KR20210006572A - 비전 센서, 이를 이용한 반도체 공정 챔버의 검사방법, 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

비전 센서는, 지지 부재, 상기 지지 부재 상에 배치되고 타겟의 대상 이미지를 획득하도록 구성된 이미지 스캐닝 모듈, 및 상기 지지 부재 상에 배치되는 회로부를 포함한다. 상기 회로부는 상기 이미지 스캐닝 모듈로부터 상기 대상 이미지를 수신하고 상기 대상 이미지를 기초로 한 데이터를 생성하는 프로세서, 및 상기 프로세서에 의해 생성된 상기 데이터를 외부 장치로 전달하는 무선 통신 모듈을 포함한다. 상기 이미지 스캐닝 모듈은 상기 타겟 상으로 패턴을 투영하도록 구성된 조명기를 포함한다.

Description

비전 센서, 이를 이용한 반도체 공정 챔버의 검사방법, 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법{VISION SENSOR, A METHOD FOR INSPECTING A SEMICONDUCTOR PROCESSING CHAMBER USING THE SAME, AND A METHOD FOR MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 비전 센서, 이를 이용하여 반도체 공정 챔버의 내부 구조를 검사하는 방법, 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법에 대한 것이다.
반도체 소자들은 그들의 소형화, 다기능화, 및/또는 낮은 제조 비용 등의 특성들로 인하여 전자 산업에서 널리 사용되고 있다. 상기 반도체 소자들은 포토리소그라피 공정, 식각 공정, 증착 공정, 이온 주입 공정, 및 세정 공정과 같은 다양한 제조 공정들에 의해 제조될 수 있다.
상기 제조 공정들은 반도체 공정 챔버 내에서 수행될 수 있고, 상기 제조 공정들이 수행되는 동안 상기 반도체 공정 챔버 내부를 구성하는 부품들의 상태가 변화될 수 있다. 상기 부품들의 상태 변화는 상기 제조 공정들의 공정 조건에 영향을 미칠 수 있다. 상기 반도체 공정 챔버 내 상기 부품들의 미세한 상태 변화를 정밀하게 검사하기 위한 다양한 검사장치 및 검사방법이 연구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 반도체 공정 챔버의 내부 구조를 정밀하게 검사할 수 있는 비전 센서, 이를 이용한 반도체 공정 챔버의 검사 방법 및 반도체 소자의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 반도체 공정 챔버의 내부 구조를 용이하게 검사할 수 있는 비전 센서, 이를 이용한 반도체 공정 챔버의 검사 방법 및 반도체 소자의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 비전 센서는, 지지 부재; 상기 지지 부재 상에 배치되고, 타겟의 대상 이미지를 획득하도록 구성된 이미지 스캐닝 모듈; 및 상기 지지 부재 상에 배치되는 회로부를 포함할 수 있다. 상기 회로부는 상기 이미지 스캐닝 모듈로부터 상기 대상 이미지를 수신하고, 상기 대상 이미지를 기초로 한 데이터를 생성하는 프로세서; 및 상기 프로세서에 의해 생성된 상기 데이터를 외부 장치로 전달하는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 상기 이미지 스캐닝 모듈은 상기 타겟 상으로 패턴을 투영하도록 구성된 조명기를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 공정 챔버의 검사방법은 반도체 공정 챔버 내에 비전 센서를 제공하는 것; 상기 반도체 공정 챔버 내 타겟 상에 상기 비전 센서를 정렬하는 것; 상기 비전 센서의 이미지 스캐닝 모듈을 이용하여 상기 타겟의 대상 이미지를 획득하는 것; 상기 대상 이미지를 기초로 상기 타겟의 3차원적 모델을 생성하는 것; 및 상기 3차원적 모델로부터 상기 타겟의 물리량을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 상기 타겟의 상기 대상 이미지를 획득하는 것은 상기 이미지 스캐닝 모듈의 조명기를 이용하여 상기 타겟 상으로 패턴을 투영하는 것; 및 상기 이미지 스캐닝 모듈의 카메라를 이용하여 상기 패턴이 투영된 상기 타겟의 이미지를 스캔하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법은 반도체 공정 챔버 내에 반도체 기판을 제공하는 것; 상기 반도체 공정 챔버 내 상기 반도체 기판 상에 반도체 소자의 제조를 위한 공정을 수행하는 것; 상기 반도체 기판을 상기 반도체 공정 챔버 외부로 이동시키는 것; 및 상기 반도체 공정 챔버 내에 비전 센서를 제공함으로써, 상기 반도체 공정 챔버의 내부 구조를 검사하는 것을 포함할 수 있다. 상기 반도체 공정 챔버의 내부 구조를 검사하는 것은 상기 비전 센서의 이미지 스캐닝 모듈을 이용하여 상기 반도체 공정 챔버 내 타겟의 대상 이미지를 획득하는 것; 및 상기 대상 이미지를 기초로 상기 타겟의 3차원적 모델을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 타겟의 상기 대상 이미지를 획득하는 것은 상기 이미지 스캐닝 모듈의 조명기를 이용하여 상기 타겟 상으로 패턴을 투영하는 것; 및 상기 이미지 스캐닝 모듈의 카메라를 이용하여 상기 패턴이 투영된 상기 타겟의 이미지를 스캔하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 개념에 따르면, 반도체 공정 챔버의 내부 구조(일 예로, 부품의 마모 정도, 부품들 사이의 오정렬 등)가 정밀하게 검사될 수 있고, 상기 반도체 공정 챔버의 내부 구조의 검사가 용이하게 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비전 센서의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비전 센서의 배면도이다.
