KR102509643B1 - Apparatus for measuring static electricity - Google Patents

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KR102509643B1
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 정전기 측정 장치는, 복수의 센싱 영역들이 정의되는 상부 플레이트, 상기 상부 플레이트와 대향하는 하부 플레이트, 및 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 사이에 배치되고, 상기 복수의 센싱 영역들 각각에 발생되는 정전기를 측정하는 센서 회로부를 포함할 수 있다.An electrostatic measuring device according to an embodiment of the present invention includes an upper plate defining a plurality of sensing regions, a lower plate facing the upper plate, and disposed between the upper plate and the lower plate, and the plurality of sensing regions A sensor circuit unit for measuring static electricity generated in each may be included.

Figure R1020180131629
Figure R1020180131629

Description

정전기 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING STATIC ELECTRICITY}Electrostatic measuring device {APPARATUS FOR MEASURING STATIC ELECTRICITY}

본 발명은 정전기 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a static electricity measuring device.

반도체 제조 공정에서, 이송 부재와의 접촉, 약액과의 마찰 등에 의해 웨이퍼나 글래스 상에 정전기가 발생할 수 있다. 웨이퍼나 글래스 상에 발생되는 정전기는 파티클 불량 등을 야기하여 반도체 제품의 신뢰성 및 제조 라인의 수율을 저하시키는 주된 요인으로 작용한다. 따라서, 웨이퍼에 대한 반도체 제조 공정을 수행하기 전에, 정전기 발생 요인 등 공정 환경 불량을 검출하고 이를 제거할 필요가 있다.In a semiconductor manufacturing process, static electricity may be generated on a wafer or glass due to contact with a transfer member, friction with a chemical solution, or the like. Static electricity generated on a wafer or glass causes particle defects and the like to act as a major factor in reducing reliability of semiconductor products and yield of manufacturing lines. Therefore, before performing a semiconductor manufacturing process on a wafer, it is necessary to detect and remove defects in the process environment, such as factors generating static electricity.

정전기 발생으로 인한 웨이퍼 불량은 웨이퍼 상의 외곽부에서 주로 발생한다. 그런데, 기존의 정전기 측정 장치는, 웨이퍼 상의 정전기 발생 여부 만을 검출할 수 있을 뿐, 웨이퍼 상의 정전기 발생 위치까지 확인할 수 없다는 한계가 있다.Wafer defects due to generation of static electricity mainly occur in the periphery of the wafer. However, existing static electricity measuring devices have limitations in that they can only detect whether or not static electricity is generated on the wafer and cannot even check the location of static electricity generation on the wafer.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 반도체 제조 공정에서, 웨이퍼 상에 발생되는 정전기 정보를 정전기 발생 위치까지 포함하여 정확하게 측정할 수 있는 정전기 측정 장치를 제공하는 것이다.One of the technical problems to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a static electricity measuring device capable of accurately measuring information about static electricity generated on a wafer including the location of static electricity generation in a semiconductor manufacturing process.

예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치는, 복수의 센싱 영역들이 정의되는 상부 플레이트, 상기 상부 플레이트와 대향하는 하부 플레이트, 및 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 사이에 배치되고, 상기 복수의 센싱 영역들 각각에 발생되는 정전기를 측정하는 센서 회로부를 포함할 수 있다.An electrostatic measuring device according to example embodiments includes an upper plate defining a plurality of sensing regions, a lower plate facing the upper plate, and disposed between the upper plate and the lower plate, and including the plurality of sensing regions A sensor circuit unit for measuring static electricity generated in each may be included.

예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치는, 반도체 제조 공정에서 다양한 크기의 웨이퍼에 발생할 수 있는 정전기의 발생 분포를 보다 정확하게 측정하게 할 수 있다.The static electricity measuring device according to example embodiments may more accurately measure the generation distribution of static electricity that may occur in wafers of various sizes in a semiconductor manufacturing process.

따라서, 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치는, 반도체 제조 공정을 수행하기 전, 반도체 설비의 공정 환경 불량을 보다 정확하게 측정하여 공정 환경을 적절하게 조절하게 할 수 있다.Accordingly, the static electricity measuring device according to exemplary embodiments may more accurately measure defects in a process environment of a semiconductor facility prior to performing a semiconductor manufacturing process, and appropriately adjust the process environment.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점 및 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The various beneficial advantages and effects of the present invention are not limited to the above, and will be more easily understood in the process of describing specific embodiments of the present invention.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치가 이용될 수 있는 공정 환경 검출 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치의 상부 플레이트를 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 4는 도 2의 I-I' 선에 따른 정전기 측정 장치의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 A 영역에 대응하는 부분의 일 예들을 나타낸 확대도들이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치의 정전기 센서의 등가 회로도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치의 변형예를 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7의 I-I' 선에 따른 정전기 측정 장치의 단면도이다.
도 9는 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치의 다른 변형예를 나타낸 사시도이다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치의 또 다른 변형예를 나타낸 사시도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a system for detecting a process environment in which an apparatus for measuring static electricity according to example embodiments may be used.
2 is a perspective view illustrating a device for measuring static electricity according to example embodiments.
3A and 3B are diagrams schematically illustrating an upper plate of a static electricity measuring device according to example embodiments.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the static electricity measuring device taken along line II′ of FIG. 2 .
5A and 5B are enlarged views illustrating examples of a portion corresponding to area A of FIG. 4 .
Fig. 6 is an equivalent circuit diagram of an electrostatic sensor of an electrostatic measurement device according to exemplary embodiments.
7 is a perspective view illustrating a modified example of a static electricity measuring device according to example embodiments.
8 is a cross-sectional view of the static electricity measuring device taken along line II′ of FIG. 7 .
9 is a perspective view illustrating another modified example of the static electricity measuring device according to example embodiments.
10 is a perspective view illustrating still another modified example of a static electricity measuring device according to example embodiments.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치가 이용될 수 있는 공정 환경 검출 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a system for detecting a process environment in which an apparatus for measuring static electricity according to example embodiments may be used.

도 1을 참조하면, 공정 환경 검출 시스템(10) 정전기 측정 장치(100), 분석 장치(200) 및 챔버(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a process environment detection system 10 may include a static electricity measuring device 100 , an analysis device 200 and a chamber 300 .

정전기 측정 장치(100)는 반도체 제조 공정에서 웨이퍼가 놓이는 위치와 동일한 위치, 예컨대 스테이지나 이송 롤러 상에 배치되어, 실제 공정과 동일한 환경에 노출됨으로써, 반도체 제조 공정 중 발생할 수 있는 정전기를 정확하게 측정할 수 있다.The static electricity measuring device 100 is disposed at the same position as the wafer is placed in the semiconductor manufacturing process, for example, on a stage or a transfer roller, and is exposed to the same environment as the actual process, thereby accurately measuring static electricity that may occur during the semiconductor manufacturing process. can

또한, 정전기 측정 장치(100)는 상부 플레이트(미도시) 상에 정의된 복수의 센싱 영역들 각각에 발생된 정전기를 개별 측정함으로써, 정전기의 발생은 물론 정전기의 발생 위치까지 정확하게 측정할 수 있다.In addition, the static electricity measuring device 100 can accurately measure the generation of static electricity as well as the location where static electricity is generated by individually measuring static electricity generated in each of a plurality of sensing regions defined on the upper plate (not shown).

정전기 측정 장치(100)은 측정부(110), 제어 모듈(130) 및 통신 모듈(150)을 포함할 수 있다.The static electricity measurement device 100 may include a measuring unit 110 , a control module 130 and a communication module 150 .

