JP2022542160A - 基板処理装置およびそのインターロック方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、プロセスチャンバ内において上部電極と下部電極の温度が使用者の設定範囲を超える場合、インターロック信号を生成させて、基板処理装置内にRF電源が印加されることを遮断できるようにした基板処理装置およびそのインターロック方法に関し、本発明による基板処理装置およびそのインターロック方法によれば、上部電極の温度と下部電極の温度、その温度差、電極間距離および電極の抵抗値が使用者の設定範囲にない非常状況でインターロック信号およびアラームを発生させて、RF電源が基板処理装置内に印加されないように遮断することにより、RF電源によるダメージを防止して装備を保護し、基板に蒸着される薄膜の均一度を維持できる効果がある。
Description
本発明は、基板処理装置に関し、より詳しくは、プロセスチャンバ内において上部電極と下部電極の温度と、その温度差値、電極間距離または電極の抵抗値が使用者の設定範囲を超える場合、インターロック信号を生成させて、基板処理装置内にRF電源が供給されることを遮断できるようにした基板処理装置およびそのインターロック方法に関する。
一般的に、半導体素子、平板ディスプレイおよび太陽電池(Solar Cell)などを製造するためには、基板上に所定の薄膜層、薄膜回路パターン、または光学的パターンを形成しなければならない。そのために、基板に特定物質の薄膜を蒸着する蒸着工程、感光性物質を用いて薄膜を選択的に露出させるフォト工程、選択的に露出した部分の薄膜を除去してパターンを形成するエッチング工程などのような基板に対する処理工程が行われる。この時、プラズマを用いて基板を処理する基板処理装置が用いられている。
図1は、従来技術による基板処理装置を示す断面図である。
図1に示すように、従来技術による基板処理装置100は、基板を処理する反応空間を提供するプロセスチャンバ110と、プロセスチャンバ110の上部を覆うチャンバリッド120と、上部電極である第1電極131および下部電極である第2電極132とを含む電極部130と、基板支持部140と、RF電源供給部150とを含む。従来技術による基板処理装置は、前記電極部130を通して基板にガスを供給し、RF電源供給部150を通してRF電源を印加してプラズマを発生させることにより、前記基板に対する処理工程を行う。
従来技術による基板処理装置の電極部130は、基板側に突出した複数の突出電極131aを含む第1電極131と、前記突出電極131aが貫通する第2ガス噴射ホール132aが形成された第2電極132とを備え、前記第1電極131と前記第2電極132とを絶縁させる絶縁手段133をさらに含むことができる。
前記第1電極131には、第1ガスが基板Sに噴射できるように複数の第1ガス噴射ホール131bが形成され、前記第2電極132には、第2ガスが基板Sに噴射できるように複数の第2ガス噴射ホール132aが形成される。
前記基板支持部140は、プロセスチャンバ110の内部に設けられ、複数の基板Sまたは1つの大面積基板Sを支持する。
RF電源供給部150は、前記第1電極および第2電極の少なくとも1つに1つ以上の電源を印加して、反応空間内に噴射されたガスをプラズマ化させる。
このような基板処理装置100において、基板処理工程の進行に伴ってプロセスチャンバ内の温度が上昇し、第1電極131と第2電極132は、温度の上昇によって熱膨張が起こる。一般的に、ヒータ141によって加熱される基板支持部140に近い第2電極132が第1電極131より温度が高く、このような温度の差によって第1電極131と第2電極132との間で熱膨張の差が発生し、熱膨張の差が激しい場合、第1電極131と第2電極132との間でショートが発生する。
これにより、工程の進行中に第1電極131と第2電極132の温度を一定範囲内に維持する必要がある。この時、第1電極131は、供給される工程ガスが熱分解されないようにするために、熱交換器によって100℃~120℃の範囲を維持するようにしており、第2電極132は、200℃~220℃の範囲を維持するようにしている。
しかし、工程の進行中に第1電極131の温度と第2電極132の温度が前記温度範囲内にない非常状況では、第1電極131と第2電極132との間でショートが発生する。このように第1電極131と第2電極132との間でショートが発生した非常状況で基板処理装置にRF電源が印加される場合、基板処理装置10内部の装備にRFによるダメージが発生する問題がある。
また、工程の進行中に第1電極131の温度と第2電極132の温度が前記範囲内になくて第1電極131と第2電極132との間で熱膨張の差が大きく発生する場合、第1ガスと第2ガスとが隣接して噴射されることにより、第1ガスと第2ガスとの間の不要な反応が進行し、これによって基板に蒸着される薄膜の均一度を維持できない問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、プロセスチャンバ内において上部電極と下部電極の温度と、その温度差値、電極間距離または電極の抵抗値が使用者の設定範囲を超える場合、インターロック信号を生成させて、基板処理装置内にRF電源が印加されることを遮断することにより、RF電源によるダメージを防止して装備を保護し、基板に蒸着される薄膜の均一度を維持できるようにした基板処理装置およびそのインターロック方法を提供することである。
