(57)【要約】  ＡＰＣシステムにおいて、ＦＤＣを行う方法であって、メモリからＦＤＣモデルを受信するステップと；処理モデル計算エンジンに、前記ＦＤＣモデルを提供するステップと；前記処理モデル計算エンジンを用いて、予想従属処理パラメータのベクトルを計算するステップと；一連のレシピパラメータを有する処理レシピを受信するステップと；前記処理レシピを処理モジュールに提供するステップと；前記処理レシピを実行して、測定従属処理パラメータのベクトルを形成するステップと；前記予想従属処理パラメータのベクトルと、前記測定従属処理パラメータのベクトルの間の差異を計算するステップと；前記差異を閾値と比較するステップと；前記差異が前記閾値を超える場合、警告状態を表示するステップと；を有する方法である。
2008530817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラントゥラン（Ｒ２Ｒ）制御器を含む高度処理制御（ＡＰＣ）システムにおいて、欠陥検出および分類（ＦＤＣ）を行うために、コンピュータで実施される方法であって、
メモリからＦＤＣモデルを受信するステップと、
処理モデル計算エンジンに、前記ＦＤＣモデルを提供するステップと、
前記処理モデル計算エンジンを用いて、予想従属処理パラメータのベクトルを計算するステップと、
一連のレシピパラメータを有する処理レシピを受信するステップと、
前記処理レシピを処理モジュールに提供するステップと、
前記処理レシピを実行して、測定従属処理パラメータのベクトルを形成するステップと、
前記予想従属処理パラメータのベクトルと、前記測定従属処理パラメータのベクトルの間の差異を計算するステップと、
前記差異を閾値と比較するステップと、
前記差異が前記閾値を超える場合、警告状態を表示するステップと、
を有する、コンピュータで実施される方法。
【請求項２】
ＳＰＣ技術を用いて、前記警告状態が表示されることを特徴とする請求項１に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項３】
前記ＦＤＣモデルエンジンは、前記予想従属処理パラメータの計算のため、独立処理パラメータとして、処理チャンバ状態、導入ウェハ状態、またはこれらの組み合わせを使用することを特徴とする請求項１に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項４】
さらに、
自動実験構成（ＤＯＥ）法を用いて、処理パラメータ入力を所望の処理結果に関連付けるＲ２Ｒ制御モデルを形成するステップと、
自動ＤＯＥ法を用いて、前記予想従属処理パラメータを独立処理パラメータに関連付ける前記ＦＤＣモデルを形成するステップと、
を有することを特徴とする請求項１に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項５】
前記Ｒ２Ｒ制御モデルは、ＰＬＳ解析技術、ＰＣＡ解析技術またはこれらの組み合わせを使用することを特徴とする請求項４に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項６】
前記ＡＰＣシステムは、統合測定モジュール（ＩＭＭ）を有し、ウェハを処理する前の該ウェハの状態を決定し、ウェハを処理した後の該ウェハの状態を決定することを特徴とする請求項１に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項７】
前記Ｒ２Ｒ制御器は、該制御器の調整に使用される、フィードフォワード部分、フィードバック部分、またはこれらの組み合わせを有し、測定従属処理パラメータの所望のベクトルが維持されることを特徴とする請求項１に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項８】
前記Ｒ２Ｒ制御器がフィードバック部分を有する場合、ＥＷＭＡフィルタ技術が使用され、フィードバックオフセットが計算されることを特徴とする請求項７に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項９】
前記Ｒ２Ｒ制御器がフィードバック部分を有する場合、ロット平均値を用いて、平均誤差が計算されることを特徴とする請求項７に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項１０】
前記ＡＰＣシステムは、複数のセンサを有し、前記処理チャンバ状態は、前記センサのうちの少なくとも一つから得られ、
前記複数のセンサは、ＯＥＳセンサ、電圧／電流（Ｖ／Ｉ）プローブ、温度センサ、圧力センサ、フローセンサ、もしくはＲＦセンサ、プラズマ密度センサ、ラジカル密度センサ、電子エネルギーセンサ、イオンエネルギーセンサ、ＲＧＡ（残留ガス解析器）またはこれらの組み合わせを有することを特徴とする請求項３に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項１１】
前記ＡＰＣシステムは、複数のセンサを有し、測定によって得られる前記従属パラメータは、前記センサのうちの少なくとも一つから得られ、
前記複数のセンサは、ＯＥＳセンサ、電圧／電流（Ｖ／Ｉ）プローブ、温度センサ、圧力センサ、フローセンサ、もしくはＲＦセンサ、プラズマ密度センサ、ラジカル密度センサ、電子エネルギーセンサ、イオンエネルギーセンサ、ＲＧＡ（残留ガス解析器）またはこれらの組み合わせを有することを特徴とする請求項３に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項１２】
前記ＦＤＣモデルは、ＰＬＳ解析技術、ＰＣＡ解析技術、マハラノビス−田口システム、またはこれらの組み合わせを使用することを特徴とする請求項３に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項１３】
さらに、
前記警告の重要度レベルを構築するステップと、
前記警告の前記重要度レベルが重要度限界と同等またはこれを超える場合、欠陥状態を表示するステップであって、欠陥状態の欠陥レベルが構築されるステップと、
前記警告の前記重要度レベルが前記重要度限界を下回る場合、別の警告のため待機するステップと、
を有することを特徴とする請求項１に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項１４】
さらに、
欠陥状態が表示された際に、前記処理モジュールに介入メッセージを送信するステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界を下回る場合、前記処理モジュールを休止させるステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界と同等またはこれを上回る場合、前記処理モジュールを中止するステップと、
を有することを特徴とする請求項１３に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項１５】
さらに、
追加の警告を受信するステップと、
前記追加の警告の重要度レベルを構築するステップと、
前記警告の重要度レベルおよび前記追加の警告の重要度レベルを用いて、全重要度レベルを構築するステップと、
前記全重要度レベルが前記重要度限界と同等またはこれを上回る場合、欠陥状態を表示するステップと、
前記全重要度レベルが前記重要度限界を下回る場合、別の警告のため待機するステップと、
を有することを特徴とする請求項１３に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項１６】
さらに、
欠陥状態が表示された際に、前記処理モジュールに介入メッセージを送信するステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界を下回る場合、前記処理モジュールを休止させるステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界と同等またはこれを上回る場合、前記処理モジュールを中止するステップと、
を有することを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項１７】
さらに、
前記警告がフィードフォワード要素またはフィードバック要素にあるかどうかを決定するステップと、
前記警告がフィードフォワード要素にある場合、第１の重要度レベルを構築するステップと、
前記警告がフィードバック要素にある場合、第２の重要度レベルを構築するステップと、
前記第１の重要度レベル、前記第２の重要度レベル、またはこれらの組み合わせが、重要度限界と同等もしくはこれを上回る場合、欠陥状態を表示するステップであって、前記欠陥状態の欠陥レベルが構築されるステップと、
前記第１の重要度レベル、前記第２の重要度レベルまたはこれらの組み合わせが、前記重要度限界を下回る場合、別の警告のため待機するステップと、
を有することを特徴とする請求項１に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項１８】
さらに、
欠陥状態が表示された際に、前記処理モジュールに介入メッセージを送信するステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界を下回る場合、前記処理モジュールを休止させるステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界と同等またはこれを上回る場合、前記処理モジュールを中止するステップと、
を有することを特徴とする請求項１７に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項１９】
さらに、
前記警告状態のデータを保管するステップと、
ＧＵＩ画面に警告状態情報を表示するステップと、
を有することを特徴とする請求項１７に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項２０】
半導体処理システムを作動させるためにコンピュータで実施される方法であって、
ウェハを処理モジュールに設置するステップと、
前記ウェハの処理コンテクスト情報をプロセッサで受信するステップと、
前記処理コンテクスト情報を用いて、前記プロセッサ上で、制御方針を実施するステップと、
前記ウェハの処理コンテクスト情報を用いて、前記プロセッサ上で、解析方針を実施するステップと、
少なくとも一つの実施された方針により、警告が構築された際に、前記プロセッサ上で、介入プランを実施するステップと、
少なくとも一つの実施プランによって、警告状態が構築されなかった場合、前記処理モジュールから前記ウェハを取り出すステップと、
を有する、コンピュータで実施される方法。
【請求項２１】
さらに、
前記警告の重要度レベルを構築するステップと、
前記全重要度レベルが重要度限界と同等またはこれを上回る場合、欠陥状態を表示するステップであって、前記欠陥状態の欠陥レベルが構築されるステップと、
前記重要度レベルが前記重要度限界を下回る場合、別の警告のため待機するステップと、
を有することを特徴とする請求項２０に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項２２】
さらに、
欠陥状態が表示された際に、前記処理モジュールに介入メッセージを送信するステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界を下回る場合、前記処理モジュールを休止させるステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界値と同等またはこれを上回る場合、前記処理モジュールを中止するステップと、
を有することを特徴とする請求項２１に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項２３】
さらに、
追加の警告を受信するステップと、
前記追加の警告の重要度レベルを構築するステップと、
前記警告の重要度レベルおよび前記追加の警告の重要度レベルを用いて、全重要度レベルを構築するステップと、
前記全重要度レベルが前記重要度限界と同等またはこれを上回る場合、欠陥状態を表示するステップと、
前記全重要度レベルが前記重要度限界を下回る場合、別の警告のため待機するステップと、
を有することを特徴とする請求項２１に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項２４】
さらに、
欠陥状態が表示された際に、前記処理モジュールに介入メッセージを送信するステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界を下回る場合、前記処理モジュールを休止させるステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界と同等またはこれを上回る場合、前記処理モジュールを中止するステップと、
を有することを特徴とする請求項２３に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項２５】
さらに、
ラントゥラン（Ｒ２Ｒ）制御モデルを用いて、トリム量を計算するステップであって、計算されたトリム量は、垂直トリム値、水平トリム値、またはこれらの組み合わせを有するステップと、
Ｒ２Ｒ制御器を用いて、前記計算されたトリム量が得られるように、第１の一連の処理パラメータを計算するステップと、
前記処理モジュールにおいて、第１の一連の処理パラメータを用いて、第１の処理レシピを実施するステップと、
ＦＤＣモデルを用いて予想トリム量を計算するステップと、
実際のトリム量を決定するステップと、
前記実際のトリム量と前記計算されたトリム量を比較するステップと、
前記実際のトリム量が、前記計算されたトリム量よりも実質的に大きい場合、Ｒ２Ｒ警告を形成するステップと、
前記実際のトリム量と前記予想トリム量を比較するステップと、
前記実際のトリム量が、前記予想トリム量よりも実質的に大きい場合、ＦＤＣ警告を形成するステップと、
を有することを特徴とする請求項２０に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項２６】
さらに、
前記Ｒ２Ｒ警告が形成された際に、前記Ｒ２Ｒ警告の重要度レベルを構築するステップと、
前記ＦＤＣ警告が形成された際に、前記ＦＤＣ警告の重要度レベルを構築するステップと、
前記Ｒ２Ｒ警告の重要度レベルと前記ＦＤＣ警告の重要度レベルを用いて、全重要度レベルを構築するステップと、
前記全重要度レベルが重要度限界と同等またはこれを上回る場合、欠陥状態を表示するステップと、
前記全重要度レベルが前記重要度限界を下回る場合、別の警告のため待機するステップと、
を有することを特徴とする請求項２５に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項２７】
さらに、
欠陥状態が表示された際に、前記処理モジュールに介入メッセージを送信するステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界を下回る場合、前記処理モジュールを休止させるステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界と同等またはこれを上回る場合、前記処理モジュールを中止するステップと、
を有することを特徴とする請求項２６に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項２８】
さらに、
前記実際のトリム量が実質的に前記計算されたトリム量よりも少ない場合、Ｒ２Ｒモデルを更新するステップと、
前記実際のトリム量が実質的に前記予想されたトリム量よりも少ない場合、ＦＤＣモデルを更新するステップと、
を有することを特徴とする請求項２５に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項２９】
さらに、
ウェハ状態データを取得するステップであって、前記ウェハ状態データには、光デジタルプロフィロメトリ（ＯＤＰ）システムを有する統合測定モジュール（ＩＭＭ）を用いて収集された、前記ウェハ上の複数の評価構造用の測定臨界寸法（ＣＤ）データが含まれるステップと、
前記ウェハ上の前記複数の評価構造用の照合データを取得するステップであって、前記照合データは、ＣＤＳＥＭを用いて得られるステップと、
前記測定されたＣＤデータを前記照合データと比較するステップと、
前記照合データと前記測定データの間の差異が、閾値を超える場合、警告を表示するステップと、
を有することを特徴とする請求項２５に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項３０】
前記測定されたＣＤデータは、前記ウェハ上の複数の格子パターンの測定によって得られることを特徴とする請求項２９に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項３１】
さらに、
前記ウェハ上の複数の入れ子構造の測定データを取得するステップであって、前記測定データは、ＯＤＰを用いて取得されるステップと、
前記ウェハ上の前記複数の入れ子構造の照合データを取得するステップであって、前記測定データは、ＣＤＳＥＭを用いて取得されるステップと、
前記複数の入れ子構造の前記測定データと前記複数の入れ子構造の前記照合データとの間の差異を使用して、前記計算されたトリム量を決定するステップと、
を有することを特徴とする請求項２５に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項３２】
さらに、
前記ウェハ上の複数の分離構造の測定データを取得するステップであって、前記測定データは、ＯＤＰを用いて取得されるステップと、
前記ウェハ上の前記複数の分離構造の照合データを取得するステップであって、前記測定データは、ＣＤＳＥＭを用いて取得されるステップと、
前記複数の分離構造の前記測定データと前記複数の分離構造の前記照合データとの間の差異を使用して、前記計算されたトリム量を決定するステップと、
を有することを特徴とする請求項２５に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項３３】
さらに、
予備処理測定データを得るステップと、
前記予備処理測定データをフィルタ処理するステップと、
複数のデータ外れ値が閾値を超える場合に、エラーを表示するステップと、
を有することを特徴とする請求項２５に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項３４】
さらに、
後処理測定データを得るステップと、
前記後処理測定データをフィルタ処理するステップと、
複数のデータ外れ値が閾値を超える場合に、エラーを表示するステップと、
を有することを特徴とする請求項２５に記載のコンピュータで実施される方法。
