JP2008250910A - Data mining method and process management method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To mine an event having time dependence in a short period of time and with high accuracy by mechanical work, with respect to a data mining method and a process management method. <P>SOLUTION: Processing times including a waiting time in each process are mechanically classified by using a time classifying method, and a classified time group is used as an explanatory variable to perform data mining. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はデータマイニング方法及び工程管理方法に関するものであり、特に、時間依存性を有する事象を短時間で且つ高精度でマイニングするための構成に特徴のあるデータマイニング方法及び工程管理方法に関するものである。   The present invention relates to a data mining method and a process management method, and more particularly to a data mining method and a process management method characterized by a configuration for mining a time-dependent event in a short time and with high accuracy. is there.

データマイニングは、大量なデータの中から特異なデータを抽出し分析すること、製品の販売傾向や、製造に関わる特徴的事項を把握することができる。
半導体製造工程に至っては、製品歩留りを支配する要素を抽出するのに有効である。
Data mining can extract and analyze unique data from a large amount of data, and understand product sales trends and characteristic features related to manufacturing.
In the semiconductor manufacturing process, it is effective to extract elements that control the product yield.

このデータマイニングには、分類、グループ化、アソシエーションルール、パターン抽出、視覚化等の多くの手法が開発されているが、半導体製造ラインの工程管理においては、主に、「分類」という手法が用いられている(例えば、特許文献1参照)。   Many methods such as classification, grouping, association rules, pattern extraction, and visualization have been developed for this data mining, but the method called “classification” is mainly used in the process management of semiconductor manufacturing lines. (For example, refer to Patent Document 1).

この「分類」という手法においては、決定木(decision tree)分析のように工程や装置等の2分して結果を説明する物を説明変数として、歩留り等の結果を示すものを目的変数とする手法である。
この時、目的変数が質的変数の場合には、決定木は分類木と呼ばれ、目的変数が歩留りのように量的変数の場合には回帰木とよばれる。
In this “classification” method, as in the case of a decision tree analysis, an object that divides a process or device into two parts and explains the result is used as an explanatory variable, and an object variable that indicates a result such as yield is used as an objective variable It is a technique.
At this time, when the objective variable is a qualitative variable, the decision tree is called a classification tree, and when the objective variable is a quantitative variable such as a yield, it is called a regression tree.

半導体製品ができるまでには、多数の製造工程でインプラントや膜生成、エッチング等の加工が行われる。
この時、データマイニングで工程管理を行う場合、特定のLOT(ロット)群に歩留り低下があった際に、各工程毎の通過設備の組み合わせに対して、そこを通過したロットのYield(歩留り)の分離程度を見てやり、程度の高い方から並べてやる事で、低歩留り傾向の強い設備を把握、不具合設備として特定することになるので、ここで、図13乃至図17を参照して、データマイニング法による工程管理方法を説明する。
Until a semiconductor product is produced, processes such as implants, film generation, and etching are performed in a number of manufacturing processes.
At this time, when process management is performed by data mining, when there is a decrease in yield in a specific LOT (lot) group, the yield of the lot that has passed through the combination of passing equipment for each process By looking at the degree of separation and arranging them from the higher degree, we grasp the equipment with a strong low-yield tendency and identify it as a malfunctioning equipment. Here, referring to FIGS. 13 to 17, A process management method based on the data mining method will be described.

図13参照
図13は、製造工程の概念的構成図であり、数百工程からなる各種の工程をロットの流に沿って概念的に示したものであり、各工程において、複数のロットは○で示す複数の製造装置に夫々分岐してロードされていく様子を示したものであり、ここで、工程Aにおいて異常装置が存在して、製造歩留りに悪影響を与えていると想定する。
See FIG.
FIG. 13 is a conceptual configuration diagram of the manufacturing process, which conceptually shows various processes consisting of several hundred processes along the flow of lots. In each process, a plurality of lots are indicated by a circle. In this example, it is assumed that an abnormal device is present in the process A and has an adverse effect on the manufacturing yield.

この場合、装置3 が異常であるとすると、歩留りのバラツキは下側に示す「箱ひげ図」のように表される。
なお、「箱ひげ図」とは、バラツキのあるデータを判りやすく表現するための統計学的グラフであり、一般には、最小値、第1四分位点、中央値、第3四分位点、及び、最大値の5つのデータを表示し、第1四分位点、中央値、及び、第3四分位点で「箱」を形成するものである。
In this case, assuming that the apparatus 3 is abnormal, the variation in yield is expressed as a “box-and-whisker chart” shown below.
Note that the “box-and-whisker diagram” is a statistical graph for easily expressing data with variations, and generally, the minimum value, the first quartile, the median, and the third quartile. , And five data of maximum values are displayed, and a “box” is formed by the first quartile, the median, and the third quartile.

