KR101909477B1 - 공정 챔버 감시 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카메라를 이용하여 챔버 내 실제 부품들을 인식하고, 움직임을 추적하여 이상 여부를 감지하기 위한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버 감시 장치는, 챔버 내부를 촬상하여 챔버 내부 부품의 위치 정보를 포함하는 챔버 상태 정보를 획득하는 촬상 부재; 공정이 시작되기 전 상기 챔버 상태 정보를 포함하는 챔버 상태 모델을 생성하는 챔버 상태 모델 생성부; 입력되는 공정 레시피에 따라 공정이 반복되면, 상기 촬상 부재부터 반복적으로 획득된 복수 개의 챔버 상태 정보에 기반하여 공정 기준 모델을 생성하는 공정 기준 모델 생성부; 상기 공정 레시피에 따른 공정 진행시 상기 촬상 부재로부터 획득된 챔버 상태 정보를 상기 공정 기준 모델과 비교하여, 상기 공정 기준 모델로부터 벗어난 정도가 기준 범위 내인지 여부를 판별하는 공정 감시부; 상기 공정 기준 모델과 동일한 공정 상태 모델을 생성하고, 상기 공정 레시피에 따른 공정이 종료된 후, 공정이 진행되는 동안 얻은 챔버 상태 정보에 기반하여 상기 공정 상태 모델을 갱신하는 공정 분석부; 및 상기 공정 감시부 및 상기 공정 분석부 중 적어도 하나로부터 결과값을 입력받아 알람을 발생하는 알람 발생부를 포함할 수 있다.

Description

공정 챔버 감시 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING PROCESS CHAMBER}
본 발명은 공정 챔버 감시 장치 및 공정 챔버 감시 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판 상으로 감광액을 공급하는 포토리소그라피, 식각, 이온주입, 증착 그리고 세정 등의 다양한 공정들이 공정 챔버 내에서 수행된다. 이러한 공정이 수행되는 과정에서 챔버 내부를 모니터링하는 방법은 대부분 센서에 의존하고 있다.
따라서, 센서의 고장이 발생할 경우 부품들의 움직임이나 화학물질의 토출 여부 등을 감시하는 것이 불가능해지는 문제점이 존재하였다.
한국 공개특허 10-2003-0037470
본 발명은 카메라를 이용하여 챔버 내 실제 부품들을 인식하고, 움직임을 추적하여 이상 여부를 감지하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 공정 시간에 따라 이상 여부를 판단하여 알람을 발생하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 센서가 불량 상태로 되더라도 공정 챔버 모니터링을 용이하게 수행하도록 하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버 감시 장치는, 챔버 내부를 촬상하여 챔버 내부 부품의 위치 정보를 포함하는 챔버 상태 정보를 획득하는 촬상 부재; 공정이 시작되기 전 상기 챔버 상태 정보를 포함하는 챔버 상태 모델을 생성하는 챔버 상태 모델 생성부; 입력되는 공정 레시피에 따라 공정이 반복되면, 상기 촬상 부재부터 반복적으로 획득된 복수 개의 챔버 상태 정보에 기반하여 공정 기준 모델을 생성하는 공정 기준 모델 생성부; 상기 공정 레시피에 따른 공정 진행시 상기 촬상 부재로부터 획득된 챔버 상태 정보를 상기 공정 기준 모델과 비교하여, 상기 공정 기준 모델로부터 벗어난 정도가 기준 범위 내인지 여부를 판별하는 공정 감시부; 상기 공정 기준 모델과 동일한 공정 상태 모델을 생성하고, 상기 공정 레시피에 따른 공정이 종료된 후, 공정이 진행되는 동안 얻은 챔버 상태 정보에 기반하여 상기 공정 상태 모델을 갱신하는 공정 분석부; 및 상기 공정 감시부 및 상기 공정 분석부 중 적어도 하나로부터 결과값을 입력받아 알람을 발생하는 알람 발생부를 포함할 수 있다.
