JP2001118764A - 半導体処理技術 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ウェーハ製造プロセスのための製
造環境（１１０）、並びに制御限界を設定すると共に生
産ランの測定データを取得するＳＰＣ環境（１１２）を
提供する。 【解決手段】 演算環境（１１４）はＳＰＣデータを処
理し、該データは次いで分析環境（１１６）において分
析される。ＭＥＳ環境（１１８）は分析の結果を評価
し、プロセスが制御限界から外れていれば、プロセス介
入を自動的に実行する。加えて、本発明は、電力管理シ
ステム，スペア部品インベントリ及びスケジューリング
システム，及びウェーハ製造プロセスシステムに備えて
いる。これらのシステムはアルゴリズム（７３５，１１
３５及び１３３５）を用いている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【関連出願との関係】本出願は、代理人事件番号003886
USA/FET/300MM/MBE, 003888 USA/FET/300MM/MBE及び00
3889 USA/FET/300MM/MBEの出願に関連しており、該関連
出願及び本出願は、同一発明者及び共通の譲受人を含ん
でいる。

【０００２】

【発明の分野】本発明は、半導体ウェーハの処理技術に
関するものである。

【０００３】

【発明の背景】ＩＣ（集積回路）のような半導体デバイ
スは、一般的に、半導体材料の単一体上に一体的に製作
されたトランジスタ，ダイオード及びレジスタのような
電子回路素子を有している。種々の回路素子が導電性の
コネクタにより結合されて、数１００万の個々の回路素
子を含みうる完成回路を形成する。集積回路は、一連の
処理ステップを含むプロセスにおいて半導体ウェーハか
ら製作するのが一般的である。ウェーハ製造，又はウェ
ーハ製造プロセスと通常呼ばれるこのプロセスには、酸
化，エッチングマスク前処理，エッチング，材料付着，
平坦化及び洗浄のような諸操作が含まれる。

【０００４】図１は、アルミゲートｐＭＯＳ（ｐ−チャ
ネル金属酸化物半導体トランジスタ＝p-channel metal
oxide semiconductor transistor）ウェーハ製造プロセ
ス４０の概要を示しており、アディソン-ウェズレー出
版株式会社（Addison-WesleyPubl. Comp. Inc.）から１
９９４年に出された「半導体集積回路処理技術(Semi-co
nductor Integrated Circuit Processing Technolog
y）」の第４８頁にダブリュ・アール・ランヤン(W. R.
Runyan)等により記載されているような主要処理ステッ
プ４１〜７３を説明している。これらの主要処理ステッ
プ４１〜７３の各々は幾つかのサブステップを含んでい
る。例えば、ウェーハ製造チャンバにおけるスパッタ付
着によりアルミニウム層を形成する金属化もしくはメタ
ライゼーションのような主処理ステップは、米国特許第
５,１０８,５７０号明細書（１９９２年、アール・シー
・ワング＝R.C. Wang)に開示されている。このスパッタ
付着プロセスは図２を参照するとサブステップ８１〜９
７で示されている。

【０００５】図１及び図２は、一連のウェーハ製造プロ
セスを示している。また、並列処理ステップを規定して
いるウェーハ製造サブシステムを利用することも知られ
ている。かかるサブシステムは、１つ以上のクラスター
ツールを含むことが一般的である。ここに規定されたク
ラスターツールは、複数のチャンバもしくはチャンバと
ウェーハ取扱装置のシステムを含み、該システムにおい
て、ウェーハは、真空のような制御されたクラスターツ
ール環境を去ることなくクラスターツールのチャンバ内
で処理される。クラスターツールの一例は、ジェイ・ヌ
ルマン（J. Nulman)の米国特許第５,２３６,８６８号明
細書(１９９３年)に開示されている。この例において
は、中央にある１つのチャンバと４つの処理チャンバと
を有する真空装置が用いられている。中央のチャンバに
あるウェーハ取扱ロボットは、ウェーハを真空環境に留
めておきながら同ウェーハを中央のチャンバから４つの
処理チャンバの各々に搬送するために、各処理チャンバ
の内部にアクセスもしくは出入りする。１つの例におい
て、米国特許第５,２３６,８６８号のクラスタにあるウ
ェーハは、先ず、処理のため洗浄チャンバに搬送され、
次いでＰＶＤ（物理気相堆積）チャンバへ、その後アニ
ールチャンバへ、続いて脱ガスチャンバへと搬送され、
このようにして逐次的プロセスを利用する。並列に使用
されるチャンバもしくはチャンバにおいてウェーハを処
理するために、米国特許第５,２３６,８６８号明細書に
開示されたようなクラスターツールを用いることも知ら
れている。例えば、遅い処理ステップの後に速い処理ス
テップが続けば、３つのチャンバを遅い処理のために並
列に使用し、４つのチャンバを早い処理のために使用で
きる。

【０００６】当業者にとって既知であるように、所望の
特性を有する製品を得るには、代表的なウェーハ製造処
理ステップの１つ以上の処理パラメータを比較的に狭い
範囲内に制御する必要がある。例えば、米国特許第５,
７５４,２９７号明細書（ジェイ・ヌルマン＝J. Nulma
n, １９９８年)は、スパッタリングのようにウェーハ製
造のため金属膜を付着させている間、付着速度を監視す
るための方法及び装置を開示している。この米国特許第
５,７５４,２９７号は、入力するスパッタ電力レベルが
一定レベルに維持されれば、金属付着速度が減少すれば
するほどスパッタリングするターゲットの寿命が長くな
ることを教示している。その結果、金属付着速度のよう
な重要な処理特性は、ウェーハ製造処理チャンバにおい
て処理されたデバイスの歩留り及び品質に影響を及ぼし
得る仕方で、所定のウェーハ製造処理チャンバについて
ラン毎に変わりうる。米国特許第５,７５４,２９７号明
細書に記載のように、スパッタリング源への電力入力の
ような処理変数が金属付着処理特性の変動の監視結果に
応答して調節されるときに、付着システムはより容易に
所望レベル近くに維持することができる。これは、付着
環境を通過する光の光学的減衰に基づく付着速度モニタ
を例えば使用し、米国特許第５,７５４,２９７号明細書
に記載のように、材料が付着源から付着基板に流れてい
る速度を検出する、処理特性の現場測定を必要とする。

【０００７】半導体材料，処理及びテスト技術の進歩に
よりＩＣ回路要素全体のサイズが減少することになり、
同時に、単一ボデイ上のＩＣ回路要素の数が増加する。
これは、各処理ステップについても、一組もしくは一連
の処理ステップについても高度の製品及びプロセス制御
を必要とする。従って、プロセスガスのような処理材料
中の不純物及び粒子汚染を制御する必要がある。また、
米国特許第５,１０８,５７０号及び第５,７５４,２９７
号各明細書に説明されているように、温度，圧力，ガス
流量，処理時間間隔，入力スパッタ電力のような処理パ
ラメータを制御する必要がある。図１及び図２に示すよ
うに、ウェーハ製造プロセスは複雑な一連の処理ステッ
プを含んでおり、該ステップにおいて、任意の特定処理
ステップの結果は一般的に１つ以上の先行する処理ステ
ップに大きく依存している。例えば、隣接するＩＣ層に
おける相互接続部のエッチングマスクの配置もしくは整
列にエラーがあれば、その結果得られる相互接続部はそ
れらの適正な設計位置にはない。これは相互接続部が余
りにも密にパックされる結果となって、相互接続部間に
電気短絡欠陥を形成することになりうる。また、異なる
２つの処理問題が累積効果をもつことも知られている。
例えば、電気短絡になるほど規模の大きくない相互接続
部のマスクの不整列であっても、プロセスが仕様から若
干でも外れていて、相互接続部のマスクが良好な整列状
態にあったとしたら電気短絡を生じさせなかったような
粒径を有する粒子汚染を可能とする（或いはかかる粒子
汚染を検出できない）ような場合には、上述の不整列は
電気短絡の発生の一因になりうる。

【０００８】上述したような処理欠陥及び／又は材料欠
陥は一般にウェーハ製造プロセスの歩留りを低下させ
る。歩留りとは、特定のウェーハ製造プロセスにおいて
生産された合格ウェーハの割合と定義される。処理パラ
メータのモニタリング及びインプロセステストは、処理
調節を行ったり、プロセスランもしくは運転を打ち切る
ようなプロセスランへの介入が必要であると所定のイン
プロセスの製品又はプロセス問題或いは欠陥が指摘して
いるどうか決定するために用いられている。その結果、
製品及びプロセス制御技術がウェーハ製造プロセスを通
して広く使用されている。可能な場合には、歩留り問題
の原因を特定の製品又は処理問題或いは欠陥にさかのぼ
って調べ、ウェーハ製造プロセスの歩留りを最終的に改
善している。処理済みの各ウェーハの製造コストを最小
にすると共に、スクラップ再生もしくは廃棄を最小にし
ながら、電力，化学剤及び水のような資源の利用度を最
大にするには、高歩留りが望ましい。

【０００９】例えば、アカデミック印刷株式会社(Acade
mic Press Inc.)によるアール・ツォリッヒ(R. Zorich)
の「優良集積回路製造ハンドブック(Handbook Of Quali
tyIntegrated Circuit Manufacturing)」（１９９１
年）第４６４〜４９８頁を参照すると、適当なウェーハ
製造プロセスの制御限界を決定すると共に、プロセスを
該制御限界内に維持するために、ＳＰＣ（統計的プロセ
ス制御＝statisticalprocess control)及びＳＱＣ（統
計的品質管理＝statistical quality control)方法を使
用することが知られている。ウェーハ製造に適するＳＰ
Ｃ及びＳＱＣ方法論は、例えばアール・ツォリッヒの第
４７５〜４９８頁を参照すると分かるように、制御チャ
ートの使用を含んでいる。当業者には良く知られている
ように、制御チャートは、チャンバ圧力のような時間超
過してサンプリングされる１つ以上の選択されたプロセ
ス又は製品変数を図的表示する。特定変数の目標値並び
にその上側及び下側制御限界は、既知の統計的サンプリ
ング手法及び演算手法を使用して制御チャート上に表わ
される。変数の観察値が、或いは幾つかの観察値の平均
のような統計的に導出された値が予め決定した制御限界
外にあるときには、プロセスは制御できない状態にある
と認められる。制御限界は、一般的に、例えば２σ又は
３σのように、目標値の平均の標準偏差の倍数に設定さ
れる。該目標値は、歩留り，プロセス制御及び製品品質
のようなウェーハ製造プロセスの設計基準を満たすテス
トランもしくは生産ランから導出される。ＳＰＣ及びＳ
ＱＣは、上述のような状況で使用されるときには、同意
語であると考えられる。アール・ツォリッヒの第４６４
頁を参照されたい。

