KR101899639B1

KR101899639B1 - 이물질을 발진시키는 장치 및 발진 요인 분석 장치

Info

Publication number: KR101899639B1
Application number: KR1020157019629A
Authority: KR
Inventors: 히로유끼 안도; 유따 아사가
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2018-09-17
Also published as: KR101950659B1; US20150371817A1; WO2014119483A1; US10748742B2; KR20150099813A; JP2014146764A; KR20180085070A; JP6383522B2; TWI532072B; TW201443974A

Abstract

발진하는 기구부를 특정하기 위해서는, 동작 기구부의 근처에 웨이퍼를 배치하여 기구부를 동작시키고, 웨이퍼면에 이물질을 부착시킬 필요가 있다. 현재 서비스 엔지니어가 행하는 방법은, 웨이퍼를 장치 내의 특정 위치에 수동으로 배치한 후, 수동으로 기구부를 동작시킨다. 현재의 방식은, 수동에 의한 작업이기 때문에, 발진의 원인 구명까지의 효율이 나쁘다. 장치에 있어서의 각 특정 부위의 동작을 반복함으로써 고의로 발진을 촉진하여 웨이퍼에 이물질을 부착시키는 구조를 설치한다. 예를 들어, 장치는, 제어 장치와 시료를 처리하는 시료실과 시료실에 시료를 반입 및 반출하는 기구를 구비하고, 기구는 복수의 부위를 갖고, 제어 장치는 스크립트를 갖고 있고, 제어 장치가 스크립트를 실행함으로써 기구의 복수의 부위 중 특정한 부위가 반복 동작하게 된다.

Description

이물질을 발진시키는 장치 및 발진 요인 분석 장치{DEVICE FOR DUST EMITTING OF FOREIGN MATTER AND DUST EMISSION CAUSE ANALYSIS DEVICE}

본 발명은 장치에 관한 것으로, 예를 들어 이물질을 발진시키는 장치와, 이물질 발생원을 도출시키는 장치에 적용 가능하다.

레지스트를 도포하고, 노광, 현상을 행한 후, CD-SEM(Critical Dimension-Scanning Electron Microscope) 등에 의해, 패턴 폭 등을 측정함으로써, 프로세스의 평가를 행하는 것이 행해지고 있다. 구체적으로는, CD-SEM으로 대표되는 반도체 검사 장치에 의해, 반도체 웨이퍼 등의 시료 상에 형성된 패턴이 적정하게 형성되어 있는지의 여부를 판단한다. 최근 들어, 반도체 웨이퍼 등의 시료 상에 형성된 패턴의 미세화에 수반하여, 미소한 부착 이물질도 무시할 수 없는 상황이 되고 있다.

유저는, 매일 이물질 체크를 행하여 웨이퍼 상에 부착된 이물질의 개수가 규정 개수보다 적으면, 프로세스 평가의 공정을 개시한다. 이물질의 부착을 검사하기 위해 더미 웨이퍼가 사용된다(특허문헌 1). 그러나, 규정 개수보다 많은 경우에는, 장치의 사용을 금지하여 서비스 엔지니어를 콜한다. 서비스 엔지니어는, 이물질의 발진원과 원인을 조사하여 발진부를 특정한 후, 클리닝 또는 부품 교환을 실시한다. 또한, 장치를 일정 기간 운전시키고, 이물질의 발진이 없는 것이 확인되면 유저에게 건네준다.

일본 특허 공개 평 8-111441호 공보

반도체 검사 장치 등, 반도체 웨이퍼 등의 시료를 취급하는 장치에서는, 시료를 검사하는 시료실 또는 시료를 처리하는 처리실(이하, 간단히 「시료실」이라고 함)에 한창 반입하고 있는 도중에, 또는 시료를 원래의 위치로 회수하는 반출 중에 이물질이 부착되는 경우가 있다. 그 원인은, 진공 배기 기구로부터의 발진, 스테이지 기구의 마찰에 의한 발진 등 다양한 요인에 의한 것이다. 또한, 복수의 동작의 조합에 의해 발진하는 경우도 있고, 원인 구명은 곤란하다. 웨이퍼 카세트인 FOUP(Front Opening Unified Pod) 등의 시료 저장·운반 상자로부터 시료실로의 반입 또는 시료실로부터 시료 저장·운반 상자로의 반출은, 다양한 기구부가 동작한다. 발진은, 어느 하나의 기구가 동작하였을 때에 일어나고, 시료면 상에 이물질로서 부착된다.

발진하는 기구부를 특정하기 위해서는, 동작 기구부의 근처에 시료를 배치하여 기구부를 동작시키고, 시료면에 이물질을 부착시킬 필요가 있다. 현재 서비스 엔지니어가 행하는 방법은, 시료를 장치 내의 특정 위치에 수동으로 배치한 후, 수동으로 기구부를 동작시킨다. 현재의 방식은, 수동에 의한 작업이기 때문에, 발진의 원인 구명까지의 효율이 나쁘다. 여기서, 수동에 의한 작업이란, 서비스 엔지니어가 조작 단말기로부터 코맨드 라인을 입력하면서 하나하나의 동작을 시키는 것을 말한다.