상기 촬상 부재는, 상기 챔버 내부를 촬상하여 이미지를 획득하고, 특징점 추출을 통해 상기 챔버 상태 정보를 획득할 수 있다.
상기 공정 기준 모델 생성부는, 공정이 반복됨에 따른 부품의 위치 정보에 대한 평균값 및 분산값을 이용함으로써 가우시안 분포로 모델링하여 공정 기준 모델을 생성할 수 있다.
상기 공정 감시부에서의 상기 기준 범위는, 사용자가 입력한 평균값 및 분산값에 의해 결정될 수 있다.
상기 알람 발생부는, 상기 공정 감시부가 공정 진행시 획득된 부품의 위치 정보를 상기 공정 기준 모델과 비교하여 기준 범위를 초과하였다고 판별하는 경우 알람을 발생할 수 있다.
상기 공정 분석부는, 상기 공정 상태 모델을 갱신한 뒤, 갱신 뒤의 공정 상태 모델과 상기 공정 기준 모델과의 표준 편차의 차이를 분석할 수 있다.
상기 알람 발생부는, 상기 표준 편차의 차이가 소정의 값 이상인 경우 알람을 발생할 수 있다.
상기 챔버 상태 정보는, 상기 챔버 내 부품의 유무 정보 및 상기 챔버 내 화학물질의 유무 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버 감시 방법은, 챔버 내부를 촬상하여 챔버 내부의 부품의 위치 정보를 포함하는 챔버 상태 정보를 획득하는 단계; 공정이 시작되기 전 상기 챔버 상태 정보를 포함하는 챔버 상태 모델을 생성하는 단계; 입력되는 공정 레시피에 따라 공정이 반복되면, 상기 챔버 내부를 반복적으로 촬상하여 획득된 복수 개의 챔버 상태 정보에 기반하여 공정 기준 모델을 생성하는 단계; 상기 공정 레시피에 따른 공정 진행시 상기 챔버 내부를 촬상하여 획득된 챔버 상태 정보를 상기 공정 기준 모델과 비교하여, 상기 공정 기준 모델로부터 벗어난 정도가 기준 범위 내인지 여부를 판별하는 단계; 상기 공정 기준 모델로부터 벗어난 정도가 기준 범위를 벗어나는 경우 알람을 발생하는 단계; 및 상기 공정 기준 모델과 동일한 공정 상태 모델을 생성하고, 상기 공정 레시피에 따른 공정이 종료된 후, 공정이 진행되는 동안 얻은 챔버 상태 정보에 기반하여 상기 공정 상태 모델을 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 챔버 상태 정보를 획득하는 단계는, 상기 상기 챔버 내부를 촬상하여 이미지를 획득하고, 특징점 추출을 통해 상기 챔버 상태 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 공정 기준 모델을 생성하는 단계는, 공정이 반복됨에 따른 부품의 위치 정보에 대한 평균값 및 분산값을 이용함으로써 가우시안 분포로 모델링하여 공정 기준 모델을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 공정 기준 모델을 생성하는 단계는, 상기 가우시안 분포에 대해 평균값 및 분산값을 입력함으로써 상기 기준 범위를 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 알람을 발생하는 단계는, 공정 진행시 획득된 부품의 위치 정보를 상기 공정 기준 모델과 비교하여 상기 기준 범위를 초과하였다고 판별하는 경우 알람을 발생하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 공정 기준 모델로부터 벗어난 정도가 기준 범위 내인지 여부를 판별하는 단계는, 상기 공정 상태 모델을 갱신한 뒤, 갱신 뒤의 공정 상태 모델과 상기 공정 기준 모델과의 표준 편차의 차이를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 공정 챔버 감시 방법은, 상기 표준 편차의 차이가 소정의 값 이상인 경우 알람을 발생하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 챔버 상태 정보는, 상기 챔버 내 부품의 유무 정보 및 상기 챔버 내 화학물질의 유무 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 카메라를 이용하여 챔버 내 실제 부품들을 인식하고, 움직임을 추적하여 이상 여부를 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 공정 시간에 따라 이상 여부를 판단하여 알람을 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 센서가 불량 상태로 되더라도 공정 챔버 모니터링을 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버 감시 장치가 적용될 있는 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버 감시 장치의 예시적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 생성된 공정 기준 모델을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 획득된 위치 정보들을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 공정 기준 모델과 실제 챔버 상태 정보를 비교하는 것을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 생성된 공정 상태 모델을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 갱신 뒤의 공정 상태 모델과 공정 기준 모델과의 표준 편차의 차이를 분석하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는'이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.
본 발명은 카메라를 이용하여 챔버 내 실제 부품들을 인식하고, 움직임을 추적하여 이상 여부를 감지하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 공정 시간에 따라 이상 여부를 판단하여 알람을 발생하며, 센서가 불량 상태로 되더라도 공정 챔버 모니터링을 용이하게 수행하도록 하기 위한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면 촬상 부재로 공정 레시피에 따른 부품의 위치 정보를 획득하여 가우시안 분포로 모델링으로써 공정 기준 모델을 생성하고, 이를 근거로 공정 챔버의 이상 여부를 판별할 수 있다.
이하, 본 명세서에 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공정 챔버 감시 장치가 적용될 수 있는 기판 처리 장치(1)를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스모듈(10)과 공정 모듈(20)을 가지고, 인덱스모듈(10)은 로드 포트(120) 및 이송프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드포트(140)에는 기판(W)을 수용하는 캐리어(130)가 놓인다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공될 수 있으며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(120)의 개수는 공정 모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판(W)들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 캐리어(130)로는 전면개방일체형포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 모듈(20)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정 챔버(260)를 포함한다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송챔버(240)의 양측에는 각각 공정 챔버(260)들이 배치된다. 이송챔버(240)의 일측 및 타측에서 공정 챔버(260)들은 이송챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송챔버(240)의 일측에는 복수 개의 공정 챔버(260)들이 제공된다. 공정 챔버(260)들 중 일부는 이송챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(240)의 일측에는 공정 챔버(260)들이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 챔버(260)의 수이다. 이송챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 챔버(260)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정 챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정 챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 공정 챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 이송챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송챔버(240)와 이송프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼유닛(220)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 마주보는 면 및 이송챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다.
이송프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송프레임(140)에는 인덱스레일(142)과 인덱스로봇(144)이 제공된다. 인덱스레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스로봇(144)은 인덱스레일(142) 상에 설치되며, 인덱스레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정 모듈(20)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송챔버(240)는 버퍼유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에, 그리고 공정 챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송챔버(240)에는 가이드레일(242)과 메인로봇(244)이 제공된다. 가이드레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인로봇(244)은 가이드레일(242) 상에 설치되고, 가이드레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인암(244c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
공정 챔버(260)의 내부에는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛에 놓인 기판에 대해 공정 처리가 수행되는 공간이 제공된다. 공정 챔버(260) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 구성이 제공될 수 있다. 공정 챔버(260) 내부에 제공되는 구성은 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정 챔버(260) 내의 구성은 동일게 제공될 수 있다. 선택적으로 공정 챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내의 구성들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 공정 챔버(260) 내의 구성은 서로 상이하게 제공될 수 있다. 예컨대, 공정 챔버(260)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송챔버(240)의 일측에는 제 1 그룹의 공정 챔버(260)들이 제공되고, 이송챔버(240)의 타측에는 제 2 그룹의 공정 챔버(260)들이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송챔버(240)의 양측에서 하층에는 제 1 그룹의 공정 챔버(260)들이 제공되고, 상층에는 제 2 그룹의 공정 챔버(260)들이 제공될 수 있다. 제 1 그룹의 공정 챔버(260)와 제 2 그룹의 공정 챔버(260)는 각각 사용되는 케미컬의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다. 이와 달리, 제 1 그룹의 공정 챔버(260)와 제 2 그룹의 공정 챔버(260)는 하나의 기판(W)에 대해 순차적으로 공정을 수행하도록 제공될 수 있다. 예컨대, 기판(W)은 제 1 그룹의 공정 챔버(260)에서 케미컬처리공정 또는 린스공정이 수행되고, 제 2 그룹의 공정 챔버(260)에서 린스공정 또는 건조공정이 수행될 수 있다.
상술한 실시 예의 경우, 내부에서 세정 공정이 수행되고, 복수개가 제공되는 공정 챔버(260)를 포함하는 기판 처리 장치를 예로 설명하였으나 이와 달리, 공정 챔버(260)는 하나로 제공될 수 있다. 또한, 각각의 공정 챔버(260)는 내부에 포토리소그라피, 식각, 이온주입, 증착 등 기판을 처리하는 다양한 공정을 수행하는 구성 중 하나가 제공될 수 있다.
이하, 본 발명의 기판 이송 어셈블리(100)에 대해 설명한다. 기판 이송 어셈블리(100)는 복수개의 목표 위치로 기판을 이송한다. 일 실시 예에 따르면, 기판 이송 어셈블리(100)는 기판 이송 어셈블리(100)는 도 1의 인덱스로봇(144) 및 메인로봇(244)으로서 제공될 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이, 기판 이송 어셈블리(100)는 제공된 레일을 따라 이동하며, 로드 포트에 놓인 캐리어 및 공정 챔버 간 또는 각각의 공정 챔버 간에 기판을 이송한다. 또한, 후술하는 지지부(1000)는 인덱스암(144C)의 끝단 또는 메인암(244C)의 끝단에 제공될 수 있다.
상기 공정 챔버(260)에는, 이하에서 설명하는 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버 감시 장치(300)가 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버 감시 장치(300)의 예시적인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버 감시 장치(300)는 촬상 부재(310), 챔버 상태 모델 생성부(320), 공정 기준 모델 생성부(330), 공정 감시부(340), 공정 분석부(350) 및 알람 발생부(360)를 포함한다.
촬상 부재(310)는 챔버 내부를 촬상하여 챔버 상태 정보를 획득할 수 있다. 상기 챔버 상태 정보는, 챔버 내부에 포함되는 부품들의 위치 정보를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 챔버 상태 정보는, 상기 부품들의 유무 정보를 포함할 수도 있다. 또한, 공정 진행에 따라 챔버 내부에 화학 물질들이 유입되거나 발생하면, 상기 챔버 상태 정보는 상기 챔버 내 화학물질의 유무 정보 또는 위치 정보도 포함할 수 있다.
촬상 부재(310)는 카메라를 이용하여 챔버 내부를 촬상하여 이미지를 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 촬상 부재(310)는 획득한 이미지로부터 SURF, SIFT와 같은 특징점 추출 알고리즘을 통해 부품들을 인식할 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 촬상 부재(310)는 SVM(Support Vector Machine), Tree와 같은 기계 학습(Machine Learning) 알고리즘, 또는 CNN(Convolution Neural Network)와 같은 딥 러닝(Deep Learning)을 이용하여 이미지 학습을 수행함으로써 획득한 이미지로부터 부품들을 인식할 수 있다.
촬상 부재(310)는 상기와 같은 방법을 통해 획득한 이미지로부터 챔버 내의 노즐, 기판, 로봇, 암, 화학물질 토출 등을 인식하여 각 부품의 위치 정보 및 유무 정보를 획득할 수 있다. 그러나 촬상 부재(310)가 획득한 이미지에 적용할 수 있는 알고리즘은 상술한 것들에 제한되지 않는다.
챔버 상태 모델 생성부(320)은 공정이 시작되기 전 상기 챔버 상태 정보를 포함하는 챔버 상태 모델을 생성할 수 있다. 챔버 상태 모델 생성부(320)는, 촬상 부재(310)로부터 상기 챔버 상태 정보를 획득하여 챔버 상태 모델을 생성할 수 있다. 챔버의 설정 상태나 설계가 변경된 경우, 또는 사용자의 설정에 따라 챔버 상태 모델 생성부(320)는 새로운 챔버 상태 모델을 생성할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버 감시 장치(300)는 공정이 시작되기 전, 챔버 상태 학습 모드로 동작할 수 있으며, 이 때 챔버 상태 모델 생성부(320)가 챔버 상태 모델을 생성할 수 있다.
공정이 시작되면, 공정 기준 모델 생성부(330)가 공정 기준 모델을 생성할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버 감시 장치(300)는 공정 레시피 생성부(370)를 더 포함할 수 있다. 진행하고자 하는 공정에 따라, 공정 레시피 생성부(370)에서 공정 레시피가 생성되어 공정 기준 모델 생성부(330)로 입력될 수 있다. 입력된 공정 레시피에 따라 공정이 반복되면, 공정 기준 모델 생성부(330)는 상기 촬상 부재(310)로부터 반복적으로 획득되는 복수 개의 챔버 상태 정보에 기반하여 공정 기준 모델을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 공정 기준 모델 생성부(330)는 상기 챔버 상태 모델에 기반하여 각 부품의 위치 정보의 변화 등을 인식할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 공정 기준 모델 생성부(330)는 상기 복수 개의 챔버 상태 정보에 기반하여, 부품의 위치 정보에 대한 평균값 및 분산값을 이용함으로써 가우시안 분포로 모델링하여 공정 기준 모델을 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 생성된 공정 기준 모델을 나타낸다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 공정 기준 모델 생성부(330)는 아래와 같은 공정 기준 모델 N을 생성할 수 있다. P는 각 부품의 명칭, T는 시간, μ는 평균, σ는 표준 편차를 나타낸다.
Figure 112016108693019-pat00001
도 3을 참조하면, 공정 기준 모델 생성부(330)는 부품별, 그리고 시간별로 공정 기준 모델을 생성할 수 있다. 예를 들면, 부품 중 Nozzle1에 대한 시간 T=1에 있어서의 공정 기준 모델은 아래와 같을 수 있다.
Figure 112016108693019-pat00002
다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버 감시 장치(300)는 공정 감시부(340)를 포함할 수 있다. 공정 감시부(340)는 공정 레시피에 따른 공정 진행중 획득된 챔버 상태 정보를 상기 공정 기준 모델과 비교하여, 현재 챔버 상태 정보가 상기 공정 기준 모델로부터 벗어난 정도가 기준 범위 내인지 여부를 판별할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 기준 범위는 사용자에 의해 설정될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 기준 범위는 사용자가 입력한 평균값 및 분산값에 의해 결정될 수 있다.
공정 감시부(340)는 공정 진행중 촬상 부재(310)로부터 획득된 이미지 모델을 이용하여 공정 진행중 각 부품 및 화학물질의 유무 정보 또는 위치 정보를 인식할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 공정 감시부(340)는 각 부품의 무게 중심을 추출하여 위치 정보로 인식할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 획득된 위치 정보들을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 시간에 따라 획득된 측정 좌표와 기준 좌표를 나타낸다. 측정 좌표는 공정 감시부(340)에서 획득된 챔버 상태 정보에 포함되는 것일 수 있다. 또한, 기준 좌표는 상기 공정 기준 모델에 포함되는 것일 수 있다. 공정 감시부(340)는 상기 측정 좌표와 기준 좌표의 차이가 상기 기준 범위 내인지 여부를 판별할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 공정 기준 모델과 실제 챔버 상태 정보를 비교하는 것을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다. 상술한 바와 같이, 공정 기준 모델은 가우시안 분포로 모델링될 수 있다. 따라서, 사용자는 평균값 및 분산값을 입력함으로써 상기 기준 범위를 설정할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버 감시 장치(300)는 공정 분석부(350)를 포함할 수 있다. 공정 분석부(350)는 상기 공정 기준 모델과 동일한 공정 상태 모델을 생성한다. 입력된 공정 레시피에 따른 공정이 종료된 후, 공정 분석부(350)는 공정이 진행되는 동안 획득된 복수 개의 챔버 상태 정보에 기반하여 상기 공정 상태 모델을 갱신한다. 상기 공정 상태 모델은 각 부품의 시간에 따른 위치 정보와, 공정 기준 모델의 위치 정보의 표준 편차를 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 생성된 공정 상태 모델을 나타낸다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 공정 분석부(350)는 아래와 같은 공정 상태 모델 M을 생성할 수 있다. P는 각 부품의 명칭, σ는 표준 편차, C는 해당 공정 상태 모델이 갱신된 횟수를 나타낸다.
Figure 112016108693019-pat00003
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 분석부(350)는 부품별로, 그리고 갱신 횟수에 따라 공정 상태 모델을 생성할 수 있다. 예를 들어, 부품 중 Nozzle1에 대해 한 번 갱신된 공정 상태 모델은 아래와 같을 수 있다.
Figure 112016108693019-pat00004
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 갱신 뒤의 공정 상태 모델과 공정 기준 모델과의 표준 편차의 차이를 분석하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
공정 분석부(350)는 공정 상태 모델을 갱신한 뒤, 갱신 뒤의 공정 상태 모델과 상기 공정 기준 모델과의 표준편차의 차이를 비교할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 공정 분석부(350)는 갱신 뒤의 공정 상태 모델과 상기 공정 기준 모델과의 표준편차의 차이가 소정의 값 이상인지 여부를 판별할 수 있다.
도 7의 그래프를 참조하면, 공정 횟수 누적에 따른 표준 편차 변화의 추이를 알 수 있다. 일 실시 예에 따라, 공정 분석부(350)는 도 7과 같이 누적 횟수에 따른 표준편차 변화를 나타내는 그래프에서 기울기가 소정의 값 이상이거나, 표준편차의 누적값이 소정의 값 이상인지 여부를 판별할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공정 챔버 감시 장치(200)는 알람 발생부(360)를 포함할 수 있다.
알람 발생부(360)는, 공정 감시부(340) 및 공정 분석부(350) 중 적어도 하나로부터 결과값을 입력받아 알람을 발생할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 알람 발생부(360)는 공정 감시부(340)가 공정 진행시 획득된 부품의 위치 정보를 상기 공정 기준 모델과 비교하여 기준 범위를 초과하였다고 판별하는 경우 공정 감시부(340)의 입력에 의해 알람을 발생할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 알람 발생부(360)는 상기 공정 분석부(350)에서 갱신 뒤의 공정 상태 모델과 상기 공정 기준 모델과의 표준 편차의 차이가 소정의 값 이상이라고 판단한 경우 공정 분석부(350)의 입력에 따라 알람을 발생할 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 알람 발생부(360)는 갱신 횟수에 따라 표준 편차가 소정의 값보다 크게 증가하는 경향을 보이는 경우 알람을 발생할 수 있다.
알람 발생부(360)를 구비함으로써, 특정 부품에 대해서 점검이 필요할 때 사용자에게 알람을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 공정 챔버 감시 방법이 제공될 수 있다.
상기 공정 챔버 감시 방법은, 챔버 내부를 촬상하여 챔버 내부의 부품의 위치 정보를 포함하는 챔버 상태 정보를 획득하는 단계, 공정이 시작되기 전 상기 챔버 상태 정보를 포함하는 챔버 상태 모델을 생성하는 단계, 입력되는 공정 레시피에 따라 공정이 반복되면, 상기 챔버 내부를 반복적으로 촬상하여 획득된 복수 개의 챔버 상태 정보에 기반하여 공정 기준 모델을 생성하는 단계, 상기 공정 레시피에 따른 공정 진행시 상기 챔버 내부를 촬상하여 획득된 챔버 상태 정보를 상기 공정 기준 모델과 비교하여, 상기 공정 기준 모델로부터 벗어난 정도가 기준 범위 내인지 여부를 판별하는 단계, 상기 공정 기준 모델로부터 벗어난 정도가 기준 범위를 벗어나는 경우 알람을 발생하는 단계, 및 상기 공정 기준 모델과 동일한 공정 상태 모델을 생성하고, 상기 공정 레시피에 따른 공정이 종료된 후, 공정이 진행되는 동안 얻은 챔버 상태 정보에 기반하여 상기 공정 상태 모델을 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 챔버 상태 정보를 획득하는 단계는, 상기 상기 챔버 내부를 촬상하여 이미지를 획득하고, 특징점 추출을 통해 상기 챔버 상태 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 공정 기준 모델을 생성하는 단계는, 공정이 반복됨에 따른 부품의 위치 정보에 대한 평균값 및 분산값을 이용함으로써 가우시안 분포로 모델링하여 공정 기준 모델을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 공정 기준 모델을 생성하는 단계는, 상기 가우시안 분포에 대해 평균값 및 분산값을 입력함으로써 상기 기준 범위를 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 알람을 발생하는 단계는, 공정 진행시 획득된 부품의 위치 정보를 상기 공정 기준 모델과 비교하여 상기 기준 범위를 초과하였다고 판별하는 경우 알람을 발생하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 공정 기준 모델로부터 벗어난 정도가 기준 범위 내인지 여부를 판별하는 단계는, 상기 공정 상태 모델을 갱신한 뒤, 갱신 뒤의 공정 상태 모델과 상기 공정 기준 모델과의 표준 편차의 차이를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 공정 챔버 감시 방법은, 상기 표준 편차의 차이가 소정의 값 이상인 경우 알람을 발생하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 챔버 상태 정보는, 상기 챔버 내 부품의 유무 정보 및 상기 챔버 내 화학물질의 유무 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 도시된 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 반대로 여러 개로 분산된 구성 요소들은 결합 되어 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
1: 기판 처리 장치
300: 공정 챔버 감시 장치
310: 촬상 장치
320: 챔버 상태 모델 생성부
330: 공정 기준 모델 생성부
340: 공정 감시부
350: 공정 분석부
360: 알람 생성부
370: 공정 레시피 생성부

Claims (16)

  1. 챔버 내부를 촬상하여 챔버 내부 부품의 위치 정보를 포함하는 챔버 상태 정보를 획득하는 촬상 부재;
    공정이 시작되기 전 상기 챔버 상태 정보를 포함하는 챔버 상태 모델을 생성하는 챔버 상태 모델 생성부;
    입력되는 공정 레시피에 따라 공정이 반복되면, 상기 촬상 부재부터 반복적으로 획득된 복수 개의 챔버 상태 정보에 기반하여 공정 기준 모델을 생성하고, 공정이 반복됨에 따른 부품의 위치 정보에 대한 평균값 및 분산값을 이용함으로써 가우시안 분포로 모델링하여 공정 기준 모델을 생성하는 공정 기준 모델 생성부;
    상기 공정 레시피에 따른 공정 진행시 상기 촬상 부재로부터 획득된 챔버 상태 정보를 상기 공정 기준 모델과 비교하여, 상기 공정 기준 모델로부터 벗어난 정도가 기준 범위 내인지 여부를 판별하는 공정 감시부;
    상기 공정 기준 모델과 동일한 공정 상태 모델을 생성하고, 상기 공정 레시피에 따른 공정이 종료된 후, 공정이 진행되는 동안 얻은 챔버 상태 정보에 기반하여 상기 공정 상태 모델을 갱신하는 공정 분석부; 및
    상기 공정 감시부 및 상기 공정 분석부 중 적어도 하나로부터 결과값을 입력받아 알람을 발생하는 알람 발생부를 포함하고,
    상기 공정 분석부는,
    상기 공정 상태 모델을 갱신한 뒤, 갱신 뒤의 공정 상태 모델과 상기 공정 기준 모델과의 표준 편차의 차이를 분석하는 공정 챔버 감시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 촬상 부재는,
    상기 챔버 내부를 촬상하여 이미지를 획득하고, 특징점 추출을 통해 상기 챔버 상태 정보를 획득하는 공정 챔버 감시 장치.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 공정 감시부에서의 상기 기준 범위는, 사용자가 입력한 평균값 및 분산값에 의해 결정되는 공정 챔버 감시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 알람 발생부는,
    상기 공정 감시부가 공정 진행시 획득된 부품의 위치 정보를 상기 공정 기준 모델과 비교하여 기준 범위를 초과하였다고 판별하는 경우 알람을 발생하는 공정 챔버 감시 장치.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 알람 발생부는,
    상기 표준 편차의 차이가 소정의 값 이상인 경우 알람을 발생하는 공정 챔버 감시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 챔버 상태 정보는,
    상기 챔버 내 부품의 유무 정보 및 상기 챔버 내 화학물질의 유무 정보 중 적어도 하나를 포함하는 공정 챔버 감시 장치.
  9. 챔버 내부를 촬상하여 챔버 내부의 부품의 위치 정보를 포함하는 챔버 상태 정보를 획득하는 단계;
    공정이 시작되기 전 상기 챔버 상태 정보를 포함하는 챔버 상태 모델을 생성하는 단계;
    입력되는 공정 레시피에 따라 공정이 반복되면, 상기 챔버 내부를 반복적으로 촬상하여 획득된 복수 개의 챔버 상태 정보에 기반하여 공정 기준 모델을 생성하는 단계;
    상기 공정 레시피에 따른 공정 진행시 상기 챔버 내부를 촬상하여 획득된 챔버 상태 정보를 상기 공정 기준 모델과 비교하여, 상기 공정 기준 모델로부터 벗어난 정도가 기준 범위 내인지 여부를 판별하는 단계;
    상기 공정 기준 모델로부터 벗어난 정도가 기준 범위를 벗어나는 경우 알람을 발생하는 단계; 및
    상기 공정 기준 모델과 동일한 공정 상태 모델을 생성하고, 상기 공정 레시피에 따른 공정이 종료된 후, 공정이 진행되는 동안 얻은 챔버 상태 정보에 기반하여 상기 공정 상태 모델을 갱신하는 단계를 포함하고,
    상기 공정 기준 모델을 생성하는 단계는,
    공정이 반복됨에 따른 부품의 위치 정보에 대한 평균값 및 분산값을 이용함으로써 가우시안 분포로 모델링하여 공정 기준 모델을 생성하는 단계; 및
    상기 가우시안 분포에 대해 평균값 및 분산값을 입력함으로써 상기 기준 범위를 설정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 공정 기준 모델로부터 벗어난 정도가 기준 범위 내인지 여부를 판별하는 단계는,
    상기 공정 상태 모델을 갱신한 뒤, 갱신 뒤의 공정 상태 모델과 상기 공정 기준 모델과의 표준 편차의 차이를 분석하는 단계를 포함하는 공정 챔버 감시 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 챔버 상태 정보를 획득하는 단계는,
    상기 챔버 내부를 촬상하여 이미지를 획득하고, 특징점 추출을 통해 상기 챔버 상태 정보를 획득하는 단계를 포함하는 공정 챔버 감시 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 알람을 발생하는 단계는,
    공정 진행시 획득된 부품의 위치 정보를 상기 공정 기준 모델과 비교하여 상기 기준 범위를 초과하였다고 판별하는 경우 알람을 발생하는 단계를 포함하는 공정 챔버 감시 방법.
  14. 삭제
  15. 제9 항에 있어서,
    상기 공정 챔버 감시 방법은,
    상기 표준 편차의 차이가 소정의 값 이상인 경우 알람을 발생하는 단계를 더 포함하는 공정 챔버 감시 방법.
  16. 제9 항에 있어서,
    상기 챔버 상태 정보는, 상기 챔버 내 부품의 유무 정보 및 상기 챔버 내 화학물질의 유무 정보 중 적어도 하나를 포함하는 공정 챔버 감시 방법.
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