JPS63174331A - 半導体製造自動制御システム - Google Patents

半導体製造自動制御システム

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JPS63174331A
JPS63174331A JP62004934A JP493487A JPS63174331A JP S63174331 A JPS63174331 A JP S63174331A JP 62004934 A JP62004934 A JP 62004934A JP 493487 A JP493487 A JP 493487A JP S63174331 A JPS63174331 A JP S63174331A
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control system
automatic control
semiconductor manufacturing
simulator
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Shinji Onga
恩賀 伸二
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、半導体装置の製造に於ける新しい診断制御
アルゴリズムを具備した半導体製造自動制御システムに
関する。
(従来技術) 従来の典型的な、半導体製造自動化システムは、第3図
に示されるような構成となっている。つまり、半導体製
造の各要素工程に用いられる装置としてたとえば酸化炉
61)、蒸着装置C3Lあるいは測定装置(至)等があ
るが、これら半導体製造に用いられる装置が、それぞれ
の装置を管理するブロックコンビエータ(34a)、(
34b)、(34C)を通して、ホストコンビエータ(
ト)に結ばれている。
前記ホストコンピュータ(至)には、プロセスの手順の
みを示すデータを端末(至)から入力し、半導体製造自
動化システムを所定の状態を維持するように動作させて
いた。
また、従来の半導体製造に関するシミュレータは、第4
図に示すようにあらかじめ設定したイオン注入、酸化/
拡散、リングラフィ、CVDエツチング、気相成長のデ
ータを記憶したシミニレ−ター(40)こ一連のプロセ
スの手順を端末(41)から入力し、この入力データに
対して、前記シミュレータ(40)が計算を行ない、そ
の結果のデータ(4りを出力するものであった。(43
)はデータ部である。又、シミュレータの入力データに
プロセスデータのバラツキをもたせ、これを加味した上
で素子特性を予想するものはあったが、基本的には前記
第4図に示すシステムを1つのパッケージとして、入力
→出力を繰り返し動作させるものであった。
従来、前記自動化システムとシミュレータを組み合わせ
て用いるものとしては、自動化のプロセスの手順データ
をそのまま単にシミエレーシlンシステムに転送させ、
その結果を予想するものやプロセスの変動と素子特性の
バラツキに関する診断解析システム等があるにすぎない
。前記診断解析システムに関しても%第5図に示すよう
にホストコンピータ(55)に組み込まれ、端末(56
)と接続された推論エンジン(51)により、従来型の
プロセスシミュレータ(52)をくり返し動作させ、S
RAMやDRAM等の品種ごとに知識ベース(S)を作
成し、実際のプロセスから得られた品質管理データ(Q
Cデータと呼ぶ) (54)と前記シミーレーモ検定す
るものであった。
このようなシミュレーターを組み合わせた自動化システ
ムでは以下のような問題点があった。すなわちシミユレ
ータ部ではある一定値からなる一連の手順を示した入力
しか扱っていないので実際のプロセスから得られた様々
な変動要因を含むデータに対する素子特性のバラツキの
予想が困難である。また、たとえ変動要因を含むデータ
の予想が可能であっても、プロセスの変動値を小さな値
に分割し、シミーレータをくり返し行ない、同じ手続き
で動作させる必要があるので、計算時間がかかり計算費
用もかさむという問題があった。
また、前記診断解析システムでは診断のための知識ベー
スを作るためにプロセスシミュレータの膨大な実行が必
要であった。
また前記したように品種が例えばSRAMとDRAMの
ようにプロセスに若干の相異である場合も、毎回実行を
くり返しデータをたくわえておく必要があり、データ自
身の有効活用ができない。またこれらのために自動化シ
ステムへの迅速なフィードバックができないなどの問題
点があった。
(発明が解決しようとする問題点) (1)上述したように従来のシミュレーターを組み合せ
た自動化システム、例えば診断解析システムではシミュ
レータをくり返し動作させ1診断用のデータベースを作
成する方法を採用しているので計算時間がかかるのみな
らず、迅速なフィードバックができない。
(1)  また、膨、大な知識ベースを品種毎に用意す
る必要があり、データの有効活用ができないなどの問題
点があった。
上記問題点を解決するには本発明は、従来とは異なるプ
ロセスシミニレ−ターのアルゴリズムを用い従来のよう
なくり返し計算をなくシミーレ−タを軽量化し、ひいて
は迅速なプロセス修正をはかる半導体製造自動制御シス
テムを提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記目的を達成するために、半導体素子の形
状、素子内部の不純物分布あるいは電気的特性を測定す
