JP2008263231A - 半導体処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理に要する待ち時間を少なくして使い勝手のよい半導体処理方法を提供する。
【解決手段】処理室内で処理の対象であるウエハ複数に順次加工処理を行いつつそれぞれの処理の際に前記処理室内の状態を検出した結果に基づいて前記処理室の前記加工処理を調節する半導体処理方法であって、前記センサ１３，１４からの出力を含み前記加工処理に伴い生成される前記加工処理の情報を記憶するための記憶装置を備えたデータ収集装置２に収集するステップと、このデータ収集装置に収集された前記加工処理の情報を与えられた抽出条件に従って抽出してするステップと、前記抽出された情報の複製を別の記憶装置４ａに作成するステップと、前記データ解析手段３が前記処理室内で前記ウエハの加工処理が行われる間に、このデータ複製装置が作成した複製データを解析して前記加工処理の状態を判断するステップとを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体処理処理方法に係り、特に微細加工を施す半導体処理装置に好適な半導
体処理方法に関する。

図１２は、従来の半導体処理装置用データ処理装置の構成を示す図である。図において
、１は半導体処理装置を構成するエッチング装置、１１，１２はそれぞれエッチング装置
１内の処理室を構成するエッチングチャンバ、１３，１４は各エッチングチャンバに備え
たセンサであり、エッチングチャンバ内あるいはエッチングチャンバ外から各種の物理量
、例えば真空処理室の真空度、プラズマ密度、プラズマ発光分光器出力等を測定してセン
サデータとして取得する。１５はエッチング装置１の制御装置である。なお、制御装置１
５からは処理中のウエハの種類、処理中のウエハに対する処理条件等のウエハ加工処理情
報を取得することができる。２はデータ収集装置である。２１はデータ収集装置のデータ
処理部であり、前記センサデータ及び前記ウエハの加工処理情報を収集してデータベース
２２に格納する。３はデータ解析装置であり、前記データ処理部２１を介してデータベー
ス２２にアクセスして所要のデータを取得し、取得したデータを解析する。前記半導体処
理装置の操作者は前記解析結果をもと前記半導体処理装置を操作することができる。

図１３は、データ処理部の処理を説明する図である。図に示すように、エッチング処理
室１が複数のエッチングチャンバ１１，１２を備える場合、データ処理部２１は各チャン
バに備えたセンサ１３、１４のセンサデータを例えば交互に取得処理してデータベース２
２に格納する。

前記センサデータには、例えば前述したようなプラズマ発光分光器の発光スペクトル（
毎秒数千データ）の時間変化の情報などが含まれているため、処理すべき情報量は大きい
。このため、データ解析装置３は分析のためデータ収集装置２からセンサデータ取り出す
場合に長時間を要すると共にデータ収集装置２に負荷をかけることになり、データ収集装
置２のデータ収集作業が阻害されることになる。特に図に示すように複数のエッチングチ
ャンバを有するエッチング装置の場合には、図１３に示すようにデータ収集装置はセンサ
から送られてくるデータに交互に重複して対処しなければならないことになる。このため
データ解析装置３のデータ抽出要求等のデータ処理に割り当てるべき空き時間を確保する
ことが困難になる。すなわち、従来のデータ処理装置では、解析等の処理を行うに要する
待ち時間を確定することが困難であり、処理装置としての使い勝手が悪くなる。

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたもので、処理に要する待ち時間を少なくして
使い勝手のよい半導体処理方法を提供する。

本発明は、上記の課題を解決するために次のような手段を採用した。

処理室内で処理の対象であるウエハ複数に順次加工処理を行いつつそれぞれの処理の際
に前記処理室内の状態を検出した結果に基づいて前記処理室の前記加工処理を調節する半
導体処理方法であって、前記センサからの出力を含み前記加工処理に伴い生成される前記
加工処理の情報を記憶するための記憶装置を備えたデータ収集装置に収集するステップと
、このデータ収集装置に収集された前記加工処理の情報を与えられた抽出条件に従って抽
出してするステップと、前記抽出された情報の複製を別の記憶装置に作成するステップと
、前記データ解析手段が前記処理室内で前記ウエハの加工処理が行われる間に、このデー
タ複製装置が作成した複製データを解析して前記加工処理の状態を判断するステップとを
備えた。

