(57)【要約】【課題】薄膜デバイスの製造工程において、問題の発生した工程・装置を容易に特定することが可能な技術を提供する。【解決手段】半導体ウェハの製造工程における問題工程特定システム１１０であって、インライン検査装置１０２ａ，１０２ｂから検査情報を入力し、欠陥位置情報あるいは外観情報を用いて自動的に異常検知し、異常がある場合は上位データベース１０５から装置評価情報１０６、製品検査情報１０７、製造経路情報１０８などの必要な情報をダウンロードして解析を行い、問題工程・装置の特定を行う。このように、インライン検査情報の入力をきっかけとして自動的に異常検知し、上位データベース１０５から必要な情報をダウンロードして解析するので、オペレータが解析対象を選択する必要がなく、容易に問題工程・装置の特定が可能になる。【選択図】        図１
2004253603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の工程を経て製造される薄膜デバイスの製造工程において、製造過程で実施される製品検査結果に基づき、欠陥の原因となった問題工程を特定する方法であって、
一枚の製品基板の検査工程で得られる欠陥の分布情報または外観情報を含む製品検査情報をロードし、
前記欠陥の分布情報あるいは外観情報に基づいて自動的に異常検知を行い、
異常があった場合、上位データベースより所定の情報をロードし、
前記製品検査情報および前記所定の情報に基づき、装置評価情報照合解析、共通経路解析、機差解析、装置ログ相関解析のいずれか、あるいはそれらの任意の組み合わせによって問題工程を特定することを特徴とする問題工程特定方法。
【請求項２】
請求項１記載の問題工程特定方法において、
前記異常検知の方法は、前記欠陥の分布情報を用い、欠陥分布状態を解析して有意形状パターンを検出し、有意形状パターンが存在する場合に異常ありと判定することを特徴とする問題工程特定方法。
【請求項３】
請求項１記載の問題工程特定方法において、
前記異常検知の方法は、前記欠陥の外観情報を用い、予め指定されたクラスの欠陥数が予め決められた基準値を超えた場合に異常ありと判定することを特徴とする問題工程特定方法。
【請求項４】
請求項１記載の問題工程特定方法において、
前記装置評価情報照合解析の方法は、前記上位データベースより前記製品基板の着工装置に関する装置評価情報をロードし、前記製品検査情報を各装置評価情報と照合し類似度の高い装置を問題装置とする方法であることを特徴とする問題工程特定方法。
【請求項５】
請求項１記載の問題工程特定方法において、
前記共通経路解析の方法は、前記上位データベースより前記製品基板と同一品種、同一検査工程の複数の過去の製品検査情報をロードし、前記複数の過去の製品検査情報の中から前記製品基板と欠陥分布状態あるいは欠陥外観の類似度が高いものを検索し、類似度が高い製品検査情報のそれぞれの製品経路情報を前記上位データベースよりロードし、それらに共通の着工装置を問題装置とする方法であることを特徴とする問題工程特定方法。
【請求項６】
請求項１記載の問題工程特定方法において、
前記機差解析の方法は、前記上位データベースより前記製品基板と同一品種、同一検査工程の複数の過去の製品検査情報をロードし、前記複数の過去の製品検査情報の欠陥分布状態あるいは欠陥外観情報を数値化し、前記複数の過去の製品検査情報のそれぞれの製品経路情報を前記上位データベースよりロードし、前記数値化した情報をもとに工程別に分散分析を行い、有意差が現れた工程・装置を問題装置とする方法であることを特徴とする問題工程特定方法。
【請求項７】
請求項１記載の問題工程特定方法において、
前記装置ログ相関解析の方法は、前記上位データベースより前記製品基板と共通の経路を経て加工された製品基板の製品検査情報および前記製品基板の着工装置の装置ログ情報をロードし、各製品検査情報をもとに欠陥分布状態あるいは欠陥外観情報を数値化し、各着工装置の加工条件データとの相関を算出し、相関の強い着工装置を問題装置とする方法であることを特徴とする問題工程特定方法。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７記載の問題工程特定方法において、
さらに、少なくとも異常検知された被検査製品の情報と一つ以上の問題候補装置名を含むリストを表示し、
少なくとも異常検知された被検査製品の情報と一つ以上の問題候補装置名を含むレポートを作成し保存することを特徴とする問題工程特定方法。
【請求項９】
請求項８記載の問題工程特定方法において、
さらに、異常検知に用いた製品検査情報を問題装置名に関連付けて登録し、
前記製品検査情報、前記被検査製品の情報、前記問題装置名、前記問題装置特定の元となった情報、調査結果詳細、対策内容詳細を含む情報を登録することを特徴とする問題工程特定方法。
【請求項１０】
複数の工程を経て製造される薄膜デバイスの製造工程において、製造過程で実施される製品出来映え評価結果に基づき、欠陥の原因となった問題工程を特定する方法であって、
一枚の製品基板の出来映え評価工程で得られる測定値を含む出来映え評価情報をロードし、
前記測定値の平均値、最大値、最小値あるいは分布情報に基づいて自動的に異常検知を行い、
異常があった場合、上位データベースより所定の情報をロードし、
