[논문]EWMA 관리도 최적화를 통한 반도체 제조 공정의 설비 미세변동 감지력 향상에 관련 연구

김민철; 변권현; 김종규

EWMA 관리도 최적화를 통한 반도체 제조 공정의 설비 미세변동 감지력 향상에 관련 연구
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김민철 (삼성전자 공과대학 반도체 공학과) , 변권현 (삼성전자 DS 부문 메모리 사업부) , 김종규 (삼성전자 DS 부문 메모리 사업부)

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문제 정의

1), 전통적 3Sigma Shewhart 관리도로는 검출이 불가하였다. 본 논문에서는 미세변동에 대한 감지력 향상을 목적으로 EWMA (Exponentially Weighted Moving Average) 로직을 적용하여 유효성을 검토하였고, Logic 최적화를 통해 가성 Interlock 개선 사례를 소개하고자 한다.

제안 방법

우리는 반도체 공정에서 EWMA 관리도 적용시 유효성을 확인하고자 TEST 를 진행 하였다. TEST 결과 Fig.
우리는 반도체 공정에서의 미세변경 검출력을 높이기 위해 EWMA 를 도입하였고, Logic의 최적화를 통해 불필요한 가성 Interlock 을 개선한 사례를 소개 하였다. 이로써 고질 SPC Interlock 의 39% 가 감소함을 확인 할 수 있었다.
첫째, Fig 3-a 와 같이 Data 가 Target 근처에서 작은 거동을 일으켜 발생되는 Interlock 은 불필요하다. 이를 개선하고자 Target 의 단방향 폭의 12.5% 까지를 Target Zone 으로 정의하였다. 그리고 최근 9Point 값의 평균이 Target Zone 을 벗어나지 않을 경우 Interlock 에서 제외하도 록 식 (2) 와 같이 구현하였다.

성능/효과

우리는 반도체 공정에서 EWMA 관리도 적용시 유효성을 확인하고자 TEST 를 진행 하였다. TEST 결과 Fig. 2 의 Upper Chart 같이 기존에 검출 불가했던 미세변동이 EWMA 적용 후 Lower Chart 와 같이 효과적으로 검출되었다.
우리는 앞절에서 Material 의 열화에 따른 미세변동 검출에 있어 EWMA 가 보다 효과적으로 검출함을 확인하였다. 추가로 다음과 같이 나타나는 가성 Data 에 대해 최적화를 진행 하였다.
우리는 반도체 공정에서의 미세변경 검출력을 높이기 위해 EWMA 를 도입하였고, Logic의 최적화를 통해 불필요한 가성 Interlock 을 개선한 사례를 소개 하였다. 이로써 고질 SPC Interlock 의 39% 가 감소함을 확인 할 수 있었다. 검출력 유효성을 볼 때 본 공정과 유사한 공정에 대하여 확대 적용할 수 있다.
첫째, Fig 3-a 와 같이 Data 가 Target 근처에서 작은 거동을 일으켜 발생되는 Interlock 은 불필요하다. 이를 개선하고자 Target 의 단방향 폭의 12.

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