KR20200086485A - Method and Apparatus for Recognizing Defect Patterns in Wafer Map - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a method for recognizing a wafer map defect pattern and a device thereof. According to an embodiment of the present invention, provided is a method for analyzing a situation in which a wafer map is a video including a noise signal, a situation in which sufficient data for feature learning can be secured, a situation in which most of the wafer maps are good products due to a characteristic of mass production and a small number of the defect pattern is recognized, and a difficult situation to perform labeling of experts since the defect pattern is difficult to be standardized.

Description

웨이퍼 맵 결함 패턴 인식 방법 및 장치{Method and Apparatus for Recognizing Defect Patterns in Wafer Map}Method and Apparatus for Recognizing Defect Patterns in Wafer Map}

본 실시예는 웨이퍼 맵 결함 패턴 인식 방법 및 장치에 관한 것이다. This embodiment relates to a method and apparatus for recognizing a wafer map defect pattern.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.The contents described below merely provide background information related to the present embodiment, and do not constitute a prior art.

웨이퍼 맵의 결함 패턴을 파악하는 기술은 결함의 원인을 추적하기 위한 가장 중요한 기술 중 하나이다. 특히, 결함의 원인이 잘 알려진 4가지 형태의 결함 패턴인 원형, (부분적) 고리형, 스크래치형 및 영역형의 존재 유무를 파악하는 일은 반도체 설비를 적기에 조치하여 생산성을 향상시킬 수 있는 중요한 작업이다. 다만, 전역적이고 무작위한 노이즈 형태의 웨이퍼 맵 패턴은 다양한 원인에 기인하므로, 설비 조치에 있어서는 큰 관심사로 보기 어렵다.The technique of determining the defect pattern of the wafer map is one of the most important techniques for tracking the cause of the defect. In particular, determining the presence or absence of four types of defect patterns, known as the causes of defects, circular, (partially) annular, scratched, and area-type, is an important task to improve productivity by taking timely measures for semiconductor equipment. to be. However, because the global and random noise-shaped wafer map pattern is due to various causes, it is difficult to see it as a great concern in facility measures.

기존의 웨이퍼 맵 분석 방법은 영역을 분할하고, 특징 벡터를 생성하는 방식이지만, 이는 결함 패턴이 다른 영역에 걸쳐서 존재하는 경우 영역별 패턴화에 한계가 있으며, 영역 분할에 사람이 개입을 해야 하고 그에 따른 오차가 매우 커질 수 있는 한계가 있다. 또한, 기존의 CNN(Convolutional Neural Networks, CNN) 기반 웨이퍼 맵 분석 방법은 전술한 4가지 형태의 결함 패턴을 기반으로 분류기를 학습하는 방식이지만, 실제 양산 웨이퍼의 경우에는 결함 패턴의 발생 위치, 크기, 각도 등의 형태가 매우 다양하여 결함 패턴을 정확하게 4개로 정형화하기 어렵다는 문제가 있다.The existing wafer map analysis method is a method of segmenting an area and generating a feature vector, but this has limitations in patterning for each area when defect patterns exist across different areas, and human intervention is required in area segmentation. There is a limit that the error can be very large. In addition, the existing CNN (Convolutional Neural Networks, CNN) based wafer map analysis method is a method of learning a classifier based on the above-described four types of defect patterns, but in the case of an actual mass-produced wafer, the location, size, and location of defect patterns There is a problem in that it is difficult to shape defect patterns accurately into four because the shapes such as angles are very diverse.

또한, 기존의 수율 맵 분석 방법은 웨이퍼의 실패 유형을 판단하기 위한 패턴을 정의하고, 이를 기반으로 웨이퍼 수율을 인-디비 분산 분석으로 계산하는 방식이 있으나 패턴 분류의 기준이 모호하여 사람의 개입 및 판단이 필요하여 분류된 결과를 신뢰하기 어렵다는 문제가 있다.In addition, the existing yield map analysis method defines a pattern for determining the type of wafer failure, and based on this, there is a method of calculating the wafer yield by in-division variance analysis, but the criteria for pattern classification is ambiguous and human intervention and There is a problem that it is difficult to trust the classified results because judgment is required.

본 실시예는, 웨이퍼 맵이 잡음 신호(Noise Signal)를 포함하고 있는 영상인 상황, 특징 학습(Feature Learning)을 위한 충분한 데이터를 확보하지 못한 상황, 양산 특성상 대부분이 양품이고 소수의 결함 패턴을 인지해야 하는 상황 및 결함 패턴의 정형화가 힘들어 전문가의 레이블링(Human Labeling)이 어려운 상황에 대한 분석 방법을 제공하는 데 목적이 있다.In the present embodiment, the wafer map is an image that includes a noise signal, a situation in which sufficient data for feature learning is not secured, and the mass production characteristics are mostly good and few defect patterns are recognized. The purpose is to provide an analysis method for situations in which expert labeling is difficult due to the difficulty in standardizing the situation and defect patterns.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 복수의 검사대상 웨이퍼 상에 존재하는 칩(Chip)에 대한 특정 테스트 결과를 이용하여 상기 검사대상 웨이퍼 각각에 대응하는 웨이퍼 맵(Wafer Map)을 생성하는 웨이퍼 맵 생성부; 상기 웨이퍼 맵에 포함된 노이즈 패턴(Noise Pattern)을 제거한 전처리 웨이퍼 맵을 생성하는 전처리부; 상기 전처리 웨이퍼 맵에 1차 클러스터링을 수행하여 결함의심 웨이퍼 맵을 분류하는 제 1 클러스터링부; 상기 결함의심 웨이퍼 맵에서 결함패턴 정보를 인식하기 위한 특징정보를 추출하여 특징추출 웨이퍼 맵을 생성하는 특징추출부; 및 상기 특징추출 웨이퍼 맵에 2차 클러스터링을 수행하여 결함 웨이퍼 맵을 분류하는 제 2 클러스터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치를 제공한다.According to an aspect of the present embodiment, a wafer map generation unit that generates a wafer map corresponding to each of the wafers to be inspected using specific test results for chips present on a plurality of wafers to be inspected. ; A pre-processing unit generating a pre-processed wafer map by removing a noise pattern included in the wafer map; A first clustering unit to classify a defect suspect wafer map by performing primary clustering on the preprocessed wafer map; A feature extraction unit for extracting feature information for recognizing defect pattern information from the defect suspect wafer map and generating a feature extraction wafer map; And a second clustering unit to classify a defect wafer map by performing secondary clustering on the feature extraction wafer map.

