KR100679813B1 - Statistical method of screening potential problem process of semiconductor fabrication - Google Patents

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Abstract

A statistical detection method of potential problem process in a semiconductor fabrication is provided to accurately derive a process to be improved by analyzing physical in-line data systematically. In-line data, PCM(Pulse Code Modulation) data, and probe test data are collected(10). A probability distribution of the probe test data is obtained, and is stratified into groups of different slopes to divide a good product and a bad product(20). The in-line data, the PCM data, and the probe test data are aligned as data for a chip corresponding to shot(30). A value P indicative of a correlation coefficient and significance level by analyzing the data, and a significance factor is selected on the basis of the value P(40). The significance factor is derived with reference to the value P(50).

Description

반도체 제조에서 잠재적 문제 공정의 통계적 검출 방법{Statistical Method of Screening Potential Problem Process of Semiconductor Fabrication}Statistical Method of Screening Potential Problem Process of Semiconductor Fabrication

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 공정의 통계적 검출 방법을 나타내는 흐름도.1 is a flow chart illustrating a statistical detection method of a semiconductor manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

도 2a와 도 2b는 탐침 테스트 데이터의 정규분포 및 층별화를 나타내는 예시도.2A and 2B are exemplary diagrams showing a normal distribution and stratification of probe test data.

도 3a와 도 3b는 샷 단위의 데이터를 칩 단위로 정렬한 표를 나타내는 예시도.3A and 3B are exemplary diagrams illustrating a table in which shot unit data is arranged in chip units.

도 4a와 도 4b는 데이터에 대한 상관분석 결과를 나타내는 예시도.4A and 4B are exemplary diagrams showing a result of correlation analysis on data.

도 5a 내지 도 5c는 다중선형 회귀분석의 결과를 나타내는 예시도.5A to 5C are exemplary views showing the results of multiple linear regression analysis.

도 5d는 도 5c의 회귀방정식에 대한 잔차 플롯의 결과를 나타내는 예시도.FIG. 5D is an illustration showing the results of a residual plot for the regression equation of FIG. 5C. FIG.

도 6a와 도 6b는 이항 로지스틱 회귀분석의 결과를 나타내는 예시도.6A and 6B are exemplary diagrams showing the results of binary logistic regression.

도 7a 내지 도 7c는 역 샘플 테스트의 결과를 나타내는 예시도.7A-7C illustrate exemplary results of a reverse sample test.

도 8a와 도 8b는 실험을 통한 검증 결과를 나타내는 예시도.8A and 8B are exemplary diagrams showing verification results through experiments.

본 발명은 반도체 제품의 통계적 분석 방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 반도체 제조에서 잠재적 문제 공정의 통계적 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for statistical analysis of semiconductor products, and more particularly, to a method for statistical detection of potential problem processes in semiconductor manufacturing.

체계적이고 통계적인 분석 방법은 기술 경쟁이 심한 반도체 산업에서 매우 절실히 필요하다. 특히 품질과 수율은 기업의 수익과 직결되므로 이에 대한 잠재 원인을 빠르고 정확하게 도출하는 것이 무엇보다 중요하다.Systematic and statistical analytical methods are very necessary in the semiconductor industry where technology competition is intense. In particular, quality and yield are directly related to a company's profits, so it is important to quickly and accurately identify potential causes for it.

수많은 공정으로 제조되는 반도체 제품의 특성을 향상시키기 위하여 일반적으로는 단위 공정에서의 물리적인 인-라인 데이터를 관리하고 있다. 그러나 실제로 인-라인 데이터는 단지 단위 공정을 관리하기 위하여 활용되고 있을 뿐, 반도체 제품의 특성을 향상시키거나 불량 분석을 하기에는 체계적이고 통계적인 방법이 정립되지 않아 그 활용도가 매우 낮다.In order to improve the characteristics of semiconductor products manufactured by numerous processes, physical in-line data is generally managed in a unit process. In practice, however, in-line data is only used to manage unit processes, and its utilization is very low because systematic and statistical methods are not established to improve the characteristics of semiconductor products or perform defect analysis.

