KR102412223B1 - 흡착력 감지센서를 갖는 모니터링 웨이퍼를 이용하여 정전척 상에서의 흡착력 판단 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따라서, 복수의 흡착력 감지센서를 내장한 모니터링 웨이퍼를 이용하여 정전척 상에서의 흡착력을 판단하는 방법은, 반도체 생산 과정 중 상기 모니터링 웨이퍼를 상기 정전척 상면으로 이송하는 단계; 상기 정전척 상에 놓여진 모니터링 웨이퍼 상에 정전력을 제공하여 모니터링 웨이퍼를 정전척 상에 밀착하여 흡착력을 제공하는 단계; 상기 모니터링 웨이퍼에 내장된 복수의 흡착력 감지센서를 통하여 상기 모니터링 웨이퍼에 내장된 복수의 흡착력 감지센서를 통하여 복수의 지점에서의 흡착력(chucking force)을 측정하여 흡착력 분포도를 획득하는 단계; 및 상기 흡착력 분포도가 원격 모니터링부에 기설정된 기준 범위에 속하는지 비교 분석하여 공정 불량 발생 여부를 판단 단계;를 포함를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 반도체 생산 과정에서 정전척 상에 안착되는 모니터링 웨이퍼에 대해서 상기 모니터링 웨이퍼에 배치된 복수의 흡착력 감지센서를 통해 균일한 가압이 행해지는지를 판단하는 방안에 관한 것이다.
반도체 소자는 웨이퍼(wafer) 상에 소정의 패턴을 형성함으로써 제조될 수 있으며, 웨이퍼 상에 소정의 패턴을 형성할 때에는 증착 공정(depositing process), 사진 공정(lithography process), 식각 공정(etching process) 등 다양한 공정이 연속적으로 수행될 수 있다.
반도체 제조 공정에는 각 공정에서 공정 조건과 장비의 작동 상태를 주의 깊게 모니터링해야 한다. 예를 들면, 챔버나 웨이퍼의 온도, 가스 주입 상태, 압력 상태 또는 플라스마 밀도나 노출 거리 등을 제어하면서 최적의 반도체 수율을 위해 정밀한 모니터링이 필수적이다. 온도, 플라즈마, 압력, 유량 및 가스 등과 관련된 공정 조건에 오차가 발생하거나 장비가 오동작 하는 경우에는 불량이 다수 발생하여 전체 수율에 치명적이다.
반도체 제조 장비는 포토 공정 및 웨트 공정을 제외하면 오염문제, 플라즈마 이그니션, 열분해 공정 등의 재현성을 위해 진공 프로세스를 사용하고 있으며, 여러장이 동시에 처리되는 배치 타입(Batch type) 장비와 웨이퍼가 한장씩 개별적으로 처리되는 단일 타입 장비로 크게 분류되며 반도체 디바이스의 집적도가 점점 높아짐에 의해 단일 타입 방식으로 그 흐름이 전환되어 가고 있다. 그리고 웨이퍼의 대구경화가 진행됨에 따라 웨이퍼 반송 시스템의 정밀도 향상 뿐만 아니라 프로세스 챔버에서의 웨이퍼의 정확하고 재현성 있는 정렬이 무엇보다 중요하게 인식되고 있다.
싱글 타입(Single type) 반도체 공정 절차를 개략적으로 언급하면, 진공 펌프에 의해 챔버 내부가 가스가 없는 진공상태가 되고, 반송시스템을 통해 처리하고자 하는 웨이퍼를 처리 스테이지 위에 위치시킨다. 정전척에 있어서 싱글 웨이퍼를 지지하는 정전척의 하부에 있는 스테이지를 본원에서는 하부전극이라 칭한다. 웨이퍼 공정 처리가 끝날 때까지 하부전극에 웨이퍼를 고정시키는 기술에는 여러가지가 적용되고 있다. 가장 일반적인 것은 하부전극 내부에 구멍을 뚫고 상기 구멍을 통해 웨이퍼를 진공 흡착하는 방식과, 클램프링을 이용하여 웨이퍼 상측을 기계적으로 눌러 지지하는 클램프링 방식 및 웨이퍼에 어떠한 물리적 힘을 가하지 않고 정전기력만으로 클램핑하는 정전척 방식이 있다.
도 1을 참조하면, 정전척 방식은 두 금속판을 마주본 상태에서 전압을 가하게 되면 + 전극판에는 + 전하를, - 전극판에는 - 전하를 띠게 되는데, 대전된 두 평행판 사이에는 두 전하에 의한 끌어당기는 인력이 발생하며, 이를 정전력(Electrostatic Force)이라 한다. ESC(Electro Static Chuck)란, 진공상태에서 제품(Glass)을 정전기의 힘만으로 고정시켜주는 핵심부품이다.
