JP2022091722A - ウエハ型センサの充電およびオートティーチングのための制御プログラム、コンテナおよび半導体素子製造設備 - Google Patents

ウエハ型センサの充電およびオートティーチングのための制御プログラム、コンテナおよび半導体素子製造設備 Download PDF

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Abstract

【課題】ウエハ型センサの充電及びオートティーチングのための制御装置、制御装置によって実行される制御プログラム、ウエハ型センサ保管装置、ウエハ型センサ充電装置及び半導体素子製造設備を提供する。【解決手段】ウエハを処理する基板処理装置１１０、半導体素子製造設備及びその部品を検査するウエハ型センサ１２０、制御装置１３０、ウエハ型センサ１２０を保管する保管装置１４０及びウエハ型センサ１２０を充電する充電装置１５０を含むオートティーチングシステム１００において、プロセッサが搭載された制御装置１３０によって実行される制御プログラムは、ウエハ型センサ１２０を用いて半導体素子製造設備及びその部品をモニタリングし、また、ウエハ型センサのバッテリ残量をモニタリングする。【選択図】図１

Description

本発明はウエハ型センサ制御装置、前記制御装置によって実行される制御プログラム、ウエハ型センサ保管装置（コンテナ）、ウエハ型センサ充電装置（ロードポートモジュール）および前記ウエハ型センサ充電装置を備える半導体素子製造設備に関する。より詳細には、ウエハ型センサの充電およびオートティーチングのための制御装置、制御プログラム、コンテナ、ロードポートモジュールおよび半導体素子製造設備に関する。
半導体素子製造工程は半導体素子製造設備内で連続的に行われ得、前工程および後工程に区分することができる。半導体製造設備は半導体素子を製造するためにファブ（ＦＡＢ）と定義される空間内に設けられる。
前工程は基板（例えば、ウエハ（Ｗａｆｅｒ））上に回路パターンを形成してチップ（Ｃｈｉｐ）を完成する工程をいう。このような前工程は基板上に薄膜を形成する蒸着工程（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、フォトマスク（Ｐｈｏｔｏ Ｍａｓｋ）を用いて薄膜上にフォトレジスト（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｉｓｔ）を転写する露光工程（Ｐｈｏｔｏ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、基板上に所望する回路パターンを形成するために化学物質や反応性ガスを用いて必要ない部分を選択的に除去するエッチング工程（Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、エッチング後に残っているフォトレジストを除去するアッシング工程（Ａｓｈｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、回路パターンと連結される部分にイオンを注入して電子素子の特性を有するようにするイオン注入工程（Ｉｏｎ Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、基板上で汚染源を除去する洗浄工程（Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）などを含み得る。
後工程は前工程により完成された製品の性能を評価する工程をいう。後工程は基板上のそれぞれのチップに対して動作の可否を検査して優良品と不良品を選別する基板検査工程、ダイシング（Ｄｉｃｉｎｇ）、ダイボンディング（Ｄｉｅ Ｂｏｎｄｉｎｇ）、ワイヤボンディング（Ｗｉｒｅ Ｂｏｎｄｉｎｇ）、モールディング（Ｍｏｌｄｉｎｇ）、マーキング（Ｍａｒｋｉｎｇ）などによりそれぞれのチップを切断および分離して製品の形状を備えるようにするパッケージ工程（Ｐａｃｋａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、電気的特性検査、バーンイン（Ｂｕｒｎ Ｉｎ）検査などにより製品の特性と信頼性を最終的に検査する最終検査工程などを含み得る。
半導体素子製造工程で、エッチング設備（Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｃｈａｍｂｅｒ）は基板上に所望する回路パターンを形成するために用いられる。このようなエッチング設備はプラズマを用いて基板をエッチングすることができる。
エッチング設備はプラズマを用いる場合、下部電極として活用するために静電チャック（ＥＳＣ；Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｃｈｕｃｋ）を基板支持ユニットに設けることができる。この時、プラズマによって静電チャックの側面が損傷することを防止し、基板エッチングの効率性を高めるために、静電チャックの周辺にリングアセンブリ（Ｒｉｎｇ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）が形成されることができる。
しかし、リングアセンブリは使用時間とともに次第にエッチングされる消耗品であるため、周期的に位置補正したり取り替えないと基板処理工程に悪い影響を及ぼし得る。
本発明で解決しようとする課題は、ウエハ型センサを用いて半導体素子製造設備およびその部品をモニタリングするオートティーチングシステムとそれに含まれる制御装置および前記制御装置によって実行される制御プログラムを提供することにある。
また、本発明で解決しようとする課題は、有事の際に円滑な使用のために前記ウエハ型センサを自動で充電させるオートティーチングシステムとそれに含まれるウエハ型センサ保管装置（コンテナ）、ウエハ型センサ充電装置（ロードポートモジュール）および半導体素子製造設備を提供することにある。
本発明の課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は以下の記載から当業者に明確に理解されることができる。
前記課題を達成するための本発明の制御プログラムの一面（ａｓｐｅｃｔ）は、プロセッサが搭載された制御装置によって実行されるプログラムであって、ウエハ型センサを用いて半導体素子製造設備およびその部品をモニタリングし、前記ウエハ型センサのバッテリ残量をモニタリングする。
前記プログラムは消耗性部品が基板処理装置内でセンタリングされているかをモニタリングし得る。
前記プログラムは前記消耗性部品が取り替えられると前記消耗性部品がセンタリングされているかをモニタリングし得る。
前記ウエハ型センサは前記消耗性部品とチャックの間の間隔を測定し得る。
前記プログラムは前記消耗性部品がセンタリングされていないと、センタリングと関連する補正情報に基づいてトランスファーロボットを用いて前記消耗性部品の位置を補正し得る。
前記プログラムは前記ウエハ型センサのバッテリ残量が基準値未満である場合、ロードポートモジュール（ＬＰＭ）に設けられたバッテリ充電装置を用いて前記ウエハ型センサを充電させることができる。
前記プログラムは前記ウエハ型センサを充電させる場合、前記ウエハ型センサをコンテナに搭載させ得る。
前記プログラムは前記ウエハ型センサを充電させる場合、前記ウエハ型センサが搭載された前記コンテナを前記ロードポートモジュール上に安着させ得る。
前記プログラムは前記ウエハ型センサのバッテリ残量が基準値未満である場合、前記ウエハ型センサを充電させた後、半導体素子製造設備およびその部品をモニタリングし得る。
前記課題を達成するための本発明のウエハ型センサ保管装置（コンテナ）の一面は、ウエハ型センサを搭載し、バッテリ充電装置を備えるロードポートモジュールを用いて前記ウエハ型センサを充電させる。
前記コンテナは前記ウエハ型センサが搭載されると前記ウエハ型センサを充電させ得る。
前記ウエハ型センサは充電時前記コンテナに搭載され得る。
前記コンテナは前記コンテナの内部で上下方向に設けられる複数のスロットを含み得る。
前記コンテナは、前記コンテナの内部に設けられる第１スロットと、前記第１スロットの下に設けられる第２スロットを含み、前記第１スロットおよび前記第２スロットには互いに異なる物が搭載され得る。
前記ウエハ型センサは前記第１スロットに搭載され得る。
前記コンテナは前記ウエハ型センサのバッテリ残量のモニタリング結果に基づいて前記ウエハ型センサを充電させ得る。
前記コンテナはＦＯＵＰであり得る。
前記コンテナは磁気共振方式および電磁誘導方式のうち少なくとも一つの方式を用いて前記ウエハ型センサを充電させ得る。
前記課題を達成するための本発明のウエハ型センサ充電装置（ロードポートモジュール）の一面は、バッテリ充電装置を備え、前記バッテリ充電装置を用いてコンテナに搭載されたウエハ型センサを充電させる。
前記バッテリ充電装置は、第１電力を供給する電源供給モジュールと、前記ロードポートモジュールの内部に設けられ、前記第１電力を第２電力に変換する電力変換モジュールと、前記ロードポートモジュールの上部に設けられ、前記コンテナのコネクタと接続される電源出力端子を含み得る。
前記バッテリ充電装置は前記コンテナが前記ロードポートモジュールの上部に安着すると前記ウエハ型センサを充電させ得る。