前記出来映え評価情報および前記所定の情報に基づき、装置ログ相関解析によって問題工程を特定し、
前記装置ログ相関解析の方法は、前記上位データベースより前記製品基板と共通の経路を経て加工された製品基板の出来映え評価および前記製品基板の着工装置の装置ログ情報をロードし、各出来映え評価情報を数値化し、各着工装置の加工条件データとの相関を算出し、相関の強い着工装置を問題装置とする方法であることを特徴とする問題工程特定方法。
【請求項１１】
複数の工程を経て製造された製品基板の検査工程で得られる検査情報と、前記複数の工程の各製造装置から得られる情報、および／または、上位データベースに蓄積された情報とを突き合わせて、問題工程を特定することを特徴とする問題工程特定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査装置によって得られる検査情報に基づいて、薄膜デバイスの製造工程における欠陥の原因となる問題が発生した工程（問題工程）および／または装置（問題装置）を特定する方法に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェハ、液晶ディスプレイ、ハードディスク磁気ヘッドなどの薄膜デバイスは多数の加工工程を経て製造される。このような薄膜デバイスの製造においては、歩留まり向上及び安定化を目的として、いくつかの一連の工程毎にパターン欠陥検査あるいは異物検査が実施される。さらにレビュー装置によって詳細な観察・解析が行われる場合もある。これらの検査情報に基づいて、プロセスないし工程あるいは装置の異常を発見し、欠陥の原因となった問題工程あるいは問題装置を特定することが行われている。
【０００３】
検査情報に基づいた問題工程特定方法としては、例えば、特許文献１には欠陥数を用いた機差解析により問題工程を特定する方法が開示されている。また、装置またはプロセス異常に特有の欠陥分布パターンを識別することにより、問題工程を推定することが試みられている。例えば、特許文献２には、不良分布画像データを問題工程推定可能な事例データベースと照合解析することにより問題工程の特定を行う方法、特許文献３には、欠陥を分布状態に基づいて問題工程と関連づけられたユーザ定義イベントに分類する方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１２６４０号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平１１−４５９１９号公報
【０００６】
【特許文献３】
米国特許第５９８２９２０号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１による方法では、各工程に多数の加工装置が存在することを前提としており、統計処理を行うため、精度の高い解析を行うためには多数の製品基板の検査情報が必要である。また、解析対象の選定は作業者によってなされるため、解析の効果は作業者の経験・知識に依存する。
【０００８】
また、上記特許文献２および特許文献３の欠陥分布パターン識別による問題工程特定のためには、問題工程に関連付けられた分布パターン情報のライブラリが必要であるが、一般的にそのようなライブラリの構築は容易ではない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、問題工程と関連付けられた過去の検査情報の蓄積がない場合にも、作業者の経験・知識に依存せずに、一枚の製品基板のある検査工程で得られる検査情報に基づいて、問題工程を特定可能な技術を提供することである。また、本発明の別の目的は、問題工程と関連付けられた検査情報を容易に蓄積できる技術を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の問題工程特定方法は、まず、一枚の製品基板のある工程の検査情報を入力し、その検査情報に基づいて異常を自動検知する。異常ありの場合には、上位データベースより所定の情報をダウンロードし、製品検査情報および上位データベースよりロードされた情報に基づいて問題工程を特定する。または、出来映え評価情報および上位データベースよりロードされた情報に基づいて問題工程を特定するようにしたものである。
【００１１】
また、本発明の問題工程特定方法は、複数の工程を経て製造された製品基板の検査工程で得られる検査情報と、複数の工程の各製造装置から得られる情報、および／または、上位データベースに蓄積された情報とを突き合わせて、問題工程を特定するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、本発明の問題工程特定方法を適用した実施の形態の問題工程特定システムの概念を半導体ウェハの製造工程における問題工程特定を例として表した図である。１０１は半導体ウェハの製造工程を表している。前述したように、半導体ウェハは複数の加工工程を経て製造され、いくつかの一連の工程毎に製品検査、レビューが行われる。図では途中の工程を抜き出して示している。
【００１４】
