KR101176674B1 - 프로세싱 시스템 동작 제어 방법 - Google Patents

프로세싱 시스템 동작 제어 방법 Download PDF

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Abstract

프로세싱 시스템의 동작을 제어하는 방법에서, 호스트 컴퓨터, 프로세스 툴 및 예컨대, 제거 툴과 같은 배기 시스템의 부품은 시스템 버스에 접속된다. 제거 툴은 호스트 컴퓨터와 프로세스 툴 사이의 시스템 버스를 통해 전송된 신호 및 프로세스 툴로부터 직접 전송된 신호를 모니터링한다. 제거 툴은 모니터링된 신호 내에 포함된 정보를 이용하여 제거 툴의 동작 특성에 관한 프로세스 툴에 대한 신호를 생성한다. 이 신호는 직접 또는 시스템 버스를 통해 프로세스 툴에 전송되어, 프로세스 툴의 동작 상태를 제어하는 데 사용된다.

Description

프로세싱 시스템 동작 제어 방법{METHOD OF CONTROLLING OPERATION OF A PROCESSING SYSTEM}
본 발명은 예컨대, 반도체 프로세싱 시스템 또는 평면 디스플레이(flat panel display) 프로세싱 시스템과 같은 프로세싱 시스템의 동작을 제어하는 방법 및 실행시에 이러한 반도체 프로세싱 시스템을 제어하는 동작을 수행하는 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체에 관한 것이다.
반도체 기판 및 평면 디스플레이 디바이스의 프로세싱은 일반적으로 배기(evacuate)된 프로세스 챔버 내에서 수행된다. 프로세스 챔버를 위한 배기 시스템은 전형적으로 프로세스 가스의 특성에 따라 다수의 진공 펌프와 다수의 제거 툴(abatement tool)을 포함한다. 예컨대, 가변 속도의 진공 펌프 상에서 이러한 가스 부하의 파라미터를 이용하여 펌프의 속도를 제어함으로써 전력 소비를 감소키는 것이 미국 특허 제 6,739,840 호에 알려져 있다.
본 발명의 적어도 바람직한 실시예의 목적은 개선된 프로세싱 시스템 동작 제어 방법을 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명은 예컨대, 프로세스 툴 및 이 프로세스 툴의 챔버에 대한 배기 시스템을 포함하여 반도체 프로세싱 시스템과 같은 프로세싱 시스템의 동작을 제어하는 방법을 제공하는데, 이 방법은 프로세스 툴로부터 전달된 모니터링 신호를 포함하고, 이 모니터링 신호에 포함된 정보를 이용하여 배기 시스템의 부품의 동작 특성 또는 상태에 관한 프로세스 툴에 대한 정보를 포함하는 신호를 생성하며, 생성된 신호를 전달한다.
다른 측면에서, 본 발명은 실행될 때, 프로세스 툴과 이 프로세스 툴에 대한 배기 시스템을 포함하는 프로세싱 시스템을 제어하는 동작을 수행하는 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체를 제공하는데, 이 동작은 프로세스 툴로부터 전송된 신호를 모니터링하는 동작과, 모니터링된 신호 내에 포함된 정보를 이용하여 배기 시스템의 부품의 동작 특성 또는 상태에 관한 프로세스 툴에 대한 정보를 포함하는 신호를 생성하는 동작과, 생성된 신호를 전송하는 동작을 포함한다.
컴퓨터 프로그램은 예컨대, ROM 디바이스 또는 플로피 디스크와 같은 다양한 신호 저장 매체에 포함될 수 있고, 무선 통신을 포함하는 컴퓨터 또는 전화 네트워크와 같은 통신 매체에 의해 컴퓨터에 전달될 수 있다.
본 발명은 프로세스 툴을 포함하는 프로세싱 시스템에 대한 배기 시스템을 더 제공하는데, 이 배기 시스템의 부품 중 적어도 하나는 프로세스 툴로부터 전송된 신호를 모니터링하는 수단과, 모니터링된 신호 내에 포함된 정보를 이용하여 부품의 동작 특성 또는 상태에 관한 프로세스 툴에 대한 정보를 포함하는 신호를 생성하는 수단과, 생성된 신호를 전송하는 수단을 포함한다.
본 발명은 상술한 배기 시스템을 포함하는 반도체 프로세싱 시스템도 제공한다.
이제 첨부하는 도면을 예로써만 참조하여 본 발명의 바람직한 특징을 설명할 것이다.
도 1은 반도체 제조 시스템 네트워크의 실시예에 대한 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c는 프로세스 챔버를 위한 배기 시스템의 서로 다른 실시예에 대한 블록도이다.
도 3은 도 1의 네트워크의 프로세스 툴에 대한 블록도이다.
