(57)【要約】【課題】半導体デバイス製造ラインにおいて、歩留まり低下の原因を特定し、それにより歩留まり低下量を予測して各製造ラインのロット投入量の増減を調整する方法及びシステムを提供する。【解決手段】所定の製造プロセスを組み合わせた半導体デバイス製造ラインの初期投入計画量の調整方法（システム）であって、半導体デバイスの製品の歩留まり低下を評価検知する第１の工程と、所定の製造プロセスの中から該歩留まり低下の要因を調査する第２の工程と、該歩留まり低下の量を算出する第３の工程と、該歩留まり低下量に基づいて、初期投入計画量を増減する第４の工程と、を含む。【選択図】図１
2014013425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の製造プロセスを組み合わせた半導体デバイス製造ラインの初期投入計画量の調整方法であって、
半導体デバイスの製品の歩留まり低下を評価検知する第１の工程と、
所定の製造プロセスの中から該歩留まり低下の要因を調査する第２の工程と、
該歩留まり低下の量を算出する第３の工程と、
該歩留まり低下量に基づいて、初期投入計画量を増減する第４の工程と、
を含むことを特徴とする、調整方法。
【請求項２】
前記第２の工程は、前記製造プロセスごとの不良品量の経時的及び／又は量的分布を計量することにより行うことを特徴とする、請求項１に記載の調整方法。
【請求項３】
前記第２の工程は、パーティクル要因、配線寸法規格バラツキ要因、及び成膜膜厚バラツキ要因のうちの少なくとも１以上の要因ごとに調査することを特徴とする、請求項１又は２に記載の調整方法。
【請求項４】
前記第３の工程は、個別の前記製造プロセスのロットごとの低下量を複数にランク分けし、ランクごとにパーセント表示の歩留影響度を設定し、次式
Σ（ランクごとの歩留影響度×ランクごとの対象枚数）
-----------------------------------------------
ロットの仕掛品枚数
により該製造プロセス全体の歩留影響度を算出することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載の調整方法。
【請求項５】
前記第３の工程は、当月Ｆａｂ入庫見込み影響度（％）として、次式
Σ（Ｒａｎｋ毎歩留影響度×（Ｒａｎｋ毎対象仕掛品枚数＋Ｒａｎｋ毎対象入庫枚数））
-----------------------------------------------------------------------------
（設計ルール毎）仕掛品枚数＋（設計ルール毎）入庫枚数
により算出する工程を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載の調整方法。
【請求項６】
前記第３の工程は、当日Ｆａｂ入庫見込み影響度（％）として、次式
Σ（Ｒａｎｋ毎歩留影響度×（Ｒａｎｋ毎対象入庫枚数））
------------------------------------------------------
（設計ルール毎）入庫枚数
により算出する工程を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載の調整方法。
【請求項７】
前記第３の工程は、前記製造プロセスごとに前記歩留まり低下量を算出することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一に記載の調整方法。
【請求項８】
前記第３の工程は、日ごと又は月ごとに前記歩留まり低下量を算出することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一に記載の調整方法。
【請求項９】
前記第４の工程は、将来の日ごと、及び／又は月ごとの歩留まり低下量を予測して初期投入計画量を増減することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一に記載の調整方法。
【請求項１０】
複数の製造ラインごとに前記第１の工程から前記第４の工程までを繰り返し行うことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一に記載の調整方法。
【請求項１１】
所定の製造プロセスを組み合わせた半導体デバイス製造ラインの初期投入計画量の調整システムであって、
半導体デバイスの製品の歩留まり低下を評価検知する評価検知部と、
所定の製造プロセスの中から該歩留まり低下の要因となるプロセスを抽出する抽出部と、
該歩留まり低下の量を算出する計算部と、
該歩留まり低下量に基づいて、初期投入計画量を割り当てる割り当て部と、
を含むことを特徴とする、調整システム。
【請求項１２】
コンピュータに、
所定の製造プロセスを組み合わせた半導体デバイス製造ラインの製品の歩留まり低下を評価検知させる手順と、
所定の製造プロセスの中から該歩留まり低下の要因を調査させる手順と、
