传感器模块、半导体制造装置及制造半导体器件的方法与流程

本发明构思涉及半导体设备，更具体地，涉及传感器模块、半导体制造装置和制造半导体器件的方法。

背景技术：

半导体器件在执行诸如沉积工艺、蚀刻工艺和清洁工艺的各种工艺的半导体设备中被制造。随着半导体产品变得越来越小和集成度越来越高，半导体设备的工艺环境可能会极大地影响半导体产品。因此，正在开发技术以提高半导体产品的可靠性和半导体生产线的产量。

技术实现要素：

根据本发明构思的一示例性实施方式，提供了一种用于检测半导体设备中的工艺环境的传感器模块，该传感器模块包括：传感器主体，其包括第一板和第二板；以及在传感器主体中的传感器电路单元，其中传感器电路单元包括在第一板与第二板之间的静电传感器。

根据本发明构思的一示例性实施方式，提供了一种用于检测半导体设备中的工艺环境的传感器模块，该传感器模块包括：第一传感器，其被配置为感测传感器模块所暴露的工艺环境；第二传感器，其被配置为检测传感器模块在半导体设备中的位置；以及信号处理模块，其被配置为基于从第一传感器输出的信号生成关于工艺环境的工艺环境感测信息，并且基于从第二传感器输出的信号生成传感器模块的位置信息。

根据本发明构思的一示例性实施方式，提供了一种半导体制造装置，其包括：腔室；传感器模块，其被配置为在腔室中移动，传感器模块包括配置为感测腔室中的工艺环境的第一传感器以及配置为检测传感器模块在腔室中的位置的第二传感器；以及分析装置，其被配置为基于从第一传感器输出的第一信号以及从第二传感器输出的第二信号检测腔室中的工艺环境中的缺陷。

根据本发明构思的一示例性实施方式，提供了一种用于检测半导体设备中的工艺环境的传感器模块，该传感器模块包括：设置在第一板与第二板之间的传感器电路单元，传感器电路单元包括静电传感器和加速度传感器；传感器电路单元还包括感测信息生成器和位置信息生成器，感测信息生成器被配置为基于由静电传感器检测的静电量生成工艺环境感测信息，位置信息生成器被配置为基于从加速度传感器提供的加速度信息生成位置信息。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明构思的示例性实施方式，本发明构思的以上及其它特征将被更清楚地理解，在附图中：

图1是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的半导体制造装置的框图；

图2是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的半导体制造装置的框图；

图3是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的传感器模块的透视图；

图4是沿图3的线iv-iv'截取的传感器模块的剖面图；

图5是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的传感器模块的剖面图，其示出与图4的区域a对应的部分；

图6是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的传感器模块的剖面图，其示出与图4的区域a对应的部分；

图7是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的第一传感器的电路图；

图8是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的半导体制造装置的俯视图；

图9是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的监测方法的流程图；

图10是示出根据本发明构思的一示例性实施方式作为由传感器模块生成的工艺环境感测信息的一示例的静电感测信息的曲线图；

图11是示出根据本发明构思的一示例性实施方式由传感器模块生成的位置信息的曲线图；以及

图12是示出根据本发明构思的一示例性实施方式制造半导体器件的方法的流程图。

具体实施方式

图1是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的半导体制造装置10的框图。

参照图1，半导体制造装置10可以包括传感器模块100、分析装置200和腔室300。

传感器模块100可以用于监测在半导体制造工艺期间应用到晶片的工艺环境。传感器模块100可以感测半导体设备中的工艺环境并且可以将关于感测到的工艺环境的信息提供给分析装置200。传感器模块100在半导体设备中沿着晶片的移动路径移动的同时可以感测工艺环境。

传感器模块100可以包括第一传感器110、第二传感器120、信号处理模块130和无线通信模块140。

第一传感器110可以感测应用到传感器模块100的工艺环境。第一传感器110可以生成与工艺环境相关的第一输出信号s1并且可以将第一输出信号s1发送到信号处理模块130。例如，第一传感器110可以测量应用到传感器模块100的工艺环境。例如，第一传感器110可以测量应用到传感器模块100的静电、压力、振动、温度、湿度和/或冲击。从第一传感器110输出的第一输出信号s1可以包括与在特定时间点在晶片的移动路径上的特定位置处应用到传感器模块100的工艺环境的特性对应的值。例如，第一输出信号s1可以包括在第一时间对于第一位置的静电值、压力值、振动值、温度值、湿度值和/或冲击值。

