JPH10275753A - Manufacture of semiconductor substrate - Google Patents

Manufacture of semiconductor substrate

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JPH10275753A
JPH10275753A JP7991797A JP7991797A JPH10275753A JP H10275753 A JPH10275753 A JP H10275753A JP 7991797 A JP7991797 A JP 7991797A JP 7991797 A JP7991797 A JP 7991797A JP H10275753 A JPH10275753 A JP H10275753A
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JP
Japan
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etching
film thickness
equipment
film
semiconductor substrate
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JP7991797A
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Inventor
Hide Kobayashi
秀 小林
Yoshio Iwata
義雄 岩田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently manufacture a substrate by ensuring its quality, by estimating the thickness of the substrate formed in a film forming step, and monitoring an operating state of a predetermined etching facility based on the estimated thickness and an etching ending time obtained from the etching equipment. SOLUTION: The method for manufacturing a semiconductor substrate comprises a film forming step 102, a formed film thickness measuring step, and a lithography step having an etching step 107. Further, a film thickness of one substrate 1 or a unit of a plurality of the substrates formed in the step 102 is estimated by using a desired predictive algorithm indicating an change in the lapse of time from discrete film thickness measurement data for the substrate obtained in the measuring step. The substrate is manufactured with an etching equipment monitoring step for monitoring an operating state of the equipment based on the thickness at each estimated unit of the substrate and an etching finishing time obtained from the equipment in the step 107.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、製造ラインを構成する
成膜設備、エッチング設備等の製造設備群を用いて半導
体装置のような薄膜製品を製造する半導体基板の製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor substrate for manufacturing a thin film product such as a semiconductor device by using a group of manufacturing facilities such as a film forming facility and an etching facility constituting a production line.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来半導体の製造、特に微細な加工を行
うエッチング設備、エッチングするパターンを焼き付け
る露光設備、または成膜を行う成膜設備等では、装置性
能の変動が直接製品の品質に影響する。このために、被
加工物の検査結果に基づいて、設備の設定運転パラメー
タの調整を行うことが常態である。ここでいう検査に
は、例えば、露光工程では、現像後のレジストパターン
の寸法検査、エッチング工程後であれば、対象とする膜
厚の事前検査、オーバエッチング量や、下地の残膜の膜
厚検査、また成膜工程であれば、膜厚の検査等が行われ
ている。但しこれらの検査工程では、ウエハ内の分布と
して諸量が把握されることもある。特にエッチング工程
では、その加工品質は、一定の設定運転パラメータに対
するものとして、当然の事ながら、第1にエッチングす
る対象である膜の膜厚の変動と、第2にエッチング設備
の性能の変動が大きく関与して定まる。近年エッチング
工程では、素子の微細化にともなってより厳しい品質管
理が求められるようになった。
2. Description of the Related Art Conventionally, in semiconductor manufacturing, in particular, in an etching facility for performing fine processing, an exposure facility for printing a pattern to be etched, or a film forming facility for forming a film, a fluctuation in apparatus performance directly affects the quality of a product. . For this reason, it is usual to adjust the set operation parameters of the equipment based on the inspection result of the workpiece. In the inspection here, for example, in the exposure step, the dimension inspection of the resist pattern after development, before the etching step, the preliminary inspection of the target film thickness, the amount of over-etching, In the case of an inspection or a film forming process, an inspection of a film thickness or the like is performed. However, in these inspection processes, various quantities may be grasped as distributions within the wafer. In particular, in the etching step, the processing quality depends on a certain set operation parameter. As a matter of course, the fluctuation of the film thickness of the film to be etched and the fluctuation of the performance of the etching equipment secondly naturally occur. It is determined with great involvement. In recent years, in the etching process, stricter quality control has been required with the miniaturization of elements.

【0003】現状の成膜工程では成膜工程としての払い
出しについての規格値が設定されている。すなわち、こ
の規格値の設定範囲であれば、良品として後の工程、即
ち露光工程とエッチング工程に流されてゆく。エッチン
グ工程の高精度化に対して、エッチング工程ではエッチ
ングを実施する前に、対象とする膜の膜厚を検査し、ま
た仕上がり品質としての下地膜の残膜量或いはオーバエ
ッチング量を検査し、品質の確認と、エッチング設備性
能の安定であることの確認を行う。このような検査は、
一度ウエハの流れを止めて行われるために生産性を著し
く悪化させない範囲で、できるだけ頻度高くこのような
検査を実施することが通常である。
In the current film forming process, a standard value for paying out as a film forming process is set. In other words, within the setting range of the standard value, the product is passed as a non-defective product in the subsequent steps, that is, the exposure step and the etching step. In order to improve the accuracy of the etching process, before performing the etching in the etching process, the thickness of the target film is inspected, and the remaining film amount or over-etching amount of the base film as a finished quality is inspected. Confirm the quality and confirm that the etching equipment performance is stable. Such an inspection is
Normally, such inspection is performed as frequently as possible within a range in which productivity is not significantly deteriorated because the flow of the wafer is stopped once.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】成膜工程とエッチング
工程を通じて高い製品品質を維持するためには、また微
細化する半導体素子を精度よく製作するには、(1−
1)成膜工程で形成される膜厚を一定に保つこと、その
保証があったうえで、(1−2)エッチング設備の動作
状態を診断し、エッチング速度の変動に合わせた最適な
運転パラメータをウエハ1枚毎に設定してやる方法と、
(2−1)成膜工程で形成された膜厚をウエハ毎で測定
し、(2−2)その膜厚に合わせたエッチング設備の運
転パラメータをエッチング設備の動作状態を考慮にいれ
て決定する方法とが考えられる。
In order to maintain high product quality through a film forming process and an etching process, and to accurately manufacture a semiconductor device to be miniaturized, it is necessary to use (1-
1) Keeping the film thickness formed in the film forming process constant, and with the assurance of that, (1-2) Diagnose the operating state of the etching equipment and optimize the operating parameters according to the fluctuation of the etching rate. A method of setting for each wafer,
(2-1) The film thickness formed in the film forming step is measured for each wafer, and (2-2) the operating parameter of the etching equipment corresponding to the film thickness is determined in consideration of the operation state of the etching equipment. Method.

【0005】実際には成膜工程では、膜厚の10%オー
ダの変動は通常であり、さらに複数の装置を成膜工程に
使用すれば、装置間の特性の差(以降は機差と呼ぶ)が
存在し、また作業者の操作間違えや、装置の突然の乱調
を考慮すれば、膜厚工程の品質は一定であると考えるに
はほど遠く、前者の方法は成り立つことがなく、後者の
考え方が一般的である。しかしながら、従来の工程の運
転・管理としては、基本的に離散的な、それも製品ウエ
ハでないダミーウエハによって間接的に行われるため
に、品質を能く管理することはできずに、大きな管理幅
を認めざるを得ない。このためにより良い製品の性能を
出すようには製品の設計を行うことはできなかった。
In practice, in the film forming process, the film thickness usually fluctuates on the order of 10%, and when a plurality of devices are used in the film forming process, a difference in characteristics between the devices (hereinafter referred to as a machine difference). ) Exists, and considering the operator's operation mistakes and sudden irregularities in the equipment, the quality of the film thickness process is far from being considered to be constant, and the former method is not feasible and the latter concept Is common. However, the operation and management of conventional processes are basically performed indirectly by dummy wafers, which are not product wafers. Therefore, quality cannot be effectively controlled, and a large management width is required. I have to admit. For this reason, it was not possible to design products so as to obtain better product performance.

【0006】更にプロセスの精度を向上させてゆく際の
もう一つの課題は、もし成膜工程なり、エッチング工程
なりに品質を低下させるだけの変動が生じたときには、
速やかに運転パラメータを調整し、製品品質を一定にす
るように反映する必要がある。しかし、現状では両工程
の品質検査はできるだけ少ない頻度で行われているため
に、特に乱調等が発生したときにこれを検知するまでに
は、大量の不良品乃至は品質変動幅の大きな製品を製造
してしまう危険性が高いことである。また異常状態から
品質精度を向上させようとすると、高い品質検査頻度を
必要とするために、生産性が低下する。また生産性を重
視すると品質精度を向上することができない。勿論半導
体デバイスの微細化高機能化が進行し、プロセスに高い
品質精度が求められ、これが成膜や露光、エッチング設
備などの性能の改善を牽引してゆくことに誤りはない
が、常にその製造装置自身が実現できる品質精度を一歩
上回る性能を想定して半導体生産が行われてきているの
で、上に述べた事情は常に正しい。即ち、成膜工程での
膜厚(分布)検査とエッチング前の膜厚検査の頻度を上
げると生産性を大きく損ねることになる。
[0006] Another problem in further improving the accuracy of the process is that if there is a change that deteriorates the quality in the film forming step and the etching step, the problem occurs.
It is necessary to adjust operating parameters promptly and reflect them so that product quality is constant. However, at present, quality inspections in both processes are performed as infrequently as possible, so a large number of defective products or products with a wide range of quality fluctuations must be collected before detecting any irregularities or the like. The risk of manufacturing is high. In addition, if an attempt is made to improve the quality accuracy from an abnormal state, a high quality inspection frequency is required, so that the productivity is reduced. Also, if productivity is emphasized, quality accuracy cannot be improved. Of course, with the advancement of miniaturization and advanced functions of semiconductor devices, high quality accuracy is required for the process, and there is no mistake that this will lead to the improvement of the performance of film formation, exposure, etching equipment, etc. Since the semiconductor production has been performed assuming a performance one step higher than the quality accuracy that can be realized by the apparatus itself, the circumstances described above are always correct. That is, if the frequency of the film thickness (distribution) inspection in the film forming process and the film thickness inspection before the etching are increased, the productivity is greatly impaired.

【0007】ところで、上記したように品質精度を向上
させるには、製造装置の動作状態の変動が大きく関わっ
ている以上、製造装置の動作状態を正しく認識できるこ
とが、その第一歩である。しかしながら、エッチングの
品質は装置の動作状態と共に、前の工程で決定される膜
厚にも大きく左右されるために、その動作状態を正しく
認識することも為されていない。エッチング設備の動作
状態を正しく把握するために、イオン密度、電子密度、
両エネルギ状、発光スペクトルの観察などが提案されて
きているが、決定的なモニタとなるものが存在しないこ
とが実状である。従って唯一実用的なのはエッチング前
の対象とする膜の厚さを測定し、エッチングが終了して
から、下地膜の残膜、或いはオーバエッチ量を測定する
ことであるが、製品ウエハ1枚1枚を検査するわけでは
ないし、またカセット毎にも検査されることは、大きく
生産性を損ねることから非常に希である。
By the way, the first step in improving the quality accuracy as described above is to recognize the operating state of the manufacturing apparatus correctly, since the fluctuation of the operating state of the manufacturing apparatus is greatly involved. However, the quality of etching greatly depends on the film thickness determined in the previous step as well as the operation state of the apparatus, and thus the operation state has not been correctly recognized. In order to correctly grasp the operating state of the etching equipment, the ion density, electron density,
Observation of both energies and emission spectra has been proposed, but the reality is that there is no definitive monitor. Therefore, the only practical method is to measure the thickness of the target film before etching and measure the remaining film of the base film or the amount of overetch after the etching is completed. Is not necessarily inspected, and it is very rare that the inspection is performed for each cassette, since the productivity is greatly impaired.

【0008】このために直ちにエッチング設備の設定運
転パラメータを品質の変動を抑えるように最適な条件に
変更する事は殆どの場合に不可能である。以上述べたよ
うに生産性との考慮から、品質検査の頻度が制限される
ことによって、エッチング工程の品質の管理幅も、成膜
工程と同様に大きく成らざるを得ない。換言すれば、エ
ッチング工程の品質確保は、ある所定の生産性を確保と
はトレードオフの関係にあるということである。当然の
ことながらエッチング工程の品質管理幅が広い、すなわ
ちエッチング工程のプロセスマージンを広くとると謂う
ことは、それだけ他の工程のプロセスマージン或いは設
計マージンを圧迫することになる。たとえばシリコン基
板の上に形成されたトランジスタ領域に酸化膜を通して
電気的な導通をとるために、この酸化膜に導通孔を形成
するエッチング工程では、オーバエッチング量のプロセ
スマージンを大きく設定する、すなわち大きなオーバエ
ッチング量を許そうとすると、トランジスタの接合領域
の深さ方向の厚みを大きく設計する様にせねばならず、
トランジスタの微細化・高性能化が難しくなるととも
に、拡散工程のプロセスマージンを非常に狭いものに設
定しなければいけない。これによって拡散工程の生産性
が低下することもあり得る。
For this reason, it is almost impossible in most cases to immediately change the set operating parameters of the etching equipment to optimal conditions so as to suppress fluctuations in quality. As described above, the frequency of the quality inspection is limited in consideration of the productivity, so that the control range of the quality of the etching process is inevitably increased as in the film forming process. In other words, ensuring the quality of the etching process is in a trade-off relationship with ensuring certain productivity. Naturally, the fact that the quality control range of the etching process is wide, that is, the process margin of the etching process is widened, imposes a process margin or a design margin of another process. For example, in order to establish electrical continuity through an oxide film in a transistor region formed on a silicon substrate, in an etching step of forming a conductive hole in this oxide film, a large process margin of over-etching is set, that is, a large process margin is set. In order to allow the over-etching amount, the thickness in the depth direction of the junction region of the transistor must be designed to be large,
It becomes difficult to miniaturize and improve the performance of the transistor, and the process margin of the diffusion process must be set to be very narrow. This may reduce the productivity of the diffusion step.

【0009】以上のように現行の半導体、特に集積度の
高いIC(集積回路)の製造工程では、エッチング設備
や、成膜設備の相互の、或いは個々の性能変動による工
程個々の品質変動を抑制或いは吸収できないために広い
プロセスマージンを個々の工程に設定し、量産性を確保
せざるを得ないという課題がある。同時に品質確保のた
めの検査頻度も量産性とのトレードオフの関係にあり、
それぞれに理想的なものにはならない。また工程の変動
を小さく抑えることがきないために、デバイスの設計を
圧迫し、より高性能のデバイスを量産することができな
いという課題がある。
As described above, in the manufacturing process of the current semiconductor, particularly, an IC (integrated circuit) having a high degree of integration, the quality variation of the etching equipment and the film formation equipment due to mutual or individual performance variation is suppressed. Alternatively, there is a problem in that a large process margin must be set for each process because mass absorption cannot be achieved because absorption cannot be performed. At the same time, the inspection frequency for quality assurance is in a trade-off relationship with mass productivity.
Each one is not ideal. In addition, there is a problem that it is not possible to suppress the fluctuation of the process to a small extent, so that the design of the device is squeezed and it is not possible to mass-produce a device with higher performance.

【0010】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
集積度の高いIC(集積回路)等の半導体製品を得るた
めの半導体基板を品質を確保した上で、効率良く製造す
ることができるようにした半導体基板の製造方法を提供
することになる。また本発明の他の目的は、半導体基板
を製造するための製造ラインを構成する成膜設備、エッ
チング設備等の製造設備群の運転管理する半導体基板の
製造システムを提供することにある。
[0010] An object of the present invention is to solve the above problems.
There is provided a method of manufacturing a semiconductor substrate capable of efficiently manufacturing a semiconductor substrate for obtaining a semiconductor product such as an IC (integrated circuit) having a high degree of integration while ensuring quality. Another object of the present invention is to provide a semiconductor substrate manufacturing system that manages the operation of a group of manufacturing equipment such as a film forming equipment and an etching equipment that constitute a manufacturing line for manufacturing a semiconductor substrate.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、半導体基板上に薄膜を形成する成膜工程
と、該成膜工程により薄膜が成膜された半導体基板を適
当な間隔で離散的に取り出して成膜された薄膜の膜厚を
測定する成膜膜厚測定工程と、前記成膜工程で薄膜が成
膜された半導体基板が投入されて該薄膜に対してパター
ンを形成するエッチング工程を有するリソグラフィ工程
と、前記成膜膜厚測定工程から取得される半導体基板に
対しての離散的な膜厚測定データから経時的な変化を示
す所望の予想アルゴリズムを用いて前記成膜工程で成膜
される半導体基板1枚若しくは複数枚の単位毎における
膜厚を推定し、該推定された半導体基板の単位毎の膜厚
と前記エッチング工程における所定のエッチング設備か
ら取得されるエッチング終了時間とを基にして該所定の
エッチング設備の動作状態を監視するエッチング設備監
視工程とを有して半導体基板を製造することを特徴とす
る半導体基板の製造方法である。また本発明は、半導体
基板上に薄膜を形成する成膜工程と、該成膜工程により
薄膜が成膜された半導体基板を適当な間隔で離散的に取
り出して成膜された薄膜の膜厚を測定する成膜膜厚測定
工程と、前記成膜工程で薄膜が成膜された半導体基板が
投入されて該薄膜に対してパターンを形成するエッチン
グ工程を有するリソグラフィ工程と、前記成膜膜厚測定
工程から取得される半導体基板に対しての離散的な膜厚
測定データから経時的な変化を示す所望の予想アルゴリ
ズムを用いて前記成膜工程で成膜される半導体基板1枚
若しくは複数枚の単位毎における基板内の分布も含めて
膜厚を推定し、該推定された半導体基板の単位毎の基板
内の分布も含めての膜厚と前記エッチング工程における
所定のエッチング設備から取得されるエッチング終了時
間とを基にして該所定のエッチング設備の動作状態を監
視するエッチング設備監視工程とを有して半導体基板を
製造することを特徴とする半導体基板の製造方法であ
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides a film forming step for forming a thin film on a semiconductor substrate, and a method for forming the thin film on the semiconductor substrate by the film forming step. A film thickness measuring step of measuring a film thickness of a thin film formed by discretely taking out a film at intervals, and a semiconductor substrate on which the thin film is formed in the film forming step is put and a pattern is formed on the thin film. A lithography step having an etching step for forming, and a desired prediction algorithm showing a change over time from discrete film thickness measurement data for the semiconductor substrate obtained from the film thickness measurement step. Estimating the film thickness of the semiconductor substrate to be formed in the film process in one or a plurality of units, and estimating the film thickness of the semiconductor substrate in units of the unit and the etching obtained from predetermined etching equipment in the etching process. Based on the ring end time is a semiconductor substrate manufacturing method, characterized by producing a semiconductor substrate and a etching equipment monitoring step for monitoring the operation state of the predetermined etching equipment. The present invention also provides a film forming step of forming a thin film on a semiconductor substrate, and discretely taking out the semiconductor substrate on which the thin film has been formed by the film forming step at appropriate intervals to form a film having a thin film thickness. A film thickness measuring step for measuring, a lithography step including an etching step of loading a semiconductor substrate on which a thin film is formed in the film forming step and forming a pattern on the thin film, and the film thickness measuring A unit of one or more semiconductor substrates formed in the film forming step using a desired prediction algorithm showing a change with time from discrete film thickness measurement data for the semiconductor substrate obtained from the process Estimate the film thickness including the distribution within the substrate in each case, and estimate the estimated film thickness including the distribution within the substrate for each unit of the semiconductor substrate and the etching end obtained from predetermined etching equipment in the etching process. And time and based on a method for manufacturing a semiconductor substrate, which comprises producing a semiconductor substrate and a etching equipment monitoring step for monitoring the operation state of the predetermined etching equipment.

