JP4524720B2

JP4524720B2 - Process control device

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Publication number: JP4524720B2
Application number: JP37273699A
Authority: JP
Inventors: 充英小坂; 尚己梅下; 一也上堂薗
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: DE10040397A1; TW503462B; KR100393936B1; KR20010067234A; JP2001189247A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置や液晶表示装置の製造工程において、被処理体（以下、「製品」と記す）を処理する処理装置を制御するプロセス制御装置に関する。特に、処理によって変化する処理装置の能力をリアルタイムで評価して、高精度の超微細加工を可能とするプロセス制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＲＡＭ等の各種の半導体装置は、これらを製造する処理装置の限界精度に近い微細加工処理が施されるために処理結果がばらつく場合が多い。微細加工処理がばらついた場合、そのばらついた加工を受けたウエハ上の半導体チップの性能が低下する要因を内在させていても、半導体チップがテストされるまで、性能低下を知ることができないという問題があった。これを解決するために、各処理工程において、各処理装置がどのような処理をしたかを自動的に記録して、この記録されたデータを基に不純物注入や形状形成のシミュレーションおよび半導体チップのシミュレーションを行い、シミュレーション結果に基づいて、最適な製造条件を求め、次工程以降のレシピを自動設定する提案が開示されている（特開昭６３−２４９３２８号公報）。この技術を適用すれば、半導体チップが完成される途中で不具合な処理が行われた場合、次工程以降の処理において性能低下を防止する矯正的な処理を施すことが可能となる。
【０００３】
また、制御が適用された処理工程であっても、その処理の後の検査で得られたデータに基づいて制御が人為的にかけられる場合があった。このため、制御に人為的な因子が介在し、複数の工程間にわたる最適化制御や高精度化制御がとくに困難であった。この問題を解決するために、つぎのような提案（特開昭６０−２００３０１号公報）がなされた。それは、半導体装置の製造プロセスの各処理工程と測定工程とを組み合せて一連の製造プロセスを構成し、各処理工程を測定工程で得たデータによって適応制御またはフィードフォワード（ＦＦ）制御しようというものである。また、測定工程で得たデータや設計値に基づいて、各処理工程の前後の処理工程の条件を制御できるように構成する。この技術を用いることにより、各処理工程の制御が自動化され、複数の処理工程間の最適化制御が可能となる。その結果、制御の高精度化およびこれによる歩留りの向上を得ることが可能となる。
【０００４】
また、近年、製造能率を高めるために、一つの処理工程に複数の処理装置を並列配置した製造ラインが設けられる場合が多い。このような製造ラインの異なる２以上の処理工程において、同じ並列配置された複数の装置を用いる場合、同じロットは同じ装置を用いるべきであるとの提案が開示されている（特開平６−１６８８６５号公報）。この方法により、各ロットは異なる処理工程において同じ装置で処理されることになり、良好な特性を得ることが可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
半導体装置の微細化は高度化の一途をたどり、また製造コストを低下させるために製造設備も大型化する傾向を強めている。各処理工程での処理条件も微妙に調整され、多数の要因のバランスの成立の下に高精度の超微細加工を遂行している。このような処理装置に対して、処理条件を変更することは、その変更に伴って副作用ともいうべき劣化要因が現れるリスクを負う。また、微細化の程度が高度化した結果、同じ処理条件の設定のままであっても、処理装置の能力は処理を１つ実行するごとに一定の傾向をもって変動する。必要に迫られて処理条件を変更する場合、この処理装置の能力の変動を取り入れて処理条件の変更を行わなければ、目標値通りまたは目標に近い処理結果が得られない。
【０００６】
また、上記並列配置された複数の処理装置を異なる２以上の処理工程で用いる場合、同じロットには同じ処理装置を用いる方法（特開平６−１６８８６５号公報）を採用しても、最近の半導体装置の製造に要求されている高精度の超微細加工には不充分である。超微細加工において、同じロットに同じ処理装置を組合せることが最適かどうか自明ではない。同じロットに異なる処理装置を組み合せるほうが好ましい結果が得られる場合も想定される。したがって、上記のような思想の制御技術だけでは、最近の超微細化の動向に追随できない事態となっている。
【０００７】
そこで、本発明の第１の目的は、まず、処理条件を変更するリスクを負うことなく高精度の微細加工を行うことができ、必要な場合にはじめて処理条件を変更して高精度の微細加工を行うことができるプロセス制御装置を提供することにある。さらに、処理の種類に応じて、ロットを構成する製品ごとに処理条件の変更をしたり、前履歴のみに基づいてロット選択や処理条件の変更ができる柔軟性に富んだプロセス制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、上記したように、半導体装置の微細加工が高度化した結果、従来のように製品全体を一単位として把握する方法では、目標範囲に入る部分は狭い部分に限定され、歩留りが低下する事態が生じる場合がある。そこで、本発明の第２の目的は、製品を複数の領域に区分けして領域別に履歴（特性）を把握することにより大きな歩留りが確保されるプロセス制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のプロセス制御装置は、複数のロットに区分けされる製品に対して処理を行う処理装置のプロセス制御装置である。このプロセス制御装置は、処理装置によって処理された製品の処理結果から最新の前記処理装置の能力を評価する処理装置評価手段と、処理装置評価手段によって評価された最新の処理装置の能力と複数のロットの特性とに基づいて、処理装置の処理条件を変更せずに、処理装置の目標から偏倚する最新の処理装置の能力と反対傾向の特性を有するロットを選択するロット選択手段とを備える。
【００１０】
この構成により、その処理装置は、複数のロットの中からその時点において相性の良いロットを選択することができる。ロット選択を行った処理装置は定められた処理条件にしたがってロットの処理を行う。その際、処理条件を変更することも勿論可能であるが、超微細加工を行う場合、処理条件の変更はおもわぬ箇所に変更の影響を及ぼし、不良処理が行われるリスクを負う。このようなリスクを負わずにロットに対して目標に出来るだけ近い処理を行うことができるのは、処理条件を変更せずに、その処理装置の目標から偏倚する能力（特性）と反対傾向の特性を有するロットを選択して処理することである。例えば、制御工程がエッチング処理であり、その時点で平均値よりもパターンの横方向に対して大きなエッチング速度を有する状態にあるエッチング装置を用いる場合、複数のロットの中からレジストパターン間隔が目標値よりも狭いロットを選択する。上記の状態の装置によるエッチングはオーバーエッチングとなるが、上記ロットのようにレジストパターン間隔が狭い場合には、目標に近い幅の溝が形成される。
【００１１】
エッチング装置の状態（能力）は、先行製品について当該エッチング処理後の検査において測定され、履歴記憶手段は処理数が増えるにつれ新しい測定値が反映されてゆく。上記の処理装置評価手段は、最新の装置能力を反映するように、通常、新しい数個のデータの移動平均をとって装置能力を更新しながら導出する。または、最新の１個のデータのみを使用してもよい。
【００１２】
上記のように、処理直前の装置にとって最適なロット選択を行う制御思想は、従来なかったものである。この制御思想の適用により、おもわぬ箇所に制御条件の変更による劣化要因の発生というリスクを負わずに、目標値または目標値に近い処理を施すことが可能となる。このため、ロット間ばらつきを抑制して歩留り向上を得ることができる。さらに、超微細加工の信頼性を向上させ、この制御装置を用いない場合に比べて、巨額の設備投資を行って新たな装置を購入することなく、同じ装置を用いて１ランク上の超微細加工を行うことが可能となる。
【００１３】
請求項２のプロセス制御装置では、上記請求項１の制御装置において、処理装置によって処理された製品の処理結果に関する情報である履歴を記憶する履歴記憶手段をさらに備え、該履歴は上記の複数のロットの特性を含んでいる。
【００１４】
この構成により、複数の処理工程間にわたる処理結果を比較することが容易になり、処理工程の制御を量的にも質的にも向上させることができる。また、処理工程間に各処理工程の処理結果に関する情報が、一括して取り込まれるので、他の製造ラインへの適用を容易に行うことができる。この履歴記憶手段は、測定データを記憶する特性記憶手段と処理条件を記憶する処理工程記憶手段とに分けて構成してもよく、このほうが膨大なデータの整理には好適である。なお、上記の履歴には、通常の工程における処理／検査条件や処理／検査結果のほかに、つぎのような履歴も含まれる。
（ａ）モニタ検査データ：拡散処理工程等のように、例えば、ウエハ１００枚単位（２５枚のロット、４ロット）で処理される場合、ダミーウエハを、例えば３枚加え、上、中、下の位置に１枚ずつ配置して、合計１０３枚のウエハの処理を行う。この拡散処理には、上記４ロットの番号と関連づけられたバッチ番号が付与される。ウエハの厚さ測定は、ダミーの３枚についてのみ行われる。この拡散処理のバッチ番号には、上記３枚のダミーの厚さ寸法が処理結果として記録され、上記４ロット番号にもその厚さ寸法が記録される。このように、ロット番号ごとに処理されない処理工程のデータもそのロットの履歴として、とうぜん、利用することができる。
（ｂ）写真の再生ロットのデータ：写真製版処理において、レジストを塗布してマスクを合わせた後にパターン寸法を測定した結果、ウエハごとにやり直しをする場合、やり直しウエハはひとまとめにして、やり直しを行う。すなわち、再生ロット番号が付され、先に塗布したレジストを剥がして、再塗布が行われ写真製版処理が行われる。再処理が行われたウエハは、写真製版処理の後に、母集団（ロット）に再び合流して、母ロットとともに処理が進められてゆく。この写真製版工程において再生ロット番号が付されたウエハの履歴は、写真製版処理工程においては、やり直した処理条件が履歴として記録されるべきであり、実際、やり直しの処理条件が記録される。したがって、プロセス制御も、やり直したウエハについては、このやり直しの処理条件に基づいて行われる。
【００１５】
また、やり直し製品からなる再生ロットについてのやり直し処理工程で上記の本発明のプロセス制御装置を適用する場合、母ロットで収集した前工程の収集データを使用してやり直し処理を制御することができる。すなわち、やり直し製品からなる再生ロットのやり直し処理工程における処理装置も、上記の本発明のプロセス制御装置の適用対象である。
【００１６】
請求項３のプロセス制御装置では、上記請求項２の制御装置において、複数のロットの特性を、処理の工程より前の工程の履歴から把握するロット特性把握手段をさらに備えている。
【００１７】
この構成により、処理対象の複数のロットの特性を数値によって適切に把握することができる。例えば、ロット特性把握手段は、ロットの前工程の履歴について、その履歴の目標値を基準値として、その履歴の値に応じてその基準値の上下に変動する出来栄えを表す出来栄え値を導出することができる。また、上述の処理装置評価手段は、先行製品の履歴から得た値について、その値が目標通りの処理結果をもたらす装置を基準値を有する装置として位置づけ、その値に応じてその基準値の上下に変動する装置の能力の程度を表す機差係数を導出することができる。さらに、ロット選択手段は、出来栄え値に対する前記機差係数の商または積が、それぞれロットの基準値に対する機差係数の基準値の商または積に近いロットを前記ロットの中から選択することができる。このような構成により、ロット選択を最新の客観的な数字によって自動的に行うことが可能となる。処理工程の種類によっては、その工程における処理結果は、該処理によって残された部分の残し寸法または該処理によって消失された部分の抜き寸法に基づいて評価する。残し寸法に基づく評価値と抜き寸法に基づく評価値とは、略逆数の関係にある。両方とも残し寸法によりロット選択を行う場合には、上記の商に基づいてロット選択を行い、装置状態を抜き寸法で行った場合には、上記の積によって行う。
【００１８】
なお、ロットの特性には、複数の検査工程で得られた製品の性質、寸法等だけでなく、複数の前工程での処理装置、処理条件、原材料等およびそれを反映したものが含まれる。同様に、装置の能力とは、その装置が処理した製品の複数の前工程および後工程における特性そのもの、またはそれを反映したものである。なお、本説明では、「処理結果に関する情報」と、「履歴」と、「能力」と、「特性」と、「状態」とは同じ意味に用いられる場合がある。上記の装置能力が、生データではなく生データを用いて計算して得た指標である場合には、前工程から後工程の現在位置に至る間の任意の履歴を用いて計算した値を用いることができる。
【００１９】
請求項４のプロセス制御装置では、請求項２または３の制御装置において、基準情報記憶手段を備え、基準情報記憶手段は、処理におけるロットの制御方法、処理条件を変更する際の条件、およびその処理について履歴記憶手段にデータを収集すべきか否かの情報を備えている。
【００２０】
上記構成を採用することにより、本プロセス制御装置は、(a)収集データの保持、（ｂ）最適処理条件の選択、（ｃ）最適装置の選択等の制御の中枢部分を１つのシステムとして独立させた構成となる。このため、異なるＦＡシステムに対しても本プロセス制御装置を組み込むことが可能となり、汎用性が向上する。なお、成膜装置、エッチング装置等の各処理装置の制御方法は、各装置ごとに相違しているので、統一的に制御できるように、本プロセス制御装置に含まれる装置として各装置ごとに装置制御端末が配置されていることが望ましい。
【００２１】
請求項５のプロセス制御装置では、上記請求項４の制御装置において、処理装置における処理条件を、処理装置の能力とロットの特性との関係に応じてロットごとに変更する処理条件変更手段をさらに備えている。
【００２２】
装置にとって処理時点で相性の良いロットを選択するだけでは良好な結果が期待しにくい場合、装置の空き状態を作らないことを優先させたために特性不良が予想される場合等においては、各装置の処理条件を変更する。このような処理条件の変更を余儀なくされる場合には、処理条件の変更によってロットの特性が劣化するリスクよりも、改善される期待のほうが大きい。この結果、装置の高稼動率を維持したうえで目標値通りかそれに近い処理を実行することが可能となる。また、装置によっては装置の機種差がないものがあり、そのような場合は、処理条件を変更して、目標値通りまたはそれに近い処理結果が得られるようにする。
この結果、微細加工処理の精度を向上させることができる。
【００２３】
なお、各処理装置においては、処理条件は各装置の条件設定方式に応じて、処理方法の一連の条件を定めたレシピと対応するレシピコードまたは処理方法の変更可能な処理要因についての条件パラメータによって設定されている。このため、処理条件変更手段は、各装置の条件設定方式に応じて、装置のレシピコードを変更するか、または、装置の処理パラメータを変更する。
【００２４】
請求項６のプロセス制御装置では、請求項４または５の制御装置において、製品ごとに処理を行う処理装置に対して、ロットを構成する製品の特性と処理装置の能力との関係に応じて製品ごとに処理条件を変更する製品制御変更手段をさらに備えている。
【００２５】
微細加工が高度化するにしたがい、ロットごとの制御では目標精度が得られない処理工程が多くなる。このような処理工程では、上記のようにロットを構成する製品ごとの制御を行う。この製品制御手段を採用することにより、ロット内ばらつきは減少し、同じ装置を用いて１ランク上の加工精度を達成することが可能となる。この製品制御手段を用いて、１ロットを構成する全製品に一律に同じ処理条件で処理を施してもよい。
【００２６】
