KR20100041795A - 반도체 공정 환경에서 환경 조건으로 야기된 변화에 대한 용량 센서 측정을 보정하는 장치 및 방법 - Google Patents

반도체 공정 환경에서 환경 조건으로 야기된 변화에 대한 용량 센서 측정을 보정하는 장치 및 방법 Download PDF

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델레 에이치 가드너
앤디 케이. 림
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싸이버옵틱스 쎄미콘덕터 인코퍼레이티드
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Abstract

반도체 공정 시스템에서 샤워헤드(102, 202)에 대한 근접성 감지 방법(400)이 제공된다. 상기 방법(400)은 적어도 하나의 외부 인자뿐만 아니라 샤워헤드 (102, 202)에 대한 근접성에 따라 변하는 정전용량을 측정하는 단계(402)를 포함한다. 상기 방법은 또한 샤워헤드(102, 202)에 대한 근접성이 아닌 적어도 하나의 외부 인자에 따라 변하는 정전용량을 측정하는 단계(404)를 포함한다. 보정된 근접성 출력은 측정된 정전용량에 기초하여 계산되며 출력(410)으로 제공된다.

Description

반도체 공정 환경에서 환경 조건으로 야기된 변화에 대한 용량 센서 측정을 보정하는 장치 및 방법 {DEVICE AND METHOD FOR COMPENSATING A CAPACITIVE SENSOR MEASUREMENT FOR VARIATIONS CAUSED BY ENVIRONMENTAL CONDITIONS IN A SEMICONDUCTOR PROCESSING ENVIRONMENT}
반도체 웨이퍼 공정은 다양한 웨이퍼 및/또는 기판이 처리되어 집적회로 (integrated circuits), LCD 평판 디스플레이 및 기타 전자 장치가 되게 하는 정밀하고 정확한 기술이다. 반도체 공정에서의 최첨단 기술은 현재의 상업적 적용이 45-나노미터 스케일에서 운용되도록 최신 사진식각기술(lithography)을 새로운 한계로 발전시켜 왔다. 이에 따라, 반도체의 최신 처리 공정은 공정 장비가 더욱 더 치밀하게 공정을 제어할 것을 요구하고 있다.
흔히 반도체 공정 증착 챔버 또는 에칭 공정 챔버에서는 반응 가스(reactive gas)를 기판에 도입하기 위하여 "샤워헤드(showerhead)"라고 알려진 장치가 이용된다. 상기 장치는 일반적으로 원형인 샤워헤드를 막연하게 닮았다는 의미에서 장치는 "샤워헤드" 라고 명명되었고, 반응 가스가 기판으로 분출되는 다수의 어퍼쳐 (apertures)를 가지고 있다.
반도체 제조분야에서, 증착 챔버 또는 에칭 공정 챔버 내의 공정을 효과적으로 제어하기 위하여는 샤워헤드와 기판 지지 페데스탈(pedestal) 사이의 거리를 정밀하고 정확하게 측정 및 조정할 필요가 있다. 샤워헤드와 기판 지지 페데스탈 사이 갭(gap)의 거리를 정확히 알 수 없다면, 증착 또는 에칭이 발생하는 속도가 공칭 속도(nominal rate)로부터 바람직하지 않게 변할 수 있다. 또한, 페데스탈이 샤워헤드에 대하여 어느 정도 기울어져 있다면, 증착 또는 에칭 공정을 통하여 기판의 일부분이 처리되는 속도가 다른 부분의 처리되는 속도와 다를 것이다.
따라서, 반도체 공정에서 갭의 거리 및 샤워헤드에 대한 기판 지지 페데스탈의 임의의 기울기 모두를 정확히 측정하는 것은 필수적이다. 본 명세서에서 기술되는 바와 같이, "근접성(proximity)"은 갭의 거리, 샤워헤드에 대한 기판 지지 페데스탈의 임의의 기울기 또는 이들의 조합을 의미하도록 사용한다.
최근, 집적화된 샤워헤드 거리 측정 장치를 가진 반도체 공정 시스템이 2008.03.26. 출원된 미국 특허 출원 번호 12/055,744에 개시되었다. 여기에 개시된 시스템은 페데스탈과 샤워헤드 사이의 갭 및/또는 서로에 대한 샤워헤드 또는 페데스탈의 기울기의 정밀한 측정을 가능하게 한다.