製品ウェハはインライン検査装置１０２ａにより検査され、次に製造装置１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃによる加工工程の後、再びインライン検査装置１０２ｂによって検査される。製造装置１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃは、定期的に面板検査装置１０４を用いて製造装置毎に評価される。これにより得られた装置評価情報１０６およびインライン検査によって得られた製品検査情報１０７は、上位データベース１０５に転送され、一定期間保存される。上位データベース１０５にはこのほかに製品経路情報１０８、装置ログ・メンテナンス情報１０９も記録される。
【００１５】
問題工程特定システム１１０は、インライン検査装置１０２（１０２ｂ）によって出力された製品検査情報を入力する。次に、入力された製品検査情報に基づき異常の有無を自動検知する。異常がある場合は、上位データベース１０５から問題工程特定に必要な情報をダウンロードし、それらの情報を用いて装置評価情報照合解析、共通経路解析、機差解析、装置ログ相関解析のいずれか、あるいはそれらの任意の組み合わせにより問題工程を特定、結果出力する。
【００１６】
次に、上位データベース１０５に保存される情報について説明する。
【００１７】
装置評価情報１０６は、面板検査装置１０４を用いた評価によって得られる情報であり、定期的かつ製造装置毎に取得される。その製造装置に複数のチャンバがある場合は、チャンバ毎に評価する。具体的には、製造装置で面板ウェハを着工した後、面板検査装置１０４により異物、スクラッチなどの欠陥を検出し、欠陥位置情報を取得する。
【００１８】
また、レビュー装置を用いてレビューを行い、欠陥画像、自動または手動で欠陥分類を行った場合は欠陥クラスといった欠陥外観情報を取得することができる。また、ＥＤＳ機能搭載のＳＥＭ式レビュー装置やオージェ分析装置などの詳細解析装置を用いて詳細解析を行い、欠陥組成情報を取得する場合もある。したがって、レビュー装置や詳細解析装置を面板検査装置１０４に含めて考えてもよい。
【００１９】
このように検査、レビュー、詳細解析により得られる欠陥の位置情報、外観情報、組成情報などを装置評価情報１０６と呼ぶ。装置評価情報１０６は製造装置ＩＤ、チャンバＩＤおよび評価日時に対応付けられて保存される。
【００２０】
製品検査情報１０７は、製品のいくつかの一連の加工工程毎にインライン検査装置１０２によって検査されて得られる情報である。インライン検査装置１０２は、光学式の外観検査装置、ＳＥＭ式の外観検査装置、異物検査装置などであり、パターン欠陥、スクラッチ、異物などの「欠陥」を検出し、その位置情報を出力する。装置評価と同様に、レビュー装置や詳細解析装置をインライン検査装置１０２に含めて考えても良く、これらにより、欠陥の外観情報や組成情報を取得することができる。製品検査情報１０７は、被検査ウェハのＩＤおよび検査工程名に対応付けられて保存される。
【００２１】
製造経路情報１０８は、製品ウェハ毎、あるいはロット毎に記録される情報であり、各加工工程で着工された製造装置ＩＤ、チャンバＩＤおよび着工日時からなる。また、検査工程で検査された検査装置ＩＤおよび検査日時も含まれる。
【００２２】
装置ログ・メンテナンス情報１０９は、製造装置の様々な加工条件の時間変動、加工条件の設定値からのずれ量、製造装置の部品交換、分解清掃の情報などである。例えば、エッチング装置ではチャンバ内の温度、圧力、ガス流量、印加した高周波電力などが加工条件となる。
【００２３】
次に、問題工程特定システム１１０の動作について詳細に説明する。
【００２４】
問題工程特定システム１１０は、最初に、インライン検査装置１０２によって出力された製品検査情報を入力する。この入力はインライン検査装置１０２から直接行っても良いし、上位データベース１０５を介して行っても良い。インライン検査装置１０２から直接入力する場合は、決められた記憶領域に自動的に転送されるようにしておき、未処理の情報があれば、その情報に対し次の処理、すなわち異常の自動検知処理を行う。上位データベース１０５を介する場合は検査終了後、製品検査情報を上位データベース１０５に転送すると同時に、問題工程特定システム１１０にウェハＩＤおよび検査工程名を転送する。問題工程特定システム１１０はこれを検査終了ウェハリストに追加する。検査終了ウェハリストから、ウェハＩＤおよび検査工程名を１セット読み取り、未処理であれば上位データベース１０５から、そのウェハＩＤおよび検査工程名に対応する製品検査情報をダウンロードし、異常の自動検知処理を行い、その後リストに「処理済」の情報を付加する。
【００２５】
