KR100625323B1 - 급변하는 공정에서 실시간으로 인터락 제어를 위한 반도체제조 설비 및 그 방법 - Google Patents

급변하는 공정에서 실시간으로 인터락 제어를 위한 반도체제조 설비 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 급변하는 공정에서 실시간으로 인터락 제어를 위한 반도체 제조 설비 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 반도체 제조 설비는 저압 고온(Low Pressure Adhesion Hot)의 공정 챔버로 HMDS(HexaMethylDiSilazane)를 공급, 분사한다. 이 때, 유체의 공급 플로우는 헌팅(hunting) 즉, 급변하는데 설비 인터락을 실시간으로 제어하기 위하여 분사 시작으로부터 종료 시점까지의 단위시간당 분사량을 수집하여 적분 개념의 총 분사량을 계산하고, 계산된 총 분사량을 공정의 허용 범위를 벗어나는지를 비교, 분석한다. 그 결과, 계산된 총 분사량이 허용 범위를 벗어나면, 이상 발생으로 판별하여 설비 인터락을 발생시킨다. 본 발명에 의하면, 급변하는 공정에서 실시간으로 설비 인터락 제어가 가능하여, 생산성을 향상시킬 수 있다.
반도체 제조 설비, LPAH, HMDS, 헌팅(hunting), 적분, 총 분사량

Description

급변하는 공정에서 실시간으로 인터락 제어를 위한 반도체 제조 설비 및 그 방법{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING EQUIPMENT AND CONTROL METHOD FOR INTERLOCK IN HUNTING}
도 1은 일반적인 유량 공급 상태를 나타내는 파형도;
도 2는 분사 방식에 의한 HMDS의 공급 상태를 나타내는 파형도;
도 3은 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 개략적인 구성을 도시한 블럭도; 그리고
도 4는 본 발명에 따른 반도체 제조 설비에서 급변하는 유량 공급시 발생되는 인터락 제어 수순을 나타내는 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 반도체 제조 설비
102 : HMDS 공급원
104 : 공정 챔버
106 : 배관
108 : 유량계
110 : 제어부
본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 제조 설비에서 급변하는 공정 처리에서 이상 발생시 실시간으로 인터락을 제어하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정 중 포토리소그라피 공정에서 반도체 웨이퍼의 표면 조건으로 인해 감광막이 웨이퍼의 표면에 잘 부착되지 않으므로, 이를 해결하기 위해 감광제를 도포하기 전에 반도체 웨이퍼의 표면에 HMDS(HexaMethylDiSilazane)를 도포하는 공정이 수행된다.
현재 주로 많이 사용하고 있는 HMDS를 도포하는 방법으로는 저압 고온(Low Pressure Adhesion Hot)의 진공에 의해 HMDS를 분사시켜 반도체 웨이퍼 상에 도포하는 방식에 의해 이루어진다.
따라서 HMDS 공급 상태를 나타내는 플로우 형태는 도 1에 도시된 일반적인 유량 공급에 의한 플로우 형태가 아니라, 도 2에 도시된 바와 같이 급변하는 유량 공급이 이루어진다. 즉, 도 1에 도시된 일반적인 유량 공급은 안정된 공급 상태(b)에서 단위시간당 분사량을 계측하여 허용 범위(a)를 벗어나게 되면, 이를 이용하여 설비 인터락을 발생시킨다. 이 방법은 인터락 대상이 되는 유량값이 일정값을 유지하는 형태의 데이터만을 처리하기 때문에 HMDS와 같이 급변하는 유량 공급시에는 실시간으로 인터락 제어가 불가능하다.
