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発明の名称 装置異常判定方式
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−18297
公開日 平成6年(1994)1月25日
出願番号 特願平4−176503
出願日 平成4年(1992)7月3日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 坂本 勉 / 坂田 正雄 / 中里 純 / 下社 貞夫
要約 目的
本発明は薄膜製品製造に関し、装置の各パラメータの設定値から製品の予測加工値を算出し、それを加工実測値と比較することで装置の異常を即時に検出するものである。

構成
判定用計算機1と装置パラメータ実績データベース6と寸法実測値データベース7から構成され、加工値予測式を作成し、その式を用いて装置の設定値から予測加工値を算出し、製品の加工実績値と比較して一定量以上の差が出ると装置の異常を判定する。
特許請求の範囲
【請求項1】装置の設定値から予測される製品の予測加工値と加工後の実績値を比較し、一定量以上の差が発生した場合、異常と判定することを特徴とする装置異常判定方式。
【請求項2】装置の設定値を記憶するデータベースと製品の加工値のデータベースとそれらのデータを解析し、装置異常を判定する判定装置から構成されることを特徴とする装置異常判定システム。
【請求項3】請求項2のシステムにおいて、一定量の装置の設定値と製品の加工値から製品の加工値を予測する予測式を作成することを特徴とする装置異常判定方式。
【請求項4】請求項3で求められた予測式を利用し、設定値から予測される予測加工値と実際の製品の加工値を比較して一定量以上の差が発生すると装置異常と判定する装置異常判定方式。
【請求項5】請求項3で求められた予測式に関し、設定値と加工実績値のデータが一定量蓄積されると予測式自体の精度を判定し、必要に応じて予測式の校正を行うことを特徴とする装置異常判定方式。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、装置の異常判定方式に係り、特に半導体装置などの薄膜製品製造に於ける製造設備の異常を、加工値予測式を用いてリアルタイムに監視して、不良発生を低減する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】製造装置の異常や故障に関する量を測定し、それらの値から異常、故障などの指標となる量を得てこれにより装置の状態を判定する方式があり、”計測と制御”Vol.25,No.10(昭和61年10月)の3ページから10ページの「設備診断技術の現状と将来」に於て佐田登志夫、高田祥三らにより論じられている。
【0003】この方式による場合、個々の装置の異常、故障と明確に関連づけられる装置の値を事前に知る必要がある。さらに、その装置の値を検知する手段として装置の動作には直接関係ないセンサなどを取り付ける必要があり、半導体など微細加工を行う製造装置ではそれらのセンサ自体が装置の正常な動作を妨げる恐れがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】半導体は年々微細化が進み、それに伴い製造装置の精度自体に余裕が無くなってきている。つまり加工寸法が1ミクロン(0.001mm)以下の半導体製品製造においては、装置のパラメータが僅かに設定値からずれただけで製品は不良となってしまう。そのため上記の従来技術では半導体装置の異常の検出は難しく、この方式で異常が検出されたときにはかなりの故障が発生しているため、それに気付かず異常装置により大量不良が発生したり、またその修理のために長時間に渡り装置を停止させねばならず、生産を大きく阻害していた。
【0005】本発明の目的は、装置の各々のパラメータと製品の加工データを用いて装置パラメータから製品の予測加工値を算出し、その値と実績データを比較することにより装置の異常を迅速に判定することにある。
【0006】
【問題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、装置の設定値を収集するデータベース及びその設定値のもとで加工された製品の加工実績値を収集するデータベースを有し、それらのデータの解析を行い、装置の設定値から製品の加工値を予測する予測式を算出する手段を設ける。そして、装置の設定値を入力すると予測式からその製品の予測加工値を算出し、その後製品の加工実績値を測定してそれらのデータの比較を行う手段を設ける。
【0007】
【作用】本発明は装置の異常に関する情報を取得するに際し、装置の各設定パラメータの入力値を記憶し、予め一定量のデータから求められた複数種のパラメータと加工実績データから加工実績の予測式を算出し、装置パラメータの設定値から該予測式を用いて該製品の予測加工値を算出する。その後、製品の加工実績値と算出された予測加工値を比較し、両者に一定量以上の差が発生した場合に装置の異常を判定する。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図1に本発明の判定方式の一実施例の処理フローを示す。
【0009】初めに測定データとして装置のいくつかのパラメータの設定値を収集する。次いで各パラメータを加工値予測式12に代入し、パラメータの設定値から予測される製品の加工値を算出する。そして製品の加工が終了するとその製品の加工実績値を測定し、まずその実績値が製品の規格値を越えているかどうか判定する。次に製品の実績値と前述の予測値を比較し、両者の差が一定量以上であれば設定値どおりに加工されなかったと判定し、装置の異常を警告する。
