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技術 基板処理システム、管理装置、及びデータ解析方法

出願人 株式会社日立国際電気
発明者 浅井一秀
出願日 2011年3月3日 (10年11ヶ月経過) 出願番号 2011-046633
公開日 2012年9月27日 (9年4ヶ月経過) 公開番号 2012-186213
状態 特許登録済
技術分野 ホトレジスト感材への露光・位置合せ ウエハ等の容器,移送,固着,位置決め等 気相成長(金属層を除く) 半導体の露光(電子、イオン線露光を除く) 半導体装置の製造処理一般 ウエハ等の容器、移送、固着、位置決め等 半導体の露光(電子、イオン線露光を除く)
主要キーワード 代表値抽出 代表値データ 減圧ステップ 温度平均 復帰ステップ データ適用 抽出区間 統計解析手法
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年9月27日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (12)

課題

モニタデータ解析を要する異常(例えば、成膜異常)について監視するために、最適なコンテンツを作成する仕組みを提供する。

解決手段

基板処理システムは、基板を処理する基板処理装置と、前記基板処理装置から送信される測定データを蓄積する蓄積手段と、前記基板処理装置の稼動状態に関する前記測定データの項目、前記測定データに適用する統計量の種類、及び前記統計量の判定に用いる条件をそれぞれ個別に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記測定データの項目、前記統計量、及び前記条件からなる組み合わせについて、前記蓄積手段に蓄積された前記測定データが異常と判断される組み合わせを抽出する抽出手段と、を備えた管理装置と、を含む。

概要

背景

半導体製造分野では、半導体製造装置生産履歴稼動状態閲覧できる群管理システムを使用し半導体生産効率の向上を図っている。また、蓄積したモニタデータ(半導体製造装置の稼動状態に関する測定データ)にてFDC(Fault Detection & Classification)を行い、装置の健全性を確認し、その異常をアラームにて通知することで不良生産の防止も行なっている。また、FDCの異常検知には統計解析手法(SPC:Statistical Process Control)を用いる方法が知られている。

また、従来のFDCでは、経験者がその知識を基に成膜異常となる組み合わせ(パターン)を想定し、このパターンを用いてモニタデータを解析し、FDCに用いるパターン(コンテンツ)の候補を多数作成し、その後の評価又は結果により、コンテンツの候補の中から消去法で有効なコンテンツのみを残していく方式がとられている。

例えば、コンテンツに基づいてFDC監視を行なっている場合に、成膜工程の異常が発生した場合、現在のコンテンツは有効なコンテンツではなく、削除又は調整を行うこととなる。

なお、成膜異常とは、基板処理により、基板ウエハ)の表面に形成される膜に関する所定の品質チェック発見された異常をいう。したがって、成膜異常を直接示すモニタデータは存在せず、モニタデータを解析する必要がある。

概要

モニタデータの解析を要する異常(例えば、成膜異常)について監視するために、最適なコンテンツを作成する仕組みを提供する。基板処理システムは、基板を処理する基板処理装置と、前記基板処理装置から送信される測定データを蓄積する蓄積手段と、前記基板処理装置の稼動状態に関する前記測定データの項目、前記測定データに適用する統計量の種類、及び前記統計量の判定に用いる条件をそれぞれ個別に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記測定データの項目、前記統計量、及び前記条件からなる組み合わせについて、前記蓄積手段に蓄積された前記測定データが異常と判断される組み合わせを抽出する抽出手段と、を備えた管理装置と、を含む。

目的

本発明の目的は、モニタデータの解析を要する異常(例えば、成膜異常)について監視するために、最適なコンテンツを作成する仕組みを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
4件

この技術が所属する分野

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請求項1

基板を処理する基板処理装置と、前記基板処理装置から送信される測定データを蓄積する蓄積手段と、前記基板処理装置の稼動状態に関する前記測定データの項目、前記測定データに適用する統計量の種類、及び前記統計量の判定に用いる条件をそれぞれ個別に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記測定データの項目、前記統計量、及び前記条件からなる組み合わせについて、前記蓄積手段に蓄積された前記測定データが異常と判断される組み合わせを抽出する抽出手段と、を備えた管理装置と、を含む基板処理システム

請求項2

基板処理装置の稼動状態に関する測定データを蓄積する蓄積手段と、前記測定データの項目、前記測定データに適用する統計量の種類、及び前記統計量の判定に用いる条件をそれぞれ個別に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記測定データの項目、前記統計量、及び前記条件からなる組み合わせについて、前記蓄積手段に蓄積された前記測定データが異常と判断される組み合わせを抽出する抽出手段とを備えた管理装置。

請求項3

基板処理装置の稼動状態に関する測定データを収集し、前記測定データの項目、前記測定データに適用する統計量、及び前記統計量の判定に用いる条件からなる組み合わせについて、収集された測定データのうち、指定された所定の時間範囲における前記測定データが異常と判断される組み合わせを抽出するデータ解析方法

技術分野

0001

本発明は、基板処理装置と基板処理装置による処理を管理する管理装置とを含む基板処理システムに関する。

背景技術

0002

半導体製造分野では、半導体製造装置生産履歴稼動状態閲覧できる群管理システムを使用し半導体生産効率の向上を図っている。また、蓄積したモニタデータ(半導体製造装置の稼動状態に関する測定データ)にてFDC(Fault Detection & Classification)を行い、装置の健全性を確認し、その異常をアラームにて通知することで不良生産の防止も行なっている。また、FDCの異常検知には統計解析手法(SPC:Statistical Process Control)を用いる方法が知られている。

0003

また、従来のFDCでは、経験者がその知識を基に成膜異常となる組み合わせ(パターン)を想定し、このパターンを用いてモニタデータを解析し、FDCに用いるパターン(コンテンツ)の候補を多数作成し、その後の評価又は結果により、コンテンツの候補の中から消去法で有効なコンテンツのみを残していく方式がとられている。

0004

例えば、コンテンツに基づいてFDC監視を行なっている場合に、成膜工程の異常が発生した場合、現在のコンテンツは有効なコンテンツではなく、削除又は調整を行うこととなる。

0005

なお、成膜異常とは、基板処理により、基板ウエハ)の表面に形成される膜に関する所定の品質チェック発見された異常をいう。したがって、成膜異常を直接示すモニタデータは存在せず、モニタデータを解析する必要がある。

発明が解決しようとする課題

0006

このように成膜異常が発生したらコンテンツの再評価を行いながら、適切なコンテンツを再作成していくことになるが、これには時間と労力が必要であり、FDCの実運用に取り掛かるまでに時間を要す問題があった。

0007

本発明の目的は、モニタデータの解析を要する異常(例えば、成膜異常)について監視するために、最適なコンテンツを作成する仕組みを提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するために、本発明にかかる基板処理システムは、基板を処理する基板処理装置と、前記基板処理装置から送信される測定データを蓄積する蓄積手段と、前記基板処理装置の稼動状態に関する前記測定データの項目、前記測定データに適用する統計量の種類、及び前記統計量の判定に用いる条件をそれぞれ個別に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記測定データの項目、前記統計量、及び前記条件からなる組み合わせについて、前記蓄積手段に蓄積された前記測定データが異常と判断される組み合わせを抽出する抽出手段と、を備えた管理装置と、を含む。

0009

また、本発明にかかる管理装置は、基板処理装置の稼動状態に関する測定データを蓄積する蓄積手段と、前記測定データの項目、前記測定データに適用する統計量の種類、及び前記統計量の判定に用いる条件をそれぞれ個別に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記測定データの項目、前記統計量、及び前記条件からなる組み合わせについて、前記蓄積手段に蓄積された前記測定データが異常と判断される組み合わせを抽出する抽出手段とを備える。

0010

また、本発明にかかるデータ解析方法は、基板処理装置の稼動状態に関する測定データを収集し、前記測定データの項目、前記測定データに適用する統計量、及び前記統計量の判定に用いる条件からなる組み合わせについて、収集された測定データのうち、指定された所定の時間範囲における前記測定データが異常と判断される組み合わせを抽出する。