図14参照
図14は、問題となる工程の分析方法の説明図であり、例えば、上述の工程Aにおいて処理した使用した複数の装置を2つに分類して、各分類された装置で処理されたロット群毎に目的変数となる歩留りに関する度数分布から、各平均値(Xave1,Xave2)、及び、各区間についての平方を加算した平方和(S1 ,S2 )を求めるとともに、全体のロットの度数分布からも平均値(Xave0)、及び、各区間における平方和(S0 )を求め、
ΔS=S0 −(S1 +S2
で示されるΔSが最大になるように2つに分類する、即ち、分割を探す。
See FIG.
FIG. 14 is an explanatory diagram of a method for analyzing a problematic process. For example, a plurality of used devices processed in the above-described step A are classified into two, and a lot group processed by each classified device. Each average value (X ave1 , X ave2 ) and the sum of squares (S 1 , S 2 ) obtained by adding the squares for each section are obtained from the frequency distribution relating to the yield, which is the objective variable for each, and the entire lot From the frequency distribution, the average value (X ave0 ) and the sum of squares (S 0 ) in each section are obtained,
ΔS = S 0 − (S 1 + S 2 )
Are divided into two so that ΔS shown in FIG.

ここでは、工程Aで使用された装置1 乃至装置3 について、〔装置1 〕:〔装置2 +装置3 〕、〔装置1 +装置3 〕:〔装置2 〕、及び、〔装置1 +装置2 〕:〔装置3 〕の3 3つの組合せに対してΔSを求めて、ΔSが最大になる組合せを探す。
上述の場合、装置3 が異常装置であるので、〔装置1 +装置2 〕:〔装置3 〕の組合せにおけるΔSが最大となり、したがって、〔装置1 +装置2 〕と〔装置3 〕に分割される。
Here, for the devices 1 to 3 used in step A, [device 1 ]: [device 2 + device 3 ], [device 1 + device 3 ]: [device 2 ], and [device 1 + device 2] ]: [Delta] S is obtained for the three combinations of [apparatus 3 ], and the combination that maximizes [Delta] S is searched.
In the above case, since the device 3 is an abnormal device, the ΔS in the combination of [device 1 + device 2 ]: [device 3 ] is maximized, and therefore is divided into [device 1 + device 2 ] and [device 3 ]. The

図15参照
図15は、使用装置毎の平均歩留りの概念的説明図であり、ここでは、工程a、工程b、及び、工程cの3つの工程に着目し、工程aでは装置群a1 と装置群a2 の2種類の装置が用いられ、工程bにおいては、工程aにおいて装置群a2 で処理されたロットが装置群b2 と装置群b3 で処理され、工程cにおいては工程aにおいて装置群a1 で処理されたロットが装置群c1 と装置群c2 で処理されたと仮定する。
なお、各装置の群分割は上述のΔSが最大になるように分割したものである。
See FIG.
FIG. 15 is a conceptual explanatory diagram of the average yield for each device used. Here, attention is paid to three processes, step a, step b, and step c. In step a, the device group a 1 and the device group a 2 is used. In the process b, the lot processed in the apparatus group a 2 in the process a is processed in the apparatus group b 2 and the apparatus group b 3. In the process c, the lot is processed in the process a. Assume that the lot processed in a 1 is processed in the device group c 1 and the device group c 2 .
The group division of each device is such that the above ΔS is maximized.

図16参照
図16は、図15に示した処理過程に対してデータマイニングすることによって作成した回帰木であり、65のロットの平均歩留りが89%であるものを、各工程の中で一番ΔSが大きかった工程aを中心にみて、平均歩留りが82%の装置a2 による群と平均歩留りが95%の装置a1 による群と分割して、さらに夫々のデータに対して分割して分析を進める。
See FIG.
FIG. 16 is a regression tree created by performing data mining on the process shown in FIG. 15, and the average yield of 65 lots is 89%. The process a is divided into a group consisting of the apparatus a 2 having an average yield of 82% and a group consisting of the apparatus a 1 having an average yield of 95%, and the analysis is further performed by dividing the respective data.

その結果、装置a2 と装置b2 の組合せで処理した5つのロットの平均歩留りが65%で最低となり、装置a1 と装置c1 の組合せで処理した20のロットの平均歩留りが98%で最高歩留りとなる。 As a result, the average yield of the five lots processed by the combination of the apparatus a 2 and the apparatus b 2 is the lowest at 65%, and the average yield of the 20 lots processed by the combination of the apparatus a 1 and the apparatus c 1 is 98%. The highest yield.

図17参照
図17は、図16に示した4つの組合せの歩留りの箱ひげ図であり、装置a1 と装置c1 の組合せは平均歩留りが高いだけではなく、バラツキが最も小さく、一方、装置a2 と装置b2 の組合せは、平均歩留りが最低であるだけではなく、バラツキが非常に大きく、プロセスが安定に行われていないことを示唆する。
See FIG.
FIG. 17 is a box-and-whisker plot of the yield of the four combinations shown in FIG. 16. The combination of the device a 1 and the device c 1 not only has a high average yield but also has the smallest variation, while the device a 2 The combination of device b 2 not only has the lowest average yield, but also has a very large variation, suggesting that the process is not stable.

