KR102495049B1 - 반도체 장비 rf 매처의 자동시험장치 및 그 시험방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 반도체 장비 RF 매처의 자동시험장치는 RF 매처, 프로그램 구동용 컴퓨터, 입력장치, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 각종 스위치를 제어하는 UDDL 인터페이스 제어장치, RF 파워를 인가하여 주는 RF 발전기, 감지센서에서 감지한 공급파워 및 반사파워 표시장치, 전원공급장치, RF 매처의 자동 시험 및 검증이 끝난 후 성적서를 자동 출력하여 주는 프린터, 자동시험장치의 디스플레이, RF 발전기를 냉각하는 수냉식 냉각기, RF 발전기와 시험 RF 매처에 연결되는 RF 파워 및 반사파워 감지센서, 부하장치, 부하 임피던스 저항 및 네트워크 어날라이저로 구성된다.
본 발명의 반도체 장비 RF 매처의 자동시험장치는 종래 수동방식의 테스트를 자동화함으로써 기존 수동방식 테스트 시간 대비 1/2 정도의 테스트 시간을 단축할 수 있어서 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

반도체 장비 RF 매처의 자동시험장치 및 그 시험방법{The Automatic Test Device of RF Match for Semiconductor Apparatus and the Test Method thereof}

본 발명은 반도체 장비에 사용되는 RF 매처의 자동시험장치 및 그 시험방법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 제작 및 수리된 RF 매처를 자동 시험하고, 성적서를 자동 출력하는 RF 매처의 자동시험장치 및 시험방법에 관한 것이다.

반도체 공정의 필수인 RF 플라스마는 웨이퍼에 회로를 구성하고 칩 소자를 생성하는 식각, 증착장비 등에 사용된다. 웨이퍼의 가공은 최근에는 건식 플라스마 챔버내에서 이루어지는데 챔버의 내부는 진공이며 조건에 따라 각종 가스(gas)가 투입되는 동시에 2MHz, 13.56MHz 등의 RF 파워가 공급된다.

그 크기는 10W에서 수십kW에 이른다. 반도체 공정에 사용되는 조건 레시피는 회사마다 서로 극비사항으로 극소형 고품질의 칩을 개발하기 위해 경쟁하고 있다.

RF 매치(RF match) 또는 RF 매처(RF matcher)라 불리는 임피던스 정합장치(이하, “매처“라 한다)는 RF 발전기에서 챔버(chamber)로 공급되는 RF 파워의 임피던스를 정합시키는 역할을 한다.

챔버의 임피던스는 레시피에 정해진 순서에 따라 1개의 step 또는 여러 개의 step으로 구성되어 실시간으로 변하므로 수초 공정 후 바로 수십 초 공정 다시 수십 초 공정 등을 실현한다. 이때 RF 파워도 레시피에 정해진대로 수 W 수백 W 수kW 등으로 스텝별로 선형(linear) 하게 온/오프를 반복하며 변화된다.

이때 RF 발전기와 선로 임피던스는 50옴(Ω)인데 챔버의 임피던스는 R ±JX 값이 공정에 따라 일정치가 않아 플라스마가 생성되지 않고, 챔버 내부가 타서 손상되기도 하고 선로 및 RF generator가 역방향의 reflect power로 손상된다.

이를 해결하기 위한 것이 조명등의 안정기와 같은 임피던스 정합장치이다. 다만 안정기와의 차이점은 챔버의 임피던스가 실시간으로 변화하므로 RF 매처는 상시 동작하고, 챔버의 임피던스를 감지하는 센서가 내장되어 있으며, R, L, C를 가변할 수 있는 모터가 내장되어 있으며 이를 제어하기 위한 제어 보드로 구성된다.

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반도체 공정용 장비가 수십 종류 이상이 되므로 그에 쓰이는 RF 매처도 수많은 공정의 임피던스를 하나의 매처로 커버할 수 없으므로 RF 매처의 종류는 수백 종류로 다양한 모델이 존재한다. RF 매처는 최소 3개월에서 최대 2년 정도 수명을 가지므로 반드시 수리 해야 할 시점이 발생하게 된다.

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본 발명의 배경기술로 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0048417호(공개일: 2012. 05.15) “플라스마 임피던스 매칭 장치나 그 방법”이하, “종래기술”이라 한다)이 공개되어 있다.

종래기술은 반도체 제조 설비의 플라스마를 이용한 공정 장치에서 플라스마의 임피던스를 매칭시키는 장치와 그 방법에 관한 것이다. 제어기의 디지털 제어 신호에 따라 전기적으로 스위칭을 단속시켜 커패시턴스를 조절하는 가변 커패시터를 이용하여 고주파 전원과 공정 챔버 사이의 임피던스를 매칭시킨다.

