KR102408711B1 - Method and apparatus for predicting fault types of wafers based on clusters - Google Patents
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Abstract
본 발명은 컴퓨텅에 의해 실행되는 군집분석에 기초한 웨이퍼 불량 유형 예측 방법으로서, 이미지 또는 정형데이터의 형태의 웨이퍼 검사 데이터를 수집하는 단계; 수집된 웨이퍼 검사 데이터로 웨이퍼의 불량 여부를 판단하는 단계; 판단결과에 따라 양품 웨이퍼 데이터와 불량 웨이퍼 데이터를 구분하여 저장하는 단계; 수집된 불량 웨이퍼 데이터로 불량 유형을 군집화하는 단계; 및 군집화된 불량 유형과 매칭되는 환경 데이터의 상관성을 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention provides a method for predicting a type of wafer failure based on cluster analysis performed by a computer, comprising: collecting wafer inspection data in the form of images or structured data; determining whether the wafer is defective based on the collected wafer inspection data; Separating and storing good wafer data and bad wafer data according to the determination result; clustering defect types with the collected defective wafer data; and analyzing the correlation between the clustered defect types and matching environmental data.
Description
본 발명은 군집분석을 이용한 웨이퍼 불량 유형 예측 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for predicting wafer defect types using cluster analysis.
반도체는 다양한 전자제품에 필수적인 요소이기 때문에 반도체의 생산성 향상을 위해서는 설비진단, 공정관리, 수율 안정화 등을 향상시키고 첨단 공정기술을 개발하기 위한 노력이 필요하며, 그 중에서 제조 공정은 매우 복잡한 공정을 거쳐야 하며, 반도체 산업 중에서도 가장 중요하다. 복잡한 반도체의 웨이퍼 제조 공정은 일부 결함이 발생할 수 있으며, 불량 유형에 따라 최종 제품 생산에 실패를 할 수 있다.Since semiconductors are essential elements for various electronic products, in order to improve the productivity of semiconductors, it is necessary to improve facility diagnosis, process management, yield stabilization, etc., and to develop advanced process technologies. and is the most important in the semiconductor industry. The complex semiconductor wafer manufacturing process may have some defects and, depending on the type of defect, may cause failure in the production of the final product.
따라서, 반도체 웨이퍼 제조 공정에서 생산자들은 여러 가지의 검사과정을 거쳐 양품을 생산한다. 예를 들어, 진동, 온도, 습도, 진동, 설비의 상태 등을 IoT(Internet of Things) 의해 지속적으로 관리한다. 또한, IoT 센서의 센싱값의 상하한 기준에 기초하여 불량을 예측하고 있다. 하지만 많은 불량의 정보들을 IoT 센서의 센싱값만으로는 유형화하기가 어렵다. Accordingly, in the semiconductor wafer manufacturing process, producers produce good products through various inspection processes. For example, vibration, temperature, humidity, vibration, equipment status, etc. are continuously managed by the Internet of Things (IoT). In addition, the failure is predicted based on the upper and lower limits of the sensing value of the IoT sensor. However, it is difficult to categorize a lot of defective information with only the sensing value of the IoT sensor.
따라서, 반도체 웨이퍼 제조공정에서의 웨이퍼 불량의 유형을 예측할 수 있는 기법이 요구된다. Therefore, there is a need for a technique capable of predicting the type of wafer defect in the semiconductor wafer manufacturing process.
상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 반도체 검사 데이터를 군집분석하여 웨이퍼 불량의 유형을 예측할 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다. In order to solve the above-described problems, it is possible to provide a method and an apparatus capable of predicting the type of wafer defect by cluster analysis of semiconductor inspection data.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컴퓨팅에 의해 실행되는 군집분석에 기초한 웨이퍼 불량 유형 예측 방법은, 이미지 또는 정형데이터의 형태의 웨이퍼 검사 데이터를 수집하는 단계; 수집된 웨이퍼 검사 데이터에 기초하여 웨이퍼의 불량 여부를 판단하는 단계; 판단결과에 따라 양품 웨이퍼 데이터와 불량 웨이퍼 데이터를 구분하여 저장하는 단계; 수집된 불량 웨이퍼 데이터로 불량 유형을 군집화하는 단계; 및 군집화된 불량 유형과 매칭되는 환경 데이터의 상관성을 분석하는 단계를 포함한다. According to the present invention for achieving the above object, there is provided a method for predicting a wafer defect type based on cluster analysis performed by computing, comprising: collecting wafer inspection data in the form of images or structured data; determining whether the wafer is defective based on the collected wafer inspection data; Separating and storing good wafer data and bad wafer data according to the determination result; clustering defect types with the collected defective wafer data; and analyzing a correlation between the clustered defect types and matching environmental data.