問題工程特定システム１１０は、次に、入力された製品検査情報に基づき異常の自動検知を行う。異常検知は欠陥分布情報あるいは外観情報に基づいて行う。最初に、欠陥分布情報に基づいて異常を検知する方法について説明する。製品検査情報のうちの欠陥位置情報に基づいて欠陥分布状態を解析する。欠陥分布状態の解析は、例えば、“Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｆｒｏｍ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｄｅｆｅｃｔ  Ｐｏｉｎｔｓ  ｏｎ  ａ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｗａｆｅｒ”，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＭＶＡ２００２  −  ＩＡＰＲ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｖｉｓｉｏｎ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  ｐｐ．１０−１３  ，Ｄｅｃ．  ２００２、に開示されている手法によって行う。この手法によれば、欠陥はその分布状態によってランダム欠陥と領域性欠陥に分類される。領域性欠陥には、図２に示す環状・塊状・線状・円弧状の４つの有意形状パターンクラスがある。これらのいずれかが検出された場合、「異常あり」と判定する。
【００２６】
次に、欠陥外観情報に基づいて異常を検知する方法について説明する。欠陥外観情報は、レビューによって得られる、欠陥画像および外観に基づく分類によって付加される欠陥クラス情報である。分類は例えば、特開平７−２０１９４６号公報に記載されている方法を用いて自動的に行う。異常の有無は予め指定したクラスの欠陥の個数によって判定する。指定したクラスの欠陥の個数は、全数レビューによって取得してもよいが、欠陥数が多い場合は一般に全数レビューを行うのは困難である。その場合、「欠陥点サンプリング技術を利用した外観検査手法」、第１３回外観検査の自動化ワークショップ、ｐｐ．  （２００１年１２月）、に記載された方法で欠陥のサンプリングを行い、レビューして欠陥分類を行った後、各欠陥クラスの欠陥数を推定してもよい。対象とする欠陥クラスの指定は、品種・工程毎にレシピによって行っておく。品種・工程によらずに指定しておいてもよい。また、指定できる欠陥クラスは１個とは限らず、複数としてもよい。
【００２７】
上記方法で異常があると判定された場合は、異常検知のときと同じ情報を用いて、問題工程特定を行う。以下、本発明における問題工程特定方法について図３〜７を参照しながら説明する。
【００２８】
図３は、装置評価情報照合解析による問題工程特定方法を説明する図である。用いる情報は欠陥の位置情報である。製品検査情報入力後、前に述べた方法により欠陥分布の解析を行い、欠陥位置情報３１１から有意形状パターンを検出することにより異常を検知する（ｓｔｅｐ３０１）。有意形状パターンがあった場合、対象とする製品検査情報に対応付けられている被検査ウェハのＩＤおよび検査工程名を読み取る。
【００２９】
次に、上位データベース１０５から必要な情報をダウンロードする（ｓｔｅｐ３０２）。まず、被検査ウェハのＩＤに対応付けられた製品着工情報１０８をダウンロードする。製品着工情報には、各加工工程に対応する装置ＩＤ、チャンバＩＤと着工日時、各検査工程に対応する装置ＩＤと検査日時が含まれている。着工日時および検査日時順にソートした後、対象とする製品検査情報に対応する検査工程（１０２ｂ）を検索する。一つ前の検査工程（１０２ａ）を検索し、その間の製造装置１０３ａ〜１０３ｃの情報を取得する。
【００３０】
次に、各製造装置および複数チャンバの場合は製品着工チャンバについて、被検査ウェハの着工日時の前後に評価された数セットずつの装置評価情報１０６をダウンロードする。製造装置あたりの装置評価情報１０６のセット数は予め決めておき、着工日時から近い順に所定数になるか情報が見つからなくなるまでダウンロードする。３１２ａ〜３１２ｃは装置評価情報のうち面板検査で得られた欠陥位置情報を示し、それぞれ製造装置１０３ａ〜１０３ｃに対応している。実際には各製造装置に対して複数セットの情報をダウンロードするが、ここではそれぞれ１セットの情報を示してある。
【００３１】
次に、ダウンロードされたすべての欠陥位置情報３１２と製品検査の欠陥位置情報３１１の照合を行い（ｓｔｅｐ３０３）、類似度の最も高い欠陥位置情報３１２ｂを選出する（ｓｔｅｐ３０４）。照合の方法は、画像化してパターンマッチングを行うものでも、それぞれの分布状態を表す特徴量を算出し、特徴量空間での距離を調べるものでもなんでもよい。類似度の最も高い欠陥位置情報３１２ｂに対応する製造装置１０３ｂを問題装置とする（ｓｔｅｐ３０５）。
【００３２】
図４は、外観情報を用いて上記と同様の装置評価情報照合解析によって問題工程を特定する方法を説明する図である。本方法は、上記方法では異常検知がなされない、欠陥がランダムに分布している場合に対して有効である。製品検査情報入力後、前述した方法で指定クラスの欠陥数を取得し、その数が基準値を超えた場合に「異常あり」と判定する（ｓｔｅｐ４０１）。指定クラスの代表的な欠陥の画像の欠陥外観情報４１１と同じ欠陥組成情報４１３は後のステップで用いる。
【００３３】
次に、上記方法と同様の方法で装置評価情報１０６をダウンロードする（ｓｔｅｐ４０２）。ただし、欠陥位置情報の代わりに欠陥外観情報４１２を用いる。これに加えて欠陥組成情報４１４を用いてもよいが必須ではない。欠陥外観情報４１２ａ〜４１２ｃ、および欠陥組成情報４１４ａ〜４１４ｃはそれぞれ製造装置１０３ａ〜１０３ｃに対応している。図面には表示していないが各製造装置に対して複数セットの情報をダウンロードする。一回の装置評価で複数欠陥画像が得られるため、１セットの情報は複数個の欠陥の画像の外観情報および組成情報からなる。
