JP2003289025A - 半導体処理装置管理システムおよび半導体処理装置管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体処理装置の稼働率およびＱＣ作業の頻
度のいずれをも低下させることなくＱＣ作業を行うこと
ができる半導体処理装置管理システムおよび半導体処理
装置管理方法を提供する。 【解決手段】 本発明による半導体処理装置管理システ
ムは、半導体製造工程のうちのある工程において半導体
を処理する複数かつ同種の半導体処理装置１１０、１２
０と、半導体処理装置１１０、１２０により処理された
ときの半導体の結果データを受信し、結果データに基づ
いて半導体処理装置間を統計的かつ相対的に比較するコ
ンピュータ１３０と、コンピュータ１３０によって比較
された結果に基づいて、少なくとも複数かつ同種の前記
半導体処理装置のうちに異常な半導体処理装置が含まれ
ていることを示す警告表示を表示することができる表示
装置１４０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体処理装置管理
システムおよび半導体処理装置管理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程においては、多数の半導
体処理装置が使用される。これらの半導体処理装置の適
切な状態を維持するためには、半導体処理装置に定期的
な品質管理（ＱＣ（Quality Control））作業が施され
なければならない。

【０００３】ＱＣ作業は、半導体を処理する作業と並行
して行うことができない。そのため、ＱＣ作業は、半導
体処理装置における半導体の処理作業を停止させてから
実行される。ＱＣ作業は、ＱＣウェハを準備し、このＱ
Ｃウェハを半導体処理装置によって処理および検査する
ことによって実行される。その結果が予め決められてい
るスペックの範囲内の場合には、半導体処理装置は適切
な状態であると判断され、その結果が該スペックの範囲
外の場合には、半導体処理装置は適切な状態でない、即
ち、異常がある、と判断される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＱＣ作業は半
導体を処理する作業と並行して実行することができない
ので、ＱＣ作業をするためには半導体の処理は中断され
なければならない。さらに、ＱＣ作業をするためには、
半導体処理の中断の他、ＱＣウェハの準備、ＱＣウェハ
の処理、ＱＣウェハの測定値がスペックの範囲内にある
かの判定等の作業が必要である。よって、半導体処理装
置の稼働率が低下する。

【０００５】一方、半導体処理装置の稼働率を上昇させ
るためにＱＣ作業の頻度を低下させた場合には、半導体
処理装置の適切な状態を維持できなくなってしまう。そ
の結果、半導体処理装置は半導体を精度良く処理するこ
とができなくなってしまうという問題が生じる。例え
ば、フォトリソグラフィ工程における露光装置はレジス
トをオーバー露光またはアンダー露光してしまう。ま
た、フォトリソグラフィ工程の後のＣＤ（Critical Dim
ension）測定に用いられる寸法測定器は、レジストの正
確な線幅を測定することができなくなってしまう。それ
によって、誤った結果データに基づいてデータ解析が行
われてしまうおそれがある。また、露光装置または寸法
測定器のいずれが異常であるかを誤って判断してしま
う。

【０００６】従って、本発明の目的は、半導体処理装置
の稼働率およびＱＣ作業の頻度のいずれをも低下させる
ことなくＱＣ作業を行うことができる半導体処理装置管
理システムおよび半導体処理装置管理方法を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体処理
装置管理システムの実施の形態は、半導体製造工程のう
ちのある工程において半導体を処理する複数かつ同種の
半導体処理装置と、前記半導体処理装置により処理され
たときの半導体の結果データを受信しかつ保存し、総て
の前記半導体処理装置の前記結果データの分散と個々の
前記半導体処理装置の前記結果データの分散との差に基
づいて計算された有意確率、若しくは、総ての前記半導
体処理装置の前記結果データの平均値と個々の前記半導
体処理装置の前記結果データの平均値との差に基づいて
計算された有意確率を、前記半導体処理装置の種類ごと
に設定された有意水準と比較することによって、前記半
導体処理装置間に有意な差があるか否かを検定するコン
ピュータと、該コンピュータによって検定された結果に
基づいて、少なくとも複数かつ同種の前記半導体処理装
置のうちに異常な半導体処理装置が含まれていることを
示す警告表示を表示することができる表示装置とを備え
る。

【０００８】好ましくは、前記コンピュータは、前記有
意水準に基づいて個々の前記半導体処理装置の信頼区間
をさらに計算し、前記表示装置は、前記半導体処理装置
のそれぞれの前記信頼区間をさらに表示する。

【０００９】好ましくは、前記コンピュータは、前記有
意水準に基づいて前記半導体処理装置間の多重比較をさ
らに行い、前記表示装置は、前記多重比較の結果をさら
に表示する。

【００１０】好ましくは、前記半導体処理装置は、半導
体の製造を行う半導体製造装置、または、前記半導体製
造装置により処理された半導体の検査を行う半導体検査
装置である。

【００１１】好ましくは、前記半導体処理装置は、半導
体の製造を行う複数かつ同種の半導体製造装置および該
半導体製造装置によって処理された半導体の検査を行う
複数かつ同種の半導体検査装置であり、前記コンピュー
タは、前記半導体製造装置および前記半導体検査装置の
二元配置の分散分析を行う。

【００１２】本発明に係る半導体処理装置管理方法の実
施の形態は、半導体製造工程のうちのある工程に設けら
れた複数かつ同種の半導体処理装置と、該半導体処理装
置と通信するコンピュータと、該コンピュータからのデ
ータを表示する表示装置とを備えた半導体処理装置管理
システムにおいて、前記半導体処理装置が半導体を処理
する処理ステップと、前記コンピュータが前記半導体処
理装置により処理されたときの半導体の結果データを受
信する受信ステップと、前記コンピュータが前記結果デ
ータを保存する登録ステップと、前記コンピュータが、
総ての前記半導体処理装置の前記結果データの分散と個
々の前記半導体処理装置の前記結果データの分散との差
に基づいて有意確率を計算し若しくは総ての前記半導体
処理装置の前記結果データの平均値と個々の前記半導体
処理装置の前記結果データの平均値との差に基づいて計
算した有意確率を、前記半導体処理装置の種類ごとに設
定された有意水準と比較することによって、前記半導体
処理装置間に有意な差があるか否かの検定をする検定ス
テップと、前記検定ステップにおける検定結果に基づい
て、前記表示装置が、少なくとも複数かつ同種の前記半
導体処理装置のうちに異常な半導体処理装置が含まれて
いることを示す警告表示をする表示ステップとを具備す
る。