도 4는 도 1의 네트워크의 진공 펌프에 대한 블록도이다.
도 5는 도 1의 네트워크의 제거 툴에 대한 블록도이다.
도 6a는 프로세스 챔버를 배기시키는 데 사용되는 2개의 진공 펌프에 대해 시간에 따른 모터 전력의 변동을 도시하고, 도 6b는 프로세스 챔버의 상태에 관한 정보를 포함하는 것으로 변경된 도 6a와 동일한 변동을 도시한다.
도 7은 펌프 제어기의 알고리즘을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 제거 툴 제어기의 알고리즘을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 프로세스 툴 제어기의 알고리즘을 도시하는 흐름도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 프로세싱 시스템의 네트워크(10)는 프로세싱 툴(12)을 포함한다. 툴(12)은 처리될 기판을 수용하는 프로세스 챔버(14)를 포함한다. 프로세스 챔버(14)는 반도체 프로세싱에 사용되는 임의의 유형의 챔버일 수 있으며, 적어도 일시적으로 진공 상태에 놓인다. 예컨대, 프로세스 챔버(14)는 에칭 챔버, 기상 증착 챔버, 이온 주입 챔버, 전송 챔버, 로드록 챔버, 지향 챔버 등 중 하나일 수 있다.
툴(12)은 전형적으로 제어 밸브, 작동기 및 모터와 같은 다양한 기계 부품을 포함한다. 예컨대, 툴(12)은 하나 이상의 소스에서 챔버(14)까지의 가스 공급을 제어하고, 챔버(14)로부터의 방출 가스 배출을 제어하는 다수의 밸브를 포함할 수 있다. 프로세스 제어기(16)는 이러한 기계 부품의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성함으로써 프로세스 챔버(14) 내의 프로세싱을 제어한다. 프로세스 제어기(16)는 툴(12)의 동작을 제어할 수 있는 임의의 디바이스일 수 있으며, 전형적으로 중앙 처리 장치, 지원 회로 및 툴(12)을 작동하는 데 이용되는 하나 이상의 프로그램을 저장하는 메모리를 포함한다.
프로세싱 툴(12)은 시스템 버스(20)를 통해 호스트 컴퓨터(18)에 연결된다. 호스트(18)는 제어기(16)에 명령 신호를 보냄으로써 툴(12)을 제어한다. 제어기(16)는 신호 내에 수신된 인스트럭션을 사용하여 저장된 프로그램에 따라 툴을 작동시킨다. 툴(12)에 배치된 검출기, 센서 등은 제어기(16)가 호스트(18)에 리턴되는 상태 신호를 생성하는 예컨대, 챔버(14) 내의 압력 및 온도, 가스 유량, 챔버(14)의 부하 상태 등과 같은 프로세싱 파라미터에 관한 신호를 프로세스 제어기(16)에 출력한다. 이들 신호는 호스트(18)가 명령에 응답하여 툴(12)의 동작 상태를 모니터링하는 것을 가능하게 한다. 이들 상태 신호는 예컨대, 다양한 경보, 사건, 파라미터 갱신, 트리거 등을 포함할 수 있다. 호스트(18)는 이들 신호로부터 수신된 정보로부터, 제어기(16)에 전달될 다른 명령 신호를 생성한다.
신호는 반도체 업계에 잘 알려져 있는 GEM/SECS와 같은 명령 표준에 따라 시스템 버스(20)를 통해 전달되는 것이 바람직하다. GEM/SECS 통신 인터페이스(22)는 제어기(16)와 호스트(18) 사이를 인터페이싱한다.
도 2a 내지 도 2c는 프로세스 챔버(14)를 배기시키는 다양한 시스템을 블록 형태로 도시한다. 이러한 배기 시스템(24)은 전형적으로 프로세스 챔버(14)를 배기시키는 적어도 하나의 진공 펌프(26)를 포함한다. 진공 펌프(26)는 예컨대, 교차 로터(inter-meshing rotor)를 이용하는 단일 또는 다단계 용적형 펌프(positive displacement pump)와 같은 임의의 적절한 유형의 진공 펌프를 포함할 수 있다. 로터는 각 단계에서 동일한 유형의 프로파일을 가질 수 있는데, 이 프로파일은 단계마다 변할 수 있다. 또한, 진공 펌프(26)는 터보분자 펌프(turbomolecular pump), 회전 날개 펌프(rotary vane pump), 극저온 펌프(cryogenic pump) 또는 용적형 펌프를 포함할 수 있다.
