KR102435936B1 - 반도체 가공 디바이스와 반도체 공정 중의 공작물 검출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 반도체 가공 디바이스는, 내부에 피가공 공작물(7)을 운반하기 위한 베이스(6)가 설치된 챔버(5); 송신단과 수신단을 구비한 센서(11)-송신단과 수신단은 베이스(6)의 양측에 대향하도록 설치되며, 송신단은 베이스(6)의 운반 표면에 평행한 방향을 따라 수신단에 송신 신호를 전송함-; 및 송신단에서 전송한 송신 신호 및 수신단에서 수신한 수신 신호를 수신하며, 송신 신호와 수신 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 베이스(6) 상의 피가공 공작물(7)의 상태를 판단하는 제어 부재를 포함한다. 또한 반도체 공정 중의 공작물 검출 방법을 더 개시한다.

Description

반도체 가공 디바이스와 반도체 공정 중의 공작물 검출 방법

본 발명은 반도체 가공 기술 분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 가공 디바이스와 반도체 공정 중의 공작물 검출 방법에 관한 것이다.

마그네트론 스퍼터링법을 채택하여 AlN 박막을 제조하는 것은 현재 산업계에서 가장 일반적으로 사용하는 방법이다. 전형적인 마그네트론 스퍼터링 장치에는 반응 챔버가 포함된다. 상기 반응 챔버 내에는 가열 장치가 있는 베이스가 설치되며, 베이스 상방에는 타깃이 설치된다. 박막 증착 공정을 수행할 때, 먼저 매니퓰레이터(manipulator)와 이젝터 핀(ejector pin)을 서로 매칭시켜 트레이를 베이스 상에 거치한다. 그 후 베이스를 공정 위치까지 상승시키고, 반응 챔버에 N₂, Ar, O₂ 등 반응 가스를 주입하며, 타깃에 스퍼터링 출력을 인가한다. 이를 통해 반응 가스를 여기시켜 플라즈마를 형성한다. 플라즈마 중의 입자는 타깃에 충격을 가하여 타깃 재료를 타깃으로부터 스퍼터링시키고 트레이 상에 증착시킨다. 이를 통해 AlN 박막의 증착을 구현한다.

종래 기술에 있어서, 트레이를 이송하는 과정에서 이젝터 핀 상에 트레이가 없거나, 트레이가 기울어지거나 또는 트레이가 파손되는 등의 상황이 발생할 수 있다. 스퍼터링 공정을 수행하기 전에 이러한 상황을 즉시 발견하지 못하면, 금속을 램프 튜브 등 부재 상에 도금하게 되는 문제가 발생하여 돌이킬 수 없는 손실을 입을 수 있다. 또한 복구 시간이 길어 생산 능력에 영향을 미친다.

이를 고려하여 본 발명의 실시예는 반도체 가공 디바이스와 반도체 공정 중의 공작물 검출 방법을 제공한다. 이는 반도체 공정 과정에서 챔버 중 피가공 공작물 상태를 검출할 수 없는 기술적 문제를 해결한다.

제1 양상에 있어서, 본 발명의 실시예는 반도체 가공 디바이스를 제공한다. 상기 반도체 가공 디바이스는,

내부에 피가공 공작물을 운반하기 위한 베이스가 설치된 챔버;

송신단과 수신단을 구비한 센서-상기 송신단과 수신단은 상기 베이스의 양측에 대향하도록 설치되고, 상기 송신단은 상기 베이스의 운반 표면에 평행한 방향을 따라 상기 수신단에 송신 신호를 전송하도록 구성됨-; 및

상기 송신단에서 전송한 상기 송신 신호 및 상기 수신단에서 수신한 상기 수신 신호를 수신하며, 상기 송신 신호와 상기 수신 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단하도록 구성되는 제어 부재를 포함한다.

또한 상기 센서와 상기 베이스 중 하나는 상기 운반 표면에 수직인 방향 상에서 이동할 수 있다. 다른 하나는 상기 챔버에 대해 고정되어 움직이지 않는다.

또한 상기 센서는 상기 챔버에 대해 고정되어 움직이지 않는다. 상기 베이스는 이송 위치와 공정 위치 사이에서 이동할 수 있다. 또한 상기 송신단의 송신 위치와 상기 수신단의 수신 위치는 모두 상기 이송 위치와 상기 공정 위치 사이에 위치한다.

또한 상기 챔버의 측벽은 대향하도록 설치된 제1 측벽과 제2 측벽 및 이 둘과 각각 인접하며 대향하도록 설치된 제3 측벽과 제4 측벽을 포함한다. 여기에서 상기 송신단의 송신 위치와 상기 수신단의 수신 위치는 상기 제1 측벽과 제2 측벽 상에 대향하도록 설치된다. 상기 챔버는 피가공 공작물을 이송하여 넣는 데 사용되는 이송 개구를 더 포함한다. 상기 이송 개구는 상기 제3 측벽 또는 상기 제4 측벽 상에 설치된다.

