KR20240065986A - 웨이퍼형 계측 장치 및 그 계측 장치를 이용한 자속 밀도 계측 방법 - Google Patents

웨이퍼형 계측 장치 및 그 계측 장치를 이용한 자속 밀도 계측 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240065986A
KR20240065986A KR1020220147380A KR20220147380A KR20240065986A KR 20240065986 A KR20240065986 A KR 20240065986A KR 1020220147380 A KR1020220147380 A KR 1020220147380A KR 20220147380 A KR20220147380 A KR 20220147380A KR 20240065986 A KR20240065986 A KR 20240065986A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
magnetic flux
flux density
substrate
measurement device
Prior art date
Application number
KR1020220147380A
Other languages
English (en)
Inventor
채수진
손상현
안동옥
방영식
황정모
서용준
하상민
Original Assignee
세메스 주식회사
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 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to KR1020220147380A priority Critical patent/KR20240065986A/ko
Priority to CN202311396316.2A priority patent/CN117995634A/zh
Priority to US18/387,580 priority patent/US20240151767A1/en
Publication of KR20240065986A publication Critical patent/KR20240065986A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/282—Testing of electronic circuits specially adapted for particular applications not provided for elsewhere
    • G01R31/2831—Testing of materials or semi-finished products, e.g. semiconductor wafers or substrates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/08—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0005—Geometrical arrangement of magnetic sensor elements; Apparatus combining different magnetic sensor types
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0023—Electronic aspects, e.g. circuits for stimulation, evaluation, control; Treating the measured signals; calibration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0094—Sensor arrays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/10—Plotting field distribution ; Measuring field distribution
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references
    • G01R35/007—Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden references"
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • 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
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

본 발명의 기술적 사상은, 공정 챔버의 오픈 없이 공정 챔버 내의 자속 밀도를 정확하게 계측할 수 있는 웨이퍼형 계측 장치, 및 그 계측 장치를 이용한 자속 밀도 계측 방법을 제공한다. 그 웨이퍼형 계측 장치는, 웨이퍼 형태를 갖는 기판; 상기 기판에 배치되고, 자속 밀도를 계측하는 자속 밀도 센서; 상기 기판에 배치되고, 상기 자속 밀도 센서에 전력을 공급하는 전원; 상기 기판에 배치되고, 계측된 상기 자속 밀도를 신호 처리하는 MCU(Micro Controller Unit); 및 상기 기판에 배치되고, 상기 MCU로부터의 신호를 외부로 전달하는 무선 통신 모듈;을 포함하고, 자기장을 이용하는 공정 챔버 내의 자속 밀도를 계측한다.

Description

웨이퍼형 계측 장치 및 그 계측 장치를 이용한 자속 밀도 계측 방법{Wafer type measuring apparatus and magnetic flux density measuring method using the same}
본 발명의 기술적 사상은 계측 장치에 관한 것으로, 특히, 공정 챔버 내의 자속 밀도를 계측하는 계측 장치, 및 그 계측 장치를 이용한 계측 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하는 공정으로는 이온주입 공정, 성장 및 증착 공정, 노광 공정, 그리고 식각 공정 등이 있는데, 이들 공정에는 플라즈마(plasma)가 널리 활용되고 있다. 한편, 식각 공정 중 대표적인 방법으로 플라즈마를 이용한 RIE(Reactive Ion Etching) 방법이 있다. RIE 방법은 라디칼(radical)의 화학반응과 이온충돌에 의한 물리적 식각을 병합한 물리화학적 식각 방법으로, 우수한 선택비(selectivity)와 높은 쓰루풋(throughput)을 가지고 있다. 그에 따라, RIE 방법은 반도체 공정에서 매우 중요하고 널리 활용되는 공정 기술이다. 한편, RIE 방법에 자기장을 추가하여 플라즈마의 형상을 제어하거나 전자들의 회전운동을 유발함으로써, 식각 성능을 향상시키고 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 공정 챔버의 오픈 없이 공정 챔버 내의 자속 밀도를 정확하게 계측할 수 있는 웨이퍼형 계측 장치, 및 그 계측 장치를 이용한 자속 밀도 계측 방법을 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 웨이퍼 형태를 갖는 기판; 상기 기판에 배치되고, 자속 밀도를 계측하는 자속 밀도 센서; 상기 기판에 배치되고, 상기 자속 밀도 센서에 전력을 공급하는 전원; 상기 기판에 배치되고, 계측된 상기 자속 밀도를 신호 처리하는 MCU(Micro Controller Unit); 및 상기 기판에 배치되고, 상기 MCU로부터의 신호를 외부로 전달하는 무선 통신 모듈;을 포함하고, 자기장을 이용하는 공정 챔버 내의 자속 밀도를 계측하는, 웨이퍼형 계측 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기판은, PCB(Printed Circuit Board) 기판, 실리콘 기판, 또는 세라믹 기판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기판이 PCB 기판인 경우, 상기 자속 밀도 센서, 전원, 및 통신 모듈은 상기 PCB 기판 내에 회로 형태로 배치되고, 상기 기판이 상기 실리콘 기판, 또는 세라믹 기판인 경우, 상기 자속 밀도 센서, 전원, 및 통신 모듈은 별도의 PCB 회로 필름으로 제작되고, 상기 기판 상에 상기 PCB 회로 필름이 접합된 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 자속 밀도 센서는 상기 기판 상에 방사형 어레이 구조로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼형 계측 장치는 상기 공정 챔버 내의 하부에 배치된 ESC(Electro Static Chuck) 상에 배치되거나, 또는 상기 ESC와 상기 공정 챔버 내의 상부에 배치된 샤워 헤드 사이에 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼형 계측 장치는 WTR(Wafer Transfer Robot)를 통해 상기 ESC와 샤워 헤드 사이에 배치되거나, 또는 상기 웨이퍼형 기판의 하부에 결합된 높이 조절 서포터를 통해 상기 ESC와 샤워 헤드 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼형 계측 장치는 상기 웨이퍼형 기판 상에 배치된 레벨링(leveling) 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼형 계측 장치가 WTR를 통해 상기 공정 챔버 내에 배치되고, 상기 WTR의 암이 하방으로 쳐질 때, 상기 레벨링 센서가 상기 웨이퍼형 기판의 수직 레벨을 센싱할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 MCU는, 상기 수직 레벨을 분석하여 상기 자속 밀도를 보정 및 신호 처리하거나, 또는 상기 자속 밀도와 수직 레벨을 신호 처리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전원은, 무선 충전, 유선 충선, 및 USB(Universal Serial Bus) 연결을 통한 충전 중 적어도 하나를 통해 충전될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 무선 통신 모듈은, ZigBee, WiFi(Wireless Fidelity), Bluetooth, RFID(Radio-Frequency Identification), CAN(Controller Area Network) 중 적어도 하나의 무선 통신 방식을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼형 계측 장치는 상기 공정 챔버의 오픈 없이 진공 상태의 상기 공정 챔버 내의 상기 자속 밀도를 계측할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 