JP2010135370A

JP2010135370A - 検査位置決定方法、検査情報管理システム及び検査方法

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Publication number: JP2010135370A
Application number: JP2008307237A
Authority: JP
Inventors: Toru Kajima; 亨鹿島; Takashi Kurosawa; 敬黒澤
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2028-12-02
Also published as: JP5408975B2

Abstract

【課題】複数のデバイスを基板単位で製造するデバイス製造工程において、検査項目における計測データの特性に応じて、信頼性を維持しつつ冗長性を削減する検査位置を決定する方法の提供。
【解決手段】本発明にかかる検査位置決定方法は、基板上の所定の検査候補位置において検査項目に関する計測が行われた（Ｓ１０１）基板毎の計測データに基づいて、当該基板上の任意の位置におけるデータを補間するためのデータモデルである基板モデルを基板毎に生成し（Ｓ１０２）と、複数の基板モデルに基づいて、検査項目に対応するデータモデルである代表モデルを生成し（Ｓ１０４）と、所定の検査候補位置の計測データ及び代表モデルにより補間される補間データの少なくともいずれかを用いて、代表モデルを生成することができるデータに対応する検査位置を決定する（Ｓ１０５）。
【選択図】図３

Description

本発明は、検査位置決定方法、検査情報管理システム及び検査方法に関し、特に、半導体素子、フラットパネル、太陽電池といったデバイスを基板単位で製造する過程で行われる検査工程において、検査項目に対応する前記基板上の検査位置を決定する検査位置決定方法、当該検査項目に関する情報を管理する検査情報管理システム、当該検査項目に対応する前記基板上の検査位置に基づく検査を行う検査方法に関する。

工業製品は、複数の工程を経て製造され、その過程で数多くの検査が行われる。工業製品には、特定の機能を持った機器又は装置であるデバイスが含まれ、例えば、半導体素子が挙げられる。半導体素子は、絶縁膜や回路パターンの形成のために、酸化膜の拡散、エッチング、イオン注入、スパッタ、洗浄等の複数の工程を経て、基板であるシリコンウェハ上に複数の半導体素子が配置された状態で製造される。その際、特定の工程毎に幅、厚み等の検査項目のために形状データが測定される。または、抵抗、導電率等の検査項目のために電気特性データが測定される。そして、半導体素子の製造工程における最終工程の後に全数検査が行われ、良品のみが出荷される。

半導体素子の製造は、ウェハ単位で行われるため、製造途中の各検査工程ではウェハ上の特定の素子を選定して測定を行い、これらの平均値や標準偏差等をウェハ単位で品質記録として管理しているのが一般的である。

しかし、最終工程後の全数検査において異常が認められた場合、製造途中の各検査結果を追跡調査しても、ウェハ上の素子の配置との対応関係を加味した分析を行うことができないため、どの工程が不良の主原因であるか否かを特定することができない。完全な品質管理を行うためには、理想的には、チップ単位で各測定項目を全数管理すればよい。しかし、現実的には工程増、特にコスト増等により実現することが困難である。

そこで、半導体製造工程における不良原因工程を特定するシステムが特許文献１に開示されている。特許文献１にかかる不良原因特定システムは、複数の半導体装置に対して、検査装置によって検査された半導体装置の電気的特性の面内分布を表現する特性マップを形成する特性マップ形成部と、測定装置によって測定されたそれぞれの工程の出来栄えの面内分布をそれぞれの工程毎に表現する単独マップを形成する単独マップ形成部と、それぞれの工程毎の単独マップの中から複数の単独マップを選びそれを合成して合成マップを形成する合成マップ形成部と、合成マップと特性マップを比較することにより、対応する工程を不良原因と特定する特定部とを備える。

特に、特許文献１に開示されている実施の形態では、ウェハ面内をチップ単位やショット単位で分割したメッシュ毎に出来栄えを測定するのが好ましいとしながらも、現実には面内数点〜１０数点、良くても５０点ぐらいの出来栄えをもとに、バイリニアプロットや単純算術平均等の補間手法を用いて、メッシュ毎の出来栄えを生成する旨が開示されている。すなわち、特許文献１では、検査項目における検査対象データを、ウェハ内の半導体装置の一部であるサンプリングされた半導体装置における測定データと、当該測定データに対して補間手法を用いて補間されたデータとを用いるものである。そのため、ウェハ内の全ての半導体装置について測定することに比べて、検査を簡略化できる。

また、非特許文献１には、計測されたデータを補間する曲面モデルの同定処理として薄板スプラインが開示されている。また、非特許文献１には、計測されたデータの異常値を除去する手法として、ＧＣＶ（Generalized Cross Validation）アルゴリズムが開示されている。さらに、特許文献２には、補間処理の簡略化として、与えられたデータを削減して補間を行う、いわゆるデータの間引き方法について開示されている。
特開２００７−３６０６８号公報特許第３８８１５１０号公報 Grace Wahba, "Spline Models for Observational Data", Society for Industrial & Applied, 1990.

