JP2007287878A - 検査頻度算出装置、検査頻度算出方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程における検査頻度の適正値を算出する検査頻度算出装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る検査頻度算出装置は、半導体装置の製造過程における検査のタイプを示すタイプ情報を検査工程毎に保持する工程データベース１と、工程データベース１からタイプ情報を読み出し、該タイプ情報に基づいて複数の計算式から一つの計算式を選定し、該選定した計算式を用いて、検査コスト及び不良品の処理コストに基づく理論検査頻度を検査工程毎に算出する演算部４とを具備する。工程データベース１は更に、半導体装置の品質保持に必要な検査頻度の最小値である品質保持検査頻度を、検査工程に対応付けて保持しており、品質保持検査頻度及び前記理論検査頻度の最小値を選択する判断部５を更に具備してもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、製造工程における検査頻度の適正値を算出する検査頻度算出装置、検査頻度算出方法、及びプログラムに関する。特に本発明は、計算負荷を小さくした検査頻度算出装置、検査頻度算出方法、及びプログラムに関する。

半導体装置等を製造する場合、費用対効果に基づいて適正な検査頻度を設定することが求められている。適正な検査頻度を設定する従来の方法として、異なる複数の検査装置間の性能上の相関を求め、検査にかかる費用と不良品による損失期待値の和で表される総合損失期待値が最小となる検査頻度を適正な検査頻度に設定する方法がある。（例えば特許文献１参照）。
特開平９−２６９２９４号公報（第６５〜６８段落）

上記の従来技術では、同一の計算式で複数の検査工程における検査頻度を算出している。しかし検査には様々な種類のものがあるため、検査頻度を算出する最適な方法は、検査工程によって異なる場合が多い。このため、上記の従来の技術のように、同一の計算式を複数の検査工程に適用すると、計算が煩雑になる場合が多い。

本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、検査工程の種類に応じて検査頻度の算出式を選定することにより、計算負荷を小さくした検査頻度算出装置、検査頻度算出方法、及びプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る検査頻度算出装置は、半導体装置の製造過程における検査のタイプを示すタイプ情報を検査工程毎に保持する工程データベースと、
前記工程データベースから前記タイプ情報を読み出し、該タイプ情報に基づいて複数の計算式から一つの計算式を選定し、該選定した計算式を用いて、検査コスト及び不良品の処理コストに基づく理論検査頻度を、前記検査工程毎に算出する演算部とを具備する。
本発明によれば、検査工程の種類に応じて検査頻度の算出式を選定することにより、計算負荷を小さくすることができる。

上記した検査頻度算出装置において、前記工程データベースは更に、半導体装置の品質保持に必要な検査頻度の最小値である品質保持検査頻度を、前記検査工程に対応付けて保持しており、前記品質保持検査頻度及び前記理論検査頻度の最小値を選択する判断部を更に具備してもよい。
検査工程によってはコストではなく品質優先で検査頻度を決定すべき場合があるが、本構成によれば、品質優先で検査頻度を設定することができる。

また、処理装置間のばらつきを基準値以下にするために必要な検査頻度の最小値である調整検査頻度を、前記検査工程に対応付けて保持している装置間差確認データベースを更に具備し、前記判断部は、前記理論検査頻度、前記品質保持検査頻度、及び前記調整検査頻度の最小値を選択してもよい。

工程によっては複数の処理装置が並列に処理を行っている場合もあるが、この場合、処理装置相互間のばらつきを基準値以下にする必要がある。上記した構成によれば、検査頻度を、処理装置相互間のばらつきを基準値以下にするために必要な頻度以上にすることができる。

本発明に係る検査頻度算出方法は、半導体装置の製造過程における検査のタイプを示すタイプ情報を検査工程毎に保持しておき、
コンピュータが、前記タイプ情報に基づいて複数の計算式から一つの計算式を選定し、該選定した計算式を用いて、検査コスト及び不良品の処理コストに基づく理論検査頻度を、前記検査工程毎に算出するものである。

本発明に係るプログラムは、コンピュータによって実行可能であり、製造工程ごとの検査頻度を算出するためのプログラムであって、前記コンピュータに、前記タイプ情報に基づいて複数の計算式から一つの計算式を選定し、該選定した計算式を用いて、検査コスト及び不良品の処理コストに基づく理論検査頻度を、前記検査工程毎に算出する機能を実現させるものである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る製造工程における検査頻度算出方法について説明する。本方法は、検査頻度算出装置を用いて検査頻度を算出する方法である。本方法の対象となる製造工程は、例えば半導体装置の製造工程である。