또한 상기 제어 부재는 비교 결과에 따라 상기 센서와 상기 베이스 중 하나가 이동하는 과정에서 상기 송신 신호의 차폐 시간을 획득한다. 상기 차폐 시간과 소정의 검출 임계값을 비교하며, 상기 차폐 시간과 소정의 검출 임계값의 비교 결과에 따라 상기 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단한다.

또한 상기 송신 신호는 상기 운반 표면에 수직인 방향 상에서의 검출 범위와 상기 피가공 공작물의 두께가 서로 매칭된다.

또한 상기 송신 신호는 상기 운반 표면의 중심에서 벗어난다.

또한 상기 베이스 상에는 그 원주 방향을 따라 이격 설치된 복수의 지지 기둥이 설치된다. 복수의 상기 지지 기둥의 지지단은 상기 운반 표면을 구성한다.

또한 상기 반도체 가공 디바이스는 마그네트론 스퍼터링 디바이스이다.

제2 양상에 있어서, 본 발명의 실시예는 반도체 공정 중의 공작물 검출 방법을 제공한다. 상기 공작물 검출 방법은 본 발명에서 제공하는 전술한 반도체 가공 디바이스를 채택한다. 여기에는,

피가공 공작물을 상기 챔버로 이송하고, 상기 이송 위치에 위치한 상기 베이스의 운반 표면 상에 거치하는 단계;

상기 센서의 송신단을 통해 상기 베이스의 운반 표면에 평행한 방향을 따라 상기 센서의 수신단에 송신 신호를 전송하는 단계; 및

상기 송신 신호와 상기 수신 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단하는 단계가 포함된다.

또한 상기 공작물 검출 방법은 본 발명에서 제공하는 전술한 반도체 가공 디바이스를 채택한다. 상기 센서의 송신단을 통해 상기 베이스의 운반 표면에 평행한 방향을 따라 상기 센서의 수신단에 송신 신호를 전송하는 단계는,

상기 베이스를 상기 이송 위치로부터 상기 공정 위치까지 이동하고, 이동 과정에서 상기 센서의 송신단을 통해 상기 베이스의 운반 표면에 평행한 방향을 따라 상기 센서의 수신단에 송신 신호를 전송하는 단계를 포함한다.

또한 상기 송신 신호와 상기 수신 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단하는 단계는,

상기 송신 신호와 상기 수신 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 베이스가 상기 이송 위치로부터 상기 공정 위치까지 이동하는 과정에서 상기 송신 신호의 차폐 시간을 획득하는 단계; 및

상기 차폐 시간과 소정의 검출 임계값을 비교하고, 상기 차폐 시간과 소정의 검출 임계값의 비교 결과에 따라 상기 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단하는 단계를 포함한다.

또한 상기 차폐 시간과 소정의 검출 임계값을 비교하고, 상기 차폐 시간과 소정의 검출 임계값의 비교 결과에 따라 상기 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단하는 단계는,

상기 차폐 시간과 상기 소정의 검출 임계값이 서로 매칭되는 경우, 상기 피가공 공작물이 상기 운반 표면 상에 수평으로 위치하는 것으로 판단하는 단계;

상기 차폐 시간이 상기 소정의 검출 임계값보다 큰 경우, 상기 피가공 공작물의 상태가 이상한 것으로 판단하는 단계; 및

상기 차폐 시간이 상기 소정의 검출 임계값보다 작은 경우, 상기 운반 표면 상에 피가공 공작물이 없는 것으로 판단하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에서 제공하는 반도체 가공 디바이스와 반도체 공정 중의 공작물 검출 방법의 기술적 해결책은 챔버에 센서가 설치된다. 상기 센서의 송신단은 베이스의 운반 표면에 평행한 방향을 따라 수신단에 송신 신호를 전송하도록 구성된다. 또한 제어 부재를 더 포함한다. 이는 송신단에서 전송한 송신 신호 및 수신단에서 수신한 수신 신호를 수신하도록 구성된다. 또한 송신 신호와 수신 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단하도록 구성된다. 전술한 센서와 제어 부재를 통해, 반도체 공정을 수행하기 전에 운반 표면 상에 공작물이 없거나, 경사지거나 또는 파손되는 등의 상황을 즉시 발견할 수 있다. 따라서 다른 부재가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예 또는 종래 기술의 기술적 해결책을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 실시예 또는 종래 기술의 설명에 필요한 도면을 간략하게 소개한다. 이하의 설명에서 첨부 도면은 본 발명의 일부 실시예일 뿐이며, 본 발명이 속한 기술 분야의 당업자는 창의적인 노력 없이 이러한 첨부 도면을 기반으로 다른 도면을 더 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 가공 디바이스의 전체 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피가공 공작물이 베이스의 지지 기둥 상에 위치한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 피가공 공작물에 경사가 발생한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피가공 공작물이 파손된 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 가공 디바이스의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 중의 공작물 검출 방법의 흐름도이다.