発明の効果

0011

本発明によれば、莫大な量の過去のモニタデータの解析に適切なコンテンツが抽出でき、又、異常発生時にモニタデータの解析に費やす時間を短縮できる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の実施形態に係る基板処理装置の斜透視図である。
本発明の実施形態に係る基板処理装置の側面透視図である。
本発明の実施形態に係る基板処理装置の処理炉の縦断面図である。
本発明の実施形態に係る基板処理システムのブロック構成図である。
本発明の実施形態に係る代表値データを時系列で表したグラフである。
本発明の実施形態に係る成膜ステップにおけるSPCグラフである。
本発明の実施形態に係る異常パターンを抽出する方法を説明する図であり、(a)は、成膜ステップにおけるSPCグラフを示し、(b)は、モニタデータ・テーブル、統計量テーブル、及び異常判定ルール・テーブルを示し、(c)は、異常パターン・テーブルを示す。
本発明の実施形態に係る異常パターン抽出部と異常予兆パターン抽出部との違いを説明する図であり、(a)は、異常パターン抽出部による解析の対象となるデータ列を示したグラフであり、(b)は、異常予兆パターン抽出部による解析の対象となるデータ列を示したグラフであり、(c)は、異常予兆パターン・テーブルを示している。
本発明の実施形態に係るコンテツン登録処理フロー図である。
本発明の実施形態に係る異常予兆パターンの抽出方法を説明する図であり、(a)は、異常パターン・テーブルを示し、(b)は、代表値データを時系列で表したグラフであり、(c)は、基準SPCグラフを示し、(d)は、温度安定ステップにおけるSPCグラフを示す。
本発明の実施形態に係る異常予兆パターン・テーブルを示す。

実施例

0013

以下、本発明の第1実施形態について説明する。

0014

(1)基板処理装置の構成
本実施形態に係る基板処理装置100の構成について、図1図2を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る基板処理装置100の斜透視図である。図2は、本実施形態に係る基板処理装置100の側面透視図である。なお、本実施形態に係る基板処理装置100は、例えばウエハ等の基板に成膜処理酸化処理拡散処理などを行なう縦型の装置として構成されている。

0015

図1図2に示すように、本実施形態に係る基板処理装置100は、耐圧容器として構成された筐体111を備えている。筐体111の正面壁111aの正面前方には、メンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口103が設けられている。正面メンテナンス口103には、正面メンテナンス口103を開閉する正面メンテナンス扉104が設けられている。

0016

シリコン(Si)等で構成される基板としてのウエハ200を筐体111内外へ搬送するには、複数のウエハ200を収納するウエハキャリア基板収容器)としてのポッド110が使用される。筐体111の正面壁111aには、ポッド搬入搬出口(基板収容器搬入搬出口)112が、筐体111内外を連通するように開設されている。ポッド搬入搬出口112は、フロントシャッタ(基板収容器搬入搬出口開閉機構)113によって開閉されるようになっている。ポッド搬入搬出口112の正面下方側には、ロードポート(基板収容器受渡し台)114が設置されている。ポッド110は、工程内搬送装置(図示せず)によって搬送され、ロードポート114上に載置されて位置合わせされるように構成されている。

0017

筐体111内におけるロードポート114の近傍には、ポッド搬送装置(基板収容器搬送装置)118が設置されている。筐体111内のポッド搬送装置118のさらに奥、筐体111内の前後方向の略中央部における上方には、回転式ポッド棚(基板収容器載置棚)105が設置されている。回転式ポッド棚105の下方には、一対のポッドオープナ(基板収容器蓋体開閉機構)121が上下段にそれぞれ設置されている。

0018

ポッド搬送装置118は、ポッド110を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ(基板収容器昇降機構)118aと、搬送機構としてのポッド搬送機構(基板収容器搬送機構)118bとで構成されている。ポッド搬送装置118は、ポッドエレベータ118aとポッド搬送機構118bとの連続動作により、ロードポート114、回転式ポッド棚105、ポッドオープナ121の間で、ポッド110を相互に搬送するように構成されている。

0019

回転式ポッド棚105上には、複数個のポッド110が保管されるように構成されている。回転式ポッド棚105は、垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱116と、上中下段の各位置において支柱116に放射状に支持された複数枚棚板(基板収容器載置台)117と、を備えている。複数枚の棚板117は、ポッド110を複数個それぞれ載置した状態で保持するように構成されている。

0020

ポッドオープナ121が配置される筐体111内の下部には、サブ筐体119が筐体111内の前後方向の略中央部から後端にわたって設けられている。サブ筐体119の正面壁119aには、ウエハ200をサブ筐体119内外に搬送する一対のウエハ搬入搬出口基板搬入搬出口)120が、垂直方向上下二段に並べられて設けられている。ポッドオープナ121は、上下段のウエハ搬入搬出口120にそれぞれ設置されている。

0021

各ポッドオープナ121は、ポッド110を載置する一対の載置台122と、ポッド110のキャップ蓋体)を着脱するキャップ着脱機構(蓋体着脱機構)123と、を備えている。ポッドオープナ121は、載置台122上に載置されたポッド110のキャップをキャップ着脱機構123によって着脱することにより、ポッド110のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。

0022

サブ筐体119内には、ポッド搬送装置118や回転式ポッド棚105等が設置された空間から流体的隔絶された移載室124が構成されている。移載室124の前側領域にはウエハ移機構基板移載機構)125が設置されている。ウエハ移載機構125は、ウエハ200を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置(基板移載装置)125aと、ウエハ移載装置125aを昇降させるウエハ移載装置エレベータ(基板移載装置昇降機構)125bと、で構成されている。図1に示すように、ウエハ移載装置エレベータ125bは、サブ筐体119の移載室124前方領域右端部と筐体111右側端部との間に設置されている。ウエハ移載装置125aは、ウエハ200の載置部としてのツイーザ基板保持体)125cを備えている。ウエハ移載装置125aを挟んでウエハ移載装置エレベータ125bとは反対の側には、ウエハ200の円周方向の位置を合わせる基板整合装置としてのノッチ合わせ装置(図示せず)が設置されている。ウエハ移載装置エレベータ125b及びウエハ移載装置125aの連続動作により、後述のボート217に対してウエハ200を装填チャージング)及び脱装(ディスチャージング)するように構成されている。

0023

移載室124の後側領域には、ボート217を収容して待機させる待機部126が構成されている。待機部126の上方には、ウエハ200を処理する処理炉202が設けられている。処理炉202の下端部は、炉口シャッタ炉口開閉機構)147により開閉されるように構成されている。なお、処理炉202の構成については後述する。

0024

図1に示すように、サブ筐体119の待機部126右端部と筐体111右側端部との間には、ボート217を昇降させるためのボートエレベータ基板保持具昇降機構)115が設置されている。ボートエレベータ115の昇降台には、連結具としてのアーム128が連結されている。アーム128には、炉口蓋体としてのシールキャップ219が水平に据え付けられている。シールキャップ219は、ボート217を垂直に支持し、処理炉202の下端部を閉塞可能なように構成されている。

0025

ボート(基板保持具)217は複数本保持部材を備えている。ボート217は、複数枚(例えば、50枚〜125枚程度)のウエハ200を、中心を揃えて垂直方向に整列させた状態でそれぞれ水平に保持するように構成されている。

0026

図1に示すように、移載室124のウエハ移載装置エレベータ125b側及びボートエレベータ115側と反対側の左側端部には、清浄化した雰囲気もしくは不活性ガスであるクリーンエア133を供給するよう供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット134が設置されている。クリーンユニット134から吹き出されたクリーンエア133は、ノッチ合わせ装置、ウエハ移載装置125a、待機部126にあるボート217の周囲を流通した後、図示しないダクトにより吸い込まれて筐体111の外部に排気されるか、もしくはクリーンユニット134の吸い込み側である一次側(供給側)にまで循環されて、移載室124内に再び吹き出されるように構成されている。

0027

(2)基板処理装置の動作
次に、本実施形態に係る基板処理装置100の動作について、図1図2を参照しながら説明する。以下の動作は、例えば搬送レシピに基づいて実施される。搬送レシピは、基板処理装置100内のウエハ200の搬送に用いられ、例えば、基板処理を行うプロセスレシピと併用されて基板処理工程に適用される。