도 3은 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 4는 도 1의 회로부의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비전 센서의 이미지 스캐닝 모듈의 동작을 나타내는 개념도이다.
도 6 및 도 7은 이미지 스캐닝 모듈에 의해 획득된 대상 이미지를 기초로 타겟의 3차원적 모델을 생성하는 방법을 나타내는 개념도들이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비전 센서의 정면도이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비전 센서의 배면도이다.
도 10은 도 8의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비전 센서의 정면도이다.
도 12는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비전 센서의 배면도이다.
도 13은 도 11의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 비전 센서를 이용한 반도체 공정 챔버의 검사방법을 나타내는 순서도이다.
도 15는 반도체 공정 챔버를 포함하는 반도체 공정 설비의 일 예를 나타내는 개략도이다.
도 16a 및 도 16b는 도 14의 S30단계 내지 S50단계를 예시적으로 설명하기 위한 개념도들이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비전 센서의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비전 센서의 배면도이다. 도 3은 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다. 도 4는 도 1의 회로부(400)의 개념도이다. 도 1에서, 도 3에 도시된 커버 부재(cover member, 500)의 도시는 생략된다.
도 1, 도 2, 및 도 3을 참조하면, 비전 센서(이하, 센서, 10)는 지지 부재(support member, 100)를 포함할 수 있다. 상기 지지 부재(100)는 웨이퍼 형태를 가질 수 있으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지 않는다. 상기 지지 부재(100)는 웨이퍼 형태, 십자 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 지지 부재(100)는 반도체 집적회로의 형성을 위해 이용되는 반도체 기판과 실질적으로 동일한 직경을 갖는 웨이퍼 형태를 가질 수 있다. 일 예로, 상기 지지 부재(100)는 200mm 또는 300mm의 직경을 갖는 웨이퍼 형태를 가질 수 있으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지 않는다. 상기 지지 부재(100)는 이를 관통하는 복수의 홀들(120H, 130H)을 포함할 수 있다. 상기 지지 부재(100)는 서로 대향하는 제1 면(100a) 및 제2 면(100b)을 가질 수 있고, 상기 복수의 홀들(120H, 130H)의 각각은 상기 제1 면(100a)으로부터 상기 제2 면(100b)으로 연장될 수 있다.
상기 센서(10)는 상기 지지 부재(100)의 상기 제1 면(100a) 상에 배치되는 이미지 스캐닝 모듈(150)을 포함할 수 있다. 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)은 타겟의 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다.
상기 이미지 스캐닝 모듈(150)은 카메라(110) 및 조명기(130)를 포함할 수 있다. 상기 조명기(130)는 상기 복수의 홀들(120H, 130H) 중 대응하는 홀(130H)과 중첩하도록 상기 지지 부재(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 조명기(130)는 상기 대응하는 홀(130H)을 통해 상기 타겟 상으로 패턴(일 예로, 프린지 패턴(fringe pattern))을 투영하도록 구성될 수 있다. 상기 카메라(110)는 상기 카메라(110)의 렌즈부(120)가 상기 복수의 홀들(120H, 130H) 중 대응하는 홀(120H)과 중첩하도록 상기 지지 부재(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 카메라(110)는 상기 대응하는 홀(120H)을 통해 상기 타겟의 이미지를 스캔하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)은 복수 개로 제공될 수 있다. 이 경우, 복수의 이미지 스캐닝 모듈들(150)이 상기 지지 부재(100)의 상기 제1 면(100a) 상에 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 일 예로, 상기 복수의 이미지 스캐닝 모듈들(150)은 상기 지지 부재(100)의 가장자리를 따라 서로 이격되도록 배열될 수 있다. 고정 부재(fixing member, 300)가 상기 지지 부재(100)의 상기 제1 면(100a) 상에 제공될 수 있고, 상기 복수의 이미지 스캐닝 모듈들(150)은 상기 고정 부재(300)에 결합될 수 있다. 상기 복수의 이미지 스캐닝 모듈들(150)은 상기 고정 부재(300)에 의해 상기 지지 부재(100) 상에 고정될 수 있으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예들에 따르면, 상기 고정 부재(300)는 생략될 수도 있다. 