JP4611894B2 - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体集積回路装置の製造技術に関し、特に、半導体ウェハの不良を検知する半導体集積回路装置の製造技術に適用して有効な技術に関するものである。

特開２０００−２６９１０８号公報（特許文献１）には、半導体製造装置にセンサを取り付け、取り付けたセンサの波形データにより工程ラインの異常を検知する技術が記載されている。

また、特表２００２−５１５６５０号公報（特許文献２）には、半導体ウェハの欠陥情報を使用して歩留まりの向上を図る技術が記載されている。
特開２０００−２６９１０８号公報 特表２００２−５１５６５０号公報

ところで、半導体製品は、成膜工程とフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用したパターニング工程とを半導体ウェハ（以下ウェハという）に対して繰り返して行なうことによって形成され、半導体製品が完成するまでに、製品によって差はあるものの、トータルで１０００〜２０００の工程が必要とされる。

上述した成膜工程やパターニング工程などの各工程で処理されるウェハは、通常の半導体製品の量産工場では２５枚を一塊とした１ロットとして管理される。そして、各工程においては、完成品となる半導体製品が設計通りに動作するように定められた規格を、ウェハが満足しているかどうか検査することが行なわれている。

しかし、先程述べたように半導体製品が完成するまでには、非常に多くの工程を経る必要がある。このため、例えば１ロット中のウェハをすべて検査（全数検査）すると、必要な検査装置は膨大な数となり、投資が膨らむとともに顧客から注文を受けて製品を供給するまでの時間であるＴＡＴ（Turn Around Time）が非常に長くなる。したがって、検査は、全数検査ではなく抜き取り検査が行なわれている。

各工程の抜き取り検査で使用される規格は、各ウェハのバラツキを考慮して決められており、抜き取り検査を行なって規格を満足していれば、本来その工程に起因する製品不良は生じない。

ところが、半導体製造装置のトラブルやプロセス異常が起こった場合、ロット内のウェハに規格外れが生じる。特に、規格外れの頻度が低い場合、抜き取り検査で検出できる確率は非常に低くなり検出に時間がかかってしまう。このため、規格外れを生じた不良なウェハを大量に作り込んでしまう問題点がある。

本発明の目的は、規格外れの不良ウェハをリアルタイムに検出することができる半導体集積回路装置の製造方法を提供することにある。

また本発明の他の目的は、エンジニアの手間がかからずに効率良く規格外れの不良ウェハを検出することができる半導体集積回路装置の製造方法を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、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。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明による半導体集積回路装置の製造方法は、（ａ）半導体ウェハを処理する半導体製造装置から出力されるデータであって、前記半導体製造装置の状態を示す装置ログデータを装置ログデータ記憶部に記憶する工程と、（ｂ）前記装置ログデータ記憶部に記憶されている前記装置ログデータに異常データがないかを異常データ検知部で検知する工程と、（ｃ）前記異常データ検知部で検知した結果を結果出力部へ出力する工程とを備えるものである。

また、本発明による半導体集積回路装置の製造方法は、（ａ）半導体ウェハ上に膜を成膜する半導体製造装置であって、チャンバ内に高周波電界を印加する高周波電源と前記高周波電源に接続されているマッチャーとを有する半導体製造装置から、前記マッチャーの反射波平均値を出力して装置ログデータ記憶部に記憶する工程と、（ｂ）前記装置ログデータ記憶部に記憶されている前記反射波平均値の中に所定値より大きなものがないかを異常データ検知部で検知する工程と、（ｃ）前記異常データ検知部で検知した結果を結果出力部へ出力する工程とを備えるものである。

また、本発明による半導体集積回路装置の製造方法は、（ａ）エッチングを行なう半導体製造装置であって、エッチングチャンバ内の圧力を調整するためのバルブを有する半導体製造装置から、前記バルブの開口度を出力して装置ログデータ記憶部に記憶する工程と、（ｂ）前記装置ログデータ記憶部に記憶されている前記開口度の中に所定値より大きなものがないかを異常データ検知部で検知する工程と、（ｃ）前記異常データ検知部で検知した結果を結果出力部へ出力する工程とを備えるものである。

また、本発明による半導体集積回路装置の製造方法は、（ａ）露光装置から半導体ウェハの位置合わせのために使用される位置合わせ計測データを出力して装置ログデータ記憶部に記憶する工程と、（ｂ）前記装置ログデータ記憶部に記憶されている前記位置合わせ計測データの中に所定値より大きなものがないか異常データ検知部で検知する工程と、（ｃ）前記異常データ検知部で検知した結果を結果出力部へ出力する工程とを備えるものである。

また、本発明による半導体集積回路装置の製造方法は、複雑な経緯をたどって変化した後に（例えば、パラメータが不良領域に至る前に複数の極大または極小を経過する）、不良領域に入るパラメータを有する機能部分（例えば、マッチャーなど）を含む半導体製造装置によって被処理ウェハの処理を行なう半導体集積回路装置の製造方法において、前記パラメータを連続的、定期的、断続的または無作為に監視（観測）することにより、インターロック機構が始動してその結果、前記被処理ウェハに悪影響を与える前に、前記機能部分の動作不良発生が近いことを知らせて、前記被処理ウェハの処理中に前記機能部分の前記パラメータに関する動作不良を発生させないようにしたものである。

また、本発明による半導体集積回路装置の製造方法は、ランプ加熱によるウェハの処理を行なう半導体製造装置（例えば熱処理、熱酸化、アニール、ＣＶＤ装置など）を使用した半導体集積回路装置の製造方法において、ランプの不所望な加熱により加熱した前記ランプ周辺からの不所望な成分（金メッキなど）の散逸（蒸発、飛散、昇華など）の発生を防止するために、前記ランプの出力を連続的、定期的、断続的または無作為に監視しながら、前記ウェハの処理を行なうものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

規格外れの不良ウェハをリアルタイムに検出することができる。また、エンジニアの手間がかからずに効率良く規格外れの不良ウェハを検出することができる。

本発明の実施の形態１における異常検知システムの構成を示した図である。 異常検知サーバの内部構成を示した図である。 突発異常を検知するためのロジックについて説明した図である。 ドリフト異常を検知するためのロジックについて説明した図である。 ばらつき異常を検知するロジックについて説明した図である 周期性のある装置ログデータを使用して異常を検知するロジックについて説明した図である。 異常検知条件設定ファイル、致命的アラームデータ設定ファイル、不要データ設定ファイルおよび増発監視データ設定ファイルとこの下層にあるファイルとの関係を示した図である。 異常検知条件設定ファイルの内容を示した図である。 装置グループ指定ファイルの内容を示した図である。 装置ログデータ検知ＯＮ／ＯＦＦ設定ファイルの内容を示した図である。 上下限値の設定例を示した図である。 異常検知条件設定ファイルのうち設定した検索キーの項目、装置ログデータの種類およびσ係数だけを記載した図である。 装置ログデータのヘッダの内容を示した図である。 計算式定義ファイルの内容を示した図である。 エラーメッセージ定義ファイルの内容を示した図である。 添付ファイルの内容を示した図である。 致命的アラームデータ設定ファイルの内容を示した図である。 不要データ設定ファイルの内容を示した図である。 増発監視データ設定ファイルの内容を示した図である。 検知結果の出力内容を示した図である。 検知結果の出力内容を示した図である。 検知結果の出力内容を示した図である。 添付ファイルの内容を示した図である。 検知結果の出力内容を示した図である。 検知結果の出力内容を示した図である。 装置ログデータを使用して異常を検知する動作について説明したフローチャートである。 装置ログデータを使用して異常を検知する動作について説明したフローチャートである。 装置アラームデータを使用して異常を検知する動作について説明したフローチャートである。 実施の形態２において、露光装置によって実際に計測されたウェハの下地パターンと露光装置が装置内に有している理想格子とのずれを模式的に示したものである。 ＡＧＡ計測データに突発異常が発生した様子を示した図である。 実施の形態３において、エッチング装置の構成を示した図である。 ウェハＮｏとＡＰＣバルブの開口度との関係を示した図である。 実施の形態４において、プラズマＣＶＤ装置の構成を示した図である。 ウェハ枚数とＲＦ反射波平均値との関係を示した図である。 実施の形態５において、ＣＶＤ装置の構成を示した図である。 時刻とランプパワーとの関係を示した図である。

本願発明を詳細に説明する前に、本願における用語の意味を説明すると次の通りである。

１ 半導体ウェハとは、集積回路の製造に用いるシリコン単結晶基板（一般にほぼ平面円形状）、サファイア基板、ガラス基板、その他の絶縁、反絶縁または半導体基板等並びにそれらの複合的基板を言う。また、本願において半導体集積回路装置というときは、シリコンウェハやサファイア基板等の半導体または絶縁体基板上に作られるものだけでなく、特に、そうでない旨明示された場合を除き、ＴＦＴ（Thin-Film-Transistor）およびＳＴＮ（Super-Twisted-Nematic）液晶等のようなガラス等の他の絶縁基板上に作られるもの等も含むものとする。