第一传感器110可以包括用于感测半导体设备中的工艺环境的各种传感器。例如，第一传感器110可以包括静电传感器、电位传感器、压力传感器、振动传感器、温度传感器和/或湿度传感器。然而，本发明构思不限于此。例如，除上述那些之外，第一传感器110可以包括用于感测工艺环境的各种传感器。

当传感器模块100在半导体设备中沿着晶片的移动路径移动时，第二传感器120可以用于检测传感器模块100的位置。第二传感器120可以生成用于识别传感器模块100的位置的第二输出信号s2并且可以将第二输出信号s2发送到信号处理模块130。

第二传感器120可以包括用于在传感器模块100在半导体设备中移动时检测传感器模块100的位置的各种传感器。另外，第二传感器120可以包括用于校正传感器模块100的计算位置的各种传感器。例如，第二传感器120可以包括加速度传感器、位移传感器和/或陀螺仪传感器。然而，本发明构思不限于此。例如，除上述那些之外，第二传感器120可以包括用于检测传感器模块100的位置的各种传感器。

信号处理模块130可以基于从第一传感器110输出的第一输出信号s1生成与应用到传感器模块100的工艺环境相关的工艺环境感测信息sp1。信号处理模块130还可以生成位置信息sp2，用于基于从第二传感器120输出的第二输出信号s2检测传感器模块100在半导体设备中的位置。信号处理模块130可以包括用于处理第一输出信号s1和第二输出信号s2的各种算法并且可以通过微控制器单元来实现。

信号处理模块130可以包括感测信息生成器131和位置信息生成器133。

感测信息生成器131可以通过处理从第一传感器110发送的第一输出信号s1生成工艺环境感测信息sp1。用于处理第一输出信号s1的信号处理算法可以被提供在感测信息生成器131中。例如，工艺环境感测信息sp1可以包括工艺环境特征值随时间的变化。由感测信息生成器131生成的工艺环境感测信息sp1可以被发送到无线通信模块140。

位置信息生成器133可以通过处理从第二传感器120发送的第二输出信号s2生成位置信息sp2。用于处理第二输出信号s2的信号处理算法可以被提供在位置信息生成器133中。例如，位置信息sp2可以包括传感器模块100的位置随时间的变化。换言之，位置信息sp2可以包括传感器模块100随时间在x轴方向上的位移、传感器模块100随时间在y轴方向上的位移以及传感器模块100随时间在z轴方向上的位移。使用位置信息sp2，传感器模块100的位置可以在特定时间点被检测。具体地，虽然传感器模块100可以移动到从半导体设备的外部不可见的部分，但是通过使用位置信息sp2，传感器模块100在该不可见区域中的位置仍然可以是已知的。由位置信息生成器133生成的位置信息sp2可以被发送到无线通信模块140。

无线通信模块140可以与传感器模块100外部的分析装置200实时通信。无线通信模块140可以接收由信号处理模块130生成的工艺环境感测信息sp1和位置信息sp2，并且可以将接收到的工艺环境感测信息sp1和位置信息sp2发送到分析装置200。分析装置200可以包括与无线通信模块140通信所需的通信模块。无线通信模块140可以通过使用诸如wi-fi、蓝牙或紫蜂(zigbee)的通信方法与分析装置200通信。

分析装置200可以包括个人计算机(pc)、工作站或超级计算机。用于分析从传感器模块100发送的信息的分析程序可以提供在分析装置200中。分析装置200可以通过分析从传感器模块100发送的工艺环境感测信息sp1和位置信息sp2来检测工艺环境中的缺陷以及在工艺环境中产生该缺陷的位置。换言之，当使用工艺环境感测信息sp1检测到工艺环境中的缺陷时，在工艺环境中发生缺陷的位置可以通过使用位置信息sp2识别。例如，分析装置200可以确定工艺环境中的缺陷是否在半导体设备或特定设备的特定部分中产生。分析装置200还可以确定工艺环境中的缺陷是否由于特定的半导体制造工艺而产生。