しかし、サンプリングされた半導体装置における測定データは、検査項目ごとに測定値のばらつき、すなわち、測定値の分布の傾向が異なる。また、品質への影響度により検査項目毎の重要度も異なる。そのため、特許文献１及び特許文献２のように、検査項目又は基板に関わらず一律に補間処理を行うだけでは、不良原因を特定するための検査対象データの信頼性にばらつきが生じるという問題点がある。そして、この問題点は、半導体素子の製造工程に限らず、複数工程を経て基板上に複数のデバイスを製造するデバイス製造工程全般について生じるものである。

特に、重要度の高い測定項目について、補間処理の簡略化のみを考慮した一律な補間処理ではデータが欠落して信頼性のあるデータが得られない場合が生じ得る。また、ばらつきの小さい項目又は重要度の低い項目についても、一律に同じ補間処理を行うことは処理が冗長となる場合がある。そのため、同じ製造工程において、複数の基板における計測データを加味して検査位置を決定する必要がある。

本発明では、複数のデバイスを基板単位で製造するデバイス製造工程において、検査項目における計測データの特性に応じて、信頼性を維持しつつ冗長性を削減する検査位置を決定できる検査位置決定方法、検査情報管理システム及び検査方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様にかかる検査位置決定方法は、デバイスを基板単位で製造する過程で行われる検査工程において、検査項目に対応する基板上の検査位置を決定するものである。前記基板上の所定の検査候補位置における計測データに基づいて、当該基板上の任意の位置におけるデータを補間するためのデータモデルである基板モデルを前記基板毎に生成する基板モデル生成ステップと、複数の前記基板モデルに基づいて、前記検査項目に対応する前記データモデルである代表モデルを生成する代表モデル生成ステップと、前記所定の検査候補位置の計測データ及び前記代表モデルにより補間される補間データの少なくともいずれかを用いて、前記代表モデルを生成することができるデータに対応する検査位置を決定する検査位置決定ステップと、を備える。

これにより、ある検査項目において、複数の基板からの計測データの傾向を加味した代表モデルとして絞り込むことができ、代表モデルを用いて当該検査項目における計測データの特性に応じた信頼性を維持しつつ冗長性を削減する検査位置を決定できる。そのため、当該検査項目ごとに有効な計測データを取得することができ、異常時の追跡調査の効率が向上する。

また、前記代表モデル生成ステップは、前記所定の検査候補位置の計測データ及び前記各基板の基板モデルにより補間された補間データの少なくとも一部を選択し、各基板間における当該選択したデータを所定の分析を行うことにより当該基板をグループに分類し、当該グループ毎に代表モデルを生成する、ことが望ましい。

これにより、より相関の高い基板モデル同士をひとつのグループとすることができ、グループごとに代表モデルを生成することで、一つの検査項目において複数のデータモデルがある場合であっても、適切な代表モデルを生成することができる。

さらに、前記検査位置決定ステップは、前記選択したデータを前記グループ毎に所定の演算処理を行い、当該演算処理後のデータを用いて代表モデルを生成する、ことが望ましい。

これにより、分類されたグループの中で、効果的に代表モデルを生成することができ、当該検査項目における測定データの信頼性が向上する。

さらに、前記検査位置決定ステップは、前記所定の検査候補位置の計測データ及び前記代表モデルにより補間された補間データの少なくとも一部を選択し、当該選択したデータに基づいて前記データモデルである再現モデルを生成し、当該再現モデルが前記代表モデルと近似している場合に、前記選択されたデータに対応する検査位置を検査位置として決定する、と良い。これにより、代表モデルを再現するために必要な検査位置を絞り込むことができる。

また、前記検査位置決定ステップは、前記グループ毎に決定した検査位置を含めて検査位置を決定する、と良い。これにより、複数の代表モデルを加味して必要最小限の検査位置を決定することができ、計測データの保存量を削減することができる。

また、前記検査位置決定ステップは、前記グループに分類された基板の数の比率に基づいて、前記検査位置を決定する、と良い。これにより、検査項目におけるデータモデルの傾向の比率を加味した適切な検査位置を決定することができ、測定データの信頼性をより向上することができる。

また、前記基板モデル生成ステップは、前記所定の計測位置における計測データから予め定められた異常値を除外して前記基板モデルを生成する、と良い。これにより、基板モデル、代表モデルの生成の精度が向上し、適切な検査位置を決定することができる。そのため、測定データの信頼性をより向上することができる。

本発明の第２の態様にかかる検査情報管理システムは、デバイスを基板単位で製造する過程において、検査項目に関する情報を管理するものである。前記検査項目毎に予め定められた前記基板上の所定の検査候補位置と、前記検査候補位置において計測された計測データと、を格納する検査情報記憶部と、前記検査情報記憶部から前記基板単位に計測データを取得し、当該計測データに基づいて、当該基板上の任意の位置におけるデータを補間するためのデータモデルである基板モデルを生成し、当該基板モデルを前記検査情報記憶部へ格納する基板モデル生成部と、前記検査情報記憶部から複数の前記基板モデルを取得し、当該複数の前記基板モデルに基づいて、前記検査項目に対応する前記データモデルである代表モデルを生成し、当該代表モデルを前記検査情報記憶部へ格納する代表モデル生成部と、前記所定の検査候補位置の計測データ及び前記代表モデルにより補間される補間データの少なくともいずれかを用いて、前記代表モデルを生成することができるデータに対応する検査位置を決定し、当該検査位置を前記検査情報記憶部へ格納する検査位置決定部とを備える。