【００３４】
次に、欠陥画像の欠陥外観情報４１２および欠陥組成情報４１４と製品検査の欠陥外観情報４１１および欠陥組成情報４１３の照合を行い（ｓｔｅｐ４０３）、類似度の最も高い４１２ｂと４１４ｂの情報の組を選出する（ｓｔｅｐ４０４）。照合の方法には、画像から欠陥の特徴量を算出し特徴量空間での距離に基づく方法がある。組成情報からも同様に特徴量を算出し、組み合わせた特徴量空間での距離に基づいて類似度を算出してもよい。また、組成情報からまず同じ元素を含有するものを抽出し、その中で画像の特徴量空間での距離を比較してもよい。類似度の最も高い欠陥外観情報４１２ｂと欠陥組成情報４１４ｂの組に対応する製造装置１０３ｂを問題装置とする（ｓｔｅｐ４０５）。
【００３５】
製品検査で異常が発生していても、装置評価情報には異常が現れない場合もある。理由としては、装置評価時の着工条件が製品着工の条件と異なっている、装置評価のタイミングが悪い、面板では発生しにくい欠陥であるなどが考えられる。そのような場合は共通経路解析が有効である場合が多い。
【００３６】
図５は、共通経路解析による問題工程特定方法を説明する図である。図面では、欠陥位置情報を用いて欠陥分布に基づいて問題工程を特定する方法を示しているが、装置評価情報照合解析と同様、欠陥外観情報と組成情報を用いてもよい。異常検知の方法は装置評価情報照合解析の場合と同様である（ｓｔｅｐ５０１）。異常ありのとき、上位データベース１０５から、被検査ウェハと同じ品種かつ同じ検査工程の、所定の期間の過去の製品検査情報１０７をすべてダウンロードする（ｓｔｅｐ５０２）。
【００３７】
次に、新しい製品検査情報と同一モード欠陥発生ウェハを検索する（ｓｔｅｐ５０３）。すなわち、すべてのダウンロードした過去の製品検査情報について新しい製品検査情報との類似度を算出する。類似度算出の方法は装置評価情報照合解析の場合と同様である。そして、類似度が予め指定された基準値より高い過去の製品検査情報を選択する。この例では破線および点線で囲んだデータが選択されたものである。次に、新しい製品検査情報と選択された過去の製品検査情報に対応する製品経路情報１０８をダウンロードする（ｓｔｅｐ５０４）。
【００３８】
次に、各製品検査情報に対応する装置経路情報から、一つ前の検査工程との間にある加工工程において着工された製造装置を調べ、共通する装置を抽出する（ｓｔｅｐ５０５）。図面には、実線、破線、点線で囲まれた製品検査情報のそれぞれに対応する被検査ウェハの着工装置を実線、破線、点線で囲って示してある。この例ではそれぞれ、装置Ａ２、装置Ｂ２、装置Ｃ２の経路、装置Ａ１、装置Ｂ２、装置Ｃ２の経路、装置Ａ３、装置Ｂ２、装置Ｃ１の経路で加工されているので、装置Ｂ２が共通する装置である。
【００３９】
最後に、共通する装置Ｂ２を問題装置として特定する（ｓｔｅｐ５０６）。共通する装置が複数チャンバの装置である場合、チャンバも共通しているかを調べることにより、問題の発生箇所をより詳細に特定することができる。つまり、チャンバが共通していればそのチャンバ内で発生しているし、共通していなければ、搬送時などチャンバの外で発生している。
【００４０】
共通経路解析と似ているが、新しい製品検査情報と類似していない過去の製品検査情報も用いて機差解析を行う方法もある。
【００４１】
図６は、その機差解析による問題工程特定方法を説明する図である。異常検知（ｓｔｅｐ６０１）、過去の製品検査情報ダウンロード（ｓｔｅｐ６０２）は共通経路解析の場合と同様である。次に、新しい製品検査情報とダウンロードした過去の製品検査情報を数値化する（ｓｔｅｐ６０３）。欠陥位置情報を用いる場合は、新しい製品検査情報を基準とした、過去製品検査情報の分布パターンの類似度を前述の方法で算出する。欠陥外観情報を用いる場合は、指定クラスの欠陥数を前述の方法で算出する。
【００４２】
次に、被検査ウェハの製品経路情報１０８をダウンロードし（ｓｔｅｐ６０４）、一元分散分析の手法で機差解析を行う（ｓｔｅｐ６０５）。つまり、工程毎に装置別の平均と分散を算出し、全体の平均と分散の値を使って装置間に有意差があるかどうかを調べる。ここでは、３つの加工工程にそれぞれ２台の装置が存在する例について示した。Ａ１は工程Ａの装置Ａ１を示し、その下に装置Ａ１で着工された製品の基準との分布類似度あるいは指定クラスの欠陥数の平均と分散を示している。この例では、工程Ｂの装置間に有意差があり、装置Ｂ２の方が分布類似度が高いので、装置Ｂ２を問題装置と特定する（ｓｔｅｐ６０６）。なお、ここでは装置毎に平均と分散を算出したが、複数の装置の組毎、例えばＡ１とＢ１、Ａ１とＢ２、Ａ２とＢ１、Ａ２とＢ２の組毎に平均と分散を算出し、問題の発生する組み合わせを特定することも可能である。
【００４３】
共通経路解析や機差解析は、一つの工程に複数の製造装置が存在することを前提としているが、装置が一台しか存在しない場合や、ダウンロードした情報の被検査ウェハすべてが同じ経路である場合も考えられる。
【００４４】