도 1은 종래기술 도면으로 플라스마 임피던스 매칭 장치(매처)가 결합한 플라스마 기판 처리 장치를 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 종래기술은 플라스마 임피던스 매칭 장치는 공정 챔버(7), 전극(6), 고주파 전원(1), 임피던스 정합기(4), 제어기(5) 및 임피던스 측정기(8)를 포함한다.

플라스마 기판 처리 장치는 공정 챔버(7) 내에 기체를 플라스마 상태로 변화시켜 이를 이용하여 기판을 처리하는 장치이다. 상기 공정 챔버(7)는 플라스마를 이용한 기판의 처리 공정을 수행하며, 전극(6)은 공정 챔버(7)로 유입되는 기체가 이온화되어 플라스마 상태로 변화되도록 전기 에너지를 공급한다.

종래기술은 시험자의 주관적인 판단에 따라 테스트 결과값의 오차가 발생하고, 시험자의 주관적인 판단에 의한 데이터 신뢰성이 떨어진다. 또한 종래 수동식 시험장치는 테스트 시간 대비 효율성의 한계로 노동 생산성이 저하된다. 이러한 생산성의 한계로 인한 매출 기대 어려움 및 RF 매처의 고장 증상의 정확한 진단 어려움이 발생하는 문제점이 상존한다.

종래에는 수동(manual)방식으로 RF 매처 시험을 진행하였다.

본 출원인은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 RF 매처의 효율적인 테스트를 위하여 제작 및 수리 후 반도체 설비 라인에서 바로 적용할 수 있는 조건을 충족시켜 시험할 수 있는 자동테스트장치를 개발하게 되었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0048417호 대한민국 등록특허 제10-0479223호 대한민국 등록특허 제10-0750203호

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 챔버로 공급되는 RF Power 임피던스를 정합시키는 장치인 RF 매처를 컴퓨터를 이용하여 정확하고 신속하게 시험할 수 있는 자동시험장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 RF 매처 시험을 자동화하기 위한 측정기, 측정 대상 장치의 제어 및 시험 결과 기록을 자동으로 수행하는 일련의 자동제어 명령 및 구현순서에 따른 절차를 시험자가 직접 선택하고 구성할 수 있는 응용 소프트웨어를 구현하여 시험자가 자동제어 명령과 구현순서에 따른 절차를 쉽게 변경하고, 시험할 수 있는 자동시험방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 반도체 장비에 필요한 많은 RF 매처 종류별로 시험할 수 있는 프로그램을 구비한 자동시험장치를 이용하여 실제 장비 동작과 비슷하게 구성하여 테스트함으로써, 별도의 조작 없이 신속하게 RF 매처를 테스트할 수 있도록 하는 자동시험방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 반도체 장비 RF 매처의 자동시험장치는 시험대상물인 RF 매처,프로그램 구동용 컴퓨터, 입력장치, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 각종 스위치를 컨트롤하는 UDDL 인터페이스 제어장치, RF 파워를 인가하여 주는 RF 발전기, 감지센서에서 감지한 공급파워 및 반사파워 표시장치, 전원공급장치, RF 매처의 자동 시험 및 검증이 끝난 후 성적서를 자동 출력하여 주는 프린터, 디스플레이, RF 발전기를 수냉식으로 냉각하는 수냉식 냉각기, RF 발전기와 시험 RF 매처에 연결되는 RF 파워 및 반사파워 감지센서, 자동으로 임피던스를 구현하는 부하장치, 부하 임피던스 저항 및 네트워크 어날라이저를 포함하여 구성된다.
상기 RF 매처에 상기 RF 파워 및 반사파워 감지센서와 부하 매처가 결합되고; 상기 RF 매처에 상기 네트워크 어날라이저와 UDDL 인터페이스 제어장치를 통하여 프로그램 구동용 컴퓨터와 결합되고;