請求項７のプロセス制御装置では、請求項４〜６のいずれかの制御装置において、ロットの特性のみに応じて、処理装置におけるロットの選択およびロットごとの処理条件の変更、のうちのいずれか一方または両方を行う簡易制御手段をさらに備えている。
【００２７】
この構成により、装置能力等を導出しなくても、例えば、前工程で用いた装置、原材料、処理条件（レシピ、処理コード）等を知っただけで、ロット選択や処理条件を設定することができる。また、前工程の特性の範囲分けをしてその範囲に応じて処理条件（レシピ、処理コード）を設定することもできる。簡便な処理を行う工程ではこのような制御のみで充分用が足りる。このため、処理条件の設定が簡便となり、ミスの発生等が抑えられる。
【００２８】
請求項８のプロセス制御装置では、請求項４〜７のいずれかの制御装置において、製品ごとに処理を行う処理装置に対して、製品の特性のみに応じて、製品ごとに処理装置の処理条件の変更を行う簡易製品制御変更手段をさらに備えている。
【００２９】
この構成により、製品ごとに処理条件を変更する場合でも、その処理直前の装置能力を評価することなく製品特性のみに応じて、処理条件を簡便に変更することができる。
【００３０】
請求項９のプロセス制御装置では、請求項１〜８のいずれかの制御装置において、処理を行う並列配置された複数の同種の処理装置に対して、処理対象のロットの特性と並列配置された複数の同種の処理装置の能力とに応じて、そのロットが処理されるべき処理装置を複数の同種の処理装置から選択する装置選択手段をさらに備えている。
【００３１】
この構成により、装置能力に大きな相違がある複数の装置が並列配置されている処理工程で、ロットにとって最適な装置選択を行うことができ、高精度の加工処理を実施することが可能となる。
【００３２】
請求項１０のプロセス制御装置では、請求項２〜９のいずれかの制御装置において、処理装置評価手段は、その処理装置で処理されたロットのうち、履歴記憶手段にデータ収集されていない未記憶のロットを考慮して、その未記憶のロットの処理によって処理装置の能力に生じる変化を取り入れて、該処理装置の能力を予測する処理装置予測手段をさらに備えている。
【００３３】
通常、制御工程での処理が終了した後、検査が行われまでに数時間〜数日間かかり、この数時間〜数日間の間もロットの処理は連続して行われる。この数時間〜数日間の間に、処理したロット数に応じて成膜処理において膜が厚く形成されたり、エッチング特性が変化したり、装置能力の経時変化が進行する。この装置能力の経時変化は、従来あまり問題とされることはなかったが、加工があまりにも微細化されたために、エッチング特性の微妙な経時変化が製品の出来栄えに大きな影響を及ぼすようになっている。上記の構成により、この経時変化を考慮に入れ、制御対象のロットが該制御工程にかかる直前の装置の能力を導出することができる。この結果、高精度の微細加工が可能となり、高い歩留りを維持することが可能となる。
【００３４】
請求項１１のプロセス制御装置は、請求項１〜１０のいずれかの制御装置において、処理装置の能力を手動により入力できる処理装置能力入力手段をさらに備えている。
【００３５】
この手動入力により、定期的な補修や臨時補修が行われて装置の能力が更新された場合に経験的に分かっている更新時の能力や実測値に基づく能力を入力して、そのときの正確な装置の能力を把握してその処理結果を目標値に近付けることができるからである。このような手動入力の手段の付加により、どのような事態にも適切に対処できるプロセス制御を行うことができ、歩留り向上や生産性の向上を得ることが可能となる。
【００４０】
本発明の請求項１２のプロセス制御装置は、複数のロットに区分けされる製品に対して処理を行う処理装置のプロセス制御装置である。このプロセス制御装置は、処理装置によって処理された製品の処理結果に関する情報である製品の領域別の履歴を記憶する履歴記憶手段と、履歴記憶手段に記憶された履歴から、最新の該処理装置の領域別の能力を評価する処理装置評価手段と、処理の工程より前の工程のロットの特性を含む履歴と処理装置評価手段によって評価された最新の処理装置の領域別の能力との関係に応じて、処理装置の処理条件を変更せずに、処理装置の目標から偏倚する最新の処理装置の領域別の能力と反対傾向の特性を有するロットを選択するロット選択手段とを備える。
【００４１】
ロット特性はロットを構成する製品の領域に応じて特性が一定傾向で偏倚する場合が多い。この偏倚の程度は装置によって大きく異なるので、処理直前の装置の能力に応じて最適ロット選択を行うことにより、処理条件の変更に伴うリスクを負うことなく製品全体にわたって平均化された特性のウエハを得ることができる。このためチップ良品を数多くとることができるので、その製品、例えばウエハからチップ製造にいたる間の歩留りを向上させることができる。この結果、製品の価値を向上させることが可能となる。また、同じ装置を用いて、１ランク上の微細加工処理を行うことができる。
【００４２】
請求項１３のプロセス制御装置では、請求項１２の装置において、複数のロットの領域別の履歴を、処理の工程より前の工程の履歴から把握するロット特性把握手段をさらに備えている。
【００４３】
この構成により、前履歴からその処理にとって好適な制御のための指標を導出することができ、より高精度な微細加工を実施することが可能となる。
【００４４】
請求項１４のプロセス制御装置では、請求項１２または１３の制御装置において、製品は半導体ウエハであり、該半導体ウエハが複数の領域に区分けされている。
【００４５】
ウエハの場合には、同心円状に特性が変化する場合、中心部を原点として十字線によって分けられる第１〜第４象限の領域に応じて特性が変化する場合等が多い。どのような領域の形状の区分けとするかは、処理装置の種類等によって変化するので、千差万別である。処理装置に応じて適切な領域の形状を設定して、領域別の履歴を得て、特性の領域別分布の矯正等の適切な制御を行う。この結果、ウエハ内の特性は非常にばらつきの小さいものとすることができ、そのウエハの市場価値を向上させることができる。
【００４６】
請求項１５のプロセス制御装置では、請求項１２〜１４のいずれかの制御装置において、基準情報記憶手段を備え、基準情報記憶手段は、処理におけるロットの制御方法、処理条件を変更する際の条件、およびその処理について領域別の履歴を収集すべきか否かの情報を備えている。
【００４７】
上記構成により、領域別の膨大な量のデータを統一的に上記記憶手段に格納しておき、各処理工程での処理の際、必要に応じて用いることができるので、１パッケージとして任意の処理工程に組み入れることができる。このため、きめ細かい高精度の制御方法であるにもかかわらず、汎用性が向上し、大きな変更をすることなく容易に処理工程に組み込むことが可能となる。
【００４８】
請求項１６のプロセス制御装置では、請求項１５の制御装置において、処理装置における処理条件を、処理装置の領域別の能力とロットの領域別の特性との関係に応じてロットごとに変更する処理条件変更手段をさらに備えている。
【００４９】
上記構成により領域別の履歴を考慮して処理条件（レシピコード、処理パラメータ等）を設定することができる。このため、歩留り向上や超微細加工処理の信頼性を向上させることができる。また、同じ装置を用いて１ランク上の微細加工処理を行うことが可能となる。
【００５０】
請求項１７のプロセス制御装置では、請求項１５または１６の制御装置において、製品の単位で処理を行う処理装置に対して、ロットを構成する製品の領域別の特性と処理装置の領域別の能力との関係に応じて製品ごとに処理条件を変更する製品処理変更手段をさらに備えている。
【００５１】
製品ごとに処理条件を変更することにより、きめの細かい制御を行うことができ、一層高精度な微細加工を実施することが可能となる。
【００５２】
請求項１８のプロセス制御装置では、請求項１５〜１７のいずれかの制御装置において、領域別のロットの特性のみに応じて、処理装置におけるロットの選択およびロットごとの処理条件の変更、のうちのいずれか一方または両方を行う簡易制御手段をさらに備えている。
【００５３】
上記構成により、処理工程の性格に応じて高精度で柔軟な制御を簡便に行うことが可能となる。
【００５４】
請求項１９のプロセス制御装置では、請求項１５〜１８のいずれかの制御装置において、製品ごとに処理を行う処理装置に対して、領域別の製品の特性のみに応じて、製品ごとの処理条件の変更を行う簡易製品制御変更手段をさらに備えている。
【００５５】
本発明のプロセス制御装置が適用される処理では、自動化されている処理工程である場合がほとんどなので、製品ごとに処理条件を設定することはロットごとに処理条件を変更することと変わりはない。このため、簡便な方法できめ細かく容易に高精度の微細加工を施すことが可能となる。
【００５６】
請求項２０のプロセス制御装置では、請求項１５〜１９のいずれかの制御装置において、処理条件の変更を領域別に行う領域別変更手段をさらに備えている。
【００５７】
領域別に処理条件を設定することにより、領域の特性に応じた処理が可能となり、製品特性は大きく向上する。このため、従来の装置を更新することなく現有装置を用いてさらに高レベルの微細加工を遂行することができる。自動化されている処理工程では、領域別に処理条件を設定することは容易であり、高価な装置の更新なしに簡便に高レベルの微細加工が可能となる。
【００５８】
請求項２１のプロセス制御装置では、請求項１２〜２０のいずれかの制御装置において、処理を行う並列配置された複数の同種の処理装置に対して、処理対象の領域別のロットの特性と並列配置された複数の同種の処理装置の領域別の能力とに応じて、そのロットが処理されるべき処理装置を複数の同種の処理装置から選択する装置選択手段をさらに備えている。
【００５９】
ロットにとって最適な装置選択を領域別のデータに基づいて行うことができるので、精密な装置選択を行うことができる。
【００６０】
請求項２２のプロセス制御装置では、請求項１２〜２１のいずれかの制御装置において、処理装置評価手段は、その処理装置で処理された製品のうち、履歴記憶手段にデータ収集されていない未記憶の製品を考慮して、その未記憶の製品の処理によって処理装置の領域別の能力に生じる変化を取り入れて、該処理装置の領域別の能力を予測する処理装置予測手段をさらに備えている。
【００６１】
上記の構成により、処理直前の領域別の装置能力を予測でき、領域別の処理条件の変更やロット選択をより実際の能力に近い値を用いて実施することができ、高精度の微細加工の信頼性を一層向上させることができる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
次に図を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００６３】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１におけるシステム構成図である。図１において、処理装置８０および検査装置９０は、本発明のプロセス制御装置１によって制御される。上記のシステム制御装置が適用される製造ラインは半導体ウエハ処理ラインなので、処理装置には、写真製版、拡散、イオン注入、エッチング等の処理を行う処理装置が含まれる。
【００６４】
プロセス制御装置１には、ＦＡ計算機２と、ＦＡ計算機に付属した品質制御用サーバ３と、装置制御端末８５と、基準情報格納部４と、収集データ格納部５と、端末入力装置６とが含まれる。各処理装置における処理条件の設定方式は相違しているが、大別すると、レシピコード指定方式と処理パラメータ設定方式の２方式がある。レシピコード指定方式では、その処理装置での一連の処理がレシピとして与えられ、使用者はレシピコードを指定すればそのレシピコードに対応した一連の処理を行うことができる。一方、処理パラメータ設定方式では、その処理装置における一連の処理結果に大きな影響を有する処理パラメータを設定することができる。
【００６５】
基準情報格納部４には、ロットの属する商品種であるチップ名ごとに各処理装置において行われる処理条件等の処理フローに関する情報が格納されている。この処理フローに関する情報は、処理工程の設定、その処理工程における処理方法（製品制御手段、簡易制御手段を用いるか等）、各処理装置の処理条件設定方式に応じたレシピコードまたは処理パラメータを含んでいる。ある処理工程において、ロット特性把握部で用いるべき複数または単一の前工程の履歴の指定や処理装置評価部に用いるべき前工程から後工程にいたる履歴の指定も含まれている。さらに、前工程の装置、処理条件、特性範囲に応じた制御工程で用いるべき装置、処理条件を変更する場合のロット特性と装置能力との関係等も予め定められて、基準情報格納部４に格納されている。また、収集データ格納部に収納すべき処理工程の結果等も指定されている。
【００６６】
収集データ格納部５には、製造ライン全体の任意の処理工程における製品特性データを収集記憶することができる。製品特性データの例としては、検査工程で測定された測定結果等を挙げることができる。また、次のデータは、別にＱＣデータ格納部のような記憶手段を設けて、そこに記憶してもよいが、本実施の形態のように、収集データ格納部５に製品特性データと一緒に記憶してもよい。すなわち、製品が属するロット番号、全処理工程で実際に処理または検査を行った処理装置および検査装置の番号、処理に用いられた原材料、処理装置の処理条件および検査装置の検査条件等のデータは、本実施の形態では収集データ格納部５に記憶される。上記したように、処理条件は処理装置の条件設定方式に応じて、レシピコードまたは処理パタメータが入力される。
【００６７】
端末入力装置６は、処理装置が定期補修等を受けて能力が更新された際に、測定データや経験データを基にして、処理装置の能力を入力するための装置である。
【００６８】
また、装置制御端末７５は、多くの相違するメーカの処理装置を統一的に使用するために、処理装置によって相違する各種信号を統一的に扱うことができるように設けられている。なお、本実施の形態では、本プロセス制御装置は、搬送指示手段は含んでいないが、含めてもよい。
【００６９】
図２は、本実施の形態におけるプロセス制御装置の概略構成を示すブロック図である。ロット投入部１１は、投入されたロットの商品種名（チップ名）により基準情報格納部４からロット（検移票）番号および処理フローをそのロットに取得させる。搬送先選択部１２は、ロット番号と処理フローとから、そのロットが処理される装置を特定し、搬送先であるその装置用のストッカ（棚）を検索し特定する。ロット特性把握部１３は基準情報格納部４に格納されている制御工程に関するファイルの指示命令に基づいて、その制御工程にとって有効な前履歴（特性）を収集データ格納部５から読み出し、必要な計算を行いロット特性である出来栄え値を導出する。また、図示していないが、簡易制御手段（図示せず）を用いる場合には、簡易制御手段は収集データ格納部５から前処理工程での処理条件（原材料を含む）や、処理装置番号を呼び出す場合もある。また、処理装置評価部１４は、基準情報格納部に格納されたファイルの指示に基づいて、その処理工程の前後の処理結果の特性を収集データ格納部５から読み出し、計算を行い、装置能力である機差係数を処理にかかる際に導出する。最適ロット選択部１５は、上記のロット特性と装置能力とに基づき装置選択係数を算出して、処理にかかる際の処理装置にとって目標処理結果を出し易いロットを選択する。さらに、処理条件変更部１６は、上記数値化した値等に基づいて、基準情報格納部４に格納された処理条件の変更が必要な場合には、この処理条件の変更を行う。処理／検査制御部１７は、この処理条件に基づいて、その装置による処理の制御およびその処理結果を評価する検査を行う。処理および検査が終了したとき、品質データ収集部１８は、基準情報の指示に基づき検査結果等を収集データ格納部５に格納する。また、変更された処理条件は収集データ格納部５に収集格納される。収集データ格納部５には、変更がない場合であっても実際に処理された処理条件が格納されてゆく。
【００７０】
次に、ロットの流れにしたがって処理工程の制御方法を説明する。図３はロットの処理フローの概要を説明する図である。本発明のプロセス制御装置では、任意の工程を選択して制御対象の工程とすることができる。図３において、ロット投入時（Ｍ１）に商品種（製品名）を指定することにより、ロット投入時に設定されている処理フロー上の各工程での制御方法にしたがって、（ａ）制御をかけるかどうか、（ｂ）どのような制御をかけるか、（ｃ）履歴収集を行うかどうか、等を判断しながら制御が行われる。また、制御が行われる工程では、図３に示すＭ１〜Ｍ８の各ステップにより制御が実施される。
