CN113139363A - 镀敷辅助系统、镀敷辅助装置以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种镀敷辅助系统、镀敷辅助装置以及存储介质,容易决定用于提高通过镀敷处理所获得的面内均匀性的实施条件。镀敷辅助系统包括:模拟器(362),根据与基板的电解镀敷处理相关的设想条件,预测形成在基板的镀敷膜的面内均匀性值;数值分析数据存储部(370),关于多个设想条件,存储将各设想条件与面内均匀性值建立对应的数值分析数据;回归分析部(250),通过基于数值分析数据的回归分析,推算将面内均匀性值作为目标变量,将设想条件的变量作为说明变量的模型;以及实施条件探索部(252),使用经推算的模型,探索作为与在镀敷对象基板的电解镀敷处理中形成的镀敷膜的面内均匀性相关的设想条件的推荐值的实施条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种镀敷辅助系统、镀敷辅助装置以及存储有镀敷辅助程序的存储介质。
背景技术
作为在半导体晶片等圆形基板形成配线或凸块(突起状电极)的方法,广泛使用比较廉价且处理时间短的电解镀敷法。用于电解镀敷法的镀敷装置包括:在使表面露出的状态下保持基板的基板固定器、及与基板相向来配置的阳极。基板经由基板固定器而与电源连接,阳极经由保持其的阳极固定器而与电源连接。在镀敷处理时,连同所述基板固定器一起浸渍在镀敷液中,对同样浸渍在镀敷液中的阳极与基板之间施加电流,由此使导电材料堆积在基板表面。
一般而言,用于使电流入基板的电接点配置在基板的边缘部。因此,基板的中央部与基板边缘部离电接点的距离不同,与晶种层的电阻相应地在基板的中央部与基板边缘部产生电位差。因此,镀敷层在基板中央部变薄,基板边缘部的镀敷层变厚。此现象被称为“终端效应”。
将基板表面的镀敷膜的厚度的均匀性称为“面内均匀性”。以往,为了缓和终端效应的影响来获得面内均匀性高的镀敷膜,而进行形成在阳极与基板之间的电场的控制。例如,公开有一种包括遮蔽针对基板的边缘部的电场的遮蔽体的基板固定器(专利文献1)。在专利文献2及专利文献3中公开有一种通过阳极掩模来提升镀敷膜的面内均匀性的技术。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2016-079504号公报
[专利文献2]日本专利特开2016-098399号公报
[专利文献3]日本专利特开2005-029863号公报
[专利文献4]日本专利特开2001-152397号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
理想的是在基板上获得具有高面内均匀性的镀敷膜。但是,选定适合于获得具有高面内均匀性的镀敷膜的遮蔽板或阳极掩模的尺寸并不容易。
成为镀敷处理的实施条件的其他调整项目也同样如此。例如,极间距离等也包含在实施条件中,但选定适合的极间距离也困难。尤其,在将多个变量作为调整项目来调整的情况下,必须预测由组合所产生的效果,调整难易度增加。另外,在专利文献4中公开有一种根据与基板的电解镀敷处理相关的设想条件,预测形成在基板的镀敷膜的面内均匀性值的模拟器的技术,但对所有条件进行模拟会导致处理负担大,并不现实。
本发明是鉴于此种情况而形成的发明,其目的之一在于使适合于获得高面内均匀性的镀敷膜的实施条件的决定简明化,使镀敷处理作业顺利化,由此提升生产效率。
[解决问题的技术手段]
本发明的某一实施例是一种镀敷辅助系统。所述镀敷辅助系统包括:模拟器,根据与基板的电解镀敷处理相关的设想条件,预测形成在基板的镀敷膜的面内均匀性值;存储部,关于多个设想条件,存储将由模拟器所预测的面内均匀性值与确定各设想条件的一个或多个变量的值建立对应的数值分析数据;分析部,通过基于数值分析数据的回归分析,推算将面内均匀性值作为目标变量,将一个或多个变量作为说明变量的模型;以及探索部,使用经推算的模型,探索作为与在镀敷对象基板的电解镀敷处理中形成的镀敷膜的面内均匀性相关的设想条件的推荐值的实施条件。
本发明的另一实施例是一种镀敷辅助系统。所述镀敷辅助系统包括:模拟器,根据与基板的电解镀敷处理相关的设想条件,预测形成在基板的镀敷膜的面内均匀性值;存储部,关于多个设想条件,存储将由模拟器所预测的面内均匀性值与确定各设想条件的一个或多个变量的值建立对应的数值分析数据;学习部,通过基于数值分析数据的机器学习,生成将面内均匀性值作为目标变量,将一个或多个变量作为说明变量的模型;以及探索部,使用已生成的模型,探索作为与在镀敷对象基板的电解镀敷处理中形成的镀敷膜的面内均匀性相关的设想条件的推荐值的实施条件。
本发明的又一实施例是一种计算机可读取存储介质,存储有镀敷辅助程序。所述镀敷辅助程序使计算机发挥如下的功能:通过基于将确定与基板的电解镀敷处理相关的设想条件的一个或多个变量的值、与在设想条件下形成在基板的镀敷膜的面内均匀性值的模拟结果建立对应的数值分析数据的回归分析,推算将面内均匀性值作为目标变量,将一个或多个变量作为说明变量的模型的功能;以及使用经推算的模型,探索作为与在镀敷对象基板的电解镀敷处理中形成的镀敷膜的面内均匀性相关的设想条件的推荐值的实施条件的功能。
本发明的又一实施例是一种镀敷辅助程序。所述镀敷辅助程序使计算机发挥如下的功能:通过基于将确定与基板的电解镀敷处理相关的设想条件的一个或多个变量的值、与在设想条件下形成在基板的镀敷膜的面内均匀性值的模拟结果建立对应的数值分析数据的机器学习,生成将面内均匀性值作为目标变量,将一个或多个变量作为说明变量的模型的功能;以及使用已生成的模型,探索作为与在镀敷对象基板的电解镀敷处理中形成的镀敷膜的面内均匀性相关的设想条件的推荐值的实施条件的功能。
本发明的又一实施例是一种镀敷辅助装置。所述镀敷辅助装置包括:分析部,通过基于将确定与基板的电解镀敷处理相关的设想条件的一个或多个变量的值、与在设想条件下形成在基板的镀敷膜的面内均匀性值的模拟结果建立对应的数值分析数据的回归分析,推算将面内均匀性值作为目标变量,将一个或多个变量作为说明变量的模型;以及探索部,使用经推算的模型,探索作为与在镀敷对象基板的电解镀敷处理中形成的镀敷膜的面内均匀性相关的设想条件的推荐值的实施条件。
本发明的又一实施例是一种镀敷辅助装置。所述镀敷辅助装置包括:学习部,通过基于将确定与基板的电解镀敷处理相关的设想条件的一个或多个变量的值、与在设想条件下形成在基板的镀敷膜的面内均匀性值的模拟结果建立对应的数值分析数据的机器学习,生成将面内均匀性值作为目标变量,将一个或多个变量作为说明变量的模型;以及探索部,使用已生成的模型,探索作为与在镀敷对象基板的电解镀敷处理中形成的镀敷膜的面内均匀性相关的设想条件的推荐值的实施条件。
[发明的效果]
根据本发明,可容易地决定用于提高通过镀敷处理所获得的面内均匀性的实施条件。
附图说明
图1是表示镀敷槽的概要的图。
图2是前馈控制及反馈控制的概念图。
图3是镀敷辅助系统的结构图。
图4是数据分析步骤中的阶段的变迁图。
图5是数值分析数据的结构图。
图6是表示输入画面的例子的图。
图7是探索用数据的结构图。
图8是表示输出画面的例子的图。
图9是相关图的例子。
图10是影响度图表的例子。
图11是第一实施方式中的整体处理的概要图。
图12是第一实施方式中的镀敷辅助服务器的功能框图。
图13是第一实施方式中的镀敷辅助装置的功能框图。
图14是第一实施方式中的镀敷辅助装置的功能框图。
图15是第一实施方式中的准备阶段及模型生成阶段的序列图。
图16是第一实施方式中的探索阶段的序列图。
图17是表示镀敷辅助装置中的探索处理过程的流程图。
图18是神经网络的结构图。
图19是第二实施方式中的整体处理的概要图。
图20是第二实施方式中的准备阶段及模型生成阶段的序列图。
图21是第三实施方式中的整体处理的概要图。
图22是第三实施方式中的探索阶段的序列图。