도 1은 4개의 이미지 스캐닝 모듈들(150)이 상기 지지 부재(100) 상에 배치되는 것을 도시하나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지 않는다. 상기 지지 부재(100) 상에 배치되는 상기 이미지 스캐닝 모듈들(150)의 개수는 다양하게 변형될 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 센서(10)는 상기 지지 부재(100)의 상기 제1 면(100a) 상에 배치되는 회로부(400)를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 회로부(400)는 상기 지지 부재(100)의 중심부에 배치될 수 있으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지 않는다. 상기 회로부(400)는 다양한 데이터를 처리하는 프로세서(410), 상기 프로세서(410)에 의해 처리된 다양한 데이터를 외부 장치로 전달하고 외부 장치로부터 제공되는 다양한 데이터를 상기 프로세서(410)로 전달하는 무선 통신 모듈(420), 및 상기 센서(10)에 전원을 공급하는 배터리 모듈(430)을 포함할 수 있다. 상기 프로세서(410), 상기 무선 통신 모듈(420), 및 상기 배터리 모듈(430)은 데이터 버스(data bus)를 통해 서로 결합될 수 있다. 상기 프로세서(410)는 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)로부터 상기 타겟의 이미지를 수신할 수 있고, 상기 이미지를 기초로 한 데이터를 생성할 수 있다. 상기 무선 통신 모듈(420)은 상기 프로세서(410)에 의해 생성된 상기 데이터를 외부 장치로 전달할 수 있다.
도 1, 도 2, 및 도 3을 다시 참조하면, 상기 센서(10)는 상기 지지 부재(100)의 상기 제1 면(100a) 상에 배치되는 커버 부재(500)를 포함할 수 있다. 상기 커버 부재(500)는 상기 지지 부재(100)의 상기 제1 면(100a)을 덮을 수 있고, 상기 이미지 스캐닝 모듈(150), 상기 고정 부재(300), 및 상기 회로부(400)를 덮을 수 있다. 상기 지지 부재(100) 및 상기 커버 부재(500)는 하우징(600)을 구성할 수 있고, 상기 이미지 스캐닝 모듈(150), 상기 고정 부재(300), 및 상기 회로부(400)가 상기 하우징(600) 내부에 제공될 수 있다. 상기 하우징(600)은 웨이퍼 형태를 가질 수 있으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지 않는다. 상기 하우징(600)은 웨이퍼 형태, 십자 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 하우징(600)은 반도체 집적회로의 형성을 위해 이용되는 반도체 기판과 실질적으로 동일한 직경을 갖는 웨이퍼 형태를 가질 수 있다. 일 예로, 상기 하우징(600)은 200mm 또는 300mm의 직경을 갖는 웨이퍼 형태를 가질 수 있으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지 않는다.
도 5는 이미지 스캐닝 모듈(150)의 동작을 나타내는 개념도이다..
도 5를 참조하면, 상기 센서(10)가 타겟(TG) 상에 제공될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 센서(10)는 상기 지지 부재(100)의 상기 제2 면(100b)이 상기 타겟(TG)을 향하도록 배치될 수 있다. 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)의 상기 조명기(130)는 상기 대응하는 홀(130H)을 통해 상기 타겟(TG) 상에 광(L)을 조사할 수 있다. 상기 광(L)은 상기 타겟(TG)의 상면(TG_U)에 대하여 일 각도(θ)로 기울어지도록 조사될 수 있고, 상기 패턴(일 예로, 프린지 패턴)이 상기 광(L)에 의해 상기 타겟(TG) 상에 투영될 수 있다. 상기 광(L)은 일 예로, 레이저 광일 수 있다. 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)의 상기 카메라(110)는 상기 패턴(일 예로, 프린지 패턴)이 투영된 상기 타겟(TG)의 이미지를 스캔할 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟의 대상 이미지가 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)에 의해 획득될 수 있다.
상기 이미지 스캐닝 모듈(150)에 의해 획득된 상기 대상 이미지는 상기 회로부(400)로 전달될 수 있다. 일 예로, 도 4의 상기 프로세서(410)는 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)로부터 상기 대상 이미지를 수신할 수 있고, 상기 대상 이미지를 처리함으로써 상기 대상 이미지를 기초로 한 데이터를 생성할 수 있다. 상기 프로세서(410)는 상기 대상 이미지를 기초로 상기 타겟(TG)의 2차원적 모델 및 3차원적 모델을 생성할 수 있다. 일 예로, 상기 프로세서(410)는 상기 대상 이미지를 기초로 상기 타겟(TG)의 3차원적 모델을 생성할 수 있다. 상기 프로세서(410)에 의해 생성된 상기 데이터는 도 4의 상기 무선 통신 모듈(420)을 통해 외부 장치로 전달될 수 있다.