腔室300可以将与在晶片上执行的半导体制造工艺相同的气氛提供到传感器模块100。例如，腔室300可以包括用于在晶片上执行半导体制造工艺的工艺室和用于将晶片置入工艺室或从工艺室移出的传送室。传送室可以沿着晶片的移动路径移动传感器模块100。更详细地，例如，工艺室可以将与在晶片上执行的半导体制造工艺(例如干燥工艺、清洁工艺、沉积工艺、蚀刻工艺和/或扩散工艺)中使用的相同的气氛提供到传感器模块100。

在本发明构思的一示例性实施方式中，当工艺环境中的缺陷被检测到时，分析装置200生成用于去除工艺环境中的缺陷的反馈信号fb并且可以将反馈信号fb提供给腔室300。腔室300可以执行维护以防止在发现缺陷的半导体设备或特定设备中的特定部分处的工艺环境中发生缺陷。腔室300还可以用于根据从分析装置200施加的反馈信号fb来确定和/或建议导致工艺环境中的缺陷的半导体制造工艺的新工艺条件。

图2是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的半导体制造装置10a的框图。

除了在分析装置200a中提供信号处理模块230之外，图2所示的半导体制造装置10a可以具有与图1所示的半导体制造装置10相同的构造。在图1和图2中，相同的附图标记指示相同的元件，因此，在讨论图2时可以不给出相同元件的详细描述。

参照图2，传感器模块100a可以将由第一传感器110生成的第一输出信号s1和由第二传感器120生成的第二输出信号s2发送到分析装置200a。换言之，第一传感器110将与应用到半导体设备中的传感器模块100a的工艺环境相关的第一输出信号s1输出到无线通信模块140。另外，第二传感器120将与传感器模块100a在半导体设备中的位置相关的第二输出信号s2输出到无线通信模块140。无线通信模块140可以将第一输出信号s1和第二输出信号s2实时发送到分析装置200a。

分析装置200a可以包括信号处理模块230。信号处理模块230可以包括感测信息生成器231，其用于通过处理从第一传感器110发送的第一输出信号s1来生成工艺环境感测信息。信号处理模块230还可以包括位置信息生成器233，其用于通过处理从第二传感器120发送的第二输出信号s2来生成位置信息。分析装置200a可以通过分析由感测信息生成器231生成的工艺环境感测信息和由位置信息生成器233生成的位置信息来检测工艺环境中的缺陷以及在工艺环境中该缺陷生成的位置。分析装置200a可以将反馈信号fb提供给腔室300。

图3是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的传感器模块500的透视图。

参照图3，传感器模块500可以包括传感器主体510和传感器电路单元520。

传感器模块500可以具有与晶片基本相同的形状、尺寸和/或重量。传感器主体510可以具有与晶片基本相同的外观。在本发明构思的一示例性实施方式中，传感器主体510可以具有圆板形状。

传感器主体510可以包括上板511、下板513和密封层515。

上板511和下板513可以彼此间隔开并且在其间提供有密封层515。上板511和下板513可以具有圆板形状。上板511可以覆盖密封层515的上表面，并且下板513可以覆盖密封层515的下表面。

在本发明构思的一示例性实施方式中，上板511和下板513中的至少一个可以由与晶片相同的材料形成。例如，上板511和下板513中的至少一个可以由硅形成。由于上板511和下板513中的至少一个由与晶片相同的材料形成，所以由传感器模块500感测的工艺环境的特性可以紧密对应于在半导体制造工艺期间应用到晶片的工艺环境。例如，当晶片正在经历半导体制造工艺时，由上板511或下板513感测到的压力可以与施加到晶片的压力相同。

密封层515可以密封传感器电路单元520。密封层515在上板511与下板513之间并且可以覆盖传感器电路单元520的至少一部分。密封层515可以由具有耐化学性和耐热性的材料形成以防止传感器电路单元520被损坏。例如，密封层515可以由环氧基材料、热固性材料、热塑性材料或紫外线(uv)处理材料形成。热固性材料可以包括酚类硬化剂、酸酐硬化剂或胺类硬化剂以及丙烯酸聚合物的添加剂。另外，密封层515由树脂形成并且可以包括填充物。密封层515可以通过普通模制工艺或模制底部填充(muf)工艺形成。

传感器电路单元520可以嵌入在传感器主体510中。传感器电路单元520可以包括用于感测半导体设备中的工艺环境的传感器以及用于检测传感器模块500在半导体设备中的位置的传感器。例如，传感器电路单元520可以包括图1所示的第一传感器110和第二传感器120。

