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特開2025-92393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
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025092393
(43)【公開日】2025-06-19
(54)【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
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20250612BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20250612BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 103
H01L21/31 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024145032
(22)【出願日】2024-08-27
(31)【優先権主張番号】10-2023-0176879
(32)【優先日】2023-12-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2024-0004986
(32)【優先日】2024-01-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】18/798558
(32)【優先日】2024-08-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】390019839
【氏名又は名称】三星電子株式会社
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ－ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】110004381
【氏名又は名称】弁理士法人ＩＴＯＨ
(72)【発明者】
【氏名】秋 教宣
(72)【発明者】
【氏名】金 柱鉉
(72)【発明者】
【氏名】房 更泰
(72)【発明者】
【氏名】宋 鐘民
(72)【発明者】
【氏名】呉 相録
(72)【発明者】
【氏名】尹 ▲よん▼
(72)【発明者】
【氏名】李 鎔祐
(72)【発明者】
【氏名】林 峻億
(72)【発明者】
【氏名】崔 然▲そく▼
(72)【発明者】
【氏名】許 敏寧
【テーマコード（参考）】
5F004
5F045
【Ｆターム（参考）】
5F004BB13
5F004BB18
5F004BB22
5F004CB01
5F045AA08
5F045BB08
5F045DP03
5F045EM05
5F045GB04
(57)【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
【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。
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。
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
【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】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０２１/０３５６４９７号明細書
【特許文献2】米国特許出願公開第２０２３/０２７４９１１号明細書
【特許文献3】米国特許出願公開第２０２３/０２６０７６８号明細書
【特許文献4】米国特許第６，６７０，８０７号明細書
【特許文献5】米国特許第８，１４８，９７７号明細書
【特許文献6】米国特許第９，５３５，１３８号明細書
【特許文献7】米国特許第１０，１８０，４６７号明細書
【特許文献8】米国特許第９，３１２，４７３号明細書
【特許文献9】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】
【図1】本発明の一実施形態による半導体製造システムを示すブロック図である。
【図8】本発明の一実施形態によって、半導体製造装置の基準磁場データを示す図である。
【図9】本発明の一実施形態によって、オフセット磁場データを示す図である。
【図12】本発明の一実施形態による半導体製造装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下では、本発明の技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるほどに、本発明の実施形態が明確かつ詳細に記載される。
【0013】
図１は、本発明の一実施形態による半導体製造システム（semiconductor
manufacture system）１０００を示すブロック図である。図１を参照すると、半導体製造システム１０００は、システムコントローラ（system controller）１１００と、半導体製造装置１２００（semiconductor
manufacture equipment）と、を備える。システムコントローラ１１００はメモリ(memory)１１１０、ＣＰＵ(central processing unit)１１２０、および通信ブロック(communication block)１１３０を含むことができ、半導体製造装置１２００はセンサデバイス１００を含み得る。図１を参照して、本発明の一実施形態による半導体製造システムが説明される。
manufacture system）１０００を示すブロック図である。図１を参照すると、半導体製造システム１０００は、システムコントローラ（system controller）１１００と、半導体製造装置１２００（semiconductor
manufacture equipment）と、を備える。システムコントローラ１１００はメモリ(memory)１１１０、ＣＰＵ(central processing unit)１１２０、および通信ブロック(communication block)１１３０を含むことができ、半導体製造装置１２００はセンサデバイス１００を含み得る。図１を参照して、本発明の一実施形態による半導体製造システムが説明される。
【0014】
システムコントローラ１１００は、半導体製造システム１０００の動作を制御することができる。一実施形態では、システムコントローラ１１００は、半導体製造装置１２００を制御することに基づいて半導体製造システム１０００を制御することができる。例えば、システムコントローラ１１００は、制御信号ＣＴＲＬに基づいて半導体製造装置１２００を制御することができる。システムコントローラ１１００は、半導体製造装置１２００に含まれる多様な構成（例えば、図２の転送モジュールなど）を制御することができる。図１は、システムコントローラ１１００が１つの半導体製造装置１２００を制御するように示しているが、複数の半導体製造装置を制御する実施形態もまた本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。
【0015】
メモリ１１１０は、半導体製造装置１２００の制御に必要なデータを記憶することができる。一実施形態では、メモリ１１１０は多様な種類のメモリ素子を含み得る。例えば、メモリ１１１０は、不揮発性メモリ素子（例えば、フラッシュメモリ素子）または揮発性メモリ素子（例えば、ＲＡＭ(random access memory)）を含み得る。メモリ１１１０は半導体製造装置１２００の動作に必要な多様なアルゴリズム（algorithms）またはアルゴリズムに関連するデータを記憶することができ、半導体製造装置１２００から受信される装置データＤＡＴＡを記憶することができる。
【0016】
一実施形態では、メモリ１１１０は基準磁場データを格納することができる。基準磁場データは、半導体製造装置１２００が最適な効率または収率に基づいて半導体デバイスを製造するために必要な磁場に関連するデータであり得る。例えば、メモリ１１１０は、図８で示され説明される基準磁場データＭＤ＿Ｒを格納することができる。一実施形態では、メモリ１１１０はオフセット磁場データを記憶することができる。例えば、メモリ１１１０は、図９のオフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏを含むオフセット磁場データを記憶することができる。
【0017】
ＣＰＵ１１２０は、システムコントローラ１１００を制御することができる。一実施形態では、ＣＰＵ１１２０は多様な演算を遂行することができ、制御信号を生成することができる。例えば、ＣＰＵ１１２０は、装置データＤＡＴＡおよびメモリ１１１０に記憶されたアルゴリズムに基づいて制御信号ＣＴＲＬを生成することができる。一実施形態では、ＣＰＵ１１２０は、制御信号ＣＴＲＬ生成のための演算に特化されたＡＳＩＣ(application-specific integrated circuit)、ＦＰＧＡ(field programmable logic arrays)、またはアクセラレータ（accelerator）を含み得る。 ＣＰＵ１１２０は、センサデバイス１１００の磁場データ（例えば、図３の磁場データＭＤ）および基準磁場データに基づいてオフセット磁場データを生成することができる。オフセット磁場データは、図９を参照してより詳細に説明される。
【0018】
通信ブロック１１３０は、システムコントローラ１１００と半導体製造装置１２００との通信を行うことができる。一実施形態では、通信ブロック１１３０は、システムコントローラ１１００と半導体製造装置１２００との間に多様な信号およびデータを移動させ得る。例えば、通信ブロック１１３０は、ＣＰＵ１１２０から生成された制御信号ＣＴＲＬがシステムコントローラ１１００から半導体製造装置１２００に送信されるようにでき、装置データＤＡＴＡが半導体製造装置１２００からシステムコントローラ１１００に受信されるようにできる。
【0019】
半導体製造装置１２００は半導体デバイスを製造することができる。一実施形態では、半導体製造装置１２００は多様な装置であるか、または多様な装置を含み得る。例えば、半導体製造装置１２００は、プラズマエッチング(plasma etching)装置もしくはプラズマ気相蒸着(plasma