그 외의 과제와 신규의 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 명백해질 것이다.

본 발명에 있어서 개시되는 과제를 해결하기 위한 수단 중, 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면, 다음과 같다.

즉, 장치는, 각 특정 부위의 동작을 반복함으로써 고의로 발진을 촉진하여 시료에 이물질을 부착시키는 구조를 갖는다.

상기 장치에 의하면, 장치 내로부터 발진한 이물질의 발진원과 발진 원인을 용이하게 특정할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 반도체 검사 장치의 개략을 설명하기 위한 측면도이다.
도 2는 실시예에 따른 반도체 검사 장치의 개략을 설명하기 위한 상면도이다.
도 3은 실시예에 따른 소프트웨어 부품의 일람표이다.
도 4는 실시예에 따른 소프트웨어 부품을 조합한 스크립트와 발진용 반복 동작의 제1 예를 도시한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 소프트웨어 부품을 조합한 스크립트와 발진용 반복 동작의 제2 예를 도시한 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 소프트웨어 부품을 조합한 스크립트와 발진용 반복 동작의 제3 예를 도시한 도면이다.
도 7은 실시예에 따른 효율을 고려한 발진용 반복 동작을 도시하는 도면이다.
도 8은 실시예에 따른 이물질 발진 레시피의 예를 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 이물질 발진 레시피를 한창 실행하고 있는 도중의 GUI에 의해 나타내어진 도면이다.
도 10은 실시예에 따른 이물질 발진원의 발진 원인을 특정하는 시스템 구성도이다.
도 11은 실시예에 따른 발진 요인 가능성 데이터베이스를 나타내는 도면이다.
도 12는 실시예에 따른 장치 유수명품 시간 관리 데이터베이스를 나타내는 도면이다.
도 13a는 실시예에 따른 이물질 발진원과 발진 원인의 가능성을 알 때까지의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 13b는 실시예에 따른 이물질 발진원과 발진 원인의 가능성을 알 때까지의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 14는 실시예에 따른 메인터넌스 권장 부품을 추출할 때까지의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 15는 실시예에 따른 반도체 검사 장치의 반입 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 실시예에 따른 반도체 검사 장치의 반출 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 17은 실시 형태에 따른 구성을 나타내는 도면이다.

이하, 실시 형태, 실시예에 대해, 도면을 이용하여 설명한다. 단, 이하의 설명에 있어서, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략한다.

도 17은 실시 형태에 따른 구성을 나타내는 도면이다. 장치(200)는 제어 장치(201)와, 시료를 처리하는 시료실(212)과, 시료실(212)에 상기 시료를 반입 및 반출하는 기구(254)를 구비하고, 기구(254)는 복수의 부위를 갖고, 제어 장치(201)는 스크립트(246)를 갖고 있고, 제어 장치(201)가 스크립트(246)를 실행함으로써 기구(254)의 복수의 부위 중 특정한 부위가 반복 동작하게 된다. 이에 의해, 고의로 발진을 촉진하여 이물질을 시료에 부착시킬 수 있다. 또한, 발진한 이물질의 발진원과 발진 원인을 용이하게 특정할 수 있다.

여기서, 스크립트(246)는 소프트웨어 부품을 순서대로 배열하고 있는 통일성 있는 동작을 실행하기 위한 간이 프로그램이며, 소프트웨어 부품은, 반입 동작 및 반출 동작 중 하나의 동작을 단체(單體)로 실행 가능하게 한 단위이다.

실시예

이하의 설명에서는 CD-SEM을 사용한 반도체 검사 장치를 예로 들어 설명하지만, 그것으로 한정되지는 않고, 다른 하전 입자선을 사용한 장치(예를 들어, 투과 전자 현미경, 주사 투과 전자 현미경, 전자선 묘화 장치, 이온 현미경, 집속 이온 빔 가공 장치 등), 하전 입자선을 사용하지 않는 장치(예를 들어, 검사 장치, 제조 장치, 가공 장치, 평가 장치, 계측 장치) 등에도, 적용이 가능하다. 시료로서는, 반도체 웨이퍼 외에, 노광 장치의 노광광을 마스크하는 레티클, 액정이나 유기 EL의 표시 장치의 TFT 기판 등을 사용할 수 있다.

<구성>

도 1은 실시예에 따른 반도체 검사 장치의 개략을 설명하기 위한 측면도이다. 반도체 검사 장치(101)는 광학계를 격납하는 통(42)과 시료실(12)과 로드 로크실(9)과 미니 인바이런먼트(41)와 제어계(43)와 표시/편집 장치(26)를 갖는다.

제어 장치(1)는 도시하지 않은 유저 인터페이스부터 오퍼레이터에 의해 입력된 가속 전압, 시료(반도체 디바이스) 정보, 측정 위치 정보, 웨이퍼 카세트 정보 등을 바탕으로, 광학계 제어 장치(2), 스테이지 제어 장치(3), 시료 반송 제어 장치(4) 및 시료 교환실 제어 장치(5)의 제어를 행하고 있다.

