KR20060125997A - 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법에 관한 것으로서, 공정 오류 발생 시 이를 검출하지 못하고 공정을 계속 진행시켜 공정 사고로 확장되는 문제를 방지하기 위한 것이다. 본 발명은 반도체 제조 공정 시 각 단위 공정의 공정 진행 시간을 체크하는 단계와, 체크된 공정 진행 시간과 레시피에 설정된 공정 설정 시간을 비교하여 오차 값을 선정하고, 오차 값과 오차 테이블을 참조하여 공정 오류의 발생 여부를 판단하는 단계와, 공정 오류 발생 시 제조 설비를 인터락시키는 단계를 거치는 공정 오류 제어 방법을 제공한다. 이에 의하면, 공정 진행 시 쉽게 검출되지 않는 공정 오류들을 검출할 수 있다. 따라서, 공정 오류가 발생하였음에도 불구하고, 제조 설비가 인터락되지 않고 공정이 계속 진행되는 것을 방지할 수 있으므로 공정 오류가 추가적인 사고로 확장되거나, 제품의 불량이 유발되는 것을 예방할 수 있다.
공정 오류, 오류 테이블, 호스트, 제조 설비, 레시피

Description

공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법{METHOD OF CONTROLLING SEMICONDUCTOR PROCESS ERROR BY PROCESS TIME COMPARISON}
도 1은 본 발명의 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법에 적용된 반도체 설비 관리 시스템을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법을 나타내는 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 반도체 설비 관리 시스템 2 : 제조 설비
3 : 설비 서버 4 : 호스트(Host)
5 : 작업자 인터페이스 컴퓨터(Operator Interface PC; O/I PC)
본 발명은 반도체 공정 오류 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조 설비에 설정된 레시피의 공정 설정 시간과 실제 공정 진행 시간을 비교한 오차 값이 허용 오차 범위를 벗어날 경우 반도체 제조 설비를 인터락(Interlock)시켜 반도체 공정 오류에 따른 불량을 방지하는 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법에 관한 것이다
일반적으로, 반도체 생산 라인에는 반도체 칩의 제조를 위한 복수개의 반도체 제조 설비(이하, 제조 설비)들이 배치되고, 이러한 다양한 제조 설비들이 복수개의 단위 공정을 계획된 공정 순서에 따라 순차적으로 진행함으로써 반도체 칩을 제조한다.
최근에는 이와 같이 다양한 제조 설비에서 각각의 단위 공정들을 효율적으로 진행시키기 위해 반도체 설비 관리 시스템이 이용된다. 반도체 설비 관리 시스템은 제조 설비들, 설비 서버들, 호스트(host), 작업자 인터페이스 컴퓨터를 포함하여 구성된다.
제조 설비들은 공정 챔버와 설비 소프트웨어를 구비하며, 실제적인 반도체 제조 공정을 진행한다. 설비 서버들은 각 제조 설비들과 온라인으로 연결되어 제조 설비들을 제어한다. 호스트는 모든 설비 서버들과 온라인으로 연결되어 설치되며, 반도체 설비 관리 시스템을 전반적으로 관리한다. 작업자 인터페이스 컴퓨터(Operator Interface PC; 이하, O/I PC)는 호스트와 온라인으로 연결되며, 공정 기초 데이터(예컨대, 대상 로트의 아이디, 공정이 진행될 제조 설비의 아이디 등)를 입력 받아 호스트로 전송한다.
이와 같은 구성을 갖는 반도체 설비 관리 시스템의 작동을 간략히 살펴보면, 먼저 O/I PC를 통해 입력되는 공정 기초 데이터를 토대로 호스트가 데이터베이스를 검색하여 적합한 레시피(Recipe)를 선정한다. 이후, 선정된 레시피에 따라 해당 제조 설비에서 복수개의 단위 공정들을 순차적으로 진행시켜 전체적인 반도체 칩 생 산 공정을 진행하게 되며, 이에 관한 상세한 예가 한국특허공보 특1999-026068, 특1999-0074696 등에 개시되어 있다.