vapor decomposition)装置であるか、またはそれらを含み得る。前述の装置は例としてのものであり、本発明の範囲をこれに限定して理解してはならない。半導体製造装置１２００は、装置データＤＡＴＡをシステムコントローラ１１００に送信することができる。半導体製造装置１２００は、半導体デバイス製造のために使用される様々な要素(factors)を測定するためのセンサデバイス１００を含み得る。
vapor decomposition)装置であるか、またはそれらを含み得る。前述の装置は例としてのものであり、本発明の範囲をこれに限定して理解してはならない。半導体製造装置１２００は、装置データＤＡＴＡをシステムコントローラ１１００に送信することができる。半導体製造装置１２００は、半導体デバイス製造のために使用される様々な要素(factors)を測定するためのセンサデバイス１００を含み得る。
【0020】
センサデバイス１００は、半導体デバイス製造において使用される様々な要素を測定することができる。一実施形態では、センサデバイス１００は磁場(magnetic field flux)を測定することができる。例えば、センサデバイス１００は、半導体デバイスにおいて使用される磁場を測定することができる。一実施形態では、センサデバイス１００は、磁場測定結果を装置データＤＡＴＡの形でシステムコントローラ１１００に送信することができる。例えば、センサデバイス１００は、磁場測定データを装置データＤＡＴＡの形でシステムコントローラ１１００に送信することができる。
【0021】
センサデバイス１００は、半導体製造装置１２００の内部に位置したものとして示されているが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。センサデバイス１００は、半導体製造装置１２００のチャンバＣの内部の磁場を測定していない場合、半導体製造装置１２００の外部に位置することができる。半導体製造装置１２００が半導体デバイスを製造する場合、センサデバイス１００の位置にウェハが位置することができ、センサデバイス１００は半導体製造装置１２００の外部に位置することができる。センサデバイス１００は、図３～図７を参照してより詳細に説明される。
【0022】
本発明の一実施形態による、図１の半導体製造装置およびセンサデバイスの構造を示す側面図である。図２を参照すると、半導体製造装置１２００は、ガス注入器１２１０、ガス排出器１２１５、静電チャック(electrostatic chuck, ESC)１２２０、転送モジュール(transfer
module)１２３０、ＲＦ発生器(RF generator)１２４０、磁気コイル(magnetic coils)１２５０を含み得る。図２を参照して、本発明の一実施形態による例としての半導体製造装置１２００およびセンサデバイス１００が詳細に説明される。以下で、説明の便宜上、半導体製造装置１２００がプラズマ装置であることを基準にして説明するが、本発明の範囲をこれに限定して理解してはならない。
module)１２３０、ＲＦ発生器(RF generator)１２４０、磁気コイル(magnetic coils)１２５０を含み得る。図２を参照して、本発明の一実施形態による例としての半導体製造装置１２００およびセンサデバイス１００が詳細に説明される。以下で、説明の便宜上、半導体製造装置１２００がプラズマ装置であることを基準にして説明するが、本発明の範囲をこれに限定して理解してはならない。
【0023】
説明の便宜上、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３が言及される。センサデバイス１００に垂直に、ＲＦ発生器１２４０を向く方向は第１方向Ｄ１であり得る。第１方向Ｄ１と垂直であり、静電チャック１２２０の横軸と平行な方向は第２方向Ｄ２であり得る。第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に垂直な方向は、第３方向Ｄ３であり得る。
【0024】
半導体製造装置１２００は、チャンバ(C:
chamber)を含み得る。チャンバＣは真空が維持される空間であり得る。例えば、チャンバＣは、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３に基づいて生成される円筒空間であり得る。より詳しくは、チャンバＣは、第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３に形成される平面上に底面（例えば、円形）を有し、第１方向Ｄ１に高さを有する円筒空間であり得る。チャンバＣは、半導体デバイスの製造に必要な真空環境を半導体製造装置１２００に提供することができる。チャンバＣの形状が円筒形で図示・説明されているが、これは例としてのものであり、本発明の範囲がこれに限定されるものではなく、同一または類似の機能を果たすことができる任意の形状を有するチャンバＣは、本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。一実施形態では、チャンバＣは、内部に静電チャック１２２０およびセンサデバイス１００またはウェハを含み得る。
chamber)を含み得る。チャンバＣは真空が維持される空間であり得る。例えば、チャンバＣは、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３に基づいて生成される円筒空間であり得る。より詳しくは、チャンバＣは、第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３に形成される平面上に底面（例えば、円形）を有し、第１方向Ｄ１に高さを有する円筒空間であり得る。チャンバＣは、半導体デバイスの製造に必要な真空環境を半導体製造装置１２００に提供することができる。チャンバＣの形状が円筒形で図示・説明されているが、これは例としてのものであり、本発明の範囲がこれに限定されるものではなく、同一または類似の機能を果たすことができる任意の形状を有するチャンバＣは、本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。一実施形態では、チャンバＣは、内部に静電チャック１２２０およびセンサデバイス１００またはウェハを含み得る。
【0025】
ガス注入器１２１０は、半導体製造装置１２００のプラズマの原料となるガスをチャンバＣに注入することができる。図２を参照すると、ガス注入器１２１０は、チャンバＣの第１方向Ｄ１へ最上端に位置することができる。ガス排出器１２１５は、ガス注入器１２１０が注入したガスがチャンバＣから排出されるようにできる。ガス排出器１２１５は、ガス排出動作に基づいてチャンバＣの気圧が真空に近いように維持することができる。例えば、ガス排出器１２１５は、チャンバＣの第１方向Ｄ１へ最下端に位置することができる。ガス注入器１２１０およびガス排出器１２１５に対する図示および説明は例としてのものであり、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。
【0026】
静電チャック１２２０は、ウェハ(wafer)に半導体製造装置１２００の半導体製造工程が適用されるようにできる。一実施形態では、静電チャック１２２０は、第１方向Ｄ１へ上部にウェハを位置させることがあり、半導体製造装置１２００の製造工程がウェハに適用されるようにできる。静電チャック１２２０は、第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３に生成される平面と平行に位置することができる。一実施形態では、静電チャック１２２０は、第１方向Ｄ１へ上部にセンサデバイス１００を含み得る。
【0027】
転送モジュール１２３０は、ウェハまたはセンサデバイス１００を静電チャック１２２０上に位置するようにできる。一実施形態では、転送モジュール１２３０は、ロボットアームおよびロボットアームを制御するためのコントローラを含み得る。例えば、転送モジュール１２３０は、ロボットアームを介して、センサデバイス１００が静電チャック１２２０の第１方向Ｄ１へ上部に位置するようにできる。
【0028】
ＲＦ発生器１２４０はプラズマ生成のための電圧を生成することができる。一実施形態では、ＲＦ発生器１２４０は、いくつかの周波数領域に対するＲＦ発振器と共に作動し、プラズマを生成することができる。例えば、ＲＦ発生器１２４０は、ガス注入器１２１０およびガス排出器１２１５を介して半導体製造装置１２００の内部を流れるガス（例えば、アルゴンガス、酸素ガスまたはキセノンガス）に基づいて、ウェハ上の製造工程に使用されるプラズマを生成することができる。図２は、ＲＦ発生器１２４０が静電チャック１２２０およびセンサデバイス１００と第１方向Ｄ１へ上部に位置し、平行であり得るが、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。
【0029】
磁気コイル１２５０は、半導体デバイスの製造に必要な磁場を生成することができる。磁気コイル１２５０は、磁場発生に基づいて（例えば、プラズマが均等に分散されるように）チャンバＣ内部のプラズマ密度散布(density uniformity)を制御することができる。一実施形態では、磁気コイル１２５０は、複数の電流に基づいてチャンバＣ内に生成される磁場を生成することができる。例えば、磁気コイル１２５０の内部に流れる複数の電流を調整することによって、チャンバＣ内の磁場を生成してプラズマ密度散布(density uniformity)を制御することができる。
【0030】
磁気コイル１２５０が、ＲＦ発生器１２４０の第１方向Ｄ１へ上部に位置することを基準にして示されているが、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。磁気コイル１２５０が、センサデバイス１００から第２方向Ｄ２に左右側に位置する実施形態、または磁気コイル１２５０およびセンサデバイス１００から第２方向Ｄ２に左右側に位置する磁気コイルを含む実施形態もまた本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。
【0031】
センサデバイス１００は、磁気コイル１２５０から生成された磁場を測定することができる。センサデバイス１００は、磁場測定結果を図１のシステムコントローラ１１００に送信することができる。一実施形態では、センサデバイス１００は、磁場測定に基づいて図１の装置データＤＡＴＡを生成することができる。例えば、センサデバイス１００は、磁場測定結果を装置データＤＡＴＡの形で、システムコントローラ１１００（例えば、通信ブロック１１３０）に送信することができる。
【0032】
