JPH11224837A

JPH11224837A - 処理装置の汚染管理システム

Info

Publication number: JPH11224837A
Application number: JP2368598A
Authority: JP
Inventors: Kengo Nakamura; 謙五中村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 1999-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】塵による汚染をリアルタイムで自動的に解析す
ることが可能な処理装置の汚染管理システムを提供する【解決手段】各処理装置１０の排気ラインの発塵数、各
処理装置１０内で処理された半導体ウェハ上の塵の数、
及び各処理装置１０内で処理された製品ワークの歩留ま
り、及び各工程の作業実績が収集され、装置汚染管理用
データベース１５に登録される。発塵特徴化部１９は、
処理装置１０の発塵数の推移状況と発塵形態登録テーブ
ル２４を比較し、発塵形態を求めて装置汚染管理用デー
タベース１５に登録する。装置汚染管理パラメータ導出
部１８は、粒子検査相関及び歩留まり相関が登録された
相関解析結果登録テーブル２３、ロット別発塵テーブル
２２及び発塵形態別要約テーブル２１を形成する。装置
汚染管理部１７は、各テーブル２０，２１，２２を照合
して、処理装置１０の汚染状況を判定して装置汚染管理
端末１６に通知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置等を製
造するための処理装置において塵による汚染をリアルタ
イムで解析することが可能な処理装置の汚染管理システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置、特に半導体集積回路の製造
工程の大部分は、真空中あるいは低圧下で行われてい
る。回路の集積度が高くなり、かつ製造プロセスが微細
化されるに伴い、微粒子（例えば０.１μｍ程度の塵）
であっても、これが真空の処理装置内に発生すると、製
造歩留まりに大きな影響を与える。このため、この処理
装置内の塵による汚染を管理することは、半導体集積回
路の製造において極めて重要な管理項目である。

【０００３】この様な処理装置内の塵による汚染を管理
するには、まず、この汚染の程度を測定する必要あり、
この測定のために、例えば粒子検査装置を用いた測定方
法が採用されている。この測定方法は、定期的に、半導
体ウェハを処理装置内に導入して、この半導体ウェハに
対する処理を擬似的に行った後、この半導体ウェハを処
理装置から回収し、この半導体ウェハ上に付着した塵の
数を粒子検査装置によって測定し、これによって該処理
装置内の汚染の程度を把握すると言うものである。例え
ば、半導体ウェハ上の塵の数が管理基準値を越えていた
場合には、処理装置内が汚染されていると判断して、こ
の処理装置のクリーニングを行う。

【０００４】また、他には、系内粒子測定装置（パーテ
ィクルモニター）を処理装置内のプロセスガスを排気す
るための排気ラインに設置し、この系内粒子測定装置に
よって該排気ラインの塵の数を検出すると言う測定方法
がある。これによって、排気ラインの塵の数をリアルタ
イムで把握することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記粒
子検査装置を用いた測定方法の場合は、処理装置内で半
導体ウェハに対する処理を擬似的に行うので、このとき
には半導体集積回路の製造を停止する必要がある。ま
た、一回の測定に長時間を費やすので、刻々と変化する
処理装置内の汚染の程度をリアルタイムで把握すること
はできない。

【０００６】また、上記系内粒子測定装置を用いた測定
方法の場合は、処理装置の排気ラインの塵の数をリアル
タイムで把握することができるものの、この排気ライン
の状況が処理装置内の状況とは異なるので、この排気ラ
インの塵の数から処理装置内の塵の数を一義的に導くこ
とはできない。このため、排気ラインの塵の数と処理装
置内の塵の数との相関解析を行ったり、該系内粒子測定
装置による測定結果を解析して、処理装置内の汚染に結
びつく情報を抽出する必要があった。

【０００７】更に、この系内粒子測定装置を用いる場合
は、上記粒子検査装置による測定を併用し、該系内粒子
測定装置による測定結果と該粒子検査装置による測定結
果を比較して相関性を求める必要があった。また、両者
の測定結果の比較により、高い相関性が得られなけれ
ば、該系内粒子測定装置による測定結果と歩留まり間の
相関性を求めることもあった。

【０００８】従って、系内粒子測定装置を採用しても、
大変に多くかつ複雑な解析を行う必要があり、この様な
解析を人手に頼っていたので、多大な時間を費やしてし
まうと言う問題があった。

【０００９】この様に粒子検査装置を用いる場合は、処
理装置内の汚染の程度をリアルタイムで把握することは
できなかった。また、系内粒子測定装置を用いる場合
は、処理装置の排気ラインの塵の数をリアルタイムで把
握することができても、この系内粒子測定装置による測
定結果だけで、処理装置内の汚染の程度を把握すること
はできず、大変に多くかつ複雑な解析を人手に頼ってい
たので、実際の製造ラインの円滑な運用を阻むことがあ
った。

【００１０】そこで、本発明の課題は、上記従来の問題
に鑑みなされたもので、塵による汚染をリアルタイムで
自動的に解析することが可能な処理装置の汚染管理シス
テムを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の処理装置の汚染管理システムは、製品ワー
クを処理する処理装置内の塵の発生量を測定する測定手
段と、前記測定手段によって測定された塵の発生量の推
移に基づいて、塵の発生形態を求める発生形態導出手段
と、前記測定手段によって測定された塵の発生量に基づ
いて、汚染パラメータを求める汚染パラメータ導出手段
と、前記発生形態導出手段によって求められた塵の発生
形態と前記汚染パラメータ導出手段によって求められた
汚染パラメータを対応付けて登録するデータベースと、
前記データベース内の登録内容に基づいて前記処理装置
内の汚染状況を識別する識別手段とを備えている。

【００１２】この様な構成によれば、塵の発生量の推移
に基づき、塵の発生形態を求めてデータベースに登録し
ている。この塵の発生形態は、一時的な塵の数を表すも
のでなく、塵の発生量の様々な推移を表している。ま
た、塵の発生量に基づく汚染パラメータを求め、塵の発
生形態と汚染パラメータを対応付けてデータベースに登
録している。このため、このデータベースの登録内容に
基づいて、処理装置内の汚染状況をより正確に識別する
ことができる。

