KR102575664B1 - 온도 변화 속도 제어 장치, 방법 및 반도체 공정 디바이스 - Google Patents

온도 변화 속도 제어 장치, 방법 및 반도체 공정 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 온도 변화 속도 제어 장치, 방법 및 반도체 공정 디바이스를 개시한다. 상기 장치는, 공정 챔버 내에 위치한 웨이퍼의 온도를 실시간 획득하는 데 사용되는 온도 모니터링 유닛; 온도 모니터링 유닛에서 획득한 온도에 따라 웨이퍼의 온도 변화 속도를 계산하는 데 사용되는 컨트롤러 - 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위를 벗어나면, 가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고/하거나 가스 펌핑 메커니즘에 제2 제어 신호를 전송하여, 온도 변화 속도를 온도 변화 속도 범위 내로 제어함 - 수신한 제1 제어 신호에 따라 공정 챔버 내에 가스를 주입하여, 기압을 조정함으로써 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어하는 데 사용되는 가스 충전 메커니즘; 및 수신한 제2 제어 신호에 따라 가스를 펌핑하여, 기압을 조정함으로써 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어하는 데 사용되는 가스 펌핑 메커니즘을 포함한다. 본 발명은 실리콘 웨이퍼 온도 강하 속도에 대한 정확한 제어를 구현하고 입자 오염 문제를 방지할 수 있다.

Description

온도 변화 속도 제어 장치, 방법 및 반도체 공정 디바이스
본 발명은 반도체 집적회로 제조 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온도 변화 속도 제어 장치, 방법 및 반도체 공정 디바이스에 관한 것이다.
28nm 이하 기술 세대의 입자 크기 및 입자 수에 대한 요구 기준이 지속적으로 높아짐에 따라, 실리콘 웨이퍼 가공 과정에서 생성된 입자가 공정 결과에 미치는 영향도 점점 명확해지고 있다. 이는 공정 과정에서 입자 수를 줄이는 것을 매우 중요하도록 만든다. 집적회로 중 트렌치와 선폭 크기가 매우 작아, 미세한 입자라고 하더라도 모두 실리콘 웨이퍼 공정 결과에 매우 큰 손상을 줄 수 있다. 예를 들어, 상이한 도선의 도통, 동일한 도선의 분리, 구멍 형성으로 인한 더 많은 에너지 소모와 발열 등이 있다. 이러한 문제가 발생한 실리콘 웨이퍼 상에서 칩 유닛을 제조하면 칩 유닛이 사용할 수 없게 되며 폐기되어 제품의 수율을 저하시킬 수 있다.
28nm 이하의 기술 세대, 특히 14nm 내지 7nm 이하의 기술 세대는 주로 다음 두 가지 측면에서 입자에 대한 요구 사항을 가지고 있다. 하나는 입자 크기가 더욱 작도록, 심지어 10nm 이하에 도달하도록 요구되는 것이며, 다른 하나는 입자 수가 더욱 적도록, 통상적으로 10개 이하로 안정되도록 요구되는 것이다.
또한 공정 과정에서 생성되는 입자를 엄격하게 제어하는 것 외에도, 실리콘 웨이퍼가 공정 챔버 외부로 이송되는 과정에서 생성되는 입자도 특별한 주의해야 한다. 전형적인 물리 기상 증착 공정 과정을 예로 들면, 실리콘 웨이퍼는 공정 완료 후 모두 불활성 가스 환경에서 냉각시킨 후에만 대기 환경으로 이송될 수 있다.
현재 통상적인 냉각 프로세스는 다음과 같다.
1. 실리콘 웨이퍼는 냉각 챔버로 이송되고, 브라켓 상에 전달된다.
2. 실리콘 웨이퍼는 브라켓과 함께 냉각판 상에 떨어진다.
3. 가스 충전 밸브를 열고, 냉각 챔버에 불활성 가스를 주입하며, 설정한 시간이 경과한 후 오프시켜, 냉각 챔버 중의 기압이 소정 기압에 도달하도록 한다.
4. 실리콘 웨이퍼는 상술한 설정 기압 하에서 일정 시간 동안 냉각된다.
5. 실리콘 웨이퍼를 냉각 챔버 밖으로 이송시킨다.
그러나 공정이 완료된 실리콘 웨이퍼가 냉각 챔버에서 상술한 냉각 프로세스를 거친 후, 입자의 기준 초과 문제가 발생하여 14nm 내지 7nm 이하 기술 세대의 입자에 대한 요건을 충족할 수 없을 수 있다.
본 발명의 목적은 공정 챔버 내 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어하여 웨이퍼의 과도하게 빠른 냉각으로 인해 입자가 오염되는 문제가 발생하는 것을 방지하는 온도 변화 속도 제어 장치, 방법 및 반도체 공정 디바이스를 제공하는 데에 있다.
제1 양상에 있어서, 본 발명은 반도체 공정 디바이스의 공정 챔버에 적용되는 온도 변화 속도 제어 장치를 제공한다. 여기에는 온도 모니터링 유닛, 상기 온도 모니터링 유닛에 연결된 컨트롤러, 상기 컨트롤러에 모두 연결된 가스 충전 메커니즘 및 가스 펌핑 메커니즘이 포함된다.
상기 온도 모니터링 유닛은 상기 공정 챔버 내에 위치하는 웨이퍼의 온도를 실시간 획득하는 데 사용된다.
상기 컨트롤러는 상기 온도 모니터링 유닛에 의해 획득된 온도에 따라 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도를 계산하는 데 사용된다. 상기 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위를 벗어나면, 상기 가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고/하거나 상기 가스 펌핑 메커니즘에 제2 제어 신호를 전송하여, 상기 온도 변화 속도를 상기 온도 변화 속도 범위 내로 제어한다.
상기 가스 충전 메커니즘은 상기 공정 챔버와 연통되고, 수신한 상기 제1 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버 내에 상기 웨이퍼와 반응하지 않는 가스를 주입하여, 상기 공정 챔버의 기압을 조정함으로써 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어하는 데 사용된다.