２ 装置ログデータとは、半導体製造装置から出力されるデータであって、半導体製造装置の状態を示すデータあるいは半導体製造装置の状態を示すデータに演算を施して生成されたデータをいう。

３ 過去データとは、設備データ管理サーバに蓄積されたデータであって、過去に異常の有無を判断されたことのある装置ログデータをいう。

４ 装置アラームデータとは、半導体製造装置から出力されるデータであって、半導体製造装置の異常を示すデータをいう。

５ 致命的アラームデータとは、装置アラームデータのうち、半導体ウェハを処理する上での致命的な異常を示すデータをいう。

６ 増発監視データとは、装置アラームデータのうち、半導体製造装置から一定時間に何回以上出力されるのかを監視するデータをいう。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態１は、半導体製造装置を異常検知システムに接続した場合における半導体集積回路装置の製造方法を説明したものである。

図１は、本実施の形態１における半導体集積回路装置の製造方法で使用される異常検知システムを示した機能ブロック図である。

図１において、本実施の形態１における異常検知システムは、半導体製造装置１Ａ〜１Ｃ、作業者端末装置２Ａ〜２Ｃ、データハンドリングサーバ３Ａ、３Ｂ、設備データ管理サーバ４、異常検知サーバ５、エンジニアＰＣ（Personal Computer）６を有している。

半導体製造装置１Ａ〜１Ｃは、それぞれ作業者端末装置２Ａ〜２Ｃに電気接続されている。また、作業者端末装置２Ａ〜２Ｃ、データハンドリングサーバ３Ａ、３Ｂ、設備データ管理サーバ４、異常検知サーバ５は互いにＬＡＮ（Local Area Network）で接続されている。また、エンジニアＰＣ６は、上述したＬＡＮに接続されていても良いし、インターネットなどを介して接続してもよい。

なお、図１中では、有線ＬＡＮで接続されている状態を示しているがこれに限らず、無線ＬＡＮで接続してもよいし、互いにインターネットで接続してもよい。また、図１には半導体製造装置１Ａ〜１Ｃの３台を接続する例を示したが、これに限らず台数を多くしてもよいし少なくしてもよい。

半導体製造装置１Ａ〜１Ｃは、ウェハ上に半導体装置を形成するため、ウェハを処理するための装置であり、例えば、ウェハ上に膜を成膜するＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置、スパッタリング装置、ウェハ内に不純物であるイオンを注入するイオン注入装置、ウェハ上にレジスト膜を塗布しその後現像する塗布現像装置、レジスト膜を塗布したウェハ上に回路パターンを形成する露光装置、ウェハ上に形成された膜のエッチングを行なうエッチング装置などから構成される。

この半導体製造装置１Ａ〜１Ｃは、ウェハ２５枚を一塊とした１ロットからウェハを一枚づつ取り出し処理する装置であり、装置の状態を示す装置ログデータ（パラメータ）を定期的に作業者端末装置２Ａ〜２Ｃへ出力する。また、半導体製造装置１Ａ〜１Ｃは、装置の異常を示す装置アラームデータを半導体製造装置１Ａ〜１Ｃに異常が発生すると作業者端末装置２Ａ〜２Ｃへ出力する。さらに、半導体製造装置１Ａ〜１Ｃは１ロットのウェハの処理が終了するとロットエンド信号（終了信号）を出力する。なお、装置ログデータは、半導体製造装置１Ａ〜１Ｃから定期的だけでなく連続的、断続的または無作為に出力されるようにしてもよい。

装置ログデータは、例えば複数のヘッダ部分とボディ部分より構成されている。ヘッダ部分には、完成品となった場合の製品名、着工中の工程名、着工条件、着工されている半導体製造装置名などのデータが書き込まれている。一方、ボディ部分には、計測値データが書き込まれている。

具体的な装置ログデータとしては、半導体製造装置の種類によって異なるが、例えば半導体製造装置が露光装置の場合、ウェハのズレを自動で計測し補正を行なうグローバルアライメント処理の計測結果である位置合わせ計測データ、フォーカス補正値データなどがある。また、半導体製造装置が、ＣＶＤ装置の場合は、ガス流量データ、ステージの温度データなどがあり、半導体製造装置が真空装置の場合、真空圧データ、ＡＰＣ（Auto Pressure Control）バルブの開口度を示す開口度データなどがある。

次に、作業者端末装置２Ａ〜２Ｃは、半導体製造装置１Ａ〜１Ｃと作業者との間のインターフェースとなるものであり、作業者が半導体製造装置１Ａ〜１Ｃを制御できるように設けられている。例えば、作業者端末装置２Ａ〜２Ｃは、半導体製造装置１Ａ〜１Ｃから出力された装置ログデータや装置アラームデータをデータハンドリングサーバ３Ａ、３Ｂに出力するためのインターフェースを行なっている。また、作業者端末装置２Ａ〜２Ｃは、半導体製造装置１Ａ〜１Ｃへの着工条件のダウンロードや着工の開始の指示などを行なうことができる。

データハンドリングサーバ３Ａ、３Ｂは、作業者端末装置２Ａ〜２Ｃを介して半導体製造装置１Ａ〜１Ｃより出力された装置ログデータおよび装置アラームデータを制御し、効率よく設備データ管理サーバ４にデータ出力できるように構成されている。また、データハンドリングサーバ３Ａ、３Ｂは、設備データ管理サーバ４のデータ収集の信頼性を向上させるために、設備データ管理サーバ４がダウンした際、出力できなかった装置ログデータや装置アラームデータを一時的に保存することができるようになっている。そして、データハンドリングサーバ３Ａ、３Ｂは設備データ管理サーバ４が復帰した後、出力できなかったデータを一括して出力できるように構成されている。

設備データ管理サーバ４は、装置ログデータや装置アラームデータを記憶することを目的としたデータベースであり、例えば、過去に異常検知サーバ５で異常の有無を検知されたことのある装置ログデータ（過去データ）を記憶する過去データ記憶部４ａを有している。また、設備データ管理サーバ４は、データハンドリングサーバ３Ａ、３Ｂより入力した装置ログデータや装置アラームデータを異常検知サーバ５へ出力するように構成されている。なお、設備データ管理サーバ４には、これから異常の有無を検知する対象となっている装置ログデータも記憶されている。

異常検知サーバ５は、設備データ管理サーバ４より入力した装置ログデータや装置アラームデータを、一時的に記憶できるように構成されているとともに、半導体製造装置１Ａ〜１Ｃより出力されたロットエンド信号を受信できるようになっている。そして、異常検知サーバ５はロットエンド信号を受信すると、一時的に記憶した装置ログデータの中に異常データがないか検知を行い、この検知結果をそれぞれの作業者端末装置（結果出力部）２Ａ〜２ＣやエンジニアＰＣ（結果出力部）６へ出力するように構成されている。

エンジニアＰＣ６は、エンジニアによって使用されるコンピュータであり、異常検知サーバ５による検知結果を入力して表示できるように構成されている。

次に、異常検知サーバ５の内部構成について説明する。図２に示すように、異常検知サーバ５は、装置ログデータ記憶部１０、装置アラームデータ記憶部１１、ロットエンド信号受信部１２、第１検知条件記憶部１３、第２検知条件記憶部１４および異常データ検知部１５を有している。

装置ログデータ記憶部１０は、設備データ管理サーバ４より入力した装置ログデータを記憶するようになっており、例えばキャッシュメモリなどから構成されている。この装置ログデータ記憶部１０には、例えば半導体製造装置１Ａ〜１Ｃにおいてウェハの処理が終了する毎に出力される装置ログデータが記憶される。

装置アラームデータ記憶部１１は、設備データ管理サーバ４より入力した装置アラームデータを記憶するようになっており、例えばキャッシュメモリなどから構成されている。

ロットエンド信号受信部（終了信号受信部）１２は、半導体製造装置１Ａ〜１Ｃから送信されたロットエンド信号を受信するように構成されている。このロットエンド信号受信部１２でロットエンド信号が受信されると、異常検知サーバ５は装置ログデータ記憶部１０に記憶されている装置ログデータの中に異常データがあるかを検知する。

第１検知条件記憶部１３は、装置ログデータの異常検知を行なうための条件を記憶するためのものであり、例えばハードディスクなどから構成される。この第１検知条件記憶部１３には、例えば異常検知条件設定ファイル１３ａが記憶されている。

第２検知条件記憶部１４は、装置アラームデータに基づく異常検知を行なうためのファイルを記憶するものであり、例えばハードディスクなどより構成される。第２検知条件記憶部１４に記憶されるファイルとしては、致命的アラームデータ設定ファイル１４ａ、不要データ設定ファイル１４ｂおよび増発監視データ設定ファイル１４ｃがある。

異常データ検知部１５は、装置ログデータ記憶部１０に記憶されている装置ログデータの中に異常データがあるかを検知するように構成されている。つまり、ロットエンド信号受信部１２によってロットエンド信号が受信されると、異常データ検知部１５は、第１検知条件記憶部１３に記憶されている異常検知条件設定ファイル１３ａの内容を参照して異常検知のための条件を取得し、取得した条件に基づいて、装置ログデータ記憶部１０に記憶されている装置ログデータの異常検知を行なうように構成されている。

