(57)【要約】製造実行システムと共にラン間制御装置および故障検出システムを用いて半導体ウェハを処理加工する。ツールを制御するため、製造実行システムからラン間制御装置によりレシピが受信される。レシピは１つまたは複数の目標ウェハ特性を得るための設定値を含んでいる。故障検出システムおよび１つまたは複数のセンサを用いて故障条件およびウェハ特性を含む処理加工属性を測定することによって、ウェハの処理加工が監視される。故障検出システムが故障条件を検出した場合を除き、目標ウェハ特性を維持するように、処理加工属性に従ってラン間制御装置でレシピの設定値を修正してよい。したがって、ツールまたはウェハ故障条件の存在下で得られたデータはフィードバック目的には使用しない。さらに、故障条件を示す条件範囲を定義するために故障検出モデルを使用してもよく、この場合、故障検出モデルを修正して、ラン間制御装置で修正したレシピの設定値をパラメータとして組み込んでもよい。
2005522018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラン間制御装置を故障検出システムと共に用いて製造実行システムでウェハを処理加工する方法であって、
１）ツールを制御するレシピを前記ラン間制御装置内に受信するステップであって、前記レシピは１つまたは複数の目標ウェハ特性を得るための少なくとも１つの設定値を含む、ステップと、
２）前記故障検出システムで識別したウェハ特性および故障条件を含む処理加工属性を測定することにより前記ウェハの処理加工を監視するステップと、
３）前記加工処理属性を前記ラン間制御装置に転送するステップと、
４）前記故障検出システムが故障条件を検出した場合を除き、前記目標ウェハ特性を維持するように、前記測定された処理加工属性に従って前記ラン間制御装置で前記レシピの少なくとも１つの設定値を修正するステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
処理加工を実行する前にウェハ特性を測定するステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記測定された処理加工属性から故障検出指標を生成するステップと、前記少なくとも１つの設定値を修正する目的で前記指標を前記ラン間制御装置に転送するステップとをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記修正するステップは、予測アウトプットを許容ツール仕様限界値と比較するステップを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記修正するステップは、予測アウトプットを許容ツール取扱範囲と比較するステップを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
故障条件を検出すると前記処理加工を停止するステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの設定値は２つ以上の設定値であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの設定値は、温度、圧力、パワー、処理加工時間、リフト位置、および材料流量の内少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記故障条件はツール故障を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記故障条件はウェハ特性故障を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
故障条件を示す条件範囲を定義するのに用いる故障検出モデルを修正して、前記レシピの少なくとも１つの設定値をパラメータとして前記ラン間制御装置で組み込むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
ウェハ故障が検出された場合、前記測定されたウェハ特性を用いて前記レシピを修正しないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
ウェハを処理加工する方法であって、
１）レシピに従って前記ウェハを処理加工するステップであって、前記レシピは１つまたは複数の目標ウェハ特性を得るための少なくとも１つの設定値を含むステップと、
２）ウェハ特性を測定するステップと、
３）故障条件を示す条件を検出するステップと、
４）故障条件がない場合に、前記目標ウェハ特性を維持するように、前記測定されたウェハ特性に基づいて前記レシピの少なくとも１つの設定値を修正するステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
故障条件が検出された場合、処理加工を停止することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記測定するステップは処理加工中に行われることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記測定するステップは処理加工後に行われることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
故障条件を示す条件範囲を定義するのに用いる故障検出モデルを修正して、前記レシピの少なくとも１つの設定値をパラメータとして組み込むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
製造実行システムでウェハを処理加工するシステムであって、
前記製造実行システムから受信したレシピに従ってツールを制御するラン間制御装置であって、前記レシピは１つまたは複数の目標ウェハ特性を得るための少なくとも１つの設定値を含む、ラン間制御装置と、
ウェハ属性を含む処理加工属性を測定するセンサと、
前記ウェハ特性を監視して故障条件を示す条件を検出し、前記条件を前記ラン間制御装置に転送する故障検出器とを備え、
前記故障検出システムが故障条件を検出した場合を除き、前記目標ウェハ特性を維持するように、前記処理加工属性に従って前記レシピの少なくとも１つの設定値を修正することを特徴とするシステム。
【請求項１９】
処理加工を実行する前にウェハ特性を測定するセンサをさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記故障検出器は前記測定された処理加工属性から故障検出指標を生成し、前記少なくとも１つの設定値を修正する目的で前記指標を前記ラン間制御装置に転送することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ラン間制御装置は、予測アウトプットを許容ツール仕様限界値と比較することにより前記少なくとも１つの設定値を修正することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ラン間制御装置は、予測アウトプットを許容ツール取扱範囲と比較することにより前記少なくとも１つの設定値を修正することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２３】
故障条件を検出すると、前記ラン間制御装置は処理加工を停止することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの設定値は２つ以上の設定値であることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの設定値は、温度、圧力、パワー、処理加工時間、リフト位置、および材料流量の内少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２６】
前記故障条件はツール故障を含むことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２７】
