シリコンウェーハの工程計画立案システム、工程計画立案方法及びプログラム
【課題】シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して生産計画を提示する工程計画立案システム、工程計画立案方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】工程計画立案装置１は、プロセス別に個々の生産装置を経て得られる工程経路ごとの品質情報を蓄積したデータベースから該品質情報を取得して、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布を統計学的に推定する品質分布推定手段１３２と、生産装置の組合せによって得られる品質分布に基づいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定する生産装置組合せ判定手段１３４と、判定した生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を提示する工程計画決定手段１３５とを備える。
【解決手段】工程計画立案装置１は、プロセス別に個々の生産装置を経て得られる工程経路ごとの品質情報を蓄積したデータベースから該品質情報を取得して、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布を統計学的に推定する品質分布推定手段１３２と、生産装置の組合せによって得られる品質分布に基づいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定する生産装置組合せ判定手段１３４と、判定した生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を提示する工程計画決定手段１３５とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにてプロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して適切な工程計画を提示する工程計画立案システム、工程計画立案方法及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からのシリコンウェーハの工程計画は、各プロセスにおいて製品歩留りがよいと判断される生産装置から優先的に使用するように策定されてきた。即ち、個々のプロセスにおける品質の良否で工程計画が立てられていた。
【０００３】
例えば、従来からのシリコンウェーハの工程計画を行う工程計画立案システム例を図１０に示す。図１０に示す工程計画立案システム２００は、工程計画立案装置１０１と、複数のプロセスＡ，Ｂ，Ｃにおいてそれぞれ１つ以上の生産装置３−ｎ，４−ｎ，５−ｎとを備える。尚、ｎは、ゼロを除く自然数であり、各プロセスＡ，Ｂ，Ｃにおいて共通に“ｎ”を用いるが、各プロセスＡ，Ｂ，Ｃで同数にすることを意味するものではない。例えば、プロセスＡ（例えば、粗研磨プロセス）では、生産装置３−１（ａ１号機）、生産装置３−２（ａ２号機）、生産装置３−３（ａ３号機）、・・・、生産装置３−ｎ（ａｎ号機）のいずれかが用いられ、他のプロセスも同様に、プロセスＢ（例えば、鏡面研磨プロセス）では、生産装置４−ｎ（ｂｎ号機）が用いられ、プロセスＣ（例えば、最終洗浄プロセス）では、生産装置５−ｎ（ｃｎ号機）が用いられる。
【０００４】
図１０に示す工程計画立案システム２００では、工程計画立案装置１０１に、生産計画入力情報として月当たりの生産量の情報が設定されると、或る原料（加工前のシリコンウェーハ）について各プロセスＡ，Ｂ，Ｃを経て製品（加工後のシリコンウェーハ）を得るために、各プロセスにおける１つ以上の生産装置３−ｎ，４−ｎ，５−ｎのうち、各プロセスにおいて製品歩留りがよいと判断される生産装置から優先的に使用するように、工程計画Ａ，Ｂ，Ｃを立案する。
【０００５】
一方、シリコンウェーハの製造に関するものではないが、従来技術の工程計画立案装置において、製品である印刷物の生産の際に、その品目の受注確定後、製版、印刷、加工に関する生産計画を効率よく立案する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この印刷物の生産の生産計画は、受注品目について一定の品質を維持しつつ納期までに仕上げる観点から、速やかに立案され、適切な内容で各工程部署に伝達される。
【０００６】
特に、特許文献１における工程計画立案装置では、製品である印刷物の性質上、写真の有無や顧客要望の違いにより印刷物に関して各工程の要／不要データを入力し、各工程における複数の装置について、当該要／不要のデータに基づいて最適な装置の組合せを決定し、印刷物の生産計画を発行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３００５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来からのシリコンウェーハの工程計画を行うシステムでは、個々のプロセスにおける品質の良否で工程計画が立てられていたが、各プロセスを経て得られる生産装置の組合せによる品質結果や歩留り結果を考慮していない。即ち、シリコンウェーハの製造に関わる各工程における生産装置の組合せによって各プロセスにおける生産装置の品質結果から推測される品質結果とは異なる品質結果となる場合があるが、かかる場合について従来技術では何ら考慮していない。さらに云えば、各プロセスにおける生産装置のうち、品質結果が生産装置同士を組み合わせて工程計画を立てたとしても、トータル的な品質結果が良いとは限らなかった。
【０００９】
また、特許文献１における工程計画立案装置をシリコンウェーハにおける複数のプロセスにてプロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して転用したとしても、顧客要望に応じた一定の品質で製造するための工程計画を提示することが可能であるが、シリコンウェーハにおける複数のプロセスを経て得られる品質の違いを考慮して、高品質化を図る工程計画の立案を効率よく行うことができない。即ち、シリコンウェーハの製造に関わる各工程における生産装置の組合せによって異なる品質となることを考慮していないために、高効率で高品質化を図る観点からは更なる工夫が必要である。
【００１０】
本発明の目的は、上述の問題に鑑みて為されたものであり、シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにてプロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して適切な工程計画を提示する工程計画立案システム、工程計画立案方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、シリコンウェーハの品質実績及び工程経路（各プロセスで使用された生産装置の組合せからなる経路情報）を蓄積したデータベースを利用して、複数プロセス（例えば、研磨や洗浄などのプロセス）にまたがる生産装置の組合せ（以下、「生産装置組合せ」と称する）により得られたシリコンウェーハの品質を統計学的に推定し、シリコンウェーハの品質規格が与えられている場合に歩留まりを推定し、好適には複数プロセスを経て得られる品質及び／又は歩留りについて高い値となる順から順序付け（ランキング）を行い、ランキングされた降順に、製造するシリコンウェーハに要求される規格に該当する高品質の生産装置組合せを選定して、各工程における工程計画を提示する。
【００１２】
尚、「生産装置組合せ」とは、製造ライン上に配置された上流から下流における工程のうち、或る工程における生産装置群と他の工程における生産装置群の組合せを云う。また、「適切な生産装置組合せ」とは、本発明を適用する前の品質以上となる製品（シリコンウェーハ）を生産できる複数プロセスにまたがる生産装置群の組合せ、及び／又は、本発明を適用する前の歩留り以上となる製品（シリコンウェーハ）を生産できる複数プロセスにまたがる生産装置群の組合せを云う。従って、工程計画に適切な生産装置組合せを考慮するためには、各工程における生産装置の生産能力（生産速度）を考慮するのが好適である。
【００１３】
即ち、本発明の工程計画立案システムは、シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して生産計画を提示する工程計画立案装置を備える工程計画立案装置システムであって、プロセス別に選択可能な複数の生産装置と、プロセス別に個々の生産装置を経て得られる工程経路ごとの品質情報を蓄積したデータベースとを備え、前記工程計画立案装置は、前記データベースから該品質情報を取得して、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布を統計学的に推定する品質分布推定手段と、前記生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布に基づいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定する生産装置組合せ判定手段と、判定した生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を提示する工程計画決定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
これにより、生産計画を設計する際に、生産効率、リードタイム等に加えて、製品（シリコンウェーハ）の高品質化を考慮して自動的に立案することができるため、現状の製造ラインで、より優れた品質の製品（シリコンウェーハ）を生産できるようになる。
【００１５】
また、本発明の工程計画立案システムにおいて、前記生産装置組合せ判定手段は、前記品質分布推定手段によって推定した品質分布に対して、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす歩留りを推定し、所定の歩留りを満たし、且つ前記品質規格を満たす当該生産装置の組合せ毎の品質分布を有する生産装置の組合せを判定することを特徴とする。
