KR20230114469A - 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템 - Google Patents

반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20230114469A
KR20230114469A KR1020220010658A KR20220010658A KR20230114469A KR 20230114469 A KR20230114469 A KR 20230114469A KR 1020220010658 A KR1020220010658 A KR 1020220010658A KR 20220010658 A KR20220010658 A KR 20220010658A KR 20230114469 A KR20230114469 A KR 20230114469A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
module
sensor
wafer
semiconductor manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020220010658A
Other languages
English (en)
Inventor
윤석문
Original Assignee
주식회사 폴리곤이노베이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 폴리곤이노베이션 filed Critical 주식회사 폴리곤이노베이션
Priority to KR1020220010658A priority Critical patent/KR20230114469A/ko
Publication of KR20230114469A publication Critical patent/KR20230114469A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30—Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
    • H01L22/34—Circuits for electrically characterising or monitoring manufacturing processes, e. g. whole test die, wafers filled with test structures, on-board-devices incorporated on each die, process control monitors or pad structures thereof, devices in scribe line
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

본 발명은, 웨이퍼 형상의 기판; 상기 기판에 실장되는 레벨 센서 및 복수의 온습도 센서를 구비하는 센서 모듈; 상기 기판에 실장되는 저장 모듈; 상기 기판에 실장되고, 상기 레벨 센서에서 획득되는 기판 레벨 데이터와 상기 복수의 온습도 센서에서 획득되는 위치별 온습도 데이터들로 이루어진 기판 온습도 데이터를 수신하여 상기 저장 모듈에 기록하는 제어 모듈; 상기 기판에 실장되고, 상기 제어 모듈의 제어하에 상기 기판 레벨 데이터와 상기 기판 온습도 데이터를 외부 장치로 전송하는 전송 모듈; 및 상기 기판에 실장되고, 상기 센서 모듈, 상기 저장 모듈, 상기 제어 모듈, 및 상기 전송 모듈에 전원을 공급하는 전원 모듈을 포함하는, 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템을 제공한다.

Description

반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템{WAFER-LIKE SENSING APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR MANUFACTURING PROCESS AND SYSTEM FOR ANAYZING SEMICONDUCTOR MANUFACTURING EQUIPMENTS}
본 발명은 반도체 제조 공정에 관련된 파라미터를 측정하기 위해 사용되는 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템에 관한 것이다.
반도체 제조 공정은, 일반적으로 증착, 포토 리소그래피, 식각, 스트립, 확산, 이온 주입, 화학 기계적 연마(CMP) 등의 일련의 처리 공정 또는 단계로 구성된다. 각 공정 또는 단계에서 전체 처리, 개별 처리 및 개별 처리 간의 상호작용 및 통합을 수행하는 장치를 감시하기 위한 검사 및 측정이 이루어진다.
공정에 사용되는 장비에서의 처리, 그의 상태 등에 관한 여러 파라미터를 측정하기 위해서는 각종 센싱 장치가 사용된다. 그러한 센싱 장치는 장비에 설치되는 것이거나, 장비와 별도로 옮겨질 수 있는 것이 있다. 후자의 예로서, 웨이퍼 형상의 센싱 장치가 사용되고 있다.
측정 대상이 되는 파라미터로는 장비 내의 온도, 습도, 레벨 등의 파마라미터에 관한 것들이 있다. 이러한 파라미터의 측정에 관한 일 예에 따른 웨이퍼 형상의 센싱 장치는 한국 공개특허 제10-2017-0065660호(2017.06.13.)에 개시되어 있다.
해당 센싱 장치는, 하나 이상의 공동들을 통해 장비 내에서의 자외선 광의 세기를 간접적으로 측정하여 장비 내의 온도 값으로 환산한다. 환산된 온도 값은 저장 장치에 저장되고, 외부 장치로 다운로딩될 수 있다.
해당 센싱 장치는 사용자가 사용하기에 불편함이 없으나 구조상 고가로 구성되어 사용자가 많은 비용을 투자해야 하거나, 사용 기간이 짧아 많은 비용이 소요되는 문제가 있다. 또한, 온도 값만을 제공하기에, 다른 파라미터에 대해서는 별도의 센싱 장치가 요구되는 문제도 있다. 그 경우, 해당 센싱 장치 하나로 특정 장비, 예를 들어 EFEM의 환경을 관리하기에 부적합하고, 웨이퍼 이송 로봇 또는 각 웨이퍼 스테이지 레벨의 정상 여부는 판단할 수 없게 된다.
