JPH06168863A

JPH06168863A - 半導体製造装置の監視および制御を実行する装置と方法

Info

Publication number: JPH06168863A
Application number: JP4043615A
Authority: JP
Inventors: Christopher R Kraft; アール．クラフトクリストファー
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1991-03-01
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1994-06-14
Also published as: US5528510A

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体製造工程を精密に監視しかつ制御する
包括的な装置と方法を提供する。【構成】生産物とマシンのパラメトリック・データを
用いた適合モデル工程制御と、リアルタイムの重要装置
過渡状態監視による工程制御と、装置過渡状態の重要装
置の工程窓作用と、マシン／生産物パラメトリック・デ
ータ相関とを用いることにより、生産物処理量が改良さ
れる工程制御の装置と方法が得られる。ユーザによって
設定された物理的マシン工程処方に独立に、精密なマシ
ン利用度追跡が可能なマシン監視技術が得られる。この
装置を用いて、異なる生産物を異なるマシン処方で処理
する異なる工場の同等な装置のマシン利用度指数の客観
的な解析と比較が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マシン利用度の正確な
測定のための装置と方法に関する。さらに詳細にいえ
ば、本発明は、半導体製造工程を正確に監視しかつ制御
する包括的な装置と方法に関す。

【０００２】

【従来の技術および問題点】進歩したリソグラフィを用
いることは、微小電子装置集積化の重要な因子である。
リソグラフィ性能の進歩のためには、集積回路製造に対
し大きな投資を必要とする。現在のマシン利用度を最大
にして半導ウエハのコストを小さくするという要請がま
すます高くなっているので、マシン利用度を正確に追跡
することが必要になっている。進歩したリソグラフィ装
置の利用度を正確に追跡する包括的な装置と方法を得る
ことは、多様な技術が関与しているので、今日の市場の
競争に負けないために必要である。

【０００３】半導体マシン利用度追跡の種々の方法が、
最近、半導体産業に広く用いられている。多くの製造業
者はある種の利用度追跡アルゴリズムを使用する。この
利用度追跡アルゴリズムは、単位時間当りのマシン利用
のパーセントを計算している。これらの装置は、独立形
のコンピュータ・ネットワーク装置を通して、手動でデ
ータを入力することを必要とする。このデータの入力
は、典型的には、装置に責任を持っている人、または装
置を操作している人、または装置を保守している人によ
って実行される。場合によっては、これらの人は１人の
人でかつ同じ人である。この種のマシン利用度追跡装置
は非常に主観的なものであり、そして正確なマシン利用
度指数を必ずしも与えるものではない。

【０００４】また別の方法は、定められた時間間隔の間
にこのマシンにより処理される良好部品の数を記録し、
そして理論的に最良な場合の性能に基づいてマシン利用
度を計算する。この種の利用度追跡法には、多くの基本
的な問題点がある。この種の利用度追跡法は、このマシ
ンにより処理される混合技術や、装置に再び戻ってくる
再加工ウエハや、処理工程中のマシン状態や、または部
分品の劣化による特性の変化を十分には考慮していな
い。紫外線光源のような構成部品劣化それ自身は、マシ
ンの生産性能力に大きな影響を与える。紫外線ステッパ
は、ランプ強度の変動を補償するために光積分器を使用
し、像平面上に一定のエネルギを供給するようにシャッ
タ時間を調節する。したがって、均一強度分布を仮定す
れば、ランプの寿命効果による大きな強度現象効果のみ
が処理量を減少させる。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】リアルタイム装置入力
を受け取りかつ監視するために、１つの方法と１つの装
置インタフェースとが用いられる。リアルタイム入力を
用いて、マシンの重要な処理工程パラメータおよびその
生産性能力が監視される。ここでの方法は、装置相互作
用的工程制御（ＥＩＰＣ）と呼ばれる。ＥＩＰＣインタ
フェースは、コンピュータ・インタフェースを通して、
マシンの重要なパラメータ値を監視する。コンピュータ
の中のソフトウエアにより、マシンはアナログ信号およ
びディジタル信号を処理することができ、そして解析の
ために工業単位に変換することができる。ＥＩＰＣデー
タにより、ユーザは、マシンに用いられている技術に独
立にそしてリアルタイムに、実際のマシン性能を測定す
るために、マシン製造業者によって作成された定量的マ
シン・モデルを利用することができる。マシン性能のリ
アルタイム測定を得ることによって、正確なマシン利用
度およびマシン処理工程を追跡することができる。