본 발명 실시예의 목적, 기술적 해결책 및 장점을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 본 발명 실시예 중의 첨부 도면을 참고하여 본 발명 실시예 중의 기술적 해결책을 명확하고 완전하게 설명한다. 설명된 실시예는 본 발명의 전부가 아닌 일부 실시예이다. 본 발명의 실시예를 기반으로, 본 발명이 속한 기술 분야의 당업자가 창의적인 노력 없이 획득한 다른 모든 실시예는 본 발명의 보호 범위에 속한다.

본 발명에 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위한 목적으로 사용되었으며 본 발명을 제한하지 않는다. 본 발명 실시예와 첨부된 청구범위에 사용된 단수 형태의 "하나", "상기" 및 "해당"은 복수 형태도 포함한다. 문맥상 명확하게 다른 함의가 있지 않는 한, "복수"는 일반적으로 둘 이상을 포함하나 적어도 하나를 포함하는 경우를 배제하지 않는다.

본원에 사용된 용어 "및/또는"은 관련 대상의 연관 관계를 설명하기 위한 것일 뿐이며, 3가지 관계가 존재할 수 있음을 나타낸다. 예를 들어 A 및/또는 B는 A가 단독으로 존재하는 경우, A와 B가 동시에 존재하는 경우, B가 단독으로 전재하는 경우의 세 가지 경우를 나타낼 수 있다. 또한 본원에서 기호 "/"는 일반적으로 전후 관련 대상이 일종의 "또는"의 관계임을 나타낸다.

언어 환경에 따라 본원에 사용된 용어 "만약", "가령"은 "~일 때" 또는 "~인 경우" 또는 "확정에 응답하여" 또는 "검출에 응답하여"로 해석될 수 있다. 이와 유사하게, 언어 환경에 따라 "만약 확정되면" 또는 "만약 검출되면(설명된 조건 또는 사건)" 구절은 "확정될 때" 또는 "확정에 응답하여" 또는 "검출될 때(설명된 조건 또는 사건)" 또는 "검출에 응답하여(설명된 조건 또는 사건)"로 해석될 수 있다.

또한 용어 "포괄", "포함" 또는 그 임의의 다른 변형은 비배타적 포함이 포함됨에 유의해야 한다. 따라서 일련의 요소를 포함하는 상품 또는 시스템은 그러한 요소를 포함할 뿐만 아니라 명시적으로 나열되지 않은 요소를 더 포함하거나, 이러한 상품 또는 시스템 고유의 요소를 더 포함한다. 더 이상의 제한이 없는 경우 "하나의 ~를 포함한다"는 구절로 한정된 요소는 상기 요소를 포함한 상품 또는 시스템에 다른 동일한 요소가 존재하는 것을 배제하지 않는다.

또한 후술하는 각 방법 실시예 중의 단계 순서는 일종의 예시일 뿐이며 엄격하게 한정하지 않는다.

도 1은 본 발명 실시예에 따른 반도체 가공 디바이스의 전체 구조도이다. 상기 반도체 가공 디바이스는 예를 들어 마그네트론 스퍼터링 디바이스이다. 반도체 가공 디바이스는 챔버(5), 센서(11) 및 제어 부재(미도시)를 포함한다. 여기에서 챔버(5) 내에는 피가공 공작물(7)을 운반하기 위한 베이스(6)가 설치된다. 본 실시예에 있어서, 피가공 공작물(7)은 복수의 웨이퍼를 운반하기 위한 트레이이다. 물론 실제 적용에서 피가공 공작물(7)은 웨이퍼 또는 기타 이송이 필요한 물질 또는 운반 부재일 수도 있다.

본 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(6) 상에는 원주 방향으로 이격 설치된 복수의 지지 기둥(8)이 설치된다. 복수의 지지 기둥(8)의 지지단은 운반 표면을 구성한다. 복수의 지지 기둥(8)의 지지단이 위치한 원주 크기는 피가공 공작물(7)의 크기보다 작아야 피가공 공작물(7)를 지지할 수 있음에 유의한다. 피가공 공작물(7)이 베이스(6) 상에 장착된 열광원의 조사를 가능한 많이 수신하도록 만들기 위해, 지지 기둥(8)의 수량의 최대한 줄여야 한다. 그러나 이러한 지지 기둥(8)이 피가공 공작물(7)을 안정적으로 지지할 수 있도록 보장해야 함에 유의한다. 선택적으로 지지 기둥(8)은 분리 가능한 부재이며, 이는 실제 수요에 따라 분리 또는 교체가 가능하다.

