半導體處理過程的控制系統和控制方法以及記錄媒體的製作方法
2023-05-19 00:04:11
專利名稱：半導體處理過程的控制系統和控制方法以及記錄媒體的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體處理過程控制系統、半導體處理過程控制方法、及記錄其處理的記錄媒體，特別是涉及能靈活、迅速地適應處理過程、控制變量的計算法、處理裝置的變化的半導體處理過程控制系統、半導體處理過程控制方法、以及記錄其處理的記錄媒體。
背景技術：
為了製造IC、LSI等半導體裝置，必須經過成膜、蝕刻、洗淨、檢驗等多個處理過程，在各過程中進行作為目標的處理。為實現作為目標的處理必須恰當地設定各處理裝置的控制條件及其處理時間。
例如在某一過程中進行成膜處理的情況下薄膜的材質(薄膜品種)和膜厚即成為其處理目標。這裡將在特定的半導體進行作為目標的薄膜品種的成膜稱作處理內容。通過恰當地選擇成膜裝置的控制條件(如為CVD裝置時使用的氣體材料、氣體的流量、溫度等的條件)能實現作為目標的處理內容(目標薄膜品種的成膜)，而能由進行成膜處理的時間(澱積時間)來控制膜厚。在此，澱積時間是通過以成膜率(單位時間由形成薄膜的膜厚，亦即一種處理速度)去除目標膜厚來求取的。而成膜率是預先在裝置維護時等加以測定然後作成速率表加以保存的。
在進行蝕刻處理的情況下，處理內容是對在特定的半導體上成膜的特定材料的膜進行蝕刻，而此處理內容和蝕刻的深度(膜厚)則為處理目標。為實現此處理內容，應確定蝕刻裝置的控制條件。通過以蝕刻率(每單位時間的蝕刻深度，即一種處理速度)去除作為目標的蝕刻深度(膜厚)來確定蝕刻時間(處理時間)。蝕刻率與成膜情況一樣作為速率表保存。
為管理多個處理過程中的處理裝置的控制條件、處理時間，採用半導體處理過程控制系統。在此，取成膜的情況(單一過程的情況)作為處理內容舉例，表明按照歷來的半導體處理過程控制系統的過程控制流程。圖29中表示過程流程圖，圖30表明過程控制流程。
如圖30中所示，半導體處理過程控制系統由過程流圖信息讀取本身過程中處理目標(該情況為成膜的薄膜品種、膜厚)和處理裝置的控制條件。然後，參照速率表以成膜率去除目標膜厚來求得處理時間(該情況為澱積時間)。在此例中將目標膜厚1000埃以成膜率10埃/分除得到澱積時間100分。接著將控制變量(有關包含處理裝置的控制條件和處理時間雙方的處理裝置的控制的條件設定，下面也相同)送到成膜裝置或其控制裝置進行成膜處理。在以此圖30中所示的例中，對於成為目的的處理過程的控制方法是固定的。
圖31和32中表示成膜多個薄膜的情況和對多個薄膜進行蝕刻時的處理時間的計算方法。在該情況由於因成膜或蝕刻的薄膜材料引起處理裝置的控制條件和處理速度(成膜率、蝕刻率等)不同，所以每個各自薄膜的處理過程均要計算處理時間。
半導體處理過程控制系統雖然也可用硬體本身構成，但通常可迅速地適應處理過程的變化等那樣地作為計算機上的程序(軟體)而構成。這如圖33中所示。
如此圖33中所示，在各過程使用的每個處理裝置中有過程控制程序，控制各個處理裝置。亦即，由多個過程控制程序的集合來實現半導體處理過程控制系統的功能。在過程和其中使用的裝置改變時，可改變各自的過程控制程序的內容來加以適應。
但是存在的問題是，控制條件並不是僅由裝置和處理內容決定而成為固定的，而且成膜率也不一定是恆定的。
也就是說，控制條件是可因處理裝置的使用歷史等而變化。成膜率可能隨成膜的基底的狀態而改變，因而成膜率也因澱積薄膜的厚度而變化。
作為處理這樣情況的方法，例如考慮以往的控制條件計算合適的控制條件的方法在專利申請特開平8-45804號中有揭示，由目標厚度計算處理時間的方法在專利申請特開平6-196404號中有揭示。
這樣的控制條件、處理時間的計算方法不是決定性的而是可因作為目的的處理內容等而變化的。在歷來的半導體處理過程控制系統中存在著無法靈活地對待這樣的控制條件、處理時間的計算法的變化，只能在每次改變計算法時改寫整個程序的問題。
在進行處理裝置、處理過程的變更(除各個過程的變更外，還包括過程的消除、追加)的情況下也要改變整個程序，所以還有耗費時間的問題。
如以上所述那樣，歷來的半導體處理過程控制系統不能迅速地適應處理過程、控制變量的計算、處理裝置等的變化，結果就可能造成半導體裝置開發的滯後。
發明內容
因此，本發明是鑑於所述課題而研製的，目的就在於提供能靈活、迅速地適應處理過程、控制變量的計算法、處理裝置的變化的半導體處理過程控制系統。
為解決上述課題，涉及本發明的半導體處理過程控制系統的特徵在於，設置有不取決於半導體處理裝置和處理目標而進行半導體處理過程控制的過程控制主體單元，和求取適合前述半導體處理裝置和前述處理目標的半導體處理裝置的控制變量的控制變量計算手段的、按照前述半導體處理裝置和前述處理目標存在多個的前述控制變量計算手段，而與此同時前述控制變量計算手段被作成為根據前述過程控制主體和必要可拔出和插入的結構。
