JP4869551B2 - プロセス制御システム及びプロセス制御方法 - Google Patents
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Description
Mechanical Polishing:化学的機械的研磨)装置,PVD(Physical Vapor Deposition:物理気相成長法)装置,露光装置,イオンインプランタなどがある。なお,以下において,プロセス装置120は,特に区別しない場合には,ベイ110内のプロセス装置120,122,124…を示す。
Only Memory)から必要に応じて読出したプログラムを展開して記憶するメモリ領域などを設けたRAM(Random Access Memory)を備えたマイクロプロセッサを備える。また,ハードディスク装置などの記録手段,キーボードなどの入力手段,ディスプレイなどの表示手段,異常があったときに報知する報知手段などを設けてもよい。
エッチングガス:CF4+O2(総流量40sccm)
圧力:0.67Pa(5mTorr)
上部電極印加高周波電力:300W
下部電極印加高周波電力:60W
電極間距離;140mm
温度でトップ/ウォール/ボトム):80/60/75℃
Heガス圧力(センター/エッジ):400/400Pa(3Torr)
オーバーエッチング:10%
エッチングガス;CF4(流量20sccm)+CHF3(流量20sccm)
圧力:5.3Pa(40mTorr)
上部電極印加高周波電力:600W
下部電極印加高周波電力:100W
電極間距離:140mm
温度(トップ/ウォール/ボトム):80/30/65℃
Heガス圧力(センター/エッジ):1300/1300Pa(10Torr)
オーバーエッチング:10%
Least Squares)法を用いている。このPLS法は,行列X,Yそれぞれに多数の説明変量及び被説明変量があってもそれぞれの少数の実測値があればXとYの関係式を求めることができる。しかも,少ない実測値で得られた関係式であっても安定性及び信頼性の高いものであることもPLS法の特徴である。
Controller)バルブを設け,チャンバ202内のガス圧力に即してAPCバルブの開度を自動的に調節するように構成する。このAPCバルブによるAPC開度を検出してトレースデータに含めてもよい。
al.,(1985),Linearization and Scatter-infrared Reflactance Spectra of
Meat,Applied Spectroscopy, 3,491-500.に記載されている。
110 ベイ
120 プロセス装置
120a エッチング装置
120b 成膜装置
120c エッチング装置
122 プロセス装置
124 プロセス装置
130 計測装置
132 自己診断部
140 ベイ搬送路
142 主搬送路
150 プロセス制御装置
152 ネットワーク
160 計測装置
161 自己診断部
162 計測装置
163 自己診断部
201 エッチング装置
202 チャンバ
203 絶縁板
204 サセプタ支持台
205 サセプタ
207 温度調節媒体室
208 導入管
209 排出管
211 静電チャック
212 電極
213 直流電源
214 ガス通路
215 フォーカスリング
221 上部電極
222 絶縁材
223 吐出孔
224 電極板
225 電極支持体
226 ガス導入口
227 ガス供給管
228 バルブ
229 マスフローコントローラ
230 処理ガス供給源
231 排気管
232 ゲートバルブ
235 排気装置
240 高周波電源
241 整合器
250 高周波電源
251 整合器
320 プロセス装置
321 ポリシリコン膜
322 シリコン酸化膜
323 有機系反射防止膜
324 レジスト
400 多変量解析手段
410 運転データ記憶部
420 処理結果データ記憶部
430 多変量解析プログラム記憶部
440 多変量解析処理部
450 多変量解析結果記憶部
510 ベイ
520 プロセス装置
530 計測ユニット
550 プロセス制御装置
560 搬送路
564 ウエハ搬入部
566 ウエハ搬出部
570 搬送アーム
572 ベース
574 アーム
574 ピック
580 ドライエッチング装置
582a ゲート
582b ゲート
584a 処理室
584b 処理室
590 ウエットエッチング装置