【００１３】好ましくは、前記検定ステップの後に、前
記コンピュータは、前記有意水準に基づいて個々の前記
半導体処理装置の信頼区間を計算する信頼区間計算ステ
ップをさらに具備し、前記表示ステップにおいて、前記
表示装置は、前記半導体処理装置のそれぞれの前記信頼
区間を表示する。

【００１４】好ましくは、前記検定ステップの後に、前
記コンピュータは、前記有意水準に基づいて前記半導体
処理装置間の多重比較を行う多重比較検定ステップをさ
らに具備し、前記表示ステップにおいて、前記表示装置
は、前記多重比較の結果をさらに表示する。

【００１５】好ましくは、前記半導体処理装置は、半導
体の製造を行う複数かつ同種の半導体製造装置および該
半導体製造装置によって処理された半導体の検査を行う
複数かつ同種の半導体検査装置であり、前記検定ステッ
プにおいて、前記コンピュータは、前記半導体製造装置
と前記半導体検査装置との二元配置による分散分析を行
う。

【００１６】好ましくは、前記受信ステップの後に、前
記半導体製造装置からの結果データおよび前記半導体検
査装置からの結果データを突き合わせて、それぞれの前
記半導体製造装置によって処理された半導体がいずれの
前記半導体検査装置によって検査されたかを決定するス
テップをさらに具備し、前記検定ステップにおいて、前
記半導体製造装置および前記半導体検査装置のそれぞれ
の前記有意確率を、前記半導体製造装置および前記半導
体検査装置の種類ごとに設定されたそれぞれの有意水準
と比較して分散分析を行う。

【００１７】好ましくは、信頼区間計算ステップにおい
て、前記コンピュータは、前記半導体製造装置および前
記半導体検査装置のそれぞれの信頼区間を計算し、前記
表示ステップにおいて、複数かつ同種の前記半導体製造
装置のそれぞれの信頼区間を表示し、並びに、複数かつ
同種の前記半導体検査装置のそれぞれの信頼区間を表示
する。

【００１８】好ましくは、前記多重比較検定ステップに
おいて、前記コンピュータは、前記半導体製造装置間の
多重比較を行い、並びに、前記半導体検査装置間の多重
比較を行い、前記表示ステップにおいて、前記表示装置
は、前記半導体製造装置間の多重比較の結果を表示し、
並びに、前記半導体検査装置間の多重比較の結果をさら
に表示する。

【００１９】好ましくは、前記処理ステップと、前記検
定ステップ、前記信頼区間計算ステップまたは前記多重
比較検定ステップとは並行して実行される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態を
説明する。尚、本実施の形態は本発明を限定するもので
はない。

【００２１】図１は、本発明に係る第１の実施の形態に
従った半導体処理装置管理システム１００の模式的なブ
ロック図である。本実施の形態による半導体処理装置管
理システム１００は、半導体製造工程のうちのある工程
において半導体を処理する複数かつ同種の半導体製造装
置１１０および複数かつ同種の半導体検査装置１２０を
備えている。

【００２２】本実施の形態による半導体処理装置管理シ
ステム１００は、半導体製造装置１１０および半導体検
査装置１２０により処理されたときの半導体の結果デー
タを受信し、保存するコンピュータ１３０を備える。コ
ンピュータ１３０は、結果データに基づいて、半導体製
造装置１１０間を統計的かつ相対的に比較し、並びに、
半導体検査装置１２０間を統計的かつ相対的に比較す
る。

【００２３】さらに、本実施の形態による半導体処理装
置管理システム１００は、コンピュータ１３０によって
比較された結果に基づいて、異常な半導体製造装置１１
０または異常な半導体検査装置１２０が含まれているこ
とを示す警告表示を表示することができる表示装置１４
０を備えている。

【００２４】半導体製造工程においては、多数の半導体
処理装置が使用されている。半導体製造工程のうちの同
一工程において多数の半導体ウェハを同時に処理しなけ
ればならない場合が頻繁にある。そのため、本実施の形
態による半導体処理装置管理システム１００は、同一製
造工程において用いられる複数かつ同種の半導体製造装
置１１０、並びに、同一検査工程において用いられる複
数かつ同種の半導体検査装置１２０を有する。

【００２５】半導体製造装置１１０は、例えば、フォト
リソグラフィ工程における露光装置、エッチング工程に
おけるエッチング装置、成膜工程における堆積装置、イ
オン注入工程におけるイオン注入装置、熱処理工程にお
ける熱処理装置等である。

【００２６】半導体検査装置１２０は、例えば、フォト
リソグラフィ工程後やエッチング工程後のＣＤ（Critic
al Dimension）測定に用いられる寸法測定器、成膜工程
後や熱処理工程後に形成された膜の厚さを測定する膜厚
測定器、イオン注入工程および熱処理工程後に形成され
た拡散層の抵抗を測定する抵抗測定器等である。

【００２７】半導体処理装置は、半導体製造装置１１０
および半導体検査装置１２０を含む。また、半導体の処
理とは、半導体製造装置１１０によって露光処理、エッ
チング処理、堆積処理、イオン注入処理および熱処理等
を半導体に施す製造処理と、半導体検査装置１２０によ
って半導体に形成されたパターンの寸法、膜厚、拡散層
の抵抗等を測定する測定処理とを含む。さらに、同種の
半導体処理装置とは、ある工程において半導体に同じ種
類の処理を施す半導体処理装置を意味し、半導体処理装
置の製造元、機種または型番等が同じである必要は必ず
しもない。同じ工程において同じ種類の処理を行う複数
の半導体処理装置が存在すれば、それらの半導体処理装
置間の結果データを相対的に比較することができるから
である。

【００２８】コンピュータ１３０は、データ処理部１３
２、データベース１３４およびシステムパラメータ記憶
部１３６を有する。データ処理部１３２は、半導体製造
装置１１０からの処理データ（図３参照）および半導体
検査装置１２０からの検査データ（図４参照）を含む結
果データを収集し該結果データをデータベース１３４へ
登録する機能を有する。また、データ処理部１３２は、
データベース１３４から必要な結果データを抽出し、半
導体処理装置間を相対的に比較し、異常があるか否かを
判定する機能をさらに有する。

