(57)【要約】【課題】装置稼働率の向上のため、露光工程においてミックス・アンド・マッチ、すなわち複数の露光装置を工程間で利用する製造方法がある。これは、仕掛かり増加および待ち時間発生を回避する方法である。しかし、運用方法によって装置稼働率に偏りができ、特定の装置にだけ仕掛かり増加および待ち時間が発生することで、装置運用効率の低下が生じることがある。【解決手段】各露光装置における過去の合わせ・寸法検査データより、合わせ・寸法規格値を満足する露光装置を選択し、且つ、その中で品質能力が低く、また、空いている露光装置にて着工することで、装置運用効率を向上させることができる。【効果】装置稼働率が均等されることで、装置運用効率の向上と製品ＴＡＴの短縮が実現可能である。【選択図】  図２
2004153191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の露光装置を用いる半導体製造方法において、
製造する半導体デバイスの品種・工程における製造規格値を記憶するステップと、
製造した半導体デバイスの検査データを取得し記憶するステップと、
当該品種・工程における過去の検査データを各露光装置別に読み込み、その読み込んだ露光装置別の検査データより、各露光装置においての当該品種・工程のばらつきを算出するステップと、
当該品種・工程における製造規格値を読み込み、その読み込んだ製造規格値と、上記算出した各露光装置におけるばらつきとを比較し、製造規格値を満足する露光装置を選択するステップと、
その選択された露光装置をばらつきの低い順に並び替え、順位付けするステップと、
その順位付けした露光装置で、上位に格付けされている露光装置を、露光する露光装置として指定するステップと
を備えることを特徴とする半導体製造方法。
【請求項２】
複数の露光装置を用いる半導体製造方法において、
製造する半導体デバイスの品種・工程における合わせ・寸法規格値を記憶するステップと、
製造した半導体デバイスの合わせ・寸法検査データを取得し記憶するステップと、
当該品種・工程における過去の合わせ・寸法検査データを各露光装置別に読み込み、その読み込んだ露光装置別の合わせ・寸法検査データより、各露光装置においての当該品種・工程の合わせ・寸法のばらつきを算出するステップと、
当該品種・工程における合わせ・寸法規格値を読み込み、その読み込んだ合わせ・寸法規格値と、上記算出した各露光装置における合わせ・寸法のばらつきとを比較し、合わせ・寸法規格値を満足する露光装置を選択するステップと、
その選択された露光装置を合わせ・寸法のばらつきの低い順に並び替え、順位付けするステップと、
その順位付けした露光装置で、上位に格付けされている露光装置を、露光する露光装置として指定するステップと
を備えることを特徴とする半導体製造方法。
【請求項３】
請求項２の半導体製造方法において、
各露光装置における稼働状況を取得し記憶するステップと、
合わせ・寸法のばらつきの低い順に順位付けした露光装置における稼働状況を読み込むステップと、
順位付けした露光装置で、上位に格付けされている合わせ・寸法のばらつきの低い露光装置順に、読み込んだ露光装置における稼働状況より空いている露光装置を判断し、空いている露光装置が見つかれば、露光する露光装置として指定するステップと
を備えることを特徴とする半導体製造方法。
【請求項４】
複数の露光装置を用いる半導体製造システムにおいて、
製造する半導体デバイスの品種・工程における製造規格値を記憶する手段と、
製造した半導体デバイスの検査データを取得し記憶する手段と、
当該品種・工程における過去の検査データを各露光装置別に読み込み、その読み込んだ露光装置別の検査データより、各露光装置においての当該品種・工程のばらつきを算出する手段と、
当該品種・工程における製造規格値を読み込み、その読み込んだ製造規格値と、上記算出した各露光装置におけるばらつきとを比較し、製造規格値を満足する露光装置を選択する手段と、
その選択された露光装置をばらつきの低い順に並び替え、順位付けする手段と、
その順位付けした露光装置で、上位に格付けされている露光装置を、露光する露光装置として指定する手段と
を備えることを特徴とする半導体製造システム。
【請求項５】
複数の露光装置を用いる半導体製造システムにおいて、
製造する半導体デバイスの品種・工程における合わせ・寸法規格値を記憶する手段と、
製造した半導体デバイスの合わせ・寸法検査データを取得し記憶する手段と、当該品種・工程における過去の合わせ・寸法検査データを各露光装置別に読み込み、その読み込んだ露光装置別の合わせ・寸法検査データより、各露光装置においての当該品種・工程の合わせ・寸法のばらつきを算出する手段と、
当該品種・工程における合わせ・寸法規格値を読み込み、その読み込んだ合わせ・寸法規格値と、上記算出した各露光装置における合わせ・寸法のばらつきとを比較し、合わせ・寸法規格値を満足する露光装置を選択する手段と、