磁気コイル１２５０によって生成された磁場は、半導体製造装置１２００がウェハ全体にわたって工程散布を制御できるようにするだけ、ウェハの位置点による磁場測定は、工程の効率または収率(yield)を向上させるにあたって重要な部分を占めることができる。以下の図を参照して、半導体製造装置１２００内の磁場をウェハ上の位置点ごとに測定することができるセンサデバイス１００に対して説明される。なお、センサデバイス１００に基づいて、半導体製造装置１２００内の磁場を調整することができる実施形態が説明される。
【0033】
図３は、本発明の一実施形態によるセンサデバイス１００を詳細に示すブロック図である。図３を参照すると、センサデバイス１００は、電源部(power unit)１１０、センサ部(sensor unit)１２０、処理部(processing unit)１３０および通信部(communication
unit)１４０を含み得る。図３を参照して、本発明の一実施形態によるセンサデバイス１００が詳細に説明される。
unit)１４０を含み得る。図３を参照して、本発明の一実施形態によるセンサデバイス１００が詳細に説明される。
【0034】
電源部１１０は、センサデバイス１００の電源(power)を供給することができる。一実施形態では、電源部１１０は複数のバッテリ(batteries)を含み得る。例えば、電源部１１０は、複数のバッテリの電源に基づいて、センサデバイス１００のセンサ部１２０、処理部１３０および通信部１４０に電源ＰＷを提供することができる。一実施形態では、電源部１１０は無線充電をサポートすることができ、無線充電に基づいて内部の複数のバッテリは充電される。
【0035】
センサ部１２０は磁場を感知することができる。一実施形態では、センサ部１２０は複数のセンサを含み得る。例えば、センサ部１２０は、磁場をそれぞれ測定することができるホールセンサ(hall sensor)を含み得る。センサ部１２０は、通信部１４０から受信されるセンサ制御信号ＣＴＲＬ＿ＳＥに応答して動作することができ、感知された磁場をそれぞれセンサ別に感知データＳＤとして処理部１３０に提供することができる。センサ部１２０のより詳細な構造および動作は、図５および図６を参照して説明される。
【0036】
処理部１３０は、図１のシステムコントローラ１１００に提供される装置データＤＡＴＡに含まれる磁場データＭＤを生成することができる。一実施形態では、磁場データＭＤは、感知データＳＤに基づいて生成される。例えば、処理部１３０は、受信されるセンサ別感知データＳＤに基づいて、センサ別磁場データＭＤを生成することができる。処理部１３０は、磁場データＭＤを通信部１４０に送信することができる。感知データＳＤおよび磁場データＭＤは、図７を参照してより詳細に説明される。一実施形態では、処理部１３０は、前述の動作を遂行することができるプロセッサ（例えば、ＣＰＵ、アクセラレータ、ＡＳＩＣ(application-specific integrated circuit)、ＦＰＧＡ(field programmable logic arrays)など）を含み得る。
【0037】
通信部１４０は、システムコントローラ１１００に装置データＤＡＴＡを送信することができ、システムコントローラ１１００から制御信号ＣＴＲＬを受信することができる。一実施形態では、制御信号ＣＴＲＬは、センサ部１２０を制御するセンサ制御信号ＣＴＲＬ＿ＳＥを含み得る。例えば、通信部１４０は、制御信号ＣＴＲＬに含まれるセンサ制御信号ＣＴＲＬ＿ＳＥをセンサ部１２０に送信することができる。通信部１４０は、処理部１３０から磁場データＭＤを受信でき、磁場データＭＤを装置データＤＡＴＡの形でシステムコントローラ１１００に送信することができる。
【0038】
通信部１４０がセンサ制御信号ＣＴＲＬ＿ＳＥを生成し、センサ制御信号ＣＴＲＬ＿ＳＥをセンサ部１２０に送信することを基準にして説明したが、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。通信部１４０の制御なしに、センサ部１２０が磁場を感知し、感知データＳＤを生成する実施形態もまた本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。例えば、センサ部１２０は、通信部１４０の別途の制御なしに持続的に磁場を感知し、感知データＳＤを生成することができる。
【0039】
図４は、本発明の一実施形態による、図３のセンサデバイス１００の構造を示す側面図である。図４は、図３のセンサデバイス１００を第３方向Ｄ３に見た側面図であり得る。図４を参照すると、センサデバイス１００は、センサデバイス基板（ＳＵＢ：sensor device substrate）およびセンサ部１２０を含み得る。センサ部１２０は、図３のセンサ部１２０と対応することができ、半導体製造装置１２００内部の磁場を感知することができる。一実施形態では、センサ部１２０は、ケース(case)またはカバーで保護されてもよい。
【0040】
センサデバイス基板ＳＵＢは、センサ部１２０の第１方向Ｄ１へ下部に位置することができる。一実施形態では、センサデバイス基板ＳＵＢは、センサデバイス１００の動作に必要ないくつかのユニット(units)を含み得る。例えば、センサデバイス基板ＳＵＢは、図３の電源部１１０、処理部１３０および通信部１４０を含み得る。図４は、センサデバイス基板ＳＵＢが第１方向Ｄ１へ上部にセンサ部１２０を含むものとして示されるが、本発明の範囲がこれに限定されるものではなく、センサデバイス基板ＳＵＢの第一方向Ｄ１へ下部にセンサ部１２０が位置した実施形態も、また本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。図４では、センサデバイス基板ＳＵＢの第２方向Ｄ２に幅は、センサ部１２０の第２方向Ｄ２に幅の大きさよりも小さく示されているが、センサ部１２０とセンサデバイス基板ＳＵＢの第２方向Ｄ２にそれぞれの幅が互いに等しくてもよいことと理解されるべきである。
【0041】
図５は、本発明の一実施形態による、図３のセンサ部１２０を詳細に示す平面図である。図５を参照すると、センサ部１２０は、センサ基板（ＳＳ：sensor substrate）、中心センサＢＣ、第１センサグループＢ１および第２センサグループＢ２を含み得る。図５を参照して、本発明の一実施形態によるセンサ部が詳細に説明される。
【0042】
説明の便宜上、円筒座標系に基づいて本発明の実施形態が説明される。例えば、第１方向Ｄ１は図２の第１方向Ｄ１に対応することができ、センサ基板ＳＳの中心軸(center axis)またはセンサ基板ＳＳの法線方向を指すことができる。半径方向ＤＲは、第１方向Ｄ１（またはセンサ基板ＳＳの中心軸）からの距離および方向を指すことができる。回転角ＤＣは、第１方向Ｄ１（またはセンサ基板ＳＳの中心軸）を基準に、基準軸（例えば、後述する第１センサグループＢ１を含む直線）から回転する角度の大きさであり得る（回転角の大きさは明細書全体にわたって６０分法で言及される）。一実施形態では、図２の第２方向Ｄ２は、回転角ＤＣが０度の半径方向ＤＲであり得、第３方向Ｄ３は、回転角ＤＣが－９０度または２７０度である半径方向ＤＲであり得る。
【0043】
センサ基板ＳＳは、第１方向Ｄ１へ上部に複数のセンサを含み得る。一実施形態では、センサ基板ＳＳは、複数のセンサのそれぞれが図３の処理部１３０に連結されるようにできる。例えば、センサ基板ＳＳは、複数のセンサのそれぞれと処理部１３０と連結される導線を提供することができる。センサ基板ＳＳはウェハの形状と同一であり得る。一実施形態では、センサ基板ＳＳは円形でありながら、図２の半導体製造装置１２００が加工するウェハと同じサイズを有し得る。例えば、半導体製造装置１２００が加工するウェハの半径が１５０mmである場合、センサ基板ＳＳの半径も同様に１５０mmであり得る。一実施形態では、センサ基板ＳＳはウェハと同一にノッチを含み得る。
【0044】
中心センサＢＣ、第１センサグループＢ１および第２センサグループＢ２に含まれる複数のセンサ（例えば、中心センサＢＣ、第１センサグループＢ１の基準軸センサおよび第２センサグループＢ２の第１円周センサ）のそれぞれは、図２の磁気コイル１２５０から生成される磁場の複数の成分を測定することができる。一実施形態では、複数の成分のそれぞれは直交(orthogonal)成分であり得る。例えば、複数のセンサのそれぞれは、円筒座標系(cylindrical coordinate)に基づいて、センサのそれぞれを通過する磁場の半径方向ＤＲ成分、回転角ＤＣ成分および第１方向Ｄ１成分を感知および測定することができる。より具体的には、複数のセンサのそれぞれは、ベクトルフィールド(vector field)の円筒座標系上の３つの成分に基づいて各センサを通過する磁場を測定することができる。他の例では、複数のセンサのそれぞれは、デカルト座標系(Cartesian coordinate)、球面座標系(spherical
coordinate)などの多様な座標系のうち１つに基づいて、それぞれのセンサを通過する磁場の各成分を感知または測定することができる。
coordinate)などの多様な座標系のうち１つに基づいて、それぞれのセンサを通過する磁場の各成分を感知または測定することができる。
【0045】
以下では、説明の便宜のために、複数のセンサのそれぞれが、円筒座標系に基づいてセンサのそれぞれを通過する磁場の成分を測定する実施形態を基準に説明される。第１成分は磁場の半径方向ＤＲの成分を指すことができ、第２成分は磁場の回転角ＤＣ成分を指すことができ、第３成分は磁場の第１方向Ｄ１の成分を指すことができる。
【0046】
中心センサＢＣは、センサ基板ＳＳの中央に位置することができる。図５では、中心センサＢＣは黒色の陰影で示されてもよい。一実施形態では、中心センサＢＣは、センサ基板ＳＳの中心を通過する磁場の第１～第３成分を測定することができる。例えば、中心センサＢＣが測定する第３成分はゼロではない負の値を有することができ、第１成分または第２成分はゼロであり得る。
【0047】
第１センサグループＢ１は、中心センサＢＣを貫通し、回転角ＤＣが０（ゼロ）または１８０度である半径方向ＤＲと平行な直線に沿って、センサ基板ＳＳ上に一列に配置される複数の基準軸センサ（reference axis sensors）を含み得る。図５では、第１センサグループＢ１の基準軸センサは左斜線の陰影で示されてもよい。第１センサグループＢ１の複数の基準軸センサのそれぞれは、各センサを通過する磁場の第１成分、第２成分および第３成分を測定することができる。第１センサグループＢ１は、センサ基板ＳＳの中心から半径方向ＤＲ上の位置の変化に応じて、半径方向ＤＲの第１成分の変化または第３成分の変化を感知および測定することができる。
【0048】
