(57)【要約】【課題】研磨装置を制御するための、歩留まりを改善した制御システム、および研磨方法を提供する。【解決手段】制御システム１０２の欠陥データ受信部１１２は、基板の欠陥に関する欠陥データを受信する。処理データ受信部１１４は、研磨装置１０００における基板の処理内容に関する処理データを受信する。欠陥発生原因特定部１１６は、欠陥データと、処理データとに基づいて、欠陥の発生原因を特定する。欠陥是正処置部１１８は、特定された発生原因について欠陥を是正するための欠陥是正処置を決定して、研磨ユニット３００と洗浄ユニット４００とEFEM２００のうちの少なくとも１つに対して、欠陥是正処置を指示する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を研磨するための研磨装置を制御するための制御システムにおいて、
前記研磨装置は、基板を研磨するように構成された研磨部と、
研磨された前記基板を洗浄するように構成された洗浄部と、
前記研磨部と前記洗浄部との間で前記基板を搬送するように構成された搬送部とを有し、
前記制御システムは、前記基板の欠陥に関する欠陥データを受信するように構成された欠陥データ受信部と、
前記研磨装置における前記基板の処理内容に関する処理データを受信するように構成された処理データ受信部と、
前記欠陥データと、前記処理データとに基づいて、前記欠陥の発生原因を特定するように構成された欠陥発生原因特定部と、
特定された前記発生原因について前記欠陥を是正するための欠陥是正処置を決定して、前記研磨部と前記洗浄部と前記搬送部のうちの少なくとも１つに対して、前記欠陥是正処置を指示するように構成された欠陥是正処置部とを有することを特徴とする制御システム。
【請求項２】
前記研磨部と前記洗浄部と前記搬送部のうちの少なくとも１つが前記欠陥是正処置を実行した後に、前記欠陥是正処置の結果に関する処置結果データを受信して、前記処置結果データに基づいて前記欠陥是正処置を変更することが可能であるように構成された処置結果データ処理部を有することを特徴とする請求項１記載の制御システム。
【請求項３】
前記欠陥データおよび前記処理データのうちのすくなくとも１つを蓄積するように構成された欠陥知識データベースを有することを特徴とする請求項１または２記載の制御システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の制御システムと、前記研磨部と、前記洗浄部と、前記搬送部とを有することを特徴とする研磨装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の制御システムと、複数の前記研磨装置とを有することを特徴とする研磨装置システム。
【請求項６】
基板を研磨する研磨部と、研磨された前記基板を洗浄する洗浄部と、前記研磨部と前記洗浄部との間で前記基板を搬送する搬送部とを有する研磨装置を用いて、前記基板を研磨する研磨方法において、
前記基板の欠陥に関する欠陥データを受信し、
前記研磨装置における前記基板の処理内容に関する処理データを受信し、
前記欠陥データと、前記処理データとに基づいて、前記欠陥の発生原因を特定し、
特定された前記発生原因について前記欠陥を是正するための欠陥是正処置を決定して、前記研磨部と前記洗浄部と前記搬送部のうちの少なくとも１つに対して、前記欠陥是正処置を指示することを特徴とする研磨方法。
【請求項７】
前記研磨部と前記洗浄部と前記搬送部のうちの少なくとも１つが前記欠陥是正処置を実行した後に、前記欠陥是正処置の結果に関する処置結果データを受信して、前記処置結果データに基づいて前記欠陥是正処置を変更することを特徴とする請求項６記載の研磨方法。
【請求項８】
前記欠陥データおよび前記処理データのうちのすくなくとも１つを欠陥知識データベースに蓄積することを特徴とする請求項６または７記載の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を研磨するための研磨装置を制御するための制御システム、および研磨方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造では、基板、例えばシリコンウェハの上に多くの種類の材料が膜状に繰り返し形成され、積層構造を形成する。この積層構造を形成するためには、ウェハの表面を平坦にする技術が重要となっている。このようなウェハの表面を平坦化する一手段として、化学機械研磨（ＣＭＰ）を行う研磨装置（化学的機械的研磨装置ともいう）が広く用いられている。
【０００３】
化学機械研磨（ＣＭＰ）装置は、一般に、研磨パッドが取り付けられた研磨テーブルと、ウェハを保持するトップリングと、研磨液を研磨パッド上に供給するノズルとを備えている。ノズルから研磨液を研磨パッド上に供給しながら、トップリングによりウェハを研磨パッドに押し付け、さらにトップリングと研磨テーブルとを相対移動させることにより、ウェハを研磨してその表面を平坦にする。ＣＭＰ装置は、研磨後のウェハを洗浄し、さらに乾燥させる洗浄部を有する。
【０００４】
このような研磨装置においては、基板処理の歩留まりを向上することが求められている。研磨装置は、研磨や洗浄などを行う種々の処理部を有しているため、各処理部での欠陥の発生は、研磨装置全体の歩留まりを低下させてしまう。研磨装置全体の歩留まりは、研磨部や洗浄部などの処理部のみならず、ウェハを搬送する搬送機構(搬送部)にも影響されることがある。このように、研磨装置全体の歩留まりは、種々の処理工程および搬送工程に依存する。
【０００５】
半導体工場で製造中のウェハに欠陥が見つかった場合、欠陥が見つかった工程および、当該工程の上流にある工程に遡って原因を究明する必要がある。原因究明中に欠陥を生み出している可能性がある装置を停止させる時間が長くなると、生産工程に遅れが生じ、生産量の低下につながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２６９１０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一形態は、このような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、研磨装置を制御するための、歩留まりを改善した制御システム、および研磨方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、形態１では、基板を研磨するための研磨装置を制御するための制御システムにおいて、前記研磨装置は、基板を研磨するように構成された研磨部と、研磨された前記基板を洗浄するように構成された洗浄部と、前記研磨部と前記洗浄部との間で前記基板を搬送するように構成された搬送部とを有し、前記制御システムは、前記基板の欠陥に関する欠陥データを受信するように構成された欠陥データ受信部と、前記研
磨装置における前記基板の処理内容に関する処理データを受信するように構成された処理データ受信部と、前記欠陥データと、前記処理データとに基づいて、前記欠陥の発生原因を特定するように構成された欠陥発生原因特定部と、特定された前記発生原因について前記欠陥を是正するための欠陥是正処置を決定して、前記研磨部と前記洗浄部と前記搬送部のうちの少なくとも１つに対して、前記欠陥是正処置を指示するように構成された欠陥是正処置部とを有することを特徴とする制御システムという構成を採っている。
【０００９】
本実施形態では、欠陥データと、処理データとに基づいて、欠陥の発生原因を特定するように構成された欠陥発生原因特定部と、特定された発生原因について欠陥を是正するための欠陥是正処置を決定して、研磨部と洗浄部と搬送部のうちの少なくとも１つに対して、欠陥是正処置を指示するように構成された欠陥是正処置部とを有するため、研磨装置のための、歩留まりを改善した制御システムを提供することができる。
【００１０】
ここで、欠陥データとは、基板の欠陥に関する情報を示すデータである。欠陥データとしては、例えば、欠陥種別(ウェハ上のごみ（以下では「パーティクル」とも呼ぶ。）の有無、ウェハの傷（以下では「スクラッチ」とも呼ぶ。）の有無、研磨不良（以下では「プロファイル異常」とも呼ぶ。）等の欠陥のタイプ)、および欠陥の状態(ごみや傷の数、大きさ、形状、色、位置、分布状態、傷の深さ、研磨の過不足状態を示す量、等)のうちの少なくとも１つである。
【００１１】
