JP3859875B2 - 半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法に関し、より詳細には、ホストに所定の演算モジュールを具備して、これを通して迅速に正確な計測データ分析が行われるようにした半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、半導体素子の製造には高い精密性が要求される。これによって、通常の半導体生産ラインでは情密加工が可能な高機能の設備を配置して大部分の半導体素子製造工程を実行し、作業者は各設備の動作状況を観察することによりライン作業効率の向上を図っている。
【０００３】
図６は従来の半導体製造用蒸着設備の配置形状を示す概念図、図７は従来の半導体製造用蒸着設備の構造を示す断面図、図８は従来のロットの投入位置別膜厚さ分布を概略的に示すグラフ、図９は従来のロットのバッチ単位別平均膜厚さ分布を概略的に示すグラフである。
【０００４】
図６に示されるように、生産ライン内には膜蒸着工程を実行する蒸着設備３が配置されて、その蒸着設備３にはロット１０が投入されて適切な蒸着工程が実行される。
ここで、蒸着設備３は蒸着設備サーバー５を通してホスト１とオンラインで連結されて、ホスト１はＯＩ／ＰＣ(operator interface PC)２とオンラインで連結される。この時、作業者は、ＯＩ／ＰＣ２を通してホスト１に適切な工程条件、例えば、蒸着時間、蒸着温度等を設定して、このように設定された工程条件はホスト１及び蒸着設備サーバー５を通して蒸着設備３に迅速にダウンロードされることにより、蒸着設備３がロット１０に適切な厚さの蒸着膜が形成できるようにする。
【０００５】
一方、上述した蒸着設備３を通して一定厚さの膜が蒸着されたロット１０は生産ライン内にバッチされた計測設備４に投入され、計測設備４は投入されたロット１０の膜蒸着結果を適切に計測する。この時、計測設備４は計測された結果データを計測設備サーバー６を通してホスト１に迅速にアップロードし、ホスト１はＯＩ／ＰＣ２を通してこれをすぐ表示することにより、作業者の確認過程を経て蒸着設備３の工程条件が適切な値で再設定されるように補助する。
【０００６】
この時、図７に図示されるように、通常蒸着設備３はボート１０１内に多数個、例えば、６個のロット１０を一個のバッチ単位として一度に投入した後、金属膜、酸化膜等の半導体膜を蒸着する。この場合、蒸着設備３は外気の影響によってその上部Ｂ及び下部Ｃが中央部Ａより底い温度分布を示すことにより、図８に図示されるように、投入されたロット１０がその投入位置によって異なる膜厚さ分布を持つようになる。
【０００７】
また、蒸着設備３は作業者により蒸着時間の設定を受けた後、投入されるバッチ単位のロット１０に対して膜蒸着工程を進行する。この場合、蒸着設備３に設定された蒸着時間の差によって形成される平均膜厚さに大きなばらつきが生じ、その結果、図９に図示されるように、蒸着工程を終了したロット１０は投入されたバッチ単位別で異なる平均膜厚さ分布を持つようになる。
したがって、作業者は各バッチ単位の蒸着工程が正常に進行するように前のバッチ単位の工程が終了した後すぐにＯＩ／ＰＣ２に表示される計測結果データを自身の経験によって迅速に分析する。
【０００８】
以後、作業者はその分析結果に基づいて適切な蒸着時間、蒸着温度等を再設定して、再設定された蒸着時間によりバッチ単位別平均膜厚さ差を調節するとともに、再設定された蒸着温度によりロットの投入位置別膜厚さ差を調節することにより上述した膜厚さ分布の不均衡を最小化している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、膜厚さ分布のばらつきは作業者の経験に依存した計測データ分析だけにより修正されるので、作業者によってデータ分析に誤謬が発生するおそれがあり、また、計測データの分析は作業者ごとに結果値が異なるため、一貫したデータ分析に基づく製品の生産管理が困難であるという問題があった。また、データ分析は熟練した作業者だけが可能なものなので、一人の作業者に業務が集中するという問題があった。
【００１０】
したがって、本発明はこのような問題に着眼してされたもので、その目的は、ホストに所定の演算機能を持つ演算モジュールを具備し、それに適切な演算法則を附与し、それを用いて計測データの正確な分析が行われるようにする半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、上述したホストを用いて計測データの分析を自動化することにより、作業者によるデータ分析を排除してデータ分析を一貫して行うとともに、作業者の業務負担を低減させる半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するための本発明の請求項１記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法は、バッチ単位で投入され蒸着工程が終了した第１ロットの膜厚さ計測データを受信し、蒸着工程に設定された工程条件データを検索する段階と、膜厚さ計測データ及び工程条件データに基づいて所定の補正蒸着時間及び補正蒸着温度を算出する段階と、補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にあるかを判断する段階と、補正蒸着時間及び前記補正蒸着温度がスペック内にあると、次に蒸着工程が行われる第２ロットの投入信号が入力されたかを判断する段階と、第２ロットの投入信号が入力されなかった場合には工程条件データを検索する段階に移行し、第２ロットの投入信号が入力された場合には補正蒸着時間及び補正蒸着温度を表示する段階と、所定の作業者修正命令が入力されたかを判断する段階と、作業者修正命令が入力されると、所定の作業者修正データの入力を受けた後、作業者修正データを蒸着設備にダウンロードする段階とを含む。
【００１３】
本発明の請求項２記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にあるかを判断する段階の後に、補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にないと、蒸着工程を一時停止して作業者が所定の措置を実行する段階をさらに含む。
【００１４】
本発明の請求項３記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、作業者修正命令が入力されたかを判断する段階の後に、作業者修正命令が入力されなかった場合、補正蒸着時間及び補正蒸着温度を蒸着設備にダウンロードする段階をさらに含む。
【００１５】
本発明の請求項１記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、補正蒸着時間及び補正蒸着温度を算出する段階は、膜厚さ計測データを加工した後に膜厚さ計測データの平均値が所定の目標値と一致するかを判断する段階と、膜厚さ計測データの平均値が目標値と一致しないと所定の第１計算式を用いて補正蒸着時間を算出する段階と、膜厚さ計測データの中で蒸着設備の所定部に投入された第１ロットから取得したデータ値がスペック内にあるかを判断する段階と、第１ロットから取得したデータ値がスペック内にないと所定の第２計算式を用いて補正蒸着温度を算出する段階とを含む。
【００１６】
本発明の請求項４記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、第１ロットから取得したデータ値がスペック内にあると、工程条件データを保存する段階をさらに含む。
