JPS60247937A - 半導体製造プロセス制御システム - Google Patents
半導体製造プロセス制御システムInfo
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- JPS60247937A JPS60247937A JP10255684A JP10255684A JPS60247937A JP S60247937 A JPS60247937 A JP S60247937A JP 10255684 A JP10255684 A JP 10255684A JP 10255684 A JP10255684 A JP 10255684A JP S60247937 A JPS60247937 A JP S60247937A
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- control
- section
- processing
- value
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は歩留の向上、制御精度の向上および処理プロセ
スの自動化を図った半導体製造プロセス制御システムに
関するものである。
スの自動化を図った半導体製造プロセス制御システムに
関するものである。
IC,LSl、VLSI等の半導体装置は、半導体基板
上にトランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ等の
各種素子と、回路を構成するための配線を組合せてシス
テム化したものである。このため、各種素子や回路の一
部にでも不良や規格外れが存在すると半導体装置全体が
不良となる。
上にトランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ等の
各種素子と、回路を構成するための配線を組合せてシス
テム化したものである。このため、各種素子や回路の一
部にでも不良や規格外れが存在すると半導体装置全体が
不良となる。
この不良発生の確率は各種素子や配線その他の不良発生
の確率の積として表われる。
の確率の積として表われる。
半導体装置の集積度の向上により加工精度が限界に近づ
いている。パターンの最小幅は1.5μmからサブミク
ロンへと微細化されつつあるため、不良の発生も多くな
シ易い。この不良の発生を抑制して半導体装置の製造歩
留シを向上するには、したがって、半導体装置の製造プ
ロセスの各処理工程を高精度に制御する必要があシ、力
iつ処理工程の高能率化、安定化を図るためには処理工
程の制御の自動化を図ることが好ましい。
いている。パターンの最小幅は1.5μmからサブミク
ロンへと微細化されつつあるため、不良の発生も多くな
シ易い。この不良の発生を抑制して半導体装置の製造歩
留シを向上するには、したがって、半導体装置の製造プ
ロセスの各処理工程を高精度に制御する必要があシ、力
iつ処理工程の高能率化、安定化を図るためには処理工
程の制御の自動化を図ることが好ましい。
しかしながら、現在の半導体装置製造プロセスにおいて
はこの要求が満されておらず、歩留向上の障害となって
いる。例えば各処理工程の制御は殆んどオープン制御と
なっている。しかも各処理工程後の検査で得られるデー
タに基づいてバッチ(ロフト)単位での制御を人為的な
制御で行なっている。各処理工程制御に人為的ファクタ
が介在し処理の不安定化、低効率化の問題が生じる。ま
た、各処理工程間を考慮した状態での最適化制御が困難
であシ、制御の高精度化を図ることが難かしいという問
題が生じている。
はこの要求が満されておらず、歩留向上の障害となって
いる。例えば各処理工程の制御は殆んどオープン制御と
なっている。しかも各処理工程後の検査で得られるデー
タに基づいてバッチ(ロフト)単位での制御を人為的な
制御で行なっている。各処理工程制御に人為的ファクタ
が介在し処理の不安定化、低効率化の問題が生じる。ま
た、各処理工程間を考慮した状態での最適化制御が困難
であシ、制御の高精度化を図ることが難かしいという問
題が生じている。
なお、半導体の製造におけるウェーハプロセスの自動化
については、たとえば雑誌rSemiconduc−t
or%rldJ1983年5月号のP46〜52に示さ
れている。
については、たとえば雑誌rSemiconduc−t
or%rldJ1983年5月号のP46〜52に示さ
れている。
本発明の目的は半導体装置製造プロセスの各処理工程(
プロセス)の制御の自動化を図って製造効率の向上を図
りかつ処理の均一化を図ることにある。
プロセス)の制御の自動化を図って製造効率の向上を図
りかつ処理の均一化を図ることにある。
本発明の他の目的は、各処理(工程)プロセス間の相互
の影響を考慮した最適化制御を行なって制御精度の向上
および制御の安定化を図ることにある。
の影響を考慮した最適化制御を行なって制御精度の向上
および制御の安定化を図ることにある。
本発明の他の目的は、前記最適化制御を行うことによっ
て半導体装置の製造歩留りを向上できる半導体装置の製
造プロセス制御システムを提供することにある。
て半導体装置の製造歩留りを向上できる半導体装置の製
造プロセス制御システムを提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとお9である0 すなわち、半導体装置の製造プロセスを構成する各処理
工程(プロセス)の間に測定工程(プロセス)を設ける
。1つの処理工程(プロセス)は、これと隣シ合っ6エ
程(プロセス)で得たデータと、これと1つ以上の処理
工程(プロセス)を隔てた測定工程(プロセス)で得た
データとによって制御される。各処理部8(プロセス)
の制御にあたっては、測定工程(プロセス)での測定デ
ータや設計値に設づいて、処理条件が設定され、これに
従って制御される。これにより、処理工程(プロセス)
の制御の自動化と制御の高精度化を図り、更に制御速度
の向上と制御安定性の向上を達成することができる。