る手段と素子のシミュレーションを行なうプロセス、デ
バイスシミュレータ部トヲ具備した半導体製造自動制御
システムにおいて。
製造ニーの特性平均値(x)、及び偏差値(σ)を入力
データとして、前記半導体製造自動制御システムを動作
させる制御部を有し、前記シミユレータ部にセいては前
記入力データに対する素子の形状、素子内部の不純物分
布あるいは電気的特性の期待値と偏差値(σ)を予想出
力し、前記期待値と前記測定手段により測定された半導
体素子の形状、素子内部の不純物分布、あるいは電気的
特性の実測値との有異差の検定を行ない有異差がある場
合には。
その主要原因工程を診断し、前記診断された主要原因工
程において前記期待値に合致すべくプロセスを修正する
機能を具備していることを特徴とする半導体製造自動制
御システムを提供する。
(作用) 上記したように本発明によれば、従来のようなくり返し
計算をなくすことができ、保有データを軽量化し、迅速
なプロセス修正をはかることができる。
(実施例) 本発明の詳細を図面を用いて説明する。
第1図は、本発明による半導体製造自動制御システムの
概略構成図である。まず、端末(すからホストコンビ為
−タ(2)にプロセスの手順とその要素プロセス毎の中
心値Xiと分散値σiのデータを入力する。このデータ
は本発明の重要な部分である新しいプロセスシミ為レー
タ(3)に転送される。ここでプロセスの手順に従って
、不純物分布や素子の仕上り形状を順次求めていくと同
時に、その都度プロセスのゆらぎにより、分散をも求め
ていく。
そして最終的な期待値とその分散及び各工程途上で得ら
れた変動値をデータベース(4)に蓄えておく。
一方、上記プロセスの手順はそのままホストコンビエー
タ(2)の指示に基いて各工程で用いられる装置1例え
ば酸化炉(5)、蒸着装置(6)、測定装置(7)と接
続されたブロックコンビ3−タ(8) 、 (9) 、
 Hに送られる。これにより実際のプロセスが自動的に
進行して行く。たとえば測定装置(7)ではその工程に
あった評価方法により、たとえば寸法や不純物分布、電
気的特性を測定する。これらのデータはホストコンビ為
−タ(2)の指示によりフィードバックされデータベー
ス(4)に、実測値として記憶、蓄積される。そして、
プロセスシミ為レータ(8)の期待値や変動と前記測定
装置(7)から得られた値をホストコンビエータ(2)
に組み込まれた推論エンジンαυを用いて検定する。推
論エンジンaυでは上記検定の結果、有異差があると認
めた場合あらかじめ求めであるデータベース(4)の種
々の変動値と比較し。
どの工程に原因があるかを見つけ、同時に原因の重みづ
けを行い、前記期待値に合致すべくプロセスの修正を行
う。
前記プロセスシミ為レータ(3)の作用について。
更に詳しく説明する。プロセスシミ為レータ(3)は図
に示すように、イオン注入と変動1分散、処理部、酸化
拡散と変動0分散、処理部、リングラフィとその変動分
散処理部等々からなる。それぞれに関し本発明による新
しいアルゴリズムを用いた変分処理部がある。ここでは
、前記アルゴリズムを示すに際し、もっとも複雑な1つ
である酸化/拡散部とその変分部分の例について示す。
その手順は、以下の通りである。濃度を示すベクトル変
数をCとし、そのベクトル関数をf(c)とし、定数ベ
クトルBについて f(c)=Bが与えられた時C=τ+ΔCを代入して、
ΔCに関して、2次以上の項を無視することによって f■+f’(c)、ΔC==]3  すなわちfl(τ
)、Δc =lB−f(E)  を得る。  ・・・・
・・(1)式ここにf’(c)は微係数の行列である。
(1)式をΔCについてとき、C+ΔCをあらためてC
として、また(1)式を解くと言う反復でΔCが十分に
小さくなった時のCを解とする。
この解き方の実際を差分法を用いた離散化式に適用し、
詳解する。たとえば2次元問題において解くべき拡散方
程式は各不純物に対して下記のようにたてられる。
ここでx、zは2次元空間の水平方向、鉛直(下向き)
方向の座標、tは時間であり、Cは不純物の化学濃度、
Nはその内でアクティブ(active)なものの濃度
であり、CとNの関係は 荷電クラスタの場合、たとえば また、中性クラスタの場合はたとえば C= N + m keq N” を用いることができる。
ここでNは平衡定数であり、不純物の菰類により決定さ
れるもので温度の関数でもある。
また、上式のDは不純物の拡散係数であり、温度、濃度
に依存するものである。上の拡散式の離散化式において
1本発明で用いるアルゴリズムとにより、変分を用意し
ておく。その1例を示すとNの変分は中性クラスタにつ
いては Δc= ΔN + m keq 、 m r ” 、 
ΔN= (1+m2keq f ’ ) ΔNしたがっ
て 荷電クラスタについては となる。
これらをψについての変分、Dについての変分等を求め
る必要がある。これらを用意して(1)式に示したΔC
についての逐次計算をすすめる。この時あらかじめ入力
されたプロセスの手順に示された設定値Xiとその分散
σiに関する値の幅まで変分を取る。
この変分をたとえばドーズ量、温度2時間等について求
めておき、それぞれの分散値の幅まで求めることにより
、プロセスの変動を求めることができる。
この新しいアルゴリズムによるシミュレータでは従来の
ようなシミーレータ自体のくり返し計算が不用であり、
しかもプロセス毎に簡単にその最終的な出力とその分散
まで求めることができる。
また同時にどのプロセス因子が最も変動に対し支配的で