図１は、製造工程の管理において、検査頻度を算出する検査頻度算出装置の構成を説明する為のブロック図である。この検査頻度算出装置は、演算部４、判断部５及び表示部６を有している。

演算部４は、工程データベース１が保持するデータに基づいて、検査コスト及び不良品の処理コストを算出してデータ保持部３に格納する。また演算部４は、半導体装置の製造過程における検査のタイプを示すタイプ情報を工程データベース１から読み出し、該タイプ情報に基づいて複数の計算式から一つの計算式を選定する。そして演算部４は、該選定した計算式を用いて、検査コスト及び不良品の処理コストに基づく理論検査頻度を、前記検査工程毎に算出する。理論計算頻度は、例えば検査コスト及び不良品の処理コストの和が最小となる検査頻度である。
なお、演算部４が行う処理の詳細は、フローチャートを用いて後述する。

判断部５は、半導体装置の品質保持に必要な検査頻度の最小値である品質保持検査頻度を工程データベース１から読み出し、かつ処理装置間のばらつきを基準値以下にするために必要な検査頻度の最小値である調整検査頻度を装置間差確認データベース２から読み出す。そして判断部５は、読み出した品質保持計算頻度、調整検査頻度、及び理論検査頻度の最小値を選択する。表示部６は、判断部５の判断結果を表示する。
なお、判断部５が行う処理の詳細は、フローチャートを用いて後述する。

図２は、工程データベース１が保持する検査データ及びコストデータをテーブル形式で示す図である。図２に示すように検査データは、工程ごとに例えば、「目的工程の処理形態」、「不合格時の処置」、「検査の種類」、「調整間隔」及び「制約条件」を保持している。「目的工程の処理形態」とは、その工程における処理形態を示しており、具体的には枚葉処理やバッチ処理である。ここで、枚葉処理は一枚ずつウエハを処理するものであり、バッチ処理は一度に複数枚のウエハをまとめて処理するものである。「不合格時の処置」とは、不合格時にそのウエハをどのように処理するかを示しており、具体的にはリワーク（再加工）又は加工不良（廃棄）である。「調整間隔」とは、その工程における不合格発生率の逆数を示しており、理論検査頻度の算出に用いられる。「検査の種類」とは、上記したタイプ情報であり、検査における合否の判定方法を示している。例えば、Ｆは数値により合否を判定し、Ｓは目視等の外観検査により合否を判定し、Ｄはキズやゴミの付着有無によりウエハの欠陥を判定する。また、「検査の種類」の分類は、理論検査頻度の計算方式を選定の際に参照される。「制約条件」とは品質を維持するために必要な検査頻度であり、例えば全枚数検査が必要な場合の検査頻度は、１．０枚である。なお、「制約条件」が無い場合は空欄となっている。

また、図２に示すようにコストデータとしては、工程ごとに例えば、「１枚あたりの実処理コスト」、「１枚あたりの人件費」、「累積工程加工費」、「リワークコスト」、「バッチサイズ」、及び「１バッチあたりの検査枚数」がある。「１枚あたりの実処理コスト」は、ウエハ１枚にかかるその工程の検査又は処理コストである。「１枚あたりの人件費」は、ウエハ１枚にかかるその工程の人件費である。「累積加工費」は、ウエハ１枚の原価及びその工程までにウエハ１枚にかけられた検査コスト及び処理コストの累積コストの和である。「リワークコスト」は、再加工時にウエハ１枚にかかる必要なコストである。「バッチサイズ」は、バッチ処理において一度に処理するウエハの枚数である。「１バッチあたりの検査枚数」は、バッチ処理において複数枚のウエハのうち抜き取り検査をするウエハの枚数である（例えば、３枚／１００枚）。また、「１枚あたりの人件費」及び「リワークコスト」は、例えば作業時間入力データベース（図示せず）及びリワークコストデータベース（図示せず）に保持しているデータベースから工程ごとに基づいて読み出される。

図３は、ＣＨ間差確認データベース２が保持する検査データをテーブル形式で示す図である。ＣＨ間差確認データベース２は、ＣＨ間差確認の最小検査頻度を要求される工程について保持している。

図４は、データ保持部３が保持する損失計算パラメータをテーブル形式で示す図である。図４に示すように工程データベース１は、工程ごとに、「不合格損失」、及び「検査コスト」を保持している。「不合格損失」は、不良品が発生することにより生じるコストを示している。「検査コスト」は、一回の検査にかかるコストを示している。なお、「不合格損失」及び「検査コスト」の算出方法はフローチャートを用いて後述する。

