JP2021012931A - Alternative proposal device, program and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体の製造に関する。本発明は、特に、半導体製造装置で加工した加工物の状態の推定に関する。 The present invention relates to the manufacture of semiconductors. The present invention particularly relates to estimating the state of a work piece processed by a semiconductor manufacturing apparatus.
半導体装置を製造する際には様々な半導体製造装置が用いられる。例えば、一般社団法人日本半導体製造装置協会は、半導体製造装置を7つの大分類、即ち、半導体設計用装置、マスク・レチクル製造用装置、ウェーハ製造用装置、ウェーハプロセス用処理装置、組立用装置、検査用装置、半導体製造装置用関連装置に分類している(http://www.seaj.or.jp/statistics/semi_classification.html)。 When manufacturing a semiconductor device, various semiconductor manufacturing devices are used. For example, the Japan Semiconductor Manufacturing Equipment Association classifies semiconductor manufacturing equipment into seven major categories: semiconductor design equipment, mask / reticle manufacturing equipment, wafer manufacturing equipment, wafer process processing equipment, and assembly equipment. It is classified into inspection equipment and related equipment for semiconductor manufacturing equipment (http://www.seaj.or.jp/statistics/semi_classification.html).
これらの半導体製造装置は加工物に対して所定の工程を実行する。例えば、所謂前工程では、半導体製造装置はそれぞれ次のような工程(1)−(9)を実行する。
(1)半導体設計用装置を用いて、回路設計、パターン設計を行う。
(2)(1)で用意した設計データに基づいてマスク・レチクル製造用装置を用いて、フォトマスクを作成する。
(3)ウェーハ用製造装置を用いて、ウェーハを製造する。
(4)フォトレジスト塗布装置(ウェーハプロセス用処理装置)を用いて、(3)で製造したウェーハにフォトレジストを塗布する。
(5)露光・描画装置(ウェーハプロセス用処理装置)と、(2)で作成したフォトマスクとを用いて、(4)でフォトレジストを塗布したウェーハに対し、フォトマスクのパターンを焼き付ける。
(6)ドライエッチング装置(ウェーハプロセス用処理装置)を用いてエッチングを行い、(5)でパターンを焼き付けたウェーハから、酸化膜、レジストを除去する。
(7)イオン注入装置(ウェーハプロセス用処理装置)を用いて、(6)でエッチングしたウェーハにイオンを注入する。
(8)CMP(chemical mechanical polishing)装置(ウェーハプロセス用処理装置)を用いて、(7)でイオン注入済のウェーハ表面を研磨する。
(9)スパッタリング装置(ウェーハプロセス用処理装置)を用いて、(7)でイオン注入済のウェーハ表面に電極配線用の金属膜を形成する。
(10)検査評価装置(ウェーハプロセス用処理装置)を用いて、(9)で金属膜を形成したウェーハを検査する。
尚、工程(4)−(8)を複数回繰り返し実行して、ウェーハに素子を形成した後、工程(7)から工程(10)に続く。
These semiconductor manufacturing devices perform a predetermined process on the work piece. For example, in the so-called pre-process, the semiconductor manufacturing apparatus executes the following steps (1)-(9), respectively.
(1) Circuit design and pattern design are performed using a semiconductor design device.
(2) A photomask is created using a mask / reticle manufacturing apparatus based on the design data prepared in (1).
(3) A wafer is manufactured using a wafer manufacturing apparatus.
(4) Using a photoresist coating device (wafer process processing device), the photoresist is applied to the wafer manufactured in (3).
(5) Using the exposure / drawing apparatus (wafer process processing apparatus) and the photomask created in (2), the photomask pattern is printed on the wafer coated with the photoresist in (4).
(6) Etching is performed using a dry etching apparatus (wafer process processing apparatus), and the oxide film and resist are removed from the wafer on which the pattern is baked in (5).
(7) Using an ion implantation device (wafer process processing device), ions are implanted into the wafer etched in (6).
(8) Using a CMP (chemical mechanical polishing) device (wafer process processing device), the surface of the wafer that has been ion-implanted in (7) is polished.
(9) Using a sputtering apparatus (wafer process processing apparatus), a metal film for electrode wiring is formed on the surface of the wafer to which the ions have been implanted in (7).
(10) Using an inspection evaluation device (wafer process processing device), the wafer on which the metal film is formed in (9) is inspected.
The steps (4)-(8) are repeated a plurality of times to form an element on the wafer, and then the steps (7) to (10) are continued.
工程(1)−(9)のそれぞれにおいて、オペレータは半導体製造装置に適切なデータを入力する。これらのデータを設定データと呼ぶものとする。オペレータの操作に応じて、例えばウェーハやウェーハの加工物のように、その半導体製造装置の工程の対象となる物(以下、単に加工物と記す)に対し、半導体製造装置は所定の工程を実行する。ここで、実質的に同一といえる程度に同質な2つの加工物それぞれに対し、同じ半導体製造装置に同じ設定データを設定してある工程を実行したとする。このとき、工程の実行に関する条件はほぼ同じなので、実質的に同一といえる程度に同質な結果物が2つ得られるのが理想的である。しかし、実際には、一方に存在する欠陥が他方には存在しないといった不均一な結果物が得られる。 In each of steps (1)-(9), the operator inputs appropriate data into the semiconductor manufacturing apparatus. These data shall be called setting data. Depending on the operation of the operator, the semiconductor manufacturing apparatus executes a predetermined process on a product (hereinafter, simply referred to as a workpiece) that is the target of the process of the semiconductor manufacturing apparatus, such as a wafer or a processed product of a wafer. To do. Here, it is assumed that a process in which the same setting data is set in the same semiconductor manufacturing apparatus is executed for each of two workpieces having the same quality to the extent that they are substantially the same. At this time, since the conditions for executing the steps are almost the same, it is ideal to obtain two results having the same quality to the extent that they are substantially the same. However, in practice, a non-uniform result is obtained in which the defects present on one side are not present on the other side.
例えば、工程(3)で2つのウェーハを製造し、どちらにも欠陥がなかったとする。これらウェーハのそれぞれに対し、工程(4)を実行してフォトレジストを塗布する。フォトレジスト塗布装置の設定データは同じものを用いる。このとき、一方のフォトレジスト塗布済ウェーハに欠陥がない場合、他方にも欠陥がないのが理想である。しかし、現実には、フォトレジスト塗布済ウェーハの一方には欠陥がないにもかかわらず、他方には欠陥がある、といったことが起こる恐れがある。 For example, assume that two wafers are manufactured in step (3) and neither of them has a defect. Step (4) is executed on each of these wafers to apply a photoresist. The same setting data of the photoresist coating device is used. At this time, if one of the photoresist-coated wafers has no defects, it is ideal that the other has no defects. However, in reality, there is a possibility that one of the photoresist-coated wafers has no defects, but the other has defects.
このように、半導体製造工程の結果にばらつきが生じる原因については、ある程度は分かっているものの、完全には解明できていないのが現状である。欠陥の生成には、半導体製造装置自身の状態、加工物の状態だけではなく、半導体製造装置が設置された環境の状態等、様々な要素が複雑に関与していると考えられるが、これらの要素と、欠陥の位置、種類等がどのように関連しているのかは明らかになっていない。 As described above, although the cause of the variation in the results of the semiconductor manufacturing process is known to some extent, it has not been completely clarified at present. It is considered that various factors such as not only the state of the semiconductor manufacturing equipment itself and the state of the work piece but also the state of the environment in which the semiconductor manufacturing equipment is installed are complicatedly involved in the generation of defects. It is not clear how the elements are related to the location and type of defects.
このため、半導体製造装置を用いて加工した後の加工物に何らかの欠陥が見つかったときに、その原因を特定するのが難しい。場合によっては、熟練工が、自らの経験と加工物の状態等とに基づいて、欠陥の原因を推定することができる場合がある。しかし、こうした熟練工の能力は、属人的な技能、技量の域を出ないものである。こうした能力は、知識として他人に伝達することができる程度の客観性を備えていないという意味で技術とはいいがたい。 Therefore, when some kind of defect is found in the work piece after being processed by the semiconductor manufacturing apparatus, it is difficult to identify the cause. In some cases, a skilled worker may be able to estimate the cause of the defect based on his own experience and the condition of the work piece. However, the abilities of such skilled workers are beyond the scope of personal skills and skills. These abilities are not technical in the sense that they do not have the objectivity that can be transmitted to others as knowledge.
更に、製造される半導体装置の品質改善を図るためには、欠陥の原因を推定した後、欠陥の一部或いは全部を除去することができるような代案を提案する必要がある。このような代案を提案することも、従来は一部の熟練工にしかできなかった。 Further, in order to improve the quality of the manufactured semiconductor device, it is necessary to propose an alternative that can remove a part or all of the defects after estimating the cause of the defects. In the past, only some skilled workers could propose such alternatives.
本発明に関連して、特許文献1には、ウェーハ上の欠陥チップの位置情報を、分類に適した特徴情報に変換するためのデータ生成方法が開示されている。同文献によれば、現に発生している欠陥の位置情報や、欠陥の位置情報から抽出した特徴情報に基づいて機械学習を行うことが記載されている(同文献第0066段落)。また、得られた機械学習データに基づいて、ICチップの製造における工程のうち問題が有る工程を特定することが記載されている(同文献第0071段落)。
In connection with the present invention,
特許文献1によれば、機械学習データに基づいて問題がある工程を推定することが記載されている。しかし、ウェーハ等の製造物の欠陥について推定を行うことについては記載されていない。
According to
また、特許文献1によれば、ウェーハ上の欠陥に関する測定データ等、上記測定データ等から求めた欠陥パターン画像、欠陥チップの分布パターン名の情報(ラベル)等の判別情報を用いて推定を行うことが記載されている。特許文献1では、半導体製造装置やウェーハの状態に由来するデータと、分布パターンに対して予め付与された名称等に由来するデータに基づいて、機械学習を行い、その結果得られるモデルに基づいて推定を行っている。この推定では、半導体製造装置が設置された環境の状態を考慮していない。
Further, according to
本発明はこのような状況を鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、機械学習を利用して推定した欠陥の原因に対して、コンピュータを利用して、欠陥を除去可能な代案を提案する代案提案装置、代案提案方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and the problem to be solved by the present invention is to remove defects by using a computer for the causes of defects estimated by using machine learning. The purpose is to provide an alternative proposal device and an alternative proposal method for proposing possible alternatives.
