(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検査装置によって得られる測定結果を、集中管理するデータ収集管理システムを用いたデータ収集管理方法であって、
既知の標準寸法を有する同一の標準寸法サンプルの寸法を、複数の検査装置にて測定し、当該測定結果と、当該既知の標準寸法との比較に基づいて、前記複数の検査装置毎の較正値を作成し、当該検査装置毎の較正値を、それぞれの検査装置と対応付けて保存し、製造装置により加工された試料の寸法を、前記検査装置によって測定し、当該測定結果を、当該検査装置に対応する寸法較正データを用いて補正し、当該補正された測定結果を集中して保存することを特徴とするデータ収集管理方法。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記標準寸法を有する試料を計測して得られた前記較正値を定期的に求め、該較正値に異常が認められた場合に警告を発することを特徴とするデータ収集管理方法。
【請求項３】
試料の加工個所を計測する複数の検査装置から送信される計測データを、通信ネットワークを介してデータ収集管理装置に収集管理するデータ収集管理方法において、
前記複数の検査装置で既知の標準寸法を有する同一の標準寸法サンプルを計測した標準寸法計測データを、前記データ収集管理装置に定期的に送信し、当該複数の検査装置によって得られた前記標準寸法計測データと、前記既知の標準寸法とを比較して較正値を算出し、前記検査装置毎の較正値を、それぞれの検査装置と対応付けて保存し、前記検査装置で、製造装置により加工された試料の寸法を計測し、当該計測データを前記データ収集管理装置へ送信し、該データ収集管理装置で前記計測データを前記較正値で補正して補正データを算出し、当該補正データを前記データ収集管理装置に集中して保存することを特徴とするデータ収集管理方法。
【請求項４】
請求項３の記載において、前記較正値の時間的変化を監視し、予め定められた基準値に対して逸脱した場合には、前記検査装置に異常があることを示す警告を発することを特徴とするデータ収集管理方法。
【請求項５】
請求項３の記載において、前記試料の加工の設定条件を変更するために前記保存された補正データを表示することを特徴とするデータ収集管理方法。
【請求項６】
請求項３の記載において、前記試料の加工箇所の次工程の加工設定条件を変更するために前記保存された補正データを表示することを特徴とするデータ収集管理方法。
【請求項７】
請求項３の記載において、前記データ収集管理装置は、前記保存された補正データに基づいて前記試料の加工の設定条件を変更することを特徴とするデータ収集管理方法。
【請求項８】
試料の加工箇所を計測する複数の検査装置から送信される計測データを、通信ネットワークを介して収集管理するデータ収集管理装置を備えたデータ収集管理システムにおいて、
前記データ収集管理装置は、前記複数の検査装置で既知の標準寸法を有する標準寸法サンプルを計測した標準寸法計測データを定期的に受信し、当該複数の検査装置によって得られた前記標準寸法計測データと、前記既知の標準寸法とを比較して較正値を算出し、前記検査装置毎の較正値を、それぞれの検査装置と対応付けて保存し、前記検査装置で、製造装置により加工された試料の寸法を計測し、当該計測データを受信し、該計測データを前記較正値で補正して補正データを算出し、当該補正データを前記データ収集管理装置に集中して保存することを特徴とするデータ収集管理システム。
【請求項９】
請求項８の記載において、前記データ収集管理装置は、前記較正値の時間的変化を監視し、予め定められた基準値に対して逸脱した場合には、前記検査装置に異常があることを示す警告情報を送信することを特徴とするデータ収集管理システム。
【請求項１０】
請求項８の記載において、前記試料の加工の設定条件を変更するために前記保存された補正データを表示する表示装置を有することを特徴とするデータ収集管理システム。
【請求項１１】
請求項８の記載において、前記試料の加工箇所の次工程の加工設定条件を変更するために前記保存された補正データを表示する表示装置を有することを特徴とするデータ収集管理システム。
【請求項１２】
請求項８の記載において、前記データ収集管理装置は、前記保存された補正データに基づいて前記試料の加工の設定条件を変更することを特徴とするデータ収集管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造ラインのような試料の加工程度を検査する検査装置によって検査したデータを収集管理するデータ収集管理方法およびそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体装置の製造ラインでは、半導体製造装置で半導体ウェハを加工し、検査装置を用いて、加工前後の膜厚、線幅（または素子寸法）、重ね合わせ精度等の計測や、異物の有無判別や分布，加工不良の有無判別や分布を見つける検査を行い、その結果によって加工の程度を評価している。さらに、その結果から、半導体製造装置の加工の設定値の良し悪しを判断し、その結果に基づいて、次回の加工を行う場合の半導体製造装置の加工条件の設定値の最適化を図るフィードバックを行ったり、次の加工工程に半導体ウェハを送る際に、その結果に基づいて次の工程における製造装置の設定値の最適化を図るフィードフォワードを行っている。
【０００３】