再有，涉及本發明的半導體處理過程控制系統的特徵在於，設置有不取決於半導體處理裝置和處理目標而進行半導體處理過程的控制的控制主體單元，求取適應於前述半導體處理裝置和前述處理目標的半導體處理裝置的控制變量的多個控制變量計算手段，和按照歸屬於預先確定的多個處理過程的計算方法管理前述多個控制變量計算手段的控制變量計算方法手段，與此同時，前述控制變量計算方法手段被作成為按照前述過程控制主體單元和必要可拔出插入的結構，和前述控制變量計算手段被作成為按照前述控制變量計算方法手段和必要可拔出插入的結構。
這種情況下，前述控制變量計算手段也可以設置有專門進行前述半導體處理裝置控制變量的計算的控制計算單元，和專門進行基於來自前述半導體處理裝置的處理數據的計算的實處理總計單元。
前述控制變量計算手段還可以設置有管理控制變量計算處理流程的計算管理單元，和由前述計算管理單元所使用的計算式的集合組成的計算式單元。
另一方面，前述過程控制主體單元也可設置有獲取處理流程信息的流程信息獲取單元，由前述處理流程信息獲取指定前述半導體處理裝置、處理內容和過程狀態的特定信息的過程判斷單元，根據前述特定信息選擇適合其的控制變量計算手段並啟動的控制計算選擇執行單元，和接收由啟動的前述控制變量計算手段計算得到的控制變量並送往前述半導體處理裝置的控制變量發送單元。
而前述控制變量計算手段也可基於前述特定信息取得處理速度的信息，由處理速度來計算處理時間。
也可在前述控制變量計算手段取得處理速度的信息時，由前述特定信息中的前述處理內容求取處理條件和處理對象膜種，基於這些處理條件和處理對象膜種取得處理速度的信息。
另一方面，還可設置具有在對應於處理條件的邏輯步驟處理與根據此邏輯步驟由前述半導體處理裝置的控制所必要的處理步驟組成的物理步驟處理之間的對應數據的對應信息數據單元。
前述控制變量計算手段還可設置具有取得由前述半導體處理裝置產生的處理數據並將其保存在數據暫時保存單元的功能的第一控制變量計算手段，和具有根據前述數據暫時保存單元所保存的前述處理數據判斷是否省略處理過程的一部分的功能的第二控制變量計算手段。
本發明的半導體處理控制裝置的特徵在於設置有接收過程省略判斷的要求的跳越判斷要求接收單元，具有對應於各過程的過程省略判斷邏輯的多個可能拆卸的判斷插件，檢索對應於省略判斷對象過程的判斷插件的跳越可否判斷單元，啟動判斷插件的判斷執行單元，接收判斷插件的過程省略判斷結果的判斷結果接收單元，和在過程省略判斷結果判斷為過程可能省略時進行過程的省略的跳越執行單元。
在此情況下，所述判斷插件也可設置有由過程省略判斷基準規範的集合構成的規範資料庫，按照來自前述判斷執行單元的指令由規範資料庫取得基準規範並送住跳越判斷單元的規範檢索單元，由外部的質量控制資料庫取得質量信息並送往跳越判斷單元的QC結果提取單元，和具有過程省略判斷的判斷邏輯並根據前述基準規範和前述質量信息進行過程省略的判斷的跳越判斷單元。
還可以設置有存儲過程省略判斷結果的技巧資料庫，和將技巧資料庫的數據向外發送的發送手段。
本發明的半導體處理過程控制方法是控制多個半導體處理裝置的半導體處理過程控制方法，其特徵在於具備有由處理流程信息取得指定成為相應處理的前述半導體處理裝置、處理內容和過程狀態的特定信息的過程判斷過程；由前述半導體處理裝置、前述處理內容、前述過程狀態各自不同的多個控制變量計算中根據前述特定信息選擇與之相適應的控制變量計算並進行計算的控制計算選擇執行過程；和接收由前述控制變量計算所得到的控制變量並送往前述半導體處理裝置的控制變量發送過程。
本發明的記錄媒體是記錄用於控制多個半導體處理裝置的程序的記錄媒體，其特徵在於所記錄的程序使得計算機能執行由處理流程信息取得指定成為相應處理的前述半導體處理裝置、處理內容和過程狀態的特定信息的過程判斷過程；由前述半導體處理裝置、前述處理內容、前述過程狀態各自不相同的多個控制變量計算中，根據前述特定信息選擇與之相適應的控制變量計算並進行計算的控制計算選擇執行過程；和接收由前述控制變量計算所得到的控制變量並送往前述半導體處理裝置的控制變量發送過程。
圖1為涉及本發明的結構方框、操作的示例圖。
圖2為涉及本發明的程序模塊示例圖。
圖3為表示半導體處理過程流程的圖。
圖4為涉及本發明的硬體結構示例圖。
圖5為表示本發明的控制條件計算單元第一示例的方框圖。
圖6為表示本發明的控制條件計算單元第二示例的方框圖。
圖7為表示本發明的過程控制主體單元的細節的方框圖。
圖8為表示本發明的過程控制主體中的處理流程的圖。
圖9為表示實施本發明時的數據流程圖。
圖10為表示應用本發明計算成膜過程中的處理時間時的處理流程的圖。
圖11為本發明第二實施例的控制變量計算單元的結構方框、操作的示例圖。