上述の課題を解決するため、本発明は、その一態様として、半導体製造装置によって加工された加工物で発見された欠陥の原因に関する欠陥原因データと、前記欠陥を軽減或いは除去するため、考案者によって考案された代案に関する代案データとを互いに関連付けてなる教師データを記憶する、第1の記憶手段と、前記第1の記憶手段に記憶された前記教師データに基づいて機械学習を実行することにより、前記欠陥原因データと前記代案データとの対応関係を示す代案提案モデルを構築する、第1の機械学習手段と、欠陥の原因に関するデータを、前記代案提案モデルに入力することによって、該欠陥を軽減或いは除去しうる該加工物の加工についての代案に関する代案データを出力する、代案提案手段とを備える、代案提案装置を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has, as one aspect, the defect cause data regarding the cause of the defect found in the workpiece processed by the semiconductor manufacturing apparatus, and the inventor in order to reduce or eliminate the defect. By performing machine learning based on a first storage means that stores teacher data that correlates with alternative data related to the alternative devised by the first storage means and the teacher data stored in the first storage means. By inputting the first machine learning means for constructing an alternative proposal model showing the correspondence between the defect cause data and the alternative data and the data on the cause of the defect into the alternative proposal model, the defect is introduced. Provided is an alternative proposal device including an alternative proposal means for outputting alternative data regarding alternatives for processing the work piece that can be reduced or removed.
また、本発明は、他の一態様として、半導体製造装置によって加工された加工物で発見された欠陥の原因に関する欠陥原因データと、前記欠陥を軽減或いは除去するため、考案者によって考案された代案に関する代案データとを互いに関連付けてなる教師データを記憶する、第1の記憶手段と、前記第1の記憶手段に記憶された前記教師データに基づいて機械学習を実行することにより、前記欠陥原因データと前記代案データとの対応関係を示す代案提案モデルを構築する、第1の機械学習手段と、欠陥の原因に関するデータを、前記代案提案モデルに入力することによって、該欠陥を軽減或いは除去しうる該加工物の加工についての代案に関する代案データを出力する、代案提案手段として、コンピュータを機能させるためのプログラムを提供する。 Further, as another aspect, the present invention includes defect cause data regarding the cause of defects found in a work piece processed by a semiconductor manufacturing apparatus, and an alternative devised by the inventor in order to reduce or eliminate the defects. By executing machine learning based on the first storage means that stores the teacher data that is associated with the alternative data related to the above and the teacher data stored in the first storage means, the defect cause data. The defect can be reduced or eliminated by inputting the first machine learning means for constructing the alternative proposal model showing the correspondence between the data and the alternative data and the data on the cause of the defect into the alternative proposal model. A program for operating a computer is provided as an alternative proposal means for outputting alternative data regarding alternatives for processing the workpiece.
また、本発明は、他の一態様として、半導体製造装置によって加工された加工物で発見された欠陥の原因に関する欠陥原因データと、前記欠陥を軽減或いは除去するため、考案者によって考案された代案に関する代案データとを互いに関連付けてなる教師データを記憶装置に記憶する、第1の記憶段階と、前記第1の記憶手段に記憶された前記教師データに基づいて機械学習を実行することにより、前記欠陥原因データと前記代案データとの対応関係を示す代案提案モデルを構築する、第1の機械学習段階と、欠陥の原因に関するデータを、前記代案提案モデルに入力することによって、該欠陥を軽減或いは除去しうる該加工物の加工についての代案に関する代案データを出力する、代案提案段階とを含む、代案提案方法を提供する。 Further, as another aspect, the present invention includes defect cause data regarding the cause of defects found in a work piece processed by a semiconductor manufacturing apparatus, and an alternative devised by the inventor in order to reduce or eliminate the defects. By performing machine learning based on the first storage step, which stores the teacher data in association with the alternative data relating to the above, and the teacher data stored in the first storage means. The defect can be mitigated or reduced by inputting data on the cause of the defect into the alternative proposal model and the first machine learning stage for constructing an alternative proposal model showing the correspondence between the defect cause data and the alternative data. Provided is an alternative proposal method including an alternative proposal stage, which outputs alternative data regarding alternatives for processing the work piece that can be removed.
本発明によれば、製造装置設定データ、製造測定データ、加工物測定データ、欠陥データ、欠陥原因データに加えて、環境測定データに基づいて推定した欠陥の原因に基づいて、その欠陥を軽減、除去する可能性がある代案を提案する。このため、本発明によれば、製造ラインにおいて欠陥を有する加工物を製造した場合に、欠陥の軽減、除去に必要な製造ラインに関する変更を、熟練工の判断を要することなく行うことができる。 According to the present invention, in addition to manufacturing equipment setting data, manufacturing measurement data, workpiece measurement data, defect data, and defect cause data, the defect is reduced based on the cause of the defect estimated based on the environmental measurement data. Suggest alternatives that may be removed. Therefore, according to the present invention, when a work piece having a defect is manufactured on the production line, it is possible to change the production line necessary for reducing or removing the defect without requiring the judgment of a skilled worker.
図1を参照して、本発明の一実施の形態である半導体製造システム1について説明する。半導体製造システム1は、半導体製造装置2、半導体製造装置測定装置3、加工物検査装置4、クリーンルーム内環境測定装置5、クリーンルーム内環境制御装置6、工場内環境測定装置7、工場内環境制御装置8、代案提案装置40を備える。代案提案装置40は、データ通信ネットワーク10を介して、工場外環境測定装置9に接続されている。
A
半導体製造システム1のうち、半導体製造装置2、半導体製造装置測定装置3、加工物検査装置4、クリーンルーム内環境測定装置5、クリーンルーム内環境制御装置6はクリーンルーム21の中に設置されている。クリーンルーム(Clean Room、以下CRとも記す)21は、空気中における浮遊微粒子、浮遊微生物が所定の清浄度レベル以下になるように管理された屋内空間である。CR21は、工場(Fabricating lab、Fabとも記す)22の建物の中にある。工場22は半導体製造業者等が半導体を製造するための工場である。
Among the
半導体製造装置2は、例えば、一般社団法人日本半導体製造装置協会による7つの大分類、即ち、半導体設計用装置、マスク・レチクル製造用装置、ウェーハ製造用装置、ウェーハプロセス用処理装置、組立用装置、検査用装置、半導体製造装置用関連装置(http://www.seaj.or.jp/statistics/semi_classification.html)のいずれかに該当する装置、機器である。
The
各大分類において代表的なものを例示する。半導体設計用装置は、特に、パターン入力装置を含む。マスク・レチクル製造用装置は検査評価装置を含み、特に、欠陥検査装置、欠陥修正装置、マスク異物検査装置、外観検査装置を含む。ウェーハ製造用装置は、検査評価装置を含み、特に、ライフタイム測定器,結晶欠陥測定装置、加工検査装置、各種計測用装置を含む。ウェーハプロセス用処理装置は、検査評価装置を含み、特に、外観検査装置、測長SEM(Scanning Electron Microscope)、異物検査装置を含む。組立用装置は検査評価装置を含む。尚、これらはあくまで例示であり、他の種類の装置、機器を半導体製造装置2として用いてもよい。
Typical examples are given in each major classification. Devices for semiconductor design specifically include pattern input devices. The mask / reticle manufacturing apparatus includes an inspection evaluation apparatus, and particularly includes a defect inspection apparatus, a defect correction apparatus, a mask foreign matter inspection apparatus, and a visual inspection apparatus. Wafer manufacturing equipment includes inspection and evaluation equipment, and in particular, includes lifetime measuring equipment, crystal defect measuring equipment, processing inspection equipment, and various measuring equipment. Wafer process processing equipment includes inspection and evaluation equipment, and in particular, visual inspection equipment, length measurement SEM (Scanning Electron Microscope), and foreign matter inspection equipment. Assembling equipment includes inspection and evaluation equipment. It should be noted that these are merely examples, and other types of devices and devices may be used as the
半導体製造装置(Semiconductor Production Equipment、以下SPEとも記す)2は、外部から入力される製造装置設定データVsetに従って、所定の工程を実行する。SPE2が半導体設計用装置の場合、製造装置設定データVsetは、半導体を設計する際にオペレータがキーボードやマウスを用いて行う入力操作によって生成されるデータである。SPE2がその他の装置の場合、製造装置設定データVsetは、その半導体製造装置が動作する際の設定を表すデータである。この場合、製造装置設定データVsetは、その装置のテンキー、キーボード等から、或いは、その装置と有線或いは無線データ通信を行う端末装置から入力される。製造装置設定データVsetは、SPE2に入力される一方、不図示のデータバスやデータ通信回線等を介して、後述する代案提案装置40に入力される。代案提案装置40の入力装置(キーボード、マウス等)を用いて代案提案装置40に直接製造装置設定データVsetを入力することとしてもよい。
The semiconductor manufacturing equipment (Semiconductor Production Equipment, hereinafter also referred to as SPE) 2 executes a predetermined process according to the manufacturing equipment setting data Vset input from the outside. When the SPE2 is a semiconductor design device, the manufacturing device setting data Vset is data generated by an input operation performed by the operator using a keyboard or a mouse when designing the semiconductor. When the SPE2 is another device, the manufacturing device setting data Vset is data representing the setting when the semiconductor manufacturing device operates. In this case, the manufacturing device setting data Vset is input from the numeric keypad, keyboard, or the like of the device, or from a terminal device that performs wired or wireless data communication with the device. While the manufacturing device setting data Vset is input to SPE2, it is input to the
SPE2で加工の対象とする物体を加工物と呼ぶものとする。例えば、SPE2がウェーハ表面にパターン形成を行うための露光・描画装置である場合、加工前の加工物は、予めフォトレジストを塗布したウェーハである。また、加工後の加工物は、フォトマスクのパターンを焼き付けたウェーハである。 An object to be processed by SPE2 is called a processed object. For example, when SPE2 is an exposure / drawing apparatus for forming a pattern on a wafer surface, the work piece before processing is a wafer coated with a photoresist in advance. The processed product is a wafer on which a photomask pattern is printed.