このように、回帰木を順に見ていくと、ステッパとエッチャーの関連等の複数の工程の関係が見え、この相関関係を分析することによって、製造歩留りの低下の原因を究明することが可能になる。
特開2006−040181号公報
In this way, when looking at the regression tree in order, the relationship between multiple steps such as the relationship between the stepper and the etcher can be seen. By analyzing this correlation, it is possible to investigate the cause of the decrease in manufacturing yield. Become.
JP 2006-041081 A

上述のように、今までは処理装置号機による分類を考えてデータマイニングを行ってきたが、経験的には製造歩留りは処理装置号機だけではなく、処理時間にも依存していることが明らかであるので、処理時間の歩留りに対する影響も分析する必要がある。
しかし、各工程における各ロットの処理時間について分析しようとすると、時間は数ではなく量なので、データマイニング法では直ちには分析不可能である。
As mentioned above, data mining has been performed so far in consideration of classification by processing device number, but it is clear from experience that the manufacturing yield depends not only on the processing device number but also on the processing time. Therefore, it is necessary to analyze the effect of processing time on yield.
However, when trying to analyze the processing time of each lot in each process, the time is not a number but a quantity, so it cannot be analyzed immediately by the data mining method.

そこで、本出願人は、製造歩留りに対する処理時間の影響は、各工程の処理時間を人が見て分類し、歩留りとの関係を見るように試みている。
まず、
a.ロット毎に待機時間を含んだ搬入から搬出までの時間を処理時間とし、各工程、各ロ ット毎にデータ抽出する。次いで、
b.抽出した各工程毎の時間データを人が見て、長時間群と短時間群に分ける。
これは、決まった時間を境に分類できれば自動化も可能だが、処理時間結果全体を 見て、分類する必要があるため、分割点になる時間をあらかじめ設定できず自動化で きないためである。次いで、
c.長時間群ロットについての歩留りを集計するとともに、短時間群ロットについての歩 留りも集計する。次いで、
d.歩留り差が大きい工程を探し改善すべき工程候補としてピックアップする。
Therefore, the applicant of the present application attempts to classify the effect of the processing time on the manufacturing yield by observing the processing time of each process and see the relationship with the yield.
First,
a. The time from loading to unloading including waiting time for each lot is defined as processing time, and data is extracted for each process and each lot. Then
b. A person looks at the extracted time data for each process and divides it into a long time group and a short time group.
This is because automation is possible if it can be classified on the basis of a fixed time, but since it is necessary to classify by looking at the entire processing time result, it is not possible to automate because the time to be divided points cannot be set in advance. Then
c. The yield for long-time group lots is totaled, and the yield for short-time group lots is also totaled. Then
d. Search for a process with a large yield difference and pick it up as a process candidate to be improved.

或いは、処理時間を長時間群と短時間群に分けることなく、処理時間と歩留りとの関係を全工程分について相関グラフ化して参照することによって、工程管理を行う方法が採用されている。   Alternatively, a process management method is adopted in which the processing time is divided into a long time group and a short time group, and the relationship between the processing time and the yield is made into a correlation graph for all the processes and referenced.

しかし、上述の時間分割方法の場合には各種の問題がある。まず、
A.時間分類は人が行うため感覚的であり、間違いが生じやすく且つ時間がかかるという 問題がある。
即ち、一つの半導体デバイスを製造するための工程は数百工程あり、解析の案件が 1〜2件のうちはいいが、3件以後は続かず、結果的に解析ができなくなる。
B.時間分類が終わっても、ロット毎の歩留り集計があり、気の遠くなる様な作業である 。
C.時間群による歩留りのhitはあまり多くないのと大変なため、解析が後回しになり がちで、ターンアラウンドタイムが長くなるという問題がある。
D.相関図の参照は、数百件にも及ぶと内容確認に多大な工数がかかるという問題がある 。 また、中間にある特定時間群(時間B,時間C・・・)に低歩留りが集中した場合 には、人的作業であるため見落としがちになるという問題がある。
However, the time division method described above has various problems. First,
A. Time classification is sensuous because it is performed by humans, and it is easy to make mistakes and takes time.
That is, there are hundreds of processes for manufacturing one semiconductor device, and the number of analysis cases is one or two. However, three or more cases do not continue, and as a result, analysis cannot be performed.
B. Even after the time classification is completed, there is a yield summary for each lot, which is a daunting task.
C. There is a problem that the yield hits due to the time group are not so many and it is serious, so the analysis tends to be postponed and the turnaround time becomes long.
D. There is a problem that it takes a lot of man-hours to check the contents of the correlation diagram when there are hundreds of references. In addition, when the low yield is concentrated in a specific time group (time B, time C...) In the middle, there is a problem that it is easy to overlook because it is a human work.