제어 장치(1)로부터 명령을 받은 시료 반송 제어 장치(4)는 미니 인바이런먼트(41) 내에 있는 반송용 로봇(8)을 FOUP(6)로부터 임의의 웨이퍼(7)가 로드 로크실(시료 교환실)(9)의 홀더(50)의 위치로 이동하도록 제어한다. FOUP(6)에는 도어(40)가 있고, 개폐 기구를 갖고 있다. 제어 장치(1)는 FOUP(6)의 도어(40)의 개폐를 제어할 수 있게 된다.

시료 교환실 제어 장치(5)는 로드 로크실(9)에의 웨이퍼(7)의 출입에 연동하여, 게이트 밸브(10, 11)가 개폐되는 제어를 행한다. 또한, 시료 교환실 제어 장치(5)는 시료 교환실(9) 내를 진공 배기하는 진공 펌프(도시하지 않음)를 제어하고, 게이트 밸브(11)가 개방될 때에는, 시료실(12)과 동등한 진공을, 시료 교환실(9) 내에서 형성한다. 시료 교환실(9)에 들어간 웨이퍼(7)는 게이트 밸브(11)를 통해, 시료실(12)에 보내지고, 스테이지(13) 상에 고정된다. 시료 반송 제어 장치(4) 또는 시료 교환 제어 장치(5)로 제어되는 기구를 반입/반출 기구라고도 한다.

광학계 제어 장치(2)는 제어 장치(1)로부터의 명령에 따라서, 고전압 제어 장치(14), 콘덴서 렌즈 제어부(15), 증폭기(16), 편향 신호 제어부(17) 및 대물 렌즈 제어부(18)를 제어한다.

인출 전극(19)에 의해, 전자원(20)으로부터 인출된 전자 빔(21)은 콘덴서 렌즈(22), 대물 렌즈(23)에 의해 집속되고, 시료 스테이지(13) 상에 배치된 웨이퍼(7)에 조사된다. 전자 빔(21)은 편향 신호 제어부(17)로부터 신호를 받은 편향기(24)에 의해 웨이퍼(7) 상을, 1차원적, 또는 2차원적으로 주사된다.

웨이퍼(7)에의 전자 빔(21)의 조사에 기인하여, 웨이퍼(7)로부터 방출되는 2차 하전 입자(25)는 2차 전자 변환 전극(27)에 의해, 2차 전자(35)로 변환되고, 그 2차 전자(35)는 2차 하전 입자 검출기(36)에 의해 포착되고, 증폭기(16)를 통해 표시/편집 장치(26)의 표시 화면의 휘도 신호로서 사용된다.

또한, 표시/편집 장치(26)의 편향 신호와, 편향기(24)의 편향 신호를 동기시킴으로써, 표시/편집 장치(26)에는 웨이퍼 상의 패턴 형상을 재현할 수 있다.

<동작>

(1) 반입 동작

도 2는 실시예에 따른 반도체 검사 장치의 상면도이다. 도 15는 실시예에 따른 반도체 검사 장치의 반입 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 16은 실시예에 따른 반도체 검사 장치의 반출 동작을 나타내는 흐름도이다.

반도체 검사 장치(101)는 도 2에 도시한 바와 같이 로드 로크실(9)을 복수 갖는 구성이며, FOUP(6)를 복수 접속할 수 있는 구성이다. FOUP(6) 내의 웨이퍼(7)가 시료실(12)로 반입된다(이후, 「반입 동작」이라고 한다). 반입 동작은, 도 15에 나타내는 바와 같이 이하의 동작을 순서대로 실행함으로써 행해진다.

FOUP(6)의 도어(40)를 개방한다(스텝 SCI1). FOUP(6) 내의 웨이퍼(7)를 반송용 로봇(8)으로 취출한다(스텝 SCI2). 반송용 로봇(8)으로 보유 지지하고 있는 웨이퍼(7)를 게이트 밸브(10)의 바로 앞까지 이동한다(스텝 SCI3). 로드 로크실(9) 내를 대기 상태로 한다(스텝 SCI4). 게이트 밸브(10)를 개방한다(스텝 SCI5). 반송용 로봇(8)에 보유 지지하고 있는 웨이퍼(7)를 홀더(50)에 반입한다(스텝 SCI6). 게이트 밸브(10)를 폐쇄한다(스텝 SCI7). 로드 로크실(9)을 진공 상태로 한다(스텝 SCI8). 로드 로크실(9)의 게이트 밸브(11)를 개방한다(스텝 SCI9). 스테이지(13)를 로드 로크실(9)측으로 이동한다(스텝 SCI10). 홀더(50)의 웨이퍼(7)를 스테이지(13)에 반입한다(스텝 SCI11). 게이트 밸브(11)를 폐쇄한다.

(2) 계측 동작

그 후, 웨이퍼(7) 상에 존재하는 패턴의 치수를 계측한다.

(3) 반출 동작

시료실(12) 내에서 계측이 종료된 웨이퍼(7)는 FOUP(6)에 회수된다(이후, 「반출 동작」이라고 한다). 반출 동작은, 도 16에 나타내는 바와 같이 이하의 동작을 순서대로 실행함으로써 행해진다.

