(57)【要約】【課題】解析の精度を向上できる解析システム、生産システムおよび解析方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る解析システムは、格納部と、処理部と、解析部と、を有する。格納部は、第１因子のデータ、第２因子のデータ、および第１特性のデータを格納している。第１因子と第１特性は、相関を有する。第２因子と第１特性は、相関を有する。処理部は、第１因子と第２因子との間の共通の因子を抽出し、共通の因子を用いて第１特性のデータを平滑化する。また、処理部は、第１因子のデータと、第２因子のデータと、平滑化された前記第１特性のデータと、を用いて、第１因子および第２因子と、第１特性と、の間の関数を作成する。解析部は、関数を用いて第１半導体装置の解析を行う。【選択図】図１
2017017267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１因子と第１特性との間で相関を有し、第２因子と第１特性との間で相関を有する、第１半導体装置の前記第１因子、前記第２因子、および前記第１特性について、前記第１因子のデータと、前記第２因子のデータと、前記第１特性のデータと、を格納する格納部と、
前記第１因子と前記第２因子との間の共通の因子を抽出し、前記共通の因子を用いて前記第１特性のデータを平滑化し、前記第１因子のデータと、前記第２因子のデータと、平滑化された前記第１特性のデータと、を用いて、前記第１因子および前記第２因子と、前記第１特性と、の間の関数を作成する処理部と、
前記関数を用いて前記第１半導体装置の解析を行う解析部と、
を備えた解析システム。
【請求項２】
前記共通の因子は、マハラノビス距離である請求項１記載の解析システム。
【請求項３】
前記第１因子と前記第２因子は、互いに異なり、
前記第１因子および前記第２因子は、前記第１半導体装置に含まれる素子の構造、前記第１半導体装置に含まれる素子の構成、前記第１半導体装置に含まれる所定の不純物領域に関するパラメータ、および前記第１半導体装置の製造工程における処理条件のいずれかであり、
前記第１特性は、前記第１半導体装置の電気特性または前記半導体装置の加工後の状態である請求項１または２に記載の解析システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の前記解析システムと、
前記第１半導体装置の測定を行う測定装置と、
を備え、
前記測定装置は、前記第１半導体装置を測定することで得られた前記第１因子のデータおよび前記第２因子のデータを前記解析部に送り、
前記解析部は、前記測定装置から送られた前記第１因子のデータおよび前記第２因子のデータと、前記関数と、を用いて前記第１特性を予測する生産システム。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の前記解析システムと、
前記第１半導体装置の測定を行う測定装置と、
前記測定装置で測定が行われた前記第１半導体装置に対して処理を行う処理装置と、
を備え、
前記測定装置は、前記第１半導体装置を測定することで得られた前記第１因子のデータを前記解析部に送り、
前記解析部は、前記測定装置から送られた前記第１因子のデータと、所望の第１特性の値と、前記関数と、を用いて、前記所望の第１特性を得るために必要な前記第２因子の値を算出し、
前記処理装置は、前記解析部により算出された前記第２因子の値に基づいて前記第１半導体装置に対して処理を行う生産システム。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の前記解析システムと、
前記第１半導体装置に対して処理を行う処理装置と、
前記処理装置で処理された前記第１半導体装置の測定を行う測定装置と、
を備え、
前記測定装置は、前記第１半導体装置を測定することで得られた前記第１因子のデータおよび前記第２因子のデータを前記解析部に送り、
前記解析部は、前記測定装置から送られた前記第１因子のデータおよび前記第２因子のデータと、前記関数と、を用いて、前記第１特性の値を予測し、所望の前記第１特性の値を得るために必要な前記第１因子の修正値および前記第２因子の修正値の少なくともいずれかを算出し、
前記処理装置は、前記第１半導体装置を処理した後に、前記解析部により算出された前記第１因子の修正値および前記第２因子の修正値の少なくともいずれかに基づいて、第２半導体装置に対して処理を行う生産システム。
【請求項７】
第１因子と第１特性との間で相関を有し、第２因子と第１特性との間で相関を有する、第１半導体装置の前記第１因子、前記第２因子、および前記第１特性について、前記第１因子のデータと、前記第２因子のデータと、前記第１特性のデータと、を参照し、
前記第１因子と前記第２因子との間の共通の因子を抽出し、
前記共通の因子を用いて前記第１特性のデータを平滑化し、
前記第１因子のデータと、前記第２因子のデータと、平滑化された前記第１特性のデータと、を用いて、前記第１因子および前記第２因子と、前記第１特性と、の間の関数を作成し、