MCU는, 상기 자속 밀도에 기초하여, 상기 공정 챔버 내의 자속 밀도 및 분포를 매핑할 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 웨이퍼 형태를 갖는 기판; 상기 기판에 방사형 어레이 구조로 배치되고, 자속 밀도를 계측하는 복수 개의 자속 밀도 센서들; 상기 기판에 배치되고, 상기 자속 밀도 센서에 전력을 공급하며, 유무선 충전이 가능한 전원; 상기 기판에 배치되고, 계측된 상기 자속 밀도를 신호 처리하는 MCU; 상기 기판에 배치되고, 상기 기판의 수직 레벨을 센싱하는 레벨링 센서; 및 상기 기판에 배치되고, 상기 MCU로부터의 신호를 외부로 전달하는 무선 통신 모듈;을 포함하고, 자기장을 이용하는 공정 챔버 내의 자속 밀도를 계측하되, 상기 공정 챔버의 오픈 없이 진공 상태의 상기 공정 챔버 내의 자속 밀도를 계측하는, 웨이퍼형 계측 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼형 계측 장치는 상기 공정 챔버 내의 ESC 상에 배치되거나, 또는 WTR 또는 높이 조절 서포터를 통해 상기 ESC와 샤워 헤드 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 레벨링 센서는, 상기 웨이퍼형 계측 장치가 WTR를 통해 상기 공정 챔버 내에 배치되고 상기 WTR의 암이 하방으로 쳐질 때의 상기 웨이퍼형 기판의 수직 레벨을 센싱하며, 상기 MCU는, 상기 수직 레벨을 분석하여 상기 자속 밀도를 보정 및 신호 처리하거나, 또는 상기 자속 밀도와 수직 레벨을 신호 처리할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 웨이퍼형 계측 장치를 자기장을 이용하는 공정 챔버의 내부로 투입하는 단계; 상기 웨이퍼형 계측 장치의 상기 공정 챔버 내의 위치를 제어하는 단계; 상기 웨이퍼형 계측 장치를 이용하여 상기 공정 챔버 내의 자속 밀도를 계측하는 단계; 및 계측된 상기 자속 밀도를 신호 처리 및 통신을 통해 외부로 전달하는 단계;를 포함하고, 상기 웨이퍼형 기판은, 웨이퍼 형태를 갖는 기판, 상기 기판에 배치되고, 상기 자속 밀도를 계측하는 복수 개의 자속 밀도 센서들, 상기 기판에 배치되고, 상기 자속 밀도 센서에 전력을 공급하며, 유무선 충전이 가능한 전원, 상기 기판에 배치되고, 계측된 상기 자속 밀도를 신호 처리하는 MCU, 상기 기판에 배치되고, 상기 기판의 수직 레벨을 센싱하는 레벨링 센서, 및 상기 기판에 배치되고, 상기 MCU로부터의 신호를 외부로 전달하는 무선 통신 모듈을 포함하는, 자속 밀도 계측 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 자속 밀도 센서들은, 상기 기판 상에 방사형 어레이 구조로 배치되어 기판 전면 상의 자속 밀도를 계측할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공정 챔버 내의 위치를 제어하는 단계에서, 상기 웨이퍼형 계측 장치는, 상기 공정 챔버 내의 ESC 상에 배치되거나, 또는 WTR 또는 높이 조절 서포터를 통해 상기 ESC와 샤워 헤드 사이에 배치되도록 제어되며, 상기 자속 밀도 센서는 상기 웨이퍼형 계측 장치가 배치된 위치에서 상기 공정 챔버 내의 자속 밀도를 계측할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 레벨링 센서는, 상기 웨이퍼형 계측 장치가 WTR를 통해 상기 공정 챔버 내에 배치되고 상기 WTR의 암이 하방으로 쳐질 때의 상기 웨이퍼형 기판의 수직 레벨을 센싱하며, 상기 MCU는, 상기 수직 레벨을 분석하여 상기 자속 밀도를 보정 및 신호 처리하거나, 또는 상기 자속 밀도와 수직 레벨을 신호 처리할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 웨이퍼형 계측 장치는, 기판의 형태에 기초하여, 반도체 공정의 대상인 반도체 웨이퍼와 실질적으로 동일한 형태를 가질 수 있다. 그에 따라, 반도체 웨이퍼와 동일한 방식으로 공정 챔버 내에 투입되어, 공정 챔버 내의 자속 밀도를 계측할 수 있다. 또한, 웨이퍼형 계측 장치는, 공정 챔버의 오픈 없이, 진공 상태의 공정 챔버 내의 자속 밀도를 정확하게 계측할 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 웨이퍼형 계측 장치는, 공정 챔버 내의 다양한 위치의 자속 밀도를 계측할 수 있다. 예컨대, 웨이퍼형 계측 장치는 WTR를 통해 공정 챔버로 투입되고, ESC 상에 배치될 수 있다. 그에 따라, 웨이퍼형 계측 장치는, ESC 표면의 상부 영역의 자속 밀도를 계측할 수 있다. 또한, 웨이퍼형 계측 장치는, WTR 또는 높이 조절 서포터를 통해 ESC와 샤워 헤드 사이에 배치될 수 있다. 그에 따라, 웨이퍼형 계측 장치는 사워 헤드의 하부 영역의 자속 밀도를 계측할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 기술적 사상에 의한 웨이퍼형 계측 장치는, 레벨링 센서를 더 포함할 수 있다. 그에 따라, 웨이퍼형 계측 장치는, 레벨링 센서를 이용하여, WTR의 암의 처짐 또는 기울어짐에 따른 웨이퍼형 계측 장치의 수직 레벨을 센싱하고, 또한, 획득한 수직 레벨에 기초하여, 자속 밀도를 보정함으로써, 공정 챔버 내의 자속 밀도를 보다 정확하게 계측할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼형 계측 장치에 대한 사시도이다.
도 2a 및 도 2b은 도 1의 웨이퍼형 계측 장치에서 기판 부분을 보여주는 사시도 및 분리 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼형 계측 장치에 대한 사시도들이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1의 웨이퍼형 계측 장치가 사용되는 공정 챔버들을 개략적으로 보여주는 개념도들이다.
도 6은 도 5a의 공정 챔버를 포함하는 전체 반도체 공정 설비를 개략적으로 보여주는 개념도이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 1의 웨이퍼형 계측 장치가 공정 챔버 내에 배치되는 위치를 보여주는 개념도들이다.
도 8은 도 3 또는 도 4의 웨이퍼형 계측 장치에서, 레벨링 센서의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼형 계측 장치를 이용한 자속 밀도 계측 방법의 과정을 개략적으로 보여주는 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 통상의 기술자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
이하의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결된다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소와 바로 연결될 수도 있지만, 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있다. 유사하게, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 상부에 존재한다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소의 바로 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있다. 또한, 도면에서 각 구성 요소의 구조나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되었고, 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다. 한편, 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼형 계측 장치에 대한 사시도이고, 도 2a 및 도 2b은 도 1의 웨이퍼형 계측 장치에서 기판 부분을 보여주는 사시도 및 분리 사시도이다.
도 1 내지 도 2b를 참조하면, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)는, 기판(110), 자속 밀도 센서(120), 전원(130), MCU(140, Micro Controller Unit), 및 무선 통신 모듈(150)을 포함할 수 있다.
기판(110)은 전체적으로 웨이퍼와 같은 원형 디스크 형태를 가질 수 있다. 즉, 기판(110)은 얇은 원형 플레이트 형태를 가질 수 있다. 기판(110)은 웨이퍼 형태의 PCB(Printed Circuit Board) 기판을 기반으로 하거나, 또는 웨이퍼 형태의 실리콘(Si) 기판 또는 세라믹 기판 등을 기반으로 할 수 있다. 이러한 기판(110)은, 공정 챔버에 투입되고 반도체 공정의 대상이 되는 반도체 웨이퍼와 실질적으로 동일한 사이즈 및 형태를 가질 수 있다. 그러나 실시예에 따라, WTR(Wafer Transfer Robot)에 의해 이송이 가능하다는 조건 하에, 기판(110)은 반도체 웨이퍼와 다른 사이즈를 가질 수도 있다.
도 2a는 기판(110)이 PCB 기판을 기반으로 하는 구조를 보여준다. PCB 기판을 기반으로 하는 기판(110)은 PCB 바디(112)와 배선층(114)을 포함할 수 있다. 웨이퍼형 계측 장치(100)의 구성 요소들, 즉, 자속 밀도 센서(120), 전원(130), MCU(140), 및 무선 통신 모듈(150) 등은 PCB 바디(112) 상에 실장되고, 배선층(114)의 배선들을 통해 전기적으로 서로 연결될 수 있다. 여기서, 배선층(114)은 동일한 레벨에 배치된 배선들을 모두 포함하는 개념일 수 있다.
PCB 바디(112)는, 예컨대, FR4와 같이 유리 섬유(glass fiber)와 수지(resin)를 포함할 수 있다. 또한, PCB 바디(112)는 BT(Bismaleimide-Triazine) 수지, PC(Poly Carbonate) 수지, ABF(Ajinomoto Build-up Film)와 같은 보강 필름(build up films), 또는 다른 라미네이트 수지 등을 포함할 수도 있다. 그러나 PCB 바디(112)의 재질이 전술한 물질들에 한정되는 것은 아니다.
배선층(114)은 PCB 바디(112)의 상면 상에 배치될 수 있다. 그러나 그에 한정되지 않고, 배선층(1140)은 PCB 바디(112)의 내부 및/또는 하면 상에도 배치될 수 있다. 배선층(114)이 서로 다른 층에 배치된 경우, 서로 다른 층의 배선들은 비아 콘택을 통해 연결될 수 있다.