次いで、図５のフローチャートを用いて、最適な検査頻度が算出されるまでの流れを説明する。まず、演算部４は工程ごとに工程データベース１から、検査データ及びコストデータを読み出す。（Ｓ１）。次いで、演算部４は、読み出した検査データ及びコストデータから、検査工程毎に、不合格損失（Ｓ２）及び検査コスト（Ｓ３）を算出する。次いで、演算部４は、検査工程毎に、工程データベース１から読み出したデータ、並びに不合格損失及び検査コストから理論検査頻度を算出する（Ｓ４）。

そして判断部５は、工程データベース１から「制約条件」欄からデータを読み出し、読み出したデータすなわち品質を維持するために必要な検査頻度と理論計算頻度の最小値を選択することにより、制約最小検査頻度を検査工程毎に決定する（Ｓ５）。なお、「制約条件」欄にデータが格納されていない場合、理論計算頻度がそのまま制約最小検査頻度になる。

そして判断部５は、ＣＨ間差確認データベース２からＣＨ間差確認の最小検査頻度を読み出し（Ｓ６）、制約最小検査頻度及びＣＨ間差確認に必要な最小検査頻度のうち最小値を選択することにより、最適な検査頻度である推奨（最適）検査頻度を検査工程毎に決定する（Ｓ７）。

図６は、図５の不合格損失算出処理（Ｓ２）の詳細例を説明する為のフローチャートである。まず、演算部４は、工程データベース１が保持する検査データに基づいて工程ごとの不合格時の処置を確認する（Ｓ２１）。ここで、不合格時の処置が加工不良（廃棄）の場合は、演算部４は、工程データベース１が保持するコストデータから累積加工費を読み出す（Ｓ２２）。また、不合格時の処置がリワーク（再加工）の場合、演算部４は、図２に示すコストデータからリワークコストを読み出す（Ｓ２３）。

次いで、演算部４は、工程データベース１が保持する検査データに基づいて処理形態を確認する（Ｓ２４）。ここで、処理形態がバッチの場合は、演算部４は、Ｓ２２又はＳ２３で読み出した累積加工費又はリワークコストにバッチサイズを乗ずる（Ｓ２５）。そして、Ｓ２５で求めた値がこの工程における不合格損失となる。また、処理形態が枚葉の場合、Ｓ２２又はＳ２３で読み出した累積加工費又はリワークコストが不合格損失となる。そして、すべての検査工程における不合格損失を算出すると作業を終了する（Ｓ２６）。

図７は、図５の検査コスト算出（Ｓ３）の詳細例を説明する為のフローチャートである。まず、演算部４は、工程データベース１が保持するコストデータに基づいて、工程ごとの一枚あたりの実処理コスト及び一枚あたりの人件費を読み出し、これらの和を算出する（Ｓ３１）。

次いで、演算部４は、図２に示す検査データに基づいて処理形態を確認する（Ｓ３２）。ここで、処理形態がバッチの場合は、演算部４は、Ｓ３１で算出した値にバッチあたり検査枚数を乗ずる（Ｓ３３）。そして、Ｓ３３で求めた値がこの工程における検査コストとなる。また、処理形態が枚葉の場合は、Ｓ３１で算出した値がこの工程における検査コストとなる。そして、全工程における検査コストを算出すると作業を終了する（Ｓ３３）。

図８は、図５の理論検査頻度算出（Ｓ４）の詳細例を説明する為のフローチャートである。まず、演算部４は、図２に示す検査の種類に基づいて計算方式の選定を行う。検査の種類がＤ（キズやゴミの付着有無によりウエハの欠陥を判定）の場合（Ｓ４１：Ｙｅｓ）は、検査コスト及び不良品の処理コストの和が最小となる検査頻度を理論検査頻度にする（Ｓ４２）。検査の種類がＦ（数値により合否を判定）の場合（Ｓ４１：ＮｏかつＳ４３：Ｙｅｓ）、下記式１に基づいて理論計算頻度を算出する。また検査の種類がＳ（目視等の外観検査により合否を判定）の場合（Ｓ４１：ＮｏかつＳ４３：Ｎｏ）、下記式２に基づいて理論検査頻度を算出する。
理論検査頻度＝（２×調整間隔×検査コスト／不合格損失）^１／２×α …式１ ただしα：調整値
理論検査頻度＝（２×調整間隔×検査コスト／不合格損失）^１／２ …式２

図９は、図８のＳ４２を説明するためのグラフである。本グラフにおいて、横軸は検査頻度を示しており、縦軸はコストを示している。点線は検査コストを示しており、一点鎖線は、一工程おける不合格損失期待値を示しており、図４で示した不良品が発生することにより生じるコスト（不合格損失）及び不合格発生率の逆数（調整間隔）から算出される。実線は、一工程における検査コスト及び不合格損失期待値の和であり、トータルコストを示している。

本図に示すように、検査頻度が多くなるにつれて、不良品が発生する確率が低くなるため、不良コスト期待値は低くなる。その一方、検査コストは高くなる。そして、トータルコストが最小値をとる際の検査頻度を理論検査頻度とする。

図１０は、図５のＳ７を説明する図表である。演算部４は図５のＳ４に示すように不合格損失及び検査コストから理論検査頻度を算出している。そして、工程データベース１から読み出された制約条件に基づいて、制約最小検査頻度を決定している。そして、判断部が制約最小検査頻度、及びＣＨ間差確認の最小検査頻度のうち最小値を選択し、工程ごとの推奨（最適）検査頻度を判断している。

なお、検査頻度算出装置は、上記した機能を有するプログラムをコンピューターシステムにインストールすることにより、実現される。このプログラムは、例えば、記録媒体を介してコンピューターシステムにインストールされる。プログラムを格納する記録媒体は、例えばフロッピーディスク（登録商標）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＭＯ、及び半導体メモリー等のリムーバブルディスク、若しくはハードディスクであるが、これら以外であってもよい。また、このプログラムは、インターネット等の通信回線を介してダウンロードされることにより、コンピューターシステムにインストールされてもよい。

このように本実施形態によれば、演算部４により検査の種類に適した計算方式を複数の計算方式から選定している。よって、検査頻度を算出するときの計算負荷を小さくすることができる。また、判断部５は、品質維持に必要な検査頻度及び検査装置及び処理装置（チャンバー）間におけるばらつきを補正するために必要な最小の検査頻度のうち最小値を選択している。これにより、コスト面だけでなく、客先要求や技術的要求などの多角的な要因にも対応できる。また、工程データベース１に活用するデータを揃えることで、現状の検査頻度と算出した検査頻度との差を検査工程ごとに比較することができ、算出した検査頻度へ改善する場合に工程内での順位付けができる。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。

検査頻度算出装置の構成を説明する為のブロック図。 工程データベース１が保持する検査及びコストデータをテーブル形式で示す図。 ＣＨ間差確認データベース２が保持する検査データをテーブル形式で示す図。 データ保持部３が保持する損失計算パラメータをテーブル形式で示す図。 検査頻度が算出されるまでの流れを説明するフローチャート。 検査頻度算出作業のフローチャート、図５のＳ２の詳細例。 検査頻度算出作業のフローチャート、図５のＳ３の詳細例。 検査頻度算出作業のフローチャート、図５のＳ４の詳細例。 Ｓ４２を説明するためのグラフ。 図５のＳ７を説明する表。

符号の説明

１・・・工程データベース、２・・・ＣＨ間差確認データベース、３・・・データ保持部、４・・・演算部、５・・・判断部、６・・・表示部

Claims (5)

1. 半導体装置の製造工程における検査のタイプを示すタイプ情報を検査工程毎に保持する工程データベースと、
   前記工程データベースから前記タイプ情報を読み出し、該タイプ情報に基づいて複数の計算式から一つの計算式を選定し、該選定した計算式を用いて、検査コスト及び不良品の処理コストに基づく理論検査頻度を、前記検査工程毎に算出する演算部と、
   を具備する検査頻度算出装置。
2. 前記工程データベースは更に、半導体装置の品質保持に必要な検査頻度の最小値である品質保持検査頻度を、前記検査工程に対応付けて保持しており、
   前記品質保持検査頻度及び前記理論検査頻度の最小値を選択する判断部を更に具備する請求項１に記載の検査頻度算出装置。
3. 処理装置間のばらつきを基準値以下にするために必要な検査頻度の最小値である調整検査頻度を、前記検査工程に対応付けて保持している装置間差確認データベースを更に具備し、
   前記判断部は、前記理論検査頻度、前記品質保持検査頻度、及び前記調整検査頻度の最小値を選択する請求項２に記載の検査頻度算出装置。
4. 半導体装置の製造過程における検査のタイプを示すタイプ情報を検査工程毎に保持しておき、
   コンピュータが、前記タイプ情報に基づいて複数の計算式から一つの計算式を選定し、該選定した計算式を用いて、検査コスト及び不良品の処理コストに基づく理論検査頻度を、前記検査工程毎に算出する、検査頻度算出方法。
5. コンピュータによって実行可能であり、製造工程ごとの検査頻度を算出するためのプログラムであって、
   前記コンピュータに、
   前記タイプ情報に基づいて複数の計算式から一つの計算式を選定し、該選定した計算式を用いて、検査コスト及び不良品の処理コストに基づく理論検査頻度を、前記検査工程毎に算出する機能を実現させるプログラム。
   

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