【００１７】
本発明の請求項５記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、膜厚さ計測データの平均値が目標値と一致すると、第１ロットから取得したデータ値がスペック内にあるかを判断する段階に移行する。
【００１８】
本発明の請求項６記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、第１計算式は、ＤＴ＝ＤＴ１×α＋ＤＴ２×（１−α）で与えられ、ここで、ＤＴは補正蒸着時間、ＤＴ１は第１ロットの目標蒸着時間、ＤＴ２は第１ロットの蒸着工程より前の蒸着工程の蒸着時間、αは信頼加重値である。
【００１９】
本発明の請求項７記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、ＤＴ１は、ＤＴ１＝ＤＴ３−（ｔ１−ｔ２）／ＤＲ１で与えられ、ここで、ＤＲ３は第１ロットの実進行蒸着時間、ｔ１は蒸着設備の中央部に投入された第１ロットの平均膜厚さ、ｔ２は第１ロットの目標膜厚さ、ＤＲ１は第１ロットの蒸着速度常数である。
【００２０】
本発明の請求項８記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、第２計算式は、ＤＸ＝ＤＸ１±ΔＤＸ２で与えられ、ここで、ＤＸは補正蒸着温度、ＤＸ１は蒸着設備の所定部に投入された第１ロットに適用された蒸着温度、ΔＤＸ２は補正蒸着温度変位である。
【００２１】
本発明の請求項９記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、ΔＤＸ２は、ΔＤＸ２＝Δｔ３／（ＤＲ２±Ｍ）で与えられ、ここで、Δｔ３は蒸着設備の中央部及び蒸着設備の所定部に投入された第１ロットの膜厚さ差、ＤＲ２は各バッチの１℃当りの膜蒸着速度、MはＤＲ２の変化の傾きである。
【００２２】
本発明の請求項１０記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、Mは、数１で与えられ、ここで、ｍは各バッチ間の温度変化及び厚さ変化比、ｎは第１ロットを持つバッチの次数である。
【００２３】
本発明の請求項１１記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、ＤＲ２はＤＲ２＝Δｔ／Δｘで与えられ、ここで、Δｔは各バッチ間の膜厚さ変化量累積総合、Δｘは各バッチ間の蒸着温度変化量累積総合である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例による半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法について詳細に説明する。
図１は本実施例を実現するための半導体製造用蒸着設備の配置形状を示す概念図である。
【００２５】
図１に示されるように、ホスト１には計測設備サーバー６を通して計測設備４からアップロードされる計測データを自動分析する演算モジュール２０が具備され、計測データは演算モジュール２０により迅速に演算処理される。
演算処理後、ホスト１は算出された補正データを蒸着設備サーバー５を通して蒸着設備３にダウンロードすることにより蒸着設備３の工程条件が適切な値で再設定されて、蒸着設備３はその再設定工程条件によって適切な膜蒸着工程を進行することにより次に投入されるロットからは均一な膜蒸着が行われるようにする。
【００２６】
図２は本発明による半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法を示すフローチャート、図３は本発明の第２段階を順次的に示すフローチャート、図４は本発明によるロットの投入位置別膜厚さ分布を概略的に示すグラフ、図５は本発明によるロットのバッチ単位別平均膜厚さ分布を概略的に示すグラフである。
【００２７】
図２に示されるように、本発明による半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法は、バッチ単位で投入されて蒸着工程を終了したロットの膜厚さ計測データを受信して、蒸着工程に設定された工程条件データを検索するＳ１０段階と、膜厚さ計測データ及び工程条件データに基づいて補正蒸着時間及び補正蒸着温度を算出するＳ２０段階と、補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にあるかを判断するＳ３０段階と、補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にないと、上述した蒸着工程を一時停止して作業者が特定の措置を実行するＳ４０段階と、補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にあると、上述したＯＩ／ＰＣ２に次の蒸着工程が進行される第２ロットの投入信号が入力されたかを判断するＳ５０段階とを含む。さらに第２ロットの投入信号が入力された場合、ＯＩ／ＰＣ２を通して補正蒸着時間及び補正蒸着温度を表示するＳ６０段階と、上述したＯＩ／ＰＣ２に作業者修正命令が入力されたかを判断するＳ７０段階と、ＯＩ／ＰＣ２に作業者修正命令が入力されなかった場合、補正蒸着時間及び補正蒸着温度を蒸着設備３にダウンロードするＳ８０段階と、ＯＩ／ＰＣ２に作業者修正命令が入力された場合、一定の作業者修正データの入力を受けた後入力された作業者修正データを蒸着設備３にダウンロードするＳ９０段階とを含む。
【００２８】
以下、前記のような本実施例の各段階について詳細に説明する。
まず、計測設備４は、バッチ単位で蒸着設備３に投入されて膜蒸着工程が完了した第１ロットの膜厚さを計測した後、計測された膜厚さ計測データを計測サーバー６を通してホスト１にアップロードする。これによって、ホスト１のデータベースには第１ロットの膜厚さ分布が適切に保存される。
【００２９】
次に、ホスト１は、自身のデータベース領域を検索して第１ロットが実行される蒸着工程の工程条件を保存した工程条件データを把握した後、上述した膜厚さ計測データ及び工程条件データを演算モジュール２０に伝送して、演算モジュール２０は膜厚さ計測データ及び工程条件データを迅速に受信してその内容を把握する(Ｓ１０段階)。
【００３０】
この時、便宜上演算モジュール２０が把握した膜厚さ計測データ及び工程条件データは表１のように仮定する。また、上述した第１ロットは表１のバッチ３により設備に投入され、演算以後に投入される第２ロットは表１のバッチ４により蒸着設備３に投入されると仮定する。
【表１】
次に、補正蒸着時間及び補正蒸着温度を算出するＳ２０段階が進行される。この時、図３に図示されるように、本発明のＳ２０段階は膜厚さ計測データを加工するにあたり、膜厚さ計測データの平均値が当該目標値と一致するかを判断するＳ２１、Ｓ２２段階と、膜厚さ計測データの平均値が当該目標値と一致しないとき、後述する第１計算式を通して補正蒸着時間を算出するＳ２３段階と、膜厚さ計測データ値の中で上述した蒸着設備３の所定部に投入された第１ロットから取得したデータの値がスペック内にあるかを判断するＳ２４段階と、膜厚さ計測データ値の中で蒸着設備３の所定部に投入された第１ロットから取得したデータの値がスペック内にないと第２計算式を通して補正蒸着温度を算出するＳ２５段階と、膜厚さ計測データ値の中で蒸着設備３の所定部に投入された第１ロットから取得したデータ値がスペック内にあると工程条件データを保存するＳ２６段階とで行われる。後述する説明において、当該膜厚さ目標値は１０００Å、データの信頼加重値αは０．６、第１ロットの蒸着速度常数ＤＲ１は４と仮定する。