【００１６】
これにより、歩留りと高品質化を関連付けて製品（シリコンウェーハ）を生産できるようになるため、生産効率が向上し、リードタイムや製品の高品質化に加えて、低コスト化にも寄与するようになる。
【００１７】
また、本発明の工程計画立案システムにおいて、前記生産装置組合せ判定手段は、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの各品質分布について品質及び／又は歩留りの高い品質分布を有する生産装置の組合せから降順に、前記品質規格を満たす生産装置の組合せを判定することを特徴とする。
【００１８】
これにより、現状の製造ラインで、生産装置の組合せを高品質が得られる順に決定することができ、安定して、より優れた品質及び／又は歩留りの製品（シリコンウェーハ）を生産できるようになる。
【００１９】
また、本発明の工程計画立案システムにおいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定する際に、予め規定された各生産装置の生産能力の情報から、製造するシリコンウェーハに対して要求される生産量を満たすのに実施できるか否かを判別して、前記生産装置の組合せを判定することを特徴とする。
【００２０】
これにより、生産計画を設計する際に、製造するシリコンウェーハに対して要求される生産量を満たすのに実施できるか否かを判別してから生産装置の組合せを判定するため、より正確な生産計画を立案することができるようになる。
【００２１】
また、本発明の工程計画立案システムにおいて、前記生産計画に基づいて製造されたシリコンウェーハについて、生産装置の組合せごとの品質及び歩留りの情報を監視する品質監視手段と、監視する生産装置の組合せについて所定の歩留りを満たしていないと判断する場合に、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を改めて決定し、生産計画を更新する更新型工程計画決定手段と、をさらに備えることを特徴とする。
【００２２】
これにより、生産計画を設計した後においても、生産効率、リードタイム等に加えて、製品の高品質化を考慮して自動的に生産計画を更新することができるため、現状の製造ラインで、より優れた品質の製品（シリコンウェーハ）を生産できるようになる。
【００２３】
また、本発明の工程計画立案方法は、シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して生産計画を提示する工程計画立案方法であって、プロセス別に個々の生産装置を経て得られる工程経路ごとの品質情報を蓄積したデータベースから該品質情報を取得して、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布を統計学的に推定するステップと、前記生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布に基づいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定するステップと、判定した生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を提示するステップと、を含むことを特徴とする。
【００２４】
さらに、本発明のプログラムは、シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して生産計画を提示する工程計画立案装置として構成するコンピュータに、プロセス別に個々の生産装置を経て得られる工程経路ごとの品質情報を蓄積したデータベースから該品質情報を取得して、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布を統計学的に推定するステップと、前記生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布に基づいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定するステップと、判定した生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を提示するステップと、を実行させるためのプログラムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、生産計画を設計する際に、生産効率、リードタイム等に加えて、製品の高品質化を考慮して自動的に立案することができるため、現状の製造ラインで、より優れた品質の製品（シリコンウェーハ）を生産できるようになる。例えば、シリコンウェーハの平坦度を品質の対象とする場合、全てのプロセス終了時に所望の平坦度が実現できていればよいことから、この場合、粗研磨プロセスでウェーハ中心部が平坦となり、鏡面研磨プロセスでウェーハ端部が平坦となり、プロセス終了時にウェーハ全面で平坦となるという極端な場合でも、各工程における生産装置の組合せを考慮することで最終的な高品質を実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による実施例１の工程計画立案システムの概略図である。
【図２】本発明による実施例１の工程計画立案システムにおける工程計画立案装置のブロック図である。
【図３】本発明による実施例１の工程計画立案システムにおける工程計画立案装置の動作フロー図である。
【図４】本発明による実施例１の工程計画立案システムにおけるデータベース内の品質情報の一例を示す図である。
【図５】本発明による実施例１の工程計画立案システムにおける品質分布の一例を示す図である。
【図６】本発明による実施例１の工程計画立案システムにおける歩留り算出の一例を示す図である。
【図７】本発明による実施例１の工程計画立案システムにおける生産装置組合せの一例を示す図である。
【図８】本発明による実施例２の工程計画立案システムにおける工程計画立案装置のブロック図である。
【図９】本発明による実施例２の工程計画立案システムにおける工程計画立案装置の動作フロー図である。
【図１０】従来の工程計画立案システムの一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明による一態様の工程計画立案システム１０は、シリコンウェーハの品質実績及び工程経路（各プロセスで使用された生産装置の組合せからなる経路情報）を蓄積したデータベースを利用して、複数プロセス（例えば、研磨や洗浄などのプロセス）にまたがる生産装置組合せにより得られたシリコンウェーハの品質を統計学的に推定し、シリコンウェーハの品質規格が与えられている場合に歩留まりを推定し、好適には複数プロセスを経て得られる品質及び／又は歩留りについて高い値となる順から順序付け（ランキング）を行い、ランキングされた降順に、製造するシリコンウェーハに要求される規格に該当する高品質の生産装置組合せを選定して、各工程における工程計画を提示するシステムである。
【００２８】
まず、本発明による実施例１の工程計画立案システムを説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１に、シリコンウェーハの製造に関する実施例１の工程計画立案システム１０の概略図を示す。実施例１の工程計画立案システム１０は、工程計画立案装置１と、データベース２と、複数プロセスにおいてそれぞれ１つ以上の生産装置３−ｎ，４−ｎ，５−ｎとを備える。尚、ｎは、ゼロを除く自然数であり、各プロセスＡ，Ｂ，Ｃにおいて共通に“ｎ”を用いるが、各プロセスＡ，Ｂ，Ｃで同数にすることを意味するものではない。また、本発明に係る工程計画を立案するためのプロセスは、２以上のプロセスであればよい。さらに、生産装置組合せは、複数の工程経路、即ち複数の生産装置の組合せがあることを想定する。
【００３０】
図１に示す工程計画立案システム１０では、生産計画から設定された工程計画に対して、シリコンウェーハの最終品質（例えば、プロセスＡ，Ｂ，Ｃを経た品質）と、各シリコンウェーハが通過してきた各プロセスの生産装置ごとの組合せとに基づいて、製品（シリコンウェーハ）の品質及び／又は歩留りが向上するように、適切な「生産装置組合せ」を決定し、さらには生産速度を落とすことがないように、各工程における生産装置毎の生産能力に応じて工程計画を変更可能にする。
【００３１】
「生産計画」は、主な受注製品である品種、数量、納期を基に生産すべき製品（シリコンウェーハ）の各工程について、開始時刻、終了時刻、及び使用する資源を決定して列挙したものである。この生産計画を基に設定された工程計画とは、製品の納期に合わせて、品種及び数量について、各品種のシリコンウェーハを各プロセスにおけるどの生産装置でどのように加工するかという計画を列挙したものである。シリコンウェーハの最終品質（例えば、プロセスＡ，Ｂ，Ｃを経た品質）とは、例えば最終工程終了時にて測定される各シリコンウェーハの平坦度、反り、シリコンウェーハ表面の付着物等の品質実績を意味するものとして例示する。製品（シリコンウェーハ）の品質を評価し、所定の規格内の品質であれば出荷製品として判断される。従って、品質は、所定の基準に従って数値化することができる。シリコンウェーハの最終品質及び各シリコンウェーハが通過してきた各プロセスの生産装置ごとの組合せは、全てデータベース２に蓄積される。また、データベース２内の情報は、定期的に更新することができる。データベース２は、各プロセスにおける生産装置毎の品質情報をも保持することができるが、本発明に係る品質情報は、所定数のプロセスを経て得られる品質情報を扱うことに留意する。
【００３２】