【００７１】
図４は、ロット投入の処理フローを示すフローチャートである。チップ名（商品種）を指定してロットを投入し（Ｓ１）、チップ名によりＳＰＷ（検移票Ｔ１）を取得する（Ｓ２）。ＳＰＷ（検移票）には、そのチップ名および検移票番号が記入されている。以下のフローチャートの説明において、各処理でやり取りするデータの内容が処理の脇に示されている。この後、検移票番号に対応する検移票テーブルＴ２を読みに行き、次工程情報を取得する（Ｓ３）。この次工程情報に基づいてそのロットの搬送先が選択される（Ｓ４）。図５は検移票テーブルのデータ内容を示す図である。図５には、フィードフォワード制御工程の装置グループ、その装置の特性の算出方法およびその算出に必要なデータ収集工程が示されている。また、検移票番号および連番は省略されている。図６は搬送先を選択する際のフローチャートを示す。搬送先検索開始した（Ｓ５）後、次工程検索（Ｓ６）の際に、検移票テーブルに示されている装置グループを特定する。本実施の形態では、搬送指示手段は別の装置に備えられているが、含めることももちろん可能である。ロットは直接、装置グループに送られるわけではなく、装置エリアに配置されている棚（ストッカ）に一時的に収納され、処理待ちの状態とされる。そこで、次工程の装置グループを特定した後、次工程装置ストッカを検索する（Ｓ７）。検索は検移票テーブルのサブテーブルである装置グループテーブルＴ３がまず対象となり、処理される装置が分かると、次にその装置の装置テーブルＴ４を検索してその装置用のストッカを特定する。つぎに装置からのロット選択（Ｓ８）に移る。装置からのロット選択は、装置の稼動率を高める制御モードであり、他の制御モードとしてロット特性を最優先させて処理装置を選択するロット優先モードがある。処理装置からのロット選択を実施するか否かは、基準情報に既に盛り込まれている。
【００７２】
図７は装置からのロット選択を実施するフローチャートである。このロット選択を行う際、複数のロットが処理待ち状態でストッカに置かれている。まず、検移票テーブルを読みにゆき、フィードフォワード制御を行うかどうかを検知する（Ｓ９）。フィードフォワード制御を行うことになっていた場合には、実ロット（先行ロット）から装置能力を導出する（Ｓ１２）。導出の際に、まず、チップグループＴ９においてチップグループ名を特定して、そのチップグループ名を基にして、制御工程テーブルＴ５、フィードフォワードロットデータ収集テーブルＴ６および規格パラメータテーブルＴ７を読みにゆく。上記のフィードフォワードロットデータ収集テーブルには、処理を待っている複数のロットの製品特性、または出来栄え値も収納されている。図８〜図１０に、制御工程テーブルＴ５、フィードフォワードロットデータ収集テーブルＴ６および装置状態テーブルＴ８のデータ内容を示す。図８の制御工程テーブルには、ロット特性の具体的な数値である出来栄え値を算出する式、装置状態を更新し算出する式、未記憶の先行ロット数から装置状態を予測する関係式等が収納されている。また、フィードフォワードロットデータ収集テーブルには収集工程名や処理した装置、履歴データの種類や収集データ格納部に登録した日時が記載されている（図９）。また、装置状態テーブルには、制御工程で使用する装置名、装置状態の具体例である機差係数算出方法が、未記憶の先行ロットの影響も考慮されたうえで収納される。さらに、新たな履歴が記憶されると更新されるので、更新日時を記録するようになっている（図１０）。図７において、先行の実ロットがない場合には、ダミー等の測定値から装置状態を導出する（Ｓ１３）。測定データはＦＡ端末入力テーブルＴ８に、端末入力装置６により手動で入力することができる。ＦＡ端末入力テーブルは、図１１に示すように、その処理装置のエッチングレート等を手入力で入力できるようになっている。図７において、その後、装置状態とロット特性（出来栄え値）を比較して、その装置からみて最適のロットをストッカで待機中のロットの中から選択する（Ｓ１４）。このロット選択では、装置状態テーブルおよびフィードフォワードロットデータ収集テーブルに収納されているデータが読み込まれる。この選択では当然のことであるがロットの待機時間の長短は考慮されず、その時点の装置状態と相性のよいロットから順に処理され、残ったロットは、処理にしたがって変動してゆく装置状態との相性が良くなったものから順に処理されてゆく。処理は全てのロットについて残らず行われるので、処理条件の変更が必要になるロットについては処理条件を変更して処理が実施される。なお、ロット主体に処理装置が選択されるモードは、ある工程で処理が終了し、検査によりその処理結果の特性が出され、その特性が予め基準情報で定められた範囲にある場合に選択され、その範囲内にある場合に指定されている処理装置に搬送され、その処理装置で処理が行われる。この装置選択が対象となる工程では、各処理装置は装置状態の経時的な変動が小さく、かつ装置状態の処理装置間ばらつきが大きい場合が多い。上記のようなロット主体の装置選択がなされる場合ではなく、ロットが検移票テーブルに定められた処理装置で処理される場合でフィードフォワード制御を行わない場合には、ロットの優先度でロット選択が行われ（Ｓ１０）、処理検査条件決定に回される（Ｓ１５）。
【００７３】
次に、上記の処理装置とロットとの組合せでの処理条件および検査条件を決定する。図１２は処理条件および検査条件を決定する処理フローを示すフローチャートである。処理条件検索開始後に、フィードフォワード制御を行うか否か判断する（Ｓ１６）。この判断は、検移票テーブルに記載されている。検移票テーブルを読みに行って設定がされていれば、フィードフォワード制御を行う。ＹＥＳの場合、商品種であるチップグループＴ９を読みに行き、そのロットのチップグループを特定した後、制御条件選択テーブルＴ１０に設定されている、そのチップグループが施される制御方法が特定される。図１３および図１４に、チップグループと制御条件選択テーブルのデータ内容を示す。チップグループにはチップ名が記載され、制御条件選択テーブルにはチップ名グループに対応する制御工程、装置、処理条件を変更するのに必要な、選択ＩＤ等の情報が収納されている。その後、それぞれの制御方法で制御条件を選択する。選択ＩＤの選択により、制御工程テーブルＴ５と他のテーブルとの組合せが決定され、制御条件が設定される（Ｓ１８）。すなわち、ロット出来栄え値を含む制御条件テーブルＴ１１、前工程制御コードを含む制御条件テーブルＴ１２、前工程パタメータを含む制御条件テーブルＴ１３および制御コードパラメータテーブルＴ１４のうちのいずれかと制御工程テーブルＴ５とを組合せることにより、制御条件が設定される。この後、処理／検査の開始指示を待つ。一方、フィードフォワード制御を行わない場合には、基準情報に設定されている通常の方法で制御条件を選択する（Ｓ１９）。この選択に際しては、基準情報格納部に格納されている制御条件選択テーブルＴ１０を読みにゆき制御条件を選択する。この後、フィードフォワード制御を行う場合と同様に、処理／検査の開始指示を待つ。
【００７４】
図１５に処理／検査のフローチャートを示す。処理／検査開始指示を開始した後、決定した上記の処理条件を装置に送信する（Ｓ２２）。その後、ロットに対して処理および検査が実施される。その後、検査で得られた品質データが収集される。図１６は品質データ収集の処理を示すフローチャートである。装置からの処理データ収集（Ｓ２５）では、フィードフォワードロットデータ収集テーブルＴ６に収集すべきデータとして挙げられているロット番号、処理装置名、原材料、処理条件、処理パラメータ、検査条件等を記入する。次に、フィードフォワード制御を行うためのデータ収集を行うか判断する（Ｓ２６）。上記の処理／検査のデータがフィードフォワード制御で用いられる場合には、収集データ格納部５に上記処理／検査のデータが格納される。この指示は、基準情報である検移票テーブルのフィードフォワード制御に記載されている。データ収集を行う場合には、フィードフォワード用のデータ収集を行い（Ｓ２７）、フィードフォワードロットデータ収集テーブルＴ６に上記データを格納する。格納するデータは、例えば、ロット名ごとに収集工程、処理装置名、処理条件、処理パラメータ等である。処理の結果の各種測定結果も記録される。さらに、ロット番号ごとに処理が行われない処理工程における（ａ）モニタ検査データも、ロット番号との対応がつくようにして記録される。すなわち、拡散処理工程等のように、例えば、ウエハ１００枚単位（２５枚のロット、４ロット）で処理される場合、ダミーウエハを、例えば３枚加え、上、中、下の位置に１枚ずつ配置して、合計１０３枚のウエハの処理を行う。この拡散処理には、上記４ロットの番号と関連づけられたバッチ番号が付与される。ウエハの厚さ測定は、ダミーの３枚についてのみ行われる。この拡散処理のバッチ番号には、上記３枚のダミーの厚さ寸法が処理結果として記録され、上記４ロット番号にもその厚さ寸法が記録される。このように、ロット番号ごとに処理されない処理工程のデータもそのロットの履歴として、とうぜん、記録されロット選択等の制御に利用することができる。また、（ｂ）写真の再生ロットのデータのような場合にも、実際の処理の履歴がそのウエハと対応づけが付けられるようにして、記録され、制御に利用される。すなわち、写真製版処理において、レジストを塗布してマスクを合わせた後にパターン寸法を測定した結果、ウエハごとにやり直しをする場合、やり直しウエハはひとまとめにして、やり直しを行う。やり直しするウエハはまとまられ、再生ロット番号が付され、先に塗布したレジストが剥がされ、再塗布が行われ写真製版処理が行われる。再処理が行われたウエハは、写真製版処理の後に、母集団（ロット）に再び合流して、母ロットとともに処理が進められてゆく。この写真製版工程において再生ロット番号が付されたウエハの履歴は、写真製版処理工程においては、やり直した処理条件が履歴として記録されるべきであり、実際、やり直しの処理条件が記録される。したがって、プロセス制御も、やり直したウエハについては、このやり直しの処理条件に基づいて行われる。
【００７５】
また、やり直し製品からなる再生ロットについてのやり直し処理工程で本発明のプロセス制御装置を適用する場合、母ロットで収集した前工程の収集データを使用してやり直し処理を制御することができる。すなわち、やり直し製品からなる再生ロットのやり直し処理工程における処理装置も、言うまでもなく、本発明のプロセス制御装置の適用対象である。
【００７６】
また、フィードフォワード装置データ収集テーブルＴ１６には、処理装置名ごとに処理工程、処理ロット、処理条件を格納する。図１７にフィードフォワード装置データ収集テーブルのデータ内容を示す。この後、品質チェックが行われる。一方、フィードフォワード制御のためのデータ収集を行わない場合には、直ちに品質チェックが行われる。
【００７７】
図１８に品質チェックのフローチャートを示す。品質チェック開始後、規格チェックが行われる（Ｓ２９）。この規格チェックの際に、規格テーブルに規格を読みに行き、規格をチェックする。その後、各種のチェックを行い、工程完了処理を行う。図１９は工程完了処理のフローチャートである。工程完了処理開始の後、次工程検索を行う（Ｓ３３）。次工程検索の際に、検移票テーブルを読みにゆき、検移票番号を指定して連番、工程および装置グループを特定する。その後、自データを更新して搬送先選択を行う（Ｓ３５）。
【００７８】
図２０は、処理条件を変更する場合の３種類のケースについて示す図である。
ケース１は、ロットの出来栄え値と装置能力（機差係数）とから処理条件であるレシピコードを変更する場合を示す。ケース２はロットの出来栄え値のみからレシピコードを変更する場合を示す。また、ケース３は前工程で使用したレシピから処理工程のレシピを変更する場合を示す。このような、処理条件の変更における基準となる関係は、いずれも基準情報として基準情報格納部に格納されている。
【００７９】
上記のプロセス制御装置を用いることにより、ロット特性に対してはフィードフォワード制御を、また処理装置についてはフィードバック制御をかけることにより、制御工程での処理を、ばらつきを抑制して実施することができる。また、処理工程の性質に応じて適切な処理方法を柔軟に用いることができ、複雑で多岐にわたる各処理工程での制御を効率良く、簡便に行うことが可能となる。
【００８０】
この結果、ＤＲＡＭ等の半導体装置の製造において大きな歩留り向上を達成することができる。また、本来の対象とするレベルの微細加工処理よりも１レベル以上高いレベルの微細加工処理を施すことが可能となる。すなわち、６４ＭバイトのＤＲＡＭ用の製造ラインに、上記のプロセス制御装置を用いることにより１２８Ｍバイトまたは２５６ＭバイトのＤＲＡＭ、もしくはこれらＤＲＡＭ以外の次世代システムＬＳＩ等の半導体デバイスに必要とされる微細加工が可能となる。
【００８１】
（実施の形態２）
実施の形態２におけるプロセス制御装置は、実施の形態１で用いた図１に示す構成と類似したプロセス制御装置の構成が用いられる。大きな相違は、製品履歴のうち測定されたデータが領域別のデータとなっている点である。処理条件は、処理装置が領域別に処理条件を設定することができる場合には領域ごとに設定され、領域ごとに設定できない処理装置の場合には単に処理条件が設定される。図２１（ａ）〜（ｃ）は、領域別に処理条件を設定する場合の処理条件設定の考え方を示す図である。また、図２１（ｄ）は、領域別に処理条件を設定できないが、領域別に製品特性を把握して、その製品特性と処理装置の癖とを考慮して処理条件を設定したり、処理装置の癖に合わせてロット選択を行う場合の考え方を示す図である。図２１（ａ）は半導体ウエハで特性がほぼ分かれる領域を示す図である。また、図２１（ｂ）は領域で特性がほぼ分かれる場合の処理条件の処理のかけ方を示す図である。半導体ウエハの中央領域と周縁領域とで、図２１（ａ）の実線で示すように特性が変わる場合、処理工程では、図２１（ｂ）の破線で示すように制御して処理を行うと、図２１（ｃ）に示す処理結果が得られる。また、領域別に製品特性を把握して、その製品特性に合わせて処理装置の処理条件を設定したり、処理装置に合わせてロット選択を行う場合は、装置能力が図２１（ｄ）に示す状態（癖）の場合に上記ロットを選択するようにする。このロット選択により、ウエハ全体にわたってばらつきの小さい均一な処理結果を得ることができる。図２１は説明の便宜のために特性が領域にわたって連続的なグラフを示したが、領域別の特性は、図２１のように、連続的なグラフではなく離散的な値である場合がほとんどである。
【００８２】
上記のような、領域別のロット特性や領域別の装置特性を把握して、ロット選択や処理条件の変更をしたり、領域別に処理条件を変更したりすることにより、処理結果がウエハ全体にわたって目標範囲内に入りやすくなる。このため、歩留り向上を得ることができ、ばらつきが小さくなった結果、対象とするレベルより上の微細加工を施すことが可能となる。
【００８３】
【実施例】
次に、上記実施の形態１に示したプロセス制御装置を適用した２つの実施例について説明する。図２２は上記プロセス制御を適用した２つの処理工程を示す図である。一つの処理工程は酸化膜のドライエッチング工程（実施例１）であり、他の一つは写真製版処理工程（実施例２）である。
【００８４】
（実施例１）
図２２において、実施例１のドライエッチでは、写真製版後の検査で得られた寸法をロットの特性としてロットの出来栄え値を算出する。
【００８５】
図２３は酸化膜ドライエッチング工程を中心に、その前後の工程を示す図である。図２３に示すように、酸化膜ドライエッチの処理に対しては、走査型電子顕微鏡（Scannning Electron Microscope:SEM)による現像検査で得られた寸法がロット特性として用いられる。また、装置状態には同じくＳＥＭによる写真検査で得られたＣＤロスの寸法が用いられる。ＣＤロスは図２４および図２５を用いて定義される。図２４はレジストの現像検査時の寸法測定を説明する図である。現像検査では、ドライエッチング時にエッチがなされない被エッチング膜の部分を覆うレジストの部分の寸法Ａが測定される。ドライエッチがなされた後の写真検査では、ドライエッチされなかった被エッチング膜の部分の寸法Ｂが測定される。ＣＤロスとは、ＣＤロス＝|現像検査時の寸法Ａ−写真検査時の寸法Ｂ|、として定義される。ＣＤロスとエッチングレートとは相関がある場合とない場合とがある。ここに挙げた酸化膜のドライエッチングでは、エッチングレートとＣＤロスとは相関があることが確認されており、ＣＤロスを装置のエッチングレートの指標として使用する。この酸化膜ドライエッチ工程の一つの装置ＥＫ１２０で処理された先行ロットの特性を表１に示す。
【００８６】
【表１】

