KR20080105196A - Apparatus for fabricating semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a semiconductor device manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : 설비구동부 200 : 구동부 위치 모니터링부100: facility driving unit 200: driving unit position monitoring unit
본 발명은 반도체 소자 제조장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 설비 구동부 상태를 모니터링 할 수 있는 반도체 소자 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device manufacturing apparatus, and more particularly to a semiconductor device manufacturing apparatus that can monitor the state of the equipment driver.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(fabrication;'FAB')공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.In general, a semiconductor device includes a fabrication ('FAB') process for forming an electrical circuit on a silicon wafer used as a semiconductor substrate, a process for inspecting electrical characteristics of the semiconductor devices formed in the fab process, and the semiconductor. The devices are each manufactured through a package assembly process for encapsulating and individualizing the epoxy resin.
상기 팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막 을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 반도체 기판의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.The fab process includes a deposition process for forming a film on a semiconductor substrate, a chemical mechanical polishing process for planarizing the film, a photolithography process for forming a photoresist pattern on the film, and the photoresist pattern. An etching process for forming the film into a pattern having electrical characteristics, an ion implantation process for implanting specific ions into a predetermined region of the semiconductor substrate, a cleaning process for removing impurities on the semiconductor substrate, and the film or pattern An inspection process for inspecting the surface of the formed semiconductor substrate, and the like.
현재의 반도체 장치에 대한 연구는 보다 많은 데이터를 단시간 내에 처리하기 위하여 고집적 및 고성능을 추구하는 방향으로 진행되고 있다. 반도체 장치의 고집적화 및 고성능화를 이루기 위해서는 반도체 기판 상에 박막 패턴을 정확하게 형성하는 박막 증착 기술이 무엇보다 중요하다.Current research on semiconductor devices is progressing toward high integration and high performance in order to process more data in a short time. In order to achieve high integration and high performance of a semiconductor device, a thin film deposition technology for accurately forming a thin film pattern on a semiconductor substrate is important.
일반적으로 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 기술은 크게 물리적 방식을 이용하는 물리 기상 증착(Physical Vapor Deposition; PVD) 방법과 화학적 방식을 이용한 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 방법으로 분류될 수 있다.In general, a technique for forming a thin film on a wafer may be classified into a physical vapor deposition (PVD) method using a physical method and a chemical vapor deposition (CVD) method using a chemical method.
상기 물리 기상 증착 방법에서는, 높은 진공 상태가 유지되는 챔버의 상부에 증착될 소스 물질이 놓여진 히터가 설치되고, 웨이퍼는 챔버 내에 히터로부터 이격되게 배치된다. 히터가 소스 물질을 고온으로 가열하면, 소스 물질이 기화되어 웨이퍼 상으로 이동한 후, 웨이퍼 상에서 고화되어 박막을 형성하게 된다.In the above physical vapor deposition method, a heater in which a source material to be deposited is placed is installed on top of a chamber in which a high vacuum is maintained, and a wafer is disposed in the chamber to be spaced apart from the heater. When the heater heats the source material to a high temperature, the source material vaporizes and moves onto the wafer and then solidifies on the wafer to form a thin film.
상기 물리 기상 증착 방법에 있어서, 고전압에 의해 이온화된 아르곤(Argon)가스를 이용하여 타겟(target)으로부터 금속 입자를 분리시켜 웨이퍼 상에 금속 박막을 형성하게 된다. 그러나, 물리 기상 증착 방법은 불균일한 막질 특성으로 인하 여 현재는 극히 제한된 공정에만 이용되고 있다.In the above physical vapor deposition method, an Argon gas ionized by a high voltage is used to separate metal particles from a target to form a metal thin film on a wafer. However, the physical vapor deposition method is currently used only in extremely limited processes due to uneven film quality.