측정부(110)는 정전기 측정 장치(100)의 몸체를 구성하는 상부 플레이트에 발생하는 정전기를 실시간으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 측정부(110)는 정전기 측정 장치(100)의 이송 과정에서 이송 부재와의 접촉 등으로 발생되는 정전기를 측정할 수 있다. 또한, 측정부(110)은 챔버(300)에서 수행되는 반도체 제조 공정 동안 상부 플레이트에 유도될 수 있는 정전기, 예컨대 약액과의 마찰 등으로 발생될 수 있는 정전기를 측정할 수 있다.The measuring unit 110 may measure static electricity generated in the upper plate constituting the body of the static electricity measuring device 100 in real time. For example, the measuring unit 110 may measure static electricity generated by contact with a transfer member during the transfer process of the static electricity measuring device 100 . In addition, the measuring unit 110 may measure static electricity that may be induced to the upper plate during the semiconductor manufacturing process performed in the chamber 300 , for example, static electricity that may be generated by friction with a liquid chemical.

측정부(110)는 정전기를 측정하기 위하여 복수 개의 정전기 센서들(111 내지 119)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수 개의 정전기 센서들(111 내지 119)의 개수는 정전기 측정 장치(100)의 상부 플레이트에 정의된 복수의 센싱 영역들의 개수가 같을 수 있다. 다만, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니므로, 정전기 센서들의 개수는 센싱 영역들의 개수보다 많거나 적을 수도 있다.The measurement unit 110 may include a plurality of static electricity sensors 111 to 119 to measure static electricity. In some embodiments, the number of the plurality of static electricity sensors 111 to 119 may be the same as the number of sensing areas defined on the upper plate of the static electricity measuring device 100 . However, since the present embodiment is not limited thereto, the number of electrostatic sensors may be more or less than the number of sensing regions.

측정부(110)는 상부 플레이트의 센싱 영역별 정전기 측정 정보를 생성하여 제어 모듈(130)로 전송할 수 있다. 여기서, 정전기 측정 정보는 특정 센싱 영역에서 발생한 정전기의 세기, 예컨대 출력 전압의 크기를 포함할 수 있다.The measuring unit 110 may generate static electricity measurement information for each sensing area of the upper plate and transmit it to the control module 130 . Here, the static electricity measurement information may include the strength of static electricity generated in a specific sensing region, for example, the magnitude of an output voltage.

측정부(110)는 정전기 센서 이외에도 반도체 설비 내 정전기 측정 장치(100)의 위치를 검출하기 위한 각종 센서들, 예컨대 가속도 센서, 변위 센서, 자이로 센서 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 측정부(110)는 정전기 이외에 반도체 설비 내 공정 환경 특성값, 예컨대 압력, 진동, 온도, 습도 등을 측정하기 위한 각종 센서들을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 측정부(110)는 해당 센서들을 이용하여 생성된 각종 센싱 정보들을 정전기 측정 정보와 함께 제어 모듈(130)로 전송할 수 있다.In addition to the static electricity sensor, the measuring unit 110 may further include various sensors for detecting the position of the static electricity measuring device 100 in the semiconductor equipment, such as an acceleration sensor, a displacement sensor, a gyro sensor, and the like. In addition, the measurement unit 110 may further include various sensors for measuring characteristic values of a process environment in a semiconductor facility, such as pressure, vibration, temperature, and humidity, in addition to static electricity. In this case, the measurement unit 110 may transmit various types of sensing information generated using the corresponding sensors to the control module 130 together with static electricity measurement information.

제어 모듈(130)은 측정부(110)로부터 전송된 정전기 측정 정보를 기초로 상부 플레이트의 정전기 발생 분포 정보를 산출할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 모듈(130)은 정전기 측정 정보에 포함되는 특정 센싱 영역의 정전기 측정값이 기설정된 정전기 관리 기준값 보다 큰 경우에만 해당 센싱 영역에 정전기가 발생한 것으로 처리할 수 있다. 여기서, 정전기 관리 기준값이란 반도체 제조 공정에서 기판 불량이 발생할 수 있다고 판단되는 정전기량일 수 있다.The control module 130 may calculate static electricity generation distribution information of the upper plate based on static electricity measurement information transmitted from the measuring unit 110 . In some embodiments, the control module 130 may process that static electricity is generated in the sensing area only when a static electricity measurement value of a specific sensing area included in the static electricity measurement information is greater than a preset static electricity management reference value. Here, the static electricity management reference value may be an amount of static electricity determined to cause substrate defects in a semiconductor manufacturing process.

정전기 관리 기준값은 센싱 영역별로 서로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 기판 세정 공정에서 기판 회전에 따른 약액의 도포 속도가 빨라지는 기판 외곽부의 정전기 관리 기준값은, 보다 센서티브한 정전기 정보 산출을 위해, 기판 중심부의 정전기 관리 기준값보다 작은 값으로 설정될 수 있다. 정전기 관리 기준값은 복수의 센싱 영역별로 미리 설정되어 저장부(미도시)에 저장될 수 있다.The static electricity management reference value may be set differently for each sensing area. For example, in a substrate cleaning process, the static electricity management reference value of the outer portion of the substrate, where the application speed of the chemical solution according to the rotation of the substrate is increased, may be set to a smaller value than the static electricity management reference value of the central substrate in order to calculate more sensitive static electricity information. . The static electricity management reference value may be previously set for each of a plurality of sensing areas and stored in a storage unit (not shown).

통신 모듈(150)은 정전기 측정 장치(100)의 외부에 존재하는 분석 장치(200) 또는 챔버(300)와의 무선 통신 기능을 지원할 수 있다. 예를 들어, 정전기 측정 장치(100)는 제어 모듈(130)에서 산출된 정전기 발생 분포 정보를 통신 모듈(150)을 이용하여 분석 장치(200) 또는 챔버(300)로 전송할 수 있다. 통신 모듈(150)은 무선랜(WLAN), 초광대역 통신(UWB), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 등과 같은 무선 통신 방식을 이용하여 외부와의 통신 기능을 지원할 수 있다.The communication module 150 may support a wireless communication function with the analysis device 200 or the chamber 300 existing outside the static electricity measuring device 100 . For example, the static electricity measurement device 100 may transmit static electricity generation distribution information calculated by the control module 130 to the analysis device 200 or the chamber 300 using the communication module 150 . The communication module 150 may support a communication function with the outside using a wireless communication method such as WLAN, UWB, Bluetooth, or Zigbee.

분석 장치(200)는 정전기 측정 장치(100)로부터 전송된 정전기 분포 정보를 분석하여, 공정 환경 불량의 발생 여부 및 발생 위치를 검출할 수 있다. 즉, 분석 장치(200)는 반도체 설비 내 특정 구간 또는 특정 설비에서 공정 환경 불량이 발생하였는지 여부를 검출할 수 있고, 특정 반도체 제조 공정으로 인하여 공정 환경 불량이 발생하였는지 여부를 검출할 수 있다. 분석 장치(200)는 일반 PC(Personal Computer), 워크스테이션(workstation), 슈퍼컴퓨터 등으로 구성될 수 있다.The analysis device 200 may analyze the static electricity distribution information transmitted from the static electricity measurement device 100 to detect whether or not a defect in a process environment has occurred and the location of the occurrence. That is, the analysis device 200 can detect whether a process environment defect has occurred in a specific section or a specific facility within a semiconductor facility, and can detect whether a process environment defect has occurred due to a specific semiconductor manufacturing process. The analysis device 200 may be composed of a general PC (Personal Computer), a workstation, a supercomputer, and the like.

