工程管理装置、工程管理方法
【課題】効果的に異常を検知して担当者へ通知する工程管理装置および工程管理方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の一態様に係る工程管理装置は、半導体装置を製造する工程における複数の検査結果が、検査対象毎に対応づけて記憶されている第１の記憶部と、最終工程の検査結果が所定の閾値以下である検査対象の検査結果を第１の記憶部から抽出する抽出部と、抽出部により抽出された検査対象の検査結果と、途中工程までの検査結果が第１の記憶部に記憶されている検査対象の検査結果との一致・不一致を検査結果ごとに判定して、検査結果の一致率を算出する算出部と、算出部により算出された一致率に基づいて、工程途中の検査対象の異常を判定する判定部と、判定部での判定結果に基づいて、異常を通知する通知部と、を具備する。
【解決手段】本発明の一態様に係る工程管理装置は、半導体装置を製造する工程における複数の検査結果が、検査対象毎に対応づけて記憶されている第１の記憶部と、最終工程の検査結果が所定の閾値以下である検査対象の検査結果を第１の記憶部から抽出する抽出部と、抽出部により抽出された検査対象の検査結果と、途中工程までの検査結果が第１の記憶部に記憶されている検査対象の検査結果との一致・不一致を検査結果ごとに判定して、検査結果の一致率を算出する算出部と、算出部により算出された一致率に基づいて、工程途中の検査対象の異常を判定する判定部と、判定部での判定結果に基づいて、異常を通知する通知部と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体デバイス製造における工程管理装置および工程管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体デバイスの工程管理装置は、半導体デバイスの検査項目（例えば、膜厚、寸法、欠陥数等）の測定値が目標値（スペック）から外れている場合や装置トラブル等の異常を検知した場合、プロセス技術者や装置技術者等の担当者にＥメールやポケベル（登録商標）等により該異常を通知している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−７８０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、上記検査項目の増大やＳＰＣ（Statistical Process Control:統計的工程管理）技術の発達により、担当者に通知される情報は膨大である。さらに、この通知情報には、デバイスの歩留まり（全チップ数に示す良品チップ数の割合）とは直接関連性のない異常や担当外の情報などが含まれている場合がある。このため、該異常通知を受けた担当者は、真に担当すべき事項であるか否かの判別が困難であり、また該異常への対応が難しい場合がある。
この発明は、かかる従来の問題を解消するためになされたもので、歩留まりに関する異常を効果的に検知して担当者へ通知する工程管理装置および工程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】
【０００５】
本発明の一態様に係る工程管理装置は、半導体装置を製造する工程における複数の検査結果が、検査対象毎に対応づけて記憶されている第１の記憶部と、最終工程の検査結果が所定の閾値以下である検査対象の検査結果を第１の記憶部から抽出する抽出部と、抽出部により抽出された検査対象の検査結果と、途中工程までの検査結果が第１の記憶部に記憶されている検査対象の検査結果との一致・不一致を検査結果ごとに判定して、検査結果の一致率を算出する算出部と、算出部により算出された一致率に基づいて、工程途中の検査対象の異常を判定する判定部と、判定部での判定結果に基づいて、異常を通知する通知部と、を具備する。
【０００６】
本発明の一態様に係る工程管理方法は、半導体装置を製造する工程における複数の検査結果が、検査対象毎に対応づけて記憶されている第１の記憶部から最終工程の検査結果が所定の閾値以下である検査対象の検査結果を抽出するステップと、抽出部により抽出された検査対象の検査結果と、途中工程までの検査結果が第１の記憶部に記憶されている検査対象の検査結果との一致・不一致を検査結果ごとに判定して、検査結果の一致率を算出するステップと、算出部により算出された一致率に基づいて、工程途中の検査対象の異常を判定するステップと、判定部での判定結果に基づいて、異常を通知するステップと、を具備する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、歩留まりに関する異常を効果的に検知して担当者へ通知する工程管理装置および工程管理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る工程管理システムの構成の一例を示した図である。
【図２】第１の実施形態に係る工程管理装置のハード構成の一例を示した図である。
【図３】第１の実施形態に係る工程管理装置のソフト構成の一例を示した図である。
【図４】データベースに記憶されている情報の一例を示した図である。
【図５】データベースに記憶されている情報の一例を示した図である。
【図６】検査履歴の一例である。
【図７】検査履歴の一例である。
【図８】半導体デバイスの開発から量産までの歩留まりの一般的な変化を示した図である。
【図９】一致率と誤報率および見逃し率の関係を示した図である。
【図１０】一致率と誤報率および見逃し率の関係を示した図である。
【図１１Ａ】第１の実施形態に係る工程管理装置の動作の一例を示したフローチャートである。
【図１１Ｂ】第１の実施形態に係る工程管理装置の動作の一例を示したフローチャートである。
【図１２】第２の実施形態に係る工程管理装置のソフト構成の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る工程管理システムの構成の一例を示した図である。なお、この第１の実施形態では、工程管理システムを半導体デバイスの製造工程に適用した場合について説明するが、工程管理システムは、半導体デバイスの製造工程だけでなく他の様々な製造工程（例えば、ナノデバイス等の製造工程）に適用可能である。第１の実施形態に係る工程管理システムは、工程管理装置１、複数の製造装置２ａ、２ｂ、２ｃ…（以下、製造装置２と称する）、複数の検査装置３ａ、３ｂ、３ｃ…（以下、検査装置３と称する）、および複数の端末４ａ、４ｂ、４ｃ…（以下、端末４と称する）を具備する。
【００１０】
工程管理装置１は、製造装置２、検査装置３および端末４と有線または無線のＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークにより接続され互いに情報（データ）を送受信する。通信の方式としては、例えば、ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials institute）で規定されるＳＥＣＳ（SEMI Equipment Communications Standard）やＧＥＭ３００（Generic Equipment Model 300mm wafer）等がある。
【００１１】
製造装置２は、基板（ウェハ）を加工して半導体デバイスを製造する製造装置である。製造装置２としては、例えば、インプラント装置、洗浄装置、コーター、露光装置（ステッパー）、デベロッパー、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）装置、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置、ダイシング装置、ボンディング装置等がある。
【００１２】
インプラント装置は、ヒ素（Ａｓ）やリン（Ｐ）を基板へ打ち込む。洗浄装置は、基板に付着した金属や有機物を洗浄する。コーターは、基板にフォトレジストを塗布する。露光装置は、露光によりマスクパターンを塗布したレジストへ転写する。デベロッパーは、露光後のレジストを現像する。ＰＶＤ装置およびＣＶＤ装置は、基板へ薄膜を形成する。ＣＭＰ装置は、デバイス作成の過程で基板に形成された凹凸を平坦化する。ダイシング装置は、基板上に形成された半導体デバイスをチップ毎に切り分ける。ボンディング装置は、チップに形成されている電極をリードフレームの電極リードへ接続する。
【００１３】