0028

図1図2に示すように、ポッド110がロードポート114に載置されると、ポッド搬入搬出口112がフロントシャッタ113によって開放される。ロードポート114の上のポッド110は、ポッド搬送装置118によってポッド搬入搬出口112から筐体111内部へと搬入される。

0029

筐体111内部へと搬入されたポッド110は、ポッド搬送装置118によって回転式ポッド棚105の棚板117上へ自動的に搬送されて一時的に保管された後、棚板117上から一方のポッドオープナ121の載置台122上に移載される。筐体111内部へと搬入されたポッド110は、ポッド搬送装置118によって直接ポッドオープナ121の載置台122上に移載されてもよい。ポッドオープナ121のウエハ搬入搬出口120はキャップ着脱機構123によって閉じられており、移載室124内にはクリーンエア133が流通され、充満されている。例えば、不活性ガス等のクリーンエア133で移載室124内が充満されることにより、移載室124内の酸素濃度が例えば20ppm以下となり、大気雰囲気となっている筐体111内の酸素濃度よりも遥かに低くなるように設定されている。

0030

載置台122上に載置されたポッド110は、その開口側端面がサブ筐体119の正面壁119aに設けられたウエハ搬入搬出口120の開口縁辺部に押し付けられるとともに、ポッド110のキャップがキャップ着脱機構123によって取り外され、ウエハ出し入れ口が開放される。その後、ウエハ200は、ウエハ移載装置125aのツイーザ125cによってウエハ出し入れ口を通じてポッド110内からピックアップされ、ノッチ合わせ装置にて円周方向の位置合わせがされた後、移載室124の後方にある待機部126内へ搬入され、ボート217内に装填(チャージング)される。ボート217内にウエハ200を装填したウエハ移載装置125aは、ポッド110に戻り、次のウエハ200をボート217内に装填する。

0031

ウエハ移載機構125によって、一方(上段または下段)のポッドオープナ121からボート217へとウエハ200を装填する間に、他方(下段または上段)のポッドオープナ121の載置台122上には、別のポッド110が回転式ポッド棚105上からポッド搬送装置118によって搬送されて移載され、上記ウエハ200の装填作業と同時進行で、ポッドオープナ121によるポッド110の開放作業が行われる。

0032

予め指定された枚数のウエハ200がボート217に装填されると、炉口シャッタ147によって閉じられていた処理炉202の下端部が開放される。続いて、ウエハ200群を保持したボート217は、シールキャップ219がボートエレベータ115によって上昇されることにより処理炉202内へ搬入(ボートローディング)される。

0033

ローディング後は、処理炉202内にてウエハ200に任意の処理が実施される。処理後は、ノッチ合わせ装置によるウエハの位置合わせを除き、上述の手順とほぼ逆の手順で、処理後のウエハ200を格納したボート217が処理炉202内より搬出され、処理後のウエハ200を格納したポッド110が筐体111外へと搬出される。

0034

(3)処理炉の構成
続いて、本実施形態に係る処理炉202の構成について、図3を用いて説明する。図3は、本実施形態に係る基板処理装置100の処理炉202の縦断面図である。

0035

図3に示すように、処理炉202は、反応管としてのプロセスチューブ203を備えている。プロセスチューブ203は、内部反応管としてのインナーチューブ204と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ205と、を備えている。インナーチューブ204は、例えば石英(SiO2)または炭化シリコン(SiC)等の耐熱性材料からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。インナーチューブ204内の筒中空部には、基板としてのウエハ200を処理する処理室201が形成されている。処理室201内は、後述するボート217を収容可能なように構成されている。アウターチューブ205は、インナーチューブ204と同心円状に設けられている。アウターチューブ205は、内径がインナーチューブ204の外径よりも大きく、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。アウターチューブ205は、例えば石英または炭化シリコン等の耐熱性材料からなる。

0036

プロセスチューブ203の外側には、プロセスチューブ203の側壁面囲うように、加熱機構としてのヒータ206が設けられている。ヒータ206は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース251に支持されることにより垂直に据え付けられている。

0037

プロセスチューブ203内には、温度検出器としての温度センサ263が設置されている。ヒータ206と温度センサ263とには、温度制御部237が電気的に接続されている。温度制御部237は、温度センサ263により検出された温度情報に基づいて、処理室201内の温度が所望のタイミングにて所望の温度分布となるように、ヒータ206への通電具合を調整するよう構成されている。

0038

アウターチューブ205の下方には、アウターチューブ205と同心円状になるように、マニホールド209が設けられている。マニホールド209は、例えばステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド209は、インナーチューブ204の下端部とアウターチューブ205の下端部とにそれぞれ係合しており、これらを支持するように設けられている。なお、マニホールド209とアウターチューブ205との間には、シール部材としてのOリング220aが設けられている。マニホールド209がヒータベース251に支持されることにより、プロセスチューブ203は垂直に据え付けられた状態となっている。プロセスチューブ203とマニホールド209とにより反応容器が形成される。

0039

マニホールド209の下方には、マニホールド209の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ219が設けられている。シールキャップ219は、マニホールド209の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ219は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ219の上面には、マニホールド209の下端と当接するシール部材としてのOリング220bが設けられている。シールキャップ219は、プロセスチューブ203の外部に垂直に設備された基板保持具昇降機構としてのボートエレベータ115によって、垂直方向に昇降されるように構成されている。シールキャップ219を昇降させることにより、ボート217を処理室201内外へ搬送することが可能なように構成されている。

0040

シールキャップ219の中心部付近であって処理室201と反対側には、ボート217を回転させる回転機構254が設置されている。回転機構254の回転軸255は、シールキャップ219を貫通してボート217を下方から支持している。回転機構254は、ボート217を回転させることでウエハ200を回転させることが可能なように構成されている。

0041

ボートエレベータ115及び回転機構254には、搬送制御部238が電気的に接続されている。搬送制御部238は、回転機構254及びボートエレベータ115が所望のタイミングにて所望の動作をするように、これらを制御するよう構成されている。なお、搬送制御部238は、上述のポッドエレベータ118a、ポッド搬送機構118b、ポッドオープナ121、ウエハ移載装置125a、ウエハ移載装置エレベータ125b等にも電気的に接続され、これら各部が所望のタイミングにて所望の動作をするように、これらを制御するよう構成されている。主に、ボートエレベータ115、回転機構254、ポッドエレベータ118a、ポッド搬送機構118b、ポッドオープナ121、ウエハ移載装置125a、ウエハ移載装置エレベータ125bにより、本実施形態に係る搬送系が構成される。

0042

基板保持具としてのボート217は、複数枚のウエハ200を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。ボート217は、例えば石英や炭化シリコン等の耐熱性材料からなる。ボート217の下部には、例えば石英や炭化シリコン等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板216が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、ヒータ206からの熱がマニホールド209側に伝わり難くなるように構成されている。

0043

シールキャップ219には、ガス導入部としてのノズル230が処理室201内に連通するように接続されている。ノズル230の上流端には、ガス供給管232の下流端が接続されている。ガス供給管232には、上流側から順に図示しない処理ガスや不活性ガス等の1つ又は複数のガス供給源ガス流量制御器としてのMFC(マスフローコントローラ)241、図示しない複数のバルブが接続されている。MFC241には、ガス流量制御部235が電気的に接続されている。ガス流量制御部235は、処理室201内に供給するガスの流量が所望のタイミングにて所望の流量となるように、MFC241を制御するよう構成されている。主に、ノズル230、ガス供給管232、図示しない複数個のバルブ、MFC241、ガス供給源により、本実施形態に係るガス供給系が構成される。

0044

マニホールド209には、処理室201内の雰囲気を排気する排気管231の上流端が接続されている。排気管231は、インナーチューブ204とアウターチューブ205との隙間によって形成される筒状空間250の下端部に配置されており、筒状空間250に連通している。排気管231の下流側には、圧力検出器としての圧力センサ245、圧力調整装置としてのAPC(Auto Pressure Controller)242、真空排気装置としての真空ポンプ246が上流側から順に接続されている。APC242は弁を開閉して処理室201内の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能な開閉弁である。APC242及び圧力センサ245には、圧力制御部236が電気的に接続されている。圧力制御部236は、圧力センサ245により検出された圧力値に基づいて、処理室201内の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力となるように、APC242を制御するよう構成されている。主に、排気管231、圧力センサ245、APC242、真空ポンプ246により、本実施形態に係るガス排気系が構成される。