592 トリートメント室
594 処理室
Claims (38)
- 工場内の半導体製造ラインの数に応じて分けられた各エリアに設けられ,処理結果を予測可能である、半導体製造を行う少なくとも1つのプロセス装置により被処理体に対して行う、半導体製造のためのプロセス処理を制御するプロセス制御システムであって,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内でプロセス処理される被処理体上に形成されたパターン幅の計測を行う少なくとも1つの計測装置と,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内における前記プロセス装置,前記計測装置を含む各装置間で被処理体を搬送する搬送装置と,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内における前記プロセス装置,前記計測装置,前記搬送装置を制御する制御装置と,を備え、
前記計測装置は,自機に異常があるか否かを診断する自己診断手段を有し,
前記制御装置は,少なくとも前記プロセス装置によるプロセス処理後に前記被処理体を前記搬送装置により前記計測装置に搬送し,前記計測装置による少なくともプロセス処理後の計測結果に基づいて得られた被処理体の処理結果の実測値と処理結果の目標値とを比較して,前記処理結果の実測値と目標値の誤差が所定値以上であると判断した場合に,前記計測装置の自己診断手段により自己診断を行わせ,その自己診断の結果に基づいて前記計測装置に異常がないと判断した場合にのみ,前記プロセス装置の処理条件を設定し直すことを特徴とするプロセス制御システム。 - 前記制御装置は,前記プロセス装置によってプロセス処理される被処理体上に形成されたパターン幅を前記計測装置で計測し,その計測結果に基づいて前記プロセス装置の処理条件を設定することを特徴とする請求項1に記載のプロセス制御システム。
- 工場内の半導体製造ラインの数に応じて分けられた各エリアに設けられ,処理結果を予測可能である、半導体製造を行う少なくとも1つのプロセス装置により被処理体に対して行う、半導体製造のためのプロセス処理を制御するプロセス制御システムであって,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内でプロセス処理される被処理体上に形成されたパターン幅の計測を行う少なくとも1つの計測装置と,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内における前記プロセス装置,前記計測装置を含む各装置間で被処理体を搬送する搬送装置と,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内における前記プロセス装置,前記計測装置,前記搬送装置を制御する制御装置と,を備え、
前記制御装置は,少なくとも前記プロセス装置によるプロセス処理後に前記被処理体を前記搬送装置により前記計測装置に搬送し,前記計測装置による少なくともプロセス処理後の計測結果に基づいて得られた被処理体の処理結果の実測値と処理結果の目標値とを比較し,前記実測値と前記目標値の誤差の変動の状況を観測してその傾向を予測し,前記誤差が所定値を越える前に,その誤差変動の傾向に応じて,前記プロセス装置の処理条件を設定し直すことを特徴とするプロセス制御システム。 - 工場内の半導体製造ラインの数に応じて分けられた各エリアに設けられ,処理結果を予測可能である、半導体製造を行う少なくとも1つのプロセス装置により被処理体に対して行う、半導体製造のためのプロセス処理を制御するプロセス制御システムであって,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内でプロセス処理される被処理体上に形成されたパターン幅の計測を行う少なくとも1つの計測装置と,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内における前記プロセス装置,前記計測装置を含む各装置間で被処理体を搬送する搬送装置と,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内における前記プロセス装置,前記計測装置,前記搬送装置を制御する制御装置と,を備え,