【００１０】未処理もしくは半処理のウェーハのインベ
ントリを最小に維持し、それによりウェーハ製造プロセ
スにおいて生産される半導体デバイスの単位コストを最
小にするためには、効果的なインベントリ管理が必要で
ある。ウェーハがプロセスに入っているのが長ければ長
いほど歩留りが低下することは分かっているので、プロ
セスに入っているウェーハのインベントリを最小にする
ことも、ウェーハ歩留り上の利点を有する。ウェーハイ
ンベントリ管理は、処理の隘路を避けるために並列及び
直列の処理ステップを例えばスケジューリングすること
によって、処理済みウェーハの需要を考慮した設備能力
を最大化する、スケジューリング技術を一般に使用して
いる。また、ウェーハ製造プロセスの効率的なインベン
トリ制御には、予定外の運転停止による中断もしくは隘
路の発生率を低くする必要がある。予定外の運転停止
は、例えば、予定外の保守，特定の限界外にある処理パ
ラメータに起因する中断，プロセスガスのような所要材
料の利用不能性，必要な保守交換パーツの利用不能性，
チャンバのような処理ツールの利用不能性，或いは電力
遮断により発生されうる。

【００１１】高度の処理信頼性及び再現性を達成すると
共に、歩留りを最大にするために、ウェーハ製造プロセ
スの多くの構成要素もしくはサブシステムは自動化され
ている。チャンバもしくはチャンバのようなウェーハ製
造ツールは１組の命令を使ってコンピュータによって制
御するのが一般的である。該命令は、ウェーハ製造ツー
ルにより実行されるプロセスを作動するためのレシピと
して知られている。しかしながら、例えば、マグローヒ
ル（McGraw-Hill)によるピーター・ヴァン・ツァント(P
eter van Zandt)の「マイクロチップ製造(Microchip Fa
brication)」第３版（１９９７年）第４７２〜４７８頁
を見ると分かるように、種々のプロセス及び測定が統合
される高度の自動化を達成することは、ウェーハ製造プ
ロセスの多くが複雑であり且つ相互に依存関係にあるた
めに、困難であると認められている。

【００１２】ウェーハ製造プロセスにおける全構成要素
の信頼性を維持するために、ウェーハ製造プロセスは効
果的な保守スケジューリングを必要とする。これは、通
常、高くつくスペア部品インベントリをもつことにな
り、従って、ＩＣ生産コストの追加になる。

【００１３】ウェーハ製造プロセスの回路遮断器定格
は、処理中のウェーハ製造装置における電力サージを吸
収する必要があるため、一般に平均電力使用率よりもっ
と大きい。電力サージ及びピーク電力需要に適応するた
めに、大きな回路遮断器定格は高くつく設備を必要とす
る。

【００１４】従って、プロセス制御，品質，歩留り，及
びコスト低減の改良を可能とする方法及び技術に対する
必要性が存在する。

【００１５】

【発明の概要】本発明は、プロセス制御，品質，歩留
り，及びコスト低減に要求される改良を可能とする半導
体処理の技術、特にウェーハ製造の技術を提供する。

【００１６】本発明の１つの実施例において、ＳＰＣ技
術はウェーハ製造プロセスと統合されている。ウェーハ
製造プロセスについての制御限界は、プロセスの処理及
び歩留り要件を満たす製造プロセスを表わす処理パラメ
ータを使用して決定される。その後ＳＰＣを用いて、以
後の生産ランが制御限界内で行われているかどうか決定
し、ウェーハ製造プロセスについての制御限界を決定す
るのに使用されたのと同じパラメータをテストする。プ
ロセスが制御限界外であれば、自動的なプロセス介入が
統合されたＳＰＣ技術により開始されて、例えば、プロ
セスを補正するか、或いはその辺りに補正する。

【００１７】本発明のもう１つの実施例において、ウェ
ーハ製造チャンバにおいてウェーハを処理するために製
造環境が設けられている。ＳＰＣ環境がこの製造環境と
統合されていて、プロセス制御限界を確定すると共に、
該制御限界を確定するのに用いられたのと同じパラメー
タを使用して、製造環境における生産ランからプロセス
及び／又は製品測定情報を取得する。演算環境は、ＳＰ
Ｃ環境に含まれたデータ及び情報を処理するために用い
られる。ＳＰＣデータは、制御限界をプロセスデータと
比較することにより、分析環境において分析される。Ｍ
ＥＳ（製造実行システム＝manufacturing execution sy
stem)環境は、分析結果を得て、製造環境のプロセスが
制御限界内で或いは制御限界外で実行されているかどう
か決定する。ＭＥＳ環境は、プロセスが制御限界外で実
行されていれば、補正動作のため製造環境で自動的に介
入する。

【００１８】追加の実施例は、ウェーハ製造サブシステ
ムの処理技術、そして製造プロセスと統合されたＳＰＣ
技術を用いる１つ以上のウェーハ製造プロセスの処理技
術を提供している。

【００１９】本発明の別の実施例において、製造環境は
ウェーハ製造チャンバにおいてウェーハを処理するため
に設けられている。新規な電力管理システムがウェーハ
製造プロセスの製造環境と統合されていて、高電力需要
ピークを回避するように電力をスケジューリングすると
共に調整する。この電力管理システムは、処理チャンバ
のような製造環境からの情報を収集するための電力監視
環境と、データ及び情報を処理するための演算環境と、
該演算環境において得られた結果の分析を支援する分析
環境とを含んでいる。この電力管理システムは、電力使
用量及びツールスケジューリングに関する処理ツール情
報を収集し、次いでこの情報を新規なアルゴリズムで使
用して処理ツールの使用法をスケジュールして、予想さ
れる電力サージがウェーハ製造プロセスの比較的に低い
電力使用量の期間中に起こるように予定をたてる。これ
によりウェーハ製造プロセス中の電力ピークが避けら
れ、従って、ウェーハ製造回路遮断器の定格が下がり、
ウェーハ製造コストが下がる。

【００２０】本発明の更に別の実施例において、ウェー
ハ製造プロセスは新規なスペア部品インベントリ及びス
ケジューリングシステムを備えている。このシステム
は、部品が必要とされる日の直前の日に配送可能にスペ
ア部品を自動的に順序付けるアルゴリズムを用いてい
る。

【００２１】本発明の更にもう１つの実施例において、
ウェーハ製造プロセスは、ウェーハ製造資源をより有効
にスケジューリングするアルゴリズムを用いた新規なウ
ェーハ製造プロセス効率化システムを備えているので、
ウェーハの流れがより効率的となり、従って、ダイ生産
高及びウェーハ製造プロセス利用度が最大となる。

【００２２】

【発明の詳しい説明】本発明及びその実施例について説
明するが、ある用語は単に明瞭にするために用いられて
いるが、かかる用語も列挙した実施例及び均等物を含む
ものと考えられる。

【００２３】図３に概略的に示した本発明の１つの実施
例はＳＰＣＩＦ（ＳＰＣ統合製造プロセス＝integrated
fab）システム１００である。この明細書に明らかにし
たように、ＳＰＣＩＦシステムは、ウェーハ製造プロセ
ス，ウェーハ製造サブシステム，或いは２つ以上のウェ
ーハ製造プロセスの組合せを含んでいる。該ＳＰＣＩＦ
において、ＳＰＣが１つ以上のウェーハ製造プロセス制
御技術と統合されており、また、随意であるが、他のウ
ェーハ製造システム，サブシステム或いは構成要素と統
合される。図３に示すＳＰＣＩＦシステム１００は、製
造環境１１０，ＳＰＣ環境１１２，演算環境１１４，分
析環境１１６，ＭＥＳ環境１１８及び報告環境１２０を
含んでいる。この明細書で使用している「環境」という
表現は、データ，データ構造又は情報を取得するための
手段を提供する、或いは随意的であるが、取得したデー
タ，データ構造又は情報と対話することができる技術，
方法及び／又は装置の集合体を含んでいる。この明細書
で使用する環境はコンピュータ環境を含んでいる。ここ
で使用している「コンピュータ環境」という表現は、デ
ータ，データ構造又は情報を取得するための手段を提供
すると共に、取得したデータ，データ構造又は情報と対
話することができるコンピュータソフトウエア及び／又
はハードウエアを含んでいる。

【００２４】図３に示した製造環境１１０は、ウェーハ
製造デバイス又はＩＣ構造のようなデバイス構成要素を
製造するための製造装置，技術及び方法を含んでいる。
ここで規定する「ＩＣ構造」という表現は、完全に形成
されたＩＣ及び部分的に形成されたＩＣを含むものであ
る。製造環境は、ＩＣ構造を形成するのに必要なコント
ローラ及び入力を含んでいる。適当なコントローラに
は、例えば、オンボードコンピュータのようなマイクロ
プロセッサであるプロセッサや、コンピュータ作動ソフ
トウエアや、機械的／電気的コントローラがあり、この
機械的／電気的コントローラには、電位差計のような可
変抵抗器を例えば用いる電気回路やスイッチがある。こ
れらのコントローラは、製造環境１１０内のウェーハ取
扱やガス流量のような種々のプロセスや動作機能を操作
もしくは制御する。製造環境１１０の適当な例は、チャ
ンバもしくはチャンバ、或いは１つ以上のウェーハ製造
プロセスのようなウェーハ製造ツールを含んでいる。

【００２５】ＳＰＣ環境１１２（図３参照）は、当業者
に周知のようなＳＰＣ方法論を用いて、特定のＩＣ構造
を製作するための設計及び生産基準を満たすプロセス制
御限界を決定する。該制御限界は、特定のＩＣ構造を製
作するための設計及び生産基準を満たすプロセスを表わ
す１つ以上の処理パラメータ及び／又はインプロセス製
品パラメータを用いて、統計的に導かれる。一旦制御限
界が確定されたら、ＳＰＣ環境は、制御限界を確定する
のに用いたものと同一のパラメータを使用して、ＩＣ構
造を製造するための生産ランからプロセス及び／又は製
品の測定情報を取得する。例えばデータプロセッサを含
む演算環境１１４は、ＳＰＣ環境１１２のデータ処理を
支援する演算を行うために採用されている。図６に示し
た分析環境１１６は、測定データを制御限界と比較する
ことによってＳＰＣ環境１１２において提供されるＳＰ
Ｃデータを分析するのに設けられている。その代わり
に、分析環境１１６は、ＳＰＣ環境１１２に、或いは演
算環境１１４に組み込んでもよい。

