JPH05216896A - 製造工程管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 製造工程情報とこの製造工程情報に対応する
シミュレーション情報との対応関係を保持するコード変
換テーブル３と、テーブル３を用いて製造工程情報を対
応するシミュレーション情報に変換するデータ変換部２
と、製造装置のレシピ情報をシミュレーション用レシピ
情報に変換するレシピ情報変換部６と、変換されたシミ
ュレーション用レシピ情報を格納するレシピデータファ
イル５と、ファイル５に格納されているシミュレーショ
ン用レシピ情報をデータ変換部２で変換されたシミュレ
ーション情報に付加するレシピ情報付加部４と、シミュ
レーション用レシピ情報が付加されたシミュレーション
情報８を用いてシミュレーションを実行するシミュレー
タ９と、シミュレーション結果を製造工程管理システム
１３へ転送するデータ転送部１２とから構成されてい
る。 【効果】 プロセスフロー作成が簡便になり、シミュレ
ーション精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】シミュレーションを取入れた製造
工程管理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】製造ラインを管理するために、例えば半
導体製造ラインでは複数のコードや数値により構成され
た製造工程順と、その処理の内容が記述された情報（こ
れをプロセスフロー情報と呼ぶ）をコンピュータで管理
することにより作業が行われている。このプロセスフロ
ー情報の書式は各製造ラインにおいて固有のフォーマッ
トで記述されている。

【０００３】一方、半導体素子解析用シミュレータに代
表されるシミュレータにも計算を行うためのプロセスフ
ローの情報を必要とする。しかし製造ラインで用いられ
るプロセスフロー情報とシミュレータで用いられるそれ
とはほとんど違うフォーマットを有し、内容も多少異な
っていた。

【０００４】従来、図７のように製造管理システム
（ａ）とシミュレーションシステム（ｂ）は分離してい
た。このため、製品を製造し、且つシミュレーションも
行う場合には、それぞれ専用のプロセスフロー情報を作
成し、各々のファイル４１，４２に格納しなければなら
なかった。

【０００５】半導体技術者にとって、プロセスフロー作
成は手間が掛かり、大きな負担となるため技術者がシミ
ュレーションを省くことが少なくなかった。

【０００６】また、従来のシミュレーション用プロセス
フロー情報には、製造装置を起動させるための固有のデ
ータ、例えば酸化炉の立ち上げ／立ち下げ時の温度変化
の速度、ガス、時間などの情報（レシピデータ）が含ま
れていなかったため、実際の製品のプロセス結果と差異
が生じた。

【０００７】このレシピデータの欠如を合わせ込むため
に、シミュレータ内部の計算式のパラメータを調整する
ということを行っていた。しかしレシピデータは装置や
処理条件によって異なり、変更も頻繁であるため、その
都度調整が必要となってしまうので効率的ではない。ま
た、このような合わせ込みの方法では、シミュレータ自
身の精度向上に寄与することもできない。

【０００８】或いは、技術者は直接ライン担当者から各
工程のレシピデータを入手し、シミュレーション用プロ
セスフローに記述していた。しかし、この情報を随時取
り入れることは大変手間が掛かるワークとなり、レシピ
データをシミュレーション用のプロセスフローに取り入
れることは半導体技術者にとって大きな負担となってい
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は製
造工程管理システムとシミュレータ間にプロセスフロー
情報の互換機能を持つ中間媒体が無いため、複数のプロ
セスフロー作成に技術者が多大な時間を浪費していた。
更に、レシピデータを含まずにシミュレーション用プロ
セスフローデータを作成していたため、シミュレーショ
ン結果と実デバイスとの特性精度に信頼性が無いという
問題が生じた。