【００１３】１つの実施形態では、前記発生形態導出手
段は、前記処理装置による製品ワークの処理中に前記測
定手段によって測定された塵の発生量と、塵の発生期間
に基づいて塵の発生形態を求めている。

【００１４】１つの実施形態では、前記発生形態導出手
段は、前記処理装置による製品ワークの処理前に前記測
定手段によって測定された塵の発生量の推移に基づいて
塵の発生形態を求め、前記処理装置による製品ワークの
処理前の塵の発生形態と該処理中の塵の発生形態を対応
付けて前記データベースに登録している。

【００１５】この様に処理装置による製品ワークの処理
前の塵の発生形態と該処理中の塵の発生形態を対応付け
てデータベースに登録しておけば、製品ワークの処理前
と処理中の塵の状況を比較することができるので、処理
装置内の汚染状況をより正確に識別することができる。

【００１６】１つの実施形態では、前記汚染パラメータ
導出手段は、前記測定手段によって測定された塵の発生
量に基づいて、前記処理装置による製品ワークの処理中
の塵の合計発生量、発生量偏差、平均発生量及び最大発
生量のうちの少なくとも１つを汚染パラメータとして求
めている。

【００１７】１つの実施形態では、前記汚染パラメータ
導出手段は、前記測定手段によって測定された塵の発生
量に基づいて、製品ワークの汚染状況を示す予測粒子検
査値及び製品ワークの予測歩留まりを汚染パラメータと
して求めている。

【００１８】この様な製品ワークの汚染状況を示す予測
粒子検査値及び製品ワークの予測歩留まりを求めれば、
これらの予測粒子検査値及び予測歩留まりを参考にし
て、製品ワークの汚染や歩留まりの悪化を未然に防止す
ることができる。

【００１９】１つの実施形態では、前記汚染パラメータ
導出手段は、前記処理装置による複数の処理毎に、前記
測定手段によって測定された塵の発生量と実際の粒子検
査値及び歩留まりに基づいて、粒子検査相関関数及び歩
留まり相関関数を求めておき、前記各処理について求め
られた各粒子検査相関関数及び各歩留まり相関関数のう
ちから、前記測定された塵の発生量と実際の粒子検査値
及び歩留まり間で最も高い相関を表す粒子検査相関関数
及び歩留まり相関関数を選択し、これらの粒子検査相関
関数及び歩留まり相関関数に、次の処理のときに前記測
定手段によって測定された塵の発生量を代入することに
よって、予測粒子検査値及び予測歩留まりを求めてい
る。

【００２０】あるいは、前記汚染パラメータ導出手段
は、前記処理装置による複数の処理毎に、前記測定手段
によって測定された塵の発生量と実際の粒子検査値及び
歩留まりに基づいて、粒子検査相関関数及び歩留まり相
関関数を求めて、これらの関数を前記発生形態導出手段
によって求められた塵の発生形態と対応付けておき、前
記各処理について求められた各粒子検査相関関数及び各
歩留まり相関関数に対応する塵の各発生形態と、次の処
理のときに前記発生形態導出手段によって求められた塵
の発生形態を照合することによって、各粒子検査相関関
数及び各歩留まり相関関数のうちからそれぞれの相関関
数を選択し、これらの相関関数に、前記次の処理のとき
に前記測定手段によって測定された塵の発生量を代入す
ることによって、予測粒子検査値及び予測歩留まりを求
めている。

【００２１】この様に各処理毎に、粒子検査相関関数及
び歩留まり相関関数を求めておき、これらのうちから高
い相関のものを選択すれば、最適の粒子検査相関関数及
び歩留まり相関関数に基づいて予測粒子検査値及び予測
歩留まりを求めることができる。

【００２２】１つの実施形態では、前記汚染パラメータ
導出手段は、前記発生形態導出手段によって求められた
塵の発生形態について、合計発生量、発生量偏差、平均
発生量及び最大発生量のうちの少なくとも１つを汚染パ
ラメータとして求めている。

【００２３】１つの実施形態では、識別手段は、所定の
基準値を与えられ、この基準値と前記データベース内の
登録内容を比較することにより、前記処理装置内の汚染
状況を識別している。

【００２４】１つの実施形態では、識別手段は、識別し
た前記処理装置内の汚染状況を報知している。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して説明する。

【００２６】図１は、本発明の処理装置の汚染管理シス
テムの一実施形態を示すブロック図である。この汚染管
理システムは、半導体集積回路の製造プロセスに用いら
れる複数の処理装置１０内の汚染の状況を解析するもの
であり、各処理装置１０に設けられた複数の系内粒子測
定装置１１、複数の粒子検査装置１２、複数の歩留まり
検査装置１３、製造工程管理ホストコンピュータ１４、
装置汚染管理用データベース１５、装置汚染管理端末１
６、装置汚染管理部１７、装置汚染管理パラメータ導出
部１８、発塵特徴化部１９、管理基準登録テーブル２
０、発塵形態別要約テーブル２１、ロット別発塵テーブ
ル２２、相関解析結果登録テーブル２３及び発塵形態登
録テーブル２４を備えている。

【００２７】各系内粒子測定装置１１は、各処理装置１
０の排気ラインに設けられ、これらの排気ラインの塵の
数（以下発塵数と称す）をそれぞれ検出する。

【００２８】各粒子検査装置１２は、処理装置１０内で
処理された半導体ウェハ上の塵の数を検出するものであ
る。

【００２９】各歩留まり検査装置１３は、製造された半
導体集積回路（以下製品ワークと称する）の不良判定に
伴い、製品ワークの歩留まりを検出するものである。

【００３０】製造工程管理ホストコンピュータ１４は、
製品ワークの製造プロセスを統括的に管理するものであ
り、各工程の作業実績を求める。

【００３１】装置汚染管理用データベース１５は、各系
内粒子測定装置１１によって検出された各処理装置１０
の排気ラインの発塵数、各粒子検査装置１２によって検
出された半導体ウェハ上の塵の数、及び各歩留まり検査
装置１３によって検出された製品ワークの歩留まり、及
び製造工程管理ホストコンピュータ１４によって求めら
れた各工程の作業実績を収集し、これらの情報を格納す
る。

