(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定検査装置を用いて同種のワークからなるロット毎に工程内検査を実施し、該測定検査装置に通信ラインを介して接続された記録装置にその検査結果を記録する電子デバイスの製造工程管理システムであって、
前記測定検査装置には、該測定検査装置に対して検査対象となるロットのワークを仕掛けるか否かを指示するライン側コントローラと前記記憶装置に接続される処理装置とが通信ラインを介して接続されるとともに、前記記憶装置には、工程内検査を省略するか否かを判定するためのパラメータと以前に実施した工程内検査の検査結果を蓄積した蓄積データとが記憶されており、
前記処理装置は、前記測定検査装置にて今回のロットの工程内検査を行う前に、前記記憶装置に記憶された蓄積データに基づいて今回のロットの品質特性に関する工程能力を算出し、この算出した工程能力が前記記憶装置に記憶された前記パラメータに基づいて工程能力上問題ないと同処理装置によって判断される場合に、同処理装置は、前記ライン側コントローラに工程内検査を省略する旨を指示し、前記測定検査装置での今回のロットを対象にした工程内検査を省略させるとともに、今回のロットでの工程内検査に関するデータとして今回のロットの前および後の少なくとも一方の検査結果から推定したデータを前記記録装置に記録するようにしたことを特徴とする電子デバイスの製造工程管理システム。
【請求項２】
前記記憶装置には、工程内検査を省略するか否かを判定するためのパラメータとして、規格値に対する工程能力判定値が記憶されており、
前記処理装置は、前記記憶装置に記憶された蓄積データに基づいて算出する規格値に対する公差と標準偏差とに基づいて工程能力指数を算出し、この算出した工程能力指数と前記記憶装置に記憶された前記規格値に対する工程能力判定値とが「工程能力指数≧規格値に対する工程能力判定値」の関係を満たす場合に、今回のロットの品質特性に関する工程能力が工程能力上問題ないと判断する請求項１に記載の電子デバイスの製造工程管理システム。
【請求項３】
前記記憶装置には、工程内検査を省略するか否かを判定するためのパラメータとして、管理値に対する工程能力判定値が記憶されており、
前記処理装置は、前記記憶装置に記憶された蓄積データに基づいて算出する管理値に対する公差と標準偏差とに基づいて工程能力指数を算出し、この算出した工程能力指数と前記記憶装置に記憶された前記管理値に対する工程能力判定値とが「工程能力指数≧管理値に対する工程能力判定値」の関係を満たす場合に、今回のロットの品質特性に関する工程能力が工程能力上問題ないと判断する請求項１に記載の電子デバイスの製造工程管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子デバイスの製造工程管理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特に半導体（ウェハ）などのデバイスを製造（試作を含む）する場合においては、急いで製造する必要のある特別なワーク（ロット、バッチ）（所謂、特急ワーク（ロット、バッチ））であっても、通常の速度で製造するワークであっても、工程フロー上の途中の出来映え等を確認するために設定されている工程内検査は、品質を保証するために同様に一律に実施するのが常である。しかし、実際には、理論上は十分に工程能力がある時点においては、このような工程内検査を省略することが可能である。
【０００３】
しかしながら、現実には、その時点での工程能力が十分であるかどうかは、幾つもの要因が重なり合うため、人による判断を待っていては時間がかかり、先述のような特急ワークにおけるこうした省略は困難であり、又、仮にこのような省略ができたとしても、検査結果が残らないため、後日何か問題等があった場合に当時の工程の状況を調査するためのデータが残らないといった問題があった。
【０００４】
