(57)【要約】【課題】  装置異常監視の判定項目の登録解除と判定基準を自動更新することのできる装置異常監視システムを備えた製造システムを提供する。【解決手段】  ウェハを対象製品とした製造システムにおいて、ライン上流に位置する加工装置２１の装置異常監視システム２２と、ライン下流に位置する製品検査装置５１の製品異常監視システム５２を備え、これらのライン制御システム６０として、何れかの異常検知イベントを起点にして製品品質と装置状態のデータを収集するウェハトレースシステム６１と、トレース収集したデータの照合分析を行い、最新の製造ライン状況に合わせた監視項目の見直しと再計算した判定基準の更新を行うライン品質管理システム６２を備えている。【選択図】  図１
2006173373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともひとつの加工装置と、少なくともひとつの製品検査装置とを用いて材料基板上に微細素子を集積加工する半導体製品の製造システムであって、
前記製造システムは、
前記加工装置の状態を計測し、この状態計測値の異常を予め設定した判定基準に基づいて監視する装置異常監視システムと、
半導体製品の品質を前記製品検査装置により計測し、この品質計測値の異常を予め設定した判定基準に基づいて監視する製品異常監視システムと、
前記加工装置および前記製品検査装置への半導体製品の投入制御と、前記状態計測値および前記品質計測値の収集とを行うライン制御システムとから構成され、
前記ライン制御システムは、
半導体製品に加工される材料基板の各個体に識別番号名を割り当てて装置への各製品個体の投入制御と計測値収集制御を行い、前記装置異常監視システムの装置異常検知を起点に加工対象の製品個体を製造ライン下流の製品検査装置まで追跡する、あるいは前記製品異常監視システムの製品異常検知を起点に製品個体を製造ライン上流で加工した加工装置の状態計測値を逆追跡する半導体製品トレースシステムと、
前記装置異常検知あるいは前記製品異常検知を起点にして、前記半導体製品トレースシステムにより追跡あるいは逆追跡した加工装置の状態計測値と半導体製品の品質計測値との照合分析から、品質変動の原因となった加工装置とこの加工装置の状態計測値とを特定し、さらに特定した加工装置の判定基準を計算して、この特定した加工装置の状態計測値の異常監視の登録あるいは解除と判定基準の更新とを異常検知を起点に実施するライン品質管理システムとを有することを特徴とする半導体製品の製造システム。
【請求項２】
請求項１記載の半導体製品の製造システムにおいて、
前記製造システムは、
異なる独立の加工装置を製造工程の一部に使用し、あるいは同一の加工装置に異なる加工条件を設定した独立の条件設定の加工装置を製造工程の一部に使用し、さらに共通の加工装置をその他の製造工程に使用して加工される、少なくとも２つ以上の複数種類の微細素子を材料基板上に集積した半導体製品を製造の対象とし、
前記ライン制御システムは、
前記製品検査装置により計測した品質計測値に関し、種類が異なる前記微細素子間の共通変動成分と独立変動成分とを分離する素子間変動成分抽出システムを有し、
前記ライン品質管理システムは、
前記品質計測値の素子間共通変動成分と前記共通の加工装置の状態計測値との照合分析から、品質変動の原因となった加工装置とこの加工装置の状態計測値とを特定する、あるいは前記品質計測値の素子間独立変動成分と前記独立の加工装置の状態計測値との照合分析から、品質変動の原因となった加工装置とこの加工装置の状態計測値とを特定することを特徴とする半導体製品の製造システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の半導体製品の製造システムにおいて、
前記製品検査装置として、半導体製品の製造途中の製品の加工品質を計測する少なくともひとつ以上の加工品質検査装置と、製造終了後の製品の最終品質を計測する最終品質検査装置との２種類の製品検査装置を備え、
前記ライン品質管理システムは、
第１ステップとして、前記加工品質検査装置の製品加工品質計測値と、前記最終品質検査装置の製品最終品質計測値との、あるいは素子間共通変動成分との、あるいは素子間独立変動成分との照合分析から、品質変動の原因となった加工装置を特定し、
第２ステップとして、特定した加工装置の状態計測値と、前記加工品質検査装置の製品加工品質計測値との照合分析から、品質変動の原因となった加工装置の状態計測値を特定し、さらに特定した加工装置の判定基準を計算する、２段階の品質変動原因特定のステップを備えたことを特徴とする半導体製品の製造システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体製品の製造システムにおいて、
前記加工装置は、加工装置の状態の一部を外部から設定した加工条件値に制御する状態制御器を備え、
前記製造システムは、外部から設定する加工条件値を計算する装置状態制御システムを備え、
前記装置状態制御システムは、
前記ライン品質管理システムの実施する加工装置の状態計測値と半導体製品の品質計測値との照合分析から導出される装置状態目標値計算モデルを記憶し、
前記装置状態目標値計算モデルを用いて、製品加工目標値あるいは製品最終品質目標値と、現在あるいは過去の加工装置の制御不可能な状態の計測値とを入力として加工装置の制御可能な状態の目標値を計算し、
計算した加工装置の状態目標値を前記状態制御器に設定して、加工装置の状態変動に関わらず製品加工目標値あるいは製品最終品質目標値を達成する加工装置状態を実現することを特徴とする半導体製品の製造システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体製品の製造システムにおいて、
前記半導体製品は、微細素子として半導体トランジスタ素子を集積加工したウェハ製品であることを特徴とする半導体製品の製造システム。
【請求項６】
請求項２記載の半導体製品の製造システムにおいて、
前記半導体製品は、異なる種類のイオン注入装置、あるいは異なる処理条件を設定したイオン注入装置を製造工程の一部に使用して、Ｐ形とＮ形の２つの種類の半導体トランジスタ素子をウェハ上に集積加工したウェハ製品であり、
前記製品検査装置の品質計測値は、前記ウェハ製品のＰ形とＮ形の半導体トランジスタ素子の電気特性計測値であり、
前記ライン品質管理システムは、前記イオン注入装置の状態計測値と、前記ウェハ製品の少なくとも２種類のトランジスタ素子の電気特性計測値の素子間独立変動成分との照合分析から、電気特性変動の原因となったイオン注入装置とこのイオン注入装置の状態計測値とを特定して、この特定したイオン注入装置の状態計測値の判定基準を更新することを特徴とする半導体製品の製造システム。
【請求項７】
請求項２記載の半導体製品の製造システムにおいて、
前記半導体製品は、異なる種類のイオン注入装置を製造工程の一部に使用して、Ｐ形半導体トランジスタとＮ形半導体トランジスタをウェハ上に集積加工したウェハ製品であり、
前記製品検査装置の品質計測値は、前記ウェハ製品のＰ形半導体トランジスタとＮ形半導体トランジスタの電気特性計測値であり、
前記ライン品質管理システムは、前記イオン注入装置以外の加工装置の状態計測値と、前記ウェハ製品の少なくとも２種類のトランジスタ素子の電気特性計測値の素子間共通変動成分との照合分析から、電気特性変動の原因となったリソグラフィーあるいは成膜に係る加工装置とこの加工装置の状態計測値とを特定して、この特定した加工装置の状態計測値の判定基準を更新することを特徴とする半導体製品の製造システム。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載の半導体製品の製造システムにおいて、
前記製品検査装置として、ウェハ製品の製造途中の加工寸法を計測する少なくともひとつ以上の加工寸法検査装置と、製造終了後の製品の電気特性を計測する最終特性検査装置との２種類の製品検査装置を備え、
前記装置異常監視システムとして、半導体トランジスタ素子の形状加工を行う露光装置あるいは食刻装置あるいは成膜装置と、半導体トランジスタ素子の不純物注入を行うイオン注入装置あるいは拡散装置との状態を計測して監視する装置異常監視システムを備え、
前記ライン品質管理システムは、
第１ステップとして、前記ウェハ製品の製造終了後の電気特性計測値の収集を起点として、前記ウェハ製品の製造履歴を逆トレースして、前記ウェハ製品の製造途中の加工寸法計測値履歴を収集し、さらに前記ウェハ製品に不純物を注入拡散した注入装置あるは拡散装置の状態計測値履歴を収集し、
第２ステップとして、収集した前記加工寸法計測値と前記装置状態計測値とを組み合わ、この組み合わせデータと前記電気特性計測値データとの照合分析を行い、照合分析結果から製品電気特性変動の原因となった加工寸法あるいは不純物注入装置の状態計測値を特定し、
第３ステップとして、特定した不純物注入装置の状態変動が製品電気特性変動の原因であった場合には、この特定した不純物注入装置の装置状態監視の判定基準を計算し、
加工寸法の変動が製品電気特性変動の原因であった場合には、第４ステップとして、半導体トランジスタ素子の形状加工装置の状態計測値履歴を収集し、この収集した形状加工装置状態計測値データと前記加工寸法計測値データとの照合分析を行い、照合分析結果から製品加工寸法変動の原因となった加工装置の状態計測値を特定し、この特定した加工装置の装置状態監視の判定基準を計算することを特徴とする半導体製品の製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細素子を基板上に集積加工して半導体製品を製造するラインの制御を行う製造システムに関し、特に、製品の品質変動を引き起こす加工装置の状態変動を監視する機能を持つ製造システムに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、微細素子を基板上に集積加工して製造する半導体製品の代表例としては、ＭＯＳトランジスタをウェハ上に集積加工して製造するウェハ製品がある。ウェハ製品の製造ラインにおいて製品品質変動の原因を解析する方法および装置の発明としては、特許文献１および特許文献２に記載されているようなものがある。これらは製品品質情報と製造情報の因果関係を解析する方法および装置の発明である。ここで対象としている製品品質情報とは、半導体ウェハの電気特性情報や歩留り情報であり、製造情報とは、プロセス加工工程に係わる製造装置履歴情報、製造条件情報、インライン測定情報、設備フロー情報である。