図７は、そのような場合に有効な、装置ログ相関解析による問題工程特定方法を説明する図である。ここには異常検知後の動作について示してある。始めに、異常検知した製品検査情報の被検査ウェハと同一経路の過去の製品検査情報１０７をダウンロードし、機差解析の場合と同様数値化を行う。数値化の方法も、機差解析の場合と同様でよいが、欠陥位置情報を用いる場合は、検出した分布パターンのパターン強度を算出してもよい。パターン強度は、欠陥位置情報とパターンとを重ね合わせて、パターン内部の欠陥密度を算出するか、パターン内外の欠陥密度比を算出することによって得られる。
【００４５】
次に、被検査ウェハを着工した装置の装置ログ情報１０９をダウンロードする。装置ログ情報はウェハ加工時の加工条件の変動を表す情報である。ここでは、各装置の加工条件のパラメータは一つであるように図示しているが、実際には複数のパラメータが存在する。次に、被検査ウェハの各工程における着工日に基づき、分布類似度またはパターン強度または指定クラスの欠陥数と対応する加工条件のパラメータの値の組を求め相関を計算する。この例では、装置Ｂの加工条件のパラメータとパターン強度の相関が強いので、装置Ｂを問題装置と特定する。
【００４６】
以上、１種類の解析で１個の問題装置を特定するように説明してきたが、問題候補装置として、類似度の高い順に複数の装置をリストアップするようにしても本発明の主旨から外れることはない。また、上記方法を自由に組み合わせて実施し、複数の手法により特定された装置を問題装置としてもよい。あるいは、上記方法を指定された順番に行い、問題装置が見つかった時点で打ち切るようにしてもよい。それらの組み合わせ方、総合判定の仕方は予め品種工程毎のレシピにより設定できるようにしておく。
【００４７】
次に、本発明における問題工程特定システムにおいて、結果出力方法について図８〜１０を参照しながら説明する。
【００４８】
本発明の問題工程特定システムは、製品検査情報の入力をきっかけとして自動で解析を行うため、オペレータが常時ついている必要はない。しかし、調査および対策は、人手により行われるため、ラインＱＣの管理者および装置担当者に知らせる必要がある。
【００４９】
図８は、本発明の問題工程特定システムで実施された解析の結果表示の一実施例である。これは、問題候補装置が少なくとも一つ特定されたウェハのリストであり、少なくとも被検査ウェハの情報と問題装置名を含む。被検査ウェハの情報は品種、ロット番号、検査工程名、検査日など被検査ウェハを特定できる情報からなる。
【００５０】
このほかに、重要度、担当者、ステータス情報を表示するとよい。重要度は、異常検知したときの製品検査情報に基づいてシステムにより自動的に付加される。つまり、有意形状分布パターン検出によって異常検知された場合は、パターン内の欠陥数、欠陥密度、パターン内外の欠陥密度比などに基づいて重要度を付加し、指定クラスの欠陥数が基準値を超えたことにより異常検知された場合は、その欠陥数に基づいて重要度を付加する。ただし、権限を与えられたユーザによって変更できるようにしておいてもよい。担当者は装置担当者氏名であり、これを表示するためには、装置名と担当者名を関連付けるデータを予め上位データベース１０５あるいはシステム内部に持っている必要がある。ステータスは調査・対策の状況を表し、未調査、調査済、問題無、対策済、登録済のいずれかである。前述したように、問題候補装置は一つとは限らないため、優先順位に従って表示する。
【００５１】
このリストには最新の情報が一番上に追加されるが、各項目によってソートあるいはフィルタリングして表示できるようにしておくとよい。さらに、ステータスによって表示色を変えるようにしてもよい。リストに追加すると同時にリスト項目と同様の内容をラインＱＣ管理者および装置担当者にメールで送信するようにしてもよい。
【００５２】
本発明の問題工程特定システムは、同時に問題工程特定解析レポートを作成する。ユーザはリストから選択してレポート画面を表示させることができる。
【００５３】
図９は、レポート表示画面の例である。レポートには、少なくとも異常検知された被検査ウェハの情報９０３と問題候補装置名を記載する。他に、欠陥位置情報から欠陥マップの製品検査情報９０１を作成して記載する。さらに、欠陥数、有意形状分布パターン検出によって異常検知された場合は、パターン強度、「周辺部環状」などのパターン形状を表すキーワード、指定クラスの欠陥数によって異常検知された場合は、指定クラス名、指定クラスの欠陥数、指定クラスの代表的な欠陥画像と同じ欠陥の組成情報なども記載するとよい。
【００５４】
重要度９０２は、システムが自動的に付加するが、権限を与えられたユーザによって変更できるようにしてもよい。その場合は、画面の重要度をクリックすると変更画面が表示される。問題候補装置の情報は、装置名は必須であるが、他に、装置担当者氏名、解析方法、装置特定の元となった情報９０５、調査・対策ステータス９０６を記載するとよい。この例では、欠陥位置情報を用いて装置評価情報照合により装置特定したケースを示している。このケースでは、類似度の最も高かった装置評価情報の欠陥マップを記載している。
【００５５】
欠陥外観情報を用いた場合は類似度の最も高かった装置評価情報の欠陥画像と同じ欠陥の組成情報を記載する。共通経路解析により装置特定した場合は、共通経路抽出に使用したウェハの欠陥マップまたは、欠陥画像と組成情報の組を記載する。機差解析の場合は、前記図６に示した分布類似度あるいは指定クラスの欠陥個数の装置別平均と分散を表すグラフを記載する。装置ログ相関解析の場合は、前記図７に示すような加工条件の変動グラフに、相関解析に使用したウェハのパターン強度または指定クラスの欠陥数の変動グラフを重ねて記載する。
