KR20210002175A - 센서 모듈 및 이를 구비하는 식각 장치 - Google Patents

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양시엽
문정일
이형주
김경석
김경훈
선종우
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 식각 장치는 내부 공간을 가지는 반응 챔버와, 상기 반응 챔버 내에 배치되는 고정척과, 상기 고정척 상부에 배치되며 웨이퍼 또는 센서 모듈이 안착되는 정전기 척과, 상기 정전기 척을 감싸도록 배치되는 포커스 링 및 상기 반응 챔버로부터 입출되는 센서 모듈을 포함하며,
상기 센서 모듈은 플레이트 형상을 가지는 바디 및 상기 바디의 상면에 배치되며 상기 포커스 링의 두께의 마모 여부를 감지하는 센서를 포함한다.

Description

센서 모듈 및 이를 구비하는 식각 장치{Sensor module and etching apparatus having the same}
본 발명은 센서 모듈 및 이를 구비하는 식각 장치에 관한 것이다.
반도체 식각(etch) 공정에서 설비 내부의 부품들은 부식성 플라즈마에 장시간 노출되어 식각이 진행된다. 부품들이 플라즈마에 노출됨에 따라 설비의 웨이퍼 처리 능력이 변화되는 경우가 있다. 즉, 부품 중에 특히 포커스 링의 소모도에 따라 웨이퍼 엣지 부분의 공정 능력 변화가 크다.
다시 말해, 포커스 링의 마모에 따라 웨이퍼의 품질이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 포커스 링의 마모량을 측정할 수 있는 식각 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 포커스 링의 높이를 보상할 수 있는 식각 장치를 제공하는 것이다.
예시적인 실시예에 따른 식각 장치는 내부 공간을 가지는 반응 챔버와, 상기 반응 챔버 내에 배치되는 고정척과, 상기 고정척 상부에 배치되며 웨이퍼 또는 센서 모듈이 안착되는 정전기 척과, 상기 정전기 척을 감싸도록 배치되는 포커스 링 및 상기 반응 챔버로부터 입출되는 센서 모듈을 포함하며,
상기 센서 모듈은 플레이트 형상을 가지는 바디 및 상기 바디의 상면에 배치되며 상기 포커스 링의 두께의 마모 여부를 감지하는 센서를 포함한다.
포커스 링의 마모량을 측정할 수 있는 식각 장치를 제공할 수 있다.
또한, 포커스 링의 높이를 보상할 수 있는 식각 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 식각 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1의 A부를 나타내는 확대도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 식각 장치의 센서 모듈 높이를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 식각 장치의 작동을 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 센서 모듈의 변형 실시예를 나타내는 확대도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 식각 장치에 구비되는 공정 챔버의 변형 실시예를 나타내는 설명도이다.
도 7은 공정 챔버의 인식용 띠를 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 식각 장치에 구비되는 포커스 링의 변형 실시예를 나타내는 설명도이다.
도 9는 포커스 링의 인식용 띠를 설명하기 위한 설명도이다.
도 10은 센서 모듈의 다른 변형 실시예를 나타내는 확대도이다.
도 11은 센서 모듈의 또 다른 변형 실시예를 나타내는 확대도이다.
도 12는 센서 모듈의 또 다른 변형 실시예를 나타내는 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 식각 장치를 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 식각 장치(100)는 웨이퍼(미도시)가 로딩되는 반응 챔버(110)를 구비한다. 반응 챔버(110)는 로딩된 웨이퍼에 대한 식각 공정을 수행할 수 있는 공간을 제공하며, 웨이퍼가 안착되는 정전기 척(122)을 구비하는 세섭터(120) 및 서셉터(120) 상부에 배치되는 상부 전극(130)을 포함한다. 서셉터(120) 및 상부 전극(130) 각각은 대략 원통 형상을 가지며, 반응 챔버(110)는 접지선(101)을 통해 접지될 수 있다.
한편, 웨이퍼의 고정을 위해 서셉터(120)의 상부에는 정전기 척(122)이 배치된다. 정전기 척(122)은 두 개의 폴리이미드계 필름들 및 이들 사이에 배치된 도전성 박막을 포함한다. 도전성 박막은 반응 챔버(110)의 외부에 배치된 고압의 직류 전원(102)에 연결된다.
고압 전류 전원(102)으로부터 소정의 전압이 도전성 박막에 인가되면, 폴리이미드계 필름의 표면에는 전하들이 생성되어 웨이퍼를 정전기 척(122)의 상면에 고정시키는 쿨롱력(coulomb force)이 발생된다. 하지만, 웨이퍼를 고정하는 방법은 정전기 척을 사용하는 방법에 한정되는 것은 아니며, 클램프 등의 기계 장치를 사용하여 웨이퍼를 고정하는 방법이 사용될 수도 있다. 이에 더하여, 정전기 척(122)에는 상부로 돌출 배치되는 세개의 리프트 핀들(122a, 도 2 참조)을 구비할 수 있다. 리프트 핀들(122a)은 반응 챔버(110) 내로 로딩된 웨이퍼 또는 후술할 센서 모듈(140)을 정전기 척(122)의 상부에 안착시키는 역할을 수행한다.
상부 전극(130)은 정전기 척(122)의 상부에 서셉터(120)와 마주보도록 배치된다. 상부 전극(130)의 하단부는 식각 공정 동안 반응 챔버(110) 내부의 분위기를 안정화시키기 위해 실리콘으로 이루어질 수 있다. 실리콘은 플라즈마 식각을 위해 사용되는 고주파 전력이 충분히 투과하는 정도의 두께일 수 있다. 이에 더하여, 상부 전극(130)은 알루미늄 및 애노다이징 처리된 알루미늄 등을 이루어지는 부품들을 포함할 수 있다.
상부 전극(130)의 상부에는 식각 공정을 위해 공급되는 가스들을 공급하기 위한 가스 유입구(103)가 배치된다. 가스 유입구(103)는 가스 공급 라인(104)을 통해 반응 가스 공급원(105)에 연결되고, 가스 공급 라인(104) 상에는 유량 제어를 위한 밸브(106) 및 엠에프씨(mass flow controller, MFC,107)가 배치된다. 이때, 상부 전극(130)은 반응 가스를 반응 챔버(110) 내부로 공급하는 경로가 될 수 있다. 이를 위해, 상부 전극(130)은 복수개의 확산 구멍들(132)을 갖는 복수의 층들로 구성될 수 있다. 그리고, 상부 전극(130)의 하단부는 가스의 균일한 분배를 위해 샤워 헤드(shower head) 구조이면서 중공 구조(hollow structure)일 수 있다.
반응 챔버(110)는 소정 영역에 배치되는 배기관(112)을 통해 소정의 감압 장치(108, 예를 들면 진공 펌프)에 연결된다. 이에 따라, 반응 챔버(110)는 우수한 식각 특성을 위해 요구되는 낮은 내부 압력을 제공할 수 있다. 그리고, 반응 챔버(110)의 측벽에는 게이트 밸브(114)가 배치되고, 게이트 밸브(114)에는 웨이퍼 이송 아암(152)이 배치된 로드락 챔버(150)가 연결된다.
한편, 반응 챔버(110)로 웨이퍼가 반입되는 동작을 살펴보면, 로드락 챔버(150)의 압력을 반응 챔버(110)의 압력과 유사한 크기로 감압한 후 웨이퍼 이송 아암(152)을 이용하여 웨이퍼를 로드락 챔버(150)에서 반응 챔버(110)로 반입한다. 이후, 웨이퍼 이송 아암(152)을 반응 챔버(110)로부터 로드락 챔버(150)로 내보낸 후, 게이트 밸브(114)를 닫는다.
또한, 세섭터(120)의 고정척(121), 정전기 척(122), 포커스 링(123), 센서 모듈(140) 및 승강부재(160)에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
도 2는 도 1의 A부를 나타내는 확대도이고, 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 식각 장치의 센서 모듈 높이를 설명하기 위한 설명도이고, 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 식각 장치의 작동을 설명하기 위한 설명도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 고정척(121)에는 정전기 척(122)이 설치되는 설치홈(121a)이 형성된다. 그리고, 고정척(121)의 가장자리에는 승강부재(160)가 설치되는 관통홀(121b)이 형성된다. 관통홀(121b)은 승강부재(160)의 갯수에 대응되는 갯수가 형성되며, 예를 들어 관통홀(121b)은 3개 이상 구비될 수 있다. 또한, 고정척(121)은 알루미늄(Al)과 같은 전기 전도성이 우수한 도전성 물질로 이루어지고, 정전기 척(122)보다 큰 직경을 갖는 디스크 형상을 가질 수 있다.
정전기 척(122)은 고정척(121)의 설치홈(121a)에 고정 설치된다. 일예로서, 정전기 척(122)은 세라믹과 같은 절연물질로 구성되는 원형의 플레이트로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기에서 설명한 바와 같이, 정전기 척(122)은 두 개의 폴리이미드계 필름들 및 이들 사이에 배치된 도전성 박막을 포함한다. 도전성 박막은 반응 챔버(110)의 외부에 배치된 고압의 직류 전원(102, 도 1 참조)에 연결된다. 그리고, 고압 전류 전원(102)으로부터 소정의 전압이 도전성 박막에 인가되면, 폴리이미드계 필름의 표면에는 전하들이 생성되어 웨이퍼를 정전기 척(122)의 상면에 고정시키는 쿨롱력(coulomb force)이 발생된다. 이에 따라, 반응 챔버(110) 내로 로딩된 웨이퍼 또는 후술할 센서 모듈(140)이 리프트 핀들(122a) 상에 안착된다.
포커스 링(123)은 정전기 척(122)을 감싸도록 배치된다. 일예로서, 포커스 링(123)은 원형의 고리 형상을 가질 수 있다. 포커스 링(123)은 금속과 같은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 포커스 링(123)은 소스 플라즈마의 활성이온이나 라디칼을 웨이퍼의 주변부로 이동시켜 웨이퍼 상에 형성되는 플라즈마 쉬스(Plasma sheath)의 균일성을 개선하는 역할을 수행한다. 이에 따라, 공정 챔버(110, 도 1 참조)의 내부공간에 형성되는 소스 플라즈마를 웨이퍼의 상부 영역에 집중적으로 형성할 수 있는 것이다.
한편, 포커스 링(123)은 실리콘(Si), 탄화실리콘(SiC), 산화실리콘(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
그리고, 웨이퍼에 대한 식각공정이 진행되는 동안 웨이퍼와 함께 포커스 링(123)이 식각되어 식각공정이 진행될 수 있도록 포커스 링(123)이 마모된다.
센서 모듈(140)은 반응 챔버(110)로부터 입출된다. 일예로서, 센서 모듈(140)은 상기한 로드락 챔버(150)로 공급된 후 반응 챔버(110)로 인입될 수 있다. 일예로서, 센서 모듈(140)은 바디(142) 및 센서(144)를 포함한다.
바디(142)는 플레이트 형상을 가진다. 일예로서, 바디(142)는 웨이퍼의 형상에 대응되는 원판 형상을 가질 수 있으며, 웨이퍼의 크기에 대응되는 크기를 가질 수 있다.
센서(144)는 바디(142)의 상면에 배치되며 포커스 링(123)의 두께의 마모여부를 감지한다. 다시 말해, 센서(144)는 포커스 링(123)의 두께 변화량을 감지한다. 일예로서, 센서(144)는 복수개가 원주 방향으로 바디(142)의 상면 가장자리에 배치될 수 있다. 한편, 센서(144)는 비젼 센서(vision sensor) 또는 이미지 센서일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며 센서(144)는 포커스 링(123)의 두께 변화량을 감지할 수 있는 어떠한 센서도 채용 가능할 것이다.
여기서, 원주 방향이라고 함은 바디(142)의 둘레를 따라 회전되는 방향을 의미한다.
한편, 센서(144)가 비젼 센서(vision sensor) 또는 이미지 센서인 경우 센서(144)는 포커스 링(123)의 이미지를 획득한다. 그리고, 센서(144)는 제어부(170, 도 1 참조)에 연결되며, 제어부(170)는 최초 포커스 링(123)의 이미지와 획득한 포커스 링(123)의 이미지를 비교하여 포커스 링(123)의 마모량, 즉 두께 변화량을 산출한다.
그리고, 센서(144)는 포커스 링(123)으로부터 소정 간격 이격 배치될 수 있다. 즉, 센서(144)에 의한 이미지 획득을 위해 포커스 링(123)으로부터 센서(144)가 이격 배치되는 것이다. 한편, 센서(144)는 촛점 거리 등을 고려하여 포커스 링(123)으로부터 2 ㎝ ~ 10 ㎝ 이격 배치될 수 있다. 일예로서, 센서(144)는 포커스 링(123)으로부터 4 ㎝ ~ 8 ㎝ 이격 배치될 수 있다. 다시 말해, 센서(144)와 포커스 링(123)의 이격 거리가 2 ㎝ 미만이거나 10 ㎝ 초과인 경우 포커스 링(123)의 이미지가 명확하지 않아 포커스 링(123)의 마모 여부를 인식하기 어렵기 때문에 센서(144)는 포커스 링(123)으로부터 2 ㎝ ~ 10 ㎝ 이격 배치되는 것이다.
또한, 센서(144)의 해상도(resolution)는 0.1 mm 이하일 수 있다. 센서(144)는 포커스 링(123)의 이미지를 획득하여 이를 저장하거나 제어부(170, 도 1 참조)로 송출한다. 그런데, 센서(144)의 해상도(resolution)가 0.1 mm 초과인 경우 센서(144)로부터 획득한 이미지를 통해서는 포커스 링(123)의 마모 여부 확인이 어렵기 때문에 센서(144)의 해상도(resolution)는 0.1 mm 이하이어야 한다.
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이 센서 모듈(140)의 전체 높이(h), 다시 말해 바디(142)의 저면으로부터 센서(144)의 상면까지의 높이(h)는 20 mm 이하일 수 있다. 센서 모듈(140)의 전체 높이가 20 mm를 초과하는 경우 센서 모듈(140)이 반응 챔버(110)로 입출될 때 상부전극(130, 도 1 참조)의 저면과 센서 모듈(140)이 간섭되어 센서 모듈(140)이 파손될 수 있다. 따라서, 센서 모듈(140)의 파손을 방지하기 위하여 센서 모듈(140)의 전체 높이가 20 mm 이하인 것이다. 다시 말해, 정전기 척(122)과 상부전극(130)에 의해 형성되는 공간으로 센서 모듈(140)이 입출되므로 정전기 척(122)과 상부전극(130)의 이격 거리보다 작은 높이를 가져야 한다. 이에 따라, 센서 모듈(140)의 전체 높이(h)가 20 mm 이하인 것이다.
승강부재(160)는 고정척(121)에 승강 가능하게 설치된다. 이를 위해 승강부재(160)는 구동부(미도시)에 연결될 수 있다. 한편, 승강부재(160)는 포커스 링(123)에 접촉되어 포커스 링(123)을 승강시킨다. 그리고, 승강부재(160)는 제어부(170)에 연결되며 센서(144)로부터 수신된 신호에 따라 제어부(170)가 승강부재(160)를 상승시킨다. 또한, 승강부재(160)의 최소 구동 단위는 0.1mm 이하일 수 있다. 일예로서, 승강부재(160)가 한 단위를 상승하는 경우 승강부재(160)의 상승 거리는 0.2mm 이하일 수 있다. 그리고, 승강부재(160)가 열 단위를 상승하는 경우 승강부재(160)의 상승 거리는 1 mm 이하일 수 있다.
여기서, 본 발명의 작동에 대하여 간략하게 살펴보기로 한다. 먼저, 포커스 링(123)의 마모량을 측정하고 하는 경우 작업자는 센서 모듈(140)을 로드락 챔버(150)에 로딩시킨다. 이후, 센서 모듈(140)은 로드락 챔버(150)의 웨이퍼 이송 아암(152)에 의해 공정 챔버(110)에 인입된다. 공정 챔버(110)로 인입된 센서 모듈(140)은 정전기 척(122)의 리프트 핀(122a) 상에 안착된다.
이후, 센서 모듈(140)의 센서(144)는 포커스 링(123)의 이미지를 획득한다. 이때, 공정 챔버(110)에는 가스가 공급되지 않는다. 그리고, 센서(144)에 의해 획득된 이미지는 제어부(170)로 송달되며, 제어부(170)는 포커스 링(123)의 최초 이미지와 비교하여 포커스 링(123)의 마모량을 산출한다.
이후, 제어부(170)는 포커스 링(123)의 마모량에 따라 승강부재(160)를 상승시켜 포커스 링(123)을 상승시킨다.
이후, 센서 모듈(140)은 공정 챔버(110)로부터 인출된다.
상기한 바와 같이, 포커스 링(123)의 마모량을 센서 모듈(140)을 통해 감지할 수 있으며, 센서 모듈(140)을 통해 감지된 마모량에 따라 포커스 링(123)의 높이를 조정할 수 있다.
이에 따라, 식각 공정에 의한 웨이퍼 에지(Edge)부 수율이 향상될 수 있으며, 부품의 플라즈마 노출 시간에 따라 변하는 공정 능력의 변화를 감소시켜 공정 능력의 안정화가 가능할 수 있다.
나아가, 공정 챔버(110)의 진공을 해제하지 않고 포커스 링(123)의 마모량을 측정할 수 있다. 또한, 센서 모듈(140)이 공정 챔버(110)로 입출됨으로써 플라즈마에 의한 센서 모듈(140)의 마모를 감소시킬 수 있다. 따라서, 센서 모듈(140)의 마모량 측정 시 측정 부정확성을 해소할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 센서 모듈(140)이 제어부(170)에 연결되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나 이에 한정되지 않는다. 즉, 센서 모듈(140)이 제어부(170)에 연결되지 않고 센서 모듈(140)의 센서(144)에 감지된 포커스 링(123)의 마모량에 대한 정보가 저장될 수 있다. 이후, 센서 모듈(140)이 공정 챔버(110)로부터 인출된 후 센서(144)에 저장된 포커스 링(123)의 마모량에 대한 정보를 통해 승강부재(160)를 상승시킬 수 있다.
도 5는 센서 모듈의 변형 실시예를 나타내는 확대도이다.
한편, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 상기에서 사용한 도면부호를 사용하여 도면에 도시하고 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 센서 모듈(240)은 바디(242) 및 센서(244)를 포함한다.
바디(242)는 플레이트 형상을 가진다. 일예로서, 바디(242)는 웨이퍼의 형상에 대응되는 원판 형상을 가질 수 있으며, 웨이퍼의 크기에 대응되는 크기를 가질 수 있다.
센서(244)는 바디(242)의 상면에 배치되며 포커스 링(123)의 두께의 마모여부를 감지한다. 다시 말해, 센서(244)는 포커스 링(123)의 두께 변화량을 감지한다. 일예로서, 센서(244)는 복수개가 원주 방향으로 바디(242)의 상면 중앙부 측에 배치될 수 있다. 한편, 센서(244)는 비젼 센서(vision sensor) 또는 이미지 센서일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며 센서(244)는 포커스 링(123)의 마모량을 감지할 수 있는 어떠한 센서도 채용 가능할 것이다. 한편, 센서(244)가 비젼 센서 또는 이미지 센서인 경우 센서(244)는 포커스 링(123)의 이미지를 획득한다. 한편, 센서(244)는 제어부(170, 도 1 참조)에 연결되며, 제어부(170)는 최초 포커스 링(123)의 이미지와 획득한 이미지를 비교하여 포커스 링(123)의 마모량을 산출한다.
또한, 센서(244)의 해상도(resolution)는 0.1 mm 이하일 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 식각 장치에 구비되는 공정 챔버의 변형 실시예를 나타내는 설명도이고, 도 7은 공정 챔버의 인식용 띠를 설명하기 위한 설명도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 공정 챔버(310)는 내부면에 센서(144)에 대향 배치되는 복수개의 인식용 띠(316)가 형성된다. 한편, 인식용 띠(316)는 복수개의 행을 이루도록 형성될 수 있다. 다만, 도면에는 인식용 띠(316)가 3개의 행을 이루는 경우를 예로 들어 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 인식용 띠(316)의 개수는 다양하게 변경 가능할 것이다.
한편, 인식용 띠(316)에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 포커스 링(123)이 최초로 설치되는 경우 센서(144)에 의해 공정 챔버(310)에 형성된 복수개의 인식용 띠(316)는 일부만이 감지된다.
이후, 식각 공정이 진행되면 포커스 링(123)이 마모된다. 이와 같이, 포커스 링(123)의 마모가 이루어진 후 센서 모듈(140)이 공정 챔버(310)로 인입되어 센서(144)가 포커스 링(123)의 마모량을 감지한다. 이 때, 포커스 링(123)의 마모에 의해 최초로 설치되는 경우 감지되지 않은 복수개의 인식용 띠(316) 중 적어도 일부가 감지될 수 있다. 이에 따라, 인식용 띠(316)의 감지 개수에 따라 포커스 링(123)의 마모 정도를 보다 명확하게 인식할 수 있다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 식각 장치에 구비되는 포커스 링의 변형 실시예를 나타내는 설명도이고, 도 9는 포커스 링의 인식용 띠를 설명하기 위한 설명도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 포커스 링(423)은 내부면에 센서(144)에 대향 배치되는 복수개의 인식용 띠(423a)가 형성된다. 한편, 인식용 띠(423a)는 복수개의 행을 이루도록 형성될 수 있다. 다만, 도면에는 인식용 띠(423a)가 3개의 행을 이루는 경우를 예로 들어 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 인식용 띠(423a)의 개수는 다양하게 변경 가능할 것이다.
한편, 인식용 띠(423a)에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 포커스 링(423)이 최초로 설치되는 경우 센서(144)에 의해 인식용 띠(423a)는 모두 감지된다.
이후, 식각 공정이 진행되면 포커스 링(423)이 마모된다. 이에 따라, 인식용 띠(423a) 중 일부가 마모에 의해 제거된다. 이와 같이, 포커스 링(423)의 마모가 이루어진 후 센서 모듈(140)이 공정 챔버(110, 도 1 참조)로 인입되어 센서(144)가 포커스 링(423)의 마모량을 감지한다. 이 때, 최초의 인식용 띠(423a) 중 적어도 일부가 감지되지 않는다. 이에 따라, 인식용 띠(423a)의 감지 개수에 따라 포커스 링(423)의 마모 정도를 보다 명확하게 인식할 수 있다.
도 10은 센서 모듈의 다른 변형 실시예를 나타내는 확대도이다.
도 10을 참조하면, 센서 모듈(540)은 바디(542), 센서(544), 광원(545), 리프트핀 감지센서(546), 중력센서(547)를 포함한다.
바디(542)는 플레이트 형상을 가진다. 일예로서, 바디(542)는 웨이퍼의 형상에 대응되는 원판 형상을 가질 수 있으며, 웨이퍼의 크기에 대응되는 크기를 가질 수 있다.
센서(544)는 바디(542)의 상면에 배치되며 포커스 링(123)두께의 마모여부를 감지한다. 다시 말해, 센서(544)는 포커스 링(123)의 두께 변화량을 감지한다. 일예로서, 센서(544)는 복수개가 원주 방향으로 바디(542)의 상면 중앙부 측에 배치될 수 있다. 한편, 센서(544)는 비젼 센서(vision sensor) 또는 이미지 센서일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며 센서(544)는 포커스 링(123)의 마모량을 감지할 수 있는 어떠한 센서도 채용 가능할 것이다. 한편, 센서(544)가 비젼 센서 또는 이미지 센서인 경우 센서(544)는 포커스 링(123)의 이미지를 획득한다. 한편, 센서(544)는 제어부(170, 도 1 참조)에 연결되며, 제어부(170)는 최초 포커스 링(123)의 이미지와 획득한 이미지를 비교하여 포커스 링(123)의 마모량을 산출한다.
그리고, 센서(544)는 포커스 링(123)으로부터 소정 간격 이격 배치될 수 있다. 즉, 센서(544)에 의한 이미지 획득을 위해 포커스 링(123)으로부터 센서(544)가 이격 배치되는 것이다. 한편, 센서(544)는 촛점 거리 등을 고려하여 포커스 링(123)으로부터 2 ㎝ ~ 10 ㎝ 이격 배치될 수 있다. 일예로서, 센서(544)는 포커스 링(123)으로부터 4 ㎝ ~ 8 ㎝ 이격 배치될 수 있다.
또한, 센서(544)의 해상도(resolution)는 0.1 mm 이하일 수 있다.
광원(545)은 센서(544)의 주위에 배치될 수 있다. 일예로서, 광원(545)는 LED 광원일 수 있다. 광원(545)의 배치 위치 및 종류는 주위를 보다 밝게 형성할 수 있다면 다양하게 변경 가능할 것이다. 즉, 반응 챔버(110, 도 1 참조)의 내부가 어두워서 발생되는 감지 오류를 줄일 수 있도록 광원(545)이 추가적으로 센서 모듈(540)에 구비될 수 있다.
리프트핀 감지센서(546)는 정전기 척(122)의 리프트 핀(122a)에 대응되는 위치에 배치되도록 바디(542)에 설치될 수 있다. 이와 같이, 리프트핀 감지센서(546)를 통해 센서 모듈(540)의 정렬 작업을 수행할 수 있으므로 센서 모듈(540)의 정렬 작업의 정확도를 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 센서(544)에 의한 포커스 링(123)의 마모를 보다 정확하게 감지할 수 있다.
중력센서(547)는 센서 모듈(540)의 기울기를 감지하는 역할을 수행하며, 바디(542)의 중앙부에 배치될 수 있다. 이와 같이, 센서 모듈(540)에 중력센서(547)가 구비되므로 바디(542)의 기울어짐을 감지하면서 센서 모듈(540)을 정전기 척(123)에 안착시킬 수 있다. 이에 따라, 센서(544)에 의한 포커스 링(123)의 마모를 보다 정확하게 감지할 수 있다.
도 11은 센서 모듈의 또 다른 변형 실시예를 나타내는 확대도이다.
도 11을 참조하면, 센서 모듈(640)은 바디(642), 센서(644) 및 무선 통신기(646)를 포함한다.
바디(642)는 플레이트 형상을 가진다. 일예로서, 바디(642)는 웨이퍼의 형상에 대응되는 원판 형상을 가질 수 있으며, 웨이퍼의 크기에 대응되는 크기를 가질 수 있다.
센서(644)는 바디(642)의 상면에 배치되며 포커스 링(123)두께의 마모여부를 감지한다. 다시 말해, 센서(644)는 포커스 링(123)의 두께 변화량을 감지한다. 일예로서, 센서(644)는 복수개가 원주 방향으로 바디(642)의 상면 중앙부 측에 배치될 수 있다. 한편, 센서(644)는 비젼 센서(vision sensor) 또는 이미지 센서일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며 센서(644)는 포커스 링(123)의 마모량을 감지할 수 있는 어떠한 센서도 채용 가능할 것이다. 한편, 센서(644)가 비젼 센서 또는 이미지 센서인 경우 센서(644)는 포커스 링(123)의 이미지를 획득한다. 또한, 센서(644)는 무선 통신기(646)에 연결된다.
그리고, 센서(644)는 포커스 링(123)으로부터 소정 간격 이격 배치될 수 있다. 즉, 센서(644)에 의한 이미지 획득을 위해 포커스 링(123)으로부터 센서(644)가 이격 배치되는 것이다. 한편, 센서(644)는 촛점 거리 등을 고려하여 포커스 링(123)으로부터 2 ㎝ ~ 10 ㎝ 이격 배치될 수 있다. 일예로서, 센서(644)는 포커스 링(123)으로부터 4 ㎝ ~ 8 ㎝ 이격 배치될 수 있다. 다시 말해, 센서(644)와 포커스 링(123)의 이격 거리가 2 ㎝ 미만이거나 10 ㎝ 초과인 경우 포커스 링(123)의 이미지가 명확하지 않아 포커스 링(123)의 마모 여부를 인식하기 어렵기 때문에 센서(644)는 포커스 링(123)으로부터 2 ㎝ ~ 10 ㎝ 이격 배치되는 것이다.
또한, 센서(644)의 해상도(resolution)는 0.1 mm 이하일 수 있다. 센서(644)는 포커스 링(123)의 이미지를 획득하여 이를 저장하거나 제어부(670)로 송출한다. 그런데, 센서(644)의 해상도(resolution)가 0.1 mm 초과인 경우 센서(644)로부터 획득한 이미지를 통해서는 포커스 링(123)의 마모 여부 확인이 어렵기 때문에 센서(644)의 해상도(resolution)는 0.1 mm 이하이어야 한다.
그리고, 도 11에 도시된 바와 같이 센서 모듈(640)의 전체 높이(h), 다시 말해 바디(642)의 저면으로부터 센서(644)의 상면 또는 무선 통신기(646)의 상면 중 더 높이 배치되는 상면까지의 높이(h)는 20 mm 이하일 수 있다. 센서 모듈(640)의 전체 높이가 20 mm를 초과하는 경우 센서 모듈(640)이 반응 챔버(110, 도 1 참조)로 입출될 때 상부전극(130, 도 1 참조)의 저면과 센서 모듈(640)이 간섭되어 센서 모듈(640)이 파손될 수 있다. 따라서, 센서 모듈(640)의 파손을 방지하기 위하여 센서 모듈(640)의 전체 높이가 20 mm 이하인 것이다. 다시 말해, 정전기 척(122, 도 1 참조)과 상부전극(130)에 의해 형성되는 공간으로 센서 모듈(640)이 입출되므로 정전기 척(122)과 상부전극(130)의 이격 거리보다 작은 높이를 가져야 한다. 이에 따라, 센서 모듈(640)의 전체 높이(h)가 20 mm 이하인 것이다.
무선 통신기(646)는 센서(644)에 연결되며, 바디(642)의 중앙부에 설치된다. 센서(644)에 의해 감지된 포커스 링(123)의 마모에 대한 신호는 무선 통신기(646)에 송출된다. 그리고, 무선 통신기(646)는 외부의 제어부(670)로 포커스 링(123)의 마모에 대한 신호를 송출한다. 이후, 제어부(670)는 포커스 링(123)의 마모 정도를 산출한다. 이후, 제어부(670)는 포커스 링(123)의 마모 정도에 따라 승강부재(160)를 상승시킨다.
도 12는 센서 모듈의 또 다른 변형 실시예를 나타내는 확대도이다.
도 12를 참조하면, 센서 모듈(740)은 바디(742), 센서(744) 및 가늠자(746)을 포함한다.
바디(742)는 플레이트 형상을 가진다. 일예로서, 바디(742)는 웨이퍼의 형상에 대응되는 원판 형상을 가질 수 있으며, 웨이퍼의 크기에 대응되는 크기를 가질 수 있다.
센서(744)는 바디(742)의 상면에 배치되며 포커스 링(123)의 두께의 마모여부를 감지한다. 다시 말해, 센서(744)는 포커스 링(123)의 두께 변화량을 감지한다. 일예로서, 센서(744)는 복수개가 원주 방향으로 바디(742)의 상면 가장자리에 배치될 수 있다. 한편, 센서(744)는 비젼 센서(vision sensor) 또는 이미지 센서일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며 센서(744)는 포커스 링(123)의 두께 변화량을 감지할 수 있는 어떠한 센서도 채용 가능할 것이다.
한편, 센서(744)가 비젼 센서(vision sensor) 또는 이미지 센서인 경우 센서(744)는 포커스 링(123)의 이미지를 획득한다. 그리고, 센서(744)는 제어부(170, 도 1 참조)에 연결되며, 제어부(170)는 최초 포커스 링(123)의 이미지와 획득한 이미지를 비교하여 포커스 링(123)의 마모량, 즉 두께 변화량을 산출한다.
그리고, 센서(744)는 포커스 링(123)으로부터 소정 간격 이격 배치될 수 있다. 즉, 센서(744)에 의한 이미지 획득을 위해 포커스 링(123)으로부터 센서(744)가 이격 배치되는 것이다. 한편, 센서(744)는 촛점 거리 등을 고려하여 포커스 링(123)으로부터 2 ㎝ ~ 10 ㎝ 이격 배치될 수 있다. 일예로서, 센서(744)는 포커스 링(123)으로부터 4 ㎝ ~ 8 ㎝ 이격 배치될 수 있다.
또한, 센서(744)의 해상도(resolution)는 0.1 mm 이하일 수 있다.
가늠자(746)는 센서(744)의 전방에 배치되도록 바디(742)에 설치된다. 한편, 가늠자(746)에는 눈금이 표시될 수 있다. 이와 같이, 가늠자(746)에 의해 포커스 링(123)의 마모를 보다 정확하게 인식할 있다. 일예로서, 가늠자(746)는 투명한 재질로 이루어질 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100 : 식각 장치
110, 310 : 공정 챔버
120 : 서셉터
130 : 상부 전극
140, 240, 540, 640, 740 : 센서 모듈
150 : 로드락 챔버
160 : 승강부재
170, 670 : 제어부

Claims (20)

  1. 웨이퍼 형상을 가지는 바디;
    상기 바디에 설치되며 상기 포커스 링의 이미지를 획득하는 적어도 하나 이상의 이미지 센서;
    상기 이미지 센서로부터 획득한 데이터를 전송하는 무선 통신기;
    를 포함하며,
    상기 바디의 하면으로부터 상기 이미지 센서 또는 상기 무선 통신기의 상면 중 더 높이 배치되는 상면까지의 높이는 20 mm 이하인 센서 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 상기 바디의 상면 가장자리에 배치되는 센서 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 상기 포커스 링으로부터 4 cm ~ 8 cm 이격 배치되는 센서 모듈.
  4. 내부 공간을 가지는 반응 챔버;
    상기 반응 챔버 내에 배치되는 고정척;
    상기 고정척 상부에 배치되어 웨이퍼가 안착되는 정전기 척;
    상기 정전기 척을 감싸도록 배치되는 포커스 링; 및
    상기 반응 챔버로부터 입출되어 상기 정전기 척에 안착되는 센서 모듈;
    을 포함하며,
    상기 센서 모듈은
    플레이트 형상을 가지는 바디; 및
    상기 바디의 상면에 배치되며 상기 포커스 링의 두께의 마모 여부를 감지하는 센서;
    를 포함하는 식각 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 포커스 링에 접촉되어 상기 포커스 링을 승강시키는 승강부재를 더 포함하는 식각 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 센서는 상기 바디의 상면 가장자리에 배치되는 식각 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센서는 상기 포커스 링으로부터 4 ㎝ ~ 8 ㎝ 이격 배치되는 식각 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 센서는 원주 방향으로 복수개가 구비되며 상기 센서는 비전 센서(Vision sensor) 또는 이미지 센서인 식각 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 반응 챔버의 내부면에는 상기 센서에 대향 배치되는 복수개의 인식용 띠가 형성되는 식각 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 포커스 링의 내부면에는 복수개의 인식용 띠가 형성되는 식각 장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 센서 모듈은 상기 센서의 주위에 배치되는 광원을 더 포함하는 식각 장치.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 센서 모듈은 상기 정전기 척에 구비되는 리프트핀을 감지하는 리프트핀 감지센서를 더 포함하는 식각 장치.
  13. 제4항에 있어서,
    상기 센서 모듈은 상기 바디의 중앙부에 배치되는 중력센서를 더 포함하는 식각 장치.
  14. 제4항에 있어서,
    상기 센서 모듈은 상기 바디에 설치되는 무선 통신기를 더 포함하는 식각 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 무선 통신기는 상기 센서와 제어부에 연결되는 식각 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 포커스 링에 접촉되어 상기 포커스 링을 승강시키는 승강부재를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 센서에 의해 감지된 상기 포커스링의 마모량에 따라 상기 승강부재를 승강시키는 식각 장치.
  17. 제4항에 있어서,
    상기 센서 모듈은 상기 센서의 전방에 배치되며 눈금이 표시된 가늠자를 더 포함하는 식각 장치.
  18. 제4항에 있어서,
    상기 반응 챔버에 연결되며 상기 센서 모듈을 상기 반응 챔버로 입출시키는 웨이퍼 이송 암을 구비하는 로드락 챔버를 더 포함하는 식각 장치.
  19. 제8항에 있어서,
    상기 센서의 해상도(resolution)는 0.1 mm 이하인 식각 장치.
  20. 제5항에 있어서,
    상기 승강부재의 최소 구동 단위는 0.1 mm 이하인 식각 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210172728A1 (en) * 2019-12-06 2021-06-10 Applied Materials, Inc. Methods and systems of optical inspection of electronic device manufacturing machines

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200086375A (ko) * 2017-12-05 2020-07-16 램 리써치 코포레이션 에지 링 마모 보상 (wear compensation) 을 위한 시스템 및 방법
JP7076351B2 (ja) * 2018-10-03 2022-05-27 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、及びリング部材の厚さ測定方法
JP2020087969A (ja) * 2018-11-15 2020-06-04 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、及びリング部材の形状測定方法
CN112216646A (zh) * 2019-07-10 2021-01-12 Asm Ip私人控股有限公司 基板支撑组件及包括其的基板处理装置
KR102585286B1 (ko) * 2020-10-15 2023-10-05 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 소모성 부품의 마모도 측정 방법
KR102649714B1 (ko) * 2020-10-27 2024-03-21 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 반송 방법

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6244121B1 (en) * 1998-03-06 2001-06-12 Applied Materials, Inc. Sensor device for non-intrusive diagnosis of a semiconductor processing system
JP4554037B2 (ja) 2000-07-04 2010-09-29 東京エレクトロン株式会社 消耗品の消耗度予測方法及び堆積膜厚の予測方法
DE10331593A1 (de) * 2003-07-11 2005-02-03 Leica Microsystems Semiconductor Gmbh Verfahren zur Defektsegmentierung in Strukturen auf Halbleitersubstraten
JP4006004B2 (ja) * 2004-12-28 2007-11-14 株式会社東芝 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法
JP2006196716A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体製造装置および半導体装置の製造方法
JP5010467B2 (ja) 2005-03-17 2012-08-29 日本電気株式会社 フィルム外装電気デバイスおよびその製造方法
US7292428B2 (en) * 2005-04-26 2007-11-06 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with smart lift-pin mechanism for a plasma reactor
KR20060121362A (ko) 2005-05-24 2006-11-29 삼성전자주식회사 정전척 에지 링 측정 장치
KR100783062B1 (ko) 2006-12-27 2007-12-07 세메스 주식회사 기판 지지 장치, 플라즈마 식각 장치 및 플라즈마 식각방법
JP5029089B2 (ja) * 2007-03-26 2012-09-19 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置用の載置台及びプラズマ処理装置
US8343305B2 (en) 2007-09-04 2013-01-01 Lam Research Corporation Method and apparatus for diagnosing status of parts in real time in plasma processing equipment
JP2010034416A (ja) 2008-07-30 2010-02-12 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
KR101216701B1 (ko) 2009-11-24 2012-12-31 세메스 주식회사 건식 식각 장치
JP6085079B2 (ja) 2011-03-28 2017-02-22 東京エレクトロン株式会社 パターン形成方法、処理容器内の部材の温度制御方法、及び基板処理システム
JP6383647B2 (ja) * 2014-11-19 2018-08-29 東京エレクトロン株式会社 測定システムおよび測定方法
US10658222B2 (en) 2015-01-16 2020-05-19 Lam Research Corporation Moveable edge coupling ring for edge process control during semiconductor wafer processing
US20160336149A1 (en) 2015-05-15 2016-11-17 Applied Materials, Inc. Chamber component with wear indicator
JP6512954B2 (ja) 2015-06-11 2019-05-15 東京エレクトロン株式会社 フォーカスリングを検査するためのシステム、及びフォーカスリングを検査する方法
KR20170014384A (ko) 2015-07-30 2017-02-08 삼성전자주식회사 건식 식각장치
US10014198B2 (en) 2015-08-21 2018-07-03 Lam Research Corporation Wear detection of consumable part in semiconductor manufacturing equipment
CN108140606B (zh) 2015-10-21 2022-05-24 住友大阪水泥股份有限公司 静电卡盘装置
US20170115657A1 (en) 2015-10-22 2017-04-27 Lam Research Corporation Systems for Removing and Replacing Consumable Parts from a Semiconductor Process Module in Situ
JP6502232B2 (ja) 2015-10-23 2019-04-17 東京エレクトロン株式会社 フォーカスリング及びセンサチップ
WO2017131927A1 (en) 2016-01-26 2017-08-03 Applied Materials, Inc. Wafer edge ring lifting solution
US10651015B2 (en) 2016-02-12 2020-05-12 Lam Research Corporation Variable depth edge ring for etch uniformity control
US11011353B2 (en) 2016-03-29 2021-05-18 Lam Research Corporation Systems and methods for performing edge ring characterization
US10312121B2 (en) 2016-03-29 2019-06-04 Lam Research Corporation Systems and methods for aligning measurement device in substrate processing systems
KR20170118466A (ko) 2016-04-15 2017-10-25 삼성전자주식회사 포커스 링 조립체 및 이를 이용한 기판 처리 방법
US20180061696A1 (en) 2016-08-23 2018-03-01 Applied Materials, Inc. Edge ring or process kit for semiconductor process module
US10665433B2 (en) 2016-09-19 2020-05-26 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Extreme edge uniformity control
KR101985601B1 (ko) 2016-11-10 2019-06-03 (주)아이씨디 플라즈마 처리장치
JP7055039B2 (ja) 2017-03-22 2022-04-15 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
US11404249B2 (en) 2017-03-22 2022-08-02 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus
KR102387979B1 (ko) 2017-08-01 2022-04-18 삼성전자주식회사 플라즈마 처리장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210172728A1 (en) * 2019-12-06 2021-06-10 Applied Materials, Inc. Methods and systems of optical inspection of electronic device manufacturing machines

Also Published As

Publication number Publication date
US20200411390A1 (en) 2020-12-31
US11264291B2 (en) 2022-03-01

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