【0010】図2に実施例として半導体製造設備のホトレジ工程の装置に適用したときのハードウェア構成を示す。本実施例のシステムは、異常判定を行う判定用計算機1とホトレジ工程の露光装置8と該装置の設定パラメータ値を収集する計算機2と現像装置9と該装置の設定パラメータ値を収集する計算機3を備えており、これらは通信回線10を介して接続され、その結果はCRT5により画面表示される。
【0011】判定用計算機1は装置パラメータ実績データベース6と寸法実測値データベース7を有し、キーボード4より品名、ロット数、工程名、各装置パラメータ実績値及び期間を入力することにより、該データベースのデータ同士を解析して製品の予測寸法値を算出する加工値予測式12を作成する。図3に加工値予測式12の算出フローを示す。このようにして装置異常を判定するための基準となる加工値予測式が作成される。
【0012】装置パラメータとしては例えば露光装置8について説明すると、露光エネルギー(x1),露光時間(x2),レジスト膜厚(x3),レジスト温度(x4)などが挙げられる。また現像装置9については現像時間(z1)、レジスト膜厚(z2),レジスト温度(z3)等がある。図4にこれらのパラメータから算出される加工値予測式を示す。このような予測式を用いることにより、製品を装置に投入して装置パラメータを設定するとその値から予測される寸法値がCRT5に表示される。
【0013】図5に装置パラメータ実績データベース6のデータテーブル及び寸法実測値データベース7のデータテーブルを示す。これらのデータテーブルは判定用計算機1のキーボード4を操作することによりCRT5上に表示させることができる。次に異常判定の方法について説明する。まず、半導体ウェハを露光装置8に投入し、各装置パラメータを設定する。設定された各パラメータは計算機2でまず正しいかどうかチェックされ、正しければ通信回線10を経由して判定用計算機1に送られる。そこで加工値予測式に各設定値は代入され、予測寸法値(L2)が算出されてCRT5に表示される。その後、製品の加工が終了すると、製品の実際の加工寸法(L1)が寸法検査装置11により測定される。そして実測値(L1)はまずそれ自体が寸法の管理基準内かどうか判定される。基準外であればこの時点で装置の異常を警告する。基準内であれば、さらに実測値(L1)と予測値(L2)を比較して両者の差が一定量以内であれば正常、そして一定量以上になるとその設定値から予測される寸法値どおり加工されなかったと判断し、装置になんらかのトラブルが発生したと警告する。これを式で表すと |L2−L1|≧a ならば異常と判定となる。(ただしaは一定量。)すなわち、この方法によれば加工された製品の実測値が管理基準内にあっても予測値と実測値に一定量以上の差があれば装置異常と判定するため、製品は良品でもそれを加工した装置の異常を早期に発見することができ、迅速に装置のメンテナンスをすることにより装置異常による大量不良の発生を早期に防止することができる。
【0014】図6に寸法の予測値と実測値のデータをCRT画面に表示させたデーブルを示す。図より品名HD4010のロットNo.K102が予測値1.132に対し、実測値は1.102と実測値の管理基準内に入ってはいるが、一定量a=0.025とした場合、予測値との差が0.030と一定量以上であるので、設定値どおりに加工されなかったと判断し露光装置1号機の異常を警告して次の製品投入をストップさせる。これにより、装置異常による不良発生を最低限に抑え、即時に装置の対策を行い不稼動時間を低減することができる。
【0015】次に加工値予測式の書換えについて説明する。本方式により装置の異常を的確に検出するためには予測式自体の精度が重要である。すなわち予測式の信頼性が低ければ、それに基づき警告した装置の異常も信用できず、極端な例を挙げれば誤った警告により正常な装置をいじってしまいかえって異常な状態にしてしまう恐れもある。そこで予測式自体の正当性の判定を行う必要がある。図7に加工値予測式の精度の判定処理フローを示す。
【0016】次に図7に基づき予測式の正当性の判定方法の一例を述べる。まず、製品を投入して装置を設定し、各設定パラメータからの予測値(L2)と実測値(L1)の差が一定量以上になると装置の異常を警告するが、その時判定用計算機1は予測式を作成したデータベースを参照する。そして予測式を作成するために使用したデータが3ヶ月以上以前のものであれば予測式自体のアラームを警告する。続いて測定を行い、例えば3回続けて予測値と実測値が大きく異なっていたら予測式の校正を指示する。そして、最近1ヶ月程度の各パラメータ設定値及び測定データを各データベースから検索し、新しく加工値予測式を算出し直す。このようにして予測式自体の判定及び精度向上が図られ、装置の異常を的確に警告することができる。
【0017】また、判定用計算機1は、その機能を計算機2あるいは計算機3に搭載することが出来、それにより判定用計算機1を省略することも可能である。
【0018】また、上記した本発明の各実施例は一例に過ぎず、半導体の他の設備、例えばCVD等の成膜装置、インプラ装置についても利用できる。その他にもTFT(薄膜トランジスタ装置)等薄膜製品の量産設備にも応用できる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は装置のいくつかのパラメータと製品加工値の相関から加工値予測式を計算し、それに基づいて装置の設定パラメータから製品の予測加工値を算出し、それを製品の加工実績値と比較することで装置の異常を即時に警告し、装置の対策を速やかに行うことにより大量不良発生を防止することができる。




 

 


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