また、異常データ検知部１５は、装置アラームデータ記憶部１１に装置アラームデータが記憶されると、この装置アラームデータ記憶部１１に記憶された装置アラームデータを入力し、入力した装置アラームデータが第２検知条件記憶部１４に記憶されている致命的アラームデータ設定ファイル１４ａ、不要データ設定ファイル１４ｂまたは増発監視データ設定ファイル１４ｃの内容に該当するかを判定し、異常検知を行なうように構成されている。

次に、異常データ検知部１５で装置ログデータの異常を検知するロジック（アーキテクチャ）についていくつかの例をあげて説明する。図３は、突発的に発生する突発異常を検知するためのロジックについて説明した図である。横軸はウェハＮｏを示したものであり、縦軸は装置ログデータの値を示したものである。図３を見て分かるように、ウェハＮｏ「１１」に対応する装置ログデータの値が約「２．２」であり、その他のウェハＮｏに対応する装置ログデータに比べて著しく高くなっている。このことは、ウェハＮｏ「１１」のウェハを処理する半導体製造装置で突発的な異常が起こり、ウェハＮｏ「１１」のウェハが不良となっている可能性があることを意味している。したがって、このように突出した装置ログデータが発生した場合、異常として検知する必要がある。他の装置ログデータから突出した装置ログデータを異常として検知するには、図３に示すように装置ログデータの値に上限値と下限値を設定し、設定した下限値と上限値の間に装置ログデータの値がある場合は正常と判定する一方、装置ログデータの値が下限値と上限値の間の範囲から逸脱している場合には異常と判定することにより検知することができる。

下限値と上限値を設定する方式としては、過去に異常の有無を検知した過去データより平均値および標準偏差を算出し、算出した平均値および標準偏差を使用するσ判定方式がある。すなわち、図１に示したように、設備データ管理サーバ４内の過去データ記憶部４ａには、過去に異常の有無を検知した装置ログデータが記憶されている。このため、異常データ検知部１５が過去データ記憶部４ａにアクセスして対象となる過去データを抽出し、抽出した過去データから平均値と標準偏差を算出する。そして、算出した平均値と標準偏差に基づいて、現在の装置ログデータの判定を行なうようにすることができる。

ここで、平均値および標準偏差を算出する過去データとしては正常と判定されたものだけで算出することが望ましい。しかし、過去データ記憶部４ａに記憶されている過去データには正常と判定されたものだけでなく異常と判定されたものがある。したがって、単に過去データを抽出する場合には、正常と判断された過去データだけでなく異常と判定された過去データも抽出されるおそれがある。そこで、過去データに対して上下限値を設定し、この設定した上下限値から逸脱した過去データは、平均値および標準偏差の算出に使用しないようにすることができる。また、スクリーニング方式を使用することにより、異常と判定された過去データを除去することもできる。さらには、過去１ロット分の過去データだけでなく過去数ロット分の過去データを抽出し、それぞれのロット毎の標準偏差を算出した後、それぞれ算出した標準偏差に重み付けをして理想的な標準偏差を算出するＥＷＭＡ（Exponential Weighted Moving Average）方式を使用することもできる。

また、上記では装置ログデータの異常を検知するための下限値と上限値を過去データより算出した平均値と標準偏差を使用するσ判定方式を述べたが、これに限らず、例えばエンジニアが上限値と下限値を設定する上下限判定方式を使用しても良いし、上下限値ではなく平均値からの幅を設定する幅判定方式を使用してもよい。

過去データを使用するσ判定方式では、正常時の装置ログデータの値に変動がほとんどないデータの場合、算出される標準偏差が小さいために正常の範囲内である微小な変動でも異常と検知されてしまう。この場合、σ判定方式ではなく、正常となる一定の幅を指定する幅判定方式を用いることにより、虚報の発生を抑制することができる。

次に、図４は、ドリフト異常を検知するロジックについて説明した図である。横軸はロットＮｏを示しており、縦軸は装置ログデータの一つである真空到達圧を示したものである。図４を見て分かるように、ロットＮｏが増加するにつれて、真空到達圧がドリフトして悪くなっていることがわかる。この場合、ウェハの処理が進みロットＮｏがさらに増加すると真空到達圧が製品不良を生じる不良境界線を越えてしまい、ウェハの不良品を大量に作りこんでしまう。そこで、ドリフト異常を検知する方式としてロットＮｏの増加分に対する真空到達の増加分（図４中の直線の傾き）が所定値を超えた場合に異常と判定することにより、未然にウェハの不良品を大量に作りこむことを防止できる。

なお、図４では、装置ログデータがウェハ単位で半導体製造装置１Ａ〜１Ｃより出力されるのではなく、ロット単位で出力される場合について説明した。すなわち、本実施の形態１では装置ログデータがウェハ単位で半導体製造装置１Ａ〜１Ｃより出力され、ロットエンド信号に基づいて異常検知を開始する場合について説明しているが、本発明はこれに限らず、図４に示すように装置ログデータがロット単位で出力され、１バッチの処理が終了すると出力されるバッチエンド信号に基づいて異常を検知する場合についても適用することができる。

次に、図５は、ばらつき異常を検知するロジックについて説明した図である。横軸はウェハＮｏを示しており縦軸は装置ログデータを示している。図５を見て分かるように、１ロット目（ウェハＮｏ１〜Ｎｏ２５）のウェハ間における装置ログデータのばらつきに比べて２ロット目（ウェハＮｏ２６以降）のウェハ間における装置ログデータのばらつきが大きくなっている。装置ログデータのばらつきが増加すると不良品のウェハを作りこむおそれが大きくなる。そこで、このようなばらつき異常を検知する方式として、ロット毎に装置ログデータの標準偏差を算出しておき、現在異常検知の対象となっているロットにおける標準偏差が例えば１ロット前の過去のロットにおける標準偏差に比べて異常に高くなっている場合に異常と判定することにより、ばらつき異常を検知することができる。

次に、図６は、周期性のある装置ログデータを使用して異常を検知するロジックについて説明した図である。横軸はウェハＮｏであり縦軸は装置ログデータを示している。縦軸の装置ログデータとしては、例えば露光装置における焦点位置（ベストフォーカス）に対応するデータがある。露光装置において、１ロットのウェハを処理する場合、はじめのうちはレチクルをウェハ上に投影するレンズは冷めているが使用するにつれて温度が上昇してある一定温度をとるようになる。温度が上昇するとレンズが膨張し屈折率が変化して焦点位置が変化する。したがって、図６に示すように、１ロット内のはじめの数枚のウェハにおいては温度変化に伴い装置ログデータが変動し、その後のウェハについては温度が一定となるため装置ログデータが一定値をとるようになる。このような傾向はロットを入れ替える毎に周期的に現われる。温度が安定化した状態の焦点位置を使用した場合、ロットの最初の方で処理するウェハについては、焦点が多少ずれた状態で露光が行なわれ不良となるおそれがある。そこで、装置ログデータを周期性のあるデータにするとともにしきい値を設けることにより、周期的に現われる異常を検知することができる。

以上のように、異常データ検知部１５で装置ログデータの異常を検知するロジックについていくつかの例をあげて説明したが、異常データ検知部１５において実施する異常検知ロジックは、図２に示した異常検知条件設定ファイル１３ａにおいて設定することが可能となっている。また、突発異常を検知するためのロジックにおいては、上記したようにσ判定方式、上下限判定方式あるいは幅判定方式のいずれかによって突発異常を検知するのかを設定することが可能になっている。

次に、異常検知条件設定ファイル１３ａ、致命的アラームデータ設定ファイル１４ａ、不要データ設定ファイル１４ｂおよび増発監視データ設定ファイル１４ｃの内容について説明する。

図７は、異常検知条件設定ファイル１３ａ、致命的アラームデータ設定ファイル１４ａ、不要データ設定ファイル１４ｂおよび増発監視データ設定ファイル１４ｃとこの下層にあるファイルとの関係を示したものである。

図７において、装置ログデータを使用した異常検知で使用するファイルは、異常検知条件設定ファイル１３ａ、計算式定義ファイル１５ａ、異常値削除定義ファイル１６、装置ログデータ検知ＯＮ／ＯＦＦ設定ファイル１７、エラーメッセージ定義ファイル１８、メールアドレス設定ファイル１９、添付ファイル２０および装置グループ指定ファイル２１である。

異常検知条件設定ファイル１３ａは、装置ログデータの異常を検知するための条件を設定する大元のファイルであり、図８に示す構造をしている。図８において紙面の都合上２段にわたって記載されているが実際は連続した一列のデータ構造をしている。

異常検知条件設定ファイル１３ａは、大まかにいうと検索キー、装置ログデータ設定部、共通、σ異常判定、上下限値判定、幅異常判定などの項目を有している。例えば、この異常検知条件設定ファイル１３ａの条件Ｎｏ１に指定されている設定内容を見ると、検索キー内の装置名下にある設定キーとして「Ａ」が指定され、また装置名、製品名、工程名に「ｋｅｙ」が指定されている。作業者端末表示ＯＮ／ＯＦＦには「ＯＮ」が指定され、メール配信先は「全員」となっている。また、装置ログデータ装置側名称には、「Ｇ１」が指定されている。さらに下段の表示について説明すると、判定方式が「ロット内」、エラーメッセージには「１」、添付ファイルには「１０１」が指定されている。また、σ異常判定において、判定ＯＮ／ＯＦＦには「ＯＮ」、σ係数は「３」が設定されている。