본 실시예의 다른 측면에 의하면, 복수의 검사대상 웨이퍼 상에 존재하는 칩(Chip)에 대한 특정 테스트 결과를 이용하여 상기 검사대상 웨이퍼 각각에 대응하는 웨이퍼 맵(Wafer Map)을 생성하는 웨이퍼 맵 생성과정; 상기 웨이퍼 맵에 포함된 노이즈 패턴(Noise Pattern)을 제거한 전처리 웨이퍼 맵을 생성하는 전처리 과정; 상기 전처리 웨이퍼 맵에 1차 클러스터링을 수행하여 결함의심 웨이퍼 맵을 분류하는 제 1 클러스터링 과정; 상기 결함의심 웨이퍼 맵에서 결함패턴 정보를 인식하기 위한 특징정보를 추출하여 특징추출 웨이퍼 맵을 생성하는 특징추출 과정; 및 상기 특징추출 웨이퍼 맵에 2차 클러스터링을 수행하여 결함 웨이퍼 맵을 분류하는 제 2 클러스터링 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵 결함패턴 인식방법을 제공한다.According to another aspect of the present embodiment, a wafer map generation process of generating a wafer map corresponding to each of the wafers to be inspected by using specific test results for chips present on a plurality of wafers to be inspected ; A pre-processing process of generating a pre-processed wafer map by removing a noise pattern included in the wafer map; A first clustering process of classifying a defect suspect wafer map by performing primary clustering on the preprocessed wafer map; A feature extraction process of extracting feature information for recognizing defect pattern information from the defect suspect wafer map and generating a feature extraction wafer map; And a second clustering process of classifying defect wafer maps by performing secondary clustering on the feature extraction wafer maps.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 웨이퍼 맵이 잡음 신호(Noise Signal)를 포함하고 있는 영상인 상황, 특징 학습(Feature Learning)을 위한 충분한 데이터를 확보하지 못한 상황, 양산 특성상 대부분이 양품이고 소수의 결함 패턴을 인지해야 하는 상황 및 결함 패턴의 정형화가 힘들어 전문가의 레이블링(Human Labeling)이 어려운 상황에 대한 분석 방법을 제공하는 효과가 있다.As described above, according to the present embodiment, the wafer map is an image including a noise signal, a situation in which sufficient data for feature learning is not secured, and most of the mass production is good. It has an effect of providing an analysis method for situations in which a small number of defect patterns need to be recognized, and difficult for human labeling due to difficulty in standardizing defect patterns.

또한 본 실시예에 의하면, 대량의 레이블(Label)을 요구하는 딥 러닝(Deep Learning)을 적용하기 힘든 상황에서 비지도 학습(Unsupervised Learning)으로 의미 있는 웨이퍼의 결함 패턴을 확보하고, 이를 기반으로 준지도 학습(Semi-Supervised Learning)하여 결함 인식 성능을 향상시키는 효과가 있다.In addition, according to the present embodiment, in a situation in which it is difficult to apply deep learning that requires a large amount of labels, unsupervised learning secures a meaningful defect pattern of the wafer and gives it based on this. There is an effect of improving defect recognition performance by semi-supervised learning.

도 1은 본 실시예에 따른 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치의 전처리부를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 전처리부의 전처리 웨이퍼 맵 생성과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 특징추출부에서 특징추출 웨이퍼 맵을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 웨이퍼 맵 결함패턴 인식방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 전처리부에서 전처리 웨이퍼 맵을 생성하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
1 is a block diagram schematically showing a wafer map defect pattern recognition apparatus according to the present embodiment.
2 is a block diagram schematically showing a pre-processing unit of the wafer map defect pattern recognition apparatus according to the present embodiment.
3 is a diagram for explaining a process of generating a pre-processed wafer map of the pre-processing unit.
4 is a view for explaining a process of generating a feature extraction wafer map in the feature extraction unit.
5 is a flowchart illustrating a method of recognizing a wafer map defect pattern according to the present embodiment.
6 is a flowchart illustrating a process of generating a pre-processed wafer map in the pre-processing unit.

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 1차, 2차 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the components of the present invention, terms such as primary and secondary may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term.

반도체 제조 공정 중 하나인 EDS(Electrical Die Sorting, EDS) 테스트는 웨이퍼(Wafer)에 형성된 각 반도체 칩들의 전기적 동작 상태를 검사하여 불량품을 선별하는 공정이다. 엔지니어는 EDS 테스트의 결과로 웨이퍼 맵을 획득한다. EDS (Electrical Die Sorting, EDS) test, which is one of the semiconductor manufacturing processes, is a process of inspecting the electrical operation of each semiconductor chip formed on a wafer to select defective products. Engineers acquire wafer maps as a result of EDS testing.

웨이퍼 맵에서 각각의 다이별 결함의 종류는 카테고리형 결함 및 파라미터형 결함으로 나눌 수 있다. 카테고리형 결함은 반도체 웨이퍼 내의 각각의 칩에 대한 양/불량 정보를 정의하는 BIN 데이터의 형태로 나타낼 수 있다. 예컨대, BIN 데이터는 BIN 1의 경우 양품(Good Die), BIN 2의 경우 단락(Short Fail), BIN 3의 경우 단선(Open Fail)을 정의하는 데이터일 수 있다. 파라미터형 결함은 반도체 웨이퍼 내 각 다이의 특성 중, 기준치를 만족시키지 못하는 항목의 데이터값을 기준으로 판단할 수 있다. 예컨대, 다이가 가질 수 있는 특성은 기준전압(Vref), 문턱전압(Vt) 등이 있다.In the wafer map, the types of defects for each die can be divided into categorical defects and parametric defects. Categorical defects may be represented in the form of BIN data defining quantity/defect information for each chip in a semiconductor wafer. For example, the BIN data may be data defining a good die for BIN 1, a short fail for BIN 2, and an open fail for BIN 3. Parametric defects can be determined based on data values of items that do not satisfy the reference value among the characteristics of each die in the semiconductor wafer. For example, characteristics that the die may have include a reference voltage (Vref) and a threshold voltage (Vt).

웨이퍼 맵의 결함패턴은 4가지 형태로 구분될 수 있다. 보다 상세하게는, 웨이퍼 맵의 결함패턴은 원형, 부분적 고리형, 스크래치형 및 영역형으로 구분될 수 있다. 원형 결함패턴은 화학기계적 평탄화(CMP) 단계에서의 균일성 문제로 인해 발생된다. 부분적 고리형 결함패턴은 레이어 간의 결합이 어긋나는 것에 의해 발생되며, 스크래치형 결함패턴은 입자응집 또는 패드경화로, 영역형 결함패턴은 클렌징 문제로 각각 발생된다.The defect pattern of the wafer map can be divided into four types. In more detail, the defect pattern of the wafer map may be divided into circular, partially annular, scratched, and area-shaped. Circular defect patterns are caused by uniformity problems in the chemical mechanical planarization (CMP) stage. Partial annular defect patterns are caused by misalignment between layers, scratch-type defect patterns are caused by particle aggregation or pad hardening, and area-type defect patterns are caused by cleansing problems, respectively.