その選択された露光装置を合わせ・寸法のばらつきの低い順に並び替え、順位付けする手段と、
その順位付けした露光装置で、上位に格付けされている露光装置を、露光する露光装置として指定する手段と
を備えることを特徴とする半導体製造システム。
【請求項６】
請求項５の半導体製造システムにおいて、
各露光装置における稼働状況を取得し記憶する手段と、
合わせ・寸法のばらつきの低い順に順位付けした露光装置における稼働状況を読み込む手段と、
順位付けした露光装置で、上位に格付けされている合わせ・寸法のばらつきの低い露光装置順に、読み込んだ露光装置における稼働状況より空いている露光装置を判断し、空いている露光装置が見つかれば、露光する露光装置として指定する手段と
を備えることを特徴とする半導体製造システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスの製造方法に係り、特に、複数の露光装置を用いて半導体デバイスの製造を行う製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造は、半導体ウエハ（以下、ウエハと省略）上に導電膜または絶縁膜を成膜し、この上に感光剤であるレジストを塗布、レチクル上の回路パターンをレジストに露光、現像した後、膜をエッチングすることによってウエハ上に回路パターンを生成する。半導体デバイスは複数層の回路パターンにより構成され、ある層の回路パタ−ンは、それより下層の回路パターンに位置合わせ（アライメント）して露光を行う重ね合わせ露光が行われる。この時、下層と露光層で異なる露光装置を用いると投影レンズの歪みが装置間で異なる機差が存在するため、アライメントマーク位置での位置合わせを行っても回路パターン部で合わせずれが生じる。このため、半導体デバイスの最初の工程で用いたものと同一の露光装置を以降の工程にも続けて使用する、いわゆる号機限定の運用が行われている。
【０００３】
しかし、この場合、露光装置運用効率が低下し、生産コスト増加の要因となってしまう。よって、複数の露光装置を活用するための方策がいくつか開示されている。例えば、特許文献１記載のように、２装間のレンズ歪みを倍率で補正する方法がある。また、露光装置Ａで着工したウエハに対して露光装置Ｂで着工可能かを２装間のレンズ歪みの差から判定する方法が特許文献２に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−９２６０９号公報
【特許文献２】
特開２０００−１１４１３２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記方法を実行することで複数の露光装置を工程間で利用できることから、稼働していない、即ち、空いている露光装置において露光する事ができ、露光装置運用効率が向上するが、その露光装置の運用方法によっては露光装置運用効率が低下する場合がある。
【０００６】
それは、空いている露光装置が複数あり、その中から合わせ・寸法精度の高い露光装置を優先的に着工する露光装置に選択する運用した場合、例えば、図７に複数の露光装置が工程間で利用できる環境での、露光装置の稼働状況と、合わせ・寸法精度を表す品質能力、稼働状況・品質能力から着工する露光装置を選択する判定結果を示す。これより、空いている露光装置＃０１／＃０５／＃０６から、合わせ・寸法精度である品質能力の高い露光装置＃０５が選択されていることがわかる。しかし、品種・工程において求める品質能力に関係なく品質能力の高い露光装置＃０５を選択していることに問題がある。
【０００７】
露光する品種・工程において余り合わせ・寸法精度を求めない場合にも、この選択方式では品質能力の高い露光装置を選択し、厳しい合わせ・寸法精度を求める品種・工程を露光する場合、着工が可能な露光装置が稼働中である確率が高い。これにより、品質能力の高い露光装置の稼働率は向上するが、品質能力の低い露光装置の稼働率は低下するため、露光装置稼働率に偏りができてくる。これにより、露光装置運用効率が低下する恐れがある。
【０００８】
本発明の目的は、複数の露光装置を工程間で利用するときの露光する品種・工程において、求める合わせ・寸法精度と稼働状況により、着工する露光装置を選択することにより、生産効率の向上を図ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本題において開示される発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、以下のとおりである。
【００１０】
即ち、複数の露光装置を用いる半導体製造方法において、
製造する半導体デバイスの品種・工程における合わせ・寸法規格値を記憶するステップと、
製造した半導体デバイスの合わせ・寸法検査データを取得し記憶するステップと、
当該品種・工程における過去の合わせ・寸法検査データを各露光装置別に読み込み、その読み込んだ露光装置別の合わせ・寸法検査データより、各露光装置においての当該品種・工程の合わせ・寸法のばらつきを算出するステップと、