진공 펌프 제어기(28)는 진공 펌프(26)의 동작을 제어한다. 예컨대, 제어 기(28)는 모터(30)에 의해 구동되는 전력량을 제어하는 펌핑 메커니즘 신호 작동을 위한 모터(30)로 출력함으로써 진공 펌프(26)의 펌핑 속도를 제어하도록 구성될 수 있다. 모터(30)에 배치된 센서로부터 제어기(28)로 리턴된 신호는 제어기(28)가 모니터(30)의 상태를 모니터링하게 할 수 있으므로, 제어기는 모터(30)에 공급되는 전압의 주파수와 같은 동작 파라미터를 변경하여 펌핑 메커니즘의 성능을 최적화할 수 있다.
펌프 제어기(28)는 진공 펌프(26)의 동작을 제어할 수 있는 임의의 디바이스일 수 있으며, 전형적으로 중앙 처리 장치, 지원 회로 및 프로그래밍된 메모리를 포함한다. 진공 펌프(26)의 동작 특성의 제어는 사전프로그래밍된 루틴에 따라 및/또는 외부 제어 신호에 응답하여 수행될 수 있다. 도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 이 실시예에서 진공 펌프(26)는 프로세스 툴(12)의 프로세스 제어기(16)에 의해 생성되는 신호를 인터페이스(34)를 통해 수신하는 인터페이스(32)를 구비한다. 이들 인터페이스(32,34)는 케이블 또는 다른 물리적 커넥터를 사용하여 함께 접속될 수 있고, 제어기(16,28)는 무선 통신용으로 구성될 수 있다. 이는 진공 펌프(26)의 인터페이스(32)가 프로세스 툴(12)의 인터페이스(34)로부터 프로세스 툴(12)의 상태를 나타내는 신호를 수신하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이들 신호 내에 포함된 정보는 예컨대, 프로세스 챔버(14) 내의 압력, 가스 유량 및/또는 프로세스 툴의 하나 이상의 밸브의 상태에 관한 정보와 같이, 프로세스 툴(12)에서 호스트(18)로 전달된 신호에 포함된 정보와 유사할 수 있다. 진공 펌프(26)의 제어기(28)는 이들 수신된 신호로부터 프로세스 툴(12)의 상태를 모니터링하고, 저장 된 알고리즘에 따라 예컨대, 펌핑 속도와 같은 진공 펌프의 하나 이상의 동작 특성을 조정하도록 구성된다.
펌프 제어기(28)는 펌프 내의 온도와 같은 진공 펌프의 동작 특성도 모니터링하여 이들 동작 특성이 사전결정된 값을 초과하는 경우에 경보 신호를 발생시키도록 구성될 수 있다.
반도체 프로세싱 기술은 전형적으로 박막 증착, 에칭 및 기판 세척과 같은 프로세스에 다양한 가스를 이용한다. 이들 다수의 가스 및 이들 기술의 부산물로서 형성된 가스는 유독하거나 부식성이 있거나 가연성이 있다. 결과적으로, 시스템은 프로세스 챔버(14)로부터 방출 스트림 배출을 처리하여 방출 스트림으로부터 이러한 바람직하지 않은 가스를 제거하는 적어도 하나의 제거 툴(36)을 포함한다. 제거 툴(36)은 프로세스 챔버(14)로부터 방출 스트림 -도 2a에 도시된 바와 같이 진공 펌프(26)로부터의 다운스트림 또는 도 2b에 도시된 바와 같이 진공 펌프(26)로부터의 업스트림- 을 수용하고, 방출 스트림 내의 바람직하지 않은 가스를 예컨대, 습식 세정(scrubbing)으로 보다 편리하게 처리될 수 있는 하나 이상의 화합물 및/또는 대기로 배출될 수 있는 화합물로 변환한다. 제거 툴(36)의 특성은 프로세스 챔버(14)로부터 배출하는 방출 가스의 성분에 의존할 것이다. 예컨대, 제거 툴(36)은 열 처리 유닛(TPU:thermal process unit), 발화 조정 시스템(pyrophoric conditioning system), 가스 원자로 열(GRC:gas reactor column), 열 또는 무열 플라스마 제거 디바이스(thermal or non-thermal plasma abatement device) 등을 포함할 수 있다.
프로세싱 시스템의 배기 시스템은 진공 펌프 및 제거 툴 이외에 다른 부품도 포함할 수 있다. 예컨대, 도 2c에 도시된 바와 같이, 배기 시스템은 질소와 같은 불활성 퍼지 가스(inert purge gas)를 프로세스 챔버(14) 및 진공 펌프(26)에 공급하는 퍼지 가스 공급기(purge gas supply)(38), 진공 펌프(26) 및 배기 시스템을 통해 방출 가스의 유량을 제어하는 하나 이상의 밸브(40)를 포함할 수 있다. 이들 부품의 동작은 각각의 제어기(도시 생략) 또는 프로세스 툴(12), 진공 펌프(26) 및 제거 툴(36) 중 하나 이상의 제어기에 의해 제어될 수 있다. 배기 시스템의 다른 부품에 대한 예는 방출 가스 내에 포함된 고체를 트래핑(trapping)하는 수냉 및 정전형 트랩을 포함한다.