상기 RF 매처에 UDDL 인터페이스 제어장치가 결합되고; 상기 UDDL 인터페이스 제어장치에 상기 공급파워 및 반사파워 표시장치, 상기 전원공급장치, 상기 프린터 및 상기 디스플레이가 결합되고; 상기 UDDL 인터페이스 제어장치에 상기 입력장치, 상기 프로그램 구동용 컴퓨터, 상기 RF 발전기 및 상기 수냉식 냉각기를 결합된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 반도체 장비 RF 매처의 자동시험장치 전자회로는 RF 매처, 프로그램 구동용 컴퓨터, 입력장치, UDDL 인터페이스 제어장치, RF 파워를 인가하여 주는 RF 발전기 공급파워 및 반사파워 표시장치, 전원공급장치, 프린터 및 디스플레이, RF 발전기를 냉각하는 수냉식 냉각기, RF 파워 및 반사파워 감지센서, 부하장치) 및 부하 임피던스 저항으로 구성되고;
상기 RF 매처에 상기 UDDL 인터페이스 제어장치, 상기 RF 파워 및 반사파워 감지센서 및 상기 부하장치가 연결되고; 상기 프로그램 구동용 컴퓨터에 상기 UDDL 인터페이스 제어장치, 상기 입력장치, 상기 프린터, 상기 디스플레이 및 상기 RF 파워 및 반사파워 표시장치가 연결되고; 상기 UDDL 인터페이스 제어장치에 상기 RF 매처, 상기 프로그램 구동용 컴퓨터, 상기 전원공급장치 및 상기 부하장치가 연결되고;상기 RF 파워 및 반사파워 표시장치에 상기 프로그램 구동용 컴퓨터, 상기 전원공급장치및 상기 RF 파워 및 반사파워 감지센서가 연결되고;
상기 RF 발전기에 상기 수냉식 냉각기가 연결되고; 상기 전원공급장치에 상기 RF 파워 및 반사파워 표시장치와 상기 UDDL 인터페이스 제어장치가 연결되고; 상기 RF 파워 및 반사파워 감지센서에 상기 RF 매처 및 상기 RF 발전기가 연결되고; 상기 부하장치에 상기 RF 매처, 상기 UDDL 인터페이스 제어장치 및 상기 부하 임피던스 저항 연결되는 전자회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 반도체 장비 RF 매처의 자동시험장치의 상기 UDDL 인터페이스 제어장치의 통신과 상기 전원공급장치의 통신은 GPIB 통신, RS232 통신 또는 Ethernet 통신인 것을 특징으로 한다.

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또한 반도체 장비 RF 매처의 자동시험장치에서 수냉식 냉각기는 온도설정 범위는 1 ℃ 내지 40℃ 까지 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 반도체 장비 RF 매처의 자동시험방법은 RF 발전기 전원 인가 단계, 각종 계측기 전원 인가 단계, RF 파워 인가 단계, 응용 프로그램 실행 단계, 시험 RF 매처 종류 선택 및 시리얼 번호를 입력하는 단계, 임피던스 측정 센서 보드 조정 및 확인 단계, 모터의 회전이 정방향 또는 역방향으로 동작하는지 여부 및 영점 확인 단계, 각종 LED 정상 동작 여부 확인 단계, DC bias 보드의 정상 여부 및 전압값 확인 단계, 시험 RF 매처 파워 테스트 시행 단계, 자동 R, L, C 매칭 구현 여부 판단 단계 및 정상 작동할 때 시험 결과값을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 자동 R, L, C 매칭 구현 여부 판단 단계에서 비정상으로 작동한다고 판단할 경우, 상기 임피던스 측정 센서 보드 조정 및 확인 단계, 상기 모터 정방향또는 역방향 동작 여부 및 영점 확인 단계, 상기 각종 LED 정상 동작 여부 확인 단계, 상기 DC bias 보드의 정상 여부 및 전압값 확인 단계 및 상기 시험 RF 매처 파워 테스트 시행 단계를 순서대로 진행하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 의하면, 종래 수동방식의 테스트를 자동화함으로써 기존 수동방식 테스트 시간 대비 1/2 정도의 테스트 시간을 단축할 수 있어서 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, RF 매처 시험장치를 컴퓨터로 자동화하여 제품의 경쟁력을 높일 수 있고, 국산으로 수입을 대체하는 효과가 있다.

또한 본 발명의 자동시험장치에 의하면, RF 매처의 품질을 향상시키고 품질을 보증하는 장점이 있다.

도 1은 종래기술 플라스마 임피던스 매칭 장치 회로도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동시험장치 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동시험장치 전자회로도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RF 매처 시험방법을 나타낸 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동시험장치의 시험결과 보고서.
도 6은 자동시험장치 프로그램의 메인화면을 나타낸 도면.
도 7은 자동시험장치 프로그램에 제품의 번호, 시리얼 입력을 나타낸 도면.
도 8은 자동시험장치 프로그램에서 RF매처의 레시피 선택을 나타낸 도면.
도 9는 자동시험장치 프로그램에서 모터의 범위테스트를 나타낸 도면.
도 10은 자동시험장치 프로그램에서 모터의 범위테스트 완료를 나타낸 도면.
도 11은 자동시험장치 프로그램에서 DC bias 보드체크1을 나타낸 도면.
도 12는 자동시험장치 프로그램에서 DC bias 보드체크2을 나타낸 도면.
도 13은 자동시험장치 프로그램에서 DC bias 보드체크 완료를 나타낸 도면.
도 14는 자동시험장치 프로그램에서 파워테스트 시작을 나타낸 도면.
도 15는 자동시험장치 프로그램에서 파워테스트 p1 1스텝을 나타낸 도면.
도 16은 자동시험장치 프로그램에서 파워테스트 p1 2스텝을 나타낸 도면.
도 17은 자동시험장치 프로그램에서 파워테스트 p1 3스텝을 나타낸 도면.
도 18은 자동시험장치 프로그램에서 파워테스트 p2 1스텝을 나타낸 도면.
도 19는 자동시험장치 프로그램에서 파워테스트 완료를 나타낸 도면.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 토대로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동시험장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동시험장치 전자회로도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RF 매처 시험방법을 나타낸 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동시험장치의 시험 결과 보고서이다.