图4是沿图3的线iv-iv'截取的传感器模块500的剖面图。

参照图4，传感器电路单元520可以包括安装有第一传感器521、第二传感器523、信号处理模块525和无线通信模块527的基板530。第一传感器521、第二传感器523、信号处理模块525和无线通信模块527可以与图1中示出的第一传感器110、第二传感器120、信号处理模块130和无线通信模块140基本相同。

基板530可以是例如印刷电路板(pcb)。基板530可以是单面pcb、双面pcb或包括一个或更多个布线层的多层pcb。此外，基板530可以是刚性pcb或柔性pcb。

基板530可以包括基板基底(参照图5的531)和互连(参照图5的533_1和533_2)。基板基底531可以由绝缘材料形成，例如酚醛树脂、环氧树脂或聚酰亚胺。互连可以包括形成在基板基底531的上表面上的上布线层(参照图5的535a、535b和535c)、形成在基板基底531的下表面上的下布线层(参照图5的537)、以及形成在基板基底531中的内部布线(参照图5的539a和539b)。基板530的内部布线可以包括内部布线层和通路，通路垂直延伸穿过基板基底531以将上布线层电连接到下布线层。

第一传感器521、第二传感器523、信号处理模块525和无线通信模块527可以安装在基板530上。第一传感器521、第二传感器523、信号处理模块525和无线通信模块527可以通过附接到其下表面的连接端子550电连接到基板530。在这种情况下，基板530的上布线层的连接到连接端子550的部分可以形成上焊盘。

如图4所示，第一传感器521、第二传感器523、信号处理模块525和无线通信模块527可以布置成在水平方向上在基板530上彼此分离。在本发明构思的一示例性实施方式中，第一传感器521、第二传感器523、信号处理模块525和无线通信模块527中的至少一个可以在垂直方向上堆叠。

在本发明构思的一示例性实施方式中，用于检测施加到半导体设备中的传感器模块500的电特性的第一传感器521可以是例如用于感测静电的传感器。在这种情况下，第一传感器521可以电连接到上板511和下板513中的至少一个。由于第一传感器521电连接到上板511和/或下板513，所以第一传感器521可以感测感应到上板511的静电和/或感应到下板513的静电。因此，第一传感器521可以基于感测到的静电生成电特性值。

图5是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的传感器模块500a的剖面图，其示出与图4的区域a对应的部分。

图6是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的传感器模块500b的剖面图，其示出与图4的区域a对应的部分。

参照图5，传感器模块500a可以包括用于电连接上板511和基板530的导电柱540。导电柱540垂直延伸穿过密封层515。导电柱540的一端连接到上板511并且导电柱540的另一端可以连接到基板530的上布线层535a。导电柱540可以被称为穿通模制通路，或仅称为通路。第一传感器521可以通过例如第一连接路径电连接到上板511，该第一连接路径经过连接端子550a、基板530的接触连接端子550a的上布线层535b、基板530的内部布线539a、基板530的接触导电柱540的上布线层535a以及导电柱540。

在本发明构思的一示例性实施方式中，第一传感器521可以通过测量经由第一连接路径提供到上板511的电荷量来测量感应到上板511的静电的强度。在本发明构思的一示例性实施方式中，第一传感器521可以通过第一连接路径接地。

此外，第一传感器521可以通过基板530电连接到下板513。例如，第一传感器521可以通过第二连接路径电连接到下板513，该第二连接路径经过连接端子550b、基板530的接触连接端子550b的上布线层535c、基板530的内部布线539b以及基板530的下布线层537。

在本发明构思的一示例性实施方式中，第一传感器521可以通过测量经由第二连接路径提供到下板513的电荷量来测量感应到下板513的静电的强度。在本发明构思的一示例性实施方式中，第一传感器521可以通过第二连接路径接地。

参照图6，传感器模块500b可以包括在基板530与下板513之间的导电膜560。导电膜560可以提供用于将基板530固定到下板513的粘合力。另外，导电膜560可以将基板530电连接到下板513。导电膜560可以接触基板530的下布线层537。

在本发明构思的一示例性实施方式中，第一传感器521可以通过第三连接路径电连接到下板513，该第三连接路径经过连接端子550b、基板530的接触连接端子550b的上布线层535c、基板530的内部布线539b、基板530的下布线层537以及导电膜560。