【０００３】
因果関係を解析する方法としては、製品品質情報を目的変数（Ｙ）とし、製造情報を説明変数（Ｘ）とした多段階多変量解析（Ｙ＝Ａ・Ｘ）が用いられている。具体的には、まず、説明変数の複数の要素が同時に変動することによって引き起こされる多重共線性（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｃｏ−ｌｉｎｅａｒ）現象による計算不可能問題や精度不足を回避するために、説明変数の要素を一定少数に分割する。そして、重回帰分析（Ｙｉ＝Ａ・Ｘｉ）をその全ての分割グループに適用し、変数増減法により各分割グループ内で説明変数の要素を絞り込む。絞り込まれた説明変数を合わせて再度重回帰分析を適用することを多段階に繰り返して異常要素を抽出するという手法である。
【０００４】
また、非特許文献１には、説明変数の複数の要素が同時に変動することによって引き起こされる多重共線性（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｃｏ−ｌｉｎｅａｒ）現象による計算不可能問題や精度不足を回避するための射影法（Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ）に基づく、目的変数（Ｙ）と説明変数（Ｘ）の相関モデル（Ｙ＝Ａ・Ｘ）の複数の計算方法が説明されている。
【特許文献１】特開２００２−１１０４９３号公報
【特許文献２】特開２０００−２５２１８０号公報
【非特許文献１】“Ｃｈｅｍｏｍｅｔｒｉｃｓ，Ｄａｔａ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｌａｎｔ”、ＷＩＬＥＹ（２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、「ディジタル家電」という製品カテゴリで総称される工業製品は、システムＬＳＩ（ＳｏＣ：Ｓｙｓｔｅｍ  ｏｎ  Ｃｈｉｐ）、ディスプレイ・パネル、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）といったキーデバイスを組み立てたセット製品である。製品の性能を決定する個々のキーデバイスは、微細素子を基板上に集積加工した半導体デバイス化基板（ウェハ）として、多工程の製造プロセスを経て生産される。キーデバイスの製造は多工程の複雑で精密なプロセスを必要とし、ウェハとして製造されるシステムＬＳＩを例に取れば工程数は数百工程を超える。その中の１工程を担う加工装置が所定の範囲を逸脱して変動すれば、製品の最終品質に異常が発生してしまう。そのため、個々の加工装置の状態が所定の範囲を逸脱していないかどうかを常に監視することが、製造ラインの品質管理として重要になっている。
【０００６】
ウェハは、加工微細化の追求によって加工プロセス装置の状態変動の許容範囲が年々狭くなっている。加工プロセス装置の運転手順の入力間違いや、加工条件の入力間違いや、加工装置の部品の劣化などにより、装置状態が変動許容範囲から逸脱すると、ウェハは不良となる。製造途中の製品異常監視のために行われる加工直後のウェハの製品検査は一般に抜き取り検査で実施されるため、装置状態が変動許容範囲から逸脱しても処理異常を見逃す可能性があった。また、イオン注入工程のように工程終了直後の検査が困難な工程もあった。最終的には、全数検査が実施される最終製品検査で不良は発見されるが、各製造工程から最終製品検査までには数週間から数ヶ月を要するために、その間に処理したウェハが全て不良になり大きな損害を被る可能性があった。
【０００７】
ウェハを例とする半導体製品の製造ラインには複数の工程があり、各工程には複数の加工装置が導入されている。各加工装置は状態情報として、複数の状態計測値を出力する。予め、全ての（あるいは選抜した重要な複数の）状態計測値に対して適切な判定基準を設定して異常監視を実施し、異常が検知された場合には直ちに装置を停止して修理することが、不良製品の造り込みを最小限に食い止めるために必要である。
【０００８】
しかし、加工プロセス装置の状態計測値の正常な範囲は物理的理論的に演繹して求まることは希であり、適切な判定基準が設定されていない場合には、実績がない未知の異常を見逃すか、あるいは正常な加工状態を異常と虚報判定するという問題があった。キー部品であるウェハ製品は組み込まれるセット製品毎に専用設計される傾向にあり、それに応じて品種は増える傾向にある。品種が異なれば、実績にない未知の異常が発生する可能性が高まる。また、微細化による設計基本ルールやプロセスの世代交代によって、まったく従来と異なる新規品種が処理の対象となる場合には、未知の異常が発生する可能性が高まる。
【０００９】
高精度加工プロセス装置の状態計測値の正常な範囲は、製造と製品検査を繰り返すことによって統計的経験的に求まることが多い。また、一部の工程への新規装置の導入や装置の分解保守によって、製造ライン全体が影響を受け、従来の装置状態の正常な範囲が変動してしまうことがある。そこで、一度設定した装置状態監視の判定項目の登録解除とその判定基準を、最新の製造と製品検査の実績から自動更新することのできる装置異常監視システムを備えた製造システムが求められていた。
【００１０】
前記特許文献１および２に記載された技術は、製品品質履歴情報を目的変数（Ｙ）とし、製造履歴情報を説明変数（Ｘ）として、重回帰分析（Ｙ＝Ａ・Ｘ）により製品品質履歴情報とつながりの強い製造履歴情報を抽出する手法である。半導体の製造ラインは主に連続直列の連鎖工程から構成されることと、プロセス内部の変量の数が多いことから、同時に変動する変量が存在する多重共線性（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｃｏ−ｌｉｎｅａｒ）現象を起こし、重回帰式を直接解くことは数値計算の安定性の都合から一般に困難である。そのため、製造履歴情報の要素を一定少数に分割し、重回帰分析（Ｙｉ＝Ａ・Ｘｉ）を全ての分割グループに適用して変数増減法により各分割グループ内で製造履歴情報の要素を絞り込み、絞り込まれた製造履歴情報を合わせて再度重回帰分析を適用することを多段階に繰り返す多段階多変量解析の手法を採用している。したがって、重回帰モデル式の計算の実行を常に可能にする一手段ではあるが、あくまで、製品品質履歴情報（Ｙ）と製造履歴情報（Ｘ）の統計的相関強度（Ｙ＝Ａ・Ｘ）のみに着目して求めた製品品質変動の原因候補を列挙して表示するまでの解析装置であった。
【００１１】
前記非特許文献１には、射影法を用いることにより、多重共線性があっても重回帰モデル式の計算の実行を常に可能にする別の手段が述べられている。これらの方法は、重回帰モデル式の計算の実行を常に可能にはしてくれるが、求めた重回帰モデル式が現実の因果関係を反映していることを必ずしも保証するものではないことに注意する必要がある。多くの変数を扱う重回帰モデル式の計算では、因果関係を反映した精度の高い重回帰モデル式を得るためには事前の変数の絞り込みが重要となる。
【００１２】
すなわち、従来の技術において、多数の製造工程、装置を必要とする微細素子集積化半導体製品の製造ラインでは、最終製品品質に影響を与える製造装置の状態変動を該当製品が検査工程に行き着く以前に先行先取りして精度良く検知することができれば、不良製品の大量造り込みを回避するための装置対策を講じることができる。しかし、製造装置の状態の正常範囲は製品の設計仕様から一意に定まる訳ではなく、製品品質との関係から統計的あるいは実験経験的に定める必要があり、製造ラインの状況変化に即応できないために虚報や見逃しを多発するという課題があった。
【００１３】
そこで、微細素子集積化半導体製品の品質変動を抑えたい製造ラインでは、製品品質変動の原因装置とその状態計測値の候補を列挙して表示するに留まらず、製品品質変動との定量的因果関係を絞り込み装置異常監視の判定項目の登録解除と判定基準を自動更新することのできる装置異常監視システムを備えた製造システムが求められていた。
【００１４】
そこで、本発明は、上記の課題を解決し、製品異常発生の通報イベントを受けて製造と製品検査の過去の実績収集から製品品質変動の原因となった加工装置とその状態計測値を特定し、あるいは現在の判定基準に基づく装置異常発生の通報イベントを受けて製造と製品検査の実績追跡収集から製品品質変動の原因となった加工装置とその状態計測値を特定し、その定量的因果関係式から現在の製造ラインの状況に最も適切な装置異常の判定基準を求め、装置異常監視の判定項目の登録解除と判定基準を自動更新することのできる装置異常監視システムを備えた製造システムを提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、異なる種類の素子が集積される場合に、その素子の種類の違いを利用して重回帰モデル式の計算で扱う変数の数を事前に絞り込むことにより、製品品質変動と加工装置状態との間の精度の高い定量的因果関係式を自動的に求める製造システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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。
【００１７】
本発明は、上記の目的を達成するために、少なくともひとつの加工装置と、少なくともひとつの製品検査装置とを用いて材料基板上に微細素子を集積加工する半導体製品の製造システムに適用され、次のような特徴を有するものである。
【００１８】
