JP2021158155A - Manufacturing device monitoring system and manufacturing method of semiconductor device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、製造装置監視システムおよびそれを用いた半導体装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a manufacturing equipment monitoring system and a method for manufacturing a semiconductor device using the same.
従来より、半導体装置を製造する製造装置の状態を監視して製造装置の異常判定を行う製造装置監視システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。例えば、この製造装置監視システムは、プラズマエッチング装置に流量センサや圧力センサ等の各センサが取り付けられており、各センサで検出された検出データに基づいて製造装置の異常判定を行っている。なお、異常判定を行う際には、プラズマエッチング装置で処理される処理内容を複数の処理ステップに分割し、例えば、各ステップ内の1つの検出データに基づいて異常判定を行う。 Conventionally, a manufacturing device monitoring system that monitors the state of a manufacturing device that manufactures a semiconductor device and determines an abnormality in the manufacturing device has been proposed (see, for example, Patent Document 1). For example, in this manufacturing equipment monitoring system, each sensor such as a flow rate sensor and a pressure sensor is attached to the plasma etching equipment, and abnormality determination of the manufacturing equipment is performed based on the detection data detected by each sensor. When performing the abnormality determination, the processing content processed by the plasma etching apparatus is divided into a plurality of processing steps, and for example, the abnormality determination is performed based on one detection data in each step.
ところで、近年では、このような製造装置監視システムにおいて、異常判定の精度を向上させることが望まれている。 By the way, in recent years, it has been desired to improve the accuracy of abnormality determination in such a manufacturing equipment monitoring system.
本発明は上記点に鑑み、判定精度の向上を図ることができる製造装置監視システムおよびそれを用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a manufacturing equipment monitoring system capable of improving determination accuracy and a method for manufacturing a semiconductor device using the same.
上記目的を達成するための請求項1では、加工対象物に対して複数の異なる処理ステップ(S1〜S3)を順に実行する製造装置(10)の異常判定を行う製造装置監視システムであって、製造装置で加工対象物を処理するプロセスを可視化した検出プロセスデータを出力するプロセスデータ検出部(12)と、検出プロセスデータを取得し、検出プロセスデータに所定の処理を行った処理プロセスデータを構成するプロセスデータ処理部(32)と、製造装置の異常判定を行う異常判定部(50)と、を有し、プロセスデータ処理部は、処理ステップ内に複数の処理プロセスデータが存在するように、連続的に検出プロセスデータを取得して処理プロセスデータを構成し、異常判定部は、それぞれの処理ステップにおいて、複数の処理プロセスデータを用いた製造装置の異常判定を行う。
The first aspect of
これによれば、処理プロセスデータを用いて製造装置の異常判定を行っている。そして、処理プロセスデータは、実際に加工対象物を加工するデータに関するものであり、加工対象物の出来栄えとの因果関係が強い。したがって、処理プロセスデータを用いることにより、判定精度の向上を図ることができる。 According to this, the abnormality determination of the manufacturing apparatus is performed using the processing process data. The processing process data relates to data for actually processing the object to be processed, and has a strong causal relationship with the workmanship of the object to be processed. Therefore, the determination accuracy can be improved by using the processing process data.
また、プロセスデータ処理部は、各処理ステップ内に複数の処理プロセスデータが存在するように、連続的に検出プロセスデータを取得して処理プロセスデータを構成している。このため、例えば、各処理ステップ内に1個のみの処理プロセスデータが存在するようにした場合と比較して、判定精度の向上を図ることができる。 Further, the process data processing unit continuously acquires the detection process data and configures the processing process data so that a plurality of processing process data exist in each processing step. Therefore, for example, it is possible to improve the determination accuracy as compared with the case where only one processing process data exists in each processing step.
さらに、請求項8では、複数の異なる処理ステップ(S1〜S3)を順に実行する製造装置(10)で処理されることを含む半導体装置の製造方法であって、製造装置で処理ステップを順に実行し、加工対象物としての半導体ウェハを処理することと、製造装置の異常判定を行うことと、を行い、異常判定を行うことでは、半導体ウェハを処理することの際に、製造装置で半導体ウェハを処理するプロセスを可視化した検出プロセスデータを取得することと、検出プロセスデータに所定の処理を行って連続的に処理プロセスデータを構成し、処理ステップ内に複数の処理プロセスデータが存在するようにすることと、それぞれの処理ステップにおいて、複数の処理プロセスデータを用いて製造装置の異常判定を行うことと、を行う。 Further, claim 8 is a method of manufacturing a semiconductor device including processing by a manufacturing apparatus (10) that sequentially executes a plurality of different processing steps (S1 to S3), and the processing steps are sequentially executed by the manufacturing apparatus. Then, processing the semiconductor wafer as the object to be processed and determining the abnormality of the manufacturing equipment are performed, and by performing the abnormality determination, the semiconductor wafer is processed by the manufacturing equipment when the semiconductor wafer is processed. Acquire detection process data that visualizes the process of processing, and perform predetermined processing on the detection process data to continuously configure processing process data so that multiple processing process data exist in the processing step. In each processing step, abnormality determination of the manufacturing apparatus is performed using a plurality of processing process data.