SPE2は、自分自身の状態や、SPE2で加工中の加工物の状態を測定するセンサを備え、その測定データを製造測定データVmanとして出力する。製造測定データVmanは、不図示のデータバスやデータ通信回線等を介して、後述する代案提案装置40に入力される。
The SPE2 includes a sensor that measures its own state and the state of the workpiece being machined by the SPE2, and outputs the measurement data as manufacturing measurement data Vman. The manufacturing measurement data Vman is input to the
半導体製造装置測定装置(以下SPE測定装置とも記す)3は、SPE2の状態や、SPE2で加工中の加工物の状態を測定する装置である。SPE測定装置3による測定データを製造測定データVoと呼ぶものとする。製造測定データVoは、不図示のデータバスやデータ通信回線等を介して、後述する代案提案装置40に入力される。
The semiconductor manufacturing apparatus measuring apparatus (hereinafter, also referred to as SPE measuring apparatus) 3 is an apparatus for measuring the state of SPE2 and the state of a workpiece being machined by SPE2. The measurement data by the
一般に、半導体製造工場では、半導体製造装置に関する様々な状態値が測定されている。こうした様々な状態値のいずれであっても、SPE2、SPE測定装置3が測定対象とする状態値、即ち、製造測定データVman、Voに含める状態値として用いてよい。例えば、SPE2がスパッタリング装置の場合、スパッタリング装置の真空チャンバ内の真空度を製造測定データVmanまたは製造測定データVoに含めることとしてよい。
Generally, in a semiconductor manufacturing factory, various state values related to a semiconductor manufacturing apparatus are measured. Any of these various state values may be used as a state value to be measured by the
製造測定データVman、Voはどちらか一方を用いることとしてもよい。製造測定データVmanのみを用いる場合、SPE測定装置3はなくてもよい。逆に、製造測定データVoのみを用いる場合、SPE2は自分自身の状態や、SPE2で加工中の加工物の状態を測定するセンサを備えなくともよい。
Either one of the production measurement data Vman and Vo may be used. When only the manufacturing measurement data Vman is used, the
SPE2が真空搬送システムを備えることとしてもよい。真空搬送システムとは、基板等の搬送を真空中で行うシステムであり、搬送対象となる物体を通過させる真空室を備える。真空搬送システムを備える場合、SPE2或いはSPE測定装置3は、真空室の真空度を測定して、製造測定データVmanまたはVoの一部として出力することとしてもよい。また、SPE2の設定装置設定データVsetに、真空搬送システムの真空室の真空度を含めることとしてもよい。
The SPE2 may include a vacuum transfer system. The vacuum transfer system is a system in which a substrate or the like is transferred in a vacuum, and includes a vacuum chamber through which an object to be transferred is passed. When the vacuum transfer system is provided, the
加工物検査装置4は、SPE2による加工後の加工物の状態を測定し、検査する装置である。加工物検査装置4は、加工物を測定して、測定結果を加工物測定データVwとして出力する。加工物測定データVwは、不図示のデータバスやデータ通信回線等を介して、後述する代案提案装置40に入力される。
The work
例えば、加工物検査装置4が、加工物の表面を走査して、電子顕微鏡画像を生成、出力する走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM)の場合、加工物測定データVwは電子顕微鏡画像である。また、加工物検査装置4が、SEMの応用装置であって、加工物表面の微細形状の寸法を測定する測長SEMである場合、加工物測定データVwは、加工物表面の微細形状の寸法データである。
For example, in the case of a scanning electron microscope (SEM) in which the
加工物検査装置4が真空搬送システムを備えることとしてもよい。この場合、加工物検査装置4は、真空搬送システムの真空室の真空度を測定して、加工物測定データVwの一部として出力することとしてもよい。また、加工物検査装置4の設定データとして、真空搬送システムの真空室の真空度を含めることとしてもよい。
The
また、一般に、SEMの試料室は真空にされる。加工物検査装置4がSEMを備える場合、SEMの試料室の真空度を測定して、加工物測定データVwの一部として出力することとしてもよい。また、加工物検査装置4の設定データとして、SEMの試料室の真空度を含めることとしてもよい。
Also, in general, the SEM sample chamber is evacuated. When the
クリーンルーム内環境測定装置(以下、CR内環境測定装置とも記す)5は、クリーンルーム21内の環境の状態を測定して、その測定値をCR内環境測定データVcrとして出力する。CR内環境測定データVcrは、不図示のデータバスやデータ通信回線等を介して、後述する代案提案装置40に入力される。
The clean room environment measuring device (hereinafter, also referred to as a CR environment measuring device) 5 measures the state of the environment in the
CR内環境測定装置5は、測定しようとしているCR21内の環境の状態値に応じて、ひとつまたは複数の測定器を備える。CR内環境測定装置5が測定対象とする状態値の例としては、CR21内の気温、湿度、気圧、光量、音響、電磁波、真空度等がある。これらの状態値を測定するため、例えば、温度計、湿度計、気圧計、光量計、振動計(加速度センサ)、騒音計(音響測定器)、電磁波測定器、真空度計等の様々な種類の測定器を、CR内環境測定装置5は一種類または複数種類備える。これらひとつまたは複数の測定器による測定値を、CR内環境測定データVcrとして出力する。
The CR internal environment measuring device 5 includes one or a plurality of measuring instruments according to the state value of the environment in the
CR内環境測定装置5は、半導体の製造に影響があることが既知である状態値だけではなく、現時点では影響の有無が不明な状態値や、現時点では影響がないと考えられている状態値を測定して、測定データとして出力することとしてもよい。このような影響が不明或いはないと考えられている状態値を測定して、モデル構築に用いることにより、代案提案装置40は、半導体製造に影響を及ぼす状態を新たに発見する可能性がある。
The environment measuring device 5 in the CR has not only a state value known to have an influence on semiconductor manufacturing, but also a state value whose presence or absence is unknown at the present time and a state value which is considered to have no influence at the present time. May be measured and output as measurement data. By measuring a state value in which such an influence is considered to be unknown or not and using it in model construction, the
クリーンルーム内環境制御装置(以下、CR内環境制御装置とも記す)6は、クリーンルーム21内の環境の状態を制御するためのひとつまたは複数の装置を備える。CR内環境制御装置6は、外部から入力されるCR内環境設定データVset_crに従って、CR21内の環境の状態を制御する。CR内環境設定データVset_crは、不図示のデータバスやデータ通信回線等を介して、後述する代案提案装置40に入力される。代案提案装置40の入力装置(キーボード、マウス等)を用いて、代案提案装置40に直接CR内環境設定データVset_crを入力することとしてもよい。
The clean room environment control device (hereinafter, also referred to as a CR environment control device) 6 includes one or more devices for controlling the state of the environment in the
CR内環境制御装置6が備える装置の例としては、温度を制御するための装置として、暖房装置、冷房装置、空調装置がある。また、湿度を制御するための装置として、加湿器、除湿器がある。また、光量を制御するための装置として、光量を調整可能な照明装置がある。また、静電気を除去する装置として、イオナイザーがある。また、CR21内の空気から浮遊微粒子を除去するための装置として、空気清浄機がある。また、CR21内の酸素濃度を制御するための装置として酸素供給装置がある。
Examples of the devices included in the CR internal
SPE2、SPE測定装置3、加工物検査装置4、CR内環境測定装置5、CR内環境制御装置6は、CR21の中に設置されている。これに対して、以下に説明する工場内環境測定装置7、工場内環境制御装置8は、クリーンルーム21の外であって工場22の中に設置されている。
The
工場内環境測定装置(以下、Fab内環境測定装置とも記す)7は、クリーンルーム21の外、工場22の中の環境の状態を測定して、その測定値をFab内環境測定データVfabとして出力する。Fab内環境測定データVfabは、不図示のデータバスやデータ通信回線等を介して、後述する代案提案装置40に入力される。
The factory environment measuring device (hereinafter, also referred to as a Fab environment measuring device) 7 measures the state of the environment outside the
Fab内環境測定装置7は、測定しようとしているFab22内の環境の状態値に応じて、ひとつまたは複数の測定器を備える。Fab内環境測定装置7が測定対象とする状態値の例としては、Fab22内の気温、湿度、気圧、光量、音響、電磁波、真空度等がある。これらの状態値を測定するため、例えば、温度計、湿度計、気圧計、光量計、振動計(加速度センサ)、騒音計(音響測定器)、電磁波測定器、真空度計等の様々な種類の測定器を、Fab内環境測定装置7は一種類または複数種類備える。これらひとつまたは複数の測定器による測定値を、Fab内環境測定データVfabとして出力する。
The in-fab environment measuring device 7 includes one or a plurality of measuring instruments according to the state value of the environment in the
Fab内環境測定装置7は、半導体の製造に影響があることが既知である状態値だけではなく、現時点では影響の有無が不明な状態値や、現時点では影響がないと考えられている状態値を測定して、測定データとして出力することとしてもよい。このような影響が不明或いはないと考えられている状態値を測定して、モデル構築に用いることにより、代案提案装置40は、半導体製造に影響を及ぼす状態を新たに発見する可能性がある。
The in-Fab environment measuring device 7 has not only a state value that is known to have an effect on semiconductor manufacturing, but also a state value whose presence or absence is unknown at the present time and a state value that is considered to have no effect at the present time. May be measured and output as measurement data. By measuring a state value in which such an influence is considered to be unknown or not and using it in model construction, the
工場内環境制御装置(以下、Fab内環境制御装置とも記す)8は、クリーンルーム21の外、工場22の中の環境の状態を制御するためのひとつまたは複数の装置を備える。こうした装置としては、例えば、温度を制御するための装置として、暖房装置、冷房装置、空調装置がある。また、湿度を制御するための装置として、加湿器、除湿器がある。また、光量を制御するための装置として、光量を調整可能な照明装置がある。Fab内環境制御装置8は、外部から入力されるFab内環境設定データVset_fabに従って、CR21の外、工場22の中の環境の状態を制御する。Fab内環境設定データVset_fabは、不図示のデータバスやデータ通信回線等を介して、後述する代案提案装置40に入力される。代案提案装置40の入力装置(キーボード、マウス等)を用いて、代案提案装置40に直接Fab内環境設定データVset_fabを入力することとしてもよい。
The factory environment control device (hereinafter, also referred to as a Fab environment control device) 8 includes one or more devices for controlling the state of the environment outside the
上述のように、工場22とその内部に設置されるものに加えて、半導体製造システム1は、工場22の外部に設置されるものとして、工場外環境測定装置(以下、Fab外環境測定装置とも記す)9を備える。
As described above, in addition to the
Fab外環境測定装置9は、工場22の外部の環境の状態を測定して、その測定値をFab外環境測定データVexとして出力する。
The Fab external
Fab外環境測定装置9は、具体的には、工場22の外部であって、工場22を設置した敷地内に設けた温度計、湿度計、気圧計、光量計、振動計(加速度センサ)、騒音計(音響測定器)、電磁波測定器等の各種の測定器、センサである。
Specifically, the Fab external
または、Fab外環境測定装置9は、工場22の敷地外に設置された測定器であってもよい。例えば、気象庁が気象情報の収集に用いる各種の測定器、センサについても、Fab外環境測定装置9とみなしてもよい。
Alternatively, the Fab outside
Fab外環境測定装置9は、半導体の製造に影響があることが既知である状態値だけではなく、現時点では影響の有無が不明な状態値や、現時点では影響がないと考えられている状態値を測定して、測定データとして出力することとしてもよい。このような影響が不明或いはないと考えられている状態値を測定して、モデル構築に用いることにより、代案提案装置40は、半導体製造に影響を及ぼす状態を新たに発見する可能性がある。
The Fab external
Fab外環境測定装置9が出力したFab外環境測定データVexは、データ通信回線10を介して、後述する代案提案装置40に伝送される。Fab外環境測定装置9が工場22の敷地内に設置された測定器である場合、有線、無線のLAN回線や、USB(Universal Serial Bus)等のデータバスをデータ通信回線10として用いることが考えられる。Fab外環境測定装置9が気象庁の各種測定装置である場合、インターネットをデータバス回線10として用いることが考えられる。
The Fab external environment measurement data Vex output by the Fab external
代案提案装置40は、SPE2、SPE測定装置3、加工物検査装置4、CR内環境測定装置5、CR内環境制御装置6、Fab内環境測定装置7、Fab内環境制御装置8、Fab外環境測定装置9から、各種の設定データ、測定データを受け取って、これらを元に、加工物に関する推定処理を行う。
The
ここで、製造装置設定データVset、CR内環境設定データVset_cr、CR外環境設定データVset_fabを、総称して設定データと呼ぶものとする。また、設定データのうち、CR内環境設定データVset_cr、CR外環境設定データVset_fabを、特に環境設定データと呼ぶものとする。更に、製造測定データVo、加工物測定データVw、CR内環境測定データVcr、CR外環境測定データVfab、Fab外環境測定データVexを、総称して測定データと呼ぶものとする。 Here, the manufacturing apparatus setting data Vset, the CR internal environment setting data Vset_cr, and the CR external environment setting data Vset_fab are collectively referred to as setting data. Further, among the setting data, the environment setting data Vset_cr inside the CR and the environment setting data Vset_fab outside the CR are particularly referred to as environment setting data. Further, the production measurement data Vo, the work piece measurement data Vw, the CR internal environment measurement data Vcr, the CR external environment measurement data Vfab, and the Fab external environment measurement data Vex are collectively referred to as measurement data.
更に、ひとつの加工物に関連付けられた、設定データ(製造装置設定データVset、CR内環境設定データVset_cr、CR外環境設定データVset_fab)及び測定データ(製造測定データVo、加工物測定データVw、CR内環境測定データVcr、CR外環境測定データVfab、Fab外環境測定データVex)のセットを、データセットと呼ぶものとする。代案提案装置40が推定の対象とする加工物に関連付けられたデータセットを、対象データセットと呼ぶものとする。
Further, the setting data (manufacturing equipment setting data Vset, CR internal environment setting data Vset_cr, CR external environment setting data Vset_fab) and measurement data (manufacturing measurement data Vo, work piece measurement data Vw, CR) associated with one work piece. A set of internal environment measurement data Vcr, CR external environment measurement data Vfab, and Fab external environment measurement data Vex) shall be referred to as a data set. The data set associated with the workpiece to be estimated by the
(代案提案装置40)
次に、代案提案装置40について説明する。代案提案装置40は、推定対象となる加工物(ウェーハWx)が有する欠陥について、その欠陥が生じた原因を推定し、その推定した原因を軽減或いは除去するような代案を提案するデータとして、代案提案データを出力する。尚、以下ではウェーハWxを対象加工物とも呼ぶものとする。
(Alternative proposal device 40)
Next, the
図2を参照すると、代案提案装置40は、データ入力部41、記憶装置42、原因機械学習部43、原因推定処理部44、代案提案部50を備える。
Referring to FIG. 2, the
データ入力部41は、設定データ、測定データ、欠陥データ、欠陥原因データ等の各種データの入力を受け付けるためのインタフェース装置である。データ入力部41は、例えば、キーボード、マウス等の入力装置や、USB等のデータバスインタフェース、LANカード等のデータ通信インタフェース装置である。これらインタフェース装置を複数種類備えることとしてもよい。
The
記憶装置42は読み書き可能な記憶装置である。記憶装置42は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等のストレージデバイスであってもよいし、RAM(Random Access Memory)等のメモリデバイスであってもよい。記憶装置42は、データ入力部41から入力された設定データ、測定データ、欠陥データ、欠陥原因データを記憶する。また、記憶装置42は、代案提案装置40が生成した各種のデータを記憶する。記憶装置42は以下の記憶領域A11〜A14を備える。
The
記憶領域A11は、過去に製造した加工物、即ち、ウェーハに関するデータセットを記憶する領域である。代案提案装置40では、データセットは、設定データ、測定データ、欠陥データ、欠陥原因データからなる。記憶領域A11は、SPE2で過去に加工した多数のウェーハのデータセットを、ウェーハの個体毎(例えば、ウェーハに予め付与した識別情報毎)に相互に関連付けて記憶する。
The storage area A11 is an area for storing a data set related to a work piece manufactured in the past, that is, a wafer. In the
記憶領域A11に格納するデータの入力は、データ入力部41のキーボードを用いて、代案提案装置40に対して作業者が直接行ってもよい。或いは、他の情報処理装置の入力装置で作業者が入力したものを、データ入力部41のデータ通信インタフェース装置を経由して受信してもよい。
The data stored in the storage area A11 may be input by the operator directly to the
欠陥データは、その加工物が有する欠陥の加工物上での位置、大きさ、種類等、欠陥に関するデータである。尚、欠陥を含まない場合であっても、欠陥がないことを示すデータとして欠陥データと呼ぶものとし、欠陥がない場合の欠陥データを特に正常データと呼ぶものとする。欠陥データは、作業者が目視によりウェーハ上の欠陥を確認して生成したものであってもよい。或いは、欠陥データは、ウェーハを撮影して得られた外観画像に対して、コンピュータが画像認識処理を実行して、欠陥を識別して生成したものであってもよい。 Defect data is data related to defects such as the position, size, and type of defects on the work piece that the work piece has. Even when no defect is included, the data indicating that there is no defect is referred to as defect data, and the defect data when there is no defect is particularly referred to as normal data. The defect data may be generated by the operator visually confirming the defect on the wafer. Alternatively, the defect data may be generated by identifying defects by a computer performing image recognition processing on an external image obtained by photographing the wafer.
欠陥原因データは、熟練工等の作業者が、加工物が有する欠陥それぞれについて判断して生成した、欠陥原因を示すデータである。欠陥原因の例としては、露光装置において、ウェーハを載置したステージを移動する際に起きる、ステージ移動の位置のずれがある。また、他の例としては、イオン注入装置において、ウェーハにイオンを打ち込む際の位置のずれがある。また、他の例としては、ウェーハ検査装置等で用いる電子顕微鏡の設置ミス、CR21、工場22や工場外の気温や湿度が不適切であることがある。
The defect cause data is data indicating the cause of the defect, which is generated by a worker such as a skilled worker by judging each defect of the workpiece. An example of the cause of a defect is a shift in the position of the stage movement that occurs when the stage on which the wafer is placed is moved in the exposure apparatus. Further, as another example, in the ion implantation apparatus, there is a position shift when the ions are implanted into the wafer. In addition, as another example, there are cases where an electron microscope used in a wafer inspection device or the like is installed incorrectly, and the temperature and humidity of CR21, the
記憶領域A12は、後述する原因機械学習部43によって構築された、欠陥原因推定のための学習済みモデル(以下、原因推定モデルとも記す)を記憶する領域である。
The storage area A12 is an area for storing a learned model for estimating the cause of defects (hereinafter, also referred to as a cause estimation model) constructed by the cause
記憶領域A13は、後述する原因推定処理部44による推定処理の対象となるウェーハWxに関する設定データ、測定データを記憶する領域である。
The storage area A13 is an area for storing setting data and measurement data related to the wafer Wx to be estimated by the cause
記憶領域A14は、推定処理の対象となるウェーハWxに関する欠陥データを記憶する。欠陥データは、作業者が目視によりウェーハ上の欠陥を確認して生成したものであってもよい。或いは、欠陥データは、上述のように、コンピュータがウェーハの外観画像に対して画像認識処理を実行して欠陥を検出し生成したデータであってもよい。 The storage area A14 stores defect data related to the wafer Wx to be estimated. The defect data may be generated by the operator visually confirming the defect on the wafer. Alternatively, the defect data may be data generated by the computer performing image recognition processing on the external image of the wafer to detect the defect as described above.
原因機械学習部43及び原因推定処理部44は、演算処理装置と、演算処理装置によって実行されるプログラムによって構成される。原因機械学習部43、原因推定処理部44の演算処理装置は、例えば、CPU(Central Processing Unit)や、GPGPU(General−purpose computing on graphics processing unit)が考えられる。
The cause
原因機械学習部43は、多数のウェーハそれぞれについて、記憶領域A11から設定データ、測定データ、欠陥データ、欠陥原因データを読み出す。読み出したウェーハ毎のデータに基づいて、原因機械学習部43は機械学習を行ってモデルを構築する。原因機械学習部43は構築したモデルを記憶領域A12に記憶する。
The cause
モデルは、ひとつの加工物に係る設定データ、測定データ、欠陥データの組み合わせと、その欠陥データに含まれる各欠陥の欠陥原因との対応関係を表すものである。原因機械学習部43は、十分な数のウェーハに関し、設定データ、測定データ、欠陥データ、欠陥原因データに基づくモデルの構築、更新を繰り返すことにより、原因推定モデルを構築する。
The model represents a correspondence relationship between a combination of setting data, measurement data, and defect data related to one workpiece and a defect cause of each defect included in the defect data. The cause
原因推定処理部44は、記憶領域A13から推定対象となるウェーハWxについての設定データ、測定データを読み出す。また、原因推定処理部44は、記憶領域A14からウェーハWxの欠陥データを読み出す。更に、原因推定処理部44は、記憶領域A12から原因推定モデルを読み出す。これら設定データ、測定データ、欠陥データを、原因推定モデルに適用或いは入力することにより、原因推定処理部44は、ウェーハWxに存在する欠陥の原因の推定結果である、推定欠陥原因データを算出する。
The cause
代案提案部50について図3を参照して説明する。代案提案部50は、記憶装置51、代案機械学習部52、代案提案処理部53を備える。
The
記憶装置51は読み書き可能な記憶装置である。記憶装置51は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等のストレージデバイスであってもよいし、RAM(Random Access Memory)等のメモリデバイスであってもよい。記憶装置51は、記憶領域A15、A16、A17を備える。記憶装置51は記憶装置42と一体であってもよい。即ち、記憶装置42とは別に記憶装置51を設ける代わりに、記憶領域A15、A16、A17を記憶装置42の一部として設けてもよい。この場合、記憶装置51は省略可能である。
The
記憶領域A15は、代案提案のための学習済みモデル(以下、代案提案モデルとも記す)を、後述する代案機械学習部52が構築する際に用いる教師データとして、欠陥データ、欠陥原因データ、代案データを記憶する領域である。
The storage area A15 includes defect data, defect cause data, and alternative data as teacher data used when the alternative
記憶領域A15に記憶する欠陥データ、欠陥原因データは、記憶領域A11に記憶したものと同じであってもよいし、別のものであってもよい。同じ場合、記憶領域A15は記憶領域A11から欠陥データ、欠陥原因データを受け取る。別の場合、記憶領域A15はデータ入力部41から欠陥データ、欠陥原因データを受け取る。
The defect data and defect cause data stored in the storage area A15 may be the same as those stored in the storage area A11, or may be different data. In the same case, the storage area A15 receives the defect data and the defect cause data from the storage area A11. In another case, the storage area A15 receives defect data and defect cause data from the
代案データは、欠陥を軽減或いは除去するため、熟練工等の作業者が考案した代案を示すデータである。記憶領域A15は、一の欠陥についての欠陥データ、欠陥原因データ、代案データを互いに関連付けて記憶する。記憶領域A15はデータ入力部41から代案データを受け取る。
The alternative data is data showing an alternative devised by a worker such as a skilled worker in order to reduce or eliminate defects. The storage area A15 stores defect data, defect cause data, and alternative data for one defect in association with each other. The storage area A15 receives alternative data from the
記憶領域A15に格納する代案データを考案する作業者は、特定の一人だけであってもよい。代案の考案者を特定の一熟練工に限定して、代案提案モデルを構築すれば、代案提案装置40はその熟練工と同様の代案を出力することを期待できる。或いは、その代案データの考案者が誰であれ、記憶領域A15に格納することとしてもよい。この場合、代案提案装置40が出力する代案は、考案者全体による一種の集合知の結果となる。
Only a specific worker may devise the alternative data to be stored in the storage area A15. If the inventor of the alternative is limited to a specific skilled worker and the alternative proposal model is constructed, the
例えば、欠陥原因データが示す欠陥の原因が、露光装置においてウェーハを載置したステージを移動する際に起きる、ステージ移動の位置のずれであるとする。このとき、熟練工等は、ステージ移動に関する設定データの変更を指示する代案データを作成し、データ入力部41を介して記憶領域A15に格納することが考えられる。
For example, it is assumed that the cause of the defect indicated by the defect cause data is a shift in the position of the stage movement that occurs when the stage on which the wafer is placed is moved in the exposure apparatus. At this time, it is conceivable that a skilled worker or the like creates alternative data instructing the change of the setting data related to the stage movement and stores it in the storage area A15 via the
記憶領域A16は、後述する代案機械学習部52が構築した代案提案モデルを記憶する。
The storage area A16 stores an alternative proposal model constructed by the alternative
記憶領域A17は、原因推定処理部44が推定した、ウェーハWxの推定欠陥原因データを記憶する。
The storage area A17 stores the estimated defect cause data of the wafer Wx estimated by the cause
代案機械学習部52及び代案提案処理部53は、演算処理装置と、演算処理装置によって実行されるプログラムによって構成される。代案機械学習部52及び代案提案処理部53の演算処理装置は例えばCPUや、GPGPUが考えられる。
The alternative
代案機械学習部52は、記憶領域A15に格納された欠陥原因データ、代案データに基づいて、代案提案モデルを構築する。代案提案モデルは、SPE2で過去に加工した加工物における欠陥の位置、種類、原因と、熟練工等の考案者が考案した代案との対応関係を表す。代案機械学習部52は構築した代案提案モデルを記憶領域A16に記憶する。
The alternative
代案機械学習部52は、加工物の表面或いは内部を所定の大きさの領域に予め区画した上で、記憶領域A15に格納された欠陥データが示す欠陥のそれぞれについて、その欠陥の位置を含む一の領域を特定する。ここでいう領域は、例えば、ウェーハ表面に仮想的な格子を描いたとき、四方の格子によって囲まれる矩形領域、或いは、三方の格子とウェーハの縁がなす円弧とによって囲まれる領域である。各欠陥の種類については欠陥データを参照する。各欠陥の欠陥原因については欠陥原因データを参照する。各欠陥を軽減或いは除去するための代案については代案データを参照する。読み出した、領域毎、種類毎の欠陥原因と代案に基づいて、代案機械学習部52は代案提案モデルを構築する。
The alternative
代案提案処理部53は記憶領域A16から代案提案モデルを読み出す。また、代案提案処理部53は、ウェーハWxの推定欠陥原因データを記憶領域A17から読み出す。そして、代案提案処理部53は、ウェーハWxの推定欠陥原因データを代案提案モデルに入力して、ウェーハWxに存在する欠陥を軽減或いは除去するための代案を示すデータ、即ち、代案提案データを算出し出力する。
The alternative
(原因推定モデルの構築)
図4を参照して、代案提案装置40の動作のうち、原因推定モデルを構築する動作について説明する。
(Construction of cause estimation model)
Among the operations of the
まず、記憶装置42の記憶領域A11には教師データが予め格納されている。教師データは、SPE2を用いて過去に加工したウェーハについての設定データと、そのウェーハをSPE2で加工する際に測定した測定データと、そのウェーハの欠陥データと、そのウェーハの欠陥原因データとを互いに関連付けたものである。関連付けは、例えば、作業者等が、各ウェーハに予め識別情報を付与し、その識別情報と、そのウェーハの設定データ、測定データ、欠陥データ、欠陥原因データを関連付けることにより、作業者等が行う。こうした設定データ、測定データ、欠陥データ、欠陥原因データの組を実用的なモデルが構築できる程度に十分な数だけ記憶領域A11に格納しておく。
First, teacher data is stored in advance in the storage area A11 of the
欠陥データについては、人的に生成した欠陥データを記憶領域A11に格納することとしてもよい。この場合、SPE2のオペレータ等の作業者が、教師データ用に用いるウェーハを目視して欠陥の有無、位置、種類、大きさ等を識別して、その識別結果を欠陥データとして、データ入力部41を介して記憶領域A11に格納する。
As for the defect data, the human-generated defect data may be stored in the storage area A11. In this case, an operator such as an operator of SPE2 visually observes the wafer used for the teacher data to identify the presence / absence, position, type, size, etc. of defects, and the identification result is used as defect data in the
または、代案提案装置40は、上述のような欠陥データを生成するための画像認識処理を実行するコンピュータを備えることとしてもよい。この場合、作業者は欠陥データを用意する必要がない。その代わりに、測定データにウェーハの外観画像を含むこととし、外観画像に対して画像認識処理を実行することにより、欠陥データを生成して、記憶領域A11に格納する。
Alternatively, the
欠陥原因データについては、熟練工等の作業者が過去に加工したウェーハをそれぞれ観察して、欠陥原因を特定した結果を用いる。欠陥原因データはデータ入力部41を介して記憶領域A11に格納される。
For the defect cause data, the result of observing each wafer processed in the past by a worker such as a skilled worker and identifying the defect cause is used. The defect cause data is stored in the storage area A11 via the
原因機械学習部43は、記憶領域A11の設定データ、測定データ、欠陥データ(正常データを含む)、欠陥原因データを教師データとして読み出す(ステップS21)。そして、これら教師データに基づいてモデルの構築を行う(ステップS22)。
The cause
十分な数の教師データに基づいて、モデルを構築した後、原因機械学習部43は、記憶領域A12に原因推定モデルを格納する(ステップS23)。
After building the model based on a sufficient number of teacher data, the cause
(欠陥の原因推定)
次に、代案提案装置40の動作のうち、原因推定処理部44の動作について説明する。原因推定処理部44は、SPE2で加工した特定のウェーハである、対象ウェーハWxの欠陥の原因について推定する。SPE2で対象ウェーハWxを加工したときの設定データ、測定データ、欠陥データは、予め記憶領域A14に格納されているものとする。
(Estimation of the cause of defects)
Next, among the operations of the
図5を参照すると、原因推定処理部44は、記憶領域A12から原因推定モデルを読み出す(ステップS31)。また、原因推定処理部44は、記憶領域A13から対象ウェーハWxの設定データ、測定データを読み出す(ステップS32)。更に、原因推定処理部44は、記憶領域A14から欠陥データを読み出す(ステップS33)。
With reference to FIG. 5, the cause
次に、原因推定処理部44は、読み出した設定データ、測定データ、欠陥データ(正常データを含む)を、ステップS33で読み出した原因推定モデルに適用することにより、対象ウェーハWxの各欠陥について、欠陥原因毎の蓋然性を算出する(ステップS34)。例えば、欠陥原因データとして、露光装置におけるステージ移動の位置のずれ、イオン注入装置におけるイオンの打ち込み位置のずれ、電子顕微鏡の設置ミス、CR21内の気温・湿度の異常がある。
Next, the cause
次に、原因推定処理部44は、算出した欠陥原因毎の蓋然性に基づいて、推定欠陥原因データを生成し、出力する(ステップS35)。推定欠陥原因データは、欠陥原因データとして生成された欠陥原因からなる。例えば、露光装置におけるステージ移動の位置のずれ、イオン注入装置におけるイオンの打ち込み位置のずれ、電子顕微鏡の設置ミス、環境の気温や湿度が不適切、等の欠陥原因をひとつ或いは複数含む。推定欠陥原因データは、更に、各欠陥原因の蓋然性を含む。
Next, the cause
(代案提案モデルの構築)
図6を参照して、代案提案部50が代案提案モデルを構築する際の動作について説明する。
(Construction of alternative proposal model)
The operation when the
記憶領域A15には、欠陥データ、欠陥原因データ、代案データを互いに関連付けたものが教師データとして予め格納されている。記憶領域A15には、実用的な代案提案モデルが構築できる程度に十分な数の教師データを予め格納されている。 In the storage area A15, defect data, defect cause data, and alternative data associated with each other are stored in advance as teacher data. The storage area A15 stores in advance a sufficient number of teacher data so that a practical alternative proposal model can be constructed.
欠陥データは、SPE2を用いて過去に加工した加工物(例えばウェーハ)についての欠陥についての欠陥データである。 The defect data is defect data about defects in a workpiece (for example, a wafer) processed in the past using SPE2.
欠陥原因データは、熟練工等の作業者が、加工物が有する欠陥それぞれについて判断して生成した、欠陥原因を示すデータである。作業者が判断して生成した欠陥原因データに加えて、或いは代わって、原因推定処理部44が出力する欠陥原因データを用いることとしてもよい。欠陥原因の例としては、露光装置において、ウェーハを載置したステージを移動する際に起きる、ステージ移動の位置のずれがある。また、他の例としては、イオン注入装置において、ウェーハにイオンを打ち込む際の位置のずれがある。また、他の例としては、ウェーハ検査装置等で用いる電子顕微鏡の設置ミス、CR21、工場22や工場外の気温や湿度が不適切であることがある。
The defect cause data is data indicating the cause of the defect, which is generated by a worker such as a skilled worker by judging each defect of the workpiece. In addition to or instead of the defect cause data determined and generated by the operator, the defect cause data output by the cause
代案データは、熟練工等の作業者が、加工物の表面或いは内部のある位置に、ある種類の欠陥があるとき、その欠陥の程度を軽減するか、その欠陥を除去するために考案し、実際に欠陥を軽減或いは除去することができた代案を示すデータである。代案データには例えば設定データ、測定データの変更がある。より具体的には、SPE2が露光装置のとき、ステージ移動に関する設定データの変更、SPE2がイオン注入装置のとき、ウェーハへのイオン打ち込み位置に関する設定データの変更等がある。 Alternative data was devised and actually devised by skilled workers and other workers to reduce the degree of defects or eliminate the defects when there are certain types of defects on the surface or inside of the work piece. It is data showing an alternative that was able to reduce or eliminate defects. Alternative data includes, for example, changes in setting data and measurement data. More specifically, when the SPE2 is an exposure apparatus, the setting data regarding the stage movement is changed, and when the SPE2 is an ion implantation apparatus, the setting data regarding the ion implantation position on the wafer is changed.
代案機械学習部52は、記憶領域A15の欠陥原因データ、代案データを教師データとして読み出す(ステップS41)。そして、これら教師データに基づいてモデルの構築を行う(ステップS42)。十分な数の教師データに基づいて、モデルを構築した後、代案機械学習部52は、記憶領域A16に代案提案モデルを格納する(ステップS43)。
The alternative
(代案の提案)
次に、図7を参照して、代案提案処理部53の動作について説明する。
(Proposal of alternative)
Next, the operation of the alternative
代案提案処理部53は、記憶領域A13からウェーハWxの対象データセットを読み出す(ステップS51)。
The alternative
次に、代案提案処理部53は、記憶領域A14からウェーハWxの推定欠陥データを読み出す(ステップS52)。
Next, the alternative
次に、代案提案処理部53は、記憶領域A17からウェーハWxの推定欠陥原因データを読み出す(ステップS53)。
Next, the alternative
次に、代案提案処理部53は、記憶領域A16から代案提案モデルを読み出す(ステップS54)。
Next, the alternative
次に、代案提案処理部53は、これら読み出した、ウェーハWxの対象データセット、推定欠陥データ、推定欠陥原因データを、代案提案モデルに入力して、ウェーハWxの欠陥のそれぞれについて代案を生成し、出力する(ステップS55)。原因推定処理部44がひとつの欠陥について複数の推定欠陥原因を出力している場合には、推定欠陥原因ひとつにつき代案をひとつ出力する。
Next, the alternative
このように、代案提案装置40が出力した代案に従って、作業者等がSPE2を使って同様の加工を行えば、欠陥を軽減あるいは除去した加工物を得ることができる。代案提案装置40を用いて代案を生成すれば、熟練工が不在であっても、熟練工と同様の代案を得ることができる。
As described above, if a worker or the like performs the same processing using SPE2 according to the alternative output by the
(代案提案部50の変形1:代案提案部60)
図8を参照して、代案提案部50の一変形である代案提案部60について説明する。代案提案部60は、それぞれが代案提案部50に対応する複数の代案提案部50A、50B、50Cを備える。
(Transformation of
The
以下、代案提案部50A、50B、50Cの各部を参照する際の参照符号として、代案提案部50の各部の参照符号の末尾にA、BまたはCを付加したものを用いるものとする。例えば、代案提案部50A、50B、50Cの記憶領域A15を、それぞれ、記憶領域A15A、A15B、A15Cと呼ぶものとする。
Hereinafter, as the reference code when referring to each part of the
代案提案部50A、50B、50Cは、それぞれ、上述の代案提案部50に対応する。ただし、記憶領域A15A、A15B、A15Cに格納される教師データが互いに異なる。また、それら相異なる教師データに基づいて生成される代案提案モデルが互いに異なる。
The
上述の代案提案部50の記憶領域A15には、特定の一考案者による代案データか、考案者を問わない代案データが格納されている。これに対して、記憶領域A15A、A15B、A15Cには、それぞれ、特定の一人の考案者による代案データを格納する。ここで、記憶領域A15A、A15B、A15Cに格納される代案データの考案者を順に考案者A、B、Cと呼ぶものとする。記憶領域A16Aに格納される代案提案モデルは、考案者Aの判断を模倣するものとなる。同様に、記憶領域A16B、A16Cに格納される代案提案モデルは、それぞれ考案者B、Cの判断を模倣するものとなる。
In the storage area A15 of the
代案提案部50A、50B、50Cは、それぞれ、代案提案データA、B、Cを出力する。その結果、代案提案装置40のユーザは、3人の考案者A、B、Cの判断を模倣した3つの代案提案データA、B、Cを得ることができる。ユーザは、3つの代案提案データA、B、Cそれぞれに従って、3つの加工物を加工してもよいし、ユーザが代案提案データA、B、Cを比較して、いずれかひとつの代案提案データに従って加工物を加工してもよい。或いは、ユーザは、代案提案データA、B、Cを参考にして、別の代案提案データを考案することとしてもよい。
The
ここでは、代案提案部60は3つの代案提案部50A、50B、50Cを備えるものとして説明したが、代案提案部の数は2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。本変形によれば、考案者が異なる代案に由来する、代案提案モデルに基づく代案を、考案者が不在であっても提案することができる。
Here, the
(代案提案部50の変形2:代案提案部70)
図9を参照して代案提案部50の他の変形である代案提案部70について説明する。代案提案部70は、上述の代案提案部60の構成に加えて、画像合成部71を備える。
(Transformation of alternative proposal unit 50: alternative proposal unit 70)
The
画像合成部71は、代案提案部50Aが生成した代案提案データAに基づいて、その代案を用いて加工を行ったときに予想される加工後の加工物のコンピュータ画像を生成し、合成画像Aとして出力する。同様に、代案提案データB、Cに基づいて合成画像B、Cをそれぞれ出力する。画像を合成する際、画像合成部71は、記憶装置42、51から必要な設定データ、測定データ等を読み出すものとする。画像合成部71として、例えば、GAN (Generative Adversarial Network; 敵対的生成ネットワーク)、VAE(Variational AutoEncoder)等を用いることが考えられる。
Based on the alternative proposal data A generated by the
本変形によれば、代案提案装置40のユーザは、代案を採用して加工した後の加工物の状態をコンピュータ画像として見ることができるので、代案提案データA、B、Cの比較をより簡単に行うことができる。このため、ユーザは、代案提案データA、B、Cを直観的に選択することができるようになる。また、代案提案データA、B、Cからの気づきを得るのが容易になる。
According to this modification, the user of the
(代案提案部50の変形3:代案提案部80)
図10を参照して代案提案部50の他の変形である代案提案部80について説明する。代案提案部80は、上述の代案提案部60の構成に加えて、代案比較部81を備える。
(Transformation of alternative proposal unit 50: alternative proposal unit 80)
The
代案比較部81は、代案提案部50A、50B、50Cから代案提案データA、B、Cをそれぞれ受け取る。代案比較部81は、これら代案提案データA、B、Cを互いに比較して、いずれかひとつを代案提案データとして出力する。
The
代案提案データA、B、Cの比較には様々な手法が考えられる。例えば、代案提案データA、B、Cはそれぞれ蓋然性を含んでいるが、それら蓋然性を互いに比較し、最も高い蓋然性を含むものを選択して出力することが考えられる。また、代案提案部50A、50B、50Cのハイパーパラメータに基づいていずれかの出力を選択することとしてもよい。また、代案提案データA、B、Cで多数決を取ることとしてもよい。
Various methods can be considered for comparing alternative proposal data A, B, and C. For example, alternative proposal data A, B, and C each contain probabilities, but it is conceivable to compare these probabilities with each other and select and output the one containing the highest probability. Further, any output may be selected based on the hyperparameters of the
本変形によれば、代案提案装置40のユーザは、考案者A、B、Cの合議によって作成した代案提案を得ることができる。
According to this modification, the user of the
(半導体製造システム60)
以上、代案提案装置40について説明したが、本発明の半導体製造システムは、半導体製造システム1における半導体製造装置2のように、単一の半導体製造装置を中核とするシステムのみに限定されない。
(Semiconductor Manufacturing System 60)
Although the
図5に記載の半導体製造システム60は、半導体製造装置として、半導体設計用装置2A、マスク・レチクル製造用装置2B、露光装置2C、エッチング装置2D、イオン注入装置2E、CMP装置2F、スパッタリング装置2G、フォトレジスト塗布装置2Hを備える。また、加工物検査装置4として、ウェーハ検査装置4Aを備える。このように、半導体製造システム60は、半導体製造装置を8種類備えるが、動作については、上述の半導体製造システム1と同様である。
The
これら半導体製造装置2A〜2Hそれぞれの加工前の加工物、加工後の加工物、入力される設定データ、出力する測定データの例を図6に挙げる。図6では、半導体製造の前工程のうち、回路設計・パターン設計の工程(A列)を担う装置の例として、CAD装置(B列)を挙げている。CAD装置から入出力される物体はない(C列、D列)。CAD装置に入力されるデータ、即ち、CAD装置の製造装置設定データに相当するものとして、CAD装置のオペレータがCAD装置に対して行った入力操作がある(E列)。CAD装置が出力するデータ、即ち、CAD装置の製造装置測定データとして、CADデザインデータ、回路設計データ、パターン設計データ、OPC(Optical Proximity correction)補正データがある(F列)。
FIG. 6 shows examples of the pre-processed workpiece, the post-machined workpiece, the input setting data, and the output measurement data of each of the
(実施例1)
図13を参照して、本発明の一実施例である半導体製造システム90について説明する。前述の半導体製造システム1と比較すると、半導体製造システム90は、代案提案装置を加工物検査装置に内蔵する点で異なる。
(Example 1)
A
図14を参照して、半導体製造システム90の加工物検査装置91について説明する。加工物検査装置91は、代案提案装置40を備え、更に、画像生成部92、制御部93を備える。
The
画像生成部92は試料となる加工物を撮像し、加工物の画像を生成する。本実施例では具体的にはSEM式D2DB(Die to Database)検査装置を画像生成部92として用いるものとする。SEM式D2DB検査装置は、半導体回路の設計データ(CAD)と、SEMを用いて加工物を撮像して得られた画像とを比較して検査を行う検査装置である。この種の検査装置については例えば特許第3524853号公報に記載されている。画像生成部92は、加工物測定データVwをデータ入力部41に出力する。
The
尚、本実施例では画像生成部92としてSEMを用いた。SEMは、試料の表面に電子を当てて、そこから反射または発生する電子を検出することにより、試料表面の画像を生成する。このようなSEMに代わって、TEM(Transmission Electron Microscope, 透過型電子顕微鏡)を画像生成部92として用いて、試料を透過した電子線を蛍光面に衝突させて、試料の拡大像を得ることとしてもよい。また、光学顕微鏡を用いて光学的に拡大した像を、固体撮像素子で読み取ることにより電子化した画像を生成するものを画像生成部92として用いてもよい。
In this example, SEM was used as the
制御部93は代案提案装置40を含む加工物検査装置91全体の動作を制御するコンピュータである。制御部93は、加工物検査装置91全体の動作を制御するための演算装置、制御動作をコンピュータに実行させるプログラムを格納した記憶装置を備える。
The
説明の便宜上、制御部93を代案提案装置40から独立した形で記載しているが、原因機械学習部43、原因推定処理部44、代案提案部50、制御部93を同一のコンピュータにより構成してもよいし、複数のコンピュータにより構成してもよいことは当業者には自明であろう。
For convenience of explanation, the
上述のように、代案提案装置40は代案提案データを出力する。代案提案データが示す代案は、データ入力部41から入力されるデータの種類に依存する。ここで、データ入力部41から記憶装置42に入力されるデータの具体的な組み合わせと、その組み合わせによって得られる効果について例示する。
As described above, the
一例としては、加工物を走査して得られた画像とその加工物の設計データとを比較した差分データと、加工物検査装置91の周辺に存在する他装置のオンオフ状態を示すデータ(周辺装置オンオフデータ)との組み合わせが考えられる。 As an example, difference data comparing an image obtained by scanning a work piece with design data of the work piece and data indicating an on / off state of another device existing around the work piece inspection device 91 (peripheral device). Combination with on / off data) is conceivable.
加工物を走査して得られた画像と、その加工物の設計データとの差分データを取得する手法については、例えば特許第3524853号公報に記載されている。この手法によれば、検査対象である加工物を走査して得られる検査対象パターン画像において、検査対象パターンに発生しうる変形を補正して、設計データを基準パターンに変換して記憶装置に記憶する。また、検査対象パターン画像を撮像し、その検査対象パターン画像のエッジをサブピクセル精度で検出する。こうして検出した検査対象パターン画像のエッジと、予め記憶した基準パターンのエッジとの差分を差分データとして求める。 A method for acquiring difference data between an image obtained by scanning a work piece and design data of the work piece is described in, for example, Japanese Patent No. 3524853. According to this method, in the inspection target pattern image obtained by scanning the workpiece to be inspected, the deformation that may occur in the inspection target pattern is corrected, the design data is converted into a reference pattern and stored in the storage device. To do. In addition, the pattern image to be inspected is imaged, and the edge of the pattern image to be inspected is detected with subpixel accuracy. The difference between the edge of the inspection target pattern image detected in this way and the edge of the reference pattern stored in advance is obtained as difference data.
上述の差分データに加えて、差分データ取得時に得られる画像プロファイルの傾きを用いても良い。あるいは差分データの平均値、標準偏差、最大値、最小値等の統計量を用いても良い。あるいは画像のコントラスト不足によりエッジを検出できなかった部分の割合を用いても良い。 In addition to the above-mentioned difference data, the inclination of the image profile obtained at the time of acquiring the difference data may be used. Alternatively, statistics such as the mean value, standard deviation, maximum value, and minimum value of the difference data may be used. Alternatively, the ratio of the portion where the edge could not be detected due to insufficient contrast of the image may be used.
周辺装置オンオフデータは、CR21の内部、Fab22の内部、或いは、Fab22の外部にある各種装置のオンオフ状態を示すデータのいずれか或いはそれらの組み合わせである。 Peripheral device on / off data is any one or a combination of data indicating an on / off state of various devices inside the CR21, inside the Fab22, or outside the Fab22.
例えば、SPE2をはじめとする、CR21内の各種装置のオンオフ状態を製造装置設定データVsetの一部としてデータ入力部41が取得する。CR内環境制御装置6の制御対象である各種装置のオンオフ状態を、CR内環境設定データVset_crの一部としてデータ入力部41が取得する。Fab内環境制御装置8の制御対象である各種装置のオンオフ状態を、Fab内環境設定データVset_fabの一部としてデータ入力部41が取得する。Fab外環境測定装置9による監視対象である各種装置のオンオフ状態を、Fab外環境測定データVexの一部としてデータ入力部41が取得する。ここで、Fab外環境測定装置9による監視対象としては、例えば、Fab22に隣接する敷地に設置された、消費電力が大きい装置が特に考えられる。
For example, the
このような、加工物を走査して得られた画像と設計データとの差分データと、周辺装置オンオフデータとに基づく代案提案データを代案提案装置40が生成する場合を考える。この場合、原因機械学習部43は、加工物を走査して得られた画像とその加工物の設計データとを比較した差分データ、CR21内やFab22内外の周辺装置のオンオフ状態、及び、加工物の欠陥の有無の間の関係を反映した学習済みモデルを構築することができる。その結果、原因推定処理部44は、加工物を走査して得られた画像とその加工物の設計データとを比較した差分データと、周辺装置のオンオフ状態とを反映した学習済みモデルに基づいて、代案提案データを生成することができる。
Consider a case where the
以上、本発明を実施の形態及びその変形に即して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、上述の実施形態、変形において、環境測定データは、大気(気温、湿度、気圧、騒音/音響)、電磁的環境(光量、電波強度、磁場強度)、クリーンルーム21、工場22の振動状態等、自然現象を測定した測定値を含むものとして説明したが、こうした自然現象の測定値に加えて、或いは、代わって、人的活動の測定値を環境測定データとして含むことにしてもよい。
Although the present invention has been described above in accordance with the embodiments and modifications thereof, the present invention is not limited thereto. For example, in the above-described embodiment and modification, the environmental measurement data includes the atmosphere (temperature, humidity, pressure, noise / sound), electromagnetic environment (light intensity, radio field strength, magnetic field strength),
例えば、クリーンルーム21、工場22への入退の時刻、入退者の名前等、半導体製造に携わる作業者等に関するデータを、環境測定データの一部として用いることとしてもよい。また、半導体製造に直接かかわってはいない者に関するデータ、例えば、工場22の近隣に存在する施設の稼働状態を示すデータを、環境測定データの一部として用いることとしてもよい。
For example, data on workers involved in semiconductor manufacturing, such as the time of entering and exiting the
また、製造装置設定データ、製造測定データ、加工物測定データ、環境測定データは、装置の諸元を表すデータ、即ち、諸元データを含むこととしてもよい。。諸元データとは、半導体製造装置2、SPE測定装置3、加工物検査装置4、CR内環境測定装置5、CR内環境制御装置6、Fab内環境測定装置7、Fab内環境制御装置8、Fab外環境測定装置9の全体、或いは、一部の寸法、重量、性能等を示すデータである。例えば、単結晶引き上げ装置の諸元データはルツボ径を含むことが考えられる。
Further, the manufacturing apparatus setting data, the manufacturing measurement data, the workpiece measurement data, and the environment measurement data may include data representing the specifications of the apparatus, that is, the specification data. .. The specification data includes a
製造測定データや製造設定データの一部として、真空度を含むこととしてもよい。例えば、一般に、SPE2がスパッタリング装置を備えるとき、スパッタリング装置の真空チャンバ内は真空状態にされる。また、SPE2が、基板等の搬送を真空中で行う真空搬送システムを備えるとき、真空搬送システムの真空室の内部は真空状態にされる。これら真空状態に係る真空度を、製造装置設定データVset、製造測定データVman及び製造測定データVoの一部として含むこととしてもよい。 The degree of vacuum may be included as part of the manufacturing measurement data and the manufacturing setting data. For example, in general, when the SPE2 includes a sputtering device, the inside of the vacuum chamber of the sputtering device is evacuated. Further, when the SPE2 is provided with a vacuum transfer system that transfers a substrate or the like in a vacuum, the inside of the vacuum chamber of the vacuum transfer system is evacuated. The degree of vacuum related to these vacuum states may be included as a part of the manufacturing apparatus setting data Vset, the manufacturing measurement data Vman, and the manufacturing measurement data Vo.
更に、加工物検査装置4がSEMを備えるとき、一般に、SEMは試料を配置する試料室を備え、試料室の内部は真空状態にされる。この真空度を加工物測定データVwの一部として含むこととしてもよい。また、加工物検査装置4が真空搬送システムを備えるとき、真空搬送システムの真空室の真空度を加工物測定データVwの一部として含むこととしてもよい。
Further, when the
代案提案装置40は、半導体製造装置2、各種測定装置3〜5、7、9、各種環境制御装置6、8から、設定データ或いは測定データの一部として諸元データを受け取る代わりに、代案提案装置40のデータ入力部41から直接諸元データを入力することとしてもよい。
The
また、上述の説明では、機械学習の手法として、教師データありの機械学習を前提として説明したが、本発明は特定の機械学習の手法に限定されるものではない。例えば半教師あり学習、教師なし学習であってもよい。また、ルールベースの機械学習の代わりに、ニューラルネットワークを多層化した所謂ディープラーニングを用いることとしてもよい。 Further, in the above description, the machine learning method is described on the premise of machine learning with teacher data, but the present invention is not limited to a specific machine learning method. For example, semi-supervised learning and unsupervised learning may be used. Further, instead of rule-based machine learning, so-called deep learning in which neural networks are multi-layered may be used.
こうした機械学習と共に、或いは、機械学習に代わって、人工知能を用いて推定を行うこととしてもよい。特に、脳科学を応用した人工知能や、発達心理学を応用した人工知能を用いることが好ましい。 With such machine learning, or instead of machine learning, estimation may be performed using artificial intelligence. In particular, it is preferable to use artificial intelligence that applies brain science or artificial intelligence that applies developmental psychology.
また、上述の説明では、学習済みモデルの構築は一度だけ行う動作について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。データセットを更新して、モデル構築を再度行うことにより、別の学習済みモデルを構築して、以前の学習済みモデルに代えて用いることとしてもよい。 Further, in the above description, the operation of constructing the trained model only once has been described, but the present invention is not limited to this. Another trained model may be constructed and used in place of the previous trained model by updating the dataset and performing the model construction again.
また、上述の説明では、各工程における各種設定データ、測定データは無条件に得られるものとして説明した。本発明は、各種設定データ、測定データが無条件に得られる場合に限られるものではなく、工程からの設定データ、測定データの提供に制約がある場合であっても実施することができる。 Further, in the above description, it has been described that various setting data and measurement data in each process can be obtained unconditionally. The present invention is not limited to the case where various setting data and measurement data can be obtained unconditionally, and can be carried out even when there are restrictions on the provision of setting data and measurement data from the process.
半導体装置を製造する際には、自社工場だけではなく、他社工場で行う工程を含む場合がある。工場によっては、設定データ、測定データはノウハウであり、非公開情報として扱うことがある。 When manufacturing a semiconductor device, it may include a process performed not only at its own factory but also at another company's factory. Depending on the factory, setting data and measurement data are know-how and may be treated as non-public information.
このような場合、他社工場は、設定データ、測定データのデータ種別にラベルを付与して、その設定データ、測定データの実態を伏せて提供することとしてもよい。例えば、室温、湿度、真空度という、測定した物理量そのものを表すラベルと共にその数値を提供する代わりに、他社工場は、室温を表す数値のラベルを第1パラメータとし、湿度を表す数値のラベルを第2パラメータとし、真空度を表す数値のラベルを第3パラメータとして数値を提供する。 In such a case, the factory of another company may give a label to the data type of the setting data and the measurement data, and provide the setting data and the measurement data in a hidden manner. For example, instead of providing the numerical values together with the labels indicating the measured physical quantities themselves such as room temperature, humidity, and vacuum degree, other companies' factories use the numerical label indicating the room temperature as the first parameter and the numerical label indicating the humidity as the first parameter. The numerical value is provided with two parameters and a numerical label indicating the degree of vacuum as the third parameter.