処理データとは、基板が研磨装置においてどのような処理を受けたかを示すデータである。処理データとしては、例えば、基板を個々にまたは複数枚単位で識別するためのロット情報、研磨装置内外における各プロセスで基板が受けた処理に関する情報、各プロセスで基板が受けたアラーム情報、基板の処理に用いられた消耗部材情報(研磨パッド等の消耗部材のタイプ、使用時間等)のうちの少なくとも１つである。なお、欠陥データ受信部と処理データ受信部とを１つのデータ受信部としてもよい。すなわち、本発明の１実施形態として、１つのデータ受信部が欠陥データと処理データを受信することとしてもよい。
【００１２】
欠陥是正処置としては、例えば、速やかに欠陥発生原因となっている研磨装置の構成ユニット（研磨部、洗浄部、搬送部等）を停止して、生産ラインから切り離すこと、または欠陥発生原因を解決するように研磨装置の構成ユニットの運転パターン(研磨量の調整、洗浄水の量の調整等)を変更することが可能である。
【００１３】
形態２では、前記研磨部と前記洗浄部と前記搬送部のうちの少なくとも１つが前記欠陥是正処置を実行した後に、前記欠陥是正処置の結果に関する処置結果データを受信して、前記処置結果データに基づいて前記欠陥是正処置を変更することが可能であるように構成された処置結果データ処理部を有することを特徴とする形態１記載の制御システムという構成を採っている。
【００１４】
形態３では、前記欠陥データおよび前記処理データのうちのすくなくとも１つを蓄積するように構成された欠陥知識データベースを有することを特徴とする形態１または２記載の制御システムという構成を採っている。例えば、欠陥があるウェハのロット情報、欠陥種別、欠陥発生原因、欠陥是正処置を互いに関連付けてデータベース化して、蓄積してもよい。これにより、研磨装置の運転方法や、欠陥の発生原因の特定精度を改善することができる。
【００１５】
形態４では、形態１ないし３のいずれか１項に記載の制御システムと、前記研磨部と、前記洗浄部と、前記搬送部とを有することを特徴とする研磨装置という構成を採っている。
【００１６】
形態５では、形態１ないし３のいずれか１項に記載の制御システムと、複数の前記研磨装置とを有することを特徴とする研磨装置システムという構成を採っている。
【００１７】
形態６では、基板を研磨する研磨部と、研磨された前記基板を洗浄する洗浄部と、前記研磨部と前記洗浄部との間で前記基板を搬送する搬送部とを有する研磨装置を用いて、前記基板を研磨する研磨方法において、前記基板の欠陥に関する欠陥データを受信し、前記研磨装置における前記基板の処理内容に関する処理データを受信し、前記欠陥データと、前記処理データとに基づいて、前記欠陥の発生原因を特定し、特定された前記発生原因について前記欠陥を是正するための欠陥是正処置を決定して、前記研磨部と前記洗浄部と前記搬送部のうちの少なくとも１つに対して、前記欠陥是正処置を指示することを特徴とする研磨方法という構成を採っている。
【００１８】
形態７では、前記研磨部と前記洗浄部と前記搬送部のうちの少なくとも１つが前記欠陥是正処置を実行した後に、前記欠陥是正処置の結果に関する処置結果データを受信して、前記処置結果データに基づいて前記欠陥是正処置を変更することを特徴とする形態６記載の研磨方法という構成を採っている。
【００１９】
形態８では、前記欠陥データおよび前記処理データのうちのすくなくとも１つを欠陥知識データベースに蓄積することを特徴とする形態６または７記載の研磨方法という構成を採っている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、研磨装置の平面図である。
【図２】図２は、第１研磨ユニットの斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、洗浄ユニットの平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、洗浄ユニットの側面図である。
【図４】図４は、研磨装置システムのブロック図である。
【図５】図５は、データベース更新に用いられるニューラルネットワークを示すブロック図である。
【図６】図６は、データベース更新に用いられるニューラルネットワークとシミュレーションモデルを示すブロック図である。
【図７】図７は、データベース更新に用いられるニューラルネットワークとシミュレーションモデルを示すブロック図である。
【図８】図８は、データベース更新に用いられるニューラルネットワークとシミュレーションモデルを示すブロック図である。
【図９】図９は、データベース更新に用いられるニューラルネットワークとシミュレーションモデルを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同一または相当する部材には同一符号を付して重複した説明を省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。
【００２２】
本発明の実施形態としては、研磨装置が１台のみの場合と、研磨装置が複数台の場合が可能である。また、基板を研磨するための研磨装置を制御するための制御システムは、研磨装置の一部として、研磨装置内に配置することができる。また、制御システムは、研磨装置の外部の装置として、研磨装置の外部に配置することもできる。さらに、１台の制御システムで、複数の研磨装置を制御してもよい。以下では、最初に研磨装置の概要について説明する。その後、１台の制御システムで、複数の研磨装置を制御する研磨装置システ
ムについて説明する。
【００２３】
＜研磨装置＞
図１は、研磨装置の平面図である。図１に示すように、研磨装置１０００は、EFEM（Equipment Front End Module）２００と、研磨ユニット３００と、洗浄ユニット４００と、を備える。また、研磨装置１０００は、EFEM２００、研磨ユニット３００、及び、洗浄ユニット４００、の各種動作を制御するための制御ユニット５００を備える。
【００２４】
研磨ユニット３００は、基板を研磨するように構成された研磨部である。洗浄ユニット４００は、研磨された基板を洗浄するように構成された洗浄部である。EFEM２００は、基板を複数枚収納して搬送するための容器であるキャリア内の基板を研磨装置１０００内へ搬送する処理と処理後の基板を研磨装置１０００からキャリアへ搬送するように構成された搬送部である。以下、EFEM２００、研磨ユニット３００、及び、洗浄ユニット４００、について説明する。
【００２５】
＜EFEM＞
EFEM２００は、研磨及び洗浄などの処理が行われる前の基板を研磨ユニット３００へ渡すとともに、研磨及び洗浄などの処理が行われた後の基板を洗浄ユニット４００から受け取るためのユニットである。EFEM２００は、複数（本実施形態では４台）のフロントロード部２２０を備える。フロントロード部２２０にはそれぞれ、基板をストックするためのカセット２２２が搭載される。
【００２６】
EFEM２００は、筐体１００の内部に設置されたレール２３０と、レール２３０上に配置された複数（本実施形態では２台）の搬送ロボット２４０と、を備える。搬送ロボット２４０は、研磨及び洗浄などの処理が行われる前の基板をカセット２２２から取り出して研磨ユニット３００へ渡す。また、搬送ロボット２４０は、研磨及び洗浄などの処理が行われた後の基板を洗浄ユニット４００から受け取ってカセット２２２へ戻す。
【００２７】
＜研磨ユニット＞
研磨ユニット３００は、基板の研磨を行うためのユニットである。研磨ユニット３００は、第１研磨ユニット３００Ａ、第２研磨ユニット３００Ｂ、第３研磨ユニット３００Ｃ、及び、第４研磨ユニット３００Ｄ、を備える。第１研磨ユニット３００Ａ、第２研磨ユニット３００Ｂ、第３研磨ユニット３００Ｃ、及び、第４研磨ユニット３００Ｄ、は、互いに同一の構成を有する。従って、以下、第１研磨ユニット３００Ａについてのみ説明する。
【００２８】
第１研磨ユニット３００Ａは、研磨テーブル３２０Ａと、トップリング３３０Ａと、を備える。研磨テーブル３２０Ａは、図示していない駆動源によって回転駆動される。研磨テーブル３２０Ａには、研磨パッド３１０Ａが貼り付けられる。トップリング３３０Ａは、基板を保持して研磨パッド３１０Ａに押圧する。トップリング３３０Ａは、図示していない駆動源によって回転駆動される。基板は、トップリング３３０Ａに保持されて研磨パッド３１０Ａに押圧されることによって研磨される。
【００２９】
次に、基板を搬送するための搬送機構について説明する。搬送機構は、リフタ３７０と、第１リニアトランスポータ３７２と、スイングトランスポータ３７４と、第２リニアトランスポータ３７６と、仮置き台３７８と、を備える。
【００３０】
リフタ３７０は、搬送ロボット２４０から基板を受け取る。第１リニアトランスポータ３７２は、リフタ３７０から受け取った基板を、第１搬送位置ＴＰ１、第２搬送位置ＴＰ２、第３搬送位置ＴＰ３、及び、第４搬送位置ＴＰ４、の間で搬送する。第１研磨ユニッ