【００３２】発塵特徴化部１９は、装置汚染管理用デー
タベース１５から各処理装置１０の排気ラインの発塵数
を受け取り、各処理装置１０別に、処理装置１０の発塵
数の推移状況と発塵形態登録テーブル２４内のデータを
比較して、塵の発生形態（以下塵の発生を発塵、塵の発
生形態を発塵形態と称す）を求める。更に、発塵特徴化
部１９は、各処理装置１０の発塵形態及び装置汚染管理
用データベース１５内の情報を整理して、各発塵形態を
含む情報を該装置汚染管理用データベース１５に登録す
る。

【００３３】装置汚染管理パラメータ導出部１８は、発
塵特徴化部１９によって整理されて装置汚染管理用デー
タベース１５に登録された情報に基づいて各種の汚染パ
ラメータを求め、これらの汚染パラメータ、各発塵形態
及び各工程の作業実績等を関連付け、これによって形成
された情報を装置汚染管理用データベース１５に登録す
る。また、装置汚染管理パラメータ導出部１８は、各処
理装置１０別に、処理装置１０によって処理される製品
ワークの各ロットに対応して整理した情報をロット別発
塵テーブル２２に登録したり、あるいは処理装置１０の
各発塵形態に対応して整理した情報を発塵形態別要約テ
ーブル２１に登録する。更に、装置汚染管理パラメータ
導出部１８は、各処理装置１０別に、処理装置１０によ
って行われた各処理に対応して汚染パラメータである粒
子検査相関及び歩留まり相関を求め、これらの粒子検査
相関及び歩留まり相関を相関解析結果登録テーブル２３
に登録する。

【００３４】装置汚染管理部１７は、ロット別発塵テー
ブル２２内の登録情報及び発塵形態別要約テーブル２１
内の登録情報を管理基準登録テーブル２０内のデータと
比較して、各処理装置１０別に、処理装置１０における
塵の発生状況（以下汚染状況と称す）が管理基準を越え
ているか否かを判定し、この判定結果を装置汚染管理端
末１６に通知する。装置汚染管理端末１６は、この判定
結果を表示したり、この判定結果に応じてアラームを発
生する。

【００３５】この様な構成の汚染管理システムにおいて
は、各処理装置１０別に、処理装置１０の汚染状況が判
定される。つまり、各処理装置１０別に、発塵特徴化部
１９によって処理装置１０の発塵形態が逐次求められ、
装置汚染管理パラメータ導出部１８によって各ロットに
対応する情報や各発塵形態に対応する情報が求められ、
装置汚染管理部１７によって処理装置１０の汚染状況が
管理基準を越えているか否かが判定され、装置汚染管理
端末１６によって該判定結果が報知される。

【００３６】次に、発塵特徴化部１９、装置汚染管理パ
ラメータ導出部１８及び装置汚染管理部１７によって行
われるそれぞれの処理を詳しく述べる。

【００３７】まず、発塵特徴化部１９は、先に述べた様
に各処理装置１０別に、処理装置１０の発塵数の推移状
況と発塵形態登録テーブル２４内のデータを比較して、
発塵形態を求めている。この発塵形態登録テーブル２４
は、図２に示す様に構成されたものである。ここには、
各処理装置１０別に、複数種類の発塵形態と、これらの
発塵形態を定義するための条件として、「発塵形態始点
識別」、「発塵形態終点識別」、「発塵数基準レベ
ル」、「発塵継続時間」、「最低発塵数」及び「最大発
塵数」が登録されている。これらのうちの「発塵形態始
点識別」、「発塵形態終点識別」及び「発塵数基準レベ
ル」は、実際の発塵継続期間を判定するためのものであ
る。また、「発塵継続時間」、「最低発塵数」及び「最
大発塵数」は、発塵の状況を各発塵形態のいずれかに分
類するために用いられる。

【００３８】例えば、「RIE ETCHER」と称する処理装置
１０に対応して、「通常発塵」、３種類の「突発発塵」
及び３種類の「増加型」が定義されている。

【００３９】通常発塵の場合、発塵形態始点識別及び発
塵形態終点識別においては最大値が発塵数基準レベル１
０以下と定義されているので、系内粒子測定装置１１に
よって検出された処理装置１０の排気ラインの発塵数が
常に１０未満のときに、この通常発塵であると判定され
る。つまり、処理装置１０の排気ラインの発塵数が１０
以上とならない限り、通常発塵であると判定される。

【００４０】また、各突発発塵及び各増加型のいずれの
場合も、発塵形態始点識別及び発塵形態終点識別におい
ては極小値が発塵数基準レベル１０以下と定義されてい
る。つまり、処理装置１０の排気ラインの発塵数が１０
未満の極小値に一旦なってから、この発塵数が１０以上
まで上昇し、この後に発塵数が１０未満の極小値に下降
するまでの期間を発塵継続期間と定義している。

【００４１】更に、突発発塵（低）の場合は、上記発塵
継続期間の定義だけでなく、発塵継続期間が３０分未
満、最低発塵数が１０、最大発塵数が３０となってい
る。つまり、処理装置１０の排気ラインの発塵数が１０
以上３０未満まで上昇し、かつ発塵継続期間が３０分未
満であることが定義されている。そして、この条件を満
たすときに、この突発発塵（低）であると判定される。

【００４２】また、増加型（低）の場合は、上記発塵継
続期間の定義だけでなく、発塵継続期間が３０分以上、
最低発塵数が１０、最大発塵数が３０となっている。つ
まり、処理装置１０の排気ラインの発塵数が１０以上３
０未満まで上昇し、かつ発塵継続期間が３０分以上であ
ることが定義され、この条件を満たすときに、この増加
型（低）であると判定される。