これによれば、製造装置の異常判定を行う際には、処理プロセスデータを用いている。このため、判定精度の向上を図ることができる。また、製造装置の異常判定を行う際には、各処理ステップ内に複数の処理プロセスデータが存在するように、連続的に検出プロセスデータを取得して処理プロセスデータを構成している。このため、さらに判定精度の向上を図ることができる。 According to this, the processing process data is used when determining the abnormality of the manufacturing apparatus. Therefore, the determination accuracy can be improved. Further, when determining the abnormality of the manufacturing apparatus, the detection process data is continuously acquired and the processing process data is configured so that a plurality of processing process data exist in each processing step. Therefore, the determination accuracy can be further improved.
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 The reference reference numerals in parentheses attached to each component or the like indicate an example of the correspondence between the component or the like and the specific component or the like described in the embodiment described later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, parts that are the same or equal to each other will be described with the same reference numerals.
(第1実施形態)
第1実施形態の製造装置監視システムについて、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態の製造装置監視システムは、半導体装置を製造する工場等で適用されると好適であり、対象となる製造装置の異常判定を行う。以下では、対象となる製造装置がプラズマエッチング装置であり、プラズマエッチング装置で加工対象物である半導体ウェハを処理する例について説明する。
(First Embodiment)
The manufacturing apparatus monitoring system of the first embodiment will be described with reference to the drawings. The manufacturing equipment monitoring system of the present embodiment is preferably applied in a factory or the like that manufactures a semiconductor device, and determines an abnormality in the target manufacturing device. In the following, an example in which the target manufacturing apparatus is a plasma etching apparatus and the plasma etching apparatus processes a semiconductor wafer as a processing target will be described.
なお、ここでのプラズマエッチング装置は、一般的な構成のものを想定しており、具体的な構成については省略するが、簡単に説明すると、例えば、以下の構成とされている。すなわち、プラズマエッチング装置は、処理室を備え、処理室内に加工対象物である半導体ウェハが配置される電極(すなわち、支持台)が配置されていると共に、処理室内にプラズマ用のガスやマイクロ波を導入できるように構成されている。また、プラズマエッチング装置は、半導体ウェハや処理室を所定温度に維持する温調装置等を備えている。さらに、プラズマエッチング装置は、処理室に観測窓が設けられており、観測窓を通じ、後述するプロセスデータ取得部22で処理室内のプラズマの状態を検出できるようになっている。
The plasma etching apparatus here is assumed to have a general configuration, and a specific configuration will be omitted, but briefly described, for example, it has the following configuration. That is, the plasma etching apparatus is provided with a processing chamber, and an electrode (that is, a support) on which a semiconductor wafer to be processed is arranged is arranged in the processing chamber, and a gas or microwave for plasma is arranged in the processing chamber. It is configured so that it can be introduced. Further, the plasma etching apparatus includes a semiconductor wafer, a temperature control apparatus that maintains the processing chamber at a predetermined temperature, and the like. Further, the plasma etching apparatus is provided with an observation window in the processing chamber, and the process
そして、プラズマエッチング装置は、電極上に半導体ウェハが配置され、電極や処理室の温度が調整されつつ、電極に高周波電圧が印加されると共にガスやマイクロ波が導入されることにより、プラズマを発生させて半導体ウェハを加工する。 Then, in the plasma etching apparatus, a semiconductor wafer is arranged on the electrodes, and while the temperatures of the electrodes and the processing chamber are adjusted, a high-frequency voltage is applied to the electrodes and gas or microwaves are introduced to generate plasma. The semiconductor wafer is processed.