【０００６】

【実施例】本発明によって得られる技術上の利点および
本発明の目的は、本発明の好ましい実施例について、添
付図面を参照しての下記説明から明らかになるであろ
う。新規な特徴は請求の範囲に開示されている。

【０００７】図１は、本発明のインタフェースおよび制
御監視装置のブロック線図である。自動工程制御装置を
有するマシンまたは作業セル１０は、インタフェースお
よびアナログ・ディジタル変換器１１を有する。インタ
フェースおよひアナログ・ディジタル変換器１１は「装
置監視装置および制御アダプタ」の役割を果たす。イン
タフェース１１は、マシン／作業セルとブロック１３の
プロセッサとのインタフェース作用をする、マイクロプ
ロセッサを有する。インタフェース１１はプロセッサ１
３に接続される。プロセッサ１３は制御ソフトウエアを
扱うことができる。例えば、３８６ＰＣまたは同等なコ
ンピュータであることができ、そして監視される装置の
形式および工業データのためのマシン・モデルを有す
る。プロセッサ１３は、１人または多数人の装置ユーザ
１５に接続された、ラージ・エリア・ネットワーク（Ｌ
ＡＮ）に接続される。

【０００８】図２は、フォトレジスト材料で半導体ウエ
ハを被覆する段階と、フォトレジスト被覆体の中にパタ
ーンを露出する段階と、それから、この被覆体を現像し
そして処理する段階とのための、作業セルによる作業工
程の詳細図である。作業セル工程を簡単に説明すること
により、本発明による監視工程が示され、そして特定の
工程がリアルタイムでどのように監視されるか、および
装置特性を測定するためにどのようにマシン・モデルと
比較されるかが示される。

【０００９】作業セルの中の基本的工程順序は次の通り
である。半導体ウエハは作業セルの中に入れられる。こ
の作業セルの環境は制御されているウエハはフォトレジ
スト材料で被覆される（２０）。ウエハが回転するテー
ブルの上にある時、この被覆が回転しながら行われる。
回転速度およびランプ２１、および供給されるフォトレ
ジストの量と回転時間が制御される。この時点での重要
な工程制御因子は、ブロック２２の中に示されている。
これらの因子は、フォトレジスト膜の厚さと、膜の均一
性である。これらが測定され、そして工程調整のため
に、次の工程モジュールに送られる。

【００１０】次に、フォトレジスト被覆体を硬化するた
めに、フォトレジストが焼き固められる、すなわち、ソ
フト・ベーク２３される。ソフト・ベーク・サイクル２
４における制御因子は、温度と時間である。重要な因子
は再び膜厚である。この膜厚が測定され、そして工程で
の膜の厚さと均一性とを目標値に近づけるのに必要であ
る可能なパラメータ調整のために、ベーク・モジュール
に送られる。

【００１１】フォトレジスト被覆体がソフト・ベークさ
れた後、ウエハがマスクの下で整合され、そしてこのフ
ォトレジスト被覆体が露光２６され、フォトレジスト被
覆体の中にパターンが作成される。露光のさいに重要で
あるパラメータ２７は、露光光線の強度と露光の時間の
長さである。露光の前の整合の時、マーク合わせと、分
解能と、焦点および歪みとが考慮される。

【００１２】本発明で監視されるパラメータの中の２つ
のパラメータは、エネルギと強度である。これらは、マ
シン毎の特性の差を補正するために、次のモジュールに
送られる。

【００１３】この工程段階において考慮されるべき他の
因子２８は、フォトレジスト膜の厚さと、ウエハ酸化物
または金属粒子の基本的形状と、反射率と、フォトマス
ク寸法とである。

【００１４】フォトレジスト被覆体と露光された像が現
像２９され、それにより、パターンによって定められて
いないフォトレジスト被覆体領域が除去される。現像剤
が、ウエハ表面の上に、回転しながら広げられる。現像
のさいの因子３０は、ランプ速度、回転数、現像剤流
量、圧力および霧状化強度である。重要な因子３１は、
膜の厚さと、膜の均一性と、露光エネルギである。これ
らの因子が測定され、そして工程の条件変動を補償する
ために、現像モジュールに送られる。

