JPH09129530A - サイトモデルを用いたプロセスモジュールの制御およびモニタウエハ制御 - Google Patents
サイトモデルを用いたプロセスモジュールの制御およびモニタウエハ制御Info
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- JPH09129530A JPH09129530A JP8251957A JP25195796A JPH09129530A JP H09129530 A JPH09129530 A JP H09129530A JP 8251957 A JP8251957 A JP 8251957A JP 25195796 A JP25195796 A JP 25195796A JP H09129530 A JPH09129530 A JP H09129530A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 サイトモデルおよびモニタウエハの用途をマ
ルチプロセスもしくはプロセスモジュールを構成する一
連のプロセスに関連する用途に拡張する。特に、半導体
製造におけるＰＥＴＥＯＳ酸化膜および多層金属化層間
のビア形成に好適な制御方法を提供する。 【構成】 サイトモデルを用いて、数個の別個のプロセ
スからなるモジュールを経て製造される半導体ウエハの
ような個別製品の処理における複数の不均一性パラメー
タを制御するための方法が開示される。この方法は、制
御プロセスを用いて後続の非制御プロセスの補償を行
い、一つのプロセスのプロセス目標を最適化して同一モ
ジュールの後続プロセスの出力を向上させる。
ルチプロセスもしくはプロセスモジュールを構成する一
連のプロセスに関連する用途に拡張する。特に、半導体
製造におけるＰＥＴＥＯＳ酸化膜および多層金属化層間
のビア形成に好適な制御方法を提供する。 【構成】 サイトモデルを用いて、数個の別個のプロセ
スからなるモジュールを経て製造される半導体ウエハの
ような個別製品の処理における複数の不均一性パラメー
タを制御するための方法が開示される。この方法は、制
御プロセスを用いて後続の非制御プロセスの補償を行
い、一つのプロセスのプロセス目標を最適化して同一モ
ジュールの後続プロセスの出力を向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、半導
体製造工程の制御に関し、更に詳しくは、半導体製造プ
ロセスのモジュールを構成する一連の工程の制御に関す
るものである。
体製造工程の制御に関し、更に詳しくは、半導体製造プ
ロセスのモジュールを構成する一連の工程の制御に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】多数の形式の個別製品の製造には、多変
数計算機制御装置を利用できる。半導体ウエハ処理分野
は特に興味ある分野の一例である。半導体ウエハ上に最
新式の集積回路を製造するために必要な微細な特性寸法
および多数のステップは、各処理ステップが厳密な規格
に適合することを不可欠とする。工程の変動は回避でき
ないから、統計的工程管理（ＳＰＣ）が、製造工程を制
御するために使用される一つの技法となる。ウエハ一枚
ごとの処理をベースとしたＳＰＣを実施するには、所望
の品質特性を計測するためのインシトゥー（ｉｎ−ｓｉ
ｔｕ）センサを有する装置を備えるか、もしくは既存の
装置にインシトゥーセンサを組み込むことが必要なこと
が多い。インシトゥーセンサを備えた新装置の入手ある
いは既存の装置の改修は経済的負担が大きい。センサの
価格のほかに、既存の装置にセンサを付加することは、
費用のかかる故障時間の原因となるとともに平均故障間
隔（ＭＴＢＦ）の短縮となる。
数計算機制御装置を利用できる。半導体ウエハ処理分野
は特に興味ある分野の一例である。半導体ウエハ上に最
新式の集積回路を製造するために必要な微細な特性寸法
および多数のステップは、各処理ステップが厳密な規格
に適合することを不可欠とする。工程の変動は回避でき
ないから、統計的工程管理（ＳＰＣ）が、製造工程を制
御するために使用される一つの技法となる。ウエハ一枚
ごとの処理をベースとしたＳＰＣを実施するには、所望
の品質特性を計測するためのインシトゥー（ｉｎ−ｓｉ
ｔｕ）センサを有する装置を備えるか、もしくは既存の
装置にインシトゥーセンサを組み込むことが必要なこと
が多い。インシトゥーセンサを備えた新装置の入手ある
いは既存の装置の改修は経済的負担が大きい。センサの
価格のほかに、既存の装置にセンサを付加することは、
費用のかかる故障時間の原因となるとともに平均故障間
隔（ＭＴＢＦ）の短縮となる。
【０００３】個別製造用の多変数統計的工程制御装置
は、モニタウエハ制御装置（ＭＷＣ）と称せられるが、
製品製造を補助するために考案された。この制御装置
は、本明細書に援用する米国特許第５，４０８，４０５
号に詳述されている。制御装置の実施態様は前記明細書
では半導体ウエハ処理に関して記述されている。モニタ
に基づく制御策の一つの目的は、装置および工程の状態
がモニタウエハ（試料ウエハ）に基づく事前の見積りか
ら変化したか否かを決定し、そうであるなら、装置の設
定について一連の補正を決定して、新たな処理方法を発
生し、目標とする製品の品質特性をもたらすようにする
ことである。制御装置に対する先行条件は、装置制御の
影響を関連出力パラメータと関連づけるプロセスおよび
装置のモデルである。制御装置は、製品計測結果に基づ
いて工程の状態変化を感知すること（統計的品質管
理）、モデルを新たな状態に適合させること（モデルチ
ューニング）、および新たな設定を決定して状態変化を
矯正するようにすること（シーケンス最適化）、の３つ
のタスクを実行する。
は、モニタウエハ制御装置（ＭＷＣ）と称せられるが、
製品製造を補助するために考案された。この制御装置
は、本明細書に援用する米国特許第５，４０８，４０５
号に詳述されている。制御装置の実施態様は前記明細書
では半導体ウエハ処理に関して記述されている。モニタ
に基づく制御策の一つの目的は、装置および工程の状態
がモニタウエハ（試料ウエハ）に基づく事前の見積りか
ら変化したか否かを決定し、そうであるなら、装置の設
定について一連の補正を決定して、新たな処理方法を発
生し、目標とする製品の品質特性をもたらすようにする
ことである。制御装置に対する先行条件は、装置制御の
影響を関連出力パラメータと関連づけるプロセスおよび
装置のモデルである。制御装置は、製品計測結果に基づ
いて工程の状態変化を感知すること（統計的品質管
理）、モデルを新たな状態に適合させること（モデルチ
ューニング）、および新たな設定を決定して状態変化を
矯正するようにすること（シーケンス最適化）、の３つ
のタスクを実行する。
【０００４】工程の均一性を制御することは、半導体の
高収益製造にとって重要である。現在の半導体製造は単
一ウエハ処理および大型ウエハサイズに向かう傾向にあ
り、クロスウエハ（空間的な）均一性の制御は特に重要
になってきている。不均一性制御における主要な問題点
は、装置の制御可能量を不均一性測定結果に関係づける
良いモデルを得ることであった。本明細書に援用する第
二の特許出願は、サイトモデルおよび上述のＭＷＣを使
用して不均一性を制御する方法について開示している。
この方法では、装置の制御可能量を直接に不均一性の計
測結果に関係づけるよりも一層効果的に計測可能なプロ
セス出力特性に関係づけるようにモデルが作られてい
る。このようにして、標準偏差、平均値、範囲等のよう
なスカラー量の不均一性計測結果を直接にモデル化する
代わりに、問題のパラメータがウエハ上の多数の位置
（サイト）で別個にモデル化される。したがって、新た
なデータが使用可能になるたびに、サイトモデルは更新
され、装置および工程状態の変化を反映するようにす
る。また、多重不均一性尺度が個々のサイトで定義され
る。これらの測定結果は、オプティマイザによってプロ
セス目標として使用され、ＭＷＣが工程を制御する処理
方法を発生するようにする。
高収益製造にとって重要である。現在の半導体製造は単
一ウエハ処理および大型ウエハサイズに向かう傾向にあ
り、クロスウエハ（空間的な）均一性の制御は特に重要
になってきている。不均一性制御における主要な問題点
は、装置の制御可能量を不均一性測定結果に関係づける
良いモデルを得ることであった。本明細書に援用する第
二の特許出願は、サイトモデルおよび上述のＭＷＣを使
用して不均一性を制御する方法について開示している。
この方法では、装置の制御可能量を直接に不均一性の計
測結果に関係づけるよりも一層効果的に計測可能なプロ
セス出力特性に関係づけるようにモデルが作られてい
る。このようにして、標準偏差、平均値、範囲等のよう
なスカラー量の不均一性計測結果を直接にモデル化する
代わりに、問題のパラメータがウエハ上の多数の位置
（サイト）で別個にモデル化される。したがって、新た
なデータが使用可能になるたびに、サイトモデルは更新
され、装置および工程状態の変化を反映するようにす
る。また、多重不均一性尺度が個々のサイトで定義され
る。これらの測定結果は、オプティマイザによってプロ
セス目標として使用され、ＭＷＣが工程を制御する処理
方法を発生するようにする。
【０００５】サイトモデルを使用して、プロセス目標と
して役立つ不均一性の尺度を定義する方法によれば、制
御装置アルゴリズムの設計においてプロセスの観測可能
量と目標とを分離できるようになる。モデルは制御可能
量（装置制御量）を測定可能な量（センサから読取り可
能なパラメータ）に関連づける。目標はモデル出力の関
数として表現される（変形事例では目標が同時にモデル
の出力となる関数もあろう）。装置の設定状態の形で作
られるサイトモデルは、不均一性の尺度の代わりに作ら
れるモデルよりも正確であるから、プロセスの観測可能
量と目標との上述のような分離によって一層良いモデル
が可能になる。
して役立つ不均一性の尺度を定義する方法によれば、制
御装置アルゴリズムの設計においてプロセスの観測可能
量と目標とを分離できるようになる。モデルは制御可能
量（装置制御量）を測定可能な量（センサから読取り可
能なパラメータ）に関連づける。目標はモデル出力の関
数として表現される（変形事例では目標が同時にモデル