上記の技術的課題を達成するための、本発明の一実施例による基板処理装置は、基板を処理するための反応空間を提供するプロセスチャンバと、前記プロセスチャンバの内部に設けられて前記基板に対向する第1電極と、前記第1電極の下部に位置する第2電極と、前記第1電極または前記第2電極に対向して設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、前記第1電極および第2電極の少なくとも1つに1つ以上のRF電源を供給するRF電源供給部と、を含み、前記第1電極の温度または前記第2電極の温度がそれぞれの設定範囲を外れるか、前記第1電極の温度または前記基板支持部の温度がそれぞれの設定範囲を外れる場合、前記RF電源の供給を中止させることを特徴とする。
上記の技術的課題を達成するための、本発明の他の実施例による基板処理装置は、基板を処理するための反応空間を提供するプロセスチャンバと、前記プロセスチャンバの内部に設けられて前記基板に対向する第1電極と、前記第1電極の下部に位置する第2電極と、前記第1電極または前記第2電極に対向して設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、前記第1電極および第2電極の少なくとも1つに1つ以上のRF電源を供給するRF電源供給部と、を含み、前記第1電極の温度と前記第2電極の温度との温度差値が第1設定範囲を外れるか、前記第1電極の温度と前記基板支持部の温度との温度差値が第2設定範囲を外れる場合、前記RF電源の供給を中止させることを特徴とする。
上記の技術的課題を達成するための、本発明の他の実施例による基板処理装置は、基板を処理するための反応空間を提供するプロセスチャンバと、前記プロセスチャンバの内部に設けられて前記基板に対向する第1電極と、前記第1電極の下部に位置する第2電極と、前記第1電極または前記第2電極に対向して設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、前記第1電極および第2電極の少なくとも1つに1つ以上のRF電源を供給するRF電源供給部と、を含み、前記第1電極または第2電極の抵抗値が設定範囲を外れる場合、前記RF電源の供給を中止させることを特徴とする。
上記の技術的課題を達成するための、本発明の他の実施例による基板処理装置は、基板を処理するための反応空間を提供するプロセスチャンバと、前記プロセスチャンバの内部に設けられて前記基板に対向する第1電極と、前記第1電極の下部に位置する第2電極と、前記第1電極または前記第2電極に対向して設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、前記第1電極および第2電極の少なくとも1つに1つ以上のRF電源を供給するRF電源供給部と、を含み、前記第1電極と前記第2電極との間の電極間距離が設定範囲を外れる場合、前記RF電源の供給を中止させることを特徴とする。
上記の技術的課題を達成するための、本発明の一実施例による基板処理装置のインターロック方法は、第1電極の温度並びに第2電極および基板支持部の少なくとも1つの温度を測定する温度測定ステップと、前記第1電極の温度または前記第2電極の温度をそれぞれの設定範囲と比較するか、前記第1電極の温度または前記基板支持部の温度をそれぞれの設定範囲と比較する温度比較ステップと、前記比較結果に応じてインターロック信号を生成するインターロック信号生成ステップと、前記インターロック信号に応じてRF電源の供給を遮断するRF電源供給遮断ステップと、を含むことを特徴とする。
上記の技術的課題を達成するための、本発明の他の実施例による基板処理装置のインターロック方法は、第1電極の温度並びに第2電極および基板支持部の少なくとも1つの温度を測定する温度測定ステップと、前記第1電極の温度と前記第2電極の温度との温度差値が第1設定範囲内にあるかを比較するか、前記第1電極の温度と前記基板支持部の温度との温度差値が第2設定範囲内にあるかを比較する温度差比較ステップと、前記比較結果に応じてインターロック信号を生成するインターロック信号生成ステップと、前記インターロック信号に応じてRF電源の供給を遮断するRF電源供給遮断ステップと、を含むことを特徴とする。
上記の技術的課題を達成するための、本発明の他の実施例による基板処理装置のインターロック方法は、第1電極および第2電極の間の電極間距離を測定する電極間距離測定ステップと、前記電極間距離が設定範囲内にあるかを判断する電極間距離判断ステップと、前記判断結果に応じてインターロック信号を生成するインターロック信号生成ステップと、前記インターロック信号に応じてRF電源の供給を遮断するRF電源供給遮断ステップと、を含むことを特徴とする。
