JP6063313B2 - 電子デバイスの製造支援システム、製造支援方法及び製造支援プログラム - Google Patents
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Description
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1に表したように、製造支援システム10は、例えば、製造支援装置20と、クライアント端末30と、を備える。製造支援装置20とクライアント端末30とは、ネットワーク12を介して相互に接続されている。すなわち、製造支援装置20とクライアント端末30とは、ネットワーク12を介して相互に通信を行うことができる。
図2に表したように、製造支援装置20の制御部21には、検査データ取得部51と、分類別バラツキ計算部52、要因別データ取得部53、要因別バラツキ計算部54、不良率データ取得部55、歩留り計算部56、工数データ取得部57、生産計画データ取得部58、費用計算部59、対策優先順位計算部60及び出力部61が設けられている。これらの各部51〜61は、例えば、製造支援プログラム20pの実行によって、制御部21にソフトウェア的に設けられる。これらの各部51〜61は、例えば、論理回路などによってハードウェア的に制御部21に設けてもよい。また、この例では、各部51〜61を制御部21に設けているが、各部51〜61は、例えば、複数のプロセッサなどに分けて設けてもよい。各部51〜61のそれぞれを独立したプロセッサとしてもよい。
図3に表したように、クライアント端末30において、クライアントプログラム30pを実行すると、表示部34に入力画面ESが表示される。入力画面ESには、例えば、製造情報を入力するための文字入力ボックスが設けられている。入力画面ESには、例えば、半導体デバイスの品種を入力するための文字入力ボックスTB1と、製造工程を入力するための文字入力ボックスTB2と、検査工程に用いられた検査装置を入力するための文字入力ボックスTB3と、対象となる製造期間を入力するための文字入力ボックスTB4と、が設けられる。また、入力画面ESには、例えば、入力した製造情報の決定を指示するための決定ボタンSBが設けられる。なお、製造情報の入力は、直接入力できるようにしてもよいし、プルダウンメニューなどから選択できるようにしてもよい。
分類別バラツキ計算部52は、例えば、図4に表した(1)式〜(6)式と、検査データ蓄積部82に記憶された検査データと、を用いて半導体デバイスの分類別の寸法のバラツキを計算する。
ウェーハ数は、製造情報に含まれる製造期間内において、半導体デバイスの製造に用いられたウェーハの数である。
ロット数は、製造情報に含まれる製造期間内において、半導体デバイスの製造に用いられたウェーハのロットの数である。
δ2 デバイス,i,hは、製造期間内の各ウェーハに含まれる各半導体デバイスの寸法の分散である。すなわち、δ2 デバイス,i,hは、面内バラツキを表す。
δ2 ウェーハ,hは、製造期間内の各ウェーハ間の寸法の分散である。すなわち、δ2 ウェーハ,hは、ウェーハ間バラツキを表す。
δ2 ロットは、製造期間内の各ロット間の寸法の分散である。すなわち、δ2 ロットは、ロット間バラツキを表す。
xh,j,iは、検査データに含まれる1つの寸法のデータである。
上線付きのxh,iは、あるウェーハ内の複数の寸法データの平均値である。
(3)式において、上線付きのxhは、1ロット内の寸法のデータの平均値である。
(4)式において、上線付きのxは、検査データに含まれる全ての寸法のデータの平均値である。 (6)式において、「(デバイス数×ウェーハ数)@ロット」は、1ロット内の半導体デバイスの数とウェーハ数の数との積である。
図5(a)〜図5(c)は、要因別バラツキ計算部54の計算例として、各半導体デバイスの検査工程に用いられた同じ機種の複数の検査装置14間の計測寸法のバラツキの計算を表している。すなわち、図5(a)〜図5(c)は、各検査装置14間の計測誤差のバラツキの計算例である。例えば、半導体デバイスでは、加工精度が1nmや0.1nmなどのように微細化が進行しており、こうした検査装置14間の装置間差が無視できなくなってきている。この場合には、例えば、各検査装置14間において計測値のマッチングを図ることが改善策として挙げられる。なお、図5(a)〜図5(c)では、測長SEM測定機を検査装置14として用いた場合を例示している。
歩留り計算部56は、例えば、検査データと不良率データとについて、ロット単位でデータを取得し、相関を作成する。歩留り計算部56は、例えば、所定のBinning幅で歩留りの平均値を算出する。歩留り計算部56は、不良率と寸法との相関を作成する。歩留り計算部56は、例えば、データ端の異常値などを除去する。歩留り計算部56は、例えば、図6(a)に表したように、二次関数でフィッティングを行い、最小値をとる寸法(横軸)の値を分割点とする。歩留り計算部56は、例えば、不良率と寸法との間にあまり相関が見られない場合や、フィッティングの異常などがあった場合には、図6(c)に表したように、不良率(縦軸)の平均値の線を引く。
クライアント端末30の制御部31は、製造支援装置20から送られた電子ファイルEFを受信すると、その電子ファイルEFに基づいて、例えば、図7に表す第1出力画面OS1を表示部34に表示させる。すなわち、この例では、制御部31が、表示制御部として機能する。
図8は、ロット間バラツキに含まれる要因別の寸法のバラツキを表す第2出力画面OS2の一例である。
クライアント端末30の制御部31は、例えば、入力部33の操作によってロット間バラツキの詳細の表示が指示された際に、図8に表す第2出力画面OS2を表示部34に表示させる。第2出力画面OS2には、例えば、要因別バラツキ計算部54によって計算された要因別の寸法のバラツキの各要因の割合を表すグラフが表示される。
図9は、ロット間バラツキに含まれる要因別の寸法のバラツキの詳細表示の一例を表す。図9では、例えば、ウェットエッチング装置間差の詳細表示が指示された場合を例示している。
クライアント端末30の制御部31は、例えば、入力部33の操作によってウェットエッチング装置間差の詳細の表示が指示された際に、図9に表す第3出力画面OS3を表示部34に表示させる。第3出力画面OS3には、例えば、ウェットエッチング装置間差に係る検査データの寸法を表すボックスプロット図と、要因別バラツキ計算部54によって計算された改善見込の寸法を表すボックスプロット図とが表示される。また、図9に「ポテンシャル」として表したように、最も性能の高い装置に合わせたときの改善見込の寸法を表すボックスプロット図を、さらに表示できるようにしてもよい。
図10は、ロット間バラツキに含まれる要因別の寸法のバラツキの詳細表示の一例を表す。図10では、例えば、三次元計測SEM測定機差の詳細表示が指示された場合を例示している。
クライアント端末30の制御部31は、例えば、入力部33の操作によって三次元計測SEM測定機差の詳細の表示が指示された際に、図10に表す第4出力画面OS4を表示部34に表示させる。第4出力画面OS4には、例えば、三次元計測SEM測定機差に係る検査データの寸法を表すボックスプロット図と、要因別バラツキ計算部54によって計算された改善見込の寸法を表すボックスプロット図と、最も性能の高い測定機に合わせたときの改善見込の寸法を表すボックスプロット図とが表示される。
図11は、ロット間バラツキに含まれる要因別の寸法のバラツキの詳細表示の一例を表す。図11では、例えば、LP−CVD装置の反応炉内における位置によるバラツキの詳細表示が指示された場合を例示している。
クライアント端末30の制御部31は、例えば、入力部33の操作によってLP−CVD装置の反応炉内の位置の詳細の表示が指示された際に、図11に表す第5出力画面OS5を表示部34に表示させる。第5出力画面OS5には、例えば、反応炉内の位置毎に検査データをまとめたボックスプロット図と、要因別バラツキ計算部54によって計算された改善見込の寸法を反応炉内の位置毎にまとめたボックスプロット図とが表示される。
図12は、ロット間バラツキに含まれる要因別の寸法のバラツキの詳細表示の一例を表す。図12では、例えば、ロット間の経時変化の詳細表示が指示された場合を例示している。
クライアント端末30の制御部31は、例えば、入力部33の操作によって経時変化の詳細の表示が指示された際に、図12に表す第6出力画面OS6を表示部34に表示させる。第6出力画面OS6には、例えば、経時変化に係る検査データの寸法を表すボックスプロット図と、要因別バラツキ計算部54によって計算された改善見込の寸法を表すボックスプロット図とが表示される。
次に、図13に表すフローチャートを参照しながら、製造支援システム10の作用について説明する。
ユーザは、所望の半導体デバイスに対する意思決定支援処理を実行したい場合、クライアント端末30の入力部33を操作して表示部34に入力画面ESを表示させ、入力画面ESの各文字入力ボックスTB1〜TB4に製造情報を入力する(ステップS101)。そして、決定ボタンSBをクリックし、各種の計算の開始を指示する(ステップS102)。クライアント端末30の制御部31は、決定ボタンSBのクリックに応答して、入力された製造情報を製造支援装置20に送信する。
図14に表したように、この例の製造支援システム110では、製造支援装置120が、入力部33と表示部34とを含む。製造支援システム110では、製造支援装置120において、製造情報の入力が行われる。製造支援装置120は、入力された製造情報に基づいて、上記製造支援装置20と同様に、各種の計算を行う。そして、製造支援装置120は、各計算結果を表示部34に表示する。この例では、制御部21が、表示制御部として機能する。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
Claims (10)
- 対象となる電子デバイスを特定するための特定情報を基に、検査工程で取得された寸法の情報と前記特定情報とを含む複数の検査データを保管する検査データベースから、前記対象となる電子デバイスの前記検査データを取得する検査データ取得部と、
前記対象となる電子デバイスの前記検査データを基に、前記電子デバイスのロット間、基板間及び基板面内の位置の少なくともいずれかを含む分類別に、前記対象となる電子デバイスの寸法のバラツキを計算する分類別バラツキ計算部と、
電子デバイスの品種の情報と、その品種における製造工程の情報と、その製造工程に対して前記分類別に過去に立案された複数の寸法のバラツキ要因の情報と、それらの各バラツキ要因のそれぞれに対する複数の改善策の情報と、を含む複数の改善履歴データを保管するナレッジデータベースから、前記特定情報を基に、前記対象となる電子デバイスの前記改善履歴データを取得する要因別データ取得部と、
前記対象となる電子デバイスの前記改善履歴データに含まれる前記複数のバラツキ要因の情報を基に、前記対象となる電子デバイスの複数のバラツキ要因を決定し、決定した前記複数のバラツキ要因別の寸法のバラツキを計算するとともに、前記改善履歴データに含まれる前記複数の改善策の情報を基に、前記対象となる電子デバイスの複数の改善策を決定する要因別バラツキ計算部と、
を備えた電子デバイスの製造支援システム。 - 前記分類別の寸法のバラツキの計算結果と、前記複数のバラツキ要因別の寸法のバラツキの計算結果と、を表示部に表示する表示制御部をさらに備えた請求項1記載の製造支援システム。
- 前記表示制御部は、前記計算結果をグラフ化して表示する請求項2記載の製造支援システム。
- 電子デバイスの品種の情報と、その品種における製造工程の情報と、その製造工程における寸法と歩留りとの相関と、を含む複数の不良率データを保管する不良情報データベースから、前記特定情報を基に、前記対象となる電子デバイスの前記不良率データを取得する不良率データ取得部と、
前記対象となる電子デバイスの前記検査データ及び前記不良率データを基に、前記複数の改善策毎の予測歩留りを計算する歩留り計算部と、
をさらに備え、
前記表示制御部は、前記予測歩留りを前記表示部にさらに表示する請求項2または3に記載の製造支援システム。 - 前記歩留り計算部の計算した予測歩留りを基に、前記複数の改善策の優先順位付けを行う対策優先順位計算部をさらに備え、
前記表示制御部は、前記優先順位を前記表示部にさらに表示する請求項4記載の製造支援システム。 - 前記改善策の実施にかかる予測工数を取得する工数データ取得部をさらに備え、
前記改善履歴データには、前記改善策を実施するまでにかかる工数の情報がさらに含まれ、
前記工数データ取得部は、前記対象となる電子デバイスの前記改善履歴データに含まれる前記工数の情報を、前記改善策の実施にかかる前記予測工数として取得し、
前記表示制御部は、前記予測工数を前記表示部にさらに表示する請求項2〜5のいずれか1つに記載の製造支援システム。 - 電子デバイスの品種の情報と、その品種における製造工程の情報と、その製造工程のバラツキ要因に対する改善策の実施にかかる費用の情報と、を含む複数の生産計画データを保管する生産計画データベースから、前記特定情報を基に、前記対象となる電子デバイスの前記生産計画データを取得する生産計画データ取得部と、
前記対象となる電子デバイスの前記生産計画データを基に、前記改善策を実施した場合の予測費用を計算する費用計算部と、
をさらに備え、
前記表示制御部は、前記予測費用を前記表示部にさらに表示する請求項2〜6のいずれか1つに記載の製造支援システム。 - 前記要因別バラツキ計算部は、プロセスシミュレーションの結果を基に、新規の製造工程に対するバラツキ要因の決定、要因別のバラツキの計算、及び、改善策の決定を行う請求項1〜7のいずれか1つに記載の製造支援システム。
- 対象となる電子デバイスを特定するための特定情報を基に、検査工程で取得された寸法の情報と前記特定情報とを含む複数の検査データを保管する検査データベースから、前記対象となる電子デバイスの前記検査データを取得する工程と、
前記対象となる電子デバイスの前記検査データを基に、前記電子デバイスのロット間、基板間及び基板面内の位置の少なくともいずれかを含む分類別に、前記対象となる電子デバイスの寸法のバラツキを計算する工程と、
電子デバイスの品種の情報と、その品種における製造工程の情報と、その製造工程に対して前記分類別に過去に立案された複数の寸法のバラツキ要因の情報と、それらの各バラツキ要因のそれぞれに対する複数の改善策の情報と、を含む複数の改善履歴データを保管するナレッジデータベースから、前記特定情報を基に、前記対象となる電子デバイスの前記改善履歴データを取得する工程と、
前記対象となる電子デバイスの前記改善履歴データに含まれる前記複数のバラツキ要因の情報を基に、前記対象となる電子デバイスの複数のバラツキ要因を決定し、決定した前記複数のバラツキ要因別の寸法のバラツキを計算するとともに、前記改善履歴データに含まれる前記複数の改善策の情報を基に、前記対象となる電子デバイスの複数の改善策を決定する工程と、
を備えた電子デバイスの製造支援方法。 - 対象となる電子デバイスを特定するための特定情報を基に、検査工程で取得された寸法の情報と前記特定情報とを含む複数の検査データを保管する検査データベースから、前記対象となる電子デバイスの前記検査データを取得する処理と、
前記対象となる電子デバイスの前記検査データを基に、前記電子デバイスのロット間、基板間及び基板面内の位置の少なくともいずれかを含む分類別に、前記対象となる電子デバイスの寸法のバラツキを計算する処理と、
電子デバイスの品種の情報と、その品種における製造工程の情報と、その製造工程に対して前記分類別に過去に立案された複数の寸法のバラツキ要因の情報と、それらの各バラツキ要因のそれぞれに対する複数の改善策の情報と、を含む複数の改善履歴データを保管するナレッジデータベースから、前記特定情報を基に、前記対象となる電子デバイスの前記改善履歴データを取得する処理と、
前記対象となる電子デバイスの前記改善履歴データに含まれる前記複数のバラツキ要因の情報を基に、前記対象となる電子デバイスの複数のバラツキ要因を決定し、決定した前記複数のバラツキ要因別の寸法のバラツキを計算するとともに、前記改善履歴データに含まれる前記複数の改善策の情報を基に、前記対象となる電子デバイスの複数の改善策を決定する処理と、
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