【００８７】
表１では、処理順に上から下に配列されたロット番号ＫＡ〜ＫＧについて、写真検査寸法（一部）が記載されている。また、ＣＤロスも表示されている。また、表１において平均（３Ｌ）はＣＤロスの３点移動平均を表している。したがって、ＣＤロスの最新の移動平均値は最下欄の０．０１９５μｍである。ロット選択の際の装置状態にはこの最新の値が用いられる。目標ＣＤロスは０．０２μｍであるので、目標値を１として規格化すると、この装置ＥＫ１２０の能力は(０．０１９５／０．０２）＝０．９７５０と表示される。この０．９７５０が、この時点のこの装置ＥＫ１２０の機差係数である。
【００８８】
一方、装置ＥＫ１２０の処理を待っている処理待ち状態のロットはＯＡ〜ＯＪまで１０ロットある。この１０ロットを表２に示す。
【００８９】
【表２】

【００９０】
各ロットについて、写真製版結果の現像寸法（一部）およびその平均値等が表２に示されている。この寸法の目標寸法は０．２５μｍである。この目標寸法を１に規格化するために、各ロットの平均値を目標値０．２５μｍで割ると各ロットの出来栄え値を求めることができる。各ロットの出来栄え値は１を中心に上下にばらついている。装置からロットを選択する基準は、機差係数でロット出来栄え値を割った商が１に最も近いことである。そこで、装置選択係数＝|１−（出来栄え値／機差係数）|という指標を導入して、この装置選択係数が最もゼロに近いロットをその時点の装置が、まず処理すべきものとして処理が実施される。残ったロットは、装置状態が処理につれて順次変化してゆくので、ロットが１つ処理にかかる度に上記の装置選択係数を算出して、装置選択係数の小さいものから処理にかかってゆく。表２によれば、ロット番号ＯＡが最も小さく、このロットを選択して処理することになる。なお、上記の寸法検査では、図２４および図２５に示すように「残し寸法」を測定した場合の装置選択係数を導出する方法を示したが、エッチされて消失した部分の「抜き寸法」で機差係数や出来栄え値を導出する場合がある。機差係数を抜き寸法で導出した場合には、装置選択係数＝|１−（出来栄え値×機差係数）|として、ゼロに近いロットを処理対象に選択する。
【００９１】
上記の制御方法を実施したことによる効果を表３に示す。
【００９２】
【表３】