【００３１】
以下、本発明のＳ２０段階についてより詳細に説明する。
まず、演算モジュール２０は、上述した過程を通して把握された第１ロットの膜厚さ計測データを加工してこれらの中で有意な範囲にあるものを取り合わせる(Ｓ２１段階)。
【００３２】
次に、演算モジュール２０は、蒸着設備３の中央部Ａに投入された第１ロットから取得した膜厚さ計測データの平均値が当該目標値と一致するかを判断する(Ｓ２２段階)。この時、蒸着設備３の中央部Ａに投入された第１ロットから取得した膜厚さ計測データの平均値が当該目標値である１０００Åと一致すると、演算モジュール２０は上述した工程条件データの蒸着時間が適切であると判定してＳ２４段階に進行する。
【００３３】
反面、蒸着設備３の中央部Ａに投入された第１ロットから取得した膜厚さ計測データの平均値が表１に提示されるように、１０３０Åで当該目標値である１０００Åと一致しないと、演算モジュール２０は後述する第１計算式を通して補正蒸着時間を算出する(Ｓ２３段階)。この時、第１計算式はＤＴ＝ＤＴ１×α＋ＤＴ２×（１−α）で表現される。
【００３４】
ここで、ＤＴは補正蒸着時間、ＤＴ１は第１ロットの目標蒸着時間、ＤＴ２は以前工程の蒸着時間、αは信頼加重値であり、また、ＤＴ１はＤＴ１＝ＤＴ３−（ｔ１−ｔ２）／ＤＲ１で表現される。
【００３５】
ここで、ＤＴ３は第１ロットの実進行蒸着時間、ｔ１は蒸着設備の中央部に投入された第１ロットの平均膜厚さ、ｔ２は第１ロットの目標膜厚さ、ＤＲ１は第１ロットの蒸着速度常数である。
【００３６】
以下、前記のようなＤＴ＝ＤＴ１×α＋ＤＴ２×（１−α）、ＤＴ１＝ＤＴ３−（ｔ１−ｔ２）／ＤＲ１を参照して本発明の第２段階の演算による補正蒸着時間算出過程について説明する。この時、各数に代入される数値は上述のように表１に提示された値に基づく。
まず、演算モジュール２０は、ＤＴ１＝ＤＴ３−（ｔ１−ｔ２）／ＤＲ１を用いてＤＴ１の値を算出する。即ち、第１ロットの実進行蒸着時間ＤＴ３には表１に提示された１３０ｓｅｃが代入され、第１ロットの平均膜厚さｔ１には１０３０Åが代入され、第１ロットの目標膜厚さｔ２には１０００Åが代入され、ＤＲ１には上述した常数４が代入される。このようなＤＴ１＝ＤＴ３−（ｔ１−ｔ２）／ＤＲ１の演算結果、ＤＴ１は１３０−{（１０３０−１０００）／４}=１２２．５ｓｅｃで算出される。
【００３７】
次に、演算モジュール２０は、ＤＴ＝ＤＴ１×α＋ＤＴ２×（１−α）を用いて本発明の第２段階で得ようとする補正蒸着時間ＤＴを算出する。即ち、ＤＴ＝ＤＴ１×α＋ＤＴ２×（１−α）のＤＴ１には上述した演算で算出された１２２．５が代入されて、αには０．６が代入されて、ＤＴ２には表１に提示されたバッチ２の１２０が代入される。この時、データの信頼加重値αは取得されたデータの信頼比重を示し、αの値を０．６とする場合、演算ではＤＴ１のデータ値１２２．５を６０％信頼することを意味する。
【００３８】
一方、このようなＤＴ＝ＤＴ１×α＋ＤＴ２×（１−α）の演算結果、第２段階で得ようとする補正蒸着時間ＤＴは(１２２．５×０．６)＋(１２０×０．４)=１２１．５ｓｅｃで算出される。演算で算出された補正蒸着時間ＤＴが蒸着設備３にダウンロードされる場合、蒸着設備３は蒸着時間を１２１．５ｓｅｃで再算定されて次の蒸着工程を進行し、その結果、各バッチ間の全体的な平均膜厚さ分布は図４に図示されるように目標膜厚さである１０００Åに密集するようになる。
【００３９】
次に、演算モジュール２０は、上述した蒸着設備３の所定部、例えば、上部Ｂに投入された第１ロットから取得した膜厚さ計測データの値が当該指定されたスペック、例えば、１１００Å〜９９５Å内にあるかを判断する(Ｓ２４段階)。 この時、蒸着設備３の上部Ｂに投入された第１ロットから取得した膜厚さ計測データの値がスペック内にあると、演算モジュール２０は、上述した工程条件データの蒸着温度が適切であると判定して工程条件データを保存して(Ｓ２６段階)、蒸着設備３の上部Ｂに投入された第１ロットから取得した膜厚さ計測データの値が表１に提示された９９０Åで上述したスペック１１００Å〜９９５Å内にないと、演算モジュール２０は後述する第２計算式を通して補正蒸着温度を算出する(Ｓ２５段階)。
このとき、第２計算式はＤＸ＝ＤＸ１±ΔＤＸ２で表現される。
【００４０】
ここで、ＤＸは補正蒸着温度、ＤＸ１は蒸着設備３の所定部に投入された第１ロットに進行された蒸着温度、ΔＤＸ２は補正蒸着温度変位である。
【００４１】
このとき、ΔＤＸ２はΔＤＸ２＝Δｔ３／（ＤＲ２±Ｍ）で表現される。
ここで、Δｔ３は蒸着設備の中央部及び蒸着設備の所定部に投入された第１ロットの膜厚さ差、ＤＲ２は各バッチの１℃当り膜蒸着速度、ＭはＤＲ２の変化傾きである。
このとき、前記Ｍは数１で表現される。
【００４２】
ここで、ｍは各バッチ間の温度変化及び厚さ変化の比、ｎは第１ロットを持つバッチの次数である。
このとき、上述したＤＲ２はＤＲ２＝Δｔ／Δｘで表現される。
ここで、Δｔは各バッチ間の膜厚さ変化量累積総合、Δｘは各バッチ間の蒸着温度変化量累積総合である。
【００４３】
以下、前記ＤＸ＝ＤＸ１±ΔＤＸ２、ΔＤＸ２＝Δｔ３／（ＤＲ２±Ｍ）、数１、ＤＲ２＝Δｔ／Δｘを用いて本発明の第２段階の演算による補正蒸着温度算出過程について説明する。この時、各数に代入される数値は上述のように表１に提示された値に基づく。
【００４４】
まず、演算モジュール２０は、ＤＲ２＝Δｔ／Δｘを通して各バッチの１℃当り膜蒸着速度であるＤＲ２値を算出する。これによって、各バッチ間の膜厚さ変化量累積総合Δｔには表１に提示されるように、９７０Å及び９８０Åの変化量１０と９８０Å及び９９０Åの変化量１０とが合わせて代入されて、蒸着温度変化量累積総合Δｘには表１に提示されるように、６２０℃及び６２５℃の変化量５と６２５℃及び６３０℃の変化量５とが合わせて代入される。このようなＤＲ２＝Δｔ／Δｘの演算結果、ＤＲ２は（１０＋１０）／（５＋５）＝２で算出される。
【００４５】
次に、演算モジュール２０は、数１を用いて上述したＤＲ２の変化の傾きであるＭを算出する。この時、ｎは第１ロットのバッチ次数を示し、上述のように第１ロットはバッチ３に投入されることによりｎは３を持つ。
ここで、上述した表１に提示されるように、数２は数３即ち、バッチ３以前のｍ値の合わせで演算されて、バッチ２対比バッチ１のｍ値(６２５−６２０)(９８０−９７０)及びバッチ３対比バッチ２のｍ値(６３０−６２５)／(９９０−９８０)は合わせて、数１には５／１０＋５／１０＝１が代入される。このような数１の演算結果、Ｍは１／３=０．３４で算出される。
【数２】
【数３】
【００４６】
次に、演算モジュール２０はΔＤＸ２＝Δｔ３／（ＤＲ２±Ｍ）を通してΔＤＸ２の値を算出する。これによって、Δｔ３には上述した蒸着設備３の中央部Ａ及び蒸着設備３の上部Ｂに投入された第１ロットの膜厚さ差、即ち、１０３−９９０＝４０が代入されて、ＤＲ２には上述したＤＲ２＝Δｔ／Δｘの演算結果算出された２が代入されて、Ｍには数１の演算結果算出された０．３４が代入される。このようなΔＤＸ２＝Δｔ３／（ＤＲ２±Ｍ）の演算結果、ΔＤＸ２は４０／(２±０．３４)＝１７．１で算出される。
【００４７】