該歩留まり低下の量を算出させる手順と、
該歩留まり低下量に基づいて、初期投入計画量を増減させる手順と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１３】
コンピュータに、
所定の製造プロセスを組み合わせた半導体デバイス製造ラインの製品の歩留まり低下を評価検知させる手順と、
所定の製造プロセスの中から該歩留まり低下の要因を調査させる手順と、
該歩留まり低下の量を算出させる手順と、
該歩留まり低下量に基づいて、初期投入計画量を増減させる手順と、
を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス製造ラインの投入計画調整方法及び投入計画調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造ラインでは、１つの製品を製造するまでに多くの工程が必要であり、それに必要な多くの装置が用いられているが、それぞれの工程・装置によりその処理量が異なる。そこで特定の工程や装置が全体の処理量を制限するような、いわゆるボトルネックを構成しないように全体の製造ラインを稼動させる必要がある。
【０００３】
特許文献１には、半導体デバイス製造ラインにおいて、装置ごとの着工数のばらつきを少なくするため、投入計画に起因するボトルネックの発生工程と発生タイミングを予測し、ボトルネック工程のロット脈流が低減するように投入計画を自動調整する、半導体デバイス製造ラインの投入計画調整技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２８９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
製造ラインにおいては、それぞれのプロセス・装置に不具合が生じることもある。また不具合とまでいわなくとも、何らかの理由で歩留まりが低下することもある。そうなると、それまで最適なロット投入計画で行ってきた製造ラインが、その歩留まりが低下した工程・装置で滞り、全体の歩留まりが低下することになる。
【０００６】
そのような場合でも、プロセス全体を停止するほどの問題ではない場合、その歩留まりが低下したプロセスや装置を特定して、他の工程に合わせて調整することにより全体の製造フローを最適化することが望ましい。
【０００７】
これまでは半導体デバイス製造ライン内のトラブル(不具合)により、歩留まり低下となった製品がどれだけあり、デリバリーショートを起こさないためにどれだけ後続を投入しなければいけないかを把握するのに工数が必要となっていた。
【０００８】
本発明は、半導体デバイス製造ラインにおいて、歩留まり低下の原因を特定し、それにより歩留まり低下量を予測して各製造ラインのロット投入量の増減を調整する方法及びシステムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の視点において、本発明に係る半導体デバイス製造ラインの初期投入計画量の調整方法は、所定の製造プロセスを組み合わせた半導体デバイス製造ラインの初期投入計画量の調整方法であって、半導体デバイスの製品の歩留まり低下を検知する第１の工程と、所定の製造プロセスの中から該歩留まり低下の要因を調査する第２の工程と、該歩留まり低下の量を算出する第３の工程と、該歩留まり低下量に基づいて、初期投入計画量を増減する第４の工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
第２の視点において、本発明に係る半導体デバイス製造ラインの初期投入計画量の調整システムは、所定の製造プロセスを組み合わせた半導体デバイス製造ラインの初期投入計画量の調整装置であって、半導体デバイスの製品の歩留まり低下を評価検知する評価検知部と、所定の製造プロセスの中から該歩留まり低下の要因となるプロセスを抽出する抽出部と、該歩留まり低下の量を算出する計算部と、該歩留まり低下量に基づいて、初期投入計画量を割り当てる割り当て部と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
第３の視点において、本発明に係る半導体デバイス製造ラインの初期投入計画量の調整プログラムは、コンピュータに、所定の製造プロセスを組み合わせた半導体デバイス製造ラインの製品の歩留まり低下を評価検知させる手順と、所定の製造プロセスの中から該歩留まり低下の要因を調査させる手順と、該歩留まり低下の量を算出させる手順と、該歩留まり低下量に基づいて、初期投入計画量を増減させる手順と、を実行させることを特徴とする。また、第４の視点として、このようなプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明に含まれる。
【発明の効果】
【００１２】