【請求項３５】
ラントゥラン（Ｒ２Ｒ）制御器を含む高度処理制御（ＡＰＣ）システムにおいて、欠陥検出および分類（ＦＤＣ）を実施するための、コンピュータ誘導システムであって、
ウェハを処理するために構成された処理ツールと、
プロセッサと
を有し、該プロセッサは、
実行された処理ランから処理データを受信し、
メモリからＦＤＣモデルを受信し、
前記ＦＤＣモデルを使用して、予想従属処理パラメータのベクトルを計算し、
一連のパラメータを有する処理レシピを受信し、
前記処理レシピを実行し、測定従属処理パラメータのベクトルを形成し、
前記予想従属処理パラメータのベクトルと、前記測定従属処理パラメータのベクトルの間の差異を計算し、
前記差異を閾値と比較し、
前記差異が前記閾値を上回る場合、警告を表示するように構成されることを特徴とする、コンピュータ誘導システム。
【請求項３６】
前記プロセッサは、さらに、
自動実験構成（ＤＯＥ）法を用いて、処理パラメータ入力を所望の処理結果に関連付けるＲ２Ｒ制御モデルを形成し、
自動ＤＯＥ法を用いて、前記予想従属処理パラメータを独立処理パラメータに関連付ける前記ＦＤＣモデルを形成するように構成されることを特徴とする請求項３５に記載のコンピュータ誘導システム。
【請求項３７】
前記プロセッサは、さらに、
前記警告の重要度レベルを構築し、
前記警告の前記重要度レベルが重要度限界と同等またはこれを超える場合、欠陥状態を表示し、欠陥状態の欠陥レベルが構築され、
前記警告の前記重要度レベルが前記重要度限界を下回る場合、別の警告のため待機するように構成されることを特徴とする請求項３５に記載のコンピュータ誘導システム。
【請求項３８】
前記プロセッサは、さらに、
欠陥状態が表示された際に、前記処理モジュールに介入メッセージを送信し、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界を下回る場合、前記処理モジュールを休止させ、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界と同等またはこれを上回る場合、前記処理モジュールを中止するように構成されることを特徴とする請求項３７に記載のコンピュータ誘導システム。
【請求項３９】
前記プロセッサは、さらに、
追加の警告を受信し、
前記追加の警告の重要度レベルを構築し、
前記警告の重要度レベルおよび前記追加の警告の重要度レベルを用いて、全重要度レベルを構築し、
前記全重要度レベルが前記重要度限界と同等またはこれを上回る場合、欠陥状態を表示し、
前記全重要度レベルが前記重要度限界を下回る場合、別の警告のため待機するように構成されることを特徴とする請求項３７に記載のコンピュータ誘導システム。
【請求項４０】
前記プロセッサは、さらに、
欠陥状態が表示された際に、前記処理モジュールに介入メッセージを送信し、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界を下回る場合、前記処理モジュールを休止させ、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界と同等またはこれを上回る場合、前記処理モジュールを中止するように構成されることを特徴とする請求項３９に記載のコンピュータ誘導システム。
【請求項４１】
前記プロセッサは、さらに、
前記警告がフィードフォワード要素またはフィードバック要素にあるかどうかを決定し、
前記警告がフィードフォワード要素にある場合、第１の重要度レベルを構築し、
前記警告がフィードバック要素にある場合、第２の重要度レベルを構築し、
前記第１の重要度レベル、前記第２の重要度レベル、またはこれらの組み合わせが、重要度限界と同等もしくはこれを上回る場合、欠陥状態を表示し、前記欠陥状態の欠陥レベルが構築され、
前記第１の重要度レベル、前記第２の重要度レベルまたはこれらの組み合わせが、前記重要度限界を下回る場合、別の警告のため待機するように構成されることを特徴とする請求項３５に記載のコンピュータ誘導システム。
【請求項４２】
前記プロセッサは、さらに、
欠陥状態が表示された際に、前記処理モジュールに介入メッセージを送信し、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界を下回る場合、前記処理モジュールを休止させ、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界と同等またはこれを上回る場合、前記処理モジュールを中止するように構成されることを特徴とする請求項４１に記載のコンピュータ誘導システム。
【請求項４３】
前記プロセッサは、さらに、
前記警告状態のデータを保管し、
ＧＵＩ画面に警告状態情報を表示するように構成されることを特徴とする請求項４１に記載のコンピュータ誘導システム。
【請求項４４】
実行された際に、ある処理方法を用いて、汎用コンピュータで機器を制御することが可能となる、ソフトウェアルーチンを含むコンピュータ記憶媒体であって、
前記処理方法は、
メモリからＦＤＣモデルを受信するステップと、
処理モデル計算エンジンに、前記ＦＤＣモデルを提供するステップと、
前記処理モデル計算エンジンを用いて、予想従属処理パラメータのベクトルを計算するステップと、
一連のレシピパラメータを有する処理レシピを受信するステップと、
前記処理レシピを処理モジュールに提供するステップと、
前記処理レシピを実行して、測定従属処理パラメータのベクトルを形成するステップと、
前記予想従属処理パラメータのベクトルと、前記測定従属処理パラメータのベクトルの間の差異を計算するステップと、
前記差異を閾値と比較するステップと、
前記差異が前記閾値を超える場合、警告状態を表示するステップと、
を有する、コンピュータ記憶媒体。
【請求項４５】
前記処理方法は、さらに、
自動実験構成（ＤＯＥ）法を用いて、処理パラメータ入力を所望の処理結果に関連付けるＲ２Ｒ制御モデルを形成するステップと、
自動ＤＯＥ法を用いて、前記予想従属処理パラメータを独立処理パラメータに関連付ける前記ＦＤＣモデルを形成するステップと、
を有することを特徴とする請求項４４に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項４６】
前記処理方法は、さらに、
前記警告の重要度レベルを構築するステップと、
前記警告の前記重要度レベルが重要度限界と同等またはこれを超える場合、欠陥状態を表示するステップであって、欠陥状態の欠陥レベルが構築されるステップと、
前記警告の前記重要度レベルが前記重要度限界を下回る場合、別の警告のため待機するステップと、
を有することを特徴とする請求項４４に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項４７】
前記処理方法は、さらに、
欠陥状態が表示された際に、前記処理モジュールに介入メッセージを送信するステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界を下回る場合、前記処理モジュールを休止させるステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界と同等またはこれを上回る場合、前記処理モジュールを中止するステップと、
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記憶媒体。
【請求項４８】
前記処理方法は、さらに、
追加の警告を受信するステップと、
前記追加の警告の重要度レベルを構築するステップと、
前記警告の重要度レベルおよび前記追加の警告の重要度レベルを用いて、全重要度レベルを構築するステップと、
前記全重要度レベルが前記重要度限界と同等またはこれを上回る場合、欠陥状態を表示するステップと、
前記全重要度レベルが前記重要度限界を下回る場合、別の警告のため待機するステップと、
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記憶媒体。
【請求項４９】
さらに、
欠陥状態が表示された際に、前記処理モジュールに介入メッセージを送信するステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界を下回る場合、前記処理モジュールを休止させるステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界と同等またはこれを上回る場合、前記処理モジュールを中止するステップと、
を有することを特徴とする請求項４８に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項５０】
前記処理方法は、さらに、
前記警告がフィードフォワード要素またはフィードバック要素にあるかどうかを決定するステップと、
前記警告がフィードフォワード要素にある場合、第１の重要度レベルを構築するステップと、
前記警告がフィードバック要素にある場合、第２の重要度レベルを構築するステップと、
前記第１の重要度レベル、前記第２の重要度レベル、またはこれらの組み合わせが、重要度限界と同等もしくはこれを上回る場合、欠陥状態を表示するステップであって、前記欠陥状態の欠陥レベルが構築されるステップと、
前記第１の重要度レベル、前記第２の重要度レベルまたはこれらの組み合わせが、前記重要度限界を下回る場合、別の警告のため待機するステップと、
を有することを特徴とする請求項４４に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項５１】
前記処理方法は、さらに、
欠陥状態が表示された際に、前記処理モジュールに介入メッセージを送信するステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界を下回る場合、前記処理モジュールを休止させるステップと、
前記介入メッセージが受信され、前記欠陥レベルが欠陥限界と同等またはこれを上回る場合、前記処理モジュールを中止するステップと、
を有することを特徴とする請求項５０に記載のコンピュータ記憶媒体。
【請求項５２】
前記処理方法は、さらに、
前記警告状態のデータを保管するステップと、
ＧＵＩ画面に警告状態情報を表示するステップと、
を有することを特徴とする請求項５０に記載のコンピュータ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ処理に関する。特に本発明は、ラントゥラン制御器を用いた欠陥検出および分類（ＦＤＣ）を行う方法に関する。
【０００２】
本願は、２００４年１０月１３日に出願された米国特許出願第１０／９６２，５９６号に関し、この全内容は、本願の参照文献として取り込まれている。
【背景技術】
【０００３】
高性能集積回路製造用の半導体処理装置（ＳＰＥ）、または半導体製造工場において使用されるツールの領域における高度処理制御（ＡＰＣ）の近年の進歩には、欠陥検出および分類（ＦＤＣ）のため使用されるツールレベル（ＴＬ）でのモニタリングハードウェアおよびソフトウェアが含まれる。ＦＤＣは、ツール操作のベースラインの構築を可能にし、現在の動作とベースラインとを比較することにより、欠陥検出および分類を行ったり、問題を引き起こす根源を判断したりすることができる。ＦＤＣに使用される技術には、統計的な処理制御（ＳＰＣ）チャート、基本成分分析（ＰＣＡ）、および部分最小二乗法（ＰＬＳ）の使用が含まれる。これらの各技術では、ベースラインに対する現在の作動の数値的な比較が可能となる。限界値は、通常の値またはこの比較値の周辺に設定され、比較値が１または２以上の数値限界を超えた場合、常に警告が生じる。警告が生じると、処理プロセスが停止され、あるいは他の操作が行われる。
【０００４】
ツールレベルでのＦＤＣシステムの作動は、ツールレベルの欠陥による生産廃品を減少し得る点で有意であり、診断能力を改良することにより、ツールの休止時間を減少させたり、損耗部品をモニタリングして、スケジュール化されていないメンテナンスおよび予防措置のスケジュール化の量を削減し得る点で有意である。
【０００５】
半導体処理プロセスにおいてフィードフォワード制御器を使用することは、半導体集積回路製造工場では、実際に長い間実施されている。高性能集積回路の製作工場で使用されるＡＰＣの近年の進歩には、ラントゥラン（ｒｕｎ−ｔｏ−ｒｕｎ）（Ｒ２Ｒ）制御の目的で使用される、ツールレベルでのハードウェアおよびソフトウェアの追加が含まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＦＤＣとＲ２Ｒ制御器の同時作動は、難しく、互いに排他的である。これは、ＦＤＣシステムは、検出された欠陥または欠陥を防ぐためのパラメータ変化により、Ｒ２Ｒ制御器を妨害するためである。従来のＲ２Ｒ制御器は、ＦＤＣシステムから受けた情報と、リアルタイムで動き続ける情報を統合することはできない。これは、特にＷ２Ｗ処理プロセスの場合に顕著であり、この処理プロセスでは、Ｌ２Ｌ処理プロセスよりも著しく多くのデータが提供される。
【０００７】
実際には、両方の処理プロセスは、コンピュータ集約的であるため、これまでのところ、ＦＤＣとＲ２Ｒ制御の統合は、不可能であると考えられている。従って、出願人の知見では、ＦＤＣシステムとＲ２Ｒ制御器の統合は、以前より全くなされていない。本願発明者は、この統合は可能であると考え、必要なステップを用いて必要な問題を解決し、本発明に至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様では、ＡＰＣシステムにおいて、ＦＤＣを行うための方法であって、
メモリからＦＤＣモデルを受信するステップと、
処理モデル計算エンジンに、前記ＦＤＣモデルを提供するステップと、
前記処理モデル計算エンジンを用いて、予想従属処理パラメータのベクトルを計算するステップと、
一連のレシピパラメータを有する処理レシピを受信するステップと、
前記処理レシピを処理モジュールに提供するステップと、
前記処理レシピを実行して、測定従属処理パラメータのベクトルを形成するステップと、
前記予想従属処理パラメータのベクトルと、前記測定従属処理パラメータのベクトルの間の差異を計算するステップと、
前記差異を閾値と比較するステップと、
前記差異が前記閾値を超える場合、欠陥状態を表示するステップと、
を有する、コンピュータで実施される方法が提供される。
【０００９】
別の実施例では、半導体処理システムを作動させる方法であって、
ウェハを処理モジュールに設置するステップと、
前記ウェハの処理コンテクスト情報をプロセッサで受信するステップと、
前記ウェハの前記処理コンテクスト情報を用いて、前記プロセッサ上で、制御方針を実施するステップと、
前記ウェハの処理コンテクスト情報を用いて、前記プロセッサ上で、解析方針を実施するステップと、
少なくとも一つの実施された方針により、警告が構築された際に、前記プロセッサ上で、介入プランを実施するステップと、
少なくとも一つの実施プランによって、警告状態が構築されなかった場合、前記処理モジュールから前記ウェハを取り出すステップと、
を有する、コンピュータで実施される方法が提供される。
【００１０】
別の実施例では、コンピュータ誘導システムであって、
ウェハを処理するために構成された処理ツールと、
プロセッサと
を有し、該プロセッサは、
実行された処理ランから処理データを受信し、
メモリからＦＤＣモデルを受信し、
前記ＦＤＣモデルを使用して、予想従属処理パラメータのベクトルを計算し、
一連のパラメータを有する処理レシピを受信し、
前記処理レシピを実行し、測定従属処理パラメータのベクトルを形成し、
前記予想従属処理パラメータのベクトルと、前記測定従属処理パラメータのベクトルの間の差異を計算し、
前記差異を閾値と比較し、
前記差異が前記閾値を上回る場合、警告を表示するように構成されることを特徴とする、コンピュータ誘導システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の各種実施例および多くの追加の利点のより詳しい理解は、特に添付図面を参照して、以下の詳細な説明を参照することにより、より明らかになろう。
【００１２】
高度な半導体処理技術では、半導体処理機器のツールレベルでラントゥラン（Ｒ２Ｒ）制御を行うことが要求される。また、安定でロバスト性のある処理制御のため、半導体処理機器のツールレベルで、欠陥検出および分類を行うことが必要となる。しかしながら、単純な欠陥検出技術では、Ｒ２Ｒ制御と互換性がなく、頻繁な偽警告が生じる危険性が高くなる。データ収集、データ解析、ＦＤＣ、Ｒ２Ｒ制御、自動ＤＯＥ、ＳＰＣチャート化、ＰＣＡおよびＰＬＳ解析を含む、高度な処理制御の統合システムを使用することにより、高性能半導体集積回路の製造に必要となる、正確で信頼性のある処理制御が可能となる。
【００１３】
図１には、本発明の実施例による処理システムの一例としてのブロック図を示す。示された実施例では、処理システム１００は、処理ツール１１０と、該処理ツール１１０に接続された制御器１２０と、該制御器１２０に接続された製造機器システム（ＭＥＳ）１３０と、を有する。また、処理ツール１１０、制御器１２０およびＭＥＳ１３０のうちの少なくとも一つは、ＧＵＩ部材および／またはデータベース部材（図示されていない）を有しても良い。代替実施例では、ＧＵＩ部材および／またはデータベース部材は、不要である。
【００１４】
いくつかの構成および／または配置の情報は、工場システム１３０から、処理ツール１１０および／または制御器１２０によって、得ることができる。工場レベルのビジネスルールを用いて、制御階層が構築される。例えば、制御ツール１１０および／または制御器１２０は、独立に作動して、あるいは工場システム１３０によってある程度制御されて作動する。また、工場レベルのビジネスルールを用いて、処理を休止および／または停止する時間を定めたり、いつ処理を休止および／または停止するかを定めることができる。また、工場レベルのビジネスルールを使用して、処理を変更する時間や処理の変更方法を定めることができる。
【００１５】
ビジネスルールを使用して、通常の処理の際に行われる動作、および例外的な条件において行われる動作を特定することができる。動作には、初期モデルロード処理、予備エッチング測定データのフィルタ処理、制御器レシピ選択、後エッチング処理測定データのフィルタ処理、フィードバック計算、およびモデルの更新が含まれる。
【００１６】
ビジネスルールは、制御方針レベル、制御プランレベル、または制御モデルレベルで定めることができる。ビジネスルールは、特定のコンテクストに遭遇した場合、常時割り当てて実行することができる。高レベルおよび低レベルで整合するコンテクストに遭遇した場合、高レベルに対応するビジネスルールが実行される。ＧＵＩ画面を用いて、ビジネスルールを定めたりメンテナンスしたりすることができる。ユーザによって、ビジネスルールの定義および割り当てを、通常の安全保障レベルよりも高いレベルとすることができる。ビジネスルールは、データベースに維持される。ビジネスルールを定め、割り当て、維持するため、文書調査およびヘルプ画面が提供される。
