JPH11345752A

JPH11345752A - 半導体製造方法とそのための電子コントロールカード，半導体製造装置及び半導体検査装置

Info

Publication number: JPH11345752A
Application number: JP15142198A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Tsunoda; 茂角田; Shinji Sasaki; 新治佐々木; Naoki Go; 直樹郷; Hidetoshi Anami; 秀利阿南
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-06-01
Filing date: 1998-06-01
Publication date: 1999-12-14
Anticipated expiration: 2018-06-01
Also published as: JP3926478B2

Abstract

(57)【要約】【課題】プロセス異常に気づかずに不良品を作り込む
ことを防止可能とする。【解決手段】半導体製造装置１は、ウエハの処理中、
この処理に関する装置パラメータをデータ処理装置２に
送る。データ処理装置２では、これまでの装置パラメー
タや半導体検査装置３の検査結果から求めた良品取得確
率分布関数ｆ０が保持されており、送られてきた装置パ
ラメータと確率分布関数ｆ０とを照合して製造装置１で
処理されているウエハの異常発生確率を求め、これに応
じてこのウエハの検査装置３での検査方法や検査の優先
順位を決めるとともに、異常発生確率が高い場合、製造
装置１の表示装置に警報や対策指示を与えたり、想定さ
れる不良の種類によりウェハ面内またはロット内の検査
数やレシピを変える指示を出す。そして、検査装置３か
ら検査結果があると、この検査結果に基づいて確率分布
関数ｆ０を修正し、次に処理されるウエハの異常発生確
率の決定に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程に
おいて後続工程が検査工程となっている工程に関係す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来用いられている半導体製造方法で
は、個々の製造装置が夫々独自にウェハ処理中のパラメ
ータを測定して記録している。ここで、ウェハ処理中の
パラメータとは、例えば、薄膜上にパターン構造を形成
するためのドライエッチング装置の場合には、発光スペ
クトルや、エッチングの終点判定のために用いられる特
定の波長の光強度の時間変化，消費電力，印加電圧，処
理圧力，ガス流量，電極温度などであり、また、薄膜を
形成するためのＣＶＤ装置やスパッタリング装置の場合
には、消費電力や印加電圧，処理圧力，ガス流量，電極
温度などであり、また、ウェハの洗浄装置の場合には、
薬液の濃度や流量，温度などである。かかるパラメータ
のうち製造条件に関わるもの（例えば、消費電力や印加
電圧，流量，圧力，温度など）は、処理環境を一定にし
て製品の品質を確保するために、所定の値に制御されて
いる。従って、これらのパラメータは、所定の値に保た
れているのが当然なので、測定されるだけで記録には残
されないことが多い。

【０００３】一方、ウェハ検査装置では、決められた検
査頻度やレシピ（検査手法）で検査が行なわれる。検査
装置のレシピにも、例えば、散乱光強度の閾値やレーザ
光強度，測定場所，測定点数，ロット中で検査をする枚
数などのパラメータがある。これらのパラメータは、例
えば、Ａ工程では、ウェハ番号１５のウェハのみについ
て面内の決められた位置を１０点検査するというよう
に、工程によって決まっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法で
は、製造装置でのウェハ処理中にパラメータの異常を見
逃した場合、早くともそのロットの処理が終了するま
で、そのパラメータの異常に起因する不良を作り続けて
しまうことになる。最も遅い場合には、パラメータの異
常に起因した不良が検査装置の検査対象となるウェハに
発生するが、通常抜き取り検査が行なわれるものである
から、この不良となったウエハが検査されるまで不良品
が作り続けられることになり、工程の歩留まりを低下さ
せてしまう。

【０００５】それを防ぐための対応策として、１ロット
当たり検査するウェハの個数を増やしたり、ウェハ面内
での検査する点数を増やしたりすることにより、見逃し
てしまう不良品の個数を減らし、対策が早く行なえるよ
うにすることが考えられる。しかし、これでは、検査が
律速となり、工程のスループットを低下させることにな
る。

【０００６】そこで、検査工程が律速になることを防ぐ
ために、検査装置の性能を向上させて検査速度を高める
ことが考えられるが、これには技術的な課題が大きく、
一朝一夕では解決することができず、現在の半導体製造
ラインに直ちに適用することは困難である。また、検査
装置の台数を増やしたり、検査装置の作業員を増やした
りすることも考えられるが、製造コストを上昇させてし
まうことになる。特に、今後のウェハの大口径化や半導
体装置の高集積化に伴い、ウェハや検査装置の単価は上
がるにもかかわらず、供給過剰などによって高い付加価
値の半導体装置の価格低化が進行する場合、歩留まりの
低下と製造コストの上昇は致命的な問題である。

【０００７】さらに、新製品や新規ラインの立ち上げ時
期，新機種の製造装置の導入時期または半導体装置の開
発期間の場合には、過去の経験が不足しているために、
適切な検査頻度が不明である。また、製造装置から得ら
れる測定パラメータがどのような変化を示すと、製品に
異常として現れるのかも不明である。そのため、検査頻
度を過剰にせざるを得なくなり、開発コストの上昇と開
発期間の長期化を招くことになる。このことは、日進月
歩の新製品開発競争の中においては、致命的な問題とな
る。