上記の技術的課題を達成するための、本発明の他の実施例による基板処理装置のインターロック方法は、第1電極または第2電極の抵抗値を測定する抵抗値測定ステップと、前記第1電極または第2電極の抵抗値が設定範囲内にあるかを比較して判断する抵抗値比較ステップと、前記比較結果に応じてインターロック信号を生成するインターロック信号生成ステップと、前記インターロック信号に応じてRF電源の供給を遮断するRF電源供給遮断ステップと、を含むことを特徴とする。
本発明による基板処理装置およびそのインターロック方法によれば、上部電極と下部電極の温度と、その温度差値、電極間距離または電極の抵抗値が使用者の設定範囲を外れる場合、インターロック信号を生成させて、基板処理装置内にRF電源が供給されることを遮断することにより、RF電源によるダメージを防止して装備を保護し、基板に蒸着される薄膜の均一度を維持できる効果がある。
以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図2は、本発明による基板処理装置の一実施例を示す断面図である。
図2に示すように、本発明による基板処理装置200は、基板を処理する反応空間を提供するプロセスチャンバ210と、プロセスチャンバ210の上部を覆うチャンバリッド220と、上部電極である第1電極231および下部電極である第2電極232を含む電極部230と、基板支持部240と、RF電源供給部250とを含むことができる。本発明による基板処理装置200は、前記電極部230を通して基板に工程ガスを供給し、RF電源供給部250を通してRF電源を印加してプラズマを発生させることにより、前記基板に対する処理工程を行うことができる。
本発明による基板処理装置200の電極部230は、基板側に突出した複数の突出電極231aを含む第1電極231と、前記突出電極231aが貫通する第2電極232とを備え、前記第1電極231と前記第2電極232とを絶縁させる絶縁手段233をさらに含むことができる。
前記基板支持部240は、プロセスチャンバ210の内部に設けられ、複数の基板Sまたは1つの大面積基板Sを支持する。一方、RF電源供給部250は、前記第1電極231および前記第2電極232の少なくとも1つに1つ以上の電源を供給して、反応空間内に噴射されたガスをプラズマ化させる。
一般的に、基板処理装置内において基板に蒸着される薄膜の蒸着の均一度は、電極部と基板支持部の温度のような工程変数の変化に影響を受ける。工程初期に基板処理装置が作動を開始する時、電極部の温度が安定化するまで長い時間がかかることがある。電極部は、基板からの輻射によって加熱されることがあり、電極部を通して流れる工程ガスに一部の熱を奪われることもある。このような温度の変化は、基板に蒸着される薄膜の均一度を低下させる。
したがって、電極部230に熱交換器(図示せず)を連結して、工程の進行中にも電極部230の温度が一定に維持できるようにすることが好ましく、この時、電極部230の第1電極231の温度は、100℃~120℃の範囲を維持させることが好ましい。
一方、第2電極232は、ヒータ241によって加熱される基板支持部240に近く位置しているので、第1電極231より温度が高く、第2電極232の温度は、200℃~220℃の範囲を維持させることが好ましい。本発明において、第2電極232の温度は、基板支持部240の温度により間接的に測定するものと説明したが、場合によっては、温度測定手段により第2電極232の温度を直接測定してもよい。
前記基板支持部240は、プロセスチャンバ210内部の下部に前記電極部230に対向して配置され、前記基板Sが支持される。
基板上に形成される薄膜は、基板の温度によって大きく変化するので、基板の温度を均一に維持することが重要である。本発明では、基板支持部240の下部にヒータ241を備えて、ヒータ241により基板支持部240を加熱し、加熱された基板支持部240を用いて基板Sを加熱することができる。また、基板の温度を工程ごとに一定に維持するために、基板支持部240にサーモカプラのような温度測定手段242を備えて、基板支持部240の温度を測定して基板支持部240の温度が一定に維持できるようにする。
この時、基板支持部240の温度は、基板処理がうまく進行できるようにするために、350℃~380℃の範囲を維持するように設定することが好ましい。
RF電源供給部250は、前記第1電極231および前記第2電極232の少なくともいずれか1つにRF電源を供給して、前記第1電極231および前記第2電極232の間にプラズマを形成することができる。
図2では、RF電源供給部250が前記第1電極231に連結されたことを例に挙げて説明したが、RF電源供給部250が第2電極232に連結されるか、前記第1電極231および前記第2電極232ともに連結された状態で、前記第1電極231と前記第2電極232に印加されるRF電源の電圧を異ならせて構成してもよい。
一方、本発明による基板処理装置200は、測定部260と、比較部270と、制御部280とをさらに含むことができる。