일반적인 반도체 공정에서 척(chuck)에 배치되는 원판형의 웨이퍼는 복수의 지점에 인가되는 압력에 의해 고정되어 이탈이 방지되는 상태에서 공정이 진행되도록 구성된다. 이러한 구성 하에서, 만약 웨이퍼의 복수의 지점에 인가되는 압력에 편차가 발생하는 경우에 척이 웨이퍼를 안정적으로 고정할 수 없게 되며, 이는 반도체 공정의 불량을 야기하는 요인이 된다는 문제점이 있다.
본 발명은 반도체 생산 과정에서 정전척 상에 안착되는 모니터링 웨이퍼에 대해서 상기 모니터링 웨이퍼에 배치된 복수의 흡착력 감지센서를 통해 균일한 흡착 내지 가압이 행해지는지를 판단하는 방안에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 복수의 흡착력 감지센서를 내장한 모니터링 웨이퍼를 이용하여 정전척 상에서의 흡착력을 판단하는 방법은, 반도체 생산 과정 중 상기 모니터링 웨이퍼를 상기 정전척 상면으로 이송하는 단계; 상기 정전척 상에 놓여진 모니터링 웨이퍼 상에 정전력을 제공하여 모니터링 웨이퍼를 정전척 상에 밀착하여 흡착력을 제공하는 단계; 상기 모니터링 웨이퍼에 내장된 복수의 흡착력 감지센서를 통하여 상기 모니터링 웨이퍼에 내장된 복수의 흡착력 감지센서를 통하여 복수의 지점에서의 흡착력(chucking force)을 측정하여 흡착력 분포도를 획득하는 단계; 및 상기 흡착력 분포도가 원격 모니터링부에 기설정된 기준 범위에 속하는지 비교 분석하여 공정 불량 발생 여부를 판단 단계;를 포함를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 모니터링 웨이퍼는 한쌍의 대응하는 웨이퍼 판넬 사이에 복수의 흡착력 감지센서를 배치한 것이 바람직할 수 있다.
흡착력 분포도와 공정 불량 발생 원인 간의 상관 관계를 사전 정의한 후, 상관 관계 정보에 기반하여 흡착력 분포도로부터 공정 불량 원인을 역추적하여 안내하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
공정 불량 원인별로 공정 불량 발생 횟수를 카운팅하여 안내하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따라 흡착력 감지센서를 갖는 웨이퍼를 이용하여 정전척 상에서의 흡착력 판단 방법은 실제 반도체 공정에서 정전척에 배치되는 웨이퍼의 복수의 지점에 인가되는 흡착력에 대한 정보를 사전에 측정하여 사용자에게 제공함으로써 웨이퍼의 복수의 지점에 인가되는 흡착력 편차로 인해 유발될 수 있는 공정 불량을 사전에 차단할 수 있게 한다.
도 1은 일반적인 정전척 구조를 보인다.
도 2는 복수의 흡착력 감지센서가 배치된 모니터링 웨이퍼 및 모니터링 웨이퍼와 무선으로 통신하는 모니터링부를 도시한다.
도 3은 한쌍의 대응하는 웨이퍼 판넬 사이에 복수의 흡착력 감지센서를 배치하여 모니터링 웨이퍼를 형성한 것을 보인다.
도 4는 복수의 흡착력 감지센서를 통해 균일한 흡착 내지 가압이 행해지는지를 판단하는 구체적인 단계를 보인다.
도 2는 복수의 흡착력 감지센서가 배치된 모니터링 웨이퍼 및 모니터링 웨이퍼와 무선으로 통신하는 모니터링부를 도시한다.
도 3은 한쌍의 대응하는 웨이퍼 판넬 사이에 복수의 흡착력 감지센서를 배치하여 모니터링 웨이퍼를 형성한 것을 보인다.
도 4는 복수의 흡착력 감지센서를 통해 균일한 흡착 내지 가압이 행해지는지를 판단하는 구체적인 단계를 보인다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 복수의 흡착력 감지센서가 배치된 모니터링 웨이퍼 및 모니터링 웨이퍼와 무선으로 통신하는 모니터링부를 도시한다.
복수의 흡착력 감지센서는 일반적인 압전 센서를 사용하는 것이 가능하지만, 이에 국한되는 것이 아니라 정전척에 흡착된 웨이퍼와 상기 정전척 상면 상에 가해지는 압력을 측정할 수 있는 방식은 모두 적용 가능할 수 있다.
한편, 원격 통신부는 웨이퍼 상에 매립되거나 표면 상에 부착되는 방식으로 배치된다. 원격 통신부는 웨이퍼와는 이격된 상태로 배치된 원격 모니터링부와 무섬으로 데이터를 주고 받는 상태를 갖는다.
도 3은 한쌍의 대응하는 웨이퍼 판넬 사이에 복수의 흡착력 감지센서를 배치하여 모니터링 웨이퍼를 형성한 것을 보인다. 도 4는 복수의 흡착력 감지센서를 통해 균일한 흡착 내지 가압이 행해지는지를 판단하는 구체적인 단계를 보인다.
