WO2023181208A1 - 診断装置、半導体製造装置システム、半導体装置製造システムおよび診断方法 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a diagnostic device, a semiconductor manufacturing device system, a semiconductor device manufacturing system, and a diagnostic method, and particularly relates to a technique that is effective when applied to a diagnostic device and a diagnostic method for detecting an abnormality in a semiconductor manufacturing device that manufactures semiconductor devices.
- Japanese Patent Application Publication No. 2021-12654 has been proposed as a method for detecting abnormalities in semiconductor manufacturing equipment using sensor data of the semiconductor manufacturing equipment.
- Japanese Unexamined Patent Publication No. 2021-12654 discloses a method of detecting an abnormality by using sensor data (pressure data, temperature data, etc.) during processing of semiconductor manufacturing equipment and calculating the difference between a target value and data. ing.
- sensor data pressure data, temperature data, etc.
- these sensor data have different values depending on processing conditions. Therefore, if a single threshold value is set to determine an abnormality, false alarms or oversights may occur depending on the processing conditions.
- An object of the present disclosure is to provide a diagnostic technique that can determine an abnormality in an exhaust device or exhaust piping of a semiconductor manufacturing device while suppressing variations due to processing conditions.
- a processing chamber in which a sample is processed a transfer chamber that transfers the sample to the processing chamber and is connected to the processing chamber, a valve disposed between the processing chamber and the transfer chamber, and an exhaust device that exhausts the processing chamber.
- a diagnostic device for diagnosing the state of a semiconductor manufacturing device it is determined whether there is an abnormality in the exhaust device or the exhaust piping related to the exhaust device based on the pressure related to the exhaust device after the valve is opened.
- the above diagnostic device it is possible to determine an abnormality in the exhaust device or exhaust piping of the semiconductor manufacturing equipment while suppressing variations due to processing conditions. This can reduce false alarms and oversights caused by processing conditions.
- FIG. 1 is a hardware configuration diagram of a semiconductor manufacturing equipment system according to an embodiment.
- FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the processing device in FIG. 1.
- FIG. 3 is an explanatory diagram of functional blocks of the diagnostic device of FIG. 1.
- FIG. 4 is a diagram illustrating a data configuration example of device data, threshold data, and correlation calculation data in FIG. 3.
- FIG. 5 is a processing flow diagram of the diagnostic device according to the embodiment.
- FIG. 6 is another processing flow diagram of the diagnostic device according to the embodiment.
- FIG. 7 is a process flow diagram for determining the pressure threshold of the exhaust pipe and the pressure threshold of the transfer chamber according to the embodiment.
- FIG. 8 is an explanatory diagram of a configuration example of the pressure of the exhaust pipe and the pressure of the transfer chamber of the semiconductor manufacturing apparatus according to the embodiment.
- FIG. 9 is an explanatory diagram of the pressure in the exhaust pipe (during processing and after opening the valve).
- FIG. 10 is an explanatory diagram of the pressure in the transfer chamber (before and after the threshold is applied).
- FIG. 11 is an explanatory diagram of an example in which the pressure threshold of the exhaust pipe and the pressure threshold of the transfer chamber are determined from the pressure of the exhaust pipe and the pressure of the transfer chamber.
- FIG. 1 is a hardware configuration diagram of a semiconductor manufacturing equipment system according to an embodiment.
- FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the processing device shown in FIG.
- FIG. 3 is an explanatory diagram of functional blocks of the diagnostic device of FIG. 1.
- FIG. 4 is a diagram illustrating a data configuration example of the device data, threshold data, and correlation calculation data in FIG. 3.
- the semiconductor manufacturing equipment system 100 includes a processing device (PPE) 101, a diagnostic device (DIE) 111, and a server (SRV) 117.
- the processing equipment (PPE) 101 is a semiconductor manufacturing equipment used to manufacture semiconductor devices, and is, for example, a plasma processing equipment such as a plasma etching equipment.
- the semiconductor manufacturing equipment system 100 can also be referred to as a semiconductor device manufacturing system.
- the processing equipment (PPE) 101 may be referred to as the semiconductor manufacturing equipment 101 in some cases.
- the processing device 101 and the diagnostic device 111 are connected by a first network line NWL1 for transmitting and receiving signals such as LAN wiring (LAN cable), USB wiring (USB cable), or wireless LAN. ing. Furthermore, the diagnostic device 111 and the server 117 are connected by LAN wiring (LAN cable), USB wiring (USB cable), or a second network line NWL2 for transmitting and receiving signals such as wireless LAN. There is.
- the processing device 101 controls the pressure in a processing chamber (PRR) 102, a transfer chamber (COR) 103, an exhaust pipe (EPI) 104, a first exhaust device (EXP1) 105, a second exhaust device (EXP2) 106, and an exhaust pipe 104. It includes a first pressure gauge (PPM) 107 for monitoring, a second pressure gauge (CPM) 108 for monitoring the pressure in the transfer chamber 103, and a valve (VAL) 109.
- PRR processing chamber
- COR transfer chamber
- EPI exhaust pipe
- EXP1 first exhaust device
- EXP2 second exhaust device
- VAL valve
- the diagnostic device 111 is composed of a computer such as a personal computer, and includes an external interface circuit (EXIF) 112, a processor (PROC) 113, a memory (MEM) 114, and a storage (STG) 115 in this example.
- the memory 114 is configured of, for example, a semiconductor memory capable of high-speed reading or writing, such as a RAM (Random Access Memory).
- the storage 115 is configured of a large-capacity storage device such as a HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive).
- the external interface circuit 112 is electrically connected to the processing device 101 via a network line NWL1. Furthermore, in this example, the external interface circuit 112 is electrically connected to the server 117 via a network line NWL2.
- the diagnostic device 111 receives, for example, signal data (sensor data) from various sensors installed in the processing device 101 via the data transfer (DTR) 110 from the external interface circuit 112 via the network line NWL1.
- the diagnostic device 111 transmits, for example, an output result (ORE) 116 such as a diagnostic result from the external interface circuit 112 to the server 117 via the network line NWL2.
- the server 117 has a display unit that displays the output result 116 using a GUI 118.
- a processing equipment (PPE) 101 that is a semiconductor manufacturing device has a processing chamber 102 in which a sample 212, which is a semiconductor wafer, is processed, and a processing chamber 102 that transports the sample 212 to the processing chamber 102 and is connected to the processing chamber 102. and a valve 109 disposed between the processing chamber 102 and the transfer chamber 103.
- the processing apparatus 101 also includes an exhaust pipe 104 connected to the processing chamber 102 , a first exhaust device 105 and a second exhaust device 106 that are provided in the exhaust pipe 104 and exhaust the processing chamber 102 , and a pressure in the exhaust pipe 104 .
- the first pressure gauge 107 measures (monitors) the pressure in the transfer chamber 103
- the second pressure gauge 108 measures (monitors) the pressure in the transfer chamber 103.
- the processing chamber 102 includes a wafer stage 210 as a sample stage on which a sample 212 is placed, and a stage base 211 that supports the wafer stage 210.
- the sample 212 is placed on the wafer stage 210, the interior of the processing chamber 102 is brought into a predetermined state (pressure, gas, etc.), and the sample 212 is subjected to desired processing.
- the desired treatment is, for example, a film formation treatment, an etching treatment, an ion implantation treatment, an oxidation treatment, or the like.