本実施形態の製造装置監視システムは、図1に示されるように、メインコントローラ1、因子データ検出部11、プロセスデータ検出部12、因子データ取得部21、プロセスデータ取得部22、因子データ処理部31、プロセスデータ処理部32、データ蓄積部40、異常判定部50、報知部60等を備える構成とされている。そして、これらの各部1、11、12、21、22、31、32、40、50、60、またはこれらが備えられるハード構成は、無線通信や有線通信等によって通信可能に構成されている。
As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus monitoring system of the present embodiment has a
メインコントローラ1は、CPUや、ROM、RAM、フラッシュメモリ、HDD等の非遷移的実体的記憶媒体で構成される記憶部等を備えた、例えば、PC(personal computerの略)等で構成される。CPUは、Central Processing Unitの略であり、ROMは、Read Only Memoryの略であり、RAMは、Random Access Memoryの略であり、HDDはHard Disk Driveの略である。そして、メインコントローラ1は、製造装置10で処理される処理内容等が記憶されていると共に、製造装置10との間で通信を行い、製造装置10の実際の処理状況や処理時間等が更新されて記憶される。
The
因子データ検出部11は、製造装置10の処理条件に基づいた検出因子データを出力する。例えば、本実施形態の因子データ検出部11は、処理室内に導入されるガス流量等を検出するガス系検出部11a、電極に印加される高周波電力等の電源状態を検出する電源系検出部11b、処理室内に導入されるマイクロ波の状態を検出するマイクロ波系検出部11c等を有する構成とされている。そして、各検出部11a〜11cは、それぞれ検出因子データを出力する。なお、特に図示しないが、因子データ検出部11は、半導体ウェハの温度や処理室の温度等を検出して検出因子データを出力する温度系検出部等も有している。
The factor
プロセスデータ検出部12は、処理室内のプラズマの状態に基づいた検出プロセスデータを出力する。例えば、本実施形態のプロセスデータ検出部12は、分光器で構成され、観測窓を通じてプラズマの状態を検出し、プラズマの波長に基づいた発光強度を検出プロセスデータとして出力する。つまり、プロセスデータ検出部12は、プラズマの状態を可視化したデータを出力する。なお、本実施形態では、プラズマの状態が製造装置で加工対象物を処理するプロセスに相当する。
The process
因子データ取得部21およびプロセスデータ取得部22は、それぞれデータロガー等で構成される。そして、因子データ取得部21は、因子データ処理部31に、因子データ検出部11からの取得データをアナログ値またはデジタル値で送信する。プロセスデータ取得部22は、プロセスデータ処理部32に、プロセスデータ検出部12からの取得データをアナログ値またはデジタル値で送信する。
The factor
因子データ処理部31は、CPUや、ROM、RAM、フラッシュメモリ、HDD等の非遷移的実体的記憶媒体で構成される記憶部等を備えた、例えば、PC301に備えられる。同様に、プロセスデータ処理部32は、CPUや、ROM、RAM、フラッシュメモリ、HDD等の非遷移的実体的記憶媒体で構成される記憶部等を備えた、例えば、PC302に備えられる。
The factor
そして、因子データ処理部31は、因子データ取得部21から検出因子データを取得し、所定の処理を行った処理因子データをデータ蓄積部40に蓄積させる。同様に、プロセスデータ処理部32は、プロセスデータ取得部22から検出プロセスデータを取得し、所定の処理を行った処理プロセスデータをデータ蓄積部40に蓄積させる。
Then, the factor
本実施形態では、因子データ処理部31およびプロセスデータ処理部32は、検出因子データおよび検出プロセスデータに時間データ(すなわち、時間軸)を付加した処理因子データおよび処理プロセスデータを構成する。また、因子データ処理部31およびプロセスデータ処理部32は、連続的に処理因子データおよび処理プロセスデータを構成する。具体的には後述するが、因子データ処理部31およびプロセスデータ処理部32は、製造装置10の処理ステップS1〜S3内に複数の処理因子データおよび処理プロセスデータが存在するように、連続的に処理因子データおよび処理プロセスデータを構成する。例えば、因子データ処理部31およびプロセスデータ処理部32は、1秒より短い間隔で検出因子データおよび検出プロセスデータを取得して処理因子データおよび処理プロセスデータを構成する。
In the present embodiment, the factor
なお、検出プロセスデータは、上記のようにプラズマの波長に基づく発光強度とされている。そして、本実施形態のプロセスデータ処理部32は、予め定められた所定の波長の発光強度に関する検出プロセスデータを取得し、取得した検出プロセスデータから処理プロセスデータを構成する。例えば、プロセスデータ検出部12を構成する分光器から2048個の異なる波長の発光強度に関する検出プロセスデータが出力される場合、プロセスデータ処理部32は、半導体ウェハの加工との関連性が高い5種類の波長を選択し、各波長の発光強度に関する検出プロセスデータから処理プロセスデータを構成する。
The detection process data is the emission intensity based on the wavelength of the plasma as described above. Then, the process
データ蓄積部40は、CPUや、ROM、RAM、フラッシュメモリ、HDD等の非遷移的実体的記憶媒体で構成される記憶部等を備えたサーバ等で構成される。そして、データ蓄積部40は、因子データ処理部31で構成された処理因子データおよびプロセスデータ処理部32で構成された処理プロセスデータを蓄積する。
The
異常判定部50は、本実施形態では、プロセスデータ処理部32が備えられるPC302内に備えられている。そして、異常判定部50は、データ蓄積部40に蓄積されている処理因子データおよび処理プロセスデータを取得し、取得した処理因子データおよび処理プロセスデータを用いて製造装置10の異常判定を行う。
In the present embodiment, the