圖12為表示本發明第二實施例的過程控制主體單元的細節的圖。
圖13為表示本發明第二實施例的數據流程圖。
圖14為本發明第三實施例的過程信息和物理步驟信息的示例圖。
圖15為本發明第三實施例的處理時間計算示例圖。
圖16是表示本發明第四實施例的過程流程圖。
圖17為表示關於本發明第四實施例的數據流程圖。
圖18為本發明第四實施例的計算機、程序示例圖。
圖19為表示本發明第五實施例的功能方框圖。
圖20為表示本發明第五實施例的硬體構成圖。
圖21為表示本發明第五實施例的功能方框圖。
圖22為表示本發明第五實施例中跳越判斷要求接收單元的操作圖。
圖23是表示本發明第五實施例中對象過程跳越判斷可否單元的操作圖。
圖24是表示本發明第五實施例中判斷插件的判斷邏輯圖。
圖25是表示本發明第五實施例中規範檢索單元的操作圖。
圖26是表示本發明第五實施例中對象過程QC結果提取單元的操作圖。
圖27是表示本發明第五實施例中對象過程跳越判斷單元和跳越執行單元的操作圖。
圖28為本發明第五實施例中將已進行的跳越判斷的履歷作為技巧數據記錄、提供信息給外部裝置的情況下的操作示例圖。
圖29為表示歷來的實施例中的過程的流程圖。
圖30為表示歷來的實施例中的過程控制的流程圖。
圖31為表示對多個薄膜的成膜時的歷來的處理時間計算方法的圖。
圖32為表示對多個薄膜進行蝕刻時的歷來的處理時間計算方法的圖。
圖33為表示歷來的半導體處理過程控制系統的構成的概念圖。
具體實施例方式
第一實施例本發明的第一實施例由過程控制主體單元和控制變量計算程序組成，是按處理過程更換控制變量計算程序而使用的半導體處理過程控制系統。下面作較詳細的說明。
圖1(a)中表示本實施例的結構框圖。過程控制主體單元100與具有多個控制變量計算程序210的控制變量計算單元200相結合。控制變量計算程序210各自分別構成本實施例的控制變量計算手段。
過程控制主體單元100被連接到過程管理單元300和一或多個半導體製造裝置400及半導體檢驗裝置402。半導體製造裝置400和半導體檢驗裝置402構成本實施例的半導體處理裝置。
過程管理單元300為管理整個處理流程的主系統計算機，發送處理流程信息到過程控制主體單元100。此處理流程信息也被稱為上下文信息，是表示由半導體製造裝置400和半導體檢驗裝置402進行的處理過程的順序和各處理過程中作為目標的處理內容的信息。
過程控制主體單元100為不依賴於半導體裝置400和半導體檢驗裝置402和訣竅的結構單元。控制變量計算程序210(1)～210(n)為計算處理裝置的控制變量的計算單元。本實施例的特徵在於，每一訣竅能選擇所編寫的控制變量計算程序210(1)～210(n)中的一個，能插入過程控制主體單元100。也就是說，控制變量計算程序210(1)～210(n)被作成為可在過程控制主體單元100中插拔的結構。這裡，所謂的訣竅是對裝置的品種進行處理的某種處理條件，在即使使用同樣的訣竅的情況，如果品種和處理流程中使用的位置和順序不同，控制變量計算程序210也可能不相同。
圖1(b)是表示處理流程與控制變量程序210的關係圖。對應於過程i適用控制變量計算程序210(i)。控制變量計算程序210的功能能由程序描述。圖2表示該實際例。在半導體處理的處理流程整體中，因為如圖3中所示也包括處理(製造)以外的檢驗過程，這裡考慮到「處理」中也包含檢驗，所以如果某一過程為檢驗過程，因此也要相應地置換使用控制變量計算程序210(i)。
圖4表示本實施例中的半導體處理過程控制系統的硬體構成。如此圖4中所示，半導體處理過程控制系統是通過網絡相互連接過程控制主伺服器510、過程控制副伺服器512、QC(質量控制)數據伺服器520、過程管理伺服器530、和裝置控制伺服器540(1)～540(n)而構成的。
過程控制伺服器510、QC數據伺服器520、和過程管理伺服器530中分別連接有被構成資料庫的輔助存儲裝置。此時，過程控制主體單元100和控制變量計算程序210對應於過程控制伺服器510，過程管理單元300對應於過程管理伺服器530。半導體製造裝置400或半導體檢驗裝置402的控制單元被連接到裝置控制伺服器540。
控制變量計算程序210如圖5(a)和圖5(b)那樣，被分成為管理計算控制變量的過程、管理處理流程的計算管理單元210A和由控制變量的計算所用的計算公式組成的計算式單元210B，計算管理單元210A因裝置和訣竅而不同，所以每一裝置或訣竅都存在。計算式單元210B雖然這樣能在控制變量計算程序210內描述，但也可能調出使用外部應用程式的表達式(與外部程序的連結)。
而且，控制變量計算程序210如圖6中那樣，也可分開成僅純粹進行處理裝置的控制變量的計算的控制計算程序211和對處理裝置的處理狀態數據加工作臨時保存並根據這些數據進行處理裝置的裝置常數的計算的實處理總計程序212。即使在這種情況下，控制計算程序211和實處理總計程序212也能分別區分成計算管理單元211A、212A和計算式單元211B、212B。