【００９３】
表３には、ドライエッチ後の写真検査で得られた、一定期間内の寸法の３シグマ（３σ）が示されている。本プロセス制御装置を導入しない場合に得られる３σは、例えば、期間イでは０．０３８μｍであったものが、０．０２８μｍとなり、０．０１μｍの大幅減少が得られた。他の期間についても、大幅なばらつき減少効果が得られた。この結果、歩留り向上が得られるばかりでなく、品質向上によって製品の経済的価値を高めることができた。また、１ランク上の微細加工処理も可能となった。
【００９４】
（実施例２）
本実施例は、図２２において、写真製版処理を制御対象とする例である。この写真製版処理では、ロット特性として前工程での反射率を用いる。また、装置状態として写真製版後の寸法検査における抜き寸法を用いる。ただし、この場合の装置状態は上記の実施例１とは異なり、装置状態係数は求めず、別の形で本制御に取り入れられる。図２６は、反射率と写真製版処理により抜かれた部分の寸法との関係を示す。反射率および抜き寸法は規格化表示されている。反射率が低いことはレジスト膜が薄いことを意味し、同じ露光量で露光すると、抜き寸法は大きくなってしまう。すなわち、図２６から、反射率が大きくなるにしたがい、線形に抜き寸法が小さくなる傾向が認められる。この反射率と抜き寸法との関係は、他の要因が変われば変化するが、そのような変化は装置状態としてフィードバックされ常に最新の関係が格納されている。例えば、反射率が大きくても、抜き寸法が従来より大きくなった最新のデータが得られた場合、露光量はこの最新のデータを３点移動平均等に取り入れて、修正される。
【００９５】
図２７は、本発明のプロセス制御装置を適用して、露光量を調節した結果を示す図である。図２７の左側は、相対反射率が１．０〜１．２の範囲にあり、露光エネルギＥｄを２０．７ｍＪとして、相対寸法平均０．７８３５を得た。各ウエハの値はばらつきが少なく揃っている。また、右側は下地膜である窒化膜の厚さが厚くなり反射率が低下した場合の抜き寸法とそのばらつき３σを示すグラフである。本発明の制御装置を用いなければ、このように低い相対反射率では、相対抜き寸法は０．９くらいのものとなるはずであった。しかし、上記の装置状態のフィードバックにより露光量を制御することにより、相対反射率の高い左側のロットと比べて、ほとんど同じ相対抜き寸法が得られた。
【００９６】
したがって、上記のプロセス制御装置を用いることにより、設定ミス等の明確な理由がある反射率の変動があっても、そのような事態に対処して、目標通りまたはそれに近い抜き寸法を得ることができる。このため、歩留り低下を防止して製品価値を向上させることが可能となる。また、同じ加工装置を用いて１ランク上の精度の加工を行うことが可能となる。
【００９７】
上記において、本発明の実施の形態および実施例について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態および実施例は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態および実施例に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含む。
【００９８】
【発明の効果】
本発明のプロセス制御装置を用いることにより、処理条件の変更のリスクを負わずに、また、高い生産性を維持したままその時点の装置状態にとって相性の良いロット選択を行うことによって高精度の超微細加工処理を施すことが可能となる。また、ロット選択のみでは高精度が期待できない場合には、処理条件の変更を行って、柔軟な対応をすることができる。また、製品ごとに処理条件を変更したり、ロット特性のみに基づいてロット選択や処理条件の変更を行う簡便できめ細かい制御を行うことができる。品質を最大限重視する場合には、ロット側から装置を選択してきわめて高精度の超微細加工を施すことも可能である。さらに、製品１単位を領域に区分して、領域ごとに最適な処理条件を設定することも可能である。この結果、大きな歩留り向上が得られるだけでなく、精度の向上により製品価値を高めることができる。さらに、設備を更新することなく、１ランク上の微細加工を実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１におけるプロセス制御装置の構成図である。
【図２】図１におけるプロセス制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】処理フローの概略を説明する図である。
【図４】ロット投入のフローチャートである。
【図５】検移票テーブルのデータ内容を示す図である。
【図６】搬送先選択のフローチャートである。
【図７】ロット選択のフローチャートである。
【図８】制御工程テーブルのデータ内容を示す図である。
【図９】フィードフォワードロットデータ収集テーブルのデータ内容を示す図である。
【図１０】装置状態テーブルのデータ内容を示す図である。
【図１１】ＦＡ端末入力テーブルのデータ内容を示す図である。
【図１２】処理／検査条件決定のフローチャートである。
【図１３】チップグループのデータ内容を示す図である。
【図１４】制御条件選択テーブルのデータ内容を示す図である。
【図１５】処理／検査開始指示のフローチャートである。
【図１６】品質データ収集のフローチャートである。
【図１７】フィードフォワード装置データ収集テーブルのデータ内容を示す図である。
【図１８】品質チェックのフローチャートである。
【図１９】工程完了処理のフローチャートである。
【図２０】処理条件を変更する場合の３つの基準例を説明する図である。
【図２１】領域別処理条件設定の考え方を説明する図である。（ａ）は半導体ウエハの領域区分けを示す図である。（ｂ）は領域別処理の設定の仕方を示す図である。（ｃ）は予想される処理結果を示す図である。（ｄ）は領域別に処理条件を設定できない処理装置の領域別能力を示す図である。（ｄ）のような領域別の装置特性を有する場合、（ｂ）に示す特性のロットを選択することが望ましい。
【図２２】実施例にあげる２つの処理工程を説明する図である。
【図２３】実施例１の処理工程の酸化膜ドライエッチを中心に各工程を示した図である。
【図２４】エッチングのレジストパターンを形成した段階の断面図である。
【図２５】エッチング実施後の断面図である。
【図２６】実施例２における反射率と抜き寸法との関係を示す図である。
【図２７】実施例２における各ウエハの反射率、相対抜き寸法およびそのばらつきを示す図である。
【符号の説明】
１プロセス制御装置、２ＦＡ計算機、３品質制御用サーバ、４基準情報格納部、５収集データ格納部、６端末入力装置、１１ロット投入部、１２搬送先選択部、１３ロット特性導出部、１４装置状態導出部、１５ロット選択部、１６処理条件変更部、１７処理／検査制御部、１８品質データ収集部、３５ウエハの中央領域、３６ウエハの周縁領域、２１レジスト、２２被エッチング膜、２３Ｓｉ基板、７５装置制御端末、８０処理装置、９０検査装置、９５搬送手段、Ａレジストパターンの被覆部寸法、Ｂ被エッチング膜パターンの膜部寸法。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a process control apparatus for controlling a processing apparatus for processing an object to be processed (hereinafter referred to as “product”) in a manufacturing process of a semiconductor device or a liquid crystal display device. In particular, the present invention relates to a process control apparatus that evaluates in real time the ability of a processing apparatus that changes according to processing and enables high-precision ultrafine processing.
[0002]
[Prior art]
In various semiconductor devices such as DRAMs, processing results often vary because fine processing close to the limit accuracy of a processing apparatus for manufacturing these semiconductor devices is performed. When microfabrication processing varies, there is a problem that the performance degradation cannot be known until the semiconductor chip is tested even if there is a factor that degrades the performance of the semiconductor chip on the wafer subjected to the variation processing. was there. In order to solve this, in each processing step, what kind of processing each processing apparatus has performed is automatically recorded, and based on this recorded data, simulation of impurity implantation and shape formation, and semiconductor chip A proposal has been disclosed in which a simulation is performed, an optimum manufacturing condition is obtained based on the simulation result, and recipes in the subsequent steps are automatically set (Japanese Patent Laid-Open No. 63-249328). If this technique is applied, when a defective process is performed in the middle of the completion of the semiconductor chip, it becomes possible to perform a corrective process for preventing the performance degradation in the process after the next process.
[0003]
Further, even in a processing process to which control is applied, there is a case where control is artificially applied based on data obtained by inspection after the processing. For this reason, human factors are involved in the control, and optimization control and high accuracy control over a plurality of processes are particularly difficult. In order to solve this problem, the following proposal (Japanese Patent Laid-Open No. 60-200301) has been made. That is, a series of manufacturing processes are configured by combining each processing step and measurement step of the semiconductor device manufacturing process, and each processing step is to be adaptively controlled or feedforward (FF) controlled by data obtained in the measurement step. is there. Moreover, it is comprised so that the conditions of the process process before and after each process process can be controlled based on the data and design value which were obtained at the measurement process. By using this technique, control of each processing step is automated, and optimization control between a plurality of processing steps becomes possible. As a result, it is possible to obtain higher control accuracy and improved yield.
[0004]
In recent years, in order to increase manufacturing efficiency, a manufacturing line in which a plurality of processing apparatuses are arranged in parallel in one processing step is often provided. In such two or more processing steps of different production lines, there is disclosed a proposal that when the same apparatus is used in the same lot, the same apparatus should be used for the same lot (Japanese Patent Laid-Open No. 6-168865). Issue gazette). By this method, each lot is processed by the same apparatus in different processing steps, and it becomes possible to obtain good characteristics.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The miniaturization of semiconductor devices is becoming increasingly sophisticated, and there is an increasing tendency to increase the size of manufacturing equipment in order to reduce manufacturing costs. The processing conditions in each processing step are also finely adjusted, and high-precision ultra-fine processing is performed under the balance of many factors. For such a processing apparatus, changing the processing conditions bears the risk that a deterioration factor that may be referred to as a side effect appears with the change. Further, as a result of increasing the degree of miniaturization, even if the same processing conditions are set, the capability of the processing apparatus varies with a certain tendency every time one process is executed. When the processing conditions are changed as needed, the processing results according to the target value or close to the target cannot be obtained unless the processing conditions are changed by taking into account the fluctuations in the capacity of the processing apparatus.
[0006]
Further, when a plurality of processing devices arranged in parallel are used in two or more different processing steps, even if a method using the same processing device for the same lot (JP-A-6-168865) is adopted, a recent semiconductor It is insufficient for the high-precision ultra-fine processing required for manufacturing the device. In ultrafine processing, it is not obvious whether it is optimal to combine the same processing equipment with the same lot. It is also envisaged that better results can be obtained by combining different processing equipment in the same lot. Therefore, it is impossible to follow the recent trend of ultra-miniaturization only with the control technology based on the above-mentioned idea.
[0007]
Accordingly, a first object of the present invention is to perform high-precision micromachining without incurring the risk of changing the processing conditions. When necessary, the processing conditions are changed for the first time. It is an object of the present invention to provide a process control apparatus capable of performing the above. Furthermore, it provides a flexible process control device that can change the processing conditions for each product that constitutes a lot according to the type of processing, or can select a lot or change the processing conditions based only on the previous history. For the purpose.
[0008]
In addition, as described above, as a result of sophistication of microfabrication of semiconductor devices, the conventional method of grasping the entire product as a unit limits the portion that falls within the target range to a narrow portion and reduces the yield. May occur. Accordingly, a second object of the present invention is to provide a process control apparatus that ensures a large yield by dividing a product into a plurality of areas and grasping the history (characteristics) for each area.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The process control apparatus according to claim 1 of the present invention is a process control apparatus of a processing apparatus that performs processing on a product divided into a plurality of lots. This process control device is based on the processing result of the product processed by the processing device. latest The processing apparatus evaluation means for evaluating the capability of the processing apparatus and the processing apparatus evaluation means latest Based on the capacity of the processing equipment and the characteristics of multiple lots, Select lots with characteristics that tend to be contrary to the ability of modern processing equipment to deviate from processing equipment goals without changing processing equipment processing conditions Lot selection means.
[0010]
With this configuration, the processing apparatus can select a lot having a good compatibility at that time from a plurality of lots. The processing apparatus that has performed the lot selection processes the lot according to the predetermined processing conditions. At that time, it is of course possible to change the processing conditions. However, in the case of performing ultra-fine processing, the change of the processing conditions affects a part that is not considered, and there is a risk that defective processing is performed. The processing that is as close to the target as possible with respect to the lot without incurring such a risk is the opposite of the ability (characteristic) to deviate from the target of the processing device without changing the processing conditions. Select and process lots with characteristics. For example, when using an etching apparatus in which the control process is an etching process and has an etching rate that is higher in the lateral direction of the pattern than the average value at that time, the resist pattern interval from a plurality of lots is a target value. Choose a narrower lot. Etching by the apparatus in the above state is over-etching, but when the resist pattern interval is narrow as in the lot described above, a groove having a width close to the target is formed.
[0011]
The state (capability) of the etching apparatus is measured in the inspection after the etching process for the preceding product, and the history storage means reflects the new measurement value as the number of processes increases. The above-mentioned processing device evaluation means usually derives while updating the device capability by taking a moving average of several new data so as to reflect the latest device capability. Alternatively, only the latest data may be used.
[0012]
As described above, there has never been a control idea for selecting an optimum lot for an apparatus immediately before processing. By applying this control concept, it is possible to perform a target value or a process close to the target value without incurring a risk of occurrence of a deterioration factor due to a change in control conditions at an unexpected place. For this reason, the yield improvement can be obtained by suppressing the variation between lots. Furthermore, the reliability of ultra-fine processing is improved, and compared with the case where this control device is not used, ultra-fine processing that is one rank higher using the same device without making a large investment in equipment and purchasing a new device. Processing can be performed.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the process control apparatus according to the first aspect, further comprising history storage means for storing a history that is information related to a processing result of the product processed by the processing apparatus, the history being the plurality of the above-described history records. Includes lot characteristics.
[0014]
With this configuration, it becomes easy to compare the processing results over a plurality of processing steps, and the control of the processing steps can be improved both quantitatively and qualitatively. In addition, since the information regarding the processing result of each processing step is collectively fetched between the processing steps, it can be easily applied to other production lines. This history storage means may be divided into a characteristic storage means for storing measurement data and a processing step storage means for storing processing conditions, which is more suitable for organizing a huge amount of data. The above history includes the following history in addition to the processing / inspection conditions and processing / inspection results in the normal process.
(A) Monitor inspection data: For example, when processing is performed in units of 100 wafers (25 lots, 4 lots) as in the diffusion processing step, three dummy wafers are added, for example, upper, middle, lower One wafer is arranged at each position, and a total of 103 wafers are processed. This diffusion process is given a batch number associated with the four lot numbers. The wafer thickness is measured only for the three dummy sheets. The three dummy thickness dimensions are recorded as the processing results in the batch number of the diffusion process, and the thickness dimensions are also recorded in the four lot numbers. As described above, the data of the processing process that is not processed for each lot number can be used as the history of the lot.
(B) Photo reproduction lot data: In the photoengraving process, as a result of measuring the pattern dimensions after applying a resist and aligning the mask, if redoing is performed for each wafer, the redoed wafers are batched and redoed. . That is, a reproduction lot number is assigned, and the previously applied resist is peeled off, and re-application is performed to perform photolithography. After the photoengraving process, the reprocessed wafer joins the population (lot) again, and the process proceeds with the mother lot. The history of the wafer to which the reproduction lot number is assigned in the photoengraving process should be recorded as the history of the redo process in the photoengraving process, and the redo process condition is actually recorded. Therefore, process control is also performed on the redoed wafer based on the redo processing conditions.
[0015]
Further, when the above-described process control device of the present invention is applied in the redo processing step for the regenerated lot made of redo products, the redo processing can be controlled using the collected data of the previous process collected in the mother lot. That is, the processing device in the redo processing step of the regenerated lot made of redo products is also an application target of the process control device of the present invention.
[0016]
In the process control device according to claim 3, the claim Item 2 Process multiple lot characteristics in of A lot characteristic grasping means for grasping from the history of the process prior to the process is further provided.
[0017]
With this configuration, it is possible to appropriately grasp the characteristics of a plurality of lots to be processed by numerical values. For example, the lot characteristic grasping means derives a performance value representing the performance that fluctuates above and below the reference value according to the value of the history, using the target value of the history as the reference value for the history of the previous process of the lot. Can do. In addition, the above-described processing device evaluation unit positions, as a device having a reference value, a device that has a target processing result for the value obtained from the history of the preceding product, and increases or decreases the reference value according to the value. It is possible to derive a machine difference coefficient that represents the degree of the ability of the apparatus that fluctuates in the range. Further, the lot selecting means can select a lot from among the lots whose quotient or product of the difference coefficient with respect to the quality value is close to the quotient or product of the reference value of the difference coefficient with respect to the lot reference value. . With such a configuration, lot selection can be automatically performed by the latest objective number. Depending on the type of processing step, the processing result in that step is evaluated based on the remaining size of the portion left by the processing or the extracted size of the portion lost by the processing. The evaluation value based on the remaining dimension and the evaluation value based on the blank dimension have a substantially inverse relationship. In both cases, lot selection is performed based on the remaining dimensions, and lot selection is performed based on the quotient.
[0018]
The lot characteristics include not only the properties and dimensions of the products obtained in a plurality of inspection processes, but also the processing apparatuses, processing conditions, raw materials, etc. in a plurality of previous processes and those reflecting them. Similarly, the capability of a device reflects the characteristics of a plurality of pre-processes and post-processes of a product processed by the device, or reflects the characteristics. In this description, “information about processing result”, “history”, “ability”, “characteristic”, and “state” may be used interchangeably. When the above device capability is an index obtained by calculation using raw data instead of raw data, a value calculated using an arbitrary history from the previous process to the current position of the subsequent process is used. be able to.
[0019]
In the process control device of claim 4, the

