JPH10223499A - 物品の製造方法、物品の製造システムおよび複数の加工処理装置の運用方法 - Google Patents

物品の製造方法、物品の製造システムおよび複数の加工処理装置の運用方法

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JPH10223499A
JPH10223499A JP2345797A JP2345797A JPH10223499A JP H10223499 A JPH10223499 A JP H10223499A JP 2345797 A JP2345797 A JP 2345797A JP 2345797 A JP2345797 A JP 2345797A JP H10223499 A JPH10223499 A JP H10223499A
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JP
Japan
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processing
data
treatment
apparatuses
working
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JP2345797A
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English (en)
Inventor
Hidetoshi Anami
秀利 阿南
Shinji Sasaki
新治 佐々木
Shigeru Tsunoda
茂 角田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】加工処理装置であらかじめ設定された加工処理
条件をモニタし、設定範囲内で加工処理条件が制御され
ているのを確認したり、加工処理装置が正常に稼働して
いるのを確認していても不良処理が発生することがあ
る。 【解決手段】複数の加工処理装置の稼働状況やその加工
処理状態を検査し、また加工処理後の物品の検査を行
い、検査データを蓄積、データ処理を行い、複数の加工
処理装置による加工処理状態や加工処理結果の比較を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は物品の製造方法に係
り、特に、半導体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は加工処理に応じた加工処理装置
(製造装置)と必要により応じた検査装置の組み合わせ
により製造システムが構成されている。ここで、生産性
を確保するために同一の加工処理に複数の加工処理装置
を用いることが一般的に行われている。この場合、複数
の加工処理装置によるそれぞれの加工処理結果は、それ
以降の加工処理に品質管理上問題を生じさせない範囲と
する必要がある。そこで、それぞれの加工処理装置であ
らかじめ設定された加工処理条件をモニタし、設定範囲
内で加工処理条件が制御されていることを確認したり、
加工処理装置が正常に稼働していることを確認してい
る。また、特公平6−16475号公報のように物品の
処理履歴を、加工処理のモニタ及びその加工処理の検査
装置から把握し、シミュレーション、統計データ、AI
機能により前工程のばらつきを検知し、次工程以降でば
らつきの影響をオンラインで修正するようなライン全体
での制御方法も示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
運用管理を行い、加工処理条件が設定範囲に収まってい
たり、加工処理装置が正常に動作していても不良処理が
起こる場合がある。
【0004】特にプラズマ処理装置など、ガスの圧力や
流量、投入電力といった設定条件は制御出来るが、プラ
ズマ自体のように論理的な解析が不十分なものを加工処
理に用いる場合は、加工処理状態を完全に把握できず、
上記のような問題が起こりやすい。このような場合は、
不良処理の原因特定が難しいため、対策も試行錯誤にな
って時間がかかり、生産性が低下するという問題があ
る。また、不良処理の発生は物品の歩留まりを低下させ
る。
【0005】本発明の目的は、不良処理が発生しないよ
うに複数の加工処理装置を運用・制御して、高生産性で
歩留まりよく物品を製造する製造方法及び製造システム
を得ることと、不良処理が起こった場合には、その原因
の特定と改善ができる複数の加工処理装置の運用方法及
び運用システムを得ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、複数の加工
処理装置の稼働状況やその加工処理状態を検査し、また
加工処理後の物品の検査を行い、上記検査データを蓄積
し、データ処理を行い、複数の加工処理装置による加工
処理状態や加工処理結果の比較を行う。これに基づき、
複数の加工処理装置による物品の加工処理結果が、以降
の処理に対して品質管理上影響がでない範囲となるよう
に、複数の加工処理装置の加工処理状態を管理する。ま
た、不良処理が生じた場合、上記比較の結果から不良原
因の特定と改善を行うようにした。
【0007】
【発明の実施の形態】発明の第一の実施例を図1により
説明する。
【0008】図1は本発明における一実施例を示し、複
数のプラズマエッチング装置によるウェハのエッチング
方法を示したものである。
【0009】1はライン管理システムであり、ライン全
体の管理、制御、加工処理装置を管理しているコンピュ
ータとのデータの通信を行う。
【0010】10a〜10cはプラズマエッチング装置
でありガスの圧力、流量、投入電力や電圧、電流、ウェ
ハ温度、処理時間などの処理条件や装置稼働時間などの
稼働状況を監視するモニタが付属している。
【0011】20a〜20cはプラズマエッチング装置
10a〜10cのエッチング処理状態を検査するモニタ
ユニットであり、分光分析機21、壁面温度センサ2
2、パーティクルモニタ23から構成している。分光分
析機21はエッチング中のプラズマ状態を、壁面温度セ
ンサ22はエッチング装置の処理室内の壁面温度を、パ
ーティクルモニタ23はエッチング装置内の粒子状態を
モニタするものである。
【0012】30は加工処理後のウェハを検査する検査
装置ユニットであり、外観検査装置31、付着粒子計数
器32から構成している。
【0013】40は分析装置ユニットであり、走査型電
子顕微鏡41、FTIR42、原子力間顕微鏡43、全
反射蛍光X線装置44から構成しており、ウェハの配線
パターンの形状や表面状態などの分析を行う。
【0014】これらの検査、分析装置ユニットは必要に
応じて膜厚測定器などの装置を加えたり、使用頻度の低
くなった装置を外すなど構成を変えても良いし、独立し
て存在する必要はなく、エッチング装置に付属させて一
体化しても良い。また、エッチング処理を終えたウェハ
をすべて検査、分析する必要はなく、必要に応じて検
査、分析を行えば良い。
【0015】50はコンピュータであり、少なくとも装
置運転制御部51、データ蓄積・処理部52、判断部5
3がある。装置運転制御部51はプラズマエッチング装
置10a〜10cのエッチング処理手順や処理条件の指
示などを制御する。
【0016】データ蓄積・処理部52はプラズマエッチ
ング装置10a〜10cの処理条件、稼働状態を監視す
るモニタからのデータ、モニタ20a〜20cや検査装
置ユニット30、分析装置ユニット40から送られてく
るデータの収集、蓄積と必要なデータの検索、蓄積され
たデータから必要に応じたデータの処理を行う部分であ
る。データ蓄積・検処理部52には上記処理条件などの
データだけではなく、装置の履歴、使用ガスの化学定数
や電離エネルギ、消耗部品の形状・寸法・表面粗さ・材
質とその物理定数・化学特性・使用時間・交換頻度、処
理室の材質や構造、過去に起きた不良処理とその改善事
例、実験より得られたプラズマ密度・分布などのデータ
が蓄積されている。これらのデータは人に分かり易い形
式にして出力することが出来る。また、プロセスシミュ
レータを有し、各パラメータによるプロセスシミュレー
ションを行うことが出来る。
【0017】データ処理としては、蓄積されていたデー
タやモニタなどから送られてきたデータを基に、各装置
でのエッチング状態の違いを比較する装置間比較デー
タ、エッチング状態とエッチング結果を関係づけるエッ
チング処理データを作成する。これらのデータの作成に
おいては平均、標準偏差、中央値、最頻値、分散、尖
度、歪度、最小、最大、ヒストグラム、相関分析、回帰
分析などの相関、統計解析処理を行う。上記処理された
データは、複数の数式または数値データより構成され、
データ蓄積・処理部に蓄積される。装置間比較データに
は閾値が設定され、この閾値を越えた場合はエッチング
処理が不良とみなされる。この閾値は蓄積されたデータ
を基に逐次更新されるようになっている。
【0018】判断部53は、データ処理の結果に基づき
エッチング装置10a〜10cの運用を判断する部分で
ある。具体的にはエッチング処理に不良が起きないよう
に処理条件の設定を決定したり、エッチング処理に不良
があった場合は、不良処理の原因特定とその改善の指示
を行ったり、それが出来ないときは可能な範囲で原因や
改善の推定結果を作業者に提示する。
【0019】例えば装置間比較データ結果と検査装置ユ
ニットのデータ結果が表1のように
【0020】
【表1】
【0021】なった場合、ケース(1)では、データ蓄
積・処理部52に蓄積されている不良処理事例から、同
一または類似した事例がないかを検索する。同一または
類似した不良事例があれば、その対策内容をエッチング
装置や作業者に指示する。
【0022】同一の不良処理が無かった場合、正常に処
理を行っている装置と不良処理をだした装置との装置間
比較データから、偏差が大きい条件を抽出する。また、
消耗部品の形状・寸法・表面粗さ・材質とその物理定数
・化学特性・使用時間・交換頻度、処理室の材質や構造
等で異なる部分を抽出する。この抽出されたデータをパ
ラメータとしてプロセスシミュレーションによりシミュ
レーションを行い、どのパラメータにより不良処理が起
こるかを特定する。この結果により消耗部品の交換を作
業者に指示したり、エッチング装置の処理条件を変えた
りするなどの対策を行う。
【0023】(2)の場合は、エッチング処理後の検査
では不良を検知できない可能性があるので、そのウェハ
については次工程以降の検査結果を収集して、本当に不
良処理がないか確認を行う。不良が無い場合、装置間比
較データから不良と判断する閾値の設定を校正する。不
良があった場合は、検査装置の感度などの見直し、校正
を行う。
【0024】(3)の場合は、エッチング処理以前の工
程で問題が発生している可能性があるので、エッチング
処理以前の工程で不良処理が起きていないかチェックを
指示する。前工程で不良処理が無い場合、装置間比較デ
ータから良と判断する閾値の設定を校正する。また、設
計自体に問題がないか設計者に指示をだす。
【0025】といった処理を行う。もちろんこれは簡単
な例であり、エッチング処理データや蓄積されたデータ
の経時変化等から、更に高度な処理を行わせることが出
来る。
【0026】次に本実施例によるウェハのプラズマエッ
チング方法について説明する。
【0027】プラズマエッチング装置10aまたは10
bまたは10cにウェハが搬送されてくると、装置運転
制御部51は自動または手動で入力された処理手順と処
理条件に従いウェハをエッチングする。このとき、エッ
チング装置はガスの圧力や投入電力といった処理条件や
装置の運転時間等の運転状況をモニタしている。また、
プラズマの状態を分光分析機21で、エッチング処理室
の壁面の温度を壁面温度センサ22で、処理室内の粒子
の状態をパーティクルモニタ23でモニタしている。エ
ッチング処理が終わったウェハは検査装置ユニット30
に搬送し、パターン形状などを外観検査装置31で、パ
ーティクルの付着数を付着粒子計測器32で検査してエ
ッチング処理が良好に行われたかを検査する。装置の処
理条件、状態のモニタ結果や検査装置による検査結果
は、通信回線を通してコンピュータ50のデータ蓄積・
処理部52に送られ蓄積される。データ蓄積・処理部5
2では送られてきたデータと蓄積されていたデータか
ら、装置によるエッチング状態の違いを比較する装置間
比較データ、エッチング状態とエッチング結果を関係づ
けるエッチング処理データを作成する。作成したデータ
も逐次蓄積されていく。そして、この処理データの結果
を基に判断部53でエッチング処理に影響の大きい処理
条件因子を把握し、これを精度よく制御することで不良
処理を低減でき、またより高精度なエッチング処理を行
うことが出来る。不良処理が起こった場合は不良処理の
内容をより詳細に調べるために、分析装置ユニット40
にウェハを搬送し、分析を行う。この結果と蓄積された
データ、装置間比較データからプロセスシミュレーショ
ンを行い、不良処理の原因を特定し、エッチング装置ま
たは作業者に改善方法を指示する。プロセスシミュレー
ションだけでは原因の特定が行えなかった場合には、改
善が早期に行えるように原因と考えら得る部分に優先順
位を付け、分かり易い形式で作業者に提示する。不良原
因とその改善内容は逐次データ蓄積・処理部52に蓄積
され、他のエッチング装置または以降に同一の不良処理
が起こった場合に活用する。
【0028】コンピュータ50は製造装置ラインを管理
している管理システム1と通信回線を通してつながって
おり、コンピュータ50の蓄積したデータを管理システ
ム1を介して他の加工処理装置に送信することが出来
る。逆に他の加工処理装置の結果やウェハの処理の流れ
などをライン管理システム1を介して知ることが出来る
ようになっている。
【0029】このように複数のエッチング装置によるエ
ッチング処理状態や結果の比較を行うことで、単体でエ
ッチング装置を管理するよりも、エッチング処理状態を
詳細に分析することができ、不良処理が起きた場合で
も、その原因特定と改善が容易になり、生産性の向上や
歩留まり向上を図れる。また、エッチング処理に大きく
影響する処理条件因子も把握でき、これをよりよく制御
することで、不良処理を低減でき、またより精度の高い
エッチング処理を行うことが出来る。
【0030】本実施例ではすべてのエッチング装置にモ
ニタを付けているが、すべてのエッチング装置にモニタ
を付ける必要はない。エッチング装置の台数よりもモニ
タの台数が少ない場合は、モニタを取り外し可能な構造
としておき、定期的に付け変えることにより、総てのエ
ッチング装置のエッチング状態をモニタすることも可能
である。また、複数のエッチング装置を一つのコンピュ
ータで管理、制御しているが、複数台のコンピュータを
用いて分散処理を行っても良いし、ライン管理システム
がコンピュータの機能を備えてもよい。
【0031】また、本発明はエッチング装置によるウェ
ハのエッチング方法について説明したが、他の加工処理
の製造方法についても上記実施例と同様な効果がある。
【0032】
【発明の効果】複数の加工処理装置による加工処理状態
や加工処理結果の比較を行うことで、単体で加工処理装
置を管理するよりも加工処理状態を詳細に分析すること
ができ、不良処理の原因特定とその対策が容易になり、
生産性の向上や歩留まり向上を図れる。また、加工処理
に大きく影響する処理条件因子も把握でき、これをより
よく制御することで、不良処理を低減でき、またより精
度の高い加工処理を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図。
【符号の説明】
1…ライン管理システム、 10a,10b,10c…エッチング装置、 20a,20b,20c…モニタユニット、 30…検査装置ユニット、 31…外観検査装置、 32…付着粒子計測器、 40…分析装置ユニット、 41…走査型電子顕微鏡、 42…FTIR、 43…原子力間顕微鏡、 44…全反射蛍光X線装置、 50…コンピュータ、 51…装置運転制御部、 52…データ蓄積・処理部、 53…判断部。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物品の製造方法において、同一の加工処理
    を複数の加工処理装置を用いて行う場合に、複数の加工
    処理装置の稼働状況やその加工処理状態を検査し、また
    加工処理が終わった後の物品の検査を行い、上記検査デ
    ータの結果を蓄積、データ処理し、複数の加工処理装置
    による加工処理状態や加工処理結果の比較を行い、これ
    に基づいて、複数の加工処理装置による物品の加工処理
    結果が、以降の処理に対して品質管理上影響がでない範
    囲となるように、複数の加工処理装置を管理することを
    特徴とする物品の製造方法。
  2. 【請求項2】同一の加工処理を複数の加工処理装置を用
    いて行う場合に、加工処理装置の稼働状況や加工処理状
    態を検査するモニタと、加工処理中や加工処理を終えた
    物品を検査する検査装置と、これらを制御するコンピュ
    ータとから構成された製造システムにおいて、上記検査
    データの結果を蓄積、データ処理し、複数の加工処理装
    置による加工処理状態や加工処理結果の比較を行い、こ
    れに基づいて、複数の加工処理装置による物品の加工処
    理結果が、以降の処理に対して品質管理上影響がでない
    範囲となるように、複数の加工処理装置を管理すること
    を特徴とする物品の製造システム。
  3. 【請求項3】同一の加工処理を複数の加工処理装置を用
    いて行う場合に、複数の加工処理装置の稼働状況やその
    加工処理状態を検査し、また加工処理が終わった後の物
    品の検査を行い、上記検査データの結果を蓄積、データ
    処理し、複数の加工処理装置による加工処理状態や加工
    処理結果の比較を行い、物品の加工処理結果に不良が生
    じた場合、上記比較結果から不良処理の原因特定と改善
    を行うことを特徴とする複数の加工処理装置の運用方
    法。
  4. 【請求項4】同一の加工処理を複数の加工処理装置を用
    いて行う場合に、加工処理装置の稼働状況や加工処理状
    態を検査するモニタと、加工処理中や加工処理を終えた
    物品を検査する検査装置と、これらを制御するコンピュ
    ータとから構成された製造システムにおいて、上記検査
    データの結果を蓄積、データ処理し、複数の加工処理装
    置による加工処理状態や加工処理結果の比較を行い、物
    品の加工処理結果に不良が生じた場合、上記比較結果か
    ら不良処理の原因特定と改善を行うことを特徴とする複
    数の加工処理装置の運用システム。
JP2345797A 1997-02-06 1997-02-06 物品の製造方法、物品の製造システムおよび複数の加工処理装置の運用方法 Pending JPH10223499A (ja)

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Cited By (7)

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