以下に説明する実施例１の工程計画立案システム１０において、「適切な生産装置組合せ」として、本発明を適用する前の品質以上となる製品（シリコンウェーハ）を生産できる複数プロセスにまたがる生産装置群の組合せであり、且つ本発明を適用する前の歩留り以上となる製品（シリコンウェーハ）を生産できる複数プロセスにまたがる生産装置群の組合せを選出する例を説明するが、本発明は、これに限定するものではない。即ち、「適切な生産装置組合せ」として、本発明を適用する前の品質以上となる製品（シリコンウェーハ）を生産できる複数プロセスにまたがる生産装置群の組合せとするか、又は本発明を適用する前の歩留り以上となる製品（シリコンウェーハ）を生産できる複数プロセスにまたがる生産装置群の組合せを選出するように構成することもできる。
【００３３】
図２に、実施例１の工程計画立案装置１のブロック図を示す。また、図３に、実施例１の工程計画立案装置１の動作フローを示す。工程計画立案装置１は、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して生産計画を提示する装置であり、条件情報入力部１１と、品質情報入力部１２と、制御部１３と、記憶部１４と、工程計画出力部１５とを備える。制御部１３は、工程計画推定条件設定部１３１と、生産装置組合せ別品質分布推定部１３２と、歩留り推定部１３３と、生産装置組合せ判定部１３４と、工程計画決定部１３５とを有する。ここで、工程計画立案装置１は、コンピュータを用いて構成することができる。例えば、条件情報入力部１１は、キーボードやマウスなどのマン−マシンインターフェースとすることができ、制御部１３は、コンピュータ内部の中央演算処理装置（ＣＰＵ）によって実現することができる。記憶部１４は、コンピュータ内部（又は外部）のハードディスクやＲＯＭ又はＲＡＭを用いて実現することができ、制御部１３における演算に必要なデータ及びプログラムを格納することができる。品質情報入力部１２は、データベース２と通信して情報を入出力するための既知の通信インターフェースを用いて実現することができる。工程計画出力部１５は、外部の装置（例えば、プリンタ、モニタ、又は他のコンピュータ）と通信して情報を出力するための既知の通信インターフェースを用いて実現することができる。
【００３４】
図２及び図３を参照して説明するに、工程計画推定条件設定部１３１は、条件情報入力部１１を介して製品に要求される品質規格情報及び生産量情報と各プロセスにおける生産装置３−ｎ，４−ｎ，５−ｎの生産能力情報（生産速度情報）を生産計画入力情報として入力し、後述する歩留り推定部１３３及び生産装置組合せ判定部１３４における演算条件として設定する（ステップＳ１）。ここで、生産量とは、例えば月当たりの生産量とすることができる。
【００３５】
生産装置組合せ別品質分布推定部１３２は、品質情報入力部１２を介してデータベース２から各プロセスＡ，Ｂ，Ｃ別に選択可能な複数の生産装置３−ｎ，４−ｎ，５−ｎを経て得られる工程経路（生産装置３−ｎ，４−ｎ，５−ｎの組合せ）ごとの品質情報（過去の実績データ）を取得し、全ての生産装置組合せ（生産装置３−ｎ，４−ｎ，５−ｎの組合せ）における品質の平均値と標準偏差を算出し、例えば正規分布を仮定して品質分布を統計学的に推定し、全ての生産装置組合せにおける品質分布を生成して歩留り推定部１３３に送出する（ステップＳ２）。
【００３６】
例えば、プロセスＡ、プロセスＢ、及びプロセスＣが、各々２種類の生産装置を有する場合の全組合せの例として、データベース２に格納する情報（品質の平均値と標準偏差）の例を図４に示す。品質の平均値（α１〜α８）と標準偏差（β１〜β８）は、それぞれ生産装置組合せごとに異なる値を持つことがある。尚、データベース２内の情報は、操業実績から、例えば１日毎に更新する。また、図４に示す品質の平均値と標準偏差から、図５に示すように、例えば正規分布を仮定して品質分布を推定することができる。
【００３７】
歩留り推定部１３３は、工程計画推定条件設定部１３１によって設定された品質規格情報に基づいて、生産装置組合せ別品質分布推定部１３２から得られる全ての生産装置組合せにおける品質分布から、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす歩留りを推定し、生産装置組合せ判定部１３４に送出する（ステップＳ３）。
【００３８】
例えば、図５に示す品質分布から、品質規格を与えることで、図６に示すように、歩留りを算出することができる。このように、過去の実績データを基に、全ての生産装置組合せにおける品質の平均値と標準偏差を算出し、例えば正規分布を仮定して品質分布を推定し、与えられた品質規格に基づいて、推定した品質分布から歩留りを推定することで、所定の歩留りを満たし、且つ製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置組合せを予測することができるようになる。
【００３９】
生産装置組合せ判定部１３４は、歩留り推定部１３３から得られる全ての生産装置組合せにおける歩留り推定値の情報から、歩留りとして高い生産能力順に（歩留り推定値として降順に）順序付けを行って全ての生産装置組合せの順序を並び替える（ステップＳ４）。
さらに、生産装置組合せ判定部１３４は、工程計画推定条件設定部１３１によって設定された生産量情報及び生産能力情報に基づいて、高い生産能力順に並び替えられた生産装置組合せについて降順に、予め規定された各生産装置の生産能力の情報から、製造するシリコンウェーハに対して要求される生産量を満たすのに実施できるか否かを判別し、要求される生産量を満たすのに実施可能な生産装置組合せを高い生産能力順に選定して、工程計画決定部１３５に送出する（ステップＳ５）。
【００４０】
ここで、生産装置組合せ判定部１３４は、品質として高い値の順に（高品質を表す値として降順に）順序付けを行って全ての生産装置組合せの順序を並び替えるように構成することもできる。従って、所定の歩留りを満たし、且つ製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす当該生産装置の組合せ毎の品質分布から、品質の高い順から選定する場合にはより高品質の製品を提供できるようになり、歩留りの高い順から選定する場合にはより低価格の製品を提供できるようになる。品質及び歩留りの双方を考慮して順序付けを行う場合には、品質及び歩留りの各々に対して優先度を設けるのが好適である。従って、生産装置組合せ判定部１３４は、工程計画推定条件設定部１３１によって設定された生産量情報及び生産能力情報に基づいて、高い品質及び／又は歩留りの高い値となる順に並び替えられた生産装置組合せについて降順に、予め規定された各生産装置の生産能力の情報から、製造するシリコンウェーハに対して要求される生産量を満たすのに実施できるか否かを判別し、要求される生産量を満たすのに実施可能な生産装置組合せを高い生産能力順に選定して、工程計画決定部１３５に送出するように構成することができる。
【００４１】
工程計画決定部１３５は、工程計画決定部１３５によって決定された生産装置組合せに基づいて、各プロセスＡ，Ｂ，Ｃにおける工程計画（選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を規定する工程計画Ａ，Ｂ，Ｃ）を決定し（ステップＳ６）、生産計画として工程計画出力部１５を介して外部に送出する（ステップＳ７）。従って、工程計画Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ「生産計画」として規定される。
【００４２】
これにより、最適な生産装置組合せに基づく品種及び数量についての工程ごとの工程計画を列挙した生産計画を決定することができる。
【００４３】
尚、適切な生産装置組合せは、単独プロセス内の生産装置の品質の良否だけでなく、複数プロセスにまたがる生産装置組合せによって最終品質が変化するため、必ずしも単独プロセス内の生産装置のうち品質が最も優れた生産装置を選定したものが高品質の製品になるとは限らないことに留意する。
【００４４】
図７に、鏡面研磨プロセスと最終洗浄プロセスを経て得られる全ての生産装置組合せにおける品質結果の例を示す。図７に示す品質を表す数値は、各工程経路別のシリコンウェーハにおけるＬＰＤ（Light Point Defect:シリコンウェーハ表面上の欠陥）の個数についての平均値（以下、「ＬＰＤ値」と称する）を示している。従って、この品質を表すＬＰＤ値が低いほど高品質となる。図７から分かるように、鏡面研磨プロセス（プロセスｂ）における生産装置（ｂ１〜ｂ３号機）ではｂ１号機が最も低い平均ＬＰＤ値を有し、最終研磨プロセス（プロセスｃ）における生産装置（ｃ１〜ｃ６号機）ではｃ２号機及びｃ５号機が最も低いＬＰＤ値を有することが示されているが、最も低い平均ＬＰＤ値を示す生産装置組合せは、鏡面研磨プロセスにおけるｂ３号機と最終研磨プロセスにおけるｃ５号機である。つまり、各プロセスで品質評価を収集した結果と、各プロセスを経て得られる最終品質としての結果とを比較した場合も、各プロセスで最高品質となる生産装置を選定して組合せたものと、各プロセスを経て得られる最高品質となる生産装置組合せとは必ずしも一致しない。従って、生産装置組合せによる品質評価で各プロセスにおける生産装置を選定して工程計画を立案することが、各プロセス内で高品質の生産装置を選定することよりも品質が向上し、或いは歩留りが向上することになる。
【００４５】
実施例１の工程計画立案システム１０によれば、生産計画を設計する際に、生産効率、リードタイム等に加えて、製品の高品質化を考慮して自動的に立案することができ、現状の製造ラインで、より優れた品質及び／又は歩留りの製品（シリコンウェーハ）を生産できるようになる。
【００４６】
次に、本発明による実施例２の工程計画立案システムを説明する。
【実施例２】
【００４７】
図８に、実施例２の工程計画立案装置１のブロック図を示す。また、図９に、実施例２の工程計画立案装置１の動作フローを示す。実施例１と同様な構成要素には同一の参照番号を付して説明する。実施例２の工程計画立案システム１０の概略図は図１と同様であるが、実施例２の工程計画立案装置１は、実施例１と比較して、品質監視部１３６をさらに備え、工程計画決定部１３５の代わりに、更新型工程計画決定部１３５ｂを備える点で相違する。従って、実施例２の工程計画立案装置１は、実施例１の工程計画立案装置１の構成及びその利点を全て包含するものであり、相違する構成要素について説明する。
