFに残った水滴跡と閾値との差(以下、「水滴跡オーバ数」と記載する。)を求める。補正情報データベースHB2(図9参照)から、その水滴跡オーバ数に対応する補正用データHDUを抽出する(#132)。
Further, even when the processing
そして、抽出した補正用データHDUに基づいて、レシピデータベースRBf3、RBf4から次のようなレシピのレシピ情報7を抽出する(#133)。レシピデータベースRBf3から、純水吐出量を補正用データHDUの「第二洗浄室純水吐出量」の値に変更可能なレシピ情報7を抽出する。このレシピ情報7は、第二洗浄室CR3での洗浄処理のために用いられる。レシピデータベースRBf4から、スピン回転速度、N2温度、および純水温度をそれぞれ補正用データHDUの「スピン回転速度」、「N2温度」、および「純水温度」の値に変更可能なレシピ情報7を抽出する。このレシピ情報7は、第一乾燥室CR4でのスピン乾燥処理のために用いられる。
Then, based on the extracted correction data HDU,
図5に戻って、好適レシピ抽出部104によって抽出されたレシピ情報7は、不良の発生が検知された後の、エッチング装置2Fなどの処理装置2の制御のために用いられる。つまり、不良をなくすための好適なレシピ情報7が、制御の補正のためにフィードバックされる。
Returning to FIG. 5, the
図16は半導体製品製造システム100の全体的な処理の流れの例を説明するフローチャートである。次に、ある半導体製品を製造する際の半導体製品製造システム100の処理の流れを、図16のフローチャートを参照して説明する。
FIG. 16 is a flowchart for explaining an example of the overall processing flow of the semiconductor
予め、不良が発生しなかったときのエッチング処理の様子を撮影してモデル画像データ8Mを生成しておく(#1)。半導体製品製造システム100の運転を開始する(#2)。このとき、製造対象の半導体製品に対応する標準レシピに基づいて各処理装置2の制御を開始する。
The state of the etching process when no defect occurs is photographed in advance to generate
エッチング装置2Fのエッチング室CR2で実施されている処理の様子および第二乾燥室CR5での処理後のウェハーWFの撮影を行う(#3)。
The processing performed in the etching chamber CR2 of the
撮影によって得られた動画像のデータ(処理時画像データ8S)の各フレームの画像と予め準備しておいたモデル画像データ8Mの各フレームの画像とを比較するなどして、エッチング処理の良否を評価する(#4)。評価の手順は、前に図10で説明した通りである。これと並行して、処理後画像データ8Eに基づいて、ウェハーWFに残った水滴跡に関する良否を評価する(#5)。評価の手順は、前に図14で説明した通りである。
The quality of the etching process is determined by comparing the image of each frame of the moving image data (processed
不良があると評価された場合は(#6でYes)、それを補正するのに好適なレシピを抽出する(#7)。抽出の手順は、前に図15で説明した通りである。そして、抽出したレシピに基づいて各処理装置2を制御する(#8)。つまり、好適なレシピを、処理条件の補正のためにフィードバックする。
If it is evaluated that there is a defect (Yes in # 6), a recipe suitable for correcting it is extracted (# 7). The extraction procedure is as described above with reference to FIG. Then, each
上記のステップ#3〜#8の処理は、目的の半導体製品の製造が終了するまで繰り返し行われる(#9でNo)。
The processes of
本実施形態によると、半導体製品の製造の際に実施される処理の良否の評価を、予め準備しておいた良好な処理の様子の画像と実際に製造しているときの処理の画像とを比較することによって行う。これにより、作業員に負担を掛けることなく従来よりも正確かつ迅速に行うことができる。 According to the present embodiment, an evaluation of the quality of the processing performed at the time of manufacturing a semiconductor product is performed by using an image of a state of good processing prepared in advance and an image of processing when actually manufacturing. Do by comparing. Thereby, it can perform more correctly and rapidly than before, without putting a burden on an operator.