このような異常検知条件設定ファイル１３ａの条件Ｎｏ１の内容は、以下のようになる。すなわち、装置ログデータ装置側名称に「Ｇ１」と記載されていることから異常を検知する対象となっている装置ログデータが「Ｇ１」であり、判定方式が「ロット内」となっていることから、ロットエンド信号を受信した後、ウェハ１ロット分の装置ログデータ（２５個）について異常の有無を判定するように設定されている。このときの判定方式は、σ異常判定の判定ＯＮ／ＯＦＦが「ＯＮ」になっていることからσ異常判定であり、そのときの許容値の幅はσ係数が「３」となっているため、「３σ」に設定されている。なお、判定方式が「ロット内」ではなく「連続」とすることも可能であり、この場合は、異常検知サーバ５に装置ログデータが入力されるごとにその装置ログデータの異常の有無が判定される。すなわち、異常検知サーバ５は、装置ログデータが装置ログデータ記憶部１０に記憶される毎に、その装置ログデータに異常があるかを判断することも可能となっている。

異常を検知したときの検知結果の出力先は、作業者端末表示ＯＮ／ＯＦＦが「ＯＮ」となっており、メール配信先が「全員」となっていることから、作業者端末装置２Ａ〜２Ｃとメールアドレス設定ファイルに登録されているエンジニア全員のエンジニアＰＣ６に対して、検知結果が出力される。また、異常を検知した場合には、エラーメッセージが「１」および添付ファイルが「１０１」に設定されていることから、エラーメッセージ定義ファイルの「１」に記載された内容が出力されるとともに添付ファイル「１０１」が添付されるように設定されている。

次に、異常検知条件設定ファイル１３ａにおいて、検索キー内の装置名下にある設定キーについて説明する。条件Ｎｏ１には、この設定キーに「Ａ」と設定されているが、この設定キーは半導体製造装置に対してグループ分けを行なったものを示している。通常、条件Ｎｏ１を設定した場合には、この条件Ｎｏ１に対応する半導体製造装置は一つに限られる。しかし、同じ条件を複数の半導体製造装置について設定する場合、同一条件を半導体製造装置毎に設定しなければならず、設定作業が煩雑となる。そこで、図８に示すように異常検知条件設定ファイル１３ａに設定キーの項目を設け、一つの条件Ｎｏ１によって複数台の半導体製造装置に対して設定が行なうことができるようにしている。このようにグループ化を設定できるようにすることにより、作業者の条件設定作業を軽減することができる。

半導体製造装置のグループを設定するファイルとしては、装置グループ指定ファイル２１があり、この装置グループ指定ファイル２１の内容の一例を図９に示す。図９において、例えば装置グルーピング名称が「Ａ」であるグループには、「Ｆ−０１」〜「Ｅ−０４」の名称を有する半導体製造装置が含まれている。半導体製造装置のグループ分けは自由に設定することができる。

次に、装置ログデータ検知ＯＮ／ＯＦＦ設定ファイル１７について説明する。上記した装置グループ指定ファイル２１によって半導体製造装置のグループ化を行なうことができるが、例えば図８に示す条件Ｎｏ１と条件Ｎｏ２の両方とも同じグループに対して設定されていたとする（図８において設定キーが「Ａ」に設定されている）。例えば、異常検知条件設定ファイル１３ａの条件Ｎｏ１と条件Ｎｏ２の設定キーに「Ａ」が指定されているとするとこの「Ａ」に該当するグループに属する半導体製造装置の全部について、条件Ｎｏ１で示される装置ログデータと条件Ｎｏ２で示される装置ログデータの両方について異常検知が行なわれる。しかし、この場合、グループに含まれる半導体製造装置によっては、条件Ｎｏ１で示される装置ログデータについての異常検知を行なうが、条件Ｎｏ２で示される装置ログデータについては異常検知を行なう必要がない場合もある。

そこで、同じグループに属する半導体製造装置において、個別に装置ログデータの異常検知を行なうか否かを設定できるようにした。この設定を行なうファイルが装置ログデータ検知ＯＮ／ＯＦＦ設定ファイル１７である。

図１０に、装置ログデータ検知ＯＮ／ＯＦＦ設定ファイル１７の内容の一例を示す。図１０において、装置名称が「Ｆ−０１」〜「Ｅ−０３」の８つの半導体製造装置は一つのグループに属している。ここで、装置ログデータである「Ｇ１」について見てみると、装置名称が「Ｆ−０１」〜「Ｆ−０５」の半導体製造装置では「ＯＮ」となっており、異常検知を行なうように設定される。一方、装置名称が「Ｅ−０１」〜「Ｅ−０３」の半導体製造装置では、「ＯＦＦ」になっており、同じグループに属する半導体製造装置であっても個別に装置ログデータの異常検知を行なうか否かを設定できることがわかる。

次に、図８に示した異常検知条件設定ファイル１３ａの検索キーの機能について説明する。装置ログデータの異常を判定する方式として、エンジニアが上下限値を設定し、設定した上下限値の範囲から装置ログデータの値が逸脱した場合に異常を検知する方式がある。このとき、エンジニアは、予め上下限値を設定する必要があるが、その数は膨大な量となる。すなわち、装置ログデータ自体は同じであっても製品、工程、半導体製造装置の種類によって、正常となる装置ログデータは異なる。したがって、１種類の装置ログデータであっても製品、工程、装置の種類が異なる毎に上下限値を設定しなくてはならず煩雑となる。図１１に上下限値の設定例を示す。図１１において、装置ログデータとして「グローバルアライメント計測 シフトＸ」をとり、この「グローバルアライメント計測 シフトＸ」について上下限値を設定する場合を考える。図１１に示すように、製品「α」、工程「１」〜「４」、装置「♯１」、「＃２」があったとすると１種類の装置ログデータに対して８種類の上下限値を設定しなければならなくなる。実際には上記した場合よりもかなり多く、例えば１種類のログデータに対して２０種類の製品、３０種類の工程、６０種類の装置があったとすると、設定しなければならない上下限値の種類は、２０×３０×６０＝３６０００種類にもおよぶことになり煩雑となる。

そこで、エンジニアの負担を軽減するため、図１に示す設備データ管理サーバ４の過去データ記憶部４ａに記憶されている過去データを使用して上下限値を自動的に算出する機能を構築した。まず、エンジニアは、異常検知条件設定ファイル１３ａの検索キーとして装置ログデータのヘッダを指定できるようになっている。例えば、図８に示す異常検知条件設定ファイル１３ａでは、装置ログデータのヘッダとなっているレシピＮｏ、装置名、チャンバ、ステップＩＤ、製品名および工程名の中から検索キーを指定できるようにしている。ここで、例えば条件Ｎｏ１では、装置名、製品名、工程名の３つのヘッダが検索キーとして指定されている。図１２に、簡単のため異常検知条件設定ファイル１３ａから条件Ｎｏ１として設定した検索キーの項目、装置ログデータの種類およびσ係数だけを記載した図を示す。

次の段階として装置ログデータ記憶部１０に記憶されている装置ログデータ（グローバルアライメント計測 シフトＸ）の異常検知を行なうが、まず図２に示す異常データ検知部１５は、異常検知条件設定ファイル１３ａを参照して、ヘッダを指定している検索キーを取得する。今の場合、図１２に示すようにヘッダのうち製品名、工程名および装置名が検索キーとなっている。続いて、異常データ検知部１５は、装置ログデータ記憶部１０に記憶されている装置ログデータから、検索キーとして指定した製品名、工程名および装置名の具体的な内容を取得する。図１３に装置ログデータ記憶部１０に記憶されている装置ログデータのヘッダの内容を示す。例えば図１３に示す内容から検索キーとして指定した製品名、工程名および装置名を取得すると、取得した内容は、製品名「α」、工程名「３」および装置名「♯１」となる。

次の段階として、異常データ検知部１５は、取得したヘッダの内容と一致する内容のヘッダを有する過去データを過去データ記憶部４ａから抽出する。そして抽出した過去データより平均値および標準偏差を算出し、上下限値を自動的に算出する。このようにして、エンジニアは検索キーを指定するだけで必要となる上下限値だけを自動的に算出することができる。したがって、エンジニアの作業負担を軽減することができる。

次に、計算式定義ファイル１５ａについて説明する。異常を検知する装置ログデータとして装置から出力された装置ログデータではなく、出力された装置ログデータに演算処理を施した装置ログデータに意味がある場合がある。この場合、演算処理を施した装置ログデータを得るためのファイルが計算式定義ファイル１５ａである。図１４に計算式定義ファイル１５ａの内容の一例を示す。図１４において、例えば、検知項目内容が「パラメータＺ」の装置ログデータは、計算用パラメータＰ１〜Ｐ４の値「Ｃｈ１」、「Ｃｈ２」、「Ｃｈ４」、「Ｃｈ５」を使用して計算式（Ｃｈ１＋Ｃｈ４）／２−（Ｃｈ２＋Ｃｈ５）／２により演算されることがわかる。

