JP4295930B2 - 半導体処理装置、半導体処理システムおよび半導体処理管理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体処理装置、半導体処理システムおよび半導体処理管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体製造工程には、半導体基板上に形成された微細パターンの線幅等を測定するCD（Critical Dimension）測定の工程がある。CD測定においては、フォト・リソグラフィの工程におけるレジスト・パターンの線幅、エッチングの工程によって形成された配線等のパターンの線幅やトレンチの溝の幅などが測定される。CD測定器は、測定対象である半導体基板の測定箇所を拡大してモニタリングし、電子線を用いて線幅を測定する。
【０００３】
CD測定において測定された線幅等のデータが、予め設定された範囲内にない場合には、一般に事故報告がなされ事故原因調査が開始される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
事故原因調査をするにあたって、一般に、まず測定装置は正常であるとの前提で、半導体基板に形成されたパターンが正常に形成されず、線幅が実際に設定範囲内にないと考えられる。従って、まず始めにパターンの形成に関連する製造装置が調査される。次に、製造装置に異常がないことが判明した場合に、線幅を測定した測定装置が調査される。従って、測定装置に異常がある場合には、事故原因調査および事故原因除去に長時間を要した。
【０００５】
図７から図１１を参照して、CD測定のデータ異常が発生した場合の事故原因調査の従来の手順を具体的に説明する。
【０００６】
図７は、従来のCD測定のデータ異常が発生した場合の事故原因調査の手順を示すフロー図である。データ異常が発生したときには、まず、測定の対象である半導体基板が含まれるロット全体の測定データが異常であるか否かを、ロット管理グラフ（図８参照）にて確認する（S７０１）。当該ロット全体の測定データが異常であると認められた場合（S７０２）には、半導体基板上のパターンを形成するのに関連する製造工程において、当該ロットを処理した製造装置の保守履歴やアラーム履歴（図９および図１０参照）が確認される（S７０３）。
【０００７】
製造装置の保守履歴やアラーム履歴に異常が認められない場合（S７０４）には、当該ロットを処理したときに製造装置で使用されたレシピや処理条件を確認する（S７０５）。製造装置において使用されたレシピや処理条件が正しく設定されており、設定に誤りがない場合（S７０６）には、当該ロットを検査した検査装置の保守履歴やアラーム履歴が確認される（S７０７）。
【０００８】
検査装置の保守履歴やアラーム履歴に異常が認められない場合（S７０８）には、当該ロットが検査されたときに検査装置に使用されたレシピや検査条件が確認される（S７０９）。この検査装置に使用されたレシピの設定が正しく設定されており、設定に誤りがない場合（S７１０）には、当該ロットが、同じ検査装置において、同じレシピや検査条件で再度測定される。再度の測定によって得られた結果が解析され、その解析結果に基づいて事故原因に対する対処がなされる（S７１１、S７１２）。
【０００９】
尚、S７０２において、当該ロット全体の測定データがロット管理グラフにおいて異常が認められないときには、製造装置に異常がないと認められる。よって、次に、当該ロットを検査した検査装置の保守履歴やアラーム履歴が確認される（S７０７）。
【００１０】
また、S７０４において、製造装置の保守履歴やアラーム履歴に異常が認められた場合、およびS７０６において、製造装置において使用されたレシピや処理条件が誤って設定されていた場合には、製造装置の異常であることが明らかに認められる。よって、検査装置の確認（S７０７からS７１１）を要することなく、製造装置の保全が行われる。
【００１１】
さらに、S７０８において、検査装置の保守履歴やアラーム履歴に異常が認められた場合、およびS７１０において、検査装置において使用されたレシピや検査条件が誤って設定されていた場合には、検査装置の異常であることが明らかに認められる。よって、検査装置の保全が行われる（S７１２）。
【００１２】
図８は、CD測定の検査結果をロットごとに経時的にプロットしたロット管理グラフを示した図である。一般的には、ロット内の半導体基板のうちのいくつかの半導体基板がサンプリングされ、CD測定される。そのCD測定の結果データの平均がプロットされる。よって、結果データが予め設定された範囲を超え、異常値を示したときには、当該ロットに収容されているほとんどの半導体基板のパターンが異常であることが予想される。従って、まず当該ロットを処理した製造装置の保守履歴やアラーム履歴が確認されるのである（S７０３）。
【００１３】
図９は、製造装置の保守履歴を示す図である。保守履歴によって、どの装置（装置ID）がいつ（日時）どのような保全（実施内容）を受けたのかがわかる。また、保全の結果（判定）および具体的な測定値が示され、当該ロットを処理した製造装置の保全の状態を確認することができる。
【００１４】
図１０は、製造装置のアラーム履歴を示す図である。アラーム履歴によって、どの装置（装置ID）がいつ（日時）どのロット（ロットID）のどの工程（工程）を処理したときにアラームを発したのかがわかる。また、アラームの具体的な内容（アラーム内容）が示され、製造装置が当該ロットを処理したときに異常があったか否かを確認する。
【００１５】
このように半導体基板上に形成されたパターンのCD測定などの検査処理にて異常な結果データが発生した場合には、当該半導体基板上に正常にパターンが形成されていないと予想される。従って、一般的には、CD測定などの検査処理にて異常な結果データが報告された場合には、まず、製造装置が調査される。
【００１６】
よって、検査処理を行った検査装置に異常な結果データの原因が有る場合には、図７におけるS７０１からS７０６に示す製造装置の調査が行われた後に、検査処理を行った検査装置が調査される場合が多い。
【００１７】
図１１は、検査処理において異常な結果データが発生した場合の事故原因調査および事故原因除去に費やされる時間を示したタイムチャートである。図１１に示すように、図9の保守履歴や図１０のアラーム履歴を使用しても、図７におけるS７０１からS７１２まで処理されるのに所要時間Aだけ費やされてしまう。
【００１８】
また、最近において、半導体の微細化技術が進み、特に検査装置は、パターンの認識誤り等により誤った測定値を算出する場合がある。この場合は、保守履歴やアラーム履歴のデータでは、事故原因を把握することができず、または事故原因を把握することが難しかった。
【００１９】
従って、本発明の目的は、検査処理において異常な結果データが発生した場合に、短時間でかつ容易に原因調査および原因除去をすることができる半導体処理装置、半導体処理システムおよび半導体処理管理方法を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明に従った実施の形態による半導体処理装置は、
半導体基板をＣＤ測定するための処理条件に従って該半導体基板に形成されたパターンをＣＤ測定する処理部と、
前記処理部によるＣＤ測定時における前記半導体基板に形成された前記パターンの動画を撮像する撮像部と、
前記処理条件と前記処理部からのＣＤ測定結果と前記撮像部からの動画とを互いに関連付け、前記ＣＤ測定結果が所定の条件を満たすか否かを判定する処理制御部と、
互いに関連付けられた前記処理条件、前記ＣＤ測定結果および前記動画を含む動画像情報を、前記所定の条件を満たす正常処理結果を有する正常動画像情報および前記所定の条件を満たさない異常処理結果を有する異常動画像情報に区別して記憶する記憶部と、
少なくとも前記異常動画像情報を出力する出力部とを備える。
【００２６】
本発明に従った実施の形態による半導体処理システムは、
半導体基板をＣＤ測定するための処理条件に従って前記半導体基板に形成されたパターンをＣＤ測定する処理部と、
前記処理部によるＣＤ測定時における前記半導体基板に形成された前記パターンの動画を撮像する撮像部と、
前記処理条件と前記処理部からのＣＤ測定結果と前記撮像部からの動画とを互いに関連付け、前記ＣＤ測定結果が所定の条件を満たすか否かを判定する処理制御部と、
互いに関連付けられた前記処理条件、前記ＣＤ測定結果および前記動画を含む動画像情報を、前記所定の条件を満たす正常処理結果を有する正常動画像情報および前記所定の条件を満たさない異常処理結果を有する異常動画像情報に区別して記憶する記憶する記憶部と、
前記処理条件を特定する信号を入力し前記異常動画像情報を出力する入出力部と、を備えた半導体処理装置および、
前記半導体処理装置へ接続され、前記入出力部から入力した前記異常動画像情報を保存するホストコンピュータを備える。
【００３３】
本発明に従った実施の形態による半導体処理管理方法は、
半導体基板をＣＤ測定するための処理条件に従って前記半導体基板に形成されたパターンを処理部でＣＤ測定する処理ステップと、
前記処理部によるＣＤ測定時における前記半導体基板に形成された前記パターンの動画を撮像部で撮像する撮像ステップと、