图23是第四实施方式中的整体处理的概要图。
图24是第四实施方式中的准备阶段及模型生成阶段的序列图。
图25是表示镀敷槽的变形例的图。
图26的(a)是离子导电控制体的立体图。图26的(b)是多孔体的离子导电控制体的剖面图。图26的(c)是冲孔板的离子导电控制体的剖面图。
[符号的说明]
24:基板固定器
30:排出口
32:供给口
42:镀敷槽
44:阳极固定器
46:中间掩模
48:桨
50:驱动装置
52:阳极掩模
54:固定部
58:开口部
60:镀敷液
62:阳极
66:外槽
68:循环机构
70:循环管路
72:阀
74:泵
76:温度控制装置
78:过滤器
80:外部电源
100:镀敷装置
200:镀敷辅助装置
202:用户接口处理部
204:通信部
206:数据处理部
208:数据保存部
212:接收部
214:发送部
216:输出部
218:输入部
220:数值分析数据接收部
230:数据要求发送部
232:实施条件发送部
234:相关图发送部
236:影响度图表发送部
250:回归分析部
252:实施条件探索部
254:相关图制作部
256:影响度图表制作部
258:模拟器
260:回归模型执行部
270:数值分析数据存储部
272:回归模型存储部
274:探索用数据存储部
280:输入画面输出部
282:实施条件输出部
284:相关图输出部
286:影响度图表输出部
290:指定值受理部
300:镀敷辅助服务器
304:接收部
306:数据处理部
308:数据保存部
312:接收部
314:发送部
320:数据要求接收部
340:数值分析数据发送部
360:设想条件生成部
362:模拟器
364:回归分析部
366:实施条件探索部
370:数值分析数据存储部
410:数据分析步骤
412:准备阶段
414:模型生成阶段
416:探索阶段
420:装配作业
430:镀敷处理步骤
440:检查步骤
450:调整作业
500:中心区域
502:第一周边区域
504:第二周边区域
506:第四周边区域
508:第五周边区域
Ac_s:平均电流值
Ha、Ha1~HaN、Ha_min~Ha_max、Ha_s:阳极掩模尺寸
Hb、Hb1~HbN、Hb_min~Hb_max、Hb_s:中间掩模尺寸
He:厚度
Hh:距离
Pa、Pa1~PaN、Pa_in:镀敷时间
Pb、Pb1~PbN、Pb_in:镀敷膜的目标厚度
Pc、Pc1~PcN、Pc_min~Pc_max、Pc_s:电流密度
Pd:镀敷液种类
S10~S18、S20~S30、S40~S48、S50~S54、S60~S74、S80~S84:步骤
u、U、U1~UM、u1~uR:面内均匀性值
W:基板
Wa、Wa1~WaN、Wa_in:晶种层厚度
Wb、Wb1~WbN、Wb_in:开口率
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边对本实施方式进行说明。另外,在以下的实施方式及其变形例中,对大致相同的构成元件附加相同的符号,并适宜省略其说明。
[第一实施方式]
图1是表示镀敷槽42的概要的图。在本实施方式中,对基板W的一面实施镀敷。在镀敷槽42中包括阳极固定器44、中间掩模46、桨48、基板固定器24。在阳极固定器44保持阳极62。阳极62经由阳极固定器44内的配线而与外部电源80连接。在基板固定器24保持圆形的基板W。在镀敷处理中,将阳极62以与基板W的表面相向的方式配置。
在阳极固定器44与基板固定器24之间设置有中间掩模46。在中间掩模46设置有开口部58。通过调整开口部58的大小或形状,而调整中间掩模46与基板W之间的电场。可以在中间掩模46设置开口部58的大小或形状的可变功能来进行调整,也可以与具有不同的大小或不同的形状的开口部的中间掩模替换。在阳极固定器44与基板固定器24之间,设置有用于搅拌基板W的表面附近的镀敷液60的桨48。桨48例如为棒状的构件,以朝向铅垂方向的方式设置在镀敷槽42内。桨48以可通过驱动装置50而相对于基板W的表面进行平行移动的方式构成。中间掩模46也可以是被称为调节板的调整板。
在阳极固定器44安装有阳极掩模52。设置有开口部的阳极掩模52通过固定部54而固定在阳极固定器44。阳极掩模52也可以与阳极固定器44分开设置。
若从外部电源80朝阳极62与基板W之间施加电压,则电子经由外部电源80而从阳极62朝基板W流动。通过所述电子而将镀敷液60中的基板W附近的金属离子还原,对基板W的表面进行镀敷。
在镀敷槽42的外周,设置有收容已从镀敷槽42溢出的镀敷液60的外槽66。镀敷装置包括使镀敷液60在镀敷槽42与外槽66之间循环的循环机构68。循环机构68包括将外槽66与镀敷槽42连接的循环管路70。在循环管路70分别设置有阀72、泵74、温度控制装置76及过滤器78。已被从外槽66的排出口30导入循环机构68的镀敷液60经由阀72、泵74、温度控制装置76及过滤器78,而从供给口32朝镀敷槽42返回。
镀敷膜的面内均匀性受到确定基板W的结构的晶片规格、确定电解镀敷处理的控制的工序条件、及确定镀敷槽内的结构的刚性条件的影响。在第一实施方式中,作为晶片规格的变量,例示晶种层厚度Wa与开口率Wb。开口率Wb是在基板W中形成镀敷膜的电活性表面的面积比例。同样作为工序条件的变量,例示镀敷时间Pa、镀敷膜的目标厚度Pb、电流密度Pc及镀敷液种类Pd。将镀敷液种类Pd设为由强酸性、中酸性及弱酸性的值的任一者表示的镀敷液种类。分别分配相当于强酸性、中酸性及弱酸性的规定值。例如设为强酸性=3,中酸性=2,弱酸性=1。同样作为刚性条件的变量,例示阳极掩模尺寸Ha与中间掩模尺寸Hb。阳极掩模尺寸Ha表示阳极掩模52中的圆形的开口部的直径、或开口部的尺寸。中间掩模尺寸Hb表示中间掩模46中的圆形的开口部的直径。镀敷处理的实施条件通过这些变量来确定。
以往,通过重复试行来调整实施条件的反馈控制,而决定良好的实施条件。即,试行镀敷处理,测定实施了镀敷的基板W中的镀敷膜的厚度,根据镀敷膜的厚度分布来算出面内均匀性值,变更实施条件来重复试行直至获得目标的面内均匀性值为止。实施条件的调整值的判断与基于其的面内均匀性的改善预测依靠与镀敷处理相关的知识或经验。因此,若不是熟练的操作者,则调整需要极大的工作量。并不限定于用于量产的初期设定,在量产过程中,伴随加工对象的基板规格的变更,也必须重新设定实施条件。因此,为了镀敷制品的品质提升与生产效率提升,要求正确且迅速地进行实施条件的调整。
在本实施方式中,在反馈控制之前预测良好的实施条件,应用所述实施条件来实施前馈控制。这样做的话,可从反馈控制的初期阶段获得适应性高的结果,因此减少调整实施条件的工作量。即,将用于获得所期望的面内均匀性值的试行次数最小化。另外,期待即便是与镀敷处理相关的知识或经验少的操作者,也可以比较容易地进行调整。
图2是前馈控制及反馈控制的概念图。
在数据分析步骤410中,通过模拟与回归分析的技术来预测良好的实施条件。以往,任意地选定适合于成为前提的晶片规格的刚性条件及工序条件。此处,包含晶片规格、刚性条件及工序条件来作为实施条件。关于数据分析步骤410,其后进行详述。
操作者在装配作业420中,按照已从数据分析步骤410获得的实施条件来设置镀敷装置。具体而言,操作者按照刚性条件,调整如以镀敷槽内的中间掩模46为代表那样可调整的零件的位置或尺寸。操作者按照工序条件设定镀敷装置的控制参数。有时也将所述控制参数表达成配方(recipe)。到此为止相当于前馈控制。
在镀敷处理步骤430中,将设有基板W的基板固定器放入镀敷槽中,产生电流来实施镀敷处理。镀敷装置按照经设定的控制参数或经调整的刚性条件来控制镀敷处理。
若镀敷处理结束,则操作者取出实施了镀敷的基板W,在检查步骤440中使用检查装置,测量镀敷的膜厚分布。进而,检查装置(或任意的计算机)根据膜厚分布来算出面内均匀性值。