当該品種・工程における合わせ・寸法規格値を読み込み、その読み込んだ合わせ・寸法規格値と、上記算出した各露光装置における合わせ・寸法のばらつきとを比較し、合わせ・寸法規格値を満足する露光装置を選択するステップと、
その選択された露光装置を合わせ・寸法のばらつきの低い順に並び替え、順位付けするステップと、
その順位付けした露光装置で、上位に格付けされている露光装置を、露光する露光装置として指定するステップと
を備えることを特徴とする。
【００１１】
これにより、これから露光する半導体デバイスの品種・工程においての合わせ・寸法規格値を満足する露光装置の中から、合わせ・寸法精度の低い露光装置を選択することにより、露光装置稼働率の偏りを減らし、各露光装置における露光装置稼働率の均一化が図れることにより、生産効率を向上させることができる。
【００１２】
また、上記を発展させた半導体製造方法として、
各露光装置における稼働状況を取得し記憶するステップと、
合わせ・寸法のばらつきの低い順に順位付けした露光装置における稼働状況を読み込むステップと、
順位付けした露光装置で、上位に格付けされている合わせ・寸法のばらつきの低い露光装置順に、読み込んだ露光装置における稼働状況より空いている露光装置を判断し、空いている露光装置が見つかれば、露光する露光装置として指定するステップと
を備えることを特徴とする半導体製造方法。
【００１３】
これにより、各露光装置における稼働状態より、着工する露光装置を選択することにより、更に各露光装置における露光装置稼働率の均一化が図れることで、生産効率を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる一実施形態について、図を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係わる半導体製造システムの構成を示す。本実施形態に係わる半導体製造システムは、ホストコンピュータ１と複数ある露光装置２ａ／２ｂ／２ｃ／２ｄ、合わせ検査装置３、寸法検査装置４、制御手段５である品質能力算出手段５１、露光装置候補選択手段５２、着工装置選択手段５３、また、合わせ・寸法規格記憶手段６１、合わせ・寸法検査データ記憶手段６２、露光装置候補記憶手段６３、稼働状況記憶手段６４からなっており、それらがネットワークを介して接続され、データのやり取りができるようになっている。また、各記憶手段にはデータベース６５が接続され、記憶ができるようになっている。
【００１６】
露光装置は、ウエハを露光するための装置であり、ウエハを露光後、合わせ検査装置３・寸法検査装置４において合わせ・寸法の検査を行う。その合わせ検査装置３・寸法検査装置４において検査した検査データを合わせ・寸法検査データ記憶手段６２にホストコンピュータ１を介して記憶する。製造する半導体デバイスにおける品種・工程の合わせ、寸法規格値を合わせ・寸法規格記憶手段６１に記憶し、複数ある露光装置における稼働状況を稼働状況記憶手段６４に記憶する。各露光装置において合わせ・寸法検査データが合わせ・寸法規格値を満足するか判定するための品質能力を品質能力算出手段５１で算出し、その算出した品質能力と合わせ・寸法規格記憶手段６１で記憶した合わせ、寸法規格値とを比較し、規格値を満足する品質能力を持つ露光装置を露光装置候補選択手段５２で選抜する。選抜した規格値を満足する露光装置を露光装置候補記憶手段６３に記憶し、選抜・記憶した露光装置の中から、ばらつき・稼働状況より着工装置選択手段５３で着工する露光装置を選択する。
【００１７】
以下、図１に示す半導体製造システムの処理動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００１８】
ステップ１００で、露光するウエハにおける品種・工程名を取得し、ステップ２００で、合わせ・寸法規格記憶手段６１に記憶してある、露光するウエハにおける品種・工程の合わせ・寸法規格値を読み込み、その読み込んだ合わせ・寸法規格値を格納する。また、ステップ３００で合わせ・寸法検査データ記憶手段６２より、露光するウエハにおける品種・工程における過去の合わせ・寸法検査データを読み込み、読み込んだ合わせ・寸法検査データを各露光装置別に格納する。
【００１９】
ステップ２００、ステップ３００で読み込んだ露光する品種・工程における合わせ・寸法規格値と過去の合わせ・寸法検査データの例を図３・図４・図５、および、図６に示す。図３・図４・図５・および、図６は露光する品種・工程における合わせ規格値と露光装置＃０１／＃０２／＃０３／＃０４の過去の合わせ検査データを示している。横軸はウエハを示し、縦軸は合わせ検査データを示している。また、ＵＬは合わせ規格値の上限を示し、ＬＬは合わせ規格値の下限を示している。Ｌは合わせ規格値の上限と下限の範囲を示している。
【００２０】
