JP4584531B2

JP4584531B2 - 異物モニタリングシステム

Info

Publication number: JP4584531B2
Application number: JP2002225692A
Authority: JP
Inventors: 英利西山; 稔野口; 哲也渡邉; 卓明関口
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2022-08-02
Also published as: US7499157B2; US20120002196A1; JP2004071671A; US20040021856A1; US8045148B2; US20070165212A1; US8254662B2; US20090177413A1; US7196785B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体等の製造ラインにおける多数のプロセス処理装置内に設けられた異物モニタ用光学ヘッドから検出される異物検出信号を入力して基本システムで一括処理する異物モニタリングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
異物モニタリングシステムに関する従来技術としては、特開平５−２１８１６３号公報（従来技術１）、特開平６−２５８２３９号公報（従来技術２）、特開平８−２５０３８５号公報（従来技術３）および特開平８−２５０５６９号公報（従来技術４）が知られている。
【０００３】
従来技術１及び２には、半導体製造工程の量産ラインにおいて、小形異物モニタを処理装置の入出力口或いは処理装置間の搬送系に設置し、小形異物モニタからの異物データを異物管理システムに取り込むことにより、異物管理を枚葉で行うインライン異物モニタシステムについて記載されている。また、従来技術３及び４には、プロセス処理装置に設置された異物モニタによりプロセス処理装置内のプロセス処理前後のワークへの付着異物状態を計測し、該計測されるワークへの付着異物状態を着工ロット単位又はワーク単位で管理し、この管理されたワークへの付着異物状態に基づいてプロセス処理装置へのワークの投入を制御するオンマシン異物モニタシステムについて記載されている。
【０００４】
また、小形異物モニタの従来技術としては、特開平８−１４５９００号公報（従来技術５）が知られている。この従来技術５には、真空処理室とローダ及びアンローダとの間に設置された搬送ロボットのロボットアームの可動範囲に小形異物モニタを設ける技術が記載されている。また、特開平５−２５９２５９号公報（従来技術６）には、被処理物を搬入搬出するロードロック室と、被処理物に対してプロセス処理する処理室と、異物モニタを設置した検査室と、これらロードロック室、処理室及び検査室との間で被処理物を受け渡しする搬送手段を備えた搬送室とからなる真空処理装置が記載されている。
【０００５】
また、特開平６−２７５６８８号公報（従来技術７）には、異物検査装置、外観検査装置、プローブ検査装置を各解析ステーション経由で外観不良解析装置に接続し、さらに製品設計サポートシステム及びデータ入力ターミナルを上記外観不良解析装置に接続することによって、外観不良解析装置が、プローブ検査装置から得られるフェイルビットデータを異物検査装置から得られる異物検査データ及び外観検査装置から得られる外観欠陥検査データと突き合わせることによって因果関係を究明する半導体ウエハ等の不良解析技術が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
最近、半導体チップは、システムＬＳＩのように超微細な回路パターンを形成した多数の機能を有する回路ブロックで構成され、益々高価なものになってきている。さらに、このような半導体チップを配列させる半導体ウエハは、広径化され、一枚の半導体ウエハは更に高価なものになってきている。そのため、半導体デバイスの製造ラインにおいて、プロセス発塵を早期に（最低限のウエハ枚数で）発見してプロセス発塵によるドカ不良を防止することが製造ラインの歩留り向上に非常に重要である。
【０００７】
また、半導体ウエハを完成するためには、非常に多数の製造プロセス（代表な製造プロセスとしては、フォトプロセス、成膜プロセス、エッチングプロセス、ＣＭＰプロセスなどがある。）を経て製造される。一方、半導体ウエハを不良にする大きな原因としては、各プロセス装置（エッチング装置、スパッタ装置、ＣＶＤ装置、露光装置等）内で発生する異物が半導体ウエハ上に付着することにある。また、プロセス装置間は、基本的に半導体ウエハ上には、異物が付着しないようにクリーンな雰囲気にあるカセットに収納されて搬送手段によって搬送されている。そのため、従来技術３、４に記載されているように、各プロセス処理装置内において半導体ウエハ上に付着する異物を見付けるオンマシン異物モニタが必要となる。
【０００８】
しかしながら、上記従来技術３、４には、半導体製造ラインを構成する多数のプロセス装置内に小形で安価なオンマシン異物モニタを設置した場合の半導体製造ライン全体について異物モニタシステム構成について充分配慮されていない。
【０００９】
本発明の第１の目的は、上記課題を解決すべく、半導体等の製造ラインを構成する多数の主要なプロセス処理装置内に小形で安価な異物モニタを設置した場合において、製造ライン全体について最適化をはかった異物モニタリングシステムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、主要な複数のプロセス処理装置で構成される製造ラインにおいて被処理物を処理する処理工程の工程管理を行う工程管理手段と、前記主要な複数のプロセス処理装置の各々に、被処理物に対して光を照射する照射光学系及び前記被処理物からの反射散乱光を受光して検出画像信号に変換する検出光学系を備えた光学ヘッドと該光学ヘッドの検出光学系で変換された検出画像信号を検出デジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有する異物モニタ手段と、前記各異物モニタ手段に関する識別情報並びに前記工程管理手段から得られるプロセス処理情報及び被処理物情報を含む制御情報を得る制御部と、前記各異物モニタ手段から得られる検出デジタル画像信号を前記各異物モニタ手段に対応させて入力して格納するバッファメモリ部と、前記各異物モニタに対応させた検査レシピを格納するデータベースと、前記バッファメモリ部から得られる各異物モニタに対応させた検出デジタル画像を基に、前記データベースから前記制御部からの制御情報を基に選択された前記各異物モニタ手段に対応させた検査レシピに基づいて被処理物上における異物等の欠陥の発生状態を判定する画像信号処理部と、前記前記画像信号処理部で判定された被処理物上での欠陥発生状態と過去検査されてサンプリングされた履歴異物分布データである不良解析リファレンスデータとを比較して前記被処理物上に発生した異物の分布の状態から発塵源の推定を行い該推定した発塵源の発塵の状態が異常であると判定されたときに異常と推定された発塵源の情報を出力するデータ解析処理部とを有する基本システムとを備えて構成したことを特徴とする異物モニタリングシステムとした。
【００１３】