【００２９】データベース１３４は、半導体製造装置１
１０からの処理データおよび半導体検査装置１２０から
の検査データを含む結果データを履歴として格納してい
る。システムパラメータ記憶部１３６は、データベース
１３４から必要な結果データを抽出するときの検索条件
および判定基準値等を格納している。検索条件は、例え
ば、異常の判定に使用する履歴データの期間の条件（例
えば、ｎ日前までの結果データを用いる（ｎは０以上の
整数））である。判定基準値としては、例えば、半導体
処理装置の種類毎に設定した異常があるか否かを決定す
る有意確率の値である。

【００３０】コンピュータ１３０は、例えば、サーバ、
ワークステーション、パーソナルコンピュータ等であ
る。

【００３１】次に、図２から図９を用いて本実施の形態
よる半導体処理装置管理システム１００の動作を説明す
ると共に、本発明に係る半導体処理装置管理方法の第１
実施の形態を説明する。図２に示したフローに従って本
実施の形態による半導体処理装置管理方法を説明しつ
つ、図３から図９の説明をする図２は、本発明に係る第
１の実施の形態に従った半導体処理装置管理方法のフロ
ー図である。尚、本実施の形態による半導体処理装置管
理方法が実行されている間においても、半導体製造装置
１１０および半導体検査装置１２０を含む半導体処理装
置は半導体の処理を該半導体処理装置管理方法と並行し
て継続的に実行している。

【００３２】まず、コンピュータ１３０は、入力を待機
している状態にある（Ｓ１０）。本実施の形態によれ
ば、入力は半導体製造装置１１０からの処理データや半
導体検査装置１２０からの検査データの受信であるが、
入力はコンピュータ１３０の操作者による命令の入力で
あってもよい。

【００３３】次に、コンピュータ１３０が、半導体製造
装置１１０からの処理データおよび半導体検査装置１２
０からの検査データを含む結果データを受信し、収集す
る（Ｓ２０）。処理データは、半導体製造装置１１０に
おいて処理した日時、工程名、品種名、ロット番号など
の情報を含む。検査データは、半導体検査装置１２０に
おいて検査した日時、工程名、品種名、ロット番号、検
査項目名、測定値などの情報を含む。

【００３４】次に、収集された結果データをデータ処理
部１３２がデータベース１３４へ登録する（Ｓ３０）。

【００３５】次に、システムパラメータ記憶部１３６か
らの検索条件に基づいて、データベース１３４内の結果
データを検索し、必要な結果データを抽出する（Ｓ４
０）。例えば、所定の日時、所定の工程名、所定の品種
名または所定のロット番号を有する処理データおよび検
査データが、システムパラメータ記憶部１３６からの検
索条件（例えば、過去15日間の結果データから検索する
など）に従って抽出される。

【００３６】図３は、過去12日間の結果データから工程
名“Ｘ”および品種名“メモリ“で抽出した半導体製造
装置１１０の処理データを模式的に表にまとめた図であ
る。図４は、過去12日間の結果データから工程名“Ｘ”
および品種名“メモリ“で抽出した半導体検査装置１２
０の検査データを模式的に表にまとめた図である。本実
施の形態において、半導体処理装置管理システム１００
は、同種の半導体製造装置１１０として４つの露光装置
Ａ、Ｂ、ＣおよびＤを有し、同種の半導体検査装置１２
０として３つの寸法測定器１、２、および３を有する。
露光装置Ａ、Ｂ、ＣおよびＤによって処理された半導体
ウェハは、寸法測定器１、２、および３のいずれかの装
置によって検査されている。

【００３７】次に、抽出された処理データおよび検査デ
ータを突き合わせ、検索結果データを作成する（Ｓ５
０）。図３の処理データおよび図４の検査データにおけ
るそれぞれのロット番号および工程等を突き合わせる。
それによって、例えば、ロット番号Lot001のロット内の
半導体ウェハは、露光装置Ａによって処理された後、寸
法測定器１によって検査されていることがわかる。他の
ロットについても、いずれの露光装置によって処理され
た後、いずれの寸法測定器によって検査されたかが明ら
かになる。従って、ある露光装置によって処理された後
にある寸法測定器によって検査されたときの測定値がい
くつであるかが明らかになる。

【００３８】図５は、図３の処理データおよび図４の検
査データを突き合わせて得られた検索結果データを模式
的に表にまとめた図である。このように、処理データと
検査データとを突き合わせることによって、露光装置
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれかによって処理された後に寸法
測定器１、２、３のいずれかによって検査されたロット
の測定値が明らかになる。

【００３９】次に、データ処理部１３２が検索結果デー
タに基づいて比較および判定を開始する（Ｓ６０）。比
較は、ハートレイ検定法、若しくは、分散分析またはク
ラスカルウォリス（Krusukal-Wallis）検定法等によっ
て統計的に行われる。

【００４０】ハートレイ検定法においては、データ処理
部１３２は総ての半導体処理装置の結果データの分散と
個々の半導体処理装置の結果データの分散との差に基づ
いて有意確率を計算する。データ処理部１３２は、この
有意確率を半導体処理装置の種類ごとに設定された有意
水準と比較することによって、半導体処理装置間に有意
な差があるか否かを検定する。

【００４１】分散分析およびクラスカルウォリス検定法
においては、データ処理部１３２は総ての半導体処理装
置の結果データの平均値と個々の半導体処理装置の結果
データの平均値との差に基づいて有意確率を計算する。
データ処理部１３２は、この有意確率を半導体処理装置
の種類ごとに設定された有意水準と比較することによっ
て、半導体処理装置間に有意な差があるか否かを検定す
る。

【００４２】データ処理部１３２は、これらの検定方法
によって、いわゆる有意確率Ｐ値を計算する（Ｓ７
０）。本実施の形態においては、データ処理部１３２
は、分散分析によって有意確率Ｐ値を計算する。分散分
析は、総ての半導体処理装置の結果データの平均値と個
々の半導体処理装置の結果データの平均値との差に基づ
いて計算した有意確率Ｐ値を算出する。