【００１０】この発明は、製造工程管理システムとシミ
ュレータ間に存在するこれらの問題を無くし、双方の作
業が効率的に行えるシステムを提供する事を目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するために、製造工程情報とこの製造工程情報に対応
するシミュレーション情報との対応関係を保持するコー
ド変換テーブルと、このコード変換テーブルを用いて製
造工程情報を対応するシミュレーション情報に変換する
データ変換部と、製造装置の起動条件情報を、シミュレ
ーション用の起動条件情報に変換するレシピ情報変換部
と、このレシピ情報変換部によって変換されたシミュレ
ーション用の起動条件情報を格納するレシピデータファ
イルと、このレシピデータファイルに格納されているシ
ミュレーション用の起動条件情報を、前記データ変換部
によって変換されたシミュレーション情報に付加するレ
シピ情報付加部と、このレシピ情報付加部によってシミ
ュレーション用の起動条件情報が付加されたシミュレー
ション情報を用いてシミュレーションを実行するシミュ
レータと、シミュレーション結果を製造工程ラインへ転
送するデータ転送部とから構成されている。

【００１２】

【作用】この発明によれば、製造工程管理用プロセスフ
ロー情報作成と同時に、必要に応じてシミュレーション
用プロセスフローも自動作成され、技術者のプロセスフ
ロー作成の作業効率が向上される。また、このシミュレ
ーション用プロセスフローには、自動的にレシピデータ
が取り込まれるため、製造ライン独自の環境（例えば取
扱い物質や装置の機種、条件等）に適した素子解析シミ
ュレーションが可能となる。

【００１３】このように今まで負担となっていたプロセ
スフロー作成が効率的に行えるようになることから、技
術者のシミュレータ使用頻度は増加する。さらにレシピ
情報等のシミュレーション用プロセスフローへの取り込
みが可能となることから、より正確なシミュレーション
結果を得られる効果が期待できる。

【００１４】このことはまた、実デバイスで検討を行っ
ていた処理条件の最適化例えばイオン注入工程における
イオンドーズ量の条件範囲などがシミュレーション結果
より絞られ、その結果、製造ラインに於けるロットの条
件振り、分割作業が減少する。

【００１５】このため、製造ラインに存在する条件振り
のための製品数が減り、処理待ちなどの製品が減少す
る。その結果製造装置のスループットが上昇し、ＬＳＩ
開発における製造効率が大きく向上する。

【００１６】

【実施例】以下図面を用いてこの発明の実施例を説明す
る。図１に製造工程管理用プロセスフローデータ及びシ
ミュレーション用プロセスフローデータの流れを示す。
図１で示す全体構成が図２のEWS ２１に実現されてい
る。

【００１７】図２に示すように、この製造工程管理シス
テムは、入力される処理（プロセス）の順序や処理の内
容が記述されたコード情報（プロセスフロー情報）に、
製造装置の中で行われる実際の処理の流れ、例えば、酸
化炉におけるガスの流量とその流出のタイミングや温度
上昇速度等の情報（装置レシピ）を、付加する機能を有
したコンピュータ（ＥＷＳ）２１、及びコンピュータ情
報格納媒体（ハードディスク）２２を有している。

【００１８】このハードディスクは、コンピュータ２１
に直接接続されていなくても、ネットワークを介して他
のＥＷＳに接続されているＨＤＤ（ハードディスク）を
使用しても良い。

【００１９】コンピュータ２１は、ＬＡＮなどの通信媒
体２３を介してクリーンルーム内にある製造装置（Ｍ／
Ｃ）２４及び装置コントローラ２５を起動・管理するブ
ロックコンピュータ（Ｂ／Ｃ）２６とそのデータ記録媒
体２７と、クリーンルーム全体を管理するホストコンピ
ュータ（Ｈ／Ｃ）２８と情報を通信することができる。

【００２０】また、コンピュータ２１が使用する記録媒
体２２には、プロセス／デバイスシミュレータ等のアプ
リケーションプログラムも格納されており、本発明の製
造工程管理システムと同様に、コンピュータ２１上で起
動することができる。

【００２１】製造装置２４を管理するブロックコンピュ
ータ２６は、通信媒体を介して製造装置２４と接続され
ており、ブロックコンピュータ２６の記録媒体２７には
製造装置２４に処理を行わせるための情報（装置用レシ
ピ情報）が格納されている。この装置用レシピ情報はネ
ットワークを介してコンピュータ２１からアクセスする
ことができる。

【００２２】図１において、製造管理用プロセスフロー
入力部１は、製造の処理の流れと処理条件を記述した情
報（プロセスフロー情報）を入力する部分である。入力
手段としては、キーボード、マウス等の入力装置を用い
て直接プロセスフロー情報を入力する方法と、あらがし
めプロセスフロー情報を作成して、磁気ディスクに代表
される記録媒体に保存し、そこからコンピュータ２１に
読み込む方法等がある。

【００２３】データ変換部２は、製造管理用プロセスフ
ローコードや数値をプロセスシミュレーションやデバイ
スシミュレーションなどで使われるコード群のフォーマ
ットに変換する。

【００２４】例えばプロセスシミュレーションで酸化拡
散工程は &DIFF WET TEMPERATURE=900 TIME=60 …（１） 等で表される。一方、製造工程管理用プロセスフローデ
ータ情報は OXDIF : GAS=BOX, TEMP=900, TIME=1H ; …（２） などと記述される。

【００２５】ここでこのデータ変換部２は、データ
（２）のGAS=BOX を図３に示すようなコード変換テーブ
ル３を用いることでWET に変換する。これと同様の作業
を他のコードや数値、他の工程、つまりプロセスフロー
全てに適用することで製造工程管理用プロセスフローデ
ータをシミュレーション用プロセスフローデータ（１）
に変換することができる。他の製造ラインに適用する場
合には、このコード変換テーブル３の変換側の値をその
適用ライン用に修正することで利用することができる。

【００２６】レシピ情報付加部４は、製造管理用プロセ
スフロー入力部１より入力されたプロセスフローデータ
にレシピ情報を付加する機能を有している。ここで、レ
シピ情報はレシピデータファイル５にデータベースとし
て格納されており、このファイル５からレシピ情報を引
き出して、シミュレーション用プロセスフローデータに
付加する。

【００２７】ところで、レシピデータファイル５に格納
されているレシピデータは、キーボードやマウス等の入
力手段を用いて直接データベースに入力する方法もある
が、レシピ情報変換部６を用いることにより、ブロック
コンピュータ２６の装置レシピ情報格納媒体２７からオ
ンラインで情報を得ることができる。この装置レシピ情
報のオンラインについては後述する。

【００２８】シミュレーション用プロセスフローデータ
受渡し部７は、レシピ情報付加部４を経てレシピ情報が
付加されたシミュレーション用プロセスフロー８を、シ
ミュレータ９へ転送する分部である。この時点でプロセ
スフローデータ８がシミュレータ９に入力される。

【００２９】シミュレータ９は、入力されたプロセスフ
ロー８を用いて、半導体素子用のプロセスおよびデバイ
スシミュレーションを行う部分である。

【００３０】ここで、半導体製造における酸化拡散工程
を例にとってレシピ情報について説明する。

【００３１】酸化拡散工程では、図４に示すように、装
置に製品を入れた後に、装置内のガスの種類と流量とそ
の上昇速度等複数のパラメータを変化させることで、酸
化拡散条件を決定する。

【００３２】図４の例では、まず 850℃で製品が炉に入
り（）、暫く放置され（）、 900℃まで温度上昇し
（）、再度放置し（）、次に半導体製造のプロセス
フロー情報に記述されていた条件の処理を行い（）、
放置し（）、８５０℃まで温度下降（）した後に、
炉から出る（）というステップを踏む。このとき流れ
るガスもそれぞれのステップで変化することもある。

【００３３】レシピデータファイル５ではこの様な各ス
テップの処理条件、例えば処理開始（終了）温度、時
間、ガス、ガス流量（分圧）等のデータが記述されてい
る。図５はレシピデータファイル５のフォーマットの一
例である。

【００３４】〜のようなシーケンスは、ガスの種類
と処理温度の組み合わせである程度固定されている。

【００３５】実処理ステップ（）の時間は技術者の行
う処理条件によって異なるため、ファイル５内の実処理
時間（このファイルの場合（STEP5 ，TIME））は、製造
管理用プロセスフロー入力部１で入力されたプロセスフ
ロー情報から代入される。

【００３６】この様にファイル５のフォーマットを固定
させておけば、処理条件や装置によって異なるレシピ情
報が存在していても、このファイル５を書き換えること
で適用できる。