본 발명의 일 목적은, 온도 정보 뿐 아니라 습도 정보, 그리고 레벨 정보도 획득할 수 있는, 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 온도 정보 등을 무선으로 외부 장치에 전송하고 센서 등에 공급되는 전원은 외부 장치로부터 무선 충전되어, 반도체 제조 공정에서 운용됨에 있어서 센싱을 위해 공정을 멈추지 않아도 되게 하는, 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은, 대량생산이 가능한 MEMS 소자의 센서를 채택하여 단가를 낮출 수 있게 하는, 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치는, 웨이퍼 형상의 기판; 상기 기판에 실장되는 레벨 센서 및 복수의 온습도 센서를 구비하는 센서 모듈; 상기 기판에 실장되는 저장 모듈; 상기 기판에 실장되고, 상기 레벨 센서에서 획득되는 기판 레벨 데이터와 상기 복수의 온습도 센서에서 획득되는 위치별 온습도 데이터들로 이루어진 기판 온습도 데이터를 수신하여 상기 저장 모듈에 기록하는 제어 모듈; 상기 기판에 실장되고, 상기 제어 모듈의 제어하에 상기 기판 레벨 데이터와 상기 기판 온습도 데이터를 외부 장치로 전송하는 전송 모듈; 및 상기 기판에 실장되고, 상기 센서 모듈, 상기 저장 모듈, 상기 제어 모듈, 및 상기 전송 모듈에 전원을 공급하는 전원 모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 온습도 센서는, 상기 기판의 중심에 배치되는 중앙 센서; 상기 중심에서 제1 반경으로 그려지는 제1 원에 등 간격으로 배치되는 복수의 제1 정규 센서; 및 상기 중심과 상기 제1 원 사이의 영역에 위치하고, 상기 복수의 제1 정규 센서의 개수 보다 작은 개수로 구비되는 적어도 하나의 제1 비정규 센서를 포함할수 있다.
여기서, 상기 복수의 온습도 센서는, 상기 중심에서 제2 반경으로 그려지는 제2 원에 등 간격으로 배치되는 복수의 제2 정규 센서; 및 상기 제1 원과 상기 제2 원 사이의 영역에 위치하고, 상기 복수의 제1 정규 센서 및 상기 복수의 제2 정규 센서 중 작은 개수 보다 작은 개수로 구비되는 적어도 하나의 제2 비정규 센서를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 중심 센서, 상기 제1 정규 센서, 및 상기 제2 정규 센서는 상기 중심을 지나는 직선을 따라 배열될 수 있다.
여기서, 상기 제2 비정규 센서는, 상기 중심을 기준으로 서로 반대 측에 위치하는 한 쌍으로 구비될 수 있다.
여기서, 상기 레벨 센서 및 상기 온습도 센서는, MEMS(Micro-Electro Mechanical Systems) 소자 기반의 센서일 수 있다.
여기서, 상기 기판은, 상기 센서 모듈, 상기 저장 모듈, 상기 제어 모듈, 상기 전송 모듈, 및 상기 전원 모듈이 실장되는 제1 오목부; 및 상기 센서 모듈, 상기 저장 모듈, 상기 제어 모듈, 상기 전송 모듈, 및 상기 전원 모듈을 상호 간에 연결하는 회로 패턴이 실장되는 제2 오목부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기판은, 규소 또는 세라믹 재질로 형성되고, 상기 회로 패턴은, 규소 또는 세라믹 재질로 도포될 수 있다.