【００４３】図６は、図５の検索結果データに基づいて
行われた分散分析の結果を模式的に表にまとめた図であ
る。本実施の形態によれば、露光装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと
寸法測定器１、２、３との二元配置の分散分析によっ
て、露光装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの間に優位差が有るか無い
か、並びに、検査装置１、２、３の間に有意差が有るか
無いかの検定が行われる。従って、寸法測定器からの測
定値に基づき、露光装置と寸法測定器との両方において
異常な半導体処理装置があるか否かを判定することがで
きる。

【００４４】有意確率Ｐ値は、データ処理部１３２にお
いて、次のように計算される。

【００４５】まず、変動が計算される。

【００４６】 寸法測定器間の変動＝ｍ*Σ（（ｉ_ＡＶＧ．−ｔ_ＡＶＧ．）^２） （式１ ） 露光装置間の変動＝ｎ*Σ（（ｊ_ＡＶＧ．−ｔ_ＡＶＧ．）^２） （式２ ） 誤差の変動＝ΣΣ（（ｄ_ｉｊ−ｉ_ＡＶＧ．−ｊ_ＡＶＧ．＋ｔ_ＡＶＧ．）^２） （ 式３） ここで、ｍは露光装置数、ｎは寸法測定器数、ｉ
_ＡＶＧ．は寸法測定器ｉ（ｉ＝１から３）の測定値の平
均値、ｊ_ＡＶＧ．は露光装置ｊ（ｊ＝ＡからＤ）の測定
値の平均値、ｔ_ＡＶＧ．は図５における全測定値の平均
値を示す。

【００４７】次に、自由度が計算される。

【００４８】 寸法測定器間の自由度＝ｎ−１ （式４） 露光装置間の自由度＝ｍ−１ （式５） 誤差の自由度＝（ｎ−１）*（ｍ−１） （式６） 次に、分散が計算される。寸法測定器間、露光装置間お
よび誤差のそれぞれの分散は、寸法測定器間、露光装置
間および誤差のそれぞれの変動をそれぞれの自由度で除
算した値である。

【００４９】次に、観測された分散比が計算される。寸
法測定器間および露光装置間のそれぞれの観測された分
散比は、寸法測定器間および露光装置間のそれぞれの分
散を誤差の分散で除算した値である。

【００５０】さらに、有意確率Ｐ値が計算される。寸法
測定器間および露光装置間のそれぞれの有意確率Ｐ値
は、寸法測定器間および露光装置間のそれぞれの観測さ
れた分散比とそれぞれの自由度に基づいて、Ｆ確率分布
を用いて計算することができる。

【００５１】このようにして有意確率Ｐ値が計算され
る。

【００５２】図６に示すとおり、寸法測定器間の有意確
率Ｐ値は約0.0042であり、露光装置間の有意確率Ｐ値は
約0.0368である。

【００５３】次に、図２に示すとおり、データ処理部１
３２は、有意確率Ｐ値と予め設定された有意水準とを比
較することによって、寸法測定器間に有意差があるか否
か、並びに、露光装置間に有意差があるか否かを判定す
る（Ｓ８０）。例えば、有意水準を５％とした場合に
は、有意確率Ｐ値が0.05以下であるときに、有意差があ
ると判定できる。本実施の形態によれば、寸法測定器間
の有意確率Ｐ値（約0.0042）および露光装置間の有意確
率Ｐ値（約0.0368）はともに0.05以下である。従って、
本実施の形態によれば、寸法測定器間および露光装置間
には有意差があると判定される。尚、有意水準は、半導
体処理装置の種類ごとに決めてよい。即ち、露光装置
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの有意水準と検査装置１、２、３の有意
水準とはそれぞれ異なった値にしてもよい。

【００５４】Ｓ８０において、半導体処理装置間に有意
差がないと判定された場合には、入力待機状態（Ｓ１
０）へ戻り、コンピュータ１３０は次の入力を待機す
る。一方、半導体処理装置間に有意差があると判定され
た場合には、コンピュータ１３０は表示装置１４０に警
告メッセージ（図９参照）を表示させる（Ｓ１１０）。
さらに、データ処理部１３２は半導体処理装置間の計算
を続行する（Ｓ９０、Ｓ１００）。

【００５５】半導体処理装置間に有意差があると判定さ
れた場合には、次に、データ処理部１３０は、各半導体
処理装置の信頼区間を計算する（Ｓ９０）。本実施の形
態においては、データ処理部１３０は、例えば、95％の
信頼区間を計算する。信頼区間は、次式により計算され
る。

【００５６】 寸法測定器ｉの信頼区間＝ｉ_ＡＶＧ．±(ｔ(誤差の自由度、α/2)*(Ｖｅ/ｍ）^{1/ 2} ）（式７） 露光装置ｊの信頼区間＝ｊ_ＡＶＧ．±(ｔ(誤差の自由度、α/2)*(Ｖｅ/ｎ）^{１／ ２} ） （式８） ここで、Ｖｅは分散分析時の水準内変動、即ち、誤差の
分散を示す。図６に示すとおり、本実施の形態において
はＶｅ＝0.0251である。αは有意水準である。本実施の
形態においてはα＝0.05である。図６に示すとおり、本
実施の形態においては、誤差の自由度は６である。ｔ
（誤差の自由度、α/2）は（誤差の自由度、α/2）での
ｔ分布パーセント点である。

【００５７】図７（Ａ）は、各露光装置および各寸法測
定器の95％の信頼区間を計算した結果を模式的に表にま
とめた図である。

【００５８】図７（Ｂ）は、図７（Ａ）において示され
たこれらの半導体処理装置の信頼区間をグラフに表した
図である。

【００５９】このように信頼区間を半導体処理装置間で
比較することによっていずれの半導体処理装置が異常で
あるかを判定することができる。本実施の形態によれ
ば、露光装置Ｂおよび寸法測定器１が異常であることが
わかる。

【００６０】図２に示すとおり、コンピュータ１３０
は、表示装置１４０に図７（Ａ）または図７（Ｂ）のい
ずれか一方または両方の信頼区間の結果を表示させる。
さらに、データ処理部１３２は半導体処理装置間の計算
を続行する。

