(57)【要約】【課題】特別の工程フローを登録することなく、パージガスの再充填を自動的に実施できる半導体装置の製造管理装置および製造管理方法を提供する。【解決手段】工程情報取得部１０１は、ＦＯＵＰ内に収容されたロットのロット情報および製造設備の稼動情報を取得する。サイクル時間算出部１０３は、ロット情報に含まれる膜種に基づいて、対応する酸素濃度の基準値を基準値定義部１０４から取得する。そして、製造ラインに投入されているＦＯＵＰごとにサイクル時間を算出する。サイクル時間監視部１０２は、算出されたサイクル時間、ロット情報および稼動情報に基づいて、窒素パージの要否をＦＯＵＰごとに判定し、充填要と判定したＦＯＵＰへの窒素パージ実行を指示する。【選択図】図１
2009049286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を製造する製造ラインの製造管理を行う製造管理装置であって、
密閉型基板搬送容器内に収容されたロットのロット情報および製造ラインに属する製造設備の稼動情報を取得する手段と、
前記基板表面の膜種ごとに、基板表面状態の変動と対応関係を有する物質量の基準値を格納する手段と、
前記ロット情報に含まれる膜種に基づいて、対応する前記基準値を取得し、製造ラインに投入されている基板搬送容器ごとに、当該基板搬送容器に不活性ガスが充填された時点から、当該基板搬送容器内の前記物質量が取得した基準値に到達する時点までの時間間隔であるサイクル時間を算出する手段と、
前記算出されたサイクル時間、前記ロット情報、および前記稼動情報に基づいて、不活性ガス充填の要否を基板搬送容器ごとに判定する手段と、
前記判定の結果、充填が必要であると判定された基板搬送容器への不活性ガス充填を指示する手段と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造管理装置。
【請求項２】
前記サイクル時間が、前記基板搬送容器内に不活性ガスを充填した時点からの経過時間と当該基板搬送容器内の前記物質量との対応関係と、前記基準値とにより算出される請求項１記載の半導体装置の製造管理装置。
【請求項３】
前記経過時間と物質量との対応関係が、前記基板搬送容器へ不活性ガスを充填した時点から、不活性ガスを再充填する時点までの時間間隔と、不活性ガス再充填の直前に計測された、当該基板搬送容器内の前記物質量とにより補正される請求項２記載の半導体装置の製造管理装置。
【請求項４】
基板搬送容器内への不活性ガス充填が設定されている工程間を進行する基板搬送容器の中で、
直前に不活性ガスが充填された時点から前記サイクル時間が経過した基板搬送容器と、
前記ロット情報により特定される次工程の製造設備の稼動情報が基板搬送容器の搬入不可を示し、かつ不活性ガス充填が未実施の基板搬送容器と、
を不活性ガスの充填が必要な基板搬送容器であると判定する請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造管理装置。
【請求項５】
前記物質量が、酸素濃度または水分濃度である請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造管理装置。
【請求項６】
半導体装置を製造する製造ラインの製造管理を行う製造管理方法であって、
密閉型基板搬送容器内に収容されたロットのロット情報を取得する工程と、
前記ロット情報に含まれる膜種と、当該膜種に対して予め設定された、基板表面状態の変動と対応関係を有する物質量の基準値とに基づいて、製造ラインに投入されている基板搬送容器ごとに、当該基板搬送容器に不活性ガスが充填された時点から、当該基板搬送容器内の前記物質量が前記基準値に到達する時点までの時間間隔であるサイクル時間を算出する工程と、
製造ラインに属する製造設備の稼動情報を取得する工程と、
前記算出されたサイクル時間、前記ロット情報および前記稼動情報に基づいて、不活性ガス充填の要否を基板搬送容器ごとに判定する工程と、
前記判定結果に基づいて、充填が必要であると判定された基板搬送容器へ不活性ガスを充填する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造管理方法。
【請求項７】
前記サイクル時間が、前記基板搬送容器内に不活性ガスを充填した時点からの経過時間と当該基板搬送容器内の前記物質量との対応関係と、前記基準値とにより算出される請求項６記載の半導体装置の製造管理方法。
【請求項８】
前記経過時間と物質量との対応関係が、前記基板搬送容器に不活性ガスを充填した時点から、不活性ガスを再充填する時点までの時間間隔と、不活性ガス再充填の直前に計測された、当該基板搬送容器内の前記物質量とにより補正される請求項７記載の半導体装置の製造管理方法。
【請求項９】
基板搬送容器内への不活性ガス充填が設定されている工程間を進行する基板搬送容器の中で、
直前に不活性ガスが充填された時点から前記サイクル時間が経過した基板搬送容器と、
前記ロット情報により特定される次工程の製造設備の稼動情報が基板搬送容器の搬入不可を示し、かつ不活性ガス充填が未実施の基板搬送容器と、
を不活性ガスの充填が必要な基板搬送容器であると判定する請求項６から８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造管理方法。