상기 화학 기상 증착 방법에 따르면, 소스 물질의 화학 반응을 이용하여 웨이퍼 표면상에 단결정의 반도체 막이나 절연막 등을 형성한다. 화학 기상 증착 방법은 반응 챔버 내의 압력에 따라 저압 화학 기상 증착 방법(LPCVD), 상압 화학 기상 증착 방법(APCVD), 플라즈마 증대 화학 기상 증착 방법(PECVD) 및 고압 화학 기상 증착 방법(HPCVD) 등으로 구분된다. According to the chemical vapor deposition method, a single crystal semiconductor film, an insulating film, or the like is formed on the wafer surface by chemical reaction of the source material. Chemical vapor deposition methods are classified into low pressure chemical vapor deposition method (LPCVD), atmospheric pressure chemical vapor deposition method (APCVD), plasma enhanced chemical vapor deposition method (PECVD) and high pressure chemical vapor deposition method (HPCVD) according to the pressure in the reaction chamber. do.
이러한 화학 기상 증착 방법은, 현재 웨이퍼 상에 아몰퍼스 실리콘 막, 실리콘 산화물 막, 실리콘 질화물 막, 또는 실리콘 산질화물 막 등과 같은 다양한 박막들을 증착하기 위해 이용되고 있다.This chemical vapor deposition method is currently used to deposit various thin films such as amorphous silicon films, silicon oxide films, silicon nitride films, silicon oxynitride films, and the like on a wafer.
상기 플라즈마 증대 화학 기상 증착 방법에 따르면, 높은 에너지를 얻은 전자가 중성 상태의 가스 분자와 충돌하여 가스 분자를 분해하고, 분해된 가스 원자가 반도체 기판에 증착되는 반응을 이용하여 박막을 증착하게 된다. According to the plasma enhanced chemical vapor deposition method, electrons having high energy collide with gas molecules in a neutral state to decompose gas molecules, and the thin film is deposited using a reaction in which decomposed gas atoms are deposited on a semiconductor substrate.
이 경우, 저온에서 상대적으로 높은 증착 속도로 박막을 증착시키기 위하여, 박막의 증착 중에 챔버 내의 전구체 가스로부터 플라즈마를 형성한다. 그러나 플라즈마 증대 화학 기상 증착 방법에 있어서, 박막의 단차 도포성(step coverage)이 조금만 불량하여도 박막 내에 보이드(void)가 형성될 가능성 이 매우 높아진다. In this case, in order to deposit the thin film at a relatively high deposition rate at low temperature, a plasma is formed from the precursor gas in the chamber during the deposition of the thin film. However, in the plasma enhanced chemical vapor deposition method, even if the step coverage of the thin film is slightly poor, the possibility of forming voids in the thin film becomes very high.
이와 같은, 보이드는 박막 증착 공정이 진행될수록 증가하고, 패턴과 패턴 사이의 간격이 좁아질수록 현저하게 나타난다. 상기 박막 내에 형성되는 보이드는 막질의 특성을 저하시키고, 후속공정의 불량률을 높이는 등 많은 문제점을 야기한다.As such, the voids increase as the thin film deposition process proceeds, and the patterns appear more markedly as the gap between the patterns becomes smaller. The voids formed in the thin film cause a number of problems such as deterioration of the quality of the film and increase in the defective rate of subsequent processes.
플라즈마 증대 화학 기상 증착 방법의 문제점을 개선하기 위하여, 고밀도 플라즈마(high density plasma; HPD)를 이용한 화학 기상 증착 방법(HDP-CVD)이 개발되었다. 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착 방법에 따르면, 박막의 증착공정 중에 스퍼터링(sputtering)에 의한 식각이 동시에 발생하기 때문에 높은 종횡비를 가지는 갭(gap) 내에 보이드 없이 효과적으로 박막을 형성할 수 있다. In order to improve the problems of the plasma enhanced chemical vapor deposition method, a chemical vapor deposition method (HDP-CVD) using a high density plasma (HPD) has been developed. According to the high-density plasma chemical vapor deposition method, since etching by sputtering occurs simultaneously during the deposition process of the thin film, the thin film can be effectively formed without voids in a gap having a high aspect ratio.
