KR20230024467A - 프로세스 챔버의 상태를 측정하는 기판형 센서 및 그것을 포함하는 데이터 수집 시스템 - Google Patents

프로세스 챔버의 상태를 측정하는 기판형 센서 및 그것을 포함하는 데이터 수집 시스템 Download PDF

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조남영
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 프로세스 챔버의 상태를 측정하는 기판형 센서는, 계측 시작과 계측 종료를 위한 적어도 하나의 조건을 감지하는 트리거 센서, 트리거 신호에 응답하여 계측 대상 물리량을 측정하거나 종료하는 적어도 하나의 측정 센서, 캐리어로부터 전원을 공급하는 전원 회로, 상기 적어도 하나의 측정 센서로부터 측정된 데이터를 무선 통신을 통하여 외부의 장치로 전송하는 통신 회로, 상기 계측 시작 혹은 상기 계측 종료에 대응하는 상기 트리거 신호를 발생하는 계측 알고리즘을 저장하는 메모리, 및 상기 계측 알고리즘을 실행하는 중앙 처리 장치를 포함할 수 있다.

Description

프로세스 챔버의 상태를 측정하는 기판형 센서 및 그것을 포함하는 데이터 수집 시스템{SUBSTRATE TYPE SENSOR FOR MEASURING CONDITION OF PROCESS CHAMBER AND DATA COLLECTING SYSTEM HAVING THE SAME}
본 발명은 프로세스 챔버의 상태를 측정하는 기판형 센서 및 그것을 포함하는 데이터 수집 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 평판 표시 소자나 반도체 소자는 감광액 도포 공정(photoresist coating process), 현상 공정(developing process), 식각 공정(etching process), 화학기상증착 공정 (chemical vapor deposition process), 및 애싱 공정(ashing process) 등 다양한 공정에 의해 생산된다. 반도체 제조 장치는 공정 모듈 내에 복수개의 기판 처리 장치가 제공되고, 각각의 기판 처리 장치에서 동일한 공정을 수행한다. 각각의 기판 처리 장치에서 공정 처리가 균일하게 수행되기 위해서는 기판 처리 장치의 내부환경이 균일하게 유지될 것이 요구된다. 기판 처리 장치들의 내부 환경을 측정하기 위하여 기판 처리 장치들 내부에는 측정 장치를 각각 설치된다.
본 발명의 목적은 프로세스 챔버의 상태를 측정하기 위한 무인화/자동화 가능한 기판형 센서 및 그것을 포함하는 데이터 수집 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 프로세스 챔버의 상태를 측정하는 기판형 센서는, 계측 시작과 계측 종료를 위한 적어도 하나의 조건을 감지하는 트리거 센서; 트리거 신호에 응답하여 계측 대상 물리량을 측정하거나 종료하는 적어도 하나의 측정 센서; 캐리어로부터 전원을 공급하는 전원 회로; 상기 적어도 하나의 측정 센서로부터 측정된 데이터를 무선 통신을 통하여 외부의 장치로 전송하는 통신 회로; 상기 계측 시작 혹은 상기 계측 종료에 대응하는 상기 트리거 신호를 발생하는 계측 알고리즘을 저장하는 메모리; 및 상기 계측 알고리즘을 실행하는 중앙 처리 장치를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나의 측정 센서는 웨이퍼형 비전 센서를 포함하고, 상기 트리거 센서는, 설비 내부의 상기 기판형 센서의 위치를 유추하기 위한 가속도 센서; 및 ESC(electrostatic chuck) 근접 여부를 감지하는 위한 거리 센서를 포함하고, 상기 계측 알고리즘은, 상기 가속도 센서의 감지값과 상기 거리 센서의 감지값을 이용하여 상기 웨이퍼형 비전 센서의 촬영을 시작하게 하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 계측 알고리즘은 상기 거리 센서의 감지값이 사전에 결정된 값 이상일 때, 상기 웨이퍼형 비전 센서의 촬영을 종료시키는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나의 측정 센서는 웨이퍼형 정전기 센서를 포함하고, 상기 트리거 센서는, 상기 계측 대상의 회전에 따른 가속도/각속도를 감지하는 가속도/각속도 센서를 포함하고, 상기 계측 알고리즘은 상기 가속도/각속도 센서의 감지값을 통하여 wet clean 공정의 recipe의 시작/종료를 판단하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 통신 회로는 저전력 장거리 무선 통신 혹은 저전력 