JP5468535B2 - Anomaly detection apparatus, method, and program for causing computer to execute the method - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、異常検知装置、方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to an abnormality detection apparatus, a method, and a program that causes a computer to execute the method.
半導体装置の製造工程においては、半導体製造装置の異常を検知するために、半導体製造装置の種々の動作状態を表す装置パラメータをセンサによって監視している。そして、センサから得られる装置パラメータが異常値を示した場合に、半導体製造装置に異常が発生したとして、アラームを発生させている。 In the manufacturing process of a semiconductor device, in order to detect an abnormality of the semiconductor manufacturing device, device parameters representing various operating states of the semiconductor manufacturing device are monitored by a sensor. When an apparatus parameter obtained from the sensor shows an abnormal value, an alarm is generated on the assumption that an abnormality has occurred in the semiconductor manufacturing apparatus.
しかしながら、従来技術では、装置パラメータが所定の範囲から外れた場合に異常であると判定しているが、たとえば装置パラメータが突発的に異常値を示したものである場合でも、半導体装置の製造歩留まりにほとんど影響を与えないこともある。 However, in the prior art, it is determined that the device parameter is abnormal when the device parameter is out of the predetermined range. However, for example, even when the device parameter suddenly shows an abnormal value, the manufacturing yield of the semiconductor device. May have little effect.
本発明の一つの実施形態は、半導体装置の製造に悪影響を及ぼす装置の特定の異常挙動を正確に検知することができる異常検知装置および方法等を提供することを目的とする。 An object of one embodiment of the present invention is to provide an abnormality detection apparatus and method capable of accurately detecting a specific abnormal behavior of an apparatus that adversely affects the manufacture of a semiconductor device.
本発明の一つの実施形態によれば、装置パラメータ取得手段と、データ処理手段と、トレンド取得手段と、フィッティング誤差取得手段と、異常判定手段と、を備える異常検知装置が提供される。前記装置パラメータ取得手段は、装置の動作状態を表す装置パラメータを取得する。前記データ処理手段は、前記装置パラメータの時系列データをフィッティング処理する。前記トレンド取得手段は、前記フィッティング処理したデータについて2階微分を行って、前記装置パラメータ取得時の2階微分値をトレンドの変化情報として取得する。前記フィッティング誤差取得手段は、取得した前記装置パラメータと、前記フィッティング処理したデータと、のフィッティング誤差を前記装置パラメータの変化の度合い情報として取得する。そして、前記異常判定手段は、前記データ挙動取得手段で取得された前記トレンドの変化情報と前記装置パラメータの変化の度合い情報との組み合わせを、前記装置の動作状態が半導体装置の製造に悪影響を及ぼす前記装置の特定の異常と判定される範囲を規定した異常判定基準情報と比較して、前記装置の動作状態が半導体装置の製造に悪影響を及ぼす前記装置の特定の異常であるかを判定する。
According to one embodiment of the present invention, there is provided an abnormality detection device comprising device parameter acquisition means, data processing means, trend acquisition means, fitting error acquisition means, and abnormality determination means. The device parameter acquisition unit acquires a device parameter representing an operation state of the device. The data processing means performs a fitting process on the time series data of the device parameters. The trend acquisition means performs second-order differentiation on the data subjected to the fitting process, and acquires a second-order differential value at the time of the device parameter acquisition as trend change information. The fitting error acquisition means acquires a fitting error between the acquired device parameter and the data subjected to the fitting process as change information of the device parameter. Then, the abnormality determining means uses a combination of the trend change information acquired by the data behavior acquiring means and the apparatus parameter change degree information, and the operation state of the apparatus has an adverse effect on the manufacture of the semiconductor device. compared to failure determination reference information for defining a range in which it is determined that a particular abnormality of the apparatus determines whether the operation state of the apparatus is a specific abnormality adversely affect the device for manufacturing a semiconductor device.
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる異常検知装置、方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、以下では、装置の異常検知についての一般的な問題点について簡単に説明した後、実施形態を説明する。 Exemplary embodiments of an abnormality detection apparatus and method and a program for causing a computer to execute the method will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. Further, in the following, after briefly explaining the general problem about the abnormality detection of the apparatus, the embodiment will be described.