0045

ガス流量制御部235、圧力制御部236、温度制御部237、搬送制御部238は、基板処理装置100全体を制御する表示装置制御部239に電気的に接続されている(以下、ガス流量制御部235、圧力制御部236、温度制御部237をI/O制御部とも呼ぶ)。これら、ガス流量制御部235、圧力制御部236、温度制御部237、搬送制御部238及び表示装置制御部239は、基板処理装置用コントローラ240の構成の一部を成す。基板処理装置用コントローラ240の構成や動作については、後述する。

0046

(4)処理炉の動作
続いて、半導体装置の製造工程の一工程として実施される、上記構成に係る処理炉202を用いた基板処理工程について説明する。係る基板処理工程は、ウエハ200に所定の処理を施すプロセスレシピに基づいて繰り返し実行される。また、プロセスレシピには複数のステップ(工程)が含まれることがある。本実施形態においては、複数のステップを含むプロセスレシピに基づく基板処理工程の一例として、CVD(Chemical Vapor Deposition)法によりウエハ200上に薄膜を形成する成膜処理工程について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置100を構成する各部の動作は基板処理装置用コントローラ240により制御される。

0047

(基板搬入ステップ)
まずは、基板搬入ステップを行う。すなわち、複数枚のウエハ200をボート217に装填(ウエハチャージ)し、複数枚のウエハ200を保持したボート217を、ボートエレベータ115によって持ち上げて処理室201内に搬入(ボートローディング)する。この状態で、シールキャップ219はOリング220bを介してマニホールド209の下端をシールした状態となる。

0048

(成膜プロセス)
続いて、以下の減圧ステップから常圧復帰ステップまでの各ステップを行い、ウエハ200に成膜処理を施す。減圧ステップから常圧復帰ステップまでの各ステップは、本実施形態におけるプロセスレシピである。なお、プロセスレシピが、上記の基板搬入ステップや、後述の基板搬出ステップを含む場合もある。

0049

(減圧ステップ)
まず、処理室201内が所望の圧力(真空度)となるように、真空ポンプ246によって処理室201内を真空排気する。この際、圧力センサ245が測定した圧力値に基づき、APC242の弁開度がフィードバック制御される。

0050

昇温ステップ
次に、処理室201内が所望の温度となるように、ヒータ206によって処理室201内を加熱する。この際、温度センサ263が検出した温度値に基づき、ヒータ206への通電量がフィードバック制御される。続いて、回転機構254により、ボート217及びウエハ200を回転させる。

0051

(温度安定ステップ)
次に、温度安定ステップにおいて、加熱された処理室201内の温度を安定させる。

0052

(成膜ステップ)
処理室201内の温度が安定したら、ガス供給管232が備える図示しないバルブを開き、MFC241により流量制御しながら、ガス供給源から処理室201内に処理ガスを供給する。処理ガスは処理室201内を上昇し、インナーチューブ204の上端開口から筒状空間250内に流出して排気管231から排気される。処理ガスは、処理室201内を通過する際にウエハ200の表面と接触し、熱CVD反応によってウエハ200の表面上に薄膜が堆積デポジション)される。予め設定された処理時間が経過したら、処理室201内への処理ガスの供給を停止する。

0053

(降温ステップ
処理ガスの供給を停止したら、ヒータ206への電力供給を停止し、ボート217およびウエハ200を所定の温度にまで降下させる。

0054

(常圧復帰ステップ)
ガス供給源から不活性ガスを供給し、処理室201内を不活性ガスで置換するとともに、処理室201内の圧力を常圧に復帰させる。以上により、プロセスレシピに基づく成膜プロセスが終了する。

0055

(基板搬出ステップ)
その後、基板搬出ステップを行う。すなわち、ボートエレベータ115によりシールキャップ219を下降してマニホールド209の下端を開口するとともに、処理済のウエハ200を保持するボート217をマニホールド209の下端からプロセスチューブ203の外部へと搬出(ボートアンローディング)する。処理済のウエハ200をボート217より取り出し、ポッド110内へ格納する(ウエハディスチャージ)。以上により、プロセスレシピに基づく成膜処理工程が終了する。

0056

(5)基板処理装置用コントローラの構成
続いて、本実施形態に係る基板処理装置用コントローラ240の構成について、図4を用いて説明する。図4は、本実施形態に係る基板処理装置100と群管理装置500とで構成される基板処理システムのブロック構成図である。

0057

基板処理装置用コントローラ240は、主制御部としての表示装置制御部(操作部)239を備えている。表示装置制御部239には、ディスプレイ等のデータ表示部240aとキーボード等の入力部240bとがそれぞれ接続されている。表示装置制御部239は、操作員による入力部240bからの入力(操作コマンドの入力等)を受け付けると共に、基板処理装置100の状態表示画面操作入力受付画面等をデータ表示部240aに表示するように構成されている。

0058

基板処理装置用コントローラ240は、表示装置制御部239にデータ交換可能なように接続された処理制御部239aと、処理制御部239aにデータ交換可能なように接続された、処理炉202を制御する上述のI/O制御部(ガス流量制御部235、圧力制御部236、温度制御部237)と、を備えている。処理制御部239aは、I/O制御部を介して処理炉202の動作を制御するとともに、処理炉202の状態(温度、ガス流量、圧力等)を示すモニタデータを収集する(読み出す)ように構成されている。

0059

また、基板処理装置用コントローラ240は、表示装置制御部239にデータ交換可能なように接続された搬送制御部238と、搬送制御部238にデータ交換可能なように接続されたメカ機構I/O238aと、を備えている。メカ機構I/O238aには、基板処理装置100を構成する各部(例えばボートエレベータ115、回転機構254、ポッドエレベータ118a、ポッド搬送機構118b、ポッドオープナ121、ウエハ移載装置125a、ウエハ移載装置エレベータ125b等)が接続されている。搬送制御部238は、メカ機構I/O238aを介して基板処理装置100を構成する各部の動作を制御するとともに、基板処理装置100を構成する各部の状態(例えば位置、開閉状態、動作中であるかウエイト状態であるか等)を示すモニタデータを収集する(読み出す)ように構成されている。すなわち、モニタデータは基板処理装置の稼動状態について示す測定データである。

0060

また、基板処理装置用コントローラ240は、表示装置制御部239に接続されたデータ保持部239eを備えている。データ保持部239eには、基板処理装置用コントローラ240に種々の機能を実現するプログラムや、処理炉202にて実施される基板処理工程の設定データレシピデータ)や、I/O制御部(ガス流量制御部235、圧力制御部236、温度制御部237)や搬送制御部238から読み出した各種データ等が保持(格納)されるように構成されている。

0061

また、基板処理装置用コントローラ240は、表示装置制御部239に接続された通信制御部239bを備えている。通信制御部239bは、I/O制御部(ガス流量制御部235、圧力制御部236、温度制御部237)を介して読み出した処理炉202の状態(温度、ガス流量、圧力等)を示すモニタデータを、処理制御部239a及び表示装置制御部239を介して受信し、群管理装置500へ送信することが可能なように構成されている。また、通信制御部239bは、メカ機構I/O238aを介して読み出した基板処理装置100を構成する各部の状態(位置、開閉状態、動作中であるかウエイト状態であるか等)を示すモニタデータを、搬送制御部238及び表示装置制御部239を介して受信し、群管理装置500へ送信することが可能なように構成されている。

0062

(6)群管理装置の構成
続いて、上述の基板処理装置100とデータ交換可能なように構成された本実施形態に係る群管理装置500の構成について、主に図4を参照しながら説明する。

0063

図4に示すように、群管理装置500は、中央処理装置(CPU)として構成された制御部501と、内部に共有メモリ502領域を有するメモリ(図示せず)と、HDDなどの記憶装置として構成された記憶部503と、ディスプレイ装置等の表示部としてのデータ表示部505と、キーボード等の入力部506と、通信部としての通信制御部504と、を有するコンピュータとして構成されている。上述のメモリ、記憶部503、データ表示部505、入力部506、通信制御部504は、内部バス等を介して制御部501とデータ交換可能なように構成されている。また、制御部501は、図示しない時計機能を有している。