次に、演算モジュール２０は、ＤＸ＝ＤＸ１±ΔＤＸ２を用いて本発明の第２段階で得ようとする補正蒸着温度ＤＸを算出する。これによって、ＤＸ＝ＤＸ１±ΔＤＸ２のＤＸ１には表１に提示されるように、６３０が代入されて、ΔＤＸ２には上述したΔＤＸ２＝Δｔ３／（ＤＲ２±Ｍ）の演算結果算出された１７．１が代入される。このようなΔＤＸ２＝Δｔ３／（ＤＲ２±Ｍ）の演算結果、本発明の第２段階で得ようとする補正蒸着温度ＤＸは６３０±１７．１=６４７．１℃で算出される。
【００４８】
このとき、本発明の演算で算出された補正蒸着温度ＤＸが蒸着設備３にダウンロードされる場合、蒸着設備３は自身の上部に投入されたロットに設定される蒸着温度を６４７．１℃で再算定して次の蒸着工程を進行し、その結果、蒸着設備３の投入位置が異なるロットの全体的な平均膜厚さ分布は、図５に図示されるように、目標膜厚さである１０００Åに密集して均一になる。
【００４９】
一方、このような本発明のＳ２０段階の後には本発明のＳ３０段階が進行される。まず、ホスト１は自身のデータベース領域に保存されたスペック値を検索して演算モジュール２０を通して演算、算出された補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にあるかを判断する(Ｓ３０段階)。
【００５０】
この時、上述した補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にないと、ホスト１は演算モジュール２０が誤り演算を実行したと判定して本発明のＳ４０段階を進行し、蒸着設備３の制御を通して工程を一時停止させた後(Ｓ４１段階)、前記結果をＯＩ／ＰＣ２を通して作業者に表示する。これによって、作業者は問題解決のための適切な推後措置を迅速に行う(Ｓ４２段階)。
【００５１】
反面、上述した補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にあると、ホスト１は演算モジュール２０が正常な演算を実行したと判定して、上述したＯＩ／ＰＣ２に次の蒸着工程が進行される第２ロットの投入信号が入力されたかを判断する(Ｓ５０段階)。
【００５２】
この時、第２ロットの投入信号が入力されなかった場合には、ホスト１はまだ新たな蒸着工程が開始されていないと判定して上述したＳ１０段階に進行する。第２ロットの投入信号が入力された場合には、ホスト１は新たな蒸着工程が開始されたと判定してＯＩ／ＰＣ２を通して補正蒸着時間及び補正蒸着温度を表示する(Ｓ６０段階)。これによって、作業者はホスト１により算出された補正蒸着時間及び補正蒸着温度を観測してこれを次の工程の第２ロットに適用するか否かを判定する。
【００５３】
次に、ホスト１は上述したＯＩ／ＰＣ２に作業者修正命令が入力されたかを判断する(Ｓ７０段階)。この時、ＯＩ／ＰＣ２に作業者修正命令が入力されなかった場合には、ホスト１は演算モジュール２０により算出された補正蒸着時間及び補正蒸着温度が次の工程に適用されると判定してこれを蒸着設備３にダウンロードする(Ｓ８０段階)。これによって、蒸着設備３は蒸着時間を１２１．５ｓｅｃで再算定するとともに蒸着温度を６４７．１℃で再算定して次の蒸着工程を迅速に進行する。
【００５４】
一方、ＯＩ／ＰＣ２に作業者修正命令が入力された場合には、ホスト１は演算モジュール２０により算出された補正蒸着時間及び補正蒸着温度が次の工程に適用されなかったと判定して作業者により新たに入力される修正蒸着時間及び修正蒸着温度の入力を受けてこれを蒸着設備３に迅速にダウンロードする(Ｓ９０段階)。これによって、蒸着設備３は作業者により入力された修正蒸着時間及び修正蒸着温度によって蒸着時間及び蒸着温度を再算定して次の蒸着工程を進行する。
このように、本発明ではホストに演算機能が附与された演算モジュールを備えてそれを用いて迅速に正確な計測データ分析を行う。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明による半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、ホストに所定の演算機能を持つ演算モジュールを備えて適切な演算法則を附与した後、それを用いて計測データの正確な分析が行われるようにすることにより、一貫したデータ分析を行い、作業者の業務負担を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による半導体製造用蒸着設備の配置形状を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例による半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法を順次的に示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例による半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法の第２段階を順次的に示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例によるロットのバッチ単位別平均膜厚さ分布を概略的に示すグラフである。
【図５】本発明の実施例によるロットの投入位置別膜厚さ分布を概略的に示すグラフである。
【図６】従来の半導体製造用蒸着設備の配置形状を示すブロック図である。
【図７】従来の半導体製造用蒸着設備の構造を示す断面図である。
【図８】従来のロットの投入位置別膜厚さ分布を概略的に示すグラフである。
【図９】従来のロットのバッチ単位別平均膜厚さ分布を概略的に示すグラフである。
【符号の説明】
１ ホスト
２ ＯＩ／ＰＣ
３ 蒸着設備
４ 計測設備
５ 蒸着設備サーバー
６ 計測設備サーバー
２０ 演算モジュール
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法に関し、より詳細には、ホストに所定の演算モジュールを具備して、これを通して迅速に正確な計測データ分析が行われるようにした半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、半導体素子の製造には高い精密性が要求される。これによって、通常の半導体生産ラインでは情密加工が可能な高機能の設備を配置して大部分の半導体素子製造工程を実行し、作業者は各設備の動作状況を観察することによりライン作業効率の向上を図っている。
【０００３】
図６は従来の半導体製造用蒸着設備の配置形状を示す概念図、図７は従来の半導体製造用蒸着設備の構造を示す断面図、図８は従来のロットの投入位置別膜厚さ分布を概略的に示すグラフ、図９は従来のロットのバッチ単位別平均膜厚さ分布を概略的に示すグラフである。
【０００４】
図６に示されるように、生産ライン内には膜蒸着工程を実行する蒸着設備３が配置されて、その蒸着設備３にはロット１０が投入されて適切な蒸着工程が実行される。
ここで、蒸着設備３は蒸着設備サーバー５を通してホスト１とオンラインで連結されて、ホスト１はＯＩ／ＰＣ(operator interface PC)２とオンラインで連結される。この時、作業者は、ＯＩ／ＰＣ２を通してホスト１に適切な工程条件、例えば、蒸着時間、蒸着温度等を設定して、このように設定された工程条件はホスト１及び蒸着設備サーバー５を通して蒸着設備３に迅速にダウンロードされることにより、蒸着設備３がロット１０に適切な厚さの蒸着膜が形成できるようにする。
【０００５】