加工装置は、装置異常監視システムと接続し、この装置異常監視システムは製品品質との相関から統計的に決まる判定基準に基づき加工装置の各状態計測値を監視する。また、検査装置は、製品異常監視システムと接続し、この製品異常監視システムは設計仕様から決まる判定基準に基づき検査装置の各製品品質計測値を監視する。
【００１９】
装置異常監視システムおよび製品異常監視システムは、ライン全体を中央管制するライン制御システムに接続する。このライン制御システムは、各製品個体を固有番号名を付けて投入、追跡、管理し、装置異常監視システムから加工装置状態計測値を収集保存し、製品異常監視システムから製品品質計測値を収集保存するウェハトレースシステムを備える。また、ライン制御システムは、製品品質計測データと装置状態計測データの照合分析により、製品の品質変動の装置起因の原因を特定する品質変動原因特定部と、装置異常監視システムの判定基準の統計的導出と更新を行うライン品質管理システムを備える。
【００２０】
また、ＣＭＯＳ半導体製品のウェハのように複数種類の素子を集積する製品の場合は、ライン制御システムが複数種類素子間の共通変動成分と独立変動成分を分離抽出する変動成分抽出システムを備える構成にすると、照合分析の対象を事前に絞り込み分析精度を上げられる効果がある。
【００２１】
ライン制御システムのライン品質管理システムは、２種類の異常検知イベントに応じて、製品品質計測データと装置状態計測データの照合分析による品質変動原因特定と判定基準の更新を行う。１つは装置異常監視システムが装置状態の異常を検知した場合で、もう１つは製品異常監視システムが製品品質の異常を検知した場合である。
【００２２】
装置異常監視システムが装置状態の異常を検知した場合には、対象処理製品の個体番号名をトレースして製品検査結果と照合する。製品検査は加工直後の検査でも、最終の製品品質検査でもどちらでも対応可能である。加工直後の製品検査は全数検査でない場合が多く、どの加工工程直後でも常に検査可能であるとは限らない。最終の製品品質検査は全数検査である。照合した製品検査結果が設計仕様に基づく製品判定基準から正常なら、製品異常監視システムは虚報を発報したことになるため、装置異常検知の対象になった状態項目を監視対象から解除するか、装置判定基準を再計算して値を大きくする。照合した製品検査結果が設計仕様に基づく製品判定基準から異常なら、正答を発報したことになるため、装置異常検知の対象になった状態項目を監視対象のまま据え置き、装置判定基準を再計算して値を必要に応じて更新する。
【００２３】
製品異常監視システムが製品品質の異常を検知した場合には、対象処理製品の個体番号名を逆トレースして製造工程上流の装置状態計測結果と照合する。製品異常監視システムの異常検知が起点であるということは、製造工程上流の装置異常監視システムの何れかが見逃しを生じたことを意味する。照合した装置状態計測結果から製品検査異常の原因となった装置とその状態計測項目および判定基準を導出し、装置異常検知の対象にすべき状態項目を監視対象に登録し、導出した装置判定基準を設定する。
【００２４】
以上の構成を取ることにより、装置異常検知の正答発報と虚報発報および見逃しのバランスを常に自動で見直す異常監視システムを備えた製造ラインを実現することができる。
【発明の効果】
【００２５】
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。
【００２６】
本発明によれば、微細素子を集積加工した半導体製品の製造ラインにおいて、加工装置の異常監視の判定基準を製品設計仕様や物理法則から直接導くことができない多くの場合について、加工装置の状態計測実績値と製品品質の検査計測実績値の履歴から、製品品質に影響のある加工装置の状態パラメータとその判定基準を統計的に導き設定して、加工直後に製品品質検査を先取りする装置異常監視を行うことにより、加工装置の保守を早期に行い不良製品の造り込みを防止することができる。
【００２７】
また、加工装置の異常監視システムが監視登録済みの任意の状態計測値に対して異常検知した場合に、該当製品の個体識別番号名をトレースシステムに登録して追跡し、製品検査が終了した時点で加工装置の状態計測実績値と製品品質の検査計測実績値の履歴から、この状態パラメータが製品品質に影響があるかどうかを調べ、影響が有る場合はこの状態パラメータの判定基準を統計的に導き更新し、影響が無い場合は監視登録を解除して虚報を防ぎ無駄な装置保守を回避することができる。
【００２８】
また、製品検査装置の異常監視システムが任意の検査計測値に対して異常検知した場合に、該当製品の個体識別番号名をトレースシステムに登録して逆追跡し、加工装置の状態計測実績値と製品品質の検査計測実績値の履歴から、この加工装置状態パラメータが製品品質に影響があるかどうかを調べ、影響が有る場合はこの加工装置状態パラメータの装置異常監視登録を設定し、その判定基準を統計的に導き設定して、以後は加工直後に製品品質検査を先取りする装置異常監視を行うことにより、加工装置の保守を早期に行い不良製品の造り込みを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する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。
【００３０】
以下において、本発明の半導体製品の製造システムについて複数の実施の形態を挙げて説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
以下に、本発明による半導体製品の製造システムの基本的な実施の形態を図１，図２，図３，図４を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかるウェハを対象製品とした製造システムを示す図である。図２は、装置異常監視システムを詳細に示す図である。図３は、製品異常監視システムを詳細に示す図である。図４は、図１の製造システムを実現するコンピュータシステムを示す図である。これらの実施の形態は、対象製品としてウェハに限定されるものではなく、材料基板上に微細素子を集積加工した半導体製品一般に適用可能である。
【００３２】
まず、図１を用いてウェハ処理の流れについて説明する。材料ウェハ１ａは、製造ラインを構成する複数の加工ユニットで順次に加工処理を施され、最後に最終製品検査ユニット４の製品検査装置４１で製品品質を検査されて最終製品ウェハ１ｂとして完成する。加工ユニットには、加工ユニット（タイプ１）２と加工ユニット（タイプ２）３の２種類がある。加工ユニット（タイプ１）２は加工装置２１と加工直後の製品検査装置５１を含むのに対して、加工ユニット（タイプ２）３は加工装置３１のみを含み加工直後の製品検査装置を含まない。
【００３３】
ウェハ製造装置では、散乱電子顕微鏡（ＳＥＭ）検査装置で製品加工パターン寸法を検査可能なホトリソグラフィー工程やエッチング工程、あるいは膜厚検査装置で製品膜厚を検査可能な成膜工程や研磨工程が加工ユニット（タイプ１）２に属する。他方、ウェハの電気特性や膜質特性を変更するイオン注入工程やアニール工程は加工直後の検査が難しいため加工ユニット（タイプ２）３に属する。製品検査装置４１あるいは５１には製品異常監視システム４２あるいは５２が接続して、製品品質検査計測値の異常監視を行っている。また、加工装置２１あるいは３１には装置異常監視システム２２あるいは３２が接続して、加工装置状態計測値の異常監視を行っている。
【００３４】
つぎに、図１と図２を用いて装置異常監視システム３２の動作を説明する。なお、装置異常監視システム２２の動作も同様である。加工装置３１には状態計測器３１ｓが組み込まれ、加工装置３１のウェハ加工時の状態を計測している。計測パラメータの数は加工装置に依存し、通常、数十から数百のパラメータがある。図２では代表して３つの加工状態計測値３１ｓ１，３１ｓ２，３１ｓ３を記しているが、これに限定されるものではない。これらの加工状態計測値は加工装置３１からライン制御システム６０のウェハトレースシステム６１に送られ、ウェハ番号１ｎと共に加工装置加工状態計測値データベース６４ａに格納される。
【００３５】
加工状態計測値３１ｓ１，３１ｓ２，３１ｓ３は、装置異常監視システム３２のパラメータ選択部３３ｓを経由して、判定部３４ｃに送られる。図２では、パラメータ選択部３３ｓのパラメータ選択スイッチ３３ｓ２が開（ＯＦＦ）でパラメータ選択スイッチ３３ｓ１と３３ｓ３が閉（ＯＮ）のため、加工状態計測値３１ｓ１と３１ｓ３のみが判定部３４ｃに送られる。パラメータ選択スイッチ３３ｓ１，３３ｓ２，３３ｓ３の開閉状態は、ライン制御システム６０のライン品質管理システム６２の指示に基づいて、パラメータ選択部３３ｍが設定および変更を行う。
【００３６】
判定部３４ｃは、判定基準３４ｈ１，３４ｈ２，３４ｈ３と、加工状態計測値の比較器３４ｃ１，３４ｃ２，３４ｃ３を備え、異常判定を行い判定結果をウェハトレースシステム６１に送る。図２では、選択されている加工状態計測値３１ｓ１と３１ｓ３の判定のみを行う。判定基準３４ｈ１，３４ｈ２，３４ｈ３は、ライン制御システム６０のライン品質管理システム６２の指示に基づいて、判定基準管理部３４ｍが設定および変更を行う。
【００３７】
つぎに、図１と図３を用いて製品異常監視システム４２の動作を説明する。なお、製品異常監視システム５２の動作も同様である。図３では代表して２つの製品検査計測値４１ｓ１，４１ｓ２を記しているが、これに限定されるものではない。これらの製品検査計測値は製品検査装置４１からライン制御システム６０のウェハトレースシステム６１に送られ、ウェハ番号１ｎと共に最終製品ウェハ検査計測値データベース６４ｃあるいは製造途中ウェハ検査計測値データベース６４ｂに格納される。
【００３８】
製品検査計測値４１ｓ１，４１ｓ２は全て、製品異常監視システム４２の判定部４４ｃに送られる。
【００３９】
判定部４４ｃは、判定基準４４ｈ１，４４ｈ２と、製品検査計測値の比較器４４ｃ１，４４ｃ２を備え、異常判定を行い判定結果をウェハトレースシステム６１に送る。製品異常監視システム４２の判定基準４４ｈ１，４４ｈ２は、製品の設計仕様から決定される値であり、新製品の製造開始と共に判定基準管理部４４ｍが製品設計システム４５から入手して設定する値であり、ライン制御システム６０が随時に変更する対象ではない。この点が、上記の装置異常監視システム３２とは大きく異なる点である。装置異常監視システム３２の判定基準の多くは設計仕様等から一意に決定できないため、本発明のライン品質管理システムによる判定基準の随時修正が効果を発揮する。
