JPS58216414A - 半導体製造プラント異常検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体製造プラントにおける、異常発生工程
、装置等を検出するための、異常検出システムに関する
。

半導体衾造プラントでは、桶々の原因によって歩留（良
品ベレット数／加エペレット数）は変動する。たとえは
、製造工程内での作条条件の変動、装置の異常発生がそ
の原因である。ところが、半導体製品は、各工程ごとに
その作業結果の是非をチェックすることが困難であり、
工程の異常を迅速に検出することができない場合が多い
。すなわち、裳造工根途中で検査できるのは、製品のパ
ターン寸法、膜厚など製品、の物理的構頂に関する面だ
けであシ、電気的特性に関しては、チェックは困難であ
る。しかも、上記検査は、その作業効率上の制約から、
はんの一部のペレットの抜取り検査にすぎない。

したがって、従来工程あるいは装置の異常を検出するに
は、まず、不良ペレットの各層を一枚ずつはがしていき
、金Ｊｌ顕微鏡による検査により、不良層、及び、不良
箇所の詳細検査（パターンの不良、異物の形状など）を
行ない、この′結果から、その不良ＩｆＩＩを作る工程
に異常があったと推定するという方法が主であった。

しかし、この方法では、異常工程の究明に長時間を要し
、しかも、上記検査には熟練者を必要とするという欠点
がある。

本発明の目的は、どの工程、装置等で、何時異常が発生
したかを、各ウェハの作業実績データ（使用装は、作業
者等）とウェハ処理工程の最終検査データ（歩留等）と
、各装置の運転実績データとから、推定する、異常検出
システムを提供することにある。

油清、工程ごとに、その工程で発生した不良原因の究明
を、次の方法で実施している。まず、その工程で処理さ
れた製品の品質の実績値が、時間的に如何に変化してい
るかを調べる。ここで、上記品質は、工程ごとに定めら
れている。ある期間での品質の実績値が、他の期間での
実績値と比べ、著るしく低下していれば、その期間で、
その工程は異常を発生させたと考える。

つぎに、その期間での作業実績内容を詳細に調べること
によって、異常原因を究明する。この詳細調査の内容は
、たとえば、装置間での品質実績の比較、装置の保守実
績を調べることである。

ところで、半導体プロセスでは、工程ごとに処理結果の
是非をチェックすることは難しい。そのため、ある工程
の上記前半の調査によって、その工程がある期間に不良
が発生したと推聚された場合に、その工程の不良か、そ
の工程の上流工程での不良かを識別することは困難であ
る。

本発明は、この問題点を解決するために、ウェハの作業
実績フローと、ウエノ・の最終検査データとの相互関係
を分析することによって、異ｎ工程装置とその異常の発
生期間を推定することに特徴がある。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

第１図は、本発明による異常工程検出システムの全体構
成図である。同図において、１は半導体製造プロセスで
あり、１００−１〜１００−ｎから成る工程及びプロセ
スの最終検査を行なうプロ　　　　　　１一ブ検食装置
１０１により構成される。ウエノ・は、１００−１〜１
００−ｎで順次処理されて、ウェハ上に製品ベレットが
作られる。各工程での作業実績データは、データ収集装
置２−１〜２−ｎにより収集する。ここで、作業実績デ
ータとは、各ウェハの、各工程での作業実施日、その工
程での使用襞間、そのウェハを処理した作業者名等であ
る。５は電子計算機の外部記憶装置であシ、２−１〜２
−　ｎで収集した作業実績データを記憶する。

検査装置１０１による検査結果として、各ウェハの良品
ペレット数が得られる。このグローブ検査データは、デ
ータ収集装置３を介して、外部記憶装置５に記憶される
。

装＠４は、電子計算機であシ、異常工程を推定する機能
をもつ。装置ｉ！１６は、推定結果を表示するディスプ
レイ装置である。

以下、装置５が持つ機能を説明する。この機能はプログ
ラムとして実現できる。

説明の便宜のため、次の記号を用いる。

Δ １＝ＬＴ’、’ｌ’　］：考察する期間である。この期
間の長さは、ウェハが製造工程に投入 されてから、完成するまでの平均 日数の数倍以上であることが必要 である。

考察期間Ｔを、次のｔ□１８個の小区間に分割する。た
とえば、この区間は°日　°である。

Δ τ’　”　ＣＴａ　ｒ　Ｔｏ　３＋　１＝１　＋　２＋
・・・、ｔ□１、二区間を表わす。ココア、Ｔ、’、　
Ｔｏ’−’　ｌ　ｔ＝１１２１−１ｍａＸ：　Ｔ’ｓ＝
　Ｔ　Ｏｏ　ｒＨ＋ｊ、’″ａｘ　＝Ｔｚである（第２
図参照）。