【００６１】次に、図２に示すとおり、データ処理部１
３２は半導体処理装置間の多重比較による検定を行う
（Ｓ１００）。本実施の形態によれば、データ処理部１
３２はテューキー（Tukey法）の方法により多重比較を
行う。テューキーの方法は、次式の不等式により判定さ
れる。

【００６２】 I＝|ｉ_ＡＶＧ．−ｉ´_ＡＶＧ．|≧ｑ(ｎ、誤差の自由度;α)*(Ｖｅ/ｍ)^１/２) (式９) J＝|ｊ_ＡＶＧ．−ｊ´_ＡＶＧ．|≧ｑ(ｍ、誤差の自由度;α)*(Ｖｅ/ｎ)^１/２) (式１０) ここで、ｉ´_ＡＶＧ．は、寸法測定器ｉ´（ｉ´＝１か
ら３、ただしｉ´≠ｉ、）の測定値の平均値である。ｊ
´_ＡＶＧ．は、露光装置ｊ´（ｊ´＝ＡからＤ、ただし
ｊ´≠ｊ、）の測定値の平均値である。ｑ(ｋ、自由
度；α)はスチューデント（Student）化された数表の値
である。式９が成立する場合には、寸法測定器間に有意
差ありと判定される。式１０が成立する場合には、露光
装置間に有意差ありと判定される。

【００６３】本実施の形態によれば、半導体処理装置間
は多重比較により次のように判定される。

【００６４】露光装置Ａと露光装置Ｂとの間では、式９
はI＝0.4≦0.4478となる。よって、露光装置Ａと露光装
置Ｂとの間には有意差がない。

【００６５】露光装置Ａと露光装置Ｃとの間では、式９
はI＝0.02≦0.4478となる。よって、露光装置Ａと露光
装置Ｃとの間には有意差がない。

【００６６】露光装置Ａと露光装置Ｄとの間では、式９
はI＝0.05≦0.4478となる。よって、露光装置Ａと露光
装置Ｄとの間には有意差がない。

【００６７】露光装置Ｂと露光装置Ｃとの間では、式９
はI＝0.42≦0.4478となる。よって、露光装置Ｂと露光
装置Ｃとの間には有意差がない。

【００６８】露光装置Ｂと露光装置Ｄとの間では、式９
はI＝0.46≧0.4478となる。よって、露光装置Ｂと露光
装置Ｄとの間には有意差がある。

【００６９】露光装置Ｃと露光装置Ｄとの間では、式９
はI＝0.04≦0.4478となる。よって、露光装置Ｃと露光
装置Ｄとの間には有意差がない。

【００７０】寸法測定器１と寸法測定器２との間では、
式１０はJ＝0.57≧0.3437となる。よって、寸法測定器
１と寸法測定器２との間には有意差がある。

【００７１】寸法測定器１と寸法測定器３との間では、
式１０はJ＝0.51≧0.3437となる。よって、寸法測定器
１と寸法測定器３との間には有意差がある。

【００７２】寸法測定器２と寸法測定器３との間では、
式１０はJ＝0.06≦0.3437となる。よって、寸法測定器
２と寸法測定器３との間には有意差がない。

【００７３】図８は、露光装置および寸法測定器の多重
比較の結果を模式的に表にまとめた図である。本実施の
形態によれば、多重比較の結果により、露光装置Ｂおよ
び寸法測定器１が異常であると判定される。

【００７４】次に、図２に示すとおり、コンピュータ１
３０は、表示装置１４０に図８に示す多重比較の結果を
表示させる。このようにして、表示装置１４０には、分
散分析による警告メッセージ、信頼区間の結果、並び
に、多重比較の結果が表示される。

【００７５】図９は、分散分析による警告メッセージ、
信頼区間の計算結果、並びに、多重比較の結果が表示装
置１４０に表示されている様子を示した図である。

【００７６】尚、本実施の形態によれば、信頼区間の計
算と多重比較の検定は両方共に実行されている。しか
し、信頼区間の計算と多重比較の検定は、いずれか一方
のみが実行されてもよい。それらのいずれか一方のみで
あっても、いずれの半導体処理装置が異常であるかを判
定することができるからである。信頼区間の計算および
多重比較の検定の両方を実行する場合には、そのうちの
いずれか一方は、他方の判定が正確であることを確認す
るために役立つ。

【００７７】また、本実施の形態によれば、いずれの半
導体処理装置に異常があるかが判定され得る。しかし、
分散分析により、異常のある半導体処理装置の有無のみ
が判定されてもよい。それによって、異常のある半導体
処理装置が存在する場合にのみ、半導体処理装置を停止
させれば足る。従って、異常のある半導体処理装置の有
無を発見するために定期的に半導体処理装置を停止させ
る必要がない。

【００７８】さらに、本実施の形態によれば、有意水準
を５％とし、９５％の信頼区間を計算している。しか
し、有意水準および信頼区間の数値は任意に設定するこ
とができる。例えば、有意水準を１％とし、９９％の信
頼区間を計算してもよい。

【００７９】本実施の形態による半導体処理装置管理シ
ステムおよび半導体処理装置管理方法によれば、半導体
製造装置や半導体検査装置を含む半導体処理装置を停止
させることなく、半導体処理装置の異常が、リアルタイ
ムに、即ち、その場で発見され得る。よって、半導体処
理装置管理方法は半導体の処理作業と並行して行うこと
ができるので、半導体処理装置の稼働率が低下すること
はない。従って、半導体処理装置の適切な状態を維持す
ることが容易になる。

【００８０】また、本実施の形態による半導体処理装置
管理システムおよび半導体処理装置管理方法によれば、
半導体処理装置間を相対的に比較することによっていず
れの半導体処理装置が異常であるかを容易に発見するこ
とができる。よって、ＱＣ作業のためのＱＣウェハの準
備、スペックの範囲内かの判定等の作業が不要になる。
また、半導体処理装置を管理するためのスペック値等の
条件を設定する必要がなくなる。

【００８１】また、本実施の形態による半導体処理装置
管理システムおよび半導体処理装置管理方法によれば、
半導体検査装置から得られた測定値を用いて、半導体検
査装置の異常だけでなく、半導体製造装置の異常も発見
され得る。従って、露光装置または寸法測定器のいずれ
が異常であるかを正確に判断することができる。また、
誤った結果データに基づいてデータ解析が行われてしま
うことがない。

