JP2007531922A - プロセス品質標識を有する図的表現 - Google Patents

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Abstract

ユーザが、製造プロセスのプロセス品質の統計的な尺度を、表示メカニズム上で図的に観測できるようにする図的表現は、加工片を表すアイコンの表示を発生する。表示メカニズム上のアイコンの位置及び色が、表されている加工片のための製造プロセスのプロセス品質を指示している。

Description

本発明は、半導体製造プロセスのような製造プロセス、及びこのようなプロセスのための図的表現(GUI)に関する。
近代の製造プロセスにおいては、一般的に、可能な限り多くの制御及び自動化がなされていることが望ましい。プロセスを可能な限り大幅に改善し、また可能な限り大きい制御を行うために、プロセスの洗練と品質制御の改善を可能ならしめる多量の情報を収集し、解析する。
例えば、半導体製造プロセス中に、プロセスを監視し、感知データをプロセッサに供給するために多数のセンサを使用することができる。このデータを処理し、解析し、この解析に基づいて必要に応じてプロセスの調整を行う。プロセッサの解析によって、現在処理されている、または処理済みの特定のウェーハに対応する値を指示する結果が得られる。これらの値は、“ゴールデンウェーハ”、即ち所望のウェーハを作成するのに使用された既知のプロセスパラメータと比較される。統計的解析によって、被調査プロセスと“ゴールデンウェーハ”を作成したプロセスとの相似性が得られる。もしプロセスが適切に遂行されないというように、プロセスの若干のパラメータが範囲から逸脱すれば、プロセッサの統計的解析によって得られる値がこの状態を指示することになる。この点において、オペレータはその特定のウェーハのための、または将来ウェーハ処理のためのプロセスを変更することができる。
このアプローチに伴う1つの問題は、数値結果を翻訳し、プロセッサのこの統計的解析によって与えられる数に基づいて適切な動作を起こすためにオペレータ(人員)を必要とすることである。ウェーハの処理中にこれをリアルタイムで達成することは困難であり、またプロセスが適切に遂行されていないことに関して、オペレータに直感的感触を与えることもない。
プロセスが受入れ可能限度内で遂行されているか否かに関して、ユーザに直感的感触を与える図的表現を有するシステムに対する要望が存在している。
この、及び他の要望は、本発明の実施の形態によって満足される。即ち、本発明は、ユーザが製造プロセスのプロセス品質の尺度を図的に観測することを可能にする図的表現(GUI)を動作させるように構成されている計算装置を提供する。本装置は、加工片を表すアイコンを表示するように構成されている表示メカニズムを備えている。表示メカニズム上のアイコンの位置及び/または色は、表された加工片の製造プロセスのプロセス品質を指示する。
アイコンの位置及び/または色がプロセス品質を指示するようになっているアイコンを表示する表示メカニズムを設けることによって、システムのユーザには、システムが関わっている所望のプロセスに対する製造プロセスの高速且つ直感的な理解が与えられる。
本発明の別の面においては、半導体製造システムが提供される。本システムは、プロセスツールと、プロセスパラメータを感知するセンサとを備えている。プロセッサは、半導体製造プロセスに関するデータを処理する。ディスプレイはウェーハを表すアイコンを図的に表示するように構成され、ディスプレイ上のアイコンの位置及び/または色の何れかの少なくとも一方は別に表される加工片の製造プロセスのプロセス品質を指示する。
前述した要望は、本発明の別の面によっても満足される。即ち、本発明は、ユーザが製造プロセスのプロセス品質の尺度を図的に観測することを可能にする端末を支援するコンピュータプログラムプロダクトを提供する。本コンピュータプログラムプロダクトは、少なくとも1つのコンピュータ実行可能な命令のシーケンスと、これらの実行可能な命令をコンピュータ可読形状で担持するコンピュータ可読メモリ媒体とを含む。プロセスによる命令の実行は、端末に、製造プロセスのプロセス品質に対応する領域を有する画面を表示させ、製造プロセスを受ける加工片を表すアイコンをディスプレイ上に生成させる。このアイコンは、表されている加工片のプロセス品質に対応するディスプレイ上の領域内に位置決めされる。
本発明の上述した、及び他の特色、面、及び長所は、以下の添付図面に基づく本発明の詳細な説明から明白になるであろう。
本発明は、プロセス情報の表示、及びプロセスの品質が受入れ可能限度内にあるか否かの決定に関する諸問題に対処し、解消する。これは、部分的に、プロセスが受入れ可能パラメータ内で遂行されつつあるか否かに関してユーザに視覚指示を与える図的表現(GUI)によって達成される。この図的描写は、プロセスが受入れ可能限度内で遂行されつつあるか否か、またはプロセスの変更を行う必要があるか否かの直感的な理解をユーザに与える。この解析及び描写が本質的に図的であるので、オペレータ(人員)による数値解析及び翻訳が回避される。従って、それ程熟達していないオペレータを雇うことができ、これらのオペレータの訓練を短縮させることができる。