【００１７】
ＭＥＳ１３０は、処理ツール１１０および／または制御器１２０によるデータベースから記録されたデータを用いて、いくつかのシステム処理をモニターすることができる。工場レベルのビジネスルールを使用して、モニターされる処理を定めたり、使用データを定めたりすることができる。例えば、処理ツール１１０および／または制御器１２０は、独立してデータを収集し、あるいは工場システム１３０により、いくつかの段階でデータ収集処理を制御することができる。また、工場レベルのビジネスルールを使用して、処理が変更され、休止され、および／または停止された際に、データをどのように管理するかを定めても良い。
【００１８】
また、ＭＥＳ１３０は、処理ツール１１０および／または制御器１２０に、ランタイム配置情報を提供することができる。例えば、ランタイムに「ＡＰＣレシピ」、「ＡＰＣシステム規則」および「ＡＰＣレシピパラメータ」として、工場から処理ツール１１０および／または制御器１２０に、自動処理制御（ＡＰＣ）設置、ターゲット、限界、ルールおよびアルゴリズムをダウンロードしても良い。
【００１９】
いくつかの構成および／または配置情報は、処理ツール１１０および／または制御器１２０が当初、システムによって配置されていた場合、処理ツール１１０および／または制御器１２０によって定められる。システムレベルのビジネスルールを使用して、制御階層を構築することができる。例えば、処理ツール１１０および／または制御器１２０は、独立に作動しても、あるいは制御器１１０は、制御器１２０によって、いくつかの段階で制御されても良い。また、システム規則を使用して、処理が休止されおよび／または停止される時間を定め、処理が休止されおよび／または停止された際に成すべきことを定めても良い。また、システムルールを使用して、処理を変更する時間、および処理をどのように変更するかを定めることができる。さらに、制御器１２０により、ツールレベルルールを使用して、いくつかのツールレベル作動を制御しても良い。
【００２０】
通常、システムおよび／またはツールの作動は、ルールにより、システムの作動状態に基づいて変化する。
【００２１】
図１には、一つの処理ツール１１０と、一つの制御器１２０が示されているが、本発明は、これに限られるものではない。半導体処理システムは、対応するいかなる数の制御器を有するいかなる数の処理ツールを有しても良く、さらに独立処理ツールおよびモジュールを有しても良い。
【００２２】
処理ツール１１０および／または制御器１２０を使用して、対応するいかなる数の処理ツールを有するいかなる数の処理ツールを配置しても良く、さらにいかなる数の独立処理ツールおよびモジュールを有しても良い。処理ツール１１０および／または制御器１２０は、処理ツール、処理サブシステム、処理モジュールおよびセンサを含む処理からのデータを収集し、提供し、処理し、保管し、表示する。
【００２３】
処理ツール１１０および／または制御器１２０は、少なくとも一つのツール関連アプリケーション、少なくとも一つのモジュール関連アプリケーション、少なくとも一つのセンサ関連アプリケーション、少なくとも一つのインターフェース関連アプリケーション、少なくとも一つのデータベース関連アプリケーション、少なくとも一つのＧＵＩ関連アプリケーション、および少なくとも一つの配置アプリケーションを含む、多数のアプリケーションを有しても良い。
【００２４】
例えば、システム１００は、東京エレクトロン（株）（ＴＥＬ）製のＡＰＣシステムを有し、このシステムは、統合ツール、テリウス（Ｔｅｌｉｕｓ）ツール、トリアス（Ｔｒｉａｓ）ツールおよび／またはリチウス（Ｌｉｔｈｉｕｓ）ツール、ならびにこれらに関する処理サブシステムおよび処理モジュールを有しても良い。また、システムは、東京エレクトロン（株）製のインジェニオ（Ｉｎｇｅｎｉｏ）システムサーバのような、ラントゥラン（Ｒ２Ｒ）制御器、および東京エレクトロン（株）製の統合測定モジュール（ＩＭＭ）を有しても良い。あるいは、制御器１２０は、他の処理ツールおよび他の処理モジュールを支持しても良い。
【００２５】
ＧＵＩ部材（図示されていない）により、インターフェースを容易に使用することが可能となり、ユーザは、ツールおよび処理モジュールの状態を視認したり；選択されたウェハ用のサマリーおよび未加工（トレース）のパラメータデータのｘ−ｙチャートを作成、編集したり；ツールの警告ログを閲覧したり；データベースに対するデータを記録するため、またはファイルを出力するための条件を特定したデータ収集プランを構成したり；統計的な処理制御（ＳＰＣ）チャート、モデルプログラム、集計プログラムに、ファイルを入力したり；特定のウェハについてウェハ処理情報を検査したり；現在データベースに対して保管されているデータをレビューしたり；処理パラメータのＳＰＣチャートを作成、編集して、電子メール警告を発するＳＰＣ警告を設定したり；多変量ＰＣＡおよび／またはＰＬＳモデルをランしたり；ＴＬ制御器１２０を用いて、問題解決および問題を記録するため、診断画面を閲覧したりすることができる。
【００２６】
ツールからの未処理データおよびトレースデータは、データベース内にファイルとして保管される。また、データベースには、ＩＭデータおよびホスト測定データが保管される。データの量は、構成されたデータ収集プラン、および処理が実施され、処理ツールが稼働する頻度に依存する。処理ツール、処理チャンバ、センサおよび作動システムから得られたデータは、データベースに保管される。
【００２７】
代替実施例では、システム１００は、顧客のワークステーション（図示されていない）を有しても良い。システムは、複数の顧客のワークステーションを支持しても良い。顧客のワークステーションにより、ユーザは、構成手順を実施したり；ツール、制御器、処理、および工場の状態を含む状態を視認したり；現在のデータおよび履歴データを視認したり；モデル化およびチャート化の機能を実施したり；制御器にデータを入力したりすることができる。例えば、ユーザは、管理権を備え、制御器によって実施される１または２以上の処理を制御することができる。
【００２８】
処理ツール１１０および制御器１２０は、ＭＥＳ１３０に接続され、電子診断システムの一部となる。処理ツール１１０および／または制御器１２０は、工場システムと情報を交換する。また、ＭＥＳ１３０は、処理ツール１１０および／または制御器１２０に、コマンドおよび／または上書情報を送信することができる。例えば、ＭＥＳ１３０は、処理ツール１１０および／または制御器１２０に、いかなる数の処理モジュール、ツール、および測定装置の場合でも、ダウンロード可能なレシピを、各レシピ用の可変パラメータを用いてフィードフォワードする。可変パラメータには、最終ＣＤターゲット、限界、オフセット、およびロットによって調整することが必要なツールレベルシステムでの変数が含まれる。また、測定データは、工場システム、または東京エレクトロン（株）のＬｉｔｈｉｕｓツールのような写真リソグラフィーツールから、制御器１２０にフィードフォワードされる。
【００２９】
また、ＭＥＳ１３０を使用して、ＣＤのＳＥＭ情報のような測定データを制御器に提供することができる。あるいは、ＣＤのＳＥＭ情報は、手動で提供されても良い。調整因子を使用して、ＩＭとＣＤのＳＥＭ測定結果の間のいかなるずれを調整しても良い。ＣＤのＳＥＭデータの手動および自動入力には、Ｒ２Ｒ制御器でのＦＢ制御ループの履歴に対する適切な書き込みのための、時間のようなタイムスタンプが含まれる。
【００３０】
設定事項は、ＧＥＭのＳＥＣＳ通信プロトコルを使用した工場システムからの一組の可変パラメータとして構成される。例えば、可変パラメータは、「ＡＰＣレシピ」の一部として送ることができる。ＡＰＣレシピは、２以上のサブレシピを有しても良く、各サブレシピは、可変パラメータを有する。
【００３１】
図１には、単一の処理ツール１１０が示されているが、本発明は、これに限られるものではない。あるいは、追加の処理ツールを使用しても良い。ある実施例では、処理ツール１１０は、１または２以上の処理モジュールを有しても良い。処理ツール１１０は、エッチングモジュール、成膜モジュール、研磨モジュール、コーティングモジュール、露光モジュール、および熱処理モジュールのうちの少なくとも一つを有しても良い。
【００３２】
処理ツール１１０は、少なくとも一つの他の処理ツールおよび／または制御器に接続するための、リンク（１１２および１１４）を含んでも良い。
例えば、他の処理ツールおよび／または制御器は、この処理の前に実施される処理に関連し、および／または他の制御器は、この処理の後の処理に対応しても良い。リンク１１２およびリンク１１４を使用して、情報をフィードフォワードおよび／またはフィードバックすることができる。例えば、フィードフォワード情報は、戻りのウェハに関連するデータを含む。このデータには、ロットデータ、バッチデータ、ランデータ、組成データ、およびウェハの履歴データが含まれる。データは、ウェハの入力状態を構築する際に使用され得る予備処理データを含んでも良い。予備処理データの第１の部分は、制御器１２０に提供され、予備処理データの第２の部分は、処理ツール１１に適用される。あるいは、２つの部分が同じデータを有しても良い。
【００３３】
処理ツール１１０は、単一の統合測定モジュール（ＩＭＭ）装置（図示されていない）または複数の測定装置を有しても良い。システム１００は、測定装置、ツール関連測定装置、および外部測定装置に関連したモジュールを有しても良い。例えば、１または２以上の処理モジュールに接続されたセンサから、および処理ツールに接続されたセンサから、データが得られる。
【００３４】
センサは、光放射分光（ＯＥＳ）センサを含み、欠陥検出アプリケーションを用いて、ＯＥＳセンサからのデータが利用される。例えば、波長範囲は、２０１乃至２０５ｎｍから８９６乃至９００ｎｍの範囲である。
【００３５】
また、ＳＥＭツールおよび光デジタルプロファイル（ＯＤＰ）ツールのような外部装置からデータが得られる。ＯＤＰツールは、ティンブル（Ｔｉｍｂｌｅ）テクノロジー社（ＴＥＬカンパニー）から入手可能であり、これにより、半導体装置内の構造プロファイルを測定する特許技術が提供される。例えば、ＯＤＰ技術を使用して、臨界寸法（ＣＤ）情報、構造プロファイル情報、またはバイアプロファイル情報を得ることができる。
【００３６】
制御器１２０は、処理ツール１１０およびＭＥＳ１３０に接続され、予備処理データおよび後処理データのような情報は、これらの間で交換される。例えば、ツールから内部リセット動作が生じた場合、制御器１２０は、動作に関する情報を含むメッセージをＭＥＳ１３０に送信する。これにより、工場システムおよび／または工場作業者は、修正メンテナンスまたは予備メンテナンスの間に生じるような、主要な変更の後に生じるリスクを受けるウェハの数を最小限に抑制して、必要な変更を行うことができる。
【００３７】
図１には、単一の制御器１２０が示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。あるいは、追加の制御器を使用しても良い。例えば、制御器１２０は、ラントゥラン（Ｒ２Ｒ）制御器、フィードフォワード（ＦＦ）制御器、処理モデル制御器、フィードバック（ＦＢ）制御器、もしくは処理制御器、または２もしくは３以上のこれらの組み合わせを含んでも良い（いずれも図１には示されていない）。
【００３８】
制御器１２０は、少なくとも一つの他の制御器に接続されるリンク（１２２および１２４）を有する。例えば、他の制御器は、この処理の前に実施される処理に関係し、および／または他の制御器は、この処理の後の処理に関係する。リンク１２２およびリンク１２４を使用して、情報をフィードフォワードおよび／またはフィードバックすることができる。
【００３９】
制御器１２０は、導入材料（入力状態）の測定臨界寸法と、ターゲット臨界寸法（所望の状態）との間の差異を用いて、一組の処理パラメータを予測し、選択し、または計算し、入力状態から所望の状態にウェハの状態を変更するための、所望の処理結果が得られる。例えば、この予測された一組の処理パラメータは、レシピの第１の予測となり、入力状態および所望の状態に基づいて使用される。ある実施例では、そのような入力状態および／または所望の状態のデータは、ホストから得ることができる。
【００４０】
ある場合には、制御器１２０は、ウェハの所望の状態のモデル式および入力状態を知覚し、制御器によって、ウェハに対して実施され、入力状態から処理状態にウェハを変更する一組のレシピが決定される。例えば、一組のレシピには、一組の処理モジュールを含む複数の処理ステップが記載される。
【００４１】
制御器の時定数は、測定の間の時間に基づいている。ロットが完了し、測定データが利用可能となった際、制御器の時定数は、ロット間の時間に依存する。ウェハが完成して、測定データが利用可能となった際、制御器の時定数は、ウェハ同士の間の時間に基づいても良い。処理の間、測定データがリアルタイムで提供されると、時定数は、１枚のウェハでの処理ステップに基づいて定められる。ウェハが処理されている状態で、またはウェハが完成した後、またはロットが完了した後に、測定データが利用可能となる場合、制御器は、複数の時定数を有し、これらの時定数は、処理ステップの間、ウェハの間、および／またはロットの間の時間に基づいて定められる。
【００４２】
１または２以上の制御器は、いかなる時間点で作動させても良い。例えば、一つの制御器を、第２の制御器がモニタリングモードにあるときに作動モードとしても良い。また、別の制御器を、シミュレーションモードで作動させても良い。制御器は、単一のループまたは複数のループを有し、該ループは、異なる時定数を有する。例えば、ループは、ウェハのタイミング、ロットのタイミング、バッチのタイミング、チャンバのタイミング、ツールのタイミングおよび／または工場のタイミングに依存する。
【００４３】
制御器は、入力状態、処理特性および処理モデルに基づいて、ウェハの予想状態を計算する。例えば、トリム速度モデルは、処理時間とともに使用され、予想トリム量が計算される。あるいは、処理時間とともにエッチング速度モデルを使用して、エッチング深さを計算したり、処理時間と成膜速度モデルを使用して、成膜厚さを計算しても良い。また、モデルには、ＳＰＣチャート、ＰＬＳモデル、ＰＣＡモデル、ＦＤＣモデル、および多変量解析（ＭＶＡ）モデルが含まれる
制御器は、処理モジュールにおける処理パラメータ限界用の外部提供データを受信し、これを利用することができる。例えば、制御器ＧＵＩ部材は、処理パラメータ限界値の手動入力手段を提供する。また、工場レベル制御器は、各処理モジュール用の処理パラメータの限界値を提供する。
【００４４】
制御器は、市販のモデル化ソフトウェアにより形成されたモデルを受信し、これを実行する。例えば、制御器は、外部アプリケーションによって形成され、制御器に送信されたモデルを受信し、これを実行することができる。
【００４５】
制御器１２０は、１または２以上のフィルタ（図示されていない）を有し、ランダムノイズを除去するため、測定データをフィルタ化する。外部フィルタを用いて、統計的に有効ではなく、ウェハの平均値の測定の計算に考慮すべきではない異常値を除去することができる。ノイズフィルタを用いて、ランダムノイズを除去し、制御ループを安定化させることができる。この際、指数重量移動平均（ＥＷＭＡ）またはカルマンフィルタを利用することができる。
【００４６】
ある実施例では、制御器１２０を使用してＦＤＣアプリケーションを稼働させ、警告／欠陥の条件に関する情報を送信および／または受信することができる。例えば、制御器は、ＦＤＣ情報を工場レベルの制御器またはツールレベルの制御器に送信し、ＦＤＣ情報を工場レベルの制御器またはツールレベルの制御器から受信する。また、ＦＤＣ情報は、例外的状態の指示の後、電子診断ネットワーク、電子メールまたはポケベルを介して送信することができる。代替実施例では、異なる制御器でＦＤＣシステムアプリケーションを駆動しても良い。
【００４７】
制御器１２０は、警告／欠陥の性質に応じて、警告／欠陥に対して様々な動作を行うことができる。警告／欠陥に対して取られる動作は、システムレシピ、処理レシピ、モジュールレシピ、モジュール同定番号、ロードポート番号、カセット番号、ロット番号、制御ジョブＩＤ、処理ジョブＩＤ、および／またはスロット番号により特定されたコンテクストとして構築されたビジネスルールに基づく。ある実施例では、制御器は、取るべき動作を決定する。あるいは、制御器は、ＦＤＣシステムにより、いくつかの特定の動作を取るように指示される。
【００４８】
制御器は、入力および出力データを得るためのデータベース部材を有する。例えば、制御器は、検索可能なデータベース内に、受信入力、送信出力、制御器によって行われる動作を保管する。また、制御器は、データバックアップおよび復旧用の手段を有する。また、検索可能なデータベースには、モデル情報、構成情報、および履歴情報が含まれ、制御器は、データベース部材を使用して、モデル情報、ならびに過去および現在のモデル構成情報をバックアップしたり復旧したりすることができる。
【００４９】
制御器は、ユーザインターフェース系のウェブを有しても良い。例えば、制御器は、データベース内のデータを閲覧することが可能な、ウェブ可能ＧＵＩ部材を有する。制御器は、安全管理部材を有し、この部材は、安全管理者によって許可された認証に基づいて、アクセスの多数のレベルを提供することができる。制御器は、一組のデフォルトモデルを有し、このモデルは、インストール時間で提供され、これにより制御器は、デフォルト状態にリセットされる。
【００５０】
制御器は、同時に実行され、異なる組の処理レシピの制約を受ける、複数の処理モデルの管理機能を有する。制御器は、３つの異なるモードで駆動する：シミュレーションモード、試験モード、および標準モードである。制御器は、実際の処理モードと並列して、シミュレーションモードで作動することができる。また、ＦＤＣアプリケーションを、並列に駆動させ、リアルタイムの結果を得ることができる。
【００５１】
半導体処理システムがホストシステムと、１または２以上の処理システムとを含む場合、ホストシステムは、マスターシステムとして作動し、処理動作の主要部分を制御および／またはモニターする。ホストシステムは、処理手順を形成するとともに、処理手順を処理システムに送信する。ある実施例では、処理手順は、一連の測定モジュールと、処理モジュールの巡回を含む。処理ジョブ（ＰＪ）は、各測定モジュール巡回用、および各処理モジュール巡回用に形成される。
【００５２】
また、実際の測定は、処理システム制御器がシミュレーションモードとなったときに、行うことができる。シミュレーションモードでの実行の結果は、保管され、予想される欠陥状態の予測に使用される。
【００５３】
図２には、本発明の実施例による統合処理システム１００’の単純化されたブロック図を示す。示された実施例では、処理システム（ＴＥＬＩＵＳ（登録商標））は、処理ツール、統合測定モジュール（ＩＭＭ）、およびツールレベル高度処理制御（ＡＰＣ）制御器を有するように示されている。統合処理システム１００’の部材は、本発明のシステムの単なる一例に過ぎないことは、当業者には明らかである。以下の記載から、本発明の部材の置換組み合わせが有意であることは、当業者には明らかである。そのような各変更は、本願には示されていなくても、本発明の範囲に属するものである。