を簡単に説明すれば、下記のとお9である0 すなわち、半導体装置の製造プロセスを構成する各処理
工程(プロセス)の間に測定工程(プロセス)を設ける
。1つの処理工程(プロセス)は、これと隣シ合っ6エ
程(プロセス)で得たデータと、これと1つ以上の処理
工程(プロセス)を隔てた測定工程(プロセス)で得た
データとによって制御される。各処理部8(プロセス)
の制御にあたっては、測定工程(プロセス)での測定デ
ータや設計値に設づいて、処理条件が設定され、これに
従って制御される。これにより、処理工程(プロセス)
の制御の自動化と制御の高精度化を図り、更に制御速度
の向上と制御安定性の向上を達成することができる。
第1図囚〜(Qは本発明のシステムの主要な制御である
「適応制御J 「F、F 制御(Feed Forwa
rdControl )J 「設定値制御」の基本構成
図である。
「適応制御J 「F、F 制御(Feed Forwa
rdControl )J 「設定値制御」の基本構成
図である。
先ずこれらを説明する◎
「適応制御」は、第1図囚のように、−の処理工程又は
プロセス(以下、単に処理部という)1をその後の工程
に設けた測定又は検査工程又はプロセス(以下、単に測
定部という)2で得たデータをもとに制御部3によって
制御する。制御部3には外部から設定された目標値と測
定部2からの信号が入力される。制御部3は処理部1に
対して信号を出力する。
プロセス(以下、単に処理部という)1をその後の工程
に設けた測定又は検査工程又はプロセス(以下、単に測
定部という)2で得たデータをもとに制御部3によって
制御する。制御部3には外部から設定された目標値と測
定部2からの信号が入力される。制御部3は処理部1に
対して信号を出力する。
この制御によれば、例えば、ウェーハ等の被処理物の処
理プロセスを次のように制御する。i枚目のウェーハま
たはi回目のバッチを処理部1で処理した後にこれを測
定部2で測定する。その結果得たデータをi回目の信号
Tiとして制御部3に入力する。制御部3では信号Ti
と外部から設定された目標値(外部設定値)Mとを比較
し、両者の差をめる。この差にもとづいて制御信号Si
+tを処理部1に出力してi+1枚目のウェーハまたは
i+1回目のパン“チの処理を行なう。
理プロセスを次のように制御する。i枚目のウェーハま
たはi回目のバッチを処理部1で処理した後にこれを測
定部2で測定する。その結果得たデータをi回目の信号
Tiとして制御部3に入力する。制御部3では信号Ti
と外部から設定された目標値(外部設定値)Mとを比較
し、両者の差をめる。この差にもとづいて制御信号Si
+tを処理部1に出力してi+1枚目のウェーハまたは
i+1回目のパン“チの処理を行なう。
これによシ最適な制御(および制御の自動化)を可能に
する。
する。
「F、F 制御」は、第1図0のようK、−の処理部4
を、前の工程に設けた測定部5で得たデータをもとに制
御部6によって制御する。制御部6には測定部5からの
信号が入力され、制御部6は処理部4に信号を出力する
。
を、前の工程に設けた測定部5で得たデータをもとに制
御部6によって制御する。制御部6には測定部5からの
信号が入力され、制御部6は処理部4に信号を出力する
。
この制御によれば、i枚目のウェーハ慎たはi回目のパ
ッチのウェーハに対する前の工程での処理結果は測定部
5からのi回目の信号Tiとして制御部6に入力される
。信号Tiと制御部6に与えられた外部から設定された
目標値Mに基づいてi回目の制御信号Stを処理部4に
出力する。測定部5から処理部4に移送されてきたL枚
目のウェーハまたはi回目のバッチのウェーハを信号S
iにもとづいて処理する。
ッチのウェーハに対する前の工程での処理結果は測定部
5からのi回目の信号Tiとして制御部6に入力される
。信号Tiと制御部6に与えられた外部から設定された
目標値Mに基づいてi回目の制御信号Stを処理部4に
出力する。測定部5から処理部4に移送されてきたL枚
目のウェーハまたはi回目のバッチのウェーハを信号S
iにもとづいて処理する。
これによシ最適な制御を行なうことができる。
「設定値制御」は、第1図00ように、処理部7を制御
部8によって制御する。制御部8には設計値信号等が入
力される。制御部8内では、シミエレート用のコンビエ
ータによって、ウェーハに対する材料、雰囲気、温度等
の変化に対応して変更すべき処理条件或いは目標処理条
件をシjzレートする。
部8によって制御する。制御部8には設計値信号等が入
力される。制御部8内では、シミエレート用のコンビエ
ータによって、ウェーハに対する材料、雰囲気、温度等
の変化に対応して変更すべき処理条件或いは目標処理条
件をシjzレートする。
この制御によれば、設計値や補正された設計値等の設定
値信号りに基づいて、制御部8内でシミユレートを行な
う。つまり、設計値や補正された設計値りに対応する処
理プロセス7における処理の目標値Msヲ算出する。目
標値信号Msは制御部8から処理部7に入力され、信号
Msにより処理部7を制御する。
値信号りに基づいて、制御部8内でシミユレートを行な
う。つまり、設計値や補正された設計値りに対応する処
理プロセス7における処理の目標値Msヲ算出する。目
標値信号Msは制御部8から処理部7に入力され、信号
Msにより処理部7を制御する。
第2図は以上の3つの制御をMO8型電界効果トランジ
スタ(MOSFET)からなる半導体装置の製造プロセ
スに適用した実施例の制御システムを示す図である。
スタ(MOSFET)からなる半導体装置の製造プロセ
スに適用した実施例の制御システムを示す図である。
第2図の制御システム図と、第3図(A−0とを対応し
て、簡単にMOSFETの製造プロセスの一部を以下に
示す。
て、簡単にMOSFETの製造プロセスの一部を以下に
示す。
石英管を反応炉51とし熱処理によってウェーハのP型
シリコン半導体基板101表面上にゲート酸化膜102
を形成するゲート酸化部11が設けられている。この直
後にゲート酸化膜102の厚さToX を測定する酸化