前記関数を用いて前記半導体装置の解析を行う解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、解析システム、生産システムおよび解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の因子間の関数を作成し、この関数を用いて被処理物の解析を行うシステムがある。関数を作成するにあたって、それぞれの因子のデータには、ばらつきが含まれている場合がある。因子のデータにばらつきが含まれている場合、関数の精度が低下し、解析の精度が低下する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２５８３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、解析の精度を向上できる解析システム、生産システムおよび解析方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る解析システムは、格納部と、処理部と、解析部と、を有する。
格納部は、第１因子のデータ、第２因子のデータ、および第１特性のデータを格納している。第１因子と第１特性は、相関を有する。第２因子と第１特性は、相関を有する。
処理部は、第１因子と第２因子との間の共通の因子を抽出し、共通の因子を用いて第１特性のデータを平滑化する。また、処理部は、第１因子のデータと、第２因子のデータと、平滑化された前記第１特性のデータと、を用いて、第１因子および第２因子と、第１特性と、の間の関数を作成する。
解析部は、関数を用いて第１半導体装置の解析を行う。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態に係る解析システムの構成を表すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る解析システムで実行されるプログラムを表すフローチャートである。
【図３】第２実施形態に係る生産システムの構成を表すブロック図である。
【図４】第２実施形態に係る生産システムで実行されるプログラムを表すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る生産システムで実行される他のプログラムを表すフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係る生産システムで実行される他のプログラムを表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
また、本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１を用いて、第１実施形態に係る解析システムの一例について説明する。
図１は、第１実施形態に係る解析システム１００の構成を表すブロック図である。
図１に表すように、解析システム１００は、格納部１０と、処理部２０と、解析部３０と、を有する。
【０００９】
格納部１０は、例えば、ハードディスクである。
処理部２０および解析部３０は、例えば、ソフトウェアが格納されたＣＰＵである。なお、処理部２０および解析部３０は互いに異なるＣＰＵであってもよいし、これらが一体となった１つのＣＰＵであってもよい。
【００１０】
格納部１０は、第１因子、第２因子、第３因子、および第１特性のそれぞれのデータを格納している。第１因子、第２因子、および第３因子は、第１特性と相関を有する。格納部１０は、第１特性と相関を有する他の因子のデータを、さらに格納していてもよい。
処理部２０は、格納部１０を参照し、第１因子〜第３因子と、第１特性と、の間の関数を作成する。
解析部３０は、処理部２０によって作成された関数を用いて、半導体装置の解析を行う。解析部３０は、半導体装置の解析を行う際に、格納部１０に格納されているデータを参照することもできる。
【００１１】
次に、本実施形態に係る解析システム１００を用いた関数の作成および解析方法について、図２を用いて説明する。
図２は、実施形態に係る解析システム１００で実行されるプログラムを表すフローチャートである。
【００１２】
ここでは、具体的に、解析システム１００によって解析される被処理物が半導体装置である場合について説明する。
また、各実施形態の説明において、「半導体装置」とは、完成品の他に中間製品を含むものである。中間製品として、例えば不純物のイオン注入や熱処理、またはエッチング処理などの所定の処理が施された半導体基板が挙げられる。
【００１３】
まず、ステップＳ２０１において、処理部２０は、格納部１０を参照し、第１因子〜第３因子および第１特性のそれぞれのデータを抽出する。
【００１４】
第１因子〜第３因子は、互いに異なる因子である。第１因子〜第３因子として、例えば、半導体装置の構造または構成を用いることができる。具体的には、半導体装置に含まれる各電極のアスペクト比や厚み、所定の方向における長さ、各電極の材料や組成、各電極間の相互の位置関係など、を用いることができる。
または、第１因子〜第３因子として、半導体装置に含まれる所定の不純物領域に関するパラメータを用いることもできる。具体的には、半導体装置に含まれる所定の不純物領域の、不純物量、不純物濃度、不純物元素、深さ、所定の方向の長さなど、を用いることができる。
第１特性として、例えば、電気特性を用いることができる。具体的には、半導体装置の耐圧、オン抵抗、スイッチング速度、ゲート電極の閾値など、を用いることができる。
【００１５】