그런데, 각 단위 공정들을 진행함에 있어서, 제조 설비의 이상이나 작업자의실수 등으로 인하여 공정 챔버 내부의 공정 조건이 레시피의 설정과 다르게 변경되는 경우가 종종 발생된다. 이러한 경우, 제조 설비는 인터락 신호를 발생시켜 공정의 진행을 중지하고, 작업자에게 공정 오류 발생을 알린다. 이에 공정 오류를 인식한 작업자는 신속하게 문제점을 파악하여 해결한 후 공정을 다시 진행시키게 된다.
그러나, 제조 설비의 레시피를 업그레이드 하거나 재 설치하는 등의 이유로 레시피가 변경될 때, 변경된 레시피가 제조 설비와 제조 공정에 적합한 최적 상태로 설정되지 못하는 경우가 종종 발생된다. 그리고, 이러한 상태에서 공정을 진행하는 경우, 공정 진행 도중에 설비 소프트웨어가 멈추거나 공정 진행 조건이 변경된 상태로 공정이 계속 진행되는 등의 공정 오류가 종종 발생된다.
이와 같이 예측하지 못한 공정 오류들의 경우에는 인터락이 완벽하게 설정되어 있지 않기 때문에, 실제 공정 진행 중 공정 오류가 발생되었음에도 불구하고 제조 설비가 인터락되지 않는 경우가 발생되며, 이에 공정이 중단되지 않고 계속 진행되어 추가적인 사고로 이어지거나 제품의 불량을 유발하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반도체 제조 공정 시 예측하지 못한 공정 오류들을 발생되는 경우, 이를 감지하고 신속하게 반도체 제조 설비를 인터락 시킬 수 있는 공정 시간 비교에 의한 반 도체 공정 오류 제어 방법을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법은 제조 설비가 설비 서버를 경유하여 호스트와 온라인으로 연결되고 복수개의 단위 공정들이 레시피에 따라 순차적으로 진행되며, 복수개의 단위 공정들 중 특정 단위 공정이 끝난 후 특정 단위 공정에 소요된 실제 공정 진행 시간을 체크하는 단계와, 실제 공정 진행 시간과 레시피에 설정된 특정 단위 공정의 공정 설정 시간을 비교하여 오차 값이 오차 테이블에 설정된 허용 오차 범위에 포함되는지의 여부를 판단하는 단계와, 오차 값이 허용 오차 범위에 포함되면 후속 단위 공정을 진행하고, 허용 오차 범위에서 벗어나면 인터락 및 알람을 발생시키는 단계를 포함하는 것이 특징이다.
이러한 경우, 오차 테이블은 제조 설비, 설비 서버, 및 호스트 중 어느 한 곳에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 허용 오차 범위에 포함되는지의 여부를 판단하는 단계는 제조 설비의 디스플레이 수단을 통해 공정 진행 시간, 공정 설정 시간, 및 오차 값을 동시에 표시할 수 있다.
본 발명에 있어서, 인터락 및 알람을 발생시키는 단계는, 제조 설비의 부저와 상기 디스플레이 수단을 통해 상기 알람과 에러 메시지를 발생시키는 단계와, 제조 설비가 인터락을 가동시켜 다음에 이어지는 공정 순서를 제어하고, 상기 호스트에게 인터락 신호를 전송하는 단계, 및 호스트가 전송된 인터락 신호를 기반으로 하여 제조 설비를 온라인상에서 다운시키는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법에 적용된 반도체 설비 관리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 반도체 설비 관리 시스템(1)은 복수개의 제조 설비(2)들과, 설비 서버(3)들과, 데이터베이스가 구비된 호스트(4)와, O/I PC(5)를 포함하여 구성된다.
제조 설비(2)들은 공정 챔버(미도시)와 설비 소프트웨어(software)를 포함한다. 그리고, 오차 테이블을 더 포함하여 구성된다. 공정 챔버는 선행 공정이 완료된 웨이퍼(미도시)가 투입되어 실제적으로 공정이 진행되는 장소이다. 설비 소프트웨어는 공정을 진행시킬 수 있는 레시피들을 저장하고, 저장된 레시피에 따라 단위 공정들을 순차적으로 진행시킨다. 오차 테이블은 작업자에 의해 설치되며, 각 단위 공정 별로 허용 오차 범위가 설정된다. 오차 테이블은 이후에 설명되는 반도체 공정 오류 제어 방법에 대한 설명에서 보다 상세하게 살펴보도록 한다.