あるかも求められる。このシステムによりプロセス診断
システムとしての機能をも保持することができる。
前記半導体装置自動制御システムを用いて、実際にデー
タを入力した結果を次に述べる。
まず入力データとして以下のものを用いた。又。
ここでは、プロセスシーケンスの要点を以下のようにし
た。
■ゲート酸化1穆は、設定値950℃、σ□−5−1:
5℃2時間は設定値30分、σt=±1.0分、■ボロ
ンイオン注入工程は設定ドーズ量はりXIO”/d。
変動値はσ、=±5.OX 1010/lri 、設定
加速電圧は180 KeVでその変動値はσい=±1Q
kV、■アニール工程は設定値は1000℃、その変動
値はσ、=士6℃、設定時間は30分でその変動値はσ
=±1.1分とした。このシーケンスにもとづいて求め
た予測値を第2図に曲線A、B、Cで示す。ここではゲ
ート中央部における工程の最終時点の不純物深さ方向に
ついての値をプロットしたものであり。
Aは期待値、Bは期待値+変動値の上限、Cは期待値+
変動値の下限を示す。
本システムのホストコンピュータ(2)よりゲート温度
の変動に対しては8.2mV/℃、パタニングの変動に
対しては12mV10.1μm、アニール時間に関して
はIJmV/min 、アニール温度に関しては1mV
/Cなる値も得た。
前記出力を求めるのにIOMIPS の計算機を用いて
、CPU時間は52分間であった。
同様の計算を第5図に示した従来型のシミュレータを用
いて実行したところ、ゲート温度に対する変動を求める
のに8バツチ、パタニングの変動を求めるのに最少8バ
ツチ、アニールに対しては16バツチが必要であった。
これらに要した時間はIOMIPSで841分であった
。従来システムと比較をすると、計算量が1716です
んだことがわかる。
またこのシステムにより実際の工程を経た半導体素子の
不純物を求めると第2図の点線りのごとくになった。こ
の場合、推論エンジンUυ検定システムで検定したとこ
ろ、このプロセスは有異差がないとの出力を得た。
また、この実施例の効果を説明するために前記従来シス
テムを用いて同様に期待値と実測値を比較した例を第6
図に示す。この場合、出力からプロセスに異常があった
かどうかすぐにはわからない。実線Aは期待値、点線B
は実測値である。そこで第5図に示した従来型の診断シ
ステムを用いて、検定を行ったところこの検定には、さ
らに21分の時間を要した。また、ためしに加速電圧を
20kV変化させてみた所、測定装置(1GからのQC
データがホストコンピュータ(2)に転送されてかられ
ずか2分で検定が終了し、加速電圧の異常を告げ、自動
的に所定の値に戻った。ちなみに従来システムでは検定
が終了し、加速電圧の異常を推測するのに98分間の時
間を要した。
〔発明の効果〕
以上、述べてきたように1本発明によれば計算時間すな
わちフィードバックまで、従来の1/10〜1/20の
時間ですんでいることがわかる。これは本発明に用いら
れるプロセスシミュレータ自体に変動値を取り扱えるよ
うにした効果が極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による一実施例を説明するためめの図、
第一図は従来例により得られた結果を示す図である。 1・・・端末、2・・・ホストコンピュータ、3・・・
プロセスシミュレータ、4・・・データベース、5,6
゜7・・・ブロックコンピュータ、11・・・推論エン
ジン。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同    竹 花 喜久男 第  1 図 0         Q、5        /、Q鳳
吉 (、At m ) 第  2 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体素子の形状、素子内部の不純物分布あるい
    は電気的特性を測定する手段と素子のシミュレーション
    を行なうプロセス、デバイスシミュレータ部とを具備し
    た半導体製造自動制御システムにおいて、製造工程の特
    性平均値(@x@)、及び偏差値(σ)を入力データと
    して、前記半導体製造自動制御システムを動作させる制
    御部を有し、前記シミュレータ部においては前記入力デ
    ータに対する素子の形状、素子内部の不純物分布あるい
    は電気的特性の期待値と偏差値を予想出力し、前記期待
    値と前記測定手段により測定された半導体素子の形状、
    素子内部の不純物分布あるいは電気的特性の実測値との
    有異差の検定を行ない有異差がある場合には、その主要
    原因工程を診断し、前記診断された主要原因工程におい
    て、前記期待値に合致すべくプロセスを修正する機能を
    具備していることを特徴とする半導体製造自動制御シス
    テム。
  2. (2)前記半導体素子の期待値とは、素子の形状、素子
    内部の不純物分布、あるいは電気的特性の期待値である
    特許請求の範囲第1項記載の半導体製造自動制御システ
    ム。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997021244A1 (en) * 1995-12-04 1997-06-12 Advanced Micro Devices, Inc. A system for monitoring and analyzing manufacturing processes using statistical simulation with single step feedback