ト３００Ａ及び第２研磨ユニット３００Ｂは、第１リニアトランスポータ３７２から基板を受け取って研磨する。第１研磨ユニット３００Ａ及び第２研磨ユニット３００Ｂは、研磨した基板を第１リニアトランスポータ３７２へ渡す。
【００３１】
スイングトランスポータ３７４は、第１リニアトランスポータ３７２と第２リニアトランスポータ３７６との間で基板の受け渡しを行う。第２リニアトランスポータ３７６は、スイングトランスポータ３７４から受け取った基板を、第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、及び、第７搬送位置ＴＰ７、の間で搬送する。第３研磨ユニット３００Ｃ及び第４研磨ユニット３００Ｄは、第２リニアトランスポータ３７２から基板を受け取って研磨する。第３研磨ユニット３００Ｃ及び第４研磨ユニット３００Ｄは、研磨した基板を第２リニアトランスポータ３７２へ渡す。研磨ユニット３００によって研磨処理が行われた基板は、スイングトランスポータ３７４によって仮置き台３７８へ置かれる。
【００３２】
＜洗浄ユニット＞
洗浄ユニット４００は、研磨ユニット３００によって研磨処理が行われた基板の洗浄処理及び乾燥処理を行うためのユニットである。洗浄ユニット４００は、第１洗浄室４１０と、第１搬送室４２０と、第２洗浄室４３０と、第２搬送室４４０と、乾燥室４５０と、を備える。
【００３３】
仮置き台３７８へ置かれた基板は、第１搬送室４２０を介して第１洗浄室４１０又は第２洗浄室４３０へ搬送される。基板は、第１洗浄室４１０又は第２洗浄室４３０において洗浄処理される。第１洗浄室４１０又は第２洗浄室４３０において洗浄処理された基板は、第２搬送室４４０を介して乾燥室４５０へ搬送される。基板は、乾燥室４５０において乾燥処理される。乾燥処理された基板は、搬送ロボット２４０によって乾燥室４５０から取り出されてカセット２２２へ戻される。
【００３４】
＜第１研磨ユニットの詳細構成＞
次に、第１研磨ユニット３００Ａの詳細について説明する。図２は、第１研磨ユニット３００Ａの斜視図である。第１研磨ユニット３００Ａは、研磨パッド３１０Ａに研磨液又はドレッシング液を供給するための研磨液供給ノズル３４０Ａを備える。研磨液は、例えば、スラリである。ドレッシング液は、例えば、純水である。また、第１研磨ユニット３００Ａは、研磨パッド３１０Ａのコンディショニングを行うためのドレッサ３５０Ａを備える。また、第１研磨ユニット３００Ａは、液体、又は、液体と気体との混合流体、を研磨パッド３１０Ａに向けて噴射するためのアトマイザ３６０Ａを備える。液体は、例えば、純水である。気体は、例えば、窒素ガスである。
【００３５】
トップリング３３０Ａは、トップリングシャフト３３２Ａによって支持される。トップリング３３０Ａは、図示していない駆動部によって、矢印ＡＢで示すように、トップリングシャフト３３２Ａの軸心周りに回転するようになっている。研磨テーブル３２０Ａは、テーブルシャフト３２２Ａに支持される。研磨テーブル３２０Ａは、図示していない駆動部によって、矢印ＡＣで示すように、テーブルシャフト３２２Ａの軸心周りに回転するようになっている。
【００３６】
基板ＷＦは、トップリング３３０Ａの研磨パッド３１０Ａと対向する面に真空吸着によって保持される。研磨時には、研磨液供給ノズル３４０Ａから研磨パッド３１０Ａの研磨面に研磨液が供給される。また、研磨時には、研磨テーブル３２０Ａ及びトップリング３３０Ａが回転駆動される。基板ＷＦは、トップリング３３０Ａによって研磨パッド３１０Ａの研磨面に押圧されることによって研磨される。
【００３７】
＜洗浄ユニットの詳細構成＞
次に、洗浄ユニット４００の詳細について説明する。図３Ａは洗浄ユニット４００の平面図である。図３Ｂは洗浄ユニット４００の側面図である。
【００３８】
第１搬送室４２０内には、鉛直方向に延びる支持軸４２４、及び、支持軸４２４に移動自在に支持された第１搬送ロボット４２２、が配置される。第１搬送ロボット４２２は、モータなどの駆動機構によって、支持軸４２４に沿って鉛直方向に移動できるようになっている。第１搬送ロボット４２２は、仮置き台３７８に置かれた基板ＷＦを受け取る。第１搬送ロボット４２２は、仮置き台３７８から受け取った基板ＷＦを第１洗浄室４１０又は第２洗浄室４３０へ搬送する。
【００３９】
第１洗浄室４１０内には、上側一次洗浄モジュール４１２Ａ及び下側一次洗浄モジュール４１２Ｂが鉛直方向に沿って配置される。同様に、第２洗浄室４３０内には、上側二次洗浄モジュール４３２Ａ及び下側二次洗浄モジュール４３２Ｂが鉛直方向に沿って配置される。上側一次洗浄モジュール４１２Ａ、下側一次洗浄モジュール４１２Ｂ、上側二次洗浄モジュール４３２Ａ、及び、下側二次洗浄モジュール４３２Ｂ、は、洗浄液を用いて基板を洗浄する洗浄機である。上側二次洗浄モジュール４３２Ａと下側二次洗浄モジュール４３２Ｂとの間には、基板の仮置き台４３４が設けられる。
【００４０】
第１搬送ロボット４２２は、仮置き台３７８、上側一次洗浄モジュール４１２Ａ、下側一次洗浄モジュール４１２Ｂ、仮置き台４３４、上側二次洗浄モジュール４３２Ａ、及び、下側二次洗浄モジュール４３２Ｂ、の間で基板ＷＦを搬送することができる。第１搬送ロボット４２２は、上側ハンド及び下側ハンドを有する。洗浄前の基板にはスラリが付着しているので、第１搬送ロボット４２２は、洗浄前の基板を搬送するときには下側ハンドを用いる。一方、第１搬送ロボット４２２は、洗浄後の基板を搬送するときには上側ハンドを用いる。
【００４１】
第２搬送室４４０内には、鉛直方向に延びる支持軸４４４、及び、支持軸４４４に移動自在に支持された第２搬送ロボット４４２、が配置される。第２搬送ロボット４４２は、モータなどの駆動機構によって、支持軸４４４に沿って鉛直方向に移動できるようになっている。第２搬送ロボット４４２は、第２洗浄室４３０から基板ＷＦを受け取って乾燥室４５０へ搬送する。
【００４２】
乾燥室４５０内には、上側乾燥モジュール４５２Ａ及び下側乾燥モジュール４５２Ｂが鉛直方向に沿って配置される。上側乾燥モジュール４５２Ａは、基板ＷＦの乾燥処理を行う乾燥ユニット４５６Ａと、乾燥ユニット４５６Ａに清浄な空気を供給するためのファンフィルタユニット４５４Ａと、を備える。下側乾燥モジュール４５２Ｂは、基板ＷＦの乾燥処理を行う乾燥ユニット４５６Ｂと、乾燥ユニット４５６Ｂに清浄な空気を供給するためのファンフィルタユニット４５４Ｂと、を備える。
【００４３】
第２搬送ロボット４４２は、上側二次洗浄モジュール４３２Ａ、下側二次洗浄モジュール４３２Ｂ、仮置き台４３４、上側乾燥モジュール４５２Ａ、及び、下側乾燥モジュール４５２Ｂ、の間で基板ＷＦを搬送することができる。第２搬送ロボット４４２は、洗浄された基板を搬送するので、１つのハンドのみを備えている。
【００４４】
基板ＷＦは、上側乾燥モジュール４５２Ａ又は下側乾燥モジュール４５２Ｂによって乾燥処理が行われた後、図１に示した搬送ロボット２４０の上側ハンドによって乾燥室４５０から取り出される。搬送ロボット２４０は、乾燥室４５０から取り出した基板ＷＦをカセット２２２へ戻す。
【００４５】
次に、１台の制御システム１０２で、複数の研磨装置１０００を制御する研磨装置シス
テムについて、図４により説明する。研磨装置システム１０１は、制御システム１０２と、複数の研磨装置１０００とを有する。複数の研磨装置１０００は、複数の製造ライン１０４−１，１０４−２，・・・、１０４−Ｎに配置されている。各製造ライン１０４−１，１０４−２，・・・、１０４−Ｎの各々には、半導体製造装置である露光装置、ドライエッチング装置、CVD装置、研磨装置１０００等が複数配置されている。図４では、研磨装置１０００のみを図示している。他の半導体製造装置は省略している。複数の研磨装置１０００を研磨装置群１０８と呼ぶ。制御システム１０２は、研磨装置１０００を制御して、研磨装置１０００による基板の研磨における歩留りを改善して歩留まりを向上させる歩留り向上システムである。
【００４６】
なお、図４の実施形態においては、１台の制御システム１０２が複数の研磨装置１０００を制御している。他の実施形態として、制御システム１０２が研磨装置１０００ごとに配置されてもよい。さらに、制御システム１０２は、研磨装置群１０８や検査装置群１１０が配置されている工場の外部に設置されたコンピュータ内に配置されてもよい。工場の外部に設置されたコンピュータとしては、クラウド等も可能である。工場の外部に設置されたコンピュータを用いる場合、コンピュータは、インターネットや専用回線等の通信手段により研磨装置群１０８や検査装置群１１０と接続される。
【００４７】