以下、異常判定部50が実行する製造装置の異常判定について具体的に説明する。なお、異常判定部50は、メインコントローラ1と所定間隔で通信を行っており、メインコントローラ1に更新されて記憶される製造装置10の処理状況や処理時間に基づき、製造装置10での処理が終了したと判定すると以下の処理を実行する。
Hereinafter, the abnormality determination of the manufacturing apparatus executed by the
ここで、本実施形態の製造装置10は、上記のように構成されており、異なる処理ステップを順に実行して加工対象物である半導体ウェハを加工する。本実施形態では、製造装置10がプラズマエッチング装置とされており、図2に示されるように、製造装置10は、第1処理ステップS1、第2処理ステップS2、第3処理ステップS3を順に実行して半導体ウェハを加工するとする。例えば、第1処理ステップS1は、半導体ウェハを処理室内に配置して固定する処理ステップとなり、第2処理ステップS2は、処理室内にプラズマを発生させるステップとなり、第3処理ステップS3は、半導体ウェハをプラズマで加工するステップとなる。
Here, the
そして、異常判定部50は、メインコントローラ1に記憶されている製造装置10の処理状況や処理時間に基づき、第1〜第3処理ステップS1〜S3を処理するのに要したそれぞれの処理時間を把握する。その後、本実施形態の異常判定部50は、図3に示されるように、第1〜第3処理ステップS1〜S3を均等に3分割した第1〜第3分割期間B1〜B3を構成する。
Then, the
なお、図3は、第1処理ステップS1を第1〜第3分割期間B1〜B3に分割した模式図を示しているが、異常判定部50は、第2処理ステップS2、第3処理ステップS3に対しても同様に、各処理ステップS2、S3を均等に3分割した第1〜第3分割期間B1〜B3を構成する。また、第1〜第3処理ステップS1〜S3の処理時間は、処理される半導体ウェハによって多少の違いが発生し得る。このため、本実施形態の異常判定部50は、異常判定を行う度に第1〜第3処理ステップS1〜S3の処理時間を把握する。
Note that FIG. 3 shows a schematic diagram in which the first processing step S1 is divided into the first to third division periods B1 to B3, but the
次に、異常判定部50は、データ蓄積部40に蓄積されている処理因子データおよび処理プロセスデータを取得する。そして、異常判定部50は、図4に示されるように、処理因子データおよび処理プロセスデータと、第1〜第3処理ステップS1〜S3における第1〜第3分割期間B1〜B3とを対応付ける。具体的には、異常判定部50は、処理因子データと処理プロセスデータとの時間軸を一致させると共に、第1〜第3処理ステップS1〜S3と各データの時間軸とを一致させる。
Next, the
この場合、例えば、第1処理ステップS1の時間が3minであり、因子データ処理部31およびプロセスデータ処理部32が検出因子データおよび検出プロセスデータを取得して処理因子データおよび処理プロセスデータを構成する間隔が200msecである場合には、第1処理ステップS1には、900個の処理因子データおよび処理プロセスデータが含まれることになる。つまり、因子データ処理部31およびプロセスデータ処理部32は、各処理ステップS1〜S3に複数の処理因子データおよび処理プロセスデータが存在するように、連続的に検出因子データおよび検出プロセスデータを取得して処理因子データおよび処理プロセスデータを構成する。より詳しくは、本実施形態では、因子データ処理部31およびプロセスデータ処理部32は、各処理ステップS1〜S3における各第1〜第3分割期間B1〜B3内に複数の処理因子データおよび処理プロセスデータが存在するように、連続的に検出因子データおよび検出プロセスデータを取得して処理因子データおよび処理プロセスデータを構成する。
In this case, for example, the time of the first processing step S1 is 3 min, and the factor
なお、図4において、916nmは、916nmの波長の発光強度を示し、RF_Pfは、電極に印加される高周波電圧の最大値を示し、Ar、O2、SF6は、導入されるガスの流量を示し、RF_VPPは高周波電圧の高電圧値と低電圧値との差を示し、μ波Pfは、導入されるマイクロ波の最大値を示している。そして、図4では、916nmが処理プロセスデータに相当し、RF_Pf、Ar、O2、SF6、RF_VPP、μ波Pfが処理因子データに相当している。また、図4では、処理プロセスデータとして916nmの波長の発光強度のみを示しているが、他の波長の発光強度も同様に処理されている。 In FIG. 4, 916 nm indicates the emission intensity of the wavelength of 916 nm, RF_Pf indicates the maximum value of the high frequency voltage applied to the electrode, and Ar, O 2 , and SF 6 indicate the flow rate of the introduced gas. As shown, RF_VPP indicates the difference between the high voltage value and the low voltage value of the high frequency voltage, and μ wave Pf indicates the maximum value of the introduced microwave. Then, in FIG. 4, 916 nm corresponds to the processing process data, and RF_Pf, Ar, O 2 , SF 6 , RF_VPP, and μ wave Pf correspond to the processing factor data. Further, in FIG. 4, only the emission intensity of the wavelength of 916 nm is shown as the processing process data, but the emission intensity of other wavelengths is also processed in the same manner.