【００２６】図３に示すＭＥＳ（製造実行システム＝ma
nufacturing execution system）環境１１８は、ＳＰＣ
ＩＦ１００の生産関連アクティビティの情報，制御，意
思決定及び統合機能を提供する。ＭＥＳ環境１１８は分
析環境１１６において決定されたＳＰＣ分析の結果を取
得する。その後、ＭＥＳ環境１１８は、製造環境１１０
のプロセスがＳＰＣ制御限界の範囲内にあるか範囲外に
あるかを決定する。ＭＥＳ環境１１８における意思決定
機能が次いで呼び出され、製造環境１１０への介入を開
始するか否か決めることができる。かかる介入は、運転
の打切り，チャンバ圧力のようなパラメータの調整，処
理する追加のウェーハのスケジュール，或いは保守アク
ティビティのスケジュールを含むことができる。本発明
は、図３に示したようにＳＰＣＩＦ１００のリンク１２
２及び１２４を介して実行できる。随意であるが、ＳＰ
ＣＩＦ１００は報告環境１２０を備えていて、これが、
例えば図３に示したリンク１２８，１３０，１３２，１
３４，１３６及び１３８を用いて本発明の種々の環境か
らデータ及びその他の情報を取得する。また、ＭＥＳ環
境１１８が製造環境１１０にリンクされているときに
は、報告環境１２０へのリンク１２６を用いて報告書を
同時に作成することができる。

【００２７】図３に概略的に示したＳＰＣＩＦ１００
は、製造と統合されるＳＰＣを提供する。この統合によ
りプロセス制御及び／又は製品品質の実時間監視が可能
になると共に、予め選択したプロセス又は製品パラメー
タが制御限界の外に出るとすぐに、実時間のプロセス介
入を可能にする。また、これは、ツール利用性，材料イ
ンベントリ及び実時間知識のより効率的なスケジューリ
ングを容易にすると同様に、製造プロセスにおける電力
要求のような機能に対するスケジューリング能力を促進
する。

【００２８】図４は、本発明の別の実施例の概略を説明
しており、ＳＰＣＩＦ２００を示している。このＳＰＣ
ＩＦ２００において、ＳＰＣはウェーハ製造プロセスの
１つのチャンバもしくはチャンバにおけるウェーハ処理
と統合されている。ＳＰＣＩＦ２００は、ウェーハ製造
チャンバ製造環境２１０，ＳＰＣ環境２２０，演算環境
２３０，分析環境２４０，ＭＥＳ環境２５０，及び報告
環境２６０を含んでいる。ＭＥＳ環境２５０は、意思決
定環境２５２と、スケジューリング環境２５４と、プロ
セス介入環境２５６とを含んでいる。随意的であるが、
ＭＥＳ環境２５０は、ＭＩＳ（管理情報システム＝mana
gement information system)要素（図示せず）も含むこ
とができる。

【００２９】図４及び図５に示すように、ＳＰＣＩＦ２
００のウェーハ製造チャンバ製造環境２１０は、ＭＥＳ
環境２５０からもＳＰＣ環境２２０からも種々の入力を
受け取る。ＭＥＳプロセス介入環境２５６は、図７に関
し以下に詳細に述べるように、自動又は閉ループ介入４
５８（図５）のために、また随意的であるが非自動介入
４６０のために備えられている。図５を参照して、介入
とは、コントローラ３１０，３１２，３１４，３１６，
３１８及び３２０のようなチャンバコントローラを設定
もしくは調整すること、入力デバイス３２２及び３２４
に情報を提供することを含んでいる。チャンバ状態コン
トローラ３１０は、ＭＥＳ入力に基づいて、チャンバの
状態、即ちオンラインスタンバイ３２６、オンラインイ
ンプロセス３２８又はオフライン３３０を選択するため
に採用されている。コントローラ３１２は、ウェーハ製
造システム（図示せず）に対して接続３３２か非接続３
２４かのチャンバ状態を選択するために採用されてい
る。コントローラ３１４は、電力，水及び廃棄物除去の
ような設備システムのパラメータ３３６を制御する。コ
ントローラ３１６は、プロセスガス流量及び圧力のよう
なチャンバ処理パラメータ３３８を制御する。チャンバ
測定パラメータ３４０はコントローラ３１８により制御
され、これらには、例えば米国特許第５,７５４,２９７
号明細書に記載のスパッタ付着速度モニタのようなイン
プロセステストパラメータや、テストサンプリング周波
数の制御がある。ウェーハ取扱ロボットの作動パラメー
タのようなウェーハ取扱パラメータ３４２は、コントロ
ーラ３２０により制御される。ＭＥＳプロセス介入環境
２５６からの入力は、チャンバ状態コントローラ３１０
を使用して、チャンバをオフライン状態とすることによ
り該チャンバの全処理機能を停止し、生産運転を打ち切
るのに利用できる。

【００３０】ＭＥＳプロセス介入環境２５６（図５参
照）は、生産ラン情報入力装置３２２により生産ラン情
報３４４を提供するのに利用できる。このような情報に
は、ラン識別，ラン日付，或いはテスト，生産又は再加
工のようなランの目的が含まれる。ウェーハ製造チャン
バ製造環境２１０におけるウェーハ及びウェーハロット
識別３４６は、ウェーハ識別入力装置３２４により提供
することができる。

【００３１】図４に示したＭＥＳスケジューリング環境
２５４は、図５により詳細に示すように、ウェーハ製造
チャンバ製造環境２１０に対し付加的なＭＥＳ入力を供
給する。このスケジューリング環境はチャンバ状態コン
トローラ３１０への付加的入力である。また、この環境
は、随意的にチャンバをウェーハ製造プロセスに接続す
るための、コントローラ３１２への付加的入力である。
チャンバ製造環境２１０のスケジューリングコントロー
ラ３４８（図５）は、ＭＥＳスケジューリング環境２５
４から入力を受け取って、ウェーハインベントリ３５
０，消耗品３５２，保守部品３５４，保守アクティビテ
ィ３５６，及び設備システム(facilitiessystems)スケ
ジューリング３５７を制御し、チャンバ内の製造プロセ
スを実行するのに必要な例えば電力をスケジュールす
る。ＭＥＳスケジューリング環境２５４は、種々の機能
もしくはアクティビティのスケジューリングを統合す
る。例えば、保守アクティビティ３５６は、チャンバ状
態コントローラ３１０と統合され、保守アクティビティ
３５６に対するチャンバのオフライン３３０の状態をス
ケジューリングし、或いはオンラインでのインプロセス
状態３２８と協調してプロセスガスのような消耗品３５
２及びウェーハインベントリ３５０をスケジューリング
する。

【００３２】チャンバ測定結果３５８は、チャンバ測定
パラメータ３４０を採用するテスト手順の使用から得ら
れる。これらの結果には、米国特許第５,７５４,２９７
号明細書に記載のように、材料がスパッタ付着源から付
着基板に流れている割合が例えば含まれる。

【００３３】図４に示したように、ＳＰＣＩＦ２００は
ＳＰＣ環境２２０を用いて、チャンバ製造環境２１０に
おけるプロセスに対するプロセス制御限界を確定すると
共に、製造環境２１０からインプロセス測定結果を取得
する。チャンバ製造環境２１０からのＳＰＣデータ取得
は図５に概略的に示されており、次の通りである。チャ
ンバ状態情報は、オンラインスタンバイ３２６，オンラ
インインプロセス３３０及びオフライン３３０によりＳ
ＰＣ環境に供給される。生産ラン情報３４４及びウェー
ハＩＤ３４６のデータはチャンバ測定パラメータ情報３
４０及び測定結果３５８と同様にリンク３５５を介して
ＳＰＣ環境２２０に供給することができる。図４及び図
５を参照されたい。

【００３４】本発明に適するＳＰＣ方法論には、制御チ
ャート方法論とパレート図即ち不良分析図がある。パレ
ート図は棒グラフ表示であり、これは、特定の欠陥が現
れる回数のランキングを、全欠陥の積算出現数及びその
他の各欠陥もしくは問題の出現数と比較して表してい
る。制御チャートは本発明の技術に特に適している。当
業者には周知のように、制御限界は、所望のように作動
し満足できる歩留りになるプロセスであることを表す重
要な或いは臨界的なパラメータに関係のある統計的に有
意な数のデータを集めた後に決定するのが一般的であ
る。チャンバ製造環境２１０において行われるプロセス
についての適当なパラメータには、スパッタ付着プロセ
スにおけるスパッタ電力，ガス流量及び／又は圧力，及
びチャンバ環境における粒子汚染等が含まれる。特定の
間隔でこれらのパラメータを測定した測定データは、制
御限界の決定のための入力を提供する。加えて、現場製
品テストに関する測定データを同様の方法で使用するこ
とができる。例えばジェイ・ヌルマン（J.Nulman)の米
国特許第５,６９８,９８９号明細書(１９９７年)に開示
されている技術を使用して、半導体基板を半導体処理装
置の真空環境内に保持しておきながら、該半導体基板上
の導電被膜のシート抵抗を現場で測定する。制御を受け
て運転しながらプロセスについて得られるデータ、即ち
作動仕様及び歩留り範囲内のデータを次に演算し、当業
者にとって既知のような統計的方法を用いてプロセス制
御限界を決定する。その後の生産ランは、制御限界を決
定するために使用されたものと同一の処理パラメータも
しくは現場製品パラメータの測定データを用いて分析さ
れる。

【００３５】図４及び図５に概略的に示したＳＰＣ環境
２２０は、制御限界を含むと共に、チャンバ製造環境２
１０から測定情報を取得する。ＳＰＣ環境は、制御限界
や、生産ランの処理もしくは現場製品測定データを報告
し及び／又は表示するための要素を含んでいる。報告し
及び／又は表示するための要素は、報告環境２６０（図
４参照）にあり、モニタ上への或いは印刷出力上へのグ
ラフ表示及び／又は文字表示を含んでいる。

【００３６】図４及び図６に示した演算環境２３０は、
ＳＰＣ環境のデータ処理及び報告を支援する演算を行う
ために利用されている。この演算環境２３０は、マイク
ロプロセッサ４１６（図６）のようなプロセッサ，アル
ゴリズム又はデータ構造４１２，データベース４１４，
メモリ４１６，オプションのネットワーク要素４１８，
オプションのＡＩ（人口知能＝artificial intelligenc
e)要素４２０を含んでいる。