【請求項１０】
前記物質量が、酸素濃度または水分濃度である請求項６から９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造工程において、工程間でのロットの滞在時間が制限されている区間でのロット進行および当該ロットが収容された搬送容器内状態を最適にする半導体装置の製造管理装置および製造管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、工程間のロットの滞在時間が、特定時間内であることが定められている場合がある。例えば、ウェハ（基板）上の酸化膜を除去した後に、所定の材料膜をウェハ上に堆積する場合、酸化膜除去完了後から材料膜堆積開始までの間の時間に制限が設定される。このような時間の制限（以下、制約時間という。）は、先の工程において処理されたウェハ表面に経時的な物性変化が発生し、品質上の不具合が生じることを回避するために設定される。そのため、半導体工場の製造工程において生産の進捗を管理する製造管理システムは、任意の工程間に制約時間を設定できる構成になっていることが多い。当該製造管理システムは、制約時間が設定された工程間において制約時間を越えたロットが、次工程へ進行することを禁止する。
【０００３】
このような製造管理システムを備える半導体工場では、作業者は、ロットを処理する際に、制約時間が設定された工程間（以下、制約区間という。）の全半導体製造設備の稼動状況および制約区間内に滞在するロットの仕掛状況に基づいて、制約時間内に処理を行うことが可能か否かを判断する必要がある。このため、制約時間が設定された工程が、ロットの円滑な進行を妨げる要因になっている。
【０００４】
また、制約時間を越えたロットであっても、追加の補助処理を実施することにより、品質上の救済が可能な場合がある。この場合、制約時間を越えたロットに、救済のための補助処理が実施される。しかしながら、制約時間を越えたロットが多数であった場合、これらのロットに対する補助処理を実施する間に、他のロットが制約時間を越えることもある。この結果、補助処理の実施頻度が増大し、補助処理がロットの円滑な進行を妨げることになる。さらに、品質上の制限から、同一のロットに対する補助処理の実施回数に上限がある場合には、補助処理の実施回数を考慮した上で、ロットを処理する必要がある。これに対し、制約時間を越えたロットの処理優先度を下げ、制約時間を越えていないロットを優先的に処理する対応も考えられるが、制約時間を越えたロットの進捗が著しく遅くなるため現実的ではない。
【０００５】
このため、製造工程に応じた補助処理回数の調整機能を設けることにより、円滑なロット進行を実現する半導体製造管理システムが提案されている（例えば、特許文献１等参照。）。この半導体製造管理システムは、製造工程ごとの補助処理回数の限度、各製造工程での同一補助処理の実施回数を記憶する記憶手段を備える。そして、実施された補助処理回数が限度回数以下である場合には補助処理を実施し、限度回数を超えている場合には補助処理を停止する。
【０００６】
一方、半導体製造工程の各製造設備において加工が完了したウェハは、密閉型基板搬送容器に収容された状態で次工程へ搬送される。このような基板搬送容器として、例えば、前面開放一体式ポッド（Front Opening Unified Pod：以下、ＦＯＵＰという。）が多用されている。また、移送先の製造設備が直ちに処理を開始できる状態にない場合は、ＦＯＵＰに収納され状態で保管されている。このため、上記制約時間内の処理が困難であると判断された場合、ＦＯＵＰ内に窒素を充填する窒素パージを実施することにより、ウェハ表面の経時的な物性変化を防止する手法も提案されている（例えば、特許文献２等参照）。図８は、このようなＦＯＵＰの構造を示す斜視図である。ＦＯＵＰ８００は、ウェハを収容する本体８０１と、ＦＯＵＰ８００を開閉するためのドア８０２とを備える。ドア８０２には、ＦＯＵＰ８００内にパージガスを導入するための導入口８０３と、ＦＯＵＰ８００内の気体を排出するための排出口８０４とが設けられている。このようなＦＯＵＰ８００にパージガスを充填することにより、酸素、水蒸気、オゾン等の分子性汚染物質によってウェハ上に自然酸化膜が形成されることを防止することができるとされている。
【特許文献１】特開平６−９７０２１号公報
【特許文献２】特開２００５−１５０７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された手法では、制約区間の処理が制約時間内に実施可能か否かを判断し、制約時間を超過しているロットには補助処理を実施している。このため、制約時間内に処理することができないロットが発生し、実施した補助処理の回数が上限回数に達している場合には、当該ロットを救済できない。したがって、製造歩留まりが低下する可能性がある。加えて、補助処理を自動的に実施するためには、通常の工程フロー他に、補助処理工程の工程フローを半導体製造管理装置に登録しておく必要があり、当該補助処理工程フローを通常の工程フローと関連づけておく必要がある。このため、工程フローの変更に迅速に対応できないという課題がある。
【０００８】
