JP6754878B2 - Search device and search method - Google Patents

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Description

本発明は、解を探索する探索装置および探索方法に関する。 The present invention relates to a search device and a search method for searching for a solution.

半導体デバイスの性能向上のため、半導体デバイスを構成する新材料が導入され、同時に半導体デバイスの構造が複雑化する。また、半導体デバイスの加工では、ナノメートルレベルの精度が要求される。また、半導体デバイスの生産性向上のために、当該精度を維持した状態での量産処理を可能な限り継続することが要求される。これらの要求を満たすためには、半導体デバイスは多種の材料および構造を極めて高精度に加工できる必要がある。したがって、半導体デバイスを処理する半導体処理装置の制御範囲が拡大され、多数の制御パラメータが追加される。半導体処理装置を用いることで、高い生産性を維持しながら、高性能な半導体デバイスが生産される。 In order to improve the performance of semiconductor devices, new materials that make up semiconductor devices will be introduced, and at the same time, the structure of semiconductor devices will become complicated. Further, in the processing of semiconductor devices, nanometer-level accuracy is required. Further, in order to improve the productivity of the semiconductor device, it is required to continue mass production processing while maintaining the accuracy as much as possible. To meet these requirements, semiconductor devices need to be able to process a wide variety of materials and structures with extremely high precision. Therefore, the control range of the semiconductor processing apparatus that processes the semiconductor device is expanded, and a large number of control parameters are added. By using a semiconductor processing device, a high-performance semiconductor device is produced while maintaining high productivity.

その一方で、半導体処理装置の性能を十分に引出すためには、半導体処理装置毎に数種から数十種にも及ぶ入力パラメータを決定する必要がある。更に1つの工程内で多数のステップがあり、そのステップ毎に入力パラメータを変更する必要がある。したがって、目標の加工結果が得られる入力パラメータの組み合わせを突き止めることが、極めて困難である。 On the other hand, in order to fully bring out the performance of the semiconductor processing apparatus, it is necessary to determine several to several tens of types of input parameters for each semiconductor processing apparatus. Furthermore, there are many steps in one process, and it is necessary to change the input parameter for each step. Therefore, it is extremely difficult to find out the combination of input parameters that can obtain the target machining result.

生産性の維持および向上のためには、半導体デバイスを量産中の半導体処理装置の状態および加工結果のデータを取得する必要がある。これらのデータ取得を目的とした複数のセンサおよびモニタが半導体処理装置に搭載されている。半導体デバイスを量産中の半導体処理装置の状態および加工結果のデータ変動を補正するための制御を実施するためには、センサデータおよびモニタデータと加工結果との関係を解析して、制御用パラメータを見出す必要がある。ナノメートルレベルの加工制御を行うため、半導体処理装置に搭載されるセンサおよび製造状況のモニタの数が増加し、データ取得の頻度も増加している。これにより、取得されるデータ量が増大する。したがって、必要とされる高精度な半導体処理装置の制御方法の開発は、膨大なデータの解析および制御性能の検証が必要であり、極めて困難である。 In order to maintain and improve productivity, it is necessary to acquire data on the state and processing results of semiconductor processing equipment that is mass-producing semiconductor devices. A plurality of sensors and monitors for the purpose of acquiring these data are mounted on the semiconductor processing apparatus. In order to perform control to correct data fluctuations in the state of semiconductor processing equipment and processing results during mass production of semiconductor devices, the relationship between sensor data and monitor data and processing results is analyzed, and control parameters are determined. Need to find out. In order to control processing at the nanometer level, the number of sensors mounted on semiconductor processing equipment and monitors of manufacturing status is increasing, and the frequency of data acquisition is also increasing. This increases the amount of data acquired. Therefore, it is extremely difficult to develop a control method for a high-precision semiconductor processing device, which requires analysis of a huge amount of data and verification of control performance.

半導体デバイスのような先端デバイスの製造は、生産性を確保するために、半導体処理装置のエージング方法の開発を要求する。半導体処理装置のエージング方法とは、半導体処理装置間の性能差の抑制、量産中の加工特性の経時変化の補正、および、半導体処理装置のメンテナンスで補正しきれない半導体処理装置間の性能差を縮小するため方法である。半導体処理装置のエージング方法の開発は、高度な知識と技術を持ったトップエンジニアによって実施される。しかし、半導体デバイスの製造におけるウェハ処理枚数および高難度の工程数が増加し続けており、トップエンジニアの人数不足が深刻化している。そのため、データが取得されるだけで解析まで手が回らない工程が増加する。したがって、半導体処理装置自らが自動的に半導体処理装置の性能を引き出す機能、および半導体処理装置の性能を引き出すエンジニアを支援する機能が、半導体処理装置に要求される。 The manufacture of advanced devices such as semiconductor devices requires the development of aging methods for semiconductor processing equipment in order to ensure productivity. The aging method of semiconductor processing equipment includes suppressing the performance difference between semiconductor processing equipment, correcting the change over time in processing characteristics during mass production, and correcting the performance difference between semiconductor processing equipment that cannot be corrected by maintenance of the semiconductor processing equipment. This is a method for shrinking. The development of aging methods for semiconductor processing equipment is carried out by top engineers with advanced knowledge and technology. However, the number of wafers processed and the number of difficult processes in the manufacture of semiconductor devices continues to increase, and the shortage of top engineers is becoming more serious. Therefore, the number of processes in which data is only acquired and analysis is not available increases. Therefore, the semiconductor processing apparatus is required to have a function of automatically drawing out the performance of the semiconductor processing apparatus by itself and a function of supporting an engineer who draws out the performance of the semiconductor processing apparatus.

特許文献1は、生物学に基づいた自律学習システムを用いて、製造ツールのレシピをインクリメンタルまたはランダムに変更した際のデータ学習し、その結果を利用して調節されたレシピを生成する技術を開示する。 Patent Document 1 discloses a technique of learning data when a recipe of a manufacturing tool is incrementally or randomly changed by using an autonomous learning system based on biology, and using the result to generate an adjusted recipe. To do.

特表2013−518449号公報Special Table 2013-518449

たとえば、半導体処理装置の入力パラメータは、半導体処理装置の動作を決定するパラメータであり、ガス種、ガス流量、圧力、投入電力、電圧、電流、処理時間、加熱温度、冷却温度、ドーズ量、光量といった入力パラメータがある。半導体処理装置の出力パラメータは、半導体処理装置での処理中または処理された処理対象物(処理結果)を監視または計測することで得られるパラメータであり、CD(Critical Dimension)、堆積膜厚、ER(Etch Rate)、加工形状、マスク選択比、更にこれらのウェハ面内分布および均一性といった加工結果を示す出力パラメータがある。また、これらの加工結果と関連のあるセンサデータおよびモニタデータとしては、光反射スペクトル、プラズマ光スペクトル、ウェハ入射電流、ウェハ電圧、ウェハ温度、装置部品温度、更にこれらの空間分布および均一性を示すデータもある。センサデータおよびモニタデータもまた、出力パラメータである。 For example, the input parameters of a semiconductor processing device are parameters that determine the operation of the semiconductor processing device, such as gas type, gas flow rate, pressure, input power, voltage, current, processing time, heating temperature, cooling temperature, dose amount, and light amount. There are input parameters such as. The output parameters of the semiconductor processing device are parameters obtained by monitoring or measuring the processing object (processing result) being processed or processed by the semiconductor processing device, and are CD (Critical Dimensions), deposition film thickness, and ER. There are output parameters indicating the machining results such as (Etch Rate), machining shape, mask selection ratio, and in-plane distribution and uniformity of these wafers. Further, as sensor data and monitor data related to these processing results, light reflection spectrum, plasma light spectrum, wafer incident current, wafer voltage, wafer temperature, equipment component temperature, and their spatial distribution and uniformity are shown. There is also data. Sensor data and monitor data are also output parameters.

半導体処理装置の入出力関係を解析するためには、1入力1出力から多入力多出力までの入出力データを解析できる必要がある。そして、目的の出力結果を満たす入力パラメータの組み合わせを得るためには、入力パラメータおよび出力パラメータからなる広大な装置パラメータ空間を探索する必要がある。 In order to analyze the input / output relationship of the semiconductor processing device, it is necessary to be able to analyze the input / output data from 1 input 1 output to multiple inputs and multiple outputs. Then, in order to obtain a combination of input parameters that satisfy the desired output result, it is necessary to search a vast device parameter space consisting of the input parameters and the output parameters.

たとえば、探索する入力パラメータとして、使用ガス2種の各流量、ガス圧力、放電電力、ウェハ印加バイアス電力という基本的な5種類の入力パラメータを選んだ場合を考える。各入力パラメータの制御範囲は以下の通りである。両ガス流量の制御範囲は100〜200[sccm]、ガス圧力の制御範囲は1〜10[Pa]、放電電力の制御範囲は500〜1500[W]、バイアス電力の制御範囲は0〜100[W]といった典型的な範囲とする。なお、各パラメータを変更する際の最小幅の典型的な値は以下の通りである。両ガス流量の当該値は1[sccm]、ガス圧力の当該値は0.1[Pa]、放電電力の当該値は1[W]、バイアス電力の当該値は1[W]である。 For example, consider the case where five basic input parameters such as each flow rate of two types of gas used, gas pressure, discharge power, and wafer application bias power are selected as the input parameters to be searched. The control range of each input parameter is as follows. The control range of both gas flow rates is 100 to 200 [sccm], the control range of gas pressure is 1 to 10 [Pa], the control range of discharge power is 500 to 1500 [W], and the control range of bias power is 0 to 100 [ W] is a typical range. The typical value of the minimum width when changing each parameter is as follows. The value of both gas flow rates is 1 [sccm], the value of gas pressure is 0.1 [Pa], the value of discharge power is 1 [W], and the value of bias power is 1 [W].

この場合、装置パラメータ空間全体における入力パラメータの制御範囲の全組み合わせ、すなわち探索条件数を概算すると、100×100×100×1000×100=1011となる。探索1回にかかる時間が1分程度の場合には、全探索条件数の探索に10万年以上かかり、実行不可能である。 In this case, the total combination of the control ranges of the input parameters in the entire device parameter space, that is, the number of search conditions is estimated to be 100 × 100 × 100 × 1000 × 100 = 10 11 . If the time required for one search is about 1 minute, it takes 100,000 years or more to search the total number of search conditions, which is impossible.

また、探索1セット分において入力パラメータ毎の値の設定数を10個とすると、探索における入力パラメータの組み合わせは10となる。探索1回の時間が1分程度の場合には、1セット分の探索に2カ月以上の時間が必要となる。探索および探索結果の解析を繰り返して目標の解へ到達するためには、探索1セットにかかる時間は長い場合でも数日以下、望ましくは1時間以下とする必要がある。従って、目標の解に到達するためには、探索における入力パラメータの設定、すなわち探索領域の決定が極めて重要である。 Also, if ten set number of values of each input parameter in the search one set, the combination of the input parameters in the search is 10 5. If the time for one search is about 1 minute, it takes more than 2 months to search for one set. In order to reach the target solution by repeating the search and the analysis of the search result, it is necessary that the time required for one set of search is several days or less, preferably one hour or less even if it is long. Therefore, in order to reach the target solution, it is extremely important to set the input parameters in the search, that is, to determine the search area.

探索1セットにおける探索条件数を100条件、また探索時間を1時間として、この探索を繰り返すことで1日に2000条件を探索した場合には、装置パラメータ空間の条件数1011のうち、1日で0.000002%の領域が探索される。これを1カ月続けた場合、すなわち探索6万セットを実行した場合には装置パラメータ空間のうち0.00006%の領域が探索されたことになる。したがって、探索1セットにおける探索領域が狭い場合において、探索領域をランダムに変更した場合には、最適な解へ到達できる可能性は極めて低い。また、重複した探索領域がある場合には、最適な解への到達に必要な時間はさらに長くなる。 When the number of search conditions in one set of search is 100 and the search time is 1 hour, and 2000 conditions are searched in one day by repeating this search, one day out of the number of conditions 10 11 in the device parameter space. 0.000002% of the region is searched for. If this is continued for one month, that is, when 60,000 sets of searches are executed, 0.00006% of the device parameter space is searched. Therefore, when the search area in one set of search is narrow, it is extremely unlikely that the optimum solution can be reached when the search area is randomly changed. Moreover, when there are overlapping search areas, the time required to reach the optimum solution becomes even longer.

さらに、半導体処理装置の入出力関係は、大半の場合において非線形であり、装置パラメータ空間には多数の局所解が存在する。そのため、1回のデータ解析および推定によって、出力パラメータの値を満たす入力パラメータの値が見つかることは極めて稀である。装置パラメータ空間のうち1%の探索領域に1つ程度の局所解が存在する場合について考えると、探索領域を狭い領域とし、探索領域をランダムに選択すると、探索領域内またはその近傍の最良の解に到達できたとしても、99%の確率で局所解へ到達することになる。したがって、局所解を効率良く避ける、または局所解到達後において解へ到達できる可能性が高くなるように探索領域を決定する必要がある。 Further, the input / output relationship of the semiconductor processing device is non-linear in most cases, and there are many local solutions in the device parameter space. Therefore, it is extremely rare to find the value of the input parameter that satisfies the value of the output parameter by one data analysis and estimation. Considering the case where about one local solution exists in 1% of the search area in the device parameter space, if the search area is a narrow area and the search area is randomly selected, the best solution in or near the search area is selected. Even if it can reach, there is a 99% chance that it will reach the local solution. Therefore, it is necessary to determine the search region so that the local solution can be avoided efficiently or the possibility that the solution can be reached after the local solution is reached is high.

しかしながら、上述した特許文献1の技術は、データ学習に際し、レシピをインクリメンタルまたはランダムに変更するにすぎないため、解となる入力パラメータである最良解へ到達できる可能性は極めて低いという問題がある。換言すれば、最良解と比較して劣った結果がとなる局所解に到達してしまう可能性が極めて高くなるという問題がある。 However, the technique of Patent Document 1 described above has a problem that it is extremely unlikely that the best solution, which is an input parameter to be a solution, can be reached because the recipe is only incrementally or randomly changed during data learning. In other words, there is the problem that it is extremely likely that a local solution will be reached that will result in inferior results compared to the best solution.

本発明は、半導体処理装置における運用の効率化を図ることを目的とする。 An object of the present invention is to improve the efficiency of operation in a semiconductor processing apparatus.

本願において開示される発明の一側面となる探索装置は、半導体を処理する半導体処理装置に設定される条件または前記半導体処理装置により前記半導体が処理された結果を示す目標値と、前記条件と前記結果との範囲により規定される探索領域内における前記条件または前記結果のうち前記目標値が示す方の基準値と、の入力を受け付ける入力部と、前記探索領域内の前記条件の設定値と、当該設定値を前記半導体処理装置に与えた場合の前記結果の実測値と、に基づいて、前記条件と前記結果との関係を示す予測モデルを生成する生成部と、前記生成部によって生成された予測モデルに、前記入力部に入力された目標値を与えることにより、前記予測モデルから予測値を取得し、前記予測値の存在領域を前記探索領域から特定する特定部と、前記予測値に対応する前記結果の実測値が前記入力部に入力された基準値よりも前記目標値に近いか否かを判断する判断部と、前記判断部によって前記予測値に対応する前記結果の実測値の方が前記目標値に近いと判断された場合、前記予測値に対応する前記結果の実測値を前記基準値に設定し、前記特定部によって特定された前記予測値の存在領域を前記探索領域に設定する設定部と、前記予測値に対応する前記結果の実測値が前記目標値の達成条件を充足した場合に前記達成条件を充足した予測値を出力する出力部と、を有することを特徴とする。 The search device, which is one aspect of the invention disclosed in the present application, includes a condition set in the semiconductor processing device for processing the semiconductor or a target value indicating the result of processing the semiconductor by the semiconductor processing device, and the condition and the above. An input unit that accepts the input of the condition in the search area defined by the range of the result or the reference value of the result indicated by the target value, and the set value of the condition in the search area. Based on the actual measurement value of the result when the set value is given to the semiconductor processing apparatus, a generation unit that generates a prediction model showing the relationship between the condition and the result, and a generation unit generated by the generation unit. By giving the target value input to the input unit to the prediction model, the prediction value is acquired from the prediction model, and the region where the prediction value exists is specified from the search area, and the prediction value corresponds to the specific unit. A determination unit that determines whether or not the actual measurement value of the result is closer to the target value than the reference value input to the input unit, and the actual measurement value of the result corresponding to the predicted value by the determination unit. When it is determined that is close to the target value, the measured value of the result corresponding to the predicted value is set to the reference value, and the existing region of the predicted value specified by the specific unit is set to the search region. It is characterized in that it has a setting unit to be used, and an output unit that outputs a predicted value satisfying the achievement condition when the measured value of the result corresponding to the predicted value satisfies the achievement condition of the target value. ..

本発明の代表的な実施の形態によれば、半導体処理装置における運用の効率化および処理の最適化を図ることができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。 According to a typical embodiment of the present invention, it is possible to improve the efficiency of operation and optimize the processing in the semiconductor processing apparatus. Issues, configurations and effects other than those described above will be clarified by the description of the following examples.

図1は、入力パラメータの探索例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of searching for input parameters. 図2は、半導体製造システムのシステム構成例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a system configuration example of a semiconductor manufacturing system. 図3は、探索装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration example of the search device. 図4は、探索装置の機能的構成例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration example of the search device. 図5は、半導体処理装置の制御処理手順例を示すフローチャート1である。FIG. 5 is a flowchart 1 showing an example of a control processing procedure of the semiconductor processing apparatus. 図6は、半導体処理装置の制御処理手順例を示すフローチャート2である。FIG. 6 is a flowchart 2 showing an example of a control processing procedure of the semiconductor processing apparatus. 図7は、半導体処理装置の制御処理手順例を示すフローチャート3である。FIG. 7 is a flowchart 3 showing an example of a control processing procedure of the semiconductor processing apparatus. 図8は、半導体処理装置の制御処理手順例を示すフローチャート4である。FIG. 8 is a flowchart 4 showing an example of a control processing procedure of the semiconductor processing apparatus. 図9は、機差抑制方法を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing a method for suppressing machine error. 図10は、経時変化補正方法を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing a time-dependent change correction method.

<入力パラメータの探索例>
図1は、入力パラメータの探索例を示す説明図である。図1は、半導体処理装置において目標を満たす出力データ(上述した出力パラメータの値)が得られる入力データ(上述した入力パラメータの値)を探索する際の半導体処理装置に対する入出力データ入力データと出力データとの組み合わせの例を示す。
<Example of input parameter search>
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of searching for input parameters. FIG. 1 shows input / output data input data and output for a semiconductor processing device when searching for input data (values of the above-mentioned input parameters) for obtaining output data (values of the above-mentioned output parameters) satisfying the target in the semiconductor processing device. An example of combination with data is shown.

ここで、半導体処理装置とは、半導体または半導体を含む半導体デバイスを処理する装置である。半導体処理装置は、具体的には、たとえば、リソグラフィ装置、製膜装置、パターン加工装置、イオン注入装置、加熱装置、洗浄装置を含む。リソグラフィ装置は、露光装置、電子線描画装置、X線描画装置を含む。製膜装置は、たとえば、CVD(Chemical Vapor Deposition)、PVD(Physical Vapor Deposition)、蒸着装置、スパッタリング装置、熱酸化装置を含む。パターン加工装置は、たとえば、ウェットエッチング装置、ドライエッチング装置、電子ビーム加工装置、レーザ加工装置を含む。イオン注入装置は、プラズマドーピング装置、イオンビームドーピング装置を含む。加熱装置は、たとえば、抵抗加熱装置、ランプ加熱装置、レーザ加熱装置を含む。洗浄装置は、液体洗浄装置、超音波洗浄装置を含む。 Here, the semiconductor processing device is a device that processes a semiconductor or a semiconductor device including a semiconductor. Specifically, the semiconductor processing apparatus includes, for example, a lithography apparatus, a film forming apparatus, a pattern processing apparatus, an ion implantation apparatus, a heating apparatus, and a cleaning apparatus. The lithography apparatus includes an exposure apparatus, an electron beam drawing apparatus, and an X-ray drawing apparatus. The film forming apparatus includes, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition), PVD (Physical Vapor Deposition), a vapor deposition apparatus, a sputtering apparatus, and a thermal oxidation apparatus. The pattern processing apparatus includes, for example, a wet etching apparatus, a dry etching apparatus, an electron beam processing apparatus, and a laser processing apparatus. The ion implantation device includes a plasma doping device and an ion beam doping device. The heating device includes, for example, a resistance heating device, a lamp heating device, and a laser heating device. The cleaning device includes a liquid cleaning device and an ultrasonic cleaning device.

図1は、X1軸およびX2軸の2軸で2次元の座標平面を有するグラフ100を示す。当該座標平面に直交する軸をY軸とする。X1軸は、半導体処理装置への入力となる入力パラメータX1の座標軸であり、X2軸は、半導体処理装置への入力となる入力パラメータX2の座標軸である。X1軸には、入力パラメータX1の値である入力データx1n(n=1,2,3,…)がプロットされ、X2軸には、入力パラメータX2の値である入力データx2nがプロットされる。グラフ100は、入力データx1nおよびx2nで決定される各領域におけるY軸の出力データを、等高線で表現する。例として、出力データy1を含む領域を最大値(すなわち、最良解)とし、y13の領域を最小値とした。また、グラフ100では、X1軸が3分割され、領域x1a、x1b、x1cとする。同様に、グラフ100では、X2軸が3分割され、領域x2a、x2b、x2cとする。 FIG. 1 shows a graph 100 having a two-dimensional coordinate plane on two axes, the X1 axis and the X2 axis. The axis orthogonal to the coordinate plane is defined as the Y axis. The X1 axis is the coordinate axis of the input parameter X1 that is input to the semiconductor processing device, and the X2 axis is the coordinate axis of the input parameter X2 that is input to the semiconductor processing device. Input data x1n (n = 1, 2, 3, ...), Which is the value of the input parameter X1, is plotted on the X1 axis, and input data x2n, which is the value of the input parameter X2, is plotted on the X2 axis. In the graph 100, the output data of the Y axis in each region determined by the input data x1n and x2n is represented by contour lines. As an example, the region including the output data y1 is set to the maximum value (that is, the best solution), and the region of y13 is set to the minimum value. Further, in the graph 100, the X1 axis is divided into three regions, which are regions x1a, x1b, and x1c. Similarly, in the graph 100, the X2 axis is divided into three regions, which are regions x2a, x2b, and x2c.

たとえば、目標として、出力データが最も高くなる領域、すなわち、出力データy1が得られる入力データx1nおよびx2nの組み合わせを探索する場合には、解析方法として装置パラメータ空間の出力データynの傾きを取得し、出力データynがより大きくなる方向へ探索を進めればよい。 For example, as a target, when searching for a region where the output data is the highest, that is, a combination of input data x1n and x2n from which the output data y1 is obtained, the inclination of the output data yn in the device parameter space is acquired as an analysis method. , The search may proceed in the direction in which the output data yn becomes larger.

しかし、その際の出力データがx1aかつx2bで決定される領域の出力データを含んでいない場合、探索は局所解となる頂点の出力データy4’に向かう。またこの結果に従って探索すべき入力パラメータを決定すると、y4’近傍の出力データを集中的に取得することになり、y4’そのものまたはそれに非常に近い出力データが得られる入力パラメータが発見される。すなわち、この探索で取得した入力パラメータの値を用いた解析と更なる探索による出力パラメータの値の取得とを繰り返したとしても、出力データy1に対応する最良解の入力データを見つけることができない。 However, if the output data at that time does not include the output data of the region determined by x1a and x2b, the search goes to the output data y4'of the vertex which is the local solution. Further, when the input parameter to be searched is determined according to this result, the output data in the vicinity of y4'is intensively acquired, and the input parameter for obtaining the output data in the vicinity of y4' itself or very close to it is discovered. That is, even if the analysis using the input parameter value acquired in this search and the acquisition of the output parameter value by further search are repeated, the input data of the best solution corresponding to the output data y1 cannot be found.

また、出力データy1の周辺やその他の領域に多数の局所解が存在する場合、装置パラメータ空間の広さに対して、取得した入力パラメータの値が少ないと、探索は局所解に陥ってしまい、出力データy1を発見できない可能性が高くなる。また、推定した解が存在する領域としてx13かつx23の領域が推定されたとする。その後も特許文献1のように探索領域をx13かつx23の一部のような微小な領域に限定すると、出力データynの傾きが非常に小さいため、出力データy1にたどり着くまでの探索回数が膨大になり探索に失敗する可能性がある。また、出力データynの傾きが出力データynに含まれるノイズに埋もれることで、探索に失敗する可能性がある。解析対象である出力データynの質が悪ければ、必然的に解の推定も悪い結果となるため、探索を成功させるためには、解に近付くことができる質の良いデータを取得するための探索空間を指定する必要がある。 Further, when a large number of local solutions exist around the output data y1 or in other areas, if the acquired input parameter value is small with respect to the size of the device parameter space, the search falls into the local solution. There is a high possibility that the output data y1 cannot be found. Further, it is assumed that a region of x13 and x23 is estimated as a region in which the estimated solution exists. Even after that, if the search area is limited to a minute area such as x13 and a part of x23 as in Patent Document 1, the slope of the output data yn is very small, so the number of searches until the output data y1 is reached is enormous. There is a possibility that the search will fail. Further, the slope of the output data yn is buried in the noise included in the output data yn, so that the search may fail. If the quality of the output data yn to be analyzed is poor, the estimation of the solution will inevitably result in poor results. Therefore, in order for the search to be successful, a search for obtaining high-quality data that can approach the solution is required. You need to specify the space.

図1では、x1n、x2nおよびynという3つのパラメータを用いている。実際の半導体処理装置では多数の入出力パラメータを持つため、図1の各軸の指標を多次元ベクトル化した広大な装置パラメータ空間が探索される。したがって、このような広大な装置パラメータ空間から効率良く解に近付くことができる質の良いデータを取得するために、装置パラメータ空間が指定される必要がある。また、半導体処理装置の入出力関係は、大半の場合において非線形であり、装置パラメータ空間には多数の局所解が存在する。 In FIG. 1, three parameters of x1n, x2n and yn are used. Since an actual semiconductor processing device has a large number of input / output parameters, a vast device parameter space in which the indexes of each axis in FIG. 1 are multidimensionally vectorized is searched. Therefore, it is necessary to specify the device parameter space in order to acquire high-quality data that can efficiently approach the solution from such a vast device parameter space. In addition, the input / output relationship of the semiconductor processing device is non-linear in most cases, and there are many local solutions in the device parameter space.

本実施例では、半導体処理装置の入出力データの解析結果を考慮した上で装置パラメータ空間を探索するための実験条件を自動で決定し、実験結果の検証を自動で行い、これらの自動動作を繰り返す。これにより、装置パラメータ空間を探索して最良解を効率的に取得する。すなわち、目標とする半導体処理装置の状態および加工結果を示す出力パラメータの値が得られる入力パラメータの値を効率的に発見する。 In this embodiment, the experimental conditions for searching the device parameter space are automatically determined in consideration of the analysis results of the input / output data of the semiconductor processing device, the experimental results are automatically verified, and these automatic operations are performed. repeat. As a result, the device parameter space is searched and the best solution is efficiently obtained. That is, the value of the input parameter that gives the value of the output parameter indicating the state of the target semiconductor processing apparatus and the processing result is efficiently discovered.

<システム構成例>
図2は、半導体製造システムのシステム構成例を示す説明図である。半導体製造システム200は、半導体処理装置201と、装置制御システム202と、モニタシステム203と、センサシステム204と、データベース205と、自動制御システム(探索装置)206と、を有する。
<System configuration example>
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a system configuration example of a semiconductor manufacturing system. The semiconductor manufacturing system 200 includes a semiconductor processing device 201, a device control system 202, a monitor system 203, a sensor system 204, a database 205, and an automatic control system (search device) 206.

半導体処理装置201は、上述した通り、ウェハ等の基板や半導体デバイスを処理する装置である。半導体処理装置201は、装置制御システム202、モニタシステム203およびセンサシステム204に接続される。 As described above, the semiconductor processing device 201 is a device that processes a substrate such as a wafer or a semiconductor device. The semiconductor processing device 201 is connected to the device control system 202, the monitor system 203, and the sensor system 204.

装置制御システム202は、半導体処理装置201の稼働および処理をする際に半導体処理装置201を制御するシステムである。装置制御システム202は、GUIなどの入力インタフェースを有し、入力インタフェースを介して入力された入力パラメータの値で半導体処理装置201の実行を制御する。また、装置制御システム202は、ネットワークインタフェースを有し、ネットワークインタフェースを介して外部のコンピュータおよびデータベース205から入力パラメータの値を取得する。 The device control system 202 is a system that controls the semiconductor processing device 201 when operating and processing the semiconductor processing device 201. The device control system 202 has an input interface such as a GUI, and controls the execution of the semiconductor processing device 201 by the value of the input parameter input via the input interface. In addition, the device control system 202 has a network interface, and acquires input parameter values from an external computer and a database 205 via the network interface.

装置制御システム202は、レシピ設定コントローラ221と、装置基本設定コントローラ222と、設定エラー検出システム223と、を有する。レシピ設定コントローラ221は、半導体処理装置201の処理中の動作を決定する入力パラメータおよびその値を半導体処理装置201に設定する。装置基本設定コントローラ222は、半導体処理装置201が稼働するための入力パラメータおよびその値を半導体処理装置201に設定する。 The device control system 202 includes a recipe setting controller 221, a device basic setting controller 222, and a setting error detection system 223. The recipe setting controller 221 sets the input parameters and their values that determine the operation of the semiconductor processing device 201 during processing in the semiconductor processing device 201. The device basic setting controller 222 sets the input parameters and their values for operating the semiconductor processing device 201 in the semiconductor processing device 201.

設定エラー検出システム223は、装置基本設定コントローラ222での入力パラメータの設定の際に、実際に半導体処理装置201に入力パラメータが設定可能であるかを判定する。具体的には、たとえば、設定エラー検出システム223は、入力された入力パラメータが入力可能な範囲内であるか、また、半導体処理装置201の動作が可能となる入力パラメータの値の組み合わせであるかを判定する。設定不可能な入力パラメータの値またはその組み合わせが検出された場合には、設定エラー検出システム223は、設定エラーとして、エンジニアまたは、半導体処理装置201が接続される上位のシステムへ報告する。設定エラーが発生した際には、入力された入力パラメータの変更中止、または入力された入力パラメータの値を用いた処理を中止したことをログデータとして記録する。 The setting error detection system 223 determines whether or not the input parameters can actually be set in the semiconductor processing device 201 when the input parameters are set in the device basic setting controller 222. Specifically, for example, in the setting error detection system 223, is the input input parameter within the inputable range, or is it a combination of input parameter values that enables the operation of the semiconductor processing apparatus 201? To judge. When a value of an input parameter that cannot be set or a combination thereof is detected, the setting error detection system 223 reports as a setting error to an engineer or a higher-level system to which the semiconductor processing apparatus 201 is connected. When a setting error occurs, it is recorded as log data that the change of the input input parameter is stopped or the processing using the input parameter value is stopped.

モニタシステム203は、半導体処理装置201での処理中または処理された処理対象物(処理結果)を監視または計測してモニタデータを取得するシステムである。モニタシステム203は、光学式モニタ、電子顕微鏡を用いた加工寸法計測装置、赤外光を用いた温度計測装置、ケルビンプローブフォース顕微鏡を用いた欠陥検出装置、処理対象物の電気特性を評価するプローバ装置を含む。モニタシステム203は、たとえば、処理対象物へ光、レーザ光およびX線を入射させた際の反射、透過、吸収および偏光スペクトルを計測することで、処理対象物の加工形状、処理対象膜の厚さおよび加工欠陥をモニタデータとして取得する。モニタシステム203は、半導体処理装置201に直接接続されている必要はなく、処理対象をモニタシステム203へ運搬することで計測結果を取得し、その結果をデータベース205に保存してもよい。 The monitor system 203 is a system for acquiring monitor data by monitoring or measuring a processing object (processing result) being processed or processed by the semiconductor processing apparatus 201. The monitor system 203 includes an optical monitor, a processing dimension measuring device using an electron microscope, a temperature measuring device using infrared light, a defect detecting device using a Kelvin probe force microscope, and a prober for evaluating the electrical characteristics of the object to be processed. Includes equipment. The monitoring system 203 measures, for example, the reflection, transmission, absorption, and polarization spectra of light, laser light, and X-rays when they are incident on the object to be processed, thereby measuring the processed shape of the object to be processed and the thickness of the film to be processed. Acquires the light and processing defects as monitor data. The monitor system 203 does not need to be directly connected to the semiconductor processing device 201, and the measurement result may be acquired by transporting the processing target to the monitor system 203, and the result may be stored in the database 205.

モニタシステム203は、処理時において処理対象物へ作用するプラズマ、ガス、液体等の処理に使用される媒体、および処理によって発生する生成物を監視する。これらの媒体および生成物は、処理対象物と直接作用したり、その作用の結果発生する物である。モニタシステム203は、光スペクトル計測を用いたプラズマ発光モニタ、赤外分光計測を用いた処理室内の堆積物モニタ、質量分析器を用いた処理対象から放出された原子および分子モニタ、探針を用いた処理室内の電気特性モニタを含む。これらのモニタによる監視は、処理結果を間接的に評価できるモニタデータをリアルタイムかつ処理中においてその場で計測することができる。 The monitoring system 203 monitors the medium used for processing plasma, gas, liquid, etc. acting on the object to be processed at the time of processing, and the products generated by the processing. These media and products are those that act directly on or result from the action on the object to be treated. The monitor system 203 uses a plasma emission monitor using optical spectrum measurement, a deposit monitor in a processing room using infrared spectroscopic measurement, an atom and molecule monitor emitted from a processing target using a mass spectrometer, and a probe. Includes an electrical characteristic monitor in the processing room that was located. Monitoring by these monitors can measure monitor data that can indirectly evaluate the processing result in real time and on the spot during processing.

センサシステム204は、半導体処理装置201の装置状態を示すセンサデータを取得するシステムである。センサシステム204は、センサの集合体である。センサデータは、電圧、電流、パワー等の電源出力値、整合器内のコンデンサやコイル等の可変電気素子の値、各種使用ガスの流量、装置躯体や装置構成部品の温度、処理室内の圧力、圧力制御弁の開度、バルブ開閉状態、ガス排気速度、処理および装置の動作タイミングおよび動作時刻を含む。 The sensor system 204 is a system that acquires sensor data indicating the device state of the semiconductor processing device 201. The sensor system 204 is an assembly of sensors. The sensor data includes power output values such as voltage, current, and power, values of variable electric elements such as capacitors and coils in the matching machine, flow rates of various gases used, temperatures of the equipment frame and equipment components, pressure in the processing chamber, and so on. Includes pressure control valve opening, valve open / closed state, gas exhaust rate, processing and device operating timing and operating time.

データベース205は、装置制御システム202によって設定される各種入力パラメータの値、半導体処理装置201からの処理結果である出力パラメータの値、モニタシステム203およびセンサシステム204が取得したモニタデータおよびセンサデータを保存する。また、データベース205は、学習データを保存する。学習データとは、過去に半導体処理装置201に与えられた入力パラメータの値(入力データ)と半導体処理装置201から出力された出力パラメータの値(出力データ)の組となる入出力データである。データベース205は、保存する各種データを異なる記憶デバイス302で保存する分散型データベース205でもよい。各システムで取り扱う情報をそれぞれのシステム内に保存する形の分散型のデータベースを構築しても良い。 The database 205 stores various input parameter values set by the device control system 202, output parameter values which are processing results from the semiconductor processing device 201, monitor data acquired by the monitor system 203 and the sensor system 204, and sensor data. To do. The database 205 also stores the learning data. The learning data is input / output data that is a set of an input parameter value (input data) given to the semiconductor processing device 201 in the past and an output parameter value (output data) output from the semiconductor processing device 201. The database 205 may be a distributed database 205 that stores various types of data to be stored in different storage devices 302. A distributed database may be constructed in which the information handled by each system is stored in each system.

自動制御システム206は、データベース205に保存されたデータを用いて、目標を満たす解を探索する。目標を満たす解は、半導体処理装置201の稼働に使用される入力パラメータの値、および、処理中の半導体処理装置201の動作に使用される入力パラメータの値のうち、少なくとも一方のパラメータの値である。自動制御システム206は、目標設定コントローラ261と、自律探索システム262と、不安定動作検出システム263と、を有する。 The automatic control system 206 searches for a solution that satisfies the target by using the data stored in the database 205. The solution that satisfies the target is the value of at least one of the input parameter value used for the operation of the semiconductor processing apparatus 201 and the input parameter value used for the operation of the semiconductor processing apparatus 201 during processing. is there. The automatic control system 206 includes a target setting controller 261, an autonomous search system 262, and an unstable motion detection system 263.

