KR101324346B1 - Method and system for detecting arc in a semiconductor process - Google Patents
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Abstract
반도체 공정에서 공정 챔버 내에서 발생하는 아크를 검출하는 방법 및 시스템이 개시된다. 상기 아크 검출 방법은 공정 챔버로부터 출력되는 공정 로우 데이터를 정규화하여 정규화 데이터를 획득하는 단계 및 상기 획득된 정규화 데이터를 처리하여 상기 공정 챔버 내에 아크가 발생되었는 지의 여부를 검출하는 단계를 포함한다. A method and system for detecting arcs occurring in a process chamber in a semiconductor process is disclosed. The arc detection method includes normalizing process row data output from a process chamber to obtain normalization data, and processing the obtained normalization data to detect whether an arc has occurred in the process chamber.
Description
본 발명은 반도체 공정에서 공정 챔버 내에서 발생하는 아크를 검출하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method and system for detecting arcs occurring in a process chamber in a semiconductor process.
도 1은 일반적인 공정 챔버 내부의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing a structure inside a general process chamber.
도 1에 도시된 바와 같이, 증착 공정, 에칭 공정 등과 같은 반도체 공정은 공정 챔버(100) 내에서 이루어지고, 증착 공정 등을 위한 타겟(102)은 공정 챔버(100) 내부의 상단부에 설치된다. RF 파워는 타겟(102) 및 공정 챔버(100) 내부의 하단부에 위치하는 웨이퍼를 지지하는 지지부로 인가될 수 있다. As shown in FIG. 1, a semiconductor process such as a deposition process, an etching process, or the like is performed in the
일반적으로, 증착 공정, 에칭 공정 등은 플라즈마를 이용하여 수행되나, 여러가지 원인들에 의해 공정 시작시 및 공정 진행 동안 아크가 발생할 수 있다. 아크는 타겟(102), 웨이퍼 등에 영향을 주어 수율을 저하시킬 수 있을 뿐만 아니라 공정 챔버(100)에도 영향을 줄 수 있다. Generally, the deposition process, the etching process, and the like are performed using plasma, but arcs may occur at the start of the process and during the process due to various causes. The arc may affect the
따라서, 공정 챔버(100) 내에서 아크를 검출할 필요가 대두되었고, 발광 분광 분석기(Optical Emission Spectrometer)를 이용하는 기술이 등장하였다. 구체적으로는, 공정 진행 중에 발생하는 아크를 검출하기 위하여 OES를 공정 챔버(100)의 특정 포트에 연결시켜 설치하고, OES에 포토 센서를 연결하였다. 그러나, 이러한 OES 이용 방법은 OES 및 포토 센서와 같은 별도의 장치들을 더 설치하여야 하기 때문에, 반도체 공정 시스템 구축 비용이 상승하였다. 또한, 상기 OES 이용 방법은 공정 진행 중 플라즈마 반응으로부터 방출되는 빛을 감지하는 방식이므로, RF 파워가 인가되는 시점에 발생하는 아크는 감지할 수 없었다. Therefore, there is a need to detect an arc in the
본 발명은 별도의 장치를 설치하지 않고 공정 챔버 내의 아크를 검출할 수 있는 아크 검출 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.The present invention provides an arc detection method and system capable of detecting an arc in a process chamber without installing a separate device.
또한, 본 발명은 공정 진행 중에서의 아크 검출뿐만 아니라 RF 파워 인가시에도 공정 챔버 내의 아크를 검출할 수 있는 아크 검출 방법 및 시스템을 제공하는 것이다. In addition, the present invention provides an arc detection method and system capable of detecting arcs in a process chamber when RF power is applied as well as arc detection during process progress.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정에서 아크 검출 방법은 공정 챔버로부터 출력되는 공정 로우 데이터를 정규화하여 정규화 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 정규화 데이터를 처리하여 상기 공정 챔버 내에 아크가 발생되었는 지의 여부를 검출하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the arc detection method in a semiconductor process according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: normalizing the process row data output from the process chamber to obtain normalized data; And processing the obtained normalization data to detect whether an arc has occurred in the process chamber.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 공정에서 아크 검출 방법은 공정 챔버로부터 출력되는 공정 로우 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 공정 로우 데이터를 처리하여 상기 공정 챔버 내에 아크가 발생되었는 지의 여부를 검출하는 단계를 포함한다. In the semiconductor process according to another embodiment of the present invention, the arc detection method may include obtaining process row data output from a process chamber; And processing the obtained process row data to detect whether an arc has occurred in the process chamber.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 반도체 공정에서 아크 검출 방법은 공정 챔버로부터 출력된 공정 로우 데이터 중 파워 관련 데이터들을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 파워 관련 데이터들을 처리하여 상기 공정 챔버 내에 아크가 발생하였는 지의 여부를 검출하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, an arc detection method in a semiconductor process includes selecting power related data among process row data output from a process chamber; And processing the selected power related data to detect whether an arc has occurred in the process chamber.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 시스템에서 사용되는 아크 검출기는 공정 챔버로부터 출력된 공정 로우 데이터 중 기설정된 파라미터와 관련된 파라미터 데이터를 선택하는 파라미터 선택부; 상기 선택된 파라미터 데이터에 적어도 하나의 알고리즘을 적용하는 알고리즘 적용부; 및 상기 알고리즘이 적용된 결과를 통하여 상기 공정 챔버 내에 아크가 발생되었는 지의 여부를 검출하는 아크 검출부를 포함한다. An arc detector used in a semiconductor processing system according to an exemplary embodiment of the present invention may include a parameter selector configured to select parameter data related to a predetermined parameter among process row data output from a process chamber; An algorithm applying unit which applies at least one algorithm to the selected parameter data; And an arc detector for detecting whether an arc is generated in the process chamber through a result of applying the algorithm.