도 2b는 기판(110a)이 실리콘 기판 또는 세라믹 기판 등을 기반으로 하는 구조를 보여준다. 실리콘 기판 또는 세라믹 기판을 기반으로 하는 기판(110a)은 기판 바디(112a)와 PCB 회로 필름(114a)을 포함할 수 있다. 기판 바디(112a)는 실리콘 기판 또는 세라믹 기판일 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 기판 바디(112a)는 얇은 원형 플레이트 형태를 가질 수 있다. 또한, 기판 바디(112a)에는 배선이나 회로 등이 형성되지 않을 수 있다.
실리콘 기판은, 용어에서 알 수 있듯이 실리콘을 포함할 수 있다. 한편, 세라믹 기판의 경우, 예컨대, 실리콘카이이드(SiC), 또는 알루미나(Al2O3)를 포함할 수 있다. 그러나 세라믹 기판의 재질이 전술한 물질들에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 세라믹 기판은 보론나이트라이드(BN), 지르코니아(ZrO2), 뮬라이트(Al2O3-SiO2), 마그네시아(MgO), 알루니늄나이트라이드(AlN), 이트리아(Y2O3), 티탄알루미늄(TiAl) 등의 다양한 재질을 포함할 수 있다.
PCB 회로 필름(114a)은 얇은 PCB 필름 상에 배선들이 배치된 형태를 가질 수 있다. PCB 필름은, 앞서 도 2a의 기판(110)의 PCB 바디(112)와 실질적으로 동일한 재질을 가지나, PCB 바디(112)보다는 얇은 두께를 가질 수 있다. 한편, 도 2b의 PCB 회로 필름(114a)에서, PCB 필름만이 도시되고 배선들은 별도로 표시되지 않고 있다. 이러한 PCB 회로 필름(114a)이 기판 바디(112a)에 접착제 등을 통해 접합되어 기판(110a)을 구성할 수 있다.
자속 밀도 센서(120), 전원(130), MCU(140), 및 무선 통신 모듈(150) 등은, PCB 회로 필름(114a)이 기판 바디(112a)에 접합되기 전에, PCB 회로 필름(114a) 상에 실장될 수 있다. 이 후, PCB 회로 필름(114a)이 기판 바디(112a)에 접합될 수 있다. 한편, 다른 실시예에서, PCB 회로 필름(114a)이 기판 바디(112a)에 접합된 이후에, 자속 밀도 센서(120), 전원(130), MCU(140), 및 무선 통신 모듈(150) 등이 기판 바디(112a) 상의 PCB 회로 필름(114a) 상에 실장될 수도 있다.
자속 밀도 센서(120)는 자기장의 세기, 예컨대, 자속 밀도를 계측할 수 있다. 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)에서, 자속 밀도 센서(120), 예컨대 가우스미터(Gauss-meter)일 수 있다. 그러나 자속 밀도 센서(120)가 가우스미터에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 자속 밀도 센서(120)는, 홀 센서(Hall sensor), 자기 저항소자(Magneto-Resistor: MR) 센서, 자기 임피던스(Magneto-Impedance: MI) 센서 등으로 구현될 수 있다. 참고로, 가우스미터는 반도체 홀 소자를 이용하는 홀 센서에 해당할 수 있다. 한편, 실시예에 따라, 자속 밀도 센서(120)는 계측된 자속 밀도를 신호 처리하기 위한 집적 회로를 더 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 자속 밀도 센서(120)는, 기판(110)의 중심 부분에 1개 그리고 기판(110)의 외곽 부분에 8개 배치될 수 있다. 그러나 자속 밀도 센서(120)의 개수 및 배치 위치가 그에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)에서, 공정 챔버 내의 계측이 요구되는 곳의 자속 밀도를 정확하게 계측하기 위하여, 자속 밀도 센서(120)는 다양한 개수를 가지고 기판(110)의 다양한 곳에 배치될 수 있다. 구체적인 예로, 자속 밀도 센서(120)는 기판(110)의 중심에만 배치되거나, 또는 외곽 부분에만 배치될 수 있다. 또한, 자속 밀도 센서(120)는 기판(110)의 중심 부분과 외곽 부분 사이의 중간 부분에도 배치될 수 있다.
전원(130)은, 웨이퍼형 계측 장치(100)의 구성 요소들에 전력을 공급할 수 있다. 예컨대, 전원(130)은, 자속 밀도 센서(120), MCU(140), 및 무선 통신 모듈(150)에 전력을 공급할 수 있다. 전원(130)은 유무선 충전이 가능한 배터리로 구성될 수 있다. 예컨대, 전원(130)은 무선 충전, 유선 충선, 및 USB(Universal Serial Bus) 연결을 통한 충전 중 적어도 하나를 통해 충전될 수 있다. 전원(130)은 기판(110) 상의 적절한 위치에 배치될 수 있다. 한편, 도 1에서, 전원(130)이 1개 배치되고 있지만, 전원(130)의 개수가 1개에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)에서, 전원(130)은 기판(110) 상의 다수의 위치에 다수 개 배치될 수 있다.
MCU(140)는 MCU(140)는 웨이퍼형 계측 장치(100)의 구성 요소들을 전반적으로 제어하고, 계측 신호들에 대하여 신호 처리할 수 있다. 예컨대, MCU(140)는 자속 밀도 센서(120), 전원(130), 및 무선 통신 모듈(150) 중 적어도 하나의 온/오프 동작을 제어할 수 있다. 또한, MCU(140)는 자속 밀도 센서(120)에서 계측된 자속 밀도에 대한 신호 처리를 할 수 있고, 계측된 자속 밀도에 기초하여, 자속 밀도 및 분포를 매핑할 수 있다. 여기서, 매핑은 공정 챔버 내의 위치별로 자속 밀도 및 분포를 수치적 및/또는 시각적으로 나타내는 것을 의미할 수 있다. 더 나아가, MCU(140)는 내장된 프로그램들에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있다.
무선 통신 모듈(150)는 MCU(140)로부터의 신호를 외부로 전달하고, 또한, 외부로부터의 신호를 MCU(140)로 전달할 수 있다. 무선 통신 모듈(150)은 다양한 무선 통신 방식을 통해 외부와 통신할 수 있다. 예컨대, 무선 통신 모듈(150)은 ZigBee, WiFi(Wireless Fidelity), Bluetooth, RFID(Radio-Frequency Identification), CAN(Controller Area Network) 중 적어도 하나의 무선 통신 방식을 사용하여 외부와 통신할 수 있다. 물론, 무선 통신 모듈(150)의 통신 방식이 전술한 무선 통신 방식들에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)는, 기판(110)의 형태에 기초하여, 반도체 공정의 대상인 반도체 웨이퍼와 실질적으로 동일한 형태를 가질 수 있다. 그에 따라, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)는, 반도체 웨이퍼와 동일한 방식으로 공정 챔버 내에 투입되어, 공정 챔버 내의 자속 밀도를 계측할 수 있다. 또한, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)는, 공정 챔버의 오픈 없이, 진공 상태의 공정 챔버 내의 자속 밀도를 정확하게 계측할 수 있다.
본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)는, 공정 챔버 내의 다양한 위치의 자속 밀도를 계측할 수 있다. 예컨대, 웨이퍼형 계측 장치(100)는 WTR를 통해 공정 챔버로 투입되고, ESC(Electro Static Chuck) 상에 배치될 수 있다. 그에 따라, 웨이퍼형 계측 장치(100)는, ESC 표면의 상부 영역의 자속 밀도를 계측할 수 있고, 계측된 자속 밀도체 기초하여 ESC 표면의 상부 영역의 자속 밀도 및 분포를 매핑할 수 있도록 한다. 또한, 웨이퍼형 계측 장치(100)는, WTR 또는 높이 조절 서포터를 통해 ESC와 샤워 헤드 사이에 배치될 수 있다. 그에 따라, 웨이퍼형 계측 장치(100)는 사워 헤드의 하부 영역의 자속 밀도를 계측할 수 있고, 계측된 자속 밀도체 기초하여 사워 헤드의 하부 영역의 자속 밀도 및 분포를 매핑할 수 있도록 한다. 웨이퍼형 계측 장치(100)의 공정 챔버 내의 배치 위치 및 그에 따른 자속 밀도 계측에 대해서는 도 7a 내지 도 7c의 설명 부분에서 좀더 상세히 설명한다.