たとえば半導体製造システムを構成する半導体製造装置の装置状態を監視する場合に、装置状態を示す装置パラメータの挙動として、装置状態が正常のときに装置パラメータが取り得る値の経時変化を示すベースラインに対して徐々にずれていくベースライン立上り/立下り型の変化と、ベースラインに対して突発的に変化する突発型の変化がある。図1は、装置パラメータの経時変化の傾向(トレンド)の一例を示す図であり、図1(a)は、ベースライン立上り/立下り型の一例を示す図であり、図1(b)は、突発型の一例を示す図である。図2は、装置パラメータの異常と装置の状態との関係を示す図である。ここでは、露光装置におけるフォーカス追従性や露光量、CVD(Chemical Vapor Deposition)装置の冷却用ウェハステージ裏面のHeガスのリーク量を装置パラメータの例に挙げている。 For example, when monitoring the device status of semiconductor manufacturing equipment that constitutes a semiconductor manufacturing system, the behavior of the device parameter indicating the device status is a baseline indicating the change over time of the value that the device parameter can take when the device status is normal. On the other hand, there are a baseline rising / falling type change that gradually shifts and a sudden type change that suddenly changes with respect to the baseline. FIG. 1 is a diagram showing an example of a trend (trend) of device parameters over time, FIG. 1 (a) is a diagram showing an example of a baseline rising / falling type, and FIG. It is a figure which shows an example of a sudden type. FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the abnormality of the apparatus parameter and the state of the apparatus. Here, examples of apparatus parameters include focus followability and exposure amount in an exposure apparatus, and He gas leakage on the back surface of a cooling wafer stage in a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus.
ベースライン立上り/立下り型の場合には、図1(a)に示されるように、時刻t1までは平均値y1近辺に分布し、ベースラインを形成していた装置パラメータは、時刻t1以降ではその値が徐々に増加していき、ベースラインから外れていく。図2に示されるように、装置パラメータとして露光装置におけるフォーカス追従性や露光量、CVD装置のHeガスのリーク量がこのような変動を示す場合には、いずれも半導体装置の製造における重大な問題、例えば、半導体装置の広領域に不良が生じ製造歩留まりが悪化することが分かっている。 In the case of the baseline rising / falling type, as shown in FIG. 1 (a), the device parameters distributed near the average value y1 until time t1 and the base line are formed after time t1. The value gradually increases and deviates from the baseline. As shown in FIG. 2, when the focus followability and exposure amount in the exposure apparatus and the leak amount of He gas in the CVD apparatus show such fluctuations as apparatus parameters, all of them are serious problems in the manufacture of the semiconductor device. For example, it has been found that a defect occurs in a wide area of a semiconductor device and the manufacturing yield deteriorates.
一方、突発型の場合には、図1(b)に示されるように、ほとんどの時刻では平均値y2近辺に分布し、ベースラインを形成していた装置パラメータが、たとえば時刻t2で突発的にベースラインからかけ離れた値をとり、その後、再び平均値y2近辺の値を取る挙動を示す)。図2に示されるように、装置パラメータとして露光装置のフォーカス追従性がこのような変動を示す場合には、製造歩留まりの点からは軽症であるが、半導体装置(チップ)にダスト不良(低領域不良)が発生することが分かっている。また、装置パラメータとして露光装置の露光量がこのような変動を示す場合には、メンテナンスに伴う設定変更によるものであり、露光装置のトラブルによるものではなく、そのまま処理を続行しても製造歩留まり低下等の問題が生じないことが分かっている。さらに、装置パラメータとしてCVD装置のHeガスのリーク量がこのような変動を示す場合には、ステージダストに伴う一過性のリーク増加であり、CVD装置のトラブルによるものではなく、そのまま処理を続行しても製造歩留まり低下等の問題が生じないことが分かっている。 On the other hand, in the case of the sudden type, as shown in FIG. 1 (b), the apparatus parameters distributed near the average value y2 at most times and forming the baseline are suddenly changed at, for example, the time t2. It shows a behavior that takes a value far from the baseline and then takes a value around the average value y2 again). As shown in FIG. 2, when the focus followability of the exposure apparatus shows such a variation as an apparatus parameter, it is mild in terms of manufacturing yield, but the semiconductor device (chip) has a dust defect (low area). It is known that a defect occurs. In addition, when the exposure amount of the exposure apparatus shows such fluctuations as an apparatus parameter, it is due to a setting change accompanying maintenance, not due to a trouble in the exposure apparatus, and even if processing is continued as it is, the manufacturing yield decreases. It is known that such problems do not occur. Furthermore, when the amount of He gas leak in the CVD apparatus shows such fluctuations as an apparatus parameter, it is a temporary increase in leakage due to stage dust, and is not caused by a trouble in the CVD apparatus. However, it has been found that problems such as a decrease in manufacturing yield do not occur.