본 발명의 일 실시예에 따른 아크 검출 시스템은 공정 챔버로부터 출력된 공정 로우 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 및 상기 데이터 수집부로부터 제공된 공정 로우 데이터를 처리하여 상기 공정 챔버 내에 아크가 발생되었는 지의 여부를 검출하는 아크 검출기를 포함한다. An arc detection system according to an embodiment of the present invention includes a data collector configured to collect process row data output from a process chamber; And an arc detector which processes the process row data provided from the data collector to detect whether an arc has occurred in the process chamber.
본 발명에 따른 아크 검출 방법 및 시스템은 공정 챔버로부터 출력되는 공정 로우 데이터(로그 데이터)를 이용하여 공정 챔버 내에 아크가 발생되었는 지를 검출하므로, 아크 검출을 위하여 공정 챔버에 추가적으로 장치를 설치하지 않는다. 따라서, 반도체 공정 시스템 구축 비용이 증가되지 않으며, 종래 기술에 비하여 절감될 수 있다. The arc detection method and system according to the present invention detects whether an arc has occurred in the process chamber by using process row data (log data) output from the process chamber, and thus does not additionally install an apparatus in the process chamber for arc detection. Therefore, the construction cost of the semiconductor process system is not increased, and it can be saved as compared with the prior art.
또한, 공정 챔버로부터 출력되는 공정 로우 데이터를 분석하는 방식이므로, 상기 아크 검출 시스템은 공정 진행 중의 아크 발생뿐만 아니라 RF 파워가 인가되는 시점에서의 아크 발생도 검출할 수 있다. In addition, since the process row data output from the process chamber is analyzed, the arc detection system may detect not only arc generation during the process but also arc generation at the time when RF power is applied.
도 1은 일반적인 공정 챔버 내부의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 검출 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 검출 과정을 도시한 순서도이다.
도 4는 실제 실험에 따른 파라미터 데이터들의 출력 그래프를 도시한 도면이다.
도 5는 실제 실험에 따른 아크 검출 결과 그래프를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 검출기의 구조를 도시한 블록도이다. 1 is a view schematically showing a structure inside a general process chamber.
2 is a diagram illustrating an arc detection system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an arc detection process according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an output graph of parameter data according to an actual experiment.
5 is a diagram illustrating an arc detection result graph according to an actual experiment.
6 is a block diagram showing the structure of an arc detector according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 검출 시스템을 도시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating an arc detection system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 아크 검출 시스템은 반도체 공정, 특히 플라즈마를 이용하는 증착 공정, 에칭 공정 시 등에 공정 챔버(200) 내에서 발생할 수 있는 아크(Arc)를 검출하며, 데이터 수집부(202) 및 아크 검출기(204)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the arc detection system of the present embodiment detects arcs that may occur in the
플라즈마와 공정 물질의 반응으로부터 발생되는 빛을 감지하여 아크를 검출하는 종래 기술과 달리, 본 발명의 아크 검출 시스템은 공정 챔버(200)로부터 출력되는 공정 로우 데이터(로그 데이터)를 이용하여 아크를 검출한다. 구체적으로는, 공정 시작시, 즉 RF 파워가 인가된 때로부터 공정이 완료될 때까지 챔버(200)로부터 실시간으로 공정 로우 데이터가 출력되며, 상기 아크 검출 시스템은 상기 출력된 공정 로우 데이터 중 일부, 즉 기설정된 파라미터들과 관련된 데이터를 선택하고, 상기 선택된 데이터들을 이용하여 아크를 검출한다. 이하, 파라미터들과 관련되어 선택된 데이터를 파라미터 데이터라 하겠다. 아크 검출 과정에 대한 자세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 후술하겠다. Unlike the prior art, which detects an arc by sensing light generated from the reaction of the plasma and the process material, the arc detection system of the present invention detects the arc by using process raw data (log data) output from the