したがって、本発明は、機械的作業によって、時間依存性のある事象のマイニングを短時間で且つ高精度で行うことを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to perform mining of time-dependent events in a short time and with high accuracy by mechanical work.

ここで図1を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図1参照
上記課題を解決するために、本発明は、データマイニング方法において、各工程における待ち時間を含む処理時間を時間分類手法を用いて機械的に分類し、分類した時間群を説明変数としてデータマイニングを行うことを特徴とする。
Now, with reference to FIG. 1, means for solving the problems in the present invention will be described.
See FIG. 1 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a data mining method in which processing times including waiting time in each step are mechanically classified using a time classification method, and the classified time group is used as an explanatory variable. It is characterized by performing data mining.

このように、数ではなく量である時間を時間分類手法を用いて分類して時間群とすることにより、時間を群の数を扱うことが可能になり、それによって、従来のデータマイニング法をそのまま適用して工程管理を行うことができる。   In this way, by classifying time, which is not a number, into a time group by using a time classification method, it becomes possible to handle the number of groups of time, and thus the conventional data mining method can be used. The process management can be performed by applying it as it is.

特に、時間分類手法による分類の際に、機械的に分類しているので人間の感覚的要素が入ることがなく、且つ、膨大なデータ数であっても、マイクロコンピュータにデータを入力しただけで瞬時に時間群に分類することができるので、解析時間を大幅に短縮することができる。   In particular, when classifying by time classification method, since it is mechanically classified, human sensory elements are not included, and even if the number of data is enormous, only data is input to the microcomputer. Since the time group can be instantly classified, the analysis time can be greatly shortened.

また、この場合の時間群分類手法としては、各工程における各処理単位の処理時間を機械的処理によって自動的に大きさの順に並べ(ソート)、前記順に並べた処理時間の前後の差が大きな点(変化点)について、予め定めた数だけ大きい順に取り出して区切りとし、時間群を括れば良い。   Further, as a time group classification method in this case, the processing time of each processing unit in each process is automatically arranged in order of size by mechanical processing (sorting), and the difference before and after the processing time arranged in the order is large. Points (change points) may be taken out in descending order by a predetermined number and separated to divide the time group.

図1に示した変化点の決定方法においては、変化点の選択数を2とした場合であり、順に並べた処理時間の前後の差が大きな点、図においては差が一番大きなΔT=65の境界と2番目に大きな差がΔT=8の境界を自動的に変化点としたものである。   The change point determination method shown in FIG. 1 is a case where the number of change point selections is 2, and the difference between before and after the processing time arranged in order is large. In the figure, the difference is the largest ΔT = 65. The boundary with ΔT = 8 is the change point that is the second largest difference.

この場合、時間群分類手法による分類時に、処理時間の中央値を求め、中央値に対して予め定めた以上の大きさの処理時間はノイズとして削除しても良く、それによって、異常値を排除できるので、精度の高い解析が可能になる。   In this case, at the time of classification by the time group classification method, a median processing time may be obtained, and a processing time larger than a predetermined value with respect to the median may be deleted as noise, thereby eliminating an abnormal value. This enables analysis with high accuracy.

また、このようなデータマイニング方法において、製造歩留りを目的変数とすることによって、製造工程の管理を簡単且つ精度良く行うことができる。   Further, in such a data mining method, the manufacturing process can be managed easily and accurately by using the manufacturing yield as an objective variable.

本発明によれば、
α.数百に及ぶ工程の処理時間分類を自動的に機械的に行っているので、従来、数日かか っていた時間分類が、数分で完了し極めて効率が良くなり且つ分類の精度も高くなる 。
β.効率的に時間分類できることにより、処理時間と歩留りとの関係をデータマイニング 技術を使って容易に行うことができるので、分類の精度が向上、短手番で分析結果を 得ることができる。
γ.上記βの成果から多数の案件に対して、処理時間分析が適用でき低歩留り解析のター ンアラウンドタイムを短縮できる。
δ.時間を分類しマイニングに適用することで、複合条件に起因する知見を得ることが可 能になり、解析の質が飛躍的に向上する。
という効果が得られる。
According to the present invention,
α. Since the processing time classification of hundreds of processes is automatically performed mechanically, the time classification, which conventionally took several days, is completed in a few minutes and is extremely efficient, and the classification accuracy is also high. Become .
β. Since the time classification can be performed efficiently, the relationship between processing time and yield can be easily performed using data mining technology, so the classification accuracy is improved and analysis results can be obtained in a short time.
γ. From the results of β above, processing time analysis can be applied to a large number of projects, and the turnaround time for low yield analysis can be reduced.
δ. By classifying time and applying it to mining, it becomes possible to obtain knowledge resulting from complex conditions, and the quality of analysis is dramatically improved.
The effect is obtained.