설비 서버(3)들은 각각의 해당 제조 설비(2)들과 온라인으로 연결되고, 모든 설비 서버(3)들은 호스트(4)와 온라인으로 연결된다. 설비 서버(3)들은 공정 진행을 위한 다양한 제어 정보를 호스트(4)로부터 전송 받아 제조 설비(2)들의 공정 조건들을 설정한다.
호스트(4)는 각 설비 서버(3)들 및 O/I PC(5)와 온라인으로 연결되어 있으 며, O/I PC(5)로부터 입력되는 공정 기초 데이터를 토대로 데이터베이스를 검색하여 해당 제조 설비(2)에서 진행될 레시피를 선정하고, 이를 포함하는 제어 정보를 해당 설비 서버(3)에게 전송하여 해당 제조 설비(2)를 제어할 수 있도록 하는 등 반도체 설비 관리 시스템(1)의 전반적인 관리를 수행한다.
O/I PC(5)는 호스트(4)와 설비 서버(3)들이 형성하는 네트워크에 온라인으로 연결되며, 호스트(4)와 통신하여 공정 진행에 관련된 데이터를 주고 받는다. 작업자는 O/I PC(5)를 통해 호스트(4)로 공정 기초 데이터를 설정하여 입력시키며, 호스트(4)는 각 제조 설비들(2)의 공정 진행 상태를 작업자가 쉽게 알 수 있도록 O/I PC(5)로 전송하여 표시한다.
이와 같은 구성을 갖는 반도체 설비 관리 시스템(1)에서의 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 여기서, 도 2는 본 실시예에 따른 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법의 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 따른 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법은 복수개의 단위 공정들 중 특정 단위 공정이 끝난 후, 특정 단위 공정에 소요된 실제 공정 진행 시간을 체크하는 단계로부터 시작된다(S110). 일반적으로, 반도체 제조 공정은 작업자가 O/I PC(5)를 통해 입력한 공정 초기 데이터를 토대로 하여 호스트(4)가 선정한 레시피에 의하여 제조 설비(2)가 해당 공정을 진행함으로써 이루어진다. 이때, 제조 설비(2)는 복수개의 단위 공정을 레시피에 설정되어 있는 공정 순서에 따라 순차적으로 진행한다.
복수개의 단위 공정 중 특정 단위 공정이 완료되면, 제조 설비(2)의 설비 소프트웨어는 특정 단위 공정에 소요된 실제 공정 진행 시간을 체크한다. 실제 공정 진행 시간이 설비 소프트웨어에 의하여 체크되면, 다음 단계가 진행된다.
다음으로 완료된 단위 공정의 실제 공정 진행 시간과 레시피에 설정된 공정 설정 시간을 비교하여 오차 값을 구하고, 이 오차 값이 오차 테이블에 설정된 허용 오차 범위에 포함되는지 판단하는 단계가 진행된다(S120). 오차 값은 실제 공정 진행 시간에서 설정 공정 시간을 뺀 값으로 정해진다. 이에 따라, 실제 공정 진행 시간이 설정 공정 시간보다 길게 체크된 경우, '+' 값을 갖게 되고, 반대로 실제 공정 진행 시간이 설정 공정 시간보다 짧게 체크된 경우, '-' 값을 갖게 된다.
이와 같이 계산된 오차 값을 토대로, 제조 설비(2)는 오차 테이블을 참조하여 오차 값이 허용 오차 범위에 포함되는지의 여부를 판단한다.
여기서, 오차 테이블의 허용 오차 범위는 진행된 단위 공정이 정상적으로 완료되었다고 판단할 수 있는 범위로 설정된다. 즉, 후속 단위 공정을 계속 진행시킬 수 있는 오차 값의 범위를 나타낸다. 따라서, 허용 오차 범위 이외의 범위는 단위 공정이 정상적으로 완료되지 못한 것으로 판단되는 오차 값의 범위를 나타낸다. 또한, 각각의 단위 공정마다 허용될 수 있는 오차 값이 모두 다르므로, 오차 테이블의 허용 오차 범위는 각 단위 공정에 따라 다르게 설정된다.
한편 오차 값이 계산되면, 설비 소프트웨어는 공정 설정 시간, 실제 공정 진행 시간, 및 오차 값을 제조 설비(2)의 디스플레이 수단에 표시하고, 동시에 상기한 데이터들을 설비 서버(3)를 통해 호스트(4)로 전송한다. 호스트(4)는 상기한 데 이터들을 전송 받아 O/I PC(5)의 디스플레이 수단에 표시한다. 이에 따라 작업자가 단위 공정이 진행된 상황을 쉽게 인식할 수 있다.
마지막으로 오차 값이 허용 오차 범위에 포함되면 다음 공정을 진행시키고, 허용 오차 범위에서 벗어나면 인터락 및 알람을 발생시키는 단계가 진행된다. 오차 값이 오차 테이블의 허용 오차 범위에 포함되는 경우, 제조 설비(2)는 진행된 단위 공정이 정상적으로 완료된 것으로 판단하고 다음에 이어지는 단위 공정을 계속 진행하게 된다(S130).
그러나, 오차 값이 허용 오차 범위에서 벗어나면, 제조 설비(2)는 진행된 단위 공정에서 오류가 발생한 것으로 인지한다. 이러한 경우, 제조 설비(2)의 부저와 디스플레이 수단을 통해 알람과 에러 메시지를 발생시키는 단계가 우선적으로 진행된다(S140).
공정 오류의 발생을 인지하면, 설비 소프트웨어는 이를 작업자에게 알리기 위하여 제조 설비(2)에 설치되어 있는 부저를 통해 알람을 발생시키고, 제조 설비(2)의 디스플레이 수단에 공정 설정 시간, 실제 공정 진행 시간, 오차 값과 함께 에러 메시지를 더 표시한다. 이로 인하여, 작업자는 진행된 단위 공정에서 오류가 발생된 것을 신속하게 인식할 수 있다.
이어서, 제조 설비(2)가 인터락을 가동하여 다음에 이어지는 공정 순서를 제어하고, 호스트(4)에게 인터락 신호를 전송하는 단계를 거친다(S150). 공정 챔버에서 공정 오류가 발생하면 공정이 진행되던 웨이퍼는 원하는 결과를 얻지 못한 상태로 단위 공정을 마치게 된다. 이러한 상태의 웨이퍼가 그대로 다음에 이어지는 단 위 공정에 투입되면, 제품의 불량을 유발하게 된다.
따라서, 공정 오류가 발생되면 제조 설비(2)는 레시피에 설정된 후속 단위 공정이 진행되지 않도록 신속하게 인터락을 가동하고 공정 순서를 제어한다. 이에 공정 오류가 발생되었음에도 불구하고 후속 단위 공정이 계속 진행되어 추가적인 공정 사고로 확장되는 것을 방지한다.
이때, 제조 설비(2)는 계산된 오차 값을 토대로 하여 공정 순서를 제어하는 것도 가능하다. 즉, 진행된 단위 공정의 특성과 계산된 오차 값의 크기를 기반으로 하여, 공정을 일시 중지시키는 방법, 공정 순서를 건너 뛰어 진행시키는 방법, 공정을 완전히 중단시키는 방법 등을 선택적으로 이용하여 공정 순서를 제어할 수 있다.
다음으로 제조 설비(2)로부터 전송된 인터락 신호를 통해 호스트(4)가 제조 설비(2)를 온라인 상에서 다운시키는 단계가 진행된다(S160). 공정 오류로 인하여 제조 설비(2)의 공정 챔버 등이 공정에 적합하지 못한 환경으로 변경된 경우, 이러한 상태의 공정 챔버로 웨이퍼가 계속 투입되면 추가적인 불량이 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 호스트(4)는 제조 설비(2)로부터 인터락 신호가 전송되면 제조 설비(2)의 상태를 신속하게 파악하여 적절한 방법으로 제조 설비(2)를 제어한다.