【００３７】アルゴリズム又はデータ構造４１２（図
６）は、当業者に良く知られている方法を用いてプロセ
ッサ４１０やこのプロセッサに関連した周辺装置を作動
するために、同じくＳＰＣ環境２２０において用いられ
る測定及び統計データを処理するために採用されてい
る。データベース４１４は必要なパラメータ，測定及び
統計データを含んでいる。メモリ４１６は、例えば、イ
ンプロセス測定データを記憶するために使用することが
できる。オプションのネットワーク要素４１８は、例え
ばバス或いはＬＡＮ（特定区域内情報通信網＝local ar
ea network)を用いて、ＳＰＣＩＦ２００と遠隔データ
ベース或いは遠隔管理機能のような外部エンティティと
の間のリンクを提供する。ＡＩ要素４２０は、データベ
ース４１４に記憶された統計データを処理して制御限界
を得るために、或いは多数の生産運転に関して得られた
経験に基づいて測定データを選択してより効果的なプロ
セス制御を得るために、例えば使用することができる。

【００３８】この明細書に記載した演算環境２３０は、
本発明の処理手順及びＳＰＣ方法論と関連して用いられ
る。しかし、この演算環境は、ウェーハ製造チャンバ製
造環境２１０と関連して行われるプロセスの全ての機能
或いは任意の機能のために使用することを企図されてい
る。

【００３９】図４及び６に概略的に示すように、分析環
境２４０は、特定の製品ランにおけるプロセスの測定デ
ータを関連制御限界と比較することによって、ＳＰＣ環
境２２０におけるＳＰＣデータを分析するために設けら
れている。この分析は、当業者には良く知られた方法を
用いて、例えば、演算環境２３０を用いて、プロセッサ
により実行することができる。この分析は、測定デー
タ、或いは統計的に得られた該データの値が制御限界を
示すグラフ上にプロットされたグラフ表示を観察するこ
とによっても行うことができる。また、測定データ及び
制御限界データ間の数値比較も分析を行う上での適切な
基準になりうる。分析環境２４０は本発明の他の環境と
は独立した環境として示されているが、分析環境２４０
を演算環境２３０（図４）と又はＳＰＣ環境２２０と統
合することを考えてもよい。

【００４０】分析環境２４０において行われた分析の結
果は、図７に略示したように、ＭＥＳ環境２５０の決定
実行環境２５２により取得される。決定実行環境２５２
により、プロセスが所定の制御限界の範囲内で作動して
いることが決定されたときに（図７のプロセス状態４５
０参照）、ＭＥＳ介入４５２はない。しかし、分析の結
果、プロセスが制御限界外にある（状態４５４）ことを
示しているときには、アラーム又は制御不能インジケー
タ４５６が好ましくは作動され、そしてＭＥＳ決定がな
されてプロセスへの介入が行われる。この介入は、自動
／閉ループ介入４５８又は非自動ＭＥＳ介入４６０とす
ることができる。ＭＥＳ決定実行環境２５２は、特定の
処理パラメータがその制御限界外にあるときに自動介入
応答を得るように例えば構成することができる。かかる
自動介入には生産ランを自動的に中止させることが含ま
れる。非自動介入は決定実行環境２５２の事前設定状態
とすることができ、或いは特定の制御不能限界状態の結
果とすることができる。

【００４１】図５は、製造環境２１０に関連して前に述
べたように、情報入力装置３２２及び３２４と同様にコ
ントローラ３１０，３１２，３１４，３１６，３１８及
び３２０にも作用することによりチャンバ製造環境２１
０と相互作用する自動ＭＥＳ介入４５８及び非自動ＭＥ
Ｓ介入４６０を概略的に示している。決定実行環境２５
２及び製造環境２５０間の相互作用は、図４に略示され
たプロセス介入環境２５６を含む。図４及び図５に概略
的に示されたＭＥＳスケジューリング環境２５４は、Ｍ
ＥＳ決定実行環境２５２（図４）及びＭＥＳプロセス介
入環境２５６からのデータ及び情報を利用して、チャン
バ製造環境２１０に関して既に説明した諸機能を制御す
べくコントローラ３１０，３１２及び３４８に影響を及
ぼすことによりチャンバ製造環境２１０と相互作用す
る。典型的には、ウェーハ製造チャンバ製造環境２１０
は、種々のプロセス及び操作上の機能を作動或いは制御
するため、オンボードコンピュータ又は分散型コンピュ
ータ機能を採用しており、言うまでもなくＭＥＳ環境２
５０は、チャンバ製造環境２１０にアクセスするために
特別のプロトコルを必要とする。

【００４２】報告環境２６０は、図４に略示したような
本発明の種々の環境からデータ及びその他の情報を取得
することができる。例えば、ＭＥＳ決定実行環境２５２
がリンク４７０及び４７２を介してチャンバ製造環境２
１０に接続されているときに、リンク４７０，４７４及
び４７６を介して報告環境２６０において報告書を同時
に発生することができる。例えば図４に示したリンク４
７８及び４８０を使用して、決定実行環境２５２及びチ
ャンバ製造環境間の任意の特定相互作用に関係しない該
決定実行環境２５２に関する報告書を発生することも企
図されている。報告環境２６０により発生された報告書
には、印刷物，コンピュータモニタのディスプレー及び
音声が含まれる。これらの報告書は実時間で発生するこ
とができる。また、この報告環境２６０により発生され
た報告書を図６に示したネットワーク４１８のようなネ
ットワークに供給することも企図されている。

【００４３】ＳＰＣＩＦ２００に関する上述の記載は、
ウェーハ製造チャンバにおけるウェーハ処理に関係して
使用されたようなＳＰＣ関連方法論及び技術の相互作用
に関する。しかし、非ＳＰＣ入力２７０（図４）もＭＥ
Ｓ環境に設けることができる。これらの入力は、例え
ば、チャンバにおけるテストランを分析処理するために
必要かもしれないようなＳＰＣ無効のセキュリティ関連
入力又は指令を含むことができる。

【００４４】図８は、ＳＰＣＩＦ５００を示し、ｎ個の
チャンバのような複数のウェーハ製造処理ツールを有す
るＳＰＣＩＦを概略的に表わしている。本発明の追加実
施例によるｎ個のチャンバは、ウェーハ製造プロセス内
のクラスターツールもしくは全処理ツールにおけるチャ
ンバのようなウェーハサブシステムを含むことができ、
ＳＰＣＩＦ５００は全ウェーハ製造プロセスのための１
つのＳＰＣＩＦを表わしている。ＳＰＣＩＦ５００のｎ
個のチャンバは、ウェーハ製造チャンバの第１番製造環
境５１０とウェーハ製造チャンバの第ｎ番製造環境５１
２により表わされている。これらの製造環境の各々は、
ＳＰＣＩＦ２００に関連して前述したウェーハチャンバ
製造環境２１０に類似している。言うまでもなく、ウェ
ーハ製造チャンバの第１番製造環境５１０とウェーハ製
造チャンバの第ｎ番製造環境５１２とは、ウェーハ製造
チャンバ製造環境２１０のコントローラ３００（図５）
に類似するコントローラを例えば使用して、互いに対し
て或いは同じウェーハ製造プロセスに対して接続され
る。ＳＰＣＩＦ５００の非製造環境は、ＳＰＣＩＦ２０
０の対応する環境と同様であるが、異なっている点は、
ＳＰＣＩＦ５００の非製造環境がＳＰＣＩＦ５００のｎ
個のチャンバ製造環境の各々に応答することである。例
えば、ＳＰＣＩＦ５００のＳＰＣ環境５２０（図８）
は、ｎ個のチャンバもしくはツールの各々について制御
限界データを有すると共に、これらのチャンバの各々か
ら関連測定データを受けるようになっている。図８に示
すＳＰＣＩＦ５００の非製造環境には、ＳＰＣ環境５２
０，演算環境５３０，分析環境５４０，ＭＥＳ環境５５
０，報告環境５６０が含まれる。ＭＥＳ環境５５０は、
決定実行環境５５２，スケジューリング環境５５４及び
プロセス介入環境５５６を有する。また、ＳＰＣＩＦ５
００は、非ＳＰＣ入力５７０を読み込むように適応して
いるのが好ましい。

【００４５】本発明の別の実施例は、ＳＰＣＩＦ６００
を概略的に表した図９に示されている。このＳＰＣＩＦ
は、ウェーハ製造の第１番製造環境６１０とウェーハ製
造の第ｎ番製造環境６１２を表しており、ｎ個のウェー
ハ製造プロセスである。ｎ個のウェーハ製造プロセスの
うちの１つ以上は遠隔個所に置くことができるが、その
理由は、当業者に知られている方法及び技術を用いたネ
ットワーク接続を例えば採用して、ｎ個のウェーハ製造
プロセスを電子的に接続した場合に、本発明が作動可能
であるからである。また、本発明は、演算環境が分散形
データベース及び分散形プロセス設備のようなときに作
動可能である。ＳＰＣＩＦ６００の各ウェーハ製造チャ
ンバ製造環境はＳＰＣＩＦ５００のｎ個のチャンバ製造
環境に類似している。ＳＰＣＩＦ６００の非製造環境
は、ＳＰＣＩＦ５００の対応する環境と同様であるが、
異なっている点は、ＳＰＣＩＦ６００の非製造環境がＳ
ＰＣＩＦ６００のｎ個のウェーハ製造チャンバ製造環境
の各々に応答することである。例えば、ＳＰＣ環境６２
０（図９）は、ｎ個のウェーハ製造プロセスの各々につ
いて制御限界データを有すると共に、これらのウェーハ
製造プロセスの各々から関連測定データを受けるように
なっている。図９に示すＳＰＣＩＦ６００の非製造環境
には、ＳＰＣ環境６２０，演算環境６３０，分析環境６
４０，ＭＥＳ環境６５０，報告環境６６０が含まれる。
ＭＥＳ環境６５０は、決定実行環境６５２，スケジュー
リング環境６５４及びプロセス介入環境６５６を有す
る。また、ＳＰＣＩＦ６００は、非ＳＰＣ入力６７０を
読み込むように適応しているのが好ましい。

【００４６】図３，４，８及び９にそれぞれ例示したＳ
ＰＣＩＦ１００，２００，５００及び７００は、製造環
境と統合されて、処理欠陥を表わすプロセスの制御外れ
に実時間で応答することになるＳＰＣ方法論を提供して
いる。この実時間応答は仕様から外れた製品の製造を最
小にするので、材料及び設備のより効率的な使用とな
り、調整もしくは保守のため処理ツール或いはウェーハ
製造プロセス全体をラインから何時外す必要があるか早
期に指示することができる。また、種々の製造構成要素
の品質状態に関する実時間の知識をもつことは、プロセ
スの流れを向けることができる代わりの製造構成要素を
識別できることにより、システムにおける急な中断もし
くは隘路に対応する管理能力を増進することになる。