【００４８】
品質監視部１３６は、実施例１と同様に決定した「生産装置組合せ」からなる生産計画に基づいて製造された製品の品質及び歩留りを継続して監視する（ステップＳ１１）。より具体的には、品質監視部１３６は、データベース２から得られる品質情報に変化が生じているか否か、或いは又、生産装置組合せ別品質分布推定部１３２によって生成される品質分布に変化が生じているか否かを監視することができる。尚、品質情報の変化は、歩留りも変化しうる。例えば、品質監視部１３６は、監視する生産装置の組合せについて、所定の歩留りを満たし、且つ製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たしているか否かを監視する。
【００４９】
品質監視部１３６は、所定の歩留りを満たし、且つ製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たしていると判断する場合（特に、歩留りが悪化していないと判断する場合）、継続して監視する。一方、品質監視部１３６は、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たしているが、所定の歩留りを満たしていないと判断する場合、ステップＳ１３に進む（ステップＳ１２）。
【００５０】
ステップＳ１３〜Ｓ１６は、実施例１におけるステップＳ３〜Ｓ６と同様に、歩留り推定値から、生産能力を考慮した生産装置組合せを決定する。
【００５１】
ステップＳ１７にて、更新型工程計画決定部１３５ｂは、新たに決定した生産装置組合せに基づいて、各プロセスＡ，Ｂ，Ｃにおける工程計画を決定し、工程計画出力部１５を介して外部に送出する。即ち、更新型工程計画決定部１３５ｂは、改めて判定される生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を更新する。
【００５２】
これにより、最適な生産装置組合せに基づく品種及び数量についての工程ごとの工程計画を列挙した生産計画を決定することができるとともに、自動的に更新した生産計画を出力することができる（ステップＳ１８）。特に、各プロセスにおける製造ラインの切替え可能な仕組みが設けられている場合には、製造ラインの自動切換えも可能となる。
【００５３】
さらに、本発明の一態様として、各実施例の工程計画立案装置１を構成するコンピュータに工程計画立案装置１の各機能を実行させるためのプログラムを、記憶部１４に格納することができる。このコンピュータ内のＣＰＵによって、各処理内容を実行するための処理内容を記述した前記プログラムを、適宜、記憶部１４から読み込んで各ステップを実行することができる。ここで、各ステップをハードウェアの一部で実現してもよい。
【００５４】
また、この処理内容を記述したプログラムを、例えばＤＶＤ又はＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体の販売、譲渡、貸与等により流通させることができるほか、そのようなプログラムを、例えばネットワーク上にあるサーバの記憶部に記憶しておき、ネットワークを介してサーバから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、流通させることができる。
【００５５】
また、そのようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラム又はサーバから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶部１４に記憶することができる。また、このプログラムの別の実施態様として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバからプログラムが転送される度に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。
【００５６】
以上、具体例を挙げて本発明の実施例を詳細に説明したが、本発明の特許請求の範囲から逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能であることは当業者に明らかである。例えば、プロセス例として研磨や洗浄を例として説明したが、複数の生産装置を有するプロセスを経るものであれば如何なるプロセスにも適用することができる。従って、本発明は上記の実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明によれば、最適な生産装置組合せに基づく品種及び数量についての工程ごとの工程計画を列挙した生産計画を決定することができるので、シリコンウェーハの製造に関する用途に有用である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 工程計画立案装置
２ データベース
３−１，３−２，３−３，３−ｎ プロセスＡにおける生産装置
４−１，４−２，４−３，４−ｎ プロセスＢにおける生産装置
５−１，５−２，５−３，５−ｎ プロセスＣにおける生産装置
１０ 工程計画立案システム
１１ 条件情報入力部
１２ 品質情報入力部
１３ 制御部
１４ 記憶部
１５ 工程計画出力部
１３１ 工程計画推定条件設定部
１３２ 生産装置組合せ別品質分布推定部
１３３ 歩留り推定部
１３４ 生産装置組合せ判定部
１３５ 工程計画決定部
１３５ｂ 更新型工程計画決定部
１３６ 品質監視部
２００ 工程計画立案システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにてプロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して適切な工程計画を提示する工程計画立案システム、工程計画立案方法及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からのシリコンウェーハの工程計画は、各プロセスにおいて製品歩留りがよいと判断される生産装置から優先的に使用するように策定されてきた。即ち、個々のプロセスにおける品質の良否で工程計画が立てられていた。
【０００３】
例えば、従来からのシリコンウェーハの工程計画を行う工程計画立案システム例を図１０に示す。図１０に示す工程計画立案システム２００は、工程計画立案装置１０１と、複数のプロセスＡ，Ｂ，Ｃにおいてそれぞれ１つ以上の生産装置３−ｎ，４−ｎ，５−ｎとを備える。尚、ｎは、ゼロを除く自然数であり、各プロセスＡ，Ｂ，Ｃにおいて共通に“ｎ”を用いるが、各プロセスＡ，Ｂ，Ｃで同数にすることを意味するものではない。例えば、プロセスＡ（例えば、粗研磨プロセス）では、生産装置３−１（ａ１号機）、生産装置３−２（ａ２号機）、生産装置３−３（ａ３号機）、・・・、生産装置３−ｎ（ａｎ号機）のいずれかが用いられ、他のプロセスも同様に、プロセスＢ（例えば、鏡面研磨プロセス）では、生産装置４−ｎ（ｂｎ号機）が用いられ、プロセスＣ（例えば、最終洗浄プロセス）では、生産装置５−ｎ（ｃｎ号機）が用いられる。
【０００４】
図１０に示す工程計画立案システム２００では、工程計画立案装置１０１に、生産計画入力情報として月当たりの生産量の情報が設定されると、或る原料（加工前のシリコンウェーハ）について各プロセスＡ，Ｂ，Ｃを経て製品（加工後のシリコンウェーハ）を得るために、各プロセスにおける１つ以上の生産装置３−ｎ，４−ｎ，５−ｎのうち、各プロセスにおいて製品歩留りがよいと判断される生産装置から優先的に使用するように、工程計画Ａ，Ｂ，Ｃを立案する。
【０００５】
一方、シリコンウェーハの製造に関するものではないが、従来技術の工程計画立案装置において、製品である印刷物の生産の際に、その品目の受注確定後、製版、印刷、加工に関する生産計画を効率よく立案する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この印刷物の生産の生産計画は、受注品目について一定の品質を維持しつつ納期までに仕上げる観点から、速やかに立案され、適切な内容で各工程部署に伝達される。
【０００６】
特に、特許文献１における工程計画立案装置では、製品である印刷物の性質上、写真の有無や顧客要望の違いにより印刷物に関して各工程の要／不要データを入力し、各工程における複数の装置について、当該要／不要のデータに基づいて最適な装置の組合せを決定し、印刷物の生産計画を発行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３００５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来からのシリコンウェーハの工程計画を行うシステムでは、個々のプロセスにおける品質の良否で工程計画が立てられていたが、各プロセスを経て得られる生産装置の組合せによる品質結果や歩留り結果を考慮していない。即ち、シリコンウェーハの製造に関わる各工程における生産装置の組合せによって各プロセスにおける生産装置の品質結果から推測される品質結果とは異なる品質結果となる場合があるが、かかる場合について従来技術では何ら考慮していない。さらに云えば、各プロセスにおける生産装置のうち、品質結果が生産装置同士を組み合わせて工程計画を立てたとしても、トータル的な品質結果が良いとは限らなかった。
【０００９】
また、特許文献１における工程計画立案装置をシリコンウェーハにおける複数のプロセスにてプロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して転用したとしても、顧客要望に応じた一定の品質で製造するための工程計画を提示することが可能であるが、シリコンウェーハにおける複数のプロセスを経て得られる品質の違いを考慮して、高品質化を図る工程計画の立案を効率よく行うことができない。即ち、シリコンウェーハの製造に関わる各工程における生産装置の組合せによって異なる品質となることを考慮していないために、高効率で高品質化を図る観点からは更なる工夫が必要である。
【００１０】