前記課題を達成するための本発明の半導体素子製造設備の一面は、フロントエンドモジュールモジュール（ＦＥＭ）に設けられるロードポートモジュールと、前記ロードポートモジュールに隣接して設けられ、前記ロードポートモジュール上のコンテナに搭載された基板を搬送する第１搬送ロボットを備えるインデックスモジュールと、前記基板を処理し、複数設けられる工程チャンバと、前記工程チャンバに隣接して設けられ、前記第１搬送ロボットによって搬送された未処理基板を前記工程チャンバに搬入したり、既処理基板を前記工程チャンバから搬出する第２搬送ロボットを備えるトランスファーチャンバを含み、前記ロードポートモジュールはバッテリ充電装置を備え、前記バッテリ充電装置を用いて前記コンテナに搭載されたウエハ型センサを充電させる。
前記ロードポートモジュールは複数であり得る。
それぞれのロードポートモジュール上に安着するそれぞれのコンテナは互いに異なる物を搭載し得る。
前記それぞれのコンテナのうちいずれか一つのコンテナは前記ウエハ型センサを搭載し、他の一つのコンテナは前記基板を搭載し得る。
複数の工程チャンバはクラスタプラットホーム、クワッドプラットホームおよびインラインプラットホームのいずれか一つの構造により配置され得る。
その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明および図面に含まれている。
本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムの内部構成を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する基板処理装置の内部構造を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成するウエハ型センサの内部構成を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成するウエハ型センサの役割を説明するための第１例示図である。 本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成するウエハ型センサの役割を説明するための第２例示図である。 本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する制御装置の作動方法を例示的に説明するための第１流れ図である。 本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する制御装置の作動方法を例示的に説明するための第２流れ図である。 本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する制御装置の作動方法を例示的に説明するための第３流れ図である。 本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する保管装置の内部構造を概略的に示す第１例示図である。 本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する保管装置の内部構造を概略的に示す第２例示図である。 本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する保管装置の内部構造を概略的に示す第３例示図である。 本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成するロードポートモジュールの内部構造を概略的に示す図である。 図１２のロードポートモジュールを構成する電源出力端子の構造を概略的に図示す例示図である。 本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する保管装置の未使用時の保管方法を説明するための例示図である。 ロードポートモジュールを含む半導体素子製造設備の第１実施形態による例示図である。 ロードポートモジュールを含む半導体素子製造設備の第２実施形態による例示図である。 ロードポートモジュールを含む半導体素子製造設備の第３実施形態による例示図である。
以下、添付する図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。本発明の利点および特徴、並びにこれらを達成する方法は添付する図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すると明確になる。しかし、本発明は以下で開示する実施形態に限定されるものではなく互いに異なる多様な形態で実現することができ、本実施形態は単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。明細書全体にわたって同一参照符号は同一構成要素を指すものとする。
素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）または層が他の素子または層の「上（ｏｎ）」または「の上（ｏｎ）」と称される場合は他の素子または層の真上だけでなく中間に他の層または他の素子が介在する場合をすべて含む。反面、素子が「直接上（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」または「真上」と称される場合は中間に他の素子または層を介在しない場合を示す。
空間的に相対的な用語である「下（ｂｅｌｏｗ）」、「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下部（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、上部（ｕｐｐｅｒ）」などは図面に示されているように一つの素子または構成要素と他の素子または構成要素との相関関係を容易に記述するために使われる。空間的に相対的な用語は図面に示されている方向に加えて使用時または動作時素子の互いに異なる方向を含む用語として理解されなければならない。例えば、図面に示されている素子をひっくり返す場合、他の素子の「下（ｂｅｌｏｗ）」または「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」と記述された素子は他の素子の「上（ａｂｏｖｅ）」に置かれ得る。したがって、例示的な用語の「下」は下と上の方向をすべて含み得る。素子は他の方向にも配向されることができ、そのため空間的に相対的な用語は配向によって解釈されることができる。
第１、第２などが多様な素子、構成要素および／またはセクションを叙述するために使われるが、これらの素子、構成要素および／またはセクションはこれらの用語によって制限されないことはもちろんである。これらの用語は単に一つの素子、構成要素またはセクションを他の素子、構成要素またはセクションと区別するために使用することである。したがって、以下で言及される第１素子、第１構成要素または第１セクションは本発明の技術的思想内で第２素子、第２構成要素または第２セクションであり得るのはもちろんである。
本明細書で使われた用語は実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書で、単数形は文面で特記しない限り、複数形も含む。明細書で使われる「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は言及された構成要素、段階、動作および／または素子は一つ以上の他の構成要素、段階、動作および／または素子の存在または追加を排除しない。
他に定義のない限り、本明細書で使われるすべての用語（技術的および科学的用語を含む）は本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に共通して理解され得る意味で使われる。また、一般的に使われる辞典に定義されている用語は明白に特に定義されていない限り理想的にまたは過度に解釈されない。
以下、添付する図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明し、添付図面を参照して説明するにあたり図面符号に関係なく同一であるかまたは対応する構成要素は同じ参照番号を付与し、これに係る重複する説明は省略する。
本発明は半導体素子を製造するために用いられる半導体素子製造設備およびその部品を検査するために適用されるオートティーチングシステム（Ａｕｔｏ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）に関するものである。本発明によるオートティーチングシステムはウエハ型センサを用いて半導体素子製造設備およびその部品をモニタリングすることができ、ウエハ型センサを自動で充電することができる。
具体的には、オートティーチングシステムを構成する制御装置および制御装置によって実行されるプログラムを用いて半導体素子製造設備およびその部品をモニタリングすることができ、有事の際の円滑な使用のためにオートティーチングシステムを構成する保管装置および充電装置を用いてウエハ型センサを自動充電することができる。
以下では図面などを参照して本発明を詳しく説明する。
図１は本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムの内部構成を概略的に示す図である。