스테이지(13)를 로드 로크실(9)측으로 이동한다(스텝 SCO1). 게이트 밸브(11)를 개방한다(스텝 SCO2). 스테이지(13)의 웨이퍼(7)를 홀더(50)에 반출한다(스텝 SCO3). 게이트 밸브(11)를 폐쇄한다(스텝 SCO4). 로드 로크실(9) 내를 대기 상태로 한다(스텝 SCO5). 게이트 밸브(10)를 개방한다(스텝 SCO6). 홀더(50) 상의 웨이퍼(7)를 반송용 로봇(8)으로 취출한다(스텝 SCO7). 게이트 밸브(10)를 폐쇄한다(스텝 SCO8). 로드 로크실(9)을 진공 상태로 한다(스텝 SCO9). 반송용 로봇(8)에 보유 지지하고 있는 웨이퍼(7)를 FOUP(6)에 회수한다(스텝 SCO10). FOUP(6)의 도어(40)를 폐쇄한다(스텝 SCO11).

<발진원의 특정 방법>

웨이퍼면 상에 부착되는 이물질은, 반입 동작 또는 반출 동작 중 어느 하나의 동작 중에 부착될 가능성이 높다. 따라서, 특정 부위의 동작을 고의로 반복함으로써 발진을 촉진하여 발진원을 특정하는 방법을 이하에 설명한다.

도 3은 실시예에 따른 소프트웨어 부품의 일람표(라이브러리)를 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 소프트웨어 부품이란, 반입 동작 및 반출 동작 중 하나의 동작을 단체로 실행 가능하게 한 단위이다. 이들 소프트웨어 부품은, 제어 장치(1) 내의 하드 디스크나 반도체 불휘발성 메모리의 기억 장치(44)에 등록되어 있다. 소프트웨어 부품의 기억 장치(44)에의 등록은, 장치를 유저에게 납입하기 전에, 늦어도 후술하는 스크립트의 편집이나 실행을 하기 전까지 등록된다. 반입 동작이나 반출 동작 내의 특정 부위를 반복하는 동작을 만들기 위해서는, 표시/편집 장치(26) 상에서 소프트웨어 부품을 편집하여 스크립트를 만들어 낼 수 있다. 스크립트라 함은, 소프트웨어 부품을 순서대로 배열하고 있는 통일성 있는 동작을 실행하기 위한 간이 프로그램이다. 스크립트도 소프트웨어 부품과 마찬가지로 기억 장치(44)에 등록해 둘 수도 있다. 스크립트의 기억 장치(44)에의 등록은, 장치를 유저에게 납입하기 전에, 늦어도 서비스 엔지니어가 발진원의 특정을 위해 스크립트의 실행을 하기 전까지 등록된다. 스크립트는, 제어 장치(1) 내의 CPU(중앙 처리 장치)(45)에 의해 실행된다.

도 4, 도 5 및 도 6은 실시예에 따른 소프트웨어 부품을 조합하여 작성한 스크립트와 발진용 반복 동작의 예를 나타낸 도면이다.

도 4에 나타내는 제1 스크립트(스크립트 a)(46a)는, 이하의 동작을 행한다. 도어(40)를 개방한다(FP-OP). FOUP(6) 내의 웨이퍼(7)를 반송용 로봇(8)으로 취출한다(FP-RO pos). 여기서, 「pos」는 FOUP(6) 내의 웨이퍼의 위치(Slot 번호)를 지정한다. 반송용 로봇(8)으로 보유 지지하고 있는 웨이퍼(7)를 게이트 밸브(10)의 바로 앞까지 이동하여 정지한다(RO-LB1). 로드 로크실(9) 내를 대기 상태로 한다(LC1-AR). 게이트 밸브(10)를 개방한다(GB11-OP). 반송용 로봇(8)에 보유 지지하고 있는 웨이퍼(7)를 홀더(50)에 반입한다(RO-LC1). 본 상태에서 게이트 밸브(10)를 개방하는 동작(GB11-OP)과 게이트 밸브(10)를 폐쇄하는 동작(GB11-CL)을 지정 횟수 반복한다. 제1 스크립트(46a) 내의 REPEAT count와 NEXT의 소프트웨어 부품을 실행함으로써, 지정 횟수를 반복한다. 지정 횟수는, 스크립트 작성자가 자유롭게 변경하는 것이 가능한 구조를 갖는다. 제1 스크립트(46a)의 동작의 목적은, 게이트 밸브(10)의 개폐 동작에 의한 발진의 유무를 확인하는 것에 있다. 게이트 밸브(10)의 개폐 동작으로 이물질이 발진한 경우에는, 홀더(50)에 있는 웨이퍼(7)에 이물질이 부착된다. 이물질이 부착된 웨이퍼(7)는 지정 횟수의 반복 동작 종료 후에 다음의 동작에 의해 FOUP(6)에 회수된다. 홀더(50)의 웨이퍼(7)를 반송용 로봇(8)으로 취출한다(LC1-RO). 게이트 밸브(10)를 폐쇄한다(GB11-CL). 로드 로크실(9)을 진공 상태로 한다(LC1-EV). 반송용 로봇(8)에 보유 지지하고 있는 웨이퍼(7)를 FOUP(6)에 회수한다(RO-FP pos). 도어(40)를 폐쇄한다(FP-CL).