챔버(300)는 웨이퍼에 대한 반도체 제조 공정과 동일한 분위기를 정전기 측정 장치(100)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 챔버(300)는 웨이퍼에 대한 반도체 제조 공정을 수행하기 위한 공정 챔버, 웨이퍼를 공정 챔버로 반입 및 반출하기 위한 이송 챔버 등으로 구성될 수 있다. 이송 챔버는 웨이퍼의 이동 경로를 따라 정전기 측정 장치(100)를 이동시킬 수 있다. 또한, 공정 챔버는 웨이퍼에 대한 반도체 제조 공정, 예컨대 건조 공정, 세정 공정, 증착 공정, 식각 공정, 확산 공정에서와 동일한 분위기를 정전기 측정 장치(100)에 제공할 수 있다.The chamber 300 may provide the static electricity measuring device 100 with the same atmosphere as a semiconductor manufacturing process for wafers. For example, the chamber 300 may include a process chamber for performing a semiconductor manufacturing process on a wafer, a transfer chamber for loading and unloading a wafer into and out of the process chamber, and the like. The transfer chamber may move the static electricity measuring device 100 along the movement path of the wafer. In addition, the process chamber may provide the static electricity measuring device 100 with the same atmosphere as in a semiconductor manufacturing process for a wafer, for example, a drying process, a cleaning process, a deposition process, an etching process, and a diffusion process.

한편, 분석 장치(200)는 공정 환경 불량이 검출된 경우, 공정 환경 불량을 개선하기 위한 피드백 신호(FB)를 생성하고, 상기 피드백 신호(FB)를 챔버(300)에 제공할 수 있다. 챔버(300)는 분석 장치(200)로부터 인가된 피드백 신호(FB)에 따라, 공정 환경 불량이 발생된 반도체 설비 내의 특정 구간 내지 특정 설비에 대해 해당 불량을 개선하기 위한 정비(maintenance)를 수행할 수 있고, 또는 공정 환경 불량을 야기한 반도체 제조 공정에 대한 새로운 공정 조건들을 제시할 수도 있다.Meanwhile, when a process environment defect is detected, the analysis device 200 may generate a feedback signal FB for improving the process environment defect and provide the feedback signal FB to the chamber 300 . The chamber 300 may perform maintenance for a specific section or specific facility within a semiconductor facility in which a process environment defect occurs according to the feedback signal FB applied from the analysis device 200 to improve the defect. Alternatively, new process conditions for a semiconductor manufacturing process that cause a defect in the process environment may be suggested.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치에 대해 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a static electricity measuring device according to exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치를 나타낸 사시도이고, 도 3a 및 도 3b는 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치의 상부 플레이트를 개략적으로 나타낸 도면들이다.2 is a perspective view illustrating a static electricity measuring device according to exemplary embodiments, and FIGS. 3A and 3B are views schematically illustrating an upper plate of the static electricity measuring device according to exemplary embodiments.

우선 도 2를 참조하면, 정전기 측정 장치(400)는 상부 플레이트(410), 하부 플레이트(430) 및 센서 회로부(450)를 포함할 수 있다. 또한, 정전기 측정 장치(400)는 센서 회로부(450)의 외부 손상 방지 및 전기적 절연을 위해, 상부 플레이트(410) 및 하부 플레이트(430) 사이에 배치되는 실링층(420)을 더 포함할 수 있다.Referring first to FIG. 2 , the static electricity measuring device 400 may include an upper plate 410 , a lower plate 430 and a sensor circuit unit 450 . In addition, the static electricity measuring device 400 may further include a sealing layer 420 disposed between the upper plate 410 and the lower plate 430 to prevent external damage and electrically insulate the sensor circuit unit 450. .

상부 플레이트(410)는 정전기 측정 대상이 되는 타겟 기판으로서, 반도체 제조 공정의 중간 단계의 기판일 수도 있고, 제조가 완료된 기판일 수도 있다. 상부 플레이트(410)는 웨이퍼와 동일한 물질, 예컨대 실리콘 등으로 형성될 수 있다.The upper plate 410 is a target substrate to be measured for static electricity, and may be a substrate in an intermediate stage of a semiconductor manufacturing process or a substrate that has been manufactured. The upper plate 410 may be formed of the same material as the wafer, such as silicon.

상부 플레이트(410)가 웨이퍼와 동일한 물질로 구성되므로, 센서 회로부(450)에서 감지되는 공정 환경 특성값은 웨이퍼에 대한 반도체 제조 공정 동안 웨이퍼에 인가되는 공정 환경 특성값에 매우 근접할 수 있다.Since the upper plate 410 is made of the same material as the wafer, a process environment characteristic value sensed by the sensor circuit unit 450 may be very close to a process environment characteristic value applied to the wafer during a semiconductor manufacturing process.

하부 플레이트(430)는 베이스 기판으로서, 일부 실시예들에서 베어(bare) 기판 또는 절연 기판일 수 있다. 하부 플레이트(430)는 예컨대, 실리콘, 아크릴 재질 등으로 형성될 수 있다.The lower plate 430 is a base substrate, and may be a bare substrate or an insulating substrate in some embodiments. The lower plate 430 may be formed of, for example, silicon or acrylic materials.

상부 플레이트(410) 및 하부 플레이트(430)는 서로 대향되게 배치되어 정전기 측정 장치(400)의 전체 외형을 구성할 수 있다. 상부 플레이트(410) 및 하부 플레이트(430)는 각각 원판 형상을 가질 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이고, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아님에 유의하여야 한다. 즉, 상부 플레이트(410) 및 하부 플레이트(430)는 타원형, 육각형 등 다양한 형태를 가질 수 있고, 또한, 상부 플레이트(410)는 타원형이고 하부 플레이트(430)는 원형인 경우와 같이 서로 다른 형태를 가질 수도 있다.The upper plate 410 and the lower plate 430 may be disposed to face each other to form an overall outer appearance of the static electricity measuring device 400 . The upper plate 410 and the lower plate 430 may each have a disk shape. However, it should be noted that this is exemplary and the present embodiment is not limited thereto. That is, the upper plate 410 and the lower plate 430 may have various shapes such as an oval shape and a hexagon shape, and may have different shapes, such as when the upper plate 410 is an oval shape and the lower plate 430 is a circular shape. may have

반도체 제조 공정, 특히 세정 공정에서는, 도전성 재질의 그립퍼에 의해 정전기 측정 장치의 상부 플레이트 및 하부 플레이트가 도통되어 정확한 정전기 측정이 어려운 문제가 발생할 수 있다.In a semiconductor manufacturing process, particularly in a cleaning process, an upper plate and a lower plate of the static electricity measuring device are conducted by a gripper made of a conductive material, so that it is difficult to accurately measure static electricity.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 일부 실시예들에서, 정전기 측정 장치의 상부 플레이트의 외측면은 절연물질을 이용하여 코팅 처리될 수 있다. 예컨대, 상부 플레이트의 외측면은 아크릴, 세라믹, 실리콘, 내열성 합성수지, 폴리이미드(polyimide) 중 어느 하나를 이용하여 코팅 처리될 수 있다.To solve this problem, in some embodiments, the outer surface of the upper plate of the static electricity measuring device may be coated using an insulating material. For example, the outer surface of the upper plate may be coated using any one of acrylic, ceramic, silicon, heat-resistant synthetic resin, and polyimide.

또한, 일부 실시예들에서, 정전기 측정 장치의 상부 플레이트 및 하부 플레이트는 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(410)의 크기는 하부 플레이트(430) 보다 작게 구성될 수 있다.Also, in some embodiments, an upper plate and a lower plate of the static electricity measuring device may have different sizes. For example, as shown in FIG. 2 , the size of the upper plate 410 may be smaller than that of the lower plate 430 .

한편, 상부 플레이트(410) 상에는 정전기 발생 위치를 구별하기 위한 복수의 센싱 영역들이 정의될 수 있다. 복수의 센싱 영역들은 상부 플레이트(410)에 형성된 절연 물질, 예컨대 아크릴 등에 의해 전기적으로 분리된 영역들일 수 있다. 이 때, 절연 물질의 두께는 수백 nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 복수의 센싱 영역들은 설계자의 선택에 따라 원형, 사각형 등 다양한 형태 및 개수로 상부 플레이트(310) 상에 정의될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것일 뿐, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아님에 유의하여야 한다.Meanwhile, a plurality of sensing areas may be defined on the upper plate 410 to distinguish locations where static electricity is generated. The plurality of sensing regions may be regions electrically separated by an insulating material formed on the upper plate 410, such as acryl. At this time, the thickness of the insulating material may have a thickness of several hundred nm or less. A plurality of sensing areas may be defined on the upper plate 310 in various shapes and numbers, such as a circle or a rectangle, according to a designer's choice. However, it should be noted that this is only exemplary and the present embodiment is not limited thereto.

