KR20060077561A - 반도체 제조설비의 제어 방법 - Google Patents

반도체 제조설비의 제어 방법 Download PDF

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KR20060077561A KR1020040116461A KR20040116461A KR20060077561A KR 20060077561 A KR20060077561 A KR 20060077561A KR 1020040116461 A KR1020040116461 A KR 1020040116461A KR 20040116461 A KR20040116461 A KR 20040116461A KR 20060077561 A KR20060077561 A KR 20060077561A
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Abstract

본 발명은 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 제조설비의 제어방법에 대하여 개시한다. 그의 제어방법은, 반도체 제조설비를 제어하는 설비 컴퓨터에서 상기 반도체 제조설비의 각종 상태를 점검하여 상기 반도체 제조설비의 상태에 따른 다수의 상태 값을 획득하는 단계; 상기 설비 컴퓨터에서 호스트 컴퓨터에 상기 상태 값을 갖는 데이터를 입력하고, 데이터 베이스에서 상기 반도체 제조설비의 가동 범위에 따른 다수의 조건 값을 갖는 데이터를 상기 호스트 컴퓨터에 입력하는 단계; 및 상기 호스트 컴퓨터에서 상기 상태 값과 상기 조건 값을 비교하여 적어도 하나 이상의 상기 상태 값이 다수의 상기 조건 값내에 존재하지 않을 경우, 상기 호스트 컴퓨터는 상기 반도체 제조설비에 인터락 제어 신호를 출력하는 단계를 포함함에 의해, 상기 반도체 제조설비의 상태가 불량일 경우 해당 롯의 반도체 제조공정이 수행되지 못하도록 할 수 있기 때문에 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
식각 설비, 호스트 컴퓨터, 인터락(interlock), 서버(server)

Description

반도체 제조설비의 제어 방법{Methode for controling semiconductor manufacture equipment}
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 제어방법을 설명하기 위해 나타낸 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 제어방법을 나타내는 흐름도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 반도체 제조설비 200 : 설비 컴퓨터
300 : 서버 400 : 호스트 컴퓨터
본 발명은 반도체 제조설비의 제어방법에 관한 것으로, 상세하게는 반도체 제조설비의 상태를 다수의 항목에 따라 구체적으로 파악하여 각 항목에 따른 상태가 불량일 경우, 후속의 반도체 제조공정을 진행하지 못하도록 인터락(interlock) 제어 신호를 출력하는 반도체 제조설비의 제어방법에 관한 것이다.
최근 정보 통신 분야의 급속한 발달과, 컴퓨터와 같은 정보 매체의 대중화에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 또한, 그 기능적인 면에 있어서 상기 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구되고 있다. 이에 따라, 상기 반도체 장치의 제조 기술은 집적도, 신뢰도 및, 응답 속도 등을 극대화하는 방향으로 연구 개발되고 있다.
반도체 장치의 제조 기술은 크게 반도체 기판 상에 가공막을 형성하는 증착(deposition)공정과, 상기 증착공정으로 형성된 가공막 상에 피가공막을 형성하여 패터닝 하는 포토리소그래피(photolithography) 공정과, 상기 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝된 피가공막을 식각마스크로 사용하여 상기 가공막을 식각하는 식각 공정을 포함하여 이루어진다.
상기 식각공정은 습식식각과 건식식각에 의해 수행될 수 있는 데, 최근의 서브마이크론 디자인 룰을 요구하는 미세 패턴을 형성하기 위한 식각은 주로 건식식각에 의해 이루어지고 있다.
이와 같은 건식식각은 챔버내에 충만한 불활성 기체 및 식각용 반응가스에 RF(Radio Frequency)의 높은 전압을 인가하여 상기 반응가스를 플라즈마(plasma) 상태로 만들고, 상기 플라즈마 상태의 반응가스가 상기 피가공막으로부터 노출된 상기 가공막을 선택적으로 제거하는 건식 식각설비에 의해 이루어진다.
한편, 이와 같은 건식식각 공정을 진행하는 식각설비를 반도체 제조공정을 진행하기 위한 여러 반도체 제조설비 등은 다수개의 웨이퍼가 탑재된 하나의 카세트, 즉 한 롯(lot)을 기준으로 하나의 공정을 수행토록 제어된다.
예를 들어, 복수개의 게이트 스택사이에 콘택홀을 형성하기 위해 절연막을 식각하고자 할 때, 보통 25개의 웨이퍼가 수납되는 카세트를 상기 식각 설비와 연동되는 로드락 챔버의 포트에 로딩시킨 후, 25개의 웨이퍼들이 상기 식각 설비를 통해 식각 공정이 순차적으로 진행된다.