【００４３】図３は、処理装置１０の排気ラインの発塵
数の変化を例示するグラフである。このグラフにおい
て、黒い各丸印及び各四角印は、系内粒子測定装置１１
による発塵数の測定点を示している。各丸印の方は、極
小値であり、全ての各丸印が発塵期間の始点及び終点と
なり得る。

【００４４】ここで、処理装置１０の排気ラインの発塵
数が発塵数基準レベル１０以下のときには、通常発塵と
判定される。また、各黒丸ａ1〜ａ2の期間に、突発発塵
（低）が発生し、更に黒丸ａ3以降の期間に、増加型
（低）が発生している。

【００４５】以上の様な方法によって各処理装置１０別
に発塵形態を求めることができる。更に、処理装置１０
の発塵形態は、該処理装置１０によって処理される各ロ
ット別に、更にロットにおける各製品ワーク別に、ある
いは各処理別に求められる。発塵特徴化部１９は、こう
して求められた各発塵形態を装置汚染管理用データベー
ス１５内の情報と共に整理して、各発塵形態を含む情報
を該装置汚染管理用データベース１５に登録する。この
情報の構成を図４に示す。

【００４６】この図４においては、１つの処理装置１０
に関する情報を示しており、各ロットを示す「ロット識
別番号」、ロットにおける各製品ワークを示す「製品ワ
ーク識別番号」、この処理装置によって行われる工程を
示す「工程識別番号」及び工程における各処理を示す
「処理ステップ」が登録されている。そして、各処理別
に、それぞれの発塵形態等が登録されている。例えば、
ロット識別番号Ａ001の製品ワーク番号１の工程RIEETCH
においては、「搬送」、「ガス導入」、「RF印加」及び
「搬送」と言う４つの処理と、「全体」が登録されてお
り、それぞれについて、「処理開始時間」、「処理終了
時間」、「発塵数」、「処理前発塵形態」及び「処理中
発塵形態」が登録されている。

【００４７】ここで、発塵数は、処理開始時間から処理
終了時間までの間、つまり処理中に測定された処理装置
１０の排気ラインの発塵数の総数を示す。また、処理前
発塵形態は、処理の開始直前の発塵形態を示し、処理中
発塵形態は、処理中の発塵形態を示している。例えば、
製品ワーク番号１の工程RIEETCHにおけるガス導入にお
いては、処理開始時間が０：０１：２５、処理終了時間
が０：０３：３０、発塵数が３５、処理前発塵形態が通
常発塵、処理中発塵形態が突発発塵（中）である。

【００４８】この様に発塵特徴化部１９は、処理装置１
０の発塵数の推移状況と図２に示す発塵形態登録テーブ
ル２４内のデータを比較して、発塵形態を求め、各発塵
形態を含む図４に示す様な情報を装置汚染管理用データ
ベース１５に登録する。

【００４９】次に、装置汚染管理パラメータ導出部１８
は、装置汚染管理用データベース１５内の図４に示す情
報を統計的に分析したり、相関解析結果登録テーブル２
３内の粒子検査相関及び歩留まり相関に基づいて予測粒
子検査値及び予測歩留まりを求め、この結果として、図
５に示す様な構成のロット別発塵テーブル２２及び図６
に示す様な構成の発塵形態別要約テーブル２１を形成す
る。

【００５０】図５のロット別発塵テーブル２２において
は、１つの処理装置１０に関する情報を示しており、こ
の処理装置１０を示す「装置識別番号」、及び各ロット
を示す「ロット識別番号」が登録されている。そして、
各ロット別に、この処理装置によって行われる工程を示
す「工程識別番号」、ロットの各製品ワークの数を示す
「累積処理枚数」、「処理開始時間」及び「処理終了時
間」が登録されている。更に、各ロット別に、汚染管理
パラメータとして、「発塵数合計」、「発塵数偏差」、
「平均発塵数」、「最大発塵数」、「予測粒子検査値」
及び「予測歩留まり」が登録されている。この汚染管理
パラメータは、図４に示す情報を統計的に分析したり、
相関解析結果登録テーブル２３内の粒子検査相関及び歩
留まり相関に基づいて求められる。

【００５１】また、図６の発塵形態別要約テーブル２１
においては、１つの処理装置１０に関する情報を示して
おり、この処理装置１０を示す「装置識別番号」、及び
時間の経過に伴って遷移する各発塵形態が登録されてい
る。そして、各発塵形態別に、「発塵形態開始時間」及
び「発塵形態終了時間」が登録されている。更に、各発
塵形態別に、汚染管理パラメータとして、「発塵数合
計」、「発塵数偏差」、「平均発塵数」及び「最大発塵
数」が登録されている。この汚染管理パラメータは、図
４に示す情報を統計的に分析することによって求められ
る。

【００５２】一方、装置汚染管理パラメータ導出部１８
は、ロット別発塵テーブル２２及び発塵形態別要約テー
ブル２１を形成するばかりでなく、粒子検査相関及び歩
留まり相関を求め、この結果として図７に示す様な構成
の相関解析結果登録テーブル２３を形成する。

【００５３】この図７の相関解析結果登録テーブル２３
においては、１つの処理装置１０に関する情報を示して
おり、この処理装置１０を示す「装置識別番号」、及び
該処理装置１０によって行われた各処理を示す「処理ス
テップ」が登録されている。そして、各処理別に、「処
理前発塵形態」、「処理中発塵形態」、「粒子検査相
関」及び「歩留まり相関」が登録されている。