반도체 제조 공정, 특히 세정 공정에서, 기판 상의 약액의 도포 속도는 기판의 외곽으로 갈수록 빨라질 수 있다. 그 결과, 기판의 외곽으로 갈수록 기판과 약액의 마찰이 증가하여 정전기 발생도 증가하게 된다. 따라서, 기판 중심으로부터 이격된 정도는 웨이퍼 상의 정전기 측정에 있어 중요한 고려사항이 될 수 있다. 이와 같은 점을 고려하여, 일부 실시예에 있어서, 상부 플레이트(410a)에 정의되는 복수의 센싱 영역들은, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(410a)의 중심으로부터 거리를 기초로 방사형으로 정의될 수 있다.In a semiconductor manufacturing process, particularly in a cleaning process, the coating speed of the chemical solution on the substrate may increase toward the outer edge of the substrate. As a result, friction between the substrate and the liquid chemical increases toward the outer edge of the substrate, so that static electricity generation also increases. Therefore, the degree of separation from the center of the substrate can be an important consideration in measuring static electricity on a wafer. Considering this point, in some embodiments, a plurality of sensing areas defined in the upper plate 410a are based on a distance from the center of the upper plate 410a, as shown in FIGS. 3A and 3B. It can be defined radially.

도 3a는 원형의 센싱 영역들이 정의된 상부 플레이트(410a)를 나타내고, 도 3b는 사각형의 센싱 영역들이 정의된 상부 플레이트(410b)를 나타낸다.FIG. 3A shows an upper plate 410a in which circular sensing areas are defined, and FIG. 3B shows an upper plate 410b in which rectangular sensing areas are defined.

도 3a를 참조하면, 복수의 센싱 영역들(1 내지 3)은, 상부 플레이트(410a) 상에 반경을 달리하여 형성된 2 개의 원형 절연 패턴들에 의해 구분되는 3 개의 비중첩 영역들로 정의될 수 있다.Referring to FIG. 3A , the plurality of sensing regions 1 to 3 may be defined as three non-overlapping regions separated by two circular insulating patterns formed with different radii on the upper plate 410a. there is.

또한, 도 3b를 참조하면, 복수의 센싱 영역들(1 내지 4)은, 상부 플레이트(410b) 상에 크기를 달리하여 형성된 3 개의 사각형 절연 패턴들에 의해 구분되는 4 개의 비중첩 영역들로 정의될 수도 있다.Also, referring to FIG. 3B , the plurality of sensing regions 1 to 4 are defined as four non-overlapping regions divided by three rectangular insulating patterns of different sizes on the upper plate 410b. It could be.

다시 도 2로 돌아와, 센서 회로부(450)는 반도체 제조 공정 중 상부 플레이트(410) 상에 발생된 정전기를 복수의 센싱 영역들 별로 구분하여 측정할 수 있다. 센서 회로부(450)는 상부 플레이트(410) 및 하부 플레이트(430) 사이에 배치되며, 하부 플레이트(430)에 의해 지지될 수 있다.Returning to FIG. 2 again, the sensor circuit unit 450 may separately measure static electricity generated on the upper plate 410 during the semiconductor manufacturing process by dividing it into a plurality of sensing regions. The sensor circuit unit 450 may be disposed between the upper plate 410 and the lower plate 430 and supported by the lower plate 430 .

센서 회로부(450)는 측정부, 제어 모듈 및 통신 모듈을 포함할 수 있다. 센서 회로부(450)의 각 구성은 도 1을 참조하여 전술한 정전기 측정 장치(100)의 구성들(110 내지 150)과 실질적으로 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The sensor circuit unit 450 may include a measurement unit, a control module, and a communication module. Since each component of the sensor circuit unit 450 is substantially the same as the components 110 to 150 of the static electricity measuring device 100 described above with reference to FIG. 1 , a detailed description thereof will be omitted.

센서 회로부(450)는 상부 플레이트(410) 상에 발생된 정전기를 측정하기 위하여 복수 개의 정전기 센서들을 포함할 수 있다. 복수 개의 정전기 센서들은 상부 플레이트(410) 상에 정의된 복수의 센싱 영역들에 대응하며, 하부 플레이트(430) 상에 이격적으로 배치될 수 있다. 정전기 센서들의 개수는 상부 플레이트(410) 상에 정의된 센싱 영역들의 개수와 동일할 수 있으나, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.The sensor circuit unit 450 may include a plurality of static electricity sensors to measure static electricity generated on the upper plate 410 . The plurality of electrostatic sensors correspond to the plurality of sensing areas defined on the upper plate 410 and may be spaced apart from each other on the lower plate 430 . The number of electrostatic sensors may be the same as the number of sensing regions defined on the upper plate 410, but the present embodiment is not limited thereto.

실링층(420)은 센서 회로부(450)를 실링하는 충진층으로서, 내화학성 및 내열성을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실링층(420)은 에폭시 계열 물질, 열경화성 물질, 열가소성 물질, UV 처리 물질 등으로 형성될 수 있다. 여기서, 열경화성 물질은 페놀형, 산무수물형, 암민형의 경화제와 아크릴폴리머의 첨가제를 포함할 수 있다. 또한, 실링층(420)은 레진으로 형성되되, 필러(filler) 등을 함유할 수 있다. 이러한 실링층(420)은 일반적인 몰딩 공정 또는 MUF(Molded Underfill) 공정을 통해 형성될 수 있다.The sealing layer 420 is a filling layer that seals the sensor circuit unit 450 and may be formed of a material having chemical resistance and heat resistance. For example, the sealing layer 420 may be formed of an epoxy-based material, a thermosetting material, a thermoplastic material, or a UV treated material. Here, the thermosetting material may include a phenol-type, acid anhydride-type, or ammine-type curing agent and an acrylic polymer additive. In addition, the sealing layer 420 is formed of resin and may contain a filler or the like. The sealing layer 420 may be formed through a general molding process or a molded underfill (MUF) process.

도 4는 도 2의 I-I' 선에 따른 정전기 측정 장치의 단면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view of the static electricity measuring device taken along the line II' of FIG. 2 .

도 4를 참조하면, 정전기 측정 장치(400)는 제1 내지 제3 정전기 센서(451-1 내지 451-3), 제어 모듈(453) 및 통신 모듈(455)이 실장된 기판(460)을 포함할 수 있다. 도 4에서는 정전기 센서가 3 개인 것을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것일 뿐, 본 실시예가 이에 한정되는 아님에 유의하여야 한다. 즉, 정전기 측정 장치(400)는, 상부 플레이트(410) 상에 정의된 센싱 영역들(Zone 1 내지 Zone 3) 각각에 대응하는 복수 개의 정전기 센서들(451-1 내지 451-3)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the static electricity measurement device 400 includes a substrate 460 on which first to third static electricity sensors 451-1 to 451-3, a control module 453, and a communication module 455 are mounted. can do. Although FIG. 4 shows three electrostatic sensors, it should be noted that this is only exemplary and the present embodiment is not limited thereto. That is, the static electricity measuring device 400 may include a plurality of static electricity sensors 451-1 to 451-3 corresponding to each of the sensing areas (Zone 1 to Zone 3) defined on the upper plate 410. can

제1 내지 제3 정전기 센서(451-1 내지 451-3), 제어 모듈(453) 및 통신 모듈(455)은, 기판(460)상에 수평한 방향을 따라 이격적으로 배치될 수 있다. 또는, 도시하지는 않았으나, 제1 내지 제3 정전기 센서(451-1 내지 451-3), 제어 모듈(453) 및 통신 모듈(455) 중 적어도 일부는 기판(460)상에 수직한 방향을 따라 적층될 수도 있다.The first to third static electricity sensors 451 - 1 to 451 - 3 , the control module 453 , and the communication module 455 may be spaced apart from each other along a horizontal direction on the substrate 460 . Alternatively, although not shown, at least some of the first to third static electricity sensors 451-1 to 451-3, the control module 453, and the communication module 455 are stacked on the substrate 460 in a vertical direction. It could be.

기판(460)은 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)일 수 있다. 예를 들어, 기판(460)은 단면 인쇄회로기판(single-sided PCB) 또는 양면 인쇄회로기판 (double-sided PCB)일 수 있고, 내부에 하나 이상의 배선층을 포함하는 다층 인쇄회로기판(multi-layer PCB)일 수 있다. 나아가, 기판(430)은 경성 인쇄회로기판(rigid-PCB) 또는 연성 인쇄회로기판(flexible-PCB)일 수 있다.The substrate 460 may be a printed circuit board (PCB). For example, the substrate 460 may be a single-sided PCB or a double-sided PCB, and may be a multi-layer printed circuit board including one or more wiring layers therein. PCB). Further, the substrate 430 may be a rigid-PCB or a flexible-PCB.

제1 내지 제3 정전기 센서(451-1 내지 451-3), 제어 모듈(453) 및 통신 모듈(455)은 각각의 하면에 부착된 연결 단자(459)를 통하여 기판(460)과 전기적으로 연결될 수 있다.The first to third static electricity sensors 451-1 to 451-3, the control module 453, and the communication module 455 are electrically connected to the substrate 460 through connection terminals 459 attached to the lower surfaces of the respective ones. can

제1 내지 제3 정전기 센서(451-1 내지 451-3)는 상부 플레이트(410)에 정의된 센싱 영역들(Zone 1 내지 Zone 3)에 전기적으로 연결되어 각각의 센싱 영역들(Zone 1 내지 Zone 3)에 유도되는 정전기를 감지할 수 있다. 구체적으로, 제1 정전기 센서(451-1)는 제1 센싱 영역(Zone 1)에 전기적으로 연결되어 제1 센싱 영역(Zone 1)에 유도되는 정전기를 실시간으로 감지할 수 있다. 또한, 제2 정전기 센서(451-2)은 제2 센싱 영역(Zone 2)에 전기적으로 연결되어 제2 센싱 영역(Zone 2)에 유도되는 정전기를 실시간으로 감지할 수 있다. 마찬가지로, 제3 정전기 센서(451-3)는 제3 센싱 영역(Zone 3)에 전기적으로 연결되어 제3 센싱 영역(Zone 3)에 유도되는 정전기를 실시간으로 감지할 수 있다.The first to third electrostatic sensors 451-1 to 451-3 are electrically connected to the sensing areas (Zone 1 to Zone 3) defined on the upper plate 410, and are electrically connected to the respective sensing areas (Zone 1 to Zone 3). 3) It can detect the static electricity induced in it. Specifically, the first static electricity sensor 451-1 is electrically connected to the first sensing region Zone 1 and can sense static electricity induced in the first sensing region Zone 1 in real time. Also, the second static electricity sensor 451 - 2 is electrically connected to the second sensing region Zone 2 to sense static electricity induced in the second sensing region Zone 2 in real time. Similarly, the third static electricity sensor 451 - 3 is electrically connected to the third sensing region Zone 3 to sense static electricity induced in the third sensing region Zone 3 in real time.

도 5a 및 도 5b는 도 4의 A 영역에 대응하는 부분의 일 예들을 나타낸 확대도들이다.5A and 5B are enlarged views illustrating examples of a portion corresponding to area A of FIG. 4 .

우선, 도 5a를 참조하면, 정전기 측정 장치(400a)는 기판(460), 및 상부 플레이트(410)와 기판(460)을 전기적으로 연결하기 위한 도전성 필라(pillar)(440)를 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 5A , the static electricity measuring device 400a may include a substrate 460 and a conductive pillar 440 electrically connecting the upper plate 410 and the substrate 460. .

기판(460)은 기판 베이스(461) 및 배선층(463_1 및 463_2)을 포함할 수 있다. 기판 베이스(461)는 절연 물질, 예컨대 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질로 구성될 수 있다. 배선층(463_1 및 463_2)은 기판 베이스(461)의 상면에 형성되는 상부 배선층(465a, 465b, 및 465c), 기판 베이스(461)의 하면에 형성되는 하부 배선층(467), 및 기판 베이스(461)의 내부에 형성되는 내부 배선(469a 및 469b)을 포함할 수 있다.The substrate 460 may include a substrate base 461 and wiring layers 463_1 and 463_2. The substrate base 461 may be made of at least one material selected from an insulating material such as phenol resin, epoxy resin, and polyimide. The wiring layers 463_1 and 463_2 include the upper wiring layers 465a, 465b, and 465c formed on the upper surface of the substrate base 461, the lower wiring layer 467 formed on the lower surface of the substrate base 461, and the substrate base 461. It may include internal wirings 469a and 469b formed inside the .

기판(460)의 상부 배선층 중에서 연결 단자(459)와 연결되는 부분은 상부 패드를 구성할 수 있다.A portion of the upper wiring layer of the substrate 460 connected to the connection terminal 459 may constitute an upper pad.

기판(460)의 내부 배선(469a 및 469b)은 내부 배선층 및 기판 베이스(461) 내부에서 수직으로 연장된 몰드 관통 비아를 포함할 수 있고, 상부 배선층(465a, 465b, 및 465c) 및 하부 배선층(467)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.The internal wiring layers 469a and 469b of the substrate 460 may include an internal wiring layer and through-mold vias extending vertically inside the substrate base 461, and the upper wiring layers 465a, 465b, and 465c and the lower wiring layer ( 467) can be electrically connected.

상부 플레이트(410)와 기판(460)을 전기적으로 연결하기 위한 도전성 필라(pillar)(440)를 포함할 수 있다. 도전성 필라(440)는 실링층(420)을 관통하여 수직으로 연장되며, 일단은 상부 플레이트(410)에 접속되고, 타단은 기판(460)의 상부 배선층(465a)에 접속될 수 있다. 도전성 필라(440)는 몰드 관통 비아(through mold via)로 지칭될 수도 있다.A conductive pillar 440 for electrically connecting the upper plate 410 and the substrate 460 may be included. The conductive pillar 440 extends vertically through the sealing layer 420 , and has one end connected to the upper plate 410 and the other end connected to the upper wiring layer 465a of the substrate 460 . The conductive pillar 440 may also be referred to as a through mold via.

제1 정전기 센서(451-1)는 도전성 필라(440)를 통해 상부 플레이트(410)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 정전기 센서(451-1)는 연결 단자(459a), 연결 단자(459a)와 접하는 기판(460)의 상부 배선층(465b), 기판(460)의 내부 배선(469a), 도전성 필라(440)와 접하는 기판(460)의 상부 배선층(465a), 및 도전성 필라(440)를 경유하는 제1 연결 경로를 통하여 상부 플레이트(410)에 전기적으로 연결될 수 있다.The first static electricity sensor 451 - 1 may be electrically connected to the upper plate 410 through the conductive pillar 440 . For example, the first static electricity sensor 451-1 includes a connection terminal 459a, an upper wiring layer 465b of the board 460 in contact with the connection terminal 459a, an internal wiring 469a of the board 460, and a conductive The upper wiring layer 465a of the substrate 460 in contact with the pillar 440 may be electrically connected to the upper plate 410 through a first connection path passing through the conductive pillar 440 .