ここで、図2及び図3を参照して、本発明の実施の形態の概要を説明する。
図2参照 図2は、本発明の実施の形態の概要を示す概念的構成図であり、本発明は、各工程における解析を処理装置号機を説明変数とする代わりに、各工程における待ち時間を含む処理時間を時間分類手法を用いて自動的に機械的に分類し、分類した時間群を説明変数とし、歩留りを目的変数としてデータマイニングを行い、製造ラインにおける工程管理を行うものである。
Here, with reference to FIG.2 and FIG.3, the outline | summary of embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 2 is a conceptual block diagram showing the outline of the embodiment of the present invention. In the present invention, the waiting time in each process is determined instead of using the processing device number as an explanatory variable for analysis in each process. The processing time included is automatically mechanically classified using a time classification method, data mining is performed using the classified time group as an explanatory variable, and the yield as an objective variable, and process management in the production line is performed.

図3参照
図3は、本発明の実施の形態の時間群分類法を用いたデータマイニング方法のフローチャートであり、まず、
(1)待機時間を含む処理時間を、量的扱いから数的取扱に自動変換する。
これは、回帰木によるデータマイニングの説明変数は、設備号機DD85A01,DD85A02.DD85A05の3台等の様に数えられ物でなければならない(数的扱い)が、これに対して、処理実績時間は、各工程毎に、各ロット毎に数値が異なり量的扱いである。
See Figure 3
FIG. 3 is a flowchart of the data mining method using the time group classification method according to the embodiment of the present invention.
(1) The processing time including the standby time is automatically converted from quantitative handling to numerical handling.
This is because the explanatory variables for data mining by the regression tree are the equipment numbers DD85A01, DD85A02. The DD85A05 must be counted such as three units (numerical treatment), but the processing performance time is different in each process and numerically different for each lot.

このため、従来の試みでは、分類は人が見てやって、例えば、50分群/120分群の様に分けた後、データマイニングしていた。
しかし、本発明の実施例1では、この分類を、下記のアルゴリズムで実行し、処理時間を量的扱い→数的扱いに自動変換し、その結果をデータマイニングの説明変数に割り当てることで、各工程の時間群と歩留りとの関係をマイニング解析する。
For this reason, in a conventional attempt, classification is performed by human observation, and data mining is performed after dividing the classification into, for example, 50-minute group / 120-minute group.
However, in the first embodiment of the present invention, this classification is executed by the following algorithm, the processing time is automatically converted from quantitative treatment to numerical treatment, and the result is assigned to an explanatory variable for data mining. Mining analysis of the relationship between process time group and yield.

即ち、
1)各工程の処理時間をロット毎に並べて、大きさの順にソートする。次いで、
2)大きさの順に並んだ隣接するロット間の処理時間差ΔTを求める。次いで、
3)ΔTについて、大きい順に予め決められた数だけ取り出し、その値を変化点として 、上から順に時間群A,時間群B,時間群C・・・のように時間群に分割する。
なお、変化点の数は、解析対象に応じて適宜決定する。
また、時間群の分割に際して、ノイズ対策として、事前に処理時間の中央値を求 め、中央値のN倍以上は異常数値としてカットしておく。
なお、Nの値は、時間データ内容により設定するものであり、例えば、10倍以 上に設定する。
That is,
1) The processing time of each process is arranged for each lot and sorted in order of size. Then
2) A processing time difference ΔT between adjacent lots arranged in order of size is obtained. Then
3) With respect to ΔT, a predetermined number is taken out in descending order, and the values are taken as change points, and divided into time groups such as time group A, time group B, time group C,.
Note that the number of change points is appropriately determined according to the analysis target.
Also, when dividing the time group, as a noise countermeasure, the median of the processing time is obtained in advance, and N times or more of the median is cut as an abnormal value.
Note that the value of N is set according to the contents of the time data, and is set to 10 times or more, for example.

次いで、この様にして分類した時間群(時間群A,時間群B・・・)に対し、データマイニングを行うことになるが、まず、
(2)説明変数を時間群とし目的変数を歩留りとして、各工程について、上述のΔSが最 大になる組合せによる分割を探し出す。次いで、
(3)各工程においてΔSから求めたOMP(有意差判断指数)及び「まとまり度」を大 きさの順にソートして、処理時間依存性の高い工程順に並べる。次いで、
(4)処理時間依存性の高い工程順に並べて回帰木を作製して、歩留りを低下させている要因を特定する。
Next, data mining is performed for the time groups (time group A, time group B...) Classified in this way.
(2) Using the explanatory variables as the time group and the objective variable as the yield, for each step, find the division by the combination that maximizes the above ΔS. Then
(3) The OMP (significant difference judgment index) and the “grouping degree” obtained from ΔS in each process are sorted in descending order and arranged in the order of processes having high processing time dependency. Then
(4) A regression tree is prepared in the order of processes having a high processing time dependency, and a factor that decreases the yield is specified.