도 6 및 도 7은 이미지 스캐닝 모듈(150)에 의해 획득된 대상 이미지를 기초로 타겟의 3차원적 모델을 생성하는 방법을 나타내는 개념도들이다.
도 5, 도 6, 및 도 7을 참조하면, 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)의 상기 조명기(130)는 레이저 광원(132), 및 상기 레이저 광원(132)으로부터 방출되는 상기 광(L, 즉, 레이저 광)의 광 경로를 제어하는 광학부재(optical member, 134)를 포함할 수 있다. 상기 레이저 광원(132)은 그 장축(132a)이 상기 지지 부재(100)의 상기 제1 면(100a)에 평행하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 하우징(600)의 두께(600T)가 감소될 수 있다. 여기서, 상기 하우징(600)의 상기 두께(600T)는 상기 지지 부재(100)의 상기 제1 면(100a)에 수직한 방향에 따른 두께이다. 상기 하우징(600)의 상기 두께(600T)는 일 예로, 약 7mm 이하일 수 있다. 상기 광학부재(134)는 상기 광(L)이 상기 대응하는 홀(130H)를 통해 상기 타겟(TG)의 상면(TG_U)에 대하여 일 각도(θ)로 기울어지게 조사되도록 상기 광(L)의 광 경로를 제어할 수 있다. 상기 패턴(FP, 일 예로, 프린지 패턴)은 상기 광(L)에 의해 상기 타겟(TG) 상에 투영될 수 있다. 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)의 상기 카메라(110)는 상기 패턴(FP)이 투영된 상기 타겟(TG)의 이미지를 스캔할 수 있고, 이에 따라, 상기 타겟(TG)의 대상 이미지(IMG)가 획득될 수 있다. 상기 패턴(FP)은 일 예로, 라인 형태를 갖는 프린지 패턴일 수 있다. 이하에서, 설명의 간소화를 위해, 상기 패턴(FP)이 라인 형태를 갖는 프린지 패턴인 경우를 예시적으로 설명하나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지 않는다. 상기 패턴(FP)은 다양한 형태를 갖는 프린지 패턴일 수 있다.
일 예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 타겟(TG)의 상면(TG_U)은 평평(flat)할 수 있다. 이 경우, 상기 패턴(FP)은 상기 타겟(TG)의 상면(TG_U) 상에 단일 라인 형태로 투영될 수 있다. 상기 대상 이미지(IMG)는 단일 라인 형태의 프린지 패턴(FP)을 포함할 수 있다.
다른 예로, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 타겟(TG)의 상면(TG_U)은 굴곡질 수 있다. 즉, 상기 타겟(TG)의 상면(TG_U)의 일부(U1)는 상기 타겟(TG)의 상면(TG_U)의 다른 일부(U2)보다 높은 레벨에 있을 수 있다. 이 경우, 상기 패턴(FP)은 상기 상면(TG_U)의 일부(U1) 상에 제1 세그먼트(SG1), 및 상기 상면(TG_U)의 다른 일부(U2) 상의 제2 세그먼트(SG2)로 분할되어 투영될 수 있다. 상기 대상 이미지(IMG)는 상기 제1 및 제2 세그먼트들(SG1, SG2)로 분할된 형태의 프린지 패턴(FP)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 세그먼트(SG1)와 상기 제2 세그먼트(SG2) 사이의 수평거리(d), 및 상기 타겟(TG)의 상면(TG_U)에 대한 상기 광(L)의 상기 각도(θ)를 이용하여 상기 상면(TG_U)의 일부(U1)와 상기 상면(TG_U)의 다른 일부(U2) 사이의 높이 차이(h)가 획득될 수 있다. 상기 높이 차이(h)는 아래 수학식1에 의해 획득될 수 있다.
[수학식1]
h=d/(tanθ)
도 4의 상기 프로세서(410)는, 상술한 방법에 따라 상기 대상 이미지(IMG)에 포함된 상기 패턴(FP)의 형태를 분석함으로써, 상기 타겟(TG)의 3차원적 모델을 생성할 수 있다. 상기 프로세서(410)는 상기 타겟(TG)의 3차원적 모델로부터 상기 타겟(TG)의 물리량(일 예로, 상기 타겟(TG)의 상면(TG_U)의 높이 차이(h) 등)을 획득할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비전 센서의 정면도이고, 도 9는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비전 센서의 배면도이다. 도 10은 도 8의 A-A'에 따른 단면도이다. 도 8에서, 도 10에 도시된 커버 부재(cover member, 500)의 도시는 생략된다. 설명의 간소화를 위해, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 비전 센서(10)와 차이점을 주로 설명한다.