一実施形態では、第１センサグループＢ１の複数の基準軸センサは、均一な間隔で配置され得る。例えば、第１ａセンサＢ１ａと第１ｂセンサＢ１ｂとの間の間隔は、第１間隔ｄ１であり得る。第１センサグループＢ１のうち、中心センサＢＣに隣接する基準軸センサも半径方向ＤＲに第１間隔ｄ１だけ離隔されてもよい。一実施形態では、第１間隔ｄ１は、第１センサグループＢ１の基準軸センサの特性に基づいて決定されてもよい。例えば、第１間隔ｄ１は、第１ａセンサＢ１ａと第１ｂセンサＢ１ｂとの間の磁場変化量（または第１成分の変化量）が基準軸センサの磁場測定感度（sensitivity）より大きいか、または同じであってもよい間隔であり得る。同様に、他の例として、第１間隔ｄ１は、中心センサＢＣと、隣接する第１センサグループＢ１の基準軸センサのそれぞれとの間の磁場変化量が、センサの磁場測定感度より大きいか、同じであってもよい間隔であり得る。
【0049】
図５を参照して、図示・説明される第１センサグループＢ１の基準軸センサの配置は例としてのものであり、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。中心センサＢＣから離れるにつれてセンサ間の間隔が増加する実施形態、または任意の配置間隔を有する実施形態もまた本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。第１センサグループＢ１が、任意の回転角ＤＣの半径方向ＤＲ（すなわち、図２の第２方向Ｄ２と平行でない方向）と平行であり、中心センサＢＣを通過する軸上に包含または配置される実施形態も、また本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。
【0050】
第２センサグループＢ２は、中心軸から第１半径Ｒ１の円周に沿ってセンサ基板ＳＳの第１方向Ｄ１へ上方に配置されてもよい。図５では、第２センサグループＢ２の第１円周センサ(first circumference sensors)は、格子模様で示されてもよい。一実施形態では、第２センサグループＢ２の第１円周センサのそれぞれと中心センサＢＣとの間の距離である第１半径Ｒ１は、ウェハの半径と（例えば、ほぼ）同一であり得る。例えば、第２センサグループＢ２の第１円周センサのセンサ基板ＳＳの円周、およびセンサ基板ＳＳの第１方向Ｄ１へ上部に配置され得る。一実施形態では、第２センサグループＢ２の第１円周センサの隣接するそれぞれの間の中心角の大きさは一定であり得る。例えば、第２センサグループＢ２の第２ａセンサＢ２ａと第２ｂセンサＢ２ｂとの間の中心角の大きさは、第１角度θ１であり得る。
【0051】
第２センサグループＢ２は、回転角ＤＣの変化による第１成分、第２成分および第３成分の変化、または回転角ＤＣの値による第１成分、第２成分および第３成分の値の分布を感知して測定することができる。一実施形態では、第２センサグループＢ２を介して、図２の磁気コイル１２５０とセンサデバイス１００のそれぞれの中心位置との間の関係（例えば、第１方向Ｄ１へ同じ直線上に位置するかずれているか）が把握される。
【0052】
図５を参照して、図示および説明される第２センサグループＢ２の第１円周センサの配置は、例としてのものであり、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。磁気コイル１２５０または半導体製造装置１２００の動作に応じて、第２センサグループＢ２のセンサのそれぞれの間の中心角の大きさが異なる実施形態も、また本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。一実施形態では、センサ基板ＳＳ上の複数のセンサのうちいくつかは、第１センサグループＢ１または第２センサグループＢ２に属することができる。例えば、図５を参照すると、第１ａセンサＢ１ａは、第１センサグループＢ１または第２センサグループＢ２の両方に属するセンサであり得る。
【0053】
以下では、説明の便宜上、第１センサグループＢ１および第２センサグループＢ２の両方に含まれ得るセンサは、第１センサグループＢ１に含まれるセンサであることを基準に説明されるが、本発明をこれに限定して理解してはならない。第１センサグループＢ１および第２センサグループＢ２として示されるセンサの数は例としてのものであり、各グループに含まれるセンサの数が増加または減少する実施形態もまた本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。
【0054】
図５を参照して図示・説明される実施形態は、センサ部１２０に別途のセンサ基板ＳＳを含むことを基準に説明されたが、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。図５のセンサ部１２０がセンサ基板ＳＳを含まない実施形態もまた本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。例えば、
中心センサＢＣ、第１センサグループＢ１および第２センサグループＢ２が、図４で説明されたセンサデバイス基板ＳＵＢの（例えば、第１方向Ｄ１へ）上部に包含または配置される実施形態も、また本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。他の例では、センサ基板ＳＳが図３の電源部１１０、処理部１３０および通信部１４０を含む実施形態もまた本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。
中心センサＢＣ、第１センサグループＢ１および第２センサグループＢ２が、図４で説明されたセンサデバイス基板ＳＵＢの（例えば、第１方向Ｄ１へ）上部に包含または配置される実施形態も、また本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。他の例では、センサ基板ＳＳが図３の電源部１１０、処理部１３０および通信部１４０を含む実施形態もまた本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。
【0055】
中心センサＢＣ、第１センサグループＢ１および第２センサグループＢ２を介して、測定される感知データＳＤは図３の処理部１３０に提供される。感知データＳＤは、各センサで測定される磁場の第１成分、第２成分および第３成分を含み得る。感知データＳＤは、図７を参照してより詳細に説明される。
【0056】
図６は、本発明の一実施形態によるセンサ部２００を詳細に示す平面図である。センサ部２００は、図３および図５のセンサ部１２０に対応することができる。図６を参照すると、センサ部２００は、センサ基板ＳＳ、中心センサＢＣ、第１センサグループＢ１、第２センサグループＢ２および第３センサグループＢ３を含み得る。中心センサＢＣ、第１センサグループＢ１および第２センサグループＢ２は、図５と同様に示され得る。
【0057】
センサ基板ＳＳは、図５のセンサ基板ＳＳに対応することができ、第１方向Ｄ１へ上部に中心センサＢＣ、第１センサグループＢ１、第２センサグループＢ２および第３センサグループＢ３を含み得る。センサ基板ＳＳは、中心センサＢＣ、第１センサグループＢ１、第２センサグループＢ２および第３センサグループＢ３が、図３の処理部１３０と連結されるようできる。センサ基板ＳＳの構造および動作は、図５のセンサ基板ＳＳと同じまたは類似であり得る。
【0058】
中心センサＢＣは、図５の中心センサＢＣに対応することができ、センサ基板ＳＳの中心に位置し、磁場の第１成分、第２成分および第３成分を感知および測定することができる。第１センサグループＢ１は、図５の第１センサグループＢ１に対応することができる。図６を参照すると、第１センサグループＢ１の基準軸センサは、回転角ＤＣが０(ゼロ)度または１８０度である半径方向ＤＲと平行であり、中心センサＢＣを通る直線に沿って、配置され得る。第１センサグループＢ１の基準軸センサは、図５の第１センサグループＢ１と同様に、第１間隔ｄ１で配置され、基準軸センサのそれぞれは磁場の第１成分、２成分および第３成分をそれぞれ測定することができる。第１センサグループＢ１の基準軸センサが、任意の回転角ＤＣの半径方向ＤＲと平行であり、中心センサＢＣを通る軸上に包含または配置される実施形態もまた、本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。
【0059】
第２センサグループＢ２は、図５の第２センサグループＢ２に対応することができる。図５の第２センサグループＢ２と同様に、第２センサグループＢ２の第１円周センサは、第２センサグループＢ２の中心軸から第１半径Ｒ１の円周に沿って、センサ基板ＳＳの第１方向Ｄ１へ上部に配置される。第１円周センサの隣接するそれぞれの間の中心角の大きさは、第１角度θ１であり得る。第１半径Ｒ１は図５の第１半径Ｒ１と対応でき、第１角度θ１は図５の第１角度θ１に対応し得る。一実施形態では、第１半径Ｒ１は、センサ基板ＳＳ（またはウェハ）の半径と（例えば、ほぼ）同一であり得る。例えば、図６を参照すると、第２センサグループＢ２の第１円周センサは、センサ基板ＳＳの円周に沿って配置され得る。
【0060】
第３センサグループＢ３の第２円周センサ（second circumference sensor）は、センサ基板ＳＳの中心から第２半径Ｒ２だけ離れる円周に沿って、センサ基板ＳＳの第１方向Ｄ１へ上に配置される。図６では、第３センサグループＢ３の第２円周センサは灰色の陰影で示されてもよい。一実施形態では、第２半径Ｒ２は、第１半径Ｒ１とは異なる値であり得る。例えば、第２半径Ｒ２は、第１半径Ｒ１より小さい値であり得る。一実施形態では、第３センサグループＢ３の各センサ間の中心角の大きさは一定であり得る。例えば、第３センサグループＢ３の第３ａセンサＢ３ａと第３ｂセンサＢ３ｂとの間の中心角の大きさは、第２角度θ２であり得る。第２角度θ２は、第１角度θ１と同じであり得るか、または異なる値を有し得る。
【0061】
第３センサグループＢ３は、第２センサグループＢ２と同様に、回転角ＤＣの変化による第１成分、第２成分および第３成分の変化、または回転角ＤＣの値による第１成分、第２成分および第３成分の値の分布を感知および測定することができる。一実施形態では、第３センサグループＢ３を介して、図２の磁気コイル１２５０とセンサデバイス１００のそれぞれの中心位置(center position)との間の関係（例えば、第１方向Ｄ１で同じ直線上に位置するか、またはずれているか）が把握され得る。図６のセンサ部２００は、第３センサグループＢ３を追加に含むことにより、図５のセンサ部１２０よりもっと精密に、磁気コイル１２５０とセンサデバイス１００のそれぞれの中心位置（center position）との関係を把握できる。
【0062】