前記処理条件と前記処理部からのＣＤ測定結果と前記撮像部からの動画とを互いに関連付ける関連付けステップと、
前記ＣＤ測定結果が所定の条件を満たすか否かを判定する判定ステップと、
互いに関連付けられた前記処理条件、前記ＣＤ測定結果および前記動画を含む動画像情報を、前記所定の条件を満たす正常処理結果を有する正常動画像情報および前記所定の条件を満たさない異常処理結果を有する異常動画像情報に区別して記憶する記憶ステップと、
前記動画像情報のうち、少なくとも前記異常動画像情報を出力する出力ステップと、
前記異常動画像情報に基づいて、前記異常処理結果が前記所定の条件を満たさない原因について調査する調査ステップとを含む。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明による実施の形態を説明する。尚、本実施の形態は本発明を限定するものではない。
【００４０】
図１は、本発明に従った実施の形態による半導体処理装置２０の概略を示すブロック図である。
【００４１】
半導体処理装置２０は、処理の対象となる半導体基板（図示せず）と該半導体基板を処理するための処理条件とを特定する作業情報に従って半導体基板に形成されたパターンを測定する測定部２２と、測定部２２による測定時の半導体基板の動画を撮像する撮像部２４と、作業情報と処理条件と測定部２２からの測定結果と撮像部２４により撮像された測定時の動画とを処理ごとに互いに関連付け、測定結果が所定の条件を満たすか否かを判定する処理制御部２６と、互いに関連付けられた作業情報と処理条件と測定結果と動画とを含む動画像情報を、所定の条件を満たす測定結果を有する正常動画像情報および所定の条件を満たさない測定結果を有する異常動画像情報とに区別して記憶する記憶部３２と、少なくとも異常動画像情報を出力するモニタ部３６と、少なくとも異常動画像情報を出力する入出力部３８と、測定部２２および撮像部２４を制御する測定制御部４０と、検査対象となる半導体基板を搭載する測定ステージと、動画データをデジタル変換する画像フォーマット変換制御部２００とを備える。
【００４２】
測定部２２は、測定ステージ９０上の半導体基板を測定する測定ユニット６０と、測定ユニット６０を制御する測定ユニット制御部５０とを有する。
【００４３】
撮像部２４は、測定ステージ９０上の半導体基板を撮像するカメラ８０と、カメラ８０と制御するカメラ制御部７０とを有する。
【００４４】
処理制御部２６は、動画像を一時的に保存する動画像一時格納メモリ１９０と、作業情報と結果情報と動画データとを互いに関連付け、結果情報が所定の条件を満たすか否かを判定する画像処理制御部１８０を有する。
【００４５】
作業情報記憶部２８は、作業情報を記憶する作業情報用ディスク１７０と、作業情報用ディスク１７０からデータを読出しまたは書込む作業情報管理部１６０とを有する。
【００４６】
動画記憶部３２は、動画データを記憶する動画像用ディスク２２０と、動画像用ディスク２２０からデータを読出しまたは書込む動画像管理部２１０とを有する。
【００４７】
結果情報記憶部３４は、結果情報を記憶する測定結果用ディスク１１０と、処理条件レシピを記憶するレシピ用ディスク１２０と、測定結果用ディスク１１０またはレシピ用ディスク１２０からデータを読出し若しくは書込む測定情報管理部１００とを有する。
【００４８】
モニタ部３６は、作業情報、測定条件、測定結果および動画を出力するディスプレイ１４０と、ディスプレイ１４０を制御する画像表示制御部１３０とを有する。
【００４９】
入出力部３８は、インタフェース４２を介して半導体処理装置２０と半導体処理装置２０の外部にあるホストコンピュータ１０とを接続する。入出力部３８は、インタフェース４２を制御するＩ／Ｆ制御部１５０を有する。
【００５０】
半導体処理装置２０は、必要に応じて作業情報、測定条件、測定結果および動画を出力するプリンタ（図示せず）を備えてもよい。また、プリンタは、半導体処理装置２０の外部にホストコンピュータ１０に接続するように設けてもよい。
【００５１】
本実施の形態による半導体処理装置２０の各要素は、半導体処理装置２０内においてライン３０によって接続されている。
【００５２】
しかし、半導体処理装置２０を構成する要素の全部または一部は、ホストコンピュータ１０内に設けられてもよい。また、半導体処理装置２０を構成する要素の全部または一部は、外部に設けられ、互いに接続されていることによって半導体処理ネットワークを構成してもよい。それによって、半導体処理装置２０の大きさ（容量）や設置面積を小さくすることができ、半導体処理装置の配置の自由度が増す。
【００５３】
一方で、ホストコンピュータ１０を設けることなく、作業情報、測定条件、測定結果および動画は半導体処理装置２０内に保存され、外部へ送信されないように構成してもよい。
【００５４】
さらに、本実施の形態による半導体処理装置は、図１に示す構成要素を有し、半導体基板に形成されたパターンを測定する半導体検査装置でもよく、同様の機能を有する半導体製造装置であってもよい。
【００５５】
ホストコンピュータ１０は、入出力部へ出力する作業情報および入出力部から入力した動画像情報を保存することができるファイル・サーバまたはデータベース・サーバとして使用され得る。クライアント４４がファイル・サーバまたはデータベース・サーバに接続され、動画像情報に基づいて、サーバを介して、若しくは直接に半導体処理装置２０へ信号を送るように構成してもよい。このようなクライアント／サーバ型の半導体処理システムによって、半導体処理装置２０の管理が容易になる。
【００５６】
尚、本実施の形態におけるネットワーク、半導体処理システムまたはインタフェース４２は、通信速度を考慮して電気通信、光通信のいずれを利用してもよく、また、設置場所の自由度や通信距離を考慮して有線、無線のいずれで通信してもよい。
【００５７】
また、測定時の動画データはモニタ部３６だけでなく入出力部４２を介してホストコンピュータ１０へ逐次送信されてもよい。それによって、半導体処理装置２０の外部において測定状況を逐次監視できるようにすることができる。
【００５８】
次に、本実施の形態による半導体処理装置２０の動作を説明する。
【００５９】
図２は、本実施の形態による半導体処理装置２０の動作を示すフロー図である。ホストコンピュータ１０は、半導体処理装置２０に対して、作業情報を送信する。作業情報は、処理の対象となるロットのロット・ナンバ、処理工程名、処理レシピ名に関する情報を有する。
【００６０】
入出力部３８により受信された作業情報は、作業情報記憶部２８に送られ、作業情報用ディスク１７０へ保存される（Ｓ２００）。作業情報管理部１６０は、作業情報に含まれる処理レシピ名に基づいて、レシピ用ディスク１２０から具体的な処理条件を含むレシピ本体を取り出す（Ｓ２０２）。作業情報管理部１６０は、レシピ本体を測定制御部４０へ送る。
【００６１】
測定制御部４０は、レシピ本体を用いて測定処理を開始する（Ｓ２０４）。まず、作業情報に含まれるロット・ナンバに該当するロットから処理対象となる半導体基板がロードされる（Ｓ２０６）。次に、測定ユニット６０およびカメラ８０がレシピ本体で指定された測定点に位置するように、測定ステージ９０が半導体基板を移動させる（Ｓ２０８）。
【００６２】
次に、測定ユニット６０が半導体基板上のパターンを測定し、カメラ８０が半導体基板上のパターンを撮像する（Ｓ２１０ａ）。
【００６３】
より詳細には、半導体基板上のパターンのＣＤ測定において、測定部２２は、半導体基板上に形成されたパターンのうち、パターンが形成されている半導体基板の面からの高さが変化する高さ変化部３００（図4参照）の幅を測定する。例えば、パターニングされたレジストの幅やエッチングされた配線の線幅やエッチングされたトレンチの溝幅などが測定される。
【００６４】
撮像部２４は、測定部２２の測定時における焦点調節動作時（フォーカス時）の高さ変化部３００を撮像する。
【００６５】
一般に、ＣＤ測定において、撮像部は高さが変化する部分の高さのより低い低部および高さのより高い高部にそれぞれ焦点を合わせ、測定部が電子線を用いて高さ変部を検出する。この電子線に現れる波形（以下、ＥＢ波形という）を測定することによって、高さ変化部の幅が測定できる。
【００６６】
従って、撮像部２４による焦点調節動作が異常な場合、例えば、焦点調節動作に通常よりも長時間要した場合、焦点調節動作時に高さ変化部の低部および高部に焦点が合っていなかった場合、焦点調節動作を繰り返した場合などには、測定部２２が正確に高さ変化部を検出することができず、高さ変化部の幅が正確に測定されない可能性が多い。このように焦点調節動作が異常な場合には、測定結果のデータや静止画像だけでは焦点調節動作が異常であることを認識できない場合が多い。
【００６７】
測定部２２は、高さ変化部の幅でなく、互いに材質の異なる材料により半導体基板上にそれぞれ形成されたパターンの領域の幅を測定してもよい。かかる場合、撮像部２４が焦点調節動作を行う。測定部２２は焦点が合ったときにパターンの領域の色彩や材質の違いによる反射光を検出することによって、その領域の幅を測定する。
【００６８】