도 5에 나타내는 제2 스크립트(스크립트 b)(46b)는, 이하의 동작을 행한다. 도어(40)를 개방한다(FP-OP). FOUP(6) 내의 웨이퍼(7)를 반송용 로봇(8)으로 취출한다(FP-RO pos). 반송용 로봇(8)으로 보유 지지하고 있는 웨이퍼(7)를 게이트 밸브(51)의 바로 앞까지 이동하여 정지한다(RO-LB1). 로드 로크실(52) 내를 대기 상태로 한다(LC2-AR). 게이트 밸브(51)를 개방한다(GB21-OP). 반송용 로봇(8)에 보유 지지하고 있는 웨이퍼(7)를 홀더(53)에 반입한다(RO-LC2). 게이트 밸브(51)를 폐쇄한다(GB21-CL). 로드 로크실(52)을 진공 상태로 한다(LC2-EV). 스테이지(13)를 로드 로크실(52)측으로 이동한다(ST-MV2). 게이트 밸브(54)를 개방한다(GB22-OP). 본 상태에서, 홀더(53) 상의 웨이퍼(7)를 스테이지(13)에 반입한다(LC2-SC). 스테이지(13)의 웨이퍼(7)를 홀더(53)에 반출한다(SC-LC2). 동작을 지정 횟수 반복한다. 제2 스크립트(46b)의 동작의 목적은, 홀더(53)의 반입과 반출을 반복함으로써 발진의 유무를 확인하는 것이다. 지정 횟수의 반복 동작 종료 후, 웨이퍼(7)는 FOUP(6)에 회수된다. 웨이퍼(7)가 FOUP(6)에 회수되는 동작에 대해서는, 도 5의 스크립트 b의 NEXT 이후의 소프트웨어 부품의 동작에 의해 행해진다. 그 동작은, 도 3을 참조함으로써 용이하게 이해할 수 있으므로, 설명은 생략한다.

도 6에 나타내는 제3 스크립트(스크립트 c)(46c)는, 이하의 동작을 행한다. 도어(40)를 개방한다(FP-OP). FOUP(6) 내의 웨이퍼(7)를 반송용 로봇(8)으로 취출한다(FP-RO pos). 반송용 로봇(8)으로 보유 지지하고 있는 웨이퍼(7)를 게이트 밸브(51)의 바로 앞까지 이동하여 정지한다(RO-LB1). 로드 로크실(52) 내를 대기 상태로 한다(LC2-AR). 게이트 밸브(51)를 개방한다(GB21-OP). 반송용 로봇(8)에 보유 지지하고 있는 웨이퍼(7)를 홀더(53)에 반입한다(RO-LC2). 게이트 밸브(51)를 폐쇄한다(GB21-CL). 로드 로크실(52)을 진공 상태로 한다(LC2-EV). 스테이지(13)를 로드 로크실(52)측으로 이동한다(ST-MV2). 본 상태에서, 게이트 밸브(54)를 개방한다(GB22-OP). 홀더(53) 상의 웨이퍼(7)를 스테이지(13)에 반입한다(LC2-SC). 스테이지(13)의 웨이퍼(7)를 홀더(53)에 반출한다(SC-LC2). 게이트 밸브(54)를 폐쇄한다(GB22-CL). 동작을 지정 횟수 반복한다. 제3 스크립트(46c)의 동작의 목적은, 홀더(53)의 반입, 반출 동작과 게이트 밸브(54)의 개폐 동작을 조합한 경우의 발진의 유무를 확인하는 것이다. 지정 횟수의 반복 동작 종료 후, 웨이퍼(7)는 FOUP(6)에 회수된다. 웨이퍼(7)가 FOUP(6)에 회수되는 동작에 대해서는, 도 6의 제3 스크립트(46c)의 LC2-AR 이후의 소프트웨어 부품은 도 5의 제2 스크립트(46b)와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.

도 5에 나타내는 제2 스크립트(46b)와 도 6에 나타내는 제3 스크립트(46c)의 차이와 같이, 반복하는 기구의 조합을 바꿈으로써, 발진 부위와 원인 메커니즘을 보다 명확히 하는 것이 가능하게 된다.

도 7은 실시예에 따른 효율을 고려한 발진용 반복 동작의 이미지를 도시하는 도면이다. 도 7에 도시하는 동작은, 도 4에 나타내는 제1 스크립트(46a)와 도 5에 나타내는 제2 스크립트(46b)를 조합한 것이다. 각각의 동작에 대해서는, 도 4 및 도 5의 설명과 중복되므로 생략한다. 도 7과 같이 반복 동작은, 복수의 동작을 동시에 실행 가능하게 한다. 이에 의해, 처리 시간을 대폭으로 단축하는 것이 가능하다.

