JP4008899B2 - 半導体装置の製造システムおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造システムは、図1に示すように、半導体基板としてのウエハ17若しくはその表面の薄膜に対して処理を実行する処理装置14と、処理装置14をイクイップメント・エンジニアリング・システムEES(以下、「EES」と称する。)による自己管理をする自己診断システムとしてのコンピュータ11aと、処理を経た半導体基板としてのウエハ17の検査装置19による検査結果に基づいて、処理装置14を自動修復するか否かを判定し、判定結果が有効判定(又は適正)のときは自己診断システムのパラメータの係数を維持(又は微調整)し、判定結果が無効判定(又は不適正)のときは自己診断システムのパラメータを変更(例えば、検査回数を増加)するパラメータフィッティング装置としてのコンピュータ11、を備え、半導体製造プロセス段階の検査頻度を調整することができるシステムである。
図2を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の製造システム30の動作の流れを説明する。なお、上述した第1実施の形態と重複する部材若しくは工程の説明は省略するものとする。
第3の実施の形態で説明する半導体装置の製造システム51は、半導体装置を加工処理する各種処理装置に対応させることができ、例えば、膜形成プロセスを実行する膜形成処理装置、不純物の拡散処理装置、CVDによる薄膜堆積膜装置、PSG膜、BSG膜、BPSG膜(絶縁膜)などをリフロー(メルト)する加熱炉装置、CVD酸化膜などのデンシファイ量、シリサイド膜(電極)厚などを調整する熱化学反応処理装置、金属配線層を堆積するスパッタリング装置や真空蒸着装置、更にはメッキするメッキ処理装置、半導体基板を化学的・機械的に研磨するCMP処理装置、半導体基板表面をエッチングするドライ又はウエットエッチング処理装置、フォトリソグラフィー処理関連のスピンコート処理装置、ステッパー等の露光処理装置、ダイシングされたチップ状の半導体装置の電極をリードフレームに接続するボンディングワイヤ処理装置など様々な半導体製造プロセスに応用できる処理装置を対象とするのは勿論である。
図4は、本発明の第4の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な流れ図である。加工Aを実行する第1の処理工程43、インラインQCを実行する第1の検査工程44、欠陥検査を実行する第2の検査工程45、加工Bを実行する第2の処理工程46、技術者への欠陥発見報告部39a、QC情報44a、45a、メンテナンス情報32bは、上述した第1実施の形態と同等であり重複する説明を省略する。
図5は、本発明の第5の実施の形態の半導体装置の製造方法を説明する模式的な流れ図である。ロット投入工程42、第1の処理工程43、第1の検査工程44、第2の処理工程46、ロット上がり工程47、D/S処理工程48、品質推定部61は、上述した第4の実施の形態と同等であり重複する説明を省略する。
図6は、本発明の第6の実施の形態に係る半導体装置の不良ロットを発生させた製造装置を特定する方法を説明する図である。図中の半導体装置の処理工程を酸化炉を用いて例示するが、本発明における第1の処理工程43に用いる処理装置は酸化炉に限定されるものではなく、他の半導体製造プロセスを実行する処理装置にも適用できることは勿論である。
図7は、本発明の第7の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する模式的な流れ図である。ロット投入工程42、第1の処理工程43、第1の検査工程44、第3の検査工程44c、第2の処理工程46、ロット上がり工程47、D/S処理工程48、品質推定部61、推定品質管理部66、検出値79、非制御値80、特徴量化81、同程化処理82、相関表83、及び新記号は、上述した実施の形態と同等であり重複する説明を省略する。
本発明の第8の実施の形態に係る半導体装置の製造システムは、図8に示すように、ウエハ17aを処理する処理装置14aと、ウエハ17bを処理する処理装置14bと、ウエハ17cを処理する処理装置14cと、ウエハ17dを処理する処理装置14dと、各処理装置14a〜14d毎に設けられた自己診断装置5a〜5dと、各自己診断装置5a〜5d毎に設けられたデータベース13a〜13dと、ウエハ17aを検査する検査装置19aと、ウエハ17bを検査する検査装置19bと、ウエハ17cを検査する検査装置19cと、ウエハ17dを検査する検査装置19dと、自己診断装置5a〜5dに接続され、各処理装置14a〜14dが処理したウエハ17a〜17d毎の推定品質値を受信するコンピュータ11と、を備える。
以下においては、処理装置14a、処理装置14b、処理装置14c、処理装置14dのうちのドライエッチング装置としての処理装置14bを例にとり説明する。
(a)コンピュータ11は、再測定S92で受信した再測定の検査品質値Yqを期待値と比較し適正判定とした場合は、記憶装置12へ再測定の履歴を検査装置19bとウエハ17bに対応つけて記憶すると共に、ノード95を経由し推定品質比較S96に移行する。
コンピュータ11は、現在の推定品質値「Ye1c」を記憶装置12に記憶し、係数「a」、係数「b」の何れか1つ又は係数「a」、係数「b」の双方を変更した新たな推定品質値「Ye1n」を記憶装置12に記憶する。
(a)コンピュータ11は、開始S90でウエハ17bのロットが処理装置14bに搬送され処理が開始される場合、センサチェックS103へ移行し、自己診断装置5bによる処理装置14bに設けられた各種センサの動作を検査する。例えば、エッチングガスの流量センサ、高周波電源のセンサ、チャンバの圧力センサなどのエッチングに影響する装置情報を出力するセンサが正常に動作しているか否かを判定し、正常判定のときは推定品質計算S104へ移行し、何れか1つでもセンサが異常の場合は、センサ異常通知S113へ分岐する。