제거 툴 제어기(42)는 제거 툴(36)의 동작을 제어한다. 이 제어기(42)는 전형적으로 툴(36)로의 전력 공급을 제어하여, 예컨대, 툴(36)에서 생성된 플라스마를 제어 및 조정하고, 툴(36)을 오프 및 온으로 스위칭하여 툴 관리가 수행되는 것을 가능하게 한다. 제거 툴 제어기(42)는 제거 툴(36)의 동작을 제어할 수 있는 임의의 디바이스일 수 있으며, 전형적으로 중앙 처리 장치, 지원 회로 및 프로그래밍된 메모리를 포함한다. 제거 툴(36)의 동작 특성의 제어는 사전프로그래밍된 루틴에 따라 및/또는 외부 제어 신호에 응답하여 수행될 수 있다. 도 1, 도 3 및 도 5를 참조하면, 이 실시예에서 제거 툴(36)은 프로세스 툴(12)의 프로세스 제어기(16)에 의해 생성되는 신호를 인터페이스(46)를 통해 수신하는 인터페이스(44)를 구비한다. 이들 인터페이스(44,46)는 케이블 또는 다른 물리적 커넥터를 사용하여 함께 접속될 수 있고, 제어기(16,42)는 무선 통신용으로 구성될 수 있다. 이는 제 거 툴(36)의 인터페이스(44)가 프로세스 툴(12)의 인터페이스(46)로부터 프로세스 툴(12)의 상태를 나타내는 신호를 수신하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이들 신호는 프로세스 툴(12)에서 진공 펌프(26)로 전달된 신호와 동일할 수 있다. 제거 툴 제어기(42)는 프로세스 툴(12)로부터 수신된 이들 신호를 사용하여 프로세스 툴의 상태를 모니터링하고, 이들 신호에 응답하여, 저장된 알고리즘에 따라 제거 툴(36)의 동작 특성 또는 상태를 조정하도록 구성된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제거 툴(36)은 제거 툴 제어기(42)가 인터페이스(50)를 통해 펌프 제어기(28)로부터 신호를 수신하는 것을 가능하게 하는 인터페이스(48)도 구비한다. 다시 말하면, 이들 인터페이스(48,50)는 케이블 또는 다른 물리적 커넥터를 사용하여 함께 접속될 수 있고, 제어기(28,42)는 무선 통신용으로 구성될 수 있다. 이것은 진공 펌프 및 제거 툴이 다른 부품의 동작 특성을 모니터링하는 것을 가능하게 한다.
도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제거 툴 제어기(42)는 예컨대, GEMS/SECS 인터페이스와 같은 인터페이스(52)를 통해 시스템 버스(20)에 추가로 접속된다. 이 인터페이스(52)는 제거 툴(36)이 프로세스 툴(12)과 호스트(18) 사이의 시스템 버스(20)를 통해 전달된 신호를 모니터링하는 것을 가능하게 하며, 모니터링된 신호 내에 포함된 정보를 제어기(42)에 전달하도록 구성된다. 이하 논의되는 바와 같이, 인터페이스(52)는 (허용되면) 제거 툴(36)이 프로세스 툴(12)에 대해 자신의 정보를 질의하는 것도 가능하게 할 수 있다. 개략적으로, 배기 시스템(24)의 부품 중 제어기(28,42)는 프로세싱 시스템의 다른 부품으로부터 수신된 신호 내에 포함 된 정보를 이용하고, 제거 툴 제어기(42)의 경우에는, 시스템 버스(20)를 통해 전달된 신호 내에 포함된 정보를 이용하여, 제어기의 메모리에 프로그래밍된 하나 이상의 알고리즘에 따라 예컨대, 진공 펌프(26) 및/또는 제거 툴(36)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하거나 상태 경보를 발생시킨다. 이는 배기 시스템(24)의 동작 특성이 배기 시스템의 부품의 동작 특성뿐만 아니라 프로세스 툴(12)의 상태, 동작 특성 및/또는 요구조건에 따라 제어되는 것을 가능하게 할 수 있다.
제 1 예는 진공 펌프 제어에 대하여 도 6을 참조하여 설명된다.