mesh network을 이용하여 상기 외부의 장치로 상기 측정된 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 전원 회로는 상기 캐리어와 유/무선으로 전원을 공급받으며, 탈착이 가능한 모듈 구조로 구현되는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 통신 회로는 상기 적어도 하나의 측정 센서의 측정 중 혹은 측정 전/후 무선 통신의 가능 여부를 모니터링하고, 상기 통신 회로에서 상기 무선 통신이 불가할 경우 상기 측정된 데이터는 상기 메모리에 저장되고, 상기 적어도 하나의 측정 센서에서 측정이 완료된 후 상기 측정된 데이터를 상기 무선 통신이 가능할 때 상기 외부의 장치로 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 공정 설비를 위한 데이터 수집 시스템, 공정의 상태를 측정하는 기판형 센서; 상기 기판형 센서에 전원을 공급하는 캐리어; 상기 캐리어에 전원을 공급하고, 상기 캐리어를 수납하는 스테이션; 및 상기 기판형 센서로부터 계측 데이터를 수신하고, 상기 스테이션과 통신하는 인프라 시스템을 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 기판형 센서는, 계측의 시작/종료를 판별하기 위한 트리거 센서 및 상기 트리거 센서의 감지값을 이용하여 트리거 신호를 발생하는 계측 알고리즘을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 기판형 센서는 상기 캐리어에 탈부착 가능한 모듈 형태로 구현되고, 상기 캐리어로부터 전원을 공급 받는 전원 회로를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 캐리어 상기 기판형 센서에 전원을 공급하는 전원회로를 포함하며, Standard Substrate Carrier(FOUP, FOSB 등)에 탈착이 가능한 모듈 구조로 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 기판형 센서 및 데이터 수집 시스템은, 계측뿐만 아니라 계측 시작/종료를 자동으로 실행하는 기판형 센서를 구비함으로써, 자동화/무인화를 가능하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기판형 센서 및 데이터 수집 시스템은, 기판형 센서에서 무선 통신을 통하여 인프라 시스템에 직접 통신하여 계측 데이터를 전송함으로써, 설비 파라미터 측정 및 Maintenance 시간을 크게 줄일 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 수집 시스템(10)을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼형 비전 센서의 촬영 시작 및 종료를 감지하는 실시 예를 보여주는 도면들이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼형 정전기 센서의 촬영 시작/종료를 감지하는 실시 예들을 보여주는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 저전력 원거리 통신을 이용한 센서-서버간 직접 통신을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c은 본 발명의 실시 예에 따른 스테이션(300)을 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 기판형 센서(100)의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 비전 센서를 갖는 웨이퍼형 센서 기반의 계측 자동화 시스템을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼형 센서 자동화 시스템을 머신Machine 러닝과 연계하여 이용하는 것을 예시적으로 보여주는 도면이다.
아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시 할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 기판형 센서(substrate type sensor)는 프로세스의 상태를 측정하기 위해 계측 대상 물리량 외 시작/종료 자동화를 위한 별도의 물리량 계측 회로를 구비함으로써, 스스로 계측 시작/종료를 판단할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 기판형 센서는 계측 데이터를 무선통신을 통해 서버 혹은 생산관리시스템 등 인프라 시스템(혹은 서버)에 직접 연계가 가능하다.