在调整作业450中,操作者将作为检查结果的膜厚分布与面内均匀性值作为参考,进行预测用于改善面内均匀性的实施条件的判断,然后朝接下来的试行转移。即,重复装配作业420与镀敷处理步骤430及检查步骤440。通常,晶片规格不变,变更刚性条件与工序条件两者或一者。重复继续这些步骤直至获得目标的面内均匀性值为止。所述重复相当于反馈控制。以下,以数据分析步骤410为主对镀敷辅助系统的动作进行说明。
图3是镀敷辅助系统的结构图。
附属于镀敷装置100的镀敷辅助装置200例如经由局域网(Local Area Network,LAN)而与镀敷装置100连接。镀敷辅助装置200经由外部网络(例如,国际互联网或专用线路)而与镀敷辅助服务器300连接。镀敷辅助服务器300对镀敷辅助装置200提供与数据分析步骤410相关的服务。通过镀敷辅助服务器300与镀敷辅助装置200的功能来进行数据分析步骤410。镀敷辅助服务器300例如由镀敷装置100的生产商提供。镀敷装置100及镀敷辅助装置200由镀敷装置100的用户保持。
图4是数据分析步骤410中的阶段的变迁图。
数据分析步骤410以准备阶段412、模型生成阶段414及探索阶段416的顺序进行。在第一实施方式中,在镀敷辅助服务器300中执行准备阶段412的处理,在镀敷辅助装置200中执行模型生成阶段414的处理与探索阶段416的处理。关于其他安装,在第二实施方式~第四实施方式中进行说明。
在准备阶段412中,通过与多个设想条件的各个相关的模拟来推测面内均匀性值,准备成为回归分析的基础的数值分析数据。设想条件包含与实施条件的情况同种的变量。即,设想条件规定晶片规格、刚性条件及工序条件。但是,并不在所述条件下实际地进行镀敷处理,所述条件是在数值分析中使用的条件,因此称为设想条件。模拟器根据晶片规格、刚性条件及工序条件对镀敷槽内的电场进行分析,推测基板W中的镀敷膜的形成过程。而且,模拟器获得镀敷处理结束的时间点的基板W中的被膜的膜厚分布。膜厚分布的数据包含以均等的密度设定在基板W上的许多位置的坐标与所述位置上的镀敷膜的厚度的组合。根据膜厚分布,通过已知的方法来算出面内均匀性值。将面内均匀性值例如定义成膜厚的标准偏差/平均膜厚。或者,有时也将面内均匀性值定义成膜厚的最大值与最小值的差/平均膜厚。即,小的面内均匀性值表示面内均匀性高,大的面内均匀性值表示面内均匀性低。
图5是数值分析数据的结构图。
数值分析数据例如为表格形式。一个记录表示一个样品,与针对各设想条件进行的模拟对应。模拟器针对不同的多个设想条件进行模拟,在各个设想条件下预测面内均匀性值。即,表示作为针对设想条件进行模拟的结果,可获得所述面内均匀性值U。设想条件包含回归模型的式中的说明变量。在此例中,作为设想条件的变量,设定有晶种层厚度Wa、开口率Wb、镀敷时间Pa、镀敷膜的目标厚度Pb、电流密度Pc、镀敷液种类Pd、阳极掩模尺寸Ha及中间掩模尺寸Hb。各变量均选定规定范围内的多个设想值,将这些设想值组合来生成设想条件。例如,在针对镀敷液种类Pd以外的七种变量选定N个设想值,针对镀敷液种类Pd选定三个设想值的情况下,生成如M=N的7次方×3那样的设想条件。
回到图4的说明。在模型生成阶段414中,通过基于数值分析数据的回归分析来生成回归模型。在第一实施方式~第四实施方式中,对生成线性回归模型的例子进行说明。生成非线性回归模型的变形例将后述。
在线性回归模型中,使用以下的式1。
Y=β0+β1×X1+β2×X2+β3×X3+···+βi×Xi+E[式1]
Y表示目标变量。i表示说明变量的数。X1表示第一说明变量,X2表示第二说明变量,X3表示第三说明变量,Xi表示第i说明变量。β0表示常数,β1表示第一系数,β2表示第二系数,β3表示第三系数,βi表示第i系数。E表示误差项。将误差项E设为按照正态分布的误差项。即,误差项E可通过平均偏差及标准偏差来确定。
在本实施方式中的线性回归模型中,面内均匀性值U相当于目标变量Y。若将第一说明变量X1设为晶种层厚度Wa,将第二说明变量X2设为开口率Wb,将第三说明变量X3设为镀敷时间Pa,将第四说明变量X4设为镀敷膜的目标厚度Pb,将第五说明变量X5设为电流密度Pc,将第六说明变量X6设为镀敷液种类Pd,将第七说明变量X7设为阳极掩模尺寸Ha,将第八说明变量X8设为中间掩模尺寸Hb,则此例中的线性回归模型使用以下的式2。
U=β0+β1×Wa+β2×Wb+β3×Pa+β4×Pb+β5×Pc+β6×Pd+β7×Ha+β8×Hb+E[式2]
若根据所述数值分析数据进行回归分析,则可求出常数β0、第一系数β1~第八系数β8及误差项E。由此,确定线性回归模型。
在探索阶段416中,使用线性回归模型,实际地探索在成为镀敷对象的基板W的电解镀敷处理中形成的镀敷膜的面内均匀性变得更好的实施条件。操作者可指定实施条件的变量中的一部分的变量。在此例中,设为操作者指定晶种层厚度Wa、开口率Wb、镀敷时间Pa、镀敷膜的目标厚度Pb及镀敷液种类Pd的值的例子。
图6是表示输入画面的例子的图。
用于受理所述变量的值的输入画面显示在镀敷辅助装置200的显示器中。操作者操作镀敷辅助装置200的键盘或鼠标等输入元件,输入这些指定值。
关于实施条件的剩余的变量,生成将候补值组合的多个模式。在此例中,针对电流密度Pc、阳极掩模尺寸Ha及中间掩模尺寸Hb设置多个候补值,并将它们组合。而且,将各模式的候补值与操作者已指定的值合并来作为候补条件。候补条件被设定在探索用数据中。
图7是探索用数据的结构图。
探索用数据例如为表格形式,具有各候补条件的记录。在此例中,设为指定了晶种层厚度Wa_in(nm)、开口率Wb_in(%)、镀敷时间Pa_in(秒)、镀敷膜的目标厚度Pb_in(μm)、镀敷液种类Pd=中酸性的例子。在此例中,镀敷辅助装置200针对电流密度Pc,在Pc_min~Pc_max(10-2A/m2)的范围内,以规定间隔(例如,0.1)设定候补值。另外,镀敷辅助装置200针对阳极掩模尺寸Ha,在Ha_min~Ha_max(mm)的范围内,以规定间隔(例如,1)设定候补值。进而,镀敷辅助装置200针对中间掩模尺寸Hb,在Hb_min~Hb_max(mm)的范围内,以规定间隔(例如,1)设定候补值。
而且,以晶种层厚度Wa、开口率Wb、镀敷时间Pa、镀敷膜的目标厚度Pb、电流密度Pc、镀敷液种类Pd、阳极掩模尺寸Ha及中间掩模尺寸Hb的顺序,生成从[Wa_in、Wb_in、Pa_in、Pb_in、Pc_min、中酸性、Ha_min、Hb_min]至[Wa_in、Wb_in、Pa_in、Pb_in、Pc_max、中酸性、Ha_max、Hb_max]为止的如R(=电流密度Pc的候补值的数×阳极掩模尺寸Ha的候补值的数×中间掩模尺寸Hb的候补值的数)那样的候补条件。
镀敷辅助装置200将各设想条件的值应用于线性回归模型,算出从u1至uR为止的面内均匀性值u。在探索用数据中,将面内均匀性值u与设想条件建立对应。
镀敷辅助装置200确定与从u1至uR为止的面内均匀性值u中的最小值对应的设想条件,将其作为实施条件。假如设想条件[Wa_in、Wb_in、Pa_in、Pb_in、Pc_s、中酸性、Ha_s、Hb_s]下的面内均匀性值uS最小,那么推测在电流密度Pc_s(10-2A/m2)、阳极掩模尺寸Ha_s(mm)且中间掩模尺寸Hb_s(mm)的实施条件下,面内均匀性u最高。
图8是表示输出画面的例子的图。
推测结果以输出画面的形式显示在镀敷辅助装置200的显示器中。在所述例子的情况下,根据电流密度Pc_s(10-2A/m2)所算出的平均电流值Ac_s(A)、阳极掩模尺寸Ha_s(mm)及中间掩模尺寸Hb_s(mm)显示在输出画面中。此时,也可以如镀敷时间=Pa_in(秒)那样一同显示操作者的指定值。另外,也可以一同显示经推测的面内均匀性值。
对所有设想条件进行模拟会导致处理负荷高而并不现实。因此,设想条件存在不得不变得离散这一面。因此,即便存在比设想条件更良好的实施条件,也被错过。