接著在圖7中表示過程控制主體單元100的細節。如此圖7中所示，過程控制主體單元100被構成為設置有過程判斷單元110、流程信息獲取單元120、控制變量發送接收單元130、控制計算選擇執行單元140、和數據臨時保存單元150。
過程判斷單元110與流程信息獲取單元120、控制變量發送接收單元130及控制計算選擇執行單元140結合。控制計算選擇單元140也與控制變量發送接收單元130和數據臨時保存單元150連接，作為整體構成過程控制主體單元100。控制計算選擇執行單元140可由多個控制變量計算程序210(1)～210(n)中選擇任意的控制變量計算程序作為插件插入。
由過程控制主體單元100進行控制變量計算程序210(1)～210(n)的選擇。這一處理的流程圖示於圖8。
處理流程信息中記錄有進行處理的對象的裝置或能確定對象裝置的信息和對象的裝置所用的訣竅或能確定訣竅的信息。為此，如圖8所示，過程判斷單元110由流程信息獲取單元120取得此處理信息，從而得到成為對象的裝置名和訣竅名(步驟S10)。接著，在控制計算選擇執行單元140中，由已取得的對象的裝置名和訣竅名中利用管理裝置和訣竅的裝置訣竅管理表，檢索與之對應的控制變量計算程序210(步驟S11)。亦即，裝置訣竅管理表為管理裝置組名、裝置名及訣竅名中的組合與符合它的控制計算程序的對應關係的表。
然後判斷此檢索結果是否存在有對應的控制變量計算程序210(步驟S12)。在存在有對應的控制變量計算程序210的情況下，將其控制變量計算程序210調出到存儲器上，交接計算中必要的參數，執行控制變量計算程序(步驟S13)。
控制變量計算程序的計算處理結束時，判斷控制變量計算程序210是否為正常結束(步驟S14)。正常結束的情況下將計算結果輸出給控制變量發送接收單元130，結束此處理。而在步驟S12不存在有對應的控制變量計算程序210的情況下，或者在步驟S14控制變量計算程序210為非正常結束的情況時，此處理也結束。
下面依據表示詳細描述上述流程的數據流程圖的圖9，對半導體處理過程控制系統的處理內容作更詳細說明。在此圖9中，如圖6中所示那樣，控制變量計算程序210被分成為控制計算程序211和實處理總計程序212。
首先，來自過程管理單元300的處理流程信息被發送到過程控制主體單元100的流程信息獲取單元120。流程信息獲取單元120將此處理流程信息發送至過程判斷單元110。過程判斷單元110根據此處理流程信息判斷處理狀態和過程、裝置等。該判斷的信息(處理開始等的處理狀態、裝置等)被送交給控制計算選擇執行單元140。
在控制計算選擇執行單元140中，根據這些處理信息、裝置、處理狀態等的信息選擇控制計算程序211，加以起動。被起動的控制計算程序211參照數據臨時保存單元150內的數據和QC資料庫232內的各種數據進行計算。由此控制計算程序211所得的計算結果被送到控制計算選擇執行單元140。然後該計算結果由控制變量發送接收單元130置換成適合於各裝置的控制參數之後，發送到半導體製造裝置400(或半導體檢驗裝置402)。
在上述處理中，當由過程判斷單元110判斷為處理狀態是處理結束和檢驗結束時，由控制計算選擇執行單元140起動用於進行實處理求總和的實處理總計程序212。在此實處理總計程序212中，例如描述由裝置取得某種的處理數據(如膜厚、實處理數據)。
按照這樣的作法，控制變量發送接收單元130由半導體製造裝置400(或半導體檢驗裝置402)接收處理數據，將其發送到控制計算選擇執行單元140。按照需要，流程信息獲取單元120還由過程管理單元300獲取處理流程信息。此處理流程信息中含有過程管理信息。因而，流程信息獲取單元120由處理流程信息提取過程管理信息，送往控制計算選擇執行單元140。
控制計算選擇執行單元140由這些處理數據和過程管理信息中將必要的信息傳送給實處理總計程序212。而實處理總計程序212還按照需要由QC資料庫232取得各處理數據和裝置常數。後實處理總計程序212根據該接收到的信息進行所需的數據處理和總計，將其結果存儲到數據臨時保存單元150中。數據臨時保存單元150所存儲的處理數據如上述那樣，由控制計算程序211中恰當地利用。
下面根據圖10以具體示例說明本實施例的處理流程。圖10為成膜過程中計算處理時間時的處理流程。控制計算選擇執行單元140根據由處理流程信息取得的處理信息從多個中選擇一個控制變量計算程序210。此時控制變量計算程序210中的處理內容是(1)由處理流程信息讀取目標膜厚；(2)根據裝置(裝置名)、處理內容(訣竅名)確定控制變量，讀取該時刻的成膜率；(3)根據計算式計算成膜時間等。所得到的計算結果通過控制變量發送接收單元130下載到半導體製造裝置400和半導體檢驗裝置402。