なお、OMPとは、判別分析によって2分割された集合(ここでは時間群の集合)に有意差があると言えない確率を推定した数値(%)であり、誤った判断をする確率の推定値(%)を表し、したがって、OMPが小さいほどこの2分割が有意であることを示す。
一方、「まとまり度」は、2分割後に平方和がどれだけ変化したかを指標化したものであり、2分割したことにより、それぞれの集合のまとまりがどれだけ良くなったかを表し、0%の場合には「分割してもバラツキが変わらない」ことを示し、100%の場合には「分割によりバラツキがなくなる」ことを示す。
Note that OMP is a numerical value (%) that estimates the probability that a set that is divided into two by discriminant analysis (here, a set of time groups) is not significantly different, and is an estimated value of the probability of making an incorrect decision. (%), And thus, the smaller the OMP, the more significant the two splits are.
On the other hand, the “degree of unity” is an index indicating how much the sum of squares has changed after being divided into two parts. In this case, it indicates that “the variation does not change even when divided”, and in the case of 100%, it indicates that “there is no variation due to the division”.

次に、図4乃至図9を参照して、本発明の実施例1の時間群分類法を用いたデータマイニング方法を説明する。
図4参照
図4は、本発明の実施例1の時間群分類法を用いたデータマイニング方法を適用した各工程における処理時間と歩留りを示すデータであり、ここでは、第1層目の多結晶シリコン層の成膜工程の例を10のロットについて示したもので、上図は生データであり、下図は各ロットについて処理時間と歩留りとの関係をグラフ化したものである。
Next, a data mining method using the time group classification method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
See Figure 4
FIG. 4 is data showing the processing time and yield in each process to which the data mining method using the time group classification method of Example 1 of the present invention is applied. Here, the data of the first polycrystalline silicon layer is shown. An example of the film forming process is shown for 10 lots, the upper figure is raw data, and the lower figure is a graph showing the relationship between processing time and yield for each lot.

図5参照
図5は、図4に示したデータを処理時間を数的扱いするために、処理時間を短い順にソートするとともに、隣接するロット間の処理時間差ΔTを求め、処理時間差ΔTについて大きなものから順に2つを変化点として、時間群A,時間群B,時間群Cの3つの時間群に分割して示したものである。
ここでは、ΔT=65を変化点2 とし、ΔT=8を変化点1 として機械的に選択しており、この操作はコンピュータに図4の上図に示すデータを入力するだけで、インストールしているプログラムによってソート及び変化点の決定は自動的に行われる。
なお、下図はソートした結果をグラフ化するとともに、変化点を表示したものである。
See Figure 5
FIG. 5 sorts the data shown in FIG. 4 in order of increasing processing time in order to handle the processing time numerically, obtains the processing time difference ΔT between adjacent lots, and calculates the processing time difference ΔT in order from the largest one. These are divided into three time groups, time group A, time group B, and time group C, with one point as a change point.
Here, ΔT = 65 is the change point 2 and ΔT = 8 is the change point 1 mechanically selected. This operation is performed by simply inputting the data shown in the upper diagram of FIG. Sorting and change point determination are automatically performed by the existing program.
In the following figure, the results of sorting are graphed and the change points are displayed.

図6参照
図6は、上述のデータマイニングの結果を示すグラフであり、データマイニングの結果、〔時間群A〕:〔時間群B+時間群C〕、〔時間群A+時間群C〕:〔時間群B〕、〔時間群A+時間群B〕:〔時間群C〕の3つの組合せの内、〔時間群A+時間群C〕:〔時間群B〕の組合せにおいてΔSが一番大きくなり、〔時間群A+時間群C〕と〔時間群B〕とに分割して括って線で結んだものであり、歩留りの分離が一番鮮明に表れ、〔時間群A+時間群C〕の処理工程が歩留りの低下であると推定される。
See FIG.
FIG. 6 is a graph showing the results of the above-described data mining. As a result of data mining, [Time Group A]: [Time Group B + Time Group C], [Time Group A + Time Group C]: [Time Group B] , [Time Group A + Time Group B]: [Time Group C], and [Time Group A + Time Group C]: [Time Group B] has the largest ΔS, and [Time Group A + It is divided into time group C] and [time group B] and connected with a line, and the separation of yield is most clearly shown, and the processing process of [time group A + time group C] is reduced in yield. It is estimated that.

図7参照
図7は、多結晶シリコン層のエッチング工程のマイニング結果の説明図であり、上図はソート及び時間群分割後のデータ表であり、中図はソート結果をグラフ化するとともに、変化点を表示したものであり、下図はデータマイニング結果をグラフ化したものである。
下図に示すように、歩留りの分離は鮮明に表れていない。
See FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram of the mining result of the etching process of the polycrystalline silicon layer, the upper figure is a data table after sorting and time group division, and the middle figure graphs the sorting result and displays the change point. The figure below is a graph of the data mining results.
As shown in the figure below, yield separation is not clearly seen.