공정 챔버(200)는 에칭 공정, 증착 공정 등 다양한 공정에 사용되는 챔버로서, 특히 플라즈마를 이용하여 반도체 공정을 수행하기 위한 챔버를 의미한다. 도 2에는 도시하지 않았지만, 챔버(200) 내부의 상단부에는 타겟이 부착되고 외부로부터 입력된 RF 파워를 상기 타겟으로 인가하는 상부 RF 파워부가 형성되고, 챔버(200) 내부의 하단부에는 웨이퍼를 지지하고 RF 파워가 인가되는 하부 RF 파워부가 형성될 수 있다. 물론, 공정 챔버(200)의 내부 구조는 해당 공정에 따라 다를 수 있다. 다만, 기본적으로 RF 파워는 공정 챔버(200)로 제공되며, 상기 아크 검출 시스템은 상기 RF 파워와 관련된 데이터를 아크 검출을 위해 이용할 수 있다. The
데이터 수집부(202)는 공정 챔버(200)로부터 출력된 공정 로우 데이터를 실시간으로 수집하고, 수집한 공정 로우 데이터를 아크 검출기(204)로 제공한다. 물론, 데이터 수집부(202)는 상기 공정 로우 데이터를 아크 검출기(204)로 전달할 수도 있고, 상기 공정 로우 데이터로부터 파라미터 데이터를 선택한 후 선택된 파라미터 데이터를 아크 검출기(204)로 제공할 수도 있다. 다만, 현재 반도체 공정 시스템을 고려할 때, 데이터 수집부(202)는 상기 공정 로우 데이터를 수집하여 그대로 아크 검출기(204)로 제공하는 것이 바람직하다. The
아크 검출기(204)는 데이터 수집부(202)로부터 제공된 공정 로우 데이터를 이용하여 아크를 검출한다. 구체적으로는, 아크 검출기(204)는 상기 공정 로우 데이터 중 기설정된 파라미터들과 관련된 파라미터 데이터들을 선택하고, 상기 선택된 파라미터 데이터들에 알고리즘을 적용하여 공정 챔버(200) 내에 아크가 발생하였는 지의 여부를 검출한다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하겠다. The
정리하면, 본 발명의 아크 검출 시스템은 공정 챔버(200)로부터 출력되는 공정 로우 데이터(로그 데이터)를 이용하여 아크 발생 여부를 실시간으로 검출할 수 있다. 따라서, 관리자는 아크시 즉각적으로 적절한 조치를 취할 수 있으며, 그 결과 웨이퍼 및 공정 챔버(200)의 파손 등을 방지할 수 있다. In summary, the arc detection system of the present invention may detect whether or not an arc occurs in real time by using process row data (log data) output from the
종래 기술에서는 플라즈마 반응에 따라 발생되는 빛을 검출하기 위한 발광 분광 분석기(Optical Emission Spectrometer) 및 이와 연결된 포토 센서를 공정 챔버에 추가적으로 설치하여야 했으나, 본 발명의 아크 검출 시스템은 공정 동안 공정 챔버(200)로부터 실시간으로 출력되는 공정 로우 데이터를 이용하므로 아크 검출을 위한 별도의 장치를 공정 챔버(200)에 설치하지 않아도 된다. 즉, 본 발명의 아크 검출 시스템은 종래 기술에 비하여 간단하면서 저렴하게 구현될 수 있고, 후술하는 바와 같이 아크 발생 여부를 판단하기 위한 과정도 간단하다. 또한, 상기 아크 검출 시스템은 공정 진행 동안 발생하는 아크뿐만 아니라 RF 파워가 인가되는 시점에서 발생하는 아크도 검출할 수 있다. In the related art, an optical emission spectrometer for detecting light generated by a plasma reaction and a photo sensor connected thereto are additionally installed in the process chamber. However, the arc detection system of the present invention includes the
위에서는 데이터 수집부(202)가 공정 챔버(200)로부터 출력되는 공정 로우 데이터를 수집하였으나, 데이터 수집부(202) 없이 공정 챔버(200)로부터 출력된 공정 로우 데이터가 아크 검출기(204)로 실시간으로 제공될 수도 있다. 물론, 데이터 수집부(202)와 아크 검출기(204)가 하나의 소자로서 구현될 수도 있다. In the above, the
또한, 데이터 수집부(202) 및 아크 검출기(204)가 공정 챔버(200)로부터 유무선으로 연결되어 이격되어 위치하는 것으로 도 2에 되었으나, 데이터 수집부(202) 및 아크 검출기(204)가 공정 챔버(200)의 일부분으로 형성되거나 공정 챔버(200) 자체에 설치될 수도 있다. 이 경우에는, 아크 검출기(204)는 아크 검출 결과를 유무선 방식을 통하여 외부 기기로 전송할 것이다. In addition, although the
이하, 본 실시예의 아크 검출 과정을 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다. Hereinafter, the arc detection process of this embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 검출 과정을 도시한 순서도이고, 도 4는 실제 실험에 따른 파라미터 데이터들의 출력 그래프를 도시한 도면이고, 도 5는 실제 실험에 따른 아크 검출 결과 그래프를 도시한 도면이다. 실험 데이터는 플라즈마를 이용한 에칭 공정시 획득된 데이터이며, 100㎒ 파워가 상단 파워부 및 하단 파워부로 제공되도록 하였다. 3 is a flowchart illustrating an arc detection process according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram illustrating an output graph of parameter data according to an actual experiment, and FIG. 5 is a graph of an arc detection result according to an actual experiment. Figure is shown. The experimental data are data obtained during the etching process using plasma, and 100 MHz power was provided to the upper power part and the lower power part.