目標設定コントローラ261は、探索開始前の初期値として、目標とする入力パラメータの値、出力パラメータの値、探索結果と目標との差または乖離の許容値の入力を受け付ける。また、目標設定コントローラ261は、探索において1つの条件を実行する時間の上限、探索回数、探索1セットの合計時間の上限、探索全体の合計時間の上限、探索結果の解析時間の上限、解析データ数の上限の入力を受け付けることができる。また、目標設定コントローラ261は、各入力パラメータに対する探索可否の設定、探索する入力パラメータの制御範囲の上限値および下限値、探索する入力パラメータの制御範囲を限定するための値を設定することができる。更に、目標設定コントローラ261は、過去の結果を含む探索開始前の最良の解、その解を得るために用いた解析対象データ、その解析より得られた目標と入力パラメータの関係を説明するモデル関数の入力受け付けることができる。 The target setting controller 261 accepts input of a target input parameter value, an output parameter value, and an allowable value of the difference or deviation between the search result and the target as initial values before the start of the search. Further, the target setting controller 261 includes an upper limit of the time for executing one condition in the search, the number of searches, an upper limit of the total time of one set of searches, an upper limit of the total time of the entire search, an upper limit of the analysis time of the search results, and analysis data. It can accept the input of the upper limit of the number. Further, the target setting controller 261 can set the searchability for each input parameter, the upper limit value and the lower limit value of the control range of the input parameter to be searched, and the value for limiting the control range of the input parameter to be searched. .. Further, the goal setting controller 261 is a model function that explains the best solution before the start of the search including the past results, the analysis target data used to obtain the solution, and the relationship between the goal and the input parameter obtained from the analysis. Input can be accepted.

自律探索システム262は、目標設定コントローラ261へ入力された内容を取得し、1つ以上のパラメータに対して、探索可能な入力パラメータの制御範囲を2つ以上の領域に分けた分割領域を設定する。前述の通り、探索および探索結果の解析を繰り返して目標の解へ到達するためには、探索1セットにかかる時間は長い場合でも数日以下、望ましくは1時間以下とする必要がある。すなわち、探索1セットの探索条件数Ns、探索1セットの探索時間をTs[min]、検索1条件に必要な時間t1[min]とすると、探索回数は式(1.1)となる。 The autonomous search system 262 acquires the contents input to the target setting controller 261 and sets a divided area in which the control range of the searchable input parameter is divided into two or more areas for one or more parameters. .. As described above, in order to reach the target solution by repeating the search and the analysis of the search result, the time required for one set of search needs to be several days or less, preferably one hour or less even if it is long. That is, assuming that the number of search conditions in one set of search is Ns, the search time in one set of search is Ts [min], and the time required for one search condition is t1 [min], the number of searches is given by the equation (1.1).

Ts=t1・Ns・・・(1.1) Ts = t1 · Ns ... (1.1)

探索1セットを1日以内とする場合には、Ts≦1440、1時間以内とする場合には、Ts≦60となるように探索条件数Nsを決定すればよい。 When one set of search is within one day, Ts ≦ 1440, and when it is within one hour, the number of search conditions Ns may be determined so that Ts ≦ 60.

探索条件数Nsを増やすためには、探索結果を評価するセンサおよびモニタの計測時間を短くすることが有効である。特に、探索実験中においてリアルタイムで計測が可能なセンサおよびモニタを使用することが有効である。 In order to increase the number of search conditions Ns, it is effective to shorten the measurement time of the sensor and monitor for evaluating the search result. In particular, it is effective to use sensors and monitors that can measure in real time during the search experiment.

また、前述した通り、処理結果を間接的に評価できるデータとなる処理対象物へ作用する媒体および処理によって発生する生成物の特性を、センサおよびモニタによって計測することで、リアルタイムかつ処理中においてその場での計測ができる。 Further, as described above, by measuring the characteristics of the medium acting on the processing object and the product generated by the processing, which are data that can indirectly evaluate the processing result, the characteristics of the product are measured in real time and during the processing. Can be measured in the field.

探索において変更する入力パラメータの種類が増加するに従い、探索時間Tsが急激に増大する。例えば、入力パラメータの種類の数DaをDa=10とし、各パラメータの領域分割数AをA=3とした場合、全てのパラメータの組合せを探索する場合の探索条件数Nsは式(1.2)となる。 As the types of input parameters to be changed in the search increase, the search time Ts increases sharply. For example, when the number Da of the input parameter types is Da = 10 and the area division number A of each parameter is A = 3, the search condition number Ns when searching for all parameter combinations is given by the equation (1.2). ).

Ns=ADa・・・・(1.2) Ns = A Da ... (1.2)

探索条件数Nsは59049まで増加する。このような場合、解が存在すると予測される各入力パラメータの値を予測し、当該予測値を中心条件として、探索時に同時に変更可能な入力パラメータの数を制限するのが好ましい。これにより、探索条件数Nsおよび探索時間Tsは実行可能な値になる。中心条件を予測する際には、過去の探索結果またはエンジニアの知識を利用することができる。または、探索の初期値として、適当な中心条件を与え、探索を開始することも可能である。 The search condition number Ns increases to 59049. In such a case, it is preferable to predict the value of each input parameter for which a solution is predicted to exist, and limit the number of input parameters that can be changed at the same time during the search, using the predicted value as a central condition. As a result, the search condition number Ns and the search time Ts become feasible values. Past search results or engineer knowledge can be used to predict central conditions. Alternatively, it is also possible to start the search by giving an appropriate central condition as the initial value of the search.

例えば、入力パラメータの10種のうち5種類について、解が存在すると推定される分割領域が指定された場合、他の5種類を変更することにより、次回の探索条件数Nsは、Ns=3=243にまで少なくできる。また、10種の入力パラメータのうち、一度に変更可能な入力パラメータの種類の数をDcとする。探索条件数Nsは組み合わせ論の記号Cを用いて式(1.3)より求められる。 For example, for five of the 10 kinds of input parameters, if the divided region is estimated to solution exists is specified, by changing the other five, the next search condition number Ns, Ns = 3 5 It can be reduced to 243. Further, among the 10 types of input parameters, the number of types of input parameters that can be changed at one time is defined as Dc. The search condition number Ns can be obtained from Eq. (1.3) using the symbol C of combinatorics.

Figure 0006754878
Figure 0006754878

一度に変更可能な入力パラメータを限定することで、探索条件数Nsを小さくすることができる。例えば変更可能な入力パラメータの種類の数DcをDc=1とすると探索条件数NsはNs=21、同様にDcをDc=2とすると、NsはNs=201まで小さくできる。さらに、入力パラメータの種類のうち、いくつかの入力パラメータにおいて、解が存在すると推定される分割領域を指定する方法と、一度に変更可能なパラメータの種類を指定する方法とを組み合わせることもできる。 By limiting the input parameters that can be changed at one time, the number of search conditions Ns can be reduced. For example, if the number Dc of the types of input parameters that can be changed is Dc = 1, the search condition number Ns can be reduced to Ns = 21, and similarly, if Dc is Dc = 2, Ns can be reduced to Ns = 201. Further, among the types of input parameters, a method of specifying a division region in which a solution is presumed to exist and a method of specifying the types of parameters that can be changed at one time can be combined for some input parameters.

不安定動作検出システム263は、探索実行時において、半導体処理装置201が処理動作を継続可能ではあるが、処理が不安定になる場合を検出する。入力パラメータの入力を実行する前段階において、設定エラー検出システム223は入力パラメータが入力可能であるかを確認する。しかし、半導体処理装置201内の機器が制御対象とする媒体および部品は非線形性をもち、更にそれらを組み合わせることで処理を実行する。したがって、設定エラー検出システム223は設定エラー(入力パラメータの入力不可)を検出できずに、実際に処理を実行した際に初めて動作不安定となる入力パラメータが発見される可能性がある。 The unstable operation detection system 263 detects a case where the semiconductor processing device 201 can continue the processing operation at the time of executing the search, but the processing becomes unstable. Before executing the input of the input parameter, the setting error detection system 223 confirms whether the input parameter can be input. However, the media and components controlled by the equipment in the semiconductor processing apparatus 201 have non-linearity, and processing is executed by further combining them. Therefore, the setting error detection system 223 cannot detect the setting error (input parameter cannot be input), and there is a possibility that the input parameter whose operation becomes unstable is found only when the process is actually executed.

また、入力パラメータが多くなるほど、装置パラメータ空間は拡大するため、装置パラメータ空間において局所的な不安定動作領域が存在した場合に、事前に検出できない可能性が高くなる。 Further, as the number of input parameters increases, the device parameter space expands, so that if a local unstable operation region exists in the device parameter space, there is a high possibility that it cannot be detected in advance.

したがって、不安定動作検出システム263が半導体処理装置201の処理中に半導体処理装置201の不安定動作を検出した場合、半導体処理装置201は、不安定動作となった際の入力パラメータおよびその値を保存し、さらにエンジニアまたは、半導体処理装置201が接続される上位のシステムへ報告する。これにより、半導体処理装置201の不安定動作による処理および探索における動作不良を判断または予測することができる。 Therefore, when the unstable operation detection system 263 detects the unstable operation of the semiconductor processing device 201 during the processing of the semiconductor processing device 201, the semiconductor processing device 201 sets the input parameter and its value at the time of the unstable operation. Save and report to the engineer or the higher system to which the semiconductor processing apparatus 201 is connected. Thereby, it is possible to determine or predict the malfunction in the processing and the search due to the unstable operation of the semiconductor processing apparatus 201.

不安定動作が検出された場合には、処理完了後に半導体処理装置201を定常動作状態へ復旧するためのシーケンスを実施するか、処理を直ちに停止し、半導体処理装置201を定常動作状態へ復旧するためのシーケンスを実施することで、探索が継続される。 When unstable operation is detected, a sequence for restoring the semiconductor processing apparatus 201 to the steady operating state is executed after the processing is completed, or the processing is immediately stopped and the semiconductor processing apparatus 201 is restored to the steady operating state. The search is continued by executing the sequence for.

このような不安定動作としては、処理中における局所的な異常放電や放電強度の振動、急激な製膜速度変動や膜質変動、ガス圧力の振動、投入電力の瞬間的な増減や振動等がある。前述した発光スペクトルモニタ、堆積物モニタ、質量分析モニタ、電気特性モニタ、圧力モニタ等のリアルタイムかつ処理中においてその場での計測が可能なモニタが、不安定動作を検出する。 Such unstable operations include local abnormal discharges and vibrations of discharge strength during processing, sudden fluctuations in film forming speed and film quality, vibrations in gas pressure, and momentary fluctuations and vibrations in input power. .. Monitors capable of real-time and in-situ measurement during processing, such as the emission spectrum monitor, deposit monitor, mass spectrometry monitor, electrical characteristic monitor, and pressure monitor described above, detect unstable operation.

<探索装置のハードウェア構成例>
図3は、探索装置300のハードウェア構成例を示すブロック図である。探索装置300は、探索領域から解となる入力パラメータの値を探索する。自動制御システム206は、探索装置300の一例である。探索装置300は、プロセッサ301と、記憶デバイス302と、入力デバイス303と、出力デバイス304と、通信インターフェース(通信IF305)と、を有する。プロセッサ301、記憶デバイス302、入力デバイス303、出力デバイス304、および通信IF305は、バスにより接続される。プロセッサ301は、探索装置300を制御する。記憶デバイス302は、プロセッサ301の作業エリアとなる。また、記憶デバイス302は、各種プログラムやデータを記憶する非一時的なまたは一時的な記録媒体である。記憶デバイス302としては、たとえば、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリがある。入力デバイス303は、データを入力する。入力デバイス303としては、たとえば、キーボード、マウス、タッチパネル、テンキー、スキャナがある。出力デバイス304は、データを出力する。出力デバイス304としては、たとえば、ディスプレイ、プリンタがある。通信IF305は、ネットワークと接続し、データを送受信する。
<Hardware configuration example of search device>
FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration example of the search device 300. The search device 300 searches for the value of the input parameter to be the solution from the search area. The automatic control system 206 is an example of the search device 300. The search device 300 includes a processor 301, a storage device 302, an input device 303, an output device 304, and a communication interface (communication IF305). The processor 301, the storage device 302, the input device 303, the output device 304, and the communication IF 305 are connected by a bus. The processor 301 controls the search device 300. The storage device 302 serves as a work area for the processor 301. The storage device 302 is a non-temporary or temporary recording medium that stores various programs and data. Examples of the storage device 302 include a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an HDD (Hard Disk Drive), and a flash memory. The input device 303 inputs data. The input device 303 includes, for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, a numeric keypad, and a scanner. The output device 304 outputs data. Examples of the output device 304 include a display and a printer. The communication IF305 connects to the network and transmits / receives data.

<探索装置300の機構的構成例>
図4は、探索装置300の機能的構成例を示すブロック図である。探索装置300は、入力部401と、生成部402と、特定部403と、判断部404と、設定部405と、出力部406と、決定部407と、分割部408と、検出部409と、を有する。各構成401〜409は、具体的には、たとえば、図3に示した記憶デバイス302に記憶されたプログラムをプロセッサ301に実行させることにより実現される機能である。
<Example of mechanical configuration of search device 300>
FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration example of the search device 300. The search device 300 includes an input unit 401, a generation unit 402, a specific unit 403, a determination unit 404, a setting unit 405, an output unit 406, a determination unit 407, a division unit 408, and a detection unit 409. Has. Specifically, each of the configurations 401 to 409 is a function realized by causing the processor 301 to execute a program stored in the storage device 302 shown in FIG. 3, for example.

入力部401は、ユーザ操作またはデータベース205からの読み込みにより、各種データの入力を受け付ける。具体的には、たとえば、入力部401は、半導体デバイスを処理する半導体処理装置201に設定される条件値の入力を受け付ける。半導体処理装置201に設定される条件とは、上述した入力パラメータである。入力パラメータは、具体的には、たとえば、ガス種、ガス流量、圧力、投入電力、電圧、電流、処理時間、加熱温度、冷却温度、ドーズ量、光量を含む。 The input unit 401 accepts input of various data by user operation or reading from the database 205. Specifically, for example, the input unit 401 receives an input of a condition value set in the semiconductor processing device 201 that processes the semiconductor device. The conditions set in the semiconductor processing apparatus 201 are the above-mentioned input parameters. Specifically, the input parameters include, for example, gas type, gas flow rate, pressure, input power, voltage, current, processing time, heating temperature, cooling temperature, dose amount, and light amount.

また、入力部401は、半導体処理装置201により半導体が処理された結果を示す目標値の入力を受け付ける。半導体処理装置201により半導体が処理された結果とは、上述した出力パラメータである。出力パラメータは、具体的には、たとえば、半導体処理装置201による半導体の処理結果と、半導体処理装置201の装置状態に関するデータと、を含む。半導体処理装置201による半導体の処理結果は、具体的には、たとえば、CD(Critical Dimension)、堆積膜厚、ER(Etch Rate)、加工形状、マスク選択比、更にこれらのウェハ面内分布および均一性を含む。半導体処理装置201の処理結果、および半導体処理装置201の装置状態に関するデータは、具体的には、たとえば、光反射スペクトル、プラズマ光スペクトル、ウェハ入射電流、ウェハ電圧、ウェハ温度、装置部品温度、更にこれらの空間分布および均一性を示すデータ(センサデータおよびモニタデータ)を含む。半導体処理装置201により半導体が処理された結果を示す目標値とは、ユーザが要求する半導体処理装置201の出力パラメータの値である。 Further, the input unit 401 receives an input of a target value indicating the result of processing the semiconductor by the semiconductor processing device 201. The result of processing the semiconductor by the semiconductor processing apparatus 201 is the output parameter described above. Specifically, the output parameters include, for example, the processing result of the semiconductor by the semiconductor processing apparatus 201 and the data regarding the apparatus state of the semiconductor processing apparatus 201. Specifically, the processing results of the semiconductor by the semiconductor processing apparatus 201 include, for example, CD (Critical Dimensions), deposition film thickness, ER (Etching Rate), processing shape, mask selection ratio, and in-plane distribution and uniformity of these. Including sex. Specifically, the processing result of the semiconductor processing apparatus 201 and the data regarding the apparatus state of the semiconductor processing apparatus 201 include, for example, a light reflection spectrum, a plasma light spectrum, a wafer incident current, a wafer voltage, a wafer temperature, an apparatus component temperature, and further. Includes data (sensor data and monitor data) showing these spatial distributions and uniformity. The target value indicating the result of processing the semiconductor by the semiconductor processing device 201 is the value of the output parameter of the semiconductor processing device 201 requested by the user.

また、入力部401は、条件(入力パラメータ)と結果(出力パラメータ)との範囲により規定される探索領域内における条件の基準値の入力を受け付ける。探索領域とは、入力パラメータの制御範囲と半導体処理装置201の出力パラメータの制御範囲とにより規定され、入力パラメータの値を探索する領域である。具体的には、たとえば、図1に示した探索領域Aである。条件の基準値とは、入力パラメータの基準値である。具体的には、たとえば、過去に得られた入力パラメータの値である。 Further, the input unit 401 accepts the input of the reference value of the condition in the search area defined by the range of the condition (input parameter) and the result (output parameter). The search area is defined by the control range of the input parameter and the control range of the output parameter of the semiconductor processing apparatus 201, and is an area for searching the value of the input parameter. Specifically, for example, it is the search area A shown in FIG. The reference value of the condition is the reference value of the input parameter. Specifically, for example, it is a value of an input parameter obtained in the past.

また、入力部401は、探索領域内における結果の基準値の入力を受け付ける。結果の基準値とは、入力パラメータの基準値が半導体処理装置201に与えられた場合における半導体処理装置201の出力パラメータの値である。 Further, the input unit 401 accepts the input of the reference value of the result in the search area. The reference value of the result is the value of the output parameter of the semiconductor processing apparatus 201 when the reference value of the input parameter is given to the semiconductor processing apparatus 201.

生成部402は、探索領域内の条件の設定値と、当該設定値を半導体処理装置201に与えた場合の結果の実測値と、に基づいて、条件と結果との関係を示す予測モデルを生成する。条件の設定値とは、たとえば、学習データとして用意された入力パラメータの値である。結果の実測値とは、学習データとして用意された入力パラメータの値(条件の設定値)が半導体処理装置201に与えられた場合における半導体処理装置201の出力パラメータの値である。予測モデルとは、入力パラメータと出力パラメータとの関係を示す関数である。生成部402は、ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン等の多入力多出力に応対可能な回帰分析や、相関分析、主成分分析、重回帰分析などの統計分析により、探索領域内の条件の設定値と出力の実測値との関係を示す予測モデルを生成する。 The generation unit 402 generates a prediction model showing the relationship between the condition and the result based on the set value of the condition in the search region and the actually measured value of the result when the set value is given to the semiconductor processing apparatus 201. To do. The set value of the condition is, for example, the value of the input parameter prepared as the training data. The measured value of the result is the value of the output parameter of the semiconductor processing device 201 when the value of the input parameter (setting value of the condition) prepared as the learning data is given to the semiconductor processing device 201. The prediction model is a function that shows the relationship between input parameters and output parameters. The generation unit 402 sets the conditions in the search area by performing regression analysis such as neural network, support vector machine, etc. that can handle multiple inputs and multiple outputs, and statistical analysis such as correlation analysis, principal component analysis, and multiple regression analysis. Generate a prediction model that shows the relationship with the measured value of the output.

特定部403は、生成部402によって生成された予測モデルに、入力部401によって入力された目標値を与えることにより、目標値に対応する予測値を予測モデルから取得し、予測値の存在領域を探索領域から特定する。また、予測値の存在領域の出力パラメータが未取得の場合には生成部402は、分割領域内における条件の設定値を半導体処理装置201に与えた場合の出力の実測値を、分割領域ごとに取得する。 The specific unit 403 obtains the predicted value corresponding to the target value from the predicted model by giving the target value input by the input unit 401 to the predicted model generated by the generated unit 402, and determines the region where the predicted value exists. Identify from the search area. Further, when the output parameter of the region where the predicted value exists has not been acquired, the generation unit 402 sets the measured value of the output when the set value of the condition in the divided region is given to the semiconductor processing apparatus 201 for each divided region. get.

目標値が半導体処理装置201の出力パラメータの値である場合、特定部403は、予測モデルに当該出力パラメータの値を与えることにより、目標値に対応する予測値として入力パラメータの値を予測モデルから取得する。そして、特定部403は、予測値である入力パラメータの値の存在領域を探索領域から特定する。具体的には、たとえば、図1において、目標値が出力パラメータの値y12である場合、当該目標値y12に対応する予測値は、図1の目標値y12の等高線により特定される入力パラメータX1、X2の値である。したがって、特定部403は、探索領域Aから目標値y12の等高線により特定される入力パラメータX1、X2の値の存在領域A1,A2,A3,A8,A9を特定する。 When the target value is the value of the output parameter of the semiconductor processing apparatus 201, the specific unit 403 gives the value of the output parameter to the prediction model, and thereby obtains the value of the input parameter from the prediction model as the prediction value corresponding to the target value. get. Then, the identification unit 403 specifies the region where the input parameter value, which is the predicted value, exists from the search region. Specifically, for example, in FIG. 1, when the target value is the output parameter value y12, the predicted value corresponding to the target value y12 is the input parameter X1 specified by the contour line of the target value y12 in FIG. It is a value of X2. Therefore, the identification unit 403 specifies the existing regions A1, A2, A3, A8, and A9 of the values of the input parameters X1 and X2 specified by the contour lines of the target value y12 from the search region A.

判断部404は、予測値に対応する目標値が、入力部401によって入力された結果の基準値よりも目標値に近いか否かを判断する。具体的には、たとえば、判断部404は、探索領域Aにおいて、予測値に対応する目標値と目標値との間の距離(第1距離)と、結果の基準値と目標値との間の距離(第2距離)とを求める。距離は、たとえば、ユークリッド距離である。判断部404は、第1距離が第2距離よりも短い場合、予測値に対応する目標値が結果の基準値よりも目標値に近いと判断する。判断部404は、第1距離が第2距離よりも短くない場合、予測値に対応する目標値が結果の基準値よりも目標値に近くないと判断する。 The determination unit 404 determines whether or not the target value corresponding to the predicted value is closer to the target value than the reference value of the result input by the input unit 401. Specifically, for example, in the search area A, the determination unit 404 sets the distance between the target value corresponding to the predicted value and the target value (first distance) and the reference value of the result and the target value. Find the distance (second distance). The distance is, for example, the Euclidean distance. When the first distance is shorter than the second distance, the determination unit 404 determines that the target value corresponding to the predicted value is closer to the target value than the reference value of the result. If the first distance is not shorter than the second distance, the determination unit 404 determines that the target value corresponding to the predicted value is not closer to the target value than the reference value of the result.

設定部405は、判断部404によって予測値に対応する目標値の方が、結果の基準値よりも目標値に近いと判断された場合、予測値および予測値に対応する目標値を条件の基準値および結果の基準値に設定し、特定部403によって特定された予測値の存在領域を探索領域に設定する。これにより、基準値が目標値に接近し、探索領域も予測値の存在領域に絞り込まれる。 When the determination unit 404 determines that the target value corresponding to the predicted value is closer to the target value than the reference value of the result, the setting unit 405 uses the predicted value and the target value corresponding to the predicted value as the reference of the condition. The value and the reference value of the result are set, and the existing area of the predicted value specified by the specific unit 403 is set in the search area. As a result, the reference value approaches the target value, and the search area is narrowed down to the area where the predicted value exists.

出力部406は、予測値が目標値の達成条件を充足した場合に達成条件を充足した予測値を出力する。達成条件とは、たとえば、目標値の許容範囲である。出力部406は、達成条件を充足した予測値を出力デバイス304の一例であるディスプレイに表示してもよく、通信IF305を介して外部装置に送信してもよく、記憶デバイス302やデータベース205に保存してもよい。 The output unit 406 outputs a predicted value that satisfies the achievement condition when the predicted value satisfies the achievement condition of the target value. The achievement condition is, for example, an allowable range of the target value. The output unit 406 may display a predicted value satisfying the achievement condition on a display which is an example of the output device 304, may transmit the predicted value to an external device via the communication IF 305, and store the predicted value in the storage device 302 or the database 205. You may.

決定部407は、判断部404によって予測値に対応する目標値の方が、結果の基準値よりも目標値に近くないと判断された場合、予測値および予測値に対応する目標値を除外データに決定する(図6のステップS601で後述)。除外データとは、予測モデルに与えてはいけない入力パラメータの値である。 When the determination unit 407 determines that the target value corresponding to the predicted value is not closer to the target value than the reference value of the result, the determination unit 407 excludes the predicted value and the target value corresponding to the predicted value. (Described later in step S601 of FIG. 6). Exclusion data is the value of an input parameter that should not be given to the prediction model.

またこの場合、設定部405は、決定部407によって決定された除外データを除いたデータを学習データに設定する。これにより、生成部402は、除外データが存在しない学習データを用いることができる。したがって、解である入力パラメータの値の探索速度の向上を図ることができる。 Further, in this case, the setting unit 405 sets the data excluding the exclusion data determined by the determination unit 407 as the learning data. As a result, the generation unit 402 can use the learning data in which the exclusion data does not exist. Therefore, it is possible to improve the search speed of the value of the input parameter which is the solution.

また、決定部407は、判断部404によって予測値に対応する目標値の方が結果の基準値よりも目標値に近くないと判断された場合、予測値の存在領域を除外領域に決定してもよい(図6のステップS602で後述)。除外領域とは、予測モデルが出力してはいけない入力パラメータの値の領域である。 Further, when the determination unit 407 determines that the target value corresponding to the predicted value is not closer to the target value than the reference value of the result, the determination unit 407 determines the existing area of the predicted value as the exclusion area. It may be (described later in step S602 of FIG. 6). The exclusion area is an area of input parameter values that the prediction model should not output.

またこの場合、設定部405は、探索領域から決定部407によって決定された除外領域を除いた残存領域を探索領域に設定する。これにより、目標値に近くない結果しか得られない予測値の範囲を除外して探索領域を絞り込むことができる。したがって、解である入力パラメータの値の探索速度の向上を図ることができる。 Further, in this case, the setting unit 405 sets the remaining area excluding the exclusion area determined by the determination unit 407 from the search area as the search area. As a result, the search area can be narrowed down by excluding the range of predicted values that can obtain results that are not close to the target value. Therefore, it is possible to improve the search speed of the value of the input parameter which is the solution.

分割部408は、探索領域を複数の領域に分割する。具体的には、たとえば、分割部408は、図1に示したように、探索領域Aを9個の領域(分割領域)A1〜A9に分割する。この場合、生成部402は、分割領域内における条件の設定値を半導体処理装置201に与えた場合の出力の実測値を、分割領域ごとに取得する。そして、生成部402は、各分割領域での条件の設定値と出力の実測値とに基づいて、予測モデルを生成する。複数の半導体処理装置201を用いることで、実測値を分割領域ごとに並列に取得することができ、予測モデルの生成速度の向上を図ることができる。 The division unit 408 divides the search area into a plurality of areas. Specifically, for example, the division unit 408 divides the search area A into nine areas (division areas) A1 to A9, as shown in FIG. In this case, the generation unit 402 acquires the actually measured value of the output when the set value of the condition in the divided region is given to the semiconductor processing apparatus 201 for each divided region. Then, the generation unit 402 generates a prediction model based on the set value of the condition in each division region and the measured value of the output. By using the plurality of semiconductor processing devices 201, the measured values can be acquired in parallel for each division region, and the generation speed of the prediction model can be improved.

また、設定部405は、判断部404によって、予測値に対応する目標値の方が結果の基準値よりも目標値に近くないと判断された場合、予測値および予測値に対応する目標値を、条件の基準値および結果の基準値に設定せずに、予測値の存在領域を探索領域に設定してもよい(図6のステップS604〜S606で後述)。これにより、探索領域を更に細分化することで、より詳細な解の探索を実行し、解の見逃しがないか確認することができる。 Further, when the determination unit 404 determines that the target value corresponding to the predicted value is not closer to the target value than the reference value of the result, the setting unit 405 sets the predicted value and the target value corresponding to the predicted value. , The existing region of the predicted value may be set in the search region without being set in the reference value of the condition and the reference value of the result (described later in steps S604 to S606 of FIG. 6). As a result, by further subdividing the search area, it is possible to execute a more detailed search for the solution and confirm that the solution is not overlooked.

また、決定部407は、上述したように、判断部404によって予測値に対応する目標値の方が結果の基準値よりも前記目標値に近くないと判断された場合、予測値および予測値に対応する目標値を除外データに決定してもよい。この場合、生成部402は、実測値から除外データを除いた残余の実測値と、設定値から残余の実測値に対応する設定値を除いた残余の設定値と、に基づいて、予測モデルを生成してもよい(図7で後述)。これにより、解である入力パラメータの値の探索速度の向上を図ることができる。 Further, as described above, when the determination unit 404 determines that the target value corresponding to the predicted value is not closer to the target value than the reference value of the result, the determination unit 407 determines the predicted value and the predicted value. The corresponding target value may be determined as exclusion data. In this case, the generation unit 402 creates a prediction model based on the measured value of the residual obtained by removing the exclusion data from the measured value and the set value of the residual obtained by removing the set value corresponding to the measured value of the residual from the set value. It may be generated (described later in FIG. 7). As a result, it is possible to improve the search speed of the value of the input parameter which is the solution.

また、決定部407は、上述したように、判断部404によって予測値に対応する目標値の方が結果の基準値よりも目標値に近くないと判断された場合、予測値の存在領域を除外領域に決定してもよい。この場合、生成部402は、探索領域から除外領域を除いた残余の探索領域内の条件の設定値と、当該設定値を半導体処理装置201に与えた場合の出力の実測値と、に基づいて、予測モデルを生成してもよい(図8で後述)。これにより、解である入力パラメータの値の探索速度の向上を図ることができる。 Further, as described above, when the determination unit 404 determines that the target value corresponding to the predicted value is not closer to the target value than the reference value of the result, the determination unit 407 excludes the existing region of the predicted value. The area may be determined. In this case, the generation unit 402 is based on the set value of the condition in the remaining search area excluding the exclusion area from the search area and the actually measured value of the output when the set value is given to the semiconductor processing apparatus 201. , A prediction model may be generated (described later in FIG. 8). As a result, it is possible to improve the search speed of the value of the input parameter which is the solution.

検出部409は、半導体処理装置201の出力と、所定の出力しきい値と、に基づいて、半導体処理装置201の不安定動作を検出する。検出部409は、不安定動作検出システム263に相当する。この場合、出力部406は、検出部409による検出結果を出力する。 The detection unit 409 detects the unstable operation of the semiconductor processing device 201 based on the output of the semiconductor processing device 201 and a predetermined output threshold value. The detection unit 409 corresponds to the unstable operation detection system 263. In this case, the output unit 406 outputs the detection result by the detection unit 409.

<半導体処理装置201の制御処理手順例>
図5は、半導体処理装置201の制御処理手順例を示すフローチャート1である。探索装置300は、目標とする半導体処理装置201からの出力値(出力パラメータの目標値)、および探索設定の入力を受け付ける(ステップS501)。探索設定とは、たとえば、探索結果と目標値との差または乖離の許容値、探索において1つの条件を実行する時間の上限、探索回数、探索1セットの合計時間の上限、探索全体の合計時間の上限、探索結果の解析時間の上限、解析データ数の上限、半導体処理装置201からの出力データの取得頻度のしきい値、半導体処理装置201からの出力データ(出力パラメータの値)の取得時間の上限、半導体処理装置201からの出力データ数の下限である。
<Example of control processing procedure of semiconductor processing device 201>
FIG. 5 is a flowchart 1 showing an example of a control processing procedure of the semiconductor processing apparatus 201. The search device 300 receives the input of the output value (target value of the output parameter) from the target semiconductor processing device 201 and the search setting (step S501). The search settings are, for example, the permissible value of the difference or deviation between the search result and the target value, the upper limit of the time for executing one condition in the search, the number of searches, the upper limit of the total time of one set of searches, and the total time of the entire search. Upper limit of search result analysis time, upper limit of number of analysis data, threshold of acquisition frequency of output data from semiconductor processing device 201, acquisition time of output data (value of output parameter) from semiconductor processing device 201 Is the upper limit of, and the lower limit of the number of output data from the semiconductor processing apparatus 201.

つぎに、探索装置300は、ベースとなる解の入力およびその解に関する情報の入力を受け付ける(ステップS502)。具体的には、たとえば、探索装置300は、過去に実用いた入力パラメータおよびその入力パラメータを用いた際の出力パラメータ、探索開始前の最良の解(入力パラメータの値)および最良の解を用いた際の出力パラメータ、探索開始前の出力パラメータの目標値、入力パラメータと出力パラメータとの関係を説明するモデル関数の入力を受け付ける。 Next, the search device 300 accepts the input of the base solution and the input of information about the solution (step S502). Specifically, for example, the search device 300 uses the input parameters that have been practically used in the past, the output parameters when the input parameters are used, the best solution (value of the input parameter) before the start of the search, and the best solution. It accepts the input of the output parameter, the target value of the output parameter before the start of the search, and the input of the model function explaining the relationship between the input parameter and the output parameter.

つぎに、探索装置300は、ステップS502で入力された最良の解を最良解OS1として保存する(ステップS503)。解が無い場合には、解から最も遠いことを示す記号または値が設定される。 Next, the search device 300 saves the best solution input in step S502 as the best solution OS1 (step S503). If there is no solution, a symbol or value is set to indicate that it is farthest from the solution.

つぎに、探索装置300は、基本探索領域を探索領域として設定する(ステップS504)。具体的には、たとえば、探索装置300は、各入力パラメータに対する探索可否の設定、探索する入力パラメータの制御範囲の上限値および下限値、探索する入力パラメータの制御範囲を限定するための値(たとえば、上限値や下限値)を設定する。また、探索装置300は、設定エラー検出システム223によって設定エラーとして判断する入力パラメータの制御範囲を参照して、探索領域を決定する。さらに、探索装置300は、不安定動作検出システム263によって検出されたパラメータを参照して、探索領域を決定する。また、不安定動作検出システム263は過去に、半導体処理装置201の動作が不能または不安定となった入力パラメータの組合せまたは各入力パラメータ範囲の値を保持しており、これを用いて探索装置300は探索領域を決定できる。 Next, the search device 300 sets the basic search area as the search area (step S504). Specifically, for example, the search device 300 sets searchability for each input parameter, upper and lower limits of the control range of the input parameter to be searched, and a value for limiting the control range of the input parameter to be searched (for example). , Upper limit value and lower limit value) are set. Further, the search device 300 determines the search area by referring to the control range of the input parameter determined by the setting error detection system 223 as a setting error. Further, the search device 300 determines the search area with reference to the parameters detected by the unstable motion detection system 263. Further, the unstable operation detection system 263 holds a combination of input parameters or a value of each input parameter range in which the semiconductor processing apparatus 201 is inoperable or unstable in the past, and the search apparatus 300 uses this combination. Can determine the search area.

たとえば、図1において、入力パラメータの種類としてX1、X2の2つの入力パラメータが選択された場合、入力パラメータX1の制御範囲を[x11,x1n]、入力パラメータX2の制御範囲を[x21,x2n]とすれば、図1に示した全範囲の領域Aが探索領域となる。 For example, in FIG. 1, when two input parameters X1 and X2 are selected as the input parameter types, the control range of the input parameter X1 is [x11, x1n] and the control range of the input parameter X2 is [x21, x2n]. Then, the area A of the entire range shown in FIG. 1 is the search area.

ステップS501〜S504の目標設定コントローラ261の入力および設定内容は、自律探索システム262へ渡され、次に説明するステップS505〜S510の手順によって自動探索が実行される。 The input and setting contents of the target setting controller 261 in steps S501 to S504 are passed to the autonomous search system 262, and the automatic search is executed by the procedure of steps S505 to S510 described below.

探索装置300は、探索領域を分割する(ステップS505)。具体的には、たとえば、探索装置300は、1つ以上の入力パラメータに対して、探索可能な入力パラメータの制御範囲を2つ以上の領域に分割する。分割された領域を分割領域と称す。探索条件数が多くなり、所望の時間内に探索が完了できないと予測される場合には、入力パラメータの種類のうちいくつかの入力パラメータにおいて解が存在すると推定される分割領域を指定する方法、および一度に変更可能な入力パラメータの種類を指定する方法を用いることで、探索領域を限定したり、探索条件数を少なくしたりすることができる。またこれら2つの方法を組み合わせることで、探索領域を限定したり、探索条件数を少なくしたりすることができる。 The search device 300 divides the search area (step S505). Specifically, for example, the search device 300 divides the control range of the searchable input parameter into two or more regions for one or more input parameters. The divided area is called a divided area. When the number of search conditions increases and it is predicted that the search cannot be completed within the desired time, a method of specifying a division region in which a solution is presumed to exist in some input parameters among the types of input parameters, And by using the method of specifying the types of input parameters that can be changed at once, the search area can be limited and the number of search conditions can be reduced. Further, by combining these two methods, the search area can be limited and the number of search conditions can be reduced.

たとえば、図1において、入力パラメータの種類としてX1、X2の2つの入力パラメータが選択された場合、入力パラメータX1の制御範囲[x11,x1n]がx1a,x1b,x1cに分割され、入力パラメータX2の制御範囲[x21,x2n]x2a,x2b,x2cに分割されたとすれば、図1に示した9つの分割領域A1〜A9が得られる。 For example, in FIG. 1, when two input parameters X1 and X2 are selected as the input parameter types, the control range [x11, x1n] of the input parameter X1 is divided into x1a, x1b, x1c, and the input parameter X2 Assuming that the control range [x21, x2n] is divided into x2a, x2b, and x2c, the nine division regions A1 to A9 shown in FIG. 1 can be obtained.

探索装置300は、分割領域ごとに自律探索を実行する(ステップS506)。具体的には、たとえば、探索装置300は、分割領域および探索条件を用いた自律探索により、各探索条件における半導体処理装置201の入出力データを探索結果として取得する。入出力データとは、半導体処理装置201に与えられる入力パラメータの値(入力データ)と半導体処理装置201から得られる出力パラメータの値(出力データ)の組である。 The search device 300 executes an autonomous search for each divided region (step S506). Specifically, for example, the search device 300 acquires the input / output data of the semiconductor processing device 201 under each search condition as a search result by autonomous search using the divided region and the search conditions. The input / output data is a set of an input parameter value (input data) given to the semiconductor processing device 201 and an output parameter value (output data) obtained from the semiconductor processing device 201.

具体的には、たとえば、探索装置300は、分割領域ごとに、探索条件を満たす入力パラメータの値を選択し、選択した入力パラメータの値を半導体処理装置201に与える。そして、探索装置300は、半導体処理装置201からの出力データ(出力パラメータの値)を取得する。この入力パラメータの値と、当該値に対応する出力パラメータの値と、の組み合わせが、探索結果である。 Specifically, for example, the search device 300 selects the value of the input parameter satisfying the search condition for each division region, and gives the value of the selected input parameter to the semiconductor processing device 201. Then, the search device 300 acquires the output data (value of the output parameter) from the semiconductor processing device 201. The combination of the value of this input parameter and the value of the output parameter corresponding to the value is the search result.

またこの場合、不安定動作検出システム263は、自律探索実行時において、半導体処理装置201が処理動作を継続可能ではあるが、半導体処理装置201の処理が不安定になる場合を検出する。不安定動作が検出された場合には、処理完了後に半導体処理装置201を定常動作状態へ復旧するためのシーケンスを実施するか、処理を直ちに停止し半導体処理装置201を定常動作状態へ復旧するためのシーケンスを実行することで、目標設定コントローラ261による自律探索を継続する。 Further, in this case, the unstable operation detection system 263 detects a case where the semiconductor processing device 201 can continue the processing operation at the time of executing the autonomous search, but the processing of the semiconductor processing device 201 becomes unstable. When unstable operation is detected, a sequence for restoring the semiconductor processing device 201 to the steady operation state is executed after the processing is completed, or the processing is immediately stopped and the semiconductor processing device 201 is restored to the steady operation state. By executing the sequence of, the autonomous search by the target setting controller 261 is continued.

探索装置300は、分割領域ごとの探索結果をデータベース205に保存する(ステップS507)。具体的には、たとえば、探索装置300は、分割領域ごとに、自律探索(ステップS506)で用いられた入力パラメータの値と、当該入力パラメータの値を用いて取得された半導体処理装置201の出力パラメータの値と、の組である入出力データを、分割領域ごとの探索結果としてデータベース205に保存する。 The search device 300 stores the search result for each divided area in the database 205 (step S507). Specifically, for example, the search device 300 uses the value of the input parameter used in the autonomous search (step S506) and the output of the semiconductor processing device 201 acquired by using the value of the input parameter for each divided region. The input / output data, which is a set of the parameter values, is stored in the database 205 as the search result for each divided area.

探索装置300は、目標(目標出力)を満たす解(入力パラメータ)を予測するための予測モデルを生成する(ステップS508)。具体的には、たとえば、探索装置300は、ステップS507でデータベース205に保存された学習データを用いて、半導体処理装置201の入出力データの関係を示す関数を予測モデルとして生成する。入出力データの関係を解析する方法としては、ニューラルネットワーク、サポートベクター回帰、カーネル法を用いた回帰等の多入力多出力に応対可能な回帰分析を使用できる。また、相関分析、主成分分析、重回帰分析等の統計解析が使用できる。 The search device 300 generates a prediction model for predicting a solution (input parameter) that satisfies the target (target output) (step S508). Specifically, for example, the search device 300 uses the learning data stored in the database 205 in step S507 to generate a function indicating the relationship between the input / output data of the semiconductor processing device 201 as a prediction model. As a method for analyzing the relationship between input / output data, regression analysis capable of responding to multiple inputs and multiple outputs such as neural network, support vector regression, and regression using the kernel method can be used. In addition, statistical analysis such as correlation analysis, principal component analysis, and multiple regression analysis can be used.

予測モデルの生成において、出力データとして、たとえば、半導体処理装置201の処理結果に対する間接的な計測値を取得するセンサデータおよびモニタデータが用いられる。出力データの取得頻度が探索設定で規定した頻度よりも低い、または、探索設定で規定した取得時間よりも長く、探索によって取得できる出力データ数が、探索設定で規定した出力データ数よりも少なくなる場合がある。この場合には、出力データの取得数と比較して多くのデータ数が取得可能なセンサデータおよびモニタデータを取得すればよい。これにより、出力データに対するセンサデータおよびモニタデータの関係や、センサデータおよびモニタデータに対する入力データの関係を解析することができる。また、これらの両方の解析結果を用いることで、出力データに対する入力データの関係を求めることができる。 In the generation of the prediction model, for example, sensor data and monitor data for acquiring indirect measured values for the processing result of the semiconductor processing apparatus 201 are used as output data. The acquisition frequency of output data is lower than the frequency specified in the search settings, or longer than the acquisition time specified in the search settings, and the number of output data that can be acquired by the search is less than the number of output data specified in the search settings. In some cases. In this case, it is sufficient to acquire the sensor data and the monitor data that can acquire a large number of data as compared with the number of acquired output data. This makes it possible to analyze the relationship between the sensor data and the monitor data with respect to the output data and the relationship between the input data with respect to the sensor data and the monitor data. Further, by using both of these analysis results, the relationship between the input data and the output data can be obtained.

探索装置300は、解が存在する分割領域を推定する(ステップS509)。解が存在すると推定した領域内の出力データが取得済みである場合(ステップS5090A:Yes)、探索装置300は、推定した分割領域中から最良解OS2を特定し、特定した最良解OS2をデータベース205に保存する(ステップS510)。また、解が存在すると推定した領域内の出力データが未取得である場合(ステップS5090A:No)、探索装置300は、推定した領域内の自律探索を実行し(ステップ5060A)、解が存在すると推定した領域内の出力データ、すなわち探索結果を取得し、データベース205に保存する(ステップ5070A)。これらの自律探索および結果の保存はステップ506およびステップ507と同様の処理である。ステップS509の処理は、2通りの方法がある。1つは、予測モデルに、ステップS501で与えられた出力パラメータの目標値を与える方法(第1の推定方法)である。 The search device 300 estimates the divided region in which the solution exists (step S509). When the output data in the region estimated to have a solution has been acquired (step S5090A: Yes), the search device 300 identifies the best solution OS2 from the estimated divided regions, and the identified best solution OS2 is stored in the database 205. Save to (step S510). Further, when the output data in the region where the solution is estimated to exist has not been acquired (step S5090A: No), the search device 300 executes the autonomous search in the estimated region (step 5060A), and the solution exists. The output data in the estimated area, that is, the search result is acquired and stored in the database 205 (step 5070A). These autonomous searches and storage of results are the same processes as in steps 506 and 507. There are two methods for processing in step S509. One is a method (first estimation method) of giving the target value of the output parameter given in step S501 to the prediction model.

第1の推定方法では、具体的には、たとえば、探索装置300は、ステップS508で得られた予測モデルに、ステップS501で与えられた出力パラメータの目標値を代入することで、出力パラメータの目標値を満たす解となる入力データ(入力パラメータの値)を推定する。そして、探索装置300は、解となる入力データが存在する分割領域を特定する。たとえば、予測モデルが図1の入出力関係を示す関数である場合、出力パラメータの目標値としてy6が与えられると、分割領域A1〜A9のうち、解が存在する分割領域として、A1、A4、A7の3つの分割領域が推定される。A1、A4、A7の各分割領域において出力データが未取得の場合には、前述した通りステップ5060Aおよびステップ5070Aが実行される。 In the first estimation method, specifically, for example, the search device 300 substitutes the target value of the output parameter given in step S501 into the prediction model obtained in step S508 to target the output parameter. Estimate the input data (input parameter value) that is the solution that satisfies the value. Then, the search device 300 identifies the divided region in which the input data to be the solution exists. For example, when the prediction model is a function showing the input / output relationship of FIG. 1, when y6 is given as the target value of the output parameter, among the division areas A1 to A9, the division areas A1 and A4, where the solution exists, Three divided regions of A7 are estimated. If the output data has not been acquired in each of the divided regions A1, A4, and A7, steps 5060A and 5070A are executed as described above.

ステップS510において、探索装置300は、取得済みの出力データより目標値y6と等しい出力データが存在する分割領域、出力データと目標値の差または乖離が許容値(S501で与えられた許容値)より小さい出力データが存在する分割領域、または目標値y6に最も近い出力データが存在する分割領域を特定し、この分割領域を最良解OS2が存在する領域(以下、特定の分割領域)に決定する。特定の分割領域となりうる分割領域が複数特定された場合には、探索装置300は、それら全てを最良解OS2が存在する分割領域に決定する。または、探索装置300は、それら複数の分割領域のうち、出力データと目標値の差または乖離が許容値(S501で与えられた許容値)より小さい出力データ取得できた数が最も多い分割領域を、最良解OS2が存在する分割領域に決定する。上記の例の場合、取得した出力データが、予測モデルが示した図1と同様だったと場合には、y6と等しいまたはy6に近い値が得られた分割領域A1、A4、A7全て、または分割領域A4が特定の分割領域に決定される。探索装置300は、特定の分割領域において出力パラメータの目標値と等しい、出力データと目標値の差または乖離が許容値(S501で与えられた許容値)より小さい、または目標値に最も近い出力データが得られた際の入力パラメータの値を最良解OS2に決定する。 In step S510, the search device 300 has a division area in which output data equal to the target value y6 exists from the acquired output data, and the difference or deviation between the output data and the target value is from the permissible value (permissible value given in S501). The divided area in which the small output data exists or the divided area in which the output data closest to the target value y6 exists is specified, and this divided area is determined as the area in which the best solution OS2 exists (hereinafter, a specific divided area). When a plurality of divided regions that can be specific divided regions are specified, the search device 300 determines all of them as the divided regions in which the best solution OS2 exists. Alternatively, the search device 300 selects the divided region in which the number of output data for which the difference or deviation between the output data and the target value is smaller than the allowable value (allowable value given in S501) is the largest among the plurality of divided regions. , Determine in the divided area where the best solution OS2 exists. In the case of the above example, if the acquired output data is similar to FIG. 1 shown by the prediction model, all of the divided regions A1, A4, A7, or the divided regions A1, A4, A7 in which a value equal to or close to y6 is obtained. Area A4 is determined to be a specific divided area. The search device 300 has the output data equal to the target value of the output parameter in a specific divided region, the difference or deviation between the output data and the target value is smaller than the permissible value (the permissible value given in S501), or the output data closest to the target value. The value of the input parameter when is obtained is determined as the best solution OS2.

もう1つのステップS509の処理は、予測モデルにステップS501で与えられた出力パラメータの目標値を代入することでは、出力パラメータの目標値を満たす解となる入力パラメータを直接求められない場合に適用できる方法である(第2の推定方法)。第2の推定方法は、予測モデルに一度に与える入力パラメータを一組として、予測モデルに、多数の入力パラメータの組を与え、推定出力パラメータを計算し、最も目標出力に近い結果が得られる入力パラメータの組を取得する方法である。例えば、探索装置300は、各分割領域に含まれるに入力パラメータの組を、分割領域毎に1つ以上作成し、これを予測モデルに与え、その際の出力パラメータを計算することができる。分割領域毎の代表的な推定出力を得る方法としては、分割領域に含まれる入力パラメータの組として、分割領域内の中心座標となる値を用いることができる。 The process of another step S509 can be applied when the input parameter that is the solution satisfying the target value of the output parameter cannot be directly obtained by substituting the target value of the output parameter given in step S501 into the prediction model. This is the method (second estimation method). The second estimation method is to give a set of input parameters to the prediction model at a time, give a large number of sets of input parameters to the prediction model, calculate the estimated output parameters, and obtain the result closest to the target output. This is a method to get a set of parameters. For example, the search device 300 can create one or more sets of input parameters included in each divided area for each divided area, give them to the prediction model, and calculate the output parameters at that time. As a method of obtaining a typical estimated output for each divided area, a value that becomes the center coordinates in the divided area can be used as a set of input parameters included in the divided area.

極めて多数の入力パラメータの組を予測モデルに与え推定出力を計算する場合において、計算時間が膨大になる場合には、上記式(1.1)〜式(1.3)を用いて述べた通り、探索装置300は、予測モデルに与える入力パラメータの中心条件を決定し、その中心条件から変更可能な入力パラメータの種類を制限することで、計算時間を抑制することができる。また、中心条件から一度に変更可能なパラメータの数を制限することで、計算時間を抑制することができる。これにより、探索装置300は、予測モデルに与える入力パラメータの組の数を削減しながら、目標出力により近い結果が得られる入力パラメータを得ることができる。中心条件を設定する際には、過去の探索結果またはエンジニアの知識を利用することができる。または、全探索領域の中心座標を中心条件とすることができる。 When calculating the estimated output by giving an extremely large number of sets of input parameters to the prediction model, if the calculation time becomes enormous, as described using the above equations (1.1) to (1.3). The search device 300 determines the central condition of the input parameter given to the prediction model, and limits the types of input parameters that can be changed from the central condition, so that the calculation time can be suppressed. In addition, the calculation time can be suppressed by limiting the number of parameters that can be changed at one time from the central condition. As a result, the search device 300 can obtain an input parameter that gives a result closer to the target output while reducing the number of sets of input parameters given to the prediction model. Past search results or engineer knowledge can be used when setting the central condition. Alternatively, the center coordinates of the entire search area can be used as the center condition.

第2の推定方法では、具体的には、探索装置300は、ステップS508で得られた予測モデルに、入力パラメータの組の値を代入することで、予測値となる出力パラメータの値を取得する。たとえば、予測モデルが図1の入出力関係を示す関数である場合、予測モデルへ入力パラメータの値として、(x11,x21),(x11,x22),(x11,x23),(x12,x21),(x12,x22),(x12,x23),(x13,x21),(x13,x22),(x13,x23),(x1n,x21),(x1n,x22),(x1n,x23)が与えられると、各入力パラメータに対応する推定出力パラメータを得ることができる。 In the second estimation method, specifically, the search device 300 acquires the value of the output parameter to be the predicted value by substituting the value of the set of input parameters into the prediction model obtained in step S508. .. For example, when the prediction model is a function showing the input / output relationship of FIG. 1, the input parameter values to the prediction model are (x11, x21), (x11, x22), (x11, x23), (x12, x21). , (X12, x22), (x12, x23), (x13, x21), (x13, x22), (x13, x23), (x1n, x21), (x1n, x22), (x1n, x23) Then, the estimated output parameters corresponding to each input parameter can be obtained.

これらの各入力パラメータに対応する出力パラメータが未取得である場合(ステップS5090A:Yes)には、探索装置300は、各入力パラメータを用いて自律探索を実行し(ステップ5060A)、解が存在すると推定した領域内の出力データ、すなわち探索結果を取得しデータベース205に保存する(ステップ5070A)。これらの自律探索および結果の保存はステップ506およびステップ507と同様の処理である。また、各入力パラメータに対応する出力パラメータが取得済みである場合(ステップS5090A:No)、ステップS510に移行する。 When the output parameters corresponding to each of these input parameters have not been acquired (step S5090A: Yes), the search device 300 executes an autonomous search using each input parameter (step 5060A), and if a solution exists. The output data in the estimated area, that is, the search result is acquired and stored in the database 205 (step 5070A). These autonomous searches and storage of results are the same processes as in steps 506 and 507. If the output parameters corresponding to each input parameter have already been acquired (step S5090A: No), the process proceeds to step S510.

そして、ステップS510において、探索装置300は、たとえば、分割領域において、出力パラメータの目標値から最も近い予測値となる出力パラメータの値が得られた入力パラメータの値を最良解OS2に決定する。たとえば、取得した出力データが、予測モデルが示した図1同様だったと場合には、出力パラメータの目標値がy10であった場合、入力パラメータの値(x13,x23)に応じた出力パラメータの値y10が最も近い値となる。したがって、最良解OS2は、(x13,x23)となる。なお、第1の推定方法および第2の推定方法のうち、いずれを適用するかはあらかじめ設定される。 Then, in step S510, the search device 300 determines, for example, the value of the input parameter obtained by obtaining the value of the output parameter which is the closest predicted value from the target value of the output parameter in the divided region as the best solution OS2. For example, if the acquired output data is the same as in FIG. 1 shown by the prediction model, and if the target value of the output parameter is y10, the value of the output parameter corresponding to the value of the input parameter (x13, x23). y10 is the closest value. Therefore, the best solution OS2 is (x13, x23). Which of the first estimation method and the second estimation method is applied is set in advance.