これに対し、上述の特許文献２に開示された手法では、ＦＯＵＰ内にパージガスが充填されているため、制約時間を飛躍的に長くすることができる。しかしながら、特許文献２に開示された技術では、ＦＯＵＰに充填したパージガスがＦＯＵＰから流出することは考慮されていない。ＦＯＵＰは、充填されたパージガスをＦＯＵＰ内に維持する十分な気密性を有していないため、パージガスの充填を実施した後、一定時間が経過するとＦＯＵＰ内のパージガスが流出する。したがって、時間経過にともなって、パージガス充填の効果が低下する。この対策として、パージガスを充填したＦＯＵＰに対して、パージガスを再充填することが考えられる。
【０００９】
しかしながら、ＦＯＵＰにパージガスを充填してから、再充填するまでの適切な時間間隔（以下、サイクル時間という。）を決定するためには、制約区間ごとに、実績データ等から統計的に算出する必要がある。また、適切なサイクル時間は、ウェハの最表面に形成されている膜種によっても異なる。このため、適切なサイクル時間を決定するためには、多大な時間と作業工数が必要となる。また、ＦＯＵＰの気密性は使用回数、使用年月に応じて経時劣化するため、その経時劣化を考慮してサイクル時間を変更する必要もある。さらに、制約区間でパージガス充填の効果を確実に得るためには、制約時間に到達するまでの残存時間および当該ロットの処理を実施する予定の設備の状態を監視し、制約時間を超過する可能性があるロットに対してパージガスを再充填する必要がある。この観点では、特許文献２に開示された技術も不十分な技術であるといえる。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、特別の工程フローを登録することなく、パージガスの再充填を自動的に実施できる半導体装置の製造管理装置および製造管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の技術的手段を採用している。すなわち、本発明に係る、半導体装置を製造する製造ラインの製造管理を行う製造管理装置は、工程情報取得部、基準値定義部、サイクル時間算出部、サイクル時間監視部を備える。工程情報取得部は、密閉型基板搬送容器内に収容されたロットのロット情報および製造ラインに属する製造設備の稼動情報を取得する。基準値定義部は、基板表面の膜種ごとに、基板表面状態の変動と対応関係を有する物質量の基準値を格納する。サイクル時間算出部は、上記ロット情報に含まれる膜種に基づいて、対応する上記基準値を取得し、製造ラインに投入されている基板搬送容器ごとに、当該基板搬送容器に不活性ガスが充填された時点から、当該基板搬送容器内の前記物質量が取得した基準値に到達する時点までの時間間隔であるサイクル時間を算出する。サイクル時間監視部は、算出されたサイクル時間、上記ロット情報および上記稼動情報に基づいて、不活性ガス充填の要否を基板搬送容器ごとに判定する。また、充填要と判定した基板搬送容器への不活性ガスの充填を指示する。上記物質量は、例えば、基板搬送容器内の酸素濃度や水分濃度である。また、不活性ガスとして、窒素ガスや希ガスを使用することができる。
【００１２】
本構成によれば、密閉型基板搬送容器内に収容されている基板表面の膜種に応じたサイクル時間を算出することができる。また、基板搬送容器への不活性ガスの再充填が予め工程フローに登録されていない場合であっても、不活性ガスの充填が必要となった基板搬送容器を自動的に特定し、不活性ガスを充填することができる。このため、ロット進行を円滑にすることができる。
【００１３】
上記サイクル時間算出部は、基板搬送容器内に不活性ガスを充填した時点からの経過時間と当該基板搬送容器内の前記物質量との対応関係と、前記基準値とによりサイクル時間を算出する構成とすることができる。この場合、上記経過時間と物質量との対応関係は、基板搬送容器へ不活性ガスを充填した時点から、不活性ガスを再充填する時点までの時間間隔と、不活性ガス再充填の直前に計測された、当該基板搬送容器内の上記物質量とにより補正される構成であることが好ましい。これにより、基板搬送容器の気密性の経時劣化をも考慮した適切なサイクル時間を算出することができる。
【００１４】
また、サイクル時間監視部は、基板搬送容器内への不活性ガス充填が設定されている工程間を進行する基板搬送容器の中から、直前に不活性ガスが充填された時点から前記サイクル時間が経過した基板搬送容器を不活性ガスの充填が必要な基板搬送容器であると判定する構成とすることができる。また、サイクル時間監視部は、上記ロット情報により特定される次工程の製造設備の稼動情報が基板搬送容器の搬入不可を示し、かつ不活性ガス充填が未実施の基板搬送容器も、不活性ガスの充填が必要な基板搬送容器であると判定する構成とすることができる。
【００１５】
