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반도체 제조공정의 스피너 장비를 위한 약액 흐름제어 시스템 개발
Development of the Chemical Flow Control System for Spinner Equipment in Semiconductor Manufacturing Process 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.12 no.4, 2011년, pp.1812 - 1816  

박형근 (남서울대학교 전자공학과)

초록
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본 연구에서는 약액 주입 후 미 도포로 인한 복합적인 공정불량을 예방하기 위하여 100nm 이하의 나노 반도체 제조공정에서 필수적인 스피너(spinner) 장비를 위한 약액 흐름제어 시스템을 개발하였다. 본 연구개발을 통하여 실시간으로 상태요소들을 감시할 뿐만 아니라 상태요소의 비정상적 변화나 웨이퍼 가공불량이 발생할 경우 해당 유니트를 정지시킴과 동시에 원격지에 있는 엔지니어에게 경보를 전송함으로써 즉각적인 대처가 가능하여 모듈의 수율을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한 세부 동작 시퀀스를 제어하기 위한 H/W와 S/W 시스템을 생산라인에 실장하고 성능점검 및 인증을 수행한 결과 5가지의 유형별 비정상적 프로세스를 정확히 검출하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This research developed chemical flow control system(CFCS) essential for spinner equipment in nano semiconductor manufacturing process under the 100nm to prevent complex process defect due to missing spread after chemical injection. The devices developed in this research, which can be swiftly replac...

주제어

#Semiconductor   #Manufacturing process   #Chemical flow control   #Spinner  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구개발에서는 100nm 이하의 나노 반도체 생산공정에서 필수적인 스피너(spinner) 설비의 약액 주입 후 미 도포로 인한 복합적인 공정불량을 예방하기 위하여 실시간(real-time)으로 상태요소들을 감시할 뿐만 아니라 약액의 흐름을 정밀하게 제어하는 알고리즘을 개발하였다. 이를 통하여 상태요소의 비정상적 변화나 웨이퍼 가공불량이 발생할 경우 해당 유니트(unit)를 정지시킴과 동시에 원격지에 있는 엔지니어에게 경보를 전송함으로써 즉각적인 대처가 가능하여 결과적으로 반도체 생산공정을 혁신적으로 개선할 수 있는 약액 흐름제어 시스템(CFCS : Chemical Flow Control System)을 개발하였으며, 생산라인에서 실장 및 테스트를 위한 개념도는 그림 4와 같다.
  • 따라서 본 연구에서는 100nm 이하의 나노 반도체 생산공정에서 필수적인 스피너(spinner) 설비의 약액 주입 후 미 도포로 인한 복합적인 공정불량을 예방하기 위하여 실시간(real-time)으로 상태요소들을 감시할 뿐만 아니라 상태요소의 비정상적 변화나 웨이퍼 가공불량이 발생할 경우 해당 유니트(unit)를 정지시킴과 동시에 원격지에 있는 엔지니어에게 경보를 전송함으로써 즉각적인 대처가 가능할 수 있는 약액 흐름제어 시스템(CFCS : Chemical Flow Control System)을 개발하였다.
  • 그러나 반도체 Wafer 제조 및 LCD 공정 검사와 같은 고난이도의 첨단 공정장비인 경우에는 현실적으로 외국의 공정장비 자체를 수입함으로써 반도체 수출의 증가와 함께 주요 생산공정용 장비의 대일·대미 수입 의존도 역시 증가하는 결과를 초래하고 있다. 특히, 향후 국가 기간산업과 미래 유망산업으로의 위치를 확고히 해 나가고 있다는 산업의 특수성으로 인해 특별히 현장상황에 맞춘 개발 작업이 필요한 경우의 공정장비는 국내업체가 특화하여 개발하는 것이 필수적이며, 본 연구에서는 그림 1의 반도체 제조공정에서 웨이퍼 가공공정에 필요한 정밀제어 시스템을 개발하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
국내업체가 세계 반도체 시장에서 경쟁력을 확보하기 위해 필수적인 것은 무엇인가? 또한 국외, 특히 중국과 대만 및 일본의 거센 추격을 받을 뿐만 아니라 시장조사기관에서는 지속적인 가격하락을 예상하고 있다. 이를 극복하고 국내업체가 세계시장에서 경쟁력을 확보하기 위해서는 수율의 극대화가 필수적이다. 그러나 S전자 반도체 생산라인에서 모듈의 수율이 장기적으로 정체상태가 되고 있으며 이는 곧 반도체 산업의 지속적인 성장과 이익의 극대화에 가장 큰 걸림돌이 되고 있다[1].
본연구에서 100nm 이하의 나노 반도체 제조공정에서 필수적인 스피너 장비를 위한 약액 흐름제어 시스템을 개발한 이유는 무엇인가? 본 연구에서는 약액 주입 후 미 도포로 인한 복합적인 공정불량을 예방하기 위하여 100nm 이하의 나노 반도체 제조공정에서 필수적인 스피너(spinner) 장비를 위한 약액 흐름제어 시스템을 개발하였다. 본 연구개발을 통하여 실시간으로 상태요소들을 감시할 뿐만 아니라 상태요소의 비정상적 변화나 웨이퍼 가공불량이 발생할 경우 해당 유니트를 정지시킴과 동시에 원격지에 있는 엔지니어에게 경보를 전송함으로써 즉각적인 대처가 가능하여 모듈의 수율을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구의 약액 흐름제어 시스템 개발을 통하여 실시간으로 상태 요소들을 감시할 수 있을 뿐만 아니라 무엇이 기대되는가? 본 연구에서는 약액 주입 후 미 도포로 인한 복합적인 공정불량을 예방하기 위하여 100nm 이하의 나노 반도체 제조공정에서 필수적인 스피너(spinner) 장비를 위한 약액 흐름제어 시스템을 개발하였다. 본 연구개발을 통하여 실시간으로 상태요소들을 감시할 뿐만 아니라 상태요소의 비정상적 변화나 웨이퍼 가공불량이 발생할 경우 해당 유니트를 정지시킴과 동시에 원격지에 있는 엔지니어에게 경보를 전송함으로써 즉각적인 대처가 가능하여 모듈의 수율을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한 세부 동작 시퀀스를 제어하기 위한 H/W와 S/W 시스템을 생산라인에 실장하고 성능점검 및 인증을 수행한 결과 5가지의 유형별 비정상적 프로세스를 정확히 검출하였다.
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참고문헌 (6)

  1. 한국반도체산업협회, http://ksia.or.krg, 반도체 이해 및 반도체산업현황 

  2. 장홍석, "반도체소자 제조용 케미컬 탱크 및 이를 구비한 스피너 설비", 특허출원번호 1020040063299 

  3. Leslie KE. Binks RA. et. al., "Three component spinner magnetometer featuring rapid measurement times", IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 11, No. 1, pp.1051-8223, Mar. 2001 

  4. Villegas I, Napolitano P., "Development of a continuous-flow system for the growth of compound semiconductor thin films via electrochemical atomic layer epitaxy", Journal of the Electrochemical Society, Vol. 146, No. 1, pp. 117-124, Jan. 1999 

    상세보기 crossref

  5. Chiu WKS, Jaluria Y, "Continuous chemical vapor deposition processing with a moving finite thickness susceptor", Journal of Materials Research, Vol. 15, No. 2, pp.317-328, Feb. 2000 

    상세보기 crossref

  6. 진달복, "PIC16F84/71과 그 응용", 양서각, 2003 

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