(57)【要約】【課題】高度なプロセス制御を行うための制御式の開発効率を高めて、実際の生産ラインに迅速に適用することが可能な生産プロセス工程管理方法を提供する。【解決手段】複数の製造プロセス工程にプロセス条件を個々に設定するための制御式を検証するに際して、複数の各製造プロセス装置１，２による処理情報Ｄ１と処理結果の測定情報Ｄ２または検査情報Ｄ３とを、工程管理サーバ１０に通知し、工程管理サーバ１０は、生産に使用中の制御式と開発中の制御式とに通知された各情報Ｄ１〜Ｄ３をそれぞれ代入して計算を行った後、工程管理サーバ１０の計算結果に基いて複数の各制御式の可否をそれぞれほぼ同時に検証する。【選択図】　　図１
2004055778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の製造プロセス工程を経て、この各製造プロセス工程にプロセス条件を個々に設定して制御することで被加工物を処理する生産プロセス工程管理方法であって、
前記各製造プロセス工程による処理情報と処理結果の測定情報または検査情報とを工程管理サーバに通知し、
前記工程管理サーバは、生産に使用中の制御式と開発中の制御式とに前記通知された各情報をそれぞれ代入して計算を行った後、
前記工程管理サーバの計算結果に基いて複数の各制御式の可否をそれぞれほぼ同時に検証することを特徴とする生産プロセス工程管理方法。
【請求項２】
前記開発中の制御式は、製造プロセス装置による加工後の測定結果に基いて前記制御式の加工結果予測を行ったのち、加工結果の実測値と予測値とを比較して検証する請求項１に記載の生産プロセス工程管理方法。
【請求項３】
加工結果予測は、ガウス関数または１次関数を用いて行う請求項２に記載の生産プロセス工程管理方法。
【請求項４】
前工程の加工結果に基づき次工程に指示するための制御情報を作成するのに先立って、前記制御式における前記加工結果を必要としない部分の計算を予め行って中間情報を生成し、この中間情報と前記加工結果とに基づく計算により前記制御情報を作成する請求項１〜３の何れかに記載の生産プロセス工程管理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製造プロセス工程を構成する処理装置に対しプロセス条件（加工処理条件）をデータに基づき制御するための制御式の可否を検証する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置の微細化のポイントとなるフォトリソグラフィ工程での生産性を大きく低下させている要因の一つは、テストウェハによる事前の条件設定の工程が存在することである。この工程は、例えば、ウェハ１枚にレジストを塗布した後、露光および現像を行い、レジストパターンの寸法測定を行う。その結果に基づいて露光エネルギおよびフォーカス位置を決定する。さらに重ね合わせ精度の測定を行う。それによってアライメント補正量を決定する。例えば、パターンのシフト量（パターン横ずれ量）、スケーリング（放射状の倍率）、ウェハ回転、直交性、ショット回転、ショット倍率などの露光条件補正量を決定する。その後、本体ウェハ上にレジストパターン形成を行う。
【０００３】
近年では、液晶パネルや半導体装置などの製造工場の製造プロセス工程において、その製造プロセス工程を構成する処理装置の歩留り安定化や上述のテストウェハの削減などを目的として、処理装置の処理結果をフィードフォワード／フィードバックすることによってプロセス条件を制御する方法、いわゆるＭＢＰＣ（Ｍｏｄｅｌ　Ｂａｓｅｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　）が採用されつつある。
【０００４】
例えば、上述のフォトリソグラフィ工程には、回路パターンを基板上に焼き付けるプロセス工程が存在するが、このプロセス工程では、現像後のパターン寸法やフォトマスクと基板面のアライメント精度を一定に保つことを目的として、それぞれの加工終了後にパターン寸法およびアライメントのずれ量などの測定を実施して、その測定結果に基づいてプロセス条件の調整が行われる。このような調整方法は、例えば、特開平１１−１６８０５号公報において提案されている。すなわち、上記調整方法は、既に処理された数ロットの加工履歴から、予め定められた制御式に基づいて、その時の装置状態や基板状態に応じた適当なプロセス条件を導き出すものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のプロセス条件を調整するためには、予め制御式を設定しておく必要があり、また、その制御式の開発に際しては、制御式の精度が製品品質に直結することから、非常に厳密な検証を行うことが求められる。そのため、制御式を実用化するまでには、多くの時間と検証のためのテストを要するだけでなく、制御式を新規に開発したり、一度実施された制御式に変更を加えたりすることが困難であった。
【０００６】
