JP4893900B2 - 半導体製造工程の制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、半導体工場の自動化システムにおける工程効率及び収率を向上させることのできる半導体製造工程の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子は、一般に、多様な単位工程、例えば、ホトリソグラフィ工程、エッチング工程、薄膜工程及び蒸着工程などを介して半導体ウェーハ上に製造される。各単位工程には多数の工程装備が用いられる。一般に、各単位製造工程は、所定の個数のウェーハを示すロット(lot)単位で遂行される。
【０００３】
しかし、半導体素子製造時に、ロット仕様で要求される所定の水準を外れた工程結果データを有するエラーが発生したロット(以下、エラーロットという）が生じうる。このようなエラーロットは、ロット自体の問題、装備条件の問題、製造ステップの問題等により発生する。
【０００４】
１９９９年７月１３日登録の米国特許第５、９２３、５５３号に、"エラー分析帰還による半導体製造工程制御方法"が開示されている。この米国特許第５、９２３、５５３号は、収率が低下するか半導体装備の誤動作が発生した時、各製造されたロットの収率と半導体装備との該当工程条件間の相互関連により獲得されたエラー工程条件データを有する監視データベースを構築するステップと、オン−ライン半導体装備に対するリアルタイム工程条件を獲得することによって装備データベースを構築するステップと、オン−ライン半導体装備に対するリアルタイム工程条件と監視データベースのエラー工程条件とを比較するステップと、リアルタイム工程条件とエラー工程条件との間の差が一定の水準の以下である時、オン−ライン半導体装備の動作を停止させるステップとを開示している。
【０００５】
この場合、米国特許第５、９２３、５５３号は、エラーロットの原因を装備、または工程条件のエラーとして判断して、問題を解決するために装備を停止させる。しかしながら、エラーロットは処理されたロット自体による場合が多い。
【０００６】
上記で分かるように、エラーロットがロット工程の中間に発生しても、全体ロット工程が完了する時まで後続工程が続けて進行する問題点がある。したがって、製造効率が低下する短所がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような問題点を解決するために案出された本発明は、工場自動化システムでエラーロットに対して後続工程を保留させることにより、工程効率を向上させることのできる半導体製造工程の制御方法を提供することをその目的としている。
【０００８】
【課題を解決する手段】
上記目的を達成するための本発明は、工程装備（ＥＱ）でロットを処理する第１ステップと、処理されたロットをテストしてテスト装備サーバ（１３２）を介してロット工程データを発生する第２ステップと、上記ロット工程データを比較手段（１２６）に伝送する第３ステップ（Ｓ２００）と、貯蔵手段（１１０）に予め貯蔵されているロット仕様データを上記比較手段（１２６）に伝送する第４ステップ（Ｓ２００）と、上記ロット工程データを上記貯蔵手段（１１０）に貯蔵する第５ステップと、上記ロット仕様データと上記ロット工程データとを比較して２つのデータ間の差が所定の範囲内にあるか否かを判定する第６ステップ（Ｓ２０４）と、上記ロット仕様データと上記ロット工程データとの間の差が上記所定の範囲を外れた場合、エラーロットの発生を示す第１メッセージを発生する第７ステップ（Ｓ２０６）と、上記第１メッセージに応答して、ロットが非正常的に製造されたことを示す第１トランザクションを発生する第８ステップ（Ｓ２０８）と、上記第１トランザクションを上記貯蔵手段（１１０）に貯蔵する第９ステップ（Ｓ２１０）と、上記第１トランザクションを臨時貯蔵手段（１２０）に伝送する第１０ステップと、上記第１トランザクションが上記臨時貯蔵手段（１２０）に伝送されたことを知らせる第２メッセージを発生する第１１ステップと、上記第２メッセージを受信して、上記履歴管理手段（１２２）により、上記第１トランザクションを上記履歴貯蔵手段（１２４）