【００１５】それから、現像されたフォトレジスト材料
のパターンを硬化するために、ウエハがハード・ベーク
３２される。ハード・ベークの間、重要な因子は時間と
温度３３である。考慮されるべき特性３４は基本的な粒
子構造と、膜の厚さおよび均一性と、ウエハの形状であ
る。

【００１６】マイクロエレクトロニックス装置の製造に
用いられる大抵のリソグラフィ工程は、紫外線を用い
て、シリコン・ウエハの表面上に沈着されたフォトレジ
ストの薄い膜に対し、露光が行われる。この作業を実行
するのに用いられる装置は、通常、光源の強度の変動を
補償するために光積分器を用いて、像平面の対する一定
のエネルギ照射量がえられるように露光時間の調整が行
われる。

【００１７】像平面における均一な強度分布は、良好な
露光装置のまた重要な特性の１つである。強度分布の均
一性は光源の強度に関係している。したがって、装置が
動作する好ましい強度範囲が存在する。

【００１８】露光の失敗は、通常、工程の検査段階に到
達するまで検出されることなく進行する。露光が実行さ
れた後、複数個の工程段階が存在しうる。この種の欠陥
が検出されるまでに、かなりの量のウエハが作業セルの
中の欠陥露光マシンの中で処理されるであろう。

【００１９】図３、図４および図５は、図１のマシン／
作業セル１０から受け取られ、本発明の装置で利用され
る、オンライン・データを示す。このデータは処理装置
１３にリアルタイムに表示され、そして装置ユーザによ
る利用のために記憶される。

【００２０】図３は、１週間（２５日から次の月の１日
までの１週間）の間の日毎の生産性の記録である。この
データは、リソグラフィ装置ＮＳ７０１〜ＮＳ７０８に
より処理されたＥＩＰＣウエハの数に対するものであ
る。それぞれの装置によるウエハ処理の数が日毎に表示
され、そして７日間の間に処理されたウエハの総数と、
装置の利用のモデル毎のパーセントとが表示されてい
る。このデータはまた、リアルタイム表示で利用可能で
ある。

【００２１】図４は、同じ期間にわたって同じ装置で登
録された、ＳＭＳウエハに対するデータ、すなわち、登
録された良品データを示す。

【００２２】図５は、同じ装置（ＮＳ７０１〜ＮＳ７０
８）に対し、理論的マシン性能のモデルによって得られ
たデータである。処理される毎日のウエハの理論的潜在
数と、週に対する理論的処理と、再作業されるウエハの
パーセントとが示されている。再作業・パーセントは、
処理される全部品と登録される「良好な」全部品との比
のことである。

【００２３】本発明は、重要なマシン・パラメータ値を
監視しおよびインタフェース作用をする、プログラムを
使用する。マシンのリアルタイム測定を行うことによっ
て、マシン利用度およびマシン処理特性が追跡される。

【００２４】利用されるモデルは、マシン製造業者モデ
ルに基づいている。下記はニコン精密工業会社によるス
テップおよびリピート装置製品に対するモデルである。
このモデルはニコン１５０５Ｇ４ステップおよびリピー
ト装置に対するものである。

【００２５】ＮＳＲ処理能力：フィールド毎およびウエ
ハの全体的整合フィールド寸法＝１５ｍｍ×１５ｍｍ

【００２６】

【数１】

【００２７】Ｎ＝時間当り処理されるウエハ（物
理的マシン性能） ★Ｔｓ＝ステッパおよび焦点合わせ時間Ｔｅ＝露光時間ｎｅ＝露光数 ★Ｔｌｓａ＝レーザ視野整合時間ｎｌｓａ＝ＬＳＡ整合の数 ★Ｔａ＝ワールド・グローバル整合およびウエハ変
更時間ＮＳＲ処理能力：エンハンスド・グローバル整合

【００２８】

【数２】

【００２９】★Ｔｅｇａ＝エンハンスド・グローバル整
合時間ｎｅｇａ＝ＥＧＡ実行の数 ★Ｔｃａｌ＝装置変更補償時間

【００３０】星印の付いている変数は、ＮＳＲ１５０５
Ｇ４に対し、製造業者によって定められる。Ｎは、これ
らの変数と、変数Ｔｅ、ｎｅ、ｎｌｓａ、およびｎｅｇ
ａとに基づいて計算される。Ｔｅ、ｎｅ、ｎｌｓａ、お
よびｎｅｇａは技術に依存する。変数Ｔｅおよびｎｅ
は、製造業者の明細書および現在のマシン状態とこのマ
シンで扱われている技術に基づいて物理的マシン特性を
正確に計算するために、装置インタフェースを通して、
モデル・リアルタイムに入力されなければならない。

【００３１】表１は、装置対話式処理制御プログラム
（ＥＩＰＣ）によって行われたマシン／処理制御測定を
詳細に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】マシンのおのおのは、それぞれ、それ自身
の露光基準と整合基準でもって種々のレベルを処理する
から、加重平均が計算され、およびＴｅおよびｎｅに対
し製品モデルが変更されなければならない。

【００３４】

【数３】

【００３５】

【数４】

【００３６】ここでＷｐ＝おのおのの指定されたレベルに対し処理されたウ
エハ（ＥＰＩＣ測定）ｓ／ｗ＝ウエハ当りのショット（ＥＰＩＣ測定）ＴｗＰｂｎ＝検査される各レベルに対し処理された全ウ
エハの合計

【００３７】変更された製造業者のモデルは、マシンを
通して処理される技術とは独立に、正確なマシン物理的
利用度を計算するのに用いられる。製造業者のモデルは
いまの場合下記のようになる。

【００３８】ＮＳＲ処理能力：フィールド毎およびウエ
ハの全体的整合フィールド寸法＝１５ｍｍ×１５ｍｍ

【００３９】

【数５】

【００４０】Ｎに対して解く。

【００４１】

【数６】

【００４２】ＮＳＲ処理能力：増強された全体的整合

【００４３】

【数７】

【００４４】この時、ＥＧＡモデルは下記のようにな
る。

【００４５】

【数８】

【００４６】下記の製造業者の定数とマスキング・レベ
ル１〜Ｎに対する付随するＥＩＰＣ入力変数とを用い
て、表示されたデータがモデルの中にもし入力されるな
らば、正確なマシン物理的利用度を計算することができ
る。このマシン物理的利用度は技術に依存しない。得ら
れたＥＧＡ加重平均モデルを用いる。

【００４７】Ｔｓ＝０．４２秒（ニコン固定）Ｔｅ＝０．２６６５秒（ＥＩＰＣ測定）〔Ｏｐｔ．０．２１３秒８００Ｍｗ／ｃｍ²〕ｎｅ＝７８（ＥＩＰＣ測定）ＴＡ＝２９秒（ニコン固定）Ｔｅｇａ＝１．２８秒１２５ｍｍ（ニコン固定）Ｎｅｇａ＝８（装置／レベル指定）Ｔｃａｌ＝２．０秒（ニコン固定）ＴＷＰ＝６６０（ＥＩＰＣ測定）フィールド寸法１５ｍｍ×１５ｍｍ

【００４８】Ｎに対して解く。

【００４９】

【数９】

【００５０】したがって、加重平均に対しＮ＝３９．
６９Ｗ／Ｈ強度＝７５２．２ＭＷ／ｃｍ²

【００５１】もし２４時間間隔に対し全ＥＩＰＣウエハ
・カウントに６６０が取られるならば、そしてそれを２
４で割り算するならば、２７．５という平均Ｗ／Ｈ（時
間当りのウエハ）カウントが得られる。

【００５２】２４時間間隔に対するマシンＮＳ７０８の
物理的利用度は、ＥＩＰＣプログラム／装置によって監
視される時、そのパラメトリック入力条件の下でそのマ
シンに対する製造業者の指定された特性に対する処理さ
れた実際の部分の比である。

【００５３】この時間間隔に対する物理的マシン利用度
は

【数１０】である。数値６６０／２４は、加重された露光時間平均
（ＭｗＴｅ）と、検査されるこの時間間隔に対し処理さ
れた残りのレベルに対する露光の加重数（ＭｗＮｅ）と
が同じであることを仮定する。この例の計算を単純にす
るために、レベル１およびレベル２のみが平均された。

【００５４】このモデルにより、現在の条件の下での実
際のマシン利用度と、理想的ランプ条件の下での最適マ
シン能力とを比較することができる。もしマシンの最大
ランプ強度能力が８００ＭＷ／ｃｍ²であるならば、加
重されたＴｅは０．２１３秒になる。この時、最大マシ
ン物理的能力は４０．１Ｗ／Ｈになる。これらの条件の
下で、実際の物理的マシン利用度は６８．５％にまで小
さくなるであろう。