膜厚測定部12が設けられている(第3図<A))。
シリコン半導体基板101表面上にゲート酸化膜102
を形成するゲート酸化部11が設けられている。この直
後にゲート酸化膜102の厚さToX を測定する酸化
膜厚測定部12が設けられている(第3図<A))。
次いで、ゲート酸化M102を通して基板101上にボ
ロン(ト)等の不純物をイオン打込みしてしきい値電圧
Vth の調整を行なうイオン打込み装置からなるイオ
ン打込み部13が設けられている(第3図向)。
ロン(ト)等の不純物をイオン打込みしてしきい値電圧
Vth の調整を行なうイオン打込み装置からなるイオ
ン打込み部13が設けられている(第3図向)。
その次に、CVD装置やその他の成膜装置によシ基板1
01上にポリシリコン膜103をテポジションするポリ
シリコン成膜部14が設けられている。この直後に、ポ
リシリコン膜103の厚さTCVDを測定するデポジシ
ョン膜厚測定部25か設けられている(第3図(C1)
。
01上にポリシリコン膜103をテポジションするポリ
シリコン成膜部14が設けられている。この直後に、ポ
リシリコン膜103の厚さTCVDを測定するデポジシ
ョン膜厚測定部25か設けられている(第3図(C1)
。
このポリシリコンl換103上にスピンナ52等を使用
してレジスト膜105を塗布形成する塗布部15が設け
られている。その直後にレジスト膜105の膜厚TRを
測定するレジスト膜厚測定部16を有する(第3図(6
))。
してレジスト膜105を塗布形成する塗布部15が設け
られている。その直後にレジスト膜105の膜厚TRを
測定するレジスト膜厚測定部16を有する(第3図(6
))。
これに次いで、ステップアンドリピートカメラ等の露光
機53によりホトマスクのパターンを縮小転写する露光
部17および基板101を回転させながら現像液を部下
させる現像機54を有する現像部18により、ゲートマ
スク106を形成する。その直後にバターニングされた
チャネル長を規定するゲートマスク106のパターン幅
LRを測定するゲートマスク幅測定部19が設けられて
いる(第3図(8,(ト))。
機53によりホトマスクのパターンを縮小転写する露光
部17および基板101を回転させながら現像液を部下
させる現像機54を有する現像部18により、ゲートマ
スク106を形成する。その直後にバターニングされた
チャネル長を規定するゲートマスク106のパターン幅
LRを測定するゲートマスク幅測定部19が設けられて
いる(第3図(8,(ト))。
次に、プラズマエツチング装置のようなエツチング装置
55を使用し、前記ゲートマスク106をマスクとして
ポリシリコン膜104をバターニングするエツチング部
20が設けられている。その後にエツチング形成された
ポリシリコン膜、即ちゲート電極107のチャネル長を
決定するゲート長LEを測定するゲート測定部21が設
けられている(第3図向)。
55を使用し、前記ゲートマスク106をマスクとして
ポリシリコン膜104をバターニングするエツチング部
20が設けられている。その後にエツチング形成された
ポリシリコン膜、即ちゲート電極107のチャネル長を
決定するゲート長LEを測定するゲート測定部21が設
けられている(第3図向)。
以下、詳細を省略するが、ソース・ドレイン領域108
を形成するイオン打込み部、層間絶縁膜109を形成す
る処理部およびコンタクトホール形成やアルミ配線11
0を形成する処理部等を含む処理部22を経て、第3図
00M08FETを完成する。
を形成するイオン打込み部、層間絶縁膜109を形成す
る処理部およびコンタクトホール形成やアルミ配線11
0を形成する処理部等を含む処理部22を経て、第3図
00M08FETを完成する。
ウェーハの状態での処理を終えた後、ウェーハ若しくは
チップの検査装置56によりウェーハ又はチップ単位で
の特性、例えばVthを測定、検査するW/P測定部2
3が設けられている。
チップの検査装置56によりウェーハ又はチップ単位で
の特性、例えばVthを測定、検査するW/P測定部2
3が設けられている。
更に、半導体装置として完成した後、最終特性、例えば
アクセス時間TACCE等を検査する最終測定部24が
設けられている。
アクセス時間TACCE等を検査する最終測定部24が
設けられている。
本例では所要の特性のウェーハ・チップを得るために前
述した各処理部では、次の処理条件の制御を行ガってい
る。
述した各処理部では、次の処理条件の制御を行ガってい
る。
ゲート酸化部11では酸化時間T、MXや場合によって
酸化温度T)ljMP (本例では除く)を制御して前
記ゲート酸化膜102の膜厚ToX を調整する。
酸化温度T)ljMP (本例では除く)を制御して前
記ゲート酸化膜102の膜厚ToX を調整する。
また、イオン打・込み部13ではドーズ量NTDを制御
する。これは−しき匹値電圧Vth制御の一要素となる
。また、ポリシリコン成膜部14ではポリシリコン膜1
03の膜厚TcvDk調整する。更に、塗布部15では
回転数Rf制御してレジスト膜厚TRを調整する。一方
、露光部17において露光条件の一つである露光時間T
vXPを制御し、現像部18において現像時間TDEV
を制御することによりチャネル長を規定するマスク@L
Rfc調整する。更にエツチング部20におけるエツチ
ング時間、特に本例ではオーバエツチング時間TOEを
制御してゲート長LK を調整する。
する。これは−しき匹値電圧Vth制御の一要素となる
。また、ポリシリコン成膜部14ではポリシリコン膜1
03の膜厚TcvDk調整する。更に、塗布部15では
回転数Rf制御してレジスト膜厚TRを調整する。一方
、露光部17において露光条件の一つである露光時間T
vXPを制御し、現像部18において現像時間TDEV
を制御することによりチャネル長を規定するマスク@L
Rfc調整する。更にエツチング部20におけるエツチ
ング時間、特に本例ではオーバエツチング時間TOEを
制御してゲート長LK を調整する。
勿論、これらの制御を行なうためには、第2図下欄のよ