測定部260は、前記電極部230の第1電極231の温度と、第2電極232および前記基板支持部240の少なくとも1つの温度とを測定することができる。前記電極部230の第1電極231の温度は、前記第1電極231に連結された熱交換器(図示せず)の温度に基づいて測定され、前記基板支持部の温度は、前記基板支持部に連結されたサーモカプラ(thermocoupler)の温度に基づいて測定される。一方、前記第2電極の温度は、基板支持部の温度により間接的に測定されてもよく、温度測定手段により直接的に測定されてもよい。
比較部270は、前記測定部260から伝達された前記第1電極231の温度と第2電極232の温度、または前記第1電極231と前記基板支持部240の温度に基づいて、前記第1電極231の温度と第2電極232の温度がそれぞれの設定範囲内にあるかを比較するか、前記第1電極231の温度と基板支持部240の温度がそれぞれの設定範囲内にあるかを比較して、設定範囲を外れる場合、RF電源の供給を中止させるインターロック信号Siを生成して制御部に伝達することができる。
この時、前記第1電極231の設定範囲は、100℃~120℃の範囲に設定することが好ましく、第2電極231の設定範囲は、200℃~220℃の範囲に設定することが好ましく、前記基板支持部240の設定範囲は、350℃~380℃の範囲に設定することが好ましい。
この時、前記比較部270は、前記測定部260から伝達された前記第1電極231の温度と第2電極232の温度、および前記第1電極231の温度と前記基板支持部240の温度がそれぞれの設定範囲にあるかについて、第1基準と第2基準乃至第3基準に基づいて判断して、インターロック信号Siの生成の可否を決定することができる。
第1基準は、前記第1電極231の温度または第2電極232および基板支持部240の少なくとも1つの温度がすべて50℃以下の常温である場合を意味する。このように前記第1電極231の温度または第2電極232および基板支持部240の少なくとも1つの温度がすべて50℃以下の常温である場合には、工程が開始される前の初期状態であると判断することができ、前記第1電極231にRF電源を供給してもRF電源によるダメージ発生の恐れはない。したがって、前記比較部270は、第1基準に相当する場合、インターロック信号Siを生成しない。
第2基準は、前記第1電極231の温度または前記第2電極232の温度がそれぞれの設定範囲にある場合を意味する。この時、前記第1電極231の設定範囲は、100℃~120℃の範囲であり、前記第2電極232の設定範囲は、200℃~220℃の範囲である。
また、第3基準は、前記第1電極231の温度または前記基板支持部240の温度がそれぞれの設定範囲にある場合を意味する。この時、前記第1電極231の設定範囲は、100℃~120℃の範囲であり、前記基板支持部の設定範囲は、350℃~380℃の範囲である。
第2基準乃至第3基準は、工程が進行して正常な状態にある場合を意味するもので、前記第1電極231または第2電極232の温度が前記第2基準を満足し、前記第1電極231または前記基板支持部240の温度が前記第3基準を満足する場合には、前記第1電極231または前記第2電極232にRF電源を供給してもRF電源によるダメージ発生の恐れはない。したがって、前記比較部270は、第2基準乃至第3基準をすべて満足する場合、インターロック信号Siを生成しない。
すなわち、比較部270は、工程初期の第1基準に相当する場合と、工程が正常に進行する状態である第2基準および第3基準をすべて満足する場合には、インターロック信号Siを生成しない。
ただし、工程が正常に進行する途中に、前記第1電極231の温度または前記第2電極232の温度がそれぞれの設定範囲を外れて第2基準を満足しなかったり、前記第1電極231の温度または前記基板支持部240の温度がそれぞれの設定範囲を外れて第3基準を満足しない場合には、非常状況が発生したと判断して、前記インターロック信号Siを生成して前記制御部280に伝達する。
一方、比較部270は、第2基準を満足しなかったり、第3基準を満足しない非常状況が発生した場合、前記インターロック信号Siを生成して前記制御部280に伝達することとは別途に、警告音または非常灯点滅などのアラーム信号を発生させて、使用者にとって手動でRF電源の供給を中止するようにしてもよい。
制御部280は、前記比較部270からインターロック信号Siが生成されて入力されると、前記RF電源供給部250から前記第1電極231または前記第2電極232に供給されるRF電源を遮断させることができる。
以上、比較部270が測定部260から伝達された前記第1電極231の温度並びに前記第2電極232および前記基板支持部240の少なくとも1つの温度に基づいて、前記第1電極231の温度または前記第2電極232の温度がそれぞれの設定範囲内にあるかを比較するか、前記第1電極231の温度または前記基板支持部240の温度がそれぞれの設定範囲内にあるかを比較して、設定範囲を外れる場合、RF電源の供給を中止させるインターロック信号Siを生成して制御部に伝達する実施例を説明した。
以下では、比較部270が測定部260から伝達された前記第1電極231の温度と前記第2電極232の温度との温度差値が第1設定範囲内にあるかを比較して、第1設定範囲を外れるか、前記第1電極231の温度と前記基板支持部240の温度との温度差値が第2設定範囲内にあるかを比較して、第2設定範囲を外れる場合、RF電源の供給を中止させるインターロック信号Siを生成して制御部に伝達する実施例を説明する。