これにより、ｄａｉｌｙのロット歩留まり低下量を把握して、必要投入量を制御することが可能となる。即ち、デリバリーショートさせないように事前に投入必要量を瞬時に判断できる。また、長期の、例えばｍｏｎｔｈｌｙの歩留まり予測も可能となるため、大きな歩留まり低下要因による投入必要量を確保できる、あるいは併せて歩留まり向上施策等による投入量削減予測も立てることができる。さらに、当該システムを用いることにより、工程内管理、日々の推移を管理し傾向を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例に係る半導体デバイス製造ライン投入量調整手順（方法）を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施例に係るプロセスの歩留まり低下ランク付け、欠陥コード割り当て例である。
【図３】ロットの外観検査結果の一例である。
【図４】ロット内のウェハごとの欠陥量をグラフ化したもの、及び欠陥のイメージ像である。
【図５】各プロセスが歩留まり低下量に与える影響度を評価した一例である。
【図６】プロセスごとの歩留まり変化と、日ごとの歩留まり変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１〜第４の形態は、第１〜第４の視点に記載のとおりである。各視点において、前記第２の工程は、製造プロセスごとの不良品量の経時的及び／又は量的分布を計量することにより行うことが好ましい。
【００１５】
また、前記第２の工程は、パーティクル要因、配線寸法規格バラツキ要因、及び成膜膜厚バラツキ要因のうちの少なくとも１以上の要因ごとに調査することが好ましい。
【００１６】
また、前記第３の工程は、個別製造プロセスのロットごとの低下量を複数にランク分けし、ランクごとにパーセント表示の歩留影響度を設定し、次式
Σ（ランクごとの歩留影響度×ランクごとの対象枚数）
-----------------------------------------------
ロットの仕掛品枚数
により製造プロセス全体の歩留影響度を算出することが好ましい。
【００１７】
また、前記第３の工程は、当月Ｆａｂ入庫見込み影響度（％）として、次式
Σ（Ｒａｎｋ毎歩留影響度×（Ｒａｎｋ毎対象仕掛品枚数＋Ｒａｎｋ毎対象入庫枚数））
-----------------------------------------------------------------------------
（設計ルール毎）仕掛品枚数＋（設計ルール毎）入庫枚数
により算出する工程を含むことが好ましい。
【００１８】
また、前記第３の工程は、当日Ｆａｂ入庫見込み影響度（％）として、次式
Σ（Ｒａｎｋ毎歩留影響度×（Ｒａｎｋ毎対象入庫枚数））
------------------------------------------------------
（設計ルール毎）入庫枚数
により算出する工程を含むことが好ましい。
【００１９】
また、前記第３の工程は、各製造プロセスごとに前記歩留まり低下量を算出することが好ましい。
【００２０】
また、前記第３の工程は、日ごと又は月ごとに前記歩留まり低下量を算出することが好ましい。
【００２１】
また、前記第４の工程は、将来の日ごと、及び／又は月ごとの歩留まり低下量を予測して初期投入計画量を増減することが好ましい。
【００２２】
また、複数の製造ラインごとに前記第１の工程から前記第４の工程までを繰り返し行うことが好ましい。
【実施例】
【００２３】
以下に図面を参照しつつ、本発明の一実施例に係る半導体デバイス製造ライン投入量の調整手順（方法）を示す。
【００２４】
図１は、本発明の一実施例に係る半導体デバイス製造ライン投入量調整手順を示すフローチャートである。まず、それぞれの製品ごとに所定の設計ルールにしたがって製造プロセスが決定され、各製品のロット投入量が決められる。そして製造プロセスを実施した結果、歩留まりの低下が発生したか否かを評価する。歩留まり低下が検知されると、その要因を検討する。
【００２５】
歩留まり低下の調査方法としては、パーティクル要因、配線寸法規格バラツキ要因、及び成膜膜厚バラツキ要因といった要因ごとに調査する。そして歩留まり低下量を算出する。製造プロセス全体の歩留まり低下量が算出されると、そのデータをもとに、必要製品量が得られるために必要な初期投入量を計算してロット投入する。各製造プロセスについてこのような手順を行う。また、このような歩留まりデータを集積することにより、月ごとの歩留まり低下の予測をすることができ、長期的な投入量の変化を予測して材料を調達し、あるいは製品量の調整を行うことができる。
【００２６】
歩留まり低下量計算方法は、例えば以下のように行うことができる。この実施例では、歩留影響度（％）を計算する。歩留影響度は、次式で計算される。
Σ（Ｒａｎｋ毎歩留影響度×Ｒａｎｋ毎対象枚数）
歩留影響度（％）＝---------------------------------------------