0064

(通信制御部)
通信部としての通信制御部504は、ネットワーク400を介して基板処理装置用コントローラ240の通信制御部239bに接続されていると共に、I/O制御部(ガス流量制御部235、圧力制御部236、温度制御部237)及びメカ機構I/O238aに接続されている。通信制御部504は、基板処理装置100からモニタデータを受信し、共有メモリ502に渡すように構成されている。

0065

通信制御部504は、モニタデータの受信のタイミングとして、所定の間隔(例えば0.1秒間隔)で定期的に受信したり、各イベントの発生時、例えばレシピやステップが終了したタイミングで受信したり、或いはモニタデータの発生時にその都度受信したりするように構成されている。

0066

共有メモリ502に渡されるモニタデータには、モニタデータを特定するデータIDと、モニタデータの発生源である基板処理装置100を特定する装置特定情報装置名称など)と、モニタデータの発生時に基板処理装置100が実行していたレシピを特定するレシピ特定情報と、モニタデータの収集時に基板処理装置100内で発生したイベントを特定するイベント特定情報と、モニタデータの発生時刻を示す時刻情報時刻データ)と、が付加されるように構成されている。

0067

(記憶部)
記憶部503には、データベースプログラム、代表値データ生成プログラム、代表値データ加工プログラム、FDC監視プログラム、異常パターン抽出プログラム、及び異常予兆パターン抽出プログラムがそれぞれ格納されている。データベースプログラムは、記憶部503から上述のメモリ(図示せず)に読み出されて制御部501に実行されることにより、後述するデータベース503dを記憶部503内に実現するように構成されている。代表値データ生成プログラムは、記憶部503から上述のメモリ(図示せず)に読み出されて制御部501に実行されることにより、後述する代表値データ生成部511を群管理装置500に実現するように構成されている。代表値データ加工プログラムは、記憶部503から上述のメモリ(図示せず)に読み出されて制御部501に実行されることにより、後述する代表値データ加工部512を群管理装置500に実現するように構成されている。FDC監視プログラムは、記憶部503から上述のメモリ(図示せず)に読み出されて制御部501に実行されることにより、後述するFDC監視部513を群管理装置500に実現するように構成されている。異常パターン抽出プログラムは、記憶部503から上述のメモリ(図示せず)に読み出されて制御部501に実行されることにより、後述する異常パターン抽出部514を群管理装置500に実現するように構成されている。異常予兆パターン抽出プログラムは、記憶部503から上述のメモリ(図示せず)に読み出されて制御部501に実行されることにより、後述する異常予兆パターン抽出部515又は異常予兆パターン抽出部516を群管理装置500に実現するように構成されている。また、記憶部503には、後述するパターン抽出条件503pが、読み出し可能に格納されている。

0068

蓄積部としてのデータベース503dは、データベースプログラムが実行されると、通信制御部504が受信して共有メモリ502に格納したモニタデータを、上述のデータID、装置特定情報、レシピ特定情報、イベント特定情報、時刻データにそれぞれ関連づけて、読み出し可能に格納するように構成されている。

0069

パターン抽出条件503pは、入力部506から代表値データの基となるモニタデータを抽出する区間についての条件を受け付けると、制御部501により読み出されるよう構成される。モニタデータを抽出する区間としては、例えば基板処理装置100内での所定のイベントの発生に関連づけられた区間がある。ここで、イベントとは、基板処理装置100内において発生する事象や基板処理装置100の各部の動作等をいい、例えばレシピやステップの実行開始や実行終了等のほか、バルブの開閉動作センサオンオフエラーの発生、操作員による各種操作等、レシピの実行によって時系列順に発生するイベントや、必ずしもレシピの実行によらないイベントも含まれる。

0070

モニタデータの抽出区間を所定のイベント発生に関連づけた抽出条件の例を挙げると、例えば所定のイベント間の期間に発生したモニタデータを抽出する条件が考えられる。所定のイベント間の期間としては、例えば所定のレシピやステップの実行開始から実行終了までの期間、ウエハ200の搬入開始から搬出終了までの期間、すなわち、上述の基板搬入ステップにおけるボート217へのウエハ200の装填開始から基板搬出ステップにおけるボート217からのウエハ200の脱装終了までの期間等がある。この他にも、所定のイベント発生から一定期間内を抽出したり(例えば、バルブの開放から10秒間を抽出)、所定のイベント発生から定期的に反復して抽出したり(例えば、ヒータ206の通電開始から10分おきに抽出)、所定のイベント発生から所定数のモニタデータが得られるまでの区間、或いはモニタデータが所定値になるまでの区間で抽出したりするように抽出条件を設定することができる。また、上記に挙げた区間の設定を複数組み合わせてもよい。

0071

なお、パターン抽出条件503pは、モニタデータ・テーブルと、統計量テーブルと、異常判定ルール・テーブルとが少なくとも含まれる。

0072

(代表値データ生成部)
代表値データ生成部511は、入力部506からの指示により、パターン抽出条件503pが読み出されると、データベース503dに格納されたモニタデータのうち、入力部506より受け付けたモニタデータ抽出条件に適合するモニタデータをデータベース503dから読み出し、読み出したモニタデータを基に代表値データを生成し、後述の時刻データと併せて、記憶部503に実現されたデータベース503dに読み出し可能に格納するように構成されている。代表値データは、例えば、代表値名称を示す“代表値名称”情報、平均・最大・最小などの統計量からなる代表値の計算条件を示す“代表値計算条件”情報、代表値が抽出された区間を示す“代表値抽出区間”情報、代表値抽出区間の開始日時と終了日時を示す“代表値抽出日時”情報、代表値そのものを示す“代表値”情報、代表値を生成した日時を示す“代表値生成日時”情報、代表値計算に要した時間を示す“代表値計算時間”情報、代表値計算時に使用したデータ点数を示す“データ点数”情報等がそれぞれ含まれる。尚、モニタデータの抽出条件が、予めパターン抽出条件503pに定義されていてもよい。

0073

代表値データ生成部511は、後述するモニタデータ・テーブルに示されるモニタデータの項目ごとに、後述する統計量テーブルに示される統計量の種類に相当する平均値最大値最小値標準偏差等の代表値を生成する。

0074

図5は、モニタデータがUゾーンのヒータの温度の実測値である場合を例示する時系列グラフである。上述の基板搬入ステップ(S10)、減圧ステップ(S11)、昇温ステップ(S12)、温度安定ステップ(S13)、成膜ステップ(S14)、降温ステップ(S15)、常圧復帰ステップ(S16)、及び基板搬出ステップ(S17)を含むプロセスレシピに基づく基板処理装置100による処理を実施して得られる温度のモニタデータをグラフ化して示している。図5横軸は時刻であり、縦軸はヒータの温度の実測値である。図5を用いて、代表値データ生成部511による代表値データの生成方法について説明する。代表値データ生成部511は、モニタデータの抽出条件に従って、例えばS10〜S17までの各工程の実行開始から実行終了までの期間内の所定の期間、モニタデータをデータベース503dから読み出すように構成されている。また、代表値データ生成部511は、読み出されたそれぞれのモニタデータについて、後述する統計量テーブルに示される統計量の種類に相当する代表値データを生成するように構成されている。生成された代表値データには、基になったモニタデータの発生時刻を示す時刻データが付加され、代表値データ・テーブルが作成されて、データベース503dに読み出し可能に格納されるように構成されている。

0075

代表値データ生成部511は、データベース503dへの代表値データ及び時刻データの格納が完了したら、代表値データ加工部512に対して「代表値データ生成通知」を送信するように構成されている。なお、代表値データ生成部511と代表値データ加工部512との通信は、例えば共有メモリ502を介して行われる。

0076

(代表値データ加工部)
代表値データ加工部512は、代表値データ及び代表値データに付加されている時刻データを、データベース503dから読み出し、これらを表示可能に加工してデータ表示部505に表示させるように構成されている。

0077

図6は、代表値データ加工部512により加工され、データ表示部505に表示されたグラフの一例を示している。図6は、モニタデータの一種であるUゾーンのヒータの温度の実測値について、作成されたSPCグラフである。図6に示されたグラフの横軸はバッチ数であり、縦軸は成膜ステップ(S14)のモニタデータの代表値(温度平均値)である。ここで、バッチ数とは、繰り返し行なわれるバッチ処理における何回目の処理であるかをいう。また、SPCグラフとは、図6に示すグラフのように統計量(ここでは、各バッチ処理における代表値)を時系列(ここでは、バッチ処理単位)に並べたグラフをいう。よって、図6に示すグラフは、各バッチ処理における成膜ステップでのUゾーンのヒータ温度についての平均値の変化を示している。

0078

なお、代表値データ加工部512は、代表値データの加工・表示のタイミングとして、代表値データ生成部511から「代表値データ生成通知」を受信したタイミングだけでなく、入力部506から所定の操作による「代表値データ表示要求」を受け付けたタイミング等で代表値データの加工・表示を行うように構成されていてもよい。

0079

(FDC監視部)
FDC監視部513は、モニタデータをSPCグラフを用いて監視し、異常パターン・テーブルに示された後述する異常判定ルールと一致した場合に、前記モニタデータを異常と判断する。また、異常を検知した場合には、例えば、データ表示部505に異常を検知した旨を表示するように構成されている。本実施の形態において、異常パターンを抽出する際の異常を検知する手段として利用される。

0080

(異常パターン抽出部)
異常パターン抽出部514は、基板処理結果で異常(例えば、成膜異常)が発生した場合、種々のモニタデータをSPCグラフで解析し、モニタデータと前記モニタデータに適用する統計量と前記統計量の判定に用いる条件(異常判定ルール)の組み合わせ(パターン)を抽出するように構成されている。異常パターン抽出部514は、具体的には、N(Nは自然数バッチ目のバッチ処理において異常が発生した場合、異常が発生した工程におけるNバッチ目までのモニタデータを解析して、異常と判断できるモニタデータのパターンを異常パターンとして抽出する。

0081

図7は、異常パターンを抽出する方法を説明する図であり、図7により、8バッチ目のバッチ処理において成膜ステップで異常が発生した場合を例として説明する。図7(a)は、8バッチ目までの成膜ステップにおけるSPCグラフを示している。また、図7(b)は、異常パターン抽出部514で用いるモニタデータ・テーブル、統計量テーブル、及び異常判定ルール・テーブルを示している。ここで、モニタデータ・テーブルは、モニタデータについて格納したテーブルであり、例えばモニタデータの項目として、Uゾーンのヒータ実測値、Cゾーンのヒータパワー、Uゾーンの内温実測値、炉内圧力などが格納されている。統計量テーブルとは、代表値データ生成部511において代表値の生成に用いられる統計量の種類について格納したテーブルであり、例えば統計量の種類として最大値、最小値、平均値などが格納されている。異常判定ルール・テーブルとは、代表値の経時的な変化が異常であるか否かを判定するための異常判定ルールを格納したテーブルである。異常判定ルールとしては、例えば、JIS Z9021により規定されているルールを用いる。図7(b)に示す異常判定ルール・テーブルにおいて、例えば、ルール1は「1点のデータが既定の上限を超えた値である」ことを異常判定の条件としており、ルール2は「9点のデータが既定の値を下回っている」ことを異常判定の条件としており、ルール3は「6点のデータが連続して増加している」などとしてルールが定義される。図7(C)は、異常パターン抽出部514により抽出された異常パターンを格納した異常パターン・テーブルを示している。なお、モニタデータ・テーブル、統計量テーブル、異常判定ルール・テーブル、異常パターン・テーブルは、データベース503dに読み出し可能に格納されるように構成されている。

0082

異常パターン抽出部514は、図7(b)に示されるモニタデータ・テーブル、統計量テーブル、及び異常判定ルール・テーブルの組み合わせの数だけモニタデータを解析し、図7(C)に示されるように、異常判定ルールを満たすモニタデータの組み合わせ(パターン)を抽出する。すなわち、図7に関して、モニタデータと前記モニタデータの統計量の種類とから特定される代表値をバッチ毎に算出し、異常が発生したバッチまで算出された代表値を時系列に表示したSPCグラフにおいて異常判定ルールを満たす前記モニタデータ、前記モニタデータの統計量、異常判定ルールの組み合わせを抽出する。

0083

例えば、異常パターン抽出部514は、FDC監視部513に、モニタデータの一つであるUゾーンのヒータ実測値と、統計量の種類の一つである平均値と、異常判定ルールの一つであるルール1とを組み合わせて、Uゾーンのヒータ実測値の平均値のSPCグラフがルール1を満たすか否か(1点のデータが既定の上限を超えているか否か)を判定させる。このとき、図7(a)に示されるバッチ処理単位の時系列のデータでは、異常が発生した8バッチ目において、Uゾーンのヒータ実測値の平均値が規定の上限を超えており、ルール1の条件を満たすことになる。異常パターン抽出部514は、このように条件を満たす組み合わせを異常パターン・テーブルに格納する。なお、異常パターン抽出部514は、データベース503dの代表値データ・テーブルに格納されている代表値を用いて、異常判定ルールを満たすか否かを判定する。

0084

異常パターン抽出部514は、モニタデータ・テーブル、統計量テーブル、及び異常判定ルール・テーブルについての全ての組み合わせについて解析を行ない、異常判定ルールを満たす組み合わせを異常パターン・テーブルに格納する。

0085

また、異常パターン抽出部514は、全ての組み合わせについて解析を行ない、異常パターン・テーブルが作成されると、異常パターン・テーブルに格納されている異常パターンをデータ表示部505に表示されるように構成されている。

0086

所定の操作による入力部506からの入力(操作コマンドの入力等)により、データ表示部505に表示された異常パターンのうち、コンテンツとして利用する異常パターンが、FDC監視部513に登録されるよう構成されている。

0087

なお、上記の説明では、異常パターン抽出部514は、モニタデータ・テーブル、統計量テーブル、及び異常判定ルール・テーブルについての全ての組み合わせについて解析を行なうとしたが、一部の組み合わせについて解析を行なうようにしてもよい。

0088

異常パターン抽出部514によって抽出された異常パターンは、異常が発生した際のモニタデータの変動をSPCにより捕らえたものなので、コンテンツとしての有効性は高い。操作員は、異常パターン抽出部514によって抽出された異常パターンから、コンテンツとして用いるものを選択し、FDC監視部513に再登録するだけなので、適切なコンテンツを容易に登録することが可能となる。
このように、本実施形態によれば、モニタデータ(900個のデータ)、統計量(16個のデータ)、異常判定ルール(8種)の全ての組合せから、モニタデータの統計量が異常と判定される組合せを異常パターンとして自動的に抽出できる。よって、この異常パターンから(成膜)異常の要因が判断できる。

0089

しかし、異常パターン抽出部514による解析は、上記の例で言えば、成膜ステップで実際に異常が発生した際のデータからの事後処理的に解析を行なっているため、コンテンツとして登録を行なっても、FDC監視部513が異常を検知した時には既に成膜異常が発生している可能性がある。つまり、適切でないコンテンツが用いられると成膜異常を無駄に繰り返してしまう可能性がある。又、無駄な生産コストを生じてしまう問題があった。

0090

このため、例えば、FDC監視部513に登録可能なコンテンツ数に制限がある場合には、操作員は、異常パターン抽出部514によって抽出された異常パターンのうち、実際に異常が発生する前に異常を予測できる、より有効なコンテンツを選択して登録する必要がある。

0091

本実施形態では、異常予兆パターン抽出部515において、実際に異常が発生する前に異常を検知可能なコンテンツを抽出している。

0092

(異常予兆パターン抽出部)
例えば、8バッチ目に異常が発生した場合、異常の発生につながる挙動が7バッチ目にも出ている可能性が高い。そこで、異常予兆パターン抽出部515は、異常パターン抽出部514において作成された異常パターン・テーブルに格納されている異常パターンを使って、異常が発生したバッチの前のバッチでも検知できないかを再解析する。異常予兆パターン抽出部515による再解析により抽出されたパターンは、異常が発生する前に検知できる可能性が、抽出されなかった異常パターンと比べて高く、コンテンツとして登録することで、未然に成膜異常を防ぐことが期待される。