일반적으로, 정전용량 기반 센서는 측정되는 객체를 포함한 축전기 (capacitor)에서의 정전용량(capacitance)의 존재 및 변화에 기초한다. 예를 들어, 상기 미국 특허 출원에 개시된 정전용량 기반 측정의 경우에, 센서 표면과 샤워헤드 사이의 정전용량 또는 샤워헤드와 연결 금속 객체 사이의 정전용량이 존재하며, 이러한 정전용량은 샤워헤드와 객체 사이의 이격거리에 반비례하여 변한다. 이격거리는 정전용량에 대한 이격거리의 관계 또는 진동 주파수와 같이 정전용량에 의존 하는 회로 함수에 대한 이격거리의 관계를 앎으로써 결정될 수 있다.
이러한 정전용량 기반 측정의 한 어려운 점은, 정전용량은 외부 인자(샤워헤드의 근접성에 직접 관련되지 않는 영향)에 의하여 또한 영향을 받을 수 있다는 것이다. 일반적으로 외부 인자는, 예를 들어, 재령(age)에 따라 발생하는 회로의 변화에 기인한다고 여겨지는 덜 알려진 인자뿐만 아니라 상대 습도 또는 온도와 같은 환경 조건을 포함할 것이다. 측정 함수에서, 이들 외부 인자는 일반적으로 감지되는 객체에 기인하는 측정 정전용량과 분리될 수 없다. 따라서, 환경 유발적 또는 재령 유발적 정전용량 변화 또는 측정되는 객체의 변화에 기인하지 않는 임의의 변화는 갭 및/또는 평행도(parallelism)의 측정 오차를 유발할 수 있다.
본 발명은 반도체 공정 시스템의 샤워헤드에 대한 근접성 감지 방법을 제공한다.
본 발명은 반도체 공정 시스템의 샤워헤드에 대한 근접성 감지 방법을 제공한다. 상기 방법은 적어도 하나의 외부 인자뿐만 아니라, 샤워헤드에 대한 근접성에 따라 변하는 변수(parameter)의 측정 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 샤워헤드에 대한 근접성에 따라 변하지 않고, 적어도 하나의 인자에 따라 변하는 변수의 측정 단계를 포함한다. 보정된 근접성 출력은 측정된 변수에 기초하여 계산되며, 출력으로서 제공된다.
본 발명은 반도체 공정 시스템의 샤워헤드에 대한 근접성 감지 방법을 제공한다. 본 발명의 방법에 의하면, 페데스탈과 샤워헤드 사이의 갭 및/또는 서로에 대한 샤워헤드 또는 페데스탈의 기울기의 정밀한 측정을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 실시예가 특히 적용가능한 반도체 공정 챔버 챔버의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예가 특히 적용가능한 반도체 공정 챔버의 상세 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 챔버의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판형 센서의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 환경에서 페데스탈과 샤워헤드 사이의 근접성에 대한 용량 센서 측정을 보정하는 방법의 순서도이다.
본 발명의 실시예는 일반적으로 축전기를 형성하기 위하여 샤워헤드 및/또는 기판 지지 페데스탈 상에 하나 이상의 도전성 영역(conductive regions)을 채용하고, 축전기의 정전용량은 두 도전성 표면 사이의 거리에 따라 변한다.