（設計ルール毎の）ロット仕掛品枚数
【００２７】
ここで、Ｒａｎｋ（ランク）毎歩留影響度とは、ＲａｎｋＡは「５％以上の歩留まり低下」とし、算出時影響度は５％とする。ＲａｎｋＢは「１％以上５％未満の歩留まり低下」とし、算出時影響度は３％とする。ＲａｎｋＣは「１％未満の歩留まり低下」とし、算出時影響度は１％とする。なお、Ｒａｎｋはすべてのロットの歩留まり低下量の見積もりであり、個別ウェハの歩留まり低下量ではない。設計ルールとは、ある設計に基づいて製造ラインに割り当てられた所定の個別製造工程である。
【００２８】
例えば、２５枚ロットで２０％歩留まり低下のウェハが１枚存在する場合、ロット全体としては、２０％×１枚／２５枚＝０．８％の低下となり、ＲａｎｋＣとなる。また、２５枚ロットで２０％歩留まり低下のウェハが１枚、１０％低下のウェハが１枚存在する場合、ロット全体としては、（２０％×１枚＋１０％×１枚）／２５枚＝１．２％の低下となり、ＲａｎｋＢとなる。また、２０枚ロットで３０％歩留まり低下のウェハが５枚存在する場合、ロット全体としては、３０％×５枚／２０枚＝７．５％の低下となり、ＲａｎｋＡとなる。そしてそのうち３枚廃棄した場合、３０％×２枚／１７枚＝３．５％の低下となり、ＲａｎｋＢとなる。
【００２９】
さらに、例えば当月Ｆａｂ入庫見込み影響度（％）は次のように計算される。
Σ（Ｒａｎｋ毎歩留影響度×（Ｒａｎｋ毎対象仕掛品枚数＋Ｒａｎｋ毎対象入庫枚数））
-----------------------------------------------------------------------------
（設計ルール毎）仕掛品枚数＋（設計ルール毎）入庫枚数
ただし、仕掛枚数とＲａｎｋ毎対象枚数の対象ロットを下記とする。
残工程数≦当月残日数×設計ルール毎進度（当月残日数には当日を含む）。
【００３０】
また、当日Ｆａｂ入庫見込み影響度（％）は次のように計算する。
Σ（Ｒａｎｋ毎歩留影響度×（Ｒａｎｋ毎対象入庫枚数））
------------------------------------------------------
（設計ルール毎）入庫枚数
【００３１】
図２は、各プロセスごとのランク（Ａ〜Ｃ）を求めて表にした１例である。またサブコードとして不良品形態をコード化している。
【００３２】
図３は、ウェハの製品ロットの外観検査結果の一例である。また図４はロット内のウェハごとの欠陥量をグラフ化したもの、及び欠陥の画像例である。１つのロットは２４枚のウェハ（ＳＬＯＴ１〜ＳＬＯＴ２４）で構成されており、図４における各ウェハの欠陥数を見ると、３枚おきに欠陥数が増加する傾向が把握される。ＳＬＯＴ４及びＳＬＯＴ２２の欠陥イメージを調査した結果、同一モードの欠陥であることが判明した。調査の結果、シリンダーコア酸化膜ウェットエッチ後の検査に問題がないことから、シリンダーコア酸化膜ウェットエッチ以降の工程を調査した結果、第１チタン成長ＣＭＴ４３２装置のゴミ検が暴れており、ＣＭＴ４３２起因でゴミが発塵したものと評価される。
【００３３】
図５は、各工程が歩留まり低下量に与える影響度を評価した一例である。図５によれば、設計ルールＦ６８の製品において、仕掛枚数が４９３９７枚のうち、Ｌｉｔｈｏ工程における欠陥枚数が４５５０枚、ＤＲＹ工程での欠陥枚数が１１７５枚、ＣＭＰ工程では５０枚、Ｆｕｒｎａｃｅ工程では５０枚、ＣＶＤ工程では１７５枚であった。
【００３４】
欠陥枚数の合計は６０００枚であり、歩留影響度は０．３７８、Ｆａｂ入庫（ｄａｙ）は０．２９９となり、設計ルールＦ６８の製品においては０．２９９％の歩留まり低下となることが判明した。この結果から、良品必要量に対し、１．００２９９倍の投入を実施すればよいことがわかる。
【００３５】
図６は、上記のようにして得られた工程ごとの歩留まり変化と、それをトータルして日ごと（Ｄａｉｌｙ）の歩留まり変化を示すグラフである。これにより、日ごとのロット歩留まり低下量の推移が予測できるため、あらかじめ必要投入量を調整することが可能となる。
【００３６】
また、図示していないが、長期の、例えば月ごと（Ｍｏｎｔｈｌｙ）の歩留まり予測も可能となるため、大きな歩留まり低下要因による投入必要量も確保できる。あるいは、併せて歩留まり向上施策等による投入量削減予測も立てることができる。
【００３７】
このシステムを用いれば、工程内管理、日々の推移を確認し、傾向を把握することができ、デリバリーショートを生じないように事前に投入必要量を瞬時に判断できる。また、歩留まり向上へ素早い対応アクションをとることが可能となる。さらに、製品投入量を加減することにより、必要製品（所要増予定）のバッファーを設けることができる。
【００３８】
本発明の全開示（請求の範囲及び図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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