여기서, 상기 전송 모듈은, 상기 외부 장치와의 근거리 무선통신을 위한 블루투스 소자를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전원 모듈은, 상기 전원 공급을 위한 배터리; 및 상기 배터리를 무선 충전하기 위한 무선전력신호 수신부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르는 반도체 제조 장비 진단 시스템은, 이상의 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치; 상기 전송 모듈로부터 상기 기판 레벨 데이터와 상기 기판 온습도 데이터를 수신하는 통신 모듈을 구비하고, 상기 웨이퍼형 센싱 장치를 수용하는 수용 용기; 및 상기 통신 모듈로부터 상기 기판 레벨 데이터와 상기 기판 온습도 데이터를 수신하여, 상기 웨이퍼형 센싱 장치가 데이터를 수집한 반도체 제조 장비의 이상 작동 여부를 판단하는 프로세싱 장치를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 수용 용기는, 상기 전원 모듈을 무선 충전하기 위한 무선전력신호 송신부를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템에 의하면, 기판에는 레벨 센서 및 복수의 온습도 센서가 실장되고 그들은 제어 모듈의 제어하에 기판 레벨 데이터와 기판 온습도 데이터를 저장 모듈에 저장하고 또한 전송 모듈을 통해 외부 장치로 전송하기에, 센싱 장치를 통해 장비 내의 온도, 습도, 그리고 레벨(수평, 수직, 기울기) 등의 복합 데이터를 획득할 수 있게 된다. 이는 하나의 센싱 장치를 통해 EFEM과 같은 장비의 내부 환경에 대한 종합적인 제어를 가능하게 한다.
또한, 기판 온습도 데이터 등은 전송 모듈을 통해 무선으로 외부 장치에 송신되고 센서 등에 공급되는 전원은 외부 장치로부터 무선 충전되기에, 센싱 장치를 반도체 제조 장비에 투입하여 운용함에 있어서의 편의성이 향상될 수 있다.
나아가, 온습도 센서와 레벨 센서는 MEMS 기반의 소자로서 대량 생산이 가능한 것이 사용되기에, 센싱 장치를 저렴한 가격으로 생산할 수 있게 한다. 이는 센싱 장치 사용자의 경제적 부담을 낮출 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치(100)에 대한 개념적 평면도이다.
도 2는 도 1의 웨이퍼형 센싱 장치(100)에 대한 제어 방식을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 1의 웨이퍼형 센싱 장치(100)의 구조를 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 4는 도 1의 웨이퍼형 센싱 장치(100)가 외부 장치에 수납된 상태를 보인 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조 장비 진단 시스템을 보인 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치(100)에 대한 개념적 평면도이다.
본 도면을 참조하면, 웨이퍼형 센싱 장치(100)는, 기판(110)과 센서 모듈(120)을 구비할 수 있다.
기판(110)은 웨이퍼 형상을 가질 수 있다. 그에 따라, 반도체 제조 공정의 장비를 통해 가공되는 실제 웨이퍼와 동일하게, 장비 내에서 이동되고 취급될 수 있다. EFEM 내에서라면, 실제 웨이퍼를 옮기는 로봇에 의해 동일하게 옮겨질 수 있다. 그에 따라, 장비 작동이 멈추지 않은 상태에서도, 웨이퍼형 센싱 장치(100)가 장비에 관한 여러 파라미터를 측정할 수 있다. 기판(110)은 재질적으로 규소(Si)나 세라믹으로 제작될 수 있다.
센서 모듈(120)은 기판(110)에 실장되어, 기판(110)이 놓여진 환경에 대한 데이터를 수집하는 구성이다. 구체적으로, 센서 모듈(120)은 레벨 센서(121)와 온습도 센서(123)을 구비하여, 레벨 데이터, 온도 데이터, 그리고 습도 데이터를 획득할 수 있다.
레벨 센서(121)는 한 개로서 구비될 수 있다. 기판(110)은 단일체로서 그 자체의 레벨은 하나의 레벨 센서(121)로서 측정될 수 있기 때문이다. 여기서, 레벨은 기판(110)의 경사, 수평, 또는 수직 여부에 관한 것이다. 레벨 센서(121)는 소형소자가 가능한 코리올리의 힘을 이용하여 각도를 측정하는 MEMS 자이로센서가 될 수 있다.
온습도 센서(123)는 기판(110)에 대응하는 영역의 온도와 습도를 측정하기 위한 구성이다. 이를 위해, 온습도 센서(123)는 복수 개로 구비되어, 기판(110)의 여러 위치에서의 온습도 데이터를 획득하게 된다.
예를 들어, 복수의 온습도 센서(123)는 중앙 센서(125), 제1 정규 센서(126), 제2 정규 센서(127), 제1 비정규 센서(128), 그리고 제2 비정규 센서(129)를 포함할 수 있다.
중앙 센서(125)는 기판(110)의 중심에 위치할 수 있다.
제1 정규 센서(126)는 기판(110)의 중심에서 제1 반경으로 그려지는 제1 원(C1)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 복수의 제1 정규 센서(126)는 제1 원(C1)에 등간격으로 위치할 수 있다.