(a)自己診断装置5bは、開始S90からセンサチェックS103へ移行し、センサがすべて正常の場合は、推定品質計算S104へ移行し、ウエハ17bを処理装置14bへ搬入し処理を開始する段階で、例えば、チャンバのインピーダンス調整を行うキャパシタンスを示す装置情報「X1」も取得開始し、式(1)を用いて推定品質値Ye1を算出し、品質管理S105へ移行する。
装置情報X2はヒーター電力を示し、装置情報X3は酸素O2の流量を示し、装置情報X4は酸化炉周囲の気圧を示している。又、コンピュータ11は、係数「c」、係数「d」、係数「e」、係数「f」に自己診断パラメータを割り当てる。
10 製造システム
11 コンピュータ
12 記憶装置
13 データベース
14 処理装置
15 直材間材
16 ゲート
17 ウエハ
18 リンク
19 検査装置
20 マスク
21 検出処理
22 判定処理
23 現象判定
24 判定処理
25 設計情報
30 製造システム
31 自己診断システム
32 警告装置
33 パラメータフィッティング装置
34 自己診断システム
35 歩留予測システム
36 歩留収集部
37 要求部
38 メンテナンス指示画面
39 欠陥発見報告部
40 デリバリー予測部
43 処理工程
44 検査工程
44c 検査工程
45 検査工程
46 処理工程
47 ロット上がり工程
48 D/S処理工程
51 製造システム
52 酸化炉コントローラ
53 酸化膜厚リアルタイムシミュレータ
54 酸化炉
56 酸化膜厚計算部
61 品質推定部
65 データベース
66 推定品質管理部
68 品質推定部
69 デバイスシミュレーション装置
70 デバイス性能歩留予測部
75 歩留予測処理
77 測定器
Claims (11)
- 半導体基板のプロセス処理を実行する処理装置と、
前記処理装置にスタート信号及びストップ信号を送信し、前記処理装置を制御する処理制御装置と、
前記スタート信号及び前記ストップ信号のそれぞれを前記処理装置が受信するのと同時に受信し、前記処理装置の状態を監視し、前記処理制御装置から受信した前記スタート信号及び前記ストップ信号に応答して、前記スタート信号の送信から前記ストップ信号の送信までの前記処理装置の内部情報を積分して処理開始から処理停止までのプロセス処理のシミュレーションを実行し、更に、前記ストップ信号の送信後の前記処理装置の内部情報を積分して処理停止後のシミュレーションを実行し、前記2つのシミュレーションにより前記半導体基板の処理の進行を推定するリアルタイムシミュレータと、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造システム。 - 前記リアルタイムシミュレータは、前記半導体基板の酸化処理のシミュレーションを実行し、前記プロセス処理により前記半導体基板の処理の進行を推定することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造システム。
- 前記リアルタイムシミュレータは、前記半導体基板のエッチング処理のシミュレーションを実行し、前記プロセス処理により前記半導体基板の処理の進行を推定することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造システム。
- 前記リアルタイムシミュレータは、前記半導体基板のエンドポイントを監視し、前記半導体基板の処理の進行を推定することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造システム。
- 前記処理制御装置は、前記リアルタイムシミュレータと異なるコンピュータから前記プロセス処理の開始指令を受信し、前記処理措置に対して前記スタート信号及び前記ストップ信号を送信することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造システム。
- 前記リアルタイムシミュレータは、前記半導体基板の処理の進行を推定した結果を前記コンピュータへ送信することを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造システム。
- 処理制御装置によってスタート信号及びストップ信号を送信して処理装置を制御し、該処理装置により半導体基板のプロセス処理を実行し、
前記処理制御装置は前記スタート信号及び前記ストップ信号のそれぞれを前記処理装置に送信するのと同時にリアルタイムシミュレータに送信して、前記リアルタイムシミュレータが前記処理装置の状態を監視し、前記スタート信号及び前記ストップ信号に応答して、前記スタート信号の送信から前記ストップ信号の送信までの前記処理装置の内部情報を積分して処理開始から処理停止までのプロセス処理のシミュレーションを実行し、更に、前記ストップ信号の送信後の前記処理装置の内部情報を積分して処理停止後のシミュレーションを実行し、前記2つのシミュレーションにより前記半導体基板の処理の進行を推定する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記プロセス処理は、前記半導体基板の酸化処理プロセスであることを特徴する請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記プロセス処理は、前記半導体基板のエッチング処理プロセスであることを特徴する請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記シミュレーションは、前記半導体基板のエンドポイントの出現を監視し、前記処理装置の内部情報を積分し、前記半導体基板の処理の進行を推定することを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体基板の処理は、エッチング工程であることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
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