本発明は、以上の構成を備えるため、処理に要する待ち時間を少なくして使い勝手のよ
い半導体処理方法を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形
態にかかる半導体処理装置用データ処理装置を説明する図である。図１において、４ａは
データ複製装置、４１はデータベース複製部、４２はデータベース２２を複製した複製デ
ータベースである。なお、図において図１２に示される部分と同一部分については同一符
号を付してその説明を省略する。

前述のようにデータ収集装置２のデータ処理部２１は、センサ１３及びセンサ１４のセ
ンサデータを収集し、また、前記前記制御装置１５からウエハの加工処理情報をウエハ毎
に収集してそれぞれをデータベース２２に格納する。このとき得られる各ウエハ毎のセン
サデータはセンサデータファイルとしてデータベース２２に格納する。また、前記ウエハ
毎のセンサデータは前記ウエハ毎の前記加工処理情報と対照表等により関連づけて格納し
ておくとよい。

データベース複製部４１は、前記ウエハ毎のセンサデータ、ウエハ毎の加工処理情報及
びこれら関連を示す対照表を取得して、複製データベース４２に格納する。なお、データ
ベース複製部４１はデータ収集装置２の処理の空き時間を利用してデータベースの複製を
行う。なお、前記空き時間が充分にとれない場合、データ処理部２１はデータベース２２
を作成すると同時に作成したデータを複製装置４ａに転送するとよい。このようにすると
、一旦データベース２２に格納したデータを再度呼び出して複製装置４ａに転送する場合
に比して短時間に転送することができる。また、各センサデータ間の出力データ量にばら
つきがある場合（例えば一部のエッチングチャンバのみが動作している場合）等において
は、データ収集装置に掛かる負荷が軽い間に、複製装置にデータを転送することができる
。

このようにして、前記ウエハ処理データ（ウエハ毎のセンサデータ、ウエハ毎の加工処
理情報及びこれらの対照表）を複製データベース４２に複製して格納することにより、デ
ータ収集装置２に負荷をかけることなくデータ解析を行うことできる。すなわち、データ
解析手段３はデータ収集装置２にかける負荷を考慮することなく複製データベースにアク
セスすることができる。

図２はデータベースに蓄積するデータの構造を説明する図である。図に示すようにデー
タベース２２は前記センサデータをウエハ毎にファイル化したセンサデータファイル２２
１、並びに前記ウエハ加工処理情報及び該加工処理情報と前記センサデータファイルの対
応表を格納したウエハ管理テーブル２２２からなる。

複製サーバ４ａの複製データベース４２は前記センサデータファイル２２１及びウエハ管
理テーブル２２２の一部あるいは全部を複製した複製センサデータファイル及び複製ウエ
ハ管理テーブル４２２を備える。前述のようにセンサデータはデータ量が多いので、デー
タ収集装置２の処理の空き時間、あるいはセンサからデータを取得する毎に複製サーバに
転送するのがよい。また、ウエハ管理テーブルに記録するデータ量は少ないので、ウエハ
処理終了時あるいはロット処理終了時に纏めて転送するのがよい。

図３は、本実施形態に係る半導体処理装置用データ処理装置の処理を説明するフローチ
ャートであり、（ａ）はエッチング装置１の処理を示すフローチャート、（ｂ）はデータ
収集装置２の処理を示すフローチャート、（ｃ）はデータ複製装置４ａの処理を示すフロ
ーチャートである。

まず、エッチング装置の処理を示すフローチャート（ａ）において、ステップ１１にお
いてウエハ処理を開始する。ステップ１２において、制御装置はウエハ加工処理情報（ウ
エハの処理条件、ウエハの番号、処理ロットの名称等）をデータ収集装置に向けて出力す
る。ステップ１３において、ウエハ処理中のセンサデータを所定時間毎にデータ収集装置
は取得することができる。ステップ１４において、ウエハの処理が終了したか否かを判断
し、処理が終了した場合はステップ１５に進み、次のウエハの処理開始を待つ。

データ収集装置２の処理を示すフローチャート（ｂ）において、ステップ２１において
、エッチング装置から前記ウエハ処理情報を受信したか否かを判定し、受信した場合はス
テップ２２に進み、そうでない場合はステップ２７に進む。ステップ２２において前記セ
ンサデータを受信し、ステップ２３において受信したデータをデータベース２２センサデ
ータファイル２２１に格納する。ステップ２４において全てのウエハの処理を終了したか
否かを判定し、終了した場合はステップ２５において、データベースのウエハ管理テーブ
ル２２２を更新し、ステップ２６において、ウエハ管理テーブル２２２の更新情報をデー
タ複製装置に送信する。ステップ２７において、未複製のセンサデータがあるか否かを判
定し、未複製のセンサデータがある場合は該データを複製サーバに送信する。

データ複製装置４ａの処理を示すフローチャート（ｃ）において、ステップ３１におい
て、データの受信を待ち、ウエハ管理テーブルのデータを受信した場合はステップ３２に
進み、ステップ３３において複製ウエハ管理テーブル４２２を更新する。前記ステップ３
１において、センサデータを受信した場合はステップ３４に進み、ステップ３５において
複製センサデータファイルを作成して保存する。

図４は、半導体処理装置用データ処理装置の他の処理（データ処理部２１によりデータ
ベース２２を作成すると同時に作成したデータを複製装置４ａに転送する場合の処理）を
説明するフローチャートであり、（ａ）はエッチング装置１の処理を示すフローチャート
、（ｂ）はデータ収集装置２の処理を示すフローチャート、（ｃ）はデータ複製装置４ａ
の処理を示すフローチャートである。なお、図において図３に示される部分と同一部分に
ついては同一符号を付してその説明
を省略する。

この図の場合は、ステップ２３において、前述のように受信したセンサデータをデータ
ベース２２のセンサデータファイル２２１に格納した後、ステップ２３ａにおいて、セン
サデータを複製サーバに転送する。このようにすることにより、前述のように一旦データ
ベース２２に格納したデータを再度呼び出して複製装置４ａに転送する場合に比して短時
間に転送することができる。

図５は、データ複製装置４ａに備えた表示部に表示する操作表示画面の例を示す図であ
る。実際の装置では、データ解析手段３は全てのデータを解析するわけではない。例えば
、非常に微細な構造のデバイスのみを解析の対象とする場合がある。このような場合には
解析対象となるウエハのデータのみを例えばデバイスの種類、あるいはレシピの種類等を
複製条件として指定して複製装置４ａの複製データベース４２に複製するように指示する
ことができる。

前記指定に際しては、図に示す複製デバイスのリスト表示部３１に複製するデバイスの
リストを入力し、あるいは複製除外デバイスリスト表示部３２に複製を除外するデバイス
のリスト入力して指定する。また、前記データ収集装置２の複製を作成する期間を指定し
、あるいは予約できるようにしてもよい。これは複製サーバの複製データベース４２とし
て大容量の記録装置を用意できない場合、あるいは長期間亘るデータを取得してデータ解
析する場合等に有効である。

なお、複製条件の入力に際してパスワード入力等の認証手段により複製を保護すること
ができる。これにより保護された任意の情報のみを複製データベースに格納し情報の漏洩
を防止することができる。この機能によりデバイスメーカは装置メーカに見せるデータを
制限することができる。また逆に装置メーカはデバイスメーカが利用できるデータを制限
することができる。

図６は、本発明の他の実施形態を説明する図である。図において、３はデータ解析手段
であり、該解析手段は３は複製装置４ｂに格納する。複製装置４ｂはデータ解析手段を備
えることによりデータ解析サーバとして機能する。なお、この複製装置（データ解析サー
バ）をＷｅｂアプリケーションサーバとして構成すると、該サーバと接続する外部の入出
力装置５１、５２を汎用のＷｅｂブラウザを用いて簡易に構成することができる。

図７は、本発明の更に他の実施形態を説明する図である。図において、３はデータ解析
手段、５は入出力手段であり、これらは複製装置４ｃ内に格納する。また、複製装置４ｃ
はデータ収集装置２に対して取り外し可能に、且つ独立して搬送可能に取り付ける。

このように前記複製装置４ｃを可搬型サーバ（可搬型解析サーバ）として構成すること
により、必要なときのみにデータ収集装置に取り付けて解析を実行することができる。す
なわち、複製装置４ｃをデータ収集装置に接続したときに自身の持つ複製データベース４
２をアップデートして解析を実行することができる。

このため、顧客が常時稼働するデータ解析手段を設置することを望まない場合においても
、例えば半導体処理装置メーカーの作業員が前記複製装置４ｃをデータ収集装置２の近傍
まで持ち込むことにより、該データ収集装置からデータを取り出して解析することができ
る。

図８は、前記複製装置４ｃに備えた表示部の操作表示画面の例を示す図である。

上述のように、複製装置４ｃを可搬型サーバ（可搬型解析サーバ）として構成し、複製
装置４ｃをデータ収集装置２に連続して接続しない場合、データ収集装置２に複製装置４
ｃに未だ複製されていないデータが大量に残存する場合が生じる。このときデータ収集装
置４ｃに複製装置４ｃを接続してデータの複製を開始すると、複製に時間がかかって解析
作業が開始できなくなる。しかしながら、複製の開始に先立って、データ収集装置からデ
ータ複製装置に複製すべきデータの条件を指定することにより、解析に必要なデータのみ
を複製することができる。

前記複製すべきデータの条件としては、図に示すように、ウエハに形成されたデバイス名
、ウエハ処理に適用したレシピ名あるいは処理を行った日時等で指定することができる。

図９は、本発明の更に他の実施形態を説明する図である。図において、２３はエッチン
グ装置１の例えば処理の終点等をリアルタイムで診断するリアルタイム診断部であり、該
リアルタイム診断部２３はデータ収集装置２に格納する。３はデータ複製装置（解析サー
バ）に設けたデータ解析手段であり、該解析手段３は、前記リアルタイム診断部２３の診
断に必要な情報、例えば終点判断の判定基準、あるいは診断のモデル式を生成して、前記
リアルタイム診断部２３に供給する。

データ複製装置４ｄ内のデータ解析手段３を用いた診断では、その診断開始までに時間
を要しリアルタイム診断には適合しない場合がある。しかしながら、リアルタイム診断部
２３をデータ収集部に配置することにより、即時性を要する診断を速やかに実行すること
ができる。

図１０は、本発明の更に他の実施形態を説明する図である。図において、２ａ，２ｂは
それぞれデータ収集装置、３ａ，３ｂはそれぞれデータ解析手段である。図に示すように
、複数のエッチングチャンバ１１，１２を備えたエッチング装置１において、各エッチン
グチャンバ１１，１２毎にデータ収集装置２ａ、２Ｂ、及びデータ解析手段を備える。

このようにエッチングチャンバ毎にデータ収集装置及びデータ解析手段を備えることに
より、データ解析手段はエッチングチャンバの連続するウエハ処理の間に生じる処理の空
き時間を利用して、データをデータ収集装置からデータ解析装置に転送することができる
。

図１１は、本発明の更に他の実施形態を説明する図である。図において、２２ａ、２２
ｂはそれぞれデータ収集装置２の外部に設置した外部データベースである。データ収集装
置２は、収集したデータ保存場所切り替え条件設定部が設定した切り替え条件に従って切
り替えて前記外部記憶装置２２ａ，２２ｂの何れかに格納する。２３は前記データ保存場
所切り替え条件設定部であり、切り替え条件は外部から設定可能である。２４は表示部で
あり、前記保存場所の全てあるいは現在保存中の保存場所等を表示することができる。

前記外部記憶装置としてはハードディスクあるいは半導体メモリを用いることができる
。またこれらのメモリと前記データ解析装置をＬＡＮ等を介して接続しておくことにより
、データ収集装置２と接続されていない状態にある外部記憶装置から、データ収集装置に
かかる負荷を考慮することなくデータを抽出してデータ解析を実行することができる。

また、外部記憶装置にリムーバブルメディアを用いるとよい。リムーバブルメディアは
取り外し可能なハードディスク、ＤＶＤＲＡＭ、ＭＯのようなものであるとよい。データ
収集が終了した時点でメディア本体をイジェクトするような機構にしておくと、データを
回収する作業員にわかりやすくて更によい。なお、外部記憶装置としてリムーバブルメデ
ィアを用いる場合には、該リムーバブメディ
アはデータ収集装置に組み込むことができる。

前記保存場所の切り替え条件の設定は、外部記憶装置の容量から自動的に判定してもよ
いが、ユーザが設定できるようになっていると便利である。保存場所の切り替え条件は、
日時を指定する指定でもよいし、毎週月曜日といった定期的な指定でもよい。また、何ロ
ット分の試料の処理を終了したら切り替えるといった条件でもよい。作業者は自由に保存
場所の切り替え条件を指定し、保存場所が切り替わったら保存の終了した外部記憶装置か
らデータを取り出してバックアップを取ったり、リムーバブルメディアの場合は新しいメ
ディアと交換したりすることが可能である。また、保存場所が切り替わったときに、保存
場所表示部に表示してもよいし、電子メールあるいは警報音等により作業者に知らせる機
構を設けてもよい。

以上説明したように本発明の各実施形態によれば、処理に要する待ち時間を少なくして
使い勝手のよい半導体処理方法を提供することができる。また、半導体処理装置の処理室
を構成するエッチングチャンバ毎にデータ収集装置及びデータ解析装置を備えるので、デ
ータ解析装置のデータ抽出要求等の
データ処理に割り当てるべき空き時間を充分に確保することができデータ収集装置にかか
る負荷を低減することができる。また、データ収集装置に複数の外部記憶装置を接続し、
これらを切り替えて使用するので、データ解析装置のデータ抽出要求等に対してデータ収
集装置にかかる負荷を低減することができ、また、収集したデータの管理も容易行うこと
ができる。

本発明の実施形態にかかる半導体処理装置用データ処理装置を示す図である。 データベースに蓄積するデータの構造を示す図である。 半導体処理装置用データ処理装置の処理を説明するフローチャートである。 半導体処理装置用データ処理装置他の処理を説明するフローチャートである。 データ複製装置に備えた表示部に表示する操作表示画面の例を示す図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。 本発明の更に他の実施形態を示す図である。 データ複製装置に備えた表示部に表示する操作表示画面の例を示す図である。 本発明の更に他の実施形態を示す図である。 本発明の更に他の実施形態を示す図である。 本発明の更に他の実施形態を示す図である。 従来の半導体処理装置用データ処理装置の構成を示す図である。 データ処理分処理を説明する図である。

符号の説明

１ エッチング装置
２，２ａ，２ｂ データ収集装置
３ データ解析手段
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ データ複製装置
５、５１，５２ 入出力装置
１１，１２ エッチングチャンバ
１５ 制御装置
２１ データ処理部
２２ データベース
２３ リアルタイム診断部
４１ データベース複製部
４２ 複製データベース

Claims (5)

1. 処理室内で処理の対象であるウエハ複数に順次加工処理を行いつつそれぞれの処理の際に
   前記処理室内の状態を検出した結果に基
   づいて前記処理室の前記加工処理を調節する半導体処理方法であって、
   前記センサからの出力を含み前記加工処理に伴い生成される前記加工処理の情報を記憶
   するための記憶装置を備えたデータ収集装置に収集するス
   テップと、
   このデータ収集装置に収集された前記加工処理の情報を与えられた抽出条件に従って抽
   出してするステップと、
   前記抽出された情報の複製を別の記憶装置に作成するステップと、
   前記データ解析手段が前記処理室内で前記ウエハの加工処理が行われる
   間に、このデータ複製装置が作成した複製データを解析して前記加工処理の状態を判断す
   るステップとを備えた半導体処理方法。
2. 処理室内で処理の対象であるウエハ複数について順次加工処理を行いつつそれぞれの処理
   の際に得られる前記処理室内の形成され
   る発光を検出した結果に基づいて前記処理室の前記加工処理を調節する半導体処理方法で
   あって、
   前記センサからの出力を含み前記加工処理に伴い生成される前記加工処理の情報を記憶
   するための記憶装置を備えたデータ収集装置に収集するス
   テップと、
   このデータ収集装置に収集された前記加工処理の情報を与えられた抽出条件に従って抽
   出してするステップと、
   前記抽出された情報の複製を別の記憶装置に作成するステップと、
   このデータ記憶装置に記憶された情報を解析して前記加工処理の状態を判断するデータ
   解析手段とを備えて
   前記データ解析手段が前記処理室内で前記ウエハの加工処理が行われる
   間に、このデータ複製装置が作成した複製データを解析して前記加工処理の状態を判断す
   るステップとを備えた半導体処理方法。
3. 請求項１に記載の半導体処理方法であって、前記データ収集装置の処理の空き時間を利用
   して前記複製の作成を行う半導体処理方法。
4. 請求項２に記載の半導体処理方法であって、前記データ収集装置の処理の空き時間を利用
   して前記抽出された情報を記憶する半導
   体処理方法。
5. 請求項３または４に記載の半導体処理方法であって、前記データ収集装置が前記半導体処
   理装置の動作を診断する診断部を備え、
   前記データ解析手段は前記診断部野診断基準または診断のモデル式を生成し、生成した診
   断基準または診断のモデル式を前記診断部に提供するプラ
   ズマ処理方法。

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