본 실시예에 있어서, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 챔버(5)의 측벽은 제1 측벽, 제2 측벽, 제3 측벽 및 제4 측벽으로 구성된 유사 정육면체의 구조이다. 여기에서 제1 측벽과 제2 측벽은 대향하는 2개의 측벽이고, 제3 측벽과 제4 측벽은 대향하는 2개의 측벽이다. 제3 측벽과 제4 측벽은 각각 제1 측벽과 제2 측벽에 인접하다. 여기에서 센서(11)는 빔투과형(through-beam type) 센서를 포함한다. 상기 센서는 송신단과 수신단을 구비하며, 이 둘은 챔버(5)의 제1 측벽과 제2 측벽 상에 대향하도록 설치된다. 또한 챔버(5)의 제3 측벽 또는 제4 측벽 상에는 이송 개구(4)가 설치된다. 이러한 방식으로 마그네트론 스퍼터링 등과 같은 반도체 가공 공정을 수행할 때, 매니퓰레이터가 이송 개구(4)를 통해 피가공 공작물(7)을 챔버(5)에 넣고 베이스(6) 상의 지지 기둥(8) 상에 거치할 수 있다. 또한 피가공 공작물(7)이 이송 개구(4)를 통해 챔버(5)에 들어갈 때, 피가공 공작물(7)은 센서(11)의 송신단과 수신단 사이에 위치할 수 있다.

구체적으로 센서(11)의 송신단은 베이스(6)의 운반 표면에 평행한 방향을 따라 수신단에 송신 신호를 전송한다. 선택적으로, 상기 송신 신호는 광 신호이다. 제어 부재는 센서(11)가 전송한 것으로, 그 송신단에서 전송하는 송신 신호 및 수신단이 수신하는 수신 신호를 수신하는 데 사용된다. 또한 송신 신호와 수신 신호를 비교하고 비교 결과에 따라 베이스(6) 상의 피가공 공작물(7)의 상태를 판단하는 데 사용된다. 제어 부재는 반도체 가공 디바이스에 집적되거나, 또는 반도체 가공 디바이스와 연결된 원격 컴퓨터 또는 호스트 기기 상에 집적될 수 있다.

선택적으로, 송신 신호는 운반 표면의 중심에서 벗어난다. 이러한 방식으로 송신 신호와 그 주위에 장착된 다른 센서나 부재가 간섭을 일으키는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 센서(11)와 베이스(6) 중 하나는 운반 표면에 수직인 방향 상에서 이동할 수 있다. 다른 하나는 챔버(5)에 대해 고정되어 움직이지 않는다. 이처럼 센서(11)와 베이스(6) 중 하나가 이동하는 과정에서, 센서(11)의 송신단이 전송하는 송신 신호와 수신단이 수신하는 수신 신호를 비교함으로써, 이동 범위 내에서 송신 신호가 차폐된 경우를 획득할 수 있다. 구체적으로, 상이한 상태의 피가공 공작물(7)은 운반 표면에 수직인 방향 상에서 존재하는 범위 크기가 다르다. 즉, 이동 과정에서 송신 신호의 차폐 정도가 다르므로 이를 통해 베이스(6) 상의 피가공 공작물(7)의 상태를 인식할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 센서(11)의 송신단과 수신단은 챔버(5)의 제1 측벽과 제2 측벽 상에 대향하도록 설치된다. 따라서 센서(11)는 챔버(5)에 대해 고정되어 움직이지 않는다. 베이스(6)의 하부에는 승강 메커니즘이 설치된다. 베이스(6)는 승강 메커니즘의 구동 하에서 이송 위치와 공정 위치 사이에서 이동할 수 있다. 이러한 경우, 센서(11)의 송신단의 송신 위치와 수신단의 수신 위치는 챔버(5)의 제1 측벽과 제2 측벽 상에 대향하도록 설치되고, 모두 전술한 이송 위치와 공정 위치 사이에 위치한다. 따라서 피가공 공작물(7)이 이동 과정에서 송신 신호의 검출 범위를 지날 수 있도록 보장한다. 실제 적용에서 센서(11)는 챔버(5)에 대해 고정되어 움직이지 않을 수만 있다면, 챔버(5)의 측벽을 제외한 다른 위치에 설치될 수도 있다. 또는 센서(11)가 챔버(5)에 대해 승강 이동할 수 있고, 베이스(6)가 챔버에 대해 고정되어 움직이지 않도록 만들 수도 있다.

선택적으로, 전술한 제어 부재는 센서(11)의 송신단에서 전송하는 송신 신호와 수신단에서 수신하는 수신 신호를 비교함으로써, 비교 결과에 따라 베이스(6) 이동 과정 중 송신 신호의 차폐 시간을 획득할 수 있다. 또한 상기 차폐 시간과 소정의 검출 임계값을 비교한 후 차폐 시간과 소정의 검출 임계값의 비교 결과에 따라 피가공 공작물의 상태를 판단한다. 구체적으로, 상이한 상태 하의 피가공 공작물(7)은 송신 신호에 대한 차폐 시간이 다르기 때문에, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 정상 상태 하의 피가공 공작물(7)은 수평으로 거치(운반 표면과 평행)된 상태에 놓이게 된다. 이 경우, 피가공 공작물(7)은 센서(11)의 송신단의 송신 위치로 이동할 때에만 송신 신호를 차폐하기 시작할 수 있다. 따라서 송신 신호의 차폐 시간이 가장 짧다. 해당 상태의 검출에서 획득한 차폐 시간을 t1이라 가정한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 피가공 공작물(7)에 경사가 발생할 경우, 확실히 이 상태에서의 송신 신호의 차폐 시간은 도 2에 도시된 정상 상태에서의 송신 신호의 차폐 시간보다 길다. 해당 상태의 검출에서 획득한 차폐 시간을 t2라 가정한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 피가공 공작물(7)이 파손 또는 변형된 경우, 해당 상태에서의 피가공 공작물(7)은 송신 신호를 차단할 수 없다. 이 때 검출로 획득된 차폐 시간은 0이다. 소정의 검출 임계값(t)을 피가공 공작물(7)이 도 2에 도시된 정상 상태에서의 송신 신호의 차폐 시간이라고 가정하면, t1은 t와 같고, t2는 t보다 크다고 추론할 수 있다. 제어 부재는 차폐 시간과 소정의 검출 임계값을 비교한다. 비교 결과에서 차폐 시간이 0으로 t보다 작거나, 차폐 시간이 t보다 크면, 피가공 공작물(7) 상태가 이상한 것으로 판단할 수 있음을 알 수 있다.

물론 실제 적용에서 제어 부재가 피가공 공작물의 상태를 판단하는 방식은 다른 임의 방식을 더 채택할 수도 있다. 예를 들어 제어 부재는 센서(11)의 송신단에서 전송하는 송신 신호와 수신단에서 수신하는 수신 신호를 더 비교할 수 있으며, 비교 결과에 따라 송신 신호가 차폐된 경우와 베이스(6)의 이동 높이 간의 대응 관계를 획득할 수 있다. 또한 이를 통해 송신 신호의 차폐된 크기를 획득하고, 해당 차폐된 크기와 피가공 공작물의 두께를 비교한 후 비교 결과에 따라 피가공 공작물의 상태를 판단할 수 있다. 전술한 차폐된 크기는 피가공 공작물(7)이 운반 표면에 수직인 방향 상에서 존재하는 범위 크기를 의미한다. 상기 범위 크기는 송신 신호가 운반 표면에 수직인 방향 상에서 차폐된 범위 크기이기도 하다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 피가공 공작물(7)이 지지 기둥(8)의 지지단에 수평으로 거치되면, 전술한 차폐된 크기가 바로 피가공 공작물(7)의 두께(h)이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 피가공 공작물(7)이 지지 기둥(8) 상에서 경사가 발생하면, 전술한 차폐된 크기가 바로 피가공 공작물(7)이 운반 표면에 수직인 방향 상에서 존재하는 범위 크기(H)이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 피가공 공작물(7)이 파손으로 인해 지지 기둥(8) 상에 있지 않으면, 센서(11)가 센서(11)의 검출 범위 내에 있을 수 없거나, 센서(11)가 지지 기둥(8)의 지지단 이상의 범위에서 피가공 공작물(7)의 존재 범위를 검출할 수 없다.

본 실시예에 있어서, 송신 신호는 운반 표면에 수직인 방향 상에서의 검출 범위와 피가공 공작물(7)의 두께가 서로 매칭된다. 이처럼 피가공 공작물(7)이 센서(11)의 송신 위치가 위치한 높이까지 이동할 경우, 피가공 공작물(7)이 도 2에 도시된 수평 상태에 있다면, 이는 송신 신호를 완전히 차폐할 수 있으며 기타 상태의 피가공 공작물(7)은 부분적으로만 송신 신호를 차폐할 수 있다. 따라서 차폐 정도의 변화에 따라 피가공 공작물의 경사 유무와 파손을 판단할 수 있다. 여기에서 설명한 서로 매칭된다는 것은 센서의 검출 범위와 기능으로, 상이한 두께의 피가공 공작물을 검출할 수 있다.

본 발명의 하나 또는 복수의 실시예에 있어서, 챔버(5)는 베이스(6) 상에 장착된 가열 램프 튜브(9)를 더 포함한다. 복수의 가열 램프 튜브(9)는 베이스(6)의 상표면에 균일하게 설치되어, 지지 기둥(8) 상에 거치된 피가공 공작물에 열에너지를 방사하는 데 사용된다. 도 5에서 알 수 있듯이, 베이스(6)의 상표면에는 복수의 가열 램프 튜브(9)가 균일하게 배열되어 피가공 공작물(7)을 균일하게 가열한다. 실제 적용에서 가열 램프 튜브(9)의 출력은 고정 출력으로 설정할 수 있으며, 자동 조절 가능 출력으로 설정하여 상이한 공정 수요를 충족시키기 용이하기 만들 수 있다.

도 5에서 반도체 가공 디바이스는 챔버(5) 상부에 설치되는 타깃(1), 차폐 링(cover ring)(2) 및 단열 링(3)을 더 포함한다.

