KR20220163150A - 웨이퍼 형태의 모니터링 기기 및 이를 사용하는 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
반도체 공정 또는 디스플레이 공정에서 피진단체를 용이하게 진단할 수 있는 모니터링 기기 및 이를 사용하는 모니터링 시스템이 개시된다. 상기 모니터링 기기는 포켓을 형성하는 상부 웨이퍼 및 하부 웨이퍼, 상기 포켓 내에 배열되는 보드 및 적어도 하나의 소자 및 챔버 내부에서 발생하는 전자파를 차단하기 위하여 상기 보드와 상기 소자를 둘러싸는 전자파 차폐층을 포함한다. 여기서, 상기 포켓에서 상기 전자파 차폐층 내부에 형성되는 빈 공간이 충진재로 채워져서 상기 상부 웨이퍼 및 상기 하부 웨이퍼 사이에 상기 보드가 매립되고, 상기 전자파 차폐층은 상기 소자와 상기 상부 웨이퍼 또는 상기 하부 웨이퍼 사이에 배열되며, 상기 모니터링 기기는 상기 챔버 내부에 있는 피진단체 위에 배열되고, 상기 포켓 내부의 소자는 적어도 하나의 센서를 가지며, 상기 센서는 상기 피진단체의 온도, 기울기, 광, 진동, 전압 또는 전류 및 상기 챔버의 상부 전극과 하부 전극 사이의 거리 중 적어도 하나를 측정하여 상기 피진단체를 진단한다.
Description
본 발명은 웨이퍼 형태의 모니터링 기기 및 이를 사용하는 모니터링 시스템에 관한 것이다.
정전척은 반도체 장비 내의 핵심 부품이다. 이러한 정전척은 매 공정마다 온도가 승강되며 내부 가열 전극의 저항 성분이 변화하여 온도 균일도가 틀어질 수 있다.
또한, 상기 정전척이 교체되는 과정에서 발생할 수 있는 정전척 기울기의 틀어짐은 플라즈마 분포에 영향을 미친다. 또는, 상기 정전척의 내부 전극의 전기적 성분의 변화가 정전력에 영향을 미치거나, 반도체 장비의 진동이 공정 결과에 영향을 미친다.
상기 정전척이 원하는 온도 또는 온도 분포로 형성되지 않은 상태, 정전력이 일정하지 않은 상태, 상기 반도체 장비 자체에 진동이 있는 상태 또는 상기 정전척이 틀어진 상태에서 반도체 공정 또는 디스플레이 공정을 수행하면, 특히 식각 공정을 수행하면, 웨이퍼에 불량이 발생하여 웨이퍼를 전부 폐기해야 하는 심각한 문제를 야기시킬 수 있다.
그럼에도 불구하고, 현재 정전척의 온도, 기울기, 전기적 성분, 진동 등의 측정 요소를 진단할 수 있는 방법이 존재하지 않는다.