図2に示されるように、本発明の他の実施例による基板処理装置200は、測定部260と、比較部270と、制御部280とをさらに含むことができる。
測定部260は、第1電極231の温度並びに第2電極232および基板支持部240の少なくとも1つの温度を測定することができる。前記第1電極231の温度は、前記第1電極231に連結された熱交換器(図示せず)の温度に基づいて測定される。前記基板支持部240の温度は、前記基板支持部240に連結されたサーモカプラ(thermocoupler)のような温度測定手段242の温度に基づいて測定される。一方、前記第2電極232の温度は、基板支持部240の温度により間接的に測定してもよく、温度測定手段により直接測定してもよい。
比較部270は、前記測定部260から伝達された前記第1電極231の温度と前記第2電極232の温度との温度差値が第1設定範囲内にあるかを比較して、第1設定範囲を外れるか、前記第1電極231の温度と前記基板支持部240の温度との温度差値が第2設定範囲内にあるかを比較して、第2設定範囲を外れる場合、RF電源の供給を中止させるインターロック信号Siを生成して制御部に伝達することができる。
一般的に、工程進行中に、前記第1電極231の温度は、100℃~120℃の範囲を維持し、前記第2電極232の温度は、200℃~220℃の範囲を維持し、前記基板支持部240の温度は、350℃~380℃の範囲に維持する。したがって、前記第1電極231の温度と前記第2電極232の温度との間の温度差に対する第1設定範囲は、80℃~120℃に設定することが好ましく、前記第1電極231の温度と前記基板支持部240の温度との間の温度差に対する第2設定範囲は、230℃~280℃に設定することが好ましい。
この時、前記比較部270は、前記測定部260から伝達された前記第1電極231の温度と前記第2電極232の温度との間の温度差値が第1設定範囲内にあり、前記第1電極231の温度と前記基板支持部240の温度との温度差値が第2設定範囲内にあるかについて、第4基準乃至第6基準に基づいて判断して、インターロック信号Siの生成の可否を決定することができる。
第4基準は、前記第1電極231の温度または第2電極232および基板支持部240の少なくとも1つの温度がすべて50℃以下の常温である場合を意味する。このように前記第1電極231の温度または第2電極232および基板支持部240の少なくとも1つの温度がすべて50℃以下の常温である場合には、工程が開始される前の初期状態であると判断することができ、前記第1電極231または前記第2電極232にRF電源を供給してもRF電源によるダメージ発生の恐れはない。したがって、前記比較部270は、第4基準に相当する場合、インターロック信号Siを生成しない。
第5基準は、前記第1電極231の温度と前記第2電極232の温度との温度差値が前記第1設定範囲、すなわち、80℃~120℃の範囲にある場合を意味する。また、第6基準は、前記第1電極231の温度と前記基板支持部240の温度との温度差値が前記第2設定範囲、すなわち、230℃~280℃の範囲にある場合を意味する。
第5基準および第6基準は、工程が進行して正常な状態にある場合を意味するもので、前記第1電極231および前記第2電極232の温度差値が前記第5基準を満足し、前記第1電極231および前記基板支持部240の温度差値が前記第6基準を満足する場合には、前記第1電極231または前記第2電極232にRF電源を供給してもRF電源によるダメージ発生の恐れはない。したがって、前記比較部270は、第5基準および第6基準を満足する場合、インターロック信号Siを生成しない。
すなわち、比較部270は、工程初期の第4基準に相当する場合と、工程が正常に進行する状態である第5基準および第6基準を満足する場合には、インターロック信号Siを生成しない。
ただし、工程が正常に進行する途中に、前記第1電極231および前記第2電極232の温度差値が前記第1設定範囲である80℃~120℃の範囲を外れて第5基準を満足しない場合と、前記第1電極231および前記基板支持部240の温度差値が前記第2設定範囲である230℃~280℃の範囲を外れて第6基準を満足しない場合には、非常状況が発生したと判断して、前記インターロック信号Siを生成して前記制御部280に伝達する。
一方、比較部270は、第5基準または第6基準を満足しない非常状況が発生した場合、前記インターロック信号Siを生成して前記制御部280に伝達することとは別途に、警告音または非常灯点滅などのアラーム信号を発生させて、使用者にとって手動でRF電源の供給を中止するようにしてもよい。
制御部280は、前記比較部270からインターロック信号Siが生成されて入力されると、前記RF電源供給部250から前記第1電極231または前記第2電極232に供給されるRF電源を遮断させることができる。
