JP5302634B2 - 基板処理管理装置 - Google Patents
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Description
そして、品質が悪い場合には、被処理体を処理したレシピデータをオペレータが経験則に基づいて変更し、変更したレシピデータを用いて基板処理装置に次の処理を行わせている。
また、測定データを登録した時点から、測定データに基づいて品質を判断してレシピデータの変更を実施するまでに毎回或る程度の時間がかるため、次回の処理までの待ち時間が発生してしまい稼働率が低下してしまっていた。或いは、測定データの基づいた品質検査を待たずに次回の処理を実行する場合には、不良品を作りやすく、生産性が低下してしまっていた。
また、LCDや半導体の製造ラインでは、極めて高いクリーン度が要求されることからパーティクル発生源となる紙を排したペーパレス化が強く望まれているが、測定データやレシピデータ等を控えるための用紙が持ち込まれることとなってしまうため、パーティクルに起因した品質低下により生産性が低下してしまっていた。
これにより、パーティクルの発生等を生ずることなく、また、必要なデータの取りこぼしを生ずることなく、レシピデータに応じて基板の処理がどのようになされるかを把握するためのデータを自動的に収集することができる。
これにより、レシピデータに応じた処理量が統計的に解析されて、統計的に本来得られる処理量に対する、実際に測定された処理量のバラツキ等をオペレータが一目にして把握することができる。
なお、本発明に係る基板処理管理装置では、レシピデータと基板の処理結果データとの関係式をオペレータが入力指定することもでき、経験則に応じたレシピデータの修正もできるようになっている。
これにより、実際の処理量をオペレータが指定した上限値と下限値との間に自動的に納めることができ、一定の品質の基板処理を実現することができる。
これにより、実際の処理量が目標値を上回る傾向或いは下回る傾向にあることを予測して、大きなずれが生じてしまう前にレシピデータを修正して一定の品質の基板処理を実現することができる。
また、本発明によれば、オペレータが望む品質管理ルールによる品質管理を行うことができる。また、自動的且つリアルタイムにレシピデータを変更して、品質を安定させることができるため、品質管理作業の負担軽減、不良品発生の抑止、生産効率の大幅な向上を実現することができる。
図1と図2には、それぞれ本発明を適用した基板管理システムの一例を示してある。
図1に示すシステムは所謂ジョブショップ型と称せられるものであり、被処理体の基板として半導体ウェハに成膜処理を施す複数の半導体製造装置1と、半導体ウェハに施された成膜処理の処理量(本例では、膜厚)を測定する測定器2と、レシピデータを用いて複数の半導体製造装置1を群管理するとともに半導体ウェハに施された成膜品質の管理を行う群管理装置3と、各半導体製造装置1及び測定器2と群管理装置3とを接続するLAN回線4と、を備えている。
そして、このような一連の工程において、後述するように、群管理装置3が半導体製造装置1及び測定器2とLAN回線4を介して通信し、測定器2で測定されたデータの収集、この収集した測定データの表示や統計解析、品質管理ルールに基づいて安定した処理量となるようなレシピデータの半導体製造装置1へのダウンロード等を行う。
そして、このような一連の工程において、後述するように、コントローラ10がクラスタツールとLAN回線11を介して通信し、測定器7で測定されたデータの収集、この収集した測定データの表示や統計解析、品質管理ルールに基づいて安定した処理量となるようなレシピデータのクラスタツールへのダウンロード等を行う。
この自動品質管理装置は、通信路を介して外部との通信を行う通信制御部20と、半導体ウェハから測定された処理量データ(測定データ)とレシピデータとの関係を統計解析して回帰式を決定し、更に処理量の目標値を満足するようにレシピデータを補正する統計解析部30と、レシピデータや測定データ等の各種データを記憶する記憶部40と、オペレータに対する入出力インタフェースとなる画面制御部50と、を備えている。
また、品質管理ルール及び目標値は、後述するようにしてオペレータから入力されて品質管理ルールファイル44に予め格納されており、図12にドライ酸化処理の場合の一例を示すように、ルールNo.に対応付けて複数の品質管理ルール及び目標値が予め設定されている。
図12に示すルールNo.1のルールは、今回の処理の測定データが上限値を超えるかまたは下限値を下回る場合に、当該処理を行ったレシピデータを次回の処理のために目標値を満たすように変更するルールである。
また、ルールNo.2やルールNo.3のルールは、今回の処理の測定データが目標値の上や下に偏る場合に、限界値を逸脱する傾向にあるとみなして、当該処理を行ったレシピデータを次回の処理のために目標値を満たすように変更するルールである。つまり、ルールNo.2は、今回の処理を含め、最近の測定データの指定データ数分の膜厚が全て目標値を上回る場合にレシピデータを変更するルールであり、ルールNo.3は、今回の処理を含め、最近の測定データの指定データ数分の膜厚が全て目標値を下回る場合にレシピデータを変更するルールである。
すなわち、図9にドライ酸化処理の場合の一例を示すように、測定データ(すなわち、膜厚値)がその処理を担当したレシピの名称(レシピ名)及びデータ内容(すなわち、温度設定値及び処理時間)に対応付けて格納蓄積される。
したがって、或るプロセスサイクルで基板に対して処理を行った結果、所期の膜厚が得られない場合には、自動的に、次回のプロセスサイクルにおいては変更されたレシピデータに従って処理実行されるため、所期の膜厚の処理を迅速に実現することができる。
次いで、計算用バッファに取り込んだデータから、処理時間xと測定データ値(膜厚)yの積和S(xy)を算出し、また、処理時間xの偏差平方和S(xx)を算出して、処理時間と膜厚の積和を処理時間の偏差平方和で除算することにより回帰係数bを算出する(ステップS15)。なお、本例では、処理時間xと膜厚yとの関係を、y=a+bxとしているが、本発明はこれ以外に曲線的な関係等と言ったように種々な関係についても適用することができる。
すなわち、図11にドライ酸化処理の場合の一例を示すように、回帰式ファイル43には対応するレシピの名称(レシピ名)に対応付けて、算出されたy切片aと回帰係数bが格納され、その後の統計解析処理(ステップS8)において、レシピデータの処理時間を変更するために用いられる。なお、このようなy切片aや回帰係数bは、オペレータが所望の値を入力手段51から入力し、これを回帰式ファイル43に格納しておいてレシピデータの変更処理に用いるようにしてもよい。
すなわち、関係y=a+bxにおいて、最小2乗法により、Q=Σ{yi―(a+bxi)}2 が最小となるようにaおよびbを決定することが行われ、回帰係数bをxとyの積和S(xy)およびxの偏差平方和S(xx)により、b=S(xy)/S(xx)で求め、y切片aをyの平均値およびxの平均値および回帰係数bにより、a=yの平均値―b*(xの平均値)で求める。
このルールNo.に従った処理(ステップS22)を、図7に示すルールNo.2の処理を用いて説明する。
次いで、測定データファイル42から今回処理したレシピデータのレシピ名と一致するデータの測定データ値と処理時間を指定データ数分読み込む(ステップS32〜S34)。
次いで、差Δyをbで除算して、レシピデータの処理時間の変更分Δxを算出し(ステップS38)、現在のレシピデータの処理時間xからΔxを減算して、次回の処理に用いるレシピデータの処理時間xを決定し、レシピ格納ファイル41内の対応するデータの処理時間を決定した処理時間xに変更する(ステップS39)。この結果、この変更されたレシピデータは基板処理装置へダウンロードされ、基板処理装置によって実際に処理された結果が所期の値から外れる傾向にある場合にあっても、オペレータが指定した目標値を満たすように修正が加えられる。
自動品質管理装置が立ち上げられると、画面制御部50は入力待機の状態となり(ステップS41)、オペレータからの入力が入力手段51から受け付けられると(ステップS42)、この入力の入力種別を判定する(ステップS43)。
この結果、入力種別がレシピ登録である場合には(ステップS44)、図14に示すようなレシピ登録画面を表示手段52が画面表示する(ステップS45)。そして、オペレータによって入力手段51からレシピ名、温度設定値および処理時間が入力されると、これらデータの受け付けを行い(ステップS46)、これらデータを図13に示したように互いに対応付けてレシピ格納ファイル41へ格納する(ステップS47)。
また、上記した例では、温度設定値と処理時間とをレシピデータとして処理結果の膜厚に応じて処理時間を修正するようにしたが、本発明では、温度設定値を修正するようにしてもよく、また、ガス流量等を含んだレシピデータとしてその値を修正するようにしたり、また、測定されるデータを基板の膜質等にしてもよい。要は、基板処理装置において設定されるレシピデータであれば特に限定はなく、また、測定データも処理結果を検査する対象であれば特に限定はない。
20・・・通信制御部、 21・・・処理装置通信手段、
22・・・測定器通信手段、 30・・・統計解析部、
31・・・回帰式決定手段、 32・・・統計解析手段、 40・・・記憶部、
41・・・レシピ格納ファイル、 42・・・測定データファイル、
43・・・回帰式ファイル、 44・・・品質管理ルールファイル、
50・・・画面制御部、 51・・・入力手段、 52・・・表示手段、
Claims (8)
- レシピに規定されたレシピデータに基づいて基板処理装置に処理を実行させる基板処理管理装置において、
前記基板処理装置で処理された基板から測定された処理結果データを受信する受信手段と、
処理結果データの上限値と下限値及び目標値を受け付ける手段と、
前記受信手段によって受信された処理結果データは当該基板の処理を行ったレシピデータに対応付けて蓄積されており、当該蓄積された複数の処理結果データからレシピデータと処理結果データとの関係を示す回帰式を算出する手段と、
前記受信手段により受信した処理結果データが前記上限値と前記下限値との間から外れる場合に、最新の処理結果データと前記目標値との差Δyを算出し、前記回帰式に係るデータのうち今回の処理に用いたレシピデータのレシピ名と一致するデータから算出された回帰式の回帰係数bを用いて差Δyを回帰係数bで除算してレシピデータの処理時間の変更分Δxとし、現在のレシピデータの処理時間xから変更分Δxを減算して次回の処理に用いるレシピデータの処理時間xを決定し、当該決定した処理時間xにレシピデータを変更する手段と、
前記変更されたレシピデータに基づいて前記基板処理装置に次回の処理を実行させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする基板処理管理装置。 - レシピに規定されたレシピデータに基づいて基板を処理する基板処理装置の制御方法において、
前記基板処理装置で処理された基板から測定された処理結果データを受信する工程と、
処理結果データの上限値と下限値及び目標値を受け付ける工程と、
受信された処理結果データは当該基板の処理を行ったレシピデータに対応付けて蓄積されており、当該蓄積された複数の処理結果データからレシピデータと処理結果データとの関係を示す回帰式を算出する工程と、
受信した処理結果データが前記上限値と前記下限値との間から外れる場合に、最新の処理結果データと前記目標値との差Δyを算出し、前記回帰式に係るデータのうち今回の処理に用いたレシピデータのレシピ名と一致するデータから算出された回帰式の回帰係数bを用いて差Δyを回帰係数bで除算してレシピデータの処理時間の変更分Δxとし、現在のレシピデータの処理時間xから変更分Δxを減算して次回の処理に用いるレシピデータの処理時間xを決定し、当該決定した処理時間xにレシピデータを変更する工程と、
前記変更されたレシピデータに基づいて前記基板処理装置に次回の処理を実行させる工程と、
を有することを特徴とする基板処理装置の制御方法。 - 請求項1に記載の基板処理管理装置において、
前記処理結果データは、膜厚値であることを特徴とする基板処理管理装置。 - 請求項1に記載の基板処理管理装置において、
前記レシピデータとして、処理時間が規定されていることを特徴とする基板処理管理装置。 - レシピに規定されたレシピデータに基づいて基板処理装置に処理を実行させる工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記基板処理装置で処理された基板から測定された処理結果データを受信する工程と、
処理結果データの上限値と下限値及び目標値を受け付ける工程と、
受信された処理結果データは当該基板の処理を行ったレシピデータに対応付けて蓄積されており、当該蓄積された複数の処理結果データからレシピデータと処理結果データとの関係を示す回帰式を算出する工程と、
受信した処理結果データが前記上限値と前記下限値との間から外れる場合に、最新の処理結果データと前記目標値との差Δyを算出し、前記回帰式に係るデータのうち今回の処理に用いたレシピデータのレシピ名と一致するデータから算出された回帰式の回帰係数bを用いて差Δyを回帰係数bで除算してレシピデータの処理時間の変更分Δxとし、現在のレシピデータの処理時間xから変更分Δxを減算して次回の処理に用いるレシピデータの処理時間xを決定し、当該決定した処理時間xにレシピデータを変更する工程と、
前記変更されたレシピデータに基づいて前記基板処理装置に次回の処理を実行させる工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 基板処理管理装置を基板処理装置と通信回線を介して接続し、当該基板処理管理装置によりレシピに規定されたレシピデータに基づいて基板処理装置で処理される基板の品質を管理する基板処理管理システムであって、
前記基板処理管理装置は、通信路を介して前記基板処理装置で処理された基板から測定された処理結果データを受信する受信手段と、
処理結果データの上限値と下限値及び目標値を受け付ける手段と、
前記受信手段によって受信された処理結果データは当該基板の処理を行ったレシピデータに対応付けて蓄積されており、当該蓄積された複数の処理結果データからレシピデータと処理結果データとの関係を示す回帰式を算出する手段と、
前記受信手段により受信した処理結果データが前記上限値と前記下限値との間から外れる場合に、最新の処理結果データと前記目標値との差Δyを算出し、前記回帰式に係るデータのうち今回の処理に用いたレシピデータのレシピ名と一致するデータから算出された回帰式の回帰係数bを用いて差Δyを回帰係数bで除算してレシピデータの処理時間の変更分Δxとし、現在のレシピデータの処理時間xから変更分Δxを減算して次回の処理に用いるレシピデータの処理時間xを決定し、当該決定した処理時間xにレシピデータを変更する手段と、
前記変更されたレシピデータに基づいて前記基板処理装置に次回の処理を実行させる制御手段と、
を備えていることを特徴とする基板処理管理システム。 - レシピに規定されたレシピデータに基づいて基板を処理する基板処理装置のレシピ管理方法であって、
前記基板処理装置で処理された基板から測定された処理結果データを受信する工程と、
処理結果データの上限値と下限値及び目標値を受け付ける工程と、
受信された処理結果データは当該基板の処理を行ったレシピデータに対応付けて蓄積されており、当該蓄積された複数の処理結果データからレシピデータと処理結果データとの関係を示す回帰式を算出する工程と、
受信した処理結果データが前記上限値と前記下限値との間から外れる場合に、最新の処理結果データと前記目標値との差Δyを算出し、前記回帰式に係るデータのうち今回の処理に用いたレシピデータのレシピ名と一致するデータから算出された回帰式の回帰係数bを用いて差Δyを回帰係数bで除算してレシピデータの処理時間の変更分Δxとし、現在のレシピデータの処理時間xから変更分Δxを減算して次回の処理に用いるレシピデータの処理時間xを決定し、当該決定した処理時間xにレシピデータを変更する工程と、
を有することを特徴とする基板処理装置のレシピ管理方法。 - 請求項1に記載の基板処理管理装置における表示方法であって、
前記基板処理管理装置は、前記関係式の算出を複数の処理結果データを用いて行い、
更に、レシピデータと処理結果データとの関係を表示する表示手段を備え、
前記表示手段により、前記算出された関係式のグラフと前記複数の処理結果データとを同一のグラフ画面に表示することを特徴とする基板処理管理装置における表示方法。
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