一般的な異常検知装置では、ベースライン立上り/立下り型の異常を検知する場合には、装置パラメータが10%変化したときに、装置に異常が発生したものと判定し、突発型の異常を検知する場合には、ベースラインから所定の範囲よりも外れた装置パラメータを検出した場合に、装置に異常が発生したものと判定していた。しかし、ベースライン立上り/立下り型の場合には、図1(a)で時刻t1以降で装置パラメータが10%変化したときには、重大な異常が発生してからかなりの時間が経過しており、その間に製造された半導体装置に多くの不良品が発生する可能性がある。また、突発型の場合には、ベースラインから所定の範囲よりも外れた装置パラメータを検出した場合でも、製造装置にとって異常とはならず半導体装置に大きな悪影響を及ぼさないこともある。さらに、ベースライン立上り/立下り型と突発型との間で区別が難しい場合もある。 In a general anomaly detection device, when detecting a baseline rising / falling type anomaly, it is determined that an anomaly has occurred in the device when the device parameter changes by 10%, and a sudden anomaly is detected. In the case of detection, when an apparatus parameter that is out of a predetermined range from the baseline is detected, it is determined that an abnormality has occurred in the apparatus. However, in the case of the baseline rising / falling type, if a device parameter changes by 10% after time t1 in FIG. 1A, a considerable time has passed since a serious abnormality occurred, Many defective products may occur in the semiconductor device manufactured during that time. In the case of the sudden type, even when an apparatus parameter that is out of a predetermined range from the baseline is detected, there is a case where the manufacturing apparatus is not abnormal and the semiconductor device is not greatly affected. Furthermore, it may be difficult to distinguish between a baseline rising / falling type and a sudden type.
そこで、以下の実施形態では、時系列で取得した装置パラメータのデータからベースライン立上り/立下り型の挙動を示すのか、突発型の挙動を示すのかを速やかに区別して検知するとともに、その種類に応じて装置に発生した異常状態を把握し、装置の管理者や使用者に対して通知することができる異常検知装置、方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムについて説明する。 Therefore, in the following embodiment, whether or not to show a baseline rising / falling type behavior or a sudden type behavior is quickly distinguished from the device parameter data acquired in time series, and the type is determined. A description will be given of an abnormality detection apparatus and method capable of grasping an abnormal state occurring in the apparatus and notifying the administrator or user of the apparatus and a program for causing the computer to execute the method.
図3は、実施形態による異常検知装置の構成の一例を模式的に示すブロック図である。異常検知装置10は、たとえば半導体製造システムを構成するCVD装置や露光装置、エッチング装置などの半導体製造装置の状態を収集するセンサと接続され、センサから得られる値を装置パラメータとして取得し、取得した半導体製造装置パラメータを時系列で並べたデータのトレンドがベースラインから外れた場合や半導体製造装置パラメータが突発的にベースラインから外れた場合に、その半導体製造装置が異常挙動を示しているかを検知するものである。ここでは、検知対象の半導体製造装置が異常でない(通常の)状態で動作している場合に得られる装置パラメータに対して、トレンドが変化する場合や突発的に装置パラメータの異常値が発生する場合に、半導体製造装置の異常発生の有無を判断する場合を例に挙げて説明する。
FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating an example of the configuration of the abnormality detection device according to the embodiment. The
異常検知装置10は、装置パラメータ取得部11と、装置パラメータ記憶部12と、データ処理部13と、トレンド取得部14と、フィッティング誤差取得部15と、異常判定基準情報格納部16と、異常判定部17と、警報出力部18と、これらの処理部を制御する制御部19と、を備える。
The
装置パラメータ取得部11は、監視対象である装置に設けられた装置状態を検知するセンサと接続され、センサからの出力を装置パラメータとして取得し、装置パラメータ記憶部12に記憶する。また、装置パラメータ記憶部12は、装置パラメータを時間情報とともに記憶する。装置パラメータは、監視対象である装置(以下、対象装置という)の異常を検知可能な予め定められた装置状態を示すパラメータであり、たとえば露光装置におけるフォーカス追従性や露光量、CVD装置の冷却用ウェハステージ裏面のヘリウムガスのリーク量などを例示することができる。
The device
データ処理部13は、装置パラメータ記憶部12に記憶された装置パラメータの時系列データ、いわゆる生データに対して1次式や2次式などで近似するフィッティング処理を行い、フィッティング結果を得る。フィッティング処理を行う際に、たとえば予め定められた時間区間ごとにフィッティングを行うようにしてもよい。
The
トレンド取得部14は、データ処理部13で生成されたフィッティング結果を用いて、装置パラメータのトレンドの変化がわかるトレンドの変化情報に加工する。ここでは、フィッティング結果に対して2階微分値を取る。2階微分値を取ることで、2階微分値にピークが現れると、対象装置のトレンドが変化したことを検出することができる。ここでは、トレンド取得部14は、取得した2階微分値を異常判定部17に出力する。
The
