(57)【要約】【課題】半導体製造工場の変更又は更新の一部としてのプロセス・ツールの設置に先立って、統合されたプロセス結果を確認し保証する。【解決手段】プロセス・ツールの完全な半導体製造補足物は、ショート・ループ又はサブ・モジュールに小分割され、それらは、その後、結合されて完全なループになる。プロセス・ツールの完全な補足物に接近してアプローチするモジュールへのサブ・モジュールの結合は、緩やかな方法で実施され、１つ又は複数のサブ・ループが、最初に結合され評価され、この結合に、１つ又は複数の追加的なサブ・グループが追加され、これらの終わりのサブ・グループのそれぞれはまた、１つ又は複数の（オリジナルな）サブ・ループを結合することによって生成される。このプロセスは、プロセス装置の完全な補足物が生成され、半導体製造工場の完全なプロセス・ループを完成させるところまで続けられる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス・ラインに設置されるプロセス・ツールに先立って統合されたプロセス結果を得る方法であって、該方法は、
　既存の半導体プロセス・ライン内で取り替えられる少なくとも１つの最初のプロセス・ツールを認識するステップと、
　前記少なくとも１つの最初のプロセス・ツールを、プロセス・ツールの少なくとも１つの最初のサブ・モジュールに割り当てるステップと、
　前記プロセス・ツールの少なくとも１つの最初のサブ・モジュールを、前記プロセス・ツールの少なくとも１つの最初のサブ・モジュールの、予測され且つ特定された性能で評価するステップと、
　前記少なくとも１つの最初のプロセス・ツール上の下流及び上流のプロセス・ツールの影響をシミュレートするステップであって、下流のプロセス・ツールが半導体デバイス・プロセス・ステップの連続列内の少なくとも１つの最初のプロセス・ツールに先行し、上流のプロセス・ツールが半導体デバイス・プロセス・ステップの前記連続列内の少なくとも１つの最初のプロセス・ツールに続く、ステップと、
　を含む方法。
【請求項２】
　請求項１に記載の方法であって、少なくとも１つの第２のプロセス・ツールを前記プロセス・ツールの少なくとも１つのサブ・モジュールに割り当てることによって、前記プロセス・ツールの少なくとも１つの最初のサブ・モジュールを拡張する、方法。
【請求項３】
　請求項１に記載の方法であって、多数のプロセス・ツールを前記プロセス・ツールの少なくとも１つのサブ・モジュールに割り当てることによって、前記プロセス・ツールの少なくとも１つの最初のサブ・モジュールを拡張する、方法。
【請求項４】
プロセス・ラインに設置されるプロセス・ツールに先立って統合されたプロセス結果を得る方法であって、該方法は、
　既存の半導体プロセス・ライン内で取り替えられる少なくとも１つの最初のサブ・モジュールを認識するステップであって、前記少なくとも１つのサブ・モジュールが、少なくとも１つのプロセス・ツールを備える、ステップと、
　前記少なくとも１つのプロセス・ツールを、前記プロセス・ツールの、予測され且つ特定された性能で評価するステップと、
　前記少なくとも１つのプロセス・ツール上の下流及び上流のプロセス・ツールの影響をシミュレートするステップであって、下流のプロセス・ツールが半導体デバイス・プロセス・ステップの連続列内の少なくとも１つのプロセス・ツールに先行し、上流のプロセス・ツールが半導体デバイス・プロセス・ステップの前記連続列内の前記少なくとも１つのプロセス・ツールに続く、ステップと、
　を含む方法。
【請求項５】
　請求項１に記載の方法であって、多数のプロセス・ツールを前記プロセス・ツールの少なくとも１つの最初のサブ・モジュールに割り当てることによって、前記少なくとも１つの最初のサブ・モジュールを拡張する、方法。
【請求項６】
プロセス・ラインに設置されるプロセス・ツールに先立って統合されたプロセス結果を得る方法であって、該方法は、
　既存の半導体プロセス・ライン内で取り替えられる多数のプロセス・ツールを認識するステップと、
　前記多数のプロセス・ツールの前記少なくとも１つのプロセス・ツールを、プロセス・ツールの少なくとも１つのサブ・モジュールに割り当て、プロセス・ツールの多数のサブ・モジュールを生成するステップと、