일 실시예에서, 상기 이미지 형태의 웨이퍼 데이터는 웨이퍼 맵이고, 상기 정형 데이터의 형태의 웨이퍼 데이터는 웨이퍼의 불량이 발생한 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다. In an embodiment, the wafer data in the form of an image is a wafer map, and the wafer data in the form of the structured data includes information on a location where a defect of the wafer occurs.
일 실시예에서, 상기 양품 웨이퍼 데이터와 불량 웨이퍼 데이터를 구분하여 장하는 단계는, 상기 양품 웨이퍼 데이터는 저장부에 저장하고, 상기 불량 웨이퍼 데이터는 불량 리스트 저장부에 저장하는 것을 특징으로 한다. In an embodiment, the separately storing the good wafer data and the bad wafer data may include storing the good wafer data in a storage unit and storing the bad wafer data in a bad list storage unit.
일 실시예에서, 상기 불량 유형을 군집화하는 단계는 상기 불량 웨이퍼 데이터에 포함된 웨이퍼의 불량이 발생한 위치, 각도, 두께 정보를 K-means, DBSCAN 등의 기법을 통해 군집화하는 것을 특징으로 한다. In an embodiment, the clustering of the defect types is characterized in that information about the location, angle, and thickness of the wafer included in the defective wafer data is clustered through a technique such as K-means or DBSCAN.
일 실시예에서, 상기 환경 데이터의 상관성을 분석하는 단계는 상기 웨이퍼의 불량이 발생한 위치, 각도, 두께 정보로 군집화된 각 군집에 대하여 4M1E(Man, Machine, Material, method & Environment) 분석을 적용하여 상관성을 분석하여 불량 유형별 패턴을 생성하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the step of analyzing the correlation of the environmental data is by applying 4M1E (Man, Machine, Material, method & Environment) analysis to each cluster clustered with the location, angle, and thickness information of the wafer defect. It is characterized by generating a pattern for each defect type by analyzing the correlation.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기초한 웨이퍼 불량 유형 예측 장치는 이미지 또는 정형데이터의 형태의 웨이퍼 검사 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 수집된 웨이퍼 검사 데이터로 웨이퍼의 불량 여부를 판단하는 불량 판단부; 판단결과에 따라 양품 웨이퍼의 데이터를 저장하는 저장부; 판단결과에 따라 불량 웨이퍼 데이터를 저장하는 불량 리스트 저장부; 수집된 불량 웨이퍼 데이터로 불량 유형을 군집화하는 군집화부; 및 군집화된 불량 유형과 매칭되는 환경 데이터의 상관성을 분석하는 불량 패턴 추출부를 포함하는 것을 특징으로 한다. A wafer defect type prediction apparatus based on another embodiment of the present invention includes: a data collection unit for collecting wafer inspection data in the form of images or structured data; a defect determination unit that determines whether the wafer is defective based on the collected wafer inspection data; a storage unit for storing data of non-defective wafers according to the determination result; a defect list storage unit for storing defective wafer data according to the determination result; a clustering unit for clustering defective types with the collected defective wafer data; and a defect pattern extracting unit analyzing a correlation between the clustered defect types and matching environmental data.
일 실시예에서, 상기 군집화부는 상기 불량 웨이퍼 데이터에 포함된 웨이퍼의 불량이 발생한 위치, 각도, 두께 정보를 K-means, DBSCAN 등의 기법을 통해 군집화하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다. In an embodiment, the clustering unit is characterized in that the information about the location, angle, and thickness of the wafer included in the defective wafer data is clustered through a technique such as K-means or DBSCAN.
일 실시예에서, 상기 불량 패턴 추출부는 상기 웨이퍼의 불량이 발생한 위치, 각도, 두께 정보로 군집화된 각 군집에 대하여 4M1E(Man, Machine, Material, method & Environment) 분석을 적용하여 상관성을 분석하여 불량 유형별 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the defect pattern extraction unit analyzes the correlation by applying 4M1E (Man, Machine, Material, method & Environment) analysis to each cluster clustered with the location, angle, and thickness information of the wafer defect by analyzing the correlation. It is characterized in that the pattern for each type is generated.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반도체 웨이퍼 제조공정에서 센싱되는 웨이퍼의 불량의 위치에 따른 불량 유형을 예측하여 생산관리의 효율성을 증대시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to increase the efficiency of production management by predicting the type of defect according to the location of the defect of the wafer sensed in the semiconductor wafer manufacturing process.