測定部２２および撮像部２４がパターンの測定およびパターンの撮像を処理する一方で、測定制御部４０は、撮像された動画像信号を逐次、画像処理制御部１８０へ送る。また、動画像信号は、モニタ部３６にも送られ、ディスプレイ１４０によって表示される。動画像信号は画像処理制御部１８０によって動画像一時格納メモリ１９０へ格納される（Ｓ２１０ｂ）。
【００６９】
ある測定点での測定処理が終了した後、測定の測定結果が測定結果用ディスク１１０に格納される（Ｓ２１２）。また、測定点の処理終了を示す終了信号が測定制御部４０から画像処理制御部１８０へ送られる（Ｓ２１４）。終了信号は他の制御部へも送られてもよい。
【００７０】
終了信号を受けた画像処理制御部１８０は、動画像一時格納メモリ１９０に蓄えていた動画像信号を、画像フォーマット変換制御部２００へ送る。動画像信号のままでは大きな記憶容量を必要とするので、画像フォーマット変換制御部２００は、動画像信号をＭＰＥＧ形式に圧縮変換して動画データを生成し、画像処理制御部１８０に送る（Ｓ２１６）。
【００７１】
さらに、画像処理制御部１８０は、作業情報管理部１６０を介して作業情報用ディスク１７０から当該測定点を測定処理するのに使用した作業情報を受け取る。また、画像処理制御部１８０は、測定情報管理部１００を介してレシピ用ディスク１２０から当該測定点を測定処理するのに使用した処理条件となるレシピを受け取り、測定情報管理部１００を介して測定結果用ディスク１１０から当該測定点を測定したときの測定結果を受け取る。
【００７２】
画像処理制御部１８０は、受け取った作業情報、動画データ、処理条件となるレシピおよび測定結果のそれぞれに同一のファイル名を付する。当該測定点を測定したときの作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果が同一のファイル名を有することによって互いに関連付けられる。従って、作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果情報は、それぞれ別個に保存されていても、どの測定点を測定したときの情報かを特定することができる。ファイル名は、オペレータがロット・ナンバ、ウェハ・ナンバ、測定座標等を入力してもよい。しかし、画像処理制御部１８０がファイル名として測定日や測定時刻のデータを自動的に付するように設定することが好ましい。ファイル名が測定時の日時、例えば、測定年月日、時間、分、秒までのデータを有することによって、そのファイル名を有する動画データ等がいつ測定された測定点の動画データ等であるかを特定することができる。それによって、オペレータがファイル名を入力するという労力が省略される。
【００７３】
一方で、作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果のファイル形式を異ならせることによって、同一の測定点を測定したときの作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果が互いに混同しないように区別する。例えば、ファイルの拡張子を異ならせることによって、作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果情報がそれぞれ互いに区別される。作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果を格納するディレクトリを異ならせることによって区別してもよい。
【００７４】
このようにして、同一の測定点を測定したときの互いに関連付けられた作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果を有する動画像情報が生成される（Ｓ２１８ａ）。動画像情報は、動画像用ディスク２２に格納される（Ｓ２２０）。
【００７５】
画像処理制御部１８０は、さらに測定結果が所定の条件を満たすかを判定する。より詳細には、画像処理制御部１８０は、測定値と予め設定された設定範囲とを比較する。画像処理制御部１８０は、測定値が設定範囲内にある場合には測定結果が条件を満たすものと判定し、測定値が設定範囲内にない場合には測定結果が条件を満たさないものと判定する（Ｓ２１８ｂ）。
【００７６】
画像処理制御部１８０による動画像情報の生成（Ｓ２１８ａ）および測定結果の判定（Ｓ２１８ｂ）は、いずれが先に実行されてもよく、同時に実行されてもよい。
【００７７】
測定結果が条件を満たさないと判定された場合、即ち、測定結果がNGの場合には、その測定結果を含む異常動画像情報は、画像処理制御部１８０からインタフェース４２を介してホストコンピュータ１０へ送信され、保存される。
【００７８】
ある測定点の処理が終了した後、測定の対象である半導体基板上における他の測定点がまだ測定されていない場合には、他の測定点においてＳ２０８からＳ２２２までのステップが繰り返される。測定の対象である半導体基板の全測定点における測定が終了したときには、測定制御部４０から作業情報管理部１６０に対して、半導体基板の処理終了信号が通知される。
【００７９】
半導体基板の処理終了後、測定の対象であるロットの測定の対象となる他の半導体基板がまだ測定処理されていない場合には、測定処理の終了した半導体基板をアンロードし、他の半導体基板が測定ステージ９０にロードされ（Ｓ２２８）、Ｓ２０８からＳ２２２までのステップが繰り返される
測定の対象であるロットの測定の対象となっている全半導体基板の測定処理が終了した場合（Ｓ２２８）には、測定処理が終了する（Ｓ２３０）。
【００８０】
測定処理が終了した後、作業情報管理部１６０は、測定結果用ディスク１１０からＩ／Ｆ制御部１５０およびインタフェース４２を介して測定結果をホストコンピュータ１０へ送信する（Ｓ２３２）。
【００８１】
異常動画像情報がホストコンピュータ１０に保存されているので、測定結果に異常があるときに、その異常な測定結果と関連付けられた動画データによって測定時の状況の動画を観察できる。
【００８２】
図３は、本発明に従った半導体処理管理方法の実施の形態を示すフロー図である。まず、ホストコンピュータ１０に保存されている異常動画像情報が確認される（Ｓ３００）。それによって、異常動画像情報に含まれている作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果を確認することができる。
【００８３】
作業情報やレシピが異常であることが判明した場合には、事故原因が、検査装置のレシピの誤設定、若しくは、オペレータの誤入力によるレシピ違い、などの検査装置のレシピに関連する事故であることがわかる。
【００８４】
動画データによる検査時の動画像が異常である場合には、事故原因が、検査装置本体にあることがわかる。
【００８５】
ＣＤ測定においては、撮像部２４の焦点調節動作が異常な場合には、測定部２２が正確に高さ変化部３００を検出することができず、高さ変化部３００の幅が正確に測定されない。
【００８６】
よって、半導体基板上のパターンが正常に形成されているにもかかわらず、検査装置本体の異常によってパターンが正確に測定されていない場合には、動画データによって、焦点調節動作を確認することにより事故原因が検査装置本体にあると判断することができる。
【００８７】
測定結果が異常であり、作業情報、動画データおよびレシピに異常が認められない場合には、半導体基板のパターンは正確に測定されており、事故原因が半導体基板のパターンを形成した製造装置にあると判断することができる。
【００８８】
従って、異常動画像情報を確認することによって、事故原因が検査装置本体またはレシピに存在するのか、若しくは製造装置に存在するのかを区別することができる（Ｓ３０２）。
【００８９】
事故原因がレシピまたは検査装置本体に存在する場合には、レシピ名やレシピが変更され、若しくは検査装置本体が調査・保全される（Ｓ３１４）。検査装置本体の調査・保全は、図７におけるＳ７０７からＳ７１２までのステップと同様に実行される。
【００９０】
事故原因が製造装置に存在する場合には、測定結果が異常であった当該ロットを処理した製造装置が調査・保全される（Ｓ３０４からＳ３１０）。製造装置の調査・保全は、図７におけるＳ７０３からＳ７０７０６までのステップと同様に実行される。
【００９１】
尚、従来、Ｓ７０６において異常がない場合には、検査装置の調査（Ｓ７０７）へと移行するが、本実施の形態では、Ｓ３１０において異常がない場合には、当該ロットが処理された条件と同じ条件で他のロットを処理してその結果を解析し（Ｓ３１２）、解析結果に基づいて対処される（Ｓ３１４）。本実施の形態では、Ｓ３０２において、事故原因が、検査装置または製造装置のいずれに存在するのかが既に区別されているからである。
【００９２】
本実施の形態において、Ｓ３０２のステップは、監視者の目によって動画像情報を観察し判断される。しかし、事故原因によっては、監視者が判断することなく、ホストコンピュータ１０が自動的に判断できる場合がある。
【００９３】