【００３７】このレシピデータファイル５は、技術者が
マウスやキーボード等の入力手段を利用して作成するこ
ともできるが、レシピ情報変換部６により生成すること
も可能である。つまり、レシピ情報変換部６は図２の通
信媒体２３で接続されたブロックコンピュータ２６付随
の記録媒体２７に格納されている装置用レシピ情報を、
レシピデータファイル５のフォーマットに自動変換する
機能であり、時間単位で更新する機能も有している。

【００３８】そのため、レシピ情報は頻繁に変更され、
常に更新されたレシピ情報を取り入れることができる。
このレシピデータファイル５は装置用レシピ情報毎に別
々のファイルで格納されていてもよいが、１つのファイ
ル内に複数のレシピ情報が格納されていてもよい。

【００３９】次に、上記の如き構成によるレシピデータ
の自動付加機能の動作について説明する。

【００４０】製造管理用プロセスフロー入力部１により
プロセスフロー情報をコンピュータ２１のメモリ上に取
込む。例えば、半導体製造過程の一工程に「酸化拡散工
程、使用ガス＝酸素、処理温度＝９００℃、酸化処理時
間＝５０分」という情報が会ったとする。この情報があ
る決められた英数字フォーマット例えば、「OXDIF,OX:G
AS=BOX,TMEP=900,TIME=50M」のように記述されているプ
ロセスフロー情報を製造管理用プロセスフロー入力部１
が取込む。

【００４１】このプロセスフロー情報をデータ変換部２
でシミュレーション用プロセスフローデータに変換した
後、レシピ情報付加部４に送り、レシピデータファイル
５からプロセスフロー情報に該当するシミュレーション
用レシピデータを読込み、プロセスフロー情報に付加す
る。付加の方法は次に例を挙げて示す。

【００４２】例えば、製造工程用プロセスフローが式
（３）のような情報であったとする。

【００４３】 OXDIF,OX:GAS=BOX,TMEP=900,TIME=50 ……（３） レシピ情報付加部４は、上記の“OXDIF ”で酸化拡散工
程を、“GAS=BOX,TEMP=900”でレシピデータファイル５
を同程し、このファイル５を読込む。このファイル５が
例えば表１のような内容であったとする。

【００４４】

【表１】 ここで、上表には次のような情報が記述してある。STEP
1 では 850℃で 02 を流しながら７分間でウェハーを炉
に入れ（図４のにあたる）、STEP3 で、 02雰囲気で
850℃から 900℃に温度を１３分間で上昇させ（）、S
TEP4 を経てSTEP5 で式（３）に示された目的の処理
（）が行われる。

【００４５】この実処理時間ｘに、式（３）で記された
時間「50」が代入され、STEP7 で温度を下げていき
（）、STEP8 で炉から出て（）、この酸化拡散工程
は終了する。

【００４６】レシピ情報付加部４は、目的の処理（STEP
5)以外の上記のようなレシピ情報をシミュレーション用
プロセスフロー（式（３））に付加する。

【００４７】情報の付加は、レシピデータファイル５の
各ステップをシミュレーション用プロセスフローの１工
程とみなし、１行ずつ記述される。上の例で、シミュレ
ーション用プロセスフロー（式（３））はレシピ情報付
加部４に入力されると、以下のようなシミュレーション
用のプロセスフロー形式に変換され、さらにレシピ情報
の各ステップもシミュレーション用のプロセスフロー形
式に変換されて自動的に付加され、式（４）のようにな
る。

【００４８】

【数１】 .DIFF DRY TEMP=850 TIME= 7 … STEP1 .DIFF DRY TEMP=850 TIME=28 … STEP2 .DIFF DRY TEMP=850 TRATE=10 TIME=13 … STEP3 .DIFF DRY TEMP=900 TIME=10 … STEP4 .DIFF DRY TEMP=900 TIME=50 PRES=0.88 … STEP5 .DIFF NIT TEMP=900 TIME=15 … STEP6 .DIFF NIT TEMP=900 TRATE=2 TIME=50 … STEP7 .DIFF NIT TEMP=850 TIME=40 … STEP8 ……式（４） 式（４）の例では、 STEP5以外がレシピ情報に当たる。