検査装置３は、基板上に形成される半導体デバイスを検査する装置である。検査装置３としては、例えば、欠陥検出装置、膜厚測定装置、テスター等がある。欠陥検出装置は、基板上に形成される半導体デバイスの欠陥を検出する。欠陥検出装置は、基板上の所定の位置に形成された半導体デバイスを撮像し、この撮像した画像を良品の半導体デバイスのサンプル画像と比較して欠陥を検出する。膜厚測定装置は、ＰＶＤ装置やＣＶＤにより形成された薄膜の厚さを測定する。テスターは、基板上に形成されたテストパターンに対して所定の信号を所定の順序で入力した際の出力が正しいかどうかを検査する。
【００１４】
なお、上記製造装置２および検査装置３は、半導体デバイスの製造に使用される装置の一例である。第１の実施形態に係る管理システムで使用される製造装置２および検査装置３は、上に例示した以外にも様々のものが含まれ、製造する半導体デバイスの製品（機種）により使用される製造装置２および検査装置３も異なる。
【００１５】
製造装置２は、処理した基板の処理条件（例えば、基板処理時におけるチャンバのガス圧、ガス流量、ヒータ温度等）をＬｏｔＩＤ、投入日時（タイムスタンプ）、担当者ＩＤ、製品名等と共に工程管理装置１へ送信する。検査装置３は、基板上に形成される半導体デバイスの検査結果（例えば、膜厚、寸法等）をＬｏｔＩＤ、投入日時、担当者ＩＤ、製品名等と共に工程管理装置１へ送信する。
【００１６】
工程管理装置１は、製造装置２から送信される基板の処理条件、検査装置３から送信される検査結果を受信する。工程管理装置１は、受信した基板の処理条件、検査結果に基づき担当者へ異常を通知するなど、半導体デバイスの製造工程を管理する。
【００１７】
端末４は、工程管理装置１が半導体デバイスの測定値が検査項目の目標値（スペック）から外れている場合や装置トラブル等の異常を検知した場合に、工程管理装置１から送信される異常情報を受信し、該受信した内容を表示する端末である。また、端末４からは、工程管理装置１に記憶されている製造装置２による基板の処理条件、検査装置３による検査結果等を参照できる。
【００１８】
図２は、１の実施形態に係る管理装置のハード構成の一例を示した図である。工程管理装置１は、コンピュータ本体１０と、コンピュータ本体１０に接続されたモニタ２０およびキーボードやマウス等の入力デバイス３０とを具備する。
【００１９】
コンピュータ本体１０は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、ＨＤＤ１４、ユーザＩ／Ｆ１５、Ｉ／Ｆ１６を具備する。ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１は、工程管理装置１全体を制御する。ＲＯＭ（Read Only Memory）１２は、ＣＰＵ１１の動作コードを格納する。ＲＡＭ（Random Access Memory）１３は、ＣＰＵ１１の動作時に使用される作業領域である。ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１４は、ＣＰＵ１１が動作するためのプログラム、製造装置２での基板の処理条件（ガス圧、温度、圧力等）、検査装置３での半導体デバイスの検査結果等が記憶されている。ユーザＩ／Ｆ１５は、入力デバイス３０からの入力情報を受け付けるインターフェースである。Ｉ／Ｆ１６は、製造装置２、検査装置３および端末４とデータの送受信を行うためのインターフェースである。
【００２０】
図３は、第１の実施形態に係る工程管理装置１のソフト構成の一例を示した図である。
工程管理装置１は、処理履歴ＤＢ（Database）１０１、検査履歴ＤＢ１０２（第１の記憶部）、参照ＤＢ１０３、担当者ＤＢ１０４（第２の記憶部）、受信部１０５、送信部１０６（通知部）、抽出部１０７、算出部１０８、判定部１０９を具備する。
【００２１】
処理履歴ＤＢ１０１には、製造装置２での基板の処理条件の履歴が記憶されている。例えば、製造装置２が、ＰＶＤ装置であれば、各チャンバにおけるガス圧、ガス流量、ヒータ温度、ターゲットへの印加電圧、印加電流等がＬｏｔＩＤ、担当者ＩＤ、製品名等と共に記憶されている。
【００２２】
検査履歴ＤＢ１０２には、検査装置３での半導体デバイスの検査結果が記憶されている。図４は、検査履歴ＤＢ１０２に記憶されているデータの一例を示した図である。図４では、一例として、Ｇ／Ｃ（Gate/Contact）工程の検査結果、Ｍ１（１層目のメタル（例えば、Ａｌ、Ｃｕ）配線）工程の検査結果、Ｄ／Ｓ（Die/Sorter）工程の検査結果を示している。各検査結果は、ＬｏｔＩＤ、担当者ＩＤ、製品名等と共に記憶されている。
【００２３】
Ｇ／Ｃ工程では、ゲートやコンタクト等の寸法、酸化膜や窒化膜等の膜厚、欠陥といった項目の検査結果の合否（ＯＫ／ＮＧ）およびリワークの有無等が検査履歴ＤＢ１０２に記憶される。Ｍ１工程では、メタル配線等の寸法、メタル配線膜やメタル配線膜の下地メタル膜（例えば、Ｔｉ、Ｔａ）等の膜厚、欠陥といった項目の検査結果の合否およびリワークの有無等が検査履歴ＤＢ１０２に記憶される。Ｄ／Ｓ工程では、傾向、Ｆｕｓｅ、歩留まりといった項目の検査結果が検査履歴ＤＢ１０２に記憶される。傾向は、不良チップがウェハ面内に存在する傾向であり、外周または内周等の偏り傾向が検査結果として記憶される。Ｆｕｓｅは、テスト工程で不良が存在したカラムが冗長回路の救済限界数を超えた場合、そのテスト工程が検査結果として記憶される。歩留まりは、最終的な製品試験（電気的な入力特性に対して、所望の出力特性が得られるかどうかといった動的特性の試験）に合格したチップ（半導体装置）数を検査したチップ数で割った値（％）である。なお、図４に示した検査結果は、一例であり、各工程における検査項目は半導体デバイスの製品により異なる。
【００２４】
参照ＤＢ１０３には、歩留まりが所定の閾値（例えば、８５％）以下であるＬｏｔの検査結果の履歴が記憶されている。図５は、参照ＤＢ１０３に記憶されているデータの一例を示した図である。参照ＤＢ１０３に記憶されているデータは、後述する抽出部１０７により検査履歴ＤＢ１０２から抽出されて参照ＤＢ１０３へ記憶される。
【００２５】
担当者ＤＢ１０４には、担当者ＩＤが、担当者の氏名および連絡先（例えば、社内メールアドレス）と共に記憶されている。後述する送信部１０６は、担当者ＤＢ１０４に記憶されている連絡先へ異常を送信する。
【００２６】
受信部１０５は、製造装置２および検査装置３から送信される基板の処理条件や検査結果を受信する。受信部１０５で受信された処理条件および検査結果は、それぞれ処理履歴ＤＢ１０１および検査履歴ＤＢ１０２へ記憶される。
【００２７】
送信部１０６は、後述する判定部１０９からの指示に基づき、担当者ＤＢ１０４を参照して異常を担当者へ送信する。
【００２８】
抽出部１０７は、記憶部１０７ａを具備する。記憶部１０７ａには、製品（機種）毎に異なる閾値（所定の閾値）が記憶されている。抽出部１０７は、検査履歴ＤＢ１０２に記憶されている各Ｌｏｔの歩留まりを記憶部１０７ａに記憶されている同一製品の閾値と比較する。抽出部１０７は、歩留まりが閾値以下である場合、該Ｌｏｔの検査結果を検査履歴ＤＢ１０２から抽出して参照ＤＢ１０３へ記憶する。
【００２９】
算出部１０８は、検査履歴ＤＢ１０２へ記憶されているＬｏｔのうち、製造工程の途中にあるＬｏｔの検査結果と参照ＤＢ１０３に記憶されているＬｏｔの検査結果との一致率を算出する。具体的には、算出部１０８は、製造工程の途中のＬｏｔについての検査結果が、参照ＤＢ１０３に記憶されているＬｏｔの検査結果と一致する項目の数ａを算出する。
【００３０】
例えば、Ｇ／Ｃ工程およびＭ１工程の検査結果では、算出部１０８は、各項目の検査結果の合否（ＯＫ／ＮＧ）およびリワークの有無が一致するかどうかを判定する。また、Ｄ／Ｓ工程では、傾向（外周または内周）が一致するかどうか、Ｆｕｓｅでは、テスト工程が一致するかどうかが判定される。
【００３１】
下記に一致率Ｘの算出式（１）を示す。
Ｘ（％）＝（ａ／ｂ）×１００…（１）
ａは、一致する項目の数である。
ｂは、検査結果の一致・不一致を判定した項目数である。
【００３２】
図６は、ＬｏｔＩＤ２２２２の検査履歴を示した図である。図７は、ＬｏｔＩＤ２３４５の検査履歴を示した図である。ここでは、図６に示すＬｏｔＩＤ２２２２および図７に示すＬｏｔＩＤ２３４５を例に一致率の算出方法を説明する。
【００３３】
初めに、図６に示すＬｏｔＩＤ２２２２について一致率を算出する場合について説明する。図６に示すように、ＬｏｔＩＤ２２２２は、Ｍ１工程までの検査が終了している。算出部１０８は、検査が終了したＭ１工程までの項目について、参照ＤＢ１０３に記憶されている検査結果と一致する項目数を算出する。算出部１０８は、参照ＤＢ１０３に記憶されている同一製品のＬｏｔ毎に一致する項目数を算出する。算出部１０８は、検査結果が一致した項目数を、Ｍ１工程までの検査項目の総数で割った値に１００を乗算し、一致率を算出する。ここでは、ＬｏｔＩＤ１００１との一致率は、判定した８個の総項目数に対し一致した検査項目が４個であるため５０％となる。同様に、ＬｏｔＩＤ１２３４との一致率が５０％、ＬｏｔＩＤ１４５６との一致率は、２５％となる。
【００３４】
次に、図７に示すＬｏｔＩＤ２３４５について一致率を算出する場合について説明する。図７に示すように、ＬｏｔＩＤ２３４５は、Ｍ１工程までの検査が終了している。算出部１０８は、検査が終了したＭ１工程までの項目について、参照ＤＢ１０３に記憶されている検査結果と一致する項目数を算出する。算出部１０８は、参照ＤＢ１０３に記憶されている同一製品のＬｏｔ毎に一致する項目数を算出する。算出部１０８は、一致した項目数を、Ｍ１工程までの検査項目の総数で割った値に１００を乗算し、一致率を算出する。図７では、ＬｏｔＩＤ１００１との一致率が７５％、ＬｏｔＩＤ１２３４との一致率が５０％、ＬｏｔＩＤ１４５６との一致率が１００％と算出される。
【００３５】
初期の工程においては、検査項目数が少なく一致率を算出しても、判定部１０９における判定の確度が低いものとなる。このため、例えば、所定の工程まで検査結果が出ていないＬｏｔについては、一致率を算出しない等、算出部１０８で一致率の算出対象とする工程を予め決めておいてもよい。
【００３６】
また、一致率は、上述した一致した項目数に基づいて算出する他、各項目に重み付けを行い、重み付けした各項目を加重平均して一致度を算出してもよい。また、連続値の重みを各項目へ加重してもよいし、各項目を重要度大、中、小等数レベルのカテゴリに分け、カテゴリ毎に異なる重み付けを設定して一致度を算出してもよい。
【００３７】
さらに、過去の経験に基づいて、歩留まりへの影響度等を考慮して各項目の重み付けを設定してもよい（例えば、蓄積した項目の統計解析にて、判定結果が最終的な異常発生結果に有意な影響を与えていない項目の重要度を低く設定する等）。
【００３８】
判定部１０９は、記憶部１０９ａを具備する。記憶部１０９ａには、製品（機種）毎に異なる閾値（所定の閾値）が記憶されている。抽出部１０９は算出部１０８で算出された一致率を記憶部１０９ａに記憶されている同一製品の閾値と比較する。判定部１０９は、一致率が閾値以上である場合、異常を検知した旨および異常情報（例えば、異常対象となったＬｏｔの検査結果等）を送信するよう送信部１０６へ指示する。送信部１０６は、担当者ＤＢ１０４を参照して、一致率を算出したＬｏｔＩＤに対応づけられている担当者ＩＤの連絡先へ異常を検知した旨、および異常情報を送信する。
【００３９】
例えば、図６に示したＬｏｔＩＤ２２２２に対応する製品の一致率の閾値が８５％である場合、ＬｏｔＩＤ１００１との一致率が５０％、ＬｏｔＩＤ１２３４との一致率が５０％、ＬｏｔＩＤ１４５６との一致率が２５％であることから、判定部１０９は、ＬｏｔＩＤ２２２２については、異常が検知されないとして上記異常情報は送信しない。
【００４０】
また、図７に示したＬｏｔＩＤ２３４５に対応する製品の一致率の閾値が８５％である場合、ＬｏｔＩＤ１００１との一致率が７５％、ＬｏｔＩＤ１２３４との一致率が５０％、ＬｏｔＩＤ１４５６との一致率が１００％であることから、判定部１０９は、ＬｏｔＩＤ２３４５について、該ＬｏｔＩＤに対応づけられている担当者ＩＤの連絡先へ異常を検知した旨、および異常情報（該異常ＬｏｔのＬｏｔＩＤや検査結果等）を送信する。
【００４１】
工程管理装置１から送信された異常情報を受信した担当者は、受信内容を確認して、該異常に対応する。場合により、担当者は、端末４を操作して、工程管理装置１に記憶されている処理履歴ＤＢ１０１の処理履歴や検査履歴ＤＢ１０２の検査履歴を参照することもできる。異常報告の対象となったＬｏｔＩＤの処理履歴や検査履歴を参照することにより、担当者は異常の原因を詳細に確認できる。
【００４２】
なお、判定部１０９での判定には、上述した閾値の範囲内かどうかに基づく判定以外にも、統計的手法による判定、異常の程度や内容の分類結果による判定や時系列変化による判定等、従来からの判定手法もしくはこれら判定を組み合わせた判定手法を使用できる。
【００４３】
また、半導体デバイスの開発から量産までの歩留まりは一定ではなく、時間とともに歩留まりが変化することが通常である。図８は、半導体デバイスの開発から量産までの歩留まりの一般的な変化を示した図である。図８では、縦軸に半導体デバイスの歩留まり、横軸に時間を示している。図８に示すように、半導体デバイスの開発から量産までは、大きく分けて期間Ａないし期間Ｅの５つの期間に分けて考えることができる。
【００４４】
（１）期間Ａは、Ｕｎｉｔ基礎開発期間である。この期間は、半導体デバイスを機能ごとにＵｎｉｔ化し、このＵｎｉｔ毎に動作検証する期間である。この期間の歩留まりは低い。
【００４５】
（２）期間Ｂは、Ｍｏｄｕｌｅ開発期間である。この期間は、動作検証を行ったＵｎｉｔを複数組み合わせてＭｏｄｕｌｅ化したものを動作検証する期間である。この期間の歩留まりは、期間Ａに比べて向上する。
【００４６】
（３）期間Ｃは、歩留まり立ち上げ期間である。この期間は、工場へ生産が移管された後、製品の歩留まりを向上させるため製造装置における基板の処理条件を最適化（この最適化のことを条件出しということもある）する期間である。この最適化は、歩留まりが一定の値（例えば、歩留まりが採算ラインを超える値）になるまで行う。
【００４７】
（４）期間Ｄは、突発不良対策期間である。この期間は、期間Ｃで最適化された処理条件を他の製造装置に移管（横展開）した際に発生する突発的な不良への対策を実施する期間である。この突発的な不良は、装置間差等が原因で発生する。この突発的な不良に対する対策が行われると、歩留まりが安定する。
【００４８】
（５）期間Ｅは、ベースラインＵＰ期間である。この期間は、突発的な不良に対する対策により安定した歩留まりをさらに向上させる期間である。この歩留まりの向上は、生産が行われている間、継続的または断続的に実施される。
【００４９】
上述のように、半導体デバイスの歩留まりは、期間Ａから期間Ｅで異なる。このため、判定部１０９の記憶部１０９ａに記憶されている閾値は、半導体デバイスの立ち上げ時期がどの期間に該当するかにより柔軟に変化させる必要がある。つまり、期間Ｅ等の歩留まりの高い段階では、一致率の閾値を低くし、異常Ｌｏｔの見逃しを極力防ぐ必要がある。また、期間Ｃ前の歩留まりの低い段階では、一致率の閾値を高くして誤報を抑制する必要がある。
【００５０】
見逃し率とは、実際に最終的に異常に至るにもかかわらず一致率が設定値以下となり警告が発せられないロットの割合である。また、誤報率とは、最終的に異常とはならないが、途中工程での一致率が設定値を越え、警告が発せられるロットの割合である。一般に、一致率の設定値を高くすれば誤報は減るが見逃しが多くなり、低くすれば逆に誤報が増えるが見逃しは少なくなる。
【００５１】
図９、図１０は、一致率と誤報率および見逃し率の関係を示した図である。図９では、左縦軸に誤報率を、右縦軸に見逃し率を、横軸に一致率を示している。また、図９には、誤報率を一点鎖線で、見逃し率を示した。上述のように、一般には、一致率の設定値を高くすれば誤報は減るが見逃しが多くなり、低くすれば逆に誤報が増えるが見逃しは少なくなる。このため、一致率を変化させて見逃し率、誤報率を求めた場合、通常は図９、図１０に示すような関係となる。
【００５２】
この図９、図１０に示す関係に基づいて、期間Ａないし期間Ｅ毎に一致率の閾値を変更してもよい。具体的には、期間Ｅ等の歩留まりの高い段階では、歩留まりが低下する要因があれば即時に対応するため、図１０に示すように、誤報率が２７％であるが、見逃し率が０％となる一致率７０％を閾値とし、期間Ｃ前の歩留まりの低い段階では、対策すべき課題が多く、すべての課題解決には人手が足りないことから、見逃しを極力抑えつつ、誤報を少なくできる一致率８５％を閾値とするなどの方法が考えられる。
【００５３】