一方、他の観点では、本発明は、半導体装置を製造する製造ラインの製造管理を行う製造管理方法を提供することもできる。すなわち、本発明に係る半導体装置の製造管理方法は、まず、密閉型基板搬送容器内に収容されたロットのロット情報を取得する。次いで、上記ロット情報に含まれる膜種と、当該膜種に対して予め設定された、基板表面状態の変動と対応関係を有する物質量の基準値とに基づいて、製造ラインに投入されている基板搬送容器ごとに、当該基板搬送容器に不活性ガスが充填された時点から、当該基板搬送容器内の前記物質量が前記基準値に到達する時点までの時間間隔であるサイクル時間を算出する。そして、製造ラインに属する製造設備の稼動情報を取得し、算出されたサイクル時間、ロット情報および稼動情報に基づいて、不活性ガス充填の要否を基板搬送容器ごとに判定する。また、判定の結果に基づいて、充填が必要であると判定された基板搬送容器へ不活性ガスを充填する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、煩雑な作業を要することなく、密閉型基板搬送容器内を、基板表面に物性変化が発生することのない状態に常に維持することができる。また、制約時間が設定された工程間において、煩雑なロット制御を行う必要がなく、円滑なロット進行を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下の実施形態では、密閉型基板搬送容器の一例であるＦＯＵＰに不活性ガスの一例である窒素ガスを充填する事例により、本発明を具体化している。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態における半導体装置の製造管理装置を示す概略構成図である。本実施形態の製造管理装置１００は、半導体製造ライン１２０の生産の進捗を管理するホストコンピュータ１３０と接続されている。ホストコンピュータ１３０は、半導体製造ライン１２０を構成する各製造設備とネットワーク回線等を介して通信可能に接続されている。各製造設備は、搬入されたロットに対する処理の進捗状況や設備稼働状況を、逐次、ホストコンピュータ１３０に通知する。
【００１９】
半導体製造ライン１２０には、制約区間が設定されている。制約区間は、例えば、基板洗浄工程と基板酸化工程との間や、酸化膜除去工程と成膜工程との間等の、ウェハ表面の変質等の物性変化を抑制することが要求される工程間に設定される。また、本実施形態の半導体製造ライン１２０には、ＦＯＵＰへの窒素充填（以下、窒素パージという。）を実施する窒素パージ装置１２１が含まれている。なお、以下では、同一のＦＯＵＰ内に収容されているウェハ群が１つのロットであるとする。
【００２０】
図１に示すように、製造管理装置１００は、工程情報取得部１０１、サイクル時間監視部１０２、サイクル時間算出部１０３、および基準値定義部１０４を備える。工程情報取得部１０１は、ホストコンピュータ１３０からデータを取得する。サイクル時間監視部１０２は、工程情報取得部１０１が取得した情報と、サイクル時間算出部１０３により算出されたサイクル時間とに基づいて、必要に応じて、半導体製造ライン１２０に投入されているＦＯＵＰへの窒素パージ実施を指示する。サイクル時間は、ＦＯＵＰに窒素パージが実施された後、窒素パージが、再度、必要になるまでの時間である。また、基準値定義部１０４には、サイクル時間を算出するための、基準酸素濃度が、膜種と関連づけて登録されている。
【００２１】
なお、製造管理装置１００の各部は、例えば、専用の演算回路や、プロセッサとＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリとを備えたハードウエア、および当該メモリに格納され、プロセッサ上で動作するソフトウエア等として実現することができる。
【００２２】
工程情報取得部１０１は、ロット情報取得部１１１と、設備情報取得部１１２とにより構成されている。ロット情報取得部１１１は、半導体製造ライン１２０に投入されているロットのロット情報をホストコンピュータ１３０から受信する。特に限定されないが、本実施形態では、各製造設備において、１つのロットに対する処理が完了する都度、当該処理の完了を認識したホストコンピュータ１３０が、ロット情報取得部１１１にロット情報を通知する構成になっている。ここで、ロット情報には、ケースＩＤ、膜種ＩＤ、処理完了設備ＩＤ、次設備ＩＤ、区間フラグが含まれる。ケースＩＤは処理が完了したロットが収容されているＦＯＵＰを特定するための識別子であり、膜種ＩＤは当該ロットに属するウェハ最表面の膜種を特定するための識別子である。また、処理完了設備ＩＤは、当該ロットを直前に処理した製造設備を特定するための識別子であり、次設備ＩＤは当該ロットが次に搬入される製造設備を特定するための識別子である。区間フラグは、制約区間であるか否かを示す識別子である。
【００２３】
また、設備情報取得部１１２は、必要に応じて、ホストコンピュータ１３０に、半導体製造ライン１２０を構成する製造設備の稼動状態を問い合わせ、各製造設備の稼動情報を取得する。本実施形態では、設備情報取得部１１２の要求に応じて、ホストコンピュータ１３０が稼動情報を設備情報取得部１１２へ通知する構成になっている。ここで、稼動情報には、その製造設備が直ちにロットの処理を開始できる状態にあるか否かを示す情報が含まれる。
【００２４】
ロット情報取得部１１１は、ホストコンピュータ１３０からロット情報を受信すると、当該ロット情報をサイクル時間監視部１０２へ入力する。このとき、サイクル時間監視部１０２は、サイクル時間算出監視処理を開始する。図２は、サイクル時間算出監視処理を示すフロー図である。図２に示すように、サイクル時間監視部１０２は、まず、入力されたロット情報の区間フラグにより、当該ＦＯＵＰが制約区間内に滞在しているか否かを判別する（ステップＳ２０１）。そのＦＯＵＰが制約区間内に滞在している場合、サイクル時間監視部１０２は、入力されたケースＩＤが、監視テーブル中に記録されているが否かを判断する（ステップＳ２０１Ｙｅｓ、Ｓ２０２）。