図1は、本発明の一実施の形態によって製造された例示システムをブロックダイアグラムで示している。以下に説明する例示システムは、半導体ウェーハのような半導体製品を製造するための半導体製造システムである。しかしながら、本発明はこのようなシステムの型に限定されるものではなく、他の製造プロセス及びシステムにも適用することができる。しかしながら、説明の都合上、以下に説明する例示システムは、半導体製造システムに限定する。
システム10は、1つまたはそれ以上のプロセスチャンバ14を有する半導体プロセスツール12を含んでいる。これらのチャンバは、堆積チャンバ、エッチャー等のような種々の型であることができる。
プロセスツールコントローラ16がプロセスツール12に結合され、実質的に普通の手法でプロセスツール12の制御を行う。プロセスツールコントローラ16は、ソフトウェア18と相互作用する(例示の目的から、分離したブロックとして示されている)。
本発明の例示実施の形態においては、システム10は、データ伝送ネットワーク25に結合されているブラウザ20及びデータベース22を有するウェブをベースとするシステムである。データ伝送ネットワーク25の型の例は、当業者には公知のイーサネットネットワークである。無線ネットワークのような他の型のデータ伝送ネットワークも、本発明から逸脱することなく使用することができる。ブラウザ20は、ブラウジング機能、データ処理、及びユーザに対する結果の表示を遂行するように構成されている普通のコンピュータからなることができる。表示機能の詳細に関しては後述する。
複数のセンサ24及び26が、プロセスツール12内に、またはその周囲に設けられている。センサ24、26は、遂行されつつある種々のプロセスに関する情報を供給する。この実施の形態の目的から、2つの異なる型のセンサが存在するものと考えられる。第1のセンサ(センサ26)は、“ディレクタパラメータ入力センサ”、即ち非知的センサである。これらのセンサは、プロセスの1つのパラメータに相関している単一値出力を生成する。これらのセンサ26の例は、特定のウェーハに関して特定の時点にあるサイズの粒子がチャンバ14内に如何に多く存在するかを決定する粒子カウンタセンサを含む。他の例は、フィルムの厚み、固有抵抗、ウェーハバーコードの読み、流れの読み、ウェーハ温度等を検出するセンサを含む。他の型のセンサは、“間接パラメータ入力センサ”、即ち知的センサであるセンサ24である。この型のセンサ24は、センサが何を経験しているかを知的に翻訳する計装を通して見出される間接パラメータ入力を生成する。この翻訳は、機械的な、統計的な、経験による、計算された、及び関連する方法を通して遂行される。これらのパラメータは、品質及び品質指標を指示する。これらのセンサ24は、市販されている。例えば、センサ24は、残留ガス分析(RGA)型センサであることができ、プロセス及び計算された指標の両方を供給する。他の型の知的センサは、プラズマ診断を遂行するために必要なデータを送給するVIプローブを含む。更に他の型の知的センサは、ピンポイント検出器、光学式放出センサ等を含む。
センサ24、26、及びデータベース22内に含まれる情報を通して、センサ24、26は処理を遂行し、後述するようにブラウザ20によって表示される図的表現を発生する。この図的表現によってユーザは、プロセスが遂行されつつあるか否か、またはプロセスが遂行されたか否か、受入れ可能なパラメータ内にあるか否かを迅速に確認することができる。本発明の若干の実施の形態においては、別のプロセッサ46が処理を遂行する。この別のプロセッサ46は、例えばファブレベル(fab-level)コントローラの一部を形成することができる。
プロセスに関係する複数のセンサから供給されるような多量のデータを解析する方法は公知である。これらの方法は、統計的解析及び“ゴールデンウェーハ”を作成したプロセスとの比較を形成し、特定の半導体ウェーハ(1つ、または複数)のプロセス品質を指示する値を発生する。これらの公知の方法は、プロセス品質を指示する数値を発生する。しかしながら、これらの数は、プロセスが受入れ可能パラメータ内にあるか否かに関する直感的感触をオペレータに与えることはない。本発明の図的表現は、リアルタイムで及び処理後にこのような直感的感触を提供する。
図2は、ユーザに提示される図的表現の例を示している。図的表現50は、例えばブラウザ20の画面上に表示することができる。
図2に示す画面50は、レーダー画面または円形的に類似し、内側同心円52、及び同心円54及び56を有している。後述するように、これらの各領域は異なるレベルのプロセス品質を表している。同心円と述べたが、領域54及び56は実際には最も内側の円52の周囲に形成されているリングである。