【0012】また本発明は、前記半導体基板の製造方法
における前記エッチング設備監視工程において、前記所
望の予想アルゴリズムを外挿アルゴリズムであることを
特徴とする。また本発明は、前記半導体基板の製造方法
における前記成膜工程は、スパッタ成膜工程を有するこ
とを特徴とする。また本発明は、前記半導体基板の製造
方法における前記成膜工程は、コリメーションスパッタ
成膜工程を有することを特徴とする。また本発明は、前
記半導体基板の製造方法における前記成膜工程は、CV
D成膜工程を有することを特徴とする。また本発明は、
半導体基板上に薄膜を形成するコリメーションスパッタ
成膜工程と、該成膜工程により薄膜がスパッタリング成
膜された半導体基板を適当な間隔で離散的に取り出し、
この離散的に取り出された半導体基板に成膜された薄膜
の膜厚を測定する成膜膜厚測定工程と、前記成膜工程で
薄膜が成膜された半導体基板が投入されて該薄膜に対し
てパターンを形成するエッチング工程を有するリソグラ
フィ工程と、前記成膜膜厚測定工程から取得される半導
体基板に対しての離散的な膜厚測定データに対して、前
記成膜工程から得られるスパッタリングに要した電力と
時間との積分値を基に推定されるコリメータによる成膜
特性の経時的変化に基づく補正を施して前記成膜工程で
成膜される半導体基板1枚若しくは複数枚の単位毎にお
ける膜厚を推定し、該推定された半導体基板の単位毎の
膜厚と前記エッチング工程における所定のエッチング設
備から取得されるエッチング終了時間とを基にして該所
定のエッチング設備の動作状態を監視するエッチング設
備監視工程とを有して半導体基板を製造することを特徴
とする半導体基板の製造方法である。
Further, in the present invention, in the etching facility monitoring step in the method of manufacturing a semiconductor substrate, the desired prediction algorithm is an extrapolation algorithm. Further, the invention is characterized in that the film forming step in the method for manufacturing a semiconductor substrate includes a sputter film forming step. Further, the present invention is characterized in that the film forming step in the method for manufacturing a semiconductor substrate includes a collimation sputtering film forming step. Also, in the present invention, the film forming step in the method for manufacturing a semiconductor substrate may include a CV
It is characterized by having a D film forming step. The present invention also provides
A collimation sputtering film forming step of forming a thin film on a semiconductor substrate, and discretely taking out the semiconductor substrate on which the thin film has been formed by sputtering in the film forming step, at appropriate intervals,
A film thickness measuring step of measuring a film thickness of a thin film formed on the semiconductor substrate taken out discretely; and a semiconductor substrate on which the thin film is formed in the film forming step is loaded and A lithography step including an etching step of forming a pattern by sputtering, and a sputtering method obtained from the film forming step with respect to discrete film thickness measurement data for a semiconductor substrate obtained from the film thickness measuring step. In the unit of one or more semiconductor substrates to be formed in the film forming step by performing a correction based on a change over time of a film forming characteristic by a collimator estimated based on an integrated value of required power and time. The film thickness is estimated, and the predetermined etching setting is determined based on the estimated film thickness of each unit of the semiconductor substrate and the etching end time obtained from predetermined etching equipment in the etching process. And a etching equipment monitoring step for monitoring the operation state of a semiconductor substrate manufacturing method, characterized by producing a semiconductor substrate.

【0013】また本発明は、前記半導体基板の製造方法
における前記エッチング設備監視工程において、成膜膜
厚測定工程によって適当な間隔(非定期的或いは定期的
に複数枚数以上のウエハの間隔)で繰り返して測定され
る製品ウエハ或いは品質管理用の非製品ウエハについて
膜厚から、上記測定間隔の間の製品ウエハに成膜された
膜厚を、外挿するアルゴリズムを用いて推定して獲得
し、この獲得された推定膜厚に基いてエッチング設備の
性能変動を把握或いは診断することを特徴とする。
Further, in the present invention, in the etching equipment monitoring step in the method of manufacturing a semiconductor substrate, a film thickness measuring step is repeated at appropriate intervals (irregularly or periodically at intervals of a plurality of wafers or more). From the film thickness of the product wafer or non-product wafer for quality control measured by measuring, the film thickness formed on the product wafer during the above measurement interval is estimated and obtained using an extrapolation algorithm. It is characterized in that the performance fluctuation of the etching equipment is grasped or diagnosed based on the obtained estimated film thickness.

【0014】また本発明は、前記半導体基板の製造方法
における前記エッチング設備監視工程において、成膜工
程がスパッタ工程である場合には、成膜工程のスパッタ
成膜設備から得られるスパッタリングに要した電力と時
間の積分値を基に追跡することによりコリメータにスパ
ッタ物質が付着することによって生じる成膜速度の減少
を予想し、成膜膜厚測定工程から取得されて記憶される
適当な間隔での膜厚に対して、前記予想された同工程の
経時的な成膜速度の変化に基づく補正を施して前記測定
間隔の間に成膜工程で成膜される半導体基板1枚若しく
は複数枚の単位毎における膜厚を推定することを特徴と
する。
Further, in the present invention, in the etching equipment monitoring step in the method of manufacturing a semiconductor substrate, when the film formation step is a sputtering step, the power required for sputtering obtained from the sputtering film formation equipment in the film formation step is provided. By predicting the decrease in the deposition rate caused by the sputtered substance adhering to the collimator by tracking based on the integrated value of the time and the time, the film at an appropriate interval obtained and stored from the film thickness measurement process is estimated. The thickness is corrected based on the expected time-dependent change in the film forming rate in the same step, and the unit of one or more semiconductor substrates formed in the film forming step during the measurement interval. Is characterized by estimating the film thickness at.

【0015】また本発明は、前記半導体基板の製造方法
における前記エッチング設備監視工程において、所定の
エッチング設備の動作状態を、エッチング速度によって
監視することを特徴とする。また本発明は、前記半導体
基板の製造方法における前記エッチング設備監視工程に
おいて、所定のエッチング設備の動作状態を、エッチン
グ速度を、このエッチングで使用した電力と時間との積
分値によって規格化して監視することを特徴とする。ま
た本発明は、前記半導体基板の製造方法における前記エ
ッチング設備監視工程において、所定のエッチング設備
の動作状態を監視し、その設備の動作状態が管理基準を
越えたと判断された場合には、他のエッチング設備に生
産を切り替えるように指示することを特徴とする。また
本発明は、前記半導体基板の製造方法における前記エッ
チング設備監視工程において、所定のエッチング設備の
動作状態を監視し、その設備の動作状態が管理基準を越
える時期を予想することを特徴とする。また本発明は、
前記半導体基板の製造方法における前記エッチング設備
監視工程において、所定のエッチング設備の動作状態を
監視し、その設備の運転パラメータを変更する必要があ
るか否かについて指示することを特徴とする。また本発
明は、前記半導体基板の製造方法における前記エッチン
グ設備監視工程において、所定のエッチング設備の動作
状態を監視し、その設備の動作状態が管理基準を越える
時期を予想し、この予想時期に合わせてエッチング設備
のメンテナンスを行うことによって生じるエッチング工
程における生産量の変動に合わせて、このエッチング工
程に続く工程の負荷量の変動を予想することを特徴とす
る。
Further, the present invention is characterized in that in the etching equipment monitoring step in the method of manufacturing a semiconductor substrate, an operation state of a predetermined etching equipment is monitored by an etching rate. Further, according to the present invention, in the etching equipment monitoring step in the method for manufacturing a semiconductor substrate, an operation state of a predetermined etching equipment is monitored by standardizing an etching rate by an integrated value of power and time used in the etching. It is characterized by the following. Further, in the present invention, in the etching equipment monitoring step in the method for manufacturing a semiconductor substrate, the operation state of a predetermined etching equipment is monitored, and when it is determined that the operation state of the equipment exceeds a management standard, another operation is performed. It is characterized by instructing the etching equipment to switch production. Further, the present invention is characterized in that, in the etching equipment monitoring step in the method for manufacturing a semiconductor substrate, an operation state of a predetermined etching equipment is monitored, and a time when the operation state of the equipment exceeds a management standard is predicted. The present invention also provides
In the etching facility monitoring step of the method of manufacturing a semiconductor substrate, an operation state of a predetermined etching facility is monitored, and an instruction is given as to whether it is necessary to change an operation parameter of the facility. Further, in the present invention, in the etching equipment monitoring step in the method for manufacturing a semiconductor substrate, an operation state of a predetermined etching equipment is monitored, and a time when the operation state of the equipment exceeds a management standard is predicted. In accordance with a change in the production amount in the etching process caused by the maintenance of the etching equipment, a change in the load in a process subsequent to the etching process is predicted.

【0016】また本発明は、前記半導体基板の製造方法
における前記エッチング設備監視工程において、推定さ
れる膜厚が、エッチング設備における運転パラメータを
変更しない限界値を越えていることが判明した場合に
は、エッチング設備の運転パラメータを算出し、前記推
定される膜厚が成膜された半導体基板が投入されるのに
合わせて、前記算出された運転パラメータに変更制御す
ることを特徴とする。また本発明は、前記半導体基板の
製造方法における前記エッチング設備監視工程におい
て、推定される膜厚が、エッチング設備における運転パ
ラメータを変更しない限界値を越えていることが判明し
た場合には、前記膜厚が管理値に入るように成膜工程に
おける成膜設備の運転パラメータを算出して前記成膜設
備に対して設定制御し、この新しい成膜設備の運転パラ
メータによって形成される膜厚の予想値を、エッチング
設備に投入される半導体基板の膜厚とし使用することを
特徴とする。
Further, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor substrate according to the above, wherein in the monitoring step of the etching equipment, it is determined that the estimated film thickness exceeds a limit value at which an operating parameter in the etching equipment is not changed. The operating parameters of the etching equipment are calculated and the operating parameters are changed and controlled in accordance with the introduction of the semiconductor substrate on which the estimated film thickness is deposited. Further, in the present invention, in the etching equipment monitoring step in the method for manufacturing a semiconductor substrate, when the estimated film thickness is found to exceed a limit value that does not change the operating parameters in the etching equipment, the film The operating parameters of the film forming equipment in the film forming process are calculated so that the thickness falls within the control value, and the setting is controlled for the film forming equipment. Is used as the film thickness of the semiconductor substrate to be supplied to the etching equipment.

【0017】以上説明したように、前記構成によれば、
エッチング設備の装置状態を正確に把握することが可能
であり、成膜工程とエッチング工程とを通じて高い品質
を維持することができ、生産性を損なわずに半導体製品
の品質を向上することができる。また前記構成によれ
ば、エッチング設備の動作状態を正しく把握するため
に、イオン密度、電子密度、両エネルギ状、発光スペク
トルの観察などが提案されてきているが、決定的なモニ
タとなるものが存在しないことが実状であるにも係ら
ず、常にエッチング設備の動作状態が正しく把握するこ
とができ、その結果、運転パラメータを設定し直す必要
があるか否かの判断を可能となり、運転パラメータの再
設定が必要あると判断されたならば、ある膜厚に対して
最適なエッチング時間乃至は電力を設定することができ
る。
As described above, according to the above configuration,
The state of the equipment of the etching equipment can be accurately grasped, high quality can be maintained through the film forming step and the etching step, and the quality of the semiconductor product can be improved without impairing the productivity. According to the above configuration, observation of ion density, electron density, dual energy state, emission spectrum, and the like have been proposed in order to correctly grasp the operating state of the etching equipment. Despite the fact that it does not exist, the operating state of the etching equipment can always be correctly grasped, and as a result, it becomes possible to determine whether or not it is necessary to reset the operating parameters, If it is determined that resetting is necessary, an optimum etching time or power can be set for a certain film thickness.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明に係る半導体素子の製造方
法の実施の形態について図を用いて説明する。 まず、
本発明に係る半導体素子の製造工程のうち、前工程であ
る被処理基板(半導体基板)への金属配線膜形成工程に
ついての成膜工程がスパッタ工程からなる第1の実施の
形態について説明する。図1には、半導体素子の製造工
程のうち、前工程である被処理基板(半導体基板)への
金属配線膜形成工程の第1の実施の形態を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings. First,
A first embodiment of the semiconductor device manufacturing process according to the present invention in which a film forming process of a metal wiring film forming process on a substrate to be processed (semiconductor substrate), which is a preceding process, includes a sputtering process will be described. FIG. 1 shows a first embodiment of a process of forming a metal wiring film on a substrate to be processed (semiconductor substrate), which is a preceding process in the process of manufacturing a semiconductor element.

【0019】金属配線膜形成工程は、製品ウエハ(製品
半導体基板)に対して洗浄を行う前洗浄工程101と、
該前洗浄工程で洗浄された製品ウエハ(製品半導体基
板)に対してスパッタ成膜設備(図示せず)によってA
l,Cr,W,Mo等の金属薄膜を形成するスパッタ成
膜工程102と、該スパッタ成膜工程102で形成され
た金属薄膜に対して金属配線膜を形成するリソグラフィ
工程とによって構成される。スパッタ成膜工程102に
は、図6に示すように、製造設備コントローラ613と
スパッタ電力モニタ614とを有するスパッタ成膜設備
(装置)と、検査設備コントローラ615を有する膜厚
測定装置と、搬送設備コントローラ612を有する製品
ウエハやダミーウエハを搬送する搬送設備と、これら製
造設備コントローラ613、検査設備コントローラ61
5、および搬送設備コントローラ612を制御し、ネッ
トワーク601に接続された設備群コントローラ611
とが設置される。膜厚測定工程103は、鎖線で示すよ
うにスパッタ成膜工程102から適当な間隔(ロット単
位若しくは複数のロット単位又はスパッタ装置で管理す
る単位毎、即ち、成膜処理される製品ウエハ枚数で数十
枚〜数百枚の単位)で1枚の製品ウエハまたはダミーウ
エハが抜き取られて、この製品ウエハまたはダミーウエ
ハに成膜された金属薄膜の膜厚を、膜厚測定装置を用い
てウエハ内の分布も含めて成膜工程自身の品質管理とし
て測定し、この測定された製品ウエハまたはダミーウエ
ハは鎖線で示すようにリソグラフィ工程に戻される工程
である。即ち、膜厚測定工程103において膜厚測定装
置(図6には検査設備コントローラ615で示され
る。)で測定された抜き取られた製品ウエハまたはダミ
ーウエハ毎の金属薄膜の膜厚データは、図6に示すよう
に、設備群コントローラ611およびネットワーク60
1を介して成膜工程監視手段651に設けられた記憶手
段656に膜厚検査結果データとして格納される。そし
て、CPUで構成された成膜工程監視手段651は、膜
厚測定工程103で測定されて記憶手段656に記憶さ
れた製品ウエハまたはダミーウエハ毎の金属薄膜の膜厚
データを読みだし、この読みだされた金属薄膜の膜厚デ
ータについて記憶手段652に格納された品質判定デー
タと参照比較して、スパッタ成膜工程で成膜された金属
薄膜についての品質可否判断を行う(ステップ11
0)。
The metal wiring film forming step includes a pre-cleaning step 101 for cleaning a product wafer (product semiconductor substrate),
The product wafer (product semiconductor substrate) cleaned in the pre-cleaning step is subjected to sputtering by a film forming equipment (not shown).
It comprises a sputtering film forming step 102 for forming a metal thin film of 1, Cr, W, Mo, etc., and a lithography step for forming a metal wiring film on the metal thin film formed in the sputtering film forming step 102. As shown in FIG. 6, the sputter film forming process 102 includes a sputter film forming facility (apparatus) having a manufacturing facility controller 613 and a sputter power monitor 614, a film thickness measuring apparatus having an inspection facility controller 615, and a transport facility. A transport facility for transporting product wafers and dummy wafers having a controller 612, a manufacturing facility controller 613, an inspection facility controller 61
5, and a facility group controller 611 that controls the transport facility controller 612 and is connected to the network 601.
Is installed. The film thickness measuring step 103 is performed at an appropriate interval (a lot unit or a plurality of lot units or a unit managed by a sputtering apparatus, ie, the number of product wafers subjected to the film forming process) from the sputter film forming step 102 as indicated by a chain line. One product wafer or a dummy wafer is extracted in units of tens to several hundreds), and the film thickness of the metal thin film formed on the product wafer or the dummy wafer is measured by using a film thickness measuring device. This is a process in which the measurement is performed as quality control of the film forming process itself, and the measured product wafer or dummy wafer is returned to the lithography process as indicated by a chain line. That is, in the film thickness measuring step 103, the film thickness data of the metal thin film for each extracted product wafer or dummy wafer measured by the film thickness measuring device (indicated by the inspection equipment controller 615 in FIG. 6) is shown in FIG. As shown, the facility group controller 611 and the network 60
1 is stored as film thickness inspection result data in a storage unit 656 provided in the film formation process monitoring unit 651 via Then, the film forming process monitoring means 651 constituted by the CPU reads out the film thickness data of the metal thin film for each product wafer or dummy wafer measured in the film thickness measuring step 103 and stored in the storage means 656, and reads this. The quality of the metal thin film formed in the sputter film formation process is determined by comparing the thickness data of the formed metal thin film with the quality determination data stored in the storage unit 652 (step 11).
0).