본 발명은 반도체 공정 또는 디스플레이 공정에서 피진단체를 용이하게 진단할 수 있는 모니터링 기기 및 이를 사용하는 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 기기는 포켓을 형성하는 상부 웨이퍼 및 하부 웨이퍼; 상기 포켓 내에 배열되는 보드 및 적어도 하나의 소자; 및 챔버 내부에서 발생하는 전자파를 차단하기 위하여 상기 보드와 상기 소자를 둘러싸는 전자파 차폐층을 포함한다. 여기서, 상기 포켓에서 상기 전자파 차폐층 내부에 형성되는 빈 공간이 충진재로 채워져서 상기 상부 웨이퍼 및 상기 하부 웨이퍼 사이에 상기 보드가 매립되고, 상기 전자파 차폐층은 상기 소자와 상기 상부 웨이퍼 또는 상기 하부 웨이퍼 사이에 배열되며, 상기 모니터링 기기는 상기 챔버 내부에 있는 피진단체 위에 배열되고, 상기 포켓 내부의 소자는 적어도 하나의 센서를 가지며, 상기 센서는 상기 피진단체의 온도, 기울기, 광, 진동, 전압 또는 전류 및 상기 챔버의 상부 전극과 하부 전극 사이의 거리 중 적어도 하나를 측정하여 상기 피진단체를 진단한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 모니터링 기기는 포켓을 형성하는 상부 웨이퍼 및 하부 웨이퍼; 상기 포켓 내에 배열되는 보드 및 적어도 하나의 소자; 및 챔버 내부에서 발생하는 전자파를 차단하기 위하여 상기 웨이퍼 내측에 배열되는 전자파 차폐층을 포함한다. 여기서, 상기 상부 웨이퍼, 하부 웨이퍼 사이에 상기 보드가 매립된 형태로 구성되며, 상기 모니터링 기기는 상기 챔버 내부에 있는 피진단체 위에 배열되고, 상기 챔버 내에서 로봇에 의해 상기 모니터링 기기가 상기 피진단체 위에 정상적으로 놓이도록 하기 위해 상기 모니터링 기기는 일정 수준 이하의 두께를 가지며, 상기 모니터링 기기의 두께 구현을 위하여 상기 웨이퍼의 포켓은 연마 공정 또는 습식 식각 공정 또는 "O" 링 형태의 기둥 구조물 가공으로 형성된다.
본 발명에 따른 모니터링 기기는 웨이퍼를 포켓 형태로 가공하거나 엣지링을 가공하여 상기 포켓을 형성할 수 있다. 상기 포켓 내부에 센서 등의 소자를 실장하여 정전척의 온도 또는 기울기 등 상기 정전척에서 요구되는 평가 요소를 측정할 수 있으며, 상기 측정 결과를 통하여 상기 정전척의 이상유무를 진단할 수 있다.
특히, 상기 모니터링 기기의 두께가 1.5㎜ 이하를 가지므로, 챔버를 개방함이 없이도 챔버 내에서 로봇을 통하여 상기 모니터링 기기를 정전척 위에 제대로 배열할 수 있다. 다만, 상기 모니터링 기기의 두께는 측정 방법 또는 측정 범위에 따라 1.5 mm 이하로 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 기기를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모니터링 기기를 도시한 도면들이다.
도 5는 온도 측정 분포도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 기기를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모니터링 기기를 도시한 도면들이다.
도 5는 온도 측정 분포도를 도시한 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명은 웨이퍼 형태의 모니터링 기기에 관한 것으로서, 예를 들어 반도체공정 또는 디스플레이 공정에서 정전기의 힘을 사용하여 피진단체, 예를 들어 기판을 하부전극에 고정시키는 정전척의 이상 상태를 판별할 수 있다. 예를 들어, 상기 모니터링 기기는 상기 정전척의 온도를 측정할 수 있고, 상기 정전척의 정전력을 측정할 수도 있으며, 상기 정전척의 기울기 정도를 측정할 수도 있다.
또한, 상기 모니터링 기기는 상기 정전척 또는 반도체 장비에서 발생하는 진동 정도를 측정할 수 있다.
게다가, 상기 모니터링 기기는 상기 진동 정도를 측정하기 위하여 상기 반도체 장비 내의 상부 전극과 하부 전극 간의 거리를 측정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 모니터링 기기는 웨이퍼 형태를 가지고 있으며, 웨이퍼 내부에 마이크로프로세서, 무선 통신 장치, 무선 충전 장치, 센서 등이 실장될 수 있다. 결과적으로, 무선 통신 장치 등의 전자 장치가 보호되고 장비의 오염이 최소화될 수 있다.
기능적인 측면에서, 상기 모니터링 기기는 정전척의 온도 또는 축 틀어짐 정도, 정전력, 진동, 상부 전극과 하부 전극 간의 거리 등을 측정할 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 시스템을 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 기기를 도시한 도면이다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모니터링 기기를 도시한 도면들이며, 도 5는 온도 측정 분포도를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 플라즈마 공정을 수행하는 챔버(100)의 내부 하단에 정전척(112)이 형성되고, 정전척(112)의 상면 위에 모니터링 기기(110)가 배열될 수 있다.
모니터링 기기(110)는 공정이 시작되기 전에 정전척(112)의 이상 유무를 판단하며, 정전척(112)이 이상이 없다고 판단되면 모니터링 기기(110)는 제거되고, 실제 공정이 수행될 수 있다. 예를 들어, 증착 공정, 식각 공정, 임플란트 공정, 포토 공정을 위한 웨이퍼가 정전척(112) 위에 놓여질 수 있다.
이러한 모니터링 기기(110)는 챔버(100)를 개방함이 없이 로봇을 이용함에 의해 정전척(112) 위에 놓여질 수 있고, 그 결과 챔버(100)는 진공 상태를 유지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 모니터링 기기(110)는 정전척(112)의 온도 또는 기울기 등을 측정하며, 도 2에 도시된 바와 같이 웨이퍼 형태를 가질 수 있다. 정전척(112)은 가열 영역이 여러 개로 이루어질 수 있으며, 이 경우 도 5의 웨이퍼 맵(하단)에 도시된 바와 같은 온도 분포 측정 결과를 가질 수 있다.
모니터링 기기(110)는 반도체 장비 내 상부 전극과 하부 전극 간의 거리를 측정할 수 있으며, 플라즈마 환경에서 전압과 전류 등을 측정할 수도 있다.
모니터링 기기(110)를 구체적으로 살펴보면, 상부 웨이퍼(200)와 하부 웨이퍼(201) 내측에 공간(포켓)이 형성되며, 공간 내에 PCB(206)가 배열되고, PCB(206) 위에 마이크로프로세서(210), 무선 통신 장치(212), 무선 충전 장치(214) 및 적어도 하나의 센서(216)가 PCB(206) 위에 배열될 수 있다. 즉, 복수의 소자들이 웨이퍼(200 및 201)의 포켓 내부에 실장될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 최외각 부분을 제외한 모든 부분을 연마하여 포켓을 형성하거나 습식 식각 공정 또는 엣지링 가공을 통하여 상기 공간을 형성할 수 있다. 특히, 오염을 미연에 방지하기 위하여 챔버(100)를 개방함이 없이 모니터링 기기(110)를 로봇으로 투입하여 정전척(112) 위에 놓을 수 있다. 이를 위해서는 모니터링 기기(110)의 두께가 1.5㎜ 이내로 설계될 필요가 있는데, 이는 연마 공정을 통하여 실현될 수 있다.
상기 모니터링 기기(110)의 두께는 측정 요소, 측정 방법에 따라 두께가 1.5 mm 이상으로 구현될 수도 있다.
이러한 웨이퍼의 연마는 웨이퍼의 최외각 부분을 "O"과 같은 링 형태로 남겨 측면에서 유입되는 전자기파로부터 내부 소자들을 보호할 수 있으며, 링 형태는 연마된 웨이퍼의 경도를 보완해줄 수 있다.
다른 실시예에 따르면, "O"과 같은 링 형태를 Y2O3, YOF, Al2O3 등의 세라믹 소재 또는 SiC, PEEK, Taflon 등 챔버 내부에 허용된 물질로 이루어진 기둥 형태의 구조물(230)로 구현할 수도 있다. 이 때, 상부 웨이퍼(200)와 하부 웨이퍼(201)는 연마 공정으로 두께를 감소시킬 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 웨이퍼(200)의 표면이 화학 반응 및 물리적 반응에 내성을 갖는 세라믹 재료 등으로 코팅되어 보호층(205)으로 사용될 수 있다. 여기서, 상기 세라믹 재료로는 Y2O3, ZnO, Al2O3 등이 사용될 수 있다.
한편, 이러한 공간 내 소자들로의 전자파 침투를 방지하기 위하여 전자파 차폐층(202)이 상기 소자들을 둘러쌀 수 있다. 이 때, 전자파 차폐층(202)을 형성하고 남은 잔여 내부 공간이 충진재(220)로 채워질 수 있다. 즉, 전자파 차폐층(202) 내에서 상기 소자들이 충진재(220)에 의해 덮힐 수 있다.
일 실시예에 따르면, 충진재(220)는 Y2O3, ZnO, Al2O3 등의 세라믹 재료 또는 폴리머 계열의 경화 수지(예를 들어, Epoxy, Silicone, Arcylic, Phenol)로 형성될 수 있다.
이러한 충진재(220)는 상부 웨이퍼(200), 하부 웨이퍼(201)와 PCB(206)을 접착할 수 있는 용도로 사용될 수 있다.
위치적으로는, 전자파 차폐층(202)은 상부 웨이퍼(200)와 하부 웨이퍼(201)의 사이에 위치할 수 있다. 즉, 웨이퍼(200, 201) 내측에 밀폐형 전자파 차폐층(202)이 형성되고, 전자파 차폐층(202)의 내측 공간에 여러 소자들이 배열될 수 있다.
또한, 전자파 차폐층(202)은 PCB 표면을 코팅하는 형태로 위치할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 전자파 차폐층(202)은 플라즈마에서 발생하는 전자파로부터 내부 소자들을 보호하는 스퍼터링된 금속 재료(니켈, 은, 금 등) 또는 액체 금속 또는 금속 스프레이 공법, 전자파 차폐 필름, Mesh 형태의 전자파 차폐 필름으로 형성될 수 있다.
더욱이, 전자파 차폐층(202)는 다층기판의 PCB를 사용하여 최상부 층과 최하부 층 면적 전체를 배선에 사용하는 재료로(예: Cu, Au, Ag 등) 형성하여 전자파 차폐층(202)으로 사용할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 전자파 차폐층(202) 중 무선 통신 장치(212)에 대응하는 부분이 일정부분 개방될 수 있으며, 이는 무선 통신을 원활하게 수행시키기 위해서이다. 한편, 전자파 차폐층(202) 중 전기적 센서 부분에 대응하는 부분 또한 개방될 수 있다.
구성요소들을 구체적으로 살펴보면, 웨이퍼(200,201)는 반도체 소자가 형성되는 웨이퍼와 동일한 소자이며, 예를 들어 실리콘 계열 물질, 세라믹 계열 물질, 엔지니어링 플라스틱, 테플론 등의 챔버 내에 투입이 가능한 물질로 구현될 수 있다.
마이크로프로세서(210)는 PCB(206) 위에 배열되며, 무선 통신 장치(212), 무선 충전 장치(214) 또는 적어도 하나의 센서(216)의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 마이크로프로세서(210)는 각종 센서들(216)에 의해 감지된 데이터를 수집하고, 상기 수집된 데이터를 무선 통신 장치(212)를 통하여 외부 장치로 전송할 수 있다.
다른 예로, 마이크로프로세서(210)는 사용자에 의해 설정된 사용자 설정값을 무선 통신 장치(212)를 통하여 수신하고, 상기 수신된 사용자 설정값에 따라 내부 소자들을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB(206)에서 배선, 소자의 풋프린트를 제외한 모든 면적을 접지면으로 사용할 수 있으며, 그 결과 잡음 제거에 탁월할 수 있다. 또한 이 접지면은 전자파 보호층(202)으로 사용할 수 있다.
무선 통신 장치(212)는 상기 외부 장치와 무선으로 통신하는 연결 통로로서, PCB(206) 상에 형성될 수 있다. 이러한 무선 통신 장치(212)는 센서(216)에 의해 감지된 온도 정보, 기울기 정보, 진동 정보, 전기적 정보 등을 상기 외부 장치로 전송할 수 있다. 이 때, 상기 외부 장치는 상기 전송된 센싱 데이터 정보를 수신하여 정전척(112)의 이상 유무를 판별할 수 있다.
무선 충전 장치(214)는 PCB(206)에 내장된 배터리를 무선으로 충전시킬 수 있다.
센서(216)는 PCB(206) 위에 형성되며, 정전척(112)의 온도, 기울기, 진동, 플라즈마로부터 발생되는 전압과 전류, 반도체 장비의 상부 전극과 하부 전극 사이의 거리 또는 정전력의 DC 전압과 전류를 측정할 수 있다. 상기 온도 측정을 위하여 온도 센서가 사용될 수 있고, 상기 기울기 측정을 위하여 자이로스코프가 사용될 수 있으며, 상기 진동을 측정하기 위해 진동 센서가 사용될 수 있으며, 상기 전압과 전류의 측정을 위하여 커패시터 및 인덕터 등이 사용될 수 있으며, 전기적 측정을 위하여 전기적 센서가 사용될 수 있으며, 전극 간 거리 측정을 위해 변위 센서가 사용될 수 있다.
정리하면, 본 발명의 모니터링 기기(110)는 정전척(112) 위에 배열되어 정전척(112)의 온도, 기울기, 진동, 전압 또는 전류, 전극 간 거리 등을 측정하여 정전척(112)의 이상 상태를 진단할 수 있다. 정전척(112)이 이상 상태라고 판별되면 적절한 조치를 취하여 큰 피해를 방지할 수 있다. 특히, 정전척(112)은 웨이퍼를 고정시키는 부품으로 공정 결과와 직결되기 때문에 설계된 파라미터를 유지하지 않으면 공정이 수행된 모든 웨이퍼가 폐기되어야 한다. 이러한 문제를 사전에 진단하여 큰 피해를 방지할 수 있다.
또한, 모니터링 기기(110)는 웨이퍼(200, 201)를 포켓 형태로 가공하여 포켓 내부에 각종 소자들을 실장하므로 그의 두께를 1.5㎜ 이하로 가공할 수 있으며, 따라서 챔버(100)를 개방하지 않고도 챔버(100) 내부에 로봇을 투입하여 모니터링 기기(110)를 정전척(112) 위에 놓고 공정 진단을 수행할 수 있다. 만약, 모니터링 기기(110)가 1.5㎜보다 크면 로봇으로 모니터링 기기(110)를 이동시킬 때 모니터링 기기(110)가 쳐질 수 있고 투입구를 통과하지 못할 수 있으며, 모니터링 기기(110)를 정전척(112) 위에 제대로 배열하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
다만, 모니터링 기기(110)의 두께는 측정 요소, 측정 방법에 따라 1.5 mm보다 크게 형성될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이 웨이퍼 내부를 연마하는 대신에 기둥 형태의 구조물(230)을 사용할 수 있다.
한편, 위에서는 정전척의 이상 상태를 판별하였지만, 모니터링 기기는 포토 공정에서 베이킹 척의 온도, 임플란트 장비에서 수행되는 척의 온도, 증착 공정에서 수행되는 고온 척의 온도 등을 진단하기 위하여 사용될 수도 있다. 이 때, 모니터링 기기는 위에서 언급된 구조와 동일한 구조를 가질 수 있다.
또한, 위에서는 상기 모니터링 기기가 정전척과 접촉하였지만, 상기 모니터링 기기가 상기 정전착과 접촉하지 않고 이격되어 있을 수 있다. 증착 공정에서 고온 척을 진단하기 위해 척의 리프트 핀 위에서 비접촉으로 고온 척의 온도를 모니터링 할 수 있다.
게다가, 상기 모니터링 기기는 광을 감지하는 광센서 또는 전기적 성분을 측정하는 전기적 센서로 피진단체를 진단하는데 사용될 수도 있다. 이 때, 상기 광센서를 탑재하기 위하여는 위의 구조의 모니터링 기기를 사용하되 광을 수광하기 위한 수광센서를 포함하며 광이 통과할 수 있는 홀이 상기 모니터링 기기에 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 전기적 센서를 탑재하기 위하여 상기 모니터링 기기 내부에 전기적 센서가 내장되고, 전기적 성분이 통과할 수 있는 홀이 상기 모니터링 기기에 형성될 수도 있다.
즉, 상기 모니터링 기기가 포켓이 형성된 웨이퍼를 사용하고 포켓 내에 센서 등의 다양한 소자들이 실장되는 한, 반도체 공정 또는 디스플레이 공정의 다양한 단계에 사용될 수 있다.
한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 : 챔버
110 : 모니터링 기기
112 : 정전척 200 : 상부 웨이퍼
201: 하부 웨이퍼
202 : 전자파 차폐층 205 : 보호층
206 : FPCB 210 : 마이크로프로세서
212 : 무선 통신 장치 214 : 무선 충전 장치
216 : 센서 220 : 충진재
230 : 기둥 구조물
112 : 정전척 200 : 상부 웨이퍼
201: 하부 웨이퍼
202 : 전자파 차폐층 205 : 보호층
206 : FPCB 210 : 마이크로프로세서
212 : 무선 통신 장치 214 : 무선 충전 장치
216 : 센서 220 : 충진재
230 : 기둥 구조물
Claims (18)
- 모니터링 기기에 있어서,
포켓을 형성하는 상부 웨이퍼 및 하부 웨이퍼;
상기 포켓 내에 배열되는 보드 및 적어도 하나의 소자; 및
챔버 내부에서 발생하는 전자파를 차단하기 위하여 상기 보드와 상기 소자를 둘러싸는 전자파 차폐층을 포함하되,
상기 포켓에서 상기 전자파 차폐층 내부에 형성되는 빈 공간이 충진재로 채워져서 상기 상부 웨이퍼 및 상기 하부 웨이퍼 사이에 상기 보드가 매립되고, 상기 전자파 차폐층은 상기 소자와 상기 상부 웨이퍼 또는 상기 하부 웨이퍼 사이에 배열되며, 상기 모니터링 기기는 상기 챔버 내부에 있는 피진단체 위에 배열되고,
상기 포켓 내부의 소자는 적어도 하나의 센서를 가지며, 상기 센서는 상기 피진단체의 온도, 기울기, 광, 진동, 전압 또는 전류 및 상기 챔버의 상부 전극과 하부 전극 사이의 거리 중 적어도 하나를 측정하여 상기 피진단체를 진단하는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기. - 제1항에 있어서, 상기 피진단체는 정전척이며, 상기 센서는 상기 정전척의 온도, 기울기 및 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 측정하는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기.
- 제1항에 있어서, 상기 피진단체는 포토 공정에 사용되는 베이킹척이며, 상기 센서는 상기 베이킹척의 온도, 기울기 및 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 측정하는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기.
- 제1항에 있어서, 상기 피진단체는 임플란트 공정에 사용되는 척이며, 상기 센서는 상기 척의 온도, 기울기 및 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 측정하는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기.
- 제1항에 있어서, 상기 피진단체는 고온 공정에 사용되는 척이며, 상기 센서는 상기 척의 온도를 원거리에서 측정하는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기.
- 제1항에 있어서, 상기 포켓 내의 소자는 PCB 및 상기 PCB 상에 형성되는 마이크로프로세서, 무선 통신 장치, 무선 충전 장치 및 상기 센서를 포함하되,
상기 마이크로프로세서는 상기 센서에 의해 측정된 데이터를 수집하여 상기 무선 통신 장치를 통하여 외부 장치로 전송하며, 상기 무선 충전 장치는 상기 PCB 내의 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기. - 제6항에 있어서, 상기 PCB에서 배선 또는 상기 마이크로프로세서, 상기 무선 통신 장치, 상기 무선 충전 장치 및 상기 센서의 풋프린트를 제외한 모든 면적을 접지면으로 사용하는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기.
- 제6항에 있어서, 상기 PCB에서 사용되는 접지면을 전자파 보호층으로 사용하는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기.
- 제1항에 있어서, 상기 챔버 내에서 로봇에 의해 상기 모니터링 기기가 상기 피진단체 위에 정상적으로 놓이도록 하기 위해, 상기 모니터링 기기는 일정 수준 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기.
- 제9항에 있어서, 상기 모니터링 기기의 두께 구현을 위하여, 상기 웨이퍼의 포켓은 연마 공정 또는 습식 식각 공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기.
- 제10항에 있어서, 상기 포켓은 웨이퍼를 연마 또는 습식 식각 공정으로 형성하고, 상기 상부 웨이퍼 또는 상기 하부 웨이퍼의 최외각 부분을 "O" 형태의 링으로 형성하며, 상기 링은 Y2O3, ZnO 또는 Al2O3와 같은 세라믹 재료 또는 PEEK, Taflon, 엔지니어링 플라스틱으로 형성되고,
상기 상부 웨이퍼 또는 상기 하부 웨이퍼는 별도의 연마 공정으로 일정 수준 이하에 충족하는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기. - 제10항에 있어, 포켓이 형성된 상기 상부 웨이퍼 및 상기 하부 웨이퍼가 접착되는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기.
- 제1항에 있어서, 상기 충진재는 Y2O3, ZnO 또는 Al2O3의 세라믹 재료로 형성되거나 폴리머 계열의 Epoxy, Silicone, Phenol 또는 Acrylic으로 형성되는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기.
- 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼의 표면이 화학 반응 및 물리적 반응에 내성을 갖는 Al2O3, Y2O3, ZnO, YOF 등의 세라믹 재료로 코팅되는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기.
- 제1항에 있어서, 상기 전자파 차폐층은 금속 스프레이, 액체 금속 또는 스퍼터된 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기.
- 제15항에 있어서, 상기 포켓 내의 소자는 무선 통신 장치를 포함하되,
상기 전자파 차폐층 중 상기 무선 통신 장치에 대응하는 부분 또는 측정 요소에 따른 일정 부분은 개방되는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기. - 제15항에 있어서, 상기 전자파 차폐층 중 전기적 성분을 측정해야하는 센서 부분에 따른 일정 부분은 개방되는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기.
- 모니터링 기기에 있어서,
포켓을 형성하는 상부 웨이퍼 및 하부 웨이퍼;
상기 포켓 내에 배열되는 보드 및 적어도 하나의 소자; 및
챔버 내부에서 발생하는 전자파를 차단하기 위하여 상기 웨이퍼 내측에 배열되는 전자파 차폐층을 포함하되,
상기 상부 웨이퍼, 하부 웨이퍼 사이에 상기 보드가 매립된 형태로 구성되며,
상기 모니터링 기기는 상기 챔버 내부에 있는 피진단체 위에 배열되고,
상기 챔버 내에서 로봇에 의해 상기 모니터링 기기가 상기 피진단체 위에 정상적으로 놓이도록 하기 위해 상기 모니터링 기기는 일정 수준 이하의 두께를 가지며, 상기 모니터링 기기의 두께 구현을 위하여 상기 웨이퍼의 포켓은 연마 공정 또는 습식 식각 공정 또는 "O" 링 형태의 기둥 구조물 가공으로 형성되는 것을 특징으로 하는 모니터링 기기.
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|---|---|---|---|---|
| KR102543728B1 (ko) * | 2022-07-20 | 2023-06-14 | 주식회사 위트코퍼레이션 | 에지 영역의 특성 측정이 가능한 모니터링 기기 및 이를 제조하는 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20060100028A (ko) | 2005-03-16 | 2006-09-20 | 삼성전자주식회사 | 정전척 모니터링 시스템 |
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- 2021-06-02 KR KR1020210071705A patent/KR20220163150A/ko not_active Application Discontinuation
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| KR20060100028A (ko) | 2005-03-16 | 2006-09-20 | 삼성전자주식회사 | 정전척 모니터링 시스템 |
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|---|---|---|---|---|
| KR102543728B1 (ko) * | 2022-07-20 | 2023-06-14 | 주식회사 위트코퍼레이션 | 에지 영역의 특성 측정이 가능한 모니터링 기기 및 이를 제조하는 방법 |
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