例えば、処理対象の製品が適切な処理条件で処理されていない場合には、事故原因が送信された作業情報または選択されたレシピの異常に因ると判断できる。この判断は、ホストコンピュータ１０が製品名に基づいて正しい処理条件およびレシピと処理に使用された処理条件およびレシピとを比較することによって判断できる。この判断に基づいて、事故原因が作業情報の異常に因る場合には、ホストコンピュータ１０は、自動的に正しい作業情報を半導体処理装置２０へフィードバックする。また、事故原因がレシピの異常に因る場合には、ホストコンピュータ１０がレシピ用ディスク１２０内のレシピを正しく変更する指示をフィードバックする。それによって、監視者が動画像情報を観察し判断する必要が無くなる。また、事故原因の調査および事故の対処が短時間かつ容易になる（Ｓ３５０）。
【００９４】
また、Ｓ３０２のステップにおいて、事故原因が製造装置に存在すると判断した場合には、該当する製造装置によるロットの処理を停止することもできる（Ｓ３６０）。
【００９５】
例えば、フォトレジストがパターニングされた後のＣＤ測定において異常が確認され、事故原因が製造装置に存在すると判断される場合には、測定されたロットを処理したステッパまたはアライナが自動的に停止される。また、エッチング後に形成されたパターンのＣＤ測定において異常が確認され、事故原因が製造装置に存在すると判断される場合には、測定されたロットを処理したエッチャが停止される。
【００９６】
その後、事故原因を調査、除去したのちに、当該製造装置による処理が再開される。
【００９７】
本実施の形態においては、異常動画像情報のみがホストコンピュータ１０へ送信されるが、総ての動画像情報がホストコンピュータ１０へ送信されてもよい。ただし、異常動画像情報と他の動画像情報とは、互いに区別できるように保存される。総ての動画像情報がホストコンピュータ１０に保存されていることによって、測定対象であるロットの測定前後に測定されたロットの動画像情報を確認することができる。
【００９８】
ホストコンピュータ１０をサーバとし、総ての動画像情報がサーバ１０に保存されてもよい。このようなサーバ／クライアント型の半導体処理システムを形成することによって、サーバ１０に接続されている多数のクライアント４４が随時サーバ１０へアクセスして任意の動画像情報を取り出すことができる。
【００９９】
図４（A）は、半導体基板３１０の上に形成されたパターンの高さ変化部３００を概略的に示す半導体基板３１０の拡大断面図である。高さ変化部３００は、パターンが形成されている半導体基板３１０の面から突出している突出部３２０の側壁３００ａ、若しくは陥没している陥没部３３０の側壁３００ｂである。
【０１００】
測定部２２は突出部３２０の幅W１または陥没部３３０の幅W２を測定する。
【０１０１】
図４（B）は、図３のＳ３０２において動画像情報を表示しているホストコンピュータ１０またはクライアント４４の画面を示す図である。
【０１０２】
モニタ４００には、撮像部２４によって撮像された動画を表示する動画像データ４１０と、測定の対象である半導体基板の製品情報４２０と、測定部２２によって測定された測定の処理条件４３０と、測定部２２からの測定情報４４０と、動画を制御するパネル４５０とが表示されている。パネル４５０はモニタ４００の外側にボタンとして備えてもよい。
【０１０３】
動画像データ４１０には、半導体基板に形成されたパターンにおける高さ変化部３００が平面的に映されている。例えば、図４（A）に示す側壁３００ａまたは側壁３００ｂが平面的に映されている。さらに、CD測定に使用されるEB波形も映されている。
【０１０４】
製品情報４２０には、測定対象である製品名、ロット・ナンバ、処理工程名などが含まれる。処理条件４３０には、使用された測定装置名、レシピ名、測定時の諸設定などが含まれる。測定情報には、ウェハ番号、測定部の座標、測定結果などが含まれる。
【０１０５】
パネル４５０によって早送りや巻戻し等ができるので、動画像データを何回でも再生して見直すことができる。また、不要な動画を早送りすることによって事故原因の判断および調査に要する時間を短縮できる。
【０１０６】
動画像データによって、ホストコンピュータ１０またはクライアント４４が測定時の動画を繰り返し再生することができる。それによって、監視者は、測定時の焦点調節動作が適切に行われていたか否かを判断できる。焦点調節動作が適切に行われていない場合には、監視者は、事故原因が検査装置に存在すると判断できる。また、測定に使用されたＥＢ波形も表示されている。よって、適切な位置を測定しているか否かも判断することができる。
【０１０７】
また、動画像情報に含まれている作業情報、レシピ、測定結果等の情報が表示される。よって、図３のＳ３０２による事故原因が区別できる。
【０１０８】
図５は、本実施の形態による半導体処理管理方法による事故原因の調査および対処に要する時間を示す図である。従来例では、検査装置に事故原因が存在した場合であっても、図１１に示すように、製造装置がまず調査され、次に検査装置が調査される。よって、事故原因の調査には、比較的長い所要時間Ａを要した。
【０１０９】
一方、本実施の形態においては、図３のＳ３０２において、事故原因が区別されているので、検査装置に事故原因が存在している場合には、検査装置がまず調査される。よって、本実施の形態による半導体処理管理方法は、従来の所要時間Ａと比較して短い所要時間Ｂで事故原因を除去することができる。
【０１１０】
図６は、動画像情報の保存状態を概念的に示す図である。動画像情報に含まれる作業情報、レシピ、測定結果、動画像データは、動画像情報Ａのように別個のファイルに保存されていてもよい。また、作業情報、レシピ、測定結果、動画像データは、動画像情報Ｂのように１つのファイルに保存されていてもよい。ただし、ファイル形式を互いに異ならせるために、作業情報、レシピ、測定結果、動画像データはそれぞれ別個のファイルに保存されていることが好ましい。
【０１１１】
【発明の効果】
本発明に従った半導体処理装置、半導体処理システムおよび半導体処理管理方法によれば、検査処理において異常な結果データが発生した場合に、短時間でかつ容易に原因調査および原因除去をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った実施の形態による半導体処理装置２０の概略を示すブロック図。
【図２】本実施の形態による半導体処理装置２０の動作を示すフロー図。
【図３】本発明に従った半導体処理管理方法の実施の形態を示すフロー図。
【図４】図３のＳ３０２において動画像情報を表示しているホストコンピュータ１０またはクライアント４４の画面を示す図および高さ変化部の拡大断面図。
【図５】本実施の形態による半導体処理管理方法による事故原因の調査および対処に要する時間を示す図。
【図６】動画像情報の保存状態を示す図。
【図７】従来のCD測定のデータ異常が発生した場合の事故原因調査の手順を示すフロー図。
【図８】 CD測定の検査結果をロットごとに経時的にプロットしたロット管理グラフを示した図。
【図９】製造装置の保守履歴を示す図。
【図１０】製造装置のアラーム履歴を示す図。
【図１１】検査処理において異常な結果データが発生した場合の事故原因調査および事故原因除去に費やされる時間を示したタイムチャートを示す図。
【符号の説明】
１０ ホストコンピュータまたはサーバ
２０ 半導体処理装置
２２ 測定部
２４ 撮像部
２６ 処理制御部
２８ 作業情報記憶部
３０ ライン
３２ 動画記憶部
３４ 結果情報記憶部
３６ モニタ部
３８ 入出力部
４０ 測定制御部
４２ インタフェース
４４ クライアント
９０ 測定ステージ
２００ 画像フォーマット変換制御部
３００ 高さ変化部
４００ モニタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体処理装置、半導体処理システムおよび半導体処理管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体製造工程には、半導体基板上に形成された微細パターンの線幅等を測定するCD（Critical Dimension）測定の工程がある。CD測定においては、フォト・リソグラフィの工程におけるレジスト・パターンの線幅、エッチングの工程によって形成された配線等のパターンの線幅やトレンチの溝の幅などが測定される。CD測定器は、測定対象である半導体基板の測定箇所を拡大してモニタリングし、電子線を用いて線幅を測定する。
【０００３】
CD測定において測定された線幅等のデータが、予め設定された範囲内にない場合には、一般に事故報告がなされ事故原因調査が開始される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
事故原因調査をするにあたって、一般に、まず測定装置は正常であるとの前提で、半導体基板に形成されたパターンが正常に形成されず、線幅が実際に設定範囲内にないと考えられる。従って、まず始めにパターンの形成に関連する製造装置が調査される。次に、製造装置に異常がないことが判明した場合に、線幅を測定した測定装置が調査される。従って、測定装置に異常がある場合には、事故原因調査および事故原因除去に長時間を要した。
【０００５】
図７から図１１を参照して、CD測定のデータ異常が発生した場合の事故原因調査の従来の手順を具体的に説明する。
【０００６】