도 2에 도시된 HMDS는 저압 고온(LPAH)의 내부 진공 압력에 의해 분사되므로 헌팅성 즉, 급변(d)하게 허용 범위(c)를 벗어나며 공급된다. 이 때, 공정 진행 중에 이상이 발생되면, 이를 검출하기가 어려워 실시간으로 설비 인터락 제어가 안된다. 이는 순간적으로 유량을 계측 가능하지만 HMDS의 단위시간당 분사량이 급변하게 변동되어, 현재 공급되어 있는 전체적인 유량을 실시간으로 검출하지 못하므로 설비 인터락을 발생시킬 수 없다.
그 결과, 급변하는 공정이 진행된 다음의 후속 공정에서 오류를 검출하여 다음 로트에서 이를 반영, 처리하는 등 웨이퍼 손실 및 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
다른 예로, 냉각 플레이트에 웨이퍼가 잘못 로딩된 경우, 이로 인하여 냉각 중인 온도 변화가 불규칙하게 되는데, 이 때에도 웨이퍼의 냉각 온도 변화에 헌팅성이 발생하며, 실시간으로 불량 상태를 검출할 수 없어 설비 인터락을 제어할 수 없다.
상술한 바와 같이, 일반적인 유량의 인터락은 안정된 상태 즉, 허용 범위를 벗어나게 되면, 이를 검출하여 인터락을 발생시킨다. 그러나 급변하는 공정 처리에서는 불규칙한 진행으로 형태를 유지하므로 이상 발생을 판별하기가 어렵고, 이를 실시간을 처리하기가 불가능하다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 급변하는 공정 진행시 설비 인터락을 실시간 제어하기 위한 반도체 제조 설비 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, HMDS 유량 공급시 인터락을 실시간으로 제어하기 위한 반도체 제조 설비 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조 설비는, 급변하는 유량 공급시, 분사 시작부터 종료까지의 총 분사량을 적분 개념으로 구하는데 그 한 특징이 있다. 이러한 반도체 제조 설비에 의하면, 급변하는 공정 진행에서 이상 발생시, 실시간으로 검출하여 설비 인터락을 제어할 수 있다.
본 발명의 반도체 제조 설비는, 공정 챔버와; 상기 공정 챔버로 유체를 공급하는 공급원과; 상기 공급원으로부터 상기 공정 챔버로 공급되는 유체의 단위시간단 분사량을 실시간으로 계측하는 유량계 및; 상기 단위시간당 분사량을 실시간으로 수집하여 총 분사량을 계산하고, 상기 총 분사량이 허용 범위를 벗어나면, 상기 설비의 인터락을 발생시키는 제어부를 포함한다.
한 실시예에 있어서, 상기 공급원은 HMDS(HexaMethylDiSilazane) 공급원으로 구비되며, 상기 공정 챔버는 저압 고온(Low Pressure Adhesion Hot)의 진공에 의해 상기 유량을 분사, 공급하는 것이 바람직하다.
다른 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 총 분사량을 상기 수집된 단위시간당 분사량들을 적분하여 계산하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징은 공정 진행시, 급변하는 공정 진행시에 공정 허용 범위를 벗어나면, 반도체 제조 설비를 인터락을 실시간으로 제어하는 인터락 제어 방 법을 제공하는데 있다. 이 방법에 의하면, 급변하는 공정 처리에서는 단위시간당 분사량을 실시간으로 계측, 수집하여 총 분사량을 적분 개념으로 계산하고, 총 분사량이 허용 범위를 벗어나면, 실시간으로 검출하여 설비 인터락을 발생시킨다.
본 발명의 방법은, HMDS(HexaMethylDiSilazane) 공급원으로 공정 챔버로 HMDS를 공급하여 분사한다. 상기 공정 챔버로 공급, 분사되는 HMDS의 단위시간당 분사량을 실시간으로 계측한다. 상기 계측된 HMDS의 단위시간당 분사량을 분사 시작부터 분사 종료까지의 적분 개념으로 계산하여 총 분사량을 구한다. 상기 계산된 총 분사량이 허용 범위를 벗어나는지를 판별한다. 이어서 상기 판별 결과, 상기 계산된 총 분사량이 허용 범위를 벗어나면, 이상이 발생됨을 판별하여 설비 인터락을 발생시킨다.