【００２５】
図３は、サイクル時間監視部１０２が管理している監視テーブルの一例を示す図である。図３に示すように、監視テーブルは、ケースＩＤ、膜種ＩＤ、サイクル時間ＴCYCL、実績時刻ＴPRE、予定時刻ＴPLAN、次設備ＩＤを関連づけて記録するテーブルである。ここで、実績時刻ＴPREは、そのＦＯＵＰに直前の窒素パージ（窒素充填）が実施された時刻であり、予定時刻ＴPLANは、当該ＦＯＵＰに対して、再度、窒素パージを実施する時刻である。なお、予定時刻ＴPLANは、ＴPLAN＝ＴPRE＋ＴCYCLになっている。
【００２６】
サイクル時間監視部１０２に入力されたケースＩＤが監視テーブルに記録されていない場合、サイクル時間監視部１０２は、入力されたケースＩＤ、膜種ＩＤ、次設備ＩＤを関連づけて監視テーブルに記録する（ステップＳ２０２Ｎｏ、Ｓ２０３）。このとき、サイクル時間ＴCYCL、実績時刻ＴPRE、予定時刻ＴPLANは空欄になっている。また、監視テーブルに、入力されたケースＩＤが記録されている場合、サイクル時間監視部１０２は、入力された膜種ＩＤ、次設備ＩＤを記録されているケースＩＤと関連づけて監視テーブルに記録する（ステップＳ２０２Ｙｅｓ、Ｓ２０９）。
【００２７】
監視テーブルへの記録が完了すると、サイクル時間監視部１０２は、受信したロット情報の処理完了設備ＩＤを参照し、直前に完了した処理が窒素パージ処理であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。ここでは、サイクル時間監視部１０２に、窒素パージ装置１２１の設備ＩＤが登録されており、当該登録されている設備ＩＤと受信した処理完了設備ＩＤとを比較することにより、直前に完了した処理が窒素パージ処理であるか否かを判断している。
【００２８】
本実施形態では、制約区間内に進行したロットは、次に搬入される製造設備において直ちに処理ができる場合、次製造設備に搬入される。また、次製造設備において直ちに処理ができない場合、所定の条件を満足するときに、当該ロットは、窒素パージ装置１２１に搬入され、窒素パージ処理が行われる。ここでは、まず、直前に完了した処理が窒素パージ処理である場合について説明する（ステップＳ２０４Ｙｅｓ）。
【００２９】
なお、窒素パージ装置１２１は、窒素パージ処理を実施する際に、まず、ＦＯＵＰ内の酸素濃度を計測し、実績酸素濃度ＤPREを取得する。そして、ＦＯＵＰ内に窒素ガスを充填し、窒素パージが完了した時刻（以下、実施時刻ＴACTという。）を取得する。このとき、窒素パージ装置１２１は、ホストコンピュータ１３０に、実績酸素濃度ＤPREおよび実施時刻ＴACTを送信する。ホストコンピュータ１３０は、実績酸素濃度ＤPREおよび実施時刻ＴACTを窒素パージが実施されたＦＯＵＰのケースＩＤとともに記録する。なお、窒素パージ装置１２１は、ホストコンピュータ１３０に、実施時刻ＴACTに代えて窒素パージが完了した旨を通知し、ホストコンピュータ１３０が当該通知を受信した時刻を実施時刻ＴACTとして取得する構成であってもよい。
【００３０】
直前に完了した処理が窒素パージ処理であった場合、サイクル時間監視部１０２は、設備情報取得部１１２を通じて、ホストコンピュータ１３０から、当該窒素パージ処理の実施時刻ＴACTを取得する。このとき、ホストコンピュータ１３０は、当該窒素パージ処理の際に取得された実績酸素濃度ＤPRE（ステップＳ２０５）、および実施時刻ＴACT（ステップＳ２０６）を窒素パージが実施されたＦＯＵＰのケースＩＤとともに、サイクル時間算出部１０３に入力する。実績酸素濃度ＤPREおよび実施時刻ＴACTが入力されたときのサイクル時間算出部１０３の動作は後述する。
【００３１】
実施時刻ＴACTを取得すると、サイクル時間監視部１０２は、サイクル時間算出部１０３にサイクル時間の算出を指示する。ここでは、サイクル時間監視部１０２が、入力されたロット情報の膜種ＩＤを、ケースＩＤとともにサイクル時間算出部１０３に入力することで、当該指示がなされる。
【００３２】
ケースＩＤとともに膜種ＩＤが入力されたサイクル時間算出部１０３は、サイクル時間の算出を開始する（ステップＳ２０７）。図４は、サイクル時間算出部１０３が管理する算出テーブルを示す図である。図４に示すように、算出テーブルは、ケースＩＤ、要因パラメータ、サイクル時間算出式、および補正値算出式を関連づけて記録するテーブルである。算出テーブルには、半導体製造ライン１２０で使用される全ＦＯＵＰのケースＩＤが予め登録されている。また、ケースＩＤと関連づけて、要因パラメータ、サイクル時間算出式および補正値算出式が予め登録されている。
【００３３】