図１１Ａ、図１１Ｂは、第１の実施形態に係る工程管理装置１の動作を示したフローチャートである。以下、図１ないし図３、図１１Ａおよび図１１Ｂを参照して第１の実施形態に係る工程管理装置１の動作について説明する。
【００５４】
（ＤＢの更新）
初めに、図１ないし図３、図１１Ａを参照して、第１の実施形態に係る工程管理システムのＤＢの更新動作について説明する。
【００５５】
工程管理装置１は、製造装置２から送信される基板の処理条件を受信すると自己が備える処理履歴ＤＢ１０１へ記憶する（ステップＳ１０１）。また、工程管理装置１は、検査装置３から送信される基板の検査結果を受信すると自己が備える検査履歴ＤＢ１０２へ記憶する（ステップＳ１０２）。抽出部１０７は、検査履歴ＤＢ１０２に記憶されている各Ｌｏｔの歩留まりを記憶部１０７ａに記憶されている閾値と比較する（ステップＳ１０３）。抽出部１０７は、比較結果から歩留まりが閾値以下であるかどうかを判定する（ステップＳ１０４）。歩留まりが閾値以下でない場合（ステップＳ１０４のＮｏ）、抽出部１０７は、該Ｌｏｔの検査結果を検査履歴ＤＢ１０２から抽出して参照ＤＢ１０３へ記憶する（ステップＳ１０５）。歩留まりが閾値以下である場合（ステップＳ１０４のｙｅｓ）、またはステップＳ１０５の動作終了後、工程管理装置１は、ステップＳ１０１へ戻り、上記動作を継続する。
【００５６】
（異常の送信）
次に、図１ないし図３、図１１Ｂを参照して、第１の実施形態に係る工程管理システムの異常の送信動作について説明する。
【００５７】
算出部１０８は、検査履歴ＤＢ１０２へ記憶されているＬｏｔのうち製造工程の途中にあるＬｏｔの検査結果と参照ＤＢ１０３に記憶されているＬｏｔの検査結果との一致率を算出する（ステップＳ２０１）。抽出部１０９は算出部１０８で算出された一致率を記憶部１０９ａに記憶されている閾値と比較する（ステップＳ２０２）。判定部１０９は、比較結果から一致率が閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ２０３）。一致率が閾値以上である場合（ステップＳ２０３のＹｅｓ）、判定部１０９は、担当者ＤＢ１０４を参照して、該ＬｏｔＩＤに対応づけられている担当者ＩＤの連絡先へ異常を検知した旨、および異常情報を送信する（ステップＳ２０４）。一致率が閾値以上でない場合（ステップＳ２０３のＮｏ）、またはステップＳ２０４の動作終了後、工程管理装置１は、ステップＳ２０１へ戻り、上記動作を継続する。
【００５８】
以上のように、第１の実施形態に係る工程管理装置１は、歩留まりが低いＬｏｔとの一致率に基づいて異常を送信（異常報告）する。このため、歩留まりに関する異常を効果的に検知して担当者へ通知できる。つまり、各検査項目において異常と判定される度に異常情報を送信するのではなく、最終的に低歩留まりとなる可能性が高い場合に絞って異常を判定して異常を送信することで、担当者は、真に対策が必要な異常にのみ対処できる。
【００５９】
このため、例えば、図８に示した期間Ｃの歩留まり立ち上げ期間においては、急峻な立ち上げ（歩留まりの改善）が可能となる。また、期間Ｄの突発不良対策期間においては、突発不良に早急に対処できるようになるため、期間Ｅへスムーズに移行できることが期待できる。さらに、期間Ｂから期間Ｅを通して、全体の歩留まりを向上させることができる。
【００６０】
（第２の実施形態）
図１２は、第２の実施形態に係る工程管理装置１Ａのソフト構成の一例を示した図である。図１２に示すように、この第２の実施形態に係る工程管理装置１Ａは、処理履歴ＤＢ１０１、検査履歴ＤＢ１０２、参照ＤＢ１０３Ａ、担当者ＤＢ１０４、受信部１０５、送信部１０６、抽出部１０７、算出部１０８、判定部１０９Ａ、対策ＤＢ１１０（第３の記憶部）を具備する。なお、図３で説明した構成要素を同一の構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００６１】
対策ＤＢ１１０には、異常が発生した場合の対策情報が異常情報および製品（機種）毎に記憶されている。対策情報は、異常が発生したＬｏｔに対して行った対策内容である。対策ＤＢ１１０に記憶されている対策情報は、端末４から担当者が対策情報を入力することで更新される。これらの対策情報は、参照ＤＢ１０３に記憶されているＬｏｔＩＤに関連付けて記憶される。
【００６２】
判定部１０９Ａは、記憶部１０９ａを具備する。記憶部１０９ａには、製品（機種）毎に異なる閾値（所定の閾値）が記憶されている。抽出部１０７は算出部１０８で算出された一致率を記憶部１０９ａに記憶されている同一製品の閾値と比較する。判定部１０９Ａは、一致率が閾値以上である場合、異常を検知した旨および異常情報と共に、対策ＤＢ１１０に記憶されている対策情報を送信するよう送信部１０６へ指示する。送信部１０６は、担当者ＤＢ１０４を参照して、一致率を算出したＬｏｔＩＤに対応づけられている担当者ＩＤの連絡先へ異常を検知した旨および異常情報を対策情報と共に送信する。
【００６３】
以上のように、この第２の実施形態に係る工程管理装置１Ａは、異常が発生した場合の対策情報が異常情報および製品（機種）毎に記憶されている対策ＤＢ１１０を具備し、該対策情報とともに異常を送信する。このため、異常報告を受けた担当者は、対策情報（過去の事例）を参照して、該異常に迅速に対処することが期待できる。その他の効果は、第１の実施形態と同様である。
【００６４】
（その他の実施形態）
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、技術者が監視したい項目の組み合わせをあらかじめ定義し、これに一致する場合に異常を送信するように構成してもよい。また、予めＬｏｔの破棄や再処理を登録しておき、算出部１０８で算出した一致率から予測される結果（このまま処理を進めると異常が発生するなど）に応じ、製造工程の中途段階において、対象Ｌｏｔの処理方法（廃棄や再処理等）を決定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…管理装置、２…製造装置、３…検査装置、４…端末、１０…コンピュータ本体、１１…ＣＰＵ、１２…ＲＯＭ、１３…ＲＡＭ、１４…ＨＤＤ、１５…ユーザＩ／Ｆ、１６…Ｉ／Ｆ、２０…モニタ、３０…入力デバイス、１０１…処理履歴ＤＢ、１０２…検査履歴ＤＢ（第１の記憶部）、１０３…参照ＤＢ、１０４…担当者ＤＢ１０４（第２の記憶部）、１０５…受信部、１０６…送信部（通知部）、１０７…抽出部、１０８…算出部、１０９…判定部、１１０…対策ＤＢ（第３の記憶部）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体デバイス製造における工程管理装置および工程管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体デバイスの工程管理装置は、半導体デバイスの検査項目（例えば、膜厚、寸法、欠陥数等）の測定値が目標値（スペック）から外れている場合や装置トラブル等の異常を検知した場合、プロセス技術者や装置技術者等の担当者にＥメールやポケベル（登録商標）等により該異常を通知している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−７８０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、上記検査項目の増大やＳＰＣ（Statistical Process Control:統計的工程管理）技術の発達により、担当者に通知される情報は膨大である。さらに、この通知情報には、デバイスの歩留まり（全チップ数に示す良品チップ数の割合）とは直接関連性のない異常や担当外の情報などが含まれている場合がある。このため、該異常通知を受けた担当者は、真に担当すべき事項であるか否かの判別が困難であり、また該異常への対応が難しい場合がある。
この発明は、かかる従来の問題を解消するためになされたもので、歩留まりに関する異常を効果的に検知して担当者へ通知する工程管理装置および工程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】
【０００５】
