KR102393780B1 - 공정분위기 측정센서 - Google Patents

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KR102393780B1
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Abstract

본 발명은 공정분위기 측정센서에 관한 것으로서, 특히, 반도체 제조공정에서 프로세싱 조건들을 측정할 수 있는 센서로, 프로세싱 조건을 측정하는 센서의 측정 신뢰도에 영향을 미치지 않는 기판을 구비함으로써, 정확도가 높은 측정값을 제공할 수 있고, 높은 내부식성으로 효과적인 측정을 수행할 수 있는 공정분위기 측정센서에 관한 것이다.

Description

공정분위기 측정센서 {SENSOR FOR PROCESS ATMOSPHERE}
본 발명은 기판에 부착된 센서로 반도체 등 제조공정에서 프로세싱 조건을 측정할 수 있는 공정분위기 측정센서에 관한 것이다.
웨이퍼는 공정 챔버 내에서 프로세싱 조건의 변화에 크게 영향을 받는다. 따라서 이러한 프로세싱 조건에 적합하게 웨이퍼를 관리하고 제어하기 위하여 실제의 웨이퍼와 같은 조건을 가진 웨이퍼에 센서를 부착하여 공정챔버 내의 공정 분위기를 측정한다.
이러한 웨이퍼 센서로는 한국등록특허 제10-1280566호(이하, '특허문헌1' 이라 한다)와, 한국공개특허 제10-2015-0104145호(이하, '특허문헌2' 이라 한다)에 기재된 것이 공지되어 있다.
특허문헌 1의 경우, 실리콘 재질로 이루어진 웨이퍼의 상면에 회로기판과, 온도에 관한 데이터를 검출하는 온도 데이터 검출부와, 온도 데이터 검출부에 의해 검출된 온도 데이터로부터 온도 검지용의 웨이퍼 온도를 검지하는 온도 검지 유닛을 포함하여 구성되어 있다.
이러한 특허문헌 1은 웨이퍼의 각 위치에서의 온도 데이터가 온도 데이터 검출부에 의해 온도 검지 유닛으로 입력되고, 온도 검지 유닛이 외부로 데이터를 송신하는 방식으로 온도를 측정할 수 있다.
특허문헌 2의 경우, 실리콘 재질로 이루어진 기판, 센서 엘리먼트, 컴포넌트 모듈, 컴포넌트 모듈을 지지하는 지지부와, 지지부와 컴포넌트 모듈이 기판에서 떨어져 포지셔닝 되도록 설치되는 레그를 포함하여 구성된다.
이러한 특허문헌 2는 센서 엘리먼트가 기판에 형성된 상호연결 배선을 통해 컴포넌트 모듈과 연결되어 온도를 측정할 수 있다.
전술한 특허문헌 1의 경우, 실리콘 재질로 이루어진 웨이퍼에 센서를 설치하여 웨이퍼의 온도를 측정하는 것으로, 웨이퍼에 설치된 센서가 온도를 측정할 경우, 온도 변화에 의한 열전도로 인해 공정분위기 측정센서가 측정하려고 하는 위치의 온도 측정에 영향을 미쳐 센서 측정의 신뢰도를 낮출 수 있다는 문제점이 있다.
특허문헌 2의 경우도, 실리콘 재질로 이루어진 기판을 사용하여 기판의 표면 상에 센서 엘리먼트를 형성하여 프로세스 조건을 측정하는 것이므로, 전술한 특허문헌 1과 동일한 문제점이 발생한다.
예컨대, 센서 엘리먼트 중 하나인 온도 센서의 경우, 실리콘 재질의 기판의 표면 상에 형성되는 것이므로, 기판에 온도 변화가 일어나면 기판의 온도에 의해 온도 센서가 측정해야 하는 위치의 온도 측정의 정확도가 떨어지고, 센서 측정의 신뢰도에 영향을 미치게 된다.