近年では、検査装置，ホストコンピュータ，データベースを通信ネットワークで接続し、検査結果である計測データをデータベースやホストコンピュータへ送付し、コンピュータ上でデータを処理した結果に基づいて半導体製造装置の設定の最適値を計算したシステムや、更には、半導体製造装置を通信ネットワークへ接続し、半導体製造装置の設定の最適値を半導体製造装置へ送って、加工設定の最適化を図るようにしたシステムが考案されている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。
【０００４】
半導体製造装置の加工条件の設定値の最適化を図る場合、その根拠となる計測データは、基本的には同じ半導体製造装置で加工した半導体ウェハの計測データである必要がある。計測データのノイズの影響を抑制するため、半導体製造装置の設定値の最適化は、１回の計測データではなく、複数回の同じ仕様で加工した半導体ウェハの計測データに平均化等の統計的な処理を施し、それに基づいて設定の最適値を算出する。そのような計測データが複数ある場合、計測したデータは、基本的には同一の検査装置で計測されたものである必要がある。しかし実際には、生産能力を高めるために、同一種類の検査装置が複数用いられており、この場合、検査装置それぞれの計測値には、それぞれの検査装置が固有に持つ誤差を含んでいる。この誤差の範囲が半導体製造装置の設定値に対し、十分小さい場合には問題ない。しかし、近年、この値が無視できない程度に加工精度が要求されるようになってきている。したがって、複数の検査装置で計測された複数のデータに基づいて、半導体製造装置の設定値の最適値を算出しようとした場合、検査装置ごとに計測したデータが含む誤差が異なるため、これらのデータを同一に扱って統計的処理等を施しても、その処理の結果の精度を高めることには限界があった。
【０００５】
複数の検査装置のデータに基づいて半導体製造装置の設定値を最適化するシステムの例はあるが（例えば、特許文献３参照）、検査装置ごとの固有の計測誤差の扱いについて配慮されたものはない。複数の検査装置がそれぞれ正常に動作していることを確認することは当然必要であるが、このような検査装置ごとの固有の計測誤差は、事前に誤差計測、または、複数の検査装置ごとに特有の誤差である機差の計測を行い、検査装置ごとに計測値の較正をしておくマッチング調整作業により、解消しておく必要がある。
【０００６】
また、半導体製造ラインの多くはＳＥＣＳ(SEMI Equipment Communication Standard)等に従った通信手段を用いており、計測データは製造ラインのホストコンピュータへ送付される。近年、ホストコンピュータとは別に、このようなデータだけを収集するシステムを設け、そのシステム上でデータを管理し、データ加工等を行ってプロセス制御等に活用するということが多く行われるようになってきた。このようなシステムでデータを効果的に活用するためには、データを計測した装置ごとに存在するデータ誤差を上述の較正作業等により十分に排除しておく必要があった。しかしこの作業は、装置の調整作業を伴うので、一般的な装置オペレータではなく、装置保全担当者が行う場合が多い。それでも、この作業は非定常作業のために保全部署の負担が大きい。さらに装置稼働率が高い場合には較正作業を頻繁に実施できないため、較正が不十分なままで装置を稼動させざるを得ないという問題があった。このように、従来は、装置の較正が不十分なので、不正確なデータと不正確な調整で製品を製造せざるを得ないという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１６３２８６号公報
【特許文献２】特開２００２−０６４０４６号公報
【特許文献３】特開２００１−２５７１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、複数の検査装置からのデータを収集管理するデータ収集管理方法およびそのシステムにおいて、収集したデータに含まれるそれぞれの検査装置固有の計測誤差によるデータのばらつきを抑制して製造条件に反映させるとともに、複数の計測装置ごとに較正作業を実施するという手間を省き、使い勝手に優れた方法およびシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の実施態様は、製造装置により試料を加工した結果を複数の検査装置で計測し、該複数の検査装置で計測した計測データを標準寸法試料を用いて求めた較正値で補正した補正データを、それぞれの検査装置と対応付けて保存し、製造装置による試料の加工の設定条件を変更するために保存された補正データを表示するものである。
【００１０】
また、補正データに基づいて製造装置による試料の加工の設定条件を変更するものである。
【００１１】
また、定期的に較正値で代表される各検査装置固有の計測誤差等の計測特性をデータ収集管理装置に送信し、データ収集管理装置は収集した計測データをこの検査装置ごとの計測特性に基づいて較正し補正データとして保存するものである。
【００１２】
また、較正値の時間的変化を監視し、予め定められた基準値に対して逸脱した場合には、検査装置に異常があることを示す警告を発するものである。
【００１３】