【００４０】
つぎに、図４を用いて本発明の実施の形態の製造システムを実現するコンピュータシステムを説明する。各加工装置２１，３１、および各製品検査装置４１，５１はコンピュータネットワーク７０ｎに接続され、同じく接続された装置異常監視コンピュータ７０ｃ１、製品異常監視コンピュータ７０ｃ２、ライン制御コンピュータ７０ｃ３と通信を行う。
【００４１】
図１の装置異常監視システム２２，３２は装置異常監視コンピュータ７０ｃ１の装置異常監視プラグラムによって実現され、このプログラムを起動した各ジョブとして動作する。また、図１の製品異常監視システム４２，５２は製品異常監視コンピュータ７０ｃ２の製品異常監視プラグラムによって実現され、このプログラムを起動した各ジョブとして動作する。図１のウェハトレースシステム６１、ライン品質管理システム６２はライン制御コンピュータ７０ｃ３のプログラムによって実現され、このプログラムを起動した各ジョブとして動作する。
【００４２】
図２の加工状態計測値３１ｓ１，３１ｓ１，３１ｓ３はコンピュータネットワーク７０ｎを経由してライン制御コンピュータ７０ｃ３が管理する加工装置加工状態計測値データベース７０ｄ１に格納される。図３の製品検査計測値４１ｓ１，４１ｓ１はコンピュータネットワーク７０ｎを経由してライン制御コンピュータ７０ｃ３が管理する製造途中ウェハ検査計測値データベース７０ｄ２、あるいは最終製品ウェハ検査計測値データベース７０ｄ３に格納される。
【００４３】
つぎに、図５，図６，図７を用いて本発明の特徴である装置と製品の双方の異常検知をトリガーとした判定基準再計算処理による判定基準の適正化アルゴリズムを説明する。図５と図６は、装置異常検知トリガーの判定基準の適正化アルゴリズムを示す図である。図７は、製品異常検知トリガーの判定基準の適正化アルゴリズムを示す図である。
【００４４】
装置異常検知トリガーの判定基準の適正化アルゴリズム（図５，図６）は以下の手順でコンピュータが実行する。
【００４５】
任意の加工装置（図１の２１，３１）からのウェハ製品の加工完了イベントを受けて（図５の１００）、装置異常監視コンピュータ（図４の７０ｃ１）がこの加工装置を対象にした装置異常監視を開始する（１０１）。ステップ１（１０２）として、この加工装置の状態計測値の全て（図２の３１ｓ１，３１ｓ２，３１ｓ３）をコンピュータネットワーク（図４の７０ｎ）経由で取得してライン制御コンピュータ（図４の７０ｃ３）に送りデータベース（図４の７０ｄ１）に格納する。ステップ２（１０３）として、判定対象の加工装置状態計測値（図２の３１ｓ１，３１ｓ３）をパラメータ選択部（図２の３３ｓ）の事前設定に基づいて順次に選択する。ステップ３（１０４）として、選択したこの加工装置状態計測値（図２の３１ｓ１，３１ｓ３）を判定部（図２の３４ｃ）の判定基準（図２の３４ｈ１，３４ｈ３）と比較器（図２の３４ｃ１，３４ｃ２）により照合して異常判定する。
【００４６】
異常判定結果は、装置異常監視コンピュータ（図４の７０ｃ１）からライン制御コンピュータ（図４の７０ｃ３）に送り、判定基準適正化処理を行う。以下の、ステップは異常検知したかどうかで分岐する（１０５）。
【００４７】
異常検知しなかった場合は、そのまま装置異常監視を終了する（１０８）。
【００４８】
異常検知した場合は、ステップ４（１０６）として、この加工装置の保守指示の表示連絡を任意に行う。ステップ５（１０７）として、製品検査完了追跡のためのこの製品ウェハ番号（１ｎ）のトレース登録を行う。この時点では、判定基準の適正化に必要な、異常検知した加工装置の状態計測値とその履歴は準備できるが、製品検査計測値を準備できないため、一旦、アルゴリズム処理を終了する（１０８）。
【００４９】
つぎに、上記でトレース登録を行ったウェハ製品の検査完了イベントを受けて（図６の２００）、ライン制御コンピュータ（図４の７０ｃ３）は判定基準の適正化アルゴリズム処理を再開する。以下のアルゴリズム処理は、品質変動原因特定部と、判定基準の算出と登録変更部の２部に分かれている。
【００５０】
ライン制御コンピュータは、まず、品質変動原因特定部を開始し（２０１）、ステップ１（２０２）として、該当ウェハ製品の製品検査計測値と該当ウェハ製品と同仕様の製品に関する過去の製品検査履歴データをデータベース（図４の７０ｄ２あるいは７０ｄ３）から取得する。該当ウェハ製品の製品検査計測値は、製品異常監視コンピュータ（図４の７０ｃ２）が取得済みである（後述）。また同時に、該当ウェハ製品の加工装置状態計測値と該当ウェハ製品と同仕様の製品に関する過去の加工装置状態履歴データをデータベース（図４の７０ｄ１）から取得する。
【００５１】
例として、図８のチャートに、製品検査計測値データの推移を履歴を含めて示す。製品番号ｗ11が該当ウェハ製品の製品検査計測値であり、製品番号ｗ1からｗ10が同仕様の製品に関する過去の製品検査履歴データである。図８（ａ）は製品検査計測値が異常変動した場合を、図８（ｂ）は製品検査計測値が正常変動内である場合をそれぞれ示している。製品検査計測値の判定基準２２１，２２２は、製品設計仕様から予め定まる固定値である。製品検査計測値および製品検査履歴データ
【００５２】
【数１】
2006173373.tif 000003
【００５３】
には、履歴データの平均値
【００５４】
【数２】
2006173373.tif 000004
【００５５】
を引き、履歴データの標準偏差
【００５６】
【数３】
2006173373.tif 000005
【００５７】
で除する
【００５８】
【数４】
2006173373.tif 000006
【００５９】
の正規化を施している。
【００６０】
例として、図９のチャートに、３つの加工装置状態計測値データを履歴を含めて示す。製品番号ｗ11が該当ウェハ製品の加工装置状態計測値であり、製品番号ｗ1からｗ10が同仕様の製品に関する過去の加工装置状態履歴データである。図９（ａ），（ｂ）は加工装置状態計測値が異常変動した場合を、図９（ｃ）は加工装置状態計測値が正常変動内である場合をそれぞれ示している。加工装置状態計測値の判定基準２３１，２３２，２３３は、予め履歴データから求めた統計３σ値が初期値として設定されているが、変更可能な値である。加工装置状態計測値および加工装置状態履歴データ
【００６１】
【数５】
2006173373.tif 000007
【００６２】
には、履歴データの平均値
【００６３】
【数６】
2006173373.tif 000008
【００６４】
を引き、履歴データの標準偏差
【００６５】
【数７】
2006173373.tif 000009
【００６６】
で除する
【００６７】
【数８】
2006173373.tif 000010
【００６８】
の正規化を施している。
【００６９】
ライン制御コンピュータは、ステップ２（２０３）として、製品検査履歴データ
【００７０】
【数９】
2006173373.tif 000011
【００７１】
と加工装置状態履歴データ
【００７２】
【数１０】
2006173373.tif 000012
【００７３】
の間の重回帰式
【００７４】
【数１１】
2006173373.tif 000013
【００７５】
を作成する。ここで、第１項ａ０は事前に平均値を差し引いた場合はゼロになる。
【００７６】
図８および図９に示したデータについて考えると、過去履歴（ウェハｗ1〜ｗ10）は定常変動以上の変動が無く安定に推移し、該当ウェハｗ11で製品検査パラメータｙ1および加工装置状態パラメータｘ1，ｘ2が異常変動を示している。該当ウェハｗ11の製品検査パラメータｙ1および加工装置状態パラメータｘ3には定常変動以上の変動が無く安定に推移している。よって、ライン制御コンピュータは、製品検査パラメータｙ1についての重回帰式を作成する。ただし、２つの加工装置状態パラメータｘ1，ｘ2が同時に変動しているため、ライン制御コンピュータは、変動比率を回帰係数に分配することにより、
【００７７】
【数１２】
2006173373.tif 000014
【００７８】
のように重回帰式を作成する。ここで、Ａ1，Ａ2は２つの加工装置状態パラメータｘ1，ｘ2の単位目盛値であり、Ｂ1は製品検査パラメータｙ1の単位目盛値である。加工装置状態計測値は関連する複数のパラメータを同時に計測しているため、複数のパラメータが同期して同時に変動する現象が一般に生じる。
【００７９】
本実施の形態では、同時に変動する現象が製品ｗ11でのみ発生しているため、変動比率を回帰係数に分配した重回帰式を容易に作成することができた。一般には、計測値の過去の履歴データ部分に相互に同期しない変動も発生するため、単純な１点の変動比率の分配では信頼の置ける重回帰式を作成することができない。そのような場合、ライン制御コンピュータは、前記非特許文献１に示される潜在構造射影法（ＰＬＳ：Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｌａｔｅｎｔ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）あるいは部分最小２乗法（ＰＬＳ：Ｐａｒｔｉａｌ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅ）と称される解法を利用して、製品検査計測値と装置状態計測値の共分散を大きくするように統計的に変動比率を回帰係数に分配した重回帰式を作成する。
【００８０】
ライン制御コンピュータは、ステップ３（２０４）として、（数１２）の回帰係数から寄与度の高い統計的有意の加工装置状態パラメータを品質変動原因パラメータとして選択する。（数１２）の回帰係数の比率からｘ1，ｘ2，ｘ3の寄与度は
【００８１】
【数１３】
2006173373.tif 000015
【００８２】