【００５４】ここで、粒子検査相関及び歩留まり相関
は、次の様な手順で求められる。まず、粒子検査装置１
２は、処理装置１０による各製品ワークの処理過程で、
該処理装置１０内で処理された半導体ウェハ（ダミーの
製品ワーク）上の塵の数を検出し、この検出結果を装置
汚染管理用データベース１５に登録する。装置汚染管理
パラメータ導出部１８は、装置汚染管理用データベース
１５から該処理装置１０内で処理された半導体ウェハ上
の塵の数を読み出すと共に、該処理装置１０に関する図
４に示す情報のうちから各処理の発塵数を読み出し、こ
れらの処理毎に、処理の発塵数と半導体ウェハ上の塵の
数間で回帰分析を行って、粒子検査相関を求める。ま
た、全体（全ての各処理）の発塵数と半導体ウェハ上の
塵の数間でも回帰分析を行って、粒子検査相関を求め
る。この粒子検査相関は、処理の発塵数と半導体ウェハ
上の塵の数間の関係を示す相関関数と、相互間の相関の
強さを示す相関係数からなる。

【００５５】また、歩留まり検査装置１３は、処理装置
１０によって処理された各製品ワークの歩留まりを検出
し、この検出結果を装置汚染管理用データベース１５に
登録する。装置汚染管理パラメータ導出部１８は、装置
汚染管理用データベース１５から該処理装置１０につい
ての歩留まりを読み出すと共に、該処理装置１０に関す
る図４に示す情報のうちから各処理の発塵数を読み出
し、これらの処理毎に、処理の発塵数と歩留まり間で回
帰分析を行って、歩留まり相関を求める。また、全体
（全ての各処理）の発塵数と歩留まり間でも回帰分析を
行って、歩留まり相関を求める。この歩留まり相関は、
処理の発塵数と歩留まり間の関係を示す相関関数と、相
互間の相関の強さを示す相関係数からなる。

【００５６】図７から明らかな様に、相関解析結果登録
テーブル２３においては、１つの処理ステップに処理前
発塵形態及び処理中発塵形態が対応付けられている。例
えば、１番目の搬送に通常発塵及び通常発塵が対応付け
られている。

【００５７】新たな搬送の処理に際し、処理前発塵形態
及び処理中発塵形態が求められた場合、これらの処理前
発塵形態及び処理中発塵形態が図７における１番目の搬
送と同様に共に通常発塵であれば、該新たな搬送の処理
に伴って求められた粒子検査相関及び歩留まり相関を該
１番目の搬送に対応付けて相関解析結果登録テーブル２
３に登録し、この１番目の搬送に対応する粒子検査相関
及び歩留まり相関を更新する。そして、全体に対応する
粒子検査相関及び歩留まり相関をも更新する。

【００５８】また、新たな搬送の処理に際し、処理前発
塵形態及び処理中発塵形態として、例えば突発発塵
（低）及び突発発塵（高）と言う全く新たな組み合わせ
が生じた場合は、搬送、突発発塵（低）及び突発発塵
（高）とともに、新たに求められた粒子検査相関及び歩
留まり相関を相関解析結果登録テーブル２３に追加登録
する。そして、全体に対応する粒子検査相関及び歩留ま
り相関をも更新する。

【００５９】ここで、装置汚染管理パラメータ導出部１
８は、先に述べたロット別発塵テーブル２２における予
測粒子検査値及び予測歩留まりを求めるに際し、相関解
析結果登録テーブル２３から粒子検査相関及び歩留まり
相関を読み出し、これらを用いる。

【００６０】例えば、装置識別番号RIEETCHERの装置に
よって搬送、ガス導入及びＲＦ印加からなる工程が行わ
れた場合、装置汚染管理パラメータ導出部１８は、該工
程の搬送の処理のときの処理前発塵形態及び処理中発塵
形態と相関解析結果登録テーブル２３内の各搬送に対応
する各処理前発塵形態及び各処理中発塵形態を照合し
て、１つの粒子検査相関及び１つの歩留まり相関を選択
する。つまり、該工程の搬送の処理のときの処理前発塵
形態及び処理中発塵形態が通常発塵及び通常発塵であれ
ば、相関解析結果登録テーブル２３内の１番目の搬送に
対応する通常発塵及び通常発塵が一致するので、この搬
送に対応する粒子検査相関及び歩留まり相関が選択され
る。また、該工程の搬送の処理のときの処理前発塵形態
及び処理中発塵形態が相関解析結果登録テーブル２３内
の各搬送に対応する各処理前発塵形態及び各処理中発塵
形態のいずれにも一致しなければ、該工程の搬送の処理
については、粒子検査相関及び歩留まり相関を選択しな
い。

【００６１】同様に、該工程のガス導入及びＲＦ印加の
いずれの処理のときにも、処理前発塵形態及び処理中発
塵形態と相関解析結果登録テーブル２３内の各処理前発
塵形態及び各処理中発塵形態を照合して、粒子検査相関
及び歩留まり相関を選択する。また、全体に対応する粒
子検査相関及び歩留まり相関を選択する。

【００６２】こうして少なくとも１つの粒子検査相関及
び１つの歩留まり相関が選択されると、装置汚染管理パ
ラメータ導出部１８は、これらの相関に対応する処理の
ときの発塵数を該各相関の相関関数に代入して、予測粒
子検査値及び予測歩留まりを求め、これらをロット別発
塵テーブル２２に登録する。また、複数組の粒子検査相
関及び歩留まり相関が選択された場合は、各粒子検査相
関のうちから相関係数のうちの最も大きなもの、つまり
処理の発塵数と半導体ウェハ上の塵の数間の相関が最も
強い粒子検査相関を選択し、この粒子検査相関の相関関
数に対応する処理のときの発塵数を該相関の相関関数に
代入して、予測粒子検査値を求める。同様に、各歩留ま
り相関のうちから相関係数のうちの最も大きなもの、つ
まり処理の発塵数と歩留まり間の相関が最も強い歩留ま
り相関を選択し、この歩留まり相関の相関関数に対応す
る処理のときの発塵数を該相関の相関関数に代入して、
予測歩留まりを求める。

【００６３】また、全体に対応する粒子検査相関及び歩
留まり相関の各相関係数が最も大きなものとなり、これ
らの相関が選択される場合は、各処理の発塵数が少なか
ったり、各処理の発塵数の差が小さいことが多く、この
様なときに全体に対応する粒子検査相関及び歩留まり相
関を選択すると、発塵数と粒子検査値及び歩留まりの相
関性の向上を期待することができる。

【００６４】この様に装置汚染管理パラメータ導出部１
８は、図４に示す情報を統計的に分析したり、相関解析
結果登録テーブル２３内の粒子検査相関及び歩留まり相
関に基づいて予測粒子検査値及び予測歩留まりを求め、
ロット別発塵テーブル２２及び発塵形態別要約テーブル
２１を形成しつつ、新たな粒子検査相関及び歩留まり相
関を求めて、相関解析結果登録テーブル２３の登録内容
を更新している。

【００６５】次に、装置汚染管理部１７は、先に述べた
様にロット別発塵テーブル２２内の登録情報及び発塵形
態別要約テーブル２１内の登録情報と管理基準登録テー
ブル２０内のデータを比較し、処理装置１０の汚染状況
が管理基準を越えているか否かを判定している。

【００６６】この管理基準登録テーブル２０は、図８に
示す様に構成されたものであり、各処理装置１０別に設
けられている。ここには、処理装置１０を示す「装置識
別番号」、「対処方法」、「予測粒子検査値」、「予測
歩留まり」、「発塵形態」、「平均発塵数」及び「最大
発塵数」等が登録されている。

【００６７】この管理基準登録テーブル２０における予
測粒子検査値及び予測歩留まりは、ロット別発塵テーブ
ル２２における予測粒子検査値及び予測歩留まりに対す
るそれぞれの管理基準を定義するものである。ロット別
発塵テーブル２２における予測粒子検査値に対しては、
「２００カウント連続１ロット」、「３００カウント連
続２ロット」と言う２種類の管理基準があり、前者は１
ロットにおいて予測粒子検査値が２００以上となること
を示し、後者は連続する２ロットにおいて予測粒子検査
値が３００以上となることを示している。また、ロット
別発塵テーブル２２における予測歩留まりに対しては、
「６０％連続３ロット」、つまり連続する３ロットにお
いて予測歩留まりが６０パーセント以上と言う管理基準
がある。

【００６８】また、この管理基準登録テーブル２０にお
ける発塵形態、平均発塵数及び最大発塵数は、発塵形態
別要約テーブル２１における発塵形態、平均発塵数及び
最大発塵数に対するそれぞれの管理基準を定義するもの
である。発塵形態別要約テーブル２１における発塵形態
に対しては、「突発発塵（中）」、「突発発塵（高）」
と言う２種類の管理基準がある。また、発塵形態別要約
テーブル２１における平均発塵数に対しては、「３００
カウント１時間２回」、「５０カウント１時間３回」と
言う管理基準があり、前者は平均発塵数が１時間のうち
に３０カウントに２回達したことを示し、後者は平均発
塵数が１時間のうちに５０カウントに３回達したことを
示している。更に、発塵形態別要約テーブル２１におけ
る最大発塵数に対しては、「５０カウント１時間３
回」、つまり最大発塵数が１時間のうちに５０カウント
に３回達したと言う管理基準がある。

【００６９】装置汚染管理部１７は、例えばロット別発
塵テーブル２２における予測粒子検査値と管理基準登録
テーブル２０における予測粒子検査値を比較して、予測
粒子検査値が「２００カウント連続１ロット」と言う管
理基準を満たせば、この管理基準に対応する対処方法、
つまり「ダスト測定による確認」を選択し、このダスト
測定による確認を装置汚染管理端末１６に通知する。装
置汚染管理端末１６は、このダスト測定による確認を表
示したり、アラームを発生する。この様な表示やアラー
ムが発生した場合は、処理装置１０によって半導体ウェ
ハを処理して、この半導体ウェハ上の塵の数を粒子検査
装置１２によって直ちに検出する。

【００７０】また、装置汚染管理部１７は、ロット別発
塵テーブル２２における予測歩留まりと管理基準登録テ
ーブル２０における予測歩留まりを比較して、予測歩留
まりが「６０％連続３ロット」と言う管理基準を満たせ
ば、この管理基準に対応する対処方法「ウェットクリー
ニング」を選択し、このウェットクリーニングを装置汚
染管理端末１６に通知する。これに応答して装置汚染管
理端末１６はウェットクリーニングを報知するので、処
理装置１０のウェットクリーニングを直ちに実行する。

【００７１】この様なロット別発塵テーブル２２内の登
録情報から処理装置１０の汚染状況を判定する場合は、
ロット単位で汚染状況が判定されるので、長期的な汚染
の推移を把握するのに特に有効である。

【００７２】更に、装置汚染管理部１７は、発塵形態別
要約テーブル２１における発塵形態と管理基準登録テー
ブル２０における発塵形態を比較して、発塵形態が「発
塵形態（中）」と言う管理基準を満たせば、この管理基
準に対応する対処方法「ドライクリーニング」を選択
し、このドライクリーニングを装置汚染管理端末１６に
通知する。これに応答して装置汚染管理端末１６はドラ
イクリーニングを報知するので、処理装置１０のドライ
クリーニングを直ちに実行する。

【００７３】この様な発塵形態別要約テーブル２１内の
登録内容から処理装置１０の汚染状況を判定する場合
は、汚染状況が頻繁に判定されるので、短期的な汚染の
推移を把握するのに特に有効である。

【００７４】次に、本実施形態の汚染管理システムによ
る一連の処理を図９のフローチャートに従って整理して
説明する。

【００７５】まず、各処理装置１０の排気ラインの発塵
数、各処理装置１０内で処理された半導体ウェハ上の塵
の数、及び各処理装置１０内で処理された製品ワークの
歩留まり、及び各工程の作業実績が収集され、装置汚染
管理用データベース１５に登録される（ステップ１０
１）。

【００７６】発塵特徴化部１９は、処理装置１０の発塵
数の推移状況と図２の発塵形態登録テーブル２４を比較
して、発塵形態を求め、この発塵形態及び装置汚染管理
用データベース１５内の情報を整理して、図４の情報を
装置汚染管理用データベース１５に登録する（ステップ
１０２）。

【００７７】装置汚染管理パラメータ導出部１８は、系
内粒子測定装置１１によって検出された発塵数と粒子検
査装置１２によって検出された半導体ウェハ上の塵の数
間で回帰分析を行って、粒子検査相関を求める。また、
系内粒子測定装置１１によって検出された発塵数と歩留
まり検査装置１３によって検出された歩留まり間で回帰
分析を行って、歩留まり相関を求める。そして、装置汚
染管理パラメータ導出部１８は、粒子検査相関及び歩留
まり相関が登録された相関解析結果登録テーブル２３を
形成する（ステップ１０３）。

【００７８】装置汚染管理パラメータ導出部１８は、装
置汚染管理用データベース１５内の図４の情報を統計的
に分析したり、相関解析結果登録テーブル２３内の粒子
検査相関及び歩留まり相関に基づいて予測粒子検査値及
び予測歩留まりを求め、図５のロット別発塵テーブル２
２及び図６の発塵形態別要約テーブル２１を形成する
（各ステップ１０４，１０５）。

【００７９】装置汚染管理部１７は、ロット別発塵テー
ブル２２内の登録情報及び発塵形態別要約テーブル２１
内の登録情報を管理基準登録テーブル２０内のデータと
比較して、処理装置１０の汚染状況が管理基準を越えて
いるか否かを判定し、この判定結果を装置汚染管理端末
１６に通知する。装置汚染管理端末１６は、この判定結
果を報知する（ステップ１０６）。

【００８０】この様に本実施形態では、各処理装置毎
に、発塵数の推移に基づいて発塵形態を求めると共に、
発塵数に基づいて粒子検査相関及び歩留まり相関を求
め、ロット別に、あるいは発塵形態別に、発塵数、発塵
形態及び汚染パラメータ（予測粒子検査値及び予測歩留
まり等からなる）等を対応付けて登録しておき、この登
録内容を監視することにより、長期的及び短期的な処理
装置の汚染の推移を精度良くリアルタイムで把握するこ
とが可能となる。

【００８１】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものでなく、多様な変形が可能である。また、半導体
集積回路の製造プロセスに用いられる処理装置の汚染状
況だけでなく、汚染状況が製品ワークの歩留まりに直接
的に反映される処理装置であれば、如何なる種類の処理
装置であっても、本発明は有効である。

【００８２】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の処理装置の
汚染管理システムは、製品ワークを処理する処理装置内
の塵の発生量を測定する測定手段と、前記測定手段によ
って測定された塵の発生量の推移に基づいて、塵の発生
形態を求める発生形態導出手段と、前記測定手段によっ
て測定された塵の発生量に基づいて、汚染パラメータを
求める汚染パラメータ導出手段と、前記発生形態導出手
段によって求められた塵の発生形態と前記汚染パラメー
タ導出手段によって求められた汚染パラメータを対応付
けて登録するデータベースと、前記データベース内の登
録内容に基づいて前記処理装置内の汚染状況を識別する
識別手段とを備えている。

【００８３】この様な構成によれば、塵の発生量の推移
に基づき、塵の発生形態を求めてデータベースに登録し
ている。この塵の発生形態は、一時的な塵の数を表すも
のでなく、塵の発生量の様々な推移を表している。ま
た、塵の発生量に基づく汚染パラメータを求め、塵の発
生形態と汚染パラメータを対応付けてデータベースに登
録している。このため、このデータベースの登録内容に
基づいて、処理装置内の汚染状況をより正確に識別する
ことができる。

【００８４】１つの実施形態によれば、塵の発生形態
は、前記処理装置による製品ワークの処理中に前記測定
手段によって測定された塵の発生量と、塵の発生期間に
基づいて求められる。

【００８５】１つの実施形態によれば、製品ワークの処
理前の塵の発生形態と該処理中の塵の発生形態を対応付
けて前記データベースに登録している。

【００８６】この様に処理装置による製品ワークの処理
前の塵の発生形態と該処理中の塵の発生形態を対応付け
てデータベースに登録しておけば、製品ワークの処理前
と処理中の塵の状況を比較することができるので、処理
装置内の汚染状況をより正確に識別することができる。

【００８７】１つの実施形態によれば、塵の発生量に基
づいて、製品ワークの処理中の塵の合計発生量、発生量
偏差、平均発生量及び最大発生量のうちの少なくとも１
つを汚染パラメータとして求めている。

【００８８】１つの実施形態によれば、塵の発生量に基
づいて、製品ワークの汚染状況を示す予測粒子検査値及
び製品ワークの予測歩留まりを汚染パラメータとして求
めている。

【００８９】この様な製品ワークの汚染状況を示す予測
粒子検査値及び製品ワークの予測歩留まりを求めれば、
これらの予測粒子検査値及び予測歩留まりを参考にし
て、製品ワークの汚染や歩留まりの悪化を未然に防止す
ることができる。

【００９０】１つの実施形態によれば、複数の処理毎
に、塵の発生量と実際の粒子検査値及び歩留まりに基づ
いて、粒子検査相関関数及び歩留まり相関関数を求めて
おき、前記各処理について求められた各粒子検査相関関
数及び各歩留まり相関関数のうちから相関の高いものを
適宜に選択し、これらの相関関数に、次の処理のときの
塵の発生量を代入することによって、予測粒子検査値及
び予測歩留まりを求めている。

【００９１】この様に各処理毎に、粒子検査相関関数及
び歩留まり相関関数を求めておき、これらのうちから高
い相関のものを選択すれば、最適の粒子検査相関関数及
び歩留まり相関関数に基づいて予測粒子検査値及び予測
歩留まりを求めることができる。

【００９２】１つの実施形態によれば、塵の発生形態に
ついて、合計発生量、発生量偏差、平均発生量及び最大
発生量のうちの少なくとも１つを汚染パラメータとして
求めている。

【００９３】１つの実施形態によれば、所定の基準値を
与えられ、この基準値と前記データベース内の登録内容
を比較することにより、処理装置内の汚染状況を識別し
ている。

【００９４】１つの実施形態によれば、処理装置内の汚
染状況を報知している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理装置の汚染管理システムの一実施
形態を示すブロック図である。

【図２】図１のシステムにおける発塵形態登録テーブル
の構成を示す図である。

【図３】図１のシステムにおける処理装置の排気ライン
の発塵数の変化を例示するグラフである。

【図４】図１のシステムにおける装置汚染管理用データ
ベースに登録される情報を示す図である。

【図５】図１のシステムにおけるロット別発塵テーブル
の構成を示す図である。

【図６】図１のシステムにおける発塵形態別要約テーブ
ルの構成を示す図である。

【図７】図１のシステムにおける相関解析結果登録テー
ブルの構成を示す図である。

【図８】図１のシステムにおける管理基準登録テーブル
の構成を示す図である。

【図９】図１のシステムにおける処理過程を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１０処理装置１１系内粒子測定装置１２粒子検査装置１３歩留まり検査装置１４製造工程管理ホストコンピュータ１５装置汚染管理用データベース１６装置汚染管理端末１７装置汚染管理部１８装置汚染管理パラメータ導出部１９発塵特徴化部２０管理基準登録テーブル２１発塵形態別要約テーブル２２ロット別発塵テーブル２３相関解析結果登録テーブル２４発塵形態登録テーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】製品ワークを処理する処理装置内の塵の
発生量を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された塵の発生量の推移に基
づいて、塵の発生形態を求める発生形態導出手段と、前記測定手段によって測定された塵の発生量に基づい
て、汚染パラメータを求める汚染パラメータ導出手段
と、前記発生形態導出手段によって求められた塵の発生形態
と前記汚染パラメータ導出手段によって求められた汚染
パラメータを対応付けて登録するデータベースと、前記データベース内の登録内容に基づいて前記処理装置
内の汚染状況を識別する識別手段とを備える処理装置の
汚染管理システム。
【請求項２】前記発生形態導出手段は、前記処理装置
による製品ワークの処理中に前記測定手段によって測定
された塵の発生量と、塵の発生期間に基づいて塵の発生
形態を求める請求項１に記載の処理装置の汚染管理シス
テム。
【請求項３】前記発生形態導出手段は、前記処理装置
による製品ワークの処理前に前記測定手段によって測定
された塵の発生量の推移に基づいて塵の発生形態を求
め、前記処理装置による製品ワークの処理前の塵の発生形態
と該処理中の塵の発生形態を対応付けて前記データベー
スに登録する請求項１に記載の処理装置の汚染管理シス
テム。
【請求項４】前記汚染パラメータ導出手段は、前記測
定手段によって測定された塵の発生量に基づいて、前記
処理装置による製品ワークの処理中の塵の合計発生量、
発生量偏差、平均発生量及び最大発生量のうちの少なく
とも１つを汚染パラメータとして求める請求項１に記載
の処理装置の汚染管理システム。
【請求項５】前記汚染パラメータ導出手段は、前記測
定手段によって測定された塵の発生量に基づいて、製品
ワークの汚染状況を示す予測粒子検査値及び製品ワーク
の予測歩留まりを汚染パラメータとして求める請求項１
に記載の処理装置の汚染管理システム。
【請求項６】前記汚染パラメータ導出手段は、前記処
理装置による複数の処理毎に、前記測定手段によって測
定された塵の発生量と実際の粒子検査値及び歩留まりに
基づいて、粒子検査相関関数及び歩留まり相関関数を求
めておき、前記各処理について求められた各粒子検査相
関関数及び各歩留まり相関関数のうちから、前記測定さ
れた塵の発生量と実際の粒子検査値及び歩留まり間で最
も高い相関を表す粒子検査相関関数及び歩留まり相関関
数を選択し、これらの粒子検査相関関数及び歩留まり相
関関数に、次の処理のときに前記測定手段によって測定
された塵の発生量を代入することによって、予測粒子検
査値及び予測歩留まりを求める請求項５に記載の処理装
置の汚染管理システム。
【請求項７】前記汚染パラメータ導出手段は、前記処
理装置による複数の処理毎に、前記測定手段によって測
定された塵の発生量と実際の粒子検査値及び歩留まりに
基づいて、粒子検査相関関数及び歩留まり相関関数を求
めて、これらの関数を前記発生形態導出手段によって求
められた塵の発生形態と対応付けておき、前記各処理に
ついて求められた各粒子検査相関関数及び各歩留まり相
関関数に対応する塵の各発生形態と、次の処理のときに
前記発生形態導出手段によって求められた塵の発生形態
を照合することによって、各粒子検査相関関数及び各歩
留まり相関関数のうちからそれぞれの相関関数を選択
し、これらの相関関数に、前記次の処理のときに前記測
定手段によって測定された塵の発生量を代入することに
よって、予測粒子検査値及び予測歩留まりを求める請求
項５に記載の処理装置の汚染管理システム。
【請求項８】前記汚染パラメータ導出手段は、前記発
生形態導出手段によって求められた塵の発生形態につい
て、合計発生量、発生量偏差、平均発生量及び最大発生
量のうちの少なくとも１つを汚染パラメータとして求め
る請求項１に記載の処理装置の汚染管理システム。
【請求項９】識別手段は、所定の基準値を与えられ、
この基準値と前記データベース内の登録内容を比較する
ことにより、前記処理装置内の汚染状況を識別する請求
項１に記載の処理装置の汚染管理システム。
【請求項１０】識別手段は、識別した前記処理装置内
の汚染状況を報知する請求項１に記載の処理装置の汚染
管理システム。