一方、上述した蒸着設備３を通して一定厚さの膜が蒸着されたロット１０は生産ライン内にバッチされた計測設備４に投入され、計測設備４は投入されたロット１０の膜蒸着結果を適切に計測する。この時、計測設備４は計測された結果データを計測設備サーバー６を通してホスト１に迅速にアップロードし、ホスト１はＯＩ／ＰＣ２を通してこれをすぐ表示することにより、作業者の確認過程を経て蒸着設備３の工程条件が適切な値で再設定されるように補助する。
【０００６】
この時、図７に図示されるように、通常蒸着設備３はボート１０１内に多数個、例えば、６個のロット１０を一個のバッチ単位として一度に投入した後、金属膜、酸化膜等の半導体膜を蒸着する。この場合、蒸着設備３は外気の影響によってその上部Ｂ及び下部Ｃが中央部Ａより底い温度分布を示すことにより、図８に図示されるように、投入されたロット１０がその投入位置によって異なる膜厚さ分布を持つようになる。
【０００７】
また、蒸着設備３は作業者により蒸着時間の設定を受けた後、投入されるバッチ単位のロット１０に対して膜蒸着工程を進行する。この場合、蒸着設備３に設定された蒸着時間の差によって形成される平均膜厚さに大きなばらつきが生じ、その結果、図９に図示されるように、蒸着工程を終了したロット１０は投入されたバッチ単位別で異なる平均膜厚さ分布を持つようになる。
したがって、作業者は各バッチ単位の蒸着工程が正常に進行するように前のバッチ単位の工程が終了した後すぐにＯＩ／ＰＣ２に表示される計測結果データを自身の経験によって迅速に分析する。
【０００８】
以後、作業者はその分析結果に基づいて適切な蒸着時間、蒸着温度等を再設定して、再設定された蒸着時間によりバッチ単位別平均膜厚さ差を調節するとともに、再設定された蒸着温度によりロットの投入位置別膜厚さ差を調節することにより上述した膜厚さ分布の不均衡を最小化している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、膜厚さ分布のばらつきは作業者の経験に依存した計測データ分析だけにより修正されるので、作業者によってデータ分析に誤謬が発生するおそれがあり、また、計測データの分析は作業者ごとに結果値が異なるため、一貫したデータ分析に基づく製品の生産管理が困難であるという問題があった。また、データ分析は熟練した作業者だけが可能なものなので、一人の作業者に業務が集中するという問題があった。
【００１０】
したがって、本発明はこのような問題に着眼してされたもので、その目的は、ホストに所定の演算機能を持つ演算モジュールを具備し、それに適切な演算法則を附与し、それを用いて計測データの正確な分析が行われるようにする半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、上述したホストを用いて計測データの分析を自動化することにより、作業者によるデータ分析を排除してデータ分析を一貫して行うとともに、作業者の業務負担を低減させる半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するための本発明の請求項１記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法は、バッチ単位で投入され蒸着工程が終了した第１ロットの膜厚さ計測データを受信し、蒸着工程に設定された工程条件データを検索する段階と、膜厚さ計測データ及び工程条件データに基づいて所定の補正蒸着時間及び補正蒸着温度を算出する段階と、補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にあるかを判断する段階と、補正蒸着時間及び前記補正蒸着温度がスペック内にあると、次に蒸着工程が行われる第２ロットの投入信号が入力されたかを判断する段階と、第２ロットの投入信号が入力されなかった場合には工程条件データを検索する段階に移行し、第２ロットの投入信号が入力された場合には補正蒸着時間及び補正蒸着温度を表示する段階と、所定の作業者修正命令が入力されたかを判断する段階と、作業者修正命令が入力されると、所定の作業者修正データの入力を受けた後、作業者修正データを蒸着設備にダウンロードする段階とを含む。
【００１３】
本発明の請求項２記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にあるかを判断する段階の後に、補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にないと、蒸着工程を一時停止して作業者が所定の措置を実行する段階をさらに含む。
【００１４】
本発明の請求項３記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、作業者修正命令が入力されたかを判断する段階の後に、作業者修正命令が入力されなかった場合、補正蒸着時間及び補正蒸着温度を蒸着設備にダウンロードする段階をさらに含む。
【００１５】
本発明の請求項１記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、補正蒸着時間及び補正蒸着温度を算出する段階は、膜厚さ計測データを加工した後に膜厚さ計測データの平均値が所定の目標値と一致するかを判断する段階と、膜厚さ計測データの平均値が目標値と一致しないと所定の第１計算式を用いて補正蒸着時間を算出する段階と、膜厚さ計測データの中で蒸着設備の所定部に投入された第１ロットから取得したデータ値がスペック内にあるかを判断する段階と、第１ロットから取得したデータ値がスペック内にないと所定の第２計算式を用いて補正蒸着温度を算出する段階とを含む。
【００１６】
本発明の請求項４記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、第１ロットから取得したデータ値がスペック内にあると、工程条件データを保存する段階をさらに含む。
【００１７】
本発明の請求項５記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、膜厚さ計測データの平均値が目標値と一致すると、第１ロットから取得したデータ値がスペック内にあるかを判断する段階に移行する。
【００１８】
本発明の請求項６記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、第１計算式は、ＤＴ＝ＤＴ１×α＋ＤＴ２×（１−α）で与えられ、ここで、ＤＴは補正蒸着時間、ＤＴ１は第１ロットの目標蒸着時間、ＤＴ２は第１ロットの蒸着工程より前の蒸着工程の蒸着時間、αは信頼加重値である。
【００１９】
本発明の請求項７記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、ＤＴ１は、ＤＴ１＝ＤＴ３−（ｔ１−ｔ２）／ＤＲ１で与えられ、ここで、ＤＲ３は第１ロットの実進行蒸着時間、ｔ１は蒸着設備の中央部に投入された第１ロットの平均膜厚さ、ｔ２は第１ロットの目標膜厚さ、ＤＲ１は第１ロットの蒸着速度常数である。
【００２０】
本発明の請求項８記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、第２計算式は、ＤＸ＝ＤＸ１±ΔＤＸ２で与えられ、ここで、ＤＸは補正蒸着温度、ＤＸ１は蒸着設備の所定部に投入された第１ロットに適用された蒸着温度、ΔＤＸ２は補正蒸着温度変位である。
【００２１】
本発明の請求項９記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、ΔＤＸ２は、ΔＤＸ２＝Δｔ３／（ＤＲ２±Ｍ）で与えられ、ここで、Δｔ３は蒸着設備の中央部及び蒸着設備の所定部に投入された第１ロットの膜厚さ差、ＤＲ２は各バッチの１℃当りの膜蒸着速度、MはＤＲ２の変化の傾きである。