在本实施方式中,根据模拟的结果来生成回归模型,通过回归模型来求出多种候补条件下的面内均匀性值,因此可从连续的候补条件中提取良好的实施条件。例如,也可以选出处于模拟中的设想条件之间的实施条件。即,可进行更细致的条件选择。通过使用回归分析的技术,具有补充完仅通过模拟无法预测的范围的意义。
另外,通过模拟来生成回归分析的基础数据,因此无需进行实际的试验,也存在可谋求成本的减少这一面。总之,容易决定用于提高通过镀敷处理所获得的面内均匀性的实施条件。
进而,在输出画面中也显示相关图及影响度图表。
图9是相关图的例子。
横轴表示阳极掩模尺寸Ha。纵轴表示中间掩模尺寸Hb。将对应于阳极掩模尺寸Ha与中间掩模尺寸Hb所推测的面内均匀性值u分色而示于坐标空间中。相当于面内均匀性值u变小的条件的位置由暖色表示,相当于面内均匀性值u变大的条件的位置由冷色表示。中心区域500由红色表示,第一周边区域502由橙色表示,第二周边区域504由黄色表示,第四周边区域506由绿色表示,第五周边区域508由蓝色表示。因篇幅的关系,利用五个阶段来表示梯度,但也可以利用更多的阶段来表示。也可以利用明度或彩度等其他色彩表达来表示梯度。或者,也可以利用等值线图来表示面内均匀性值u。
操作者若参照相关图,则在已使阳极掩模尺寸Ha或中间掩模尺寸Hb变化的情况下,看一眼便可掌握对面内均匀性值u带来何种影响。
在此例中,表示面内均匀性值u根据阳极掩模尺寸Ha与中间掩模尺寸Hb的关系而变化的情况,但也可以表示面内均匀性值u根据其他两个变量的关系而变化的情况。相关图是针对可在镀敷对象基板的电解镀敷处理中实施的多个条件,总括地表示各条件中所包含的两个以上的变量的值与面内均匀性值u的关系的图表的例子。
图10是影响度图表的例子。
此例以立体的棒状图的形式表示电流密度Pc、中间掩模尺寸Hb及开口率Wb对于面内均匀性值u的影响度。左侧的列在镀敷液种类Pd为强酸性的情况下,利用棒的长度来表示电流密度Pc、中间掩模尺寸Hb及开口率Wb的影响度。中央的列在镀敷液种类Pd为中酸性的情况下,利用棒的长度来表示电流密度Pc、中间掩模尺寸Hb及开口率Wb的影响度。右侧的列在镀敷液种类Pd为弱酸性的情况下,利用棒的长度来表示电流密度Pc、中间掩模尺寸Hb及开口率Wb的影响度。影响度例如使用将通过探索用数据的分析所求出的相关系数正规化所得的值。相关系数表示面内均匀性值u与变量的相关的强度。
操作者若参照影响度图表,则看一眼便可掌握电流密度Pc、中间掩模尺寸Hb及开口率Wb中的哪个变量更容易影响面内均匀性值u。关于此处所例示的电流密度Pc、中间掩模尺寸Hb及开口率Wb以外的说明变量,也可以表示影响度图表。
另外,输出画面被从镀敷辅助装置200朝镀敷装置100发送,也显示在镀敷装置100的显示器中。这是为了装配作业420的方便。操作者参考输出画面,着手镀敷装置100的装配作业420。
另外,准备阶段412、模型生成阶段414及探索阶段416可在时间上连续,也可以不连续。也可以在结束准备阶段412后,空出时间直至开始模型生成阶段414为止。也可以在结束模型生成阶段414后,空出时间直至开始探索阶段416为止。各阶段的处理可在镀敷辅助服务器300及镀敷辅助装置200的任一者中进行。关于其他安装例,在第二实施方式~第四实施方式中进行说明。
图11是第一实施方式中的整体处理的概要图。
在详细的说明之前,对整体处理进行概述。第一实施方式中的镀敷辅助服务器300为了执行准备阶段412的处理,而具有模拟器362及数值分析数据存储部370。模拟器362根据设想条件来执行模拟,算出面内均匀性值。将面内均匀性值与设想条件建立对应来积存在数值分析数据存储部370中。其他功能框将后述。
第一实施方式中的镀敷辅助装置200为了执行模型生成阶段414的处理与探索阶段416的处理,而具有回归分析部250、实施条件探索部252及指定值受理部290。镀敷辅助装置200从镀敷辅助服务器300获得数值分析数据,回归分析部250根据数值分析数据来推算回归模型。指定值受理部290针对由操作者指定的一部分的变量受理值的指定,实施条件探索部252将以指定值为前提的候补条件应用于回归模型来算出面内均匀性值。与更好的面内均匀性值对应的候补条件作为实施条件被推荐。其他功能框将后述。
镀敷辅助系统中所包含的镀敷辅助服务器300及镀敷辅助装置200的各构成元件通过中央处理器(Central Processing Unit,CPU)及各种协处理器等运算器、存储器或存储设备等存储装置、包含将它们连结的有线或无线的通信线的硬件、以及被保存在存储装置中并对运算器供给处理命令的软件来实现。计算机程序也可以包含设备驱动程序、操作系统、位于它们的上位层的各种应用程序、以及对这些程序提供通用功能的程序库(library)。以下所说明的各框并非硬件单位的结构,表示功能单位的框。
图12是镀敷辅助服务器300的功能框图。
镀敷辅助服务器300包含通信部304、数据处理部306及数据保存部308。
通信部304经由外部网络与LAN而担负与镀敷辅助装置200的通信处理。数据保存部308保存各种数据。数据处理部306根据由通信部304所获取的数据、及已被保存在数据保存部308中的数据,执行各种处理。数据处理部306也作为通信部304及数据保存部308的接口发挥功能。
数据处理部306包含设想条件生成部360及模拟器362。设想条件生成部360如所述那样生成设想条件。
数据保存部308包含数值分析数据存储部370。数值分析数据存储部370存储图5中所例示的数值分析数据。
通信部304包含接收数据的接收部312、及发送数据的发送部314。接收部312包含数据要求接收部320。数据要求接收部320从镀敷辅助装置200接收数据要求。数据要求表示数值分析数据的要求。发送部314包含数值分析数据发送部340。数值分析数据发送部340朝镀敷辅助装置200发送数值分析数据。
图13与图14是镀敷辅助装置200的功能框图。
镀敷辅助装置200包含通信部204、数据处理部206、数据保存部208及用户接口处理部202。图13表示通信部204、数据处理部206及数据保存部208的详细情况。图14表示用户接口处理部202的详细情况。
通信部204经由外部网络与LAN而担负与镀敷辅助服务器300的通信处理,进而经由LAN而担负与镀敷装置100的通信处理。数据保存部208保存各种数据。数据处理部206根据由通信部204所获取的数据、经由用户接口处理部202所输入的操作指示、及已被保存在数据保存部208中的数据,执行各种处理。数据处理部206也作为通信部204、用户接口处理部202及数据保存部208的接口发挥功能。用户接口处理部202除经由键盘或触摸屏等输入元件而受理操作者的指示以外,担负图像显示或声音输出等与用户接口相关的处理。
通信部204包含接收数据的接收部212、及发送数据的发送部214。接收部212包含数值分析数据接收部220。数值分析数据接收部220从镀敷辅助服务器300接收数值分析数据。
发送部214包含数据要求发送部230、实施条件发送部232、相关图发送部234及影响度图表发送部236。数据要求发送部230朝镀敷辅助服务器300发送数据要求。实施条件发送部232朝镀敷装置100发送实施条件。相关图发送部234朝镀敷装置100发送相关图。影响度图表发送部236朝镀敷装置100发送影响度图表。
数据处理部206包含回归分析部250、实施条件探索部252、相关图制作部254及影响度图表制作部256。实施条件探索部252包含回归模型执行部260。回归模型执行部260将设想条件应用于线性回归模型来算出面内均匀性值。相关图制作部254制作相关图。影响度图表制作部256制作影响度图表。
数据保存部208包含数值分析数据存储部270、回归模型存储部272及探索用数据存储部274。回归模型存储部272存储线性回归模型。探索用数据存储部274存储探索用数据。