に貯蔵する第１２ステップ（Ｓ２１２）と、上記、エラーロットの発生があった場合、上記エラーロットの後続工程は中断する、半導体製造工程の制御方法であって、作業者インターフェイス手段（１１６）により入力された上記エラーロットに対処した措置と、関連したデータを受信する第１３ステップ（Ｓ２１４）と、上記エラーロットが後続工程で処理されても良いことを示す第２トランザクションを発生する第１４ステップ（Ｓ２１６）と、上記貯蔵手段（１１０）に上記第２トランザクションを貯蔵する第１５ステップ（Ｓ２１８）と、上記第２トランザクションを上記臨時貯蔵手段（１２０）に伝送する第１６ステップと、上記第２トランザクションが上記臨時貯蔵手段（１２０）に伝送されたことを知らせる第３メッセージを発生する第１７ステップと、上記第３メッセージを受信して、上記履歴管理手段（１２２）により、上記第２トランザクションを上記履歴貯蔵手段（１２４）に貯蔵する第１８ステップ（Ｓ２２０）と、上記ロットの後続工程を進行する第１９ステップ（Ｓ２２２）と、からなることを特徴とする。
【００１０】
以下、添付した図１を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１１】
半導体素子を製造するために、多数の半導体生産ベイが、半導体工場の自動化システムに配置される。この半導体生産ベイは、通信ラインを介してセル管理システムに連結される。便宜上、本発明は一つの半導体生産ベイを説明する。
【００１２】
図１は、本発明にかかる半導体工場の自動化システムを示している。
【００１３】
図示したように、半導体工場の自動化システムは、多数の半導体生産ベイからなるセルを管理するためのセル管理部１１２、このセル管理部１１２に連結されてリアルタイムロット工程データを貯蔵するためのリアルタイムデータベース１１０、セル管理部１１２に連結されて、テスト装備１５０からテストサーバ１３２を介して送信されてくるリアルタイムロット工程データ及びトランザクションを受信して臨時ファイルの形態で貯蔵するための臨時貯蔵部１２０、この臨時貯蔵部１２０に連結されて臨時貯蔵部１２０からのデータ及びトランザクションを判読して判読されたデータ及びトランザクションを履歴データベース１１８に貯蔵するための履歴管理部１１８からなる。履歴データベース１２４は、履歴管理部に連結されている。セル管理部１１２、履歴管理部１１８、及び履歴データベース１２４は、共通通信ライン１４４に各々連結されて相互間に通信をする。Ｘｅｒｏｘ社が提供するＥｔｈｅｒｎｅｔＴＭケーブルを、共通通信ラインとして使用することができる。
【００１４】
また、半導体工場の自動化システムは、リアルタイムロット工程データとロット仕様データとを比較して、２つのデータ間の差が、作業者が設定した所定の範囲内にあるか否かを判定するための比較部１２６を含んでいる。この場合、ロット仕様データは、予めリアルタイムデータベース１１０に貯蔵されている。
【００１５】
ここで、半導体生産ベイは、ロットを処理するための多数の工程装備EQ(ステーションともいう）、セル管理部１１２からの命令メッセージに応じて工程装備EQを制御するための多数の工程サーバ１３０、処理されたロットをテストしてリアルタイムロット工程データを出力するテスト装備１５０、所定の個数のロットを収めるためのカセット(図示せず)をストッキング（stocking）するためのストッカ１４０、イントラベイに沿って動いて処理されたロットを含んでいるカセットを搬送するためのAGV(automatic guide vehicle)１４２、及びイントラベイに沿って動き、ある半導体生産ベイから他の半導体生産ベイにカセットを搬送するための搬送装置からなる。
【００１６】
便宜上、図１で、たとえば半導体生産ベイとして薄膜工程ベイのみを図示したが、ホトリソグラフィ工程ベイ、エッチング工程ベイ及び蒸着工程ベイのような他の半導体生産ベイもやはり同様の構造からなる。
【００１７】
セル管理部１１２は、データメッセージを伝送するかトランザクションを発生するセル管理サーバ１１４と、作業者がセル管理サーバ１１４と通信できるようにする作業者インターフェースサーバ１１６とを含む。
【００１８】