본 실시예에 따른 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)는 대량의 레이블(Label) 데이터를 확보하지 못해 딥 러닝(Deep Learning)을 수행할 수 없는 경우에 웨이퍼 맵의 결함패턴을 구분할 수 있으나, 반드시 그러한 경우에 한정되는 것은 아니며 딥 러닝을 수행할 수 있는 경우에도 이용될 수 있다.The wafer map defect pattern recognition apparatus 100 according to the present exemplary embodiment may distinguish a defect pattern of a wafer map when deep learning cannot be performed because a large amount of label data cannot be obtained. It is not limited to such a case, and can be used even when deep learning can be performed.

도 1은 본 실시예에 따른 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.1 is a block diagram schematically showing a wafer map defect pattern recognition apparatus according to the present embodiment.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)는 웨이퍼 맵 생성부(110), 전처리부(120), 제 1 클러스터링부(130), 특징추출부(140) 및 제 2 클러스터링부(150)를 포함한다. 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 1, the wafer map defect pattern recognition apparatus 100 according to the present embodiment includes a wafer map generation unit 110, a pre-processing unit 120, a first clustering unit 130, a feature extraction unit 140, and It includes a second clustering unit 150. The components included in the wafer map defect pattern recognition apparatus 100 are not necessarily limited thereto.

웨이퍼 맵 생성부(110)는 복수의 검사대상 웨이퍼를 기반으로 적어도 하나 이상의 웨이퍼 맵(Wafer Map)을 생성한다. 웨이퍼 맵은 각각의 다이별 결함유무 정보 및 결함종류 정보를 포함한다. 보다 상세하게는, 웨이퍼 맵은 카테고리형 결함의 경우 다이별 결함종류 정보를, 파라미터형 결함의 경우 기준치를 만족시키지 못한 항목의 실 데이터값을 가시화한 정보를 포함한다. 한편, 웨이퍼 맵은 이진영상 정보로 생성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The wafer map generation unit 110 generates at least one wafer map based on a plurality of wafers to be inspected. The wafer map includes defect presence information and defect type information for each die. More specifically, the wafer map includes defect type information for each die in the case of categorical defects, and information in which actual data values of items that do not satisfy a reference value are visualized in case of parametric defects. Meanwhile, the wafer map may be generated as binary image information, but is not limited thereto.

웨이퍼 맵 생성부(110)는 복수의 검사대상 웨이퍼 상에 존재하는 칩(Chip)에 대한 특정 테스트 결과를 이용하여 검사대상 웨이퍼 각각에 대응하는 웨이퍼 맵(Wafer Map)을 생성한다. 여기서 특정 테스트라 함은 칩 별로 다양한 양품 테스트, 예컨대 읽기쓰기 테스트, 항온항습 테스트 등을 의미한다. 웨이퍼 맵 생성부(110)는 특정 테스트를 수행한 결과를 이진 이미지로 간주하여 웨이퍼 맵을 생성한다.The wafer map generator 110 generates a wafer map corresponding to each wafer to be inspected by using specific test results for chips present on a plurality of wafers to be inspected. Here, the specific test means a variety of good quality tests for each chip, such as a read/write test and a constant temperature and humidity test. The wafer map generation unit 110 generates a wafer map by considering a result of performing a specific test as a binary image.

전처리부(120)는 웨이퍼 맵에 포함된 노이즈 패턴(Noise Pattern)을 제거하여 전처리 웨이퍼 맵을 생성한다. 웨이퍼 맵 생성부(110)에서 생성된 웨이퍼 맵에는 산발적으로 노이즈 패턴이 발생한다. 따라서, 전처리부(120)는 산발적으로 존재하는 노이즈 패턴을 제거하여 전처리 웨이퍼 맵을 생성하고, 생성된 전처리 웨이퍼 맵은 제 1 클러스터링부(130)로 전송된다. 전처리부(120)에 대해서는 도 2 및 도 3과 관련하여 후술한다.The pre-processing unit 120 removes a noise pattern included in the wafer map to generate a pre-processed wafer map. A noise pattern is sporadically generated in the wafer map generated by the wafer map generator 110. Therefore, the pre-processing unit 120 removes the noise pattern sporadically to generate a pre-processed wafer map, and the generated pre-processed wafer map is transmitted to the first clustering unit 130. The pre-processing unit 120 will be described later with reference to FIGS. 2 and 3.

제 1 클러스터링부(130)는 이상치 탐지 알고리즘(Novelty Detection Algorithm)을 기반으로 전처리 웨이퍼 맵에 1차 클러스터링을 수행하여 전처리 웨이퍼 맵을 정상 웨이퍼 맵 또는 결함의심 웨이퍼 맵으로 구분한다. 정상 웨이퍼 맵에 상응하는 검사대상 웨이퍼는 양품 웨이퍼로 분류되고, 결함의심 웨이퍼 맵은 후술할 특징추출부(140)로 전송된다.The first clustering unit 130 performs primary clustering on the pre-processed wafer map based on a novelty detection algorithm to classify the pre-processed wafer map into a normal wafer map or a suspected defect wafer map. The wafer to be inspected corresponding to the normal wafer map is classified as a good product wafer, and the defect suspect wafer map is transmitted to the feature extraction unit 140 to be described later.

본 실시예에 따른 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)의 대상인 검사대상 웨이퍼는 대다수의 양품 웨이퍼와 소수의 결함 웨이퍼로 이루어져 있다. 따라서, 제 1 클러스터링부(130)는 검사대상 웨이퍼의 대부분을 차지하는 양품 웨이퍼를 1차 클러스터링으로 먼저 선별함으로써 실제 결함패턴의 클러스터링 품질과 계산 속도를 개선할 수 있다. 한편, 제 1 클러스터링부(130)는 전처리 웨이퍼 맵에 존재하는 결함패턴의 비율을 제거 비율(Removal Ratio) 파라미터로 정의할 수 있다.The wafer to be inspected, which is the object of the wafer map defect pattern recognition apparatus 100 according to the present embodiment, is composed of a majority of good quality wafers and a small number of defect wafers. Accordingly, the first clustering unit 130 may improve the clustering quality and the calculation speed of the actual defect pattern by first selecting a good quality wafer that occupies most of the wafers to be inspected as primary clustering. Meanwhile, the first clustering unit 130 may define a ratio of defect patterns existing in the pre-processed wafer map as a removal ratio parameter.

제 1 클러스터링부(130)는 이상치 탐지 알고리즘으로 OC-SVM(One-Class Support Vector Machine), Isolation Forest, Robust Covariance 또는 Local Outlier Factor를 이용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 정상 범위를 벗어난 이상 데이터를 감지할 수 있는 알고리즘이면 모두 이용할 수 있는 것으로 해석되어야 할 것이다.The first clustering unit 130 may use an OC-SVM (One-Class Support Vector Machine), Isolation Forest, Robust Covariance or Local Outlier Factor as an outlier detection algorithm, but is not limited thereto, and is out of the normal range Any algorithm that can detect data should be interpreted as being available.

제 1 클러스터링부(130)는 전처리 웨이퍼 맵에 양품 레이블링(Labeling)이 존재하는지 여부를 확인한다. 제 1 클러스터링부(130)는 양품 레이블링이 존재하는 것으로 확인한 경우, 전처리 웨이퍼 맵 내의 불량 다이의 개수를 확인한다. 제 1 클러스터링부(130)는 사용자에 의해 기 설정된 임계값과 불량 다이의 개수를 비교한다. 제 1 클러스터링부(130)는 불량 다이의 개수가 임계값을 초과하는 경우, 검사대상 웨이퍼의 성능이 좋지 않은 것으로 정량적인 판단을 할 수 있다.The first clustering unit 130 checks whether good product labeling exists in the pre-processed wafer map. The first clustering unit 130 checks the number of defective dies in the pre-processed wafer map when it is determined that good quality labeling is present. The first clustering unit 130 compares the threshold value preset by the user with the number of bad dies. When the number of defective dies exceeds a threshold value, the first clustering unit 130 may quantitatively determine that the performance of the wafer to be inspected is not good.

제 1 클러스터링부(130)는 특징 학습(Feature Learning)을 수행하기 위한 레이블링 된 데이터(Labeled Data)의 개수에 따라 결함의심 웨이퍼 맵을 제어부(미도시)로 전송한다. 제어부는 레이블링 된 데이터의 개수가 기 설정된 임계치 이상인 경우, 딥 러닝을 기반으로 결함패턴을 분류하기 위해 결함의심 웨이퍼 맵을 기계학습 모델부(미도시)로 전송하고, 임계치 미만인 경우 결함의심 웨이퍼 맵을 특징추출부(140)로 전송한다.The first clustering unit 130 transmits a defect suspect wafer map to a control unit (not shown) according to the number of labeled data for performing feature learning. When the number of labeled data is greater than or equal to a preset threshold, the controller transmits a defect doubt wafer map to a machine learning model unit (not shown) to classify a defect pattern based on deep learning, and when the number of labeled data is less than a threshold, the defect doubt wafer map It is transmitted to the feature extraction unit 140.

특징추출부(140)는 제 1 클러스터링부(130)에서 분류된 결함의심 웨이퍼 맵을 수신한다. 특징추출부(140)는 결함의심 웨이퍼 맵에서 결함패턴 정보를 인식하기 위한 특징정보를 추출하여 특징추출 웨이퍼 맵을 생성한다. 특징추출 웨이퍼 맵에 대해서는 도 4와 관련하여 후술한다. The feature extracting unit 140 receives the defect suspect wafer map classified by the first clustering unit 130. The feature extraction unit 140 extracts feature information for recognizing defect pattern information from the defect suspect wafer map and generates a feature extraction wafer map. The feature extraction wafer map will be described later with reference to FIG. 4.

특징추출부(140)는 특징정보를 추출함에 있어 에지 검출기(Edge Detector)를 이용할 수 있다. 여기서, 특징추출부(140)는 에지 검출기로서 캐니 에지 검출기(Canny Edge Detector), 소벨 에지 검출기(Sobel Edge Detector), 로버츠 에지 검출기(Roberts Edge Detector) 외에도 호그 피쳐 기술자(HOG Feature Descriptor), 도그 피쳐 기술자(DOG Feature Descriptor)를 이용할 수 있다. 또한, 특징추출부(140)는 LM 필터 은행(Leung-Malik Filter Bank), 슈미트 필터 은행(Schmid Filter Bank), MR 필터 은행(Maximum Response Filter Bank) 등을 이용할 수 있다.The feature extraction unit 140 may use an edge detector to extract feature information. Here, the feature extraction unit 140 is an edge detector, in addition to a Canny Edge Detector, a Sobel Edge Detector, and a Roberts Edge Detector, as well as a Hog Feature Descriptor and a Dog Feature You can use the DOG Feature Descriptor. In addition, the feature extraction unit 140 may use an LM filter bank (Leung-Malik Filter Bank), a Schmid filter bank (Schmid Filter Bank), an MR filter bank (Maximum Response Filter Bank), or the like.

제 2 클러스터링부(150)는 특징추출 웨이퍼 맵에 2차 클러스터링을 수행하여 정상 웨이퍼 맵 또는 결함 웨이퍼 맵으로 구분한다. 보다 상세하게는, 제 2 클러스터링부(150)는 특징추출 웨이퍼 맵의 결함패턴 정보를 기반으로 2차 클러스터링을 수행하여 동일한 결함패턴 정보끼리 구분한다. 따라서, 사용자는 궁극적으로 1차 클러스터링, 특징추출 및 2차 클러스터링을 기반으로 레이블링 된 데이터가 충분히 확보되지 않은 상황에서도 웨이퍼 맵의 결함패턴 정보를 인식할 수 있다.The second clustering unit 150 performs secondary clustering on the feature extraction wafer map and classifies it into a normal wafer map or a defective wafer map. More specifically, the second clustering unit 150 separates the same defect pattern information by performing secondary clustering based on the defect pattern information of the feature extraction wafer map. Accordingly, the user can ultimately recognize defect pattern information of the wafer map even in situations in which labeled data based on primary clustering, feature extraction, and secondary clustering is not sufficiently secured.

제 2 클러스터링부(150)는 결함 웨이퍼 맵의 레이블이 존재하는 경우, 조정 란드 지수(Adjusted Rand Index, ARI), 정규화된 상호 정보(Normalized Mutual Information, NMI) 등을 이용하여 결함 웨이퍼 맵에 상응하는 결함 웨이퍼의 성능을 정량적으로 확인할 수 있다. 반면, 제 2 클러스터링부(150)는 결함 웨이퍼 맵의 레이블이 존재하지 않는 경우, 실루엣 계수(Silhouette Coefficient)를 이용하여 결함 웨이퍼의 성능을 확인하기 위한 간접적인 지표로서 활용할 수 있다.If the label of the defect wafer map is present, the second clustering unit 150 corresponds to the defect wafer map using an adjusted land index (ARI), normalized mutual information (NMI), or the like. The performance of the defective wafer can be quantitatively confirmed. On the other hand, if the label of the defect wafer map does not exist, the second clustering unit 150 may use it as an indirect indicator for confirming the performance of the defect wafer using a silhouette coefficient.

제 2 클러스터링부(150)는 계층적 클러스터링(Hierarchical Clustering) 기법을 이용하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The second clustering unit 150 preferably uses a hierarchical clustering technique, but is not limited thereto.

웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)는 별도의 하드웨어에 웨이퍼 맵 결함패턴 인식 프로그램을 탑재하여 사용자에게 웨이퍼 맵 결함패턴 인식 서비스를 제공할 수 있다. 웨이퍼 맵 결함패턴 인식 프로그램은 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)가 컴퓨터인 경우 컴퓨터에 설치된 프로그램을 의미한다. 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)는 사용자의 조작 또는 명령에 의해 웨이퍼 맵 결함패턴 인식 프로그램을 구동한다.The wafer map defect pattern recognition apparatus 100 may be equipped with a wafer map defect pattern recognition program on a separate hardware to provide a wafer map defect pattern recognition service to a user. The wafer map defect pattern recognition program means a program installed in a computer when the wafer map defect pattern recognition apparatus 100 is a computer. The wafer map defect pattern recognition apparatus 100 drives a wafer map defect pattern recognition program by a user's operation or command.

웨이퍼 맵 결함패턴 인식 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 저장되어 웨이퍼 맵 결함패턴 인식 서비스를 제공할 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽은 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The wafer map defect pattern recognition program may be stored in a computer-readable recording medium to provide a wafer map defect pattern recognition service. Here, the computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices that store data that can be read by a computer system. That is, the computer-readable recording medium includes magnetic storage media (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.), optical reading media (eg, CD-ROM, DVD, etc.) and carrier waves (eg, the Internet). Storage). In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that the computer-readable code is stored and executed in a distributed manner.

도 2는 본 실시예에 따른 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치의 전처리부를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.2 is a block diagram schematically showing a pre-processing unit of the wafer map defect pattern recognition apparatus according to the present embodiment.

도 2를 참조하면, 전처리부(120)는 라플라시안 필터부(210), 다운샘플링부(220) 및 로컬 평균 필터부(230)를 포함한다. 전처리부(120)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 2, the pre-processing unit 120 includes a Laplacian filter unit 210, a downsampling unit 220, and a local average filter unit 230. The components included in the pre-processing unit 120 are not necessarily limited thereto.

웨이퍼 맵 생성부(110)에서 생성된 웨이퍼 맵은 시그널(Signal)과 노이즈의 레벨이 1로 서로 같은 이진영상 정보이므로, 영상처리 분야의 일반적인 필터를 사용할 경우 결함 패턴의 경계가 불분명해지는 문제가 발생한다. 따라서, 라플라시안 필터부(210)는 전역적이고 무작위로 흩어져 있는 노이즈 패턴을 서프레스(Suppress)하기 위해 라플라시안 필터(Laplacian Filter)를 이용하여 고주파수(High-Frequency) 성분을 제거하여 1차 가공 웨이퍼 맵을 생성한다.Since the wafer map generated by the wafer map generator 110 is binary image information having the same signal and noise level of 1, the defect pattern boundary becomes unclear when a general filter in the image processing field is used. do. Therefore, the Laplacian filter unit 210 removes a high-frequency component by using a Laplacian filter to suppress the global and randomly scattered noise patterns, thereby extracting the primary processed wafer map. To create.

다운샘플링부(220)는 1차 클러스터링을 수행함에 있어 차원의 저주(curse of dimensionality)를 방지하기 위해 1차 가공 웨이퍼 맵에 기 설정된 배수만큼 다운 샘플링(Down-Sampling)을 수행하여 2차 가공 웨이퍼 맵을 생성한다. 본 실시예에서는 2배 다운샘플링을 실시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자에 의해 자유롭게 설정될 수 있다.The down-sampling unit 220 performs down-sampling by a preset number of times on the primary processing wafer map to prevent a curse of dimensionality in performing the primary clustering, and the secondary processing wafer Create a map. In this embodiment, twice downsampling is performed, but the present invention is not limited to this, and can be freely set by the user.

로컬 평균 필터부(230)는 로컬평균 필터(Local Mean Filter)를 기반으로 노이즈 패턴을 제거하여 최종적으로 전처리 웨이퍼 맵을 생성한다.The local average filter 230 removes a noise pattern based on a local mean filter to finally generate a preprocessed wafer map.

도 3은 전처리부의 전처리 웨이퍼 맵 생성과정을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a process of generating a preprocessed wafer map of the preprocessing unit.

도 3을 참조하면, 라플라시안 필터부(210)는 웨이퍼 맵 생성부에서 생성된 웨이퍼 맵을 수신한다.Referring to FIG. 3, the Laplacian filter unit 210 receives the wafer map generated by the wafer map generation unit.

라플라시안 필터부(210)는 웨이퍼 맵에서 고주파수 성분과 저주파수 성분을 분리하고, 고주파수 성분이 제거되어 저주파수 성분만 남은 1차 가공 웨이퍼 맵을 생성한다.The Laplacian filter unit 210 separates the high-frequency component and the low-frequency component from the wafer map, and generates a primary processed wafer map in which only the low-frequency component remains because the high-frequency component is removed.

다운샘플링부(220)는 1차 가공 웨이퍼 맵을 수신하고, 사용자에 의해 기 설정된 배수만큼 다운샘플링을 수행하여 2차 가공 웨이퍼 맵을 생성한다.The downsampling unit 220 receives the primary processing wafer map, and performs downsampling by a preset number of times by the user to generate a secondary processing wafer map.

로컬 평균 필터부(230)는 2차 가공 웨이퍼 맵에서 노이즈 패턴을 제거하여 전처리 웨이퍼 맵을 생성한다. 이와 같은 일련의 과정은 노이즈 패턴이 완벽히 제거되기까지 반복하여 수행될 수 있다.The local average filter unit 230 generates a pre-processed wafer map by removing noise patterns from the secondary processed wafer map. This series of processes can be repeatedly performed until the noise pattern is completely removed.

전처리부(120)에서 사용되는 필터는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자는 전처리 수행 중에 사용되는 필터를 웨이퍼 맵의 종류에 따라 적용 또는 배치할 수 있다.The filter used in the pre-processing unit 120 is not necessarily limited to this, and the user can apply or place the filter used during the pre-processing according to the type of the wafer map.

도 4는 특징추출부에서 특징추출 웨이퍼 맵을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a process of generating a feature extraction wafer map in the feature extraction unit.

특징추출부(140)는 제 1 클러스터링부(130)로부터 결함의심 웨이퍼 맵을 수신한다. 도 3을 참조하면, 특징추출부(140)는 캐니 에지 검출기, 소벨 에지 검출기, 로버츠 에지 검출기 등을 기반으로 결함의심 웨이퍼 맵에 대해 특징 추출하여 특징추출 웨이퍼 맵을 생성한다. 특징추출 웨이퍼 맵은 사용한 검출기의 종류, 개수 등에 따라 F1 내지 Fn만큼 생성될 수 있다. 즉, 특징추출부(140)는 딥 러닝으로 특징 학습을 수행하기 위한 레이블링이 된 데이터가 확보되지 않은 경우, 결함의심 웨이퍼 맵의 특징을 추출하여 특징추출 웨이퍼 맵을 생성하고, 특징추출 웨이퍼 맵을 기반으로 2차 클러스터링을 수행할 수 있도록 지원한다.The feature extraction unit 140 receives the defect suspicion wafer map from the first clustering unit 130. Referring to FIG. 3, the feature extraction unit 140 generates feature extraction wafer maps by extracting features from a suspected defect wafer map based on a Canny edge detector, a Sobel edge detector, and a Roberts edge detector. The feature extraction wafer map may be generated by F1 to Fn according to the type and number of detectors used. That is, the feature extracting unit 140 extracts the feature of the defect suspicious wafer map to generate a feature extraction wafer map when the labeled data for performing feature learning is not secured by deep learning, and generates the feature extraction wafer map. It supports to perform secondary clustering based.

도 5는 본 실시예에 따른 웨이퍼 맵 결함패턴 인식방법을 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of recognizing a wafer map defect pattern according to the present embodiment.

도 5를 참조하면, 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)는 반도체 테스트 공정결과를 기반으로 각 다이 별 결함정보를 포함하는 웨이퍼 맵을 생성한다(S502). 웨이퍼 맵은 결함정보를 각각 0과 1에 대응시킨 이진영상 정보로, 영상 처리 분야에서 일반적으로 사용하는 필터를 사용하게 되면 패턴의 경계가 불분명해지므로, 웨이퍼 맵을 전처리하는 과정을 수행할 필요가 있다.Referring to FIG. 5, the wafer map defect pattern recognition apparatus 100 generates a wafer map including defect information for each die based on a semiconductor test process result (S502). Wafer map is binary image information with defect information corresponding to 0 and 1, respectively. If a filter commonly used in the image processing field is used, the boundary of the pattern becomes unclear, so it is necessary to perform a process of preprocessing the wafer map. have.

웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)는 생성된 웨이퍼 맵에 노이즈 패턴을 제거하는 전처리 과정을 통해 전처리 웨이퍼 맵을 생성한다(S504). 전처리 웨이퍼 맵 전처리 과정은 도 6과 관련하여 후술한다.The wafer map defect pattern recognition apparatus 100 generates a pre-processed wafer map through a pre-processing process of removing noise patterns from the generated wafer map (S504). The pre-treatment wafer map pre-treatment process will be described later with reference to FIG. 6.

웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)는 전처리 웨이퍼 맵을 기반으로 양품 웨이퍼를 구분하기 위한 1차 클러스터링을 수행한다(S506). 예컨대, 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)는 전처리 과정을 통해 서프레스(Suppress)된 전처리 웨이퍼 맵에서 양품 웨이퍼, 즉 각각의 다이별로 0을 갖는 웨이퍼를 구분한다. The wafer map defect pattern recognition apparatus 100 performs primary clustering for classifying good quality wafers based on a pre-processed wafer map (S506). For example, the wafer map defect pattern recognition apparatus 100 distinguishes a good-quality wafer, that is, a wafer having 0 for each die, from a pre-processed wafer map suppressed through a pre-processing process.

웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)는 전처리 웨이퍼 맵에 양품 웨이퍼라는 레이블이 주어진 경우, 사용자에 의해 기 설정된 임계값과 불량 다이의 개수를 비교한다. 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)는 불량 다이의 개수가 임계값을 초과하는 경우, 검사대상 웨이퍼의 성능이 좋지 않은 것으로 정량적인 판단을 할 수 있다.The wafer map defect pattern recognition apparatus 100 compares the number of defective dies with a preset threshold value by a user when a label of a good-quality wafer is given to the pre-processed wafer map. When the number of defective dies exceeds a threshold value, the wafer map defect pattern recognition apparatus 100 may quantitatively determine that the performance of the wafer to be inspected is poor.

웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)는 기 설정된 개수 이상의 레이블 데이터가 존재하는지 여부를 판단한다(S508). 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)는 기 설정된 개수 이상의 레이블 데이터가 존재하는 경우, 딥 러닝을 기반으로 특징 학습을 수행하여 결함패턴을 인식한다(S512).The wafer map defect pattern recognition apparatus 100 determines whether there is more than a predetermined number of label data (S508). The wafer map defect pattern recognition apparatus 100 recognizes a defect pattern by performing feature learning based on deep learning when there is more than a predetermined number of label data (S512).

웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)는 기 설정된 개수 이상의 레이블 데이터가 존재하지 않는 경우, 결함의심 웨이퍼 맵에 대해 특징정보를 추출하여 특징추출 웨이퍼 맵을 생성한다(S510). 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)는 캐니 에지 검출기, 소벨 에지 검출기 등을 기반으로 특징추출 웨이퍼 맵을 생성할 수 있다. The wafer map defect pattern recognition apparatus 100 generates feature extraction wafer maps by extracting feature information for the defect suspect wafer map when there is no preset number of label data or more (S510 ). The wafer map defect pattern recognition apparatus 100 may generate a feature extraction wafer map based on a Canny edge detector, a Sobel edge detector, or the like.

웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)는 특징추출 웨이퍼 맵에 2차 클러스터링, 즉 계층적 클러스터링을 수행하여 결함 웨이퍼 맵을 최종적으로 구분한다(S514).The wafer map defect pattern recognition apparatus 100 finally classifies the defect wafer map by performing secondary clustering, that is, hierarchical clustering, on the feature extraction wafer map (S514 ).

도 5에서는 단계 S502 내지 단계 S514를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 5에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 5는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.Although FIG. 5 describes that steps S502 to S514 are executed sequentially, the present invention is not limited thereto. In other words, since the steps described in FIG. 5 may be changed and executed or one or more steps may be executed in parallel, FIG. 5 is not limited to the time series order.

도 6은 전처리부에서 전처리 웨이퍼 맵을 생성하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a process of generating a pre-processed wafer map in the pre-processing unit.

도 6을 참조하면, 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치(100)의 전처리부(120)는 웨이퍼 맵 생성부(110)에서 생성된 웨이퍼 맵의 고주파 성분을 제거하여 1차 가공 웨이퍼 맵을 생성한다(S602). 1차 가공 웨이퍼 맵은 라플라시안 필터를 이용하여 고주파 성분을 제거하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 6, the pre-processing unit 120 of the wafer map defect pattern recognition apparatus 100 removes the high-frequency component of the wafer map generated by the wafer map generation unit 110 to generate a primary processed wafer map (S602). ). The primary processed wafer map is preferably removed by using a Laplacian filter, but is not limited thereto.

전처리부(120)는 1차 가공 웨이퍼 맵에 대해 기 설정된 배수만큼 다운샘플링을 수행하여 2차 가공 웨이퍼 맵을 생성한다(S604). 보다 상세하게는, 전처리부(120)는 클러스터링 수행 시에 차원의 저주가 발생하는 것을 방지하기 위해 다운샘플링을 수행한다. 전처리부(120)는 1차 가공 웨이퍼 맵의 패턴을 구분할 수 있도록 사용자가 다운샘플링 배수를 임의로 조절할 수 있다.The pre-processing unit 120 performs downsampling by a preset multiple of the primary processed wafer map to generate a secondary processed wafer map (S604). In more detail, the pre-processor 120 performs downsampling to prevent dimensional curse from occurring when clustering is performed. The pre-processing unit 120 may allow the user to arbitrarily adjust the downsampling multiple so as to distinguish the pattern of the primary processing wafer map.

전처리부(120)는 2차 가공 웨이퍼 맵의 노이즈 패턴을 제거하여 최종적으로 전처리 웨이퍼 맵을 생성한다(S606). 전처리부(120)는 다운샘플링으로 인해 크기가 줄어든 2차 가공 웨이퍼 맵에서 로컬 평균 필터를 적용하여 노이즈 패턴을 제거하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The pre-processing unit 120 removes the noise pattern of the secondary processed wafer map to finally generate a pre-processed wafer map (S606). The pre-processing unit 120 preferably removes a noise pattern by applying a local average filter on a secondary processed wafer map whose size is reduced due to downsampling, but is not limited thereto.

전처리부(120)는 전처리 웨이퍼 맵을 제 1 클러스터링부(130)로 전송한다(S608).The pre-processing unit 120 transmits the pre-processed wafer map to the first clustering unit 130 (S608).

도 6에서는 단계 S602 내지 단계 S608을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 6에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 6은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In FIG. 6, steps S602 to S608 are sequentially executed, but the present invention is not limited thereto. In other words, since the steps described in FIG. 6 may be changed and executed or one or more steps may be executed in parallel, FIG. 6 is not limited to the time series order.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and those skilled in the art to which this embodiment belongs may be capable of various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Therefore, the present embodiments are not intended to limit the technical spirit of the present embodiment, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present embodiment is not limited by these embodiments. The protection scope of the present embodiment should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present embodiment.

100: 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치 110: 웨이퍼 맵 생성부
120: 전처리부 130: 제 1 클러스터링부
140: 특징추출부 150: 제 2 클러스터링부
210: 라플라시안 필터부 220: 다운샘플링부
230: 로컬 평균 필터부
100: wafer map defect pattern recognition device 110: wafer map generation unit
120: pre-processing unit 130: first clustering unit
140: feature extraction unit 150: second clustering unit
210: Laplacian filter unit 220: Downsampling unit
230: local average filter unit

Claims (9)

복수의 검사대상 웨이퍼 상에 존재하는 칩(Chip)에 대한 특정 테스트 결과를 이용하여 상기 검사대상 웨이퍼 각각에 대응하는 웨이퍼 맵(Wafer Map)을 생성하는 웨이퍼 맵 생성부;
상기 웨이퍼 맵에 포함된 노이즈 패턴(Noise Pattern)을 제거한 전처리 웨이퍼 맵을 생성하는 전처리부;
상기 전처리 웨이퍼 맵에 1차 클러스터링을 수행하여 결함의심 웨이퍼 맵을 분류하는 제 1 클러스터링부;
상기 결함의심 웨이퍼 맵에서 결함패턴 정보를 인식하기 위한 특징정보를 추출하여 특징추출 웨이퍼 맵을 생성하는 특징추출부; 및
상기 특징추출 웨이퍼 맵에 2차 클러스터링을 수행하여 결함 웨이퍼 맵을 분류하는 제 2 클러스터링부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치.
A wafer map generator configured to generate a wafer map corresponding to each of the wafers to be inspected by using specific test results for chips present on a plurality of wafers to be inspected;
A pre-processing unit generating a pre-processed wafer map by removing a noise pattern included in the wafer map;
A first clustering unit to classify a defect suspect wafer map by performing primary clustering on the preprocessed wafer map;
A feature extraction unit for extracting feature information for recognizing defect pattern information from the defect suspect wafer map and generating a feature extraction wafer map; And
A second clustering unit that classifies a defect wafer map by performing secondary clustering on the feature extraction wafer map
Wafer map defect pattern recognition apparatus comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 전처리부는,
상기 웨이퍼 맵의 고주파수 성분을 제거하여 1차 가공 웨이퍼 맵을 생성하는 라플라시안 필터부;
상기 1차 가공 웨이퍼 맵에 기 설정된 배수로 다운샘플링(Down-Sampling)을 수행하여 2차 가공 웨이퍼 맵을 생성하는 다운샘플링부; 및
상기 2차 가공 웨이퍼 맵의 상기 노이즈 패턴을 제거하여 상기 전처리 웨이퍼 맵을 생성하는 로컬 평균 필터부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치.
According to claim 1,
The pre-processing unit,
A Laplacian filter unit for generating a primary processed wafer map by removing high-frequency components of the wafer map;
A down-sampling unit for generating a secondary-processed wafer map by down-sampling at a preset multiple in the primary-processed wafer map; And
A local average filter unit for generating the pre-processed wafer map by removing the noise pattern of the secondary processed wafer map
Wafer map defect pattern recognition apparatus comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 클러스터링부는,
이상치 탐지 알고리즘(Novelty Detection Algorithm)을 기반으로 상기 전처리 웨이퍼 맵에 양품 레이블링(Labeling)이 존재하는지 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치.
According to claim 1,
The first clustering unit,
Wafer map defect pattern recognition apparatus characterized in that it is checked whether there is a good labeling (Labeling) in the pre-processed wafer map based on the Novelty Detection Algorithm (Novelty Detection Algorithm).
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 클러스터링부는,
상기 결함패턴 정보를 원형, 부분적 고리형, 스크래치형 및 영역형으로 분류하여 클러스터링하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치.
According to claim 1,
The second clustering unit,
Wafer map defect pattern recognition apparatus characterized in that the defect pattern information is classified into a circular, partially annular, scratched, and area type and clustered.
제 2 항에 있어서,
상기 특징추출부는,
에지 검출기(Edge Detector)를 기반으로 상기 특징정보를 추출하여 상기 특징추출 웨이퍼 맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치.
According to claim 2,
The feature extraction unit,
Wafer map defect pattern recognition apparatus characterized by generating the feature extraction wafer map by extracting the feature information based on an edge detector.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 클러스터링부는,
상기 양품 레이블링이 존재하는 것으로 확인한 경우, 상기 가공 웨이퍼 맵에 존재하는 불량 다이의 개수와 기 설정된 임계값을 비교한 결과에 따라 상기 전처리 웨이퍼 맵에 상응하는 상기 검사대상 웨이퍼의 성능을 정량적으로 판단하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치.
The method of claim 3,
The first clustering unit,
When it is determined that the good labeling is present, quantitatively determining the performance of the wafer to be inspected corresponding to the pre-processed wafer map according to a result of comparing the number of defective dies present in the processed wafer map with a preset threshold value. Wafer map defect pattern recognition device, characterized in that.
제 1 항에 있어서,
상기 웨이퍼 맵은,
상기 검사대상 웨이퍼의 각각의 다이(Die)별 결함유무 정보 및 결함종류 정보를 포함하는 이진영상 정보인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵 결함패턴 인식장치.
According to claim 1,
The wafer map,
Wafer map defect pattern recognition apparatus, characterized in that the binary image information including defect presence information and defect type information for each die (Die) of the wafer to be inspected.
복수의 검사대상 웨이퍼 상에 존재하는 칩(Chip)에 대한 특정 테스트 결과를 이용하여 상기 검사대상 웨이퍼 각각에 대응하는 웨이퍼 맵(Wafer Map)을 생성하는 웨이퍼 맵 생성과정;
상기 웨이퍼 맵에 포함된 노이즈 패턴(Noise Pattern)을 제거한 전처리 웨이퍼 맵을 생성하는 전처리 과정;
상기 전처리 웨이퍼 맵에 1차 클러스터링을 수행하여 결함의심 웨이퍼 맵을 분류하는 제 1 클러스터링 과정;
상기 결함의심 웨이퍼 맵에서 결함패턴 정보를 인식하기 위한 특징정보를 추출하여 특징추출 웨이퍼 맵을 생성하는 특징추출 과정; 및
상기 특징추출 웨이퍼 맵에 2차 클러스터링을 수행하여 결함 웨이퍼 맵을 분류하는 제 2 클러스터링 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵 결함패턴 인식방법.
A wafer map generation process of generating a wafer map corresponding to each of the wafers to be inspected by using specific test results for chips present on a plurality of wafers to be inspected;
A pre-processing process of generating a pre-processed wafer map by removing a noise pattern included in the wafer map;
A first clustering process of classifying a defect suspect wafer map by performing primary clustering on the preprocessed wafer map;
A feature extraction process of extracting feature information for recognizing defect pattern information from the defect suspect wafer map and generating a feature extraction wafer map; And
A second clustering process of classifying a defect wafer map by performing secondary clustering on the feature extraction wafer map
Wafer map defect pattern recognition method comprising a.
웨이퍼 맵 결함패턴 인식 프로그램이 하드웨어와 결합되어,
복수의 검사대상 웨이퍼 상에 존재하는 칩(Chip)에 대한 특정 테스트 결과를 이용하여 상기 검사대상 웨이퍼 각각에 대응하는 웨이퍼 맵(Wafer Map)을 생성하는 웨이퍼 맵 생성과정;
상기 웨이퍼 맵에 포함된 노이즈 패턴(Noise Pattern)을 제거한 전처리 웨이퍼 맵을 생성하는 전처리 과정;
상기 전처리 웨이퍼 맵에 1차 클러스터링을 수행하여 결함의심 웨이퍼 맵을 분류하는 제 1 클러스터링 과정;
상기 결함의심 웨이퍼 맵에서 결함패턴 정보를 인식하기 위한 특징정보를 추출하여 특징추출 웨이퍼 맵을 생성하는 특징추출 과정; 및
상기 특징추출 웨이퍼 맵에 2차 클러스터링을 수행하여 결함 웨이퍼 맵을 분류하는 제 2 클러스터링 과정
을 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 웨이퍼 맵 결함패턴 인식 프로그램.
Wafer map defect pattern recognition program is combined with hardware,
A wafer map generation process of generating a wafer map corresponding to each of the wafers to be inspected by using specific test results for chips present on a plurality of wafers to be inspected;
A pre-processing process of generating a pre-processed wafer map by removing a noise pattern included in the wafer map;
A first clustering process of classifying a defect suspect wafer map by performing primary clustering on the preprocessed wafer map;
A feature extraction process of extracting feature information for recognizing defect pattern information from the defect suspect wafer map and generating a feature extraction wafer map; And
A second clustering process of classifying a defect wafer map by performing secondary clustering on the feature extraction wafer map
Wafer map defect pattern recognition program stored in the recording medium to execute the.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022040248A1 (en) * 2020-08-21 2022-02-24 Kla Corporation Unsupervised learning for repeater-defect detection
KR20220041710A (en) * 2020-09-25 2022-04-01 충북대학교 산학협력단 Method and apparatus for predicting fault types of wafers based on clusters
WO2022256311A1 (en) * 2021-05-31 2022-12-08 Kla Corporation Deep learning image denoising for semiconductor-based applications
KR20230119839A (en) * 2022-02-08 2023-08-16 주식회사 트윔 Product inspection method and appratus using neural networks
CN117522871A (en) * 2024-01-04 2024-02-06 深圳市华拓半导体技术有限公司 Semiconductor wafer detection method and system based on visual image interaction
CN117558645A (en) * 2024-01-09 2024-02-13 武汉中导光电设备有限公司 Big data Wafer defect determination method, device, equipment and storage medium

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022040248A1 (en) * 2020-08-21 2022-02-24 Kla Corporation Unsupervised learning for repeater-defect detection
CN116097413A (en) * 2020-08-21 2023-05-09 科磊股份有限公司 Unsupervised learning for duplicate defect detection
US11810284B2 (en) 2020-08-21 2023-11-07 Kla Corporation Unsupervised learning for repeater-defect detection
CN116097413B (en) * 2020-08-21 2023-11-07 科磊股份有限公司 Unsupervised learning for duplicate defect detection
KR20220041710A (en) * 2020-09-25 2022-04-01 충북대학교 산학협력단 Method and apparatus for predicting fault types of wafers based on clusters
WO2022256311A1 (en) * 2021-05-31 2022-12-08 Kla Corporation Deep learning image denoising for semiconductor-based applications
KR20230119839A (en) * 2022-02-08 2023-08-16 주식회사 트윔 Product inspection method and appratus using neural networks
CN117522871A (en) * 2024-01-04 2024-02-06 深圳市华拓半导体技术有限公司 Semiconductor wafer detection method and system based on visual image interaction
CN117522871B (en) * 2024-01-04 2024-04-16 深圳市华拓半导体技术有限公司 Semiconductor wafer detection method and system based on visual image interaction
CN117558645A (en) * 2024-01-09 2024-02-13 武汉中导光电设备有限公司 Big data Wafer defect determination method, device, equipment and storage medium
CN117558645B (en) * 2024-01-09 2024-03-29 武汉中导光电设备有限公司 Big data Wafer defect determination method, device, equipment and storage medium

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