이때, 25개의 묶음을 나타내는 하나의 롯(lot)에 대해 각기 다른 소정의 식각공정이 프로그램에 설정된다. 또한, 상기 식각 설비를 제어하는 설비 컴퓨터는 상기 로드락 챔버의 포트에 해당 롯이 자동으로 투입되거나, 상기 해당 롯 이외에 또 다른 롯이 위치되어 있는지를 간단하게 점검하여 상기 롯이 상기 식각 공정을 수행할 수 있는지를 스스로 판단하거나 상기 설비 컴퓨터에 온라인으로 연결되는 호스트 컴퓨터로부터 확인 받고 상기 식각 공정이 진행되도록 상기 식각 설비를 제어한다.
이어서, 상기 식각 공정이 완료되면 카세트를 언로딩한 후, 웨이퍼들에 대해 소정의 세정공정을 진행한 다음 다른 공정을 수행하기 위해 이송된다.
하지만, 종래 기술에 따른 반도체 제조설비의 제어방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래 기술에 따른 반도체 제조설비의 제어방법은 반도체 제조설비의 요부(중요부분) 중 어느 하나가 소정의 제한 수준을 넘을 정도로 불량 상태인 경우, 상기 반도체 제조설비의 불량상태를 확인하여 반도체 제조 공정이 수행될 방법이 없고, 이에 따라 상기 반도체 제조설비의 상태가 양호하지 못함에도 불구하고 상기 반도체 제조설비에서 해당 롯의 반도체 제조공정이 수행되어 공정불량이 발생될 수 있 기 때문에 생산 수율이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 목적은, 반도체 제조설비 요부의 상태가 불량인 경우 해당 롯의 반도체 제조공정이 수행되지 못하도록 하여 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 제조설비의 제어방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조설비의 제어방법은, 반도체 제조설비를 제어하는 설비 컴퓨터에서 상기 반도체 제조설비의 각종 상태를 점검하여 상기 반도체 제조설비의 상태에 따른 다수의 상태 값을 획득하는 단계; 상기 설비 컴퓨터에서 호스트 컴퓨터에 상기 상태 값을 갖는 데이터를 입력하고, 데이터 베이스에서 상기 반도체 제조설비의 가동 범위에 따른 다수의 조건 값을 갖는 데이터를 상기 호스트 컴퓨터에 입력하는 단계; 및 상기 호스트 컴퓨터에서 상기 상태 값과 상기 조건 값을 비교하여 적어도 하나 이상의 상기 상태 값이 다수의 상기 조건 값내에 존재하지 않을 경우, 상기 호스트 컴퓨터는 상기 반도체 제조설비에 인터락 제어 신호를 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비의 제어방법을 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으 며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 제어방법을 설명하기 위해 나타낸 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 제조설비의 관리시스템은 소정의 반도체 제조 공정이 수행되도록 반도체 제조설비(100)를 제어하는 설비 컴퓨터(equipment computer, 200)와, 상기 반도체 제조설비(100)가 공정을 수행하기 위한 각종 데이터를 제공하는 데이터 베이스(date base)를 구비하고, 적어도 하나 이상의 반도체 제조공정이 순차적으로 수행되도록 복수의 상기 설비 컴퓨터(200)에 각각의 제어 신호를 출력하는 호스트 컴퓨터(host computer, 400)와, 상기 호스트 컴퓨터(400)와 복수개의 상기 설비 컴퓨터(200)사이에서 온라인으로 연결되어 상기 호스트 컴퓨터(400)에서 제공된 각종 데이터와 제어 신호를 해당 설비 컴퓨터(200)에 전송하고, 상기 설비 컴퓨터(200)에서 출력된 데이터를 상기 호스트 컴퓨터(400)에 전송하는 서버(server, 300)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 설비 컴퓨터(200)와 상기 서버(300)는 전송된 데이터를 인지하고 응답할 수 있도록 상호간의 통신을 규정하는 반도체 장비 표준 통신 규약인 SECS(Semi Equipment Communication Standard) 프로토콜에 의하여 상호 통신하며 데이터를 공유하며, 상기 서버(300)와 호스트 컴퓨터(400)는 일반적으로 널리 알려 진 통신 규약인 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)에 의해 통신을 하면서 상호 데이터를 서로 주고받는다.
따라서, 상기 서버(300)는 상기 설비 컴퓨터(200)와 상기 호스트 컴퓨터(400) 사이에서 온라인으로 서로를 연결한다. 예컨대, 상기 호스트 컴퓨터(400)가 해당 설비 컴퓨터(200)에 소정의 제어신호를 출력하면 상기 서버(300)는 해당되는 주소를 갖는 상기 설비 컴퓨터(200)에 상기 제어신호를 출력하고, 다시 상기 설비 컴퓨터(200)에서 소정의 데이터가 출력되면 상기 호스트 컴퓨터(400)로 상기 데이터를 전송하는 중계기 역할을 수행한다.
상기 설비 컴퓨터(200)는 상기 반도체 제조설비(100)의 각 요부에 형성된 각종 센서(sensor) 및 게이지(gage)를 통하여 상기 반도체 제조설비(100)의 구체적이고 전반적인 상태를 점검(checking)하여 소정의 데이터를 획득할 수 있다. 예컨대, 식각 설비와 같은 반도체 제조설비(100)에서, 상기 식각 설비의 챔버의 진공도를 감지하는 진공압 게이지, 상기 챔버에 반도체 기판을 로딩하는 이송 로봇(transfer robot)의 동작을 감지하는 센서, 또는 상기 챔버 내부에 공급되는 반응 가스 및 퍼지 가스의 유량을 측정하는 유량 게이지를 통해 상기 식각 설비 각 요부의 상태를 점검하여 이에 따른 상기 각 요부의 상태 값을 획득할 수 있다. 또한, 상기 설비 컴퓨터(200)는 도면에서 복수 개로 표시되었으나, 하나의 상기 설비 컴퓨터(200)가 복수개의 상기 반도체 제조설비(100)를 제어할 수 있도록 연결될 수도 있다.
그리고, 상기 호스트 컴퓨터(400)는 반도체 제조공정의 전반적인 흐름을 판단 제어하며, 상기 호스트 컴퓨터(400)의 상기 데이터 베이스에는 반도체 생산라인 에 배치된 거의 모든 반도체 제조설비(100)들이 최적의 상태로 공정을 진행할 수 있도록 공정에 관한 모든 데이터들, 예컨대, 각 반도체 제조 설비들의 공정 순서, 공정 진행 환경, 공정 조건등을 갖는 데이터들이 수록되어 있다. 이때, 상기 데이터 베이스에 저장된 데이터들은 상기 반도체 제조 설비의 가동 능력을 기준으로 입력된 조건 값으로 해당 공정에서 상기 반도체 제조 설비의 제한 범위를 포함하고 있다.
또한, 상기 호스트 컴퓨터(400)는 상기 서버(300)를 통해 상기 설비 컴퓨터(200)에서 제공되는 상기 상태 값을 갖는 데이터와, 상기 데이터 베이스에서 입력되는 조건 값을 갖는 데이터를 서로 비교하여 상기 조건 값 내에 상기 상태 값이 포함되지 못할 경우, 상기 반도체 제조 설비에서 수행될 반도체 제조 공정이 진행되지 못하도록 상기 설비 컴퓨터(200)에 인터락(interlock) 제어 신호를 출력한다. 여기서, 상기 인터락 제어 신호는 상기 반도체 제조설비(100)의 상태 값에 따른 상태 인터락 제어 신호라 칭할 수도 있다. 예컨대, 상기 인터락 제어 신호는 종류에 따라 롯 단위의 반도체 제조공정의 완료 후 획득된 데이터가 소정의 주어진 사양 값(spec) 내에 존재하지 못할 경우 출력되는 DCOP(Data Collection Operation Porcess) 인터락 제어 신호와, 해당 롯의 반도체 기판 단위의 반도체 제조공정의 완료후 획득된 데이터가 소정의 주어진 사양 값 내에 존재하지 못할 경우 출력되는 FDC(Fault Detection Collection) 인터락 제어신호 등이 있다.
이와 같이 구성된 반도체 제조설비(100)의 관리시스템을 이용한 반도체 제조설비(100)의 제어방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조설비(100)의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조설비(100)의 제어방법은, 먼저, 소정의 예비공정을 마친 웨이퍼를 적재한 삽입된 카세트가 식각 공정과 같은 반도체 제조공정을 수행하기 위해 상기 반도체 제조설비(100)들 중 어느 하나에 선택되어 로딩되면, 상기 반도체 제조설비(100)를 제어하는 설비 컴퓨터(200)에서 상기 반도체 제조설비(100)의 각종 상태를 점검하여 상기 반도체 제조설비(100)의 상태에 따른 다수의 상태 값을 획득한다(S10).
여기서, 상기 설비 컴퓨터(200)는 상기 반도체 제조설비(100)의 각 요부에 형성된 센서 또는 게이지를 통해 계측되는 계측 값을 상기 반도체 제조설비(100)의 상태 값으로 획득할 수 있다. 예컨대, 상기 센서는 상기 반도체 제조설비(100)에서의 반도체 기판 또는 상기 반도체 기판을 이송하는 로봇의 위치 정보를 상기 설비 컴퓨터(200)에 제공할 수 있으며, 상기 게이지는 상기 반도체 기판의 제조 공정이 수행될 챔버에 공급되는 반응 가스 또는 퍼지 가스의 유량, 상기 챔버의 진공도, 및 챔버 내부의 각종 전극에 공급되는 RF(Radio Frequency) 전원의 크기 등을 제공할 수 있다.
이후, 상기 설비 컴퓨터(200)는 상기 서버(300)를 통해 상기 호스트 컴퓨터(400)에 상기 상태 값을 갖는 데이터를 상기 호스트 컴퓨터(400)에 출력한다(S20). 여기서, 상기 설비 컴퓨터(200)는 상기 SECS 프로토콜을 사용하여 상기 서버(300)에 상기 상태 값을 갖는 데이터를 출력하고, 상기 서버(300)는 상기 TCP/IP를 사용 하여 상기 상태 값을 갖는 데이터를 상기 호스트 컴퓨터(400)에 출력한다. 또한, 상기 설비 컴퓨터(200)는 상기 반도체 제조설비(100)의 고유명 및 종류를 갖는 데이터를 상기 상태 값을 갖는 데이터와 함께 상기 호스트 컴퓨터(400)에 출력한다. 예컨대, 상기 식각 설비의 고유명과, 상기 상태 값 표 1에서와 같이 표현될 수 있다.
(표 1)
Figure 112004062774510-PAT00001
여기서, 상기 식각 설비를 제어하는 상기 설비 컴퓨터(200)는 'FN12-705PC'에 해당되는 식각 설비의 고유명과 함께 상기 식각 설비의 챔버 내부로 웨이퍼를 이송하는 로봇을 감지하는 로봇 센서의 동작이 '무'이고, 상기 챔버 내부의 진공도가 '35Torr'이고, 상기 챔버 내부의 전극에 인가되는 RF 전원이 '500W'인 항목을 갖는 상태 값을 상기 호스트 컴퓨터(400)에 출력한다.
다음, 상기 호스트 컴퓨터(400)는 상기 반도체 제조설비(100)의 고유명 및 종류를 갖는 데이터를 상기 서버(300)로부터 받아 상기 데이터 베이스로부터 상기 반도체 제조설비(100)의 종류 또는 고유명에 해당되는 제한 범위의 조건 값을 갖는 데이터를 불러온다(S30). 여기서, 상기 조건 값은 상기 반도체 제조설비(100)의 고유명 또는 종류에 따른 가동 능력 내에서 해당 제품을 생산하기 위해 상기 반도체 제조설비(100)에서의 소정 제한 범위를 갖도록 설정된다.
예컨대, 상기 식각 설비의 고유명에 따른 다수의 항목으로 이루어진 조건 값은 표 2에서와 같이 나타난다.
Figure 112004062774510-PAT00002
여기서, 상기 데이터 베이스에 저장된 상기 조건 값은 'FN12-705PC'에 해당되는 식각 설비의 고유명과 함께 상기 식각 설비의 챔버 내부로 웨이퍼를 이송하는 로봇을 감지하는 로봇 센서의 동작이 '유'이고, 상기 챔버 내부의 진공도가 '33Torr'에서 '37Torr'까지의 범위이고, 상기 챔버 내부의 전극에 인가되는 RF 전원이 '497W'에서 '503W'까지의 범위를 갖도록 설정되어 있다.
그 다음, 상기 호스트 컴퓨터(400)는 상기 상태 값과 상기 조건 값을 비교하고(S40), 상기 조건 값내에 상기 상태 값이 모두 존재하는지를 판별하여 해당 롯의 반도체 제조공정의 수행 여부를 판별한다(S50). 여기서, 상기 조건 값 내에 상기 상태 값이 모두 존재할 경우, 상기 호스트 컴퓨터(400)는 트랙 인(track in) 신호를 출력하고(S60), 상기 설비 컴퓨터(200)로 하여금 상기 반도체 제조설비(100)가 해당 롯의 공정이 진행되도록 제어 신호를 출력한다(S70).