도 6a는 화학 기상 증착 챔버를 배기시키는 데 사용되는 2개의 진공 펌프의 제어기에 의해 모니터링되는 시구간 -이 예에서는 6개월- 동안의 진공 펌프 모터 전력의 변동을 도시한다. 도 6a내의 60에서 나타낸 바와 같이, 순간마다의 펌프 중 어느 하나의 차단으로 인하여 모터 전력이 변동하여 다수의 피크가 존재하며, 이는 펌핑 메커니즘의 문제점을 나타낼 수 있다. 펌프 제어기는 이러한 피크가 발생할 때 경보를 생성하도록 구성될 수 있지만, 챔버가 분위기로부터 배기된 결과로서 피크가 생성될 가능성이 있는데, 그 시간에는 펌프가 고부하(high load) 상태이므로 어떤 경보도 생성되지 않을 것이다.
도 6b는 펌프에 의한 배기 하의 챔버의 상태에 관한 정보를 포함하도록 변경된 도 6a와 동일한 트레이스(trace)를 도시한다. 피크(1 내지 4)는 루틴 스케줄링 관리를 따르는 "러핑(roughing)" 중에, 즉, 챔버가 분위기로부터 배기되었을 때, 모터에 의해 구동된 펌프 전력이 증가함을 나타낸다. 트레이스 내의 다른 주요 피크에서, 러핑이 발생하지 않는 경우, 펌프 중 하나가 펌프 차단 때문에 멈춘다. 이것은 만일 멈춤이 프로세스 챔버 내의 프로세싱 중에 발생하였으면 상당한 문제의 원인이 될 수 있다. 그러나, 도 6b에서 62로 나타낸 2개의 피크가 발생하였을 때 펌프가 교체되면, 예컨대, 2.5 kW와 같은 64로 나타낸 사전결정된 값 이상인 이들 피크, 즉, 재앙 같은 멈춤을 피할 수 있다.
이를 고려하여, 도 7은 펌프 제어기(28)에 의해 이용되어 펌프 실패의 시작을 검출하는 알고리즘의 예를 도시하는 흐름도이다. 단계(70)에서, 펌프 제어기(28)는 예컨대, 진공 펌프(26)의 모니터(30)에 의해 구동된 전류를 모니터링함으로써 펌프 모터 전력을 모니터링한다. 단계(72)에서, 제어기는 모터 전력이 현재 도 7에 도시된 예에서 2.5 kW인 사전결정된 값을 초과하는지를 연속적으로 또는 사전결정된 간격으로 판단한다. 단계(72)에서, 전력이 사전결정된 값 미만인 것으로 판단되면, 어떠한 동작도 취해지지 않는다. 그러나, 단계(74)에서, 전력이 사전결정된 값을 초과하는 것으로 판단되면, 제어기는 인터페이스(32,34)를 통해 프로세스 툴(12)로부터 수신된 신호 내에 포함된 정보로부터, 프로세스 챔버(14)가 분위기로부터 배기되는지를 판단한다. 만일 "예"라면, 어떠한 동작도 취해지지 않지만, "아니오"라면, 단계(76)에서 경보가 생성된다.
이 알고리즘에서 사전결정된 값의 정확한 값은 미리 프로세스 툴(12)에 의해 실행될 구체적인 프로세스에 따라 선택될 수 있다. 또한, 펌프 제어기(28)는 예컨대, 툴(12)에서 호스트(18)로 전달되는 가스 흐름 데이터에 관한 시스템 버스(20)를 통해 전달된 신호로부터 수신된 정보에 따라 제어기(28)에 의해 선택된 적절한 값을 가지며 각기 각각의 프로세스에 관하여 저장된 사전결정된 값에 대한 표를 포 함할 수 있다.
이러한 예에 관하여, 피크의 높이는 펌프(26)의 잠재적인 멈춤에 대한 표시로서 선택되며, 그 대신에 또는 추가적으로, 단계(72)에서 이러한 피크의 폭은 각각 사전결정된 폭과 비교될 수 있다. 그 대신에 또는 추가적으로, 단계(72)에서 피크의 빈도(frequency)는 사전결정된 빈도와 비교되었고, 단계(74)에서 제어기(28)는 수신된 신호로부터 프로세스 툴(12)이 대기상태이었는지와 함께 피크의 빈도의 증가가 펌프 차단을 나타내는지를 판단한다.
이 예에서, 모터 전력의 변동은 모니터링된 펌프 특성에 따라 선택되었으며, 모니터링될 수 있는 동적 특성은 모터 전력, 펌프 온도, 배출 압력, 베어링(bearing) 진동을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되지는 않으며, 이상의 동작 특성 중 임의의 특성 또는 이들의 임의의 조합의 변경은 펌프의 멈춤을 예측하는 데 사용될 수 있다.