本発明の目的は、上述の問題に鑑みて為されたものであり、シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにてプロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して適切な工程計画を提示する工程計画立案システム、工程計画立案方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、シリコンウェーハの品質実績及び工程経路（各プロセスで使用された生産装置の組合せからなる経路情報）を蓄積したデータベースを利用して、複数プロセス（例えば、研磨や洗浄などのプロセス）にまたがる生産装置の組合せ（以下、「生産装置組合せ」と称する）により得られたシリコンウェーハの品質を統計学的に推定し、シリコンウェーハの品質規格が与えられている場合に歩留まりを推定し、好適には複数プロセスを経て得られる品質及び／又は歩留りについて高い値となる順から順序付け（ランキング）を行い、ランキングされた降順に、製造するシリコンウェーハに要求される規格に該当する高品質の生産装置組合せを選定して、各工程における工程計画を提示する。
【００１２】
尚、「生産装置組合せ」とは、製造ライン上に配置された上流から下流における工程のうち、或る工程における生産装置群と他の工程における生産装置群の組合せを云う。また、「適切な生産装置組合せ」とは、本発明を適用する前の品質以上となる製品（シリコンウェーハ）を生産できる複数プロセスにまたがる生産装置群の組合せ、及び／又は、本発明を適用する前の歩留り以上となる製品（シリコンウェーハ）を生産できる複数プロセスにまたがる生産装置群の組合せを云う。従って、工程計画に適切な生産装置組合せを考慮するためには、各工程における生産装置の生産能力（生産速度）を考慮するのが好適である。
【００１３】
即ち、本発明の工程計画立案システムは、シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して生産計画を提示する工程計画立案装置を備える工程計画立案装置システムであって、プロセス別に選択可能な複数の生産装置と、プロセス別に個々の生産装置を経て得られる工程経路ごとの品質情報を蓄積したデータベースとを備え、前記工程計画立案装置は、前記データベースから該品質情報を取得して、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布を統計学的に推定する品質分布推定手段と、前記生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布に基づいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定する生産装置組合せ判定手段と、判定した生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を提示する工程計画決定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
これにより、生産計画を設計する際に、生産効率、リードタイム等に加えて、製品（シリコンウェーハ）の高品質化を考慮して自動的に立案することができるため、現状の製造ラインで、より優れた品質の製品（シリコンウェーハ）を生産できるようになる。
【００１５】
また、本発明の工程計画立案システムにおいて、前記生産装置組合せ判定手段は、前記品質分布推定手段によって推定した品質分布に対して、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす歩留りを推定し、所定の歩留りを満たし、且つ前記品質規格を満たす当該生産装置の組合せ毎の品質分布を有する生産装置の組合せを判定することを特徴とする。
【００１６】
これにより、歩留りと高品質化を関連付けて製品（シリコンウェーハ）を生産できるようになるため、生産効率が向上し、リードタイムや製品の高品質化に加えて、低コスト化にも寄与するようになる。
【００１７】
また、本発明の工程計画立案システムにおいて、前記生産装置組合せ判定手段は、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの各品質分布について品質及び／又は歩留りの高い品質分布を有する生産装置の組合せから降順に、前記品質規格を満たす生産装置の組合せを判定することを特徴とする。
【００１８】
これにより、現状の製造ラインで、生産装置の組合せを高品質が得られる順に決定することができ、安定して、より優れた品質及び／又は歩留りの製品（シリコンウェーハ）を生産できるようになる。
【００１９】
また、本発明の工程計画立案システムにおいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定する際に、予め規定された各生産装置の生産能力の情報から、製造するシリコンウェーハに対して要求される生産量を満たすのに実施できるか否かを判別して、前記生産装置の組合せを判定することを特徴とする。
【００２０】
これにより、生産計画を設計する際に、製造するシリコンウェーハに対して要求される生産量を満たすのに実施できるか否かを判別してから生産装置の組合せを判定するため、より正確な生産計画を立案することができるようになる。
【００２１】
また、本発明の工程計画立案システムにおいて、前記生産計画に基づいて製造されたシリコンウェーハについて、生産装置の組合せごとの品質及び歩留りの情報を監視する品質監視手段と、監視する生産装置の組合せについて所定の歩留りを満たしていないと判断する場合に、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を改めて決定し、生産計画を更新する更新型工程計画決定手段と、をさらに備えることを特徴とする。
【００２２】
これにより、生産計画を設計した後においても、生産効率、リードタイム等に加えて、製品の高品質化を考慮して自動的に生産計画を更新することができるため、現状の製造ラインで、より優れた品質の製品（シリコンウェーハ）を生産できるようになる。
【００２３】
また、本発明の工程計画立案方法は、シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して生産計画を提示する工程計画立案方法であって、プロセス別に個々の生産装置を経て得られる工程経路ごとの品質情報を蓄積したデータベースから該品質情報を取得して、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布を統計学的に推定するステップと、前記生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布に基づいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定するステップと、判定した生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を提示するステップと、を含むことを特徴とする。
【００２４】
さらに、本発明のプログラムは、シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して生産計画を提示する工程計画立案装置として構成するコンピュータに、プロセス別に個々の生産装置を経て得られる工程経路ごとの品質情報を蓄積したデータベースから該品質情報を取得して、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布を統計学的に推定するステップと、前記生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布に基づいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定するステップと、判定した生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を提示するステップと、を実行させるためのプログラムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、生産計画を設計する際に、生産効率、リードタイム等に加えて、製品の高品質化を考慮して自動的に立案することができるため、現状の製造ラインで、より優れた品質の製品（シリコンウェーハ）を生産できるようになる。例えば、シリコンウェーハの平坦度を品質の対象とする場合、全てのプロセス終了時に所望の平坦度が実現できていればよいことから、この場合、粗研磨プロセスでウェーハ中心部が平坦となり、鏡面研磨プロセスでウェーハ端部が平坦となり、プロセス終了時にウェーハ全面で平坦となるという極端な場合でも、各工程における生産装置の組合せを考慮することで最終的な高品質を実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による実施例１の工程計画立案システムの概略図である。
【図２】本発明による実施例１の工程計画立案システムにおける工程計画立案装置のブロック図である。
【図３】本発明による実施例１の工程計画立案システムにおける工程計画立案装置の動作フロー図である。
【図４】本発明による実施例１の工程計画立案システムにおけるデータベース内の品質情報の一例を示す図である。
【図５】本発明による実施例１の工程計画立案システムにおける品質分布の一例を示す図である。
【図６】本発明による実施例１の工程計画立案システムにおける歩留り算出の一例を示す図である。
【図７】本発明による実施例１の工程計画立案システムにおける生産装置組合せの一例を示す図である。
【図８】本発明による実施例２の工程計画立案システムにおける工程計画立案装置のブロック図である。
【図９】本発明による実施例２の工程計画立案システムにおける工程計画立案装置の動作フロー図である。
