JP7453931B2 - Learning data generation device, anomaly detection device, anomaly detection system, and anomaly detection program - Google Patents

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Description

本発明は、学習データ生成装置、異常検出装置、異常検出システム、及び異常検出プログラムに関する。 The present invention relates to a learning data generation device, an anomaly detection device, an anomaly detection system, and an anomaly detection program.

近年、設備機器、及び製品等の検査において、機械学習を行ったAI(Artificial Intelligence)を用いて、設備機器、及び製品等の異常を検出する技術が提案されている。 2. Description of the Related Art In recent years, technology has been proposed for detecting abnormalities in equipment, products, etc. using AI (Artificial Intelligence) that performs machine learning in the inspection of equipment, products, etc.

例えば、設備機器の異常を検知するための機械学習を行った学習器を備えた異常検知システムにおいて、当該学習器が学習する学習データが少ないと判定された場合、学習データを生成する技術が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1に記載の技術では、学習器が学習する学習データが少ないと判定された場合、シミュレーションによってデータを生成、又は実稼働データに対してノイズ等を入れて学習データを生成して、学習器に学習させている。 For example, in an anomaly detection system equipped with a learning device that performs machine learning to detect abnormalities in equipment, if it is determined that the learning device has little learning data, a technology is proposed to generate learning data. (See Patent Document 1). In the technology described in Patent Document 1, when it is determined that the learning data for the learning device to learn is small, data is generated by simulation or learning data is generated by adding noise etc. to the actual operation data, and the learning data is generated. I am letting the device learn.

特開2019-133212号公報JP2019-133212A

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、シミュレーションによって生成された学習データ、及び実稼働データに対してノイズ等を入れて生成された学習データを用いて学習を行っている。そのため、生成された学習データが実稼働データに則していない場合があり、生成された学習データを用いて精度よく異常を検出できるとは限らなかった。 However, in the technique described in Patent Document 1, learning is performed using learning data generated by simulation and learning data generated by adding noise or the like to actual operation data. Therefore, the generated learning data may not match the actual data, and it is not always possible to accurately detect abnormalities using the generated learning data.

本開示は、以上の事情を鑑みて成されたものであり、生成された学習データを用いた場合であっても精度よく異常を検出できる学習データ生成装置、異常検出装置、異常検出システム、及び異常検出プログラムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and provides a learning data generation device, an anomaly detection device, an anomaly detection system, and an anomaly detection system that can accurately detect anomalies even when using generated learning data. The purpose is to provide an anomaly detection program.

上記目的を達成するために、第1の態様に係る異常検出装置は、ウェハ上の複数の素子を含む素子群において、素子を測定した測定値を素子群毎に取得する取得部と、素子群に異常な素子が含まれる異常素子群であるか否かを識別するための機械学習を行った学習器に、素子群に係る測定値を入力して、素子群が異常素子群であるか否かを判定する判定部と、異常素子群に含まれる素子から異常な素子を検出する検出部と、を備えている。 In order to achieve the above object, an abnormality detection device according to a first aspect includes an acquisition unit that acquires a measurement value obtained by measuring the elements for each element group in an element group including a plurality of elements on a wafer; Input the measurement values related to the element group into a learning device that has performed machine learning to identify whether the element group is an abnormal element group that contains abnormal elements, and determine whether the element group is an abnormal element group. and a detection section that detects an abnormal element from among the elements included in the abnormal element group.

また、第2の態様に係る異常検出装置において、検出部は、素子において異常素子群に含まれる回数を用いて、異常素子群から異常な素子を検出する、又は異常素子群に係る素子の測定値を用いて、異常素子群から異常な素子を検出する。 Further, in the abnormality detection device according to the second aspect, the detection unit detects an abnormal element from the abnormal element group using the number of times the element is included in the abnormal element group, or measures the element related to the abnormal element group. An abnormal element is detected from the abnormal element group using the value.

また、第3の態様に係る異常検出生成装置において、素子群は、ウェハ上に縦横に隣接する素子、ウェハ上に凸型に隣接する素子、ウェハ上に鉤型に隣接する素子、又はウェハの中心から同一距離に位置する素子の何れか1つである。 Further, in the abnormality detection generation device according to the third aspect, the element group may include elements adjacent to each other vertically and horizontally on the wafer, elements adjacent to the wafer in a convex shape, elements adjacent to the wafer in a hook shape, or elements adjacent to the wafer in a hook shape. Any one of the elements located at the same distance from the center.

また、第4の態様に係る異常検出装置において、異常検出装置は、学習データとして素子群に係る素子の測定値を取得し、取得した学習データを用いて、異常素子群であるか否かを判定するための機械学習を学習器に行う学習部をさらに備える。 Further, in the abnormality detection device according to the fourth aspect, the abnormality detection device acquires the measured values of the elements related to the element group as learning data, and uses the acquired learning data to determine whether the elements are in the abnormal element group. The learning device further includes a learning unit that performs machine learning for determination on the learning device.

一方、上記目的を達成するために、第5の態様に係る学習データ生成装置において、ウェハ上の複数の素子を含む素子群において、素子群毎に素子群の情報である素子群情報を取得する素子群情報取得部と、取得した素子群情報に係る素子の配置を変更することによって増量して学習データを生成する学習データ生成部と、を備える。 On the other hand, in order to achieve the above object, in a learning data generation device according to a fifth aspect, element group information, which is information of the element group, is acquired for each element group in an element group including a plurality of elements on a wafer. The device includes an element group information acquisition unit, and a learning data generation unit that generates learning data by increasing the amount by changing the arrangement of elements according to the acquired element group information.

また、第6の態様に係る学習データ生成装置において、学習データ生成部は、学習データに係る素子の位置を回転、又は反転して、学習データに係る素子の配置を変更して学習データを増量する。 Further, in the learning data generation device according to the sixth aspect, the learning data generation unit rotates or reverses the position of the element related to the learning data, changes the arrangement of the element related to the learning data, and increases the amount of learning data. do.

一方、上記目的を達成するために、第7の態様に係る異常検出システムにおいて、第1の態様から第4の態様に係る異常検出装置と、第5の態様又は第6の態様に係る学習データ生成装置と、を備える。 Meanwhile, in order to achieve the above object, in an anomaly detection system according to a seventh aspect, an abnormality detection device according to the first to fourth aspects and learning data according to the fifth aspect or the sixth aspect are provided. A generating device.

一方、上記目的を達成するために、第8の態様に係る異常検出プログラムにおいて、ウェハ上の複数の素子を含む素子群において、素子を測定した測定値を素子群毎に取得する取得ステップと、素子群に異常な素子が含まれる異常素子群であるか否かを識別するための機械学習を行った学習器に、素子群に係る測定値を入力して、素子群が異常素子群であるか否かを判定する判定ステップと、異常素子群に含まれる素子から異常な素子を検出する検出ステップと、をコンピュータに実行させる。 On the other hand, in order to achieve the above object, in the abnormality detection program according to the eighth aspect, an acquisition step of acquiring measured values of the elements for each element group in an element group including a plurality of elements on a wafer; Input the measurement values related to the element group into a learning device that performs machine learning to identify whether the element group is an abnormal element group that contains abnormal elements, and confirm that the element group is an abnormal element group. A computer is caused to execute a determination step of determining whether or not the abnormal element is present, and a detection step of detecting an abnormal element from among the elements included in the abnormal element group.

第1の態様の異常検出装置、第7の態様の異常検出システム、及び第8の態様の異常検出プログラムによれば、生成された学習データを用いた場合であっても精度よく異常を検出できる。 According to the anomaly detection device of the first aspect, the anomaly detection system of the seventh aspect, and the anomaly detection program of the eighth aspect, anomalies can be detected with high accuracy even when using generated learning data. .

また、第2の態様の異常検出装置によれば、複数の素子の情報を比較するため、精度よく異常な素子を検出できる。 Moreover, according to the abnormality detection device of the second aspect, since information of a plurality of elements is compared, an abnormal element can be detected with high accuracy.

また、第3の態様の異常検出装置によれば、ウェハ上の素子の配置に依らず素子群に係る素子の測定値をより均一に取得できる。 Moreover, according to the abnormality detection apparatus of the third aspect, it is possible to more uniformly obtain the measured values of the elements in the element group, regardless of the arrangement of the elements on the wafer.

また、第4の態様の異常検出装置によれば、取得した測定値を学習器に学習させることができる。 Moreover, according to the abnormality detection device of the fourth aspect, it is possible to cause the learning device to learn the acquired measurement values.

また、第5の態様の学習データ生成装置によれば、測定値に則した多様な学習データを生成することができる。 Further, according to the learning data generation device of the fifth aspect, it is possible to generate various learning data in accordance with measured values.

また、第6の態様の学習データ生成装置によれば、素子の測定値に基づいた学習データを容易に増量できる。 Further, according to the learning data generation device of the sixth aspect, it is possible to easily increase the amount of learning data based on the measured values of the elements.

各実施形態に係る異常検出システムの構成の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an abnormality detection system according to each embodiment. 各実施形態に係る異常検出装置及び学習データ生成装置の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an abnormality detection device and a learning data generation device according to each embodiment. 各実施形態に係る異常検出装置及び学習データ生成装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a functional configuration of an abnormality detection device and a learning data generation device according to each embodiment. 各実施形態に係る素子群の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of an element group according to each embodiment. 各実施形態に係る素子群の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of an element group according to each embodiment. 各実施形態に係る位置の依存性の説明に供する素子群の一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an example of an element group for explaining position dependence according to each embodiment. 各実施形態に係る異常な素子の検出の説明に供する素子の測定値の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of measured values of an element for explaining detection of an abnormal element according to each embodiment. 各実施形態に係るニューラルネットワークの一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a neural network according to each embodiment. 各実施形態に係る学習データの生成の説明に供する素子群の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of an element group for explaining generation of learning data according to each embodiment. 第1実施形態に係る異常検出処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of abnormality detection processing concerning a 1st embodiment. 各実施形態に係る学習処理の一例を示すシーケンス図である。FIG. 3 is a sequence diagram illustrating an example of learning processing according to each embodiment. 第2実施形態に係る異常な素子の検出の説明に供する異常素子群の一覧の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a list of abnormal element groups for explaining detection of abnormal elements according to the second embodiment. 第2実施形態に係る異常検出処理の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of abnormality detection processing concerning a 2nd embodiment.

[第1実施形態]
以下、図面を参照して、本開示の技術を実施するための形態例を詳細に説明する。なお、本開示は、半導体チップ等である素子の異常を検出する異常検出システム1について説明する。しかし、これに限定されない。素子は、センサ、及びデバイス等であってもよいし、異常検出システム1を用いて如何なるデバイス、及び機器の異常を検出してもよい。
[First embodiment]
Hereinafter, embodiments for implementing the technology of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present disclosure describes an abnormality detection system 1 that detects an abnormality in an element such as a semiconductor chip. However, it is not limited to this. The element may be a sensor, a device, etc., and the abnormality detection system 1 may be used to detect an abnormality in any device or equipment.

図1は、本実施形態に係る異常検出システム1の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、異常検出システム1は、異常検出装置2、及び学習データ生成装置3を含んで構成されている。なお、本実施形態に係る異常検出装置2、及び学習データ生成装置3は、パーソナルコンピュータ等のサーバ、又は端末である形態について説明する。異常検出装置2、及び学習データ生成装置3は、端末であってもよい。また、本実施形態に係る異常検出装置2、及び学習データ生成装置3は、各々別個の装置である形態について説明する。しかし、これに限定されない。学習データ生成装置3は、異常検出装置2に搭載されていてもよいし、異常検出装置2、及び学習データ生成装置3が他の装置に搭載されていてもよい。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an abnormality detection system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, an anomaly detection system 1 includes an anomaly detection device 2 and a learning data generation device 3. Note that the abnormality detection device 2 and learning data generation device 3 according to the present embodiment will be described as a server such as a personal computer or a terminal. The abnormality detection device 2 and the learning data generation device 3 may be terminals. Further, a case will be described in which the abnormality detection device 2 and the learning data generation device 3 according to this embodiment are each separate devices. However, it is not limited to this. The learning data generation device 3 may be installed in the abnormality detection device 2, or the abnormality detection device 2 and the learning data generation device 3 may be installed in other devices.

異常検出装置2は、ウェハ上の素子について、正常な素子であるか否かを判定する学習モデルを備え、素子の測定値を当該学習モデルに入力して異常な素子を検出する。学習データ生成装置3は、学習モデルが機械学習を行うための学習データを生成する。ここで、学習モデルは、「学習器」の一例である。 The abnormality detection device 2 includes a learning model for determining whether or not an element on a wafer is a normal element, and detects an abnormal element by inputting a measured value of the element into the learning model. The learning data generation device 3 generates learning data for the learning model to perform machine learning. Here, the learning model is an example of a "learning device."

異常検出装置2、及び学習データ生成装置3は、ネットワークNを介して、互いに接続されている。学習データ生成装置3は、異常検出装置2から素子の測定値を取得して、測定値を用いて学習データを生成し、異常検出装置2は、学習データ生成装置3から学習データを取得して、学習データを用いて学習モデルの機械学習を行う。 The abnormality detection device 2 and the learning data generation device 3 are connected to each other via a network N. The learning data generating device 3 acquires the measured values of the elements from the anomaly detecting device 2 and generates learning data using the measured values, and the anomaly detecting device 2 acquires the learning data from the learning data generating device 3 and generates learning data using the measured values. , perform machine learning of the learning model using the training data.

次に、図2を参照して、異常検出装置2及び学習データ生成装置3の構成について説明する。図2は、異常検出装置2、及び学習データ生成装置3の構成の一例を示すブロック図である。図2に示すように、本実施形態に係る異常検出装置2は、CPU(Central Processing Unit)11、ROM(Read Only Memory)12、RAM(Random Access Memory)13、ストレージ14、入力部15、モニタ16、及び通信インターフェース(通信I/F)17を含んで構成されている。CPU11、ROM12、RAM13、ストレージ14、入力部15、モニタ16、及び通信I/F17の各々はバス18により相互に接続されている。 Next, with reference to FIG. 2, the configurations of the abnormality detection device 2 and the learning data generation device 3 will be described. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the abnormality detection device 2 and the learning data generation device 3. As shown in FIG. 2, the abnormality detection device 2 according to the present embodiment includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a ROM (Read Only Memory) 12, a RAM (Random Access Memory) 13, a storage 14, an input unit 15, and a monitor. 16, and a communication interface (communication I/F) 17. Each of the CPU 11, ROM 12, RAM 13, storage 14, input section 15, monitor 16, and communication I/F 17 is interconnected by a bus 18.

CPU11は、異常検出装置2の全体を統括し、制御する。ROM12は、本実施形態で用いる異常検出プログラム、及び学習プログラムを含む各種プログラム及びデータ等を記憶している。RAM13は、各種プログラムの実行時のワークエリアとして用いられるメモリである。CPU11は、ROM12に記憶されたプログラムをRAM13に展開して実行することにより、異常な素子を検出する処理を行う。ストレージ14は、一例としてHDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はフラッシュメモリ等である。なお、ストレージ14には、異常検出プログラム、及び学習プログラム等を記憶してもよい。入力部15は、文字等の入力を行うマウス及びキーボードである。モニタ16は、画像データ及び文字等を表示するモニタである。通信I/F17は、ネットワークNを介して学習データ生成装置3と、データの送受信を行う。 The CPU 11 oversees and controls the entire abnormality detection device 2. The ROM 12 stores various programs and data, including an abnormality detection program and a learning program used in this embodiment. The RAM 13 is a memory used as a work area when various programs are executed. The CPU 11 performs processing for detecting abnormal elements by loading a program stored in the ROM 12 into the RAM 13 and executing it. The storage 14 is, for example, an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a flash memory. Note that the storage 14 may store an abnormality detection program, a learning program, and the like. The input unit 15 is a mouse and keyboard for inputting characters and the like. The monitor 16 is a monitor that displays image data, characters, and the like. The communication I/F 17 transmits and receives data to and from the learning data generation device 3 via the network N.

また、同様に本実施形態に係る学習データ生成装置3は、CPU21、ROM22、RAM23、ストレージ24、入力部25、モニタ26、及び通信インターフェース(通信I/F)27を含んで構成されている。CPU21、ROM22、RAM23、ストレージ24、入力部25、モニタ26、及び通信I/F27の各々はバス28により相互に接続されている。 Similarly, the learning data generation device 3 according to the present embodiment includes a CPU 21, a ROM 22, a RAM 23, a storage 24, an input section 25, a monitor 26, and a communication interface (communication I/F) 27. Each of the CPU 21, ROM 22, RAM 23, storage 24, input section 25, monitor 26, and communication I/F 27 is interconnected by a bus 28.

CPU21は、学習データ生成装置3の全体を統括し、制御する。ROM22は、本実施形態で用いる学習データ生成プログラムを含む各種プログラム及びデータ等を記憶している。RAM23は、各種プログラムの実行時のワークエリアとして用いられるメモリである。CPU21は、ROM22に記憶されたプログラムをRAM23に展開して実行することにより、学習データを生成する処理を行う。ストレージ24は、一例としてHDD、SSD、又はフラッシュメモリ等である。なお、ストレージ24には、学習データ生成プログラム等を記憶してもよい。入力部25は、文字等の入力を行うマウス及びキーボードである。モニタ26は、画像データ及び文字等を表示するモニタである。通信I/F27は、ネットワークNを介して異常検出装置2と、データの送受信を行う。 The CPU 21 oversees and controls the entire learning data generation device 3. The ROM 22 stores various programs and data, including the learning data generation program used in this embodiment. The RAM 23 is a memory used as a work area when various programs are executed. The CPU 21 performs a process of generating learning data by loading a program stored in the ROM 22 into the RAM 23 and executing it. The storage 24 is, for example, an HDD, SSD, or flash memory. Note that the storage 24 may store a learning data generation program and the like. The input unit 25 is a mouse and keyboard for inputting characters and the like. The monitor 26 is a monitor that displays image data, characters, and the like. The communication I/F 27 transmits and receives data to and from the abnormality detection device 2 via the network N.

次に、図3を参照して、異常検出装置2及び学習データ生成装置3の機能構成について説明する。図3は、本実施形態に係る異常検出装置2、及び学習データ生成装置3の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 Next, with reference to FIG. 3, the functional configurations of the abnormality detection device 2 and the learning data generation device 3 will be described. FIG. 3 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the abnormality detection device 2 and the learning data generation device 3 according to the present embodiment.

図3に示すように、異常検出装置2は、取得部31、判定部32、検出部33、記憶部34、及び学習部35を備えている。CPU11が異常検出プログラム、及び学習プログラムを実行することで、取得部31、判定部32、検出部33、記憶部34、及び学習部35として機能する。また、学習データ生成装置3は、素子群情報取得部36、及び学習データ生成部37を備えている。CPU21が学習データ生成プログラムを実行することで、素子群情報取得部36、及び学習データ生成部37として機能する。 As shown in FIG. 3, the abnormality detection device 2 includes an acquisition section 31, a determination section 32, a detection section 33, a storage section 34, and a learning section 35. The CPU 11 functions as an acquisition section 31, a determination section 32, a detection section 33, a storage section 34, and a learning section 35 by executing the abnormality detection program and the learning program. Further, the learning data generation device 3 includes an element group information acquisition section 36 and a learning data generation section 37. By executing the learning data generation program, the CPU 21 functions as the element group information acquisition section 36 and the learning data generation section 37.

取得部31は、1枚のウェハにおける複数の素子(以下、「素子群」という。)を一組とし、素子群毎に各々の素子の測定値を取得する。なお、本実施形態では、取得部31は、測定値として、素子のリーク電流を測定した値を取得する形態について説明する。しかし、これに限定されない。測定値は、ゲート酸化膜耐圧であってもよいし、閾値電圧等であってもよい。また、本実施形態では、素子のリーク電流等の単一の測定値を用いて、異常な素子を検出する形態について説明する。しかし、これに限定されない。素子のリーク電流、及び閾値電圧等の複数の測定値を用いて異常な素子を検出してもよい。例えば、素子のリーク電流、及び閾値電圧の複数の測定値を用いて、各々の測定値における異常な素子を検出してもよい。 The acquisition unit 31 sets a plurality of elements (hereinafter referred to as "element group") on one wafer as one set, and acquires the measured values of each element for each element group. Note that in this embodiment, a mode will be described in which the acquisition unit 31 acquires a value obtained by measuring leakage current of an element as a measurement value. However, it is not limited to this. The measured value may be a gate oxide film breakdown voltage, a threshold voltage, or the like. Further, in this embodiment, a mode will be described in which an abnormal element is detected using a single measurement value such as leakage current of the element. However, it is not limited to this. A plurality of measured values such as leakage current and threshold voltage of the element may be used to detect an abnormal element. For example, multiple measurements of device leakage current and threshold voltage may be used to detect abnormal devices at each measurement.

また、本実施形態では、一例として図4に示すように、素子群40は、ウェハ41上に縦横に均一に整列した隣接する複数の素子で構成される形態について説明する。しかし、これに限定されない。例えば、図5に示すように、凸型に隣接する複数の素子を素子群42、鉤型(L字型)に隣接する複数の素子を素子群43、又はS字型に隣接する複数の素子を素子群44としてもよい。また、一例として図6に示すように、ウェハの中心から同一の距離に位置する複数の素子を素子群としてもよい。ここで、図6は、同一の距離に位置する素子に対して、中心から距離が近い順に同一の記号を付している。例えば、図6において、記号「A」が付されている複数の素子は、ウェハの中心から最も近い素子を示している。 Further, in this embodiment, as shown in FIG. 4 as an example, a configuration will be described in which the element group 40 is composed of a plurality of adjacent elements uniformly arranged in the vertical and horizontal directions on the wafer 41. However, it is not limited to this. For example, as shown in FIG. 5, a plurality of elements adjacent in a convex shape are grouped into an element group 42, a plurality of elements adjacent in a hook shape (L-shape) are grouped into an element group 43, or a plurality of elements adjacent in an S-shape are grouped into an element group 43. may be used as the element group 44. Furthermore, as shown in FIG. 6 as an example, a plurality of elements located at the same distance from the center of the wafer may be used as an element group. Here, in FIG. 6, the same symbols are attached to elements located at the same distance in order of decreasing distance from the center. For example, in FIG. 6, the plurality of elements labeled with the symbol "A" indicate the element closest to the center of the wafer.

素子群に係る素子について、ウェハ上において隣接する素子は、素子の構造(素子内の膜構成等)が類似しているため、正常な素子であれば、測定値が近しい値となる。そのため、素子群に係る素子において、ウェハ上の素子の位置に係る測定値の変動等の影響が排除されることによって、異常による測定値の僅かな差異が抽出され、異常な素子が検出される。また、ウェハ上の素子の測定値は、例えば、閾値電圧のようにウェハ上の素子の位置に依存性を有することがある。閾値電圧は、素子の酸化膜容量に依存しており、酸化膜容量は、酸化膜厚に依存する。酸化膜は、熱酸化やCVD(Chemical Vapor Deposition)等によって形成される。このような方法で形成された酸化膜の膜厚は、ウェハ中央から端にいくにしたがって変化する。このため、酸化膜容量は、ウェハの中心から端にいくにしたがって変化する。そのため、ウェハ面内のプロセスのばらつき(酸化膜厚、ドーズ濃度、及び加工形状等)によって、素子の閾値電圧等の特性は、一例として図7に示すように、素子の位置によって変化する。そのため、異常による測定値の変動が、プロセスによる測定値のばらつきの範囲内にある場合、単一の素子の測定値だけでは、異常を見落とす可能性がある。一方、隣接する素子は、ウェハの酸化膜厚等のばらつきが少なく、閾値電圧等の特性が類似するため、隣接する素子をまとめて素子群とすることによって、図7に示す異常素子の測定値のように、異常を際立させることが可能である。したがって、素子群は、隣接する素子を用いて構成することが望ましい。 Regarding the elements of the element group, adjacent elements on the wafer have similar element structures (film configurations within the elements, etc.), so if the elements are normal, the measured values will be close. Therefore, by eliminating the influence of fluctuations in measured values related to the position of elements on the wafer for elements related to the element group, slight differences in measured values due to abnormalities can be extracted and abnormal elements can be detected. . Furthermore, measured values of elements on the wafer may have dependence on the position of the element on the wafer, such as, for example, threshold voltage. The threshold voltage depends on the oxide film capacitance of the device, and the oxide film capacitance depends on the oxide film thickness. The oxide film is formed by thermal oxidation, CVD (Chemical Vapor Deposition), or the like. The thickness of the oxide film formed by this method changes from the center of the wafer to the edges. Therefore, the oxide film capacitance changes from the center to the edge of the wafer. Therefore, due to variations in the process within the wafer surface (oxide film thickness, dose concentration, processed shape, etc.), characteristics such as the threshold voltage of the element change depending on the position of the element, as shown in FIG. 7 as an example. Therefore, if the variation in the measured value due to the abnormality is within the range of the variation in the measured value due to the process, there is a possibility that the abnormality may be overlooked based on the measured value of a single element. On the other hand, adjacent elements have little variation in wafer oxide film thickness, etc., and have similar characteristics, such as threshold voltage. It is possible to highlight anomalies as in Therefore, it is desirable that the element group be constructed using adjacent elements.

また、酸化膜厚等のウェハ上の素子の構造は、上述したように、ウェハの中心からの位置に応じて変化するため、閾値電圧等の素子の特性は、素子の位置に影響される。換言すると、ウェハの中心からの距離が等しい素子の特性は、概ね同等となる。そのため、ウェハの中心から距離が等しい素子を用いて素子群を構成することによって、上述した隣接した素子に係る素子群と同様に、異常による測定値の僅かな差異が抽出され、異常な素子が検出される。したがって、素子群は、ウェハの中心から同一の距離に位置する素子を用いて構成してもよい。 Further, since the structure of the elements on the wafer, such as the oxide film thickness, changes depending on the position from the center of the wafer, as described above, the characteristics of the elements, such as the threshold voltage, are affected by the position of the element. In other words, the characteristics of elements located at the same distance from the center of the wafer are approximately the same. Therefore, by configuring an element group using elements that are at the same distance from the center of the wafer, slight differences in measured values due to anomalies can be extracted, similar to the element groups related to adjacent elements described above, and abnormal elements can be detected. Detected. Therefore, the element group may be constructed using elements located at the same distance from the center of the wafer.

判定部32は、取得部31によって取得された素子群毎の測定値を用いて、素子群に異常な素子を含むか否かの判定を行う。なお、以下では、異常な素子を含む素子群を「異常素子群」という。 The determination unit 32 uses the measured values for each element group acquired by the acquisition unit 31 to determine whether the element group includes an abnormal element. Note that hereinafter, an element group including an abnormal element will be referred to as an "abnormal element group."

具体的には、判定部32は、素子群に係る測定値から異常素子群であるか否かを判定するための機械学習を行ったニューラルネットワークを用いた学習モデルである。一例として図8に示すように、ニューラルネットワークは、入力層、中間層(隠れ層)、及び出力層等の処理を行う複数の層のノード50で構成されている。ニューラルネットワークは、各層のノード50がエッジ51によって結合され、入力層、中間層、及び出力層の順に各々のノード50によって処理されたデータを伝搬して処理を行う。 Specifically, the determination unit 32 is a learning model using a neural network that performs machine learning to determine whether or not the element group is an abnormal element group from the measured values related to the element group. As shown in FIG. 8 as an example, the neural network is composed of nodes 50 of a plurality of layers that perform processing such as an input layer, an intermediate layer (hidden layer), and an output layer. In the neural network, nodes 50 of each layer are connected by edges 51, and data processed by each node 50 is propagated to the input layer, intermediate layer, and output layer in this order to perform processing.

本実施形態に係るニューラルネットワークの入力層におけるノード50の数は、図8に示すように素子群に係る素子の数と同数のノード50を有している。また、入力層の各々のノード50は、入力された測定値に係る各々の素子の配置を区別して測定値の入力を受け付ける。例えば、入力層の各々のノード50が素子群40に係る測定値の入力を受け付ける場合、ノード50Aは素子「1」の測定値、ノード50Bは素子「2」の測定値、ノード50Cは素子「5」の測定値、及びノード50Dは素子「6」の測定値として受け付ける。換言すると、入力層におけるノード50に入力する測定値を入れ替えることによって、各々の素子の配置を変更した異なる素子群の測定値の入力として処理を行うことが可能である。 As shown in FIG. 8, the number of nodes 50 in the input layer of the neural network according to this embodiment is the same as the number of elements in the element group. Further, each node 50 of the input layer receives input of a measurement value while distinguishing the arrangement of each element related to the input measurement value. For example, when each node 50 of the input layer receives input of measured values related to the element group 40, the node 50A receives the measured value of the element "1", the node 50B receives the measured value of the element "2", and the node 50C receives the measured value of the element "2". The measured value of element "5" and node 50D are accepted as the measured value of element "6". In other words, by exchanging the measured values input to the node 50 in the input layer, it is possible to perform processing as input of measured values of different element groups in which the arrangement of each element is changed.

図3に示す検出部33は、判定部32によって異常素子群と判定された素子群から異常な素子を検出する。具体的には、検出部33は、異常素子群と判定された素子群毎に素子の測定値の標準偏差を導出し、標準偏差を用いて異常な素子を検出する。例えば、検出部33は、素子群に係る素子の測定値の平均値に当該標準偏差を加算した値を上限、及び当該平均値に当該標準偏差を減算した値を下限として、測定値のばらつき幅を設定する。検出部33は、ばらつき幅内に納まっていない(上限を超えた、又は下限を下回った)測定値に係る素子を異常な素子として検出する。 The detection unit 33 shown in FIG. 3 detects abnormal elements from the element group determined by the determination unit 32 to be an abnormal element group. Specifically, the detection unit 33 derives the standard deviation of the measured values of the elements for each element group determined to be an abnormal element group, and detects the abnormal element using the standard deviation. For example, the detection unit 33 sets a value obtained by adding the standard deviation to the average value of the measured values of the elements related to the element group as an upper limit, and a value obtained by subtracting the standard deviation from the average value as a lower limit. Set. The detection unit 33 detects an element whose measured value does not fall within the variation range (exceeds the upper limit or falls below the lower limit) as an abnormal element.

図3に示す記憶部34は、素子群に係る情報(以下、「素子群情報」という。)として素子群に係る素子の測定値と、判定部32によって判定された結果(以下、「判定結果」という。)と、を関連付けて記憶する。具体的には、記憶部34は、判定部32によって異常な素子群として判定された場合、素子群情報として当該素子群に係る素子の測定値と、判定結果である「異常な素子群」と、を関連付けて記憶する。また、記憶部34は、判定部32によって正常な素子群として判定された場合、素子群情報として当該素子群に係る素子の測定値と、判定結果である「正常な素子群」と、を関連付けて記憶する。 The storage unit 34 shown in FIG. 3 stores measured values of elements related to the element group as information related to the element group (hereinafter referred to as “element group information”) and results determined by the determination unit 32 (hereinafter referred to as “determination results”). ) and are stored in association with each other. Specifically, when the determination unit 32 determines that the element group is abnormal, the storage unit 34 stores the measured values of the elements related to the element group as element group information and the “abnormal element group” as the determination result. , are stored in association with each other. Furthermore, when the determination unit 32 determines that the element group is normal, the storage unit 34 associates the measured values of the elements related to the element group as element group information with the “normal element group” that is the determination result. memorize it.

学習部35は、学習データとして、記憶部34に記憶されている素子群情報と、後述する学習データ生成部37によって生成された学習データと、を判定部32における学習モデルに学習させる。具体的には、学習部35は、学習モデルに対して、素子群に係る素子の測定値を入力データとし、判定結果を正解データとして、教師あり学習を行い、素子群に係る素子の測定値から異常素子群を判定するための機械学習を行う。 The learning unit 35 causes the learning model in the determining unit 32 to learn the element group information stored in the storage unit 34 and learning data generated by a learning data generating unit 37, which will be described later, as learning data. Specifically, the learning unit 35 performs supervised learning on the learning model using the measured values of the elements related to the element group as input data and the determination results as correct data, and calculates the measured values of the elements related to the element group. Perform machine learning to determine abnormal element groups from

素子群情報取得部36は、上述した記憶部34から増量する対象となる素子群情報を取得する。具体的には、素子群情報取得部36は、増量する対象となる学習データをとして、判定結果が「異常素子群」である素子群情報を記憶部34から取得する。 The element group information acquisition unit 36 acquires element group information to be increased from the storage unit 34 described above. Specifically, the element group information acquisition unit 36 acquires element group information whose determination result is “abnormal element group” from the storage unit 34 as the learning data to be increased.

学習データ生成部37は、素子群情報取得部36によって取得された素子群情報を学習データとして増量する。具体的には、学習データ生成部37は、取得した素子群情報に対して、回転、及び反転を行い、素子群に係る素子の配置を変更する。上述したように、本実施形態に係る素子群に係る素子の測定値は、素子群に係る素子の配置によって区別される。例えば、一例として図9に示すように、学習データ生成部37は、素子群40を左周りに90度、180度、及び270度回転することによって、素子群に係る素子の配置を変更する。また、学習データ生成部37は、素子群40に対して、水平方向を軸に反転、鉛直方向を軸に反転、右下がりの対角線を軸に反転、及び右上がりの対角線を軸に反転することによって、素子群に係る素子の配置を変える。学習データ生成部37は、素子群に係る素子に対して、回転、及び反転を行うことによって、「異常素子群」である素子群から得られる1つの学習データを8つの学習データに増量する。 The learning data generation unit 37 increases the amount of element group information acquired by the element group information acquisition unit 36 as learning data. Specifically, the learning data generation unit 37 rotates and inverts the acquired element group information to change the arrangement of elements related to the element group. As described above, the measured values of the elements related to the element group according to this embodiment are distinguished depending on the arrangement of the elements related to the element group. For example, as shown in FIG. 9 as an example, the learning data generation unit 37 changes the arrangement of elements in the element group by rotating the element group 40 counterclockwise by 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees. The learning data generation unit 37 also inverts the element group 40 around the horizontal direction, around the vertical direction, around a diagonal line that goes downward to the right, and around a diagonal line that goes up to the right. The arrangement of elements related to the element group is changed by . The learning data generation unit 37 increases the amount of one learning data obtained from the element group that is the "abnormal element group" to eight pieces of learning data by rotating and inverting the elements related to the element group.

次に、図10、及び図11を参照して、本実施形態に係る異常検出装置2及び学習データ生成装置3の作用について説明する。図10は、第1実施形態に係る異常検出処理の一例を示すフローチャートである。CPU11がROM12又はストレージ14から異常検出プログラムを読み出し、実行することによって、図10に示す異常検出処理が実行される。図10に示す異常検出処理は、例えば、ユーザにより実行指示が入力された場合、異常検出装置2に異常検出処理の実行指示が入力され、実行される。 Next, with reference to FIGS. 10 and 11, the operation of the abnormality detection device 2 and learning data generation device 3 according to this embodiment will be described. FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the abnormality detection process according to the first embodiment. When the CPU 11 reads out and executes the abnormality detection program from the ROM 12 or the storage 14, the abnormality detection process shown in FIG. 10 is executed. The abnormality detection process shown in FIG. 10 is executed by inputting the execution instruction to the abnormality detection device 2 when the user inputs an execution instruction, for example.

ステップS101において、CPU11は、素子群に係る素子の測定値を取得する。 In step S101, the CPU 11 acquires measured values of elements related to the element group.

ステップS102において、CPU11は、素子群に係る素子の測定値を用いて、素子群の判定を実行する。 In step S102, the CPU 11 executes a determination of the element group using the measured values of the elements related to the element group.

ステップS103において、CPU11は、判定を行った素子群が異常素子群であるか否かの判定を行う。判定を行った素子群が異常素子群である場合(ステップS103:YES)、CPU11は、ステップS104に移行する。一方、判定を行った素子群が異常素子群でない場合(ステップS103:NO)、CPU11は、ステップS106に移行する。 In step S103, the CPU 11 determines whether the determined element group is an abnormal element group. If the determined element group is an abnormal element group (step S103: YES), the CPU 11 moves to step S104. On the other hand, if the determined element group is not an abnormal element group (step S103: NO), the CPU 11 moves to step S106.

ステップS104において、CPU11は、素子群データを用いて、素子群に係る素子の測定値の平均値、及び標準偏差を導出する。 In step S104, the CPU 11 uses the element group data to derive the average value and standard deviation of the measured values of the elements related to the element group.

ステップS105において、CPU11は、異常素子群と判定された素子群から異常な素子を検出する。 In step S105, the CPU 11 detects an abnormal element from the element group determined to be an abnormal element group.