また、制御式の検証は、一般に、生産ラインとは別の開発・実証ラインで行われる。何故ならば、開発中の制御式の検証を稼働中の生産ラインで行う場合には、生産ラインでの生産が停止しないように、処理の結果に基づき収集した情報を即座にフィードバックしてプロセス条件の調整を行わなればならないので、調整のための処理が時間的に間に合わず、また、蓄えられる情報にも限りがあるので、十分な検証が行えない。一方、十分な処理時間を確保するために生産ラインの生産を停止した場合には、稼働率が大きく低下してしまう。そのため、生産ラインにおいては、生産中の製品のプロセス条件を制御するための単一の制御式の検証のみを行っているのが実情である。さらに、新たに開発した制御式を実際に生産が行われる生産ラインへ適用する時には、生産ラインでの検証が再び必要となり、しかも、この適用時には、開発・実証ラインと生産ラインとの差異により、所望の結果が得られないといった不具合か発生することがある。
【０００７】
製品に対する要求は、今後益々高度化して、加工プロセスの複雑化が進展することが予想される。そのために、上記ＭＢＰＣのような高度な製造プロセス制御の必要性が年々高まっており、その実現へのスピード化が要望されている。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、ＭＢＰＣによる高度なプロセス制御を行うための制御式の開発効率を高めて、実際の生産ラインに迅速に適用することが可能な生産プロセス工程管理方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る生産プロセス工程管理方法は、複数の製造プロセス工程を経て、この各製造プロセス工程にプロセス条件を個々に設定して制御することで被加工物を処理する生産プロセス工程管理方法であって、前記各製造プロセス工程による処理情報と処理結果の測定情報または検査情報とを工程管理サーバに通知し、前記工程管理サーバが、生産に使用中の制御式と開発中の制御式とに前記通知された各情報をそれぞれ代入して計算を行った後、前記工程管理サーバの計算結果に基いて複数の各制御式の可否をそれぞれほぼ同時に検証することを特徴としている。
【００１０】
この生産プロセス工程管理方法では、生産ラインで実際の加工に使用中の制御式と、開発中または評価中の制御式の双方の検証を同時に実行することにより、制御式の開発効率を格段に高めて開発期間を大幅に短縮することが可能となり、しかも、稼働中の生産ラインでの加工結果に基づき確認することから、開発した制御式を生産ラインに支障なく適用することができるとともに、その制御式を使用中においても継続的に見直しできるので、製品品質の向上も期待できる。
【００１１】
上記発明における開発中の制御式は、製造プロセス装置による加工後の測定結果に基いて前記制御式の加工結果予測を行ったのち、加工結果の実測値と予測値とを比較して検証することが好ましい。
【００１２】
これにより、開発中の制御式は、生産に使用中の制御式の検証と並行しながら生産ラインでの加工結果や測定結果に基づいて効果的に検証できるので、従来に比較して開発に要する時間を短縮することができるとともに、次ロットの製品の生産に際してそのまま使用することができ、しかも、従来のように生産ラインとは別の開発・実証ラインで検証する場合とは異なり、生産ラインで使用して所望の結果を確実に得ることができる。
【００１３】
同上の手段における加工結果予測は、ガウス関数または１次関数を用いて行うことが好ましい。これにより、加工結果予測を算出するための計算が容易となって、迅速に結果を導き出すことができるので、処理時間を短縮することができ、ハードウェア条件による処理時間の制約を受けることがない。
【００１４】
上記発明において、前工程の加工結果に基づき次工程に指示するための制御情報を作成するのに先立って、前記制御式における前記加工結果を必要としない部分の計算を予め行って中間情報を生成し、この中間情報と前記加工結果とに基づく計算により前記制御情報を作成することが好ましい。
【００１５】
これにより、中間情報を生成する際には或る程度の時間を要するが、被加工材の加工頻度や工程フローを考慮した適当な生成タイミングを設定することにより、生産に影響を及ぼすことなく、計算要求に対する応答速度を短縮できる。このように、制御式に対する計算を２段階に行うことにより、計算要求に対する応答時間を短縮することができ、処理時間に対する制約を緩和することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る生産プロセス工程管理システムのブロック構成図である。この生産プロセス工程管理システムでは、製造プロセス工程を構成する複数（この実施の形態では、説明を簡略化して理解を容易にする便宜上、２つのみ図示）の製造プロセス装置１，２と測定装置３とが矢印で示す生産ラインに沿って設置されており、各製造プロセス装置１，２および測定装置３には、これらを個々に制御するための管理端末４，７，８が設置されている。データベース９が設けられた工程管理サーバ１０には、各製造プロセス装置１，２、測定装置３および検証用Ｉ／Ｆ１１が、工場内部で構築されているＬＡＮなどの内部ネットワーク１２を通じて接続されている。検証用Ｉ／Ｆ１１は、生産ラインで使用中の制御式とは別の開発中の制御式の検証をも行うものである。
【００１７】
製造プロセス装置１，２は、対応する管理端末４，７の制御および情報管理を受けて、予め設定された処理時間、処理温度および処理圧力などのプロセス条件に基づいて被加工物１３にプロセス加工処理を施して、被加工物１３を所定の製品１４に仕上げる。測定装置３は、対応する管理端末８の制御および情報管理を受けて、加工過程の被加工物１３または／および完成した製品１４に対する所要の測定項目の測定または／および所要の検査項目の検査を行う。このとき、工程管理サーバ１０は、各製造プロセス装置１，２のプロセス条件を決定して、そのプロセス条件を管理端末４，７に通知する。管理端末４，７は、対応する製造プロセス装置１，２に対して、工程管理サーバ１０から通知されたプロセス条件を設定して制御する。
【００１８】
つぎに、上記製造プロセス工程管理システムにおける実際の加工の際に行われる処理手順について説明する。先ず、被加工物１３は第１の製造プロセス装置１により加工処理を施され、この加工処理の結果である処理情報Ｄ１が第１の管理端末４を介して工程管理サーバ１０に通知される。このとき、或る被加工物１３が既に各製造プロセス装置１，２で加工処理を施されたのち測定装置３で測定または／および検査されている場合には、そのときの測定情報Ｄ２または／および検査情報Ｄ３が工程管理サーバ１０に通知されている。
【００１９】
工程管理サーバ１０は、生産ラインに使用中の制御式に上記処理情報Ｄ１および測定情報Ｄ２またはおよび／検査情報Ｄ３を代入して計算を行う。この制御式の計算結果は、制御情報Ｄ４として第２の製造プロセス装置２の管理端末７に通知され、管理端末７は、その制御情報Ｄ４に基づくプロセス条件を設定して第２の製造プロセス装置２による加工処理を制御する。その第２の製造プロセス装置２による処理結果は測定装置３で測定または／および検査されて、その測定結果の測定情報Ｄ２または／および検査結果の検査情報Ｄ３が工程管理サーバ１０に通知される。工程管理サーバ１０は、上述の制御式の計算結果情報Ｄ５を検証用Ｉ／Ｆ１１に対し通知し、検証用Ｉ／Ｆ１１の担当者は、生産に使用中の制御式が、例えば製造プロセス装置１，２の処理能力に合致したものであるか否かなどの評価処理を行って、その制御式が正しいか否かの検証を行う。
【００２０】
このとき同時に、工程管理サーバ１０では、上記生産に使用中の制御式とは別に開発中の制御式を検証するための計算をも行う。すなわち、上述の開発中の制御式とは、例えば次ロットの製品の加工条件を制御するためのものであって、生産に使用中の制御式の一部の因子を変更または別の因子を付加した複数の制御式を作った上で、それらのうちの何れの制御式が正しいのかを検証用Ｉ／Ｆ１１で検証して決定される。具体的には、工程管理サーバ１０において、製造プロセス装置１からの処理情報Ｄ１および測定装置３からの測定情報Ｄ２または／および検査情報Ｄ３を上記複数の各制御式に使用できるように変換したのち、その複数の各制御式にそれぞれ代入して計算を行う。
【００２１】
この計算結果情報Ｄ５は検証用Ｉ／Ｆ１１に通知され、検証用Ｉ／Ｆ１１では、開発者または製造担当者が通知された情報Ｄ１〜Ｄ３を開発中の制御式の検証を行うのに利用する。具体的に説明すると、検証用Ｉ／Ｆ１１では、例えば、１秒当たりの薄膜の研削量や形成された薄膜の膜厚などといった製造プロセス装置１，２の経年劣化に伴う現在の処理能力に関連する情報を工程管理サーバ１０から受けて、この情報に基づいて開発中の制御式が正しいか否かの検証を行う。
【００２２】
上述のように、工程管理サーバ１０では、同時に複数の制御式の計算を実行するのであるが、情報が供給されるタイミングと情報を要求されるタイミングとが異なることから、生産に使用中の制御式の計算と開発中の制御式の計算とを異なるタイミングで行うことができるとともに、制御式や計算結果をデータベース９に一時記憶することによって、計算に必要な処理時間を十分に確保できる。これにより、開発中の制御式は、生産に使用中の制御式の検証と並行しながら生産ラインでの加工結果や測定結果に基づいて効果的に検証できるので、従来に比較して開発に要する時間を短縮することができるとともに、次ロットの製品の生産に際してそのまま使用することができ、しかも、従来のように生産ラインとは別の開発・実証ラインで検証する場合とは異なり、生産ラインにそのまま使用して所望の結果を確実に得ることができる。
【００２３】
図２は上記工程管理サーバ１０の機能ブロック図であり、この工程管理サーバ１０には、処理工程の順序に関する情報を保存するプロセスシートファイル１７、後述のイベントを判別するための情報を保存するイベントデータファイル１８、各製造プロセス装置１，２に固有の処理能力などに関する情報を保存する制御装置データファイル１９および制御式を判断するための情報を保存する判断・制御データファイル２０を備えている。工程管理サーバ１０は、これらのファイル１７〜２０に保存されている各情報を用いて、以下に説明するような処理を行う。
【００２４】
上記工程管理サーバ１０では、管理端末４から通知される、例えばロットスタートやロットエンドといった主として処理タイミングに関する情報を、イベント２１としてイベント受信手段２２で受信する。この受信されたイベント２１は、イベント判断手段２３においてイベントデータファイル１８のイベントデータと照合されて、その照合結果が第２の管理端末７からの制御情報要求イベントであると判断された場合には、制御式実行手段２４が実行されることによって制御情報２７と予測情報２８とが生成される。制御情報２７はイベント送信手段２９を介して第２の管理端末７に通知される。
【００２５】
一方、イベント判断手段２３における照合結果が測定装置３の管理端末８からの測定情報Ｄ２または検査情報Ｄ３の通知イベントであると判断された場合には、予測情報２８に基づきシミュレーション手段３０が実行されることによってシミュレーション結果３１が生成され、このシミュレーション結果３１は、検証用Ｉ／Ｆ１１に通知されて、開発中の制御式の検証に利用される。すなわち、シミュレーション手段３０では、製造プロセス装置１による加工後の測定結果を基にして、開発中の制御式の加工結果を予測するシミュレーション結果３１を生成し、検証用Ｉ／Ｆ１１では、加工結果の実測値と予測値としてのシミュレーション結果３１とを比較して、開発中の制御式の検証を行う。なお、上記各ファイル１７〜２０にそれぞれ保存されている情報は、イベント２１の通知に基づき生成される制御情報２７または／およびシミュレーション結果３１によって変更されるものと、入力機構３２による手動操作で変更されるものとがある。
【００２６】
上記シミレーション手段３０の実行による加工結果予測は、ガウス関数または１次関数を用いて行う。これにより、加工結果予測を算出するための計算が容易となって、迅速に結果を導き出すことができるので、処理時間を短縮することができる。なお、ハードウェア条件による処理時間の制約がなくなった場合には、上記ガウス関数または１次関数に代えて、精度の向上を図ることができる別の数学的モデルを適用してもよい。
【００２７】
また、工程管理サーバ１０に対する情報供給のタイミングと情報要求のタイミングとが異なるので、工程管理サーバ１０では、制御情報Ｄ４の作成に先立って、処理情報Ｄ１、測定情報Ｄ２および検査情報Ｄ３を用いてなくても計算可能なモデル式を予め計算して中間情報を生成し、この中間情報をデータベース９に一時記憶しておき、処理情報Ｄ１、測定情報Ｄ２または検査情報Ｄ３が通知されたときに、この通知情報とデータベース９に記憶している中間情報とを用いた計算を行うようになっている。上記中間情報を生成する際には或る程度の時間を要するが、被加工物１３の加工頻度や工程フローを考慮した適当な生成タイミングを設定することにより、生産に影響を及ぼすことなく、計算要求に対する応答速度を短縮できる。このように、制御式に対する計算を２段階に行うことにより、計算要求に対する応答時間を短縮することができ、処理時間に対する制約を緩和することが可能となる。
【００２８】
上述したように、この制御式の検証方法では、生産ラインで実際の加工に使用中の制御式と、開発中または評価中の制御式の双方の検証を同時に実行することにより、制御式の開発効率を格段に高めて開発期間を大幅に短縮することが可能となり、しかも、稼働中の生産ラインでの加工結果に基づき確認することから、開発した制御式を生産ラインに支障なく適用することができるとともに、その制御式を使用中においても継続的に見直しできるので、製品品質の向上も期待できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明の生産プロセス工程管理方法によれば、生産ラインで実際の加工に使用中の制御式と、開発中または評価中の制御式の双方の検証を同時に実行することにより、制御式の開発効率を格段に高めて開発期間を大幅に短縮することが可能となり、しかも、稼働中の生産ラインでの加工結果に基づき確認することから、開発した制御式を生産ラインに支障なく適用することができるとともに、その制御式を使用中においても継続的に見直しできるので、製品品質の向上も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る生産プロセス工程管理方法を具現化した製造プロセス工程管理システムのブロック構成図。
【図２】同上の製造プロセス工程管理システムにおける工程管理サーバの機能ブロック図。
【符号の説明】
１，２　製造プロセス装置
３　測定装置
４，７，８　管理端末
１０　工程管理サーバ
１１　検証用Ｉ／Ｆ
１２　内部ネットワーク（通信回線）
１３　被加工物
２７　制御情報
２８　予測情報
３１　シミュレーション結果（加工結果予測）
Ｄ１　処理情報
Ｄ２　測定情報
Ｄ３　検査情報
Ｄ４　制御情報
Ｄ５　計算結果情報
【図１】
2004055778.tif 000003
【図２】
2004055778.tif 000004