반도체 공정의 필수인 RF 플라스마는 웨이퍼에 회로를 구성하고 칩 소자를 생성하는 식각, 증착장비 등에 사용된다. 웨이퍼의 가공은 건식 플라스마 챔버내에서 이루어지는데 챔버의 내부는 진공이며 조건에 따라 각종 gas가 투입되는 동시에 2MHz, 13.56MHz 등의 RF Power가 공급된다.

임피던스 정합장치(일명“매처”)는 RF generator에서 챔버(chamber)로 공급되는 RF power를 임피던스 정합시키는 역할을 한다. 챔버의 임피던스는 레시피에 정해진 순서에 따라 1개의 step 또는 여러 개의 step으로 구성되어 연속으로 변하므로 수초 공정 후 바로 수십 초 공정 다시 수십 초 공정 등을 실현한다. 이때 RF power도 레시피에 정해진대로 수 W 수백 W 수kW 등으로 공정 단계별로 리니어(linear)하게 온/오프를 반복하며 변화된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동시험장치의 구성을 나타낸 도면이다.

내부 점검 및 수리를 끝내고 임피던스 측정시험이 필요한 RF 매처(10)에 대하여 본 발명의 실시예에 따른 자동시험장치는 RF 매처(10), 프로그램 구동용 컴퓨터(20), 입력장치(30), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 각종 스위치를 제어하는 UDDL 인터페이스 제어장치(40), 2MHz와 13.56MHz 등의 RF 파워를 인가하는 RF 발전기(50), 감지센서에서 감지한 공급파워 및 반사파워 표시장치(60), 전원공급장치(70), RF 매처의 자동 시험 및 검증이 끝난 후 성적서를 자동 출력하여 주는 프린터(80), 디스플레이(90), 상기 RF 발전기를 냉각하는 수냉식 냉각기(100), 상기 RF 발전기(50)와 상기 시험 RF 매처(10)에 연결되는 RF 파워 및 반사파워 감지센서(110), 자동으로 임피던스를 구현하는 부하 장치(120), 임피던스 기준 저항 50옴(Ω)을 연결하기 위한 부하 임피던스 저항(130) 및 네트워크 어날라이저(140)를 포함하여 구성된다.

상기 RF 매처(10)에 상기 RF 파워 및 반사파워 감지센서(110)와 상기 부하장치(120)가 결합되고; 상기 RF 매처(10)에 상기 네트워크 어날라이저(140) 및 상기 부하 임피던스 저항(130)이 결합되고;

상기 RF 매처(10)에 상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40)가 결합되고;
상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40) 상기 공급파워 및 반사파워 표시장치(60), 상기 전원공급장치(70), 상기 프린터(80) 및 상기 디스플레이(90)가 결합되고; 상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40)에 상기 입력장치(30), 상기 프로그램 구동용 컴퓨터(20), 상기 RF 발전기(50) 및 수냉식 냉각기(100)가 결합된 것을 특징으로 한다.

상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40)의 통신은 GPIB 통신, RS232 통신 또는 Ethernet 통신이다. 상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40)의 통신 네트워크 통신으로 원격제어가 가능하다. 상기 RF 발전기(50)는 60Hz 전기를 2MHz, 또는 13.56MHz 등으로 변경시키는 역할을 한다. 상기 RF 직류 전원공급장치(70)에서 공급하는 전원은 +5V, ±15V 및 ±24V가 모두 사용된다.
상기 수냉식 냉각기(100)는 온도설정 때 온도범위는 1℃ 내지 40℃이다.

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도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동시험장치 전자회로이다.

반도체 장비 RF 매처의 자동시험장치 전자회로는 RF 매처10), 프로그램 구동용 컴퓨터(20), 입력장치(30), UDDL 인터페이스 제어장치(40), RF 파워를 인가하여 주는 RF 발전기(50), 공급파워 및 반사파워 표시장치(60), 전원공급장치(70), 프린터(80) 및 디스플레이(90), RF 발전기를 냉각하는 수냉식 냉각기(100), RF 파워 및 반사파워 감지센서(110), 부하장치(120) 및 부하 임피던스 저항(130)으로 구성된다. 상기 RF 매처(10)에 상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40), 상기 RF 파워 및 반사파워 감지센서(110) 및 상기 부하장치(120)가 연결되고;
상기 프로그램 구동용 컴퓨터(20)에 상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40), 입력장치(30), 프린터(80), 디스플레이(90) 및 RF 파워 및 반사파워 표시장치(60)가 연결되고; 상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40)에 상기 RF 매처(10), 프로그램 구동용 컴퓨터(20), 상기 전원공급장치(70) 및 부하장치(120)가 연결되고;
상기 RF 파워 및 반사파워 표시장치(60)에 상기 프로그램 구동용 컴퓨터(20), 상기 전원공급장치(70)및 상기 RF 파워 및 반사파워 감지센서(110) 가 연결되고; 상기 RF 발전기(50)에 상기 수냉식 냉각기(100)가 연결되고;
상기 전원공급장치(70)에 상기 RF 파워 및 반사파워 표시장치(60)와 상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40)가 연결되고;
상기 RF 파워 및 반사파워 감지센서(110)에 상기 RF 매처(10) 및 상기 RF 발전기(50)가 연결되고; 상기 부하장치120)에 상기 RF 매처(10), 상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40) 및 상기 부하 임피던스 저항(130) 연결되는 전자회로이다.

