JPS604223A - 酸化膜厚のオンライン計測制御方式 - Google Patents
酸化膜厚のオンライン計測制御方式Info
- Publication number
- JPS604223A JPS604223A JP11091983A JP11091983A JPS604223A JP S604223 A JPS604223 A JP S604223A JP 11091983 A JP11091983 A JP 11091983A JP 11091983 A JP11091983 A JP 11091983A JP S604223 A JPS604223 A JP S604223A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide film
- film thickness
- thickness
- target
- estimated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
- G01B21/08—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は半導体製造プロセスの酸化膜厚制御方式に関し
、特に酸化膜厚のオンライン計測データに基づき、ウェ
ハ上にばらつきなく常に設計等で定められた値で酸化膜
厚を形成する酸化膜厚のオンライン計測制御方式に関す
る。
、特に酸化膜厚のオンライン計測データに基づき、ウェ
ハ上にばらつきなく常に設計等で定められた値で酸化膜
厚を形成する酸化膜厚のオンライン計測制御方式に関す
る。
従来、酸化工程において、酸化膜厚をオンライ／で計測
し、さらに制御しようとする試みはなく、全くのノウハ
ウによυ酸化処理を行っていた。しかし、このようなノ
ウハウによると、酸化時間を短かくすることによシスル
ープツトを上げることも出来ず、また酸化膜厚を目標値
にすることも必ずしも出来ない。この結果、半導体製品
の品質劣化を引き起こすことになる。
し、さらに制御しようとする試みはなく、全くのノウハ
ウによυ酸化処理を行っていた。しかし、このようなノ
ウハウによると、酸化時間を短かくすることによシスル
ープツトを上げることも出来ず、また酸化膜厚を目標値
にすることも必ずしも出来ない。この結果、半導体製品
の品質劣化を引き起こすことになる。
本発明の目的は、酸化膜厚のオンライン計測データに基
づき、時系列的に酢化膜厚を推定し、さらにその酸化膜
厚の推定値を目標の酸化膜厚になるように酸化炉の温度
、ボートの挿入速度、ガスの流量、酸化処理時間等の諸
操作量を決定する制御方式を提供することにある。
づき、時系列的に酢化膜厚を推定し、さらにその酸化膜
厚の推定値を目標の酸化膜厚になるように酸化炉の温度
、ボートの挿入速度、ガスの流量、酸化処理時間等の諸
操作量を決定する制御方式を提供することにある。
上記の目的を達成するため本発明では、酸化膜厚の時間
発展方程式を酸化炉の温夏、ボートの挿入速度、ガスの
流量などの諸操作量の線型関数として表わし、オンライ
ンで計測された酸化膜厚データに基づいてカルマン・フ
ィルターによシ時系列的に酸化膜厚を推定し、その推定
値を目標酸化膜厚にするだめの上記の諸操作量の最適値
を決定する点に肋徴がある。
発展方程式を酸化炉の温夏、ボートの挿入速度、ガスの
流量などの諸操作量の線型関数として表わし、オンライ
ンで計測された酸化膜厚データに基づいてカルマン・フ
ィルターによシ時系列的に酸化膜厚を推定し、その推定
値を目標酸化膜厚にするだめの上記の諸操作量の最適値
を決定する点に肋徴がある。
第１図は本発明による一実施例を示す酸化膜厚のオンラ
インＢ１測制御装置の全体構成図である。
インＢ１測制御装置の全体構成図である。
第１図において、１は酸化装置を示し、コントローラー
５でＰ、Ｉ 、Ｄ、 （比例、積分、微分）制御により
フィードバック制御される。コントローラー５へ馬える
諸操作量４１は以下に述べるように、目標酸化膜厚６が
入力されたときに最適な操作量を決定する酸化膜厚最適
制御装置４で設定される。
５でＰ、Ｉ 、Ｄ、 （比例、積分、微分）制御により
フィードバック制御される。コントローラー５へ馬える
諸操作量４１は以下に述べるように、目標酸化膜厚６が
入力されたときに最適な操作量を決定する酸化膜厚最適
制御装置４で設定される。
酸化膜厚最適制御装置４にＶユ、外部から与えられる目
標酸化膜厚６の他、酸化膜厚推定装置３から酸化膜厚推
定値３１が入力される。酸化膜ｊ卑推定装置３には、酸
化装置１からの諸操作量５２（＝１２）と、酢化膜厚計
測装置２からの酸化膜厚オンライン計測データ２１が入
力される。酸化膜厚計測装置２にはウエノ・表面からの
干渉光１１が入力される。
標酸化膜厚６の他、酸化膜厚推定装置３から酸化膜厚推
定値３１が入力される。酸化膜ｊ卑推定装置３には、酸
化装置１からの諸操作量５２（＝１２）と、酢化膜厚計
測装置２からの酸化膜厚オンライン計測データ２１が入
力される。酸化膜厚計測装置２にはウエノ・表面からの
干渉光１１が入力される。
以上のように、目標酸化膜厚６が与えられると、酸化膜
厚計測装置２で酸化膜厚のオンライン計測値を設定し、
酸化膜厚推定装置３でＦｉ酸化膜厚オンライン計測デー
タから時系列的に酸化膜厚を推定し、さらに、酸化膜厚
最適制御装置Ｉ≦シ４ではその酸化膜厚推定値に基づい
て最適な諸操作量を決定し、コントローラー２にわたす
。その最適操作数５１に基づいて酸化装置１を制御する
。
厚計測装置２で酸化膜厚のオンライン計測値を設定し、
酸化膜厚推定装置３でＦｉ酸化膜厚オンライン計測デー
タから時系列的に酸化膜厚を推定し、さらに、酸化膜厚
最適制御装置Ｉ≦シ４ではその酸化膜厚推定値に基づい
て最適な諸操作量を決定し、コントローラー２にわたす
。その最適操作数５１に基づいて酸化装置１を制御する
。
第２図はコントローラー５による酸化装置ｋｉ−の制御
の具体例を示す。ボート１１０上に載せられた多数のウ
ェハの内、両端のダミーウエノ１０８は製品としては不
良となることが分っているので、均熱帯における良品の
ウエノ・１０９上の酸化膜厚を計測する必要がある。そ
こで、ダミーウニ／・１０８に小孔を明け、均熱帯のウ
エノ・表面からの干渉光１１は取り出し、酸化膜厚計測
装置２で、その干渉光１１から酸化膜厚をめる。酸化炉
１０７の加熱温度は熱電対の温度計測データ１０３に基
づいてヒータ’ＦＬｔＮ１０１をＰ、 Ｉ、 Ｄ、制御
するととにより得られる。ボートの挿入速度は速度の計
測データ１０４に基づいてモータ電源１０３をＰ、 Ｉ
、 Ｄ、制御することにより得られる。ガスの流量は流
量の計測データ１０６に基づいてパルプ１０５ｆ：Ｐ、
Ｉ、Ｄ、制御するととによシ得られる。
の具体例を示す。ボート１１０上に載せられた多数のウ
ェハの内、両端のダミーウエノ１０８は製品としては不
良となることが分っているので、均熱帯における良品の
ウエノ・１０９上の酸化膜厚を計測する必要がある。そ
こで、ダミーウニ／・１０８に小孔を明け、均熱帯のウ
エノ・表面からの干渉光１１は取り出し、酸化膜厚計測
装置２で、その干渉光１１から酸化膜厚をめる。酸化炉
１０７の加熱温度は熱電対の温度計測データ１０３に基
づいてヒータ’ＦＬｔＮ１０１をＰ、 Ｉ、 Ｄ、制御
するととにより得られる。ボートの挿入速度は速度の計
測データ１０４に基づいてモータ電源１０３をＰ、 Ｉ
、 Ｄ、制御することにより得られる。ガスの流量は流
量の計測データ１０６に基づいてパルプ１０５ｆ：Ｐ、
Ｉ、Ｄ、制御するととによシ得られる。
第３図は酸化膜厚推定装置３の詳細な構成図である。酸
化膜厚の時間変化を表わす微分方程式を次のように表わ
す。
化膜厚の時間変化を表わす微分方程式を次のように表わ
す。
−Ｚ（ｔ）＝ ｆ （Ｚ、 ＴＦ 、 Ｖ、 Ｑ）十ξ
ｓ ・−”（１）ｉ ここに、 ｔ；時間 Ｚ；酸化膜厚 ＴＦフ酸化炉の温度 Ｖ；ボートの挿入速度 Ｑ；ガスの流量 ｆ；関数 ξ１；雑音あるいはモデル誤差 一般に関数ｆは非線型となるが、ある定められた値、た
とえば目標酸化膜厚の近傍においては関数ｆを線型化し
た方程式を使うことができる。このような近似のもとに
、（１）式を１き面すと次のようになる。
ｓ ・−”（１）ｉ ここに、 ｔ；時間 Ｚ；酸化膜厚 ＴＦフ酸化炉の温度 Ｖ；ボートの挿入速度 Ｑ；ガスの流量 ｆ；関数 ξ１；雑音あるいはモデル誤差 一般に関数ｆは非線型となるが、ある定められた値、た
とえば目標酸化膜厚の近傍においては関数ｆを線型化し
た方程式を使うことができる。このような近似のもとに
、（１）式を１き面すと次のようになる。
・・・・・・・・・（２）
ここに、係数ａｏ、ａ４は（１）式を線型化したことに
よシ導出されたものであり、実験等により定めるべき係
数である。適当な変数震換で係数ａ（。
よシ導出されたものであり、実験等により定めるべき係
数である。適当な変数震換で係数ａ（。
を消去することができるので、以下ではａＯ−０とおく
ことにする。（２）式をまとめて次のように嶺く。
ことにする。（２）式をまとめて次のように嶺く。
ココに、Ａ＝ａＩ ｇ Ｂ＝［ａ２１ ａ３１ ａ４：
］Ｔ１ｕ”（ＴＦ 、Ｖ、Ｑ） Ｔである。次に、ウエ
ノ・表面に形成された酸化膜厚の計測過程は次のように
なる。 ゛ Ｙ （ｔ） ＝ Ｚ （ｔ）十ξ９ ・・・・・・・・
・・・・・・・（４）ことに、ｙ（ｔ）は酸化膜厚の計
…ｊｌ値、ξ２は計測過程にともなう誤差などの雑旨を
表わす。計測値ｙｆ：得て、Ｚを推定する方法はいわゆ
るカルマン・フィルターを用いることにより行なわれる
。酸根式は次のようになる。
］Ｔ１ｕ”（ＴＦ 、Ｖ、Ｑ） Ｔである。次に、ウエ
ノ・表面に形成された酸化膜厚の計測過程は次のように
なる。 ゛ Ｙ （ｔ） ＝ Ｚ （ｔ）十ξ９ ・・・・・・・・
・・・・・・・（４）ことに、ｙ（ｔ）は酸化膜厚の計
…ｊｌ値、ξ２は計測過程にともなう誤差などの雑旨を
表わす。計測値ｙｆ：得て、Ｚを推定する方法はいわゆ
るカルマン・フィルターを用いることにより行なわれる
。酸根式は次のようになる。
ここに、ξ１．ξ２はそれぞれ平均値が０で、分散がＷ
、Ｕのガウス分布をした白色雑音とする。
、Ｕのガウス分布をした白色雑音とする。
第３図は（５）式で表わされるカルマン・フィルターの
詳細な構成図を示す。２１はオンラインで計測した酸化
膜ｙ、５２は操作量、３０１は上記の微分方程式を解く
積分器である。
詳細な構成図を示す。２１はオンラインで計測した酸化
膜ｙ、５２は操作量、３０１は上記の微分方程式を解く
積分器である。
次に、酸化膜厚推定値Ｚに基づき、最適な操作部を決定
するアルゴリズムを示す。目標の酸化膜厚Ｚ幸を得るた
め、次式のような評価関数を導入する。
するアルゴリズムを示す。目標の酸化膜厚Ｚ幸を得るた
め、次式のような評価関数を導入する。
Ｊ＝Ｅ（、／”（ｈｘ・（Ｚ（ｔ）−Ｚ本）２＋ｈｕｕ
２）ｄ ｔ）・・・・・・・・・・・・（６） ここに、Ｅは雑音に対する平均値で、”Ｘ＋ｈｕは適当
な定数で４うり、Ｔは処理時間である。
２）ｄ ｔ）・・・・・・・・・・・・（６） ここに、Ｅは雑音に対する平均値で、”Ｘ＋ｈｕは適当
な定数で４うり、Ｔは処理時間である。
上式を最小化することによシ最適操作量が次のようにま
る。
る。
ｕＯ＝ ０（ｔ）’ （Ｚ（１）、Ｚ”）Ｇ ＝ ｈ、
−１−Ｂ −１−１ 第４図は（７）式で表わされる最適操作鼠を決定する装
置の詳細な構成図を示す。４０］Ｊｌ：酸化膜厚推定量
３１と目標酸化膜厚の差４０１１を言１算する。
−１−Ｂ −１−１ 第４図は（７）式で表わされる最適操作鼠を決定する装
置の詳細な構成図を示す。４０］Ｊｌ：酸化膜厚推定量
３１と目標酸化膜厚の差４０１１を言１算する。
４０２では、あらかじめオフラインで計算しておいたＨ
すなわちＧをテーブル等の形で保存し、４０１１を用い
て最適操作索ｕ０を計舅する。
すなわちＧをテーブル等の形で保存し、４０１１を用い
て最適操作索ｕ０を計舅する。
以上に述べたように、本発明によれば、ウェハ表面に形
成された酸化膜厚を光干渉言１等で直接オンラインで計
測、シ、カルマン・フィルターを用いて時系列的に酸化
膜厚を推定し、さらにその酸化膜厚推定値に基づいて、
目標の酸化膜厚を得るため酸化炉の温度、ボートの速度
、ガスの流量などの最適な値をめることができる。従来
は、酸化膜厚は酸化処理後でないと分からなかったため
、試行錯誤的に諸操作量を決定してきた。このため、酸
化膜厚に大きなばらつきを生じさせ、半導体製品の歩留
りを低下させた。本発明はこのような欠点を改善し、ば
らつきなく酸化膜厚を得ることができ、歩留シを大きく
向上させる効果を有する。
成された酸化膜厚を光干渉言１等で直接オンラインで計
測、シ、カルマン・フィルターを用いて時系列的に酸化
膜厚を推定し、さらにその酸化膜厚推定値に基づいて、
目標の酸化膜厚を得るため酸化炉の温度、ボートの速度
、ガスの流量などの最適な値をめることができる。従来
は、酸化膜厚は酸化処理後でないと分からなかったため
、試行錯誤的に諸操作量を決定してきた。このため、酸
化膜厚に大きなばらつきを生じさせ、半導体製品の歩留
りを低下させた。本発明はこのような欠点を改善し、ば
らつきなく酸化膜厚を得ることができ、歩留シを大きく
向上させる効果を有する。
第１図は本発明による一実施例の全体構成図、第２図は
酸化炉の制御装置を示す図、第３図は酸化膜厚推定装置
を示す図、第４図は重過操作量決定装置を示す図である
。 第 １ 区 頴 ３ 図 晃 ４ 口
酸化炉の制御装置を示す図、第３図は酸化膜厚推定装置
を示す図、第４図は重過操作量決定装置を示す図である
。 第 １ 区 頴 ３ 図 晃 ４ 口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体製造プロセスの酸化工程において、酸化炉内のウ
ェハ上に形成された酸化膜厚をオンラインで計測し、計
測結果に基づき酸化膜厚推定モデルによシ時系列的に酸
化膜厚を推定し、さらには、その推定酸化膜厚に基づき
酸化膜厚最適制御モデルによ多目標酸化膜厚を得るよう
に酸化炉の温度。 ボートの挿入速度、ガスの流量、酸化処理時間を決定す
ることを特徴とする酸化膜厚のオンライン計測制御方式
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11091983A JPS604223A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 酸化膜厚のオンライン計測制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11091983A JPS604223A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 酸化膜厚のオンライン計測制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS604223A true JPS604223A (ja) | 1985-01-10 |
Family
ID=14547951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11091983A Pending JPS604223A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 酸化膜厚のオンライン計測制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604223A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01130102A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-23 | Nippon Kayaku Co Ltd | 塗膜の染色法 |
| KR100474226B1 (ko) * | 2001-03-30 | 2005-03-08 | 가부시끼가이샤 도시바 | 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 장치의 제조 장치와 그제어 방법 및 제어 장치, 및 반도체 장치의 제조프로세스의 시뮬레이션 방법 및 시뮬레이션 장치 |
| US6864189B2 (en) | 2003-06-27 | 2005-03-08 | International Business Machines Corporation | Methodology for measuring and controlling film thickness profiles |
| CN115704083A (zh) * | 2021-08-02 | 2023-02-17 | 飞秒光电科技(西安)有限公司 | 插针镀膜方法、装置、电子设备和计算机存储介质 |
-
1983
- 1983-06-22 JP JP11091983A patent/JPS604223A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01130102A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-23 | Nippon Kayaku Co Ltd | 塗膜の染色法 |
| KR100474226B1 (ko) * | 2001-03-30 | 2005-03-08 | 가부시끼가이샤 도시바 | 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 장치의 제조 장치와 그제어 방법 및 제어 장치, 및 반도체 장치의 제조프로세스의 시뮬레이션 방법 및 시뮬레이션 장치 |
| US6864189B2 (en) | 2003-06-27 | 2005-03-08 | International Business Machines Corporation | Methodology for measuring and controlling film thickness profiles |
| CN115704083A (zh) * | 2021-08-02 | 2023-02-17 | 飞秒光电科技(西安)有限公司 | 插针镀膜方法、装置、电子设备和计算机存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yoshitani et al. | Model-based control of strip temperature for the heating furnace in continuous annealing | |
| CN109581870B (zh) | 含能材料反应釜的釜内温度动态矩阵控制方法 | |
| US6711531B1 (en) | Temperature control simulation method and apparatus | |
| JP3726770B2 (ja) | 連続酸洗方法および連続酸洗装置 | |
| CN115591493B (zh) | 一种反应釜温度控制方法 | |
| CN110989495B (zh) | 基于自适应迭代学习的误差补偿方法及数控控制系统 | |
| JP2001527231A (ja) | 制御システムの応答におけるオーバーシュートの予測方法 | |
| CN117452993A (zh) | 一种温循试验箱的温度控制方法 | |
| JPH07104715B2 (ja) | パラメ−タの同定方法 | |
| JPS604223A (ja) | 酸化膜厚のオンライン計測制御方式 | |
| CN108388218B (zh) | 基于潜变量过程迁移模型的修正自适应批次过程优化方法 | |
| CN108646553A (zh) | 一种统计在线监控闭环控制系统模型质量的方法 | |
| JP2000129319A (ja) | 高炉炉熱制御方法及び装置 | |
| CN118625881B (zh) | 糊树脂聚合反应升温阶段聚合釜内温度控制方法 | |
| JP4110780B2 (ja) | 高炉炉内溶銑温度及び外乱の推定方法 | |
| JPH07138658A (ja) | 連続熱処理炉の露点制御装置 | |
| JPS629405A (ja) | プロセス制御装置 | |
| CN120255334B (zh) | 一种状态依赖约束下级联型连续搅拌反应釜时滞系统的跟踪控制方法和系统 | |
| JPS58201103A (ja) | サンプル値ｐｉｄ制御装置 | |
| JPS6079734A (ja) | 半導体酸化炉内の酸化膜厚オンライン推定・制御方式 | |
| CN115328025B (zh) | 一种基于模型适用度评价指标的机床热误差双闭环建模与补偿方法 | |
| JPH05152311A (ja) | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 | |
| JPH0580804A (ja) | 調節計 | |
| JPH02138420A (ja) | 加熱炉における燃焼制御方法 | |
| JPH02154094A (ja) | 厚さや絶乾坪量のプロフィール制御方法 |