処理時画像データ8S、処理後画像データ8E、エッチング処理時のエッチング液に発生した気泡および波形に関するデータ、および高温乾燥処理後にウェハーWFに残った水滴跡に関するデータを履歴データとして蓄積しておいてもよい。半導体製品製造システム100の開発者は、これらの履歴データを、不良の発生の傾向の分析調査など(データマイニング)のために用い、半導体製品製造システム100の改良のために役立てることができる。
Processing-
エッチング処理および高温乾燥処理などのウェハーWFに対する処理の評価は、処理時画像データ8Sおよび処理後画像データ8Eなどが制御装置1に入力されたら直ちにリアルタイムで実行するのが望ましい。しかし、直ちに実行することができない場合は、これらの画像データをハードディスク1d(図4参照)に一時的にスワッピングしておき、実行可能になったらRAM1bにロードするようにしてもよい。
It is desirable to evaluate processing on the wafer WF such as etching processing and high-temperature drying processing in real time as soon as the
本実施形態では、モデル画像データ8M、処理時画像データ8S、および処理後画像データ8Eなどを通信回線3を介して制御装置1に入力したが、CD−RまたはMOなどのリムーバブルディスクを介して入力することも可能である。
In the present embodiment, the
本実施形態では、エッチング装置2Fにおけるエッチング処理および高温乾燥処理の評価を行ったが、本発明は、それ以外の処理の評価のためにも適用することができる。例えば、エッチング装置2Fの第一乾燥室CR4(図3参照)で行われたスピン乾燥処理の評価を行うこともできる。この場合は、スピン乾燥処理を実施した後のウェハーWFをカメラで撮影し、ウェハーWFに残っている水滴を画像から検知しその個数などに基づいて評価を行ってもよい。エッチング装置2F以外の処理装置2で実施される処理についても本発明を適用することができる。
In the present embodiment, the etching process and the high-temperature drying process in the
図17は不良事例画像データ8Bの例を示す図である。本実施形態では、高温乾燥処理の評価を、ウェハーWFに残った水滴跡の個数に基づいて行ったが、水滴跡の面積に基づいて行ってもよい。または、エッチング処理の評価を、処理時画像データ8Sをモデル画像データ8Mと比較することによって行ったが、図17に示すような不良が発生した場合の処理の様子を撮影した画像のデータ(不良事例画像データ8B)をリファレンス画像のデータとして準備しておき、これと処理時画像データ8Sとを比較することによって行ってもよい。不良事例画像データ8Bと比較することによって、不良の原因を簡単に判別することができる。例えば、画像BGaとほぼ一致する画像が処理時画像データ8Sに含まれていることが検知されれば、エッチング室CR2への搬入速度が速すぎることが不良の原因であると考えられる。画像BGbとほぼ一致する画像が検知されれば、シャワーの偏りが不良の原因であると考えられる。画像BGcとほぼ一致する画像が検知されれば、バブリングの異常が不良の原因であると考えられる。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of the defect
その他、半導体製品製造システム100、制御装置1、製造ラインML、処理装置2の全体または各部の構成、処理内容、処理順序などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
In addition, the configuration of the entire semiconductor
以上説明した実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)半導体製品を製造するために当該半導体製品の基となる基板に対して実施する処理の良否を評価する、半導体製品の製造工程における処理評価方法であって、
前記基板に対して前記処理を実施するときの様子が撮影されるように予めカメラを設置しておき、
前記基板に対して前記処理が実施されているときの様子を前記カメラによって撮影して得られた画像のうちの、不良が発生することなく当該処理が実施されたときの画像を、モデル画像として予め記憶手段に記憶させておき、
前記半導体製品の製造中に、前記基板に対して前記処理が実施されているときの様子を前記カメラによって撮影する第一のステップと、
前記第一のステップで得られた画像と前記記憶手段に記憶されている前記モデル画像とに基づいて、前記半導体製品の製造中における前記処理の良否を評価する第二のステップと、
を実行することを特徴とする半導体製品の製造工程における処理評価方法。
(付記2)半導体製品を製造するために当該半導体製品の基となる基板に対して実施する処理の良否を評価する、半導体製品の製造工程における処理評価装置であって、
前記基板に対して前記処理を実施するときの様子が撮影されるように設置されたカメラによって撮影された画像を入力する画像入力手段と、
前記基板に対して前記処理が実施されているときの様子を前記カメラによって撮影して得られた画像のうちの、不良が発生することなく当該処理が実施されたときの画像を、モデル画像として記憶しておく記憶手段と、
前記半導体製品の製造中に前記カメラによって撮影された、前記基板に対して前記処理が実施されているときの様子の画像である製造時画像が、前記画像入力手段によって入力されると、入力された当該製造時画像と前記記憶手段に記憶されている前記モデル画像とに基づいて、前記半導体製品の製造中における前記処理の良否を評価する、処理評価手段と、
を有することを特徴とする半導体製品の製造工程における処理評価装置。