제2 정규 센서(127)도 이와 유사하게, 제2 반경에 그려지는 제2 원(C2)에 배치될 수 있다. 복수의 제2 정규 센서(127) 역시 제2 원(C2)에 등간격으로 위치할 수 있다. 여기서, 제2 원(C2)은 기판(110)의 원주와 가까워서, 제2 정규 센서(127)는 기판(110)의 가장자리에 위치하게 될 수 있다.
중앙 센서(125)와 제1 정규 센서(126), 그리고 제2 정규 센서(127)는 상기 중심을 지나는 직선(D)을 따라 배열될 수 있다. 본 실시예에서 제1 정규 센서(126)와 제2 정규 센서(127)는 각기 8개로 구비되기에, 상기 직선(D)은 8개가 그려질 수 있다.
이상의 정규 센서(126,127)와 달리, 비정규 센서(128,129)는 등간격으로 배열되지 않는다. 예를 들어, 제1 비정규 센서(128)는 오직 1개로서, 상기 중심과 제1 원(C1) 사이에 위치할 수 있다. 제2 비정규 센서(129)는 제1 원((C1)과 제2 원(C2) 사이에 위치할 수 있다. 제2 비정규 센서(129)는 한 쌍으로 구비되기는 하나, 여전히 제1 정규 센서(126)나 제2 정규 센서(127)의 개수 보다는 작은 개수로 구비된다. 한 쌍의 제2 비정규 센서(129)는 상기 중심을 기준으로 서로 반대 측에 위치할 수 있다.
이상의 온습도 센서(123), 구체적으로 중앙 센서(125), 정규 센서(126,127), 그리고 비정규 센서(128,129)는 모두 MEMS(Micro-Electro Mechanical Systems) 소자 기반의 센서이다. 그들은 또한 저온에서 고온까지 정확한 감지를 위해 서모파일을 이용한 MEMS 소자일 수 있다.
이상과 같이, 웨이퍼형 센싱 장치(100)는 기판(110)에 실장된 레벨 센서(121)와 온습도 센서(123)를 갖기에, 웨이퍼형 센싱 장치(100)가 놓이는 장비 내의 환경에 대한 레벨, 온도, 습도 데이터를 획득할 수 있는 것이다.
나아가, 온습도 센서(123)는 전형적인 위치에 등간격으로 배치된 센서들(125,126,127)과 더불어서, 특이적인 위치에 배치되는 센서들(128,129)를 갖기에, 기판(110) 상에서 온도 및 습도의 분포를 보다 완벽하게 측정할 수 있게 한다. 예를 들어, 특이 위치의 센서들(128,129)에서 측정되는 온습도 값은 전형적 위치의 센서들(125,126,127)에서 측정되는 온습도 값과 통상적으로는 동일하거나 연속적인 변화를 보일 것이나, 그렇지 않은 경우에는 특이한 온습도 분포가 발생한 경우기에 보다 정밀한 측정을 수행할 수 있다. 특이 위치의 센서들(128,129)은 적은 수로 구비되면서도, 특이한 온습도 분포에 대한 대응을 가능하게 한다.
이상에서는 센서 모듈(120)로서 레벨 센서(121)와 온습도 센서(123)를 예시하였지만, 구체적인 센서의 종류는 그에 제한되지 않는다. 예를 들어, 플라즈마 밀도와 분포, 기체의 기류와 유량을 측정할 수 있는 센서가 센서 모듈(120)의 일부로서 채용될 수도 있다.
웨이퍼형 센싱 장치(100)의 제어적 특징에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 도 1의 웨이퍼형 센싱 장치(100)에 대한 제어 방식을 설명하기 위한 블록도이다.
본 도면을 참조하면, 웨이퍼형 센싱 장치(100)는 앞서 설명한 센서 모듈(120)에 더하여, 저장 모듈(130), 제어 모듈(140), 전송 모듈(150), 그리고 전원 모듈(160)을 더 포함할 수 있다. 이들은 모두 기판(110, 도 1 참조)에 실장되는 구성들이다.
저장 모듈(130)은 센서 모듈(120)로부터 획득된 데이터를 저장하는 구성이다. 상기 데이터는, 레벨 센서(121)에서 측정된 기판 레벨 데이터와 온습도 센서(123)로부터 측정된 기판 온습도 데이터를 포함한다. 상기 기판 온습도 데이터는, 각 센서(125 내지 129)에서 측정된 위치별 온습도 데이터로 이루어질 수 있다. 상기 기판 온습도 데이터에는 각 센서(125 내지 129)에 대한 정보(위치, 혹은 번호)도 포함될 것이다.