상기 가스 펌핑 메커니즘은 상기 공정 챔버와 연통되고, 수신한 상기 제2 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버에 대해 가스 펌핑을 수행하여, 상기 공정 챔버의 기압을 조정함으로써 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어하는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 온도 모니터링 유닛은 상기 공정 챔버 외부에 설치된 비접촉식 온도 측정 요소를 포함한다. 상기 비접촉식 온도 측정 요소는 상기 공정 챔버의 꼭대기벽 상의 유전체 윈도우에 대응하는 위치 지점에 위치하고, 상기 유전체 윈도우를 통해 상기 공정 챔버 내의 웨이퍼의 온도를 획득하여 상기 컨트롤러로 전송하는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 가스 충전 메커니즘은, 상기 공정 챔버와 연통되는 가스 충전 관로를 포함한다. 상기 가스 충전 관로 상에는 가스 충전 밸브가 설치된다. 상기 가스 충전 밸브는 상기 컨트롤러에 전기적으로 연결된다. 상기 컨트롤러는 상기 가스 충전 밸브에 상기 제1 제어 신호를 전송하는 데 사용된다. 상기 가스 충전 밸브는 상기 제1 제어 신호 온 또는 오프에 따라 상기 가스 충전 관로를 연통 또는 차단하는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 가스 펌핑 메커니즘은, 상기 공정 챔버와 연통되는 가스 펌핑 관로를 포함한다. 상기 가스 펌핑 관로 상에는 배기 밸브가 설치된다. 상기 배기 밸브는 상기 컨트롤러에 전기적으로 연결된다. 상기 컨트롤러는 상기 배기 밸브에 상기 제2 제어 신호를 전송하는 데 사용된다. 상기 배기 밸브는 상기 제2 제어 신호 온 또는 오프에 따라 상기 가스 펌핑 관로를 연통 또는 차단하는 데 사용된다.
제2 양상에 있어서, 본 발명은 반도체 공정 디바이스를 제공한다. 여기에는 공정 챔버 및 제1 양상에 따른 온도 변화 속도 제어 장치가 포함된다.
선택적으로, 상기 공정 챔버 내에는 브라켓 및 냉각판이 설치된다. 상기 브라켓은 웨이퍼를 상기 냉각판의 상방에 지지하고, 상기 웨이퍼와 상기 냉각판 사이에 갭을 구비시키는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 공정 챔버의 꼭대기벽 상에는 유전체 윈도우가 설치된다. 상기 온도 모니터링 유닛은 상기 공정 챔버 외부에 설치된 비접촉식 온도 측정 요소를 포함한다. 상기 비접촉식 온도 측정 요소는 상기 유전체 윈도우에 대응하는 위치 지점에 위치하며, 상기 유전체 윈도우를 통해 공정 챔버 내에 위치한 처리할 부재의 온도를 획득하는 데 사용된다.
제3 양상에 있어서, 본 발명은 온도 변화 속도 제어 방법을 더 제공한다. 이는 반도체 공정 디바이스의 공정 챔버에 적용되며, 제1 양상에 따른 온도 변화 속도 제어 장치를 채택한다. 상기 온도 변화 속도 제어 방법은 하기 단계를 포함한다.
상기 공정 챔버 내에 위치한 웨이퍼의 온도를 실시간으로 획득한다.
상기 온도에 따라 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도를 계산하고, 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위 내에 있는지 판단한다. 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위 내에 있지 않으면, 상기 가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고/하거나 상기 가스 펌핑 메커니즘에 제2 제어 신호를 전송하여 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어한다. 상기 가스 충전 메커니즘은 수신한 상기 제1 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버 내에 상기 웨이퍼와 반응하지 않는 가스를 주입하여, 상기 공정 챔버의 기압을 조정함으로써 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어한다. 상기 가스 펌핑 메커니즘은 수신한 상기 제2 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버에 대해 가스 펌핑을 수행하여, 상기 공정 챔버의 기압을 조정함으로써 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어한다.
그 후 상기 공정 챔버 내에 위치한 웨이퍼의 온도를 실시간으로 획득하는 단계로 돌아간다.
상기 웨이퍼의 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위 내에 있으면, 상기 공정 챔버 내에 위치한 웨이퍼의 온도를 실시간으로 획득한다.
선택적으로, 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위 내에 있지 않으면, 상기 가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고/하거나 상기 가스 펌핑 메커니즘에 제2 제어 신호를 전송하는 상기 단계는 구체적으로 하기 단계를 포함한다.
상기 웨이퍼의 온도 변화 속도가 상기 온도 변화 속도 범위보다 큰지, 상기 온도 변화 속도 범위보다 작은지 판단한다.
상기 웨이퍼의 온도 변화 속도가 상기 온도 변화 속도 범위보다 크면, 상기 가스 펌핑 메커니즘에 상기 제2 제어 신호를 전송한다. 상기 가스 펌핑 메커니즘으로 하여금 수신한 상기 제2 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버에 대해 가스 펌핑을 수행하여, 상기 공정 챔버 내의 기압을 감소시킨다. 그 상기 공정 챔버 내에 위치한 웨이퍼의 온도를 실시간 획득하는 단계로 돌아간다.
상기 웨이퍼의 온도 변화 속도가 상기 온도 변화 속도 범위보다 작으면, 상기 가스 충전 메커니즘에 상기 제1 제어 신호를 전송한다. 상기 가스 충전 메커니즘으로 하여금 수신한 상기 제1 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버에 상기 웨이퍼와 반응하지 않는 가스를 주입하여, 상기 공정 챔버 내의 기압을 증가시킨다. 그 후 상기 공정 챔버 내에 위치한 웨이퍼의 온도를 실시간 획득하는 단계로 돌아간다.