도 8은 실시예에 따른 이물질 발진 레시피의 예를 도시하는 도면이다. 이물질 발진 레시피(100)라 함은, FOUP(6) 내의 각 웨이퍼에 대해 도 4, 도 5, 도 6 등에 나타낸 스크립트를 할당하여, 하나의 실행 형식으로서 기억 장치(44)에 등록한 것이다. FOUP(6) 내에 복수의 웨이퍼가 존재하고, 하측으로부터 Slot 1, Slot 2∼Slot n과 같이 오름차순으로 번호 부여가 이루어져 있다. 도 8의 예에서는, Slot 1에 스크립트 a, Slot 5에 스크립트 b, Slot n에 스크립트 c를 할당함으로써, 그것을 하나의 레시피로 한다. 본 레시피를 실행하면, Slot 1의 웨이퍼를 FOUP(6)로부터 취출하여, 도 4에 나타낸 스크립트 a의 동작을 지정 휫수분 반복한다. 스크립트 a의 동작의 개시와 동시에 Slot 5의 웨이퍼를 FOUP(6)로부터 취출하여, 도 5에 나타낸 스크립트 b의 동작을 지정 횟수분 반복한다. Slot 5의 웨이퍼에 대한 동작이 종료되고, FOUP(6)에 회수(스크립트 b의 동작이 종료) 후, Slot n의 웨이퍼를 FOUP(6)로부터 취출하고 도 6에 나타낸 스크립트 c의 동작을 지정 횟수분 반복한다. 스크립트 c의 동작이 종료되어 FOUP(6)에 웨이퍼가 회수되면 레시피는 종료로 된다.

도 9는 도 8의 이물질 발진 레시피를 한창 실행하고 있는 도중의 표시/편집 장치의 화면을 도시하는 도면이다. 표시/편집 장치는 GUI(Graphical User Interface)에 의해, 도 9에 도시하는 화면(26D)에는, FOUP(6) 내의 Slot 번호와 Slot 번호에 할당한 스크립트 명칭과 현재의 동작 횟수를 표시한다. 현재의 동작 횟수는, 1회의 반복 동작이 행해질 때마다 갱신된다. 또한, 반도체 검사 장치(101) 내에서 현재 반복 동작을 행하고 있는 부위를 표시한다. GUI에 의해 화면(26D)에 표시한 정보로부터, 반도체 검사 장치(101) 내에서 동작하고 있는 부위와 레시피가 종료될 때까지의 시간을 예측할 수 있다. 또한, GUI에 의해, FOUP(6) 내의 Slot 번호에 할당하는 스크립트와 동작 횟수를 용이하게 설정할 수 있다.

이물질 발진 레시피(100)에 있어서, 복수의 부위를 포함하는 반입 및 반출 기구의 각각의 부위의 동작을 반복하는 스크립트를 각 Slot에 할당한다. 각 Slot에 저장된 웨이퍼를 이물질 검사 장치로 조사하여, 이물질이 부착된 웨이퍼를 발견하였을 때는, 그 웨이퍼가 저장된 Slot에 대응하는 스크립트로부터, 발진 부위(발진원)를 특정할 수 있다.

<발진 원인 특정 시스템>

도 10은 실시예에 따른 이물질 발진원의 발진 원인을 특정하는 시스템 구성도이다. 시스템(DFA)은, 반도체 검사 장치(제1 장치)(101)와 이물질 검사 장치(제2 장치)(102)와 발진 요인 분석 장치(제3 장치)(103)를 포함한다. 발진 요인 분석 장치는, CPU와 기억 장치와 프로그램 등에 의해 실현된다. 단, 이물질 검사 장치(102)의 기능과 발진 요인 분석 장치(103)의 기능을 반도체 검사 장치(101) 내에 집약한 구성으로 할 수도 있다. 또한, 발진 요인 분석 장치(103)의 기능을 반도체 검사 장치(101)에 배치할 수도 있다. 또한, 발진 요인 분석 장치(103)의 기능을 반도체 검사 장치(101) 및 이물질 검사 장치(102) 등의 장치를 통괄적으로 관리하는 호스트 컴퓨터 내의 CPU와 기억 장치와 프로그램 등을 포함할 수도 있다. 반도체 검사 장치(101) 내에는, 도 8에 기재한 이물질 발진 레시피(100)를 갖고 있고, 이물질 발진 레시피(100)의 동작을 종료하면 이물질이 부착되어 있을 가능성이 있는 웨이퍼(7WFO)를 출력한다. 웨이퍼(7WFO)는, 이물질 검사 장치(102)에 의해 처리되고, 웨이퍼(7WFO)에 대한 Slot 번호와 이물질 맵과 원소 분석 결과 등의 데이터 IDATA1을 발진 요인 분석 장치(103)에 출력하는 데이터 IDATA1은, 발진 요인 분석 장치(103)의 입력으로 된다. 발진 요인 분석 장치(103) 내에는, 발진 요인 데이터베이스(제1 데이터베이스)(104)와 장치 유수명품(有壽命品) 관리 데이터베이스(제2 데이터베이스)(105)가 있다. 장치 유수명품 관리 데이터베이스(105)는 발진 요인 분석 장치(103)와는 별도의 장치(제4 장치) 내에 있어도 된다. 반도체 검사 장치(101)는 Slot 번호와 스크립트 명칭과 장치 유수명품 관리 정보 등의 데이터 IDATA2를 발진 요인 분석층(103)에 출력한다. 장치 유수명품 관리 정보에는 유수명품의 장치 구동으로부터의 경과 시간 등이 포함되어 있다.