うに、酸化膜厚T’ox、しきい値電圧V、ll、レジ
スト膜厚TR、ゲートマスク幅LR1ゲート長LH、ア
クセス時間TACCE の各設計値D(符号の上に2本
の横線「=」を付記している)を予め設定している。
うに、酸化膜厚T’ox、しきい値電圧V、ll、レジ
スト膜厚TR、ゲートマスク幅LR1ゲート長LH、ア
クセス時間TACCE の各設計値D(符号の上に2本
の横線「=」を付記している)を予め設定している。
以上の各処理部および測定部間において、前述した各要
素の制御を行なうために、前記「適応制御」、「F、F
制御」、「設定値制御」を前記各処理部間で行っている
。
素の制御を行なうために、前記「適応制御」、「F、F
制御」、「設定値制御」を前記各処理部間で行っている
。
以下、第2図に従って、説明する。第2図において、各
制御部内の文字はAは適応制御、F、Fはフィードフォ
ワード制御、Pは設定値制御を示すO ゲート酸化部11は、酸化膜厚適応制御部30と酸化時
間設定値制御部31とによって制御される。制御するた
めのデータとして、酸化膜厚測定部12での測定値TO
Xと、設計値T。Xを後述する適応制御部45.46に
よシ補正して得た目標値T’ox (横線「−」を付記
)とを用いる。適応制御部30へは測定値T’oxと目
標値ToXとの差ムToxが入力される。差ΔToXは
、適応制御部30内でめるようにしてもよい。差” T
’oxと適応制御部30内に情報として保持しているΔ
TiMJと蟲−との相関関係とを用いて^TiMXをめ
る。一方、酸化時間設定値制御部31は入力された目標
値T’oxと、情報として内部に保持しているTiMI
CとTOXとの相関関係とを用いてTI Mgをシミュ
レーションによシ算出する請求められたTiMlcを前
記ムTiMEで補正しゲート酸化部11の酸化時間を制
御する。つまシ、次に処理されるウェーハのゲート酸化
膜厚ToXを最適に制御する。なお、ゲート酸化部11
は複数枚のウェーハを同時に処理するため、この制御は
バッチ(ロット)単位の制御となる。
制御部内の文字はAは適応制御、F、Fはフィードフォ
ワード制御、Pは設定値制御を示すO ゲート酸化部11は、酸化膜厚適応制御部30と酸化時
間設定値制御部31とによって制御される。制御するた
めのデータとして、酸化膜厚測定部12での測定値TO
Xと、設計値T。Xを後述する適応制御部45.46に
よシ補正して得た目標値T’ox (横線「−」を付記
)とを用いる。適応制御部30へは測定値T’oxと目
標値ToXとの差ムToxが入力される。差ΔToXは
、適応制御部30内でめるようにしてもよい。差” T
’oxと適応制御部30内に情報として保持しているΔ
TiMJと蟲−との相関関係とを用いて^TiMXをめ
る。一方、酸化時間設定値制御部31は入力された目標
値T’oxと、情報として内部に保持しているTiMI
CとTOXとの相関関係とを用いてTI Mgをシミュ
レーションによシ算出する請求められたTiMlcを前
記ムTiMEで補正しゲート酸化部11の酸化時間を制
御する。つまシ、次に処理されるウェーハのゲート酸化
膜厚ToXを最適に制御する。なお、ゲート酸化部11
は複数枚のウェーハを同時に処理するため、この制御は
バッチ(ロット)単位の制御となる。
イオン打込み部13はドーズ量F、F 制御部32とド
ーズ量設定値制御部33とによって制御される。制御す
るためのデータとして前述の膜厚測定値Toxと設計値
Vthを用いる。ドーズ量F、F制御部32は入力され
た膜厚測定値’I’oxと、内部に情報として保持して
いるNTDとToXとの相関関係に基づいてイオン打込
み部13において打込まれるイオンのドーズ量NTDを
める。しきい値の設計値Vthとドーズ量設定値制御部
33ではNTDとvtbとの相関関係とを用いてドーズ
量の目標値NTDがシミユレートされる。目標値NTD
は後述する適応制御部45によシ補正される。この補正
された目標値NTDと制御部32でめた値との対比から
最適ドーズ量NTDの調整が行なわれる。この制御はウ
ェーハ単位で行なわれる。ゆえに膜厚T’oxはウェー
ハ毎にめられる。
ーズ量設定値制御部33とによって制御される。制御す
るためのデータとして前述の膜厚測定値Toxと設計値
Vthを用いる。ドーズ量F、F制御部32は入力され
た膜厚測定値’I’oxと、内部に情報として保持して
いるNTDとToXとの相関関係に基づいてイオン打込
み部13において打込まれるイオンのドーズ量NTDを
める。しきい値の設計値Vthとドーズ量設定値制御部
33ではNTDとvtbとの相関関係とを用いてドーズ
量の目標値NTDがシミユレートされる。目標値NTD
は後述する適応制御部45によシ補正される。この補正
された目標値NTDと制御部32でめた値との対比から
最適ドーズ量NTDの調整が行なわれる。この制御はウ
ェーハ単位で行なわれる。ゆえに膜厚T’oxはウェー
ハ毎にめられる。
ポリシリコン成膜部14は、デボジシロン膜厚適応制御
部26とデボジシミン時間設定値制御部27とによって
制御される。制御するためのデ−タとして、デポジショ
ン膜厚測定部25での測定値TCVDと、設計値T(:
VDを後述する適応制御45により補正して得た目標値
TCVDとを用いる。
部26とデボジシミン時間設定値制御部27とによって
制御される。制御するためのデ−タとして、デポジショ
ン膜厚測定部25での測定値TCVDと、設計値T(:
VDを後述する適応制御45により補正して得た目標値
TCVDとを用いる。
適応制御部26へは測定値’f’cvnと目標値TCV
Dとの差Δ’rcvpが入力される。差ΔTCVDは、
適応制御部26内でめるようにしてもよい。差ムT’C
vI)と適応制御部26内に情報として保持しているデ
ポジション時間の変化量ムTDKPOと”TCVDとの
相関関係とを用いてΔTDEPOをめる。一方、デポジ
ション時間設定値制御部27は入力された目標値TCV
Dと、情報として内部に保持しているデポジション時間
’I’ngpoと膜厚TCVDとの相関関係とを用いて
TDKPOをシミュレーションによりx出する請求めら