본 발명의 실시 예에 따른 데이터 수집 시스템은, 기판형 센서와 캐리어의 조합으로 타겟 환경(라인)내 프로세스 상태를 측정함에 있어서, 센서 스스로 계측 시작/종료 여부를 판단하여 계측 무인화 및 설비 개조를 필요치 않는다. 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 수집 시스템은 캐리어 내 통신을 위한 Electronics Module을 제거함으로써, Standard Substrate Carrier(FOUP, FOSB 등)을 이용 가능하여 유지보수비를 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 수집 시스템은, 기판형 센서와 양산라인 내 서버와 직접 통신함으로써 데이터 획득간 시간 지연 최소화시킬 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 기판형 센서 및 데이터 수집 시스템은 센서 스스로 계측시작/종료를 판단하여 사람의 개입 불필요하다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기판형 센서 및 데이터 수집 시스템은 센서가 캐리어, 스테이션 혹은 설비가 아닌 인프라 시스템(혹은, 서버)과 직접 통신하므로 캐리어로 회수되는 시간이 불필요함으로써 데이터 획득 시간 지연 최소화, 실시간성 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 수집 시스템(10)을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 데이터 수집 시스템(10)은 공정에 투입되는 것과 유사(동일)한 형상을 가지며, 공정 환경을 측정하기 위한 기판형 센서(100), 센서(100)를 생산공정 자동화와 기구적으로 연계할 수 있는 캐리어(200), 캐리어(200)를 보관하는 스테이션(300), 및 인프라 시스템(400)을 포함할 수 있다.
기판형 센서(100)는 중앙 처리 장치(CPU, 110), 전원 회로(120), 통신 회로(130), 메모리(140), 측정 센서(150), 및 트리거 센서(160)를 포함할 수 있다.
중앙 처리 장치(110)는 기판형 센서(100)의 전반적인 동작을 제어하도록 구현될 수 있다. 중앙 처리 장치(110)는 계측 시작 혹은 계측 종료에 대응하는 트리거 신호를 발생하기 위한 계측 알고리즘을 실행할 수 있다. 전원 회로(120)는 캐리어(200)로부터 전원을 공급 받도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 전원 회로(120)는 무선 충전 방식으로 충전되는 배터리를 충전하도록 구현되거나 탈부착형태로 구현될 수 있다. 통신 회로(130)는 적어도 하나의 측정 센서(150)로부터 측정된 데이터를 무선 통신을 통하여 외부의 장치로 전송하도록 구현될 수 있다. 메모리(140)는 계측 시작 혹은 계측 종료에 대응하는 트리거 신호를 발생하기 위한 계측 알고리즘을 저장하거나, 계측 데이터를 임시로 저장하도록 구현될 수 있다. 측정 센서(150)는 트리거 신호에 응답하여 계측 대상 물리량을 측정하거나 종료하도록 구현될 수 있다. 트리거 센서(160)는 계측 시작과 계측 종료를 위한 적어도 하나의 조건을 감지하도록 구현될 수 있다.
한편, 센서(100)는 공정 환경을 측정하기 위한 센서 외 계측 시작/종료를 스스로 판단하기 위한 트리거 센서(160) 및 계측 알고리즘을 저장하는 메모리(140)를 포함하고 있다. 사용자가 계측 시작 전 센서에 시작/종료를 판단하기 위한 파라미터를 전송하면, 센서(100)는 해당 데이터를 메모리(140) 등에 보관하고, 해당 조건을 만족하면 스스로 계측을 시작할 수 있다. 여기서 사용자가 전송한 파라미터는 메모리(140)에 저장될 수 있다. 실시 예에 있어서, 파라미터는 배터리 등 에너지 소스를 통해 휘발성 메모리의 데이터를 유지하거나 비휘발성 메모리에 데이터를 저장될 수 있다. 여기서 사용자가 파라미터를 업데이트하지 않는 한 해당 파라미터는 유지된다.