以下では、比較部270が測定部260から伝達された前記第1電極231または第2電極232の抵抗値が設定範囲内にあるかを比較して、設定範囲を外れる場合、RF電源の供給を中止させるインターロック信号Siを生成して制御部280に伝達する実施例を説明する。
図2に示されるように、本発明の他の実施例による基板処理装置200は、測定部260と、比較部270と、制御部280とをさらに含むことができる。
測定部260は、オーム(Ohm)の法則とキルヒホッフ(Kirchhoff)の法則により、スイッチのオン-オフ(on-off)によって前記第1電極または第2電極の抵抗値を測定することができる。この時、前記第1電極または第2電極の抵抗値は、プローブ(probe、探針)を備える抵抗測定器を用いて測定されてもよく、スイッチと電圧計および電流計を含む簡単な回路構成により測定されてもよい。一例として、測定部260は、RF電源が供給されない状態で抵抗測定器のプローブ(probe)を第1電極または第2電極に接触させて、前記第1電極または第2電極の抵抗値を測定することができる。この時測定される第1電極または第2電極の抵抗は、具体的には、絶縁抵抗であってもよい。
比較部270は、前記測定部260から伝達された前記第1電極231または第2電極232の抵抗値が設定範囲内にあるかを比較して、設定範囲を外れる場合、RF電源の供給を中止させるインターロック信号Siを生成して制御部に伝達することができる。
一般的に、隣接している2つの電極の短絡の有無は、抵抗測定器を用いて電極の抵抗値を測定することにより判断することができる。すなわち、いずれか1つの電極の抵抗値を測定して、数メガオーム(MΩ)以上の無限大に近い抵抗値が測定される場合、2つの電極は電流が流れない状態で短絡していないと判断することができる。一方、抵抗値が数~数百オーム(Ω)程度の値と測定されると、2つの電極は電流が流れる状態で短絡していると判断することができる。したがって、前記第1電極または第2電極の抵抗値に対する設定範囲は、1メガオーム(MΩ)~1000メガオーム(MΩ)に設定することが好ましい。
この時、前記比較部270は、前記測定部260から測定されて伝達された前記第1電極231の抵抗値が設定範囲内にあるかを判断して、インターロック信号Siの生成の可否を決定することができる。すなわち、前記比較部270は、前記測定部260から測定されて伝達された前記第1電極231または第2電極232の抵抗値が1メガオーム(MΩ)~1000メガオーム(MΩ)の設定範囲を外れる場合、RF電源の供給を中止させるインターロック信号Siを生成して制御部280に伝達することができる。
一方、比較部270は、第1電極231または第2電極232の抵抗値が設定範囲を外れる非常状況が発生した場合、前記インターロック信号Siを生成して前記制御部280に伝達することとは別途に、警告音または非常灯点滅などのアラーム信号を発生させて、使用者にとって手動でRF電源の供給を中止するようにしてもよい。
制御部280は、前記比較部270からインターロック信号Siが生成されて入力されると、前記RF電源供給部250から前記第1電極231または前記第2電極232に供給されるRF電源を遮断させることができる。
図3は、本発明の他の実施例による基板処理装置を示す断面図である。
図3に示された基板処理装置300は、図2に示された基板処理装置200と比較して、測定部260と、比較部270および制御部280の構成が、測定部360と、判断部370および制御部380に代替された点を除いて他の構成は同一である。
測定部360は、第1電極331と第2電極332との間の距離を測定することができる。測定部360は、基板処理装置の内部を観察できるビューポート(view port)とカメラで構成されてもよいし、第1電極331と第2電極332内に備えられた距離測定センサのようなセンシング手段で構成されてもよい。
判断部370は、前記測定部360で測定された前記電極間距離が設定範囲内にあるかを判断して、前記設定範囲を外れる場合、インターロック信号Siを生成することができる。この時、判断部370は、前記第1電極331と第2電極332とが接触した場合、前記電極間距離が前記設定範囲を外れていると判断して、前記インターロック信号Siを生成することができる。
制御部380は、前記判断部370からインターロック信号Siが生成されて入力されると、前記RF電源供給部350から前記第1電極331または前記第2電極232に供給されるRF電源を遮断させることができる。
図4は、本発明のさらに他の実施例による基板処理装置を示す断面図である。
図4に示すように、本発明による基板処理装置400は、基板を処理する反応空間を提供するプロセスチャンバ410と、プロセスチャンバ410の上部を覆うチャンバリッド420と、前記基板支持部に対向する第1噴射プレート431および第2噴射プレート432を含むガス噴射部430と、基板支持部440と、RF電源供給部450とを含むことができる。本発明による基板処理装置400は、前記ガス噴射部430を通して基板に工程ガスを供給し、RF電源供給部450を通してRF電源を印加してプラズマを発生させることにより、前記基板に対する処理工程を行うことができる。
本発明による基板処理装置400のガス噴射部430は、基板側に突出した複数の突出ノズル431aを含む第1噴射プレート431と、前記突出ノズル431aが貫通する第2ガス噴射ホール432aが形成された第2噴射プレート432とを備え、前記第1噴射プレート431と前記第2噴射プレート432とを絶縁させる絶縁手段433をさらに含むことができる。
前記第1噴射プレート431には、第1ガスが基板Sに噴射できるように複数の第1ガス噴射ホール431bが形成され、前記第2噴射プレート432には、第2ガスが基板Sに噴射できるように複数の第2ガス噴射ホール432aが形成される。
図4では、第1ガス噴射ホール431bが突出ノズル431aに形成されたものとして示したが、場合によっては、突出ノズル431aには第1ガス噴射ホール431bを形成せず、突出ノズル431a以外の第1噴射プレート431部分に第1ガス噴射ホール431bを形成してもよい。
前記基板支持部440は、プロセスチャンバ410内部の下部に前記ガス噴射部430に対向して配置され、前記基板Sが支持される。
RF電源供給部450は、ガス噴射部430の第1噴射プレート431および第2噴射プレート432の少なくともいずれか1つにRF電源を供給してプラズマを形成することができる。
図4に示された測定部460と、比較部470および制御部480の構成および動作は、図2に示された測定部260と、比較部270および制御部280の構成および動作と同一である。
図5は、本発明の一実施例による基板処理装置のインターロック方法の工程フロー図である。
図5に示されるように、本発明の一実施例による基板処理装置のインターロック方法は、温度測定ステップS510と、温度比較ステップS520と、インターロック信号生成ステップS530と、RF電源供給遮断ステップS540とを含んでなる。
前記温度測定ステップS510では、プロセスチャンバと、上部電極である第1電極および下部電極である第2電極を含む電極部と、基板支持部と、RF電源供給部とを含む基板処理装置において、前記第1電極の温度並びに第2電極および前記基板支持部の少なくとも1つの温度を測定することができる。この時、前記第1電極の温度は、前記第1電極に連結された熱交換器の温度に基づいて測定され、前記基板支持部の温度は、前記基板支持部に連結されたサーモカプラ(thermocoupler)の温度に基づいて測定される。一方、前記第2電極の温度は、基板支持部の温度により間接的に測定されてもよく、温度測定手段により直接的に測定されてもよい。
前記温度比較ステップS520では、前記第1電極の温度または前記第2電極の温度をそれぞれの設定範囲と比較するか、前記第1電極の温度または前記基板支持部の温度をそれぞれの設定範囲と比較することができる。この時、前記第1電極の設定範囲は、100℃~120℃の範囲に設定することが好ましく、前記第2電極の設定範囲は、200℃~220℃の範囲に設定することが好ましく、前記基板支持部の設定範囲は、350℃~380℃の範囲に設定することが好ましい。
前記インターロック信号生成ステップS530では、前記比較結果に応じて、前記第1電極の温度または前記基板支持部の温度がそれぞれの設定範囲を外れるか、前記第1電極の温度または前記基板支持部の温度がそれぞれの設定範囲を外れる場合、非常状況と認識して、前記インターロック信号を生成することができる。
前記RF電源供給遮断ステップS540では、前記インターロック信号に応じて前記基板処理装置内にRF電源が供給されることを遮断して、RFによる装備の損傷を防止することができる。
図6は、本発明の他の実施例による基板処理装置のインターロック方法の工程フロー図である。
図6に示されるように、本発明の他の実施例による基板処理装置のインターロック方法は、温度測定ステップS610と、温度差比較ステップS620と、インターロック信号生成ステップS630と、RF電源供給遮断ステップS640とを含んでなる。
前記温度測定ステップS610では、プロセスチャンバと、上部電極である第1電極および下部電極である第2電極を含む電極部と、基板支持部と、RF電源供給部とを含む基板処理装置において、前記第1電極の温度並びに第2電極および前記基板支持部の少なくとも1つの温度を測定することができる。この時、前記第1電極の温度は、前記第1電極に連結された熱交換器の温度に基づいて測定され、前記基板支持部の温度は、前記基板支持部に連結されたサーモカプラ(thermocoupler)の温度に基づいて測定される。一方、前記第2電極の温度は、基板支持部の温度により間接的に測定されてもよく、温度測定手段により直接的に測定されてもよい。
前記温度差比較ステップS620では、前記第1電極の温度と前記第2電極の温度との温度差値と温度差に対する第1設定範囲とを比較するか、前記第1電極の温度と前記基板支持部の温度との温度差値と温度差に対する第2設定範囲とを比較することができる。この時、前記第1設定範囲は、80℃~120℃の範囲に設定し、第2設定範囲は、230℃~280℃の範囲に設定することが好ましい。