となるため、ライン制御コンピュータは、寄与度の高いｘ1とｘ2を品質変動原因パラメータとして選択し、品質変動原因特定部を終了する（２０５）。品質変動原因パラメータの不足のない選択は、前記で変動比率を回帰係数に分配したことにより可能になる。
【００８３】
ライン制御コンピュータは、つづいて、判定基準の算出と登録変更部を開始し（２０６）、ステップ１（２０７）として、品質変動原因パラメータとして選択したｘ1とｘ2について、各々独立に製品検査パラメータｙ1との回帰式を作成する。独立回帰式は、本実施の形態では図８および図９のチャートから自明であるが、一般的にはライン制御コンピュータは（数１３）の寄与度比率を（数１２）の変動比率分配回帰式に代入することにより、各々
【００８４】
【数１４】
2006173373.tif 000016
【００８５】
【数１５】
2006173373.tif 000017
【００８６】
と求める。
【００８７】
ライン制御コンピュータは、ステップ２（２０８）として、設計仕様から決まる製品検査判定基準から加工装置状態判定基準を製造履歴に基づき導出する。具体的には、製品検査判定基準をＹｔｈ1としたとき、各々
【００８８】
【数１６】
2006173373.tif 000018
【００８９】
【数１７】
2006173373.tif 000019
【００９０】
と求める。
【００９１】
ライン制御コンピュータ（図４の７０ｃ３）は、ステップ３（２０９）およびステップ４（２１０）およびステップ５（２１１）として、上記（数１６）および（数１７）の加工装置状態判定基準を、装置異常監視コンピュータ（図４の７０ｃ１）が実現する装置異常監視システム（図２の３２）のパラメータ選択部３３ｍおよび判定基準管理部３４ｍを経由して、パラメータ選択部３３ｓおよび判定部３４ｃに設定し、判定基準の算出と登録更新を終了する（２１２）。判定基準の更新は、異常監視判定基準更新部６４が行う。
【００９２】
前記加工装置状態計測値３１ｓ１については、選択スイッチ３３ｓ１の選択状態はそのままに、判定基準３４ｈ１を上記（数１６）で算出した値に書き換える。前記加工装置状態計測値３１ｓ２については、選択スイッチ３３ｓ２は解除状態であったため選択状態にして、判定基準３４ｈ２を上記（数１７）で算出した値に書き換える。前記加工装置状態計測値３１ｓ３については、今回判定基準を超えていないため、選択スイッチ３３ｓ３は選択状態のままにして、判定基準３４ｈ２も書き換えない。もし、この加工装置状態計測値３１ｓ３が判定基準を超えたのに製品検査計測値が変動しない場合は虚報となるため、ライン制御コンピュータは選択スイッチ３３ｓ３を解除する。
【００９３】
つぎに、図７を用いて本発明の特徴である装置と製品の双方の異常検知をトリガーとした判定基準再計算処理による判定基準の適正化アルゴリズムの中、製品異常検知トリガーの判定基準の適正化アルゴリズムを説明する。
【００９４】
製品異常検知トリガーの判定基準の適正化アルゴリズム（図７）は以下の手順でコンピュータが実行する。
【００９５】
任意の製品検査装置（図１の４１，５１）からのウェハ製品の検査完了イベントを受けて（図７の３００）、製品異常監視コンピュータ（図４の７０ｃ２）がこのウェハ製品を対象にした製品異常監視を開始する（３０１）。ステップ１（３０２）として、この製品検査装置の検査計測値の全て（図３の４１ｓ１，４１ｓ２）をコンピュータネットワーク（図４の７０ｎ）経由で取得してライン制御コンピュータ（図４の７０ｃ３）に送りデータベース（図４の７０ｄ１）に格納する。ステップ２（３０３）として、上記製品検査計測値を判定部（図３の４４ｃ）の判定基準（図３の４４ｈ１，４４ｈ２）と比較器（図３の４４ｃ１，４４ｃ２）により照合して製品異常判定を行う。
【００９６】
製品異常判定結果は、製品異常監視コンピュータ（図４の７０ｃ２）からライン制御コンピュータ（図４の７０ｃ３）に送り、製品異常判定基準適正化処理を行う。以下の、ステップは製品異常検知をしたかどうかで分岐する（３０４）。
【００９７】
製品異常検知をしなかった場合は、そのまま製品異常監視を終了する（３１２）。
【００９８】
製品異常検知をした場合は、ステップ３（３０５）として、該当ウェハ製品の製品検査計測値と該当ウェハ製品と同仕様の製品に関する過去の製品検査履歴データをデータベース（図４の７０ｄ２あるいは７０ｄ３）から取得する。また同時に、該当ウェハ製品の加工装置状態計測値と該当ウェハ製品と同仕様の製品に関する過去の加工装置状態履歴データをデータベース（図４の７０ｄ１）から取得する。
【００９９】
ライン制御コンピュータは、ステップ４（３０６）として、前記と同様に、製品検査履歴データ（数９）と加工装置状態履歴データ（数１０）の間の重回帰式（数１１）を作成する。ここで、第１項ａ０は事前に平均値を差し引いた場合はゼロになる。
【０１００】
製品検査履歴データは前記の図８と同じとする。すなわち、該当ウェハｗ11で製品検査パラメータｙ1が異常変動を示し、製品仕様から決まる製品判定基準を超えて異常検知されたとする。よって、ライン制御コンピュータは、製品検査パラメータｙ1についての重回帰式を作成する。他方、加工装置状態履歴データは図１０のチャートに示すとおりとする。すなわち、前記の図９と同様に、該当ウェハｗ11で加工装置状態パラメータｘ1，ｘ2が変動を示している。ただし、その変動は装置状態判定基準２４１，２４２以内であったとする。
【０１０１】
ここでも、２つの加工装置状態パラメータｘ1，ｘ2が同時に変動しているため、ライン制御コンピュータは、変動比率を回帰係数に分配することにより、前記と同様に（数１２）のように重回帰式を作成する。ここで、Ａ1，Ａ2は２つの加工装置状態パラメータｘ1，ｘ2の単位目盛値であり、Ｂ1は製品検査パラメータｙ1の単位目盛値である。上記重回帰式（数１２）から、製品検査パラメータｙ1と加工装置状態パラメータｘ1，ｘ2の相関が定式化されたため、製品異常を加工段階で先行検知可能な加工装置状態パラメータｘ1，ｘ2に対する適正判定基準を導くことが可能になる。
【０１０２】
前記で説明したとおり、複数の加工装置状態パラメータは相互に同時変動するものもあれば、相互に同期しない変動も含むこともある。そのような場合、ライン制御コンピュータは、前記非特許文献１に示される潜在構造射影法（ＰＬＳ：Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｌａｔｅｎｔ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）あるいは部分最小２乗法（ＰＬＳ：Ｐａｒｔｉａｌ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅ）と称される解法を利用して、製品検査計測値と装置状態計測値の共分散を大きくするように統計的に変動比率を回帰係数に分配した重回帰式を作成する。
【０１０３】
ライン制御コンピュータは、ステップ５（３０７）として、（数１２）の回帰係数から寄与度の高い統計的有意の加工装置状態パラメータを品質変動原因パラメータとして選択する。（数１２）の回帰係数の比率からｘ1，ｘ2，ｘ3の寄与度は、前記と同様に（数１３）となるため、ライン制御コンピュータは、寄与度の高いｘ1とｘ2を品質変動原因パラメータとして選択し、品質変動原因特定部を終了する。品質変動原因パラメータの不足のない選択は、前記で変動比率を回帰係数に分配したことにより可能になる。
【０１０４】
ライン制御コンピュータは、ステップ６（３０８）として、品質変動原因パラメータとして選択したｘ1とｘ2について、各々独立に製品検査パラメータｙ1との回帰式を作成する。独立回帰式は、本実施の形態では図８および図１０のチャートから自明であるが、一般的にはライン制御コンピュータは（数１３）の寄与度比率を（数１２）の変動比率分配回帰式に代入することにより、各々、前記と同様に（数１４），（数１５）と求める。
【０１０５】
ライン制御コンピュータは、ステップ７（３０９）として、設計仕様から決まる製品検査判定基準から加工装置状態判定基準を製造履歴に基づき導出する。具体的には、製品検査判定基準をＹｔｈ1としたとき、各々、前記と同様に（数１６），（数１７）と求める。
【０１０６】
ライン制御コンピュータ（図４の７０ｃ３）は、ステップ８（３１０）およびステップ９（３１１）として、上記（数１６）および（数１７）の加工装置状態判定基準を、装置異常監視コンピュータ（図４の７０ｃ１）が実現する装置異常監視システム（図２の３２）のパラメータ選択部３３ｍおよび判定基準管理部３４ｍを経由して、パラメータ選択部３３ｓおよび判定部３４ｃに設定し、製品異常監視を終了する。
【０１０７】
前記加工装置状態計測値３１ｓ１については、選択スイッチ３３ｓ１の選択状態はそのままに、判定基準３４ｈ１を上記（数１６）で算出した適正値に書き換える。前記加工装置状態計測値３１ｓ２については、選択スイッチ３３ｓ２は解除状態であったため選択状態にして、判定基準３４ｈ２を上記（数１７）で算出した値を設定する。前記加工装置状態計測値３１ｓ３については、今回判定基準を超えていないため、選択スイッチ３３ｓ３は選択状態のままにして、判定基準３４ｈ２も書き換えない。
【０１０８】
（実施の形態２）
以下に、本発明による半導体製品の製造システムの装置異常監視システムの別の実施の形態を図１１を用いて説明する。
【０１０９】
前記実施の形態１の図２に示す装置異常監視システム３２の判定部３４ｃでは、各加工装置の加工状態計測値３１ｓ１，３１ｓ２，３１ｓ３を個別に各判定基準３４ｈ１，３４ｈ２，３４ｈ３と比較器３４ｃ１，３４ｃ２，３４ｃ３を用いて比較した。
【０１１０】
これに対して、本実施の形態においては、図１１に示す装置異常監視システム３２の判定部３５ｃでは、各加工状態計測値３１ｓ１，３１ｓ２，３１ｓ３を積和演算器３５ａで係数を乗して加算し、統合値を１つの判定基準３５ｈ１と比較器３５ｃ１を用いて比較する。この積和演算器３５ａで必要になる係数は、前記（数１２）の係数がライン品質管理システム６２から推定係数管理部３５ｍを経由して製品検査推定係数３５ｅに設定される。この積和演算統合値は前記（数１２）の製品検査推定値であり、判定基準は製品異常監視と同様に製品仕様から決まる製品判定基準を設定する。