claim

2 or 3 The control apparatus includes a reference information storage unit, and the reference information storage unit determines whether to collect data in the history storage unit for the lot control method in the processing, the conditions for changing the processing conditions, and the processing. It has information.
[0020]
By adopting the above configuration, this process control device is independent of the central part of control such as (a) retention of collected data, (b) selection of optimum processing conditions, and (c) selection of optimum device as one system. It becomes the composition made to do. For this reason, it becomes possible to incorporate this process control apparatus also in different FA systems, and versatility improves. In addition, since the control method of each processing apparatus such as a film forming apparatus and an etching apparatus is different for each apparatus, each apparatus is included in this process control apparatus so that it can be controlled uniformly. It is desirable that a control terminal is arranged.
[0021]
In the process control device according to claim 5, in the control device according to claim 4, the processing conditions in the processing device are: processing apparatus of Capacity and lot of Processing condition changing means for changing for each lot according to the relationship with the characteristics is further provided.
[0022]
When it is difficult to expect a good result simply by selecting a lot that is compatible with the device at the time of processing, or when a characteristic failure is expected because priority is given to not creating an empty state of the device, etc. Change processing conditions. When such processing conditions are inevitably changed, the expectation of improvement is greater than the risk that the characteristics of the lot deteriorate due to the change of the processing conditions. As a result, it is possible to execute processing that is close to or close to the target value while maintaining a high operating rate of the apparatus. In addition, some apparatuses have no difference between apparatuses, and in such a case, the processing condition is changed so that a processing result is obtained according to or close to the target value.
As a result, the precision of the fine processing can be improved.
[0023]
In each processing apparatus, the processing condition depends on the recipe code corresponding to the recipe that defines a series of conditions for the processing method or the condition parameter for the processing factor that can change the processing method, depending on the condition setting method of each apparatus. Is set. For this reason, the processing condition changing means changes the recipe code of the device or changes the processing parameter of the device according to the condition setting method of each device.
[0024]
The process control device according to claim 6 is characterized in that, in the control device according to claim 4 or 5, the characteristics of the products constituting the lot with respect to the processing device that performs processing for each product; processing apparatus of Product control changing means for changing processing conditions for each product according to the relationship with the capability is further provided.
[0025]
As microfabrication becomes more sophisticated, the number of processing steps in which target accuracy cannot be obtained by lot-by-lot control increases. In such a processing step, the control for each product constituting the lot is performed as described above. By adopting this product control means, variation within a lot is reduced, and it becomes possible to achieve a processing accuracy of one rank higher using the same apparatus. Using this product control means, all products constituting one lot may be uniformly processed under the same processing conditions.
[0026]
In the process control device according to claim 7, in the control device according to any one of claims 4 to 6, of Depending on the characteristics only, lots in the processing equipment of Simple control means for performing either one or both of selection and change of processing conditions for each lot is further provided.
[0027]
With this configuration, it is possible to set lot selection and processing conditions, for example, only by knowing the equipment, raw materials, processing conditions (recipe, processing code), etc. used in the previous process without deriving equipment capabilities. it can. Further, the range of the characteristics of the previous process can be divided, and the processing conditions (recipe, processing code) can be set according to the range. Such a control is sufficient for a simple process. For this reason, setting of processing conditions becomes simple, and occurrence of mistakes and the like can be suppressed.
[0028]
The process control device according to claim 8 is the control device according to any one of claims 4 to 7, wherein the product is compared with the processing device that performs processing for each product. of Per product, depending on characteristics only Of processing equipment Simple product control changing means for changing processing conditions is further provided.
[0029]
With this configuration, even when the processing conditions are changed for each product, the processing conditions can be easily changed according to only the product characteristics without evaluating the apparatus capability immediately before the processing.
[0030]
In the process control device according to claim 9, in the control device according to any one of claims 1 to 8, the processing is performed. Do For a plurality of processing devices of the same type arranged in parallel, the characteristics of the lot to be processed and a plurality of processing devices arranged in parallel Similar Depending on the capabilities of the processing equipment, the processing equipment for which the lot is to be processed Similar Select from processing equipment Dress It further includes a position selection means.
[0031]
With this configuration, it is possible to select an optimum apparatus for a lot in a processing step in which a plurality of apparatuses having large differences in apparatus capabilities are arranged in parallel, and it is possible to perform highly accurate processing.
[0032]
In the process control device of claim 10, the claim 2 In the control device according to any one of 9 to 9, the processing device evaluation means takes into consideration the unstored lot that has not been collected in the history storage means among the lots processed by the processing device. The processing apparatus predicting means for predicting the capacity of the processing apparatus by taking in the change that occurs in the capacity of the processing apparatus by the above processing is further provided.
[0033]
Usually, it takes several hours to several days until the inspection is performed after the processing in the control process is completed, and lot processing is continuously performed during these hours to several days. During these several hours to several days, a film is formed thick in the film forming process according to the number of processed lots, the etching characteristics change, and the apparatus capability changes with time. This change in equipment capability over time has not been a problem so far, but since the processing has become too fine, subtle changes in etching characteristics have a major impact on the quality of the product. Yes. With the above-described configuration, it is possible to derive the capability of the apparatus immediately before the control target lot is subjected to the control process in consideration of the change with time. As a result, high-precision microfabrication is possible, and a high yield can be maintained.
[0034]
A process control device according to an eleventh aspect of the present invention is the control device according to any one of the first to tenth aspects, further comprising a processing device capability input means capable of manually inputting the capability of the processing device.
[0035]
This manual input allows you to input the ability based on the updated values and the actual measured values that are empirically known when periodic and temporary repairs are performed and the equipment capacity is updated. This is because it is possible to grasp the capability of a simple device and bring the processing result close to the target value. By adding such manual input means, it is possible to perform process control that can appropriately cope with any situation, and it is possible to improve yield and productivity.
[0040]
A process control apparatus according to a twelfth aspect of the present invention is a process control apparatus of a processing apparatus that performs processing on a product divided into a plurality of lots. The process control device includes a history storage unit that stores a history for each product area, which is information related to a processing result of a product processed by the processing device; Stored in the history storage means Processing device evaluation means for evaluating the latest capability of each processing device from the history, and processing of Before the process Process Lot of Includes characteristics According to the relationship between the history and the capacity of each latest processing device evaluated by the processing device evaluation means ,place Without changing the processing conditions of the physical device ,place Latest deviation from the goal of science equipment Where The characteristics of the physical equipment have the opposite tendency to the ability by area. B Lot selection means for selecting a batch.
[0041]
Lot characteristics are often biased with a certain tendency depending on the area of the product constituting the lot. The degree of this deviation varies greatly depending on the equipment, so by selecting the optimal lot according to the capacity of the equipment immediately before processing, wafers with characteristics averaged over the entire product can be obtained without incurring the risks associated with changes in processing conditions. Obtainable. For this reason, a large number of good chips can be obtained, so that the yield during the production from the product, for example, a wafer to a chip can be improved. As a result, the value of the product can be improved. In addition, the same apparatus can be used to perform fine processing on one rank.
[0042]
The process control device according to claim 13 is the processing device according to claim 12, wherein the history of a plurality of lots by region is processed. of Before the process Craft A lot characteristic grasping means for grasping from the history is further provided.
[0043]
With this configuration, it is possible to derive an index for control suitable for the processing from the previous history, and it is possible to perform fine processing with higher accuracy.
[0044]

Claim

14 In the process control device of

claim

12 or 13 In the control apparatus, the product is a semiconductor wafer, and the semiconductor wafer is divided into a plurality of regions.
[0045]
In the case of a wafer, when the characteristics change concentrically, the characteristics often change in accordance with the first to fourth quadrant areas divided by a crosshair with the center as the origin. Since what kind of region is to be classified varies depending on the type of processing apparatus and the like, it is very different. An appropriate region shape is set according to the processing device, a history for each region is obtained, and appropriate control such as correction of the distribution for each region of the characteristic is performed. As a result, the characteristics in the wafer can be very small in variation, and the market value of the wafer can be improved.
[0046]

Claim

15 In the process control device of claim 12-14 In any of the control devices, a reference information storage unit is provided, and the reference information storage unit should collect a lot control method for the process, a condition for changing the process condition, and a history for each area regarding the process. Information.
[0047]
With the above configuration, a huge amount of data for each region can be stored in the storage means in a unified manner, and can be used as needed during processing in each processing step. Can be incorporated into the process. For this reason, in spite of a fine and precise control method, versatility is improved and it is possible to easily incorporate it into a processing process without making a major change.
[0048]
In the process control device of claim 16, in the control device of claim 15, the processing conditions in the processing device are: Processing equipment By region of Processing condition changing means for changing for each lot in accordance with the relationship between the capability and the characteristics of each lot area is further provided.
[0049]
With the above configuration, processing conditions (recipe code, processing parameters, etc.) can be set in consideration of the history for each region. For this reason, it is possible to improve yield and reliability of ultrafine processing. In addition, it is possible to perform a fine processing process one rank higher using the same apparatus.
[0050]
18. The process control device according to claim 17, wherein the control device according to claim 15 or 16 is a product. of For the processing equipment that processes in units, the characteristics of the products that make up the lot Processing equipment By region Noh Product processing changing means for changing processing conditions for each product in accordance with the relationship with force is further provided.
[0051]
By changing the processing conditions for each product, fine control can be performed, and finer processing with higher accuracy can be performed.
[0052]
The process control device according to claim 18 is the control device according to any one of claims 15 to 17, wherein the lot is classified by region. of Depending on the characteristics only, lots in the processing equipment of Simple control means for performing either one or both of selection and change of processing conditions for each lot is further provided.
[0053]
With the above configuration, it is possible to easily perform highly accurate and flexible control according to the nature of the processing process.
[0054]
The process control device according to claim 19 is the control device according to any one of claims 15 to 18, wherein the product according to the region is different from the processing device that performs processing for each product. of Simple product control changing means for changing processing conditions for each product according to only the characteristics is further provided.
[0055]
Since most of the processes to which the process control apparatus of the present invention is applied are automated processing steps, setting processing conditions for each product is no different from changing processing conditions for each lot. For this reason, it becomes possible to carry out fine processing with high accuracy with a simple method.
[0056]

Claim

20 In the process control device of claim 15-19 Any one of the control devices further includes a region-by-region changing means for changing the processing condition for each region.
[0057]
By setting processing conditions for each area, processing according to the characteristics of the area becomes possible, and product characteristics are greatly improved. For this reason, it is possible to perform a higher level of fine processing using the existing apparatus without updating the conventional apparatus. In an automated processing process, it is easy to set processing conditions for each region, and high-level microfabrication can be easily performed without updating expensive equipment.
[0058]
In the process control device according to claim 21, in the control device according to any one of claims 12 to 20, I do Multiple similar types arranged in parallel processing Processing target for the device Territory By region Lot of Multiple arranged in parallel with the characteristics Similar Depending on the area-specific capabilities of the processing equipment, multiple lots of processing equipment should be processed for the lot. Similar Device selection means for selecting from the processing device is further provided.
[0059]
Since the optimum device selection for the lot can be performed based on the data for each region, precise device selection can be performed.
[0060]