如以上所述，按照本實施例的半導體處理過程控制系統，由於是分為不依賴於半導體製造裝置400和半導體檢驗裝置402地進行半導體處理過程的控制的過程控制主體單元100和求取適合於半導體製造裝置400和半導體檢驗裝置402以及由其進行的處理目標的控制變量的控制變量計算程序210而構成，將所需的控制變量計算程序210插於過程控制主體單元100內而利用，所以即使在改變半導體製造裝置400和半導體處理裝置402和處理目標的情況下也能容易地適應這些變更。
亦即，即使在改變一個半導體制裝置400的處理目標那樣的情況，由於可以僅變更對應於該半導體製造裝置400的控制變量計算程序210，因而能做到不使其他半導體製造裝置400和其他半導體檢驗裝置402受到影響。因此，能不停止其他半導體製造裝置400和其他半導體檢驗裝置402的工作來改變系統。
第二實施例本發明的第二實施例由過程控制主體單元、控制變量計算方法程序和控制變量計算程序構成，控制變量計算方法程序使與其連接的多個控制變量計算程序相應起動，從而能進行分成為多個過程的控制。以下進行較詳細說明。
圖11(a)表示本實施形態的結構框圖。在過程控制主體單元100中插入控制變量計算方法程序220，再在此控制變量計算方法程序220中插入多個控制變量計算程序210。控制變量計算程序210對應各個過程設置。此控制變量計算方法程序220構成本實施例中的控制變量計算方法手段。
過程控制主體單元100和控制變量計算程序210雖然具有與第一實施例同樣的功能，但不同的是其中間加入控制變量計算方法程序220。控制變量計算方法程序220具有管理為跨越多個過程的過程控制的控制變量計算程序210的功能。
圖11(b)表示本實施例的操作例。在此例中進行過程i、過程j、過程k三個過程的控制變量計算，控制變量計算方法程序220進行這三個過程之間的相關信息的管理、控制變量計算程序210(n，i)、210(n，j)、210(n，k)的對應起動。這樣即能由控制變量計算方法程序成批地管理對應於多個過程各自的控制變量計算程序210。控制變量計算方法程序220的特徵是除進行多個控制變量計算程序210的結合和管理外還能描述多個過程的計算方法。而在「處理」中考慮也包含著檢驗方面與第一實施例是同樣的。
控制變量計算程序210如圖12(a)和圖12(b)那樣被分成為管理計算控制變量的過程、管理處理流程的計算管理單元210A和控制變量的計算所用的計算式單元210B，這與第一實施例相同。控制變量計算方法程序220包含有描述多個過程的計算方法的多個過程計算方法單元221。如果計算方法不同可更換控制變量計算方法程序220而使用。
本實施例中，除控制變量計算方法程序220以外均與第一實施例相同，故省略其他部分的詳細說明。
圖13表示本實施例的整個數據流程。這裡控制變量計算程序210與第一實施例同樣地分成為控制計算程序211和實處理總計程序212。
現在說明本實施例的處理流程，由流程信息獲取單元120取得處理流程信息，通過過程判斷單元110送往控制計算選擇執行單元140。然後根據控制計算選擇執行單元140的指令，控制變量計算方法程序220選擇並恰當地起動控制變量計算程序210(α)。此時控制變量計算方法程序220根據由處理流程信息取得的處理流程信息選擇控制變量計算程序210(α)控制變量計算程序210(α)進行與上述第一實施例的圖9描述的同樣的處理，由控制計算程序211(α)求取計算結果，將控制參數送給半導體製造裝置400A。並將控制計算程序211(α)的計算結果存儲進數據臨時保存單元150。
由半導體製造裝置400A所得的處理數據被發送到實處理總計程序212(α)。在實處理總計程序212(α)中，進行此處理數據的總計，同時將其計算結果存儲進數據臨時保存單元150。
接著按同樣的順序，控制變量計算方法程序220選擇並恰當地起動控制變量計算程序210(β)。此控制變量計算程序210(β)中的處理內容就是由半導體檢驗裝置402B取得膜厚的檢驗結果數據，保存在數據臨時保存單元150。
下一過程中，根據此時的處理流程信息，控制變量計算方法程序220選擇並起動控制變量計算程序210(γ)。在此例中，控制變量計算程序210(γ)按數據臨時保存單元150所保存的膜厚的檢驗數據和由QC資料庫取得的最新的裝置常數(這裡為處理速度，特別是蝕刻率)進行一定的計算來計算蝕刻時間。將此計算結果作為控制變量通過控制變量發送接收單元130送至半導體製造裝置400和半導體檢驗裝置402的控制單元。
此時，控制變量計算方法程序220進行控制變量計算程序210(β)和控制變量計算程序210(γ)的起動和各自間的數據相關聯。具體地說，在控制變量計算方法程序220將共有數據信息送往數據臨時保存單元150，同時進行對數據臨時保管單元150的管理。而控制變量計算方法程序220通過程序起動管理功能單元234將起動控制信息發送給控制變量計算程序210(β)和控制變量計算程序210(γ)。所謂起動控制信息是用於使各個程序進行排他起動的信息。
