WINTEL'S PRODUCTS
Needs: 장비공급사
•챔버 어셈블리의 조립 전 각 부품 단위의 가공오차 관리 (전통적인 방법)
•조립 후 오차 관리 (복잡한 구조 전부를 표현하지 못함)
•챔버 대 챔버 간 조립오차 관리 없음 (동일한 품질의 쳄버인지 챔버 단위의 평가 불가)
•복잡한 구조의 챔버 일수록 관리 기준, 관리방법을 마련하기 어려움
Needs: 양산 Fab.
•장비 셋업시 동일 재조립상태인지 확인할 방법 없음
•PM 전후 동일한 복구 상태인지 확인할 방법 없음
•PM 주기 동안 특정 부품의 경시 변화 관찰할 방법이 제한적임.
Solution: IRIS 센서
•챔버 조립 상태를 표현하는 스펙트럼 데이터 측정
•유사도 지표를 활용하여 조립오차 표현 → 챔버 단위의 설치상태, 복구상태 평가 가능
•스펙트럼의 구간별 경시 변화 특징을 분석 → 설비 운영 중 특정 부품의 실시간 경시 변화 평가 가능
•스펙트럼 간의 비교를 통해 동일성 여부를 정성적, 정량적으로 표현 가능
Monitoring (FDC)
- PM 주기 동안 누적되는 오염의 경시 변화 (Long-term change) 추적
- PM 주기 동안 소모되는 부품의 경시 변화 추적
- Process gap의 반복성(Repeatability) 확인
- Wafer 단위 공정의 반복성 확인
- Stand-by 기간에 수행되는 wafer-less sub-process (base check, auto burn-in check) 반복성 확인
- Remote plasma cleaning 전후 챔버 상태 반복성 확인
Diagnostics
- Process gap(scaled gap) 실시간 측정
- TES 높이(scaled height) 실시간 측정
- PM 후 안정화 시간(Stabilization Time) 측정
- PM 후 복구율(Recovery Rate) 측정
- Tool to Tool Matching 측정값 비교정보 제공
Prediction
- Maintenance 시점 예측
칩제조 양산팹
•반도체 양산 설비의 경시변화 추적을 통해 생산성 개선 및 유지보수 비용 절감에 활용
•챔버의 물리적 상태를 진단하여 부품 단위의 관리 수단으로 활용 가능
•PM 주기 vs PM 주기, Process Module vs Process Module, System vs. System 간의 tool to tool matching 평가 가능
장비 공급사
•장비 공급 전후 tool to tool matching 확인 가능
•양산 운용 환경에서 발생 가능성이 있는 부품 단위의 개선 및 개발 수단으로 활용 가능
3-14 GHz 대역 주파수 스캔
S11(반사계수) 신호 기록
주기적인 스펙트럼 데이터 저장 (~2초 간격)
능동 측정 방식으로 비공정 중에도 측정 (~1mW)
측정 대상의 구조적 변화는 스펙트럼 상 공진 peak들의 크기, 폭, 위치 등의 변화로 반영됨
S11 스펙트럼 하나 단위를 상태데이터로 취급함
초기 상태 데이터를 정의함
초기 상태 데이터와 현재 상태 데이터간의 유사도를 구함
유사도의 시계열 데이터를 관찰
특정 부품의 동작과 연결된 반응 밴드 유사도 변화 관찰
필요에 따라 동기화된 상태데이터를 분류
장기간의 경시변화를 관찰 (PM 주기 단위 분석)
단기간의 경시변화를 관찰 (wafer to wafer, Lot to Lot 단위 분석)
3차원인 챔버내부의 스펙트럼은 구성 부품들이 상호 연계되며 변화되는 복합적인 공진특성을 표현함
→ 전문적인 분석 알고리즘과 프로그램이 필요한 이유
비교: OES는 기본적으로 원자,분자 수준에서 1차원인 광학적 공진 스펙트럼을 취급함 → 공진 peak의 해석이 직관적임
▪ 주파수를 스캔하며 챔버의 반사계수 스펙트럼을 측정함
▪ 입사 시킨 forward power에 대한 reflected power 비율이 S11(반사계수)
▪ 쳄버 내부 구조물 크기 수준의 파장(=주파수)을 입사 시킴
𝑆11=10 log10 PrΤPf Pr : Reflected Power, Pf : Forward power
Similarity (유사도)
서로 다른 상태 데이터 간 동일성을 평가하는 척도
Baseline data
• Long-term, short-term 시계열 유사도를 구하기 위한 초기 상태 데이터
• 예) PM 후 안정화된 상태 데이터
• 예) PM1, PM2, PM3 중 하나의 안정화된 idle 상태 데이터
Current data
• 현재 상태 데이터
• 현재 챔버 상태의 fingerprint에 해당
• 예) PM 후idle 상태, run 상태, PM 중 관찰되는 상태 데이터
시간 축에 대한 유사도 시계열 그래프 (파란선)
• 실시간 변화가 일어나는 챔버 상태를 한 개의 대표값(유사도)으로 축약하여 표시하는 시계열 데이터
• 필요에 따라 주파수 전구간, 혹은 일부 구간의 상태 데이터를 사용하여 산출
Sync. (동기화)
• 동일한 챔버 H/W 상태 지점들
• 예) Chuck Home Position
Response band (반응밴드)
• 특정 구성요소(부품, 공정변수)의 변화가 반영되는 주파수 범위
Reference data (Library)
• 특정변수(들) 조합일 때 상태 데이터(들)
• 예) Home position, process position 일때의 상태 데이터
• 예) 공정recipe의 특정단계일 때의 상태 데이터
🔶 BASIC : Synced monitoring
(stand-by state: median)
(stand-by state: range)
🔶 BASIC : Long-term prediction
(To PM point: stand-by state trend)
🔶 CUSTOMIZED : Synced diagnostics
(TES height: response band)
센서 본체
세부구성
기능
사양
제어 콘솔
측정 프로그램
분석 프로그램
자동 분석프로그램 (양산팹用)
수동 분석프로그램 (연구用)
설치 환경 (권장)
• 금속으로 차폐되어 일정 공간을 형성하는 구조물
• 전자기파가 통과할 수 있는 viewport를 구비한 챔버
• 전자기파의 통과에 장애가 되는 mesh, hole, slit 등이 과도한 영향을 주지 않는 챔버
A: long-term baselinedata들끼리비교한유사도차이값(예시)
- PM주기를대표하는값으로각PM 후에산출된baseline data를활용
- 기준시점을변경하면나머지시점들과상대적인차이값을표기함
- 각PM 주기별로복구된챔버의상태가얼마나차이가나는지정량적으로확인가능
B: 가동율, 안정화시간, 복구율이력