한 실시예에 있어서, 상기 분사하여 공급하는 단계는; 상기 공정 챔버 내부의 저압 고온(Low Pressure Adhesion Hot)의 진공에 의해 처리되는 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 개략적인 구성을 도시한 블럭도 이다.
도 3을 참조하면, 반도체 제조 설비(100)는 예컨대, 포토리소그라피 공정 설비로서, HMDS 공급원(102)과, 저압 고온(LPAH)의 공정 챔버(104)와, HMDS 공급원(102)로부터 공정 챔버(104)로 공급되는 유체의 단위시간당 분사량을 실시간으로 계측하는 유량계(108) 및 제어부(110)를 포함한다. 그리고 반도체 제조 설비(100)는 배관(106)을 통해 HMDS 공급원(102)으로 공정 챔버(즉, 진공 챔버)(104)로 HMDS를 공급하여 분사한다. 이 때, 유량계(108)는 공정 챔버(104)로 공급, 분사되는 공급단에서 HMDS의 단위시간당 분사량(예를 들어, 단위 Nml/min의 분사량)을 실시간으로 계측한다. 배관(106)에는 HMDS 공급에 필요한 여러가지 장치들(예를 들어, 필더, 밸브 및 펌프 등)이 구비될 수 있으며, 여기에서는 생략하였다.
그리고 제어부(110)는 유량계(108)로부터 계측된 HMDS의 단위시간당 분사량들을 실시간으로 수집하고, 수집된 단위시간당 분사량들을 이용하여 분사 시작부터 분사 종료 시까지의 총 분사량을 적분 개념으로 계산한다. 계산된 총 분사량이 허용 범위를 벗어나면, 이상이 발생되었음을 검출하여 설비 인터락을 발생시킨다.
따라서 본 발명의 반도체 제조 설비(100)는 실시간으로 불규칙하게 급변하는 공정에서 분사 시작부터 종료까지의 플로우 형태를 적분 개념으로 구한 총 분사량을 허용 범위와 비교, 분석함으로써, 이상 유무를 검출하고 헌팅(hunting) 성 공정 처리에서 실시간으로 인터락을 제어할 수 있다.
그리고 도 4는 본 발명에 따른 반도체 제조 설비에서 급변하는 유량 공급시 발생되는 인터락 제어 수순을 나타내는 흐름도이다. 이 수순은 반도체 제조 설비 (100)의 동작 수순을 나타내는 프로그램으로, 이 프로그램은 제어부(110)에 저장된다.
도 4를 참조하면, 반도체 제조 설비(100)는 단계 S120에서 HMDS 공급원(102)으로 공정 챔버(즉, 진공 챔버)(104)로 HMDS를 공급하여 분사한다. 단계 S122에서 유량계(108)를 통하여 공정 챔버(104)로 공급, 분사되는 공급단에서 HMDS의 단위시간당 분사량을 실시간으로 계측한다.
단계 S124에서 제어부(110)는 유량계(108)로부터 계측된 HMDS의 단위시간당 분사량을 분사 시작부터 분사 종료(또는 이상 발생 시점)까지의 전체 단위시간당 분사량을 적분 개념을 이용하여 총 분사량을 계산하고, 단계 S126에서 제어부(110)는 계산된 총 분사량이 공정의 허용 범위를 벗어나는지를 비교하여 이상이 발생되는지를 판별한다. 이는 유량계(108)에 의해 계측된 실제 HMDS의 단위시간당 분사량의 플로우 형태가 급변하는 플로우 형태를 갖는 유량 공급이기 때문에 적분 개념의 계산값 즉, 분사 시작에서부터 종료(또는 이상 발생 시점)까지의 플로우 면적이 도포량과 거의 일치하며 또한, 단위시간당 분사량과 비례하기 때문이다.
그러므로, 단계 S126의 비교 결과 계산된 총 분사량이 허용 범위를 벗어나면, 이 수순은 단계 S128로 진행하여 제어부(110)는 이상이 발생되었음을 검출하여 설비 인터락을 발생시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 반도체 제조 설비는 일정 상태의 값이 아닌 상태 즉, 급변하는 HMDS 공급에 대한 인터락을 특정 순간에 의한 유량으로 인터락을 발생시키지 않고, HMDS 공급 시작으로부터 종료까지의 단위시간당 분사량을 적분 개념으로 총 분사량을 계산하고, 계산된 총 분사량이 허용 범위를 벗어나는지를 비교, 분석하여 이상이 발생되면, HMDS 공급에 대한 인터락을 제어한다.
따라서 HMDS 유량 공급 등과 같이 헌팅(hunting) 성이 발생되는 유량 공급 뿐만 아니라, 공정 진행시 헌팅성이 발생되는 공정에 대한 설비 인터락을 제어하기 위하여 적분 개념으로 계산된 전체 값을 공정 레시피에서 허용되는 범위를 만족하는지를 비교, 분석함으로써, 이상이 발생되면 헌팅성이 발생되는 공정들의 설비 인터락을 실시간으로 제어할 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 반도체 제조 설비는 급변하는 공정 진행시, 공정 진행에 따른 플로우의 적분 개념으로 계산하여 총 분사량을 구하고, 총 분사량이 공정 레시피에 만족하는지를 판별하여 이상이 발생되면 설비 인터락을 발생시킴으로써, 급변하는 공정 처리에서도 실시간으로 인터락 제어가 가능하다.
또한, 급변하는 공정 처리에서 실시간으로 인터락을 제어하여 이상 발생시 설비 인터락을 발생시킴으로써, 웨이퍼 손실을 줄일 수 있으며 생산성을 향상시킨다.

Claims (7)

  1. 반도체 제조 설비에 있어서:
    유체를 공급하는 공급원과;
    상기 공급원으로부터 유체를 받아서 웨이퍼로 분사하는 공정 챔버와;
    상기 공급원으로부터 상기 공정 챔버로 공급되는 유체의 단위시간당 분사량을 실시간으로 계측하는 유량계 및;
    상기 단위시간당 분사량을 수집하여 분사 시작부터 종료까지의 총 분사량을 계산하고, 상기 총 분사량이 공정의 허용 범위에 벗어나는지를 판별하여, 상기 허용 범위를 벗어나면, 상기 설비의 인터락을 발생시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급원은 HMDS(HexaMethylDiSilazane) 공급원인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 공정 챔버는 저압 고온(Low Pressure Adhesion Hot)의 진공에 의해 상기 유체를 분사하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 총 분사량을 적분하여 계산하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  5. 반도체 제조 설비의 인터락 제어 방법에 있어서:
    HMDS(HexaMethylDiSilazane) 공급원으로 공정 챔버로 HMDS를 공급하여 분사하는 단계와;
    상기 공정 챔버로 분사되는 HMDS의 단위시간당 분사량을 실시간으로 계측하는 단계와;
    상기 계측된 HMDS의 단위시간당 분사량을 수집하여 분사 시작부터 분사 종료까지의 총 분사량을 계산하는 단계와;
    상기 총 분사량이 공정 허용 범위를 벗어나는지를 판별하는 단계 및;
    상기 판별 결과, 상기 총 분사량이 공정 허용 범위를 벗어나면, 설비 인터락을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 인터락 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 분사하는 단계는;
    상기 공정 챔버 내부의 저압 고온(Low Pressure Adhesion Hot)의 진공에 의해 처리되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 인터락 제어 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 총 분사량을 계산하는 단계는;
    상기 계측된 HMDS의 단위시간당 분사량을 수집하고, 상기 수집된 분사 시작부터 분사 종료까지의 단위시간당 분사량을 적분하여 구하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 인터락 제어 방법.
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