【0020】リソグラフィ工程は、上記スパッタ成膜工
程102で形成された金属膜上に最初にホトレジストを
塗布するレジスト塗布工程104と、該レジスト塗布工
程104で塗布されたレジストに対してマスクに形成さ
れた回路パターンを投影光学系を有する露光装置により
露光転写する露光工程105と、該露光工程105で露
光されたレジストを現像してレジストパターンを形成す
る現像工程106と、該現像工程106でレジストパタ
ーンが形成された製品ウェハ(製品半導体基板)に対し
てエッチング装置によりレジストパターンをマスクとし
てその下の金属膜をエッチング加工するエッチング工程
107と、該エッチング工程107でエッチングが終了
した後、レジストパターンをアッシングによって除去す
るレジスト剥離工程109とで構成され、最終的に金属
膜の配線パターンが形成される。エッチング工程107
には、図6に示すように、製造設備コントローラ62
3、625とエッチング終点モニタ624、624’と
を有する複数のエッチング設備(装置)と、エッチング
された残膜厚を測定する測定装置と、搬送設備コントロ
ーラ622を有する製品ウエハやダミーウエハを搬送す
る搬送設備と、これら製造設備コントローラ623、6
25、および搬送設備コントローラ622を制御し、ネ
ットワーク601に接続された設備群コントローラ62
1とが設置される。残膜厚測定工程108は、鎖線で示
すようにエッチング工程107から適当な間隔(ロット
単位若しくは複数のロット単位又はスパッタ装置で管理
する単位毎)で1枚の製品ウエハまたはダミーウエハが
抜き取られて、この製品ウエハまたはダミーウエハに形
成された金属薄膜対してエッチングされた残膜厚を、光
学的な測定装置または電子線を用いた測定装置を用いて
ウエハ内の分布も含めてエッチング工程自身の品質管理
として測定し、この測定された製品ウエハまたはダミー
ウエハはレジスト剥離工程109に戻される工程であ
る。即ち、残膜厚測定工程108において測定装置(図
示せず。)で測定された抜き取られた製品ウエハまたは
ダミーウエハ毎の残膜厚のデータは、図6に示すよう
に、設備群コントローラ621およびネットワーク60
1を介してエッチング工程監視手段661に設けられた
記憶手段667に残膜厚検査結果データとして記憶され
る。そして、CPUで構成されたエッチング工程監視手
段661は、残膜厚測定工程108で測定されて記憶手
段667に記憶された製品ウエハまたはダミーウエハ毎
の残膜厚データを読みだし、この読みだされた残膜厚デ
ータについて、記憶手段662に格納された品質判定デ
ータと参照比較して、エッチング工程でエッチングされ
た金属薄膜についての品質可否判断を行う(ステップ1
11)。
The lithography step includes a resist coating step 104 for first applying a photoresist on the metal film formed in the sputtering film forming step 102, and a mask formed on the resist applied in the resist coating step 104. Exposure step 105 for exposing and transferring the circuit pattern by an exposure apparatus having a projection optical system, developing step 106 for developing the resist exposed in the exposure step 105 to form a resist pattern, and resist pattern in the developing step 106 An etching process 107 for etching a metal film thereunder using a resist pattern as a mask on a product wafer (product semiconductor substrate) on which a resist pattern is formed, and after the etching is completed in the etching process 107, the resist pattern is removed. Resist stripper to remove by ashing Is composed of a 109, finally the metal film wiring pattern is formed. Etching step 107
As shown in FIG.
A plurality of etching equipment (equipment) having the reference numerals 3 and 625 and the etching end point monitors 624 and 624 ′, a measuring apparatus for measuring an etched remaining film thickness, and a transfer for transferring a product wafer or a dummy wafer having the transfer equipment controller 622. Equipment and these manufacturing equipment controllers 623 and 6
25, and the equipment group controller 62 that controls the transport equipment controller 622 and is connected to the network 601.
1 is installed. In the remaining film thickness measuring step 108, one product wafer or dummy wafer is extracted at an appropriate interval (lot unit or a plurality of lot units or each unit managed by a sputtering apparatus) from the etching step 107 as shown by a chain line. The quality control of the etching process itself including the distribution in the wafer using an optical measuring device or a measuring device using an electron beam is performed on the remaining film thickness etched on the metal thin film formed on the product wafer or the dummy wafer. And the measured product wafer or dummy wafer is returned to the resist stripping step 109. That is, as shown in FIG. 6, the data of the remaining film thickness of each extracted product wafer or dummy wafer measured by the measuring device (not shown) in the remaining film thickness measuring step 108 is, as shown in FIG. 60
1 and stored in the storage means 667 provided in the etching process monitoring means 661 as residual film thickness inspection result data. Then, the etching process monitoring means 661 constituted by the CPU reads the remaining film thickness data for each product wafer or dummy wafer measured in the remaining film thickness measuring step 108 and stored in the storage means 667, and this readout is performed. The remaining film thickness data is compared with the quality determination data stored in the storage unit 662 to determine whether the metal thin film etched in the etching process is acceptable (step 1).
11).

【0021】膜厚測定工程103では、スパッタ成膜工
程102において製品ウエハまたは品質管理用のダミー
ウエハを使用してスパッタ装置より成膜された金属膜の
膜厚を、ロット単位若しくは複数のロット単位又はスパ
ッタ装置で管理する単位毎に、1枚の製品ウエハまたは
ダミーウエハを抜き取って膜厚測定装置(図6には検査
設備コントローラ615等を有して構成される。)を用
いて成膜工程自身の品質管理としてウエハ内の分布も含
めて検査(測定)を行う。即ち、この金属膜の膜厚の検
査(測定)は、製品ウエハ全数に実施すると生産性を損
ねるので、非定期的或いは定期的な適当な間隔(ロット
単位若しくは複数のロット単位又はスパッタ装置で管理
する単位毎即ち、成膜処理される製品ウエハ枚数で数十
枚〜数百枚の単位)で実施される。このように鎖線で示
すようにスパッタ成膜工程102から抜き取られて、膜
厚測定工程103において金属膜の膜厚が検査された製
品ウエハまたはダミーウエハは、鎖線で示すようにリソ
グラフィ工程に戻されることになる。スパッタ成膜工程
102におけるスパッタ成膜設備(スパッタ設備61
3、614等から構成される。)では成膜処理を重ねる
に従い、同一の成膜条件でもその成膜速度が変化する。
この変動の原因として最も一般的な理由は、スパッタリ
ングターゲットの消耗に伴って、放電場所での磁場が強
まり、放電電圧の低下が起こり、更にこれによって放電
電力が低下することによる成膜速度の低下がある。また
放電電力を一定としても、放電電圧の低下によるスパッ
タイールドの低下が起こり、結局ターゲットの消耗に伴
って成膜速度の低下が起こる。図2は、ターゲット及び
コリメータの全寿命に正規化して表したターゲット及び
コリメータの規格化された使用量(%)とスパッタ成膜
速度の低下(%)との関係を示した図である。通常のス
パッタ法による場合、スパッタ成膜速度の経時変化は図
2に201で示すようにターゲットの全寿命に対して数
十%低下することになる。そこで、通常のスパッタにお
いても、スパッタ成膜速度の条件調整が必要であること
を示している。
In the film thickness measuring step 103, the film thickness of the metal film formed by the sputtering apparatus using the product wafer or the quality control dummy wafer in the sputter film forming step 102 is measured in lot units or a plurality of lot units. For each unit managed by the sputtering apparatus, one product wafer or dummy wafer is extracted, and the film forming process itself is extracted using a film thickness measuring apparatus (in FIG. 6, having an inspection equipment controller 615 and the like). As quality control, inspection (measurement) including distribution within a wafer is performed. In other words, the inspection (measurement) of the thickness of the metal film impairs the productivity if it is performed on all the product wafers. Therefore, the inspection (measurement) at irregular or regular intervals (lot units or a plurality of lot units or a sputtering apparatus) is required. (A unit of several tens to several hundreds in terms of the number of product wafers to be subjected to film formation). The product wafer or dummy wafer extracted from the sputter film forming step 102 as indicated by the dashed line and having the thickness of the metal film inspected in the film thickness measuring step 103 is returned to the lithography step as indicated by the dashed line. become. Sputter film forming equipment (sputter equipment 61) in the sputter film forming process 102
3, 614 and the like. In ()), as the film forming process is repeated, the film forming speed changes even under the same film forming condition.
The most common reason for this variation is that, with the consumption of the sputtering target, the magnetic field at the discharge place is strengthened, the discharge voltage is reduced, and the discharge power is also reduced. There is. Further, even if the discharge power is kept constant, the sputter yield decreases due to the decrease in the discharge voltage, and eventually, the deposition rate decreases with the consumption of the target. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the standardized usage (%) of the target and the collimator and the reduction (%) of the sputter deposition rate, which are normalized to the total life of the target and the collimator. In the case of the ordinary sputtering method, the temporal change in the sputter deposition rate is reduced by several tens% with respect to the entire life of the target as shown by 201 in FIG. Therefore, it is shown that the condition adjustment of the sputter deposition rate is necessary even in the ordinary sputtering.

【0022】ところで、LSI上の配線間を接続する微
細な導通孔への金属膜の形成には、特公平6−6039
0号公報に記載されているようにコリメーションスパッ
タという成膜方法が使用される。この手法ではスパッタ
されたターゲットからのスパッタ粒子ができるだけウエ
ハに鉛直に入射するようにコリメータと呼ばれる、指向
性フィルタが使用されるが、このフィルタにはウエハに
鉛直に入射しないスパッタ粒子が付着することになるの
で、使用が進むと、次第にフィルタが目詰まりを起こ
し、ウエハ上の成膜速度が経時的時低下する現象が生じ
る。即ち、コリメートスパッタ法の場合、スパッタ成膜
速度の経時変化は図2に202で示すように著しく低下
することになる。この成膜速度の低下は、上述したター
ゲットの消耗に伴う成膜速度の低下にコリメータの目詰
まりよる成膜速度の低下が重畳されて発生することにな
るため、著しく大きくなる。そこで、コリメーションス
パッタにおいては、スパッタ成膜速度の条件調整量が更
に大きくなると共に調整頻度も高くなる。
Incidentally, formation of a metal film in a fine conductive hole connecting between wirings on an LSI is disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-6039.
A film forming method called collimation sputtering is used as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 0-205. In this method, a directional filter called a collimator is used so that sputtered particles from the sputtered target enter the wafer as vertically as possible. Sputter particles that do not enter the wafer vertically are attached to this filter. Therefore, as the use progresses, the filter gradually becomes clogged, and a phenomenon occurs in which the film formation rate on the wafer decreases over time. That is, in the case of the collimated sputtering method, the temporal change in the sputter deposition rate is significantly reduced as indicated by 202 in FIG. The decrease in the deposition rate is extremely large because the decrease in the deposition rate due to clogging of the collimator is superimposed on the decrease in the deposition rate due to the consumption of the target described above. Therefore, in the collimation sputtering, the condition adjustment amount of the sputter deposition rate is further increased and the adjustment frequency is also increased.

【0023】従って、実際の生産においては、上記した
如く膜厚測定工程103を実行する膜厚測定装置(図6
に示す検査設備コントローラ615等を有して構成され
る。)は、スパッタ成膜工程102を実行するスパッタ
装置(図6に示す製造設備コントローラ613およびス
パッタ電力モニタ614等を有して構成される。)から
所望の間隔で抜き取られた製品ウエハまたはダミーウエ
ハに形成された金属膜の膜厚を測定検査し、この測定検
査された製品ウエハまたはダミーウエハ毎の金属薄膜の
膜厚データを、図6に示すように、設備群コントローラ
611およびネットワーク601を介して成膜工程監視
手段651に設けられた記憶手段656に膜厚検査結果
データとして格納する。スパッタ成膜工程102を実行
するスパッタ成膜設備は、製品ウエハまたはダミーウエ
ハ毎の金属薄膜の膜厚データの結果を、膜厚測定装置か
ら直接または成膜工程監視手段651が記憶手段656
から読みだしてネットワーク601および設備群コント
ローラ611を介して得て(フィードバックを受け
て)、この得られた膜厚データの結果に基いて膜厚を決
める条件、例えば成膜時間を制御(調整)することによ
って払い出しの膜厚の推移を図3に301で示すよう
に、上下動を繰り返したものにすることができる。図3
は、スパッタ成膜設備によって成膜されて払い出される
製品ウエハの膜厚(%)とターゲットの消耗割合に対応
するターゲットで消費した積算電力値(%)との関係を
示した図である。このように、スパッタ成膜設備が正常
に稼働している場合であっても、有限な回数の膜厚の検
査結果を受けての有限な回数の条件制御によるため、払
いだされる製品ウエハの膜厚は変動してしまい、その結
果エッチング工程に送られる製品ウエハの膜厚もある範
囲で変動することになる。
Accordingly, in actual production, a film thickness measuring device (FIG. 6) for executing the film thickness measuring step 103 as described above.
The inspection equipment controller 615 shown in FIG. ) Indicates a product wafer or a dummy wafer extracted at a desired interval from a sputtering apparatus (including a manufacturing equipment controller 613 and a sputter power monitor 614 shown in FIG. 6) for executing the sputtering film forming step 102. The thickness of the formed metal film is measured and inspected, and the thickness data of the metal thin film for each of the measured and inspected product wafers or dummy wafers is formed via the equipment group controller 611 and the network 601 as shown in FIG. The result is stored as film thickness inspection result data in a storage unit 656 provided in the film process monitoring unit 651. The sputter film forming equipment for executing the sputter film forming step 102 stores the result of the film thickness data of the metal thin film for each product wafer or dummy wafer directly from the film thickness measuring apparatus or the film forming process monitoring means 651 stores the result in the storage means 656.
And obtains (receives feedback) via the network 601 and the facility group controller 611, and controls (adjusts) the conditions for determining the film thickness based on the result of the obtained film thickness data, for example, the film formation time. By doing so, it is possible to make the change of the film thickness of the payout repeat up and down movement as shown by 301 in FIG. FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a film thickness (%) of a product wafer formed and paid out by sputtering film forming equipment and an integrated power value (%) consumed by the target corresponding to a consumption rate of the target. In this way, even when the sputter film forming equipment is operating normally, a finite number of conditions are controlled based on a finite number of film thickness inspection results. The film thickness varies, and as a result, the film thickness of the product wafer sent to the etching process also varies within a certain range.

【0024】このようにエッチング工程107を実行す
る各エッチング装置(図6に示す製造設備コントローラ
623およびエッチング終点モニタ624等から構成さ
れる。)は、膜厚がある範囲で変動する製品ウエハの投
入を受けるため、最初からエッチングのプロセス変動要
因を持った製品ウエハを処理することになる。その結果
各エッチング装置は、例えば単純にエッチング終点時間
を監視しても、膜厚の変動と、エッチング設備の能力変
動とを重ねて観察していることになるので、エッチング
設備の動作状態を知ることはできない。
As described above, each of the etching apparatuses (including the manufacturing equipment controller 623 and the etching end point monitor 624 shown in FIG. 6) for executing the etching step 107 inputs a product wafer whose film thickness varies within a certain range. Therefore, a product wafer having an etching process variation factor is processed from the beginning. As a result, even if each etching apparatus simply monitors, for example, the etching end point time, the change in the film thickness and the change in the capability of the etching equipment are superimposed and observed, so that the operating state of the etching equipment is known. It is not possible.