の出力となる関数もあろう）。装置の設定状態の形で作
られるサイトモデルは、不均一性の尺度の代わりに作ら
れるモデルよりも正確であるから、プロセスの観測可能
量と目標との上述のような分離によって一層良いモデル
が可能になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、サイトモデ
ルおよびモニタウエハ制御の用途をマルチプロセス応用
もしくはプロセスモジュールを構成する一連の関連プロ
セスに関係する応用に拡張するものである。これとは対
照的に、上述した従来の開示では、製造フローにおける
単一プロセスステップを規定内に保つことに重点が置か
れている。本発明の方法は、半導体製造の２種類の分野
におけるプロセスモジュールを構成する一連のプロセス
を制御するために適用されてきた。これら２種類の実施
例を本発明の実施態様として本明細書で開示するが、こ
れらは単に本発明を例示するためのものである。
ルおよびモニタウエハ制御の用途をマルチプロセス応用
もしくはプロセスモジュールを構成する一連の関連プロ
セスに関係する応用に拡張するものである。これとは対
照的に、上述した従来の開示では、製造フローにおける
単一プロセスステップを規定内に保つことに重点が置か
れている。本発明の方法は、半導体製造の２種類の分野
におけるプロセスモジュールを構成する一連のプロセス
を制御するために適用されてきた。これら２種類の実施
例を本発明の実施態様として本明細書で開示するが、こ
れらは単に本発明を例示するためのものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】サイトモデルおよび上述
した従来の特許出願の方法の使用は、これらの相互に関
連したプロセスの最終目標を相互に関係づける際に、好
都合であることが分かった。したがって、従来の特許出
願の方法が改変され、プロセス間の相互作用を考慮し、
それによって数種のプロセスにわたって不均一性が制御
されるようにした。所望の不均一性の尺度を定めること
ができれば、プロセスエンジニアは、使用される一つの
プロセスから関心ある空間パターンを規定して、その後
のプロセスを最適化するようにできる。さらに、本発明
の方法によれば、プロセスエンジニアは、関心のある不
均一性の尺度を動的に変更もしくは付加できる。
した従来の特許出願の方法の使用は、これらの相互に関
連したプロセスの最終目標を相互に関係づける際に、好
都合であることが分かった。したがって、従来の特許出
願の方法が改変され、プロセス間の相互作用を考慮し、
それによって数種のプロセスにわたって不均一性が制御
されるようにした。所望の不均一性の尺度を定めること
ができれば、プロセスエンジニアは、使用される一つの
プロセスから関心ある空間パターンを規定して、その後
のプロセスを最適化するようにできる。さらに、本発明
の方法によれば、プロセスエンジニアは、関心のある不
均一性の尺度を動的に変更もしくは付加できる。
【０００８】本発明の各実施態様は、ＣＭＯＳ製品にお
ける層間絶縁体を形成するために用いられるプロセスに
関するものである。これらのプロセスでは、ＰＥＴＥＯ
Ｓ（プラズマ強化テトラエトキシシラン酸化物）を層間
絶縁体としてを使用する。第１の実施態様では、本発明
の方法を使用して、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）におけ
る不均一性を制御し、ＣＭＯＳ生産時におけるウエハ表
面上のＰＥＴＥＯＳ酸化物を平坦化するようにする。Ｃ
ＭＰ装置はしばしば既知の不均一性を有している。例え
ば、好ましい実施態様で使用される装置が原因となっ
て、ＣＭＰプロセス実施後にウエハの周縁部よりも中央
部が厚くなる。本発明の方法による上述のＭＷＣは、中
央部を薄くするＰＥＴＥＯプロセスを設計するために使
用されて、中央部が厚くなるＣＭＰプロセスを補償し、
それによって平坦化終了後において一層良好な均一性を
実現するようにする。
ける層間絶縁体を形成するために用いられるプロセスに
関するものである。これらのプロセスでは、ＰＥＴＥＯ
Ｓ（プラズマ強化テトラエトキシシラン酸化物）を層間
絶縁体としてを使用する。第１の実施態様では、本発明
の方法を使用して、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）におけ
る不均一性を制御し、ＣＭＯＳ生産時におけるウエハ表
面上のＰＥＴＥＯＳ酸化物を平坦化するようにする。Ｃ
ＭＰ装置はしばしば既知の不均一性を有している。例え
ば、好ましい実施態様で使用される装置が原因となっ
て、ＣＭＰプロセス実施後にウエハの周縁部よりも中央
部が厚くなる。本発明の方法による上述のＭＷＣは、中
央部を薄くするＰＥＴＥＯプロセスを設計するために使
用されて、中央部が厚くなるＣＭＰプロセスを補償し、
それによって平坦化終了後において一層良好な均一性を
実現するようにする。
【０００９】第２の実施態様は、多層金属化中における
ビアすなわち接点の形成に関するものである。半導体ウ
エハ上に堆積したＰＥＴＥＯＳ酸化物は、パターン形成
され、エッチングされて、ビアすなわちコンタクトホー
ルを作り、一つの金属化層から別の金属化層への電気的
接続を形成するようになる。酸化物のエッチング速度は
酸化膜の化学構造に極めて強く依存するから、前段のス
テップで薄膜の化学構造を変化させることによって、後
段のエッチングプロセスの結果に影響を与えることが可
能である。したがって、この後段のプロセスで一定のエ
ッチング速度を確保するためには、堆積中の膜厚および
応力を制御するのみでなく、膜の化学構造をも制御する
必要がある。本発明の実施態様によれば、堆積膜のエッ
チング速度を堆積プロセスの付加的目的となすことによ
って、堆積膜のエッチング速度を制御することが可能で
ある。
ビアすなわち接点の形成に関するものである。半導体ウ
エハ上に堆積したＰＥＴＥＯＳ酸化物は、パターン形成
され、エッチングされて、ビアすなわちコンタクトホー
ルを作り、一つの金属化層から別の金属化層への電気的
接続を形成するようになる。酸化物のエッチング速度は
酸化膜の化学構造に極めて強く依存するから、前段のス
テップで薄膜の化学構造を変化させることによって、後
段のエッチングプロセスの結果に影響を与えることが可
能である。したがって、この後段のプロセスで一定のエ
ッチング速度を確保するためには、堆積中の膜厚および
応力を制御するのみでなく、膜の化学構造をも制御する
必要がある。本発明の実施態様によれば、堆積膜のエッ
チング速度を堆積プロセスの付加的目的となすことによ
って、堆積膜のエッチング速度を制御することが可能で
ある。
【００１０】本発明の上述およびその他の態様は、添付
の図面に類似の要素を類似の参照符号によって表示する
ようにして図示してある。
の図面に類似の要素を類似の参照符号によって表示する
ようにして図示してある。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、サイトモデルおよびモ
ニタウエハ制御を用いるプロセス制御における不均一性
の制御を多重プロセス応用に拡張するものであるが、以
下に開示する説明では、先ずモジュールの単一プロセス
向けであって本明細書に援用する従来の特許出願で開示
されている方法について詳述する。次いで、本発明の好
ましい実施態様について開示する。本発明の範囲はここ
で説明する態様とは異なる実施態様をも包括するもので
あり、特許請求の範囲によってのみ限定されるものと考
えるべきである。特に、本発明は一つもしくは多数の不
均一測定量の制御が望ましい場合における任意の個別製
品製造に関して使用できるようにしたものである。
ニタウエハ制御を用いるプロセス制御における不均一性
の制御を多重プロセス応用に拡張するものであるが、以
下に開示する説明では、先ずモジュールの単一プロセス
向けであって本明細書に援用する従来の特許出願で開示
されている方法について詳述する。次いで、本発明の好
ましい実施態様について開示する。本発明の範囲はここ
で説明する態様とは異なる実施態様をも包括するもので
あり、特許請求の範囲によってのみ限定されるものと考
えるべきである。特に、本発明は一つもしくは多数の不
均一測定量の制御が望ましい場合における任意の個別製
品製造に関して使用できるようにしたものである。
【００１２】サイトモデルおよびモニタウエハ制御装置 米国特許第５，４０８，４０５号のモニタウエハ制御装
置は、個別製品を処理するために複数のプロセス制御変
数を制御するシステムを提供する。モニタウエハベース
の制御策の目的は、装置および／またはプロセスの状態
がモニタウエハに基づく事前の見積りとは違ったものに
なったかどうかを決定し、違ったものになっておれば、
装置の設定に関して一組の訂正を決定し、新たなプロセ
ス調整を生じさせるとともに、製品の品質特性が目標に
到達するようにすることである。
置は、個別製品を処理するために複数のプロセス制御変
数を制御するシステムを提供する。モニタウエハベース
の制御策の目的は、装置および／またはプロセスの状態
がモニタウエハに基づく事前の見積りとは違ったものに
なったかどうかを決定し、違ったものになっておれば、
装置の設定に関して一組の訂正を決定し、新たなプロセ
ス調整を生じさせるとともに、製品の品質特性が目標に
到達するようにすることである。
【００１３】先の米国特許出願第０８／１２４，０８３
号の方法においては、単一プロセスを制御するためにサ
イトモデルを使用する不均一性制御の方法が、モニタウ
エハ制御装置用として開発され、ＰＥＴＥＯＳプロセス
を制御する。この方法に関するプロセスについて、ＰＥ
ＴＥＯＳプロセス用のサイトモデルと、目標として使用
される不均一性の関連測定と、サイトモデルおよび応力
モデルの両者に関する調整手順とを用いて論ずる。
号の方法においては、単一プロセスを制御するためにサ
イトモデルを使用する不均一性制御の方法が、モニタウ
エハ制御装置用として開発され、ＰＥＴＥＯＳプロセス
を制御する。この方法に関するプロセスについて、ＰＥ
ＴＥＯＳプロセス用のサイトモデルと、目標として使用
される不均一性の関連測定と、サイトモデルおよび応力
モデルの両者に関する調整手順とを用いて論ずる。