図8参照
図8は、第1層目ビアの形成工程のマイニング結果の説明図であり、上図はソート及び時間群分割後のデータ表であり、中図はソート結果をグラフ化するとともに、変化点を表示したものであり、下図はデータマイニング結果をグラフ化したものである。
下図に示すように、歩留りの分離は図7のエッチング工程よりは鮮明に表れているが、図6に示した多結晶シリコン層の成膜工程よりは分離が悪い。
See FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram of the mining result of the first layer via formation process, the upper diagram is a data table after sorting and time group division, the middle diagram is a graph of the sorting result, and the change point is shown. The figure below shows a graph of the data mining results.
As shown in the figure below, the separation of the yield appears more clearly than the etching process of FIG. 7, but the separation is worse than the film formation process of the polycrystalline silicon layer shown in FIG.

図9参照
図9は、第2層目Al配線の成膜工程のエッチング工程のマイニング結果の説明図であり、上図はソート及び時間群分割後のデータ表であり、中図はソート結果をグラフ化するとともに、変化点を表示したものであり、下図はデータマイニング結果をグラフ化したものである。
中図に示すように、処理時間依存性は殆どみられないため、下図に示すように、歩留りの分離は鮮明に表れていない。
See FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram of the mining result of the etching process of the second layer Al wiring film forming process, the upper figure is a data table after sorting and time group division, and the middle figure is a graph of the sorting result. In addition, the change points are displayed, and the following figure is a graph of the data mining results.
As shown in the middle figure, the processing time dependence is hardly observed, and as shown in the following figure, the separation of the yield is not clearly shown.

図10参照
図10は、上記の4つの工程についてのOMP、まとまり度、及び、歩留り差等をデータマイニング結果において歩留りの分離が鮮明に表れる順に並べた表であり、
1.第1層目の多結晶シリコン層の成膜工程
2.第1層目ビアの形成工程
3.第1層目の多結晶シリコン層のエッチング工程
4.第2層目Al配線の成膜工程 の順になる。
See FIG.
FIG. 10 is a table in which the OMP, the degree of unity, the yield difference, and the like for the above four steps are arranged in the order in which the yield separation clearly appears in the data mining results.
1. 1. Film forming step of first-layer polycrystalline silicon layer 2. First layer via formation process 3. Etching step of the first polycrystalline silicon layer The second layer Al wiring film forming process is performed in this order.

図11参照
図11は、図10に基づいて歩留りの低下の原因と推定される候補を順に並べたリポートであり、第1候補として多結晶シリコン層の成膜工程が挙げられ、第2候補として第1層目ビアの形成工程が挙げられている。
See FIG.
FIG. 11 is a report in which candidates presumed to be the cause of the decrease in yield based on FIG. 10 are arranged in order. The first candidate is a process for forming a polycrystalline silicon layer, and the second candidate is the first layer. A process for forming an eye via is mentioned.

また、下段には歩留りの低下の原因を複合条件で解析した場合のデータが示されており、ここでは、第1候補の多結晶シリコン層の成膜工程において低歩留りを示した〔時間群A+時間群C〕の7つのロットについて、第1層目ビアの形成工程についての上述のデータマイニング結果から抜き出して、その歩留りの平均値及び歩留り差を示したものである。   The lower part shows data when the cause of the decrease in yield is analyzed under a complex condition. Here, a low yield is shown in the film formation process of the first candidate polycrystalline silicon layer [time group A + The seven lots of time group C] are extracted from the above-described data mining results for the first-layer via formation process, and the average yield and the yield difference are shown.

図12参照
図12は、データマイニング結果の回帰木の説明図であり、第1層目の多結晶シリコン層の成膜工程における〔時間群A+時間群C〕と、第1層目ビアの形成工程における〔時間群A+時間群B〕と組合せが歩留りの低下に強い相関を示していることが分かる。
See FIG.
FIG. 12 is an explanatory diagram of the regression tree of the data mining result, [Time group A + Time group C] in the film formation process of the first polycrystalline silicon layer and [Formation of the first layer via] It can be seen that the combination of [time group A + time group B] shows a strong correlation with the decrease in yield.

したがって、この第1層目の多結晶シリコン層の成膜工程における〔時間群A+時間群C〕と、第1層目ビアの形成工程における〔時間群A+時間群B〕と組合せについての工程分析を行うことによって、歩留り低下の実際の原因を究明することが容易になる。   Therefore, the process analysis of the combination of [time group A + time group C] in the film forming process of the first polysilicon layer and [time group A + time group B] in the process of forming the first layer via. This makes it easier to determine the actual cause of yield loss.