本発明の一態様に係る工程管理装置は、半導体装置を製造する工程における複数の検査結果が、検査対象毎に対応づけて記憶されている第１の記憶部と、最終工程の検査結果が所定の閾値以下である検査対象の検査結果を第１の記憶部から抽出する抽出部と、抽出部により抽出された検査対象の検査結果と、途中工程までの検査結果が第１の記憶部に記憶されている検査対象の検査結果との一致・不一致を検査結果ごとに判定して、検査結果の一致率を算出する算出部と、算出部により算出された一致率に基づいて、工程途中の検査対象の異常を判定する判定部と、判定部での判定結果に基づいて、異常を通知する通知部と、を具備する。
【０００６】
本発明の一態様に係る工程管理方法は、半導体装置を製造する工程における複数の検査結果が、検査対象毎に対応づけて記憶されている第１の記憶部から最終工程の検査結果が所定の閾値以下である検査対象の検査結果を抽出するステップと、抽出部により抽出された検査対象の検査結果と、途中工程までの検査結果が第１の記憶部に記憶されている検査対象の検査結果との一致・不一致を検査結果ごとに判定して、検査結果の一致率を算出するステップと、算出部により算出された一致率に基づいて、工程途中の検査対象の異常を判定するステップと、判定部での判定結果に基づいて、異常を通知するステップと、を具備する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、歩留まりに関する異常を効果的に検知して担当者へ通知する工程管理装置および工程管理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る工程管理システムの構成の一例を示した図である。
【図２】第１の実施形態に係る工程管理装置のハード構成の一例を示した図である。
【図３】第１の実施形態に係る工程管理装置のソフト構成の一例を示した図である。
【図４】データベースに記憶されている情報の一例を示した図である。
【図５】データベースに記憶されている情報の一例を示した図である。
【図６】検査履歴の一例である。
【図７】検査履歴の一例である。
【図８】半導体デバイスの開発から量産までの歩留まりの一般的な変化を示した図である。
【図９】一致率と誤報率および見逃し率の関係を示した図である。
【図１０】一致率と誤報率および見逃し率の関係を示した図である。
【図１１Ａ】第１の実施形態に係る工程管理装置の動作の一例を示したフローチャートである。
【図１１Ｂ】第１の実施形態に係る工程管理装置の動作の一例を示したフローチャートである。
【図１２】第２の実施形態に係る工程管理装置のソフト構成の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る工程管理システムの構成の一例を示した図である。なお、この第１の実施形態では、工程管理システムを半導体デバイスの製造工程に適用した場合について説明するが、工程管理システムは、半導体デバイスの製造工程だけでなく他の様々な製造工程（例えば、ナノデバイス等の製造工程）に適用可能である。第１の実施形態に係る工程管理システムは、工程管理装置１、複数の製造装置２ａ、２ｂ、２ｃ…（以下、製造装置２と称する）、複数の検査装置３ａ、３ｂ、３ｃ…（以下、検査装置３と称する）、および複数の端末４ａ、４ｂ、４ｃ…（以下、端末４と称する）を具備する。
【００１０】
工程管理装置１は、製造装置２、検査装置３および端末４と有線または無線のＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークにより接続され互いに情報（データ）を送受信する。通信の方式としては、例えば、ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials institute）で規定されるＳＥＣＳ（SEMI Equipment Communications Standard）やＧＥＭ３００（Generic Equipment Model 300mm wafer）等がある。
【００１１】
製造装置２は、基板（ウェハ）を加工して半導体デバイスを製造する製造装置である。製造装置２としては、例えば、インプラント装置、洗浄装置、コーター、露光装置（ステッパー）、デベロッパー、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）装置、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置、ダイシング装置、ボンディング装置等がある。
【００１２】
インプラント装置は、ヒ素（Ａｓ）やリン（Ｐ）を基板へ打ち込む。洗浄装置は、基板に付着した金属や有機物を洗浄する。コーターは、基板にフォトレジストを塗布する。露光装置は、露光によりマスクパターンを塗布したレジストへ転写する。デベロッパーは、露光後のレジストを現像する。ＰＶＤ装置およびＣＶＤ装置は、基板へ薄膜を形成する。ＣＭＰ装置は、デバイス作成の過程で基板に形成された凹凸を平坦化する。ダイシング装置は、基板上に形成された半導体デバイスをチップ毎に切り分ける。ボンディング装置は、チップに形成されている電極をリードフレームの電極リードへ接続する。
【００１３】
検査装置３は、基板上に形成される半導体デバイスを検査する装置である。検査装置３としては、例えば、欠陥検出装置、膜厚測定装置、テスター等がある。欠陥検出装置は、基板上に形成される半導体デバイスの欠陥を検出する。欠陥検出装置は、基板上の所定の位置に形成された半導体デバイスを撮像し、この撮像した画像を良品の半導体デバイスのサンプル画像と比較して欠陥を検出する。膜厚測定装置は、ＰＶＤ装置やＣＶＤにより形成された薄膜の厚さを測定する。テスターは、基板上に形成されたテストパターンに対して所定の信号を所定の順序で入力した際の出力が正しいかどうかを検査する。
【００１４】
なお、上記製造装置２および検査装置３は、半導体デバイスの製造に使用される装置の一例である。第１の実施形態に係る管理システムで使用される製造装置２および検査装置３は、上に例示した以外にも様々のものが含まれ、製造する半導体デバイスの製品（機種）により使用される製造装置２および検査装置３も異なる。
【００１５】
製造装置２は、処理した基板の処理条件（例えば、基板処理時におけるチャンバのガス圧、ガス流量、ヒータ温度等）をＬｏｔＩＤ、投入日時（タイムスタンプ）、担当者ＩＤ、製品名等と共に工程管理装置１へ送信する。検査装置３は、基板上に形成される半導体デバイスの検査結果（例えば、膜厚、寸法等）をＬｏｔＩＤ、投入日時、担当者ＩＤ、製品名等と共に工程管理装置１へ送信する。
【００１６】
工程管理装置１は、製造装置２から送信される基板の処理条件、検査装置３から送信される検査結果を受信する。工程管理装置１は、受信した基板の処理条件、検査結果に基づき担当者へ異常を通知するなど、半導体デバイスの製造工程を管理する。
【００１７】
端末４は、工程管理装置１が半導体デバイスの測定値が検査項目の目標値（スペック）から外れている場合や装置トラブル等の異常を検知した場合に、工程管理装置１から送信される異常情報を受信し、該受信した内容を表示する端末である。また、端末４からは、工程管理装置１に記憶されている製造装置２による基板の処理条件、検査装置３による検査結果等を参照できる。
【００１８】
図２は、１の実施形態に係る管理装置のハード構成の一例を示した図である。工程管理装置１は、コンピュータ本体１０と、コンピュータ本体１０に接続されたモニタ２０およびキーボードやマウス等の入力デバイス３０とを具備する。
【００１９】
コンピュータ本体１０は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、ＨＤＤ１４、ユーザＩ／Ｆ１５、Ｉ／Ｆ１６を具備する。ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１は、工程管理装置１全体を制御する。ＲＯＭ（Read Only Memory）１２は、ＣＰＵ１１の動作コードを格納する。ＲＡＭ（Random Access Memory）１３は、ＣＰＵ１１の動作時に使用される作業領域である。ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１４は、ＣＰＵ１１が動作するためのプログラム、製造装置２での基板の処理条件（ガス圧、温度、圧力等）、検査装置３での半導体デバイスの検査結果等が記憶されている。ユーザＩ／Ｆ１５は、入力デバイス３０からの入力情報を受け付けるインターフェースである。Ｉ／Ｆ１６は、製造装置２、検査装置３および端末４とデータの送受信を行うためのインターフェースである。
【００２０】
図３は、第１の実施形態に係る工程管理装置１のソフト構成の一例を示した図である。