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도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RF 매처 시험방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명의 RF 매처를 시험하기 전 단계에서 진행하는 절차는 부품별로 검사를 시행하고, 제품을 완전히 분해한 후 문제점을 파악한다. 즉 고장원인을 파악한다. 이어서 RF 매처를 시험한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 흐름도 순서대로 RF 매처를 시험한다.

RF 매처 시험방법은 먼저 RF 발전기에 전원 인가 단계(S10), 각종 계측기 전원 인가 단계(S20), 2MHz, 13.56MHz 등의 RF 파워 인가 단계(S30), 응용프로그램 실행 단계(S40), 시험 RF 매처 종류 선택 및 시리얼 번호를 입력하는 단계(S50),
임피던스 측정 센서 보드 조정 및 확인 단계(S60), 모터 정방향/역방향 동작 여부 및 영점확인 단계(S70), 각종 LED 정상 동작 여부 확인 단계(S80), DC bias 보드의 정상 여부 및 전압값 확인 단계(S90), 시험 RF 매처 파워 테스트 시행 단계(S100), 자동 R, L, C 매칭 구현 여부 판단 단계(S110) 및 정상 작동할 때 시험 결과값을 출력하는 단계(S120)를 포함하여 구성된다.

그러나 상기 자동 R, L, C 매칭 구현 여부 판단 단계(S110)에서, 비정상으로 작동한다고 판단할 경우,

상기 임피던스 측정 센서 보드 조정 및 확인 단계(S60)로 되돌아가서 모터 모터의 회전이 정방향 또는 역방향으로 동작하는지 여부 및 영점확인 단계(S70), 각종 LED 정상 동작 여부 확인 단계(S80), DC bias 보드의 정상 여부 및 전압값 확인 단계(S90), 시험 RF 매처 파워 테스트 시행 단계(S100) 및 자동 R, L, C 매칭 구현 여부 판단 단계(S110)를 순서대로 반복적으로 진행한다.

상기 시험 RF 매처 파워 테스트 시행 단계(S100) 및 상기 자동 R, L, C 매칭 구현 여부 판단 단계(S110) 및 상기 시험 결과값을 출력하는 단계(S120)는 컴퓨터로 자동시험이 진행되는 단계이다.

<실시예>

이하, 본 발명의 실시예에 따른 자동시험장치의 시험 과정을 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동시험장치의 시험 결과 보고서이다.

도 5는 제작 및 수리된 RF 매처의 각종 테스트가 완료된 후 나타내어주는 결과값 성적서(report)이다. 성적서에는 엔지니어의 아이디, 제품 종류, 시리얼넘버 및 날짜 순으로 자동으로 기재된다.

(1) Low Power는 50W, Mid Power 800W, High Power 1600W를 측정하였다고 띄워준다. 시험 RF 매처의 최대 허용 반사파는 3W라고 Spec Ref Power Max에 나타낸다. 각 Low, Mid, High 파워 테스트를 3번씩 진행한다. 3번의 테스트 중의 "반사파 평균값이 2W까지 허용한다.”라고 Spec Ref Power Dev에 표시한다.

이하, 성적서의 내용을 설명한다.

(2) Low, Mid, High RF 파워 테스트 시 측정한 Reflect Power (반사파)의 값을 Tested Ref Power에 각각 나타내고, 3W 미만일 시 Reflected Power Test에 “PASS”라고 표시된다.

또한 Phase/Mag Board Verification 칸에는 RF 매처 내부의 센서 보드의 조정을 완료하였을 때“PASS”라고 표시된다. Diagnostic Board Setups 칸에는 DC Bias 보드를 체크하고 선택한 종류의 시험 RF 매처 기준값에 일치하게 되면“PASS”라고 표시된다.

Control Board Test의 설명으로는 Current Test, 전류테스트가 허용 오차 안에 들어왔는지 아닌지를 점검한다. Jumper and Control Gain Setup은 RF 매처의 컨트롤보드에 점퍼 세팅이 올바르게 되어있는지, 신호값이 올바르게 세팅되어 있는지를 점검한다.