如以上所述，按照本實施形態的半導體處理過程控制系統，在過程控制主體單元100中可插拔控制變量計算方法程序220地構成，在此控制變量計算方法程序220中可插拔控制變量計算程序210地構成，所以能方便地進行跨越多個過程的控制。
而且與上述第一實施例同樣，能分為不依賴於半導體製造裝置400和半導體檢驗裝置402地進行半導體處理過程的控制的過程控制主體單元100和求取適合於半導體製造裝置400和半導體檢驗裝置402以及由其進行的處理目標的控制變量的控制變量計算程序210及控制變量計算方法程序220而構成，能通過控制變量計算方法程序220將所需的控制變量計算程序210插入過程控制主體單元100加以使用，所以即使在半導體製造裝置400和半導體處理裝置402和變更處理目標的情況下也能方便地適應這些變更。
第三實施例本發明的第三實施例在半導體處理過程控制系統內設置表示邏輯步驟處理與物理步驟處理相對應的對應信息數據單元，能夠使各物理步驟的處理與邏輯步驟相對應。
此實施形態的結構在設置有對應信息數據單元之外特別與第二實施例沒有不同。
下面說明在本實施例進行多個薄膜的蝕刻處理時的例子。圖14表示處理流程信息和物理步驟信息(各物理步驟中的控制參數的組合信息)，圖18表示處理時間的計算方法。
如這些圖14和圖15中所示，處理流程信息中描述以條件D對加工對象的膜A(膜種類A1，膜厚A2)和膜B(膜種類B1，膜厚B2)同時進行蝕刻處理，以條件E對膜C(膜種類C1，膜厚C2)進行蝕刻處理的過程。亦就是說，此處理流程信息中描述在一個過程中以二個不同條件依次作蝕刻處理的過程。
將此時與各處理條件直接聯繫的二個步驟稱做邏輯步驟。亦即，這時同時蝕刻處理膜A和膜B成為一個邏輯步驟，蝕刻處理膜C也成為一個邏輯步驟。此二個邏輯步驟的實現是通過實施在各蝕刻處理之前增加謀求處理穩定的步驟的四個物理步驟來實現的。
通過參照在對應信息數據單元所設置的邏輯物理步驟管理表，判斷第二物理步驟中第一邏輯步驟和控制條件D、第四物理步驟中第二邏輯步驟和控制條件E各自的互相對應。根據這些的相對應，參照QC資料庫232(見圖9)內的速率表，取得蝕刻率。然後從目標蝕刻膜厚(深度)和蝕刻率計算第一邏輯步驟和第二邏輯步驟中各自的處理時間F、G。在此，此計算式被組裝在控制變量計算程序210中，供計算應用。此計算得的處理時間F成為第二物理步驟的處理時間，處理時間G成為第三物理步驟的處理時間。
如以上所示，按照本實施例的半導體處理過程控制系統，能使處理流程信息所表示的邏輯步驟與有關半導體製造裝置400和半導體檢驗裝置402的實際操作的物理步驟相對應。因而，能可靠地進行半導體製造裝置400和半導體檢驗裝置402的控制。
第四實施例本發明的第四實施例為上述第二實施例的變型，進行實處理計算程序是否還能省略其過程的判斷。
圖16中表示為具體說明此實施例的處理流程，圖17表示數據流程圖18表示使用的計算機、程序舉例。
在此圖16示例中，過程由CVD成膜過程、水洗處理過程和粉塵檢查過程三者組成。然後儘管要進行以去除成膜過程中所發生的粉塵為目的的水洗處理過程，但也考慮要在粉塵檢查過程中檢查出的粉塵很少的情況下進行省略水洗處理過程的判斷。亦即是，在粉塵檢查過程中的實處理計算程序212(ε)的總計結果中，粉塵在規定期間處於一定的基準值以下時省略水洗處理過程。即跳越水洗過程。
如圖17中所示，成膜過程、水洗處理過程、粉塵檢查過程各自的處理流程信息(裝置名，訣竅名，處理時間)由流程信息獲取單元120取得，分別送往控制計算選擇單元140，選擇恰當的控制變量計算方法程序220。控制變量計算方法程序220起動水洗處理過程的控制變量計算程序210(δ)。由此在半導體製造裝置400進行水洗處理。以實處理總計程序212(δ)對該處理數據進行總計。此實處理總計程序212(δ)取得存在於數據臨時保存單元150的前面批量中的粉塵量的數據，根據恰當設置的過程省略判斷的計算式進行可否省略過程的判斷。
在下一過程中，控制變量計算方法程序220起動控制變量計算程序210(ε)。據此在半導體檢驗裝置402中進行粉塵檢查。由實處理總計程序(ε)總計其處理數據。亦即，此實處理總計程序212(ε)由作為粉塵檢查裝置的半導體檢驗裝置402取得粉塵量的數據。隨後，此實處理總計程序212(ε)將此粉塵量數據保存進臨時保存單元150。此粉塵量數據如上述那樣，在以後的一批中用於判斷是否應省略水處理過程。
這樣，由控制變量計算方法程序220進行二個實處理總計程序212(δ)、212(ε)的綜合操作。此控制變量計算方法程序220通過數據臨時保存單元150的管理和實處理總計程序中程序起動管理功能單元234發送信息。