図６を参照して、図示および説明される第１センサグループＢ１、第２センサグループＢ２および第３センサグループＢ３のそれぞれのセンサの配置および個数は、例としてのものであり、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。磁気コイル１２５０または半導体製造装置１２００の動作に応じて、第１センサグループＢ１のセンサのそれぞれの間隔が一定でない実施形態、または第２センサグループＢ２もしくは第３センサグループＢ３のセンサのそれぞれの間の中心角が一定でない実施形態もまた、本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。センサ部２００が中心軸から任意の半径の円周上に配置されるセンサを含むセンサグループを、追加に複数個もっと含む実施形態もまた本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。
【0063】
一実施形態では、センサ基板ＳＳ上のセンサのいくつかは、第１センサグループＢ１および第２センサグループＢ２に属するか、または第１センサグループＢ１および第３センサグループＢ３に属する。説明の便宜上、第１センサグループＢ１および第２センサグループＢ２に属することができるセンサ、または第１センサグループＢ１および第３センサグループＢ３に属し得るセンサは、第１センサグループＢ１に属するものを基準にして説明される。第１センサグループＢ１、第２センサグループＢ２および第３センサグループＢ３に含まれるセンサの数は、例としてのものであり、図６に示されたものに本発明が限定されるものではない。各グループに含まれるセンサの数は、増加または減少することができるものと理解されなければならない。
【0064】
図６を参照して図示・説明される実施形態は、センサ部２００に別途のセンサ基板ＳＳを含むことを基準にして説明したが、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。図６のセンサ部２００がセンサ基板ＳＳを含まない実施形態もまた、本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。例えば、中心センサＢＣ、第１センサグループＢ１、第２センサグループＢ２および第３センサグループＢ３が、図４で説明されたセンサデバイス基板ＳＵＢの（例えば、例えば、第１方向Ｄ１へ）上部に包含または配置される実施形態もまた、本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。
【0065】
中心センサＢＣ、第１センサグループＢ１、第２センサグループＢ２、第３センサグループＢ３を介して、測定される感知データＳＤは、図３の処理部１３０に提供されてもよい。感知データＳＤは、各センサで測定される磁場の第１成分、第２成分および第３成分を含み得る。感知データＳＤは、図７を参照してより詳細に説明される。
【0066】
図３～図６を参照して図示・説明されるセンサデバイス１００は、上述の構造および動作に基づいて、図２の半導体製造装置１２００内のチャンバＣ内の複数点の磁場を測定することができる。センサデバイス１００は、チャンバＣの真空環境などを維持しながら、チャンバＣ内の複数点の磁場を測定することができ、以下の図を参照して後述する動作に基づいて、半導体製造装置１２００が、最適な効率および収率の工程をウェハに適用するようにできる。
【0067】
図７は、本発明の一実施形態による、図３～図６のセンサデバイス１００の感知データテーブル（ＳＤＴ：sensing
data table）を示す図表である。感知データテーブルＳＤＴは、図３の磁場データＭＤの一例であるか、または磁場データＭＤに含まれてもよい。感知データテーブルＳＤＴは、センサ部１２０の感知データＳＤに基づいて処理部１３０によって生成される。図３および図５～図７を参照して、本発明の一実施形態による感知データテーブルＳＤＴが説明される。
data table）を示す図表である。感知データテーブルＳＤＴは、図３の磁場データＭＤの一例であるか、または磁場データＭＤに含まれてもよい。感知データテーブルＳＤＴは、センサ部１２０の感知データＳＤに基づいて処理部１３０によって生成される。図３および図５～図７を参照して、本発明の一実施形態による感知データテーブルＳＤＴが説明される。
【0068】
感知データテーブルＳＤＴは、複数の行および複数の列を指すことができる。感知データテーブルＳＤＴの各行は、センサグループ、センサグループに含まれる個別センサ、個別センサ磁場の各成分別測定値を指すことができる。感知データテーブルＳＤＴの第１列は、図５および図６のセンサグループＢＣ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を指すことができる。第２列は、センサグループＢＣ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３に含まれる個別センサを表すことができる。第３列は、各センサの磁場第１成分測定値（Ｂｒ：磁場の半径方向ＤＲの成分測定値）を表すことができ、第４列は、各センサの磁場第２成分測定値（Ｂθ：磁場の回転角ＢＣの成分測定値）を表すことができ、第５列は各センサから測定される第３成分（Ｂｚ：磁場の第１方向Ｄ１成分）を表すことができる。ｘは第１センサグループＢ１の基準軸センサの数を指すことができ、ｙは第２センサグループＢ２の第１円周センサの数を指すことができ、ｚは第３センサグループＢ３の第２円周センサの数を指すことができる。
【0069】
図７の横方向は順次に、センサグループ、センサグループに含まれる個別センサ、個別センサの第１成分測定値Ｂｒ、第２成分測定値Ｂθ、第３成分測定値Ｂｚのそれぞれの値を表すことができる。例えば、中心センサＢＣの第１成分測定値ＢｒはＲＣであってもよく、第２成分測定値ＢθはθＣであってもよく、第３成分測定値ＢｚはＺＣであってもよい。他の例として、第２センサグループＢ２の第１円周センサのうち１つである第２２センサＢ２２から測定される第１成分測定値ＢｒはＲ２２であってもよく、第２成分測定値Ｂθはθ２２であってもよく、第３成分測定値ＢｚはＺ２２であってもよい。感知データテーブルＳＤＴは、上述の例と同様に、各センサの第１成分測定値Ｂｒ、第２成分測定値Ｂθおよび第３成分測定値Ｂｚを含み得る。
【0070】
一実施形態では、磁場データＭＤは行列(matrix)形式のデータであり得る。例えば、磁場データＭＤは、測定値ＳＤＶを行列形式で含むことができ、処理部１３０によって通信部１４０に送信される。より詳細な例として、測定値ＳＤＶの第１列は第１成分測定値Ｂｒを含むことができ、第２列は第２成分測定値Ｂθを含むことができ、３列は第３成分測定値Ｂｚを含み得る。
【0071】
磁場データＭＤが、図７の感知データテーブルＳＤＴであるか、または感知データテーブルＳＤＴを含む実施形態を基準に説明されたが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。磁場データＭＤが任意の形態で、各センサグループＢＣ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の各センサの第１成分測定値Ｂｒ、第２成分測定値Ｂθおよび第３成分測定値Ｂｚを任意の形態または任意の構造で含み得るものと理解されなければならない。一実施形態では、磁場データＭＤは、任意のデータ構造に基づいて図７を介して図示および説明されるデータを含み得る。
【0072】
上述した磁場データＭＤまたは感知データテーブルＳＤＴの実施形態は、図６のセンサ部２００を含むセンサデバイス１００のセンシングデータＳＤに基づいて説明されたが、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。磁場データＭＤまたは感知データテーブルＳＤＴが図５のセンサ部１２０のデータを含む実施形態もまた、本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。すなわち、磁場データＭＤまたは感知データテーブルＳＤＴは、中心センサＢＣ、第１センサグループＢ１の基準軸センサおよび第２センサグループＢ２の第１円周センサのそれぞれの第１成分測定値Ｂｒ、第２成分測定値Ｂθおよび第３成分測定値Ｂｚを含む実施形態もまた、本発明の範囲に属するものと理解されるべきである（これは、後述する図８の基準磁場データＭＤ＿Ｒ、および図９のオフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏの場合も同一である）。
【0073】
図８は、本発明の一実施形態による、基準磁場データ（ＭＤ＿Ｒ：reference magnetic flux data）を示す図である。図８を参照すると、基準磁場データ（ＭＤ＿Ｒ：reference magnetic flux data ）は、複数の基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒを含み得る。図８を参照して、本発明の一実施形態による基準磁場データＭＤ＿Ｒが説明される。
【0074】
一実施形態では、基準磁場データＭＤ＿Ｒは、半導体製造装置１２００の工程などの特性別に基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒを含み得る。例えば、基準磁場データＭＤ＿Ｒは、半導体製造装置の工程、外部環境、ウェハの種類別に異なる複数の基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒを含み得る。基準磁場データＭＤ＿Ｒは、システムコントローラ１１００（例えば、メモリ１１１０）に格納され得る。
【0075】
基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒは、図１の半導体製造システム１０００の特性に基づいて生成される。一実施形態では、基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒは、センサデバイス１００の各センサによって測定される半導体製造装置１２００が、最適な効率および収率で半導体デバイスを製造するために生成する磁場データを含み得る。各基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒは、シミュレーション、実験または機械学習による推論などの方法に基づいて生成される。
【0076】
基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒの第１列～第５列は、順次にセンサグループ、センサグループに含まれる個別センサ、個別センサによって測定される第１成分基準値Ｂｒ＿Ｒ、第２成分基準値Ｂθ＿Ｒ、第３成分基準値Ｂｚ＿Ｒを表すことができる。