JP2002184705A (ja) * 2000-12-18 2002-06-28 Toshiba Corp プロセスデータ補正方法およびその装置
JP2003519922A (ja) * 2000-01-04 2003-06-24 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド 超小型電子機器製造において最適な加工ターゲットを定めるための方法
JP2003531491A (ja) * 2000-04-13 2003-10-21 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド 半導体加工のための自動プロセスモニタおよび分析システム
JP2006196908A (ja) * 1995-12-28 2006-07-27 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法、製造装置、シミュレーション方法、及びシミュレータ

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5684570A (en) * 1979-12-12 1981-07-09 Advantest Corp Testing device for ic
JPS58197878A (ja) * 1982-05-14 1983-11-17 Hitachi Ltd 拡散層作成プロセス制御方式
JPS59228726A (ja) * 1983-06-10 1984-12-22 Hitachi Ltd 不良解析装置
JPS6089936A (ja) * 1983-10-24 1985-05-20 Hitachi Ltd デ−タ解析方法
JPS60257535A (ja) * 1984-06-04 1985-12-19 Hitachi Ltd 異常診断機能を備えた半導体製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5684570A (en) * 1979-12-12 1981-07-09 Advantest Corp Testing device for ic
JPS58197878A (ja) * 1982-05-14 1983-11-17 Hitachi Ltd 拡散層作成プロセス制御方式
JPS59228726A (ja) * 1983-06-10 1984-12-22 Hitachi Ltd 不良解析装置
JPS6089936A (ja) * 1983-10-24 1985-05-20 Hitachi Ltd デ−タ解析方法
JPS60257535A (ja) * 1984-06-04 1985-12-19 Hitachi Ltd 異常診断機能を備えた半導体製造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997021244A1 (en) * 1995-12-04 1997-06-12 Advanced Micro Devices, Inc. A system for monitoring and analyzing manufacturing processes using statistical simulation with single step feedback
US5719796A (en) * 1995-12-04 1998-02-17 Advanced Micro Devices, Inc. System for monitoring and analyzing manufacturing processes using statistical simulation with single step feedback
US5966312A (en) * 1995-12-04 1999-10-12 Advanced Micro Devices, Inc. Method for monitoring and analyzing manufacturing processes using statistical simulation with single step feedback
JP2006196908A (ja) * 1995-12-28 2006-07-27 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法、製造装置、シミュレーション方法、及びシミュレータ
JP2003519922A (ja) * 2000-01-04 2003-06-24 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド 超小型電子機器製造において最適な加工ターゲットを定めるための方法
JP2003531491A (ja) * 2000-04-13 2003-10-21 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド 半導体加工のための自動プロセスモニタおよび分析システム
JP2002184705A (ja) * 2000-12-18 2002-06-28 Toshiba Corp プロセスデータ補正方法およびその装置

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