【００４７】図１０に概略的に示した本発明の追加実施
例は、高い電力需要のピークを避けるように電力をスケ
ジューリングし調整するための電力管理システムを含む
ウェーハ製造プロセス７００を示している。この電力管
理システムは、ウェーハ製造プロセス７００と統合され
ている。ウェーハ製造プロセス７００は、製造環境７１
０，電力監視環境７２０，演算環境７３０，分析環境７
４０，ＭＥＳ環境７５０及び報告環境２６０を含んでい
る。新規な電力管理システムは、電力監視環境７２０，
演算環境７３０及び分析環境７４０を備えている。

【００４８】ウェーハ製造プロセス７００の製造環境７
１０は、ウェーハ処理チャンバや、例えばウェーハ取扱
ロボットであるウェーハ取扱ツールのようなウェーハ製
造についての複数の処理ツールを含んでいる。本発明の
新規な電力管理システムに使用するのに適するウェーハ
処理チャンバ８００は図１１に図式化して示されてい
る。このウェーハ処理チャンバはリンク７５６及び８６
２を介してＭＥＳ環境７５０から入力を受ける。随意的
であるが、ウェーハ処理チャンバ８００は、非ＭＥＳ入
力８０５を介して入力、例えばウェーハ処理チャンバ８
００のある構成要素によって発生されたアラーム信号に
対する応答を受け取ることができる。ＭＥＳ環境７５０
及び非ＭＥＳ入力８０５からの入力には、コントローラ
８１０，８１２，８１４，８１６，８１８及び８２０の
ようなチャンバコントローラを設定もしくは調整するこ
と、入力装置８２２及び８２４に情報を供給することが
含まれる。これらの入力に基づいて、チャンバの状態、
即ちオンラインスタンバイ８２６，オンラインインプロ
セス８２８又はオフライン８３０を選択するために、チ
ャンバ状態コントローラ８１０が採用されている。コン
トローラ８１２は、ウェーハ製造システム（図示せず）
に接続８３２すべきか、非接続８３４すべきか選択する
ために採用されている。コントローラ８１４は、電力，
水及び廃棄物除去のような設備システムのパラメータ８
３６を制御する。コントローラ８１６は、プロセスガス
流量及び圧力のようなチャンバ処理パラメータ８３８を
制御する。チャンバ測定パラメータ８４０はコントロー
ラ８１８により制御され、これらには、例えば米国特許
第５,７５４,２９７号明細書に記載のスパッタ付着速度
モニタのようなインプロセステストパラメータや、テス
トサンプリング周波数の制御がある。ウェーハ取扱ロボ
ットの作動パラメータのようなウェーハ取扱パラメータ
８４２は、コントローラ８２０により制御される。ＭＥ
Ｓ環境７５０から又は非ＭＥＳ８０５からの入力は、チ
ャンバ状態コントローラ８１０を使用して、チャンバを
オフライン状態とすることにより該チャンバの全処理機
能を停止し、生産ランを打ち切るのに利用できる。

【００４９】ＭＥＳ環境７５０或いは非ＭＥＳ８０５
（図１１）は、生産ラン情報入力装置８２２により生産
ラン情報８４４を提供するのに利用できる。このような
情報には、ラン識別，ラン日付，或いはテスト，生産又
は再加工のようなランもしくは運転の目的が含まれる。
ウェーハ製造チャンバ８００におけるウェーハ及びウェ
ーハロット識別８４６は、ウェーハ識別入力装置８２４
により提供することができる。ＭＥＳ環境７５０は、チ
ャンバ状態コントローラ８１０へのスケジューリング入
力のように、ウェーハ製造チャンバ８００にスケジュー
リング入力を付加的に供給する。また、この環境は、チ
ャンバをウェーハ製造プロセスに接続するためのコント
ローラ８１２への付加的入力である。チャンバ８００の
図１１のスケジューリングコントローラ８４８はＭＥＳ
環境７５０から入力を受けて、ウェーハインベントリ８
５０，消耗品８５２，保守部品８５４，保守アクティビ
ティ８５６，及び設備システムスケジューリング８５７
を制御し、チャンバ内の製造プロセスを実行するのに必
要な電力をスケジューリングする。ＭＥＳ環境７５０
は、種々の機能もしくはアクティビティのスケジューリ
ングを統合する。例えば、保守アクティビティ８５６
は、チャンバ状態コントローラ８１０と統合され、保守
アクティビティ８５６に対するチャンバのオフライン８
３０の状態をスケジューリングし、或いはオンラインで
のインプロセス状態８２８と協調してプロセスガスのよ
うな消耗品８５２及びウェーハインベントリ８５０をス
ケジューリングする。チャンバ測定結果８５８は、チャ
ンバ測定パラメータ８４０を採用するテスト手順の使用
から得られる。これらの結果には、米国特許第５,７５
４,２９７号明細書に例示されているように、材料がス
パッタ付着源から付着基板に流れている割合が例えば含
まれる。

【００５０】チャンバ８００に関する種々の状態，パラ
メータ，情報，測定及びスケジューリング条件或いは結
果は、図１１に示すようにリンク８６４及び７５６を介
してＭＥＳ環境７５０に直接伝達して、同ＭＥＳ環境７
５０にチャンバの状態及び処理条件に関する総合的な実
時間情報を提供することができる。この情報はまた、図
１０及び図１１に例示したように、リンク８６４，７５
６，７５８及び７６２を介して報告環境７６０に実時間
方式で供給することができる。

【００５１】図１０及び図１１に示した電力監視環境７
２０は、その状態，電力使用量，及び電力スケジューリ
ングに関するチャンバ情報に加えて、処理運転及びウェ
ーハＩＤ情報を収集することができる。随意であるが、
この情報は、例えば図１０に記載したような報告環境７
６０により、表示されるか印刷される。図１１に戻っ
て、状態情報は、オンラインスタンバイ８２６，オンラ
インインプロセス８２８，オフライン８３０，接続８３
２及び非接続８３４により電力監視環境７２０に供給さ
れる。製品運転８４４及びウェーハＩＤ８４６の情報は
電力監視環境７２０に伝達される。電力使用量情報は設
備パラメータ８３６によって電力監視環境７２０に送信
される。電力使用量情報は、単位時間当たりの電力使用
量，積算電力使用量及びピーク電力使用量を含むことが
できる。監視環境７２０は、チャンバ８００の設備シス
テムスケジューリング８５７から電力スケジューリング
情報を受信することができる。図１１に示すリンク８６
４及び７１５のようなリンクを使用してチャンバ８００
から電力監視環境７２０に情報を送信することができ
る。追加のチャンバのような他の処理ツール（図示せ
ず）がリンク７５６を介してＭＥＳ環境７５０に、また
リンク７１５を介して電力監視環境７２０に同様に接続
されており、これによりウェーハ製造ツールのような製
造環境７１０がＭＥＳ環境７５０に、また電力監視環境
７２０に接続される。

【００５２】電力監視環境７２０に収集されたウェーハ
製造プロセス情報は図１０及び図１２に記載された演算
環境７３０に伝達される。演算環境７３０は、電力監視
環境７２０に収集された情報のデータ処理を行うために
用いられている。演算環境７３０は、マイクロプロセッ
サ７３１（図１２）のようなプロセッサ，アルゴリズム
又はデータ構造７３２，データベース７３３，メモリ７
３４，新規なアルゴリズム７３５，オプションのネット
ワーク要素７３６，オプションのＡＩ要素７３７を含ん
でいるのが典型的である。アルゴリズム又はデータ構造
７３２は、当業者に良く知られている方法を用いてプロ
セッサ７３１やこのプロセッサに関連した周辺装置を作
動するために採用されている。データベース７３３は例
えば電力使用量の履歴データを含んでいる。メモリ７３
４は、例えば、インプロセス電力使用量及び電力スケジ
ューリングデータを記憶するために使用することができ
る。

【００５３】１つ以上の新規なアルゴリズム７３５は、
製造環境７１０におけるウェーハ製造プロセスの電力管
理システムの実行を支援するために採用されている。当
業者には良く知られているように、ウェーハ製造プロセ
スの電力使用量は処理運転中に変化する。例えば、電気
炉もしくはファーネスを使用するツールのスイッチがオ
ンにされると、その結果、ファーネスの始動中に電力サ
ージになるのが一般的である。しかし、ファーネスが一
旦運転温度に達すれば、電気炉を作動するのに必要な電
力はもっと少なくなる。同様に、真空ポンプダウン(pum
p-down)は、特定の真空レベルを維持するよりも多量の
電力を必要とする。従って、ウェーハ製造プロセスにお
ける全てのツールを同時に始動することは一般に電力サ
ージになる。新規なアルゴリズム７３５（図１２及び図
１３）は、ウェーハ製造プロセスの電力使用量が比較的
に少ない期間の間に予測した電力サージが起こるよう
に、製造環境におけるツールの使用をスケジューリング
するようになっている。例えば、各ツールのポンプダウ
ンは、幾つかのツールのポンプダウンを同時に開始する
というよりもポンプダウンが計画した順序となるよう
に、スケジュールすることが好ましい。同様に、処理構
成要素の加熱は、幾つかのヒータの同時始動を避けるよ
うにスケジュールすることができる。

【００５４】本発明のアルゴリズム７３５は図１３に示
したステップ９００〜９２０を含んでいる。これらのス
テップの各々は、ウェーハ製造プロセスにおける各ツー
ルからの適切な電力関連情報を含んでおり、従って、ウ
ェーハ製造プロセスに関する電力関連情報及びデータの
総合的なコンピュータ処理を表わしている。典型的に
は、アルゴリズム７３５は、電力使用量を最適化するた
め、特に電力サージもしくはピークを避けるために、生
産ランを開始する前に用いられる。ステップ９００にお
いて、接続か非接続かを含む設備状態が入力される。こ
れは、例えば、製造環境の全てのツールが計画した生産
ランに利用できるかどうかを含むことができる。プロセ
スが現在実行されていれば、現在の電力使用量がステッ
プ９０２において入力される。ウェーハＩＤ及び実行情
報はステップ９０４において入力され、一方、実行のた
めのスケジューリング情報はステップ９０６において入
力される。ステップ９００，９０２，９０４及び９０６
で入力される情報は電力監視環境７２０により提供され
る。ステップ９０８において、ＭＥＳ環境７５０は、諸
ツールの種類や同ＭＥＳ環境において該ツールを使用す
るプロセス順序を含むプロセスランの詳細をアルゴリズ
ム７３５に供給する。ステップ９０８においてスケジュ
ーリングされた各ツールの電力使用量に関する履歴デー
タはデータベース７３３から得られる。これらのデータ
はアルゴリズム７３５のステップ９０８に入力される。

【００５５】図１３に記載のステップ９００，９０２，
９０４，９０６，９０８及び９１０に供給された情報は
組み合わされて、生産ランのための電力使用量プロフィ
ール９１２を得る。実際電力使用量もしくは予想電力使
用量の電力使用量プロフィールは、ウェーハ製造処理ラ
ンの全期間に対する電力使用量対時間の関係を表してい
る。続いて、ステップ９１４において電力使用量プロフ
ィールが分析され、予想電力使用量がサージもしくはピ
ーク消費期間を結果として生じるのかどうか、即ちプロ
フィールが所定の電力範囲内に入るのかどうかを決定す
る。これは後続の決定ステップ９１６で起こる。ステッ
プ９１４における分析がサージもしくはピークを予測し
ていれば、新規なアルゴリズム７３５は、予測されるサ
ージを回避するために、ツールの始動もしくは使用のタ
イミングを再スケジューリングして、ステップ９１８に
ウェーハ製造の修正ランスケジュールを供給し、電力サ
ージを所定範囲内に留めながら電力需要もしくは使用量
がウェーハ製造処理中により均等に分散されるようにす
る。ステップ９１６において電力使用量が所定範囲内に
留まるであろうと決定されれば、ステップ９０８におけ
るプロセスラン詳細により提供されるスケジュールがア
ルゴリズム７３５による修正なしに実行される。ウェー
ハ製造の修正ランスケジュール、即ちステップ９１８は
ＭＥＳ環境に伝達され、アルゴリズム７３５でつくられ
たスケジュールに従って、製造環境の種々のツールを自
動的に活動化する。典型的には、製造環境は、種々のプ
ロセスや動作機能を操作もしくは制御するために、１つ
以上のオンボードコンピュータ又は分散形コンピュータ
機能を用いており、そして言うまでもなく、ＭＥＳ環境
は製造環境にアクセスするため特別のプロトコルを必要
としうる。或いは、スケジュールは製造環境への後から
の介入のために例えば報告環境７６０（図１０）に供給
することができる。随意的であるが、アルゴリズム７３
５は警報信号を出して、同アルゴリズム７３５が単位時
間当たりの電力消費量を所定範囲内に維持するスケジュ
ールを作成できなかったことを示すことができる。

【００５６】演算環境７３０のオプションのネットワー
ク要素７３６（図１２）は、例えばバス或いはＬＡＮを
用いて、ウェーハ製造プロセスと遠隔データベース或い
は遠隔管理機能のような外部エンティティとの間のリン
クを提供する。ＡＩ要素７３７は、多くの生産ランに関
して得られた経験に基づいて、電力使用量及び電力スケ
ジューリングについての改良アルゴリズムを得るべく、
データベース７３３に記憶された電力使用量の履歴デー
タを処理するために例えば使用することができる。ここ
に記載した演算環境７３０は、本発明の電力監視環境と
関連して用いられる。しかし、この演算環境は、製造環
境７１０と関連して行われるプロセスの全機能或いは任
意の機能のために使用することを企図されている。

【００５７】図１０及び図１２に概略的に示すように、
分析環境７４０が設けられている。このオプションの環
境は、図的表示をコンピュータモニタ上に提供すること
により、或いはハードコピーとして提供することにより
例えば視覚分析を支援すべく、ステップ９１４及び９１
６（図１３）の結果を示すために使用することができ
る。分析環境７４０は本発明の他の環境とは独立した環
境として示されているが、分析環境７４０を演算環境７
３０と統合することを考えてもよい。図１０に概略的に
示した報告環境７３０は、本発明の種々の環境から情報
及びデータを取得して、図４に示した報告環境２６０に
関連して上述した報告書を発生することができる。

【００５８】図１４に概略的に示した本発明の別の実施
例は、２つ以上のウェーハ製造プロセスの電力を管理す
るための電力管理システムを示している。図１４は、最
適の電力使用量となるように統合されたｎ個のウェーハ
製造プロセスを含むウェーハ製造システム１０００を表
しており、ウェーハ製造第１番製造環境１０１０，ウェ
ーハ製造第ｎ番製造環境１０１２，電力監視環境１０２
０，演算環境１０３０，分析環境１０４０，ＭＥＳ環境
１０５０及び報告環境１０６０を含んでいる。製造環境
１０１０及び１０１２は、図１０に示した製造環境７１
０と機能的に等価である。図１４の環境１０２０，１０
３０，１０４０，１０５０及び１０６０は、図１０に示
した環境７２０，７３０，７４０，７５０及び７６０と
機能的に等価である。この実施例は、ウェーハ製造第１
番，第ｎ番製造環境を用いて半導体ウェーハを処理する
ときに電力ピークもしくはサージが回避されるように電
力使用量を最適化するため、図１２及び図１３に関し説
明したアルゴリズム７３５と同様の新規なアルゴリズム
（図示せず）を採用している。アルゴリズム７３５は１
つのウェーハ製造プロセスからの情報を処理し、次いで
該ウェーハ製造プロセスにおける種々の動作もしくは操
作をスケジュール設定するが、図１４に示したシステム
のアルゴリズムは、ｎ個のウェーハ製造プロセスからの
情報を処理し、次いでこれらのウェーハ製造プロセスの
スケジュールを統合して、電力サージを回避すると共
に、電力需要もしくは使用量がウェーハ製造処理中にも
っと均等に分散される処理スケジュールを利用するよう
にする。

【００５９】図１０〜図１４に関連して記載した本発明
の諸実施例は、電力サージを回避すると共に、ウェーハ
製造処理中に電力需要をより均等に分散させるのに適応
した１つ以上のウェーハ製造プロセスの電力管理システ
ムを提供する。その結果、これらの実施例は回路遮断器
の定格がより低くなる、即ち該実施例の最大電力需要が
ウェーハ製造プロセスの通常の電力管理システムよりも
より低下する。回路遮断器の定格が低くなると、回路遮
断器，変圧器及び伝送ラインのような電力設備のコスト
はシステムにおける回路遮断器の定格にほぼ比例するの
で、資本経費の節約になる。また、電力需要がもっと一
様に分散されると共に、電力消費のピークが避けられる
ことから、電力の供給がより安定することになる。この
より安定な電力供給は、電力サージにより生ずる電力の
瞬断もしくは短期的な電力供給の削減が起こることを防
止する。

【００６０】図１５に概略的に例示した本発明の追加実
施例は、スペア部品インベントリ制御及びスケジューリ
ングシステムを含むウェーハ製造プロセス１１００を提
示している。このスペア部品インベントリ制御及びスケ
ジューリングシステムは、ウェーハ製造プロセスと統合
されている。該ウェーハ製造プロセス１１００は、製造
環境１１１０，スペア部品監視環境１１２０，演算環境
１１３０，スペア部品管理環境１１４０，ＭＥＳ環境１
１５０及び報告環境１１６０を含んでいる。新規なスペ
ア部品インベントリ制御及びスケジューリングシステム
は、スペア部品監視環境１１２０，演算環境１１３０及
びスペア部品管理環境１１４０を備えている。

【００６１】ウェーハ製造プロセス１１００の製造環境
１１１０は、ウェーハ処理チャンバ及びウェーハ取扱ツ
ールのようなウェーハ製造プロセスの処理ツールを含ん
でいる。新規なスペア部品インベントリ制御及びスケジ
ューリングシステムと使用するのに適するウェーハ処理
チャンバ１２００は図１６に概略的に示されている。こ
のウェーハ処理チャンバはＭＥＳ環境１１５０から入力
を受ける。随意であるが、ウェーハ処理チャンバ１２０
０は非ＭＥＳ入力１２０５を介して追加の入力を受ける
ことができる。ＭＥＳ環境１１５０及び非ＭＥＳ入力１
２０５からの入力には、図１１に例示されたチャンバ８
００に関連して記載されたものと同様に、チャンバコン
トローラを設定もしくは調整すること、入力装置に情報
を供給することが含まれる。チャンバコントローラ及び
入力装置は、これらの入力に基づいて、チャンバ８００
に関連して記載されたものと同様にチャンバ１２００の
種々の状態，パラメータ，情報及びスケジューリング機
能を選択するために用いられている。ウェーハ処理チャ
ンバ１２００に関する種々の状態，パラメータ，情報，
測定及びスケジューリング条件或いは結果は、図１５及
び図１６に示すようにＭＥＳ環境１１５０に直接伝達し
て、同ＭＥＳ環境１１５０にチャンバの状態及び処理条
件に関する総合的な実時間情報を提供することができ
る。この情報はまた、報告環境１１６０に実時間方式で
供給することができる。

【００６２】図１５及び図１６に示すスペア部品監視環
境１１２０は、ラン及びウェーハＩＤ情報だけでなく、
チャンバの状態，スペア部品及び保守スケジューリング
に関するチャンバ情報を収集することができる。随意で
あるが、この情報は、図１５に示すように例えば報告環
境１１６０により、表示又は印刷される。図１６に戻っ
て、状態情報は、オンラインスタンバイ１２２６，オン
ラインインプロセス１２２８，オフライン１２３０，接
続１２３２及び非接続１２３４によりスペア部品監視環
境１１２０に供給される。生産ラン１２４４及びオプシ
ョンのウェーハＩＤ１２４６の情報はスペア部品監視環
境１１２０に伝達される。保守パーツとも呼ばれるスペ
ア部品スケジュール１２５４及び保守アクティビティス
ケジュール１２５６は、図１６に示すように、スペア部
品監視環境１１２０に伝達される。スペア部品もしくは
保守パーツについてのスケジューリングはＭＥＳ環境ア
クティビティであり、これは、ウェーハ処理チャンバ１
２００のスケジューリングコントローラ１２４８を介し
て例えば実行することができる。追加のチャンバのよう
な他の処理ツール（図示せず）が同様にＭＥＳ環境１１
５０とスペア部品監視環境１１２０とにリンクされてい
て、ウェーハ製造プロセスツールのような製造環境１１
１０をＭＥＳ環境１１５０に、そしてスペア部品監視環
境１１２０に接続している。

【００６３】スペア部品監視環境１１２０に収集された
ウェーハ製造プロセス情報は、図１５及び図１７に示さ
れた演算環境１１３０に伝達される。演算環境１１３０
は、スペア部品監視環境１１２０に収集された情報のデ
ータ処理を行うために用いられている。典型的には、該
演算環境１１３０は、図１７に示すマイクロプロセッサ
１１３１のようなプロセッサ，アルゴリズム又はデータ
構造１１３２，データベース１１３３，メモリ１１３
４，新規なアルゴリズム１１３５，ネットワーク要素１
１３６及びオプションのＡＩ要素１１３７を含んでい
る。アルゴリズム又はデータ構造１１３２は、当業者に
良く知られている方法を用いてプロセッサ１１３１やこ
のプロセッサに関連した周辺装置を作動するために採用
されている。データベース１１３３はスペア部品の使用
量に関する履歴データを例えば含んでいる。メモリ１１
３４は、例えば、インプロセスのスペア部品使用量，利
用性，スケジューリングデータを記憶するために使用す
ることができる。１つ以上の新規なアルゴリズム１１３
５は、ウェーハ製造プロセス１１００のスペア部品管理
システムの実行を支援するために用いられている。