また、前記代表モデル生成部は、前記所定の検査候補位置の計測データ及び前記各基板の基板モデルにより補間された補間データの少なくとも一部を選択し、各基板間における当該選択したデータを所定の分析を行うことにより、当該基板をグループに分類し、当該グループにおける前記データモデルを前記代表モデルとして生成する、ことが望ましい。

さらに、前記代表モデル生成部は、前記選択したデータを前記グループ毎に所定の演算処理を行い、当該演算処理後のデータを用いて代表モデルを生成する、ことが望ましい。

さらに、前記検査位置決定部は、前記所定の検査候補位置の計測データ及び前記代表モデルにより補間された補間データの少なくとも一部を選択し、当該選択したデータに基づいて前記データモデルである再現モデルを生成し、当該再現モデルが前記代表モデルと近似している場合に、前記選択されたデータの検査候補位置を前記検査位置として前記検査情報記憶部へ格納する、と良い。これにより、代表モデルを再現するために必要な検査位置を絞り込むことができる。

また、前記検査位置決定部は、前記グループ毎に決定した検査位置を含めて検査位置を決定する、と良い。これにより、複数の代表モデルを加味して必要最小限の検査位置を決定することができ、計測データの保存量を削減することができる。

また、前記検査位置情報決定部は、前記グループに分類された基板の数の比率に基づいて、前記検査位置情報を前記検査情報記憶部へ格納する、と良い。これにより、検査項目におけるデータモデルの傾向の比率を加味した適切な検査位置を決定することができ、測定データの信頼性をより向上することができる。

また、前記基板モデル生成部は、前記所定の計測位置情報における計測データから予め定められた異常値を除外して前記基板モデルを生成する、と良い。これにより、基板モデル、代表モデルの生成の精度が向上し、適切な検査位置を決定することができる。そのため、測定データの信頼性をより向上することができる。

本発明の第３の態様にかかる検査方法は、デバイスを基板単位で製造する過程で行われる検査工程において、検査項目に対応する前記基板上の検査位置に基づく検査を行うものである。前記基板上の所定の検査候補位置において前記検査項目に関する計測を行う事前計測ステップと、前記事前計測ステップにより計測された計測データに基づいて、当該基板上の任意の位置におけるデータを補間するためのデータモデルである基板モデルを前記基板毎に生成し、複数の前記基板モデルに基づいて、前記検査項目に対応する前記データモデルである代表モデルを生成し、前記所定の検査候補位置の計測データ及び前記代表モデルにより補間される補間データの少なくともいずれかを用いて、前記代表モデルを生成することができるデータに対応する検査位置を決定する検査位置決定ステップと、前記過程において、前記検査位置決定ステップにより決定された検査位置における計測を行う製造時計測ステップと、前記製造時計測ステップにより計測された計測データに基づいて、前記基板モデルを生成するステップと、を備える。これにより、検査項目ごとの検査位置に応じた有効な計測データを取得することができ、異常時の追跡調査の効率が向上する。

本発明により、複数のデバイスを基板単位で製造するデバイス製造工程において、検査項目における計測データの特性に応じて、信頼性を維持しつつ冗長性を削減する検査位置を決定できる検査位置決定方法、検査情報管理システム及び検査方法を提供することができる。

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

＜発明の実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１にかかる検査情報管理システム１００の構成の一例を示すブロック図である。検査情報管理システム１００は、複数のデバイスを基板単位で製造するデバイス製造過程における検査項目に関する情報を管理するものである。ここでは、デバイスの例として半導体素子であるものとする。つまり、検査情報管理システム１００は、複数の半導体素子を基板であるシリコンウェハ（以下、ウェハとする）単位に製造する半導体製造過程を対象とするものである。また、検査情報管理システム１００は、上述した半導体製造過程における検査項目に対応する基板上の検査位置を決定し、当該検査位置に基づく検査を行うものである。尚、本発明にかかるデバイスはこれに限定されず、フラットパネルや太陽電池等の工業製品であってもよい。そのため、本発明は、フラットパネルや太陽電池等の工業製品の製造検査についても適用可能である。なお、検査情報管理システム１００は、基板上の複数のデバイスから特定のデバイスを選択し、当該デバイスを検査位置として決定するものであってもよい。さらに、検査情報管理システム１００は、基板上に一つまたは複数のデバイスがあり、当該デバイス上に複数の検査候補位置があり、その中から検査位置を決定するものであってもよい。

図１の検査情報管理システム１００は、製造ライン１と、計測装置２と、検査装置３と、検査支援装置４と、検査情報記憶装置５と、通信回線６とを備える。製造ライン１は、ウェハ上に複数の半導体素子を製造するための各製造工程に使用される製造装置１ａ、１ｂ、・・・、及び１ｎを含む。ここで、製造工程とは、例えば、酸化膜の拡散、エッチング、イオン注入、スパッタ、洗浄等である。

また、製造装置１ａ、１ｂ、・・・、及び１ｎ、計測装置２、検査装置３、検査支援装置４、並びに検査情報記憶装置５は、通信回線６を介して接続されている。通信回線６は、インターネット、公衆網、専用線、移動体通信網等の通信ネットワークであればよい。

検査情報記憶装置５は、検査項目５１と、計測位置５２と、計測データ５３と、基板モデル５４と、代表モデル５５と、検査位置５６とを記憶する記憶装置である。検査情報記憶装置５は、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶装置でもよいし、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性の記憶装置であってもよい。