- the transfer chamber 103 is a temporary waiting area for the sample 212, and is used to temporarily store the sample 212 when the sample 212 is carried into the processing chamber 102 and when the sample 212 is carried out from the processing chamber 102. do.
- the sample 212 is carried (transferred) from the transfer chamber 103 to the processing chamber 102 .
- a valve 109 that shuts off between the processing chamber 102 and the transfer chamber 103 opens, and the processing chamber 102 and the transfer chamber 103 communicate with each other. Then, the sample 212 placed in the transfer chamber 103 is placed on the wafer stage 210.
- valve 109 is closed, the processing chamber 102 and the transfer chamber 103 are cut off, and the processing chamber 102 is in a sealed state. Then, the inside of the processing chamber 102 is brought into a desired state, and the sample 212 is subjected to the desired processing. On the other hand, after the sample 212 is subjected to the desired processing, the sample 212 is carried out from the processing chamber 102.
- the valve 109 is opened and the processing chamber 102 and the transfer chamber 103 communicate with each other. Then, the sample 212 placed on the wafer stage 210 is carried out to the transfer chamber 103.
- valve 109 is closed, and the processing chamber 102 and the transfer chamber 103 are cut off.
- the opening and closing directions of the valve 109 are schematically shown as arrows 215, and upward movement of the valve 109 indicates that the valve 109 is opened, and downward movement of the valve 109 indicates that the valve 109 is opened.
- 109 is shown to be closed.
- the state in which the valve 109 is open is when the sample 212 is transferred from the transfer chamber 103 to the processing chamber 102 or when the sample 212 is transferred from the processing chamber 102 to the transfer chamber 103.
- the first exhaust device 105 is, for example, a vacuum pump such as a turbo molecular pump.
- the second exhaust device 106 is, for example, a vacuum pump such as a dry pump.
- the processing chamber 102 connected to the exhaust pipe 104 is roughly evacuated to a predetermined degree of vacuum by a second exhaust device 106, and then evacuated with high precision to a predetermined high vacuum by the first exhaust device 105.
- a high vacuum is, for example, a degree of vacuum that allows generation of plasma.
- the first pressure gauge 107 is connected to the exhaust pipe 104 and can measure (monitor) the pressure of the exhaust pipe 104. Thereby, the pressure in the processing chamber 102 connected to the exhaust pipe 104 can be measured (monitored).
- the pressure value measured by the first pressure gauge 107 (the pressure value of the exhaust pipe 104) is data transferred 110 to the diagnostic device 111.
- the second pressure gauge 108 is connected to the transfer chamber 103 and can measure (monitor) the pressure in the transfer chamber 103.
- the pressure value (pressure value in the transfer chamber 103) measured by the second pressure gauge 108 is data transferred 110 to the diagnostic device 111.
- the diagnostic device 111 configured by a computer is configured by a processor 113 executing a software program (also referred to as an application program) that implements the functions of the diagnostic device 111 stored in a storage 115, for example. , is configured to be realized by a computer.
- the diagnostic device 111 includes a data acquisition section (DAC) 303 and a diagnosis section (DIG) 305.
- each function (303, 305) may be configured by a hardware circuit.
- the data acquisition unit (DAC) 303 receives data on pressure values (pressure value PE of the exhaust pipe 104 (pressure value of the processing chamber 102) and pressure value PT of the transfer chamber 103) transmitted by the data transfer 110, and It has a function of storing data (DED) 304 in the storage 115.
- the diagnostic unit (DIG) 305 includes a processing unit (PRC) 306, threshold data (DTH) 307, and correlation calculation data (DCC) 308.
- the processing unit (PRC) 306 is realized by the processor 113 executing a software program. Threshold data (DTH) 307 and correlation calculation data (DCC) 308 are stored in storage 115.
- the correlation calculation data (DCC) 308 is composed of past historical data of the pressure value PE of the exhaust pipe 104 and the pressure value PT of the transfer chamber 103 during a predetermined period after the valve 109 is opened.
- This past history data can be obtained from device data (DED) 304, for example.
- the predetermined period after the valve 109 opens is not particularly limited, but may be, for example, in a time range of 5 seconds to 10 seconds (5 seconds to 10 seconds) after the valve 109 is opened.
- the abnormality detection method will be explained using the maximum value of the pressure, but other variables (parameters) may be used without any problems, and specifically, the statistical amount of etc. can be cited as a candidate for abnormality detection.
- the threshold value PETH can be, for example, a pressure value between 85% and 95% of the average value (PEVA10), more preferably a pressure value of about 90%.
- a threshold value (also referred to as a predetermined value) PTTH is generated. That is, a predetermined value (threshold PTTH) is set based on a regression curve that is a correlation between the maximum value of the pressure related to the exhaust device (105, 106) and the pressure in the transfer chamber 103 during a predetermined period after the valve 109 is opened. is required.
- the threshold values PETH and PTTH are stored in the storage 115 as threshold data (DTH) 307. The threshold values PETH and PTTH will be explained in detail in FIGS. 7 and 11, which will be described later.
- FIG. 4 shows an example of the data structure of the device data (DED) 304, threshold data (DTH) 307, and correlation calculation data (DCC) 308 in FIG. 3.
- DED device data
- DTH threshold data
- DCC correlation calculation data
- the device data (DED) 304 is time series data of the pressure value PE of the exhaust pipe 104 and the pressure value PT of the transfer chamber 103 measured by the first pressure gauge 107 and the second pressure gauge 108. Date), time, valve open determination (VALOJ), pressure PE of exhaust pipe 104, and pressure PT of transfer chamber 103.
- the valve open determination (VALOJ) indicates the determination result of whether the valve 109 is in an open state (OPEN) or a closed state (CLOSE).
- the threshold data (DTH) 307 includes a threshold PETH of the pressure value PE of the exhaust pipe 104 and a threshold PTTH of the pressure value PT of the transfer chamber 103.
- the correlation calculation data (DCC) 308 includes the pressure values PE of the plurality of exhaust pipes 104 and the pressure values PT of the transfer chamber 103.
- the diagnostic device 111 is configured by a personal computer, and is a platform on which an application for detecting an abnormality in the exhaust device (first exhaust device 105, second exhaust device 106) or exhaust piping 104 of the semiconductor manufacturing device 101 is implemented. Equipped with The diagnostic device 111 isolates a processing chamber 102 for processing a sample 212, a transfer chamber 103 connected to the processing chamber 102 for transferring the sample 212 to the processing chamber 102, and a connection between the processing chamber 102 and the transfer chamber 103.
- a semiconductor manufacturing apparatus 101 having a valve 109, an exhaust device (105, 106) connected to the processing chamber 102, an exhaust pipe 104, and a first pressure gauge 107 that measures (monitors) the pressure of the exhaust pipe 104 is connected by a network.
- the diagnostic device 111 uses the pressure value measured by the pressure gauge 107 for a predetermined period after the valve 109 is opened to determine whether there is an abnormality in the exhaust device (105, 106) or the exhaust pipe 104 of the semiconductor manufacturing device 101. . That is, the diagnostic device 111 determines whether there is an abnormality in the exhaust device (105, 106) or the exhaust pipe 104 related to the exhaust device (105, 106) based on the pressure related to the exhaust device (105, 106) after the valve 109 is opened. It will be judged.