반면, 상기 상태 값이 상기 조건 값 내에 모두 존재하지 못하고 상기 상태 값이 상기 조건 값 내에 들지 못하는 항목이 하나라도 있을 경우, 상기 호스트 컴 퓨터(400)는 상기 설비 컴퓨터(200)로 하여금 상기 반도체 제조설비(100)가 해당 롯의 공정이 수행되지 못하도록 트랙 아웃(track out) 신호를 출력하고(S80), 상기 설비 컴퓨터(200)에 로드락 제어 신호를 출력한다(S90). 예컨대, 상기 조건 값과 상기 상태 값을 비교해보면, 상기 조건 값에서는 상기 로봇 센서가 동작되기를 요하고 있지만, 상기 상태 값에서는 상기 로봇 센서가 동작되고 있지 못하기 때문에 상기 호스트 컴퓨터(400)는 상기 인터락 제어 신호를 출력한다.
이때, 상기 설비 컴퓨터(200)는 상기 호스트 컴퓨터(400)에서 출력된 인터락 제어 신호에 의한 반도체 제조설비(100)가 더 이상의 반도체 제조 공정을 수행하지 못하도록 제어하고, 작업자에게 상기 반도체 제조설비(100)가 더 이상의 반도체 제조 공정을 수행하지 못하여 점검을 요한다는 알람 신호를 알람장치 또는 표시장치에 출력한다(S100). 또한, 상기 작업자는 상기 상태 값이 상기 조건 값 내에 존재하지 못함을 확인하고, 상기 반도체 제조설비(100)의 가동 상태를 변경하여 반도체 제조 공정이 원만하게 수행토록 문제를 해결하여 상기 트랙 인 신호가 출력되도록 한다(S60). 이때, 상기 작업자의 문제 해결 후 다시 상기 설비 컴퓨터(200)의 상태 값 획득과정(S10)으로 돌아갈 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따른 반도체 제조설비(100)의 제어방법은 반도체 제조설비(100)의 각 요부 상태를 점검하여 상태 값을 획득하고, 상기 상태 값을 갖는 데이터와 상기 반도체 제조설비(100)의 각 요부에 해당되는 소정 설정 범위의 조건 값을 갖는 데이터를 서로 비교하여 상기 반도체 제조설비(100) 요부의 상태가 상기 조건 값에서 벗어나 불량이 발생할 수 있을 경우, 상기 반도체 제조설비(100)에 인 터락 제어 신호를 출력하여 해당 롯의 반도체 제조공정이 수행되지 못하도록 할 수 있기 때문에 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.
또한, 상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 제공하기 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론이다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 반도체 제조설비의 각 요부 상태를 점검하여 상태 값을 획득하고, 상기 상태 값을 갖는 데이터와 상기 반도체 제조설비의 각 요부에 해당되는 소정 설정 범위의 조건 값을 갖는 데이터를 서로 비교하여 상기 반도체 제조설비 요부의 상태가 상기 조건 값에서 벗어나 불량이 발생할 수 있을 경우, 상기 반도체 제조설비에 인터락 제어 신호를 출력하여 해당 롯의 반도체 제조공정이 수행되지 못하도록 할 수 있기 때문에 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 반도체 제조설비를 제어하는 설비 컴퓨터에서 상기 반도체 제조설비의 각종 상태를 점검하여 상기 반도체 제조설비의 상태에 따른 다수의 상태 값을 획득하는 단계;
    상기 설비 컴퓨터에서 호스트 컴퓨터에 상기 상태 값을 갖는 데이터를 입력하고, 데이터 베이스에서 상기 반도체 제조설비의 가동 범위에 따른 다수의 조건 값을 갖는 데이터를 상기 호스트 컴퓨터에 입력하는 단계; 및
    상기 호스트 컴퓨터에서 상기 상태 값과 상기 조건 값을 비교하여 적어도 하나 이상의 상기 상태 값이 다수의 상기 조건 값내에 존재하지 않을 경우, 상기 호스트 컴퓨터는 상기 반도체 제조설비에 인터락 제어 신호를 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 제어방법.
KR1020040116461A 2004-12-30 2004-12-30 반도체 제조설비의 제어 방법 KR20060077561A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100933001B1 (ko) * 2007-06-29 2009-12-21 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 군 관리 시스템, 반도체 제조 장치, 정보 처리 방법 및,프로그램이 기록된 기록 매체
KR20180077914A (ko) * 2016-12-29 2018-07-09 주식회사 테스 기판식각장치의 기판 식각 제어방법

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KR100933001B1 (ko) * 2007-06-29 2009-12-21 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 군 관리 시스템, 반도체 제조 장치, 정보 처리 방법 및,프로그램이 기록된 기록 매체
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