前記故障条件はウェハ特性故障を含むことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２８】
故障条件を示す条件範囲を定義するのに用いる故障検出モデルを修正して、前記レシピの前記少なくとも１つの設定値をパラメータとして前記ラン間制御装置で組み込むことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２９】
ウェハを処理加工するシステムであって、
レシピに従って前記ウェハを処理加工するラン間制御装置であって、前記レシピは１つまたは複数の目標ウェハ特性を得るための少なくとも１つの設定値を含む、ラン間制御装置と、
ウェハ特性を測定するセンサと、
故障条件を示す条件を検出する故障検出器とを備え、
前記故障検出器によって検出された故障条件がない場合に、前記ラン間制御装置は、前記目標ウェハ特性を維持するように、前記ウェハ特性に基づいて前記レシピの前記少なくとも１つの設定値を修正することを特徴とするシステム。
【請求項３０】
故障条件が検出された場合、前記ラン間制御装置は前記レシピの前記少なくとも１つの設定値を修正しないことを特徴とする請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記センサは処理加工中にウェハ特性を測定することを特徴とする請求項２９に記載のシステム。
【請求項３２】
前記センサは処理加工後にウェハ特性を測定することを特徴とする請求項２９に記載のシステム。
【請求項３３】
故障条件を示す条件範囲を定義するのに用いる故障検出モデルを修正して、前記レシピの前記少なくとも１つの設定値をパラメータとして前記ラン間制御装置で組み込むことを特徴とする請求項２９に記載のシステム。
【請求項３４】
ラン間制御装置を故障検出システムと共に用いて製造実行システムでウェハを処理加工するシステムであって、
ツールを制御するレシピを前記ラン間制御装置内に受信する手段であって、前記レシピは１つまたは複数の目標ウェハ特性を得るための少なくとも１つの設定値を含む、手段と、
前記故障検出システムで識別したウェハ特性および故障条件を含む処理加工属性を測定することにより前記ウェハの処理加工を監視する手段と、
前記加工処理属性を前記ラン間制御装置に転送する手段と、
前記故障検出システムが故障条件を検出した場合を除き、前記目標ウェハ特性を維持するように、前記処理加工属性に従って前記ラン間制御装置で前記レシピの少なくとも１つの設定値を修正する手段と
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項３５】
処理加工を実行する前にウェハ特性を測定する手段をさらに備えることを特徴とする請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記測定された処理加工属性から故障検出指標を生成する手段と、前記設定値を修正する目的で前記指標を前記ラン間制御装置に転送する手段とをさらに備えることを特徴とする請求項３４に記載のシステム。
【請求項３７】
前記修正する手段は、予測アウトプットを許容ツール仕様限界値と比較する手段を備えることを特徴とする請求項３４に記載のシステム。
【請求項３８】
前記修正する手段は、予測アウトプットを許容ツール取扱範囲と比較する手段を備えることを特徴とする請求項３４に記載のシステム。
【請求項３９】
故障条件を検出すると前記処理加工を停止する手段をさらに備えることを特徴とする請求項３４に記載のシステム。
【請求項４０】
前記故障条件はツール故障を含むことを特徴とする請求項３４に記載のシステム。
【請求項４１】
前記故障条件はウェハ特性故障を含むことを特徴とする請求項３４に記載のシステム。
【請求項４２】
故障条件を示す条件範囲を定義するのに用いる故障検出モデルを修正して、前記レシピの前記少なくとも１つの設定値をパラメータとして前記ラン間制御装置で組み込むことを特徴とする請求項３４に記載のシステム。
【請求項４３】
ウェハを処理加工するシステムであって、
レシピに従って前記ウェハを処理加工する手段であって、前記レシピは１つまたは複数の目標ウェハ特性を得るための少なくとも１つの設定値を含む手段と、
ウェハ特性を測定する手段と、
故障条件を示す条件を検出する手段と、
故障条件がない場合に、前記目標ウェハ特性を維持するように、前記測定されたウェハ特性に基づいて前記レシピの少なくとも１つの設定値を修正する手段と
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項４４】
故障条件が検出された場合、処理加工を停止することを特徴とする請求項４３に記載のシステム。
【請求項４５】
故障条件を示す条件範囲を定義するのに用いる故障検出モデルを修正して、前記レシピの前記少なくとも１つの設定値をパラメータとして前記ラン間制御装置で組み込むことを特徴とする請求項４３に記載のシステム。
【請求項４６】
ラン間制御装置を故障検出システムと共に用いて製造実行システムでウェハを処理加工するための、コンピュータ可読媒体に実装されたコンピュータプログラムであって、
ツールを制御するレシピをラン間制御装置内に受信するコンピュータ可読命令であって、前記レシピは１つまたは複数の目標ウェハ特性を得るための少なくとも１つの設定値を含む、コンピュータ可読命令と、
前記故障検出システムで識別したウェハ特性および故障条件を含む処理加工属性を測定することにより前記ウェハの処理加工を監視するコンピュータ可読命令と、
前記加工処理属性を前記ラン間制御装置に転送するコンピュータ可読命令と、
前記故障検出システムが故障条件を検出した場合を除き、前記目標ウェハ特性を維持するように、前記測定された処理加工属性に従って前記ラン間制御装置で前記レシピの少なくとも１つの設定値を修正するコンピュータ可読命令と
を有することを特徴とするコンピュータ可読媒体に実装されたコンピュータプログラム。
【請求項４７】
処理加工を実行する前にウェハ特性を測定するコンピュータ可読命令をさらに有することを特徴とする請求項４６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項４８】
前記測定された処理加工属性から故障検出指標を生成するコンピュータ可読命令と、前記設定値を修正する目的で前記指標を前記ラン間制御装置に転送するコンピュータ可読命令とをさらに有することを特徴とする請求項４６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項４９】
前記修正するコンピュータ可読命令は、予測アウトプットを許容ツール仕様限界値と比較するコンピュータ可読命令を有することを特徴とする請求項４６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５０】
前記修正するコンピュータ可読命令は、予測アウトプットを許容ツール取扱範囲と比較するコンピュータ可読命令を含むことを特徴とする請求項４６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５１】
故障条件を検出すると前記処理加工を停止するコンピュータ可読命令をさらに有することを特徴とする請求項４６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５２】
前記故障条件はツール故障を含むことを特徴とする請求項４６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５３】
前記故障条件はウェハ特性故障を含むことを特徴とする請求項４６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５４】
故障条件を示す条件範囲を定義するのに用いる故障検出モデルを修正して、前記レシピの少なくとも１つの設定値をパラメータとして前記ラン間制御装置で組み込むことを特徴とする請求項４６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５５】