이러한 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착 방법을 수행하기 위한 노벨러스(Novellas) HDP(High density plasma) CVD 설비와 같은 화학 기상 증착 설비는 반도체 제조용 실리콘 기판(silicon substrate)과 같은 소형 기판 상부에 특정 박막을 형성하는데 이용되며, 근래에는 액정판 같은 상대적으로 면적이 큰 기판에도 적용되고 있다. Chemical vapor deposition equipment, such as the Novellus High Density Plasma (CVD) CVD facility for performing this high density plasma chemical vapor deposition method, is used to form a specific thin film on top of a small substrate, such as a silicon substrate for semiconductor manufacturing. Recently, it is also applied to a relatively large substrate such as a liquid crystal plate.
플라즈마 화학 기상 증착 설비는 다수의 기판을 동시에 처리하는 배치식이 주로 이용되었으나, 최근에는 기판의 처리를 자동화함으로써 단일 기판을 공정의 한 단위로 하는 매엽식 설비도 많이 사용되고 있다.Plasma chemical vapor deposition facilities have been mainly used in a batch type processing a plurality of substrates at the same time, but recently, a single sheet is a unit of the process by automating the processing of the substrate is also widely used.
반도체 제조 공정에서, 형성된 박막들은 반도체 장치 구조를 구성하여 장치의 특성, 수율(yield) 및 신뢰성에 큰 영향을 주기 때문에, 반도체 박막을 형성하는 기술은 중요한 인자이다.In the semiconductor manufacturing process, the technology for forming a semiconductor thin film is an important factor because the formed thin films constitute a semiconductor device structure and greatly affect the characteristics, yield and reliability of the device.
박막 형성 기술은 주로 CVD(화학 증기 증착법), PVD(플라즈마 증기 증착법), 도포 및 피복 공정 및 도금 공정들로 분류된다. 전자의 CVD 및 PVD가 주로 사용된다. CVD 및 PVD 공정은 다양한 많은 공정들로 분류된다.Thin film formation techniques are mainly classified into CVD (chemical vapor deposition), PVD (plasma vapor deposition), coating and coating processes, and plating processes. The former CVD and PVD are mainly used. CVD and PVD processes fall into many different processes.
예를 들어, 진공 증착법, 플라즈마 CVD, 감압 또는 정압 CVD, 반응 스퍼터링 (sputtering), 이온 도금, 광학 CVD 공정들을 실시하여 다공성 실리콘막을 형성한다. 이런 목적으로 주로 플라즈마 CVD 공정을 사용한다.For example, a porous silicon film is formed by vacuum deposition, plasma CVD, reduced pressure or constant pressure CVD, reaction sputtering, ion plating, and optical CVD processes. For this purpose mainly plasma CVD processes are used.
이러한 박막 증착용 반도체 소자 제조장치를 포함하여 대부분의 반도체 소자 제조장치는 구동부를 구비한다. 그러나 이러한 반도체 제조장치의 구동부의 동작상태를 확인하게 위해서는 직접 설비의 실물을 확인해야만 알 수 있는 문제점이 있었다.Most semiconductor device manufacturing apparatuses including a thin film deposition semiconductor device manufacturing apparatus have a driving unit. However, in order to check the operation state of the driving unit of the semiconductor manufacturing apparatus, there was a problem that can be known only by directly checking the actual state of the facility.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 반도체 소자 제조장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a semiconductor device manufacturing apparatus that can overcome the above-mentioned conventional problems.
본 발명의 다른 목적은 반도체 소자 제조장치의 구동부의 상태를 모니터링 할 수 있는 반도체 소자 제조장치를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention to provide a semiconductor device manufacturing apparatus capable of monitoring the state of the drive unit of the semiconductor device manufacturing apparatus.