- the diagnostic device 111 uses the pressure value of the exhaust pipe 104 for a predetermined period after the valve 109 opens, for example, a predetermined period in the range of 5 seconds to 10 seconds, to check the exhaust system (105, 106) of the semiconductor manufacturing apparatus 101. Alternatively, it is determined whether or not there is an abnormality in the exhaust pipe 104. Since the pressure value of the exhaust pipe 104 for a predetermined period after the valve 109 is opened is used to determine the presence or absence of an abnormality, it is not necessary to consider fluctuations in the pressure value of the exhaust pipe 104 due to variations in processing conditions in the processing chamber 102. can. This suppresses fluctuations in the pressure value of the exhaust pipe 104 and makes it possible to accurately determine whether there is an abnormality in the exhaust device (105, 106) of the semiconductor manufacturing apparatus 101 or the exhaust pipe 104.
- the pressure value PE of the exhaust pipe 104 measured by the first pressure gauge 107 and the second pressure gauge 108 and the pressure value PT of the transfer chamber 103 have a predetermined correlation. have a relationship.
- the pressure value of the exhaust pipe 104 measured by the first pressure gauge 107 may vary (noise) even after the valve 109 is opened. Therefore, in order to eliminate variations in the measured pressure values of the exhaust pipe 104, it has been found that it is preferable to introduce a threshold value (PETH) used for determining the pressure value PE of the exhaust pipe 104.
- PETH threshold value
- the diagnostic device 111 determines that when the pressure value of the second pressure gauge 108 exceeds a threshold value PTTH which is a predetermined threshold value (predetermined value) for a predetermined period after the valve 109 is opened (the pressure value of the second pressure gauge 108 pressure value>PTTH), it is determined that the exhaust devices 105 and 106 or the exhaust pipe 104 of the semiconductor manufacturing apparatus 101 is abnormal. That is, if the pressure in the transfer chamber 103 after the valve 109 is opened is equal to or higher than a predetermined value, the diagnostic device 111 determines whether there is an abnormality.
- PTTH a predetermined threshold value
- the diagnostic device 111 may be configured by, for example, software executed on a server SRV, and the server SRV may be configured by connecting the server SRV to the semiconductor manufacturing device 101 via a network.
- FIG. 5 is a processing flow diagram of the diagnostic device according to the embodiment.
- the processing flow related to this diagnostic method shows the abnormality diagnosis flow related to the diagnostic algorithm.
- FIG. 5 shows a diagnosis method including an operation flow 50 of the semiconductor manufacturing apparatus 101 and an operation flow 51 of abnormality diagnosis of the diagnostic apparatus 111.
- the operation flow 50 of the semiconductor manufacturing apparatus 101 includes step S100, step S101, and step S103.
- Step S100 The valve 109 is changed from a closed state (Close) to an open state (Open).
- Step S101 With the valve 109 open, a wafer, which is a sample 212 to be processed, is carried from the transfer chamber 103 into the processing chamber 102. Alternatively, the wafer, which is the processed sample 212, is carried out from the processing chamber 102 into the transfer chamber 103.
- Step S102 The valve 109 is changed from the open state (Open) to the closed state (Close). Note that in steps S100 to S102, the first pressure gauge 107 and the second pressure gauge 108 measure the pressure value PE of the exhaust pipe 104 and the pressure value PT of the transfer chamber 103, and the data collection unit of the diagnostic device 111 Data is transferred 110 to (DAC) 303, and time series data is stored in device data (DED) 304.
- FIG. 8 is an explanatory diagram of a configuration example of the pressure PE of the exhaust pipe 104 and the pressure PT of the transfer chamber 103 of the semiconductor manufacturing apparatus 101 according to the embodiment.
- the horizontal axis indicates time T
- the vertical axis indicates the pressure value PE of the exhaust pipe 104 measured by the first pressure gauge 107.
- the horizontal axis indicates time T
- the vertical axis indicates the pressure value PT of the transfer chamber 103 measured by the second pressure gauge 108.
- 83 indicates a period in which the valve 109 is in an open state (Open).
- TA indicates a predetermined period after the valve 109 is in an open state (Open). The predetermined period TA ranges from 5 seconds to 10 seconds, for example.
- the operation flow 51 of the diagnostic device 111 includes step S200, step S201, step S202, and step S203.
- Step S200 The processing unit 306 of the diagnostic device 111 receives information from the data acquisition unit (DAC) 303 regarding the pressure value PE of the exhaust pipe 104 of the processing chamber 102 and the pressure value PT of the transfer chamber 103 in the open state of the valve 109 ( The time series data (see FIG. 8) after "Open” is acquired.
- DAC data acquisition unit
- Step S201 The processing unit 306 of the diagnostic device 111 calculates the pressure value PE of the exhaust pipe 104 of the processing chamber 102 within a predetermined time TA after the valve 109 is opened (Open), based on the acquired time series data. .
- Step S202 The processing unit 306 substitutes the pressure value PE of the exhaust pipe 104 calculated in step S201 into the resultant pressure.
- Step S203 If the resulting pressure is larger than the threshold value PETH of the pressure value PE of the exhaust pipe 104 (pressure value PE of the exhaust pipe 104>PETH), the processing unit 306 issues an abnormality report. On the other hand, if the resulting pressure is not greater than the threshold PETH (pressure value PE ⁇ PETH of the exhaust pipe 104), the operation flow of the abnormality diagnosis is ended without reporting the abnormality.
- the threshold value PETH of the pressure value PE of the exhaust pipe 104 reference can be made to the explanations of FIGS. 7 and 11 described later.
- FIG. 9 is an explanatory diagram of the pressure PE of the exhaust pipe 104 (during processing and after the valve is opened).
- a graph 91 is an example of the pressure value PE of the exhaust pipe 104 while the sample 212 is being processed in the processing chamber 102, where the horizontal axis is time T and the vertical axis is the pressure value PE of the exhaust pipe 104. PE is shown.
- the graph 92 is an example of the pressure value PE of the exhaust pipe 104 at a predetermined time TA after the valve 109 is open, with the horizontal axis representing time T and the vertical axis representing the pressure PE of the exhaust pipe 104. There is.
- the pressure value PE of the exhaust pipe 104 while the sample 212 is being processed in the processing chamber 102 may become a high pressure value or a low pressure value depending on the processing conditions. You can see that it varies.
- the pressure value PE of the exhaust pipe 104 at a predetermined time TA after the valve 109 is open is compared with the pressure value PE of the exhaust pipe 104 shown in the graph 91. It can be seen that the variation in pressure value PE is suppressed.
- the pressure value PE of the exhaust pipe 104 at a predetermined time TA after the valve 109 is open is used. By detecting an abnormality, it is possible to detect an abnormality in the exhaust devices 105 and 106 or the exhaust piping 104 of the semiconductor manufacturing apparatus 101 while suppressing variations in the pressure value PE due to processing conditions.
- a threshold value PETH of the pressure value PE of the exhaust pipe 104 is set, and depending on whether the pressure value PE of the exhaust pipe 104 is larger than the threshold value PETH, the exhaust device 105, 106 of the conductor manufacturing apparatus 101 or the exhaust pipe It is preferable to judge whether or not to issue an abnormality notification to notify that there is an abnormality in the 104.
- FIG. 6 is another processing flow diagram of the diagnostic device according to the embodiment. This processing flow shows an abnormality diagnosis flow related to the diagnosis algorithm.
- FIG. 6 shows a diagnosis method including an operation flow 50 of the semiconductor manufacturing apparatus 101 and an operation flow 61 of abnormality diagnosis of the diagnostic apparatus 111.