工程管理装置１は、処理履歴ＤＢ（Database）１０１、検査履歴ＤＢ１０２（第１の記憶部）、参照ＤＢ１０３、担当者ＤＢ１０４（第２の記憶部）、受信部１０５、送信部１０６（通知部）、抽出部１０７、算出部１０８、判定部１０９を具備する。
【００２１】
処理履歴ＤＢ１０１には、製造装置２での基板の処理条件の履歴が記憶されている。例えば、製造装置２が、ＰＶＤ装置であれば、各チャンバにおけるガス圧、ガス流量、ヒータ温度、ターゲットへの印加電圧、印加電流等がＬｏｔＩＤ、担当者ＩＤ、製品名等と共に記憶されている。
【００２２】
検査履歴ＤＢ１０２には、検査装置３での半導体デバイスの検査結果が記憶されている。図４は、検査履歴ＤＢ１０２に記憶されているデータの一例を示した図である。図４では、一例として、Ｇ／Ｃ（Gate/Contact）工程の検査結果、Ｍ１（１層目のメタル（例えば、Ａｌ、Ｃｕ）配線）工程の検査結果、Ｄ／Ｓ（Die/Sorter）工程の検査結果を示している。各検査結果は、ＬｏｔＩＤ、担当者ＩＤ、製品名等と共に記憶されている。
【００２３】
Ｇ／Ｃ工程では、ゲートやコンタクト等の寸法、酸化膜や窒化膜等の膜厚、欠陥といった項目の検査結果の合否（ＯＫ／ＮＧ）およびリワークの有無等が検査履歴ＤＢ１０２に記憶される。Ｍ１工程では、メタル配線等の寸法、メタル配線膜やメタル配線膜の下地メタル膜（例えば、Ｔｉ、Ｔａ）等の膜厚、欠陥といった項目の検査結果の合否およびリワークの有無等が検査履歴ＤＢ１０２に記憶される。Ｄ／Ｓ工程では、傾向、Ｆｕｓｅ、歩留まりといった項目の検査結果が検査履歴ＤＢ１０２に記憶される。傾向は、不良チップがウェハ面内に存在する傾向であり、外周または内周等の偏り傾向が検査結果として記憶される。Ｆｕｓｅは、テスト工程で不良が存在したカラムが冗長回路の救済限界数を超えた場合、そのテスト工程が検査結果として記憶される。歩留まりは、最終的な製品試験（電気的な入力特性に対して、所望の出力特性が得られるかどうかといった動的特性の試験）に合格したチップ（半導体装置）数を検査したチップ数で割った値（％）である。なお、図４に示した検査結果は、一例であり、各工程における検査項目は半導体デバイスの製品により異なる。
【００２４】
参照ＤＢ１０３には、歩留まりが所定の閾値（例えば、８５％）以下であるＬｏｔの検査結果の履歴が記憶されている。図５は、参照ＤＢ１０３に記憶されているデータの一例を示した図である。参照ＤＢ１０３に記憶されているデータは、後述する抽出部１０７により検査履歴ＤＢ１０２から抽出されて参照ＤＢ１０３へ記憶される。
【００２５】
担当者ＤＢ１０４には、担当者ＩＤが、担当者の氏名および連絡先（例えば、社内メールアドレス）と共に記憶されている。後述する送信部１０６は、担当者ＤＢ１０４に記憶されている連絡先へ異常を送信する。
【００２６】
受信部１０５は、製造装置２および検査装置３から送信される基板の処理条件や検査結果を受信する。受信部１０５で受信された処理条件および検査結果は、それぞれ処理履歴ＤＢ１０１および検査履歴ＤＢ１０２へ記憶される。
【００２７】
送信部１０６は、後述する判定部１０９からの指示に基づき、担当者ＤＢ１０４を参照して異常を担当者へ送信する。
【００２８】
抽出部１０７は、記憶部１０７ａを具備する。記憶部１０７ａには、製品（機種）毎に異なる閾値（所定の閾値）が記憶されている。抽出部１０７は、検査履歴ＤＢ１０２に記憶されている各Ｌｏｔの歩留まりを記憶部１０７ａに記憶されている同一製品の閾値と比較する。抽出部１０７は、歩留まりが閾値以下である場合、該Ｌｏｔの検査結果を検査履歴ＤＢ１０２から抽出して参照ＤＢ１０３へ記憶する。
【００２９】
算出部１０８は、検査履歴ＤＢ１０２へ記憶されているＬｏｔのうち、製造工程の途中にあるＬｏｔの検査結果と参照ＤＢ１０３に記憶されているＬｏｔの検査結果との一致率を算出する。具体的には、算出部１０８は、製造工程の途中のＬｏｔについての検査結果が、参照ＤＢ１０３に記憶されているＬｏｔの検査結果と一致する項目の数ａを算出する。
【００３０】
例えば、Ｇ／Ｃ工程およびＭ１工程の検査結果では、算出部１０８は、各項目の検査結果の合否（ＯＫ／ＮＧ）およびリワークの有無が一致するかどうかを判定する。また、Ｄ／Ｓ工程では、傾向（外周または内周）が一致するかどうか、Ｆｕｓｅでは、テスト工程が一致するかどうかが判定される。
【００３１】
下記に一致率Ｘの算出式（１）を示す。
Ｘ（％）＝（ａ／ｂ）×１００…（１）
ａは、一致する項目の数である。
ｂは、検査結果の一致・不一致を判定した項目数である。
【００３２】
図６は、ＬｏｔＩＤ２２２２の検査履歴を示した図である。図７は、ＬｏｔＩＤ２３４５の検査履歴を示した図である。ここでは、図６に示すＬｏｔＩＤ２２２２および図７に示すＬｏｔＩＤ２３４５を例に一致率の算出方法を説明する。
【００３３】
初めに、図６に示すＬｏｔＩＤ２２２２について一致率を算出する場合について説明する。図６に示すように、ＬｏｔＩＤ２２２２は、Ｍ１工程までの検査が終了している。算出部１０８は、検査が終了したＭ１工程までの項目について、参照ＤＢ１０３に記憶されている検査結果と一致する項目数を算出する。算出部１０８は、参照ＤＢ１０３に記憶されている同一製品のＬｏｔ毎に一致する項目数を算出する。算出部１０８は、検査結果が一致した項目数を、Ｍ１工程までの検査項目の総数で割った値に１００を乗算し、一致率を算出する。ここでは、ＬｏｔＩＤ１００１との一致率は、判定した８個の総項目数に対し一致した検査項目が４個であるため５０％となる。同様に、ＬｏｔＩＤ１２３４との一致率が５０％、ＬｏｔＩＤ１４５６との一致率は、２５％となる。
【００３４】
次に、図７に示すＬｏｔＩＤ２３４５について一致率を算出する場合について説明する。図７に示すように、ＬｏｔＩＤ２３４５は、Ｍ１工程までの検査が終了している。算出部１０８は、検査が終了したＭ１工程までの項目について、参照ＤＢ１０３に記憶されている検査結果と一致する項目数を算出する。算出部１０８は、参照ＤＢ１０３に記憶されている同一製品のＬｏｔ毎に一致する項目数を算出する。算出部１０８は、一致した項目数を、Ｍ１工程までの検査項目の総数で割った値に１００を乗算し、一致率を算出する。図７では、ＬｏｔＩＤ１００１との一致率が７５％、ＬｏｔＩＤ１２３４との一致率が５０％、ＬｏｔＩＤ１４５６との一致率が１００％と算出される。
【００３５】
初期の工程においては、検査項目数が少なく一致率を算出しても、判定部１０９における判定の確度が低いものとなる。このため、例えば、所定の工程まで検査結果が出ていないＬｏｔについては、一致率を算出しない等、算出部１０８で一致率の算出対象とする工程を予め決めておいてもよい。
【００３６】
また、一致率は、上述した一致した項目数に基づいて算出する他、各項目に重み付けを行い、重み付けした各項目を加重平均して一致度を算出してもよい。また、連続値の重みを各項目へ加重してもよいし、各項目を重要度大、中、小等数レベルのカテゴリに分け、カテゴリ毎に異なる重み付けを設定して一致度を算出してもよい。
【００３７】
さらに、過去の経験に基づいて、歩留まりへの影響度等を考慮して各項目の重み付けを設定してもよい（例えば、蓄積した項目の統計解析にて、判定結果が最終的な異常発生結果に有意な影響を与えていない項目の重要度を低く設定する等）。
【００３８】
判定部１０９は、記憶部１０９ａを具備する。記憶部１０９ａには、製品（機種）毎に異なる閾値（所定の閾値）が記憶されている。抽出部１０９は算出部１０８で算出された一致率を記憶部１０９ａに記憶されている同一製品の閾値と比較する。判定部１０９は、一致率が閾値以上である場合、異常を検知した旨および異常情報（例えば、異常対象となったＬｏｔの検査結果等）を送信するよう送信部１０６へ指示する。送信部１０６は、担当者ＤＢ１０４を参照して、一致率を算出したＬｏｔＩＤに対応づけられている担当者ＩＤの連絡先へ異常を検知した旨、および異常情報を送信する。
【００３９】
例えば、図６に示したＬｏｔＩＤ２２２２に対応する製品の一致率の閾値が８５％である場合、ＬｏｔＩＤ１００１との一致率が５０％、ＬｏｔＩＤ１２３４との一致率が５０％、ＬｏｔＩＤ１４５６との一致率が２５％であることから、判定部１０９は、ＬｏｔＩＤ２２２２については、異常が検知されないとして上記異常情報は送信しない。
【００４０】