본 발명의 또 다른 목적은 구동부의 오동작을 방지하여 구동부의 직접적인 손상을 방지 또는 최소화할 수 있는 반도체 소자 제조장치를 제공하는 데 있다. Still another object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing apparatus capable of preventing or minimizing direct damage of a driving unit by preventing a malfunction of the driving unit.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 반도체 제조장치는, 반도체 소자 제조를 위한 동작을 수행하는 설비구동부와; 상기 설비구동부의 위치 및 상태를 실시간으로 모니터링하는 구동부위치 모니터링부를 구비한다.According to an embodiment of the present invention for achieving some of the above technical problems, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, the equipment driving unit for performing an operation for manufacturing a semiconductor device; And a driving unit position monitoring unit for monitoring the position and state of the facility driving unit in real time.
상기 구동부 위치 모니터링부는 상기 설비구동부의 오동작 방지를 위한 인터락을 설정할 수 있으며, 상기 구동부 위치 모니터링부는 상기 설비 구동부의 동작 및 상태를 디스플레이 하는 디스플레이 장치를 구비할 수 있다.The driving unit position monitoring unit may set an interlock for preventing malfunction of the facility driving unit, and the driving unit position monitoring unit may include a display device for displaying the operation and status of the facility driving unit.
상기한 구성에 따르면, 구동부의 오동작을 방지하여 직접적인 손상을 방지 또는 최소화할 수 있다. According to the above configuration, it is possible to prevent the malfunction of the drive unit to prevent or minimize the direct damage.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, without any other intention than to provide a thorough understanding of the present invention to those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a semiconductor device manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조장치는 구동부(100)와 구동부 위치 모니터링부(200)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the semiconductor device manufacturing apparatus according to the exemplary embodiment includes a
상기 구동부(100)는 반도체 소자 제조에 필요한 동작들을 수행하기 위해 로봇들(미도시)을 구비할 수 있다.The
상기 구동부(100)는 상기 로봇들을 구동시키도록 상기 복수개의 축상에 설치된 모터들을 구비하고, 각 모터들에는 각 로봇들의 구동속도와 구동위치를 감지하기 위한 엔코더들이 더 장착될 수 있다.The
그리고, 상기 구동부 위치 모니터링부(200)는 상기 구동부(100)와 전기적으로 연결되어 상기 로봇들의 상태를 실시간으로 확인한다.The driving unit
상기 모니터링부(200)는 각종 계측치나 속도를 표시하는 표시부들을 구비한다. 제1표시부는 상기 로봇들의 구동속도를 표시하는 표시부이며, 제2표시부는 상 기 로봇들의 구동위치를 표시한다.The
그리고 제3표시부는 상기 모터들의 전류 설정치를 표시하며, 제4표시부는 상기 모터들의 전류 측정치를 표시한다.The third display unit displays the current set values of the motors, and the fourth display unit displays the current measurement values of the motors.
상기 제 1표시부는 트랜스퍼, 로봇암, 리프트와 같은 로봇들의 각 축(X,Y,R)을 표시하는 제 1패널과, 상기 로봇들의 구동속도를 표시하는 제2패널로 구성될 수 있다.The first display unit may include a first panel displaying each axis (X, Y, R) of the robots such as transfer, robot arm, and lift, and a second panel displaying driving speeds of the robots.
상기 제 2표시부는 상기 1패널을 포함하여, 상기 로봇들의 구동위치를 표시하는 제 3패널로 구성될 수 있다.The second display unit may include a third panel including the first panel to display driving positions of the robots.
상기 제 3표시부는 상기 축들(X,Y,R) 상에 설치된 상기 제 1,2,3모터로 인가될 전류설정치를 표시하는 제 4패널로 구성될 수 있다.The third display unit may be configured as a fourth panel for displaying a current set value to be applied to the first, second and third motors installed on the axes X, Y, and R.
상기 제 4표시부는 상기 제 1,2,3모터 동작 시 측정되는 전류측정치를 표시하는 제 5패널로 구성될 수 있다.The fourth display unit may include a fifth panel that displays current measurement values measured when the first, second and third motors are operated.