【図１０】従来の工程計画立案システムの一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明による一態様の工程計画立案システム１０は、シリコンウェーハの品質実績及び工程経路（各プロセスで使用された生産装置の組合せからなる経路情報）を蓄積したデータベースを利用して、複数プロセス（例えば、研磨や洗浄などのプロセス）にまたがる生産装置組合せにより得られたシリコンウェーハの品質を統計学的に推定し、シリコンウェーハの品質規格が与えられている場合に歩留まりを推定し、好適には複数プロセスを経て得られる品質及び／又は歩留りについて高い値となる順から順序付け（ランキング）を行い、ランキングされた降順に、製造するシリコンウェーハに要求される規格に該当する高品質の生産装置組合せを選定して、各工程における工程計画を提示するシステムである。
【００２８】
まず、本発明による実施例１の工程計画立案システムを説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１に、シリコンウェーハの製造に関する実施例１の工程計画立案システム１０の概略図を示す。実施例１の工程計画立案システム１０は、工程計画立案装置１と、データベース２と、複数プロセスにおいてそれぞれ１つ以上の生産装置３−ｎ，４−ｎ，５−ｎとを備える。尚、ｎは、ゼロを除く自然数であり、各プロセスＡ，Ｂ，Ｃにおいて共通に“ｎ”を用いるが、各プロセスＡ，Ｂ，Ｃで同数にすることを意味するものではない。また、本発明に係る工程計画を立案するためのプロセスは、２以上のプロセスであればよい。さらに、生産装置組合せは、複数の工程経路、即ち複数の生産装置の組合せがあることを想定する。
【００３０】
図１に示す工程計画立案システム１０では、生産計画から設定された工程計画に対して、シリコンウェーハの最終品質（例えば、プロセスＡ，Ｂ，Ｃを経た品質）と、各シリコンウェーハが通過してきた各プロセスの生産装置ごとの組合せとに基づいて、製品（シリコンウェーハ）の品質及び／又は歩留りが向上するように、適切な「生産装置組合せ」を決定し、さらには生産速度を落とすことがないように、各工程における生産装置毎の生産能力に応じて工程計画を変更可能にする。
【００３１】
「生産計画」は、主な受注製品である品種、数量、納期を基に生産すべき製品（シリコンウェーハ）の各工程について、開始時刻、終了時刻、及び使用する資源を決定して列挙したものである。この生産計画を基に設定された工程計画とは、製品の納期に合わせて、品種及び数量について、各品種のシリコンウェーハを各プロセスにおけるどの生産装置でどのように加工するかという計画を列挙したものである。シリコンウェーハの最終品質（例えば、プロセスＡ，Ｂ，Ｃを経た品質）とは、例えば最終工程終了時にて測定される各シリコンウェーハの平坦度、反り、シリコンウェーハ表面の付着物等の品質実績を意味するものとして例示する。製品（シリコンウェーハ）の品質を評価し、所定の規格内の品質であれば出荷製品として判断される。従って、品質は、所定の基準に従って数値化することができる。シリコンウェーハの最終品質及び各シリコンウェーハが通過してきた各プロセスの生産装置ごとの組合せは、全てデータベース２に蓄積される。また、データベース２内の情報は、定期的に更新することができる。データベース２は、各プロセスにおける生産装置毎の品質情報をも保持することができるが、本発明に係る品質情報は、所定数のプロセスを経て得られる品質情報を扱うことに留意する。
【００３２】
以下に説明する実施例１の工程計画立案システム１０において、「適切な生産装置組合せ」として、本発明を適用する前の品質以上となる製品（シリコンウェーハ）を生産できる複数プロセスにまたがる生産装置群の組合せであり、且つ本発明を適用する前の歩留り以上となる製品（シリコンウェーハ）を生産できる複数プロセスにまたがる生産装置群の組合せを選出する例を説明するが、本発明は、これに限定するものではない。即ち、「適切な生産装置組合せ」として、本発明を適用する前の品質以上となる製品（シリコンウェーハ）を生産できる複数プロセスにまたがる生産装置群の組合せとするか、又は本発明を適用する前の歩留り以上となる製品（シリコンウェーハ）を生産できる複数プロセスにまたがる生産装置群の組合せを選出するように構成することもできる。
【００３３】
図２に、実施例１の工程計画立案装置１のブロック図を示す。また、図３に、実施例１の工程計画立案装置１の動作フローを示す。工程計画立案装置１は、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して生産計画を提示する装置であり、条件情報入力部１１と、品質情報入力部１２と、制御部１３と、記憶部１４と、工程計画出力部１５とを備える。制御部１３は、工程計画推定条件設定部１３１と、生産装置組合せ別品質分布推定部１３２と、歩留り推定部１３３と、生産装置組合せ判定部１３４と、工程計画決定部１３５とを有する。ここで、工程計画立案装置１は、コンピュータを用いて構成することができる。例えば、条件情報入力部１１は、キーボードやマウスなどのマン−マシンインターフェースとすることができ、制御部１３は、コンピュータ内部の中央演算処理装置（ＣＰＵ）によって実現することができる。記憶部１４は、コンピュータ内部（又は外部）のハードディスクやＲＯＭ又はＲＡＭを用いて実現することができ、制御部１３における演算に必要なデータ及びプログラムを格納することができる。品質情報入力部１２は、データベース２と通信して情報を入出力するための既知の通信インターフェースを用いて実現することができる。工程計画出力部１５は、外部の装置（例えば、プリンタ、モニタ、又は他のコンピュータ）と通信して情報を出力するための既知の通信インターフェースを用いて実現することができる。
【００３４】
図２及び図３を参照して説明するに、工程計画推定条件設定部１３１は、条件情報入力部１１を介して製品に要求される品質規格情報及び生産量情報と各プロセスにおける生産装置３−ｎ，４−ｎ，５−ｎの生産能力情報（生産速度情報）を生産計画入力情報として入力し、後述する歩留り推定部１３３及び生産装置組合せ判定部１３４における演算条件として設定する（ステップＳ１）。ここで、生産量とは、例えば月当たりの生産量とすることができる。
【００３５】
生産装置組合せ別品質分布推定部１３２は、品質情報入力部１２を介してデータベース２から各プロセスＡ，Ｂ，Ｃ別に選択可能な複数の生産装置３−ｎ，４−ｎ，５−ｎを経て得られる工程経路（生産装置３−ｎ，４−ｎ，５−ｎの組合せ）ごとの品質情報（過去の実績データ）を取得し、全ての生産装置組合せ（生産装置３−ｎ，４−ｎ，５−ｎの組合せ）における品質の平均値と標準偏差を算出し、例えば正規分布を仮定して品質分布を統計学的に推定し、全ての生産装置組合せにおける品質分布を生成して歩留り推定部１３３に送出する（ステップＳ２）。
【００３６】
例えば、プロセスＡ、プロセスＢ、及びプロセスＣが、各々２種類の生産装置を有する場合の全組合せの例として、データベース２に格納する情報（品質の平均値と標準偏差）の例を図４に示す。品質の平均値（α１〜α８）と標準偏差（β１〜β８）は、それぞれ生産装置組合せごとに異なる値を持つことがある。尚、データベース２内の情報は、操業実績から、例えば１日毎に更新する。また、図４に示す品質の平均値と標準偏差から、図５に示すように、例えば正規分布を仮定して品質分布を推定することができる。
【００３７】
歩留り推定部１３３は、工程計画推定条件設定部１３１によって設定された品質規格情報に基づいて、生産装置組合せ別品質分布推定部１３２から得られる全ての生産装置組合せにおける品質分布から、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす歩留りを推定し、生産装置組合せ判定部１３４に送出する（ステップＳ３）。
【００３８】
例えば、図５に示す品質分布から、品質規格を与えることで、図６に示すように、歩留りを算出することができる。このように、過去の実績データを基に、全ての生産装置組合せにおける品質の平均値と標準偏差を算出し、例えば正規分布を仮定して品質分布を推定し、与えられた品質規格に基づいて、推定した品質分布から歩留りを推定することで、所定の歩留りを満たし、且つ製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置組合せを予測することができるようになる。
【００３９】
生産装置組合せ判定部１３４は、歩留り推定部１３３から得られる全ての生産装置組合せにおける歩留り推定値の情報から、歩留りとして高い生産能力順に（歩留り推定値として降順に）順序付けを行って全ての生産装置組合せの順序を並び替える（ステップＳ４）。
さらに、生産装置組合せ判定部１３４は、工程計画推定条件設定部１３１によって設定された生産量情報及び生産能力情報に基づいて、高い生産能力順に並び替えられた生産装置組合せについて降順に、予め規定された各生産装置の生産能力の情報から、製造するシリコンウェーハに対して要求される生産量を満たすのに実施できるか否かを判別し、要求される生産量を満たすのに実施可能な生産装置組合せを高い生産能力順に選定して、工程計画決定部１３５に送出する（ステップＳ５）。
【００４０】
ここで、生産装置組合せ判定部１３４は、品質として高い値の順に（高品質を表す値として降順に）順序付けを行って全ての生産装置組合せの順序を並び替えるように構成することもできる。従って、所定の歩留りを満たし、且つ製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす当該生産装置の組合せ毎の品質分布から、品質の高い順から選定する場合にはより高品質の製品を提供できるようになり、歩留りの高い順から選定する場合にはより低価格の製品を提供できるようになる。品質及び歩留りの双方を考慮して順序付けを行う場合には、品質及び歩留りの各々に対して優先度を設けるのが好適である。従って、生産装置組合せ判定部１３４は、工程計画推定条件設定部１３１によって設定された生産量情報及び生産能力情報に基づいて、高い品質及び／又は歩留りの高い値となる順に並び替えられた生産装置組合せについて降順に、予め規定された各生産装置の生産能力の情報から、製造するシリコンウェーハに対して要求される生産量を満たすのに実施できるか否かを判別し、要求される生産量を満たすのに実施可能な生産装置組合せを高い生産能力順に選定して、工程計画決定部１３５に送出するように構成することができる。
