KR20020000599A - 실시간으로 공정변수를 검증하는 반도체 제조 시스템 및그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동화된 반도체 제조 시스템(Semiconductor manufacturing system) 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 제조 공정의 결과값이 제조 공정에 적용되는 공정값(Specifications)의 일정한 범위를 벗어나는 이벤트 (Event)가 발생하는 경우 이를 실시간으로 모니터링하는 공정 관리자가 해당 제조 장치를 조치할 수 있도록 검증수단(LMIS)을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간으로 공정변수를 검증하는 반도체 제조 시스템 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 이를 통하여 제조 공정의 불량을 방지할 수 있고 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

실시간으로 공정변수를 검증하는 반도체 제조 시스템 및 그 제조 방법 { Semiconductor manufacturing system verifying parameters in realtime and manufacturing method thereof }
본 발명은 자동화된 반도체 제조 시스템(Semiconductor manufacturing system) 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 제조 공정의 결과값이 제조 공정에 적용되는 공정값(Specifications)의 일정한 범위를 벗어나는 이벤트 (Event ; 또는 Error)가 발생하는 경우 이를 실시간으로 모니터링하는 공정 관리자가 조치함으로써 제조 공정의 불량을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 실시간으로 공정변수를 검증하는 반도체 제조 시스템 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정(Fabrication)은 실리콘(Silicon) 재질의 웨이퍼(Wafer)를 가공하여 반도체 칩과 같은 반도체 소자(Semiconductor device)를 제조하는 것으로, 확산(Diffusion), 사진(Photo), 식각(Etch), 박막(Thin film) 등의 제조 공정들이 반복되어 수행된다.
이들 각 제조 공정은 대응하는 제조 장치 - 예를 들어, 확산로(Furnace), 스테퍼(Stepper), 현상기(Developer), 식각장치(Etcher), 스퍼터링(Sputtering)장치, 이온주입(Ion Implantation)장치 등 - 에 의해 수행되고 각 제조 장치들은 공정별로 다수의 제조 장치들이 시스템으로 연결되어 운용되는 것이 일반적이다.
이를테면, 다수의 확산로가 단일의 중앙 컴퓨터로 연결되어 공정이 진행됨으로써 개개의 확산로에 대한 제어가 중앙 컴퓨터를 통해 수행될 수 있으며, 이를 통하여 작업자(공정 관리자)의 작업량이 효율적으로 적용되어 다수의 웨이퍼 위로 확산 공정이 진행되는 등 반도체 제조 공정의 양산화를 도모할 수 있는 것이다.
도 1에는 종래의 반도체 제조 시스템(100)의 일 예가 블록도로 도시되어 있으며, 도 2에는 이를 이용한 제조 방법이 순서도로 도시되어 있다. 도 1 및 도 2를 참고로 하여 종래의 반도체 제조 시스템(100) 및 그 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
각 공정에 대응되어 제조 공정이 수행되는 다수의 제조 장치들(40a, 40b, …, 40n)이 단일의 중앙 컴퓨터(10)에 연결되어 있으며, 중앙 컴퓨터(10)는 제조 공정에 적용되는 공정변수들에 관한 공정값 데이터베이스(DB)가 포함된 저장매체 (20 ; Storing device)에 연결되어 있다.
또한 각 제조 장치는 중앙 컴퓨터(10)와의 사이에 장치 컴퓨터가 개재되어 연결되며, 각 장치 컴퓨터(30)는 중앙 컴퓨터(10)의 제어를 받아 일대일로 대응되는 제조 장치(40)의 작동을 조절한다.
중앙 컴퓨터(10)와 개개의 제조 장치들(40a, 40b, …, 40n)은 각각 제조 장치(40)의 공정을 조절할 수 있는 장치 컴퓨터들(30a, 30b, …, 30n)을 통해 연결되며, 이때 중앙 컴퓨터(10)와 각 장치 컴퓨터들(30a, 30b, …, 30n) 사이의 연결은 컴퓨터 사이의 일반적인 데이터 통신 프로토콜(50)인 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)가 이용되며, 각 장치 컴퓨터들(30a, 30b, …, 30n)과 그에 대응되는 제조 장치들(40a, 40b, …, 40n) 사이의 연결은 반도체 설비의 표준 프로토콜을 이용할 수 있다.
반도체 설비의 표준 프로토콜은 국제 반도체 설비 & 자재 협회(SEMI ; Semiconductor Equipment and Materials International institute)에서 만든 SECS (SEMI Equipment Comunication Standard)와 GEM(General Equipment Model) 등이 일반적으로 사용된다.
여기서, 중앙 컴퓨터는 공정자동화 시스템 프로그램(MES ; Manufacturing Execution System)과 같은 제어 프로그램이 수록되어 실행되고, 각 장치 컴퓨터는 장치 조절 프로그램(EC ; Equipment controller)과 같은 조절 프로그램이 수록되어 실행된다. 또한, 도 2를 참고로 하여 종래의 제조 방법의 특징을 설명하면 다음과 같다.
종래의 반도체 제조 공정은 데이터베이스 내에 저장된 공정값이 중앙 컴퓨터를 통해 각 장치 컴퓨터로 전송되는 단계(80)와, 공정값을 이용하여 제조 장치가 초기화되는 단계(82)와, 각 제조 장치에서 제조 공정이 수행되는 단계(84)와 제조 공정이 종료된 후 기록된 공정 내역을 작업자가 확인하는 단계(86) 및 공정 내역을 토대로 작업자가 필요에 따라 해당 제조 장치를 조치하는 단계(88)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때 공정 내역이라 함은 각 제조 장치가 작동되어 공정이 진행된 상태가 기록된 것이며, 여기에는 제조 공정상의 이벤트(Event 또는 Error)가 포함될 수 있다. 즉, 제조 공정 상태에 관한 기록에 더하여 공정변수의 공정값과 제조 공정의 결과값을 비교하여 결과값이 공정값의 범위를 벗어난 경우 발생하는 이벤트가 기록될 수 있다.
이처럼, 종래의 반도체 제조 시스템에서 이벤트가 발생하는 경우에는 이벤트 발생 사실이 기록되고, 모든 제조 공정이 종료된 후에 작업자가 이를 확인하여 필요에 따라 해당 제조 장치를 교정하는 등의 조치를 취하여야 한다. 따라서,공정에 영향을 미칠 수 있는 공정변수의 이상유무(이벤트 발생)를 즉시 알 수 없기 때문에만일 공정 중에 이벤트가 발생하는 경우에도 이를 공정이 종료된 후에 조치해야 하는 어려움이 있다. 또한, 공정 결과에 따라 제조되는 제품의 불량율이 증가되는 요인이 될 수 있다.
본 발명의 목적은 제조 공정 중 임의의 제조 장치에서 발생되는 이벤트를 실시간으로 모니터링할 수 있는 반도체 제조 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제조 공정 중 임의의 제조 장치에서 발생되는 이벤트를 실시간으로 모니터링을 하여 해당 제조 장치에 조치를 취할 수 있는 반도체 제조 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 반도체 제조 시스템을 도시한 블록도,
도 2는 종래의 시스템을 이용한 반도체 제조 방법을 도시한 순서도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 시스템을 도시한 블록도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조 방법을 도시한 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10, 110 : 중앙 컴퓨터(MES) 20, 120 : 저장매체
30, 130 : 장치 컴퓨터(EC) 40, 140 : 제조 장치
50, 150 : 프로토콜
100, 200 : 반도체 제조 시스템
160 : 검증수단 170 : 관리용 컴퓨터
이러한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 제조 공정이 수행되는 적어도 하나의 제조 장치와; 각 제조 장치에 일대일 연결되어 있으며, 제조 장치를 조절하는 조절 프로그램이 수록되어 실행되는 장치 컴퓨터와; 장치 컴퓨터들 모두에 연결되어 있으며, 장치 컴퓨터들의 동작을 제어하는 제어 프로그램이 수록되어 실행되는 중앙 컴퓨터; 및 중앙 컴퓨터의 제어 프로그램과 연결되어 있으며, 제어 공정에 적용되는 공정변수들에 대한 일정한 범위의 공정값들이 저장된 공정값 데이터베이스가 포함된 저장매체;를 포함하는 반도체 제조 시스템에 있어서, 제조 장치에서 제조 공정의 결과값이 공정값의 범위를 벗어나는 이벤트가 발생하는 경우 이벤트를 전송받아 관리자에게 실시간으로 모니터링하는 통지모듈과 이벤트를 저장매체 내에 저장하는 기록모듈로 구성되는 검증수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간으로 공정변수를 검증하는 반도체 제조 시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 위와 같은 반도체 제조 시스템을 이용하고, (a) 공정값들이 제어 프로그램에 의해 판독되어 조절 프로그램으로 전송되는 단계와; (b) 공정값들을 이용하여 조절 프로그램에 의해 제조 장치들이 초기화된 후 제조 공정이 수행되는 단계와; (c) 제조 공정이 수행되는 중 제조 공정의 결과값이 공정값의 범위를 벗어나는 이벤트가 발생하는 경우 조절 프로그램에 의해 검증수단으로 이벤트가 전송되는 단계와; (d) 전송된 이벤트가 검증수단에 의해 공정 관리자에게 실시간으로 모니터링되고, 동시에 저장매체 내에 저장되어 기록되는 단계; 및 (e) 이벤트를 통보받은 공정 관리자에 의해 해당 제조 장치가 조치되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간으로 공정변수를 검증하는 반도체 제조 방법을 제공한다.
이하 첨부도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 시스템(200)의 일 예가 블록도로 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명의 다른 실시예에 따라 시스템(200)을 이용한 반도체 제조 방법이 순서도로 도시되어 있다. 도 3 및 도 4를 참고로 하여 본 발명에 따른 반도체 제조 시스템(200) 및 그 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
각 공정에 대응되어 제조 공정이 수행되는 다수의 제조 장치들(140a, 140b, …, 140n)이 단일의 중앙 컴퓨터(110)에 연결되어 있으며, 중앙 컴퓨터(110)는 제조 공정에 적용되는 공정변수들에 관한 공정값 데이터베이스(DB)가 포함된 저장매체 (120 ; Storing device)에 연결되어 있다.
또한 각 제조 장치는 중앙 컴퓨터(110)와의 사이에 장치 컴퓨터(130)가 개재되어 연결되며, 각 장치 컴퓨터(130)는 중앙 컴퓨터(110)의 제어를 받아 일대일로 대응되는 제조 장치(140)의 작동을 조절한다.
중앙 컴퓨터(110)와 개개의 제조 장치들(140a, 140b, …, 140n)은 각각 제조 장치(140)의 공정을 조절할 수 있는 장치 컴퓨터들(130a, 130b, …, 130n)을 통해 연결되며, 이때 중앙 컴퓨터(110)와 각 장치 컴퓨터들(130) 사이의 연결은 컴퓨터간의 일반적인 데이터 통신 프로토콜(150)인 TCP/IP가 이용될 수 있고, 각 장치 컴퓨터들(130)과 그에 대응되는 제조 장치들(140) 사이는 반도체 설비의 표준 프로토콜인 SECS 또는 GEM을 이용할 수 있다.
여기서, 중앙 컴퓨터는 공정자동화 시스템 프로그램(MES ; Manufacturing Execution System)과 같은 제어 프로그램이 수록되어 실행되고, 각 장치 컴퓨터는 장치 조절 프로그램(EC ; Equipment controller)과 같은 조절 프로그램이 수록되어 실행된다.
이에 더하여, 본 발명에 따른 반도체 제조 시스템(200)은 제조 공정의 결과값이 공정값의 범위를 벗어나는 이벤트(Event 또는 Error)가 발생하는 경우 이벤트를 전송받아 관리자에게 실시간으로 모니터링하는 통지모듈(도시되지 않음)과 이벤트를 저장매체 내에 저장하는 기록모듈(도시되지 않음)로 구성되는 검증수단(160 ; LMIS ; Limits Monitoring & Interlock System)을 더 포함한다.