このようなデータ収集管理システムおよび方法においては、複数の検査装置からのデータを収集し、各装置の計測機能に異常がないかどうかを集中して管理すると共に、収集したデータがそれぞれの検査装置固有の計測誤差を持つ場合に当該検査装置のデータを補正し、装置の別，経過時間の違いによるデータのばらつきを抑えるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の検査装置からのデータを収集管理するデータ収集管理方法およびそのシステムにおいて、収集したデータに含まれるそれぞれの検査装置固有の計測誤差によるデータのばらつきを抑制して製造条件に反映できるようになるとともに、複数の計測装置の較正作業をデータ収集管理装置で一括して行うことにより、各計測装置ごとに較正作業を実施するという手間を省くことができ、使い勝手に優れた方法およびシステムを提供できるという効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
はじめに、検査装置の機差の較正の方法について説明する。
【００１６】
まず、較正用の標準寸法サンプルを準備する。このサンプルは、用途によりライン，膜厚，重ね合わせマーク等のパターンを持ち、或いは、それらを重ね併せ持ち、経時変化が少なくサンプルの線幅，膜圧等の計測項目の値（標準値）が、予めわかっているもの、または、予めある値であると決定しているものが望ましい。サンプルは、半導体ウェハと同様の形状をしている等、検査装置にいつでも標準的に装着できるもので、または、そのような半導体ウェハ上のパターンであることが望ましい。さらに、データ収集管理システムに備えられたデータ収集管理装置、または、ホストコンピュータからの指令で自動的にロード可能の状態になっていることが望ましい。また自動ロードができなくても、オペレータの簡単なアシストでロードできるようになっていることが望ましい。
【００１７】
次に、較正用の標準寸法サンプルを較正する検査装置にロードし、指定箇所を計測する。計測には、予め較正用の標準寸法サンプルの計測用に作成しておいたレシピを起動させ、計測させることが望ましい。さらにそのレシピの起動，計測の実施が、データ収集管理装置、または、ホストコンピュータからの指令で自動的に起動，計測がなされることが望ましい。この計測は、計測値の変動の程度に従い、１回／日，１回／週，１回／月，１回／３ヶ月等の周期で予めプログラムしておき、期日がきたら、自動的に起動するようにするか、または、起動を促すメッセージをシステムの端末画面や、検査装置の操作画面へ表示させるか、または、装置保全担当者のメッセージ表示装置へメール等にて発信するようにすることが望ましい。この計測は、関係する検査装置すべてに対して行う。このとき各装置で用いる標準サンプルは、同一のもの、または、その精密度がほとんど同一のものである必要がある。
【００１８】
そして、例えば標準寸法サンプルの既知寸法が240.000ｎｍ であり、これを計測した結果が240.010と表示された場合、較正値は240.000／240.010＝0.999958 となる。実際には、計測は複数回行い、その平均値を用いる。
【００１９】
次に、実際の製品を計測したときの計測データの送信と較正を行う。標準寸法サンプルの計測データおよび実際の製品の計測データは、データ収集管理装置、または、ホストコンピュータへ送信され、保存される。以下、それぞれの場合について、計測データの扱いについて述べる。
【００２０】
標準寸法サンプルの計測データがデータ収集管理装置へ送られる場合、標準寸法サンプルの計測データは、そのデータが計測された装置ごとに分類され、保存される。標準寸法サンプルを計測したときの計測データと標準寸法サンプルの既知の標準値とを比較し、その差や比を算出する。前述のように両者の比は較正値であるが、この較正値の変化を定期的に監視することによって、検査装置の計測特性の傾向を把握することができる。較正値の時間的変化を監視し、予め定められた基準値に対して逸脱した場合には、検査装置に異常があることを示す警告情報を発するようにする。
【００２１】
次に、実際の製品の計測データがデータ収集管理装置へ送られる場合、事前に算出し、保存しておいた較正値を用い、送付された計測データを検査装置ごとに較正し保存する。最後に、この補正されたデータをホストコンピュータへ送信し、各検査装置の計測データとして保存する。
【００２２】
実際の製品の計測データが、ホストコンピュータへ直接送られる場合、ホストコンピュータとデータ収集管理装置間で通信する。この場合、以下の２通りが考えられる。
ｉ）ホストコンピュータからデータ収集管理装置へ、検査装置ごとの計測データをダウンロードする。データ収集管理装置では、ダウンロードしたデータに対し、各検査装置の較正値を用いて補正を行い、再び、ホストコンピュータへ返送し保存する。これを全ての装置で計測した計測データについて行う。
ii）データ収集管理装置にて算出し保存した各検査装置の較正値をホストコンピュータへ送り、ホストコンピュータでこの較正値を用いて各検査装置の計測データを補正し保存する。
【００２３】
ここで、遠隔監視システムであるｅダイアグノスティックスを採用している場合には、データ収集管理装置は、製造ラインの外や、工場の外であってもかまわない。たとえば、工場外のサービス管理会社の端末をデータ収集管理装置とし、較正値の変化が異常に大きい場合には検査装置に不具合がある可能性があるので、サービス管理会社にてそれを察知し、装置手直しの処置にすぐに着手することができる。
【００２４】