に：工程の集合０ １：期間Ｔに、いずれかの工程ｋ（ｅに）で処理された
ウエノ・の集合。

ｔ＋ｉ＋、ｉＥＩ、にεに：ウエノ・ｉの工程にでの処
理日。

Ｑｔ＋１６１　；ウェハｉの歩留。

本発明の異常工程検知機能を説明する。この機能は、次
の三つのステップで構成される。

ステップ１　工程別区間別良品製造率αｋｒｔの算出。

工程ｋ（ｅＫ）で、区間τ′で処理されたウェハ集合を
Ｌｔで表わす。Ｌｈは次式で表わされる。

しＪ＝（目ｔいετＬ、ｔｅｌ、ｋｅＫ）工程にの区間
τ′での良品製造率αｋｆｔを次式で定義する。

αｋｔ’　　”Σ　　ｑ＋／ｎ＃ ｉ＋＝　Ｌ、’ ここで、ｎｋ′はｌ−ｈの要素（ウエノ・）のイ固疼文
である。

ステップ２　エリ別　異常発生期間の推定ステップ１の
１鼻で得られたαｋＴｌ　　から、工程ごとに九當が発
生したと考えられる期間を推定する。この推定結果の精
度は、次のステップで見直される。

工程にの、異常発生区間の集合をＳｂ　　（複数個の区
間で異常が光生したと推定される場合があるから）で表
わす。Ｓｋは次式で表わされる。

５ｖ＝ｌτ　１αにμくα。）、にεにここで、α。は
工程が異常であるかを判断するための閾値パラメータで
ある。

ステップ３　異常工程の推定 ＊　　　　＊ 工程ｋが、区間Ｔｈｅ！％で異常が発生したかは、次の
方法で推定できる。もし、区間τにで処理されたウェハ
のほとんどが、他の全ての工８　ｋ／（ｋ′εに、に’
４ｋｌの不良発生区間の集合８に’に含まれる、あらゆ
る区間で処理されていなければ、工程には区間τにで異
常であったと推定できる。区間τｋＧＢｙに処理された
ウェハのほとんどが、他の工程に′の不良発生区間の集
合靜に含まれる区間τζ′で処理されていれば、工程ｋ
が区間τにであるいは、および工程に′が区間τｋｌで
異常であったと推定できる。

ステップ４　異常装置、異常作業（保守含む）の推定 このステップでは、ステップ１〜３で推定した工程内の
、異常作業、異常装置等を推定する。

これは、たとえば次のような比較分析を行なうことによ
って実行することができる。

工程ｋが区間τにで異常であると推定された場合を考え
る。

（１）　　異常装置の推定 工程に内の各装置ｊが区間τにで処理したウェハの、製
造良品率βｊを求める。装置間でβ」の値を比較し、β
ｊの値の小さい装置が、異常であると推定できる。第３
図では、装置３が異常である場合を示している。

（２）　　保守作業異常の推定 工程に内の各装置の保守実績を、区間τｋを営むある期
間にわたって調べる。もし、区間τ！で、保守を実施し
ていれば、その保守作業によって、異常が発生した。Ｊ
能性があると推定できる。第４図は、装置２の保守作業
が、異常であったと推定できる場合を示している。

以上が、異常工程、異常作業等の推定機能である。この
機能をフローチャートの形式で示したものを第５図に示
す。

以上説明したように、本発明によれば、次の効果が期待
できる。

（１）　　ウェハの作業実績データ、ウエノ・の処理工
程の最終検査データと、各装置の運転実績データとを用
いて、迅速に、異常工程及びその工程の異常発生期間を
推定できる。

（２）異常工程内の、各装置の運転実績データ、ウェハ
の最終検査データを用いて、その工程内の異常装置、異
常保守作業等を推定できる。

（３）上記（１１，（２）により、半導体製造プラント
における歩留向上が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による半導体プラント異常検出システ
ムの全体構成図、第２図、第３図、第４図は推定機能の
説明図、第５図は推定機能を実現するアルゴリズムの例
を示すフローチャー　トである。 １００−１〜１００−ｎ・・・半導体製造プロセスの加
工工程、２−１〜２−　ｎ・・・作業実績データ収集装
置、１０１・・・グローブ検査装置、３・・・グローブ
検査データ収集装置、４・・・電子計算機、５・・・外
部′Ｖ１ｉ　　図 茅　２　口 第３図 ／２３４−５’ 装グ（工程４円） ′ＶＪ４　ロ Ｙｉ　５　図 第１頁の続き ０発　明　者　間道 川崎市多摩区王禅寺１０９９番地株 式会社日立製作所システム開発 研究所内 ０発　明　者　井原廣− 川崎市多摩区王禅寺１０９９番地株 式会社日立製作所システム開発 研究所内 ０発　明　者　清田省吾 小平市上水本町１４５０番地株式会 社日立製作所武藏工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体製造プラントにおいて、谷つエノ・ごとに、各工
   程での、使用した装置、処理日時、作業者名を含む加工
   実績データを取り込み、かつ記憶する第一の手段と、各
   ウエノ・ごとに、ペレット別ウニ・・処理工程の最終検
   査デ゛−夕を取り込み、かつ、記憶する第二の手段と、
   各工程での、各装置の運転実績データを取り込み、かつ
   、記憶する第三の手段と、上記、第一、第二、第三の手
   段によって記憶されたデータを用いて、異常が発生した
   工程、装置、及び異常が発生した期間の少なくとも１つ
   を推定する第四の手段とからなる、半導体製造プラント
   異常検出システム。