以下、本発明にかかる半導体工場の自動化システムの作動について詳細に説明する。
【００１９】
工程装備EQが装備サーバ１３０の制御下にロット処理を完了した後、処理されたロットは、AGV１４２によりテスト装備１５０に伝達され、テスト装備１５０は、処理されたロットをテストしてリアルタイムロット処理データを出力する。テスト装備サーバ１３２は、テスト装備１５０からのリアルタイムロット工程データを受信して装備インターフェースサーバ１２８に伝送する。また、リアルタイムロット工程データは、セル管理サーバ１１４を介してリアルタイムデータベース１１０に貯蔵される。
【００２０】
装備インターフェースサーバ１２８は、テスト装備１５０からのリアルタイムロット工程データと、セル管理サーバ１１４を介してリアルタイムデータベース１１０から伝送されたロット仕様データとを比較する。比較の結果、リアルタイムロット工程データとロット仕様データとの間の差が所定の範囲内にある場合、処理されたロットは正常に製造されたものと判断して、他の工程装備で後続工程を続けて進行する。
【００２１】
これに対し、リアルタイムロット工程データとロット仕様データとの間の差が所定の範囲を外れた場合、処理されたロットはエラーロットとして判断し、このエラーロットは適切な措置が取れる時まで後続工程を進行しない。
【００２２】
リアルタイムロット工程データとロット仕様データとの間の差が予め設定された所定の範囲を外れた場合、装備インターフェースサーバ１２８は、エラーロットの発生を示す第１メッセージを発生する。その後、セル管理サーバ１１４は、第１メッセージに応答して現在のロットが非正常的に製造されたことを示す第１トランザクションを発生する。
【００２３】
第１トランザクションは、リアルタイムデータベース１１０に伝送されて、リアルタイムデータベース１１０に貯蔵される。
【００２４】
また、第１トランザクションは、臨時貯蔵部１２０に伝送されて臨時ファイルの形態で貯蔵される。その後、セル管理サーバ１１４は、履歴インターフェースサーバ１２２に第１トランザクションが臨時貯蔵部１２０に貯蔵されていると知らせる第２メッセージを発生する。履歴インターフェースサーバ１２２は、臨時貯蔵部１２０に貯蔵されている第１トランザクションを判読して履歴データベース１２４に貯蔵する。すなわち、第１トランザクションがロットと関連した履歴データとして履歴データベース１２４に貯蔵される。
【００２５】
エラーロットの発生時、作業者は必要な措置を取り、作業者インターフェースサーバ１１６を介して措置と関連したデータを入力する。例えば、エラーロット発生の原因が装備条件であるならば、作業者は作業者インターフェースサーバ１１６を介して装備条件を変更するか、該当装備の動作を中止させる。エラーロット発生の原因がロット自体にあるならば、追加の工程を実施するか廃棄した後、取った措置と関連したデータを作業者インターフェースサーバ１１６を介して入力する。措置と関連したデータもやはりセル管理サーバ１１４を介してリアルタイムデータベース１１０及び履歴データベース１２４に貯蔵する。
【００２６】
この場合、エラーロット発生の原因がロット自体であるならば、セル管理サーバ１１４は必要な措置を取った後、作業者インターフェースサーバ１１６から入力されたデータを受信して該当ロットは後続工程で処理されても良いということを示す第２トランザクションを発生する。
【００２７】
第２トランザクションも、やはりセル管理サーバ１１４を介してリアルタイムデータベース１１０に貯蔵される。また、第１トランザクションと同様に、セル管理サーバ１１４は、第２トランザクションを臨時貯蔵部１２０に臨時ファイルの形態で貯蔵した後、第２トランザクションが臨時貯蔵部１２０に貯蔵されていることを知らせる第３メッセージを発生する。履歴インターフェースサーバ１２２は、第３メッセージに応答して臨時貯蔵部１２０に貯蔵されている第２トランザクションを判読して履歴データベース１２４に貯蔵する。すなわち、第２トランザクションは、該当ロットと関連した履歴データとして履歴データベース１２４に貯蔵される。
【００２８】
上述したように、他の工程装備がロットに対して後続工程を実施する時、該当装備サーバは、ロットと関連したロットデータを参照して、第１トランザクションデータがあれば、該当ロットをエラーロットと見なして後続工程が進行されるのを止める。しかし、もし第１トランザクションデータだけでなく第２トランザクションデータがあれば、すなわち、エラーが発生したが適切な措置を取ったロットである場合、該当ロットは後続工程が続けて実施される。
【００２９】
以下、図２及び図３を参照し、本発明にかかる半導体製造工程の自動制御方法を詳細に説明する。
【００３０】
まず、装備インターフェースサーバ１２８が、テスト装備１５０からのリアルタイムロット工程データをテスト装備サーバ１３２を介して入力し、また、リアルタイムデータベース１１０に貯蔵されているロット仕様データを、セル管理サーバ１１４を介して入力する（Ｓ２００）。
【００３１】
装備インターフェースサーバ１２８は、リアルタイムロット工程データとロット仕様データとを比較し、２つのデータ間の差が、作業者が設定した所定の範囲内にあるか否かを判断する（Ｓ２０２）。
【００３２】
比較の結果、リアルタイムロット工程データとロット仕様データとの間の差が所定の範囲内にあれば、装備インターフェースサーバ１２８は、該当ロットは正常に製造されたものと判断して、ロット工程の保留なしに後続工程を続けて進行する（Ｓ２０４）。
【００３３】
これに対し、前記比較の結果、リアルタイムロット工程データとロット仕様データとの間の差が所定の範囲を外れた場合には、装備インターフェースサーバ１２８は、エラーロットの発生を示す第１メッセージを発生する（Ｓ２０６）。
【００３４】
セル管理サーバ１１４は、第１メッセージに応答して該当ロットが非正常的に製造されたことを示す第１トランザクションを発生する（Ｓ２０８）。
【００３５】
第１トランザクションは、セル管理サーバ１１４を介してリアルタイムデータベース１１０に伝送して、リアルタイムデータベース１１０に貯蔵される（Ｓ２１０）。
【００３６】
セル管理サーバ１１４は、第１トランザクションを臨時貯蔵部１２０に伝送した後、履歴インターフェースサーバ１１６に第１トランザクションが臨時貯蔵部１２０に貯蔵されたことを知らせる第２メッセージを発生する。履歴インターフェースサーバ１２２は、第２メッセージに応答して臨時貯蔵部１２０に貯蔵されている第１トランザクションを判読して履歴データベース１２４に伝送する。したがって、第１トランザクションが履歴データベース１２４に貯蔵される（Ｓ２１２）。
【００３７】
エラーロットに対して必要な措置を取った後、作業者インターフェースサーバ１１６を介して、前記措置と関連するデータを入力する。取った措置と関連するデータは、セル管理サーバ１１４を介してリアルタイムデータベース１１０及び履歴データベース１２４に貯蔵される（Ｓ２１４）。
【００３８】
セル管理サーバ１１４は、作業者インターフェースサーバ１１６からの措置と関連するデータの入力を受けて、該当ロットは、後続工程で処理されても良いことを示す第２トランザクションを発生する（Ｓ２１６）。
【００３９】
第２トランザクションは、セル管理サーバ１１４を介してリアルタイムデータベース１１０に伝送されて貯蔵される（Ｓ２１８）。
【００４０】
セル管理サーバ１１４は、第２トランザクションを臨時貯蔵部１２０に伝送して臨時ファイルの形態で貯蔵し、履歴インターフェースサーバ１２２に第２トランザクションが臨時貯蔵部に貯蔵されていることを知らせる第３メッセージを発生する。履歴インターフェースサーバ１２２は、第３メッセージに応答して臨時貯蔵部１２０に貯蔵されている第２トランザクションを判読して履歴データベース１２４に貯蔵する（Ｓ２２０）。
【００４１】
他の工程装備がロットに対して後続工程を実施する時、該当装備サーバは、ロットと関連するロットデータを参照して、第１トランザクションデータがあれば、該当ロットをエラーロットと見なして後続工程の進行を止める。しかし、もし第１トランザクションデータだけでなく第２トランザクションデータがあれば、すなわち、エラーが発生したが措置を取ったロットである場合、該当ロットは後続工程が続けて実施される（Ｓ２２２）。
【００４２】