次に、エラーメッセージ定義ファイル１８は、異常を検知した際に表示するエラ−メッセージを定義するものであり、例えば図１５に示すような内容をしている。このエラーメッセージ定義ファイル１８に記載されているエラーＮｏを図８に示した異常検知条件設定ファイル１３ａのエラーメッセージの項目に指定することにより指定されたエラーＮｏのエラーメッセージを表示させることができる。

添付ファイル２０は、検知結果の出力に添付されるファイルであり、異常を検知した際に細かい作業指示を行なえるようにしたファイルである。具体的に添付ファイル２０の内容の一例を図１６に示す。図１６は、装置ログデータとしてグローバルアライメント計測データを使用して異常検知を行なった場合の添付ファイルである。この添付ファイルを作業者が受け取ると、作業者は、ロットＮｏとウェハＮｏ、Ｘ方向、Ｙ方向の規格および測定結果を入力する。すると判定結果が自動出力され異常が実際に生じたのかを確認することができる。

異常値削除定義ファイル１６は、装置ログデータの中から予め異常とわかっているデータを削除するために用いられるファイルである。ここで削除される装置ログデータは、半導体製造装置の異常を示すものではなく、装置バグ、もしくは装置通信上の問題などにより生じた明らかな異常データである。

メールアドレス設定ファイル１９は、異常を検知した場合に検知結果を出力する先を指定するためのファイルであり、メールアドレスなどが記載されているファイルである。

次に、装置アラームデータを使用した異常検知で使用するファイルについて説明する。図７において、装置アラームデータを使用した異常検知で使用するファイルは、致命的アラームデータ設定ファイル１４ａ、不要データ設定ファイル１４ｂ、増発監視データ設定ファイル１４ｃ、エラーメッセージ定義ファイル１８、メールアドレス設定ファイル１９、添付ファイル２０および装置グループ指定ファイル２１である。

なお、エラーメッセージ定義ファイル１８、メールアドレス設定ファイル１９、添付ファイル２０および装置グループ指定ファイル２１は、装置ログデータを使用した異常検知で使用するファイルとして説明したため、その説明は省略する。

致命的アラームデータ設定ファイル１４ａは、ウェハを処理する上で致命的となる装置アラームデータを登録したファイルであり、その内容は、例えば図１７に示すようになっている。図１７に示すように装置アラームデータが致命的アラームデータ「Ａ０００１」、「Ａ０００２」、「Ａ０００３」、「Ｂ０＊＊＊」に該当する場合は致命的エラーに該当する。また、致命的アラームデータ設定ファイル１４ａには、端末表示ＯＮ/ＯＦＦおよびメール送信先の項目があり、致命的エラーが発生した場合、作業者端末装置２Ａ〜２ＣおよびエンジニアＰＣ６などにエラー表示がなされる。

不要データ設定ファイル１４ｂは、装置アラームデータのうちウェハを処理する上で異常とみなす必要がないデータを登録したファイルであり、その内容は、例えば図１８に示すようになっている。図１８に示すように、装置アラームデータが不要データ「Ｘ０００１」、「Ｘ０００２」、「Ｙ００＊＊」に該当する場合、異常検知を行なわず異常検知処理を終了する。

増発監視データ設定ファイル１４ｃは、所定時間に所定回数以上装置アラームデータが発生した場合に異常と判定するデータを登録するファイルであり、図１９に示すように時間および回数が設定可能となっている。図１９に示すように、例えば、装置アラームデータが増発監視データ「Ｚ０００１」に該当する場合、２時間に１０回以上装置アラームデータが発生した場合、エラー表示がなされるようになっている。

なお、装置アラームデータの数は非常に多く、露光装置であるステッパを例に取ると数万個も存在し、これらの装置アラームデータに対して致命的であるかどうかを設定することは困難である。そこで、異常を有効に検知するためにわかっている範囲で致命的アラームコードを登録する一方で異常検知の判定から除く装置アラームデータを不要データとして登録するようにした。また、登録されていないコードに対しては、図１９に示すように増発監視データ設定ファイル１４ｃでデフォルト設定を行い、このデフォルト設定された内容で異常を検知するようにしている。

次に、装置ログデータにより異常を検知した場合に検知結果を出力する機能について説明する。

異常を検知した場合、作業者に対して明快に装置のチェック方法やＱＣ（Quality Control）手法、製品処置の指示ができなければ、異常を検知してもロットが流動してしまいウェハ不良を未然に防止することができない。そこで、本実施の形態では、異常を検知した場合の検知結果を出力する機能について説明する。

図２０に、装置ログデータにより異常を検知した場合における検知結果の出力内容を示す。図２０に示すように、異常を検知した際にまず異常が起こったことを作業者に通知するため、着工の開始時刻、製品名、工程名、レシピ名、装置名などの装置ログデータのヘッダに記載されている内容が作業者端末装置２Ａ〜２Ｃに出力される。また、装置エラーの有無およびエラーメッセージ内容が表示される。そして、装置エラーの有無および対象製品の詳細情報が必要な場合は、各項目をクリックすると各詳細画面に移動できるようになっている。

例えば、装置エラーの「有り」をクリックすると、図２１に示すような内容の画面が表示される。すなわち、装置エラーの発生時刻、ウェハＮｏ、内容などが表示される。図２１の一行目では具体的に装置エラーの発生時刻が「１５時３０分」であり、ウェハＮｏが「１０」、内容が「真空圧異常」であることが表示されている。

また、図２０に示しているエラーメッセージの対象製品の欄に記載されている「開く」をクリックすると、図２２に示すような内容の画面が表示される。すなわち、ロットＮｏ、ウェハＮｏ、検知項目（装置ログデータ）、検知方式が表示される。具体的には、例えばロットＮｏが「Ａ００１」、ウェハＮｏが「１」、検知項目が「真空圧」、検知方式が「上下限値」というように表示される。

さらに、図２０に示しているエラーメッセージのチェックファイルの「有り」をクリックすると、図２３に示すような添付ファイルが表示されるようになっている。この添付ファイルは、異常検知時の対処方法について細かく指示できるようにするためのものである。添付ファイルには、作業者が測定値をチェックして、チェックした結果を測定値の欄に入力すると自動的にＯＫかＮＧかを表示させることも可能となっている。

また、異常検知時の作業者の対処は不良発生時には非常に重要であるため、上記した添付ファイルは異常検知サーバ５内に記憶できるようにしている。

なお、図２０〜図２３に示した内容は、エンジニアに異常が発生したことを知らせるために登録されたアドレスにメール配信することも可能となっている。

次に、装置アラームデータにより異常を検知した場合に検知結果を出力する機能について説明する。

図２４に、装置アラームデータにより異常を検知した場合に出力される内容を示す。図２４に示すように、発生時刻、エラー種別、装置アラームデータ、ロットＮｏ、ウェハＮｏ、アラーム内容およびエンジニア指示が作業者端末装置２Ａ〜２Ｃに表示される。そして、チェックボックスにチェックし、Ｒｅｔｕｒｎボタンを押すと図２５に示す内容が表示される。図２５は、作業者が対処した内容を記載できるラインコメント入力欄が設けてあるため、作業者はこの欄に対処事項を記入することができる。そして、図２５に示す送信をチェックして入力完を押すと、図２５に示した内容のデータがエンジニアに配信されるとともに、異常検知サーバ５内に記憶されるようになっている。

本実施の形態１は上記のように構成されており、以下にその動作の一例および作用について図面を参照しながら説明する。

まず、装置ログデータを使用して異常を検知する動作について説明する。図２６に示すように例えば作業者端末装置２Ａの指示により半導体製造装置１Ａにおいてウェハの着工が開始される（Ｓ１０１）。続いて、半導体製造装置１Ａにおいてウェハの処理が終了すると半導体製造装置１Ａから装置ログデータが作業者端末装置２Ａに送信される（Ｓ１０２）。

そして、作業者端末装置２Ａは、受信した装置ログデータをデータハンドリングサーバ３Ａに送信する（Ｓ１０３）。データハンドリングサーバ３Ａは、受信した装置ログデータを設備データ管理サーバ４に送信する（Ｓ１０４）。

設備データ管理サーバ４は、受信した装置ログデータを異常検知サーバ５に送信する（Ｓ１０５）。続いて、異常検知サーバ５は、異常検知サーバ５内の装置ログデータ記憶部１０に装置ログデータを記憶する（Ｓ１０６）。

そして、半導体製造装置１Ａにおいて１ロット分のウェハの処理が終了しない場合はＳ１０２〜Ｓ１０６を繰り返す（Ｓ１０７）。１ロット分のウェハの処理が終了した場合は、半導体製造装置１Ａからロットエンド信号が送信される（Ｓ１０８）。そして、異常検知サーバ５が異常検知サーバ５内のロットエンド信号受信部１２でロットエンド信号を受信する（Ｓ１０９）。

次に、図２７に示すように、ロットエンド信号受信部１２でロットエンド信号が受信されると、異常データ検知部１５は、第１検知条件記憶部１３に記憶されている異常検知条件設定ファイル１３ａを参照してヘッダを指定した検索キーを取得する（Ｓ１１０）。次に、取得した検索キーで指定されるヘッダについて、装置ログデータ記憶部１０に記憶されている装置ログデータの内容を取得する（Ｓ１１１）。

続いて、取得したヘッダの内容と一致する内容のヘッダを含む過去データを過去データ記憶部４ａから抽出する（Ｓ１１２）。そして、異常データ検知部１５は、抽出した過去データに基づき平均値と標準偏差を算出する（Ｓ１１３）。その後、異常データ検知部１５は、算出した平均値および標準偏差に基づいて、装置ログデータ記憶部１０に記憶されている装置ログデータの異常の有無を検知する（Ｓ１１４）。

次に、異常データ検知部１５で異常を検知した場合には（Ｓ１１５）、検知結果をエンジニアＰＣ６と作業者端末装置２Ａに送信する（Ｓ１１６）。一方、異常データ検知部１５で異常が検知されなかった場合には（Ｓ１１５）、作業者端末装置２Ａにだけ結果が送信される（Ｓ１１７）。このようにして、装置ログデータの異常を検知することができる。

半導体製造装置において１ロットのウェハが処理される毎に装置ログデータに異常がないか判定されるため、規格外れの不良ウェハをリアルタイムに検出することができる半導体集積回路装置の製造方法を提供することができる。したがって、ウェハが完全に不良品となることを未然に防止することができる。

また、装置ログデータの異常をリアルタイムに検出することができるため、ウェハの大量不良の原因となる半導体製造装置およびプロセスの異常を早期に発見することができる。

メール機能を使用して検知結果をエンジニアのコンピュータへ配信することができるため、エンジニアが異常を早急に知ることができる。

装置ログデータは、装置の状態を示すデータであるため、装置自体の故障などにより生じた不良ウェハを検出できるほか、プロセス不良が装置ログデータに反映される場合における不良ウェハも検出することができる。

また、装置ログデータは、ウェハが処理される毎に半導体製造装置から出力されるため、ウェハと装置ログデータは、１対１の対応がとれている。したがって、抜き取り検査において検査されないウェハに対しても異常を検出することができる。

次に、装置アラームデータを使用して異常を検知する動作について説明する。まず、半導体製造装置１Ａより装置アラームデータが送信されるが、装置アラームデータは上述したように作業者端末装置２Ａ、データハンドリングサーバ３Ａ、設備データ管理サーバ４などを経由して最終的に異常検知サーバ５に入力される。

続いて、図２８に示すように、異常検知サーバ５内の装置アラームデータ記憶部１１に装置アラームデータが記憶される（Ｓ２０１）。そして、装置アラームデータ記憶部１１に記憶された装置アラームデータは、異常データ検知部１５に入力される（Ｓ２０２）。異常データ検知部１５は、装置アラームデータが第２検知条件記憶部１４に記憶されている致命的アラームデータ設定ファイル１４ａに設定されている致命的アラームデータに一致するかを判定する（Ｓ２０３）。

装置アラームデータが致命的アラームデータに一致する場合には、作業者端末装置２ＡやエンジニアＰＣ６にエラー表示を行なう（Ｓ２０４）。装置アラームデータが致命的アラームデータと一致しない場合には、さらに不要データ設定ファイル１４ｂに設定されている不要データに一致するかを判定する（Ｓ２０５）。不要データに装置アラームデータが一致する場合、異常の検知は行なわず処理を終了する。一方、不要データに装置アラームデータが一致しない場合には、続いて、増発監視データ設定ファイル１４ｃに設定されている増発監視データと装置アラームデータが一致するかを判定する（Ｓ２０６）。

増発監視データに装置アラームデータが一致する場合、所定時間の発生回数が設定より多いか判断する（Ｓ２０７）。所定時間の発生回数が設定より多い場合には、作業者端末装置２ＡやエンジニアＰＣ６にエラー表示を行なう（Ｓ２０８）。一方、所定時間の発生回数が設定より少ない場合は、異常の検知は行なわず処理を終了する。

増発監視データに装置アラームデータが一致しない場合、増発監視データ設定ファイル１４ｃにデフォルト登録がなされているかを判定する（Ｓ２０９）。デフォルト登録がなされていない場合には、異常の検知は行なわず処理を終了する。一方、デフォルト登録されている場合、所定時間の発生回数がデフォルト設定より多いか判定する（Ｓ２１０）。所定時間の発生回数がデフォルト設定より多い場合には、作業者端末装置２ＡやエンジニアＰＣ６にエラー表示を行なう（Ｓ２１１）。一方、所定時間の発生回数がデフォルト設定より少ない場合は、異常の検知は行なわず処理を終了する。このようにして、装置アラームデータを使用して異常を検知することができる。

装置アラームデータの異常をリアルタイムに検出することができるため、ウェハの大量不良の原因となる半導体製造装置およびプロセスの異常を早期に発見することができる。

本実施の形態１では、過去データ記憶部４ａに記憶されている過去データを使用して平均値および標準偏差を算出し、算出した平均値および標準偏差を用いて上下限値を設定し異常の検知を行なっている。このように過去データから平均値および標準偏差を算出して上下限値を求めるロジックを使用して解析シミュレータを構成することも可能である。すなわち、エンジニアが上下限値を設定する場合、上下限値の最適化を図ることは難しい。しかし、上記した解析シミュレータを使用すれば検知条件や装置ログデータを選んで検知率や虚報率を瞬時にシミュレーションし、設定条件の最適化を図ることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態２は、前記実施の形態１で説明した異常検知システムを具体的に露光装置（ステッパ）に適用したものである。露光装置は、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタを含む半導体集積回路装置の製造工程で使用されるものであり、例えば、ウェハ上に配線やＭＯＳトランジスタのゲート電極を形成するための工程で使用される。すなわち、配線やゲート電極を加工するため、半導体ウェハ上に塗付したレジスト膜のパターニング工程に使用される。具体的にゲート電極を形成する工程を例にすると、ゲート絶縁膜を形成したウェハ上に例えばポリシリコン膜よりなる導電膜を形成する。そして、この導電膜上にレジスト膜を塗付する。そして、この塗付したレジスト膜に対してパターニングを施す際に露光装置が使用される。本実施の形態２において露光装置は、例えばゲート電極を加工する際に使用されるレジスト膜のパターニングに使用される。

図２９は露光装置によって実際に計測されたウェハ３０の下地パターン３１と露光装置が装置内に有している理想格子３２を模式的に示したものである。図２９に示すように露光装置は計測した下地パターン３１と理想格子３２との間にずれが生じた場合、露光装置内でずれを補正する機能を有している。例えば、下地パターン３１に対して精度良くパターンの焼付けを行なうためにグローバルアライメント処理を行なう。

しかし、グローバルアライメント処理で誤計測が発生すると、実際にはずれていないのに仮想のずれを補正して露光することになる。この場合、焼き付けるパターンと下地パターンとがずれてしまいウェハの不良が生じることになる。このため、通常の半導体製造工場では、１ロット分あるいは１バッチ分のウェハの中から１枚のウェハを抜取り、抜取り検査を実施している。しかし、グローバルアライメント処理はウェハを処理する毎に行なわれるため、ウェハ単位でランダムにグローバルアライメントの誤計測が発生する可能性がある。したがって、抜取り検査では、グローバルアライメント処理の異常を検知することは困難である。

グローバルアライメント処理では、下地パターン３１と理想格子３２とのずれ量を示すグローバルアライメント計測データ（位置合わせ計測データ）が装置ログとして露光装置から出力される。そこで、本実施の形態２では、このグローバルアライメント計測データを使用して異常を検知する。露光装置が下地パターン３１と理想格子３２との間でありもしないずれを誤検出した場合、装置ログであるグローバルアライメント計測データに突発的な飛びが発生することが確認されている。したがって、グローバルアライメント計測データに突発的な飛びが生じたかを検知することにより、規格から外れたウェハの早期発見をすることができる。

図３０に具体的にグローバルアライメント計測データに突発異常が発生した様子を示す。横軸はウェハＮｏを示しており、縦軸は装置ログデータであるグローバルアライメント計測データを示している。図３０を見て分かるように、ほとんどのグローバルアライメント計測データは「０．１０」と「０．１５」との間の値をとっているが、ウェハＮｏ「８」に対応するグローバルアライメント計測データが突発的に突出し「０．４０」の値を取っている。このとき、しきい値として「０．３０」を取っているため、ウェハＮｏ「８」に対応するグローバルアライメント計測データが異常であると検知される。したがって、本実施の形態２によれば、パターンずれを起して規格外れとなっているウェハを特定し検知することができる。異常を検知されたウェハにおいては、ずれが生じているパターンが転写されたレジスト膜が除去され、新たにレジスト膜が塗布された後、再び露光・現像することにより正常なパターンが形成される。このようにして、異常を検知されたウェハを救済することができる。