探索装置300は、最良解OS2の値は最良解OS1の値より目標に近い出力パラメータが得られる解であるか否かを判断する(ステップS511)。そして、最良解OS2の値は最良解OS1の値より目標に近い出力パラメータが得られる解である場合(ステップS511:Yes)、ステップS512に移行し、そうでない場合(ステップS511:No)、ステップS601(図6)に移行する。 The search device 300 determines whether or not the value of the best solution OS2 is a solution that can obtain an output parameter closer to the target than the value of the best solution OS1 (step S511). Then, if the value of the best solution OS2 is a solution that can obtain an output parameter closer to the target than the value of the best solution OS1 (step S511: Yes), the process proceeds to step S512, and if not (step S511: No), the step Transition to S601 (FIG. 6).

ステップS511:Yesの場合、探索装置300は、最良解OS2を最良解OS1に設定することで、最良解OS1を更新する(ステップS512)。また、探索装置300は、更新後の最良解OS1の分割領域を探索領域に設定することで、探索領域を更新する(ステップS514)。 In the case of step S511: Yes, the search device 300 updates the best solution OS1 by setting the best solution OS2 to the best solution OS1 (step S512). Further, the search device 300 updates the search area by setting the divided area of the updated best solution OS1 in the search area (step S514).

このあと、探索装置300は、目標が達成されたか否かを判断する(ステップS514)。目標が達成された場合(ステップS514:Yes)、探索装置300は、制御処理を終了する。一方、目標が達成されていない場合(ステップS514:No)、ステップS505またはステップS601(図6)に移行する。ステップS505またはステップS601(図6)のいずれに移行するかは、あらかじめ設定されていてもよく、その都度、ユーザに選択させてもよい。なお、目標未達成(ステップS514:No)で、かつ、ステップS505に移行する場合、探索装置300は、ステップS513の更新後の探索領域を分割することになる(ステップS505)。 After that, the search device 300 determines whether or not the target has been achieved (step S514). When the target is achieved (step S514: Yes), the search device 300 ends the control process. On the other hand, when the target is not achieved (step S514: No), the process proceeds to step S505 or step S601 (FIG. 6). Whether to move to step S505 or step S601 (FIG. 6) may be preset, or may be selected by the user each time. If the target has not been achieved (step S514: No) and the process proceeds to step S505, the search device 300 divides the search area after the update of step S513 (step S505).

ステップS514では、具体的には、たとえば、更新後の最良解OS1に対応する出力パラメータが目標値と等しいまたは目標値との差が許容範囲内である場合、探索装置300は、目標達成と判断する(ステップS514:Yes)。また、更新後の最良解OS1に対応する出力パラメータが目標値と等しいまたは目標値との差が許容範囲内でなくても、ステップS501で設定した探索時間が経過した場合、目標を達成したと判断する(ステップS514:Yes)。一方、更新後の最良解OS1に対応する出力パラメータが目標値と等しいまたは目標値との差が許容範囲内でなく、かつ、ステップS501で設定した探索時間が経過していない場合、目標未達成と判断する(ステップS514:No)。 In step S514, specifically, for example, when the output parameter corresponding to the updated best solution OS1 is equal to the target value or the difference from the target value is within the allowable range, the search device 300 determines that the target has been achieved. (Step S514: Yes). Further, even if the output parameter corresponding to the updated best solution OS1 is equal to the target value or the difference from the target value is not within the permissible range, if the search time set in step S501 elapses, the target is achieved. Judgment (step S514: Yes). On the other hand, if the output parameter corresponding to the updated best solution OS1 is equal to the target value or the difference from the target value is not within the permissible range and the search time set in step S501 has not elapsed, the target has not been achieved. (Step S514: No).

図6は、半導体処理装置201の制御処理手順例を示すフローチャート2である。探索装置300は、ステップS509で得られた分割領域内の探索データを除外データに決定する(ステップS601)。具体的には、たとえば、探索装置300は、推定領域内の入力データ(入力パラメータの値)をおよび出力データ(出力パラメータ)を除外データに決定する。除外データは、今後の処理で除外される可能性のあるデータである(実際の解析対象となるデータからの除外は図7のS703、または図6〜図8のS608で実施)。同様に、探索装置300は、ステップS510で得られた分割領域を除外領域に決定する(ステップS602)。除外領域は、今後の処理で除外される可能性のある領域である(実際の解析対象となるデータからの除外は図8のS803、または図6〜図8のS608で実施)。 FIG. 6 is a flowchart 2 showing an example of a control processing procedure of the semiconductor processing apparatus 201. The search device 300 determines the search data in the divided region obtained in step S509 as exclusion data (step S601). Specifically, for example, the search device 300 determines the input data (value of the input parameter) in the estimation area and the output data (output parameter) as the exclusion data. The excluded data is data that may be excluded in future processing (exclusion from the data to be actually analyzed is carried out in S703 of FIG. 7 or S608 of FIGS. 6 to 8). Similarly, the search device 300 determines the divided region obtained in step S510 as the exclusion region (step S602). The exclusion area is an area that may be excluded in future processing (exclusion from the data to be actually analyzed is carried out in S803 of FIG. 8 or S608 of FIGS. 6 to 8).

このあと、探索装置300は、ステップS509で得られた分割領域を分割するか否かを判断する(ステップS603)。分割する場合(ステップS603:Yes)、ステップS604に移行し、分割しない場合(ステップS603:No)、ステップS608に移行する。 After that, the search device 300 determines whether or not to divide the divided region obtained in step S509 (step S603). When dividing (step S603: Yes), the process proceeds to step S604, and when not dividing (step S603: No), the process proceeds to step S608.

ステップS603では、具体的には、たとえば、探索装置300は、ユーザからの分割指示入力の有無により、分割領域を分割するか否かを判断する。また、探索装置300は、強制的に分割領域を分割してもよい(ステップS603:Yes)。 Specifically, in step S603, for example, the search device 300 determines whether or not to divide the division area depending on the presence or absence of the division instruction input from the user. Further, the search device 300 may forcibly divide the division area (step S603: Yes).

このあと、探索装置300は、ステップS508と同様、予測モデルを生成する(ステップS604)。つぎに、探索装置300は、ステップS509と同様、ステップS603で分割された分割領域群のうち、解が存在する分割領域を推定する(ステップS605)。推定された分割領域を、推定分割領域と称す。そして、探索装置300は、ステップS6090A、S6060A、S6070Aにおいて、ステップS5090A、S5060A、S5070Aと同様の処理を実行する。具体的には、たとえば、解が存在すると推定した領域内の出力データが取得済みである場合(ステップS6090:Yes)には、探索装置300は、推定した分割領域中から最良解OS3を特定し、特定した最良解OS3をデータベース205に保存する(ステップS606)。また同様に、解が存在すると推定した領域内の出力データが未取得である場合(ステップS6090:No)には、探索装置300は、推定した領域内の自律探索を実行し(ステップS6060A)、解が存在すると推定した領域内の出力データ、すなわち探索結果を取得し、データベース205に保存する(ステップS6070A)。 After that, the search device 300 generates a prediction model as in step S508 (step S604). Next, the search device 300 estimates the divided region in which the solution exists from the divided region group divided in step S603, as in step S509 (step S605). The estimated division area is referred to as an estimated division area. Then, the search device 300 executes the same processing as in steps S5090A, S5060A, and S5070A in steps S6090A, S6060A, and S6070A. Specifically, for example, when the output data in the region where the solution is estimated to exist has already been acquired (step S6090: Yes), the search device 300 identifies the best solution OS3 from the estimated divided regions. , The identified best solution OS3 is stored in the database 205 (step S606). Similarly, when the output data in the region where the solution is estimated to exist has not been acquired (step S6090: No), the search device 300 executes an autonomous search in the estimated region (step S6060A). The output data in the region where the solution is estimated to exist, that is, the search result is acquired and stored in the database 205 (step S6070A).

このあと、ステップS511と同様、探索装置300は、最良解OS3に対応する出力パラメータの値は最良解OS1に対応する出力パラメータの値より目標に近い解であるか否かを判断する(ステップS607)。そして、最良解OS3に対応する出力パラメータの値は最良解OS1に対応する出力パラメータの値より目標に近い解である場合(ステップS607:Yes)、ステップS512に移行し、そうでない場合(ステップS607:No)、ステップS608に移行する。ステップS608において、探索装置300は、探索領域から除外領域を除外するか、除外領域の除外および除外データを除外することにより、探索領域を更新して(ステップS608)、ステップS505に移行する。 After that, as in step S511, the search device 300 determines whether or not the value of the output parameter corresponding to the best solution OS3 is closer to the target than the value of the output parameter corresponding to the best solution OS1 (step S607). ). Then, when the value of the output parameter corresponding to the best solution OS3 is closer to the target than the value of the output parameter corresponding to the best solution OS1 (step S607: Yes), the process proceeds to step S512, and when not (step S607). : No), the process proceeds to step S608. In step S608, the search device 300 updates the search area by excluding the exclusion area from the search area or excluding the exclusion and exclusion data of the exclusion area (step S608), and proceeds to step S505.

図7は、半導体処理装置201の制御処理手順例を示すフローチャート3である。フローチャート3は、図6に示したフローチャート2の他の処理例である。なお、図6と同一処理については、同一ステップ番号を付し説明を省略する。探索装置300は、ステップS601のあと、探索装置300は、ステップS601で決定された除外データを除外するか否かを判断する(ステップS703)。除外して解析する場合(ステップS703:Yes)、ステップS604に移行し、除外しないで解析する場合(ステップS703:No)、ステップS608に移行する。 FIG. 7 is a flowchart 3 showing an example of a control processing procedure of the semiconductor processing apparatus 201. The flowchart 3 is another processing example of the flowchart 2 shown in FIG. For the same processing as in FIG. 6, the same step numbers are assigned and the description thereof will be omitted. After step S601, the search device 300 determines whether or not to exclude the exclusion data determined in step S601 (step S703). When the analysis is performed with exclusion (step S703: Yes), the process proceeds to step S604, and when the analysis is performed without exclusion (step S703: No), the process proceeds to step S608.

ステップS703では、具体的には、たとえば、探索装置300は、ユーザからの除外指示入力の有無により、除外データを除外して解析するか否かを判断する。また、探索装置300は、強制的に除外データを除外して解析してもよい(ステップS703:Yes)。 Specifically, in step S703, for example, the search device 300 determines whether or not to exclude the excluded data for analysis depending on the presence or absence of the exclusion instruction input from the user. Further, the search device 300 may forcibly exclude the excluded data for analysis (step S703: Yes).

このあと、探索装置300は、除外データを使用せずに、分割領域の予測モデルを生成し(ステップS604)、ステップS605、S6090A、S6060A、S6070A、S606、S607、S608を実行する。 After that, the search device 300 generates a prediction model of the divided region (step S604) without using the exclusion data, and executes steps S605, S609A, S6060A, S6070A, S606, S607, and S608.

図8は、半導体処理装置201の制御処理手順例を示すフローチャート4である。フローチャート4は、図6に示したフローチャート2の他の処理例である。なお、図6と同一処理については、同一ステップ番号を付し説明を省略する。探索装置300は、ステップS602のあと、探索装置300は、ステップS602で決定された除外領域を除外して解析するか否かを判断する(ステップS803)。除外して解析する場合(ステップS803:Yes)、ステップS604に移行し、除外しないで解析する場合(ステップS803:No)、ステップS608に移行する。 FIG. 8 is a flowchart 4 showing an example of a control processing procedure of the semiconductor processing apparatus 201. The flowchart 4 is another processing example of the flowchart 2 shown in FIG. For the same processing as in FIG. 6, the same step numbers are assigned and the description thereof will be omitted. After step S602, the search device 300 determines whether or not to perform analysis by excluding the exclusion region determined in step S602 (step S803). When the analysis is performed with exclusion (step S803: Yes), the process proceeds to step S604, and when the analysis is performed without exclusion (step S803: No), the process proceeds to step S608.

ステップS803では、具体的には、たとえば、探索装置300は、ユーザからの除外指示入力の有無により、除外領域内の解(入力パラメータの値)を除外して解析するか否かを判断する。また、探索装置300は、強制的に除外領域を除外して解析してもよい(ステップS803:Yes)。 Specifically, in step S803, for example, the search device 300 determines whether or not to perform analysis by excluding the solution (value of the input parameter) in the exclusion region depending on the presence or absence of the exclusion instruction input from the user. Further, the search device 300 may forcibly exclude the exclusion region for analysis (step S803: Yes).

このあと、探索装置300は、ステップS604と同様、分割領域の予測モデルを生成する(ステップS604)。つぎに、探索装置300は、除外領域内の解(入力パラメータの値)を使用せずに、ステップS603で分割された分割領域群のうち、解が存在する分割領域を推定する(ステップS605)。推定された分割領域を、推定分割領域と称す。そして、探索装置300は、ステップS6090A、S6060A、S6070A、S606、S607、S608を実行する。 After that, the search device 300 generates a prediction model of the divided region as in step S604 (step S604). Next, the search device 300 estimates the divided region in which the solution exists from the divided region group divided in step S603 without using the solution (value of the input parameter) in the excluded region (step S605). .. The estimated division area is referred to as an estimated division area. Then, the search device 300 executes steps S6090A, S6060A, S6070A, S606, S607, and S608.

なお、本制御処理において、データの解析、保存、転送等の規模が大きくなり、その実行時間が1条件を探索する時間より長くなる場合には、それらの実行と並列して探索を継続することが可能である。その際には、探索条件において変更する入力パラメータ数、同時に変更する入力パラメータ数、探索領域の分割数のうち1つ以上を増加させる。これにより、探索条件数を増加させ、この条件を探索することで、解析等を実行する時間を利用して探索結果を増加させることができる。特に、データの解析に必要な時間は数分から数時間以上になる場合があり、その解析中に探索を継続することで、探索速度を向上させることができる。 In this control process, if the scale of data analysis, storage, transfer, etc. becomes large and the execution time is longer than the time to search for one condition, the search should be continued in parallel with those executions. Is possible. At that time, one or more of the number of input parameters to be changed in the search condition, the number of input parameters to be changed at the same time, and the number of divisions of the search area are increased. As a result, the number of search conditions is increased, and by searching for these conditions, the search results can be increased by utilizing the time for executing analysis or the like. In particular, the time required for data analysis may be several minutes to several hours or more, and the search speed can be improved by continuing the search during the analysis.

<半導体処理装置201の制御処理の適用例1>
つぎに、半導体デバイスの量産前における半導体処理装置201のメンテナンスにおいて、半導体処理装置201の装置差を補正するための制御処理の適用例を示す。ここでは機差抑制の手順を説明する例として、半導体処理装置201を、放電処理を行うエッチング装置とした。また、ここでは放電処理を実行する際の入力パラメータをレシピと称する。放電処理を行うエッチング装置では、補正対象となる出力として、処理結果または処理に用いる放電の特性が挙げられる。補正の方法としては、基準となるエッチング装置と同一の出力が得られるように他のエッチング装置を補正する方法、または複数のエッチング装置の出力が均一となるように補正する方法がある。
<Application Example 1 of Control Processing of Semiconductor Processing Device 201>
Next, an application example of the control process for correcting the device difference of the semiconductor processing device 201 in the maintenance of the semiconductor processing device 201 before the mass production of the semiconductor device will be shown. Here, as an example for explaining the procedure for suppressing the machine difference, the semiconductor processing apparatus 201 is used as an etching apparatus for performing discharge processing. Further, here, the input parameter when executing the discharge process is referred to as a recipe. In the etching apparatus that performs the discharge treatment, the output to be corrected includes the treatment result or the characteristics of the discharge used in the treatment. As a correction method, there is a method of correcting other etching devices so that the same output as the reference etching device can be obtained, or a method of correcting so that the outputs of a plurality of etching devices are uniform.

図9は、機差抑制方法を示すフローチャートである。図9は、具体的には、たとえば、半導体デバイスの量産前における半導体処理装置201のメンテナンス処理手順例を示す装置差の補正を行うために、探索装置300は、メンテナンス後放電データ取得を開始する。 FIG. 9 is a flowchart showing a method for suppressing machine error. Specifically, FIG. 9 shows, for example, the search device 300 starts acquiring discharge data after maintenance in order to correct a device difference showing an example of a maintenance processing procedure of the semiconductor processing device 201 before mass production of the semiconductor device. ..

まず、探索装置300は、基本的な放電処理を行うためのレシピを用いて基準レシピ放電を行い、その際の入出力データを取得する。また、量産で用いられるレシピによる放電を行い、その際の出力データ(出力パラメータの値)を取得する(ステップS901)。ステップS901は、ステップS501〜S504に対応する処理である。 First, the search device 300 performs a reference recipe discharge using a recipe for performing a basic discharge process, and acquires input / output data at that time. In addition, discharge is performed according to the recipe used in mass production, and output data (value of output parameter) at that time is acquired (step S901). Step S901 is a process corresponding to steps S501 to S504.

つぎに、探索装置300は、装置差補正レシピを探索する(ステップS902)。ステップS902は、ステップS505〜S507に対応する処理である。そして、探索装置300は、ステップS902の探索した装置差補正レシピを用いた装置差補正を実行する(ステップS903)。ステップS903は、ステップS508〜S513、図6〜図8の処理に対応する処理である。補正目標を達成していない場合(ステップS904:No)、ステップS902に戻り、補正目標を達成した場合(ステップS904:Yes)、処理を終了する。ステップS904は、ステップS514に対応する処理である。 Next, the search device 300 searches for the device difference correction recipe (step S902). Step S902 is a process corresponding to steps S505 to S507. Then, the search device 300 executes the device difference correction using the device difference correction recipe searched in step S902 (step S903). Step S903 is a process corresponding to the processes of steps S508 to S513 and FIGS. 6 to 8. If the correction target has not been achieved (step S904: No), the process returns to step S902, and if the correction target has been achieved (step S904: Yes), the process ends. Step S904 is a process corresponding to step S514.

なお、同一のエッチング装置を複数用いて探索を並列に進めることで探索速度を向上させてもよい。その際には、図9の手順によって装置差が補正された複数のエッチング装置を使用することで、目標を満たす解が探索できる可能性を高めることができる。更に、探索された解をそれらの複数の装置に展開し補正を行うことが可能となる。 The search speed may be improved by proceeding with the search in parallel using a plurality of the same etching devices. In that case, by using a plurality of etching devices in which the device difference is corrected by the procedure of FIG. 9, the possibility of searching for a solution satisfying the target can be increased. Furthermore, it becomes possible to expand the searched solution to those plurality of devices and perform correction.