도 3을 참조하면, 상기 아크 검출 시스템은 에칭 공정시 정상적으로 동작할 때의 데이터인 기준 로우 데이터(오프 라인 데이터)를 획득하고, 상기 획득된 기준 로우 데이터를 아크 검출기(204)에 저장시킨다(S300).Referring to FIG. 3, the arc detection system acquires reference row data (offline data), which is data when operating normally in an etching process, and stores the obtained reference row data in the arc detector 204 (S300). ).
이어서, 상기 아크 검출 시스템은 에칭 공정 동안 공정 챔버(200)로부터 출력되는 로그 데이터인 공정 로우 데이터를 획득하고, 상기 획득된 공정 로우 데이터 중 기설정된 파라미터들과 관련된 파라미터 데이터들을 선택한다(S302). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 파라미터들은 공정 챔버(200) 내부 중 상단 RF 파워부로 제공되는 100㎒ RF 파워의 반사 파워, 하단 RF 파워부로 제공되는 100㎒ RF 파워의 반사 파워, 하단 RF 파워부로 입력되는 2㎒ 바이어스 전압, 하단 RF 파워부로 제공되는 100㎒ RF 파워와 관련된 캐패시터 포지션(Capacitor Position), 하단 RF 파워부로 제공되는 2㎒ 바이어스 전압과 관련된 캐패시터 포지션, 상단 RF 파워부로 제공되는 100㎒ RF 파워와 관련된 캐패시터 포지션을 포함할 수 있다. 물론, 상기 아크 검출 시스템은 다른 파라미터들과 관련된 데이터를 선택하여 아크 발생 여부를 검출할 수도 있다. 위의 6 개의 파라미터들과 관련된 파라미터 데이터는 아래의 표 1과 같다. Subsequently, the arc detection system acquires process row data which is log data output from the
여기서, 위의 표 1의 파라미터들은 파라미터 데이터들을 나타내고, 시간은 공정 시작으로부터 경과된 시간을 표시하며, 위 표 1에 표시하지 않았지만 공정 챔버(200)로부터 계속적으로 실시간으로 공정 로우 데이터가 출력된다. 파라미터1은 상단 RF 파워부로 제공되는 100㎒ RF 파워의 반사 파워의 실시간 출력 데이터를 의미하고, 파라미터2는 하단 RF 파워부로 제공되는 100㎒ RF 파워의 반사 파워의 실시간 출력 데이터를 나타내며, 파라미터3은 하단 RF 파워부로 입력되는 2㎒ 바이어스 전압의 실시간 출력 데이터를 의미한다. 파라미터4는 하단 RF 파워부로 제공되는 100㎒ RF 파워와 관련된 캐패시터 포지션의 실시간 출력 데이터를 나타내고, 파라미터5는 하단 RF 파워부로 제공되는 2㎒ 바이어스 전압과 관련된 캐패시터 포지션의 실시간 출력 데이터를 의미하며, 파라미터6은 상단 RF 파워부로 제공되는 100㎒ RF 파워와 관련된 캐패시터 포지션의 실시간 출력 데이터를 나타낸다. Here, the parameters of Table 1 above represent parameter data, and time represents time elapsed from the start of the process, and process row data is continuously output from the
계속하여, 상기 아크 검출 시스템은 상기 기준 로우 데이터와 상기 공정 로우 데이터에 제 1 알고리즘을 적용하여 상기 공정 데이터를 정규화시켜 정규화 데이터(μb(x))를 획득한다(S304). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 알고리즘은 아래의 수학식 1과 같은 퍼지 모델(Fuzzy model)일 수 있다. Subsequently, the arc detection system applies a first algorithm to the reference row data and the process row data to normalize the process data to obtain normalized data μ b (x) (S304). According to an embodiment of the present invention, the first algorithm may be a fuzzy model as shown in
여기서, x는 공정 로우 데이터이고, r은 기준 로우 데이터이다.Where x is process row data and r is reference row data.