【0077】
基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒの第１列および第２列は、図７の感知データテーブルＳＤＴと同一であり得る。すなわち、基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒおよび感知データテーブルＳＤＴのそれぞれの行が指すか、またはそれぞれの行に対応する個別センサは同一であり得る。例えば、基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒおよび感知データテーブルＳＤＴの第２行は、それぞれ中心センサＢＣの測定値Ｂｒ、Ｂθ、Ｂｚ、および基準値Ｂｒ＿Ｒ、Ｂθ＿Ｒ、Ｂｚ＿Ｒを含むことができ、第４行は、それぞれ第１センサグループＢ１の第１２センサＢ１２の測定値Ｂｒ、Ｂθ、Ｂｚ、および基準値Ｂｒ＿Ｒ、Ｂθ＿Ｒ、Ｂｚ＿Ｒを指すことができる。
【0078】
【0079】
図８を参照して、図示・説明される実施形態では、基準磁場データＭＤ＿Ｒが複数の基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒを含む形態で図示および説明されるが、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒによって図示・説明されたデータは、任意の配列、連結関係または構造に基づいて基準磁場データＭＤ＿Ｒに含まれ得る。例えば、半導体工程などの特性別のそれぞれの基準データ（例えば、センサグループＢＣ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、個別センサおよび個別センサの基準値Ｂｒ＿Ｒ、Ｂθ＿Ｒ、Ｂｚ＿Ｒ）は、任意の形態または任意の構造（例えば、任意のデータ構造）で基準磁場データＭＤ＿Ｒに含まれ得る。
【0080】
図９は、本発明の一実施形態によるオフセット感知データテーブル(offset sensing data table)ＳＤＴ＿Ｏを示す図表である。オフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏは、センサグループの個別センサのオフセット磁場データ(offset magnetic flux data)に含まれるか、またはオフセット磁場データの一例であり得る。図９を参照して、本発明の一実施形態によるオフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏが説明される。図９は、オフセット磁場データが、テーブル形式を基準にして説明されるが、オフセット磁場データが任意の形態または任意の構造（例えば、データ構造）に基づいて図９に図示および説明されるデータを含む実施例もまた、本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。
【0081】
オフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏは、図７の感知データテーブルＳＤＴおよび図８の基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒに基づいて生成される。一実施形態では、オフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏは、感知データテーブルＳＤＴの値と基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒの値との差に基づいて生成され得る。例えば、中心センサＢＣの第１成分オフセット値Ｂｒ＿ＯはＲＣ＿Ｏであり、（ＲＣ＿Ｏ）＝（ＲＣ）－（ＲＣ＿Ｒ）を満たすことができる。同様に、他の例として、第２センサグループＢ２の第２２センサＢ２２の第２成分オフセット値Ｒθ＿Ｏはθ２２＿Ｏであり、（θ２２＿Ｏ）＝（θ２２）－（θ２２＿Ｒ）を満たすことができる。
【0082】
オフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏは、システムコントローラ１１００によって生成されてもよい。一実施形態では、オフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏは、ＣＰＵ１１２０によって生成され、メモリ１１１０に格納されてもよい。例えば、ＣＰＵ１１２０は、半導体製造装置１２００から受信する装置データＤＡＴＡに含まれる（磁場データＭＤの形態の）感知データテーブルＳＤＴおよびメモリ１１１０に格納される基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒの比較に基づいて、オフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏを生成することができる。生成されたオフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏは、メモリ１１１０に記憶されてもよい。オフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏのより詳細な活用は、図１０および図１１を参照して説明される。
【0083】
図７～図９は、各センサおよびセンサのそれぞれの第１成分データ、第２成分データおよび第３成分データをテーブル形式で示しているが、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。図７～図９を参照して、説明されたようなセンサおよびセンサのそれぞれのデータが任意のデータ構造に含まれる実施形態もまた、本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。
【0084】
図１０は、本発明の一実施形態によって、図２の半導体製造装置１２００の磁場較正(magnetic flux calibration)のための半導体製造システム１０００の動作方法を示すフローチャートである。図１～図１０を参照して、本発明の一実施形態による半導体製造装置１２００の磁場較正方法が説明される。半導体製造装置１２００の動作全体にわたって、含まれるチャンバＣは、半導体デバイスを製造するのに必要な環境（例えば、真空状態）を維持することができる。以下では、センサデバイス１００が図６のセンサ部２００を含むことを基準にして本発明が説明されるが、図５のセンサ部１２０を含む実施形態もまた本発明の範囲に属するものと理解されるべきである（図７～図９のテーブルにおいて、第３センサグループＢ３に対応するデータを除いた残りのデータのみがある場合に該当する）。
【0085】
段階Ｓ１１０において、システムコントローラ１１００は、センサデバイス１００を静電チャック１２２０に位置するための制御信号ＣＴＲＬを半導体製造装置１２００に送信することができる。例えば、システムコントローラ１１００は、ＣＰＵ１１２０を介して制御信号ＣＴＲＬを生成し、生成される制御信号ＣＴＲＬを通信ブロック１１３０を介して半導体製造装置１２００に送信することができる。
【0086】
段階Ｓ１１５において、半導体製造装置１２００は制御信号ＣＴＲＬを受信することができる。一実施形態では、半導体製造装置１２００は、受信された制御信号ＣＴＲＬを制御信号ＣＴＲＬが指す動作を遂行する構成に伝達することができる。例えば、半導体製造装置１２００は、センサデバイス１００を静電チャック１２２０上に位置する動作を指す制御信号ＣＴＲＬを転送モジュール１２３０に伝達することができる。
【0087】
段階Ｓ１２０は、センサデバイス１００が半導体製造装置１２００のチャンバＣ内の磁場を測定する段階であってもよい。段階Ｓ１２０は、段階Ｓ１２１、段階Ｓ１２３、段階Ｓ１２５および段階Ｓ１２７を含み得る。
【0088】
段階Ｓ１２１において、半導体製造装置１２００は、センサデバイス１００を静電チャック１２２０上に位置することができる。一実施形態では、半導体製造装置１２００は、転送モジュール１２３０を介してセンサデバイス１００を移動することができる。例えば、図２をともに参照すると、半導体製造装置１２００は、転送モジュール１２３０の動作に基づいて、センサデバイス１００が静電チャック１２２０の第１方向Ｄ１へ上部に位置するようにできる。
【0089】
段階Ｓ１２３において、半導体製造装置１２００はチャンバＣの内部に磁場を生成することができる。例えば、半導体製造装置１２００は磁気コイル１２５０を活性化してチャンバＣの内部に磁場を生成することができる。
【0090】
段階Ｓ１２５において、センサデバイス１００はチャンバＣの内部の磁場を測定することができる。一実施形態では、センサデバイス１００は、図５のセンサ部１２０に含まれるセンサに基づいてチャンバＣ内の磁場を測定することができる。別の実施形態では、センサデバイス１００は図６のセンサ部２００を含み、センサ部２００に含まれるセンサに基づいてチャンバＣ内の磁場を測定することができる。センサデバイス１００の各センサは、チャンバＣ内で各センサを通過する磁場の直交成分(orthogonal component)を測定することができる。例えば、各センサは円筒座標系に基づいて磁場を測定することができ、磁場の第１成分（半径方向ＤＲの成分）、第２成分（回転角ＤＣ成分）および第３成分（第１方向Ｄ１の成分）を測定することができる。センサ部１２０、２００は、センサの感知結果に基づいて感知データＳＤを生成することができる。
【0091】
段階Ｓ１２７において、センサデバイス１００は磁場データＭＤを生成することができる。一実施形態では、センサデバイス１００は、センサ部１２０から生成された感知データＳＤに基づいて磁場データＭＤを生成することができ、磁場データＭＤは各センサの感知データＳＤを含み得る。例えば、センサデバイス１００は、処理部１３０を介して、センシングデータＳＤに基づいて、図７の感知データテーブルＳＤＴを含む磁場データＭＤを生成することができる。別の例として、センサデバイス１００は、図７の感知データテーブルＳＤＴの測定値ＳＤＶを含む磁場データＭＤを生成することができる。
【0092】
段階Ｓ１３０において、センサデバイス１００は、磁場データＭＤをシステムコントローラ１１００に送信することができる。一実施形態では、磁場データＭＤは装置データＤＡＴＡに含まれてもよい。例えば、装置データＤＡＴＡは、センサデバイス１００の磁場データＭＤを含むことができ、センサデバイス１００は、磁場データＭＤを含む装置データＤＡＴＡを通信ブロック１１３０に送信することができる。
【0093】
段階Ｓ１４０で、システムコントローラ１１００はオフセット磁場データを生成することができる。一実施形態では、システムコントローラ１１００は、図８の基準磁場データＭＤ＿Ｒおよび磁場データＭＤに基づいて、オフセット磁場データを生成することができる。例えば、システムコントローラ１１００は、基準磁場データＭＤ＿Ｒの基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒおよび磁場データＭＤであるか、または磁場データＭＤに含まれる感知データテーブルＳＤＴに基づいて、オフセット磁場データを生成することができる。一実施形態では、オフセット磁場データは、図９のオフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏであるか、またはオフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏであり得る。
【0094】
システムコントローラ１１００は、磁場データＭＤおよび基準磁場データＭＤ＿Ｒに含まれる、対応するデータ（例えば、成分別測定値、または成分別基準値）のそれぞれの差に基づいて、オフセット磁場データを生成することができる。一実施形態では、システムコントローラ１１００は、感知データテーブルＳＤＴと基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒの対応する値との差に基づいて、オフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏを生成することができる。例えば、図７～図９を併せて参照すると、オフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏの第２ｙセンサＢ２ｙの第１成分オフセット値Ｂｒ＿ＯであるＲ２ｙ＿Ｏは、感知データテーブルＳＤＴの第２ｙセンサＢ２ｙの第１成分測定値ＢｒであるＲ２ｙから、基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒの第２ｙセンサＢ２ｙの第１成分基準値Ｂｒ＿ＲであるＲ２ｙ＿Ｒを引いた値であり得る。他の例として、オフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏの第１２センサＢ１２の第３成分オフセット値Ｂｚ＿ＯであるＺ１２＿Ｏは、感知データテーブルＳＤＴの第１２センサＢ１２の第３成分測定値ＢｚであるＺ１２から、基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒの第１２センサＢ１２の第３成分基準値Ｂｚ＿ＲであるＺ１２＿Ｒを引いた値であり得る。
【0095】
段階Ｓ１５０において、システムコントローラ１１００は、オフセット磁場(offset magnetic flux)の大きさがゼロであるか否かを判定することができる。一実施形態では、システムコントローラ１１００は、オフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏの全ての成分の値がゼロである場合、オフセット磁場の大きさがゼロであると決定することができる。オフセット磁場の大きさがゼロである場合、システムコントローラ１１００は半導体製造装置１２００の磁場較正を終了することができる。オフセット磁場の大きさがゼロでない場合、システムコントローラ１１００は段階Ｓ１６０に進むことができる。
【0096】
段階Ｓ１６０において、システムコントローラ１１００は、磁場較正データ(magnetic flux calibration data)を生成することができる。一実施形態では、システムコントローラ１１００は、オフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏおよび磁場較正アルゴリズムに基づいて磁場較正データを生成することができる。例えば、システムコントローラ１１００は、オフセット感知データテーブルＳＤＴ＿Ｏをメモリ１１１０に記憶された磁場較正アルゴリズムに適用することによって、磁場較正データを生成することができる。磁場較正データは、磁気コイル１２５０を制御するためのデータであり得る。例えば、磁場較正データは、磁気コイル１２５０の磁場生成に必要な複数の電流のそれぞれの値、または複数の電流のそれぞれの値のパターン(pattern)などを含むデータであり得る。
【0097】
段階Ｓ１７０において、システムコントローラ１１００は、磁場較正データおよび較正のための制御信号ＣＴＲＬを半導体製造装置１２００に送信することができる。例えば、システムコントローラ１１００は、通信ブロック１１３０を介して磁場較正データおよび較正のための制御信号ＣＴＲＬを半導体製造装置１２００に送信することができる。
【0098】
段階Ｓ１８０において、半導体製造装置１２００は、較正のための制御信号ＣＴＲＬおよび磁場較正データに応答して磁場較正を遂行することができる。例えば、半導体製造装置１２００は、磁場較正データに応じて、磁気コイル１２５０の内部に流れる複数の電流をそれぞれ調整することができ、磁気コイル１２５０が生成する磁場は磁場較正データに符合するように変わることができる。磁場較正が成功した場合、センサデバイス１００によって測定される磁場データＭＤの各センサ別成分の値は、基準感知データテーブルＳＤＴ＿Ｒに対応する値と同一であり得る。
【0099】
半導体製造システム１０００は、段階Ｓ１８０以降、再び段階Ｓ１２０に戻り、チャンバＣ内の磁場を測定することができる。例えば、半導体製造装置１２００は、センサデバイス１００が静電チャック１２２０上に位置する場合、段階Ｓ１８０終了以降、段階Ｓ１２３に戻ることができ、段階Ｓ１２３から上述したように順次に進行することができる。他の例では、半導体製造装置１２００が磁場を生成し続ける場合、半導体製造システム１０００は段階Ｓ１２５に戻ることができ、センサデバイス１００は磁場較正データに基づいて生成される磁場を感知することができる。その後、半導体製造システム１０００は、上述した動作を順次に遂行することができる。
【0100】
図１０を参照して図示・説明される動作方法に基づいて、半導体製造システム１０００は、最適な工程のための磁場が生成されるようにできる。図３のセンサデバイス１００は、チャンバＣの真空状態から逸脱せずに測定することができる。これは、半導体システム１０００の工程で消費されるコスト（費用）を削減することができるか、または磁場の測定および較正によって消費される時間を短縮することができる。なお、センサデバイス１００は、複数の位置点の磁場測定に基づいて、チャンバＣ内の各位置点別磁場の精密な測定を提供することができる。半導体製造システム１１００は、このような測定データに基づいてチャンバＣ内の磁場をより細かく制御することができ、最適な工程のための磁場の設定値（例えば、コイル電流１２５０）内部に流れる電流の大きさ）に、より短時間にかつ容易に到達することができる。
【0101】
図１１は、本発明の一実施形態による、半導体製造装置１２００のウェハ中心較正のための半導体製造システムの動作方法を示すフローチャートである。図１～図７および図１１を参照して、本発明の一実施形態による、半導体製造装置１２００の磁場を用いたウェハ中心位置較正(wafer center position calibration)のための半導体製造システムの動作方法が説明される。一実施形態では、センサデバイス１００は、ウェハと大きさ、ノッチなどが同一であるだけに、センサデバイス１００が中心に配置されるかを基準にして、転送モジュール１２３０の動作を調整することに基づいてウェハ中心位置較正が遂行され得る。
【0102】
段階Ｓ２１０において、システムコントローラ１１００は、センサデバイス１００を静電チャック１２２０に位置させるための制御信号ＣＴＲＬを半導体製造装置１２００に送信することができる。段階Ｓ２１０は図１０の段階Ｓ１１０と対応でき、半導体製造システム１０００は段階Ｓ１１０と同じまたは類似に動作することができる。
【0103】
段階Ｓ２１５において、半導体製造装置１２００は制御信号ＣＴＲＬを受信することができる。段階Ｓ２１５で、半導体製造装置１２００は、図１０の段階Ｓ１１５と同じまたは類似に動作することができる。例えば、半導体製造装置１２００は、制御信号ＣＴＲＬが指す動作を遂行する構成（例えば、転送モジュール１２３０）に制御信号ＣＴＲＬを伝達することができる。
【0104】
段階Ｓ２２０は、センサデバイス１００が半導体製造装置１２００のチャンバＣ内の磁場を測定する段階であり得る。段階Ｓ２２０は、図１０の段階Ｓ１１０に対応することができる。段階Ｓ２２０は、段階Ｓ２２１、段階Ｓ２２３、段階Ｓ２２５および段階Ｓ２２７を含むことができ、各段階は、それぞれ段階Ｓ１２１、段階Ｓ１２３、段階Ｓ１２５および段階Ｓ１２７に対応し得る。半導体システム１０００の段階Ｓ２２１、段階Ｓ２２３、段階Ｓ２２５および段階Ｓ２２７のそれぞれの動作は、対応する段階Ｓ１２１、段階Ｓ１２３、段階Ｓ１２５および段階Ｓ１２７のそれぞれの動作と同じまたは類似に動作することができる。
【0105】
段階Ｓ２２１において、半導体製造装置１２００は、センサデバイス１００を静電チャック１２２０の上に配置することができ、段階Ｓ２２３において、半導体製造装置１２００はチャンバＣ内に磁場を生成することができる。段階Ｓ２２５において、センサデバイス１００はチャンバＣ内の磁場を測定でき、段階Ｓ２２７においてセンサデバイス１００は、測定に基づいて磁場データＭＤを生成することができる。
【0106】
段階Ｓ２３０において、センサデバイス１００は、生成された磁場データＭＤをシステムコントローラ１１００に送信することができる。段階Ｓ２３０は、図１０の段階Ｓ１３０に対応し得る。例えば、センサデバイス１００は、磁場データＭＤを含む装置データＤＡＴＡをシステムコントローラ１１００に送信することができる。
【0107】
段階Ｓ２４０において、システムコントローラ１１００は、センサデバイス１００が静電チャックの中心位置(center position)に存在するか否かを判定することができる。システムコントローラ１１００は、磁場データＭＤに含まれる図７の感知データテーブルＳＤＴに基づいて、センサデバイス１００が中心位置に配置されたか否かを判定することができる。
【0108】
一実施形態では、システムコントローラ１１００は、中心センサＢＣの測定値に基づいてセンサデバイス１００が中心位置に位置するか否かを判定することができる。例えば、図８をともに参照すると、システムコントローラ１１００は、磁場データＭＤに含まれる感知データテーブルＳＤＴの中心センサＢＣの第１成分測定値ＢｒであるＢＣ、または第２成分測定値ＢθであるθＣが０でない場合、センサデバイス１００が中心位置に配置されていないと判定することができる。これは、センサデバイス１００の中心位置の上部で第１方向Ｄ１の反対側に磁場が生成される場合、第１成分（半径方向ＤＲの磁場成分）は全て対称になり相殺されるためである。
【0109】
別の実施形態では、システムコントローラ１１００は、各センサの任意の成分の測定値に基づいてセンサデバイス１００が中心位置にあるか否かを判定することができる。例えば、システムコントローラ１１００は、センサデバイス１００に含まれる各センサの第２成分測定値Ｂθのうち少なくとも１つ以上がゼロでない場合、センサデバイス１００が中心位置に位置していないと決定できる。これは、センサデバイス１００の中心位置から第１方向Ｄ１に上部で磁場が生成され、第１方向Ｄ１の逆方向および半径方向ＤＲに放射される場合、第２成分（すなわち、磁場の回転角ＤＣ成分）は、各センサで測定される値がゼロであるためである。
【0110】
上述した２つの実施形態は例としてのものであり、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。磁気コイル１２５０の位置、磁場を測定する、直交する成分の座標系（例えば、デカルト座標系、または球面座標系）の座標成分、または中心位置判定の基準となるセンサの数などに応じて、磁場成分の測定値のうち基準となる成分および成分の測定値の基準は異なってもよい。別の一実施形態では、基準磁場データＭＤ＿Ｒは、センサデバイス１００が中心位置に位置する場合の各センサの各成分別基準値を含む基準磁場データＭＤ＿Ｒを含むことができ、磁場データＭＤとの比較に基づいて、センサデバイス１００が中心位置に位置するか否かを判定することができる。
【0111】
段階Ｓ２５０において、システムコントローラ１１００は、段階Ｓ２４０の判定結果に基づいて、次の段階進行の有無を決定することができる。システムコントローラ１１００は、段階Ｓ２４０で、センサデバイス１００が中心位置に位置すると決定した場合、半導体製造システム１０００のウェハ中心位置の較正動作を終了することができる。システムコントローラ１１００は、段階Ｓ２４０で、センサデバイス１００が中心位置に位置していないと決定した場合、半導体製造システム１０００が段階Ｓ２６０に進行するようにできる。
【0112】
段階Ｓ２６０において、システムコントローラ１１００は、感知データテーブルＳＤＴに基づいて中心位置較正データを生成することができる。中心位置較正データは、転送モジュール１２３０の動作を調整するためのデータであり得る。一実施形態では、システムコントローラ１１００は、感知データテーブルＳＤＴのデータおよび中心位置較正アルゴリズムに基づいて中心位置較正データを生成することができる。
【0113】
例えば、システムコントローラ１１００が感知データテーブルＳＤＴの中心センサＢＣの磁場成分測定値に基づいて中心位置を判定する場合、システムコントローラ１１００は第１成分測定値Ｂｒまたは第２成分測定値Ｂθ、およびアルゴリズムに基づいて、中心位置較正データを生成することができる。別の例として、システムコントローラ１１００が感知データテーブルＳＤＴの各センサの第２成分測定値Ｂθに基づいて中心位置を判定する場合、システムコントローラ１１００は各センサの第２成分測定値Ｂθおよびアルゴリズムに基づいて中心位置較正データを生成することができる。同様に、システムコントローラ１１００が上述の例としての方法以外の方法などで中心位置を判定する場合、システムコントローラ１１００は、その方式に対応するアルゴリズムおよび測定値に基づいて中心位置較正アルゴリズムを生成することができる。
【0114】
段階Ｓ２７０において、システムコントローラ１１００は、中心位置較正データおよび中心位置較正を指す制御信号ＣＴＲＬを半導体製造装置１２００に送信することができる。図１０の段階Ｓ１７０と同様に、システムコントローラ１１００は、通信ブロック１１３０を介して、中心位置較正データおよび中心位置較正のための制御信号ＣＴＲＬを半導体製造装置１２００に送信することができる 。
【0115】
段階Ｓ２８０において、半導体製造装置１２００は、中心位置較正データおよび中心位置較正のための制御信号ＣＴＲＬに応答して中心位置較正を行うことができる。例えば、半導体製造装置１２００は、中心位置較正データに応じて転送モジュール１２３０の動作を制御または調整することができ、これに基づいてセンサデバイス１００（またはウェハ）の中心位置を較正することができる。例えば、中心位置較正が成功的に遂行する場合、センサデバイス１００によって測定される中心センサＢＣの第１成分測定値Ｂｒおよび第２成分測定値Ｂθがゼロであるか、または各センサの第２成分測定値Ｂθはすべてゼロであり得る。
【0116】
半導体製造システム１０００は、段階Ｓ２８０以降、再び段階Ｓ２２０に戻り、チャンバＣ内の磁場を測定することができる。一実施形態では、半導体製造装置１２００は段階Ｓ２８０を遂行してから、磁場測定のために段階Ｓ２２０に戻ることができる。例えば、半導体製造装置１２００は、センサデバイス１００が静電チャック１２２０上に位置する場合、段階Ｓ２８０終了後、段階Ｓ２２３に戻ることができ、段階Ｓ２２３から上述したように順次に進行することができる。別の例として、半導体製造装置１２００が磁場を生成し続ける場合、半導体製造システム１０００は段階Ｓ２２５に戻ることができ、センサデバイス１００は、磁場較正データに基づいて生成される磁場を感知することができる。その後、半導体製造システム１０００は、上述した動作を順次に遂行することができる。
【0117】
図１１を介して、図示および説明されたウェハ中心位置の較正動作に基づいて、転送モジュール１２３０によって、ウェハが静電チャック１２２０の中心位置に容易に配置されるように測定することができる。特に、図１～図９を参照して説明されたセンサデバイス１００および図１１の動作は、半導体製造装置１２００のチャンバＣの真空環境のように、半導体デバイスを製造するための環境の変化なしに、ウェハが静電チャック１２２０の中心に配置されるための転送モジュール１２３０が動作するように転送モジュール１２３０を制御することができる。これは、チャンバＣの環境変化による真空環境を生成するためのコスト削減、および迅速な転送モジュール１２３０の調整を提供することができる。
【0118】
図１２は、本発明の一実施形態による半導体製造装置を示すブロック図である。図１２を参照すると、半導体製造装置２０００は、装置コントローラ（Equipment
Controller）２１００、製造装置（manufacture device）２２００およびセンサデバイス（sensor device）２３００を含み得る。図１２を参照して、本発明の一実施形態による半導体製造装置２０００が説明される。
Controller）２１００、製造装置（manufacture device）２２００およびセンサデバイス（sensor device）２３００を含み得る。図１２を参照して、本発明の一実施形態による半導体製造装置２０００が説明される。
【0119】
装置コントローラ２１００は、半導体製造装置２０００の全体的な動作を制御することができる。一実施形態では、装置コントローラ２１００は、制御信号ＣＴＲＬに基づいて製造装置２２００を制御することができ、センサデバイス２３００から磁場データＭＤの提供を受けることができる。装置コントローラ２１００は、図１～図１１を参照して説明されるシステムコントローラ１１００と同じまたは類似に動作することができ、製造装置２２００を制御するか、またはセンサデバイス２３００からデータを受信することができる。
【0120】
製造装置２２００は、半導体デバイスを製造することができる。一実施形態では、製造装置２２００は、装置コントローラ２１００の制御信号ＣＴＲＬに応答して半導体デバイスを製造することができる。製造装置２２００は、図１～図１１を参照して説明される半導体製造装置１２００と同じまたは類似に動作することができる。
【0121】
センサデバイス２３００は、製造装置２２００に含まれるチャンバ内の磁場を測定することができる。一実施形態では、センサデバイス２３００は、測定された磁場データＭＤを装置コントローラ２１００に送信することができる。センサデバイス２３００は、図１～図１１を参照して説明されるセンサデバイス１００に対応することができ、センサデバイス１００と同じまたは類似に動作することができる。
【0122】
図１２の半導体製造装置２０００は、センサデバイス２３００に基づいて、製造装置２２００に含まれるチャンバの真空環境を変化させずに、チャンバ内部の磁場を測定することができ、チャンバが大気環境（atmosphere
environment）および真空環境（vacuum environment）を行き来することによるコストなどを減らすことができる。なお、センサデバイス２３００は、ウェハと同様に製造装置２２００内で取り扱われることにより、容易にチャンバ内の磁場を測定することができる。半導体製造装置２０００は、センサデバイス２３００によって生成される磁場データに基づいて、チャンバ内の磁場をより容易に較正するか、またはウェハの中心位置較正が容易に行われるようにできる。
environment）および真空環境（vacuum environment）を行き来することによるコストなどを減らすことができる。なお、センサデバイス２３００は、ウェハと同様に製造装置２２００内で取り扱われることにより、容易にチャンバ内の磁場を測定することができる。半導体製造装置２０００は、センサデバイス２３００によって生成される磁場データに基づいて、チャンバ内の磁場をより容易に較正するか、またはウェハの中心位置較正が容易に行われるようにできる。
【0123】
上述の内容は、本発明を実施するための具体的な実施形態である。本発明は、上述の実施形態だけでなく、単に設計変更または容易に変更することができる実施形態もまた、含むはずである。なお、本発明は、実施形態を用いて容易に変形して実施することができる技術もまた含む。したがって、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定して定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、本発明の特許請求の範囲と等価なものによって定められるべきである。
【符号の説明】
【0124】
１００：センサデバイス
２００：センサ部
１０００：半導体製造システム
２０００：半導体製造装置
ＭＤ：磁場データ
ＳＤＴ：感知データテーブル
ＭＤ＿Ｒ：基準磁場データ
２００：センサ部
１０００：半導体製造システム
２０００：半導体製造装置
ＭＤ：磁場データ
ＳＤＴ：感知データテーブル
ＭＤ＿Ｒ：基準磁場データ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】