フィッティング誤差取得部15は、装置パラメータ取得部11で取得された装置パラメータのベースラインからの変化の度合い情報、具体的には装置パラメータのデータ処理部13で生成されたフィッティング結果に対する乖離具合を示すフィッティング誤差を取得する。フィッティング誤差として、たとえば実際に取得された装置パラメータとフィッティング結果との残差や残差の二乗値、カイ二乗値などを用いることができる。ここでは、フィッティング誤差取得部15は、残差を取得するものとし、取得したフィッティング誤差を異常判定部17に出力する。なお、データ処理部13、トレンド取得部14およびフィッティング誤差取得部15は、データ挙動取得手段となる。
The fitting
異常判定基準情報格納部16は、対象装置が異常と判定される2階微分値とフィッティング誤差の範囲を規定した異常判定基準情報を格納する。異常判定基準情報は、異常の種類ごとに2階微分値とフィッティング誤差の範囲(組み合わせ)が規定される。
The abnormality determination criterion
異常判定部17は、トレンド取得部14から取得した2階微分値と、フィッティング誤差取得部15から取得したフィッティング誤差と、の組み合わせを、異常判定基準情報格納部16中の異常判定基準情報と比較し、異常と判定される範囲に2階微分値とフィッティング誤差とが存在する場合に、異常が発生したと判定する。また、異常が発生した場合には、異常の種類を異常判定基準情報から取得し、異常の発生とともに警報出力部18に出力する。
The
警報出力部18は、異常判定部17から対象装置の異常発生と異常の種類を含む信号を取得すると、たとえば対象装置に近接して配置される作業用コンピュータや警報機などに、異常が発生したことを示す警報を出力する。このとき、異常の種類も出力することで、作業者にどのような異常が発生しているのかを通知することが可能となる。なお、この警報出力部18は、異常検知装置10の構成として設けられなくてもよい。
When the
つぎに、このような異常検知装置10における異常検知方法について説明する。図4は、実施形態による異常検知方法の手順の一例を示すフローチャートである。
Next, an abnormality detection method in such an
まず、異常検知装置10の装置パラメータ取得部11は、対象となる対象装置の装置パラメータをセンサから取得し(ステップS11)、装置パラメータ記憶部12に記憶する。装置パラメータは、装置パラメータ記憶部12に時間情報とともに記憶される。
First, the device
ついで、データ処理部13は、装置パラメータ記憶部12に記憶された装置パラメータの時系列データに対してフィッティング処理を行う(ステップS12)。フィッティング処理として、たとえば1次近似や2次近似などが用いられる。
Next, the
その後、トレンド取得部14は、フィッティング処理で得られるフィッティング結果についての1階微分値を取得し(ステップS13)、さらに、1階微分した結果をさらに微分し、フィッティング結果についての2階微分値を取得する(ステップS14)。そして、トレンド取得部14は、この処理を行った時点での2階微分値を異常判定部17に出力する。
Thereafter, the
また、フィッティング誤差取得部15は、フィッティング処理で得られるフィッティング結果についてフィッティング誤差を算出し(ステップS15)、その結果を異常判定部17に出力する。ここでは、フィッティング誤差として、たとえばステップS11で取得した装置パラメータとステップS12で算出したフィッティング結果との差分である残差を算出する。
Further, the fitting
ついで、異常判定部17は、トレンド取得部14から取得した2階微分値とフィッティング誤差取得部15から取得したフィッティング誤差が、異常判定基準情報に規定されている装置異常の範囲に含まれるかを判定する(ステップS16)。
Next, the
その後、異常判定部17は、判定の結果、取得した2階微分値とフィッティング誤差が異常と見做される範囲に含まれない場合(ステップS16でNoの場合)には、対象装置に異常が発生していないと判定し(ステップS17)、そのまま対象装置を稼働させたままの状態とする。
Thereafter, when the determination result shows that the acquired second-order differential value and the fitting error are not included in the range considered abnormal (No in step S16), the
一方、異常判定部17は、判定の結果、取得した2階微分値とフィッティング誤差が異常と見做される範囲に含まれる場合(ステップS16でYesの場合)には、対象装置に異常が発生していると判定し(ステップS18)、異常判定基準情報から2階微分値とフィッティング誤差の組み合わせで指定される異常の内容を取得し(ステップS19)、その内容を警報出力部18に出力する。そして、警報出力部18は、取得した異常内容の異常が発生していることを示す警告を出力する(ステップS20)。以上によって、処理が終了する。
On the other hand, as a result of the determination, when the acquired second-order differential value and fitting error are included in the range that is considered abnormal (Yes in step S16), the
なお、異常判定基準情報で、異常となる範囲に対して対象装置の異常の重症度をさらに規定し、異常の重症度に応じて、警報出力部18での出力方法を変化させるようにしてもよい。
In the abnormality determination reference information, the severity of the abnormality of the target device is further defined for the abnormal range, and the output method in the
つぎに、異常検知処理の具体例について、装置パラメータが正常な場合、装置パラメータがベースライン立上り/立下り型の挙動を示す場合、および装置パラメータが突発型の挙動を示す場合を例に挙げて説明する。 Next, specific examples of the anomaly detection processing will be described by way of example in which the device parameters are normal, the device parameters exhibit baseline rising / falling behavior, and the device parameters exhibit sudden behavior. explain.
<装置パラメータが正常な場合>
図5は、装置パラメータが正常な場合の異常検知処理の一例を模式的に示す図である。ここでは、時刻t11での異常検知処理の例について説明する。なお、異常検知処理は、異常が検知されるまで所定の間隔で連続的に行われている。
<When device parameters are normal>
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example of an abnormality detection process when the apparatus parameter is normal. Here, an example of the abnormality detection process at time t11 will be described. The abnormality detection process is continuously performed at predetermined intervals until an abnormality is detected.
まず、図5(a)に示されるように、装置パラメータは、正常とされる範囲内で取得されており、時刻t11で得られる値も、正常とされる範囲内であるとする。時刻t11でデータ処理部13によってフィッティング処理が行われると、図5(b)に示されるように、所定の値を有し、横軸に略平行な近似曲線が得られる。
First, as shown in FIG. 5A, it is assumed that the device parameter is acquired within a normal range, and the value obtained at time t11 is also within the normal range. When the fitting process is performed by the
ついで、トレンド取得部14によって、近似曲線を用いて時刻t11での1階微分値と2階微分値が取得される。図5(c)は、近似曲線を時刻で1階微分した曲線であり、図5(d)は、近似曲線を時刻で2階微分した曲線である。フィッティング結果が横軸に平行な直線であるので、時刻t11での1階微分値と2階微分値ともに0である。
Next, the
その後、フィッティング誤差取得部15によって、時刻t11での装置パラメータの値と近似曲線との間のフィッティング誤差を算出する。図5(e)は、フィッティング誤差を示す図である。この図に示されるように、装置パラメータが正常とされる範囲内では、近似曲線は正常値と略等しく、フィッティング誤差は所定の範囲内となる。
Thereafter, the fitting
異常判定部17は、図5(d)の2階微分値と、図5(e)のフィッティング誤差の組み合わせを、異常判定基準情報と比較して装置に異常が発生しているか否かを判定する。図6は、異常判定基準情報の一例を示す図であり、(a)はベースライン立上り/立下り型と突発型の変動を示す領域を示し、(b)は露光装置のフォーカス追従性に関する異常判定基準情報の一例を示し、(c)は露光装置の露光量とCVD装置のHeガスのリーク量に関する異常判定基準情報の一例を示している。この例では、異常判定基準情報は、横軸に2階微分値をとり、縦軸にフィッティング誤差をとったものである。そして、たとえば2階微分値がa1以下で、フィッティング誤差がb1以上の領域R1に、2階微分値とフィッティング誤差の組み合わせが含まれる場合には、突発型の変動が発生していることを示し、2階微分値がa2以上で、フィッティング誤差がb2以下の領域R2に、2階微分値とフィッティング誤差の組み合わせが含まれる場合には、ベースライン立上り/立下り型の変動が発生していることを示している。
The
たとえば、図6(b)に示されるように、露光装置のフォーカス追従性について対象装置の異常が発生しているか否かを判定する場合には、突発型の変動が発生していることを示す領域R1に不良としては軽症のダスト不良の発生が対応付けられ、ベースライン立上り/立下り型の変動が発生していることを示す領域R2に不良としては重症のエリア性不良の発生が対応付けられる。そして、領域R1,R2以外の領域には対象装置が正常であることが対応付けられる。 For example, as shown in FIG. 6B, when it is determined whether or not an abnormality of the target apparatus has occurred with respect to the focus followability of the exposure apparatus, it indicates that a sudden fluctuation has occurred. The region R1 is associated with the occurrence of a mild dust defect, and the region R2 indicating the occurrence of the baseline rising / falling type variation is associated with the occurrence of a severe area defect. It is done. And it is matched with the area | regions other than area | region R1, R2 that a target apparatus is normal.
また、図6(c)に示されるように、露光装置の露光量とCVD装置のHeガスのリーク量について対象装置の異常が発生しているか否かを判定する場合には、ベースライン立上り/立下り型の変動が発生していることを示す領域R2に不良としては重症のエリア性不良の発生が対応付けられる。そして、領域R2以外の領域には対象装置が正常であることが対応付けられる。 In addition, as shown in FIG. 6C, when it is determined whether an abnormality of the target apparatus has occurred with respect to the exposure amount of the exposure apparatus and the leak amount of the He gas of the CVD apparatus, The occurrence of a severe area defect is associated with the region R2 indicating that a falling type fluctuation has occurred. And it is matched with the area | regions other than area | region R2 that a target apparatus is normal.
図5の例では、2階微分値とフィッティング誤差の組み合わせ(0,b11)である点P11は、図7(a)から突発型の変動でもベースライン立上り/立下り型の変動でもなく、正常な装置状態を示す領域に存在する。また、図7(b)、(c)に示されるように、露光装置のフォーカス追従性、露光量またはCVD装置のHeガスのリーク量をモニタしている場合には、正常な装置状態を示していると異常判定部17によって判定される。
In the example of FIG. 5, the point P11 that is a combination (0, b11) of the second order differential value and the fitting error is neither a sudden fluctuation nor a baseline rising / falling fluctuation from FIG. Exists in the area indicating the device status. Further, as shown in FIGS. 7B and 7C, when the focus followability of the exposure apparatus, the exposure amount, or the leak amount of the He gas of the CVD apparatus is monitored, a normal apparatus state is indicated. Is determined by the
<装置パラメータがベースライン立上り/立下り型の変動を示す場合>
図7は、装置パラメータがベースライン立上り/立下り型の挙動を示す場合の異常検知処理の一例を示す図である。ここでは、時刻t13での異常検知処理の例について説明する。図7(a)に示されるように、時刻t12までは図5に示されるように装置パラメータが正常な挙動を示し、装置は正常であると判定されているものとする。また、時刻t12までは装置パラメータは正常とされる範囲内でベースラインを構成していたが、時刻t12を過ぎてから徐々にベースラインを外れていき、時刻t13になったとする。なお、ここでは時刻t13以降の挙動も便宜上示している。
<When device parameters indicate baseline rising / falling fluctuation>
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an anomaly detection process when the apparatus parameter exhibits a baseline rising / falling behavior. Here, an example of the abnormality detection process at time t13 will be described. As shown in FIG. 7 (a), it is assumed that the apparatus parameters behave normally as shown in FIG. 5 until time t12, and the apparatus is determined to be normal. Further, it is assumed that until the time t12, the baseline is configured within the range in which the apparatus parameters are normal, but after the time t12, the baseline is gradually removed and the time t13 is reached. Here, the behavior after time t13 is also shown for convenience.
図7(b)に示されるように、データ処理部13によってフィッティング処理が行われると、時刻t12までは所定の値を有し、横軸に略平行な直線であり、時刻t12〜t13では右上がりの曲線となるような近似曲線が得られる。このようにベースライン立上り/立下り型の挙動を示す場合には、時刻t12が変曲点となるが、装置パラメータ(近似曲線)は連続的に変化する。なお、時刻t13の近似曲線は点線で示されている。
As shown in FIG. 7B, when the fitting process is performed by the
ついで、トレンド取得部14によって、近似曲線を用いて時刻t13での1階微分値と2階微分値が取得される。図7(c)は、近似曲線を時刻で1階微分した曲線であり、図7(d)は、近似曲線を時刻で2階微分した曲線である。図7(c)に示されるように、時刻t12までは、1階微分値は0であるが、時刻t12以降は近似曲線の対応する部分の傾きを示す正の値を有し、その後所定値を取る。また、図7(d)に示されるように、2階微分値は時刻t13付近で正のピークを示す形状となる。
Next, the
その後、フィッティング誤差取得部15によって、時刻t13での装置パラメータの値と近似曲線との間のフィッティング誤差を算出する。図7(e)は、フィッティング誤差を示す図である。上記したように、ベースライン立上り/立下り型の場合には、装置パラメータのトレンドが変極点で連続的に変化するので、近似曲線もそれに追従して変化することになる。そのため、図7(e)に示されるように、変極点である時刻t12付近ではフィッティング誤差が多少生じることになるが、かなり大きなフィッティング誤差が生じるわけではない。
Thereafter, the fitting
異常判定部17は、図7(d)の2階微分値と、図7(e)のフィッティング誤差の組み合わせを、異常判定基準情報と比較して装置に異常が発生しているか否かを判定する。図7の例では、2階微分値とフィッティング誤差の組み合わせ(a13,b13)である点P13は、図7(a)の領域R2に含まれ、ベースライン立上り/立下り型の挙動を示していることが分かる。そして、異常判定部17は、露光装置のフォーカス追従性についての異常検知を行っている場合には図7(b)に示されるように、また、露光装置の露光量またはCVD装置のHeガスのリーク量をモニタしている場合には、図7(c)に示されるように、重症なエリア性不良であると判定する。
The
<装置パラメータが突発型の挙動を示す場合>
図8は、装置パラメータが突発型の挙動を示す場合の異常検知処理の一例を示す図である。ここでは、時刻t15での異常検知処理の例について説明する。図8(a)に示されるように、時刻t14までは図5に示されるように装置パラメータが正常な挙動を示し、装置は正常であると判定されているものとする。また、時刻t14までは装置パラメータは正常とされる範囲内でベースラインを構成していたが、時刻t14で突然にベースラインから大きく外れた装置パラメータが観測され、その後徐々にベースラインへと向けて装置パラメータが変化していき、時刻t15になったものとする。なお、ここでは時刻t15以降の挙動も便宜上示している。
<When device parameters show sudden behavior>
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an abnormality detection process in the case where the apparatus parameter exhibits a sudden behavior. Here, an example of the abnormality detection process at time t15 will be described. As shown in FIG. 8A, it is assumed that until the time t14, the apparatus parameter exhibits a normal behavior as shown in FIG. 5, and the apparatus is determined to be normal. Also, until time t14, the apparatus parameter was configured within the normal range, but at time t14, the apparatus parameter suddenly deviated greatly from the baseline was observed, and then gradually toward the baseline. It is assumed that the device parameters change and time t15 is reached. Here, the behavior after time t15 is also shown for convenience.