수학식 1에 따르면, 상기 아크 검출 시스템은 공정 로우 데이터를 기준 로우 데이터를 기준으로 하여 2r 범위 내에서 정규화시킨다. 즉, 상기 정규화 데이터는 로우 데이터는 0과 2r 범위(x축) 사이에서 0과 1 사이의 값(y축)으로 정규화된다. 표 1의 데이터를 정규화하면 아래의 표 2와 같은 결과가 획득된다. According to
위 표 2에 표시된 바와 같이, 상기 공정 로우 데이터의 파라미터 데이터는 정규화시킴에 의해 "0" 또는 "1"로 변화된다. 그래프로 살펴보면, 도 4(A)에 도시된 파라미터 데이터들은 퍼지 모델을 적용함에 의해 도 4(B)에 도시된 바와 같이 정규화된다. 이하, 정규화된 파라미터 데이터를 정규화 데이터라 하겠다. As shown in Table 2 above, the parameter data of the process row data is changed to "0" or "1" by normalizing. Looking at the graph, the parameter data shown in Fig. 4A is normalized as shown in Fig. 4B by applying a fuzzy model. Hereinafter, normalized parameter data will be referred to as normalized data.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 아크 검출 시스템은 정규화 데이터를 통하여 아크 발생 예상 시점을 검출한다. 구체적으로는, 상기 아크 검출 시스템은 "1"을 많이 가지는 정규화 데이터와 관련된 시점을 아크 발생 예상 시점으로 검출한다. 물론, 상기 검출된 아크 발생 예상 시점은 아크가 실제로 발생된 시점일 수도 있고, 실제 아크가 발생되지는 않은 시점일 수도 있다. 표 2에서는 492초 및 493초가 아크 발생 예상 시점으로 검출된다. According to an embodiment of the present invention, the arc detection system detects an arc generation expected time point through normalization data. Specifically, the arc detection system detects a time point associated with normalization data having many "1s" as an anticipation time of arc generation. Of course, the detected arc generation expected time may be a time when the arc is actually generated, or may be a time when no actual arc is generated. In Table 2, 492 seconds and 493 seconds are detected as anticipated timing of arc generation.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 아크 검출 시스템은 상기 아크 발생 예상 시점들 중 실제 아크가 발생된 시점을 검출하기 위하여 아래의 수학식 2와 같은 제 2 알고리즘, 예를 들어 뎀프스터 쉐이퍼(Dempster-Shafer theory)의 결합 법칙을 적용하여 아크 발생 여부를 검출한다(S206). According to one embodiment of the invention, the arc detection system is a second algorithm, for example Dempster Shaper (Dempster) as shown in
여기서, m1은 직전 시점의 정상 확률/아크 발생 확률을 나타내고, m2는 현재 시점의 정상 확률/아크 발생 확률을 의미한다. Here, m1 denotes a normal probability / arc occurrence probability at the last time point, and m2 denotes a normal probability / arc occurrence probability at the current time point.
이하, 실제 적용 예를 보면서 뎀프스터 쉐이퍼의 결합 법칙을 적용하여 아크를 검출하는 과정을 살펴보겠다. In the following, we will look at the process of detecting the arc by applying the coupling law of the damper shaper while looking at the actual application example.
우선, 491초에서의 아크 발생 여부를 검출하겠다. First, it is detected whether an arc has occurred at 491 seconds.
m1(normal)=1Probability of Normal from Last Time
m1 (normal) = 1
m1(arc)=0Probability of Arcing at Immediate Time
m1 (arc) = 0
m2(normal)=4/6Probability of Normal at Current Time
m2 (normal) = 4/6
m2(arc)=2/6Arc occurrence probability at the current time
m2 (arc) = 2/6
표 3에 표시된 바와 같이, 직전 시점(490초)에서는 모든 정규화 데이터들이 "0"을 가지므로, 정상일 확률 m1(normal)은 1이고 아크 발생 확률 m1(arc)은 0이다. 현재 시점(491초)에서는 정규화 데이터들 중 2개만 "1"이고 나머지 데이터들은 "0"을 가지므로, 정상일 확률 m2(normal)는 4/6이고 아크 발생 확률 m2(arc)는 2/6이다. 이렇게 구해진 확률을 위 수학식 2에 적용하면, m(A, normal)은 이 되고, m(A, arc)는 이 된다. 즉, 491초에서는 정상일 확률인 m(A, normal)가 아크 발생 확률인 m(A, arc)보다 크기 때문에, 상기 아크 검출 시스템은 491초에서는 아크가 발생되지 않은 정상 상태로 결정한다. As shown in Table 3, at the immediately preceding point (490 seconds), since all normalized data have "0", the probability m1 (normal) that is normal is 1 and the arc occurrence probability m1 (arc) is 0. At the present time (491 seconds), only two of the normalized data have "1" and the rest of the data have "0", so the probability m2 (normal) is normal is 4/6 and the probability of arc occurrence m2 (arc) is 2/6. . Applying this probability to
이하, 492초에서의 아크 발생 여부를 살펴보겠다. Hereinafter, an arc occurrence at 492 seconds will be described.