도 8, 도 9, 및 도 10을 참조하면, 상기 회로부(400)는 상기 지지 부재(100)의 상기 제1 면(100a) 상에 배치될 수 있고, 상기 커버 부재(500)가 상기 지지 부재(100)의 상기 제1 면(100a) 상에 배치되어 상기 회로부(400)를 덮을 수 있다. 상기 커버 부재(500)는 상기 지지 부재(100)의 상기 제1 면(100a)과 마주하는 제3 면(500a), 및 상기 제3 면(500a)에 대향하는 제4 면(500b)을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 커버 부재(500)는 이를 관통하는 복수의 홀들(120H, 130H)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 홀들(120H, 130H)의 각각은 상기 제3 면(500a)으로부터 상기 제4 면(500b)으로 연장될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)은 상기 커버 부재(500)의 상기 제3 면(500a) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)의 상기 조명기(130)는 상기 복수의 홀들(120H, 130H) 중 대응하는 홀(130H)과 중첩하도록 상기 커버 부재(500)의 상기 제3 면(500a) 상에 배치될 수 있다. 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)의 상기 카메라(110)는 상기 카메라(110)의 상기 렌즈부(120)가 상기 복수의 홀들(120H, 130H) 중 대응하는 홀(120H)과 중첩하도록 상기 커버 부재(500)의 상기 제3 면(500a) 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 센서(10)는 상기 커버 부재(500)의 상기 제4 면(500b)이 타겟과 마주하도록 제공될 수 있다. 상기 조명기(130)는 상기 대응하는 홀(130H)을 통해 상기 타겟 상으로 상기 패턴(pattern, 일 예로, 프린지 패턴(fringe pattern))을 투영하도록 구성될 수 있고, 상기 카메라(110)는 상기 대응하는 홀(120H)을 통해 상기 타겟의 이미지를 스캔하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)은 복수 개로 제공될 수 있다. 이 경우, 복수의 이미지 스캐닝 모듈들(150)이 상기 커버 부재(500)의 상기 제3 면(500a) 상에 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 일 예로, 상기 복수의 이미지 스캐닝 모듈들(150)은 상기 커버 부재(500)의 가장자리를 따라 서로 이격되도록 배열될 수 있다. 상기 고정 부재(fixing member, 300)가 상기 커버 부재(500)의 상기 제3 면(500a) 상에 제공될 수 있고, 상기 복수의 이미지 스캐닝 모듈들(150)은 상기 고정 부재(300)에 결합될 수 있다. 상기 복수의 이미지 스캐닝 모듈들(150)은 상기 고정 부재(300)에 의해 상기 커버 부재(500)의 상기 제3 면(500a) 상에 고정될 수 있으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예들에 따르면, 상기 고정 부재(300)는 생략될 수도 있다.상기 지지 부재(100) 및 상기 커버 부재(500)는 상기 하우징(600)을 구성할 수 있고, 상기 이미지 스캐닝 모듈(150), 상기 고정 부재(300), 및 상기 회로부(400)가 상기 하우징(600) 내부에 제공될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비전 센서의 정면도이고, 도 12는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비전 센서의 배면도이다. 도 13은 도 11의 A-A'에 따른 단면도이다. 도 11에서, 도 13에 도시된 커버 부재(cover member, 500)의 도시는 생략된다. 설명의 간소화를 위해, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 비전 센서(10)와 차이점을 주로 설명한다.
도 11, 도 12, 및 도 13을 참조하면, 상기 회로부(400)는 상기 지지 부재(100)의 상기 제1 면(100a) 상에 배치될 수 있고, 상기 커버 부재(500)가 상기 지지 부재(100)의 상기 제1 면(100a) 상에 배치되어 상기 회로부(400)를 덮을 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 커버 부재(500)는 이를 관통하는 복수의 홀들(120H, 130H)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 홀들(120H, 130H)의 각각은 상기 커버 부재(500)의 측벽을 관통할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)은 상기 커버 부재(500)의 내측면(500IS) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)의 상기 조명기(130)는 상기 복수의 홀들(120H, 130H) 중 대응하는 홀(130H)과 중첩하도록 상기 커버 부재(500)의 상기 내측면(500IS) 상에 배치될 수 있다. 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)의 상기 카메라(110)는 상기 카메라(110)의 상기 렌즈부(120)가 상기 복수의 홀들(120H, 130H) 중 대응하는 홀(120H)과 중첩하도록 상기 커버 부재(500)의 상기 내측면(500IS) 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 센서(10)는 상기 커버 부재(500)의 외측면(500S)이 타겟과 마주하도록 제공될 수 있다. 상기 조명기(130)는 상기 대응하는 홀(130H)을 통해 상기 타겟 상으로 상기 패턴(pattern, 일 예로, 프린지 패턴(fringe pattern))을 투영하도록 구성될 수 있고, 상기 카메라(110)는 상기 대응하는 홀(120H)을 통해 상기 타겟의 이미지를 스캔하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)은 복수 개로 제공될 수 있다. 이 경우, 복수의 이미지 스캐닝 모듈들(150)이 상기 커버 부재(500)의 상기 내측면(500IS)을 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 고정 부재(fixing member, 300)가 상기 지지 부재(100)의 상기 제1 면(100a) 상에 제공될 수 있고, 상기 복수의 이미지 스캐닝 모듈들(150)은 상기 고정 부재(300)에 결합될 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 상기 고정 부재(300)는 생략될 수도 있다.