複数の点が、図的表現50上にプロットされている。これらの点60a−dは、特定のプロセスチャンバ14内の加工片(例えば、半導体ウェーハ)のプロセス品質を表している。プロセス品質の値は、図的表現50の中心からの半径の逆関数である。即ち、ウェーハ60a及び60bは、ウェーハ60c及び60dより高いプロセス品質で処理されつつあるウェーハを表している。特定の半導体ウェーハに対して遂行されているプロセスに関して、半径が大きくなる程プロセス品質は低下する。
点60a−60dの角位置は、現在関連半導体ウェーハを処理している処理チャンバ14の図的指示をユーザに与える。
処理された品質の尺度(または“警告レベル”)は、例えば統計的尺度を使用して決定される。例えば、本発明の複数の実施の形態においては、プロセス品質を決定するためにホッテリング(Hotteling)T2尺度を使用することができる。ホッテリングT2は、公知の統計的ツールである。これは、中心データセットからの各観測の多変量距離の統計的尺度である。使用することができる別の尺度は、あるサンプルがある母集団からどれ程異なっているかの尺度であるDModXである。本発明の複数の実施の形態においては、ホッテリングT2(以下、“T2”という)及びDModXの両者の値が用いられる。図2の実施の形態においては、例えばプロセッサ46によって両統計的尺度が計算される。これらの統計的尺度は、ゴールデンウェーハのために計算された統計的尺度と比較され、本発明の好ましい実施の形態においては、パラメータT2クリティカル及びDModXクリティカルが求められる。警告レベル(または、プロセス品質)は、今処理されたウェーハとこれらのクリティカル値との比に基づいて決定される。従って、警告レベル(または、プロセス品質)は、T2/T2クリティカル及びDModX/DModXクリティカルの悪い方を表している。ディスプレイを目的とする場合、“悪い方”と見做された値が図的表現50上に表示されることになろう。プロセス品質のこれら2つの統計的尺度の悪い方の値を表示することによって、ユーザは、半導体ウェーハまたは他の加工片の処理における潜在的な問題をより正確に通報されることになる。
統計的解析を使用しての警告(または、プロセス品質)のレベルの計算は公知である。しかしながら、本発明は、現プロセスのプロセス品質の直感的な、且つ高速な決定をユーザに提供する。ユーザは、プロセスが受入れ可能なプロセス品質のレベル内にあるか否かを確認するために、数または統計的なチャートを調べる必要はない。
本発明の若干の実施の形態においては、見易くするために同心円はカラーコード化されている。例えば、最も内側の円52を緑色に着色し、次に最も外側のリングまたは円54を黄色に着色し、そして最も外側のリング56を赤色に着色することができる。従って、動作中の点(または、“アイコン”)60a−60dの位置は、特定のプロセスのプロセス品質の受入れ可能の程度を指示する。従って、この実施の形態においては、アイコン60a−60bはプロセス品質が“受入れ可能”と見做される。中央リング54内に位置するアイコン60cは、“ぎりぎり受入れ可能”なプロセス品質を有していると見做される。特定のチャンバ内の加工片のプロセス品質を表すアイコン60dは、“受入れ不能”であるプロセス品質を有していると見做される。一般的に認められている緑色、黄色、及び赤色を使用すると、比較的不慣れなオペレータでもどの加工片が受入れ可能な、ぎりぎりの、または受入れ不能な処理品質で処理されていることを迅速且つ直感的に理解することができる。
図2の図的表現50は、現処理のスナップショット図を表している。これは、処理されたウェーハの何等かの統計的履歴を与えることはない。
図3に示す代替実施の形態においては、別の図的表現70が示されるが、これもプロセス品質の尺度を与える。図的表現70においては、X−Y格子が表示される。加工片は、アイコン72によって表される。格子70内のアイコン72の位置は、表されている加工片のためのプロセス品質の統計的尺度に基づいている。DModXのような1つの統計的尺度を例えばX軸上にプロットすることができ、一方T2統計的尺度をY軸上にプロットすることができる。従って、格子70上のアイコン72の位置は、2つの異なる尺度に従って表されている加工片のプロセス品質に関する図的な、そして直感的な指示をユーザに与える。これにより、X及びY軸からのアイコン72の相対的な位置に基づいて異なる統計的尺度が、そしてそれぞれの統計的尺度に基づいてプロセス品質が迅速に決定される。
格子70上のアイコン72の位置はプロセス品質の正確且つ直感的な数値尺度を与えるが、これは必ずしも所望のプロセスのプロセス品質と比較されたこのプロセス品質の受入れ可能度の尺度を与えない。これは、好ましい実施の形態において、ゴールデンウェーハプロセスについての値と、アイコン72のカラーコード値との比較を遂行する本発明によって達成される。これは、若干の実施の形態においては、比T2/T2クリティカル及びDModX/DModXクリティカルを使用することによって行われる。例えば、測定されたプロセス品質が受入れ可能である、ぎりぎりである、または受入れ不能であると見做されるか否かに依存して、アイコン72に異なる色を与えるようにする。好ましい実施の形態においては、アイコン72の色は“レーダー画面”50の領域の色と同一である。例えば、もしプロセス品質が受入れ可能であればアイコン72は緑色に着色され、もしプロセス品質がぎりぎりであれば黄色に着色され、またはもしプロセス品質が受入れ不能であれば赤色に着色される。図2の実施の形態と同様に、アイコン72の色は、比がより悪いことを指示する。
図3に示す図的表現70を用いると、T2及びDModXのような複数の統計的尺度の実際の値、並びに決定されたプロセス品質の受入れ可能度が迅速に、且つ図的にユーザに与えられる。
“散在画面”とも呼ぶことができる図的表現70は、図的表現70上にプロットされた複数の点(アイコン)72を有することができる。各アイコン72は異なるウェーハを表し、特定のチャンバまたは特定のウェーハ等のプロセス品質の履歴を与える。
ユーザがアイコン60または72上を“クリック”すると、現在遂行されている、または遂行された特定のプロセスに関する情報を提供する画面(即ち、ドリルダウン)が呼出される。この情報に基づき、ユーザは、受入れ不能のプロセス品質に関する理由を迅速に確認し、修正動作を起こすことができる。
以上に本発明を詳細に説明したが、これは単なる例示に過ぎず、本発明を限定する意図の下になされたものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定されるものであることを理解されたい。
本発明の図的表現を使用することができるシステム例のブロックダイアグラムである。 本発明の実施の形態による図的表現の一例の概要図である。 本発明の実施の形態による図的表現の別の例の概要図である。

Claims (27)

  1. ユーザが、製造プロセスのプロセス品質の尺度を図的に観測できるようにする図的表現を作動させるように構成されている計算装置であって、加工片を表すアイコンを表示するように構成されている表示メカニズムを備え、前記表示メカニズム上の前記アイコンの位置及び色の少なくとも一方は、前記表されている加工片のための製造プロセスのプロセス品質を指示することを特徴とする計算装置。
  2. 前記表示メカニズムは同心円を表示するように構成され、前記各円は前記製造プロセスの異なるプロセス品質を指示することを特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 前記同心円の最内側の円は最高のプロセス品質を指示し、前記同心円の次の最外側の円はより低いプロセス品質を指示し、そして前記同心円の更に次の最外側の円は更に低いプロセス品質を指示することを特徴とする請求項2に記載の装置。
  4. 前記表示メカニズムは、前記アイコンを、前記表されている加工片のための製造プロセスのプロセス品質に対応する同心円内に表示するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の装置。
  5. 前記各同心円は、異なる色を有していることを特徴とする請求項4に記載の装置。
  6. 前記最内側の同心円は緑であり、前記次の最外側の円は黄であり、そして前記同心円の更に次の最外側の円は赤であることを特徴とする請求項5に記載の装置。
  7. 前記緑同心円内のアイコンの表示は前記表されている加工片のためのプロセス品質が受入れ可能であることを指示し、黄円内は前記表されている加工片のためのプロセス品質がぎりぎりであることを指示し、そして赤円内は前記プロセス品質が受入れ不能であることを指示することを特徴とする請求項6に記載の装置。
  8. 前記アイコンの前記同心円の中心からの半径は、T2/T2クリティカル及びDModX/DModXクリティカルの悪い方の関数であることを特徴とする請求項7に記載の装置。
  9. 前記加工片は、半導体ウェーハであることを特徴とする請求項8に記載の装置。
  10. 前記表示メカニズムはX軸及びY軸を有する格子を表示するように構成され、前記格子内のX方向のアイコンの位置は前記表されている加工片のための製造プロセスのプロセス品質の第1の尺度を指示し、前記格子内のY方向のアイコンの位置は前記表されている加工片のための製造プロセスのプロセス品質の第2の尺度を指示していることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  11. 前記表示メカニズムは前記アイコンを異なる色で表示するように構成され、前記異なる色は前記表されている加工片のための製造プロセスのプロセス品質の受入れ可能度を表し、前記色はDModX及びT2の悪い方の警告レベルの関数として選択されていることを特徴とする請求項10に記載の装置。