그리고, 상기 제 3, 4표시부는 상기 모터들을 구분할 수 있도록 표시해주는 제 6패널(535)을 포함할 수 있다.The third and fourth display units may include a sixth panel 535 for displaying the motors so as to distinguish the motors.
또한, 상기 구동부 위치 모니터링부(200)에는 상기 제 1,2,3모터들의 전류설정치를 선택적으로 입력할 수 있는 입력부가 더 설치될 수 있다. 상기 입력부는 상기 전류설정치를 상하조절할 수 있는 승하강버튼과, 전류 설정완료시 이를 제어부에 설정할 수 있는 셋버튼을 포함할 수 있다.The driving unit
또한 상기 구동부 위치 모니터링부(200)에는 상기 제1,2,3모터들 중 어느 하나를 선택하여 상기 입력부를 통해 상기 전류설정치를 설정할 수 있도록 선택부가 더 설치될 수 있으며, 상기 선택부는 누름동작을 통해 제 1,2,3모터들을 순차적으로 선택할 수 있도록 선택버튼일 수 있다.In addition, the driving unit
그리고 상기 구동부 위치 모니터링부(200))에는 상기 로봇들의 구동 및 공정을 강제적으로 중지할 수 있는 인터락버튼을 더 포함할 수 있다.The driving unit
상기 구동부 위치 모니터링부(200)에는 상기 모터들의 전류측정치가 전송되고, 전류설정치를 기설정할 수 있으며, 상기 전류측정치와 상기 기설정되는 전류설정치를 서로 비교하여 상기 전류측정치가 상기 전류설정치와 다르면 상기 로봇들을 구동 및 공정을 중지하는 상기 제어부를 더 포함할 수 있다.The current measurement values of the motors are transmitted to the driving unit
상기 제어부는 상기 로봇들의 구동을 중지하기 위해 상기 모터들을 구동하는 모터 구동부와 전기적으로 연결되어 상기 모터구동부에 공정중지 신호를 보내준다.The control unit is electrically connected to a motor driving unit for driving the motors to stop driving of the robots, and sends a process stop signal to the motor driving unit.
상기 구동부 위치 모니터링부(200)는 상기 로봇들의 구동속도와 구동위치를 서로 비교하여 가시적으로 확인할 수 있도록 화상으로 표시해주는 화상표시기를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 화상표시기는 상기 제어부로부터 신호를 전송받아 상기 모터들의 상기 전류측정치와 상기 전류설정치를 화상으로 표시할 수도 있다.The driving unit
상술한 바와 같이, 반도체 제조장치의 구동부 위치를 실시간으로 모니터링하여 사용자로 하여금 현재상태의 정보를 확인할 수 있도록 할 수 있다. 이에 따라 제조장치의 에러나 설비 구동부의 오동작을 방지할 수 있다. As described above, the position of the driving unit of the semiconductor manufacturing apparatus may be monitored in real time so that the user may check the information of the current state. Thereby, the error of a manufacturing apparatus and the malfunction of a facility drive part can be prevented.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발 명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다. The description of the above embodiments is merely given by way of example with reference to the drawings for a more thorough understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the present invention. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the basic principles of the present invention.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 반도체 제조장치의 구동부 위치를 실시간으로 모니터링하여 사용자로 하여금 현재상태의 정보를 확인할 수 있도록 할 수 있다. 이에 따라 제조장치의 에러나 설비 구동부의 오동작을 방지할 수 있다. As described above, according to the present invention, the position of the driving unit of the semiconductor manufacturing apparatus may be monitored in real time so that the user may check the current state information. Thereby, the error of a manufacturing apparatus and the malfunction of a facility drive part can be prevented.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200061696A (en) * | 2018-11-26 | 2020-06-03 | 주식회사 원익아이피에스 | Substrate processing apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |