KR20090006437A - Process maintenance method of semiconductor manufacturing equipment - Google Patents

Process maintenance method of semiconductor manufacturing equipment

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KR20090006437A
KR20090006437A KR1020070069784A KR20070069784A KR20090006437A KR 20090006437 A KR20090006437 A KR 20090006437A KR 1020070069784 A KR1020070069784 A KR 1020070069784A KR 20070069784 A KR20070069784 A KR 20070069784A KR 20090006437 A KR20090006437 A KR 20090006437A
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동승훈
이현철
김형선
이호영
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삼성전자주식회사
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    • H01L21/67276Production flow monitoring, e.g. for increasing throughput

Abstract

The processing method of the semiconductor manufacturing facilities is provided to perform the process management irrespective of the size of the sample by improving the existing multivariate SPC. The first step(S100) is for managing the specification of the managed parameter about process samples extracted from the predetermined processing unit to the reference viewpoint. The second step(S200) is for determining the abnormality about extracted process samples after the reference viewpoint and then determining the cause and resetting the reference.

Description

반도체 제조 설비의 공정 관리 방법{PROCESS MAINTENANCE METHOD OF SEMICONDUCTOR MANUFACTURING EQUIPMENT}PROCESS MAINTENANCE METHOD OF SEMICONDUCTOR MANUFACTURING EQUIPMENT}

본 발명은 반도체 제조 설비의 공정 관리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수개의 관리 변수들을 하나의 관리도를 통해 효율적으로 관리할 수 있도록 공정 샘플 크기가 적은 경우에도 다변량 모델을 구축하고 공정 샘플 크기가 적을 때부터 공정관리가 가능하게 할 수 있는 반도체 제조 설비의 공정 관리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process control method of a semiconductor manufacturing facility, and more particularly, to build a multivariate model and process sample size even when the process sample size is small so that a plurality of management variables can be efficiently managed through a single control chart. The present invention relates to a process control method of a semiconductor manufacturing facility that can enable process management from a small time.

전형적으로 반도체 소자는 웨이퍼 상에 확산, 증착, 노광, 식각 및 세정과 같은 다수의 공정이 반복적 또는 선택적으로 수행됨으로써 제조된다. 상기 다수의 공정에는 각각의 공정이 수행되는 반도체 제조 설비가 투입된다.Typically semiconductor devices are fabricated by repeatedly or selectively performing a number of processes such as diffusion, deposition, exposure, etching and cleaning on a wafer. In the plurality of processes, a semiconductor manufacturing facility in which each process is performed is introduced.

상기 각 공정이 수행되는 반도체 제조 설비는 공정이 수행되는 도중에 이상상태가 발생되는 경우가 있다. 이러한 경우에, 설비는 온라인 데이타로 제어부에 전송하여 이상상태를 디스플레이 하거나 알람을 발생하여 이상상태를 알린다. 이어, 상기 이상상태를 파악하여 유저는 상기 이상상태를 해결하는 조치를 취한다.In a semiconductor manufacturing apparatus in which each of the above processes is performed, an abnormal state may occur during the process. In this case, the facility transmits the on-line data to the control unit to display the abnormal state or to generate an alarm to notify the abnormal state. Then, by identifying the abnormal state, the user takes measures to solve the abnormal state.

여기서, 종래의 반도체 제조 설비에 채택되는 공정 관리 방법은 다음과 같 다. 일반적으로, 상기 공정 관리를 통하여 감지된 이상들은 유사한 이상(fault)들끼리 fault 그룹으로 분류된다.Here, the process control method adopted in the conventional semiconductor manufacturing equipment is as follows. In general, abnormalities detected through the process control are classified into fault groups among similar faults.

종래의 공정 관리 방법은 오프라인으로 상기 이상들로 인한 fault의 패턴을 추출하고, 상기 추출된 fault 패턴을 데이타 베이스화하는 과정과, 상기 fault 패턴을 온라인으로 인식하는 두 과정을 포함한다.The conventional process management method includes a process of extracting a fault pattern due to the abnormality off-line, databaseting the extracted fault pattern, and recognizing the fault pattern online.

도 1은 종래의 fault 패턴을 확인하는 방법을 보여주는 그래프이다.1 is a graph showing a method of identifying a conventional fault pattern.

도 1을 참조하면, fault Ⅰ 내지 Ⅳ는 오프라인에서 추출되어 주성분 공간 상에 위치된 이상 패턴별 영역이다. 이러한 fault 영역은 과거의 운전되었던 설비로부터 수비된 이상데이타를 기반으로 형성된다. 이러한 이상패턴별 영역이 마련된 정보는 데이타 베이스에 등록된다.Referring to FIG. 1, faults I to IV are abnormal pattern-specific areas extracted offline and located on the main component space. This fault area is formed based on the abnormal data that has been defended from the equipment that was operated in the past. Information provided with such an abnormal pattern-specific area is registered in a database.