如图14所示,用户接口处理部202包含对操作者输出图像或声音等各种信息的输出部216、及受理来自操作者的输入的输入部218。
输出部216包含输入画面输出部280、实施条件输出部282、相关图输出部284及影响度图表输出部286。输入画面输出部280将输入画面输出至显示器。实施条件输出部282将输出画面的实施条件输出至显示器。相关图输出部284将输出画面的相关图输出至显示器。影响度图表输出部286将输出画面的影响度图表输出至显示器。
输入部218包含指定值受理部290。指定值受理部290受理在输入画面中被输入的指定值。
图15是第一实施方式中的准备阶段412及模型生成阶段414的序列图。
在准备阶段412中,镀敷辅助服务器300的设想条件生成部360生成多个设想条件(S10)。模拟器362执行基于已生成的各设想条件的模拟,求出面内均匀性值(S12)。设想条件与面内均匀性值由数值分析数据存储部270存储。
在模型生成阶段414中,镀敷辅助装置200的数据要求发送部230朝镀敷辅助服务器300发送数据要求(S14)。如上所述,数据要求表示数值分析数据的要求。
若镀敷辅助服务器300的数据要求接收部320接收数据要求,则数值分析数据发送部340朝镀敷辅助装置200发送数值分析数据(S16)。
镀敷辅助装置200的数值分析数据接收部220已接收的数值分析数据由数值分析数据存储部270存储。回归分析部250根据数值分析数据来生成线性回归模型(S18)。已生成的线性回归模型被存储在回归模型存储部272中。
图16是第一实施方式中的探索阶段416的序列图。
镀敷辅助装置200的输入画面输出部280与指定值受理部290执行指定值的受理处理(S20)。具体而言,输入画面输出部280输出输入画面,指定值受理部290受理在输入画面中已被输入的指定值。
镀敷辅助装置200的实施条件探索部252执行探索实施条件的处理(S22)。关于所述探索处理,与图17关联而后述。数据处理部206执行相关图及影响度图表的作图处理(S24)。具体而言,相关图制作部254制作相关图,影响度图表制作部256制作影响度图表。
镀敷辅助装置200的输出部216执行实施条件、相关图及影响度图表的输出处理(S26)。具体而言,实施条件输出部282将输出画面的实施条件输出至显示器。相关图输出部284将输出画面的相关图输出至显示器。影响度图表输出部286将输出画面的影响度图表输出至显示器。发送部214执行实施条件、相关图及影响度图表的发送处理(S28)。实施条件发送部232朝镀敷装置100发送实施条件。相关图发送部234朝镀敷装置100发送相关图。影响度图表发送部236朝镀敷装置100发送影响度图表。
若镀敷装置100的接收部(未图示)接收实施条件、相关图及影响度图表,则镀敷装置100的输出部(未图示)将实施条件、相关图及影响度图表输出至显示器(S30)。
图17是表示镀敷辅助装置200中的探索处理过程的流程图。
实施条件探索部252如所述那样生成多个候补条件(S40)。回归模型执行部260将一个候补条件应用于线性回归模型来求出面内均匀性值(S42)。若存在未应用的候补条件(S44的是(Yes,Y)),则实施条件探索部252在S42中应用下一个候补条件。若不存在未应用的候补条件(S44的否(No,N)),则求出针对所有候补条件的面内均匀性值,因此实施条件探索部252确定其中最小的面内均匀性值(S46)。然后,实施条件探索部252将与最小的面内均匀性值对应的候补条件设为实施条件(S48)。此处,表示了确定最小的面内均匀性值的例子,但也可以不是最小。实施条件探索部252进行至少两次以上的线性回归模型的应用,选择面内均匀性的值更小者。实施条件探索部252也可以确定最小值以外的满足规定条件的面内均匀性值。具体而言,实施条件探索部252也可以确定基准值以下的面内均匀性值。
[第一实施方式的变形例]
也可以通过基于数值分析数据的机器学习,生成将均匀性值作为目标变量,将一个或多个变量作为说明变量的学习模型。即,也可以进行机器学习来代替回归分析,生成学习模型来代替线性回归模型。第一实施方式的变形例中的镀敷辅助装置200包括机器学习部(未图示)来代替回归分析部250,包括学习模型存储部(未图示)来代替回归模型存储部272,包括学习模型执行部(未图示)来代替回归模型执行部260。
图18是神经网络的结构图。
学习模型例如使用神经网络。神经网络的结构被设定在学习模型部(未图示)。神经网络具有与说明变量对应的多个输入节点、多个中间节点、以及与目标变量对应的输出节点。在此例中,设置与晶种层厚度Wa、开口率Wb、镀敷时间Pa、镀敷膜的目标厚度Pb、电流密度Pc、镀敷液种类Pd、阳极掩模尺寸Ha及中间掩模尺寸Hb对应的输入节点。进而,设置与面内均匀性值U对应的输出节点。
在模型生成阶段414中,机器学习部(未图示)针对数值分析数据的各样品,将设想条件的各变量的值设定在所述变量的输入节点,将面内均匀性值U设定在输出节点。而且,机器学习部(未图示)针对各样品调整权重数据。如此,通过神经网络来学习成为最佳解的权重数据。权重数据被存储在学习模型部(未图示)中。
在探索阶段416中,学习模型执行部(未图示)将候补条件中所包含的变量的值设定在所述变量的输入节点,使用学习完的权重数据进行神经网络的运算。由此,可获得根据输出节点所推测的面内均匀性值u。在实施条件探索部252中,使用从学习模型执行部(未图示)获得的面内均匀性值u来代替从回归模型执行部260获得的面内均匀性值u。
若机器学习与回归分析的情况相比,面内均匀性值u的推测的精度更高,则也可以通过机器学习来推测面内均匀性值u。
[第二实施方式]
在第二实施方式中,对通过镀敷辅助服务器300来执行准备阶段412的处理与模型生成阶段414的处理,通过镀敷辅助装置200来执行探索阶段416的处理的例子进行说明。
图19是第二实施方式中的整体处理的概要图。
第二实施方式中的镀敷辅助服务器300为了执行准备阶段412的处理,而与第一实施方式同样地具有模拟器362及数值分析数据存储部370。进而,镀敷辅助服务器300为了执行模型生成阶段414的处理,而具有回归分析部364。回归分析部364与第一实施方式中所说明的回归分析部250同样地推算基于数值分析数据的回归模型。
此外,镀敷辅助服务器300的数据保存部308包含存储回归模型的回归模型存储部(未图示)。镀敷辅助服务器300的接收部312包含接收模型要求的模型要求接收部(未图示)。镀敷辅助服务器300的发送部314包含朝镀敷辅助装置200发送线性回归模型的模型发送部(未图示)。线性回归模型包含目标变量的种类、说明变量的种类、各系数及误差项的定义等。
第二实施方式中的镀敷辅助装置200为了执行探索阶段416的处理,而与第一实施方式同样地具有实施条件探索部252及指定值受理部290。
此外,镀敷辅助装置200的接收部212包含从镀敷辅助服务器300接收线性回归模型的模型接收部(未图示)。镀敷辅助装置200的发送部214包含朝镀敷辅助服务器300发送模型要求的模型要求发送部(未图示)。
图20是第二实施方式中的准备阶段412及模型生成阶段414的序列图。
关于准备阶段412,S10中所示的设想条件生成部360的处理与S12中所示的模拟器362的处理与第一实施方式的情况相同。
在模型生成阶段414中,镀敷辅助装置200的模型要求发送部(未图示)朝镀敷辅助服务器300发送模型要求(S50)。
若镀敷辅助服务器300的模型要求接收部(未图示)接收模型要求,则回归分析部364根据数值分析数据来生成回归模型(S52)。已生成的回归模型被存储在镀敷辅助服务器300的回归模型存储部(未图示)中。而且,模型发送部(未图示)朝镀敷辅助装置200发送回归模型(S54)。
由镀敷辅助装置200的模型接收部(未图示)所接收的回归模型由回归模型存储部272存储。
第二实施方式中的探索阶段416的序列和与图16关联所说明的第一实施方式中的探索阶段416的序列相同。