図8(b)に示されるように、データ処理部13によってフィッティング処理が行われると、時刻t14までは所定の値を有し、横軸に略平行な直線であるが、時刻t14以降では装置パラメータが大きくずれてしまっているので、それに合わせてき装置パラメータの方向へとずれるような近似曲線が得られる。このように突発型の挙動を示す場合には、時刻t14で突発的にベースラインから大きく変化するが、フィッティング処理は時刻t14までに蓄積された装置パラメータも含めて行われるため、実際に得られる装置パラメータの値は、近似曲線から大きく離れることになる。なお、時刻t13以降の近似曲線は点線で示されている。
As shown in FIG. 8B, when the fitting process is performed by the
ついで、トレンド取得部14によって、近似曲線を用いて時刻t15での1階微分値と2階微分値が取得される。図8(c)は、近似曲線を時刻で1階微分した曲線であり、図8(d)は、近似曲線を時刻で2階微分した曲線である。図8(c)に示されるように、時刻t14までは、1階微分値は0であるが、時刻t14以降は近似曲線の対応する部分の傾きを示す正の値を有する。時刻t15でも正の値を有するが、その後は点線に示されるようにピークを迎え、値が減少していき、あるところで横軸にほぼ平行な直線となる。また、図8(d)に示されるように、2階微分値は時刻t15で略正のピークを示し、その後減少していきある点で負のピークを示した後0となる。
Next, the
その後、フィッティング誤差取得部15によって、時刻t15での装置パラメータの値と近似曲線との間のフィッティング誤差を算出する。図8(e)は、フィッティング誤差を示す図である。突発型の場合には、装置パラメータのトレンドが不連続に変化するので、近似曲線は実際の装置パラメータの状況を高い精度で表すことができなくなる(近似曲線は実際の装置パラメータに追従することができなくなる)。そのため、図8(e)に示されるように、不連続に変化する点である時刻t14付近ではフィッティング誤差が大きくなる。
Thereafter, the fitting
異常判定部17は、図8(d)の2階微分値と、図7(e)のフィッティング誤差の組み合わせを、異常判定基準情報と比較して装置に異常が発生しているか否かを判定する。図8の例では、2階微分値とフィッティング誤差の組み合わせ(a15,b15)である点P15は、図7(a)の領域R1に含まれ、突発型の挙動を示していることが分かる。そして、異常判定部17は、露光装置のフォーカス追従性についての異常検知を行っている場合には図7(b)に示されるように、軽症なダスト性不良であると判定し、また、露光装置の露光量またはCVD装置のHeガスのリーク量をモニタしている場合には、図7(c)に示されるように、正常であると判定する。
The
なお、異常判定基準情報で、異常となる範囲に対して対象装置の異常の重症度をさらに規定し、異常の重症度に応じて、警報出力部18での出力方法を変化させるようにしてもよい。
In the abnormality determination reference information, the severity of the abnormality of the target device is further defined for the abnormal range, and the output method in the
また、上述した実施形態で示した異常検知方法、具体的には図4のステップS11〜S19に示される処理工程をコンピュータに実行させるためのプログラムとすることも可能である。この異常検知方法をコンピュータに実行させるためのプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでCD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、フロッピー(登録商標)ディスク、DVD(Digital Versatile DiscまたはDigital Video Disc)などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。また、上述した実施形態で示した異常検知方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。 Also, the abnormality detection method shown in the above-described embodiment, specifically, a program for causing a computer to execute the processing steps shown in steps S11 to S19 in FIG. A program for causing a computer to execute this abnormality detection method is a file in an installable format or an executable format, and is a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), a floppy (registered trademark) disc, a DVD (Digital Versatile Disc, or And recorded on a computer-readable recording medium such as Digital Video Disc). In addition, a program for causing a computer to execute the abnormality detection method shown in the above-described embodiment is stored on a computer connected to a network such as the Internet, and is provided by being downloaded via the network. Also good.