検査項目５１は、各製造工程におけるウェハに対して、例えば、幅、厚み、抵抗及び導電率等といった検査項目を示す情報である。尚、検査項目５１は、一つの製造工程において複数存在してもよく、一つの検査項目５１は、複数の製造工程を検査する際に用いても良い。

計測位置５２は、ウェハ上の半導体素子の位置を示す情報であり、ここでは、二次元の座標情報である。尚、本発明の実施の形態１にかかる計測位置５２は、後述する検査位置決定処理におけるウェハ上の初期のサンプリング箇所を示すものである。尚、計測位置５２は、基板上の所定の検査候補位置である。

計測データ５３は、後述する計測装置２により検査項目５１ごとに計測対象のウェハ上の計測位置５２について計測されたデータである。そして、計測データ５３は、検査項目５１及びウェハに関連付けられ、計測位置５２毎に存在する。計測データ５３は、例えば、検査項目５１が幅又は厚み等の場合、形状データであり、検査項目５１が抵抗又は導電率等の電気特性データであり、又は、これらに限定されない。

基板モデル５４は、基板上の任意の位置におけるデータを補間するためのデータモデルである。また、基板モデル５４は、ウェハ毎に計測された計測データ５３に基づいて、後述する検査支援装置４により生成される。

ここで、本発明におけるデータモデルは、Ｎ（Ｎは２以上の整数）種類の変量間の関係を近似したＮ次元の曲面モデルで表現される。例えば、計測位置５２が二次元の座標情報である場合、二次元の関数式で表すことができる。但し、基板モデル５４は、曲面モデルに限定されず、曲線や、その他のモデルであってもよい。基板モデル５４により、ウェハ上の計測位置５２以外の任意位置における値を補間することができる。そのため、計測装置２は、ウェハ上の全ての半導体素子について計測を行う必要がない。

代表モデル５５は、検査項目５１におけるデータモデルである。代表モデル５５は、検査項目５１において少なくとも１つ以上、検査支援装置４により生成される。

検査位置５６は、計測位置５２と同様に、ウェハ上の半導体素子の位置を示す情報である。また、検査位置５６は、検査支援装置４により決定される位置である。

計測装置２は、製造装置１ａ、１ｂ、・・・、及び１ｎを用いた各製造工程において製造される複数のウェハについて、検査項目５１に関する計測を行う。計測装置２は、計測の際、各ウェハにおける計測位置５２に対して計測を行い、計測されたデータを計測位置５２として、検査項目５１及びウェハに関連付けて検査情報記憶装置５へ格納する。

検査支援装置４は、検査項目５１に対応するウェハ上の検査位置５６を決定する検査位置決定処理を実行するものである。検査支援装置４は、基板モデル生成部４１、代表モデル生成部４２、検査位置決定部４３として機能する。また、検査支援装置４は、検査位置決定処理において、計測装置２に計測位置５２に基づいた計測を行うように指示を出すことができる。

基板モデル生成部４１は、検査項目５１ごとに、検査情報記憶装置５からウェハ単位に計測データ５３を取得し、計測データ５３に基づいて、当該ウェハにおける基板モデル５４を生成し、基板モデル５４を検査情報記憶装置５へ格納する。

代表モデル生成部４２は、検査情報記憶装置５から検査項目５１における全ての基板モデル５４を取得し、取得した基板モデル５４に基づいて、検査項目５１に対応する代表モデル５５を生成し、代表モデル５５を検査情報記憶装置５へ格納する。

検査位置決定部４３は、計測位置５２において代表モデル５５により補間される補間データの内、代表モデル５５を生成することができる補間データに対応する計測位置５２を検査項目５１に対応する検査位置５６として検査情報記憶装置５へ格納する。尚、検査位置決定部４３は、所定の検査候補位置である計測位置５２の計測データ５３及び代表モデル５５により補間される補間データの少なくともいずれかを用いて、代表モデル５５を生成することができるデータに対応する検査位置５６を決定してもよい。つまり、検査位置決定部４３は、計測データ５３を用いなくてもよい。その場合、検査位置５６は、計測位置５２以外の位置に決定されても構わない。

特に、代表モデル生成部４２は、計測位置５２においてウェハにおける基板モデル５４により補間された補間データと、当該ウェハと異なる他のウェハにおける当該計測位置５２における補間データとの相関に基づき、当該ウェハをグループに分類し、当該グループにおけるデータモデルを代表モデル５５として生成する。

また、検査位置決定部４３は、代表モデル生成部４２において、ある検査項目５１における代表モデル５５が複数生成された場合に、複数の代表モデル５５のそれぞれにより補間された補間データが代表モデル５５を生成することができる補間データである場合に、当該補間データに対応する計測位置５２を検査位置５６として検査情報記憶装置５へ格納する。

これにより、一つの検査項目において複数のデータモデルがある場合であっても、それぞれのデータモデルを加味して適切な検査位置を絞り込むことができる。そのため、当該検査項目における測定データの信頼性が向上する。

さらに、検査位置決定部４３は、代表モデル５５を生成することができる補間データの内、最も少ない補間データに対応する計測位置５２を検査位置５６として検査情報記憶装置５へ格納する。これにより、必要最小限の検査位置を決定することができ、計測データの保存量を削減することができる。