【００５４】
図２に示すようなシステム１００’では、ＩＭＭウェハサンプリングが可能であり、ウェハスロットの選択は、（ＰＪ形成）機能を使用して定められる。Ｒ２Ｒ制御構造は、多くの変数のうち、フィードフォワード制御プラン変数、フィードバック制御プラン変数、測定計算パラメータ、制御限界値、およびＳＥＭＩ標準変数パラメータを含む。測定データの記録は、特に、ウェハ、サイト、構造、および組成のデータを含んでおり、ツールは、実際のウェハ用の設定を記録することができる。
【００５５】
ＩＭＭシステムは、Ｔｉｍｂｒｅテクノロジー社の光デジタルプロフィロメトリー（ＯＤＰ）システムのような光測定システムを有し、このシステムは、分光エリプソメトリー、リフレクトメトリー、または真の装置プロファイル、正確な臨界寸法（ＣＤ）、およびウェハの多層化膜の厚さを測定するための他の光機器に使用される。Ｔｉｍｂｒｅテクノロジー社は、カリフォルニア州の会社であり、ＴＥＬの完全所有子会社である。
【００５６】
処理は、直列的に実施され、分析実施のためウェハを取り出す必要がなくなる。インラインプロファイルおよびＣＤ測定のため、既存の薄膜測定ツールにＯＤＰを使用し、ＴＥＬ処理ツールと統合して、リアルタイムの処理モニタリングおよび制御を行っても良い。ＯＤＰプロファイルは、実際のプロファイル、ＣＤおよび薄膜厚さの高精度測定ツールとして、ならびにインライン処理のずれまたは処理欠陥を検出する歩留まり向上ツールとしての両方に使用される。
【００５７】
ＯＤＰ（登録商標）解決装置は、３つの主要部材を有する：ＯＤＰ（登録商標）プロフィラー（登録商標）ライブラリは、光スペクトルの特定のデータベース、およびそれに対応する半導体プロファイル、ＣＤ、薄膜厚さのデータベースを有する。プロフィラー（登録商標）アプリケーションサーバ（ＰＡＳ）は、コンピュータサーバを有し、このサーバは、光学的ハードウェアおよびコンピュータネットワークと接続される。これは、データ通信、ＯＤＰライブラリ作動、測定処理、結果形成、結果解析、および結果出力を取り扱う。ＯＤＰ（登録商標）プロフィラー（登録商標）ソフトウェアは、測定レシピを管理するＰＡＳにインストールされたソフトウェア、ＯＤＰ（登録商標）プロフィラー（登録商標）ライブラリ、ＯＤＰ（登録商標）プロフィラー（登録商標）データ、ＯＤＰ（登録商標）プロフィラー（登録商標）結果検索／整合、ＯＤＰ（登録商標）プロフィラー（登録商標）結果計算／解析、データ通信、ならびに各種測定ツールおよびコンピュータネットワークに対するＰＡＳインターフェースを含む。
【００５８】
東京エレクトロン社のＩｎｇｅｎｉｏシステムのような制御システムは、レシピ管理アプリケーションのような管理アプリケーションを有する。例えば、レシピ管理アプリケーションは、Ｉｎｇｅｎｉｏシステムデータベースに保管されたレシピの閲覧および／または制御に使用され、これは、Ｉｎｇｅｎｉｏシステムからネットワーク環境を介して機器と同期化される。Ｉｎｇｅｎｉｏの顧客は、工場からある距離で別個に配置され、複数の機器ユニットに対して、包括的な管理機能を提供することができる。
【００５９】
レシピは、３つの構造部で構成され、この構造は、レシピ組、分類、および対象として表示され得るレシピを含む。レシピには、処理レシピデータ、システムレシピデータ、およびＩＭＭレシピデータが含まれる。データは、レシピ組を用いて保管され、構成される。処理ツールに関するＩＭＭレシピは、ウェハサンプリング、およびスロットとＩＭレシピ間の関係を定める際に使用される。ＩＭレシピは、ＩＭ測定ハードウェア上に存在し、ＴｅｌｉｕｓＩＭＭレシピで選択され、パターン認識情報を含み、各ウェハのサンプルに対するチップスの同定に使用され、使用されるＰＡＳレシピを定める際に使用される。ＰＡＳレシピを使用して、使用ＯＤＰライブラリが定められ、ＣＤ、側壁角度（ＳＷＡ）、厚さ、溝幅、および適合度（ＧＯＦ）のような記録用の測定基準が定められる。
【００６０】
Ｉｎｇｅｎｉｏシステムは、制御方針として作動するＡＰＣアプリケーションを有し、この制御方針は、エッチングツールレシピのような処理ツールレシピに対応する。ランタイムに適合するウェハレベルコンテクストにより、ウェハによるカスタム構成（スロット、ウェハＩＤ、ロットＩＤ等）が可能となる。制御方針には、１または２以上の制御プランが含まれ、制御される処理モジュールおよび／または測定モジュールは、処理モジュールおよび／または測定モジュールへの巡回のため定められる、少なくとも一つの制御プランを有する。制御プランは、モデル、制御限界値、ターゲット、静的レシピ、式モデル、およびフィードバックプランを含む。
【００６１】
制御方針を使用して、システムレシピおよび処理ツールを構成することができ；制御プランを定めることができ；欠陥に応じた動作を構成することができ；コンテクストを構成することができ；制御タイプ（標準、シミュレーションまたは試験）を構成することができ；制御動作（可能、不可能）を構成することができ；制御状態（保護／未保護）を構成することができる。
【００６２】
制御プランは、モジュール内の複数の処理ステップを網羅し、工場によって制御される。パラメータ範囲は、各処理および／または測定モジュール用に定められ、各制御パラメータに対して、可変パラメータ「限界範囲」が提供される。
【００６３】
Ｉｎｇｅｎｉｏシステムは、ＡＰＣアプリケーションを有し、このアプリケーションは、解析方針として作動し、解析方針を使用して、制御データを解析することができ、エラー状態を構成することができる。解析方針は、コンテクストが整合した際に実施される。解析方針の実施の間、１または２以上の解析プランが実行される。例えば、単変量ＳＰＣモデル／プランが実施され、ＳＰＣ警告が発動されても良く；ＰＣＡおよび／またはＰＬＳモデル／プランが実施され、ＳＰＣ警告が発動されても良く；多変量ＳＰＣモデル／プランが実施され、ＳＰＣ警告が発動されても良く；他のファイル出力プランが実施され、ソフトウェア警告が発動されても良い。
【００６４】
データ欠陥が生じた場合、実行上の問題が生じた場合、または制御上の問題が生じた場合に、プランによってエラーが形成される。エラーが生じた場合、プランによって警告メッセージが発せられる；親の方針状態が、欠陥状態に変化する；プラン状態は、欠陥状態に変化する；１または２以上のメッセージが、警告ログおよびＦＤＣシステムに送信される。フィードフォワードプランまたはフィードバックプランに欠陥が生じると、親の方針における１または２以上のプランが消去され、これらの状態が欠陥状態に変化する。ある場合には、不良導入ウェハが検出されると、制御プランは、これを誤った導入ウェハとして検出および／または同定する。また、フィードバックプランが可能な場合、フィードバックプランは、別のプランによって、欠陥のあるおよび／または誤ったものとしてウェハをスキップする。データ収集プランは、このウェハの全ての測定サイトでのデータを拒絶し、あるいはＧＯＦが低いため、データを拒絶する。
【００６５】
ある実施例では、フィードバックプランの欠陥によって、方針または他のプランは除去されない。適正なプランおよび／または方針では、いかなるエラー／警告メッセージも生じない。
【００６６】
方針および／またはプランのエラー用に予め特定された欠陥動作は、データベースに保管され、エラーが生じた際に、データベースから読み出すことができる。欠陥動作には、このウェハおよびモジュールに対する公称処理レシピの使用；このウェハおよびモジュールに対する無効処理レシピの使用；処理モジュールの休止、介入に対する待機；全ツールの休止および介入に対する待機が含まれる。例えば、処理ツールは、エラーのあるウェハが、Ｒ２Ｒ欠陥の生じたターゲットとする処理モジュールに到達したときにのみ、動作を実施し、処理ツールは、他のロット、レシピ、または他のモジュールでのウェハの処理を継続しても良い。
【００６７】
Ｉｎｇｅｎｉｏシステムは、ＦＤＣシステムを有し、このシステムは、警告／欠陥状態を管理するアプリケーションを有する。警告および／または欠陥状態が検出されると、ＦＤＣシステム内のＦＤＣアプリケーションは、１または２以上の処理モジュールおよび／またはツールにメッセージを送信する。例えば、現在の処理を休止させたり、現在の処理を停止させたりする際に、メッセージが送信される。ある場合には、ツールの休止／停止は、メンテナンスカウンタの値を変更することにより行われる。
【００６８】
ＦＤＣシステムは、欠陥を検出し、ツール特性を予測し、予防メンテナンススケジュールを予測し、メンテナンスによる休止時間を減少させ、処理ツールの消耗部品の寿命を延伸させる。ＦＤＣシステムは、ツールおよび追加のセンサからデータを収集し、サマリーパラメータを計算し、多変量解析（ＭＶＡ）を実施し、統計処理制御（ＳＰＣ）を用いて、通常の作動の場合と結果を比較する。例えば、ＳＰＣ部材は、一連のウエスタンエレクトリックのランルール評価を実行し、ランルールに違反する場合、ＳＰＣ警告を発する。
【００６９】
ＡＰＣシステムおよびＦＤＣシステムの作動は、被処理ウェハのコンテクストに基づいて、使用者によって構成される。コンテクスト情報には、レシピ、ロット、スロット、制御ジョブ、および処理ジョブが含まれる。ＡＰＣシステムおよびＦＤＣシステムのユーザインターフェースは、ウェブ化することができ、近リアルタイムのツール状態およびリアルタイムの警告状態が表示される。
【００７０】
ＡＰＣシステムおよびＦＤＣシステムによって行われる全てのデータおよび動作は、関連のデータベースに保管される。履歴のデータベースは、ツール処理の検索可能な記録を提供し、これには、トレースパラメータ、サマリーパラメータ、ＳＰＣ限界値、ＳＰＣランルールエラー、警告、エラー、結果、異常、および通知が含まれる。また、データ視覚化ツールにより、単一のおよび複数のウェハのトレースおよびサマリーが視覚化され、重ねられる。ウェハの選択は、データ探索器によって行われ、このデータ探索器によって、ウェハデータが選択され、チャート化の前に保管される。また、一度欠陥が検出されると、ユーザは、データを更に調査して、欠陥の起源を特徴化するため、連続階層を「掘り下げる」ことができる。
【００７１】
ホストシステムにより、制御および／または作動データが制御器に送信されると、そのデータに関するエラーおよび／または警告が、ホストシステムに送信される。例えば、無効な制御方針および／またはプラン名称が送信されると、ホストシステムにエラーが返信される；無効な処理パラメータおよび／または限界値が送信されると、ホストシステムにエラーが返信される；無効な処理手順および／またはレシピが送信されると、ホストシステムにエラーが返信される。
【００７２】
警告および／または欠陥の状態は、顧客のワークステーションもしくはホストシステムワークステーションを使用して、視認されおよび／または除去される。警告は、顧客のバージョンとホストのバージョンの間に不整合が生じた際に、表示される。管理者の画面および／またはメールボックスは、ＦＤＣシステムによって送信される警告メール、および診断メールの表示に使用される。警告が生じた該当ウェハを同定するため、ウェハｉｄ、ランｉｄおよび／またはスロットｉｄのようなウェハ情報が保管され、表示される。
【００７３】
ＦＤＣシステムは、Ｒ２Ｒ制御器と、ウェハが処理される前、間および／または後に使用される各種処理モジュールの間の干渉に関連する警告／欠陥を含む。例えば、警告は、接続の問題、調整の問題、中断の問題、レシピの問題、および／または検査の問題に関連する。ＦＤＣシステムは、警告に対する応答を決定する。例えば、この応答には、処理モジュールが処理手順を続行すること、処理手順を休止すること、処理手順を変更することおよび／または処理手順を停止することが含まれる。ウェハの処理が完了してから、および／またはロットの処理が完了してから、速やかに動作が実施される。動作は、ホストによって提供されるルールに基づき、このルールは、解析方針の一部であっても良い。また、ＦＤＣシステムは、警告／欠陥を分類し、メンテナンス動作を提案するメッセージを提供しても良い。
【００７４】
Ｒ２Ｒ制御器および関連のソフトウェアは、警告を提供し、ＦＤＣシステムは、Ｒ２Ｒ警告を評価して、いつ欠陥状態を示すかを決定する。警告のいくつかが通知される場合、ＦＤＣシステムが各警告の欠陥状態を示す必要はない。
【００７５】
Ｒ２Ｒ制御器は、Ｒ２Ｒ状態フィールド事項を含み、この値を用いて、状態および／または警告データが、ＦＤＣおよび／またはホスト制御器のような別の制御器に提供される。例えば、この値には、ＣＯＭＰＬＥＴＥＤ＿ＦＡＩＬＵＲＥ（完了不具合）、ＣＯＮＴＲＯＬ＿ＦＡＩＬＵＲＥ（制御不具合）、ＤＡＴＡ＿ＦＡＩＬＵＲＥ（データ不具合）、ＦＥＥＤＢＡＣＫ＿ＦＩＬＵＲＥ（フィードバック不具合）、ＡＢＯＲＴＥＤ（中断）、ＡＷＡＩＴＩＮＧ＿ＤＡＴＡ（待機データ）、ＲＥＡＤＹ（待機）、ＥＸＥＣＵＴＩＮＧ（実行）、ＮＥＷ（新規）、ＲＥＣＩＰＥ＿ＲＥＡＤＹ（レシピ待機）、ＣＯＭＰＬＥＴＥＤ＿ＳＵＣＣＥＳＳ（無事完了）、もしくはＵＮＰＲＯＣＥＳＳＥＤ（未処理）または他の文字列が含まれる。Ｒ２Ｒ状態フィールド項を使用して、１または２以上の制御プランの現在の実行状態を記録したり、１または２以上のウェハ制御方針の現在の実行状態を記録することができる。警告が生じた場合あるいはＦＤＣシステムが欠陥状態を示した場合、ビジネスルールを使用して、ウェハに対して行うことを定めることができる。例えば、ウェハに損傷を生じさせずに、処理モジュール内でウェハの処理を継続したり、ウェハを搬送チャンバのような保持位置に動かしたり、ウェハを測定モジュールに移動したり、またはウェハをシステム外に移動させたりするかどうかが決まるまで、処理ツール内にウェハを維持することができる。ある場合には、警告または欠陥状態のようなエラーに応じて、処理ツールに処理レシピが送信される。例えば、通常の処理レシピがツールに送信され、あるいは、無効レシピがツールに送信され、または回復レシピがツールに送信される。ある場合には、不良導入ウェハ（フォトレジストミス、トリム領域外のＣＤ）が検出されると、制御プランは、これを欠陥導入ウェハとして検出および／または同定し、モジュール上で無効レシピが稼働する。また、ＭＥＳには、ウェハが処理されず、ウェハがリソグラフィーツールで再処理されることが知らされる。
【００７６】
Ｉｎｇｅｎｉｏシステムは、データ回復アプリケーションを有する。例えばＡＰＣシステムおよびＦＤＣシステムが、ある期間、ツールから接続されなくなると、ツールは、ウェハの通常処理を継続し、データをツールのハードドライブのファイルに保管する。しかしながら、ＡＰＣシステムおよび／またはＦＤＣシステムは、接続されていないため、データは、ＡＰＣシステムおよび／またはＦＤＣシステムのデータベースには、保管されない。再接続の後、ＡＰＣシステムおよび／またはＦＤＣシステムは、ツールのハードドライブに保管されたデータを走査し、ＡＰＣシステムおよび／またはＦＤＣシステムのデータベース内に不足データを記録する。
【００７７】
ＦＤＣシステムは、解析方針に合致する各ウェハに対して、ランタイムでＦＤＣモデルを実行する。ＳＰＣモデル／プランは、単一変量技術を使用し、変数間の同時相互作用は、含まれなくなる。ＭＶＡモデル／プランは、複数の変数およびそれらの相互作用を使用する。ＰＣＡ技術は、処理が「通常」である場合を定めるために使用され、ＰＬＳ技術は、入力に基づいて出力を予測する際に使用される。
【００７８】
モデルの数学的出力は、ランルール評価用のＳＰＣチャートに設置される。例えば、処理が「通常」ではない場合（ＰＣＡ警告）、または予測出力がスペック外である場合（ＰＬＳ警告）、ＳＰＣチャートは、異常となり、警告が生じる。また、データ交換の際に、システムがエラーに遭遇した場合、ソフトウェハ警告が生じる。警告は、ＧＵＩ画面のサブパネル、および警告ログに表示される。
【００７９】
ＦＤＣシステムは、ＳＰＣ自動構成アプリケーションを有し、これは、１または２以上のパラメータ用のＳＰＣチャートを自動形成および／または形成する。ＳＰＣチャートは、ツール、モジュール、レシピ、ステップ、パラメータおよびサマリー機能でラベル化され、ＳＰＣ限界値は、設定、初期データ組、または各パラメータの固定所定限界値に基づいて定められる。また、アプリケーションは、解析方針を形成し、その後のランにおいて、ＳＰＣプランを実行する特定のモジュールおよびレシピが形成される。ＦＤＣシステムは、自動テンプレートＳＰＣプランを含み、これは、テンプレートとして機能し、新たに形成されたＳＰＣプランに複製された警告処理オプションを定めるように編集することができる。自動テンプレートＳＰＣプランによって、システムの手動構成に必要な時間が削減される；システムは、現在のレシピ組またはチャートに追加されたデータ点に基づいて、自動的に、パラメータの知的限界を計算することができる；システムは、新しいレシピ用のＳＰＣチャートを自動形成することができ、ユーザは、予め構成を準備する必要はない；コンテクストが駆動される。
【００８０】
各ＦＤＣ項は、各ＦＤＣ項に対応した名称フィールドを有し、各ＦＤＣ項は独自の名称を有する。また各ＦＤＣ項は、ＦＤＣ項に対応結果フィールドのような、それに関する独自の結果フィールドを有する。結果フィールドは、状態表示を有する。
【００８１】
警告が生じると、ＦＤＣシステムは、通知および／または介入を行う。通知は、電子メール、ポケベル、携帯電話、または他の無線装置を介して行われる。通知は、日中、または時間によって、人間が構成しても良い。例えば、ある場合には、仕事としてスケジュール化された、処理およびメンテナンスを行う人によって、通知が受け取られる。例えば、ツール作業者、ワークステーションの処理エンジニアおよびホストモニタ用に、１または２以上のＧＵＩ画面（図示されていない）が提供される。ＧＵＩ表示は、休止プロセス間、ウェハの位置を示し、休止されていない他の処理モジュール内の他のウェハの現在の処理位置を示す。
【００８２】
欠陥状態が検出されると、ＦＤＣシステムによって送信される１または２以上の欠陥メッセージには、欠陥システムの識別子が含まれる。例えば、フィールドエンジニアには、エラーが最も生じ易いところを決定する、欠陥システム識別子が含まれる。欠陥システム識別者子は、英数字の組み合わせであり、これは、エラー／警告の原因／対策を同定する。データベースは、マトリクスシステム識別子用のフィールドを有する。警告ログは、欠陥システム識別子、日付／時間、警告レベル、受け手、ツール、処理モジュール、および／または警告メッセージを用いて保管される。
【００８３】
また、ＦＤＣシステムは、現在のロット完了後の処理ツールの休止、現在のウェハ完了後の処理ツールの休止、現在のロット完了後の処理モジュールの休止、現在のウェハ完了後の処理モジュールの休止、ウェハ／ロットの異なるツールへの変更、ウェハ／ロットの異なるモジュールへの変更、のうちの少なくとも一つを含む介入を行う。