【００５６】
調査・対策ステータス９０６は、詳細ボタンのクリックにより、調査対策詳細表示兼入力画面が表示される。
【００５７】
図１０は、その調査対策詳細表示兼入力画面の例である。調査結果および対策方法の入力は権限が与えられたユーザ、通常は装置担当者によってのみ行われる。担当者は調査終了後、その装置の問題のありかが判明したら「問題あり」をマークし、詳細情報を入力する。その装置に問題がないことが判明したら「問題なし」をマークする。更新ボタンのクリックにより、入力情報が確定され記入日が変更される。キャンセルボタンのクリックにより元の状態に戻る。戻るボタンのクリックによりレポート表示画面に戻る。ステータス情報には入力が反映されている。同時にリストのステータス情報も更新される。
【００５８】
対策終了後にも、同様に詳細ボタンをクリックし、調査対策詳細表示兼入力画面を表示させ、対策済をマーク、対策内容を記入して更新ボタンをクリックする。レポート表示画面のステータスは対策済みになっている。複数の問題候補装置がある場合には、ステータス９０６の情報は装置毎に記載される。
【００５９】
ステータスが「対策済み」となっている時、本発明の問題工程特定システムにより、２種類の情報を登録することが可能である。一つは、問題装置特定済みの製品検査情報である。前記図９に示した問題装置名の下の登録ボタンをクリックすると、異常検知に用いた製品検査情報は問題装置名に関連付けられて、ユーザライブラリ９０７に登録される。このライブラリは、システム内部あるいは上位データベース１０５のいずれにあっても構わない。登録された情報は、装置評価情報と同様に扱われる。つまり、装置評価情報照合解析において、上位データベース１０５から装置評価情報をダウンロードすると同時に、ユーザライブラリに被検査ウェハの着工装置に関連付けられた情報がないか検索し、情報がある場合は照合解析に加える。
【００６０】
もう一つは、問題工程対策情報である。これは、前記図９に示した、製品検査情報、被検査ウェハの情報、問題装置名、問題装置特定の元となった情報、調査結果詳細、対策内容詳細を含む情報である。保存する場所は、システム内部あるいは上位データベース１０５のいずれでも構わない。登録したデータは、装置名を入力して検索を行うことにより、参照できるようにしておく。また、前記図９に示した問題装置名をクリックすると、その装置に関連する問題工程特定情報を参照できるようにしておいてもよい。この方法により、調査・対策の時間短縮を図ることが可能である。
【００６１】
次に、本発明の問題工程特定方法を適用した別の実施の形態について図１１を参照しながら説明する。１０１は半導体ウェハの製造工程を表している。製品ウェハはインライン検査とは別に、出来映え評価装置１１０２によってその加工の出来映えを評価されている。図１１は、出来映え評価装置１１０２によって得られた情報を用いて問題工程を特定するシステムの概念図を表している。
【００６２】
出来映え評価装置１１０２ａにより評価された製品ウェハは、次に製造装置１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃによる加工工程の後、再び出来映え評価装置１１０２ｂによって評価される。出来映え評価情報１１０７は、上位データベース１０５に転送され、一定期間保存される。上位データベース１０５にはこのほかに製品経路情報１０８、装置ログ・メンテナンス情報１０９も記録される。
【００６３】
問題工程特定システム１１０は、出来映え評価装置１１０２によって出力された製品検査情報を入力する。出来映え評価装置１１０２には、測長ＳＥＭ、膜厚検査装置などがある。測長ＳＥＭは、ホト工程やエッチング工程の後に所定の位置の配線や穴の形状を測定する。膜厚検査装置は、成膜工程や平坦化工程の後に所定の位置の膜厚を測定する。これらの装置の測定値の平均や最大値、最小値の規格外れによって異常を検知する。あるいは、図１１に示すように面内分布マップを作成し、有意形状パターンの検出によって異常を検知してもよい。
【００６４】
異常がある場合は、上位データベース１０５から被評価ウェハと同一経路の過去の出来映え評価情報１１０７をダウンロードし、それぞれの測定値の平均や最大値、最小値、あるいは測定値の面内分布のパターン強度などの数値を算出する。次に、被評価ウェハを着工した装置の装置ログ情報１０９をダウンロードする。ここでは、各装置の加工条件のパラメータは一つであるように図示しているが、実際には複数のパラメータが存在する。
【００６５】
次に、被評価ウェハの各工程における着工日に基づき、測定値の平均や最大値、最小値、あるいは測定値の面内分布のパターン強度などの数値と対応する加工条件のパラメータの値の組を求め相関を計算する。相関の強い装置およびパラメータを異常の原因であると特定し、結果出力する。この例では、装置Ｂの加工条件のパラメータとパターン強度の相関が強いので、装置Ｂのこのパラメータに問題の原因があると特定する。これによって、出来映え評価装置１１０２によって得られた情報を用いて容易に問題工程を特定することができる。