또한, 센서(100)는 무선통신을 통해 캐리어(200), 스테이션(300) 혹은 설비가 아닌 양산 라인의 인프라 시스템(400)과 연계가 가능하다. 실시 예에 있어서, 센서(100)의 통신 회로(130)는 NB-IoT, Lora, Sigfox 등 저전력 장거리 무선통신을 이용하여 통신할 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 센서(100)의 통신 회로(130)는 BLE Mesh, Zigbee 등 Mesh 네트워크를 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 인프라시스템(400)는 센서(100)로 직접 계측 명령을 내려 데이터 수집을 할 수 있다.
캐리어(200)는 표준품 혹은 생산 공정에서 표준품과 호환되는 형태의 캐리어일 수 있다. 캐리어(200)는 종래의 그것과 비교하여 통신을 위한 회로가 포함되어 있지 않고, 필요 시 센서에 전원을 공급하기 위한 전원 회로(220)를 포함하고 있다. 센서(100)는 기본적으로 표준품 캐리어에서 동작 가능하지만, 전용의 캐리어(200)를 이용하는 경우 별도의 충전 절차가 불필요하고, 캐리어(200)로부터 전원을 공급받아 사용 시간을 늘릴 수 있다. 실시 예에 있어서, 전원 회로(212)는 표준품과 호환되는 형태의 캐리어(200)에 내장될 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 전원 회로(212)는 표준품 캐리어(200)에 장착하는 형태의 탈착 가능한 모듈 형태로 존재할 수 있다. 실시 예에 있어서, 전원 회로(212)는 무선 충전 방식으로 배터리를 충전하도록 구현될 수 있다.
스테이션(300)은 캐리어(200)를 보관하고 관리하기 위하여 생산라인의 기준을 만족하는 형태로 캐리어(200)를 넣을 수 있도록 구현될 수 있다. 스테이션(300)은 CPU(310), 전원 회로(320), 통신 회로(330), 및 메모리(340)를 포함할 수 있다.
또한, 스테이션(300)은 캐리어(200)의 상태를 확인함으로써 조건에 따라 측정 가능 여부를 판단할 수 있다. 한편, 센서(100)의 상태는 스테이션(300)이 직접 확인하지 않고, 별도의 서버 등 라인 내 인프라 시스템(400)을 통하여 확인 가능하다.
또한, 센서(100)뿐만 아니라 스테이션(300)은 라인 내 생산관리 시스템을 포함한 인프라 시스템(400)과 연계가 가능하다. 스테이션(300)은 스테이션(300) 혹은 캐리어(200)의 동작 정상 유무 등을 검증하고, 검증 결과를 인프라 시스템(400)에 전달하여 Interlock 을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 데이터 수집 시스템(10)은 기판형 센서(100)에 센서 계측 외에 계측 시작/종료 감지(trigger)를 위한 트리거 센서(160) 및 관련 알고리즘 탑재하고, 캐리어(FOUP, 200) 내 통신을 위한 전자 모듈을 제거하고, 무선통신을 이용한 센서(100)와 서버(300)간 직접 통신을 수행할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼형 비전 센서의 촬영 시작 및 종료를 감지하는 실시 예를 보여주는 도면들이다. 도 2a를 참조하면, 기판형 센서는 비전 센서 외에 비전 센서의 촬영 시작/종료를 감지하기 위한 가속도 센서 및 근접 센서를 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 가속도/각속도 센서를 통해 설비 내의 센서의 위치(PM(Process Module)와 TM(Transfer Module) 사이)를 유추하고, 거리 센서를 통해 ESC(electrostatic chuck) 근접 여부를 감지할 수 있다. 이때, 도 2b에 도시된 바와 같이, 계측 시작 조건을 만족하면, 비전 센서의 촬영이 시작될 수 있다. 실시 예에 있어서, 거리 센서를 통해 일정 거리 이상이 되면, 비전 센서의 촬영이 종료 될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼형 정전기 센서의 촬영 시작/종료를 감지하는 실시 예들을 보여주는 도면들이다. 도 3a을 참조하면, 기판형 센서(100)는 센서 내부에 정전기 측정을 위한 센서 외 촬영 시작/종료를 감지하기 위한 가속도 센서 및 각속도 센서를 탑재할 수 있다. 실시 예에 있어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 가속도/각속도 센서를 통해 Wet Clean 공정의 Recipe 시작/종료가 판단될 수 있다. 즉, 회전 속도가 판단될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 저전력 원거리 통신을 이용한 센서-서버간 직접 통신을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 데이터 수집 시스템은 센서
Figure pat00001
캐리어
Figure pat00002
서버 통신 단계를 거치면서 데이터를 수집하지만, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 수집 시스템(10)은 센서
Figure pat00003
서버 통신으로 통신 간소화를 이룰 수 있다.