일부 실시예들에서, 제1 정전기 센서(451-1)는 상기 제1 연결 경로를 통하여 상부 플레이트(410)의 제1 센싱 영역(Zone 1)에 대전된 전하량을 측정함으로써, 제1 센싱 영역(Zone 1)에 유도된 정전기의 세기를 측정할 수 있다.In some embodiments, the first electrostatic sensor 451-1 measures the amount of charge charged in the first sensing region Zone 1 of the upper plate 410 through the first connection path, thereby measuring the first sensing region ( The intensity of static electricity induced in Zone 1) can be measured.

도시하지는 않았으나, 하부 플레이트(430)에 복수의 센싱 영역들이 설정된 경우, 제1 정전기 센서(451-1)는 상기 제1 연결 경로를 통하여 접지될 수 있다. 이 경우, 제1 정전기 센서(451-1)는 하부 플레이트(430)의 제1 센싱 영역(Zone 1)에 대전된 전하량을 측정함으로써, 제1 센싱 영역(Zone)에 유도된 정전기의 세기를 측정할 수 있다.Although not shown, when a plurality of sensing regions are set on the lower plate 430, the first static electricity sensor 451-1 may be grounded through the first connection path. In this case, the first static electricity sensor 451-1 measures the intensity of static electricity induced in the first sensing region Zone 1 by measuring the amount of charge charged in the first sensing region Zone 1 of the lower plate 430. can do.

제1 정전기 센서(451-1)는 기판(460)을 통해 하부 플레이트(430)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 정전기 센서(451-1)는 연결 단자(459b), 연결 단자(459b)와 접하는 기판(460)의 상부 배선층(465c), 기판(460)의 내부 배선(469b), 및 기판(460)의 하부 배선층(467)을 경유하는 제2 연결 경로를 통하여 하부 플레이트(430)에 전기적으로 연결될 수 있다.The first electrostatic sensor 451 - 1 may be electrically connected to the lower plate 430 through the substrate 460 . For example, the first electrostatic sensor 451-1 includes a connection terminal 459b, an upper wiring layer 465c of the board 460 in contact with the connection terminal 459b, an internal wiring 469b of the board 460, and It may be electrically connected to the lower plate 430 through a second connection path passing through the lower wiring layer 467 of the substrate 460 .

일부 실시예들에서, 제1 정전기 센서(451-1)는 상기 제2 연결 경로를 통하여 접지될 수 있다.In some embodiments, the first electrostatic sensor 451-1 may be grounded through the second connection path.

도시하지는 않았으나, 하부 플레이트(430)에 복수의 센싱 영역들이 설정된 경우, 제1 정전기 센서(451-1)는 상기 제2 연결 경로를 통하여 하부 플레이트(430)의 제1 센싱 영역(Zone 1)에 대전된 전하량을 측정함으로써, 제1 센싱 영역(Zone 1)에 유도된 정전기의 세기를 측정할 수 있다.Although not shown, when a plurality of sensing regions are set in the lower plate 430, the first electrostatic sensor 451-1 is applied to the first sensing region Zone 1 of the lower plate 430 through the second connection path. The intensity of static electricity induced in the first sensing region Zone 1 may be measured by measuring the charged amount.

도 5b를 참조하면, 정전기 측정 장치(400)는 기판(460)과 하부 플레이트(430) 사이에 개재된 도전성 필름(470)을 더 포함할 수 있다. 도 5b의 정전기 측정 장치(400)는 도 5a의 정전기 측정 장치와 도전성 필름(470)의 존재 유무를 제외하고는 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 즉, 동일한 참조부호는 동일한 구성을 나타내며, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 5B , the static electricity measurement device 400 may further include a conductive film 470 interposed between the substrate 460 and the lower plate 430 . The static electricity measuring device 400 of FIG. 5B has substantially the same configuration as the static electricity measuring device of FIG. 5A except for the presence or absence of the conductive film 470 . That is, the same reference numerals denote the same configuration, and duplicate descriptions will be omitted.

도전성 필름(470)은 기판(460)을 하부 플레이트(430) 상에 고정시키기 위한 접착력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도전성 필름(470)은 미세 도전성 입자들을 접착성 수지에 혼합시켜 필름 형태로 제작하여 일 방향으로 전기가 흐르는 경로를 제공하는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)일 수 있다. 또는, 도전성 필름(470)은 이방성 전도 페이스트(anisotropic conductive paste) 등 기판(460)과 하부 플레이트(430) 사이에 전기적 연결 경로를 제공할 수 있는 부재들을 포함할 수 있다.The conductive film 470 may provide adhesive force for fixing the substrate 460 on the lower plate 430 . For example, the conductive film 470 may be an anisotropic conductive film that provides a path through which electricity flows in one direction by mixing fine conductive particles with an adhesive resin to form a film. Alternatively, the conductive film 470 may include members capable of providing an electrical connection path between the substrate 460 and the lower plate 430, such as anisotropic conductive paste.

도전성 필름(470)은 기판(460)과 하부 플레이트(430)를 전기적으로 연결할 수 있다. 도전성 필름(470)은 기판(460)의 하부 배선층(467)과 접할 수 있다.The conductive film 470 may electrically connect the substrate 460 and the lower plate 430 . The conductive film 470 may contact the lower wiring layer 467 of the substrate 460 .

제1 정전기 센서(451-1)는 도전성 필름(470)을 통해 하부 플레이트(430)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 정전기 센서(451-1)는 연결 단자(459), 연결 단자(459)와 접하는 기판(460)의 상부 배선층(465), 기판(460)의 내부 배선(469), 기판(460)의 하부 배선층(467), 및 도전성 필름(470)을 경유하는 제3 연결 경로를 통하여 하부 플레이트(430)에 전기적으로 연결될 수 있다. The first electrostatic sensor 451 - 1 may be electrically connected to the lower plate 430 through the conductive film 470 . For example, the first static electricity sensor 451-1 includes a connection terminal 459, an upper wiring layer 465 of the board 460 in contact with the connection terminal 459, an internal wiring 469 of the board 460, and a board It may be electrically connected to the lower plate 430 through a third connection path through the lower wiring layer 467 of 460 and the conductive film 470 .

일부 실시예들에서, 제1 정전기 센서(451-1)는 상기 제3 연결 경로를 통하여 접지될 수 있다.In some embodiments, the first electrostatic sensor 451-1 may be grounded through the third connection path.

도 6은 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치의 정전기 센서의 등가 회로도이다.Fig. 6 is an equivalent circuit diagram of an electrostatic sensor of an electrostatic measurement device according to exemplary embodiments.

도 6을 참조하면, 정전기 센서(451-1)는 상부 플레이트(410)에 대전된 전하량에 대응되는 값을 증폭시켜 출력하는 적분 회로(integrator circuit, 700)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적분 회로(700)는 연산 증폭기(OP), 연산 증폭기(OP)의 반전 입력 단자(-)와 입력단(Nin) 사이의 저항(R), 연산 증폭기(OP)의 반전 입력 단자(-)와 출력단(Nout) 사이에 배치된 커패시터(C)를 포함할 수 있다. 연산 증폭기(OP)의 비반전 입력 단자(+)는 접지단에 연결될 수 있다. 적분 회로(700)는 상부 플레이트(410)로부터 입력단(Nin)을 통해 유입된 전하를 증폭시키고, 출력단(Nout)을 통해 출력 신호(Vout)를 출력할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the static electricity sensor 451 - 1 may include an integrator circuit 700 that amplifies and outputs a value corresponding to the amount of charge charged on the upper plate 410 . For example, the integrating circuit 700 includes an operational amplifier (OP), a resistance (R) between an inverting input terminal (-) and an input terminal (Nin) of the operational amplifier (OP), and an inverting input terminal ( It may include a capacitor (C) disposed between -) and the output terminal (Nout). The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier (OP) may be connected to the ground terminal. The integrator 700 may amplify charges introduced from the upper plate 410 through the input terminal Nin and output the output signal Vout through the output terminal Nout.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치의 변형예들에 대해 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, modifications of a static electricity measuring device according to exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 7은 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치의 변형예를 나타낸 사시도이다.7 is a perspective view illustrating a modified example of a static electricity measuring device according to example embodiments.