また、図７に示したＬｏｔＩＤ２３４５に対応する製品の一致率の閾値が８５％である場合、ＬｏｔＩＤ１００１との一致率が７５％、ＬｏｔＩＤ１２３４との一致率が５０％、ＬｏｔＩＤ１４５６との一致率が１００％であることから、判定部１０９は、ＬｏｔＩＤ２３４５について、該ＬｏｔＩＤに対応づけられている担当者ＩＤの連絡先へ異常を検知した旨、および異常情報（該異常ＬｏｔのＬｏｔＩＤや検査結果等）を送信する。
【００４１】
工程管理装置１から送信された異常情報を受信した担当者は、受信内容を確認して、該異常に対応する。場合により、担当者は、端末４を操作して、工程管理装置１に記憶されている処理履歴ＤＢ１０１の処理履歴や検査履歴ＤＢ１０２の検査履歴を参照することもできる。異常報告の対象となったＬｏｔＩＤの処理履歴や検査履歴を参照することにより、担当者は異常の原因を詳細に確認できる。
【００４２】
なお、判定部１０９での判定には、上述した閾値の範囲内かどうかに基づく判定以外にも、統計的手法による判定、異常の程度や内容の分類結果による判定や時系列変化による判定等、従来からの判定手法もしくはこれら判定を組み合わせた判定手法を使用できる。
【００４３】
また、半導体デバイスの開発から量産までの歩留まりは一定ではなく、時間とともに歩留まりが変化することが通常である。図８は、半導体デバイスの開発から量産までの歩留まりの一般的な変化を示した図である。図８では、縦軸に半導体デバイスの歩留まり、横軸に時間を示している。図８に示すように、半導体デバイスの開発から量産までは、大きく分けて期間Ａないし期間Ｅの５つの期間に分けて考えることができる。
【００４４】
（１）期間Ａは、Ｕｎｉｔ基礎開発期間である。この期間は、半導体デバイスを機能ごとにＵｎｉｔ化し、このＵｎｉｔ毎に動作検証する期間である。この期間の歩留まりは低い。
【００４５】
（２）期間Ｂは、Ｍｏｄｕｌｅ開発期間である。この期間は、動作検証を行ったＵｎｉｔを複数組み合わせてＭｏｄｕｌｅ化したものを動作検証する期間である。この期間の歩留まりは、期間Ａに比べて向上する。
【００４６】
（３）期間Ｃは、歩留まり立ち上げ期間である。この期間は、工場へ生産が移管された後、製品の歩留まりを向上させるため製造装置における基板の処理条件を最適化（この最適化のことを条件出しということもある）する期間である。この最適化は、歩留まりが一定の値（例えば、歩留まりが採算ラインを超える値）になるまで行う。
【００４７】
（４）期間Ｄは、突発不良対策期間である。この期間は、期間Ｃで最適化された処理条件を他の製造装置に移管（横展開）した際に発生する突発的な不良への対策を実施する期間である。この突発的な不良は、装置間差等が原因で発生する。この突発的な不良に対する対策が行われると、歩留まりが安定する。
【００４８】
（５）期間Ｅは、ベースラインＵＰ期間である。この期間は、突発的な不良に対する対策により安定した歩留まりをさらに向上させる期間である。この歩留まりの向上は、生産が行われている間、継続的または断続的に実施される。
【００４９】
上述のように、半導体デバイスの歩留まりは、期間Ａから期間Ｅで異なる。このため、判定部１０９の記憶部１０９ａに記憶されている閾値は、半導体デバイスの立ち上げ時期がどの期間に該当するかにより柔軟に変化させる必要がある。つまり、期間Ｅ等の歩留まりの高い段階では、一致率の閾値を低くし、異常Ｌｏｔの見逃しを極力防ぐ必要がある。また、期間Ｃ前の歩留まりの低い段階では、一致率の閾値を高くして誤報を抑制する必要がある。
【００５０】
見逃し率とは、実際に最終的に異常に至るにもかかわらず一致率が設定値以下となり警告が発せられないロットの割合である。また、誤報率とは、最終的に異常とはならないが、途中工程での一致率が設定値を越え、警告が発せられるロットの割合である。一般に、一致率の設定値を高くすれば誤報は減るが見逃しが多くなり、低くすれば逆に誤報が増えるが見逃しは少なくなる。
【００５１】
図９、図１０は、一致率と誤報率および見逃し率の関係を示した図である。図９では、左縦軸に誤報率を、右縦軸に見逃し率を、横軸に一致率を示している。また、図９には、誤報率を一点鎖線で、見逃し率を示した。上述のように、一般には、一致率の設定値を高くすれば誤報は減るが見逃しが多くなり、低くすれば逆に誤報が増えるが見逃しは少なくなる。このため、一致率を変化させて見逃し率、誤報率を求めた場合、通常は図９、図１０に示すような関係となる。
【００５２】
この図９、図１０に示す関係に基づいて、期間Ａないし期間Ｅ毎に一致率の閾値を変更してもよい。具体的には、期間Ｅ等の歩留まりの高い段階では、歩留まりが低下する要因があれば即時に対応するため、図１０に示すように、誤報率が２７％であるが、見逃し率が０％となる一致率７０％を閾値とし、期間Ｃ前の歩留まりの低い段階では、対策すべき課題が多く、すべての課題解決には人手が足りないことから、見逃しを極力抑えつつ、誤報を少なくできる一致率８５％を閾値とするなどの方法が考えられる。
【００５３】
図１１Ａ、図１１Ｂは、第１の実施形態に係る工程管理装置１の動作を示したフローチャートである。以下、図１ないし図３、図１１Ａおよび図１１Ｂを参照して第１の実施形態に係る工程管理装置１の動作について説明する。
【００５４】
（ＤＢの更新）
初めに、図１ないし図３、図１１Ａを参照して、第１の実施形態に係る工程管理システムのＤＢの更新動作について説明する。
【００５５】
工程管理装置１は、製造装置２から送信される基板の処理条件を受信すると自己が備える処理履歴ＤＢ１０１へ記憶する（ステップＳ１０１）。また、工程管理装置１は、検査装置３から送信される基板の検査結果を受信すると自己が備える検査履歴ＤＢ１０２へ記憶する（ステップＳ１０２）。抽出部１０７は、検査履歴ＤＢ１０２に記憶されている各Ｌｏｔの歩留まりを記憶部１０７ａに記憶されている閾値と比較する（ステップＳ１０３）。抽出部１０７は、比較結果から歩留まりが閾値以下であるかどうかを判定する（ステップＳ１０４）。歩留まりが閾値以下でない場合（ステップＳ１０４のＮｏ）、抽出部１０７は、該Ｌｏｔの検査結果を検査履歴ＤＢ１０２から抽出して参照ＤＢ１０３へ記憶する（ステップＳ１０５）。歩留まりが閾値以下である場合（ステップＳ１０４のｙｅｓ）、またはステップＳ１０５の動作終了後、工程管理装置１は、ステップＳ１０１へ戻り、上記動作を継続する。
【００５６】
（異常の送信）
次に、図１ないし図３、図１１Ｂを参照して、第１の実施形態に係る工程管理システムの異常の送信動作について説明する。
【００５７】
算出部１０８は、検査履歴ＤＢ１０２へ記憶されているＬｏｔのうち製造工程の途中にあるＬｏｔの検査結果と参照ＤＢ１０３に記憶されているＬｏｔの検査結果との一致率を算出する（ステップＳ２０１）。抽出部１０９は算出部１０８で算出された一致率を記憶部１０９ａに記憶されている閾値と比較する（ステップＳ２０２）。判定部１０９は、比較結果から一致率が閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ２０３）。一致率が閾値以上である場合（ステップＳ２０３のＹｅｓ）、判定部１０９は、担当者ＤＢ１０４を参照して、該ＬｏｔＩＤに対応づけられている担当者ＩＤの連絡先へ異常を検知した旨、および異常情報を送信する（ステップＳ２０４）。一致率が閾値以上でない場合（ステップＳ２０３のＮｏ）、またはステップＳ２０４の動作終了後、工程管理装置１は、ステップＳ２０１へ戻り、上記動作を継続する。
【００５８】
以上のように、第１の実施形態に係る工程管理装置１は、歩留まりが低いＬｏｔとの一致率に基づいて異常を送信（異常報告）する。このため、歩留まりに関する異常を効果的に検知して担当者へ通知できる。つまり、各検査項目において異常と判定される度に異常情報を送信するのではなく、最終的に低歩留まりとなる可能性が高い場合に絞って異常を判定して異常を送信することで、担当者は、真に対策が必要な異常にのみ対処できる。
【００５９】
このため、例えば、図８に示した期間Ｃの歩留まり立ち上げ期間においては、急峻な立ち上げ（歩留まりの改善）が可能となる。また、期間Ｄの突発不良対策期間においては、突発不良に早急に対処できるようになるため、期間Ｅへスムーズに移行できることが期待できる。さらに、期間Ｂから期間Ｅを通して、全体の歩留まりを向上させることができる。
【００６０】
（第２の実施形態）