또한, 이와 같이 예측되는 불량 유형과 환경적 요인의 상관관계를 판단하여 불량 관리 비용 절감 및 불량률 감소를 통해 생산성 향상에 기여할 수 있다. In addition, by determining the correlation between the predicted defect types and environmental factors, it is possible to contribute to productivity improvement by reducing defect management costs and reducing defect rates.
그 밖에, 본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.In addition, the effects obtainable in the present disclosure are not limited to the aforementioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present disclosure belongs from the description below. .
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 웨이퍼 불량 유형 예측 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 불량 유형 예측 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 군집화를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 유형을 위한 데이터 샘플의 일 예이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 랏(LoT)별 불량유형의 군집대상을 보여주는 데이터 샘플의 일 예이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 패턴 추출을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a block diagram illustrating an apparatus for predicting a wafer defect type according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a flowchart illustrating a method for predicting a wafer defect type according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating clustering according to an embodiment of the present invention.
4 is an example of a data sample for a defect type according to an embodiment of the present invention.
5 is an example of a data sample showing a clustering target of a defective type by lot (LoT) according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating extraction of a bad pattern according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification and claims, when a part includes a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 웨이퍼 불량 유형 예측 장치를 나타내는 블럭도이다. 1 is a block diagram illustrating an apparatus for predicting a wafer defect type according to an embodiment of the present disclosure.
웨이퍼 불량 유형 예측 장치(100)는 데이터 수집부(110), 불량 판단부(120), 저장부(130), 불량 리스트 저장부(140), 군집화부(150) 및 불량 패턴 추출부(160)를 포함한다. The wafer defect
데이터 수집부(110)는 반도체 검사 장치에 의해 생성된 이미지 데이터 또는 정형데이터의 형태의 웨이퍼 검사 데이터를 수집한다. The
일 실시예에서, 이미지 데이터는 웨이퍼 맵일 수 있다. 정형 데이터는 웨이퍼의 불량 위치 정보를 포함할 수 있다. In one embodiment, the image data may be a wafer map. The shaping data may include defect location information of the wafer.
일 실시예에서 데이터 수집부(110)는 반도체 검사 장치의 데이터베이스로부터 웨이퍼 검사 데이터를 수집할 수 있다. 다른 실시예에서는 데이터 수집부(110)는 반도체 검사 장치로부터 직접 웨이퍼 검사 데이터를 수집할 수도 있다. In an embodiment, the
불량 판단부(120)는 수집된 웨이퍼 검사 데이터로 웨이퍼의 불량 여부를 판단한다. The
불량 판단부(120)는 이미지 데이터의 불량 여부를 판단하고, 정형 데이터의 불량 여부를 판단한다. The
일 실시예에서 불량 판단부(120)는 데이터 타입에 따라 정보를 분류한 뒤, 각각의 데이터 타입의 데이터를 양품 데이터와 불량 데이터로 구분한다. In an embodiment, the
일 실시예에서, 불량 판단부(120)는 이미지 데이터가 웨이퍼 맵인 경우 미리 저장된 불량 패턴과 비교하여 양품 데이터와 불량 데이터로 구분할 수 있다. 또한, 정형 데이터의 불량 위치 정보에 기초하여 양품 데이터와 불량 데이터로 구분할 수 있다. 이는 일 실시예로 이에 한정되는 것은 아니다. In an embodiment, when the image data is a wafer map, the
저장부(130)는 판단결과에 따라 양품 웨이퍼의 데이터를 저장한다. 즉 저장부(130)에는 제1 데이터 타입의 양품 데이터와 제2 데이터 타입의 양품 데이터가 저장된다. 이와 같이 저장된 양품 웨이퍼 데이터는 제조업체의 정보 자산으로서 관리 및 활용된다. The
불량 리스트 저장부(140)는 판단결과에 따라 불량 웨이퍼 데이터를 저장한다. The defective
군집화부(150)는 불량 리스트 저장부(140)에 수집된 불량 웨이퍼 데이터로 불량 유형을 군집화한다.The
불량 패턴 추출부(160)는 군집화된 불량 유형과 매칭되는 환경 데이터의 상관성을 분석한다. 이와 같이 분석된 데이터의 일 예는 하기의 표 1과 같다. The
흡습에 의한 팽창 파괴
계면박리
패키지 휨
디바이스 내 절연층 파손
솔더 접합부 파손
회로기판의 파손
크레이터 파손
와이어 파손
금속 배선의 파손silicon chip die crack
Expansion destruction by moisture absorption