【0025】また膜厚測定工程103を実行する膜厚測
定装置が、スパッタ成膜設備から製品ウエハまたはダミ
ーウエハを適当な間隔(成膜処理枚数で数十枚〜数百枚
に1枚の頻度)で抜取ることによって獲得する離散的な
膜厚データと、残膜厚測定工程108を実行する測定装
置が、エッチング装置から製品ウエハまたはダミーウエ
ハを適当な間隔で抜取ることによって獲得する離散的な
下地残膜厚検査とは、同一のウエハで行われるというこ
とは殆ど希である。従ってこのような離散的なデータの
獲得方法では、エッチング設備(装置)の動作状態を経
時的に、かつ定常的に監視することには役に立たなかっ
た。
Further, the film thickness measuring apparatus for executing the film thickness measuring step 103 is provided with a product wafer or a dummy wafer from the sputter film forming equipment at an appropriate interval (frequency of several tens to several hundreds of film formations). The film thickness data obtained by extracting at step S1 and the discrete underlayer data obtained by extracting product wafers or dummy wafers from the etching apparatus at appropriate intervals by a measuring apparatus that executes the remaining film thickness measuring step 108. It is rare that the remaining film thickness inspection is performed on the same wafer. Therefore, such a method for acquiring discrete data is not useful for monitoring the operating state of the etching equipment (apparatus) with time and constantly.

【0026】そこで、成膜工程102については図6に
示すような構成にした。即ち、成膜工程(図6の例では
スパッタ成膜工程)102では、成膜設備は製造設備コ
ントローラ611により、所定の製造条件で運転されて
いる。製造条件はスパッタ成膜工程監視システム651
が管理する、製造条件ファイル654から獲得する。離
散的なタイミングでの膜厚検査の情報が検査設備コント
ローラ615から得られ、この情報は設備群コントロー
ラ611を介して、スパッタ成膜工程監視システム65
1の膜厚検査結果データファイル656に格納される。
検査結果は、設備状態・品質判定データファイル652
に格納されたデータと参照され、正常か否かの判定をス
パッタ成膜工程監視システム651で行う。膜厚検査結
果データファイル656に格納された膜厚データは、成
膜工程で処理されるウエハの枚数の数十分の1から数百
分の1という頻度である。成膜工程での処理時間、処理
枚数などの処理実績は製造処理実績データファイル65
5に記憶され、またターゲットの交換やコリメータの交
換は、製造保全来歴データファイル653に格納され
る。スパッタ電力のモニタ614からのデータも、製造
保全来歴データファイル653に格納される。これら2
つのデータファイルを参照することで、ターゲットや、
コリメータがどの位消耗されたか等が分かる。
Therefore, the film forming step 102 is configured as shown in FIG. That is, in the film forming process (sputter film forming process in the example of FIG. 6) 102, the film forming equipment is operated under predetermined manufacturing conditions by the manufacturing equipment controller 611. The manufacturing conditions are the sputtering film formation process monitoring system 651
Acquired from the manufacturing condition file 654 managed by. Information on the film thickness inspection at discrete timing is obtained from the inspection equipment controller 615, and this information is transmitted to the sputtering film formation process monitoring system 65 via the equipment group controller 611.
1 is stored in the film thickness inspection result data file 656.
The inspection results are stored in the equipment status / quality judgment data file 652.
The sputter film formation process monitoring system 651 determines whether the data is normal or not by referring to the data stored in the system. The film thickness data stored in the film thickness inspection result data file 656 has a frequency of several tenths to one hundredth of the number of wafers processed in the film forming process. The processing results such as the processing time and the number of processed sheets in the film forming process are stored in the manufacturing processing result data file 65.
5, and the exchange of the target and the exchange of the collimator are stored in the manufacturing maintenance history data file 653. Data from the sputter power monitor 614 is also stored in the manufacturing maintenance history data file 653. These two
By referencing one data file, the target,
It is possible to know how much the collimator has been consumed.

【0027】枚葉膜厚データ発生システム657は、製
造処理実績データファイル655、製造条件ファイル6
54、膜厚検査結果データファイル656、および製造
保全来歴データファイル653から得られるウエハI
D、各々のウエハのプロセス条件、処理時間、そのとき
の保全情報、離散的な検査データを基に、各々のウエハ
について最も確からしい膜厚データを発生させ、ウエハ
IDと紐付けされて枚葉膜厚データファイルに格納す
る。ここで述べたウエハのIDによらずとも、カセット
に装填された一群のウエハは通常カセットID(番号)
によって、その一群毎に識別される。この方法は追跡す
る分解能は低下し、品質の管理、設備管理の点からはウ
エハIDに比してやや劣るが、簡易には実用になる場合
もある。
The single-wafer film thickness data generation system 657 includes a production process result data file 655, a production condition file 6
54, a wafer I obtained from the film thickness inspection result data file 656 and the manufacturing maintenance history data file 653
D, based on the process conditions of each wafer, the processing time, the maintenance information at that time, and the discrete inspection data, generate the most probable film thickness data for each wafer, and link it to the wafer ID to Store it in the film thickness data file. Regardless of the wafer ID described here, a group of wafers loaded in the cassette is usually a cassette ID (number).
Is identified for each group. This method has a lower tracking resolution and is slightly inferior to the wafer ID in terms of quality control and equipment management, but may be easily put to practical use in some cases.

【0028】更に説明すると、スパッタ成膜設備に備え
られた読み取り手段によってスパッタ成膜される製品ウ
エハのIDを読み取り、該製品ウエハのIDに対応させ
てスパッタ成膜設備におけるスパッタガス圧力やスパッ
タ電極の磁界分布や成膜時間などのプロセス条件につい
ては、製造設備コントローラ613から得て設備群コン
トローラ611およびネットワーク601を介して成膜
工程監視手段651に設けられた記憶手段654に製造
条件データとして格納されている。更に、製品ウエハの
IDに対応させてスパッタ成膜設備における処理時間、
処理枚数などの処理実績についても、製造設備コントロ
ーラ613から得て設備群コントローラ611およびネ
ットワーク601を介して成膜工程監視手段651に設
けられた記憶手段655に製造処理実績データとして格
納されている。更に、製品ウエハのIDに対応させてス
パッタ成膜設備におけるターゲットの交換時期やコリメ
ーションスパッタにおけるコリメータの交換時期や処理
室のクリーニング時期、スパッタ成膜設備に設けられた
スパッタ電力のモニタ614から得られるスパッタ電力
などの製造保全についての来歴についても、製造設備コ
ントローラ613から得て設備群コントローラ611お
よびネットワーク601を介して成膜工程監視手段65
1に設けられた記憶手段653に製造保全来歴データと
して格納されている。
More specifically, the ID of a product wafer to be sputter-deposited is read by reading means provided in the sputter deposition equipment, and the sputter gas pressure and the sputter electrode in the sputter deposition equipment are corresponded to the ID of the product wafer. Process conditions such as magnetic field distribution and film formation time are obtained from the manufacturing equipment controller 613 and stored as manufacturing condition data in the storage means 654 provided in the film formation process monitoring means 651 via the equipment group controller 611 and the network 601. Have been. Further, the processing time in the sputtering film forming equipment corresponding to the ID of the product wafer,
The processing results such as the number of processed sheets are also obtained from the manufacturing equipment controller 613 and stored in the storage means 655 provided in the film forming process monitoring means 651 via the equipment group controller 611 and the network 601 as manufacturing processing result data. Further, it can be obtained from the target replacement time in the sputter film forming equipment, the collimator replacement time in collimation sputtering, the cleaning time of the processing chamber, and the sputter power monitor 614 provided in the sputter film forming equipment in accordance with the ID of the product wafer. The history of manufacturing maintenance such as sputtering power is also obtained from the manufacturing equipment controller 613, and the film forming process monitoring means 65 is provided via the equipment group controller 611 and the network 601.
1 is stored as manufacturing maintenance history data in storage means 653.

【0029】従って、CPUから構成される枚葉膜厚デ
ータ発生手段657は、記憶手段656に格納されてい
る所望の間隔(成膜処理枚数で数十枚〜数百枚に1枚の
頻度)で抜き取られた製品ウエハまたはダミーウエハ毎
の金属薄膜の膜厚データと、記憶手段654に格納され
ている製造条件データ(スパッタガス圧力やスパッタ電
極の磁界分布や成膜時間などのプロセス条件データ)
と、記憶手段655に格納されている処理時間、処理枚
数などの製造処理実績データと、記憶手段653に格納
されているターゲットの交換時期やコリメータの交換時
期や処理室のクリーニング時期、およびスパッタ電力な
どの製造保全来歴データとに基いて、ある膜厚測定と次
の膜厚測定との間におけるスパッタ成膜設備で製品ウエ
ハに対して成膜される成膜膜厚変化のモデルを作成し、
この作成された成膜膜厚変化のモデルと所望の間隔で抜
き取られた製品ウエハまたはダミーウエハ毎の金属薄膜
の膜厚データとに基いて膜厚測定間における製品ウエハ
1または2枚程度の単位毎の製品ウエハ内の分布も含め
て成膜された膜厚を推定し、記憶手段658に枚葉膜厚
データとして格納する。このように、枚葉膜厚データ発
生手段657は、特に製造処理実績データと製造保全来
歴データとを参照することによって得られるターゲット
の交換時期からの処理時間×処理枚数またはスパッタ電
力の積算値(製品ウエハ毎のスパッタリングに要した電
力と成膜時間の積分値)によりターゲットの消耗の程度
やコリメーションスパッタにおけるコリメータの目詰ま
りの程度を推定し、この推定されたターゲットの消耗の
程度やコリメータの目詰まりの程度に基いて製品ウエハ
に対して成膜される成膜膜厚変化のモデルを作成し、こ
の作成された成膜膜厚変化のモデルと所望の間隔で抜き
取られた製品ウエハまたはダミーウエハ毎の金属薄膜の
膜厚データとに基いて膜厚測定間における製品ウエハ毎
の製品ウエハ内の分布を含めて成膜された膜厚の正確な
推定値を求め、記憶手段658に枚葉膜厚データとして
格納する。これによって、成膜工程監視手段651は、
記憶手段658から枚葉膜厚データ発生手段657を介
して製品ウエハ毎の推定された膜厚データを読みだすこ
とによって、スパッタ成膜工程における設備管理や品質
管理を行うことができ、またエッチング工程監視手段6
61は、記憶手段658から枚葉膜厚データ発生手段6
57を介して製品ウエハ毎の推定された膜厚データを読
みだすことによって、スパッタ成膜工程の後工程である
エッチング成膜工程における設備管理や品質管理を行う
ことができる。
Therefore, the single-wafer film thickness data generating means 657 composed of a CPU operates at a desired interval stored in the storage means 656 (frequency of several tens to several hundreds of film formation processing sheets). The thickness data of the metal thin film for each product wafer or dummy wafer extracted in the above, and the manufacturing condition data (process condition data such as sputter gas pressure, sputter electrode magnetic field distribution and film formation time) stored in the storage means 654.
And manufacturing process result data such as the processing time and the number of sheets stored in the storage unit 655, the target replacement time, the collimator replacement time, the processing chamber cleaning time, and the sputter power stored in the storage unit 653. Based on manufacturing maintenance history data such as, a model of the film thickness change that is formed on the product wafer by sputtering film forming equipment between a certain film thickness measurement and the next film thickness measurement,
Based on the created model of the film thickness change and the film thickness data of the metal thin film for each product wafer or dummy wafer extracted at a desired interval, one or two product wafers are measured between film thickness measurements. The film thickness is estimated including the distribution within the product wafer, and is stored in the storage means 658 as single-wafer film thickness data. As described above, the single-wafer film thickness data generating means 657 particularly calculates the processing time from the target replacement time obtained by referring to the manufacturing processing result data and the manufacturing maintenance history data × the number of processed sheets or the integrated value of the sputtering power ( Estimate the degree of target consumption and the degree of clogging of the collimator in collimation sputtering based on the power required for sputtering for each product wafer and the integral value of the film formation time). A model of the film thickness change formed on the product wafer is created based on the degree of clogging, and the created model of the film thickness change is used for each product wafer or dummy wafer extracted at a desired interval. Based on the film thickness data of the metal thin film, the film was formed including the distribution in the product wafer for each product wafer during the film thickness measurement. The thickness seek accurate estimate of stores as the storage unit 658 two HamakuAtsu data. Thereby, the film forming process monitoring means 651
By reading out the estimated film thickness data for each product wafer from the storage unit 658 via the single wafer film thickness data generation unit 657, equipment management and quality control in the sputtering film formation process can be performed, and the etching process can be performed. Monitoring means 6
Reference numeral 61 denotes a storage unit 658 which stores the sheet thickness data generation unit 6
By reading out the estimated film thickness data for each product wafer via 57, it is possible to perform equipment management and quality control in the etching film forming process which is a process after the sputtering film forming process.

【0030】即ち、枚葉膜厚データ発生手段657は、
非定期的或いは定期的に複数枚以上の製品ウエハの間隔
で繰り返される製品ウエハ或いは品質管理用の非製品ウ
エハ(ダミーウエハ)について抜き取って膜厚測定装置
で測定される測定間隔の間において製品ウエハ1枚毎に
成膜された膜厚を、上記測定間隔で製品ウエハ或いは品
質管理用の非製品ウエハ(ダミーウエハ)について抜き
取って膜厚測定装置で測定されて格納された膜厚検査結
果データ656に基いて、経時的なスパッタ成膜設備の
性能変動の予測に基づく所望の予想アルゴリズムを用い
て推定して獲得し、記憶手段658に枚葉膜厚データと
して格納する。また枚葉膜厚データ発生手段657は、
上記測定間隔の間において製品ウエハ1または2枚程度
の単位毎に成膜された膜厚を、上記測定間隔で製品ウエ
ハ或いは品質管理用の非製品ウエハ(ダミーウエハ)に
ついて抜き取って膜厚測定装置で測定されて格納された
膜厚検査結果データ656から同期間をなす2回の膜厚
検査結果のデータ(膜厚測定結果の値)から、経時的な
スパッタ成膜設備の性能変動の予測に基づく所望の予想
アルゴリズムである外挿するアリゴリズムを用いて推定
して獲得し、記憶手段658に枚葉膜厚データとして格
納しても良い。
That is, the sheet thickness data generating means 657 is
Product wafers 1 are periodically or periodically repeated at intervals of a plurality of product wafers or non-product wafers for quality control (dummy wafers), and product wafers 1 are sampled during a measurement interval measured by a film thickness measuring device. The film thickness formed for each sheet is extracted from the product wafer or the non-product wafer for quality control (dummy wafer) at the above-described measurement interval, and is measured based on the film thickness inspection result data 656 stored by the film thickness measuring device. Then, it is estimated and obtained by using a desired prediction algorithm based on the prediction of the performance fluctuation of the sputter film forming equipment over time, and is stored in the storage means 658 as single-wafer film thickness data. In addition, the single-wafer film thickness data generation means 657
During the measurement interval, the film thickness formed for each of the product wafers 1 or 2 is extracted from the product wafer or the quality control non-product wafer (dummy wafer) at the measurement interval, and the film thickness is measured by a film thickness measurement device. Based on the data of the film thickness inspection result twice (the value of the film thickness measurement result) at the same time from the measured and stored film thickness inspection result data 656, it is based on the prediction of the performance fluctuation of the sputter film forming equipment over time. The information may be obtained by estimation using an extrapolation algorithm, which is a desired prediction algorithm, and stored in the storage unit 658 as single-wafer film thickness data.

【0031】次に、スパッタ成膜設備がコリメーション
スパッタ成膜設備の場合において、枚葉膜厚データ発生
手段657が作成する成膜膜厚変化のモデルについて説
明する。この成膜膜厚変化の要因としては、ターゲット
の消耗とコリメータの目詰まりとである。コリメータは
ターゲットから放出されるスパッタ粒子の中でウエハに
垂直な速度成分を持つもののみを通過させるものであ
る。その他のスパッタ粒子はコリメータの穴の内壁に当
たるためにコリメータの内壁にも膜が堆積する。その結
果、穴の大きさがしだいに小さくなり、通過するスパッ
タ粒子の量が減少し、成膜速度が低下することになる。
従って、成膜速度はコリメータの穴の大きさの変化を推
定することにより求めることができる。
Next, a description will be given of a model of a change in the film thickness formed by the single-wafer film thickness data generating means 657 when the sputter film formation equipment is a collimation sputter film formation equipment. The causes of the change in the film thickness are abrasion of the target and clogging of the collimator. The collimator passes only those particles having a velocity component perpendicular to the wafer among the sputtered particles emitted from the target. Other sputtered particles hit the inner wall of the hole of the collimator, so that a film is deposited on the inner wall of the collimator. As a result, the size of the holes gradually decreases, the amount of sputtered particles passing therethrough decreases, and the film forming speed decreases.
Therefore, the film forming speed can be obtained by estimating the change in the size of the hole of the collimator.