サイクル時間算出式は、ＦＯＵＰの形状等を考慮して構築されたものであり、窒素パージを実施した時点からの経過時間とＦＯＵＰ内の酸素濃度とを、要因パラメータにより関係づけた式である。図５は、窒素パージを実施した時点からの経過時間とＦＯＵＰ内の酸素濃度との対応関係の一例を示す図である。図５では、窒素パージを実施した時点からの経過時間とＦＯＵＰ内の酸素濃度とが、比例関係にある事例を示している。図５において、横軸が酸素濃度Ｄに対応し、縦軸が経過時間Ｔに対応する。この場合、経過時間Ｔと酸素濃度Ｄとは、Ｔ＝ａ＊Ｄの関係になる。比例定数ａ（経過時間／酸素濃度）が要因パラメータである。図５から、ウェハに品質上の影響を与えるＦＯＵＰ内の酸素濃度が指定されれば、サイクル時間算出式によりサイクル時間ＴCYCLを算出できることが理解できる。このようなサイクル時間算出式は、ＦＯＵＰの形状等によって定まる。本実施形態では、実験により取得したデータの回帰式を求めることにより、サイクル時間算出式を決定している。当該回帰式は、一次関数に限らず、任意の単調増加関数を使用することができる。
【００３４】
なお、図５の実線で示す直線５０１と破線で示す直線５０２は、同一のＦＯＵＰにおける、経過時間Ｔと酸素濃度Ｄとの対応関係を示している。直線５０１がある時点での対応関係であり、直線５０２が直線５０１の状態から所定期間使用した後の対応関係を示している。ＦＯＵＰの気密性の経時劣化により、要因パラメータ（比例定数ａ）が変化することが理解できる。このため、本実施形態では、後で詳述するように、ホストコンピュータ１３０から入力された実績酸素濃度ＤPRE、実施時刻ＴACT並びに補正値算出式を用いて要因パラメータの補正を実施する。また、同一形態の新品のＦＯＵＰ間では、要因パラメータの個体差は小さいと考えられる。このため、算出テーブルへ新規にＦＯＵＰ（ケースＩＤ）を登録する場合には、新品のＦＯＵＰに対して実験により取得した要因パラメータを初期値として登録し、登録後に補正を行っている。
【００３５】
サイクル時間算出部１０３は、サイクル時間を算出する際に、基準値定義部１０４から、入力された膜種ＩＤに対応する基準酸素濃度Ｄ0を取得する。基準酸素濃度Ｄ0は、酸化によりウェハに品質上の影響を与えるＦＯＵＰ内の酸素濃度である。当該酸素濃度は、実験により予め求めることができる。図６は、基準値定義部１０４に登録された基準値テーブルを示す図である。ウェハに品質上の影響を与えるＦＯＵＰ内の酸素濃度は、ウェハ最表面の膜種により異なる。このため、基準値テーブルには、膜種ＩＤと基準酸素濃度Ｄ0とが関連づけて登録されている。
【００３６】
サイクル時間算出部１０３は、基準値定義部１０４から取得した基準酸素濃度Ｄ0と、入力されたケースＩＤに関連づけられた、上述の要因パラメータおよびサイクル時間算出式とによりサイクル時間ＴCYCLを算出する。また、算出したサイクル時間ＴCYCLをサイクル時間監視部１０２に入力する。
【００３７】
サイクル時間監視部１０２は、入力されたサイクル時間ＴCYCLを、ホストコンピュータ１３０から先に取得した実施時刻ＴACTに加算することにより、予定時刻ＴPLANを算出する（ステップＳ２０８）。そして、サイクル時間ＴCYCL、予定時刻ＴPLANを、対応するケースＩＤと関連づけて監視テーブルに記録する。また、実施時刻ＴACTを実績時刻ＴPREとして対応するケースＩＤと関連づけて監視テーブルに記録する。
【００３８】
以上の処理が完了した場合、および直前に完了した処理が窒素パージ処理であるか否かを判断した結果、窒素パージ処理ではなかった場合（ステップＳ２０４Ｎｏ）、サイクル時間監視部１０２は、設備情報取得部１１２を通じて、ホストコンピュータ１３０へ、当該ＦＯＵＰの次工程への搬入を要求する（ステップＳ２１０）。このとき、ホストコンピュータ１３０は、当該ＦＯＵＰが搬入される次工程の製造設備について、直ちに投入可能であるか否かを確認し、当該確認の結果を、要求に対する回答として設備情報取得部１１２にケースＩＤとともに入力する。
【００３９】
ホストコンピュータ１３０からの回答が搬入不可であった場合、設備情報取得部１１２はその旨をサイクル時間監視部１０２にケースＩＤとともに通知する。当該通知を受信したサイクル時間監視部１０２は、監視テーブルに当該ケースＩＤに対応する予定時刻ＴPLANが記録されているか否かを確認する（ステップＳ２１０Ｎｏ、Ｓ２１１）。このとき、当該ＦＯＵＰに窒素パージが実施されていれば、上述した処理により、監視テーブルに予定時刻ＴPLANが記録されている（ステップＳ２１１Ｙｅｓ）。
【００４０】
監視テーブルに予定時刻ＴPLANが記録されていた場合、サイクル時間監視部１０２は、当該予定時刻ＴPLANと現在時刻ｔとを比較する（ステップＳ２１２）。比較の結果、現在時刻ｔが予定時刻ＴPLANに達していなければ、サイクル時間監視部１０２は、設備情報取得部１１２を通じて、ホストコンピュータ１３０へ、再度、当該ＦＯＵＰの次工程への搬入を要求する（ステップＳ２１２Ｙｅｓ、Ｓ２１０）。また、次工程への搬入待機中に、現在時刻ｔが予定時刻ＴPLANに達した場合には、サイクル時間監視部１０２は、設備情報取得部１１２を通じて、ホストコンピュータ１３０へ、当該ＦＯＵＰの窒素パージ装置１２１への搬入を要求する。これにより、当該ＦＯＵＰは窒素パージ装置１２１へ搬入され、処理が終了する（ステップＳ２１２Ｎｏ、Ｓ２１３）。
【００４１】
また、当該ＦＯＵＰが、制約区間へ初めて到達したＦＯＵＰであった場合、監視テーブルに予定時刻ＴPLANは記録されていない。この場合も、サイクル時間監視部１０２は、設備情報取得部１１２を通じて、ホストコンピュータ１３０へ、当該ＦＯＵＰの窒素パージ装置１２１への搬入を要求する。これにより、当該ＦＯＵＰは窒素パージ装置１２１へ搬入され、処理が終了する（ステップＳ２１１Ｎｏ、Ｓ２１３）。