interfacial peel
package warpage
Breakage of the insulation layer in the device
Solder joint breakage
circuit board damage
crater breakage
wire breakage
breakage of metal wiring
패키지 박형화 추세
고온 리플로(reflow)
기계적인 응력, 충격
열팽창계수의 차이
주기적인 피로(fatigue)
흡습 열팽창에 의한 응력surface irregularities
Package thinning trend
High-temperature reflow
mechanical stress, impact
difference in coefficient of thermal expansion
periodic fatigue
Stress due to hygroscopic thermal expansion
금속간 접합상에서의 파손
금속범프의 단락intermetallic diffusion voids
Breakage in metal-to-metal junctions
short circuit in metal bump
금속간 상의 취성(bfittle intermetallic)
금속의 연성Difference in diffusion rate between metal junctions
bfittle intermetallic
metal ductility
표면 변색
부식
금속 산화
접착력 저하
땝납 젖음성 저하surface contamination
surface discoloration
corrosion
metal oxidation
poor adhesion
Decreased solder wettability
온도
상대습도
공정상 이물질
표면 조도
젖음성 방해 오염물질corrosive environment
temperature
relative humidity
Foreign matter in the process
surface roughness
Wettability Interfering Contaminants
전류에 의한 금속 내 이동
무전해 금속 결정 성장metal ion growth
movement in metal by electric current
Electroless metal crystal growth
전류 밀도 분포
패키지 및 배선의 조밀화
온도와 습도조건ionic impurities
Current density distribution
Densification of packages and wiring
temperature and humidity conditions
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 불량 유형 예측 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a method for predicting a wafer defect type according to an embodiment of the present invention.
도 1의 웨이퍼 불량 유형 예측 장치는 도 2에 도시된 바와 같은 단계를 수행한다. The wafer defect type prediction apparatus of FIG. 1 performs the steps as shown in FIG. 2 .
단계 S110에서, 데이터 수집부(110)는 각종 검사 장비들로부터 웨이퍼 검사에 따른 측정된 데이터를 수집한다. 수집되는 데이터는 이미지 데이터 형식 및 정형 데이터 형식을 갖는다. In step S110, the
이미지 데이터는 웨이퍼 맵(wafer map)이고, 정형 데이터는 웨이퍼의 불량 위치 정보를 포함할 수 있다. 불량 위치 정보는 불량의 x,y 좌표 형태일 수도 있다. The image data may be a wafer map, and the shaping data may include information on defective locations of the wafer. The defect location information may be in the form of x,y coordinates of the defect.
데이터 수집부(110)는 설비 데이터를 수집할 수 있다. The
단계 S120에서, 불량 판단부(120)는 수집된 웨이퍼 검사 데이터에 기초하여, 웨이퍼의 불량 여부를 판단하여, 양품 데이터와 불량품 데이터로 구분한다. 프로세서부(120)는 양품 데이터를 저장부(130)에 전달하여 저장하고, 불량 데이터를 불량 리스트 추출부(140)로 전달한다. 이로써, 저장부(130)는 양품 웨이퍼의 데이터를 저장하고, 불량 리스트 추출부(140)는 불량 웨이퍼 데이터를 저장한다. In step S120 , the
단계 S130에서, 군집화부(150)는 불량 리스트 추출부(140)에 저장된 데이터에 기초하여 불량 유형별로 군집화한다. In step S130 , the
일 실시예에서, 군집화부(150)는 웨이퍼의 불량 위치(Wafer_NO), 각도, 두께 정보를 K-means, DBSCAN 등의 기법을 통해 군집화한다. 이로써 웨이퍼의 불량 위치, 각도, 두께 정보를 4M1E 기반으로 제조현장의 관리 핵심 포인트를 발견할 수 있게 된다. 이러한 군집화부의 군집화 방법은 도 3을 참조하여 후술한다. In an embodiment, the
단계 S140에서, 불량 패턴 추출부(160)는 군집화된 불량 유형과 매칭되는 환경 데이터의 상관성을 분석한다. In step S140 , the defect
불량 패턴 추출부(160)는 군집화의 결과를 통해 기존에 없었던 새로운 패턴의 불량을 찾아내고 불량 유형 및 지표를 설비데이터 및 센서데이터(온도, 습도, 파티클, 진동 등)와 함께 상관성을 분석하여 새로운 불량 유형에 영향을 주는 변인을 찾는다. The defect
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 군집화를 설명하기 위한 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating clustering according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 단계 S131에서, 군집화부(150)는 불량 리스트 추출부(140)에 저장된 데이터에 기초하여 1차 군집화를 진행한다. 이때, 1차 군집화의 기준은, 두께, 각도, 위치(x,y) 중 어느 하나 이상일 수 있다. Referring to FIG. 3 , in step S131 , the
다음, 단계 S132에서, 1차 군집의 결과를 기반으로 군집별 특성을 분석하여 2차 군집화를 진행한다.Next, in step S132, the secondary clustering is performed by analyzing the characteristics of each cluster based on the result of the primary clustering.
단계 S133에서, 2차 군집화된 결과에 따라 불량 유형을 나누고 새로 수집된 불량 유형 및 지표를 생성한다. 이와 같이 생성된 불량 유형을 위한 데이터는 도 4에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 랏(Lot)의 넘버, SEQ 넘버, 웨이퍼 아이디, 결함 모드(BAD_MODE), 결함 모드 수량(BAD_MODE_QTY) 항목을 포함할 수 있다. In step S133, defect types are divided according to the secondary clustering result, and newly collected defect types and indicators are generated. As shown in FIG. 4, the data for the generated defect type may include a wafer lot number, SEQ number, wafer ID, defect mode (BAD_MODE), and defect mode quantity (BAD_MODE_QTY) items. .
군집화부(150)는 군집화를 위해 DBSCAN 알고리즘을 채택할 수 있다. DBSCAN 알고리즘은 특성 공간에서 밀집해있는 지역의 포인트를 찾는다. 임의로 선정한 하나의 데이터 포인트에서 지정거리(eps) 안에 데이터가 최소 샘플 개수(min_samples)만큼 들어 있으면 이 데이터 포인트를 핵심 샘플로 분류한다. 만일 최소 샘플 개수보다 적다면 잡음(noise)로 레이블한다. 이런 식으로 클러스터는 지정 거리 안에 더 이상 핵심 샘플이 없을 때까지 성장한다. 그 다음 방문하지 못한 밀집 지역의 포인트를 임의로 선정하여 같은 과정을 반복하여 군진화를 진행한다. 도 5를 참조하면, 랏(LoT)별 불량유형의 군집대상의 일 예를 확인할 수 있다. 랏을 기준으로 다른 불량 유형을 군집화하여, 결함의 지표를 생성할 수 있다. The
단계 S134에서, 생성된 불량 유형 및 지표가 군집별 핵심 관리 요소가 될 수 있는지를 판단한다. In step S134, it is determined whether the generated defect type and index can be a key management element for each cluster.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 패턴 추출을 설명하기 위한 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating extraction of a bad pattern according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 단계 S141에서, 설비 데이터 및/또는 센서 데이터를 수집하여 환경적 요소를 추출하고, 추출된 환경적 요소를 새로운 불량 유형 및 지표와 함께 매칭하여 저장한다.Referring to FIG. 6 , in step S141, environmental factors are collected by collecting equipment data and/or sensor data, and the extracted environmental factors are matched with new defect types and indicators and stored.
단계 S142에서 군집결과로부터 추출된 복수개의 특징값과 상기 환경 요소의 상관성을 분석한다. 상관성 분석은 카이제곱 검정을 이용하여 수행될 수 있다. 카이제곱 검정은 카이제곱 분포에 기초한 통계적 방법으로 관찰된 빈도가 기대되는 빈도와 의미있게 다른지 여부를 검정하기 위해 사용되는 검정방법으로, 자료가 빈도로 주어졌을 때 명목척도 자료의 분석에 이용된다. In step S142, the correlation between the plurality of feature values extracted from the clustering result and the environmental factor is analyzed. Correlation analysis can be performed using a chi-square test. The chi-square test is a statistical method based on the chi-square distribution, and is used to test whether the observed frequency is significantly different from the expected frequency.
카이제곱 값은 χ2 = Σ (관측값 - 기댓값) 2 / 기댓값 으로 계산한다. The chi-square value is calculated as χ 2 = Σ (observed value - expected value) 2 / expected value.
단계 S143에서 상관 분석의 결과에 기초하여 불량 유형 패턴을 추출한다. One-Way-ANOVA 석을 통하여, 군집화의 결과가 환경적 요소와 함께 고려되었을 때의 새로운 불량 패턴을 추출한다. 여기서, 명목척도인 독립변수는 군집번호가 되고, 등간척도 또는 비율척도인 종속변수 = 4M1E이 된다. 여기서, 4M1E는 Man 사람, Machine 기계, Material 재료, Method 방법, Environment 클린룸의 온습도, 파티클(미세먼지)의 농도 등 공조환경 요소를 의미한다. In step S143, a defect type pattern is extracted based on the result of the correlation analysis. Through One-Way-ANOVA analysis, new defect patterns are extracted when the results of clustering are considered together with environmental factors. Here, the independent variable, which is a nominal scale, becomes the cluster number, and the dependent variable, which is an interval scale or a ratio scale, becomes 4M1E. Here, 4M1E refers to the elements of the air conditioning environment such as man, machine, material, method, environment temperature and humidity of the clean room, and the concentration of particles (fine dust).
단계 S144에서 4M1E 기반으로 불량 유형에 따라 관리 핵심 포인트를 결정한다. 이를 위하여 각 불량 유형 별 관리 핵심 포인트는 미리 저장될 수 있다. In step S144, a management key point is determined according to the defect type based on 4M1E. To this end, the management key points for each defect type may be stored in advance.
불량유형은, 이물오염, 칩 파손, 금속산화 등일 수 있고, 이에 대한 각각의 관리 핵심 포인트는 순서대로, 클린룸내 공조환경(Environment_ 예, 미세먼지) 개선, 기계적인 응력, 충격 등으로 인한 설비(Machine)관리, 공정상의 이물질의 원인으로 공정관리(Method)일 수 있다. The type of defect may be foreign material contamination, chip breakage, metal oxidation, etc., and the key points for each management are in order, improvement of the air conditioning environment (Environment_ eg, fine dust) in the clean room, Machine) management and process management (Method) may be the cause of foreign substances in the process.
예를 들어, 예를 들어, 불량 유형이, 이물오염인 경우, 4M1E 기반으로, MAN의 땀에 의한 나트륨 오염, 피부박리, 화장품 등에 의한 유기 오염, 움직임, 대화 등에 의한 파티클 오염 주의, MACHINE의 발진으로서 플라즈마 등에 의한 에너지 소스로부터의 오염, 공정 부산물 주의, Material의 화학, 가스 등에 의한 오염 주의 등을 관리 핵심 포인트로서 출력할 수 있다. For example, if the defect type is foreign body contamination, based on 4M1E, sodium contamination by sweat of MAN, organic contamination by skin peeling, cosmetics, etc., particle contamination by movement, conversation, etc. Caution, rash of MACHINE As a management key point, it is possible to output contamination from energy sources such as plasma, process by-products, and contamination by chemistry, gas, etc. of materials.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 불량 유형 예측 방법 및 장치에 의해 웨이퍼의 불량 위치를 군집화하여 반복적으로 누적되는 불량 유형과 기존에 발견할 수 없었던 새로운 불량 유형을 나타냄으로써 불량 위치에 따른 최적의 핵심 관리 요소를 추출할 수 있다.By clustering the defect locations of wafers by the method and apparatus for predicting the type of wafer defect according to an embodiment of the present invention, the defect types that are repeatedly accumulated and the new defect types that could not be discovered before are displayed, thereby providing an optimal key according to the defect location. Management elements can be extracted.
또한 웨이퍼 제조 및 검사 현장에서 생성되는 이미지 데이터인 웨이퍼 맵(wafer map)과 웨이퍼의 불량 위치 정보인 정형 데이터를 통해 불량 웨이퍼에 대한 구체적인 정보를 담고 있는 데이터로 불량의 유형을 나누고, 설비 데이터 등 불량에 미치는 환경적 요인을 분석할 경우 불량의 유형별 관리 포인트를 잡아 불량 관리비용 절감 및 불량률 감소로 생산성 향상에 기여할 수 있다. In addition, the types of defects are divided into data containing specific information on defective wafers through wafer map, which is image data generated at wafer manufacturing and inspection sites, and structured data, which is information on the location of defects on wafers, and equipment data, etc. When analyzing environmental factors affecting
동시에 특징을 명확하게 규명할 수 없었던 불량에 대해서도 군집분석을 통해 유형별로 분류할 수 있으므로 생산관리의 비효율성을 극복할 수 있다. At the same time, the inefficiency of production management can be overcome because defects for which characteristics cannot be clearly identified can be classified by type through cluster analysis.