また、本実施の形態２における半導体集積回路装置の製造方法で使用される異常検知システムには複数台の露光装置が接続されているが、接続されている複数台の露光装置において同じように異常が発生するものではなく、特定の露光装置で特定の製品を製造する場合に異常が頻繁に現われるという場合がある。このような露光装置および製品の組み合わせは、本異常検知システムによる異常の検知を続けることによって特定できる。したがって、特定した露光装置およびそこで製造される製品の組み合わせに対して、装置条件の最適化や着工条件の最適化を図ることにより異常の発生を低減することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態３は、前記実施の形態１で説明した異常検知システムを具体的にエッチング装置に適用したものである。エッチング装置は、ウェハやウェハ上に形成された膜をエッチングするための装置であり、ＭＯＳトランジスタを含む半導体集積回路装置の製造工程で使用される。例えば、ウェハ上にＭＯＳトランジスタなどの素子を電気的に分離する素子分離溝を形成する際に使用される。具体的に素子分離領域はウェハ上に酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を順次形成した後、フォトリソグラフィ技術を使用してパターニングされる。パターニングは、素子分離領域を形成する領域に形成されている酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を除去するように行なう。そして、このパターニングされた酸化シリコン膜および窒化シリコン膜をマスクとして、エッチング装置を用いて露出したシリコンのエッチングを行い、素子分離溝を形成するものである。その後は、エッチングにより形成した素子分離溝に酸化シリコン膜を埋め込むことにより素子分離領域が形成される。本実施の形態３においてエッチング装置は、例えば上記したような素子分離溝を形成する工程で使用される。

図３１は、上記したエッチング装置の概略構成を示した図である。図３１において、エッチング装置は、エッチングチャンバ３５、トランスファーチャンバ３６、ロードロックチャンバ３７、ステージ３８、ＡＰＣ（Auto Pressure Control）バルブ３９、ポンプ４０、ゲートバルブ４１を有している。

エッチングチャンバ３５は、エッチング処理を行なうチャンバであり、内部にはウェハを配置するためのステージ３８が設けられている。ステージ３８は電極としての役割も有している。また、エッチングチャンバ３５は、ＡＰＣバルブ３９を介してポンプ４０と接続されている。

ＡＰＣバルブ３９は、エッチングチャンバ３５内の圧力を調整するために設けられており、開口度を調整できるようになっている。この開口度は装置ログデータとしてエッチング装置から出力されるようになっている。また、ポンプ４０は、エッチングチャンバ３５内の気体を排気するために設けられている。

ゲートバルブ４１は、エッチングチャンバ３５とトランスファーチャンバ３６との間を開閉できるようになっているバルブであり、Ｏリングを有している。

上記のように構成されたエッチング装置におけるウェハのエッチングは、ウェハをステージ３８上に配置した状態で、エッチングチャンバ３５内にエッチングガスを導入することにより行なわれる。このとき、ＡＰＣバルブ３９は所定の開口度になっており、エッチングによる反応ガスがこのＡＰＣバルブ３９を通じて外部へ排気されている。具体的に、このエッチング装置で行なわれるエッチング工程は、例えばウェハ上に素子を分離するための素子分離溝を形成する工程とする。

エッチングチャンバ３５内でエッチングを行なう場合、このエッチングチャンバ３５とトランスファーチャンバ３６との間に設けられているゲートバルブ４１は閉じられている。しかし、ゲートバルブ４１内にあるＯリングが劣化しているとゲートバルブ４１が閉じられていてもリークが生じる。すなわち、トランスファーチャンバ３６内に存在する窒素ガスがトランスファーチャンバ３６より圧力の低いエッチングチャンバ３５内にリークする。すると、エッチングチャンバ３５内の圧力が上昇する。このため、上昇したエッチングチャンバ３５内の圧力を下げようと、ＡＰＣバルブ３９の開口度は大きくなる。

ＡＰＣバルブ３９の開口度が大きくなるとエッチングチャンバ３５内に存在するエッチングガスの排気される量も多くなる。したがって、エッチング反応が相対的に減少し、ウェハに形成される素子分離溝の深さが浅くなり不良となる。

そこで、本実施の形態３は、装置ログデータとしてＡＰＣバルブ３９の開口度を使用することにより、上記したエッチング装置の不具合に基づくプロセス異常を検知するものである。すなわち、ＡＰＣバルブの開口度が大きくなった場合、エッチングチャンバ３５内へ窒素がリークしたものとして異常を検知する。

図３２にエッチング処理するウェハのウェハＮｏと装置ログデータであるＡＰＣバルブ３９の開口度の関係を示す。横軸はウェハＮｏを示しており、縦軸はＡＰＣバルブ３９の開口度（％）を示している。なお、図３２には、独立した別個の２つのエッチングチャンバＣ１、Ｃ２についてのデータが記載されている。

図３２を見て分かるように、エッチングチャンバＣ２についての開口度は、「１３％」〜「１４％」の間の値で安定して推移している。一方、エッチングチャンバＣ１についての開口度は、ウェハＮｏ「１」〜ウェハＮｏ「約１８０」までの間では、「１２％」〜「１３％」で安定して推移しているが、ウェハＮｏ「約１８０」付近で著しく上昇して開口度が「１５％」〜「１６％」になっている。そして、ウェハＮｏ「約２００」〜「約２４０」付近で開口度が「１７％」〜「１８％」となり、その後、開口度は、「１５％」〜「１６％」の間で推移している。したがって、開口度の異常を検知するためのしきい値として例えば「１５％」に設定することにより、最初に生じた開口度の上昇を異常と検知することができる。

開口度の異常が検知された場合、作業者は実際にリークが生じているかを調べることにより不良ウェハの大量の作り込みを未然に防止することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態４は、前記実施の形態１で説明した異常検知システムを具体的にプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置に適用したものである。プラズマＣＶＤ装置は、ウェハ上に膜を形成するための装置であり、ＭＯＳトランジスタを含む半導体集積回路装置の製造工程で使用される。例えば、ウェハ上にＭＯＳトランジスタなどの素子を形成した後、このＭＯＳトランジスタ上に層間絶縁膜を形成する際に使用される。層間絶縁膜はウェハ上にＭＯＳトランジスタを形成した後、このＭＯＳトランジスタ上にプラズマＣＶＤ装置を使用して酸化シリコン膜を堆積することにより形成される。具体的に層間絶縁膜となる酸化シリコン膜は、例えばＴＥＯＳ（Tetra Ethyl Ortho Silicate）を原料として形成することができる。本実施の形態４においてプラズマＣＶＤ装置は、例えば上記したような層間絶縁膜を形成する工程で使用される。

図３３は、プラズマＣＶＤ装置の概略構成を示した図である。図３３において、プラズマＣＶＤ装置は、チャンバ５０、下部電極（サセプタ）５１、上部電極５３、マッチャー（機能部分）５４、ＲＦ（Radio Frequency）電源５５を有している。

下部電極５１上には、成膜処理を行なうウェハ５２が配置される。上部電極５３は、シャワー電極となっており、プラズマ化したガスをチャンバ５０内に導入することができるようになっている。

また、チャンバ５０とＲＦ電源５５との間にはマッチャー５４が設置されている。このマッチャー５４は、インピーダンス整合をとるために設けられている。ＲＦ電源５５は、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を発生できるように構成されている。

マッチャー５４は正常に機能している場合、ＲＦ反射波を出さないが、使用し続けて劣化してくるとマッチャー５４からＲＦ反射波が出力され、次第にＲＦ反射波の出力が増加してくる。このように、マッチャー５４からＲＦ反射波が出力されるようになるとマッチャー５４に接続されているＲＦ電源５５に悪影響を及ぼし、ＲＦ電源の故障を引き起こす。このため、プラズマＣＶＤ装置では、マッチャー５４から出力されるＲＦ反射波平均値が２０Ｗを超え、この状態が５秒間連続した場合、プラズマＣＶＤ装置のインターロック機能により、ＲＦ電源５５の出力を遮断するようになっている。このようにインターロックがかかるとウェハの成膜処理の途中でＲＦ電源５５の出力が遮断されるため、ウェハ上に形成する膜の膜厚が規定値に達せずウェハスクラップが生じる。

そこで、本実施の形態４は、装置ログデータとしてＲＦ反射波平均値を使用することにより、プラズマＣＶＤ装置によるインターロックがかかる前にマッチャー５４の異常を検知するものである。すなわち、ＲＦ反射波平均値を常時監視することにより、ウェハスクラップを未然に防止するものである。

図３４に、マッチャー５４の不良発生時におけるＲＦ反射波平均値の推移を示す。横軸はウェハの枚数を示しており、縦軸はＲＦ反射波平均値を示したものである。図３４を見て分かるように、ウェハの処理枚数が１２０枚程度まではマッチャー５４から出力されるＲＦ反射波平均値は２０Ｗ以下となっている、そして、ウェハの処理枚数が１２０枚付近でＲＦ反射波平均値が一時的に２０Ｗを超えて３０Ｗになる。その後は、再びＲＦ反射波平均値は２０Ｗ以内に収まるが、ウェハ処理枚数が約２２０枚付近でＲＦ反射波平均値が一時的に６０Ｗを超えるようになる。そして、ウェハ処理枚数が約２５０枚付近でＲＦ反射波の出力が１２０Ｗを超え、装置によるインターロックがかかり、マッチャー５４の不良が発生する。その後、マッチャー５４を交換するとＲＦ反射波は、ほとんど出力されないことがわかる。