실시 예에 있어서, 캐리어(200)는 표준품(FOUP, FOSB 등) 또는 센서 전용품을 이용할 수 있다. 실시 예에 있어서, 캐리어(200)는 내부적으로 센서(100)와 통신하는 기능을 필요치 않으며, 센서(100) 충전을 위한 전원 회로(220)만을 탑재할 수 있다. 실시 예에 있어서, 센서 충전을 위한 전원 회로(220)는 표준 캐리어(200)에 적용 탈착이 가능한 형태의 모듈 구조로 구현될 수 있다.
실시 예에 있어서, 센서(100)는 측정 중 혹은 측정 전/후 무선통신 가능 여부를 모니터링할 수 있다. 실시 예에 있어서, 측정 중 무선통신이 불가한 경우, 측정 데이터를 메모리에 저장하고, 측정 완료 후 통신이 가능한 순간부터 계측 데이터가 전송될 수 있다.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c은 본 발명의 실시 예에 따른 스테이션(300)을 예시적으로 보여주는 도면들이다. 스테이션(300)는 도 5a에 도시된 바와 같이 생산 라인 내 독립적인 공간을 차지하는 형태로 구현되거나, 도 5b에 도시된 바와 같이 FOUP Stocker 와 연계되는 형태로 구현되거나, 도 5c에 도시된 바와 같이 Side Track Buffer(STB) 와 연계되는 형태로 구현될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 기판형 센서(100)의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 6을 참조하면, 기판형 센서(100)는 다음과 같이 동작할 수 있다.
사용자가 계측 시작 전 센서에 시작/종료를 판단하기 위한 트리거 파라미터를 센서로 전송하면, 센서는 해당 데이터를 메모리 등에 보관하고, 트리거 파라미터를 확인한다(S110). 트리거 파라미터가 정상 범위에 해당 조건을 만족하는지 판별된다(S120). 만일 트리거 파라미터가 정상 범위 내에 있다면, 트리거 센서가 설정된다(S130). 이후 트리거 센서의 감지 값에 따라 트리거 시작 조건이 만족하는 지가 판별될 수 있다(S140). 만일, 트리거 센서의 감지값이 트리거 시작 조건을 만족할 때, 센서는 스스로 계측을 시작할 수 있다(S150). 한편, 사용자가 전송한 트리거 파라미터는 메모리에 저장될 수 있다. 이때, 배터리 등 에너지 소스를 통해 휘발성 메모리에 저장된 트리거 파라미터가 유지되거나, 비휘발성 메모리에 트리거 파라미터가 저장될 수 있다. 사용자가 트리거 파라미터를 업데이트하지 않는 한, 해당 트리거 파라미터는 유지될 것이다.
센서는 계측 시작/종료 파라미터를 지속적으로 모니터링함으로써 시작 조건이 되면 계측을 시작한다. 이때 계측 시작/종료는 계측 대상이 되는 물리량(온도센서의 경우 온도, 비전 센서의 경우 이미지) 외 계측 시작/종료를 판단하기 위한 추가적인 센서를 이용하여 판단할 수 있다(S160).