このように、半導体処理装置201のメンテナンス後に探索装置300による探索方法を実行することにより、半導体処理装置201の出力パラメータの値を基準となる出力パラメータの値へ近付けることができる(自動機差補正機能)。 In this way, by executing the search method by the search device 300 after the maintenance of the semiconductor processing device 201, the value of the output parameter of the semiconductor processing device 201 can be brought close to the value of the reference output parameter (automatic machine error correction). function).

<半導体処理装置201の制御処理の適用例2>
つぎに、半導体デバイスの量産処理において、経時変化を補正するための制御処理の適用例を示す。
<Application example 2 of control processing of semiconductor processing apparatus 201>
Next, in the mass production process of the semiconductor device, an application example of the control process for correcting the change with time will be shown.

図10は、経時変化補正方法を示すフローチャートである。図10では、図9と同様に、経時変化を補正する手順を説明する例として、半導体処理装置201を、処理に放電を使用するエッチング装置とした。量産前放電データ取得では、量産中の経時変化の補正を行うために、探索装置300は、まず基本的な放電処理を行うための基準レシピをエッチング装置に与えて基準レシピ放電を行い、その際の出力データ(出力パラメータの値)を取得する(ステップS1011)。ステップS1011は、ステップS501〜S504に対応する処理である。 FIG. 10 is a flowchart showing a time-dependent change correction method. In FIG. 10, as in FIG. 9, as an example for explaining the procedure for correcting the change with time, the semiconductor processing apparatus 201 is an etching apparatus that uses an electric discharge for processing. In the pre-mass production discharge data acquisition, in order to correct the change over time during mass production, the search device 300 first gives the etching device a reference recipe for performing basic discharge processing, and performs the reference recipe discharge. The output data (value of the output parameter) of is acquired (step S1011). Step S1011 is a process corresponding to steps S501 to S504.

つぎに、探索装置300は、装置差補正候補レシピを探索する(ステップS1012)。ステップS1012では、過去の量産時の入出力データの解析結果より、補正対象の経時変化を予測できる出力データまたはセンサデータおよびモニタデータが用いられる。そして、探索装置300は、量産開始前のエッチング装置において、これらの経時変化を予想できるデータを経時変化後の値にまで変動させるための装置差補正候補レシピの探索を実行する。ステップS1012は、ステップS505〜S507に対応する処理である。 Next, the search device 300 searches for a device difference correction candidate recipe (step S1012). In step S1012, output data or sensor data and monitor data that can predict the time-dependent change of the correction target from the analysis results of the input / output data at the time of mass production in the past are used. Then, the search device 300 searches the etching device before the start of mass production for a device difference correction candidate recipe for changing the data that can predict the change with time to the value after the change with time. Step S1012 is a process corresponding to steps S505 to S507.

つぎに、探索装置300は、装置差補正を実行する(ステップS1013)。ステップS1013では、探索装置300は、経時変化が発生していない状態にて用いる基本の量産用レシピとステップS1012で探索された装置差補正候補レシピとを比較して、装置差補正候補レシピで変更された入力パラメータを明らかにする。これにより、量産前の段階で、補正対象の入力パラメータと出力パラメータとの関係を説明する関数を生成することが可能となり、またその関係より補正候補となるレシピを生成することができる。ステップS1013は、ステップS508〜S513、図6〜図8の処理に対応する処理である。このあと、量産処理が開始される。 Next, the search device 300 executes device difference correction (step S1013). In step S1013, the search device 300 compares the basic mass production recipe used in a state where no change with time has occurred with the device difference correction candidate recipe searched in step S1012, and changes the device difference correction candidate recipe. Clarify the input parameters that have been made. As a result, it is possible to generate a function explaining the relationship between the input parameter to be corrected and the output parameter at the stage before mass production, and it is possible to generate a recipe as a correction candidate from the relationship. Step S1013 is a process corresponding to the processes of steps S508 to S513 and FIGS. 6 to 8. After that, mass production processing is started.

ステップS1013のあと、半導体デバイスの量産処理が開始されると、ウェハが処理室に導入され(ステップS1021)、エッチング装置が、ウェハをエッチングする(ステップS1022)。エッチング(ステップS1022)は、1ステップまたは複数ステップから構成される。エッチング(ステップS1022)が複数ステップの場合、各ステップのエッチングは、放電条件を変更して実行される。エッチング(ステップS1022)の完了後に、ウェハは、処理室外へ搬出される(ステップS1023)。そして、エッチング中に発生し処理室表面に堆積した反応性生物を除去するため、プラズマクリーニングが実施される(ステップS1024)。次のウェハがあれば(ステップS1025:Yes)、ステップS1021に戻り、次のウェハがなければ(ステップS1025:No)、量産後放電データ取得に移行する。 When the mass production process of the semiconductor device is started after step S1013, the wafer is introduced into the processing chamber (step S1021), and the etching apparatus etches the wafer (step S1022). Etching (step S1022) is composed of one step or a plurality of steps. When the etching (step S1022) is a plurality of steps, the etching of each step is executed by changing the discharge conditions. After the etching (step S1022) is completed, the wafer is carried out of the processing chamber (step S1023). Then, plasma cleaning is performed in order to remove the reactive organisms generated during etching and deposited on the surface of the treatment chamber (step S1024). If there is a next wafer (step S1025: Yes), the process returns to step S1021, and if there is no next wafer (step S1025: No), the process proceeds to post-mass production discharge data acquisition.

量産中のエッチング装置の入出力データは、データベース205に保存され、探索装置300は、並列して入出力データをリアルタイムで解析し続ける。これにより、補正対象の経時変化を予測できる出力データまたはセンサデータおよびモニタデータの推定を量産中に継続することが可能である。また、探索装置300は、同一の量産処理を実行する複数のエッチング装置の入出力データを集約することで、データ数を増加させることができる。 The input / output data of the etching apparatus being mass-produced is stored in the database 205, and the search apparatus 300 continues to analyze the input / output data in parallel in real time. As a result, it is possible to continue estimating the output data or the sensor data and the monitor data that can predict the change with time of the correction target during mass production. Further, the search device 300 can increase the number of data by aggregating the input / output data of a plurality of etching devices that execute the same mass production process.

量産後または量産開始から指定した時間が経過した際に放電データを取得した場合、探索装置300は、経時変化を補正するレシピの探索を実行する(ステップS1031)。具体的には、たとえば、探索装置300は、ステップS1011、S1012で取得したデータ、解析された入出力データの関係、および補正候補レシピをステップS502の入力として使用し、経時変化補正レシピを探索する。ステップS1031は、ステップS505〜S507に対応する処理である。 When the discharge data is acquired after the mass production or when the designated time has elapsed from the start of the mass production, the search device 300 executes the search for the recipe for correcting the change with time (step S1031). Specifically, for example, the search device 300 searches the time-dependent change correction recipe by using the data acquired in steps S1011 and S1012, the relationship between the analyzed input / output data, and the correction candidate recipe as the input of step S502. .. Step S1031 is a process corresponding to steps S505 to S507.

そして、探索装置300は、探索結果である経時変化補正レシピを用いて、補正結果の検証を行う(ステップS1032)。ステップS1032は、ステップS508〜S513、図6〜図8の処理に対応する処理である。 Then, the search device 300 verifies the correction result by using the time-dependent change correction recipe which is the search result (step S1032). Step S1032 is a process corresponding to the processes of steps S508 to S513 and FIGS. 6 to 8.

また、ステップS1031、S1032の実行前に、探索装置300は、半導体デバイスの量産中に取得した出力データを解析し、補正対象の経時変化を予測できる出力データまたはセンサデータおよびモニタデータを推定し、ステップS1012を実行してもよい。これにより、補正対象の入力パラメータと出力パラメータとの関係を説明する関数を生成し、またその関係より補正候補となるレシピを生成することができる。これらの結果を、ステップS502で用いることで、探索装置300は、ステップS1031、S1032を実行することができる。 Further, before the execution of steps S1031 and S1032, the search device 300 analyzes the output data acquired during the mass production of the semiconductor device, estimates the output data or the sensor data and the monitor data that can predict the change with time of the correction target, and estimates the output data or the sensor data and the monitor data. Step S1012 may be executed. As a result, a function explaining the relationship between the input parameter to be corrected and the output parameter can be generated, and a recipe as a correction candidate can be generated from the relationship. By using these results in step S502, the search device 300 can execute steps S1031 and S1032.

さらに、上記探索におけるステップS502の入力としては、エンジニアの知識を用いて、補正に頻繁に用いられる入力パラメータを変更したレシピ、およびそのレシピを用いて放電した際の入出力データとその解析結果を用いてもよい。 Further, as the input of step S502 in the above search, a recipe in which the input parameters frequently used for correction are changed by using the knowledge of the engineer, input / output data when discharging is performed using the recipe, and the analysis result thereof. You may use it.

そして、補正目標を達成していない場合(ステップS1033:No)、ステップS1031に戻り、補正目標を達成した場合(ステップS1033:Yes)、処理を終了する。ステップS1033は、ステップS514に対応する処理である。図10に示した探索を実行する際には、同一の量産処理を実施した量産後のエッチング装置を複数用いて探索を並列に進めることで探索速度を向上させることができる。更に、探索された解(入力パラメータ)は、同一の量産処理を実行する複数のエッチング装置に展開し補正を実行することが可能である。 Then, when the correction target is not achieved (step S1033: No), the process returns to step S1031 and when the correction target is achieved (step S1033: Yes), the process ends. Step S1033 is a process corresponding to step S514. When executing the search shown in FIG. 10, the search speed can be improved by proceeding in parallel with the search using a plurality of post-mass production etching devices that have performed the same mass production process. Further, the searched solution (input parameter) can be expanded to a plurality of etching devices that perform the same mass production process to perform correction.

このように、半導体の量産後において探索装置300による探索方法を実行することにより、量産中の半導体処理装置201の出力パラメータの値の経時変化を補正することができる(自動経時変化補正機能)。 In this way, by executing the search method by the search device 300 after mass production of the semiconductor, it is possible to correct the change with time of the output parameter value of the semiconductor processing device 201 being mass-produced (automatic change with time correction function).

このように、探索装置300は、半導体処理装置201の入力パラメータの値および出力パラメータの値を自動解析し、その解析結果を考慮した上で、入力パラメータの値を探索するための実験条件を自動で決定する。そして、探索装置300は、当該実験結果の検証を自動で行い、これらの自動動作を繰り返すことで、目標とする装置状態および処理結果(出力パラメータの値)が得られる入力パラメータの値を自動的に探索することができる。これにより、半導体処理装置201自らが自動的に装置性能を引き出すことができ、加えて装置性能を引き出すための制御モデル開発や装置パラメータ(入力パラメータと出力パラメータとの組み合わせ)の選定を行うエンジニアを支援することができる。 In this way, the search device 300 automatically analyzes the value of the input parameter and the value of the output parameter of the semiconductor processing device 201, and after considering the analysis result, automatically sets the experimental conditions for searching the value of the input parameter. To decide with. Then, the search device 300 automatically verifies the experimental result, and by repeating these automatic operations, automatically obtains the target device state and the processing result (output parameter value) of the input parameter value. Can be searched for. As a result, the semiconductor processing device 201 itself can automatically draw out the device performance, and in addition, an engineer who develops a control model and selects device parameters (combination of input parameters and output parameters) for drawing out the device performance Can help.

以上説明したように、本実施例にかかる探索装置300は、半導体を処理する半導体処理装置201に設定される条件または半導体処理装置201により半導体が処理された結果を示す目標値と、条件と結果との範囲により規定される探索領域内における条件または結果のうち目標値が示す方の基準値と、の入力を受け付ける入力部401と、探索領域内の条件の設定値と、当該設定値を半導体処理装置201に与えた場合の結果の実測値と、に基づいて、条件と結果との関係を示す予測モデルを生成する生成部402と、生成部402によって生成された予測モデルに、入力部401によって入力された目標値を与えることにより、予測モデルから予測値を取得し、予測値の存在領域を探索領域から特定する特定部403と、予測値に対応する前記結果の実測値が入力部401によって入力された基準値よりも目標値に近いか否かを判断する判断部404と、判断部404によって予測値に対応する前記結果の実測値の方が目標値に近いと判断された場合、予測値を基準値に設定し、特定部によって特定された予測値の存在領域を探索領域に設定する設定部405と、予測値に対応する前記結果の実測値が目標値の達成条件を充足した場合に達成条件を充足した予測値を出力する出力部406と、を有する。 As described above, the search device 300 according to the present embodiment has a condition set in the semiconductor processing device 201 for processing the semiconductor or a target value indicating the result of processing the semiconductor by the semiconductor processing device 201, and the condition and the result. The input unit 401 that accepts the input of the reference value indicated by the target value among the conditions or results in the search area defined by the range of, the set value of the condition in the search area, and the set value are semiconductors. The generation unit 402 that generates a prediction model showing the relationship between the condition and the result based on the measured value of the result when given to the processing device 201, and the input unit 401 to the prediction model generated by the generation unit 402. By giving the target value input by, the prediction value is acquired from the prediction model, and the specific unit 403 that identifies the existing area of the prediction value from the search area and the measured value of the result corresponding to the prediction value are the input unit 401. When the judgment unit 404 that determines whether or not the value is closer to the target value than the reference value input by, and the judgment unit 404 determines that the measured value of the result corresponding to the predicted value is closer to the target value. The setting unit 405 that sets the predicted value as the reference value and sets the existing area of the predicted value specified by the specific unit as the search area, and the actually measured value of the result corresponding to the predicted value satisfy the achievement condition of the target value. It has an output unit 406 that outputs a predicted value that satisfies the achievement condition in the case.

これにより、半導体処理装置201の入出力に関する最良解への到達精度の向上を図ることができる。したがって、半導体処理装置201における運用の効率化および処理の最適化を図ることができる。 As a result, it is possible to improve the accuracy of reaching the best solution regarding the input / output of the semiconductor processing apparatus 201. Therefore, it is possible to improve the efficiency of operation and optimize the processing of the semiconductor processing apparatus 201.

また、探索装置300は、判断部404によって予測モデルから得られた予測値に対応する前記結果の実測値の方が目標値に近くないと判断された場合、決定部407により予測値の存在領域内の予測値および予測値に対応する前記結果の実測値を除外データに決定し、設定部405により探索領域から除外データと当該除外データが得られた場合に半導体処理装置201に与えられた目標値とにより特定される除外領域を除いた残存領域を探索領域に設定する。これにより、目標値に近くない予測値と目標値との組み合わせが存在する除外領域を最新の探索領域から除外することができ、最良解への到達精度の向上を図ることができる。 Further, when the search device 300 determines that the actually measured value of the result corresponding to the predicted value obtained from the predicted model by the determination unit 404 is not closer to the target value, the determination unit 407 determines the region where the predicted value exists. The predicted value and the measured value of the result corresponding to the predicted value are determined as exclusion data, and the target given to the semiconductor processing apparatus 201 when the exclusion data and the exclusion data are obtained from the search area by the setting unit 405. The remaining area excluding the exclusion area specified by the value is set in the search area. As a result, the exclusion region in which the combination of the predicted value and the target value that is not close to the target value exists can be excluded from the latest search region, and the accuracy of reaching the best solution can be improved.

また、探索装置300は、分割部408により探索領域を複数の領域に分割し、判断部404によって予測値に対応する前記結果の実測値の方が目標値に近いと判断された場合、特定部403により、予測値を基準値に設定し、予測値の存在領域を複数の分割領域の中から特定する。これにより、予測値の存在領域を容易に特定することができ、探索速度の向上を図ることができる。 Further, when the search device 300 divides the search area into a plurality of areas by the division unit 408 and the determination unit 404 determines that the measured value of the result corresponding to the predicted value is closer to the target value, the search device 300 is a specific unit. According to 403, the predicted value is set as the reference value, and the region where the predicted value exists is specified from the plurality of divided regions. As a result, the existing region of the predicted value can be easily specified, and the search speed can be improved.

また、探索装置300は、分割部408により探索領域を複数の領域に分割し、生成部402により、分割領域内における条件の設定値を半導体処理装置201に与えた場合の結果の実測値を、分割領域ごとに取得し、生成部402により、各分割領域での条件の設定値と結果の実測値とに基づいて、予測モデルを生成する。これにより、複数の半導体処理装置201を用いることで、実測値を分割領域ごとに並列に取得することができ、予測モデルの生成速度の高速化を図ることができる。 Further, the search device 300 divides the search area into a plurality of areas by the division unit 408, and the generation unit 402 sets the actual measurement value of the result when the set value of the condition in the division area is given to the semiconductor processing device 201. It is acquired for each divided region, and the generation unit 402 generates a prediction model based on the set value of the condition in each divided region and the actually measured value of the result. As a result, by using the plurality of semiconductor processing devices 201, the measured values can be acquired in parallel for each divided region, and the generation speed of the prediction model can be increased.

また、探索装置300は、判断部404によって予測値に対応する前記結果の実測値の方が目標値に近くないと判断された場合、決定部407により予測値の存在領域内で取得したデータを除外データに決定し、生成部402により、実測値から除外データを除いた特定の実測値と、設定値から除外データが得られた場合に半導体処理装置201に与えられた設定値を除いた特定の設定値と、に基づいて、予測モデルを生成する。また、目標値に近くない予測値と設定値との組み合わせが存在する除外領域を予測値の候補から除外することができ、予測モデルの精度向上を図ることができる。したがって、生成された予測モデルにより、より良い予測値を得ることができる。 Further, when the determination unit 404 determines that the measured value of the result corresponding to the predicted value is not closer to the target value, the search device 300 obtains the data acquired by the determination unit 407 in the existing region of the predicted value. The exclusion data is determined, and the generation unit 402 excludes the specific actual measurement value obtained by excluding the exclusion data from the actual measurement value, and the specific measurement value excluding the setting value given to the semiconductor processing apparatus 201 when the exclusion data is obtained from the set value. A prediction model is generated based on the set value of. In addition, the exclusion region in which a combination of the predicted value and the set value that is not close to the target value exists can be excluded from the candidates for the predicted value, and the accuracy of the predicted model can be improved. Therefore, better prediction values can be obtained from the generated prediction model.

また、探索装置300は、検出部409により、結果の実測値と、所定の出力しきい値と、に基づいて、半導体処理装置201の不安定動作を検出し、出力部406により、検出部409による検出結果を出力する。これにより、探索の継続可否をユーザに促すことができる。 Further, the search device 300 detects the unstable operation of the semiconductor processing device 201 based on the actually measured value of the result and the predetermined output threshold value by the detection unit 409, and the detection unit 409 by the output unit 406. Outputs the detection result by. As a result, the user can be prompted whether or not the search can be continued.