도 7을 참조하면, 정전기 측정 장치(700)는 상부 플레이트(710) 및 하부 플레이트(730)를 포함할 수 있다. 상부 플레이트(710)의 크기는 하부 플레이트(730)의 크기보다 작게 구성된다. 이는, 기판 세정 공정에서, 웨이퍼 그립퍼의 도전성으로 인해 발생되는 상부 플레이트(710) 및 하부 플레이트(730)의 도통 현상을 방지하기 위함으로, 도 2를 참조하여 전술한 바와 같다.Referring to FIG. 7 , the static electricity measuring device 700 may include an upper plate 710 and a lower plate 730 . The size of the upper plate 710 is smaller than that of the lower plate 730 . This is to prevent conduction between the upper plate 710 and the lower plate 730 caused by the conductivity of the wafer gripper in the substrate cleaning process, as described above with reference to FIG. 2 .

또한, 정전기 측정 장치(700)는 지지 구조물(760)을 더 포함할 수 있다.In addition, the static electricity measurement device 700 may further include a support structure 760 .

지지 구조물(760)은 반도체 제조 공정, 특히 세정 공정 중 정전기 측정 장치(700)가 웨이퍼 그립퍼에 적절하게 고정되도록 하는 가이드 역할을 수행할 수 있다. 지지 구조물(760)은 하나 이상의 쌍으로 구성되고, 쌍을 이루는 각각의 지지 구조물은 하부 플레이트(730) 상에 가장 이격된 위치, 예컨대 하부 플레이트(730)의 지름을 따라 양 끝에 배치될 수 있다. 도 8에서는, 한 쌍의 지지 구조물(760)이 하부 플레이트(730)의 지름(R)을 따라 양 끌에 배치된 예를 도시한다. 다만, 이는 예시적인 것이고, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니라는 점에 유의하여야 한다. 즉, 정전기 측정 장치(700)는 두 쌍의 지지 구조물들을 포함할 수 있고, 이 경우, 해당 지지 구조물들은 상부 플레이트(710)의 외곽을 따라 일정한 간격으로 배치될 수 있다.The support structure 760 may serve as a guide for properly fixing the static electricity measuring device 700 to the wafer gripper during a semiconductor manufacturing process, particularly a cleaning process. Support structures 760 are composed of one or more pairs, and each support structure forming a pair may be disposed at the most spaced apart position on the lower plate 730, for example, at both ends along the diameter of the lower plate 730. 8 shows an example in which a pair of support structures 760 are disposed on both chisels along the diameter R of the lower plate 730 . However, it should be noted that this is exemplary and the present embodiment is not limited thereto. That is, the static electricity measurement device 700 may include two pairs of support structures, and in this case, the support structures may be arranged at regular intervals along the periphery of the upper plate 710 .

도 8은 도 7의 I-I' 선에 따른 정전기 측정 장치의 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view of the static electricity measuring device taken along the line II' of FIG. 7 .

도 8을 참조하면, 정전기 측정 장치(700)는 몸체를 구성하는 상부 플레이트(710) 및 하부 플레이트(730)를 포함할 수 있다. 또한, 정전기 측정 장치(700)는 상부 플레이트(710) 및 하부 플레이트(730)에 배치되고, 상부 플레이트(710)에 정의된 복수의 센싱 영역들(Zone 1 내지 Zone 3)에 발생하는 정전기를 측정하기 위해 필요한 구성요소로서, 정전기 측정 회로를 구성하는 제1 내지 제3 정전기 센서(751-1 내지 751-3), 제어 모듈(753) 및 통신 모듈(755)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the static electricity measuring device 700 may include an upper plate 710 and a lower plate 730 constituting a body. In addition, the static electricity measuring device 700 is disposed on the upper plate 710 and the lower plate 730 and measures static electricity generated in a plurality of sensing areas (Zone 1 to Zone 3) defined on the upper plate 710. As components necessary for this, the first to third static electricity sensors 751-1 to 751-3 constituting the static electricity measurement circuit, a control module 753, and a communication module 755 may be further included.

일부 실시예에서, 제1 내지 제3 정전기 센서(751-1 내지 751-3), 제어 모듈(753) 및 통신 모듈(755)는 하부 플레이트(730)의 지름을 따라 중앙부에 배치된 기판(760)에 일렬로 실장될 수 있다. 이와 같이, 제1 내지 제3 정전기 센서(751-1 내지 751-3), 제어 모듈(753) 및 통신 모듈(755)이 상부 플레이트(710) 및 하부 플레이트(730)의 사이 중앙부에 일렬로 배치됨으로서, 반도체 제조 공정, 특히 세정 공정에서 정전기 측정 장치(700)의 회전에 미치는 영향을 최소화하여, 실제 웨이퍼 세정 공정에서 발생할 수 있는 정전기 값과 매우 근사한 값을 측정할 수 있게 된다.In some embodiments, the first to third electrostatic sensors 751-1 to 751-3, the control module 753 and the communication module 755 are disposed along the diameter of the lower plate 730 at a central portion of the substrate 760. ) can be mounted in a row. In this way, the first to third static electricity sensors 751-1 to 751-3, the control module 753, and the communication module 755 are arranged in a row at the center between the upper plate 710 and the lower plate 730. As a result, the influence on the rotation of the static electricity measuring device 700 in the semiconductor manufacturing process, particularly in the cleaning process, is minimized, and a value very close to the static electricity value that may occur in the actual wafer cleaning process can be measured.

정전기 측정 장치(700)는 하부 플레이트(730)의 중심을 기준으로 대칭되는 양 끝지점에 배치되는 지지 구조물(750)을 더 포함할 수 있다. 지지 구조물(750)은 세정 공정 중 정전기 측정 장치(700)의 몸체가 웨이퍼 그립퍼에 적절히 고정되도록 하는 가이드 기능을 제공할 수 있다.The static electricity measuring device 700 may further include support structures 750 disposed at both ends symmetrical with respect to the center of the lower plate 730 . The support structure 750 may provide a guide function to properly fix the body of the static electricity measuring device 700 to the wafer gripper during the cleaning process.

도 9는 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치의 다른 변형예를 나타낸 사시도이다. 9 is a perspective view illustrating another modified example of the static electricity measuring device according to example embodiments.

도 9를 참조하면, 정전기 측정 장치(900)는 몸체를 구성하는 상부 플레이트(910) 및 하부 플레이트(930)를 포함할 수 있다. 상부 플레이트(910)의 크기는 하부 플레이트(930)의 크기보다 크게 구성될 수 있다. 이는, 기판 세정 공정에서, 웨이퍼 그립퍼의 도전성으로 인해 발생되는 상부 플레이트(910) 및 하부 플레이트(930)의 도통 현상을 방지하기 위함으로, 도 2를 참조하여 전술한 바와 같다. 이와 같은 점을 제외하고는, 정전기 측정 장치(900)의 각 구성은 도 2의 정전기 측정 장치(200)와 실질적으로 동일하므로, 별도의 중복된 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 9 , the static electricity measuring device 900 may include an upper plate 910 and a lower plate 930 constituting a body. The size of the upper plate 910 may be larger than that of the lower plate 930 . This is as described above with reference to FIG. 2 in order to prevent conduction between the upper plate 910 and the lower plate 930 caused by the conductivity of the wafer gripper in the substrate cleaning process. Except for these points, since each configuration of the static electricity measuring device 900 is substantially the same as that of the static electricity measuring device 200 of FIG. 2 , a separate and redundant description will be omitted.

도 10은 예시적인 실시예들에 따른 정전기 측정 장치의 또 다른 변형예를 나타낸 사시도이다.10 is a perspective view illustrating still another modified example of a static electricity measuring device according to example embodiments.

도 10을 참조하면, 정전기 측정 장치(1000)는 몸체를 구성하는 상부 플레이트(1010) 및 하부 플레이트(1030)를 포함할 수 있다. 상부 플레이트(1010)와 하부 플레이트(1030)의 크기는 서로 동일하게 구성될 수 있다.Referring to FIG. 10 , the static electricity measuring device 1000 may include an upper plate 1010 and a lower plate 1030 constituting a body. The upper plate 1010 and the lower plate 1030 may have the same size as each other.

상부 플레이트(1010) 상에는 절연 재질, 예컨대 아크릴 등을 이용하여 전기적으로 분리되는 복수의 센싱 영역(Zone 1 내지 Zone 3)들이 정의될 수 있다.A plurality of sensing regions (Zone 1 to Zone 3) electrically separated by using an insulating material, such as acryl, may be defined on the upper plate 1010 .

반도체 제조 공정, 특히 세정 공정에서는, 도전성 재질의 그립퍼에 의해 상부 플레이트(1010) 및 하부 플레이트(1030)가 도통되어 정확한 정전기 측정이 어려운 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 일부 실시예들에서, 상부 플레이트(1010)의 외측면(1010s)은 절연물질을 이용하여 코팅 처리될 수 있다. 예컨대, 상부 플레이트(1010)의 외측면(1010s)은 아크릴, 세라믹, 실리콘, 내열성 합성수지, 폴리이미드(polyimide) 중 어느 하나를 이용하여 코팅 처리될 수 있다.In a semiconductor manufacturing process, particularly in a cleaning process, the upper plate 1010 and the lower plate 1030 are conducted by a gripper made of a conductive material, so that it is difficult to accurately measure static electricity. To solve this problem, in some embodiments, the outer surface 1010s of the upper plate 1010 may be coated using an insulating material. For example, the outer surface 1010s of the upper plate 1010 may be coated using any one of acrylic, ceramic, silicon, heat-resistant synthetic resin, and polyimide.

정전기 측정 장치(1000)는 복수의 센싱 영역(Zone 1 내지 Zone 3)에 대응하여 복수의 정전기 센서들(미도시)을 포함할 수 있다. 정전기 측정 장치(1000)는 반도체 제조 공정 중에 상부 플레이트(1010) 상에 발생하는 정전기를 복수의 센싱 영역 별로 구분하여 측정함으로써, 반도체 제조 공정에서 웨이퍼에 발생할 수 있는 정전기 발생 분포를 보다 정확하게 예측할 수 있다.The static electricity measurement apparatus 1000 may include a plurality of static electricity sensors (not shown) corresponding to a plurality of sensing areas (Zone 1 to Zone 3). The static electricity measurement device 1000 can more accurately predict the distribution of static electricity that may occur on a wafer during the semiconductor manufacturing process by measuring static electricity generated on the upper plate 1010 during the semiconductor manufacturing process by dividing it into a plurality of sensing areas. .

본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. Therefore, various forms of substitution, modification, and change will be possible by those skilled in the art within the scope of the technical spirit of the present invention described in the claims, which also falls within the scope of the present invention. something to do.

Claims (9)

정전기 측정 장치에 있어서,
서로 전기적으로 분리되는 복수의 센싱 영역들이 정의되는 상부 플레이트;
상기 상부 플레이트와 대향하는 하부 플레이트;
상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 사이에 배치되는 복수의 정전기 센서들을 포함하는 센서 회로부; 및
상기 복수의 정전기 센서들 각각을, 대응하는 센싱 영역과 물리적 및 전기적으로 연결하는 도전성 필라를 포함하며,
상기 정전기 측정 장치는
반도체 제조 공정의 이송 경로를 따라 이동하면서, 상기 복수의 정전기 센서들을 이용하여 상기 반도체 제조 공정 중 상기 복수의 센싱 영역들 각각에 발생하는 정전기를 측정하는
정전기 측정 장치.In the electrostatic measuring device,
an upper plate defining a plurality of sensing areas electrically isolated from each other;
a lower plate facing the upper plate;
a sensor circuit including a plurality of electrostatic sensors disposed between the upper plate and the lower plate; and
a conductive pillar physically and electrically connecting each of the plurality of electrostatic sensors to a corresponding sensing region;
The static electricity measuring device
Measuring static electricity generated in each of the plurality of sensing regions during the semiconductor manufacturing process using the plurality of static electricity sensors while moving along a transport path of the semiconductor manufacturing process
Electrostatic measuring device. 제1항에 있어서,
상기 센싱 영역들은,
상기 상부 플레이트의 중심으로부터의 거리를 기준으로 방사형으로 정의되는
정전기 측정 장치.According to claim 1,
The sensing areas are
Defined radially based on the distance from the center of the top plate
Static electricity measuring device. 제1항에 있어서,
상기 상부 플레이트의 외측면은,
절연성 물질을 이용하여 코팅 처리되는
정전기 측정 장치.According to claim 1,
The outer surface of the upper plate,
coated with an insulating material
Electrostatic measuring device. 제1항에 있어서,
상기 하부 플레이트의 크기가 상기 상부 플레이트의 크기보다 큰 경우,
상기 하부 플레이트 상에 배치되고, 웨이퍼 그립퍼에 상기 정전기 측정 장치를 고정시키기 위한 지지 구조물을 더 포함하는
정전기 측정 장치.According to claim 1,
When the size of the lower plate is larger than the size of the upper plate,
It is disposed on the lower plate and further comprises a support structure for fixing the static electricity measuring device to the wafer gripper.
Electrostatic measuring device. 제1항에 있어서,
상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 사이에 배치되고, 상기 센서 회로부를 실링하는 실링층을 더 포함하는
정전기 측정 장치.According to claim 1,
Further comprising a sealing layer disposed between the upper plate and the lower plate and sealing the sensor circuit unit
Static electricity measuring device. 제1항에 있어서,
상기 센서 회로부는,
상기 복수의 센싱 영역들 각각에 발생되는 정전기를 측정하여 정전기 측정 정보를 생성하는 측정부; 및
상기 정전기 측정 정보를 이용하여 상기 상부 플레이트의 정전기 발생 분포 정보를 생성하는 제어 모듈을 포함하는
정전기 측정 장치.According to claim 1,
The sensor circuit part,
a measurement unit configured to measure static electricity generated in each of the plurality of sensing areas and generate static electricity measurement information; and
And a control module generating static electricity generation distribution information of the upper plate using the static electricity measurement information.
Electrostatic measuring device. 제6항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 정전기 측정 정보에 포함되는 정전기 측정값을 기설정된 정전기 관리 기준값과 비교하여 상기 정전기 발생 분포 정보를 생성하되,
상기 정전기 관리 기준값은 상기 복수의 센싱 영역들 별로 다르게 설정되는
정전기 측정 장치.According to claim 6,
The control module,
generating the static electricity generation distribution information by comparing a static electricity measurement value included in the static electricity measurement information with a predetermined static electricity management reference value;
The static electricity management reference value is set differently for each of the plurality of sensing areas.
Static electricity measuring device. 제6항에 있어서,
상기 측정부는,
상기 복수의 센싱 영역에 대응하는 복수 개의 정전기 센서들을 포함하는
정전기 측정 장치.According to claim 6,
The measuring unit,
Including a plurality of electrostatic sensors corresponding to the plurality of sensing areas
Static electricity measuring device. 제6항에 있어서,
상기 측정부 및 상기 제어 모듈은,
상기 하부 플레이트 상의 중심축에 배치되는 기판에 실장되는
정전기 측정 장치.According to claim 6,
The measurement unit and the control module,
Mounted on a substrate disposed on a central axis on the lower plate
Static electricity measuring device.
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