在第二实施方式中,通过镀敷辅助服务器300来进行模型生成阶段414的处理,因此减轻镀敷辅助装置200中的处理负荷。
[第二实施方式的变形例]
也可以将第二实施方式作为基础,进行机器学习来代替回归分析,生成学习模型来代替线性回归模型。第二实施方式的变形例中的镀敷辅助服务器300包括机器学习部(未图示)来代替回归分析部364。第二实施方式的变形例中的镀敷辅助装置200包括学习模型存储部(未图示)来代替回归模型存储部272,包括学习模型执行部(未图示)来代替回归模型执行部260。
而且,镀敷辅助服务器300的模型发送部(未图示)朝镀敷辅助装置200发送学习模型来代替线性回归模型,镀敷辅助装置200的模型接收部(未图示)从镀敷辅助服务器300接收学习模型来代替线性回归模型。已接收的学习模型被存储在学习模型存储部(未图示)中。
关于机器学习部(未图示)及学习模型执行部(未图示)的处理,与第一实施方式的变形例的情况相同。
[第三实施方式]
在第三实施方式中,对通过镀敷辅助服务器300来执行准备阶段412的处理、模型生成阶段414的处理及探索阶段416的处理的例子进行说明。
图21是第三实施方式中的整体处理的概要图。
第三实施方式中的镀敷辅助服务器300为了执行准备阶段412的处理,而与第一实施方式同样地具有模拟器362及数值分析数据存储部370。另外,镀敷辅助服务器300为了与第二实施方式同样地执行模型生成阶段414的处理,而具有回归分析部364。进而,镀敷辅助服务器300为了执行探索阶段416的处理,而具有实施条件探索部366。实施条件探索部366与第一实施方式中所说明的实施条件探索部252同样地探索实施条件。
此外,镀敷辅助服务器300的数据处理部306包含与相关图制作部254相同的相关图制作部(未图示)、与影响度图表制作部256相同的影响度图表制作部(未图示)。另外,镀敷辅助服务器300的数据保存部308包含存储回归模型的回归模型存储部(未图示)、及存储探索用数据的探索用数据存储部(未图示)。进而,镀敷辅助服务器300的接收部312包含从镀敷辅助装置200接收指定值的指定值接收部(未图示)。镀敷辅助服务器300的发送部314包含朝镀敷辅助装置200发送实施条件的实施条件发送部(未图示)、朝镀敷辅助装置200发送相关图的相关图发送部(未图示)、及朝镀敷辅助装置200发送影响度图表的影响度图表发送部(未图示)。
第三实施方式中的镀敷辅助装置200与第一实施方式同样地具有指定值受理部290。此外,镀敷辅助装置200的接收部212包含从镀敷辅助服务器300接收实施条件的实施条件接收部(未图示)、从镀敷辅助服务器300接收相关图的相关图接收部(未图示)、及从镀敷辅助服务器300接收影响度图表的影响度图表接收部(未图示)。另外,镀敷辅助装置200的发送部214包含朝镀敷辅助服务器300发送指定值的指定值发送部(未图示)。
准备阶段412的序列与第一实施方式的情况相同。而且,紧接在准备阶段412之后,朝模型生成阶段414的处理转移。可以根据来自镀敷辅助装置200的模型要求而朝模型生成阶段414转移,也可以不根据来自镀敷辅助装置200的模型要求而自动地朝模型生成阶段414转移。在模型生成阶段414中,回归分析部364根据数值分析数据来生成回归模型。已生成的回归模型被存储在镀敷辅助服务器300的回归模型存储部(未图示)中。
图22是第三实施方式中的探索阶段416的序列图。
镀敷辅助装置200的输入画面输出部280与指定值受理部290执行所述受理处理(S60)。镀敷辅助装置200的指定值发送部(未图示)朝镀敷辅助服务器300发送指定值(S62)。
若镀敷辅助服务器300的指定值接收部(未图示)接收指定值,则实施条件探索部366使用指定值来执行探索处理(S64)。此时,在探索用数据存储部(未图示)中存储探索用数据。实施条件探索部366所具有的回归模型执行部(未图示)将探索条件应用于线性回归模型。进而,相关图制作部(未图示)制作相关图,影响度图表制作部(未图示)制作影响度图表。实施条件发送部(未图示)朝镀敷辅助装置200发送实施条件。相关图发送部(未图示)朝镀敷辅助装置200发送相关图。影响度图表发送部(未图示)朝镀敷辅助装置200发送影响度图表。
镀敷辅助装置200的实施条件接收部(未图示)从镀敷辅助服务器300接收实施条件,相关图接收部(未图示)从镀敷辅助服务器300接收相关图,影响度图表接收部(未图示)从镀敷辅助服务器300接收影响度图表。而且,镀敷辅助装置200与第一实施方式同样地执行输出处理(S70),进而执行发送处理(S72)。镀敷装置100也与第一实施方式同样地执行输出处理(S74)。
在第三实施方式中,镀敷辅助服务器300也进行探索阶段416的处理,因此进一步减轻镀敷辅助装置200中的处理负荷。
[第三实施方式的变形例]
也可以将第三实施方式作为基础,进行机器学习来代替回归分析,生成学习模型来代替线性回归模型。第三实施方式的变形例中的镀敷辅助服务器300包括机器学习部(未图示)来代替回归分析部364,包括学习模型存储部(未图示)来代替回归模型存储部(未图示),包括学习模型执行部(未图示)来代替回归模型执行部(未图示)。
关于机器学习部(未图示)及学习模型执行部(未图示)的处理,与第一实施方式的变形例的情况相同。
[第四实施方式]
在第四实施方式中,对通过镀敷辅助装置200来执行准备阶段412的处理、模型生成阶段414的处理及探索阶段416的处理的例子进行说明。
图23是第四实施方式中的整体处理的概要图。
第四实施方式中的镀敷辅助装置200为了执行准备阶段412的处理,而具有模拟器258及数值分析数据存储部270。另外,镀敷辅助装置200为了执行模型生成阶段414的处理,而具有回归分析部250。进而,镀敷辅助装置200为了执行探索阶段416的处理,而具有实施条件探索部252及指定值受理部290。
此外,镀敷辅助装置200的数据处理部206包含进行与设想条件生成部360相同的处理的设想条件生成部(未图示)。
图24是第四实施方式中的准备阶段412及模型生成阶段414的序列图。
在准备阶段412中,镀敷辅助装置200的设想条件生成部(未图示)生成多个设想条件(S80)。模拟器258执行基于各设想条件的模拟,求出面内均匀性值(S82)。
在模型生成阶段414中,镀敷辅助装置200的回归分析部250根据数值分析数据来生成回归模型(S84)。
关于探索阶段416的处理,与第一实施方式的情况相同。
在第四实施方式中,也可以不设置镀敷辅助服务器300,因此镀敷辅助系统的结构简单。另外,也不产生通信负荷。
[第四实施方式的变形例]
也可以将第四实施方式作为基础,进行机器学习来代替回归分析,生成学习模型来代替线性回归模型。第四实施方式的变形例中的镀敷辅助装置200包括机器学习部(未图示)来代替回归分析部250,包括学习模型存储部(未图示)来代替回归模型存储部272,包括学习模型执行部(未图示)来代替回归模型执行部260。
关于机器学习部(未图示)及学习模型执行部(未图示)的处理,与第一实施方式的变形例的情况相同。
[其他变形例]
在所述实施方式中,表示了操作者对实施条件的变量中的一部分的变量指定值的例子,但操作者也可以不对任一个变量指定值。在此情况下,实施条件探索部252对所有变量设定候补值,将它们组合来设定候补条件。在输出画面中显示被推荐的实施条件的所有变量的值。
也可以在镀敷辅助装置200设置设定部,所述设定部将显示在输出画面中的实施条件的变量的值之中,与工序条件相关的变量的值作为由镀敷装置100执行的实施条件来设定。即,镀敷辅助装置200的设定部也可以对镀敷装置100自动地设定与工序条件相关的变量的值。例如,也可以从镀敷辅助装置200朝镀敷装置100传送图8中所示的平均电流值Ac_s(A),自动地设定平均电流值Ac_s(A)作为镀敷装置100的实施条件。这样做的话,减轻装配的作业的劳力。