複数の研磨装置１０００は、同一の構成、機能を有するものに限られず、異なる構成、機能を有するものでもよい。例えば、金属膜の研磨に適した研磨装置１０００と、絶縁膜の研磨に適した研磨装置１０００が配置されていてもよい。研磨装置１０００には、製造ライン１０４の通し番号を示す数字と、当該製造ライン１０４内における通し番号が「Ｎ−２」のように付されている。
【００４８】
各製造ライン１０４−１，１０４−２，・・・、１０４−Ｎには、基板を検査するための複数の検査装置１０６が配置されている。検査装置１０６は、所定の基準に照らして、基板の欠陥の有無などを調べる。欠陥としては、ごみや異物、傷、回路の断線、膜厚の過不足等がある。検査装置１０６としては、SEM式検査装置、光学式検査装置、膜厚検査装置等がある。複数の検査装置１０６は、同一の構成、機能を有するものに限られず、異なる構成、機能を有するものでもよい。検査装置１０６には、製造ライン１０４の通し番号を示す数字と、当該製造ライン１０４内における通し番号が「Ｎ−２」のように付されている。
【００４９】
検査装置１０６と研磨装置１０００との対応は、種々可能である。例えば、１台の検査装置１０６が１台の研磨装置１０００に対応していて、研磨の前後又は研磨の途中で基板を検査することができる。１台の検査装置１０６が複数台の研磨装置１０００に対応していて、複数台の研磨装置１０００が処理する基板を検査する場合もある。また、複数台の検査装置１０６が１台の研磨装置１０００に対応していて、１台の研磨装置１０００が処理する基板を複数台の検査装置１０６が検査する場合もある。
【００５０】
また、検査装置１０６は、研磨装置１０００による研磨工程以外でも使用される場合がある。なお、研磨装置１０００も、膜厚センサを有しており、膜厚を測定して、膜厚に異常があるときは、信号線１２２を介して、欠陥があることを欠陥データ受信部１１２に送信する。
【００５１】
図４では、各製造ライン１０４−１，１０４−２，・・・、１０４−Ｎには、同数の研磨装置１０００と、同数の検査装置１０６、すなわち、Ｎ個の研磨装置１０００とＭ個の検査装置１０６があるとしている。しかし、各製造ライン１０４における研磨装置１０００の数と、検査装置１０６の数は、製造ライン１０４ごとに異なってもよい。複数の検査装置１０６を検査装置群１１０と呼ぶ。
【００５２】
制御システム１０２は、基板の欠陥に関する欠陥データを受信するように構成された欠陥データ受信部１１２と、研磨装置における基板の処理内容に関する処理データを受信するように構成された処理データ受信部１１４と、欠陥データと、処理データとに基づいて、欠陥の発生原因を特定するように構成された欠陥発生原因特定部１１６と、特定された発生原因について欠陥を是正するための欠陥是正処置を決定して、研磨部と洗浄部と搬送部のうちの少なくとも１つに対して、欠陥是正処置を指示するように構成された欠陥是正処置部１１８とを有する。
【００５３】
制御システム１０２は、さらに、研磨部と洗浄部と搬送部のうちの少なくとも１つが欠陥是正処置を実行した後に、欠陥是正処置の結果に関する処置結果データを受信して、処置結果データに基づいて欠陥是正処置を変更することが可能であるデータベース更新部１４２（処置結果データ処理部）を有する。
【００５４】
欠陥データ受信部１１２と、処理データ受信部１１４と、欠陥発生原因特定部１１６と、欠陥是正処置部１１８と、データベース更新部１４２は、後述するように制御部１４６からの指示を受けて、それぞれの処理を行う。なお、欠陥データ受信部１１２と、処理データ受信部１１４と、欠陥発生原因特定部１１６と、欠陥是正処置部１１８と、データベース更新部１４２は、制御部１４６からの指示を受けずに、互いに信号を交換して、後述する順番で動作するように構成してもよい。
【００５５】
制御システム１０２の上記の各部は、制御部１４６によって制御されて、以下のフローを繰り返すように制御される。すなわち、制御部１４６は、
ａ）信号線１４８を介して、欠陥データ受信部１１２に対して指示を送り、欠陥に関する欠陥データを検査装置群１１０から受信させて、欠陥情報を収集させる。欠陥データ受信部１１２は、検査装置群１１０から検査データをすべて受け取り、検査データに欠陥を示す情報が含まれている場合、当該検査データを欠陥データとして処理する。
なお、欠陥データ受信部１１２は、検査装置群１１０から欠陥データのみを受け取ることとしてもよい。欠陥データ受信部１１２は、欠陥データを受信した時は、その旨を、信号線１４８を介して制御部１４６に送信する。
ここで、検査データとは、検査装置群１１０が基板を検査することにより得られるデータを意味する。
ｂ）次に信号線１４８を介して処理データ受信部１１４に対して指示を送り、処理データ受信部１１４に対して、研磨装置における基板の処理内容に関する処理データを受信させて、生産情報を収集させる。このときに、処理データ受信部１１４は、欠陥を生じた研磨装置１０００に関してのみ、基板の処理内容に関する処理データを受信してもよく、すべての研磨装置１０００に関して、基板の処理内容に関する処理データを受信してもよい。ｃ）次に、欠陥データ受信部１１２が検査装置群１１０から欠陥データを受信した時に、信号線１４８を介して欠陥発生原因特定部１１６に対して指示を送り、欠陥発生原因を特定させる。欠陥データ受信部１１２が検査装置群１１０から欠陥データを受信しない時は、ステップａ）に戻る。
ｄ）次に、信号線１４８を介して欠陥是正処置部１１８に対して指示を送り、特定された発生原因について欠陥を是正するための欠陥是正処置を決定させ、研磨部と洗浄部と搬送部のうちの少なくとも１つに対して、欠陥是正処置を指示させる。研磨部と洗浄部と搬送部のうちの少なくとも１つは、指示に従って欠陥是正措置を行う。
ｅ）次に信号線１４８を介して、欠陥データ受信部１１２に対して指示を送り、検査装置群１１０から検査データを受信させる。同時に、信号線１４８を介して処理データ受信部１１４に対して指示を送り、処理データ受信部１１４に対して、研磨装置における基板の処理内容に関する処理データを受信させて、生産情報を収集する。その後、信号線１４８を介してデータベース更新部１４２に対して指示を送り、欠陥是正処置の結果に関する処
置結果データ(受信した検査データと処理データ)を受信させて、処置結果データに基づいて欠陥是正処置を変更させる。このようにして、是正措置実施と、実施後の効果測定が行われる。その後、ステップａ）に戻って、ステップａ）〜ｅ）を繰り返す。
【００５６】
ステップｅ）において、データベース更新部１４２は、得られた処置結果データが、欠陥知識データベース１４４に蓄積済みの従前の処置結果データと所定の範囲内で一致する場合は、欠陥知識データベース１４４内の欠陥是正処置を変更しない。データベース更新部１４２は、得られた処置結果データが従前の処置結果データと所定の範囲内で一致せずに、改善している場合は、欠陥知識データベース１４４内の欠陥是正処置を変更する。データベース更新部１４２は、得られた処置結果データが従前の処置結果データと所定の範囲内で一致せずに、悪化している場合は、アラームを制御部１４６に送る。制御部１４６は、アラームをさらに制御ユニット５００またはホストコンピュータ１２６に送る。
【００５７】
制御システム１０２と、研磨装置１０００内の制御ユニット５００との関係は以下のとおりである。研磨装置１０００内に制御システム１０２が含まれている場合、制御システム１０２は、制御ユニット５００の一部とすることができる。研磨装置１０００内に制御システム１０２が含まれていない場合、例えば研磨装置１０００が複数台運転されている図４の場合、制御システム１０２は、制御ユニット５００を介して研磨装置１０００の各部を制御して欠陥是正処置を実行させることができる。
【００５８】
本発明の実施形態の動作は、以下のソフトおよび／またはシステムを用いて行うことも可能である。例えば、各研磨装置１０００は、各研磨装置１０００を制御するメインコントローラ（制御ユニット５００）と、各研磨装置１０００の各々のユニット（EFEM２００，研磨ユニット３００，洗浄ユニット４００等）の動作をそれぞれ制御する複数のユニットコントローラとを有してもよい。メインコントローラおよびユニットコントローラは、それぞれ、ＣＰＵ，メモリ、記録媒体と、各々のユニットを動作させるために記録媒体に格納されたソフトウェアを有する。
【００５９】
制御システム１０２は、ＣＰＵとメモリと記録媒体と、記録媒体に記録されたソフトウェア等とを有する。制御システム１０２は、研磨装置１０００全体の欠陥に関する監視・制御を行い、そのための信号の授受、情報記録、演算を行う。ソフトウェアは更新可能である。なお、ソフトウェアは更新可能でなくてもよい。
【００６０】