在本发明构思的一示例性实施方式中，第一传感器521可以测量通过第三连接路径感应到下板513的静电的强度。在本发明构思的一示例性实施方式中，第一传感器521可以通过第三连接路径接地。

导电膜560可以是各向异性导电膜，其通过将细小的导电颗粒与粘合剂树脂混合以膜成形而制造并且提供电在一个方向上通过其流动的路径。然而，本发明构思不限于此。例如，导电膜560可以包括可在基板530与下板513之间提供电连接路径的构件，诸如各向异性导电浆料。

图7是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的第一传感器521的电路图。在图7中，第一传感器521是用于感测施加到传感器模块的静电的传感器。

参照图7，第一传感器521可以包括积分电路521a，其用于放大与提供到上板511的电荷量对应的值并且用于输出放大的值。例如，积分电路521a可以包括运算放大器op、在运算放大器op的反相输入端子(-)与输入端ndi之间的电阻器r、以及布置在运算放大器op的反相输入端子(-)与输出端ndo之间的电容器c。输入端ndi和输出端ndo可以是节点。运算放大器op的非反相输入端子(+)可以连接到地端子gnd。积分电路521a放大通过输入端ndi从上板511接收的电荷，并且可以通过输出端ndo输出输出信号vout。

图8是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的半导体制造装置1000的俯视图。图8所示的半导体制造装置1000可以执行在晶片上的半导体制造工艺并且可以在半导体制造工艺在晶片上执行之前执行监测半导体设备中的工艺环境的工艺。在图8中，半导体制造装置1000执行监测工艺的情况将被描述。

参照图8，半导体制造装置1000可以包括转位(index)模块1300和工艺模块1400。

转位模块1300接收从外部传送的传感器模块1100、将传感器模块1100在工艺模块1400中定位、并且可以从工艺模块1400取出在工艺模块1400中经历了半导体制造工艺的传感器模块1100。传感器模块1100可以是参照图1至图7所示的传感器模块100、100a、500、500a和500b中的一个。传感器模块1100也可以是由上述传感器模块修改的传感器模块。

转位模块1300可以包括装载口1310和传送架1320。传感器模块1100容纳在其中的运载部ca可以落座在装载口1310上。多个装载口1310可以提供在转位模块1300中。然而，本发明构思不限于此。装载口1310的数量可以根据半导体制造装置1000的工艺效率和工艺控制条件而变化。例如，前开式统集盒或前开式传送盒(foup)可以用作运载部ca。

在本发明构思的一示例性实施方式中，运载部ca可以容纳晶片和传感器模块1100。在这种情况下，当执行监测工艺时，晶片可以在运载部ca中等待。

传送架1320可以在落座于装载口1310上的运载部ca与工艺模块1400之间传送传感器模块1100。传送架1320可以包括配置为在转位轨道1323上移动的转位机械手1321，其中转位机械手1321能够传送传感器模块1100。

用于执行半导体制造工艺的工艺模块1400可以包括预真空室(loadlockchamber)1410、传送室1420和工艺室1430。

预真空室1410可以布置在转位模块1300与传送室1420之间。预真空室1410可以具有连接到转位模块1300的第一端口和连接到传送室1420的第二端口。预真空室1410提供了其中传感器模块1100暂时停留的空间并且可以具有其中可放置传感器模块1100的缓冲槽。转位机械手1321可以将传感器模块1100从运载部ca移出并且可以将传感器模块1100放置在缓冲槽中。传送室1420的传送机械手1421可以将传感器模块1100从缓冲槽移出、可以从工艺室1430取出传感器模块1100、并且可以将传感器模块1100放置在缓冲槽中。

传送室1420可以在预真空室1410与工艺室1430之间传送传感器模块1100。预真空室1410和工艺室1430围绕传送室1420布置。传送室1420可以包括传送机械手1421和传送轨道1423。传送机械手1421可以在传送轨道1423上移动的同时传送传感器模块1100。

工艺室1430可以是在从传送室1420传送的传感器模块1100上执行半导体制造工艺的地方。换言之，工艺室1430可以将与用于在晶片上执行半导体制造工艺的气氛相同的气氛提供给传感器模块1100。例如，工艺室1430可以使传感器模块1100经历与用于晶片的干燥工艺、清洁工艺、沉积工艺、蚀刻工艺和/或扩散工艺中使用的气氛相同的气氛。多个工艺室1430可以提供在工艺模块1400中。例如，多个工艺室1430可以在传送室1420的纵向方向上布置在传送室1420的一侧或另一侧。

