JPH11186118A - 半導体製造装置および半導体製造装置シミュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体製造装置における各ユニットの動作
を、実機または実ユニットを用いずシミュレーション
し、実機が動作しているのと同等の状態で半導体製造装
置の制御システムを起動できるようにする。 【解決手段】 半導体製造装置を構成する各ユニットを
代替することができる各ユニットのシミュレーションプ
ログラムと、その動作を制御する制御手段と、この制御
手段との間で情報の授受を行なうためのディスプレイを
有するコンソール部とを設け、コンソール部により前記
ディスプレイ上に前記シミュレーションされた各ユニッ
トの位置をグラフィック表示または座標値により表示す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩやＶＬＳＩ
等の半導体デバイスを製造する半導体露光装置等の半導
体製造装置およびそのシミュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置は、大きく分けて、装置
の操作のための入力を行なったり操作者に対し装置の状
態を表示するためのコンソール部分と、コンソール部か
ら伝達された情報を元にウエハ焼付けのための一連の動
作であるシーケンス処理を行なう各ユニットを制御する
メインＣＰＵ部分との２つによって構成されている。半
導体の焼付けは、このコンソール部でのパラメータ設定
や駆動指示などをメインＣＰＵとの間で通信することに
より行なわれる。コンソールの指示を受け取ったメイン
ＣＰＵ側では、その指示をメインＣＰＵに付随する各サ
ブユニット（以下、単にユニットと呼ぶ）の制御を行な
うそれぞれの制御部に伝達することで、光源装置からレ
チクルへの照明、すなわちウエハの感光層ヘの転写とい
った、焼付け工程に必要な作業が行なわれる。ここでい
う各ユニットには、レチクルからウエハへの照射を行な
うための光源装置や照明光学系のユニット、ウエハの位
置制御や真空吸着などの操作を行なうステージユニッ
ト、レチクルの位置ずれ量検出のためのレチクル光学系
のユニット、基準マークとウエハ上のアライメントマー
クとの相対位置検出を行なうユニットなどがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、半導体製造装置
の動作における半導体焼付けの最適なパラメータの抽出
や各ユニット部を動作させる制御プログラムの動作テス
トであるデバッグには、実際に半導体製造装置を動作さ
せる必要があった。しかしながら、実機を用いた動作テ
ストやデバッグにおいては、各ユニットの駆動が瞬時に
行なわれたり、視認不可能な微量の移動であることが多
く、その動作を把握することが困難である。また、ユニ
ット制御プログラムの不具合によっては、ステージなど
のユニット群の損懐を伴うことも充分考え得る。

【０００４】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、半導体製造装置における各ユニットの動作
を、実機または実ユニットを用いずシミュレーション
し、実機が動作しているのと同等の状態で半導体製造装
置の制御システムを起動できるようにすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の半導体製造装置は、この半導体製造装置を構成
する複数のユニットに対する通常の駆動を行なう制御手
段に加え、シミュレーション駆動が要求されているの
か、通常の駆動が要求されているのか判定する判定手段
と、シミュレーション駆動が要求されている場合、前記
制御手段による通常の駆動に代えて前記各ユニットが実
際に動作するのと同等の動作をシミュレーションし、そ
のシミュレーションにより得られた駆動結果を伝達する
シミュレーション手段とを具備することを特徴とする。

【０００６】より具体的には、前記制御手段を実現する
プログラムを実行するメインＣＰＵと、ユーザの入力を
受け入れるコンソール部とを備えた半導体製造装置にお
いて、前記判定手段およびシミュレーション手段が、前
記メインＣＰＵにより実行されるプログラムの一部とし
て実現され、前記判定手段による判定は前記コンソール
部から前記メインＣＰＵに入力される信号に基づいて実
行され、前記駆動結果の伝達は前記メインＣＰＵから前
記コンソール部に対して行なわれ、前記コンソール部は
伝達された駆動結果を表示するよう構成する。

【０００７】また、本発明の半導体製造装置シミュレー
タは、実機（半導体製造装置）を構成する各ユニットが
実際に動作するのと同等の動作をシミュレーションする
手段と、実機において各ユニットに対する制御を行なう
メインＣＰＵおよびユーザの入力を受け入れるコンソー
ル部を接続され、これらと前記シミュレーション手段と
の間の通信を確立する手段とを具備することを特徴とす
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態で
は、半導体製造装置を構成する各ユニットを代替するこ
とができる各ユニットのシミュレーションプログラム
と、その動作を制御する制御手段と、この制御手段との
間で情報の授受を行なうためのディスプレイを有するコ
ンソール部とを備えたワークステーションにおいて、コ
ンソール部により前記ディスプレイ上に前記シミュレー
ションされた各ユニットの位置をグラフィック表示およ
び座標値により表示することを特徴とする。グラフィッ
ク表示は、実際の各ユニットの撮像画像であってもよ
い。