図７は、従来のCD測定のデータ異常が発生した場合の事故原因調査の手順を示すフロー図である。データ異常が発生したときには、まず、測定の対象である半導体基板が含まれるロット全体の測定データが異常であるか否かを、ロット管理グラフ（図８参照）にて確認する（S７０１）。当該ロット全体の測定データが異常であると認められた場合（S７０２）には、半導体基板上のパターンを形成するのに関連する製造工程において、当該ロットを処理した製造装置の保守履歴やアラーム履歴（図９および図１０参照）が確認される（S７０３）。
【０００７】
製造装置の保守履歴やアラーム履歴に異常が認められない場合（S７０４）には、当該ロットを処理したときに製造装置で使用されたレシピや処理条件を確認する（S７０５）。製造装置において使用されたレシピや処理条件が正しく設定されており、設定に誤りがない場合（S７０６）には、当該ロットを検査した検査装置の保守履歴やアラーム履歴が確認される（S７０７）。
【０００８】
検査装置の保守履歴やアラーム履歴に異常が認められない場合（S７０８）には、当該ロットが検査されたときに検査装置に使用されたレシピや検査条件が確認される（S７０９）。この検査装置に使用されたレシピの設定が正しく設定されており、設定に誤りがない場合（S７１０）には、当該ロットが、同じ検査装置において、同じレシピや検査条件で再度測定される。再度の測定によって得られた結果が解析され、その解析結果に基づいて事故原因に対する対処がなされる（S７１１、S７１２）。
【０００９】
尚、S７０２において、当該ロット全体の測定データがロット管理グラフにおいて異常が認められないときには、製造装置に異常がないと認められる。よって、次に、当該ロットを検査した検査装置の保守履歴やアラーム履歴が確認される（S７０７）。
【００１０】
また、S７０４において、製造装置の保守履歴やアラーム履歴に異常が認められた場合、およびS７０６において、製造装置において使用されたレシピや処理条件が誤って設定されていた場合には、製造装置の異常であることが明らかに認められる。よって、検査装置の確認（S７０７からS７１１）を要することなく、製造装置の保全が行われる。
【００１１】
さらに、S７０８において、検査装置の保守履歴やアラーム履歴に異常が認められた場合、およびS７１０において、検査装置において使用されたレシピや検査条件が誤って設定されていた場合には、検査装置の異常であることが明らかに認められる。よって、検査装置の保全が行われる（S７１２）。
【００１２】
図８は、CD測定の検査結果をロットごとに経時的にプロットしたロット管理グラフを示した図である。一般的には、ロット内の半導体基板のうちのいくつかの半導体基板がサンプリングされ、CD測定される。そのCD測定の結果データの平均がプロットされる。よって、結果データが予め設定された範囲を超え、異常値を示したときには、当該ロットに収容されているほとんどの半導体基板のパターンが異常であることが予想される。従って、まず当該ロットを処理した製造装置の保守履歴やアラーム履歴が確認されるのである（S７０３）。
【００１３】
図９は、製造装置の保守履歴を示す図である。保守履歴によって、どの装置（装置ID）がいつ（日時）どのような保全（実施内容）を受けたのかがわかる。また、保全の結果（判定）および具体的な測定値が示され、当該ロットを処理した製造装置の保全の状態を確認することができる。
【００１４】
図１０は、製造装置のアラーム履歴を示す図である。アラーム履歴によって、どの装置（装置ID）がいつ（日時）どのロット（ロットID）のどの工程（工程）を処理したときにアラームを発したのかがわかる。また、アラームの具体的な内容（アラーム内容）が示され、製造装置が当該ロットを処理したときに異常があったか否かを確認する。
【００１５】
このように半導体基板上に形成されたパターンのCD測定などの検査処理にて異常な結果データが発生した場合には、当該半導体基板上に正常にパターンが形成されていないと予想される。従って、一般的には、CD測定などの検査処理にて異常な結果データが報告された場合には、まず、製造装置が調査される。
【００１６】
よって、検査処理を行った検査装置に異常な結果データの原因が有る場合には、図７におけるS７０１からS７０６に示す製造装置の調査が行われた後に、検査処理を行った検査装置が調査される場合が多い。
【００１７】
図１１は、検査処理において異常な結果データが発生した場合の事故原因調査および事故原因除去に費やされる時間を示したタイムチャートである。図１１に示すように、図9の保守履歴や図１０のアラーム履歴を使用しても、図７におけるS７０１からS７１２まで処理されるのに所要時間Aだけ費やされてしまう。
【００１８】
また、最近において、半導体の微細化技術が進み、特に検査装置は、パターンの認識誤り等により誤った測定値を算出する場合がある。この場合は、保守履歴やアラーム履歴のデータでは、事故原因を把握することができず、または事故原因を把握することが難しかった。
【００１９】
従って、本発明の目的は、検査処理において異常な結果データが発生した場合に、短時間でかつ容易に原因調査および原因除去をすることができる半導体処理装置、半導体処理システムおよび半導体処理管理方法を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明に従った実施の形態による半導体処理装置は、
半導体基板をＣＤ測定するための処理条件に従って該半導体基板に形成されたパターンをＣＤ測定する処理部と、
前記処理部によるＣＤ測定時における前記半導体基板に形成された前記パターンの動画を撮像する撮像部と、
前記処理条件と前記処理部からのＣＤ測定結果と前記撮像部からの動画とを互いに関連付け、前記ＣＤ測定結果が所定の条件を満たすか否かを判定する処理制御部と、
互いに関連付けられた前記処理条件、前記ＣＤ測定結果および前記動画を含む動画像情報を、前記所定の条件を満たす正常処理結果を有する正常動画像情報および前記所定の条件を満たさない異常処理結果を有する異常動画像情報に区別して記憶する記憶部と、
少なくとも前記異常動画像情報を出力する出力部とを備える。
【００２６】
本発明に従った実施の形態による半導体処理システムは、
半導体基板をＣＤ測定するための処理条件に従って前記半導体基板に形成されたパターンをＣＤ測定する処理部と、
前記処理部によるＣＤ測定時における前記半導体基板に形成された前記パターンの動画を撮像する撮像部と、
前記処理条件と前記処理部からのＣＤ測定結果と前記撮像部からの動画とを互いに関連付け、前記ＣＤ測定結果が所定の条件を満たすか否かを判定する処理制御部と、
互いに関連付けられた前記処理条件、前記ＣＤ測定結果および前記動画を含む動画像情報を、前記所定の条件を満たす正常処理結果を有する正常動画像情報および前記所定の条件を満たさない異常処理結果を有する異常動画像情報に区別して記憶する記憶する記憶部と、
前記処理条件を特定する信号を入力し前記異常動画像情報を出力する入出力部と、を備えた半導体処理装置および、
前記半導体処理装置へ接続され、前記入出力部から入力した前記異常動画像情報を保存するホストコンピュータを備える。
【００３３】
本発明に従った実施の形態による半導体処理管理方法は、
半導体基板をＣＤ測定するための処理条件に従って前記半導体基板に形成されたパターンを処理部でＣＤ測定する処理ステップと、
前記処理部によるＣＤ測定時における前記半導体基板に形成された前記パターンの動画を撮像部で撮像する撮像ステップと、
前記処理条件と前記処理部からのＣＤ測定結果と前記撮像部からの動画とを互いに関連付ける関連付けステップと、
前記ＣＤ測定結果が所定の条件を満たすか否かを判定する判定ステップと、
互いに関連付けられた前記処理条件、前記ＣＤ測定結果および前記動画を含む動画像情報を、前記所定の条件を満たす正常処理結果を有する正常動画像情報および前記所定の条件を満たさない異常処理結果を有する異常動画像情報に区別して記憶する記憶ステップと、
前記動画像情報のうち、少なくとも前記異常動画像情報を出力する出力ステップと、
前記異常動画像情報に基づいて、前記異常処理結果が前記所定の条件を満たさない原因について調査する調査ステップとを含む。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明による実施の形態を説明する。尚、本実施の形態は本発明を限定するものではない。
【００４０】
図１は、本発明に従った実施の形態による半導体処理装置２０の概略を示すブロック図である。
【００４１】
半導体処理装置２０は、処理の対象となる半導体基板（図示せず）と該半導体基板を処理するための処理条件とを特定する作業情報に従って半導体基板に形成されたパターンを測定する測定部２２と、測定部２２による測定時の半導体基板の動画を撮像する撮像部２４と、作業情報と処理条件と測定部２２からの測定結果と撮像部２４により撮像された測定時の動画とを処理ごとに互いに関連付け、測定結果が所定の条件を満たすか否かを判定する処理制御部２６と、互いに関連付けられた作業情報と処理条件と測定結果と動画とを含む動画像情報を、所定の条件を満たす測定結果を有する正常動画像情報および所定の条件を満たさない測定結果を有する異常動画像情報とに区別して記憶する記憶部３２と、少なくとも異常動画像情報を出力するモニタ部３６と、少なくとも異常動画像情報を出力する入出力部３８と、測定部２２および撮像部２４を制御する測定制御部４０と、検査対象となる半導体基板を搭載する測定ステージと、動画データをデジタル変換する画像フォーマット変換制御部２００とを備える。