オートティーチングシステム１００は半導体素子製造設備に適用されるものであって、オートティーチング完全自動化（Ａｕｔｏ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｆｕｌｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）のためのシステムである。
図１によれば、オートティーチングシステム１００は基板処理装置１１０、ウエハ型センサ１２０、制御装置１３０、保管装置１４０および充電装置１５０を含んで構成されることができる。
基板処理装置１１０は基板（例えば、ウエハ（Ｗａｆｅｒ））を処理する装置である。基板処理装置１１０は例えば、基板に対してエッチング工程（Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）を行うチャンバ（Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｈａｍｂｅｒ）、基板に対して洗浄工程（Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）を行うチャンバ（Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｈａｍｂｅｒ）などとして具現することができる。
基板処理装置１１０はエッチング工程チャンバ、洗浄工程チャンバなどとして具現する場合、図２に示すようにハウジング２１０、基板支持ユニット２２０、プラズマ生成ユニット２３０およびシャワーヘッドユニット２４０を含んで構成されることができる。
図２は本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する基板処理装置の内部構造を概略的に示す図である。以下の説明は図２を参照する。
基板処理装置１１０は真空環境で乾式エッチング工程および／または乾式洗浄工程を用いて基板Ｗを処理することができる。基板処理装置１１０は例えば、プラズマ工程（Ｐｌａｓｍａ Ｐｒｏｃｅｓｓ）を用いて基板Ｗを処理することができる。
ハウジング２１０はプラズマ工程が行われる空間を提供するものである。ハウジング２１０はその側壁に基板Ｗが出入りする通路として提供される開口部（図示せず）を含み得る。
基板支持ユニット２２０はハウジング２１０の内部下側領域に設けられるものであり、静電気力を用いて基板Ｗを支持することができる。しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。基板支持ユニット２２０はメカニカルクランプ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｌａｍｐｉｎｇ）、真空（Ｖａｃｕｕｍ）などのような多様な方式で基板Ｗを支持することも可能である。
基板支持ユニット２２０は静電気力を用いて基板Ｗを支持する場合、ベース２２１および静電チャック（ＥＳＣ；Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｃｈｕｃｋ，２２２）を含んで構成されることができる。
静電チャック２２２は静電気力を用いてその上部に安着する基板Ｗを支持する基板支持部材である。このような静電チャック２２２はセラミック材質で提供することができ、ベース２２１上に固定されるようにベース２２１と結合され得る。
リングアセンブリ２２３は静電チャック２２２の縁を囲むように提供されるものである。このようなリングアセンブリ２２３はリング形状で提供され、基板Ｗの縁領域を支持するように構成されることができる。リングアセンブリ２２３はフォーカスリング（Ｆｏｃｕｓ Ｒｉｎｇ；２２３ａ）およびエッジリング（Ｅｄｇｅ Ｒｉｎｇ；２２３ｂ）を含んで構成されることができる。
フォーカスリング２２３ａはエッジリング２２３ｂの内側に形成され、静電チャック２２２を囲むように提供される。フォーカスリング２２３ａはシリコン材質で提供され得、プラズマ工程時生成されたイオンを基板Ｗの上に集中させることができる。
エッジリング２２３ｂはフォーカスリング２２３ａの外側に形成され、フォーカスリング２２３ａを囲むように提供される。エッジリング２２３ｂはクォーツ（Ｑｕａｒｔｚ）材質で提供され得、プラズマによって静電チャック２２２の側面が損傷することを防止するために形成されることができる。
加熱部材２２４および冷却部材２２５はハウジング２１０の内部でエッチング工程が行われているときに基板Ｗが工程温度を維持できるように提供されるものである。加熱部材２２４および冷却部材２２５は例えば、静電チャック２２２の内部およびベース２２１の内部にそれぞれ設けられる。
プラズマ生成ユニット２３０は放電空間に残留するガスからプラズマを発生させるものである。ここで、放電空間はハウジング２１０の内部空間の基板支持ユニット２２０の上部に位置する空間を意味する。
プラズマ生成ユニット２３０は誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ；Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）ソースを用いてハウジング２１０内部の放電空間にプラズマを発生させることができる。この場合、プラズマ生成ユニット２３０は上部モジュール２５０に設けられるアンテナユニット（Ａｎｔｅｎｎａ Ｕｎｉｔ；２５１）を上部電極として用いて、静電チャック２２２を下部電極として用いることができる。
しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。プラズマ生成ユニット２３０は容量結合型プラズマ（ＣＣＰ；Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）ソースを用いてハウジング２１０内部の放電空間にプラズマを発生させることも可能である。この場合、プラズマ生成ユニット２３０はシャワーヘッドユニット２４０を上部電極として用いて、静電チャック２２２を下部電極として用いることができる。
プラズマ生成ユニット２３０は上部電極、下部電極、上部電源２３１および下部電源２３２を含んで構成されることができる。
上部電源２３１は上部電極に電力を印加するものである。上部電源２３１はプラズマの特性を制御するように提供されることができる。上部電源２３１は例えば、イオン衝撃エネルギ（Ｉｏｎ Ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ Ｅｎｅｒｇｙ）を調節するように提供されることができる。
下部電源２３２は下部電極に電力を印加するものである。下部電源２３２はプラズマを発生させるプラズマソースの役割をしたり、上部電源２３１とともにプラズマの特性を制御する役割をすることができる。
シャワーヘッドユニット（Ｓｈｏｗｅｒ Ｈｅａｄ Ｕｎｉｔ；２４０）はハウジング２１０の内部で静電チャック２２２と上下方向（第３方向３０）に対向するように設けられる。シャワーヘッドユニット２４０はハウジング２１０の内部にガスを噴射するために複数のガス噴射穴（Ｇａｓ Ｆｅｅｄｉｎｇ Ｈｏｌｅ）を備え、静電チャック２２２よりもさらに大きい直径を有するように提供されることができる。シャワーヘッドユニット２４０はシリコン材質で提供されるか、または金属材質で提供されることができる。
以上の説明ではオートティーチングシステム１００に含まれるものとして基板処理装置１１０について説明したが、本実施形態でオートティーチングシステム１００は基板処理装置１１０の代わりに半導体素子製造設備を含んで構成されることも可能である。半導体素子製造設備は基板処理装置１１０を含むものであり、これについては後述する。半導体素子製造設備を構成する工程チャンバが基板処理装置１１０に該当する。一方、本実施形態ではオートティーチングシステム１００自体が半導体素子製造設備でもあり得る。
再び図１を参照して説明する。
ウエハ型センサ（Ｗａｆｅｒ Ｔｙｐｅ Ｓｅｎｓｏｒ；１２０）は半導体素子製造設備およびその部品を検査するために適用するものである。このようなウエハ型センサ１２０は半導体素子製造設備およびその部品に対するオートティーチング（Ａｕｔｏ Ｔｅａｃｈｉｎｇ）、半導体素子製造設備内で基板搬送に用いられるロボットモニタリング（例えば、ロボットと関連する振動、トルク、Ｅｎｃｏｄｅｒ、傾き、位置などのモニタリング）、半導体素子製造設備内の温度および圧力測定などに適用することができる。
ウエハ型センサ１２０は前記のような機能を遂行するために図３に示すようにセンシングモジュール３１０、第１通信モジュール３２０、保存モジュール３３０、電源モジュール３４０および第１制御モジュール３５０を含んで構成されることができる。
図３は本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成するウエハ型センサの内部構成を概略的に示す図である。以下の説明は図３を参照する。
センシングモジュール３１０は半導体素子製造設備およびその部品を検査するために必要な各種信号および情報を検出するものである。センシングモジュール３１０は本実施形態で映像信号検出器（Ｉｍａｇｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、例えばＣａｍｅｒａ）、光信号検出器（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、例えばＬａｓｅｒ Ｂｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）などを含み得る。