また、標準寸法サンプルの計測データを、計測後、ホストコンピュータへ送信する場合、ホストコンピュータではこの結果を用いて、各装置の較正値を算出し、保存する。そして、ホストコンピュータに実際の製品の計測データが送信されたとき、それぞれの検査装置の較正値を用いて計測データを補正し、この補正データを保存する。検査装置ごとの固有の計測誤差が、異常に大きい場合には、補正データがその後の解析に用いられない場合もある。このような場合、検査装置の状態そのものが悪いことが推測される。このような場合は装置管理者に異常を知らせるべく、警告情報やアラームを発することが望ましい。
【００２５】
以下、本発明の具体的な実施例を図を用いて説明する。本実施例では検査装置の代表例としてＣＤ−ＳＥＭ（測長用走査電子顕微鏡）という計測装置を用いている。図１はシステム構成図、図２は較正用標準寸法サンプルの斜視図、図３はフローチャートである。
【００２６】
図１では、３台のＣＤ−ＳＥＭ（１１１，１１２，１１３）が通信ネットワーク１２０によって、データ収集管理装置１３０、及び、ホストコンピュータ１４０に接続されている。まず、第一のケースとして図３を用いてデータの流れを説明する。図３のステップ
Ｌ３２１にてＣＤ−ＳＥＭで計測された計測データは、白矢印で示されるように、ステップＬ３２２にて、通信でデータ収集管理装置１３０へ送信される。この送信は計測データを計測したときに自動的に実行されても、ある程度まとまってから実行するようにしてもよい。次にステップＬ３２３にてデータ収集管理装置１３０において計測装置ごとに測定データを分類する。
【００２７】
一方、較正のため、ステップＬ３１１にて例えば月に１回標準寸法サンプルの測定を行い、ＣＤ−ＳＥＭの計測精度の確認を行う。この作業では、ＣＤ−ＳＥＭのステージに取り付けられた図２に示す様な標準寸法サンプル２００を用い、そのサンプルの予めその寸法がわかっているラインピッチ幅Ａの測長計測を行い、複数の値の平均値をＢとすると、Ｂと計測対象の計測値との比を較正値とする。この計測作業は、ホストコンピュータ140、または、データ収集管理装置１３０からの指示で、標準寸法サンプル計測用レシピの起動によって行われる。標準寸法サンプル２００は、図２に示すようなライン・アンド・スペースサンプルとし、その既知のラインピッチ幅Ａは、ある誤差内にあることが保証されている。そのサンプルの異なった場所を複数箇所測り、その平均値Ｂを算出する。
【００２８】
標準寸法サンプルは、そのラインや、工場で標準的に使っているパターンを持つ半導体ウェハでもよい。この場合、半導体ウェハ上には同一寸法にデザインされたパターンが複数個あって、その数はマッチングをとる計測装置が較正のために測定する測定点の数よりも十分多いことが望ましい。また、レジストは電子線の照射で変質する可能性があり、パターンの変質を避けるため、レジストパターンではなく、Poly−Ｓｉ，Ｓｉ，ＳｉＯ２等のパターンが望ましい。さらに、互いにマッチングをとる同一グループ内の計測装置には、同一の半導体ウェハを用いることが望ましい。この場合、基準値Ａはそのパターンのデザイン値とし、較正に用いる値は基準値Ａの全計測値の平均値Ｂ、または、それに近い値をとることが望ましい。
【００２９】
また、測定点数については、サンプルが標準寸法サンプルか標準ウェハかにかかわらず、１０点乃至２０点程度測定することが望ましい。そして、測定点の中で平均値からかけ離れたデータに対しては、平均値の計算には含めないほうがよい。例えば、少なくとも５％以上かけ離れているものは、除外する。１％以上５％未満で離れた値については、その測定点の画像を取得して測定点の形状を確認し、かけ離れた測定点の原因が測定対象である試料にあるのか計測装置にあるのかを見極めることが望ましい。試料に異常がある場合は、今後その付近は、計測しないようにレシピを修正するとよい。試料に異常がない場合は、その点の場所で計測異常が生ずる危険性は少ないと考えられるが、再測定するか、装置側に異常がないか点検することが望ましい。計測値が全体的に既知の試料寸法から離れている場合は、その計測装置の計測正確性（Accuracy）がずれているとみなし、以下に述べる方法でデータを補正する。
【００３０】
図３のステップＬ３１１で計測した値の平均値Ｂをデータ収集管理装置１３０へ送信する。ステップＬ３１２にて、ＡとＢの比を算出し、保存する。Ｂ／ＡはそのＣＤ−ＳＥＭの測定誤差であり、Ａ／Ｂは較正値となる。したがって、これが、ＣＤ−ＳＥＭ１１１で測定されたものだとすると、ステップＬ３２４にてＣＤ−ＳＥＭ１１１で測定されたデータＣ１１１は、すべて、Ａ／Ｂを掛けて補正する。
【００３１】
Ｃ１１１′＝Ｃ１１１×Ａ／Ｂ                                          …数１
このＣ１１１′の値が、補正された値となる。ステップＬ３２４のデータの補正は自動的に実行するようにしても、データ収集管理装置１３０を用いて装置管理担当者やサービス管理会社の実行指示で実行してもよい。そして、ステップＬ３２５にてその値を保存する。さらにステップＬ３１３にてその値をホストコンピュータ１４０へ送信し、ステップ
Ｌ３２６にてその値をホストコンピュータ１４０に保存してもよい。
【００３２】
ステップＬ３１１，Ｌ３１２の作業は、残りのＣＤ−ＳＥＭ１１２，１１３についても行う。ステップＬ３２１の通常の試料計測時は、これらのＣＤ−ＳＥＭ１１２，１１３でＣＤ−ＳＥＭ１１１が行ったと同様のステップＬ３２３，Ｌ３２４，Ｌ３２５，Ｌ３１３，Ｌ３２６を順次行ってゆく。ステップＬ３１１，Ｌ３１２の較正の頻度は、必要に応じ変えてもかまわない。例えば、週に１回または、６ヶ月に１回でもよいが、安定性の低い計測装置に対しては、毎日行うことが望ましい。
【００３３】
次に、第二のケースとして図１および図４を用いてデータの流れを説明する。図４はフローチャートである。図３のケースと同様にステップＬ４１１にて月に１回、標準サンプルの測定を行い、ＣＤ−ＳＥＭ１１１，１１２，１１３の計測精度の確認を行う。頻度は、必要に応じ増減させてかまわない。この作業は、ＣＤ−ＳＥＭ１１１を例にとると、
ＣＤ−ＳＥＭ１１１のステージに取り付けられた図２に示す様な標準寸法サンプル２００を用い、その測長計測を行う。計測作業は、ホストコンピュータ１４０、または、データ収集管理装置１３０からの指示で、標準寸法サンプル計測用レシピの起動によって行われる。較正のためのデータ計測・処理方法は、図３の場合と同様である。標準寸法サンプルは、その製造ラインや工場で標準的に使っているパターンを持つ半導体ウェハでもよい。測定点数については、上述した第一のケースと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３４】
計測値が全体的に既知の試料寸法から離れている場合は、その計測装置の計測正確性
（Accuracy）がずれていると見なし、以下に述べるステップでデータを補正する。図４において、ステップＬ４１１で計測した標準寸法サンプル計測値の平均値Ｂをデータ収集管理装置１３０へ送信する。ステップＬ４１２にて、ＡとＢの比を算出し、保存する。Ｂ／ＡがそのＣＤ−ＳＥＭ１１１の測定誤差であり、Ａ／Ｂが較正値となる。この値を保存しておく。一方、ステップＬ４２１にてＣＤ−ＳＥＭ１１１で測定されたデータＣ１１１は、計測後ステップＬ４２２にてすべてホストコンピュータに送信される。次にステップ
Ｌ４２３にてこの計測結果をデータ収集管理装置１３０へ送信する。データ収集管理装置１３０では、ステップＬ４１３にて、先に保存した較正値Ａ／Ｂを用いて、前述の数１にてデータＣ１１１を補正しＣ１１１′を算出する。最後にその値Ｃ１１１′をホストコンピュータ１４０へ送信し、ステップＬ４２４にてその値を保存する。ホストコンピュータ１４０では、そのデータが、ＣＤ−ＳＥＭ１１１のものであることを認識し、データ
Ｃ１１１′を改めてＣＤ−ＳＥＭ１１１のデータとして保存しなおす。このような処理を、他のＣＤ−ＳＥＭ１１２，１１３についても行う。
【００３５】
次に、第三のケースとして図１および図５を用いてデータの流れを説明する。図５はフローチャートである。図３，図４のケースと同様に、ステップＬ５１１にて月に１回、標準サンプルの測定を行い、ＣＤ−ＳＥＭ１１１，１１２，１１３の計測値の確認を行う。頻度は、必要に応じ増減させてかまわない。この作業は、ＣＤ−ＳＥＭ１１１を例にとると、ＣＤ−ＳＥＭ１１１のステージに取り付けられた図２に示す様な標準寸法サンプル
２００を用い、その測長計測を行う。計測作業は、ホストコンピュータ１４０、または、データ収集管理装置１３０からの指示で、標準寸法サンプル計測用レシピの起動によって行われる。較正のためのデータ計測・処理方法は、図３の場合と同様である。標準寸法サンプルは、そのラインや、工場で標準的に使っているパターンを持つ半導体ウェハでもよい。測定点数については、第一のケースと同様なので、ここでは説明を省略する。
【００３６】
全体的に計測値が既知の試料寸法から離れている場合は、その計測装置の計測正確性
（Accuracy）がずれていると見なし、以下に述べるステップでデータを補正する。図５のステップＬ５１１で計測した標準寸法サンプル計測値の平均値Ｂをデータ収集管理装置
１３０へ送信する。ステップＬ５１２にて、ＡとＢの比を算出し、保存する。Ｂ／Ａが、そのＣＤ−ＳＥＭ１１１の測定誤差となり、Ａ／Ｂが較正値となる。この値を保存しておく。一方、ステップＬ５２１にてＣＤ−ＳＥＭ１１１で測定されたデータＣ１１１は、計測後ステップＬ５２２にてすべて、ホストコンピュータに送信される。次にＬ５２３にてこのＣＤ−ＳＥＭ１１１の最新の較正値Ａ／Ｂをデータ収集管理装置１３０から呼び出し、この較正値Ａ／Ｂを用い、前述の数１にてデータＣ１１１を補正しＣ１１１′を算出する。最後にステップＬ５２４にてそのデータが、ＣＤ−ＳＥＭ１１１のものであることを認識し、データＣ１１１′を改めてＣＤ−ＳＥＭ１１１のデータとして保存しなおす。このような処理を、他のＣＤ−ＳＥＭ１１２，１１３についても行う。
【００３７】
次に、第四のケースとして図１および図６を用いてデータの流れを説明する。図６はフローチャートである。図３，図４，図５のケースと同様に、ステップＬ６１１にて月に１回、標準サンプルの測定を行い、ＣＤ−ＳＥＭ１１１，１１２，１１３の計測値の確認を行う。頻度は、必要に応じ増減させてかまわない。この作業は、ＣＤ−ＳＥＭ１１１を例にとると、ＣＤ−ＳＥＭ１１１のステージに取り付けられた図２に示す様な標準寸法サンプル２００を用い、その測長計測を行う。計測作業は、ホストコンピュータ１４０、または、データ収集管理装置１３０からの指示で、標準寸法サンプル計測用レシピの起動によって行われる。較正のためのデータ計測・処理方法は、図３の場合と同様である。標準寸法サンプルは、そのラインや、工場で標準的に使っているパターンを持つ半導体ウェハでもよい。測定点数については、第一のケースと同様なので、ここでは説明を省略する。
【００３８】
全体的に計測値が既知の試料寸法から離れている場合は、その計測装置の計測正確性