제어 모듈(140)은 센서 모듈(120), 저장 모듈(130), 전송 모듈(150), 및 전원 모듈(160)을 제어하는 구성이다. 구체적으로, 제어 모듈(140)은 상기 기판 레벨 데이터와 상기 기판 온습도 데이터가 센서 모듈(120)에 의해 측정되고 저장 모듈(130)에 저장되며 전송 모듈(150)에 의해 외부로 전송되는 것을 제어한다. 나아가, 센서 모듈(120) 등에 대한 전원 모듈(160)의 전원 공급도 제어한다.
전송 모듈(150)은 상기 기판 레벨 데이터와 상기 기판 온습도 데이터를 외부 장치로 전송하기 위한 구성이다. 전송 모듈(150)은 상기 외부 장치와의 근거리 무선통신을 위한 블루투스 소자를 가질 수 있다.
전원 모듈(160)은 센서 모듈(120), 저장 모듈(130), 제어 모듈(140), 그리고 전송 모듈(150)에 대한 전원 공급을 담당하는 구성이다. 전원 모듈(160)은 배터리(161)와 수신부(165)를 가질 수 있다. 배터리(161)는 전원 공급을 위한 전기 에너지를 저장하는 매체이다. 수신부(165)는 외부 장치로부터 무선전력신호를 수신하여, 배터리(161)를 충전하기 위한 것이다. 배터리(161)에 대한 무선 충전은 근거리 방식 혹은 공진 방식에 의해 이루어질 수 있다.
이제, 웨이퍼형 센싱 장치(100)의 구조적 특징에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 도 1의 웨이퍼형 센싱 장치(100)의 구조를 설명하기 위한 부분 단면도이다.
본 도면을 참조하면, 기판(110)은 전체적으로 제1 높이(h1)를 갖는 것이다. 기판(110)의 상면에는 제1 오목부(111)와 제2 오목부(115)가 형성될 수 있다.
제1 오목부(111)는 제2 오목부(115) 보다 깊게 형성될 수 있다. 제1 오목부(111)는 센서 모듈(120), 저장 모듈(130), 제어 모듈(140), 전송 모듈(150), 그리고 전원 모듈(160)이 실장되는 영역이다. 제2 오목부(115)는 센서 모듈(120)과 저장 모듈(130) 등을 상호 간에 전기적으로 연결하는 회로 패턴(122)이 실장되는 영역이다. 회로 패턴(122)은 도전성 물질을 프린팅하여 형성될 수 있다.
회로 패턴(122)은 절연 물질로 만들어진 코팅층(124)에 의해 덮혀질 수 있다. 코팅층(124)에 의해 회로 패턴(122)은 외부 환경으로부터의 이물질에 의한 영향으로부터 자유로울 수 있다. 코팅층(124)은 기판(110)과 동일하게, 규소 또는 세라믹 재질로 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의해, 웨이퍼형 센싱 장치(100)의 두께는 최소화될 수 있다. 구체적으로, 기판(110) 자체의 두께(h1)가 0.8mm일 때, 웨이퍼형 센싱 장치(100) 전체의 두께(h2)는 2mm가 될 수 있다. 이는 웨이퍼형 센싱 장치(100)가 실제 웨이퍼와 같이 장비 내에서 이동되기에 문제가 없게 한다.
이제, 웨이퍼형 센싱 장치(100)와 외부 장치 간의 관계에 대해 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 4는 도 1의 웨이퍼형 센싱 장치(100)가 외부 장치에 수납된 상태를 보인 개념도이다.
본 도면을 참조하면, 외부 장치의 하나로서, 실제 웨이퍼가 수납되는 용기와 대체로 유사한 구조의 수납 용기(200)가 예시된다. 수납 용기(200)는, 예를 들어 풉(FOUP)과 같은 형태를 가질 수 있다. 풉과 유사하게, 수납 용기(200)도 정기적으로 불활성 가스로 퍼징될 수 있다.
웨이퍼형 센싱 장치(100)는 실제 웨이퍼와 유사하게, 로봇 암에 로딩되어 수납 용기(200) 내로 삽입될 수 있다. 수납 용기(200)는 실제 웨이퍼와 유사하게, 복수의 웨이퍼형 센싱 장치(100)를 수용할 수 있다. 복수의 웨이퍼형 센싱 장치(100)는 높이 방향을 따라 복수의 층을 이루도록 적층되며, 서로 간에 이격 배치된다.
다음으로, 다른 외부 장치로서 프로세싱 장치(300)를 포함하는 진단 세스템에 대해 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조 장비 진단 시스템을 보인 블록도이다.
본 도면을 참조하면, 수납 용기(200)에는 전원 모듈(160)의 수신부(165, 도 2 참조)에 무선전력신호를 송신하기 위한 무선전력신호 송신부(미도시)가 구비될 수 있다. 그에 따라, 웨이퍼형 센싱 장치(100)는 외부 장치 내에 수용되는 경우에, 그의 배터리(161)를 충전할 수 있게 된다.
수납 용기(200)는 웨이퍼형 센싱 장치(100)의 전송 모듈(150, 도 2 참조)과 통신 가능한 통신 모듈(미도시)을 구비한다. 그에 의해, 각 웨이퍼형 센싱 장치(100)의 저장 모듈(130)에 저장된 기판 레벨 데이터 및 기판 온습도 데이터는 전송 모듈(150)을 통해 상기 통신 모듈로 전송되고, 또한 상기 통신 모듈에 의해 프로세싱 장치(300)로 전송된다.
프로세싱 장치(300)는 수신한 데이터를 분석하기 위한 프로그램을 갖는 연산 장치이다. 프로세싱 장치(300)는 해당 분석을 통해 센싱 장치(100)가 데이터를 수집한 반도체 제조 장비의 이상 여부를 판단하고, 그를 바탕으로 해당 반도체 제조 장비의 작동을 제어할 수 있다.
상기와 같은 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100: 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치
110: 기판 120: 센서 모듈
130: 저장 모듈 140: 제어 모듈
150: 전송 모듈 160: 전원 모듈
200: 수용 용기 300: 프로세싱 장치

Claims (12)

  1. 웨이퍼 형상의 기판;
    상기 기판에 실장되는 레벨 센서 및 복수의 온습도 센서를 구비하는 센서 모듈;
    상기 기판에 실장되는 저장 모듈;
    상기 기판에 실장되고, 상기 레벨 센서에서 획득되는 기판 레벨 데이터와 상기 복수의 온습도 센서에서 획득되는 위치별 온습도 데이터들로 이루어진 기판 온습도 데이터를 수신하여 상기 저장 모듈에 기록하는 제어 모듈;
    상기 기판에 실장되고, 상기 제어 모듈의 제어하에 상기 기판 레벨 데이터와 상기 기판 온습도 데이터를 외부 장치로 전송하는 전송 모듈; 및
    상기 기판에 실장되고, 상기 센서 모듈, 상기 저장 모듈, 상기 제어 모듈, 및 상기 전송 모듈에 전원을 공급하는 전원 모듈을 포함하는, 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 온습도 센서는,
    상기 기판의 중심에 배치되는 중앙 센서;
    상기 중심에서 제1 반경으로 그려지는 제1 원에 등 간격으로 배치되는 복수의 제1 정규 센서; 및
    상기 중심과 상기 제1 원 사이의 영역에 위치하고, 상기 복수의 제1 정규 센서의 개수 보다 작은 개수로 구비되는 적어도 하나의 제1 비정규 센서를 포함하는, 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 온습도 센서는,
    상기 중심에서 제2 반경으로 그려지는 제2 원에 등 간격으로 배치되는 복수의 제2 정규 센서; 및
    상기 제1 원과 상기 제2 원 사이의 영역에 위치하고, 상기 복수의 제1 정규 센서 및 상기 복수의 제2 정규 센서 중 작은 개수 보다 작은 개수로 구비되는 적어도 하나의 제2 비정규 센서를 더 포함하는, 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 중심 센서, 상기 제1 정규 센서, 및 상기 제2 정규 센서는 상기 중심을 지나는 직선을 따라 배열되는, 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 비정규 센서는,
    상기 중심을 기준으로 서로 반대 측에 위치하는 한 쌍으로 구비되는, 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 레벨 센서 및 상기 온습도 센서는,
    MEMS(Micro-Electro Mechanical Systems) 소자 기반의 센서인, 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판은,
    상기 센서 모듈, 상기 저장 모듈, 상기 제어 모듈, 상기 전송 모듈, 및 상기 전원 모듈이 실장되는 제1 오목부; 및
    상기 센서 모듈, 상기 저장 모듈, 상기 제어 모듈, 상기 전송 모듈, 및 상기 전원 모듈을 상호 간에 연결하는 회로 패턴이 실장되는 제2 오목부를 포함하는, 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기판은,
    규소 또는 세라믹 재질로 형성되고,
    상기 회로 패턴은,
    규소 또는 세라믹 재질로 도포되는, 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전송 모듈은,
    상기 외부 장치와의 근거리 무선통신을 위한 블루투스 소자를 포함하는, 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전원 모듈은,