如以上所述，按照本實施例的半導體處理過程控制系統，由於總計檢驗過程中的檢查結果，根據此檢查結果自動判斷是否能省略其前面的水洗處理過程等，所以能系統地進行是否能省略歷來由人們判斷的水洗處理過程等的判斷。因而能推進半導體處理工程的控制的系統化，進而能實現縮短工期和減低成本。
第五實施例本發明的第五實施例為設置有進行過程跳越的判斷的過程跳越判斷單元作為容易卸除的外部插件的過程跳越裝置。下面詳細說明本實施例。
圖19中表示本實施例的功能方框圖，圖20表示實現此功能的計算機(硬體)。過程跳越裝置70設置有跳越判斷要求接收單元71，跳越判斷可否單元72，判斷執行單元73，判斷結果接收單元74，跳越執行單元75，判斷結果記錄單元76，跳越條件資料庫77，和技巧資料庫78。這裡，過程跳越裝置70中耦合可能卸除的判斷插件80。另外，過程跳越裝置70還通過技巧資料庫78連接到外部系統79。
下面根據具體示例順序說明本實施例的操作，由跳越判斷要求接收單元71接收取決於批處理開始信息的跳越判斷要求。根據此要求，跳越判斷可否單元72檢索記錄有過程跳越判斷所用的判斷插件的名稱等的跳越條件資料庫77，檢出對應於該過程的判斷插件80。
接收到檢索信息的判斷執行單元73起動對應的判斷插件80，使之執行是否進行過程跳越的判斷。判斷插件80的判斷結果由判斷結果接收單元74所接收，由跳越單元執行單元75執行過程跳越。而判斷結果記錄單元76還將進行過跳越判斷的履歷記錄進技巧資料庫78，能向對外部系統79提供信息。
下面根據圖20說明本實施例的過程跳越裝置的硬體構成。有關本實施例的過程跳越裝置通過網絡總線使過程跳越判斷裝置90、過程進度終端91、過程管理資料庫92、QC資料庫93、和外部系統79相互連接而構成。
過程跳越判斷裝置90設備有CPU90a，RAM90b，本地磁碟90c，高速緩存資料庫90d，和技巧資料庫78。
CPU90a執行過程跳越判斷程序和判斷插件80的程序。過程跳越判斷程序和判斷插件80的程序均被存儲在RAM90b中。本地磁碟90c存儲著OS和各種程序。高速緩存資料庫90d臨時保存QC結果。技巧資料庫78中存儲是否進行過程跳越的判斷結果。過程管理資料庫92存儲過程管理信息。QC資料庫93存儲QC數據。
如以上所述，按照本實施例的半導體處理過程控制系統，由於製成為可在過程跳越裝置70中插拔判斷插件80的結構，而能容易地適應判斷邏輯的變更。
第六實施例本發明的第六實施例在可拆卸的判斷插件中取得QC(質量控制)數據並根據該數據進行過程跳越判斷。
圖21表示本實施例的過程跳越裝置和判斷插件的功能方框圖。如此圖21中所示，判斷插件80設備有規範資料庫81、規範檢索單元82、QC結果提取單元83、跳越判斷單元84和高速緩存資料庫90d。來自QC(質量控制)資料庫93的信息輸入到QC結果提取單元83。
下面基於圖22至圖27並參照圖21按具體例順序說明本實施例的操作。這些圖22至圖27表示本實施形態的具體處理例。
如圖22中所示，跳越判斷要求接收單元71接收批處理開始信息的跳越判斷要求。在此進行是否跳越半導體品種AAAA的過程β的判斷。
接著如圖23中所示，可否跳越判斷單元72根據此要求檢索登記有半導體裝置的品種、過程跳越判斷所用的判斷插件的名稱等的跳越條件資料庫77，檢出對應於該過程的判斷插件80。此跳越判斷資料庫77中記錄半導體的品種、對應於各過程的跳越判斷可否信息(是否進行跳越判斷本身的信息)和跳越判斷所使用的邏輯的名稱(判斷插件名)，由判斷插件名檢出判斷插件80。在此例中判斷插件80的名稱為SAKURA。
然後判斷執行單元73起動相應的判斷插件80中的SAKURA。此時，判斷插件80的判斷邏輯如圖24那樣，在判斷規範D、E、F、G中不包含有具體的數值。因此，如圖25所示那樣，規範檢索單元82根據輸入信息，由規範資料庫81取得成為跳越判斷基準的判斷規範，代入判斷邏輯。在此例中，如果判斷對象膜厚連續4次在1000～1100埃之間，就認為是許可此過程跳越。
再如圖26中所示，QC結果提取單元83由QC(質量控制)資料庫93獲取對象過程以前的質量信息，記錄(保存)在高速緩存資料庫85中。
接著如圖27中那樣，跳越判斷單元84參照高速緩存資料庫85的數據判斷是否跳越此對象過程，將判斷結果送到判斷結果接收單元74。接收到此結果後跳越執行單元75即執行過程的跳越。亦即，在此例中跳越過程β的處理過程(例如水洗處理過程)。
也可能取消此過程β的跳越。亦即就是說，在作為過程β的下一過程的過程γ的檢驗過程中檢測出超過規定的基準範圍的粉塵量這樣的情況下，也可能不跳越過程β的水洗處理過程。