数値をそのまま用いると、数値の範囲からその数値の本来のラベルが推定される恐れがある。これを避けるため、上述の別ラベル付与に加えて、他社工場は、実際の数値を予め定められた関数に代入し、得られた値を実際の数値の代わりに提供することとしてもよい。例えば、室温の測定データが25度である場合に、ラベル「室温」の代わりにラベル「第1パラメータ」を用いる。数値25の代わりに、適当な一次関数、例えばy=3x+5に代入して得られる数値80を用いる。その結果、他社工場は、ラベル「室温」、数値=25を提供する代わりに、ラベル「第1パラメータ」、数値=80を提供する。
If a numerical value is used as it is, the original label of the numerical value may be estimated from the range of the numerical value. In order to avoid this, in addition to the above-mentioned separate labeling, the factories of other companies may substitute the actual numerical value into a predetermined function and provide the obtained value instead of the actual numerical value. For example, when the measurement data of room temperature is 25 degrees, the label "first parameter" is used instead of the label "room temperature". Instead of the number 25, use an appropriate linear function, for example the
上述の説明では、代案提案装置40は単に代案提案データを出力していた。これに代わって、代案提案データを半導体製造システム1内でフィードバックすることとしてもよい。代案提案データに基づいて、各種設定データ、即ち、製造装置設定データVset、CR内環境設定データVset_cr、Fab内環境設定データVset_fabを変更する。このようにして、代案提案データをフィードバックして各種設定データを更新することにより、半導体製造システム1は、SPE2で加工した加工物の品質を自律的に改善していくことができる。
In the above description, the
1 半導体製造システム
2 半導体製造装置(SPE)
2A 半導体設計用装置(SPE)
2B マスク・レチクル製造用装置(SPE)
2C 露光装置(SPE)
2D エッチング装置(SPE)
2E イオン注入装置(SPE)
2F CMP装置(SPE)
2G スパッタリング装置(SPE)
2H フォトレジスト塗布装置(SPE)
3 半導体製造装置(SPE)測定装置
4 加工物検査装置
4A ウェーハ検査装置
5 クリーンルーム(CR)内環境測定装置
6 クリーンルーム(CR)内環境制御装置
7 工場(Fab)内環境測定装置
8 工場(Fab)内環境制御装置
9 工場(Fab)外環境測定装置
10 データ通信ネットワーク
21 クリーンルーム(CR)
22 工場(Fab)
40 代案提案装置
50、50A、50B、50C、60、70、80 代案提案部
51 記憶装置
52 代案機械学習部
53 代案提案処理部
71 画像合成部
81 代案比較部
91 加工物検査装置
92 画像生成部
93 制御部
1
2A Semiconductor Design Equipment (SPE)
2B Mask / Reticle Manufacturing Equipment (SPE)
2C exposure equipment (SPE)
2D etching equipment (SPE)
2E Ion Implantor (SPE)
2F CMP equipment (SPE)
2G sputtering equipment (SPE)
2H photoresist coating device (SPE)
3 Semiconductor manufacturing equipment (SPE) measuring
22 Factory (Fab)
40
Claims (8)
前記第1の記憶手段に記憶された前記教師データに基づいて機械学習を実行することにより、前記欠陥原因データと前記代案データとの対応関係を示す代案提案モデルを構築する、第1の機械学習手段と、
対象加工物の欠陥の原因に関するデータを、前記代案提案モデルに入力することによって、欠陥を軽減或いは除去しうる該対象加工物の加工についての代案に関する代案データを出力する、代案提案手段と
を備える、代案提案装置。 Teacher data that correlates defect cause data related to the cause of defects found in a workpiece processed by a semiconductor manufacturing apparatus with alternative data related to an alternative devised by the inventor in order to reduce or eliminate the defect. The first storage means to memorize,
A first machine learning that constructs an alternative proposal model showing a correspondence relationship between the defect cause data and the alternative data by executing machine learning based on the teacher data stored in the first storage means. Means and
It is provided with an alternative proposal means for outputting alternative data regarding the processing of the target work piece, which can reduce or eliminate the defect by inputting the data regarding the cause of the defect of the target work piece into the alternative proposal model. , Alternative proposal device.
前記複数の第1の記憶手段は、前記代案データを考案した前記考案者が互いに異なる複数の教師データを記憶し、
前記第1の機械学習手段は、前記複数の教師データに対応する複数の前記代案提案モデルを構築し、
前記代案提案手段は、前記複数の代案提案モデルのそれぞれに対し、欠陥の原因に関するデータを入力することによって、複数の前記代案データを出力する、
請求項1に記載の代案提案装置。 With a plurality of the first storage means,
The plurality of first storage means store a plurality of teacher data in which the inventor who devised the alternative data stores different teacher data.
The first machine learning means constructs a plurality of the alternative proposal models corresponding to the plurality of teacher data.
The alternative proposal means outputs a plurality of the alternative data by inputting data regarding the cause of the defect for each of the plurality of alternative proposal models.
The alternative proposal device according to claim 1.
前記半導体製造装置で過去に加工されたひとつの前記加工物に係る、前記製造装置設定データと、前記製造測定データと、前記加工物測定データと、前記環境測定データと、前記欠陥データと、前記欠陥原因データとを互いに関連付けたものをひとつのデータセットとして、複数の過去のデータセットを記憶する第2の記憶手段と、
前記第2の記憶手段に記憶された前記複数の過去のデータセットに基づいて機械学習を実行することにより、前記製造装置設定データ、前記製造測定データ、前記加工物測定データ、前記環境測定データ、及び、前記欠陥データの組み合わせと、前記欠陥原因データとの対応関係を示すモデルを構築する、第2の機械学習手段と、
前記対象加工物のデータセットである対象データセットを、前記モデルに入力することによって、該対象加工物の欠陥の原因に関する推定を実行して、原因推定結果を出力する、推定処理手段とを備え、
前記代案提案手段は、前記欠陥の原因に関するデータとして、前記原因推定結果を用いる、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の代案提案装置。 Manufacture obtained by measuring at least one of the manufacturing device setting data set in the semiconductor manufacturing device, the state of the semiconductor manufacturing device, and the state of the work piece being processed as the processing target of the semiconductor manufacturing device. Measurement data, workpiece measurement data obtained by measuring the state of the workpiece after processing with the semiconductor manufacturing apparatus, and environment measurement data obtained by measuring the state of the environment surrounding the semiconductor manufacturing apparatus. A data input means that accepts input of defect data, which is data related to defects in a workpiece processed in the past by the semiconductor manufacturing apparatus, and defect cause data, which is data related to the cause of defects related to the defect data.
The manufacturing apparatus setting data, the manufacturing measurement data, the workpiece measurement data, the environment measurement data, the defect data, and the defect data relating to one of the workpieces processed in the past by the semiconductor manufacturing apparatus. A second storage means for storing a plurality of past data sets as one data set in which defect cause data are associated with each other, and
By executing machine learning based on the plurality of past data sets stored in the second storage means, the manufacturing apparatus setting data, the manufacturing measurement data, the work piece measurement data, the environment measurement data, and the like. A second machine learning means for constructing a model showing the correspondence between the combination of the defect data and the defect cause data.
It is provided with an estimation processing means for inputting a target data set, which is a data set of the target work piece, into the model, performing estimation on the cause of a defect of the target work piece, and outputting a cause estimation result. ,
The alternative proposal device according to any one of claims 1 to 4, wherein the alternative proposal means uses the cause estimation result as data regarding the cause of the defect.
少なくともひとつの半導体製造装置と、
前記半導体製造装置の状態、または、前記半導体製造装置で加工中の加工物の状態を測定して、前記製造測定データを生成するため製造測定手段と、
前記半導体製造装置で加工後の前記加工物の状態を測定して、前記加工物測定データを生成するための加工物測定手段と、
前記半導体製造装置を取り囲む環境の状態を測定して、前記環境測定データを生成するための環境測定手段と、
を備える、半導体製造システム。 The alternative proposal device according to claim 5 and
With at least one semiconductor manufacturing device
A manufacturing measurement means for measuring the state of the semiconductor manufacturing apparatus or the state of a workpiece being processed by the semiconductor manufacturing apparatus and generating the manufacturing measurement data.
A work piece measuring means for measuring the state of the work piece after processing with the semiconductor manufacturing apparatus and generating the work piece measurement data,
An environmental measurement means for measuring the state of the environment surrounding the semiconductor manufacturing apparatus and generating the environmental measurement data,
A semiconductor manufacturing system.
前記第1の記憶手段に記憶された前記教師データに基づいて機械学習を実行することにより、前記欠陥原因データと前記代案データとの対応関係を示す代案提案モデルを構築する、第1の機械学習手段と、
対象加工物の欠陥の原因に関するデータを、前記代案提案モデルに入力することによって、欠陥を軽減或いは除去しうる該対象加工物の加工についての代案に関する代案データを出力する、代案提案手段として、
コンピュータを機能させるためのプログラム。 Teacher data that correlates defect cause data related to the cause of defects found in a workpiece processed by a semiconductor manufacturing device with alternative data related to an alternative devised by the inventor in order to reduce or eliminate the defect. The first storage means to memorize,
A first machine learning that constructs an alternative proposal model showing a correspondence relationship between the defect cause data and the alternative data by executing machine learning based on the teacher data stored in the first storage means. Means and
As an alternative proposal means for outputting alternative data regarding the processing of the target work piece, which can reduce or eliminate defects by inputting data regarding the cause of the defect of the target work piece into the alternative proposal model.
A program to make a computer work.
前記第1の記憶手段に記憶された前記教師データに基づいて機械学習を実行することにより、前記欠陥原因データと前記代案データとの対応関係を示す代案提案モデルを構築する、第1の機械学習段階と、
対象加工物の欠陥の原因に関するデータを、前記代案提案モデルに入力することによって、欠陥を軽減或いは除去しうる該対象加工物の加工についての代案に関する代案データを出力する、代案提案段階と
を含む、代案提案方法。 Teacher data that correlates defect cause data related to the cause of defects found in a workpiece processed by a semiconductor manufacturing device with alternative data related to an alternative devised by the inventor in order to reduce or eliminate the defect. The first storage stage, which is stored in the storage device,
A first machine learning that constructs an alternative proposal model showing a correspondence relationship between the defect cause data and the alternative data by executing machine learning based on the teacher data stored in the first storage means. Stages and
Includes an alternative proposal stage in which data on the cause of defects in the target work piece is input to the alternative proposal model to output alternative data on the processing of the target work piece, which can reduce or eliminate defects. , Alternative proposal method.
Priority Applications (1)
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