【0032】コリメータの穴の大きさは、そこを通過す
るスパッタ粒子の総量および速度ベクトルの角度分布に
より求められる。コリメータの穴形状は、コリメータ交
換時からの処理時間と処理枚数とを掛け算して得られる
使用時間に従って、狭まるために、使用経過時間の関数
として記述される。穴が狭まるに従って加速度的に、全
スパッタ粒子の穴の内壁への付着割合が増加し、膜の形
成速度はより早く小さくなる。コリメーションスパッタ
における成膜膜厚変化のモデルは、成膜時間を一定とし
た場合には成膜速度変化のモデルで決まることになる。
枚葉膜厚データ発生手段657において、コリメーショ
ンスパッタにおける成膜速度変化のモデルを作成するに
は、コリメータの目詰まりによって変化する形状、スパ
ッタリングターゲットからコリメータまでの距離、スパ
ッタガス圧力、ターゲットが消耗される形状、ターゲッ
トの消耗と関係するスパッタ電極における磁場分布など
を詳細に記述しなければならない。しかしながら、限定
された条件での成膜速度変化のモデルはほぼ実験によっ
て決定することができる。従って、実験によって決定さ
れた限定された条件での成膜速度変化のモデルを、枚葉
膜厚データ発生手段657に対してキーボードや記録媒
体などから構成される入力手段659aを用いて入力す
ることによって、枚葉膜厚データ発生手段657は容易
にターゲットの消耗およびコリメータの目詰まりに応じ
た成膜速度変化のモデルを作成することができる。そし
て、枚葉膜厚データ発生手段657は、作成された成膜
速度変化のモデルに対して、膜厚検査結果データ656
から取得される実際の使用途中での離散的な膜厚データ
と、そのときの製造保全来歴データ653から得られる
累積使用時間電力積とをつきあわせることで、実時間内
でのパラメータ修正を行い、コリメータ機差等を吸収し
て、ウエハ1枚1枚の膜厚、更には膜厚分布の実時間内
での正確な推定を行うことができる。
The size of the hole of the collimator is obtained from the total amount of sputter particles passing therethrough and the angular distribution of the velocity vector. The hole shape of the collimator is described as a function of the elapsed use time in order to narrow according to the use time obtained by multiplying the processing time from the time of exchanging the collimator by the number of processed sheets. As the hole becomes narrower, the rate at which all sputtered particles adhere to the inner wall of the hole increases at an accelerating rate, and the film formation speed becomes smaller and faster. The model of the change in the film thickness in the collimation sputtering is determined by the model of the change in the film formation speed when the film formation time is fixed.
In the single-wafer film thickness data generating means 657, in order to create a model of a film forming rate change in collimation sputtering, a shape that changes due to clogging of the collimator, a distance from the sputtering target to the collimator, a sputter gas pressure, and a target are consumed. The shape of the target, the magnetic field distribution at the sputter electrode related to the consumption of the target, and the like must be described in detail. However, a model of the change in the film forming rate under the limited conditions can be determined by almost experiments. Therefore, a model of a change in film forming rate under limited conditions determined by experiments is input to the single-wafer thickness data generating means 657 by using the input means 659a including a keyboard and a recording medium. Thus, the single-wafer-film-thickness data generation unit 657 can easily create a model of a film-forming speed change according to target consumption and collimator clogging. Then, the single-wafer film thickness data generation means 657 applies the film thickness inspection result data 656 to the created model of the film formation speed change.
The parameter correction in real time is performed by comparing the discrete film thickness data obtained during the actual use obtained from the above with the accumulated use time power product obtained from the manufacturing maintenance history data 653 at that time. Thus, it is possible to accurately estimate the film thickness of each wafer, and furthermore, the film thickness distribution in real time by absorbing collimator machine differences and the like.

【0033】実際には図2に示す202の如きコリメー
ションスパッタの規格化された成膜速度を実験により求
め、この実験によって求められた成膜速度の曲線を入力
手段659aを用いて入力して枚葉膜厚データ発生手段
657においてテーブル化するか、近似する関数に書き
直して、使用量に従って規格化された成膜速度のモデル
を作成し、製造条件データ655から得られる実際に必
要な膜厚を得るために設定されている成膜時間などの製
造条件と比較し、その時点で成膜を受けているウエハ1
枚1枚の予想膜厚を得て、記憶手段658に枚葉膜厚デ
ータとして格納することができる。また枚葉膜厚データ
発生手段657において、以上説明した膜厚推定をより
正確なものにするためには、離散的な膜厚検査結果デー
タ656と、上記した成膜膜厚変化のモデルと、離散的
な膜厚検査結果データ656を基にして上記した成膜膜
厚変化のモデルに従って得られる膜厚変化の推移とを、
ディスプレイから構成された表示手段659bに表示し
て継続的に確認し、上記入力手段659aを用いて上記
成膜膜厚変化のモデル等に対して若干の修正を加えるこ
とによって実現することができる。以上により、記憶手
段658には、製品ウエハのID番号に対応させて製品
ウエハ1枚ごとの膜厚推定をより正確なものにした枚葉
膜厚データが格納されることになる。
Actually, a standardized film forming speed of collimation sputtering as shown by 202 in FIG. 2 is obtained by an experiment, and a curve of the film forming speed obtained by the experiment is inputted by using the input means 659a, and the number of sheets is calculated. The leaf thickness data generation means 657 makes a table or rewrites it as an approximate function, creates a model of the deposition rate standardized according to the usage amount, and calculates the actually required film thickness obtained from the manufacturing condition data 655. Compared with the manufacturing conditions such as the film formation time set to obtain the
The estimated film thickness of each sheet can be obtained and stored in the storage unit 658 as sheet thickness data. In order to make the above-described film thickness estimation more accurate in the single-wafer film thickness data generation means 657, discrete film thickness inspection result data 656, the above-described model of film thickness change, The change of the film thickness change obtained based on the model of the film thickness change described above based on the discrete film thickness inspection result data 656,
This can be realized by displaying the information on a display unit 659b composed of a display and continuously checking it, and making a slight modification to the model of the film thickness change using the input unit 659a. As described above, the storage unit 658 stores the single-wafer film thickness data in which the film thickness estimation for each product wafer is made more accurate in accordance with the ID number of the product wafer.

【0034】そして、成膜工程監視手段651は、記憶
手段656に格納された膜厚検査結果データおよび枚葉
膜厚データ発生手段657で推定して獲得されて記憶手
段658に格納された製品ウエハ1枚毎の枚葉膜厚デー
タを読出し、この読出された膜厚データについて記憶手
段652に格納された設備状態・品質判定データと参照
比較することによって、スパッタ成膜設備の設備状態お
よび成膜された金属薄膜の品質についての判定を行い、
その結果を記憶手段672に成膜工程監視データとして
格納する。特に膜厚検査結果データおよび製品ウエハ1
枚毎の枚葉膜厚データは製品ウエハやダミーウエハに付
与されたID番号に対応させて格納されていると共に、
製造処理実績データ655には製品ウエハやダミーウエ
ハに付与されたID番号に対応させてどのスパッタ成膜
設備で、いつの時点でスパッタ成膜されたかの経路およ
び経過データが格納されているので、1枚のウエハ内の
分布も含めて膜厚データがスパッタ成膜工程での製造仕
様を満足していないという異常判定を成膜工程監視手段
651がした場合でも、上記製造処理実績データを突き
合わせることによって、不良原因を誘起しているスパッ
タ成膜設備(装置)を特定することができる。従って、
成膜工程監視手段651は、この判定結果において、特
に1枚のウエハ内の分布も含めて膜厚データがスパッタ
成膜工程での製造仕様を満足していないという異常判定
の場合には、この異常判定について、ディスプレイ等で
構成される表示手段650bに表示することによって、
成膜工程における管理者に知らせることによって、不良
原因を誘起しているスパッタ成膜設備(装置)に対して
メンテナンスを行ったり、このスパッタ成膜設備の代わ
りに成膜能力の優れたスパッタ成膜設備を使用するよう
に、搬送設備コントローラ612を制御することにより
搬送設備による製品ウエハの搬送経路を変更して、不良
原因を取り除くことができる。また、成膜工程監視手段
651は、この判定結果において異常と判定された場合
には、この異常判定について、ネットワーク601を介
して設備群コントローラ611またはその先の製造設備
コントローラ613に送信することによりフィードバッ
クしてそこに設置された表示手段等の出力手段に出力す
ることによって知らせ、不良原因を誘起しているスパッ
タ成膜設備(装置)に対してメンテナンスを行ったり、
このスパッタ成膜設備の代わりに成膜能力の優れたスパ
ッタ成膜設備を使用するように、搬送設備コントローラ
612を制御することにより搬送設備による製品ウエハ
の搬送経路を変更して、不良原因を取り除くことができ
る。なお、成膜工程監視手段651に設けられた650
aは、ネットワーク601を介して成膜工程における設
備群コントローラ611から取得できないデータやスパ
ッタ成膜工程監視用プログラム等を入力するコーボード
や記録媒体等から構成された入力手段である。
The film formation process monitoring unit 651 stores the product wafer data obtained and estimated by the film thickness inspection result data stored in the storage unit 656 and the single wafer thickness data generation unit 657 and stored in the storage unit 658. By reading the film thickness data for each sheet and comparing the read film thickness data with the equipment state / quality judgment data stored in the storage means 652, the equipment state of the sputter film formation equipment and the film formation are obtained. Judgment about the quality of the metal thin film is performed,
The result is stored in the storage means 672 as film formation process monitoring data. In particular, film thickness inspection result data and product wafer 1
The sheet thickness data for each sheet is stored in association with the ID number given to the product wafer or the dummy wafer, and
The manufacturing process performance data 655 stores the route and progress data of which sputter film forming equipment and when sputter film was formed corresponding to the ID number given to the product wafer or the dummy wafer. Even when the film forming process monitoring unit 651 determines that the film thickness data including the distribution in the wafer does not satisfy the manufacturing specifications in the sputter film forming process, the film forming process monitoring data 65 It is possible to identify the sputter film forming equipment (apparatus) that is causing the failure. Therefore,
The film forming process monitoring unit 651 determines that the film thickness data including the distribution within one wafer does not satisfy the manufacturing specification in the sputter film forming process. By displaying the abnormality determination on the display unit 650b including a display or the like,
By notifying the administrator in the film forming process, maintenance is performed on the sputter film forming equipment (apparatus) that is causing the cause of the defect, or the sputter film forming equipment having excellent film forming ability is used instead of the sputter film forming equipment. By controlling the transfer equipment controller 612 to use the equipment, the transfer path of the product wafer by the transfer equipment can be changed, and the cause of the defect can be eliminated. When the film formation process monitoring unit 651 determines that the determination result is abnormal, the film formation process monitoring unit 651 transmits the abnormality determination to the equipment group controller 611 or the subsequent manufacturing equipment controller 613 via the network 601. Send feedback and output it to output means such as display means installed there to notify the user and perform maintenance on the sputter film forming equipment (apparatus) that is causing the cause of failure,
By controlling the transfer equipment controller 612 so as to use a sputter film formation equipment having excellent film forming ability instead of the sputter film formation equipment, the transfer path of the product wafer by the transfer equipment is changed to remove the cause of the defect. be able to. Note that 650 provided in the film formation process monitoring means 651 is provided.
Reference numeral a denotes an input unit including a coboard, a recording medium, and the like for inputting data that cannot be obtained from the equipment group controller 611 in the film forming process via the network 601 and a program for monitoring the sputtering film forming process.

【0035】また上記の実施の形態においては、成膜工
程監視手段651と枚葉膜厚データ発生手段657とを
別々のCPUで構成した場合について説明したが、1つ
のCPUによって構成しても良いことは明らかである。
また上記の実施の形態においては、スパッタ成膜の場合
について説明したが、LP(low pressure)CVDによ
り絶縁膜等を成膜する場合についても適用できることは
明らかである。即ち、成膜工程がスパッタリングである
場合については、膜厚の推定方法について図2、および
図3を使って詳述したが、スパッタリング設備とは異な
って、多数枚が一度に処理されるバッチ設備を使用する
低圧CVD設備の場合について、ウエハ一枚一枚の膜厚
データの作成について図4および図5に用いて説明す
る。バッチ式のLP(low pressure)CVD装置では、
例えば125枚の製品ウエハを一度に処理する方式であ
る。図4はこのバッチ式LP(low pressure)CVD装
置での製品ウエハの装填状況を示した図である。図中矢
印で示してあるように、25枚、すなわちカセットのく
くり単位で、製品ウエハが装填され、その25枚の群の
間にダミーウエハが装填される。125枚の製品ウエハ
に対して、6枚のダミーが使用され、これらは設備の管
理とQC管理のデータを採取するために使用されるのが
通常である。
In the above embodiment, the case where the film forming process monitoring means 651 and the single-wafer thickness data generating means 657 are constituted by separate CPUs has been described, but may be constituted by one CPU. It is clear.
Further, in the above-described embodiment, the case of sputtering film formation has been described, but it is apparent that the present invention is also applicable to the case of forming an insulating film or the like by LP (low pressure) CVD. That is, in the case where the film forming step is sputtering, the method of estimating the film thickness has been described in detail with reference to FIGS. 2 and 3, but unlike the sputtering equipment, a batch equipment in which many sheets are processed at once. In the case of a low-pressure CVD facility using the method, the creation of film thickness data for each wafer will be described with reference to FIGS. In a batch type LP (low pressure) CVD device,
For example, a method of processing 125 product wafers at a time. FIG. 4 is a view showing a loading state of a product wafer in the batch type LP (low pressure) CVD apparatus. As indicated by the arrow in the figure, product wafers are loaded in 25 sheets, that is, in units of cassettes, and dummy wafers are loaded between the groups of 25 sheets. Six dummies are used for 125 product wafers, and these are usually used to collect equipment management and QC management data.

【0036】バッチ装置では上述したように、一度に大
量のウエハを処理するので、経時的離散的にダミーウエ
ハによって膜厚を知るのではなく、一回の成膜でその成
膜と同時にダミーウエハの膜厚が出てくるという違いが
ある。さて、図4に示す曲線401はLPCVD装置の
ウエハの装填状況に合わせて膜厚の状況を示した図であ
るが、一回の成膜の中でもウエハの装填位置によって膜
厚は異なるのが通常である。このために、エッチング工
程にそのウエハが到達したときに使用する膜厚値は確定
しない。しかしながら、LPCVD装置内のウエハ装填
位置によっての膜厚分布は、そのLPCVD装置の個性
としてほぼ固定的に持っているものである。
As described above, in the batch apparatus, a large number of wafers are processed at one time. Therefore, the film thickness of the dummy wafer is not simultaneously known with the dummy wafer but is determined by a single film formation. There is a difference that the thickness comes out. A curve 401 shown in FIG. 4 is a diagram showing the state of the film thickness in accordance with the state of loading of the wafer in the LPCVD apparatus. It is. Therefore, the film thickness value to be used when the wafer reaches the etching step is not determined. However, the film thickness distribution depending on the wafer loading position in the LPCVD apparatus is almost fixed as an individuality of the LPCVD apparatus.

【0037】従って成膜工程監視手段651において行
うLPCVD設備による成膜工程の正常性の確認は、膜
厚測定装置によって測定されて膜厚検査結果データ65
6として格納された図4中の矢印で示される6枚のダミ
ーウエハの膜厚が、規定の値以内、通常は規定値の±5
%程度の範囲、に入っているか否かを判断することで行
われる。またバッチ設備では、上述した分布があるため
に、成膜工程監視手段651は、膜厚検査結果データと
して格納されたダミー膜厚情報から、バッチ設備の製造
設備コントローラ613から得られる装置内装填位置の
情報に基いて装置内装填位置による分布の形を観測し、
その形が大きくずれてしまった場合には、設備に異常が
あると判断し、その情報を記憶手段672に格納する。
そこで、枚葉膜厚データ発生手段657は、成膜工程監
視手段651からダミー膜厚そのもの値と、装填位置に
よる分布が正常であるとの確認情報が得られたならば、
膜厚検査結果データ656として格納されたダミー膜厚
から製品ウエハ1枚1枚の膜厚を推定して記憶手段65
8に枚葉膜厚データとして格納する。枚葉膜厚データ発
生手段657による膜厚の推定は、膜厚検査結果データ
として格納された図5に示したダミーウエハの装填位置
の膜厚分布から、各製品ウエハの装填位置における膜厚
を外挿して求めることができる。そしてウエハの装填位
置とウエハのIDと、そして推定した膜厚値とを紐付け
し、記憶手段658に枚葉膜厚データとして格納する。
Therefore, the normality of the film forming process by the LPCVD equipment performed by the film forming process monitoring means 651 is checked by the film thickness measuring device and the film thickness inspection result data 65.
The thickness of the six dummy wafers indicated by arrows in FIG. 4 stored as 6 is within a specified value, usually ± 5 of the specified value.
It is performed by determining whether the value falls within the range of about%. Further, in the batch equipment, since there is the distribution described above, the film formation process monitoring means 651 uses the dummy film thickness information stored as the film thickness inspection result data to determine the device interior loading position obtained from the batch equipment manufacturing equipment controller 613. Observing the shape of the distribution depending on the device interior loading position based on the information of
If the shape has shifted significantly, it is determined that there is an abnormality in the equipment, and the information is stored in the storage means 672.
Then, the single-wafer film thickness data generation unit 657 determines that the dummy film thickness itself and the confirmation information that the distribution according to the loading position is normal are obtained from the film formation process monitoring unit 651.
The storage unit 65 estimates the film thickness of each product wafer from the dummy film thickness stored as the film thickness inspection result data 656 and stores it.
8 is stored as single-wafer film thickness data. The film thickness is estimated by the single-wafer film thickness data generation means 657 from the film thickness distribution at the loading position of the dummy wafer shown in FIG. 5 stored as the film thickness inspection result data. It can be obtained by inserting. Then, the loading position of the wafer, the wafer ID, and the estimated film thickness value are linked to each other and stored in the storage unit 658 as single-wafer film thickness data.

【0038】具体的には、ダミーの膜厚X1とダミーの
膜厚X2との間の25枚の製品ウエハについて、図5の
式501のように単純な比例配分で膜厚を割り当てる。
More specifically, the film thicknesses are allocated to the 25 product wafers between the dummy film thickness X1 and the dummy film thickness X2 by a simple proportional distribution as shown by the expression 501 in FIG.