れたTDEPOを前記ΔTD)iiPoで補正しポリシ
リコン成膜部14のデポジション時間を制御する。つま
シ、次に処理されるウェーッ)のポリシリコン膜厚’r
cvnを最適に制御する。なお、ポリシリコン成膜部1
4は複数枚のウェーハを同時に処理するため、この制御
はバッチ(ロット)単位の制御となる。
Dとの差Δ’rcvpが入力される。差ΔTCVDは、
適応制御部26内でめるようにしてもよい。差ムT’C
vI)と適応制御部26内に情報として保持しているデ
ポジション時間の変化量ムTDKPOと”TCVDとの
相関関係とを用いてΔTDEPOをめる。一方、デポジ
ション時間設定値制御部27は入力された目標値TCV
Dと、情報として内部に保持しているデポジション時間
’I’ngpoと膜厚TCVDとの相関関係とを用いて
TDKPOをシミュレーションによりx出する請求めら
れたTDEPOを前記ΔTD)iiPoで補正しポリシ
リコン成膜部14のデポジション時間を制御する。つま
シ、次に処理されるウェーッ)のポリシリコン膜厚’r
cvnを最適に制御する。なお、ポリシリコン成膜部1
4は複数枚のウェーハを同時に処理するため、この制御
はバッチ(ロット)単位の制御となる。
塗布部15はレジスト膜厚適応制御部34と回転数設定
値制御部35とによって制御される。制御するためのデ
ータとして、レジスト膜厚測定部16で得た測定値TR
と、膜厚設計値TRを後述する適応制御44により補正
して得た目標値TRを用いる。レジスト膜厚適応制御部
34へは、測定値TRと、目標値TRとの差th TR
が入力される。差t−’fB と、適応制御部34がそ
の内部に情報として保持している。ΔTRとΔRとの相
関関係とを用いて回転数補正値ΔRをめる。一方、入力
された目標値TRと、情報として内部に保持しているR
とTRとの相関関係を用いたシミエレ−トにより1回転
数設定値制御部35で回転数Rをめる。このRと補正値
ΔRとで次のウェーハの塗布回転数を調整する。
値制御部35とによって制御される。制御するためのデ
ータとして、レジスト膜厚測定部16で得た測定値TR
と、膜厚設計値TRを後述する適応制御44により補正
して得た目標値TRを用いる。レジスト膜厚適応制御部
34へは、測定値TRと、目標値TRとの差th TR
が入力される。差t−’fB と、適応制御部34がそ
の内部に情報として保持している。ΔTRとΔRとの相
関関係とを用いて回転数補正値ΔRをめる。一方、入力
された目標値TRと、情報として内部に保持しているR
とTRとの相関関係を用いたシミエレ−トにより1回転
数設定値制御部35で回転数Rをめる。このRと補正値
ΔRとで次のウェーハの塗布回転数を調整する。
露光部17は露光F、F 制御部36および露光適応制
御部37、更に露光設定値制御部38とによって制御さ
れる。制御するためのデータとして、測定値TIL と
目標値LRと差ΔLRが用いられる。
御部37、更に露光設定値制御部38とによって制御さ
れる。制御するためのデータとして、測定値TIL と
目標値LRと差ΔLRが用いられる。
目標値り、はゲート長を規定するゲート形成用レジスト
マスクの幅の設計値Ln k後述する適応制御43によ
p補正して得して得られる。差へLRは、前記目標値L
Rと、ゲート形成用レジストマスク幅測定部19で得た
測定値LRとの差である。
マスクの幅の設計値Ln k後述する適応制御43によ
p補正して得して得られる。差へLRは、前記目標値L
Rと、ゲート形成用レジストマスク幅測定部19で得た
測定値LRとの差である。
露光設定値制御部38は、目標値LRと、内部に情報と
して保持されているTKXPとLRとの相関関係を用い
て露光時間TKXPをシミュレートする。
して保持されているTKXPとLRとの相関関係を用い
て露光時間TKXPをシミュレートする。
露光適応制御部37は、目標値LRと測定値LRとの差
ΔLRと、露光適応制御部37の内部に情報として保持
しているΔTBXP とΔLRとの相関関係とを用いて
露光時間補正値ΔTEXPをめる。
ΔLRと、露光適応制御部37の内部に情報として保持
しているΔTBXP とΔLRとの相関関係とを用いて
露光時間補正値ΔTEXPをめる。
一方、露光F、F制御部36はレジスト膜厚測定部16
の測定値TRと、内部に情報として保持しているTEX
PとTRとの相関関係からTEXP をめる。このTE
XP と前記シミュV−)されたTKXR。
の測定値TRと、内部に情報として保持しているTEX
PとTRとの相関関係からTEXP をめる。このTE
XP と前記シミュV−)されたTKXR。
補正値Δ’rzxp とで最適露光時間’rgxpをめ
る〇この最適露光時間TIXPはウェー/・毎にめられ
るO 前述のように、ステップアンドリピートカメラを用いて
チップ毎に露光する場合、チップ毎に、さらに、露光時
間を補正することができる。チップ露光時間補正F、F
制御部47は入力された膜厚測定部16からのチップ
単位の膜厚測定値TR−Jを用いて前記ウェーハ毎の最
適現像時間’rgxpを補正しチップ単位で露光時間の
制御を行なう。
る〇この最適露光時間TIXPはウェー/・毎にめられ
るO 前述のように、ステップアンドリピートカメラを用いて
チップ毎に露光する場合、チップ毎に、さらに、露光時
間を補正することができる。チップ露光時間補正F、F
制御部47は入力された膜厚測定部16からのチップ
単位の膜厚測定値TR−Jを用いて前記ウェーハ毎の最
適現像時間’rgxpを補正しチップ単位で露光時間の
制御を行なう。
現像部18は現像適応制御部39によって制御される。
適応制御部39は前述したゲート形成用マスク幅の差A
LRと、制御部39が内部に情報として保持しているt
−TDKVとthLHとの相関関係とを用いて標準現像
時間に対する補正現像時間心TDEVをめ、最適現像時
間TDICVを調整する。
LRと、制御部39が内部に情報として保持しているt
−TDKVとthLHとの相関関係とを用いて標準現像
時間に対する補正現像時間心TDEVをめ、最適現像時