そして、異常判定部50は、第1〜第3処理ステップS1〜S3における第1〜第3分割期間B1〜B3のそれぞれにおいて、処理因子データおよび処理プロセスデータを用いた多変量解析を行って解析結果としてのMD値を算出する。本実施形態では、異常判定部50は、各分割期間B1〜B3における処理因子データおよび処理プロセスデータの平均値を算出し、算出した平均値を用いた多変量解析を行ってMD値を算出する。その後、異常判定部50は、算出したMD値と各処理ステップS1〜S3における単位空間とを比較し、これらの比較差が閾値範囲内にあるか否かを判定する。異常判定部50は、比較差が閾値範囲内にある場合には、該当する処理ステップにおける分割期間での製造装置10の処理が正常であると判定する。異常判定部50は、比較差が閾値範囲外にある場合には、該当する処理ステップにおける分割期間での製造装置10の処理が異常であると判定する。そして、異常判定部50は、判定結果を報知部60に送信する。なお、処理プロセスデータと、製造装置10で処理された半導体ウェハの実際の出来栄えとの関係は、例えば、図5A〜図5Eに示されるように、波形に違いが発生する。図5A〜図5Eでは、半導体ウェハの処理が正常に行われた場合を正常として示し、半導体ウェハの処理が正常に行われなかった場合を異常として示している。
Then, the
報知部60は、表示部や音声部等を有するPC等で構成されている。そして、本実施形態の報知部60は、異常判定部50が備えられているPC302と接続されており、異常判定部50から判定結果が送信されると、判定結果に基づいた内容を表示部および音声部を制御してユーザに報知する。
The
なお、ここでのユーザとは、半導体装置の製造工場等に関係のある作業者や監督者等である。また、ユーザに報知する場合には、直接的なアラート音等で報知するようにしてもよいし、予め登録されたアドレス等に報知する内容を送付するようにしてもよい。この場合、ユーザが複数存在する場合には、各ユーザへの報知を実行できるように、報知部60は、複数備えられていてもよい。
The user here is a worker, a supervisor, or the like related to a semiconductor device manufacturing factory or the like. Further, when notifying the user, the notification may be made by a direct alert sound or the like, or the contents to be notified may be sent to a pre-registered address or the like. In this case, when there are a plurality of users, a plurality of
以上が本実施形態における製造装置監視システムの構成である。次に、上記製造装置監視システムを用いて半導体装置を製造する製造方法について説明する。 The above is the configuration of the manufacturing equipment monitoring system in this embodiment. Next, a manufacturing method for manufacturing a semiconductor device using the manufacturing device monitoring system will be described.
まず、半導体装置を製造する際には、加工対象物である半導体ウェハを用意する。そして、半導体装置を製造する際には、複数の製造装置10に対して順に半導体ウェハを搬送、搬入し、各製造装置10で所定の処理を実行する。この場合、本実施形態では、少なくとも1つの製造装置10に対して上記製造装置監視システムを適用し、例えば、プラズマ処理装置に対して上記製造装置監視システムを適用する。
First, when manufacturing a semiconductor device, a semiconductor wafer to be processed is prepared. Then, when manufacturing a semiconductor device, semiconductor wafers are sequentially conveyed and carried into a plurality of
そして、製造装置監視システムは、半導体装置を製造する際、以下のように対象となる製造装置10の異常判定を実行する。なお、対象となる製造装置10には、上記のように、因子データ検出部11およびプロセスデータ検出部12が備えられている。
Then, when manufacturing the semiconductor device, the manufacturing device monitoring system executes the abnormality determination of the
すなわち、まず、図6に示されるように、ステップS101において、因子データ検出部11で検出因子データを取得すると共に、プロセスデータ検出部12で検出プロセスデータを取得する。そして、検出因子データおよび検出プロセスデータを因子データ取得部21およびプロセスデータ取得部22に順次送信する。
That is, first, as shown in FIG. 6, in step S101, the factor
次に、ステップS102において、因子データ処理部31は、因子データ取得部21から検出因子データを取得し、時間データを付加した処理因子データを構成してデータ蓄積部40に送信する。プロセスデータ処理部32は、プロセスデータ取得部22からプロセスデータを取得し、時間データを付加した処理プロセスデータを構成してデータ蓄積部40に送信する。
Next, in step S102, the factor
続いて、異常判定部50は、製造装置10の処理が終了したと判定すると、データ蓄積部40に蓄積されている処理因子データおよび処理プロセスデータを用い、製造装置10の異常判定を行う。具体的には、異常判定部50は、まず、製造装置10で処理された第1〜第3処理ステップS1〜S3の処理時間を把握し、第1〜第3処理ステップS1〜S3を均等に3分割して1〜第3分割期間B1〜B3を構成する。
Subsequently, when the
そして、異常判定部50は、ステップS103において、処理因子データおよび処理プロセスデータの時間軸を一致させると共に、第1〜第3処理ステップS1〜S3と各データの時間軸とを一致させる。次に、異常判定部50は、ステップS104において、取得した処理因子データおよび処理プロセスデータを用いた多変量解析を行って解析結果としてのMD値を算出する。その後、異常判定部50は、ステップS106において、解析結果と単位空間とを比較し、比較差が閾値範囲内にある場合には製造装置10が正常であると判定し、比較差が閾値範囲外にある場合には製造装置10が異常であると判定する。
Then, in step S103, the
そして、異常判定部50は、ステップS106において、判定結果を報知部60に送信する。これにより、報知部60にて判定結果が報知される。なお、異常判定部50は、上記のように、第1〜第3処理ステップS1〜S3の1〜第3分割期間B1〜B3のそれぞれに対し、製造装置10の異常判定を行う。この場合、ユーザは、対象となる製造装置10で処理された半導体ウェハの出来栄えを判定し、範囲閾値や単位空間等を調整することが好ましい。これにより、本実施形態の製造装置監視システムは、継続的に利用されることによって判定精度の向上を図ることができる。