また、本発明は、前記主要な複数のプロセス処理装置の各々は、被処理物に対してプロセス処理する処理室と、被処理物を収納したカセットが外部から搬入・搬出されるカセット室と、前記処理室と前記カセット室との間をクリーンな雰囲気で繋げて前記被処理物を搬送する搬送室とを有して構成されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記搬送室内に、前記異物モニタの光学ヘッドを設置して構成したことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記主要な複数のプロセス処理装置の各々は、被処理物に対してプロセス処理する処理室と、被処理物を収納したカセットが外部から搬入・搬出されるカセット室と、前記処理室と前記カセット室との間をクリーンな雰囲気で繋げる前記被処理物を搬送する搬送室および小形のクリーン環境室とを有して構成されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記小形のクリーン環境室内に、前記異物モニタの光学ヘッドを設置して構成したことを特徴とする。また、本発明は、前記クリーンな雰囲気としてクラス２０以下であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、前記基本システムにおける前記画像信号処理部において、各異物モニタに対応させて被処理物上での欠陥分布を作成するように構成したことを特徴とする。また、本発明は、前記基本システムにおいて、更に、前記画像信号処理部で判定された被処理物上での欠陥発生状態と不良解析リファレンスデータとを比較して不良解析を行うデータ解析処理部を備えたことを特徴とする。また、本発明は、前記データ解析処理部で不良解析された結果を入出力端末に表示することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、前記基本システムにおける制御部は、各異物モニタに対応させた検査レシピを作成する機能を有することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２３】
本発明に係るオンマシン異物モニタシステムは、半導体デバイスの製造ラインにおいて、プロセス発塵を早期に（最低限のウエハ枚数で）発見してプロセス発塵によるドカ不良を防止するためのものであり、図1及び図２に示すように、小形異物モニタを簡素化して原価低減を図るために、各プロセス処理装置Ｐａ〜Ｐｍに設置された、必要最小限のハード構成を持った部品としての小形異物モニタ（光学ヘッド）１０ａ〜１０ｎと、多数の小形異物モニタ１０ａ〜１０ｎからのＡ／Ｄ変換されたデジタル画像信号を少なくとも受信する受信ポート２４１ａ〜２４１ｎ、各小形異物モニタの識別信号及び検査開始信号等を入力して製造ラインに配置された全てのプロセス処理装置Ｐａ〜Ｐｍで発生している異物について検出するための画像信号処理を行う画像信号処理部２１０、該画像信号処理の結果得られる異物検出信号をもとに異常を即座に判定してプロセス処理装置Ｐを停止させる指示を出すデータ解析処理を行うデータ解析処理部２２０を有する基本システム２０とで構成される。小形異物モニタ１０ａ〜１０ｎは、異物が発生する主要なプロセス処理装置Ｐａ〜Ｐｍに設置するものとする。特に、基本システム２０において、制御部２５０に稼働・待ちの監視機能を持たせたのは、プロセス処理装置Ｐ内に設置した搬送系も含む小形異物モニタ１０側では異物信号の検出処理および解析処理をしていないため、基本システム２０に検出信号がきていることを保障するためのものである。
【００２４】
次に、上記オンマシン異物モニタシステムを半導体デバイス製造プロセスに適用した場合について図２を用いて説明する。半導体デバイス製造プロセスは、例えば、プロセス処理装置Ｐａ１〜Ｐａ３が設置された工程Ａ、プロセス処理装置Ｐｂ１〜Ｐｂ２が設置された工程Ｂ、プロセス処理装置Ｐｃ１〜Ｐｃ３が設置された工程Ｃから構成されているものとする。そして、上記各プロセス処理装置Ｐａ１〜Ｐａ３、Ｐｂ１〜Ｐｂ２、Ｐｃ１〜ｐｃ３には、小形異物モニタ（光学ヘッド）１０ａ１〜１０ａ３、１０ｂ１〜１０ｂ２、１０ｃ１〜１０ｃ３がクラス２０以下のクリーンな雰囲気内に設置されている。これら各工程Ａ〜Ｃに亘って多数の光学ヘッド１０の入出力は、基本システム２０と接続するために、例えばネットワーク１２に接続される。また、各工程Ａ〜Ｃにおいて設置された各プロセス処理装置Ｐも工程管理システム３０と接続して工程管理をするために、例えばネットワーク１２に接続される。基本システム２０、工程管理システム３０、スタンドアローン形検査装置（通常の異物検査装置や外観検査装置等）で構成される計測装置群４０、及び半導体回路の動作試験を行う電気検査システム５０が上記ネットワーク１２に接続される。従って、基本システム２０は、各プロセス処理装置Ｐａ１〜Ｐｃ３に設置された小形異物モニタ（光学ヘッドを有する。）１０ａ１〜１０ｃ３から例えばネットワーク１２を介して受信ポート２４１ａ〜２４１ｎから常時入力された識別コードが付与されたデジタル画像信号をバッファメモリ２４０に保存し、該保存された識別コードによる各小形異物モニタに対応するデジタル画像信号を読み出して画像信号処理部２１０で各小形異物モニタに対応させて設定された処理条件で画像処理して異物信号を検出し、該検出された異物信号を基にデータ解析処理部２３０でウエハ単位若しくはロット単位で異物分布を作成することにより異常を即座に判定してそのプロセス処理装置を停止させる指示を出すなどのデータ解析処理を行う。
【００２５】
なお、図２は、製造工程順の一貫ラインについて示したが、工場内製造ラインであってもよく、同一プロセス処理装置であったもよい。一貫ラインの実施例としては、エッチャ、ＣＶＤ、コータ（Ｃｏａｔｅｒ）、デベロッパー等があり、基本システム２０は、より細かく異物発生についての管理をすることができ、損失を非常に少なくすることができる。また、工場内製造ライン全体に適用した場合、基本システム２０は、「工場全体」での総合的な異物発生についての管理を行うことができる。また、同一プロセス処理装置に適用した場合、基本システム２０は、異物発生についての「機差」の管理、プロセス処理装置の異常を発見することも可能となる。
【００２６】
上記オンマシン異物モニタシステムを工場間に適用した場合について図３を用いて説明する。各工場Ｓ、Ｔ、Ｕ内には、多数のプロセス処理装置からなる装置群Ｐｓ、Ｐｔ、Ｐｕが配列される。そして、各装置群内に設置された小形異物モニタ群１０ｓ、１０ｔ、１０ｕからは通信ケーブル６１ｓ、６１ｔ、６１ｕを介して各工場内の基幹通信ケーブル６２ｓ、６２ｔ、６２ｕに接続される。各工程管理システム３０ｓ、３０ｔ、３０ｕは、各工場内に設けられた基幹通信ケーブル６２ｓ、６２ｔ、６２ｕおよびプロセス処理装置群Ｐｓ、Ｐｔ、Ｐｕに接続され、各工場単位で管理されることになる。そして、各工場内の基幹通信ケーブル６２ｓ、６２ｔ、６２ｕは、工場間を接続するために、通信ケーブル６３ｓ、６３ｔ、６３ｕを介してインターネット等の通信網６４に接続され、通信網６４は、例えば検査装置メーカに配置された基本システム２０に接続されることになる。これにより、基本システム２０は、工場に跨って異物検出処理、プロセス処理装置群の異常検出・停止等のデータ解析を行うことができ、その結果、工場を跨っての異物発生状況の管理を行うことが可能となる。また、基本システム２０は、工場毎の異物発生状況等の情報やそれに基づく歩留りに関する情報をその工場に提供することが可能となる。
【００２７】
次に、本発明に係るオンマシン異物モニタシステムを構成する製造ラインを構成する主要なプロセス装置内に設置される搬送系も含む小形異物モニタ（光学へッドを有する。）１０の実施例について説明する。
【００２８】
小形異物モニタ１０の第１の実施例は、図４に示すように、レーザ光源等から構成された照明光源１１１、該照明光源１１１から出射された照明光を偏向させるＡＯ（音響光学）偏向器１１２、および該ＡＯ偏向器１１２で偏向される照明光を集光してウエハ１に対して垂直から大きく傾けた斜め方向から照射する集光レンズ１１３で構成された照明光学系１１０ａと、ウエハ１からの散乱反射光を集光する対物レンズ１２１、対物レンズ１２１から集光された反射光を結像する結像レンズ１２２、及び該結像レンズ１２２で結像された光像を受光して画像信号に変換し，更にＡ／Ｄ変換してデジタル画像信号１２４を出力する光検出器１２３で構成された検出光学系１２０ａとを備えた光学ユニット（光学ヘッド）１００ａと、ウエハ１を載置して移動させる搬送系１３０ａと、該搬送系１３０ａ、上記ＡＯ偏向器１１２、検査開始および検査の終了、並びに必要に応じて照明光源１１１からの照明強度を制御する制御装置１３５とを設けて構成される。このように、小形異物モニタは、制御回路も含めて簡素化されて低価格で構成される。
【００２９】