【００４２】
測定部２２は、測定ステージ９０上の半導体基板を測定する測定ユニット６０と、測定ユニット６０を制御する測定ユニット制御部５０とを有する。
【００４３】
撮像部２４は、測定ステージ９０上の半導体基板を撮像するカメラ８０と、カメラ８０と制御するカメラ制御部７０とを有する。
【００４４】
処理制御部２６は、動画像を一時的に保存する動画像一時格納メモリ１９０と、作業情報と結果情報と動画データとを互いに関連付け、結果情報が所定の条件を満たすか否かを判定する画像処理制御部１８０を有する。
【００４５】
作業情報記憶部２８は、作業情報を記憶する作業情報用ディスク１７０と、作業情報用ディスク１７０からデータを読出しまたは書込む作業情報管理部１６０とを有する。
【００４６】
動画記憶部３２は、動画データを記憶する動画像用ディスク２２０と、動画像用ディスク２２０からデータを読出しまたは書込む動画像管理部２１０とを有する。
【００４７】
結果情報記憶部３４は、結果情報を記憶する測定結果用ディスク１１０と、処理条件レシピを記憶するレシピ用ディスク１２０と、測定結果用ディスク１１０またはレシピ用ディスク１２０からデータを読出し若しくは書込む測定情報管理部１００とを有する。
【００４８】
モニタ部３６は、作業情報、測定条件、測定結果および動画を出力するディスプレイ１４０と、ディスプレイ１４０を制御する画像表示制御部１３０とを有する。
【００４９】
入出力部３８は、インタフェース４２を介して半導体処理装置２０と半導体処理装置２０の外部にあるホストコンピュータ１０とを接続する。入出力部３８は、インタフェース４２を制御するＩ／Ｆ制御部１５０を有する。
【００５０】
半導体処理装置２０は、必要に応じて作業情報、測定条件、測定結果および動画を出力するプリンタ（図示せず）を備えてもよい。また、プリンタは、半導体処理装置２０の外部にホストコンピュータ１０に接続するように設けてもよい。
【００５１】
本実施の形態による半導体処理装置２０の各要素は、半導体処理装置２０内においてライン３０によって接続されている。
【００５２】
しかし、半導体処理装置２０を構成する要素の全部または一部は、ホストコンピュータ１０内に設けられてもよい。また、半導体処理装置２０を構成する要素の全部または一部は、外部に設けられ、互いに接続されていることによって半導体処理ネットワークを構成してもよい。それによって、半導体処理装置２０の大きさ（容量）や設置面積を小さくすることができ、半導体処理装置の配置の自由度が増す。
【００５３】
一方で、ホストコンピュータ１０を設けることなく、作業情報、測定条件、測定結果および動画は半導体処理装置２０内に保存され、外部へ送信されないように構成してもよい。
【００５４】
さらに、本実施の形態による半導体処理装置は、図１に示す構成要素を有し、半導体基板に形成されたパターンを測定する半導体検査装置でもよく、同様の機能を有する半導体製造装置であってもよい。
【００５５】
ホストコンピュータ１０は、入出力部へ出力する作業情報および入出力部から入力した動画像情報を保存することができるファイル・サーバまたはデータベース・サーバとして使用され得る。クライアント４４がファイル・サーバまたはデータベース・サーバに接続され、動画像情報に基づいて、サーバを介して、若しくは直接に半導体処理装置２０へ信号を送るように構成してもよい。このようなクライアント／サーバ型の半導体処理システムによって、半導体処理装置２０の管理が容易になる。
【００５６】
尚、本実施の形態におけるネットワーク、半導体処理システムまたはインタフェース４２は、通信速度を考慮して電気通信、光通信のいずれを利用してもよく、また、設置場所の自由度や通信距離を考慮して有線、無線のいずれで通信してもよい。
【００５７】
また、測定時の動画データはモニタ部３６だけでなく入出力部４２を介してホストコンピュータ１０へ逐次送信されてもよい。それによって、半導体処理装置２０の外部において測定状況を逐次監視できるようにすることができる。
【００５８】
次に、本実施の形態による半導体処理装置２０の動作を説明する。
【００５９】
図２は、本実施の形態による半導体処理装置２０の動作を示すフロー図である。ホストコンピュータ１０は、半導体処理装置２０に対して、作業情報を送信する。作業情報は、処理の対象となるロットのロット・ナンバ、処理工程名、処理レシピ名に関する情報を有する。
【００６０】
入出力部３８により受信された作業情報は、作業情報記憶部２８に送られ、作業情報用ディスク１７０へ保存される（Ｓ２００）。作業情報管理部１６０は、作業情報に含まれる処理レシピ名に基づいて、レシピ用ディスク１２０から具体的な処理条件を含むレシピ本体を取り出す（Ｓ２０２）。作業情報管理部１６０は、レシピ本体を測定制御部４０へ送る。
【００６１】
測定制御部４０は、レシピ本体を用いて測定処理を開始する（Ｓ２０４）。まず、作業情報に含まれるロット・ナンバに該当するロットから処理対象となる半導体基板がロードされる（Ｓ２０６）。次に、測定ユニット６０およびカメラ８０がレシピ本体で指定された測定点に位置するように、測定ステージ９０が半導体基板を移動させる（Ｓ２０８）。
【００６２】
次に、測定ユニット６０が半導体基板上のパターンを測定し、カメラ８０が半導体基板上のパターンを撮像する（Ｓ２１０ａ）。
【００６３】
より詳細には、半導体基板上のパターンのＣＤ測定において、測定部２２は、半導体基板上に形成されたパターンのうち、パターンが形成されている半導体基板の面からの高さが変化する高さ変化部３００（図4参照）の幅を測定する。例えば、パターニングされたレジストの幅やエッチングされた配線の線幅やエッチングされたトレンチの溝幅などが測定される。
【００６４】
撮像部２４は、測定部２２の測定時における焦点調節動作時（フォーカス時）の高さ変化部３００を撮像する。
【００６５】
一般に、ＣＤ測定において、撮像部は高さが変化する部分の高さのより低い低部および高さのより高い高部にそれぞれ焦点を合わせ、測定部が電子線を用いて高さ変部を検出する。この電子線に現れる波形（以下、ＥＢ波形という）を測定することによって、高さ変化部の幅が測定できる。
【００６６】
従って、撮像部２４による焦点調節動作が異常な場合、例えば、焦点調節動作に通常よりも長時間要した場合、焦点調節動作時に高さ変化部の低部および高部に焦点が合っていなかった場合、焦点調節動作を繰り返した場合などには、測定部２２が正確に高さ変化部を検出することができず、高さ変化部の幅が正確に測定されない可能性が多い。このように焦点調節動作が異常な場合には、測定結果のデータや静止画像だけでは焦点調節動作が異常であることを認識できない場合が多い。
【００６７】
測定部２２は、高さ変化部の幅でなく、互いに材質の異なる材料により半導体基板上にそれぞれ形成されたパターンの領域の幅を測定してもよい。かかる場合、撮像部２４が焦点調節動作を行う。測定部２２は焦点が合ったときにパターンの領域の色彩や材質の違いによる反射光を検出することによって、その領域の幅を測定する。
【００６８】
測定部２２および撮像部２４がパターンの測定およびパターンの撮像を処理する一方で、測定制御部４０は、撮像された動画像信号を逐次、画像処理制御部１８０へ送る。また、動画像信号は、モニタ部３６にも送られ、ディスプレイ１４０によって表示される。動画像信号は画像処理制御部１８０によって動画像一時格納メモリ１９０へ格納される（Ｓ２１０ｂ）。
【００６９】
ある測定点での測定処理が終了した後、測定の測定結果が測定結果用ディスク１１０に格納される（Ｓ２１２）。また、測定点の処理終了を示す終了信号が測定制御部４０から画像処理制御部１８０へ送られる（Ｓ２１４）。終了信号は他の制御部へも送られてもよい。
【００７０】
終了信号を受けた画像処理制御部１８０は、動画像一時格納メモリ１９０に蓄えていた動画像信号を、画像フォーマット変換制御部２００へ送る。動画像信号のままでは大きな記憶容量を必要とするので、画像フォーマット変換制御部２００は、動画像信号をＭＰＥＧ形式に圧縮変換して動画データを生成し、画像処理制御部１８０に送る（Ｓ２１６）。
【００７１】
さらに、画像処理制御部１８０は、作業情報管理部１６０を介して作業情報用ディスク１７０から当該測定点を測定処理するのに使用した作業情報を受け取る。また、画像処理制御部１８０は、測定情報管理部１００を介してレシピ用ディスク１２０から当該測定点を測定処理するのに使用した処理条件となるレシピを受け取り、測定情報管理部１００を介して測定結果用ディスク１１０から当該測定点を測定したときの測定結果を受け取る。
【００７２】