m1(normal)=4/6Probability of Normal from Last Time
m1 (normal) = 4/6
m1(arc)=2/6Probability of Arcing at Immediate Time
m1 (arc) = 2/6
m2(normal)=1/6Probability of Normal at Current Time
m2 (normal) = 1/6
m2(arc)=5/6Arc occurrence probability at the current time
m2 (arc) = 5/6
표 3에 표시된 바와 같이, 직전 시점(491초)에서는 4개의 정규화 데이터들이 "0"을 가지고 2개의 정규화 데이터들이 "1"을 가지므로, 정상일 확률 m1(normal)은 4/6이고 아크 발생 확률 m1(arc)은 2/6이다. 현재 시점(492초)에서는 5개의 정규화 데이터들이 "1"이고 나머지 하나의 정규화 데이터가 "0"을 가지므로, 정상일 확률 m2(normal)는 1/6이고 아크 발생 확률 m2(arc)는 5/6이다. 이렇게 구해진 확률을 위 수학식 2에 적용하면, m(A, normal)은 이 되고, m(A, arc)는 이 된다. 즉, 492초에서는 아크 발생 확률인 m(A, arc)가 정상일 확률인 m(A, normal)보다 크기 때문에, 상기 아크 검출 시스템은 492초에서 아크가 발생한 것으로 결정한다. As shown in Table 3, since 4 normalized data have "0" and 2 normalized data have "1" at the immediately preceding time point (491 second), the probability m1 (normal) is 4/6 and the probability of arc occurrence is normal. m1 (arc) is 2/6. At the present time (492 seconds), 5 normalized data are "1" and the other normalized data has "0", so the probability m2 (normal) is 1/6 and the probability of arc occurrence m2 (arc) is 5 / 6. Applying this probability to
정리하면, 본 발명의 아크 검출 시스템은 파라미터 데이터들에 퍼지 모델을 적용하여 정규화시키고, 정규화 데이터에 뎀프스터 쉐이퍼의 결합 법칙을 적용하여 아크 발생 여부를 검출할 수 있다. 상기 아크 검출 시스템은 이러한 방법을 이용하면 도 5(A)에 도시된 바와 같이 다수의 아크 발생 예상 시점들이 검출될지라도 도 5(B)에 도시된 바와 같이 상기 아크 발생 예상 시점들 중 실제 아크가 발생된 시점을 정확하게 검출할 수 있다. 이러한 결과는 도면으로 도시하지는 않았지만 OES 방법을 통하여 아크를 검출하였을 때와 결과가 동일함을 실험을 통하여 확인하였다. In summary, the arc detection system of the present invention may normalize by applying a fuzzy model to the parameter data, and detect whether an arc is generated by applying a coupling rule of the dempster shaper to the normalized data. Using this method, the arc detection system uses a method such that the actual arc of the anticipated arc generation points as shown in FIG. The generated time point can be detected accurately. Although not shown in the drawings, it was confirmed through experiments that the results were the same as when the arc was detected by the OES method.
위에서는 퍼지 모델을 공정 로우 데이터에 적용하였지만, 기준 로우 데이터를 이용하여 공정 로우 데이터를 정규화시킬 수 있는 한 다양한 알고리즘이 변형 적용될 수 있다.In the above, the fuzzy model is applied to the process row data, but various algorithms may be modified as long as the process row data can be normalized using the reference row data.
또한, 위에서는 정규화된 데이터에 뎀프스터 쉐이퍼의 결합 법칙을 적용하여 아크가 발생하였는지를 검출하였지만, 직전 시점의 정상 확률/아크 발생 확률과 현재 시점의 정상 확률/아크 발생 확률을 이용하는 한 다양한 알고리즘이 변형 적용될 수 있다. In addition, the above method detects whether an arc has occurred by applying the coupling rule of the dempster shaper to the normalized data. Can be applied.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 검출기의 구조를 도시한 블록도이다. 6 is a block diagram showing the structure of an arc detector according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 아크 검출기(204)는 제어부(600), 송수신부(602), 파라미터 선택부(604), 알고리즘 적용부(606), 아크 검출부(608) 및 저장부(610)를 포함한다. Referring to FIG. 6, the
송수신부(602)는 데이터 수집부(202)로부터 공정 로우 데이터를 수신하고, 타 기기로 데이터를 송신하는 역할을 수행한다. The
파라미터 선택부(604)는 상기 공정 로우 데이터 중 아크 검출을 위해 기설정된 파라미터들과 관련된 파라미터 데이터들을 선택한다. 여기서, 상기파라미터들의 수는 아크를 검출할 수 있는 한 1개 이상이면 충분하다. The
알고리즘 적용부(606)는 상기 파라미터 데이터들에 제 1 알고리즘, 예를 들어 퍼지 모델을 적용하여 상기 파라미터들을 정규화하여 정규화 데이터를 획득하고, 상기 획득된 정규화 데이터에 제 2 알고리즘, 예를 들어 뎀프스터 쉐이퍼의 결합 법칙을 적용한다. An
아크 검출부(608)는 상기 제 2 알고리즘을 상기 정규화 데이터에 적용한 결과를 통하여 실제 아크가 발생하였는 지의 여부를 검출한다. The
저장부(610)는 공정 로우 데이터, 기준 로우 데이터, 알고리즘 프로그램, 파라미터, 정규화 데이터 등과 같은 각종 데이터를 저장한다. The
제어부(600)는 아크 검출기(204)의 구성요소들의 동작을 전반적으로 제어한다. The
위에서는 언급하지 않았지만, 아크 검출기(204)는 아크 검출 결과를 공정 챔버(200)의 동작을 제어하는 제어 장치(미도시)로 전송하거나 아크가 검출된 경우 적절한 대응 방안에 대한 정보를 상기 제어 장치로 제공하는 아크 대응부를 더 포함할 수도 있다. 물론, 아크 검출기(204)는 아크 검출 결과만을 상기 제어 장치로 전송하고 상기 제어 장치가 적절한 조치를 취하는 것이 공정상 바람직하다. Although not mentioned above, the
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. The embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention may make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Should be considered to be within the scope of the following claims.