【００５５】図６は、近接リソグラフィ・セル生産性解
析の棒グラフである。このグラフは２４日の期間に対す
るものであり、この期間に処理されるウエハの数の合計
は１９１０個であり、そして時間当りの平均ウエハ数は
８０である。この期間の間の自動整合失敗の全体は２４
０ウエハである。失敗の数は棒を横切る線で表されてい
る。この表示は装置コンピュータからオンラインで入手
可能である。

【００５６】図７は、リソグラフィ日毎処理量を示し
た、コンピュータからオンラインで入出されるグラフで
ある。処理されるウエハの数が示され、そしてこのリソ
グラフィ作業セルで処理できる理論的最大ウエハ数と比
較される。登録されるＳＭＳウエハ数もまた示されてい
る。グラフの右側に統計データが示されている。

【００５７】図８は、処理マシンのおのおのに対し利用
可能な傾向解析である。図８はマシンＮＳ７０２に対す
るものである。ウエハ数、処理された日付および時刻、
光強度、および露光を得るのに用いられたエネルギが示
されている。オンライン・エラーが検出されていること
を示すために、ウエハ９０に対する時刻とエネルギのエ
ラー・データが示されている。ウエハ＃９０の悪い露光
は露光目盛りを飽和させ、それによりＥＩＰＣハードウ
エア／ソフトウエアによって自動マシン停止が起こる。
この故障により、ウエハ＃８９とウエハ＃９１との間に
４５分の停止時間がある。

【００５８】図９は、投影リソグラフィ・セルの強度お
よびエネルギに対する傾向解析のグラフである。この表
示は、装置からリアルタイムに入手可能である。

【００５９】本発明の処理制御監視のまた別の例は、半
導体ウエハおよびマシン・パラメトリック・データを用
いた適合モデル処理制御である。ソフトウエア・プログ
ラムは、この装置に対しイアフェース作用をする１つの
装置の中の多くの工程からのデータを併合する。この併
合は、装置の要求された利用領域を受け持つウエハ／マ
シン制御アルゴリズムを用いることによって、行われ
る。この１つの例が図１０に示されている。たとえば、
注入装置は、照射量と注入シート抵抗値との間のｌｎ−
ｌｎ関係を利用する。装置が変更される時、実際に測定
が実行されたウエハ・データは、期待された値以下の範
囲で開始するであろう。

【００６０】期待された値〔ｌｎ（実際のシート）−ｌ
ｎ（期待されたシート）〕からのデルタが実行によって
特定の傾向を有する時、期待された値からのずれが装置
プログラムによって検出される。そして、プログラムは
最新のデータにより最良適合アルゴリズムを再計算し
（モデルを再適合させる）、新しい係数ｂ′を決定す
る。動作が「完全処理」からそれ程大きくずれないよう
に、もしｂ′が許容され調整された窓を越えたならば、
動作を強制的に停止する処理窓〔ｂ（最大）−ｂ（最
小）〕が定められる。

【００６１】（ｂ）の問題を扱うために、プログラムは
制御係数の時間的変化を統計的に解析する。このことが
図１１に示されている。領域（ｘ）は、前記で説明した
ｂからｂ′へのアルゴリズム・シフトを示す。領域
（ｙ）は、急速変化装置／処理シフトを示す。領域
（ｚ）は、プログラムにとってあまりにも大きくて（処
理窓を越える）補償することができない装置／処理シフ
トを示し、したがって、装置の動作は停止する。

【００６２】図１で示したように、この装置は、ウエハ
／マシン・モデルに基づく処理特性を監視し、そして期
待されるマシン特性に基づき持続する過渡的窓限界を生
ずる。期待されるマシン特性は、このモデルの中に挿入
されたフィード・フォワード処理データに基づく。窓限
界を生ずるいづれかのプログラムの外へ過渡的にずれる
と、それは警報シーケンスを開始して、装置オペレータ
または装置技術者に警告を行う。この警報シーケンス
は、問題点の診断と解決を支援する。マシン遷移の１つ
の例が図１２に示されている。領域（Ａ）において、そ
の領域の持続時間と、領域の開始時の絶対温度と、線の
傾斜とが注目される。領域（Ｂ）では、屈曲点の数と、
観察される最大温度および最小温度と、その領域の持続
時間とのすべてが注目される。プログラム／装置によ
り、実行から実行への装置特性の破局的変動と微妙な変
動との両方を識別する方法が得られる。正規状態からの
変動がセンサで測定された時、工程の調整をその場で行
うことができる。