由判斷結果記錄單元76進行過的跳越判斷的履歷被記錄進技巧資料庫78。然後，將此履歷通過技巧資料庫78提供給外部系統90。此在圖28表示該履歷的利用例。這裡作為外部系統90的是以批調度管理系統90a為例。批調度管理系統90a根據此技巧資料庫78的履歷進行再次調度。亦即依靠跳越過程β來削減整個處理流程的過程數量。因而就可能縮短其產品的儲存期。在此圖28所示例中，儲存期雖是XX日，但通過跳越過程β表示成為YY日。這樣，依靠利用技巧資料庫78的履歷信息就能高精度地進行處理過程的調度管理。
如上述這樣，按照本實施例的半導體處理過程控制系統，判斷插件80由QC資料庫取得過去的質量信息，根據規範資料庫81的判斷規範，判斷此過去的質量信息是否滿足過程跳越條件，所以完成結果的隱定性很高，能準確地進行是否跳越不必要處理過程的判斷。從而能實現縮短工期和降低批生產成本。
判斷插件80由於被作成為可對過程跳越裝置70增減的結構，所以能由外部提供判斷從完成結果是否要跳越該過程的邏輯。因而能靈活地進行判斷邏輯的變更和追加。
本發明並不限定於上述的實施例而是可能作各種變型。例如，就圖6所示的控制變量計算程序210的控制計算程序211和實處理總計程序212來說，如果不要就可至少省略一方。
上述各處理也可在記錄其處理中必要的次序的計算機能讀取的記錄媒體上記錄、發布。在這種情況下，通過計算機讀取、執行此記錄媒體上所記錄的程序，就能實現本發明的半導體處理過程控制系統。
如以上說明過的那樣，採用本發明，將半導體處理過程控制系統分成為不依賴於半導體處理裝置和處理目標地進行半導體處理過程的控制的過程控制主體單元和求取適應於半導體處理裝置和處理目標的半導體處理裝置的控制變量的控制變量計算手段，同時將控制變量計算手段作成為對過程控制主體單元可按需要插拔的結構，所以能靈活而迅速地適應處理過程、控制變量的計算法、處理裝置的變化。因而在半導體裝置的多品種少量生產時就可使生產線先期運作。
由於將控制變量計算方法手段作成為能在過程控制主體單元插拔的結構，將控制變量計算手段作成能在此控制變量計算方法手段插拔這樣的結構，所以跨越多個過程的控制也能按每個過程各自地進行。因此，即使在過程間產生新興運用和變更的情況下也能容易地進行為與之相適應的改變，同時還能迅速實現半導體裝置生產線的控制變量計算自動化。
權利要求
1.一種半導體處理過程控制系統，其特徵是設置有接收過程省略判斷請求的跳越判斷請求接收單元；具有對應於各過程的過程省略判斷邏輯的多個可拆裝的判斷插件；檢索對應於省略判斷對象過程的判斷插件的跳越可否判斷單元；起動判斷插件的判斷執行單元；接收判斷插件的過程省略判斷結果的判斷結果接收單元；和在過程省略判斷結果是判斷為過程可以省略時進行過程省略的跳越執行單元。
2.如權利要求1所述半導體處理過程控制系統，其特徵是所述判斷插件設置有由過程省略判斷的基準規範的集合組成的規範資料庫；按照來自所述判斷執行單元的指令，由規範資料庫取得基準規範並送至跳越判斷單元的規範檢索單元；由外部的質量管理資料庫取得質量信息並送至跳越判斷單元的QC結果提取單元；和具有過程省略判斷的判斷邏輯並根據所述基準規範和所述質量信息進行過程省略的判斷的跳越判斷單元。
3.如權利要求1或2所述半導體處理過程控制系統，其特徵是設置有存儲過程省略判斷的結果的技巧資料庫；和將技巧資料庫的數據向外部發送的發送裝置。
4.一種控制多個半導體處理裝置的半導體處理過程控制方法，特徵是具有從處理流程信息取得指定進入相應處理的所述半導體處理裝置、處理內容和過程狀態的指定信息的過程判斷過程；由對所述半導體處理裝置、所述處理內容、所述過程狀態各自不同的多個控制變量計算之中，根據所述指定信息選擇與之相適應的控制變量計算，並進行計算的控制計算選擇執行過程；和接受由所述控制變量計算所得到的控制變量並送往所述半導體處理裝置的控制變量發送過程。
5.一種記錄媒體，記錄用於控制多個半導體處理裝置的程序並可由計算機讀取，其特徵是所述程序用於使計算機執行從處理流程信息取得指定進入相應處理的所述半導體處理裝置、處理內容和過程狀態的指定信息的過程判斷過程；由對所述半導體處理裝置、所述處理內容、所述過程狀態各自不同的多個控制變量計算之中，根據所述指定信息選擇與之相適應的控制變量計算，並進行計算的控制計算選擇執行過程；和接受由所述控制變量計算所得到的控制變量並送往所述半導體處理裝置的控制變量發送過程。
全文摘要
一種半導體處理過程的控制系統和控制方法以及記錄媒體，其中，半導體處理過程控制系統，設置有不取決於半導體處理裝置和處理目標而進行半導體處理過程的控制的過程控制主體單元；和求取適用於所述半導體處理裝置和所述處理目標的半導體處理裝置的控制變量的控制變量計算裝置，對應於所述半導體處理裝置和所述處理目標可存在多個，同時，所述控制變量計算裝置被構成為按照需要對應於所述處理控制主體單元可以插拔的結構。
文檔編號H01L21/00GK1776665SQ20051009669
公開日2006年5月24日 申請日期2000年6月30日 優先權日1999年6月30日
發明者原川正一, 池田誠, 福田悅生 申請人:株式會社東芝