加えて、このような問題はこうした特急ワーク以外にも、平常から抜取りで検査（測定）を行っている作業ステップにおいても、出来映えの値等が大きく変動するような時は同様に問題であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、工程内検査を、品質保証能力を低下させずに省略することができる電子デバイスの製造工程管理システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、測定検査装置を用いて同種のワークからなるロット毎に工程内検査を実施し、該測定検査装置に通信ラインを介して接続された記録装置にその検査結果を記録する電子デバイスの製造工程管理システムであって、前記測定検査装置には、該測定検査装置に対して検査対象となるロットのワークを仕掛けるか否かを指示するライン側コントローラと前記記憶装置に接続される処理装置とが通信ラインを介して接続されるとともに、前記記憶装置には、工程内検査を省略するか否かを判定するためのパラメータと以前に実施した工程内検査の検査結果を蓄積した蓄積データとが記憶されており、前記処理装置は、前記測定検査装置にて今回のロットの工程内検査を行う前に、前記記憶装置に記憶された蓄積データに基づいて今回のロットの品質特性に関する工程能力を算出し、この算出した工程能力が前記記憶装置に記憶された前記パラメータに基づいて工程能力上問題ないと同処理装置によって判断される場合に、同処理装置は、前記ライン側コントローラに工程内検査を省略する旨を指示し、前記測定検査装置での今回のロットを対象にした工程内検査を省略させるとともに、今回のロットでの工程内検査に関するデータとして今回のロットの前および後の少なくとも一方の検査結果から推定したデータを前記記録装置に記録するようにしたことを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、前記記憶装置には、工程内検査を省略するか否かを判定するためのパラメータとして、規格値に対する工程能力判定値が記憶されており、前記処理装置は、前記記憶装置に記憶された蓄積データに基づいて算出する規格値に対する公差と標準偏差とに基づいて工程能力指数を算出し、この算出した工程能力指数と前記記憶装置に記憶された前記規格値に対する工程能力判定値とが「工程能力指数≧規格値に対する工程能力判定値」の関係を満たす場合に、今回のロットの品質特性に関する工程能力が工程能力上問題ないと判断する。
また、請求項３に記載の発明によれば、前記記憶装置には、工程内検査を省略するか否かを判定するためのパラメータとして、管理値に対する工程能力判定値が記憶されており、前記処理装置は、前記記憶装置に記憶された蓄積データに基づいて算出する管理値に対する公差と標準偏差とに基づいて工程能力指数を算出し、この算出した工程能力指数と前記記憶装置に記憶された前記管理値に対する工程能力判定値とが「工程能力指数≧管理値に対する工程能力判定値」の関係を満たす場合に、今回のロットの品質特性に関する工程能力が工程能力上問題ないと判断する。
【０００８】
このようにすることにより、工程内検査を、品質保証能力を低下させずに省略することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、半導体ウェハ工場で適用した場合を例にとったときの製造工程管理システムを模式的に表したものである。
【００１０】
半導体ウェハ工場において、製造ラインにはライン側コントローラ２０１が備えられるとともに、測定（検査）装置２０２が備えられている。また、ライン側設備２００に対し離れた場所には工程管理装置（サーバマシン）１００が設置されており、工程管理装置１００においては処理装置（コンピュータ等）１０１と記憶装置１０２が備えられている。ライン側の機器２０１，２０２と工程管理装置１００の処理装置（コンピュータ等）１０１は通信ライン（通信装置）により接続されており、相互に通信できるようになっている。ライン側コントローラ２０１はワークの仕掛けの実施可否の指示を行うための装置であり、例えば、作業員或いはロボット或いは測定（検査）装置に直接等の手段で指示するための装置である。
【００１１】