図１２は、第２の実施形態に係る工程管理装置１Ａのソフト構成の一例を示した図である。図１２に示すように、この第２の実施形態に係る工程管理装置１Ａは、処理履歴ＤＢ１０１、検査履歴ＤＢ１０２、参照ＤＢ１０３Ａ、担当者ＤＢ１０４、受信部１０５、送信部１０６、抽出部１０７、算出部１０８、判定部１０９Ａ、対策ＤＢ１１０（第３の記憶部）を具備する。なお、図３で説明した構成要素を同一の構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００６１】
対策ＤＢ１１０には、異常が発生した場合の対策情報が異常情報および製品（機種）毎に記憶されている。対策情報は、異常が発生したＬｏｔに対して行った対策内容である。対策ＤＢ１１０に記憶されている対策情報は、端末４から担当者が対策情報を入力することで更新される。これらの対策情報は、参照ＤＢ１０３に記憶されているＬｏｔＩＤに関連付けて記憶される。
【００６２】
判定部１０９Ａは、記憶部１０９ａを具備する。記憶部１０９ａには、製品（機種）毎に異なる閾値（所定の閾値）が記憶されている。抽出部１０７は算出部１０８で算出された一致率を記憶部１０９ａに記憶されている同一製品の閾値と比較する。判定部１０９Ａは、一致率が閾値以上である場合、異常を検知した旨および異常情報と共に、対策ＤＢ１１０に記憶されている対策情報を送信するよう送信部１０６へ指示する。送信部１０６は、担当者ＤＢ１０４を参照して、一致率を算出したＬｏｔＩＤに対応づけられている担当者ＩＤの連絡先へ異常を検知した旨および異常情報を対策情報と共に送信する。
【００６３】
以上のように、この第２の実施形態に係る工程管理装置１Ａは、異常が発生した場合の対策情報が異常情報および製品（機種）毎に記憶されている対策ＤＢ１１０を具備し、該対策情報とともに異常を送信する。このため、異常報告を受けた担当者は、対策情報（過去の事例）を参照して、該異常に迅速に対処することが期待できる。その他の効果は、第１の実施形態と同様である。
【００６４】
（その他の実施形態）
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、技術者が監視したい項目の組み合わせをあらかじめ定義し、これに一致する場合に異常を送信するように構成してもよい。また、予めＬｏｔの破棄や再処理を登録しておき、算出部１０８で算出した一致率から予測される結果（このまま処理を進めると異常が発生するなど）に応じ、製造工程の中途段階において、対象Ｌｏｔの処理方法（廃棄や再処理等）を決定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…管理装置、２…製造装置、３…検査装置、４…端末、１０…コンピュータ本体、１１…ＣＰＵ、１２…ＲＯＭ、１３…ＲＡＭ、１４…ＨＤＤ、１５…ユーザＩ／Ｆ、１６…Ｉ／Ｆ、２０…モニタ、３０…入力デバイス、１０１…処理履歴ＤＢ、１０２…検査履歴ＤＢ（第１の記憶部）、１０３…参照ＤＢ、１０４…担当者ＤＢ１０４（第２の記憶部）、１０５…受信部、１０６…送信部（通知部）、１０７…抽出部、１０８…算出部、１０９…判定部、１１０…対策ＤＢ（第３の記憶部）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を製造する工程における複数の検査結果が、検査対象毎に対応づけて記憶されている第１の記憶部と、
最終工程の検査結果が所定の閾値以下である前記検査対象の検査結果を前記第１の記憶部から抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された検査対象の検査結果と、途中工程までの検査結果が前記第１の記憶部に記憶されている検査対象の検査結果との一致・不一致を検査結果ごとに判定して、前記検査結果の一致率を算出する算出部と、
前記算出部により算出された一致率に基づいて、前記工程途中の検査対象の異常を判定する判定部と、
前記判定部での判定結果に基づいて、前記異常を通知する通知部と、
を具備することを特徴とする工程管理装置。
【請求項２】
前記異常通知の通知先を記憶した第２の記憶部をさらに具備し、
前記通知部は、前記第２の記憶部に記憶されている通知先へ前記異常を通知することを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項３】
前記異常に対する対策情報が、前記異常の種類に対応づけて記憶されている第３の記憶部をさらに具備し、
前記通知部は、前記第３の記憶部に記憶されている対策情報を、前記異常とともに通知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の工程管理装置。
【請求項４】
半導体装置を製造する工程における複数の検査結果が、検査対象毎に対応づけて記憶されている第１の記憶部から最終工程の検査結果が所定の閾値以下である前記検査対象の検査結果を抽出するステップと、
前記抽出部により抽出された検査対象の検査結果と、途中工程までの検査結果が前記第１の記憶部に記憶されている検査対象の検査結果との一致・不一致を検査結果ごとに判定して、前記検査結果の一致率を算出するステップと、
前記算出部により算出された一致率に基づいて、前記工程途中の検査対象の異常を判定するステップと、
前記判定部での判定結果に基づいて、前記異常を通知するステップと、
を具備することを特徴とする工程管理方法。
【請求項５】
前記異常を通知するステップは、
前記異常に対する対策情報と共に前記異常を通知することを特徴とする請求項４に記載の工程管理方法。
【請求項１】
半導体装置を製造する工程における複数の検査結果が、検査対象毎に対応づけて記憶されている第１の記憶部と、
最終工程の検査結果が所定の閾値以下である前記検査対象の検査結果を前記第１の記憶部から抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された検査対象の検査結果と、途中工程までの検査結果が前記第１の記憶部に記憶されている検査対象の検査結果との一致・不一致を検査結果ごとに判定して、前記検査結果の一致率を算出する算出部と、
前記算出部により算出された一致率に基づいて、前記工程途中の検査対象の異常を判定する判定部と、
前記判定部での判定結果に基づいて、前記異常を通知する通知部と、
を具備することを特徴とする工程管理装置。
【請求項２】
前記異常通知の通知先を記憶した第２の記憶部をさらに具備し、
前記通知部は、前記第２の記憶部に記憶されている通知先へ前記異常を通知することを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項３】
前記異常に対する対策情報が、前記異常の種類に対応づけて記憶されている第３の記憶部をさらに具備し、
前記通知部は、前記第３の記憶部に記憶されている対策情報を、前記異常とともに通知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の工程管理装置。
【請求項４】
半導体装置を製造する工程における複数の検査結果が、検査対象毎に対応づけて記憶されている第１の記憶部から最終工程の検査結果が所定の閾値以下である前記検査対象の検査結果を抽出するステップと、
前記抽出部により抽出された検査対象の検査結果と、途中工程までの検査結果が前記第１の記憶部に記憶されている検査対象の検査結果との一致・不一致を検査結果ごとに判定して、前記検査結果の一致率を算出するステップと、
前記算出部により算出された一致率に基づいて、前記工程途中の検査対象の異常を判定するステップと、
前記判定部での判定結果に基づいて、前記異常を通知するステップと、
を具備することを特徴とする工程管理方法。
【請求項５】
前記異常を通知するステップは、
前記異常に対する対策情報と共に前記異常を通知することを特徴とする請求項４に記載の工程管理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−８３２３（Ｐ２０１１−８３２３Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４８４７２（Ｐ２００９−１４８４７２）
【出願日】平成２１年６月２３日（２００９．６．２３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２３日（２００９．６．２３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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