KR102288809B1 - 반도체 공정 모니터링 시스템 - Google Patents

반도체 공정 모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 반도체 공정 모니터링 시스템은 웨이퍼에 대한 반도체 공정이 수행되는 복수의 챔버, 상기 복수의 챔버에서 수행되는 반도체 공정을 제어하는 복수의 로컬 제어기 및 상기 로컬 제어기로 상기 로컬 제어기가 제어하는 챔버에서 수행되는 복수의 반도체 공정을 특정하기 위한 공정 식별정보, 상기 공정 식별정보에 의해 특정된 반도체 공정을 수행하기 위해 정의된 시퀀스 명령 및 상기 시퀀스 명령에 따라 수행되는 반도체 공정의 상태를 판단하기 위한 기준온도 데이터를 포함하는 공정 레시피 정보를 전송하고, 상기 로컬 제어기로부터 상기 공정 레시피 정보에 따라 수행되는 공정 상태정보를 전송받는 중앙 제어기를 포함한다.
본 발명에 따르면, 원격지에 위치한 중앙 제어기가 산업 현장에 설치된 복수의 챔버에서 자신이 배포한 공정 레시피 정보에 따른 반도체 공정이 정확하게 수행되고 있는지 여부를 실시간 모니터링할 수 있다.

Description

반도체 공정 모니터링 시스템{SEMICONDUCTOR PROCESS MONITORING SYSTEM}
본 발명은 반도체 공정 모니터링 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 원격지에 위치한 중앙 제어기가 산업 현장에 설치된 복수의 챔버에서 자신, 즉, 중앙 제어기가 배포한 공정 레시피 정보에 따른 반도체 공정이 정확하게 수행되고 있는지 여부를 실시간 모니터링할 수 있도록 하는 반도체 공정 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전체 반도체 공정의 상당 부분을 차지하는 세정(Cleaning) 기술은 웨이퍼 표면의 물리적/화학적 잔류물을 제거하는 공정으로서, 크게 습식 세정, 건식 세정, 증기 세정으로 구분될 수 있다.
이러한 세정 공정은 반도체 웨이퍼 표면의 물질을 제거한다는 점에서 식각 공정과 유사하지만, 제거 대상이 웨이퍼 표면에 존재하는 불순물이라는 점에서 차이가 있다.
세정 공정의 예 및 세정 공정에 영향을 미치는 요인을 예시적으로 설명하면 다음과 같다.
종래의 웨이퍼 세정 기술의 하나의 예로서 RCA 세정법이 알려져 있다.
RCA 세정에 사용되는 용액은 고순도의 탈이온수(Deionized Water, DIW)와 과산화수소(H2O2), 수산화암모늄(NH4OH), 염산(HCl) 등으로 이루어져 있다. 이들은 보통 RCA 표준세정-1(Standard Clean 1, SC-1)과 표준세정-2 (SStandard Clean 2, C-2)의 두 단계로 구성된다.
이러한 RCA 세정을 포함한 세정 과정에서, 세정액 및 이 세정액에 의한 세정의 대상인 웨이퍼의 온도 변화는 웨이퍼 세정에 여러 영향을 미치며, 때로는 공정 불량을 유발하는 요소가 되기도 한다.
따라서, 세정액의 온도 또는 웨이퍼의 표면온도가 비정상적인 경우, 이를 신속하게 감지하여 관리자 등에게 통보함으로써 공정 불량을 방지할 수 있는 기술적 수단이 요구된다.