Then, the
以上説明した本実施形態によれば、処理プロセスデータを用いて製造装置10の異常判定を行っている。そして、処理プロセスデータは、実際に加工対象物を化学反応で加工するデータに関するものであり、半導体ウェハの出来栄えとの因果関係が強い。したがって、処理プロセスデータを用いることにより、判定精度の向上を図ることができる。
According to the present embodiment described above, the abnormality determination of the
また、本実施形態では、異常判定部50は、処理因子データおよび処理プロセスデータを用いて異常判定を行っている。このため、多変量解析に用いる変数を増加させることができ、判定精度の向上を図ることができる。
Further, in the present embodiment, the
さらに、因子データ処理部31およびプロセスデータ処理部32は、連続的に検出因子データおよび検出プロセスデータを取得して処理因子データおよび処理プロセスデータを構成している。具体的には、因子データ処理部31およびプロセスデータ処理部32は、各処理ステップS1〜S3内に複数の処理因子データおよび処理プロセスデータが存在するように、連続的に検出因子データおよび検出プロセスデータを取得して処理因子データおよび処理プロセスデータを構成している。より詳しくは、因子データ処理部31およびプロセスデータ処理部32は、各処理ステップS1〜S3における各第1〜第3分割期間B1〜B3内に複数の処理因子データおよび処理プロセスデータが存在するように、連続的に検出因子データおよび検出プロセスデータを取得して処理因子データおよび処理プロセスデータを構成している。このため、例えば、各処理ステップS1〜S3内に1個のみの処理因子データおよび処理プロセスデータが存在するようにした場合と比較して、判定精度の向上を図ることができる。また、各処理ステップS1〜S3における各第1〜第3分割期間B1〜B3内に複数の処理因子データおよび処理プロセスデータが存在するようにしているため、半導体ウェハを処理する際の開始から終了までをフルタイムで監視することになり、さらに判定精度の向上を図ることができる。
Further, the factor
また、本実施形態では、異常判定部50は、各処理ステップS1〜S3を複数の分割期間B1〜B3に分割し、各分割期間B1〜B3に対して異常判定を行っている。したがって、各処理ステップS1〜S3に対して1回の異常判定を行う場合と比較して、各処理ステップS1〜S3に対して詳細な異常判定を行うことができる。さらに、各処理ステップS1〜S3を3分割して第1〜第3分割期間B1〜B3を有する構成とすることにより、各処理ステップS1〜S3は、初期期間、後期期間、および初期期間と後期期間との間の中間期間を含むことになる。この場合、例えば、初期期間は、プラズマの状態が不安定となり易い期間となり、中間期間は、プラズマの状態が安定し易い期間となり、後期期間は、次の処理ステップに移行するための期間となる。したがって、処理ステップに対して1回の異常判定を行う場合と比較して、プラズマの状態に応じた判定を行うことが可能となり、さらに判定精度の向上を図ることができる。
Further, in the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、上記のように、異常判定部50は、処理因子データおよび処理プロセスデータを用いて異常判定を行っている。ここで、処理因子データと処理プロセスデータとを用いる場合、例えば、プラズマエッチング装置では、図7Aおよび図7Bに示されるように、処理プロセスデータである発光強度と、処理因子データであるRF_Vppの出力信号値との関係に相関関係があることが確認される。具体的には、発光強度が正常値より小さくなって異常となる場合には、RF_Vppの出力信号値は、正常値より大きくなって異常であることが確認される。また、発光強度が異常である期間とRF_Vppの出力信号値が異常である期間とがほぼ同じとなることが確認される。このため、処理因子データおよび処理プロセスデータを用いて異常判定を行う場合、製造装置10が異常であると判定した際には、ユーザは、RF_Vppの出力信号値を小さくする等の処理を行うことにより、処理プロセスデータが正常となる値に修正できる。したがって、処理因子データおよび処理プロセスデータを用いて異常判定を行う場合には、処理プロセスデータと処理因子データとの因果関係を把握することにより、製造装置10の管理を行い易くでき、半導体ウェハの出来栄えを制御し易くできる。また、処理因子データおよび処理プロセスデータを用いて異常判定を行う場合、処理因子データまたは処理プロセスデータを用いて製造装置10のインターロックシステム等を構築することにより、安定性の向上を図ることもできる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
(第2実施形態)
第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対し、異常判定部50で行う処理を変更したものである。その他に関しては、第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described. This embodiment is a modification of the process performed by the
まず、上記第1実施形態では、検出プロセスデータをプラズマの波長に基づく発光強度に関するデータとしている。このため、各データの相関関係が強くなることで共線性が強くなる。すなわち、図8に示されるように、プロセスデータ1〜5は、それぞれプラズマに関するものであるため、データ間の差が小さくなることが確認される。
First, in the first embodiment, the detection process data is data related to the emission intensity based on the wavelength of the plasma. Therefore, the collinearity becomes stronger as the correlation of each data becomes stronger. That is, as shown in FIG. 8, since the
なお、図8中におけるプロセスデータ1は、波長が683nmである場合の発光強度に関するデータであり、プロセスデータ2は、波長が773nmである場合の発光強度に関するデータであり、プロセスデータ3は、波長が843nmである場合の発光強度に関するデータである。プロセスデータ4は、波長が848nmである場合の発光強度に関するデータであり、プロセスデータ5は、波長が916nmである場合の発光強度に関するデータである。また、因子データ1〜10は、高周波電圧に関するデータや、導入されるガスの流量等に関するデータである。
Note that the