次に、制御システム１０２の各構成要素について説明する。欠陥データ受信部１１２は、検査装置群１１０と研磨装置群１０８とホストコンピュータ１２６からの欠陥データ（基板のロット情報、欠陥、処理条件等に関する情報）を、それぞれ信号線１２０と信号線１２２と信号線１２８とを介して受信する。検査装置群１１０からは、基板のロット情報と欠陥に関するデータ(ごみ、傷等)が信号線１２０を介して送信される。研磨装置群１０８からは、基板のロット情報と欠陥に関するデータ(研磨装置１０００の識別番号、処理条件、規定外の膜厚等)に関するデータが信号線１２２を介して送信される。
【００６１】
信号線１２０と信号線１２２の本数は、検査装置１０６と研磨装置１０００に対応する数だけ設けてもよい。また信号線１２０と信号線１２２は、時分割多重化でデータを送信して、信号線１２０と信号線１２２の本数は、検査装置１０６と研磨装置１０００の総数よりも少ない数としてもよい。
【００６２】
ホストコンピュータ１２６からは、図４に示す製造工程以前における製造工程において基板に生じた欠陥に関する基板のロット情報と欠陥に関するデータ(ごみ、傷等、および研磨装置１０００による欠陥是正の可否)が、信号線１２８を介して欠陥データ受信部１１２に送信される。
【００６３】
欠陥データ受信部１１２は、受信した欠陥データを欠陥データベース１２４に信号線１３０を介して送る。欠陥データベース１２４は、欠陥データ受信部１１２から受信した欠陥データを製造ライン１０４ごとに蓄積する。
【００６４】
欠陥データ受信部１１２が受信する欠陥データは以下のとおりである。欠陥データ受信部１１２は、検査装置群１１０からは、欠陥のあった基板のロット情報、欠陥の情報としてパーティクル(異物)の場合、パーティクルの個数、大きさ、色等のデータ、スクラッチ（キズ）の場合、スクラッチ（キズ）の個数、大きさ、深さ、部位（基板の中心からの距離）等を受信する。欠陥データ受信部１１２は、研磨装置群１０８からは、欠陥のあった基板のロット情報、欠陥の情報として膜厚分布もしくは膜厚の最大値、最小値等を受信する。
【００６５】
欠陥データ受信部１１２は、ホストコンピュータ１２６からも、別工程の欠陥情報として同様のデータを受信する。すなわち、欠陥のあった基板のロット情報、欠陥の情報としてパーティクル(異物)の場合、パーティクルの個数、大きさ、色等のデータ、スクラッチ（キズ）の場合、スクラッチ（キズ）の個数、大きさ、深さ、部位（基板の中心からの距離）等、膜厚分布もしくは膜厚の最大値、最小値等を受信する。
【００６６】
処理データ受信部１１４は、研磨装置１０００における基板の処理内容に関する処理データ（基板のロット情報、欠陥を生成した研磨装置１０００の情報（プロセスデータ、アラーム履歴、研磨装置１０００内の消耗部材の履歴情報等））を研磨装置群１０８から信号線１３２を介して受信する。処理データ受信部１１４は、受信した処理データを研磨データベース１３６に信号線１３４を介して送る。研磨データベース１３６は、処理データ受信部１１４から受信した処理データを製造ライン１０４ごとに蓄積する。
【００６７】
処理データ受信部１１４が受信する処理データは以下のとおりである。
ａ）処理ロットに関する情報として、基板のロット情報、搬送／研磨／洗浄の各処理レシピの内容、（ここで、処理レシピとは、基板を処理する際に、研磨装置１０００の各部に対して与えられる命令、手順、設定、およびパラメータ等を記載した、例えばリスト形式のものである。）
ｂ）プロセスデータとして、搬送ルート、研磨／洗浄の各処理ごとに割り付けられたレシピを実際にどのように処理したかが判別可能なログ、
ｃ）各研磨装置１０００のアラームの発生/解除、接点のON/OFFを全て時刻とともに記録、また装置内の全てのプロセスデータを所定時間間隔で記録したログ、
ｄ）各研磨装置１０００の品質を保証するために、基板処理中の各種データの立ち上がり、立下り時間、プロセスデータの標準偏差から処理結果のバラつきを判別しているデータ，
ｅ）消耗部材の使用時間等。
【００６８】
欠陥データベース１２４と研磨データベース１３６は、それぞれ信号線１３８と信号線１４０を介して、欠陥データと処理データをデータベース更新部１４２に送信する。データベース更新部１４２は、受信した欠陥データと処理データを欠陥知識データベース１４４に蓄積する。
【００６９】
欠陥知識データベース１４４は、研磨工程において検査装置群１１０により検出された欠陥データ、および研磨工程以外で検出された欠陥データであって研磨装置１０００で対処できる範囲の欠陥、研磨装置群１０８により検出された処理データを蓄積する。研磨工程以外で検出された欠陥は、ホストコンピュータ１２６から信号線１２８を介して欠陥データ受信部１１２に送信される欠陥データと処理データである。
【００７０】
欠陥知識データベース１４４は、欠陥データおよび処理データと、欠陥の発生原因および欠陥是正処置との対応関係を示すデータを有する。検査の結果、新たに追加された欠陥データおよび処理データと、欠陥の発生原因および欠陥是正処置との対応関係は以下のようにしてデータベース更新部１４２により更新される。これについて、図５〜図１０により説明する。
【００７１】
データベース更新部１４２は、対応関係を得るために、例えば、決定木、ニューラルネットワーク、シミュレーション等のいずれかの手法を用いて、欠陥の発生原因および欠陥是正措置を決定することができる。図５にニューラルネットワークを用いた例を示す。図６〜１０にシミュレーションを用いた例を示す。これらはサンプルモデルであり、本願発明の実施形態は、これらに限定されるものではない。
【００７２】
図５は、データベース更新に用いられるニューラルネットワーク１５０を示すブロック図である。ニューラルネットワーク１５０は、ＡＩ（artificial intelligence：人工知能）を実行するコンピュータプログラムとして実施される。なお、ニューラルネットワーク１５０の一部をハードウェアとして実施してもよい。ニューラルネットワーク１５０は、自動学習を行うものであり、具体的には機械学習を行い、機械学習としてディープラーニングを行うものでもよい。ニューラルネットワーク１５０には、学習用データ（欠陥データと処理データ）が入力され、ニューラルネットワーク１５０は出力データ（欠陥の発生原因と欠陥是正処置）を出力する。
【００７３】
ニューラルネットワーク１５０が学習を行った後のニューラルネットワーク１５０は、実際の研磨工程において用いられる。実際の研磨工程において、ニューラルネットワーク１５０は実際の研磨工程において得られたデータから作成された学習用データを入力されて、既述の出力データ（欠陥の発生原因と欠陥是正処置）を出力する。
【００７４】
図５は、ニューラルネットワーク１５０の構成例を示す図である。本図に示されるように、ニューラルネットワーク１５０は、入力データ（欠陥データと処理データ）を入力するニューロン（入力ノード）ｘ1、ｘ2、ｘ3、・・・、ｘlを含む入力層を有する。ニューラルネットワーク１５０は、入力ノードと出力ノードとを接続するｍ個のニューロンｙ11、ｙ21、ｙ31、・・・、ｙm1（隠れノード）とp個のニューロンｙ12、ｙ22、ｙ32、・・・、ｙp2（隠れノード）を含む中間層(隠れ層)を有する。さらにニューラルネットワーク１５０は、欠陥の発生原因と欠陥是正処置を出力するｎ個のニューロンｚ1、ｚ2、ｚ3、・・・、ｚn（出力ノード）を含む出力層を有する。なお、本図において、中間層は、２層のみ示されているが、１層または３層以上の中間層を設けることもできる。
【００７５】
ニューラルネットワーク１５０は、例えば、多層(４層以上)のニューラルネットワーク（ディープニューラルネットワーク）による機械学習（ディープラーニングまたは深層学習と呼ばれる。）に従って故障予知を学習してもよい。本図は、４層のニューラルネットワーク（ディープニューラルネットワーク）である。
【００７６】
ニューラルネットワーク１５０は、研磨ユニットの研磨の正常／異常を学習する。ニューラルネットワーク１５０は、検査装置群１１０と研磨装置群１０８によって取得される欠陥データと正常データと処理データの組合せに基づいて作成されるデータセットに従って、いわゆる「教師あり学習」により、欠陥データと処理データと、欠陥の発生原因と欠陥是正処置との関係性を学習する。ここで、「教師あり学習」とは、ある入力と結果(ラベル)のデータの組を大量に学習装置に与えることで、それらのデータセットにある特徴を学習し、入力から結果を推定するモデル、すなわち、その関係性を帰納的に獲得することができるというものである。
【００７７】