검증수단은 중앙 컴퓨터의 제어 프로그램에 연결되는 다른 검증 프로그램 또는 제어 프로그램 내에 구현된 검증 프로그램으로 구성될 수 있으며, 각 제조 장치에 연결된 내부 잠금수단(Interlock)을 포함함으로써 이벤트가 발생하는 경우 필요에 따라 해당 제조 장치를 일시 정지시키는 등의 기능을 구현할 수 있다.
또한, 검증수단은 공정 관리자의 관리용 컴퓨터(170 ; Client)에 연결되어 있으며, 이를 통하여 이벤트가 발생하는 즉시 공정 관리자에게 이벤트 발생 사실을 통보할 수 있다.
도 4를 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조 방법의 특징을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 반도체 제조 공정은 데이터베이스 내에 저장된 공정값이 중앙 컴퓨터를 통해 각 장치 컴퓨터로 전송되는 단계(180)와, 공정값을 이용하여 각 제조 장치가 초기화되는 단계(182)와, 각 제조 장치에서 제조 공정이 수행되는 단계(184) 및 공정이 종료되는 단계(186)를 포함한다.
또한 종래의 방법에서 공정이 종료된 후 기록된 내용을 토대로 하여 공정 관리자가 해당 제조 장치를 조치하는 것과는 달리, 본 발명에서는 제조 공정 중 실시간으로 이벤트 발생 여부를 모니터링하여 해당 제조 장치를 조치할 수 있다.
좀 더 상세히 설명한다면, 제조 공정(184)은 제조 공정이 수행되고(190), 제조 공정 중의 결과값과 초기의 공정값을 비교하여(191) 결과값이 공정값의 범위 내인 경우(192) 계속적으로 제조 공정(190)이 반복되며, 결과값이 공정값의 범위를 벗어나는 이벤트가 발생하는 경우(192)에는 이벤트가 중앙 컴퓨터의 제어 프로그램으로 전송되어 검증수단의 통지모듈을 통해 공정 관리자에게 모니터링되어(195) 공정 관리자가 해당 제조 장치에 대한 조치(196)를 취하는 것을 특징으로 한다. 또한, 이벤트 발생 사실은 검증수단의 기록모듈을 통해 저장매체 내에 기록(194)되어 저장된다.
즉, 제조 공정 중 이벤트가 발생하는 경우에는 종래와는 달리 제조 공정이 진행되는 도중에 실시간으로 공정 관리자가 이를 모니터링하여 이벤트가 발생된 해당 제조 장치에 대하여 조치를 취할 수 있기 때문에 공정상의 문제가 발생했을 때 신속한 조치를 취하여 제조 공정의 불량율을 줄일 수 있고, 결국 제조 공정의 생산성을 향상시키는 등의 이점을 갖는다.
본 발명에 따른 제조 방법의 일 예를 확산로(Diffusion furnace)를 예로 들어 설명한다면 다음과 같다.
확산로 내에서 확산 공정이 진행되는 중의 작업시간(Deposition time), 온도(Temperature), 압력(Pressure) 및 가스량(Gas) 등이 확산 공정의 공정변수가 될 수 있으며, 이들 공정변수(Parameter)에 대하여 일정한 범위로 설정된 공정값 (Specification)이 확산로에 세팅(초기화)되고, 확산 공정이 진행되는 과정에서 실제 제조 공정의 결과값과 초기화된 공정값을 비교하여 결과값이 공정값의 범위를 벗어나는 경우 이벤트를 발생시킬 수 있다. 이처럼, 이벤트가 발생하는 경우 검증수단의 통지모듈을 통해 공정 관리자에게 실시간으로 모니터링되어 해당 확산로가 즉시 조치될 수 있다.