このため、本実施形態の異常判定部50は、第1〜第3処理ステップS1〜S3の第1〜第3分割期間B1〜B3のそれぞれに対し、統計解析を行って異常判定を行う。そして、異常判定部50は、統計解析を行った解析結果が範囲閾値内である場合には製造装置10が正常であると判定し、解析結果が範囲閾値外である場合には製造装置10が異常であると判定する。この場合、異常判定部50は、継続して利用されることで用いることのできるデータが増加し、継続的に利用されることによって判定精度の向上を図ることができる。
Therefore, the
以上説明した本実施形態のように、異常判定部50は、統計解析によって異常判定を行うようにしてもよい。そして、異常判定部50が統計解析によって異常判定を行うことにより、共線性の影響を低減でき、判定精度の向上を図ることができる。さらに、判定結果と実際の半導体ウェハの出来栄えとを比較して範囲閾値を調整しながら継続して利用することにより、さらに判定精度の向上を図ることができる。
As in the present embodiment described above, the
(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of the claims.
例えば、上記各実施形態において、本実施形態の製造装置監視システムは、対象となる製造装置がCVD(chemical vapor depositionの略)装置やPVD(physical vapor depositionの略)装置等であってもよく、適宜変更可能である。 For example, in each of the above embodiments, in the manufacturing apparatus monitoring system of the present embodiment, the target manufacturing apparatus may be a CVD (abbreviation of chemical vapor deposition) apparatus, a PVD (abbreviation of physical vapor deposition) apparatus, or the like. It can be changed as appropriate.
また、上記各実施形態において、因子データ取得部21およびプロセスデータ取得部22は、一体化されていてもよいし、因子データ処理部31およびプロセスデータ処理部32は、一体化されていてもよい。また、因子データ処理部31は、プロセスデータ処理部32および異常判定部50が備えられるPC302に備えられていてもよい。さらに、プロセスデータ処理部32および異常判定部50は、別々のPC等に備えられていてもよい。また、データ蓄積部40および報知部60は、プロセスデータ処理部32および異常判定部50が備えられるPC302に備えられていてもよい。つまり、因子データ取得部21、プロセスデータ取得部22、因子データ処理部31、プロセスデータ処理部32、異常判定部50、データ蓄積部40、報知部60が備えられるハード構成は、適宜変更可能である。
Further, in each of the above embodiments, the factor
そして、上記各実施形態において、製造装置10で処理される処理ステップは、2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。
Then, in each of the above-described embodiments, the number of processing steps processed by the
さらに、上記各実施形態において、第1〜第3処理ステップS1〜S3における分割期間B1〜B3の数は適宜変更可能である。但し、各処理ステップS1〜S3は、上記第1実施形態で説明したように、少なくとも第1〜第3分割期間B1〜B3を有するように分割されることが好ましい。 Further, in each of the above embodiments, the number of division periods B1 to B3 in the first to third processing steps S1 to S3 can be appropriately changed. However, as described in the first embodiment, each of the processing steps S1 to S3 is preferably divided so as to have at least the first to third division periods B1 to B3.
また、上記各実施形態において、第1〜第3処理ステップS1〜S3を分割せず、各処理ステップS1〜S3で1回の異常判定を行うようにしてもよい。また、第1〜第3処理ステップS1〜S3を分割して構成される第1〜第3分割期間B1〜B3は、均等な処理時間でなくてもよい。 Further, in each of the above embodiments, the first to third processing steps S1 to S3 may not be divided, and the abnormality determination may be performed once in each of the processing steps S1 to S3. Further, the first to third division periods B1 to B3 formed by dividing the first to third processing steps S1 to S3 do not have to be uniform processing times.
本開示に記載の異常判定部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の異常判定部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の異常判定部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 The anomaly determination unit and its method described in the present disclosure are provided by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. It may be realized. Alternatively, the anomaly determination unit and its method described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the anomaly determination unit and its method described in the present disclosure are a combination of a processor and memory programmed to execute one or more functions and a processor composed of one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured by. Further, the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer.