이때, 호스트(4)는 제조 설비(2)를 제어하기 위해 방법으로, 해당 제조 설비(2)를 온라인 상에서 다운시켜 해당 제조 설비(2)에는 인터락이 해제될 때까지 웨이퍼가 더 이상 로딩되지 못하게 하는 방법, 설비 서버(3)를 통해 해당 제조 설비 (2)를 신속하게 다운시켜 공정을 중단시키는 방법, 제조 설비(2)에 투입되어 있는 웨이퍼는 후속 공정을 계속 진행시키고, 완료 후 제조 설비(2)를 다운시키는 방법 등을 이용할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 레시피에 설정된 인터락 기능과는 별도로, 각 단위 공정의 공정 진행 시간을 체크하여 오차 값을 선정하고, 오류 테이블을 참조하여 공정 오류 여부를 판단한다. 따라서, 공정 오류의 발생 시 제조 설비(2)가 레시피를 통해 인터락 신호를 발생시키지 못하는 경우에도 체크된 공정 진행 시간을 이용하여 공정 오류를 검출할 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서 공정 시간 비교에 의한 반도체 설비의 이상 공정 제어 방법은 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이 가능하다.
예를 들어, 본 실시예에서의 단위 공정은 주요 공정에 한정되지 않으며 주요 공정의 전후에서 진행되는 모든 단위 공정에 적용될 수 있다. 또한, 제조 설비에 설치되는 오류 테이블은 호스트나 설비 서버 등 다양한 위치에 설치될 수 있다. 더하여, 별도의 관리모듈을 온라인 상에 설치하거나 호스트를 이용하여 공정 진행 시간을 체크하고 공정 오류를 감지하여 제조 설비를 제어하는 것도 가능하다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 반도체 공정 시간 비교에 의한 반도체 설비의 공정 오류 제어 방법은 각 단위 공정의 공정 진행 시간을 측정하고, 레시피에 설정된 공정 설정 시간과 비교하여 오차 값을 산출한 후, 오차 값과 오류 테이 블을 참조하여 공정 오류의 발생 여부를 판단하는 방법을 이용한다.
따라서, 반도체 제조 공정 시 공정 오류가 발생하였음에도 불구하고, 제조 설비가 인터락되지 않고 공정이 계속 진행되어 추가적인 사고로 이어지거나, 제품의 불량이 유발되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (4)

  1. 설비 서버를 경유하여 호스트와 온라인으로 연결되며, 복수개의 단위 공정들이 레시피에 따라 순차적으로 진행되는 제조 설비의 반도체 공정 오류 제어 방법으로,
    상기 복수개의 단위 공정들 중 특정 단위 공정이 끝난 후, 상기 특정 단위 공정에 소요된 실제 공정 진행 시간을 체크하는 단계;
    상기 실제 공정 진행 시간과 상기 레시피에 설정된 상기 특정 단위 공정의 공정 설정 시간을 비교하여 오차 값이 오차 테이블에 설정된 허용 오차 범위에 포함되는지의 여부를 판단하는 단계;
    상기 오차 값이 상기 허용 오차 범위에 포함되면 후속 단위 공정을 진행하고, 상기 허용 오차 범위에서 벗어나면 인터락 및 알람을 발생시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 오차 테이블은 상기 제조 설비, 상기 설비 서버, 및 상기 호스트 중 어느 한 곳에 설치되는 것을 특징으로 하는 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 허용 오차 범위에 포함되는지의 여부를 판단하는 단계는 제조 설비의 디스플레이 수단을 통해 상기 공정 진행 시간, 상기 공정 설정 시간, 및 상기 오차 값을 동시에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 인터락 및 알람을 발생시키는 단계는,
    상기 제조 설비가 부저와 상기 디스플레이 수단을 통해 상기 알람과 에러 메시지를 발생시키는 단계;
    상기 제조 설비가 인터락을 가동시켜 다음에 이어지는 공정 순서를 제어하고, 상기 호스트에게 인터락 신호를 전송하는 단계;
    상기 호스트가 전송된 인터락 신호를 기반으로 하여 상기 제조 설비를 온라인상에서 다운시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 시간 비교에 의한 반도체 공정 오류 제어 방법.
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