또한, 본 발명의 실시예는 일반적으로 페데스탈과 샤워헤드 사이의 거리 변화에 민감한 것이 아니라, 바람직하게는 모든 다른 변수에 민감한 기준 축전기 (reference capacitor)를 형성하는 한 쌍의 도체(conductors)를 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예가 특히 적용가능한 반도체 공정 챔버의 개략도이다. 공정 챔버(100)는 페데스탈(104) 상부에 배치되거나 또는 적어도 페데스탈 (104)로부터 이격된 샤워헤드(102)를 포함한다. 통상, 웨이퍼 또는 기판은 공정 챔버(100)에서 처리되는 동안 페데스탈(104) 상에 놓이게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선 주파수(Radio Frequency: RF) 에너지의 소스 (106)는 전기적으로 각각의 도체(108, 110)을 통하여 샤워헤드(102) 및 페데스탈 (104)과 결합된다. 무선 주파수 에너지를 샤워헤드(102) 및 페데스탈(104)에 공급함으로써, 샤워헤드(102)로부터 도입된 반응 가스는 웨이퍼 또는 반도체 기판을 처리하기 위하여 페데스탈(104)과 샤워헤드(102) 사이의 영역(112)에서 플라즈마를 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예가 특히 적용가능한 반도체 공정 챔버의 상세 개략도이다. 챔버(200)는 챔버(100)와 일부 유사하며 유사한 구성요소들은 유사하게 번호가 부여된다. 공정 챔버(200)는 페데스탈(204) 및 샤워헤드(202)를 포함하며, 양자 모두는 바람직하게는 비도전성이다. 페데스탈(204)은 샤워헤드(202)에 대향하는 페데스탈(204)의 표면 상에 배열된 도전성 전자층 또는 플레이트(206)를 포함한다. 마찬가지로, 샤워헤드(202)는 바람직하게는 복수의 전자층 또는 도전성 표면(208, 210, 212)을 포함한다. 각각의 전극(208, 210, 212)은 플레이트(206)와 각각의 축전기를 형성한다. 각각의 축전기의 정전용량은 샤워헤드(202) 상의 각 용량 플레이트와 페데스탈(204) 상의 플레이트(206) 간의 거리에 연관된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 시스템은 RF 에너지 소스(106)뿐만 아니라 다양한 스위치에 의하여 플레이트(208, 210, 212)에 교대로 결합될 수 있는 정전용량 측정 회로(214)도 포함한다. 정전용량 측정 회로는 공지되어 있다. 이러한 회로는 적절한 여기(excitation) 및/또는 구동 회로는 물론 공지된 아날로그-디지털 변환기(converters)도 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, RF 에너지 소스(106) 및 정전용량 측정 회로(214)의 각각은 각각의 스위치(4, 5)에 결합되어, 에너지 소스(106) 및 정전용량 측정 회로(214)가 용량 플레이트에 동시에 결합되지 않도록 한다. 따라서, 정상적인 공정 시에는 스위치 5는 열리고 스위치 4는 닫혀서 RF 에너지 소스(106)가 공정 챔버와 결합된다. 또한, 정상 공정시에 모든 스위치 1, 2 및 3은 닫혀서 RF 에너지 소스(106)가 모든 플레이트(208, 210, 212)에 동시에 결합된다.
갭을 측정하는 동안에는 스위치 4는 열리고 스위치 5는 닫힌다. 또한, 다른 스위치들이 열려 있는 때에는 스위치 1, 2 및 3 중 하나만 닫힌다. 이는, 각각의 용량 플레이트의 위치에서 샤워헤드(202)와 페데스탈(204) 사이의 거리를 측정하기 위하여, (208), (210), (212)와 같은 특정 용량 프레이트와 플레이트(206) 사이의 정전용량이 측정되도록 한다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(230)와 같은 제어장치는, 도면부호 (232)에 나타낸 바와 같이, 바람직하게는 스위치 1 내지 5와 결합되며, 또한 RF 에너지 소스(106) 및 정전용량 측정 회로(214)에 결합된다. 이와 같은 방식으로, 제어부(230)는 다양한 스위치 1 내지 5를 적절하게 작동시킬 수 있고, 적절한 때에 RF 에너지 소스(106) 또는 정전용량 측정 회로(214)를 작동시킬 수 있다. 또한, 정전용량 측정 회로(214)는 다양한 정전용량 측정치를, 예를 들어 디지털 통신에 의하여 제어부(230)에 전달할 수 있다.
도 1 및 도 2에 대한 상기 기술은 미국 특허 출원 번호 12/055,744호에 기술된 시스템을 실질적으로 기술한다. 본 발명의 실시예는 일반적으로 이러한 시스템 보다 개선된 것을 제공한다.
구체적으로, 회로는 감지 축전기(sensing capacitor)가 형성되는 것과 같은 방법으로, 바람직하게는 센서의 인쇄회로기판의 표면 상에 형성된 기준 축전기 (reference capacitor)를 포함하도록 만들어진다. 상기 기준 축전기는 바람직하게는 감지 축전기와 동일한 환경 조건 및 변화를 받게 되고, 따라서 감지되는 객체에 대한 근접성에 기인하지 않는 정전용량의 동일한 변화를 경험하게 된다. 그러나, 상기 기준 축전기는 감지되는 객체에 대한 거리의 변화에 기인하는 정전용량의 임의의 변화를 경험하지 않는 곳에 위치된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 환경의 개략도이다. 시스템 (300)은 도 1 및 도 2에 대하여 기술된 시스템과 일부 유사하며, 유사한 구성요소들은 유사하게 번호가 부여된다.
시스템(300)은 타겟 객체 또는 샤워헤드(102)와 축전기를 형성하는 한 쌍의 용량 플레이트(302, 304)를 포함하고, 축전기의 정전용량은 플레이트(302, 304)와 타겟 객체(102) 사이의 거리(306)에 따라 변한다. 또한, 상기 언급한 바와 같이, 정전용량은 다른 덜 알려진 원인뿐만 아니라 온도 및/또는 상대 습도를 포함하는 다수의 다른 변수에 따라 변한다.
용량 플레이트(302, 304) 각각은 스위칭 회로(308)에 결합되며, 스위칭 회로 (308)는 플레이트(302, 304)를 정전용량 측정 회로(310)에 선택적으로 결합한다. 정전용량 측정 회로(310)는 정전용량의 측정 또는 다른 관측을 위한 임의의 적절한 회로일 수 있다. 또한, 정전용량 측정 회로(310)는 도 2에 대하여 기술된 정전용량 측정 회로(214)와 동일할 수 있다.
정전용량 측정 회로(310) 및 스위칭 회로(308)는 제어부(312)에 결합되어, 정전용량 측정 회로(310)를 플레이트(302, 304) 또는 기준 축전기(318)의 기준 플레이트(314, 316)에 결합하기 위하여, 제어부(312)가 스위칭 회로(308)를 선택적으로 연결시킬 수 있도록 한다. 또한 제어부(312)는 정전용량 측정 회로(310)로부터 스위칭 회로(308)를 통하여 결합되는 플레이트의 정전용량에 대한 정보, 바람직하게는 디지털 정보를 수신한다. 제어부(312)는 도 2에 기술된 제어부(230)를 포함한 임의의 적절한 제어부일 수 있다.
또한, 도 3에서 도시되는 실시예는 플레이트(302, 304)로 구성된 단일 측정 축전기를 도시하는 반면에, 스위칭 회로(308)는 도 2에 기술된 것과 같은 다수의 다른 접점(contacts)을 포함할 수 있어, 타겟 객체(102) 상에 배치 또는 장착된 용량 플레이트를 포함한 다양한 다른 용량 플레이트가 사용될 수 있다. 이와 같은 방식으로 다양한 위치 및 경사가 감지될 수 있다.
기준 축전기(318)는 바람직하게는 플레이트(302, 304)와 같은 동일한 센서 하우징(sensor housing) 내에 배치된다. 보다 구체적으로는, 기준 축전기(318)는 센서의 다양한 전기적 구성요소를 포함하는 인쇄회로기판의 표면 상에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 전기적 구성요소는 제어부(312), 측정 회로(310) 및 스위칭 회로(308)를 포함한다.
이러한 방식으로, 기준 축전기(318)는 타겟 객체(102)의 근접성에 기인하지 않는 동일한 정전용량의 변화를 경험한다. 예를 들어, 기준 축전기(318)는 용량성 플레이트(302, 304)와 같은 동일한 온도 및 상대 습도를 겪게 된다. 제어부(312)는 스위칭 회로(308)가 플레이트(314, 316)를 정전용량 측정 회로(310)에 조작가능하도록 결합될 수 있게 한다.
그러면 정전용량 측정 회로(310)는 기준 축전기(318)의 정전용량을 측정하고 제어부(312)로 상기 정전용량의 표시를 제공하게 된다. 그러면 제어부(312)는, 갭(306)에 기인하지 않는 플레이트(302, 304)로부터 측정된 정전용량에 대한 효과를 보정 또는 아니면 제거하기 위하여 기준 축전기의 정전용량을 사용할 수 있다. 기준 축전기(318)는 축전기 플레이트(302, 304)를 감지하는 것과 같은 물리적으로 또는 전기적으로 동일한 크기를 필요로 하지 않는다. 이것은 기준 정전용량 변화는 보정 이전에 스케일될(scale) 수 있기 때문이다. 예를 들어, 기준 정전용량이 감지 축전기의 값의 절반인 공칭값(nominal value)을 갖는다면, 상기 기준 축전기에서 측정된 변화는 감지 축전기의 변화를 보정하기 전 두 배로 될 것이다.
도 3에 도시된 배치는 감지 플레이트(302, 304)를 측정 회로(310)에 또는 기준 플레이트(314, 316)를 측정 회로(310)에 선택적으로 결합시키기 위하여 사용되는 스위칭 회로(308)를 구체적으로 나타내었지만, 본 발명의 실시예에 따라 다른 배치가 이용될 수도 있다. 구체적으로, 두 개의 정전용량 측정 회로가 채용된다면, 하나의 측정 회로는 플레이트(302, 304)에 직접 결합될 수 있으나, 다른 측정회로는 기준 축전기(318)에 결합되어, 이에 의하여 스위칭 회로(308)의 필요성을 미연에 제거할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 자동적으로 플레이트(302, 304)에 측정된 정전용량으로부터 기준 축전기(318)의 정전용량이 차감되도록 또는 보정되도록 하는 전기적 연결, 배치 또는 회로를 포함한다. 또한, 감지 정전용량이 측정될 때마다 기준 정전용량을 측정하는 것이 바람직할 수 있으나, 항상 그럴 필요는 없다. 특히, 기준 정전용량은 시간, 기준 정전용량의 상대 변화, 감지 정전용량 측정의 구간 또는 임의의 다른 적절한 구간에 기초하여 주기적으로 측정될 수 있다.
도 3은 또한 선택적 온도 센서(322)의 이용을 도시한다. 온도 센서(322)는 바람직하게는 온도 센서(322)의 전기적 특성을 측정하는 임의의 적절한 회로일 수 있는 온도 측정 회로(320)를 통하여 제어부(312)에 결합된다. 온도 센서(322)는 온도 저항 장치(Resistance Temperature Device: RTD), 열전쌍(thermocouple), 서미스터(thermistor)와 같은 임의의 적절한 온도 감지 장치일 수 있다. 따라서 회로 (320)는 전기적 특징(열전쌍의 경우에는 전압과 같은)을 측정하고, 제어부(312)에 측정된 변수의 표시를 제공할 수 있다. 제어부(312)는 바람직하게는 열적으로 유도된 치수 변화에 기인하는 근접성 센서의 물리적 변화를 보정하기 위하여 측정된 온도값을 사용한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판형 센서의 개략도이다. 센서(350)는 상기 기술된 동일한 구성요소의 다수를 포함하며, 유사한 구성요소는 유사하게 번호가 부여된다. 센서(350)는 블록도의 형태로 도시되기는 하지만, 센서(350)의 물리적 크기 및 형상은 바람직하게는, 반도체 웨이퍼나 LCD 평판과 같은, 반도체 공정 시스템에 의하여 처리되는 기판에 유사하도록 선택되었다. 따라서, 블록도 형태는 도시의 편의를 위하여 제공된 것이며, 센서(350)의 물리적 특징을 나타내기 위한 것으로 생각되어서는 안 된다.
센서(350)는 테이블(platen)(352) 상에 배치되며, 타겟(102)에 대한 거리에 따라 변하는 정전용량을 갖는 축전기를 형성하는 복수의 용량 플레이트(302, 304)를 포함한다. 또한, 센서(352)의 하우징 내에서 기준 용량 플레이트(314, 316)는 또한 스위칭 회로(308)와 결합된다. 이에 따라 제어부(312)가 타겟(102)에 대한 거리에 기인하지 않는 용량 효과를 선택적으로 측정할 수 있도록 한다. 그러면 이러한 효과는 전기적으로 또는 소프트웨어에서 제거되고, 보정된 갭 측정(갭 거리, 형상 또는 양자 모두)이 제공된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 환경에서 페데스탈과 샤워헤드 사이의 갭에 대하여 용량 센서 측정을 보정하는 방법의 순서도이다. 방법(400)은 샤워헤드와 페데스탈 또는 페데스탈 상에 배치된 센서 사이의 갭에 대하여 적어도 하나의 정전용량이 측정되는 블록(402)으로부터 시작한다.
다음으로, 블록(404)에서 기준 정전용량이 측정된다. 상기 언급한 바와 같이, 기준 정전용량은 바람직하게는 감지 축전기와 유사하게 구성된 축전기의 정전용량이지만, 샤워헤드에 대한 거리에 따라 변하는 정전용량을 갖도록 구성되지는 않는다.
다음으로, 블록(406)에서 상기 기준 정전용량은 선택적으로 스케일된다. 상기 기준 축전기가 감지 축전기의 정확한 공칭 정전용량을 갖도록 구성되면, 상기 측정 단계(406)는 생략될 수 있다. 다음으로, 블록(408)에서 갭에 대하여 측정된 정전용량은 측정된 기준 정전용량에 기초하여 보정되거나 또는 조정된다. 보정 함수는 다음과 같은 임의의 적절한 수학적 함수를 포함할 수 있다:
Figure pct00001
C = 결과적 보정된 정전용량;
c = 판독된 미보정 정전용량;
C τ = 판독된 기준 정전용량;
C τ0 = 시간 t0 에서의 기준 정전용량;
k = 정전용량을 위한 스케일 인자.
선택적 온도 센서를 채용하는 실시예를 위하여, 상기 함수는 다음과 같다:
Figure pct00002
h= 온도용 스케일 인자;
T= 판독된 현재온도;
T 0 =시간 t0 에서의 온도.
본 발명의 바람직한 구현에서 보정 계산은 하기와 같은 방법으로 이루어진다. 보정 시간(calibration time)에서, 갭 정전용량은 일련의 공지된 갭에 대하여 측정되며 관련된 갭과 함께 기록된다. 이 결과는 갭 대 측정된 정전용량의 표로 나타낸다. 미지의 갭을 측정하기 위하여, 정전용량이 측정되어 표와 비교된다. 갭은 표로부터 가장 근사한 갭을 찾거나 보간법(interpolation)을 통하여 결정될 수 있다. 또한 보정 시간에서 기준 정전용량이 측정되고 기록된다.
갭 정전용량 C는, 갭 변화와 함께 변하는 갭 Cｇ에 따른 정전용량과, 갭과 함께 변하지 않고 주변 조건과 같은 다른 인자와 함께 변화하는 다른 기생 (parasitic) 정전용량 Cp1의 합으로 되어 있다. 이를 등식으로 나타내면 C = Cｇ + Cp1 이다. 기준 정전용량 Cτ는 변하지 않는 기준 축전기 Cr과, 갭이 아니라 주변 조건과 같은 인자와 함께 변화하는 다른 기생 정전용량 Cp2의 합으로 되어 있다. 이를 등식으로 나타내면 Cτ = Cr + Cp2 이다.
이후에 갭 측정이 이루어질 때 주변 조건들은 변하여 갭 축전기와 관련된 기생 정전용량 및 기준 축전기의 기생 정전용량 모두를 변화시킬 수 있다. 변화된 기생 정전용량은 Cp1' 및 Cp2'로 지정된다. 갭 정전 용량은 이제 C' = Cg + Cp1'이 된다. 기준 정전용량은 Cτ' = Cτ + Cp2' 이다. Cτ의 임의의 변화는 기생 정전용량의 변화에 기인하므로, Cτ - Cτ' = Cp2 - Cp2' 이다.
기생 정전용량의 임의의 변화는 가능한 스케일 인자 k를 갖는 Cp1 및 Cp2에 동일하게 적용되고, 그 측정 인자는 갭 축전기 및 기준 축전기의 상대적 크기로부터 결정될 수도 있고 또는 경험적으로 결정될 수도 있으며, 어떤 경우이든 이미 공지되어 있다. 따라서 Cp1' = Cp1 + k(Cp2 - Cp2) 이다. 상기 식을 C'에 대한 등식에 치환하면, C' = Cg + Cp1 + k(Cp2 - Cp2)를 얻게 된다. k(Cp2 - Cp2)는 알려져 있으므로, 이를 C'의 측정값에서 빼거나, 또는 C' - k(Cp2 - Cp2') = Cg + Cp1 = C일 수 있다. 이로써 효과적으로 C'을 C로 변환시킨다. 요컨대, C'은 측정되며, Cτ'는 측정되고, Cτ과 Cτ' 사이의 스케일된 차이는 C를 얻기 위하여 C'에서 차감된다. 그러면 C 는 보정 시간에 기록된 표로부터 갭을 찾기 위하여 사용된다.
다음으로, 블록(410)에서 갭이 출력된다. 이 출력은 갭 및/또는 경사를 자동적으로 조절할 수 있는 기계에 대한 출력 형태일 수 있거나 단순히 적절한 표시 장치를 통하여 사용자에게 표시되는 출력일 수 있다.
본 발명은 비록 바람직한 실시예에 의하여 참고적으로 기술되었지만, 당업자는 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어나지 않고 형태 및 상세한 내용에 있어서 변화를 가할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

Claims (17)

  1. 기판 지지 페데스탈에 의하여 조작가능하게 지지되는 제1 감지 용량 플레이트를 제공하는 단계;
    상기 제1 감지 용량 플레이트와 함께, 기판 지지 페데스탈과 샤워헤드 사이의 거리뿐만 아니라 적어도 하나의 외부 인자에 따라 변하는 정전용량을 갖는 감지 축전기를 형성하는 제2 감지 용량 플레이트를 제공하는 단계;
    상기 기판 지지 페데스탈과 샤워헤드 사이의 거리가 아니라 적어도 하나의 외부 인자에 따라 변하는 기준 정전용량을 갖는 기준 축전기를 형성하는 제1 및 제2 기준 용량 플레이트를 제공하는 단계;
    상기 감지 축전기의 정전용량을 측정하는 단계;
    상기 기준 축전기의 정전용량을 측정하는 단계;
    상기 감지 및 기준 축전기의 정전용량에 기초하여 샤워헤드의 근접성에 대한 출력을 제공하는 단계를 포함하는,
    반도체 공정 시스템에서 샤워헤드에 대한 근접성 감지 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 감지 용량 플레이트는 기판 지지 페데스탈에 의하여 조작가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 외부 인자는 온도를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 외부 인자는 상대습도를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 외부인자는 복수의 외부 인자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 출력은 제어부에 의하여 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기준 축전기의 정전용량의 측정 단계는 주기적으로 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 측정된 기준 정전용량을 스케일하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 적어도 하나의 외부 인자뿐만 아니라 샤워헤드에 대한 근접성에 따라 변하는 변수를 측정하는 단계;
    샤워헤드에 대한 근접성이 아닌 적어도 하나의 외부 인자에 따라 변하는 변수를 측정하는 단계;
    상기 측정된 변수에 기초하여 보정된 근접성 출력을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 근접성 출력을 제공하는 단계를 포함하는,
    반도체 공정 시스템에서 샤워헤드에 대한 근접성 감지 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 방법은 기판 지지 페데스탈 상에 놓인 센서에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 외부 인자는 온도, 상대습도 및 센서 재령으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 인자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제어부;
    상기 제어부에 조작가능하도록 결합되는 정전용량 측정 회로;
    상기 정전용량 측정 회로에 조작가능하게 결합되는 근접성 감지 축전기;
    상기 정전용량 측정 회로에 조작가능하게 결합되는 기준 축전기를 포함하고, 그리고
    상기 제어부는 감지 정전용량 및 기준 정전용량에 기초하여 보정된 근접성 출력을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 공정 시스템에서 샤워헤드에 대한 근접성을 감지하는 센서.
  13. 제12항에 있어서, 상기 근접성 감지 축전기는 센서 상에 배치된 복수의 용량 플레이트로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 센서.
  14. 제13항에 있어서, 상기 기준 축전기는 센서의 회로기판 상의 센서 내에 배치된 복수의 용량 플레이트로 형성되는 것을 특징으로 하는 센서.
  15. 제12항에 있어서, 상기 근접성 감지 축전기 및 기준 축전기는 동일한 공칭 정전용량을 갖는 것을 특징으로 하는 센서.
  16. 제12항에 있어서, 상기 제어부, 정전용량 측정 회로, 근접성 감지 축전기 및 기준 축전기에 조작가능하게 결합된 스위칭 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
  17. 제12항에 있어서, 상기 제어부에 조작가능하게 결합된 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
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