ステップS106において、CPU11は、全ての素子群に対して判定を行ったか否かの判定を行う。全ての素子群に対して判定を行った場合(ステップS106:YES)、CPU11は、ステップS107に移行する。一方、全ての素子群に対して判定を行っていない場合(ステップS106:NO)、CPU11は、ステップS109に移行する。 In step S106, the CPU 11 determines whether the determination has been made for all element groups. If the determination has been made for all element groups (step S106: YES), the CPU 11 moves to step S107. On the other hand, if the determination has not been made for all the element groups (step S106: NO), the CPU 11 moves to step S109.

ステップS107において、CPU11は、素子群情報として、素子群に係る素子の測定値と、判定結果と、を関連付けて記憶する。 In step S107, the CPU 11 stores the measured values of the elements related to the element group and the determination results in association with each other as element group information.

ステップS108において、CPU11は、検出結果を出力する。ここで、異常な素子を検出した場合、異常な素子を検出した旨、及び異常な素子を示す情報を出力する。 In step S108, the CPU 11 outputs the detection result. Here, when an abnormal element is detected, information to the effect that an abnormal element has been detected and information indicating the abnormal element is output.

ステップS109において、CPU11は、次の素子群に係る素子の測定値を取得し、ステップS102に移行する。 In step S109, the CPU 11 acquires the measured values of the elements of the next element group, and proceeds to step S102.

次に、図11を参照して、異常検出装置2と学習データ生成装置3とが協働する異常検出システムの学習処理の作用について説明する。図11は、本実施形態に係る異常検出システムの学習処理の流れの一例を示すシーケンス図である。 Next, with reference to FIG. 11, the operation of the learning process of the anomaly detection system in which the anomaly detection device 2 and the learning data generation device 3 cooperate will be described. FIG. 11 is a sequence diagram showing an example of the flow of the learning process of the abnormality detection system according to the present embodiment.

ステップS201において、異常検出装置2は、学習データを生成する指示、及び素子群情報を送信する。 In step S201, the abnormality detection device 2 transmits an instruction to generate learning data and element group information.

ステップS202において、学習データ生成装置3は、異常検出装置2から素子群情報を取得する。 In step S202, the learning data generation device 3 acquires element group information from the abnormality detection device 2.

ステップS203において、学習データ生成装置3は、取得した素子群情報を学習データとして増量する。 In step S203, the learning data generation device 3 increases the amount of the acquired element group information as learning data.

ステップS204において、学習データ生成装置3は、増量した学習データを異常検出装置2に送信する。 In step S204, the learning data generation device 3 transmits the increased amount of learning data to the abnormality detection device 2.

ステップS205において、異常検出装置2は、学習データ生成装置3から増量した学習データを取得する。 In step S205, the abnormality detection device 2 acquires the increased amount of learning data from the learning data generation device 3.

ステップS206において、異常検出装置2は、学習データとして、記憶されている素子群情報、及び学習データ生成装置3から取得した増量された学習データを用いて、学習モデルに対して機械学習を実行する。 In step S206, the abnormality detection device 2 performs machine learning on the learning model using the stored element group information and the increased learning data acquired from the learning data generation device 3 as learning data. .

以上説明したように、本実施形態によれば、生成された学習データを用いた場合であっても精度よく異常を検出できる。 As described above, according to this embodiment, an abnormality can be detected with high accuracy even when using generated learning data.

[第2実施形態]
第1実施形態では、素子群に係る素子の測定値の標準偏差を用いて、異常な素子を検出する形態について説明した。本実施形態では、異常素子群であると判定された回数を用いて、異常な素子を検出する形態について説明する。
[Second embodiment]
In the first embodiment, a mode has been described in which an abnormal element is detected using the standard deviation of the measured values of the elements in the element group. In this embodiment, a mode will be described in which an abnormal element is detected using the number of times it is determined that the element is an abnormal element group.

なお、本実施形態に係る異常検出システム1の構成(図1参照)、異常検出装置2及び学習データ生成装置3のハードウェア構成(図2参照)、及び異常検出システム1の機能的な構成(図3参照)は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、本実施形態に係る素子群を示すブロック図(図4、図5、図6、及び図9参照)、測定値のグラフ(図7参照)、ニューラルネットワーク(図8参照)、及び学習処理を示すシーケンス図(図11参照)は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。 The configuration of the anomaly detection system 1 according to this embodiment (see FIG. 1), the hardware configuration of the anomaly detection device 2 and the learning data generation device 3 (see FIG. 2), and the functional configuration of the anomaly detection system 1 (see FIG. 2) (see FIG. 3) is the same as the first embodiment, so the explanation will be omitted. Further, a block diagram showing a group of elements according to this embodiment (see FIGS. 4, 5, 6, and 9), a graph of measured values (see FIG. 7), a neural network (see FIG. 8), and a learning process The sequence diagram (see FIG. 11) showing this is the same as that in the first embodiment, so the explanation thereof will be omitted.

本実施形態では、図3に示す検出部33が、素子毎に異常素子群に含まれる回数を計数して、異常な素子を検出する形態について説明する。 In this embodiment, a mode will be described in which the detection unit 33 shown in FIG. 3 counts the number of times each element is included in the abnormal element group and detects an abnormal element.

例えば、一例として図12に示すように、検出部33は、一覧に、異常素子群であると判定された素子群に係る異常素子番号、及び素子番号を記憶する。ここで、異常素子群番号は、素子群を識別するための番号であり、素子番号は、素子を識別するための番号である。 For example, as shown in FIG. 12 as an example, the detection unit 33 stores in a list the abnormal element numbers and element numbers related to the element group determined to be the abnormal element group. Here, the abnormal element group number is a number for identifying an element group, and the element number is a number for identifying an element.

検出部33は、異常素子群を記憶し、異常素子群に含まれる素子について、一覧に含まれる回数を素子毎に計数し、素子毎に、回数に応じて異常な素子である度合(以下、「異常度」という。)を設定する。例えば、図12に示すように、素子番号6の素子は、異常素子群に4回含まれているため、異常度「4」を設定する。また、素子番号5の素子は、異常素子群に2回含まれているため、異常度「2」を設定する。このように、素子毎に計数した回数に応じた異常度を設定し、閾値を超えた異常度に係る素子を異常な素子として検出する。例えば、異常度の閾値が「2」である場合、異常度が「3」以上の素子番号6が異常な素子として検出される。 The detection unit 33 stores the abnormal element group, counts the number of times each element is included in the list for each element included in the abnormal element group, and determines, for each element, the degree of abnormal element (hereinafter referred to as (referred to as "abnormality level"). For example, as shown in FIG. 12, since the element with element number 6 is included in the abnormal element group four times, the abnormality level is set to "4". Furthermore, since the element with element number 5 is included in the abnormal element group twice, the abnormality level is set to "2". In this way, the degree of abnormality is set for each element according to the number of times counted, and an element whose degree of abnormality exceeds a threshold is detected as an abnormal element. For example, when the abnormality degree threshold is "2", element number 6 with an abnormality degree of "3" or higher is detected as an abnormal element.

次に、図13を参照して、本実施形態に係る異常検出装置2の作用について説明する。図13は、第2実施形態に係る異常検出処理の一例を示すフローチャートである。CPU11がROM12又はストレージ14から異常検出プログラムを読み出し、実行することによって、図13に示す異常検出処理が実行される。図13に示す異常検出処理は、例えば、ユーザにより実行指示が入力された場合、異常検出装置2に異常検出処理の実行指示が入力され、実行される。なお、図13における図10に示す異常検出処理と同一のステップについては、図10と同一の符号を付して、その説明を省略する。 Next, with reference to FIG. 13, the operation of the abnormality detection device 2 according to this embodiment will be explained. FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of abnormality detection processing according to the second embodiment. When the CPU 11 reads out and executes the abnormality detection program from the ROM 12 or the storage 14, the abnormality detection process shown in FIG. 13 is executed. The abnormality detection process shown in FIG. 13 is executed by inputting the execution instruction to the abnormality detection device 2 when the user inputs an execution instruction, for example. Note that the steps in FIG. 13 that are the same as the abnormality detection process shown in FIG. 10 are given the same reference numerals as in FIG. 10, and the description thereof will be omitted.