(付記3)前記処理評価手段は、前記モデル画像と前記製造時画像との差異を求め、当該差異に基づいて前記処理の良否を評価する、
付記2記載の処理評価装置。
(付記4)前記記憶手段は、前記処理が実施されている期間における所定の時間帯の連続する複数枚のフレームの前記モデル画像を記憶し、
前記画像入力手段は、前記所定の時間帯の連続する複数枚のフレームの前記製造時画像を入力し、
前記処理評価手段は、時間的に互いに対応するフレームの前記モデル画像と前記製造時画像との差異を求め、当該差異が所定の値以上であるフレームの枚数を計数し、計数された枚数が少ないほど前記処理が良好であると評価する、
付記2記載の処理評価装置。
(付記5)前記処理はエッチング処理であって、
前記処理評価手段は、前記モデル画像および前記製造時画像のそれぞれに写っているエッチング液の水面の波または気泡の状態の差異に基づいて前記処理の良否を評価する、
付記3または付記4記載の処理評価装置。
(付記6)半導体製品を製造するために当該半導体製品の基となる基板に対して実施する乾燥処理の良否を評価する、半導体製品の製造工程における処理評価装置であって、
前記乾燥処理が実施された後の前記基板が写っている画像を入力する画像入力手段と、
入力された前記画像に写っている水滴跡を計数する水滴跡計数手段と、
計数された前記水滴跡の個数に基づいて前記乾燥処理の良否を評価する、処理評価手段と、
を有することを特徴とする半導体製品の製造工程における処理評価装置。
(付記7)基板を加工して半導体製品を製造する半導体製品製造システムであって、
前記基板に対して所定の処理を実施するときの様子が撮影されるように設置されたカメラによって撮影された画像を入力する画像入力手段と、
前記基板に対して前記所定の処理が実施されているときの様子を前記カメラによって撮影して得られた画像のうちの、不良が発生することなく当該所定の処理が実施されたときの画像を、モデル画像として記憶しておく記憶手段と、
前記半導体製品の製造中に前記カメラによって撮影された、前記基板に対して前記所定の処理が実施されているときの様子の画像である製造時画像が、前記画像入力手段によって入力されると、入力された当該製造時画像と前記記憶手段に記憶されている前記モデル画像とに基づいて、前記半導体製品の製造中における前記所定の処理の良否を評価する、処理評価手段と、
前記半導体製品の製造中における前記所定の処理が不良であると前記処理評価手段によって評価された場合に、当該所定の処理の処理条件を補正する、処理条件補正手段と、
を有することを特徴とする半導体製品製造システム。
(付記8)基板を加工して半導体製品を製造する半導体製品製造システムであって、
前記基板に対して所定の処理を実施する処理装置と、
前記所定の処理を実施するときの様子が撮影されるように設置されたカメラと、
前記処理装置を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置には、
前記基板に対して前記所定の処理が実施されているときの様子を前記カメラによって撮影して得られた画像のうちの、不良が発生することなく当該所定の処理が実施されたときの画像を、モデル画像として記憶しておく記憶手段と、
前記半導体製品の製造中に前記カメラによって撮影された、前記基板に対して前記所定の処理が実施されているときの様子の画像を、製造時画像として入力する画像入力手段と、
前記製造時画像が入力されると、当該製造時画像と前記記憶手段に記憶されている前記モデル画像とに基づいて、前記半導体製品の製造中における前記所定の処理の良否を評価する、処理評価手段と、
前記半導体製品の製造中における前記所定の処理が不良であると前記処理評価手段によって評価された場合に、当該所定の処理の処理条件を補正する、処理条件補正手段と、
が設けられ、
前記制御装置は、前記所定の処理の処理条件が補正された場合は、補正された当該処理条件に基づいて前記処理装置を制御する、
ことを特徴とする半導体製品製造システム。
(付記9)半導体製品を製造するために当該半導体製品の基となる基板に対して実施する加工処理の良否を評価するコンピュータに用いられるコンピュータプログラムであって、
前記基板に対して前記加工処理が実施されているときの様子を撮影して得られた画像のうちの、不良が発生することなく当該加工処理が実施されたときの画像を、モデル画像として記憶する記憶手段にアクセスする処理と、
前記半導体製品の製造中の、前記基板に対して前記加工処理が実施されているときの様子を撮影して得られた画像を入力する処理と、
入力された画像と前記記憶手段に記憶されている前記モデル画像とに基づいて、前記半導体製品の製造中における前記加工処理の良否を評価する処理と、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
(付記10)半導体製品を製造するために当該半導体製品の基となる基板に対して実施する処理について評価する、半導体製品の製造工程における処理評価方法であって、
前記基板に対して前記処理を実施するときの様子が撮影されるように予めカメラを設置しておき、
前記基板に対して前記処理が実施されているときの様子を予め前記カメラによって撮影して得られた画像のうちの、不良が発生した場合の当該処理が実施されたときの画像を、リファレンス画像として予め記憶手段に記憶させておき、
前記半導体製品の製造中に、前記基板に対して前記処理が実施されているときの様子を前記カメラによって撮影する第一のステップと、
前記第一のステップで得られた画像と前記記憶手段に記憶されている前記リファレンス画像とに基づいて、前記半導体製品の製造中における前記処理に不良がないか否かを評価する第二のステップと、
を実行することを特徴とする半導体製品の製造工程における処理評価方法。
The following additional notes are disclosed with respect to the embodiment described above.