도 11은 실시예에 따른 발진 요인 가능성 데이터베이스(104)의 내용을 나타내는 도면이다. 발진 요인 데이터베이스(104)는 이물질 맵(1041)과, 원소 분석 결과(1042)와, 원소 분석 결과에 대한 발진 기구·원인(1043)과, 대처 방법(1044)이 축적되어 있는 데이터베이스이다. 발진 요인 데이터베이스(104)에는, 과거에 발생한 이물질에 대한 정보가 축적되어 있다. 발진 요인 분석 장치(103)는 이물질 검사 장치(102)로부터의 출력 데이터인 이물질 맵 및 원소 분석 결과와, 발진 요인 데이터베이스(104)에 축적되어 있는 이물질 맵(1041) 및 원소 분석 결과(1042)를 대조하여, 발진 개소와 가능성이 있는 발진 기구·원인과 대처 방법(대책의 후보)을 포함하는 분석 결과(AR)를 출력한다(표시한다). 이물질 맵에서는, 웨이퍼에 부착되어 있는 이물질의 분포, 이물질의 크기와 발진 요인 데이터베이스(104)에 등록되어 있는 이물질의 분포, 이물질의 크기를 대조한다. 원소 분석에서는, 웨이퍼에 부착되어 있는 이물질의 원소와 발진 요인 데이터베이스(104)에 등록되어 있는 이물질의 원소의 대조를 행한다. 본 대조에 의해, 이물질의 발진 부위(발진 개소)와 발진 원인을 용이하게 도출하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이물질 발진원을 특정할 때까지의 프로세스가 확립되므로, 원인 구명과 처치(대처)에 다대한 시간을 필요로 하지 않게 된다.

도 12는 실시예에 따른 장치 유수명품 시간 관리 데이터베이스의 내용이 기재된 도면이다. 장치 유수명 시간 관리 데이터베이스(105)는 반도체 검사 장치(101) 내의 기구의 유수명품(1051)에 있어서의 메인터넌스 권장 시간(1052)을 등록한 것이다. 장치 유수명 시간 관리 데이터베이스(105)를 설정한 이유는, 반도체 검사 장치(101) 내에 메인터넌스 권장 시간을 초과하여 메인터넌스를 행하지 않는 경우, 그 수명품의 마모가 계기로, 이물질을 발진하고 있을 가능성이 있기 때문에이다. 예를 들어, 발진 요인 분석 장치(103)는 장치 유수명 시간 관리 데이터베이스(105)의 유수명품 A의 메인터넌스 권장 시간 ea와 반도체 검사 장치(101)로부터 취득한 장치 구동으로부터의 경과 시간 nn을 비교하고, nn이 ea 이상이면, 유수명품 A의 메인터넌스 권장 시간을 초과하고 있다고 판단한다. 다음으로 유수명품 B의 메인터넌스 권장 시간 eb와 nn을 비교한다. nn이 eb 이상이면, 유수명품 B의 메인터넌스 권장 시간을 초과한 것을 의미한다. 이와 같이 반도체 검사 장치(101) 내의 유수명품에 있어서의 메인터넌스 권장 시간과 장치 구동으로부터의 경과 시간을 비교하여, 메인터넌스 권장 시간을 초과하고 있는 경우에는, 메인터넌스 권장 부품(메인터넌스 대상 유수명품)(MP)을 아나운스한다(표시한다). 이에 의해, 유수명품의 교환 시기를 용이하게 알 수 있다.

도 13a 및 도 13b는 실시예에 따른 이물질 발진원과 발진 원인의 가능성을 알 때까지의 흐름을 나타내는 도면이다. 반도체 검사 장치(101) 내에서, 이물질 발진 레시피(100)를 실행한다(스텝 S1). 1 슬롯(Slot)에 대한 처리가 종료되면 Slot 번호와 스크립트 명칭을 발진 요인 분석 장치(103)에 전송한다(스텝 S2). 다음으로 이물질 발진 레시피(100)의 실행이 전체 Slot분 종료되었는지를 확인한다(스텝 S3). 이것은, 도 9에 나타내는 스크립트가 모두 종료되었는지를 판단한다. 모두 종료되면, 이물질 발진 레시피(100)의 실행이 종료된 FOUP(6)를 이물질 검사 장치(102)에 반입한다(스텝 S4). 이물질 검사 장치(102)에서는, FOUP(6) 내 모든 웨이퍼에 대한 이물질 검사를 실시한다(스텝 S5). 웨이퍼 상의 이물질수는, 규정수 이내인지의 여부를 판단한다(스텝 S6). 규정수는 유저에 의해 상이하기 때문에, 커스터마이즈할 수 있도록 하고 있다. 웨이퍼 상의 이물질수가 규정수 이상인 경우에는, 웨이퍼의 Slot 번호와 웨이퍼 상의 이물질 맵 데이터와 이물질 원소 분석 결과를 발진 요인 분석 장치(103)에 전송한다(스텝 S7). 본 처리(스텝 S5, S6, S7)는 FOUP(6) 내 모든 웨이퍼에 대한 이물질 검사가 종료될 때까지 행한다(스텝 S8). 모든 웨이퍼에 대해 웨이퍼 상의 이물질 맵, 이물질 원소 분석 결과와 발진 요인 데이터베이스(104) 내의 이물질 맵, 이물질 원소 분석 결과 데이터의 대조를실시하고(스텝 S9), 발진 요인 분석 장치(103) 내에 발진 기구·원인·대처 방법을 표시한다(스텝 S10).