한편, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)는, 레벨링 센서(도 3의 160 참조)를 더 포함할 수 있다. 그에 따라, 웨이퍼형 계측 장치(100)는, 레벨링 센서를 이용하여, WTR의 암의 처짐 또는 기울어짐에 따른 웨이퍼형 계측 장치(100)의 수직 레벨을 센싱할 수 있다. 또한, 획득한 수직 레벨에 기초하여, 자속 밀도를 보정함으로써, 공정 챔버 내의 자속 밀도를 보다 정확하게 계측할 수 있다. 레벨링 센서, 및 그를 통한 수직 레벨 센싱과 자속 밀도 보정 등에 대해서는 도 3, 및 도 8의 설명 부분에서 좀더 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼형 계측 장치에 대한 사시도들이다. 도 1 내지 도 2b의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100a)는 레벨링 센서(160)를 더 포함한다는 측면에서, 도 1의 웨이퍼형 계측 장치(100)와 다를 수 있다. 구체적으로 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100a)는 기판(110), 자속 밀도 센서(120), 전원(130), MCU(140), 무선 통신 모듈(150), 및 레벨링 센서(160)를 포함할 수 있다. 기판(110), 자속 밀도 센서(120), 전원(130), MCU(140), 및 무선 통신 모듈(150)에 대해서는, 도 1의 웨이퍼형 계측 장치(100)에 대한 설명 부분에서 설명한 바와 같다.
레벨링 센서(160)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 중심 부분에 배치될 수 있다. 그러나 레벨링 센서(160)의 배치 위치가 기판(110)의 중심 부분에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 실시예에 따라, 레벨링 센서(160)는 기판(110)의 중심 부분에서 벗어난 부분에 배치될 수도 있다. 또한, 실시예에 따라, 레벨링 센서(160)는 1개에 한정되지 않고, 2개 이상 기판(110) 상에 배치될 수도 있다.
레벨링 센서(160)는, 레벨링 센서(160)가 배치된 위치의 기판(110)의 수직 레벨을 센싱할 수 있다. 여기서, 수직 레벨은, 기준 위치, 예컨대, 공정 챔버 내의 ESC 상면으로부터의 수직 높이를 의미할 수 있다. 레벨링 센서(160)는 초음파 레벨링 센서, 정전용량 레벨링 센서, 진동식 레벨링 센서 등 다양한 종류의 레벨링 센서로 구현될 수 있다.
본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100a)는 레벨링 센서(160)를 더 포함함으로써, WTR의 암의 처짐 또는 기울어짐에 따른 웨이퍼형 계측 장치(100a)의 수직 레벨을 센싱할 수 있다. 또한, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100a)는 센싱된 수직 레벨에 기초하여, 자속 밀도 센서(120)에서 계측된 자속 밀도를 보정할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100a)는, WTR의 암의 처짐 또는 기울어짐에 상관없이 공정 챔버 내의 자속 밀도를 정확하게 계측할 수 있다. 참고로, 수직 레벨에 기초한 자속 밀도의 보정은 MCU(140)에서 수행하거나, 또는, 외부 컴퓨터에서 자속 밀도와 수직 레벨에 대한 정보를 수신하여 자속 밀도 보정 프로그램을 이용하여 수행할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100b)는, 자속 밀도 센서들(120)의 배치 위치와 개수, 및 전원들(130)의 배치 위치와 개수에서, 도 3의 웨이퍼형 계측 장치(100a)와 다를 수 있다. 구체적으로 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100b)는 기판(110), 자속 밀도 센서(120), 전원(130), MCU(140), 무선 통신 모듈(150), 및 레벨링 센서(160)를 포함할 수 있다. 기판(110), MCU(140), 무선 통신 모듈(150), 및 레벨링 센서(160)에 대해서는, 도 1 및 도 3의 웨이퍼형 계측 장치(100, 100a)에 대한 설명 부분에서 설명한 바와 같다.
본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100b)에서, 자속 밀도 센서들(120)은 기판(110)의 전면에 걸쳐 수십 개 배치될 수 있다. 이와 같이, 자속 밀도 센서들(120)이 기판(110) 전면에 수십 개 배치됨으로써, 기판(110) 전면의 상부 영역의 자속 밀도를 좀더 정확하게 계측할 수 있다.
본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100b)에서, 자속 밀도 센서들(120)은, 예컨대, 대략 방사형 어레이 구조로 기판(110)의 전면에 수십 개 배치될 수 있다. 여기서, 방사형 어레이 구조는 방사형으로 퍼져 나가면서 중심에서 동일한 거리에 해당 요소들이 배치된 구조를 의미할 수 있다. 도 4에서, 중심에서부터, 거리별로 제1 위치부터 제4 위치까지 자속 밀도 센서들(120)이 배치되고 있는데, 제1 위치에는 4개 배치되고, 제2 위치 및 제3 위치에는 각각 8개 배치되며, 제4 위치에는 16개 배치될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100b)에서, 자속 밀도 센서들(120)이, 정확히 방사형 어레이 구조로 배치되지는 않으나, 대략 방사형 어레이 구조로 배치된다고 볼 수 있다.
본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100b)에서, 전원(130)이 6개 배치될 수 있다. 그러나 전원(130)의 개수가 6개에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 실시예에 따라, 전원(130)은 5개 이하, 또는 7개 이상 배치될 수도 있다. 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100b)에서, 전원(130)이 복수 개로 배치됨에 따라, 웨이퍼형 계측 장치(100b)의 구성 요소들에 충분한 전력을 공급할 수 있다. 그에 따라, 웨이퍼형 계측 장치(100b)의 구성 요소들 각각이 신속하고 정확하게 동작할 수 있고, 공정 챔버 내의 자속 밀도를 보다 신속하고 정확하게 계측할 수 있다.
본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100b)는, 기판(110) 상에 방사형 어레이 구조로 무수하게 배치된 자속 밀도 센서들(120), 충분한 수의 전원들(130), 및 레벨링 센서(160)에 기초하여, 공정 챔버 내의 자기장의 세기 및 분포를 정확하게 계측할 수 있다. 결과적으로, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100b)는 공정 챔버 내의 자기장의 세기 및 분포를 정확하게 파악하는데 기여하고, TTML(Tool to Tool Matching)이 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다.
5a 및 도 5b는 도 1의 웨이퍼형 계측 장치가 사용되는 공정 챔버들을 개략적으로 보여주는 개념도들이다. 도 1을 함께 참조하여 설명하고, 도 1 내지 도 4의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 5a를 참조하면, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)는, 자기장을 이용하는 공정 챔버(200) 내에 배치되어 사용될 수 있다. 공정 챔버(200)는 플라즈마를 이용하여 반도체 공정을 수행하는 공정 챔버일 수 있다. 예컨대, 공정 챔버(200)는 자기장을 이용하는 RIE용 공정 챔버일 수 있다. 그러나 공정 챔버(200)가 RIE용 공정 챔버에 한정되는 것은 아니다. 한편, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)는, 예컨대, 도 1의 웨이퍼형 계측 장치(100)일 수 있다.
공정 챔버(200)는 챔버 몸체(210), ESC(220), 샤워 헤드(230), 전원부(240), 및 자석부(250)를 포함할 수 있다. 챔버 몸체(210)는 플라즈마 공정이 수행되는 공간을 한정할 수 있다. 챔버 몸체(210)의 측벽에는 반도체 웨이퍼가 출입하는 출입 포트가 설치될 수 있다. ESC(220)는 챔버 몸체(210)의 내부의 하부에 배치되고, 정전기력을 이용하여 웨이퍼를 고정 및 지지할 수 있다. 그러나 실시예에 따라, ESC(220) 대신 기계적 클램핑(Mechanical Clamping), 또는 진공(Vacuum) 이용하는 척이 사용될 수도 있다.
샤워 헤드(230)는 챔버 몸체(210)의 내부에서 ESC(220)과 수직 방향으로 대향되도록 챔버 몸체(210)의 내부의 상부에 배치될 수 있다. 샤워 헤드(230)는 챔버 몸체(210)의 내부로 공정 가스를 분사하기 위한 복수 개의 분사 홀들을 포함할 수 있다. 한편, 샤워 헤드(230)는 상부 전극의 역할을 할 수 있다. 그에 따라, 샤워 헤드(230)에는 전력이 인가될 수 있다.