（Accuracy）がずれていると見なし、以下に述べるステップでデータを補正する。図６のステップＬ６１１で計測した標準寸法サンプル計測値の平均値Ｂをホストコンピュータ
１４０へ送信する。ステップＬ６１２にて、ＡとＢの比を算出し、保存する。Ｂ／Ａが、そのＣＤ−ＳＥＭ１１１の測定誤差となり、Ａ／Ｂが較正値となる。この値を保存しておく。一方、ステップＬ６２１にてＣＤ−ＳＥＭ１１１で測定されたデータＣ１１１は、計測後ステップＬ６２２にてすべて、ホストコンピュータに送信される。次にステップ
Ｌ６２３にて、すでにステップＬ６１２で算出・保存したＣＤ−ＳＥＭ１１１の最新の較正値Ａ／Ｂを呼び出し、この較正値Ａ／Ｂを用い、前述の数１にてデータＣ１１１を補正しＣ１１１′を算出する。最後にステップＬ６２４にて、そのデータが、ＣＤ−ＳＥＭ
１１１のものであることを認識し、データＣ１１１′を改めてＣＤ−ＳＥＭ１１１のデータとして保存しなおす。このような処理を、他のＣＤ−ＳＥＭ１１２，１１３についても行う。
【００３９】
図７は、データ収集管理装置１３０を計測装置が設置された製造工場の外に設けた場合のデータ収集管理システムの構成図である。ＣＤ−ＳＥＭ１１１，１１２，１１３とホストコンピュータ１４０が接続されている通信ネットワーク１２０にインターネット等を経由してデータ収集管理装置１３０が接続されている。データのやり取りについては、第一のケース１または第四のケースの場合と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００４０】
製造工場内のホストコンピュータ１４０に製造に係る機密情報が保持されている場合、製造工場の外に設置されたデータ収集管理装置１３０との間にインターネット等の第三者がアクセス可能な通信回線が介在すると、機密漏洩防止上問題となり、両者が直接通信することが困難な場合がある。この場合には、製造工場と外部の通信回線とを接続する端末１３１を設置し、既知の機密漏洩防止技術を用いて機密情報の漏洩を防止するとともに、外部のデータ収集管理装置１３０との橋渡しを行うようにする。
【００４１】
別の実施例として、図示していないが、前述の端末１３１にデータ収集管理装置の機能を設けてデータ収集管理を実行し、求めた各計測装置の較正値のみを外部の端末へ送信するようにしてもよい。例えば、製造工場外にあるサービス管理会社の端末に較正値を定期的に送信し、この較正値の変化が許容値を超える場合には、計測装置に不具合があると考えられるので、サービス管理会社にてそれを察知し、製造工場の製造ラインの装置管理担当者の手を煩わすことなく、装置手直しの処置を直ちに取り得るという効果が期待できる。
【００４２】
また、前述した各ケースにおいて求めた較正値Ａ／Ｂが１からかけ離れている場合はアラームを発して、計測装置に異常があるという警告情報を発するようにする。これにより、装置管理担当者，計測装置のオペレータ，サービス管理会社の担当者は、装置の異常を直ちに修復することができる。較正値Ａ／Ｂの値は、通常は１％以内であるので、値が
９９％未満、または、１０１％を超えたらアラームを発するようにすることが望ましい。アラームは、ホストコンピュータ１４０,データ収集管理装置１３０,ＣＤ−ＳＥＭ１１１，１１２，１１３の各端末のいずれかあるいは全てで発することが望ましい。また、このアラームは、装置管理担当者の携帯電話等の端末へ転送するようにしておくと、より迅速な対応が可能となる。
【００４３】
また、アラームを発する基準値として、標準偏差を用いる場合には、各計測装置（ｊ）のｎｊ個の計測値の平均値Ｅｊ，標準偏差σｊを算出し、各計測装置で測定したデータの３×σｊ／Ｂが１％を超える場合に、その計測装置の計測機能に異常がある疑いがあるとしてアラームを発し、その計測装置の点検を促すようにする。
【００４４】
全計測値の標準偏差σＴは、下記で示される。
【００４５】
σＴ＝(Σ（ｎｊ／ｎ）σｊ２＋Σ（ｎｊ／ｎ）(Ｅｊ−Ｅ)２)１／２        …数２
（ここで、ｎ＝Σｎｊ，Ｅ＝Σ（ｎｊ／ｎ）Ｅｊである。）
この数２を用いて、３×σＴ／Ａの値を求め、１％を超える場合はそのときの標準寸法サンプルは標準として適当でないので、見直しが必要である。
【００４６】
図８は、図１に対し半導体製造装置１５０を通信ネットワーク１２０へ接続した場合のデータ収集管理システムの構成図である。ＣＤ−ＳＥＭ１１１，１１２，１１３では、半導体製造装置１５０で試料を加工した結果を計測し、加工の良し悪しの程度を評価する。加工の速度に比べて計測の方が時間がかかるため、図８の例では、１台の半導体製造装置１５０に対して３台のＣＤ−ＳＥＭ１１１，１１２，１１３を用いている。計測データには、半導体製造装置１５０から送信された加工条件が自動的に関係付けられるので、計測データの分析に有用である。
【００４７】
データ収集管理装置１３０またはホストコンピュータ１４０へ、ＣＤ−ＳＥＭ１１１，１１２，１１３の機差が考慮された較正後の計測データが送信され、基準値と比較され、基準を満たしていない場合には、その試料は不良品となる。
【００４８】
基準を満たしていない場合に試料を再生可能な場合がある。例えば、縮小投影露光装置によるパターンの露光工程において、フォトレジストへの回路パターン転写の結果である計測データが基準値を満たしていない場合、そのフォトレジストを剥離してフォトレジストを再塗布し、露光をやり直すことができる。図８に示した半導体製造装置１５０をこの縮小投影露光装置とした場合、露光後の結果が基準値を満たしていない場合の半導体製造装置１５０の設定条件を、計測データに基づいて変更し、露光をやり直す。設定条件と計測データを経時的に取得し保存しておき、その変化を表示装置へ表示することにより、計測データの時間的変化が設定条件とどのように関係しているかが推定できるので、露光をやり直すときの設定条件を推定して決定することができる。