도 14는 실시예에 따른 메인터넌스 권장 부품을 추출할 때까지의 흐름을 나타내는 도면이다. 반도체 검사 장치(101)로부터 현재의 반도체 검사 장치의 구동으로부터의 경과 시간을 취득한다(스텝 S20). 다음으로 장치 유수명 시간 관리 데이터베이스(105)에 등록되어 있는 시간과 스텝 S20에서 취득한 시간을 비교한다(스텝 S21). 반도체 검사 장치(101)로부터 취득한 장치 구동으로부터의 경과 시간이 장치 유수명 시간 관리 데이터베이스(105)에 등록되어 있는 시간 이상의 유수명품이 있는지를 판단하고(스텝 S22). 수명 시간을 초과한 유수명품이 있으면, 메인터넌스를 권장하는 유수명 품명을 표시한다(스텝 S23). 상기 메인터넌스 권장 부품의 추출은, 발진 요인 분석 장치(103)가 행하지만, 장치 유수명 시간 관리 데이터베이스(105)를 별도의 장치(제4 장치) 내에 설정하여, 그 장치(제4 장치)에서 행해도 된다.

이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시 형태 및 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태 및 실시예로 한정되는 것은 아니고, 다양하게 변경 가능한 것은 물론이다.

200 : 장치
201 : 제어 장치
212 : 시료실
246 : 스크립트
254 : 반입/반출 기구

Claims

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이물질 발진원의 발진 원인을 특정하는 시스템은,
이물질 발진 레시피를 갖는 제1 장치와,
이물질을 검사하는 제2 장치와,
제1 데이터베이스를 갖는 제3 장치를 구비하고,
상기 제1 데이터베이스에는 과거에 발생한 이물질 맵과 원소 분석 결과와 발진 기구와 원인이 축적되어 있고,
상기 제1 장치는, 제어 장치와, 시료를 처리하는 시료실과, 상기 시료실에 상기 시료를 반입 및 반출하는 기구를 갖고,
상기 기구는 복수의 부위를 갖고,
상기 제어 장치에는 상기 복수의 부위에 동작을 실행시키는 복수의 스크립트로 구성되는 상기 이물질 발진 레시피가 저장되어 있고,
상기 제어 장치가 상기 이물질 발진 레시피를 실행함으로써 상기 기구의 복수의 부위 중 특정한 부위가 반복 동작하게 되고, 상기 복수의 스크립트의 종류에 따라 상이한 부위가 반복 동작하여, 상기 시료에 이물질을 부착시키고,
상기 제2 장치는, 상기 시료의 이물질을 분석하고, 이물질 맵과 원소 분석 결과를 상기 제3 장치에 전송하고,
상기 제3 장치는, 상기 제1 데이터베이스에 축적되어 있는 과거에 발생한 이물질 맵 및 원소 분석 결과와, 상기 전송된 이물질 맵 및 원소 분석 결과를 비교하고, 발진 기구와 원인을 도출하는 시스템.
제11항에 있어서,
상기 제1 데이터베이스에는 또한 과거에 발생한 이물질의 대처 방법이 축적되어 있고,
상기 제3 장치는, 상기 제1 데이터베이스에 축적되어 있는 과거에 발생한 발진 기구 및 원인과, 상기 도출한 발진 기구 및 원인을 비교하여, 대처 방법을 도출하는 시스템.
제11항에 있어서,
상기 제3 장치는, 상기 제1 장치 내의 각 기구에 있어서의 유수명품 메인터넌스 권장 시간을 기억하는 제2 데이터베이스를 갖고, 상기 제1 장치로부터 장치 수명품 관리 정보를 취득하고, 상기 제2 데이터베이스의 유수명품 권장 시간과 상기 제1 장치로부터 취득한 장치 수명품 관리 정보에 기초하여, 상기 제1 장치 내에 메인터넌스 권장 시간을 초과하고 있는 부품이 존재하는 것을 검출하고, 메인터넌스 권장 부품을 표시하는 시스템.
제11항에 있어서,
제4 장치를 더 갖고,
상기 제4 장치는, 상기 제1 장치 내의 각 기구에 있어서의 유수명품 메인터넌스 권장 시간을 기억하는 제2 데이터베이스를 갖고, 상기 제1 장치로부터 장치 수명품 관리 정보를 취득하고, 상기 제2 데이터베이스의 유수명품 권장 시간과 상기 제1 장치로부터 취득한 장치 수명품 관리 정보에 기초하여, 상기 제1 장치 내에 메인터넌스 권장 시간을 초과하고 있는 부품이 존재하는 것을 검출하고, 메인터넌스 권장 부품을 표시하는 시스템.