설비 데이터 및 센서 데이터 등 환경적 요소를 모니터링함과 동시에 불량 유형 사이의 상관성을 제조의 핵심 요소인 4M1E를 기반으로 분석하여 웨이퍼 제조현장의 무수한 파라미터(parameter)들이 불량 유형별로 어떤 영향을 미치는지 파악하므로써 최적의 관리 포인트를 제시할 수 있다. By monitoring environmental factors such as equipment data and sensor data, and at the same time analyzing the correlation between defect types based on 4M1E, which is a key element of manufacturing, the innumerable parameters of the wafer manufacturing site affect each defect type. The optimal management point can be suggested.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of the hardware component and the software component. For example, devices and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA). , a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions, may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. A processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that can include For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or apparatus, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. may be embodied in The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include a hard disk, a magneto-optical medium such as a floppy disk, and program instructions such as a ROM, a RAM, a flash memory, etc. and hardware devices specially configured to perform Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those skilled in the art. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
110 : 데이터 수집부
120 : 불량 판단부
130 : 저장부
140 : 불량 리스트 저장부
150 : 군집화부
160 : 불량 패턴 추출부110: data collection unit
120: bad judgment unit
130: storage
140: bad list storage unit
150: clustering unit
160: bad pattern extraction unit
Claims (9)
이미지 또는 정형데이터의 형태의 웨이퍼 검사 데이터 및 환경 데이터를 수집하는 단계;
수집된 웨이퍼 검사 데이터에 기초하여 웨이퍼의 불량 여부를 판단하는 단계;
판단결과에 따라 양품 웨이퍼 데이터와 불량 웨이퍼 데이터를 구분하여 저장하는 단계;
수집된 불량 웨이퍼 데이터로 불량 유형을 군집화하는 단계; 및
군집화된 불량 유형과 매칭되는 환경 데이터의 상관성을 분석하는 단계
를 포함하고,
상기 환경 데이터는 설비 데이터 및 센서 데이터를 포함하고, 상기 센서 데이터는 온도, 습도, 파티클, 진동 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 분석하는 단계는
군집결과로부터 추출된 복수개의 특징값과 상기 설비 데이터 및 상기 센서 데이터로부터 추출된 환경 요소의 상관성을 카이제곱 검정을 이용하여 분석하는 단계를 포함하는 군집분석에 기초한 웨이퍼 불량 유형 예측 방법.
A method for predicting wafer defect types based on cluster analysis performed by a computer, comprising:
collecting wafer inspection data and environmental data in the form of images or structured data;
determining whether the wafer is defective based on the collected wafer inspection data;
Separating and storing good wafer data and bad wafer data according to the determination result;
clustering defect types with the collected defective wafer data; and
Analyzing the correlation between the clustered defect types and matching environmental data
including,
The environment data includes facility data and sensor data, and the sensor data includes any one or more of temperature, humidity, particles, and vibration,
The analysis step is
A method for predicting a wafer defect type based on clustering analysis, comprising analyzing a correlation between a plurality of feature values extracted from clustering results and environmental factors extracted from the facility data and the sensor data using a chi-square test.
상기 이미지 형태의 웨이퍼 데이터는 웨이퍼 맵이고,
상기 정형 데이터의 형태의 웨이퍼 데이터는 웨이퍼의 불량이 발생한 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집분석에 기초한 웨이퍼 불량 유형 예측 방법.
According to claim 1,
The wafer data in the form of an image is a wafer map,
The wafer defect type prediction method based on cluster analysis, characterized in that the wafer data in the form of the shaping data includes information on the location where the wafer defect occurred.
상기 양품 웨이퍼 데이터와 불량 웨이퍼 데이터를 구분하여 저장하는 단계는,
상기 양품 웨이퍼 데이터는 저장부에 저장하고, 상기 불량 웨이퍼 데이터는 불량 리스트 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 군집분석에 기초한 웨이퍼 불량 유형 예측 방법.
3. The method of claim 2,
The step of separately storing the good wafer data and the bad wafer data includes:
The defective wafer data is stored in a storage unit, and the defective wafer data is stored in a defective list storage unit.
상기 불량 유형을 군집화하는 단계는
상기 불량 웨이퍼 데이터에 포함된 웨이퍼의 불량이 발생한 위치, 각도, 두께 정보를 K-means, DBSCAN 등의 기법을 통해 군집화하는 것을 특징으로 하는 군집분석에 기초한 웨이퍼 불량 유형 예측 방법.