このように異常検知方法をコンピュータに実行させるプログラムとすることで、上記した異常検知装置10は、CPU(Central Processing Unit)の演算手段と、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)などの記憶手段と、HDD(Hard Disk Drive)やCD−ROMドライブ装置などの外部記憶手段と、ディスプレイ装置などの表示手段と、キーボードやマウスなどの入力手段と、また必要に応じてネットワークボードなどのネットワークインタフェース手段と、を備えたパーソナルコンピュータなどの情報処理装置によって構成することができる。この場合には、外部記憶手段にインストールされた異常検知方法をコンピュータに実行させるプログラムを、RAMなどの記憶手段に展開し、演算手段で実行することで、上記の方法が行われる。
By using a program that causes a computer to execute an abnormality detection method in this way, the above-described
本実施形態では、対象装置から得られた装置パラメータの時系列データをフィッティング処理した後、その2階微分値によってベースラインからの変化の挙動を捉え、実際の装置パラメータとフィッティング結果との差であるフィッティング誤差からベースラインからの変化量を捉えた。これによって、監視中の対象装置について、装置パラメータがベースラインから徐々にずれて変化しているベースライン立上り/立下り型の挙動を示しているのか、それともベースラインに対して急に異なる値を取る突発型の挙動を示しているのかを、その変化の初期段階で区別することができる。その結果、対象装置が重症な異常を示しているのか、軽症な異常を示しているのか、または問題ない挙動であるのかを判定することができ、対象装置が異常な状態でたとえば半導体製造装置を稼働状態のままとすることがなく、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができるという効果を有する。 In this embodiment, after fitting the time series data of the device parameters obtained from the target device, the behavior of the change from the baseline is captured by the second-order differential value, and the difference between the actual device parameters and the fitting result is obtained. The amount of change from the baseline was captured from a certain fitting error. As a result, the target device being monitored shows a baseline rising / falling behavior in which the device parameters are gradually deviating from the baseline, or a suddenly different value with respect to the baseline. It can be distinguished at the initial stage of the change whether or not it shows a sudden behavior. As a result, it is possible to determine whether the target device exhibits a serious abnormality, a minor abnormality, or a behavior with no problem. There is an effect that the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved without leaving the operating state.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…異常検知装置、11…装置パラメータ取得部、12…装置パラメータ記憶部、13…データ処理部、14…トレンド取得部、15…フィッティング誤差取得部、16…異常判定基準情報格納部、17…異常判定部、18…警報出力部、19…制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記装置パラメータの時系列データをフィッティング処理するデータ処理手段と、
前記フィッティング処理したデータについて2階微分を行って、前記装置パラメータ取得時の2階微分値をトレンドの変化情報として取得するトレンド取得手段と、
取得した前記装置パラメータと、前記フィッティング処理したデータと、のフィッティング誤差を前記装置パラメータの変化の度合い情報として取得するフィッティング誤差取得手段と、
前記トレンド取得手段で取得された前記トレンドの変化情報と前記フィッティング誤差取得手段で取得された前記装置パラメータの変化の度合い情報との組み合わせを、前記装置の動作状態が半導体装置の製造に悪影響を及ぼす前記装置の特定の異常と判定される範囲を規定した異常判定基準情報と比較して、前記装置の動作状態が半導体装置の製造に悪影響を及ぼす前記装置の特定の異常であるかを判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする異常検知装置。 Device parameter acquisition means for acquiring device parameters representing the operating state of the device;
Data processing means for fitting the time series data of the device parameters;
Trend acquisition means for performing second order differentiation on the fitting-processed data, and obtaining second-order differential values at the time of device parameter acquisition as trend change information;
Fitting error acquisition means for acquiring a fitting error between the acquired device parameter and the fitting-processed data as the degree-of-change information of the device parameter;
A combination of the trend change information acquired by the trend acquisition means and the device parameter change degree information acquired by the fitting error acquisition means, the operation state of the device adversely affects the manufacture of the semiconductor device. An abnormality that determines whether the operation state of the device is a specific abnormality of the device that adversely affects the manufacture of a semiconductor device , as compared with abnormality determination reference information that defines a range that is determined to be a specific abnormality of the device A determination means;
An abnormality detection device comprising:
前記装置パラメータの時系列データをフィッティング処理するデータ処理工程と、
前記フィッティング処理したデータいついて2階微分を行って、前記装置パラメータ取得時の2階微分値をトレンドの変化情報として取得するトレンド取得工程と、
取得した前記装置パラメータと、前記フィッティング処理したデータと、のフィッティング誤差を装置パラメータの変化の度合い情報として取得するフィッティング誤差取得工程と、
前記トレンドの変化情報と前記装置パラメータの変化の度合い情報との組み合わせを、前記装置の動作状態が半導体装置の製造に悪影響を及ぼす前記装置の特定の異常と判定される範囲を規定した異常判定基準情報と比較して、前記装置の動作状態が半導体装置の製造に悪影響を及ぼす前記装置の特定の異常であるかを判定する異常判定工程と、
を含むことを特徴とする異常検知方法。 An apparatus parameter acquisition step for acquiring an apparatus parameter representing an operation state of the apparatus;
A data processing step of fitting the time series data of the device parameters;
A trend acquisition step of performing second-order differentiation on the fitting-processed data and acquiring second-order differential values at the time of device parameter acquisition as trend change information;
A fitting error acquisition step of acquiring a fitting error between the acquired device parameter and the fitting-processed data as device parameter change degree information;
An abnormality determination criterion that defines a range in which the operation state of the device is determined as a specific abnormality of the device that adversely affects the manufacture of a semiconductor device , by combining the trend change information and the device parameter change degree information An abnormality determination step of determining whether the operation state of the device is a specific abnormality of the device that adversely affects the manufacture of the semiconductor device , as compared with the information;
An abnormality detection method comprising:
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