Internal Presets Setup은 RF 매처의 Preset 값이 올바르게 설정되어 있는지, 잘 작동하는지를 점검한다. Interlock Test는 RF 매처의 동작을 제어하는 인터락 테스트가 정상동작 하는지를 점검한다.

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(3) Fwr Pwr Led On @ 50W는 RF 매처의 컨트롤보드에 각종 LED가 삽입되어 있는데, 그중 50W의 파워를 공급하였을 때 Forward Power의 LED가 정상적으로 작동하는지를 점검한다.

Rfl Pwr Led On @ 50W는 RF 매처의 컨트롤보드에 각종 LED가 삽입되어 있는데, 그 중 반사파로 50W 공급하였을 때 Reflect Power의 LED가 정상적으로 작동하는지를 점검한다.

Range Test는 모터의 가동범위를 점검하여 준다. -5.00v~ +5.00v까지 가동범위이며 가동범위가 좁거나 넓을 때“Fail”이고, 정상적으로 -5.00v ~ +5.00v에 해당하면 “PASS”라고 표시한다.

도 6은 자동시험장치 프로그램의 메인화면을 나타낸 도면으로, 도 6은 응용프로그램을 실행하면 나타나는 디스플레이 화면이다. 프로그램을 선택하는 화면에서 선택하는 메뉴는 Range Test(범위테스트), LED Test(LED 테스트), Diagnostic Board Adjustment(진단 보드 조정), Power Test(전원 테스트) 및 View Certificate이다.

도 6은 출원인이 개발한 자동시험장치 프로그램에 시험자의 아이디와 패스워드를 입력하는 화면이다. 도 5에 Operater 항목에 자동으로 기재된다.

상기 시험 RF 매처 파워 테스트 시행 단계(S100)에서 RF 전원이 인가된 후 컴퓨터가 자동으로 RF 매처를 시험하게 된다. 조정 캘리브레이션은 센서,Tune 모터 ,LED 및 Load 모터이다. Tune 모터와 Load 모터 영역은 +5V~ -5V이다.
상기 각종 LED 정상 동작 여부 확인 단계(S80)는 매처의 컨트롤러의 LED 리미트 스위치를 ON/OFF 한다.

도 7은 자동시험장치 프로그램에 시리얼 입력을 나타낸 도면이다.

도 7은 출원인이 개발한 자동시험장치 프로그램에 시험자의 아이디와 패스워드를 입력 후 시험대상 제품 시리얼 번호, 날짜, Gain 값을 기재하는 화면이다. 도 5에 Date/Match Serial 항목에 자동으로 기재된다.

도 8은 자동시험장치 프로그램에서 레시피 선택을 나타낸 도면이다.

도 8은 출원인이 개발한 자동시험장치 프로그램에 시험대상인 RF 매처의 종류를 선택하는 화면이다. 즉, 수십 종류의 RF 매처 테스트 레시피를 자동시험장치 프로그램에 미리 입력해 놓아 종류에 맞는 테스트 레시피를 선택하는 화면이다. 동시에 도 5의 P/N 항목에 자동으로 기재된다.

도 9는 프로그램에서 모터의 범위테스트를 나타낸 도면이고, 도 10은 프로그램에서 모터의 범위테스트 완료를 나타낸 도면이다. 도 9는 자동시험장치 프로그램에서 모터의 동작 여부를 확인하는 화면이다.

첫 번째는 RF 매처의 점퍼 세팅 확인 칸이며, 두 번째는 Tune Position의 Max 값을 확인하는 칸이고, 세 번째는 Tune Position의 Min 값을 확인하는 칸이다. 네 번째는 Load Position의 Max 값을 확인하는 칸이며, 다섯 번째는 Load Position의 Min 값을 확인하는 칸이다. 확인을 모두 완료하고, 정상일 시 TEST RESULT 칸에 초록색으로 변하게 된다.

도 10은 자동시험장치 프로그램에서 모터의 동작 여부 및 정방향/역방향 영점확인이 완료된 후 화면이다. 모터의 회전 방향이 정방향 또는 역방향인지 여부및 영점확인 후에 정상인 경우 TEST RESULT 칸에 초록색으로 변하게 된다.

도 11은 프로그램에서　DC bias 보드 체크 1을 나타낸 도면이고, 도 12는 프로그램에서 DC bias 보드 체크 2를 나타낸 도면이고, 도 13은 프로그램에서 DC bias 보드 체크 완료를 나타낸 도면이다.

도 11은 자동시험장치 프로그램에서 시험 RF 매처의 DC bias 값을 점검하기 위한 화면이다. Start Test 버튼으로 실행할 수 있으며 Print 버튼으로는 현재 화면을 인쇄한다. Stop 버튼으로 정지 Close 버튼으로 화면을 빠져나갈 수 있다. 또한 비상시 EMO 버튼을 눌러 테스트 진행을 멈출 수 있다.

도 12는 자동시험장치 프로그램에서 시험 RF 매처의 DC Bias 값을 점검하는 화면이다. 시험 RF 매처의 종류 선택과 동시에 레시피가 선택이 되면 그 조건에 맞는 DC Bias 테스트 세팅 값이 설정된다. DDL 임피던스는 세팅이 완료되었고 세팅파워인 150W 출력을 기다리는 모습을 나타낸다.

도 13은 자동시험장치 프로그램에서 시험 RF 매처의 DC Bias 값을 체크 완료된 후 화면이다. 세팅 값인 150W 출력을 완료하였고 DC Bias 값이 정상이면 초록색으로 표시된다.

도 14는 프로그램에서 파워테스트 시작을 나타낸 도면이고, 도 15는 프로그램에서 파워테스트 p1 1 스텝을 나타낸 도면이다. 도 14는 자동시험장치 프로그램에서 시험 RF 매처의 실제 RF를 넣어 테스트하는 파워테스트의 화면이다. Print 버튼으로 현재 화면을 출력할 수 있으며, Start 버튼으로 시험실행하고, Close 버튼으로 이전화면으로 나갈 수 있다. 또한 비상시 EMO 버튼을 활용해 긴급 정지할 수 있다.

도 15는 자동시험장치 프로그램에서 RF 파워테스트 중인 화면이다.

가로축은 Test 시간을 의미하며 Test 시간이 지날수록 설정한 시간 간격에 맞추어 오른쪽으로 점을 찍으며 진행된다. 빨간색 점은 임피던스 매칭 시에 위상을 뜻하는 Phase의 에러값을 나타내어 주며 초록색 점은 임피던스 매칭 시에 크기를 뜻하는 Magnitude의 에러값을 나타내어 준다.

오른쪽 위에 현재 Low Power 시험 중을 알리는 체크박스에 표시되어 있으며, 오른쪽 가운데에 Reflect Power 칸에 현재 실시간으로 Reflect Power를 나타내어준다. Tune Position 칸에는 현재 시험중인 매처의 실시간 Tune Position을 나타내고, Load Position 칸에는 현재 시험중인 매처의 실시간 Load Position을 나타내어준다.

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도 16은 프로그램에서 파워테스트 p1 2스텝을 나타낸 도면이고, 도 17은 프로그램에서 파워테스트 p1 3스텝을 나타낸 도면이다.

도 16은 자동시험장치 프로그램에서 포인트 1의 Mid Power Test 중임을 나타내는 화면이다. 도 15와 설명은 같다. 오른쪽 위에 Mid Power 시험 중임을 알리는 체크박스에 표시되어 있다.

도 17은 자동시험장치 프로그램에서 포인트 1의 High Power Test 중임을 나타내는 화면이다. 도 15와 설명은 같다. 오른쪽 위에 High Power 시험 중임을 알리는 체크박스에 표시되어 있다.

도 18은 프로그램에서 파워테스트 p2 1스텝을 나타낸 도면이고, 도 19는 프로그램에서 파워테스트 완료를 나타낸 도면이다. 도 18은 자동시험장치 프로그램에서 포인트 2의 Low Power Test 중임을 나타내는 화면이다. 포인트 1이 정상적으로 테스트가 완료되면, P1 칸에 초록불이 표시되고, 포인트 2가 시험 중임을 알리는 P2 칸에 노란색으로 표시된다.

도 19는 자동시험장치 프로그램에서 Power Test가 완료되어 시험종료를 알리는 화면이다. 이 전에 설정한 Gain 값을 시험 중에 변경하였다면 새롭게 변경한 Gain 값을 기재할 수 있다.

본 발명의 반도체 장비의 RF 매처의 자동시험장치는 종래 수동방식의 테스트를 자동화함으로써 기존 수동방식 테스트 시간 대비 1/2 정도의 테스트 시간을 단축할 수 있어서 생산성을 향상시키는 효과가 있으므로 산업상 이용가능성이 있다.

10: RF 매처 20: 프로그램 구동용 컴퓨터
30: 입력장치 40: UDDL 인터페이스 제어장치
50: RF 발전기 60: 공급파워 및 반사파워 표시장치
70: 전원공급장치 80: 프린터
90: 디스플레이 100: 수냉식 냉각기
110: RF 파워 및 반사파워 감지센서 120: 부하장치
130: 부하 임피던스 저항 140: 네트워크 어날라이저

Claims (6)

1. RF 매처의 시험장치에 있어서,
   RF 매처(10), 프로그램 구동용 컴퓨터(20), 입력장치(30), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 각종 스위치를 제어하는 UDDL 인터페이스 제어장치(40), RF 파워를 인가하여 주는 RF 발전기(50),
   공급파워 및 반사파워 표시장치(60), 전원공급장치(70), 상기 매처(10)의 자동 시험 및 검증이 끝난 후 성적서를 자동 출력하여 주는 프린터(80), 디스플레이(90), 상기 RF 발전기(50)를 냉각하는 수냉식 냉각기(100), RF 파워 및 반사파워 감지센서(110), 부하장치(120), 부하 임피던스 저항(130) 및 네트워크 어날라이저(140)를 포함하여 구성되고;
   상기 RF 매처(10)에 상기 RF 파워 및 반사파워 감지센서(110)와 상기 부하장치(120)가 결합되고; 상기 RF 매처(10)에 상기 네트워크 어날라이저(140)와 상기 부하 임피던스 저항(130)이 결합되고;
   상기 RF 매처(10)에 상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40)가 결합되고;
   상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40)에 상기 공급파워 및 반사파워 표시장치(60), 상기 전원공급장치(70), 상기 프린터(80) 및 상기 디스플레이(90)가 결합되고; 상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40)에 상기 입력장치(30), 상기 프로그램 구동용 컴퓨터(20), 상기 RF 발전기(50) 및 상기 수냉식 냉각기(100)가 결합된 것을 특징으로 하는 반도체 장비 RF 매처의 자동시험장치.
2. RF 매처 시험장치의 전자회로에 있어서,
   RF 매처(10), 프로그램 구동용 컴퓨터(20), 입력장치(30), UDDL 인터페이스 제어장치(40), RF 발전기(50), 공급파워 및 반사파워 표시장치(60), 전원공급장치(70), 프린터(80) 및 디스플레이(90), 수냉식 냉각기(100), RF 파워 및 반사파워 감지센서(110), 부하장치(120) 및 부하 임피던스 저항(130)으로 구성되고;
   상기 RF 매처(10)에 상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40), 상기 RF 파워 및 반사파워 감지센서(110) 및 부하장치(120)가 연결되고;
   상기 프로그램 구동용 컴퓨터(20)에 상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40), 입력장치(30), 프린터(80), 디스플레이(90) 및 상기 RF 파워 및 반사파워 표시장치(60)가 연결되고;
   상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40)에 상기 RF 매처(10), 상기 프로그램 구동용 컴퓨터(20), 상기 전원공급장치(70) 및 상기 부하장치(120)가 연결되고;
   상기 RF 파워 및 반사파워 표시장치(60)에 상기 프로그램 구동용 컴퓨터(20), 상기 전원공급장치(70)및 상기 RF 파워 및 반사파워 감지센서(110) 가 연결되고;
   상기 RF 발전기(50)에 상기 수냉식 냉각기(100)가 연결되고; 상기 전원공급장치(70)에 상기 RF 파워 및 반사파워 표시장치(60)와 상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40)가 연결되고; 상기 RF 파워 및 반사파워 감지센서(110)에 상기 RF 발전기(50)가 연결되고;
   상기 부하장치(120)에 상기 RF 매처(10), 상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40) 및 상기 부하 임피던스 저항(130) 연결되는 전자회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비 RF 매처의 자동시험장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 UDDL 인터페이스 제어장치(40)의 통신은 GPIB 통신, RS232 통신 또는 Ethernet 통신인 것을 특징으로 하는 반도체 장비 RF 매처의 자동시험장치.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 전원공급장치(70)의 통신은 GPIB 통신, RS232 통신 또는 Ethernet 통신인 것을 특징으로 하는 반도체 장비 RF 매처의 자동시험장치.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 수냉식 냉각기(100)의 온도설정 범위는 1℃ 내지 40℃ 인 것을 특징으로 하는 반도체 장비 RF 매처의 자동시험장치.
   
6. 반도체 장비 RF 매처의 시험방법에 있어서,
   RF 발전기 전원 인가 단계, 각종 계측기 전원 인가 단계, RF 파워 인가 단계, 응용프로그램 실행 단계, RF 매처 종류 선택 및 시리얼 번호를 입력하는 단계, 임피던스 측정 센서 보드 조정 및 확인 단계, 모터의 회전이 정방향 또는 역방향으로 동작하는지 여부 및 영점확인 단계, 각종 LED 정상 동작 여부 확인 단계,
   DC bias 보드의 정상 여부 및 전압값 확인 단계, 시험 RF 매처 파워 테스트 시행 단계, 자동 R, L, C 매칭 구현 여부 판단 단계 및 정상 작동할 때 시험 결과값을 출력하는 단계로 구성되고;
   상기 자동 R, L, C 매칭 구현 여부 판단 단계에서 비정상으로 작동한다고 판단할 경우, 상기 임피던스 측정 센서 보드 조정 및 확인 단계, 상기 모터 정방향 또는 역방향 동작 여부 및 영점확인 단계,
   상기 각종 LED 정상 동작 여부 확인 단계, 상기 DC bias 보드의 정상 여부 및 전압값 확인 단계 및 상기 시험 RF 매처 파워 테스트 시행 단계를 순서대로 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비 RF 매처의 자동시험방법.
   
   

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