【0039】このようにして各製品ウエハの膜厚を算出
するのは、図6の枚葉膜厚データ発生システム657の
機能である。なお、成膜工程監視手段651と枚葉膜厚
データ発生手段657とは1つのCPUによって構成し
ても良い。また成膜工程監視手段651の機能を各成膜
設備に設けられた製造設備コントローラ613または設
備群コントローラ611内に設けても良い。以上によ
り、ある範囲の膜厚変化を有する製品ウエハが成膜工程
102からリソグラフィ工程へと投入されることにな
る。
Calculating the film thickness of each product wafer in this manner is a function of the single wafer film thickness data generation system 657 shown in FIG. The film forming process monitoring means 651 and the single-wafer thickness data generating means 657 may be constituted by one CPU. Further, the function of the film forming process monitoring means 651 may be provided in the manufacturing equipment controller 613 or the equipment group controller 611 provided in each film forming equipment. As described above, a product wafer having a certain range of film thickness change is supplied from the film forming process 102 to the lithography process.

【0040】次に、枚葉膜厚データ発生手段657で作
成されて記憶手段658に格納された枚葉膜厚データに
基いて、エッチング工程においてエッチング設備(エッ
チング装置)の動作状態を監視することについて説明す
る。まず、エッチング設備(エッチング装置)でのプロ
セスの変動原因について簡単に説明する。エッチング設
備ではエッチング対象膜(スパッタ設備等で成膜した
膜)と化学反応するエッチングガスをプラズマにより活
性化して、ウエハ表面で膜と反応させ除去するものであ
る。その際反応生成物がウエハから放出され、これがエ
ッチング処理室内壁に付着、堆積する。この付着膜はプ
ラズマ状態に影響を及ぼし、その結果エッチング性能が
変化する。すなわち、エッチング設備もスパッタ設備と
同様にその特性が経時変化する。
Next, the operation state of the etching equipment (etching apparatus) in the etching process is monitored based on the sheet thickness data created by the sheet thickness data generation means 657 and stored in the storage means 658. Will be described. First, the cause of the process variation in the etching equipment (etching apparatus) will be briefly described. In the etching equipment, an etching gas that chemically reacts with a film to be etched (a film formed by a sputtering equipment or the like) is activated by plasma, and is reacted with the film on the wafer surface and removed. At that time, reaction products are released from the wafer and adhere and deposit on the inner wall of the etching chamber. This deposited film affects the state of the plasma, resulting in a change in the etching performance. That is, the characteristics of the etching equipment change with time, similarly to the sputtering equipment.

【0041】次にエッチング設備のエッチング終点モニ
タについて説明する。図6に示すように各エッチング設
備には、製造設備コントローラ623、625とエッチ
ングの終了を検出するエッチング終点モニタ624、6
24’とを有している。各エッチング設備(装置)に設
けられたエッチング終点モニタ624、624’は、エ
ッチングの反応生成物の放出状態からエッチングの終了
を検出するものである。特に、反応生成物のプラズマ中
におけるある特定波長の発光を観察する方式のエッチン
グ終点モニタが多く用いられている。このエッチング終
点モニタ624、624’により、各製品ウエハの処理
に対してエッチングの開始(プラズマ電力ON)から対
象膜を除去した時点までの時間、すなわちエッチング終
点時間を知ることができる。エッチング時間は、エッチ
ングの終点が出てから、しばらく余計にエッチングを持
続する、オーバエッチを通常行うので、エッチング設備
に設定されるエッチング時間は、エッチング終点モニタ
で検出されるエッチング終点時間とは異なるのが通常で
ある。
Next, an etching end point monitor of the etching equipment will be described. As shown in FIG. 6, each of the etching equipment includes manufacturing equipment controllers 623 and 625 and etching end point monitors 624 and 6 for detecting the end of the etching.
24 '. The etching end point monitors 624 and 624 ′ provided in each etching facility (apparatus) detect the end of the etching from the state of release of the reaction products of the etching. In particular, an etching end point monitor of a type of observing light emission of a specific wavelength in a plasma of a reaction product is often used. From the etching end point monitors 624 and 624 ′, it is possible to know the time from the start of etching (plasma power ON) to the point of time when the target film is removed, that is, the etching end point time for the processing of each product wafer. Since the etching time is such that overetching is normally performed after the end point of the etching comes out and the etching is continued for a while, the etching time set in the etching equipment is different from the etching end point time detected by the etching end point monitor. Is usually the case.

【0042】さて、エッチング設備に投入される製品ウ
エハの成膜量(膜厚)は、上に述べたように記憶手段6
58に枚葉膜厚データとして格納されて1枚1枚に関し
て既知(推定値)であるから、エッチング工程監視手段
661に接続されたエッチング速度算出手段670にお
いてこの枚葉膜厚データを、対応するエッチング設備に
設けられたエッチング終点モニタ624、624’で検
出されるエッチング終点時間で割ることによりエッチン
グ設備の対象膜に対するエッチング速度(エッチング設
備の動作状態を示す1つの指標である。)を求めること
ができ、記憶手段668に枚葉エッチング速度データと
して格納する。このようにしてCPUから構成されたエ
ッチング工程監視手段661は、各エッチング設備の能
力特性の変動を、エッチング速度算出手段670で算出
されるエッチング速度の変化により正しく監視すること
ができる。そして、各エッチング設備に対応した監視結
果を、エッチング工程監視手段661に接続されたディ
スプレイ等で構成された表示手段660bに表示するこ
とにより、エッチング工程の管理者に提示することがで
きる。また各エッチング設備に対応した監視結果を、エ
ッチング工程監視手段661からネットワーク601を
介してエッチング工程107における設備群コントロー
ラ621またはその先の各エッチング設備の製造設備コ
ントローラ623、625に送信することによってフィ
ードバックして、そこに設置された表示手段等の出力手
段に出力させることによって知らせることができる。も
し、エッチング設備の能力が異常の場合には、エッチン
グ設備が特定された形で、監視結果が出力されるので、
能力が異常のエッチング設備に対してメンテナンスを行
ったり、このエッチング設備の代わりに能力が優れたエ
ッチング設備を使用することにより、常に製品ウエハに
対して正常なエッチングを施すことができる。
As described above, the film thickness (film thickness) of the product wafer supplied to the etching equipment is stored in the storage unit 6.
Since the film thickness data is stored in the memory 58 and is known (estimated value) for each wafer, the etching speed calculating means 670 connected to the etching process monitoring means 661 converts the wafer thickness data into a corresponding value. The etching rate for the target film of the etching equipment (one index indicating the operation state of the etching equipment) is obtained by dividing by the etching end time detected by the etching end point monitors 624 and 624 'provided in the etching equipment. Is stored in the storage unit 668 as single wafer etching rate data. The etching process monitoring means 661 constituted by the CPU in this way can correctly monitor the fluctuation of the performance characteristics of each etching equipment based on the change in the etching rate calculated by the etching rate calculating means 670. Then, the monitoring result corresponding to each etching facility is displayed on the display means 660b composed of a display or the like connected to the etching process monitoring means 661, so that it can be presented to the manager of the etching process. The monitoring result corresponding to each etching facility is fed back from the etching process monitoring means 661 via the network 601 to the facility group controller 621 in the etching process 107 or the manufacturing facility controllers 623 and 625 of the preceding etching facility. Then, the user can be notified by outputting the data to an output unit such as a display unit installed there. If the capacity of the etching equipment is abnormal, the monitoring result is output in the form where the etching equipment is specified.
By performing maintenance on an etching facility having an abnormal capacity or using an etching facility having an excellent capacity in place of the etching facility, normal etching can always be performed on a product wafer.

【0043】繰り返しになるがもし膜厚変化が正確にわ
かっていないと、エッチング終点時間の変動には膜厚変
化の分が常に重なっていることになるので、エッチング
設備の能力変動が見えたとしても、その変動が膜厚変化
よりも有意に大きい場合にしか捉えることができなかっ
た。従ってエッチング工程の品質精度を上げるという目
的からは、全く問題にならない、大きなエッチング設備
の乱調を検出することしかできないということである。
しかしながら、エッチング設備に投入される製品ウエハ
の膜厚が正確に捉えることができるので、エッチング工
程監視手段661は、各エッチング設備の能力特性の変
動を、エッチング速度算出手段670で算出されるエッ
チング速度の変化により十分に感度を高くして正しく監
視することができ、その結果品質精度の向上が為された
半導体素子の製造工程を実現することができる。
Again, if the change in film thickness is not accurately known, the change in the etching end time always overlaps with the change in the film thickness. However, it was possible to capture only when the variation was significantly greater than the change in film thickness. Therefore, for the purpose of improving the quality accuracy of the etching process, it is only possible to detect large irregularities in the etching equipment, which is not a problem at all.
However, since the film thickness of the product wafer put into the etching equipment can be accurately grasped, the etching process monitoring means 661 uses the etching rate calculated by the etching rate calculation means 670 to calculate the variation in the performance characteristics of each etching equipment. , The sensitivity can be sufficiently increased and monitoring can be performed correctly, and as a result, a semiconductor device manufacturing process with improved quality accuracy can be realized.

【0044】また例えエッチング設備の大きな乱調を検
出することについて考えても、膜厚の変化がある場合に
は、その乱調の検出には、より多くの製品ウエハを処理
してからしか判断ができないが、エッチング工程監視手
段661は、膜厚変化分を除去した形態であるので、直
ちに、エッチング設備の乱調の検出ができ、不可避的に
品質が不良である製品を製造する数を大幅に減じること
ができる顕著な効果を奏する。膜厚を知らないでエッチ
ング終点時間から単純に求めた見かけのエッチング速度
から、所定のエッチング終点時間が得られるように、エ
ッチング設備の条件を調整してしまうと、実際には膜厚
がただ厚かった場合には、薄目の膜厚の製品ウエハがく
ると、調整を行ったばっかりに、品質が却って低下する
ことになる。エッチング工程監視手段661は、各エッ
チング設備の能力特性の変動を、エッチング速度算出手
段670で算出されるエッチング速度の変化により十分
に感度を高くして正しく監視し、この監視結果に基いて
エッチング設備の条件を調整(制御)するようにしたの
で、品質を低下させることもなく、半導体を製造するこ
とができる。更に、エッチング工程107における管理
について図6を用いて説明する。
Further, even if it is considered to detect a large upset in the etching equipment, if there is a change in the film thickness, the upset can be detected only after processing more product wafers. However, since the etching process monitoring means 661 is in a form in which a change in the film thickness is removed, it is possible to immediately detect irregularities in the etching equipment, and to inevitably reduce the number of products having inferior quality. Has a remarkable effect. If the conditions of the etching equipment are adjusted so that a predetermined etching end time can be obtained from the apparent etching rate simply obtained from the etching end time without knowing the film thickness, the film thickness is actually thick. In such a case, when a product wafer having a small film thickness comes, the quality is rather deteriorated only by performing the adjustment. The etching process monitoring means 661 monitors the fluctuation of the performance characteristic of each etching equipment properly with sufficiently high sensitivity by the change of the etching rate calculated by the etching rate calculating means 670, and based on the monitoring result, the etching equipment. Are adjusted (controlled), so that a semiconductor can be manufactured without deteriorating quality. Further, management in the etching step 107 will be described with reference to FIG.

【0045】さてエッチング工程107では、1枚のウ
エハ毎にエッチング処理し、その際に、エッチングの終
点時間をエッチング終点モニタ624、624’によっ
て検出する。
In the etching step 107, an etching process is performed for each wafer, and at this time, the etching end point time is detected by the etching end point monitors 624 and 624 '.

【0046】これらの処理結果のモニタ値であるエッチ
ング終点時間は、ウエハIDによって識別される1枚1
枚のウエハに対して紐付けされて、エッチング工程監視
手段661の管理下にあるエッチング速度算出手段67
0に送信される。エッチング速度算出手段670では、
当該ウエハのウエハIDから、このウエハが成膜工程で
被着された膜厚、またはその正確な推定値を、枚葉膜厚
データ発生システム657の枚葉膜厚データファイル6
58から獲得し、エッチングの終点時間と突き合わせ参
照される。そして、エッチング速度算出手段670は、
膜厚をエッチングの終点時間で除することによって、エ
ッチング速度を得ることができる。更にこの値を、エッ
チング工程監視手段661は、設備状態・品質判定デー
タファイル662からの値と参照比較し、エッチング設
備を特定してそのエッチング設備が正しく運転されてい
るか、設備状態の変動が見受けられた場合に運転パラメ
ータの修正を要するか否か等の判断を下し、記憶手段6
73にエッチング工程監視データとして格納すると共
に、エッチング工程監視手段661に接続された表示手
段660bに表示してエッチング工程の管理者に提示
し、またネットワーク601を介してエッチング工程の
設備群コントローラ621またはその先の各エッチング
設備の製造設備コントローラ623、625に接続され
た表示手段等の出力手段に出力して知らせる。異常な状
態との判断に際しては、人間の確認或いは判断を要求す
る手順をエッチング工程監視手段661にあらかじめ格
納しておく。即ち、エッチング速度算出手段670にお
いて、エッチング工程で得られた当該ウエハに対するエ
ッチング終点時間を膜厚値と突き合わせてエッチング設
備の動作状態の一つの指標であるエッチング速度を得、
エッチング工程監視手段661においてこれが正常で調
整なしか、正常で調整を必要としているか、または異常
であるかを判断し、これらのデータ(情報)を記憶手段
673にエッチング工程監視データとして格納すると共
に、エッチング工程監視手段661に接続された表示手
段660bに表示してエッチング工程の管理者に提示
し、またネットワーク601を介してエッチング工程の
設備群コントローラ621またはその先の各エッチング
設備の製造設備コントローラ623、625に接続され
た表示手段等の出力手段に出力して知らせる。エッチン
グ設備が正しく運転されていないと判定された場合に
は、正しく運転できるエッチング設備に切り替えるよう
に、搬送設備コントローラ622を制御して搬送設備に
よる製品ウエハの搬送経路を変更する。運転パラメータ
の修正が必要と判定された場合に、製品ウエハを流すこ
とを中止できない場合には、正常な能力を有するエッチ
ング設備に切り替えるように、搬送設備コントローラ6
22を制御して搬送設備による製品ウエハの搬送経路を
変更すると共に、運転パラメータの修正を必要とするエ
ッチング設備に対してメンテナンスを行って運転パラメ
ータの修正を行う。運転パラメータの修正を自動的に行
える場合には、エッチング工程監視手段661におい
て、記憶手段664に格納されている現在の製造条件デ
ータから運転パラメータの修正量を算出し、この算出さ
れた運転パラメータの修正量をネットワーク601およ
び設備群コントローラ621を介して特定されたエッチ
ング設備の製造設備コントローラに送信することによっ
て製造設備コントローラが運転パラメータである製造プ
ロセス条件を制御することができる。
The etching end point time, which is the monitored value of these processing results, is determined for each wafer identified by the wafer ID.
The etching rate calculating means 67 tied to one wafer and controlled by the etching process monitoring means 661
Sent to 0. In the etching rate calculating means 670,
From the wafer ID of the wafer, the film thickness of this wafer deposited in the film forming process or an accurate estimated value thereof is stored in a single-wafer thickness data file 6 of the single-wafer thickness data generation system 657.
58 and referenced against the end time of the etch. Then, the etching rate calculating unit 670 calculates
The etching rate can be obtained by dividing the film thickness by the etching end point time. Further, the etching process monitoring means 661 refers to and compares the value with the value from the equipment state / quality determination data file 662 to identify the etching equipment and determine whether the etching equipment is operating properly or whether the equipment state has changed. If it is determined that the operation parameters need to be corrected, the storage unit 6 determines
73 is stored as etching process monitoring data, is displayed on a display unit 660 b connected to the etching process monitoring unit 661, and is presented to a manager of the etching process. The information is output to an output means such as a display connected to the manufacturing equipment controllers 623 and 625 of the respective etching equipment. When determining that the state is abnormal, a procedure for requesting confirmation or determination by a human is stored in advance in the etching process monitoring unit 661. That is, in the etching rate calculating means 670, the etching end time for the wafer obtained in the etching step is compared with the film thickness value to obtain an etching rate which is one index of the operation state of the etching equipment,
The etching process monitoring means 661 determines whether the adjustment is normal, does not require adjustment, is normal and requires adjustment, or is abnormal. These data (information) are stored in the storage means 673 as etching process monitoring data. The information is displayed on the display means 660b connected to the etching process monitoring means 661 and presented to the manager of the etching process, and the equipment group controller 621 of the etching process or the manufacturing equipment controller 623 of each etching equipment ahead thereof via the network 601. , 625 to output means such as display means to notify the user. If it is determined that the etching facility is not operating properly, the transport facility controller 622 is controlled to change the transport route of the product wafer by the transport facility so as to switch to the etching facility that can operate properly. If it is determined that the operation parameters need to be corrected, and the flow of the product wafer cannot be stopped, the transport equipment controller 6 is switched to an etching equipment having a normal capacity.
The control unit 22 changes the transfer route of the product wafer by the transfer equipment, and also performs maintenance on the etching equipment that requires correction of the operation parameters to correct the operation parameters. When the operation parameters can be automatically corrected, the etching process monitoring unit 661 calculates the correction amount of the operation parameters from the current manufacturing condition data stored in the storage unit 664, and calculates the correction amount of the calculated operation parameters. By transmitting the correction amount to the specified manufacturing equipment controller of the etching equipment via the network 601 and the equipment group controller 621, the manufacturing equipment controller can control the manufacturing process conditions, which are operating parameters.

【0047】なお、記憶手段663には各エッチング設
備から取得できるクリーニングした時期等の製造保全来
歴データが格納され、記憶手段665には各エッチング
設備におけるエッチング終点モニタから検出されるエッ
チング時間およびエッチング処理枚数等が格納されてい
るので、エッチング工程監視手段661は投入される製
品ウエハに対して要求されるエッチングの品質のグレー
ドに応じて、エッチング時間およびエッチング処理枚数
並びに記憶手段668に格納されている枚葉エッチング
速度データ等を考慮してクリーニングする時期を算出
し、その時期が過ぎているエッチング設備に対してアラ
ームを発することができる。また、記憶手段664に
は、各エッチング設備から取得できるガス圧力や電極に
印加する高周波電力等の製造プロセス条件が格納されて
いるので、エッチング工程監視手段661は投入される
製品ウエハに対して要求されるエッチングの品質のグレ
ードに応じて記憶手段668に格納されている枚葉エッ
チング速度データを参照することによって製造プロセス
条件が適切であるか否かについて判定することができ、
もし適切でない場合には、そのエッチング設備に対して
ネットワーク601および設備群コントローラ621を
介してフィードバックをかけることによって、適切な製
造プロセス条件に制御してエッチングを施すことができ
る。 また、残膜厚検査結果データ667についても、
エッチング工程監視手段661は投入される製品ウエハ
に対して要求されるエッチングの品質のグレードに応じ
て製造プロセス条件が適切であるかについて判定し、も
し適切でない場合には、そのエッチング設備に対してネ
ットワーク601および設備群コントローラ621を介
してフィードバックをかけることによって、適切な製造
プロセス条件に制御する必要がある。
The storage means 663 stores manufacturing maintenance history data such as the cleaning time which can be obtained from each etching equipment, and the storage means 665 stores the etching time and the etching process detected from the etching end point monitor in each etching equipment. Since the number of wafers and the like are stored, the etching process monitoring means 661 stores the etching time and the number of etched wafers and the storage means 668 according to the grade of the etching quality required for the product wafer to be loaded. The cleaning time is calculated in consideration of the single wafer etching rate data and the like, and an alarm can be issued to the etching equipment whose time has passed. Further, since the storage means 664 stores manufacturing process conditions such as gas pressures obtainable from each etching facility and high-frequency power applied to the electrodes, the etching process monitoring means 661 requests the product wafer to be loaded. It is possible to determine whether the manufacturing process conditions are appropriate by referring to the single wafer etching rate data stored in the storage unit 668 according to the grade of the quality of the etching to be performed,
If it is not appropriate, the etching equipment can be fed back through the network 601 and the equipment group controller 621 so that the etching can be performed under the control of appropriate manufacturing process conditions. Also, regarding the remaining film thickness inspection result data 667,
The etching process monitoring means 661 determines whether the manufacturing process conditions are appropriate according to the grade of the etching quality required for the product wafer to be input, and if not, the etching equipment is controlled. By applying feedback via the network 601 and the facility group controller 621, it is necessary to control the manufacturing process conditions to be appropriate.

【0048】ところで、エッチング設備には、エッチン
グ終点モニタが付けられていないものがある。この場
合、エッチング設備は、投入される製品ウエハの種類に
応じて設定される製造プロセス条件と測定装置で測定さ
れた残膜厚検査結果データとに応じてエッチング時間が
設定される。エッチング速度算出手段670は、エッチ
ング設備の製造設備コントローラ623、625におい
て獲得される設定されたエッチング時間を設備群コント
ローラ621およびネットワーク601を介して取得
し、この取得されたエッチング時間に対して膜厚検査結
果データ656から上記エッチング設備に投入される製
品ウエハの膜厚に応じたエッチング速度を算出して記憶
手段668に枚葉エッチング速度データとして格納する
と共に、この算出されたエッチング速度からエッチング
時間を算出し、算出されたエッチング時間をネットワー
ク601および設備群コントローラ621を介してエッ
チング設備の製造設備コントローラ623、625にフ
ィードバックされる。これにより、エッチング工程監視
手段661は、エッチング終点モニタがないエッチング
設備に対しても、枚葉エッチング速度データ668から
残膜厚検査結果データ667を参照して設備状態判定デ
ータ662と比較することによって、エッチング設備の
能力状態を監視し、この監視結果を記憶手段673にエ
ッチング工程監視データとして格納すると共に、エッチ
ング工程監視手段661に設置された表示手段660b
や設備群コントローラ621またはエッチング設備に設
置された出力手段に出力することができ、高品質のエッ
チングを確保することができる。
Some etching equipment is not provided with an etching end point monitor. In this case, in the etching equipment, the etching time is set according to the manufacturing process conditions set according to the type of the product wafer to be put in and the remaining film thickness inspection result data measured by the measuring device. The etching rate calculating means 670 obtains the set etching time obtained by the manufacturing equipment controllers 623 and 625 of the etching equipment via the equipment group controller 621 and the network 601, and calculates the film thickness with respect to the obtained etching time. Based on the inspection result data 656, an etching rate corresponding to the film thickness of the product wafer put into the etching equipment is calculated and stored as single wafer etching rate data in the storage means 668, and the etching time is calculated from the calculated etching rate. The calculated etching time is fed back to the manufacturing equipment controllers 623 and 625 of the etching equipment via the network 601 and the equipment group controller 621. As a result, the etching process monitoring means 661 compares the equipment state determination data 662 with reference to the remaining film thickness inspection result data 667 from the single wafer etching rate data 668 even for an etching equipment without an etching end point monitor. , The performance of the etching equipment is monitored, the monitoring result is stored as etching process monitoring data in the storage device 673, and the display device 660b provided in the etching process monitoring device 661 is provided.
And output to an output unit installed in the equipment group controller 621 or the etching equipment, and high-quality etching can be ensured.

【0049】次に、エッチング工程監視手段661にお
いて実行する内容について、更に具体的に説明する。即
ち、エッチング工程監視手段661におけるエッチング
設備の診断では、エッチング速度算出手段670で算出
されたエッチング設備の動作状態の一つの指標を示す枚
葉エッチング速度データを、エッチング製造プロセス条
件であるエッチングで使用した電力とエッチング時間と
の積分値によって規格化して、評価することによって、
エッチング設備の動作状態がいつ管理基準値を越えるか
を予想することが可能となり、メンテナンス時期を予想
することが可能となる。また、エッチング工程監視手段
661における診断或いは工程進行の制御は、エッチン
グ速度算出手段670で算出されるエッチング速度の変
動値があらかじめ定められた管理基準値(管理幅)を越
えた時に、その設備の動作状態は不良であると判断し、
判断時点から速やかに他のエッチング設備に生産を切り
替えることを指示することにより、他のエッチング設備
により製品ウエハに対して継続してエッチング処理を施
すことができる。また、エッチング工程監視手段661
における診断或いは工程進行の制御は、エッチング速度
算出手段670で算出されるエッチング速度の時間的な
変動傾向の外挿から、あらかじめ定められた管理基準値
(管理幅)よりを同エッチング速度が逸脱する時期を予
想し、当該時期に合わせて他のエッチング設備に生産を
切り替えること、乃至は当該他のエッチング設備の稼働
準備、乃至は当該設備のメンテナンスを行う機材と人員
の確保を行うように、前もって指示することにより投入
される製品ウエハを大幅に止めることなく継続してエッ
チング処理を施すことができる。
Next, the contents executed by the etching process monitoring means 661 will be described more specifically. That is, in the diagnosis of the etching equipment in the etching process monitoring means 661, the single wafer etching rate data indicating one index of the operating state of the etching equipment calculated by the etching rate calculating means 670 is used in the etching which is the etching manufacturing process condition. By standardizing and evaluating by the integrated value of the power and the etching time,
It is possible to predict when the operation state of the etching equipment exceeds the management reference value, and it is possible to predict the maintenance time. The diagnosis or control of the progress of the process in the etching process monitoring means 661 is performed when the fluctuation value of the etching rate calculated by the etching rate calculating means 670 exceeds a predetermined management reference value (management width). The operation state is determined to be defective,
By giving an instruction to switch the production to another etching facility promptly from the judgment point, the etching process can be continuously performed on the product wafer by the other etching facility. Also, the etching process monitoring means 661
In the diagnosis or the control of the process progress, the etching rate deviates from a predetermined management reference value (management width) from the extrapolation of the temporal variation tendency of the etching rate calculated by the etching rate calculation means 670. Forecast the timing and switch production to another etching equipment in accordance with the timing, or prepare for the operation of the other etching equipment, or secure equipment and personnel for maintenance of the equipment in advance, so that By giving the instruction, the etching process can be continuously performed without largely stopping the product wafer to be put in.

【0050】また、エッチング工程監視手段661にお
ける診断或いは工程進行の制御は、エッチング速度算出
手段670で算出されるエッチング速度の時間的な変動
傾向の外挿から、あらかじめ定められた管理幅よりを同
エッチング速度が逸脱する時期を予想し、当該時期に合
わせて当該設備のメンテナンスを行うことによる当該エ
ッチング工程の生産量変動(減少)に合わせて、当該エ
ッチング工程に続く工程の負荷量が変動することを予想
し、エッチング工程に続く工程を含めて製品ウエハを効
率良く生産することができる。また、エッチング工程監
視手段661において、枚葉膜厚データ658から得ら
れる膜厚が、エッチング設備の運転パラメータを変更す
る必要のない範囲か否かを判断し、その結果を記憶手段
673にエッチング工程監視データとして格納すると共
に、エッチング工程監視手段661に設置された表示手
段660bに出力したり、ネットワーク601および設
備群コントローラ621を介してエッチング設備の製造
設備コントローラ623、625にフィードバックして
制御することができる。また、エッチング工程監視手段
661において、エッチング設備の運転パラメータにつ
いての変更必要有無は、当該製品ウエハの膜厚と、当該
製品ウエハを処理する直前の処理の際のエッチング速度
の値から判断することによって、投入される製品ウエハ
に対して最適なエッチングを施すことができる。
The diagnosis or the control of the progress of the process in the etching process monitoring means 661 is performed based on the extrapolation of the time-varying tendency of the etching rate calculated by the etching rate calculating means 670, and the same as the predetermined management width. Predicting the time when the etching rate deviates, and the load of the process following the etching process fluctuates according to the change (decrease) in the production amount of the etching process due to the maintenance of the facility at the time. And product wafers can be efficiently produced including the process following the etching process. In addition, the etching process monitoring means 661 determines whether or not the film thickness obtained from the single wafer thickness data 658 is within a range that does not require changing the operating parameters of the etching equipment, and stores the result in the storage means 673. The data is stored as monitoring data, output to the display means 660b provided in the etching process monitoring means 661, or fed back to the manufacturing equipment controllers 623 and 625 of the etching equipment via the network 601 and the equipment group controller 621 for control. Can be. In addition, in the etching process monitoring means 661, whether or not the operation parameters of the etching equipment need to be changed is determined by judging from the thickness of the product wafer and the value of the etching rate at the time of processing immediately before processing the product wafer. In addition, an optimum etching can be performed on a product wafer to be supplied.

【0051】また、エッチング工程監視手段661にお
いて、枚葉膜厚データ658から得られる膜厚が、エッ
チング設備の運転パラメータを変更しない限界値を越え
ていることが判明した場合には、前以てエッチング設備
の運転パラメータを算出し、膜厚がエッチング設備パラ
メータを変更しない限界値を越えている製品ウエハがエ
ッチング工程に到着するのに合わせて、変更制御するこ
とによって、投入される製品ウエハに対して最適なエッ
チングを施すことができる。また、エッチング工程監視
手段661において、枚葉膜厚データ658から得られ
る膜厚が、エッチング設備の運転パラメータを変更しな
い限界値を越えていることが判明した場合には、成膜工
程監視手段651にフィードバックして成膜工程監視手
段651において膜厚が管理値に入るある値になるよう
に成膜工程における成膜設備の運転パラメータを算出
し、ネットワーク601および設備群コントローラ61
1を介して成膜設備の製造設備コントローラ613に提
供して制御することによりその運転パラメータを設定す
る。枚葉膜厚データ発生手段657または成膜工程監視
手段651は、その新しい運転パラメータによって形成
される膜厚の予想値を算出してエッチング速度算出手段
670に提供する。エッチング速度算出手段670は、
この提供された膜厚の予想値から枚葉エッチング速度デ
ータを作成すると共に、エッチング工程監視手段661
は、この枚葉エッチング速度に基いて監視することがで
きる。また、エッチング工程監視手段661は、提供さ
れた膜厚の予想値からエッチング設備の運転パラメータ
を変更しない限界値を越えているか否かについて判定
し、もしエッチング設備の運転パラメータを変更しない
限界値を越えている場合には、成膜工程監視手段651
にフィードバックして成膜工程監視手段651において
膜厚が管理値に入るある値になるように成膜工程におけ
る成膜設備の運転パラメータを算出し、ネットワーク6
01および設備群コントローラ611を介して成膜設備
の製造設備コントローラ613に提供して制御すること
によりその運転パラメータを設定することができる。
If the etching process monitoring means 661 finds that the film thickness obtained from the single-wafer film thickness data 658 exceeds a limit value at which the operating parameters of the etching equipment are not changed, the process is performed in advance. Calculate the operating parameters of the etching equipment, and control the changes according to the arrival of the product wafer whose film thickness exceeds the limit value that does not change the etching equipment parameters to the etching process. Optimum etching can be performed. When the etching process monitoring means 661 finds that the film thickness obtained from the single-wafer film thickness data 658 exceeds the limit value at which the operating parameters of the etching equipment are not changed, the film forming process monitoring means 651 The operation parameters of the film forming equipment in the film forming process are calculated so that the film thickness becomes a certain value within the management value by the film forming process monitoring means 651, and the network 601 and the equipment group controller 61
The operation parameters are set by providing the control to the manufacturing equipment controller 613 of the film formation equipment via the control unit 1. The single-wafer film thickness data generation unit 657 or the film formation process monitoring unit 651 calculates an expected value of the film thickness formed by the new operation parameter and provides the calculated value to the etching rate calculation unit 670. The etching rate calculating means 670 calculates
Single wafer etching rate data is created from the provided estimated film thickness, and the etching process monitoring means 661 is provided.
Can be monitored based on the single wafer etching rate. In addition, the etching process monitoring means 661 determines whether or not the estimated value of the provided film thickness exceeds a limit value at which the operating parameter of the etching equipment is not changed, and determines a limit value at which the operating parameter of the etching equipment is not changed. If it exceeds, the film forming process monitoring means 651
The operation parameters of the film forming equipment in the film forming process are calculated by the film forming process monitoring means 651 so that the film thickness becomes a certain value that falls within the control value.
The operating parameters can be set by providing and controlling the manufacturing equipment controller 613 of the film forming equipment through the equipment group controller 01 and the equipment group controller 611.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明によれば、エッチング設備の装置
状態を正確に把握することが可能であり、成膜工程とエ
ッチング工程とを通じて高い品質を維持することがで
き、生産性を損なわずに半導体製品の品質を向上するこ
とができる効果を奏する。また本発明によれば、エッチ
ング設備の動作状態が正しく把握することができ、その
結果、運転パラメータを設定し直す必要があるか否かの
判断を可能となり、運転パラメータの設定が必要あると
判断されたならば、ある膜厚に対して最適なエッチング
時間乃至は電力を設定することができる効果を奏する。
According to the present invention, the equipment state of the etching equipment can be accurately grasped, high quality can be maintained throughout the film forming step and the etching step, and the productivity is not impaired. This has the effect of improving the quality of semiconductor products. Further, according to the present invention, the operation state of the etching equipment can be correctly grasped, and as a result, it is possible to determine whether or not the operation parameters need to be reset, and it is determined that the operation parameters need to be set. If this is done, there is an effect that the optimum etching time or power can be set for a certain film thickness.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る半導体基板に対して金属配線膜を
形成して製造する工程フローを示す図である。
FIG. 1 is a view showing a process flow for manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention by forming a metal wiring film on the semiconductor substrate.

【図2】本発明に係るスパッタ成膜工程に用いられるス
パッタ成膜設備における成膜速度の変動を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a change in a film forming speed in a sputtering film forming facility used in a sputtering film forming step according to the present invention.

【図3】本発明に係るスパッタ成膜工程に用いられるス
パッタ成膜設備における膜厚の変動を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a change in film thickness in a sputtering film forming facility used in a sputtering film forming step according to the present invention.

【図4】本発明に係る成膜工程に用いられるバッチ処理
成膜装置での枚葉膜厚データの獲得を示す図である。
FIG. 4 is a view showing acquisition of single-wafer film thickness data in a batch processing film forming apparatus used in a film forming process according to the present invention.

【図5】本発明に係る成膜工程に用いられるバッチ処理
成膜装置での枚葉データの獲得の詳細方法を示す図であ
る。
FIG. 5 is a view showing a detailed method of acquiring single-wafer data in a batch processing film forming apparatus used in a film forming process according to the present invention.

【図6】本発明に係る成膜工程とエッチング工程との管
理を統合的に行うシステムの機能構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a functional configuration of a system for integrally managing a film forming process and an etching process according to the present invention.

【記号の説明】[Explanation of symbols]

101…洗浄工程、 102…スパッタ成膜工程、 1
03…膜厚測定工程、104…レジスト塗布工程、 1
05…露光工程、 106…現像工程、 107…エッ
チング工程、 108…残膜厚測定工程、 109…レ
ジスト剥離工程、 110…成膜工程の品質可否判断ス
テップ、 111…エッチング工程の品質可否判断ステ
ップ、 601…各システム間を接続するネットワー
ク、 611…成膜設備群コントローラ、 612…搬
送設備コントローラ、 613…製造設備コントロー
ラ、 614…スパッタ電力モニタ、 615…検査設
備コントローラ、 621…エッチング設備群コントロ
ーラ、 622…搬送設備コントローラ、 623…製
造設備コントローラ、 624、624‘…エッチング
終点モニタ、 625…製造設備コントローラ、 65
0a、659a、660a…入力手段、 650b、6
59b、660b…表示手段、 651…成膜工程監視
手段、 652…設備状態・品質判定データファイル、
653…製造保全来歴データファイル、 654…製
造条件データファイル、 655…製造処理実績データ
ファイル、 656…膜厚検査結果データファイル、
657…枚葉膜厚データ発生手段、 658…枚葉膜厚
データファイル、 661…エッチング工程監視手段、
662…設備状態・品質判定データファイル、 66
3…製造保全来歴データファイル、 664…製造条件
データファイル、 665…製造処理実績データ、 6
67…残膜厚検査結果データファイル、 670…エッ
チング速度算出手段、 668…枚葉エッチング速度デ
ータファイル、 672…成膜工程監視データファイ
ル、 673…エッチング工程監視データ
101: Cleaning process, 102: Sputter film forming process, 1
03: film thickness measuring step, 104: resist coating step, 1
05: Exposure step, 106: Development step, 107: Etching step, 108: Remaining film thickness measurement step, 109: Resist stripping step, 110: Quality determination step of film formation step, 111: Quality determination step of etching step, 601: Network connecting each system 611: Deposition equipment group controller 612: Transport equipment controller 613: Manufacturing equipment controller 614: Sputter power monitor 615: Inspection equipment controller 621: Etching equipment group controller, 622 ... Transfer equipment controller, 623 ... Manufacturing equipment controller, 624, 624 '... Etching end point monitor, 625 ... Manufacturing equipment controller, 65
0a, 659a, 660a ... input means, 650b, 6
59b, 660b display means, 651 film formation process monitoring means, 652 equipment condition / quality judgment data file,
653: Manufacturing maintenance history data file, 654: Manufacturing condition data file, 655: Manufacturing processing result data file, 656: Film thickness inspection result data file,
657: Single wafer film thickness data generating means, 658: Single wafer film thickness data file, 661: Etching process monitoring means,
662: Equipment status / quality judgment data file, 66
3: Manufacturing maintenance history data file, 664: Manufacturing condition data file, 665: Manufacturing processing result data, 6
67 ... residual film thickness inspection result data file, 670 ... etching speed calculating means, 668 ... single wafer etching speed data file, 672 ... film forming process monitoring data file, 673 ... etching process monitoring data

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に薄膜を形成する成膜工程
と、該成膜工程により薄膜が成膜された半導体基板を離
散的に取り出して成膜された薄膜の膜厚を測定する成膜
膜厚測定工程と、前記成膜工程で薄膜が成膜された半導
体基板が投入されて該薄膜に対してパターンを形成する
エッチング工程を有するリソグラフィ工程と、前記成膜
膜厚測定工程から取得される半導体基板に対しての離散
的な膜厚測定データから経時的な変化を示す所望の予想
アルゴリズムを用いて前記成膜工程で成膜される半導体
基板1枚若しくは複数枚の単位毎における膜厚を推定
し、該推定された半導体基板の単位毎の膜厚と前記エッ
チング工程における所定のエッチング設備から取得され
るエッチング終了時間とを基にして該所定のエッチング
設備の動作状態を監視するエッチング設備監視工程とを
有して半導体基板を製造することを特徴とする半導体基
板の製造方法。
1. A film forming step of forming a thin film on a semiconductor substrate, and a film forming step of discretely taking out the semiconductor substrate on which the thin film has been formed in the film forming step and measuring the film thickness of the formed thin film. A film thickness measurement step, a lithography step including an etching step in which a semiconductor substrate on which a thin film is formed in the film formation step is formed and a pattern is formed on the thin film, and a film thickness measurement step obtained from the film thickness measurement step. The film thickness in units of one or a plurality of semiconductor substrates formed in the film forming step using a desired prediction algorithm indicating a change with time from discrete film thickness measurement data for the semiconductor substrate. And monitoring the operating state of the predetermined etching equipment based on the estimated film thickness of each unit of the semiconductor substrate and the etching end time obtained from the predetermined etching equipment in the etching step. Method of manufacturing a semiconductor substrate and a etching facility monitoring step, characterized in that to manufacture a semiconductor substrate that.
【請求項2】半導体基板上に薄膜を形成する成膜工程
と、該成膜工程により薄膜が成膜された半導体基板を離
散的に取り出して成膜された薄膜の膜厚を測定する成膜
膜厚測定工程と、前記成膜工程で薄膜が成膜された半導
体基板が投入されて該薄膜に対してパターンを形成する
エッチング工程を有するリソグラフィ工程と、前記成膜
膜厚測定工程から取得される半導体基板に対しての離散
的な膜厚測定データから経時的な変化を示す所望の予想
アルゴリズムを用いて前記成膜工程で成膜される半導体
基板1枚若しくは複数枚の単位毎における基板内の分布
も含めて膜厚を推定し、該推定された半導体基板の単位
毎の基板内の分布も含めての膜厚と前記エッチング工程
における所定のエッチング設備から取得されるエッチン
グ終了時間とを基にして該所定のエッチング設備の動作
状態を監視するエッチング設備監視工程とを有して半導
体基板を製造することを特徴とする半導体基板の製造方
法。
2. A film forming step of forming a thin film on a semiconductor substrate, and a film forming step of discretely taking out the semiconductor substrate on which the thin film has been formed in the film forming step and measuring the film thickness of the formed thin film. A film thickness measurement step, a lithography step including an etching step in which a semiconductor substrate on which a thin film is formed in the film formation step is formed and a pattern is formed on the thin film, and a film thickness measurement step obtained from the film thickness measurement step. Using a desired prediction algorithm indicating a change with time from discrete film thickness measurement data for a semiconductor substrate to be formed in the substrate in one or more semiconductor substrates formed in the film forming step. The film thickness including the distribution of the semiconductor substrate is estimated, and the estimated film thickness including the distribution within the substrate for each unit of the semiconductor substrate and the etching end time obtained from predetermined etching equipment in the etching step are used. To The method of manufacturing a semiconductor substrate, characterized by producing a semiconductor substrate and a etching equipment monitoring step for monitoring the operation state of the predetermined etching equipment Te.
【請求項3】前記エッチング設備監視工程において、前
記所望の予想アルゴリズムを外挿アルゴリズムであるこ
とを特徴とする請求項1または2記載の半導体基板の製
造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein in the etching facility monitoring step, the desired prediction algorithm is an extrapolation algorithm.
【請求項4】半導体基板上に薄膜を形成するコリメーシ
ョンスパッタ成膜工程と、該成膜工程により薄膜がスパ
ッタリング成膜された半導体基板を離散的に取り出し、
この離散的に取り出された半導体基板に成膜された薄膜
の膜厚を測定する成膜膜厚測定工程と、前記成膜工程で
薄膜が成膜された半導体基板が投入されて該薄膜に対し
てパターンを形成するエッチング工程を有するリソグラ
フィ工程と、前記成膜膜厚測定工程から取得される半導
体基板に対しての離散的な膜厚測定データに対して、前
記成膜工程から所得されるスパッタリングに要した電力
と時間との積分値を基に推定されるコリメータによる成
膜特性の経時的変化に基づく補正を施して前記成膜工程
で成膜される半導体基板1枚若しくは複数枚の単位毎に
おける膜厚を推定し、該推定された半導体基板の単位毎
の膜厚と前記エッチング工程における所定のエッチング
設備から取得されるエッチング終了時間とを基にして該
所定のエッチング設備の動作状態を監視するエッチング
設備監視工程とを有して半導体基板を製造することを特
徴とする半導体基板の製造方法。
4. A collimation sputtering film forming step of forming a thin film on a semiconductor substrate, and a semiconductor substrate on which the thin film is formed by sputtering in the film forming step is discretely taken out.
A film thickness measuring step of measuring a film thickness of a thin film formed on the semiconductor substrate taken out discretely; and a semiconductor substrate on which the thin film is formed in the film forming step is loaded and A lithography step having an etching step of forming a pattern by sputtering, and sputtering obtained from the film forming step with respect to discrete film thickness measurement data for a semiconductor substrate obtained from the film thickness measuring step. For each unit of one or more semiconductor substrates to be formed in the film forming process by performing a correction based on a temporal change in film forming characteristics by a collimator estimated based on an integrated value of power and time required for And the predetermined etching is performed based on the estimated film thickness of each unit of the semiconductor substrate and the etching end time obtained from predetermined etching equipment in the etching process. The method of manufacturing a semiconductor substrate, characterized by producing a semiconductor substrate and a etching equipment monitoring step of monitoring the operating state of Bei.
【請求項5】前記エッチング設備監視工程において、所
定のエッチング設備の動作状態を、エッチング速度によ
って監視することを特徴とする請求項1または2または
4記載の半導体基板の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein in the etching equipment monitoring step, an operation state of a predetermined etching equipment is monitored by an etching rate.
【請求項6】前記エッチング設備監視工程において、所
定のエッチング設備の動作状態を、エッチング速度を、
このエッチングで使用した電力と時間との積分値によっ
て規格化して監視することを特徴とする請求項1または
2または4記載の半導体基板の製造方法。
6. In the etching equipment monitoring step, an operation state of a predetermined etching equipment is determined by an etching rate,
5. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the monitoring is standardized by an integrated value of power and time used in the etching.
【請求項7】前記エッチング設備監視工程において、所
定のエッチング設備の動作状態を監視し、その設備の動
作状態が管理基準を越えたと判断された場合には、他の
エッチング設備に生産を切り替えるように指示すること
を特徴とする請求項1または2または4記載の半導体基
板の製造方法。
7. In the etching equipment monitoring step, an operation state of a predetermined etching equipment is monitored, and when it is determined that the operation state of the equipment exceeds a management standard, production is switched to another etching equipment. 5. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the instruction is given in the following.
【請求項8】前記エッチング設備監視工程において、所
定のエッチング設備の動作状態を監視し、その設備の動
作状態が管理基準を越える時期を予想することを特徴と
する請求項1または2または4記載の半導体基板の製造
方法。
8. The etching equipment monitoring step, wherein an operation state of a predetermined etching equipment is monitored, and a time when the operation state of the equipment exceeds a management standard is predicted. Of manufacturing a semiconductor substrate.
【請求項9】前記エッチング設備監視工程において、所
定のエッチング設備の動作状態を監視し、その設備の運
転パラメータを変更する必要があるか否かについて指示
することを特徴とする請求項1または2または4記載の
半導体基板の製造方法。
9. The etching equipment monitoring step, wherein an operation state of a predetermined etching equipment is monitored and an instruction is given as to whether or not it is necessary to change an operation parameter of the equipment. Or the method of manufacturing a semiconductor substrate according to 4.
【請求項10】前記エッチング設備監視工程において、
所定のエッチング設備の動作状態を監視し、その設備の
動作状態が管理基準を越える時期を予想し、この予想時
期に合わせてエッチング設備のメンテナンスを行うこと
によって生じるエッチング工程における生産量の変動に
合わせて、このエッチング工程に続く工程の負荷量の変
動を予想することを特徴とする請求項1または2または
4記載の半導体基板の製造方法。
10. In the etching equipment monitoring step,
Monitoring the operating state of a given etching facility, anticipating when the operating state of the facility will exceed the management standard, and adjusting to the fluctuations in the production volume in the etching process caused by performing maintenance on the etching facility in accordance with this predicted time. 5. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein a change in a load in a step following the etching step is estimated.
【請求項11】前記エッチング設備監視工程において、
推定される膜厚が、エッチング設備における運転パラメ
ータを変更しない限界値を越えていることが判明した場
合には、エッチング設備の運転パラメータを算出し、前
記推定される膜厚が成膜された半導体基板が投入される
のに合わせて、前記算出された運転パラメータに変更制
御することを特徴とする請求項1または2または4記載
の半導体基板の製造方法。
11. In the etching equipment monitoring step,
If it is found that the estimated film thickness exceeds the limit value at which the operating parameter in the etching equipment is not changed, the operating parameter of the etching equipment is calculated, and the semiconductor film having the estimated film thickness is formed. 5. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the calculated operation parameters are changed and controlled in accordance with the loading of the substrate.
【請求項12】前記エッチング設備監視工程において、
推定される膜厚が、エッチング設備における運転パラメ
ータを変更しない限界値を越えていることが判明した場
合には、前記膜厚が管理値に入るように成膜工程におけ
る成膜設備の運転パラメータを算出して前記成膜設備に
対して設定制御し、この新しい成膜設備の運転パラメー
タによって形成される膜厚の予想値を、エッチング設備
に投入される半導体基板の膜厚とし使用することを特徴
とする請求項1または2または4記載の半導体基板の製
造方法。
12. In the etching equipment monitoring step,
If it is found that the estimated film thickness exceeds the limit value at which the operating parameter in the etching equipment is not changed, the operating parameter of the film forming equipment in the film forming process is adjusted so that the film thickness falls within the control value. Calculating and setting and controlling the film forming equipment, and using the expected value of the film thickness formed by the operating parameters of the new film forming equipment as the film thickness of the semiconductor substrate to be introduced into the etching equipment. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001060585A (en) * 1999-07-07 2001-03-06 Applied Materials Inc Method and device for monitoring process using principal component analysis
JP2005026292A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Fujitsu Ltd Semiconductor device, its manufacturing method, and semiconductor manufacturing device
WO2005045907A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-19 Renesas Technology Corp. Method for making semiconductor integrated circuit device
JP2008091816A (en) * 2006-10-05 2008-04-17 Tokyo Electron Ltd Storage media for storing substrate processing method and program
JP2009117876A (en) * 2009-02-24 2009-05-28 Panasonic Corp Plasma processing method
US7596421B2 (en) 2005-06-21 2009-09-29 Kabushik Kaisha Toshiba Process control system, process control method, and method of manufacturing electronic apparatus
JP2011192676A (en) * 2010-03-11 2011-09-29 Nikon Corp Substrate processing apparatus, method of manufacturing multilayer semiconductor device, and multilayer semiconductor device
KR20180111568A (en) * 2017-03-30 2018-10-11 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate processing system, control device, group controller, and host computer
JP2020150198A (en) * 2019-03-15 2020-09-17 株式会社Screenホールディングス Processing condition selection method, substrate processing method, substrate product manufacturing method, processing condition selection device, computer program, and storage medium

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001060585A (en) * 1999-07-07 2001-03-06 Applied Materials Inc Method and device for monitoring process using principal component analysis
JP2005026292A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Fujitsu Ltd Semiconductor device, its manufacturing method, and semiconductor manufacturing device
WO2005045907A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-19 Renesas Technology Corp. Method for making semiconductor integrated circuit device
JPWO2005045907A1 (en) * 2003-11-10 2007-05-24 株式会社ルネサステクノロジ Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device
US7346412B2 (en) 2003-11-10 2008-03-18 Renesas Technology Corp. Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device
JP4611894B2 (en) * 2003-11-10 2011-01-12 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device
CN100394546C (en) * 2003-11-10 2008-06-11 株式会社瑞萨科技 Method for making semiconductor integrated circuit device
US7596421B2 (en) 2005-06-21 2009-09-29 Kabushik Kaisha Toshiba Process control system, process control method, and method of manufacturing electronic apparatus
US7831330B2 (en) 2005-06-21 2010-11-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Process control system, process control method, and method of manufacturing electronic apparatus
JP2008091816A (en) * 2006-10-05 2008-04-17 Tokyo Electron Ltd Storage media for storing substrate processing method and program
JP2009117876A (en) * 2009-02-24 2009-05-28 Panasonic Corp Plasma processing method
JP2011192676A (en) * 2010-03-11 2011-09-29 Nikon Corp Substrate processing apparatus, method of manufacturing multilayer semiconductor device, and multilayer semiconductor device
KR20180111568A (en) * 2017-03-30 2018-10-11 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate processing system, control device, group controller, and host computer
JP2018170466A (en) * 2017-03-30 2018-11-01 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing system, control device, group controller, and host computer
JP2020150198A (en) * 2019-03-15 2020-09-17 株式会社Screenホールディングス Processing condition selection method, substrate processing method, substrate product manufacturing method, processing condition selection device, computer program, and storage medium
WO2020188992A1 (en) * 2019-03-15 2020-09-24 株式会社Screenホールディングス Processing conditions selection method, substrate processing method, substrate product production method, processing conditions selection device, computer program and storage medium
KR20210137179A (en) * 2019-03-15 2021-11-17 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 A processing condition selection method, a substrate processing method, a substrate product manufacturing method, a processing condition selection device, a computer program, and a storage medium
TWI775032B (en) * 2019-03-15 2022-08-21 日商斯庫林集團股份有限公司 Processing condition selection method, substrate processing method, substrate product production method, processing condition selection device, computer program, and storage meiudm

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