【００６３】装置／プログラムの監視工程のまた別の例
として、バイポーラ拡散工程が検査される。装置／プロ
グラムは、拡散された層のシート抵抗値を時間の関数と
して監視する。垂直ＮＰＮトランジスタの一定電流利得
を生ずる、ベース拡散接合深さ変動を補償するために、
時間が以前に測定されたベース・シート抵抗値の関数と
して変わる。図１３に示されているように、制御アルゴ
リズムが表示される。図１４に示されているように、工
程の安定性を示すために、値〔（実際のシート）−（期
待されるのシート）〕が書き込まれる。統計的解析を用
いて、装置／プログラムは実行９において規則セット違
反を検出し、そしてアルゴリズム係数がｂからｂ′にシ
フトする。もしｂ′がｂ（最大）とｂ（最小）との間に
あったならば、ｂのｂ′へのシフトを識別しても動作は
処理を持続することができるであろう。装置／プログラ
ムはまた、図１２の領域（Ａ）の装置過渡的成分傾斜を
辿る傾向があるであろう。図１４の実行（４）の後、炉
制御装置が、部分的にもし故障するならば、図１５に示
されたように、実行の追跡が表示され、そして図１６に
示されたように、過渡的領域（Ａ）の傾斜の傾向グラフ
が表示されるであろう。

【００６４】マシンまたはウエハ傾斜傾向グラフだけの
統計的解析を用いて、工程シフトが起こったプログラム
による統計的に正しい決定は、実行（９）の後まででき
ないであろう。

【００６５】図１７〜図２２は、装置と作業セルの動作
の監視ができるためにオンラインが可能な、マシンとウ
エハの動作の統計を示す。

【００６６】図１７は、特定の実行番号と、その実行に
対する予想されるシート抵抗値と、実際のシート抵抗値
と、予想値と実際値との間のデルタ値とを示す。

【００６７】図１８は１つの例のグラフであり、そして
図１８は実行によるデルタ・シート抵抗値のプロットを
示すのに用いられる。

【００６８】図１９は、実行によってモデル・シート抵
抗値を予想するために、デルタ値でプロットされたウエ
ハ測定値である。

【００６９】図２０は、正規サイクルとエラー・サイク
ルを示す温度サイクル実行の要約である。

【００７０】図２１は図２０の領域ｂに対する温度傾斜
の追跡を示したものであって、マシンの誤動作による傾
斜の降下を示す。

【００７１】図２２は、マシン誤動作がコンピュータに
よって検出される時を示した、炉追跡グラフである。炉
ＴＨ４０３に対し、ロット番号９２２２０２９−４８と
ロット番号９２２２０１１−４８が作用を受ける。２つ
のグラフにおけるこの誤動作の生成結果に対しては図１
９を見よ。

【００７２】装置／プログラムは比較と相互関連のため
にウエハとマシンの両方の傾向グラフへのアクセスを有
し、そしてそれにより、実際のシフトが実行（６）の後
に起こったことをより速く統計的に正しく決定する性能
が得られる。この時、プログラムは（ウエハとマシンの
両方の）傾向相互作用マトリックスを解析し、観測され
たデータに対する正しい作用経路を選択する。相互関連
する傾向のために、この場合の装置／プログラム決定は
関連する制御アルゴリズムを（値＝ｂ）にするであろ
う。そして実行６の後、高温処理の持続期間中のゆっく
りした検出されない温度上昇を引き起こす装置モードを
調査することを、オペレータまたは技術者に命令する。

【００７３】ウエハとマシンの両方のパラメトリック・
データを結合することによって、そしてそれらを統計的
に解析することによって、大抵の処理のドリフトの原因
が説明されるだけではなく、ウエハ・パラメータだけま
たはマシン・パラメータだけを解析するよりは遙かに円
滑に、識別しおよび補正される。

【００７４】以上の説明に関し更に以下の項を開示す
る。（１）少なくとも１つの半導体処理装置を有する半導
体処理工程作業セルと、半導体処理装置モデルおよび技
術データを有するコンピュータと、前記処理工程作業セ
ルと前記処理装置との間のインタフェースと、を有し、
前記コンピュータにリアル・タイムで前記処理装置の動
作パラメータを供給する、半導体製造工程を監視しかつ
追跡する装置。

【００７５】（２）第１項において、処理装置アナロ
グ・データを変換しかつ前記データを前記コンピュータ
に供給するためのアナログ・ディジタル変換器を前記イ
ンタフェースが有する、前記装置。

【００７６】（３）第１項において、前記コンピュー
タが前記処理装置のマシン・モデルを表すコンピュータ
・ファームウエア／ソフトウエアを有する、前記装置。

【００７７】（４）第１項において、実際の処理装置
動作パラメータと、理論的装置動作パラメータと、実際
のパラメータと理論的パラメータとの間の差とをリアル
・タイムで表示しかつ監視する装置を有する、前記装
置。

【００７８】（５）第１項において、複数個の作業／
監視ステーションに装置情報を供給するＬＡＮネットワ
ークを有する、前記装置。

【００７９】（６）実際のマシン工程パラメータおよ
び生産物を監視する段階と、理論的マシン工程パラメー
タおよび生産容量を表す適合モデルを備える段階と、前
記実際のマシン工程パラメータおよび生産物を前記理論
的マシン工程パラメータおよび生産容量と比較する段階
と、前記実際の工程パラメータと前記理論的生産容量と
の差を識別する段階と、を有する、製造のさいの工程制
御法。

【００８０】（７）第６項において、重要なマシン過
渡状態に窓を作成する段階を有する、前記工程制御法。

【００８１】（８）第６項において、マシン工程パラ
メータの前記監視および比較がリアルタイムで行われ
る、前記工程制御法。

【００８２】（９）第６項において、実際のマシン工
程パラメータの領域を提供しかつその範囲内でマシンが
動作するべきである生産物産出出力の領域を提供する段
階を有する、前記工程制御法。

【００８３】（１０）第９項において、実際のマシン
工程パラメータの必要なパラメータ領域を支配する制御
アルゴリズムを用いる段階を有する、前記工程制御法。

【００８４】（１１）第６項において、マシンの動作
中において工程パラメータ・データを保持する段階と、
受入れ可能な制御パラメータおよび実際の工程パラメー
タと理論的工程パラメータとのデルタ・シフトを決定す
るために、実際の工程パラメータと理論的工程パラメー
タとを比較する段階と、期待される値より大きなデルタ
・シフトを検出する段階と、新しい制御パラメータを決
定するために最新の保持された工程パラメータ・データ
から最適合アルゴリズムを計算する段階と、を有する、
前記工程制御法。

【００８５】（１２）第１１項において、もし前記制
御パラメータが予め定められた値を越えるならば動作を
停止する段階を有する、前記工程制御法。

【００８６】（１３）第１１項において、前記デルタ
・シフトの原因を解析する段階を有する、前記工程制御
法。

【００８７】（１４）第６項において、工程パラメー
タの差の統計的解析を提供する段階を有する、前記工程
制御法。

【００８８】（１５）コンピュータ装置に対する製造
装置のインタフェース作用を行う段階と、前記インタフ
ェース作用により、工程を制御するために必要な重要な
マシン・パラメータのリアルタイム・データ取得を提供
する段階と、前記重要なマシン・パラメータを工業単位
に変換するためのアルゴリズムを用いる段階と、工業単
位の前記重要なマシン・パラメータを表示・記憶装置に
表示する段階と、を有する、製造装置特性の装置に独立
なリアルタイムの解析を提供する方法。

【００８９】（１６）第１５項において、前記重要な
マシン・パラメータをモデルに基づくマシン・パラメー
タと比較する段階と、前記モデルに基づくマシン・パラ
メータに基づき過渡的窓限界を持続的に発生する段階
と、重要なマシン・パラメータが前記過渡的窓限界の外
側にある時警報を発生する段階と、を有する、前記方
法。