【００２２】
本発明の請求項１０記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、Mは、数１で与えられ、ここで、ｍは各バッチ間の温度変化及び厚さ変化比、ｎは第１ロットを持つバッチの次数である。
【００２３】
本発明の請求項１１記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、ＤＲ２はＤＲ２＝Δｔ／Δｘで与えられ、ここで、Δｔは各バッチ間の膜厚さ変化量累積総合、Δｘは各バッチ間の蒸着温度変化量累積総合である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例による半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法について詳細に説明する。
図１は本実施例を実現するための半導体製造用蒸着設備の配置形状を示す概念図である。
【００２５】
図１に示されるように、ホスト１には計測設備サーバー６を通して計測設備４からアップロードされる計測データを自動分析する演算モジュール２０が具備され、計測データは演算モジュール２０により迅速に演算処理される。
演算処理後、ホスト１は算出された補正データを蒸着設備サーバー５を通して蒸着設備３にダウンロードすることにより蒸着設備３の工程条件が適切な値で再設定されて、蒸着設備３はその再設定工程条件によって適切な膜蒸着工程を進行することにより次に投入されるロットからは均一な膜蒸着が行われるようにする。
【００２６】
図２は本発明による半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法を示すフローチャート、図３は本発明の第２段階を順次的に示すフローチャート、図４は本発明によるロットの投入位置別膜厚さ分布を概略的に示すグラフ、図５は本発明によるロットのバッチ単位別平均膜厚さ分布を概略的に示すグラフである。
【００２７】
図２に示されるように、本発明による半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法は、バッチ単位で投入されて蒸着工程を終了したロットの膜厚さ計測データを受信して、蒸着工程に設定された工程条件データを検索するＳ１０段階と、膜厚さ計測データ及び工程条件データに基づいて補正蒸着時間及び補正蒸着温度を算出するＳ２０段階と、補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にあるかを判断するＳ３０段階と、補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にないと、上述した蒸着工程を一時停止して作業者が特定の措置を実行するＳ４０段階と、補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にあると、上述したＯＩ／ＰＣ２に次の蒸着工程が進行される第２ロットの投入信号が入力されたかを判断するＳ５０段階とを含む。さらに第２ロットの投入信号が入力された場合、ＯＩ／ＰＣ２を通して補正蒸着時間及び補正蒸着温度を表示するＳ６０段階と、上述したＯＩ／ＰＣ２に作業者修正命令が入力されたかを判断するＳ７０段階と、ＯＩ／ＰＣ２に作業者修正命令が入力されなかった場合、補正蒸着時間及び補正蒸着温度を蒸着設備３にダウンロードするＳ８０段階と、ＯＩ／ＰＣ２に作業者修正命令が入力された場合、一定の作業者修正データの入力を受けた後入力された作業者修正データを蒸着設備３にダウンロードするＳ９０段階とを含む。
【００２８】
以下、前記のような本実施例の各段階について詳細に説明する。
まず、計測設備４は、バッチ単位で蒸着設備３に投入されて膜蒸着工程が完了した第１ロットの膜厚さを計測した後、計測された膜厚さ計測データを計測サーバー６を通してホスト１にアップロードする。これによって、ホスト１のデータベースには第１ロットの膜厚さ分布が適切に保存される。
【００２９】
次に、ホスト１は、自身のデータベース領域を検索して第１ロットが実行される蒸着工程の工程条件を保存した工程条件データを把握した後、上述した膜厚さ計測データ及び工程条件データを演算モジュール２０に伝送して、演算モジュール２０は膜厚さ計測データ及び工程条件データを迅速に受信してその内容を把握する(Ｓ１０段階)。
【００３０】
この時、便宜上演算モジュール２０が把握した膜厚さ計測データ及び工程条件データは表１のように仮定する。また、上述した第１ロットは表１のバッチ３により設備に投入され、演算以後に投入される第２ロットは表１のバッチ４により蒸着設備３に投入されると仮定する。
【表１】
【００３１】
以下、本発明のＳ２０段階についてより詳細に説明する。
まず、演算モジュール２０は、上述した過程を通して把握された第１ロットの膜厚さ計測データを加工してこれらの中で有意な範囲にあるものを取り合わせる(Ｓ２１段階)。
【００３２】
次に、演算モジュール２０は、蒸着設備３の中央部Ａに投入された第１ロットから取得した膜厚さ計測データの平均値が当該目標値と一致するかを判断する(Ｓ２２段階)。この時、蒸着設備３の中央部Ａに投入された第１ロットから取得した膜厚さ計測データの平均値が当該目標値である１０００Åと一致すると、演算モジュール２０は上述した工程条件データの蒸着時間が適切であると判定してＳ２４段階に進行する。
【００３３】
反面、蒸着設備３の中央部Ａに投入された第１ロットから取得した膜厚さ計測データの平均値が表１に提示されるように、１０３０Åで当該目標値である１０００Åと一致しないと、演算モジュール２０は後述する第１計算式を通して補正蒸着時間を算出する(Ｓ２３段階)。この時、第１計算式はＤＴ＝ＤＴ１×α＋ＤＴ２×（１−α）で表現される。
【００３４】
ここで、ＤＴは補正蒸着時間、ＤＴ１は第１ロットの目標蒸着時間、ＤＴ２は以前工程の蒸着時間、αは信頼加重値であり、また、ＤＴ１はＤＴ１＝ＤＴ３−（ｔ１−ｔ２）／ＤＲ１で表現される。
【００３５】
ここで、ＤＴ３は第１ロットの実進行蒸着時間、ｔ１は蒸着設備の中央部に投入された第１ロットの平均膜厚さ、ｔ２は第１ロットの目標膜厚さ、ＤＲ１は第１ロットの蒸着速度常数である。
【００３６】
以下、前記のようなＤＴ＝ＤＴ１×α＋ＤＴ２×（１−α）、ＤＴ１＝ＤＴ３−（ｔ１−ｔ２）／ＤＲ１を参照して本発明の第２段階の演算による補正蒸着時間算出過程について説明する。この時、各数に代入される数値は上述のように表１に提示された値に基づく。
まず、演算モジュール２０は、ＤＴ１＝ＤＴ３−（ｔ１−ｔ２）／ＤＲ１を用いてＤＴ１の値を算出する。即ち、第１ロットの実進行蒸着時間ＤＴ３には表１に提示された１３０ｓｅｃが代入され、第１ロットの平均膜厚さｔ１には１０３０Åが代入され、第１ロットの目標膜厚さｔ２には１０００Åが代入され、ＤＲ１には上述した常数４が代入される。このようなＤＴ１＝ＤＴ３−（ｔ１−ｔ２）／ＤＲ１の演算結果、ＤＴ１は１３０−{（１０３０−１０００）／４}=１２２．５ｓｅｃで算出される。
【００３７】
次に、演算モジュール２０は、ＤＴ＝ＤＴ１×α＋ＤＴ２×（１−α）を用いて本発明の第２段階で得ようとする補正蒸着時間ＤＴを算出する。即ち、ＤＴ＝ＤＴ１×α＋ＤＴ２×（１−α）のＤＴ１には上述した演算で算出された１２２．５が代入されて、αには０．６が代入されて、ＤＴ２には表１に提示されたバッチ２の１２０が代入される。この時、データの信頼加重値αは取得されたデータの信頼比重を示し、αの値を０．６とする場合、演算ではＤＴ１のデータ値１２２．５を６０％信頼することを意味する。