また、センシングモジュール３１０は例えば、加速度情報検出器（Ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ）、傾斜情報検出器（Ｉｎｃｌｉｎｏｍｅｔｅｒ）、方向情報探知機（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｐａｓｓ）、磁界方向検出器（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、磁場強度検出器（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、温度情報検出器（Ｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ）、圧力情報検出器（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、湿度検出器（Ｈｕｍｉｄｉｔｙ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、音波検出器（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、酸度検出器（Ａｃｉｄｉｔｙ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、化学的成分活性化検出器（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｏｉｅｔｙ Ａｃｔｉｖｉｔｙ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）などをさらに含むことも可能である。
第１通信モジュール３２０はセンシングモジュール３１０により検出された信号および情報を外部に送信するものである。第１通信モジュール３２０は例えば、検出信号および情報を制御装置１３０に送信することができる。
第１通信モジュール３２０は検出信号および情報を無線方式で送信することができる。この場合、第１通信モジュール３２０はＷｉ－Ｆｉ（ＷＩＦＩ）を無線方式で用いることができる。しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。本実施形態ではデータを無線で送受信が可能な方式であればいかなる方式でも採択して適用することができる。一方、第１通信モジュール３２０は検出信号および情報を有線方式で送信することも可能である。
一方、第１通信モジュール３２０は外部から特定の信号および情報を受信することも可能である。
保存モジュール３３０はセンシングモジュール３１０により検出された信号および情報、第１通信モジュール３２０により外部から受信された信号および情報などを保存するものである。保存モジュール３３０は少なくとも一つのメモリチップを含んで構成されることができる。
電源モジュール３４０はウエハ型センサ１２０を構成するそれぞれの構成要素、すなわち、センシングモジュール３１０、第１通信モジュール３２０、保存モジュール３３０、第１制御モジュール３５０などが円滑に作動できるように電源を供給するものである。このような電源モジュール３４０は少なくとも一つのバッテリを含んで構成されることができる。
第１制御モジュール３５０はウエハ型センサ１２０を構成するそれぞれの構成要素、すなわち、センシングモジュール３１０、第１通信モジュール３２０、保存モジュール３３０、電源モジュール３４０などの全体作動を制御するものである。このような第１制御モジュール３５０は主処理装置（ＭＰＵ；Ｍａｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサとして具現することができ、本実施形態ではＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などを含む概念として理解することもできる。
一方、ウエハ型センサ１２０はその他にもＡ／Ｄコンバータ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ；Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を含む照明モジュールなどをさらに含んで構成されることも可能である。
先立って、センシングモジュール３１０が映像信号検出器を含んで構成できることについて説明した。この場合、ウエハ型センサ１２０は例えば、カメラモジュール（Ｃａｍｅｒａ Ｍｏｄｕｌｅ）が内蔵されている基板であるビジョンウエハ（Ｖｉｓｉｏｎ Ｗａｆｅｒ）として具現することができる。
ウエハ型センサ１２０がカメラモジュール３１０ａが内蔵されているビジョンウエハとして具現される場合、図４に示すように基板処理装置１１０内でチャック部材２６０と消耗性部品２７０の間の間隔（Ｇａｐ；Ｋ）を測定するために用いられる。前記では、消耗性部品２７０は基板Ｗを囲むように基板処理装置１１０内に配置されるリング形状の部材であり得る。消耗性部品２７０は例えば、フォーカスリング２２３ａまたはエッジリング２２３ｂであり得る。一方、チャック部材２６０は静電チャック２２２であり得る。図４は本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成するウエハ型センサの役割を説明するための第１例示図である。
一方、ウエハ型センサ１２０がチャック部材２６０と消耗性部品２７０の間の間隔Ｋを測定する場合、図５の例示に示すようにチャック部材２６０のそれぞれの側で消耗性部品２７０との間隔に対する情報（例えば、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４）を複数取得することができる。
このように取得されたチャック部材２６０と消耗性部品２７０の間の間隔Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４はチャック部材２６０を基準として消耗性部品２７０をセンタリング（Ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ）するために活用される。図５は本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成するウエハ型センサの役割を説明するための第２例示図である。
一方、ウエハ型センサ１２０がビジョンウエハとして具現される場合、半導体素子製造設備または基板処理装置内の部品に係る映像情報を取得するために用いられることもできる。
一方、センシングモジュール３１０は光信号検出器、例えばレーザビーム検出器を含んで構成され得、この場合ウエハ型センサ１２０は消耗性部品２７０の高さを測定するために用いられる。
再び図１を参照して説明する。
制御装置１３０はウエハ型センサ１２０を用いて基板処理装置１１０をはじめとする半導体素子製造設備およびその部品を検査するものである。制御装置１３０は例えば、ウエハ型センサ１２０を用いて設備モニタリングを行うクラスターツールコントローラ（ＣＴＣ；Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｔｏｏｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）として具現することができる。
先立って説明したが、ウエハ型センサ１２０は新しいものに取り替えられた消耗性部品２７０がチャック部材２６０に正しく安着したかどうかを判別するためにチャック部材２６０と消耗性部品２７０の間の間隔を測定することができる。この場合、制御装置１３０はウエハ型センサ１２０により取得された情報（すなわち、チャック部材２６０と消耗性部品２７０の間の間隔に対する情報）に基づいて消耗性部品２７０をチャック部材２６０の周囲に安着させるＶＴＲ（Ｖａｃｕｕｍ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｒｏｂｏｔ）を補正する。すると、ＶＴＲは制御装置１３０の制御に応じてチャック部材２６０の周囲に消耗性部品２７０を取り替えて設置する際に、チャック部材２６０を基準として消耗性部品２７０をセンタリングすることができる。
制御装置１３０はウエハ型センサ１２０のバッテリ残量をモニタリングすることができる。具体的には、制御装置１３０はウエハ型センサ１２０のバッテリ残量と基準値を比較してウエハ型センサ１２０のバッテリ残量が基準値未満であると判別される場合、ウエハ型センサ１２０が充電されるように制御する役割をすることができる。
以下では図面を参照して制御装置１３０の多様な役割についてもう少し具体的に説明する。
図６は本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する制御装置の作動方法を例示的に説明するための第１流れ図である。以下の説明は図６を参照する。
先に、制御装置１３０は基板処理装置１１０内で消耗性部品２７０がセンタリングされているかどうかを判別する。制御装置１３０は例えば、消耗性部品２７０がチャック部材２６０を基準としてセンタリングされているかどうかを判別する。