또한, 웨이퍼의 표면온도뿐만 아니라 반도체 공정의 수율에 영향을 미치는 제반 공정상태에 대한 정보를 수집하고, 수집된 공정상태가 정상적인지 여부를 실시간 판단하여 반도체 공정의 수율을 향상시킬 필요가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2024206호(등록일자: 2019년 09월 17일, 명칭: 웨이퍼 표면 온도 측정용 적외선 온도센서)
본 발명의 기술적 과제는 원격지에 위치한 중앙 제어기가 산업 현장에 설치된 복수의 챔버에서 자신, 즉, 중앙 제어기가 배포한 공정 레시피 정보에 따른 반도체 공정이 정확하게 수행되고 있는지 여부를 실시간 모니터링할 수 있도록 하는 반도체 공정 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 세정 공정 등과 같은 반도체 공정이 챔버에서 정상적으로 수행되는지 여부를 챔버 내부에 배치된 웨이퍼의 표면온도를 통해 추정하고, 추정된 현재 상태 정보를 관리자 등에게 제공할 수 있는 반도체 공정 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 반도체 공정 모니터링 시스템은 웨이퍼에 대한 반도체 공정이 수행되는 복수의 챔버, 상기 복수의 챔버에서 수행되는 반도체 공정을 제어하는 복수의 로컬 제어기 및 상기 로컬 제어기로 상기 로컬 제어기가 제어하는 챔버에서 수행되는 복수의 반도체 공정을 특정하기 위한 공정 식별정보, 상기 공정 식별정보에 의해 특정된 반도체 공정을 수행하기 위해 정의된 시퀀스 명령 및 상기 시퀀스 명령에 따라 수행되는 반도체 공정의 상태를 판단하기 위한 기준온도 데이터를 포함하는 공정 레시피(process recipe) 정보를 전송하고, 상기 로컬 제어기로부터 상기 공정 레시피 정보에 따라 수행되는 공정 상태정보를 전송받는 중앙 제어기를 포함한다.
본 발명에 따른 반도체 공정 모니터링 시스템은 상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 웨이퍼의 표면온도를 측정하는 적외선 온도 센서부를 더 포함하고, 상기 로컬 제어기는, 상기 중앙 제어기로부터 전송받은 공정 레시피 정보가 저장되는 저장부 및 상기 적외선 온도 센서부로부터 전달받은 상기 웨이퍼의 표면온도 데이터를 상기 공정 레시피 정보에 포함되어 있는 기준온도 데이터와 비교하여 현재 공정상태를 판단하고, 판단된 현재 공정상태에 대응하는 알람정보를 상기 중앙 제어기로 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반도체 공정 모니터링 시스템에 있어서, 상기 로컬 제어기에 구비된 제어부는, 상기 중앙 제어기로부터 상기 공정 식별정보에 해당하는 반도체 공정의 수행 명령이 수신되는 경우, 상기 저장부를 검색하여 상기 공정 식별정보에 대응하는 시퀀스 명령 및 기준온도 데이터를 추출하고, 상기 웨이퍼에 대한 반도체 공정이 상기 공정 식별정보에 대응하는 시퀀스 명령에 따라 수행되도록 제어하면서, 상기 적외선 온도 센서부로부터 전달받은 상기 웨이퍼의 표면온도 데이터를 상기 저장부에 저장되어 있는 기준온도 데이터와 비교하고, 상기 웨이퍼의 표면온도 데이터와 상기 기준온도 데이터의 차이가 미리 설정된 제1 허용오차를 초과하는 경우 상기 현재 공정상태를 이상상태로 판단하여 이상상태를 알리는 알람정보를 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반도체 공정 모니터링 시스템에 있어서, 상기 로컬 제어기에 구비된 제어부는, 상기 적외선 온도 센서부로부터 전달받은 상기 웨이퍼의 전체 픽셀에 대한 표면온도 데이터 중에서 미리 정의된 비교 대상 픽셀 및 상기 비교 대상 픽셀의 주변에 위치하는 주변 픽셀의 온도값을 추출하고, 상기 비교 대상 픽셀의 온도값과 상기 주변 픽셀의 온도 평균값의 차이가 미리 설정된 제2 허용오차를 초과하는 경우, 상기 비교 대상 픽셀의 온도값을 상기 주변 픽셀의 온도 평균값으로 치환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반도체 공정 모니터링 시스템에 있어서, 상기 공정 식별정보에 의해 특정되는 반도체 공정은 시계열적으로 수행되는 복수의 세부 공정으로 이루어지고, 상기 시퀀스 명령은 상기 세부 공정이 수행되는 시간정보, 상기 세부 공정에서 수행되는 세부 시퀀스 명령으로 이루어지고, 상기 기준온도 데이터는 상기 세부 공정의 시간정보에 매칭된 기준온도값으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반도체 공정 모니터링 시스템에 있어서, 상기 로컬 제어기에 구비된 제어부는, 상기 공정 식별정보에 의해 특정된 반도체 공정을 구성하는 복수의 세부 공정 간의 전환 시간에서 측정된 웨이퍼의 표면온도 데이터를 상기 저장부에 저장되어 있는 기준온도 데이터와 비교하여 현재 공정상태를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 원격지에 위치한 중앙 제어기가 산업 현장에 설치된 복수의 챔버에서 자신, 즉, 중앙 제어기가 배포한 공정 레시피 정보에 따른 반도체 공정이 정확하게 수행되고 있는지 여부를 실시간 모니터링할 수 있도록 하는 반도체 공정 모니터링 시스템이 제공되는 효과가 있다.
또한, 세정 공정 등과 같은 반도체 공정이 챔버에서 정상적으로 수행되는지 여부를 챔버 내부에 배치된 웨이퍼의 표면온도를 통해 추정하고, 추정된 현재 상태 정보를 관리자 등에게 제공할 수 있는 반도체 공정 모니터링 시스템이 제공되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 공정 모니터링 시스템을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 공정 모니터링 시스템의 전체적인 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 로컬 제어기에 구비된 제어부가 비교 대상 픽셀의 온도 오차를 보정하는 예시적인 구성을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 챔버 내부에 설치된 적외선 온도 센서부가 로컬 제어기를 구성하는 제어부로 전달하는 웨이퍼의 표면온도 데이터를 예시적으로 나타낸 도면이다.
본 명세서에 개시된 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 공정 모니터링 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 공정 모니터링 시스템은 챔버(10), 적외선 온도 센서부(20), 로컬 제어기(30) 및 중앙 제어기(40)를 포함하고, 로컬 제어기(30)는 저장부(34) 및 제어부(32)를 포함한다.
복수의 챔버(10)는 웨이퍼(W)에 대한 반도체 공정이 수행되는 공간을 제공하는 구성요소이다.
예를 들어, 이러한 복수의 챔버(10)에서는 반도체 세정공정이 수행될 수 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 복수의 챔버(10) 중에서 일부 챔버에서는 세정공정이 수행될 수도 있고, 다른 챔버에서는 에칭공정이 수행될 수도 있다.
적외선 온도 센서부(20)는 웨이퍼(W)의 표면온도를 측정하여 로컬 제어기(30)로 실시간 전달하는 기능을 수행한다.
예를 들어, 적외선 온도 센서부(20)는, 챔버(10)의 상단 벽면에 구비된 유체 공급 포트를 통해 공급되는 유체의 흐름에 대한 저항성을 줄이기 위해 원통형 구조를 갖도록 구성될 수 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 적외선 온도 센서부(20)의 설치 위치와 형상이 이에 한정되지는 않는다.
로컬 제어기(30)는 챔버(10)에서 수행되는 반도체 공정을 제어하고, 진행중인 공정의 전반적인 상태정보를 피드백받아 저장하고 이 정보를 중앙 제어기(40)로 전달하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 하나의 로컬 제어기(30)는 하나의 챔버(10)를 전담하여 그 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 이러한 복수의 로컬 제어기(30) 각각은 저장부(34) 및 제어부(32)를 포함하여 구성될 수 있다.
복수의 로컬 제어기(30)에 구비된 저장부(34)에는 중앙 제어기(40)로부터 전달받은 공정 레시피(process recipe) 정보가 저장되어 있다.
중앙 제어기(40)가 로컬 제어기로 전달하는 공정 레시피 정보는 로컬 제어기가 담당하는 챔버(10)에서 수행되는 복수의 반도체 공정을 특정하기 위한 공정 식별정보, 이 공정 식별정보에 의해 특정된 반도체 공정을 수행하기 위해 정의된 시퀀스 명령 및 이 시퀀스 명령에 따라 수행되는 반도체 공정의 상태를 판단하기 위한 기준온도 데이터가 반도체 공정별로 상호 매칭된 상태로 저장된 정보일 수 있다.
로컬 제어기(30)에 구비된 제어부(32)는, 챔버(10)에서 수행되는 반도체 공정을 중앙 제어기(40)로부터 전달받은 공정 레시피 정보에 따라 제어하며, 특히, 적외선 온도 센서부(20)로부터 전달받은 웨이퍼(W)의 표면온도 데이터를 저장부(34)에 저장되어 있는 기준온도 데이터와 비교하여 현재 공정상태를 판단하고, 판단된 현재 공정상태에 대응하는 알람정보를 중앙 제어기(40)로 전송하는 기능을 수행한다.
예를 들어, 제어부(32)는, 1) 중앙 제어기(40)로부터 공정 레시피 정보에 포함되어 있는 공정 식별정보에 해당하는 반도체 공정의 수행 명령이 수신되는 경우, 2) 저장부(34)를 검색하여 공정 식별정보에 대응하는 시퀀스 명령 및 기준온도 데이터를 추출하고, 3) 웨이퍼(W)에 대한 반도체 공정이 공정 식별정보에 대응하는 시퀀스 명령에 따라 수행되도록 제어하면서, 4) 적외선 온도 센서부(20)로부터 전달받은 웨이퍼(W)의 표면온도 데이터를 저장부(34)에 저장되어 있는 기준온도 데이터와 비교하고, 5) 웨이퍼(W)의 표면온도 데이터와 기준온도 데이터의 차이가 미리 설정된 제1 허용오차를 초과하는 경우 현재 공정상태를 이상상태로 판단하여 이상상태를 알리는 알람정보를 출력하도록 구성될 수 있다.
또한, 예를 들어, 제어부(32)는, 1) 적외선 온도 센서부(20)로부터 전달받은 웨이퍼(W)의 전체 픽셀에 대한 표면온도 데이터 중에서 미리 정의된 비교 대상 픽셀 및 이 비교 대상 픽셀의 주변에 위치하는 주변 픽셀의 온도값을 추출하고, 2) 비교 대상 픽셀의 온도값과 주변 픽셀의 온도 평균값의 차이가 미리 설정된 제2 허용오차를 초과하는 경우, 3) 비교 대상 픽셀의 온도값을 주변 픽셀의 온도 평균값으로 치환하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 공정 식별정보에 의해 특정된 반도체 공정은 시계열적으로 수행되는 복수의 세부 공정으로 이루어지고, 시퀀스 명령은 세부 공정이 수행되는 시간정보, 세부 공정에서 수행되는 세부 시퀀스 명령으로 이루어지고, 기준온도 데이터는 세부 공정의 시간정보에 매칭된 기준온도값으로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 제어부(32)는, 공정 식별정보에 의해 특정된 반도체 공정을 구성하는 복수의 세부 공정 간의 전환 시간에서 측정된 웨이퍼(W)의 표면온도 데이터를 저장부(34)에 저장되어 있는 기준온도 데이터와 비교하여 현재 공정상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
이를 도 4를 추가로 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 적외선 온도 센서부(20)가 획득하여 제어부(32)로 전달하는 웨이퍼(W)의 표면온도 데이터를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4를 추가로 참조하면, 다양한 반도체 공정들 중에서 세정 공정의 하나의 세부 공정 순서가 예시되어 있다. 이 예에서는, 챔버(10) 내부에 웨이퍼(W)가 로딩된 공정이 수행된 후, 탈이온수(Deionized Water, DIW)를 공급하는 공정, 세정을 위한 약액인 SC-1을 공급한는 공정, 탈이온수를 공급하는 공정, 질소 가스를 공급하는 공정들이 시계열적으로 수행된다.
이러한 시계열적인 세부 공정들로 이루어진 반도체 공정 중에, 제어부(32)는, 복수의 세부 공정 간의 전환 시간에서 측정된 웨이퍼(W)의 표면온도 데이터를 저장부(34)에 저장되어 있는 기준온도 데이터와 비교하여 현재 공정상태를 판단하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 온도 변화가 크고 공정 불량이 발생할 가능성도 상대적으로 큰 세부 공정 간의 전환 시간에서의 웨이퍼(W)의 표면온도를 이용함으로써, 공정상태를 보다 신뢰성있게 판단할 수 있다.
중앙 제어기(40)는 복수의 로컬 제어기로 해당 로컬 제어기가 제어하는 챔버에서 수행되는 복수의 반도체 공정을 특정하기 위한 공정 식별정보, 이 공정 식별정보에 의해 특정된 반도체 공정을 수행하기 위해 정의된 시퀀스 명령 및 이 시퀀스 명령에 따라 수행되는 반도체 공정의 상태를 판단하기 위한 기준온도 데이터를 포함하는 공정 레시피(process recipe) 정보를 전송하고, 복수의 로컬 제어기로부터 해당 공정 레시피 정보에 따라 수행되는 공정 상태정보를 전송받아 관리하는 기능을 수행한다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 추가로 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 공정 모니터링 시스템의 동작을 구체적이고 예시적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 공정 모니터링 시스템의 전체적인 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 추가로 참조하면, 단계 S10에서는, 중앙 제어기(40)가 로컬 제어기(30)로 공정 식별정보, 시퀀스 명령, 기준온도 데이터를 포함하는 공정 레시피 정보를 전송하는 과정이 수행된다. 중앙 제어기(40)가 로컬 제어기(30)로 정송하는 공정 레시피 정보는 로컬 제어기(30)를 구성하는 저장부(34)에 저장되어 관리된다.
단계 S20에서는, 로컬 제어기(30)를 구성하는 제어부(32)가 중앙 제어기(40)로부터 공정 식별정보에 해당하는 반도체 공정의 수행 명령을 수신하는 과정이 수행된다.
단계 S30에서는, 로컬 제어기(30)를 구성하는 제어부(32)가 저장부(34)를 검색하여 중앙 제어기(40)로부터 수신된 공정 식별정보에 대응하는 시퀀스 명령 및 기준온도 데이터를 추출하는 과정이 수행된다.
단계 S40에서는, 로컬 제어기(30)를 구성하는 제어부(32)가 웨이퍼(W)에 대한 반도체 공정이 공정 식별정보에 대응하는 시퀀스 명령에 따라 수행되도록 제어하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 단계 S40에서 제어부(32)는, 해당 공정과 관련한 다양한 파라미터들, 예를 들어, 챔버(10) 내부에 구비되는 컵(cup)의 위치, 약액 등의 유체를 분사하는 디스펜서(dispenser)의 위치, 약액 등의 유체의 유량 값, 스핀들(24)의 회전력, 건조과정에서 챔버(10) 내부의 습도를 조절하는 FFU(Fan Filter Unit)의 회전력, 공정 종료시 챔버(10) 외부로 배출되는 유체의 유량 등을 제어하고, 그 제어 결과를 피드백받아 저장 및 관리하고, 그와 관련된 제반 정보를 중앙 제어기(40)로 전송하도록 구성될 수 있다.
단계 S50에서는, 적외선 온도 센서부(20)가 웨이퍼(W)의 표면온도를 측정하여 제어부(32)로 전달하는 과정이 수행된다.
단계 S60에서는, 제어부(32)가 적외선 온도 센서부(20)로부터 전달받은 표면온도 데이터의 유효성을 검증하고, 그 검증 결과에 따라 온도 데이터값을 보정하는 과정이 수행된다.
단계 S60의 구체적인 구성을 제어부(32)가 비교 대상 픽셀의 온도 오차를 보정하는 예시적인 구성을 설명하기 위한 도 3을 추가로 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3을 추가로 참조하면, 단계 S60은 단계 S62, 단계 S64, 단계 S66, 단계 S56을 포함하여 구성될 수 있다.
단계 S62에서는, 제어부(32)가 적외선 온도 센서부(20)로부터 전달받은 웨이퍼(W)의 전체 픽셀에 대한 표면온도 데이터 중에서 미리 정의된 비교 대상 픽셀 및 비교 대상 픽셀의 주변에 위치하는 주변 픽셀의 온도값을 추출하는 과정이 수행된다.
단계 S64에서는, 제어부(32)가 주변 픽셀의 온도 평균값을 계산하는 과정이 수행된다.
단계 S66에서는, 제어부(32)가 비교 대상 픽셀의 온도값과 주변 픽셀의 온도 평균값을 비교하는 과정이 수행된다.
단계 S68에서는, 제어부(32)가 비교 대상 픽셀의 온도값과 주변 픽셀의 온도 평균값의 차이가 미리 설정된 제2 허용오차를 초과하는 경우, 비교 대상 픽셀의 온도값을 주변 픽셀의 온도 평균값으로 치환하는 과정이 수행된다. 제2 허용오차는 비교 대상 픽셀의 측정된 온도값의 신뢰성을 판단하기 위한 기준값으로서 도시하지 않은 입력부를 통해 관리자에 의해 설정 및 재설정될 수 있는 값이다.
단계 S70에서는, 제어부(32)가 적외선 온도 센서부(20)로부터 전달받은 웨이퍼(W)의 표면온도 데이터를 저장부(34)에 저장되어 있는 기준온도 데이터와 비교하는 과정이 수행된다.
단계 S80에서는, 제어부(32)가 웨이퍼(W)의 표면온도 데이터와 기준온도 데이터의 차이가 미리 설정된 제1 허용오차를 초과하는 경우 현재 공정상태를 이상상태로 판단하는 과정이 수행된다. 제1 허용오차는 현재 진행중인 반도체 공정이 정상상태인지 여부를 판단하기 위한 기준값으로서, 도시하지 않은 입력부를 통해 관리자에 의해 설정 및 재설정될 수 있는 값이다. 예를 들어, 기준온도 데이터는 동일한 반도체 공정을 반복적으로, 예를 들어, 100회 이상 수행하여 획득한 표면온도 데이터 집합의 평균값일 수 있으며, 제1 허용오차는 신뢰수준 95%를 충족하는 값일 수 있다.
단계 S90에서는, 로컬 제어기(30)를 구성하는 제어부(32)가 중앙 제어기(40)로 공정 레시피 정보에 따라 챔버에서 수행되는 공정 상태정보 및 이상상태를 알리는 알람정보를 전송하는 과정이 수행된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 원격지에 위치한 중앙 제어기가 산업 현장에 설치된 복수의 챔버에서 자신, 즉, 중앙 제어기가 배포한 공정 레시피 정보에 따른 반도체 공정이 정확하게 수행되고 있는지 여부를 실시간 모니터링할 수 있도록 하는 반도체 공정 모니터링 시스템이 제공되는 효과가 있다.
또한, 세정 공정 등과 같은 반도체 공정이 챔버에서 정상적으로 수행되는지 여부를 챔버 내부에 배치된 웨이퍼의 표면온도를 통해 추정하고, 추정된 현재 상태 정보를 관리자 등에게 제공할 수 있는 반도체 공정 모니터링 시스템이 제공되는 효과가 있다.
10: 챔버
20: 적외선 온도 센서부
30: 로컬 제어기
32: 제어부
34: 저장부
40: 중앙 제어기

Claims (6)

  1. 웨이퍼에 대한 반도체 공정이 수행되는 복수의 챔버;
    상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 웨이퍼의 표면온도를 측정하는 적외선 온도 센서부;
    상기 복수의 챔버에서 수행되는 반도체 공정을 제어하는 복수의 로컬 제어기; 및
    상기 로컬 제어기로 상기 로컬 제어기가 제어하는 챔버에서 수행되는 복수의 반도체 공정을 특정하기 위한 공정 식별정보, 상기 공정 식별정보에 의해 특정된 반도체 공정을 수행하기 위해 정의된 시퀀스 명령 및 상기 시퀀스 명령에 따라 수행되는 반도체 공정의 상태를 판단하기 위한 기준온도 데이터를 포함하는 공정 레시피(process recipe) 정보를 전송하고, 상기 로컬 제어기로부터 상기 공정 레시피 정보에 따라 수행되는 공정 상태정보를 전송받는 중앙 제어기를 포함하고,
    상기 로컬 제어기는,
    상기 중앙 제어기로부터 전송받은 공정 레시피 정보가 저장되는 저장부; 및
    상기 적외선 온도 센서부로부터 전달받은 상기 웨이퍼의 표면온도 데이터를 상기 공정 레시피 정보에 포함되어 있는 기준온도 데이터와 비교하여 현재 공정상태를 판단하고, 판단된 현재 공정상태에 대응하는 알람정보를 상기 중앙 제어기로 전송하는 제어부를 포함하고,
    상기 로컬 제어기에 구비된 제어부는,
    상기 중앙 제어기로부터 상기 공정 식별정보에 해당하는 반도체 공정의 수행 명령이 수신되는 경우, 상기 저장부를 검색하여 상기 공정 식별정보에 대응하는 시퀀스 명령 및 기준온도 데이터를 추출하고, 상기 웨이퍼에 대한 반도체 공정이 상기 공정 식별정보에 대응하는 시퀀스 명령에 따라 수행되도록 제어하면서, 상기 적외선 온도 센서부로부터 전달받은 상기 웨이퍼의 표면온도 데이터를 상기 저장부에 저장되어 있는 기준온도 데이터와 비교하고, 상기 웨이퍼의 표면온도 데이터와 상기 기준온도 데이터의 차이가 미리 설정된 제1 허용오차를 초과하는 경우 상기 현재 공정상태를 이상상태로 판단하여 이상상태를 알리는 알람정보를 출력하고,
    상기 적외선 온도 센서부로부터 전달받은 상기 웨이퍼의 전체 픽셀에 대한 표면온도 데이터 중에서 미리 정의된 비교 대상 픽셀 및 상기 비교 대상 픽셀의 주변에 위치하는 주변 픽셀의 온도값을 추출하고, 상기 비교 대상 픽셀의 온도값과 상기 주변 픽셀의 온도 평균값의 차이가 미리 설정된 제2 허용오차를 초과하는 경우, 상기 비교 대상 픽셀의 온도값을 상기 주변 픽셀의 온도 평균값으로 치환하는, 반도체 공정 모니터링 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공정 식별정보에 의해 특정되는 반도체 공정은 시계열적으로 수행되는 복수의 세부 공정으로 이루어지고,
    상기 시퀀스 명령은 상기 세부 공정이 수행되는 시간정보, 상기 세부 공정에서 수행되는 세부 시퀀스 명령으로 이루어지고,
    상기 기준온도 데이터는 상기 세부 공정의 시간정보에 매칭된 기준온도값으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 모니터링 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 로컬 제어기에 구비된 제어부는,
    상기 공정 식별정보에 의해 특정된 반도체 공정을 구성하는 복수의 세부 공정 간의 전환 시간에서 측정된 웨이퍼의 표면온도 데이터를 상기 저장부에 저장되어 있는 기준온도 데이터와 비교하여 현재 공정상태를 판단하는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 모니터링 시스템.
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