(Appendix 1) A process evaluation method in a manufacturing process of a semiconductor product, which evaluates the quality of a process performed on a substrate on which the semiconductor product is based in order to manufacture the semiconductor product,
A camera is installed in advance so that the state when the processing is performed on the substrate is photographed,
Of the images obtained by photographing the state when the processing is being performed on the substrate with the camera, an image when the processing is performed without causing a defect is used as a model image. Store in the storage means in advance,
A first step of photographing with the camera a state when the processing is being performed on the substrate during the manufacture of the semiconductor product;
A second step of evaluating the quality of the processing during manufacture of the semiconductor product based on the image obtained in the first step and the model image stored in the storage unit;
The process evaluation method in the manufacturing process of the semiconductor product characterized by performing these.
(Additional remark 2) It is the process evaluation apparatus in the manufacturing process of a semiconductor product which evaluates the quality of the process implemented with respect to the board | substrate used as the basis of the said semiconductor product in order to manufacture a semiconductor product,
An image input means for inputting an image taken by a camera installed so as to photograph the state when the processing is performed on the substrate;
Of the images obtained by photographing the state when the processing is being performed on the substrate with the camera, an image when the processing is performed without causing a defect is used as a model image. Storage means for storing;
When an image at the time of manufacture, which is an image taken when the processing is performed on the substrate, taken by the camera during the manufacture of the semiconductor product is input by the image input means, it is input. A process evaluation unit that evaluates the quality of the process during the manufacture of the semiconductor product based on the manufacturing-time image and the model image stored in the storage unit;
A processing evaluation apparatus in a manufacturing process of a semiconductor product, characterized by comprising:
(Additional remark 3) The said process evaluation means calculates | requires the difference of the said model image and the said image at the time of manufacture, and evaluates the quality of the said process based on the said difference,
The processing evaluation apparatus according to
(Additional remark 4) The said memory | storage means memorize | stores the said model image of several continuous frames of the predetermined time slot | zone in the period when the said process is implemented,
The image input means inputs the production-time images of a plurality of consecutive frames in the predetermined time period,
The processing evaluation means obtains a difference between the model image and the manufacturing image of frames corresponding to each other in time, counts the number of frames in which the difference is a predetermined value or more, and the counted number is small Evaluate that the treatment is good,
The processing evaluation apparatus according to
(Additional remark 5) The said process is an etching process,
The processing evaluation means evaluates the quality of the processing based on a difference in the state of the wave or bubbles on the water surface of the etching solution shown in each of the model image and the production-time image,
The processing evaluation apparatus according to
(Additional remark 6) It is the process evaluation apparatus in the manufacturing process of a semiconductor product which evaluates the quality of the drying process implemented with respect to the board | substrate used as the basis of the said semiconductor product in order to manufacture a semiconductor product,
Image input means for inputting an image showing the substrate after the drying process is performed;
Water drop counting means for counting water drop traces reflected in the input image;
A process evaluation means for evaluating the quality of the drying process based on the counted number of water droplet traces;
A processing evaluation apparatus in a manufacturing process of a semiconductor product, characterized by comprising:
(Appendix 7) A semiconductor product manufacturing system for manufacturing a semiconductor product by processing a substrate,
An image input means for inputting an image photographed by a camera installed so that a state of performing a predetermined process on the substrate is photographed;
Of the images obtained by photographing with the camera the state when the predetermined process is being performed on the substrate, the image when the predetermined process is performed without causing a defect Storage means for storing as a model image;
When an image at the time of manufacture, which is an image taken when the predetermined processing is performed on the substrate, photographed by the camera during the manufacture of the semiconductor product is input by the image input unit, A process evaluation unit that evaluates the quality of the predetermined process during manufacture of the semiconductor product based on the input image at the time of manufacture and the model image stored in the storage unit;
A processing condition correction unit that corrects a processing condition of the predetermined processing when the processing evaluation unit evaluates that the predetermined processing during manufacture of the semiconductor product is defective;
A semiconductor product manufacturing system comprising:
(Appendix 8) A semiconductor product manufacturing system for manufacturing a semiconductor product by processing a substrate,