상기 지지 부재(100) 및 상기 커버 부재(500)는 상기 하우징(600)을 구성할 수 있고, 상기 이미지 스캐닝 모듈(150), 상기 고정 부재(300), 및 상기 회로부(400)가 상기 하우징(600) 내부에 제공될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 비전 센서를 이용한 반도체 공정 챔버의 검사방법을 나타내는 순서도이다. 도 15는 반도체 공정 챔버를 포함하는 반도체 공정 설비의 일 예를 나타내는 개략도이다. 도 16a 및 도 16b는 도 14의 S30단계 내지 S50단계를 예시적으로 설명하기 위한 개념도들이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 반도체 공정 설비(1000)의 반도체 공정 챔버(900) 내부로 상기 비전 센서(10)가 제공될 수 있다(S10).
구체적으로, 상기 반도체 공정 설비(1000)는 상기 반도체 공정 챔버(900), 상기 반도체 공정 챔버(900)에 연결된 제1 버퍼 챔버(910), 상기 제1 버퍼 챔버(910)에 연결된 제2 버퍼 챔버(920), 및 상기 제2 버퍼 챔버(920)에 연결된 로드 포트(930)를 포함할 수 있다. 상기 반도체 공정 챔버(900)는 반도체 소자의 제조를 위한 단위 공정(일 예로, 식각 공정)이 그 내부에서 수행되도록 구성될 수 있다. 일 예로, 상기 반도체 공정 챔버(900)는 그 내부에 배치되는 정전척(970)을 포함할 수 있다. 상기 정전척(970)은 하부전극으로 기능하는 베이스 바디(972), 상기 베이스 바디(972)의 상면에 부착되고 그 내부에 전극을 포함하는 플레이트(974), 및 상기 플레이트(974)의 외주면을 둘러싸는 에지 링(976)을 포함할 수 있다. 반도체 소자의 제조에 이용되는 반도체 기판(즉, 웨이퍼)은 상기 정전척(970)의 상기 플레이트(974) 상에 안착될 수 있다. 상기 반도체 공정 챔버(900)의 내부는 상기 단위 공정의 수행을 위해 진공 및/또는 고온 상태에 있을 수 있다. 상기 제1 버퍼 챔버(910) 및 상기 제2 버퍼 챔버(920)는 상기 반도체 기판을 운송하도록 구성된 제1 운송 수단(950) 및 제2 운송 수단(960)을 각각 포함할 수 있다. 상기 로드 포트(930)는 외부에 노출될 수 있다.
상기 비전 센서(이하, 센서, 10)가 적재된 저장용기(940)가 상기 로드 포트(930) 상에 제공될 수 있다. 상기 센서(10)는 상기 제1 및 제2 운송 수단들(950, 960)에 의해 운송 가능한 적절한 형태를 가질 수 있다. 일 예로, 상기 센서(10)는 상기 반도체 기판과 동일한 직경을 갖는 웨이퍼 형태를 가질 수 있으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지 않는다. 상기 센서(10)는 상기 제2 운송 수단(960)에 의해 상기 저장용기(940)로부터 상기 제2 버퍼 챔버(920)로, 그리고 상기 제2 버퍼 챔버(920)로부터 상기 제1 버퍼 챔버(910)로 이동될 수 있다. 상기 제1 버퍼 챔버(910) 내부는 진공 상태에 있을 수 있다. 상기 센서(10)는 상기 제1 운송 수단(950)에 의해 상기 제1 버퍼 챔버(910)로부터 상기 반도체 공정 챔버(900) 내부로 제공될 수 있고, 이 경우, 상기 반도체 공정 챔버(900)는 진공 및/또는 고온 상태를 유지할 수 있다. 상기 센서(10)는 일 예로, 상기 정전척(970) 위에 배치될 수 있다.
상기 반도체 공정 챔버(900) 내에서, 상기 센서(10)가 정렬될 수 있다(S20). 상기 센서(10)를 정렬하는 것은, 상기 센서(10)의 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)을 이용하여 수행될 수 있다. 일 예로, 상기 센서(10)의 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)을 이용하여 상기 정전척(970)의 이미지를 획득하고, 상기 획득된 이미지를 기초로 상기 센서(10)를 상기 반도체 공정 챔버(900) 내 타겟 상에 정렬시킬 수 있다. 상기 센서(10)를 정렬하는 것은, 일 예로, 상기 반도체 공정 챔버(900) 내에서 상기 센서(10)의 수평적 위치 또는 수직적 위치를 조절하는 것, 및 상기 센서(10)의 기울기를 조절하는 것을 포함할 수 있다.