間TDICVを調整する。
エツチング部20はエッチF、F 制御部40とエッチ
時間設定値制御部41とエッチ適応制御部42とによっ
て制御される。制御するためのデータとして、前述の測
定値LR1測定値り、および目標値LEが用いられる。
時間設定値制御部41とエッチ適応制御部42とによっ
て制御される。制御するためのデータとして、前述の測
定値LR1測定値り、および目標値LEが用いられる。
測定値Llは、ゲート長測定部21で得た値である。目
標値り、は、ゲート長の設計値LHを後述する適応制御
45および46により、補正して得られる。エッチ時間
設定値制御部41へは目標値り、 と測定ゲート長り。
標値り、は、ゲート長の設計値LHを後述する適応制御
45および46により、補正して得られる。エッチ時間
設定値制御部41へは目標値り、 と測定ゲート長り。
との差ムLE およびゲートマスク幅の目標値LRが入
力される。制御部41はこれらの入力と、その内部に、
情報として保持している’rolcとLRとの相関関係
とを用いてオーツくエツチング時間TOEをシミュレー
トによりめる。エッチ時間適応制御部42は、入力され
た前記差ALIB と、内部に情報として保持している
th LE とth ’fO1の相関関係とを用いて、
オーバエツチング時間補正ΔTOEをめる。エッチF、
F 制御部40は入力されたゲートマスク幅の測定値L
Rと、内部に情報として保持しているムT。ΣとLRの
相関関係とを用いてオーバエツチング補正時間蟲Tog
k求める。これらから最適エツチング時間(オーツくエ
ツチング時間) TOIをめる。
力される。制御部41はこれらの入力と、その内部に、
情報として保持している’rolcとLRとの相関関係
とを用いてオーツくエツチング時間TOEをシミュレー
トによりめる。エッチ時間適応制御部42は、入力され
た前記差ALIB と、内部に情報として保持している
th LE とth ’fO1の相関関係とを用いて、
オーバエツチング時間補正ΔTOEをめる。エッチF、
F 制御部40は入力されたゲートマスク幅の測定値L
Rと、内部に情報として保持しているムT。ΣとLRの
相関関係とを用いてオーバエツチング補正時間蟲Tog
k求める。これらから最適エツチング時間(オーツくエ
ツチング時間) TOIをめる。
適応制御部43は、前述のゲート長の差th LEを入
力として、−設計値LRを補正して目標値LRをめるた
めの信号を出力する。適応制御部43はゲートマスク幅
LRの制御の高精度化に有効である。適応制御部44も
、同様に、差ΔL、を入力として、設計値TRを補正し
て目II値Th?lXめる信号を出力する。
力として、−設計値LRを補正して目標値LRをめるた
めの信号を出力する。適応制御部43はゲートマスク幅
LRの制御の高精度化に有効である。適応制御部44も
、同様に、差ΔL、を入力として、設計値TRを補正し
て目II値Th?lXめる信号を出力する。
適応制御部45へはしきい値設計値■thと測定したV
thとの差ムVthが入力される。適応制御部45は差
ΔVtbを入力として目標値LE 、 TOX、TCV
DおよびNTDをめる信号を出力する。
thとの差ムVthが入力される。適応制御部45は差
ΔVtbを入力として目標値LE 、 TOX、TCV
DおよびNTDをめる信号を出力する。
更に適応制御部46、アクセス時間の設計値’rACC
lと測定値’rACCEとの差ΔTA (Cd)E入力
される。適応制御部46は差ΔTACCKを入力として
設計値LE l ’roxを補正して目標値I41 ’
roxをめる信号を出力する。
lと測定値’rACCEとの差ΔTA (Cd)E入力
される。適応制御部46は差ΔTACCKを入力として
設計値LE l ’roxを補正して目標値I41 ’
roxをめる信号を出力する。
以上のように構成した各制御部は、結局隣り合う処理部
や測定部の間に接続されたり、1以上の処理部や測定部
を飛び越えて接続されることになる。つまり一連の処理
工程が相互に関係した状態で各処理部の条件が設定され
ることになる。そして、この場合、各制御部では制御量
の重みだけ、即ち制御量の大きさを相違させている。第
2図の上段に記載された制御部の制御量を下段のものよ
シも大きくしている。換言すれは隣り合った処理部間で
の制御を行なう適応制御部やF、F制御部の制御量を大
きくし、離れた処理部間での制御を行なう設定値制御部
や適応制御部の制御量を小さくしているのである。
や測定部の間に接続されたり、1以上の処理部や測定部
を飛び越えて接続されることになる。つまり一連の処理
工程が相互に関係した状態で各処理部の条件が設定され
ることになる。そして、この場合、各制御部では制御量
の重みだけ、即ち制御量の大きさを相違させている。第
2図の上段に記載された制御部の制御量を下段のものよ
シも大きくしている。換言すれは隣り合った処理部間で
の制御を行なう適応制御部やF、F制御部の制御量を大
きくし、離れた処理部間での制御を行なう設定値制御部
や適応制御部の制御量を小さくしているのである。
さらに、最終的に仕様を満足した半導体装置を得るため
に、階層的な制御を行い、かつそれらに重みづけしてい
る。デバイス諸元例えば膜厚、幅、長さ、深さ等の寸法
は直接制御される量であるが、これらに着目した制御は
最も制御量の多い適応およびF、F 制御と中程度の制
御量の設定値制御によって行なっている。デバイス特性
例えば個々のMISFETのしきい値電圧、個々の抵抗
の抵抗値等に着目した制御は、制御量の少ないかつ主と
して隣接していない処理部からの適応および設定値制御
によって行なっている。IC特性すなわち完成したチッ
プ全体としての特性、例えばアクセス時間、遅延時間等
に着目した制御は、最も制御量の少ない適応制御によっ
て行っている。デバイス諸元の組合せで決まり直接制御
できない量であるデバイス特性およびIC特性は、主と
して設計値の補正という形で制御される。これによれば
デバイス諸元が設計値から多少ずれても、最終的に仕様
にあった製品が得られる。
に、階層的な制御を行い、かつそれらに重みづけしてい
る。デバイス諸元例えば膜厚、幅、長さ、深さ等の寸法
は直接制御される量であるが、これらに着目した制御は
最も制御量の多い適応およびF、F 制御と中程度の制
御量の設定値制御によって行なっている。デバイス特性
例えば個々のMISFETのしきい値電圧、個々の抵抗
の抵抗値等に着目した制御は、制御量の少ないかつ主と
して隣接していない処理部からの適応および設定値制御
によって行なっている。IC特性すなわち完成したチッ
プ全体としての特性、例えばアクセス時間、遅延時間等
に着目した制御は、最も制御量の少ない適応制御によっ
て行っている。デバイス諸元の組合せで決まり直接制御
できない量であるデバイス特性およびIC特性は、主と
して設計値の補正という形で制御される。これによれば
デバイス諸元が設計値から多少ずれても、最終的に仕様
にあった製品が得られる。
したがって、この実施例のプロセスによれば、ゲート酸
化部11では一つのバッチの酸化膜の形成結果によシ次
バッチでは直ちに改善された条件での処理が行なわれる
。イオン打込み部13/fi、送られてくるウェーハ毎
に夫々の最適ドーズ量が既に決定されることになる。ポ
リシリコン成膜部14では−のバッチのポリシリコン膜
の形成結果によシ次バッチでは直ちに改善された条件で
の処理が行なわれる。塗布部15では、−のウェーッ1
の塗布結果により次のウェーハの塗布回転数が改善され
る。露光部17では送られてくるウェーハの膜厚に適す
る条件でしかも、先に露光したウェーハ又はチップの現
像結果に基づく条件との総合判断によシ露光量が決定さ
れる。勿論、現像部18の現像時間も先のウェーハの現
像結果に基づいて定められる。エツチング部20におい
ても送られてくるウェーハのゲートマスク幅や、先にエ
ツチングされたウェーハのゲート長によってオーバエッ
チング時間が定められる。結局隣接処理部間の制御によ
り応答性のよい制御を行なうことができる。
化部11では一つのバッチの酸化膜の形成結果によシ次
バッチでは直ちに改善された条件での処理が行なわれる
。イオン打込み部13/fi、送られてくるウェーハ毎
に夫々の最適ドーズ量が既に決定されることになる。ポ
リシリコン成膜部14では−のバッチのポリシリコン膜
の形成結果によシ次バッチでは直ちに改善された条件で
の処理が行なわれる。塗布部15では、−のウェーッ1
の塗布結果により次のウェーハの塗布回転数が改善され
る。露光部17では送られてくるウェーハの膜厚に適す
る条件でしかも、先に露光したウェーハ又はチップの現
像結果に基づく条件との総合判断によシ露光量が決定さ
れる。勿論、現像部18の現像時間も先のウェーハの現
像結果に基づいて定められる。エツチング部20におい
ても送られてくるウェーハのゲートマスク幅や、先にエ
ツチングされたウェーハのゲート長によってオーバエッ
チング時間が定められる。結局隣接処理部間の制御によ
り応答性のよい制御を行なうことができる。
更に前記各部の条件の決定に際しては、設計値に基づく
設定値制御による調整を行なう。この設定値制御ではシ
ミュレートによシ条件をめると共に、W/P測定部23
や最終測定部24の結果に基づいて設計値を補正して目
標値としているので、条件決定の精度を高いものにでき
る。同時にこのように複数の工程間にわたって(飛び越
え℃の制御を加味することによシ、ウェーッ・毎、チッ
プ毎の条件の過変動を抑制し、品質の安定化、均一化を
図ることができる。この場合、各制御部の比重の相違に
より、処理条件設定の応答性や安定性等を任意に調整で
きる。
設定値制御による調整を行なう。この設定値制御ではシ
ミュレートによシ条件をめると共に、W/P測定部23
や最終測定部24の結果に基づいて設計値を補正して目
標値としているので、条件決定の精度を高いものにでき
る。同時にこのように複数の工程間にわたって(飛び越
え℃の制御を加味することによシ、ウェーッ・毎、チッ
プ毎の条件の過変動を抑制し、品質の安定化、均一化を
図ることができる。この場合、各制御部の比重の相違に
より、処理条件設定の応答性や安定性等を任意に調整で
きる。
また、この実施例では処理に応じてチップ単位。
ウェーハ単位、バッチ(ロット)単位での条件設定を行
なっているので、ゲート酸化部11のようなバッチ処理
、露光部17のようなチップ単位処理、その他のウェー
ハ単位処理の各処理に夫々最適な条件設定を可能とする
。
なっているので、ゲート酸化部11のようなバッチ処理
、露光部17のようなチップ単位処理、その他のウェー
ハ単位処理の各処理に夫々最適な条件設定を可能とする
。
なお、以上の説明において、各制御部を上位コンピュー
タに接続して集中的に管理し、プロセスの自動化、集中
管理を行うことが可能とされる。
タに接続して集中的に管理し、プロセスの自動化、集中
管理を行うことが可能とされる。
(1)処理部と、これと隣シ合った測定部間において、
適応制御部やF、F 制御部による処理条件の制御を行
なっているので、処理部において処理される半導体の最
適制御の応答性が良く、迅速な制御を行なうことができ
る。
適応制御部やF、F 制御部による処理条件の制御を行
なっているので、処理部において処理される半導体の最
適制御の応答性が良く、迅速な制御を行なうことができ
る。
(2)複数個の処理部を隔てた測定部と処理部との間で
処理条件の制御を行ない得るので、この複数個の処理工
程間を考慮した最適制御を行なうことができ、高精度の
制御を行なうことがてきる。
処理条件の制御を行ない得るので、この複数個の処理工
程間を考慮した最適制御を行なうことができ、高精度の
制御を行なうことがてきる。
(3)隣接部間における制御と、離隔した部間における
制御とを組合わせているので、一方の変動に対しても他
方がこれを抑制するように作用し、安定した制御を行な
うことができる。
制御とを組合わせているので、一方の変動に対しても他
方がこれを抑制するように作用し、安定した制御を行な
うことができる。
(4)各制御部の比重を相違させているので、制御の迅
速性、安定性等を前記比重を変化調整するととによシ任
意に設定できる。
速性、安定性等を前記比重を変化調整するととによシ任
意に設定できる。
(5)半導体チップ、ウェーッ1、バッチ単位での制御
を行なうことによシ、各処理部の処理形態に合致した制
御を行なうことができる。
を行なうことによシ、各処理部の処理形態に合致した制
御を行なうことができる。
(6)各処理部の処理条件の制御を各制御部で自動的に
行ない得るので、プロセス制御の全自動化が達成できる
。
行ない得るので、プロセス制御の全自動化が達成できる
。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、ゲート酸化
部Cは酸化温度を制御するようにしてもよく、露光部で
は露光照度を制御してもよい。また、各処理部と測定部
間に接続される各制褌部の位置や種類は適宜変更できる
。
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、ゲート酸化
部Cは酸化温度を制御するようにしてもよく、露光部で
は露光照度を制御してもよい。また、各処理部と測定部
間に接続される各制褌部の位置や種類は適宜変更できる
。
また、比重は各部夫々の値が異なるようKしてもよい。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背合と方った禾1用分野であるMOSFETの製
造プロセスに適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、他のデバイスの製造プロセス
にも適用することができる。
をその背合と方った禾1用分野であるMOSFETの製
造プロセスに適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、他のデバイスの製造プロセス
にも適用することができる。
第1図囚、 @、(Qは適応制御、F、F制御、設定値
制御の夫々の概念図、 第2図は本発明の一実施例のシステム全体図、第3図(
4)〜0は第2図のシステムに対応するMOSFETの
製造プロセス図である。 11・・・ゲート酸化部、12・・・酸化膜厚測定部、
13・・・インプラ部、14・・・ポリシリコン成膜部
、15・・・塗布部、16・・・フォトレジ膜厚測定部
、17・・・露光部、18・・・現像部、19・・・ゲ
ートマスク幅測定部、20・・・エツチング部、21・
・・ゲート測定部、22・・・完成工程部、23・・・
W/P検査部、24・・・終検部、30〜46・・・制
御部、TOX 、 V7H。
制御の夫々の概念図、 第2図は本発明の一実施例のシステム全体図、第3図(
4)〜0は第2図のシステムに対応するMOSFETの
製造プロセス図である。 11・・・ゲート酸化部、12・・・酸化膜厚測定部、
13・・・インプラ部、14・・・ポリシリコン成膜部
、15・・・塗布部、16・・・フォトレジ膜厚測定部
、17・・・露光部、18・・・現像部、19・・・ゲ
ートマスク幅測定部、20・・・エツチング部、21・
・・ゲート測定部、22・・・完成工程部、23・・・
W/P検査部、24・・・終検部、30〜46・・・制
御部、TOX 、 V7H。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半導体製造プロセスにおける処理部と、処理後の諸
元を測定する測定部とで一連の製造プロセスを構成し、
前記処理部と、これと@シ合った測定部との間に−の制
御部を接続する一方、処理部と、これと1以上の工程を
隔てた測定部との間に他の制御部を接続し、各測定部か
らの測定値や設計値に基づいて前記各制御部が処理部の
処理条件を制御し得るよう構成したことを特徴とする半
導体製造プロセス制御システム。 2、−の制御部を適応制御、F、F 制御で構成し、他
の制御部を適応制御、設定値制御で構成してなる特許請
求の範囲第1項記載の半導体製造プロセス制御システム
。 3、−の制御部と他の制御部の比重を相違させ、−の制
御部の比重を他の制御部よシも大きくしてなる特許請求
の範囲第1項又は第2項記載の半導体製造プロセス制御
システム。 4、−の制御部は半導体のチップ、ウェーハ、バッチ(
ロフト)単位で制御し得る特許請求の範囲第1項ないし
第3項のいずれかに記載の半導体製造フロセス制御シス
テム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10255684A JPS60247937A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 半導体製造プロセス制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10255684A JPS60247937A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 半導体製造プロセス制御システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60247937A true JPS60247937A (ja) | 1985-12-07 |
Family
ID=14330508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10255684A Pending JPS60247937A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 半導体製造プロセス制御システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60247937A (ja) |
-
1984
- 1984-05-23 JP JP10255684A patent/JPS60247937A/ja active Pending
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