【００３８】
一方、このようなＤＴ＝ＤＴ１×α＋ＤＴ２×（１−α）の演算結果、第２段階で得ようとする補正蒸着時間ＤＴは(１２２．５×０．６)＋(１２０×０．４)=１２１．５ｓｅｃで算出される。演算で算出された補正蒸着時間ＤＴが蒸着設備３にダウンロードされる場合、蒸着設備３は蒸着時間を１２１．５ｓｅｃで再算定されて次の蒸着工程を進行し、その結果、各バッチ間の全体的な平均膜厚さ分布は図４に図示されるように目標膜厚さである１０００Åに密集するようになる。
【００３９】
次に、演算モジュール２０は、上述した蒸着設備３の所定部、例えば、上部Ｂに投入された第１ロットから取得した膜厚さ計測データの値が当該指定されたスペック、例えば、１１００Å〜９９５Å内にあるかを判断する(Ｓ２４段階)。 この時、蒸着設備３の上部Ｂに投入された第１ロットから取得した膜厚さ計測データの値がスペック内にあると、演算モジュール２０は、上述した工程条件データの蒸着温度が適切であると判定して工程条件データを保存して(Ｓ２６段階)、蒸着設備３の上部Ｂに投入された第１ロットから取得した膜厚さ計測データの値が表１に提示された９９０Åで上述したスペック１１００Å〜９９５Å内にないと、演算モジュール２０は後述する第２計算式を通して補正蒸着温度を算出する(Ｓ２５段階)。
このとき、第２計算式はＤＸ＝ＤＸ１±ΔＤＸ２で表現される。
【００４０】
ここで、ＤＸは補正蒸着温度、ＤＸ１は蒸着設備３の所定部に投入された第１ロットに進行された蒸着温度、ΔＤＸ２は補正蒸着温度変位である。
【００４１】
このとき、ΔＤＸ２はΔＤＸ２＝Δｔ３／（ＤＲ２±Ｍ）で表現される。
ここで、Δｔ３は蒸着設備の中央部及び蒸着設備の所定部に投入された第１ロットの膜厚さ差、ＤＲ２は各バッチの１℃当り膜蒸着速度、ＭはＤＲ２の変化傾きである。
このとき、前記Ｍは数１で表現される。
【００４２】
ここで、ｍは各バッチ間の温度変化及び厚さ変化の比、ｎは第１ロットを持つバッチの次数である。
このとき、上述したＤＲ２はＤＲ２＝Δｔ／Δｘで表現される。
ここで、Δｔは各バッチ間の膜厚さ変化量累積総合、Δｘは各バッチ間の蒸着温度変化量累積総合である。
【００４３】
以下、前記ＤＸ＝ＤＸ１±ΔＤＸ２、ΔＤＸ２＝Δｔ３／（ＤＲ２±Ｍ）、数１、ＤＲ２＝Δｔ／Δｘを用いて本発明の第２段階の演算による補正蒸着温度算出過程について説明する。この時、各数に代入される数値は上述のように表１に提示された値に基づく。
【００４４】
まず、演算モジュール２０は、ＤＲ２＝Δｔ／Δｘを通して各バッチの１℃当り膜蒸着速度であるＤＲ２値を算出する。これによって、各バッチ間の膜厚さ変化量累積総合Δｔには表１に提示されるように、９７０Å及び９８０Åの変化量１０と９８０Å及び９９０Åの変化量１０とが合わせて代入されて、蒸着温度変化量累積総合Δｘには表１に提示されるように、６２０℃及び６２５℃の変化量５と６２５℃及び６３０℃の変化量５とが合わせて代入される。このようなＤＲ２＝Δｔ／Δｘの演算結果、ＤＲ２は（１０＋１０）／（５＋５）＝２で算出される。
【００４５】
次に、演算モジュール２０は、数１を用いて上述したＤＲ２の変化の傾きであるＭを算出する。この時、ｎは第１ロットのバッチ次数を示し、上述のように第１ロットはバッチ３に投入されることによりｎは３を持つ。
ここで、上述した表１に提示されるように、数２は数３即ち、バッチ３以前のｍ値の合わせで演算されて、バッチ２対比バッチ１のｍ値(６２５−６２０)(９８０−９７０)及びバッチ３対比バッチ２のｍ値(６３０−６２５)／(９９０−９８０)は合わせて、数１には５／１０＋５／１０＝１が代入される。このような数１の演算結果、Ｍは１／３=０．３４で算出される。
【数２】
次に、演算モジュール２０はΔＤＸ２＝Δｔ３／（ＤＲ２±Ｍ）を通してΔＤＸ２の値を算出する。これによって、Δｔ３には上述した蒸着設備３の中央部Ａ及び蒸着設備３の上部Ｂに投入された第１ロットの膜厚さ差、即ち、１０３−９９０＝４０が代入されて、ＤＲ２には上述したＤＲ２＝Δｔ／Δｘの演算結果算出された２が代入されて、Ｍには数１の演算結果算出された０．３４が代入される。このようなΔＤＸ２＝Δｔ３／（ＤＲ２±Ｍ）の演算結果、ΔＤＸ２は４０／(２±０．３４)＝１７．１で算出される。
【００４７】
次に、演算モジュール２０は、ＤＸ＝ＤＸ１±ΔＤＸ２を用いて本発明の第２段階で得ようとする補正蒸着温度ＤＸを算出する。これによって、ＤＸ＝ＤＸ１±ΔＤＸ２のＤＸ１には表１に提示されるように、６３０が代入されて、ΔＤＸ２には上述したΔＤＸ２＝Δｔ３／（ＤＲ２±Ｍ）の演算結果算出された１７．１が代入される。このようなΔＤＸ２＝Δｔ３／（ＤＲ２±Ｍ）の演算結果、本発明の第２段階で得ようとする補正蒸着温度ＤＸは６３０±１７．１=６４７．１℃で算出される。
【００４８】
このとき、本発明の演算で算出された補正蒸着温度ＤＸが蒸着設備３にダウンロードされる場合、蒸着設備３は自身の上部に投入されたロットに設定される蒸着温度を６４７．１℃で再算定して次の蒸着工程を進行し、その結果、蒸着設備３の投入位置が異なるロットの全体的な平均膜厚さ分布は、図５に図示されるように、目標膜厚さである１０００Åに密集して均一になる。
【００４９】
一方、このような本発明のＳ２０段階の後には本発明のＳ３０段階が進行される。まず、ホスト１は自身のデータベース領域に保存されたスペック値を検索して演算モジュール２０を通して演算、算出された補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にあるかを判断する(Ｓ３０段階)。
【００５０】
この時、上述した補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にないと、ホスト１は演算モジュール２０が誤り演算を実行したと判定して本発明のＳ４０段階を進行し、蒸着設備３の制御を通して工程を一時停止させた後(Ｓ４１段階)、前記結果をＯＩ／ＰＣ２を通して作業者に表示する。これによって、作業者は問題解決のための適切な推後措置を迅速に行う(Ｓ４２段階)。
【００５１】
反面、上述した補正蒸着時間及び補正蒸着温度がスペック内にあると、ホスト１は演算モジュール２０が正常な演算を実行したと判定して、上述したＯＩ／ＰＣ２に次の蒸着工程が進行される第２ロットの投入信号が入力されたかを判断する(Ｓ５０段階)。
【００５２】
この時、第２ロットの投入信号が入力されなかった場合には、ホスト１はまだ新たな蒸着工程が開始されていないと判定して上述したＳ１０段階に進行する。第２ロットの投入信号が入力された場合には、ホスト１は新たな蒸着工程が開始されたと判定してＯＩ／ＰＣ２を通して補正蒸着時間及び補正蒸着温度を表示する(Ｓ６０段階)。これによって、作業者はホスト１により算出された補正蒸着時間及び補正蒸着温度を観測してこれを次の工程の第２ロットに適用するか否かを判定する。
【００５３】
次に、ホスト１は上述したＯＩ／ＰＣ２に作業者修正命令が入力されたかを判断する(Ｓ７０段階)。この時、ＯＩ／ＰＣ２に作業者修正命令が入力されなかった場合には、ホスト１は演算モジュール２０により算出された補正蒸着時間及び補正蒸着温度が次の工程に適用されると判定してこれを蒸着設備３にダウンロードする(Ｓ８０段階)。これによって、蒸着設備３は蒸着時間を１２１．５ｓｅｃで再算定するとともに蒸着温度を６４７．１℃で再算定して次の蒸着工程を迅速に進行する。
【００５４】