이때, 공정값의 범위를 적절하게 설정함으로써 제품의 불량율을 최소할 수 있다. 즉, 제조 공정 중 임의의 공정변수에 대한 결과값이 공정값의 범위를 벗어날 때 공정 관리자가 즉시 해당 제조 장치에 대하여 조치할 수 있도록 함으로써 제조 공정의 불량을 줄이고 생산성을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 제조 시스템 및 그 제조 방법은 제조 공정 중의 이벤트 발생시 공정 관리자가 실시간으로 이를 모니터링한 후 조치를 취할 수 있는 것을 특징으로 하며, 이에 따라 제품의 불량율을 감소시키고 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 반도체 제조 공정이 수행되는 적어도 하나의 제조 장치;
    상기 각 제조 장치에 일대일 연결되어 있으며, 상기 제조 장치를 조절하는 조절 프로그램이 수록되어 실행되는 장치 컴퓨터;
    상기 장치 컴퓨터들 모두에 연결되어 있으며, 상기 장치 컴퓨터들의 동작을 제어하는 제어 프로그램이 수록되어 실행되는 중앙 컴퓨터; 및
    상기 중앙 컴퓨터의 제어 프로그램과 연결되어 있으며, 상기 제어 공정에 적용되는 공정변수들에 대한 일정한 범위의 공정값들이 저장된 공정값 데이터베이스가 포함된 저장매체;
    를 포함하는 반도체 제조 시스템에 있어서,
    상기 제조 장치에서 상기 제조 공정의 결과값이 상기 공정값의 범위를 벗어나는 이벤트가 발생하는 경우 상기 이벤트를 전송받아 관리자에게 실시간으로 모니터링하는 통지모듈과 상기 이벤트를 상기 저장매체 내에 저장하는 기록모듈로 구성되는 검증수단;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간으로 공정변수를 검증하는 반도체 제조 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 시스템은 공정 관리자가 작업하는 관리용 컴퓨터를 더 포함하고, 상기 관리용 컴퓨터는 상기 검증수단에 연결되어 있으며,
    상기 이벤트가 발생하는 경우 상기 검증수단의 통지모듈에 의해 상기 이벤트가 상기 관리용 컴퓨터에 통보되는 것을 특징으로 하는 실시간으로 공정변수를 검증하는 반도체 제조 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 검증수단은 상기 중앙 컴퓨터의 제어 프로그램 내에 구현된 검증 프로그램인 것을 특징으로 하는 실시간으로 공정변수를 검증하는 반도체 제조 시스템.
  4. 제 1 항의 반도체 제조 시스템을 이용하여 제조 공정이 수행되는 반도체 제조 방법에 있어서,
    (a) 상기 공정값들이 상기 제어 프로그램에 의해 판독되어 상기 조절 프로그램으로 전송되는 단계;
    (b) 상기 공정값들을 이용하여 상기 조절 프로그램에 의해 상기 제조 장치들이 초기화된 후 제조 공정이 수행되는 단계;
    (c) 상기 제조 공정이 수행되는 중 제조 공정의 결과값이 상기 공정값의 범위를 벗어나는 이벤트가 발생하는 경우 상기 조절 프로그램에 의해 상기 검증수단으로 상기 이벤트가 전송되는 단계;
    (d) 상기 전송된 이벤트가 상기 검증수단에 의해 공정 관리자에게 실시간으로 모니터링되고, 동시에 상기 저장매체 내에 저장되어 기록되는 단계; 및
    (e) 상기 이벤트를 통보받은 공정 관리자에 의해 해당 제조 장치가 조치되는단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간으로 공정변수를 검증하는 반도체 제조 방법.
KR1020000035375A 2000-06-26 2000-06-26 실시간으로 공정변수를 검증하는 반도체 제조 시스템 및그 제조 방법 KR20020000599A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7689876B2 (en) 2006-06-30 2010-03-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Real-time optimized testing of semiconductor device
KR101538480B1 (ko) * 2014-01-08 2015-07-22 주식회사 비스텔 반도체 공정에서의 공정 장비에 대한 실시간 이상 감지 방법

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