【００８４】
図３には、本発明の実施例による欠陥管理処理の単純化されたフロー図を示す。示された実施例では、フィードフォワード／フィードバック処理が示されているが、これは必ずしも必要ではない。代替実施例では、他の構成が使用される。
【００８５】
予備処理データ素子３０５は、データ受信、データ処理、データ保管、およびデータ送信等の機能を有する。データには、入力データ、出力データ、処理データ、履歴データ、ツール／モジュールデータ、および警告データが含まれる。例えば、データには、予備処理および／または後処理の測定データが含まれ、測定データには、サイト測定データおよびウェハデータが含まれる。サイト測定データは、以下の事項からなる：適合度（ＧＯＦ）、格子厚さ、臨界寸法（ＣＤ）、材料厚さ、材料断面積、溝断面積、側壁角度、格差幅、サイト結果、およびサイト数。ウェハデータは以下の事項からなる：ＣＤ測定フラグ、測定サイト数、レシピ結果、座標Ｘ、および座標Ｙ。予備処理データは、フィードフォワード制御に使用され、後処理データは、フィードバック制御に使用される。また、データは、いくつかのビジネスルールに従ってウェハを制御する際の、統計値としてまとめられる。
【００８６】
予備処理データ素子３０５は、データが予備処理データ素子３０５によって処理された際に、警告データを発する。欠陥管理システム３９０は、予備処理データ素子３０５から警告データを受信し、警告データを使用して、欠陥状態を表示する。欠陥管理システムは、予備処理データ素子３０５に欠陥メッセージを送信し、予備処理データ素子３０５は、欠陥メッセージに応答して、１もしくは２以上のソフトウェアアプリケーションを中断し、データを保管し、１もしくは２以上のソフトウェアアプリケーションを再設定し、１もしくは２以上の警告を消去する。
【００８７】
データフィルタ素子３１０は、入力データのフィルタ化、出力データ、処理データ、履歴データ、ツール／モジュールデータ、および／または警告データのような機能を含む。ある実施例では、ＥＷＭＡフィルタが使用される。例えば、データフィルタ素子３１０は、外れ値排除フィルタであって、統計的に使用できない外れ値を排除することができるようなフィルタを含む。換言すれば、信頼性の低いデータは、廃棄され、計算には考慮されない。フィルタ処理にビジネスルールを用いた場合、フィルタ化データの信頼性を確保することができる。また、ビジネスルールを使用して、ＦＤＣシステムによるフィルタ化および未フィルタ化データの処理の方法を定めることができる。ＦＤＣシステムルールを使用することにより、どのデータがフィルタ化可能であるか、どのデータが外れ値データであるか、およびどのデータが警告状態を示唆しているかを定めることができる。
【００８８】
データ予備処理アプリケーションは、各ロットの第１のウェハからのデータ、あるロットの各ウェハからのデータ、ウェハ平均データ、ロット平均データ、または清浄化サイクルデータ、を用いて更新することができる。また、ルールは、チャンバ壁への成膜により生じたＯＥＳデータの変化を補正するように構成されても良い。
【００８９】
データフィルタ素子３１０は、データがフィルタ化された際に、警告データを発する。欠陥管理システム３９０は、データフィルタ素子３１０からエラーデータを受信し、エラーデータを使用して、警告状態を表示する。欠陥管理システムは、データフィルタ素子３１０に欠陥メッセージを送信し、データフィルタ素子３１０は、欠陥メッセージに応じて、１または２以上のソフトウェアアプリケーションを中断し、データを保管し、１または２以上のソフトウェアアプリケーションを再設定し、１または２以上の警告を取り除くことを試みる。例えば、フィルタ処理限界は、警告および／または欠陥状態に応じて変化する。
【００９０】
ターゲットデータ素子３１５は、所望の処理結果データを受信し、処理結果データを検証し、所望の処理結果データを保管し、所望の処理結果データを拡大縮小するような機能を有する。ターゲットデータは、入力データ、出力データ処理データ、履歴データ、ツール／モジュールデータ、および警告データを含む。例えば、データには、予備処理および後処理測定データが含まれ、この測定データには、サイト測定データおよびウェハデータが含まれる。また、データには、ホストシステムからのルールデータが含まれ、これは、データを検証しおよび／または拡大縮小する際に使用される。
【００９１】
ターゲットデータ素子３１５は、データが受信されず、および／または検証されなかった場合、警告データを発する。欠陥管理システム３９０は、ターゲットデータ素子３１５から警告データを受信し、警告データを使用して、欠陥状態を表示する。欠陥管理システムは、ターゲットデータ素子３１５に欠陥メッセージを送信し、ターゲットデータ素子３１５は、欠陥メッセージに応じて、１または２以上のソフトウェハアプリケーションを中断し、データを保管し、１または２以上のソフトウェハアプリケーションを再設定し、１または２以上の警告を取り除くことを試みる。例えば、ターゲットデータ素子３１５は、データ送信機に対して、データを再送信するように要求する。
【００９２】
ある実施例では、ターゲットデータは、ターゲットＣＤデータとすることができる。ターゲットＣＤデータは、ウェハの１または２以上の位置に配置された、１または２以上のＣＤに利用することができる。ウェハの各測定サイトに対して、位置データ、寸法データおよび限界値データが提供される。例えば、測定サイトは、予め既知であり、ターゲットＣＤデータと一致する。代替実施例では、ターゲットデータは、深さ、側壁の角度、または厚さである。
【００９３】
ターゲットデータのデータ源は、予め同定されている。例えば、データ源は、ホストまたは工場のデータ源のような外部データ源、または処理ツールに対応した内部測定装置のような内部データ源とすることができる。外部もしくは内部ソース源からのデータを検証しおよび／または拡大縮小するルールは、異なっていても良い。ターゲットデータ素子３１５に対応した処理を視認するため、ＧＵＩ画面が提供される。
【００９４】
ターゲット計算素子３２０は、ターゲット計算を行う。例えば、ターゲット計算は、データ源事項と同様に設定される。あるいは、一組のデータを他の組のデータと相関するような式を入力しても良い。また、ターゲット計算には、追加補正項が含まれても良い。例えば、追加補正項を用いて、フォトレジストステップのような別のステップで生じる誤差が補正されても良い。新たなターゲット値は、可変であり、ランタイムの前にまたはランタイムの時に計算され、式を用いてターゲット値が計算される。
【００９５】
処理結果計算素子３５０は、フィードフォワードデータを受信し、フィードバックデータを検証する機能を有する。フィードフォワードデータには、入力データ、出力データ、処理データ、履歴データ、ツール／モジュールデータ、警告データが含まれる。例えば、データには、予備処理および後処理の測定データが含まれ、測定データには、サイト測定データおよびウェハデータが含まれる。また、データには、ホストシステムからのルールデータが含まれ、これは、データの検証および／または拡大縮小に使用される。
【００９６】
処理結果計算素子３５０は、ターゲットデータを受信しターゲットデータを処理する機能、所望の処理結果データを保管する機能、および所望の処理結果データを拡大縮小する機能を有する。
【００９７】
処理結果計算素子３５０は、測定データとターゲットデータの間の差異を用いて、所望の処理結果を決定する。また、処理結果計算素子３５０は、ホストシステムからのルールデータを用いて、所望の処理結果を決定する。
【００９８】
処理結果計算素子３５０は、計算エラーが存在する場合、またはデータを受信しなかった場合、警告データを発する。欠陥管理システム３９０は、処理結果計算素子３５０から警告データを受信し、警告データを用いて欠陥状態を表示する。欠陥管理システムは、処理結果計算素子３５０に欠陥メッセージを送信し、処理結果計算素子３５０は、欠陥メッセージに応じて、１または２以上のソフトウェハアプリケーションを中断し、データを保管し、１または２以上のソフトウェハアプリケーションを再設定し、１または２以上の警告を取り除くことを試みる。例えば、処理結果計算素子３５０は、結果を再計算しても良い。
【００９９】
ある実施例では、所望の処理結果は、測定データとターゲットＣＤデータの間の差異であっても良い。所望の処理結果は、各ウェハの制御された処理によって定められるため、所望の処理結果は、制御された処理チャンバ／モジュールで定めることができる。従って、各所望の処理結果は、それぞれの制御方針／プランに対応する。各制御方針／プランの所望の処理結果値は、ウェハまたはロットの開始前に特定されても良い。
【０１００】
例えば、ターゲットＣＤは、予備処理測定データと比較される。予備処理測定データがターゲットＣＤよりも小さい場合、エラーが検出される。予備処理測定データが、ターゲットＣＤとほぼ等しい場合、「無効」状態が表示される。予備処理測定データが、ターゲットＣＤを超える場合、トリム量が設定される。処理の間に除去されるトリム量は、トリム量とレシピパラメータの間の関係を含む処理モデルが検証されると、所望の結果として取り扱われる。
【０１０１】
モデル素子３２５は、処理モデル発生機能、処理モデル検証機能、処理モデル更新機能、処理モデルを用いたシミュレーション機能のような機能を有する。また、データには、ホストシステムからのルールデータが含まれ、これを用いて、処理モデルが形成され、検証され、および／または更新される。
【０１０２】
処理モデルは、所望の結果と所望の結果を得るために必要な処理変数の間の検証された関係を示す。処理モデルは、理論タイプと経験タイプの２つのタイプに分類される。経験モデルは、式および／または表をベースとするモデルである。例えば、式をベースとするモデルでは、いくつかの評価実験データに基づいて制約された回帰式が使用される。式をベースとするモデルは、いくつかの評価実験データに基づくレシピ変数を有する結果を用いて、連続的に更新される。式をベースとするモデルは、ノイズのない平滑モデルと見なされる。表をベースとするモデルでは、いくつかの評価実験データに基づいたレシピ変数を有する、所望の結果との区分的関連性を含む表が使用される。表をベースとするモデルは、最小ノイズの最適モデルと見なされる。
【０１０３】
処理モデルは、線形であっても非線型であっても良い。非線形の処理を、いくつかの限られた空間での、いくつかの直線処理の組み合わせで表した場合、非線形処理は、各空間のいくつかの限定に対する、いくつかの限られた直線モデルとして実施することができる。また、１または２以上の異なるチャンバ状態の最適モデルを形成して、モデル最適化アプリケーションを使用し、時間とともに変化するチャンバ特性に基づいて、モデルを更新しても良い。
【０１０４】
処理制御素子３３０は、データ受信機能、レシピパラメータ決定機能、予想結果データ計算機能のような機能を有する。受信データには、入力データ、出力データ、処理データ、ツール／モジュールデータ、警告データ、所望の結果データおよびモデルデータが含まれる。また、データには、ホストシステムからのルールデータが含まれ、これは、レシピパラメータを定める際に使用される。
【０１０５】
処理制御素子３３０は、ターゲットデータ受信および処理機能、所望の処理結果データの保管機能、および所望の処理結果データの拡大縮小機能のような機能を有する。
【０１０６】
処理制御素子３３０は、測定データとターゲットデータの間の差異を用いて、所望の処理結果を決定する。また、処理制御素子３３０は、ホストシステムからのルールデータを使用して、所望の処理結果を決定する。
【０１０７】
処理制御素子３３０は、計算エラーが生じた場合、またはデータが受信されなかった場合、警告データを発する。欠陥管理システム３９０は、処理制御素子３３０から警告データを受信し、警告データを用いて、欠陥状態を表示する。欠陥管理システムは、処理制御素子３３０に欠陥メッセージを送信し、処理制御素子３３０は、欠陥メッセージに応じて、１または２以上のソフトウェハアプリケーションを中断し、データを保管し、１または２以上のソフトウェハアプリケーションを再設定し、１または２以上の警告を取り除くことを試みる。例えば、処理制御素子３３０は、結果を再計算しても良い。
【０１０８】
処理制御器３３０は、処理モデル管理器として使用され、処理モデルを管理し、レシピパラメータを解くための最適合モデルを選定する。処理制御器３３０は。レシピパラメータソルバーとして使用され、最適合モデルおよびモデル制約により、レシピパラメータを形成する。また、処理制御器３３０は、処理モデル最適器として使用され、処理トレンド入力により、作動中の処理モデルを更新または調整する。
【０１０９】
処理制御器３３０は、所望の処理結果入力として使用され、処理モデルおよび制約に基づいて、可能な／得られる／予想される処理結果として、それを決定する。また、処理制御器３３０を用いて、制約された状態で多層化処理モデルが管理され、処理トレンド入力により、作動中の処理モデルが更新される。
【０１１０】
処理制御器３３０は、計算にエラーが生じた場合、またはデータが受信されなかった場合、警告データを発する。欠陥管理システム３９０は、処理制御器３３０から警告データを受信し、警告データを用いて、欠陥状態を表示する。欠陥管理システムは、処理制御器３３０に欠陥メッセージを送信し、処理制御器３３０は、欠陥メッセージを用いて、１または２以上のソフトウェハアプリケーションを中断し、データを保管し、１または２以上のソフトウェアアプリケーションを再設定し、１または２以上の警告を取り除くことを試みる。例えば、処理制御器３３０は、レシピを再計算しても良い。
【０１１１】
レシピパラメータには、レシピ設定点（制御変数）が含まれ、これは、処理レシピと統合させてウェハを処理するため、処理制御器３３０から処理モジュール３３５に送信される。ある場合には、公称レシピが使用され、公称レシピは、変更前の処理レシピとなる。例えば、公称レシピは、関連の制御レシピまたは制御モデル用の基本照合レシピとなり、これは、チャンバ状態にかかわらず、測定公称入力および所望の結果出力に対する情報を含む。
【０１１２】
処理制御器３３０または処理モジュール３３５のいずれかが、制御欠陥を検出すると、警告が生じる。例えば、レシピ選択欠陥、レシピ受信時間切れ、統合通信欠陥、および同期欠陥が生じた場合、警告が生じる。制御欠陥が生じた場合、警告は、欠陥管理システム３９０に送信され、欠陥管理システム３９０は、応答を決定する。この応答には、ツール処理レシピの使用、処理を行わないバイパス化、処理制御手順の中断、処理モジュールの処理の中断、ウェハの処理の継続、およびロットの処理の継続が含まれる。
【０１１３】
ウェハは、処理制御器３３０により定められたレシピパラメータを用いて処理される。処理モジュール３３５は、エッチングモジュール、成膜モジュールもしくは測定モジュール、またはこれらの２または３以上の組み合わせであっても良い。例えば、処理モジュール３３５は、エッチング処理チャンバ、またはＲ２Ｒ制御下で、いくつかのエッチング処理チャンバを有するエッチング処理ツールである。エッチング処理には、メンテナンスサイクルおよびチャンバ状態に応じた処理シフトやドリフトの特徴が含まれる。あるいは、トリム処理手順は、処理サブシステム（処理シップ）を用いて実施され、このサブシステムは、ＣＯＲモジュール、ＰＨＴモジュール、および少なくとも一つのバッファモジュールを含む。
【０１１４】
欠陥管理システム３９０は、フィードフォワードエラーとフィードバックエラーの両方を処理することができる。フィードフォワードエラーは、１または２以上のフィードフォワード素子３０１において生じる。フィードフォワード素子３０１は、データを収集し、データを処理し、データを所望の結果と比較し、所望の結果が得られなかったときに、エラーを表示することができる。欠陥管理システム３９０は、フィードフォワードエラーを検査し、１または２以上のフィードフォワードエラーを用いて、欠陥を分類する。異なるフィードフォワードエラーまたはフィードフォワードエラー群のため、重要度レベルが構築される。フィードバックエラーは、１または２以上のフィードバック素子３０２において生じる。フィードバック素子３０２は、データを収集し、データを処理し、データを所望の結果と比較し、所望の結果が得られなかったときに、エラーを表示する。欠陥管理システム３９０は、フィードバックエラーを検査し、１または２以上のフィードバックエラーを用いて、欠陥を分類する。異なるフィードバックエラーまたはフィードバックエラー群のため、重要度レベルが構築される。また、欠陥管理システム３９０は、フィードフォワードエラーとフィードバックエラーを検査し、フィードフォワードエラーとフィードバックエラーの組み合わせを用いて、欠陥を分類する。例えば、重要度レベルには、ログレベル、通知レベル、通知および中断レベル、通知および停止レベルが含まれる。
【０１１５】
後処理データ素子３４０は、データ発生機能、データ受信機能、データ処理機能、データ保管機能、データ送信機能のような機能を有する。データには、入力データ、出力データ、処理データ、履歴データ、ツール／モジュールデータ、および警告データが含まれる。例えば、発生データには、後処理測定データが含まれ、測定データには、サイト測定データおよびウェハデータが含まれる。サイト測定データは、以下の事項からなる：適合度（ＧＯＦ）、格子厚さ、臨界寸法（ＣＤ）、材料厚さ、材料断面積、溝断面積、側壁角度、差異幅、サイト結果およびサイト数である。ウェハデータは、以下の事項からなる：ＣＤ測定フラグ、測定サイト数、レシピ結果、Ｘ座標、Ｙ座標。後処理データは、フィードバック制御に使用され、フィードバック処理は、ビジネスルールを用いて制御される。
【０１１６】
後処理データ素子３４０は、後処理データ素子３４０によって、データが生じた際および／または処理された際に、警告データを発する。欠陥管理システム３９０は、後処理データ素子３４０から警告データを受信し、警告データを用いて、欠陥状態を表示する。欠陥管理システムは、後処理データ素子３４０に欠陥メッセージを送信し、後処理データ素子３４０は、欠陥メッセージに応じて、１または２以上のソフトウェハアプリケーションを中断し、データを再発生し、データを保管し、データを再処理し、１または２以上のソフトウェハアプリケーションを再設定し、１または２以上の警告を取り除くことを試みる。
【０１１７】
データフィルタ素子３４５は、後処理データおよび／または履歴データをフィルタ処理する機能のような機能を有する。ある実施例では、ＥＷＭＡフィルタが使用される。例えば、データフィルタ素子３４５には、統計的に使用されない外れ値を除去することが可能な、外れ値除去フィルタが含まれる。信頼性の低いデータは、計算には使用されない。ビジネスルールは、フィルタ処理に使用され、フィルタ化データの信頼性が確保される。また、ビジネスルールを使用して、ＦＤＣシステムによって、どのように未フィルタ化データおよびフィルタ化データを処理するかが定められる。ＦＤＣシステムルールを用いて、どのデータをフィルタ処理するか、どのデータを外れ値とするか、およびどのデータに警告状態を示すかが判断される。
