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公開番号2025092393
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2024145032
出願日2024-08-27
発明の名称半導体製造装置用センサデバイス、センサデバイスの動作方法、およびセンサデバイスを含むシステム
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人弁理士法人ITOH
主分類H01L 21/3065 20060101AFI20250612BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体製造装置内部で磁場を測定するセンサデバイス、およびセンサデバイスの動作に基づいて半導体製造装置内部の磁場を調整したり、ウェハなどの配置される位置を調整したりすることができるシステムを提供する。
【解決手段】磁場を測定するように構成される磁場センサデバイスは、磁場を感知して感知データを生成するように構成されるセンサ部と、感知データに基づいて磁場データを生成するように構成される処理部と、を備え、センサ部は、センサ基板、センサ基板上でセンサ基板の中心に位置するように構成される中心センサ、センサ基板上でセンサ基板の中心を通る直線に沿って配置される基準軸センサ、およびセンサ基板上では中心から第1半径の円周に沿って配置される第1円周センサを含み、中心センサ、基準軸センサ、および第1円周センサのそれぞれは、中心センサ、基準軸センサ、および第1円周センサを通過する磁場を測定する。
【選択図】図5

特許請求の範囲【請求項１】
磁場を測定するように構成される磁場センサデバイスであって、
前記磁場を感知して感知データを生成するように構成されるセンサ部と、
前記感知データに基づいて、磁場データを生成するように構成される処理部と、を備え、
前記センサ部は、
センサ基板と、
前記センサ基板の中心に位置するように構成される中心センサと、
前記センサ基板上で、前記センサ基板の前記中心を通る直線に沿って配置される複数の基準軸センサと、
前記センサ基板上で、前記中心から第１半径の円周に沿って配置される複数の第１円周センサと、を含み、
前記中心センサ、前記複数の基準軸センサ、および前記複数の第１円周センサのそれぞれは、前記中心センサ、前記基準軸センサ、および前記第１円周センサを通過する磁場を測定するように構成される、
磁場センサデバイス。
続きを表示（約 2,700 文字）【請求項２】
前記複数の基準軸センサは、隣接する基準軸センサ間の磁場変化量が前記基準軸センサの磁場測定感度よりも大きくなるようにする第１間隔で配置される、
請求項１に記載の磁場センサデバイス。
【請求項３】
前記中心センサは、前記中心センサを通過する磁場の第１成分、第２成分、および第３成分を測定するように構成され、
前記複数の基準軸センサは、前記複数の基準軸センサを通過する前記磁場の第１成分、第２成分、および第３成分を測定するように構成され、
前記複数の第１円周センサは、前記複数の第１円周センサを通過する前記磁場の第１成分、第２成分、および第３成分を測定するように構成され、
前記中心センサ、前記複数の基準軸センサ、および前記複数の第１円周センサの前記第１成分、前記第２成分、および前記第３成分は互いに直交する、
請求項１に記載の磁場センサデバイス。
【請求項４】
前記センサ部は、複数の第２円周センサをさらに含み、
前記複数の第２円周センサは、前記センサ基板上に位置され、前記中心から第２半径の円周に沿って配置される、
請求項３に記載の磁場センサデバイス。
【請求項５】
前記処理部は磁場データを生成するように構成され、
前記磁場データは、
前記中心センサ、前記複数の基準軸センサ、および前記複数の第１円周センサのそれぞれによって感知される前記第１成分の測定値、および前記複数の第２円周センサによって感知される第１成分の測定値と、
前記中心センサ、前記複数の基準軸センサ、および前記複数の第１円周センサのそれぞれによって感知される前記第２成分の測定値、および前記複数の第２円周センサによって感知される第２成分の測定値と、
前記中心センサ、前記複数の基準軸センサ、および前記複数の第１円周センサのそれぞれによって感知される前記第３成分の測定値、および前記複数の第２円周センサによって感知される第３成分の測定値と、を含む、
請求項４に記載の磁場センサデバイス。
【請求項６】
前記中心センサ、前記複数の基準軸センサ、前記複数の第１円周センサ、および前記複数の第２円周センサのそれぞれは、円筒座標系に基づいて、前記第１成分、前記第２成分、および前記第３成分を測定するように構成され、
前記第１成分は、前記センサ基板上で、前記センサ基板の中心から離れており、前記センサ基板の円周に垂直な方向の成分である半径方向成分であり、
前記第２成分は、前記センサ基板上で、前記基準軸センサを連結する直線を基準軸として使用する回転角成分であり、
前記第３成分は、前記センサ基板の中心軸方向成分である、
請求項５に記載の磁場センサデバイス。
【請求項７】
半導体製造装置であって、
複数のセンサを含むセンサデバイスと、
前記センサデバイス上に位置するように構成される静電チャックと、
前記センサデバイスおよび前記静電チャックを含むように構成されるチャンバと、を備え、
前記複数のセンサは、磁場の複数の第１成分、前記磁場の複数の第２成分、および前記磁場の複数の第３成分を測定し、
前記磁場は前記複数のセンサを通過し、
前記センサデバイスは、前記磁場の第１成分、第２成分、および第３成分を測定し、第１成分測定値、第２成分測定値、および第３成分測定値を含む磁場データを取得し、前記磁場データと、前記複数のセンサのそれぞれの第１成分基準値、第２成分基準値、および第３成分基準値を含む基準磁場データとを比較してオフセット磁場データを生成し、
前記複数のセンサは、
センサ基板上で、前記センサ基板の中心に配置される中心センサと、
前記センサ基板上で、前記センサ基板の前記中心を通る直線に沿って配置される複数の基準軸センサと、
前記センサ基板で、前記センサ基板の中心から第１半径の円周上に配置される第１円周センサと、を含み、
前記オフセット磁場データに基づいて前記磁場を較正する、
半導体製造装置。
【請求項８】
前記複数のセンサは、
前記センサ基板上で、前記センサの中心から第２半径を有する円周に配置される複数の第２円周センサをさらに含み、
前記第２半径は、前記第１半径よりも小さい、
請求項７に記載の半導体製造装置。
【請求項９】
前記オフセット磁場データは、前記複数のセンサのそれぞれの複数の前記第１成分測定値と複数の前記第１成分基準値との複数の第１差、複数の前記第２成分測定値と複数の前記第２成分基準値との複数の第２差、および複数の前記第３成分測定値と複数の前記第３成分基準値との複数の第３差を含む、
請求項８に記載の半導体製造装置。
【請求項１０】
半導体製造装置であって、
複数のセンサを含むセンサデバイスと、
前記センサデバイスを上部に位置するように構成される静電チャックと、
前記静電チャック上にウェハを位置させるように構成される転送モジュールと、
前記センサデバイスおよび前記静電チャックを含むように構成されるチャンバと、を備え、
前記複数のセンサは、磁場の複数の第１成分、前記磁場の複数の第２成分、および前記磁場の複数の第３成分を測定し、
前記磁場は前記複数のセンサを通過し、
前記センサデバイスは磁場データを取得し、前記磁場データに基づいて、前記転送モジュールによって配置される前記センサデバイスが、前記静電チャックの中心に配置されているか否かを判定し、前記センサデバイスが前記静電チャックの前記中心に配置されていない場合、前記磁場データに基づいて中心較正データを生成し、
前記複数のセンサは、
センサ基板上で、前記センサ基板の中心に配置される中心センサと、
前記センサ基板上で、前記センサ基板の前記中心を通る直線に沿って配置される複数の基準軸センサと、
前記センサ基板上で、前記センサ基板の中心から第１半径の円周上に配置される第１円周センサと、を含み、
前記中心較正データに基づいて、前記静電チャックの前記中心に前記ウェハを位置させるように前記転送モジュールを較正する、
半導体製造装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造システムに関し、より詳細には、半導体製造装置用センサデバイス、センサデバイスの動作方法、およびセンサデバイスを含むシステムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造において、様々な機器が使用される。半導体製造装置は様々な方式を活用することができるが、代表的に、光を用いる方式、極紫外線を用いる方式、またはプラズマを用いる方式などがある。この中でプラズマ方式を用いる半導体製造装置は、プラズマを制御するために電場または磁場を活用することができる。
【０００３】
プラズマを制御するために磁場を使用する製造装置は、磁気コイルによって生成される磁場を制御して効率的に半導体デバイスを製造することができる。したがって、半導体製造装置内の磁場を測定し、測定結果に基づいて磁場を調整して、より効率的に工程を修正または設計することができる。このためには、半導体製造装置内の磁場を測定するデバイスが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
米国特許出願公開第２０２１/０３５６４９７号明細書
米国特許出願公開第２０２３/０２７４９１１号明細書
米国特許出願公開第２０２３/０２６０７６８号明細書
米国特許第６，６７０，８０７号明細書
米国特許第８，１４８，９７７号明細書
米国特許第９，５３５，１３８号明細書
米国特許第１０，１８０，４６７号明細書
米国特許第９，３１２，４７３号明細書
韓国登録特許第１０－２０３０１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、半導体製造装置内部で磁場を測定するセンサデバイス、およびセンサデバイスの動作に基づいて半導体製造装置内部の磁場を調整したり、ウェハ等の配置される位置を調整したりすることができるシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態による、磁場を測定するように構成される磁場センサデバイスは、前記磁場を感知して感知データを生成するように構成されるセンサ部と、前記感知データに基づいて磁場データを生成するように構成される処理部と、を備える。前記センサ部は、センサ基板、前記センサ基板上で前記センサ基板の中心に位置するように構成される中心センサ、前記センサ基板上で前記センサ基板の前記中心を通る直線に沿って配置される基準軸センサ、および前記センサ基板上で前記中心から第１半径の円周に沿って配置される第１円周センサを含む。前記中心センサ、前記基準軸センサ、および前記第１円周センサのそれぞれは、前記中心センサ、前記基準軸センサ、および前記第１円周センサを通過する磁場を測定する。
【０００７】
本発明の一実施形態による、チャンバ内の磁場を較正する半導体製造装置の動作方法は、複数のセンサによって前記複数のセンサのそれぞれを通過する前記磁場の第１成分、第２成分、および第３成分を測定し、第１成分測定値、第２成分測定値、および第３成分測定値を含む磁場データを生成する段階と、前記第１磁場データと前記複数のセンサのそれぞれの第１成分基準値、第２成分基準値、および第３成分基準値を含む基準磁場データとを比較してオフセット磁場データを生成する段階と、前記オフセット磁場データに基づいて前記磁場を較正する段階と、を備える。前記複数のセンサは、センサ基板上で前記センサ基板の中心に配置される中心センサ、前記センサ基板上で前記センサ基板の前記中心を通る直線に沿って配置される基準軸センサ、および前記センサ基板上で前記センサ基板の中心から第１半径の円周上に配置される第１円周センサを含む。
【０００８】
本発明の一実施形態による、転送モジュールの中心較正のための半導体製造装置の動作方法は、複数のセンサによって前記複数のセンサのそれぞれを通過する磁場の第１成分、第２成分、および第３成分を測定して磁場データを生成する段階と、前記磁場データに基づいて前記転送モジュールによって配置され、前記複数のセンサを含むセンサデバイスが静電チャックの中心に配置されているか否かを判定する段階と、前記センサデバイスが前記静電チャックの中心に配置されていない場合、前記磁場データに基づいて中心較正データを生成する段階と、前記中心較正データに基づいて前記転送モジュールの前記中心較正を遂行する段階と、を備える。前記複数のセンサは、センサ基板上で前記センサ基板の中心に配置される中心センサ、前記センサ基板上で前記センサ基板の前記中心を通る直線に沿って配置される基準軸センサ、および前記センサ基板上で前記センサ基板の中心から第１半径の円周上に配置される第１円周センサを含む。
【０００９】
本発明の一実施形態による半導体製造システムは、半導体デバイスを製造するように構成される半導体製造装置と、前記半導体製造装置を制御するように構成されるシステムコントローラと、前記半導体製造装置のチャンバ内の磁場を測定するように構成されるセンサデバイスと、を備える。前記半導体製造装置は、ウェハを上部に位置するように構成される静電チャックと、前記ウェハを前記静電チャックに配置するように構成される転送モジュールと、を有する。前記センサデバイスは、センサ基板、前記センサ基板上で前記センサ基板の中心に位置するように構成される中心センサ、前記センサ基板上で前記センサ基板の前記中心を通る直線に沿って配置される基準軸センサ、および前記センサ基板上で、前記中心から第１半径の円周に沿って配置される第１円周センサを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、半導体製造装置内部の磁場を測定するセンサデバイス、およびセンサデバイスに基づいて半導体製造装置内部の磁場を調整したり、ウェハなどが配置される位置を調整したりすることができるシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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