【０００８】本発明の目的は、かかる問題を解消し、同
じパラメータ異常に起因する不良ウェハまたはロットを
２つ以上作り込むことを防止し、検査工程が律速になる
ことなく、歩留まりの低下と製造コスト上昇を防ぐこと
ができるようにした半導体製造方法，装置及び半導体検
査装置を提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、新製品や新規ライン
の立ち上げ時期または新しい半導体装置の開発期間で
は、検査を頻度の過不足なく行なうことにより、開発コ
ストの低減や開発期間の短縮を実現可能とした半導体製
造方法，装置及び半導体検査装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による半導体製造方法は、半導体製造装置
と、該半導体製造装置で処理されたウェハやロットを検
査する半導体検査装置と、該半導体製造装置及び該半導
体検査装置との通信によってウェハやロットの処理中の
該半導体製造装置の装置パラメータと該ウェハや該ロッ
トの検査結果を収集・蓄積し両者の相関関数を扱うデー
タ処理装置とからなるシステムを用い、該データ処理装
置が、該半導体製造装置から得られた該装置パラメータ
を該相関関数に照らして、該半導体製造装置で処理中の
該ウエハやロットが統計的に不良品になる確率が高い場
合、該半導体製造装置の表示装置に該ウェハや該ロット
の処理中または処理終了後に警報や対策指示を与えるも
のである。

【００１１】また、本発明による半導体製造装置は、ウ
エハやロットを処理して装置パラメータを発生し、表示
装置を備えるとともに、処理した該ウェハや該ロットを
検査する半導体検査装置との通信によって得られた該ウ
ェハや該ロットの検査結果と該ウェハや該ロットの処理
中に該装置パラメータを収集・蓄積し、該検査結果と該
装置パラメータとの相関関数を扱うデータ処理装置を内
蔵したものであって、該データ処理装置が、該装置パラ
メータを該相関関数に照らして、該半導体製造装置で処
理中の該ウエハやロットが統計的に不良品になる確率が
高い場合、該表示装置に該ウェハや該ロットの処理中ま
たは処理終了後に警報や対策指示を送るようにする。

【００１２】さらに、本発明による半導体検査装置は、
半導体製造装置で処理されたウエハやロットを検査し、
該半導体製造装置との通信によって得られた該ウェハや
該ロットの処理中の該半導体製造装置の装置パラメータ
と該ウェハや該ロットの検査結果を収集・蓄積して、両
者の相関関数を扱うデータ処理装置を内蔵しており、該
データ処理装置が、該装置パラメータを該相関関数に照
らして、該半導体製造装置で処理中の該ウエハやロット
が統計的に不良品になる確率が高い場合、該表示装置に
対して、該ウェハや該ロットの処理終了後に警報や対策
指示を送るようにする。

【００１３】

【発明の実施の形態】まず、本発明の概要を説明する。
半導体製造装置のパラメータ異常によって不良品が発生
した場合、それを複数製造しないようにすることが有効
である。そのためには、半導体製造装置のウエハやロッ
トの処理に関するパラメータ（以下、装置パラメータと
いう）に異常が見られた場合、そのウェハまたはロット
の処理終了後（処理後のウエハやロットを、以下、まと
めて製品という場合もある）、他のウェハやロットに対
して優先して検査を行ない、その結果不良が発生してい
ることが判明した場合には、迅速にその原因を明らかに
して、この半導体製造装置のメンテナンスを行なうなど
の対策を講じる必要がある。

【００１４】しかしながら、装置パラメータに通常とは
異なる値や波形が見られたからといって、必ずしも処理
されるウェハやロット上で不良が発生したとは限らない
し、また、１台の半導体検査装置が１台の半導体製造装
置で製造された製品のみを専門的に検査しているわけで
はなく、同じ半導体検査装置が複数の半導体製造装置で
製造された夫々の製品を検査しなければならないことが
通常である。そこで、装置パラメータに通常とは異なる
値や波形が見られた場合には、処理されるウェハやロッ
ト上で実際に不良が発生しているかどうかに限らず、そ
の処理後に検査が行なわれるのであるが、同じ半導体検
査装置が複数の半導体製造装置で製造された製品を検査
する場合、２以上の半導体製造装置でのウエハやロット
の検査が同時となる場合があり（例えば、ある製品の検
査中に２以上の半導体製造装置での処理が終了して夫々
の製品を検査する必要がある場合）、このために、夫々
の半導体製造装置からの製品に検査の優先順位を設定
し、その優先順位が高い順に検査を行なうようにするこ
とが考えられる。

【００１５】しかし、このように製品に優先順位を設定
したとしても、優先順位の設定によっては、同時に検査
対象となる２以上の半導体製造装置の製品に同じ優先順
位が設定されている場合もあり得るものであり、このよ
うな場合、半導体検査装置上で混乱をきたす可能性があ
る。

【００１６】そこで、本発明では、製品に不良が発生す
る確率に応じた検査の優先順位を与えて検査を行なうよ
うにすることにより、かかる問題の解決を図っている。

【００１７】かかる優先順位の決定はデータ処理装置で
行なわれるが、ここで、製品の検査頻度やレシピを決定
する要素となる装置パラメータとともに、検査の優先順
位の決定方法について説明する。

【００１８】データ処理装置は、半導体製造装置の処理
中のウエハやロット（以下では、処理対象をウエハとし
て説明するが、ロットについても同様である）の処理に
関する製造パラメータの収集・蓄積を行なう。ここで、
簡単のために、取り扱う装置パラメータを、時間ｔの関
数として、Ｘｎ(ｔ）で表わす。但し、ｎ＝１，２，
３，……，ｍであって、ここでは、半導体製造装置にｍ
個の装置パラメータがあるものとし、そのｎ番目の装置
パラメータをＸｎ(ｔ）とするものである。なお、装置
パラメータＸｎ(ｔ）の個数ｍは半導体製造装置に応じ
たものであって、その個数が等しい半導体製造装置もあ
るし、互いに個数が異なる半導体製造装置もある。

【００１９】ところで、装置パラメータＸｎ(ｔ)を時間
ｔの関数のままでは取扱いが複雑になるので、この装置
パラメータＸｎ(ｔ)の特徴を示す値を抽出し、その値を
特徴パラメータτ(Ｘｎ：ｐ)として定義する。但し、ｐ
＝１，２，３，……，ｑであって、装置パラメータＸｎ
(ｔ）の特徴はｑ種類あるものとし(但し、ｑの値、即
ち、特徴の種類は装置パラメータＸｎ(ｔ)夫々に応じた
ものであり、異なる装置パラメータＸｎ(ｔ)で構成とな
る場合もあるし、等しい場合もある）、特徴パラメータ
τ(Ｘｎ：ｐ)は装置パラメータＸｎ(ｔ)のｐ番目の特徴
を示す値とする。なお、これら特徴パラメータτ(Ｘ
ｎ：ｐ）は、量子化されていることが望ましい。