此处,对非线性的回归分析进行说明。在所述实施方式中,表示了使用线性回归模型的例子,但也可以使用非线性的回归模型。例如,也可以使用一般化线性模型。一般化线性模型可表示说明变量X与目标变量Y的非线性的关系。另外,在一般化线性模型的误差项中,作为概率分布,可使用正态分布以外的分布。
一般化线性模型使用以下的式3。
f(Y)=β0+β1×X1+β2×X2+β3×X3+···+βi×Xi+βi+1×X1×X2+βi+2×X1×X3+···+E[式3]
f(Y)表示连接函数。βi+1×X1×X2与βi+2×X1×X3表示交互作用项。交互作用项是在变量彼此发挥影响的情况下,表示由这些变量的组合所产生的作用的项。例如,βi+1×X1×X2表示由变量X1与变量X2的组合所产生的作用。
作为一般化线性模型的第一例,也可以将连接函数设为对数线性,将误差分布设为泊松分布。其被称为泊松回归模型。同样作为第二例,也可以将连接函数设为对数线性,将误差分布设为伽玛分布。同样作为第三例,也可以将连接函数设为对数线性,将误差分布设为负的二项分布。此外,也可以使用将连接函数设为逻辑函数,将误差分布设为二项分布的逻辑回归,或将连接函数设为概率函数,将误差分布设为二项分布的概率回归。或者,也可以使用将一般化线性模型扩张而成的一般化线性混合模型。
另外,也可以使用所述回归分析或机器学习以外的多变量分析来生成模型。
另外,在所述实施方式中,示出了对表示镀敷液种类Pd的强酸性、中酸性及弱酸性分配规定值的例子,但也可以使用ph值。或者,也可以将镀敷液60中所包含的各成分的浓度代替镀敷液种类Pd来作为说明变量。例如,也可以将Cu浓度、H2SO4浓度及氯离子浓度分别用作说明变量。
另外,作为选择说明变量的基准,也可以选择与作为目标变量的面内均匀性值的相关性强的基准。以下,针对被设想用作说明变量的变量,说明与面内均匀性值的关联。
对基板W的开口率Wb与面内均匀性的关联进行说明。在开口率Wb大的情况下,即在实施镀敷的区域的面积大的情况下,镀敷层三维地成长。因此,可获得具有广阔的面积的析出物。另外,析出物的厚度从nm级增加至μm级,由此固有电阻率下降,并且其形状接近块状。这些情况变成主要原因,与镀敷初期的只有nm级的晶种层的状态相比,基板W自身的电阻值下降,伴随镀敷析出的进行,面内均匀性提高。另一方面,在开口率Wb小的情况下,即在实施镀敷的区域的面积小的情况下,镀敷层朝水平方向的成长受到限制,因此析出物的面积小,基板W自身的电阻值从镀敷初期不怎么变化。若基板W自身的电阻值一直大,则基板W中心的过电压大,供电部附近的过电压变小。如此,若基板W内的过电压差值大,则镀敷层的形成产生偏倚,面内均匀性变低。
另外,不仅实施镀敷的区域的面积与面内均匀性关联,实施镀敷的区域的数量也与面内均匀性关联。在实施镀敷的区域密集的情况下,区域间的离子移动路径短,电极与镀敷液界面的电流密度Pc变得均匀,因此面内均匀性提高。相对于此,在实施镀敷的区域分离的情况下,区域间的离子移动路径长,电极与镀敷液界面的电流密度Pc变得不均匀,因此面内均匀性变低。
对晶种层的厚度与面内均匀性的关联进行说明。面内均匀性十分依存于初期形成的膜厚分布。晶种层一般为10nm~300nm左右,在如此薄的晶种层中固有电阻率变化。晶种层越更薄,固有电阻率越高,因此在镀敷处理的初期阶段,基板W中心部的过电压与供电部附近的过电压的差变大。因此,镀敷膜厚度产生差,面内均匀性变低。
对电流的大小与面内均匀性的关联进行说明。电流越大,供电附近与基板W中心的过电压差值越增加。因此,若电流大,则面内均匀性低,若电流小,则面内均匀性高。
另外,也可以将镀敷液温度用作说明变量。对镀敷液60的温度与面内均匀性的关联进行说明。若镀敷液60的温度高,则镀敷液60中的离子的移动快,难以产生基板W表面的离子浓度的差。因此,基于离子浓度的过电压在各部位相等,镀敷膜厚度容易变得均等。相反地,若镀敷液60的温度低,则镀敷液60中的离子的移动慢,基板W表面的离子浓度容易产生差。因此,过电压差值因离子浓度的影响而变大,镀敷膜厚度变得不均匀。
对镀敷液60的种类或特性与面内均匀性的关联进行说明。在组分不同的镀敷液60中,液体导电率或粘性等特性不同。作为容易提高面内均匀性的条件,可列举液体导电率低、及粘度低。若液体导电率低,则基板W表面的过电压差值对面内均匀性带来的影响变小。另外,若粘度低,则镀敷液60中的离子顺利地移动,因此离子被均等地供给至各部位,难以产生由离子浓度差所引起的镀敷的不均。液体导电率或粘度是镀敷液60的特性值的例子。可以将液体导电率或粘度用作说明变量,也可以将液体导电率或粘度以外的特性值用作说明变量。
对阳极掩模尺寸Ha或中间掩模尺寸Hb与面内均匀性的关联进行说明。阳极掩模52或中间掩模46等遮蔽构件对一次电流密度分布,即镀敷液60中的离子导电路径产生影响。因此,可通过阳极掩模尺寸Ha或中间掩模尺寸Hb的选定来调整镀敷膜的均匀性。
也可以将基板W与阳极62的距离,即电极间的距离用作说明变量。对电极间的距离与面内均匀性的关联进行说明。基板W表面的镀敷反应的适当的电阻(极化电阻)根据镀敷液60的种类或基板结构而不同。电极间的距离的变更使产生的电压变化,有助于极化电阻的微调整。因此,若适当地选定电极间的距离,则容易通过良好的镀敷反应来形成均匀性高的镀敷层。
图25是表示镀敷槽42的变形例的图。
在变形例的镀敷槽42中,在中间掩模46与基板W之间设置离子导电控制体90。基板W经由电接点92进行电连接。另外,设置使基板W旋转的旋转机构(未图示),而使基板W旋转。将穿过基板W的圆形的中心的垂直方向的轴设为旋转的中心轴。
图26的(a)是离子导电控制体90的立体图。离子导电控制体90为圆盘的形状。在离子导电控制体90形成有许多孔。孔具有离子可穿过的直径。作为离子导电控制体90,例如可使用多孔质陶瓷或介孔二氧化硅等多孔体、或者冲孔板。离子导电控制体90发挥电阻器的作用。即,在镀敷槽42的变形例中,在中间掩模46与基板W之间存在导电率比镀敷液60更低的电阻构件。
图26的(b)是多孔体的离子导电控制体90的剖面图。
多孔体的孔径为几十μm级以下,多孔体的内部变成三维的细孔网络。在三维的细孔网络中,离子不直线前进,一边弯曲一边前进。即,离子移动的前进道路弯曲,移动路径变得比多孔体的厚度长。因此,离子移动的自由度低,多孔体的电阻变大。
图26的(c)是冲孔板的离子导电控制体90的剖面图。
在冲孔板的厚度方向上形成有柱状的孔。孔径为mm级以上。在已将冲孔板设定在镀敷槽42的状态下,离子相对于基板W垂直地移动。因此,离子移动的自由度比多孔体更高,且电阻小。
若设置离子导电控制体90,则晶种层的电阻在电流路径整体的电阻中所占的比例下降,在基板W的中央附近与周边部因晶种层的电阻差而产生的过电压差值减少,面内均匀性提升。另外,对基板W附近的镀敷液60中的离子移动施加限制,因此也具有基板W的界面的电流密度Pc均匀化的效果。
另外,通过使基板W旋转来搅拌镀敷液60,离子浓度容易变得均等。
也可以与基板W的旋转同样地,通过旋转机构来使离子导电控制体90旋转。在此情况下,镀敷液60也被搅拌,离子浓度容易变得均等。
当使用包括所述变形例的镀敷槽42的镀敷装置100时,也可以将离子导电控制体90与基板W之间的距离Hh用作说明变量。离子导电控制体90与基板W之间的距离与离子浓度的分布相关,对面内均匀性产生影响。
另外,也可以将离子导电控制体90的气孔率用作说明变量。离子导电控制体90的气孔率与电阻的大小相关,对面内均匀性产生影响。
另外,也可以将离子导电控制体90的厚度He用作说明变量。离子导电控制体90的厚度与电阻的大小相关,对面内均匀性产生影响。
另外,也可以将离子导电控制体90的种类用作说明变量。离子导电控制体90的种类与电阻的大小相关,对面内均匀性产生影响。
另外,除多孔体或冲孔板以外,也可以将在由离子交换膜封闭的空间中充满导电率比镀敷液60更低的电液的构件作为离子导电控制体90来设置。在此情况下,也可以将电液的导电率用作说明变量。离子导电控制体90的种类与电阻的大小相关,对面内均匀性产生影响。