以上で説明した本発明は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する当業者において、本発明の技術思想を超えない範囲で種々の置換、変形及び変更が可能であり、本願発明は、前述した実施例及び添付した図面に限定されない。
【００４３】
【発明の効果】
上記説明のように本発明においては、半導体工場の自動化システムにおいて、ロットがロット工程の後非正常的に製造された場合、エラーロットに対して後続工程を進行しないようにすることにより、製造効率を向上させることができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる半導体工場の自動化システムを示すブロック図である。
【図２】本発明にかかる半導体工場の自動化システムにおける半導体製造工程の自動制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明にかかる半導体工場の自動化システムにおける半導体製造工程の自動制御方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１１０ リアルタイムデータベース
１１２ セル管理部
１１８ 履歴管理部
１２０ 臨時貯蔵部
１２4 履歴データベース
１２６ 比較部

Claims (1)

1. 工程装備（ＥＱ）でロットを処理する第１ステップと、
   処理されたロットをテストしてテスト装備サーバ（１３２）を介してロット工程データを発生する第２ステップと、
   上記ロット工程データを比較手段（１２６）に伝送する第３ステップ（Ｓ２００）と、
   貯蔵手段（１１０）に予め貯蔵されているロット仕様データを上記比較手段（１２６）に伝送する第４ステップ（Ｓ２００）と、
   上記ロット工程データを上記貯蔵手段（１１０）に貯蔵する第５ステップと、
   上記ロット仕様データと上記ロット工程データとを比較して２つのデータ間の差が所定の範囲内にあるか否かを判定する第６ステップ（Ｓ２０４）と、
   上記ロット仕様データと上記ロット工程データとの間の差が上記所定の範囲を外れた場合、エラーロットの発生を示す第１メッセージを発生する第７ステップ（Ｓ２０６）と、
   上記第１メッセージに応答して、ロットが非正常的に製造されたことを示す第１トランザクションを発生する第８ステップ（Ｓ２０８）と、
   上記第１トランザクションを上記貯蔵手段（１１０）に貯蔵する第９ステップ（Ｓ２１０）と、
   上記第１トランザクションを臨時貯蔵手段（１２０）に伝送する第１０ステップと、
   上記第１トランザクションが上記臨時貯蔵手段（１２０）に伝送されたことを知らせる第２メッセージを発生する第１１ステップと、
   上記第２メッセージを受信して、上記履歴管理手段（１２２）により、上記第１トランザクションを上記履歴貯蔵手段（１２４）に貯蔵する第１２ステップ（Ｓ２１２）と、
   上記、エラーロットの発生があった場合、上記エラーロットの後続工程は中断する、
   半導体製造工程の制御方法であって、
   作業者インターフェイス手段（１１６）により入力された上記エラーロットに対処した措置と、関連したデータを受信する第１３ステップ（Ｓ２１４）と、
   上記エラーロットが後続工程で処理されても良いことを示す第２トランザクションを発生する第１４ステップ（Ｓ２１６）と、
   上記貯蔵手段（１１０）に上記第２トランザクションを貯蔵する第１５ステップ（Ｓ２１８）と、
   上記第２トランザクションを上記臨時貯蔵手段（１２０）に伝送する第１６ステップと、
   上記第２トランザクションが上記臨時貯蔵手段（１２０）に伝送されたことを知らせる第３メッセージを発生する第１７ステップと、
   上記第３メッセージを受信して、上記履歴管理手段（１２２）により、上記第２トランザクションを上記履歴貯蔵手段（１２４）に貯蔵する第１８ステップ（Ｓ２２０）と、
   上記ロットの後続工程を進行する第１９ステップ（Ｓ２２２）と、
   からなることを特徴とする半導体製造工程の制御方法。

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