図３４に示すように、徐々にマッチャー５４が劣化してくると、装置によるインターロックがかかる前であっても、マッチャー５４から出力されるＲＦ反射波平均値は、一時的に（５秒間継続せず）２０Ｗを超えることがあることがわかる。したがって、ＲＦ反射波平均値の異常を判定するしきい値が、前記実施の形態１で述べたように過去データより算出した標準偏差に基づき例えば２０Ｗを超える３０Ｗに設定されることにより、インターロックがかかるウェハ処理枚数が約２５０枚付近より前の段階でマッチャー５４の異常を検知することができる。すなわち、例えば、２０Ｗ以上の反射波平均値の出力が連続して５秒間続いた場合を条件として装置にインターロックをかける方式では、２０Ｗ以上の反射波平均値異常が発生した場合、マッチャー５４が不良となったと判断して装置電源が停止してしまい、着工中のウェハがスクラップになってしまう。これに対し、本実施の形態４では、装置電源が停止してしまう程の異常が生じる前の前駆的な異常を察知することにより、ウェハスクラップをなくすことができる。すなわち、本実施の形態４における異常検知システムによれば、装置電源をダウンさせずに軽微な異常を検知するものであるため、着工中のウェハを救済することができる。

ここで、５秒間継続して２０Ｗを超えたときにインターロックがかかる例を説明したが、この条件を変えることも考えられる。しかし、このインターロックは、今の場合、装置製造時に決定されていて変更することができない。また、インターロックで検知する場合は、装置電源がダウンし、ウェハの回復が不可能なため、ウェハスクラップが生じる。したがって、装置電源をダウンさせずに前駆的な軽微な異常を検知してウェハの救済を行なう本実施の形態４の異常検知システムが有効であることがわかる。

また、インターロックでは、設定可能なものもある。しかし、多品種少量製品を製造する場合のように数多くの設定を適切に行なわなければならず設定困難である。これに対し、本実施の形態４では、前記実施の形態１で説明したように過去データを使用して自動的に適切なしきい値を設定できるため、適切なしきい値設定を簡便に行なうことができる。

このように本実施の形態４の異常検知システムによれば、装置ログデータであるＲＦ反射波平均値を監視することで、マッチャー５４の異常を早期に発見することができる。したがって、ウェハスクラップを未然に防止することができるとともにマッチャー５４を交換する時期の適正化を図ることができる。また、マッチャー５４をＲＦ反射波の少ない正常な状態で使用し続けることができるので、マッチャー５４に接続されているＲＦ電源５５の寿命を長くすることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態５は、前記実施の形態１で説明した異常検知システムを具体的にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置に適用したものである。ＣＶＤ装置は、ウェハ上に膜を形成するための装置であり、ＭＯＳトランジスタを含む半導体集積回路装置の製造工程で使用される。例えば、コンタクトホールにタングステン膜を埋め込んでプラグを形成する際にＣＶＤ装置が使用される。具体的にウェハ上にＭＯＳトランジスタなどの素子を形成した後、このＭＯＳトランジスタ上に層間絶縁膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用してこの層間絶縁膜にコンタクトホールを形成した後、このコンタクトホールにスパッタリング法を使用してチタン／窒化チタン膜を形成する。その後、ＣＶＤ装置を使用してコンタクトホールにタングステン膜を埋め込み、プラグが形成される。本実施の形態５においてＣＶＤ装置は、例えば上記したようなプラグを形成する工程で使用される。

図３５は、ＣＶＤ装置の概略構成を示した図である。図３５において、ＣＶＤ装置は、シャワーベース６０、シャワーヘッド６１、リフレクタ６２、リフターピン６３、アタッチメント６４、クランプリング６５、クォーツウィンドゥ６６、ランプ６７、ランプハウス６８、サセプタ６９および熱電対７０を有している。

上記のＣＶＤ装置において、ウェハはサセプタ６９上に配置され、クランプリング６５によって固定される。そして、ウェハはクォーツウィンドゥ６６下に設置されたランプ６７によって加熱される。加熱する複数のランプ６７はランプハウス６８に格納されている。ウェハ温度はサセプタ６９に接続している熱電対７０により制御されている。ランプハウス６８の内面には反射効率を高めるために金メッキ（成分）が施されている。また、シャワーヘッド６１より成膜するための原料ガスがウェハ上に導入される。

ウェハは、ランプハウス６８に格納された複数のランプ６７によって加熱されるが、ランプ６７は通常、最大ランプパワーに対して約４０％〜５０％のパワーで動作する。しかし、ランプハウス６８に格納されたランプ６７の中に寿命などにより正常に動作しないランプ６７が生じると、そのランプによる出力の低下をカバーするように周辺に存在する他のランプ６７のパワーが上昇する。ランプ６７のパワーが上昇すると消費電流が増加し、過電流が発生し装置電源がダウンする不良が発生する。また、過電流は、クォーツウィンドゥ６６のくもりや一部のランプ６７によるショートなどによっても発生する。

ランプ６７のパワーの上昇は、ランプハウス６８の内面に形成されている金メッキを溶かし、ランプハウス６８の不良を引き起こしたり、ランプパワー上昇による膜質変動や装置電源がダウンすることによる着工中のウェハのスクラップといった問題を引き起こす。

そこで、本実施の形態５は、装置ログデータとしてランプ６７のパワーを使用することにより、装置電源がダウンする前にランプ６７の異常を検知するものである。すなわち、ランプ６７のパワーを常時監視することにより、ウェハスクラップを未然に防止するものである。

図３６は、トラブル発生時におけるランプ６７のパワー（最大ランプパワーに対する比率）と推移を示した図である。横軸は時刻を示しており、縦軸はランプ６７のパワーを示している。なお、図３６には、ランプハウス６８に格納されたランプ６７のうち、５つのランプのパワーを同時に記載している。

図３６を見てわかるように３時間３６分経過付近までは、ランプ６７のパワーは５０％〜６０％の範囲に収まっており、その後、次第にランプ６７のパワーが上昇して６０％のラインを超え、６時間を超えた付近でランプ６７のパワーが７０％から９０％の範囲に入る程度に急上昇していることがわかる。そして、ランプ６７のパワー急増している時刻において、過電流による装置電源のダウンが発生している。

ランプ６７のパワーが急上昇する前において、ランプ６７のパワーが次第に上昇している。このため、ランプ６７のパワー異常を判定するしきい値が、前記実施の形態１で述べたように過去データより算出した標準偏差に基づき、例えば６０％に設定されることにより、装置電源がダウンする前の段階でランプ６７のパワーの軽微な異常を検知することができる。このように本実施の形態５の異常検知システムによれば、装置ログデータであるランプ６７のパワーを監視することで、ランプ６７のパワー異常を早期に発見することができる。したがって、装置電源のダウンによるウェハスクラップを未然に防止することができるとともにランプハウス６８の長寿命化を図ることができる。すなわち、本実施の形態５における異常検知システムによれば、装置電源をダウンさせずに軽微な異常を検知するものであるため、着工中のウェハを救済することができる。

ここで、インターロックを使用することも考えられるが、インターロックでは装置電源がダウンし、処理中のウェハのスクラップが生じるとともに多品種少製品を製造する場合のように数多くの設定を適切に行なわなければならず設定困難である。これに対し、本実施の形態５では、装置電源をダウンさせずに前駆的な軽微な異常を検知してウェハの救済を行なうことができるとともに、前記実施の形態１で説明したように過去データを使用して自動的に適切なしきい値を設定できるため、適切なしきい値設定を簡便に行なうことができる。

また、装置アラームを使用することも考えられるが、本実施の形態では装置アラームが発せられる前の軽微な異常を検知できるので、異常を早期に検知することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、半導体集積回路装置を製造する製造業に幅広く利用することができる。

Claims (1)

1. 以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
   （ａ）半導体ウェハを処理する半導体製造装置から出力されるデータであって、複数のヘッダを含み、前記半導体製造装置の状態を示す装置ログデータを装置ログデータ記憶部に記憶する工程；
   （ｂ）前記装置ログデータ記憶部に記憶されている前記装置ログデータに異常データがないかを異常データ検知部で検知する工程；
   （ｃ）前記異常データ検知部で検知した結果を結果出力部へ出力する工程；
   ここで、前記（ｂ）工程は、以下の下位工程を含む：
   （ｂ１）前記装置ログデータの前記ヘッダを指定した検索キーを取得する工程、
   （ｂ２）取得した前記検索キーで指定される前記ヘッダの内容が前記装置ログデータと一致する過去データを過去データ記憶部から抽出する工程、
   （ｂ３）抽出した前記過去データから標準偏差を算出する工程、
   （ｂ４）算出した前記標準偏差に基づいて、前記装置ログデータに前記異常データがないかを検知する工程、
   ここで、前記検索キーによる前記ヘッダの指定の内、装置名の指定は、グループ単位でできるようにグループ分けされている。

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