그리고, 온라인으로 운전되는 설비에서 발생되는 이상패턴인식은 다음과 같다. 도 1에서 도시된 바와 같이 제어부는 정상관리영역을 벗어난 데이타가 감지되면, 상기 감지된 데이타가 상기 데이타 베이스에 등록된 다수개의 이상패턴 영역과 유사한지의 여부를 평가한다. 상기 유사한지 여부의 평가는 상기 감지된 데이타와 상기 이상패턴영역들과의 통계적 거리에 의존된다. 따라서, 상기 통계적 거리가 클수록 상기 데이타와 이상패턴영역과의 일치될 확률은 상대적으로 적어진다.And, the abnormal pattern recognition generated in the equipment operated online is as follows. As shown in FIG. 1, when data outside the normal management area is detected, the controller evaluates whether the detected data is similar to a plurality of abnormal pattern areas registered in the database. The evaluation of the similarity depends on the statistical distance between the sensed data and the abnormal pattern areas. Therefore, the larger the statistical distance is, the smaller the probability of matching the data with the abnormal pattern region becomes.

그러나, 상기 데이타가 상기 이상패턴영역들 중 어느 하나의 경계영역의 내부에 포함되면, 이에 해당되는 이상이 발생된 것으로 판단한다. 또한, 상기 데이타가 상기 이상패턴영역들 중 어느 하나의 경계영역에 포함되지 않으면 새로운 이상이 발생된 것으로 판단한다. 이러한 경우에, 제어부는 설비를 오프라인시키고 상기 새로운 이상이 발생된 패턴을 데이타 베이스에 등록한다.However, when the data is included in one boundary area of the abnormal pattern areas, it is determined that an abnormality corresponding thereto occurs. In addition, if the data is not included in any one of the abnormal pattern regions, it is determined that a new abnormality has occurred. In this case, the control unit goes offline and registers the pattern in which the new abnormality has occurred in the database.

상기와 같은 다변량 SPC(Statistical Process Control)를 적용하기 위해서는 관리하는 통계량을 설정하고 이 통계량의 관리한계를 설정하는 작업을 수행하여야 한다.In order to apply the multivariate SPC (Statistical Process Control) as described above, it is necessary to set a management statistic and to set a management limit of the statistic.

전형적으로 관리 통계량은 다변량 모델을 바탕으로 하여 산출된다. 이때, 모델링을 수행하기 위하여 일정 이상의 공정 샘플들을 필요로 하게 된다.Typically, management statistics are calculated based on a multivariate model. At this time, more than a certain number of process samples are required to perform modeling.

예컨대, 관리 변수의 공분산 행렬을 추정하기 위하여 안정된 공정 조건 상태에서 보통 관리 변수 개수의 5배수 ~ 10배수 정도의 충분한 샘플을 확보되어야 한다.For example, in order to estimate the covariance matrix of the control variables, sufficient samples of 5 to 10 times the number of control variables are usually obtained under stable process conditions.

따라서, 종래의 다변량 SPC 방법으로는 상기와 같이 충분한 샘플이 확보되기까지 모델링이 이루어지지 않는다.Therefore, in the conventional multivariate SPC method, modeling is not performed until sufficient samples are secured as described above.

이에 따라, 종래에는 양산 초기 공정의 경우에 관리 시작 시점이 일정 기간 이상이 늦어지게 되는 문제점이 있다.Accordingly, conventionally, in the case of mass production initial process, there is a problem that the start point of management becomes longer than a certain period.

또한, 종래에는 다품종 소량 생산 공정의 경우도 각 제품마다 얻어지는 샘플의 수가 적어 다변량 모델링이 어려운 상황이 발생된다.In addition, conventionally, even in a multi-product small quantity production process, a situation in which multivariate modeling is difficult due to the small number of samples obtained for each product.

또한, 동일한 이유로 단위 공정에서 잦은 변경이 발생하는 경우에 이에 따르는 공정 조건이 수시로 변하게 되므로 종래의 다변량 SPC는 이러한 경우에 적용되기 어려운 문제점을 갖는다.In addition, when frequent changes occur in the unit process for the same reason, the process conditions are frequently changed according to the conventional multivariate SPC has a problem that is difficult to apply in this case.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1목적은 반도체 제조 설비를 통하여 단위공정을 진행함에 있어서, 다수개의 관리 변수들을 하나의 관리도를 통해 효율적으로 관리할 수 있도록 하여 공정 샘플 크기가 적은 경우에도 다변량 모델을 구축하고 순차적으로 공정 샘플이 확보될 때마다 모델을 갱신하도록 하여 공정 샘플 크기가 적을 때부터 공정관리가 가능하게 할 수 있는 반도체 제조 설비의 공정 관리 방법을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the first object of the present invention is to efficiently manage a plurality of management variables through a control chart in the unit process through a semiconductor manufacturing facility Even if the process sample size is small, a multivariate model is established and the process management method of the semiconductor manufacturing equipment that enables process management from the time when the process sample size is small by sequentially updating the model each time a process sample is obtained. In providing.

본 발명의 제 2목적은 제품의 양산 초기 공정, 다품종 소량 생산 공정 및 잦은 조건 변경이 발생하는 공정 등에 다변량 SPC 기법을 적용할 수 있는 반도체 제조 설비의 공정 관리 방법을 제공함에 있다.It is a second object of the present invention to provide a process control method of a semiconductor manufacturing facility that can apply a multivariate SPC technique to an initial production process of a product, a small quantity production process, and a process in which frequent condition changes occur.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조 설비의 공정 관리 방법은 일련의 공정에서 추출되는 공정 샘플들에 대한 관리 변수의 사양을 기준 시점까지 관리하는 제 1단계와, 상기 기준 시점 이후에 추출되는 공정 샘플들에 대한 이상유무를 판단하고 상기 이상의 원인을 판단하는 기준을 재설정하는 제 2단계를 포함한다.Process management method of the semiconductor manufacturing equipment of the present invention for achieving the above object is a first step of managing the specification of the management variable for the process samples extracted in a series of processes up to a reference time point, and extracted after the reference time point And a second step of determining whether there is an abnormality for the process samples, and resetting a criterion for determining the cause of the abnormality.

여기서, 상기 제 2단계는 상기 기준 시점 이후에 추출되는 공정 샘플들의 관리 통계량을 산출하고, 상기 산출된 제 1관리 통계량과 제 1기준 관리 한계와 서로 비교하여 상기 공정 샘플들의 이상유무를 판단하는 제 1이상 감지 단계와, 상기 이상이 감지된 공정 샘플의 관리변수의 기여도를 산출하여 상기 이상의 원인을 규명하는 제 1이상 규명 단계를 포함하는 것이 바람직하다.The second step may include calculating management statistics of process samples extracted after the reference time point, and comparing the calculated first management statistics with a first reference control limit to determine whether there is an abnormality of the process samples. Preferably, the method includes one or more detection steps, and a first or more identification step for determining the cause of the abnormality by calculating the contribution of the management variable of the process sample in which the abnormality is detected.

그리고, 상기 제 1이상 감지 단계에서 판단되는 정상인 공정 샘플에 대하여 제 1관리 통계량과 제 1기준 관리 한계를 재산출하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to recalculate the first management statistics and the first reference control limits for the normal process samples determined in the first abnormality detecting step.

또한, 상기 기준 시점은 상기 공정 샘플의 크기가 상기 관리 변수의 개수에 2를 더한 값보다 작을 때까지의 시점인 것이 바람직하다.The reference time point is preferably a time point until the size of the process sample is smaller than the number of the management variable plus two.

한편, 상기 제 2단계에서, 상기 추출되는 공정 샘플의 개수가 상기 관리 변수의 개수의 일정 배수 이상이 되면, 상기 일정 배수 이상이 된 이후에 추출되는 공정 샘플들에 대한 이상유무를 판단하는 제 3단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.On the other hand, in the second step, when the number of the extracted process sample is more than a certain multiple of the number of the management variable, the third step of determining whether there is an abnormality for the process samples extracted after the predetermined multiple or more It is preferred to further comprise a step.

여기서, 상기 제 3단계는 상기 추출되는 공정 샘플의 개수가 상기 관리 변수의 개수의 일정 배수 이상이 된 이후의 공정 샘플들에 대한 관리 통계량을 산출하고, 상기 산출된 제 2관리 통계량과 제 2기준 관리 한계와 서로 비교하여 상기 공정 샘플들의 이상유무를 판단하는 제 2이상 감지 단계와, 상기 이상이 감지된 공정 샘플의 관리 변수의 기여도를 산출하여 상기 이상의 원인을 규명하는 제 2이상 규명 단계를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the third step is to calculate the management statistics for the process samples after the number of the extracted process samples is more than a predetermined multiple of the number of the management variable, the calculated second management statistics and the second reference A second abnormality detecting step of determining whether or not abnormalities of the process samples are compared with a control limit, and a second abnormality identifying step of identifying a cause of the abnormality by calculating a contribution of a management variable of the process sample in which the abnormality is detected. It is desirable to.

본 발명은 다수개의 관리 변수들을 하나의 관리도를 통해 효율적으로 관리할 수 있는 기존 다변량 SPC를 개선하여 샘플 크기가 적은 경우에도 다변량 모델을 구축할 수 있고, 공정 샘플이 확보될 때마다 모델을 갱신하도록 하여 공정 샘플의 크기가 적을 때부터 공정관리가 가능하도록 할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention can improve the existing multivariate SPC that can efficiently manage a plurality of management variables through a single control chart to build a multivariate model even when the sample size is small, and to update the model whenever a process sample is obtained. Thus, when the size of the process sample is small, the process management can be enabled.

또한, 본 발명은 반도체 제조 공정의 관리를 위하여 일정 이상의 많은 수의 공정 샘플을 확보해야 했던 난점을 극복할 수 있고, 이러한 난점을 극복하는 방안을 제시하여 양산 초기 공정, 다품종 소량 생산 공정 및 잦은 조건 변경이 발생하는 공정 등에 다변량 SPC 기법을 용이하게 적용할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the present invention can overcome the difficulty of securing a large number of process samples over a certain number for the management of the semiconductor manufacturing process, suggesting a way to overcome these difficulties, the initial production process, multi-quantity small quantity production process and frequent conditions It has an effect that the multivariate SPC technique can be easily applied to a process in which a change occurs.

이하, 첨부되는 도면들을 참조로 하여 본 발명의 반도체 제조 설비의 공정 관리 방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, a process control method of a semiconductor manufacturing apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 이상 패턴을 확인하는 방법을 보여주는 그래프이다. 도 2는 본 발명의 반도체 제조 설비의 공정 관리 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 3은 본 발명에 따르는 제 1단계와 제 2단계를 보여주는 흐름도이다. 도 4는 본 발명에 따른 제 2단계를 보여주는 흐름도이다. 도 5는 본 발명에 따르는 제 2단계를 반도체 제조 단위 공정에 적용함에 따라 공정 샘플들의 관리 통계량에 따른 이상유무가 판단된 것을 보여주는 그래프이다. 도 6은 본 발명에 따른 제 3단계를 보여주는 흐름도이다. 도 7은 본 발명에 따르는 제 3단계를 반도체 제조 단위 공정에 적용함에 따라 이상유무가 판단되고 이상원인이 규명되는 것을 보여주는 그래프이다. 1 is a graph showing a method of confirming a conventional abnormal pattern. 2 is a flowchart illustrating a process control method of a semiconductor manufacturing facility of the present invention. 3 is a flowchart showing a first step and a second step according to the present invention. 4 is a flowchart showing a second step according to the present invention. FIG. 5 is a graph illustrating whether abnormality is determined according to control statistics of process samples as the second step according to the present invention is applied to a semiconductor manufacturing unit process. 6 is a flowchart showing a third step according to the present invention. 7 is a graph showing that abnormality is determined and abnormal causes are identified as the third step according to the present invention is applied to a semiconductor manufacturing unit process.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 반도체 제조 설비의 공정 관리 방법은 먼저, 소정의 단위 공정에서 추출되는 공정 샘플들에 대한 관리 변수의 사양을 기준 시점까지 관리하는 제 1단계를 거친다(S100).2 and 3, a process management method of a semiconductor manufacturing apparatus of the present invention first goes through a first step of managing a specification of a management variable for process samples extracted in a predetermined unit process up to a reference time point ( S100).

도면에는 도시되지 않았지만, 설비에는 단위 공정이 진행될 때에 공정 샘플들을 감지하여 추출하기 위한 측정기들이 다수개로 설치된다.Although not shown in the drawings, the facility is provided with a plurality of measuring instruments for detecting and extracting process samples when the unit process is in progress.

이 측정기들은 설비에서 공정이 시작되면, 순차적으로 공정 샘플들의 크기가 상기 관리 변수의 개수에 2를 더한 값(N)보다 작을 때까지 상기 공정 샘플들을 추출한다. 이때의 구간을 'A'구간이라고 한다.These meters, when the process starts in the facility, sequentially extract the process samples until the size of the process samples is smaller than the number N of the control variable plus two. The section at this time is called 'A' section.

그리고, 도 2에서 도시된 바와 같이 관리 변수에 2를 더한 값을 'N'이라고 한다.As shown in FIG. 2, a value obtained by adding 2 to a management variable is referred to as 'N'.

본 발명에 따르는 제 1단계는 상기 A구간에서 전형적으로 다변량 모델링을 구현하기 위한 샘플의 크기가 일정의 크기를 이루지 못하기 때문에 상기 관리 변수들의 사양이 존재하는 경우에 상기 사양을 관리한다.The first step according to the present invention manages the specification in the case where there is a specification of the management variables since the sample size for implementing multivariate modeling typically does not reach a certain size in the section A.

이어, 본 발명은 상기 기준 시점 이후에 추출되는 공정 샘플들에 대한 이상유무를 판단하고 상기 이상의 원인을 판단하는 기준을 재설정하는 제 2단계를 거친다(S200).Subsequently, the present invention goes through a second step of determining whether there is an abnormality for the process samples extracted after the reference time point and resetting a criterion for determining the cause of the abnormality (S200).

도 2 내지 도 4를 참조로 하면, 상기 제 2단계에서는 추출되는 공정 샘플의 크기가 상기 'N'과 동일해지는 시점부터 다변량 통계적 공정 관리가 진행된다.2 to 4, in the second step, multivariate statistical process management is performed from the time when the size of the extracted process sample is equal to 'N'.

이와 같은 구간을 도 2에 도시된 바와 같이 'B'구간이라 한다.Such a section is referred to as a 'B' section as shown in FIG.

도 4 및 도 5을 참조하면, 상기 제 2단계는 먼저 제 1이상 감지 단계를 거친다.4 and 5, the second step first goes through a first abnormality detection step.

상기 제 1이상 감지 단계는 실시간으로 설비의 측정기로부터 측정되는 계측치 즉, 추출되는 공정 샘플, 바람직하게는 상기 기준 시점에서부터 추출되는 공정 샘플들의 제 1관리 통계량을 산출한다(①,S210).The first abnormality detecting step calculates first measurement statistics measured in real time from a measuring instrument of the facility, that is, first management statistics of extracted process samples, preferably, process samples extracted from the reference time point (①, S210).

상기 산출되는 제 1관리 통계량은 T2 통계량 및 SPE(Squared Prediction Error, 모델오차제곱) 통계량일 수 있다.The calculated first management statistics may be T2 statistics and Square Prediction Error (SPE) statistics.

이어, 상기 산출된 제 1관리 통계량과 제 1기준 관리 한계와 서로 비교하여 상기 공정 샘플들의 이상유무를 판단한다(②,S220).Subsequently, it is determined whether the process samples are abnormal by comparing the calculated first management statistics with the first reference control limits (2, S220).

그리고, 상기 제 2단계는 상기와 같은 제 1이상 감지 단계를 거친 이후에 제 1이상 규명 단계를 거친다(③,S230).The second step is followed by a first abnormal identification step after the first abnormal detection step as described above (③, S230).

즉, 상기 제 1이상 규명 단계는 상기 이상이 감지된 공정 샘플의 관리 변수의 기여도를 산출하여 상기 이상의 원인을 규명한다.That is, the first abnormality identifying step may calculate the contribution of the management variable of the process sample in which the abnormality is detected to identify the cause of the abnormality.

예컨대, 도 10에 도시된 (a)와 (b)는 서로 다른 공정 샘플에 대하여 서로 다른 관리 변수들의 기여율을 백분율로 나탄낸 그래프이다.For example, (a) and (b) shown in FIG. 10 are graphs showing the percentages of contributions of different management variables for different process samples.

따라서, (a)의 공정 샘플의 경우에는 'CD5'의 관리 변수로 인한 이상의 원인일 가능성이 크고, (b)의 공정 샘플의 경우에는 'CD11'과 'CD5'와의 관리 변수들로 인한 이상의 원인일 가능성이 큰 것을 알 수 있다.Therefore, in the case of the process sample of (a), the cause of the abnormality is more likely due to the management variable of 'CD5', and in the case of the process sample of (b), the cause of the abnormality due to the management variables of 'CD11' and 'CD5'. It can be seen that it is likely to be.

한편, 상기 제 2단계의 제 1이상 감지 단계에서 추출되는 공정 샘플이 정상인 공정 샘플인 경우 또는 제 1기준 관리 한계가 k 배수 이하일 경우에, 상기 정상인 공정 샘플에 대하여 제 1관리 통계량과 제 1기준 관리 한계를 재산출 또는 갱신할 수 있다.Meanwhile, when the process sample extracted in the first abnormality detecting step of the second step is a normal process sample or when the first reference control limit is less than or equal to k multiples, a first management statistic and a first criterion for the normal process sample Recalculate or update control limits.

여기서, 상기 k 는 임의적인 범위로 선택되어지는 값일 수 있다.Here, k may be a value selected in an arbitrary range.

또한, 상기 k가 '1'일 경우에 상기 이상으로 판단된 공정 샘플은 평균 및 공분산 행렬의 갱신에 사용되지 않는다.In addition, when k is '1', the process sample determined as abnormal is not used for updating the mean and the covariance matrix.

상기 k 가 '1'보다 작을 경우에 제 1관리 통계량의 갱신은 강건해지고, 상기 k 가 '1'보다 클 경우에 제 1관리 통계량의 갱신의 빈도는 증가할 수 있다.When k is smaller than '1', the update of the first management statistics is robust, and when k is larger than '1', the frequency of updating the first management statistics can be increased.

즉, 상기 정상의 공정 샘플에 대한 평균 벡터 및 공분산 행렬을 갱신할 수 있다(④).That is, the mean vector and the covariance matrix for the normal process sample can be updated (④).

여기서, 상기 행렬의 갱신은 "Sullivan" 과 Jones(2002)"이 제안한 방법을 사용할 수 있다.Here, the updating of the matrix may use the method proposed by "Sullivan" and Jones (2002).

이어, 상기 갱신된 평균 및 공분산 행렬을 바탕으로 축소 공간을 찾는다. 이는 주성분 분석과 같은 다변량 투영 기법에 의하여 이루어진다. 이에 따라 주성분 모델이 설정된다(⑤).Next, a reduced space is found based on the updated average and covariance matrix. This is accomplished by multivariate projection techniques such as principal component analysis. The principal component model is thus set (⑤).

이때, 분산의 차원은 관리 변수들의 개수로 정의되고, 상기 축소 공간의 차원은 상기 주성분 분석을 통하여 계산된 주성분의 개수와 동일할 수 있다.In this case, the dimension of variance may be defined by the number of management variables, and the dimension of the reduced space may be equal to the number of principal components calculated through the principal component analysis.

이와 같이 갱신된 다변량 모델은 다음으로 공정 샘플이 측정되었을 때에 제 1관리 통계량을 계산하는데 사용된다.This updated multivariate model is then used to calculate the first control statistic when the process sample is measured.

이어, 상기 갱신된 다변량 모델을 기준으로 상기 제 1관리 통계량의 제 1기준 관리 한계를 설정할 수 있다(⑥).Subsequently, a first reference management limit of the first management statistic may be set based on the updated multivariate model (⑥).

또 한편, 상기 제 2단계에서, 상기 추출되는 공정 샘플의 개수가 상기 관리 변수의 개수의 일정 배수, 바람직하게는 10배수 이상이 되면, 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같은 상기 일정 배수 이상이 된 이후에 추출되는 공정 샘플들에 대한 이상유무를 판단하는 제 3단계를 거칠 수 있다(S310 ∼S330).On the other hand, in the second step, when the number of the extracted process sample is a certain multiple, preferably more than 10 times the number of the management variable, the predetermined multiple or more as shown in Figs. Afterwards, the process may be subjected to a third step of determining whether there is an abnormality in the extracted process samples (S310 to S330).

여기서, 상기 10배수 이상의 기준은 선택적으로 선택되어지는 값으로써 이 값이 선택되어 지지 않는 경우에 상기 제 3단계는 생략될 수도 있다.Here, the criterion of 10 times or more is a value that is selectively selected, and if the value is not selected, the third step may be omitted.

만일, 상기 추출되는 공정 샘플의 개수가 상기 관리 변수의 개수의 10배수 이상이 되면, 'C'구간에 해당되는 상기 3단계를 거친다.If the number of the extracted process samples is more than 10 times the number of the management variables, the three steps corresponding to the 'C' section are performed.

상기 3단계에서는 'A'구간과 'B'구간을 거치면서 일정 크기 이상의 공정 샘플들의 크기가 존재한다.In step 3, process samples of a predetermined size or more exist while passing through section 'A' and section 'B'.

따라서, 도 7을 참조하면, 상기 일정의 크기를 갖는 공정 샘플들(과거의 데이터일 수 있다)을 통하여 상기 2단계에서와 같은 다변량 모델을 설정한다(⑦).Therefore, referring to FIG. 7, the multivariate model as in step 2 is set through process samples having a predetermined size (which may be historical data) (7).

이어, 추출되는 공정 샘플의 개수(설비의 측정기로부터 측정되는 계측치일 수 있다)가 상기 관리 변수의 개수의 10 배수 이상이 된 이후의 공정 샘플들에 대한 제 2관리 통계량의 제 2기준 관리 한계를 산출한다(⑧,⑨,S310).Subsequently, the second reference control limit of the second management statistic for the process samples after the number of process samples to be extracted (which may be a measured value measured from a measuring device of the facility) is 10 or more times the number of the control variables. (8, 9, S310).

그리고, 상기 제 2관리 통계량을 산출한다. 상기 제 2관리 통계량은 T2 통계량 및 SPE 통계량일 수 있다.Then, the second management statistics are calculated. The second management statistics may be T2 statistics and SPE statistics.

그리고, 상기 산출된 제 2관리 통계량과 제 2기준 관리 한계와 서로 비교하여 상기 공정 샘플들의 이상유무를 판단하는 제 2이상 감지 단계를 거친다(⑩,S320).In addition, a second abnormality detection step of determining whether there is an abnormality of the process samples is compared with the calculated second management statistics and the second reference control limit (S320).

또한, 상기 제 2단계에서 언급한 바와 같이, 상기 이상이 감지된 공정 샘플의 관리 변수의 기여도를 산출하여 상기 이상의 원인을 규명하는 제 2이상 규명 단계를 거친다(⑪,S330).In addition, as mentioned in the second step, the second abnormality identification step of determining the cause of the abnormality by calculating the contribution of the management variable of the process sample is detected (이상, S330).

다음은, 도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 반도체 제조 설비의 공정 관리 방법을 적용한 예를 좀더 상세하게 설명하도록 한다.Next, with reference to FIGS. 8 to 10, an example in which the process management method of the semiconductor manufacturing equipment of the present invention is applied will be described in more detail.

도 8을 참조하면, 단위공정이 진행되는 때에 추출된 공정 샘플에 대하여 총 6가지의 관리 변수들이 측정되는 것을 볼 수 있다.Referring to FIG. 8, it can be seen that a total of six management variables are measured for the extracted process samples when the unit process is in progress.

도 8은 417개의 공정 샘플에 대한 본 발명에 따르는 제 2단계를 통한 관리 결과를 보여준다.8 shows the management results through a second step in accordance with the present invention for 417 process samples.

여기서, "표준화 T2 통계량"은 T2 통계량을 해당 제 1기준 관리 한계로 나눈 값이다.Here, the "standardized T2 statistic" is a value obtained by dividing the T2 statistic by the corresponding first reference management limit.

따라서, 상기 표준화 T2 통계량의 관리한계는 '1'로 설정된다. 또한, 도 5에서 보면, 검은색 원점들은 정상으로 판단된 공정 샘플을 나타내고, 흰색 원점들은 이상으로 판단된 공정 샘플을 나타낸다.Therefore, the management limit of the standardized T2 statistic is set to '1'. In addition, in FIG. 5, black origins represent process samples determined to be normal, and white origins represent process samples determined to be abnormal.

도 7에 나타난 경우에는 본 발명에 따르는 제 3단계를 통한 관리로의 전환은 이루어지지 않았고, 전체 공정 샘플들에 대하여 제 2단계에 대한 관리를 실시한 것을 보여준다.In the case shown in FIG. 7, the transition to the management through the third step according to the present invention is not made, and the management of the second step is performed on the entire process samples.

그러나, 작업자의 선택에 따라서 관리 변수의 10배수 정도의 공정 샘플이 얻어지는 시점(이 경우 60개의 샘플 수가 확보되는 시점)에서 본 발명에 따르는 제 3단계를 통한 관리로의 전환이 가능할 수 있다.However, it may be possible to switch to the management through the third step according to the present invention at the time when a process sample of about 10 times the management variable is obtained (in this case, the time when the number of 60 samples is obtained) according to the operator's selection.

도 9는 도 7의 A부분을 확대한 도면이다.FIG. 9 is an enlarged view of a portion A of FIG. 7.

도 9에 도시된 바와 같이, 8번째 샘플 (6개 관리 변수+2)부터 제 1단계를 통한 관리가 시작된다.As shown in Fig. 9, management through the first step is started from the eighth sample (six management variables + 2).

도 10은 이상으로 판단된 공정 샘플들 중 144번째와 246번째 공정 샘플의 관리 변수의 기여율을 막대그림으로 표현한 차트들이다. 이 차트들에 대한 설명은 상기에 언급하였기 때문에 이하에서는 생략하기로 한다.FIG. 10 is a bar chart representing contribution ratios of management variables of the 144th and 246th process samples among the process samples determined as abnormal. Since these charts have been described above, they will be omitted below.

이를 통하여 본 발명은 이상으로 감지된 공정 샘플에서 원인이라 판단되는 관리 변수 군집을 자동적으로 제시할 수 있고, 나아가 작업자의 추가 원인분석활동을 할 수 있는 자료를 제공할 수 있다.Through this, the present invention can automatically present a cluster of management variables that are determined to be the cause in the abnormally detected process sample, and can further provide data for further cause analysis of the worker.

도 1은 종래의 이상 패턴을 확인하는 방법을 보여주는 그래프이다.1 is a graph showing a method of confirming a conventional abnormal pattern.

도 2는 본 발명의 반도체 제조 설비의 공정 관리 방법을 보여주는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a process control method of a semiconductor manufacturing facility of the present invention.

도 3은 본 발명에 따르는 제 1단계와 제 2단계를 보여주는 흐름도이다. 3 is a flowchart showing a first step and a second step according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 제 2단계를 보여주는 흐름도이다.4 is a flowchart showing a second step according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따르는 제 2단계를 반도체 제조 단위 공정에 적용함에 따라 공정 샘플들의 관리 통계량에 따른 이상유무가 판단된 것을 보여주는 그래프이다.FIG. 5 is a graph illustrating whether abnormality is determined according to control statistics of process samples as the second step according to the present invention is applied to a semiconductor manufacturing unit process.