【０００９】また、前記シミュレーションされた各ユニ
ットの位置をそれぞれ時間的に追従し、複数記憶し、シ
ミュレータ制御プログラムより、前記記憶された複数位
置から１つを選択するための入力を受け入れ、制御手段
によりこの選択された位置に前記ユニットの駆動をシミ
ュレーションさせる。この場合、シミュレータ制御プロ
グラムは記憶される各位置に付随させて記憶するための
コメントの入力を受け入れ、これを記憶するのが好まし
い。また、コンソール部は、前記ユニット位置のグラフ
ィック表示および座標値表示を、前記ユニットのシミュ
レーション結果の停止および駆動の各状態で行なうとと
もに、駆動状態で行なう場合は、前記制御手段から前記
ユニットの位置に関する情報を常時受け入れ、実際のユ
ニット駆動のシミュレーション結果に時間的に追従させ
て行なう。また、シミュレーション対象となる実機のユ
ニットは複数であり、コンソール部はいずれのユニット
に関するシミュレーションであるかを指定するための入
力を受け入れる。表示および記憶するユニット位置は、
その表示または記憶する時点でのユニットのシミュレー
ション結果としての現在位置、またはシミュレータ制御
プログラムにおいて入力される任意の値である。シミュ
レータ制御プログラムは、記憶したユニット位置やユニ
ットのすベてあるいは一部を前記ディスプレイ上に表示
し、そのうち１つを選択するための入力を、タッチパネ
ルもしくはマウス等のポインティングデバイスを介して
受け入れる。

【００１０】さらに、シミュレータ制御プログラムは、
前記ディスプレイ上に表示されたユニットの現在位置
を、タッチパネルもしくはマウス等のポインティングデ
バイスにより選択するとともに、その選択位置を画面上
で移動させることにより、その移動軌跡の各点での選択
位置の座標を認識し、制御手段はその座標に基づいて前
記選択位置の移動に同期させてユニットの駆動をシミュ
レーションする。また、各ユニットの駆動時間を計測
し、コンソール部はこれを前記ディスプレイ上に表示す
る。その場合、選択された各ユニットの駆動時間を時間
軸に沿った棒グラフとして表示する。

【００１１】

【作用】本発明においては、各ユニット部の動作をシミ
ュレーションして、動作結果を返すプログラムを用いる
ことにより、半導体製造装置を構成する実際の各ユニッ
トを用いる必要が無くなる。また、駆動をシミュレーシ
ョンされた各ユニットの駆動結果がグラフィック表示お
よび座標値により表示されるため、ユニット位置が正確
に把握されるようになる。さらに、各ユニットの駆動時
間のシミュレート結果が計測され、時間軸に沿った棒グ
ラフ等として表示されるため、各ユニットの駆動シミュ
レーションの履歴が容易に把握される。

【００１２】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明の一実施例に係る半導体製造装置シ
ミュレータのハードウェア構成の外観を示す図である。
同図に示すように、半導体製造装置本体、つまり付帯す
るユニット群のシミュレーションを制御するメインＣＰ
Ｕ１１およびそのデバッグ情報等の文字データを表示す
るディスプレイ１２と、半導体製造装置に対し、動作に
関する各種コマンドやパラメータを指示するコンソール
部分のプログラムを動作させているコンソールＣＰＵ２
１およびそのディスプレイ２２、シミュレータにより返
される各ユニットの駆動シミュレーション結果を表示、
あるいはシミュレーションプログラムに対して各種指示
を行なうためのシミュレータ画面を司るシミュレータＣ
ＰＵ３１およびそのディスプレイ３２が相互に接続され
ている。半導体製造装置シミュレータはこの３つのＣＰ
Ｕ間で相互に通信を確立し、時間的同期を取りながら動
作する。

【００１３】上記コンソールＣＰＵ２１およびシミュレ
ーションプログラムのＣＰＵ３１は、ひとつのＥＷＳ用
ＣＰＵで代替することが可能である。また、メインＣＰ
Ｕのディスプレイ１２、コンソールＣＰＵのディスプレ
イ２２、シミュレーションプログラムおよびそのシミュ
レーション結果を表示するディスプレイ３２は、ひとつ
のディスプレイで代替することが可能である。この状態
を、図２に示してある。この図に示すように、メインＣ
ＰＵ３２１と、コンソールプログラムおよびシミュレー
ションプログラムを司るＣＰＵ３３１とが相互に接続、
通信しあうことにより、本発明に係る半導体製造装置シ
ミュレータ動作を実行する。また、一つのディスプレイ
１０２で代替した画面には、メインＣＰＵの出力するデ
バッグ情報、コンソールプログラム画面、シミュレーシ
ョンプログラム画面を共存させ同時に表示している。

【００１４】図３は、図２で示した半導体製造装置シミ
ュレータの機器構成を示すブロック図である。同図にお
いて、３２１は装置全体の制御を司る、通常、半導体製
造装置に内蔵されるメインＣＰＵであり、マイクロコン
ピュータまたはミニコンピュータ等の中央演算処理装置
からなる。本来の半導体製造装置の機器構成において
は、ウエハステージ駆動装置、オフアクシス顕微鏡等の
アライメント検出系、レチクル駆動装置、光源装置等の
照明系、シャッタ駆動装置、フォーカス検出系、Ｚ駆動
装置などのユニット群が、このメインＣＰＵ３２１に付
帯するが、本実施例ではこのメインＣＰＵに付帯する各
ユニット群に替えて、各ユニットと同等の、コマンドを
解釈し駆動結果を返すシミュレーションプログラムが使
用される。これらのシミュレーションプログラムはメイ
ンＣＰＵ３２１により制御される。ディスプレイ１０２
およびキーボード１０４からなるコンソールユニット
は、メインＣＰＵ３２１にこの露光装置の動作に関する
各種のコマンドやパラメータを与えるためのもの、すな
わち、オペレータとの間で情報の授受を行なうためのも
のである。３３１はコンソールおよびシミュレーション
を司るプログラムのためのＣＰＵ、３３２はパラメータ
等を記憶する外部メモリである。

【００１５】図４は、各ユニット動作のシミュレーショ
ン結果を時系列に沿って表示したタイムチャート画面の
一例である。これを参照することにより、各ユニットの
一連の動作や、任意のタイミングでのそれぞれのユニッ
トの制御状態、位置などを把握することを可能とする。
同図では、フォーカス測定の動作に関しての各ユニット
の駆動を例示している。これを参照することによって、
フォーカス検出系の装置が、投影装置横のＣＣＤカメラ
によるフォーカス計測を行ない、投影装置本体を通して
のフォーカス計測を行なった後、ウエハステージの駆
動、すなわちレンズとの相対位置合わせおよび傾き制御
を行なっている際の、それぞれのユニットの制御命令を
受け取るタイミング、制御状態および駆動位置などを把
握できるようにしている。

【００１６】図５および図６は図３の構成における動作
を示すフローチャートである。このフローチャートを参
照して、図３のシミュレータの動作を説明する。

【００１７】コンソールＣＰＵ３３１内において、シミ
ュレーションモードで駆動することが選択されると、ま
ず、図４のフローチャートに示すシミュレータ初期化処
理を実行する。ステップＳ４０１の処理では、まず、各
ユニット制御プログラムに対し、シミュレーションモー
ドで駆動されていることを確立した通信手段を用いて伝
達する。次に、シミュレータ制御画面を表示し、各ユニ
ットのシミュレーション状態を表示するためのサブウィ
ンドウの表示初期化等の処理を行なう。この図４に示す
処理は、半導体製造装置本体の制御システム起動時に行
なわれるのが通常である。

【００１８】メインＣＰＵから駆動指示を受け、動作す
る各ユニットの代替された制御プログラムは、図５のフ
ローチャートに示す処理を実行する。駆動する各ユニッ
トの制御プログラムは、ステップＳ５０１において、シ
ミュレーションモードで駆動されているのか、通常の駆
動が要求されているのかを判定する。これを判定する手
段は、図４に示す処理にて、半導体製造装置制御システ
ムの起動時に確立されている。通常の、つまり実機での
駆動であると判定された場合、ステップＳ５０３の処理
を実行し通常のユニット駆動を行なう。シミュレーショ
ンモードで駆動されていると判定された場合、ステップ
Ｓ５０２において、ユニットのシミュレーションを行な
う。

【００１９】次にステップＳ５０４において、シミュレ
ーション結果をシミュレータウィンドウを司るプログラ
ムに返し、処理を抜ける。シミュレータウィンドウを司
るプログラムは、返されたシミュレーション結果を元
に、各サブユニットウィンドウに結果を表示するなどの
処理を行なう。

【００２０】

【発明の適用例】上述の実施例においては、本発明を、
実システムとの切り替えによるシミュレーションに適用
した例を説明したが、本発明のシステムを、シミュレー
ション専用に実装する例も考えられる。例えば、実機制
御用のメインＣＰＵに実ユニットに代えて接続され、メ
インＣＰＵの制御の下に駆動される各ユニットのシミュ
レーションプログラムをシミュレータＣＰＵに搭載し、
その駆動結果をシミュレータＣＰＵのディスプレイまた
は実機のコンソール部に表示させる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、半導体製造装置の各ユ
ニット群を制御するプログラムを、各ユニットのシミュ
レーションを行なう手段を持つ制御プログラムに代替す
るようにしたため、制御プログラムの動作テストやデバ
ッグなどの際、シミュレーションモードで駆動でき、半
導体製造装置本体実機駆動時に必要とされるユニット群
を必ずしも必要としない。このことにより、これまで実
機を用いて行なう必要があった、半導体製造装置制御シ
ステムプログラムのデバッグやコンソールから指示する
パラメータの最適値の抽出等が、プログラムのみで行な
えるようになる。また、実機を用いることなく、各ユニ
ット群の動作を確認することが可能となるため、ステー
ジなどのユニット群の損壊を回避する、という効果も期
待できる。

【００２２】さらに、各ユニット群のシミュレーション
結果を、ディスプレイ上に表示することで、各ユニット
の駆動状況のシミュレーション結果が容易に視認可能と
なる。また各ユニットの駆動時間が時間軸に沿った棒グ
ラフとして表示することで、各ユニットの駆動の履歴を
容易に把握することができる。

【００２３】また、半導体製造装置の新機種のための制
御システムの開発、新規追加される予定のユニットに対
する制御プログラムの開発においても、実際の機種のハ
ードウェア部分が完成することを待つ必要は無く、設計
仕様を満たすシミュレーション動作を行なうプログラム
を提供することによって、ソフトウェア部分の先行開発
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る半導体製造装置シミ
ュレータ構成の外観を示す図である。

【図２】 本発明の他の実施例に係る半導体製造装置シ
ミュレータ構成の外観を示す図である。

【図３】 図２の半導体製造装置シミュレータの機器構
成を示すブロック図である。

【図４】 図２の半導体製造装置シミュレータにおけ
る、シミュレーション結果表示の画面の一部を例示した
ものである。

【図５】 図３の装置構成において、シミュレータＣＰ
Ｕ側での内部動作を示すフローチャートである。

【図６】 図３の装置構成において、各ユニットのシミ
ュレーション機能を持つプログラムの動作を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１０２：ディスプレイ、１０４：キーボード、３２１：
ステッパ制御メインＣＰＵ、３３１：コンソールおよび
シミュレータＣＰＵ、３３２：外部メモリ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体製造装置を構成する複数のユニッ
   トに対する通常の駆動を行なう制御手段と、シミュレー
   ション駆動が要求されているのか、通常の駆動が要求さ
   れているのか判定する判定手段と、シミュレーション駆
   動が要求されている場合、前記通常の駆動に代えて前記
   各ユニットが実際に動作するのと同等の動作をシミュレ
   ーションし、そのシミュレーションにより得られた駆動
   結果を伝達するシミュレーション手段とを具備すること
   を特徴とする半導体製造装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段を実現するプログラムを実
   行するメインＣＰＵと、ユーザの入力を受け入れるコン
   ソール部とを備え、前記判定手段およびシミュレーショ
   ン手段が、前記メインＣＰＵにより実行されるプログラ
   ムの一部として実現され、前記判定手段による判定は前
   記コンソール部から前記メインＣＰＵに入力される信号
   に基づいて実行され、前記駆動結果の伝達は前記メイン
   ＣＰＵから前記コンソール部に対して行なわれ、前記コ
   ンソール部は伝達された駆動結果を表示することを特徴
   とする請求項１記載の半導体製造装置。
3. 【請求項３】 半導体製造装置を構成する各ユニットが
   実際に動作するのと同等の動作をシミュレーションする
   手段と、半導体製造装置において各ユニットに対する制
   御を行なうメインＣＰＵおよびユーザの入力を受け入れ
   るコンソール部を接続され、これらと前記シミュレーシ
   ョン手段との間の通信を確立する手段とを具備すること
   を特徴とする半導体製造装置シミュレータ。
4. 【請求項４】 各ユニットの動作のシミュレーション結
   果を受け取る手段と、受け取ったシミュレーション結果
   を前記コンソール部に表示する手段とを具備することを
   特徴とする請求項３記載のシミュレータ。
5. 【請求項５】 前記シミュレーション結果を時系列に沿
   って記憶する手段と、各ユニットの任意のタイミングに
   おける駆動位置および動作を前記記憶手段から読み出し
   て前記コンソール部に表示する手段とを具備することを
   特徴とする請求項４記載のシミュレータ。
6. 【請求項６】 半導体製造装置と、請求項３〜５のいず
   れか１つに記載のシミュレータと、前記シミュレーショ
   ン動作を起動するのか、通常の半導体製造装置の動作で
   起動するのかを選択する手段とを具備することを特徴と
   する半導体製造システム。