ステップS110において、CPU11は、判定を行った素子群が異常素子群であるか否かの判定を行う。判定を行った素子群が異常素子群である場合(ステップS110:YES)、CPU11は、ステップS111に移行する。一方、判定を行った素子群が異常素子群でない場合(ステップS110:NO)、CPU11は、ステップS106に移行する。 In step S110, the CPU 11 determines whether the determined element group is an abnormal element group. If the determined element group is an abnormal element group (step S110: YES), the CPU 11 moves to step S111. On the other hand, if the determined element group is not an abnormal element group (step S110: NO), the CPU 11 moves to step S106.

ステップS111において、CPU11は、異常素子群として、素子群の素子群番号、及び素子群に係る素子の素子番号を一覧に記憶する。 In step S111, the CPU 11 stores the element group number of the element group and the element numbers of the elements related to the element group in a list as the abnormal element group.

ステップS112において、CPU11は、一覧に異常素子群が記憶されているか否かの判定を行う。異常素子群が記憶されている場合(ステップS112:YES)、CPU11は、ステップS113に移行する。一方、異常素子群が記憶されていない場合(ステップS112:NO)、CPU11は、ステップS107に移行する。 In step S112, the CPU 11 determines whether an abnormal element group is stored in the list. If the abnormal element group is stored (step S112: YES), the CPU 11 moves to step S113. On the other hand, if the abnormal element group is not stored (step S112: NO), the CPU 11 moves to step S107.

ステップS113において、CPU11は、一覧に記憶されている素子群に係る素子の異常度を導出する。 In step S113, the CPU 11 derives the degree of abnormality of the elements related to the element group stored in the list.

ステップS114において、CPU11は、異常度の閾値を超えている異常度に係る素子を異常な素子として検出する。 In step S114, the CPU 11 detects an element whose degree of abnormality exceeds the threshold value of the degree of abnormality as an abnormal element.

以上説明したように、本実施形態によれば、異常素子群に係る素子として計数された回数から異常な素子が検出される。以上説明したように本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。 As described above, according to the present embodiment, an abnormal element is detected from the number of times the element is counted as belonging to an abnormal element group. As explained above, according to this embodiment, the same effects as in the first embodiment can be achieved.

なお、本実施形態に係る素子群は、縦横に隣接する複数の素子、凸型に隣接する複数の素子、鉤型(L字型)に隣接する複数の素子、S字型に隣接する複数の素子、及びウェハ上において同一の距離に位置する複数の素子の何れか1つである形態について説明した。しかし、これに限定されない。縦横に隣接する複数の素子、凸型に隣接する複数の素子、鉤型(L字型)に隣接する複数の素子、S字型に隣接する複数の素子、及びウェハ上において同一の距離に位置する複数の素子のうち、2つ以上を素子群として設定してもよい。例えば、ウェハの中心付近に位置する素子に対しては、縦横に隣接する素子を素子群として設定し、ウェハの端部付近に位置する素子に対しては、凸型に隣接する複数の素子を素子群として設定してもよい。 Note that the element group according to this embodiment includes a plurality of elements adjacent in the vertical and horizontal directions, a plurality of elements adjacent in a convex shape, a plurality of elements adjacent in a hook shape (L-shape), and a plurality of elements adjacent in an S-shape. A configuration has been described in which the device is any one of a plurality of devices located at the same distance on the wafer. However, it is not limited to this. Multiple elements adjacent in the vertical and horizontal directions, multiple elements adjacent in a convex shape, multiple elements adjacent in a hook shape (L-shape), multiple elements adjacent in an S-shape, and located at the same distance on the wafer. Two or more of the plurality of elements may be set as an element group. For example, for an element located near the center of the wafer, elements adjacent vertically and horizontally are set as an element group, and for an element located near the edge of the wafer, multiple elements adjacent in a convex shape are set. It may also be set as an element group.

また、本実施形態では、学習処理を行う際に、学習データの生成を実行する形態について説明した。しかし、これに限定されない。記憶部34に記憶されている異常素子群に係る素子群情報が予め定められた数より少ない場合、学習データの生成を実行してもよい。 Furthermore, in the present embodiment, a mode has been described in which learning data is generated when performing learning processing. However, it is not limited to this. When the number of element group information related to abnormal element groups stored in the storage unit 34 is less than a predetermined number, generation of learning data may be executed.

(データ増量の効果の説明)
例えば、半導体素子の製造不具合による素子の異常に係るデータを増量する場合において、1ウェハ中に素子が400素子(縦20×横20素子)存在し、学習データとして、ウェハ25枚分のデータである10000素子のデータを保有しているものとする。
(Explanation of the effect of increasing data)
For example, when increasing the amount of data related to device abnormalities due to manufacturing defects in semiconductor devices, there are 400 devices in one wafer (20 vertically x 20 horizontally), and the data for 25 wafers is used as learning data. Assume that data for a certain 10,000 elements is held.

素子群を構成する素子は、縦横に均一に整列する4素子である場合、1ウェハから取得可能な素子群のデータ数は、縦19×横19=361個であり、ウェハ25枚から取得できる素子群のデータ数は、361個×25枚=9025個である。 When the elements constituting an element group are four elements arranged uniformly in the vertical and horizontal directions, the number of element group data that can be obtained from one wafer is 19 vertically x 19 horizontally = 361 pieces, which can be obtained from 25 wafers. The number of data in the element group is 361×25=9025.

また、10000素子のうち異常な素子が300素子含まれているとし、1つの異常素子群に1つの異常な素子が含まれているとすると、1つの異常な素子に対して異常素子群は4通りあるため、データ数は、300個×4通り=1200個となる。さらに、異常素子群に係る素子について、反転、又は回転を行うことにより、異常素子群のデータ数は、1200個×8=9600個となる。 Also, suppose that 300 abnormal elements are included out of 10,000 elements, and one abnormal element group contains one abnormal element, then there are 4 abnormal element groups for one abnormal element. Since there are several ways, the number of data is 300 pieces x 4 ways = 1200 pieces. Furthermore, by inverting or rotating the elements related to the abnormal element group, the number of data in the abnormal element group becomes 1200×8=9600.

一方、異常素子群が素子群9025個のうち1200個であるため、正常な素子群は、9025個-1200個=7825個である。 On the other hand, since the abnormal element group is 1200 out of 9025 element groups, the normal element group is 9025 - 1200 = 7825.

したがって、本発明に係るデータ増量方法によれば、正常な素子群のデータ数7825個に対して、異常な素子群のデータ数を9600個まで増量可能であり、ほぼ同数の正常な素子群のデータ、及び異常素子群のデータを学習させることが可能である。 Therefore, according to the data increase method according to the present invention, it is possible to increase the number of data of an abnormal element group to 9,600 compared to 7,825 data of a normal element group. It is possible to learn the data and the data of the abnormal element group.

(その他)
その他、上記実施形態で説明した異常検出装置2、及び学習データ生成装置3の構成は、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更してもよい。
(others)
In addition, the configurations of the abnormality detection device 2 and the learning data generation device 3 described in the above embodiments are merely examples, and may be changed according to the situation without departing from the spirit of the invention.

また、上記実施形態で説明したプログラムの処理の流れも、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。 Furthermore, the process flow of the program described in the above embodiment is only an example, and unnecessary steps may be deleted, new steps may be added, or the processing order may be changed without departing from the main purpose. good.

なお、上記各実施形態でCPUがソフトウェア(プログラム)を読み込んで実行した異常検出処理、学習データ生成処理、及び学習処理を、CPU以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なPLD(Programmable Logic Device)、及びASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、ユーザ情報から抽出、分析、及び生成する処理を、これらの各種のプロセッサのうちの1つで実行してもよいし、同種又は異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGA、及びCPUとFPGAとの組み合わせ等)で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。 Note that various processors other than the CPU may execute the abnormality detection process, learning data generation process, and learning process that are executed by the CPU reading the software (program) in each of the above embodiments. In this case, the processor includes a PLD (Programmable Logic Device) whose circuit configuration can be changed after manufacturing, such as an FPGA (Field Programmable Gate Array), and an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Dedicated to execute specific processing such as An example is a dedicated electric circuit that is a processor having a circuit configuration designed to. In addition, the process of extracting, analyzing, and generating user information may be executed by one of these various processors, or by a combination of two or more processors of the same or different types (for example, multiple FPGAs). , a combination of a CPU and an FPGA, etc.). Further, the hardware structure of these various processors is, more specifically, an electric circuit that is a combination of circuit elements such as semiconductor elements.

また、上記各実施形態では、異常検出プログラムがROM12又はストレージ14に予め記憶(インストール)されている態様を説明したが、これに限定されない。プログラムは、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disk Read Only Memory)、及びUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。 Further, in each of the above embodiments, a mode has been described in which the abnormality detection program is stored (installed) in the ROM 12 or the storage 14 in advance, but the present invention is not limited to this. The program is recorded on recording media such as CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), DVD-ROM (Digital Versatile Disk Read Only Memory), and USB (Universal Serial Bus) memory. It may also be provided in a different format. Further, the program may be downloaded from an external device via a network.

11、21 CPU
12、22 ROM
13、23 RAM
14、24 ストレージ
15、25 入力部
16、26 モニタ
17、27 通信I/F
18、28 バス
31 取得部
32 判定部
33 検出部
34 記憶部
35 学習部
36 素子群情報取得部
37 学習データ生成部
40、42,43,44 素子群
41 ウェハ
50、50A、50B、50C、50D ノード
51 エッジ
11, 21 CPU
12, 22 ROM
13, 23 RAM
14, 24 Storage 15, 25 Input section 16, 26 Monitor 17, 27 Communication I/F
18, 28 Bus 31 Acquisition unit 32 Determination unit 33 Detection unit 34 Storage unit 35 Learning unit 36 Element group information acquisition unit 37 Learning data generation unit 40, 42, 43, 44 Element group 41 Wafer 50, 50A, 50B, 50C, 50D node 51 edge

Claims (8)

ウェハ上の複数の素子を含む素子群において、前記素子を測定した測定値を前記素子群毎に取得する取得部と、
前記素子群に異常な素子が含まれる異常素子群であるか否かを識別するための機械学習を行った学習器に、前記素子群に係る前記測定値を入力して、前記素子群が前記異常素子群であるか否かを判定する判定部と、
前記異常素子群に含まれる素子から前記異常な素子を検出する検出部と、
を備える異常検出装置。
an acquisition unit that acquires measured values of the elements for each element group in an element group including a plurality of elements on a wafer;
The measurement values related to the element group are input into a learning device that performs machine learning to identify whether or not the element group is an abnormal element group that includes an abnormal element. a determination unit that determines whether it is an abnormal element group;
a detection unit that detects the abnormal element from the elements included in the abnormal element group;
An anomaly detection device comprising:
前記検出部は、前記素子において異常素子群に含まれる回数を用いて、前記異常素子群から前記異常な素子を検出する、又は前記異常素子群に係る素子の測定値を用いて、前記異常素子群から前記異常な素子を検出する請求項1に記載の異常検出装置。 The detection unit detects the abnormal element from the abnormal element group using the number of times the element is included in the abnormal element group, or detects the abnormal element from the abnormal element group using the measured value of the element related to the abnormal element group. The abnormality detection device according to claim 1, wherein the abnormal element is detected from a group. 前記素子群は、前記ウェハ上に縦横に隣接する素子、前記ウェハ上に凸型に隣接する素子、前記ウェハ上に鉤型に隣接する素子、又は前記ウェハの中心から同一の距離に位置する素子の何れか1つである請求項1又は請求項2に記載の異常検出装置。 The element group includes elements adjacent to each other in the vertical and horizontal directions on the wafer, elements adjacent to the wafer in a convex shape, elements adjacent to the wafer in a hook shape, or elements located at the same distance from the center of the wafer. The abnormality detection device according to claim 1 or 2, which is any one of the following. 前記異常検出装置は、学習データとして素子群に係る素子の測定値を取得し、取得した学習データを用いて、異常素子群であるか否かを判定するための機械学習を前記学習器に行う学習部をさらに備える
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の異常検出装置。
The abnormality detection device acquires measured values of elements related to the element group as learning data, and uses the acquired learning data to perform machine learning on the learning device to determine whether the element group is an abnormal element group. The abnormality detection device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a learning section.
ウェハ上の複数の素子を含む素子群において、前記素子群毎に素子群の情報である素子群情報を取得する素子群情報取得部と、
取得した前記素子群情報に係る前記素子の配置を変更することによって増量して学習データを生成する学習データ生成部と、
を備える学習データ生成装置。
an element group information acquisition unit that acquires element group information that is element group information for each element group in an element group including a plurality of elements on a wafer;
a learning data generation unit that generates learning data by increasing the amount by changing the arrangement of the elements according to the acquired element group information;
A learning data generation device comprising:
前記学習データ生成部は、前記学習データに係る前記素子の位置を回転、又は反転して、前記学習データに係る前記素子の配置を変更して前記学習データを増量する請求項5に記載の学習データ生成装置。 The learning according to claim 5, wherein the learning data generation unit rotates or reverses the position of the element according to the learning data, changes the arrangement of the element according to the learning data, and increases the amount of the learning data. Data generation device. 請求項1から請求項4の何れか1項に記載の異常検出装置と、
請求項5又は請求項6に記載の学習データ生成装置と、
を備える異常検出システム。
An abnormality detection device according to any one of claims 1 to 4,
A learning data generation device according to claim 5 or 6;
Anomaly detection system equipped with
ウェハ上の複数の素子を含む素子群において、前記素子を測定した測定値を前記素子群毎に取得する取得ステップと、
前記素子群に異常な素子が含まれる異常素子群であるか否かを識別するための機械学習を行った学習器に、前記素子群に係る前記測定値を入力して、前記素子群が前記異常素子群であるか否かを判定する判定ステップと、
前記異常素子群に含まれる素子から前記異常な素子を検出する検出ステップと、
をコンピュータに実行させるための異常検出プログラム。
an acquisition step of acquiring measured values of the elements for each element group in an element group including a plurality of elements on the wafer;
The measurement values related to the element group are input into a learning device that performs machine learning to identify whether or not the element group is an abnormal element group that includes an abnormal element. a determination step of determining whether it is an abnormal element group;
a detection step of detecting the abnormal element from elements included in the abnormal element group;
An anomaly detection program that causes a computer to execute
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