A processing apparatus for performing predetermined processing on the substrate;
A camera installed so as to photograph the state when the predetermined processing is performed;
A control device for controlling the processing device,
In the control device,
Of the images obtained by photographing with the camera the state when the predetermined process is being performed on the substrate, the image when the predetermined process is performed without causing a defect Storage means for storing as a model image;
An image input means for inputting, as a production-time image, an image of the state when the predetermined processing is performed on the substrate, which is taken by the camera during the manufacture of the semiconductor product;
When the manufacturing-time image is input, the processing evaluation is performed to evaluate the quality of the predetermined processing during the manufacturing of the semiconductor product based on the manufacturing-time image and the model image stored in the storage unit. Means,
A processing condition correction unit that corrects a processing condition of the predetermined processing when the processing evaluation unit evaluates that the predetermined processing during manufacture of the semiconductor product is defective;
Is provided,
When the processing condition of the predetermined processing is corrected, the control device controls the processing device based on the corrected processing condition.
A semiconductor product manufacturing system characterized by that.
(Supplementary note 9) A computer program used in a computer for evaluating the quality of processing performed on a substrate on which a semiconductor product is based to manufacture a semiconductor product,
Of the images obtained by photographing the processing when the processing is being performed on the substrate, an image when the processing is performed without causing a defect is stored as a model image. Processing to access the storage means,
During the manufacture of the semiconductor product, a process of inputting an image obtained by photographing the state when the processing is performed on the substrate;
Based on the input image and the model image stored in the storage means, a process for evaluating the quality of the processing during the manufacturing of the semiconductor product,
A computer program for causing a computer to execute.
(Additional remark 10) It is the process evaluation method in the manufacturing process of a semiconductor product which evaluates about the process performed with respect to the board | substrate used as the basis of the said semiconductor product in order to manufacture a semiconductor product,
A camera is installed in advance so that the state when the processing is performed on the substrate is photographed,
Of the images obtained by previously capturing the state when the processing is performed on the substrate with the camera, an image when the processing is performed when a defect occurs is referred to as a reference image. As previously stored in the storage means,
A first step of photographing with the camera a state when the processing is being performed on the substrate during the manufacture of the semiconductor product;
A second step of evaluating whether or not the processing during the manufacture of the semiconductor product is defective based on the image obtained in the first step and the reference image stored in the storage means. When,
The process evaluation method in the manufacturing process of the semiconductor product characterized by performing these.
本発明は、半導体製品の歩留まりを、作業員に負担を掛けることなく従来よりも向上させ、安価で高品質の半導体製品を提供するために好適に用いられる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is preferably used for improving the yield of semiconductor products as compared with the conventional one without placing a burden on workers and providing inexpensive and high-quality semiconductor products.
100 半導体製品製造システム
1 制御装置(処理評価装置)
102 画像データ受信部(画像入力手段)
103 処理良否評価部(処理評価手段)
104 好適レシピ抽出部(処理条件補正手段)
CM2 カメラ
MB モデル画像データベース(記憶手段)
MG モデル画像
WF ウェハー(基板)
SG 処理時画像(製造時画像)
100 Semiconductor
102 Image data receiving unit (image input means)
103 Processing quality evaluation unit (processing evaluation means)
104 preferred recipe extraction unit (processing condition correction means)
CM2 camera MB model image database (storage means)
MG Model image WF Wafer (Substrate)
SG processing image (manufacturing image)
Claims (3)
前記基板に対して前記処理を実施するときの様子が撮影されるように予めカメラを設置しておき、
前記基板に対して前記処理が実施されているときの様子を前記カメラによって撮影して得られた画像のうちの、不良が発生することなく当該処理が実施されたときの画像を、モデル画像として予め記憶手段に記憶させておき、
前記半導体製品の製造中に、前記基板に対して前記処理が実施されているときの様子を前記カメラによって撮影する第一のステップと、
前記第一のステップで得られた画像と前記記憶手段に記憶されている前記モデル画像とに基づいて、前記半導体製品の製造中における前記処理の良否を評価する第二のステップと、
を実行することを特徴とする半導体製品の製造工程における処理評価方法。 A process evaluation method in a manufacturing process of a semiconductor product, which evaluates the quality of a process performed on a substrate on which the semiconductor product is based in order to manufacture a semiconductor product,
A camera is installed in advance so that the state when the processing is performed on the substrate is photographed,
Of the images obtained by photographing the state when the processing is being performed on the substrate with the camera, an image when the processing is performed without causing a defect is used as a model image. Store in the storage means in advance,
A first step of photographing with the camera a state when the processing is being performed on the substrate during the manufacture of the semiconductor product;
A second step of evaluating the quality of the processing during manufacture of the semiconductor product based on the image obtained in the first step and the model image stored in the storage unit;
The process evaluation method in the manufacturing process of the semiconductor product characterized by performing these.
