KR20230090501A - Device and method for detecting error of semiconductor etching equipment and computer readable program for the same - Google Patents

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KR20230090501A
KR20230090501A KR1020210179329A KR20210179329A KR20230090501A KR 20230090501 A KR20230090501 A KR 20230090501A KR 1020210179329 A KR1020210179329 A KR 1020210179329A KR 20210179329 A KR20210179329 A KR 20210179329A KR 20230090501 A KR20230090501 A KR 20230090501A
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임성빈
최준규
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홍장식
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숭실대학교산학협력단
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Abstract

반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치, 방법 및 이를 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램이 개시된다. 본 발명에 따른 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치는 웨이퍼를 식각하는 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치로서, 상기 반도체 식각 장비에 장착된 광반사 분광기(Optical Emission Spectroscopy)로부터 시계열 스펙트럼 데이터를 수집하는 데이터 수집부, 상기 시계열 스펙트럼 데이터 중 특정 파장에서의 데이터를 추출하는 전처리부 및 전처리된 데이터를 TadGAN(Time Series Anomaly Detection using Generative Adversarial Networks) 알고리즘을 기초로 학습하여 식각 종점을 탐지하는 식각 종점 탐지부 및 상기 탐지된 식각 종점과 실제 종점인 Ground Truth를 비교하여 오차가 임계값 보다 클 경우, 상기 반도체 식각 장비의 고장을 판단하는 고장 판단부를 포함한다. 따라서, TadGAN 알고리즘을 기초로 비지도 학습 방식의 시계열 이상 탐지를 통한 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 기술을 제공함으로써 적은 데이터만으로도 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하고 사전 유지 보수를 통해 고장으로 인한 손해를 최소화할 수 있는 이점을 제공한다.An apparatus and method for detecting a failure of semiconductor etching equipment and a computer readable program therefor are disclosed. An apparatus for detecting failure of semiconductor etching equipment according to the present invention is a device for detecting failure of semiconductor etching equipment for etching a wafer, and collects time-series spectrum data from an optical emission spectroscopy mounted on the semiconductor etching equipment. A data collection unit to detect an etch endpoint by learning the preprocessed data based on a Time Series Anomaly Detection using Generative Adversarial Networks (TadGAN) algorithm, a preprocessor to extract data at a specific wavelength from among the time series spectrum data, and an etch endpoint detection to detect an etch endpoint. and a failure determination unit that compares the detected etching end point with Ground Truth, which is an actual end point, and determines a failure of the semiconductor etching equipment when an error is greater than a threshold value. Therefore, based on the TadGAN algorithm, by providing a technology for detecting failures of semiconductor etching equipment through unsupervised time series anomaly detection, it is possible to detect failures of semiconductor etching equipment with only a small amount of data and prevent damages caused by failures through preliminary maintenance. It offers the advantage of minimizing

Description

반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치, 방법 및 이를 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램{Device and method for detecting error of semiconductor etching equipment and computer readable program for the same}Device and method for detecting error of semiconductor etching equipment and computer readable program for the same

본 발명은 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치, 방법 및 이를 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하기 위한, 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치, 방법 및 이를 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램이다. The present invention relates to a device and method for detecting a failure of semiconductor etching equipment and a computer readable program therefor, and more particularly, to a device and method for detecting a failure of semiconductor etching equipment for detecting a failure of semiconductor etching equipment. and a computer readable program therefor.

일반적으로 반도체 제조에 있어서 플라즈마를 이용한 건식 식각(dry etching) 은 매우 중요한 공정이다. 식각 과정에서 플라즈마가 형성되면 플라즈마를 구성하는 입자들은 화학적인 반응을 보다 활성화시킨다. 그러나, 웨이퍼 위에 형성된 식각해야 할 물질층의 두께는 단차 등으로 인해 웨이퍼 전반에 걸쳐 항상 일정한 것은 아니며, 식각 작용도 웨이퍼 전면에 걸쳐 고르게만 이루어지는 것은 아니다. 따라서, 원하는 부분에서 원하는 물질층을 식각하기 위해서는 정밀한 공정제어가 필요하다. 더구나, 플라즈마 식각에서는 식각물질이 선택비를 갖고있어, 식각이 오래 진행되면 예정된 식각층을 식각하고 원하지 않는 하부막까지도 식각하게 된다. 또한, 식각의 능률을 높이기 위해 선택비가 떨어지는 식각 물질을 사용할 경우 이런 현상은 더욱 심화될 수 있다.In general, dry etching using plasma is a very important process in semiconductor manufacturing. When plasma is formed during the etching process, the particles constituting the plasma more activate the chemical reaction. However, the thickness of the material layer to be etched formed on the wafer is not always constant over the entire wafer due to a step or the like, and the etching operation is not uniformly performed over the entire surface of the wafer. Therefore, precise process control is required to etch a desired material layer at a desired portion. Moreover, since the etching material has a selectivity in plasma etching, if the etching proceeds for a long time, a predetermined etching layer is etched and even an unwanted lower layer is etched. In addition, when an etching material having a low selectivity is used to increase etching efficiency, this phenomenon may be further intensified.

따라서, 이러한 문제점을 최소화하기 위해 플라즈마 식각에서는 일정시간 동안 공정을 진행시키는 방법 외에 공정의 종점(end-point) 를 찾아 식각 조건을 바꾸는 방법을 많이 사용하고 있다. 즉, 특정 시점전에는 식각 속도를 빠르게 할 수 있는 조건을 선택하여 공정을 진행시키고, 특정 시점 후에는 식각 속도는 느려도 하부막과의 선택비가 높은 조건을 선택하여 공정을 진행시키는 방법을 사용하게 된다. 이때, 공정의 특정 시점은 식각할 물질층 하부의 막질이 드러나는 시점을 의미하며, 이 시점을 찾는 것을 종점 검출(end point detection) 이라 한다. 그리고 이 시점 전까지의 공정을 주식각(main etch), 이 시점 후의 식각 공정을 과도식각(over etch) 이라 한다. Therefore, in order to minimize this problem, a method of changing etching conditions by finding an end-point of the process is widely used in plasma etching, in addition to a method of performing the process for a certain period of time. That is, before a certain point in time, the process is performed by selecting a condition capable of increasing the etching rate, and after a certain point in time, the process is performed by selecting a condition in which the etching rate is slow but the selectivity with the lower layer is high. At this time, a specific point in time of the process means a point in time at which the film quality under the material layer to be etched is revealed, and finding this point in time is called end point detection. A process up to this point is called a main etch, and an etch process after this point is called an over etch.