【０１１８】
データ後処理アプリケーションは、各ロットの第１のウェハからのデータ、あるロットの各ウェハからのデータ、ウェハの平均データ、ロットの平均データ、または湿式清浄化サイクルデータを用いて更新される。また、ルールは、チャンバ壁への成膜によって生じる、ＯＥＳデータの変化を補正するように構成されても良い。
【０１１９】
データフィルタ素子３４５は、データがフィルタ化された際に、警告データを発する。欠陥管理システム３９０は、データフィルタ素子３４５から警告データを受信し、警告データを用いて欠陥状態を表示する。欠陥管理システムは、データフィルタ素子３４５に欠陥メッセージを送信し、データフィルタ素子３４５は、欠陥メッセージに応じて、１または２以上のソフトウェハアプリケーションを中断し、データを保管し、１または２以上のソフトウェハアプリケーションを再設定し、１または２以上の警告を取り除くことを試みる。例えば、フィルタ処理の限界は、警告および／または欠陥の状態に応じて変化する。
【０１２０】
実処理結果計算素子３５０は、実際の処理結果を決定する機能を有する。例えば、測定されるターゲットＣＤは、処理もしくは処理ステップからの実際の処理結果の一つとすることができ、または処理の間に測定されるトリム量を、実際の処理結果と見なしても良い。
【０１２１】
予想結果計算素子３３５は、予測処理結果を定める機能を有する。予測処理結果は、処理ドリフトおよび測定エラーのような他のエラー発生源から、モデル化エラーを決定する際に使用される。
【０１２２】
エラー計算素子３６０を使用して、予想結果と実際の結果の間のずれ、履歴結果と実際の結果の間のずれ、および／または所望の結果と実際の結果の間のずれが計算される。
【０１２３】
ロット平均素子３６５は、ロット平均を計算し、このロット平均は、ＥＷＭＡフィルタ３７０の入力として使用される。代替実施例では、ウェハ、ロット、および／またはバッチに基づいて、異なる平均を使用しても良い。
【０１２４】
処理エラーは、ＥＷＭＡフィルタ３７０の入力として使用され、フィルタ化出力は、フィードバックとして処理に適用され、処理結果の精度が向上する。
【０１２５】
実際の処理結果の精度は、ランダムノイズ源の影響を受け、このノイズは、制御器の様々な場所で生じる。例えば、測定データは、繰り返しサンプリングの際に、ガウス分布または「通常の」分布を有するランダムノイズにさらされる。あるいは、他のノイズ分布、例えば双方向分布も考えられる。ＥＷＭＡフィルタを使用することにより、フィードバックループからランダムノイズが除去され、これにより、制御器の精度が向上する。
【０１２６】
処理の精度は、測定精度、処理によって生じるランダムノイズの量、処理モデルの質、および処理の意図的な変更に依存する。このシミュレーションには、２種類の意図的な変更が含まれる；通常、エッチング装置のメンテナンスサイクルの間の、ゆっくりとしたドリフト、および洗浄サイクル後に生じ得る、処理の際の急激な変動である。
【０１２７】
ＥＷＭＡフィルタ３７０は、以下の式で表すことができる：
【数１】
2008530817.tif 000003
ここで、Ｘは、フィルタに対する入力であり、Ｙは、フィルタの出力である。μの値は、ゼロから１の間にあり、ゼロの場合、フィルタ処理効果はなく、１の場合、最大のフィルタ処理効果が得られる。通常Ｙ（０）の値は、ＥＷＭＡ出力の公称値に設定される。制御器の場合、ＥＷＭＡフィルタの入力は、エラー信号であり、初期値は、ゼロに設定される。
【０１２８】
フィードバックループの主な目的は、処理の際の系統的な変化を補正することにより、処理結果の精度を高めることである。
【０１２９】
ＥＷＭＡフィルタ処理によって、理論上およびコンピュータ上では、処理の際のランダムノイズを抑制する簡単な技術が提供される。フィルタにより行われるフィルタ処理の量は、定数μの値によって制御され、この値は、ゼロから１の間に設定される。ＥＷＭＡフィルタ技術の副次的な影響は、処理の際の系統的な変化のため、制御器での応答が遅延することである。
【０１３０】
ＥＷＭＡ３７０は、ランダムノイズ源のフィルタ処理と、統計的な処理の変化に対する応答との間での調和を提供する。ＥＷＭＡフィルタ処理では、一定ドリフトの存在下で、これがフィードバックループで使用されると、処理の際にバイアスが導入される。因子μは、ランダムノイズ源の大きさ、および処理の際の変化の度合いによって調整することができる。
【０１３１】
ＥＷＭＡフィルタ３７０の出力は、処理結果計算素子３５０に提供される。処理結果計算素子３５０は、次の計算を行う際に、このフィードバックデータを利用する。データは、ウェハからウェハへの時定数あるいはロットからロットへの時定数にフィードバックされる。
【０１３２】
ＥＷＭＡフィルタ３７０の出力は、オフセットとすることができ、このオフセットは、処理エラー量の予測に使用される。オフセットは、処理の傾向を表し、処理モデルおよびレシピパラメータの最適化に使用することができる。
【０１３３】
制御器の特性は、フィードバックループに存在する残留誤差の平均および標準偏差で表される。
【０１３４】
欠陥検出は、一組のパラメータの周期的な測定によって実施され、このパラメータは、直接または間接的に、図３に示すような処理の動作を表す。パラメータは、処理レシピの設定点に直接関連しても良く、あるいは処理レシピの設定点に依存しても良い。例えば、通常の処理モジュールでのチャンバ圧力は、処理レシピ圧力設定点、および測定処理圧力によって表される。欠陥検出の目的のため、５％以下の処理限界を設定することは、合理的である。パラメータが処理限界を超えた場合、警告が生じ、処理が停止され、またはＦＤＣシステムように構成されたビジネスルールに応じて、他の動作が取られる。
【０１３５】
制御および／または解析方針が、フィードフォワード素子３０１に対応している場合、この方針は、フィードフォワードＦＤＣプランを有しても良い。例えば、フィードフォワードＦＤＣシステムプランは、ウェハを導入する措置、処理開始措置、またはレシピ開始措置が生じるような開始措置の後に実施される。制御および／または解析方針が、フィードバック素子３０２に対応している場合、この方針は、フィードバックＦＤＣプランを有しても良い。例えば、フィードバックＦＤＣプランは、ウェハ取り出し措置、処理停止措置、またはレシピ停止措置が生じるような停止措置の後に実施される。プランの実施は、ルールに基づき、ＳＱＬ命令文を有する。フィードフォワードＦＤＣプランおよびフィードバックＦＤＣシステムプランは、ＦＤＣシステムの一部とすることができる。
【０１３６】
フィードフォワードＦＤＣプランにおいて、エラーおよび／または警告が検出されると、介入マネージャに、第１のレベルの警告メッセージが送信され、介入マネージャは、第１のレベルの警告メッセージを処理する。フィードバックＦＤＣプランにおいて、エラーおよび／または警告が検出されると、介入マネージャに、第２のレベルの警告メッセージが送信され、介入マネージャは、第２のレベルの警告メッセージを処理する。
【０１３７】
フィードフォワードＦＤＣプランおよびフィードバックＦＤＣプランは、独立に作動することができる。各ＦＤＣプランは、他のＦＤＣプランの動作を把握する必要はない。その結果、動作のいくつかの冗長性または不一致が生じ得るが、介入マネージャを用いて、いかなる問題を解決しても良い。
【０１３８】
処理制御のためＲ２Ｒ制御器のような制御器で使用される、処理結果と、処理レシピパラメータ設定点の間の関係は、処理モデルによって提供される。処理モデルは、一次関数、二次関数、完全二次関数であっても良い。
【０１３９】
ＦＤＣモデルの構築に必要なデータの取得は、処理モデルの構築に必要なデータの収集のためのＤＯＥの実行と同時に行われる。トレーニングセットと呼ばれるＦＤＣモデルの構築に必要なデータには、処理レシピ設定点および得られた従属パラメータが含まれる。通常ＤＯＥは、制御器の制御の許容可能な範囲を網羅し、得られるトレーニングセットもまた、制御器の作動を含む、その後の処理動作から予測されるデータの範囲を網羅する。
【０１４０】
一度ＰＬＳ技術を用いて、トレーニングセットが解析され、ＦＤＣモデルが得られると、このモデルは、ＦＤＣシステムに転送される。ＦＤＣモデルは、導入材料のコンテクストに基づいて制御器が作動した際に、活性化されて駆動される。ＦＤＣモデルと処理レシピの双方は、メモリのデータベースに保管されても良い。
【０１４１】
ＦＤＣモデルおよび処理レシピは、動的であり、処理を通じて更新される。過去のおよび更新されたＦＤＣと、処理レシピの双方は、メモリのデータベースに保管されても良い。ＲＲ制御器は、処理が実施される前、間または後に、レシピ設定点を変更し、レシピ設定点は、ＦＤＣモデルへの入力となる。設定点の変更は、ＦＤＣモデルの妥当性に影響を及ぼす。ある実施例では、ＦＤＣモデルは、妥当性を維持するため、設定点の周囲で自動的に規格化される。例えば、規格化されたＦＤＣモデルは、公称設定点に対する実際の設定点の割合を定める際に使用することができる。
【０１４２】
図４には、本発明の実施例によるＦＤＣシステムおよびＲ２Ｒ制御器の単純化されたフロー図を示す。図示された実施例では、Ｒ２Ｒ制御器の存在下でのＦＤＣ処理４００が示されている。
【０１４３】
図４を参照すると、Ｒ２Ｒ制御器４１０は、Ｒ２Ｒ制御モデル４０５を使用して、レシピパラメタ４１５を調整し、このパラメータは、処理モジュール４２０および処理モジュール計算エンジン４２５に送信される。処理モジュール計算エンジン４２５は、ＦＤＣモデル４３０と、チャンバおよびウェハ状態４３５を用いて、予想従属処理パラメータ４４０のベクトルを計算する。レシピパラメータ４１５は、処理モジュール４２０により使用され、このモジュールは、ウェハ処理の間、測定従属処理パラメータ４４５のベクトルを形成する。測定従属処理パラメータ４４５は、差異計算エンジン４５０を用いて、予測処理パラメータ４４０と比較され、このエンジンは、処理が通常（過去の既知の良好な処理ランと同様）であるか異常（過去の既知の良好な処理ランとは異なる）であるかを示す、単一のスカラーパラメータを形成する。例えば、処理ランが既知の良好な処理ランと等しい場合、値はゼロとなる。処理が不十分な場合、および処理が欠陥状態にあり、１よりも大きい場合、値は１となる。４５５では、質問が行われ、差異が特定の許容値の範囲内であるか否かが判定される。差異が特定の許容値の範囲内にある場合、処理分岐４６０に進み、次のウェハが処理される。差異が特定の許容値の範囲外にある場合、処理分岐４６５に進み、警告検出処理４６５が実施される。
【０１４４】
警告検出処理４６５では、ＦＤＣシステムによって、警告が検査され、欠陥状態が生じた時間が判断される。半導体処理システムが作動している場合、多数の異なる警告／欠陥状態が生じ得る。ＦＤＣシステムは、特定の時間でアクティブとなった警告／欠陥の状態の組を検査し、欠陥分類を実施する。
【０１４５】
ＦＤＣシステムは、警告／欠陥の状態を、多数の異なるレベルに分類する。ＦＤＣシステムは、どの警告／欠陥の状態が問題であるか、およびどの警告／欠陥の状態が利用できるかを同定する。警告／欠陥状態形成器は、各警告／欠陥の状態に重要度レベルを割り当て、ＦＤＣシステムにそれを記録する。例えば、重要度レベルは、危機的なレベル１から、通知的なレベル１０の範囲であり、ＦＤＣシステムは、過去に割り当てられた重要度レベルを変更する。
【０１４６】
ＦＤＣシステムは、単一の警告／欠陥の状態、またはいくつかの警告／欠陥の状態を使用して、特定の欠陥を同定する。例えば、いくつかの欠陥分類は、ＳＰＣチャートからのいくつかの結果を用いて構築される。欠陥分類の簡易的な計算表には、チャートからの列と、予想原因を示す列とで構成された表／マトリクスが含まれる。また、欠陥は、スコアプロットの位置によって、または分布プロットのパターンによって分類される。
【０１４７】
警告／欠陥の状態が処理モジュールから受信されると、ＦＤＣシステムによって、処理モジュールは、１または２以上の処理を再実行することができる。通常、処理の再実行は、処理手順のうちの初期のステップで実施される。例えば、安定化ステップの間、または初期化ステップの間、再実行が行われる処理ステップの開始点から、処理が再開される。また、再実行後のデータは、以前のデータと連結され、これにより、警告状態を後に検査することが可能になる。さらに、警告は、処理の再実行の間に出されても良い。
【０１４８】
警告／欠陥の状態が処理モジュールから受信されると、ＦＤＣシステムは、１もしくは２以上の表および／またはマトリクスを使用して、どのような警告および／または欠陥が最も生じやすいかを判断する。表には、警告および／または欠陥の状態の理由および／または対策が含まれる。一度警告および／または欠陥の状態が生じると、１または２以上のユーザは、警告／欠陥を把握することができ、これは、ユーザが警告／欠陥の状態を認識することを意味する。
【０１４９】
欠陥状態が検出されると、ＦＤＣシステムは、通知および／または介入を行う。通知は、電子メール、ポケベル、携帯電話または他の無線装置を介して行われる。通知は、人、日および一日の時間によって構成される。例えば、ツール作業者、ワークステーションの処理エンジニア、およびホストモニタ用に、１または２以上のＧＵＩ画面（図示されていない）が提供される。ＧＵＩ表示は、休止処理の間のウェハの位置を示すとともに、停止されていない他の処理モジュール内の他のウェハの現在の処理位置を示すことができる。
【０１５０】
ＦＤＣシステムによって送信される１または２以上の欠陥メッセージは、欠陥システムの識別子を有する。例えば、フィールドエンジニアは、欠陥システム識別子を有し、エラーの最も生じやすい理由を判断することができる。データベースは、欠陥システム識別子用のフィールドを有する。警告ログは、欠陥システム識別子、日時、警告レベル、受け手、ツール、処理モジュールおよび／または警告メッセージを用いて保管される。
【０１５１】
また、ＦＤＣシステムは、以下の少なくとも一つのステップを含む介入を行う：現在のロットの完了後の処理ツールの休止、現在のウェハの完了後の処理ツールの休止、現在のロット完了後の処理モジュールの休止、現在のウェハの完了後の処理モジュールの休止、異なるツールへのウェハ／ロットの再導入、または異なるモジュールへのウェハ／ロットの再導入。
【０１５２】
処理結果と、処理制御のためＲ２Ｒ制御器４１０で使用される処理レシピパラメータの間の関係は、Ｒ２Ｒ制御モデル４０５によって提供される。Ｒ２Ｒ制御モデル４０５の製作に必要なステップには、適切な処理モデル（例えば、一次、二次、完全二次）の選択、処理の制御に使用される処理パラメータの選択、適当な実験設計（ＤＯＥ）の選択、実験の実施、モデル形成のためのデータの解析、およびＲ２Ｒ制御器へのモデルの導入が含まれる。
【０１５３】
Ｉｎｇｅｎｉｏシステムのような統合ＡＰＣ／ＦＤＣシステムでは、ＦＤＣモデル４３０の構築に必要なデータ取得は、Ｒ２Ｒ制御モデル４０５の構築に必要なデータを収集するＤＯＥの実行と同時に実施される。例えば、自動化されたＤＯＥ処理を行っても良い。トレーニングセットと呼ばれるＦＤＣモデル４３０の構築に必要なデータには、処理レシピパラメータ、および得られる従属パラメータが含まれる。通常ＤＯＥは、Ｒ２Ｒ制御器４１０用の許容可能な制御範囲を網羅しているため、得られるトレーニングセットもまた、Ｒ２Ｒ制御器４１０の作動によるランを含む、後続の処理ランから予測されるデータの範囲を網羅する。
【０１５４】
ＰＬＳ技術を用いて、一度トレーニングセットが解析され、ＦＤＣモデルが得られると、このモデルは、統合ＡＰＣシステムのＦＤＣサブシステムに転送される。導入材料のコンテクストに基づいてＲ２Ｒ制御器が作動すると、ＦＤＣモデルが活性となり、これが駆動される。
【０１５５】
本発明の一態様では、高度処理制御（ＡＰＣ）のシステム内で、欠陥検出および分類（ＦＤＣ）を実施する方法が提供され、この方法は、ＦＤＣモデルを形成するステップと、ＦＤＣモデルを処理モデル計算エンジンに提供するステップと、処理モデル計算エンジンを用いて、予想従属処理パラメータのベクトルを計算するステップと、一組のレシピパラメータを有する処理レシピを構成し、この処理レシピを処理モジュールに提供するステップと、処理レシピを実行して、測定従属処理パラメータのベクトルを形成するステップと、予想従属処理パラメータのベクトルと、測定従属処理パラメータのベクトルの間の差異を計算するステップと、閾値との差異を比較するステップと、差異が閾値を超えるとき、欠陥状態を表示するステップと、を有する。
【０１５６】
ある実施例では、ＳＰＣエンジンは、独立処理パラメータ、処理チャンバ状態、もしくは導入ウェハ状態、またはこれらの組み合わせを使用して、従属処理パラメータを計算する。
【０１５７】
処理パラメータ入力を所望の処理結果に関連付けるために使用されるＲ２Ｒ制御モデルが形成されると、自動ＤＯＥ処理を用いて、従属処理パラメータを独立処理パラメータに関連付けるために使用されるＦＤＣモデルが同時に形成される。
【０１５８】
Ｒ２Ｒ制御器４１０は、フィードフォワード部分および／またはフィードバック部分を有し、これを用いて、制御器が所望の後処理結果を維持するように調整される。統合測定モジュール（ＩＭＭ）を用いて、ウェハを処理する前（予備処理状態）のウェハ状態が判断され、ＩＭＭを用いて、ウェハの処理後（後処理状態）のウェハ状態が判断される。
【０１５９】
Ｒ２Ｒ制御器がフィードバック部分を有する場合、ＥＷＭＡフィルタ技術を用いて、フィードバックのずれが計算される。Ｒ２Ｒ制御器がフィードバック部分を有する場合、ロット平均を用いて、平均誤差が計算される。
【０１６０】
チャンバ状態の情報は、ＯＥＳセンサ、電圧／電流（Ｖ／Ｉ）プローブ、温度センサ、圧力センサ、流れセンサ、もしくはＲＦセンサ、ＲＦセンサ、プラズマ密度センサ、ラジカル密度センサ、電子エネルギーセンサ、イオンエネルギーセンサ、ＲＧＡ（残留気体分析器）またはこれらの組み合わせから得られる。例えば、処理モデル計算エンジン４２５は、従属パラメータを含み、これは、ＯＥＳセンサ、電圧／電流（Ｖ／Ｉ）プローブ、温度センサ、圧力センサ、流れセンサ、もしくはＲＦセンサ、ＲＦセンサ、プラズマ密度センサ、ラジカル密度センサ、電子エネルギーセンサ、イオンエネルギーセンサ、ＲＧＡ（残留気体分析器）またはこれらの組み合わせを用いた測定により得ることができる。
【０１６１】
Ｒ２Ｒ制御モデル４０５では、ＰＬＳ解析技術、ＰＣＡ解析技術、マハラノビス−田口システム、またはこれらの組み合わせが使用される。また、ＦＤＣモデル４３０は、ＰＬＳ解析技術、ＰＣＡ解析技術、またはこれらの組み合わせを使用することができる。
【０１６２】
図５には、本発明の実施例による、半導体処理システムにおける処理ツールの欠陥検出および分類（ＦＤＣ）処理を行うための、単純化されたフロー図を示す。ＦＤＣソフトウェアおよび関連のＧＵＩ画面は、システム内の１または２以上の処理ツールのモニタリング用の、単純でユーザフレンドリーな手順を提供する。手順５００は、半導体処理システム内の処理ツールによって実施される、各製造ステップにおいて実行されても良い。あるいは、手順５００は、半導体処理システム内の処理モジュールによって実施される、一組の処理ステップにおいて実施されても良い。製造ステップは、エッチング処理、成膜処理、拡散処理、清浄化処理、測定処理、搬送処理、または他の半導体製造処理であっても良い。