また、ニューラルネットワークは、異常無しの状態、すなわち、研磨ユニットが正常に動作しているときの状態変数のみを蓄積し、いわゆる「教師なし学習」によって、研磨の正常／異常を学習することもできる。例えば、研磨ユニットの異常の頻度が極めて低い場合、「教師なし学習」の手法が有効である。ここで、「教師なし学習」とは、入力データのみを大量にニューラルネットワーク１５０に与えることで、入力データがどのような分布をしているか学習し、対応する教師出力データを与えなくても、入力データに対して圧縮・分類・整形等を行うことを学習する手法である。それらのデータセットにある特徴を似た者どうしにクラスタリングすること等ができる。この結果を使って、何らかの基準を設けてそれを最適にするような出力の割り当てを行うことで、正常／異常の判定を実現することできる。
【００７８】
本図においてニューロンｘ1、ｘ2、ｘ3、・・・、ｘlはそれぞれパーティクル、スクラッチ、プロファイル異常、機器異常に関する入力データが入力される。本図ではパーティクル、スクラッチ、プロファイル異常、機器異常に関する入力データが各１個ずつ入力されているが、これは例示であり、パーティクル、スクラッチ、プロファイル異常、機器異常に関する入力データが２個以上入力されてもよい。また、パーティクル、スクラッチ、プロファイル異常、機器異常に関する入力データ以外の入力データが入力されてもよい。
【００７９】
ニューロンｚ1、ｚ2、ｚ3、・・・、ｚnはそれぞれレシピ(すなわちパラメータ等)、部材交換処置、ユニットの停止に関する出力データが出力される。本図ではレシピ、部材交換処置、ユニットの停止に関する出力データが各１個ずつ出力されているが、これは例示であり、レシピ、部材交換処置、ユニットの停止に関する出力データが２個以上出力されてもよい。また、レシピ、部材交換処置、ユニットの停止に関する出力データ以外の出力データが出力されてもよい。
【００８０】
なお、新たに欠陥データおよび処理データが追加されたときに、入力ノードの大まかな欠陥種別の数と、出力ノードの是正措置のノード数は増やさないこととしてもよい。しかし、この場合でも、ホストコンピュータ１２６や研磨装置１０００の上位にある制御用サーバー（ホストコンピュータ１２６と同列である。）から入力ノードおよび／または出力ノードの数を追加または変更することとしてもよい。
【００８１】
次に、上述のニューラルネットワーク１５０と、シミュレーションを用いて、欠陥の発生原因および欠陥是正措置を決定する別の方法について図６〜９により説明する。図６〜９は、データベース更新に用いられるニューラルネットワークとシミュレーションモデルを示すブロック図である。図６〜図９の手順で欠陥是正措置を改善するとともに、ニューラルネットワーク１５０の精度を向上させる。ニューラルネットワーク１５０およびシミュレーションモデルｇ１５２の初期形態は、あらかじめ準備しているものでもよいし、またホストコンピュータ１２６より指定および／または更新されたものでもよい。
【００８２】
図６は、是正された研磨を実施する前に、ニューラルネットワーク１５０によって得られた是正措置z1〜znに従って研磨処理を行った時のシミュレーション結果を示す図である。シミュレーション結果は、是正措置z1〜znをシミュレーションモデルｇ１５２に入力することにより得られる。
【００８３】
図６では、図５のｍ個のニューロンｙ11、ｙ21、ｙ31、・・・、ｙm1とp個のニューロンｙ12、ｙ22、ｙ32、・・・、ｙp2を含む中間層を是正処置生成モデルｆ１５４と呼ぶ。また、図５のｎ個のニューロンｚ1、ｚ2、ｚ3、・・・、ｚnを含む出力層を是正処置１５６と呼ぶ。シミュレーションモデルｇ１５２は、是正処置１５６を入力されて、研磨後の検査データ（もしくは欠陥データ）と処理データを、シミュレーション結果１５８として
出力する。シミュレーションモデルｇ１５２としては、多変数入力多変数出力の関数、またはニューラルネットワーク等を用いることができる。
【００８４】
シミュレーション結果１５８として出力されるものは、既述の欠陥データである。すなわち、基板の欠陥に関する情報を示すデータである。ただし、シミュレーション結果１５８は、是正処置の結果として得られるものであるため、シミュレーション結果１５８が正常値である場合もある。本図ではシミュレーション結果１５８としてパーティクル、スクラッチ、プロファイル異常に関するシミュレーション結果１５８が各１個ずつ出力されている。
【００８５】
なお、本図ではパーティクル、スクラッチ、プロファイル異常に関するシミュレーション結果１５８が各１個ずつ出力されている。しかし、これは例示であり、パーティクル、スクラッチ、プロファイル異常に関するシミュレーション結果１５８が２個以上出力されてもよい。また、パーティクル、スクラッチ、プロファイル異常に関するシミュレーション結果１５８以外のシミュレーション結果１５８が出力されてもよい。パーティクル、スクラッチ、プロファイル異常に関するシミュレーション結果１５８を、それぞれ予測値C、予測値D、予測値Eと呼ぶ。予測値C、予測値D、予測値Eはいずれも、この段階では仕様値を満たし、合格基準を満たす値を有する。
【００８６】
予測値C、予測値D、予測値Eをシミュレーションにより得た後に、実際に研磨を行う。実際の研磨によって得られた実測値によってシミュレーションモデルｇ１５２を改良する。改良後のシミュレーションモデルｇ１５２をシミュレーションモデルｇ’１５２１とする。これを図７に示す。予測値C、予測値D、予測値Eとは異なる処理結果C'、処理結果D'、処理結果E'が得られたときに、図６に示す是正措置ｘ１５６を使用して、処理結果C'、処理結果D'、処理結果E'が得られるようにシミュレーションモデルｇ１５２を改良する。改良後のシミュレーションモデルｇ’１５２１を得る方法としては、最小二乗法による関数の係数の変更、またはバックプロバゲーションによるニューラルネットワークの変更等が可能である。
【００８７】
改良後のシミュレーションモデルｇ’１５２１を得た後に、図８に示す方法により、シミュレーションモデルｇ’１５２１を用いて、合格基準値C、D、E（すなわち予測値C、予測値D、予測値E）を得ることが出来るように、是正処置生成モデルｆ１５４を改良する。これについて図８により説明する。
【００８８】
最初に、改良されたシミュレーションモデルｇ’１５２１を用いて合格基準値C、D、Eを得ることができる是正措置ｘ’１５６１を求める。シミュレーションモデルｇ’１５２１を用いて合格基準値C、D、Eを得ることができる是正措置ｘ’１５６１を求める方法は、シミュレーションモデルｇ’１５２１が関数の場合は、方程式を解くことになる。シミュレーションモデルｇ’１５２１がニューラルネットワークの場合は、是正措置ｘ’１５６１を求める方法は、合格基準値C、D、Eを得ることができるまで、ダミーの入力データを用いてシミュレーションモデルｇ’１５２１は学習を繰り返すというものである。ニューラルネットワークの学習は、誤差逆伝播法によりニューラルネットワークのニューロンの重みやバイアスを修正していくというものである。
【００８９】
是正措置ｘ’１５６１が得られた後に、是正措置ｘ’１５６１が得られるように是正措置生成モデルｆ１５４を改良して、改良された是正措置生成モデルｆ’１５４１を得る。是正措置ｘ’１５６１を用いて、是正措置ｘ’１５６１を得ることができる是正措置生成モデルｆ’１５４１を求める方法は、是正措置ｘ’１５６１を得ることができるまで、ダミーの入力データを用いて是正処置生成モデルｆ１５４は、AIとしての学習を繰り返すというものである。ニューラルネットワークの学習は、誤差逆伝播法によりニューラルネッ
トワークのニューロンの重みやバイアスを修正していくというものである。このようにして是正措置ｘ’１５６１を生成できる是正措置生成モデルｆ’１５４１が得られる。
【００９０】
図６〜図８は是正措置生成モデルｆ１５４を改良する方法の一例である。他の方法で改良(学習)しても良い。例えば図８で示した方法において合格基準値C、D、Eに代えて、それぞれの理想値C’’、D’’、E’’とシミュレーションモデルｇ’１５２１とを用いて、是正措置生成モデルｆ１５４の学習を行って是正措置生成モデルｆ’’１５４２を得てもよい。図９にこれを示す。是正措置生成モデルｆ’’１５４２によって是正措置ｘ’’１５６２を得ることができる。
【００９１】
図６〜９においては、ニューラルネットワーク１５０と、シミュレーションを用いて、欠陥の発生原因および欠陥是正措置を決定している。図６〜９において、ニューラルネットワーク１５０の代わりに、シミュレーションモデル１５０’を用いて、是正措置z1〜znを求めてもよい。すなわち、シミュレーションモデル１５０’とシミュレーションモデルｇ１５２を用いることとしてもよい。シミュレーション結果１５８は、シミュレーションモデル１５０’により得られた是正措置z1〜znをシミュレーションモデルｇ１５２に入力することにより得られる。