また、計測装置２は、デバイス製造過程において、検査支援装置４により決定された検査位置５６における計測を行い、検査情報記憶装置５へ計測データ５３を格納する。

検査装置３は、製造ライン１におけるデバイス製造工程の最後に、全てのウェハ上のすべての半導体素子について検査を行う。検査装置３は、検査において異常と判定した半導体素子がある場合、検査支援装置４へ通知することで、検査支援装置４における基板モデル生成部４１を起動させる。そして、検査支援装置４は、当該異常と判定した半導体素子を含むウェハに関する基板モデル５４を生成する。これにより、ウェハ上の検査位置５６以外の任意位置における値を補間することができるため、補間データを提供することで、異常の原因の調査を支援することができる。

図２は、本発明の実施の形態１にかかる検査支援装置４の構成を示すブロック図である。検査支援装置４は、汎用的なコンピュータシステムであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４１２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４１３と、通信部４１４と、ハードディスク４２０とを備える。また、ハードディスク４２０は、不揮発性記憶装置であり、ＯＳ（Operating System）４２１及び検査位置決定処理を行うための検査位置決定プログラム４２２が格納されている。ＣＰＵ４１１は、検査支援装置４における各種処理、すなわち、各種プログラムの処理、ＲＡＭ４１２、ＲＯＭ４１３、通信部４１４及びハードディスク４２０へのアクセス等を制御する。通信部４１４は、通信回線６を介して、検査情報記憶装置５へアクセスし、検査項目５１、計測位置５２、計測データ５３、基板モデル５４、代表モデル５５及び検査位置５６を含む各種データの送受信等の通信を行う。

検査支援装置４は、ＣＰＵ４１１が、ＲＡＭ４１２、ＲＯＭ４１３、又はハードディスク４２０に格納されたＯＳ４２１及び検査位置決定プログラム４２２を読み込み、実行する。これにより、検査支援装置４は、検査位置決定処理を実行することができる。

続いて、本発明の実施の形態１にかかる検査位置決定処理を図３のフローチャート図で示す。尚、以降の説明において、曲面モデルを同定する処理については、上述した基板モデル及び代表モデルであるデータモデルを生成する処理を指すものとする。また、本発明の実施の形態においては、曲面モデルを同定するものとして説明するが、同様の方法を曲線モデルの同定に適用できることはいうまでもない。

ここでは、発明の効果をより明確にするため、シミュレーションデータに対して検査位置決定処理を適用した例について説明する。検査情報記憶装置５には、検査項目５１及び計測位置５２が初期値として格納されているものとする。図４は、計測位置５２の例を示す図である。尚、図４では、計測位置５２を２１箇所としているが、これに限定されず、例えば、全ての半導体素子の箇所を計測位置５２としてもよい。

また、製造ライン１の任意の製造装置において、検査位置決定のために複数のウェハが製造済みであるものとする。尚、以下の例では、ウェハ数を４０枚としているが、これに限定されず、少なくとも２枚以上であればよい。複数のウェハから検査位置を決定することで、検査項目における特性に加味した計測データを取得でき、検査の信頼性を向上することができる。

まず、検査支援装置４は、計測装置２によりウェハ上の所定の計測位置５２において検査項目５１に関する計測を行う（Ｓ１０１）。具体的には、検査支援装置４は、検査情報記憶装置５から検査項目５１及び計測位置５２を取得し、計測装置２に対して、検査項目５１及び計測位置５２に基づいた計測を行うように指示をする。そして、計測装置２は、検査項目５１に基づいて、上述したウェハにおける図４に示した位置について計測を行い、計測データ５３を検査情報記憶装置５へ格納する。ここでは、例として、図５に示すような計測データが計測されたものとする。

次に、検査支援装置４は、ウェハ毎に基板モデル５４を同定する（Ｓ１０２）。具体的には、検査支援装置４の基板モデル生成部４１は、検査情報記憶装置５から検査項目５１に関連付けられた計測データ５３を取得し、ウェハ毎に非特許文献１に示すような薄板スプラインを用いて曲面モデルを同定する。尚、曲面モデルを同定する方法は、薄板スプラインに限定されない。ここでは、例として図６に、４枚のウェハにおける曲面モデルを等高線で示す。

続いて、検査支援装置４は、複数の基板モデル５４をパターンに応じてグループに分類する（Ｓ１０３）。具体的には、検査支援装置４の代表モデル生成部４２は、検査情報記憶装置５から基板モデル５４を取得し、基板モデル５４による計測位置５２における補間データを算出する。そして、代表モデル生成部４２は、あるウェハにおける補間データと、他のウェハにおける補間データとの相関に基づいて、ウェハをグループに分類する。ここで、代表モデル生成部４２は、計測データ５３及び各基板の基板モデル５４により補間された補間データの少なくとも一部を選択し、各基板間における当該選択したデータを所定の分析を行うことにより当該基板をグループに分類し、当該グループ毎に代表モデル５５を生成するようにするとよい。尚、所定の分析とは、例えば、クラスター分析、ＣＡＲＴ又はｋ−ｍｅａｎアルゴリズム等であればよい。

図７は、検査項目５１における複数の基板モデルをクラスター分析により分類した例を示す図である。ここでは、基板モデル５４が分類の閾値により、４０枚のウェハがパターン１及びパターン２という２つのグループにそれぞれ２０枚ずつ分類されている。尚、本発明の実施の形態において、基板モデル５４が分類されるグループは、少なくとも１つ以上であればよい。