ウェハを処理加工するための、コンピュータ可読媒体に実装されたコンピュータプログラムであって、
レシピに従って前記ウェハを処理加工するコンピュータ可読命令であって、前記レシピは１つまたは複数の目標ウェハ特性を得るための少なくとも１つの設定値を含むコンピュータ可読命令と、
ウェハ特性を測定するコンピュータ可読命令と、
故障条件を示す条件を検出するコンピュータ可読命令と、
故障条件がない場合に、前記目標ウェハ特性を維持するように、前記測定されたウェハ特性に基づいて前記レシピの少なくとも１つの設定値を修正するコンピュータ可読命令と
を有することを特徴とするコンピュータ可読媒体に実装されたコンピュータプログラム。
【請求項５６】
故障条件が検出された場合、処理加工を停止することを特徴とする請求項５５に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５７】
故障条件を示す条件範囲を定義するのに用いる故障検出モデルを修正して、前記レシピの前記少なくとも１つの設定値をパラメータとして組み込むことを特徴とする請求項５５に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５８】
ラン間制御装置を故障検出システムと共に用いて製造実行システムで物品を処理加工する方法であって、
１）ツールを制御するレシピを前記ラン間制御装置内に受信するステップであって、前記レシピは１つまたは複数の目標物品特性を得るための少なくとも１つの設定値を含む、ステップと、
２）前記故障検出システムで識別した物品特性および故障条件を含む処理加工属性を測定することにより前記物品の処理加工を監視するステップと、
３）前記加工処理属性を前記ラン間制御装置に転送するステップと、
４）前記故障検出システムが故障条件を検出した場合を除き、前記目標物品特性を維持するように、前記測定された処理加工属性に従って前記ラン間制御装置で前記レシピの少なくとも１つの設定値を修正するステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項５９】
処理加工を実行する前に物品特性を測定するステップをさらに有することを特徴とする請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
前記測定された処理加工属性から故障検出指標を生成するステップと、前記少なくとも１つの設定値を修正する目的で前記指標を前記ラン間制御装置に転送するステップとをさらに有することを特徴とする請求項５８に記載の方法。
【請求項６１】
故障条件を検出すると前記処理加工を停止するステップをさらに有することを特徴とする請求項５８に記載の方法。
【請求項６２】
前記少なくとも１つの設定値は２つ以上の設定値であることを特徴とする請求項５８に記載の方法。
【請求項６３】
物品を処理加工する方法であって、
１）レシピに従って前記物品を処理加工するステップであって、前記レシピは１つまたは複数の目標物品特性を得るための少なくとも１つの設定値を含むステップと、
２）物品特性を測定するステップと、
３）故障条件を示す条件を検出するステップと、
４）故障条件がない場合に、前記目標物品特性を維持するように、前記測定された物品特性に基づいて前記レシピの少なくとも１つの設定値を修正するステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項６４】
故障条件が検出された場合、処理加工を停止することを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
製造実行システムで物品を処理加工するシステムであって、
前記製造実行システムから受信したレシピに従ってツールを制御するラン間制御装置であって、前記レシピは１つまたは複数の目標物品特性を得るための少なくとも１つの設定値を含む、ラン間制御装置と、
物品属性を含む処理加工属性を測定するセンサと、
前記物品特性を監視して故障条件を示す条件を検出し、前記条件を前記ラン間制御装置に転送する故障検出器とを備え、
前記故障検出システムが故障条件を検出した場合を除き、前記目標物品特性を維持するように、前記処理加工属性に従って前記レシピの少なくとも１つの設定値を修正することを特徴とするシステム。
【請求項６６】
処理加工を実行する前に物品特性を測定するセンサをさらに含むことを特徴とする請求項６５に記載のシステム。
【請求項６７】
前記故障検出器は前記測定された処理加工属性から故障検出指標を生成し、前記少なくとも１つの設定値を修正する目的で前記指標を前記ラン間制御装置に転送することを特徴とする請求項６５に記載のシステム。
【請求項６８】
故障条件を検出すると、前記ラン間制御装置は処理加工を停止することを特徴とする請求項６５に記載のシステム。
【請求項６９】
前記少なくとも１つの設定値は２つ以上の設定値であることを特徴とする請求項６５に記載のシステム。
【請求項７０】
物品を処理加工するシステムであって、
レシピに従って前記物品を処理加工するラン間制御装置であって、前記レシピは１つまたは複数の目標物品特性を得るための少なくとも１つの設定値を含む、ラン間制御装置と、
物品特性を測定するセンサと、
故障条件を示す条件を検出する故障検出器とを備え、
前記故障検出器によって検出された故障条件がない場合に、前記ラン間制御装置は、前記目標物品特性を維持するように、前記物品特性に基づいて前記レシピの少なくとも１つの設定値を修正することを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に半導体製造法に関する。より具体的には、本発明は、故障検出（ｆａｕｌｔ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）の概念をラン間制御（ｒｕｎ−ｔｏ−ｒｕｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ）と統合することによって半導体を製造する技法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００２年５月１日出願の米国出願番号１０／１３５４０５および２００１年７月１６日出願の米国仮出願番号６０／３０５１４０からの優先権を主張するものであり、両出願は本明細書に参照として組み込まれる。
【０００３】
通常の半導体製造処理加工では、半導体ウェハ、あるいは簡略して「ウェハ」が、いわゆるファブ（ｆａｂ）の中にある多数のステーション（ｓｔａｔｉｏｎ）を経由して進行する。このアセンブリライン状の工程の各位置では、処理加工装置またはツール（ｔｏｏｌ）によってウェハを加工するための処理加工作業が行われる。たとえば、あるツール（例えば、成膜ツール）によってウェハに様々な層が追加され、それらの層を別のツール（例えば、エッチングツール）により加工して完全な半導体製品を形成する。
【０００４】
ウェハがアセンブリラインを移動する際、周期的な品質検査がウェハに対して行われる。この品質検査には通常、加工異常（ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）に関するウェハ上の微視的な線の幅や膜厚を測定することが含まれる。様々な品質検査の内多くの検査では、測定が行われるのは、加工異常の原因となる処理加工作業に後続するいくつかの処理加工作業がウェハに対して行われた後である。さらに、通常は、加工異常の導入とその検出との間で一定の時間といくつかの処理加工工程が経過している。従って、加工異常の導入後でもいくつかの処理加工が行われることがある。同様に、加工異常が導入された後でもツールがウェハの処理加工を継続する可能性がある。どちらの場合でも、多数のウェハを廃棄せざるを得なくなる。
【０００５】
これらの問題のいくつかに対処する従来技術が知られている。ラン間制御および故障検出を含む例が２つある。
【０００６】