前記制御装置は,前記プロセス装置による運転データ及び処理結果データに基づいて多変量解析を行うことにより前記運転データと前記処理結果データの相関関係を求め,この相関関係に基づいて相関関係を得た被処理体以外の被処理体を処理した時の運転データを用いて処理結果の予測値を求め,
少なくとも前記プロセス装置によるプロセス処理後に前記被処理体を前記搬送装置により前記計測装置に搬送し,前記計測装置による少なくともプロセス処理後の計測結果に基づいて得られた被処理体の処理結果の実測値と前記予測値とを比較して,前記実測値と前記予測値との誤差が所定値以上であると判断した場合に前記相関関係を生成し直すことを特徴とするプロセス制御システム。 - 前記計測装置は,自機に異常があるか否かを診断する自己診断手段を設け,
前記制御装置は,前記処理結果の実測値と予測値の誤差が所定値以上であると判断した場合に,前記計測装置の自己診断手段に自己診断を行わせ,自己診断の結果に基づいて前記計測装置に異常がないと判断した場合にのみ,前記相関関係を生成し直すことを特徴とする請求項4に記載のプロセス制御システム。 - 前記多変量解析としてPLS法を用いることを特徴とする請求項4又は5に記載のプロセス制御システム。
- 処理結果を予測可能である、半導体製造を行う少なくとも1つのプロセス装置と,このプロセス装置で半導体製造のためのプロセス処理がなされる被処理体上に形成されたパターン幅の計測を行う、少なくとも1つの計測装置と,前記プロセス装置及び前記計測装置を含む各装置間で被処理体を搬送する搬送装置と,前記プロセス装置,前記計測装置,前記搬送装置を制御する制御装置とを、工場内の半導体製造ラインの数に応じて分けられた各エリアに設けたプロセス制御システムにおける前記各エリアの制御装置が行うプロセス制御方法であって,
前記プロセス装置によってプロセス処理される被処理体上に形成されたパターン幅を前記計測装置で計測する工程と,
前記計測装置による計測結果に基づいて前記プロセス装置の処理条件を設定する工程と,
少なくとも前記プロセス装置によるプロセス処理後に前記被処理体を前記搬送装置により前記計測装置に搬送し,前記計測装置による少なくともプロセス処理後の計測結果に基づいて得られた被処理体の処理結果の実測値と処理結果の目標値とを比較し,前記処理結果の実測値と目標値の誤差が所定値以上であると判断した場合に,前記計測装置に自己診断を行わせ,その自己診断の結果に基づいて前記計測装置に異常がないと判断した場合にのみ,前記プロセス装置の処理条件を設定し直す工程と,を有することを特徴とするプロセス制御方法。 - 処理結果を予測可能である、半導体製造を行う少なくとも1つのプロセス装置と,このプロセス装置で半導体製造のためのプロセス処理がなされる被処理体上に形成されたパターン幅の計測を行う、少なくとも1つの計測装置と,前記プロセス装置及び前記計測装置を含む各装置間で被処理体を搬送する搬送装置と,前記プロセス装置,前記計測装置,前記搬送装置を制御する制御装置とを、工場内の半導体製造ラインの数に応じて分けられた各エリアに設けたプロセス制御システムにおける前記各エリアの制御装置が行うプロセス制御方法であって,
前記プロセス装置によってプロセス処理される被処理体上に形成されたパターン幅を前記計測装置で計測する工程と,
前記計測装置による計測結果に基づいて前記プロセス装置の処理条件を設定する工程と,
前記プロセス装置による運転データ及び処理結果データに基づいて多変量解析を行うことにより前記運転データと前記処理結果データの相関関係を求め,この相関関係に基づいて相関関係を得た被処理体以外の被処理体を処理した時の運転データを用いて処理結果の予測値を求め,さらに,少なくとも前記プロセス装置によるプロセス処理後に前記被処理体を前記搬送装置により前記計測装置に搬送し,前記計測装置による少なくともプロセス処理後の計測結果に基づいて得られた被処理体の処理結果の実測値と前記予測値とを比較して,前記実測値と前記予測値との誤差が所定値以上であると判断した場合に前記相関関係を生成し直す工程と,を有することを特徴とするプロセス制御方法。 - 少なくとも前記プロセス装置によるプロセス処理後に前記被処理体を前記搬送装置により前記計測装置に搬送し,前記計測装置による少なくともプロセス処理後の計測結果に基づいて得られた被処理体の処理結果の実測値と処理結果の目標値とを比較し,前記実測値と前記目標値の誤差の変動の状況を観測してその傾向を予測し,前記誤差が所定値を越える前に,その誤差変動の傾向に応じて,前記プロセス装置の処理条件を設定し直すことを特徴とする請求項8に記載のプロセス制御方法。