전원부(240)는 전원(242) 및 매처(244, matcher)를 포함할 수 있다. 전원(242)은 ESC(220)에 전력을 인가할 수 있다. 또한, 전원(242)은 ESC(220)의 내부에 배치된 하부 전극에 전력을 인가할 수 있다. 하부 전극은 상부 전극에 해당하는 샤워 헤드와 함께 플라즈마의 특성을 제어할 수 있다. 한편, 매처(244)는 임피던스를 조절하여 공정 챔버로 최대 전력이 전달되도록 할 수 있다.
자석부(250)는 제1 자석(252)과 제2 자석(254)를 포함할 수 있다. 제1 자석(252)는 챔버 몸체(210)의 외부의 상부에 배치되고, 제2 자석(254)는 ESC(220)의 내부에 배치될 수 있다. 그러나 제1 자석(252)과 제2 자석(254)의 위치가 그에 한정되는 것은 아니다. 또한, 자석부(250)의 자석의 개수도 2개에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 자석부(250)의 자석은, 챔버 몸체(210)의 외부 또는 내부에 1개 또는 3개 이상 배치될 수 있다.
자석부(250)의 제1 자석(252)과 제2 자석(254)은 영구 자석, 또는 전자석일 수 있다. 도 5a의 공정 챔버(200)에서, 제1 자석(252)과 제2 자석(254)은 영구 자석일 수 있다. 그에 따라, 제1 자석(252)과 제2 자석(254) 각각의 자기력선(M1)이 중심 부분에서 양쪽 끝으로 향하는 형태로 나타나고 있다. 전술한 바와 같이, 자기장은 플라즈마 이용한 반도체 공정에서 해당 반도체 공정의 성능을 향상시킬 수 있다. 그에 따라, 플라즈마를 정밀하게 제어하기 위하여, 공정 챔버 내의 자기장의 세기, 즉 자속 밀도를 정확하게 계측할 필요가 있다.
본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)는 반도체 웨이퍼와 실질적으로 동일한 형태를 가지고 ESC(220) 상에 배치될 수 있다. 따라서, 웨이퍼형 계측 장치(100)를 이용하여 공정 챔버(200) 내부의 자속 밀도를 정확하게 계측할 수 있다. 한편, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)로서, 도 1의 웨이퍼형 계측 장치(100) 대신 도 3 또는 도 4의 웨이퍼형 계측 장치(100a or 100b)가 공정 챔버(200) 내에 배치되어 자속 밀도 계측에 이용될 수도 있다.
도 5b를 참조하면, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)는, 자기장 이용하는 공정 챔버(200a) 내에 배치되어 사용될 수 있다. 공정 챔버(200a)는 플라즈마를 이용하여 반도체 공정을 수행하는 공정 챔버일 수 있다. 예컨대, 공정 챔버(200a)는 자기장을 이용하는 RIE용 공정 챔버일 수 있다. 그러나 공정 챔버(200a)가 RIE용 공정 챔버에 한정되는 것은 아니다. 한편, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)는 도 1의 웨이퍼형 계측 장치(100)일 수 있다.
공정 챔버(200a)는 챔버 몸체(210), ESC(220), 샤워 헤드(230), 전원부(240a), 및 자석부(250a)를 포함할 수 있다. 챔버 몸체(210), ESC(220), 및 샤워 헤드(230)에 대해서는, 도 5a의 공정 챔버(200)의 설명 부분에서 설명한 바와 같다.
전원부(240a)는 하부 전원부(240-1)와 상부 전원부(240-2)를 포함할 수 있다. 하부 전원부(240-1)는 하부 전원(242-1)와 하부 매처(244-1)를 포함할 수 있다. 하부 전원부(240-1)는 도 5a의 공정 챔버(200)의 전원부(240)와 실질적으로 동일할 수 있다. 그에 따라, 하부 전원(242-1)이 전원(242)에 대응하고, 하부 매처(244-1)가 매처(244)에 대응할 수 있다.
상부 전원부(240-2)는 상부 전원(242-2)과 상부 매처(244-2)를 포함할 수 있다. 상부 전원(242-2)는 자석부(250a)의 안테나(151)에 전력을 공급할 수 있다. 상부 매처(244-2)는 임피던스를 조절하여 공정 챔버로 최대 전력이 전달되도록 할 수 있다. 한편, 상부 전원부(250-2)는 상부 전극의 역할을 하는 샤워 헤드(230)에 전력을 공급할 수도 있다.
자석부(250a)는 안테나(251)를 포함할 수 있다. 안테나(251)는 챔버 몸체(210)의 외부의 상부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 안테나(251)는 샤워 헤드(230)의 상부에 배치되며 코일 형태를 가질 수 있다. 코일 형태에 기초하여 안테나(251)는 코일 안테나로 불리기도 한다. 한편, 공정 챔버(200a)에서, 안테나(251)는 일종의 전자석에 해당할 수 있다. 또한, 안테나(251)에 의한 자기장은 하방으로 향할 수 있다. 그에 따라, 도 5b에 도시된 바와 같이, 자기력선(M2)이 하방을 향할 수 있다. 다만, 안테나(251)의 배치 구조, 및 인가되는 전력에 따라, 자기력선의 방향은 다르게 나타날 수도 있다.
공정 챔버(200a)에서도 플라즈마를 정밀하게 제어하기 위하여, 공정 챔버 내의 자기장의 세기, 즉 자속 밀도를 정확하게 계측하는 것이 필요하다. 그에 따라, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)를 이용하여 공정 챔버(200a) 내부의 자속 밀도를 정확하게 계측할 수 있다. 한편, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)로서, 도 1의 웨이퍼형 계측 장치(100) 대신 도 3 또는 도 4의 웨이퍼형 계측 장치(100a or 100b)가 공정 챔버(200a) 내에 배치되어 자속 밀도 계측에 이용될 수도 있다.
도 6은 도 5a의 공정 챔버를 포함하는 전체 반도체 공정 설비를 개략적으로 보여주는 개념도이다. 도 1 내지 도 5b의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 6을 참조하면, 반도체 공정 설비(1000)는, 인덱스 모듈(400), 로드락 챔버(500, load-lock chamber), 트랜스퍼 챔버(600, transfer chamber), 공정 챔버(200), 및 로드 포트 모듈(800, load port module)을 포함할 수 있다.
반도체 공정 설비(1000)는 식각 공정, 세정 공정 등 다양한 공정을 거쳐 복수 개의 웨이퍼를 처리할 수 있다. 이러한 반도체 공정 설비(1000)는 웨이퍼 이송을 담당하는 WTR들(410, 300)과, 그 주위에 배치된 복수의 공정 챔버들(200)을 포함하는 멀티 공정 챔버형 기판 처리 시스템으로 구현될 수 있다.
로드 포트 모듈(800)은 복수 개의 웨이퍼가 탑재된 컨테이너(700), 예컨대, FOUP(Front Opening Unified Pod))가 안착되는 장치이다. 로드 포트 모듈(800)은 인덱스 모듈(400)의 전방에 복수 개 배치될 수 있다. 로드 포트들(800a, 800b, 800c) 각각에 안착되는 컨테이너들(700a, 700b, 700c)은 동일한 물건을 탑재하거나 또는 서로 다른 물건을 탑재할 수 있다.
인덱스 모듈(400)은 로드 포트 모듈(800)과 로드락 챔버(500) 사이에 배치되어, 로드 포트 모듈(800) 상의 컨테이너(700)와 로드락 챔버(500) 간에 웨이퍼를 이송하도록 인터페이스할 수 있다. 인덱스 모듈(400)은 웨이퍼 이송을 담당하는 제1 WTR(410)을 구비할 수 있다. 제1 WTR(410)은 대기압 환경에서 동작하며, 컨테이너(700)와 로드락 챔버(500) 사이에서 웨이퍼를 이송할 수 있다.