실제 적용에서 센서(11)와 베이스(6)를 대향하도록 고정시키고 복수의 센서(11)를 장착함으로써 피가공 공작물 상태를 동시에 검출할 수도 있음에 유의한다. 물론 하나의 센서(11)를 설치하고, 제어 부재가 센서(11)의 송신단에서 전송하는 송신 신호가 차폐된 시간 길이에 따라 피가공 공작물(7)의 상태를 판단할 수도 있다.

상기 내용을 요약하면, 본 발명의 실시예에서 제공하는 반도체 가공 디바이스는 챔버에 센서가 설치된다. 상기 센서의 송신단은 베이스의 운반 표면에 평행한 방향을 따라 수신단에 송신 신호를 전송하도록 구성된다. 또한 제어 부재를 더 포함한다. 이는 송신단에서 전송한 송신 신호 및 수신단에서 수신한 탐측 신호를 수신하도록 구성된다. 또한 송신 신호와 수신 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단하도록 구성된다. 전술한 센서와 제어 부재를 통해, 반도체 공정을 수행하기 전에 운반 표면 상에 공작물이 없거나, 경사지거나 또는 파손되는 등의 상황을 즉시 발견할 수 있다. 따라서 다른 부재가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

동일한 사상을 기반으로, 본 발명의 실시예는 반도체 공정 중의 공작물 검출 방법을 더 제공한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다.

301: 피가공 공작물을 챔버에 넣고, 이송 위치에 위치한 베이스의 운반 표면 상에 거치한다.

302: 센서의 송신단을 통해 베이스의 운반 표면에 평행한 방향을 따라 센서의 수신단에 송신 신호를 전송한다.

303: 송신 신호와 수신 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단한다.

여기에서 센서는 챔버에 대해 고정되어 움직이지 않으며, 베이스는 이송 위치와 공정 위치 사이에서 이동할 수 있다. 또한 송신단의 송신 위치와 수신단의 수신 위치는 모두 이송 위치와 공정 위치 사이에 위치한다.

베이스가 이송 위치로부터 작업 위치까지 상승하는 과정에서, 피가공 공작물은 그 두께로 인해 센서의 송신단에서 전송하는 송신 신호를 차폐할 수 있다. 피가공 공작물의 상태에 따라 송신 신호에 대한 차폐 시간이 다르다. 이를 기반으로 송신 신호와 수신 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 송신 신호의 차폐 시간을 획득한다. 또한 상기 차폐 시간과 소정의 검출 임계값을 비교한 후, 차폐 시간과 소정의 검출 임계값의 비교 결과에 따라 피가공 공작물의 상태를 판단한다. 구체적으로 피가공 공작물의 상태에 따라 송신 신호에 대한 차폐 시간이 다르다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 정상 상태에서의 피가공 공작물(7)은 수평으로 거치(운반 표면에 평행)된 상태에 있다. 상기 상태에서 검출하여 획득한 차폐 시간을 t1이라고 가정한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 피가공 공작물(7)에 경사가 발생한 경우 상기 상태에서 검출하여 획득한 차폐 시간을 t2라고 가정한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 피가공 공작물(7)이 파손 또는 변형된 경우 상기 상태에서 검출하여 획득한 차폐 시간은 0이다. 소정의 검출 임계값(t)을 피가공 공작물(7)이 정상 상태에 있을 때 송신 신호의 차폐 시간이라고 가정하면, t1은 t와 같고, t2는 t보다 크다고 추론할 수 있다. 검출한 차폐 시간과 소정의 검출 임계값을 비교한다. 비교 결과에서 차폐 시간이 0으로 t보다 작거나, 차폐 시간이 t보다 크면, 피가공 공작물(7) 상태가 이상한 것으로 판단할 수 있음을 알 수 있다.

본 실시예에 있어서, 챔버에서 검출되는 피가공 공작물의 상태는, 도 2에 도시된 바와 같이 피가공 공작물(7)이 지지 기둥(8) 상에 수평으로 위치하는 상태; 도 3에 도시된 바와 같이 피가공 공작물(7)의 일측이 지지 기둥(8) 상에 위치하고 타측이 베이스 상에 탈락되는 상태; 및 도 4에 도시된 바와 같이 피가공 공작물(7)이 손상된 후 베이스 상으로 완전히 떨어지는 상태를 포함한다.

본 발명의 하나 또는 복수의 실시예에 있어서, 차폐 시간과 소정의 검출 임계값이 서로 매칭되면, 즉 차폐 시간이 t와 같으면, 피가공 공작물은 베이스의 운반 표면에 수평으로 위치한다(정상 상태).

실제 적용에서 도 2에 도시된 정상 상태에서의 피가공 공작물의 상승 속도와 피가공 공작물의 두께에 따라, 소정의 검출 임계값을 확정할 수 있다. 예를 들어 상승 속도가 V이고, 피가공 공작물의 두께가 S이면, 피가공 공작물의 차폐 시간은 T=S/V이다. 잘못된 판단을 피하기 위해, 상기 중앙값을 기준으로 일정한 검출 범위, 예를 들어 +-10%의 검출 범위를 설정한다.