도 6은 본 발명에 따른 제 3단계를 보여주는 흐름도이다.6 is a flowchart showing a third step according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따르는 제 3단계를 반도체 제조 단위 공정에 적용함에 따라 이상유무가 판단되고 이상원인이 규명되는 것을 보여주는 그래프이다. 7 is a graph showing that abnormality is determined and abnormal causes are identified as the third step according to the present invention is applied to a semiconductor manufacturing unit process.

도 8은 본 발명에 따르는 제 2단계를 반도체 제조 단위 공정에 적용함에 따라 공정 샘플들의 관리 통계량에 따른 이상유무가 판단된 것을 보여주는 그래프이다.8 is a graph illustrating whether abnormality is determined according to control statistics of process samples as the second step according to the present invention is applied to a semiconductor manufacturing unit process.

도 9는 도 5에 도시된 A부분을 확대 도시한 그래프이다.FIG. 9 is an enlarged graph of part A of FIG. 5.

도 10은 본 발명에 따르는 관리 변수들의 기여율을 보여주는 그래프이다.10 is a graph showing the contribution rate of management variables according to the present invention.

Claims (6)

일련의 공정에서 추출되는 공정 샘플들에 대한 관리 변수의 사양을 기준 시점까지 관리하는 제 1단계; 및 A first step of managing a specification of management variables for process samples extracted in a series of processes to a reference time point; And 상기 기준 시점 이후에 추출되는 공정 샘플들에 대한 이상유무를 판단하고 상기 이상의 원인을 규명하는 기준을 재설정하는 제 2단계를 포함하는 반도체 제조 설비의 공정 관리 방법.And a second step of determining whether there is an abnormality for the process samples extracted after the reference time point and resetting a criterion for identifying the cause of the abnormality. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2단계는 상기 기준 시점 이후에 추출되는 공정 샘플들의 제 1관리 통계량을 산출하고, 상기 산출된 제 1관리 통계량과 제 1기준 관리 한계와 서로 비교하여 상기 공정 샘플들의 이상유무를 판단하는 제 1이상 감지 단계와,The second step may include calculating a first management statistic of process samples extracted after the reference time point, and comparing the calculated first management statistic with a first reference control limit to determine whether there is an abnormality of the process samples. With one or more detection steps, 상기 이상이 감지된 공정 샘플의 관리변수의 기여도를 산출하여 상기 이상의 원인을 규명하는 제 1이상 규명 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 공정 관리 방법.And a first abnormality identifying step of determining the cause of the abnormality by calculating the contribution of the management variable of the process sample in which the abnormality is detected. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 1이상 감지 단계에서 판단되는 정상인 공정 샘플에 대하여 제 1관리 통계량과 제 1기준 관리 한계를 재산출하여 기준을 재설정하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 공정 관리 방법.And resetting the standard by recalculating the first management statistics and the first standard control limits for the normal process samples determined in the first abnormality detecting step. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기준 시점은 상기 공정 샘플의 크기가 상기 관리 변수의 개수에 2를 더한 값보다 작을 때까지의 시점인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 공정 관리 방법.And said reference time point is a time point until the size of said process sample is smaller than the number of said management variables plus two. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제 2단계에서, 상기 추출되는 공정 샘플의 개수가 상기 관리 변수의 개수의 일정 배수 이상이 되면,In the second step, if the number of the extracted process sample is more than a predetermined multiple of the number of the management variable, 상기 일정 배수 이상이 된 이후에 추출되는 공정 샘플들에 대한 이상유무를 판단하는 제 3단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 공정 관리 방법.And a third step of determining whether there is an abnormality in the process samples extracted after the predetermined multiples or more. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 3단계는 상기 추출되는 공정 샘플의 개수가 상기 관리 변수의 개수의 일정 배수 이상이 된 이후의 공정 샘플들에 대한 제 2관리 통계량 및 제 2기준 관리 한계를 산출하고, 상기 산출된 제 2관리 통계량과 제 2기준 관리 한계와 서로 비교하여 상기 공정 샘플들의 이상유무를 판단하는 제 2이상 감지 단계와,The third step is to calculate the second management statistics and the second reference control limits for the process samples after the number of the extracted process samples is more than a predetermined multiple of the number of the management variable, the calculated second A second abnormality detecting step of determining whether there is an abnormality of the process samples by comparing the control statistics with the second standard control limit; 상기 이상이 감지된 공정 샘플의 관리 변수의 기여도를 산출하여 상기 이상의 원인을 규명하는 제 2이상 규명 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제 조 설비의 공정 관리 방법.And a second abnormality identifying step of calculating the contribution of the management variable of the process sample in which the abnormality is detected to identify the cause of the abnormality.
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