【００９２】
図４に戻って、欠陥発生原因特定部１１６は、欠陥知識データベース１４４にアクセスして、新たに追加された欠陥を示す欠陥データと処理データに関して、欠陥発生原因を特定して、欠陥是正処置部１１８に出力する。欠陥発生原因特定部１１６が出力するデータは、欠陥が発生した基板のロット情報、欠陥を生成した研磨装置１０００、欠陥を生成した研磨装置１０００内のユニット（「チャンバ」と呼ばれることもある。）識別情報、欠陥発生原因（欠陥を生成した部品および／または処理内容）等である。欠陥を生成した要因としては、機器の故障および／または機器の動作不良および／または機器の設定の誤りおよび／または機器の処理の不適切さ等がある。
【００９３】
欠陥是正処置部１１８は、入力された欠陥発生原因について、欠陥知識データベース１４４にアクセスして、欠陥を是正するための欠陥是正処置を決定する。欠陥知識データベース１４４には、欠陥発生原因に対応する欠陥是正処置が蓄積されている。その後、欠陥是正処置部１１８は、研磨ユニット３００と洗浄ユニット４００とEFEM２００のうちの少なくとも１つに対して、欠陥是正処置を指示する。是正処置の対象となる欠陥は本実施形態では、研磨装置１０００で生じた欠陥、および研磨装置１０００で対処できる欠陥である。
【００９４】
欠陥是正処置部１１８が出力するデータは、研磨装置１０００識別情報、研磨装置１０００内のユニット識別情報、具体的な是正処置である。是正処置としては、ａ）ユニット停止、ｂ）処理レシピ変更（各パラメータのチューニング、搬送ルート変更など）、ｃ）研磨装置の設定定数（パラメータ）変更（処理レシピ以外にも研磨装置の動作に関わるパラメータがある場合）等がある。
【００９５】
欠陥是正処置部１１８が出力する、欠陥発生原因に対応した具体的な是正措置は例えば、以下のとおりである。
１．パーティクルに関する欠陥がある場合
研磨装置１０００内の洗浄ユニット４００での洗浄後の検査においては、基本的にパーティクル数が増加傾向にあることを検知したときに、是正措置を実行する。パーティクル数が増加して、パーティクル数が基準値を超えた場合は、洗浄ユニット４００内の該当する洗浄モジュールを停止させ、その洗浄モジュールを使用した搬送ルートを使用できないようにする。これについて説明する。
【００９６】
洗浄が正常に行われている時は、図３Ｂにおいて上側の洗浄モジュールと、下側の洗浄モジュールをそれぞれ利用したパラレルな洗浄と搬送が行われる。そして、研磨装置１０００内の４つの研磨ユニットは、図１の右側の２つの第１研磨ユニット３００Ａと第２研磨ユニット３００Ｂ、左側の２つの第３研磨ユニット３００Ｃと第４研磨ユニット３００Ｄをペアにして使用する。右側の２つの研磨ユニットは、例えば上側の洗浄モジュールと組み合わせる。このとき左側の２つの研磨ユニットは、下側の洗浄モジュールと組み合わせる。
【００９７】
代表的な搬送ルートは、以下のようになる。
上側ルート：  第１研磨ユニット３００Ａ→  第２研磨ユニット３００Ｂ→  上側一次洗浄モジュール４１２Ａ→  上側二次洗浄モジュール４３２Ａ→  上側乾燥モジュール４５２Ａ
下側ルート：  第３研磨ユニット３００Ｃ→  第４研磨ユニット３００Ｄ→  下側一次洗浄モジュール４１２Ｂ→  下側二次洗浄モジュール４３２Ｂ→  下側乾燥モジュール４５２Ｂ
これらの搬送ルートのどちらを用いるかは、搬送レシピによって設定される。これらの代表的な搬送ルートにおいて、欠陥があると判定された洗浄モジュールを停止させ、その洗浄モジュールを使用した搬送ルートを使用できないようにする一例は以下のようになる。例えば、上側一次洗浄モジュール４１２Ａに異常があると判断した場合は、上側一次洗浄モジュール４１２Ａを停止させ、下側ルートを使用するような是正措置を採用する。
【００９８】
なお、これらの代表的な搬送ルートにおいて、いずれかの研磨ユニットに欠陥があると判定された場合は、当該研磨ユニットを停止させ、その研磨ユニットを使用した搬送ルートを使用できないようにする。この一例は以下のようになる。
例えば、第１研磨ユニット３００Ａに異常があると判断した場合は、第１研磨ユニット３００Ａと第２研磨ユニット３００Ｂを停止させ、研磨を第３研磨ユニット３００Ｃと第４研磨ユニット３００Ｄで実施するような是正措置を採用する。
【００９９】
パーティクル数が増加傾向にあることを検知したときは、以下の是正措置を実行する。すなわち、洗浄ユニット４００での洗浄後の検査で、パーティクルの量が増加傾向にある時は、洗浄が不十分であることが欠陥発生原因と推測し、(1)洗浄レシピを変更して、洗浄時間および／または薬液流量を増やす。(2)薬液供給ポイントのズレ（ウェハ上の滴下が所定の位置でない）修正  の一つ以上を欠陥是正処置と判定する。(2)を是正措置とした場合、メンテナンス担当者が薬液供給ポイントを修正できるように、補正薬液供給位置不正アラームを発報し、該当の洗浄モジュールを停止させ、該当モジュールを経由しない搬送ルートを使用するように指示する。
【０１００】
検査装置群１１０による検査で、パーティクルのマップ（パーティクルの分布状態を示すデータ）が、ロール部材の形状に起因して生じていると判断できるときは、ロール部材が欠陥発生原因と推測する。そして、(1)ロール部材の交換、(2)ロール部材のセルフクリーニング条件の調整（ロール部材のクリーニング時間や、ロール部材のセルフクリーニングプレートへの押し付け荷重の調整）、(3)ロール部材のセルフクリーニングプレートの交換（セルフクリーニングプレートからロール部材への逆汚染の可能性があるため）のうちの一つ以上を欠陥是正措置と判定する。
【０１０１】
ここで、ロール部材のセルフクリーニングとは、ロール部材自体の洗浄処理である。ロール部材のセルフクリーニングは、ウェハの代わりにセルフクリーニングプレートを用いて、洗浄ユニット４００内でロール部材をクリーニングすることにより行われる。後述するペン部材のセルフクリーニングは、ペン部材自体の洗浄処理であり、ペン部材のセルフクリーニングも同様に行われる。
【０１０２】
(1)、(3)を是正措置とした場合、部材交換アラームを発報し、該当の洗浄モジュールを停止させ、該当モジュールを経由しない搬送ルートを使用するように指示する。(2)を是正措置とした場合は、クリーニング時間や押し付け荷重等のセルフクリーニングのパラメータ変更とセルフクリーニングの実行を指示する。ここで、ロール部材とは、基板ＷＦを洗浄するための部品である。ロール部材は、洗浄モジュール内において回転軸に取り付けられている。ロール部材は、円筒（回転軸）上に配置されているスポンジである。なお検査装置群１１０に含まれる検査装置には、既述のように、ウェハ表面検査装置、欠陥検査装置等がある。これらは半導体製造の分野では、一般的に検査装置と呼ばれている。
【０１０３】
検査装置群１１０による検査で、パーティクルのマップが、ペン部材の形状に起因して生じていると判断できるときは、ペン部材が欠陥発生原因と推測する。そして、(1)ペン部材の交換、(2)ペン部材のセルフクリーニング条件の調整（ペン部材のクリーニング時間や押し付け荷重の調整）、(3)ペン部材のセルフクリーニングプレートの交換（セルフクリーニングプレートからペン部材への逆汚染の可能性があるため）のうちの一つ以上を欠陥是正措置と判定する。
【０１０４】
(1)(3)を是正措置とした場合、部材交換アラームを発報し、該当の洗浄モジュールを停止させ、該当モジュールを経由しない搬送ルートを使用するように指示する。(2)を是正措置とした場合は、クリーニング時間や押し付け荷重等のセルフクリーニングのパラメータ変更とセルフクリーニングの実行を指示する。ここで、ペン部材とは、基板ＷＦを洗浄するための部品である。ペン部材は、洗浄モジュール内において回転軸に取り付けられている。ペン部材は、回転軸の先端に配置されているスポンジである。なお、ロール部材が配置されている洗浄モジュールと、ペン部材が配置されている洗浄モジュールは、通常、別箇の洗浄モジュールである。
【０１０５】
検査装置群１１０での検査で、パーティクルが増加傾向であるが、原因が特定できないときは、以下の原因特定処置を欠陥是正処置として行う。すなわち、パーティクルが増加傾向であるウェハＷＦを処理した全ての研磨ユニット３００と洗浄ユニット４００について、ユニットごとにそのユニットだけで処理を行うような搬送を行う。処理されたウェハを全て、検査装置群１１０で再検査することにより、発生源となっているユニットを特定する。このような原因の切り分け試験の実行を指示する。
【０１０６】