【００４９】
また、図３乃至図６で述べた方法により、複数の計測装置の計測データを較正した補正データで保存し、このデータには複数の計測装置の機差による誤差が吸収されるので、複数の計測装置のデータがあたかも１台の計測装置によるデータであるかのように取り扱うことが可能となり、１台の半導体製造装置の設定条件を決定するときの多くのデータの取扱いの手間が減少するという効果がある。
【００５０】
試料が不良となった場合には、後述する図１２に示すような画面表示で補正データの時間変化を把握できるので、製造装置の設定条件を手動で変更してもよいが、製造装置の設定条件であるレシピをデータ収集管理装置１３０またはホストコンピュータ１４０で修正し、製造装置のレシピを書き換えることで設定条件を変更するようにしてもよい。例えば、データ収集管理装置１３０またはホストコンピュータ１４０は、半導体製造装置１５０やＣＤ−ＳＥＭ１１１，１１２，１１３の過去の来歴データを持っており、そのデータをもとに半導体製造装置１５０の最適な加工の設定条件を算出し、レシピを修正して、半導体製造装置１５０へダウンロードすることが可能である。または、この設定条件をホストコンピュータ１４０へ送信し、ホストコンピュータ１４０で、半導体製造装置１５０の次回の加工のレシピを修正し、加工指示と共にこの修正レシピを半導体製造装置１５０へダウンロードすることが可能である。これにより、半導体製造装置１５０は最適な設定条件で加工を行うことができる。
【００５１】
図８には、１台の半導体製造装置と複数の計測装置を１組とした例を示したが、通信ネットワーク１２０に複数組を接続することも可能である。この場合には、組を識別できるように半導体製造装置の設定条件や計測装置の計測データに識別子を付加しておく。
【００５２】
図９から図１２は、データ収集管理装置の表示装置に表示される画像の例を示す画面図である。図９には、図１に示したデータ収集管理装置１３０の名称，ＩＰアドレス，計測データのホルダの名称が表示された一覧表９０１と、ＣＤ−ＳＥＭ１１１,１１２,１１３の名称，ＩＰアドレス，計測データのホルダ名，標準寸法サンプル計測日，補正量，レシピ名称が表示された一覧表９０２が表示されている。また、各計測装置の模式図に隣接して、標準寸法サンプル計測用のレシピの起動ボタン９１１，９１２，９１３を配している。このボタンを押すことにより各計測装置で標準寸法サンプルの計測が開始され、計測データが所定のディレクトリのホルダに保存され、補正量を計算して、一覧表９０２の
Offsetの欄にその補正量を表示する。この補正量の時間変化をグラフ表示するなどによって計測装置からの異常情報の早期把握ができ、早期に対策をとり得ることで、製造への影響を小さく抑えることができる。
【００５３】
計測装置の計測データの較正は自動的に実行してもよいが、装置管理担当者やサービス管理会社の実行指示により実行させてもよい。図１０は、１台の計測装置の計測データを補正する較正作業の実行指示画面の例である。この画面は、計測装置の表示装置に表示させてもよいが、データ収集管理装置１３０に任意の計測装置の較正実行指示画面を表示させるようにすれば、１台で複数の計測装置の較正作業を指示できるので便利である。画面には装置の名称，計測データのホルダ名，計測データの計測日，計測データのファイル名が表示された一覧表１００１と、Correctionボタン１００２と、Autoボタン１００３とが表示されている。Correctionボタン１００２を押すと、表示されているデータファイルの各値の較正を開始する。なお、Autoボタン１００３を押しておけば、データ収集管理装置１３０に送信された計測データは、自動的にその計測された装置の最新の補正値を用いて補正され、補正データとして保存される。
【００５４】
図１１は、１台の計測装置について、図１０に示した較正の結果を時系列的に一覧表にした例である。画面上部左の領域には、日付，装置の名称、データ識別のための各値が表示された領域１１０１が、その右の領域には、データ分析の主な結果である、平均値，補正値，標準偏差等を表示する領域１１０２が設けられ、画面の中央から下方には、実際のデータを表示する領域１１０３が設けられている。領域１１０３に表示されたデータは、番号，データの計測場所（例えば座標），補正前の計測データ，補正後のデータ，データの数，最大値，最小値，平均値，標準偏差等である。領域１１０３の端にスクロールバー１１０４を設けて、データの数が多いときに全てのデータを見ることができるようにしている。
【００５５】
また、１台の計測装置について、一種類だけでなく複数種類の計測を行う場合、例えば、線幅２４０ｎｍの部分の計測と、３００ｎｍの部分の計測を行う場合には、３００ｎｍの計測データについても上述した較正を行い、図１１の表示をそれぞれの種類ごとに作成し、表示させるようにする。
【００５６】
図１１に示した情報は１台の計測装置に関するものであるので、データ収集管理装置