あるいは、第１因子および第２因子として、半導体装置の製造工程における処理条件を用い、第１特性として、半導体装置の加工後の状態を用いることができる。
この場合、第１因子および第２因子として、所定の工程における特定のガスの流量や、特定のガスの圧力、処理空間における圧力、処理時間、投入電力、処理温度など、を用いることができる。第１特性として、当該工程の後の膜厚、エッチング量、エッチングレート、加工後の形状、表面粗さ、面内膜厚分布など、を用いることができる。
【００１６】
続いて、ステップＳ２０２において、処理部２０は、第１因子〜第３因子の間の共通の因子を抽出する。共通の因子としては、マハラノビス距離またはユークリッド距離を用いることができる。
【００１７】
次に、ステップＳ２０３において、処理部２０は、当該共通の因子を用いて、第１特性のデータを平滑化する。平滑化は、移動平均の算出、またはスプライン補完により行うことができる。
【００１８】
続いて、ステップＳ２０４において、平滑化された第１特性のデータ、第１因子のデータ、第２因子のデータ、および第３因子のデータを用いて、第１因子〜第３因子と、第１特性と、の間の関数を作成する。関数は、重回帰分析またはＴ法を用いて作成することができる。あるいは、関数をニューラルネットワークモデルとして構築してもよい。
【００１９】
次に、ステップＳ２０５において、解析部３０は、ステップＳ２０４で作成された関数を用いて半導体装置の解析を行う。
ここで、半導体装置の解析の一例について説明する。
【００２０】
例えば、第２因子のデータおよび第３因子のデータが半導体装置の製造途中で測定可能であり、これらの因子のデータを測定した後に第１因子と関係する工程が行われる場合について説明する。
この場合、解析部３０は、測定された第２因子のデータおよび第３因子のデータと、所望の第１特性の値と、を関数に入力することで、必要な第１因子の値を算出することができる。
【００２１】
または、第１因子〜第３因子のデータが半導体装置の製造途中で測定可能である場合、これらのデータを関数に入力することで、第１特性の値を予測することができる。
【００２２】
ここで、本実施形態による作用および効果について説明する。
まず、第１因子〜第３因子と、第１特性と、の間の関数を作成するにあたって、第１特性に対して、第１因子〜第３因子のいずれかの因子による平滑化を行うことが考えられる。
しかし、それぞれのデータがばらつきを含む場合、第１因子によって平滑化された第１特性のデータと、第２因子によって平滑化された第１特性のデータと、は異なるものとなってしまう。このため、いずれかの因子によって平滑化された第１特性のデータを用いて関数を作成すると、当該関数の精度が低い場合がある。
【００２３】
これに対して本実施形態に係る解析システムでは、関数を作成するにあたって、第１因子〜第３因子との間の共通の因子を用いて第１特性のデータを平滑化する。そして、この平滑化された第１特性のデータと、第１因子〜第３因子のデータと、の間の関数を作成している。このとき、第１特性のデータは、第１因子〜第３因子のそれぞれのデータのばらつきが考慮されて平滑化される。このため、いずれかの因子のみに基づいて第１特性を平滑化して関数を作成する場合に比べて、関数の精度を向上させることが可能となる。
【００２４】
なお、本実施形態に係る解析システムは、半導体装置以外の被処理物の解析に用いることも可能である。例えば、本実施形態に係る解析システムは、化合物の解析に用いられても良い。
この場合、第１因子〜第３因子として、化合物の合成に用いられる材料、各材料の分子量の割合、混合時間、混合時の温度、混合時の圧力など、を用いることができる。
第１特性として、化合物の各特性を用いることができる。具体的には、化合物の特性として、強度、粘度、耐酸性や耐熱性などの各種耐性など、を用いることができる。
【００２５】
または、本実施形態に係る解析システムは、機械加工がなされる被処理物の解析に用いられても良い。
この場合、第１因子〜第３因子として、被処理物の材料、加工条件、加工時間などを用いることができる。
第１特性として、加工された後の被処理物の強度、弾性、および各種耐性のいずれかを用いることができる。
【００２６】
（第２実施形態）
図３を用いて、第２実施形態に係る生産システムの一例について説明する。
図３は、第２実施形態に係る生産システム２００の構成を表すブロック図である。
図３に表すように、生産システム２００は、第１実施形態に係る解析システム１００に加えて、第１処理装置４１と、第２処理装置４２と、検査装置５０と、を有する。
【００２７】
第１処理装置４１および第２処理装置４２は、対象物に所定の処理を施す装置である。生産システム２００が半導体装置の生産に用いられる場合、第１処理装置４１および第２処理装置４２は、成膜装置、エッチング装置、露光装置、研磨装置、加熱装置、冷却装置、各種ガスを用いた反応装置などである。
測定装置５０は、半導体装置の製造途中において、半導体装置の第１因子〜第３因子のデータの少なくともいずれかを測定できる装置である。なお、第１処理装置４１と第２処理装置４２との間には、より多くの測定装置が設けられていてもよい。
【００２８】
次に、第２実施形態に係る生産システム２００で実行されるプログラムについて説明する。
図４は、第２実施形態に係る生産システム２００で実行されるプログラムを表すフローチャートである。
【００２９】