따라서 본 발명의 목적은 체계적이고 통계적인 기법을 통하여 인-라인 데이터를 신속하게 분석하고, 원인이 되는 공정에 대해 분명한 판단을 내릴 수 있는 검출 방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a detection method capable of quickly analyzing in-line data through a systematic and statistical technique and making a clear judgment on a causative process.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반도체 제조 공정의 통계적 검출 방법은, (a) 샷 단위로 인-라인 데이터, PCM 데이터, 탐침 테스트 데이터를 각각 수집하는 단계와, (b) 탐침 테스트 데이터의 확률분포를 얻고, 양품과 불량품을 구분하기 위하여 확률분포에서 기울기가 서로 다른 그룹들로 층별화하는 단계와, (c) 인-라인 데이터, PCM 데이터, 탐침 테스트 데이터를 각각의 샷에 해당하는 칩에 대한 데이터로 정렬하는 단계와, (d) 칩에 대한 데이터를 상관분석하여 상관계수와 유의수준을 나타내는 p값을 얻고, p값을 기준척도로 하여 일차적으로 유의인자를 선별하는 단계와, (e) 선별된 유의인자에 대해서 다중선형 회귀분석을 진행하여 전체 회귀방정식에 대한 p값을 고려하고 각각의 인자에 대한 p값을 보고 유의인자를 도출하는 단계를 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the statistical detection method of the semiconductor manufacturing process according to the present invention comprises the steps of (a) collecting in-line data, PCM data, probe test data in units of shots, and (b) probe test data Stratified into different groups in different probability distributions to obtain a probability distribution of the good and the defective, and (c) in-line data, PCM data, and probe test data for each shot. Sorting the data on the chip, (d) correlating the data on the chip to obtain a p value indicating a correlation coefficient and a significance level, and selecting a significant factor primarily based on the p value as a reference scale; (e) conducting multiple linear regression analysis on the selected significant factors, taking into account the p-values for the entire regression equations, and looking at the p-values for each factor; It is configured by.

본 발명에 따른 반도체 제조 공정의 통계적 검출 방법은, (d) 단계 후, (f) 양품/불량품의 구분 결과와 상관분석에서 선별된 유의인자를 가지고 이항 로지스틱 회귀분석을 진행하여 유의인자를 도출하는 단계를 더 포함할 수 있고, (e) 단계 또는 (f) 단계 후, (g) 출력 인자로부터 입력 인자를 2개 집단으로 구분하기 위하여 유의인자에 대한 역 샘플 테스트를 진행하는 단계를 더 포함할 수 있다.Statistical detection method of the semiconductor manufacturing process according to the present invention, after the step (d), (f) deriving the significant factors by binomial logistic regression analysis with the result of the classification of the good / defective product and the selected significant factors in the correlation analysis The method may further include a step, and after step (e) or step (f), further comprising: (g) conducting a reverse sample test on the significant factors to separate the input factors into two groups from the output factors. Can be.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention. In describing the embodiments, descriptions of technical contents which are well known in the technical field to which the present invention belongs and are not directly related to the present invention will be omitted. This is to more clearly communicate without obscure the subject matter of the present invention by omitting unnecessary description.

용어의 정의Definition of Terms

인-라인 데이터(in-line data): 반도체 제조 라인에서 단위 공정을 진행한 후 측정하는 데이터를 말한다. 포토 공정을 진행하고 나서 측정하는 감광막의 폭이 이러한 예이다.In-line data: Data measured after a unit process in a semiconductor manufacturing line. The width | variety of the photosensitive film measured after advancing a photo process is such an example.

PCM 데이터(process control monitoring data): 테스트 패턴을 측정하여 공 정의 불량 여부를 분석할 수 있는 데이터. 예컨대, 트랜지스터의 길이가 제대로 형성되었는지 확인하기 위하여 측정하는 트랜지스터의 문턱전압.PCM data (process control monitoring data): Data that can be used to measure test patterns to analyze whether a process is bad. For example, the threshold voltage of a transistor to be measured to determine whether the length of the transistor is properly formed.

탐침 테스트 데이터(probe test data): 칩이 제대로 동작하는지 전기적 특성을 측정하는 데이터. 예를 들어, 휴대폰의 배터리 수명을 알기 위해 측정하는 대기 전류(standby current).Probe test data: data that measures the electrical characteristics of a chip For example, standby current measured to determine the battery life of a mobile phone.

실시예Example

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 공정의 통계적 검출 방법의 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 통계적 검출 방법은 데이터 수집 단계(10), 탐침 테스트 데이터의 분포 확인 및 층별화 단계(20), 샷 단위 데이터의 칩 단위 정렬 단계(30), 데이터 상관분석을 통한 유의인자 선별 단계(40), 다중선형 회귀분석 단계(50), 이항 로지스틱 회귀분석 단계(60), 역 샘플 테스트 단계(70), 실험을 통한 검증 단계(80)로 이루어진다. 이하, 각 단계를 구체적으로 설명한다.1 is a flowchart of a statistical detection method of a semiconductor manufacturing process according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the statistical detection method includes a data collection step 10, a distribution test and stratification step 20 of the probe test data, a chip unit sorting step 30 of shot data, and a significant factor through data correlation analysis. It consists of a screening step 40, a multilinear regression step 50, a binary logistic regression step 60, an inverse sample test step 70, an experiment verification step 80. Hereinafter, each step will be described in detail.

데이터 수집Data collection

먼저, 데이터 수집 단계에서 인-라인 공정에 대한 데이터는 동일한 런 웨이퍼(run wafer)를 이용하여 동일한 지점에 대하여 좌측, 하측, 중앙, 상측, 우측 각각의 샷(shot)에 대해서 측정한 것을 수집한다. 여기서 샷은 마스크 제조 공정에서 여러 개의 칩을 동시에 패터닝(patterning)하는 단위를 말하며, 대개의 경우 8개 내지 30개의 칩으로 구성된다.First, the data for the in-line process in the data collection step collects measurements for each shot of the left, the lower, the middle, the upper, and the right for the same point using the same run wafer. . Here, the shot refers to a unit for patterning a plurality of chips at the same time in the mask manufacturing process, and usually consists of 8 to 30 chips.

PCM 데이터 역시 인-라인 데이터를 측정한 웨이퍼의 동일 지점에 대하여 수집한다. 탐침 테스트 데이터도 동일 지점에 대한 정보를 수집하는데, 단순한 패스/ 페일(pass/fail)에 대한 정보뿐만 아니라 로그 파일(log file)에서 얻을 수 있는 자료를 수집하는 것이 중요하다.PCM data is also collected for the same spot on the wafer where in-line data was measured. Probe test data also collects information about the same point, and it is important to gather data from log files as well as simple pass / fail information.

탐침 테스트 데이터의 분포 확인 및 Determine the distribution of probe test data and 층별화Stratification

통계적 검출 방법의 제2 단계는 탐침 테스트 데이터의 분포 확인 및 층별화 단계이다. 먼저, 분석하고자 하는 출력 특성의 분포를 살펴야 하는데, 통계용 소프트웨어의 일종인 미니탭(Minitab)을 이용하여 정규성 검증 테스트를 한다. 이어서, 확률분포에서 기울기가 서로 다른 그룹들을 층별화하여 양품과 불량품을 구분한다.The second step of the statistical detection method is the identification and stratification of the probe test data. First, we need to look at the distribution of the output characteristics to be analyzed. The normality verification test is performed using Minitab, a kind of statistical software. Subsequently, the probability distribution distinguishes good and defective products by stratifying groups having different slopes.

층별화 방법은 도 2a와 같이 변곡점을 기준으로 하는 방법과, 도 2b와 같이 변곡점으로부터 일정 거리를 기준으로 하는 방법이 있다. 두 번째 방법은 출력 특성이 매우 민감한 경우에 변곡점보다 큰 지점을 불량품 선정의 기준으로 삼아 양품과 불량품을 좀 더 명확하게 구분하기 위한 방법이다. 경우에 따라서는 세 그룹으로 층별화하는 것도 가능하다.The layering method includes a method based on an inflection point as shown in FIG. 2A and a method based on a predetermined distance from the inflection point as shown in FIG. 2B. The second method is to more clearly distinguish between good and bad products by using a point larger than the inflection point when the output characteristics are very sensitive as a criterion for the selection of the defective items. In some cases, it is possible to classify into three groups.

도 2a는 동작대기 상태의 누설전류 특성(IDDS)을, 도 2b는 CMOS 이미지 센서의 암전류 특성(Black Signal)을 보여준다. 도 2a에서 IDDS가 증가하는 제품은 전력 소모가 많은 불량제품을, 도 2b에서 Black Signal이 증가하는 제품은 이미지가 선명하지 않은 제품으로, 각각 어딘가에 문제가 있는 제품이다.FIG. 2A shows a leakage current characteristic (IDDS) in an operation standby state, and FIG. 2B shows a black signal characteristic of a CMOS image sensor. In FIG. 2A, a product having an increased IDDS is a defective product that consumes a lot of power, and a product having a black signal in FIG. 2B is a product having an unclear image, and each has a problem somewhere.

샷 단위 데이터의 칩 단위 정렬Sort by chip of shot unit data

통계적 검출 방법의 제3 단계는 샷 단위의 데이터를 칩 단위로 정렬하는 단계이다. 즉, 샷 단위로 구한 인-라인 데이터와 PCM 데이터를 각각의 샷에 해당하는 칩에 대한 데이터로 정렬한다. 이를 통해 랏 아이디(Lot ID), 웨이퍼 번호, 샷, 칩 각각에 대응하는 데이터 표를 작성한다. 도 3a에 도시된 표는 그 예이다. 그리고 최종적으로는 탐침 데이터, 인-라인 데이터, PCM 데이터를 하나의 표에 모두 일대일 대응시킨 표를 작성한다. 도 3b에 도시된 표는 그 일례이다.The third step of the statistical detection method is to arrange the data in shot units in chip units. That is, in-line data and PCM data obtained in units of shots are sorted by data about chips corresponding to each shot. This creates a data table corresponding to each lot ID, wafer number, shot, and chip. The table shown in FIG. 3A is an example. Finally, a table is created in which probe data, in-line data, and PCM data are all in one-to-one correspondence. The table shown in FIG. 3B is one example.

데이터 상관분석을 통한 Through data correlation analysis 유의인자Significance factor 선별 Selection

통계적 검출 방법의 제4 단계는 앞서 작성한 표를 이용하여 데이터에 대한 상관분석을 진행하는 단계이다. 이 단계는 전술한 미니탭을 이용한다. 미니탭을 활용하면 상관계수뿐만 아니라 유의수준을 나타내는 p값을 얻을 수 있다. 도 4a는 IDDS와 인-라인 데이터 69개 항목에 대하여 상관계수와 p값을 구한 예이고, 도 4b는 Black Signal과 인-라인 데이터 10개 항목에 대하여 상관계수와 p값을 구한 예이다.The fourth step of the statistical detection method is a step of performing correlation analysis on the data using the table prepared above. This step uses the minitab described above. Minitab can be used to obtain p-values that represent significance levels as well as correlation coefficients. FIG. 4A illustrates an example of obtaining correlation coefficients and p values for 69 items of IDDS and in-line data, and FIG. 4B illustrates an example of obtaining correlation coefficients and p values for 10 items of black signal and in-line data.

이렇게 얻어진 p값을 기준척도로 하여 수백 개에 이르는 유의인자 중에서 몇 개의 항목을 선별한다. 선별 기준은, 예를 들어, 1차로 p값이 0.05 이하, 2차로 p값이 0.10 이하로 할 수 있다. 이러한 기준을 도 4a에 적용하면, 1차로 M1 FI2(p값: 0.013)와 LDD P-2 PEP(p값: 0.032)가 간추려지며, 2차로 M2C FI2(p값: 0.076)와 AA FICD2(p값: 0.086)가 간추려진다. 마찬가지로 위 기준을 도 4b에 적용하면, p값이 0.000인 SPACER SH와 NSAL WET 및 p값이 0.007인 GC Rox를 검출할 수 있다.Based on the p-values obtained as a reference scale, several items are selected from hundreds of significant factors. As a selection criterion, p value may be 0.05 or less in primary and p value may be 0.10 or less in secondary. Applying this criterion to FIG. 4A, firstly M1 FI2 (p value: 0.013) and LDD P-2 PEP (p value: 0.032) are captured, and secondly, M2C FI2 (p value: 0.076) and AA FICD2 (p). Value: 0.086). Similarly, applying the above criteria to FIG. 4B, SPACER SH having a p value of 0.000, NSAL WET, and GC Rox having a p value of 0.007 can be detected.

다중선형 회귀분석Multiple Linear Regression

통계적 검출 방법의 제5 단계는 다중선형 회귀분석 단계이다. 상관분석은 단순히 두 변수 간의 선형 특성을 확인하기 위하여 진행하는 것이다. 그러나 반도체 제조는 여러 공정의 집합체이므로 상호 간의 간섭을 고려하여 회귀분석을 한다. 전 단계의 상관분석 결과 선별된 유의인자에 대해서 다중 회귀분석을 진행하여 전체 회귀방정식에 대한 p값을 고려하고 각각의 인자에 대한 p값을 보고 유의인자를 도출한다. 여기서 다중의 의미는 인자가 여러 개임을 뜻하며, 1차로 상관분석에서 검출된 인자를 모두 하나의 방정식으로 풀이하는 것이다. 1차로 선별된 인자로 구성된 IDDS에 대한 다중선형 회귀분석의 결과가 도 5a에 예시되어 있다.The fifth step of the statistical detection method is a multilinear regression step. The correlation analysis simply proceeds to identify the linear characteristics between the two variables. However, since semiconductor manufacturing is a collection of processes, regression analysis is performed in consideration of mutual interference. As a result of the correlation analysis in the previous step, multiple regression analysis is performed on the selected significant factors to consider the p-values for the entire regression equations, and to derive the significant factors by looking at the p-values for each factor. Here, the meaning of multiple means that there are several factors, and firstly, all the factors detected in the correlation analysis are solved into one equation. The results of multiple linear regression analysis for IDDS consisting of primary selected factors are illustrated in FIG. 5A.

회귀분석 결과에서 회귀방정식의 유의성은 분산 분석 결과에 대한 p값을 보고 판단하는데, 도 5a의 예에서 p값이 0.08이나, 좀 더 신뢰도를 높이기 위해 가장 유의하지 않은 인자(즉, p값이 가장 큰 AA FICD2)를 제외하고 다시 회귀분석을 진행한다. 도 5b는 2차로 선별된 인자로 구성된 IDDS에 대한 다중선형 회귀분석 결과의 예시도이다. 도 5b의 예에서 p값이 0.043이므로 신뢰도가 좀더 높다고 할 수 있다.The significance of the regression equation in the regression results is determined by looking at the p-value for the analysis of variance. In the example of FIG. Regression analysis is repeated except for large AA FICD2). 5B is an illustration of the results of multiple linear regression analysis on IDDS composed of secondary screened factors. In the example of FIG. 5B, since the p value is 0.043, the reliability may be higher.

도 5c는 Black Signal에 대해 1차 선별된 인자간의 회귀분석 결과의 예시도이다. 예시된 회귀분석 결과에서 p값을 보면 0.000으로 매우 유의함을 알 수 있다. 만일 회귀방정식의 수학적 모델을 사용하고자 한다면 잔차 플롯을 확인하여 전체적으로 균일한지 검증한다. 잔차 플롯은 회귀방정식과 실제의 차이의 제곱을 나타내는 것으로, 결과 그래프로부터 정규성이 있는지 확인하면 된다. 도 5d는 도 5c의 회귀방정식에 대한 잔차 플롯의 결과를 보여준다. 도 5c와 도 5d의 경우, 분산분석 결과 p값이 0.000으로 유의수준 0.05보다 작으므로 유의하고, 잔차 플롯에서 정규성을 띄고 분포가 좌우, 상하로 대칭되므로 결과가 유의함을 알 수 있다.Figure 5c is an illustration of the regression analysis results between the primary screening factor for the Black Signal. The p value in the illustrated regression analysis shows that it is very significant as 0.000. If you want to use a mathematical model of the regression equation, check the residual plot to verify that it is uniform throughout. The residual plot represents the square of the difference between the regression equation and the actual difference, which can be checked for normality from the resulting graph. FIG. 5D shows the result of the residual plot for the regression equation of FIG. 5C. 5c and 5d, the p value is 0.000, which is smaller than the significance level of 0.05, and thus the result is significant because the normality is shown on the residual plot and the distribution is symmetrical from left to right.

검출 방법의 목적은 유의인자를 찾는 것이므로 다시 유의인자에 대한 개별 p 값을 보면, GC Rox가 0.315, SPACER SH가 0.000, NSAL WET도 0.000임을 알 수 있다. 따라서 Black Signal의 경우 SPACER SH와 NSAL WET을 유의인자로 간추릴 수 있다.Since the purpose of the detection method is to find a significant factor, looking at individual p values for the significant factor, it can be seen that GC Rox is 0.315, SPACER SH is 0.000, and NSAL WET is also 0.000. Therefore, in case of Black Signal, SPACER SH and NSAL WET can be summarized as significant factors.

이항 transposition 로지스틱Logistic 회귀분석 Regression analysis

통계적 검출 방법의 제6 단계는 이항 로지스틱 회귀분석(Binary Logistic Regression) 단계이다. 이 단계는 출력 인자가 계량형이 아닌 패스/페일과 같이 계수형인 것에 대해 하나 또는 그 이상의 인자와의 관계를 규명하는데 매우 유용하다. 이항 로지스틱 회귀분석을 보다 효율적으로 하기 위하여 앞서 제2 단계에서 계량형으로 나타낸 탐침 데이터의 분포로부터 계수형인 양품과 불량품으로 전환시킨 것을 이용한다. 즉, 도 3b의 양품/불량품 구분 결과와 상관분석에서 1차로 검출한 인자를 가지고 이항 로지스틱 회귀분석을 진행하면 된다.The sixth step of the statistical detection method is a binary logistic regression step. This step is very useful for identifying relationships with one or more factors, such that the output factor is an attribute, such as a pass / fail, not a continuous type. To make binary logistic regression more efficient, we used the conversion from the distribution of probe data, which was previously shown as a metric type, to the good and defective items. That is, binomial logistic regression analysis may be performed with the factors detected primarily in the good / bad product classification result and the correlation analysis of FIG. 3B.

도 6a는 IDDS에 대한 이항 로지스틱 회귀분석 결과의 예시도이다. 여기서도 회귀방정식이 유의한지 p값을 보고 알 수 있는데, p값이 0.089이므로 유의수준 10%일 때 유의함을 알 수 있다. 이것은 각각의 인자에 대한 p값을 보고 판단한 결과이다. 즉, M1 FI2가 p값이 0.019로 매우 유의한 인자임을 나타내었기 때문이다.6A is an exemplary diagram of binary logistic regression results for IDDS. Here, the p-value can be seen whether or not the regression equation is significant. The p-value is 0.089, indicating that it is significant when the significance level is 10%. This is the result of judging from the p value for each factor. That is, M1 FI2 indicated that the p-value is 0.019, which is a very significant factor.

도 6b는 Black Signal에 대한 이항 로지스틱 회귀분석 결과의 예시도이다. 여기서도 p값을 보고 회귀방정식이 유의한지 알 수 있는데, p값이 0.000이므로 매우 유의함을 알 수 있다. 다음으로 각각의 인자에 대한 p값을 보고 판단하면, 모두 0.05 이하로서 유의한 인자임을 알 수 있다.6B is an exemplary diagram of binary logistic regression results for Black Signal. Here, we can see that the regression equation is significant by looking at the p value, but it is very significant because the p value is 0.000. Next, when the p value for each factor is judged, it can be seen that all of them are significant factors of 0.05 or less.

이상과 같이 회귀분석과 이항 로지스틱 회귀분석을 하는 이유는, 일반적으로 정규성을 보일 때에는 계량형 특성을 이용한 회귀분석만으로도 인자 도출이 가능하지만, 정규분포 검사에서 기울기가 2개인 경우에는 이항 로지스틱 회귀분석까지 추가 검증을 함으로써 보다 더 높은 신뢰수준의 인자 도출이 가능하기 때문이다.As mentioned above, the reason for the regression analysis and the binary logistic regression analysis is that, in general, when the normality is shown, the factor can be derived only by the regression analysis using the quantitative characteristic. This is because additional verification can lead to higher confidence factors.

이상을 종합을 해 보면, 회귀분석과 이항 로지스틱 회귀분석에서 공통된 인자가 가장 유의수준이 높은 인자이며, 특히 본 예의 경우는 그 분포의 특성상 이항 로지스틱 회귀분석에서 검출된 인자(즉, GC Rox, SPACER SH, NSAL WET)가 모두 유의인자라고 통계적 결론을 내릴 수 있다.Taken together, the factors most common in the regression and binomial logistic regression are the most significant factors. Especially, in this case, the factors detected in the binomial logistic regression due to the nature of the distribution (ie, GC Rox, SPACER). It can be concluded that SH, NSAL WET) are all significant factors.

역 샘플 테스트Reverse sample test

통계적 검출 방법의 제7 단계는 역 샘플 테스트(reverse sample test) 단계이다. 출력 인자로부터 입력 인자를 2개 집단으로 구분해주는 분석을 하기 위하여 전술한 확률분포의 변곡점을 이용해 각각의 유의인자에 대한 샘플 테스트를 진행한다. 일반적인 샘플 테스트는 출력 인자에 대해서 두 집단 간의 평균 차이를 보는 것이지만, 역 샘플 테스트는 입력 인자에 대하여 검증을 한다는 점에서 상이하다.A seventh step of the statistical detection method is a reverse sample test step. In order to analyze the input factor from the output factor into two groups, a sample test for each significant factor is performed using the inflection point of the probability distribution described above. A typical sample test would look at the average difference between the two groups for the output factor, but the reverse sample test is different in that it validates the input factor.

일례로, 도 7a는 유의인자로 나온 M1 FI2에 대해 역 샘플 테스트를 적용한 결과이다. 여기서도 판정기준은 p값이다. p값이 0.021이므로 두 그룹 간의 유의차가 없다고 말할 수 없다. 우선순위를 결정하기 위하여 M1 FI1에 대해서도 역 샘플 테스트를 적용한다. 도 7b는 그 결과를 보여준다. M1 FI1의 p값은 0.068이고 M1 FI2의 p값은 0.021이므로 M1 FI2가 우선 관리 인자임을 알 수 있다.As an example, FIG. 7A shows the results of applying an inverse sample test on M1 FI2, which appeared as a significant factor. Again, the criterion is p value. Since p is 0.021, there is no significant difference between the two groups. The reverse sample test is also applied to M1 FI1 to determine the priority. 7B shows the result. Since the p value of M1 FI1 is 0.068 and the p value of M1 FI2 is 0.021, it can be seen that M1 FI2 is the first management factor.

다른 예로, 도 7c는 Black Signal의 경우에 도 2b의 변곡점을 기준으로 패스/페일을 구분하고 이에 대해 SPACER SH에 역 샘플 테스트를 적용한 결과이다. 이 예에서 p값은 0.000으로 매우 높은 신뢰수준(1-p값)을 보여주고 있다. 또한, 95% 신뢰구간으로 두 집단 간의 차분추정치를 보면 3.1Å임을 알 수 있다.As another example, FIG. 7C illustrates a result of applying a pass / fail test to SPACER SH by dividing a pass / fail based on the inflection point of FIG. 2B in the case of a black signal. In this example, the p value is 0.000, indicating a very high confidence level (1-p value). In addition, the 95% confidence interval shows that the difference between the two groups is 3.1Å.

실험을 통한 검증Experimental Verification

통계적 검출 방법의 제8 단계는 실험을 통한 검증 단계이다. 지금까지의 분석 결과, IDDS의 경우는 M1 FI2가 유의인자인데, 이와 동일한 방법으로 PCM 데이터에 대해 분석을 진행하면 VIA1 Chain 저항이 유의인자로 나왔으며, 이는 VIA1 컨택과 접촉하는 제1 금속배선의 폭이 문제라는 것을 간접적으로 증명하는 결과이다.The eighth step of the statistical detection method is a verification step through experiments. As a result of analysis up to now, M1 FI2 is a significant factor in the case of IDDS, and when analyzing PCM data in the same way, the VIA1 Chain resistance is significant as a factor, which is the first metal wire contacting the VIA1 contact. The result is indirect proof that width is a problem.

또한, Black Signal의 경우, NSAL WET와 SPACER SH가 가장 유의한 인자로 나타났는데, NSAL WET에 대한 실질적인 검증은 PCM 데이터에 대해서 똑같은 단계적인 절차를 밟으면 살리사이드(salicide) 및 비살리사이드(non-salicide)의 저항이 유의인자로 나오는 것을 확인할 수 있었다.In the case of Black Signal, NSAL WET and SPACER SH were the most significant factors. Substantial verification of NSAL WET is based on the same stepwise procedure for PCM data. salicide resistance was found to be a significant factor.

다음으로 SPACER SH에 대한 검증 실험은 2개 그룹으로 나누어 실시하였고, 일반적인 샘플 테스트를 진행하여 결과를 확인하였다. 즉, 스페이서 식각후 잔여 산화막 두께가 155Å인 14AT06 랏과 190Å인 152617 랏의 Black Signal의 평균 검증을 하였으며, 그 결과가 도 8a에 도시되었다.Next, the verification experiment for SPACER SH was divided into two groups, and the general sample test was conducted to confirm the results. That is, after spacer etching, the average verification of the Black Signal of 14AT06 lot having a residual oxide thickness of 155Å and 152617 lot having 190Å was performed, and the result is shown in FIG. 8A.

두 그룹 간의 유의차 여부는 p값(0.000)을 보고 분명히 차이가 있다고 말할 수 있고, Spacer Rox를 일반적 경험에 따라 상향한 경우 오히려 좋지 않은 방향으로 진행됨을 알 수 있었다. 이를 박스 플롯(box plot)으로 다시 살펴본 것이 도 8b이다. 도 8b로부터 SPACER SH가 유의한 인자임을 다시 한번 확인할 수 있었다.The difference between the two groups can be said to be clearly different from the p value (0.000), and when the Spacer Rox is raised according to general experience, it can be seen that the progress is in a bad direction. This is again a box plot (FIG. 8B). From Figure 8b it was confirmed once again that SPACER SH is a significant factor.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조 공정의 통계적 검출 방법은 반도체 제조 단위 공정에서 얻어지는 물리적인 인-라인 데이터를 체계적이고 통계적인 기법으로 분석함으로써, 수많은 반도체 제조 공정 중에서 개선 조치를 취해야 하는 몇 개의 공정을 정확하고 신속하게 도출할 수 있다. 따라서 본 발명의 통계적 검출 방법은 반도체 제품의 불량 분석에 효율적으로 적용할 수 있고, 품질 향상 및 수율 개선 등에 크게 기여할 수 있다.As described so far, the statistical detection method of the semiconductor manufacturing process according to the present invention is to analyze the physical in-line data obtained in the semiconductor manufacturing unit process by systematic and statistical techniques, so that improvement measures must be taken among numerous semiconductor manufacturing processes. Several processes can be derived accurately and quickly. Therefore, the statistical detection method of the present invention can be effectively applied to defect analysis of semiconductor products, and can greatly contribute to quality improvement and yield improvement.

본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.In the present specification and drawings, preferred embodiments of the present invention have been disclosed, and although specific terms have been used, these are merely used in a general sense to easily explain the technical contents of the present invention and to help the understanding of the present invention. It is not intended to limit the scope. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.

Claims (3)

(a) 샷 단위로 인-라인 데이터, PCM 데이터, 탐침 테스트 데이터를 각각 수집하는 단계;(a) collecting in-line data, PCM data, and probe test data on a shot basis; (b) 상기 탐침 테스트 데이터의 확률분포를 얻고, 양품과 불량품을 구분하기 위하여 상기 확률분포에서 기울기가 서로 다른 그룹들로 층별화하는 단계;(b) obtaining a probability distribution of the probe test data and stratifying it into groups having different slopes in the probability distribution to distinguish between good and defective products; (c) 상기 인-라인 데이터, 상기 PCM 데이터, 상기 탐침 테스트 데이터를 각각의 샷에 해당하는 칩에 대한 데이터로 정렬하는 단계;(c) arranging the in-line data, the PCM data, and the probe test data with data for a chip corresponding to each shot; (d) 상기 칩에 대한 데이터를 상관분석하여 상관계수와 유의수준을 나타내는 p값을 얻고, 상기 p값을 기준척도로 하여 일차적으로 유의인자를 선별하는 단계; 및(d) correlating the data on the chip to obtain a p value indicating a correlation coefficient and a significance level, and selecting the significant factor primarily based on the p value as a reference scale; And (e) 상기 선별된 유의인자에 대해서 다중선형 회귀분석을 진행하여 전체 회귀방정식에 대한 p값을 고려하고 각각의 인자에 대한 p값을 보고 유의인자를 도출하는 단계;(e) conducting multiple linear regression analysis on the selected significant factors to consider the p values for the entire regression equations and to derive the significant factors by looking at the p values for each factor; 를 포함하는 반도체 제조 공정의 통계적 검출 방법.Statistical detection method of a semiconductor manufacturing process comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (d) 단계 후, (f) 양품/불량품의 구분 결과와 상기 상관분석에서 선별된 유의인자를 가지고 이항 로지스틱 회귀분석을 진행하여 유의인자를 도출하는 단계;After the step (d), (f) deriving a significant factor by performing a binary logistic regression analysis with the result of the classification of good or bad goods and the significant factors selected in the correlation analysis; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 통계적 검출 방법.Statistical detection method of the semiconductor manufacturing process further comprising. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 (e) 단계 또는 상기 (f) 단계 후, (g) 출력 인자로부터 입력 인자를 2개 집단으로 구분하기 위하여 상기 유의인자에 대한 역 샘플 테스트를 진행하는 단계;After step (e) or step (f), (g) performing an inverse sample test on the significant factors to separate the input factors into two groups from the output factors; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 통계적 검출 방법.Statistical detection method of the semiconductor manufacturing process further comprising.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170090049A (en) * 2016-01-28 2017-08-07 한화테크윈 주식회사 Method for recognizing automatically cause of fault in processing line of component mounter, and apparatus applied to the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010014836A (en) * 1999-04-27 2001-02-26 인피니언 테크놀로지스 노쓰 아메리카 코포레이션 Yield prediction and statistical process control using predicted defect related yield loss
KR20030070442A (en) * 2002-02-25 2003-08-30 삼성전자주식회사 Method of a semiconductor process simulation
JP2005286052A (en) 2004-03-29 2005-10-13 Nec Electronics Corp Process inspection system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010014836A (en) * 1999-04-27 2001-02-26 인피니언 테크놀로지스 노쓰 아메리카 코포레이션 Yield prediction and statistical process control using predicted defect related yield loss
KR20030070442A (en) * 2002-02-25 2003-08-30 삼성전자주식회사 Method of a semiconductor process simulation
JP2005286052A (en) 2004-03-29 2005-10-13 Nec Electronics Corp Process inspection system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170090049A (en) * 2016-01-28 2017-08-07 한화테크윈 주식회사 Method for recognizing automatically cause of fault in processing line of component mounter, and apparatus applied to the same
KR102436629B1 (en) 2016-01-28 2022-08-25 한화정밀기계 주식회사 Method for recognizing automatically cause of fault in processing line of component mounter, and apparatus applied to the same

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