【０１１１】
この構成によれば、同時変動する複数の加工装置状態パラメータを統合して判定するため、その中の１つの加工装置状態パラメータにノイズが乗っても影響を受け難くなる効果がある。また、製品仕様から決まる製品検査判定基準をここでの装置判定基準としてそのまま使用するため、判定基準を計算する必要がない効果がある。ただし、誤差項が大きい場合は、その分を製品検査判定基準から差し引いて装置判定基準を作成する。
【０１１２】
（実施の形態３）
以下に、本発明による半導体製品の製造システムの別の実施の形態を図１２，図１３，図１４および図１５を用いて説明する。
【０１１３】
図１２は、本発明の実施の形態にかかるウェハを対象製品とした製造システムを示す図であり、前記実施の形態１の図１で説明した製造システムに対して複数種類素子間の変動成分抽出システム６５を追加している。図１３は、上記複数種類素子間の変動成分抽出システム６５とそれに対応したライン品質管理システム６２を示す図である。図１４は、複数種類素子の例として、相補的金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）を構成する２つの電界効果トランジスタ素子であるＰＭＯＳとＮＭＯＳの断面構造（断面表記省略）を示す図である。
【０１１４】
まず、図１４を用いて種類の異なる素子が共通の製造工程と独立の製造工程の組み合わせで製造されることを説明する。ＰＭＯＳ（７０ｐ）とＮＭＯＳ（７０ｎ）は、ＣＭＯＳの構成素子として、ウェハ上の隣接する領域に入り交じる形で製造する。したがって、両者を完全に分離した製造工程で製造するのではなく、共通の加工は共通製造工程で、異なる特性を持たせる加工は相互に独立した製造工程で加工する。
【０１１５】
ＰＭＯＳ（７０ｐ）とＮＭＯＳ（７０ｎ）は、断面の各所の寸法は同一であるが電気特性が異なる。ＰＭＯＳ（７０ｐ）のソース（７２ｐ）とドレイ（７３ｐ）間のチャネルの電荷運搬は正孔が担い、ＮＭＯＳ（７０ｎ）のソース（７２ｎ）とドレイ（７３ｎ）間のチャネルの電荷運搬は電子が担う。ゲート電極（７６ｐ，７６ｎ）によりゲート（７５ｐ，７５ｎ）に電圧を印加し、酸化絶縁薄膜（７４ｐ，７４ｎ）の下面に電界を形成し、その電界効果で正孔あるいは電子を集めて電荷通路であるチャネルを形成する。したがって、ゲートに電圧を印加しない状態では、チャネル部の電荷が不足する状態にしておく必要がある。
【０１１６】
Ｐ型基板、すなわち不純物導入により正孔過多、電子不足の状態にしたシリコンウェハを使用する場合、ＮＭＯＳ（７０ｎ）のチャネル部は電子不足の状態になる。ＰＭＯＳ（７０ｐ）のチャネル部はそのままでは正孔過多となるため、不純物イオンをシリコンウェハに打ち込むことによって正孔不足、電子過多の状態のＮウェル（７１ｐ）を形成する。すなわち、Ｎウェル（７１ｐ）を形成するイオン打ち込み工程はＰＭＯＳ固有の工程となる。
【０１１７】
また、ＰＭＯＳ（７０ｐ）のソース（７２ｐ）とドレイ（７３ｐ）は、チャネル電荷の担い手である正孔過多の状態にするために、シリコンと結合した際に電子が不足する不純物イオンを打ち込む。他方、ＮＭＯＳ（７０ｎ）のソース（７２ｎ）とドレイ（７３ｎ）はチャネル電荷の担い手である電子過多の状態にするために、シリコンと結合した際に電子が余る不純物イオンを打ち込む。すなわち、ソースとドレイの形成には異なるイオンの打ち込みが必要になるため、ＰＭＯＳとＮＭＯＳでは異なる装置あるいは異なる運転条件の装置が用いられる。
【０１１８】
一方、素子分離絶縁溝部（７７ｐ１，７７ｐ２，７７ｎ１，７７ｎ２）は、リソグラフィーにより溝を掘り、酸化絶縁膜を埋め込むことによって形成される。ＰＭＯＳとＮＭＯＳ間で、同じ断面寸法の同じ膜質の絶縁溝部を形成するため、同じ工程で加工処理される。また、ゲート直下の絶縁薄膜（７４ｐ，７４ｎ）およびゲート（７５ｐ，７５ｎ）およびゲート電極（７６ｐ，７６ｎ）およびスペーサ（８０ｐ１，８０ｐ２，８０ｎ１，８０ｎ２）およびソース電極（７８ｐ，７８ｎ）およびドレイン電極（７９ｐ，７９ｎ）も、ＰＭＯＳとＮＭＯＳ間で同じ断面寸法の同じ膜質で形成するため、同じ工程で加工処理される。
【０１１９】
ここで、製品、すなわちＰＭＯＳとＮＭＯＳの品質特性の１つであるゲートしきい電圧を対象に、加工装置の状態変動の影響を考える。このゲートしきい電圧は、トランジスタのＯＮ／ＯＦＦ遷移を決める重要な品質特性である。
【０１２０】
同一のゲート電圧を印加しても、不純物濃度分布によって、ソースとドレイン間のチャネルに誘起される電荷量は異なる。よって、イオン注入装置の状態変動によってイオン打ち込み数と打ち込み深さが変動すると、しきい電圧も変動する。上記で述べた通り、使用されるイオン注入装置あるいはイオン注入装置の処理条件はＰＭＯＳとＮＭＯＳのそれぞれの不純物導入領域で異なるため、ＰＭＯＳとＮＭＯＳのしきい電圧は同時には変動しない。
【０１２１】
他方、同一のゲート電圧を印加しても、ゲート絶縁膜（７４ｐ，７４ｎ）の膜厚寸法やゲート（７５ｐ，７５ｎ）の幅寸法が異なると電界形状が異なってくるため、ソースとドレイン間のチャネルに誘起される電荷量も異なってくる。よって、幅寸法を決めるリソグラフィー装置や膜厚寸法を決める成膜装置の状態変動によってこれらの寸法が変動すると、しきい電圧も変動する。上記で述べた通り、ＰＭＯＳとＮＭＯＳの形状加工は同時に処理されるため、使用される装置あるいは装置の処理条件はＰＭＯＳとＮＭＯＳで同一であり、ＰＭＯＳとＮＭＯＳのしきい電圧は同時に変動する。リソグラフィーに関わる装置としては、露光装置やエッチング装置がある。成膜に関わる装置としては、ＣＶＤ装置やスパッタ装置やメッキ装置やＣＭＰ研磨装置がある。
【０１２２】
つぎに、図１２，図１３および図１５を用いて種類の異なる素子が共通の製造工程と独立の製造工程の組み合わせで製造されることを利用して、変動成分毎に装置を引き当てて前記の製品品質予測回帰式を構築するシステムについて説明する。
【０１２３】
前記実施の形態１では、加工装置状態の異常検知と製品検査の異常検知の２つの異常検知を起点として加工装置状態の判定パラメータと判定基準を更新するシステムについて説明した。本実施の形態のシステムは、後者の製品検査の異常検知を起点とした装置判定パラメータと判定基準の更新に係わり、特に複数の工程の加工装置の候補の中から当該製品検査値の変動に関係のある加工装置を絞り込み、精度の良い製品品質予測回帰式を構築するのに適したシステムである。前記実施の形態１で説明した図７の製品検査の異常検知を起点とした装置異常判定パラメータと判定基準の更新アルゴリズムにおけるステップ４（３０６）の回帰式作成ステップにおいて、変動成分毎に装置を引き当てて製品品質予測回帰式を構築するための詳細ステップを図１５に示す。
【０１２４】
ライン制御コンピュータ（図４の７０ｃ３）は、詳細ステップ４−１０（４１０）として、製品ウェハの品質を調べる最終検査の計測値履歴データベースからＰＭＯＳとＮＭＯＳの変動成分を抽出する。製品ウェハの品質とは、トランジスタのＯＮ／ＯＦＦ遷移を決めるしきい電圧等の電気特性である。具体的には、ライン制御コンピュータ７０ｃ３が実現する複数種類素子間の変動成分抽出システム６５は、製品ウェハの最終製品ウェハ検査計測値データベース（図１３の６４ｃ）から、ウェハ毎のＰＭＯＳとＣＭＯＳのしきい電圧の履歴を取得し、分布成分を独立変動成分と共通変動成分に分離する。図１３にしきい電圧分布チャート６６を示す。横軸がＰＭＯＳのしきい電圧、縦軸がＮＭＯＳのしきい電圧である。共通の製造工程で同時に造り込むトランジスタの断面寸法が変動した場合には、ＰＭＯＳのしきい電圧もＮＭＯＳのしきい電圧も共通に変動し、斜め上方４５度の直線上近辺に分布する。各ウェハ毎のデータ点のこの斜め上方４５度の直線上への射影が共通変動成分６６ｖ２である。
【０１２５】
他方、異なる製造工程で別個に造り込むトランジスタの不純物導入量が変動した場合には、ＰＭＯＳのしきい電圧とＮＭＯＳのしきい電圧は互いに独立に変動し、斜め上方４５度の直線上から離れて分布する。各ウェハ毎のデータ点の斜め下方４５度の直線上への射影が独立変動成分６６ｖ１である。
【０１２６】
ライン制御コンピュータ７０ｃ３は、つぎの詳細ステップ（４２０）として、独立成分が変動したか共通成分が変動したかを判定し、その後の処理を分岐させる。
【０１２７】
独立成分が変動した場合は、ライン制御コンピュータ７０ｃ３が実現する独立変動成分抽出部６５ｐ１は、独立変動成分６６ｖ１を抽出して、ライン品質管理システム６２の品質変動原因特定部６３の素子独立工程回帰式構築部６３ｒ１に渡し、詳細ステップ４−２１（４２１）を実行する。
【０１２８】
詳細ステップ４−２１（４２１）では、ＰＭＯＳとＮＭＯＳの独立工程で使用する加工装置を予め作成しておいた工程表等（図示せず）から引き当て、その装置の状態計測値履歴データだけを加工装置加工状態計測値データベース６４ａから、データ選択器６３ｓ１を通して、素子独立工程回帰式構築部６３ｒ１に取得する。独立工程で使用する代表的な加工装置としては、イオン注入装置や拡散アニール装置が挙げられる。
【０１２９】
つぎに、ライン制御コンピュータ７０ｃ３が実現する素子独立工程回帰式構築部６３ｒ１は、詳細ステップ４−３１（４３１）として、独立変動成分６６ｖ１と装置状態計測値履歴データとの間の回帰式を作成する。
【０１３０】
他方、共通成分が変動した場合は、ライン制御コンピュータ７０ｃ３が実現する共通変動成分抽出部６５ｐ２は、共通変動成分６６ｖ２を抽出して、ライン品質管理システムの品質変動原因特定部６３の素子共通工程回帰式構築部６３ｒ２に渡し、詳細ステップ４−２２（４２２）を実行する。
【０１３１】
詳細ステップ４−２２（４２２）では、ＰＭＯＳとＮＭＯＳの共通工程で使用する加工装置を予め作成しておいた工程表等（図示せず）から引き当て、その装置の状態計測値履歴データだけを加工装置加工状態計測値データベース６４ａから、データ選択器６３ｓ１を通して、素子共通工程回帰式構築部６３ｒ２に取得する。共通工程で使用する代表的な加工装置としては、リソグラフィーに関わる露光装置やエッチング装置、あるいは成膜に関わるＣＶＤ装置やＣＭＰ装置が挙げられる。
【０１３２】
つぎに、ライン制御コンピュータ７０ｃ３が実現する素子共通工程回帰式構築部６３ｒ２は、詳細ステップ４−３２（４３２）として、共通変動成分６６ｖ２と装置状態計測値履歴データとの間の回帰式を作成する。
【０１３３】
以後、図７のステップ５以降に引き継ぎ、異常監視判定基準更新部６４が装置状態監視判定基準を更新する。
【０１３４】
（実施の形態４）
以下に、本発明による半導体製品の製造システムの別の実施の形態を図１６を用いて説明する。
【０１３５】
図１６は、装置状態の制御手段を備えた加工装置の制御方法を示す図である。前記実施の形態１の図２に対して、加工装置３１は状態計測器３１ｓの他に状態制御器３１ｃ１を備えている。
【０１３６】
例えば、一般に半導体製造装置ではレシピと称されるプロセス条件ファイルを予め装置の記憶装置の中に作り込んでおき、加工する製品に合わせてプロセス条件ファイルを選択すると、装置自身が各状態をファイルに指定された条件値になるように制御する方式が一般に取られている。例えば、ガス流量や真空度等のプロセス条件をバルブで自動制御する方式になっている。また、装置の加工能力（加工レート）のドリフトに対応するために、プロセス時間あるいは調整因子として働くプロセス条件の一部を外部のシステムから指定した値に置き換え可能な方式が広く普及するようになっている。
【０１３７】
しかし、最適なプロセス条件を計算するために必要な、製品検査の対象である製品設計仕様と加工装置のプロセス条件の中の調整因子との関連を定める計算モデルは、事前に実験や履歴調査によって求めたモデルを固定して使用しており、製品の品質変動の原因となる装置の状態変動や外乱を随時に反映できない問題があった。
【０１３８】
そこで、本発明では、前記のライン品質管理システム６２と結合する装置制御システム３６を備えた構成とし、このライン品質管理システム６２が製品異常検知を起点として判定基準を再計算するために作成した、製品検査履歴データと加工装置状態履歴データの間の最新の関係を示す重回帰式（前記と同様の（数１１））に基づいて、プロセス条件の中の調整因子の計算モデルを更新する構成とした。
【０１３９】
例として、装置の状態は図１６に示すように３つであり、製品品質は１つであるとすると、重回帰式は
【０１４０】
【数１８】
2006173373.tif 000020
【０１４１】
となる。装置状態の数と製品品質の数は一例であって、これに限定される訳ではない。状態制御器３１ｃ１で制御可能な状態変数をｘ1とし、制御不可能な状態変数をｘ2，ｘ3とすると、制御可能な状態変数ｘ1の修正設定値は装置状態目標値計算モデル
【０１４２】
【数１９】
2006173373.tif 000021
【０１４３】
から計算される。
【０１４４】
ライン制御システム６０は、この装置状態目標値計算モデルを装置制御システム３６のモデル管理部３６ｍに送信する。モデル管理部３６ｍは、状態変数ｘ1の目標値算部３６ｃの装置状態目標値計算モデル３６ｅにモデルを設定する。以後、設定されたモデルを用いて装置状態目標値計算器３６ｃ１は、製品仕様目標値ｙ1（３６ｈ）、装置状態ｘ2計測値（３１ｓ２）、装置状態ｘ3計測値（３１ｓ３）を入力として、製品異常を引き起こした製造ラインの変動を吸収するための新しい装置状態ｘ1の目標値を計算し、加工装置３１の状態制御器３１ｃ１に設定する。
【０１４５】
以上により、製品異常検知を起点として装置状態の目標値を再計算することができる。モデルの基になる回帰式を精度良く計算できるのは品質が変動した時であり、製品異常監視システムと組み合わせた本方式はその機会を逃さず、自動でモデルの再計算が随時可能になる。
【０１４６】
（実施の形態５）
以下に、本発明による半導体製品の製造システムの別の実施の形態を図１７，図１８および図１９を用いて説明する。
【０１４７】
図１７は、前記実施の形態３の図１４で説明した半導体トランジスタ素子の１つを例に、加工寸法と注入不純物の分布寸法を示す図である。図１８は、前記図１の製造システムを半導体製造に適用した本実施の形態を製品特性に影響を与える代表工程を用いて示す図である。図１９は、ライン制御システム６０を実現するコンピュータが実施する本実施の形態の処理ステップを示す図である。
【０１４８】
ＣＭＯＳ半導体素子のＯＮ／ＯＦＦのしきい値電圧等の品質を決める電気特性は、加工寸法と不純物注入量および不純物分布寸法に依存して変動する。しきい値電圧を決める重要な加工寸法としては、ゲート寸法Ｌ（図１７の７５Ｌ）、絶縁膜厚Ｔ（７４Ｔ）が挙げられる。また、重要な不純物注入量としては、ソース７２ｐおよびドレイン７３ｐへの不純物注入量が挙げられ、不純物分布の深さ寸法（７２Ｔ，７３Ｔ）や電気的ゲート寸法７２ｅを決める不純物分布長寸法（７２Ｌ，７３Ｌ）も重要な因子となる。
【０１４９】
図１７の絶縁膜厚Ｔの加工寸法７４Ｔは、図１８の絶縁膜成膜ユニット２ａの成膜装置２１ａによる加工後の膜厚検査装置５１ａにより計測することができる。また、図１７のゲート長寸法７５Ｌは、図１８のゲート成膜ユニット２ｂによる加工後のゲート食刻ユニット２ｃの食刻装置２１ｃによる加工後の寸法検査装置５１ｃにより計測することができる。
【０１５０】
しかし、図１７の不純物分布寸法７２Ｔ，７３Ｔ，７２Ｌ，７３Ｌを、図１８の不純物注入拡散ユニット３ａの注入拡散装置３１ａによる注入後あるいは拡散後に計測できる寸法検査装置は一般にはない。また、ソース７２ｐおよびドレイン７３ｐへの不純物の注入量を、注入後に直接計測できる検査装置も一般にはない。よって、不純物の変動に起因する電気特性の変動を調べるためには、注入装置あるいは拡散装置の状態計測値との照合を直接調べる必要がある。不純物の変動に関係する注入装置の状態パラメータには、イオンとして打ち込み注入する不純物量を決める状態パラメータとして、不純物ビームのスキャン回数、ビームと他の原子分子との衝突を左右するチャンバ内の真空度、ビームの角度や形状を決める各種機械要素の制御位置がある。また、不純物の分布寸法を決める状態パラメータとして、ビームと製品ウェハとの角度、打ち込みエネルギーがある。不純物の分布寸法を決める拡散装置の状態パラメータとしては、温度、加熱エネルギー、加熱時間がある。
【０１５１】
ＣＭＯＳ半導体素子の電気特性変動と製造パラメータを照合して回帰式を作る際に、図１８に示す製造ラインの各ユニットの全ての加工装置の状態パラメータを照合の対象とする製造パラメータに含めて照合分析すると、ノイズ成分が多く含まれることになり、精度の高い回帰式を作ることが難しいという問題がある。そこで本実施の形態では、計測可能な加工寸法検査計測値と、計測不可能な注入拡散検査計測値の代わりに注入拡散装置状態計測値を組み合わせて、ＣＭＯＳ半導体素子の電気特性変動と照合して回帰式を作る方式とした。もし、加工寸法検査計測値に異常があった場合には、この加工寸法検査計測値とその寸法に加工した加工装置の状態計測値とを改めて部分的に照合して回帰式を作り、変動した装置状態計測値の特定と判定基準の計算を行う方式とした。以下、具体的手順を図１９を用いて説明する。
【０１５２】
製品電気特性検査ユニット４の製品検査装置４１による新規デバイスウェハの製品電気特性検査が完了すると（５００）、製品異常監視を開始する（５０１）。ステップ１（５０２）で、製品電気特性検査計測値をデータベース６４ｃに保存する。ステップ２（５０３）で、製品異常監視システム４２が製品電気特性検査計測値を判定基準と照合して異常判定を行う。
【０１５３】
異常の有無により処理を分岐し（５０４）、異常が無い場合は製品異常監視を終了し（５１８）、異常が有る場合はステップ３に進む。
【０１５４】
ステップ３（５０５）では、製品電気特性検査Ｙ計測値の履歴と加工寸法検査Ｘ1計測値の履歴と注入拡散装置状態Ｘ2計測値の履歴をウェハ番号で照合してデータベースから取得する。ステップ４（５０６）では、製品電気特性検査Ｙと加工寸法検査Ｘ1および注入拡散装置状態Ｘ2との間の重回帰式
【０１５５】
【数２０】
2006173373.tif 000022
【０１５６】
を作成する。Ｖｔｈは製品電気特性検査計測値、Ｘ1の要素Ｔは絶縁膜厚、Ｘ1の要素Ｌはゲート長寸法、Ｘ2の要素ｘ1およびｘ2は注入拡散装置状態計測値の任意の項目である。（）内の数字は個体番号で照合した履歴データの時系列の順番を表す。ステップ５（５０７）では、該重回帰式の回帰係数の大きさから寄与度の高い統計的有意の加工寸法検査Ｘ1の項目あるいは注入拡散装置状態Ｘ2の項目を選定する。
【０１５７】
製品電気特性検査Ｙへの寄与度の高い項目の種別により処理を分岐し（５０８）、注入拡散装置状態Ｘ2の項目の場合はステップ６に進み、加工寸法検査Ｘ1の項目の場合はステップ８に進む。
【０１５８】
ステップ６（５０９）では、製品電気特性検査Ｙ計測値と選定した注入拡散装置状態Ｘ2の項目の間の重回帰式
【０１５９】
【数２１】
2006173373.tif 000023
【０１６０】
を作成する。ｘpは選定した注入拡散装置状態Ｘ2の項目、Ｅp・restはｘp以外の項目の影響である。続くステップ７（５１０）では、製品仕様から決まる製品電気特性検査Ｙの判定基準Ｙｔｈから、選定した注入拡散装置状態Ｘ2の項目ｘpの判定基準
【０１６１】
【数２２】
2006173373.tif 000024
【０１６２】
を導出する。
【０１６３】
他方、製品電気特性検査Ｙへの寄与度の高い項目が加工寸法検査Ｘ1の項目の場合はステップ８（５１１）に進み、該当する寸法Ｘ1を加工した寸法加工装置の装置状態Ｘ3計測値の履歴をウェハ番号で照合してデータベースから取得する。加工寸法検査Ｘ1の項目が絶縁膜厚（７４Ｔ）の場合は、寸法加工装置は絶縁膜成膜装置２１ａであり、装置の状態パラメータには、成膜に使用する原料ガスの流量、チャンバ内の真空度、成膜反応に影響を与えるウェハの温度、ガスをプラズマ化する高周波電力がある。加工寸法検査Ｘ1の項目がゲート長寸法（７５Ｌ）の場合は、寸法加工装置は食刻装置２１ｃであり、装置の状態パラメータには、食刻に使用する材料ガスの流量、チャンバ内の真空度、食刻反応に影響を与えるウェハの温度、ガスをプラズマ化する高周波電力がある。