【００１４】モデルベースの制御に関して、モデルに要
求される能力は、プロセスおよび装置の状態の変化を組
み入れるように適合できること、および最適のプロセス
設定を決定するために使用できて所望の範囲内もしくは
目標にプロセスの品質特性を到達させるようにすること
である。先に引用した出願の技法を用いた好ましい実施
態様では、実験計画法（ＤＯＥ）を用いて応答表面モデ
ル（ＲＳＭ：ResponseSurface Model）が作成された。
以下では、ＰＥＴＥＯＳプロセス用の応答表面モデルの
作成に用いられた手順を要約して示す。
求される能力は、プロセスおよび装置の状態の変化を組
み入れるように適合できること、および最適のプロセス
設定を決定するために使用できて所望の範囲内もしくは
目標にプロセスの品質特性を到達させるようにすること
である。先に引用した出願の技法を用いた好ましい実施
態様では、実験計画法（ＤＯＥ）を用いて応答表面モデ
ル（ＲＳＭ：ResponseSurface Model）が作成された。
以下では、ＰＥＴＥＯＳプロセス用の応答表面モデルの
作成に用いられた手順を要約して示す。
【００１５】モニタウエハ制御装置は、プラズマ増速Ｃ
ＶＤ（化学気相成長法）に基づくＴＥＯＳプロセス（Ｐ
ＥＴＥＯＳ）に関して実証された。アプライドマテリア
ル社製造のＡＴＭ５０００反応装置が、プロセスを実行
するために使用された。このプロセスに関してＡＭＴ５
０００で行う主要な装置制御量は、ガス圧，高周波電力
（ＲＦパワー），ウエハ温度，シャワーヘッドとウエハ
との間隔，ＴＥＯＳ流量，酸素流量およびサセプタ温度
である。二酸化ケイ素膜に関して制御もしくは目標の対
象となすべき主要な応答変数は、成膜速度（Å／ｓ）と
膜厚非均一測定部位の数と１０％ＨＦエッチング速度
（Å／ｓ）と応力（ＭＰａ）と密度（ｇ／ｃｃ）と質量
（ｇ）である。
ＶＤ（化学気相成長法）に基づくＴＥＯＳプロセス（Ｐ
ＥＴＥＯＳ）に関して実証された。アプライドマテリア
ル社製造のＡＴＭ５０００反応装置が、プロセスを実行
するために使用された。このプロセスに関してＡＭＴ５
０００で行う主要な装置制御量は、ガス圧，高周波電力
（ＲＦパワー），ウエハ温度，シャワーヘッドとウエハ
との間隔，ＴＥＯＳ流量，酸素流量およびサセプタ温度
である。二酸化ケイ素膜に関して制御もしくは目標の対
象となすべき主要な応答変数は、成膜速度（Å／ｓ）と
膜厚非均一測定部位の数と１０％ＨＦエッチング速度
（Å／ｓ）と応力（ＭＰａ）と密度（ｇ／ｃｃ）と質量
（ｇ）である。
【００１６】好ましい実施態様では、５個の装置制御に
よって９点の成膜速度および応力に関する完全な２次モ
デルが使用された。このモデルは次の構造を有する。
よって９点の成膜速度および応力に関する完全な２次モ
デルが使用された。このモデルは次の構造を有する。
【００１７】
【数１】
【００１８】ただし、ｄｒ１，・・・，ｄｒ９は、９個
のサイトにおける成膜速度、ｙk はｋ番目の出力、すな
わちｄｒ１，・・・，ｄｒ９の応力、ｘi , ｘj はｉ，
ｊ番目の入力、すなわち圧力，・・・，Ｏ2 流量、β0
は等式中の定数項、βi は１次項ｘi の係数、およびβ
ijは２次項ｘi ｘj の係数とする。
のサイトにおける成膜速度、ｙk はｋ番目の出力、すな
わちｄｒ１，・・・，ｄｒ９の応力、ｘi , ｘj はｉ，
ｊ番目の入力、すなわち圧力，・・・，Ｏ2 流量、β0
は等式中の定数項、βi は１次項ｘi の係数、およびβ
ijは２次項ｘi ｘj の係数とする。
【００１９】２１個の全ての係数は、ＳＡＳ（Statisti
cal Analysis System ：統計的分析システム）（米国ノ
ースカロライナ州ケアリー所在のＳＡＳインスチチュー
ト社，SAS Circle Box 8000 ，Cary NC27512-8000 ，提
供の「SAS Language Guide」，１９８８年リリース６．
０３版）を用いて評価された。
cal Analysis System ：統計的分析システム）（米国ノ
ースカロライナ州ケアリー所在のＳＡＳインスチチュー
ト社，SAS Circle Box 8000 ，Cary NC27512-8000 ，提
供の「SAS Language Guide」，１９８８年リリース６．
０３版）を用いて評価された。
【００２０】各ウエハについて、９サイト（位置）で酸
化物の膜厚が測定された。サイトはウエハ上の酸化膜の
プロフィールの分析に基づいて選定された。図１には、
酸化物の厚さを測定するために用いられたサイトが示し
てある。表１には、各サイトの座標が示してある。モデ
ル化を通じて９サイトのそれぞれの成膜速度は極めて正
確に装置制御量の関数としてモデル化できることが分か
った。
化物の膜厚が測定された。サイトはウエハ上の酸化膜の
プロフィールの分析に基づいて選定された。図１には、
酸化物の厚さを測定するために用いられたサイトが示し
てある。表１には、各サイトの座標が示してある。モデ
ル化を通じて９サイトのそれぞれの成膜速度は極めて正
確に装置制御量の関数としてモデル化できることが分か
った。
【００２１】
【表１】
【００２２】ＰＥＴＥＯＳプロセスについては、不均一
性に関する４つの尺度が用いられた。そのうちの２つは
目標に向けて制御され、他の２つは規定限度内にあるよ
うに制御された。目標に向けて制御されるとは、可能な
限り所望の値に近い値に到達するようにしたいことを意
味する。規定限度内とは、規定された範囲内の値なら許
容できることを意味する。不均一性に関する前者の尺度
は、目標に向けて制御されるものであり、ｎｕｒおよび
ｎｕｃで表示され、サイト成膜速度を用いて次式のよう
に表現される。
性に関する４つの尺度が用いられた。そのうちの２つは
目標に向けて制御され、他の２つは規定限度内にあるよ
うに制御された。目標に向けて制御されるとは、可能な
限り所望の値に近い値に到達するようにしたいことを意
味する。規定限度内とは、規定された範囲内の値なら許
容できることを意味する。不均一性に関する前者の尺度
は、目標に向けて制御されるものであり、ｎｕｒおよび
ｎｕｃで表示され、サイト成膜速度を用いて次式のよう
に表現される。
【００２３】
【数２】
【００２４】および
【数３】
【００２５】後者の２つの尺度は、規定限度に制御され
るものであり、成膜の非対称性の尺度であって、ｃａｎ
ｔ１およびｃａｎｔ２で表示される。これらの尺度は成
膜速度を用いて次式のように表現される。
るものであり、成膜の非対称性の尺度であって、ｃａｎ
ｔ１およびｃａｎｔ２で表示される。これらの尺度は成
膜速度を用いて次式のように表現される。
【００２６】
【数４】
【００２７】
【数５】
【００２８】図２には、９個のサイトについて定義され
た４つの成膜不均一性の尺度が示してある。
た４つの成膜不均一性の尺度が示してある。
【００２９】不均一性と同様に、平均成膜速度ｄｒが、
成膜速度の関数として次式のように表わされる。
成膜速度の関数として次式のように表わされる。
【００３０】
【数６】
【００３１】
【表２】
【００３２】制御目的に適するようにモデルを簡潔化す
るために、モデルを「トリミングム（刈り込み）」する
必要があった。ＳＡＳの漸化回帰法を用いてモデルを簡
潔化することに決まった。モデル化には、データのなか
に影響力の大きな特徴が存在するか否かの決定、および
モデルを歪める有意な異常値が存在するか否かの決定に
関わるものも含まれる。異常値排除後のモデル適合度の
概要を表３に示す。
るために、モデルを「トリミングム（刈り込み）」する
必要があった。ＳＡＳの漸化回帰法を用いてモデルを簡
潔化することに決まった。モデル化には、データのなか
に影響力の大きな特徴が存在するか否かの決定、および
モデルを歪める有意な異常値が存在するか否かの決定に
関わるものも含まれる。異常値排除後のモデル適合度の
概要を表３に示す。
【００３３】
【表３】
【００３４】ＰＥＴＥＯＳプロセス用のモニタウエハ制
御装置の目的の一つは、、モニタウエハを使用してプロ
セスの状態を見積もり、プロセスの状態が変化すれば、
制御装置が製品品質特性を目標に到達させるように調整
手段を定めることである。制御装置はこれを２つの段階
で遂行する。第１の段階は、モデルの調整である。多変
数で独立のモデル形式の制御法が制御装置に使用され
た。この段階では、制御装置は、変化したプロセス状態
を捕捉するのに必要とされるモデル内の変化を見積も
る。
御装置の目的の一つは、、モニタウエハを使用してプロ
セスの状態を見積もり、プロセスの状態が変化すれば、
制御装置が製品品質特性を目標に到達させるように調整
手段を定めることである。制御装置はこれを２つの段階
で遂行する。第１の段階は、モデルの調整である。多変
数で独立のモデル形式の制御法が制御装置に使用され
た。この段階では、制御装置は、変化したプロセス状態
を捕捉するのに必要とされるモデル内の変化を見積も
る。
【００３５】数学的には、この調整の問題は、次の加重
最小二乗法による最小化問題として数式化できる。
最小二乗法による最小化問題として数式化できる。
【００３６】
【数７】
【００３７】
【数８】
【００３８】ただし、ｘi はｉ番目の制御可能変数、ｙ
i はｉ番目の観測可能変数であり、ｆi はｙi に対応す
るモデルの関数形を表し、ｗi はｆi に対応する加重、
Ａi はｆi における係数のベクトル量、ｃi はｆi にお
けるバイアス／定数項、ｇi はｘi に対応する利得、ｏ
i はｘi に対応するオフセットであり、δi はｃi に付
加されるバイアスに対応する。
i はｉ番目の観測可能変数であり、ｆi はｙi に対応す
るモデルの関数形を表し、ｗi はｆi に対応する加重、
Ａi はｆi における係数のベクトル量、ｃi はｆi にお
けるバイアス／定数項、ｇi はｘi に対応する利得、ｏ
i はｘi に対応するオフセットであり、δi はｃi に付
加されるバイアスに対応する。
【００３９】モニタウエハ制御装置では、モデルは各推
定分散（分散はモデル構築中に推定される）によって加
重された。これは、小さな分散をもつモデルにおけるモ
デル予測からの偏差のほうが、大きな分散をもつモデル
における同一の偏差よりも悪いと考えたためである。モ
デルが統計的な独立性もしくは準独立性を有するランダ
ムな変数を表わすなら、加重に分散を使用することは十
分条件である。
定分散（分散はモデル構築中に推定される）によって加
重された。これは、小さな分散をもつモデルにおけるモ
デル予測からの偏差のほうが、大きな分散をもつモデル
における同一の偏差よりも悪いと考えたためである。モ
デルが統計的な独立性もしくは準独立性を有するランダ
ムな変数を表わすなら、加重に分散を使用することは十
分条件である。
【００４０】プロセス状態の変化が検知されれば、制御
装置は最終値を目標に到達させる調整手段を見出そうと
する。これが逐次最適化の目的である。数学的には、前
述の表示方法を用いて、逐次最適化タスクは次式のよう
に数式化できる。
装置は最終値を目標に到達させる調整手段を見出そうと
する。これが逐次最適化の目的である。数学的には、前
述の表示方法を用いて、逐次最適化タスクは次式のよう
に数式化できる。
【００４１】
【数９】
【００４２】ただし、ｙi L ，ｙi H はｉ番目の出力ｙ
i の規定範囲の下限および上限、ｔi （）は目標に近づ
けるためにモデルを変換する関数、ｘj L ，ｘj H はｊ
番目の入力ｘj の下限および上限、ｆi （）はｘj から
ｙi への変換を表す調整モデル、ｈk （）はｘj からｚ
k への変換を表すモデル、ｙi * は、ｙi の最終／目標
の出力値、ｗi はｉ番目の出力パラメータｙi に対応す
る加重、ｇi はサイトモデルに関する任意の変換であ
る。
i の規定範囲の下限および上限、ｔi （）は目標に近づ
けるためにモデルを変換する関数、ｘj L ，ｘj H はｊ
番目の入力ｘj の下限および上限、ｆi （）はｘj から
ｙi への変換を表す調整モデル、ｈk （）はｘj からｚ
k への変換を表すモデル、ｙi * は、ｙi の最終／目標
の出力値、ｗi はｉ番目の出力パラメータｙi に対応す
る加重、ｇi はサイトモデルに関する任意の変換であ
る。
【００４３】上記の数式は、プロセスの目標が関数ｔi
を使用した後のモデルとは異なることを示す。さらに、
この数式は目標もしくは制約のいずれかであるプロセス
最終目標を調整する。
を使用した後のモデルとは異なることを示す。さらに、
この数式は目標もしくは制約のいずれかであるプロセス
最終目標を調整する。
【００４４】上述の開示は、プロセス最終目標がモデル
化されたパラメータとは異なってもよいことを示す。さ
らに、最終目標には、２つの形式（すなわち、目標と制
約）が存在し得る。目標は、オプティマイザによって明
白に最適化される。制約は、装置の設定条件に関する許
容可能な副次的空間をさらに制限し、その制限内でオプ
ティマイザは目標を最適化するように働く。制御装置
は、加重がモデルの調整および逐次最適化を通じて行わ
れる最適化に関して規定されるようにする必要がある。
化されたパラメータとは異なってもよいことを示す。さ
らに、最終目標には、２つの形式（すなわち、目標と制
約）が存在し得る。目標は、オプティマイザによって明
白に最適化される。制約は、装置の設定条件に関する許
容可能な副次的空間をさらに制限し、その制限内でオプ
ティマイザは目標を最適化するように働く。制御装置
は、加重がモデルの調整および逐次最適化を通じて行わ
れる最適化に関して規定されるようにする必要がある。
【００４５】援用した特許のモニタ制御装置に関して言
えば、逐次最適化のための加重は、最適化される各種の
目標の相対的重要度を反映する。これらの加重の選択に
は、制御されるプロセスに関する判断と経験が必要であ
る。目的は、制約を侵すことなく、オプティマイザがプ
ロセスを許容限度内に到達させかつ可能な限り目標に近
づけるようにする調整手段を生ずることを可能にする一
組の加重を見出すことである。
えば、逐次最適化のための加重は、最適化される各種の
目標の相対的重要度を反映する。これらの加重の選択に
は、制御されるプロセスに関する判断と経験が必要であ
る。目的は、制約を侵すことなく、オプティマイザがプ
ロセスを許容限度内に到達させかつ可能な限り目標に近
づけるようにする調整手段を生ずることを可能にする一
組の加重を見出すことである。
【００４６】モデル調整中に実行される最適化では、第
２の組の加重が生ずる。モデルが統計的な独立性もしく
は準独立性をもったランダムな変数である場合には、モ
デル分散によって与えられる加重が適切である。しか
し、サイトモデルおよび成膜速度の場合には、モデル
は、相互に関連すると期待されるランダム変数を表して
いる。その結果として、調整式のなかには９個のサイト
モデルと１個の応力モデルが存在するから、調整は予測
応力の誤差よりも予測成膜速度の誤差を補償するための
偏りを生ずる。すなわち、モデル分散による加重を無視
し、成膜速度が応力の略９倍も重視されることになる。
もっと一般的な解では、モデル分散に付加する加重を陽
に導入する。したがって、モデルの加重の調整におい
て、ｆi はｗiｓi 2 とされる。ＰＥＴＥＯＳ制御装置
では、９個のサイトモデルのそれぞれについてｗi ＝
９、また応力モデルについてｗi ＝１である。
２の組の加重が生ずる。モデルが統計的な独立性もしく
は準独立性をもったランダムな変数である場合には、モ
デル分散によって与えられる加重が適切である。しか
し、サイトモデルおよび成膜速度の場合には、モデル
は、相互に関連すると期待されるランダム変数を表して
いる。その結果として、調整式のなかには９個のサイト
モデルと１個の応力モデルが存在するから、調整は予測
応力の誤差よりも予測成膜速度の誤差を補償するための
偏りを生ずる。すなわち、モデル分散による加重を無視
し、成膜速度が応力の略９倍も重視されることになる。
もっと一般的な解では、モデル分散に付加する加重を陽
に導入する。したがって、モデルの加重の調整におい
て、ｆi はｗiｓi 2 とされる。ＰＥＴＥＯＳ制御装置
では、９個のサイトモデルのそれぞれについてｗi ＝
９、また応力モデルについてｗi ＝１である。
【００４７】モジュール規模の制御 上述の説明のように、先願の方法を使用する場合には、
単一のプロセスのみが不均一性を制御するために操作さ
れた。サイトモデルの使用およびこれらの方法は、これ
ら相互に関連するプロセスの目標を相互に関連づけるこ
とによって利点を増すために使用できることが見出され
た。したがって、先願の方法はプロセスモジュールにお
けるプロセス間の相互作用を考慮するように改変され、
それによって従来のプロセスの目標を変更することによ
って数種のプロセスにわたる不均一性を制御するように
された。
単一のプロセスのみが不均一性を制御するために操作さ
れた。サイトモデルの使用およびこれらの方法は、これ
ら相互に関連するプロセスの目標を相互に関連づけるこ
とによって利点を増すために使用できることが見出され
た。したがって、先願の方法はプロセスモジュールにお
けるプロセス間の相互作用を考慮するように改変され、
それによって従来のプロセスの目標を変更することによ
って数種のプロセスにわたる不均一性を制御するように
された。
【００４８】上述のサイトモデルを用いて不均一性を制
御する技法は、図３に示すように表現すことができる。
この技法は入力Ｘi および出力Ｙi を有する単一のプロ
セスー使用し、サイトモデルによって連続処理に用いら
れる新たな入力を決め、このプロセスの不均一性を制御
するようにする。本発明の方法は、図４によって表現さ
れる。図４には、数種のプロセスＰ1 、Ｐ2 、・・・、
Ｐn が相互に関連し、プロセスモジュールもしくはプロ
セスモジュールの部分集合として関数をなしている。こ
れらのプロセスの一つもしくは全部が前述のように制御
できて、サイトモデルを用いて不均一性を制御するよう
にする。図４では、Ｐ3 からのフィードバックがプロセ
スＰ1 に戻る様子を示す。この方法はサイトモデルを用
いて、プロセスＰ1 における空間パターンを達成し、後
段のプロセスで導入された空間パターンを補償して、プ
ロセスのシーケンス全体の均一性を向上するようにす
る。
御する技法は、図３に示すように表現すことができる。
この技法は入力Ｘi および出力Ｙi を有する単一のプロ
セスー使用し、サイトモデルによって連続処理に用いら
れる新たな入力を決め、このプロセスの不均一性を制御
するようにする。本発明の方法は、図４によって表現さ
れる。図４には、数種のプロセスＰ1 、Ｐ2 、・・・、
Ｐn が相互に関連し、プロセスモジュールもしくはプロ
セスモジュールの部分集合として関数をなしている。こ
れらのプロセスの一つもしくは全部が前述のように制御
できて、サイトモデルを用いて不均一性を制御するよう
にする。図４では、Ｐ3 からのフィードバックがプロセ
スＰ1 に戻る様子を示す。この方法はサイトモデルを用
いて、プロセスＰ1 における空間パターンを達成し、後
段のプロセスで導入された空間パターンを補償して、プ
ロセスのシーケンス全体の均一性を向上するようにす
る。
【００４９】図４に示すプロセスは、制御プロセスと非
制御プロセスの両方を含むものであってもよい。一般的
には、非制御プロセスとは、そのプロセス効果が緩やか
に変動するが、それを変えようとしたりもしくは目標に
近づけようとする何らの手段も施されないプロセスであ
る。プロセスを非制御にする理由はいくつかある。例え
ば、プロセス装置に制御装置が欠如していたり、所要の
試験が高価過ぎたり破壊試験であったり、あるいはプロ
セスを制御するために必要な試験の実施に使用できるセ
ンサがなかったりする場合である。反対に、制御プロセ
スとは、プロセス効果が規定された許容範囲内もしくは
目標に保持されるプロセスである。本発明によれば、制
御プロセスを使用して、後段の非制御プロセスの効果を
補償することが可能になる。
制御プロセスの両方を含むものであってもよい。一般的
には、非制御プロセスとは、そのプロセス効果が緩やか
に変動するが、それを変えようとしたりもしくは目標に
近づけようとする何らの手段も施されないプロセスであ
る。プロセスを非制御にする理由はいくつかある。例え
ば、プロセス装置に制御装置が欠如していたり、所要の
試験が高価過ぎたり破壊試験であったり、あるいはプロ
セスを制御するために必要な試験の実施に使用できるセ
ンサがなかったりする場合である。反対に、制御プロセ
スとは、プロセス効果が規定された許容範囲内もしくは
目標に保持されるプロセスである。本発明によれば、制
御プロセスを使用して、後段の非制御プロセスの効果を
補償することが可能になる。
【００５０】図５は、本発明の一実施態様におけるプロ
セスのフローを示す。プロセス１０で示す第１のステッ
プは、モジュールの制御プロセス用の、上述したように
好ましくはＰＥＴＥＯＳプロセス用のプロセスモデルを
確立することである。次のステップ１２は、後続のプロ
セス用のもしくは完全なプロセスモジュール用の目標を
決定することである。これらの目標は、典型的には、上
述したような非制御プロセスの出力に関する目標であ
る。その後、ステップ１４において、後続の非制御プロ
セスを補償するように制御プロセスの目標が改変され、
さらにステップ１６において、改変されたプロセス目標
に応じて新プロセス制御変数が計算される。その後、ス
テップ１８の製品ウエハの処理が開始できる。第１の判
断ステップ２０では、”プロセス１”の完了に続いて製
品ウエハが試験されて、製品ウエハは規定の許容範囲内
に在るか否かが決定される。製品ウエハが許容範囲内で
なければ、フローは必然的に米国特許出願第０８／２０
１，３０２号に開示されるように進む。流れ図のこの部
分では、新プロセス制御変数もしくは新プロセスの調整
手段を作成するために、先述の援用特許について説明し
たように、モニタウエハを処理し、サイトモデルを調整
する。新プロセス制御変数が決定された後で、ステップ
１８で示すような製品ウエハの処理が再開できる。
セスのフローを示す。プロセス１０で示す第１のステッ
プは、モジュールの制御プロセス用の、上述したように
好ましくはＰＥＴＥＯＳプロセス用のプロセスモデルを
確立することである。次のステップ１２は、後続のプロ
セス用のもしくは完全なプロセスモジュール用の目標を
決定することである。これらの目標は、典型的には、上
述したような非制御プロセスの出力に関する目標であ
る。その後、ステップ１４において、後続の非制御プロ
セスを補償するように制御プロセスの目標が改変され、
さらにステップ１６において、改変されたプロセス目標
に応じて新プロセス制御変数が計算される。その後、ス
テップ１８の製品ウエハの処理が開始できる。第１の判
断ステップ２０では、”プロセス１”の完了に続いて製
品ウエハが試験されて、製品ウエハは規定の許容範囲内
に在るか否かが決定される。製品ウエハが許容範囲内で
なければ、フローは必然的に米国特許出願第０８／２０
１，３０２号に開示されるように進む。流れ図のこの部
分では、新プロセス制御変数もしくは新プロセスの調整
手段を作成するために、先述の援用特許について説明し
たように、モニタウエハを処理し、サイトモデルを調整
する。新プロセス制御変数が決定された後で、ステップ
１８で示すような製品ウエハの処理が再開できる。
【００５１】第１の判断ステップ２０で、”プロセス
１”がプロセス規定内にあれば、製品ウエハの処理は、
モジュール処理２８を経て、最適化される非制御プロセ
スまで継続し、これを”プロセス２”と指定することに
するが、幾つかの介在プロセスを実現する。第２の判断
ステップ３０では、製品ウエハは、”プロセス２”が”
プロセス１”の影響下にあって規定の許容範囲内に在る
か否かを決定するために調べられる。”プロセス２”の
出力が規定内に在れば、その他のウエハは判断ステップ
３０からステップ１８に向かって矢印で表示されるよう
に処理される。”プロセス２”の出力が許容範囲内にな
ければ、フローは目標状態１２に戻る。
１”がプロセス規定内にあれば、製品ウエハの処理は、
モジュール処理２８を経て、最適化される非制御プロセ
スまで継続し、これを”プロセス２”と指定することに
するが、幾つかの介在プロセスを実現する。第２の判断
ステップ３０では、製品ウエハは、”プロセス２”が”
プロセス１”の影響下にあって規定の許容範囲内に在る
か否かを決定するために調べられる。”プロセス２”の
出力が規定内に在れば、その他のウエハは判断ステップ
３０からステップ１８に向かって矢印で表示されるよう
に処理される。”プロセス２”の出力が許容範囲内にな
ければ、フローは目標状態１２に戻る。
【００５２】前段のプロセスで後段のプロセスのために
行える補償量には一定不変の限度があることに留意すべ
きである。これらの限度は前段のプロセス，介在プロセ
スその他によって指定できる。これらの限度は、プロセ
ス制御および使用される装置の範囲内にある空間変動量
によって指定できる。本発明の方法は、処理装置の能力
を向上して空間変動を低減させるようにするものではな
いが、可能な変動を利用してモジュール内のプロセスの
制御を最大限に行おうとするものである。
行える補償量には一定不変の限度があることに留意すべ
きである。これらの限度は前段のプロセス，介在プロセ
スその他によって指定できる。これらの限度は、プロセ
ス制御および使用される装置の範囲内にある空間変動量
によって指定できる。本発明の方法は、処理装置の能力
を向上して空間変動を低減させるようにするものではな
いが、可能な変動を利用してモジュール内のプロセスの
制御を最大限に行おうとするものである。
【００５３】本発明の２つの実施態様は、ＣＭＯＳ半導
体回路の生産に関するプロセスの特定のシーケンスもし
くはモジュールの不均一性を制御および最小化する方法
を提案する。これらのプロセスの目標には、半導体回路
の多層金属化中の均一なビアすなわち接点の作成が含ま
れる。このシーケンス内のステップには、誘電体薄膜
（ＰＥＴＥＯＳ）の堆積と、誘電体薄膜の平坦化と、接
点形成のためのビアのパターン形成およびエッチングと
が含まれる。
体回路の生産に関するプロセスの特定のシーケンスもし
くはモジュールの不均一性を制御および最小化する方法
を提案する。これらのプロセスの目標には、半導体回路
の多層金属化中の均一なビアすなわち接点の作成が含ま
れる。このシーケンス内のステップには、誘電体薄膜
（ＰＥＴＥＯＳ）の堆積と、誘電体薄膜の平坦化と、接
点形成のためのビアのパターン形成およびエッチングと
が含まれる。
【００５４】第１の実施態様は平坦化プロセスもしくは
モジュール向けである。ウエハの表面上のＰＥＴＥＯＳ
酸化物の平坦化に用いられる典型的なプロセスは化学的
機械的研磨（ＣＭＰ）である。ＣＭＰ装置は既知の不均
一性パターンを有することが多い。例えば、ＣＭＰプロ
セス完了時にはウエハの中央部が周縁部よりも厚い。Ｐ
ＥＴＥＯＳ成膜プロセスモデルの目標は、中央部が厚い
ＣＭＰプロセスを補償するために使用できるウエハ全面
の膜厚変動を生ずるように改変できることが見出され
た。したがって、本発明の方法は、中央部が薄くなるよ
うにＰＥＴＥＯＳプロセスを設計するために使用され、
それによってプロセスモジュールの後続のステップにお
ける、平坦化プロセス終了時に一層良好な均一性を実現
する。この方法は、サイトモデル能力を利用して、後続
のプロセスで導入される半径方向および空間的パターン
を補償するように空間的パターンを形成する。
モジュール向けである。ウエハの表面上のＰＥＴＥＯＳ
酸化物の平坦化に用いられる典型的なプロセスは化学的
機械的研磨（ＣＭＰ）である。ＣＭＰ装置は既知の不均
一性パターンを有することが多い。例えば、ＣＭＰプロ
セス完了時にはウエハの中央部が周縁部よりも厚い。Ｐ
ＥＴＥＯＳ成膜プロセスモデルの目標は、中央部が厚い
ＣＭＰプロセスを補償するために使用できるウエハ全面
の膜厚変動を生ずるように改変できることが見出され
た。したがって、本発明の方法は、中央部が薄くなるよ
うにＰＥＴＥＯＳプロセスを設計するために使用され、
それによってプロセスモジュールの後続のステップにお
ける、平坦化プロセス終了時に一層良好な均一性を実現
する。この方法は、サイトモデル能力を利用して、後続
のプロセスで導入される半径方向および空間的パターン
を補償するように空間的パターンを形成する。
【００５５】本発明の第２の実施態様は、半導体回路の
多層金属化中のビアすなわち接点を形成する一連のプロ
セスの一部としてのＰＥＴＥＯＳ堆積に関するものであ
る。ＰＥＴＥＯＳプロセスによって半導体ウエハ上に堆
積された酸化物は、パターン形成およびエッチング処理
されて、ビアもしくはコンタクトホールを作成すること
によって、ある金属化層と他の金属化層との電気的接続
を構成する。このプロセスでは、膜厚および堆積時の応
力のみでなく、膜の化学構造を制御する必要がある。エ
ッチング速度はＰＥＴＥＯＳ膜の化学構造に対する依存
度が高いから、前段の膜の化学構造を変化させることに
よって後段のエッチングプロセスの出力に影響を及ぼす
ことが可能である。
多層金属化中のビアすなわち接点を形成する一連のプロ
セスの一部としてのＰＥＴＥＯＳ堆積に関するものであ
る。ＰＥＴＥＯＳプロセスによって半導体ウエハ上に堆
積された酸化物は、パターン形成およびエッチング処理
されて、ビアもしくはコンタクトホールを作成すること
によって、ある金属化層と他の金属化層との電気的接続
を構成する。このプロセスでは、膜厚および堆積時の応
力のみでなく、膜の化学構造を制御する必要がある。エ
ッチング速度はＰＥＴＥＯＳ膜の化学構造に対する依存
度が高いから、前段の膜の化学構造を変化させることに
よって後段のエッチングプロセスの出力に影響を及ぼす
ことが可能である。
【００５６】膜の化学構造の制御を介してのエッチング
速度の制御は、後続のエッチングプロセスの目標である
エッチング速度を堆積プロセスの目標の一つをすること
によってＭＷＣで達成された。堆積中に用いられたモニ
タウエハでエッチングステップを実行することによって
得られたエッチング速度の測定が、堆積プロセスを制御
するための観測値として使用され、成膜速度と応力と均
一性とのような成膜特性を制御するのみでなく、後続プ
ロセスのエッチング速度を制御するようにされた。した
がって、堆積プロセスを変化させることによって、制御
されない後続プロセスのドリフトやシフトを補償でき
る。
速度の制御は、後続のエッチングプロセスの目標である
エッチング速度を堆積プロセスの目標の一つをすること
によってＭＷＣで達成された。堆積中に用いられたモニ
タウエハでエッチングステップを実行することによって
得られたエッチング速度の測定が、堆積プロセスを制御
するための観測値として使用され、成膜速度と応力と均
一性とのような成膜特性を制御するのみでなく、後続プ
ロセスのエッチング速度を制御するようにされた。した
がって、堆積プロセスを変化させることによって、制御
されない後続プロセスのドリフトやシフトを補償でき
る。
【００５７】以上、新規の好ましい実施態様を詳細に説
明した。実施態様は、本発明をここに述べた特定の実施
態様に限定する意味で示すものではない。実施態様にお
いて有効として用いられた数は、本発明の特許請求の範
囲を変えることなく変えることができる。また、本発明
の範囲は、説明したものとは異なる実施態様であって
も、特許請求の範囲内に包含されるものと解釈すべきで
ある。
明した。実施態様は、本発明をここに述べた特定の実施
態様に限定する意味で示すものではない。実施態様にお
いて有効として用いられた数は、本発明の特許請求の範
囲を変えることなく変えることができる。また、本発明
の範囲は、説明したものとは異なる実施態様であって
も、特許請求の範囲内に包含されるものと解釈すべきで
ある。
【００５８】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1) 複数の別個のプロセスからなるモジュールを経て個
別製品を処理する過程において、同時に複数の不均一性
の度合いを制御する方法であって、 ａ）複数の製品品質パラメータを複数のプロセス制御変
数と関係づけて該複数のプロセス制御変数の初期設定を
得ることによって、前記モジュールの第１のプロセス用
のプロセスモデルを確立するステップと、 ｂ）先行プロセスの出力を変化させることによってより
よく到達され得る、前記第１のプロセスに後続する前記
モジュールの第２のプロセスの出力用の目標を決定する
ステップと、 ｃ）前記第２のプロセスの目標に到達するように前記モ
ジュールの前記第１のプロセスの目標を変更させるとと
もに、前記第１のプロセスの一組のプロセス制御変数を
確立するステップと、 ｄ）少なくとも一つの製品を処理するともに、該少なく
とも一つの製品に関する少なくとも一つの製品品質パラ
メータを測定するステップと、 ｅ）前記少なくとも一つの製品について品質管理試験を
実施するステップと、 ｆ）品質管理試験が”プロセス１”のモデル予測および
目標から有意差を示さない場合にはステップｇの処理に
進み、その他の場合には次に示す処理に進むステップ
と、 １）部分的実験設計によって決定された設定条件を用い
て、調整のための観測量を得るための少なくとも一つの
モニタ製品の処理、 ２）前記ステップｄにおいて前記少なくとも一つの製品
から得られた前記複数の製品品質パラメータを用いて調
整プロセスモデルを構築するための前記プロセスモデル
の調整であって、該調整がプロセスモデルを用いて前記
処理の変更された状態を見積る調整、 ３）前記調整モデルから得られた前記複数のプロセス制
御変数用の更新値の見積り、 ４）前記ステップｄでの反復実施によって得られた前記
複数のプロセス制御変数の前記更新値による製品処理の
続行、および前記第１の複数の製品の新らたな製品への
置換、 ｇ）前記プロセスモジュールの後続のプロセスを経て複
数の製品の処理を続行するステップと、 ｈ）前記第２のプロセスの出力をモニタするとともに、
前記第２のプロセスの前記出力がプロセス目標内にある
場合には前記ステップｇの処理を続行し、前記第２のプ
ロセスの前記出力がプロセス目標許容範囲内にない場合
には前記ステップｂに進むステップと、を含む方法。
る。 (1) 複数の別個のプロセスからなるモジュールを経て個
別製品を処理する過程において、同時に複数の不均一性
の度合いを制御する方法であって、 ａ）複数の製品品質パラメータを複数のプロセス制御変
数と関係づけて該複数のプロセス制御変数の初期設定を
得ることによって、前記モジュールの第１のプロセス用
のプロセスモデルを確立するステップと、 ｂ）先行プロセスの出力を変化させることによってより
よく到達され得る、前記第１のプロセスに後続する前記
モジュールの第２のプロセスの出力用の目標を決定する
ステップと、 ｃ）前記第２のプロセスの目標に到達するように前記モ
ジュールの前記第１のプロセスの目標を変更させるとと
もに、前記第１のプロセスの一組のプロセス制御変数を
確立するステップと、 ｄ）少なくとも一つの製品を処理するともに、該少なく
とも一つの製品に関する少なくとも一つの製品品質パラ
メータを測定するステップと、 ｅ）前記少なくとも一つの製品について品質管理試験を
実施するステップと、 ｆ）品質管理試験が”プロセス１”のモデル予測および
目標から有意差を示さない場合にはステップｇの処理に
進み、その他の場合には次に示す処理に進むステップ
と、 １）部分的実験設計によって決定された設定条件を用い
て、調整のための観測量を得るための少なくとも一つの
モニタ製品の処理、 ２）前記ステップｄにおいて前記少なくとも一つの製品
から得られた前記複数の製品品質パラメータを用いて調
整プロセスモデルを構築するための前記プロセスモデル
の調整であって、該調整がプロセスモデルを用いて前記
処理の変更された状態を見積る調整、 ３）前記調整モデルから得られた前記複数のプロセス制
御変数用の更新値の見積り、 ４）前記ステップｄでの反復実施によって得られた前記
複数のプロセス制御変数の前記更新値による製品処理の
続行、および前記第１の複数の製品の新らたな製品への
置換、 ｇ）前記プロセスモジュールの後続のプロセスを経て複
数の製品の処理を続行するステップと、 ｈ）前記第２のプロセスの出力をモニタするとともに、
前記第２のプロセスの前記出力がプロセス目標内にある
場合には前記ステップｇの処理を続行し、前記第２のプ
ロセスの前記出力がプロセス目標許容範囲内にない場合
には前記ステップｂに進むステップと、を含む方法。
【００５９】(2) 前記プロセスモデルがサイトモデルを
含み、該サイトモデルがサイトの関数として不均一性お
よび非対称性の度合いをモデル化する第１項記載の方
法。 (3) 前記複数の製品品質パラメータが前記プロセスモデ
ルの複数のモデル出力の関数であり、それによって前記
複数のモデル出力を前記予め定められた目標の組と区別
できるようにする第１項記載の方法。 (4) 後続のステップで導入される不均一性を補償するた
めに、一つの処理ステップにおいてサイトモデルを使用
して均一パターンを定義する第１項記載の方法。 (5) モジュール内の制御プロセスを使用してモジュール
内の後続の非制御プロセスを補償するようにする第１項
記載の方法。 (6) 前記個別製品は半導体ウエハである第１項記載の方
法。
含み、該サイトモデルがサイトの関数として不均一性お
よび非対称性の度合いをモデル化する第１項記載の方
法。 (3) 前記複数の製品品質パラメータが前記プロセスモデ
ルの複数のモデル出力の関数であり、それによって前記
複数のモデル出力を前記予め定められた目標の組と区別
できるようにする第１項記載の方法。 (4) 後続のステップで導入される不均一性を補償するた
めに、一つの処理ステップにおいてサイトモデルを使用
して均一パターンを定義する第１項記載の方法。 (5) モジュール内の制御プロセスを使用してモジュール
内の後続の非制御プロセスを補償するようにする第１項
記載の方法。 (6) 前記個別製品は半導体ウエハである第１項記載の方
法。
【００６０】(7) 前記プロセスモデルがサイトモデルを
含み、該サイトモデルがサイトの関数として不均一性お
よび非対称性の度合いをモデル化する第６項記載の方
法。 (8) 前記複数の製品品質パラメータが前記プロセスモデ
ルの複数のモデル出力の関数であり、それによって前記
複数のモデル出力を前記予め定められた目標の組と区別
できるようにする第６項記載の方法。 (9) 後続のステップで導入される不均一性を補償するた
めに、一つの処理ステップにおいてサイトモデルを使用
して均一パターンを定義する第６項記載の方法。 (10)モジュール内の制御プロセスを使用してモジュール
内の後続の非制御プロセスを補償するようにする第６項
記載の方法。
含み、該サイトモデルがサイトの関数として不均一性お
よび非対称性の度合いをモデル化する第６項記載の方
法。 (8) 前記複数の製品品質パラメータが前記プロセスモデ
ルの複数のモデル出力の関数であり、それによって前記
複数のモデル出力を前記予め定められた目標の組と区別
できるようにする第６項記載の方法。 (9) 後続のステップで導入される不均一性を補償するた
めに、一つの処理ステップにおいてサイトモデルを使用
して均一パターンを定義する第６項記載の方法。 (10)モジュール内の制御プロセスを使用してモジュール
内の後続の非制御プロセスを補償するようにする第６項
記載の方法。
【００６１】(11)複数の別個のプロセスからなるモジュ
ールを経て半導体ウエハを処理する過程において、同時
に複数の不均一性の度合いを制御する方法であって、 ａ）複数の製品品質パラメータを複数のプロセス制御変
数と関係づけて該複数のプロセス制御変数の初期設定を
得ることによって、前記モジュールの第１のプロセス用
のプロセスモデルを確立するステップであって、前記プ
ロセスモデルがサイトモデルを含み、前記サイトモデル
がサイトの関数として不均一性および非対称性の度合い
をモデル化するステップと、 ｂ）先行プロセスの出力を変化させることによってより
よく到達され得る、前記第１のプロセスに後続する前記
モジュールの第２のプロセスの出力用の目標を決定する
ステップと、 ｃ）前記第２のプロセスの目標に到達するように前記モ
ジュールの前記第１のプロセスの目標を変化させるとと
もに、前記第１のプロセスの一組のプロセス制御変数を
確立するステップと、 ｄ）少なくとも一つのウエハを処理するとともに、該少
なくとも一つのウエハに関する少なくとも一つの製品品
質パラメータを測定するステップと、 ｅ）前記少なくとも一つのウエハについて品質管理試験
を実施するステップと、 ｆ）品質管理試験が”プロセス１”のモデル予測および
目標に対して有意差を示さない場合にはステップｇの処
理に進み、その他の場合には次に示す処理に進むステッ
プと、 １）部分的実験計画法によって決定された設定条件を用
いて、調整のための観測量を得るための少なくとも一つ
のモニタウエハの処理、 ２）前記ステップｄにおいて前記少なくとも一つのウエ