　前記プロセス・ツールの多数のサブ・モジュールを、前記プロセス・ツールの少なくとも１つのサブ・モジュールの、予測され且つ特定された性能で評価するステップと、
　前記プロセス・ツールの多数のサブ・モジュール上の下流及び上流のプロセス・ツールの影響をシミュレートするステップであって、下流のプロセス・ツールが半導体デバイスプロセス・ステップの連続列内の前記プロセス・ツールの多数のサブ・モジュールの一部に先行し、上流のプロセス・ツールが半導体デバイスプロセス・ステップの連続列内の前記プロセス・ツールの多数のサブ・モジュールの一部に続く、ステップと、
　を含む方法。 
【請求項７】
プロセス・ラインに設置されるプロセス・ツールに先立って統合されたプロセス結果を得る方法であって、該方法は、
　既存の半導体プロセス・ライン内で取り替えられる多数のプロセス・ツールを認識するステップと、
　前記多数のプロセス・ツールの少なくとも１つのプロセス・ツールを、プロセス・ツールの少なくとも１つのサブ・モジュールに割り当て、プロセス・ツールの多数のサブ・モジュールを生成するステップと、
　前記プロセス・ツールの多数のサブ・モジュールの少なくとも最初の部分を、前記プロセス・ツールの多数のサブ・モジュールの少なくとも２番目の部分に結合し、プロセス・ツールの少なくとも１つの高いレベルのサブ・モジュールを生成するステップと、
　前記プロセス・ツールの少なくとも１つの高いレベルのサブ・モジュールを、前記プロセス・ツールの少なくとも１つの高いレベルのサブ・モジュールの、予測され且つ特定された性能で評価するステップと、
　前記プロセス・ツールの少なくとも１つの高いレベルのサブ・モジュール上の上流及び下流のプロセス・ツールの影響をシミュレートするステップであって、下流のプロセス・ツールが半導体デバイス・プロセス・ステップの連続列内の前記プロセス・ツールの少なくとも１つの高いレベルのサブ・モジュールの一部に先行し、上流のプロセス・ツールが半導体デバイス・プロセス・ステップの前記連続列内の前記プロセス・ツールの少なくとも１つの高いレベルのサブ・モジュールに続く、ステップと、
　を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、集積回路デバイスの製造に関連し、さらに詳細には、新しいプロセス・ツールの設置に必要とされる反復の学習サイクルの数の減少、及び、新しいプロセス・ツールの開始時期の短縮に関して、改善された新しいツール選択を確実に行う方法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
　半導体デバイスを生成するには、一般に、例えば、性能、コスト目標、高技術力などの最も厳格な条件を満たさなければならない非常に多くのプロセス・ステップを必要とする。最新の半導体製造工場を造るために注ぎ込まれる資本金は、かなりの額であり、それゆえに、１デバイス当たりにかかった製造コストを受け入れるために、製品の大生産量でバランスを保つ必要がある。さらに、半導体デバイスの生産技術は、競争圧力に打ち勝ち、マーケットにおける位置を維持するために、現在の設備及びプロセス・ツールへの一定の変更を必要とする動的な条件がある。従って、初期投資は、半導体デバイス製造コストへの大きな負担となり、この負担は、現在及び将来の技術を実施する期間に渡って絶えず拡張する。
【０００３】
　新しいプロセス条件への多くの適合は、現在のツールを変更することによって、又は、プロセス条件またはプロセスに用いられる材料を変えることによって、対応し、解決することができる。しかしながら、多くのアプリーションにおいて、既存物の更新というこのアプローチは、新しいプロセス・ツールが提供されなければならない場合の将来の条件に適切に対応することに適していない。新しいプロセス・ツールは、例えば、生産によって生じる追加コストを多く場合に生じさせる新たな１組の挑戦、実行されなければならない新しい手順によってさらに増大するコスト、新しいツールへの作業上の精通を獲得するために通過しなければならない習熟曲線、新しい手順へ受け入れられて組み込まれなければならない新しい適材料などを提供する。これらの側面の全ては、本来的に時間を消費し、それゆえに、本来的に費用がかかる。新しいツールの多くは、設備内でこのようなツールが、クリーン・ルーム環境への新たに高められた条件を満たし、又は、新たなツールへの振動または他の環境インパクトを与えないように、さらにハウジングを必要とする場合がある。建物に敏感で振動に敏感なツール（例えば、Ｘ線装置又はＥビーム・デバイス）に適切な新しい建造物を建てることは、珍しい。
【０００４】
　半導体設備を最近式にして他と張り合えるように保つことによって生じる、先に強調した衝突は、プロセス・ツール及び設備の更新に関するこのような努力を与える考慮の徹底的な項目列挙を行っていない。しかしながら、このような簡潔な項目列挙から、半導体製造環境のどの変更にもかかるコストが、重要であり、それゆえに、行動を起こす前の重要な考慮すべき事項であることは、明らかである。それは、従って、ツールを取り付け、それに伴う関連コストの発生によって製造設備を最新式にする代わりに、このような更新に関する作業上のインタラクティブな衝突をシミュレートするために新たな方法が見付けられる場合に、非常に有益である。適度に複雑な問題に対応するプロセスの考慮において、コンピュータ・プログラムの能力は、自然に拡張され、プログラムが、新たな、変更された、又は、そのままの、以前に使用されたプロセス・ツールの再設置の習得、設置などに関連する問題への対応に役立つように、プログラムが設計されて使用されるように思われる。
【０００５】
　もう１つのアプローチは、完全なプロセス・サイクルをモジュールに細分することによって、提供され、その結果、個別の認識できるユニットであって、完全な又は部分的に完全なプロセス配置のサブ・セクションを備えるユニットのそれぞれを、分析することができる。
【０００６】
　（タン（Ｔａｎ）らの）米国特許第６，２６３，２５５号（特許文献１）は、フィードフォワード及びフィードバックを用いるツールのためのプロセス・コントロール・システムを開示する。
　（ラ（Ｌａ）らの）米国特許第５，７６１，０６４号（特許文献２）は、半導体の歩留まりを改善する欠陥管理システムを開示する。
（ロメロ（Ｒｏｍｅｒｏ）らの）米国特許第６，２５６，５４９号（特許文献３）は、統合された製造ソリューションを開示する。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６，２６３，２５５号明細書
【特許文献２】米国特許第５，７６１，０６４号明細書
【特許文献３】米国特許第６，２５６，５４９号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　（発明の概要）
　本発明の本質的な目的は、半導体製造工場を変更又は更新するための改善されたツール選択を確実にする方法を提供することである。
【０００９】
　本発明のもう１つの目的は、半導体製造工場を変更又は更新するために一般的に必要とされる反復の学習サイクルの数を減少させることである。
　本発明の更なる目的は、半導体製造工場を変更又は更新した後に、プロセス及び製造の開始時期を早めることを可能にする方法を提供することである。
【００１０】
　本発明の目的に従って、半導体製造工場の変更又は更新の一部としてのプロセス・ツールの設置に先立って、統合されたプロセス結果を確認し、保証する新しい方法が提供される。プロセス・ツールの完全な半導体製造補足物は、ショート・ループ又はサブ・モジュールに小分割され、それらは、その後、結合されて完全なループになる。プロセス・ツールの完全な補足物に接近してアプローチするモジュールへのサブ・モジュールの結合は、緩やかな方法で実施され、１つ又は複数のサブ・ループが、最初に結合され評価され、この結合に、１つ又は複数の追加的なサブ・グループが追加され、これらの終わりのサブ・グループのそれぞれはまた、１つ又は複数の（オリジナルな）サブ・ループを結合することによって生成される。このプロセスは、プロセス装置の完全な補足物が生成され、半導体製造工場の完全なプロセス・ループを完成させるところまで続けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
　最初に、図１を詳細に参照すると、半導体プロセス設備を更新する従来の方法が示されている。
　図１の概略形式の表示は、現在のプロセス・ツール構成に１又は複数の新たなプロセス・ツールを導入する際の３つの起こり得る組み合わせである。即ち：
−１０，新しいプロセス・ツールが、現在のツールの前に、又は、現在のツールの下流側に置かれる
−１２，新しいプロセス・ツールが、現在のツールの連続列内に置かれる
−１４，新しいプロセス・ツールが、現在のツールの後に、又は、現在のツールの上流側に置かれる。
【００１２】
　特に強調されることは、以下の新しいプロセス・ツール、及び、現在のプロセス・ツールまたは古いプロセス・ツールである：
−配置１０の下で、新しいツールは、ツール１２であり、ツール１２は、古いプロセス・ツール１４の前に置かれる；従って、半導体ウェハ及び他のプロセスは、図１に示される略図の左から右方向、即ち、ツール１２（新しいツール）からツール１４（古いツール）に進むと仮定する
−配置１５の下で、新しいツール、即ち、ツール１８、１８’、１８’’１２は、古いプロセス・ツール１６の後であって、古いプロセス・ツール２０の前に置かれる；従って、半導体ウェハ及び他のプロセスは、図１に示される略図の左から右方向、即ち、ツール１６（古いツール）からツール２０（別の古いツール）に進むと仮定する
−配置２０の下で、新しいツール２４は、古いプロセス・ツール２２の後に置かれる；従って、半導体ウェハ及び他のプロセスは、図１に示される略図の左から右方向、即ち、ツール２２（古いツール）からツール２４（新しいツール）に進むと仮定する。
【００１３】
　再構成の各々が、１つ又は複数の新しいツールを現在の連続した半導体プロセス・ツール内に導入することに向けられた、図１に示される再構成から、プロセス・ツールの連続列の変更のためにプロセスを統合する唯一の方法は、新しいツールが取り付けられた後に、新しい１つ又は複数のツールのインパクトを評価することによって、成し遂げられることが明らかである。新しいプロセスを取り付ける前に、図１に示されるように、１つ又は複数の新しいツールの洞察は、例えばツール・ベンダー・デモンストレーション及び説明的又は教育的指導によって、行うことができる。しかしながら、これは、新しい１つ又は複数のツールが、一旦、プロセス・ツールの変更された連続列内に設置されると、新しい１つ又は複数のツールが、どのような関係で動作するのかを検討することができない。これは、ツールが更新され、統合構成が図１に示すように使用される状態で、新しい１つ又は複数のツールが、取り付けられた後であって、これらの新しいツールが、残りの古い又は既存のプロセス・ツールの連続列内において動作状態に向けられた後に、実施することができるだけである。
【００１４】
　プロセス・ツールの連続列の更新に関する現在の操作は、新しい１つ又は複数のツールが新しいプロセス・ツール連続列内に統合される前に、延長された期間を必要とする拡張された労力を生じさせる。新しいプロセスの条件は、徹底的に評価されなければならず、古いツールへの新しい１つ又は複数のツールへのインターフェースは、同様に評価されなければならない。これらの行動のすべては、新しいツールの受け入れに対する有効で適切な基礎が構築され、新しい１つ又は複数のツールが変更されたプロセス・ツール内で使用できると判断されたところで、実行される。
【００１５】
　本発明は、既存のプロセス・ツールの連続列内に新しいプロセス・ツールを設置する際に通常出会った欠点のすべてではないがほとんどを取り除く事前配達モジュール統合準備（ＰＭＩＰ）方法論を提供することによって、半導体プロセス配置を更新する際に通常出会った上述の強調した問題に対応する。これは、この目的のための図２を使用することによって、詳細に説明される。
【００１６】
　図２に示される線図を特に参照すると、そこに強調されているものは、以下の議論の以下の要素である：
−３０、３２、３４及び３６は、図２中で強調されているものよりも多い数の新しいツールへとエクステンション３５で連続的に拡張することができる新しいツールである、
−３８、４０及び４２は、新しいツールのサブ・モジュールであって、各サブ・モジュールは、少なくとも１つのツールを備え、それらのサブ・モジュールは、図２中で強調されているものよりも多い数のサブ・モジュールへとエクステンション４１で連続的に拡張することができる。
【００１７】
　新しいツールと新しいツールを備えるサブ・モジュールの上述の識別された配置を覚えていると、それに関係する以下の観察を行うことができる。
　既存の又は古いツールが新しいツールによって取り替えられなければならないツールの補足物に渡って、通常のプロセス・フローは、各サブ・モジュールが少なくとも１の新しいプロセス・ツールを備える、明確に定義されたサブ・モジュールに小分割される。強調すべきことは、「既存の又は古いツールが新しいツールによって取り替えられなければならないツールの補足物に渡って」である。
【００１８】
　この小分割は、実際の考慮事項のうちの主な考慮事項、即ち、新しい１つ又は複数のツールが通常のベンダーによって配達されるのかを考慮する。
　サブ・モジュールを構成するツールは、その後、プロセス能力及び性能を徹底的に評価され、それにより、プロセス連続列内にサブ・モジュールが後に統合される状態で、最大の可能性を持って、サブ・モジュール内の最初及び最後ツールをインターフェースする。
【００１９】
　要約すれば：サブ・モジュールは、新しいサブ・モジュールが統合される既存の設備に独立して、ユニットして取り扱われ、また、可能な最大の程度まで、評価される。サブ・モジュールの評価は、スタンドアロンなサブ・モジュールの徹底的な評価と、可能な最大の程度まで、古いプロセス設備とサブ・モジュールとのインターフェースが、サブ・モジュールに与える影響、特に、サブ・モジュール内の最初及び最後のツールに与える影響の評価と、を含む。
【００２０】
　サブ・モジュール内の最初のツールは、処理される半導体ウェハ又はデバイスが、そのツール内で、そのサブ・モジュール内の他のすべてのツールよりも前に、処理される、サブ・モジュール内のツールであると理解される。
【００２１】
　サブ・モジュール内の最後のツールは、処理される半導体ウェハ又はデバイスが、そのツール内で、完成したサブ・モジュール内の他のすべてのツールよりも後に、処理される、サブ・モジュール内のツールであると理解される。
【００２２】
　最初及び最後のツール間で残っている、サブ・モジュール内の一部のツールは、サブ・モジュールがサブ・モジュールを通して進むことによって半導体ウェハ又はデバイスが処理される順序に一致する連続的な順序で、配置される。
【００２３】
　半導体プロセス・ツールのサブ・モジュールを生成する目的は、サブ・モジュール内のプロセス・ツールの操作上及びプロセス上の視点からの完全な統合を確実にすることである。この徹底的な統合に適用するパラメータのすべては、サブ・モジュールの動作能力が完全に理解され、確認されたところで、観測され、分析される。この観測及び分析に含まれているものは、最大の可能性で、プロセス装置のインターフェースがサブ・モジュール内の最初及び最後のプロセス・ツールに与える影響である。これらの影響は、ソフトウェア手段によってシミュレートすることもでき、或いは、ハードウェア手段によってシミュレートすることもできる。後者の例として引用できるものは、抵抗ループ内の電気的反射を取り除くために、そのループの特有のインピーダンスで、そのループを閉じることである。新しいプロセス・ツールを古いプロセス・ツールにインターフェースする際に生じ得る非常に多くの状況に対して、ツールのタイプとツール間のインターフェースのタイプとに応じて、同様のマッチング手段又は適合手段が提供される。
【００２４】
　上述の詳細なサブ・モジュールの概念から、１つ又は複数のプロセス・ツールをサブ・モジュールに加えることによってサブ・モジュールを拡張することは、容易であり、この後、拡張したサブ・モジュールを、最大の可能性で、再び評価することができる。予め完成され、評価されたサブ・モジュールのこの拡張は、新しい装置の１つ又は複数の部品が入手可能である場合であって、装置のこれらの新しい１つ又は複数の部品を、半導体製造工場の前提で、即ち、もはや元の装置ベンダーの前提ではなく、既存のサブ・モジュールに総合する場合、例えば有利に適用される。
【００２５】
　新しい装置の１つ又は複数の部品を、予め生成され、確認されたサブ・モジュールに追加する目的は、新しいプロセス・ツールを既存のプロセス・ラインに統合する前に、できるだけ多くの新しいプロセス・ツールを準備することである。それゆえ、１つ又は複数のプロセス・ツールを、予め生成され、確認されたプロセス・ツールに含ませることにより、既存のプロセス・ツールへの統合に先立って評価された新しい装置の範囲は、拡張され、その結果、統合したプロセス・ラインへの新しいプロセス・ツールの潜在的な設置インパクトを減少することができる。
【００２６】
　本発明のＰＭＩＰ方法論はさらに、プロセス・ツールの緩やかな統合することと、統合したプロセス・ライン上でのプロセス・ステップを統合する際の複雑なインパクト及び困難性を減少することとの利点を提供する。プロセス・ステップを統合する際の困難性は、最初に確認することができ、確認の後に、追加的なプロセス・ステップを含むように緩やかに拡張することができ、このすべてがプロセス装置の既存ラインを更新する際の制御された方法に結びつく。
【００２７】
　半導体ウェハ又はデバイスの最初のプロセスに最も近接に影響を与えるサブ・モジュールを最初に生成することは、それゆえに利点である。これは、後続の婦プロセス・ステップよりも比較的にしばしば複雑でないプロセスを実行するこれらの（もっとも最初の）プロセス・ステップであって、まだ余り処理されていない状態の半導体ウェハ又はデバイス上で実行されるステップの観測の後に続く。
【００２８】
　また、完成され、評価された１つ又は複数のサブ・モジュールを統合し、これらの１つ又は複数の新しく統合されたサブ・モジュールを通常のプロセス・ラインに取り付ける前に、この統合を実行することは、それゆえに可能である。さらに、これは、新しいプロセス・ツールを取り付ける前に、可能な最大の程度で評価された新しいプロセス・ツールを取り付けるという目的を満たし、これにより、この程度は、サブ・モジュールを備えるツールの評価の深さに及び、新しいプロセス・ツールの完全な補足物を通常の後続プロセス・ツールに取り付ける前に統合することが可能であるのと同数の新しいプロセス・ツールを含む。
【００２９】
　上述の１つ又は複数のサブ・モジュールを更新したプロセス・ラインに取り付けた後、これらのツールは、設置に先立った新しいプロセス・ツールの詳細な準備を考慮において、更新したプロセス・ライン内のもはや「新しい」要素ではない。それゆえ、更新したプロセス・ラインに生じる問題は、多くの場合、新しく設置されたプロセス・ツールが予め評価されているので、これらの新しいツールを除外する更新されたプロセス・ラインの部分に比較的速く割り当てられる。これは、新しいプロセス・ツールがプロセス・ラインに設置された後、更新されたプロセス・ラインの多くのデバック及び分析の潜在性を大幅に減少させる。
【００３０】
　まとめると、本発明は、以下のものを提供する：
・１つ又は複数のプロセス・ツールを半導体プロセス・ラインに設置する前にこれらのツールの広範囲の再考及び分析
・半導体プロセス・ラインに設置する前に分析される新しいプロセス・ツールの範囲の拡張
・プロセス・ツールのインターフェースが新しく設置されたプロセス・ツールに与えるインパクトの評価。
【００３１】
　上述のすべては、新しいプロセス・ツールの設置がプロセス・ツールの既存の配列に与えるインパクトの大きな減少に結びつく。
　本発明は、特定の例示的な実施形態を参照しながら述べられ、説明されたが、本発明をこれらの例示的な実施形態に限定する意図はない。当業者は、本発明の精神から離れることなく変形及び変更がなされることを理解できるであろう。それゆえ、付属の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内にあるそのような変形及び変更が、本発明に含まれることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】半導体プロセス設備を更新する、従来の方法を表す。
【図２】半導体プロセス設備を更新する、本発明の方法を表す。
【図１】
2004088106.tif 000003
【図２】
2004088106.tif 000004