図１の工程管理装置１００の記憶装置１０２における記憶内容を図２に示す。記憶装置１０２には、定義（条件判定）ファイル１１０と測定（検査）結果記録ファイル１１１が用意されている。定義（条件判定）ファイル１１０に関して、工程（フロー）条件ファイルの個々の作業ステップのうち、測定（検査）の作業ステップの個別条件ファイルには、必要に応じて抜取りを行うか否か、即ち、工程内検査を省略するか否かを判定するための定義が予めされており、反映できるデータ（過去の所定ロット数分のデータ）が揃っている場合、可変定義された優先度（以上）の優先ワークがこの測定（検査）の作業ステップに仕掛る直前に、このステップを実施するか否かを判断することができるようになっている。
【００１２】
具体例を挙げて説明するならば、例えば、線幅の測定・検査作業ステップの個別条件ファイルには、抜取りを行うか否か（工程内検査を省略するか否か）を判定するための定義がされており、過去の所定ロット数分のデータが揃っていたならば、特急ワークが測定・検査作業ステップに仕掛る直前に当該ステップを実施するか否かを判断する。
【００１３】
図３には、電子デバイスの製造工程管理システムにおける処理手順を示す。
図３の処理開始は特急ワーク（ロット）の仕掛り前に行われる。
図１の処理装置１０１は図３のステップ１００１において抜取り許可・不許可の判定（工程内検査の省略を許可するか不許可にするかの判定）を行う。このとき、優先ワーク（ロット）の測定（検査）作業抜取り方法定義ファイルが参照される。このステップ１００１での判定について言及する。
【００１４】
優先ワークの測定（検査）作業抜取りに関する可変定義ファイル（工程内検査の省略に関する可変定義ファイル）には、次の例のような情報が予め記述されている。
・種別（ワイルドカードを用いて指定することも可）…例えば、ＤＭＯＳＦＥＴの２０μｍセル工程、０．３５μｍＬＳＩの工程
・基本工程フロー名（ワイルドカードを用いて指定することも可）…例えば、ＤＭＯＳＦＥＴの２０μｍセル工程のＮチャネル用工程フローグループ、０．３５μｍＬＳＩの工程のＡ社向け工程フローグループ
・品名（ワイルドカードを用いて指定することも可）…例えば、或る基本工程フローのＢ商品用
・工程のブロック名（ワイルドカードを用いて指定することも可）…例えば、第１層配線形成工程
・測定（検査）作業ステップ名（ワイルドカードを用いて指定することも可）…例えば、線幅測定工程
・判定対象とすべきワークの優先度…例えば、超特急・特急・急行といったものや、納期に対する余裕の度合い（残り猶余期間、算出値）
つまり、納期に近いロット（納期を越えた場合は越えた時間が大きいロット）を優先する。なお、納期に対する余裕度合いの算出値（算出方法）とは、例えば、納期余裕度や納期余裕時間や計画に対する進捗度をいう。納期余裕度はＣｒｉｔｉｃａｌ  Ｒａｔｉｏともいい、納期を過ぎていない場合は、（納期までの時間）／（残り作業時間）で求められ、納期を過ぎている場合は、（納期までの時間）×（残り作業時間）で求められる。納期余裕時間は「納期までの時間」−「残り作業時間」で求められる。
・データ収集日数上限…例えば、１年分や３０日分
・データ賞味期限…例えば、３０日
・対象とするデータ件数…例えば、１００件
・規格値に対する工程能力判定値…例えば、図４に示すごとく、工程能力指数Ｃｐ＝Ｔ／６σ（ただし、Ｔ：公差（規格の幅）、σ：標準偏差）が１．３３以上なお、規格値に対する工程能力判定値として工程能力指数Ｃｐ（＝Ｔ／６σ）を例示したが、他にもＴ／８σを用いたり正規分布以外の確率分布から規格値に対する工程能力判定値を求めるようにしてもよい。また、規格は両側規格ではなく片側規格でもよい（後記の管理値についても同様）。
・管理値に対する工程能力判定値…例えば、図４に示すごとく、工程能力指数Ｃｐ＝Ｔ／６σ（ただし、Ｔ：公差（管理の幅）、σ：標準偏差）が１．３３以上
なお、管理値に対する工程能力判定値として工程能力指数Ｃｐ（＝Ｔ／６σ）を例示したが、他にもＴ／８σを用いたり正規分布以外の確率分布から管理値に対する工程能力判定値を求めるようにしてもよい。
【００１５】
この規格値や管理値は第１、第２…と複数設定してもよく、また、規格値だけでもよい（要は、少なくとも１つの規格または管理値を用いればよい）。
実際に、抜取りを実施するための前提条件（工程内検査を省略するための前提条件）として、図３のステップ１００１では、この事例の場合、次の条件を全て満たすか判定する。
・ワークの種別が一致する。
・ワークの基本工程フロー名が一致する。
