KR100672243B1 - 웨이퍼 맵과 통계분석 기능을 제공해주는 베어 웨이퍼 수율관리 시스템 - Google Patents

웨이퍼 맵과 통계분석 기능을 제공해주는 베어 웨이퍼 수율관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 각종 반도체 제조용 베어 웨이퍼 수율 관리 시스템에 관한 것으로서, 반도체 베어 웨이퍼 불량 검사용 측정장비(10)들과 네트워크로 연결하여 장비로부터 나오는 데이터를 수집하고 표준 데이터 포맷(KLA RF)으로 변환한 후 전송하는 역할을 담당하는 로더부(Loader Part)(100)와; TCP/IP 공유 네트워크에 연결하여 상기 로더부(100)로부터 업로드 되는 데이터를 수신 및 분석하고, 요약(Summary) 정보는 데이터베이스(Database)화 하며 맵(Map)을 그리는데 필요한 데이터는 파일로 보관하며, 주어진 정보를 이용하여 생산 실행 시스템 서버(Manufacturing Excutive System Server)로부터 획득한 정확한 웨이퍼(Wafer) 정보와 통계분석(Statistical Process Control)에 사용될 정보를 사전에 요약하여 데이타베이스화 하는 서버부(Server Part)(200)와; 상기 서버부(200)와 연결하여 필요한 조회 및 분석 결과를 맵과 차트 및 보고서 등으로 출력해주는 클라이언트부(Client Part)(300)로 구성된 것을 특징으로 한다.
베어 웨이퍼, 수율, 불량, 분석, 맵, 통계분석, 평탄도

Description

웨이퍼 맵과 통계분석 기능을 제공해주는 베어 웨이퍼 수율 관리 시스템{Yield Management System for Bare Wafer using wafer map and statistical analysis function}
도 1은 본 발명의 베어 웨이퍼 수율 관리 시스템의 개요도
도 2는 본 발명에 의한 베어 웨이퍼 수율 관리 시스템의 전체 구성도
도 3은 본 발명에 의한 서버부의 상세 구성도
도 4는 본 발명에 의한 클라이언트부의 상세 구성도
도 5는 본 발명에 의한 데이터 분석 시스템의 데이터 흐름도
도 6은 본 발명에 의한 맵 예시도.
도 7은 본 발명에 의한 차트 예시도.
도 8은 본 발명에 의한 테이블 및 통계분석 예시도.
도 9는 본 발명에 의한 보고서 예시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 측정장비 100 : 로더부
110 : 측정장비 인터페이스부 120 : 데이터 변환부
130 : 전송부 200 : 서버부
210 : DB 로더 모듈 211 : 원시 데이터 파일 입력부
212 : 데이터 요약 모듈 213 : 시스템 모니터링 모듈
220 : 클라이언트 서비스 모듈 230 : 생산 실행 시스템 연결 모듈
240 : 메시지 처리 모듈 250 : 데이터베이스
300 : 클라이언트부 310 : 조회 모듈
320 : 결과 처리부 330 : 사용자 연결 모듈
340 : 관리 모듈 350 : 결과 데이터 모듈
351 : 디스플레이 모듈 361 : 평탄도 데이터 분석부
362 : 이물 데이터 분석부 400 : 생산 실행 시스템 서버부
410 : 생산 실행 시스템 서버 420 : 메시지 서버
본 발명은 베어 웨이퍼 맵(Wafer Map) 그리기와 통계분석 기능을 이용한 베어 웨이퍼(Bare Wafer) 수율 관리 시스템에 관한 것으로서, 웨이퍼 측정장비들을 네트워크로 연결하여 모든 웨이퍼가 각 공정, 장비를 거치면서 나오는 결과를 통해 불량의 원인을 추정할 수 있는 정보를 일목요연하게 분석하며, 특히 웨이퍼 맵(Wafer Map)과 통계분석(SPC) 결과를 연계 분석할 수 있는 베어 웨이퍼(Bare Wafer) 수율 관리 시스템에 관한 것이다.
베어 웨이퍼 제조시, 각 공정에서 베어 웨이퍼의 불량을 검사하기 위한 여러가지 측정 및 분석을 실시하게 된다. 기존 업무 방식에서는 각 측정 및 분석 장비들이 각각 독립적으로 구성되고, 장비 제조사 별로 별도의 프로그램을 이용하고 있기 때문에 데이터의 상호 연관성이 없었고 일목요연한 일괄 분석이 불가능 하였다. 각 장비 제조사별로 다른 기준이 적용되기 때문에 여러 장비에서 나온 결과를 동일한 기준에 의해 비교하기 위해서는 사용자에 의한 별도의 변환 과정을 거쳐야만 했다.
또한 별도의 분석 프로그램이 없는 경우에 장비 산출 데이터를 검토하려면, 장비에서 직접 확인할 방법밖에 없고 일부 장비는 저장된 결과를 다시 불러와서 표시하는 기능이 없기 때문에 곧바로 측정한 결과 외의 예전 측정 결과를 검토하는 것이 불가능 하다는 문제점이 있었다.
기존에는 장비에서 나온 데이터를 일일이 복사하고 결과를 저장하여, 필요한 사용자가 각각 하나의 보고서로 통합해야 하는 불편함이 있었다.
또한, 측정장비에서는 하나의 측정 항목에 대해서만 측정이 가능하기 때문에 또다른 측정 항목에 대한 결과 값을 알고자 할 때에는 다시 측정해야 하는 등의 불편함이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점들을 개선하기 위한 것으로서, 다양한 장비에서 생성되는 원시(RAW) 데이터를 이용하여 실제 분석에 필요한 두께(Thickness), 평탄도(Flatness), 형상(Shape) 등의 데이터를 네트워크를 통해 수집 및 자동 계산하는 알고리즘을 구현하고 사용자가 요구하는 결과를 웨이퍼 맵과 SPC 기능을 통해 종합적으로 분석 및 표시해주는 베어 웨이퍼 수율 관리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 의한 수율 관리 시스템은 각종 불량 분석 및 품질 개선 활동을 위해, 다양한 장비에서 발생하는 데이터를 네트워크를 통해 수집함으로써, 사용자가 직접 개입하는 기존 업무 방식에서 발생하는 불필요한 노력을 줄이고 본연의 분석 활동이나 품질 개선 활동에 집중할 수 있도록 돕는데 목적을 두고 있다.
각 장비별로 측정된 결과를 단순히 보관만 하는 것이 아니라 통합된 데이터베이스를 통하여 체계적으로 데이터를 관리해줌으로써 분석을 보다 신속하고 용이하게 해주며 나아가 사용자가 원하는 다양한 고품질의 분석이 가능하도록 하기 위한 것이다.
또한 기존의 통계분석 도구 및 통계적 이론을 바탕으로 특성, 치수, 수율 등의 데이터를 이용하여 문제 공정, 잉곳(Ingot), 롯트(Lot), 슬롯(Slot), 장비 등의 원인을 파악할 수 있도록 알고리즘을 제공한다.
본 발명의 베어 웨이퍼 수율 관리 시스템은, 반도체 웨이퍼 불량 검사를 위한 각종 측정장비들과 네트워크를 통해 연결되는 로더부(Loader Part)와, 로더부를 통해 측정장비로부터 수집되는 측정 결과를 입력받아, 측정장비 정보와 반도체 웨이퍼 정보를 매칭시켜 분석 처리를 위한 데이터 해석(parsing) 및 요약하여 그 결과를 저장 관리하는 서버부(Server Part)와, 서버부와 연결되어 필요한 분석 작업을 처리하는 클라이언트부(Client Part)로 구성되는 특징이 있다.
상기 로더부(Loader Part)는, 각종 측정장비와 네트워크(Network)로 연결되어(이 때 다양한 프로토콜을 이용함) 장비에서 생성되는 원시(RAW) 데이터를 수집하고, 지정된 표준 포맷으로 변환한 뒤 서버부로 전송하도록 구성된다.
상기 서버부(Server Part)는 상기 로더부로부터 전송되어오는 데이터를 해석처리하여 입력받고, 주어지는 정보를 이용하여 정확한 웨이퍼(Wafer) 정보 및 생산 계측 장비 정보를 생산 실행 시스템 서버(Manufacturing Excutive System Server)로부터 획득하여 상기 측정 정보와 매칭시키고, 그 측정 정보들을 파싱 처리하여 저장 관리함과 아울러 통계분석을 위해 필요한 정보를 요약(Summary)하여 데이터베이스(DateBase)화하고 관리하도록 구성된다.
클라이언트부(Client Part)에서는 통계분석(SPC) 기능을 이용하여 통계 분석 작업을 하거나 각 공정/장비별 측정 결과를 웨이퍼 맵(Wafer Map)으로 그려서 불량 분석 작업을 하게 된다(이때, 불량 부분이나 측정 결과가 Map상에 표시됨). 맵(Map)을 그리는데 필요한 데이터는 데이터베이스화되어, 저장된 기준 정보와 파일(File) 형태로 저장된 맵 데이터(Map data)를 활용하며, 필요시 서버로부터 클라이언트로 다운로드 하도록 구성된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 베어 웨이퍼 수율 관리 시스템의 개요도이다. 이에 도시된 바와 같이, 반도체 웨이퍼 불량 검사를 위한 각종 측정장비(10)들과 네트워크(Private Network)로 연결되어 측정장비(10)들로부터 원시 데이터를 수집하여 특정 포맷의 데이터로 변환시켜 전송시키는 로더부(Loader Part)(100)와, TCP/IP 공유 네트워크에 연결되어 상기 로더부(100)를 통해 측정장비(10)로부터 수집되는 측정 결과를 입력받고, 웨이퍼 기초정보, 장비관련 데이터 등을 생산 실행 시스템(Manufacturing Executive System) 서버부(400)로부터 검색한 결과 정보를 상기 로더부(100)의 정보와 매칭시켜고 데이터를 해석(Parsing)하여 저장 관리함과 아울러 통계 분석 처리를 위한 데이터 요약 등을 처리하는 서버부(Server Part)(200) 및 그 서버부(200)와 네트워크로 연결되고 사용자 연결에 의해 치수 및 특성 데이터 분석과 이물 데이터 분석을 처리하기 위한 클라이언트부(300)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 생산 실행 시스템 서버부(400)는, 생산공정의 모든 부분을 관장하는 시스템으로서, 생산 실행 시스템관련 데이터를 저장하는 생산 실행 시스템 서버(410) 및 메시지 서버(420)로 구성되고, 웨이퍼 정보와 각 장비들의 정보를 본 발명의 서버부(200)에서 검색함과 아울러 자동으로 로딩받아, 그 서버부(200)가 상기 로더부(100)로부터 입력되는 원시 데이터와 정보를 매칭시켜 해석 및 분석을 위한 데이터 요약 등을 처리하도록 한다.
도 2는 본 발명에 의한 베어 웨이퍼 수율 관리 시스템의 전체 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이, 다수의 측정장비(10), 로더부(100)와, 서버부(200)와, 클라이언트부(300)로 구성되고, 상기 서버부(200)가 측정 관련 및 웨이퍼 정보들을 생산 실행 시스템 서버부(400)로부터 검색 및 제공받아 분석 처리에 이용하도록 구성된다.
상기 측정장비(10)는 특성, 평탄도, 두께 값과 이물의 종류 및 수량 등을 측정하는 다종의 장비들이다.
상기 로더부(Loader Part)(100)는, 각종 측정장비(10)와 네트워크로 연결되어(이때 다양한 프로토콜을 이용함) 측정장비에서 생성되는 원시(RAW) 데이터를 측정장비 연결부(110)를 통해 수집하고, 데이터 변환부(120)를 통해서 지정된 포맷으로 변환한 뒤 전송부(130)를 통해서 서버부(200)로 전송하도록 구성된다.
상기 서버부(Server Part)(200)는 DB로더 모듈(210), 클라이언트 서비스 모듈(220), 생산 실행 시스템 연결 모듈(230), 메시지 처리 모듈(240) 자체 데이터베이스(DBMS)(250)를 포함하여 구성되고, 상기 로더부(100)로부터 전송되는 데이터를 수신받아 분석하여 요약 정보는 데이터베이스화하고 맵(Map)을 그리는데 필요한 데이터는 파일로 보관하며, 주어지는 정보를 이용하여 정확한 웨이퍼(Wafer) 정보를 생산 실행 시스템으로부터 획득하여 자체 데이터베이스에 보관하고, 통계분석을 위해 필요한 정보를 요약(Summary)하여 데이터베이스화하도록 구성된다.
클라이언트부(Client Part)(300)는, 조회 모듈(310), 맵 모듈, 보고서 모듈, 통계분석 모듈을 포함하여 결과 처리를 하는 결과 처리부(320) 및 디스플레이를 포함하는 사용자 연결 모듈(350)을 포함하여 구성되고, 통계분석 기능을 이용하여 통계 분석 작업을 하거나 각 공정/장비별 측정 결과를 웨이퍼 맵(Wafer Map)으로 그려서 불량 분석 작업을 하게 된다(이때, 불량 부분이나 측정 결과가 맵상에 표시됨). 맵(Map)을 그리는데 필요한 데이터는 데이터베이스화되어 저장된 기준 정보와 파일(File) 형태로 저장된 맵 데이터(Map data)를 활용하며 필요시 서버로부터 클라이언트로 다운로드 하도록 구성된다.
생산 실행 시스템 서버부(400)는, 웨이퍼 정보와 통계적 공정 분석 정보를 관리하는 생산 실행 시스템 데이터베이스(410)와, 장비 제어 시스템(Equipment Control System)에서 전송된 웨이퍼 메시지를 관리하는 메시지 서버(420)로 구성되고 본 발명에 대해서는 외부 시스템으로서 웨이퍼 측정의 기본 장비이다.
도 3은 본 발명에 의한 서버부의 상세 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이,
로더부(100)로부터 전송되는 데이터 파일의 포맷을 검사하고 각 장비별로 정해진 규칙에 맞추어 원시(Raw) 데이터 파일을 해석(Parsing)하여 입력받는 원시 데이터 파일 입력부(211)와, 그 입력부(211)로부터 입력되는 데이터를 데이터베이스에 저장함과 아울러 메시지 처리 모듈(240)과 생산 실행 시스템 연결 모듈(230)을 이용하여 생산 실행 시스템 서버부(400)로부터 웨이퍼에 대한 상세한 정보를 획득하여 데이터수신시스템(Date Acquisition System) 데이터베이스에 저장하는 DB 로더 모듈(210)과, 클라이언트부(300)와 입/출력연결부(221)를 통해 연결하여 클라이언트에서 요청하는 데이터 및 기준 정보 관리 등에 대한 처리를 하는 클라이언트 서비스 모듈(220)과, 생산 실행 시스템 서버부(400)와 연결하여 웨이퍼 정보와 통계분석을 위한 데이터들을 연결하여 서버부에서 필요한 정보를 획득하기 위한 생산 실행 시스템 연결부(230)와, 생산 실행 시스템 서버부(400)의 메시지 서버(420)와 연결하여 측정장비를 관리하는 장비 제어 시스템(ECS)에서 보내주는 메시지를 상기 메시지 서버(420)를 통해 전달받아 처리하되, 웨이퍼가 1매 측정될 때마다 전송되어지는 웨이퍼 관련 정보(Lot ID, Slot, Filename etc)를 관리하는 메시지 처리 모듈(240)과, 일정 기간 축적된 데이터를 통계처리에 용이하도록 요약하여 데이터베이스화하는 데이터 요약 모듈(212)과, 시스템 전체를 모니터링하여 용량 부족이 발생하기 전에 사용자에게 통보하는 시스템 모니터링 모듈(213)과, 각종 정보들을 저장 관리하기 위한 데이터베이스(250)를 포함하여 구성된다.
도 4는 본 발명에 의한 클라이언트 부의 상세 구성도이다.
클라이언트부(300)는, 사용자가 분석하고자 하는 데이터를 추출하기 위하여 각종 조건을 입력할 수 있도록 하고, 입력된 조건으로 조회언어(Structure Query Language)를 작성하여 서버부(200)로 정보를 요구하는 조회 모듈(310)과, 위 조회 모듈(310)의 요청에 의해 수신된 데이터 중 평탄도 데이터를 분석하는 평탄도 데이터 분석부(361)와, 상기 그 조회 모듈(310)의 요청에 의해 수신된 데이터 중 이물 데이터를 분석하는 이물 데이터 분석부(362)과, 각 사용자별로 사용자 권한, 각종 한계(Limit)값 입력, 크기 조정 및 다양한 설정 사항들을 관리하기 위한 관리 모듈(340)과, 상기 서버부(200)로부터 입력받은 결과 데이터 및 상기 각 분석부의 분석 데이터를 저장 및 관리하는 결과 데이터 모듈(350)과, 그 결과 데이터 모듈(350)에 저장된 서버부로부터 받은 결과 데이터와 분석된 결과 데이터를 이용하여 맵, 차트, 통계분석(SPC) 및 보고서 등으로 결과처리를 하는 결과 처리부(320)와, 그 결과 처리부(320)의 처리 결과를 화면으로 출력하는 디스플레이 모듈(351)을 포함하여 구성된다.
여기서, 생산 실행 시스템 서버부(400)는, 생산 공정의 모든 부분을 관장하는 시스템으로서, 상기 생산 실행 시스템 서버부(400)는 측정장비(10)의 측정에 의거해서 생성되는 웨이퍼 및 측정장비 관련 데이터를 본 발명의 서버부(200)로 자동 로딩하고, 아울러 본 발명의 서버부(200)에서 필요로 하는 웨이퍼 및 측정장비 정보를 검색하여 데이터를 입력받게 된다. 생산 실행 시스템 서버부(400)의 데이터베이스는, 생산 실행 시스템 관련 데이터를 저장하는 데이터베이스이고, 메시지 서버(420)는 장비와 서버, 서버와 서버간에 서로의 정보를 주고 받는 메시지 시스템을 관리하는 서버이다. 상기 메시지 서버(420)는 별개의 서버로 존재할 수 있고, 생산 실행 시스템 서버(410)에 포함 될 수도 있다. 이와 같이, 본 발명에서는 생산 실행 시스템 서버부(400)를 이용하여 웨이퍼와 장비들의 정보를 입력받아 측정 정보들의 매칭과 정보 분석에 이용한다.
이와 같이 구성된 본 발명은, 각 측정장비(10)들로부터 데이터 로더부(100)가 데이터를 수집하여 서버부(200)로 전송하게 된다. 데이터 로더부(100)는, 측정장비 연결부(110)가 각 장비와 로더부(100)를 연결하여 필요한 데이터 파일을 받거나 가져올수 있도록 되어 있고, DOS, Unix, Windows NT 등 다양한 OS와 NFS, FTP, NetBEUI 등의 프로토콜을 동시에 지원하여 어떤 OS 환경과도 인터페이스 가능하도록 구성된다.
도 5는 본 발명에 의한 데이터 분석 시스템의 데이터 흐름도이다. 이에 도시된 바와 같이, 측정장비(10)는, 장비 제어 시스템(ECS)로부터 장비 제어 신호를 받고, 생산 실행 시스템 서버로부터 장비 제어 및 측정관련 데이터를 받아서 웨이퍼 측정을 하게 된다. 제1단계로서, 측정장비(10)가 측정결과를 저장하면, 측정 결과 파일(원시 데이터 파일; Raw Data File)을 읽어 제2단계로서 데이터 변환을 한다. 데이터 변환이 이루어지면, 변환 결과 파일을 저장하고, 제3단계로서 데이터 로더부에서 변환 결과를 전송한다, 이 때 서버부(200)에서 생산 실행 시스템 서버로 웨이퍼 기준정보 조회 및 각종 생산 정보를 조회하게 되고, 그 조회 결과가 반환되면, 서버부(200)는 상기 제3단계에서 업로딩된 측정 결과 데이터와, 조회 결과 데이터에 의거하여 기준정보 및 통계정보를 데이터베이스화하면서, 제4단계로서 통계분석용 자료를 생성한다. 또한, 상기 데이터들로부터 맵 데이터를 추출하여 결과 처리부에서 맵 데이터 파일을 생성하고, 사용자가 통계분석(SPC) 처리를 하게 된다.
상기와 같이 측정장비 연결부(110)가 측정장비(10)들과 연결하여 데이터를 수집하게 되면, 데이터 변환부(120)가 표준 포맷의 파일로 변환한다.
데이터 변환부(120)는, 각 측정장비(10)로부터 넘어온 원시 데이터 파일을 사용하기 편리한 표준 포맷의 파일로 변환한다(여기서 표준 포맷 파일이란 본발명의 시스템에서 분석하고 그 결과 처리를 볼 수 있도록 하기 위한 임의의 표준 포맷을 사용한다).
그리고 데이터 전송부(130)는 변환된 파일을 원하는 서버로 전송하는데 전송된 파일 자동삭제 기능을 제공하는데, 이는 오래된 파일을 정해진 기간이 되면 자동으로 삭제한다. 또한 복수의 서버를 지원하여 한번에 여러 서버로 파일을 보낼 수 있도록 하며, 에러 발생시 재전송 기능을 지원하여 서버 별로 구별하여 지원한다.
상기와 같이 데이터 로더부(100)에서 데이터를 수집하여 업로드 시키게 되면 서버부(200)에서 데이터를 분석하여 처리하게 되는데, 서버부(200)의 각 기능별 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 원시 데이터 파일 입력부(211)를 통해 DB 로더 모듈(210)에서 데이터를 입력받아, 입력된 데이터의 표준화와 Raw 데이터 분석, 데이터 파일링, 분석된 데이터를 데이터베이스에 추가하고, 로드된 원시 파일 정리 및 보관 등을 처리하게 된다. 데이터 요약 모듈(212)은 입력된 평탄도(Flatness), 이물(Particle) 데이터들의 통계값(Min, Max, Mean, Std 등)들을 처리하고 클라이언트에서 필요로하는 값을 미리 계산해 둠으로써 사용자의 실행 체감 속도를 향상시킬 수 있도록 하며, 클라이언트에서 요청하는 기능을 처리하기 위한 통계 값들을 계산한다. 상기 생산 실행 시스템 연결(I/F) 모듈(230)은, 생산 실행 시스템 서버부(400)의 생산 실행 시스템 서버와 연계를 하기 위한 기능을 담당하며, 생산 실행 시스템 서버에서 필요한 정보를 가져와 데이터베이스화하고, 롯트(Lot), 웨이퍼(Wafer)에 대한 이력 정보를 파악하며, 각 공정별/장비별 웨이퍼 처리내역을 파악하고, 각 공정별/장비별 수율현황을 파악한다.
또한 시스템 모니터링 모듈(213)은, 서버의 하드 디스크(HDD) 저장 용량, DB용량을 파악하여 용량 부족이 예측되면 관리자에게 알리고, 데이터의 이상 발견시 관리자에게 알린다. 이는 미리 정해놓은 기준을 따른다. 클라이언트 서비스 모듈(220)은 입/출력 연결부(221)를 통해 클라이언트부(300)와 입출력 인터페이싱 하며, 클라이언트부(300)의 요청에 따른 결과 값을 생성하고 각 기능들에 대한 파라미터 설정, 각 옵션 항목들에 대한 값 설정, 현재 모니터링 되고 있는 사항의 결과 값을 전달하는 기능을 수행하게 된다.
클라이언트부(300)는, 조회 모듈(310)에서 조건을 입력하여 데이터베이스에서 원하는 정보를 추출 및 생성하기 위해 사용하며, 각 기능은 이 자료를 대상으로 처리하게 되고(Taskset 생성), 원하는 분석 항목을 선택하며, 현재를 기준으로 한 기간 선택, 원하는 기간 선택, MS(Material Spec), Process, Equipment, Lot 별 검색 조건을 설정한다. 위 항목별 그룹핑 기능을 지원하며 보고자하는 기능을 선택하여, 결과 처리부(320)의 맵, 차트, 통계분석, 보고서, 테이블 등 각 항목별 옵션 사항을 설정한다.
결과 데이터 모듈(350)은, 서버부(200)로부터 결과 데이터를 입력받아 처리하게 되는데, 평탄도(Flatness) 데이터분석부(361), 이물(Praticle) 데이터 분석부(362)에서 각종 출력 지원을 위한 분석처리를 하게 된다.
도 6은 본 발명에 의한 맵의 예시도로서, 평탄도 분석에서는 사이트(site), 표면(Surface), 단면 맵(Cross-Section Map) 기능을 제공하고(하나 혹은 모두 선택 가능), 각 맵별 단일(Single), 복합(Composite), 갤러리 맵 표시(Gallery Map Display), 복합 맵의 경우 각 사이트 별 통계값[개수(cout), 최소(Min), 최대(Max), 평균(Avg), 표준편차(Std Dev) 등], 선택 및 표시, 통계 처리된 값에 의한 각각의 맵 디스플레이, 2D/3D 표면 맵 제공, 사용자가 원하는 방향으로 단면 표시, 데이터 테이블, 차트, 기본 정보들을 동시에 표시해주는 기능 등을 지원한다.
그리고 이물 분석은, 다크-필드-와이드(Dark Field Wide), 내로우(Narrow), 복합 이물 맵(Composite Particle Map)등을 제공하고, 헤이즈 맵(Haze Map) 기능 지원과 단일 또는 갤러리 맵 기능을 제공하며, 영역 분석 맵(Zonal Analysis Map) 표시(원호, 각 등)와 맵에 대한 기본 정보(이물 개수, BIN, LPD, LPD_N 등) 표시 및 차트와 이미지를 저장한 경우에는 이미지 표시 등을 지원하게 된다.
도 7은 본 발명에 의한 차트의 예시도로서, 평탄도 분석은, 트렌드, 히스토그램, 파레토(Pareto), 박스 플롯(Box-Plot) 차트 등을 제공하며, 각 날짜/장비/Lot/웨이퍼/MS(Material Spec)별 수율(Yield) 트렌드 차트(Yield: Accepted 웨이퍼 / 투입 웨이퍼), 각 장비별 검사 결과에 의한 각종 차트, 단일, 멀티, 갤러리 차트 등을 제공하고, 표준편차에 의한 상/하한, 사용자 설정에 의한 상/하한, Cp/Cpk 계산등의 관리도, 장비별 Lot별 유의차 분석 등을 처리한다.
이물 분석은, 각 날짜/장비/Lot/웨이퍼/MS(Material Spec)별 수율(Yield) 트렌드 차트(Yield = Accept 웨이퍼 / 투입 웨이퍼), 이물 크기, 클래스별 차트, 원호와 각 등에 대한 영역 분석 분포도, 단일, 멀티, 갤러리 차트 등을 제공하게 된다.
도 8은 본 발명에 의한 테이블 및 통계분석(SPC)의 예시도로서,
테이블은, 조회 모듈의 검색결과에 따른 데이터를 테이블 형태로 표시하고, 각종 필드들을 조합하여 그룹핑 할 수 있다. 또한 테이블을 엑셀 파일(Excel File)로 출력 가능하게 지원한다.
그리고 통계분석(SPC)은, 조회 모듈의 검색 결과에 따른 평탄도/이물 통계치를 표시하고, 개수(count), 최소(Min), 최대(Max), 평균(Avg), 표준편차(Std Dev) 등을 표시하며, 상관분석으로서 수율(Yield) 대 장비 또는 각 관리 대상 파라미터에 대해서 상관도 및 상관계수를 추출하여 제공한다.
도 9는 본 발명에 의한 보고서의 예시도로서, 보고서는 정형화된 보고서의 자동 생성(일별, 주별, 월별), 사용자의 요구에 맞춘 보고서 작성 및 양식 등록과 보고서 디자이너를 제공하며, 각 기능별 화면을 편집할 수 있도록 하며, 각 기능별 화면을 엑셀로 출력할 수 있도록 하고, 테이블 결과를 엑셀 파일로 출력하여 보고 서 자료로 활용할 수 있도록 한다.
이와 같은 본 발명을 활용하게 되면, 공정 중에 발생하는 모든 부가적인 데이터와 공정제어를 위한 데이터를 모으고, 집적하여 전체 공정을 한눈에 바라보며 관리 할 수 있는 기반을 제공할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면, 분석 기능을 통해 거칠기/평탄도, 결함(Defect) 이미지 등을 분석 처리할 수 있는데, 거칠기(Roughness) 및 평탄도는 2D/3D 맵과 단면별 차트로 표시할 수 있고, 장비별/공정별로 피크-투-밸리(Peek-To-Vally) 데이터를 비교하여 볼 수 있으며, 실시간 결함 모니터링과 알람을 제공하는 등의 품질관리를 위한 통계 데이터를 얻을 수 있다.
또한 결함(Defect)에 대해서는 결함(Defect) 맵/차트를 기간별, 사이즈별, 장비별로 표시하고, 장비별 결함 맵을 오버레이(Overlay)하고, 장비별 결함 분포비교 등으로 결함 경향 비교와 위치별 결함 경향 비교(원호/각 등) 및 실시간 결함 모니터링/알람 등을 제공하고, 더불어 품질관리를 위한 통계치도 제공한다.
이와 같은 본 발명은 각종 불량 분석 및 수율 개선 활동을 위해, 다양한 장비에서 발생하는 데이터를 수집하는데 있어서 기존 업무 방식으로 말미암은 사용자의 노력을 줄이고 본연의 분석 활동이나 품질 개선 활동에 집중할 수 있도록 한다. 뿐만 아니라, 각 장비별로 측정된 결과를 보관하는 것이 아니라 통합된 데이터베이스를 통하여 체계적인 데이터 관리할 수 있게 해준다. 또한, 다양한 장비에서 생성되는 원시 데이터를 이용하여 실제 분석에 필요한 두께(Thickness), 평탄도(Flatness), 형상(Shape) 데이터를 계산하는 알고리즘을 구현한 사용자 중심의 프로그램을 제공하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 반도체 웨이퍼 제조공정에서 베어 웨이퍼(Bare Wafer)의 수율을 관리 및 향상하기 위해 불량을 원인을 분석하고, 각종 통계적 분석을 제공해주는 시스템으로서,
    반도체 웨이퍼 불량 검사를 위한 각종 측정장비(10)들과 네트워크로 연결되어 측정장비들로부터 측정된 데이터를 수집하고 표준 데이터 포맷으로 변환한 후 전송하는 로더부(Loader Part)(100)와;
    TCP/IP 공유 네트워크에 연결되어 상기 로더부(100)로부터 전송되는 데이터를 수신받아 해석(parsing) 처리하고 요약 정보는 데이터베이스(DataBase)화 하고 맵(Map)을 그리는데 필요한 데이터는 파일로 보관하며, 측정장비 및 측정관련 데이터와 웨이퍼(Wafer) 정보를 생산 실행 시스템 서버(Manufacturing Executive System Server)로부터 획득하여 자체 데이터베이스에 보관하고, 통계 분석(SPC)을 위해 필요한 정보를 요약(Summary)하여 데이터베이스화 하는 서버부(Server Part)(200)와;
    상기 서버부(200)와 연결되어 필요한 분석 작업을 처리하여 맵과 통계분석 및 차트와 보고서 등을 통해 그 결과를 출력하기 위한 클라이언트부(Client Part)(300)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵과 통계분석 기능을 제공해주는 베어 웨이퍼 수율 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 서버부(200)는,
    로더부(100)로부터 전송되는 데이터 파일의 포맷을 검사하고 각 장비별로 정해진 규칙에 맞추어 원시(Raw) 데이터 파일을 해석(Parsing)하여 입력받는 원시 데이터 파일 입력부(211)와,
    위 입력부(211)로부터 입력되는 데이터를 데이터베이스에 저장함과 아울러 메시지 처리 모듈(240)과 생산 실행 시스템(Manufacturing Executive System) 연결 모듈(230)을 이용하여 생산 실행 시스템 서버부(400)로부터 웨이퍼에 대한 상세한 정보를 획득하여 데이터수신시스템(Data Acquisition System) 데이터베이스에 저장하는 DB 로더 모듈(210)과,
    클라이언트부(300)와 입/출력연결부(221)를 통해 연결하여 클라이언트에서 요청하는 데이터 및 기준 정보 관리등에 대한 처리를 하는 클라이언트 서비스 모듈(220)과,
    생산 실행 시스템 서버부(400)와 연결하여 웨이퍼 정보와 통계분석을 위한 데이터들을 연결하여 서버부에서 필요한 정보를 획득하기 위한 생산 실행 시스템 연결부(230)와,
    생산 실행 시스템 서버부(400)의 메시지 서버(420)와 연결하여 측정장비를 관리하는 장비 제어시스템(Equipment Control System)에서 보내주는 메시지를 상기 메시지 서버(420)를 통해 전달받아 처리하되, 웨이퍼가 1매 측정될 때마다 전송되는 웨이퍼 관련 정보(Lot ID, Slot, Filename 등)를 관리하는 메시지 처리 모듈(240)과,
    일정 기간 축적된 데이터를 통계처리에 용이하도록 요약하여 데이터베이스화하는 데이터 요약 모듈(212)과,
    시스템 전체를 모니터링하여 용량 부족이 발생하기 전에 사용자에게 통보하는 시스템 모니터링 모듈(213)과,
    각종 정보들을 저장 관리하기 위한 데이터베이스(250)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵과 통계분석 기능을 제공해주는 베어 웨이퍼 수율 관리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 클라이언트부(300)는,
    사용자가 분석하고자하는 데이터를 추출하기 위하여 각종 조건을 입력할 수 있도록 하고, 입력된 조건으로 조회언어(Structure Query Language)를 작성하여 서버부(200)에 정보를 요구하는 조회 모듈(310)과,
    위 조회 모듈(310)의 요청에 의해 수신된 데이터 중 평탄도 데이터를 분석하는 평탄도 데이터 분석부(361)와,
    상기 조회 모듈(310)의 요청에 의해 수신된 데이터 중 이물 데이터를 분석하는 이물 데이터 분석부(362)와,
    각 사용자별로 사용자 권한, 각종 한계(Limit) 값 입력, 크기 조정 및 다양한 설정 사항들을 관리하기 위한 관리 모듈(340)과,
    상기 서버부(200)로부터 입력받은 결과 데이터 및 상기 각 분석부의 분석 데이터를 저장 관리하는 결과 데이터 모듈(350)과,
    그 결과 데이터 모듈(350)에 저장된 서버부로부터 받은 결과 데이터와 분석된 결과 데이터를 이용하여 맵, 차트, 통계분석 및 보고서 등으로 불량 원인 추정 및 수율 관리를 위한 분석을 처리하는 결과 처리부(320)와,
    그 결과 처리부(320)의 처리 결과를 화면으로 출력하는 디스플레이 모듈(351)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵과 통계분석 기능을 제공하는 베어 웨이퍼 수율 관리 시스템.
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