分析装置1200可以与传感器模块1100实时通信并且可以接收由传感器模块1100生成的工艺环境感测信息sp1和位置信息sp2。分析装置1200可以是参照图1和图2描述的分析装置200和200a中的一个或者那些分析装置的修改版本。

由于传感器模块1100可以在沿着半导体设备中的晶片的移动路径移动的同时感测半导体设备中的工艺环境，所以工艺环境可以通过分析装置1200在半导体设备的所有部分中被监测。

例如，当传感器模块1100包括用于感测半导体设备中的静电的传感器时，传感器模块1100可以感测传感器模块1100被传送时产生的静电。例如，传感器模块1100可以感测当晶片接触诸如转位模块1300的转位机械手1321或传送室1420的传送机械手1421的传送构件时在晶片中产生的静电。另外，传感器模块1100可以感测可能由半导体设备中的工具感应到晶片的静电。例如，布置在晶片的传送路径附近的工具可以感应静电到晶片。此外，传感器模块1100可以测量在工艺室1430中执行半导体制造工艺期间可能感应到晶片的静电。例如，传感器模块1100可以感测由于化学液体与晶片之间的摩擦而产生的静电。

另外，分析装置1200可以确定在半导体设备中或在特定的设备中的特定部分中是否产生了工艺环境的缺陷。此外，分析装置1200可以通过分析从传感器模块1100发送的位置信息sp2来确定工艺环境中的缺陷是否由特定半导体制造工艺导致。具体地，由于传感器模块1100的位置可以被实时检测，所以即使传感器模块1100定位在半导体设备的盲区中，也可以精确地检测传感器模块1100的位置。

此外，分析装置1200可以执行用于优化半导体设备的工艺环境的反馈操作。分析装置1200将与从工艺环境中去除检测到的缺陷的步骤相关的反馈信号fb施加到半导体设备。根据所施加的反馈信号fb，可以在半导体设备中执行用于去除工艺环境中的缺陷的操作。

在本发明构思的一示例性实施方式中，当在半导体设备中的特定腔室中感测到不小于允许范围的静电时，分析装置1200可以生成用于从该腔室去除静电的反馈信号fb。例如，当反馈信号fb被施加到腔室时，腔室可以通过操作离子发生器来去除静电，并且可以控制腔室中的环境使得腔室中的相对湿度增加。

图9是示出根据本发明构思的一示例性实施方式的监测方法的流程图。

图10是示出根据本发明构思的一示例性实施方式作为由传感器模块生成的工艺环境感测信息的一示例的静电感测信息的曲线图。图11是示出根据本发明构思的一示例性实施方式由传感器模块生成的位置信息的曲线图。

参照图9，在操作s110中，传感器模块被放置在半导体设备中。传感器模块可以包括用于感测半导体设备中的工艺环境的传感器以及用于检测传感器模块在半导体设备中的位置的传感器。放置在半导体设备中的传感器模块可以被装载到半导体设备的装载口(例如图8的1310)。在被装载到装载部分之前，传感器模块可以容纳在诸如foup的运载部中。

参照图9和图10，在操作s120中，关于在半导体设备中感测到的工艺环境的工艺环境感测信息通过使用传感器模块被生成。在半导体设备中，传感器模块可以沿着晶片的移动路径移动并且测量可应用到晶片的工艺环境，例如静电、压力、振动、温度、湿度和/或冲击。

如图10所示，作为由传感器模块生成的工艺环境感测信息的一示例，静电感测信息可以包括随时间的静电强度。例如，静电感测信息可以由曲线图21表示。在曲线图21中，横轴表示时间，并且纵轴表示静电强度，例如输出电压。

参照图9和图11，在操作s130中，生成关于配置为在半导体设备中移动的传感器模块的位置的位置信息。传感器模块生成工艺环境感测信息和位置信息，并将工艺环境感测信息和位置信息实时发送到外部分析装置。

如图11所示，传感器模块可以通过使用测量传感器模块的加速度的加速度传感器来生成位置信息。

首先，为了生成位置信息，传感器模块生成包括随时间的加速度的加速度信息。加速度信息可以包括传感器模块在x轴方向上的加速度、传感器模块在y轴方向上的加速度以及传感器模块在z轴方向上的加速度。加速度信息可以由曲线图23a表示。例如，曲线图23a表示在图8的x轴方向上的加速度。在曲线图23a中，横轴表示时间，纵轴表示加速度。

在生成加速度信息时，传感器模块的速度信息通过对加速度信息积分来生成。速度信息可以包括传感器模块在x轴方向上的速度、传感器模块在y轴方向上的速度以及传感器模块在z轴方向上的速度。速度信息可以由曲线图23b表示。例如，曲线图23b表示在图8的x轴方向上的速度。在曲线图23b中，横轴表示时间，纵轴表示速度。

在生成速度信息时，通过对速度信息积分来生成传感器模块的位置信息。位置信息可以包括传感器模块在x轴方向上的位移、传感器模块在y轴方向上的位移以及传感器模块在z轴方向上的位移。位置信息可以由曲线图23c表示。例如，曲线图23c表示在图8的x轴方向上的位移。在曲线图23c中，横轴表示时间，纵轴表示位移(或位置)。

参照图9，在操作s140中，工艺环境中的缺陷生成的位置基于工艺环境感测信息和位置信息被检测。例如，当在传感器模块中感测到不小于允许范围的工艺环境中的缺陷时，可以通过检测在与工艺环境中的缺陷被感测的时间点相同的时间点传感器模块的位置来检测工艺环境中的缺陷生成的位置。

例如，可以通过图10所示的静电感测信息来检测感测到不小于(例如大于)允许范围pr的静电分量f1和f2的时间点t1和t2。当检测到产生高静电分量f1和f2的时间点t1和t2时，可以通过传感器模块在时间点t1和t2的位置p1和p2来检测产生工艺环境中的缺陷处在x轴方向上的位置。传感器模块的位置p1和p2可以使用图11中所示的位置信息来检测。在检测到在时间点t1和t2传感器模块在y轴方向和z轴方向上的位置之后，可以从在x轴方向、y轴方向和z轴方向上的检测位置获知工艺环境中的缺陷在半导体设备中产生的位置。

当检测到产生工艺环境中的缺陷的位置时，传感器模块被从半导体设备中取出，并且在检测到的位置中的工艺环境中的缺陷被去除。当在监测工艺中未检测到工艺环境中的缺陷或者由监测工艺检测到的工艺环境中的缺陷被去除时，传感器模块从半导体设备中取出。之后，在运载部中等待的晶片被放置在半导体设备中，并且在该晶片上执行半导体制造工艺。

图12是示出根据本发明构思的一示例性实施方式制造半导体器件的方法的流程图。

参照图12，首先，如参照图9至图11所述，在操作s100中，监测半导体设备中的工艺环境的工艺通过使用传感器模块被执行。如上所述，工艺环境中的缺陷产生的位置可以通过监测工艺被检测。

在执行监测工艺之后，在操作s200中，半导体设备中的工艺环境中的缺陷基于监测结果被去除。为了去除工艺环境中的缺陷，对布置在发生缺陷的位置处的半导体设备执行用于去除工艺环境中的缺陷的维护操作，或者导致工艺环境中的缺陷的半导体制造工艺的工艺条件可以被改变。

在操作s300中，在去除工艺环境中的缺陷之后，在晶片上执行半导体制造工艺。在晶片上执行的半导体制造工艺可以包括各种工艺。例如，在晶片上执行的半导体制造工艺可以包括沉积工艺、蚀刻工艺、电离工艺和清洁工艺。相应的半导体器件所需的集成电路和互连可以通过在晶片上执行半导体制造工艺而形成。然后，晶片可以被分成半导体芯片，并且可以对分开的半导体芯片执行封装工艺。

在根据本发明构思的一示例性实施方式制造半导体器件的方法中，由于工艺环境中的缺陷可以通过传感器模块的监测工艺而去除，所以在晶片上执行的半导体制造工艺可以被优化。由于半导体器件在优化的工艺环境中被制造，所以能实现优异且可靠的半导体器件。

尽管已经参照本发明构思的示例性实施方式具体示出和描述了本发明构思，但是本领域普通技术人员将理解，可以在此进行在形式和细节上的各种改变而不背离如由所附权利要求限定的本发明构思的精神和范围。

本申请要求享有2017年10月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0132755号的优先权，其公开通过引用全文在此合并。