画像処理制御部１８０は、受け取った作業情報、動画データ、処理条件となるレシピおよび測定結果のそれぞれに同一のファイル名を付する。当該測定点を測定したときの作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果が同一のファイル名を有することによって互いに関連付けられる。従って、作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果情報は、それぞれ別個に保存されていても、どの測定点を測定したときの情報かを特定することができる。ファイル名は、オペレータがロット・ナンバ、ウェハ・ナンバ、測定座標等を入力してもよい。しかし、画像処理制御部１８０がファイル名として測定日や測定時刻のデータを自動的に付するように設定することが好ましい。ファイル名が測定時の日時、例えば、測定年月日、時間、分、秒までのデータを有することによって、そのファイル名を有する動画データ等がいつ測定された測定点の動画データ等であるかを特定することができる。それによって、オペレータがファイル名を入力するという労力が省略される。
【００７３】
一方で、作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果のファイル形式を異ならせることによって、同一の測定点を測定したときの作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果が互いに混同しないように区別する。例えば、ファイルの拡張子を異ならせることによって、作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果情報がそれぞれ互いに区別される。作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果を格納するディレクトリを異ならせることによって区別してもよい。
【００７４】
このようにして、同一の測定点を測定したときの互いに関連付けられた作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果を有する動画像情報が生成される（Ｓ２１８ａ）。動画像情報は、動画像用ディスク２２に格納される（Ｓ２２０）。
【００７５】
画像処理制御部１８０は、さらに測定結果が所定の条件を満たすかを判定する。より詳細には、画像処理制御部１８０は、測定値と予め設定された設定範囲とを比較する。画像処理制御部１８０は、測定値が設定範囲内にある場合には測定結果が条件を満たすものと判定し、測定値が設定範囲内にない場合には測定結果が条件を満たさないものと判定する（Ｓ２１８ｂ）。
【００７６】
画像処理制御部１８０による動画像情報の生成（Ｓ２１８ａ）および測定結果の判定（Ｓ２１８ｂ）は、いずれが先に実行されてもよく、同時に実行されてもよい。
【００７７】
測定結果が条件を満たさないと判定された場合、即ち、測定結果がNGの場合には、その測定結果を含む異常動画像情報は、画像処理制御部１８０からインタフェース４２を介してホストコンピュータ１０へ送信され、保存される。
【００７８】
ある測定点の処理が終了した後、測定の対象である半導体基板上における他の測定点がまだ測定されていない場合には、他の測定点においてＳ２０８からＳ２２２までのステップが繰り返される。測定の対象である半導体基板の全測定点における測定が終了したときには、測定制御部４０から作業情報管理部１６０に対して、半導体基板の処理終了信号が通知される。
【００７９】
半導体基板の処理終了後、測定の対象であるロットの測定の対象となる他の半導体基板がまだ測定処理されていない場合には、測定処理の終了した半導体基板をアンロードし、他の半導体基板が測定ステージ９０にロードされ（Ｓ２２８）、Ｓ２０８からＳ２２２までのステップが繰り返される
測定の対象であるロットの測定の対象となっている全半導体基板の測定処理が終了した場合（Ｓ２２８）には、測定処理が終了する（Ｓ２３０）。
【００８０】
測定処理が終了した後、作業情報管理部１６０は、測定結果用ディスク１１０からＩ／Ｆ制御部１５０およびインタフェース４２を介して測定結果をホストコンピュータ１０へ送信する（Ｓ２３２）。
【００８１】
異常動画像情報がホストコンピュータ１０に保存されているので、測定結果に異常があるときに、その異常な測定結果と関連付けられた動画データによって測定時の状況の動画を観察できる。
【００８２】
図３は、本発明に従った半導体処理管理方法の実施の形態を示すフロー図である。まず、ホストコンピュータ１０に保存されている異常動画像情報が確認される（Ｓ３００）。それによって、異常動画像情報に含まれている作業情報、動画データ、レシピおよび測定結果を確認することができる。
【００８３】
作業情報やレシピが異常であることが判明した場合には、事故原因が、検査装置のレシピの誤設定、若しくは、オペレータの誤入力によるレシピ違い、などの検査装置のレシピに関連する事故であることがわかる。
【００８４】
動画データによる検査時の動画像が異常である場合には、事故原因が、検査装置本体にあることがわかる。
【００８５】
ＣＤ測定においては、撮像部２４の焦点調節動作が異常な場合には、測定部２２が正確に高さ変化部３００を検出することができず、高さ変化部３００の幅が正確に測定されない。
【００８６】
よって、半導体基板上のパターンが正常に形成されているにもかかわらず、検査装置本体の異常によってパターンが正確に測定されていない場合には、動画データによって、焦点調節動作を確認することにより事故原因が検査装置本体にあると判断することができる。
【００８７】
測定結果が異常であり、作業情報、動画データおよびレシピに異常が認められない場合には、半導体基板のパターンは正確に測定されており、事故原因が半導体基板のパターンを形成した製造装置にあると判断することができる。
【００８８】
従って、異常動画像情報を確認することによって、事故原因が検査装置本体またはレシピに存在するのか、若しくは製造装置に存在するのかを区別することができる（Ｓ３０２）。
【００８９】
事故原因がレシピまたは検査装置本体に存在する場合には、レシピ名やレシピが変更され、若しくは検査装置本体が調査・保全される（Ｓ３１４）。検査装置本体の調査・保全は、図７におけるＳ７０７からＳ７１２までのステップと同様に実行される。
【００９０】
事故原因が製造装置に存在する場合には、測定結果が異常であった当該ロットを処理した製造装置が調査・保全される（Ｓ３０４からＳ３１０）。製造装置の調査・保全は、図７におけるＳ７０３からＳ７０７０６までのステップと同様に実行される。
【００９１】
尚、従来、Ｓ７０６において異常がない場合には、検査装置の調査（Ｓ７０７）へと移行するが、本実施の形態では、Ｓ３１０において異常がない場合には、当該ロットが処理された条件と同じ条件で他のロットを処理してその結果を解析し（Ｓ３１２）、解析結果に基づいて対処される（Ｓ３１４）。本実施の形態では、Ｓ３０２において、事故原因が、検査装置または製造装置のいずれに存在するのかが既に区別されているからである。
【００９２】
本実施の形態において、Ｓ３０２のステップは、監視者の目によって動画像情報を観察し判断される。しかし、事故原因によっては、監視者が判断することなく、ホストコンピュータ１０が自動的に判断できる場合がある。
【００９３】
例えば、処理対象の製品が適切な処理条件で処理されていない場合には、事故原因が送信された作業情報または選択されたレシピの異常に因ると判断できる。この判断は、ホストコンピュータ１０が製品名に基づいて正しい処理条件およびレシピと処理に使用された処理条件およびレシピとを比較することによって判断できる。この判断に基づいて、事故原因が作業情報の異常に因る場合には、ホストコンピュータ１０は、自動的に正しい作業情報を半導体処理装置２０へフィードバックする。また、事故原因がレシピの異常に因る場合には、ホストコンピュータ１０がレシピ用ディスク１２０内のレシピを正しく変更する指示をフィードバックする。それによって、監視者が動画像情報を観察し判断する必要が無くなる。また、事故原因の調査および事故の対処が短時間かつ容易になる（Ｓ３５０）。
【００９４】
また、Ｓ３０２のステップにおいて、事故原因が製造装置に存在すると判断した場合には、該当する製造装置によるロットの処理を停止することもできる（Ｓ３６０）。
【００９５】
例えば、フォトレジストがパターニングされた後のＣＤ測定において異常が確認され、事故原因が製造装置に存在すると判断される場合には、測定されたロットを処理したステッパまたはアライナが自動的に停止される。また、エッチング後に形成されたパターンのＣＤ測定において異常が確認され、事故原因が製造装置に存在すると判断される場合には、測定されたロットを処理したエッチャが停止される。
【００９６】
その後、事故原因を調査、除去したのちに、当該製造装置による処理が再開される。
【００９７】
本実施の形態においては、異常動画像情報のみがホストコンピュータ１０へ送信されるが、総ての動画像情報がホストコンピュータ１０へ送信されてもよい。ただし、異常動画像情報と他の動画像情報とは、互いに区別できるように保存される。総ての動画像情報がホストコンピュータ１０に保存されていることによって、測定対象であるロットの測定前後に測定されたロットの動画像情報を確認することができる。
【００９８】
ホストコンピュータ１０をサーバとし、総ての動画像情報がサーバ１０に保存されてもよい。このようなサーバ／クライアント型の半導体処理システムを形成することによって、サーバ１０に接続されている多数のクライアント４４が随時サーバ１０へアクセスして任意の動画像情報を取り出すことができる。