도 14, 도 16a, 및 도 16b를 참조하면, 상기 센서(10)의 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)을 이용하여 상기 타겟의 대상 이미지(IMG)가 획득될 수 있다(S30). 일 예로, 상기 타겟은 상기 플레이트(974) 및 상기 에지 링(976)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 대상 이미지(IMG)를 획득하는 것은, 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)의 상기 조명기(130)를 이용하여 상기 플레이트(974) 및 상기 에지 링(976) 상에 패턴(FP, 일 예로, 프린지 패턴)을 투영시키는 것, 및 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)의 상기 카메라(110)를 이용하여 상기 패턴(FP)이 투영된 상기 플레이트(974) 및 상기 에지 링(976)의 이미지를 스캔하는 것을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 패턴(FP)은 상기 플레이트(974) 상의 제1 세그먼트(SG1), 및 상기 에지 링(976) 상의 제2 세그먼트(SG2)로 분할되어 투영될 수 있다. 상기 대상 이미지(IMG)는 상기 제1 및 제2 세그먼트들(SG1, SG2)로 분할된 형태의 프린지 패턴(FP)을 포함할 수 있다.
상기 대상 이미지(IMG)를 기초로 상기 타겟의 3차원적 모델이 생성될 수 있고(S40), 상기 타겟의 3차원적 모델로부터 상기 타겟의 물리량이 획득될 수 있다(S50). 일 예로, 상기 센서(10)의 상기 프로세서(410)는 상기 대상 이미지(IMG)에 포함된 상기 패턴(FP)의 형태를 분석함으로써, 상기 플레이트(974) 및 상기 에지 링(976)의 3차원적 모델을 생성할 수 있고, 상기 3차원적 모델로부터 상기 플레이트(974) 및 상기 에지 링(976)의 물리량을 획득할 수 있다. 일 예로, 도 16a에 도시된 바와 같이, 상기 패턴(FP)의 상기 제1 및 제2 세그먼트들(SG1, SG2)이 x방향으로 서로 이격되는 경우, 상기 제1 및 제2 세그먼트들(SG1, SG2) 사이의 x방향에 따른 거리(dx)가 상기 프로세서(410)에 의해 측정될 수 있다. 이에 따라, 상기 플레이트(974) 및 상기 에지 링(976) 사이의 이격거리가 획득될 수 있다. 다른 예로, 도 16b에 도시된 바와 같이, 상기 패턴(FP)의 상기 제1 및 제2 세그먼트들(SG1, SG2)이 x방향 및 y방향으로 서로 이격되는 경우, 상기 제1 및 제2 세그먼트들(SG1, SG2) 사이의 x방향에 따른 거리(dx) 및 y방향에 따른 거리(dy)가 상기 프로세서(410)에 의해 측정될 수 있다. 이에 따라, 상기 플레이트(974) 및 상기 에지 링(976) 사이의 이격거리 및 오정렬 정보가 획득될 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 15 및 도 17을 참조하면, 상기 반도체 공정 설비(1000)의 상기 반도체 공정 챔버(900) 내에 반도체 기판이 제공될 수 있다(S100). 일 예로, 상기 반도체 기판은 상기 저장용기(940) 내에 상기 비전 센서(이하, 센서, 10)와 함께 적재될 수 있다. 상기 반도체 기판은 상기 제2 운송 수단(960)에 의해 상기 저장용기(940)로부터 상기 제2 버퍼 챔버(920)로, 그리고 상기 제2 버퍼 챔버(920)로부터 상기 제1 버퍼 챔버(910)로 이동될 수 있다. 상기 반도체 기판은 상기 제1 운송 수단(950)에 의해 상기 제1 버퍼 챔버(910)로부터 상기 반도체 공정 챔버(900) 내부로 제공될 수 있고, 상기 정전척(970)의 상기 플레이트(974) 상에 안착될 수 있다.
상기 반도체 공정 챔버(900) 내 상기 반도체 기판 상에 반도체 소자의 제조를 위한 공정이 수행될 수 있다(S200). 상기 공정의 수행을 위해, 상기 반도체 공정 챔버(900)의 내부는 진공 및/또는 고온 상태에 있을 수 있다. 상기 공정이 종료된 후, 상기 반도체 기판은 상기 반도체 공정 챔버(900) 외부로 이동될 수 있다(S300). 일 예로, 상기 반도체 기판은 상기 제1 운송 수단(950)에 의해 상기 반도체 공정 챔버(900)로부터 상기 제1 버퍼 챔버(910)로 이동될 수 있고, 상기 제2 운송 수단(960)에 의해 상기 제1 버퍼 챔버(910)로부터 상기 제2 버퍼 챔버(920)로, 그리고, 상기 제2 버퍼 챔버(920)로부터 상기 저장용기(940)로 이동될 수 있다. 이후, 상기 센서(10)를 상기 반도체 공정 챔버(900) 내에 제공함으로써, 상기 반도체 공정 챔버(900)의 내부 구조가 검사될 수 있다(S400). 상기 반도체 공정 챔버(900)를 검사하는 것은, 도 14를 참조하여 설명한 상기 반도체 공정 챔버의 검사방법과 실질적으로 동일하게 수행될 수 있다. 상기 센서(10)를 이용하여 상기 반도체 공정 챔버(900)의 내부 구조를 검사하는 동안, 상기 반도체 공정 챔버(900)는 진공 및/또는 고온 상태를 유지할 수 있다.