또한, 웨이퍼 센서의 경우, 오랜 기간 반복적으로 프로세싱 조건들을 측정하는 상태에 노출되면, 부식의 위험도가 높아져 센서로서의 기능을 제대로 수행하지 못한다는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1280566호. 한국공개특허 제10-2015-0104145호.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 프로세싱 조건을 측정하는 센서의 측정 신뢰도에 영향을 미치지 않는 기판을 구비함으로써, 측정의 정확성을 높이고 반도체 공정에서 프로세싱 조건에 노출될 경우, 높은 내부식성으로 효과적인 측정을 수행하는 공정분위기 측정센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 특징에 따른 공정분위기 측정센서는, 기판; 및 상기 기판 상에 설치되는 전기전자요소;를 포함하되, 상기 기판은 양극산화알루미늄 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판은 다수개의 포어가 상하방향으로 형성된 다공층과 상기 포어의 상부를 밀폐하는 배리어층으로 형성되고, 상기 전기전자요소는 상기 배리어층 상부에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판이 2개 구비되고, 상기 기판이 결합되는 결합면에 상기 전기전자요소가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판은 다수개의 포어가 상하방향으로 형성된 다공층과 상기 포어의 상부를 밀폐하는 배리어층으로 형성되고, 상기 배리어층의 일부는 에칭되고, 에칭된 상기 배리어층의 하부에는 다수개의 포어가 상하방향으로 관통되어 형성되고, 상기 포어에는 금속물질이 채워지고, 상기 기판의 상면에 적어도 하나 이상의 전기전자요소가 설치되고, 나머지의 전기전자요소는 상기 기판의 하면에 설치되며, 상기 기판의 상면에 설치되는 전기전자요소와 상기 기판의 하면에 설치되는 전기전자요소는 상기 금속물질에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판은 다수개의 포어가 상하방향으로 형성된 다공층과 상기 포어의 상부를 밀폐하는 배리어층으로 형성되고, 상기 배리어층의 일부는 에칭되고, 에칭된 상기 배리어층의 하부에는 상기 포어의 개구면적보다 큰 개구면적을 갖는 에칭공간이 형성되고, 상기 에칭공간에는 금속물질이 채워지고, 상기 기판의 상면에 적어도 하나 이상의 전기전자요소가 설치되고, 나머지의 전기전자요소는 상기 기판의 하면에 설치되며, 상기 기판의 상면에 설치되는 전기전자요소와 상기 기판의 하면에 설치되는 전기전자요소는 상기 금속물질에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 공정분위기 측정센서에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
공정분위기 측정센서의 기판이 양극산화알루미늄 재질로 이루어져 높은 단열성을 갖는다.
다수개의 포어가 형성된 양극산화알루미늄 기판은 다수개의 포어를 통해 열이 기판으로 전도되는 것을 최소화하여 열전도도를 낮춤으로써, 프로세싱 조건을 측정하는 센서의 측정에 영향을 미치지 않아 센서 측정의 신뢰도를 높일 수 있다.
또한, 양극산화알루미늄 재질의 기판을 구비함으로써, 종래의 공정분위기 측정센서에 비해 높은 내부식성을 가지므로, 반복적으로 프로세싱 조건에 노출될 경우 발생하는 부식의 위험도를 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 공정분위기 측정센서의 기판에 연결되는 배선의 방향을 종래의 기판의 표면 상에 수평방향으로 연결되는 형태와 다르게 설치할 수 있음으로써, 부품의 손상 없이 공정분위기 측정센서로서의 기능을 더욱 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 공정분위기 측정센서의 기판의 상부와 하부 양측 모두를 이용하여, 측정을 수행할 수 있으므로, 공간의 활용도를 높일 수 있고, 기판의 하부에 설치된 장치의 내구성이 손실되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 공정분위기 측정센서의 평면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 공정분위기 측정센서의 양극산화알루미늄 기판 상면에 전기전자요소가 설치된 구조에 대한 측면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 공정분위기 측정센서의 단면을 확대한 도.
도 4는 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서의 단면을 확대한 도.
도 5는 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서의 저면도.
도 6는 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서의 변형예의 단면을 확대한 도.
본 발명의 공정분위기 측정센서를 설명하기에 앞서, 이하에서 언급되는 '프로세싱 조건'은 측정하고자 하는 위치의 온도, 기판 상의 퓸의 농도, 습도, 기판 전체의 유동률 및 광학적 특성 등을 말한다.
또한, 이하에서 언급되는 '센서'는 전술한 '프로세싱 조건'을 측정하기 위해 기판에 구비된 센서로서 온도센서, 농도센서, 습도센서, 유동률센서, 광센서 등이 포함되고, 이를 통칭하여 의미할 수 있으며, '센서'로 통칭하여 설명되는 부분은 전술한 센서 모두를 포함한 의미이거나 해당 문단의 전, 후 설명을 참조하여 프로세싱 조건에 적합한 센서로 이해될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공정분위기 측정센서에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 공정분위기 측정센서의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 공정분위기 측정센서의 양극산화알루미늄 기판 상면에 전기전자요소가 설치된 구조에 대한 측면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 공정분위기 측정센서의 단면을 확대한 도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서의 단면을 확대한 도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서의 저면도이고, 도 6는 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서의 변형예의 단면을 확대한 도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1)는, 기판(10)과, 기판(10) 상에 설치되는 전기전자요소(20)를 포함하여 구성된다.
기판(10)은 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질로 이루어지며, 이와 같은 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질은 높은 단열성과 절연성 및 내부식성의 특징을 가진다.
양극산화알루미늄(Al2O3) 기판(10)은 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 다수개의 포어(11)가 상하방향으로 형성된 다공층(12)과 포어(11)의 상부를 밀폐하는 배리어층(13)으로 형성된다.
도 2 내지 도 6에 도시된 포어(11)는 용이한 설명을 위하여 포어(11)의 직경 및 길이가 확대되어 도시된 것이다.
이 경우, 배리어층(13)은 다수개의 포어(11)를 밀폐하고 있음과 동시에, 기판(10)의 상부에 형성되어 있고, 다수개의 포어(11)는 기판의 하면으로 개구된 형상을 갖게 된다.
이러한 기판(10)은 알루미늄(Al) 모재를 양극산화시켜 모재의 상부에 다공층(12)과 배리어층(13)을 구비한 양극산화알루미늄(Al2O3)을 형성시킨 후, 모재를 제거하고, 배리어층(13)이 상부에 위치하도록 180° 회전시킴으로써, 용이하게 제작할 수 있다.
이 경우, 기판(10)은 다수개의 포어(11)가 상하방향으로 형성된 다공층(12)으로 인해 높은 단열성을 갖는다.
상세하게 설명하면, 다수개의 포어(11)는 수십 나노미터(nm)의 직경을 가지며, 상하방향으로 기판(10)에 형성된다. 이러한 포어(11)에는 공기층(공정조건에 따라서는 진공층)이 존재하며, 이로 인해 열이 기판(10)의 수평방향으로 전도되는 것이 최소화된다. 따라서, 높은 단열성으로 인해 열전도도가 낮아진다.
이러한 기판(10)은 우수한 단열성을 가짐으로써, 후술할 센서 중 온도센서의 온도 측정에서, 기판(10)의 온도 변화가 온도센서의 측정 수행에 영향을 미치지 않으므로, 더욱 정확도가 높은 온도 측정이 가능하다.
다시 말해, 온도센서가 측정하고자 하는 위치의 온도를 측정할 경우, 기판(10) 자체의 단열 기능으로 기판(10)의 온도 변화가 온도센서의 측정에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 온도센서는 종래보다 정확도 높은 측정이 가능하고, 센서(21) 측정의 신뢰도를 높일 수 있는 것이다.
또한, 양극산화알루미늄(Al2O3) 기판(10)은 내부식성이 높으므로, 프로세싱 조건에 노출될 경우, 종래보다 부식의 위험도가 낮다.
종래의 경우, 부식을 방지하기 위해 기판(10)의 표면을 코팅하는 방식을 이용한다. 그러나, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1)의 기판(10)은, 기판(10) 자체의 내부식성이 종래보다 높아 코팅의 정밀도의 영향을 직접적으로 받지 않을 수 있다.
이로 인해 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1)는 종래에 비하여 부식의 위험도가 감소되고, 더욱 효과적으로 공정분위기 측정센서(1)로서의 기능을 수행할 수 있다.
또한, 기판(10)은 배리어층(13)이 형성됨으로써, 다수개의 포어(11)에 이물질이 유입되는 것을 방지하고 센서(21) 측정의 오류를 감소시키므로 센서(21) 측정의 효율도를 향상시킬 수 있게 된다.
예컨대, 포어(11) 내부에 이물질이 유입되었을 경우, 오염된 공정분위기 측정센서(1)가 다음 챔버로 이동되면서 이물질이 유출될 수 있다. 이로 인해 이동한 챔버 내부가 오염됨으로써 센서(21) 측정에 오류를 발생시킬 수 있다.
그러나, 전술한 바와 같이 배리어층(13)이 형성된 기판(10)은 다수개의 포어(11)에 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 센서(21) 측정의 효율도를 향상시킬 수 있는 것이다.
배리어층(13)의 상부에는 전기전자요소(20)가 설치된다. 이 경우, 배리어층(13)은 다수개의 포어(11)를 밀폐하는 형상이므로 전기전자요소(20)의 설치가 용이하게 이루어질 수 있다.
전기전자요소(20)는 측정하고자 하는 프로세싱 조건에 맞는 센서(21)와 메모리(24), 프로세서(23), 에너지 저장 장치(22)를 통칭하여 말한다.
센서(21)는 측정하고자 하는 프로세싱 조건에 맞는 센서(21)를 구비할 수 있다.
이 경우, 프로세싱 조건으로는 측정하고자 하는 위치의 온도, 기판(10) 상의 퓸의 농도, 습도, 기판(10) 전체의 유동률 및 광학적 특성 등을 말할 수 있다.
따라서, 온도센서, 농도센서, 습도센서, 유동률센서, 광센서 등이 구비되어전술한 프로세싱 조건을 측정할 수 있고, 이러한 센서(21)들은 기판(10)의 표면 상에 구비되어 각각의 프로세싱 조건에 맞게 측정 기능을 수행할 수 있다.
온도를 측정할 경우, 온도센서를 이용하여 측정하고자 하는 위치의 온도를 측정할 수 있다. 이 경우, 전자부품으로 사용하기 쉬운 저항값과 온도 특성을 가진 반도체 장치인 서미스터(thermistor)를 구비하여 온도를 측정할 수 있다.
또한, 농도센서는 기판(10) 상의 퓸의 농도를 측정할 수 있다. 이 경우, 특정한 이온들이 투과할 수 있는 얇은 막인 멤브레인(membrane)을 이용하여 농도를 측정할 수 있다.
또한, 기판(10) 상에 구비된 습도센서는 습도를 측정할 수 있고, 유동률센서를 구비하여 기판(10) 전체에 걸친 유동률을 측정할 수 있다. 유동률센서의 경우, 열선 풍속계를 기판(10)에 구비하여 유동률을 측정할 수 있다.
또한, 기판(10) 상에는 광센서가 구비되어 반사율 등 광학적 특성을 측정할 수 있다.
전술한 센서(21)들에서 측정된 값은 후술할 메모리(24)에 저장되고 후술할 프로세서(23)에서 처리될 수 있다.
도 1 내지 도 6에는 용이한 설명을 위해 전술한 온도센서, 농도센서, 습도센서, 유동률센서, 광센서들을 모두 도시하지 않고 통칭하여 센서(21)로만 도시하여 설명하였으나, 사용자가 측정하고자 하는 조건에 따라 임의로 전술한 센서 중 하나의 센서만 구비하거나 전술한 센서를 포함하여 그 외에 추가적인 센서를 구비하여도 무관하다.
메모리(24)는 기억 장소를 제공해주는 반도체 부품으로서 데이터를 기억하기 위하여 RAM이나 ROM, PROM 등의 집적회로의 형태로 구성될 수 있다.
따라서, 프로세싱 조건을 측정하는 센서(21)에서 측정된 값은 메모리(24)에 데이터가 수집 및 저장될 수 있다.
프로세서(23)는 공정분위기 측정센서(1)가 측정한 값들이 저장된 메모리(24)의 데이터를 통해 웨이퍼를 프로세싱 조건에 적합하게 제어할 수 있도록 데이터를 실행하는 기능을 한다.
에너지 저장 장치(22)는 센서(21)와 메모리(24) 및 프로세서(23)를 작동시키기 위한 전력을 제공하는 기능을 한다.
도 2(b) 및 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 전술한 전기전자요소(20)는 기판(10)의 형태를 다르게 하여 기판(10)의 표면 상에 설치될 수 있다.
예컨대, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 기판(10a)은 다수개의 포어(11)가 기판(10a)의 상면으로 개구되고, 기판(10a)의 하면이 다수개의 포어(11)를 밀폐하고 있는 배리어층(13)으로 이루어지는 형태로 구비될 수 있다.
또한, 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 기판(10b)은 다수개의 포어(11)가 상하방향으로 관통되고 배리어층(13)은 제거된 형태로 구비될 수 있다.
이러한 도 2(b) 및 도 2(c)의 기판(10a, 10b)은 다수개의 포어(11) 개구 일부에 적합한 방법으로 금속물질을 채움으로써, 전기전자요소(20)의 설치를 용이하게 달성할 수 있고, 이물질의 유입을 방지하여 센서(21) 측정에 영향을 미치지 않도록 함으로써 공정분위기 측정센서(1)로 효과적으로 이용될 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 6를 참조하여, 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1') 및 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1”)에 대해 설명한다. 이는 전술한 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1)와 기판(10)의 개수 또는 기판(10)의 형태만 다를 뿐 나머지 구성은 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1')의 단면을 확대한 도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1”)의 단면을 확대한 도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1”)의 저면도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1”)의 변형예의 단면을 확대한 도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1')는 다수개의 포어(11)가 상하방향으로 형성된 다공층(12)과 포어(11)의 상부를 밀폐하는 배리어층(13)으로 이루어진 기판(10')이 2개 구비된다.
기판(10')은 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질로 이루어지며, 전술한 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질의 특징인 높은 단열성, 절연성 및 내부식성을 특징으로 갖는다.
따라서, 전술한 본 발명의 바람직한 제1실시 예의 공정분위기 측정센서(10)와 같이,양극산화알루미늄(Al2O3) 기판(10')의 단열의 특징으로 인한 센서(21) 측정의 신뢰도를 높이는 효과를 얻을 수 있고, 낮은 부식의 위험도로 효과적인 공정분위기 측정센서(10)로서의 기능을 수행할 수 있는 장점을 가질수 있다.
이러한 기판(10')은 상, 하 방향으로 즉, 수직방향으로 기판(10')의 하부가 대향되는 형태로 결합되며, 기판(10')이 결합되는 결합면(14)에 전기전자요소(20)를 설치할 수 있다.
전술한 수직방향으로 대향되는 기판(10')의 하부는, 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1')에 구비된 다수개의 포어(11)가 상하방향으로 형성되고 포어(11)의 상부를 밀폐하는 배리어층(13)으로 이루어진 기판(10')을 기준으로, 다수개의 포어(11)가 기판(10')의 하면으로 개구된 측이 기판(10')의 하부라고 이해할 수 있다.
따라서, 수직방향으로 결합된 2개의 기판(10') 중 상측에 위치한 기판(10')은 전술한 형태와 같이 배리어층(13)이 상부에 위치하는 형태이고, 하측에 위치한 기판(10')은 배리어층(13)이 하부에 위치하는 형태이다.
이 경우, 전기전자요소(20)를 기준으로 전기전자요소(20)의 상부에 위치하는 기판(10')은 전기전자요소(20)를 보호하는 기능을 수행할 수 있으며, 일종의 전기전자요소(20)를 보호하기 위해 별도로 씌워지는 커버와 같은 기능을 할 수 있다.
또한, 다수개의 포어(11) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하여, 센서(21) 측정의 효율도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1”)의 단면을 확대한 도이다.
본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1”)의 기판(10")은 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질로 이루어지며 높은 단열성, 절연성 및 내부식성을 갖는다.
따라서, 전술한 공정분위기 측정센서(1, 1')의 효과와 같이, 기판(10")은 높은 단열성으로 인해 측정의 신뢰도가 높은 공정분위기 측정센서(10")를 제공할 수 있으며, 부식의 위험도가 낮아 공정분위기 측정센서(10")로서의 기능을 더욱 효과적으로 수행할 수 있게 해준다.
이 경우, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 기판(10"")은 다수개의 포어(11)가 상하방향으로 형성된 다공층(12)과 포어(11)의 상부를 밀폐하는 배리어층(13)으로 형성된다.
배리어층(13)은 다수개의 포어(11)를 밀폐하고 있음과 동시에, 기판(10"")의 상부에 형성되어 있고, 다수개의 포어(11)는 기판(10"")의 하면으로 개구된 형상을 갖게 된다.
이러한 배리어층(13)이 기판(10"")의 상부에 형성된 형상은 전술한 바와 같이, 배리어층(13)이 상부에 위치하도록 기판(10"")을 180°회전시켜 제작할 수 있다.
이와 같은 기판(10"")은 배리어층(13)의 일부가 에칭되고, 에칭된 배리어층(13)의 하부에는 다수개의 포어(11)가 상하방향으로 관통된 형상이 형성되게 된다.
이 경우, 배리어층(13)의 일부의 에칭은 간단한 에칭공정을 통해 이루어질 수 있다.
이러한 일부가 에칭된 배리어층(13)의 하부에 상하방향이 관통된 포어(11)에는 금속물질(a)이 채워진다.
도 4(a)에 도시된 바와 같이, 기판(10"")은 기판(10"")의 상부에 설치된 전기전자요소(20)의 하부에 금속물질(a)이 채워짐으로써, 배선 연결이 수직적으로 이루어질 수 있다.
이는 종래의 기판의 표면 상에 배선이 수평적으로 연결되어 배선이 손상될 염려가 있었던 부분을 보완할 수 있어, 더욱 효율적인 공정분위기 측정센서(1")로서의 기능을 수행할 수 있게 된다.
또한, 기판(10")의 표면 상에 연결되는 배선이 없으므로, 기판(10")의 제한된 면적 내에서 많은 센서(21)들의 배열이 가능하다. 따라서 공간의 활용도를 높일 수 있고, 이로인해 더욱 치밀하고 신뢰성 높은 측정을 수행할 수 있다.
도 4(a)를 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1")의 경우, 기판(10"")의 배리어층(13)의 일부가 에칭되고, 에칭된 배리어층(13)의 하부에는 포어(11)가 상하방향으로 관통된 형상으로 형성되고, 포어(11)에는 금속물질(a)이 채워진다. 또한, 금속물질(a)이 채워진 포어(11)의 상부 즉, 기판(10"")의 상면에는 전기전자요소(20)가 설치된다.
기판(10"")의 상면에 적어도 하나 이상 설치되는 전기전자요소(20)의 하부에는 금속물질(a)이 채워지고, 금속물질(a)의 하부에는 금속물질(b)이 덮어진다.
이러한 금속물질(a,b)에 의해 기판(10"")의 상면과 기판(10"")의 하면에 나뉘어 설치된 전기전자요소(20)는 전기적으로 연결된다.
도 4(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1")는 도 4(a)의 기판(10"")의 배리어층(13)이 제거되어 다수개의 포어(11)가 상하방향으로 관통된 형상을 가진 형태의 기판(10")을 구비할 수 있다.
이러한 기판(10")의 포어(11)에는 금속물질이(a)이 채워진다. 이 경우, 도 4(a)의 에칭된 배리어층(13)의 하부의 포어(11)에 금속물질이 채워진 것과 같은 형상으로 이해할 수 있다.
따라서, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 기판(10")은 기판(10")의 상부에 설치된 전기전자요소(20)의 하부에 금속물질(a)이 채워짐으로써, 수직적인 배선 연결이 가능하게 된다.
상세하게 설명하면, 다수개의 포어(11)가 상하방향으로 관통되어 형성된 기판(10")의 포어(11)에 금속물질(a)이 채워지고, 금속물질(a)이 채워진 포어(11)의 상부 즉, 기판(10")의 상면에는 전기전자요소(20)가 설치된다.
이 경우, 기판(10")의 상면에는 적어도 하나 이상의 전기전자요소(20)가 설치되고, 나머지의 전기전자요소(20)는 기판(10")의 하면에 설치된다.
기판(10")의 상면에 적어도 하나 이상 설치되는 전기전자요소(20)의 하부에는 금속물질(a)이 채워지고, 금속물질(a)의 하부에는 금속물질(b)이 덮어진다.
이러한 금속물질(a,b)에 의해 기판(10")의 상면과 기판(10")의 하면에 나뉘어 설치된 전기전자요소(20)는 전기적으로 연결된다.
이와 같이, 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1")는 양극산화알루미늄(Al2O3) 기판(10"", 10")의 배리어층(13)을 활용하거나 제거하는 것만을 다르게 하여 동일한 형태와 구성으로 기판(10"", 10")의 상, 하면을 모두 활용할 수 있다.
도 4 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1")에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(10"", 10")의 상면에 측정하고자 하는 프로세싱 조건에 맞는 센서(21)를 설치하였고, 도 5에 도시된 바와 같이 기판(10")의 하면에는 메모리(24), 프로세서(23) 및 에너지 저장 장치(22)를 설치하였다.
이 경우, 도 5에는 도 4(b)의 기판(10")을 기준으로 하여 도시하였지만, 전술한 바와 같이, 도 4(a)의 기판(10"")과 도 4(b)의 기판(10")은 배리어층(13)의 활용과 제거만 다를뿐 동일한 형태 및 구성이므로, 도 4(a)의 기판(10"")의 하면도 도 5의 형태를 참조하여 이해할 수 있다.
전술한 바와 같이, 공정분위기 측정센서(1")의 경우, 기판(10"", 10")의 상면에 센서(21)를 설치하고, 기판(10"", 10")의 하면에 메모리(24), 프로세서(23) 및 에너지 저장 장치(22)를 설치하는 것은 주로 기판(10"", 10")의 상면으로 프로세싱 조건을 측정하는 것이 가장 효율적으로 정확한 측정을 달성할 수 있으므로, 기판(10"", 10")의 상면을 센싱의 목적으로 사용하고, 기판(10"", 10")의 하면에 센서(21)를 제외한 나머지 전기전자요소(20)를 설치하는 것이 가장 바람직하기 때문이다.
이러한 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1")는 전술한 바와 같이, 기판(10"", 10")의 면적 내에 많은 센서의 배열이 가능하여 측정의 신뢰도를 더욱 높일 수 있고, 기판(10"", 10")의 상, 하면에 기능을 분리하여 설치함으로써, 공간의 활용도를 높일 수 있다. 또한, 기판(10")의 하부에 설치된 전기전자요소(20)의 내구성이 손실되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1")의 설명에서는 가장 효율적인 측정을 수행하기 위한 형태로 도 4 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 기판(10")의 상,하면에 전기전자요소(20)를 나누어 설치하였지만, 사용자가 임의로 전기전자요소(20)의 배치를 달리하여 측정을 수행하여도 무방하다.
이러한 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1”)는 동일한 구성과 전기전자요소(20)의 동일한 배치로 기판(10"", 10")의 형태만 변형되어 이용될 수 있다.
따라서, 전기전자요소(20)의 바람직한 배치와 동일한 구성에 대한 자세한 설명은 전술한 설명을 참조하기로 하고 생략한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 공정분위기 측정센서(1”)의 변형예의 단면을 확대한 도이다.
도 6(a)에 도시된 바와 같이, 기판(10""')은 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질로 이루어지며, 다수개의 포어(11)가 상하방향으로 형성된 다공층(12)과 포어(11)의 상부를 밀폐하는 배리어층(13)으로 형성된다.
배리어층(13)은 다수개의 포어(11)를 밀폐하고 있음과 동시에, 기판(10""')의 상부에 형성되어 있고, 다수개의 포어(11)는 기판(10""')의 하면으로 개구된 형상을 갖게 된다.
이러한 기판(10""')은 전술한 바와 같이, 배리어층(13)이 상부에 위치하도록 기판(10""')을 180°회전시켜 제작할 수 있다.
이와 같은 기판(10""')은 배리어층(13)의 일부가 에칭되고, 에칭된 배리어층(13)의 하부에 포어(11)의 개구면적보다 큰 개구면적을 갖는 에칭공간(30)이 형성된다.
배리어층(13)의 일부 에칭과 에칭공간(30)은 간단한 에칭공정을 통해 이루어질 수 있으며, 에칭공간(30)은 전기전자요소(20)를 무리없이 안정되게 지지할 수 있을 정도로만 일부 에칭된다.
또한, 에칭공간(30)은 금속물질(a)을 채우는 것이 용이하여 제조비용을 감소시킬 수 있다.
이러한 기판(10""')의 상면에는 적어도 하나 이상의 전기전자요소(20)가 설치되고, 나머지의 전기전자요소(20)는 기판(10""')의 하면에 설치된다.
기판(10""')의 상면에 설치되는 전기전자요소(20)와 기판(10""')의 하면에 설치되는 전기전자요소(20)는 에칭공간(30)에 치워진 금속물질(a)에 의해 전기적으로 연결되어 공정분위기 측정센서(1")로서의 기능을 수행할 수 있게 된다.
공정분위기 측정센서(1")는 전술한 기판(10""')과 배리어층(10)의 활용과 제거만을 다르게 하고 동일한 구성 및 배치로 이루어진 기판(10"')을 구비할 수 있다. 따라서, 동일한 구성 및 배치에 관한 설명은 전술한 설명을 참조하기로 하고 생략한다.
도 6(b)에 도시된 바와 같이, 기판(10"')은 다수개의 포어(11)가 상하방향을 관통된 형상으로 구비될 수 있다. 기판(10"')은 전술한 기판(10""')과 동일하게 포어(11)의 개구면적보다 큰 개구면적을 갖는 에칭공간(30)이 형성된다.
에칭공간(30)에는 금속물질(a)이 채워지고, 금속물질(a)이 채워진 에칭공간(30)의 상부 즉, 기판(10"')의 상면에는 전기전자요소(20)가 설치된다. 또한, 금속물질(a)의 하부에는 금속물질(b)이 덮어진다.
전술한 바와 같이, 기판(10"')의 상, 하면에는 전기전자요소(20)가 나뉘어 설치되고 이러한 전기전자요소(20)는 에칭공간(30)에 채워진 금속물질(a)에 의해 전기적으로 연결되어 공정분위기 측정센서(1")로서의 기능을 수행한다.
이와 같이, 본 발명의 공정분위기 측정센서(1, 1', 1")는 우수한 단열성과 내부식성을 가진 양극산화알루미늄(Al2O3) 기판(10, 10a, 10b, 10', 10"',10"",10""')을 구비하여 다양한 실시 예를 통해 측정의 신뢰도가 높고, 부식의 위험도가 낮은 공정분위기 측정센서(1, 1", 1")를 제공함으로써, 더욱 효과적으로 프로세싱 조건을 측정하는데에 이용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
1,1",1"': 공정분위기 측정센서 11: 포어
12: 다공층 13: 배리어층
14: 결합면 20: 전기전자요소
21: 센서 22: 에너지 저장 장치
23: 프로세서 24: 메모리
a,b: 금속물질 30: 에칭공간
10,10a,10b,10',10",10"',10"",10""': 기판

Claims (5)

  1. 기판; 및
    상기 기판 상에 설치되는 전기전자요소;를 포함하되,
    상기 기판은 양극산화알루미늄 재질로 이루어지고,
    상기 기판은, 다수개의 포어가 상하방향으로 형성된 다공층으로 형성되고, 상기 포어에는 금속물질이 채워지고, 상기 기판의 상면에 적어도 하나 이상의 전기전자요소가 설치되고, 나머지의 전기전자요소는 상기 기판의 하면에 설치되며, 상기 기판의 상면에 설치되는 전기전자요소와 상기 기판의 하면에 설치되는 전기전자요소는 상기 금속물질에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 공정분위기 측정센서.
  2. 기판; 및
    상기 기판 상에 설치되는 전기전자요소;를 포함하되,
    상기 기판은 양극산화알루미늄 재질로 이루어지고,
    상기 기판은 다수개의 포어가 상하방향으로 형성된 다공층으로 형성되고, 상기 포어의 개구면적보다 큰 개구면적을 갖는 에칭공간이 형성되고, 상기 에칭공간에는 금속물질이 채워지고, 상기 기판의 상면에 적어도 하나 이상의 전기전자요소가 설치되고, 나머지의 전기전자요소는 상기 기판의 하면에 설치되며, 상기 기판의 상면에 설치되는 전기전자요소와 상기 기판의 하면에 설치되는 전기전자요소는 상기 금속물질에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 공정분위기 측정센서.
  3. 삭제
  4. 기판; 및
    상기 기판 상에 설치되는 전기전자요소;를 포함하되,
    상기 기판은 양극산화알루미늄 재질로 이루어지고,
    상기 기판은 다수개의 포어가 상하방향으로 형성된 다공층과 상기 포어의 상부를 밀폐하는 배리어층으로 형성되고, 상기 배리어층의 일부는 에칭되고, 에칭된 상기 배리어층의 하부에는 다수개의 포어가 상하방향으로 관통되어 형성되고, 상기 포어에는 금속물질이 채워지고, 상기 기판의 상면에 적어도 하나 이상의 전기전자요소가 설치되고, 나머지의 전기전자요소는 상기 기판의 하면에 설치되며, 상기 기판의 상면에 설치되는 전기전자요소와 상기 기판의 하면에 설치되는 전기전자요소는 상기 금속물질에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 공정분위기 측정센서.
  5. 기판; 및
    상기 기판 상에 설치되는 전기전자요소;를 포함하되,
    상기 기판은 양극산화알루미늄 재질로 이루어지고,
    상기 기판은 다수개의 포어가 상하방향으로 형성된 다공층과 상기 포어의 상부를 밀폐하는 배리어층으로 형성되고, 상기 배리어층의 일부는 에칭되고, 에칭된 상기 배리어층의 하부에는 상기 포어의 개구면적보다 큰 개구면적을 갖는 에칭공간이 형성되고, 상기 에칭공간에는 금속물질이 채워지고, 상기 기판의 상면에 적어도 하나 이상의 전기전자요소가 설치되고, 나머지의 전기전자요소는 상기 기판의 하면에 설치되며, 상기 기판의 상면에 설치되는 전기전자요소와 상기 기판의 하면에 설치되는 전기전자요소는 상기 금속물질에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 공정분위기 측정센서.
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