    상기 전원 공급을 위한 배터리; 및
    상기 배터리를 무선 충전하기 위한 무선전력신호 수신부를 포함하는, 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따르는 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치;
    상기 전송 모듈로부터 상기 기판 레벨 데이터와 상기 기판 온습도 데이터를 수신하는 통신 모듈을 구비하고, 상기 웨이퍼형 센싱 장치를 수용하는 수용 용기; 및
    상기 통신 모듈로부터 상기 기판 레벨 데이터와 상기 기판 온습도 데이터를 수신하여, 상기 웨이퍼형 센싱 장치가 데이터를 수집한 반도체 제조 장비의 이상 작동 여부를 판단하는 프로세싱 장치를 포함하는, 반도체 제조 장비 진단 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수용 용기는,
    상기 전원 모듈을 무선 충전하기 위한 무선전력신호 송신부를 포함하는, 반도체 제조 장비 진단 시스템.
KR1020220010658A 2022-01-25 2022-01-25 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템 KR20230114469A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220010658A KR20230114469A (ko) 2022-01-25 2022-01-25 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220010658A KR20230114469A (ko) 2022-01-25 2022-01-25 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230114469A true KR20230114469A (ko) 2023-08-01

Family

ID=87561755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220010658A KR20230114469A (ko) 2022-01-25 2022-01-25 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230114469A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7360463B2 (en) Process condition sensing wafer and data analysis system
US7020577B2 (en) Apparatus and method for investigating semiconductors wafer
US7855549B2 (en) Integrated process condition sensing wafer and data analysis system
JP4813765B2 (ja) ワイヤレス基板状センサ
US8104342B2 (en) Process condition measuring device
KR20050085388A (ko) 집적 프로세스 컨디션 검지형 웨이퍼 및 데이터 분석시스템
US20040153279A1 (en) Method and apparatus for monitoring integrated circuit fabrication
KR101337508B1 (ko) 프로세싱 상태들 감지 시스템 및 프로세스 상태 측정 디바이스 형성 방법
CN105225985A (zh) 通过原位反馈的晶片放置和间隙控制最佳化
KR20210002175A (ko) 센서 모듈 및 이를 구비하는 식각 장치
JP4726070B2 (ja) 基板処理装置、装置検査方法、装置検査プログラム、及びそのプログラムを記録した記録媒体
KR20200134582A (ko) 압력 측정 장치
US20040186622A1 (en) Wafer processing apparatus and transfer device adjustment system
US7460972B2 (en) Methods and systems for performing real-time wireless temperature measurement for semiconductor substrates
KR20060123646A (ko) 무선 기판형 센서
KR20230114469A (ko) 반도체 제조 공정용 웨이퍼형 센싱 장치 및 그를 구비하는 반도체 제조 장비 진단 시스템
Freed et al. Autonomous on-wafer sensors for process modeling, diagnosis, and control
US20070150226A1 (en) Process for determining the actual position of a rotation axis of a transportation mechanism
KR20230113369A (ko) 챔버 내 로우 프로파일 센서 조립체
US20060289763A1 (en) Apparatuses for and methods of monitoring optical radiation parameters for substrate processing operations
CN113670207A (zh) 一种将光学探头集成在硅晶圆片上的检测系统及其应用
KR20220163150A (ko) 웨이퍼 형태의 모니터링 기기 및 이를 사용하는 모니터링 시스템
TWI842543B (zh) 加熱器的檢測方法
CN118173474A (zh) 一种晶圆型的半导体工艺过程多物理量监测装置
US20230141012A1 (en) Pressure puck diagnostic wafer