선택적으로, 상기 가스 충전 메커니즘은, 상기 공정 챔버와 연통되는 가스 충전 관로를 포함한다. 상기 가스 충전 관로 상에는 가스 충전 밸브가 설치된다. 상기 가스 충전 밸브는 상기 컨트롤러에 전기적으로 연결된다. 상기 컨트롤러는 상기 가스 충전 밸브에 상기 제1 제어 신호를 전송하는 데 사용된다. 상기 가스 충전 밸브는 상기 제1 제어 신호에 따라 온 또는 오프하여 상기 가스 충전 관로를 연통 또는 차단하는 데 사용된다. 상기 가스 펌핑 메커니즘은, 상기 공정 챔버와 연통되는 가스 펌핑 관로를 포함한다. 상기 가스 펌핑 관로 상에는 배기 밸브가 설치된다. 상기 배기 밸브는 상기 컨트롤러에 전기적으로 연결된다. 상기 컨트롤러는 상기 배기 밸브에 상기 제2 제어 신호를 전송하는 데 사용된다. 상기 배기 밸브는 상기 제2 제어 신호에 따라 온 또는 오프하여 상기 가스 펌핑 관로를 연통 또는 차단하는 데 사용된다.
상기 가스 펌핑 메커니즘에 상기 제2 제어 신호를 전송하고, 상기 가스 펌핑 메커니즘으로 하여금 수신한 상기 제2 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버에 대해 가스 펌핑을 수행하는 상기 단계는 구체적으로 하기 단계를 포함한다.
상기 배기 밸브가 제1 소정 시간 동안 온 된 후 오프되도록 제어한다.
상기 가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고, 상기 가스 충전 메커니즘으로 하여금 수신한 상기 제1 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버 내에 상기 웨이퍼와 반응하지 않는 가스를 주입하는 상기 단계는 구체적으로 하기 단계를 포함한다.
상기 가스 충전 밸브가 제2 소정 시간 동안 가스를 충전하도록 온 된 후 오프되도록 제어한다.
본 발명의 유익한 효과는 하기와 같다.
본 발명에서 제공하는 온도 변화 속도 제어 장치, 방법 및 반도체 공정 디바이스의 기술적 해결책에 있어서, 온도 모니터링 유닛을 통해 공정 챔버 내에 위치한 웨이퍼의 온도를 실시간 획득하고, 컨트롤러를 통해 웨이퍼의 온도 변화 속도를 계산한다. 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위를 벗어나면, 가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고/하거나 가스 펌핑 메커니즘에 제2 제어 신호를 전송한다. 가스 충전 메커니즘은 수신한 제1 제어 신호에 따라 공정 챔버 내 웨이퍼와 반응하지 않는 가스를 주입할 수 있다. 가스 펌핑 메커니즘은 수신한 제2 제어 신호에 따라 공정 챔버에 대해 가스 펌핑을 수행할 수 있다. 이를 통해 공정 챔버 내의 기압 조정을 구현하여, 웨이퍼와 열원 또는 냉원 사이의 열 전도를 간접적으로 조정한다. 따라서 상기 온도 변화 속도가 온도 변화 속도 범위 내에 위치할 때까지 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어한다. 나아가 웨이퍼 온도 변화 속도에 대한 정확한 제어를 구현하고, 공정 챔버의 온도 조절 효율을 효과적으로 향상시킨다. 동시에 종래 기술에서 웨이퍼 냉각이 너무 빨라 입자가 오염되는 문제도 해결할 수 있다.
본 발명의 장치는 다른 특징과 장점도 갖고 있다. 이러한 특징과 장점은 본원의 첨부 도면 및 후속적인 구체적 실시방식을 통해 명확하게 이해되거나, 본원의 첨부 도면 및 후속적인 구체적 실시방식을 통해 상세하게 설명된다. 이러한 첨부 도면 및 구체적인 실시방식은 함께 본 발명의 특정한 원리를 해석하는 데 사용된다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명의 예시적 실시예를 더욱 상세하게 설명하며, 본 발명의 상기 내용 및 기타 목적, 특징 및 장점이 더욱 명확해진다. 본 발명의 예시적 실시예에서 동일한 참조 부호는 통상적으로 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 상이한 가스 하에서 웨이퍼의 온도 강하 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 변화 속도 제어 장치의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 디바이스의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 온도 변화 속도 제어 방법에 따른 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 온도 변화 속도 제어 방법에 따른 다른 흐름도이다.
첨부 도면의 부호에 대한 설명은 하기와 같다.
101-공정 챔버, 102-냉각판, 103-브라켓, 104-웨이퍼, 105-유전체 윈도우, 106-가스 충전 밸브, 107-배기 밸브, 108-온도 검출 프로브, 109-온도 검출기, 110-컨트롤러이다.
종래의 공정 챔버는 공정이 완료된 웨이퍼에 대해 하기의 냉각 과정을 수행한다.
1. 웨이퍼를 공정 챔버로 이송하고, 브라켓 상에 전달한다.
2. 웨이퍼는 브라켓과 함께 냉각판 상에 떨어진다.
3. 가스 충전 밸브를 열고, 공정 챔버에 불활성 가스(예를 들어, Ar)를 주입한다. 설정 시간(예를 들어, 10s)을 거친 후 닫고, 공정 챔버 중의 기압이 설정된 기압에 도달하도록 만든다.
4. 웨이퍼는 상술한 설정 기압 하에서 일정 시간 동안 냉각된다.
5. 공정 챔버 내부가 대기 상태가 될 때까지 가스 충전 밸브를 연 후, 웨이퍼를 공정 챔버 밖으로 이송한다.