概括して説明すると、ラン間制御では、送出ウェハおよび受入ウェハからのデータを、処理加工パラメータを調節するモデル化技法と共に用いることにより、処理加工アウトプット（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｏｕｔｐｕｔ）のドリフト（ｄｒｉｆｔ）（すなわち処理加工目標からのドリフト）に対処する。これらのドリフトは、ツールがアウトプットをもたらす形態が通常のツール使用によってわずかに変化することに関係している。たとえば、化学機械研磨（ＣＭＰ）処理加工では、膜圧を減ずるのに用いる研磨パッドが時間と共に磨耗する。その結果、磨耗したパッドは必然的に新しいパッドよりも所望の厚さを得るのに多くの時間を要することになる。ラン間制御を用いて、研磨パッドの磨耗などの問題を考慮して研磨時間等の処理加工パラメータを調節することにより、これらの種類の問題に対処できる。
【０００７】
ラン間制御では、１つまたは複数の処理加工工程で得られた計測データを用いて処理加工レシピ（すなわち処理加工成果を実現するのに要する所定の処理加工パラメータのセット）をラン間ベースで調整する。１つのランは、ウェハの製造処理加工の１つまたは複数の工程に相当する。それは、処理加工工程およびファブに関する特有の要件および能力に応じて、１バッチのウェハロットでも、１つのロットでも、またはウェハ１枚でもよい。一般に、ラン間制御では、各処理加工またはツールで測定したデータを用いて、各ツールのレシピの設定値に対して幾分かの修正または調節を施すことにより、ウェハ特性（たとえば、膜厚、均一性、等）をその公称値付近に維持する。通常の場合では、特定ツールでの処理加工工程中にまたはその直後に得られたデータをフィードバックして後続のラン用のレシピを調節する。同様に、次のツールにデータを送って、下流のレシピを調節してもよい。このようにして、ラン間制御を用いて処理加工アウトプットのドリフトに対処できる。
【０００８】
ラン間制御を用いて処理加工ドリフトに対処できるが、一方で、レシピ設定値に対して施される調節によらずツールが受入可能な製品を全く生産できなくなった状況では、ラン間制御は不十分である。同様に、ラン間制御ではウェハが欠陥（ｆｌａｗ）を含んでいる状況に対処していない。これらの状況は、ツールまたはウェハ特性故障と称する。ツールが故障（ｄｅｆａｕｌｔ）または障害（ｆａｉｌｕｒｅ）条件に直面すると、ウェハに対して加工異常または欠陥が導入される。同様に、ウェハ特性故障により、そのウェハが修復できない条件にあることが示される。これらの条件を検出するためにいくつかの方法を用いることができる。たとえば、所与の処理加工作業の実行に要する温度からの著しい温度低下は、故障の前兆となり得る。故障条件の別の例としては、処理加工材料の流量のスパイク（ｓｐｉｋｅ）がある。これらの例では、ラン間制御装置は故障をドリフトとみなしており、単にツールのレシピを調節するだけでは問題に対処できなくても、そうすることによりこの状況を修復しようと試みる。このようにして、ツールは許容できる作業状態に戻されるのではなく、後続のウェハに加工異常を導入し続け、または欠陥ウェハに対する処理加工を続けることになり、その結果さらに無駄が増える。
【０００９】
故障検出では、ラン間制御とは対照的に、ツールおよびウェハの特性障害／故障条件を検出するために処理加工装置パラメータおよびウェハ属性を監視する。故障検出システムにより処理加工データを集め、処理加工装置の運転中に異常または故障に関して該データを分析する。故障を検出した場合、故障検出システムは種々の対処法をとり得る。たとえば、該システムは装置のオペレータに通知することもあり、あるいは処理加工装置の運用を停止することもあり得る。
【００１０】
故障検出は、ツールまたはウェハ特性の障害状態に対処するには適切であるが、処理加工のドリフトに対処するわけではない。したがって、ツールまたは処理加工が障害を受けるまでは、故障検出システムは活動しないままであり、ツールが最適作業条件からドリフトするのを放置することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、ウェハを処理するより効率的な方法が必要であることが明らかである。特に、必要となるのは、処理加工ドリフトと故障条件の両方に対処できるシステムである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ラン間制御技法と故障検出技法とを統合して上述の問題を解決するものである。具体的には、半導体ウェハおよび他の物品が、製造実行システムと共にラン間制御装置および故障検出システムを用いて処理加工される。まず、本発明のもう一つの実施形態に従って、ツールを制御するラン間制御装置により製造実行システムからレシピが受信される。このレシピは１つまたは複数の目標ウェハ特性を得るための設定値を含んでいる。次いで、故障検出システムおよび／またはセンサを用いて故障条件およびウェハ特性を含む処理加工属性を測定することによって、ウェハの処理加工が監視される。これらの処理加工属性は故障検出システムからラン間制御装置へ転送される。その結果、故障条件が故障検出システムで検出された場合を除き、処理加工属性に基づいてラン間制御装置によりレシピの設定値を修正して、目標ウェハ特性を維持することが可能である。
【００１３】
別の（または類似の）実施形態では、ウェハをやはりレシピに従って処理加工する。このレシピは１つまたは複数の目標ウェハ特性を得るための少なくとも１つの設定値を含んでいる。この技法は、ウェハ特性を測定すること、ならびに故障条件（たとえばウェハ故障か装置故障）を示す条件を検出することも含んでいる。故障条件が検出されない場合、レシピの設定値を測定されたウェハ特性に基づいて修正して、目標ウェハ特性を維持する。いくつかの実施形態では、故障条件を検出した場合、処理加工を停止する。
【００１４】
別の（または類似の）実施形態では、処理加工の実行前にウェハ特性を測定してもよい。さらに別の（または類似の）実施形態では、温度、圧力、パワー、処理加工時間、リフト位置および材料の流量を含むことができる１つまたは複数のレシピ設定値が修正される。
【００１５】
別の（または類似の）実施形態では、故障検出モデルを用いて、故障条件を示す条件の範囲を定義してもよい。これらの実施形態では、故障検出モデルを修正して、ラン間制御で修正されるレシピ設定値をパラメータとして組み込んでもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の種々の目的、特徴および利点はより深く理解することが可能であり、本発明に関する以下の詳細な説明を参照し、添付の図面と合せて考察すれば、これらに対する理解はさらに深まる。
【００１７】
本発明の１つまたは複数の実施形態に従って、半導体ウェハを処理加工するための技法が、ラン間制御装置および故障検出システムを用いる製造実行システムと共に提供される。より具体的には、この製造実行システムは、ツールを制御するラン間制御装置にレシピを転送する。このレシピは、１つまたは複数の目標ウェハ特性を得るための設定値を含んでいる。さらに、故障検出システムは、故障条件およびウェハ特性を含む処理加工属性を測定することによってウェハの処理加工を監視する。ラン間制御装置は、故障検出システムが故障条件を検出した場合を除いて、（故障検出システムならびに例えば他の情報集積源から受信した）処理加工属性に基づいてレシピの設定値を修正して、目標ウェハ特性を維持する。
【００１８】
図１は、本発明の少なくとも１つまたは複数の形態を実施するために用いる半導体製造システム１００の一部のハードウェア構成図の少なくとも１つの例を示している。図１に示すように、半導体製造システム１００は、他の構成要素の中でも、故障検出システム１１０、ラン間制御装置１２０、および１つまたは複数の処理加工機器またはツール１５０を含んでおり、それぞれネットワーク１３０を介して相互接続されている。上述のように、故障検出システム１１０は、１つまたは複数のツール１５０の監視と、故障条件の検出を目的とするウェハの監視とを担当する。ラン間制御装置１２０は、製造効率を高めることを目的としたツールレシピの修正を担当する。図１は、故障検出システム１１０とラン間制御装置１２０を分離したまたは別個の構成要素として示しているが、本発明の１つまたは複数の実施形態では、故障検出システム１１０とラン間制御装置１２０を同一計算ノードで実装することが企図される。
【００１９】
ラン間制御装置１２０および故障検出システム１１０に加えて、本発明の１つまたは複数の実施形態では、任意の個数の計測ツールまたはセンサ１９０を１つまたは複数のツール１５０の上流または下流に配置して、１つまたは複数のツール１５０によって処理加工する直前または直後のウェハを測定することが企図される。計測ツール１９０は、使用の際は、ネットワーク１３０を介してシステム１００の他の部分にリンクさせることが可能である。同様に、入力されたウェハ特性を、上流ツールまたはフィードフォワードツール（たとえば、他のツールの上流に配置されたツール）から受信することも可能である。したがって、先の製造工程の終了時またはその間にセンサで他のツールでの特性を測定し、これを現行ツールで用いるために転送してもよい。このような計測ツール１９０の例としては、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ（米国Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州Ｓａｎ  Ｊｏｓｅ）が提供するＲＳ−７５（登録商標）が含まれる。
【００２０】
１つまたは複数のツール１５０は、ウェハを処理加工して所望のアウトプットを得るために用いられる、任意の個数の種々の形式のツールとすることが可能である。例としては、ＣＭＰツール、リソグラフィツール、成膜ツールまたはエッチングツール等が含まれる。本発明の１つまたは複数の実施形態では、１つまたは複数のツールは制御装置１５２、任意の個数の処理加工チャンバ１５４、およびウェハ測定サブシステム１５６を含むことが可能である。以下に詳しく説明するように、制御装置１５２は故障検出システム１１０およびラン間制御装置１２０からの情報を用いて、ウェハを処理加工する。作業中は、まず受入ウェハ１６０が処理加工チャンバ１５４内に移動する。次いで、ウェハを処理加工した後、ツールの外部に送り出す。ある種の処理加工チャンバの例としては、デュアル型プラズマエッチチャンバおよびＣＭＰ研磨チャンバが含まれる。
【００２１】
ウェハ測定サブシステム１５６を用いて、ウェハ処理加工の前、ウェハ処理加工の間、および／またはウェハ処理加工の後にウェハ特性を測定する。これらの特性は、対象となるツールの種類によって決まり、膜厚、均一性、等を含んでよい。ウェハ測定サブシステム１５６は、処理加工中にウェハパラメータを実時間で測定することが可能なｉｎ−ｓｉｔｕ型センサを含んでよい。同様に、ウェハ測定サブシステム１５６は、ほぼ実時間の測定をするために、処理加工チャンバ１５４内またはその近傍に配置された一体型またはインライン型センサを含んでよい。ｉｎ−ｓｉｔｕ型センサの例としては、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．（米国、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州、Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ）が提供するＩｎ  Ｓｉｔｅ  Ｒｅｍｏｖａｌ  Ｍｏｎｉｔｏｒが含まれる。一体型またはインライン型センサの例としては、計測技法を統合したツール（たとえば、イスラエル、ＲｅｈｏｖｏｔのＮｏｖａ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｌｔｄ．が提供するＮｏｖａ  ２０２０（登録商標）、または米国Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州Ｓａｎｔａ  ＣｌａｒａのＮａｎｏｍｅｔｒｉｃが提供するＮａｎｏ９０００（登録商標））が含まれる。
【００２２】
概括して説明すると、１つまたは複数のツール１５０は、プロセスレシピに従って、すなわち換言すると、加工処理成果を実現するのに要する所定のパラメータのセットに従って、受入ウェハ１６０に対して加工処理作業を行う。たとえば、通常のレシピは、所望のアウトプットを実現するのに要する任意の数の処理加工に対する１つまたは複数の設定値を定義することが可能である。したがって、レシピは、特定のウェハ結果をもたらすために必要な、温度、圧力、パワー、処理加工時間、リフト位置、および材料の流量を定めることが可能である。さらに、同様に他の特性を含んでもよい。本発明の１つまたは複数の実施形態に従って、制御装置１５２は、たとえば上流の計測ツール、および１つまたは複数のツール１５０の先行作業またはランから受け取った情報を用いて、必要であればこれらのレシピを修正する。これにより、受入ウェハの測定膜厚を、処理加工の前に先行ランの結果と共に制御装置１５２に提供してもよい。次いで、この情報を制御装置１５２が用いて、生産効率を向上するために処理加工レシピの１つまたは複数の設定値を修正してもよい。
【００２３】
処理加工中、ウェハ測定サブシステム１５６を用いて、任意の数のウェハ特性を測定してもよい。さらに、ウェハ特性を処理加工の直前または直後に測定してもよい。本発明の１つまたは複数の実施形態では、サブシステム１５６を用いて、（たとえばエンドポイント検出、等により）処理加工の終了を検出してもよい。処理加工が終了すると、ウェハはプロセスチャンバ１５４から出され、たとえば下流ツールに移送される。処理加工の終了時に集められた任意のウェハ特性を、ウェハ測定サブシステム１５６または他の計測ツールのいずれかを用いて、下流ツールに転送してもよい。同様に、測定された特性を、以降のランを修正するために、制御装置１５２、故障検出システム１１０、および／またはラン間制御装置１２０に転送してもよい。以下に示すように、任意の故障条件を検出するため、また後続の処理加工レシピを修正するために、故障検出システム１１０およびラン間制御装置１２０に転送されたデータを分析してもよい。
【００２４】
図２を参照すると、半導体製造システム１００に実装可能な制御システム２００の一例が示されている。図２に示すように、制御システム２００は制御処理部２１０、故障検出処理部２２０、ラン間処理部２３０、およびウェハ測定処理部２４０を含んでいる。制御処理部２１０によって、１つまたは複数のツール１５０の作業が、たとえば制御アルゴリズム等を用いて制御される。たとえば、制御処理部２１０は、ウェハを処理加工するために用いるツールまたは処理加工レシピの選定を担当する。この処理加工レシピは、システム２００に、たとえば処理加工技術者等が入力またはダウンロードしてよい。レシピは、部分的に、任意の個数の目標特性によって特定される、所望の成果または生産すべき最終製品を定義する。これらの目標特性には、たとえば、ＣＭＰツールによって与えられる所望の最終膜厚が含まれてもよい。さらに、制御処理部２１０は、たとえば上流の計測ツールから任意の数のプレウェハ測定値２１４も受け取る。これらの測定値は、受入ウェハの特徴を制御処理部２１０に対して示し、以下に説明するようにレシピ設定値を決定するのに用いられる。
【００２５】
これらの入力（すなわちレシピ２１２および測定値２１４）を用いて、制御処理部２１０は、所望の成果を実現するために特定の設定値を生成する。当業者には周知であるように、制御処理部２１０は、たとえば、一定の入力に基づいて予測アウトプットを予測するモデルを用いて、目標特性および測定値２１４を分析する。この場合、目標特性（たとえば、膜厚）およびプレウェハ測定値（たとえば、実際の厚さ）が入力される。次いで、モデルに基づいて、所望の目標特性を得るために必要な設定値を予測することができる。本発明の１つまたは複数の実施形態では、このモデルは、たとえばシステムの初期化段階の間に処理加工技術者等によって入力または実装されてもよい。一般的に言えば、任意の好適な半導体ウェハ製造モデルを用いてよい。
【００２６】
使用中、任意の個数のウェハ特性の測定値が、加工処理の前、加工処理の間、および／または加工処理の後にウェハ測定システム２４０によって集められる。次いで、これらの特性は、ラン間処理部２３０に転送される。ラン間処理部２３０は、ウェハ測定システム２４０で測定したウェハ特性を分析し、効率向上のためにツールの処理加工レシピに対して（たとえば、制御処理部２１０により）何らかの修正が可能であるかを判断する。例として、上述のように、ＣＭＰ研磨作業中は、研磨パッドが使用に伴い磨耗する傾向がある。その結果、磨耗した研磨パッドは、特定の膜厚を得るのに新品のパッドよりも長い研磨時間を要する。長い時間を要することを認識し、必要な場合に（パッドが磨耗した場合に）研磨時間を長くするよう研磨ツールを指向する目的でラン間処理部２３０を使用してもよい。したがって、ラン間処理部による分析結果を制御処理部２１０に転送して、後続の作業での処理加工ドリフトの対処に使用することができる。
【００２７】
本発明の１つまたは複数の実施形態によると、システム２００では、故障検出処理部２２０を用いて故障条件を検出する。以下に詳しく説明するように、故障検出処理部２２０は、処理加工中に、たとえばｉｎ−ｓｉｔｕ型または一体型センサにより集められたデータを使用する。１つまたは複数の実施形態では、これらの目的のために故障検出指標を生成することを想定している。具体的には、この指標を制御処理部２１０が使用して、処理加工レシピに対して調整をするかどうかを判断することができる。たとえば、故障検出指標、およびラン間制御処理部２３０によって与えられた分析結果（これらは共に本発明で用いる処理加工属性の少なくともいくつかを構成している）を制御処理部２１０に転送し、これら分析をし、プロセスレシピに対して変更を行うべきかどうかを判断する。たとえば、ラン間制御処理部２３０はレシピに対する修正を生成し、故障検出処理部２２０は、修正を実行すべき時または実行すべきでない時を判別する。したがって、制御処理部２１０は、レシピを修正できるのは、好適である場合（すなわち、対処可能な問題または非効率を改善する方法でツールレシピを調節してよい場合）だけである。したがって、システム２００は、「故障」状態においては、ラン間技法により生成された修正が実施されるのを止めることができる。
【００２８】
図３は、本発明の製造処理加工を制御するために実施可能な処理手順の少なくとも１つの例を示している。ここで図３を（図１と共に）参照すると、少なくとも本実施形態では、処理手順は、ウェハ特性を測定するステップ（ＳＴＥＰ３０４）で始まる。具体的には、処理加工前のウェハ特性を、それらがツール（たとえば、１つまたは複数のツール１５０）に到着する前に測定してよい。上述したように、上流のツールに配置した事後測定センサ、ｉｎ−ｓｉｔｕ型センサ、一体型またはインライン型センサ、あるいは他の類似のデバイス中からいずれを用いてもよい。この時点で、任意の数のウェハ特性を測定してもよく、それには、たとえば、膜厚、均一性、臨界寸法、パーティクル数、等が含まれる。これらのウェハ特性を測定した後、データをラン間制御装置１２０に転送する（ＳＴＥＰ３０８）。
【００２９】
ラン間制御装置１２０に測定データを転送することと相まって、対応するウェハが、任意の関連する処理加工情報と共に１つまたは複数のツール１５０に移送される（ＳＴＥＰ３１２）。さらに、製造実行システム（ＭＥＳ）が、ウェハを処理加工する１つまたは複数のツール１５０で用いられる特定のレシピに関係しこれを識別する情報を送信する。当業者には周知のように、ＭＥＳは、使用する特定のチャンバ、任意の処理加工手順、ツールのルーチン情報、設定、等を定めることが可能である。同様に、ＭＥＳは通常、アウトプットの製品の運用および生産に要する諸加工処理および諸資源のそれぞれに対する自動化、統合、および調整を担当する。
【００３０】
次いで、１つまたは複数のツール１５０がその製造処理加工を実行する（ＳＴＥＰ３１６）。より具体的には、１つまたは複数のツール１５０は、ラン間制御装置１２０および／または故障検出システム１１０により提供された任意の情報と共に、ＭＥＳから受信した情報に従って、ウェハを加工処理する。後述で説明するように、ラン間制御装置１２０から受信した情報を用いて、無故障時にＭＥＳにより提供されるレシピを修正または調節しても良い。
【００３１】
処理加工中に、後述で説明するように、故障検出システム１１０がツール故障またはツール障害に関してツールを監視し、ウェハ特性障害に関してウェハを監視する（ＳＴＥＰ３２０）。故障検出システムが行った分析、換言すれば、故障が検出されたかどうかが、ラン間制御装置１２０に転送される（ＳＴＥＰ３２４）。たとえば、故障の有無を判別するために故障検出指標が（故障検出システム１１０から）制御装置１２０に送られる。本発明の１つまたは複数の実施形態によると、次いでこの情報を用いて、レシピをラン間技法に従って修正するべき（および修正するべきでない）時を判断する。
【００３２】
ツールによる加工処理が実行を完了した後、処理加工後測定ステップでウェハに対する測定が行われる（ＳＴＥＰ３２８）。本発明の１つまたは複数の実施形態では、測定はツール上の一体型センサを用いて行ってよい。同様に、他の種類のセンサを用いてもよい。次いで、この情報を用いて、本明細書で説明するように、後続のレシピを修正する。
【００３３】
本発明の１つまたは複数の実施形態により、また上述したように、ラン間制御装置１２０は、処理加工後測定を故障検出情報と共に用いてツールレシピを修正する。具体的には、まず、処理加工でツールまたはウェハ特性故障が現れているかを判断する（ＳＴＥＰ３３２）。たとえば、後述で詳細に説明するように、故障検出システム１１０が生成した故障検出指標（たとえば、ウェハおよび／またはツール上に存在する１つまたは複数の条件を示す１つまたは複数の数値）を、たとえばラン間制御装置１２０が受入れ可能な範囲との比較を行う。指標が受入れ不可能であれば、故障が生じたことになる。故障が生じた場合、ツール故障が生じたランから集められた処理加工後測定値は、後続のレシピを修正する目的で使用されることはない（ＳＴＥＰ３３６）。さらに、全体的に、加工処理を停止してもよい。一方、故障は生じていないと処理手順で判断された場合、レシピは本発明のラン間技法に基づいて修正される（ＳＴＥＰ３４０）。このようにして、ツール故障が生じていない状況ではレシピが修正される。
【００３４】
図４は、本発明の１つまたは複数の概念によるラン間制御手順を実施するのに使用可能な処理手順の少なくとも１つの例を示す。まず、先行の処理加工またはツールから処理加工後ウェハ特性を測定し、本発明のラン間および故障検出技法が実装されるツールに転送される（ＳＴＥＰ４０４）。測定値は、上流ツール、または上流処理加工の後でかつ現行のツールの前に位置する計測ツールから得てもよい。同様に、測定値を現行のツール自体から得てもよく、あるいは他の任意の類似デバイスで、または処理加工の前の位置で得てもよい。
【００３５】
ある種の例では、上流での測定は妥当なものではない。たとえば、いくつかのツールまたは処理加工で各ウェハを測定することは時間の浪費となる。このような状況では、各ウェハまたはランを測定することはない。たとえば、測定を１ラン置きにまたは２ラン置きに行わない可能性がある。したがって、これらのウェハからの処理加工後測定は妥当ではなく、またはこの処理手順で検討される。このため、上流測定値を調べてそれらが妥当な測定値であるかを判断する（ＳＴＥＰ４０８）。妥当でない場合、ラン間制御装置１２０は測定された上流測定値を無視し、先行ランの設定値を用いて処理加工を継続する（ＳＴＥＰ４３２）。妥当である場合、ツールの処理加工レシピの修正にこの測定値を用いることができる。
【００３６】
本発明の少なくともいくつかの実施形態により、また後述で詳細に説明するように、レシピに対する修正値を変数として故障検出モデルに取り入れてもよい。これらの実施形態では、ラン間制御装置１２０が実施したレシピ設定値の任意の変更が故障検出システム１１０に転送され、次に、故障検出システム１１０はこれらのレシピ修正値を用いて新しい故障条件範囲を識別する。このようにして、レシピ変更がラン間制御装置１２０により実施された場合でも、故障検出システム１１０は感度良好な形（すなわち、修正した任意のレシピ設定値に適合するように故障条件の範囲を調節してある）で動作することが可能である。
【００３７】
これまで説明し記載した実施形態の具体的な諸ステップおよびその順序は例示的なものであり、他の追加、省略および構成も本発明で企図されていることを理解されたい。たとえば、ラン間制御装置で受信したすべての処理加工属性がまず故障検出システムを介して送られる（またはそこから発せられる）ことも想定している。このような実施形態では、故障を検出した場合、ラン間制御装置は、任意の処理加工属性を受信するのではなく、たとえば故障警報だけを受け取ることになろう。
【００３８】
本発明の１つまたは複数の形態により、また上述したように、ツール故障が生じたまたはウェハ特性障害が生じたツールで処理加工したランまたはウェハは、後続のランのためにラン間処理手順で検討されることはない。そのため、継続する前に、処理加工ツールに関する故障検出情報を検討する（ＳＴＥＰ４１６）。具体的には、先行ランの障害または故障条件が検出された場合、ツールレシピは修正されない（ＳＴＥＰ４１２）。さらに、エラーメッセージを表示して、全体的に処理加工を休止してもよい。
【００３９】
先行ランで故障が検出されなかった場合、データに対する必要な任意の変換が行われる（ＳＴＥＰ４２０）。たとえば、センサで読み取った未加工データをより有意義な形態のものに変換してよい。一例として、均一性パラメータでは多数の測定値間の比率が必要となる。このため、この例では、測定値それぞれの比率を計算する。同様に、膜圧の平均値では、測定された膜厚すべての平均値を求める変換が必要となる。また、全体として、ある種の測定値については変換が不要となる。
【００４０】
任意の変換を（必要に応じて）行った後、制御処理手順アルゴリズムを実行して、次の予測アウトプットを推定する（ＳＴＥＰ４２４）。概括して説明すると、アルゴリズムでは、様々なモデル化技法、ツールレシピ、受入ウェハおよび先行処理加工ランに関する情報を利用して、ツールがもたらすと予測されるアウトプットを定める。たとえば、あるモデルを用いて、圧力、パワー、ガス流、等のパラメータに対応する設定値に基づいて、特定のアウトプット膜厚を予測してよい。
【００４１】
制御アルゴリズムにより次のアウトプットが予測されると、このアウトプットは仕様限界値と比較される（ＳＴＥＰ４２８）。仕様限界値は、ウェハ特性の許容限界値を示すものである。アウトプットが仕様限界値内にある場合（すなわち、予測アウトプットが許容範囲内にある場合）、修正は不要であり、先行ランで用いられた同一の設定値が再び使用される（ＳＴＥＰ４３２）。一方、予測アウトプットが仕様限界値を超えている場合、予測アウトプットをツールの許容取扱範囲と比較する（ＳＴＥＰ４３６）。ツールの取扱範囲とは、実現可能なツールの性能を示すものである。ツールの取扱範囲が不十分であるために予測アウトプットを仕様限界値内にすることが不可能である場合、その結果、所望の結果を得ることはできなくなる。この場合、処理手順は結果を無視し、エラーメッセージを表示し、また、たとえば処理加工を停止する（ＳＴＥＰ４４０）。
【００４２】
予測アウトプットが仕様限界値の外にあるものの、ツールの取扱範囲内にある場合は、ツールレシピに対して修正を行ってよい（ＳＴＥＰ４４４）。特に、レシピの１つまたは複数の設定値を、標準的なモデル化技法に従って修正する。多くの場合、当業者には周知であるように、これらのモデルは処理加工技術者によって設計され、施設の初期化段階の際にシステム１００にダウンロードされるものである。所望の製品を得るのに必要な調節が推定されると、処理加工が実行される（ＳＴＥＰ４４８）。このようにして、本発明の１つまたは複数の実施形態では、制御アルゴリズムが、１つまたは複数の目標ウェハ特性（すなわち、所望のアウトプット）、測定された受入ウェハ特性、ならびに、ラン間および故障検出技法により決定したツールレシピに対する修正値を用いて、半導体ウェハを効率的に生産する。
【００４３】
図５は、本発明の１つまたは複数の実施形態による故障検出制御手順を実施するために用いる処理手順の少なくとも１つの例を示す。まず、故障検出システム１１０が、ツールまたは処理加工で実施するレシピを識別する（ＳＴＥＰ５０４）。使用しているレシピに従って、故障検出モデルが構築または選択される（ＳＴＥＰ５０８）。当業者には周知のように、故障検出モデルを用いて、故障条件を示す条件範囲を定義してよい。すなわち、レシピに特別に関係するモデルを用いる。
【００４４】
故障検出モデルを選択した後、製造処理加工が開始され、その間、センサを用いて、膜厚、均一性、等のウェハ特性が実時間で集められる。あるいは、処理加工の前または後にウェハ特性を集めてもよい。これらの特性を故障検出モデルと比較して、故障検出指標または故障イベント（すなわち、トリガ）を生成する。当業者には周知のように、任意の数の方法を使用して故障検出指標を生成してよい。たとえば、統計的プロセス制御、ニューラルネットワーク、またはモデルベースの解析技法、等のいずれを用いてもよい。上記指標は、ツールが生産するウェハの最適度を示すものである。したがって、上記指標は、ツール故障またはツール障害を示す所定の値と比較してよい。上述したように、上記指標は、ウェハ生産を最適化する際に本発明で用いられるウェハ処理加工属性の少なくとも一部を構成するものである。たとえば、上述したように、ラン間制御装置１２０は、故障条件を生じたツールが生産したランから測定されたウェハ特性を無視してよい。
【００４５】
上述で簡単に説明したように、本発明の少なくとも幾つかの実施形態では、ラン間制御装置１２０によってなされたレシピに対する修正値を故障検出モデルに独立パラメータとして取り入れることが企図される。このようにして、故障検出システム１１０は、レシピ変更を取り込むように故障条件範囲を再定義して、システム感度を向上することができる。
【００４６】
より具体的には、レシピ設定値に対する変更または修正に従って、かつこれを考慮して、故障検出境界を再定義してよい。特に、レシピ設定値の修正に従って故障条件範囲を調整することにより、故障検出モデルでより範囲の狭い故障条件を定めてもよい。本発明の少なくともいくつかの実施形態では、故障条件範囲は、レシピ設定値から一定の間隔で設定してよい。したがって、これらの実施形態では、設定値が修正されると、それに応じた、故障条件範囲に対する修正がなされる。
【００４７】
一例として、一次元の場合、特定の目標特性を得るための固定されたレシピ設定値を初期値で設定する（たとえば、５０単位量）。このレシピに関連する故障検出モデルに従って、最初に故障条件境界を所与の範囲（たとえば４８単位量と５２単位量）に設定してよい。これにより、所与の範囲から外れたウェハ特性の実測値（たとえば、５２単位量より上、および４８単位量未満）は、故障条件となる。これらの故障条件の下で、上述したように、処理加工は、たとえば停止される。
【００４８】
処理加工中、ラン間制御装置１２０によるレシピ設定値に対する修正を、処理加工アウトプットドリフトに対処するように行ってもよい。すなわち、上述の例では、ラン間制御装置１２０はレシピ設定値を高くし（たとえば、５０から５３単位量）、それにより意図せず故障条件が生じる場合がある。通常のラン間修正を考慮するために、一つの解決法は、故障条件の範囲を広げることである（たとえば、４３単位量および５７単位量）。ただし、この解決法では、故障検出性能の感度が低下する。この問題を緩和するために、本発明の実施形態では、修正された設定値を故障検出モデルに組み込んで、設定値からの間隔に基づいて故障条件境界を生成することが企図される。このようにすると、ラン間技法を故障検出概念に組み込むことによりシステムの感度が犠牲になることはない。したがって、この例では、故障条件の範囲は５１で５１から５５にリセットされる。
【００４９】
多次元を統合した場合も同様である。この場合、無故障条件領域は、多次元設定値の座標点からある間隔だけ離れていることとして認識することができる。レシピ中の設定値を定義する座標点の内１つまたは複数の座標点がラン間制御装置１２０によって修正されると、故障条件境界の範囲は、操作されているレシピパラメータの関数として再定義される。
【００５０】
さらに、多入力多出力の場合の少なくともいくつかの実施形態では、予測出力値と出力実測値との間隔を故障検出の計量値として使用してよい。したがって、予測値と実際値との差を使用して故障条件境界を決定してもよい。
【００５１】
図６は、図２のシステム１００の構成要素の可能ないずれかに関する内部ハードウェアの一例の構成図を示しており、この例としては、Ｉｎｔｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（米国Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州、Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ）が製造するＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）ベースのプロセッサを有するコンピュータ等の、多数の様々なコンピュータのいずれかが含まれる。バス６５６は、システム１００の他の構成要素を相互接続する主要情報リンクとして作用する。ＣＰＵ６５８は、システムの中央演算装置であり、本発明の処理手順ならびに他のプログラムを実行するのに必要な計算や論理演算を行う。読取専用メモリ（ＲＯＭ）６６０およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６６２は、システムの主要メモリ部を構成している。ディスク制御装置６６４により、１つまたは複数のディスク駆動装置がシステムバス６５６にインターフェース接続される。これらのディスク駆動装置は、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク駆動装置６７０、ＣＤ  ＲＯＭまたはＤＶＤ（デジタルビデオディスク）駆動装置６６６、または内部または外部ハード駆動装置６６８である。ＣＰＵ６５８は、任意の個数の様々なプロセッサであってよく、それにはＩｎｔｅｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎやＭｏｔｏｒｏｌａ（米国Ｉｌｌｉｎｏｉｓ州、Ｓｃｈａｕｍｂｅｒｇ）が製造するプロセッサが含まれる。メモリ／記憶装置は、ＤＲＡＭおよびＳＲＡＭ、ならびに磁気および光媒体を含む種々の記憶装置など、任意の個数の様々なメモリ装置であってよい。さらに、メモリ／記憶装置は伝送形式をとることも可能である。
【００５２】
ディスプレイインターフェース６７２は表示装置６４８とインターフェース接続しており、バス６５６からの情報を表示装置６４８に表示できるようにしている。表示装置６４８は、場合による付属品である。上述のシステムの他の構成要素など外部装置との通信は、たとえば通信ポート６７４を用いて行われる。たとえば、ポート６７４を、計測ツール１９０にリンクしたバス／ネットワークにインターフェース接続してよい。光ファイバおよび／または電気ケーブルおよび／または導体および／または光通信（たとえば赤外線等）および／または無線通信（たとえば無線周波数（ＲＦ）等）を、外部装置と通信ポート６７４との間の移送媒体として用いることが可能である。周辺インターフェース６５４は、キーボード６５０およびマウス６５２とインターフェース接続しており、入力データをバス６５６に送信できるようにしている。これらの構成要素に加えて、場合によって制御システムは赤外線送出器６７８および／または赤外線受光器６７６も含む。赤外線送出器は、当コンピュータシステムが、赤外線信号送信を介してデータを送受信する処理構成部品／ステーションの１つまたは複数と共に用いられる場合に、任意選択として用いられる。制御システムは場合によって、赤外線送出器または赤外線受光器を用いる代わりに、低パワーの無線送信器６８０および低パワーの無線受信器６８２を用いてもよい。低パワー無線送信器は、生産処理加工用の構成要素が受信するための信号を送信し、それらの構成要素から低パワー無線受信器を介して信号を受信する。
【００５３】
図７は、モデル、レシピ等を含むコンピュータ可読コードまたは命令を記憶するのに使用できる例示的なコンピュータ可読メモリ媒体７８４を示している。一例として、媒体７８４は、図６に示したディスク駆動装置と共に用いてよい。通常、フロッピー（登録商標）ディスクまたはＣＤ  ＲＯＭまたはデジタルビデオディスク等のメモリ媒体は、たとえば、シングルバイト言語用のマルチバイトのロケール（ｌｏｃａｌｅ）、ならびに上記システムを制御してコンピュータが本明細書に記載した機能を実行できるようにするプログラム情報を含んでいる。あるいは、ＲＯＭ６６０および／またはＲＡＭ６６２を、現行の処理加工に関連する演算を行う中央演算装置６５８に命令するために用いるプログラム情報を記憶するために用いることも可能である。情報を記憶するための適切なコンピュータ可読媒体の他の例は、磁気的、電子的、または光学的（ホログラフィ的なものを含む）な記憶装置、あるいはそれらの組合せ、等を含んでいる。さらに、本発明の少なくともいくつかの実施形態では、コンピュータ可読媒体が伝送されるものであることが企図されている。
【００５４】
本発明の実施形態では、上述した本発明の種々の形態を実施するためのソフトウェアの様々な部分がメモリ／記憶装置に常駐できることが企図される。
【００５５】
概して、本発明の実施形態の様々な構成要素が、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せで実装できることに留意されたい。このような実施形態では、様々な構成要素およびステップは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで実装されて本発明の機能を実行する。現在使用可能であるか、将来開発される任意のコンピュータソフトウェア言語および／またはハードウェア構成要素が、本発明のそのような実施形態で使用できる。たとえば、上述した機能の少なくとも一部は、ＢＡＳＩＣ、Ｃ、Ｃ＋＋、または他のプログラムまたはスクリプト言語（たとえば、ＴＣＬ、Ｐｅａｒｌ、Ｊａｖａ（登録商標）またはＳＱＬ）を用いて実装できよう。
【００５６】
これまで説明した本発明の特定の実施形態は本発明の全般的な原理を単に例示したものであることも理解されたい。様々な変更が、先に示した原理に矛盾せずに当業者により行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の諸概念の少なくともいくつかを実施するために用いる半導体製造システムの一部の少なくとも１つの例を示すハードウェア構成図である。
【図２】半導体ウェハを生産するための図１の半導体製造システムにより実装可能な制御システムの少なくとも１つの例を示す図である。
【図３】本発明の１つまたは複数の実施形態の製造処理加工を制御するために実施可能な処理手順の少なくとも１つの例を示す図である。
【図４】本発明の１つまたは複数の実施形態のラン間制御手順を実施するために使用可能な処理手順の少なくとも１つの例を示す図である。
【図５】本発明の１つまたは複数の実施形態の故障検出制御手順を実施するために使用可能な処理手順の少なくとも１つの例を示す図である。
【図６】本発明の１つまたは複数の実施形態の一部として企図され、かつそれと共に用いる計算装置の形態を示す高レベル構成図である。
【図７】本発明の１つまたは複数の実施形態のコンピュータ実施可能な処理手順を記憶するために使用できるメモリ媒体の一例を示す図である。
【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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【図７】
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【国際調査報告】
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