- the operation flow 50 of the semiconductor manufacturing apparatus 101 is the same as the operation flow 50 of the semiconductor manufacturing apparatus 101 in FIG. 5, so duplicate explanation will be omitted.
- the operation flow 61 for abnormality diagnosis of the diagnostic device 111 includes step S200, step S301, step S302, step S303, step S304, and step S203.
- Step S200 The processing unit 306 of the diagnostic device 111 receives information from the data acquisition unit (DAC) 303 regarding the pressure value PE of the exhaust pipe 104 of the processing chamber 102 and the pressure value PT of the transfer chamber 103 in the open state of the valve 109 ( The time series data (see FIG. 8) after "Open” is acquired.
- DAC data acquisition unit
- Step S301 The processing unit 306 of the diagnostic device 111 calculates the maximum pressure value PE of the exhaust pipe 104 of the processing chamber 102 within a predetermined time TA after the valve 109 is opened (Open), based on the acquired time series data. (Extract.
- Step S302 The processing unit 306 of the diagnostic device 111 determines that the pressure value PT of the transfer chamber 103 within a predetermined time TA after the open state (Open) of the valve 109 is greater than or equal to the threshold value PTTH of the pressure value PT of the transfer chamber 103. Determine whether or not. If the pressure value PT of the transfer chamber 103 within the predetermined time TA is greater than or equal to the threshold value PTTH (PT>PTTH) (Yes), the process moves to step S303. If the pressure value PT of the transfer chamber 103 within the predetermined time TA is not equal to or greater than the threshold value PTTH (PT>PTTH) (No), the process moves to step S304.
- Step S303 The processing unit 306 substitutes the maximum pressure value of the exhaust pipe 104 calculated in step S201 into the resultant pressure.
- Step S304 The processing unit 306 invalidates the resulting pressure and ends the abnormality diagnosis operation flow.
- Step S203 If the resulting pressure is larger than the threshold PETH of the pressure value PE of the exhaust pipe 104 (pressure value PE of the exhaust pipe 104>PETH), the processing unit 306 issues an abnormality report. On the other hand, if the resulting pressure is not greater than the threshold PETH (pressure value PE ⁇ PETH of the exhaust pipe 104), the operation flow of the abnormality diagnosis is ended without reporting the abnormality.
- FIG. 7 is a process flow diagram for determining the pressure threshold value (PETH) of the exhaust pipe 104 and the pressure threshold value (PTTH) of the transfer chamber 103 according to the embodiment.
- FIG. 10 is an explanatory diagram of the pressure PT in the transfer chamber 103 (before and after the threshold is applied).
- FIG. 11 shows the threshold value PETH of the pressure PE of the exhaust pipe 104 and the threshold value PTTH of the pressure PT of the transport chamber 103 from the correlation calculation data (DCC) between the pressure PE of the exhaust pipe 104 and the pressure PT of the transfer chamber 103. It is an explanatory diagram of an example to decide.
- DCC correlation calculation data
- FIG. 7 shows a processing flow for the processing unit 306 to determine the threshold value PTTH of the pressure value PT of the transfer chamber 103, and this processing flow is executed by the processing unit 306 at an arbitrary timing.
- the processing flow includes step S400, step S401, step S402, step S403, and step S404.
- Step S400 The processing unit (PRC) 306 plots (creates) a graph based on the correlation calculation data (DCC) 308.
- Correlation calculation data (DCC) 308 is constituted by past historical data of the pressure value PE of the exhaust pipe 104 and the pressure value PT of the transfer chamber 103 during a predetermined period after the valve 109 is opened. This past history data can be obtained from device data (DED) 304, for example.
- the predetermined period after the valve 109 opens is not particularly limited, but may be, for example, in a time range of 5 seconds to 10 seconds (5 seconds to 10 seconds) after the valve 109 is opened.
- Step S401 The processing unit (PRC) 306 generates a regression curve RC between the pressure value PT of the transfer chamber 103 and the maximum pressure value of the exhaust pipe 104 based on the created graph (see FIG. 11). That is, here, since the pressure value PE of the exhaust pipe 104 and the pressure value PT of the transfer chamber 103 have a predetermined correlation, the pressure value PT of the transfer chamber 103 and the exhaust gas of the processing chamber 102 whose abnormality is to be determined A regression curve RC between the maximum pressure value of the pressure value PE of the pipe 104 is created.
- the regression curve RC is expressed, for example, by the following equation.
- Pressure value PE of exhaust pipe 104 f (P (pressure value PT of transfer chamber 103))
- Step S403 Calculate the average value (PEVA10) of the top 10 selected maximum pressure values (see FIG. 11).
- Step S404 The processing unit (PRC) 306 generates a threshold value PETH for the pressure value PE of the exhaust pipe 104 based on the average value (PEVA10) of the selected top 10 maximum pressure values.
- the threshold PETH can be, for example, a pressure value between 85% and 95% of the average value (PEVA10), more preferably a pressure value of about 90% of the average value (PEVA10).
- the processing unit (PRC) 306 also generates a threshold value PTTH for the pressure value PT of the transfer chamber 103 by substituting the threshold value PETH into the regression curve RC.
- the threshold values PETH and PTTH are stored in the storage 115 as threshold data (DTH) 307 by the processing unit (PRC) 306.
- a graph 93 in FIG. 10 is an example of the pressure value PE of the exhaust pipe 104 for a predetermined time TA after the valve 109 is open when the threshold value PTTH of the pressure value PT of the transfer chamber 103 is used.
- the horizontal axis represents time T
- the vertical axis represents pressure PE in the exhaust pipe 104.
- the diagnostic device it is possible to determine whether there is an abnormality in the exhaust device or exhaust piping of the semiconductor manufacturing equipment while suppressing variations due to processing conditions.