【００４１】
工程計画決定部１３５は、工程計画決定部１３５によって決定された生産装置組合せに基づいて、各プロセスＡ，Ｂ，Ｃにおける工程計画（選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を規定する工程計画Ａ，Ｂ，Ｃ）を決定し（ステップＳ６）、生産計画として工程計画出力部１５を介して外部に送出する（ステップＳ７）。従って、工程計画Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ「生産計画」として規定される。
【００４２】
これにより、最適な生産装置組合せに基づく品種及び数量についての工程ごとの工程計画を列挙した生産計画を決定することができる。
【００４３】
尚、適切な生産装置組合せは、単独プロセス内の生産装置の品質の良否だけでなく、複数プロセスにまたがる生産装置組合せによって最終品質が変化するため、必ずしも単独プロセス内の生産装置のうち品質が最も優れた生産装置を選定したものが高品質の製品になるとは限らないことに留意する。
【００４４】
図７に、鏡面研磨プロセスと最終洗浄プロセスを経て得られる全ての生産装置組合せにおける品質結果の例を示す。図７に示す品質を表す数値は、各工程経路別のシリコンウェーハにおけるＬＰＤ（Light Point Defect:シリコンウェーハ表面上の欠陥）の個数についての平均値（以下、「ＬＰＤ値」と称する）を示している。従って、この品質を表すＬＰＤ値が低いほど高品質となる。図７から分かるように、鏡面研磨プロセス（プロセスｂ）における生産装置（ｂ１〜ｂ３号機）ではｂ１号機が最も低い平均ＬＰＤ値を有し、最終研磨プロセス（プロセスｃ）における生産装置（ｃ１〜ｃ６号機）ではｃ２号機及びｃ５号機が最も低いＬＰＤ値を有することが示されているが、最も低い平均ＬＰＤ値を示す生産装置組合せは、鏡面研磨プロセスにおけるｂ３号機と最終研磨プロセスにおけるｃ５号機である。つまり、各プロセスで品質評価を収集した結果と、各プロセスを経て得られる最終品質としての結果とを比較した場合も、各プロセスで最高品質となる生産装置を選定して組合せたものと、各プロセスを経て得られる最高品質となる生産装置組合せとは必ずしも一致しない。従って、生産装置組合せによる品質評価で各プロセスにおける生産装置を選定して工程計画を立案することが、各プロセス内で高品質の生産装置を選定することよりも品質が向上し、或いは歩留りが向上することになる。
【００４５】
実施例１の工程計画立案システム１０によれば、生産計画を設計する際に、生産効率、リードタイム等に加えて、製品の高品質化を考慮して自動的に立案することができ、現状の製造ラインで、より優れた品質及び／又は歩留りの製品（シリコンウェーハ）を生産できるようになる。
【００４６】
次に、本発明による実施例２の工程計画立案システムを説明する。
【実施例２】
【００４７】
図８に、実施例２の工程計画立案装置１のブロック図を示す。また、図９に、実施例２の工程計画立案装置１の動作フローを示す。実施例１と同様な構成要素には同一の参照番号を付して説明する。実施例２の工程計画立案システム１０の概略図は図１と同様であるが、実施例２の工程計画立案装置１は、実施例１と比較して、品質監視部１３６をさらに備え、工程計画決定部１３５の代わりに、更新型工程計画決定部１３５ｂを備える点で相違する。従って、実施例２の工程計画立案装置１は、実施例１の工程計画立案装置１の構成及びその利点を全て包含するものであり、相違する構成要素について説明する。
【００４８】
品質監視部１３６は、実施例１と同様に決定した「生産装置組合せ」からなる生産計画に基づいて製造された製品の品質及び歩留りを継続して監視する（ステップＳ１１）。より具体的には、品質監視部１３６は、データベース２から得られる品質情報に変化が生じているか否か、或いは又、生産装置組合せ別品質分布推定部１３２によって生成される品質分布に変化が生じているか否かを監視することができる。尚、品質情報の変化は、歩留りも変化しうる。例えば、品質監視部１３６は、監視する生産装置の組合せについて、所定の歩留りを満たし、且つ製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たしているか否かを監視する。
【００４９】
品質監視部１３６は、所定の歩留りを満たし、且つ製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たしていると判断する場合（特に、歩留りが悪化していないと判断する場合）、継続して監視する。一方、品質監視部１３６は、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たしているが、所定の歩留りを満たしていないと判断する場合、ステップＳ１３に進む（ステップＳ１２）。
【００５０】
ステップＳ１３〜Ｓ１６は、実施例１におけるステップＳ３〜Ｓ６と同様に、歩留り推定値から、生産能力を考慮した生産装置組合せを決定する。
【００５１】
ステップＳ１７にて、更新型工程計画決定部１３５ｂは、新たに決定した生産装置組合せに基づいて、各プロセスＡ，Ｂ，Ｃにおける工程計画を決定し、工程計画出力部１５を介して外部に送出する。即ち、更新型工程計画決定部１３５ｂは、改めて判定される生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を更新する。
【００５２】
これにより、最適な生産装置組合せに基づく品種及び数量についての工程ごとの工程計画を列挙した生産計画を決定することができるとともに、自動的に更新した生産計画を出力することができる（ステップＳ１８）。特に、各プロセスにおける製造ラインの切替え可能な仕組みが設けられている場合には、製造ラインの自動切換えも可能となる。
【００５３】
さらに、本発明の一態様として、各実施例の工程計画立案装置１を構成するコンピュータに工程計画立案装置１の各機能を実行させるためのプログラムを、記憶部１４に格納することができる。このコンピュータ内のＣＰＵによって、各処理内容を実行するための処理内容を記述した前記プログラムを、適宜、記憶部１４から読み込んで各ステップを実行することができる。ここで、各ステップをハードウェアの一部で実現してもよい。
【００５４】
また、この処理内容を記述したプログラムを、例えばＤＶＤ又はＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体の販売、譲渡、貸与等により流通させることができるほか、そのようなプログラムを、例えばネットワーク上にあるサーバの記憶部に記憶しておき、ネットワークを介してサーバから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、流通させることができる。
【００５５】
また、そのようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラム又はサーバから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶部１４に記憶することができる。また、このプログラムの別の実施態様として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバからプログラムが転送される度に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。
【００５６】
以上、具体例を挙げて本発明の実施例を詳細に説明したが、本発明の特許請求の範囲から逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能であることは当業者に明らかである。例えば、プロセス例として研磨や洗浄を例として説明したが、複数の生産装置を有するプロセスを経るものであれば如何なるプロセスにも適用することができる。従って、本発明は上記の実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明によれば、最適な生産装置組合せに基づく品種及び数量についての工程ごとの工程計画を列挙した生産計画を決定することができるので、シリコンウェーハの製造に関する用途に有用である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 工程計画立案装置
２ データベース
３−１，３−２，３−３，３−ｎ プロセスＡにおける生産装置
４−１，４−２，４−３，４−ｎ プロセスＢにおける生産装置
５−１，５−２，５−３，５−ｎ プロセスＣにおける生産装置
１０ 工程計画立案システム
１１ 条件情報入力部
１２ 品質情報入力部
１３ 制御部
１４ 記憶部
１５ 工程計画出力部
１３１ 工程計画推定条件設定部
１３２ 生産装置組合せ別品質分布推定部
１３３ 歩留り推定部
１３４ 生産装置組合せ判定部
１３５ 工程計画決定部
１３５ｂ 更新型工程計画決定部
１３６ 品質監視部
２００ 工程計画立案システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して生産計画を提示する工程計画立案装置を備える工程計画立案装置システムであって、
プロセス別に選択可能な複数の生産装置と、
プロセス別に個々の生産装置を経て得られる工程経路ごとの品質情報を蓄積したデータベースとを備え、
前記工程計画立案装置は、
前記データベースから該品質情報を取得して、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布を統計学的に推定する品質分布推定手段と、
前記生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布に基づいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定する生産装置組合せ判定手段と、