【０１６３】
５１０では、開始事象が受信される。例えば、処理ツール／モジュール制御器は、ＡＰＣシステムに開始事象を送信する。あるいは、ホストコンピュータのような別のコンピュータが、開始事象を送信しても良い。開始事象は、処理またはレシピステップが始まるときのポイントであり、文章化されていても良い。例えば、ウェハイン、レシピスタート、処理スタート、ステップスタート、モジュールスタートおよびツールスタートを、開始事象としても良い。また、開始事象は、ウェハが処理チャンバに導入された際に生じても良い。あるいは、開始事象は、ウェハが輸送チャンバに導入された際、あるいはウェハが処理システムに導入された際に生じる。
【０１６４】
５１５では、処理コンテクストに基づいて、制御方針が決定される。処理コンテクストは、実施される処理ステップおよび／またはモニターされるチャンバに依存する。コンテクストは、特定の処理レシピにおいて、どの方針および／またはプランが実施されるかを決定する。例えば、レシピがＦＤＣに関するコンテクストを含む場合、処理ツールがＦＤＣコンテクスト事項（要素）を含むいずれかのレシピで処理をランさせた際に、ＦＤＣコンテクストの事項に関連する制御方針が実行される。
【０１６５】
ランタイムの間、開始事象によって、ＡＰＣシステムは、現在のコンテクストデータを監視し、コンテクストと合致する方針を決定し、どの方針がランされるべきかを決定し、これらに対応するスクリプトを読み込む。制御方針の記録には、ウェハのラン、ツール、チャンバ、レシピ、スロット等のコンテクスト整合情報が含まれる。例えば、ＡＰＣシステムは、ランタイムコンテクスト情報を比較し、これを方針のデータベースに整合させることを試みる。各制御方針は、以下の少なくともいくつかのコンテクスト情報を含む：ツールｉｄ、ロットｉｄ、チャンバｉｄ、カセットｉｄ、スロットｉｄ、ウェハｉｄ、レシピｉｄ、開始時間、終了時間、ステップ数、状態、メンテナンスカウンタ値、製品ｉｄ、および材料ｉｄ。処理コンテクストは、実施される処理およびモニターされるツールに依存する。コンテクスト整合処理においては、検索の順番が重要である。例えば、検索は、ＧＵＩ表の処理順で実施される。検索は、ＳＱＬ命令文を用いて実施されても良い。一度制御方針が同定されると、制御プラン、データ収集プランおよび／またはＦＤＣプランは、自動的に定められる。プランＩＤは、「実行制御方針」モジュールに送られる。比較処理コンテクスト機能が実施される際に、整合方針が存在しない場合、ソフトウェアによって、ツール状態ＧＵＩ画面の欠陥フィールドにエラー／警告メッセージが表示され、ユーザは、ポップアップウィンドウを用いて、エラーを修正することができる。
【０１６６】
コンテクストは、コンテクスト要素の組み合わせによって定められる。例えば、コンテクストは、予め決められた順番のコンテクスト要素の配列であり、あるいはコンテクストは、辞書形態の一対の有名な組合せである。
【０１６７】
５２０では、制御方針に関するプランが実施される。制御プランの少なくとも一つは、データ収集プラン、データ予備処理プランであり、ＦＤＣプランが実行されても良い。また、判断プラン、介入プラン、センサプラン、パラメータ選択プラン、およびトリムプランが実施されても良い。
【０１６８】
高品質製品を得るための製造ランの間に収集されたデータは、「良好なツール状態」データの構築に使用され、その後収集されたデータは、ツールが正確に稼働しているかどうかをリアルタイムで判断するため、このベースラインデータと比較される。
【０１６９】
制御方針は、品質制御（ＱＣ）評価の一部として、ツールの適正状態を判断するために構成される。制御方針およびそれに関するプランの実施によって、システムまたは処理ツールのようなシステムの一部が、確実に適正作動するようになる。例えば、ツールの適正制御方針およびそれに関するプランは、指示された時間に、またはユーザが定めた時間に実行される。ツールの適正制御方針およびそれに関するプランが実施されると、診断ウェハデータが収集される。診断、ダミー、製品または試験用のウェハが処理され、コンテクストは、ツール、モジュール、またはセンサの診断に関係する。
【０１７０】
制御方針およびその関連ＦＤＣプランが構築され、乾燥関連処理、およびチャンバ指紋処理のような処理モジュールの特徴的処理のため実施される。例えば、清浄化またはメンテナンス処理（すなわち湿式洗浄）の後、チャンバの特徴的関連方針、プランおよびレシピによって、ダミーウェハの多くが処理される。ユーザは、システムの一部である方針およびプランを使用することができ、あるいはユーザは、ＡＰＣシステムおよびＦＤＣシステムを用いて、容易かつ迅速に、新たなチャンバ特徴関連制御方針を開発することができる。これらのチャンバ特徴化からのデータのランによって、さらに処理ツール、および／またはＦＤＣモジュールが洗練される。データは、最適な制御方針、Ｒ２Ｒモデル、およびＦＤＣモデルを定めるための解析に使用することができる。
【０１７１】
データ収集プランが実施されると、静的および動的センサが構成される。データ収集プランは、センサ構成プランを有する。例えば、センサの開始および停止時間は、センサ構成プランによって定められる。動的センサに必要な動的変数は、センサ構成プランによって定められる。レシピ開始事象を用いて、センサに記録の開始が伝達される。事象では、ウェハを用いてセンサが構成される。レシピ停止事象またはウェハ取り出し事象を用いて、センサに記録の中止が伝達される。
【０１７２】
収集されたデータおよび使用センサは、制御方針コンテクストに依存する。製品ウェハと非製品ウェハにおいて、異なるセンサを用いて、異なるデータが収集されることが好ましい。例えば、製品ウェハのため収集されたツール状態データは、データの小さな部分を占め、非製品ウェハのため収集されたツール状態データは、データの大部分を占める。
【０１７３】
またデータ収集プランは、データ処理プランを含み、このプランは、スパイクカウント、ステップタイミング、閾値、およびクリップ限界値に関して、予想される観測パラメータの処理方法を構築する。
【０１７４】
データ予備処理プランが実行されると、生データファイルから時系列データが形成され、これがデータベースに保管される；時系列データから、ウェハサマリーデータが形成される；ウェハデータから、ロットサマリーデータが形成される。データ収集は、ウェハが処理された状態で実施される。ウェハがこの処理ステップから取り出されると、次にデータ予備処理プランが実施される。
【０１７５】
データ収集プランは、再利用可能であり、所望のデータ収集のため、ユーザによって構成される。データ収集プランは、１または２以上の別の処理モジュール上の１または２以上のセンサの配置で構成される。また、このプランは、関連するセンサによって収集されるべきデータ項の選択を含む。選択されたデータ項は、保管される。
【０１７６】
センサは、装置、機器、処理ツール、処理モジュール、センサプローブ、または観察データを収集したり、ソフトウェハセットアップの相互作用を要求したり、センサのようにシステムソフトウェアによって処理される他の物である。例えば、処理ツールおよび処理モジュールは、データ収集プランにおいて、これらがセンサであるかのように処理される。
【０１７７】
センサ形式が同一の場合、これらのいくつかは、ツールに同時に導入される。ユーザは、各データ収集プランに使用する特定のセンサを選択することができる。
【０１７８】
システム内で収集されたデータは、リアルタイムセンサ収集とデータベース記憶の間の一連のステップを介して、流通される。収集データは、記憶装置に送信され、この記憶装置は、リアルタイムメモリＳＱＬデータベースを有する。記憶装置は、ＡＰＣシステムのプランを介して、ユーザにより定義された異なるアルゴリズム、およびユーザにより定められたスクリプトによって処理されるデータの物理的な位置を提供する。
【０１７９】
ＡＰＣシステムは、各処理モジュールに、独立データ収集モードおよびセットアップモードを提供する；すなわち各処理モジュールは、いかなる他の処理モジュールとも独立であり、一つの処理モジュールのセットアップは、他の処理モジュールのデータ収集を妨害しない。これにより、半導体処理システムにおいて、非製造時間が最小限に抑制される。
【０１８０】
制御方針がＦＤＣプランを含む場合、ウェハ導入事象、処理開始事象、またはレシピ開始事象のような開始事象の後、ＦＤＣプランが実施される。プランの実行は、ルールに基づいて行われ、このプランは、ＳＱＬ命令文を含む。制御方針に関するＦＤＣプランによって、エラーおよび／または警告が検出されると、介入マネージャに、エラーおよび／または警告メッセージが送信され、この介入マネージャは、通知および／または介入のメッセージを送信する。
【０１８１】
５２５では、処理コンテクストに基づいて、解析方針が定められる。処理コンテクストは、実施される製作ステップおよびモニターされるツールに依存する。コンテクストは、特定の処理ステップ用に、どの解析方針および／またはプランを実行するかを決定する。例えば、解析方針が「ツールの健全性」のような処理に関する場合、解析方針のコンテクストは、「ツールの健全性」に関するコンテクストを含む必要がある。
【０１８２】
解析方針は、プランのフォルダであっても良い。解析方針および関連のプランは、データ収集後にデータを「解析」する。
【０１８３】
ある実施例では、処理コンテクストは、解析方針のリストと比較される。例えば、ＡＰＣサーバは、「処理開始」事象が生じると、現在の処理のコンテクストを入手する。処理コンテクストは、解析方針のリストと比較され、その後適当な方針が特定される。
【０１８４】
この方法では、検索順序が重要である。例えば、検索は、ＧＵＩ表内の前の順番で実施される。検索は、ＳＱＬ命令文を用いて実施されても良い。解析方針が特定されると、ＳＰＣプラン、ＰＬＳプラン、ＰＣＡプラン、ＭＶＡプラン、ＦＤＣプラン、介入プラン、およびユーザ定義プランのうちの少なくとも一つが決定される。プランＩＤは、「実行解析方針」モジュールに送信される。比較処理コンテクスト機能が実施された際に、整合方針が存在しない場合、ソフトウェアによって、ツール状態ＧＵＩ画面の欠陥フィールドにエラーメッセージが表示され、ユーザが正しい使用方針を同定するため、ポップアップウィンドウが提供される。
【０１８５】
ランコンテクストに合致する複数の解析方針があり、これらの解析方針は、特定の処理ツールにおいて、特定の時間に実施される。ユーザは、特定のコンテクストの範囲内で、方針をリスト上で上下させることにより、方針の順番を変更することができる。選択された方針の時間になったとき、ソフトウェアは、リストの上部を開始し、リストの下側に向かい、コンテクストによって定められた要求に合致する最初の方針が見出されると、その方針を最初に実行する。
【０１８６】
また、各解析方針には複数のプランがあり、ユーザは、解析方針の範囲内で、プランをリスト上で上下させることにより、プランの順番を定めることができる。実行されるプランの時間になると、ソフトウェアは、リストの上部を開始し、リストの下側に向かう。
【０１８７】
コンテクスト系の命令を使用する一つの方法は、コンテクストマッチングを行うことである。例えば、コンテクストマッチングを実行すると、現在処理されているウェハのコンテクストが使用される。あるいは、現在処理中の基板または他の半導体製品のコンテクストが使用されても良い。コンテクストが定められると、これが解析方針のコンテクストと比較される。コンテクストの整合が生じると、１または２以上の解析方針が実行される。
【０１８８】
解析方針が実行されると、解析プラン、介入プラン、および／またはＦＤＣプランが特定される。例えば、コンテクストマッチング実行ソフトウェアモジュールを使用することにより、動的なセットアップが可能となり、少なくとも一つの解析方針が実施可能となる。ある場合には、ウェハ取り出し事象が合図となって、システム制御器が現在のコンテクストデータを視察し、どの解析方針をランすべきかを決定し、対応するスクリプトを読み出し、関連するプランを決定する。
【０１８９】
５３０では、解析方針に関連するプランが実行される。ある実施例では、解析方針に関するプランは、終了事象の後に実行される。別の実施例では、終了事象は不要である。終了事象は、処理またはレシピステップが停止した際の時間点であり、コンテクストのベースとすることができる。例えば、ウェハの取り出し、レシピの停止、処理の停止、ステップの停止、ツールの停止を停止事象としても良い。また、停止事象は、ウェハが輸送チャンバから取り出された際、またはウェハが処理システムから取り出された際に生じる。
【０１９０】
解析プランが実施されると、ＳＰＣプラン、ＰＬＳプラン、ＰＣＡプラン、ＭＶＡプラン、ＦＤＣプラン、介入プラン、およびユーザ定義プランのうちの少なくとも一つが実施される。高品質製品を得る製作ランの間に収集されたデータは、「良好なツール状態」の構築に使用され、収集データは、その後、このベースラインモデルを用いて解析され、リアルタイムでツールが正確に稼働しているかどうかが判断される。
【０１９１】
解析方針は、品質制御（ＱＣ）評価の一部として、ツールの適正状態を定めるために構築される。例えば、ツールの適正状態解析方針およびそれに関するプランの実施によって、システムまたは処理ツールのようなシステムの一部が、確実に適正に作動するようになる。ツール適正状態解析方針およびそれに関するプランは、所定の時間に、またはユーザによって定められたときに実施される。ツール適正状態解析方針およびそれに関するプランが実施されると、診断モデルを用いて、診断ウェハデータが解析され、診断モデルには、ＳＰＣチャート、ＰＬＳモデル、ＰＣＡモデル、ＦＤＣモデル、およびＭＶＡモデルが含まれる。
【０１９２】
解析方針およびそれに関するＦＤＣプランは、乾燥関連処理、およびチャンバ指紋処理のような処理モジュール特徴化処理のため、構築され実施される。例えば、清浄化またはメンテナンス処理（すなわち湿式洗浄）の後、チャンバ特徴化関連の方針、プランおよびレシピを用いて、多くのダミーウェハが処理される。ユーザは、システムの一部である方針およびプランを使用したり、あるいはユーザは、ＡＰＣシステムおよびＦＤＣシステムを用いたＦＤＣプランを用いて、容易かつ迅速に、新たなチャンバ特徴化関連制御方針を開発することができる。これらのチャンバ特徴ランからのデータを用いることにより、さらに処理、ツール、および／またはＦＤＣモデルが洗練される。データは、最適な制御方針、Ｒ２ＲモデルおよびＦＤＣモデルを解析し、同定することに使用することができる。
【０１９３】
解析方針は、ＦＤＣを含む場合、ＦＤＣプランは、ウェハ取り出し事象、レシピ停止事象、バッチ停止事象、またはロット停止事象のような終了事象の後に実施される。実施は、ルールに基づいて行われ、ＳＱＬ命令文を有する。代替実施例では、ＦＤＣプランは、終了事象と独立して作動しても良い。解析方針に関連するＦＤＣプランによって、エラーおよび／または警告が検出されると、ＦＤＣプランは、介入マネージャにエラーおよび／または警告メッセージを送信し、介入マネージャは、エラーおよび／または警告メッセージを処理し、通知および／または介入のメッセージを送信する。
【０１９４】
制御方針ＦＤＣプランおよび解析方針ＦＤＣプランは、独立に作動しても良い。各ＦＤＣプランは、他のＦＤＣプランの動作を把握する必要はない。その結果、動作にいくつかの冗長性または不一致が生じ得るが、介入マネージャを使用することにより、いかなる問題も解消される。
【０１９５】
５３５では、質問が行われ、エラーが検出されているかどうかが判断される。エラーが検出されている場合、手順５００は、５５０に分岐する。エラーが検出されていない場合、手順５００は、５４０に進む。
【０１９６】
５５０では、介入プランが実施される。介入プランでは、以下の処理が実行される：各ＦＤＣプランからのメッセージ（警告）の取得；異なるＦＤＣプランからの動作の分類；メールおよびログ用の、ツールＩｄ、レシピＩｄ、レシピ開始時間等の処理条件の付加；ログファイル／データベースの保管；介入マネージャへの適切なメッセージの送信。
【０１９７】
介入プランは、データ解析の結果採用される、多くの異なる動作を含む。例えば、これらの動作には：疑わしいウェハまたはロットのフラグ化と、システムオーナおよび／またはツールオーナへの通知；エンジニアがデータを見て判断を行うための、ページまたは電子メール；データが評価され、使用禁止が解除されるまでの、処理ウェハのツールの使用禁止；ツールの停止、または残りのウェハがツールから取り出されるようなツールの「オフライン化」；チャンバ洗浄またはメンテナンス処理の開始；が含まれる。
【０１９８】
各処理ステップの間、一つの介入プランのみが実行されることが好ましい。介入プランの実行は、ＦＤＣ制御器内で行われる。例えば、介入プランは、他のプランから情報（メッセージ）を入手する。この情報には、プランＩＤ、提案動作のメッセージ、欠陥のメッセージ、復旧のメッセージ、および動作リストが含まれる。
【０１９９】
介入プランが実施されると、介入マネージャにより、適切な動作に関するメッセージが送信される。例えば、動作候補には：状態画面への欠陥メッセージの表示；次のウェハの前に、処理を休止するためのメッセージの送信；次のロットの前に、処理を休止するためのメッセージの送信；１または２以上のツールへの、休止または停止メッセージの送信；１または２以上の処理モジュールへの、休止または停止メッセージの送信；１または２以上のセンサへの、休止または停止メッセージの送信；システムオーナ、ツールオーナまたは処理オーナへのメールの送信；が含まれる。例えば、「停止」メッセージがツールに伝達されると、既にツール内にあるウェハの処理が継続され、「中断」メッセージがツールに伝達されると、ツール内にあるウェハの処理が行われず、これらのウェハがキャリアに戻される。
【０２００】
ある場合には、ＦＤＣおよび／またはＡＰＣシステムは、人の介入がなくても、介入により問題に対処することができる。他の場合は、人の介入が必要となる。例えば、ユーザは、システムからのデータにアクセスし、欠陥の性質を判断し、処理を継続するか中止するかを決定する。ユーザが処理を中止した場合、ツールは、修理状態となる。ユーザは、ツール画面からのこれを行うことができる。例えば、ユーザは、チャンバの湿式洗浄を行うことを決定する。湿式洗浄、点検、および処理試験の後、欠陥が検出されなくなった場合、次のウェハに対して処理が再開される。ＦＤＣおよび／またはＡＰＣシステムは、「ツールの健全性」チャートをユーザに提供する。例えば、チャートには、圧力計データ、マスフローデータ、リークデータ、ポンプデータ、ガスシステムデータ、カセットシステムデータ、および搬送システムデータが含まれる。チャートは、１または２以上のツール、１または２以上のモジュール、１または２以上のウェハ、１または２以上の処理ステップ、および異なる時間用に、リアルタイムデータ、履歴データ、およびリアルタイムデータと履歴データの組み合わせを表示する。
【０２０１】
５４０では、質問が行われ、処理が完了したかどうかが判断される。処理が完了した場合、手順５００は、５６０に分岐し、手順５００が完了する。処理が完了していない場合、手順５００は、５１５に進み、図５に示すように、手順５００が継続する。
【０２０２】
ツールが生産状態にない場合、ＡＰＣシステムを用いて、ツールのエラーが検出および分類され；製造の間に、ツールエラーが検出および分類され；製造の間に、ツールエラーが検出および補正され；製造の前に、ツールエラーが予測され；製造の後、ツールエラーが予測される。例えば、ツール状態モニタリングシステムは、例えば自動セットアップ機能、自動チェック機能、および自己チェック機能のような多くの自己モニタリング機能を実施する処理ツールと連動する。ツールが機械事象をリアルタイムで送信すると、モニタリングシステムは、データをリアルタイムでモニターし、ツールが非リアルタイムでデータを送信すると、モニタリングシステムは、ツールがデータ（すなわち、機械ログに保管されたデータ）を送信した直後にデータを処理する。ツールデータには、リーク速度チェック、ゼロオフセット、履歴事象、警告情報、および処理ログデータのような情報が含まれる。
【０２０３】
システムは、ＦＤＣアプリケーション、チャンバ指紋アプリケーション、乾燥完了アプリケーション、消耗寿命予測、湿式洗浄サイクルアプリケーション、および部品組立体の診断アプリケーションに使用される、方針、プラン、およびベースラインモデルを有する。また、ＡＰＣシステムは、処理ツールからＡＲＡＭＡＳ（自動信頼性、利用可能性および保守性の標準）ログを収集し、解析する。ＡＰＣシステムは、データ収集プランの一部として、このデータ収集を実行する。
【０２０４】
システムは、メンテナンスデータを収集し、これを解析するための方針およびプランを有する。データ収集プランは、消耗部品および保守部品を含む。例えば、これらの部品には、フォーカスリング、シールドリング、上部電極、等が含まれる。メンテナンスデータ方針およびプランは、ツールのタイプ、処理モジュールタイプ、およびその数等に依存する。デフォルトのメンテナンスデータ方針およびプランは、ツールセットアップ、処理モジュールセットアップ、および追加センサセットアップ情報の一部として、自動で構成される。ユーザは、デフォルト設定を変更することができる。メンテナンスデータを使用して、ウェハからウェハへのＦＤＣ、バッチからバッチへのＦＤＣ、またはロットからロットへのＦＤＣが提供される。
【０２０５】
システムは、異なるタイプの警告情報を保管し、図６に示すように、警告サマリー画面６００のような、１または２以上のＧＵＩ画面に、メッセージが表示される。ある実施例では、警告サマリー画面は、表６０１を含み、この表は、警告数６０２、警告時間６０４、警告同定情報６０６、警告の記載６０８、警告タイプ６１０、警告が設定されたか消去されたかの表示６１２、警告を発したツールの表示６１４、警告を発したモジュールの表示６１６、警告の源６１８を含む。警告群には、ツールで生じた警告、ソフトウェアで生じた警告、ランルール違反によって生じた警告が含まれる。ソフトウェアアプリケーションは、多くの異なる環境で、ソフトウェア警告を発する。例えば、重要度レベルが変化する警告は、開始の際、運転停止の際、ツールおよび／またはモジュールとの接続の際、ツールおよび／またモジュールとの接続解除の際、制御動作が失敗した際、および何らかのエラーに遭遇した際に生じる。ソフトウェア警告は、エラーコードの割り当てにより、識別することができる。
【０２０６】
ある実施例では、処理システムおよびホストシステムは、協働して、警告および／または欠陥に対する正確な応答を決定し、適当な手順を用いて、ウェハが処理される。
【０２０７】
Ｒ２Ｒ制御器およびＦＤＣシステムは、協働して、マルチパスの処理を実施する。例えば、処理モジュールを介する一つのパスによっては、所望の処理結果が得られない場合、ウェハ処理の際に、１または２以上の追加のパスが必要となる。この場合、Ｒ２Ｒ制御器またはＦＤＣシステムによるエラーは生じない。また、ウェハに分離構造および入れ子構造が存在する場合、Ｒ２Ｒ制御器およびＦＤＣシステムはウェハ処理の際に協働する。
【０２０８】
図７には、本発明の一実施例によるＦＤＣ制御方針画面７００の一覧図を示す。ＦＤＣ制御方針画面は、多数の構成項目を有する。方針名称フィールド７０２は、ＦＤＣ制御方針名称の入力／編集に使用される。記述フィールド７０４は、ＦＤＣ制御方針記載の入力／編集に使用される。モデルフィールド７１４は、ＦＤＣ制御方針のモードの入力／編集に使用される。例えば、このモードには、標準モードおよびシミュレーションモードが含まれる。有効化ボックスは、ＦＤＣ制御方針の有効化、無効化に使用される。
【０２０９】
ロードポートフィールド７０６は、処理ツールからのロードポート情報のリストを得るために使用される。ロードポート更新ボタン７１２は、リフレッシュ機能として使用され、これを用いて、処理ツールから、現在のロードポート情報を得ることができる。
【０２１０】
システムレシピフィールド７１６は、処理ツールからシステムレシピリストを得るために使用される。システムレシピ更新ボタン７１８は、リフレッシュ機能として使用され、これを用いて、処理ツールから、現在のレシピ情報を得ることができる。例えば、システムレシピ名称のような、１または２以上のコンテクスト事項を整合させることにより、システムレシピ名称を用いて、ＦＤＣ制御方針が開始される。
【０２１１】
搬送ルートフィールド７０８は、選択されたロードポート用の搬送ルート、および処理ツールからのシステムレシピを得るために使用される。搬送ルート更新ボタン７１９は、リフレッシュ機能として使用され、これを用いて、処理ツールから、現在のレシピ情報を得ることができる。
【０２１２】
測定データ欠陥フィールド７１０は、以下のオプションからの測定データ欠陥動作の入力／編集に使用される：ツール処理レシピ（公称レシピ）の使用−ソフトウェアは、処理ツールに情報を送信し、処理ツールは、ツール処理レシピを使用する；非使用処理レシピ（無効レシピ）−ソフトウェアは、処理ツールに、ウェハに関する無効レシピ情報を送信し、ウェハは、処理されずに、チャンバに入り、チャンバから取り出される。例えば、ＰＭ休止命令を用いて、処理モジュールが休止され、システム休止命令を用いて、搬送システムを含むシステムが休止される。
【０２１３】
制御欠陥フィールド７２０は、以下のオプションからの制御欠陥オプションの入力／編集に使用される：ツール処理レシピ（公称レシピ）の使用−ソフトウェアは、処理ツールに表示を送信し、処理ツールは、ツール処理レシピを使用する；非使用処理レシピ（無効レシピ）−ソフトウェアは、処理ツールに、ウェハに関する無効レシピ情報を送信し、ウェハは、処理されずに、チャンバに入り、チャンバから取り出される；ＰＭ休止−処理モジュールが休止される；システム休止−搬送システムを含むシステムが休止される。
【０２１４】
また、多くの使用コンテクスト特定フィールド７２１は、追加コンテクスト事項が必要な場合、これらの追加のコンテクスト適合事項を提供するために使用される。ロットＩＤフィールドは、ロット識別子の入力／編集に使用され、ウェハＩＤフィールドは、ウェハ識別子の入力／編集に使用され、ＣＪＩＤフィールドは、制御ジョブ識別子の入力／編集に使用され、ＰＪＩＤフィールドは、処理ジョブ識別子の入力／編集に使用され、カセットＩＤフィールドは、カセット識別子の入力／編集に使用され、キャリアＩＤフィールドは、キャリア識別子の入力／編集に使用され、スロットフィールドは、スロット数の入力／編集に使用され、基板ＩＤフィールドは、基板識別子の入力／編集に使用され、ウェハタイプフィールドは、ウェハタイプの入力／編集に使用され、スクライブウェハＩＤフィールドは、スクライブウェハ識別子の入力／編集に使用され、一つの開始時間フィールドは、開始時間の入力／編集に使用され、第２の開始時間フィールドは、終了時間の入力／編集に使用される。
【０２１５】
図７に示すように、本発明のある実施例では、ＤＣ制御方針は、１または２以上のＦＤＣ制御プランを含む。また、制御（フィードフォワード）プランタブ７２２およびフィードバックプランタブ７２４は、新たなＦＤＣ制御プランの形成に使用され、ＦＤＣ制御プランがＦＤＣ制御方針と関連付けられ、ＦＤＣ制御プランが編集される。
【０２１６】
このように、ユーザは、ＦＤＣ制御方針画面を用いて、ＦＤＣ制御方針構成を実施することができ、既存のＦＤＣ制御方針を閲覧したり、新たなＦＤＣ制御方針を形成したり、既存のＦＤＣ制御方針を複製したり、既存のＦＤＣ制御方針を編集したり、既存のＦＤＣ制御方針を除去したり、ＦＤＣ制御方針を評価したりすることができる。例えば、ドロップダウンリストを用いて、動作の方法が選択される。
【０２１７】
図８には、本発明の一実施例によるＦＤＣ制御プラン編集画面８００の一覧図を示す。ＦＤＣ制御プランを形成するため、ユーザは、プラン名を選択し、新たな制御プランまたは既存のプランもしくはモデルを選択することができる。例えば、ＦＤＣ制御方針画面には、ドロップダウンメニューが表示され、追加プランの選択が選定される。
【０２１８】
ＦＤＣ制御プラン画面は、複数のフィールドを有する。プラン名称フィールド８０２は、ＦＤＣ制御プランの名称の入力／編集に使用される。モジュールフィールド８０６は、モジュール名称の入力／編集に使用される。例えば、プランが方針と関連する場合、モジュールフィールドは、自動的に満たされても良い。プランが関連しない場合、モジュールフィールドを用いて、処理モジュールまたは測定モジュールが選定される。レシピフィールド８０８は、レシピの入力／編集に使用される。例えば、プランが方針に関連する場合、レシピフィールドは、自動で満たされても良い。プランが関連しない場合、フィールドを用いて、処理モジュール用の処理レシピが選定され、あるいは測定モジュール用の測定レシピが選定される。
【０２１９】
記述フィールド８０４は、プランの記載の入力／編集に使用される。更新フィールド８１０には、プランの最後の変更時間が表示される。
【０２２０】
データソース表８１２は、データ源の入力／編集に使用される。例えば、ＦＤＣプランデータ源画面が開かれても良い。データ源表には、ソース種、データ源記載、およびデータ源パラメータ／値が含まれる。例えば、選択されたソース種によって、データ源画面に表示されるオプションが定められる；「ＴｅｌｉｕｓＯＤＰ」タイプを使用した場合、処理ツールの一部となる統合測定モジュールデータ源が定められる；「所望の出力」タイプでは、ユーザは、制御器用の固定ユニットを入力することができる；「フィードバックオフセット」タイプでは、ユーザは、持続的なフィードバック変数を定めることができる；「制御プラン値」では、ユーザは、異なる制御プランの結果を参照して、変数を形成することができる（入れ子式のプランを形成する）；「統合測定サイトフィルタ処理」タイプでは、各データ源が選択されると、各オプションの記載を有する表が形成される；「コンテクスト項目」タイプでは、ユーザは、スロット＿ＩＤ、ウェハ＿ｉｄ、またはウェハ数のようなコンテクスト事項を参照して、変数を形成することができる。
【０２２１】
符号は、シンボルドロップダウンリストから選定され、ソースタイプは、データ源タイプドロップダウンメニューから選定される。例えば、データ源情報フィールドは、選択されたデータ源に応じて変化する。
【０２２２】
２つの入力データ源（ｄ１、ｄ２）が示されているが、本発明は、これに限られるものではない。異なる数の入力データ源を使用しても良く、各入力データ源は、異なるシンボル値を有しても良い。データ源は、所望の処理結果または較正データ項のような、制御プラン値となる。また、データ源は、ＯＤＰツールであっても良く、Ｔｅｌｉｕｓのような処理ツールの一部であっても良い。また、別のデータ源は、ＳＥＭであり、パラメータ／値は、ＣＳ＝ＳＥＭデータのような実際の測定データであっても良い。
【０２２３】
通常の場合、処理制御には、処理モジュールに到達する前のウェハで測定された測定情報に使用される、処理モジュールレシピの更新ステップが含まれる。制御器は、予備処理データを用いて、各種物理的モジュールに対して、どの程度の巡回が必要であるかを決定する。所望の処理結果は、モデル式において「ｙ」値となる。所望の処理結果「ｙ」が正しい値である場合、タスクが決定される。
【０２２４】
ターゲット計算フィールド８１４では、ＦＤＣ制御プラン画面に、ターゲット計算が入力される。例えば、ターゲット計算は、データ源項と等しくなるように設定される。あるいは、一組のデータを別の組のデータと相関付ける式が入力されても良い。また、ターゲット計算は、追加の補正項を有しても良い。例えば、追加の補正因子が使用され、フォトレジストステップのような別のステップで生じる誤差が補正される。新たなターゲット値は、ランタイムでまたはランタイムの前に計算された変数であっても良く、ターゲット値の計算に、式が使用されても良い。
【０２２５】
また、新たな下限および上限が使用され、これらの値が、下限フィールドおよび上限フィールドに入力されても良い。例えば、新たな下限値および上限値は、一定であっても、ランタイムでまたはランタイムの前に計算された変数であっても良く、新たな下限値および上限値の計算に、式が使用されても良い。
【０２２６】
モデル選択フィールド８１６は、静的なモデルおよび／または式モデルの入力／編集に使用される。例えば、モデルタイプの選択項の下で、モデルタイプの入力／編集に、表の選択項が使用される。表項目からドロップダウンリストが表示され、ドロップダウンリストから、選択が行われる。あるオプションでは、ドロップダウンリストによって、新たなモデルが形成され、他のオプションでは、使用または修正のため、既存のモデルが表示に使用され、選択される。各モデルタイプは、モジュール名称、ターゲット値、下限値、上限値、およびこれに関するレシピ出力を有する。新たなモデルが形成されると、新たなモデルタイプが使用され、これがモデルタイプフィールドに入力され、新たなモデル名称が使用され、これがモデル名称フィールドに入力される。
【０２２７】
予想結果計算フィールド８２０は、新たな予想結果値の入力、または既存の予想結果値の選定に使用される。予想結果値は、予想結果を得る式であっても良い。例えば、名称、ターゲット計算、およびモデル選択情報が入力されると、制御プランが保管される。
【０２２８】
フィールド８１８は、モデルリスト内に多数のモデルを含んでいる。モデルタイプによって、静的モデルまたは式モデルのいずれかを選定することが可能となる。モデル名称フィー得ウドは、利用可能なモデルの名称を一覧表示する。例えば、新たなモデルを形成するため、ドロップダウンリストから、「新静的レシピ」オプション、または「新式レシピ」オプションが選択される。静的制御プランは、１または２以上の静的レシピを含むように形成される。例えば、１０以上の静的モデルが示される。静的モデルは、同じターゲット値（ｔ１）を有するものが示されても良いが、これは必ずしも必要ではない。異なる数の静的モデルおよび／または式モデルを用い、各モデルが異なるターゲット値を有しても良い。各静的レシピが使用されると、新たなターゲット値が計算される。静的レシピモデルは、下限値および上限値によって定められる異なる作動範囲を有しても良い。また、静的レシピモデルは、異なる静的レシピ出力を有し、各静的レシピ用に異なる静的レシピ出力が定められても良い。
【０２２９】
ＦＤＣ制御プランは、静的モデルレシピ、式モデルレシピ、またはこれらの組み合わせを含む。制御器は、モジュールの制御プランを自動発生する。処理レシピは、１または２以上の処理を含み、各々の処理は、１または２以上の処理ステップを有する。処理レシピは、単一のチャンバ内、または複数のチャンバ内で実施される。処理レシピは、公称レシピ、静的レシピおよび式モデルのうちの少なくとも一つを用いて構成される。
【０２３０】
静的レシピは、単一のレシピ組であり、特定の処理結果を得るために使用される。静的レシピ組は、表ベースの制御器の構成に使用され、あるいは静的レシピは、同一レシピが使用される所望の出力範囲を処理するため、式モデルとともに使用される。静的レシピとともにフィードバックが使用されると、単一の予想処理結果は、各静的レシピに使用される制御プラン内で特定される。
【０２３１】
ソフトウェアおよび本願で提供される関連ＧＵＩ画面は、複数の言語で利用することができる。ＧＵＩ画面レイアウトは、国際的なツールの導入を可能にするように構成される。多くの国のユーザは、使用および理解が容易な、コンテクストベースデータ管理ソフトウェアを見出すことができる。システムが導入され、またはシステムが構成されると、ソフトウェアは、ユーザのため、全ての必要なデータベースおよびファイルを形成する。コンテクストベースデータ管理ＧＵＩ画面は、システムと各種レベルのエンドユーザの間に、相互作用手段を提供する。
【０２３２】
ソフトウェアは、導入時ならびに構成が変化した後に、機械タイプおよびハードウェハ配置を構成する。例えば、ユーザプロファイルは、言語およびユーザの好みで構成され、画面には、タッチ画面のみ、キーボードとマウスによる支援、複数の言語−日本語、英語、フランス語、ドイツ語など、ユーザ分類システム、分類レベル、ＰＥ、ＥＥ、オペレータ、カラーブラインド−グレースケール／パターンもしくはカラー、左から右、上から下への作業の流れ、アイコン、画面または文字、および静的タブのような特徴が提供される。
【０２３３】
本発明のある実施例のみについて、詳細を説明したが、実施例において、本発明の革新的な示唆および利点から実質的に逸脱しないで、多くの変更が可能であることは、当業者には容易に理解される。従って、そのような全ての変更は、本発明の範囲に属することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【０２３４】
【図１】本発明の実施例による処理システムの一ブロック図である。
【図２】本発明の実施例による統合処理システムの単純化されたブロック図である。
【図３】本発明の実施例による欠陥管理処理の単純化されたフロー図である。
【図４】本発明の実施例によるＦＤＣシステムとＲ２Ｒの単純化されたフロー図である。
【図５】本発明の実施例による半導体処理システムにおける処理ツールの欠陥検出および分類（ＦＤＣ）処理を行う際の単純化されたフロー図である。
【図６】本発明の実施例による警告サマリー画面の一外観を示した図である。
【図７】本発明の実施例によるＦＤＣ制御方針画面の一外観を示した図である。
【図８】本発明の実施例によるＦＤＣ制御プラン編集画面の一外観を示した図である。
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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