- 前記相関関係を生成し直す工程は,前記処理結果の実測値と予測値の誤差が所定値以上であると判断した場合に,前記計測装置に自己診断を行わせ,自己診断の結果に基づいて前記計測装置に異常がないと判断した場合にのみ,前記相関関係を生成し直すことを特徴とする請求項8に記載のプロセス制御方法。
- 前記多変量解析としてPLS法を用いることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載のプロセス制御方法。
- 工場内の半導体製造ラインの数に応じて分けられた各エリアに設けられ,半導体製造を行う少なくとも1つのプロセス装置により被処理体に対して行う、半導体製造のためのプロセス処理を制御するプロセス制御システムであって,
前記各プロセス装置はそれぞれ,被処理体をプロセス処理するための処理室と,この処理室において被処理体をプロセス処理する前後又はプロセス処理する前若しくは後のいずれかに,その被処理体の計測処理を実行する計測ユニットと,被処理体を少なくとも前記処理室と前記計測ユニットとの間で搬送可能な装置内搬送手段とを設け,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内でプロセス処理される被処理体上に形成されたパターン幅の計測処理を実行可能な少なくとも1つの計測装置と,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内における前記プロセス装置,前記計測装置を含む各装置間で被処理体を搬送する搬送装置と,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内における前記プロセス装置,前記計測装置,前記搬送装置を制御する制御装置と,を備え,
前記計測装置は,前記プロセス装置の計測ユニットに対する基準機として,前記計測ユニットによる計測結果と前記計測装置による計測結果とのずれがないか又はそのずれが許容範囲内であることを定期的に確認することを特徴とするプロセス制御システム。 - 前記計測装置は,前記プロセス装置の計測ユニットが実行する計測処理に必要な計測処理情報を作成するために用い,
前記計測ユニットは,前記計測処理情報に基づいて計測処理を行うことを特徴とする請求項12に記載のプロセス制御システム。 - 前記計測処理情報は,少なくとも前記被処理体上に計測箇所を特定するための座標を設定するための座標情報を含むことを特徴とする請求項13に記載のプロセス制御システム。
- 半導体製造を行う少なくとも1つのプロセス装置と,前記各プロセス装置に設けられた少なくとも1つの計測ユニットと,前記プロセス装置で半導体製造のためのプロセス処理がなされる被処理体上に形成されたパターン幅の計測処理を実行可能な、少なくとも1つの計測装置と,前記プロセス装置と前記計測装置を含む各装置間で被処理体を搬送する搬送装置と,前記プロセス装置及び前記計測装置及び前記搬送装置を制御する制御装置とを、工場内の半導体製造ラインの数に応じて分けられた各エリアに設けたプロセス制御システムにおける前記各エリアの制御装置が行うプロセス制御方法であって,
前記プロセス装置によりプロセス処理される被処理体上に形成されたパターン幅が前記計測ユニットで計測処理される工程と,
前記計測ユニットによる計測結果に基づいて前記プロセス装置の処理条件が設定される工程と,
前記計測ユニットのメンテナンス時には,被処理体が前記搬送装置により前記計測装置に搬送されて,前記計測装置により計測処理され,その計測結果に基づいて前記プロセス装置の処理条件が設定される工程と,
を有することを特徴とするプロセス制御方法。 - 前記計測装置は,前記プロセス装置の計測ユニットに対する基準機として,前記計測ユニットによる計測結果と前記計測装置による計測結果とのずれがないか又はそのずれが許容範囲であることを定期的に確認することを特徴とする請求項15記載のプロセス制御方法。
- 前記計測装置は,前記プロセス装置の計測ユニットが実行する計測処理に必要な計測処理情報を作成するために用い,
前記計測ユニットは,前記計測処理情報に基づいて計測処理を行うことを特徴とする請求項15に記載のプロセス制御方法。 - 前記計測処理情報は,少なくとも前記被処理体上に計測箇所を特定するための座標を設定するための座標情報を含むことを特徴とする請求項17に記載のプロセス制御方法。