Claim

22 In the process control device of claim 12-21 In any one of the control devices, the processing device evaluation means considers an unstored product that has not been collected in the history storage means among products processed by the processing device, and processes the unstored product. The processing apparatus predicting means is further provided for predicting the capacity of each processing apparatus according to the region, taking into account the change in the capacity of each processing apparatus.
[0061]
With the above configuration, it is possible to predict the device capacity for each region immediately before processing, change processing conditions for each region, and select lots using values that are closer to the actual capability. Reliability can be further improved.
[0062]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0063]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a system configuration diagram according to the first embodiment. In FIG. 1, the processing device 80 and the inspection device 90 are controlled by the process control device 1 of the present invention. Since the production line to which the system control apparatus is applied is a semiconductor wafer processing line, the processing apparatus includes a processing apparatus that performs processes such as photolithography, diffusion, ion implantation, and etching.
[0064]
The process control device 1 includes an FA computer 2, a quality control server 3 attached to the FA computer, an apparatus control terminal 85, a reference information storage unit 4, a collected data storage unit 5, and a terminal input device 6. included. The processing condition setting method in each processing apparatus is different, but broadly divided into two methods: a recipe code designation method and a processing parameter setting method. In the recipe code designation method, a series of processes in the processing apparatus is given as a recipe, and if the user designates a recipe code, a series of processes corresponding to the recipe code can be performed. On the other hand, in the processing parameter setting method, it is possible to set processing parameters having a great influence on a series of processing results in the processing apparatus.
[0065]
The reference information storage unit 4 stores information related to the processing flow such as processing conditions performed in each processing apparatus for each chip name which is the product type to which the lot belongs. The information regarding the processing flow includes setting of the processing step, processing method in the processing step (whether product control means, simple control means are used, etc.), a recipe code or a processing parameter corresponding to the processing condition setting method of each processing apparatus. It is out. In a certain processing process, designation of a history of a plurality or a single previous process to be used in the lot characteristic grasping unit and designation of a history from the previous process to the subsequent process to be used in the processing apparatus evaluation unit are also included. Furthermore, the relationship between the lot characteristics and the apparatus capability when changing the process conditions, the apparatus to be used in the control process corresponding to the apparatus in the previous process, the process conditions, the characteristic range, etc. are determined in advance in the reference information storage unit 4. Stored. In addition, the result of the processing step to be stored in the collected data storage unit is also specified.
[0066]
The collected data storage unit 5 can collect and store product characteristic data in an arbitrary processing step of the entire production line. Examples of product characteristic data include measurement results measured in the inspection process. Further, the next data may be stored in a storage means such as a QC data storage unit separately. However, as in the present embodiment, the collected data storage unit 5 stores the product data together with the product characteristic data. You may remember. That is, data such as the lot number to which the product belongs, the number of the processing apparatus and the inspection apparatus actually processed or inspected in all the processing steps, the raw materials used for the processing, the processing conditions of the processing apparatus and the inspection conditions of the inspection apparatus are In the present embodiment, it is stored in the collected data storage unit 5. As described above, a recipe code or a processing parameter is input as the processing condition according to the condition setting method of the processing apparatus.
[0067]
The terminal input device 6 is a device for inputting the capability of the processing device based on measurement data and experience data when the processing device is periodically repaired and the capability is updated.
[0068]
In addition, the apparatus control terminal 75 is provided so as to be able to uniformly handle various signals that differ depending on the processing apparatus in order to use many different processing apparatuses from different manufacturers. In the present embodiment, the process control apparatus does not include the transfer instruction unit, but may include it.
[0069]
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the process control apparatus in the present embodiment. The lot input unit 11 causes the lot to obtain a lot (inspection slip) number and a processing flow from the reference information storage unit 4 based on the product type name (chip name) of the input lot. The transport destination selection unit 12 specifies an apparatus on which the lot is processed from the lot number and the processing flow, and searches for and specifies a stocker (shelf) for the apparatus that is the transport destination. The lot characteristic grasping unit 13 reads the previous history (characteristics) effective for the control process from the collected data storage unit 5 based on the instruction instruction of the file related to the control process stored in the reference information storage unit 4 and performs necessary calculations. To obtain the performance value which is the lot characteristic. Although not shown, when the simple control means (not shown) is used, the simple control means obtains the processing conditions (including raw materials) and the processing device number in the preprocessing step from the collected data storage unit 5. Sometimes called. Further, the processing device evaluation unit 14 reads the characteristics of the processing result before and after the processing step from the collected data storage unit 5 based on the instruction of the file stored in the reference information storage unit, performs the calculation, and uses the device capability. A certain machine difference coefficient is derived at the time of processing. The optimum lot selection unit 15 calculates a device selection coefficient based on the above-described lot characteristics and device capability, and selects a lot that can easily produce a target processing result for the processing device when processing is performed. Further, the processing condition changing unit 16 changes the processing condition when it is necessary to change the processing condition stored in the reference information storage unit 4 based on the numerical value or the like. Based on this processing condition, the processing / inspection control unit 17 performs control of processing by the apparatus and inspection for evaluating the processing result. When the processing and the inspection are completed, the quality data collection unit 18 stores the inspection result and the like in the collected data storage unit 5 based on the instruction of the reference information. The changed processing conditions are collected and stored in the collected data storage unit 5. Even if there is no change, the collected data storage unit 5 stores the processing conditions actually processed.
[0070]
Next, a process control method according to the lot flow will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining the outline of the lot processing flow. In the process control apparatus of the present invention, an arbitrary process can be selected as a process to be controlled. In FIG. 3, by designating the product type (product name) at the time of lot insertion (M1), according to the control method in each process on the processing flow set at the time of lot injection (a) The control is performed while determining whether (b) what kind of control is applied, (c) whether history collection is performed, or the like. Moreover, in the process in which control is performed, control is implemented by each step of M1-M8 shown in FIG.
[0071]
FIG. 4 is a flowchart showing the lot input processing flow. A lot is inserted by designating a chip name (product type) (S1), and an SPW (inspection slip T1) is acquired by the chip name (S2). In the SPW (inspection slip), the chip name and the inspection slip number are entered. In the following description of the flowchart, the contents of data exchanged in each process are shown beside the process. Thereafter, the inspection slip table T2 corresponding to the inspection slip number is read to obtain next process information (S3). Based on this next process information, the transport destination of the lot is selected (S4). FIG. 5 is a diagram showing data contents of the inspection slip table. FIG. 5 shows a device group in the feedforward control process, a method for calculating the characteristics of the device, and a data collection process necessary for the calculation. Further, the inspection slip number and serial number are omitted. FIG. 6 shows a flowchart for selecting a transport destination. After the transport destination search is started (S5), the device group shown in the inspection slip table is specified in the next process search (S6). In the present embodiment, the conveyance instruction means is provided in another device, but it is of course possible to include it. The lot is not directly sent to the device group, but is temporarily stored in a shelf (stocker) arranged in the device area and is in a state of waiting for processing. Therefore, after specifying the apparatus group of the next process, the next process apparatus stocker is searched (S7). The search is first performed on the device group table T3, which is a sub-table of the inspection slip table. When the device to be processed is known, the device table T4 of the device is next searched to identify the stocker for the device. Next, the process proceeds to lot selection (S8) from the apparatus. Lot selection from the apparatus is a control mode for increasing the operation rate of the apparatus, and there is a lot priority mode for selecting a processing apparatus with the highest priority on lot characteristics as another control mode. Whether or not to perform lot selection from the processing apparatus is already included in the reference information.
[0072]
FIG. 7 is a flowchart for selecting a lot from the apparatus. When this lot selection is performed, a plurality of lots are placed in the stocker in a process waiting state. First, the inspection slip table is read to detect whether or not feedforward control is to be performed (S9). If the feedforward control is to be performed, the device capacity is derived from the actual lot (preceding lot) (S12). When deriving, first, a chip group name is specified in the chip group T9, and the control process table T5, the feedforward lot data collection table T6, and the standard parameter table T7 are read based on the chip group name. The feed forward lot data collection table also stores product characteristics or quality values of a plurality of lots waiting to be processed. 8 to 10 show data contents of the control process table T5, the feedforward lot data collection table T6, and the apparatus state table T8. The control process table of FIG. 8 includes formulas for calculating performance values, which are specific numerical values of lot characteristics, formulas for updating and calculating device status, relational formulas for predicting device status from the number of previous lots not yet stored, and the like. It is stored. Further, the feed forward lot data collection table describes the collection process name, the processed device, the type of history data, and the date and time registered in the collected data storage unit (FIG. 9). Also, the device status table stores the device name used in the control process and the machine difference coefficient calculation method, which is a specific example of the device status, taking into account the influence of an unstored preceding lot. Furthermore, since it is updated when a new history is stored, the update date and time is recorded (FIG. 10). In FIG. 7, when there is no preceding actual lot, the apparatus state is derived from the measured values such as dummy (S13). The measurement data can be manually input to the FA terminal input table T8 by the terminal input device 6. As shown in FIG. 11, the FA terminal input table can manually input the etching rate of the processing apparatus. In FIG. 7, the apparatus state and the lot characteristics (performance value) are compared, and the optimum lot from the viewpoint of the apparatus is selected from the lots waiting in the stocker (S14). In this lot selection, data stored in the apparatus state table and the feedforward lot data collection table are read. As a matter of course, this selection does not consider the length of the waiting time of the lot, it is processed in order from the lot that is compatible with the device status at that time, and the remaining lots are changed to the device status that changes according to the processing. It will be processed in order from the one with better compatibility. Since the processing is performed for all lots, the processing conditions are changed for the lots that require the processing conditions to be changed. The mode in which the processing device is selected mainly for the lot is selected when the processing is completed in a certain process, the characteristics of the processing result are obtained by inspection, and the characteristics are within the range defined in advance by the reference information. If it is within the range, it is transported to the designated processing device and processed by the processing device. In the process in which this apparatus selection is targeted, each processing apparatus often has a small variation in the apparatus state over time and a large variation in the apparatus state between the processing apparatuses. If lot-based device selection is not performed as described above, but lots are processed by a processing device specified in the inspection slip table and feedforward control is not performed, lot priority is given to the lot. Selection is performed (S10), and the process inspection conditions are determined (S15).
[0073]
Next, processing conditions and inspection conditions for the combination of the above processing apparatus and lot are determined. FIG. 12 is a flowchart showing a processing flow for determining processing conditions and inspection conditions. After starting the processing condition search, it is determined whether or not to perform feedforward control (S16). This determination is described in the inspection slip table. If the inspection slip table is read and set, feedforward control is performed. In the case of YES, after reading the chip group T9 which is the product type and specifying the chip group of the lot, the control method applied to the chip group set in the control condition selection table T10 is specified. . 13 and 14 show the data contents of the chip group and the control condition selection table. The chip name is written in the chip group, and the control condition selection table stores information such as a selection ID necessary for changing the control process, apparatus, and processing condition corresponding to the chip name group. Then, control conditions are selected by each control method. By selecting the selection ID, a combination of the control process table T5 and another table is determined, and control conditions are set (S18). That is, any one of the control condition table T11 including the lot performance value, the control condition table T12 including the previous process control code, the control condition table T13 including the previous process parameter, and the control code parameter table T14 is combined with the control process table T5. Thus, the control condition is set. Thereafter, a processing / inspection start instruction is awaited. On the other hand, when the feedforward control is not performed, the control condition is selected by a normal method set in the reference information (S19). In this selection, the control condition is selected by reading the control condition selection table T10 stored in the reference information storage unit. Thereafter, as in the case of performing the feedforward control, a processing / inspection start instruction is awaited.
[0074]
FIG. 15 shows a flowchart of processing / inspection. After starting the processing / inspection start instruction, the determined processing conditions are transmitted to the apparatus (S22). Thereafter, the lot is processed and inspected. Thereafter, quality data obtained by inspection is collected. FIG. 16 is a flowchart showing quality data collection processing. In the processing data collection from the apparatus (S25), the lot number, processing apparatus name, raw material, processing conditions, processing parameters, inspection conditions, etc. listed as data to be collected are entered in the feed forward lot data collection table T6. Next, it is determined whether to collect data for performing feedforward control (S26). When the processing / inspection data is used in feedforward control, the processing / inspection data is stored in the collected data storage unit 5. This instruction is described in feedforward control of the inspection slip table, which is reference information. When performing data collection, feedforward data collection is performed (S27), and the data is stored in the feedforward lot data collection table T6. The stored data includes, for example, a collection process, a processing apparatus name, a processing condition, a processing parameter, and the like for each lot name. Various measurement results of the processing results are also recorded. Further, (a) monitor inspection data in a processing step in which processing is not performed for each lot number is also recorded so as to correspond to the lot number. That is, for example, in the case of processing in units of 100 wafers (25 lots, 4 lots) as in the diffusion processing step, for example, three dummy wafers are added, one at each of the upper, middle, and lower positions. Arrange and process a total of 103 wafers. This diffusion process is given a batch number associated with the four lot numbers. The wafer thickness is measured only for the three dummy sheets. The three dummy thickness dimensions are recorded as the processing results in the batch number of the diffusion process, and the thickness dimensions are also recorded in the four lot numbers. As described above, the data of the processing process that is not processed for each lot number is recorded as the history of the lot and can be used for the control of the lot selection and the like. Also, in the case of (b) photo reproduction lot data, the actual processing history is recorded in association with the wafer and used for control. That is, in the photoengraving process, as a result of measuring the pattern dimensions after applying the resist and aligning the mask, when redoing each wafer, the redoed wafers are put together and redoed. The wafers to be redone are collected, given a reclaim lot number, the previously applied resist is peeled off, reapplied, and photolithography is performed. After the photoengraving process, the reprocessed wafer joins the population (lot) again, and the process proceeds with the mother lot. The history of the wafer to which the reproduction lot number is assigned in the photoengraving process should be recorded as the history of the redo process in the photoengraving process, and the redo process condition is actually recorded. Therefore, process control is also performed on the redoed wafer based on the redo processing conditions.
[0075]
Further, when the process control apparatus of the present invention is applied to the redo processing step for the regenerated lot made of redo products, the redo processing can be controlled using the collected data of the previous process collected in the mother lot. In other words, the processing device in the redo processing step of the reworked lot made of the redo product is, of course, an application target of the process control device of the present invention.
[0076]
The feedforward device data collection table T16 stores processing steps, processing lots, and processing conditions for each processing device name. FIG. 17 shows the data contents of the feedforward device data collection table. Thereafter, a quality check is performed. On the other hand, when data collection for feedforward control is not performed, a quality check is immediately performed.
[0077]
FIG. 18 shows a quality check flowchart. After starting the quality check, a standard check is performed (S29). At the time of this standard check, the standard is read in the standard table and the standard is checked. Thereafter, various checks are performed, and process completion processing is performed. FIG. 19 is a flowchart of the process completion process. After starting the process completion process, a next process search is performed (S33). In the next process search, the inspection slip table is read and the inspection slip number is designated to specify the serial number, the process, and the device group. Thereafter, the own data is updated and the transport destination is selected (S35).
[0078]
FIG. 20 is a diagram illustrating three types of cases when processing conditions are changed.
Case 1 shows a case where the recipe code, which is the processing condition, is changed from the lot quality value and the device capability (machine difference coefficient). Case 2 shows a case where the recipe code is changed only from the lot quality value. Case 3 shows a case where the recipe of the processing process is changed from the recipe used in the previous process. All of the relationships that serve as references in changing the processing conditions are stored in the reference information storage unit as reference information.
[0079]
By using the above-mentioned process control device, it is possible to carry out the processing in the control process while suppressing variations by applying feedforward control to the lot characteristics and applying feedback control to the processing device. . In addition, an appropriate processing method can be flexibly used according to the properties of the processing steps, and it is possible to efficiently and easily perform control in each of a wide variety of processing steps.
[0080]
As a result, a large yield improvement can be achieved in the manufacture of a semiconductor device such as a DRAM. In addition, it is possible to perform a microfabrication process at a level one level higher than that of the original target microfabrication process. That is, by using the above-mentioned process control device in a production line for 64 MB DRAMs, fine processing required for 128 MB or 256 MB DRAMs or semiconductor devices such as next-generation system LSIs other than these DRAMs can be performed. It becomes possible.
[0081]
(Embodiment 2)
The process control apparatus according to the second embodiment uses a process control apparatus configuration similar to the configuration shown in FIG. 1 used in the first embodiment. The major difference is that the measured data in the product history is data for each region. The processing condition is set for each area when the processing apparatus can set the processing condition for each area, and the processing condition is simply set for a processing apparatus that cannot be set for each area. FIGS. 21A to 21C are views showing the concept of processing condition setting when processing conditions are set for each region. In FIG. 21 (d), processing conditions cannot be set for each area, but the product characteristics for each area can be grasped and the processing conditions can be set in consideration of the product characteristics and the defects of the processing apparatus. It is a figure which shows the way of thinking in the case of selecting a lot according to the bag. FIG. 21A is a diagram showing a region in which characteristics are almost divided in a semiconductor wafer. FIG. 21B is a diagram showing how to process the processing conditions when the characteristics are substantially divided by region. When the characteristics change as shown by the solid line in FIG. 21A in the central region and the peripheral region of the semiconductor wafer, in the processing step, when processing is performed as controlled by the broken line in FIG. The processing result shown in FIG. 21C is obtained. In addition, when the product characteristics are grasped for each region and the processing conditions of the processing apparatus are set according to the product characteristics or lot selection is performed according to the processing apparatus, the apparatus capability is as shown in FIG. In case of (ii), select the above lot. By this lot selection, it is possible to obtain a uniform processing result with little variation over the entire wafer. For convenience of explanation, FIG. 21 shows a graph in which the characteristics are continuous over the areas. However, the characteristics for each area are not discrete graphs as shown in FIG. is there.
[0082]
By grasping lot characteristics for each area and equipment characteristics for each area as described above, processing results can be changed over the entire wafer by selecting lots, changing processing conditions, or changing processing conditions for each area. It becomes easier to enter the target range. For this reason, the yield can be improved, and as a result of the reduced variation, it is possible to perform fine processing above the target level.
[0083]
【Example】
Next, two examples to which the process control apparatus shown in the first embodiment is applied will be described. FIG. 22 is a diagram showing two processing steps to which the process control is applied. One processing step is an oxide film dry etching step (Example 1), and the other is a photolithography process step (Example 2).
[0084]
Example 1
In FIG. 22, in the dry etching of Example 1, the quality value of the lot is calculated using the dimensions obtained by the inspection after photoengraving as the characteristics of the lot.
[0085]
FIG. 23 is a diagram showing processes before and after the oxide film dry etching process. As shown in FIG. 23, for the oxide film dry etching process, dimensions obtained by development inspection using a scanning electron microscope (SEM) are used as lot characteristics. Similarly, the CD loss dimension obtained by SEM photo inspection is used as the apparatus state. CD loss is defined using FIG. 24 and FIG. FIG. 24 is a view for explaining dimension measurement at the time of resist development inspection. In the development inspection, the dimension A of the resist portion covering the portion of the film to be etched that is not etched during dry etching is measured. In the photo inspection after dry etching is performed, the dimension B of the portion of the film to be etched that has not been dry etched is measured. CD loss is defined as CD loss = | dimension A during development inspection−dimension B | during photo inspection. The CD loss and the etching rate may or may not have a correlation. In the dry etching of the oxide film mentioned here, it has been confirmed that there is a correlation between the etching rate and the CD loss, and the CD loss is used as an index of the etching rate of the apparatus. Table 1 shows the characteristics of the preceding lot processed by one apparatus EK120 of this oxide film dry etching process.
[0086]
[Table 1]