【００６４】アルゴリズム１１３５は、所要のスペア部
品が確実にインベントリしているようにするために、特
定のウェーハ生産ランを実行する十分前に用いられる。
生産ランに必要なスペア部品の種類及び量に関する情報
は、保守パーツ１２５４においてツール１２００（図１
６）に供給される。この情報はＭＥＳ環境１１５０から
得られる。特定のスペア部品を必要とする日付は、保守
アクティビティ１２５６及びチャンバ状態コントローラ
１２１０のスケジューリング情報を通じて供給される。
各スペア部品に関する情報はスペア部品監視環境１１２
０に蓄積される（図１５）。

【００６５】本発明のアルゴリズム１１３５は、Ｘと呼
称した部品について図１８に例示したように、ステップ
１１７２〜１１８４を含んでいる。ウェーハ製造プロセ
ス１１００についての部品Ｘの現在のインベントリは、
ステップ１１７２においてスペア部品監視環境１１２０
（図１７）により自動的に入力される。保守予定日のよ
うな予定した日付に必要とされる所要インベントリがス
テップ１１７４でスペア部品監視環境１１２０により入
力される。部品もしくはパーツを必要とする直前の配送
を達成するために、例えば、予定した日付から所定日数
を差し引くことにより、所要配送日Ｄがステップ１１７
４で入力される。随意的であるが、部品Ｘについての配
送期間、即ち、部品を発注した後に指定供給業者から同
部品を受け取るのに必要な時間は、ステップ１１７６に
おいてスペア部品管理環境１１４０（図１７）により自
動的に入力することができる。この指定供給業者は、図
１８に示したアルゴリズム１１３５のステップ１１７８
においてスペア部品管理環境１１４０により自動的に入
力される。ステップ１１７９の電子注文構成要素は、例
えば電子メールを使用して指定供給業者に部品注文書を
電子的に送達するための情報を提供するスペア部品管理
環境１１４０によって、アルゴリズム１１３５に供給さ
れている。アルゴリズム１１３５は、諸ステップ１１７
２，１１７４，１１７６，１１７８及び１１７９からの
情報を組み合わせることにより部品Ｘについての仕入注
文書を作成する。この仕入注文書をオプションでレビュ
ーするため（ステップ１１８２）、注文書はスペア部品
管理環境に電子的に送達される。続いて、ステップ１１
８４において、部品Ｘについての仕入注文書は、ステッ
プ１１７９の電子注文構成要素を用いて仕入注文書を供
給業者に電子的に伝達することにより、実行される。こ
のステップは、例えば、演算環境１１３０のネットワー
ク１１３６（図１７）を通じて実行することができる。
他の部品のインベントリは、アルゴリズム１１３５を使
用して同様にスケジュールされ、発注される。

【００６６】本発明は１つのウェーハ製造プロセスに関
連して説明したが、本発明は、１つのスペア部品モニタ
における幾つかのウェーハ製造プロセスの各製造環境か
らのスペア部品情報を組み合わせると共に、仕入注文書
を電子的に得て実行するためのアルゴリズムを用いるこ
とにより、幾つかのウェーハ製造プロセスに使用するの
にも同様に適している。

【００６７】図３〜図９に関連して記載したようなＳＰ
Ｃ技術は、ウェーハ製造ツールの修理もしくは保守動作
を必要とする処理，製品もしくは品質の諸問題を同定す
るのにも使用することができる。これらのＳＰＣ技術に
基づく、スペア部品の必要性に関する統計情報は、ＭＥ
Ｓ環境により、図１６に示したチャンバ１２の保守部品
１２５４及び保守アクティビティ１２５６に供給するこ
とができる。このＳＰＣにより得られる情報は、次い
で、スペア部品監視環境に供給されるスペア部品要求の
追加構成要素となる。

【００６８】演算環境１１３０のネットワーク要素１１
３６（図１７）は、アルゴリズム１１３５に関連して記
載したようにスペア部品注文書を電子的に実行するため
例えばバス或いはインターネット接続を使用して、ウェ
ーハ製造プロセスと、遠隔データベース或いは遠隔管理
機能のような外部エンティティとの間のリンクを提供す
る。ＡＩ要素１１３７は、データベース１１３３に記憶
されたスペア部品使用量の統計データを処理し、多数の
生産ランに関して得られた経験に基づいて、スペア部品
のスケジューリング及び注文についての改良されたアル
ゴリズムを得るために、例えば使用することができる。
この明細書に記載した演算環境１１３０は、本発明のス
ペア部品監視環境１１２０と関連して用いられる。しか
し、この演算環境は、製造環境１１１０と関連して行わ
れるプロセスの全機能或いは任意の機能のために使用す
ることも企図されている。スペア部品管理環境１１４０
（図１５及び図１７）は本発明の他の環境とは別個の環
境として示されている。しかし、スペア部品管理環境１
１４０を演算環境１１３０と、或いはＭＥＳ環境１１５
０と統合することも企図されている。図１５に概略的に
示された報告環境１１６０は、本発明の諸環境からデー
タ及び情報を取得して、図４に示された報告環境２６０
に関連して前に述べたように報告書を発生することがで
きる。

【００６９】スペア部品の新規なインベントリ管理及び
スケジューリングシステムは、カンバン方式，即ちＪＩ
Ｔ(just-in-time)方式でスペア部品を管理するのに適応
している。即ち、部品は、必要であると予測されるとき
に、そして無くなると直ぐにではなく、供給業者によっ
て配送される。ＪＩＴインベントリ管理では、スペア部
品の仕入が必要に応じた方式で行われるので、一般的に
ウェーハ生産コストの減少になり、またスペア部品貯蔵
スペースの必要が最小になる。

【００７０】図１９に概略的に示した本発明の追加の実
施例は、ウェーハ製造効率化システムを含むウェーハ製
造プロセス１３００を提示している。このウェーハ製造
効率化システムはウェーハ製造プロセスと統合されてい
る。ウェーハ製造プロセス１３００は、製造環境１３１
０，スケジューリング監視環境１３２０，演算環境１３
３０，スケジューリング管理環境１３４０，ＭＥＳ環境
１３５０及び報告環境１３６０を含んでいる。新規なウ
ェーハ製造効率化システムは、スケジューリング監視環
境１３２０，演算環境１３３０及びスケジューリング管
理環境１３４０から構成されている。

【００７１】ウェーハ製造プロセス１３００の製造環境
１３１０は、ウェーハ処理チャンバ及びウェーハ取扱ツ
ールのようなウェーハ製造プロセスの処理ツールを含ん
でいる。新規なウェーハ製造効率化システムと使用する
のに適するウェーハ処理チャンバ１４００は、図２０に
概略的に示されている。このウェーハ処理チャンバはＭ
ＥＳ環境１３５０から入力を受ける。随意的ではある
が、ウェーハ処理チャンバ１４００は非ＭＥＳ入力１４
０５から入力を受けることができる。ＭＥＳ環境１３５
０及び非ＭＥＳ入力１４０５からの入力は、図１１に例
示されたチャンバ８００に関連して記載されたものと同
様に、チャンバコントローラを設定もしくは調整するこ
と、入力装置に情報を供給することが含まれる。チャン
バコントローラ及び入力装置は、これらの入力に基づい
て、チャンバ８００に関連して記載されたものと同様に
チャンバ１４００の種々の状態，パラメータ，情報及び
スケジューリング機能を選択するために用いられてい
る。チャンバ１４００に関する種々の状態，パラメー
タ，情報，測定及びスケジューリング条件或いは結果
は、図１９及び図２０に示すようにＭＥＳ環境１３５０
に直接伝達されて、同ＭＥＳ環境１３５０にチャンバの
状態及び処理条件に関する総合的な実時間情報を提供す
ることができる。この情報はまた、図１９に記載した報
告環境１３６０に実時間方式で供給することができる。

【００７２】図１９及び図２０に示したスケジューリン
グ監視環境１３２０は、その状態，アクティビティのス
ケジューリング及び材料に関するチャンバ情報に加え
て、生産ラン及びウェーハＩＤ情報を収集することがで
きる。随意であるが、この情報は、例えば報告環境１３
６０により、表示されるか印刷される。図２０に戻っ
て、状態情報は、オンラインスタンバイ１４２６，オン
ラインインプロセス１４２８，オフライン１４３０，接
続１４３２及び非接続１４３４によりスケジューリング
監視環境１３２０に供給される。生産ラン１４４４及び
ウェーハＩＤ１４４６の情報はスケジューリング監視環
境１３２０に伝達される。ＭＥＳ環境１３５０によりチ
ャンバのスケジューリングコントローラ１４４８を介し
て供給されるウェーハインベントリ１４５０及び消耗品
１４５２のスケジュールは、スケジューリング監視環境
１３２０に伝達される。保守パーツとも呼ばれるスペア
部品のスケジュール１４５４及び保守アクティビティス
ケジュール１４５６は、例えば電力についての設備スケ
ジュールであり、図２０に示すように、スケジューリン
グ監視環境１３２０に伝達される。スペア部品もしくは
保守パーツについてのスケジューリングはＭＥＳ環境ア
クティビティであり、これは、ウェーハ製造チャンバ１
４００のスケジューリングコントローラ１４４８を介し
て例えば実行することができる。スペア部品についての
スケジューリングは、図１５〜図１８に記載された新規
なスペア部品インベントリ及びスケジューリングシステ
ムを含むことができる。電力スケジューリングは図１０
〜図１４に関連して記載されている新規な電力管理シス
テムを含むことができる。追加のチャンバのような他の
処理ツール（図示せず）が同様にＭＥＳ環境１３５０と
スケジューリング監視環境１３２０とにリンクされてい
る。

【００７３】随意的であるが、図１９のＭＥＳ環境１３
５０は、ウェーハ製造プロセスを操作するため、例えば
製造グループ，保守グループ，ウェーハ製造管理並びに
支援作業員を含む作業員スケジュールをスケジューリン
グ監視環境１３２０に提供する。この情報は、図１９に
示す例えばリンク１３０１を使用してスケジューリング
監視環境１３２０に伝達することができる。