본 발명의 하나 또는 복수의 실시예에 있어서, 차폐 시간이 소정의 검출 임계값보다 크면, 즉 차폐 시간이 t보다 크면, 피가공 공작물의 상태가 이상한 것으로, 예를 들어 피가공 공작물이 운반 표면에 대해 경사진 것으로 판단하는 단계가 더 포함된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 피가공 공작물(7)이 챔버에 경사지도록 위치하고, 피가공 공작물(7)의 일측이 지지 기둥(8) 상에 위치하며, 타측이 베이스 상에 위치할 경우, 피가공 공작물(7)이 차폐하는 센서 광선의 범위가 커진다. 피가공 공작물(7)이 상승하면 차폐 시간은 더욱 길어진다. 상기 이상 상황을 검출한 후, 선택적으로 장치는 경고 프롬프트(예를 들어 음향 광학 프롬프트)를 전송하여 작업자가 피가공 공작물 상태를 검사하도록 통지할 수 있다. 따라서 피가공 공작물이 파손되어 생산에 영향을 미치는 것을 효과적으로 방지하거나 줄일 수 있다.

본 발명의 하나 또는 복수의 실시예에 있어서, 차폐 시간이 소정의 검출 임계값보다 작으면, 즉 차폐 시간이 0이면, 운반 표면 상에 피가공 공작물이 없는 것으로 판단하는 단계를 더 포함한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 피가공 공작물 전체가 파손으로 인해 베이스 상으로 탈락할 경우, 센서가 피가공 공작물의 존재를 검출할 수 없다. 즉, 검출된 피가공 공작물의 두께가 소정의 검출 임계값에 대응하는 피가공 공작물의 두께 범위보다 작다. 피가공 공작물이 상승할 경우, 차폐 시간은 더욱 짧다(0에 가까울 수 있음). 상기 이상 상황을 검출한 후, 장치는 경고 프롬프트(예를 들어 음향 광학 프롬프트)를 전송하여 작업자가 피가공 공작물 상태를 검사하도록 통지할 수 있다. 따라서 피가공 공작물이 파손 또는 탈락되어 생산에 영향을 미치는 것을 효과적으로 방지하거나 줄일 수 있다.

실제 적용에서 전술한 반도체 공정은 마그네트론 스퍼터링 공정일 수 있다.

본 발명의 실시예에서 제공하는 반도체 공정 중의 공작물 검출 방법의 기술적 해결책은 챔버에 센서가 설치된다. 상기 센서의 송신단은 베이스의 운반 표면에 평행한 방향을 따라 수신단에 송신 신호를 전송하도록 구성된다. 또한 제어 부재를 더 포함한다. 이는 송신단에서 전송한 송신 신호 및 수신단에서 수신한 수신 신호를 수신하도록 구성된다. 또한 송신 신호와 수신 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단하도록 구성된다. 전술한 센서와 제어 부재를 통해, 반도체 공정을 수행하기 전에 운반 표면 상에 공작물이 없거나, 경사지거나 또는 파손되는 등의 상황을 즉시 발견할 수 있다. 따라서 다른 부재가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

상기에서 설명한 장치 실시예는 예시에 불과하다. 여기에서 상기 분리 부재로 설명된 유닛은 물리적으로 분리되거나 분리되지 않은 것일 수 있다. 또한 유닛으로 표시된 부재는 물리적 유닛일 수도, 물리적 유닛이 아닐 수도 있다. 즉, 하나의 영역에 위치하거나, 복수의 네트워크 유닛 상에 분포될 수도 있다. 실제 수요에 따라 그 중 일부 또는 전체 모듈을 선택하여 본 실시예 해결책의 목적을 달성할 수 있다. 본 발명이 속한 기술분야의 당업자는 창의적 노력 없이 이를 이해하고 실시할 수 있다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 해결책을 설명하기 위한 것일 뿐이므로 이를 제한하지 않는다. 전술한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속한 기술분야의 당업자는 전술한 각 실시예에 기재된 기술적 해결책을 수정하거나, 그 중 일부 기술적 특징을 동등한 수준으로 치환할 수 있음을 이해할 수 있다. 또한 이러한 수정 또는 치환은 상응하는 기술적 해결책이 본 발명 각 실시예의 기술적 해결책의 사상과 범위를 벗어나지 않는다.