According to claim 1,
The step of clustering the defect types is
A method of predicting a wafer defect type based on clustering analysis, characterized in that the information about the location, angle, and thickness of the wafer included in the defective wafer data is clustered through techniques such as K-means and DBSCAN.
상기 환경 데이터의 상관성을 분석하는 단계는
상기 웨이퍼의 불량이 발생한 위치, 각도, 두께 정보로 군집화된 각 군집에 대하여 4M1E(Man, Machine, Material, method & Environment) 분석을 적용하여 상관성을 분석하여 불량 유형별 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 군집분석에 기초한 웨이퍼 불량 유형 예측 방법.
5. The method of claim 4,
The step of analyzing the correlation of the environmental data is
4M1E (Man, Machine, Material, method & Environment) analysis is applied to each cluster clustered by the location, angle, and thickness information where the wafer defect occurred, and the correlation is analyzed to generate a pattern for each defect type. A method of predicting types of wafer failure based on analysis.
수집된 웨이퍼 검사 데이터로 웨이퍼의 불량 여부를 판단하는 불량 판단부;
판단결과에 따라 양품 웨이퍼의 데이터를 저장하는 저장부;
판단결과에 따라 불량 웨이퍼 데이터를 저장하는 불량 리스트 저장부;
수집된 불량 웨이퍼 데이터로 불량 유형을 군집화하는 군집화부; 및
군집화된 불량 유형과 매칭되는 환경 데이터의 상관성을 분석하는 불량 패턴 추출부
를 포함하고,
상기 환경 데이터는 설비 데이터 및 센서 데이터를 포함하고, 상기 센서 데이터는 온도, 습도, 파티클, 진동 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 불량 패턴 추출부는
군집결과로부터 추출된 복수개의 특징값과 상기 설비 데이터 및 상기 센서 데이터로부터 추출된 환경 요소의 상관성을 카이제곱 검정을 이용하여 분석하는 군집분석에 기초한 웨이퍼 불량 유형 예측 장치.
a data collection unit for collecting wafer inspection data and environmental data in the form of images or structured data;
a defect determination unit that determines whether the wafer is defective based on the collected wafer inspection data;
a storage unit for storing data of non-defective wafers according to the determination result;
a defect list storage unit for storing defective wafer data according to the determination result;
a clustering unit for clustering defective types with the collected defective wafer data; and
Defect pattern extraction unit that analyzes the correlation between clustered defect types and matching environmental data
including,
The environment data includes facility data and sensor data, and the sensor data includes any one or more of temperature, humidity, particles, and vibration,
The defective pattern extraction unit
A wafer defect type prediction apparatus based on clustering analysis that analyzes the correlation between a plurality of feature values extracted from clustering results and environmental factors extracted from the facility data and the sensor data using a chi-square test.
상기 이미지 형태의 웨이퍼 데이터는 웨이퍼 맵이고,
상기 정형 데이터의 형태의 웨이퍼 데이터는 웨이퍼의 불량이 발생한 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집분석에 기초한 웨이퍼 불량 유형 예측 장치.
7. The method of claim 6,
The wafer data in the form of an image is a wafer map,
The wafer defect type prediction apparatus based on cluster analysis, characterized in that the wafer data in the form of the shaping data includes information on the location where the wafer defect occurred.
상기 군집화부는
상기 불량 웨이퍼 데이터에 포함된 웨이퍼의 불량이 발생한 위치, 각도, 두께 정보를 K-means, DBSCAN 등의 기법을 통해 군집화하는 것을 특징으로 하는 군집분석에 기초한 웨이퍼 불량 유형 예측 장치.
7. The method of claim 6,
The clustering unit
A wafer defect type prediction device based on clustering analysis, characterized in that the information about the location, angle, and thickness of the wafer included in the defective wafer data is clustered through techniques such as K-means and DBSCAN.
상기 불량 패턴 추출부는
상기 웨이퍼의 불량이 발생한 위치, 각도, 두께 정보로 군집화된 각 군집에 대하여 4M1E(Man, Machine, Material, method & Environment) 분석을 적용하여 상관성을 분석하여 불량 유형별 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 군집분석에 기초한 웨이퍼 불량 유형 예측 장치.
9. The method of claim 8,
The defective pattern extraction unit
4M1E (Man, Machine, Material, method & Environment) analysis is applied to each cluster clustered by the location, angle, and thickness information where the wafer defect occurred, and the correlation is analyzed to generate a pattern for each defect type. Wafer defect type prediction device based on analysis.
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E701 | Decision to grant or registration of patent right |