0093

異常予兆パターン抽出部515は、異常が発生する前までのバッチ処理のデータに対し解析を行なう点で、異常パターン抽出部514と異なる。また、異常パターン抽出部514では、モニタデータ・テーブル、統計量テーブル、及び異常判定ルール・テーブルについての全ての組み合わせについて解析を行なったが、異常予兆パターン抽出部515は、異常パターン・テーブルに格納されている組み合わせのみを解析の対象とする。

0094

図8は、異常パターン抽出部514と異常予兆パターン抽出部515との相違を説明する図であり、図8(a)は、異常パターン抽出部514による解析の対象となるデータ列の一例を示し、図8(b)は、異常予兆パターン抽出部515による解析の対象となるデータ列の一例を示す。また、図8(c)は、異常予兆パターン抽出部515により抽出された異常予兆パターンを格納する異常予兆パターン・テーブルを示す。なお、図8においても、8バッチ目に成膜異常が発生した場合を例としており、ヒータ実測値の平均値のSPCグラフである。図8(a)に示すように、異常パターン抽出部514では、実際に成膜異常が発生した8バッチ目までのデータに対して解析を行なっているが、図8(b)に示すように、異常予兆パターン抽出部515では、7バッチ目までのデータに対して解析を行なう。

0095

また、図8(a)に示されるデータ列の場合、縦軸のLゾーンのヒータ実測値の平均値は、3バッチ目から8バッチ目まで連続して増加している。したがって、上述の異常判定ルールのルール3(6点のデータが連続して増加している)に該当する。よって、異常パターン抽出部514では、図7(c)に示すように、「Lゾーンのヒータ実測値,平均値,ルール3」からなる組み合わせが異常パターンとして抽出され、異常パターン・テーブルに格納される。

0096

ここで、図8(a)に示されるデータ列の場合、縦軸のLゾーンのヒータ実測値の平均値は、2バッチ目から7バッチ目までについても連続して増加している。したがって、図8(b)に示される異常予兆パターン抽出部515による解析の対象となるデータ列について、異常パターン抽出部514と同様の解析を行なっても、ルール3が当てはまることとなる。したがって、異常予兆パターン抽出部515は、「Lゾーンのヒータ実測値,平均値,ルール3」からなる組み合わせを異常予兆パターンとして、図8(c)に示されるように、異常予兆パターン・テーブルに格納する。なお、異常予兆パターン・テーブルは、データベース503dに読み出し可能に格納されるように構成されている。

0097

異常予兆パターン抽出部515は、異常パターン・テーブルに格納されている全ての異常パターンについて、異常が発生する前までのバッチ処理のデータに対する解析を行ない、異常判定ルールを満たす組み合わせ(異常パターン)があれば、その組み合わせを異常予兆パターンとして異常予兆パターン・テーブルに格納する。異常予兆パターン抽出部515は、異常パターン・テーブルに格納されている全ての異常パターンについて解析が終わると、異常予兆パターン・テーブルに格納されている異常予兆パターンをデータ表示部505に表示されるように構成されている。

0098

また、所定の操作による入力部506からの入力(操作コマンドの入力等)により、データ表示部505に表示された異常予兆パターンのうち、コンテンツとして利用する異常予兆パターンが、FDC監視部513に登録されるよう構成されている。

0099

したがって、操作員は、異常予兆パターン抽出部515によって提示された異常予兆パターンの一覧の中から選択するだけで、基板処理において実際の異常が発生する前に異常の予兆を判断できるコンテンツを、FDC監視部513に登録することが可能となる。

0100

図9は、本実施形態によるコンテンツ登録までの処理のフローを示す図である。図9は、基板処理における実際の異常の発生から登録されたコンテンツによる監視の開始までの間に行なわれるコンテンツの登録について示している。

0101

まず、ステップS20では、基板処理の一連の工程のうち異常の発生した工程(ステップ)における、異常の発生したバッチ処理と、それよりも過去のバッチ処理のモニタデータに対し、モニタデータ・テーブル、統計量テーブル、及び異常判定ルール・テーブルからなる組み合わせに基づいて異常パターン抽出部514による解析が行なわれる。また、ステップS20では、解析して得られた異常パターンを格納した異常パターン・テーブルが作成され、ステップS21へ進む。

0102

ステップS21では、異常の発生した工程(ステップ)における、異常の発生したバッチ処理よりも過去のバッチ処理のモニタデータに対し、異常パターン・テーブルに格納されている組み合わせに基づいて異常予兆パターン抽出部515による解析が行なわれる。また、ステップS21では、解析して得られた異常予兆パターンを格納した異常予兆パターン・テーブルが作成され、ステップS22へ進む。

0103

ステップS22では、データ表示部505に表示された異常パターン・テーブルの一覧又は異常予兆パターン・テーブルの一覧の中から、操作員により選択されたパターンが、FDC監視部513にコンテンツとして登録される。

0104

FDC監視部513にコンテンツが登録されると、FDC監視部513は、登録されたコンテンツに基づいてモニタデータを監視して、基板処理に関する異常検出を開始する。したがって、適切なコンテンツによりモニタデータの監視が行なわれるようになり、無駄な成膜異常の発生を抑えられる。又、異常の予兆が検知できるので、無駄な生産コストの発生が抑えられる。

0105

次に、本発明の第2実施形態について説明する。

0106

本実施形態は、異常予兆パターン抽出部515の代わりに異常予兆パターン抽出部516を有する点を除き、他の構成については第1実施形態に示した構成と同様である。

0107

以下、本実施形態における異常予兆パターン抽出部516について説明する。

0108

第1実施形態における異常予兆パターン抽出部515では、異常が発生した工程における異常が発生する前までのバッチ処理のデータに対する解析を行うが、本実施形態の異常予兆パターン抽出部516では、異常が発生した工程の前工程における、異常が発生した際のバッチ処理までのデータに対して解析を行なう。すなわち、例えば、N(Nは自然数)バッチ目において、基板処理による一連の工程を構成するM(Mは自然数)番目のステップにおいて、異常が発生した場合、第1実施形態における異常予兆パターン抽出部515では、N−1バッチ目までのMステップにおけるモニタデータに対して解析を行なうのに対し、本実施形態の異常予兆パターン抽出部516では、Nバッチ目までのモニタデータであり、かつ、M−1番目までのステップにおけるモニタデータを解析の対象とする。

0109

異常予兆パターン抽出部516は、解析によって定まるパターンを異常予兆パターンとし、異常予兆パターンを格納した異常予兆パターン・テーブル作成する。

0110

例えば、成膜ステップにおいて異常が発生した場合、成膜ステップの前の工程となるステップにおいても異常の発生につながる挙動が生じている可能性が高い。そこで、異常予兆パターン抽出部516は、異常パターン抽出部514において抽出された異常パターンのSPCグラフと、相関が強いSPCグラフが異常の発生した工程よりも前の工程に存在しないか解析を行なう。ここで、相関の強い工程が見つかった場合には、その工程でモニタデータの異常が発生すると後の工程において実際に処理の異常が発生する可能性が高い。したがって、相関が強いSPCグラフについてのコンテンツをFDC監視部513に登録しておけば、異常が発生する工程の前の工程でプロセスレシピを停止することで、実際の処理における異常の発生を予防することができる。

0111

より具体的には、異常予兆パターン抽出部516は、異常パターン・テーブルに格納された異常パターン毎に、異常パターンから特定される基準SPCグラフをもとに、以下の処理を行なう。ここで、基準SPCグラフとは、異常が発生した工程における代表値であって、異常パターン(組み合わせ)から特定される代表値を、SPCグラフとして表したものである。例えば、異常が発生した工程が成膜ステップであった場合、基準SPCグラフは、「Uゾーンのヒータ実測値,平均値,ルール3」の組み合わせからなる異常パターンに対しては、Uゾーンのヒータ実測値の平均値が異常パターンから特定される代表値であり、成膜ステップにおける当該代表値をSPCグラフとして現したものが基準SPCグラフとなる。