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Abstract
処理条件によるバラつきを抑えつつ、半導体製造装置の排気装置または排気配管の異常を判定することが可能な診断技術を提供することにある。試料が処理される処理室と、試料を前記処理室へ搬送し処理室に接続された搬送室と、処理室と搬送室との間に配置されたバルブと、処理室を排気する排気装置とを備える半導体製造装置の状態が診断される診断装置において、バルブが開いた後の排気装置に係る圧力を基に排気装置または排気装置に係る排気配管の異常有無が判定される。
Description
本開示は、診断装置、半導体製造装置システム、半導体装置製造システムおよび診断方法に関し、特に、半導体装置を製造する半導体製造装置の異常を検出する診断装置および診断方法に適用して有効な技術に関する。
半導体製造装置では、経時的な要因によって半導体製造装置を構成する処理室や周辺機器に性能変動が生じたり、異物が付着したりする。これらは、半導体装置の停止や半導体ウエハ上に形成される半導体装置の不良の原因となる。
半導体製造装置のセンサデータを用いて半導体製造装置の異常を検知する方法として、例えば、特開2021-12654号公報が提案されている。
特開2021-12654号公報には、半導体製造装置の処理中のセンサデータ(圧力データや温度データ等)を用い、目標値とデータとの差分を計算することで異常を検知する方法が開示されている。しかし、それらのセンサデータは、処理条件によって値が異なる。そのため、単一のしきい値を設定して異常を判定すると、処理条件によっては虚報や見逃しが発生することが課題になる。
本開示の課題は、処理条件によるバラつきを抑えつつ、半導体製造装置の排気装置または排気配管の異常を判定することが可能な診断技術を提供することにある。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
試料が処理される処理室と、試料を前記処理室へ搬送し処理室に接続された搬送室と、処理室と搬送室との間に配置されたバルブと、処理室を排気する排気装置とを備える半導体製造装置の状態が診断される診断装置において、バルブが開いた後の排気装置に係る圧力を基に排気装置または排気装置に係る排気配管の異常有無が判定される。
上記診断装置によれば、処理条件によるバラつきを抑えつつ、半導体製造装置の排気装置または排気配管の異常を判定できる。これにより、処理条件に起因する虚報や見逃しが低減できる。
以下、実施例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
図1は、実施例に係る半導体製造装置システムのハードウェア構成図である。図2は、図1の処理装置のハードウェア構成図である。図3は、図1の診断装置の機能ブロックの説明図である。図4は、図3の装置データ、しきい値データおよび相関計算用データのデータ構成例を説明する図である。
図1に示すように、半導体製造装置システム100は、処理装置(PPE)101と、診断装置(DIE)111と、サーバ(SRV)117と、を含む。処理装置(PPE)101は、半導体装置を製造するために用いられる半導体製造装置であり、例えば、プラズマエッチング装置等のプラズマ処理装置である。半導体製造装置システム100は、半導体装置製造システムと言い変えることも可能である。以下の説明において、処理装置(PPE)101を、半導体製造装置101と言い換える場合もある。
処理装置101と診断装置111との間は、LAN配線(LANケーブル)、USB配線(USBケーブル)、または、無線LAN等の等の信号の送信用および受信用の第1ネットワーク回線NWL1により接続されている。また、診断装置111とサーバ117との間は、LAN配線(LANケーブル)、USB配線(USBケーブル)、または、無線LAN等の信号の送信用および受信用の第2ネットワーク回線NWL2により接続されている。
処理装置101は、処理室(PRR)102、搬送室(COR)103、排気配管(EPI)104、第1排気装置(EXP1)105、第2排気装置(EXP2)106、排気配管104の圧力をモニタするための第1圧力計(PPM)107、搬送室103の圧力をモニタするための第2圧力計(CPM)108、バルブ(VAL)109を含む。
診断装置111は、パーソナルコンピュータ等の計算機から構成されており、この例では、外部インタフェイス回路(EXIF)112、プロセッサ(PROC)113、メモリ(MEM)114、ストレージ(STG)115を含む。メモリ114は、例えば、RAM(Random Access Memory)等の高速な読み出しまたは高速な書きが可能な半導体メモリにより構成される。ストレージ115は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)などの大容量の記憶装置により構成される。
外部インタフェイス回路112は、この例では、処理装置101とネットワーク回線NWL1で電気的に接続されている。また、外部インタフェイス回路112は、この例では、サーバ117とネットワーク回線NWL2で電気的に接続されている。
診断装置111は、例えば、データ転送(DTR)110によって処理装置101に搭載されている各種センサーの信号データ(センサデータ)を外部インタフェイス回路112からネットワーク回線NWL1を介して受信する。診断装置111は、例えば、診断結果等の出力結果(ORE)116を外部インタフェイス回路112からネットワーク回線NWL2を介してサーバ117へ送信する。
サーバ117は、この例では、出力結果116をGUI118により表示する表示部を有する。
図2に示すように、半導体製造装置である処理装置(PPE)101は、半導体ウエハである試料212が処理される処理室102と、試料212を処理室102へ搬送し処理室102に接続された搬送室103と、処理室102と搬送室103との間に配置されたバルブ109と、を有する。また、処理装置101は、処理室102に接続された排気配管104と、排気配管104に設けられ、処理室102を排気する第1排気装置105および第2排気装置106と、排気配管104の圧力を計測(モニタ)する第1圧力計107と、搬送室103の圧力を計測(モニタ)する第2圧力計108と、を有する。
処理室102は、試料212が載置される試料台としてのウエハステージ210と、ウエハステージ210を支持するステージベース211と、を有する。試料212は、ウエハステージ210に載置され、処理室102の内部が所定の状態(圧力、ガス等)にされて、試料212に所望の処理が施される。所望の処理は、例えば、成膜処理、エッチング処理、イオン注入処理、酸化処理等である。
搬送室103は、試料212の一時的な待機場所であり、試料212の処理室102への搬入の時、および、試料212の処理室102からの搬出の時において、試料212を一時的に収納する。試料212に所望の処理を施すときに、試料212が搬送室103から処理室102へ搬入(搬送)される。試料212が処理室102へ搬入される時、処理室102と搬送室103との間を遮断するバルブ109が開き、処理室102と搬送室103とが連通する。そして、搬送室103内に配置された試料212が、ウエハステージ210の上に載置される。その後、バルブ109が閉じて、処理室102と搬送室103との間が遮断され、処理室102が密封状態となる。そして、処理室102内が所望の状態とされて、試料212に所望の処理が施される。一方、試料212に所望の処理が施された後、試料212が処理室102から搬出される。試料212を処理室102から搬送室103へ搬出(搬送)する時、バルブ109が開き、処理室102と搬送室103とが連通する。そして、ウエハステージ210の上に載置された試料212が搬送室103に搬出される。その後、バルブ109が閉じて、処理室102と搬送室103との間が遮断される。図2には、模式的に、バルブ109の開閉の方向を矢印215として示しており、バルブ109の上方向への移動はバルブ109が開くことを示し、バルブ109の下方向への移動はバルブ109が閉じることを示している。バルブ109が開いた状態は、搬送室103から処理室102へ試料212が搬送される場合のこと、または、処理室102から搬送室103へ試料212が搬送される場合のことである。
第1排気装置105は、例えば、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプとされる。第2排気装置106は、例えば、ドライポンプ等の真空ポンプとされる。排気配管104に接続された処理室102は、第2排気装置106によって所定の真空度まで粗く排気され、その後、第1排気装置105によって所定の高真空まで高精度に排気にされる。高真空は、例えば、プラズマの発生を可能とするような真空度である。
第1圧力計107は、排気配管104に接続されており、排気配管104の圧力を計測(モニタ)することができる。これにより、排気配管104に接続された処理室102の圧力を計測(モニタ)することができる。第1圧力計107により計測された圧力値(排気配管104の圧力値)は、診断装置111へデータ転送110される。
第2圧力計108は、搬送室103に接続され、搬送室103の圧力を計測(モニタ)することができる。第2圧力計108により計測された圧力値(搬送室103の圧力値)は、診断装置111へデータ転送110される。
図3に示すように、計算機により構成された診断装置111は、プロセッサ113が、例えばストレージ115に格納された診断装置111の機能を実現するソフトウエアプログラム(アプリケーションプログラムとも言う)を実行することで、計算機により実現されるように構成されている。診断装置111は、データ収集部(DAC)303と、診断部(DIG)305と、を有する。診断装置111において、各機能(303、305)はハードウェア回路により構成してよい。
データ収集部(DAC)303は、データ転送110によって送信された圧力値(排気配管104の圧力値PE(処理室102の圧力値)と搬送室103の圧力値PT)のデータを受信し、装置データ(DED)304としてストレージ115に保存する機能を具備している。
診断部(DIG)305は、処理部(PRC)306と、しきい値データ(DTH)307と、相関計算用データ(DCC)308と、を有する。処理部(PRC)306は、プロセッサ113がソフトウエアプログラムを実行することで実現される。しきい値データ(DTH)307および相関計算用データ(DCC)308は、ストレージ115に保存される。
相関計算用データ(DCC)308は、バルブ109が開いた後の所定期間における、排気配管104の圧力値PEおよび搬送室103の圧力値PTの過去の履歴データにより構成される。この過去の履歴データは、例えば、装置データ(DED)304から得ることができる。バルブ109が開いた後の所定期間は、特に制限されないが、たとえば、バルブ109が開状態となってから、5秒から10秒(5秒~10秒)の時間範囲とすることができる。ここでは、異常検出方法として、圧力の最大値として説明するが、他の変数(パラメータ)でも問題なく、具体的には、の統計量等が異常検出の候補として挙げられる。
処理部(PRC)306は、相関計算用データ(DCC)308に基づいてグラフをプロット(作成)する。そして、処理部(PRC)306は、作成したグラフに基づいて、搬送室103の圧力値と排気配管104の最大圧力値との間の相関を表す回帰曲線(排気配管104の圧力値=f(P(搬送室103の圧力値)))を生成する。そして、処理部(PRC)306は、排気配管104の最大圧力値の上位所定数(例えば、トップ10個の最大圧力値)を選択して、選択されたトップ10個の最大圧力値の平均値(PEVA10)を計算する。処理部(PRC)306は、選択されたトップ10個の最大圧力値の平均値(PEVA10)に基づいて、排気配管104の圧力値PEのしきい値PETHを生成する。しきい値PETHは、例えば、平均値(PEVA10)の85%から95%の間の圧力値、より好ましくは、90%程度の圧力値とすることができる。処理部(PRC)306は、また、しきい値PETHを回帰曲線(排気配管104の圧力値=f(P(搬送室103の圧力値)))に代入することで、搬送室103の圧力値のしきい値(所定値とも言う)PTTHを生成する。つまり、バルブ109が開いた後の所定期間における排気装置(105,106)に係る圧力の最大値と、搬送室103の圧力との相関である回帰曲線を基に所定値(しきい値PTTH)が求められる。しきい値PETH、PTTHは、しきい値データ(DTH)307としてストレージ115に保存される。しきい値PETH、PTTHについては、後述する図7および図11において詳細に説明する。
図4には、図3の装置データ(DED)304、しきい値データ(DTH)307および相関計算用データ(DCC)308のデータ構成の一例が示されている。
装置データ(DED)304は、第1圧力計107と第2圧力計108により計側された排気配管104の圧力値PEと搬送室103の圧力値PTの時系列データであり、年月日(Date)と、時間(Time)と、バルブ開判定(VALOJ)と、排気配管104の圧力PEと、搬送室103の圧力PTと、を含む。バルブ開判定(VALOJ)は、バルブ109の開状態(OPEN)と閉状態(CLOSE)との判定結果を示している。
しきい値データ(DTH)307は、排気配管104の圧力値PEのしきい値PETHと、搬送室103の圧力値PTのしきい値PTTHと、を含む。
相関計算用データ(DCC)308は、複数組の排気配管104の圧力値PEと搬送室103の圧力値PTと、を含む。
診断装置111は、パーソナルコンピュータにより構成されており、半導体製造装置101の排気装置(第1排気装置105、第2排気装置106)または排気配管104の異常を検出するためのアプリケーションが実装されるプラットフォームを備える。診断装置111は、試料212を処理する処理室102と、試料212を処理室102へ搬送するため処理室102に接続された搬送室103と、処理室102と搬送室103との間を遮断するバルブ109と、処理室102に接続された排気装置(105,106)と排気配管104と、排気配管104の圧力を計測(モニタ)する第1圧力計107を有する半導体製造装置101に、ネットワークにより接続される。診断装置111は、圧力計107により計測されたバルブ109が開いた後の所定期間の圧力値を用いて、半導体製造装置101の排気装置(105,106)または排気配管104の異常有無を判定する。つまり、バルブ109が開いた後の排気装置(105,106)に係る圧力を基に排気装置(105,106)または排気装置(105,106)に係る排気配管104の異常有無が診断装置111により判定される。
ここで、本開示の診断装置111の異常有無の判定の動作フローについて説明する。
診断装置111は、バルブ109が開いた後の所定期間、たとえば、5秒から10秒の範囲の所定期間の排気配管104の圧力値を用いて、半導体製造装置101の排気装置(105,106)または排気配管104の異常有無を判定する。バルブ109が開いた後の所定期間の排気配管104の圧力値を異常有無の判定に利用するので、処理室102における処理条件のバラつきによる排気配管104の圧力値の変動を考慮することを不要にできる。これにより、排気配管104の圧力値の変動を抑えて、半導体製造装置101の排気装置(105,106)または排気配管104の異常有無を正確に判定できるようになる。
また、本開示者らの知見によれば、第1圧力計107と第2圧力計108により計側されるところの排気配管104の圧力値PEと搬送室103の圧力値PTとは所定の相関関係を有している。一方、第1圧力計107により計側される排気配管104の圧力値は、バルブ109が開いた後であっても、計測された圧力値にバラつき(ノイズ)が発生する場合がある。そこで、計測された排気配管104の圧力値のバラつきを排除するため、排気配管104の圧力値PEの判定に利用するしきい値(PETH)を導入するのが好ましいことが分かった。また、同様の知見は第1排気装置105の電流値の最大値にも見られる。なお、しきい値(PETH)の計算については、後述する図7および図11の説明を参照できる。
診断装置111は、第2圧力計108の圧力値が、バルブ109が開いた後の所定期間において所定のしきい値(所定値)であるしきい値PTTHを上回る場合(第2圧力計108の圧力値>PTTH)、半導体製造装置101の排気装置105,106または排気配管104が異常であると判定する。つまり、バルブ109が開いた後の搬送室103の圧力が所定値以上となる場合、診断装置111により異常有無が判定される。これにより、半導体製造装置101の試料に対する処理条件による排気配管104の圧力値のバラつき、および、バルブ109が開いた後の所定期間において計測された排気配管104の圧力値のバラつき(ノイズ)を抑えつつ、半導体製造装置101の排気装置105,106または排気配管104の異常を正確に判定することができる。
以上の説明では、半導体製造装置101にネットワークにより接続された診断装置111を設けた半導体製造装置システム100の構成例を説明したが、診断装置111はこの構成例に限定されない。診断装置111は、例えば、サーバSRVで実行されるソフトウエアにより構成して、そのサーバSRVをネットワークにより半導体製造装置101に接続することにより構成してもよい。