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、または置換をしてもよい。 The present invention is not limited to the above-mentioned examples, but includes various modifications and equivalent configurations within the scope of the attached claims. For example, the above-described examples have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to those having all the described configurations. Further, a part of the configuration of one embodiment may be replaced with the configuration of another embodiment. Further, the configuration of another embodiment may be added to the configuration of one embodiment. In addition, other configurations may be added, deleted, or replaced with respect to a part of the configurations of each embodiment.

また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。 Further, each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized by hardware by designing a part or all of them by, for example, an integrated circuit, and the processor realizes each function. It may be realized by software by interpreting and executing the program to be processed.

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記憶装置、又は、IC(Integrated Circuit)カード、SDカード、DVD(Digital Versatile Disc)の記録媒体に格納することができる。 Information such as programs, tables, and files that realize each function is recorded in a storage device such as a memory, a hard disk, an SSD (Solid State Drive), or an IC (Integrated Circuit) card, an SD card, or a DVD (Digital Versaille Disc). It can be stored in a medium.

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。 In addition, the control lines and information lines indicate those that are considered necessary for explanation, and do not necessarily indicate all the control lines and information lines necessary for implementation. In practice, it can be considered that almost all configurations are interconnected.

200 半導体製造システム
201 半導体処理装置
202 装置制御システム
203 モニタシステム
204 センサシステム
205 データベース
206 自動制御システム
221 レシピ設定コントローラ
222 装置基本設定コントローラ
223 設定エラー検出システム
261 目標設定コントローラ
262 自律探索システム
263 不安定動作検出システム
300 探索装置
401 入力部
402 生成部
403 特定部
404 判断部
405 設定部
406 出力部
407 決定部
408 分割部
409 検出部
200 Semiconductor manufacturing system 201 Semiconductor processing device 202 Device control system 203 Monitor system 204 Sensor system 205 Database 206 Automatic control system 221 Recipe setting controller 222 Device basic setting controller 223 Setting error detection system 261 Target setting controller 262 Autonomous search system 263 Unstable operation Detection system 300 Search device 401 Input unit 402 Generation unit 403 Specific unit 404 Judgment unit 405 Setting unit 406 Output unit 407 Determination unit 408 Division unit 409 Detection unit

Claims (18)

半導体を処理する半導体処理装置に設定される条件または前記半導体処理装置により前記半導体が処理された結果を示す目標値と、前記条件と前記結果との範囲により規定される探索領域内における前記条件または前記結果のうち前記目標値が示す方の基準値と、の入力を受け付ける入力部と、
前記探索領域内の前記条件の設定値と、当該設定値を前記半導体処理装置に与えた場合の前記結果の実測値と、に基づいて、前記条件と前記結果との関係を示す予測モデルを生成する生成部と、
前記生成部によって生成された予測モデルに、前記入力部に入力された目標値を与えることにより、前記予測モデルから予測値を取得し、前記予測値の存在領域を前記探索領域から特定する特定部と、
前記予測値に対応する前記結果の実測値が前記入力部に入力された基準値よりも前記目標値に近いか否かを判断する判断部と、
前記判断部によって前記予測値に対応する前記結果の実測値の方が前記目標値に近いと判断された場合、前記予測値に対応する前記結果の実測値を前記基準値に設定し、前記特定部によって特定された前記予測値の存在領域を前記探索領域に設定する設定部と、
前記予測値に対応する前記結果の実測値が前記目標値の達成条件を充足した場合に前記達成条件を充足した予測値を出力する出力部と、
を有することを特徴とする探索装置。
The condition set in the semiconductor processing apparatus for processing the semiconductor or the target value indicating the result of processing the semiconductor by the semiconductor processing apparatus, and the condition or the condition within the search region defined by the range of the condition and the result. An input unit that accepts input of the reference value of the result indicated by the target value, and
Based on the set value of the condition in the search region and the actually measured value of the result when the set value is given to the semiconductor processing apparatus, a prediction model showing the relationship between the condition and the result is generated. Generation part and
By giving the target value input to the input unit to the prediction model generated by the generation unit, the prediction value is acquired from the prediction model, and the region where the prediction value exists is specified from the search area. When,
A determination unit for determining whether or not the actually measured value of the result corresponding to the predicted value is closer to the target value than the reference value input to the input unit.
When the determination unit determines that the measured value of the result corresponding to the predicted value is closer to the target value, the measured value of the result corresponding to the predicted value is set as the reference value, and the identification is performed. A setting unit that sets the existing area of the predicted value specified by the unit in the search area, and
An output unit that outputs a predicted value that satisfies the achievement condition when the measured value of the result corresponding to the predicted value satisfies the achievement condition of the target value.
A search device characterized by having.
請求項1に記載の探索装置であって、
前記判断部によって前記予測値に対応する前記結果の実測値の方が前記目標値に近くないと判断された場合、前記予測値の存在領域内の予測値および予測値に対応する前記結果の実測値を除外データに決定する決定部を有し、
前記設定部は、前記探索領域から前記決定部によって決定された除外データと当該除外データが得られた場合に前記半導体処理装置に与えられた目標値とにより特定される除外領域を除いた残存領域を前記探索領域に設定することを特徴とする探索装置。
The search device according to claim 1.
When the determination unit determines that the measured value of the result corresponding to the predicted value is not closer to the target value, the predicted value in the region where the predicted value exists and the measured result of the result corresponding to the predicted value are measured. It has a decision part that determines the value as exclusion data
The setting unit is a remaining area excluding the exclusion area specified by the exclusion data determined by the determination unit from the search area and the target value given to the semiconductor processing apparatus when the exclusion data is obtained. Is set in the search area.
請求項1に記載の探索装置であって、
前記探索領域を複数の領域に分割する分割部を有し、
前記特定部は、前記判断部によって前記予測値に対応する前記結果の実測値の方が前記目標値に近いと判断された場合、前記予測値を前記基準値に設定し、前記特定部によって特定された前記予測値の存在領域を、前記分割部によって得られた複数の分割領域の中から特定することを特徴とする探索装置。
The search device according to claim 1.
It has a dividing portion that divides the search area into a plurality of areas.
When the determination unit determines that the actually measured value of the result corresponding to the predicted value is closer to the target value, the specific unit sets the predicted value as the reference value and specifies the predicted value by the specific unit. A search device characterized in that the existing region of the predicted value is specified from a plurality of divided regions obtained by the divided portion.
請求項1に記載の探索装置であって、
前記探索領域を複数の領域に分割する分割部を有し、
前記生成部は、前記分割部によって得られた分割領域内における前記条件の設定値を前記半導体処理装置に与えた場合の前記結果の実測値を、前記分割領域ごとに取得し、前記各分割領域での前記条件の設定値と前記結果の実測値とに基づいて、前記予測モデルを生成することを特徴とする探索装置。
The search device according to claim 1.
It has a dividing portion that divides the search area into a plurality of areas.
The generation unit acquires the measured value of the result when the set value of the condition in the division region obtained by the division unit is given to the semiconductor processing apparatus for each division region, and obtains each of the division regions. A search device characterized by generating the prediction model based on the set value of the condition and the measured value of the result.
請求項1に記載の探索装置であって、
前記設定部は、前記判断部によって前記予測値に対応する前記結果の実測値の方が前記目標値に近くないと判断された場合、前記予測値に対応する前記結果の実測値を前記基準値に設定せずに、前記予測値の存在領域を前記探索領域に設定することを特徴とする探索装置。
The search device according to claim 1.
When the determination unit determines that the measured value of the result corresponding to the predicted value is not closer to the target value, the setting unit sets the measured value of the result corresponding to the predicted value as the reference value. A search device characterized in that the existing region of the predicted value is set in the search region without being set to.
請求項1に記載の探索装置であって、
前記判断部によって前記予測値に対応する前記結果の実測値の方が前記目標値に近くないと判断された場合、前記予測値の存在領域内の予測値および前記予測値に対応する前記結果の実測値を除外データに決定する決定部を有し、
前記生成部は、前記実測値から前記除外データを除いた特定の実測値と、前記設定値から前記除外データが得られた場合に前記半導体処理装置に与えられた設定値を除いた特定の設定値と、に基づいて、前記予測モデルを生成することを特徴とする探索装置。
The search device according to claim 1.
When the determination unit determines that the measured value of the result corresponding to the predicted value is not closer to the target value, the predicted value in the region where the predicted value exists and the result corresponding to the predicted value It has a decision unit that determines the measured value as exclusion data.
The generator has a specific measured value obtained by removing the excluded data from the measured value and a specific setting excluding the set value given to the semiconductor processing apparatus when the excluded data is obtained from the set value. A search device comprising generating the prediction model based on a value.
請求項1に記載の探索装置であって、
前記結果の実測値と、所定の出力しきい値と、に基づいて、前記半導体処理装置の不安定動作を検出する検出部を有し、
前記出力部は、前記検出部による検出結果を出力することを特徴とする探索装置。
The search device according to claim 1.
It has a detection unit that detects unstable operation of the semiconductor processing apparatus based on the actually measured value of the result and a predetermined output threshold value.
The output unit is a search device characterized by outputting a detection result by the detection unit.
請求項1に記載の探索装置であって、
前記設定部は、前記予測モデルに与える前記条件の中心条件を設定し、
前記特定部は、前記生成部によって生成された予測モデルに、前記設定部によって設定された中心条件を与えることにより、前記予測モデルから前記予測値を取得し、前記予測値の存在領域を前記探索領域から特定する、
ことを特徴とする探索装置。
The search device according to claim 1.
The setting unit sets the central condition of the condition to be given to the prediction model, and sets the central condition.
The specific section, the prediction model generated by the generating unit, by may grant the set centered condition by the setting unit obtains the predicted value from the prediction model, the presence region of the predicted value Identify from the search area,
A search device characterized by that.
請求項8に記載の探索装置であって、
前記設定部は、前記中心条件から一度に変更可能な前記条件の種類の数を指定する
ことを特徴とする探索装置。
The search device according to claim 8.
The setting unit specifies the number of types of the condition that can be changed at one time from the central condition.
A search device characterized by that.
探索装置が実行する探索方法であって、It is a search method executed by the search device.
前記探索装置は、 The search device is
半導体を処理する半導体処理装置に設定される条件または前記半導体処理装置により前記半導体が処理された結果を示す目標値と、前記条件と前記結果との範囲により規定される探索領域内における前記条件または前記結果のうち前記目標値が示す方の基準値と、の入力を受け付ける入力処理と、 The condition set in the semiconductor processing apparatus for processing the semiconductor or the target value indicating the result of processing the semiconductor by the semiconductor processing apparatus, and the condition or the condition within the search region defined by the range of the condition and the result. An input process that accepts the input of the reference value of the result indicated by the target value, and
前記探索領域内の前記条件の設定値と、当該設定値を前記半導体処理装置に与えた場合の前記結果の実測値と、に基づいて、前記条件と前記結果との関係を示す予測モデルを生成する生成処理と、 Based on the set value of the condition in the search region and the actually measured value of the result when the set value is given to the semiconductor processing apparatus, a prediction model showing the relationship between the condition and the result is generated. Generation processing and
前記生成処理によって生成された予測モデルに、前記入力処理によって入力された目標値を与えることにより、前記予測モデルから予測値を取得し、前記予測値の存在領域を前記探索領域から特定する特定処理と、 By giving the target value input by the input process to the prediction model generated by the generation process, the prediction value is acquired from the prediction model, and the region where the prediction value exists is specified from the search area. When,
前記予測値に対応する前記結果の実測値が前記入力処理によって入力された基準値よりも前記目標値に近いか否かを判断する判断処理と、 Judgment processing for determining whether or not the actually measured value of the result corresponding to the predicted value is closer to the target value than the reference value input by the input processing.
前記判断処理によって前記予測値の方が前記目標値に近いと判断された場合、前記予測値に対応する前記結果の実測値を前記基準値に設定し、前記特定処理によって特定された前記予測値の存在領域を前記探索領域に設定する設定処理と、 When it is determined by the determination process that the predicted value is closer to the target value, the measured value of the result corresponding to the predicted value is set as the reference value, and the predicted value specified by the specific process is set. And the setting process to set the existing area of
前記予測値が前記目標値の達成条件を充足した場合に前記達成条件を充足した予測値を出力する出力処理と、 Output processing that outputs a predicted value that satisfies the achievement condition when the predicted value satisfies the achievement condition of the target value, and
を実行することを特徴とする探索方法。 A search method characterized by executing.
請求項10に記載の探索方法であって、The search method according to claim 10.
前記探索装置は、 The search device is
前記判断処理によって前記予測値に対応する前記結果の実測値の方が前記目標値に近くないと判断された場合、前記存在領域内の予測値および予測値に対応する前記結果の実測値を除外データに決定する決定処理を実行し、When it is determined by the determination process that the measured value of the result corresponding to the predicted value is not closer to the target value, the predicted value in the existing region and the measured value of the result corresponding to the predicted value are excluded. Execute the decision process to determine the data,
前記設定処理では、前記探索装置は、前記探索領域から前記決定処理によって決定された除外データと当該除外データが得られた場合に前記半導体処理装置に与えられた目標値とにより特定される除外領域を除いた残存領域を前記探索領域に設定することを特徴とする探索方法。In the setting process, the search device uses the exclusion area specified by the exclusion data determined by the determination process from the search area and the target value given to the semiconductor processing device when the exclusion data is obtained. A search method characterized in that the remaining area excluding the above is set in the search area.
請求項10に記載の探索方法であって、The search method according to claim 10.
前記探索装置は、The search device is
前記探索領域を複数の領域に分割する分割処理を実行し、A division process for dividing the search area into a plurality of areas is executed.
前記特定処理では、前記探索装置は、前記判断処理によって前記予測値に対応する前記結果の実測値の方が前記目標値に近いと判断された場合、前記予測値を前記基準値に設定し、前記特定処理によって特定された前記予測値の存在領域を、前記分割処理によって得られた複数の分割領域の中から特定することを特徴とする探索方法。In the specific process, when the search device determines by the determination process that the actually measured value of the result corresponding to the predicted value is closer to the target value, the search device sets the predicted value to the reference value. A search method characterized in that an existing region of the predicted value specified by the specific processing is specified from a plurality of division regions obtained by the division processing.
請求項10に記載の探索方法であって、The search method according to claim 10.
前記探索装置は、The search device is
前記探索領域を複数の領域に分割する分割処理を実行し、A division process for dividing the search area into a plurality of areas is executed.
前記生成処理では、前記探索装置は、前記分割処理によって得られた分割領域内における前記条件の設定値を前記半導体処理装置に与えた場合の前記結果の実測値を、前記分割領域ごとに取得し、前記各分割領域での前記条件の設定値と前記結果の実測値とに基づいて、前記予測モデルを生成することを特徴とする探索方法。In the generation process, the search device acquires the actually measured value of the result when the set value of the condition in the divided region obtained by the divided process is given to the semiconductor processing device for each divided region. , A search method characterized in that the prediction model is generated based on the set value of the condition in each of the divided regions and the actually measured value of the result.
請求項10に記載の探索方法であって、The search method according to claim 10.
前記探索装置は、The search device is
前記設定処理では、前記探索装置は、前記判断処理によって前記結果の実測値の方が前記目標値に近くないと判断された場合、前記予測値に対応する前記結果の実測値を前記基準値に設定せずに、前記予測値の存在領域を前記探索領域に設定することを特徴とする探索方法。In the setting process, when the search device determines by the determination process that the actually measured value of the result is not closer to the target value, the actually measured value of the result corresponding to the predicted value is used as the reference value. A search method characterized in that the existing region of the predicted value is set in the search region without setting.
請求項10に記載の探索方法であって、The search method according to claim 10.
前記探索装置は、The search device is
前記判断処理によって前記予測値に対応する前記結果の実測値の方が前記目標値に近くないと判断された場合、前記予測値の存在領域内の予測値および前記予測値に対応する前記結果の実測値を除外データに決定する決定処理を実行し、When it is determined by the determination process that the actually measured value of the result corresponding to the predicted value is not closer to the target value, the predicted value in the region where the predicted value exists and the result corresponding to the predicted value Execute the decision process to determine the measured value as exclusion data,
前記生成処理では、前記探索装置は、前記実測値から前記除外データを除いた特定の実測値と、前記設定値から前記除外データが得られた場合に前記半導体処理装置に与えられた設定値を除いた特定の設定値と、に基づいて、前記予測モデルを生成することを特徴とする探索方法。In the generation process, the search device uses a specific measured value obtained by excluding the excluded data from the measured value and a set value given to the semiconductor processing device when the excluded data is obtained from the set value. A search method characterized in that the prediction model is generated based on a specific set value excluded.
請求項10に記載の探索方法であって、The search method according to claim 10.
前記探索装置は、The search device is
前記結果の実測値と、所定の出力しきい値と、に基づいて、前記半導体処理装置の不安定動作を検出する検出処理を実行し、Based on the actually measured value of the result and the predetermined output threshold value, the detection process for detecting the unstable operation of the semiconductor processing apparatus is executed.
前記出力処理では、前記探索装置は、前記検出処理による検出結果を出力することを特徴とする探索方法。In the output process, the search device is a search method characterized in that the search device outputs a detection result by the detection process.
請求項10に記載の探索方法であって、
前記設定処理では、前記探索装置は、前記予測モデルに与える前記条件の中心条件を設定し、
前記特定処理では、前記探索装置は、前記生成処理によって生成された予測モデルに、前記設定処理によって設定された中心条件を与えることにより、前記予測モデルから前記予測値を取得し、前記予測値の存在領域を前記探索領域から特定する、
ことを特徴とする探索方法。
The search method according to claim 10.
In the setting process, the search device sets the central condition of the condition to be given to the prediction model.
In the specific process, the search device obtains the predicted value from the predicted model by giving the central condition set by the setting process to the predicted model generated by the generation process , and obtains the predicted value of the predicted value. The existing area is specified from the search area.
A search method characterized by that.
請求項17に記載の探索方法であって、The search method according to claim 17.
前記設定処理では、前記探索装置は、前記中心条件から一度に変更可能な前記条件の種類の数を指定する、In the setting process, the search device specifies the number of types of the condition that can be changed at one time from the central condition.
ことを特徴とする探索方法。A search method characterized by that.
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