【００４９】この様に、レシピ情報付加部４によって、
シミュレーション用に変換されたプロセスフローにレシ
ピ情報が自動的に付加され、シミュレーション用プロセ
スフローが作成される。生成されたプロセスフロー８は
受渡し部７によってシミュレータ９へ転送される。

【００５０】シミュレータ９に入力されたシミュレーシ
ョン用プロセスフロー８は、例えば式（１）で示したデ
ータの場合、シミュレーション結果、例えばイオン注入
と拡散による不純物のプロファイルと同一コンピュータ
２１のＣＲＴ１０上にマルチウィンドウ表示される（図
６）。

【００５１】図６において、３１が製造工程管理用プロ
セスフローデータ、３２がシミュレーション用プロセス
フローデータ、３３がシミュレーション結果画面であ
る。さらに、シミュレーション結果は、データ転送部１
２によって製造工程管理システム１３に転送される。

【００５２】再度シミュレーションを行う事象が生じた
場合には、ファイル１１に保存されたシミュレーション
用プロセスフローデータを呼び出すか、或いは修正して
シミュレータ９に入力することができる。

【００５３】なお、今回の実施例では製造工程管理シス
テムについてのみ説明したがこの発明はこれに限ること
はない。例えば、入力されたデータをＬＡＮなどの通信
手段を用いることによってクリーンルームを管理するコ
ンピュータに入力し、クリーンルーム内の製品を管理す
ることもできる。

【００５４】同様にプロセスフローデータもクリーンル
ーム管理システムのコンピュータにファイルとして存在
するため、必要に応じてシミュレータに入力し、計算結
果を得ることができる。つまり製造ライン管理システム
とシミュレータが一体となるため、製品の進行状況と同
時にそのときのシミュレーション結果も端末から確認す
ることが可能となる。

【００５５】さらに、この発明は、プロセスシミュレー
ションに限らず、デバイスシミュレーションにも応用可
能なものである。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば製
造ライン独自の装置や条件などの環境に適したシミュレ
ーションが製造工程管理システム上で可能となり、この
システムによって、プロセスフロー作成が簡便になる。
また、レシピデータを自動的に取り込んでシミュレーシ
ョンを実行するため、実デバイスに近いシミュレーショ
ン結果が得られ、製造ラインの製品が効率良く流れるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のシステムによるデータの流れ図であ
る。

【図２】この発明のシステム全体の構成図例である。

【図３】製造工程管理用プロセスフローからシミュレー
ション用プロセスフローを生成するためのコード変換テ
ーブルの１例である。

【図４】ある装置におけるレシピデータの１例である。

【図５】レシピテーブルの１例である。

【図６】プロセスフローデータとシミュレーション結果
がマルチウィンドウ表示された表示画面例である。

【図７】従来のシステム構成である。

【符号の説明】

１ 製造工程管理用プロセスフロー入力部 ２ データ変換部 ３ コード変換テーブル ４ レシピ情報付加部 ５ レシピデータファイル ６ レシピ情報変換部 ７ シミュレーション用プロセスフローデータ受渡し部 ８ シミュレーション用プロセスフローデータ ９ シミュレータ １０ ＣＲＴ １１ ファイル １２ データ転送部 １３ 製造管理システム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製造工程情報とこの製造工程情報に対応
   するシミュレーション情報との対応関係を保持するコー
   ド変換テーブルと、 このコード変換テーブルを用いて製造工程情報を対応す
   るシミュレーション情報に変換するデータ変換部と、 製造装置の起動条件情報を、シミュレーション用の起動
   条件情報に変換するレシピ情報変換部と、 このレシピ情報変換部によって変換されたシミュレーシ
   ョン用の起動条件情報を格納するレシピデータファイル
   と、 このレシピデータファイルに格納されているシミュレー
   ション用の起動条件情報を、前記データ変換部によって
   変換されたシミュレーション情報に付加するレシピ情報
   付加部と、 このレシピ情報付加部によってシミュレーション用の起
   動条件情報が付加されたシミュレーション情報を用いて
   シミュレーションを実行するシミュレータと、 シミュレーション結果を製造工程ラインへ転送するデー
   タ転送部とを具備した事を特徴とする製造工程管理シス
   テム。