100 : 공정 챔버 102 : 타겟
200 : 공정 챔버 202 : 데이터 수집부
204 : 아크 검출기 600 : 제어부
602 : 송수신부 604 : 파라미터 선택부
606 : 알고리즘 적용부 608 : 아크 검출부
610 : 저장부100: process chamber 102: target
200: process chamber 202: data collection unit
204: arc detector 600: control unit
602: transceiver unit 604: parameter selection unit
606: algorithm application unit 608: arc detection unit
610: storage unit
Claims (14)
상기 획득된 정규화 데이터를 처리하여 상기 공정 챔버 내에 아크가 발생되었는 지의 여부를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정에서 아크 검출 방법. Normalizing the process row data output from the process chamber to obtain normalization data; And
Processing the obtained normalization data to detect whether an arc has occurred in the process chamber.
상기 공정 챔버로부터 출력되는 공정 로우 데이터 중 기설정된 파라미터들과 관련된 파라미터 데이터들을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 파라미터 데이터들과 기준 로우 데이터를 퍼지 모델에 적용하여 상기 파라미터 데이터들을 정규화하는 단계를 포함하되,
상기 기준 로우 데이터는 상기 공정 챔버에 아크가 발생되지 않고 정상적으로 동작할 때의 데이터인 것을 특징으로 하는 반도체 공정에서 아크 검출 방법. The method of claim 1, wherein obtaining the normalization data comprises:
Selecting parameter data related to preset parameters from process row data output from the process chamber; And
Normalizing the parameter data by applying the selected parameter data and reference row data to a fuzzy model,
The reference row data is an arc detection method in a semiconductor process, characterized in that the data when the normal operation without the arc is generated in the process chamber.
상기 획득된 정규화 데이터를 분석하여 아크 발생 예상 시점들을 검출하는 단계; 및
특정 아크 발생 예상 시점의 정규화 데이터와 상기 특정 아크 발생 예상 시점 직전 시점의 정규화 데이터를 아크 검출 알고리즘에 적용하여 아크 발생 여부를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정에서 아크 검출 방법. The method of claim 1, wherein detecting whether the arc has occurred comprises:
Analyzing the obtained normalized data to detect arc generation prediction points; And
And detecting whether an arc has occurred by applying normalization data of a specific arc occurrence predicted time point and normalization data of a time immediately before the specific arc occurrence predicted time point to an arc detection algorithm.
상기 특정 아크 발생 예상 시점의 정규화 데이터에 대한 정상 확률 및 아크 발생 확률과 상기 직전 시점의 정규화 데이터에 대한 정상 확률 및 아크 발생 확률을 결합시켜 새로운 정상 확률과 아크 발생 확률을 획득하는 단계; 및
상기 획득된 아크 발생 확률이 상기 정상 확률보다 큰 경우 상기 특정 아크 발생 예상 시점에서 아크가 발생한 것으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정에서 아크 검출 방법. The method of claim 4, wherein detecting whether an arc occurs by applying the arc detection algorithm comprises:
Acquiring a new normal probability and an arc occurrence probability by combining the normal probability and the arc occurrence probability for the normalized data of the specific arc occurrence predicted time point with the normal probability and the arc occurrence probability for the normalized data of the last time point; And
And determining that the arc has occurred at the specific arc occurrence predicted time point when the obtained arc occurrence probability is greater than the normal probability.
상기 획득된 공정 로우 데이터를 처리하여 상기 공정 챔버 내에 아크가 발생되었는 지의 여부를 검출하는 단계를 포함하되,
상기 아크가 발생되었는 지의 여부를 검출하는 단계는,
상기 공정 챔버로부터 출력되는 공정 로우 데이터 중 기설정된 파라미터들과 관련된 파라미터 데이터들을 선택하는 단계;
상기 선택된 파라미터 데이터들과 기준 로우 데이터를 퍼지 모델에 적용하여 상기 파라미터 데이터들을 정규화하여 정규화 데이터를 획득하는 단계;
상기 획득된 정규화 데이터를 분석하여 아크 발생 예상 시점들을 검출하는 단계; 및
특정 아크 발생 예상 시점의 정규화 데이터와 상기 특정 아크 발생 예상 시점 직전 시점의 정규화 데이터를 아크 검출 알고리즘에 적용하여 아크 발생 여부를 검출하는 단계를 포함하되,
상기 아크 검출 알고리즘은 뎀프스터 쉐이퍼의 결합 법칙이며, 상기 기준 로우 데이터는 상기 공정 챔버에 아크가 발생되지 않고 정상적으로 동작할 때의 데이터인 것을 특징으로 하는 반도체 공정에서 아크 검출 방법. Obtaining process row data output from the process chamber; And
Processing the obtained process row data to detect whether an arc has occurred in the process chamber,
Detecting whether the arc has occurred,
Selecting parameter data related to preset parameters from process row data output from the process chamber;
Applying the selected parameter data and reference row data to a fuzzy model to normalize the parameter data to obtain normalized data;
Analyzing the obtained normalized data to detect arc generation prediction points; And
Detecting normality of arc by applying normalization data of a specific arc occurrence predicted time point and normalization data of a time immediately before the specific arc occurrence predicted time point to an arc detection algorithm;
The arc detection algorithm is a combination law of a dempster shaper, and the reference raw data is data when the arc operates in the process chamber without generating an arc.