另外,也可以将基板W的旋转速度用作说明变量。进而,也可以将离子导电控制体90的旋转速度用作说明变量。
另外,也可以通过贝叶斯推断,将并非最初的说明变量的变量作为说明变量来追加。在进行贝叶斯推断的情况下,将新的说明变量加入条件中,实测所述条件下的面内均匀性值、或使用预想的数据。通过贝叶斯推断来改变回归模型的方法利用现有技术。
另外,也可以将针对某一候补条件通过回归模型所算出的面内均匀性值加入数值分析数据中。
另外,实施条件可以是回归模型或学习模型的说明变量的全部,也可以是说明变量的一部分。即,回归模型或学习模型也可以包含不符合实施条件的变量作为说明变量。
另外,也可以不使用数值分析数据,而使用由实验所得的实际数据进行回归分析或机器学习。也可以使用数值分析数据与实际数据两者进行回归分析或机器学习。
另外,半导体晶片也可以是方形。在此情况下,阳极掩模52的开口孔、中间掩模46的开口孔也可以是方形。
以上,对本发明的适宜的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于所述特定的实施方式,当然可在本发明的技术思想的范围内进行各种变形。
另外,本发明并不限定于所述实施方式或变形例,可在不脱离主旨的范围内将构成元件变形来具体化。也可以通过将所述实施方式或变形例中所公开的多个构成元件适宜组合来形成各种发明。另外,也可以从所述实施方式或变形例中所示的全部构成元件中去除几个构成元件。
Claims (20)
1.一种镀敷辅助系统,其特征在于,包括:
模拟器,根据与基板的电解镀敷处理相关的设想条件,预测形成在所述基板的镀敷膜的面内均匀性值;
存储部,关于多个设想条件,存储数值分析数据,所述数值分析数据是将由所述模拟器所预测的所述面内均匀性值与确定各设想条件的一个或多个变量的值建立对应;
分析部,通过基于所述数值分析数据的回归分析,推算模型,所述模型是将所述面内均匀性值作为目标变量,将所述一个或多个变量作为说明变量;以及
探索部,使用经推算的所述模型,探索作为与在镀敷对象基板的电解镀敷处理中形成的镀敷膜的面内均匀性相关的所述设想条件的推荐值的实施条件。
2.一种镀敷辅助系统,其特征在于,包括:
模拟器,根据与基板的电解镀敷处理相关的设想条件,预测形成在所述基板的镀敷膜的面内均匀性值;
存储部,关于多个设想条件,存储数值分析数据,所述数值分析数据是将由所述模拟器所预测的所述面内均匀性值与确定各设想条件的一个或多个变量的值建立对应;
学习部,通过基于所述数值分析数据的机器学习,生成模型,所述模型是将所述面内均匀性值作为目标变量,将所述一个或多个变量作为说明变量;以及
探索部,使用已生成的所述模型,探索作为与在镀敷对象基板的电解镀敷处理中形成的镀敷膜的面内均匀性相关的所述设想条件的推荐值的实施条件。
3.根据权利要求1或2所述的镀敷辅助系统,其特征在于,所述实施条件包含所述一个变量的值或所述多个变量的任一者的值。
4.根据权利要求3所述的镀敷辅助系统,其特征在于,包括指定部,所述指定部在所述实施条件包含两个以上的变量的值的情况下,指定所述两个以上的变量的一部分的变量的值,
所述探索部应用经指定的所述一部分的变量的值,探索所述实施条件。
5.根据权利要求1或2所述的镀敷辅助系统,其特征在于,所述探索部确定能够在所述镀敷对象基板的电解镀敷处理中实施的多个条件之中,面内均匀性值满足规定条件的所述实施条件。
6.根据权利要求1或2所述的镀敷辅助系统,其特征在于,所述设想条件至少与所述基板的结构、镀敷装置的结构及所述电解镀敷处理的控制中的任一者相关。
7.根据权利要求1或2所述的镀敷辅助系统,其特征在于,作为所述说明变量的所述一个变量或所述多个变量中的一个是所述基板的开口率或所述基板的晶种层的厚度。
8.根据权利要求1或2所述的镀敷辅助系统,其特征在于,作为所述说明变量的所述一个变量或所述多个变量中的一个是所述基板的旋转速度。
9.根据权利要求1或2所述的镀敷辅助系统,其特征在于,作为所述说明变量的所述一个变量或所述多个变量中的一个与所述电解镀敷处理中的电流的大小相关。
10.根据权利要求1或2所述的镀敷辅助系统,其特征在于,作为所述说明变量的所述一个变量或所述多个变量中的一个是所述电解镀敷处理的时间或镀敷膜的厚度。
11.根据权利要求1或2所述的镀敷辅助系统,其特征在于,作为所述说明变量的所述一个变量或所述多个变量中的一个与用于所述电解镀敷处理的镀敷液的温度、种类或特性相关。
12.根据权利要求1或2所述的镀敷辅助系统,其特征在于,作为所述说明变量的所述一个变量或所述多个变量中的一个与设置在镀敷装置的镀敷槽内的电场遮蔽构件的形状相关。
13.根据权利要求1或2所述的镀敷辅助系统,其特征在于,作为所述说明变量的所述一个变量或所述多个变量中的一个是设置在镀敷装置的镀敷槽内的具有控制离子导电的功能的板的气孔率、设置在所述镀敷槽内的离子导电控制体的厚度、所述离子导电控制体的旋转速度、或所述离子导电控制体与所述基板之间的距离。
14.根据权利要求1或2所述的镀敷辅助系统,其特征在于,作为所述说明变量的所述一个变量或所述多个变量中的一个是镀敷装置中的电极间距离。
15.根据权利要求1或2所述的镀敷辅助系统,其特征在于,包括输出经探索的所述实施条件的条件输出部。
16.根据权利要求1或2所述的镀敷辅助系统,其特征在于,包括图表输出部,所述图表输出部输出针对能够在所述镀敷对象基板的电解镀敷处理中实施的多个条件,总括地表示各条件中所包含的两个以上的变量的值与所述面内均匀性值的关系的图表。
17.一种计算机可读取存储介质,存储有镀敷辅助程序,其特征在于,所述镀敷辅助程序使计算机发挥如下的功能:
通过基于将确定与基板的电解镀敷处理相关的设想条件的一个或多个变量的值、与在所述设想条件下形成在所述基板的镀敷膜的面内均匀性值的模拟结果建立对应的数值分析数据的回归分析,推算将所述面内均匀性值作为目标变量,将所述一个或多个变量作为说明变量的模型的功能;以及
使用经推算的所述模型,探索作为与在镀敷对象基板的电解镀敷处理中形成的镀敷膜的面内均匀性相关的所述设想条件的推荐值的实施条件的功能。
18.一种计算机可读取存储介质,存储有镀敷辅助程序,其特征在于,使计算机发挥如下的功能:
通过基于将确定与基板的电解镀敷处理相关的设想条件的一个或多个变量的值、与在所述设想条件下形成在所述基板的镀敷膜的面内均匀性值的模拟结果建立对应的数值分析数据的机器学习,生成将所述面内均匀性值作为目标变量,将所述一个或多个变量作为说明变量的模型的功能;以及
使用已生成的所述模型,探索作为与在镀敷对象基板的电解镀敷处理中形成的镀敷膜的面内均匀性相关的所述设想条件的推荐值的实施条件的功能。
19.一种镀敷辅助装置,其特征在于,包括:
分析部,通过基于将确定与基板的电解镀敷处理相关的设想条件的一个或多个变量的值、与在所述设想条件下形成在所述基板的镀敷膜的面内均匀性值的模拟结果建立对应的数值分析数据的回归分析,推算将所述面内均匀性值作为目标变量,将所述一个或多个变量作为说明变量的模型;以及
探索部,使用经推算的所述模型,探索作为与在镀敷对象基板的电解镀敷处理中形成的镀敷膜的面内均匀性相关的所述设想条件的推荐值的实施条件。
20.一种镀敷辅助装置,其特征在于,包括:
学习部,通过基于将确定与基板的电解镀敷处理相关的设想条件的一个或多个变量的值、与在所述设想条件下形成在所述基板的镀敷膜的面内均匀性值的模拟结果建立对应的数值分析数据的机器学习,生成将所述面内均匀性值作为目标变量,将所述一个或多个变量作为说明变量的模型;以及
探索部,使用已生成的所述模型,探索作为与在镀敷对象基板的电解镀敷处理中形成的镀敷膜的面内均匀性相关的所述设想条件的推荐值的实施条件。
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