최근 반도체 제조공정은 첨단 제조 기술이 점점 더 복잡해지고 속도가 빨라지고 자동화됨에 따라 품질 관리, 프로세스 모니터링 및 유지관리가 중요해지고 있다. In recent semiconductor manufacturing processes, quality control, process monitoring, and maintenance are becoming more important as advanced manufacturing technologies become more complex, faster, and automated.

따라서, 이렇게 단계를 나누어 이루어지는 반도체 식각 장비에 대한 정밀한 제어와 고장여부를 탐지하여 사전 유지 보수가 이루어질 수 있게 하는 시스템이 필요한 실정이다. Therefore, there is a need for a system that enables preliminary maintenance by detecting whether or not there is a precise control and failure of the semiconductor etching equipment made by dividing the steps.

한국공개특허 제2001-0084020호Korean Patent Publication No. 2001-0084020

본 발명의 일 측면에 따르면, 광반사 분광기(OES, Optical Emission Spectroscopy) 로부터 시계열 스펙트럼 데이터를 수집하고 이 중 특정 파장에서의 데이터를 추출하여 전처리한 뒤, TadGAN(Time Series Anomaly Detection using Generative Adversarial Networks) 알고리즘을 기초로 학습하여 식각 종점을 탐지하고, 탐지된 식각 종점과 실제 종점의 오차가 클 경우 해당 반도체 식각 장비의 고장을 판단하는 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치, 방법 및 이를 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램을 제공하는데 그 목적이 있다. According to one aspect of the present invention, time-series spectrum data is collected from Optical Emission Spectroscopy (OES), data at a specific wavelength is extracted and pre-processed, and TadGAN (Time Series Anomaly Detection using Generative Adversarial Networks) Apparatus, method and device for detecting failure of semiconductor etching equipment, which detects an etching endpoint by learning based on an algorithm, and determines failure of the corresponding semiconductor etching equipment when the error between the detected etching endpoint and the actual endpoint is large, and computer readable for the same Its purpose is to provide a program.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치는 웨이퍼를 식각하는 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치로서, 상기 반도체 식각 장비에 장착된 광반사 분광기(Optical Emission Spectroscopy)로부터 시계열 스펙트럼 데이터를 수집하는 데이터 수집부, 상기 시계열 스펙트럼 데이터 중 특정 파장에서의 데이터를 추출하는 전처리부, 전처리된 데이터를 TadGAN(Time Series Anomaly Detection using Generative Adversarial Networks) 알고리즘을 기초로 학습하여 식각 종점을 탐지하는 식각 종점 탐지부 및 탐지된 식각 종점과 Ground Truth를 비교하여 오차가 임계값보다 클 경우, 상기 반도체 식각 장비의 고장을 판단하는 고장 판단부를 포함한다.An apparatus for detecting a failure of semiconductor etching equipment according to an embodiment of the present invention is a device for detecting a failure of semiconductor etching equipment for etching a wafer, from an optical emission spectroscopy mounted on the semiconductor etching equipment in time series. A data collection unit that collects spectrum data, a pre-processor that extracts data at a specific wavelength from among the time-series spectrum data, and detects an etch end point by learning the pre-processed data based on a TadGAN (Time Series Anomaly Detection using Generative Adversarial Networks) algorithm. and an etch end point detection unit that compares the detected etch end point with Ground Truth and, when the error is greater than a threshold value, a failure determination unit that determines failure of the semiconductor etching equipment.

한편, 식각 종점 탐지부는, 상기 전처리된 데이터를 미리 설정된 크기의 슬라이딩 윈도우로 분할하여 상기 TadGAN 알고리즘의 훈련 데이터로 입력하는 분할기, 상기 훈련 데이터와 랜덤 데이터를 구별하도록 반복 훈련하여 예측 데이터를 생성하는 예측 데이터 생성기, 상기 훈련 데이터와 예측 데이터를 비교하여 재구성 오류값을 산출하고, 상기 산출된 재구성 오류값을 기초로 에러값을 계산하는 에러값 계산기 및 상기 계산된 에러값이 미리 설정된 임계값 보다 크면 이상을 탐지하여 상기 이상이 탐지된 구간을 상기 식각 종점으로 탐지하는 식각 종점 탐지기를 포함할 수 있다. On the other hand, the etch endpoint detection unit divides the preprocessed data into a sliding window having a preset size and inputs the splitter as training data of the TadGAN algorithm, and predicts generating prediction data by repeatedly training to distinguish between the training data and random data. A data generator, an error value calculator that calculates a reconstruction error value by comparing the training data and prediction data, and calculates an error value based on the calculated reconstruction error value, and an error value calculator that calculates an error value greater than a predetermined threshold value. and an etch end point detector that detects the section in which the abnormality is detected as the etch end point.

또한, 예측 데이터 생성기는, 상기 훈련 데이터와, 상기 랜덤 데이터를 생성기로 바꾼 데이터를 구별하도록 훈련하는 제 1 분별기와, 상기 훈련 데이터와, 상기 랜덤 데이터를 인코더로 바꾼 데이터를 구별하도록 훈련하는 제 2 분별기를 포함할 수 있다.In addition, the predictive data generator includes a first classifier that trains to distinguish between the training data and data obtained by converting the random data into a generator, and a second classifier trained to discriminate between the training data and data obtained by converting the random data into an encoder. A separator may be included.

본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 식각 장비의 고장 탐지 방법은, 웨이퍼를 식각하는 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치에서의 반도체 식각 장비의 고장 탐지 방법으로서,, 상기 반도체 식각 장비에 장착된 광반사 분광기(Optical Emission Spectroscopy)로부터 시계열 스펙트럼 데이터를 수집하는 단계, 상기 시계열 스펙트럼 데이터 중 특정 파장에서의 데이터를 추출하여 전처리하는 단계, 전처리된 데이터를 TadGAN(Time Series Anomaly Detection using Generative Adversarial Networks) 알고리즘을 기초로 학습하여 식각 종점을 탐지하는 단계 및 탐지된 식각 종점과 Ground Truth를 비교하여 오차가 임계값보다 클 경우, 상기 반도체 식각 장비의 고장을 판단하는 단계를 포함한다.A failure detection method of semiconductor etching equipment according to another embodiment of the present invention is a failure detection method of semiconductor etching equipment in a device for detecting failure of semiconductor etching equipment for etching a wafer, comprising: Collecting time-series spectral data from optical emission spectroscopy, extracting and pre-processing data at a specific wavelength among the time-series spectral data, and applying TadGAN (Time Series Anomaly Detection using Generative Adversarial Networks) algorithm to the pre-processed data. and detecting an etch endpoint by learning based on the basis and comparing the detected etch endpoint with ground truth, and determining failure of the semiconductor etching equipment when an error is greater than a threshold value.

한편, 식각 종점을 탐지하는 단계는, 상기 전처리된 데이터를 미리 설정된 크기의 슬라이딩 윈도우로 분할하여 상기 TadGAN 알고리즘의 훈련 데이터로 입력하는 단계, 상기 훈련 데이터와 랜덤 데이터를 구별하도록 반복 훈련하여 예측 데이터를 생성하는 단계, 상기 훈련 데이터와 예측 데이터를 비교하여 재구성 오류값을 산출하고, 상기 산출된 재구성 오류값을 기초로 에러값을 계산하는 단계 및 상기 계산된 에러값이 미리 설정된 임계값 보다 크면 이상을 탐지하여 상기 이상이 탐지된 구간을 상기 식각 종점으로 탐지하는 단계를 포함할 수 있다. Meanwhile, the step of detecting the etching end point may include dividing the preprocessed data into sliding windows having a preset size and inputting the data as training data of the TadGAN algorithm, repeatedly training to distinguish between the training data and random data, and generating predicted data. generating, comparing the training data and prediction data to calculate a reconstruction error value, calculating an error value based on the calculated reconstruction error value, and if the calculated error value is greater than a preset threshold value, The method may include detecting and detecting a section in which the abnormality is detected as the etching end point.

또한, 예측 데이터를 생성하는 단계는, 상기 훈련 데이터와, 상기 랜덤 데이터를 생성기로 바꾼 데이터를 구별하도록 훈련하는 단계 및 상기 훈련 데이터와, 상기 랜덤 데이터를 인코더로 바꾼 데이터를 구별하도록 훈련하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, generating the prediction data includes training to distinguish between the training data and data obtained by converting the random data into a generator, and training to distinguish between the training data and data obtained by converting the random data into an encoder. can include

또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 반도체 식각 장비의 고장 탐지 방법을 실행하도록 구성된, 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 판독가능한 프로그램을 포함할 수 있다.In addition, another embodiment of the present invention may include a computer readable program stored in a computer readable recording medium configured to execute a method for detecting a failure of semiconductor etching equipment.

상술한 본 발명에 따르면, TadGAN 알고리즘을 기초로 비지도 학습 방식의 시계열 이상 탐지를 통한 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 기술을 제공함으로써 적은 데이터만으로도 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하고 사전 유지 보수를 통해 고장으로 인한 손해를 최소화할 수 있는 이점을 제공한다.According to the present invention described above, based on the TadGAN algorithm, a technique for detecting failures of semiconductor etching equipment through unsupervised time series anomaly detection is provided, thereby detecting failures of semiconductor etching equipment with only a small amount of data and through preliminary maintenance. It provides the advantage of minimizing damage due to failure.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치가 적용된 반도체 식각 시스템의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3 은 도 2 에 도시된 식각 종점 탐지부의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4 는 도 2 에 도시된 데이터 수집부에서 수집된 시계열 스펙트럼 데이터의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5 는 도 2 에 도시된 데이터 수집부에서 수집된 시계열 스펙트럼 데이터의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6 은 도 2 에 도시된 식각 종점 탐지부에서 식각 종점을 탐지한 결과와 Ground Truth 의 모습을 도시한 도면이다.
도 7 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 방법을 도시한 도면이다.
1 is a diagram illustrating an example of a semiconductor etching system to which a device for detecting a failure of semiconductor etching equipment according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a diagram showing a specific configuration of an apparatus for detecting a failure of semiconductor etching equipment according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration of an etching endpoint detection unit shown in FIG. 2 .
FIG. 4 is a diagram showing an example of time-series spectrum data collected by the data collection unit shown in FIG. 2 .
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of time-series spectrum data collected by the data collection unit shown in FIG. 2 .
FIG. 6 is a view showing a result of detecting an etch end point by the etch end point detector shown in FIG. 2 and ground truth.
7 is a diagram illustrating a method of detecting a failure of semiconductor etching equipment according to another embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The detailed description of the present invention which follows refers to the accompanying drawings which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable one skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other but are not necessarily mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in another embodiment without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. Additionally, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all equivalents as claimed by those claims. Like reference numbers in the drawings indicate the same or similar function throughout the various aspects.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치가 적용된 반도체 식각 시스템의 일 예를 도시한 도면이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치의 구체적인 구성을 도시한 도면이며, 도 3 은 도 2 에 도시된 식각 종점 탐지부의 구체적인 구성을 도시한 도면이고, 도 4 는 도 2 에 도시된 데이터 수집부에서 수집된 시계열 스펙트럼 데이터의 일 예를 도시한 도면이며, 도 5 는 도 2 에 도시된 데이터 수집부에서 수집된 시계열 스펙트럼 데이터의 일 예를 도시한 도면이고, 도 6 은 도 2 에 도시된 식각 종점 탐지부에서 식각 종점을 탐지한 결과와 Ground Truth 의 모습을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing an example of a semiconductor etching system to which a device for detecting a failure of semiconductor etching equipment according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a diagram showing a failure of semiconductor etching equipment according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration of an etching endpoint detection unit shown in FIG. 2, and FIG. 4 is time-series spectrum data collected by the data collection unit shown in FIG. 2. FIG. 5 is a diagram showing an example of time-series spectrum data collected by the data collection unit shown in FIG. 2, and FIG. 6 is a diagram showing an etching endpoint in the etching endpoint detection unit shown in FIG. 2 It is a drawing showing the result of detecting and the appearance of Ground Truth.

본 실시예에 따른 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치가 적용된 반도체 식각 시스템은 반도체 식각 장비(10), 반도체 식각 장비(10)에 체결된 광반사 분광기(OES: Optical Emission Spectroscopy)인 OES 장비(20) 및 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치(100)를 포함한다. The semiconductor etching system to which the device for detecting a failure of the semiconductor etching equipment according to the present embodiment is applied is the semiconductor etching equipment 10, the optical reflection spectrometer (OES: Optical Emission Spectroscopy) coupled to the semiconductor etching equipment 10, OES equipment ( 20) and a device 100 for detecting failure of semiconductor etching equipment.

반도체 식각 장비(10)는 플라즈마 챔버(Chamber) 내에서 식각물질에 플라즈마를 발생시켜 웨이퍼를 식각하는 장비이다.The semiconductor etching equipment 10 is equipment for etching a wafer by generating plasma to an etching material in a plasma chamber.

OES 장비(20)는 광을 단광 스펙트럼 분산시켜 플라즈마 챔버 내의 플라즈마의 전체 라디칼들(Radicals)에 대한 파장에 따른 강도를 측정하여 수집하고, 수집된 라디컬들에 대한 파장에 따른 강도 정보를 시계열 스펙트럼 데이터로서 제공하는 장비이다.The OES equipment 20 measures and collects the intensity according to the wavelength of all radicals of the plasma in the plasma chamber by dispersing the light into a single light spectrum, and collects the intensity information according to the wavelength of the collected radicals in the time-series spectrum. It is a device that provides data.

반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치(100)는 반도체 식각 장비(10) 내에서 플라즈마가 발생되어 웨이퍼의 표면을 식각할 때 발생되는 현상을 관찰하고, 웨이퍼의 식각이 원하는 부분까지 이루어지도록 식각 종점을 탐지하며, 탐지된 식각 종점을 기초로 반도체 식각 장비의 고장여부를 판단한다. 이를 위해, 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치(100)는 웨이퍼를 식각하는 반도체 식각 장비(10)와 체결된 OES 장비(20)로부터 시계열 스펙트럼 데이터를 수집하여 이를 기초로 식각 종점과 고장 여부를 탐지한다. The device 100 for detecting a failure of semiconductor etching equipment observes a phenomenon that occurs when plasma is generated in the semiconductor etching equipment 10 to etch the surface of a wafer, and the etching end point so that the wafer is etched to a desired portion. is detected, and based on the detected etching end point, it is determined whether or not the semiconductor etching equipment has failed. To this end, the device 100 for detecting failure of semiconductor etching equipment collects time-series spectrum data from the OES equipment 20 coupled with the semiconductor etching equipment 10 that etches the wafer, and based on this, determines the etching end point and failure. detect

보다 구체적으로, 본 실시예에 따른 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치 (100)는 데이터 수집부(110), 전처리부(121), 식각 종점 탐지부(122), 고장 판단부(123) 및 메모리부(130)를 포함한다.More specifically, the apparatus 100 for detecting a failure of semiconductor etching equipment according to the present embodiment includes a data collection unit 110, a pre-processing unit 121, an etching endpoint detection unit 122, a failure determination unit 123, and A memory unit 130 is included.

데이터 수집부(110)는 OES 장비로부터 시계열 스펙트럼 데이터를 수집한다.The data collection unit 110 collects time-series spectrum data from OES equipment.

한편, 상기 시계열 스펙트럼 데이터는 시간에 따른 파장별 강도데이터로서, 여기서 파장은 200 내지 800nm 범위의 값을 갖을 수 있다. 반도체 식각 장비에서 식각이 일어날 때 챔버 안에서 일어나는 화학반응은 그 반응마다 고유한 빛의 스펙트럼을 갖는데, 시간에 따라 변화하는 파장별 강도값의 변화를 나타내는 것이 상기 시계열 스펙트럼 데이터인 것이다. 이러한 시계열 스펙트럼 데이터는 도 4 에서와 같이, 시간에 따른 파장별 강도의 값의 변화로서 2차원 그래프로 표현될 수 있으며, 도 5 에서와 같이, 시간, 파장, 강도의 세 개의 축을 갖는 3차원 그래프로 표현될 수 있다. Meanwhile, the time-series spectrum data is intensity data for each wavelength over time, where the wavelength may have a value in the range of 200 to 800 nm. Chemical reactions that occur in a chamber when etching occurs in semiconductor etching equipment have a unique light spectrum for each reaction. As shown in FIG. 4, this time-series spectrum data can be expressed as a two-dimensional graph as a change in the intensity value for each wavelength over time, and as shown in FIG. 5, a three-dimensional graph having three axes of time, wavelength, and intensity. can be expressed as

이러한 데이터 수집부(110)는 다수의 웨이퍼에서 측정된 시계열 스펙트럼 데이터를 수집할 수 있다. 예컨대 데이터 수집부(110)는 바람직하게는 적어도 50장의 웨이퍼에서 측정된 시계열 스펙트럼 데이터를 수집할 수 있다.The data collection unit 110 may collect time-series spectrum data measured on a plurality of wafers. For example, the data collection unit 110 may preferably collect time-series spectrum data measured on at least 50 wafers.

상술한 바와 같은 도 4 및 도 5는 웨이퍼 한 개에서 수집된 시계열 스펙트럼 데이터의 일 예이다. 따라서, 데이터 수집부(110)에서 수집된 시계열 스펙트럼 데이터는 적어도 2048개의 파장에 대한 방대한 양의 시간에 따른 강도정보를 갖고 있는 것이다. As described above, FIGS. 4 and 5 are examples of time-series spectrum data collected from one wafer. Accordingly, the time-series spectrum data collected by the data collection unit 110 has a vast amount of time-dependent intensity information for at least 2048 wavelengths.

따라서, 본 실시예에 따른 전처리부(121)는 상기 시계열 스펙트럼 데이터 중 특정 파장에서의 데이터를 추출하여 데이터 차원을 축소한다. Therefore, the pre-processing unit 121 according to the present embodiment extracts data at a specific wavelength from among the time-series spectrum data and reduces the data dimension.

이때, 전처리부(121)는 식각 종점을 탐지하는데 영향이 큰 특정 파장에서의 시간에 따른 강도 데이터를 추출한다. 예컨대, 전처리부(121)는 바람직하게는 387nm, 440nm, 520nm, 777nm 로서, 식각 종점과 밀접한 상관관계가 있는 특정 파장에서의 시간에 따른 강도 데이터를 추출할 수 있다. 한편, 상기 특정 파장은 예시적인 것이며, 반도체 식각 과정에서 발생하는 물질의 고유 에미션(emission)의 파장과 관련도가 높은 파장의 범위 내에서 선택될 수 있음은 물론이다. At this time, the pre-processing unit 121 extracts intensity data over time at a specific wavelength that has a large influence on detecting an etching end point. For example, the pre-processing unit 121 may extract intensity data over time at specific wavelengths closely related to the etching endpoint, such as 387 nm, 440 nm, 520 nm, and 777 nm. On the other hand, the specific wavelength is illustrative, and may be selected within a range of wavelengths that are highly related to the wavelength of the intrinsic emission of the material generated in the semiconductor etching process.

식각 종점 탐지부(122)는 전처리된 데이터를 TadGAN(Time Series Anomaly Detection using Generative Adversarial Networks) 알고리즘을 기초로 학습하여 식각 종점을 탐지한다. 여기서, TadGAN은 적대적 생성신경망(GAN: Generative Adversarial Network)을 사용하여 구축된 비지도 이상 탐지 알고리즘이다. The etch endpoint detection unit 122 detects the etch endpoint by learning the preprocessed data based on a Time Series Anomaly Detection using Generative Adversarial Networks (TadGAN) algorithm. Here, TadGAN is an unsupervised anomaly detection algorithm built using a Generative Adversarial Network (GAN).

즉, 본 실시예에 따른 식각 종점 탐지부(122)는 TadGAN을 통한 이상 구간을 EPD 구간으로서 정의하고, 식각 종점을 탐지한다. 보다 구체적으로, 식각 종점 탐지부(122)는 훈련 데이터를 기반으로 재구성 데이터(Reconstructed data) 인 예측 데이터를 구축하고, 새로운 데이터가 들어오면 기 구축된 예측 데이터와 새로운 데이터 사이의 에러값을 계산하고 상기 에러값과 임계값을 비교하여 이상 구간을 탐지한다. That is, the etch end point detection unit 122 according to the present embodiment defines an abnormal section through TadGAN as an EPD section and detects an etch end point. More specifically, the etch endpoint detection unit 122 constructs prediction data, which is reconstructed data, based on the training data, and when new data is received, calculates an error value between the previously constructed prediction data and the new data, An abnormal section is detected by comparing the error value with a threshold value.

이하에서는, 식각 종점 탐지부(122)의 구체적인 식각 종점을 탐지하기 위한 구성을 설명한다.Hereinafter, a configuration for detecting a specific etch endpoint of the etch endpoint detector 122 will be described.

식각 종점 탐지부(122)는, 분할기(122-1), 예측데이터 생성기(122-2), 에러값 계산기(122-3) 및 식각 종점 탐지기(122-4)를 포함한다.The etch endpoint detector 122 includes a divider 122-1, a prediction data generator 122-2, an error value calculator 122-3, and an etch endpoint detector 122-4.

먼저, 분할기(122-1)는 시계열 데이터를 복수의 신호 세그먼트로 나눈다. 이를 위해, 본 실시예에 따른 분할기(122-1)는 전처리부(121)로부터 전처리된 데이터를 미리 설정된 크기의 슬라이딩 윈도우로 분할하여 훈련 데이터로 입력한다.First, the divider 122-1 divides the time series data into a plurality of signal segments. To this end, the divider 122-1 according to the present embodiment divides the pre-processed data from the pre-processing unit 121 into sliding windows of a preset size and inputs them as training data.

예측 데이터 생성기(122-2)는 상기 훈련 데이터와 랜덤 데이터를 구별하도록 반복 훈련하여 재구성 데이터(Reconstructed data) 인 예측 데이터를 생성한다. 이를 위해, 예측 데이터 생성기(122-2)는 상기 훈련 데이터와, 상기 랜덤 데이터를 생성기(Generator)로 바꾼 데이터를 구별하도록 훈련하는 제 1 분별기 및 상기 훈련 데이터와, 상기 랜덤 데이터를 인코더(Encoder)로 바꾼 데이터를 구별하도록 훈련하는 제 2 분별기를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 생성기와 제 1 분별기는 시계열 분포의 시간적 상관관계를 효과적으로 학습하기 위해 LSTM(Long Short-Term Memory)의 반복 신경망으로 구성될 수 있고, 상기 제 1 분별기와 제 2 분별기는 시계열 데이터를 효과적으로 재구성하기 위해, Cycle Consistency Loss 기반으로 훈련 데이터와 랜덤 데이터를 구별하는 훈련을 진행한다. The prediction data generator 122-2 repeatedly trains to distinguish the training data from the random data to generate prediction data, which is reconstructed data. To this end, the prediction data generator 122-2 includes a first classifier for training to distinguish between the training data and the data obtained by converting the random data into a generator, the training data, and the random data into an encoder (Encoder). ) may include a second discriminator that trains to discriminate data changed to Here, the generator and the first classifier may be composed of a recurrent neural network of LSTM (Long Short-Term Memory) in order to effectively learn the temporal correlation of the time series distribution, and the first classifier and the second classifier effectively convert the time series data To reconstruct, we conduct training to distinguish between training data and random data based on Cycle Consistency Loss.

에러값 계산기(122-3)는 상기 훈련 데이터와 예측 데이터를 비교하여 재구성 오류값(Reconstruction Error)을 산출하고, 상기 산출된 재구성 오류값을 기초로 에러값(Final Error)을 계산한다. 에러값 계산기(122-3)는 실제 데이터인 훈련 데이터와 재구성 데이터(Reconstructed data)인 예측 데이터의 차이를 재구성 오류값으로 산출하고, 상기 재구성 오류값에 상기 제 1 분별기와 제 2 분별기에서 훈련한 분별 점수(Critic Score)를 합산하여 최종 에러값(Final Error)으로 계산할 수 있다.The error calculator 122-3 calculates a reconstruction error by comparing the training data with the predicted data, and calculates a final error based on the calculated reconstruction error. The error value calculator 122-3 calculates the difference between training data, which is actual data, and predicted data, which is reconstructed data, as a reconstruction error value, and uses the reconstruction error value to calculate training in the first classifier and the second classifier. The final error value can be calculated by adding up one critical score.

식각 종점 탐지기(122-4)는 상기 계산된 에러값(Final Error)이 미리 설정된 임계값 보다 크면 이상을 탐지하여 상기 이상이 탐지된 구간을 상기 식각 종점으로 탐지한다. The etch endpoint detector 122-4 detects an anomaly when the calculated final error value is greater than a preset threshold value, and detects a section in which the anomaly is detected as the etch endpoint.

기존의 CNN 알고리즘은 지도학습 모델로 사람이 목표값에 개입하여 정확도가 높다는 장점이 있지만 학습시간이 오래 걸리고 학습 데이터의 양이 많이 요구되는 단점이 있다. 따라서, CNN 기반의 식각 종점 탐지와 달리, 본 실시예에 따른 식각 종점 탐지부는 목표값을 정해주지 않는 비지도 학습 방식의 TadGAN 기반으로 식각 종점을 탐지하여 적은 데이터만으로 빠른 속도로 식각 종점 탐지가 가능한 장점을 갖는다.The existing CNN algorithm is a supervised learning model, which has the advantage of high accuracy due to human intervention in the target value, but has the disadvantage of requiring a long learning time and a large amount of training data. Therefore, unlike the CNN-based etch endpoint detection, the etch endpoint detection unit according to the present embodiment detects the etch endpoint based on TadGAN, an unsupervised learning method that does not set a target value, and can quickly detect the etch endpoint with only a small amount of data. have an advantage

또한, 본 실시예에 따른 TadGAN 기반의 식각 종점 탐지 방식을 50 개의 웨이퍼에 테스트 해본 결과, EPD 구간이 아니면 '0', EPD 구간이면 '1' 이라고 했을 때, 50 개의 웨이퍼에 대한 평균 정확도가 약 98.83% 에 달했다. 따라서, 본 발명에 따르면 적은 데이터의 양으로도 빠른 속도 및 높은 정확도의 식각 종점 탐지 방식을 구현할 수 있는 것이다. In addition, as a result of testing the TadGAN-based etch end point detection method according to this embodiment on 50 wafers, the average accuracy for 50 wafers is about reached 98.83%. Therefore, according to the present invention, it is possible to implement a high-speed and high-accuracy etching endpoint detection method even with a small amount of data.

한편, 식각 종점 탐지부(122)에서 탐지한 식각 종점과 실제 종점인 Ground Truth와의 오차가 커진다면 이는 반도체 식각 장비(10)에의 고장을 의심할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치(100)는 탐지된 식각 종점과 실제 종점인 Ground Truth를 비교하여 오차가 미리 설정된 임계값보다 클 경우, 상기 반도체 식각 장비의 고장을 판단하는 고장 판단부(123)를 포함한다.On the other hand, if the error between the etch end point detected by the etch end point detector 122 and the ground truth, which is the actual end point, increases, this may indicate a failure of the semiconductor etching equipment 10 . Therefore, the apparatus 100 for detecting a failure of semiconductor etching equipment according to the present embodiment compares the detected etching endpoint with the actual endpoint, Ground Truth, and detects a failure of the semiconductor etching equipment when the error is greater than a preset threshold. It includes a failure determination unit 123 that determines.

예컨대, 도 6 은 4 개의 파장에 대한 시계열 스펙트럼 데이터를 통해 식각 종점 탐지부(122)에서 탐지한 식각 종점과 실제 종점인 Ground Truth를 도시한 도면이다. 도 6 에 따르면, 탐지된 식각 종점과 실제 종점 사이에 오차가 발생하는데, 해당 오차가 임계값 보다 크면, 고장 판단부(123)에서 반도체 식각 장비(10)의 고장을 판단하여 사용자로 하여금 해당 장비의 고장을 점검하고 사전 유지 보수를 하도록 유도할 수 있다. For example, FIG. 6 is a diagram illustrating an etch endpoint detected by the etch endpoint detector 122 through time-series spectrum data for four wavelengths and an actual endpoint, Ground Truth. According to FIG. 6, an error occurs between the detected etching end point and the actual end point. If the error is greater than the threshold value, the failure determination unit 123 determines that the semiconductor etching equipment 10 has failed and allows the user to use the corresponding equipment. It can check for failures and guide you to carry out preventive maintenance.

마지막으로, 메모리부(130)는 식각 종점 탐지기(122-4)에서 이상을 탐지하기 위한 임계값과, 고장 판단부(123)에서 식각 종점과 실제 종점 사이의 오차에 대한 임계값의 정보를 저장할 수 있다.Finally, the memory unit 130 stores information on a threshold value for detecting an anomaly in the etch end point detector 122-4 and a threshold value for an error between the etch end point and the actual end point in the failure determination unit 123. can

도 7 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 방법을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a method of detecting a failure of semiconductor etching equipment according to another embodiment of the present invention.

도 7 에 따르면, 본 실시예에 따른 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 방법은, 웨이퍼를 식각하는 반도체 식각 장비의 고장 여부를 탐지하는 방법으로서, 상기 반도체 식각 장비에 장착된 광반사 분광기(OES: Optical Emission Spectroscopy)로부터 시계열 스펙트럼 데이터를 수집하는 단계(S10), 상기 시계열 스펙트럼 데이터 중 특정 파장에서의 데이터를 추출하여 전처리하는 단계(S20), 전처리된 데이터를 TadGAN 알고리즘을 기초로 학습하여 식각 종점을 탐지하는 단계(S30) 및 탐지된 식각 종점과 Ground Truth를 비교하여 오차가 임계값보다 클 경우, 상기 반도체 식각 장비의 고장을 판단하는 단계(S40)를 포함한다.According to FIG. 7 , a method for detecting failure of semiconductor etching equipment according to the present embodiment is a method for detecting failure of semiconductor etching equipment for etching a wafer, and includes an optical reflection spectrometer (OES: Collecting time-series spectrum data from Optical Emission Spectroscopy (S10), extracting and pre-processing data at a specific wavelength among the time-series spectrum data (S20), learning the pre-processed data based on the TadGAN algorithm to obtain an etching endpoint Detecting (S30) and comparing the detected etching end point with Ground Truth, and when the error is greater than a threshold, determining failure of the semiconductor etching equipment (S40).

또한, 식각 종점을 탐지하는 단계(S30)는, 상기 전처리된 데이터를 미리 설정된 크기의 슬라이딩 윈도우로 분할하여 상기 TadGAN 알고리즘의 훈련 데이터로 입력하는 단계, 상기 훈련 데이터와 랜덤 데이터를 구별하도록 반복 훈련하여 예측 데이터를 생성하는 단계, 상기 훈련 데이터와 예측 데이터를 비교하여 재구성 오류값을 산출하고, 상기 산출된 재구성 오류값을 기초로 에러값을 계산하는 단계 및 상기 계산된 에러값이 미리 설정된 임계값 보다 크면 이상을 탐지하여 상기 이상이 탐지된 구간을 상기 식각 종점으로 탐지하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, the step of detecting the etching end point (S30) is the step of dividing the preprocessed data into sliding windows having a preset size and inputting them as training data of the TadGAN algorithm, repeatedly training to distinguish between the training data and random data, Generating prediction data, calculating a reconstruction error value by comparing the training data and prediction data, and calculating an error value based on the calculated reconstruction error value, and the calculated error value is greater than a preset threshold value. The method may include detecting an anomaly if it is large, and detecting a section in which the anomaly is detected as the etch end point.

또한, 예측 데이터를 생성하는 단계는, 상기 훈련 데이터와, 상기 랜덤 데이터를 생성기로 바꾼 데이터를 구별하도록 훈련하는 단계 및 상기 훈련 데이터와, 상기 랜덤 데이터를 인코더로 바꾼 데이터를 구별하도록 훈련하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, generating the prediction data includes training to distinguish between the training data and data obtained by converting the random data into a generator, and training to distinguish between the training data and data obtained by converting the random data into an encoder. can include

상술한 본 발명에 따르면, TadGAN 알고리즘을 기초로 비지도 학습 방식의 시계열 이상 탐지를 통한 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 기술을 제공함으로써 적은 데이터만으로도 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하고 사전 유지 보수를 통해 고장으로 인한 손해를 최소화할 수 있는 이점을 제공한다. 이상에서 설명한 실시예들에 따른 식각 종점 탐지 방법에 의한 동작은 적어도 부분적으로 컴퓨터 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 실시예들에 따른 딥러닝 기반의 초해상화 이미지 처리 방법에 의한 동작을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 또한, 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 실시예가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 이해될 수 있을 것이다.According to the present invention described above, based on the TadGAN algorithm, a technique for detecting failures of semiconductor etching equipment through unsupervised time series anomaly detection is provided, thereby detecting failures of semiconductor etching equipment with only a small amount of data and through preliminary maintenance. It provides the advantage of minimizing damage due to failure. An operation by the etching endpoint detection method according to the embodiments described above may be at least partially implemented as a computer program and recorded on a computer-readable recording medium. A program for implementing an operation by a deep learning-based super-resolution image processing method according to embodiments is recorded and a computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer is stored. include Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage devices. In addition, computer-readable recording media may be distributed in computer systems connected through a network, and computer-readable codes may be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing this embodiment can be easily understood by those skilled in the art to which this embodiment belongs.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments, it will be understood that those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will be able to.

10: 반도체 식각 장비
20: OES 장비
100: 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치
10: semiconductor etching equipment
20: OES equipment
100: Device for detecting failure of semiconductor etching equipment

Claims (7)

웨이퍼를 식각하는 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치로서,
상기 반도체 식각 장비에 장착된 광반사 분광기(OES, Optical Emission Spectroscopy)로부터 시계열 스펙트럼 데이터를 수집하는 데이터 수집부;
상기 시계열 스펙트럼 데이터 중 특정 파장에서의 데이터를 추출하는 전처리부;
전처리된 데이터를 TadGAN(Time Series Anomaly Detection using Generative Adversarial Networks) 알고리즘을 기초로 학습하여 상기 웨이퍼의 식각 종점을 탐지하는 식각 종점 탐지부; 및
상기 탐지된 식각 종점과 실제 종점인 Ground Truth를 비교하여 오차가 임계값 보다 클 경우, 상기 반도체 식각 장비의 고장을 판단하는 고장 판단부를 포함하는 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치.
A device for detecting failures of semiconductor etching equipment that etches wafers,
a data collection unit for collecting time-series spectrum data from an Optical Emission Spectroscopy (OES) mounted on the semiconductor etching equipment;
a pre-processing unit extracting data at a specific wavelength from among the time-series spectrum data;
an etch endpoint detector configured to detect an etch endpoint of the wafer by learning the preprocessed data based on a Time Series Anomaly Detection using Generative Adversarial Networks (TadGAN) algorithm; and
A device for detecting failure of semiconductor etching equipment comprising a failure determination unit that compares the detected etching endpoint with Ground Truth, which is an actual endpoint, and determines failure of the semiconductor etching equipment when the error is greater than a threshold value.
제 1 항에 있어서,
상기 식각 종점 탐지부는,
상기 전처리된 데이터를 미리 설정된 크기의 슬라이딩 윈도우로 분할하여 상기 TadGAN 알고리즘의 훈련 데이터로 입력하는 분할기;
상기 훈련 데이터와 랜덤 데이터를 구별하도록 반복 훈련하여 예측 데이터를 생성하는 예측 데이터 생성기;
상기 훈련 데이터와 예측 데이터를 비교하여 재구성 오류값을 산출하고, 상기 산출된 재구성 오류값을 기초로 에러값을 계산하는 에러값 계산기; 및
상기 계산된 에러값이 미리 설정된 임계값 보다 크면 이상을 탐지하여 상기 이상이 탐지된 구간을 상기 식각 종점으로 탐지하는 식각 종점 탐지기를 포함하는 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치.
According to claim 1,
The etching endpoint detection unit,
a divider dividing the preprocessed data into sliding windows having a predetermined size and inputting the data as training data of the TadGAN algorithm;
a predictive data generator generating predictive data by performing repeated training to distinguish the training data from the random data;
an error value calculator calculating a reconstruction error value by comparing the training data and prediction data, and calculating an error value based on the calculated reconstruction error value; and
An apparatus for detecting a failure of semiconductor etching equipment comprising an etch endpoint detector that detects an anomaly when the calculated error value is greater than a preset threshold value and detects a section in which the anomaly is detected as the etch endpoint.
제 2 항에 있어서,
상기 예측 데이터 생성기는,
상기 훈련 데이터와, 상기 랜덤 데이터를 생성기로 바꾼 데이터를 구별하도록 훈련하는 제 1 분별기와,
상기 훈련 데이터와, 상기 랜덤 데이터를 인코더로 바꾼 데이터를 구별하도록 훈련하는 제 2 분별기를 포함하는 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치.
According to claim 2,
The predictive data generator,
A first classifier for training to distinguish between the training data and the data obtained by converting the random data into a generator;
A device for detecting a failure of semiconductor etching equipment including a second classifier for training to discriminate between the training data and data obtained by converting the random data into an encoder.
웨이퍼를 식각하는 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 장치에서의 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 방법으로서,
상기 반도체 식각 장비에 장착된 광반사 분광기(Optical Emission Spectroscopy)로부터 시계열 스펙트럼 데이터를 수집하는 단계;
상기 시계열 스펙트럼 데이터 중 특정 파장에서의 데이터를 추출하여 전처리하는 단계;
전처리된 데이터를 TadGAN(Time Series Anomaly Detection using Generative Adversarial Networks) 알고리즘을 기초로 학습하여 식각 종점을 탐지하는 단계; 및
상기 탐지된 식각 종점과 실제 종점인 Ground Truth를 비교하여 오차가 임계값 보다 클 경우, 상기 반도체 식각 장비의 고장을 판단하는 단계를 포함하는 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 방법.
A method for detecting failure of semiconductor etching equipment in a device for detecting failure of semiconductor etching equipment for etching a wafer,
Collecting time-series spectrum data from an optical emission spectroscopy mounted on the semiconductor etching equipment;
extracting and pre-processing data at a specific wavelength among the time-series spectrum data;
Detecting an etch end point by learning the preprocessed data based on a TadGAN (Time Series Anomaly Detection using Generative Adversarial Networks) algorithm; and
Comparing the detected etching end point with Ground Truth, which is an actual end point, and determining a failure of the semiconductor etching equipment when the error is greater than a threshold value.
제 4 항에 있어서,
상기 식각 종점을 탐지하는 단계는,
상기 전처리된 데이터를 미리 설정된 크기의 슬라이딩 윈도우로 분할하여 상기 TadGAN 알고리즘의 훈련 데이터로 입력하는 단계;
상기 훈련 데이터와 랜덤 데이터를 구별하도록 반복 훈련하여 예측 데이터를 생성하는 단계;
상기 훈련 데이터와 예측 데이터를 비교하여 재구성 오류값을 산출하고, 상기 산출된 재구성 오류값을 기초로 에러값을 계산하는 단계; 및
상기 계산된 에러값이 미리 설정된 임계값 보다 크면 이상을 탐지하여 상기 이상이 탐지된 구간을 상기 식각 종점으로 탐지하는 단계를 포함하는 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 방법.
According to claim 4,
The step of detecting the etch endpoint,
Dividing the preprocessed data into sliding windows of a preset size and inputting the data as training data for the TadGAN algorithm;
Generating predictive data by repeatedly training to distinguish the training data from the random data;
calculating a reconstruction error value by comparing the training data and prediction data, and calculating an error value based on the calculated reconstruction error value; and
and detecting an anomaly when the calculated error value is greater than a preset threshold and detecting a section in which the anomaly is detected as the etching end point.
제 5 항에 있어서,
상기 예측 데이터를 생성하는 단계는,
상기 훈련 데이터와, 상기 랜덤 데이터를 생성기로 바꾼 데이터를 구별하도록 훈련하는 단계; 및
상기 훈련 데이터와, 상기 랜덤 데이터를 인코더로 바꾼 데이터를 구별하도록 훈련하는 단계를 포함하는 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 방법.
According to claim 5,
Generating the prediction data,
training to distinguish between the training data and data obtained by converting the random data into a generator; and
A method of detecting a failure of semiconductor etching equipment comprising the step of training to distinguish between the training data and data obtained by converting the random data into an encoder.
제 4 항 내지 제 6 항에 따른 반도체 식각 장비의 고장을 탐지하는 방법을 실행하도록 구성된, 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 판독가능한 프로그램.
A computer readable program stored on a computer readable recording medium, configured to execute the method for detecting a failure of semiconductor etching equipment according to claims 4 to 6.
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