前記の場合、ウエハ型センサ１２０が基板処理装置１１０内でチャック部材２６０と消耗性部品２７０の間の間隔を測定する（Ｓ４１０）。この時、ウエハ型センサ１２０はチャック部材２６０縁のそれぞれの側に対して消耗性部品２７０との間隔を測定して複数の間隔情報（例えば、図５に示されたＫ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４）を取得することができる。ウエハ型センサ１２０は消耗性部品２７０が新しいものに取り替えられた場合、前記の機能を遂行することができる。
ウエハ型センサ１２０によりチャック部材２６０と消耗性部品２７０の間の複数の間隔情報が取得されると、制御装置１３０は複数の間隔情報を相互比較し（Ｓ４２０）、消耗性部品２７０がチャック部材２６０を基準としてセンタリングされているかどうかを判別する（Ｓ４３０）。
具体的には、制御装置１３０は複数の間隔情報が相互同一であるかどうかに基づいて消耗性部品２７０がチャック部材２６０を基準としてセンタリングされているかどうかを判別することができ、複数の間隔情報が相互同一でなくても誤差範囲内であるかどうかに基づいて消耗性部品２７０がチャック部材２６０を基準としてセンタリングされているかどうかを判別することも可能である。
消耗性部品２７０がチャック部材２６０を基準としてセンタリングされていないと判別されると、制御装置１３０は複数の間隔情報を比較して得た情報に基づいて消耗性部品２７０のセンタリングと関連する補正情報を生成し（Ｓ４４０）、トランスファーロボット（例えば、ＶＴＲ）に提供する（Ｓ４５０）。
その後、トランスファーロボットは補正情報に基づいて消耗性部品２７０の位置を補正し（すなわち、消耗性部品２７０をチャック部材２６０の周囲に再び設置して）（Ｓ４６０）、Ｓ４１０段階～Ｓ４６０段階は消耗性部品２７０がチャック部材２６０を基準としてセンタリングされるまで繰り返し行われる。
以上、図６を参照して説明した方法はウエハ型センサ１２０を用いて消耗性部品２７０をセンタリングする場合の例示である。次に、ウエハ型センサ１２０のバッテリ残量をモニタリングする場合の例示について説明する。
図７は本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する制御装置の作動方法を例示的に説明するための第２流れ図である。以下の説明は図７を参照する。
先に、制御装置１３０がウエハ型センサ１２０と通信してウエハ型センサ１２０のバッテリ残量に対する情報を取得する（Ｓ５１０）。
その後、制御装置１３０はウエハ型センサ１２０のバッテリ残量と基準値を比較し（Ｓ５２０）、バッテリ残量が基準値（例えば、総充電可能量の３０％）未満であるかどうかを判別する（Ｓ５３０）。
バッテリ残量が基準値未満であると判別されると、制御装置１３０はウエハ型センサ１２０が充電されるように制御する（Ｓ５４０）。本実施形態ではウエハ型センサ１２０が半導体素子製造設備内のロードポートモジュール（ＬＰＭ；Ｌｏａｄ Ｐｏｒｔ Ｍｏｄｕｌｅ）からＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）に提供される電力で充電されることができる。具体的には、ウエハ型センサ１２０はＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）に内蔵された状態で半導体素子製造設備内のロードポートモジュール（ＬＰＭ；Ｌｏａｄ Ｐｏｒｔ Ｍｏｄｕｌｅ）上に安着して充電されることができる。これと関連するより詳しい説明は後述する。
一方、ウエハ型センサ１２０はバッテリ残量が基準値未満である場合、第１制御モジュール３５０の制御に応じて第１通信モジュール３２０を介して充電要請信号を制御装置１３０に送出することができ、制御装置１３０はウエハ型センサ１２０の充電要請信号が受信されるとウエハ型センサ１２０が充電されるように制御することも可能である。
また、ウエハ型センサ１２０はバッテリ残量が基準値未満である場合、警告音を送出することができ、制御装置１３０はウエハ型センサ１２０の警告音を認識してウエハ型センサ１２０が充電されるように制御することも可能である。ウエハ型センサ１２０は前記の場合、警告音を送出するための図３に示されている構成要素に加えて音声／音響出力モジュールをさらに含み得る。
次に、ウエハ型センサ１２０を用いて消耗性部品２７０をセンタリングする場合とウエハ型センサ１２０のバッテリ残量をモニタリングする場合が混合された例示について説明する。
図８は本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する制御装置の作動方法を例示的に説明するための第３流れ図である。以下の説明は図８を参照する。
基板処理装置１１０内で消耗性部品２７０が新しいものに取り替えられると（Ｓ６１０）、制御装置１３０はウエハ型センサ１２０からバッテリ残量に係る情報を取得する（Ｓ６２０）。
その後、制御装置１３０はウエハ型センサ１２０のバッテリ残量と基準値を比較してバッテリ残量が基準値未満であるかどうかを判別する（Ｓ６３０）。バッテリ残量が基準値未満であると判断されると、制御装置１３０はウエハ型センサ１２０が充電されるように制御する（Ｓ６４０）。
バッテリ残量が基準値以上であると判別されたりウエハ型センサ１２０が充電されると、制御装置１３０は消耗性部品２７０が基板処理装置１１０内でセンタリングされているかどうかを判別する。
例えば消耗性部品２７０がチャック部材２６０を基準としてセンタリングされているかどうかを判別する場合、ウエハ型センサ１２０はチャック部材２６０と消耗性部品２７０の間の複数の間隔情報を取得する（Ｓ６５０）。ウエハ型センサ１２０のこのような機能は制御装置１３０の制御に応じてトランスファーロボットがウエハ型センサ１２０を基板処理装置１１０内に搬入および搬出する時に行われる。
その後、制御装置１３０は複数の間隔情報を相互比較して消耗性部品２７０がチャック部材２６０を基準としてセンタリングされているかどうかを判別する（Ｓ６６０）。
消耗性部品２７０がチャック部材２６０を基準としてセンタリングされていないと判別されると、制御装置１３０は複数の間隔情報を比較して得た情報に基づいて消耗性部品２７０のセンタリングと関連する補正情報を生成してトランスファーロボットに提供する（Ｓ６７０）。
その後、トランスファーロボットは補正情報に基づいて静電チャック２２２の周囲で消耗性部品２７０の位置を補正し（Ｓ６８０）、Ｓ６１０段階～Ｓ６８０段階は消耗性部品２７０がチャック部材２６０を基準としてセンタリングされるまで繰り返し行われ得る。
一方、制御装置１３０はウエハ型センサ１２０のバッテリ残量を随時にモニタリングすることができ、ウエハ型センサ１２０のバッテリ残量が基準値未満であると判別されると、現在の段階を一時中止した後、ＶＴＲ、ＡＴＲなどを制御してウエハ型センサ１２０をＦＯＵＰに搬送してウエハ型センサ１２０を充電させることができる。進行中であった段階はウエハ型センサ１２０を充電した後に次いで行われ得る。
以上、図６ないし図８を参照して説明した方法は制御装置１３０により行われることができる。このような制御装置１３０はウエハ型センサ１２０と通信をする通信モジュール、電源供給をする電源モジュール、演算および制御機能をする制御モジュールなどを含んで構成されることができる。
制御装置１３０はプロセッサが搭載されたコンピュータとして具現することができる。この場合、図６ないし図８を参照して説明した方法は制御装置１３０により実行されるプログラム（またはソフトウェア（ＳＷ））として提供されることができる。また、プログラムは記録媒体に保存された状態で提供されることも可能である。記録媒体はプロセッサによって実行可能なプログラムコードを保存する記録媒体であって、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）などがこれに該当する。
再び図１を参照して説明する。
保管装置１４０はウエハ型センサ１２０を保管するものであり、充電装置１５０はウエハ型センサ１２０を充電させるものである。本実施形態ではウエハ型センサ１２０が保管装置１４０に収納された状態で充電装置１５０上に安着して充電されることができる。
前記では、保管装置１４０は例えば、コンテナ形態のＦＯＵＰとして具現することができる。また、充電装置１５０は例えば、ロードポートモジュール（ＬＰＭ）として具現することができる。
保管装置１４０はその内部に上下方向（第３方向３０）に複数のスロット（Ｓｌｏｔ）を含み得る。保管装置１４０は例えば、図９に示すようにカバー部材７１０内の上部に配置される第１スロット７２０とカバー部材７１０内の下部に配置される第２スロット７３０を含み得る。
保管装置１４０がこのように第１スロット７２０および第２スロット７３０を含む場合、ウエハ型センサ１２０は第１スロット７２０に搭載され得、第２スロット７３０には消耗性部品２７０や基板（例えば、ウエハ（Ｗａｆｅｒ））が搭載されることができる。図９は本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する保管装置の内部構造を概略的に示す第１例示図である。
ウエハ型センサ１２０は電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチを備える。この場合、ウエハ型センサ１２０はユーザーによって電源がＯＮ／ＯＦＦされる。
しかし、オートティーチング（Ａｕｔｏ Ｔｅａｃｈｉｎｇ）を行う時にユーザーがウエハ型センサ１２０の電源をＯＮ／ＯＦＦさせなければならず、そのため常に手動でオートティーチングを行わなければならない不便さがあった。
また、ウエハ型センサ１２０が完全充電（または満充電）されない場合、オートティーチングを行う途中に電源がＯＦＦされ得る。したがって、オートティーチングを行う前にウエハ型センサ１２０を別途の保管箱ことに貯蔵して充電を完了させなければならないので、作業時間が遅れる不便さもあった。
本実施形態ではこのような問題を解決するために、ウエハ型センサ１２０が保管装置１４０に貯蔵されると、保管装置１４０はウエハ型センサ１２０に対して自動で充電を実施することができる。この時、制御装置１３０はウエハ型センサ１２０の充電状態をモニタリングし、モニタリング結果に基づいて保管装置１４０が前記の機能（すなわち、ウエハ型センサ１２０を自動充電させる）を遂行できるように制御することができる。
一方、制御装置１３０はウエハ型センサ１２０の充電が完了した後にもウエハ型センサ１２０の充電状態を継続してモニタリングしてウエハ型センサ１２０を管理することができる。
本実施形態では前記のような問題解決方案によりオートティーチングシステム１００のＦｕｌｌ Ａｕｔｏ Ｔｅａｃｈｉｎｇを具現することができ、ＯＨＴ（Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）を用いたウエハ型センサ１２０の保管性および作業効率を極大化することができる。
保管装置１４０はウエハ型センサ１２０のバッテリを充電するためにバッテリ充電モジュールを備える。以下ではこれについて詳しく説明する。
図１０は本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する保管装置の内部構造を概略的に示す第２例示図である。
図１０によれば、保管装置１４０はカバー部材７１０、ドア部材７４０、コネクタ（Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ；７５０）および電力送信モジュール７６０を含んで構成されることができる。
保管装置１４０は先立って説明した通り、ウエハ型センサ１２０を充電することができる。保管装置１４０は例えば、充電システムが搭載されたビジョンウエハ専用ＦＯＵＰとして具現することができる。
カバー部材７１０は保管装置１４０の外形を構成するものである。このようなカバー部材７１０の少なくとも一側にはその内部にウエハ型センサ１２０を保管できるように開閉可能なドア部材７４０が設けられる。
ドア部材７４０が開放されると、ウエハ型センサ１２０はカバー部材７１０の内部に保管されることができる。カバー部材７１０の内部空間には少なくとも一つのウエハ型センサ１２０が保管され得、この時、それぞれのウエハ型センサ１２０を支持できるようにスロット（例えば、図９の第１スロット７２０）が設けられる。
コネクタ７５０は外部から電力を供給されるものである。コネクタ７５０は外部から電力が供給されると、電力送信モジュール７６０に有無線方式で電力を伝達することができる。
電力送信モジュール７６０はコネクタ７５０から伝達された電力をウエハ型センサ１２０に伝送するものである。電力送信モジュール７６０はこれによりウエハ型センサ１２０が充電されるようにすることができる。
本実施形態で保管装置１４０は電力送信モジュール７６０を用いてウエハ型センサ１２０を無線充電することができる。この時、保管装置１４０は磁気共振方式を用いてウエハ型センサ１２０を無線充電することができる。この場合、保管装置１４０は磁気共振方式の充電を支援するためのコイルを含み得る。
しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。保管装置１４０は電磁誘導方式を用いてウエハ型センサ１２０を無線充電するのも可能である。
一方、保管装置１４０は磁気共振方式および電磁誘導方式のいずれか一つの方式を選択してウエハ型センサ１２０を無線充電することも可能である。この場合、保管装置１４０は電力送信モジュール７６０およびウエハ型センサ１２０の間の距離に基づいて磁気共振方式および電磁誘導方式のいずれか一つの方式を選択してウエハ型センサ１２０を無線充電することができる。
例えば、電力送信モジュール７６０およびウエハ型センサ１２０の間の距離が基準距離未満である場合、保管装置１４０は電磁誘導方式を用いてウエハ型センサ１２０を無線充電し、電力送信モジュール７６０およびウエハ型センサ１２０の間の距離が基準距離を超えると、保管装置１４０は磁気共振方式を用いてウエハ型センサ１２０を無線充電することができる。
一方、電力送信モジュール７６０およびウエハ型センサ１２０の間の距離が基準距離と同一であると、保管装置１４０は電磁誘導方式と磁気共振方式のいずれか一つを用いることができる。
一方、本実施形態で保管装置１４０はウエハ型センサ１２０を有線充電することも可能である。
保管装置１４０はその内部にウエハ型センサ１２０が搭載されると、ウエハ型センサ１２０に対して自動的に充電を実施することができる。しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。保管装置１４０はウエハ型センサ１２０の充電状態をモニタリングした結果に基づいてウエハ型センサ１２０を充電することも可能である。
図１１は本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する保管装置の内部構造を概略的に示す第３例示図である。
図１１によれば、保管装置１４０はカバー部材７１０、ドア部材７４０、コネクタ７５０、電力送信モジュール７６０、第２通信モジュール７７０および第２制御モジュール７８０を含んで構成されることができる。
カバー部材７１０、ドア部材７４０、コネクタ７５０および電力送信モジュール７６０については図１０を参照して前述したため、ここではその詳しい説明を省略する。
第２通信モジュール７７０はウエハ型センサ１２０の充電状態に係る情報を制御装置１３０に伝送するものである。このような第２通信モジュール７７０は第２制御モジュール７８０の制御に応じて前記の機能を遂行することができる。
制御装置１３０はウエハ型センサ１２０の充電状態に応じて保管装置１４０にウエハ型センサ１２０の充電を命令することができる。例えば、ウエハ型センサ１２０の充電値が基準値（例えば、完全充電対比３０％、完全充電対比５０％など）未満である場合、制御装置１３０は保管装置１４０にウエハ型センサ１２０の充電を命令することができる。この場合、電力送信モジュール７６０は第２制御モジュール７８０の制御に応じてウエハ型センサ１２０に電力を供給することができる。
また、ウエハ型センサ１２０の充電値が基準値以上の場合、制御装置１３０は保管装置１４０にウエハ型センサ１２０の充電を命令しない。この場合、保管装置１４０はウエハ型センサ１２０を充電せずに待機することができる。
一方、本実施形態では第２制御モジュール７８０がウエハ型センサ１２０に対する充電を実施するかどうかを決めることも可能である。
コネクタ７５０は先立って説明した通り、外部から電力が供給されると、電力送信モジュール７６０に電力を伝達することができる。例えば、コネクタ７５０は図１２に示すように保管装置１４０がコンテナ搬送装置８１０（例えば、ＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｈｏｉｓｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ））により移動して半導体素子製造設備内のロードポートモジュール（ＬＰＭ；８２０）上に安着すると、ロードポートモジュール８２０内に設けられいるスイッチングモジュール８２２（例えば、Ｒｅｌａｙ Ｍｏｄｕｌｅ）および電力変換モジュール８２３を介して電源供給モジュール８２１（例えば、Ｐｏｗｅｒ Ｂｏｘ）から電力を供給されることができる。
また、本実施形態では保管装置１４０がロードポートモジュール８２０上に安着すると、制御装置１３０が保管装置１４０内のウエハ型センサ１２０について充電状態をモニタリングし、モニタリング結果に基づいて電源供給モジュール８２１、スイッチングモジュール８２２および電力変換モジュール８２３を制御することができる。この場合、ＳＦＥＭ、ＥＦＥＭなどのフロントエンドモジュール（ＦＥＭ；Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ，８３０）が制御装置１３０の役割を遂行することができる。
前記では、電源供給モジュール８２１は電源を供給する役割をする。電源供給モジュール８２１はロードポートモジュール８２０内に設けられるが、ロードポートモジュール８２０の外部に設けられてもよい。
スイッチングモジュール８２２は電源供給モジュール８２１により供給される電力の流れを制御するものであり、電力変換モジュール８２３は電源供給モジュール８２１により供給されるＡＣ電力をＤＣ電力に変換するものである。図１２は本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成するロードポートモジュールの内部構造を概略的に示す図である。
一方、ロードポートモジュール８２０は保管装置１４０がその上部に安着すると、保管装置１４０のコネクタ７５０と電気的に接続されるようにその上部に電源出力端子８２４を含み得る。電源出力端子８２４はＤＣ電源出力ＰＩＮ８２５およびコネクタ７５０が接続できるＦＯＵＰアライン（Ａｌｉｇｎ）ＰＩＮ８２６を含み得る。ＦＯＵＰアラインＰＩＮ８２６は、例えば、３ヶ所で構成されることができる。図１３は図１２のロードポートモジュールを構成する電源出力端子の構造を概略的に示す例示図である。
前記ではウエハ型センサ１２０のバッテリを充電させるためにロードポートモジュール８２０に設けられるものとして電源供給モジュール８２１、スイッチングモジュール８２２、電力変換モジュール８２３および電源出力端子８２４について説明した。本実施形態ではバッテリ充電装置を電源供給モジュール８２１、スイッチングモジュール８２２、電力変換モジュール８２３および電源出力端子８２４を含む概念で定義することができる。
一方、ウエハ型センサ１２０を使用しない場合、保管装置１４０は図１４に示すように別に設けられたラック（Ｒａｃｋ；８４０）上に保管されることができる。ラック８４０はＦＯＵＰ専用保管Ｒａｃｋとして具現でき、複数の保管装置（１４０ａ，１４０ｂ…１４０ｎ）を保管することができる。保管装置（１４０ａ，１４０ｂ…１４０ｎ）内のウエハ型センサ１２０はラック８４０を介して供給されるＤＣ電源を用いて充電されることができる。図１４は本発明の一実施形態によるオートティーチングシステムを構成する保管装置の未使用時の保管方法を説明するための例示図である。
本実施形態では以上説明した通りウエハ型センサ１２０が保管装置１４０すなわち、ＦＯＵＰ内に搭載された状態で充電装置１５０すなわち、ロードポートモジュール８２０上で充電されることができる。この時、ロードポートモジュール８２０はＦＯＵＰ内にウエハ型センサ１２０を充電させるための電力を提供することができる。
以下ではロードポートモジュール（ＬＰＭ）を含む半導体素子製造設備について説明する。
図１５はロードポートモジュールを含む半導体素子製造設備の第１実施形態による例示図である。
図１５によれば、半導体素子製造設備９００はロードポートモジュール（ＬＰＭ；８２０）、インデックスモジュール９１０、ロードロックチャンバ（Ｌｏａｄ－Ｌｏｃｋ Ｃｈａｍｂｅｒ；９２０）、トランスファーチャンバ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｃｈａｍｂｅｒ；９３０）および工程チャンバ（Ｐｏｃｅｓｓ Ｃｈａｍｂｅｒ；９４０）を含んで構成されることができる。
半導体素子製造設備９００はエッチング工程（Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、洗浄工程（Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）など多様な工程を経て複数の基板（例えば、ウエハ（Ｗａｆｅｒ））を処理するシステムである。このような半導体素子製造設備９００は基板搬送を担当する搬送ロボット９１１，９３１とその周囲に設けられる基板処理モジュールである複数の工程チャンバ９４０を含むマルチチャンバ型基板処理システムとして具現することができる。
ロードポートモジュール８２０は複数の基板が搭載されたコンテナ９５０（例えば、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ））が安着されるものである。このようなロードポートモジュール８２０はインデックスモジュール９１０の前方に複数配置される。前記では、コンテナ９５０は図面番号が異なるだけであり、保管装置１４０と実質的に同じ概念である。
ロードポートモジュール８２０がインデックスモジュール９１０の前方に複数配置される場合、それぞれのロードポートモジュール８２０上に安着するコンテナ９５０は互いに異なる物を搭載することができる。ロードポートモジュール８２０が例えば、インデックスモジュール９１０の前方に３個配置される場合、左側の第１ロードポート８２０ａ上に安着する第１コンテナ９５０ａはウエハ型センサ１２０を搭載することができ、中央側の第２ロードポート８２０ｂ上に安着する第２コンテナ９５０ｂは基板（ウエハ）を搭載し得、右側の第３ロードポート８２０ｃ上に安着する第３コンテナ９５０ｃは消耗性部品２７０を搭載することができる。
しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。それぞれのロードポート８２０ａ，８２０ｂ，８２０ｃ上に安着するコンテナ９５０ａ，９５０ｂ，９５０ｃは同じ物を搭載することも可能である。例えば、それぞれのコンテナ９５０ａ，９５０ｂ，９５０ｃはウエハ型センサ１２０、基板、消耗品などを搭載することができる。
一方、いくつかのロードポート上に安着するコンテナは同じ物を搭載し、他のいくつかのロードポート上に安着するコンテナは他の物を搭載することも可能である。例えば、第１コンテナ９５０ａおよび第２コンテナ９５０ｂはウエハ型センサ１２０、基板などを搭載し、第３コンテナ９５０ｃは消耗品を搭載することができる。
インデックスモジュール９１０はロードポートモジュール８２０とロードロックチャンバ９２０の間に配置され、ロードポートモジュール８２０上のコンテナ９５０とロードロックチャンバ９２０の間に基板を搬送するようにインターフェースするものである。このようなインデックスモジュール９１０はＳＦＥＭ、ＥＦＥＭなどのフロントエンドモジュールモジュール（ＦＥＭ；Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）として具現することができる。
インデックスモジュール９１０は基板の搬送を担当する第１搬送ロボット９１１を備える。このような第１搬送ロボット９１１は大気圧環境で動作し、コンテナ９５０とロードロックチャンバ９２０の間で基板を搬送することができる。
ロードロックチャンバ９２０は半導体素子製造設備９００上の入力ポートと出力ポートの間でバッファの役割をするものである。このようなロードロックチャンバ９２０はその内部に基板が臨時待機するバッファステージを備える。
ロードロックチャンバ９２０はインデックスモジュール９１０とトランスファーチャンバ９３０の間に複数備えられる。本実施形態では例えば、第１ロードロックチャンバ９２１と第２ロードロックチャンバ９２２など二つのロードロックチャンバ９２１，９２２がインデックスモジュール９１０とトランスファーチャンバ９３０の間に備えられる。
第１ロードロックチャンバ９２１と第２ロードロックチャンバ９２２はインデックスモジュール９１０とトランスファーチャンバ９３０の間で第１方向１０に配置されることができる。この場合、第１ロードロックチャンバ９２１と第２ロードロックチャンバ９２２は左右方向に並んで配置される相互対称形の単層構造で提供されることができる。前記では、第１方向１０はインデックスモジュール９１０とトランスファーチャンバ９３０の配列方向に対して水平方向を意味する。
しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。第１ロードロックチャンバ９２１と第２ロードロックチャンバ９２２はインデックスモジュール９１０とトランスファーチャンバ９３０の間で第３方向３０に配置されることも可能である。この場合、第１ロードロックチャンバ９２１と第２ロードロックチャンバ９２２は上下方向に配置される復層構造で提供されることができる。前記では、第３方向３０はインデックスモジュール９１０とトランスファーチャンバ９３０の配列方向に対して垂直方向を意味する。
第１ロードロックチャンバ９２１はインデックスモジュール９１０からトランスファーチャンバ９３０に基板を搬送し、第２ロードロックチャンバ９２２はトランスファーチャンバ９３０からインデックスモジュール９１０に基板を搬送することができる。しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。第１ロードロックチャンバ９２１はトランスファーチャンバ９３０からインデックスモジュール９１０に基板を搬送し、第２ロードロックチャンバ９２２はインデックスモジュール９１０からトランスファーチャンバ９３０に基板を搬送することも可能である。
ロードロックチャンバ９２０はトランスファーチャンバ９３０の第２搬送ロボット９３１により基板がローディングされたりアンローディングされる。ロードロックチャンバ９２０はインデックスモジュール９１０の第１搬送ロボット９１１により基板がローディングされたりアンローディングされることもできる。
ロードロックチャンバ９２０はゲート弁などを用いてその内部を真空環境と大気圧環境に変化させながら圧力を維持することができる。ロードロックチャンバ９２０はこれによりトランスファーチャンバ９３０の内部気圧状態が変化することを防止することができる。
具体的に説明すると、ロードロックチャンバ９２０は第２搬送ロボット９３１により基板がローディングされたりアンローディングされる場合、その内部をトランスファーチャンバ９３０の場合と同じ（または近接する）真空環境に形成することができる。またロードロックチャンバ９２０は第１搬送ロボット９１１により基板がローディングされたりアンローディングされる場合（すなわち、第１搬送ロボット９１１から未加工された基板を供給されたり、既に加工された基板をインデックスモジュール９１０に搬送する場合）、その内部を大気圧環境に形成することができる。
トランスファーチャンバ９３０はロードロックチャンバ９２０と工程チャンバ９４０の間で基板を搬送するものである。トランスファーチャンバ９３０はこのために少なくとも一つの第２搬送ロボット９３１を備える。
第２搬送ロボット９３１は未処理基板をロードロックチャンバ９２０から工程チャンバ９４０に搬送したり、既処理基板を工程チャンバ９４０からロードロックチャンバ９２０に搬送する。トランスファーチャンバ９３０の各辺はこれのためにロードロックチャンバ９２０および複数の工程チャンバ９４０と連結され得る。
一方、第２搬送ロボット９３１は真空環境で動作し、回動が自由なように設けられる。
工程チャンバ９４０は基板を処理するものである。このような工程チャンバ９４０はエッチング工程を用いて基板を処理するエッチングチャンバとして具現することができ、例えばプラズマ工程を用いて基板をエッチング処理するプラズマ反応チャンバ（Ｐｌａｓｍａ Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｃｈａｍｂｅｒ）として具現することができる。
工程チャンバ９４０はトランスファーチャンバ９３０の周囲に複数配置されることができる。この場合、それぞれの工程チャンバ９４０はトランスファーチャンバ９３０から基板を供給されて基板を工程処理し、工程処理された基板をトランスファーチャンバ９３０に提供することができる。
工程チャンバ９４０は円筒形状で形成されることができる。このような工程チャンバ９４０は表面が陽極酸化膜が形成されたアルマイト（ａｌｕｍｉｔｅ）からなり、その内部は機密に構成されることができる。一方、工程チャンバ９４０は本実施形態で円筒形状以外の異なる形状に形成されることも可能である。
半導体素子製造設備９００はクラスタプラットホーム（Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｐｌａｔｆｏｒｍ）を有する構造で形成されることができる。この場合、複数の工程チャンバ９４０はトランスファーチャンバ９３０を基準としてクラスタ方式で配置され得、複数のロードロックチャンバ９２０は第１方向１０に配置されることができる。
しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。半導体素子製造設備９００は図１６に示すようにクワッドプラットホーム（Ｑｕａｄ Ｐｌａｔｆｏｒｍ）を有する構造で形成されることも可能である。この場合、複数の工程チャンバ９４０はトランスファーチャンバ９３０を基準としてクワッド方式で配置されることができる。図１６はロードポートモジュールを含む半導体素子製造設備の第２実施形態による例示図である。
一方、半導体素子製造設備９００は図１７に示すようにインラインプラットホーム（Ｉｎ－Ｌｉｎｅ Ｐｌａｔｆｏｒｍ）を有する構造で形成されることも可能である。この場合、複数の工程チャンバ９４０はトランスファーチャンバ９３０を基準としてインライン方式で配置され得、それぞれのトランスファーチャンバ９３０の両側に一対の工程チャンバ９４０が直列に配置されることができる。図１７はロードポートモジュールを含む半導体素子製造設備の第３実施形態による例示図である。
以上、添付する図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。
１００ オートティーチングシステム
１１０ 基板処理装置
１２０ ウエハ型センサ
１３０ 制御装置
１４０ 保管装置
１５０ 充電装置
２１０ ハウジング
２２０ 基板支持ユニット
２２１ ベース
２２２ 静電チャック
２２３ リングアセンブリ
２２３ａ フォーカスリング
２２３ｂ エッジリング
２２４ 加熱部材
２２５ 冷却部材
２３０ プラズマ生成ユニット
２３１ 上部電源
２３２ 下部電源
２４０ シャワーヘッドユニット
２５０ 上部モジュール
２５１ アンテナユニット
２６０ チャック部材
２７０ 消耗性部品
３１０ センシングモジュール
３２０ 第１通信モジュール
３３０ 保存モジュール
３４０ 電源モジュール
３５０ 第１制御モジュール
７１０ カバー部材
７２０ 第１スロット
７３０ 第２スロット
７４０ ドア部材
７５０ コネクタ
７６０ 電力送信モジュール
７７０ 第２通信モジュール
７８０ 第２制御モジュール
８１０ コンテナ搬送装置
８２０ ロードポートモジュール
８２０ａ 第１ロードポート
８２０ｂ 第２ロードポート
８２０ｃ 第３ロードポート
８２１ 電源供給モジュール
８２２ スイッチングモジュール
８２３ 電力変換モジュール
８２４ 電源出力端子
８４０ ラック
９００ 半導体素子製造設備
９１０ インデックスモジュール
９１１ 第１搬送ロボット
９２０ ロードロックチャンバ
９３０ トランスファーチャンバ
９３１ 第２搬送ロボット
９４０ 工程チャンバ
９５０ コンテナ

Claims (20)

  1. プロセッサが搭載された制御装置によって実行されるプログラムであって、
    ウエハ型センサを用いて半導体素子製造設備およびその部品をモニタリングし、
    前記ウエハ型センサのバッテリ残量をモニタリングする、制御プログラム。
  2. 前記プログラムは消耗性部品が基板処理装置内でセンタリングされているかをモニタリングする、請求項１に記載の制御プログラム。
  3. 前記プログラムは前記消耗性部品が取り替えられると前記消耗性部品がセンタリングされているかをモニタリングする、請求項２に記載の制御プログラム。
  4. 前記ウエハ型センサは前記消耗性部品とチャックの間の間隔を測定する、請求項２に記載の制御プログラム。
  5. 前記プログラムは前記消耗性部品がセンタリングされていないと、センタリングと関連する補正情報に基づいてトランスファーロボットを用いて前記消耗性部品の位置を補正する、請求項２に記載の制御プログラム。
  6. 前記プログラムは前記ウエハ型センサのバッテリ残量が基準値未満である場合、ロードポートモジュール（ＬＰＭ）に設けられたバッテリ充電装置を用いて前記ウエハ型センサを充電させる、請求項１に記載の制御プログラム。
  7. 前記プログラムは前記ウエハ型センサを充電させる場合、前記ウエハ型センサをコンテナに搭載させる、請求項６に記載の制御プログラム。
  8. 前記プログラムは前記ウエハ型センサを充電させる場合、前記ウエハ型センサが搭載された前記コンテナを前記ロードポートモジュール上に安着させる、請求項７に記載の制御プログラム。
  9. 前記プログラムは前記ウエハ型センサのバッテリ残量が基準値未満である場合、前記ウエハ型センサを充電させた後、半導体素子製造設備およびその部品をモニタリングする、請求項１に記載の制御プログラム。
  10. ウエハ型センサを搭載し、
    バッテリ充電装置を備えるロードポートモジュールを用いて前記ウエハ型センサを充電させる、コンテナ。
  11. 前記コンテナは前記ウエハ型センサが搭載されると前記ウエハ型センサを充電させる、請求項１０に記載のコンテナ。
  12. 前記コンテナは前記コンテナの内部で上下方向に設けられる複数のスロットを含む、請求項１０に記載のコンテナ。
  13. 前記コンテナは、
    前記コンテナの内部に設けられる第１スロットと、
    前記第１スロットの下に設けられる第２スロットを含み、
    前記第１スロットおよび前記第２スロットには互いに異なる物が搭載される、請求項１０に記載のコンテナ。
  14. 前記コンテナは前記ウエハ型センサのバッテリ残量のモニタリング結果に基づいて前記ウエハ型センサを充電させる、請求項１０に記載のコンテナ。
  15. 前記コンテナは磁気共振方式および電磁誘導方式のうち少なくとも一つの方式を用いて前記ウエハ型センサを充電させる、請求項１０に記載のコンテナ。
  16. 前記ウエハ型センサは充電時前記コンテナに搭載される、請求項１０に記載のコンテナ。
  17. 前記バッテリ充電装置は、
    第１電力を供給する電源供給モジュールと、
    前記ロードポートモジュールの内部に設けられ、前記第１電力を第２電力に変換する電力変換モジュールと、
    前記ロードポートモジュールの上部に設けられ、前記コンテナのコネクタと接続される電源出力端子を含む、請求項１０に記載のコンテナ。
  18. フロントエンドモジュールモジュール（ＦＥＭ）に設けられるロードポートモジュールと、
    前記ロードポートモジュールに隣接して設けられ、前記ロードポートモジュール上のコンテナに搭載された基板を搬送する第１搬送ロボットを備えるインデックスモジュールと、
    前記基板を処理し、複数設けられる工程チャンバと、
    前記工程チャンバに隣接して設けられ、前記第１搬送ロボットによって搬送された未処理基板を前記工程チャンバに搬入したり、既処理基板を前記工程チャンバから搬出する第２搬送ロボットを備えるトランスファーチャンバを含み、
    前記ロードポートモジュールはバッテリ充電装置を備え、前記バッテリ充電装置を用いて前記コンテナに搭載されたウエハ型センサを充電させる半導体素子製造設備。
  19. 前記ロードポートモジュールは複数である、請求項１８に記載の半導体素子製造設備。
  20. それぞれのロードポートモジュール上に安着するそれぞれのコンテナは互いに異なる物を搭載する、請求項１９に記載の半導体素子製造設備。
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