[0087]
In Table 1, photographic inspection dimensions (partially) are described for lot numbers KA to KG arranged from top to bottom in the processing order. CD loss is also displayed. In Table 1, the average (3L) represents a three-point moving average of CD loss. Therefore, the latest moving average value of CD loss is 0.0195 μm in the bottom column. This latest value is used as the apparatus state at the time of lot selection. Since the target CD loss is 0.02 μm, when the target value is normalized as 1, the capability of the apparatus EK120 is displayed as (0.0195 / 0.02) = 0.9750. This 0.9750 is the machine difference coefficient of this apparatus EK120 at this time.
[0088]
On the other hand, there are 10 lots waiting for processing of the apparatus EK120 from OA to OJ. These 10 lots are shown in Table 2.
[0089]
[Table 2]

[0090]
Table 2 shows the development dimensions (partial) of the photoengraving results and the average values for each lot. The target dimension for this dimension is 0.25 μm. In order to standardize this target dimension to 1, the average value of each lot is divided by the target value of 0.25 μm to obtain the quality value of each lot. The performance value of each lot varies up and down around 1. A criterion for selecting a lot from the apparatus is that the quotient obtained by dividing the lot performance value by the machine difference coefficient is closest to 1. Therefore, an index of device selection coefficient = | 1− (performance value / machine difference coefficient) | is introduced, and processing is performed assuming that the device at that time should first process the lot whose device selection coefficient is closest to zero. Is done. Since the remaining lot sequentially changes as the apparatus is processed, the apparatus selection coefficient is calculated each time one lot is processed, and the process starts with the one with the smallest apparatus selection coefficient. According to Table 2, the lot number OA is the smallest, and this lot is selected for processing. In the above dimensional inspection, as shown in FIG. 24 and FIG. 25, the method for deriving the device selection coefficient when the “remaining dimension” is measured is shown. In some cases, a machine difference coefficient or a performance value is derived. When the machine difference coefficient is derived as a blank size, a lot close to zero is selected as a processing target as apparatus selection coefficient = | 1− (performance value × machine difference coefficient) |.
[0091]
Table 3 shows the effect of implementing the above control method.
[0092]
[Table 3]

[0093]
Table 3 shows 3 sigma (3σ) of a dimension within a certain period obtained by a photo inspection after dry etching. The 3σ obtained when this process control apparatus is not introduced is 0.028 μm, for example, which was 0.038 μm in the period A, and a large decrease of 0.01 μm was obtained. In other periods as well, a significant variation reduction effect was obtained. As a result, not only was the yield improved, but the economic value of the product could be increased by improving the quality. In addition, it is possible to perform fine processing processing one rank higher.
[0094]
(Example 2)
The present embodiment is an example in which the photoengraving process is controlled in FIG. In this photoengraving process, the reflectance in the previous process is used as the lot characteristic. In addition, as an apparatus state, a blanking dimension in a dimensional inspection after photolithography is used. However, the device state in this case is different from that in the first embodiment, and the device state coefficient is not obtained and is incorporated into the present control in another form. FIG. 26 shows the relationship between the reflectance and the size of the portion extracted by the photolithography process. Reflectance and blank dimensions are standardized. A low reflectance means that the resist film is thin, and if the exposure is performed with the same exposure amount, the extraction dimension becomes large. That is, from FIG. 26, it is recognized that the extraction dimension tends to decrease linearly as the reflectance increases. The relationship between the reflectivity and the extraction size changes if other factors change, but such a change is fed back as the apparatus state and the latest relationship is always stored. For example, even if the reflectivity is large, when the latest data having a larger extraction dimension than before is obtained, the exposure amount is corrected by incorporating this latest data into a three-point moving average or the like.
[0095]
FIG. 27 is a diagram showing the result of adjusting the exposure amount by applying the process control apparatus of the present invention. On the left side of FIG. 27, the relative reflectance is in the range of 1.0 to 1.2, the exposure energy Ed is 20.7 mJ, and a relative dimension average of 0.7835 is obtained. The values of each wafer are aligned with little variation. Further, the right side is a graph showing the extraction dimension and its variation 3σ when the thickness of the nitride film as the base film is increased and the reflectance is lowered. If the control device of the present invention was not used, the relative blanking size should be about 0.9 at such a low relative reflectance. However, by controlling the exposure amount by feedback of the above-mentioned apparatus state, almost the same relative blanking dimension was obtained as compared with the left lot having a high relative reflectance.
[0096]
Therefore, by using the above-described process control device, even if there is a change in reflectivity with a clear reason such as a setting error, it is possible to deal with such a situation and obtain a blank size as intended or close to it. it can. For this reason, it becomes possible to prevent a yield fall and to improve product value. In addition, it is possible to perform processing with higher accuracy by using the same processing apparatus.
[0097]
Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, the embodiments and examples of the present invention disclosed above are merely examples, and the scope of the present invention is the implementation of these inventions. However, the present invention is not limited to these forms and examples. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
[0098]
【The invention's effect】
By using the process control apparatus of the present invention, it is possible to select a lot that is highly compatible with the apparatus state at that time without incurring the risk of changing the processing conditions and maintaining high productivity. Fine processing can be performed. Further, when high accuracy cannot be expected only by lot selection, the processing conditions can be changed to flexibly cope with it. In addition, it is possible to perform simple and detailed control for changing the processing conditions for each product, or selecting a lot or changing the processing conditions based only on lot characteristics. When quality is most important, it is possible to select a device from the lot side and perform ultra-fine processing with extremely high accuracy. Further, it is possible to divide one unit of product into regions and set optimum processing conditions for each region. As a result, not only a large yield improvement can be obtained, but also the product value can be increased by improving the accuracy. Furthermore, it is possible to carry out the fine processing of one rank without updating the equipment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a process control apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a process control apparatus in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of a processing flow.
FIG. 4 is a flowchart of lot input.
FIG. 5 is a diagram showing data contents of an inspection slip table.
FIG. 6 is a flowchart of transport destination selection.
FIG. 7 is a flowchart of lot selection.
FIG. 8 is a diagram showing data contents of a control process table.
FIG. 9 is a diagram showing data contents of a feedforward lot data collection table.
FIG. 10 is a diagram showing data contents of a device state table.
FIG. 11 is a diagram showing data contents of an FA terminal input table.
FIG. 12 is a flowchart of processing / inspection condition determination.
FIG. 13 is a diagram showing data contents of a chip group.
FIG. 14 is a diagram showing data contents of a control condition selection table.
FIG. 15 is a flowchart of a processing / inspection start instruction.
FIG. 16 is a flowchart of quality data collection.
FIG. 17 is a diagram showing data contents of a feedforward device data collection table.
FIG. 18 is a flowchart of quality check.
FIG. 19 is a flowchart of a process completion process.
FIG. 20 is a diagram illustrating three reference examples for changing processing conditions.
FIG. 21 is a diagram illustrating the concept of setting processing conditions for each region. (A) is a figure which shows area division of a semiconductor wafer. (B) is a figure which shows the setting method of the process according to area | region. (C) is a figure which shows the process result anticipated. (D) is a diagram showing the capacity of each processing apparatus in which processing conditions cannot be set for each area. In the case of having the device characteristics for each region as shown in (d), it is desirable to select a lot having the characteristics shown in (b).
FIG. 22 is a diagram illustrating two processing steps given in an example.
FIG. 23 is a diagram showing each process centering on oxide film dry etching in the processing process of Example 1;
FIG. 24 is a cross-sectional view of a stage where an etching resist pattern is formed.
FIG. 25 is a cross-sectional view after performing etching.
FIG. 26 is a diagram showing the relationship between reflectance and extraction dimension in Example 2.
FIG. 27 is a diagram showing the reflectivity, relative removal size, and variation of each wafer in Example 2.
[Explanation of symbols]
1 Process control device, 2 FA computer, 3 Quality control server, 4 Reference information storage unit, 5 Collected data storage unit, 6 Terminal input device, 11 Lot input unit, 12 Transport destination selection unit, 13 Lot characteristic deriving unit, 14 Device state deriving unit, 15 lot selecting unit, 16 processing condition changing unit, 17 processing / inspection control unit, 18 quality data collecting unit, 35 wafer central region, 36 wafer peripheral region, 21 resist, 22 film to be etched, 23 Si substrate, 75 device control terminal, 80 processing device, 90 inspection device, 95 transport means, A resist pattern covering portion dimension, B etching target film portion dimension.

Claims

A process control device of a processing device that performs processing on an object to be processed (product) divided into a plurality of lots,
Processing device evaluation means for evaluating the latest capability of the processing device from the processing result of the product processed by the processing device;
Based on the latest capability of the processing device evaluated by the processing device evaluation means and the characteristics of the plurality of lots, the latest that deviates from the target of the processing device without changing the processing conditions of the processing device. A process control device, comprising: a lot selection means for selecting the lot having a tendency opposite to that of the processing device.

The process control device according to claim 1, further comprising history storage means for storing a history that is information relating to a processing result of a product processed by the processing device, wherein the history includes characteristics of the plurality of lots.

The process control device, the characteristics of the plurality of lots, further comprising a batch characteristic grasping means for grasping from the history of the process prior to the treatment step, the process control device according to claim 2.

The process control device includes reference information storage means, and the reference information storage means should collect data in the history storage means regarding the lot control method in the processing, the conditions for changing the processing conditions, and the processing. The process control apparatus according to claim 2 , further comprising information on whether or not

The process control device, the processing conditions in said processing unit further comprises a processing condition changing means for changing for each of the lots in accordance with the relationship between the characteristics of capacity and the lot of the processing apparatus, according to claim 4 Process control device.

The process control device to the processing unit that performs processing for each of the products, in accordance with the relationship between the characteristics and capabilities of the processing unit of the product constituting the lot, processing conditions for each of the products The process control apparatus according to claim 4, further comprising product control changing means for changing.

The process control device in accordance with only the characteristics of the lot, further comprising a simple control means for performing either or both of the change, the process conditions for each selection and the lot of the lot of the processing device, The process control apparatus according to claim 4.

The process control device, the processing unit that performs processing for each of the products, in accordance with only the characteristics of the product, further comprising a simple product control changing means for changing the processing conditions of said processing device for each of the products A process control apparatus according to any one of claims 4 to 7.

The said process control device, with respect to the processing device of the plurality of the same type arranged in parallel performing the processing, the capacity of the processing unit of the plurality of the same type which are characteristic and parallel arrangement of the lot to be processed further comprising a process control device according to claim 1, the apparatus selecting means for selecting a processing unit to the lot are processed from said processing apparatus several of the same type according to.

Said processing device evaluating unit, of the already treated the lot in the processing unit, taking into account the lot of unstored that is not stored in said history storage means, the processing by the processing of the lot of the unstored The process control apparatus according to any one of claims 2 to 9, further comprising a processing apparatus predicting unit that predicts the capacity of the processing apparatus by taking in a change that occurs in the capacity of the apparatus.

The process control device further includes a processing unit capacity input means for inputting manually the ability of the processing device, the process control apparatus according to any one of claims 1 to 10.

A process control device of a processing device that performs processing on an object to be processed (product) divided into a plurality of lots,
A history storage means for storing area-specific history is information on the processing result of the products processed by the processing device,
Before Ki履 history stored in the history storage unit, a processing unit evaluating means for evaluating a region-specific capabilities of the latest of the processor,
Depending on the relationship between the regional capacity of Latest the processing apparatus were evaluated by the history and the processor evaluating means including a characteristic of the lot of the previous step from the processing step, the processing conditions of said processing device A process control device comprising: a lot selection means for selecting the lot having characteristics opposite to the region-specific ability of the latest processing device that deviates from the target of the processing device without changing the target.

The process control device, a region-specific history of the plurality of lots, further comprising a batch characteristic grasping means for grasping from the history as previous engineering from the processing step, the process control apparatus according to claim 12.

The process control apparatus according to claim 12 or 13, wherein the product is a semiconductor wafer, and the semiconductor wafer is divided into a plurality of regions.

The process control device includes a reference information storage unit, the reference information storage unit, a control method of a lot in the process, conditions for changing the processing conditions, and whether to collect the history for that process The process control apparatus according to claim 12, comprising information.

The process control device, the processing conditions in said processing unit further comprises a processing condition changing means for changing for each of the lots in accordance with the relationship between the region-specific history of the the region-specific capabilities of the processing unit lot The process control apparatus according to claim 15.

The process control device, the processing unit that performs processing in units of the product, the process conditions for each of the products according to the relationship between the region-specific capability and regional history of the product of the processing device The process control apparatus according to claim 15, further comprising a product process changing unit to change.

The process control device in accordance with only the characteristics of the realm by the lot, changing the processing conditions for each selection and the lot of the lot of the processing apparatus, a simple control means for performing either or both of The process control device according to claim 15, further comprising:

The process control device further includes the processing unit that performs processing for each of the products, in accordance with only the characteristics of the realm by the product, a simple product control changing means for changing the processing conditions for each of the products The process control apparatus according to any one of claims 15 to 18.

The process control device according to any one of claims 15 to 19, further comprising a region-specific change unit that changes the processing condition for each region.

Wherein the process control device, with respect to the processing device of the plurality of the same type arranged in parallel performing the processing, the processing of the characteristics and parallel distributed multiple of the same type of regional of the lot to be processed device depending on the region-specific capabilities, the process according to which the lot further comprising a device selection means for selecting from the processor of multiple homologous to the processing unit to be processed, claim 12 to 20 Control device.

Said processing device evaluating unit, among the products that are processed by the processing unit, taking into account the product of unstored that are not data collected in said history storage means, the processing apparatus by the processing of the products of the unstored incorporating changes that occur realm different capabilities, further comprising a processor predicting means for predicting a realm-specific capabilities of the processing unit, the process control apparatus according to any one of claims 12 to 21.