前記基板に対して前記処理を実施するときの様子が撮影されるように設置されたカメラによって撮影された画像を入力する画像入力手段と、
前記基板に対して前記処理が実施されているときの様子を前記カメラによって撮影して得られた画像のうちの、不良が発生することなく当該処理が実施されたときの画像を、モデル画像として記憶しておく記憶手段と、
前記半導体製品の製造中に前記カメラによって撮影された、前記基板に対して前記処理が実施されているときの様子の画像である製造時画像が、前記画像入力手段によって入力されると、入力された当該製造時画像と前記記憶手段に記憶されている前記モデル画像とに基づいて、前記半導体製品の製造中における前記処理の良否を評価する、処理評価手段と、
を有することを特徴とする半導体製品の製造工程における処理評価装置。 A process evaluation apparatus in a manufacturing process of a semiconductor product that evaluates the quality of a process performed on a substrate that is the basis of the semiconductor product to manufacture a semiconductor product,
An image input means for inputting an image taken by a camera installed so as to photograph the state when the processing is performed on the substrate;
Of the images obtained by photographing the state when the processing is being performed on the substrate with the camera, an image when the processing is performed without causing a defect is used as a model image. Storage means for storing;
When an image at the time of manufacture, which is an image taken when the processing is performed on the substrate, taken by the camera during the manufacture of the semiconductor product is input by the image input means, it is input. A process evaluation unit that evaluates the quality of the process during the manufacture of the semiconductor product based on the manufacturing-time image and the model image stored in the storage unit;
A processing evaluation apparatus in a manufacturing process of a semiconductor product, characterized by comprising:
前記基板に対して所定の処理を実施するときの様子が撮影されるように設置されたカメラによって撮影された画像を入力する画像入力手段と、
前記基板に対して前記所定の処理が実施されているときの様子を前記カメラによって撮影して得られた画像のうちの、不良が発生することなく当該所定の処理が実施されたときの画像を、モデル画像として記憶しておく記憶手段と、
前記半導体製品の製造中に前記カメラによって撮影された、前記基板に対して前記所定の処理が実施されているときの様子の画像である製造時画像が、前記画像入力手段によって入力されると、入力された当該製造時画像と前記記憶手段に記憶されている前記モデル画像とに基づいて、前記半導体製品の製造中における前記所定の処理の良否を評価する、処理評価手段と、
前記半導体製品の製造中における前記所定の処理が不良であると前記処理評価手段によって評価された場合に、当該所定の処理の処理条件を補正する、処理条件補正手段と、
を有することを特徴とする半導体製品製造システム。
A semiconductor product manufacturing system for manufacturing a semiconductor product by processing a substrate,
An image input means for inputting an image photographed by a camera installed so that a state of performing a predetermined process on the substrate is photographed;
Of the images obtained by photographing with the camera the state when the predetermined process is being performed on the substrate, the image when the predetermined process is performed without causing a defect Storage means for storing as a model image;
When an image at the time of manufacture, which is an image taken when the predetermined processing is performed on the substrate, photographed by the camera during the manufacture of the semiconductor product is input by the image input unit, A process evaluation unit that evaluates the quality of the predetermined process during manufacture of the semiconductor product based on the input image at the time of manufacture and the model image stored in the storage unit;
A processing condition correction unit that corrects a processing condition of the predetermined processing when the processing evaluation unit evaluates that the predetermined processing during manufacture of the semiconductor product is defective;
A semiconductor product manufacturing system comprising:
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