  12. 前記アイコンは、受入れ可能なプロセス品質を指示するためには緑で表示され、ぎりぎりのプロセス品質を指示するためには黄で表示され、そして受入れ不能なプロセス品質を指示するためには赤で表示されることを特徴とする請求項11に記載の装置。
  13. 前記加工片は、半導体ウェーハであることを特徴とする請求項12に記載の装置。
  14. 前記加工片は、半導体ウェーハであることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  15. 半導体製造システムであって、
    プロセスツールと、
    プロセスパラメータを感知するセンサと、
    半導体製造プロセスに関係するデータを処理するプロセッサと、
    ウェーハを表すアイコンを図的に表示するように構成されているディスプレイと、
    を備え、
    前記ディスプレイ上の前記アイコンの位置及び色の少なくとも一方は、前記表されている加工片のための製造プロセスのプロセス品質を指示している、
    ことを特徴とする半導体製造システム。
  16. 前記ディスプレイメカニズムは同心円を表示するように構成され、前記円は前記製造プロセスの異なるプロセス品質を指示することを特徴とする請求項15に記載のシステム。
  17. 前記同心円の最内側の円は最高のプロセス品質を指示し、前記同心円の次の最外側の円はより低いプロセス品質を指示し、そして前記同心円の更に次の最外側の円は更に低いプロセス品質を指示することを特徴とする請求項16に記載のシステム。
  18. 前記表示メカニズムは、前記アイコンを、前記表されているウェーハのための製造プロセスのプロセス品質に対応する同心円内に表示するように構成されていることを特徴とする請求項17に記載のシステム。
  19. 前記各同心円は、異なる色を有していることを特徴とする請求項18に記載のシステム。
  20. 前記最内側の同心円は緑であり、前記同心円の次の最外側の円は黄であり、そして前記同心円の更に次の最外側の円は赤であることを特徴とする請求項19に記載のシステム。
  21. 前記緑同心円内のアイコンの表示は前記表されているウェーハのためのプロセス品質が受入れ可能であることを指示し、黄円内は前記表されているウェーハのためのプロセス品質がぎりぎりであることを指示し、そして赤円内は前記プロセス品質が受入れ不能であることを指示することを特徴とする請求項20に記載のシステム。
  22. 前記ウェーハは、半導体ウェーハであることを特徴とする請求項21に記載のシステム。
  23. 前記表示メカニズムはX軸及びY軸を有する格子を表示するように構成され、前記格子内のX方向のアイコンの位置は前記表されているウェーハのための製造プロセスのプロセス品質の第1の尺度を指示し、前記格子内のY方向のアイコンの位置は前記表されているウェーハのための製造プロセスのプロセス品質の第2の尺度を指示していることを特徴とする請求項15に記載のシステム。
  24. 前記表示メカニズムは前記アイコンを異なる色で表示するように構成され、前記異なる色は前記表されている加工片のための製造プロセスのプロセス品質の受入れ可能度を表していることを特徴とする請求項23に記載のシステム。
  25. 前記アイコンは、受入れ可能なプロセス品質を指示するためには緑で表示され、ぎりぎりのプロセス品質を指示するためには黄で表示され、そして受入れ不能なプロセス品質を指示するためには赤で表示されることを特徴とする請求項24に記載のシステム。
  26. ユーザが製造プロセスのプロセス品質の尺度を図的に観測するのを可能にするための端末を支援するコンピュータプログラムプロダクトであって、
    コンピュータ実行可能な命令の少なくとも1つのシーケンスと、
    前記実行可能な命令を、コンピュータ可読形状で担持するコンピュータ可読メモリ媒体と、
    を含み、
    プロセッサによる前記命令の実行は、前記端末に、
    前記製造プロセスのプロセス品質に対応する領域を有する画面を表示させ、
    前記製造プロセスを受ける加工片を表すアイコンをディスプレイ上に生成させ、そして、
    前記アイコンを、前記ディスプレイ上の、前記表されている加工片のプロセス品質に対応する領域内に位置決めさせる、
    ことを特徴とするコンピュータプログラムプロダクト。
  27. 前記プロセッサによる前記命令の実行は更に、前記端末に、
    前記アイコンを、前記表されている加工片のプロセス品質の受入れ可能度を指示する色で着色させる、
    ことを特徴とする請求項26に記載のプロダクト。
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