次に、図5を用いて、診断装置111の実施する診断アルゴリズムに係る異常診断フローを説明する。図5は、実施例に係る診断装置の処理フロー図である。この診断方法に係る処理フローは、診断アルゴリズムに係る異常診断フローを示している。図5には、半導体製造装置101の動作フロー50と、診断装置111の異常診断の動作フロー51と、を含む診断方法が示されている。
まず、半導体製造装置101の動作フロー50を説明する。
半導体製造装置101の動作フロー50は、ステップS100、ステップS101と、ステップS103と、を有する。
ステップS100:バルブ109が閉じた状態(Close)から開いた状態(Open)とされる。
ステップS101:バルブ109が開いた状態において、処理前の試料212であるウエハを搬送室103から処理室102の内部へ搬入される。または、処理後の試料212であるウエハを処理室102から搬送室103の内部へ搬出される。
ステップS102:バルブ109が開いた状態(Open)から閉じた状態(Close)とされる。なお、ステップS100からステップS102において、第1圧力計107と第2圧力計108は、排気配管104の圧力値PEと搬送室103の圧力値PTとを計測して、診断装置111のデータ収集部(DAC)303へデータ転送110しており、装置データ(DED)304には、時系列データが格納されている。
図8は、実施例に係る半導体製造装置101の排気配管104の圧力PEと搬送室103の圧力PTの構成例の説明図である。図8において、グラフ81は、横軸は時間Tを示し、縦軸は第1圧力計107により計測された排気配管104の圧力値PEを示している。グラフ82は、横軸は時間Tを示し、縦軸は第2圧力計108により計測された搬送室103の圧力値PTを示している。83は、バルブ109が開いた状態(Open)の期間を示している。TAは、バルブ109が開いた状態(Open)の後の所定期間を示している。所定期間TAは、たとえば、5秒から10秒の範囲である。バルブ109が開いた状態(Open)の後の所定期間TAにおける排気配管104の圧力値PEを用いて、半導体製造装置101の排気装置(105,106)または排気配管104の異常有無を判定する。
図5に示すように、診断装置111の動作フロー51は、ステップS200、ステップS201と、ステップS202と、ステップS203と、を有する。
ステップS200:診断装置111の処理部306は、データ収集部(DAC)303から、処理室102の排気配管104の圧力値PEと搬送室103の圧力値PTとについて、バルブ109の開いた状態(Open)の後の時系列データ(図8参照)を取得する。
ステップS201:診断装置111の処理部306は、取得した時系列データにおいて、バルブ109の開いた状態(Open)の後の所定時間TA内の処理室102の排気配管104の圧力値PEを算出する。
ステップS202:処理部306は、ステップS201で算出された排気配管104の圧力値PEを結果圧力に代入する。
ステップS203:処理部306は、結果圧力が排気配管104の圧力値PEのしきい値PETHよも大きい場合(排気配管104の圧力値PE>PETH)、異常発報を行う。一方、結果圧力がしきい値PETHよりも大きくない場合(排気配管104の圧力値PE<PETH)、異常発報を行わずに、異常診断の動作フローを終了する。ここで、排気配管104の圧力値PEのしきい値PETHは、後述する図7および図11の説明を参照できる。
つまり、バルブ109が開いた後の排気装置(105,106)に係る圧力を基に排気装置(105,106)または排気装置(105,106)に係る排気配管104の異常有無が判定されるステップ(S200-S203)が半導体製造装置101の状態を診断するためのアプリケーションにより実行される。
図9は、排気配管104の圧力PE(処理中とバルブ開後)の説明図である。図9において、グラフ91は、試料212を処理室102内で処理している最中の排気配管104の圧力値PEの一例であり、横軸が時間T、縦軸が排気配管104の圧力値PEを示している。グラフ92は、バルブ109の開いた状態(Open)の後の所定時間TAの排気配管104の圧力値PEの一例であり、横軸が時間T、縦軸が排気配管104の圧力PEを示している。
グラフ91に示すように、試料212を処理室102内で処理している最中の排気配管104の圧力値PEは、処理条件に応じて、高い圧力値となったり、低い圧力値となったりしてバラつくことが分かる。
一方、グラフ92に示すように、バルブ109の開いた状態(Open)の後の所定時間TAの排気配管104の圧力値PEは、グラフ91に示す排気配管104の圧力値PEと比較して、圧力値PEのバラつきが抑えられていることが分かる。つまり、半導体製造装置101の排気装置105,106または排気配管104の異常を検出する際に、バルブ109の開いた状態(Open)の後の所定時間TAの排気配管104の圧力値PEに基づいて異常を検出することで、処理条件による圧力値PEのバラつきを抑えつつ、半導体製造装置101の排気装置105,106または排気配管104の異常を検出することができる。
グラフ92では、処理条件による圧力値PEのバラつきを抑えられているものの、圧力値PEの一部に、少なからずのバラつき(ノイズ)が発生しているのが分かる。そこで、排気配管104の圧力値PEのしきい値PETHを設定し、排気配管104の圧力値PEがしきい値PETHより大きいか否かによって、導体製造装置101の排気装置105,106または排気配管104に異常があることを知らせる異常発報を行うか否かを判断するのが良い。これにより、バルブ109が開いた後の所定期間において計測された排気配管104の圧力値のバラつき(ノイズ)を抑えつつ、半導体製造装置101の排気装置105,106または排気配管104の異常を正確に判定することができる。
次に、図6を用いて、診断装置111の実施する診断アルゴリズムに関する異常診断フローの他の例を説明する。図6は、実施例に係る診断装置の他の処理フロー図である。この処理フローは、診断アルゴリズムに係る異常診断フローを示している。図6には、半導体製造装置101の動作フロー50と、診断装置111の異常診断の動作フロー61と、を含む診断方法が示されている。
半導体製造装置101の動作フロー50は、図5の半導体製造装置101の動作フロー50と同じであるので、重複する説明は省略する。
診断装置111の異常診断の動作フロー61は、ステップS200、ステップS301と、ステップS302と、ステップS303と、ステップS304と、ステップS203と、を有する。
ステップS200:診断装置111の処理部306は、データ収集部(DAC)303から、処理室102の排気配管104の圧力値PEと搬送室103の圧力値PTとについて、バルブ109の開いた状態(Open)の後の時系列データ(図8参照)を取得する。
ステップS301:診断装置111の処理部306は、取得した時系列データにおいて、バルブ109の開いた状態(Open)の後の所定時間TA内の処理室102の排気配管104の最大圧力値PEを算出(抽出)する。
ステップS302:診断装置111の処理部306は、バルブ109の開いた状態(Open)の後の所定時間TA内の搬送室103の圧力値PTが搬送室103の圧力値PTのしきい値PTTH以上か否かを判定する。所定時間TA内の搬送室103の圧力値PTがしきい値PTTH以上(PT>PTTH)の場合(はい)、ステップS303へ移行する。所定時間TA内の搬送室103の圧力値PTがしきい値PTTH以上(PT>PTTH)でない場合(いいえ)、ステップS304へ移行する。
ステップS303:処理部306は、ステップS201で算出された排気配管104の最大圧力値を結果圧力に代入する。
ステップS304:処理部306は、結果圧力を無効として、異常診断の動作フローを終了する。
ステップS203:処理部306は、結果圧力が排気配管104の圧力値PEのしきい値PETHよりも大きい場合(排気配管104の圧力値PE>PETH)、異常発報を行う。一方、結果圧力がしきい値PETHよりも大きくない場合(排気配管104の圧力値PE<PETH)、異常発報を行わずに、異常診断の動作フローを終了する。
つまり、バルブ109が開いた後の排気装置(105,106)に係る圧力を基に排気装置(105,106)または排気装置(105,106)に係る排気配管104の異常有無が判定されるステップ(S200、S301-S304、S203)が半導体製造装置101の状態を診断するためのアプリケーションにより実行される。
次に、図7、図10および図11を用いて、排気配管104の圧力値PEのしきい値PETHおよび搬送室103の圧力値PTのしきい値PTTHについて説明する。図7は、実施例に係る排気配管104の圧力しきい値(PETH)と搬送室103の圧力しきい値(PTTH)との決定するための処理フロー図である。図10は、搬送室103の圧力PT(しきい値適用前としきい値適用後)の説明図である。図11は、排気配管104の圧力PEと搬送室103の圧力PTの相関計算用データ(DCC)から、排気配管104の圧力PEのしきい値PETHおよび搬送室103の圧力PTのしきい値PTTHを決める一例の説明図である。