従って、第1の実施例によれば、図５に示すように、集光レンズ１１３により集光された照明スポット１１４は、ＡＯ偏向器１１２によりウエハ1上を照明光走査方向１１５に走査しながら、搬送系１３０ａによりウエハ搬送方向１３１に移動してウエハ1上のある指定された領域を２次元に走査される。その結果、光検出器１２３からは、各小形異物モニタの識別コードが付加された状態で上記領域から得られるデジタル画像信号１２４が出力されて基本システム２０の受信ポート２４１に入力されることになる。このある指定された領域は、各プロセス処理装置において指定すればよい。また、この第1の実施例の場合、搬送系１３０ａとして、ウエハ搬送方向１３１に移動できればよく、例えば、後述するように、ウエハ１をローダ又はアンローダ（ウエハカセット）と処理室との間を搬送するウエハ搬送用ロボットを用いることも可能である。即ち、第１の実施例は、ウエハ搬送用ロボットのハンドにウエハ１を搭載状態での異物検出に適用可能である。また、各小形異物モニタ１０から基本システム２０には、少なくとも検査開始信号が受信ポート２４１を介して識別コードと共に入力される。要するに基本システム２０の制御部２５０と小形異物モニタの制御装置１３５との間では、必要最小限の制御情報１３６の送受信（交換）となる。
【００３０】
小形異物モニタ１０の第２の実施例は、図６に示すように、回転ステージをもつプリアライメント位置での異物検出に適用可能である。プリアライメント位置では、プリアライメント光学系（図示せず）が存在するため、該プリアライメント光学系と干渉させないように、光学ユニット（光学ヘッド）１００ｂを配置するか、またはプリアライメント光学系も光学ユニット（光学ヘッド）１００ｂも互いに干渉しないように進退可能（移動可能）に構成すればよい。従って、第２の実施例は、光学ユニット１００ｂを進退させるための機構（光学ユニット移動方向１４１に移動させる光学ユニット搬送系１４０ｂ）を用いる場合を示している。搬送系１３０ｂとしては、プリアライメント（オリフラ合わせ）をするためのウエハを載置して回転させる回転ステージによって構成される。また、第２の実施例の場合、光学ユニット（光学ヘッド）１００ｂとしては、第１の実施例とほぼ同様に構成することが可能である。要するに照明光学系１１０ｂとしては、ＡＯ偏向器に代えて集光レンズ１１２’で構成することも可能である。また、検出光学系１２０ｂは、プリアライメント光学系（図示せず）と干渉するのを避けるため、正反射光が対物レンズ１２１の瞳に入射しない範囲で光軸を垂直から傾けて配置した。従って、第２の実施例によれば、図７に示すように、照明スポット１１４は、ウエハ上で予め指定された領域で、らせん状または円弧状に走査される。その結果、光検出器１２３からは上記領域から得られるデジタル画像信号１２４が出力されることになる。また、各小形異物モニタ１０から基本システム２０には、少なくとも検査開始信号が受信ポート２４１を介して識別コードと共に入力される。要するに基本システム２０の制御部２５０と小形異物モニタの制御装置１３５との間では、必要最小限の制御情報１３６の送受信（交換）となる。
【００３１】
小形異物モニタ１０の第３の実施例は、図８に示すように、搬送系を持たない固定ステージ１３０ｃに載置されたウエハ１のほぼ全面を一括検出する場合の実施例である。第３の実施例は、照明光源１１１’、照明光源１１１’からの光をウエハ全面を照射できるように光束を拡大する拡大光学系１１３’、及び拡大光学系１１３’からの拡大光束を反射させてウエハ全面を照射するハーフミラー１１５からなる照明光学系１１０ｃと、テレセントリック光学系１２１’、１２２、及びＡ／Ｄ変換回路を有するＴＶカメラ（検出器）１２３’からなる検出光学系１２０ｃとを有する光学ユニット（光学ヘッド）１００ｃを備えて構成される。従って、第３の実施例によれば、ＴＶカメラ１２３’からは、図９（ａ）に示す検出視野１４５ａを持ったウエハ全面一括検出デジタル画像信号１２４’が得られる。また、検出感度を向上するために、ＴＶカメラ（検出器）１２３’の画素サイズを小さくする場合は、図９（ｂ）に示すように、１回の撮像視野１４５ｂが小さくなるように、検出器或いはテレセントリック光学系の一部を動かすことが必要となる。
【００３２】
次に、小形異物モニタ１０を各種プロセス処理装置に設置する実施例について図面を用いて説明する。図１０は、バッジ処理方式（ＬＰ−ＣＶＤ、減圧ＣＶＤ等）のプロセス処理装置に対する小形異物モニタ１０を設置する箇所を示す。バッジ処理方式のプロセス処理装置１５０には、クリーンな雰囲気内にあり、ウエハ１が収納されたカセットがカセット内に異物が侵入しない状態（密封状態）で外部から搬入・搬出されるカセット室１５５と、前処理エリア部１５１と、バッチ式処理室１５２とが設けられ、ウエハ１を、カセット室１５５、前処理エリア１５１、バッチ式処理室１５２の間で搬送するウエハ搬送用ロボット１５３が設けられ、該ウエハ搬送用ロボット１５３でウエハを搬送する搬送室１５４は、排気されてクラス２０以下のクリーンな状態に維持されているので、ウエハ上に異物が付着する可能性は低い。ウエハをカセットと搬送室１５４との間で搬入／搬出する際、カセットのフロントに設けられたゲートが開閉されるかまたは容器からウエハをスロットに載置したエレベータが降下して開閉されることになる。そのため、ウエハ上に異物が付着する箇所としては、バッチ式処理室１５２内となる。従って、小形異物モニタ１０を設置する箇所としては、カセット室１５５からウエハ搬送用ロボット１５３によってウエハが搬送室１５４内に搬入・搬出される前の部分、バッチ式処理室１５２のゲートの前の部分、或いは前処理エリア部１５１が可能である。そして、小形異物モニタ１０の搬送系１３０ａとしては、ロボット１５３のアームの動きを利用すればよい。前処理エリア部１５１に回転ステージが用いられていれば、それを利用すればよい。
【００３３】
図１１は、シングルウエハのマルチチャンバ方式（Ｐ−ＣＶＤ，Ｄｒｙエッチング、スパッタリング等）のプロセス処理装置に対する小形異物モニタ１０を設置する箇所を示す。このプロセス処理装置１６０は、上記カセット室１５５と同様にクリーンな雰囲気にあり、ウエハを収納したカセットが設置されるカセット室１６４と５個の処理チャンバ１６１ａ〜１６１ｅと、ウエハ搬送用ロボット１６３が配置された搬送室１６２とから構成される。上記カセットとしては、８インチの場合、Standard Mechanical Interfaceと称され、１２インチ以上はFront Opening Unified Podと称される。
【００３４】
小形異物モニタ１０としては、上記カセット室１６４からウエハ搬送用ロボット１６３によってウエハが搬送室１６２内に搬入・搬出される前の部分、処理チャンバー１６１ｃ内、或いは処理チャンバー１６１ａに繋がった部分に設置することが可能である。小形異物モニタ１０を処理チャンバー１６１ａに設ける場合には、処理チャンバーの側壁に設けられた透明窓（図示せず）を通して内部に置かれたウエハを小形異物モニタで観察するように構成される。
【００３５】
図１２は、プロセス処理装置のウエハ移送室に繋げて設けた小形のクリーン環境内に小形異物モニタ１０を設置した場合を示す。小形のクリーン環境（ミニエンバイオロメント）室１７０は、プロセス処理装置１６０’のウエハ移送室１６５と各々カセットが置かれた複数のポート１７５との間をウエハ搬送用ロボット１７１で受け渡しをし、プリアライメント部１７２を有し、クラス２０以下のクラス１程度のクリーンな雰囲気で大気圧付近で形成されるものである。当然、複数のポート１７５の各々は、ウエハを収納してゲートを閉じて密封されたクリーンな環境を有する状態のカセットが、外部から搬送されて設置される場所である。ウエハ搬送用ロボット１７１は、クラス２０以下のクリーンな雰囲気にある複数のポート１７５の中の、ゲートが開かれた所望のポート内のカセットから、ウエハを小形のクリーン環境室１７０内に取り出して、まず、プリアライメントエリア部１７２まで持ち運び、その回転ステージ上に載置する。プリアライメントエリア部１７２では、ウエハのオリフラを例えば光学的に検出し、その向きが一定方向に向くように回転ステージを回転させてプリアライメントを行う。これによって、プリアライメント部１７２に載置されたウエハのオリフラ合わせが完了する。その後、ウエハ搬送用ロボット１７１は、プリアライメントが完了したウエハを持ち上げて、ウエハ移送室１６５内のステージ上に載置する。このように、ウエハ移送室１６５内のステージ上に載置されたウエハは、搬送室１６２内に設置されたウエハ搬送ロボット１６３によって持ち込まれて各処理チャンバ１６１ａ〜１６１ｅ間を搬送し、処理が終了したウエハは、ウエハ移送室１６５内のステージに載置されることになる。その後、小形のクリーン環境室１７０内のウエハ搬送ロボット１７１によりウエハ移送室１６５内のステージに載置されたウエハを取り出して所定のポートのカセットに収納し、ゲートを閉じることによって、密封されたカセットを外部（クリーン度がクラス１０００〜１００００程度の大気圧雰囲気）に搬出することが可能となる。
【００３６】
このような小形のクリーン環境室１７０が設けられる場合には、小形異物モニタ１０としては、小形のクリーン環境室１７０内の、回転ステージを持っているプリアライメントエリア部１７２またはウエハ搬送用ロボット１７１のアームが動作する範囲内に設置することが可能である。
【００３７】
図１３は、シングルウエハの連続方式（常圧ＣＶＤ、洗浄、レジスト塗布等）のプロセス処理装置に対する小形異物モニタ１０を設置する箇所を示す。プロセス処理装置１８０は、レジスト塗布などからなるプロセス処理室１８１と、露光装置などのプロセス処理室１８２と、現像などからなるプロセス処理室１８３と、それらの間においてウエハを移送するウエハ移送用ベルト１８４と、所望のカセット室１８５からウエハを取り出してプロセス処理室１８１へ搬入し、プロセス処理室１８３で処理されたウエハを所望のカセット室１８５内に搬入するウエハ搬送用ロボット１８６とから構成される。このように、プロセス処理装置１８０内は、上記小形のクリーン環境室１７０と同様なクラス２０以下のクラス１程度のクリーンな雰囲気で形成されている。そのため、異物が発生するのは、主に各プロセス処理室１８１〜１８３内である。そのため、小形異物モニタ１０が設置される箇所は、プロセス処理室の間又はウエハ搬送用ロボット１８６の移動端のクラス２０以下のクリーンな雰囲気で、大気圧若しくはその付近である。
【００３８】
図１４は、シングルウエハのマルチチャンバ方式（Ｐ−ＣＶＤ、Ｄｒｙエッチング、スパッタリング等）のプロセス処理装置に対する小形異物モニタ１０を設置する箇所を示す。このプロセス処理装置１６０’は、マルチチャンバ間に移送室１６５を設け、一方のマルチチャンバに複数のカセット室１６４を設けて構成される。小形異物モニタ１０としては、クラス２０以下のクリーンな雰囲気にある一方の搬送室１６２内、移送室１６５内、または他方の処理チャンバ１６１ｅ内に設置される。
【００３９】
図１５は、図１２に示す小形のクリーン環境室を拡大させたプロセス処理装置における小形異物モニタを設置する箇所を示す。このプロセス処理装置１８５は、図１２に示す小形のクリーン環境室を横長に拡大し、該拡大されたクラス２０以下の小形のクリーン環境１７０’に図１３に示すプロセス処理室群１８１〜１８４を並べたものである。ただし、小形のクリーン環境１７０’内には、複数のウエハ搬送用ロボット１７１を複数設けて構成する。小形異物モニタ１０としては、小形のクリーン環境１７０’内のウエハ搬送用ロボット（自走型搬送車でもよい。）１７１が移動可能な範囲に設置する。
【００４０】
図１６は、処理チャンバとウエハ搬送用ロボットが設置された小形のクリーン環境室とを対にしてウエハ台の移送経路に沿って並べられたプロセス処理装置における小形異物モニタを設置する箇所を示す。このプロセス処理装置１９０は、処理チャンバ１９１と小形のクリーン環境室１９３との複数の対を、ウエハ台１９５の移送経路１９４に沿って並べ、端部においてカセットが設置される場所１９６と上記移送経路１９４との間でウエハを移し変えるウエハ搬送用ロボット１９２を設けて構成される。そして、カセット設置場所１９６とベイ間の自走型搬送車等で構成されるカセット搬送システム(図示せず)との間で、カセットが移し変えられることになる。小形異物モニタ１０としては、ウエハ移動台１９５が移送する移送経路１９４上に設置されることになる。ウエハ搬送用ロボット１９２が設置された搬送室１９３はもとより、移送経路１９３もエアーカーテン等によりクラス２０以下のクリーンな環境が維持される。
【００４１】
図１７は、処理チャンバと小形のクリーン環境とカセット室とを対にして自走型搬送車の移送経路に沿って並べられたプロセス処理装置における小形異物モニタを設置する箇所を示す。このプロセス処理装置１９０’は、処理チャンバ１９１と小形のクリーン環境室１９３とカセット室１６４との複数の対を、自走型搬送車１９７の移動経路１９８に沿って並べ、端部においてカセットが設置される場所１９９を設けて構成される。そして、各小形のクリーン環境室１９３内には、ウエハを搬送するウエハ搬送用ロボット１９２と小形の異物モニタ１０が設置される。いずれにしても、各処理チャンバ１９１に接続された小形のクリーン環境室１９３及びカセット室１６４は、大気圧雰囲気で、クラス２０以下のクリーンな環境で構成される。そして、自走型搬送車１９７は、クラス１０００〜１００００程度である場所１９９と各カセット室１６４との間を密封状態のカセットについて搬送することになる。
【００４２】
以上説明したように、プロセス処理装置にクラス２０以下のクリーンな環境が維持される小形のクリーン環境室１７０、１９３を設け、該小形のクリーン環境室１７０、１９３内に小形異物モニタ１０を設けるのが好ましい。
【００４３】
次に、図１〜図３に示す基本システム２０の実施例について説明する。図１に示すように、小形異物モニタ（光学ヘッド１００を有する。）１０ａ〜１０ｎの各々から検出された画像データ（デジタル画像信号）１２４ａ〜１２４ｎが、基本システム２０の受信ポート２４１ａ〜２４１ｎの各々に入力されてバッファメモリ２４０の各小形異物モニタに対応させた番地に小形異物モニタの識別コードと共に格納される。また、小形異物モニタ１０ａ〜１０ｎの各々からは、検査開始信号等が、基本システム２０の受信ポート２４１ａ〜２４１ｎに入力されて制御部２５０に格納される。勿論、制御部２５０は、小形異物モニタ１０ａ〜１０ｎの各々から得られる識別コードや各種制御情報をデータベース２５１に格納してもよい。ところで、識別コードは、小形異物モニタ側或いは受信ポートのどちらに持たせても良い。
【００４４】
なお、多数の小形異物モニタ１０ａ〜１０ｎのデータを個別に識別する方法としては、「識別コード」を用いる実施例を説明したが、他の識別方法としては、小形異物モニタ毎に通信データの周波数を変更しても良い（ブロードバンドで通信）。このようにブロードバンド通信を行うことにより、既存のネットワークを使用した高速データ送信ができる利点がある。また、１回線のネットワークで複数の小形異物モニタのデータを送信することが可能となる。
【００４５】
また、制御部２５０には、図１８に示すように、小形異物モニタが設置されたプロセス処理装置Ｐで処理している製品（ウエハ）の種類、及び工程名（ロット単位も含む）等のウエハの流れの情報、並びにプロセス処理装置名（小形異物モニタの設置場所も含む）、そのメーカ名、工場名等の製造ラインの情報（（ａ）ウエハプロセスデータ、（ｂ）ウエハ上のレイアウトデータ、（ｃ）プロセス処理装置、小形異物モニタに関するデータ）が、工程管理システム３０等の外部システムから入力されてデータベース２５１に格納される。また、データベース２５１には、データ解析部２３０で解析された小形異物モニタ毎の履歴データ（（ｈ）不良解析レファレンスデータ（異物分布データ））が、上記ウエハの流れの情報（製造工程の情報）や製造ラインの情報に対応させて格納される。また、データベース２５１には、図２２に示す画像信号処理部２１０ａで構成する場合、バッファメモリ２４０から得られる画像データと比較する（ｄ）検査のリファレンス画像データ（参照デジタル画像信号）が作成されて格納される。（ｄ）検査のリファレンス画像データ（参照デジタル画像信号）としては、異物が発生していないウエハから小形異物モニタで検出される画像データでもよい。
【００４６】
このように、データベース２５１には、図１８に示すように（ａ）ウエハプロセスデータ、（ｂ）ウエハ上のレイアウトデータ、（ｃ）プロセス処理装置、小形異物モニタに関するデータ、（ｄ）検査のリファレンス画像データ、(ｅ)検査レシピデータ（(e-1)判定用しきい値、(e-2)照明光量、(e-3)検査エリア、(e-4)検査方法）、（ｆ）検査結果データ、（ｇ）欠陥部画像データ、（ｈ）不良解析リファレンス画像データが格納されることになる。特に、検査レシピデータの内、(e-3)検査エリア、(e-4)検査方法（ＸＹスキャン、回転スキャン等による光学ヘッドとウエハとの相対位置座標）については、異物検出信号の被検査対象上への座標変換に用いられる。
【００４７】
また、制御部２５０は、図１９に示す制御機能（▲１▼小形異物モニタの稼働・待ちの監視機能、▲２▼信号処理のタイミング制御機能、▲３▼検査レシピ作成機能、▲４▼識別コードの認識機能、▲５▼検査レシピの選択機能、▲６▼アラームの出力機能、▲７▼小形異物モニタのメンテナンス管理機能等）を有している。
【００４８】
次に、基本システム２０において、外部システム(小形異物モニタも含む)からのデータを制御部動作のトリガーにする場合の処理フローについて図２０を用いて説明する。ところで、この処理フローは、制御部２５０が、外部システムからの検査情報を受信した時点で、次に説明するように検査の処理を始めるように制御するものである。バッファメモリ部２４０には、常時小形異物モニタ１０ａ〜１０ｎからデジタル画像データが保存されている（Ｓ２０１）。制御部２５０は、工程管理システム３０等の外部システムから被検査対象に関する検査情報（プロセスデータ、レイアウトデータ、プロセス処理装置および小形異物モニタに関する検査条件データ等）を取得してデータベース２５１に格納する（Ｓ２０２）。次に、制御部２５０は、取得された検査情報を基に検査レシピ（比較するリファレンス画像データ、判定しきい値、検査エリア、照明光量、検査方法等）を選択する（Ｓ２０３）。次に、制御部２５０は、検査レシピを選択した被検査対象の光学ヘッドの識別コードを取得する（Ｓ２０４）。次に、制御部２５０は、取得した識別コードを基にバッファメモリ２４０内の情報検索して照合する（Ｓ２０５）。ついで、制御部２５０は、ステップＳ２０６において、対象画像データがない場合には、エラー処理を行い、ある場合には、画像送信指令及び画像処理指令を発する（Ｓ２０７）。このエラー処理としては、以下の内容のＡＮＤかＯＲとなる。（Ｉ）一定時間待ち、再度識別コード照合処理を行う。（II）画像データが存在しないことを入出力端末２６０に表示する。（III）処理ができなかった品種／工程の画像データをエラーログとして残す。（IV）存在しなかった画像データについては検査処理をしない。そして、制御部２５０は、画像処理指令を基に、上記選択された検査レシピに基づいて画像信号処理条件を設定し（Ｓ２０８）、バッファメモリ部２４０は、画像送信指令を基に、対象画像データを画像信号処理部２１０へ送信する（Ｓ２０９）。画像信号処理部２１０は、受信した対象画像データに対して設定された画像信号処理条件で処理をし（Ｓ２１０）、終了（Ｓ２１１）したら信号処理結果（（ｆ）検査結果データ、（ｇ）欠陥部画像データ）としてデータベース２５１に保存する（Ｓ２１２）。制御部２５０は、信号処理終了を確認し（Ｓ２１３）、次に、データ解析処理部２２０においてデータ解析処理（Ｓ２１４）を行わせてその結果を例えば入出力端末２６０に表示して出力する（Ｓ２１５）と共に工程管理システム３０やプロセス処理装置Ｐ等の外部システムへ解析情報やアラーム情報を出力する。
【００４９】
次に、基本システム２０において、制御部主体で外部システムにアクセスする場合の処理フローについて図２１を用いて説明する。この処理フローは、バッファメモリ部２４０に画像データが蓄積された時点で、制御部２５０が外部システムに対して検査情報を検索するように制御するものである。そして、処理フローにおいて図２０と相違するのは、ステップＳ２１６〜Ｓ２２０である。まず、制御部２５０は、バッファメモリ内の画像データを検索し（Ｓ２１６）、新規画像データの有無チェックを行い（Ｓ２１７）、有る場合には識別コードからプロセス処理装置を特定し（Ｓ２１８）、この特定されたプロセス処理装置を基に、工程管理システム３０等の外部システムからウエハ情報を含む上記検査情報を取得し（Ｓ２１９）、該取得した検査情報を基に検査レシピを選択する（Ｓ２２０）。それ以降は、図２０に示す処理フローと同様である。
【００５０】
次に、制御部２５０が行う検査レシピの自動生成機能について説明する。制御部２５０は、各小形異物モニタ１０から検出される照射光量、照射角度、検出光軸の角度、ウエハの種類に応じたリファレンス画像データ（生デジタル画像信号）を基に、検査エリア、判定しきい値等の検査レシピを自動生成する。判定しきい値については、特開２０００−１０５２０３に記載されている方法で生成してもよい。
【００５１】
次に、画像信号処理部２１０の実施例について、図２２、図２３及び図２４用いて説明する。画像信号処理部２１０は、多数の小形異物モニタ１０ａ〜１０ｎから得られてバッフャメモリ２４０に格納された多量の検出画像データを処理する必要があるため、高速処理が必要となる。また、画像信号処理部２１０は、多数の小形異物モニタ１０ａ〜１０ｎから得られる検出画像データにおいて、異物が多量に発生する可能性の高いプロセス処理装置に対して優先的に処理してもよい。
【００５２】
図２２に示す実施例の場合、画像信号処理部２１０ａは、図２４に示すように、データベース２５１に保存されているリファレンス画像データ２１６と各小形異物モニタから得られる検出画像データ２１７との差分を同期信号２１９を用いて同期させて算出して差分データ２１８を出力する差分処理部２１２と、該差分処理部２１２から出力された差分データ２１８を、上記データベース２５１からウエハの種類や照明光量等に応じて検査レシピとして選択された判定しきい値で２値化処理して異物を示す信号を出力するしきい値処理部２１３と、しきい値処理部２１３から検出される異物を示す信号の座標を、上記データベース２５１から検査レシピとして選択された検査エリアや検査方法に応じて被検査対象(ウエハ)上の座標に変換する座標変換処理部２１４とから構成される。差分処理部２１２では、リファレンス画像データ２１６と検出画像データ２１７との差分を算出するために、双方のデータ２１６、２１７に同期信号２１９を入れておく。その結果、異物検出の座標は、この同期信号２１９からの画素数で決めることができる。また、上記検査エリア及び検査方法については、事前に、各プロセス処理装置毎に光学ヘッドとウエハとの相対位置関係が測定されて検査レシピデータとしてデータベース２５１に格納しておく必要がある。勿論、差分処理部２１２において、検査レシピデータとして選択された検査エリアについて差分処理してもよい。このように、画像信号処理部２１０ａの座標変換処理部２１４からは、各小形異物モニタ１０ａ〜１０ｎに対応させた被検査対象上の異物発生マップ２３１ａ〜２３１ｎが得られることになる。
【００５３】
図２３に示す実施例の場合には、画像信号処理部２１０ｂは、各小形異物モニタ１０ａ〜１０ｎから得られる検出画像データ２１７を繰り返すパターン(チップ)のピッチ分遅延させる遅延メモリ２２５と、差分処理部２１２と、しきい値処理部２１３と、座標変換処理部２１４とで構成される。この実施例において、図２２に示す実施例と相違する点は、リファレンス画像データ（参照デジタル画像信号）を遅延メモリ２２５から得る点である。
【００５４】
次に、データ解析処理部２２０について具体的に説明する。データ解析処理部２２０は、図２５に示すように、データベース２５１に格納された不良解析リファレンスデータである異物分布データ（過去検査されてサンプリングされた履歴異物分布データである。）と画像信号処理部２１０から得られる各小形異物モニタ１０ａ〜１０ｎに対応した異物等の欠陥検査結果２３１ａ〜２３１ｎと比較処理して各プロセス処理装置Ｐａ〜Ｐｎにおける発塵源の推定を行い、その結果が異常と判定されたとき異常というアラームと推定された発塵源を結果表示２３５として入出力端末２６０から出力すると共に、外部システムである工程管理システム３０および異常と判定されたプロセス処理装置に送信する。送信を受けたプロセス処理装置は、直ちに、プロセス処理を停止して、不良ウエハの発生を防止する。
【００５５】
データベース２５１には、例えば、図２６に示すような、不良解析リファレンスデータ(異物分布データ)が用意される。例えば、発塵源としてＡタイプはロボットアームによる傷が推定され、ＢタイプはＺチャンバでの発塵が推定され、Ｃタイプはチャック部での発塵が推定される。
【００５６】
図２７には、データ解析処理部２３０で解析された結果を示す。プロセス処理装置名：ＡＡＡ、ウエハの品種名：ＢＢＢ、製造工程名：ＣＣＣ、ロットＮｏ．：ＤＤＤにおける、画像信号処理部２１０で検出された検査結果であるスロット：１〜５の欠陥発生分布が示される。そして、解析結果として、スロット５において欠陥の異常発生が見受けられ、その原因がロボットアームによる傷と推定され、アラーム２７１が出力されることになる。
【００５７】
図２８には、プロセス処理装置のレイアウトとして、小形異物モニタ１０を、カセット室１６４、チャンバＡ１６１ａ、チャンバＢ１６１ｂに対応させて搬送室１６２内に設置した場合における画像信号処理部２１０から得られる検査結果とデータ解析処理部２２０で解析された結果（正味異物）を示す。この正味異物の分布から、チャンバＡが異物を発生していることが判明する。
【００５８】
ところで、データベース２５１に格納されている不良解析リファレンスデータとして、図２９に示すように、プロセス処理装置内の異物を発生する処理チャンバ１５１、１６１、１８１、１９１内におけるガス圧力、供給ガス流量、温度、真空度とウエハ毎に発生する異物数との相関を取っておくことによって、データ解析処理部２２０において、検出異物数とそのとき計測される処理チャンバ１５１、１６１、１８１、１９１内におけるガス圧力、供給ガス流量、温度、真空度に基づいて、異物多量発生の要因を推定することが可能となる。図２９において、計測されるガス圧力、温度および真空度は、正常な範囲にあったため、異物が多量に発生した要因は、ガス流量と推定することができる。
【００５９】
図３０は、データ処理解析部２２０において、プロセス処理装置毎にウエハ数５枚ごとの検出異物数を検査日時でプロットしたものを入出力端末２６０に表示した画面である。従って、データ処理解析部２２０は、ウエハ数５枚ごとの検出異物数が異物管理値を越えそうになったことを通知し、そのプロセス処理装置に対してアラームを発生することが可能となる。即ち、データ処理解析部２２０は、検出異物数が異物管理値を越えたウエハ枚数（管理アウトウエハ数）が例えば５枚になったことを通知し、そのプロセス処理装置に対してアラームを発生することになる。図３１は、データ処理解析部２２０において解析された、より多くのプロセス処理装置の各々についてのウエハ単位での検出異物数の推移を入出力端末２６０の画面に表示したものである。これにより、検出異物数が管理値を越えそうになった異常のプロセス処理装置名を表示することが可能になる。
【００６０】
また、データベース２５１に格納されている不良解析リファレンスデータとして、検出異物数と歩留りとの相関関係をとっておくことによって、データ処理解析部２２０は、製造ラインで発生している全ての検出異物数を把握することができるため、製造ライン全体での歩留り予測をすることができ、それを工程管理システム３０に提供することができることになる。何れにしても、基本システム２０は、歩留りに関する情報は、電気検査システム５０から取得することになる。また、基本システム２０は、オフラインで検査・解析された情報については、計測装置群４０から収集することが可能となる。
【００６１】
また、基本システム２０は、外部システムとの接続が不可能なとき、入出力端末２６０を用いて情報の入出力を行う。
【００６２】
次に、以上説明した本発明に係る小形異物モニタ１０をオンマシンとして用いた電子商取引の実施例について説明する。このように、小形異物モニタ１０をオンマシンとしてより多くのプロセス処理装置に搭載しようとすると、非常に台数が多くなって製造ライン全体として非常に高額となってしまう。そこで、小形異物モニタ１０については、デバイス製造メーカ５００或いは製造装置メーカ５２０に無償または非常に低額で貸し出しするものとする。また、基本システム２０は、製造ラインを構成する主要なプロセス処理装置Ｐａ〜Ｐｎの各々に搭載された小形異物モニタ１０ａ〜１０ｎによって常時異物の発生を監視できることになるため、直ぐ対策を施して歩留り向上を図ることが可能となる。
【００６３】
まず、本実施例の概略構成を図３２に示す。即ち、デバイス製造メーカ５００に設けられた基本システム２０と、検査装置メーカ６００に設けられた課金システム６１０と、製造装置メーカ７００に設けられた監視システム７１０との間を通信網８００で接続する。
【００６４】
そこで、デバイス製造メーカ５００は、検査装置メーカ６００に対してネットワーク８００を用いて小形異物モニタ１０の貸し出し依頼をし、デバイス製造メーカ５００と検査装置メーカ６００と契約をする。デバイス製造メーカ５００は、プロセス処理装置Ｐの製造装置メーカ７００に対して小形異物モニタ１０のプロセス処理装置Ｐへの搭載依頼を行い、デバイス製造メーカ５００と製造装置メーカ７００とは契約をする。検査装置メーカ６００は、小形異物モニタ１０の貸し出し、及び設置をデバイス製造メーカ５００に対して行う。その結果、デバイス製造メーカ５００における製造ラインに使用されているより多くのプロセス処理装置Ｐａ〜Ｐｎに小形異物モニタ１０ａ〜１０ｎがオンマシンとして搭載されることになる。次に、一定期間検査を実施して異常のないのを確かめる。そして、デバイス製造メーカ５００と検査装置メーカ６００との間で、検査対価の算定方法を定める。これ以降は、小形異物モニタ１０ａ〜１０ｎの通常使用となり、基本システム２０は、常時製造ラインに亘って異物の異常発生を監視してフィードバックし、対策が施されることになる。その結果、検査による経済効果分として歩留り向上が図られることになる。そこで、デバイス製造メーカ５００は、検査装置メーカ６００に対して検査による経済効果分（歩留り向上分）を対価として課金システム６１０に支払うことになる。
【００６５】
次に、検査装置メーカ６００がデバイス製造メーカ５００に対価を要求する実施例について図３３を用いて説明する。検査装置メーカ６００の課金システム６１０は、デバイス製造メーカ５００の基本システム２０又は工程管理システム３０へ異物モニタの稼働パスワードを送付する。その結果、課金システム６１０は、基本システム１０又は工程管理システム３０から検査による経済効果分（歩留り向上分）を収集し、これに基づいて契約期間（１ケ月若しくは１年間）内の検査対価を請求する。デバイス製造メーカ５００は、請求額の支払いを課金システム６１０に行い、課金システム６１０は、基本システム２０又は工程管理システム３０へ更新パスワードを送信する。
【００６６】
次に、検査対価の算出方法の第１の実施例について図３４を用いて説明する。異物モニタの経済効果Ｅとしては、次に示す（１）式の関係となる。
【００６７】
Ｅ＝ｍ×ΔＹ×Ｖ×ｋ（１）
ｍは歩留り低下期間の処理ウエハ枚数、ΔＹは歩留り差、Ｖはウエハ単価、ｋは係数である。ｍは、（例えば製造装置Ａでの発塵が継続する平均時間または定常的な異物数ＱＣの時間間隔または次の定常ＱＣまでの残りの時間）×（１時間当たりの平均処理ウエハ枚数）、Ｖは、（チップ製造原価）×（１ウエハ当たりの取得チップ数）である。
【００６８】
次に、検査対価の算出方法の第２の実施例について図３５を用いて説明する。即ち、第２の実施例は、図３５に示すように、検査装置メーカ６００とデバイス製造メーカ５００との間で検出異物数と歩留りとの相関直線から管理異物数を決める。そして、検査装置メーカ６００は、デバイス製造メーカ５００から取得される検査結果である検出異物数が、決められた管理異物数を越えたとき、アラームをデバイス製造メーカに発して、検査対価を請求する。判定基準は、検出異物数のみならず、特定サイズの異物数や異物密度や異物の分布特性でもよい。なお、上記歩留りに関するデータは、電気検査システム５０から取得することになる。
【００６９】
次に、検査対価の算出方法の第３の実施例について図３６を用いて説明する。即ち、第３の実施例は、歩留りの代わりに、歩留り影響度ｄＹで検査対価を算出する。このように、歩留り影響度ｄＹを使用することにより、該当プロセス処理工程での異物の影響を正しく見積もることができる。異物有りチップの歩留りをＹｐ、異物無しチップの歩留りをＹｎ、全チップ数に対する異物が検出されたチップの割合をγ、異物によってチップが不良になる確率をＦとおくと、歩留り影響度ｄＹは、次に示す（２）式の関係となる。
【００７０】
ｄＹ＝Ｙｎ×Ｆ×γ （２）
ここで、Ｙ＝（Ｇｎ＋Ｇｐ）／（Ｇｎ＋Ｂｎ＋Ｇｐ＋Ｂｐ），
Ｙｎ＝Ｇｎ／（Ｇｎ＋Ｂｎ），
Ｙｐ＝Ｇｐ／（Ｇｐ＋Ｂｐ），
γ＝（Ｇｐ＋Ｂｐ）／（Ｇｎ＋Ｂｎ＋Ｇｐ＋Ｂｐ），
Ｆ＝１−（Ｙｐ／Ｙｎ）
次に、製造装置メーカ対応の対価を要求する実施例について図３７を用いて説明する。即ち、検査装置メーカ６００の課金システム６１０は、デバイス製造メーカ５００の基本システム２０又は工程管理システム３０へ異物モニタの稼働パスワードを送付する。その結果、課金システム６１０は、基本システム１０又は工程管理システム３０から検査結果であるプロセス処理装置の発塵状況を収集し、収集されたプロセス処理装置の発塵状況を該プロセス処理装置の製造メーカ７００の監視システム７１０に送信する。該監視システム７１０は、ドカ不良発生前に警告発信および発塵対策処理の指示をデバイス製造メーカ５００の基本システム２０又は工程管理システム３０へ行い、この指示に対して対価を請求する。デバイス製造メーカ５００は、請求額の支払いを製造装置メーカ７００に行う。製造装置メーカ７００は、検査装置メーカ６００の課金システム６１０へ異物モニタリング費用を支払う。検査装置メーカ６００の課金システム６１０は、デバイス製造メーカ５００の基本システム２０又は工程管理システム３０へ更新パスワードを送信する。
【００７１】
このように構成することによって、製造装置メーカ７００は、発塵チェックの保証付きの装置をデバイス製造メーカ５００に売ることができ、その結果として発塵対策費用を得ることが可能となる。また、検査装置メーカ６００は、異物モニタリング費用を得ることが可能となる。また、デバイス製造メーカ５００としては発塵対策保証のあるプロセス処理装置Ｐを安心して使用することが可能となる。
【００７２】
次に、格付けメーカ（検査装置メーカ）による格付けサービスの実施例について図３８を用いて説明する。まず、格付けメーカ６５０は、デバイス製造メーカ５００に対して情報取得料金の支払いを行う。その結果として、デバイス製造メーカ５００は、異物数や欠陥密度及び歩留り等の情報を格付けメーカ６５０に提供する。そして、デバイス設計メーカ９００は、格付けメーカ６００に対してデバイス製造メーカの格付け情報の取得代金の支払いを行う。その結果として、格付けメーカ６００は、格付け情報を暗号化してデバイス設計メーカ９００に送付する。暗号化するのは、送付した情報が流用されないようにするためである。以上の結果として、デバイス設計メーカ９００は、優良なデバイス製造メーカに対して設計デバイスの製造を依頼し、製造代金の支払いを行うことになる。
【００７３】
以上説明したように、格付けメーカ６５０は、デバイス製造メーカにおける異物数及び歩留り等に関する信頼性の高い情報を取得してデバイス設計メーカ９００に提供することにより、デバイス設計メーカ９００は、デバイス製造メーカ５００から設計デバイスを低コスト（短ＴＡＴ）で手に入れることが可能となる。また、格付けメーカ６５０は、中間マージンを取得することが可能となる。格付けメーカ６５０として検査装置メーカ６００が格付けすれば、自社の検査装置の拡販につなげることができる。また、デバイス製造メーカ５００は、デバイス製造の受注により、利益を得ることが可能となる。
【００７４】
次に、製造装置メーカが主体の実施例について図３９を用いて説明する。即ち、製造装置メーカ７００は、検査装置メーカ６００に対してプロセス処理装置Ｐへの小形異物モニタ１０の搭載依頼をすると共に代金支払いを行う。そして、製造装置メーカ７００は、検査装置メーカ６００から購入した小形異物モニタ１０をプロセス処理装置Ｐに搭載して小形異物モニタ付き製造装置をデバイス製造メーカ５００に販売する。デバイス製造メーカ５００は、装置代金の支払いを行う。製造装置メーカ７００は、異物モニタリング費用として、デバイス製造メーカ５００から定額費用（一定期間分）を徴収し、さらに異物モニタリングの検査結果を基本システム２０から取得し、この取得検査結果に基いて不良解析を行ってデバイス製造メーカ５００に対してドカ不良発生前に警告発信及び発塵対策処理を行う。
【００７５】
次に、小形異物モニタ（光学ヘッド）の追加の実施例について図４０を用いて説明する。即ち、検査装置メーカ６００は、デバイス製造メーカ５００に小形異物モニタ１０を１台若しくは複数台貸出し、デバイス製造メーカ５００の基本システム２０から異物モニタリング検査結果を取得し、発塵発生頻度の把握を行って、発塵の原因究明用の追加小形異物モニタの設置貸出しをデバイス製造メーカ５００に対して行い、デバイス製造メーカ５００は追加小形異物モニタを用いて原因究明を行い、検査装置メーカ６００に対して原因究明の対価の支払いを行う。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体等の製造ラインを構成する主要なプロセス処理装置の内部のクリーンな雰囲気に小形異物モニタを搭載できるようにし、しかも、多数の小形異物モニタから得られるデジタル画像信号を基本システムで一括処理することによって、製造ライン全体について最適化をはかった異物モニタリングシステムを実現することが可能となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る異物モニタリングシステムの一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る異物モニタリングシステムをデバイス製造プロセスに適用した場合の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明に係る異物モニタリングシステムを工場間に適用した場合の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明に係る各プロセス処理装置内に設置する小形異物モニタの第１の実施例を示す正面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】本発明に係る各プロセス処理装置内に設置する小形異物モニタの第２の実施例を示す正面図である。
【図７】図６の平面図である。
【図８】本発明に係る各プロセス処理装置内に設置する小形異物モニタの第３の実施例を示す正面図である。
【図９】図８に示す小形異物モニタを用いてウエハ全面一括検出と画素サイズ縮小時を示す図である。
【図１０】本発明に係る小形異物モニタを設置したバッジ処理方式のプロセス処理装置を示す平面図および正面図である。
【図１１】本発明に係る小形異物モニタを設置したシングルウエハのマルチチャンバ方式（１）のプロセス処理装置を示す平面図である。
【図１２】本発明に係る小形異物モニタを、ウエハ移送室に繋げて設けた小形のクリーン環境室内に設置した場合のプロセス処理装置を示す平面図である。
【図１３】本発明に係る小形異物モニタを設置したシングルウエハの連続方式のプロセス処理装置を示す平面図である。
【図１４】本発明に係る小形異物モニタを設置したシングルウエハのマルチチャンバ方式（２）のプロセス処理装置を示す平面図である。
【図１５】本発明に係る小形異物モニタを設置した小形のクリーン環境室を図１２より拡大した場合のプロセス処理装置を示す平面図である。
【図１６】本発明に係る小形異物モニタを設置した小形のクリーン環境室を図１５より更に拡大した場合のプロセス処理装置を示す平面図である。
【図１７】本発明に係る処理チャンバ、小形異物モニタを設置した小形のクリーン環境室である搬送室およびカセット室からなるプロセス処理装置を多数自走型搬送車（ＡＧＶ）の搬送経路に沿って並設した実施例を示す平面図である。
【図１８】本発明の基本システム内のデータベースに格納されたデータの内容を説明する図である。
【図１９】本発明の基本システム内の制御部の機能を説明するための図である。
【図２０】本発明の基本システムにおいて、外部システムからのデータを制御部動作のトリガーにする場合の処理フローを示す図である。
【図２１】本発明の基本システムにおいて、制御部主体で外部システムにアクセスする場合の処理フローを示す図である。
【図２２】本発明の基本システム内の画像信号処理部の第１の実施例を示す概略構成図である。
【図２３】本発明の基本システム内の画像信号処理部の第２の実施例を示す概略構成図である。
【図２４】画像信号処理部の画像処理を説明する図である。
【図２５】本発明の基本システム内のデータ解析処理部の発塵源の推定処理を説明するための図である。
【図２６】不良解析リファレンスデータの一実施例を示す図である。
【図２７】不良解析結果の入出力端末への表示画面を示す図である。
【図２８】各チャンバ毎に小形異物モニタを設けた場合の正味異物分布を示す図である。
【図２９】プロセス処理装置における各パラメータ（圧力センサ値、温度センサ値、ガス流量、真空度）と異物数との相関を示す図である。
【図３０】プロセス処理装置毎に検出異物数の推移の表示画面を示す図である。
【図３１】図３０よりもより多くのプロセス処理装置について検出異物数の推移と詳細についても出力できるようにした表示画面を示す図である。
【図３２】本発明に係る異物モニタリングシステムを用いた電子商取引方法のハード構成を示した図である。
【図３３】本発明に係る電子商取引方法の基本構成を説明するための図である。
【図３４】本発明に係る電子商取引方法における検査対価の算出方法の第１の実施例を説明するための図である。
【図３５】本発明に係る電子商取引方法における検査対価の算出方法の第２の実施例を説明するための図である。
【図３６】本発明に係る電子商取引方法における検査対価の算出方法の第３の実施例を説明するための図である。
【図３７】本発明に係る電子商取引方法において製造装置メーカ対応の対価を要求する実施例を説明するための図である。
【図３８】本発明に係る電子商取引方法において格付けメーカ（例えば検査装置メーカ）による格付けサービスの実施例を説明するための図である。
【図３９】本発明に係る電子商取引方法において製造装置メーカが主体に対価を要求する実施例を説明するための図である。
【図４０】本発明に係る電子商取引方法において小形異物モニタ（光学ヘッド）の追加の実施例を説明するための図である。
【符号の説明】
１…被処理物（ウエハ）、１０、１０ａ〜１０ｎ…小形異物モニタ、２０…基本システム、３０、３０ｓ〜３０ｕ…工程管理システム、４０…計測装置群、５０…電気検査システム、６２ｓ〜６２ｕ…基幹通信ケーブル、６３ｓ〜６３ｕ…通信ケーブル、６４…通信網、１００ａ〜１００ｃ…光学ユニット（光学ヘッド）、１０３…光検出器（Ａ／Ｄ変換器も含む）、１１０ａ〜１１０ｃ…照明光学系、１１１、１１１'…照明光源、１１２…ＡＯ偏向器、１１３、１１３’…レンズ、１２０ａ〜１２０ｃ…検出光学系、１２１、１２１'、１２２…レンズ、１１４…照明スポット、１２４…デジタル画像信号、１３０ａ〜１３０ｃ…搬送系、１３５…制御装置、１４０ｂ…光学ユニット搬送系、１５０…バッジ処理方式のプロセス処理装置、１５１…前処理エリア、１５２…バッジ式処理室、１５３、１６３、１７１、１８６、１９２…ウエハ搬送用ロボット、１５４、１６２…搬送室、１５５…カセット室、１６０、１６０'…マルチチャンバ方式のプロセス処理装置、１６１ａ〜１６１ｅ…処理チャンバ（処理室）、１６４…カセット室、１６５…ウエハ移送室、１７０、１７０’、１９３…小形のクリーン環境室、１７２…プリアライメント用エリア、１７５、１８５・・・カセット設置場所（カセット室）、１８０…製造装置（プロセス処理装置）、１８１〜１８３…プロセス処理装置、１８４…ウエハ移送用ベルト、１９０、１９０'…プロセス処理装置、１９１…処理チャンバ（処理室）、１９５…ウエハ移送台、１９６…カセット設置場所、１９７…自走型搬送車、１９９…カセット設置場所（カセット室）、２１０…画像信号処理部、２２０…データ解析処理部、２４０…バッファメモリ、２４１ａ〜２４１ｎ…受信ポート、２５０…制御部、２５１…データベース、２６０…入出力端末、Ｐ、Ｐａ〜Ｐｃ…プロセス処理装置、Ｐｓ〜Ｐｕ…プロセス処理装置群、５００…デバイス製造メーカ、６００…検査装置メーカ、６１０…課金システム、６５０…格付けメーカ、７００…製造装置メーカ、７１０…監視システム、８００…通信網、９００…デバイス設計メーカ。

Claims

主要な複数のプロセス処理装置で構成される製造ラインの前記主要な複数のプロセス処理装置に設置されて、被処理物に対して光を照射する照射光学系及び前記被処理物からの反射散乱光を受光して検出画像信号に変換する検出光学系を備えた光学ヘッドと該光学ヘッドの検出光学系で変換された検出画像信号を検出デジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有する異物モニタ手段と、
前記各異物モニタ手段に関する識別情報並びに前記製造ラインにおいて前記被処理物を処理する処理工程の工程管理を行う工程管理システムから得られるプロセス処理情報及び被処理物に関する情報を含む制御情報を得る制御部と、前記各異物モニタ手段から得られる検出デジタル画像信号を前記各異物モニタ手段に対応させて入力して格納するバッファメモリ部と、前記各異物モニタ手段に対応させた検査レシピを格納するデータベースと、前記バッファメモリ部から得られる各異物モニタ手段に対応させた検出デジタル画像を基に、前記データベースから前記制御部からの制御情報を基に選択された前記各異物モニタ手段に対応させた検査レシピに基づいて被処理物上における異物等の欠陥の発生状態を判定する画像信号処理部と、前記画像信号処理部で判定された被処理物上での欠陥発生状態と過去検査されてサンプリングされた履歴異物分布データである不良解析リファレンスデータとを比較して前記被処理物上に発生した異物の分布の状態から発塵源の推定を行い該推定した発塵源の発塵の状態が異常であると判定されたときに異常と推定された発塵源の情報を出力するデータ解析処理部とを有する基本システムと
を備えて構成したことを特徴とする異物モニタリングシステム。
前記主要な複数のプロセス処理装置の各々は、前記被処理物に対してプロセス処理する処理室と、前記被処理物を収納したカセットが外部から搬入・搬出されるカセット室と、前記処理室と前記カセット室との間をクリーンな雰囲気で繋げて前記被処理物を搬送する搬送室とを有して構成されることを特徴とする請求項１記載の異物モニタリングシステム。
前記搬送室内に、前記異物モニタ手段の光学ヘッドを設置して構成したことを特徴とする請求項２記載の異物モニタリングシステム。
前記主要な複数のプロセス処理装置の各々は、被処理物に対してプロセス処理する処理室と、被処理物を収納したカセットが外部から搬入・搬出されるカセット室と、前記処理室と前記カセット室との間をクリーンな雰囲気で繋げる前記被処理物を搬送する搬送室および小形のクリーン環境室とを有して構成されることを特徴とする請求項１記載の異物モニタリングシステム。
前記小形のクリーン環境室内に、前記異物モニタ手段の光学ヘッドを設置して構成したことを特徴とする請求項４記載の異物モニタリングシステム。
前記クリーンな雰囲気としてクラス２０以下であることを特徴とする請求項２又は３又は４又は５記載の異物モニタリングシステム。
前記データ解析処理部で不良解析された結果を入出力端末に表示することを特徴とする請求項１記載の異物モニタリングシステム。
前記基本システムにおける制御部は、各異物モニタ手段に対応させた検査レシピを作成する機能を有することを特徴とする請求項１記載の異物モニタリングシステム。