【００９９】
図４（A）は、半導体基板３１０の上に形成されたパターンの高さ変化部３００を概略的に示す半導体基板３１０の拡大断面図である。高さ変化部３００は、パターンが形成されている半導体基板３１０の面から突出している突出部３２０の側壁３００ａ、若しくは陥没している陥没部３３０の側壁３００ｂである。
【０１００】
測定部２２は突出部３２０の幅W１または陥没部３３０の幅W２を測定する。
【０１０１】
図４（B）は、図３のＳ３０２において動画像情報を表示しているホストコンピュータ１０またはクライアント４４の画面を示す図である。
【０１０２】
モニタ４００には、撮像部２４によって撮像された動画を表示する動画像データ４１０と、測定の対象である半導体基板の製品情報４２０と、測定部２２によって測定された測定の処理条件４３０と、測定部２２からの測定情報４４０と、動画を制御するパネル４５０とが表示されている。パネル４５０はモニタ４００の外側にボタンとして備えてもよい。
【０１０３】
動画像データ４１０には、半導体基板に形成されたパターンにおける高さ変化部３００が平面的に映されている。例えば、図４（A）に示す側壁３００ａまたは側壁３００ｂが平面的に映されている。さらに、CD測定に使用されるEB波形も映されている。
【０１０４】
製品情報４２０には、測定対象である製品名、ロット・ナンバ、処理工程名などが含まれる。処理条件４３０には、使用された測定装置名、レシピ名、測定時の諸設定などが含まれる。測定情報には、ウェハ番号、測定部の座標、測定結果などが含まれる。
【０１０５】
パネル４５０によって早送りや巻戻し等ができるので、動画像データを何回でも再生して見直すことができる。また、不要な動画を早送りすることによって事故原因の判断および調査に要する時間を短縮できる。
【０１０６】
動画像データによって、ホストコンピュータ１０またはクライアント４４が測定時の動画を繰り返し再生することができる。それによって、監視者は、測定時の焦点調節動作が適切に行われていたか否かを判断できる。焦点調節動作が適切に行われていない場合には、監視者は、事故原因が検査装置に存在すると判断できる。また、測定に使用されたＥＢ波形も表示されている。よって、適切な位置を測定しているか否かも判断することができる。
【０１０７】
また、動画像情報に含まれている作業情報、レシピ、測定結果等の情報が表示される。よって、図３のＳ３０２による事故原因が区別できる。
【０１０８】
図５は、本実施の形態による半導体処理管理方法による事故原因の調査および対処に要する時間を示す図である。従来例では、検査装置に事故原因が存在した場合であっても、図１１に示すように、製造装置がまず調査され、次に検査装置が調査される。よって、事故原因の調査には、比較的長い所要時間Ａを要した。
【０１０９】
一方、本実施の形態においては、図３のＳ３０２において、事故原因が区別されているので、検査装置に事故原因が存在している場合には、検査装置がまず調査される。よって、本実施の形態による半導体処理管理方法は、従来の所要時間Ａと比較して短い所要時間Ｂで事故原因を除去することができる。
【０１１０】
図６は、動画像情報の保存状態を概念的に示す図である。動画像情報に含まれる作業情報、レシピ、測定結果、動画像データは、動画像情報Ａのように別個のファイルに保存されていてもよい。また、作業情報、レシピ、測定結果、動画像データは、動画像情報Ｂのように１つのファイルに保存されていてもよい。ただし、ファイル形式を互いに異ならせるために、作業情報、レシピ、測定結果、動画像データはそれぞれ別個のファイルに保存されていることが好ましい。
【０１１１】
【発明の効果】
本発明に従った半導体処理装置、半導体処理システムおよび半導体処理管理方法によれば、検査処理において異常な結果データが発生した場合に、短時間でかつ容易に原因調査および原因除去をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った実施の形態による半導体処理装置２０の概略を示すブロック図。
【図２】本実施の形態による半導体処理装置２０の動作を示すフロー図。
【図３】本発明に従った半導体処理管理方法の実施の形態を示すフロー図。
【図４】図３のＳ３０２において動画像情報を表示しているホストコンピュータ１０またはクライアント４４の画面を示す図および高さ変化部の拡大断面図。
【図５】本実施の形態による半導体処理管理方法による事故原因の調査および対処に要する時間を示す図。
【図６】動画像情報の保存状態を示す図。
【図７】従来のCD測定のデータ異常が発生した場合の事故原因調査の手順を示すフロー図。
【図８】 CD測定の検査結果をロットごとに経時的にプロットしたロット管理グラフを示した図。
【図９】製造装置の保守履歴を示す図。
【図１０】製造装置のアラーム履歴を示す図。
【図１１】検査処理において異常な結果データが発生した場合の事故原因調査および事故原因除去に費やされる時間を示したタイムチャートを示す図。
【符号の説明】
１０ ホストコンピュータまたはサーバ
２０ 半導体処理装置
２２ 測定部
２４ 撮像部
２６ 処理制御部
２８ 作業情報記憶部
３０ ライン
３２ 動画記憶部
３４ 結果情報記憶部
３６ モニタ部
３８ 入出力部
４０ 測定制御部
４２ インタフェース
４４ クライアント
９０ 測定ステージ
２００ 画像フォーマット変換制御部
３００ 高さ変化部
４００ モニタ
Claims (5)
- 半導体基板をＣＤ測定するための処理条件に従って該半導体基板に形成されたパターンをＣＤ測定する処理部と、
前記処理部によるＣＤ測定時における前記半導体基板に形成された前記パターンの動画を撮像する撮像部と、
前記処理条件と前記処理部からのＣＤ測定結果と前記撮像部からの動画とを互いに関連付け、前記ＣＤ測定結果が所定の条件を満たすか否かを判定する処理制御部と、
互いに関連付けられた前記処理条件、前記ＣＤ測定結果および前記動画を含む動画像情報を、前記所定の条件を満たす正常処理結果を有する正常動画像情報および前記所定の条件を満たさない異常処理結果を有する異常動画像情報に区別して記憶する記憶部と、
少なくとも前記異常動画像情報を出力する出力部とを備えた半導体処理装置。 - 前記処理部は、前記パターンのうち前記半導体基板からの高さが変化する高さ変化部の幅を測定し、
前記撮像部は、前記処理部による測定のために実行される焦点調節動作時の前記高さ変化部を撮像し、
前記処理制御部は、前記処理部による測定値が所定の範囲内であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の半導体処理装置。 - 前記処理部は、前記半導体基板上に互いに材質の異なる少なくとも二つの材料により形成された少なくとも二つの領域のいずれかの幅を測定し、
前記撮像部は、前記処理部による測定のために実行される光調節動作時の前記少なくとも二つの領域のいずれかを撮像し、
前記処理制御部は、前記処理部による測定値が所定の条件を満たすか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の半導体処理装置。 - 半導体基板をＣＤ測定するための処理条件に従って前記半導体基板に形成されたパターンをＣＤ測定する処理部と、
前記処理部によるＣＤ測定時における前記半導体基板に形成された前記パターンの動画を撮像する撮像部と、
前記処理条件と前記処理部からのＣＤ測定結果と前記撮像部からの動画とを互いに関連付け、前記ＣＤ測定結果が所定の条件を満たすか否かを判定する処理制御部と、
互いに関連付けられた前記処理条件、前記ＣＤ測定結果および前記動画を含む動画像情報を、前記所定の条件を満たす正常処理結果を有する正常動画像情報および前記所定の条件を満たさない異常処理結果を有する異常動画像情報に区別して記憶する記憶する記憶部と、
前記処理条件を特定する信号を入力し前記異常動画像情報を出力する入出力部と、を備えた半導体処理装置および、
前記半導体処理装置へ接続され、前記入出力部から入力した前記異常動画像情報を保存するホストコンピュータを備えた半導体処理システム。 - 半導体基板をＣＤ測定するための処理条件に従って前記半導体基板に形成されたパターンを処理部でＣＤ測定する処理ステップと、
前記処理部によるＣＤ測定時における前記半導体基板に形成された前記パターンの動画を撮像部で撮像する撮像ステップと、
前記処理条件と前記処理部からのＣＤ測定結果と前記撮像部からの動画とを互いに関連付ける関連付けステップと、
前記ＣＤ測定結果が所定の条件を満たすか否かを判定する判定ステップと、
互いに関連付けられた前記処理条件、前記ＣＤ測定結果および前記動画を含む動画像情報を、前記所定の条件を満たす正常処理結果を有する正常動画像情報と前記所定の条件を満たさない異常処理結果を有する異常動画像情報とに区別して記憶する記憶ステップと、
前記動画像情報のうち、少なくとも前記異常動画像情報を出力する出力ステップと、
前記異常動画像情報に基づいて、前記異常処理結果が前記所定の条件を満たさない原因について調査する調査ステップと、
を含む半導体処理管理方法。
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