・ワークの品名が一致する。
・ワークの次の作業ステップの工程ブロック名が一致する。
・ワークの次の作業ステップの作業ステップ名が一致する。
・ワークの優先度が、定義された優先度（以上）である。
【００１６】
図１の処理装置１０１は、このような図３のステップ１００１での判定の結果、条件を満たさなければステップ１００６に移行して抜取り不許可にする（工程内検査の省略を禁止する）。一方、処理装置１０１は、条件を満たせばステップ１００２に移行して工程能力の算出を行う。工程能力を算出した後、処理装置１０１は、ステップ１００３に移行して抜取り許可・不許可の判定を行う。
【００１７】
図３におけるステップ１００２での処理、即ち、工程能力を算出するための蓄積データは次の条件を満たすものとする。
（１）最新の収集データが正常である（例えば、規格外の点数＜許容数）。そして、正常でなければ、抜取りは実施しないこととする。
（２）定義された蓄積データ件数分、収集データが既に蓄積されている。
（３）蓄積データ件数内で一番古いデータの収集日時が定義された上限より新しい。
【００１８】
また、規格値に対する工程能力については、（１）〜（３）で求めた蓄積データから工程能力を求め、図３のステップ１００３においては、
工程能力≧（＞）定義された規格値［管理値］に対する工程能力
であればよい。具体例を挙げるならば、Ｃｐが１．３３より大きいときである。
【００１９】
これら判定結果を全て満足できたならば、抜取りが許可（工程内検査の省略が許可）されることになる。つまり、予め定義された条件（ファイル）に記述されたパラメータに基づき工程能力上問題ない場合は、このワークにおいては、当該測定（検査）の作業ステップを実施せず飛ばすことになる。
【００２０】
図１の処理装置１０１は、このような図３のステップ１００３での判定の結果、条件を全て満たさなければステップ１００６に移行して抜取り不許可（工程内検査を省略することを不許可）にする。一方、処理装置１０１は、条件を全て満たせばステップ１００４に移行してワーク（ロット）への抜取りの指示（工程内検査の省略の指示）を図１のライン側コントローラ２０１に与える。この指示によりライン側コントローラ２０１は測定（検査）装置２０２を作動させて工程内検査を行わせないようにする。
【００２１】
引き続き、処理装置１０１は、ステップ１００５に移行して測定（検査）データの反映処理を実行する。この処理によるデータは図１，２の記憶装置１０２の測定（検査）結果記録ファイル１１１に記録される。
【００２２】
この測定（検査）データの反映について説明を加える。
抜取りするワーク（工程内検査を省略するワーク）に対して測定（検査）作業ステップ内に定義されている本来測定（検査）する予定であった測定内容の代りに、次のデータを定義ファイルに基づき反映させる。
・以前のワークの最新のデータを反映
・以後に通る最初のワークのデータを反映
・以前と以後のワークのデータを元に最小自乗法等の直線や曲線の当てはめを行った推測値を反映（以前だけ、或いは以後だけとすることも可能）
これにより、測定（検査）作業ステップを実行しなくとも、必要なデータを取得記録できる。
【００２３】
以上説明したように、従来、特急ワーク（ロット）であっても、通常のワークであっても、工程フロー途上の出来映え等の工程内検査は、その品質を保証するために必ず一律に実施していたが、本実施形態によれば、工程能力が十分である時は、特急ワーク（ロット）についてはこの工程内検査を自動で省略し、且つ前後の結果から推測算出した値を自動で自身のデータとして反映することにより（推測算出した値等が直接特急ワークの出来映えとして記録することにより）、品質保証等で用いるデータも抜けなく残すことで後日、問題等があった場合でも、当時の工程状況を調査することができ、品質保証の低下の危惧なく特急ワークの製造時間を飛躍的に短縮することができる。
【００２４】