【００９０】（１７）第１５項において、前記重要な
マシン工程パラメータの成分を前記モデルに基づくマシ
ン・パラメータと共に可視表示する段階を有する、前記
方法。

【００９１】（１８）第１５項において、前記アルゴ
リズムが製造業者のマシン・モデルに基づいている、前
記方法。

【００９２】（１９）第１６項において、マシン・パ
ラメータのシフトを決定するために重要なマシン・パラ
メータの傾向を解析する段階を有する、前記方法。

【００９３】（２０）第１９項において、マシン・パ
ラメータの傾向解析のリアルタイム表示を提供する段階
を有する、前記方法。

【００９４】（２１）第１５項において、生産物実行
番号によって生産物パラメータを追跡する段階を有す
る、前記方法。

【００９５】（２２）マシン利用度指数を客観的に解
析する段階と、異なるマシン処方を有する異なる生産物
を処理する同等な装置のマシン利用度指数と前記解析さ
れた指数とを比較する段階と、を有する、ユーザによっ
て定められた物理的マシン工程に独立にマシン利用度追
跡を監視する方法。

【００９６】（２３）生産物とマシンのパラメトリッ
ク・データを用いた適合モデル工程制御と、リアルタイ
ムの重要装置過渡状態監視による工程制御と、装置過渡
状態の重要装置の工程窓作用と、マシン／生産物パラメ
トリック・データ相関とを用いることにより、生産物処
理量の改良が得られる工程制御の装置と方法が開示され
る。ユーザによって設定された物理的マシン工程処方に
独立に精密なマシン利用度追跡が可能なマシン監視技術
が開示される。この装置を用いて、異なる生産物を異な
るマシン処方で処理する異なる工場の同等な装置のマシ
ン利用度指数の客観的な解析と比較が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置インタフェースおよび制御を示す
ブロック図線。

【図２】ウエハ処理作業セルの工程流れ図。

【図３】１週間の間に処理されたＥＩＰＣウエハの日毎
生産性のオンライン要約図。

【図４】１週間の間に登録されたＳＭＳ半導体ウエハの
オンライン要約図。

【図５】１週間の間の理論的マシン生産性図。

【図６】リソグラフィ生産性解析のコンピュータ表示
図。

【図７】理論的最大値と、処理されるウエハの数と、登
録された良品ウエハの数とを示す日毎処理量図。

【図８】用いられる露光強度とエネルギの傾向解析図。

【図９】強度とエネルギの傾向解析図。

【図１０】ウエハ・パラメトリック・データを使用する
制御アルゴリズム（適合モデル）工程制御に用いられる
好ましい利用領域のグラフ。

【図１１】図１０のアルゴリズム・シフト図。

【図１２】本発明の装置の監視されるデータ図。

【図１３】ベース拡散に対するシート抵抗値を時間の関
数として監視するのに用いられる制御アルゴリズムのグ
ラフを示す図。

【図１４】図１３の工程において指定された生産実行の
ウエハ測定のモデル予測からの偏差図。

【図１５】図１４に見られる工程変動に責任のある炉温
度の偏差図。

【図１６】図１５の領域「Ａ」の偏差の傾斜を表す図。

【図１７】シート抵抗値およびデルタ・シート抵抗値の
要約図。

【図１８】実行によるデルタ・シート抵抗値図。

【図１９】生産実行によって記入されたウエハ測定のプ
ロット図。

【図２０】温度サイクルに対する実行要約図。

【図２１】一連の実行に対する温度傾斜追跡図。

【図２２】コンピュータ・エラーを示す炉追跡図。

【符号の説明】

１０マシン／作業セル１１インタフェース１３コンピュータ・マシン・モデル・データ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２３Ｑ 41/08 Ｚ 8107−3ＣＧ０６Ｆ 15/62 ４０５Ａ 9287−5Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つの半導体処理装置を有す
る半導体処理工程作業セルと、半導体処理装置モデルおよび技術データを有するコンピ
ュータと、前記処理工程作業セルと前記処理装置との間のインタフ
ェースと、を有し、前記コンピュータにリアル・タイムで前記処理
装置の動作パラメータを供給する、半導体製造工程を監
視しかつ追跡する装置。
【請求項２】実際のマシン工程パラメータおよび生産
物を監視する段階と、理論的マシン工程パラメータおよび生産容量を表す適合
モデルを備える段階と、前記実際のマシン工程パラメータおよび生産物を前記理
論的マシン工程パラメータおよび生産容量と比較する段
階と、前記実際の工程パラメータと前記理論的生産容量との差
を識別する段階と、を有する、製造のさいの工程制御方
法。