【００４２】
窒素パージ装置１２１へ搬入されたＦＯＵＰには、窒素パージが実施される。窒素パージの際には、上述のように、実績酸素濃度ＤPREおよび実施時刻ＴACTが取得される。
【００４３】
なお、当該ＦＯＵＰに対する窒素パージ処理が完了したとき、その旨がホストコンピュータ１３０に通知される。このとき、ホストコンピュータ１３０は当該ＦＯＵＰのロット情報をロット情報取得部１１１に通知する。そのため、当該ＦＯＵＰに対して、再度、サイクル時間算出監視処理が実施される。したがって、当該ＦＯＵＰの次工程への搬入要求は、再度実施されるサイクル時間算出監視処理において継続される。
【００４４】
一方、次工程への搬入要求に対するホストコンピュータ１３０からの回答が搬入可であった場合、当該ＦＯＵＰは次製造設備に搬入されるとともに、処理が終了する（ステップＳ２１０Ｙｅｓ、Ｓ２１４）。
【００４５】
以上の構成により、制約区間を進行するＦＯＵＰ中で、直前に不活性ガスが充填された時点からサイクル時間ＴCYCLが経過したＦＯＵＰに対しては直ちに窒素パージが実施される。また、次工程の製造設備への搬入が不可であり、かつ不活性ガス充填が未実施のＦＯＵＰに対しても直ちに窒素パージが実施される。すなわち、窒素パージが必要なＦＯＵＰが自動的に検出され、当該ＦＯＵＰに対して窒素パージが実施される。したがって、本実施形態によれば、特別の工程フローを登録することなく、窒素パージを自動的に実施することができる。
【００４６】
ところで、サイクル時間算出監視処理が開始されたときに、入力されたロット情報の区間フラグが、当該ＦＯＵＰが制約区間外に滞在していることを示していた場合、サイクル時間監視部１０２は、入力されたケースＩＤが、監視テーブル中に記録されているが否かを判断する（ステップＳ２０１Ｎｏ、Ｓ２１５）。監視テーブル中に入力されたケースＩＤが記録されているときは、当該ケースＩＤおよび当該ケースＩＤに関連づけられた情報を、監視テーブルから削除し、処理を終了する（ステップＳ２１５Ｙｅｓ、Ｓ２１６）。また、監視テーブル中に入力されたケースＩＤが記録されていないときは、そのまま処理を終了する（ステップＳ２１５Ｎｏ）。制約区間外に進行したＦＯＵＰは、サイクル時間を監視する必要がないため、これにより、監視テーブル中の不要な情報を削除することができる。
【００４７】
以上の構成では、サイクル時間算出監視処理は、制約区間に滞在していることを示す区間フラグがロット情報に含まれているＦＯＵＰ、すなわち、制約区間を進行する全ＦＯＵＰについて実施される。このため、本実施形態によれば、制約区間内に滞在するＦＯＵＰの内部を、常に、基板表面に物性変化が発生することのない状態に維持することができる。また、本実施形態によれば、制約区間において、煩雑なロット制御を行う必要がなく、円滑なロット進行を実現することができる。
【００４８】
続いて、サイクル時間算出部１０３における要因パラメータの補正について説明する。図７は、当該補正処理の手順を示すフロー図である。本実施形態では、上述のサイクル時間算出監視処理において取得された実績酸素濃度ＤPREおよび先に窒素パージ処理が行われた時刻である実績時刻ＴPREから実績酸素濃度ＤPRE計測時までの経過時間に基づいて、要因パラメータの補正を行う。なお、要因パラメータの補正は、ホストコンピュータ１３０からサイクル時間算出部１０３に、実績酸素濃度ＤPREおよび実施時刻ＴACTが入力されてから、上述のサイクル時間算出が開始されるまでの間（図２において、ステップＳ２０６とＳ２０７との間）に実施される。
【００４９】
サイクル時間算出部１０３は、ホストコンピュータ１３０から、実績酸素濃度ＤPRE、および実施時刻ＴACTがケースＩＤとともに入力されると、まず、サイクル時間監視部１０２から当該ケースＩＤに対応する実績時刻ＴPREを読出す（ステップＳ５０１）。上述のように、ＦＯＵＰに対して窒素パージが実施されていると、監視テーブルには、先の窒素パージが実施された際の、当該ＦＯＵＰの、ケースＩＤ、膜種ＩＤ、サイクル時間ＴCYCL、実績時刻ＴPRE、予定時刻ＴPLANおよび次設備ＩＤが記録されている。したがって、実績時刻ＴPREを取得することができる（ステップＳ５０２Ｙｅｓ）。一方、そのＦＯＵＰが、制約区間に進行した直後で、実績酸素濃度ＤPRE計測時に窒素パージ処理が実施されていなかった場合、監視テーブルには、当該ＦＯＵＰの、ケースＩＤ、膜種ＩＤ、設備ＩＤのみが記録されている。したがって、実績時刻ＴPREを読出すことができない。この場合、補正処理はそのまま終了する（ステップＳ５０２Ｎｏ）。なお、上述のとおり、実績酸素濃度ＤPRE計測後に実施された窒素パージの実施時刻ＴACTは、サイクル時間算出後に監視テーブルに実績時刻ＴPREとして記録される。したがって、補正処理実施時点で、実施時刻ＴACTが実績時刻ＴPREとして監視テーブルに記録されることはない。
【００５０】
サイクル時間算出部１０３は、実績時刻ＴPREを取得すると、算出テーブルに登録されている補正値算出式により要因パラメータの補正値を算出する（ステップＳ５０３）。補正値算出式は、ＦＯＵＰの形状等を考慮して構築されたものであり、実績酸素濃度ＤPRE、実績時刻ＴPREから実績酸素濃度ＤPRE計測時までの経過時間、および要因パラメータを関連づけた式である。例えば、図５に示した事例では、要因パラメータａは、実績酸素濃度ＤPREを、実績時刻ＴPREから実績酸素濃度ＤPRE計測時までの経過時間で除することで算出できる。また、実績時刻ＴPREから実績酸素濃度ＤPRE計測時までの経過時間は、実施時刻ＴACT−実績時刻ＴPREにより算出することができる。
【００５１】
補正値算出式により算出された要因パラメータは、算出テーブルに記録され、既に説明したサイクル時間算出時に使用される。このようにして要因パラメータの補正値を算出することにより、要因パラメータを直近の実測データに合致する値に補正できる。したがって、ＦＯＵＰの気密性の経時劣化を要因パラメータに反映させることができる。
【００５２】
なお、上記では、要因パラメータを、１組のデータを用いて補正したが、要因パラメータの履歴を格納する構成とし、複数組のデータを用いて要因パラメータの補正値を算出してもよい。例えば、要因パラメータを算出した後、算出した要因パラメータおよび履歴として記録されている要因パラメータに基づいて、要因パラメータの実施時刻ＴACTに対する回帰式を算出する。そして、当該回帰式に基づいて、要因パラメータを補正することもできる。
【００５３】
以上説明したように、本発明によれば、ＦＯＵＰ内に収容されている基板表面の膜種に応じたサイクル時間を算出することができる。また、ＦＯＵＰへの窒素ガスの再充填が予め工程フローに登録されていない状況下でも、不活性ガスの再充填が必要となった基板搬送容器を自動的に特定し、再充填することができる。さらに、ＦＯＵＰの気密性の経時劣化をサイクル時間に反映させることができる。この結果、ロット進行を円滑にすることができる。また、製造歩留まりの低下を抑制することもできる。
【００５４】
なお、本発明は、以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、種々の変形および応用が可能である。例えば、上記実施形態では、特に好ましい形態として、実績酸素濃度および実施時刻が取得されたときに、要因パラメータの補正を自動的に実施する構成を説明したが、要因パラメータの補正処理は、所定の周期（例えば、１週間等）が経過したタイミングで実施される構成であってもよい。また、上記では、制約区間に進行したロットのうち、次工程の製造設備で直ちに処理ができないロットに対してのみ窒素パージを行う構成としたが、制約区間に進行した全ロットに対して、最初に窒素パージを行う構成であっても同様の効果を得ることができる。
【００５５】
また、上記では、ＦＯＵＰ中の酸素濃度を使用してサイクル時間を算出する構成としたが、酸素濃度に代えて、水分濃度等のウェハ表面状態の変動と対応関係を有する他の物質量（物質量に対応する量を含む）を使用しても、同様の効果を得ることができる。例えば、水分濃度を使用する場合、基準値定義部には、膜種ごとの基準水分濃度が登録され、サイクル時間算出部には、水分濃度と経過時間との関係式およびその要因パラメータが登録される。また、窒素パージ装置にて水分濃度が測定される。また、ＦＯＵＰに充填されるガスは、窒素ガスに限らず、希ガス等の他の不活性ガスでもよい。
【００５６】
さらに、上記では、窒素パージ装置が物質量を計測する構成としたが、窒素パージ装置と別体の独立した計測装置により物質量を計測する構成であってもよい。この場合、ＦＯＵＰは、計測装置において物質量が計測された後、窒素パージ装置に搬入されることになる。加えて、上記実施形態では、工程情報取得部、サイクル時間監視部、サイクル時間算出部、基準値定義部をそれぞれ独立としたが、全部または一部が窒素パージ装置内部に構成されても構わないし、全部または一部がホストコンピュータ内に構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、半導体装置の製造ラインにおいて円滑なロット進行を実現できるという効果を有し、半導体装置の製造管理および製造管理方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態における製造管理装置を示すブロック図
【図２】本発明の一実施形態におけるサイクル時間算出監視処理を示すフロー図
【図３】本発明の一実施形態における監視テーブルを示す図
【図４】本発明の一実施形態における算出テーブルを示す図
【図５】本発明の一実施形態における経過時間と酸素濃度との対応関係の一例を示す図
【図６】本発明の一実施形態における基準値テーブルを示す図
【図７】本発明の一実施形態における要因パラメータ補正処理を示すフロー図
【図８】従来技術のＦＯＵＰを示す斜視図
【符号の説明】
【００５９】
１００  製造管理装置
１０１  工程情報取得部
１０２  サイクル時間監視部
１０３  サイクル時間算出部
１０４  基準値定義部
１１１  ロット情報取得部
１１２  設備情報取得部
１２０  製造ライン
１２１  窒素パージ装置
１３０  ホストコンピュータ
【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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