【００７４】スケジューリング監視環境１３２０に収集
されたウェーハ製造プロセス情報は、図１９及び図２１
に記載された演算環境１３３０に伝達される。演算環境
１３３０は、スケジューリング監視環境１３２０に収集
された情報のデータ処理を行うために利用される。この
演算環境１３３０は、マイクロプロセッサ１３３１（図
２１）のようなプロセッサ，アルゴリズム又はデータ構
造１３３２，データベース１３３３，メモリ１３３４，
新規なアルゴリズム１３３５，オプションのネットワー
ク要素１３３６，オプションのＡＩ要素１３３７を含ん
でいる。アルゴリズム又はデータ構造１３３２は、アル
ゴリズム又はデータ構造１３３２は、当業者に良く知ら
れている方法を用いてプロセッサ１３３１やこのプロセ
ッサに関連した周辺装置を作動するために採用されてい
る。データベース１３３３は、例えば、ウェーハ製造ス
ケジューリング及びウェーハ製造ツールのスケジューリ
ングに関する履歴データを含んでいる。メモリ１３３４
は、例えば、インプロセススケジューリングデータを記
憶するために使用することができる。１つ以上のアルゴ
リズム１３３５は、ウェーハ製造プロセス１３００のウ
ェーハ製造効率化システムの実行を支援するために採用
されている。

【００７５】本発明のアルゴリズム１３３５は、資産利
用の改善のためにウェーハ製造プロセスを最適化するよ
うに採用されている。このアルゴリズムは図２２に例示
したようにステップ１３７２〜１３８２を含んでいる。
ステップ１３７２において、ウェーハ製造プロセスを実
行するための全処理ステップの順序が入力される。この
順序は、実際の生産において未だに使用されていないウ
ェーハ製造プロセス設計から，テストランから，或いは
このウェーハ製造プロセスについての先行する生産ラン
から例えば得ることができる。順序の情報は、通常、Ｍ
ＥＳ環境１３５０から得られる。代わりに、以前の生産
ランで生じた順序情報を図２１のデータベース１３３３
から得ることができる。図２２に戻って、所要の諸処理
ステップに必要であり且つウェーハ製造プロセス１３０
０でオンラインで使用可能な全処理ツールがステップ１
３７４において入力される。ステップ１３７４において
必要とされる情報は、例えば、データベース１３３３か
ら或いはＭＥＳ環境１３５０から得ることができる。決
定ステップ１３７６は所要のツールが使用可能かどうか
を決定する。それらが使用可能でなければ、アルゴリズ
ム１３３５は、ステップ１３７８においてスケジューリ
ングの矛盾を指示し、そして例えば、この矛盾を図１９
に示したスケジューリング管理環境１３４０に或いはＭ
ＥＳ環境１３５０に伝達する。

【００７６】スケジューリングの矛盾がなければ、ステ
ップ１３８０において最適化又はソーティング手順が実
行されて、ウェーハ製造プロセス１３００を実行するた
めに処理ツールの使用，必要な設備及びサービスを最適
化する。この最適化手順は、例えば、ある種の処理ツー
ルを並行に使用するのに追加の処理ツールが必要である
かどうかを決めるために、単位時間に処理されるウェー
ハであるウェーハキャパシティーを考慮に入れている。
また、この最適化手順は、図１０〜図１３に関連して記
載したような電力管理システムの実行を含むことができ
る。ステップ１３８０のソーティング手順の結果とし
て、最適プロセスランスケジュールがステップ１３８２
において得られる。最適化されたこのランスケジュール
はスケジューリング管理環境１３４０（図１９）に伝達
され、このスケジューリング管理環境が次に、例えば作
業員，設備及び材料についての追加スケジューリングを
提供する。

【００７７】本発明は１つのウェーハ製造プロセスに関
連して説明したが、本発明は、ウェーハ製造の効率改善
を達成するために幾つかのウェーハ製造プロセス用に使
用可能な処理ツールのスケジューリングを最適化する本
発明のアルゴリズム１３３５のようなアルゴリズムを用
いることにより、幾つかのウェーハ製造プロセスに使用
するのにも同様に適している。

【００７８】演算環境１３３０のネットワーク要素１３
３６（図２１）は、例えばバス或いはインターネット接
続を使用して、ウェーハ製造プロセスと、遠隔データベ
ース或いは遠隔管理機能のような外部エンティティとの
間のリンクを提供する。このネットワーク要素は、幾つ
かのウェーハ製造プロセスのスケジューリングを統合す
るために該ウェーハ製造プロセス間のリンクを提供する
こともできる。ＡＩ要素１３３７は、データベース１３
３３に記憶されたウェーハ製造プロセスラン及びツール
の統計データを処理して、多数の生産ランに関して得ら
れた経験に基づいて、ウェーハ製造プロセスを最適化す
る改良されたアルゴリズムを得るために、例えば使用す
ることができる。この明細書に記載した演算環境１３３
０は、本発明のスケジューリング監視環境１３２０に関
連して用いられている。しかし、この演算環境は、ウェ
ーハ製造プロセス１３００と関連して行われるプロセス
の全機能或いは任意の機能のために使用することも企図
されている。スケジューリング管理環境１３４０（図１
９及び図２１参照）は本発明の他の環境とは別個の環境
として示されているが、該スケジューリング管理環境１
３４０を演算環境１３３０と、或いはＭＥＳ環境１３５
０と統合することも企図されている。図１９に概略的に
示された報告環境１３６０は、本発明の諸環境からデー
タ及び情報を取得して、図４に示された報告環境２６０
に関連して前に述べたように報告書を発生することがで
きる。

【００７９】新規なウェーハ製造効率化システムはウェ
ーハ製造資源のより効率的なスケジューリングに適応し
ており、より効率的なウェーハの流れをもたらして、ダ
イ生産高及びウェーハ製造プロセス利用度を最大とし、
資産の利用を改善している。この資産利用の改善は、装
置，材料，設備及び作業員のような諸資源をより有効に
利用することになり、製造コストの低減になる。

【００８０】本発明を好適な実施例に関して記載してき
た。当業者なら分かるように、本発明の諸要素は種々の
手段から構成することができ、そして諸要素の配置を種
々の方法で変更することができる。本発明の実施例を添
付図面に記載し詳細に説明してきたが、特許請求の範囲
に規定された本発明の範囲から逸脱することなく種々の
更なる変更が可能であることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】先行技術のウェーハ製造プロセスを概略的に示
すフローチャートである。

【図２】先行技術のウェーハ製造スパッタメタライゼー
ションプロセスを概略的に示すフローチャートである。

【図３】本発明のＳＰＣ統合ウェーハ製造プロセスを概
略的に示すブロック図である。

【図４】本発明のＳＰＣ統合ウェーハ製造プロセスの別
の実施例を概略的に示すブロック図である。

【図５】図４に示したＳＰＣ統合ウェーハ製造プロセス
のウェーハ製造チャンバ製造環境を概略的に示すブロッ
ク図である。

【図６】図４に示したＳＰＣ統合ウェーハ製造プロセス
の演算環境を概略的に示すブロック図である。

【図７】図４に示したＳＰＣ統合ウェーハ製造プロセス
の決定実行環境を概略的に示すブロック図である。

【図８】本発明のＳＰＣ統合ウェーハ製造プロセスの代
替実施例を概略的に示すブロック図である。

【図９】本発明のＳＰＣ統合ウェーハ製造プロセスのも
う１つの実施例を概略的に示すブロック図である。

【図１０】本発明の電力スケジューリングシステムを用
いるウェーハ製造プロセスを概略的に示すブロック図で
ある。

【図１１】図１０に示したウェーハ製造プロセスのプロ
セスチャンバを概略的に示すブロック図である。

【図１２】図１０に示したウェーハ製造プロセスの演算
環境を概略的に示すブロック図である。

【図１３】図１２に示した演算環境のアルゴリズムであ
る。

【図１４】本発明の電力スケジューリングシステムを用
いる複数のウェーハ製造プロセスを概略的に示すブロッ
ク図である。

【図１５】本発明のスペア部品インベントリ及びスケジ
ューリングシステムを用いるウェーハ製造プロセスを概
略的に示すブロック図である。

【図１６】図１５に示したウェーハ製造プロセスのプロ
セスチャンバを概略的に示すブロック図である。

【図１７】図１５に示したウェーハ製造プロセスの演算
環境を概略的に示すブロック図である。

【図１８】図１７に示した演算環境のアルゴリズムであ
る。

【図１９】本発明のウェーハ製造効率化システムを用い
るウェーハ製造プロセスを概略的に示すブロック図であ
る。

【図２０】図１９に示したウェーハ製造プロセスのプロ
セスチャンバを概略的に示すブロック図である。

【図２１】図１９に示したウェーハ製造プロセスの演算
環境を概略的に示すブロック図である。

【図２２】図２１に示した演算環境のアルゴリズムであ
る。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の処理ツールを含むＩＣ製造のため
   の、スペア部品インベントリ管理及びスケジューリング
   方法であって、 ａ） 複数の処理ツールのうちの少なくとも１つの必要
   なスペア部品を識別すること、 ｂ） 前記スペア部品が、複数の処理ツールの少なくと
   も１つのもののために、必要とされる第一の日付を決定
   すること、 ｃ） 前記部品の供給者を決定すること、及び ｄ） 所定の日数だけ第一の日付に先行する第二の日付
   に納品する部品を自動的に注文すること、を含む方法。
2. 【請求項２】 （１）前記スペア部品を識別すること、
   （２）前記部品が必要である日付を決定すること、及び
   （３）自動的に、前記部品を注文することが、アルゴリ
   ズムを使用すること、を含む請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記アルゴリズムが、 ａ） 前記部品の現在のインベントリ状態を決定するこ
   と、 ｂ） 前記部品の配送のための所定の引渡し期日を決定
   すること、 ｃ） 前記部品の供給者を決定すること、 ｄ） 前記部品を供給者に注文するために電子的オーダ
   部品を決定すること、 ｅ） 前記部品を供給者に注文する購入指示書を準備す
   ること、及び ｆ） 供給者に購入指示書を電子的に伝送すること、 を含む請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】 複数の処理ツールを含むＩＣ製造のスペ
   ア部品のスケジューリング及びインベントリ管理のため
   の装置であって、 ａ） 複数の処理ツールからスペア部品に関してスケジ
   ューリング情報を自動的に収集するように適合したスペ
   ア部品モニタ環境と、 ｂ） （１）前記スペア部品配送日を計算し、（２）前
   記スペア部品供給者を決定し、及び（３）前記部品を供
   給者に自動的に注文するように適合した計算環境と、を
   含む装置。
5. 【請求項５】 前記部品を供給者に注文するアルゴリズ
   ムを更に含む請求項４の装置。