0112

まず、異常パターン・テーブルに格納された異常パターンの1つから基準SPCグラフを作成する。

0113

次に、当該異常パターンから特定される代表値についてのSPCグラフを、異常が発生した工程よりも前の全ての工程分作成し、作成されたそれぞれのSPCグラフと基準SPCグラフとの相関係数を求める。

0114

異常予兆パターン抽出部516は、求められた相関係数が既定の値以上のSPCグラフが存在した場合、当該基準SPCグラフの異常パターンを異常予兆パターン・テーブルに格納する。

0115

上記の処理を、異常パターン・テーブルに格納された残りの異常パターンについても同様に行なう。

0116

図10は、異常予兆パターン抽出部516による異常予兆パターンの抽出方法を説明する図である。図10を参照しながら、第1実施形態と同様、8バッチ目に成膜ステップにおいて成膜異常が実際に発生した場合を例として、具体的に説明する。図10(a)は、異常パターン抽出部514により抽出された異常パターン・テーブルを示す。図10(b)は、成膜異常が発生した8バッチ目における代表値の変化をグラフ化したものである。図10(c)は、異常パターン・テーブルに格納されている異常パターンの1つについての基準SPCグラフであり、図10(c)では、図10(a)に示す異常パターン・テーブルに格納された異常パターンのうち、「Uゾーンのヒータ実測値,平均値,ルール3」からなる組み合わせの異常パターンについて、成膜ステップの基準SPCグラフを示している。図10(d)は、成膜ステップの1つ前の工程である温度安定ステップについてのSPCグラフである。図10(d)に示すSPCグラフでは、図10(c)と同様、Uゾーンのヒータ実測値の平均値についてグラフとして示している。

0117

異常予兆パターン抽出部516は、図10(c)に示された基準SPCグラフと、図10(d)に示された温度安定ステップにおけるSPCグラフとの相関係数を計算する。より具体的には、1バッチ目から異常が発生した8バッチ目までの計8個のデータ点を用いて、相関係数を計算する。

0118

相関係数が既定の値として、例えば、0.8を超える場合には、「Uゾーンのヒータ実測値,平均値,ルール3」からなる組み合わせの異常パターンを、異常予兆パターンとして異常予兆パターン・テーブルに格納する。

0119

図11は、異常予兆パターン抽出部516により生成された異常予兆パターン・テーブルの一例を示す図である。図11に示すように、異常予兆パターン・テーブルには、相関係数が0.8以上であった前工程の種類、及び相関係数の値についても異常予兆パターンとともに格納してもよい。

0120

図10による上記説明では、成膜ステップの1つ前の工程として温度安定ステップについてのみ説明したが、図10(b)に示すように、成膜ステップ(S14)の前の工程としては、温度安定ステップ(S13)のほかに、基板搬入ステップ(S10)、減圧ステップ(S11)、昇温ステップ(S12)があるため、これら全ての工程についても、同様の処理を行なう。

0121

また、「Uゾーンのヒータ実測値,平均値,ルール3」からなる組み合わせの異常パターンについての基準SPCグラフに対し、成膜ステップより前の全ての工程について、相関係数の算出による異常予兆パターンの抽出が終わったら、異常パターン・テーブルに格納されている異常パターンについても、同様に相関係数の算出による異常予兆パターンの抽出を行なう。

0122

異常予兆パターン抽出部516によって、抽出された異常予兆パターン・テーブルは、第1実施形態と同様、データ表示部505に表示されるように構成されており、操作員による入力部506からの入力により、データ表示部505に表示された異常予兆パターンのうち、コンテンツとして利用する異常予兆パターンが、FDC監視部513に登録されるよう構成されている。

0123

なお、上記の説明では、異常パターン・テーブルの全ての異常パターンについて、基準SPCグラフを作成して前工程のSPCグラフとの相関係数を求めたが、異常パターン・テーブルの一部の異常パターンを対象としてもよい。また、成膜ステップの前の全ての工程を対象とせず、一部の前工程のみを対象としてもよい。

0124

本実施形態によるコンテンツ登録までの処理のフローは、図9で示したフローと同様であるが、図9に示したステップS22の処理が次のようになる。

0125

本実施形態ではステップS21において、異常予兆パターン抽出部516によって、異常パターン・テーブルに格納された各異常パターンから特定される基準SPCグラフに基づいて、異常が発生した工程よりも前の工程を対象としたSPCグラフとの相関係数を求め、相関係数が既定の値を超える場合に、当該異常パターンを異常予兆パターンとして異常予兆パターン・テーブルに格納する。

0126

本実施形態においても、第1実施形態と同様、操作員は、異常予兆パターンの一覧の中から選択するだけで、基板処理において実際の異常が発生する前に異常の予兆を判断できるコンテンツを、FDC監視部513に登録することが可能となる。

0127

本発明の他の実施形態として、第1実施形態として説明した異常予兆パターン抽出部515と第2実施形態として説明した異常予兆パターン抽出部516とを両方有する構成としてもよい。

0128

また、基板処理装置と同じフロアクリーンルーム)に管理装置を配置する必要はなく、例えば、LAN接続され、事務所に配置してもよい。また、管理装置において、記憶部(データベース)、制御部、入力部、及びデータ表示部を一体にする必要はなく、それぞれを別体にして、クリーンルーム上に配置されたデータベース内のデータを遠隔で事務所に配置された入力部(端末装置)による解析を行なえるように構成してもよい。

0129

さらに、基板処理装置として、半導体製造装置だけでなく、LCD装置のようなガラス基板を処理する装置でも適用できる。さらに、基板処理装置であるエッチング装置露光装置リソグラフィ装置塗布装置モールド装置現像装置ダイシング装置ワイヤボンディング装置検査装置等にも同様に適用できる。

0130

また、成膜処理には、例えば、CVD、PVD、ALD、Epiその他酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理等を含む。さらに、アニール処理、酸化処理、拡散処理等の処理でも構わない。

0131

以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

0132

本発明は、特許請求の範囲に記載した事項を特徴とするが、さらに次に記載した事項も本発明の望ましい態様として付記する。
(1)前記抽出手段により抽出された組み合わせのうち、前記基板処理装置による処理の異常の発生の予兆を判断できる組み合わせをさらに抽出する予兆抽出手段を備えた請求項1記載の基板処理システム。
(2)前記予兆抽出手段は、繰り返し行なわれた前記基板処理装置による処理のうち、異常が発生した処理よりも前に行なわれた処理の測定データを用いて、前記抽出手段により抽出された組み合わせについて解析し、処理の異常の発生の予兆を判断できる組み合わせを抽出する(1)に記載の基板処理システム。
(3)前記予兆抽出手段は、前記抽出手段で抽出された組み合わせからなる測定データの統計量と、前記基板処理装置による処理を構成する工程のうち異常の発生した工程よりも前の少なくとも1つの工程についての測定データの統計量との相関係数を求め、該相関係数と既定の閾値とを比較し、処理の異常の発生の予兆を判断できる組み合わせを抽出する(1)に記載の基板処理システム。
(4)基板処理装置の稼動状態に関する測定対象の種類、測定データに適用する統計量の種類、及び測定データ適用された統計量の判定に用いる条件の種類を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された測定対象、統計量、及び条件からなる組み合わせにより測定データを解析し、測定データの異常を示す組み合わせを抽出する第一の抽出手段と、前記第一の抽出手段により抽出された組み合わせのうち、前記基板処理装置による処理の異常の発生の予兆を判断できる組み合わせを抽出する第二の抽出手段とを備えた管理装置。
(5)前記第一の抽出手段により抽出された組み合わせ又は前記第二の抽出手段により抽出された組み合わせから選択される少なくとも一つの組み合わせを用いて、前記基板処理装置を監視する(4)に記載の管理装置により実施される基板処理装置の監視方法

0133

100基板処理装置
500群管理装置
503 記憶部
504通信制御部
505データ表示部
506 入力部
511代表値データ生成部
512 代表値データ加工部
513FDC監視部
514 異常パターン抽出部
515、516 異常予兆パターン抽出部

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