다중 시계열 패턴인식을 이용한 반도체 생산장치의 지능형 감시시스템
An Intelligent Monitoring System of Semiconductor Processing Equipment using Multiple Time-Series Pattern Recognition
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초록
본 논문에서는 다중 시계열 패턴인식 사용하여 생산장치의 상태자료부터 공정결과를 예측하여 정상 또는 비정상을 판정하는 지능형 감시시스템에 관하여 기술한다. 제안하는 감시스템은 초기화, 학습 그리고 인식의 세 단계로 구성된다. 초기화 단계에서는 감시대상의 생산장치가 가지는 인자들 각각의 가중치와 각 인자들이 가지는 시계열 자료 중에서 학습과 인식에 유효단계를 설정한다. 학습단계에서는 LBG알고리즘을 사용하여 이 생산장치에 의하여 생성되고 수집된 패턴들을 군집화 한다. 각 패턴은 시계열 형태의 자료와 처리 완료 후 계측기에 의하여 측정된 ACI로 구성된다. 인식단계에서는 DTW를 사용하여 실시간으로 입력된 패턴과 군집화된 패턴들 사이의 대응을 수행하여 가장 잘 정합되는 패턴을 찾는다. 그 다음은 이 패턴이 가지는 ACI, 차 그리고 가중치들의 조합으로 예측된 ACI 값을 산출한다. 최종적으로 예측된 ACI가 정상으로 수용할 수 있는 값 범위에 있는지 여부를 결정한다. 제안하는 시스템의 성능평가를 위하여 식각장치로부터 획득된 자료를 대상으로 실험하였다. 실험결과에서는 학습횟수가 증가함에 따라 예측 ACI값과 실측 ACI값 사이의 오차가 현저히 감소함을 볼 수 있다.
Abstract
This paper describes an intelligent real-time monitoring system of a semiconductor processing equipment, which determines normal or not for a wafer in processing, using multiple time-series pattern recognition. The proposed system consists of three phases, initialization, learning and real-time prediction. The initialization phase sets the weights and the effective steps for all parameters of a monitoring equipment. The learning phase clusters time series patterns, which are producted and gathered for processing wafers by the equipment, using LBG algorithm. Each pattern has an ACI which is measured by a tester at the end of a process. The real-time prediction phase corresponds a time series entered by real-time with the clustered patterns using Dynamic Time Warping, and finds the best matched pattern. Then it calculates a predicted ACI from a combination of the ACI, the difference and the weights. Finally, it determines Spec in or out for the wafer. The proposed system is tested on the data acquired from etching device. The results show that the error between the estimated ACI and the actual measurement ACI is remarkably reduced according to the number of learning increases.
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