このように、本発明の実施例1においては、機械的な時間群分類方法を用いて処理時間を時間群に分割しているので、時間群を説明変数としたデータマイニング法の適用が可能になり、また、時間群の分割に際しては人為的要素が全く入らないので、客観的且つ単時間でのデータマイニングが可能になる。   As described above, in the first embodiment of the present invention, since the processing time is divided into time groups using the mechanical time group classification method, it is possible to apply the data mining method using the time groups as explanatory variables. In addition, since there is no artificial factor in dividing the time group, objective and single-time data mining becomes possible.

本発明の活用例としては、製造工程が数百工程に及ぶ半導体製造工程における工程管理のためのデータマイニング方法が典型的なものであるが、半導体製造工程に限られるものではなく、各種の製造工程の工程管理に適用されるものでもあり、さらには、製造工程に限られるものではなく、何らかの現象・結果に時間依存性があると考えられる一連の事象・工程の因果関係の解析に適用されるものである。   As an application example of the present invention, a data mining method for process management in a semiconductor manufacturing process having hundreds of manufacturing processes is typical, but not limited to a semiconductor manufacturing process. It is also applied to process management of processes, and is not limited to manufacturing processes.It is also applied to analysis of causal relationships between a series of events and processes that are considered to be time-dependent. Is.

本発明における変化点の決定方法の説明図である。It is explanatory drawing of the determination method of the change point in this invention. 本発明の実施の形態の概要を示す概念的構成図である。It is a notional block diagram which shows the outline | summary of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の時間群分類法を用いたデータマイニング方法のフローチャートである。It is a flowchart of the data mining method using the time group classification | category method of embodiment of this invention. 本発明の実施例1の時間群分類法を用いたデータマイニング方法を適用した各工程における処理時間と歩留りを示すデータである。It is data which shows the processing time and yield in each process which applied the data mining method using the time group classification method of Example 1 of this invention. ソート結果及び時間群分割の変化点の説明図である。It is explanatory drawing of the change point of a sorting result and time group division | segmentation. データマイニングの結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of data mining. 多結晶シリコン層のエッチング工程のマイニング結果の説明図である。It is explanatory drawing of the mining result of the etching process of a polycrystalline silicon layer. 第1層目ビアの形成工程のマイニング結果の説明図である。It is explanatory drawing of the mining result of the formation process of the 1st layer via | veer. 第2層目Al配線の成膜工程のエッチング工程のマイニング結果の説明図である。It is explanatory drawing of the mining result of the etching process of the film-forming process of 2nd layer Al wiring. 4つの工程についてのOMP、まとまり度、及び、歩留り差等の説明図である。It is explanatory drawing, such as OMP about 4 processes, a unit degree, and a yield difference. 図10に基づく歩留りの低下の原因のリポートの説明図である。It is explanatory drawing of the report of the cause of the yield fall based on FIG. データマイニング結果の回帰木の説明図である。It is explanatory drawing of the regression tree of a data mining result. 製造工程の概念的構成図である。It is a notional block diagram of a manufacturing process. 問題となる工程の分析方法の説明図である。It is explanatory drawing of the analysis method of the process which becomes a problem. 使用装置毎の平均歩留りの概念的説明図である。It is a conceptual explanatory drawing of the average yield for every using apparatus. 図15に示した処理過程に対してデータマイニングすることによって作成した回帰木である。16 is a regression tree created by performing data mining on the process shown in FIG. 15. 図16に示した4つの組合せの歩留りの箱ひげ図である。It is a box-and-whisker diagram of the yield of four combinations shown in FIG.

Claims (4)

各工程における待ち時間を含む処理時間を時間分類手法を用いて機械的に分類し、分類した時間群を説明変数としてデータマイニングを行うことを特徴とするデータマイニング方法。 A data mining method characterized by mechanically classifying a processing time including a waiting time in each process using a time classification method, and performing data mining using the classified time group as an explanatory variable. 上記時間群分類手法において、各工程における各処理単位の処理時間を機械的処理によって自動的に大きさの順に並べ、前記順に並べた処理時間の前後の差が大きな点について、予め定めた数だけ取り出して区切りとし、時間群を括ることを特徴とする請求項1記載のデータマイニング方法。 In the above time group classification method, the processing time of each processing unit in each process is automatically arranged in order of magnitude by mechanical processing, and a predetermined number of points where the difference before and after the processing time arranged in the order is large The data mining method according to claim 1, wherein the time group is bundled by taking out and dividing the time group. 上記時間群分類手法による分類時に、処理時間の中央値を求め、中央値に対して予め定めた以上の大きさの処理時間はノイズとして削除することを特徴とする請求項1または2に記載のデータマイニング方法。 3. The method according to claim 1, wherein a median processing time is obtained at the time of classification by the time group classification method, and a processing time larger than a predetermined value with respect to the median is deleted as noise. Data mining method. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のデータマイニング方法において、製造歩留りを目的変数としてデータマイニングを行うことによって各製造工程の管理を行うことを特徴とする工程管理方法。 4. The process management method according to claim 1, wherein each manufacturing process is managed by performing data mining using a manufacturing yield as an objective variable. 5.
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