ハから得られた前記複数の製品品質パラメータを用いて
調整プロセスモデルを構築するための前記プロセスモデ
ルの調整であって、該調整がプロセスモデルを用いて前
記処理の変更された状態を見積る調整 ３）前記調整モデルから得られた前記複数のプロセス制
御変数用の更新値の見積り、 ４）前記ステップｄでの反復実施によって得られた前記
複数のプロセス制御変数の前記更新値によるウエハ処理
の続行、および前記第１の複数の製品の新らたなウエハ
への置換、 ｇ）前記プロセスモジュールの後続のプロセスを経て複
数のウエハの処理を続行するステップと、 ｈ）前記第２のプロセスの出力をモニタするとともに、
前記第２のプロセスの前記出力がプロセス目標内にある
場合には前記ステップｇの処理を続行し、前記第２のプ
ロセスの前記出力がプロセス目標許容範囲内にない場合
には前記ステップｂに進むステップと、を含む方法。
ールを経て半導体ウエハを処理する過程において、同時
に複数の不均一性の度合いを制御する方法であって、 ａ）複数の製品品質パラメータを複数のプロセス制御変
数と関係づけて該複数のプロセス制御変数の初期設定を
得ることによって、前記モジュールの第１のプロセス用
のプロセスモデルを確立するステップであって、前記プ
ロセスモデルがサイトモデルを含み、前記サイトモデル
がサイトの関数として不均一性および非対称性の度合い
をモデル化するステップと、 ｂ）先行プロセスの出力を変化させることによってより
よく到達され得る、前記第１のプロセスに後続する前記
モジュールの第２のプロセスの出力用の目標を決定する
ステップと、 ｃ）前記第２のプロセスの目標に到達するように前記モ
ジュールの前記第１のプロセスの目標を変化させるとと
もに、前記第１のプロセスの一組のプロセス制御変数を
確立するステップと、 ｄ）少なくとも一つのウエハを処理するとともに、該少
なくとも一つのウエハに関する少なくとも一つの製品品
質パラメータを測定するステップと、 ｅ）前記少なくとも一つのウエハについて品質管理試験
を実施するステップと、 ｆ）品質管理試験が”プロセス１”のモデル予測および
目標に対して有意差を示さない場合にはステップｇの処
理に進み、その他の場合には次に示す処理に進むステッ
プと、 １）部分的実験計画法によって決定された設定条件を用
いて、調整のための観測量を得るための少なくとも一つ
のモニタウエハの処理、 ２）前記ステップｄにおいて前記少なくとも一つのウエ
ハから得られた前記複数の製品品質パラメータを用いて
調整プロセスモデルを構築するための前記プロセスモデ
ルの調整であって、該調整がプロセスモデルを用いて前
記処理の変更された状態を見積る調整 ３）前記調整モデルから得られた前記複数のプロセス制
御変数用の更新値の見積り、 ４）前記ステップｄでの反復実施によって得られた前記
複数のプロセス制御変数の前記更新値によるウエハ処理
の続行、および前記第１の複数の製品の新らたなウエハ
への置換、 ｇ）前記プロセスモジュールの後続のプロセスを経て複
数のウエハの処理を続行するステップと、 ｈ）前記第２のプロセスの出力をモニタするとともに、
前記第２のプロセスの前記出力がプロセス目標内にある
場合には前記ステップｇの処理を続行し、前記第２のプ
ロセスの前記出力がプロセス目標許容範囲内にない場合
には前記ステップｂに進むステップと、を含む方法。
【００６２】(12)前記複数の製品品質パラメータが前記
プロセスモデルの複数のモデル出力の関数であり、それ
によって前記複数のモデル出力を前記予め定められた目
標の組と区別できるようにする第１１項記載の方法。 (13)後続のステップで導入される不均一性を補償するた
めに、一つの処理ステップにおいてサイトモデルを使用
して均一パターンを定義する第１１項記載の方法。 (14)モジュール内の制御プロセスを使用してモジュール
内の後続の非制御プロセスを補償するようにする第１１
項記載の方法。 (15)前記プロセスモジュールが、前記ウエハ上にＰＥＴ
ＥＯＳ酸化物を堆積するプロセスと、接点ビアをエッチ
ングするプロセスとを含む第１１項記載の方法。 (16)前記プロセスモジュールが、前記ウエハ上にＰＥＴ
ＥＯＳ酸化物を堆積するプロセスと、化学的機械的研磨
によって平坦化するプロセスとを含む第１１項記載の方
法。
プロセスモデルの複数のモデル出力の関数であり、それ
によって前記複数のモデル出力を前記予め定められた目
標の組と区別できるようにする第１１項記載の方法。 (13)後続のステップで導入される不均一性を補償するた
めに、一つの処理ステップにおいてサイトモデルを使用
して均一パターンを定義する第１１項記載の方法。 (14)モジュール内の制御プロセスを使用してモジュール
内の後続の非制御プロセスを補償するようにする第１１
項記載の方法。 (15)前記プロセスモジュールが、前記ウエハ上にＰＥＴ
ＥＯＳ酸化物を堆積するプロセスと、接点ビアをエッチ
ングするプロセスとを含む第１１項記載の方法。 (16)前記プロセスモジュールが、前記ウエハ上にＰＥＴ
ＥＯＳ酸化物を堆積するプロセスと、化学的機械的研磨
によって平坦化するプロセスとを含む第１１項記載の方
法。
【００６３】(17)製品を製造するために多重ステッププ
ロセスを制御する方法であって、 ａ）少なくとも一つの制御可能なパラメータを備えた制
御プロセスを用いて素材入力を処理して中間製品を生産
するステップと、 ｂ）少なくとも一つの非制御プロセスを用いて前記中間
製品を処理して最終製品を生産するステップであって、
前記少なくとも一つの非制御プロセスが前記最終製品に
不均一な結果を生ずるプロセスであるステップと、 ｃ）前記最終製品の特性を測定して、前記最終製品が該
最終製品全体を通じて規定内にあるか否かを決定するス
テップと、 ｄ）前記最終製品が規定内にない場合に、前記制御プロ
セスの少なくとも一つのパラメータを調節して前記ステ
ップｂの不均一な影響を補償するステップと、 ｅ）前記ステップａ〜前記ステップｄを反復するステッ
プと、を含む方法。
ロセスを制御する方法であって、 ａ）少なくとも一つの制御可能なパラメータを備えた制
御プロセスを用いて素材入力を処理して中間製品を生産
するステップと、 ｂ）少なくとも一つの非制御プロセスを用いて前記中間
製品を処理して最終製品を生産するステップであって、
前記少なくとも一つの非制御プロセスが前記最終製品に
不均一な結果を生ずるプロセスであるステップと、 ｃ）前記最終製品の特性を測定して、前記最終製品が該
最終製品全体を通じて規定内にあるか否かを決定するス
テップと、 ｄ）前記最終製品が規定内にない場合に、前記制御プロ
セスの少なくとも一つのパラメータを調節して前記ステ
ップｂの不均一な影響を補償するステップと、 ｅ）前記ステップａ〜前記ステップｄを反復するステッ
プと、を含む方法。
【００６４】(18)前記複数の製品品質パラメータが前記
プロセスモデルの複数のモデル出力の関数であり、それ
によって前記複数のモデル出力を前記予め定められた目
標の組と区別できるようにする第１７項記載の方法。 (19)後続のステップで導入される不均一性を補償するた
めに、一つの処理ステップにおいてサイトモデルを使用
して均一パターンを定義する第１７項記載の方法。 (20)モジュール内の制御プロセスを使用してモジュール
内の後続の非制御プロセスを補償するようにする第１７
項記載の方法。 (21)前記プロセスモジュールが、前記ウエハ上にＰＥＴ
ＥＯＳ酸化物を堆積するプロセスと、接点ビアをエッチ
ングするプロセスとを含む第１７項記載の方法。 (22)前記プロセスモジュールが、前記ウエハ上にＰＥＴ
ＥＯＳ酸化物を堆積するプロセスと、化学的機械的研磨
によって平坦化するプロセスとを含む第１７項記載の方
法。
プロセスモデルの複数のモデル出力の関数であり、それ
によって前記複数のモデル出力を前記予め定められた目
標の組と区別できるようにする第１７項記載の方法。 (19)後続のステップで導入される不均一性を補償するた
めに、一つの処理ステップにおいてサイトモデルを使用
して均一パターンを定義する第１７項記載の方法。 (20)モジュール内の制御プロセスを使用してモジュール
内の後続の非制御プロセスを補償するようにする第１７
項記載の方法。 (21)前記プロセスモジュールが、前記ウエハ上にＰＥＴ
ＥＯＳ酸化物を堆積するプロセスと、接点ビアをエッチ
ングするプロセスとを含む第１７項記載の方法。 (22)前記プロセスモジュールが、前記ウエハ上にＰＥＴ
ＥＯＳ酸化物を堆積するプロセスと、化学的機械的研磨
によって平坦化するプロセスとを含む第１７項記載の方
法。
【００６５】(23)サイトモデルを用いて、数個の別個の
プロセスからなるモジュールを経て製造される半導体ウ
エハのような個別製品の処理における複数の不均一性パ
ラメータを制御するための方法が開示される。この方法
は、制御プロセスを用いて後続の非制御プロセスの補償
を行い、一つのプロセスのプロセス目標を最適化して同
一モジュールの後続プロセスの出力を向上させる。
プロセスからなるモジュールを経て製造される半導体ウ
エハのような個別製品の処理における複数の不均一性パ
ラメータを制御するための方法が開示される。この方法
は、制御プロセスを用いて後続の非制御プロセスの補償
を行い、一つのプロセスのプロセス目標を最適化して同
一モジュールの後続プロセスの出力を向上させる。
【００６６】「関連出願のクロスリファレンス」次に示
す同時譲渡された特許出願をここに参照することによっ
て、本明細書に援用するものとする。書類番号５，４０
８，４０５，出願日１９９３年９月２０日，名称「個別
製造のための多変数統計処理制御装置(Multi-Variable
Statistical Process Controller for Discrete Manufa
cturing)」、および書類番号０８／２０１，３０２，出
願日１９９４年２月２４日，名称「不均一計量の同時制
御のための空間モデルの使用法(Use of Spatial Models
for Simultaneous control of Non-Uniformity Metric
s)」。
す同時譲渡された特許出願をここに参照することによっ
て、本明細書に援用するものとする。書類番号５，４０