로드락 챔버(500)는 반도체 공정 설비(1000) 상의 입력 포트와 출력 포트 사이에서 버퍼 역할을 할 수 있다. 로드락 챔버(500)는 내부에 웨이퍼가 임시 대기하는 버퍼 스테이지를 구비할 수 있다. 로드락 챔버(500)는 인덱스 모듈(400)과 트랜스퍼 챔버(600) 사이에 복수 개 구비될 수 있다. 예컨대, 제1 로드락 챔버(510)와 제2 로드락 챔버(520)가 인덱스 모듈(400)과 트랜스퍼 챔버(600) 사이에 구비될 수 있다. 제1 로드락 챔버(510)는 인덱스 모듈(400)로부터 트랜스퍼 챔버(600)로 웨이퍼를 이송하는데 이용되고, 제2 로드락 챔버(520)는 트랜스퍼 챔버(600)로부터 인덱스 모듈(400)로 웨이퍼를 이송하는데 이용될 수 있다. 로드락 챔버(500)에는 트랜스퍼 챔버(600)의 제2 WTR(300)에 의해 웨이퍼가 로딩되거나 언로딩할 수 있다. 또한, 로드락 챔버(500)에는 인덱스 모듈(400)의 제1 WTR(410)에 의해 웨이퍼가 로딩되거나 언로딩될 수 있다.
로드락 챔버(500)는 게이트 밸브 등을 이용하여 그 내부를 진공 환경과 대기압 환경으로 변화시키면서 압력을 유지할 수 있다. 로드락 챔버(500)는 이를 통해 트랜스퍼 챔버(600)의 내부 기압 상태가 변화되는 것을 방지할 수 있다. 좀더 구체적으로 설명하면, 로드락 챔버(500)는 제2 WTR(300)에 의해 웨이퍼가 로딩되거나 언로딩되는 경우, 내부를 트랜스퍼 챔버(600)의 경우와 동일한, 또는 유사한 진공 환경으로 만들 수 있다. 또한, 로드락 챔버(500)는 제1 WTR(410)에 의해 웨이퍼가 로딩되거나 언로딩되는 경우, 내부를 대기압 환경으로 만들 수 있다.
트랜스퍼 챔버(600)는 로드락 챔버(500)와 공정 챔버(200) 사이에서 웨이퍼를 이송할 수 있다. 트랜스퍼 챔버(600)는 이를 위해 적어도 하나의 제2 WTR(300)을 구비할 수 있다. 제2 WTR(300)은 미처리 웨이퍼를 로드락 챔버(500)에서 공정 챔버(200)로 이송하거나, 또는 처리된 웨이퍼를 공정 챔버(200)에서 로드락 챔버(500)로 이송할 수 있다. 이러한 제2 제2 WTR(300)은 진공 환경에서 동작할 수 있다.
공정 챔버(200)는 플라즈마를 이용하여 웨이퍼에 대한 반도체 공정을 수행하는 장치일 수 있다. 또한, 공정 챔버(200)는 자기장을 이용하여 웨이퍼에 대한 반도체 공정을 수행할 수 있다. 공정 챔버(200)는, 예컨대, 도 5a의 공정 챔버(200)일 수 있다. 그러나 공정 챔버(200)는 도 5a의 공정 챔버(200) 대신 도 5b의 공정 챔버(200a)가 이용될 수도 있다. 또한, 자기장을 이용하는 다른 형태의 공정 챔버가, 반도체 공정 설비(1000)의 공정 챔버(200)로서 이용될 수도 있다.
공정 챔버(200)는 트랜스퍼 챔버(600)의 둘레에 복수 개 배치될 수 있다. 이 경우, 공정 챔버(200)는 트랜스퍼 챔버(600)로부터 제2 WTR(300)을 통해 웨이퍼를 공급받아 웨이퍼에 대한 반도체 공정을 수행하고, 처리된 웨이퍼를 제2 WTR(300)을 통해 트랜스퍼 챔버(600)로 제공할 수 있다.
반도체 공정 설비(1000)는 클러스터 플랫폼(Cluster Platform)의 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 복수 개의 공정 챔버(200)는 트랜스퍼 챔버(600)를 기준으로 클러스터 방식으로 배치될 수 있고, 복수 개의 로드락 챔버(500)는 한 방향으로 배치될 수 있다. 그러나 반도체 공정 설비(1000)의 구조가 클러스터 플랫폼 구조에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 반도체 공정 설비(1000)는 쿼드 플랫폼(Quad Platform), 또는 인라인 플랫폼(In-Line Platform) 구조를 가질 수도 있다. 여기서, 쿼드 플랫폼 구조는 사각형 형태의 트랜스퍼 챔버의 3개의 변에 공정 챔버들이 배치되고, 나머지 1개 변에 로드락 챔버가 배치된 구조를 가질 수 있다. 또한, 인라인 플랫폼 구조는 트랜스퍼 챔버가 일 방향으로 길쭉한 형태를 가지고, 양쪽 긴변에 공정 챔버들이 배치되고, 한쪽 짧은 변에 로드락 챔버가 배치된 구조를 가질 수 있다.
본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)는, 반도체 공정 설비(1000)의 공정 챔버(200) 내의 자속 밀도를 계측할 수 있다. 또한, 공정 챔버(200)의 오픈 없이 진공 상태의 공정 챔버(200) 내의 자속 밀도를 계측할 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 도 1의 웨이퍼형 계측 장치가 공정 챔버 내에 배치되는 위치를 보여주는 개념도들이다. 도 5b를 함께 참조하여 설명하고, 도 1 내지 도 6의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 7a를 참조하면, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)는 ESC(220) 상에 배치될 수 있다. 그에 따라, 웨이퍼형 계측 장치(100)는 ESC(220)의 상면의 상부 영역의 자속 밀도를 계측할 수 있다. 또한, 웨이퍼형 계측 장치(100)는 계측된 자속 밀도에 기초하여, 공정 챔버(200) 내의 ESC(220)의 상면의 상부 영역의 자속 밀도 및 분포를 매핑할 수 있다. 한편, 웨이퍼형 계측 장치(100)는 트랜스퍼 챔버(600)의 제2 WTR(300)를 통해 공정 챔버(200)의 ESC(220) 상에 배치될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)는 ESC(220) 상에 배치되되, 높이 조절 서포터(170)를 통해 ESC(220)의 상면으로부터 이격된 위치에 배치될 수 있다. 예컨대, ESC(220)의 상면이 기준 높이(H0)일 때, 웨이퍼형 계측 장치(100)는 ESC(220)의 상면으로부터 이격되어 제1 높이(H1)에 배치될 수 있다. 그에 따라, 웨이퍼형 계측 장치(100)는 샤워 헤드(230)의 하부 영역의 자속 밀도를 계측할 수 있다. 또한, 웨이퍼형 계측 장치(100)는 계측된 자속 밀도체 기초하여, 공정 챔버(200a) 내의 샤워 헤드(230)의 하부 영역의 자속 밀도 및 분포를 매핑할 수 있다.
한편, 높이 조절 서포터(170)는 웨이퍼형 계측 장치(100) 하면 상에 결합되고, 제2 WTR(300)를 통해 웨이퍼형 계측 장치(100)와 함께 제2 WTR(300) 상에 배치될 수 있다. 또한, 높이 조절 서포터(170)는 외부 신호에 따라 높이가 제어될 수 있다. 따라서, 웨이퍼형 계측 장치(100), 및 그에 실장된 자속 밀도 센서(120)는, 높이 조절 서포터(170)를 통해 ESC(220)의 상부의 요구되는 위치에 배치될 수 있다.
덧붙여, 공정 챔버에서, ESC(220) 상면과 샤워 헤드(230) 사이의 거리가 수 ㎝ 내외 정도로 매우 작은 경우, 높이 조절 서포터(170) 대신 웨이퍼형 계측 장치(100)의 두께, 예컨대, 기판(110)의 두께가 조절되어, 자속 밀도 센서(120)가 ESC(220)의 상부의 요구되는 위치에 배치될 수도 있다.
도 7c를 참조하면, 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100)는 ESC(220) 상에 배치되되, 제2 WTR(300)을 통해 ESC(220)의 상면으로부터 이격된 위치에 배치될 수 있다. 예컨대, ESC(220)의 상면이 기준 높이(H0)일 때, 웨이퍼형 계측 장치(100)는 ESC(220)의 상면으로부터 이격되어 제2 높이(H2)에 배치될 수 있다. 그에 따라, 웨이퍼형 계측 장치(100)는 샤워 헤드(230)의 하부 영역의 자속 밀도를 계측할 수 있다. 또한, 웨이퍼형 계측 장치(100)는 계측된 자속 밀도에 기초하여, 공정 챔버(200a) 내의 샤워 헤드(230)의 하부 영역의 자속 밀도 및 분포를 매핑할 수 있다.
한편, 도 7c를 통해 알 수 있듯이, 웨이퍼형 계측 장치(100)는 제2 WTR(300)의 암(310)에 유지되면서, 공정 챔버(200a) 내의 자속 밀도를 측정할 수 있다. 따라서, 웨이퍼형 계측 장치(100), 및 그에 실장된 자속 밀도 센서(120)의 높이는 제2 WTR(300)에 의해 조절될 수 있다.
도 8은 도 3 또는 도 4의 웨이퍼형 계측 장치에서, 레벨링 센서의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8을 참조하면, 도 7c의 설명 부분에서 설명한 바와 같이, 웨이퍼형 계측 장치(100)는 제2 WTR(300)의 암(310)에 유지되면서, 공정 챔버(200) 내의 자속 밀도를 계측할 수 있다. 다시 말해서, 웨이퍼형 계측 장치(100)는 ESC(220), 또는 높이 조절 서포터(170)와 같은 별도의 지지 수단에 의해 지지되는 것이 아니라, 웨이퍼형 계측 장치(100)를 이동 시키는 제2 WTR(300)의 암(310)에 유지된 채, 공정 챔버(200) 내의 자속 밀도를 계측할 수 있다. 그에 따라, 제2 WTR(300)의 암(310)이 일방향으로 길고, 웨이퍼형 계측 장치(100)가 비교적 무거운 경우, 제2 WTR(300)의 암(310)이 처지거나 또는 기울어지는 문제가 발생할 수 있다.
예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 WTR(300)의 암(310)과, 암(310)에 올려진 웨이퍼형 계측 장치(100)는, 제2 높이(H2) 위치에 있지 않고 처지거나 기울여질 수 있다. 따라서, 자속 밀도 센서(120)는 제2 높이(H2)에서의 자속 밀도를 정확하게 계측할 수 없다. 본 실시예의 웨이퍼형 계측 장치(100a, 100b)는 레벨링 센서(160)를 포함하고, 레벨링 센서(160)을 통해 웨이퍼형 계측 장치(100a, 100b)의 수직 레벨 및/또는 기울여진 경사 등을 센싱할 수 있다. 레벨링 센서(160)에 의해 센싱된 수직 레벨 및/또는 경사에 대한 정보는 MCU(140)으로 전달될 수 있다. MCU(140)는 해당 정보에 기초하여 자속 밀도를 직접 보정할 수 있다. 또한, MCU(140)는 해당 정보를 무선 통신 모듈(150)을 통해 외부로 전달하여, 외부 컴퓨터 등에서, 자속 밀도 보정 프로그램을 통해 자속 밀도를 보정하도록 할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼형 계측 장치를 이용한 자속 밀도 계측 방법의 과정을 개략적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1, 도 5a 및 도 6을 함께 참조하여 설명하고, 도 1 내지 도 8의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 9를 참조하면, 웨이퍼형 계측 장치를 이용한 자속 밀도 계측 방법(이하, 간단히, '자속 밀도 계측 방법'이라 한다)은, 먼저, 웨이퍼형 계측 장치(100)를 자기장을 이용하는 공정 챔버(200)의 내부로 투입한다(S110). 웨이퍼형 계측 장치(100)는, 예컨대, 도 1의 웨이퍼형 계측 장치(100)일 수 있다. 그러나 그에 한정되지 않고, 도 1의 웨이퍼형 계측 장치(100) 대신 도 3 또는 도 4의 웨이퍼형 계측 장치(100a or 100b)가 이용될 수도 있다. 한편, 웨이퍼형 계측 장치(100)는 로드 포트 모듈(800), 인덱스 모듈(400), 로드락 챔버(500), 및 트랜스퍼 챔버(600)를 거쳐 공정 챔버(200)로 투입되며, 트랜스퍼 챔버(600)의 제2 WTR(300)을 이용하여 공정 챔버(200)로 투입될 수 있다.
계속해서, 웨이퍼형 계측 장치(100)의 공정 챔버(200) 내의 위치를 제어한다(S120). 예컨대, 웨이퍼형 계측 장치(100)를 ESC(220) 상에 배치하거나, 또는, 높이 조절 서포터(170)나 제2 WTR(300)의 암(310)을 이용하여, 웨이퍼형 계측 장치(100)를 공정 챔버(200) 내의 ESC(220)와 샤워 헤드(230) 사이에 배치할 수 있다. 또한, ESC(220)와 샤워 헤드(230) 사이에 배치하는 경우, 웨이퍼형 계측 장치(100)가 요구되는 높이에 정확히 배치되도록 조절할 수 있다.
이후, 웨이퍼형 계측 장치(100)를 이용하여 공정 챔버(200) 내의 자속 밀도를 계측한다(S130). 이러한 자속 밀도의 측정은, 웨이퍼형 계측 장치(100)가 배치된 높이 위치에서, 기판(110) 상의 배치된 자속 밀도 센서들(120) 각각이 해당 영역의 자속 밀도를 계측할 수 있다. 한편, 웨이퍼형 계측 장치(100)가 레벨링 센서(160)를 포함하는 경우, 레벨링 센서(160)에 의한 수직 레벨도 함께 센싱될 수 있다.
계속해서, 자속 밀도 센서들(120) 각각에서 계측한 자속 밀도는 MCU(140)로 전달되고, 신호 처리되며, 무선 통신 모듈(150)을 통해 외부로 전달된다(S140). 또한, 레벨링 센서(160)에 의해 수직 레벨이 센싱된 경우, 수직 레벨에 대한 정보는 MCU(140)로 전달되어 자속 밀도 보정에 이용될 수 있다.
지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 100a, 100b: 웨이퍼형 계측 장치, 110, 110a: 기판, 112: PCB 바디, 112a: 기판 바디, 114: 배선층, 114a: PCB 회로 필름, 120: 자속 밀도 센서, 130: 전원, 140: MCU, 150: 무선 통신 모듈, 160: 레벨링 센서, 200, 200a: 제1, 공정 챔버, 210: 챔버 몸체, 220: ESC, 230: 샤워 헤드, 240, 240a: 전원부, 242, 242-1, 242-2: 전원, 244, 244-1, 244-2: 매처, 250, 250a: 자석부, 251: 안테나, 252, 254: 자석, 300, 410: WTR, 310: WTR의 암, 400: 인덱스 모듈, 500: 로드락 챔버, 600: 트랜스퍼 챔버, 700: 컨테이너, 800: 로드 포트 모듈

Claims (20)

  1. 웨이퍼 형태를 갖는 기판;
    상기 기판에 배치되고, 자속 밀도를 계측하는 자속 밀도 센서;
    상기 기판에 배치되고, 상기 자속 밀도 센서에 전력을 공급하는 전원;
    상기 기판에 배치되고, 계측된 상기 자속 밀도를 신호 처리하는 MCU(Micro Controller Unit); 및
    상기 기판에 배치되고, 상기 MCU로부터의 신호를 외부로 전달하는 무선 통신 모듈;을 포함하고,
    자기장을 이용하는 공정 챔버 내의 자속 밀도를 계측하는, 웨이퍼형 계측 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기판은,
    PCB(Printed Circuit Board) 기판, 실리콘 기판, 또는 세라믹 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼형 계측 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 기판이 PCB 기판인 경우,
    상기 자속 밀도 센서, 전원, 및 통신 모듈은 상기 PCB 기판 내에 회로 형태로 배치되고,
    상기 기판이 상기 실리콘 기판, 또는 세라믹 기판인 경우,
    상기 자속 밀도 센서, 전원, 및 통신 모듈은 별도의 PCB 회로 필름으로 제작되고,
    상기 기판 상에 상기 PCB 회로 필름이 접합된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼형 계측 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 자속 밀도 센서는 상기 기판 상에 방사형 어레이 구조로 배치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼형 계측 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 공정 챔버 내의 하부에 배치된 ESC(Electro Static Chuck) 상에 배치되거나, 또는
    상기 ESC와 상기 공정 챔버 내의 상부에 배치된 샤워 헤드 사이에 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼형 계측 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    WTR(Wafer Transfer Robot)를 통해 상기 ESC와 샤워 헤드 사이에 배치되거나, 또는
    상기 웨이퍼형 기판의 하부에 결합된 높이 조절 서포터를 통해 상기 ESC와 샤워 헤드 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼형 계측 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼형 기판 상에 배치된 레벨링(leveling) 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼형 계측 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 웨이퍼형 계측 장치가 WTR를 통해 상기 공정 챔버 내에 배치되고, 상기 WTR의 암이 하방으로 쳐질 때,
    상기 레벨링 센서가 상기 웨이퍼형 기판의 수직 레벨을 센싱하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼형 계측 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 MCU는,
    상기 수직 레벨을 분석하여 상기 자속 밀도를 보정 및 신호 처리하거나, 또는
    상기 자속 밀도와 수직 레벨을 신호 처리하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼형 계측 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 전원은,
    무선 충전, 유선 충선, 및 USB(Universal Serial Bus) 연결을 통한 충전 중 적어도 하나를 통해 충전되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼형 계측 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 무선 통신 모듈은,
    ZigBee, WiFi(Wireless Fidelity), Bluetooth, RFID(Radio-Frequency Identification), CAN(Controller Area Network) 중 적어도 하나의 무선 통신 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼형 계측 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 공정 챔버의 오픈 없이 진공 상태의 상기 공정 챔버 내의 상기 자속 밀도를 계측하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼형 계측 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 MCU는,
    상기 자속 밀도에 기초하여, 상기 공정 챔버 내의 자속 밀도 및 분포를 매핑하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼형 계측 장치.