본 발명은 복수의 흡착력 감지센서를 내장한 모니터링 웨이퍼를 이용하여 정전척 상에서의 흡착력을 판단한다.
구체적으로, 먼저 반도체 생산 과정 중 상기 모니터링 웨이퍼를 상기 정전척 상면으로 이송한다.
상기 정전척 상에 놓여진 모니터링 웨이퍼 상에 정전력을 제공하여 모니터링 웨이퍼를 정전척 상에 밀착하여 흡착력을 제공한다,
상기 모니터링 웨이퍼에 내장된 복수의 흡착력 감지센서를 통하여 복수의 지점에서의 흡착력(chucking force)를 측정한다.
상기 모니터링 웨이퍼에 내장된 복수의 흡착력 감지센서를 통하여 복수의 지점에서의 흡착력(chucking force)을 측정하여 흡착력 분포도를 획득한다.
상기 흡착력 분포도가 원격 모니터링부에 기설정된 기준 범위에 속하는지 비교 분석하여 공정 불량 발생 여부를 판단한다.
한편, 상기 공정 불량 발생 여부와는 별개의 단계로 하기의 단계를 추가적으로 포함하는 것이 가능할 수 있다.
구체적으로는, 흡착력 분포도와 공정 불량 발생 원인 간의 상관 관계를 사전 정의한 후, 상관 관계 정보에 기반하여 흡착력 분포도로부터 공정 불량 원인을 역추적하여 안내하는 단계;를 더 포함한다.
다음으로는, 공정 불량 원인별로 공정 불량 발생 횟수를 카운팅하여 안내하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따라 흡착력 감지센서를 갖는 웨이퍼를 이용하여 정전척 상에서의 흡착력 판단 방법은 실제 반도체 공정에서 정전척에 배치되는 웨이퍼의 복수의 지점에 인가되는 흡착력에 대한 정보를 사전에 측정하여 사용자에게 제공함으로써 웨이퍼의 복수의 지점에 인가되는 흡착력 편차로 인해 유발될 수 있는 공정 불량을 사전에 차단할 수 있게 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다
Claims (4)
- 복수의 흡착력 감지센서를 내장한 모니터링 웨이퍼를 이용하여 정전척 상에서의 흡착력을 판단하는 방법에 있어서,
반도체 생산 과정 중 상기 모니터링 웨이퍼를 상기 정전척 상면으로 이송하는 단계;
상기 정전척 상에 놓여진 모니터링 웨이퍼 상에 정전력을 제공하여 모니터링 웨이퍼를 정전척 상에 밀착하여 흡착력을 제공하는 단계;
상기 모니터링 웨이퍼에 내장된 복수의 흡착력 감지센서를 통하여 복수의 지점에서의 흡착력(chucking force)을 측정하여 흡착력 분포도를 획득하는 단계; 및
상기 흡착력 분포도가 원격 모니터링부에 기설정된 기준 범위에 속하는지 비교 분석하여 공정 불량 발생 여부를 판단 단계; 및
흡착력 분포도와 공정 불량 발생 원인 간의 상관 관계를 사전 정의한 후, 상관 관계 정보에 기반하여 흡착력 분포도로부터 공정 불량 원인을 역추적하여 안내하는 단계;를 포함하고,
원격 통신부는 상기 모니터링 웨이퍼 상에 매립되거나 상기 모니터링 웨이퍼의 표면 상에 부착되는 방식으로 배치되며, 상기 원격 통신부는 상기 모니터링 웨이퍼와는 이격된 상태로 배치된 상기 원격 모니터링부와 무선으로 데이터를 주고 받는 상태이며,
반도체 생산 공정에서 상기 정전척에 배치되는 모니터링 웨이퍼의 복수의 지점에 인가되는 흡착력에 대한 정보를 사전에 측정하여 사용자에게 제공함으로써 모니터링 웨이퍼의 복수의 지점에 인가되는 흡착력 편차로 인해 유발될 수 있는 공정 불량을 사전에 차단할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는, 흡착력 감지센서를 갖는 모니터링 웨이퍼를 이용하여 정전척 상에서의 흡착력 판단 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 모니터링 웨이퍼는 한쌍의 대응하는 웨이퍼 판넬 사이에 복수의 흡착력 감지센서를 배치한 것을 특징으로 하는, 흡착력 감지센서를 갖는 모니터링 웨이퍼를 이용하여 정전척 상에서의 흡착력 판단 방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
공정 불량 원인별로 공정 불량 발생 횟수를 카운팅하여 안내하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 흡착력 감지센서를 갖는 모니터링 웨이퍼를 이용하여 정전척 상에서의 흡착력 판단 방법.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117080148A (zh) * | 2023-08-21 | 2023-11-17 | 衡阳凯新特种材料科技有限公司 | 一种用于半导体装配的自动化静电吸盘控制系统 |
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2021
- 2021-04-01 KR KR1020210042877A patent/KR102412223B1/ko active IP Right Grant
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