判定した生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を提示する工程計画決定手段と、
を備えることを特徴とする工程計画立案システム。
【請求項２】
前記生産装置組合せ判定手段は、
前記品質分布推定手段によって推定した品質分布に対して、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす歩留りを推定し、
所定の歩留りを満たし、且つ前記品質規格を満たす当該生産装置の組合せ毎の品質分布を有する生産装置の組合せを判定することを特徴とする、請求項１に記載の工程計画立案システム。
【請求項３】
前記生産装置組合せ判定手段は、
生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの各品質分布について品質及び／又は歩留りの高い品質分布を有する生産装置の組合せから降順に、前記品質規格を満たす生産装置の組合せを判定することを特徴とする、請求項１又は２に記載の工程計画立案システム。
【請求項４】
前記生産装置組合せ判定手段は、
製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定する際に、予め規定された各生産装置の生産能力の情報から、製造するシリコンウェーハに対して要求される生産量を満たすのに実施できるか否かを判別して、前記生産装置の組合せを判定することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の工程計画立案システム。
【請求項５】
前記工程計画立案装置は、
前記生産計画に基づいて製造されたシリコンウェーハについて、生産装置の組合せごとの品質及び歩留りの情報を監視する品質監視手段と、
監視する生産装置の組合せについて所定の歩留りを満たしていないと判断する場合に、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を改めて決定し、生産計画を更新する更新型工程計画決定手段と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の工程計画立案システム。
【請求項６】
シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して生産計画を提示する工程計画立案方法であって、
プロセス別に個々の生産装置を経て得られる工程経路ごとの品質情報を蓄積したデータベースから該品質情報を取得して、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布を統計学的に推定するステップと、
前記生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布に基づいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定するステップと、
判定した生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を提示するステップと、
を含むことを特徴とする工程計画立案方法。
【請求項７】
シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して生産計画を提示する工程計画立案装置として構成するコンピュータに、
プロセス別に個々の生産装置を経て得られる工程経路ごとの品質情報を蓄積したデータベースから該品質情報を取得して、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布を統計学的に推定するステップと、
前記生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布に基づいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定するステップと、
判定した生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を提示するステップと、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１】
シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して生産計画を提示する工程計画立案装置を備える工程計画立案装置システムであって、
プロセス別に選択可能な複数の生産装置と、
プロセス別に個々の生産装置を経て得られる工程経路ごとの品質情報を蓄積したデータベースとを備え、
前記工程計画立案装置は、
前記データベースから該品質情報を取得して、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布を統計学的に推定する品質分布推定手段と、
前記生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布に基づいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定する生産装置組合せ判定手段と、
判定した生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を提示する工程計画決定手段と、
を備えることを特徴とする工程計画立案システム。
【請求項２】
前記生産装置組合せ判定手段は、
前記品質分布推定手段によって推定した品質分布に対して、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす歩留りを推定し、
所定の歩留りを満たし、且つ前記品質規格を満たす当該生産装置の組合せ毎の品質分布を有する生産装置の組合せを判定することを特徴とする、請求項１に記載の工程計画立案システム。
【請求項３】
前記生産装置組合せ判定手段は、
生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの各品質分布について品質及び／又は歩留りの高い品質分布を有する生産装置の組合せから降順に、前記品質規格を満たす生産装置の組合せを判定することを特徴とする、請求項１又は２に記載の工程計画立案システム。
【請求項４】
前記生産装置組合せ判定手段は、
製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定する際に、予め規定された各生産装置の生産能力の情報から、製造するシリコンウェーハに対して要求される生産量を満たすのに実施できるか否かを判別して、前記生産装置の組合せを判定することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の工程計画立案システム。
【請求項５】
前記工程計画立案装置は、
前記生産計画に基づいて製造されたシリコンウェーハについて、生産装置の組合せごとの品質及び歩留りの情報を監視する品質監視手段と、
監視する生産装置の組合せについて所定の歩留りを満たしていないと判断する場合に、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を改めて決定し、生産計画を更新する更新型工程計画決定手段と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の工程計画立案システム。
【請求項６】
シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して生産計画を提示する工程計画立案方法であって、
プロセス別に個々の生産装置を経て得られる工程経路ごとの品質情報を蓄積したデータベースから該品質情報を取得して、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布を統計学的に推定するステップと、
前記生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布に基づいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定するステップと、
判定した生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を提示するステップと、
を含むことを特徴とする工程計画立案方法。
【請求項７】
シリコンウェーハの製造における複数のプロセスにて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を有する製造ラインに対して生産計画を提示する工程計画立案装置として構成するコンピュータに、
プロセス別に個々の生産装置を経て得られる工程経路ごとの品質情報を蓄積したデータベースから該品質情報を取得して、生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布を統計学的に推定するステップと、
前記生産装置の組合せによって得られるシリコンウェーハの品質分布に基づいて、製造するシリコンウェーハに対して要求される品質規格を満たす生産装置の組合せを判定するステップと、
判定した生産装置の組合せに基づいて、プロセス別に選択可能な複数の生産装置を経て得られる工程経路を決定し、生産計画を提示するステップと、
を実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１０７８８２（Ｐ２０１１−１０７８８２Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６０９１９（Ｐ２００９−２６０９１９）
【出願日】平成２１年１１月１６日（２００９．１１．１６）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１６日（２００９．１１．１６）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
【Ｆターム（参考）】
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