  14. 웨이퍼 형태를 갖는 기판;
    상기 기판에 방사형 어레이 구조로 배치되고, 자속 밀도를 계측하는 복수 개의 자속 밀도 센서들;
    상기 기판에 배치되고, 상기 자속 밀도 센서에 전력을 공급하며, 유무선 충전이 가능한 전원;
    상기 기판에 배치되고, 계측된 상기 자속 밀도를 신호 처리하는 MCU;
    상기 기판에 배치되고, 상기 기판의 수직 레벨을 센싱하는 레벨링 센서; 및
    상기 기판에 배치되고, 상기 MCU로부터의 신호를 외부로 전달하는 무선 통신 모듈;을 포함하고,
    자기장을 이용하는 공정 챔버 내의 자속 밀도를 계측하되, 상기 공정 챔버의 오픈 없이 진공 상태의 상기 공정 챔버 내의 자속 밀도를 계측하는, 웨이퍼형 계측 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 공정 챔버 내의 ESC 상에 배치되거나, 또는 WTR 또는 높이 조절 서포터를 통해 상기 ESC와 샤워 헤드 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼형 계측 장치.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 레벨링 센서는,
    상기 웨이퍼형 계측 장치가 WTR를 통해 상기 공정 챔버 내에 배치되고 상기 WTR의 암이 하방으로 쳐질 때의 상기 웨이퍼형 기판의 수직 레벨을 센싱하며,
    상기 MCU는,
    상기 수직 레벨을 분석하여 상기 자속 밀도를 보정 및 신호 처리하거나, 또는
    상기 자속 밀도와 수직 레벨을 신호 처리하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼형 계측 장치.
  17. 웨이퍼형 계측 장치를 자기장을 이용하는 공정 챔버의 내부로 투입하는 단계;
    상기 웨이퍼형 계측 장치의 상기 공정 챔버 내의 위치를 제어하는 단계;
    상기 웨이퍼형 계측 장치를 이용하여 상기 공정 챔버 내의 자속 밀도를 계측하는 단계; 및
    계측된 상기 자속 밀도를 신호 처리 및 통신을 통해 외부로 전달하는 단계;를 포함하고,
    상기 웨이퍼형 기판은,
    웨이퍼 형태를 갖는 기판,
    상기 기판에 배치되고, 상기 자속 밀도를 계측하는 복수 개의 자속 밀도 센서들,
    상기 기판에 배치되고, 상기 자속 밀도 센서에 전력을 공급하며, 유무선 충전이 가능한 전원,
    상기 기판에 배치되고, 계측된 상기 자속 밀도를 신호 처리하는 MCU,
    상기 기판에 배치되고, 상기 기판의 수직 레벨을 센싱하는 레벨링 센서, 및
    상기 기판에 배치되고, 상기 MCU로부터의 신호를 외부로 전달하는 무선 통신 모듈을 포함하는,
    자속 밀도 계측 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 자속 밀도 센서들은, 상기 기판 상에 방사형 어레이 구조로 배치되어 기판 전면 상의 자속 밀도를 계측하는 것을 특징으로 하는 자속 밀도 계측 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 공정 챔버 내의 위치를 제어하는 단계에서,
    상기 웨이퍼형 계측 장치는, 상기 공정 챔버 내의 ESC 상에 배치되거나, 또는 WTR 또는 높이 조절 서포터를 통해 상기 ESC와 샤워 헤드 사이에 배치되도록 제어되며,
    상기 자속 밀도 센서는 상기 웨이퍼형 계측 장치가 배치된 위치에서 상기 공정 챔버 내의 자속 밀도를 계측하는 것을 특징으로 하는 자속 밀도 계측 방법.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 레벨링 센서는,
    상기 웨이퍼형 계측 장치가 WTR를 통해 상기 공정 챔버 내에 배치되고 상기 WTR의 암이 하방으로 쳐질 때의 상기 웨이퍼형 기판의 수직 레벨을 센싱하며,
    상기 MCU는,
    상기 수직 레벨을 분석하여 상기 자속 밀도를 보정 및 신호 처리하거나, 또는
    상기 자속 밀도와 수직 레벨을 신호 처리하는 것을 특징으로 하는 자속 밀도 계측 방법.
KR1020220147380A 2022-11-07 2022-11-07 웨이퍼형 계측 장치 및 그 계측 장치를 이용한 자속 밀도 계측 방법 KR20240065986A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220147380A KR20240065986A (ko) 2022-11-07 2022-11-07 웨이퍼형 계측 장치 및 그 계측 장치를 이용한 자속 밀도 계측 방법
CN202311396316.2A CN117995634A (zh) 2022-11-07 2023-10-26 晶圆式测量装置及使用所述装置的磁通量密度测量方法
US18/387,580 US20240151767A1 (en) 2022-11-07 2023-11-07 Wafer type measuring apparatus and magnetic flux density measuring method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220147380A KR20240065986A (ko) 2022-11-07 2022-11-07 웨이퍼형 계측 장치 및 그 계측 장치를 이용한 자속 밀도 계측 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240065986A true KR20240065986A (ko) 2024-05-14

Family

ID=90900445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220147380A KR20240065986A (ko) 2022-11-07 2022-11-07 웨이퍼형 계측 장치 및 그 계측 장치를 이용한 자속 밀도 계측 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240151767A1 (ko)
KR (1) KR20240065986A (ko)
CN (1) CN117995634A (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
US20240151767A1 (en) 2024-05-09
CN117995634A (zh) 2024-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10018484B2 (en) Sensor chip for electrostatic capacitance measurement and measuring device having the same
US10903100B2 (en) Method of obtaining amount of deviation of a measuring device, and method of calibrating transfer position data in a processing system
KR20170142905A (ko) 정전 용량 측정용 측정기, 및 측정기를 이용하여 처리 시스템에 있어서의 반송 위치 데이터를 교정하는 방법
KR102675477B1 (ko) 반송 방법 및 반송 시스템
KR20090013690A (ko) 위치 검출용 지그
US10837810B2 (en) Method for calibrating measuring device and case used in the calibration method
US10634479B2 (en) Measuring instrument for measuring electrostatic capacity and method of calibrating transfer position data in processing system by using measuring instrument
US11164729B2 (en) Measuring device and operation method of system for inspecting focus ring
US10948317B2 (en) Measuring device and method for obtaining amount of deviation of measuring device
US10837991B2 (en) Electrostatic capacitance measuring device
KR20240065986A (ko) 웨이퍼형 계측 장치 및 그 계측 장치를 이용한 자속 밀도 계측 방법
US20220179000A1 (en) Control program, container and semiconductor device manufacturing system for charging of wafer type sensor and auto teaching
KR20200060137A (ko) 포커스 링 높이 제어 장치 및 이를 구비하는 기판 식각 장치
JP7572862B2 (ja) 測定器及び測定方法
TW202232108A (zh) 測定器及測定方法
US20220148857A1 (en) Detection device, processing system, and transfer method
CN114167142A (zh) 执行装置及执行方法
KR20220081866A (ko) 웨이퍼형 센서의 충전 및 오토 티칭을 위한 제어 프로그램, 컨테이너, 로드 포트 모듈 및 반도체 소자 제조 설비

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal