Ученые Томского университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) разрабатывают интеллектуальную систему контроля технологических процессов полупроводникового производства на основе методов машинного обучения. Это поможет увеличить производительность в электронной промышленности. 

Сегодня, чтобы контролировать качество проведения любого технологического процесса массового производства микроэлектроники, из партии проверяют одну-две подложки. Если технология стабильна, на остальных результат должен быть тем же самым. Однако, когда размер элементов на подложке уменьшается, даже незначительные отклонения становятся критическими, и возникает необходимость контроля всех подложек. Кроме того, всегда приходится ждать, когда будут проверены контрольные пластины, прежде чем корректировать (в случае необходимости) весь процесс.

 

«Наше решение позволяет отслеживать отклонения техпроцесса от заданной технологии  в режиме онлайн. С помощью датчиков собирается информация о процессе обработки текущей пластины и далее определяется контролируемый параметр, величина которого наиболее критична для данного техпроцесса. По величине данного параметра мы определяем, следует ли вносить корректировки в техпроцесс или нет — говорит магистр кафедры физической электроники ТУСУРа Артем Попов.

Чтобы обеспечить контроль всех пластин, в разработке используются методы машинного обучения: алгоритм на языке программирования обучает модель, которая предсказывает результат проведения техпроцесса по данным с датчиков технологической установки. Такую модель можно сохранить и использовать на компьютерах фабрики.

«Во время обработки пластины датчики измеряют множество параметров техпроцесса: давление, температуру, скорости потоков газов и так далее — это входные данные. Для контрольных подложек на участке метрологии измеряют критический параметр — например, толщину напыленной пленки. Это выходные данные, — поясняет Артем Попов. — Мы можем обучить модель по входным и выходным данным, применяя современные алгоритмы машинного обучения. Далее, если в эту модель ввести данные с датчиков, она предскажет значение критических параметров для каждой подложки, и мы сможем контролировать все изделия в партии». 

Проект поддержан программой «УМНИК», и на первом этапе разработчики уже сделали поведенческие модели, которые с высокой точностью предсказывают результат техпроцесса. Для работы они использовали данные с реального крупного зарубежного производства, которые были выложены на международный конкурс по машинному обучению. По словам Артема Попова, развить идею пытаются ученые во всем мире, а в результатах заинтересованы ведущие производители электроники.

«Сложность в том, что каждый техпроцесс уникален: если меняются характеристики установки, нужно менять и модель. Если получится сделать систему, в которую просто дают данные, и она обучается — неважно, какой техпроцесс, — это будет прорыв. Сейчас мы сосредоточены на том, чтобы сконцентрировать общий подход, а на втором этапе будем делать тонкие настройки в модели, чтобы повысить точность», — рассказал он.

Интеллектуальная система контроля с машинным обучением может использоваться на любом полупроводниковом производстве, где массово обрабатываются полупроводниковыекремниевые пластины. В России это фабрики по производству микроэлектроники, в том числе крупнейшие российские заводы в Зеленограде. В Томске технологию могут применять «Микран» и НИИПП.

«Контроль всех пластин даст значительную экономию времени и повышение процента выхода годных изделий, — комментирует Артем Попов. — Сейчас, для того чтобы оставаться на рынке, нужно обеспечить выход годной конечной продукции на уровне 90 процентов, как у гигантов вроде Intel или TSMC. В России с этим есть трудности, потому что система контроля развивается медленнее, чем хотелось бы».

Научным консультантом проекта выступает компания 50ohm Technologies.

Похожие новости

  • 05/02/2018

    Россия должна преодолеть риски цифровой экономики

    Технологии будут развиваться только если государство сделает акцент на привлечении и удержании квалифицированных специалистов, обеспечив доступ к финансированию и создав благоприятные условия для роста экономики.
    913
  • 27/11/2018

    Развитие новых технологий обсудят на конференции в ТУСУРе

    ​28 – 30 ноября Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники проведёт международную научно-практическую конференцию «Электронные средства и системы управления».
    1396
  • 22/03/2019

    В Томске разрабатывают ТВ-приставку с распознаванием лиц и персональными рекомендациями

    ​Резиденты томского студенческого бизнес-инкубатора «Дружба» намерены вывести свои продукты на западные рынки. Компания Zoom TV разрабатывает ТВ-приставку с распознованием лиц и составлением персональных рекомендаций.
    208
  • 19/04/2019

    Разработка резидентов бизнес-инкубатора ТУСУРа заменит ключи от домофона смартфоном

    ​Резиденты студенческого бизнес-инкубатора (СБИ) Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники совместно с компанией KODE разработали систему, которая позволяет открывать дверь в подъезд с помощью смартфона.
    231
  • 27/10/2017

    Ректор ТУСУРа принимает участие в форуме Russian Blockchain Week – 2017

    Ректор ТУСУРа Александр Шелупанов принимает участие в форуме Russian Blockchain Week – 2017, который проходит 26 – 28 октября в Российском экономическом университете им. Г. В. Плеханова (РЭУ).
    1294
  • 18/01/2018

    Робототехнику в российских школах будут изучать по разработанным в ТУСУРе материалам

    Преподаватели Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники выступили авторами эксклюзивных интерактивных рабочих тетрадей по робототехнике для школьников, выпущенных известной российской компанией.
    803
  • 27/03/2019

    В ТУСУР впервые в мире применили генетические алгоритмы для компьютерной генерации электрических схем

    ​Будь в Японии роботы специального назначения, рассчитанные на работу в условиях повышенной радиации, аварию на АЭС в Фукусиме удалось бы ликвидировать гораздо быстрее. Но летит ли сегодня рой беспилотников, отбирает пробы грунта луноход или исследует дно океана телеуправляемый подводный аппарат, всем им необходимы надежная связь, грамотные системы управления, бесперебойное энергоснабжение.
    200
  • 03/12/2018

    ТУСУР и Cognitive Technologies открыли совместную лабораторию когнитивных технологий

    ​30 ноября в ТУСУРе состоялось открытие совместной лаборатории университета и ведущего мирового разработчика систем искусственного интеллекта для беспилотных транспортных средств компании Cognitive Technologies.
    1109
  • 08/06/2019

    НГУ провел выездные проектные школы в регионах

    Школы прошли 12-14 мая в Томске, 17-19 мая в Чите и 27-29 мая в Уфе. Основная цель проекта — тиражирование опыта организации проектной работы со школьниками по направлениям «Нейротехнологии», «Инженерная биология», «Программирование», установление отношений сотрудничества с образовательными организациями других регионов.
    242
  • 19/11/2018

    Работы ТУСУРа помогут развитию космической отрасли

    ​ТУСУР принял участие в обсуждении перспектив развития космической отрасли для реализации цифровой экономики, состоявшемся по инициативе технологической платформы «Национальная информационная спутниковая система».
    363