10 製造装置
12 プロセスデータ検出部
32 プロセスデータ処理部
50 異常判定部
10
Claims (8)
前記製造装置で前記加工対象物を処理するプロセスを可視化した検出プロセスデータを出力するプロセスデータ検出部(12)と、
前記検出プロセスデータを取得し、前記検出プロセスデータに所定の処理を行った処理プロセスデータを構成するプロセスデータ処理部(32)と、
前記製造装置の異常判定を行う異常判定部(50)と、を有し、
前記プロセスデータ処理部は、前記処理ステップ内に複数の前記処理プロセスデータが存在するように、連続的に前記検出プロセスデータを取得して前記処理プロセスデータを構成し、
前記異常判定部は、それぞれの前記処理ステップにおいて、複数の前記処理プロセスデータを用いた前記製造装置の異常判定を行う製造装置監視システム。 A manufacturing device monitoring system that determines an abnormality in a manufacturing device (10) that sequentially executes a plurality of different processing steps (S1 to S3) on a work object.
A process data detection unit (12) that outputs detection process data that visualizes the process of processing the processing object in the manufacturing apparatus, and
A process data processing unit (32) that acquires the detection process data and constitutes the processing process data in which the detection process data is subjected to a predetermined process, and the process data processing unit (32).
It has an abnormality determination unit (50) for determining an abnormality of the manufacturing apparatus, and has an abnormality determination unit (50).
The process data processing unit continuously acquires the detection process data and configures the processing process data so that a plurality of the processing process data exist in the processing step.
The abnormality determination unit is a manufacturing apparatus monitoring system that determines an abnormality of the manufacturing apparatus using a plurality of the processing process data in each of the processing steps.
前記検出因子データを取得し、前記検出因子データに所定の処理を行った処理因子データを構成する因子データ処理部(31)と、を備え、
前記因子データ処理部は、前記処理ステップ内に複数の前記処理因子データが存在するように、連続的に前記検出因子データを取得して前記処理因子データを構成し、
前記異常判定部は、それぞれの前記処理ステップにおいて、複数の前記処理プロセスデータおよび複数の前記処理因子データを用いた前記製造装置の異常判定を行う請求項1に記載の製造装置監視システム。 A factor data detection unit (11) that outputs detection factor data based on the processing conditions of the manufacturing apparatus, and
A factor data processing unit (31) that acquires the detection factor data and constitutes the processing factor data obtained by performing a predetermined process on the detection factor data is provided.
The factor data processing unit continuously acquires the detection factor data and configures the processing factor data so that a plurality of the processing factor data exist in the processing step.
The manufacturing apparatus monitoring system according to claim 1, wherein the abnormality determination unit determines an abnormality of the manufacturing apparatus using a plurality of the processing process data and the plurality of processing factor data in each of the processing steps.
前記プロセスデータ検出部は、プラズマの波長に基づく発光強度に関する前記検出プロセスデータを出力し、
前記プロセスデータ処理部は、少なくとも1つ以上の波長の発光強度に関する前記検出プロセスデータに所定の処理を行って前記処理プロセスデータを構成する請求項1ないし6のいずれか1つに記載の製造装置監視システム。 The manufacturing apparatus is a plasma etching apparatus.
The process data detection unit outputs the detection process data regarding the emission intensity based on the wavelength of the plasma, and outputs the detection process data.
The manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the process data processing unit performs predetermined processing on the detection process data relating to emission intensity of at least one or more wavelengths to form the processing process data. Monitoring system.
前記製造装置で前記処理ステップを順に実行し、加工対象物としての半導体ウェハを処理することと、
前記製造装置の異常判定を行うことと、を行い、
前記異常判定を行うことでは、
前記半導体ウェハを処理することの際に、前記製造装置で前記半導体ウェハを処理するプロセスを可視化した検出プロセスデータを取得することと、
前記検出プロセスデータに所定の処理を行って連続的に処理プロセスデータを構成し、前記処理ステップ内に複数の前記処理プロセスデータが存在するようにすることと、
それぞれの前記処理ステップにおいて、複数の前記処理プロセスデータを用いて前記製造装置の異常判定を行うことと、を行う半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises processing by a manufacturing device (10) that sequentially executes a plurality of different processing steps (S1 to S3).
Performing the processing steps in order in the manufacturing apparatus to process a semiconductor wafer as a processing object, and
To determine the abnormality of the manufacturing equipment,
By performing the above-mentioned abnormality determination,
When processing the semiconductor wafer, acquisition of detection process data that visualizes the process of processing the semiconductor wafer by the manufacturing apparatus, and
Predetermined processing is performed on the detection process data to continuously configure the processing process data so that a plurality of the processing process data exist in the processing step.
A method for manufacturing a semiconductor device, in which, in each of the processing steps, an abnormality determination of the manufacturing apparatus is performed using a plurality of the processing process data.
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