- 工場内の半導体製造ラインの数に応じて分けられた各エリアに設けられ,半導体製造を行う2つ以上の異なる種類のプロセス装置により被処理体に対して行う半導体製造のためのプロセス処理を制御するプロセス制御システムであって,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内でプロセス処理される被処理上に形成されたパターン幅の計測を行う、少なくとも1つの計測装置と,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内における前記プロセス装置,前記計測装置を含む各装置間で被処理体を搬送する搬送装置と,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内における前記プロセス装置,前記計測装置,前記搬送装置を制御する制御装置と,を備え、
前記計測装置は,自機に異常があるか否かを診断する自己診断手段を有し,
前記制御装置は,少なくとも前記プロセス装置によるプロセス処理後に前記被処理体を前記搬送装置により前記計測装置に搬送し,前記計測装置による少なくともプロセス処理後の計測結果に基づいて得られた被処理体の処理結果の実測値と処理結果の目標値とを比較して,前記処理結果の実測値と目標値の誤差が所定値以上であると判断した場合に,前記計測装置の自己診断手段により自己診断を行わせ,その自己診断の結果に基づいて前記計測装置に異常がないと判断した場合にのみ,前記プロセス装置の処理条件を設定し直すことを特徴とするプロセス制御システム。 - 工場内の半導体製造ラインの数に応じて分けられた各エリアに設けられ,半導体製造を行う少なくとも1つのプロセス装置により被処理体に対して行う半導体製造のためのプロセス処理を制御するプロセス制御システムであって,
前記各プロセス装置はそれぞれ,被処理体をプロセス処理するための処理室と,この処理室において被処理体をプロセス処理する前後又はプロセス処理する前若しくは後のいずれかに,その被処理体上に形成されたパターン幅の計測処理を実行する計測ユニットと,被処理体を少なくとも前記処理室と前記計測ユニットとの間で搬送可能な装置内搬送手段とを設け,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内でプロセス処理される被処理体上に形成されたパターン幅の計測処理を実行可能な少なくとも1つの計測装置と,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内における前記プロセス装置,前記計測装置を含む各装置間で被処理体を搬送する搬送装置と,
前記各エリアに設けられ,前記各エリア内における前記プロセス装置,前記計測装置,前記搬送装置を制御する制御装置とを備え,
前記制御装置は,あるプロセス装置の計測ユニットが使用できない場合に,そのプロセス装置で実行するプロセス処理のための被処理体の計測を他のプロセス装置の計測ユニットで行うように,前記プロセス装置,前記計測装置,前記搬送装置を制御し、
前記計測装置は、前記プロセス装置の計測ユニットに対する基準機として,前記計測ユニットによる計測結果と前記計測装置による計測結果とのずれがないか又はそのずれが許容範囲内であることを定期的に確認することを特徴とするプロセス制御システム。 - 前記プロセス処理は、複数種類のエッチングガスを使用したプロセス処理であることを特徴とする請求項1〜4,12,19,20のいずれかに記載のプロセス制御システム。
- 前記プロセス処理は、複数種類のエッチングガスを使用したプロセス処理であることを特徴とする請求項7〜9,15のいずれかに記載のプロセス制御方法。
- 前記プロセス装置の処理条件は、複数種類のエッチングガス比であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のプロセス制御システム。
- 前記プロセス装置の処理条件は、複数種類のエッチングガス比であることを特徴とする請求項7,9,15のいずれかに記載のプロセス制御方法。
- 前記被処理体上に形成されたパターンの幅は、有機系反射防止膜のパターンの幅であることを特徴とする請求項1に記載のプロセス制御システム。
- 前記被処理体上に形成されたパターンの幅は、有機系反射防止膜のパターンの幅であることを特徴とする請求項7〜9,15〜18に記載のプロセス制御方法。
- 前記複数種類のエッチングガスには、少なくともCF4ガスおよびO2ガスが含まれることを特徴とする請求項21に記載のプロセス制御システム。
- 前記複数種類のエッチングガスには、少なくともCF4ガスおよびO2ガスが含まれることを特徴とする請求項24に記載のプロセス制御方法。
- 前記複数種類のエッチングガス比は、O2/(CF4+O2)であることを特徴とする請求項23に記載のプロセス制御システム。
- 前記複数種類のエッチングガス比は、O2/(CF4+O2)であることを特徴とする請求項24に記載のプロセス制御方法。
- 前記運転データは、前記プロセス装置内に供給するガス流量の実測データ、前記プロセス装置内の上部電極温度、前記プロセス装置内の下部電極温度、前記プロセス装置の壁面温度、APCバルブによるAPC開度、静電チャックの印加電流、静電チャックの印加電圧、マスフローコントローラにより検出される伝熱ガスのガス流量、圧力計により検出される伝熱ガスのガス圧力、整合器の可変コンデンサのポジション、高周波電力供給ラインと接地間の電圧、VIプローブにより検出される基本波および高調波の高周波電圧、VIプローブにより検出される基本波および高調波の高周波電流、VIプローブにより検出される基本波および高調波の高周波位相、VIプローブにより検出される基本波および高調波のインピーダンス、高周波電力の進行波および反射波、高周波電力の印加積算時間、プラズマ発光を検出する光学計測器により検知される特定の波長範囲の発光スペクトルの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項4に記載のプロセス制御システム。
- 前記運転データは、前記プロセス装置内に供給するガス流量の実測データ、前記プロセス装置内の上部電極温度、前記プロセス装置内の下部電極温度、前記プロセス装置の壁面温度、APCバルブによるAPC開度、静電チャックの印加電流、静電チャックの印加電圧、マスフローコントローラにより検出される伝熱ガスのガス流量、圧力計により検出される伝熱ガスのガス圧力、整合器の可変コンデンサのポジション、高周波電力供給ラインと接地間の電圧、VIプローブにより検出される基本波および高調波の高周波電圧、VIプローブにより検出される基本波および高調波の高周波電流、VIプローブにより検出される基本波および高調波の高周波位相、VIプローブにより検出される基本波および高調波のインピーダンス、高周波電力の進行波および反射波、高周波電力の印加積算時間、プラズマ発光を検出する光学計測器により検知される特定の波長範囲の発光スペクトルの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項8に記載のプロセス制御方法。
- 前記高周波電力の印加積算時間は、前記プロセス装置のメンテナンスを行う毎にゼロにリセットされることを特徴とする請求項31に記載のプロセス制御システム。
- 前記高周波電力の印加積算時間は、前記プロセス装置のメンテナンスを行う毎にゼロにリセットされることを特徴とする請求項32に記載のプロセス制御方法。
- 前記被処理体上に形成されたパターンの幅は、有機系反射防止膜のパターンの幅であることを特徴とする請求項4に記載のプロセス制御システム。
- 前記被処理体上に形成されたパターンの幅は、有機系反射防止膜のパターンの幅であることを特徴とする請求項8に記載のプロセス制御方法。
- 前記プロセス装置は、工場内の半導体製造ラインの数に応じて分けられた各エリアに複数設けられ、前記複数のプロセス装置は、一列または放射状のいずれかの状態にて配設されていることを特徴とする請求項1又は請求項12のいずれかに記載のプロセス制御システム。
- 前記少なくとも1つのプロセス装置、前記少なくとも1つの計測装置、前記搬送装置および前記制御装置は、ネットワークを介して接続され、前記制御装置は、同じ種類のプロセス装置で同じ種類のプロセス処理を行う場合には、同じプロセスの処理条件のデータを生成し、生成されたデータを、ネットワークを介して前記同じ種類のプロセス装置に送信することを特徴とする請求項1または請求項12のいずれかに記載のプロセス制御システム。
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