Claims (13)

1. 반도체 가공 디바이스에 있어서,
   내부에 피가공 공작물을 운반하기 위한 베이스가 설치된 챔버;
   송신단과 수신단을 구비한 센서-상기 송신단과 수신단은 상기 베이스의 양측에 대향하도록 설치되고, 상기 송신단은 상기 베이스의 운반 표면에 평행한 방향을 따라 상기 수신단에 송신 신호를 전송함-; 및
   상기 송신단에서 전송한 상기 송신 신호 및 상기 수신단에서 수신한 수신 신호를 수신하며, 상기 송신 신호와 상기 수신 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단하는 제어 부재를 포함하고,
   상기 센서는 상기 챔버에 대해 고정되어 움직이지 않고, 상기 베이스는 이송 위치와 공정 위치 사이에서 이동할 수 있고, 상기 송신단의 송신 위치와 상기 수신단의 수신 위치는 모두 상기 이송 위치와 상기 공정 위치 사이에 위치하며,
   상기 베이스 상에는 그 원주 방향을 따라 이격 설치된 복수의 지지 기둥이 설치되고, 복수의 상기 지지 기둥의 지지단은 상기 운반 표면을 구성하고,
   상기 제어 부재는 상기 베이스가 이동하는 과정에서 상기 송신 신호의 차폐 시간을 획득하고, 상기 차폐 시간과 소정의 검출 임계값을 비교하며, 상기 차폐 시간과 소정의 검출 임계값의 비교 결과에 따라 상기 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단하고,
   상기 소정의 검출 임계값은 상기 피가공 공작물의 상승 속도와 상기 피가공 공작물의 두께에 따라 확정되며,
   상기 피가공 공작물의 상태는, 상기 피가공 공작물이 상기 베이스의 지지 기둥 상에 수평으로 위치하는 상태; 상기 피가공 공작물의 일측이 상기 베이스의 지지 기둥 상에 위치하고 타측이 상기 베이스 상에 탈락되는 상태; 및 상기 피가공 공작물이 손상된 후 상기 베이스 상으로 완전히 떨어지는 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 가공 디바이스.
2. 제1항에 있어서,
   상기 챔버의 측벽은 대향하도록 설치된 제1 측벽과 제2 측벽 및 이 둘과 각각 인접하며 대향하도록 설치된 제3 측벽과 제4 측벽을 포함하고, 여기에서 상기 송신단의 송신 위치와 상기 수신단의 수신 위치는 상기 제1 측벽과 제2 측벽 상에 대향하도록 설치되고, 상기 챔버는 피가공 공작물을 이송하여 넣는 데 사용되는 이송 개구를 더 포함하고, 상기 이송 개구는 상기 제3 측벽 또는 상기 제4 측벽 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 가공 디바이스.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 송신 신호는 상기 운반 표면에 수직인 방향 상에서의 검출 범위와 상기 피가공 공작물의 두께가 서로 매칭되는 것을 특징으로 하는 반도체 가공 디바이스.
5. 제1항에 있어서,
   상기 송신 신호의 전송 방향이 상기 운반 표면의 중심에서 벗어나는 것을 특징으로 하는 반도체 가공 디바이스.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 반도체 가공 디바이스는 마그네트론 스퍼터링 디바이스인 것을 특징으로 하는 반도체 가공 디바이스.
8. 반도체 공정 중의 공작물 검출 방법에 있어서,
   상기 공작물 검출 방법은 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 반도체 가공 디바이스를 채택하고, 여기에는
   피가공 공작물을 상기 챔버로 이송하고, 상기 이송 위치에 위치한 상기 베이스의 운반 표면 상에 거치하는 단계;
   상기 센서의 송신단을 통해 상기 베이스의 운반 표면에 평행한 방향을 따라 상기 센서의 수신단에 송신 신호를 전송하는 단계; 및
   상기 송신 신호와 상기 수신 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 중의 공작물 검출 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 센서의 송신단을 통해 상기 베이스의 운반 표면에 평행한 방향을 따라 상기 센서의 수신단에 송신 신호를 전송하는 단계는,
   상기 베이스를 상기 이송 위치로부터 상기 공정 위치까지 이동시키고, 이동 과정에서 상기 센서의 송신단을 통해 상기 베이스의 운반 표면에 평행한 방향을 따라 상기 센서의 수신단에 송신 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 중의 공작물 검출 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 송신 신호와 상기 수신 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단하는 단계는,
    상기 송신 신호와 상기 수신 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 베이스가 상기 이송 위치로부터 상기 공정 위치까지 이동하는 과정에서 상기 송신 신호의 차폐 시간을 획득하는 단계; 및
    상기 차폐 시간과 소정의 검출 임계값을 비교하고, 상기 차폐 시간과 소정의 검출 임계값의 비교 결과에 따라 상기 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 중의 공작물 검출 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 차폐 시간과 소정의 검출 임계값을 비교하고, 상기 차폐 시간과 소정의 검출 임계값의 비교 결과에 따라 상기 베이스 상의 피가공 공작물의 상태를 판단하는 단계는,
    상기 차폐 시간과 상기 소정의 검출 임계값이 서로 매칭되는 경우, 상기 피가공 공작물이 상기 운반 표면 상에 수평으로 위치하는 것으로 판단하는 단계;
    상기 차폐 시간이 상기 소정의 검출 임계값보다 큰 경우, 상기 피가공 공작물의 상태가 이상한 것으로 판단하는 단계; 및
    상기 차폐 시간이 상기 소정의 검출 임계값보다 작은 경우, 상기 운반 표면 상에 피가공 공작물이 없는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 중의 공작물 검출 방법.
12. 삭제
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