つまり、従来、特急ワークにおけるこうした省略は困難であり、又、仮にこのような省略ができたとしても、工程内検査の結果が残らないため、後日何か問題等があった場合に当時の工程の状況を調査するためのデータが残らないといった問題があった。また、このような問題は特急ワークの時の問題だけでなく、平常から抜取りで測定（検査）を行っている作業ステップにおいても、出来映えの値等が大きく変動するような時は同様に問題であった。このように、従来は、たとえ特急ワークであっても、或いは、工程内にワークが極めて多くあり可能ならば作業ステップを短くしたい場合であっても一律で工程内検査を実施するため、その分の製造時間がかかる。これに対し、本実施形態においては、同種のワークからの各ロットでの工程内検査の結果に関するデータを蓄積していき、今回のロットでのワークを仕掛ける前において蓄積データに基づいて今回のロットでの品質特性に関する工程能力（例えば、Ｃｐ（＝Ｔ／６σ）値やＴ／８σ値や正規分布以外の確率分布から求めた工程能力判定値など）を自動的に算出して工程能力上問題ないと判定した場合にはこのロットにおける工程内検査を省略するとともに、当該ロットでの工程内検査に関するデータとして今回のロットの前と後の少なくともいずれかの検査結果から推定したデータを自動的に記録するようにした。特に、同種のワークからの各ロットでの工程内検査の結果に関するデータを蓄積していき、今回、所定以上の優先度を有するロット（特急ロット等の急ぐ度合いが所定以上のもの、あるいは、納期に対する余裕度合いが所定値よりも厳しいもの等）でのワークを仕掛ける前において蓄積データに基づいて今回のロットでの品質特性に関する工程能力を自動的に算出して工程能力上問題ないと判定した場合にはこのロットにおける工程内検査を省略するとともに、当該ロットでの工程内検査に関するデータとして今回のロットの前と後の少なくともいずれかの検査結果から推定したデータを自動的に記録するようにした。このようにすることにより、省略可能な作業ステップを自動で省略し、かつ、その作業ステップを抜き取られたとしても（省略したとしても）品質保証能力を低下させなくすることができることとなり、工程内検査を品質保証能力を低下させずに省略することができる。特に半導体ウェハ工場では非常に有効な製造工程管理システムとなる。
【００２５】
また、自動で判断することから、抜取りまちがいといった誤りも防止することもでき、自動化が進んだ工場等では特に好適である。
また、平常から定期の間隔で抜取りで測定（検査）を行っている場合においては、定期的なバッチ処理や、或いは先と同様なその作業ステップに仕掛る直前に、同様な工程能力算出処理を行うことで、抜き取りの間隔を自動で見直すこともできるようになる。
【００２６】
なお、図３のステップ１００４と１００５の処理は順序が逆でもよい。
また、本実施形態ではロットでの例を示したが、ロットが複数のワークから構成される場合において適用してもよい。つまり、本実施形態は図５に示すごとくロット１、ロット２、…において測定（検査実行）と抜取（検査省略）を選択する場合について述べてきたが、別の例として、図６に示すようにロットの中の個々のワーク１、ワーク２、…に対して抜取方式で測定（検査）をする・しないを指定する場合に適用してもよい。
【００２７】
本発明は、半導体（ウェハ）などのデバイスを製造（試作を含む）する場合に限定されるものではなく、種々の液晶やプラズマ方式などのディスプレイ、磁気・光といった記録ディスク媒体、或いは薄膜ヘッド、超格子メモリ、といった電子デバイス及び有機物を主に用いたデバイス（例えば有機ＥＬ、有機感光体）を製造するプロセス全般に渡り有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における製造工程管理システムを模式的に表した構成図。
【図２】記憶装置における記憶内容を示す図。
【図３】製造工程管理システムにおける処理手順を示す図。
【図４】規格値と管理値を説明するための図。
【図５】測定（検査）対象を説明するための図。
【図６】別例における測定（検査）対象を説明するための図。
【符号の説明】
１００…工程管理装置、１０１…処理装置（コンピュータ等）、１０２…記憶装置、２００…ライン側設備、２０１…ライン側コントローラ、２０２…測定（検査）装置。
【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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