【００２０】ここで、半導体製造装置の装置パラメータ
Ｘｎ(ｔ）がｍ個あるものとして、データ処理装置に
は、かかるｍ個の装置パラメータＸｎ(ｔ）の特徴パラ
メータτ(Ｘｎ：ｐ）を用いて、次のように定義される
良品取得度数分布関数Ｆ０、即ち、Ｆ０[τ(Ｘ１：１），……，τ(Ｘ１：ｑ１），τ(Ｘ２：１），…… ，τ(Ｘｎ：１），……，τ(Ｘｎ：ｑｎ），…… ，τ(Ｘｍ：ｑｍ）］ ……（１）が半導体製造装置毎に記憶されている。但し、ｑ１，…
…，ｑｎ，……，ｑｍは装置パラメータＸ１(ｔ），…
…，Ｘｎ(ｔ），……，Ｘｍ(ｔ）の特徴パラメータ数で
ある。

【００２１】なお、［τ(Ｘ１：１），……，τ(Ｘ１：
ｑ１），τ(Ｘ２：１），……，τ(Ｘｎ：１），……，
τ(Ｘｎ：ｑｎ），……，τ(Ｘｍ：ｑｍ)］は、ｚ次元
の空間座標を表わしている(ｚはｍ個の装置パラメータ
Ｘｎ(ｔ）の特徴パラメータの総数であり、上記の例で
は、ｚ＝ｑ１＋……＋ｑｎ＋……＋ｑｍである）。ここ
で、この良品取得度数分布関数Ｆ０は、このｚ次元の各
空間座標毎の良品である製品の取得回数と不良品である
製品の取得回数との差を表わしており、この差を度数ｙ
という。

【００２２】また、各空間座標［τ(Ｘ１：１），…
…，τ(Ｘ１：ｑ１），τ(Ｘ２：１），……，τ(Ｘ
ｎ：１），……，τ(Ｘｎ：ｑｎ），……，τ(Ｘｍ：ｑ
ｍ)］毎の事象が起こった度数ｙを現在までの半導体検
査装置の検査回数Ｎで割った値の分布関数を良品取得確
率分布関数ｆ０する。これは、ｆ０[τ(Ｘ１：１），……，τ(Ｘ１：ｑ１），τ(Ｘ２：１），…… ，τ(Ｘｎ：１），……，τ(Ｘｎ：ｑｎ），…… ，τ(Ｘｍ：ｑｍ）］ ……（２）で表わされる。データ処理装置には、かかる良品取得確
率分布関数ｆ０も記憶されている。

【００２３】従って、ある半導体製造装置であるウェハ
を処理したときの夫々装置パラメータＸｎ（ｔ）から得
られた特徴パラメータがτ(Ｘｎ：１），τ(Ｘｎ：
２），……，τ(Ｘｎ：ｑｎ）であるとすると、良品取
得確率分布関数ｆ０のこれら特徴パラメータで決まる座
標位置での値（即ち、良品取得度数分布関数Ｆ０のこの
座標位置での度数を検査回数Ｎで割った値）が求められ
る。この値は上記の特徴パラメータが得られたときの製
品が良品である確率を表わすものであって、以下、良品
取得確率ｆ０_Vという。このようにして得られた良品取
得確率ｆ０_Vを基に、半導体検査装置でのこの製品に対
する検査頻度や検査レシピ，検査優先順位が決められ
る。

【００２４】ところで、このように良品取得確率分布関
数ｆ０を基に検査の優先順位を決定すると、異なる半導
体製造装置で処理されるウエハに対する良品取得度数分
布関数Ｆ０、従って、良品取得確率分布関数ｆ０は互い
に独立であるから、異なる２以上の半導体製造装置で得
られる製品間で同じ優先順位が設定されることもある
し、また、同じ優先順位の製品の検査が同時に指示され
る場合もあり得る。

【００２５】そこで、本発明では、このように良品取得
確率分布関数ｆ０を基に設定される優先順位に、例え
ば、工程の重要度(例えば、工程が上流であるか下流で
あるか、ウェハの付加価値，対象となった製造装置や次
工程の仕掛かり量など）に応じて重み付けを行ない、同
じ優先順位のウェハが存在しないようにする。

【００２６】次に、かかる良品取得度数分布関数Ｆ０や
良品取得確率分布関数ｆ０を最も正確な形で得ることが
できるようにする方法について説明する。

【００２７】ある半導体製造装置でウェハを製造中に得
られた夫々の装置パラメータＸｎ（ｔ）の特徴パラメー
タが夫々τ(Ｘｎ：１），τ(Ｘｎ：２），……，τ(Ｘ
ｎ：ｑｎ）とし、かつその製品の検査結果が良品であっ
たとすると、良品取得度数分布関数Ｆ０でのｚ次元の座
標空間の座標位置[τ(Ｘｎ：１），τ(Ｘｎ：２），…
…，τ(Ｘｎ：ｑｎ)］（なお、以下では、表現が長くな
るので、ｚ次元の座標空間の座標位置を、このように、
ｎ番目の装置パラメータＸｎ(ｔ）の特徴パラメータの
みで表わし、他の装置パラメータの特徴パラメータは省
略する。良品取得確率分布関数ｆ０についても、同様と
する）の度数ｙを、これまでの値に１を加えて、ｙ＋１
とする。また、もし、この製品が不良品であるときに
は、度数をｙ−１とする。

【００２８】このようにして得られた新たな良品取得度
数分布関数をＦ１とする。この場合、製品が良品であっ
ても、また、不良品であっても、検査回数は、１回増え
るので、Ｎ＋１とする。そして、良品取得度数分布関数
Ｆ１の各座標位置における度数をＮ＋１で割った結果を
新たな良品取得確率分布関数ｆ１とする。

【００２９】次の検査対象となるウェハに対しては、こ
のようにして得られた良品取得度数分布関数Ｆ１と良品
取得確率分布関数ｆ１とを夫々新たな良品取得度数分布
関数Ｆ０，良品取得確率分布関数ｆ０として用い、同様
の操作を繰り返す。

【００３０】このようにして、製品の検査毎に良品取得
度数分布関数Ｆ０と良品取得確率分布関数ｆ０を新たに
決定することにより、例えば、不良には結びつかない
が、経時変化のように緩やかに装置パラメータが推移し
ても、良品取得度数分布関数Ｆ０と良品取得確率分布関
数ｆ０とはその変化に追従することになる。

【００３１】また、新機種の半導体製造装置や新規製造
ラインの立ち上げ時期，新製品の開発時期においては、
当然良品取得度数分布関数Ｆ０や良品取得確率分布関数
ｆ０の全ての空間座標[τ(Ｘｎ：１），τ(Ｘｎ：
２），……，τ(Ｘｎ：ｑ)］での値（即ち、度数ｙや良
品取得確率ｆ０_V）は０となっている。このような場合
には、特徴パラメータがどのような値のときに良品が取
れるか不明であるので、まず、処理される全てのウェハ
に対して検査を行なう。その後、検査を重ねて、上記の
手順により、良品取得度数分布関数Ｆ０や良品取得確率
分布関数ｆ０を更新していき、これら関数Ｆ０，ｆ０が
明確な分布を持つようになったとき、即ち、良品取得度
数ｙの最大値がある閾値、例えば、５０になったときか
ら、良品取得確率分布関数ｆ０を用いて検査の優先順位
などを決めるようにする。

【００３２】このようにすることにより、試作から量産
に至る間に良品取得度数分布関数Ｆ０や良品取得確率分
布ｆ０のトレンドを得ることができ、その分布が確立す
るに従って検査するウェハ数も減らしていくことができ
る。

【００３３】なお、以上の説明では、簡単のために、ウ
ェハ処理に関わるパラメータは時間ｔだけの１変数の関
数として扱かったが、これのみに限られるものではな
く、この他に、プラズマやＵＶ光などを用いる場合に
は、発光強度Ｉ(λ）という波長の関数、または、発光
強度Ｉ(λ，ｔ）という波長と時間の関数になることも
考えられるし、ラジカルやガスのマススペクトルの場合
には、質量数と時間の関数になることも考えられるし、
交流の電源を用いる装置の場合には、電圧と時間、また
は、電圧波形のＦＦＴスペクトルと時間の関数になるこ
とも考えられる。さらに、装置壁面の温度分布などは、
Ｔ(ｘ，ｙ，ｔ）のように、３変数のパラメータとな
る。

【００３４】このような多変数の装置パラメータの場合
でも、装置パラメータの波形の特徴を表わす特徴パラメ
ータを抽出してτ(Ｘｎ：ｐ)を定義することにより、１
変数の装置パラメータと全く同様に扱うことができる。

【００３５】以上のような統計的な処理を行なうデータ
処理装置と半導体製造装置との間やデータ処理装置と検
査装置との間で通信を行なうことができるようにするこ
とにより、半導体製造装置での異常検出情報を迅速に半
導体検査装置でのレシピや検査頻度などに反映させられ
て不良検出までの時間を短縮することができるし、半導
体検査装置での不良発生情報を半導体製造装置へのアラ
ームや対策指示という形で迅速に対応させることができ
る。

【００３６】そして、この方法を用いることにより、同
じパラメータの異常に起因する不良なウェハまたはロッ
トを複数作り続けるといったことを防止することがで
き、歩留まりの低下や製造コスト上昇を防ぐことができ
る。また、新規ラインの立ち上げ時期や新しい半導体装
置の開発期間においては、製品の検査を、その検査頻度
の過不足なく、行なうことにより、開発コストの低減と
開発期間の短縮を図ることができる。

【００３７】以上が本発明の概要であるが、次に、本発
明の実施形態を図面を用いて説明する。図１は本発明に
よる半導体製造装置や半導体検査装置の一実施形態を用
いた半導体製造ラインを示すブロック図であり、１は半
導体製造装置（ここでは、ドライエッチング装置とす
る）、２はデータ処理装置、３は半導体検査装置であ
る。

【００３８】同図において、少なくとも半導体製造装置
１とデータ処理装置２との間と、半導体検査装置３とデ
ータ処理装置２との間とでは、相互にデータの送受信が
できるようになっている。そして、半導体製造装置１で
ウェハをエッチングしているときにモニタできる一部ま
たは全ての装置パラメータＸｎ(ｔ）は、データ処理装
置２に送られる。

【００３９】図２は図１に示した半導体製造ラインに用
いた本発明による半導体製造方法の一実施形態を示すフ
ローチャートであって、１ａは装置パラメータ測定器、
１ｂは表示装置、１ｃはコントローラ、３ａは検査結果
出力装置、３ｂはコントローラであり、図１に対応する
部分には同一符号を付けている。

【００４０】同図において、半導体製造装置１でウェハ
の処理中に装置パラメータ測定器１ａで測定されたパラ
メータの時間変化、即ち、装置パラメータＸｎ(ｔ)が全
て、ウェハの処理中または処理直後に、データ処理装置
２に送られる。

【００４１】データ処理装置２では、これを受信し(ス
テップ１００)、この装置パラメータＸｎ(ｔ）の時間変
化の特徴を表わす特徴パラメータτ(Ｘｎ：ｐ)を算出す
る（ステップ１０１）。

【００４２】いま、この装置パラメータＸｎ(ｔ)とし
て、図３に示すように、例えば、電極温度波形とする
と、電極温度の時間変化を表わす装置パラメータＸｎ
(ｔ）の特徴値（特徴パラメータ）は、実温度の平均値
Ｔ_Aveと温度の振幅(最大値と最小値との差)Ｔ_Ampとであ
る。この他に測定された装置パラメータや特徴パラメー
タがない場合には、良品取得度数分布関数Ｆ０や良品取
得確率分布関数ｆ０は、平均値Ｔ_Aveと振幅Ｔ_Ampとの値
に対して決定される。

【００４３】即ち、ここでは、２つの特徴パラメータか
らなる１つの装置パラメータＸ１(ｔ）のみが対象とな
るものであって、その特徴パラメータτ(Ｘ１：１），
τ(Ｘ１：２）は夫々平均値Ｔ_Ave，振幅Ｔ_Ampである。
従って、上記式（１），（２）により、良品取得度数分
布関数Ｆ０や良品取得確率分布関数ｆ０は夫々、Ｆ０[Ｔ_Ave，Ｔ_Amp］ｆ０[Ｔ_Ave，Ｔ_Amp］となる。データ処理装置２には、かかる良品取得度数分
布関数Ｆ０や良品取得確率分布関数ｆ０が記憶されてい
る。

【００４４】図４は上記の実温度の平均値Ｔ_Aveと温度
の振幅Ｔ_Ampとの値を装置パラメータＸ１(ｔ)の特徴
値、即ち、特徴パラメータτ(Ｘ１：１），τ(Ｘ１：
２）としたときの良品取得確率分布関数ｆ０の一具体例
を示す図である。

【００４５】図３で示す装置パラメータＸ１(ｔ)から求
めた平均値Ｔ_Aveと振幅Ｔ_Ampとの値が図４に示すＴ_Ave
−Ｔ_Amp平面上のどの位置に当たるかを調べる。その位
置での良品取得確率分布関数ｆ０の値ｆ０_Vがそのウェ
ハの良品取得確率である（図２のステップ１０２）。そ
して、この良品取得確率ｆ０_Vに基づいてこのウエハの
異常発生確率を決め（ステップ１０３）、この異常発生
確率が低いときには、半導体検査装置３でのこのウエハ
の検査を「通常検査」とし（ステップ１０４）、また、
異常発生確率が高いときには、半導体製造装置１に警報
Ｗを送ってその表示装置１ｂに表示させたり（ステップ
１０５）、半導体製造装置１のコントローラ１ｃに対策
指示Ｄ１や着工停止指示Ｄ２を与えたりし（ステップ１
０６，１０７）、また、半導体検査装置３に検査レシピ
や優先順位の指示Ｄ３を与え（ステップ１０８）、所定
の抜き取り検査を行なわせる（ステップ１０９）。

【００４６】ここで、異常発生確率と抜き取り検査との
関係の一例について説明する。得られた良品取得確率ｆ
０_Vが図４での最大値の９０％以上のとき、異常発生確
率が充分低いとして、半導体検査装置３にウエハの検査
頻度を２５枚に１枚の割合とする上記通常検査を行なわ
せる。この場合には、半導体製造装置１への上記の警報
Ｗや指示Ｄ１，Ｄ２を行なわない。得られた良品取得確
率ｆ０_Vが図４での最大値の７５％以上，９０％未満の
ときには、異常発生確率が高まったとして、半導体検査
装置３に１０枚に１枚の頻度でウエハの検査を行なうよ
うに指示し、通常検査のときよりも抜き取り頻度を高め
る。得られる良品取得確率ｆ０_Vが図４での最大値の３
０％以上，７５％未満のときには、異常発生確率がさら
に高いとして、半導体検査装置３にウエハを全数検査さ
せる。得られた良品取得確率ｆ０_Vが図４での最大値の
５％以上３０％未満のときには、異常発生確率が充分高
いとして、このウエハの検査の優先順位を高め、半導体
検査装置３に現在検査中のウェハの次に検査を行なうよ
うに指示する。

【００４７】このように、得られた良品取得確率ｆ０_V
に応じて異常発生確率を決め、異常発生確率が高くなる
ほど検査頻度が高くなるようにする。そして、また、異
常発生確率が高くなるにつれて、あるいは想定される異
常の種類に応じて、ウエハ面内の検査位置や検査点数，
検査の仕方などの検査レシピを適宜変更し、また、検査
の優先順位を高めていく。

【００４８】半導体検査装置３は、以上のようなデータ
処理装置２からの指示Ｄ３をコントローラ３ｂが受けて
この指示に基づいてウエハの検査を行ない、検査結果出
力装置３ａにより、その検査結果(例えば、異物数や欠
陥数，不良ビットの数など）Ｃをデータ処理装置２に送
信する。データ処理装置２は、その検査結果を受けると
（ステップ１１０）、この検査結果が管理基準を満たし
ているか否か判定する（ステップ１１１）。そして、こ
の管理基準を満たしていれば、この検査したウエハを良
品と判定し、上記のように、この良品取得確率ｆ０_Vに
対応した良品取得度数分布関数Ｆ０のｚ次元の空間座標
の座標位置での度数ｙを＋１して良品取得度数分布関数
Ｆ０を更新し、また、検査回数Ｎを＋１して良品取得確
率分布関数ｆ０を更新し（ステップ１１３）、夫々を保
持して次のウェハの検査に使用するようにする（ステッ
プ１０２）。この場合、このウエハに対して、得られる
良品取得確率ｆ０_Vから、異常発生確率が高いとして
（ステップ１０３）、半導体製造装置１に着工停止指示
Ｄ３がされていたときには（ステップ１０７）、検査結
果が管理基準を満たしているという判定とともに（ステ
ップ１１１）、半導体製造装置１に着工停止解除Ｄ４を
指令する（ステップ１１２）。

【００４９】また、検査結果が管理基準を満たしていな
いときには（ステップ１１１）、上記のように、この良
品取得確率ｆ０_Vに対応した良品取得度数分布関数Ｆ０
のｚ次元の空間座標の座標位置での度数ｙを−１として
良品取得度数分布関数Ｆ０を更新し、また、検査回数Ｎ
を＋１して良品取得確率分布関数ｆ０を更新し（ステッ
プ１１３）、夫々を保持して次のウェハの検査に使用す
るようにする（ステップ１０２）。

【００５０】複数の異なる半導体製造装置１からのウエ
ハの検査の要求が半導体検査装置３に同時になされてい
るときには、優先順位が高い方のウエハを優先して検査
する。しかし、上記のように、良品取得確率ｆ０_Vに応
じて検査の優先順位を決める場合、複数の半導体製造装
置から同じ優先順位のウエハの検査の要求が半導体検査
装置３に同時になされている場合もある。

【００５１】このような場合には、上記のように、工程
の重要度に応じて優先順位に重み付けをし、複数の同じ
優先順位のウエハの検査要求が同時に半導体検査装置３
になされないようにする。このための重み付けの基準と
しては、工程の一部または全部が停止するのを極力抑
え、例え停止しても、その損害を最小限に抑えることが
できるような重み付けをする。例えば、上流工程ほど検
査の優先順位を高くする、下流工程ほど検査の優先順位
を高くする、次工程の仕掛かりが少ない工程ほど検査の
優先順位を高くする、半導体検査装置３にウェハを送っ
てきた半導体製造工程のうち、仕掛かりが多い物ほど検
査の優先順位を高くする、付加価値の高い工程程検査の
優先順位を高くするなどの方法がある。

【００５２】図５は本発明による半導体製造方法の他の
実施形態を示すフローチャートであって、図２に対応す
る部分には同一符号を付けている。

【００５３】同図において、この実施形態は、データ処
理装置２が、半導体製造装置１から装置パラメータＸｎ
(ｔ）を、また、半導体検査装置３から検査結果Ｃを夫
々受信して図２で説明した処理と同様の処理を行なうも
のであるが、半導体製造装置１の表示装置１ｂには、警
報Ｗや対策指示メッセージＤ１を表示させるだけであっ
て、着工停止指示Ｄ２を送ることはせず、また、半導体
検査装置３には、検査レシピの変更や優先順位を指示す
ることはない。これ以外は、図２に示した具体例と同様
である。

【００５４】図６は本発明による半導体製造方法の他の
実施形態を示すフローチャートであって、図２，図５に
対応する部分には同一符号を付けている。

【００５５】この実施形態は、図６に示すように、図５
に示す実施形態に、さらに、半導体検査装置３に対して
検査レシピの変更や優先順位Ｄ３を指示するようにした
ものである。

【００５６】ところで、装置パラメータＸｎ(ｔ）に
は、その特徴を示す特徴パラメータτ(Ｘｎ：ｐ)が多数
有るのが普通であるが、これら全てが異常発生確率に影
響を与えるものではない。

【００５７】図７は、その一例として、半導体製造装置
１からデータ処理装置２に送られてきた装置パラメータ
Ｘｎ(ｔ)としてのエッチング時の発光強度の時間変化Ｘ
と、その特徴を示す特徴パラメータτ(Ｘｎ：ｐ)を示す
ものである。この装置パラメータＸｎ(ｔ)での特徴パラ
メータτ(Ｘｎ：ｐ)は、発光開始指令から発光が開始す
るまでの開始期間ｔ_startや発光の立上り時間ｔ_on ，立
下り時間ｏ_ff ，発光期間ｔ_JE ，振幅ｈなどの特徴パラ
メータτ(Ｘｎ：ｐ)が有る。

【００５８】しかし、このような特徴パラメータτ(Ｘ
ｎ：ｐ)のうち、変化しても、ウエハに異常が発生しな
いものもあるし、異常が発生するものもある。図８はそ
の様子を示すものであって、波形Ｘは図７に示す波形Ｘ
であって、これを基準波形とし、波形Ｘａは、基準波形
Ｘに対して、全体の波形そのものは変化しないが、発光
開始期間ｔ_startが変化した場合を示し、波形Ｘｂは、
基準波形Ｘに対し、発光開始期間ｔ_startは変化しない
が、全体の波形、即ち、発光期間ｔ_JEや振幅ｈが（従っ
て、Ｓ＝ｈ×ｔ_JEが）変化した場合を夫々示している。

【００５９】これら波形Ｘａ，Ｘｂについてウエハを検
査したところ、波形Ｘａの場合には、ウエハに異常は発
生しなかったが、波形Ｘｂの場合、ウエハに異常が発生
した。

【００６０】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明はかかる実施形態にのみ限定されるものでは
ない。例えば、以上の説明では、１つの半導体製造装置
から１つの装置パラメータが送られてくるものとした
が、実際には、１つの半導体製造装置１から送られてく
る装置パラメータは複数あるし、夫々の装置パラメータ
に対して特徴値も多数ある。従って、良品取得度数分布
関数Ｆ０や良品取得確率分布関数ｆ０はこれら特徴値の
全数(ｚ個）から構成されるｚ次元に対して定義されな
ければならない。

【００６１】また、上記実施形態では、データ処理装置
２は半導体製造装置や半導体検査装置と独立ものとした
が、半導体検査装置または半導体製造装置に内蔵された
ものとしてもよい。

【００６２】さらに、上記実施形態では、検査対象をウ
エハとして説明したが、ロットの場合も同様である。

【００６３】さらに、上記実施形態では、各装置１，
２，３間の情報伝達手段は通信としたが、電子コントロ
ールカードに装置パラメータや検査結果などを読み込
み、データ処理装置２でこれを読み込むようにするな
ど、他の情報伝達手段を用いるようにしてもよい。

【００６４】さらに、上記実施形態では、半導体製造装
置１をドライエッチング装置としたが、ＣＶＤ装置やス
パッタ装置などの他の成膜装置や洗浄装置などであって
もよい。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
同じパラメータ異常に起因する不良ウェハまたはロット
を複数作り込むことを防止し、歩留まりの低下と製造コ
スト上昇を防ぐことができる。

【００６６】また、本発明によれば、新規ラインの立ち
上げ時期または新しい半導体装置の開発期間において
は、検査を頻度の過不足なく行なうことにより、開発コ
ストの低減と開発期間の短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体製造装置とデータ処理装置
と半導体検査装置からなる半導体製造ラインを示すブロ
ック図である。

【図２】本発明による半導体製造方法の一実施形態を示
すフローチャートである。

【図３】図１での半導体製造装置からデータ処理装置に
送られる装置パラメータの一具体例を示す図である。

【図４】図１でのデータ処理装置に保持される良品取得
確率分布関数の一具体例を示す図である。

【図５】本発明による半導体製造方法の他の実施形態を
示すフローチャートである。

【図６】本発明による半導体製造方法のさらに他の実施
形態を示すフローチャートである。

【図７】図１での半導体製造装置からデータ処理装置に
送られる装置パラメータの他の具体例を示す図である。

【図８】図１での半導体製造装置からデータ処理装置に
送られる装置パラメータの良品の場合と不良品の場合と
を示す図である。

【符号の説明】

１半導体製造装置１ａ装置パラメータ測定器１ｂ表示装置１ｃコントローラ２データ処理装置３半導体検査装置３ａ検査結果出力装置３ｂコントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阿南秀利神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体製造装置と、該半導体製造装置で
処理されたウェハやロットを検査する半導体検査装置
と、該半導体製造装置及び該半導体検査装置との通信に
よってウェハやロットの処理中の該半導体製造装置の装
置パラメータと該ウェハや該ロットの検査結果を収集・
蓄積し両者の相関関数を扱うデータ処理装置とからなる
システムを用いた半導体製造方法であって、該データ処理装置が、該半導体製造装置から得られた該
装置パラメータを該相関関数に照らして、該半導体製造
装置で処理中の該ウエハやロットが統計的に不良品にな
る確率が高い場合、該半導体製造装置の表示装置に該ウ
ェハや該ロットの処理中または処理終了後に警報や対策
指示を与えることを特徴とした半導体製造方法。
【請求項２】半導体製造装置と、該半導体製造装置で
処理されたウェハやロットを検査する半導体検査装置
と、該半導体製造装置及び該半導体検査装置との通信に
よってウェハやロットの処理中の該半導体製造装置の装
置パラメータと該ウェハや該ロットの検査結果を収集・
蓄積し両者の相関関数を扱うデータ処理装置とからなる
システムを用いた半導体製造方法であって、該データ処理装置が、該半導体製造装置から得られた該
装置パラメータを該相関関数に照らして、該半導体製造
装置で処理中の該ウエハやロットが統計的に不良品にな
る確率が高い場合、該半導体製造装置の表示装置に該ウ
ェハや該ロットの処理中または処理終了後に警報や対策
指示を与えるとともに、該半導体検査装置に対しては、
該ウェハや該ロットを優先的に検査することや、想定さ
れる不良の種類により該ウェハ面内または該ロット内の
検査数やレシピを変えることを指示することを特徴とし
た半導体製造方法。
【請求項３】半導体製造装置と、該半導体製造装置で
処理されたウェハやロットを検査する半導体検査装置
と、該半導体製造装置及び該半導体検査装置との通信に
よってウェハやロットの処理中の該半導体製造装置の装
置パラメータと該ウェハや該ロットの検査結果を収集・
蓄積し両者の相関関数を扱うデータ処理装置とからなる
システムを用いた半導体製造方法であって、該データ処理装置が、該半導体製造装置から得られた該
装置パラメータを該相関関数に照らして、該半導体製造
装置で処理中の該ウエハやロットが統計的に不良品にな
る確率が高い場合、該ウェハや該ロットの処理が終了し
た時点で、該半導体検査装置に対し、該ウェハを優先的
に検査することや、想定される不良の種類により検査レ
シピを変える指示を出すことを指示するとともに、該半
導体製造装置に対し、該半導体検査装置から該検査結果
が得られるまで後続ウェハやロットの処理を一時中止
し、該検査結果に問題がない場合には、該処理を再開さ
せ、該検査結果に問題がある場合には、対策指示を与え
ることを特徴とする半導体製造方法。
【請求項４】請求項１，２または３において、前記データ処理装置で管理されているウェハやロット処
理中の前記半導体製造装置の装置パラメータと該ウェハ
や該ロットの検査結果との相関関数を、該ウェハやロッ
トの処理−検査を通じて得られた結果を基に形成するこ
とを特徴とする半導体製造方法。
【請求項５】請求項１，２，３または４において、前記半導体製造装置が複数個の処理槽を有するマルチチ
ャンバ装置であって、この半導体製造装置の装置パラメータに異常が現われた
チャンバの仕掛品を他の処理槽で処理することを特徴と
する半導体製造方法。
【請求項６】請求項４において、前記処理槽の洗浄を
コンピュータプログラムを用いて行なうことができ、前
記データ処理装置からの前記対策指令に対し、該コンピ
ュータプログラムにより前記処理槽の洗浄を行なうこと
を特徴とする半導体製造方法。
【請求項７】ウエハやロットを処理して装置パラメー
タを発生し、表示装置を備えるとともに、処理した該ウ
ェハや該ロットを検査する半導体検査装置との通信によ
って得られた該ウェハや該ロットの検査結果と該ウェハ
や該ロットの処理中に該装置パラメータを収集・蓄積
し、該検査結果と該装置パラメータとの相関関数を扱う
データ処理装置を内蔵した該半導体製造装置であって、該データ処理装置が、該装置パラメータを該相関関数に
照らして、該半導体製造装置で処理中の該ウエハやロッ
トが統計的に不良品になる確率が高い場合、該表示装置
に該ウェハや該ロットの処理中または処理終了後に警報
や対策指示を送ることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項８】ウエハやロットを処理して装置パラメー
タを発生し、表示装置を備えるとともに、処理した該ウ
ェハや該ロットを検査する半導体検査装置との通信によ
って得られた該ウェハや該ロットの検査結果と該ウェハ
や該ロットの処理中に該装置パラメータを収集・蓄積
し、該検査結果と該装置パラメータとの相関関数を扱う
データ処理装置を内蔵した該半導体製造装置であって、該データ処理装置が、該装置パラメータを該相関関数に
照らして、該半導体製造装置で処理中の該ウエハやロッ
トが統計的に不良品になる確率が高い場合、該表示装置
に該ウェハや該ロットの処理中または処理終了後に警報
や対策指示を送るとともに、該半導体検査装置に対し、
該ウェハや該ロットを優先的に検査することや、想定さ
れる不良の種類により該ウェハ面内や該ロット内の検査
数やレシピを変えることを指示することを特徴とする半
導体製造装置。
【請求項９】ウエハやロットを処理して装置パラメー
タを発生し、表示装置を備えるとともに、処理した該ウ
ェハや該ロットを検査する半導体検査装置との通信によ
って得られた該ウェハや該ロットの検査結果と該ウェハ
や該ロットの処理中に該装置パラメータを収集・蓄積
し、該検査結果と該装置パラメータとの相関関数を扱う
データ処理装置を内蔵した該半導体製造装置であって、該データ処理装置が、該装置パラメータを該相関関数に
照らして、該半導体製造装置で処理中の該ウエハやロッ
トが統計的に不良品になる確率が高い場合、該ウェハや
該ロットの処理が終了した時点で、該半導体検査装置に
対して該ウェハや該ロットを優先的に検査することや、
想定される不良の種類により検査レシピを変える指示を
出すことを指示し、該半導体検査装置で該ウエハや該ロットの検査結果が得
られるまで、該データ処理装置からの指示によって後続
ウェハやロットの処理を一時中止し、該検査結果に問題
がない場合には、該データ処理装置からの指示によって
該処理を再開し、該検査結果に問題がある場合には、該
データ処理装置から対策指示を受けることを特徴とする
半導体製造装置。
【請求項１０】請求項７，８または９において、前記装置パラメータと前記ウェハやロットの検査結果と
の前記相関関数が、前記ウェハやロットの処理−検査を
通じて得られた結果を基に形成されることを特徴とする
半導体製造装置。
【請求項１１】半導体製造装置で処理されたウエハや
ロットを検査し、該半導体製造装置との通信によって得
られた該ウェハや該ロットの処理中の該半導体製造装置
の装置パラメータと該ウェハや該ロットの検査結果を収
集・蓄積して、両者の相関関数を扱うデータ処理装置を
内蔵した半導体検査装置であって、該データ処理装置が、該装置パラメータを該相関関数に
照らして、該半導体製造装置で処理中の該ウエハやロッ
トが統計的に不良品になる確率が高い場合、該表示装置
に対して、該ウェハや該ロットの処理終了後に警報や対
策指示を送ることを特徴とする半導体検査装置。
【請求項１２】半導体製造装置で処理されたウエハや
ロットを検査し、該半導体製造装置との通信によって得
られた該ウェハや該ロットの処理中の該半導体製造装置
の装置パラメータと該ウェハや該ロットの検査結果を収
集・蓄積して、両者の相関関数を扱うデータ処理装置を
内蔵した半導体検査装置であって、該データ処理装置から、該装置パラメータを該相関関数
に照らして、該半導体製造装置で処理中の該ウエハやロ
ットが統計的に不良品になる確率が高い場合、該ウェハ
や該ロットの処理終了後の該半導体製造装置の表示装置
への警報や対策指示の送付とともに、該ウェハや該ロッ
トを優先的に検査することや、想定される不良の種類に
より該ウェハ面内や該ロット内の検査数やレシピを変え
ることの指示を受けることを特徴とする半導体検査装
置。
【請求項１３】半導体製造装置で処理されたウエハや
ロットを検査し、該半導体製造装置との通信によって得
られた該ウェハや該ロットの処理中の該半導体製造装置
の装置パラメータと該ウェハや該ロットの検査結果を収
集・蓄積して、両者の相関関数を扱うデータ処理装置を
内蔵した半導体検査装置であって、該データ処理装置から、該装置パラメータを該相関関数
に照らして、該半導体製造装置で処理中の該ウエハやロ
ットが統計的に不良品になる確率が高い場合、該半導体
製造装置で該ウェハや該ロットの処理が終了した時点
で、該ウェハや該ロットを優先的に検査する指示や、想
定される不良の種類により検査レシピを変える指示を受
け、かつ、該データ処理装置は、該半導体製造装置に対し、
その検査結果が出るまで後続ウェハの処理を一時中止さ
せて、該検査結果に問題がない場合には該処理を再開
し、該検査結果に問題がある場合には対策指示を送るこ
とを特徴とする半導体検査装置。
【請求項１４】請求項１１，１２または１３におい
て、前記データ処理装置で管理されている前記ウェハやロッ
ト処理中の前記半導体製造装置の装置パラメータと前記
ウェハやロットの検査結果との相関関数がウェハの処理
−検査を通じて得られた結果を基に形成されることを特
徴とする半導体検査装置。
【請求項１５】請求項１〜６のいずれか１つにおい
て、前記半導体製造装置と前記データ処理装置との間の通信
を電子コントロールカードを通じて行なうことを特徴と
する半導体製造方法。
【請求項１６】請求項１〜６のいずれか１つに記載の
前記半導体製造装置から前記データ処理装置への通信を
行なうための電子コントロールカード。