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

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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