そして、検査支援装置４は、分類されたグループごとに代表モデル５５を同定する（Ｓ１０４）。例えば、検査支援装置４の代表モデル生成部４２は、まず、パターン１に属するウェハの計測データ５３を計測位置５２ごとに平均する。そして、代表モデル生成部４２は、薄板スプラインを用いて当該平均されたデータから曲面モデルを同定する。図８は、パターン１における代表モデルの例を示す図である。同様に、代表モデル生成部４２は、パターン２に対しても曲面モデルを同定する。また、図９は、パターン２における代表モデルの例を示す図である。尚、代表モデル生成部４２は、分類される際に選択したデータをグループ毎に所定の演算処理を行い、当該演算処理後のデータを用いて代表モデルを生成するようにするとよい。ここで、所定の演算処理は、平均に限定されず、中央値、中間値、最小のみ、最大のみ等でも構わない。

その後、検査支援装置４は、全ての代表モデル５５の再現に必要な検査位置５６を定める（Ｓ１０５）。具体的には、まず、検査支援装置４の検査位置決定部４３は、計測位置５２の中から少なくとも一部を選択する。次に、検査位置決定部４３は、代表モデル５５により補間された計測位置５２における補間データの内、当該選択された計測位置に対応する補間データに基づいたデータモデルである再現モデルを生成する。そして、検査位置決定部４３は、当該再現モデルが前記代表モデルと近似している場合に、当該選択された計測位置を検査位置５６として検査情報記憶装置５へ格納する。これにより、代表モデルを再現するために必要な検査位置を絞り込むことができる。

さらに、検査位置決定部４３は、当該再現モデルが前記代表モデルと近似している場合に、計測位置５２の一部をさらに減らして再現モデルを同定することを繰り返すことで、最も少ない補間データを特定すると良い。これにより、検査支援装置４は、全ての代表モデル５５の再現に必要最小限な検査位置５６を定めることができる。

例えば、まず、検査位置決定部４３は、２１箇所の計測位置５２の内、１箇所を除いた２０箇所を選択する。次に、検査位置決定部４３は、当該２０箇所に対応する計測データ５３に基づき、再現モデルを同定する。そして、ステップＳ１０４においてパターン１についての平均されたデータと、当該再現モデルにより計測位置５２である２１箇所において補間された補間データとの絶対誤差を算出する。検査位置決定部４３は、このような絶対誤差を、２１箇所の計測位置５２の内、他の１箇所を除いたものからも算出し、最も絶対誤差の小さいものについて、当該絶対誤差が所定の閾値を超えるか否かを判定する。所定の閾値を超えない場合、当該１箇所を除いた２０箇所からさらに１箇所を除いて、同様に、絶対誤差を算出し、所定の閾値を超えるまで実施する。そして、検査位置決定部４３は、所定の閾値を超える直前の計測位置について、検査位置５６と決定する。

尚、検査位置決定部４３は、計測データ５３及び代表モデル５５により補間された補間データの少なくとも一部を選択し、当該選択したデータに基づいてデータモデルである再現モデルを生成し、当該再現モデルが代表モデル５５と近似している場合に、選択されたデータに対応する検査位置を検査位置５６として決定するようにするとよい。ここで、上述した近似は、絶対誤差が所定の閾値以内である場合に限定されず、相対誤差等を用いても構わない。

また、検査位置の検査位置数を初めに決定し、この検査位置数における任意の組合せの中から、絶対誤差等が最小となるように検査位置を決定してもよい。

尚、このような曲面モデルの再現に必要な箇所を絞り込むことは、例えば、特許文献２に開示されたデータの間引き方法を採用しても構わない。

また、ステップＳ１０４において、複数の代表モデル５５が生成された場合、例えば、パターン１及びパターン２の２つの曲面モデルが同定された場合、検査位置決定部４３は、それぞれのパターンから絶対誤差を算出し、合算した絶対誤差が最も小さいものを採用すればよい。つまり、検査位置決定部４３は、複数の代表モデル５５のそれぞれにより補間された補間データが、それぞれの代表モデルを生成することができる補間データである場合に、当該補間データに対応する計測位置を検査位置５６として決定する。

本発明の実施の形態１にかかる例では、上述した絶対誤差の閾値を０．０１とし、パターン１及びパターン２における代表モデル５５の再現に必要な計測位置を２１箇所から１４箇所へ絞り込むことができた。図１０は、パターン１における代表モデルを生成することができる検査位置の例を示す図である。図１１は、パターン２における代表モデルを生成することができる検査位置の例を示す図である。図１２は、本発明の実施の形態１にかかる検査位置決定処理により決定された検査位置の例を示す図である。

このように、本発明の実施の形態１により、複数のデバイスを基板単位で製造するデバイス製造工程において、検査項目における計測データの特性に応じて、信頼性を維持しつつ冗長性を削減する検査位置を決定できる。

尚、ステップＳ１０３において、分類の閾値は任意に変更可能とすると良い。分類の閾値を下げることにより、分類されるグループが相対的に増えるが、個々のグループについては、相関の高い基板モデル５４が属することとなり、代表モデル５５の精度が高まる。また、分類の閾値を上げることにより、分類されるグループが相対的に減るが、代表モデル５５が少なくなることにより、ステップＳ１０５における処理負荷が下がり、検査位置決定処理自体の効率が高まる。

続いて、検査位置決定処理により決定された検査位置５６を用いた検査処理について説明する。図１３は、本発明の実施の形態１にかかる検査処理を示すフローチャート図である。まず、計測装置２は、デバイス製造過程において、ステップＳ１０５により決定された検査位置５６における計測を行う（Ｓ２０１）。そして、計測装置２は、検査項目５１に基づいて、製造されたウェハにおける検査位置５６について計測を行い、計測データ５３を検査情報記憶装置５へ格納する。このとき、計測装置２は、ステップＳ１０１と同様に、検査支援装置４からの指示により実行されてもよい。但し、検査支援装置４から指示されるのは、検査位置５６となる。

次に、検査支援装置４は、ステップＳ１０２と同様に、ウェハ毎に基板モデル５４を同定する（Ｓ２０２）。これにより、検査項目ごとの検査位置に応じた有効な計測データを取得することができ、異常時の追跡調査の効率が向上する。

尚、ステップＳ２０１は、ウェハが製造されるたびに実行することで、より正確な計測を行うことができる。また、ステップＳ２０２は、検査装置３による検査において、異常と判定された半導体素子がある場合に、当該半導体素子を含むウェハのみに実行してもよい。

尚、半導体の製造工程においては、各製造工程で用いられる製造装置は、精密に再現性を得られることを目標に設計されたものである。そのため、当該製造工程において測定されたデータ群から導き出されるデータモデルについても特定の１つ以上の限られたパターンが再現するものと言える。したがって、各製造工程において、導き出されるデータパモデルは、限られたものに分類し、各パターンについての計測位置を絞り込む際に、他のパターンにおけるデータモデルとの関係を加味することで、全パターンに応じた検査位置を絞り込むことができる。

＜その他の発明の実施の形態＞
尚、本発明の実施の形態は、複数の製造工程における複数の検査項目に対して適用することで、検査項目又は製造工程における計測データの特性に応じた信頼性を維持しつつ冗長性を削減する検査位置を決定できる。

また、代表モデル生成部４２は、計測位置５２における計測データ５３から予め定められた異常値を除外して前記基板モデルを生成すると良い。これにより、基板モデル、代表モデルの生成の精度が向上し、適切な検査位置を決定することができる。そのため、測定データの信頼性をより向上することができる。

尚、曲面モデルの同定処理に薄板スプラインを用いる場合には、例えば、非特許文献１に開示されるＧＣＶ（Generalized Cross Validation）アルゴリズムなどを用いて、大きな誤差の生じる計測データ５３が計測された計測位置５２を特定することができる。尚、異常値除去手法は、ＧＣＶアルゴリズムに限定されない。

また、検査位置決定部４３は、グループに分類されたウェハの数の比率に基づいた合算比率により、ステップＳ１０５におけるパターン毎の絶対誤差を算出し、検査位置５６を決定し、検査情報記憶装置５へ格納すると良い。これにより、検査項目におけるデータモデルの傾向の比率を加味した適切な検査位置を決定することができ、測定データの信頼性をより向上することができる。

さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明の実施の形態１にかかる検査情報管理システムの構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態１にかかる検査支援装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１にかかる検査位置決定処理を示すフローチャート図である。計測位置の例を示す図である。計測データの例を示す図である。基板モデルの例を示す図である。基板モデルの分類の例を示す図である。代表モデルの例を示す図である。代表モデルの例を示す図である。代表モデルを生成することができる検査位置の例を示す図である。代表モデルを生成することができる検査位置の例を示す図である。本発明の実施の形態１にかかる検査位置決定処理により決定された検査位置の例を示す図である。本発明の実施の形態１にかかる検査処理を示すフローチャート図である。

符号の説明

１００検査情報管理システム
１製造ライン
１ａ製造装置
１ｂ製造装置
１ｎ製造装置
２計測装置
３検査装置
４検査支援装置
４１基板モデル生成部
４２代表モデル生成部
４３検査位置決定部
５検査情報記憶装置
５１検査項目
５２計測位置
５３計測データ
５４基板モデル
５５代表モデル
５６検査位置
６通信回線
４１１ＣＰＵ
４１２ＲＡＭ
４１３ＲＯＭ
４１４通信部
４２０ハードディスク
４２１ＯＳ
４２２検査位置決定プログラム

Claims

デバイスを基板単位で製造する過程で行われる検査工程において、検査項目に対応する基板上の検査位置を決定する検査位置決定方法であって、
前記基板上の所定の検査候補位置における計測データに基づいて、当該基板上の任意の位置におけるデータを補間するためのデータモデルである基板モデルを前記基板毎に生成する基板モデル生成ステップと、
複数の前記基板モデルに基づいて、前記検査項目に対応する前記データモデルである代表モデルを生成する代表モデル生成ステップと、
前記所定の検査候補位置の計測データ及び前記代表モデルにより補間される補間データの少なくともいずれかを用いて、前記代表モデルを生成することができるデータに対応する検査位置を決定する検査位置決定ステップと、
を備える検査位置決定方法。
前記代表モデル生成ステップは、前記所定の検査候補位置の計測データ及び前記各基板の基板モデルにより補間された補間データの少なくとも一部を選択し、各基板間における当該選択したデータを所定の分析を行うことにより当該基板をグループに分類し、当該グループ毎に代表モデルを生成する、ことを特徴とする請求項１に記載の検査位置決定方法。
前記代表モデル生成ステップは、前記選択したデータを前記グループ毎に所定の演算処理を行い、当該演算処理後のデータを用いて代表モデルを生成する、ことを特徴とする請求項２に記載の検査位置決定方法。
前記検査位置決定ステップは、
前記所定の検査候補位置の計測データ及び前記代表モデルにより補間された補間データの少なくとも一部を選択し、当該選択したデータに基づいて前記データモデルである再現モデルを生成し、
当該再現モデルが前記代表モデルと近似している場合に、前記選択されたデータに対応する検査位置を検査位置として決定する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検査位置決定方法。
前記検査位置決定ステップは、前記グループ毎に決定した検査位置を含めて検査位置を決定する、
ことを特徴とする請求項２若しくは３又は請求項２若しくは３に従属する請求項４のいずれか１項に記載の検査位置決定方法。
前記検査位置決定ステップは、前記代表モデル生成ステップにより前記グループに分類された基板の数の比率に基づいて、前記検査位置を決定する、ことを特徴とする請求項２若しくは３又は請求項２若しくは３に従属する請求項４のいずれか１項に記載の検査位置決定方法。
前記基板モデル生成ステップは、前記所定の計測位置における計測データから予め定められた異常値を除外して前記基板モデルを生成する、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の検査位置決定方法。
デバイスを基板単位で製造する過程において、検査項目に関する情報を管理する検査情報管理システムであって、
前記検査項目毎に予め定められた前記基板上の所定の検査候補位置と、前記検査候補位置において計測された計測データと、を格納する検査情報記憶部と、
前記検査情報記憶部から前記基板単位に計測データを取得し、当該計測データに基づいて、当該基板上の任意の位置におけるデータを補間するためのデータモデルである基板モデルを生成し、当該基板モデルを前記検査情報記憶部へ格納する基板モデル生成部と、
前記検査情報記憶部から複数の前記基板モデルを取得し、当該複数の前記基板モデルに基づいて、前記検査項目に対応する前記データモデルである代表モデルを生成し、当該代表モデルを前記検査情報記憶部へ格納する代表モデル生成部と、
前記所定の検査候補位置の計測データ及び前記代表モデルにより補間される補間データの少なくともいずれかを用いて、前記代表モデルを生成することができるデータに対応する検査位置を決定し、当該検査位置を前記検査情報記憶部へ格納する検査位置決定部とを備える、検査情報管理システム。
前記代表モデル生成部は、前記所定の検査候補位置の計測データ及び前記各基板の基板モデルにより補間された補間データの少なくとも一部を選択し、各基板間における当該選択したデータを所定の分析を行うことにより、当該基板をグループに分類し、当該グループにおける前記データモデルを前記代表モデルとして生成する、ことを特徴とする請求項８に記載の検査情報管理システム。
前記代表モデル生成部は、前記選択したデータを前記グループ毎に所定の演算処理を行い、当該演算処理後のデータを用いて代表モデルを生成する、ことを特徴とする請求項９に記載の検査情報管理システム。
前記検査位置決定部は、
前記所定の検査候補位置の計測データ及び前記代表モデルにより補間された補間データの少なくとも一部を選択し、当該選択したデータに基づいて前記データモデルである再現モデルを生成し、
当該再現モデルが前記代表モデルと近似している場合に、前記選択されたデータの検査候補位置を前記検査位置として前記検査情報記憶部へ格納する、
ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の検査情報管理システム。
前記検査位置決定部は、前記グループ毎に決定した検査位置を含めて検査位置を決定する、ことを特徴とする請求項９若しくは１０又は請求項９若しくは１０に従属する請求項１１のいずれか１項に記載の検査情報管理システム。
前記検査位置情報決定部は、前記代表モデル生成ステップにより前記グループに分類された基板の数の比率に基づいて、前記検査位置情報を前記検査情報記憶部へ格納する、ことを特徴とする請求項９若しくは１０又は請求項９若しくは１０に従属する請求項１１のいずれか１項に記載の検査情報管理システム。
前記基板モデル生成部は、前記所定の計測位置情報における計測データから予め定められた異常値を除外して前記基板モデルを生成する、ことを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の検査情報管理システム。
デバイスを基板単位で製造する過程で行われる検査工程において、検査項目に対応する前記基板上の検査位置に基づく検査を行う検査方法であって、
前記基板上の所定の検査候補位置において前記検査項目に関する計測を行う事前計測ステップと、
前記事前計測ステップにより計測された計測データに基づいて、当該基板上の任意の位置におけるデータを補間するためのデータモデルである基板モデルを前記基板毎に生成し、複数の前記基板モデルに基づいて、前記検査項目に対応する前記データモデルである代表モデルを生成し、前記所定の検査候補位置の計測データ及び前記代表モデルにより補間される補間データの少なくともいずれかを用いて、前記代表モデルを生成することができるデータに対応する検査位置を決定する検査位置決定ステップと、
前記過程において、前記検査位置決定ステップにより決定された検査位置における計測を行う製造時計測ステップと、
前記製造時計測ステップにより計測された計測データに基づいて、前記基板モデルを生成するステップと、
を備える検査方法。