まず、ステップＳ４０１において、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４と同様の工程を実行し、関数を作成する。
続いて、ステップＳ４０２において、第１処理装置４１の処理が実行された後、第２処理装置４２の処理が実行される前に、測定装置５０において半導体装置の測定が行われる。このとき、測定装置５０によって測定された、第１因子〜第３因子の少なくともいずれかのデータが、解析システム１００の格納部１０に保存される。
次に、ステップＳ４０３において、解析部３０は、格納部１０を参照し、測定装置５０によって測定されたデータと関数とを用いて半導体装置の解析を行う。半導体装置の解析としては、第１実施形態において述べたように、第１特性の予測などを行うことができる。
【００３０】
本実施形態によれば、生産システムが解析システムを有するため、被処理物の処理を行うとともに、測定装置および解析システムを用いて関数の作成を行い、処理が行われる被処理物の解析を行うことが可能となる。
【００３１】
なお、ステップＳ４０１で関数の作成を行うにあたって、測定装置５０による半導体装置の測定に併せて関数を作成してもよい。すなわち、測定装置５０によって測定されたデータを用いて関数を作成し、その関数を用いて半導体装置を分析してもよい。この方法によれば、生産システム２００で処理されている半導体装置により整合した関数を作成することが可能となる。
【００３２】
（第１変形例）
図４に表すプログラムに代えて、図５に表すプログラムを実行することも可能である。
図５は、第２実施形態に係る生産システム２００で実行される他のプログラムを表すフローチャートである。
【００３３】
まず、ステップＳ５０１において、関数の作成が行われる。
続いて、ステップＳ５０２において、測定装置５０によって半導体装置の測定が行われる。ここでは、例として、第１因子のデータおよび第２因子のデータが測定装置５０によって測定されるものとする。また、第２処理装置４２において、第３因子に関係する工程が実行されるものとする。測定されたデータは格納部１０に保存される。
【００３４】
次に、ステップＳ５０３において、解析部３０は、作成された関数を用いて、所望の第１特性の値を得るために必要な第３因子の値を算出する。解析部３０は、算出結果を第２処理装置４２に送信する。
続いて、ステップＳ５０４において、第２処理装置４２は、算出された第３因子の値に対応した処理を実行する。
【００３５】
すなわち、本変形例に係るプログラムは、解析システム１００を用いて、生産システム２００が有する処理装置に対してフィードフォワード制御を行う。
本変形例によれば、作成された関数を用いて処理装置に対してフィードフォワード制御を行うため、作成される被処理物の特性を、より所望の特性に近づけることが可能となる。
【００３６】
（第２変形例）
図４および図５に表すプログラムに代えて、図６に表すプログラムを実行することも可能である。
図６は、第２実施形態に係る生産システム２００で実行される他のプログラムを表すフローチャートである。
【００３７】
まず、ステップＳ６０１において、関数の作成が行われる。
続いて、ステップＳ６０２において、測定装置５０によって半導体装置の測定が行われる。ここでは、例として、第１因子〜第３因子のデータが測定装置５０によって測定されるものとする。測定されたデータは格納部１０に保存される。
【００３８】
次に、ステップＳ６０３において、解析部３０は、作成された関数と、測定装置５０によって測定されたデータを用いて、第１特性の予測値を算出する。
【００３９】
続いて、ステップＳ６０４において、解析部３０は、この第１特性の予想値を所望値と比較する。
第１特性の予想値と所望値との差が、閾値未満である場合、プログラムを終了する。
【００４０】
一方で、第１特性の予想値と所望値との差が、閾値以上である場合、ステップＳ６０５において、解析部３０は、第１特性を所望の値に近づけるために必要な、第１因子の修正値、第２因子の修正値、および第３因子の修正値の少なくともいずれかを算出する。続いて、解析部３０は、この算出結果を、測定装置５０より上流の第１処理装置４１に向けて送信する。
続いて、ステップＳ６０６において、第１処理装置４１は、第１特性が所望の値に近づくように、算出結果に対応した処理を実行する。
【００４１】
すなわち、本変形例に係るプログラムは、解析システム１００を用いて、生産システム２００が有する処理装置に対してフィードバック制御を行う。
本変形例によれば、作成された関数を用いて処理装置に対してフィードバック制御を行うため、作成される被処理物の特性を、より所望の特性に近づけることが可能となる。
【００４２】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１００…解析システム  ２００…生産システム  １０…格納部  ２０…処理部  ３０…解析部  ４１…第１処理装置  ４２…第２処理装置  ５０…測定装置
【図１】
2017017267.tif 000003
【図２】
2017017267.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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