【０１６４】
続くステップ９（５１２）では、選定した加工寸法検査Ｘ1の項目と寸法加工装置状態Ｘ3の間の重回帰式
【０１６５】
【数２３】
2006173373.tif 000025
【０１６６】
を作成する。ステップ１０（５１３）では、この重回帰式の回帰係数の大きさから寄与度の高い統計的有意の寸法加工装置状態Ｘ3の項目を選定する。ステップ１１（５１４）では選定した加工寸法検査Ｘ1の項目と選定した寸法加工装置状態Ｘ3の項目の間の重回帰式
【０１６７】
【数２４】
2006173373.tif 000026
【０１６８】
を作成する。上記の式ではゲート長寸法Ｌを代表にしているが、絶縁膜厚Ｔについても同様である。ステップ１２（５１５）では、製品仕様から決まる加工寸法検査Ｘ1の判定基準から、選定した寸法加工装置状態Ｘ3の項目の判定基準
【０１６９】
【数２５】
2006173373.tif 000027
【０１７０】
を導出する。上記の式ではゲート長寸法Ｌを代表にしているが、絶縁膜厚Ｔについても同様である。
【０１７１】
以上のステップにより、ライン制御コンピュータは製品電気特性検査Ｙの変動の原因となった注入拡散装置あるいは寸法加工装置の状態項目の特定とその判定基準の導出を行った。ステップ１３（５１６）では、それらの判定基準をそれぞれの装置異常監視システムの判定部に設定する。ステップ１４（５１７）では、選定した装置状態項目をそれぞれの装置異常監視システムのパラメータ選択部に選択設定する。
【０１７２】
以上により、直接加工結果を検査することができる寸法加工装置と、検査することができない注入拡散装置を段間的に統合して、全装置の状態項目について精度良く製品電気特性検査との照合分析を行い、装置異常監視システムの判定項目の設定と判定基準の更新を行うことができる。
【０１７３】
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。
【０１７４】
例えば、前記実施の形態においては、対象製品がＭＯＳ型半導体製品の場合を代表例として、その製造システムを説明したが、この製造システムは、半導体製品に限定されるものではなく、例えばガラス基板上に薄膜トランジスタなどが搭載された液晶表示パネルや自発光表示パネルなどの製造システムにも同様に適用可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１７５】
本発明は、多くの製造工程と製造装置が必要な、微細素子を基板上に集積加工する半導体製品の製造ラインに好適である。特に、製造装置のプロセス状態が分解保守や累積運転時間によって変動し易く、そのプロセス状態の一部の変動が製品品質に致命的変動をもたらす場合に好適である。プロセス状態監視の判定基準が製品設計仕様から一意に求めることができず、製品品質検査結果と照合して統計的に導出する必要がある場合に好適である。
【０１７６】
この対象製品としては、半導体素子を集積したウェハの他、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）を集積したウェハ、放電セルを集積したプラズマパネル、液晶分子方向制御用トランジスタを集積した液晶パネルにも好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１】本発明の実施の形態１において、ウェハを対象製品とした製造システムを示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１において、製造システムの装置異常監視システムを詳細に示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１において、製造システムの製品異常監視システムを詳細に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１において、製造システムを実現するコンピュータシステムを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１において、装置異常検知トリガーの判定基準の適正化アルゴリズム（装置異常監視ステップ）を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１において、装置異常検知トリガーの判定基準の適正化アルゴリズム（品質変動原因特定ステップと装置異常判定基準更新ステップ）を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１において、製品異常検知トリガーの判定基準の適正化アルゴリズム（製品異常監視ステップ）を示す図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態１において、製品検査計測値データの推移を示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態１において、加工装置状態計測値データの推移を示す図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態１において、加工装置状態履歴データの推移を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２において、製造システムの装置異常監視システムを詳細に示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３において、ウェハを対象製品とした製造システムを示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態３において、複数種類素子間の変動成分抽出システムとそれに対応したライン品質管理システムを示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態３において、ＣＭＯＳを構成する半導体素子の断面構造を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態３において、複数種類素子の変動成分別の回帰式作成ステップを示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態４において、製造システムの装置制御システムを示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態５において、トランジスタの加工寸法と注入不純物の分布寸法を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態５において、半導体製造に適用した製造システムを示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態５において、寸法検査値と装置状態計測値を混合した２段階の回帰式作成ステップを示す図である。
【符号の説明】
【０１７８】
１ａ…材料ウェハ、１ｂ…最終製品ウェハ、１ｎ…ウェハ番号、２…加工ユニット（タイプ１）、２ａ…絶縁膜成膜ユニット、２ｂ…ゲート成膜ユニット、２ｃ…ゲート食刻ユニット、３…加工ユニット（タイプ２）、３ａ…不純物注入拡散ユニット、４…最終製品検査ユニット、２１…加工装置（タイプ１）、２１ａ…成膜装置、２１ｃ…食刻装置、２２，２２ａ，２２ｃ…装置異常監視システム（タイプ１）、３１…加工装置（タイプ２）、３１ａ…注入拡散装置、３１ｓ…状態計測器、３２，３２ａ…装置異常監視システム（タイプ２）、３３ｓ…パラメータ選択部、３３ｍ…パラメータ選択部、３４ｃ…判定部、３４ｍ…判定基準管理部、３５ｃ…判定部、３５ｍ…推定係数管理部、３６…装置制御システム、４１…製品検査装置、４２…製品異常監視システム、４４ｃ…判定部、４４ｍ…判定基準管理部、４５…製品設計システム、５１…製品検査装置、５１ａ…膜厚検査装置、５１ｃ…寸法検査装置、５２…製品異常監視システム、５２ａ…膜厚異常監視システム、５２ｃ…寸法異常監視システム、６０…ライン制御システム、６１…ウェハトレースシステム、６２…ライン品質管理システム、６３…品質変動原因特定部、６４…異常監視判定基準更新部、６４ａ…加工装置加工状態計測値データベース、６４ｂ…製造途中ウェハ検査計測値データベース、６４ｃ…最終製品ウェハ検査計測値データベース、６５…複数種類素子間の変動成分抽出システム、６５ｐ１…独立変動成分抽出部、６５ｐ２…共通変動成分抽出部、７０ｎ…コンピュータネットワーク、７０ｃ１…装置異常監視コンピュータ、７０ｃ２…製品異常監視コンピュータ、７０ｃ３…ライン制御コンピュータ、７０ｄ１…加工装置加工状態計測値データベース、７０ｄ２…製造途中ウェハ検査計測値データベース、７０ｄ３…最終製品ウェハ検査計測値データベース。
【図１】
2006173373.tif 000028
【図２】
2006173373.tif 000029
【図３】
2006173373.tif 000030
【図４】
2006173373.tif 000031
【図５】
2006173373.tif 000032
【図６】
2006173373.tif 000033
【図７】
2006173373.tif 000034
【図８】
2006173373.tif 000035
【図９】
2006173373.tif 000036
【図１０】
2006173373.tif 000037
【図１１】
2006173373.tif 000038
【図１２】
2006173373.tif 000039
【図１３】
2006173373.tif 000040
【図１４】
2006173373.tif 000041
【図１５】
2006173373.tif 000042
【図１６】
2006173373.tif 000043
【図１７】
2006173373.tif 000044
【図１８】
2006173373.tif 000045
【図１９】
2006173373.tif 000046