８，４０５，出願日１９９３年９月２０日，名称「個別
製造のための多変数統計処理制御装置(Multi-Variable
Statistical Process Controller for Discrete Manufa
cturing)」、および書類番号０８／２０１，３０２，出
願日１９９４年２月２４日，名称「不均一計量の同時制
御のための空間モデルの使用法(Use of Spatial Models
for Simultaneous control of Non-Uniformity Metric
s)」。
【図１】酸化膜測定サイト（位置）の略図である。
【図２】ＰＥＴＥＯＳプロセスにおける不均一性を定義
する略図である。
する略図である。
【図３】従来技術による単一プロセスの典型的なプロセ
ス制御である。
ス制御である。
【図４】本発明のプロセス制御シーケンスである。
【図５】本発明の実施態様における流れ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレゴリー ビー．シン アメリカ合衆国テキサス州ダラス，ヒーサ ーブルック ドライブ 4829 (72)発明者 ケリー ジェイ．テイラー アメリカ合衆国テキサス州プラノ，エッジ フィールド 1113
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の別個のプロセスからなるモジュー
ルを経て個別製品を処理する過程において、同時に複数
の不均一性の度合いを制御する方法であって、 ａ）複数の製品品質パラメータを複数のプロセス制御変
数と関係づけて該複数のプロセス制御変数の初期設定を
得ることによって、前記モジュールの第１のプロセス用
のプロセスモデルを確立するステップと、 ｂ）先行プロセスの出力を変化させることによってより
よく到達され得る、前記第１のプロセスに後続する前記
モジュールの第２のプロセスの出力用の目標を決定する
ステップと、 ｃ）前記第２のプロセスの目標に到達するように前記モ
ジュールの前記第１のプロセスの目標を変更させるとと
もに、前記第１のプロセスの一組のプロセス制御変数を
確立するステップと、 ｄ）少なくとも一つの製品を処理するともに、該少なく
とも一つの製品に関する少なくとも一つの製品品質パラ
メータを測定するステップと、 ｅ）前記少なくとも一つの製品について品質管理試験を
実施するステップと、 ｆ）品質管理試験が”プロセス１”のモデル予測および
目標から有意差を示さない場合にはステップｇの処理に
進み、その他の場合には次に示す処理に進むステップ
と、 １）部分的実験設計によって決定された設定条件を用い
て、調整のための観測量を得るための少なくとも一つの
モニタ製品の処理、 ２）前記ステップｄにおいて前記少なくとも一つの製品
から得られた前記複数の製品品質パラメータを用いて調
整プロセスモデルを構築するための前記プロセスモデル
の調整であって、該調整がプロセスモデルを用いて前記
処理の変更された状態を見積る調整、 ３）前記調整モデルから得られた前記複数のプロセス制
御変数用の更新値の見積り、 ４）前記ステップｄでの反復実施によって得られた前記
複数のプロセス制御変数の前記更新値による製品処理の
続行、および前記第１の複数の製品の新らたな製品への
置換、 ｇ）前記プロセスモジュールの後続のプロセスを経て複
数の製品の処理を続行するステップと、 ｈ）前記第２のプロセスの出力をモニタするとともに、
前記第２のプロセスの前記出力がプロセス目標内にある
場合には前記ステップｇの処理を続行し、前記第２のプ
ロセスの前記出力がプロセス目標許容範囲内にない場合
には前記ステップｂに進むステップと、 を含む方法。 - 【請求項２】 複数の別個のプロセスからなるモジュー
ルを経て半導体ウエハを処理する過程において、同時に
複数の不均一性の度合いを制御する方法であって、 ａ）複数の製品品質パラメータを複数のプロセス制御変
数と関係づけて該複数のプロセス制御変数の初期設定を
得ることによって、前記モジュールの第１のプロセス用
のプロセスモデルを確立するステップであって、前記プ
ロセスモデルがサイトモデルを含み、前記サイトモデル
がサイトの関数として不均一性および非対称性の度合い
をモデル化するステップと、 ｂ）先行プロセスの出力を変化させることによってより
よく到達され得る、前記第１のプロセスに後続する前記
モジュールの第２のプロセスの出力用の目標を決定する
ステップと、 ｃ）前記第２のプロセスの目標に到達するように前記モ
ジュールの前記第１のプロセスの目標を変化させるとと
もに、前記第１のプロセスの一組のプロセス制御変数を
確立するステップと、 ｄ）少なくとも一つのウエハを処理するとともに、該少
なくとも一つのウエハに関する少なくとも一つの製品品
質パラメータを測定するステップと、 ｅ）前記少なくとも一つのウエハについて品質管理試験
を実施するステップと、 ｆ）品質管理試験が”プロセス１”のモデル予測および
目標に対して有意差を示さない場合にはステップｇの処
理に進み、その他の場合には次に示す処理に進むステッ
プと、 １）部分的実験計画法によって決定された設定条件を用
いて、調整のための観測量を得るための少なくとも一つ
のモニタウエハの処理、 ２）前記ステップｄにおいて前記少なくとも一つのウエ
ハから得られた前記複数の製品品質パラメータを用いて
調整プロセスモデルを構築するための前記プロセスモデ
ルの調整であって、該調整がプロセスモデルを用いて前
記処理の変更された状態を見積る調整 ３）前記調整モデルから得られた前記複数のプロセス制
御変数用の更新値の見積り、 ４）前記ステップｄでの反復実施によって得られた前記
複数のプロセス制御変数の前記更新値によるウエハ処理
の続行、および前記第１の複数の製品の新らたなウエハ
への置換、 ｇ）前記プロセスモジュールの後続のプロセスを経て複
数のウエハの処理を続行するステップと、 ｈ）前記第２のプロセスの出力をモニタするとともに、
前記第２のプロセスの前記出力がプロセス目標内にある
場合には前記ステップｇの処理を続行し、前記第２のプ
ロセスの前記出力がプロセス目標許容範囲内にない場合
には前記ステップｂに進むステップと、 を含む方法。 - 【請求項３】 製品を製造するために多重ステッププロ
セスを制御する方法であって、 ａ）少なくとも一つの制御可能なパラメータを備えた制
御プロセスを用いて素材入力を処理して中間製品を生産
するステップと、 ｂ）少なくとも一つの非制御プロセスを用いて前記中間
製品を処理して最終製品を生産するステップであって、
前記少なくとも一つの非制御プロセスが前記最終製品に
不均一な結果を生ずるプロセスであるステップと、 ｃ）前記最終製品の特性を測定して、前記最終製品が該
最終製品全体を通じて規定内にあるか否かを決定するス
テップと、 ｄ）前記最終製品が規定内にない場合に、前記制御プロ
セスの少なくとも一つのパラメータを調節して前記ステ
ップｂの不均一な影響を補償するステップと、 ｅ）前記ステップａ〜前記ステップｄを反復するステッ
プと、を含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US422495P | 1995-09-25 | 1995-09-25 | |
| US004224 | 1995-09-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129530A true JPH09129530A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=21709755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8251957A Pending JPH09129530A (ja) | 1995-09-25 | 1996-09-24 | サイトモデルを用いたプロセスモジュールの制御およびモニタウエハ制御 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5751582A (ja) |
| JP (1) | JPH09129530A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006501684A (ja) * | 2002-10-01 | 2006-01-12 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマプロセスのデータを解析するための方法とシステム |
| JP2014135497A (ja) * | 2008-01-07 | 2014-07-24 | Metryx Ltd | 半導体デバイス製造を制御する方法 |
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| US6154714A (en) * | 1997-11-17 | 2000-11-28 | Heuristic Physics Laboratories | Method for using wafer navigation to reduce testing times of integrated circuit wafers |
| KR100278600B1 (ko) * | 1998-01-14 | 2001-01-15 | 윤종용 | 반도체 제조설비 관리시스템의 설비유닛의 상태 관리방법 |
| KR100319208B1 (ko) * | 1998-01-14 | 2002-03-21 | 윤종용 | 반도체제조설비관리시스템의설비사전예방유지의주기관리방법 |
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| US6442445B1 (en) | 1999-03-19 | 2002-08-27 | International Business Machines Corporation, | User configurable multivariate time series reduction tool control method |
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