露光装置別に格納した合わせ・寸法検査データより、ステップ４１０で、合わせ・寸法検査データが合わせ・寸法規格値を満足するか判定するための、品質に関する能力を表す指数Ｃｐｋを算出する。Ｃｐｋは（式１）により求められる。
【００２１】
【数１】
2004153191.tif 000003
【００２２】
（式１）のＬは合わせ・寸法規格値の上限と下限の範囲、Ｘは合わせ・寸法検査データの平均値を示し、σは合わせ・寸法検査データのばらつき（標準偏差）を示している。このＣｐｋ算出結果より、ステップ４１１で合わせ・寸法検査データが合わせ・寸法規格値を満足するか判定する。Ｃｐｋが１以上であれば合わせ・寸法検査データが合わせ・寸法規格値を満足している。次に、ステップ４１２で、合わせ・寸法検査データのばらつきを判定するために、品質に関する能力を表す指数Ｃｐを算出する。Ｃｐは（式２）により求められる。
【００２３】
【数２】
2004153191.tif 000004
【００２４】
（式２）のＵＬは合わせ・寸法規格値の上限、ＬＬは合わせ・寸法規格値の下限を示し、Ｌは合わせ・寸法規格値の上限と下限の範囲、σは合わせ・寸法検査データのばらつき（標準偏差）を示している。このＣｐ算出結果より、ステップ４１３で合わせ・寸法検査データのばらつきを判定する。Ｃｐが１以上であればばらつきが合わせ・寸法規格値を満足している。そのＣｐｋ／Ｃｐを判定し、合わせ・寸法規格値を満足する露光装置を、ステップ４１４で着工する露光装置候補として格納する。Ｃｐｋ／Ｃｐにおける算出／判定を、各露光装置において実行する。
【００２５】
露光装置＃０１／＃０２／＃０３／＃０４におけるＣｐｋ／Ｃｐの算出結果を図８に示す。この結果より、Ｃｐｋ／Ｃｐが共に１以上である露光装置＃０１／＃０２／＃０４において露光装置候補として格納する。
【００２６】
ステップ５００で、ステップ４１４で格納した露光装置候補が１つ以上あるか判定し、なければ露光する品種／工程における最適な着工装置がないことを端末に表示する。露光装置候補が１つ以上ある場合、ステップ６００でＣｐの低い順、即ち、合わせ・寸法規格値を満足する露光装置の中でばらつきの大きい順に並び替える。並び替えた順にステップ７１０で露光装置の稼働状況を読み込み、ステップ７１１で稼働状況を判定する。稼働中でなければ、その露光装置を着工露光装置として指示する内容を端末に表示する。稼働中であれば次にＣｐの低い露光装置の稼働状況を読み込み判定を繰り返す。
【００２７】
図９に露光装置候補として格納した露光装置＃０１／＃０２／＃０４をＣｐの低い順に並び替え、各露光装置の稼働状況を示す。この図より、まずＣｐの低い露光装置＃０１が稼働中であるため、次にＣｐの低く稼働中でない、露光装置＃０４を着工露光装置とすることがわかる。
【００２８】
以上述べたように、本発明では、合わせ・寸法検査データを用いて合わせ・寸法規格値を満足し、且つ、ばらつきと露光装置の稼働状況より着工する露光装置を判断することにより生産効率の向上を図ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００３０】
合わせ・寸法規格値を満足する露光装置の中で、品質能力の悪い露光装置を選択することで、厳しい合わせ・寸法規格値を必要とする品種・工程を露光するとき品質能力の良い露光装置が空いている確率が高くなる。これより、装置稼働率が均等されることで生産効率の向上が図れる。
【００３１】
稼働状況より着工する露光装置を選択することで、装置稼働率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である構成を説明する図。
【図２】本発明の実施例であるフローを説明する図。
【図３】露光装置＃０１の合わせ検査データを示す特性図。
【図４】露光装置＃０２の合わせ検査データを示す特性図。
【図５】露光装置＃０３の合わせ検査データを示す特性図。
【図６】露光装置＃０４の合わせ検査データを示す特性図。
【図７】各露光装置の品質能力・稼働状況を示す図。
【図８】各露光装置の品質能力を示す図。
【図９】各露光装置の品質能力の低い順に並び替え稼働状況を示す図。
【符号の説明】
１…ホストコンピュータ、２ａ／２ｂ／２ｃ／２ｄ…露光装置、３…合わせ検査装置、４…寸法検査装置、５…制御手段、５１…品質能力算出手段、５２…露光装置候補選択手段、５３…着工装置選択手段、６１…合わせ・寸法規格記憶手段、６２…合わせ・寸法検査データ記憶手段、６３…露光装置候補記憶手段、６４…稼働状況記憶手段。
【図１】
2004153191.tif 000005
【図２】
2004153191.tif 000006
【図３】
2004153191.tif 000007
【図４】
2004153191.tif 000008
【図５】
2004153191.tif 000009
【図６】
2004153191.tif 000010
【図７】
2004153191.tif 000011
【図８】
2004153191.tif 000012
【図９】
2004153191.tif 000013