현재의 냉각 과정은 웨이퍼의 실시간 온도를 모니터링할 수 없으며, 웨이퍼의 온도 강하 속도도 획득할 수 없다. 또한 웨이퍼 온도 강하 속도를 제어하지도 못한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 공정 챔버 기압이 진공에서 대기압까지 웨이퍼(예를 들어 실리콘 웨이퍼)의 온도 강하 속도가 점점 빨라지며, 온도 강하 속도는 ~1℃/s에서 ~10℃/s까지 높아질 수 있다. 챔퍼 내 기압이 상승할 수록 웨이퍼의 열이 냉각판에 더 쉽게 전달되기 때문에, 웨이퍼 온도 강하가 더욱 빨라진다. 공정 과정에서 웨이퍼 온도 강하 속도가 매우 빠르면(~10℃/s) 입자 테스트가 심각하게 기준을 초과할 수 있다(10nm 직경의 입자가 100개보다 많으면 불규칙 무작위 분포가 나타남). 공정 챔버 내의 기압을 100Torr로 제어하면, 온도 강하 속도가 느려지고 후속 입자 테스트가 적합해진다(10nm 직경의 입자가 10개 미만).
온도 강하 속도가 너무 빠르면 입자가 발생하는 문제와 같이 증착 박막의 성질이 변할 수 있음을 알 수 있다. 온도 강하 속도는 너무 느려서도 안 된다. 너무 느리면 기계의 생산능력이 저하될 수 있다. 따라서 웨이퍼의 온도 변화 속도에 대한 제어는 매우 중요하다.
본 발명에서 제공하는 온도 변화 속도 제어 장치, 방법 및 반도체 공정 디바이스는 웨이퍼의 온도 변화 속도를 모니터링하고 제어할 수 있다. 나아가 웨이퍼 온도 강하 속도가 너무 빨라 발생하는 입자 오염 문제를 효과적으로 감소시켜 기계의 생산능력이 향상된다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 첨부 도면에서 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하였으나, 다양한 형태로 본 발명을 구현할 수 있으며 본원에 설명된 실시예로 제한되지 않음에 유의한다. 반대로 이러한 실시예는 본 발명을 보다 명확하고 완전하게 설명하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범위가 충분히 전달될 수 있도록 제공하는 것이다.
[실시예 1]
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 변화 속도 제어 장치의 구조도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 반도체 공정 디바이스의 공정 챔버에 적용되는 온도 변화 속도 제어 장치를 제공한다. 상기 장치에는 온도 모니터링 유닛, 상기 온도 모니터링 유닛에 연결된 컨트롤러(110), 컨트롤러(110)에 모두 연결된 가스 충전 메커니즘 및 가스 펌핑 메커니즘이 포함된다.
온도 모니터링 유닛은 공정 챔버(101) 내에 위치하는 웨이퍼의 온도를 실시간 획득하는 데 사용된다. 일부 선택적 실시예에 있어서, 상기 온도 모니터링 유닛은 공정 챔버(101) 외부에 설치된 비접촉식 온도 측정 요소를 포함한다. 상기 비접촉식 온도 측정 요소는 공정 챔버(101)의 꼭대기벽 상의 유전체 윈도우(105)(예를 들어 투명한 석영 유전체 윈도우)에 대응하는 위치 지점에 위치한다. 또한 컨트롤러(110)와 전기적으로 연결되어, 유전체 윈도우(105)를 통해 공정 챔버(101) 내 웨이퍼의 온도를 획득하여 컨트롤러(110)로 전송하는 데 사용된다. 예를 들어, 비접촉식 온도 측정 요소는 공정 챔버(101) 외부에 설치된 온도 검출기(109) 및 온도 검출 프로브(108)를 포함한다. 온도 검출기(109)는 컨트롤러(110)와 전기적으로 연결된다. 온도 검출 프로브(108)는 온도 검출기(109)와 전기적으로 연결된다. 온도 검출 프로브(108)는 공정 챔버(101)의 꼭대기벽 상에 위치한 유전체 윈도우(105)를 통해 공정 챔버(101) 내에 위치한 웨이퍼의 온도를 획득하는 데 사용된다. 온도 검출기(109)는 온도 검출 프로브(108)에 의해 획득된 온도에 따라 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도를 계산하는 데 사용된다.
다른 실시예에 있어서, 온도 모니터링 유닛은 다른 유형의 온도 측정 센서를 채택해 구현할 수도 있으며, 온도 검출 프로브(108)는 공정 챔버 내부에 설치될 수도 있다. 본 발명이 속한 기술 분야의 당업자는 실제 상황에 따라 선택할 수 있다.
컨트롤러(110)는 온도 모니터링 유닛에 의해 획득된 온도에 따라 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도를 계산하는 데 사용된다. 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위를 벗어나면, 가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고/하거나 가스 펌핑 메커니즘에 제2 제어 신호를 전송하여, 온도 변화 속도를 온도 변화 속도 범위 내로 제어한다.
가스 충전 메커니즘은 공정 챔버(101)와 연통된다. 이는 수신한 제1 제어 신호에 따라 공정 챔버(101) 내로 웨이퍼(104)와 반응하지 않는 가스를 주입하여, 공정 챔버(101)의 기압을 조정함으로써 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도를 제어하는 데 사용된다. 웨이퍼(104)와 반응하지 않는 가스는 예를 들어 아르곤, 질소 가스 등의 불활성 가스이다.
일부 선택적 실시예에 있어서, 가스 충전 메커니즘은 공정 챔버(101)와 연통되는 가스 충전 관로를 포함한다. 가스 충전 관로 상에는 가스 충전 밸브(106)가 설치된다. 가스 충전 밸브(106)는 컨트롤러(110)에 전기적으로 연결된다. 컨트롤러(110)는 가스 충전 밸브(106)에 상기 제1 제어 신호를 전송하는 데 사용된다. 가스 충전 밸브(106)는 제1 제어 신호에 따라 온 또는 오프하여 가스 충전 관로를 연통 또는 차단하는 데 사용된다.
가스 펌핑 메커니즘은 공정 챔버(101)와 연통된다. 이는 수신한 제2 제어 신호에 따라 공정 챔버(101)에 대해 가스를 펌핑하여, 공정 챔버(101)의 기압을 조정함으로써 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도를 제어하는 데 사용된다.
일부 선택적 실시예에 있어서, 가스 펌핑 메커니즘은 공정 챔버(101)와 연통되는 가스 펌핑 관로를 포함한다. 가스 펌핑 관로 상에는 배기 밸브(107)가 설치된다. 상기 배기 밸브(107)는 컨트롤러(110)에 전기적으로 연결된다. 컨트롤러(110)는 배기 밸브(107)에 제2 제어 신호를 전송하는 데 사용된다. 배기 밸브(107)는 제2 제어 신호에 따라 온 또는 오프하여 가스 펌핑 관로를 연통 또는 차단하는 데 사용된다.
본 실시예 중의 컨트롤러(110)는 PLC 또는 PC 등 마이크로프로세서일 수 있다. 웨이퍼의 온도 변화 속도의 계산은 온도 검출기(109)에서 완료하거나 컨트롤러(110)에서 완료할 수 있다. 컨트롤러(110)는 가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고/하거나 가스 펌핑 메커니즘에 제2 제어 신호를 전송한다. 가스 충전 메커니즘은 수신한 제1 제어 신호에 따라 공정 챔버 내에 웨이퍼와 반응하지 않는 가스를 주입할 수 있다. 가스 펌핑 메커니즘은 수신한 제2 제어 신호에 따라 공정 챔버에 대해 가스 펌핑을 수행할 수 있다. 이를 통해 공정 챔버(101) 내의 기압을 조정하여, 웨이퍼와 열원 또는 냉원 사이의 열 전도를 간접적으로 조정한다. 따라서 상기 온도 변화 속도가 온도 변화 속도 범위 내에 위치할 때까지 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어한다. 나아가 웨이퍼 온도 변화 속도를 정확하게 제어하고, 공정 챔버(101)의 온도 조절 효율을 효과적으로 향상시킨다. 동시에 종래 기술에서 웨이퍼 냉각 속도가 너무 빨라 발생하는 입자 오염 문제를 방지할 수도 있다.
[실시예 2]
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 디바이스의 구조도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 공정 챔버(101) 및 실시예 1의 온도 변화 속도 제어 장치를 포함하는 반도체 공정 디바이스를 제공한다.
일부 선택적 실시예에 있어서, 공정 챔버(101) 내에는 브라켓(103) 및 냉각판(102)이 설치된다. 브라켓(103)은 웨이퍼(104)를 냉각판(102)의 상방에 지지하고, 웨이퍼(104)와 냉각판(102) 사이에 갭을 구비하도록 만드는 데 사용된다. 공정 챔버(101)에는 유전체 윈도우(105)가 설치된다. 온도 검출 프로브(108)는 유전체 윈도우(105)와 대응하는 위치에 설치되어, 유전체 윈도우(105)를 통해 공정 챔버(101) 내에 위치하는 웨이퍼(104)의 온도를 획득한다.
구체적인 실시 과정에서, 웨이퍼(104)에 대해 냉각 처리를 수행해야 할 때, 냉각판(102) 내에 냉각액을 주입할 수 있다. 냉각액의 순환을 통해 웨이퍼(104)의 열을 간접적으로 가져간다. 공정 챔버(101) 내에 웨이퍼(104)와 반응하지 않는 가스, 예를 들어 아르곤 등과 같은 불활성 가스를 충전한다. 따라서 웨이퍼(104)(예를 들어 실리콘 웨이퍼)는 주로 불활성 가스와 냉각판(102) 사이의 열 전도를 통해 온도 강하 및 냉각을 수행한다. 또한 공정 챔버(101) 내 불활성 가스의 압력이 클수록, 불활성 가스와 냉각판(102) 사이의 열 전도가 빨라져, 실리콘 웨이퍼의 온도 강하 속도가 높아지며, 반대의 경우 낮아진다. 따라서 온도 변화 속도 제어 장치를 통해 공정 챔버(101) 내의 기압 조정을 구현함으로써, 웨이퍼(104)와 냉각판(102) 사이의 열 전도를 간접적으로 조절할 수 있다. 따라서 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도를 소정의 온도 변화 속도 범위 내로 제어할 수 있다. 나아가 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도에 대한 정확한 제어를 구현하고, 웨이퍼(104) 냉각이 너무 빨라 발생하는 입자 오염 문제를 방지한다.
다른 실시예에 있어서, 본 발명의 온도 변화 속도 제어 장치는 다른 유형의 공정 챔버(101)의 가열 고정에 적용할 수도 있다. 예를 들어, 베이스 또는 챔버벽을 가열함으로써 공정 챔버(101) 내의 웨이퍼(104)를 가열한다. 온도 변화 속도 제어 장치를 통해 공정 챔버(101) 내의 기압 조정을 구현함으로써, 웨이퍼(104)의 온도 상승 속도가 소정의 온도 상승 속도 범위 내에 위치할 때까지, 웨이퍼(104)와 열원 사이의 열 전도를 간접적으로 조정한다. 이를 통해 웨이퍼(104) 온도 상승 속도에 대한 정확한 제어를 구현한다.
[실시예 3]
도 4는 본 발명의 실리콘 웨이퍼 온도 강하 속도 제어 방법의 단계도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 반도체 공정 디바이스의 공정 챔버에 적용되는 온도 변화 속도 제어 방법을 제공한다. 상기 온도 변화 속도 제어 방법은 상기 실시예 1의 온도 변화 속도 제어 장치를 채택하며, 하기 단계를 포함한다.
단계 S101: 공정 챔버(101) 내에 위치하는 웨이퍼(104)의 온도를 실시간 획득하고, 온도에 따라 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도를 계산한다.
본 단계에서, 온도 검출 프로브(108)와 온도 검출기(109)를 통해 단위 시간 내 웨이퍼 상의 소정 위치의 온도를 수집한다. 컨트롤러(110)는 온도 검출기(109)에 의해 획득된 온도에 따라 웨이퍼 온도의 초당 변화값을 계산하여, 웨이퍼의 온도 변화 속도를 결정한다. 여기에서 소정 위치는 웨이퍼 상에서 적어도 하나의 소정 온도 검출점 또는 소정 온도 검출 영역일 수 있다. 소정 온도 검출점이 하나의 온도 검출점만 있는 경우, 하나의 온도 검출점의 온도 변화만 모니터링하면 웨이퍼의 온도 변화 속도를 결정할 수 있다. 소정 위치가 복수의 소정 온도 검출점 또는 소정 온도 검출 영역인 경우, 온도 강하 속도는 복수의 소정 온도 검출점 또는 소정 온도 검출 영역 내 평균 온도의 초당 변화값이다. 정확한 온도 변화 속도를 획득하도록 보장하기 위해, 바람직하게는 복수의 온도 검출점의 평균 온도 변화값을 모니터링하여 전체 웨이퍼의 온도 변화 속도로 사용한다.
단계 S102: 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도가 설정된 온도 변화 속도 범위 내에 있는지 판단한다. 웨이퍼의 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위 내에 있지 않으면, 가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고/하거나 가스 펌핑 메커니즘에 제2 제어 신호를 전송하여 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어한다.
여기에서 가스 충전 메커니즘은 수신한 제1 제어 신호에 따라 공정 챔버(101) 내에 웨이퍼(104)와 반응하지 않는 가스를 주입하여, 공정 챔버(101)의 기압을 조정함으로써 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도를 제어한다. 가스 펌핑 메커니즘은 수신한 제2 제어 신호에 따라 공정 챔버(101)에 대해 가스 펌핑을 수행하여, 공정 챔버(101)의 기압을 조정함으로써 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도를 제어한다.
그 후 상기 단계 S101로 돌아간다.
웨이퍼(104)의 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위 내에 있으면, 상기 단계 S101로 돌아간다.
일부 선택적 실시예에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 온도 변화 속도 제어 방법은 하기 단계를 포함한다.
단계 S201: 공정 챔버(101) 내에 위치하는 웨이퍼(104)의 온도를 실시간 획득하고, 온도에 따라 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도를 계산한다.
단계 S202: 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도가 온도 변화 속도 범위보다 큰지, 온도 변화 속도 범위보다 작은지 판단한다.
웨이퍼(104)의 온도 변화 속도가 상기 온도 변화 속도 범위보다 크면, 단계 S203을 수행한다. 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도가 온도 변화 속도 범위보다 작으면, 단계 S204를 수행한다. 온도 변화 속도 범위 내에 있으면, 단계 S201로 돌아간다.
단계 S203: 가스 펌핑 메커니즘에 제2 제어 신호를 전송하고, 가스 펌핑 메커니즘으로 하여금 수신한 제2 제어 신호에 따라 공정 챔버(101)에 대해 가스 펌핑을 수행하여, 공정 챔버(101) 내의 기압을 감소시킨다. 그 후 단계 S205를 수행한다.
단계 S204: 가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고, 가스 충전 메커니즘으로 하여금 수신한 제1 제어 신호에 따라 공정 챔버(101) 내에 웨이퍼(104)와 반응하지 않는 가스를 주입하여, 공정 챔버(101) 내의 기압을 증가시킨다. 그 후 단계 S205를 수행한다.
단계 S205: 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도가 온도 변화 속도 범위보다 큰지, 온도 변화 속도 범위보다 작은지, 온도 변화 속도 범위 내에 있는지 판단한다. 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도가 상기 온도 변화 속도 범위보다 크면, 단계 S203을 수행한다. 웨이퍼(104)의 온도 변화 속도가 온도 변화 속도 범위보다 작으면, 단계 S204를 수행한다. 온도 변화 속도 범위 내에 있으면 단계 S201로 돌아간다.
일부 선택적 실시예에 있어서, 온도 변화 속도 범위는 4℃/s 내지 6℃/s일 수 있으며, 바람직하게는 5℃/s이다.
도 2에 도시된 온도 변화 속도 제어 장치를 예로 들면, 가스 충전 메커니즘은 공정 챔버(101)와 연통되는 가스 충전 관로를 포함한다. 상기 가스 충전 관로 상에는 가스 충전 밸브(106)가 설치된다. 가스 충전 밸브(106)는 컨트롤러(110)에 전기적으로 연결된다. 컨트롤러(110)는 가스 충전 밸브(106)에 제1 제어 신호를 전송하는 데 사용된다. 가스 충전 밸브(106)는 상기 제1 제어 신호에 따라 온 또는 오프하여 가스 충전 관로를 연통 또는 차단하는 데 사용된다. 가스 펌핑 메커니즘은 공정 챔버(101)와 연통되는 가스 펌핑 관로를 포함한다. 가스 펌핑 관로 상에는 배기 밸브(107)가 설치된다. 상기 배기 밸브(107)는 컨트롤러(110)에 전기적으로 연결된다. 컨트롤러(110)는 배기 밸브(107)에 제2 제어 신호를 전송하는 데 사용된다. 배기 밸브(107)는 제2 제어 신호에 따라 온 또는 오프하여 가스 펌핑 관로를 연통 또는 차단하는 데 사용된다.
이 경우, 가스 펌핑 메커니즘에 제2 제어 신호를 전송하고, 가스 펌핑 메커니즘으로 하여금 수신한 제2 제어 신호에 따라 공정 챔버에 대해 가스 펌핑을 수행하는 상기 단계는, 구체적으로 하기 단계를 포함한다.
배기 밸브(107)가 제1 소정 시간 동안 온 된 후 오프되도록 제어한다.
일부 선택적 실시예에 있어서, 상기 제1 소정 시간은 0.2s 내지 1s이며, 바람직하게는 0.5s이다.
가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고, 가스 충전 메커니즘으로 하여금 수신한 제1 제어 신호에 따라 공정 챔버 내에 웨이퍼와 반응하지 않는 가스를 주입하는 상기 단계는, 구체적으로 하기 단계를 포함한다.
가스 충전 밸브(106)가 제2 소정 시간 동안 가스를 충전하도록 온 된 후 오프되도록 제어한다.
일부 선택적 실시예에 있어서, 상기 제2 소정 시간은 0.2s 내지 1s이며, 바람직하게는 0.5s이다.
구체적인 실시 과정에서, 실리콘 웨이퍼의 실제 온도에 따라 챔버 내 불활성 가스의 기압을 실시간 조정하여 필요한 온도 강하 속도를 획득할 수 있다. 따라서 입자 성능 등과 같은 공정 결과에 적합하도록 보장할 수 있을 뿐만 아니라, 기계 생산능력에 대한 영향도 최소화할 수 있다. 또한 공정 챔버(101)에 대한 실리콘 웨이퍼의 점용을 줄이고, 효율을 제고할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 본 발명의 온도 변화 속도 제어 장치가 다른 유형의 공정 챔버의 가열 공정에 적용될 때, 본 발명의 온도 변화 속도 제어 방법을 채택한다. 온도 변화 속도 제어 장치를 통해 공정 챔버에 대한 기압 조정을 구현함으로써, 웨이퍼의 온도 상승 속도가 소정의 온도 상승 속도 범위 내에 위치할 때까지, 웨이퍼와 열원 사이의 열 전도를 간접적으로 조정한다. 이를 통해 웨이퍼 온도 상승 속도에 대한 정확한 제어를 구현한다.
상기 내용을 요약하면, 본 발명에서 제공하는 온도 변화 속도 제어 장치, 방법 및 반도체 공정 디바이스의 기술적 해결책에 있어서, 온도 모니터링 유닛을 통해 공정 챔버 내에 위치한 웨이퍼의 온도를 실시간 획득하고, 컨트롤러를 통해 웨이퍼의 온도 변화 속도를 계산한다. 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위를 벗어나면, 가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고/하거나 가스 펌핑 메커니즘에 제2 제어 신호를 전송한다. 가스 충전 메커니즘은 수신한 제1 제어 신호에 따라 공정 챔버 내에 웨이퍼와 반응하지 않는 가스를 주입할 수 있다. 가스 펌핑 메커니즘은 수신한 제2 제어 신호에 따라 공정 챔버에 대해 가스 펌핑을 수행할 수 있다. 이를 통해 공정 챔버 내의 기압 조정을 구현하여, 웨이퍼와 열원 또는 냉원 사이의 열 전도를 간접적으로 조정한다. 따라서 상기 온도 변화 속도가 온도 변화 속도 범위 내에 위치할 때까지 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어한다. 나아가 웨이퍼 온도 변화 속도에 대한 정확한 제어를 구현하고, 공정 챔버의 온도 조절 효율을 효과적으로 향상시킨다. 동시에 종래 기술에서 웨이퍼 냉각이 너무 빨라 입자가 오염되는 문제도 해결할 수 있다.
상기에서 본 발명의 다양한 실시예를 설명하였으며, 전술한 설명은 예시적인 것으로 한정적인 것이 아니며 개시된 각 실시예를 제한하지 않는다. 본 기술 분야의 당업자는 설명된 각 실시예의 범위 및 사상을 벗어나지 않으면서 많은 수정 및 변형을 수행할 수 있음을 이해할 수 있다.

Claims (10)

  1. 반도체 공정 디바이스의 공정 챔버에 적용되는 온도 변화 속도 제어 장치에 있어서,
    온도 모니터링 유닛, 상기 온도 모니터링 유닛에 연결된 컨트롤러, 상기 컨트롤러에 연결된 가스 충전 메커니즘 및 가스 펌핑 메커니즘을 포함하고,
    상기 온도 모니터링 유닛은 상기 공정 챔버 내에 위치하는 웨이퍼의 온도를 실시간 획득하는 데 사용되고,
    상기 컨트롤러는 상기 온도 모니터링 유닛에 의해 획득된 온도에 따라 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도를 계산하는 데 사용되고, 상기 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위를 벗어나면, 상기 가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고/하거나 상기 가스 펌핑 메커니즘에 제2 제어 신호를 전송하여, 상기 온도 변화 속도를 상기 온도 변화 속도 범위 내로 제어하고,
    상기 가스 충전 메커니즘은 상기 공정 챔버와 연통되고, 수신한 상기 제1 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버 내에 상기 웨이퍼와 반응하지 않는 가스를 주입하여, 상기 공정 챔버의 기압을 조정함으로써 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어하는 데 사용되고,
    상기 가스 펌핑 메커니즘은 상기 공정 챔버와 연통되고, 수신한 상기 제2 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버에 대해 가스 펌핑을 수행하여, 상기 공정 챔버의 기압을 조정함으로써 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 온도 변화 속도 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 온도 모니터링 유닛은 상기 공정 챔버 외부에 설치된 비접촉식 온도 측정 요소를 포함하고, 상기 비접촉식 온도 측정 요소는 상기 공정 챔버의 꼭대기벽 상의 유전체 윈도우에 대응하는 위치 지점에 위치하고, 상기 유전체 윈도우를 통해 상기 공정 챔버 내의 웨이퍼의 온도를 획득하여 상기 컨트롤러로 전송하는 데에 사용되는 것을 특징으로 하는 온도 변화 속도 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스 충전 메커니즘은, 상기 공정 챔버와 연통되는 가스 충전 관로를 포함하고, 상기 가스 충전 관로 상에는 가스 충전 밸브가 설치되고, 상기 가스 충전 밸브는 상기 컨트롤러에 전기적으로 연결되고, 상기 컨트롤러는 상기 가스 충전 밸브에 상기 제1 제어 신호를 전송하는 데 사용되고, 상기 가스 충전 밸브는 상기 제1 제어 신호 온 또는 오프에 따라 상기 가스 충전 관로를 연통 또는 차단하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 온도 변화 속도 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가스 펌핑 메커니즘은, 상기 공정 챔버와 연통되는 가스 펌핑 관로를 포함하고, 상기 가스 펌핑 관로 상에는 배기 밸브가 설치되고, 상기 배기 밸브는 상기 컨트롤러에 전기적으로 연결되고, 상기 컨트롤러는 상기 배기 밸브에 상기 제2 제어 신호를 전송하는 데 사용되고, 상기 배기 밸브는 상기 제2 제어 신호 온 또는 오프에 따라 상기 가스 펌핑 관로를 연통 또는 차단하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 온도 변화 속도 제어 장치.
  5. 반도체 공정 디바이스에 있어서,
    공정 챔버 및 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 온도 변화 속도 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공정 챔버 내에는 브라켓 및 냉각판이 설치되고, 상기 브라켓은 웨이퍼를 상기 냉각판의 상방에 지지하고, 상기 웨이퍼와 상기 냉각판 사이에 갭이 구비되도록 하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 공정 챔버의 꼭대기벽 상에는 유전체 윈도우가 설치되고, 상기 온도 모니터링 유닛은 상기 공정 챔버 외부에 설치된 비접촉식 온도 측정 요소를 포함하고, 상기 비접촉식 온도 측정 요소는 상기 유전체 윈도우에 대응하는 위치 지점에 위치하며, 상기 유전체 윈도우를 통해 공정 챔버 내에 위치한 처리할 부재의 온도를 획득하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  8. 반도체 공정 디바이스의 공정 챔버에 적용되는 온도 변화 속도 제어 방법에 있어서,
    제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 온도 변화 속도 제어 장치를 채택하고, 상기 온도 변화 속도 제어 방법은,
    상기 공정 챔버 내에 위치한 웨이퍼의 온도를 실시간으로 획득하는 단계;
    상기 온도에 따라 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도를 계산하고, 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위 내에 있는지 판단하며, 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위 내에 있지 않으면, 상기 가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고/하거나 상기 가스 펌핑 메커니즘에 제2 제어 신호를 전송하여 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어하는 단계 - 상기 가스 충전 메커니즘은 수신한 상기 제1 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버 내에 상기 웨이퍼와 반응하지 않는 가스를 주입하여, 상기 공정 챔버의 기압을 조정함으로써 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어하고, 상기 가스 펌핑 메커니즘은 수신한 상기 제2 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버에 대해 가스 펌핑을 수행하여, 상기 공정 챔버의 기압을 조정함으로써 상기 웨이퍼의 온도 변화 속도를 제어함 - ;
    그 후 상기 공정 챔버 내에 위치한 웨이퍼의 온도를 실시간으로 획득하는 단계로 돌아가는 단계; 및
    상기 웨이퍼의 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위 내에 있으면, 상기 공정 챔버 내에 위치한 웨이퍼의 온도를 실시간으로 획득하는 상기 단계로 돌아가는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 변화 속도 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 온도 변화 속도가 설정한 온도 변화 속도 범위 내에 있지 않으면, 상기 가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고/하거나 상기 가스 펌핑 메커니즘에 제2 제어 신호를 전송하는 상기 단계는 구체적으로,
    상기 웨이퍼의 온도 변화 속도가 상기 온도 변화 속도 범위보다 큰지, 상기 온도 변화 속도 범위보다 작은지 판단하는 단계;
    상기 웨이퍼의 온도 변화 속도가 상기 온도 변화 속도 범위보다 크면, 상기 가스 펌핑 메커니즘에 상기 제2 제어 신호를 전송하고, 상기 가스 펌핑 메커니즘으로 하여금 수신한 상기 제2 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버에 대해 가스 펌핑을 수행하여, 상기 공정 챔버 내의 기압을 감소시킨 후, 상기 공정 챔버 내에 위치한 웨이퍼의 온도를 실시간 획득하는 단계로 돌아가는 단계; 및
    상기 웨이퍼의 온도 변화 속도가 상기 온도 변화 속도 범위보다 작으면, 상기 가스 충전 메커니즘에 상기 제1 제어 신호를 전송하고, 상기 가스 충전 메커니즘으로 하여금 수신한 상기 제1 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버에 상기 웨이퍼와 반응하지 않는 가스를 주입하여, 상기 공정 챔버 내의 기압을 증가시킨 후, 상기 공정 챔버 내에 위치한 웨이퍼의 온도를 실시간 획득하는 단계로 돌아가는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 변화 속도 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가스 충전 메커니즘은, 상기 공정 챔버와 연통되는 가스 충전 관로를 포함하고, 상기 가스 충전 관로 상에는 가스 충전 밸브가 설치되고, 상기 가스 충전 밸브는 상기 컨트롤러에 전기적으로 연결되고, 상기 컨트롤러는 상기 가스 충전 밸브에 상기 제1 제어 신호를 전송하는 데 사용되고, 상기 가스 충전 밸브는 상기 제1 제어 신호에 따라 온 또는 오프하여 상기 가스 충전 관로를 연통 또는 차단하는 데 사용되고, 상기 가스 펌핑 메커니즘은, 상기 공정 챔버와 연통되는 가스 펌핑 관로를 포함하고, 상기 가스 펌핑 관로 상에는 배기 밸브가 설치되고, 상기 배기 밸브는 상기 컨트롤러에 전기적으로 연결되고, 상기 컨트롤러는 상기 배기 밸브에 상기 제2 제어 신호를 전송하는 데 사용되고, 상기 배기 밸브는 상기 제2 제어 신호에 따라 온 또는 오프하여 상기 가스 펌핑 관로를 연통 또는 차단하는 데 사용되고,
    상기 가스 펌핑 메커니즘에 상기 제2 제어 신호를 전송하고, 상기 가스 펌핑 메커니즘으로 하여금 수신한 상기 제2 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버에 대해 가스 펌핑을 수행하는 상기 단계는 구체적으로,
    상기 배기 밸브가 제1 소정 시간 동안 온 된 후 오프되도록 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 가스 충전 메커니즘에 제1 제어 신호를 전송하고, 상기 가스 충전 메커니즘으로 하여금 수신한 상기 제1 제어 신호에 따라 상기 공정 챔버 내에 상기 웨이퍼와 반응하지 않는 가스를 주입하는 상기 단계는 구체적으로,
    상기 가스 충전 밸브가 제2 소정 시간 동안 가스를 충전하도록 온 된 후 오프되도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 변화 속도 제어 방법.
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