検査装置群１１０での検査で、欠陥発生原因であるユニットが特定された時は、搬送レシピを変更して、該当ユニットを経由しないルートに変更し、該当のユニットを停止させる欠陥是正処置を指示する。
【０１０７】
２．スクラッチに関する欠陥がある場合
基本的にスクラッチが発生したユニットを停止させ、そのユニットを使用した搬送ルートを使用できないようにする。そのうえで原因を取り除くような是正措置を講じる。
【０１０８】
検査装置での検査で、スクラッチが、ウェハ表面上の長い形状であるときは、研磨テーブル上にある固形物（ドレッサーディスクのダイヤモンドやスラリの固形物）が欠陥発生原因であるため、研磨ユニット３００の洗浄シーケンスに対して割り込み処理を行い、パッド洗浄（アトマイザによる洗浄とドレッシング処理）を実施し、研磨テーブル上にある固形物を洗い流す欠陥是正処置を指示する。
【０１０９】
研磨ユニット３００において、スラリのロットを交換した直後に発生したスクラッチの場合、スラリを供給する配管内に固着していた固形物が装置内に（すなわち研磨テーブル上に）供給され、その固形物の影響でスクラッチが発生したと考えられる。そのため長め
のダミーディスペンス（すなわち、スラリを供給するが、研磨を実施しないこと）を実行させ、配管内をよく洗う。これとともに、パッド洗浄（アトマイザによる洗浄とドレッシング処理）を実施し、研磨テーブル上にある固形物を洗い流す欠陥是正処置を指示する。
【０１１０】
研磨装置１０００のアイドル状態（研磨を行わない状態）が長く続いた直後に発生したスクラッチの場合、スラリ供給ノズルやトップリングに付着していたスラリが固形化した固形物が研磨テーブル上に落下し、その固形物の影響でスクラッチが発生したと考えられる。このときは、長めのスラリノズル洗浄、ダミーディスペンスを実行させ、配管内をよく洗う。これとともに、パッド洗浄（アトマイザによる洗浄とドレッシング処理）を実施し、研磨テーブル上にある固形物を洗い流す欠陥是正処置を指示する。
【０１１１】
研磨レシピを変更した直後に発生したスクラッチの場合、研磨終了前に実施する水ポリ（純水のみを用いた研磨）ステップにおいてウェハをパッド上に押し付ける圧力が強すぎ、ウェハについたスラリを十分にすすげないことが原因であると考えられる。このときは、研磨レシピの水ポリステップにおいて、ウェハをパッドに押し付ける圧力をチェックし、ホストコンピュータ１２６が許容する基準値の範囲内で圧力を小さくする欠陥是正処置を指示する。
【０１１２】
発生原因が特定できないときは、以下の原因特定処置を欠陥是正処置として行う。すなわち、欠陥を有するウェハを処理した全ての研磨ユニット３００について、研磨ユニット３００ごとにその研磨ユニット３００だけで処理を行うような搬送を行う。その後、使用したウェハを全て検査装置群１１０で再検査することにより、発生源となっている研磨ユニット３００を特定する。このような原因の切り分け試験の実行を指示する。
【０１１３】
３．研磨量の不足という欠陥がある場合
研磨装置１０００内に搭載された膜厚測定装置による検査によって異常（すなわち欠陥）がみつかった場合は、そのウェハに関する研磨ステータス情報を処理完了とはしないで、リワーク処理（すなわち、再研磨と、その後の洗浄処理）を実施する。これは、ホストコンピュータ１２６との情報交換を行わずに、すなわち、ホストコンピュータ１２６の制御を受けることなく、研磨装置１０００が単独で判断して実施するリワーク処理である。なお、リワーク処理に伴う研磨レシピの変更は、ホストコンピュータ１２６から事前に受信しているリワークレシピに従う。
【０１１４】
研磨中に研磨の終点を検出する終点検出器からの出力を用いて研磨終了のタイミングを決めている研磨プロセスにおいて、研磨量不足の場合は、欠陥是正処置としてオーバープロセス時間を長くする。ここで、オーバープロセス時間とは、実際に特徴点（すなわち、研磨の終点）を検出してから余分に研磨するオフセットの時間を意味する。また、その逆もある。すなわち研磨量過多の場合は、欠陥是正処置として研磨時間を短くする。
【０１１５】
リワーク処理を行った後も、膜厚測定装置による検査結果に異常がある場合は、制御部１４６は、使用した研磨ユニット３００を停止させる。制御部１４６は、その研磨ユニット３００を使用した搬送ルートを使用禁止とする。
【０１１６】
研磨装置１０００の外部にある膜厚測定装置による検査によって異常が判明した場合は、ホストコンピュータ１２６が新たな処理（レシピ）として再処理を研磨装置１０００に要求してくる。研磨装置１０００は、そのレシピに従い処理を行う。
【０１１７】
４．膜厚のプロファイル異常という欠陥がある場合
この時の対処方法は、３．項に示す研磨量の不足と同じである。すなわち、リワーク処理（すなわち、再研磨と、その後の洗浄処理）やその他の処理を、３．項と同様に実施す
る。
【０１１８】
５．欠陥は見つかったが是正措置不要の一例
洗浄ユニット４００での洗浄後の検査で、欠陥がパーティクルであるが、研磨装置１０００のユーザによる研磨用の薬液やスラリのロット交換、研磨装置１０００の外部にある配管内の固着物等によるものである場合は、洗浄レシピの変更は不要である。しかし、ホストコンピュータ１２６へ、配管内の洗浄を実施した上で（洗浄を実施する前でもよい）ユーザ側の変更が発生源である可能性を指摘する旨の情報を送信する。ホストコンピュータ１２６に送信する理由は、早急にユーザ側で生産を停止させることを可能にするためである。これにより、研磨装置１０００以外の他のメーカー製の研磨装置も含めて、工場全体の歩留りを向上させることができる。
【０１１９】
すなわち、工場内で使用する薬液のロットを切り替えた等が原因である場合、他社の研磨装置が処理したロットでも同様の欠陥が生じている可能性がある。研磨装置１０００の外部にある配管内に固着していたスラリの固形物や、新たに使い始めたスラリや薬液自体に不具合がある可能性があるため、ホストコンピュータ１２６に、ユーザ側の変更が発生源である可能性を指摘する情報を送信して、工場全体で対処する必要がある。
【０１２０】
是正措置が行われたのちに、制御部１４６は、是正措置の効果について測定を行う。すなわち、制御部１４６は、欠陥データ受信部１１２に対して指示を送り、発生原因に係わる研磨装置１０００の処置結果データ（検査装置群１１０から受信した検査データと、研磨装置１０００から受信した処理データ）を受信させる。
【０１２１】
その後、信号線１４８を介してデータベース更新部１４２に対して指示を送り、欠陥是正処置の結果に関する受信した処置結果データを受信させて、処置結果データに基づいて欠陥是正処置を変更させる。データベース更新部１４２は、欠陥知識データベース１４４にアクセスして、既述のステップｅ）において説明したように、必要な場合、欠陥知識データベース１４４の更新を行う。
【０１２２】
以上、本発明の実施形態の例について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明には、その均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１００  筐体
１０１  研磨装置システム
１０２  制御システム
１０４  製造ライン
１０６  検査装置
１０８  研磨装置群
１１０  検査装置群
１１２  欠陥データ受信部
１１４  処理データ受信部
１１６  欠陥発生原因特定部
１１８  欠陥是正処置部
１２４  欠陥データベース
１２６  ホストコンピュータ
１３６  研磨データベース
１４２  データベース更新部
１４４  欠陥知識データベース
１４６  制御部
２００  EFEM
２２０  フロントロード部
２４０  搬送ロボット
３００  研磨ユニット
３１０Ａ  研磨パッド
３２０Ａ  研磨テーブル
３３０Ａ  トップリング
３４０Ａ  研磨液供給ノズル
３５０Ａ  ドレッサ
３６０Ａ  アトマイザ
３７０  リフタ
４００  洗浄ユニット
４１０  第１洗浄室
４２０  第１搬送室
４２２  第１搬送ロボット
４３０  第２洗浄室
４４０  第２搬送室
４４２  第２搬送ロボット
４５０  乾燥室
４５６Ａ，４５６Ｂ  乾燥ユニット
５００  制御ユニット
１０００  研磨装置
ＷＦ  基板  
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020150155.tif 000009
【図７】
2020150155.tif 000010
【図８】
2020150155.tif 000011
【図９】
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