図7には、処理部306が搬送室103の圧力値PTのしきい値PTTHを決めるための処理フローを示しており、この処理フローは、任意のタイミングにおいて、処理部306により実行される。処理フローは、ステップS400、ステップS401と、ステップS402と、ステップS403と、ステップS404と、を有する。
ステップS400:処理部(PRC)306は、相関計算用データ(DCC)308に基づいてグラフをプロット(作成)する。相関計算用データ(DCC)308は、バルブ109が開いた後の所定期間における、排気配管104の圧力値PEおよび搬送室103の圧力値PTの過去の履歴データにより構成される。この過去の履歴データは、例えば、装置データ(DED)304から得ることができる。バルブ109が開いた後の所定期間は、特に制限されないが、たとえば、バルブ109が開状態となってから、5秒から10秒(5秒~10秒)の時間範囲とすることができる。
ステップS401:処理部(PRC)306は、作成したグラフに基づいて、搬送室103の圧力値PTと排気配管104の最大圧力値との間の回帰曲線RCを生成する(図11参照)。つまり、ここでは、排気配管104の圧力値PEと搬送室103の圧力値PTとは所定の相関関係を有しているので、搬送室103の圧力値PTと異常を判定したい処理室102の排気配管104の圧力値PEの最大圧力値の間の回帰曲線RCを作成する。回帰曲線RCは、例えば、以下の式で表される。
排気配管104の圧力値PE=f(P(搬送室103の圧力値PT))
ステップS402:処理部(PRC)306は、排気配管104の最大圧力値の上位所定数(例えば、トップ10個の最大圧力値)を選択する(図11参照)。
ステップS402:処理部(PRC)306は、排気配管104の最大圧力値の上位所定数(例えば、トップ10個の最大圧力値)を選択する(図11参照)。
ステップS403:選択されたトップ10個の最大圧力値の平均値(PEVA10)を計算する(図11参照)。
ステップS404:処理部(PRC)306は、選択されたトップ10個の最大圧力値の平均値(PEVA10)に基づいて、排気配管104の圧力値PEのしきい値PETHを生成する。しきい値PETHは、例えば、平均値(PEVA10)の85%から95%の間の圧力値、より好ましくは、平均値(PEVA10)の90%程度の圧力値とすることができる。処理部(PRC)306は、また、しきい値PETHを回帰曲線RCに代入することで、搬送室103の圧力値PTのしきい値PTTHを生成する。しきい値PETH、PTTHは、処理部(PRC)306により、しきい値データ(DTH)307としてストレージ115に保存される。
図7で求めた搬送室103の圧力値PTのしきい値PTTHを設定することで、図10のグラフ92(図9のグラフ92と同じ)に示したバラつき(ノイズ)を抑えることができる。図10のグラフ93は、搬送室103の圧力値PTのしきい値PTTHを用いた場合における、バルブ109の開いた状態(Open)の後の所定時間TAの排気配管104の圧力値PEの一例であり、横軸が時間T、縦軸が排気配管104の圧力PEを示している。つまり、しきい値PTTHを用いることで、バルブ109の開いた状態(Open)の後の所定時間TAの排気配管104の圧力値PEのバラつきが抑えられていることが分かる。
つまり、バルブ109が開いた後の所定時間TAの排気配管104の圧力値PEを用いる事で、処理条件によるバラつきを抑えることができる(図9のグラフ91とグラフ92を参照)。また、搬送室103の圧力値PEにおいてしきい値(PTTH)を設定することで、処理条件によるバラつきがある状態(図9のグラフ91参照)からバラつきが、71%程度改善ができる(図10のグラフ93参照)。ここでは、圧力値として説明したが、第1排気装置105の電流値の統計量を用いても、同様の効果が得られる。
実施例に係る診断装置によれば、処理条件によるバラつきを抑えつつ、半導体製造装置の排気装置または排気配管の異常有無を判定できる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。
100:半導体製造装置システム
101:半導体製造装置(処理装置)
102:処理室
103:搬送室
104:排気配管
105:第1排気装置
106:第2排気装置
107:第1圧力計
108:第2圧力計
109:バルブ
111:診断装置
117:サーバ
210:ウエハステージ
212:試料
101:半導体製造装置(処理装置)
102:処理室
103:搬送室
104:排気配管
105:第1排気装置
106:第2排気装置
107:第1圧力計
108:第2圧力計
109:バルブ
111:診断装置
117:サーバ
210:ウエハステージ
212:試料
Claims (8)
- 試料が処理される処理室と、前記試料を前記処理室へ搬送し前記処理室に接続された搬送室と、前記処理室と前記搬送室との間に配置されたバルブと、前記処理室を排気する排気装置とを備える半導体製造装置の状態が診断される診断装置において、
前記バルブが開いた後の前記排気装置に係る圧力を基に前記排気装置または前記排気装置に係る排気配管の異常有無が判定されることを特徴とする診断装置。 - 請求項1に記載の診断装置において、
前記バルブが開いた後の前記搬送室の圧力が所定値以上となる場合、前記異常有無が判定されることを特徴とする診断装置。 - 請求項2に記載の診断装置において、
前記バルブが開いた後の所定期間における前記排気装置に係る圧力の最大値と、前記搬送室の圧力との相関を基に前記所定値が求められることを特徴とする診断装置。 - 請求項1に記載の診断装置において、
前記バルブが開いた状態は、前記搬送室から前記処理室へ前記試料が搬送される場合のことまたは前記処理室から前記搬送室へ前記試料が搬送される場合のことであることを特徴とする診断装置。 - 半導体製造装置がネットワークを介して接続された請求項1に記載の診断装置を備えることを特徴とする半導体製造装置システム。
- 請求項5に記載の半導体製造装置システムにおいて、
前記診断装置は、パーソナルコンピュータであることを特徴とする半導体製造装置システム。 - 試料が処理される処理室と、前記試料を前記処理室へ搬送し前記処理室に接続された搬送室と、前記処理室と前記搬送室との間に配置されたバルブと、前記処理室を排気する排気装置とを備える半導体製造装置がネットワークを介して接続され、前記半導体製造装置の状態を診断するためのアプリケーションが実装されたプラットフォームを備える半導体装置製造システムにおいて、
前記バルブが開いた後の前記排気装置に係る圧力を基に前記排気装置または前記排気装置に係る排気配管の異常有無が判定されるステップが前記アプリケーションにより実行されることを特徴とする半導体装置製造システム。 - 試料が処理される処理室と、前記試料を前記処理室へ搬送し前記処理室に接続された搬送室と、前記処理室と前記搬送室との間に配置されたバルブと、前記処理室を排気する排気装置とを備える半導体製造装置の状態を診断する診断方法において、
前記バルブが開いた後の前記排気装置に係る圧力を基に前記排気装置または前記排気装置に係る排気配管の異常有無を判定することを特徴とする診断方法。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008072030A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理装置、プラズマ処理装置の異常検出方法、及びプラズマ処理方法 |
JP2010027836A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Panasonic Corp | プラズマ処理装置 |
Family Cites Families (3)
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---|---|---|---|---|
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008072030A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理装置、プラズマ処理装置の異常検出方法、及びプラズマ処理方法 |
JP2010027836A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Panasonic Corp | プラズマ処理装置 |
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