센서는 계측 시작/종료 조건과 함께 무선통신 가능 여부를 지속적으로 모니터링할 수 있다(S170). 만일 무선 통신이 가능하면, 센서는 라인에 구비된 서버 혹은 생산관리시스템으로 계측된 데이터를 전송할 수 있다(S180). 반면에, 무선 통신이 가능하지 않으면, 계측 데이터를 메모리에 저장할 수 있다(S190). 이후, 센서는 스스로 계측을 종료하여 대기상태로 진입할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 비전 센서를 갖는 웨이퍼형 센서 기반의 계측 자동화 시스템을 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 계측한 데이터를 이용 설비 내 이송 시스템의 Alignment를 자동으로 Teaching 될 수 있다.
기존 설비에서는 프로세스 챔버를 정지시키고 사람이 직접 오픈하여 수작업으로 Alignment를 확인하고 수정하거나, 비전 센서를 이용하여 계측을 한 후 수작업으로 Alignment를 수정하고 있다. 반면에, 본 발명을 자동화 시스템을 이용하면 비전 센서는 Alignment 상태를 계측 후 데이터를 서버에 전송하고, 서버가 Alignment 량을 계산한 후 설비에 Feedback 하여 이송 시스템의 Alignment Teaching시간을 단축할 수 있다. 뿐만 아니라 스스로 계측 시작/종료 조건을 판단하므로 설비와의 추가적인 연계 절차가 불필요하여 기존 양산 설비 적용 시 설비 개조가 불필요하다. 센서가 스스로 계측 조건을 판단하지 못하면, 센서가 타겟 설비에 도착할 때 원하는 조건에서의 데이터를 얻기 위해 인력 혹은 설비가 센서에 계측 시작/종료 신호를 전달해야 한다. 예를 들어, 비전 센서를 이용하여 Feasibility 검증 결과 기존 대비하여 Alignment Teaching 시간을 현저하게 단축할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼형 센서 자동화 시스템을 머신러닝(Machine Learning)과 연계하여 이용하는 것을 예시적으로 보여주는 도면이다. 웨이퍼형태로 프로세스 챔버의 상태를 확인하기 위해 챔버를 종료할 필요가 없다. 센서 스스로 계측 여부를 판단할 수 있어 설비 개조가 불필요하다. 설비 개조 또한 불필요할 뿐 아니라 자동 계측이 가능하다. 센서가 서버 혹은 생산관리 시스템과 직접 연계되어 데이터 획득의 지연도 수분 수준으로 짧은 장점을 갖는다. 이러한 장점을 이용하여 설비 혹은 챔버의 상태를 확인하기 위해 수시로 센서를 투입할 수 있다. 기존에 확보할 수 없었던 설비 혹은 챔버의 상태 데이터를 다량 축적할 수 있다. 이 데이터를 FDC 등 생산 혹은 설비 관리 데이터와 연계하여 이슈가 발생하였을 때 데이터와 정상데이터를 비교하여 이슈의 원인을 파악할 수 있고, 장기적으로 Machine Learning을 통해 축적된 데이터와 양산 현황을 비교하여 상황을 스스로 판단하여 알람을 띄우거나, 더 나아가 설비 파라미터를 스스로 수정하여 이슈를 해결할 수 있다.
본 발명은 온도 센서/진동 센서 등을 생산하고 있는 업체에서도 적극적으로 도입하고 있는 시스템으로, 본 발명보다 제한된 형태로 양산 라인에도 도입이 되고 있다. 하지만 본 발명에서 서술한 다양한 센서를 조합한 계측 시작/종료 자동화, 센서와 서버와의 직접 연결을 이용한 자동화 시스템은 시도하지 않고 있는 것으로 파악된다.
본 발명에서 제시하는 센서와 서버의 직접 통신 여부와 계측 대상 물리량 외 다른 Triggering 조건을 이용하는지 여부 모두 제품 사양서를 통해 쉽게 확인이 가능하다.
한편, 상술된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 이용 할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함 할 것이다.
10: 데이터 수집 시스템
100: 기판형 센서
200: 캐리어
300: 스테이션
400: 인프라 시스템

Claims (10)

  1. 프로세스 챔버의 상태를 측정하는 기판형 센서에 있어서,
    계측 시작과 계측 종료를 위한 적어도 하나의 조건을 감지하는 트리거 센서;
    트리거 신호에 응답하여 계측 대상 물리량을 측정하거나 종료하는 적어도 하나의 측정 센서;
    캐리어로부터 전원을 공급하는 전원 회로;
    상기 적어도 하나의 측정 센서로부터 측정된 데이터를 무선 통신을 통하여 외부의 장치로 전송하는 통신 회로;
    상기 계측 시작 혹은 상기 계측 종료에 대응하는 상기 트리거 신호를 발생하는 계측 알고리즘을 저장하는 메모리; 및
    상기 계측 알고리즘을 실행하는 중앙 처리 장치를 포함하는 기판형 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 측정 센서는 웨이퍼형 비전 센서를 포함하고,
    상기 트리거 센서는,
    설비 내부의 상기 기판형 센서의 위치를 유추하기 위한 가속도 센서; 및
    ESC(electrostatic chuck) 근접 여부를 감지하는 위한 거리 센서를 포함하고,
    상기 계측 알고리즘은, 상기 가속도 센서의 감지값과 상기 거리 센서의 감지값을 이용하여 상기 웨이퍼형 비전 센서의 촬영을 시작하게 하는 것을 특징으로 하는 기판형 센서.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 계측 알고리즘은 상기 거리 센서의 감지값이 사전에 결정된 값 이상일 때, 상기 웨이퍼형 비전 센서의 촬영을 종료시키는 것을 특징으로 하는 기판형 센서.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 측정 센서는 웨이퍼형 정전기 센서를 포함하고,
    상기 트리거 센서는, 상기 계측 대상의 회전에 따른 가속도/각속도를 감지하는 가속도/각속도 센서를 포함하고,
    상기 계측 알고리즘은 상기 가속도/각속도 센서의 감지값을 통하여 wet clean 공정의 recipe의 시작/종료를 판단하는 것을 특징으로 하는 기판형 센서.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 회로는 저전력 장거리 무선 통신 혹은 저전력 mesh network을 이용하여 상기 외부의 장치로 상기 측정된 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 기판형 센서.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 회로는 상기 캐리어에 탈착 가능한 모듈 구조로 구현되는 것을 특징으로 하는 기판형 센서.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 회로는 상기 적어도 하나의 측정 센서의 측정 중 혹은 측정 전/후 무선 통신의 가능 여부를 모니터링하고, 상기 통신 회로에서 상기 무선 통신이 불가할 경우 상기 측정된 데이터는 상기 메모리에 저장되고, 상기 적어도 하나의 측정 센서에서 측정이 완료된 후 상기 측정된 데이터를 상기 무선 통신이 가능할 때 상기 외부의 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 기판형 센서.
  8. 공정 설비를 위한 데이터 수집 시스템에 있어서,
    공정의 상태를 측정하는 기판형 센서;
    상기 기판형 센서에 전원을 공급하는 캐리어;
    상기 캐리어에 전원을 공급하고, 상기 캐리어를 수납하는 스테이션; 및
    상기 기판형 센서로부터 계측 데이터를 수신하고, 상기 스테이션과 통신하는 인프라 시스템을 포함하는 데이터 수집 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판형 센서는, 계측의 시작/종료를 판별하기 위한 트리거 센서 및 상기 트리거 센서의 감지값을 이용하여 트리거 신호를 발생하는 계측 알고리즘을 저장하는 메모리를 포함하는 데이터 수집 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판형 센서는 상기 캐리어에 탈부착 가능한 모듈 형태로 구현되고, 상기 캐리어로부터 전원을 공급 받는 전원 회로를 포함하는 데이터 수집 시스템.
KR1020210105957A 2021-08-11 2021-08-11 프로세스 챔버의 상태를 측정하는 기판형 센서 및 그것을 포함하는 데이터 수집 시스템 KR20230024467A (ko)

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