【００６６】
以上、前記実施の形態においては、問題工程特定システムが上位データベースから独立しており、データのダウンロードを行って解析を行う形態の実施例について説明したが、本システムの機能が上位データベースに組み込まれている場合でも、本発明の範囲に含まれる。
【００６７】
また、本発明は、問題工程特定方法として、複数の工程を経て製造された製品ウェハの検査工程で得られる検査情報と、複数の工程の各製造装置から得られる情報、および／または、上位データベースに蓄積された情報とを突き合わせて、問題工程を特定する場合についても適用可能である。
【００６８】
すなわち、この特定方法では、製品ウェハのインライン検査装置や出来映え評価装置などの各検査装置から得られる検査情報、加工工程の各製造装置から得られる加工情報、これらの検査や加工情報、さらには設計情報などを含めた上位データベースに蓄積された蓄積情報などを任意に組み合わせて、問題工程を特定することができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、製品検査情報の入力をきっかけに自動的に異常検知を行い、異常のある場合に、上位データベースから解析に必要な情報をダウンロードして問題工程特定の解析を実行するため、オペレータが解析対象のデータを選択する必要がなく、ユーザ定義のライブラリの準備も不要であり、容易に問題工程特定を実施することが可能である。また、インライン検査の情報を用いるので問題発生から対策までの期間を短くすることができる。
【００７０】
さらに、本発明の結果出力方法によれば、製品検査情報と問題装置名と担当者とステータスがリストとなって表示されるため、調査・対策のフォローアップが容易にできる。また、レポート画面からは、問題装置特定済みの製品検査情報と、問題工程対策情報を登録可能なので、次回以降の問題工程特定および調査対策の時間短縮に有効な情報を容易に蓄積することができる。
【００７１】
また、本発明によれば、出来映え評価情報を用いる場合においても、容易に問題工程を特定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の問題工程特定方法を適用した実施の形態の問題工程特定システムの概念を表す図である。
【図２】本発明の実施の形態において、有意形状分布パターンの例を表す図である。
【図３】本発明の実施の形態において、欠陥分布に基づく装置評価情報照合解析による問題工程特定方法を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態において、欠陥外観に基づく装置評価情報照合解析による問題工程特定方法を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態において、共通経路解析による問題工程特定方法を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態において、機差解析による問題工程特定方法を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態において、装置ログ相関解析による問題工程特定方法を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態において、問題装置特定情報リストの例を表す図である。
【図９】本発明の実施の形態において、問題装置特定レポート画面の例を表す図である。
【図１０】本発明の実施の形態において、調査対策詳細表示兼入力画面の例を表す図である。
【図１１】本発明の問題工程特定方法を適用した別の実施の形態の問題工程特定システムの概念を表す図である。
【符号の説明】
１０１…半導体ウェハ製造工程、１０２（１０２ａ，１０２ｂ）…インライン検査装置、１０３（１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ）…製造装置、１０４…面板検査装置、１０５…上位データベース、１０６…装置評価情報、１０７…製品検査情報、１０８…製品経路情報、１０９…装置ログ・メンテナンス情報、１１０…問題工程特定システム、３１１…製品検査情報の欠陥位置情報、３１２（３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃ）…装置評価情報の欠陥位置情報、４１１…製品検査情報の欠陥外観情報、４１２（４１２ａ，４１２ｂ，４１２ｃ）…装置評価情報の欠陥外観情報、４１３…製品検査情報の欠陥組成情報、４１４（４１４ａ，４１４ｂ，４１４ｃ）…装置評価情報の欠陥組成情報、９０１…異常検知した製品検査情報、９０２…重要度、９０３…被検査ウェハの情報、９０４…問題候補装置の情報、９０５…装置特定の元になった情報、９０６…調査・対策ステータス、９０７…ユーザライブラリ、９０８…問題工程対策情報、１１０２（１１０２ａ，１１０２ｂ）…出来映え評価装置、１１０７…出来映え評価情報。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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