상기 선택된 파워 관련 데이터들을 처리하여 상기 공정 챔버 내에 아크가 발생하였는 지의 여부를 검출하는 단계를 포함하되,
상기 파워 관련 데이터들은 상기 공정 챔버 내부 중 상단 RF 파워부로 제공되는 RF 파워의 반사 파워와 관련된 데이터, 하단 RF 파워부로 제공되는 RF 파워의 반사 파워와 관련된 데이터, 하단 RF 파워부로 입력되는 바이어스 전압과 관련된 데이터, 하단 RF 파워부로 제공되는 상기 RF 파워와 관련된 캐패시터 포지션(Capacitor Position)과 관련된 데이터, 하단 RF 파워부로 제공되는 상기 바이어스 전압과 관련된 캐패시터 포지션과 관련된 데이터 및 상단 RF 파워부로 제공되는 상기 RF 파워와 관련된 캐패시터 포지션과 관련된 데이터 중 적어도 두 개를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정에서 아크 검출 방법.Selecting power related data among process row data output from the process chamber; And
Processing the selected power related data to detect whether an arc has occurred in the process chamber,
The power related data may include data related to the reflected power of the RF power provided to the upper RF power part within the process chamber, data related to the reflected power of the RF power provided to the lower RF power part, and a bias voltage input to the lower RF power part. Data relating to capacitor position associated with the RF power provided to the lower RF power unit, data relating to capacitor position associated with the bias voltage provided to the lower RF power unit, and the RF power provided to the upper RF power unit; And at least two of the data associated with the associated capacitor position.
상기 선택된 파라미터 데이터에 적어도 하나의 알고리즘을 적용하는 알고리즘 적용부; 및
상기 알고리즘이 적용된 결과를 통하여 상기 공정 챔버 내에 아크가 발생되었는 지의 여부를 검출하는 아크 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 시스템에 사용되는 아크 검출기. A parameter selector configured to select parameter data related to a predetermined parameter among process row data output from the process chamber;
An algorithm applying unit which applies at least one algorithm to the selected parameter data; And
And an arc detector for detecting whether an arc is generated in the process chamber through the result of applying the algorithm.
상기 퍼지 모델 적용시 아크가 발생되지 않았을 때의 데이터인 기준 로우 데이터를 이용하며, 상기 아크 검출부는 상기 아크 발생 확률이 상기 정상 확률보다 큰 경우 상기 아크가 발생한 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 시스템에 사용되는 아크 검출기. The method of claim 11, wherein the algorithm applying unit applies a fuzzy model to the selected parameter data to normalize the selected parameter data, and applies a combination rule of a dempster shaper to the normalized data that is a result of the normalization to generate a normal probability and an arc. Detect probabilities,
The semiconductor processing system is characterized in that the arc detection unit uses the reference raw data that is the data when the arc is not generated when the fuzzy model is applied, and the arc detection unit determines that the arc has occurred when the arc occurrence probability is greater than the normal probability. Arc detector used for.
상기 데이터 수집부로부터 제공된 공정 로우 데이터를 처리하여 상기 공정 챔버 내에 아크가 발생되었는 지의 여부를 검출하는 아크 검출기를 포함하되,
상기 아크 검출기는 상기 공정 로우 데이터 중 기설정된 파라미터들과 관련된 파라미터 데이터들을 선택하고, 상기 선택된 파라미터 데이터들을 정규화하고, 상기 정규화의 결과인 정규화 데이터들을 이용하여 정상 확률과 아크 발생 확률을 검출하며, 상기 아크 발생 확률이 상기 정상 확률보다 큰 경우 상기 아크가 발생한 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 아크 검출 시스템. A data collector configured to collect process row data output from the process chamber; And
And an arc detector which processes the process row data provided from the data collection unit and detects whether an arc has occurred in the process chamber.
The arc detector selects parameter data related to preset parameters among the process row data, normalizes the selected parameter data, detects a normal probability and an arc occurrence probability by using normalization data resulting from the normalization, And determining that the arc has occurred when the arc occurrence probability is greater than the normal probability.
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