１３０ではその他の計測装置の情報も選択できるようにすると便利である。図１２はデータ収集管理装置１３０の表示装置に表示される画面の一例である。画面の右側の領域1201には図１１と同じく１台の計測装置に関する各種データが表示されている。図１１に対して項目名は日本語表示に替えてある。画面の左側には、各操作画面のサムネール表示で、図９に示したシステムの構成図１２０２、図１０に示した計測装置１台に関する情報1203が表示され、その領域を指定すると画面右側にその画像が拡大表示される。
【００５７】
また、計測装置が複数の場合、それぞれの計測装置のデータを画面右側に表示させるために、計測装置の情報１２０４をサムネール表示している。これらは実際には上方のタブ１２０５の指定で表示を切替えるが、図１２では便宜上切り欠きで示している。図１２はこの計測装置の情報１２０４を指定して右側に表示させている場合を示している。サムネール表示には、データの納められているフォルダ等のファイルの階層構造を示すツリーを表示するようにしてもよい。
【００５８】
また、図１１で説明したように、１台の計測装置で複数種類の計測データがある場合には、画面の右側に任意のデータを表示できるようにしておくとよい。
【００５９】
このように、複数の計測装置の較正作業をデータ収集管理装置で一括して行うことができるので、各計測装置ごとに較正作業を実施するという手間を省くことができ、使い勝手がよくなるという効果がある。
【００６０】
以上の実施例では、検査装置としてＣＤ−ＳＥＭを例示したが、計測データが定量的に把握可能なものであれば、その他の検査装置、例えば、重合せ精度測定装置，膜圧計測装置でも同様である。この場合、較正用の標準寸法サンプルは、それぞれの検査装置の目的に合致したものを用いる。
【００６１】
上述したように、本発明の実施例によれば、以下のような産業上の有用性を有する。
（１）データ収集管理装置やホストコンピュータで複数の計測装置からのデータを収集し、計測装置の計測機能に異常がないかどうかを集中して管理すると共に、そのデータがそれぞれの計測装置固有の計測誤差を持つ場合、そのデータを補正する較正を行うことにより、個々の計測装置や日時の違いによるデータのばらつきを抑制することができるという効果がある。
（２）複数の計測装置からの計測データを較正して保存するので、複数の計測装置の装置間の機差が吸収され、一台の計測装置から取得したデータと同様に取り扱えるので、手間が減少するという効果がある。
（３）複数の計測装置のデータに基づいて製造装置の設定条件を算出する場合、計測装置間の測定誤差が最小に抑えられるので、精度の高い設定条件を算出することができ、半導体装置の不良が低減できるという効果がある。
（４）複数の計測装置のデータに基づき、半導体製造装置の設定条件にフィードバックして反映することで、最適な設定条件での加工が可能となり、不良が少なくなるかあるいはより精度の高い製品を製造することができる。
（５）複数の計測装置のデータに基づき、次の工程の製造条件にフィードフォワードして反映することで、次の工程の製造条件を不良が少なくなるかあるいは精度の高い製品を製造することができるように設定することができる。
（６）計測装置の状態を定期的に診断できるので、異常があった場合には、それを早期に発見し、製造工程上の事故を抑制することができるという効果がある。特に、計測装置の状態を装置のサービス管理会社でモニタリングしている場合には、計測装置からの異常情報を早期に発見し、計測装置の回復の作業にとりかかれるので、計測装置が異常なまま生産を継続し、不良品を作り続けたり、計測装置が異常によって長時間停止するといった不具合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】データ収集管理システムの構成図。
【図２】標準寸法サンプルの斜視図。
【図３】データ収集管理システムの一実施例を示すフローチャート。
【図４】データ収集管理システムの一実施例を示すフローチャート。
【図５】データ収集管理システムの一実施例を示すフローチャート。
【図６】データ収集管理システムの一実施例を示すフローチャート。
【図７】データ収集管理システムの構成図。
【図８】データ収集管理システムの構成図。
【図９】データ収集管理装置またはホストコンピュータの表示装置に表示される画像の例を示す画面図。
【図１０】データ収集管理装置またはホストコンピュータの表示装置に表示される画像の例を示す画面図。
【図１１】データ収集管理装置またはホストコンピュータの表示装置に表示される画像の例を示す画面図。
【図１２】データ収集管理装置またはホストコンピュータの表示装置に表示される画像の例を示す画面図。
【符号の説明】
【００６３】
１１１,１１２,１１３…計測装置、１２０…通信ネットワーク、１３０…データ収集管理装置、１３１…端末、１４０…ホストコンピュータ、１５０…半導体製造装置、２００…標準寸法サンプル。
【図１】
0004671594.tif 000002
【図２】
0004671594.tif 000003
【図３】
0004671594.tif 000004
【図４】
0004671594.tif 000005
【図５】
0004671594.tif 000006
【図６】
0004671594.tif 000007
【図７】
0004671594.tif 000008
【図８】
0004671594.tif 000009
【図９】
0004671594.tif 000010
【図１０】
0004671594.tif 000011
【図１１】
0004671594.tif 000012
【図１２】
0004671594.tif 000013