一方、ＯＩ／ＰＣ２に作業者修正命令が入力された場合には、ホスト１は演算モジュール２０により算出された補正蒸着時間及び補正蒸着温度が次の工程に適用されなかったと判定して作業者により新たに入力される修正蒸着時間及び修正蒸着温度の入力を受けてこれを蒸着設備３に迅速にダウンロードする(Ｓ９０段階)。これによって、蒸着設備３は作業者により入力された修正蒸着時間及び修正蒸着温度によって蒸着時間及び蒸着温度を再算定して次の蒸着工程を進行する。
このように、本発明ではホストに演算機能が附与された演算モジュールを備えてそれを用いて迅速に正確な計測データ分析を行う。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明による半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法によると、ホストに所定の演算機能を持つ演算モジュールを備えて適切な演算法則を附与した後、それを用いて計測データの正確な分析が行われるようにすることにより、一貫したデータ分析を行い、作業者の業務負担を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による半導体製造用蒸着設備の配置形状を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例による半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法を順次的に示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例による半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法の第２段階を順次的に示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例によるロットのバッチ単位別平均膜厚さ分布を概略的に示すグラフである。
【図５】本発明の実施例によるロットの投入位置別膜厚さ分布を概略的に示すグラフである。
【図６】従来の半導体製造用蒸着設備の配置形状を示すブロック図である。
【図７】従来の半導体製造用蒸着設備の構造を示す断面図である。
【図８】従来のロットの投入位置別膜厚さ分布を概略的に示すグラフである。
【図９】従来のロットのバッチ単位別平均膜厚さ分布を概略的に示すグラフである。
【符号の説明】
１ ホスト
２ ＯＩ／ＰＣ
３ 蒸着設備
４ 計測設備
５ 蒸着設備サーバー
６ 計測設備サーバー
２０ 演算モジュール
Claims (11)
- バッチ単位で投入され蒸着工程が終了した第１ロットの膜厚さ計測データを受信し、前記蒸着工程に設定された工程条件データを検索する段階と、
前記膜厚さ計測データ及び前記工程条件データに基づいて所定の補正蒸着時間及び補正蒸着温度を算出する段階と、
前記補正蒸着時間及び前記補正蒸着温度がスペック内にあるかを判断する段階と、
前記補正蒸着時間及び前記補正蒸着温度が前記スペック内にあると、次に蒸着工程が施される第２ロットの投入信号が入力されたかを判断する段階と、
前記第２ロットの投入信号が入力されなかった場合には前記工程条件データを検索する段階に移行し、前記第２ロットの投入信号が入力された場合には前記補正蒸着時間及び前記補正蒸着温度を表示する段階と、
所定の作業者修正命令が入力されたかを判断する段階と、
前記作業者修正命令が入力されると、所定の作業者修正データの入力を受けた後、前記作業者修正データを蒸着設備にダウンロードする段階と、
を含み、
前記補正蒸着時間及び前記補正蒸着温度を算出する段階は、
前記膜厚さ計測データを加工した後に前記膜厚さ計測データの平均値が所定の目標値と一致するかを判断する段階と、
前記膜厚さ計測データの平均値が前記目標値と一致しないと所定の第１計算式を用いて前記補正蒸着時間を算出する段階と、
前記膜厚さ計測データの中で前記蒸着設備の所定部に投入された前記第１ロットから取得したデータ値がスペック内にあるかを判断する段階と、
前記第１ロットから取得したデータ値がスペック内にないと所定の第２計算式を用いて前記補正蒸着温度を算出する段階と、
を含むことを特徴とする半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法。 - 前記補正蒸着時間及び前記補正蒸着温度がスペック内にあるかを判断する段階の後に、前記補正蒸着時間及び前記補正蒸着温度がスペック内にないと、前記蒸着工程を一時停止して作業者が所定の措置を実行する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法。
- 前記作業者修正命令が入力されたかを判断する段階の後に、前記作業者修正命令が入力されなかった場合、前記補正蒸着時間及び前記補正蒸着温度を蒸着設備にダウンロードする段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法。
- 前記第１ロットから取得したデータ値がスペック内にあると、前記工程条件データを保存する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法。
- 前記膜厚さ計測データの平均値が前記目標値と一致すると、前記第１ロットから取得したデータ値がスペック内にあるかを判断する段階に移行することを特徴とする請求項１記載半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法。
- 前記第１計算式は、
ＤＴ＝ＤＴ１×α＋ＤＴ２×（１−α）
で与えられ、ここで、ＤＴは補正蒸着時間、ＤＴ１は第１ロットの目標蒸着時間、ＤＴ２は第１ロットの蒸着工程より前の蒸着工程の蒸着時間、αは信頼加重値であることを特徴とする請求項１記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法。 - 前記ＤＴ１は、
ＤＴ１＝ＤＴ３−（ｔ１−ｔ２）／ＤＲ１
で与えられ、ここで、ＤＲ３は第１ロットの実進行蒸着時間、ｔ１は蒸着設備の中央部に投入された第１ロットの平均膜厚さ、ｔ２は第１ロットの目標膜厚さ、ＤＲ１は第１ロットの蒸着速度常数であることを特徴とする請求項６記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法。 - 前記第２計算式は、
ＤＸ＝ＤＸ１±ΔＤＸ２
で与えられ、ここで、ＤＸは補正蒸着温度、ＤＸ１は蒸着設備の所定部に投入された第１ロットに適用された蒸着温度、ΔＤＸ２は補正蒸着温度変位であることを特徴とする請求項１記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法。 - 前記ΔＤＸ２は、
ΔＤＸ２＝Δｔ３／（ＤＲ２±Ｍ）
で与えられ、ここで、Δｔ３は蒸着設備の中央部及び蒸着設備の所定部に投入された第１ロットの膜厚さ差、ＤＲ２は各バッチの１℃当りの膜蒸着速度、ＭはＤＲ２の変化の傾きであることを特徴とする請求項８記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法。 - 前記Ｍは、
- 前記ＤＲ２は、
ＤＲ２＝Δｔ／Δｘ
で与えられ、ここで、Δtは各バッチ間の膜厚さ変化量累積総合、Δｘは各バッチ間の蒸着温度変化量累積総合であることを特徴とする請求項９記載の半導体製造用蒸着設備の膜厚さ調節方法。
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