【００８２】さらに、本実施の形態による半導体処理装
置管理システムおよび半導体処理装置管理方法によれ
ば、半導体検査装置の異常の判定に半導体製造装置の変
動を考慮するので、半導体検査装置の異常を精度良く判
定することができる。一方で、半導体製造装置の異常の
判定に半導体検査装置の変動を考慮するので、半導体製
造装置の異常を精度良く判定することができる。

【００８３】図１から図９に示した第１の実施の形態
は、半導体製造装置１１０からの処理データおよび半導
体検査装置１２０からの検査データに基づいた二元配置
の分散分析等を用いた。しかし、本発明は繰り返しのな
い二元配置に限らず、繰り返しのない一元配置、繰り返
しのある一元配置、繰り返しのある二元配置の分散分析
等を用いてもよい。

【００８４】図１０は、本発明に係る第２の実施の形態
に従った半導体処理装置管理システム２００の模式的な
ブロック図である。半導体処理装置管理システム２００
は、半導体検査装置１２０からの検査デ―タのみから一
元配置の分散分析を行う点で、半導体処理装置管理シス
テム１００と異なる。図１に示した構成要素と同じ構成
要素については同じ参照番号が付されている。また、本
実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、半
導体検査装置１２０として寸法測定器が用いられてい
る。

【００８５】半導体処理装置管理システム２００の動作
は、図２に示す半導体処理装置管理システム１００の動
作とほぼ同じである。従って、半導体処理装置管理シス
テム２００の動作のフロー図は省略されている。但し、
本実施の形態では、一元配置であるので、Ｓ５０におい
て、データ処理部１３２は、結果データを突き合わせる
必要なく、検索結果データを得ることができる。

【００８６】図１１は、本実施の形態における検索結果
データを模式的に表にまとめた図である。尚、図１１は
第１の実施の形態における図５に相当する。

【００８７】図１２は、図１１の検索結果データに基づ
いて行われた分散分析の結果を模式的に表にまとめた図
である。本実施の形態によれば、寸法測定器１、２、３
の一元配置の分散分析が行われる。従って、寸法測定器
からの測定値に基づき、寸法測定器において異常な半導
体処理装置があるか否かを判定することができる。

【００８８】有意確率Ｐ値は、データ処理部１３２にお
いて、次のように計算される。

【００８９】まず、変動が計算される。

【００９０】 寸法測定器間の変動＝Σ（ｒ*（ｉ_ＡＶＧ．−ｔ_ＡＶＧ．）^２） （式 １１） 寸法測定器内の変動＝ΣΣ（（ｉ_ｊ−ｉ_ＡＶＧ．）^２） （式１２ ） ここで、ｒはデータ数、ｉ_ｊは寸法測定器ｉ（ｉ＝１か
ら３）のｊ番目の測定値（ｊ＝１から４）を示す。他の
記号は第１の実施の形態と同様であるのでそれらの説明
を省略する。

【００９１】次に、自由度が計算される。

【００９２】 寸法測定器間の自由度＝ｎ−１ （式１３） 寸法測定器内の自由度＝ｎ*（ｒ−１） （式１４） 次に、分散が計算される。寸法測定器間および寸法測定
器内のそれぞれの分散は、寸法測定器間および寸法測定
器内のそれぞれの変動をそれぞれの自由度で除算した値
である。

【００９３】次に、観測された分散比が計算される。寸
法測定器間の観測された分散比は、寸法測定器間の分散
を寸法測定器内の分散で除算した値である。

【００９４】さらに、有意確率Ｐ値が計算される。寸法
測定器間の有意確率Ｐ値は、寸法測定器間の観測された
分散比とその自由度に基づいて、Ｆ確率分布を用いて計
算することができる。このようにして有意確率Ｐ値が計
算される。

【００９５】図１２に示すとおり、寸法測定器間の有意
確率Ｐ値は約0.01992である。

【００９６】次に、図２に示すＳ８０のとおり、データ
処理部１３２は、有意確率Ｐ値と予め設定された有意水
準とを比較することによって、寸法測定器間に有意差が
あるか否かを判定する。例えば、有意水準を５％とした
場合には、有意確率Ｐ値が0.05以下であるときに、有意
差があると判定できる。本実施の形態によれば、寸法測
定器間の有意確率Ｐ値（約0.01992）は0.05以下であ
る。従って、本実施の形態によれば、寸法測定器間には
有意差があると判定される。

【００９７】Ｓ８０において、半導体処理装置間に有意
差がないと判定された場合や半導体処理装置間に有意差
があると判定された場合の処理は、第１の実施の形態と
同様である。

【００９８】図２に示すＳ９０のとおり、半導体処理装
置間に有意差があると判定された場合には、次に、デー
タ処理部１３０は、各半導体処理装置の信頼区間を計算
する。本実施の形態においては、データ処理部１３０
は、例えば、95％の信頼区間を計算する。信頼区間は、
次式により計算される。

【００９９】 寸法測定器ｉの信頼区間＝ｉ_ＡＶＧ．±(ｔ(寸法測定器内の自由度、α/2)*(Ｖ ｅ/ｒ)^1/2) （式１５） ここで、Ｖｅは分散分析時の水準内変動を示す。図１２
に示すとおり、本実施の形態においてはＶｅ＝0.06248
である。有意水準α＝0.05である。

【０１００】図１３（Ａ）は、各寸法測定器の95％の信
頼区間を計算した結果を模式的に表にまとめた図であ
る。

【０１０１】図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）において示
されたこれらの各寸法測定器の信頼区間をグラフに表し
た図である。

【０１０２】このように信頼区間を寸法測定器間で比較
することによっていずれの寸法測定器が異常であるかを
判定することができる。本実施の形態によれば、寸法測
定器１が異常であることがわかる。

【０１０３】次に、第１の実施の形態と同様に、図１３
（Ａ）または図１３（Ｂ）のいずれか一方または両方の
信頼区間の結果が表示され、データ処理部１３２はさら
に寸法測定器間の多重比較による検定を行う。

【０１０４】本実施の形態においても、第１の実施の形
態と同様に、データ処理部１３２はテューキーの方法に
より多重比較を行う。一元配置のテューキーの方法は、
次式の不等式により判定される。

【０１０５】 I＝|ｉ_ＡＶＧ．−ｉ´_ＡＶＧ．|≧ｑ(ｎ、寸法測定器内の自由度;α)*(Ｖｅ/r) ^１/２ ) (式１６) 式１６が成立する場合には、寸法測定器間に有意差あり
と判定される。

【０１０６】尚、本実施の形態によれば、各寸法測定器
のデータ数が４つずつであり、等しい。よって、テュー
キーの方法が用いられ得る。寸法測定器のデータ数がそ
れぞれ異なる場合には、シェフェの方法を用いればよ
い。

【０１０７】本実施の形態によれば、半導体処理装置間
は多重比較により次のように判定される。

【０１０８】寸法測定器１と寸法測定器２との間では、
式１６はＩ＝0.57≧0.4974となる。よって、寸法測定器
１と寸法測定器２との間には有意差がある。

【０１０９】寸法測定器１と寸法測定器３との間では、
式１０はJ＝0.51≧0.4974となる。よって、寸法測定器
１と寸法測定器３との間には有意差がある。

【０１１０】寸法測定器２と寸法測定器３との間では、
式１０はJ＝0.06≦0.4974となる。よって、寸法測定器
２と寸法測定器３との間には有意差がない。

【０１１１】図１４は、寸法測定器の多重比較の結果を
模式的に表にまとめた図である。本実施の形態によれ
ば、多重比較の結果により、寸法測定器１が異常である
と判定される。

【０１１２】次に、第１の実施の形態と同様に、コンピ
ュータ１３０は、表示装置１４０に図１４に示す多重比
較の結果を表示させる。このようにして、表示装置１４
０には、分散分析による警告メッセージ、信頼区間の結
果、並びに、多重比較の結果が表示される。

【０１１３】図１５は、分散分析による警告メッセー
ジ、信頼区間の計算結果、並びに、多重比較の結果が表
示装置１４０に表示されている様子を示した図である。

【０１１４】尚、本実施の形態においても、信頼区間の
計算と多重比較の検定は両方共に実行されている。しか
し、信頼区間の計算と多重比較の検定は、いずれか一方
のみが実行されてもよい。それらのいずれか一方のみで
あっても、いずれの寸法測定器が異常であるかを判定す
ることができるからである。

【０１１５】また、本実施の形態においても、いずれの
寸法測定器に異常があるかが判定され得る。しかし、分
散分析により、異常のある寸法測定器の有無のみが判定
されてもよい。それによって、異常のある寸法測定器が
存在する場合にのみ、寸法測定器を停止させれば足る。
従って、異常のある寸法測定器の有無を発見するために
定期的に寸法測定器を停止させる必要がない。

【０１１６】さらに、本実施の形態においても、有意水
準を５％とし、９５％の信頼区間を計算している。しか
し、有意水準および信頼区間の数値は任意に設定するこ
とができる。例えば、有意水準を１％とし、９９％の信
頼区間を計算してもよい。

【０１１７】本実施の形態による半導体処理装置管理シ
ステムおよび半導体処理装置管理方法は、第１の実施の
形態による半導体半導体処理装置管理システムおよび半
導体処理装置管理方法と同様の効果を得られる。但し、
本実施の形態による半導体処理装置管理システムおよび
半導体処理装置管理方法によれば、半導体検査装置から
得られた測定値を用いて、半導体検査装置の異常のみが
発見され得る点で第１の実施の形態と異なる。

【０１１８】尚、上述の実施の形態においては、いずれ
もテューキーの方法による多重比較が用いられていた
が、これに代えて、ライアン（Ryan）法、シェフェ（Sc
heffe）法を用いてもよい。

【０１１９】

【発明の効果】本発明に従った半導体処理装置管理シス
テムおよび半導体処理装置管理方法は、半導体処理装置
の稼働率およびＱＣ作業の頻度のいずれをも低下させる
ことなくＱＣ作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態に従った半導体
処理装置管理システム１００の模式的なブロック図。

【図２】本発明に係る実施の形態に従った半導体処理装
置管理方法のフロー図。

【図３】抽出後の半導体製造装置１１０の処理データを
模式的に表にまとめた図。

【図４】抽出後の半導体検査装置１２０の検査データを
模式的に表にまとめた図。

【図５】図３の処理データおよび図４の検査データを突
き合わせて得られた検索結果データを模式的に表にまと
めた図。

【図６】図５の検索結果データに基づいて行われた分散
分析の結果を模式的に表にまとめた図。

【図７】各露光装置および各寸法測定器の95％の信頼区
間を計算した結果を模式的にまとめた表およびグラフ。

【図８】露光装置および寸法測定器の多重比較の結果を
模式的に表にまとめた図。

【図９】分散分析による警告メッセージ、信頼区間の計
算結果、並びに、多重比較の結果が表示装置１４０に表
示されている様子を示した図。

【図１０】本発明に係る第２の実施の形態に従った半導
体処理装置管理システム２００の模式的なブロック図。

【図１１】本実施の形態における検索結果データを模式
的に表にまとめた図。

【図１２】図１１の検索結果データに基づいて行われた
分散分析の結果を模式的に表にまとめた図。

【図１３】各寸法測定器の95％の信頼区間を計算した結
果を模式的にまとめた表およびグラフ。

【図１４】寸法測定器の多重比較の結果を模式的に表に
まとめた図。

【図１５】分散分析による警告メッセージ、信頼区間の
計算結果、並びに、多重比較の結果が表示装置１４０に
表示されている様子を示した図。

【符号の説明】

１００、２００ 半導体処理装置管理システム １１０ 半導体製造装置 １２０ 半導体検査装置 １３０ コンピュータ １３２ データ処理部 １３４ データベース １３６ システムパラメータ記憶部 １４０ 表示装置

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体製造工程のうちのある工程において
   半導体を処理する複数かつ同種の半導体処理装置と、 前記半導体処理装置により処理されたときの半導体の結
   果データを受信しかつ保存し、総ての前記半導体処理装
   置の前記結果データの分散と個々の前記半導体処理装置
   の前記結果データの分散との差に基づいて計算された有
   意確率、若しくは、総ての前記半導体処理装置の前記結
   果データの平均値と個々の前記半導体処理装置の前記結
   果データの平均値との差に基づいて計算された有意確率
   を、前記半導体処理装置の種類ごとに設定された有意水
   準と比較することによって、前記半導体処理装置間に有
   意な差があるか否かを検定するコンピュータと、 該コンピュータによって検定された結果に基づいて、少
   なくとも複数かつ同種の前記半導体処理装置のうちに異
   常な半導体処理装置が含まれていることを示す警告表示
   を表示することができる表示装置とを備えた半導体処理
   装置管理システム。
2. 【請求項２】前記コンピュータは、前記有意水準に基づ
   いて個々の前記半導体処理装置の信頼区間をさらに計算
   し、 前記表示装置は、前記半導体処理装置のそれぞれの前記
   信頼区間をさらに表示することを特徴とする請求項１に
   記載の半導体処理装置管理システム。
3. 【請求項３】前記コンピュータは、前記有意水準に基づ
   いて前記半導体処理装置間の多重比較をさらに行い、 前記表示装置は、前記多重比較の結果をさらに表示する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導
   体処理装置管理システム。
4. 【請求項４】前記半導体処理装置は、半導体の製造を行
   う半導体製造装置、または、前記半導体製造装置により
   処理された半導体の検査を行う半導体検査装置であるこ
   とを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載
   の半導体処理装置管理システム。
5. 【請求項５】前記半導体処理装置は、半導体の製造を行
   う複数かつ同種の半導体製造装置および該半導体製造装
   置によって処理された半導体の検査を行う複数かつ同種
   の半導体検査装置であり、 前記コンピュータは、前記半導体製造装置および前記半
   導体検査装置の二元配置の分散分析を行うことを特徴と
   する請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体処
   理装置管理システム。
6. 【請求項６】半導体製造工程のうちのある工程に設けら
   れた複数かつ同種の半導体処理装置と、該半導体処理装
   置と通信するコンピュータと、該コンピュータからのデ
   ータを表示する表示装置とを備えた半導体処理装置管理
   システムにおいて、 前記半導体処理装置が半導体を処理する処理ステップ
   と、 前記コンピュータが前記半導体処理装置により処理され
   たときの半導体の結果データを受信する受信ステップ
   と、 前記コンピュータが前記結果データを保存する登録ステ
   ップと、 前記コンピュータが、総ての前記半導体処理装置の前記
   結果データの分散と個々の前記半導体処理装置の前記結
   果データの分散との差に基づいて有意確率を計算し若し
   くは総ての前記半導体処理装置の前記結果データの平均
   値と個々の前記半導体処理装置の前記結果データの平均
   値との差に基づいて計算した有意確率を、前記半導体処
   理装置の種類ごとに設定された有意水準と比較すること
   によって、前記半導体処理装置間に有意な差があるか否
   かの検定をする検定ステップと、 前記検定ステップにおける検定結果に基づいて、前記表
   示装置が、少なくとも複数かつ同種の前記半導体処理装
   置のうちに異常な半導体処理装置が含まれていることを
   示す警告表示をする表示ステップとを具備する半導体処
   理装置管理方法。
7. 【請求項７】前記検定ステップの後に、前記コンピュー
   タは、前記有意水準に基づいて個々の前記半導体処理装
   置の信頼区間を計算する信頼区間計算ステップをさらに
   具備し、 前記表示ステップにおいて、前記表示装置は、前記半導
   体処理装置のそれぞれの前記信頼区間を表示することを
   特徴とする請求項６に記載の半導体処理装置管理方法。
8. 【請求項８】前記検定ステップの後に、前記コンピュー
   タは、前記有意水準に基づいて前記半導体処理装置間の
   多重比較を行う多重比較検定ステップをさらに具備し、 前記表示ステップにおいて、前記表示装置は、前記多重
   比較の結果をさらに表示することを特徴とする請求項６
   または請求項７に記載の半導体処理装置管理方法。
9. 【請求項９】前記半導体処理装置は、半導体の製造を行
   う複数かつ同種の半導体製造装置および該半導体製造装
   置によって処理された半導体の検査を行う複数かつ同種
   の半導体検査装置であり、 前記検定ステップにおいて、前記コンピュータは、前記
   半導体製造装置と前記半導体検査装置との二元配置によ
   る分散分析を行うことを特徴とする請求項６から請求項
   ８のいずれかに記載の半導体処理装置管理方法。
10. 【請求項１０】前記受信ステップの後に、前記半導体製
    造装置からの結果データおよび前記半導体検査装置から
    の結果データを突き合わせて、それぞれの前記半導体製
    造装置によって処理された半導体がいずれの前記半導体
    検査装置によって検査されたかを決定するステップをさ
    らに具備し、 前記検定ステップにおいて、前記半導体製造装置および
    前記半導体検査装置のそれぞれの前記有意確率を、前記
    半導体製造装置および前記半導体検査装置の種類ごとに
    設定されたそれぞれの有意水準と比較して分散分析を行
    うことを特徴とする請求項９に記載の半導体処理装置管
    理方法。
11. 【請求項１１】信頼区間計算ステップにおいて、前記コ
    ンピュータは、前記半導体製造装置および前記半導体検
    査装置のそれぞれの信頼区間を計算し、 前記表示ステップにおいて、複数かつ同種の前記半導体
    製造装置のそれぞれの信頼区間を表示し、並びに、複数
    かつ同種の前記半導体検査装置のそれぞれの信頼区間を
    表示することを特徴とする請求項９または請求項１０に
    記載の半導体処理装置管理方法。
12. 【請求項１２】前記多重比較検定ステップにおいて、前
    記コンピュータは、前記半導体製造装置間の多重比較を
    行い、並びに、前記半導体検査装置間の多重比較を行
    い、 前記表示ステップにおいて、前記表示装置は、前記半導
    体製造装置間の多重比較の結果を表示し、並びに、前記
    半導体検査装置間の多重比較の結果をさらに表示するこ
    とを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれかに記
    載の半導体処理装置管理方法。
13. 【請求項１３】前記処理ステップと、前記検定ステッ
    プ、前記信頼区間計算ステップまたは前記多重比較検定
    ステップとは並行して実行されることを特徴とする請求
    項６から請求項１２のいずれかに記載の半導体処理装置
    管理方法。