본 발명의 개념에 따르면, 상기 비전 센서(10)는 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)을 포함할 수 있고, 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)은 타겟 상에 패턴(일 예로, 프린지 패턴)을 투영하도록 구성된 상기 조명기(130), 및 상기 패턴이 투영된 상기 타겟의 이미지를 스캔하도록 구성된 상기 카메라(110)를 포함할 수 있다. 상기 센서(10)는 상기 프로세서(410)를 더 포함할 수 있고, 상기 프로세서(410)는 상기 이미지 스캐닝 모듈(150)에 의해 획득된 상기 타겟의 대상 이미지를 기초로 상기 타겟의 3차원적 모델을 생성하고 상기 타겟의 3차원적 모델로부터 상기 타겟의 물리량을 획득하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 상기 센서(10)를 이용하여 상기 반도체 공정 챔버(900)의 내부 구조(일 예로, 부품의 마모 정도, 부품들 사이의 오정렬 등)이 정밀하게 검사될 수 있다. 더하여, 상기 센서(10)는 진공 및/또는 고온 상태의 상기 반도체 공정 챔버(900) 내부에 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 반도체 공정 챔버(900)의 내부 구조의 검사가 용이하게 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 대한 이상의 설명은 본 발명의 설명을 위한 예시를 제공한다. 따라서 본 발명은 이상의 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.
10: 센서 100: 지지부재
150: 이미지 스캐닝 모듈 110: 카메라
130: 조명기 500: 커버부재
400: 회로부 600: 하우징

Claims (10)

  1. 지지 부재;
    상기 지지 부재 상에 배치되고, 타겟의 대상 이미지를 획득하도록 구성된 이미지 스캐닝 모듈; 및
    상기 지지 부재 상에 배치되는 회로부를 포함하되,
    상기 회로부는:
    상기 이미지 스캐닝 모듈로부터 상기 대상 이미지를 수신하고, 상기 대상 이미지를 기초로 한 데이터를 생성하는 프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 생성된 상기 데이터를 외부 장치로 전달하는 무선 통신 모듈을 포함하고,
    상기 이미지 스캐닝 모듈은 상기 타겟 상으로 패턴을 투영하도록 구성된 조명기를 포함하는 비전 센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이미지 스캐닝 모듈은 상기 패턴이 투영된 상기 타겟의 이미지를 스캔하도록 구성된 카메라를 포함하는 비전 센서.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 조명기는:
    레이저 광원; 및
    상기 레이저 광원으로부터 방출되는 레이저 광의 광 경로를 제어하는 광학부재를 포함하고,
    상기 패턴은 상기 레이저 광에 의해 상기 타겟 상으로 투영되는 비전 센서.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 지지 부재는 서로 대향하는 제1 면 및 제2 면을 가지고,
    상기 이미지 스캐닝 모듈은 상기 지지 부재의 상기 제1 면 상에 배치되고,
    상기 조명기의 상기 레이저 광원은 상기 레이저 광원의 장축이 상기 제1 면에 평행하도록 상기 제1 면 상에 배치되는 비전 센서.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 지지 부재는 이를 관통하는 복수의 홀들을 포함하고, 상기 복수의 홀들의 각각은 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면으로 연장되고,
    상기 조명기의 상기 광학부재는 상기 제1 면 상에 배치되고, 상기 레이저 광이 상기 복수의 홀들 중 대응하는 홀을 통해 상기 타겟으로 조사되도록 상기 레이저 광의 광 경로를 제어하는 비전 센서.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 조명기의 상기 광학부재는 상기 레이저 광이 상기 타겟의 상면에 대하여 기울어지게 조사되도록 상기 레이저 광의 광 경로를 제어하는 비전 센서.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 회로부는 상기 비전 센서에 전원을 공급하는 배터리 모듈을 포함하는 비전 센서.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지 부재는 웨이퍼 형태를 갖는 비전 센서.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지 부재 상에 배치되고, 상기 이미지 스캐닝 모듈 및 상기 회로부를 덮는 커버 부재를 더 포함하되,
    상기 지지 부재 및 상기 커버 부재는 하우징을 구성하고, 상기 이미지 스캐닝 모듈 및 상기 회로부는 상기 하우징 내부에 배치되는 비전 센서.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 하우징은 웨이퍼 형태를 갖는 비전 센서.
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