모니터링된 신호 및/또는 수신된 신호 내에 포함된 정보도 고정된 시구간보다 프로세스 툴 동작에 기초하여 배기 시스템(24)의 부품에 대한 관리 동작을 예측하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 주어진 프로세스 가스 혼합에 있어서, (이전의 경험으로부터) 진공 펌프(26)가 프로세스 가스 중 X 리터가 흐른 후에 교체를 요청하고, 제거 툴(36)이 프로세스 가스 중 Y 리터가 흐른 후에 방지 관리를 요청할 것임을 예측하는 것이 가능할 수 있다. 툴 이용의 변화는 이들 관리 동작이 요청되기 전까지의 일수를 변경할 수 있으므로, 임의의 스케줄링된 관리가 너무 일찍 또는 상당히 너무 늦게 수행될 수 있는 위험이 존재한다. 소정의 시구간에서 이들 동작을 스케줄링하는 것보다, 얼마나 많은 툴이 사용되는 지에 따라 이들 동작을 타이밍할 수 있다.
이제 제거 툴에 관한 도 8을 참조하여 예를 설명한다.
도 8은 제거 툴 관리기(42)에 의해 이용되어 관리가 필요할 때를 검출하는 알고리즘의 예를 도시하는 흐름도이다. 이 예에서, 제거 툴(36)은 연소기이고, 프로세스 가스는 전형적으로 InGaAIP의 MOCVD 성장에 사용되는 인화수소, 즉, PH3를 포함한다. 단계(80)에서, 제거 툴 관리자(42)는 예컨대, 시스템 버스를 통해 전달된 신호로부터 프로세스 툴(12)로의 현재 인화수소의 유량에 관한 정보를 수신한다. 단계(82)에서, 제거 툴 제어기(42)는 이 정보로부터 이전의 제거 툴(36) 관리 이래로 프로세스 툴(12)로 흐르는 인화수소의 누적량을 판단한다. 단계(84)에서, 제거 툴 제어기(42)는 이 누적량이 이 예에서 20 kg인 사전결정된 값을 초과하는지를 판단한다. 만일 "아니오"라면, 어떠한 동작도 필요하지 않지만, "예"라면, 툴의 관리가 필요하거나 곧 필요할 것임을 알리는 경보가 생성된다.
이 알고리즘에서 사전결정된 값의 정확한 값은 미리 제거 툴(36)의 특성 및 프로세스 툴(12)로 흐르는 구체적인 프로세스 가스 혼합물 모두에 따라 선택될 수 있다. 이와 달리, 이 제거 툴 제어기(42)는 예컨대, 툴(12)에서 호스트(18)로 전달되는 가스 흐름 데이터에 관하여 시스템 버스(20)로부터 수신된 정보에 따라 제어기(28)에 의해 선택된 적절한 값을 가지며 개별적인 프로세스 가스 혼합물에 관하여 각각 저장된 사전결정된 값에 대한 표를 포함할 수 있다.
모니터링된 신호로부터 제어기(28,42)에 의해 수신된 정보는 제어기(28,42)에게 프로세스 툴(12)의 현재 및 가까운 장래의 상태에 대해 경고할 수도 있다. 이로부터, 유틸리티 절감은 배기 시스템(24)이 프로세스 툴(12)에 필요하지 않을 때에 유틸리티 저소비 모드로 전환될 수 있게 하여 달성될 수 있다. 예컨대, 만일 프로세스 챔버(14)의 로드록(load-lock)에 웨이퍼가 없는 경우, 진공 펌프(26) 및 제거 툴(36)은 유틸리티 저소비 모드로 전환되며, 로드록에 활동이 있으면, 즉시,(즉, 프로세싱되는 웨이퍼에 앞서서) 완전한 동작 모드로 회복될 수 있다. 예컨대, 제거 툴이 셧다운으로부터 완전한 구동 상태에 도달하는 데 필요한 시간은 전형적으로 수 분이다. 그러나, 로드록 챔버, 전송 챔버를 통해 또한 프로세스 챔버(14)에서 웨이퍼를 이용하면, 전형적으로 5분 이상 걸린다. 따라서, 제거 툴(36)이 "대기 모드"에 있는 경우, 이는 웨이퍼가 우선 로드록으로 로딩될 때 프로세스 툴(12)에서 호스트(18)로 전달된 신호 내에 포함된 정보를 사용하여 라인 상에 복구될 수 있고, 이로써 프로세스 챔버(14)에서 웨이퍼 프로세싱이 시작되기 전에 배출 가스를 처리할 준비가 된다.
다시 도 1을 참조하면, 배기 시스템의 부품 중 제어기의 다양한 인터페이스도 신호를 전송하도록 구성된다. 이것은 프로세스 툴(12)의 동작 상태가 배기 시스템의 부품의 상태, 동작 특성 및/또는 요구조건에 따라 제어되는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 제거 툴 제어기(42)의 인터페이스(52)도 시스템 버스(20)를 통해 프로세스 툴(12)에 신호를 전송하도록 구성된다. 이들 신호는 프 로세스 제어기(16)에 의해 직접 수신되거나, 이어서 배기 시스템으로부터 수신된 신호 내에 포함된 정보를 이용하여 프로세스 툴(12)에 명령을 발행하는 호스트(18)에 전달될 수 있다. 또한, 펌프 제어기(28)의 인터페이스(32)와 제거 툴 제어기(42)의 인터페이스(44) 모두 프로세스 제어기(16)의 각각의 인터페이스에 신호를 다시 전송하도록 구성된다.
프로세스 툴(12)에 배기 시스템(24)의 현재와 보다 상세한 상태를 제공함으로써, 시스템 버스(20)를 통해 수신된 상태 정보에 응답하여 프로세스 제어기(16)에 의해 적절한 방법이 취해질 수 있다. 도 10은 부품이 교체 또는 관리를 위해 곧 셧다운될 것임을 경고하는 배기 시스템의 부품으로부터 생성된 경보에 응답하여 하드 셧다운이 수행되어야 하는지를 검출하기 위해, 프로세스 제어기(16)에 의해 사용되는 알고리즘의 예를 도시하는 흐름도이다. 이 경보는 도 7 및 도 8에 관한 상술한 알고리즘 중 어느 하나를 사용하여 생성될 수 있다.
단계(90)에서, 프로세스 제어기(16)는 경보를 수신한다. 이 경보는 진공 펌프(26) 또는 제거 툴(36)로부터, 또는 시스템 버스(20)로부터 직접 수신될 수 있다. 단계(92)에서, 프로세스 제어기(16)는 프로세스 툴이 현재 웨이퍼를 프로세싱하는 중인지를 판단한다. "아니오"라면, 단계(94)에서, 프로세스 툴(12)의 하드 셧다운이 수행된다. 만일 프로세스 툴이 웨이퍼를 프로세싱하는 중이면, 단계(96)에서, 하드 셧다운이 수행되기 전에 웨이퍼 프로세싱이 완료된다. 진공 펌프(26)로부터의 경보가 충분히 심각하면, 프로세스 제어기는 현재 프로세싱된 웨이퍼의 손상과 펌프를 손상시키는 위험 중 어느 것이 보다 비용 효율적인지를 판단하도록 (남아있는 프로세스 시간에 기초하여) 프로그래밍될 수 있다.
배기 시스템으로부터 수신된 상태 정보에 응답하여 프로세스 툴(12)이 신속하게 셧다운되어야 하는지를 판단하는 것 외에, 배기 시스템으로부터 수신된 정보는 프로세스 툴(12)의 관리를 배기 시스템의 부품의 관리 및/또는 교체와 동기화시킴으로써, 전체 시스템 중단 시간을 최소화하고 웨이퍼 처리량을 최대화할 수 있다.
예컨대, 도 8에 예시된 예를 참조하면, 만일 하루 평균 인화수소 소비량이 계산되어, 제거 툴(36)에 의해 소비된 총 인화수소 양이 알려지면, 인화수소 20 kg에 도달하는 데 걸리는 예상 시간(하루)(즉, 다음 제거 툴 관리까지 걸리는 시간)은 다음 식으로 주어진다.
Figure 112006090559817-pct00001
프로세스 툴(12)이 관리를 필요로 할 경우에 자체 내부 계산을 갖는 프로세스 제어기(16)에 이 정보가 재전달되면, 제어기(16)는 프로세스 툴(12)과 제거 툴(36)의 관리를 동기화할 수 있다. 이는 일년당 수일의 시스템 중단 시간을 절감할 가능성을 갖는다.
상술한 내용은 본 발명의 일 실시예를 나타내며, 당업자는 여기에 첨부되는 특허 청구 범위에 의해 정의되는 본 발명의 참된 범주로부터 벗어나지 않으면서 다른 실시예가 발생할 것임을 물론 알 것이라는 점을 이해해야 한다.
예컨대, 진공 펌프(26)의 제어기(28)는 시스템 버스(20)를 통해 전송된 신호 를 모니터링하도록 구성될 수도 있다. 이는 개인용 컴퓨터 등을 통해 시스템 버스와 제어기(28)의 인터페이스를 접속함으로써 실행되어, 시스템 버스를 통해 전송된 신호를 모니터링하고, 이 모니터링된 신호 내의 정보를 포함하는 제어기(28)에 신호를 출력할 수 있다.
다른 대안으로써, 프로세스 제어기(16)로부터 출력되는 신호가 펌프 제어기(28) 및 제거 툴 제어기(42)에 직접 전달되므로, 시스템 버스(20)가 불필요해질 수 있다.

Claims (18)

  1. 프로세스 툴 및 상기 프로세스 툴의 챔버를 위한 배기 시스템을 포함하는 프로세싱 시스템의 동작을 제어하는 방법 - 상기 배기 시스템은 제어기를 포함함 - 에 있어서,
    상기 제어기가 상기 프로세스 툴로부터 전송된 신호를 모니터링하는 단계 - 상기 신호는 상기 프로세스 툴의 상태를 나타냄 - 와,
    상기 제어기가 상기 모니터링된 신호 내에 포함된 정보를 이용하여, 상기 배기 시스템의 동작 특성 또는 상태를 조정하도록 상기 프로세스 툴에 대한 정보를 포함하는 신호를 생성하는 단계와,
    상기 제어기가 상기 생성된 신호를 상기 프로세스 툴로 전송하는 단계
    를 포함하고,
    상기 프로세스 툴은 상기 생성된 신호 내의 정보를 이용하여 상기 프로세스 툴의 동작 특성 또는 상태를 제어하도록 구성되는
    프로세싱 시스템 동작 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호는 저장된 알고리즘에 따라 생성되는
    프로세싱 시스템 동작 제어 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세스 툴은 시스템 버스에 접속되며,
    상기 모니터링된 신호는 상기 프로세스 툴과 호스트 컴퓨터 사이에서 상기 시스템 버스를 통해 전송되는
    프로세싱 시스템 동작 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배기 시스템은 상기 프로세스 툴과 상기 호스트 컴퓨터 사이에서 전송되는 신호를 모니터링하도록 구성되는
    프로세싱 시스템 동작 제어 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 생성된 신호는, 상기 생성된 신호 내에 포함된 정보를 상기 프로세스 툴에 전달하는 상기 호스트 컴퓨터에 전송되는
    프로세싱 시스템 동작 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 배기 시스템은 상기 생성된 신호를 상기 시스템 버스를 통해 상기 호스트 컴퓨터에 전송하도록 구성되는
    프로세싱 시스템 동작 제어 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세스 툴은 저장된 알고리즘에 따라 제어되는
    프로세싱 시스템 동작 제어 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배기 시스템은 제거 툴(abatement tool)을 포함하는
    프로세싱 시스템 동작 제어 방법.
  10. 실행될 때, 프로세스 툴과 상기 프로세스 툴의 챔버를 위한 배기 시스템을 포함하는 프로세싱 시스템을 제어하는 동작을 수행하는 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서,
    상기 동작은,
    상기 프로세스 툴과 호스트 컴퓨터 사이에서 전송된 신호를 모니터링하는 동작과,
    상기 모니터링된 신호 내에 포함된 정보를 이용하여 상기 배기 시스템의 동작 특성 또는 상태를 조정하도록 상기 프로세스 툴에 대한 정보를 포함하는 신호를 생성하는 동작과,
    상기 생성된 신호를 상기 프로세스 툴로 전송하는 동작을 포함하고,
    상기 프로세스 툴은 상기 생성된 신호 내의 정보를 이용하여 상기 프로세스 툴의 동작 특성 또는 상태를 제어하도록 구성되는
    컴퓨터 판독가능한 매체.
  11. 제 10 항에 따른 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는
    프로세싱 시스템 내의 배기 시스템.
  12. 프로세스 툴을 포함하는 프로세싱 시스템을 위한 배기 시스템에 있어서,
    상기 배기 시스템은,
    상기 프로세스 툴로부터 전송된 신호를 모니터링하는 수단과,
    상기 배기 시스템의 동작 특성 또는 상태를 조정하도록 상기 프로세스 툴에 대한 정보를 포함하는 신호를 생성하기 위해 상기 모니터링된 신호 내에 포함된 정보를 이용하는 수단과,
    상기 생성된 신호를 상기 프로세스 툴로 전송하는 수단을 포함하고,
    상기 프로세스 툴은 상기 생성된 신호 내의 정보를 이용하여 상기 프로세스 툴의 동작 특성 또는 상태를 제어하도록 구성되는
    배기 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 정보를 이용하는 수단은 저장된 알고리즘에 따라 신호를 생성하도록 구성되는
    배기 시스템.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 모니터링하는 수단은 상기 프로세스 툴에 접속된 시스템 버스를 통해 상기 프로세스 툴과 호스트 컴퓨터 사이에서 전송되는 신호를 모니터링하도록 구성되는
    배기 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 신호 전송 수단은 상기 호스트 컴퓨터에 신호를 전송하도록 구성되는
    배기 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 신호 전송 수단은 상기 시스템 버스를 통해 상기 호스트 컴퓨터에 신호를 전송하도록 구성되는
    배기 시스템.
  17. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 배기 시스템은 제거 툴을 포함하는
    배기 시스템.
  18. 삭제
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