前記インターロック信号生成ステップS630では、前記比較結果に応じて、前記第1電極の温度と前記第2電極の温度との温度差値が第1設定範囲を外れるか、前記第1電極の温度と前記基板支持部の温度との温度差値が第2設定範囲を外れる場合、非常状況と認識して、前記インターロック信号を生成することができる。
前記RF電源供給遮断ステップS640では、前記インターロック信号に応じて前記基板処理装置内にRF電源が供給されることを遮断して、RFによる装備の損傷を防止することができる。
図7は、本発明のさらに他の実施例による基板処理装置のインターロック方法の工程フロー図である。
図7に示されるように、本発明のさらに他の実施例による基板処理装置のインターロック方法は、電極間距離測定ステップS710と、電極間距離比較ステップS720と、インターロック信号生成ステップS730と、RF電源供給遮断ステップS740とを含んでなる。
前記電極間距離測定ステップS710では、プロセスチャンバと、上部電極である第1電極および下部電極である第2電極を含む電極部と、基板支持部と、RF電源供給部とを含む基板処理装置において、前記第1電極231と第2電極232との間の電極間距離を測定することができる。この時、前記第1電極231と第2電極232との間の電極間距離は、初期状態または工程が進行して熱膨張が完了した後の、前記第1電極231の突出電極231aと第2電極232との間の最短距離を意味する。
前記電極間距離判断ステップS720では、前記第1電極231と第2電極232との間の電極間距離が設定範囲内にあるかを判断することができる。この時、前記設定範囲は、前記第1電極231と第2電極232とが接触しない状態に設定することが好ましい。
前記インターロック信号生成ステップS730では、前記第1電極231と第2電極232とが接触する場合、前記電極間距離が設定範囲を外れていると判断し、非常状況と認識して、前記インターロック信号を生成することができる。
前記RF電源供給遮断ステップS740では、前記インターロック信号に応じて前記基板処理装置内にRF電源が供給されることを遮断して、RFによる装備の損傷を防止することができる。
図8は、本発明のさらに他の実施例による基板処理装置のインターロック方法の工程フロー図である。
図8に示されるように、本発明のさらに他の実施例による基板処理装置のインターロック方法は、抵抗値測定ステップS810と、抵抗値比較ステップS820と、インターロック信号生成ステップS830と、RF電源供給遮断ステップS840とを含んでなる。
前記抵抗値測定ステップS810では、プロセスチャンバと、第1電極および第2電極を含む電極部と、基板支持部と、RF電源供給部とを含む基板処理装置において、抵抗測定器を用いて前記第1電極または第2電極の抵抗値を測定することができる。すなわち、RF電源が供給されない状態で抵抗測定器のプローブ(probe)を第1電極または第2電極に接触させて、前記第1電極または第2電極の抵抗値を測定することができる。この時測定される第1電極または第2電極の抵抗は、具体的には、第1電極または第2電極の絶縁抵抗であってもよい。
抵抗値比較ステップS820では、前記測定された第1電極または第2電極の抵抗値が設定範囲内にあるかを比較して判断することができる。この時、前記設定範囲は、1メガオーム(MΩ)~1000メガオーム(MΩ)の範囲に設定することが好ましい。
前記インターロック信号生成ステップS830では、前記第1電極または第2電極の抵抗値が前記設定範囲を外れる場合、非常状況と認識して、前記インターロック信号を生成することができる。
前記RF電源供給遮断ステップS840では、前記インターロック信号に応じて前記基板処理装置内にRF電源が供給されることを遮断して、RFによる装備の損傷を防止することができる。
上述のように、本発明による基板処理装置は、第1電極並びに第2電極および基板支持部それぞれの温度と、第1電極の温度と第2電極の温度との温度差値や、第1電極の温度と基板支持部の温度との温度差値や、第1電極と第2電極との間の電極間距離および第1電極または第2電極の抵抗値が使用者それぞれの設定範囲にない非常状況でインターロック信号およびアラームを発生させて、RF電源が供給されないようにすることを特徴とする。
すなわち、上部電極と下部電極がすべて初期状態にあるか、上部電極と下部電極がすべて使用者の設定範囲内にある場合には、RF電源が供給されるように許容し、そうでない非常状況では、インターロック信号を生成させて、RF電源が電極部または基板支持部に供給されないように遮断して、RF電源によるダメージを防止して装備を保護し、基板に蒸着される薄膜の均一度を向上させることができるというメリットがある。
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲がこれに限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲で定義する本発明の基本概念に基づいてより多様な実施例で実現可能であり、これらの実施例も本発明の権利範囲に属する。
Claims (22)
- 基板を処理するための反応空間を提供するプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバの内部に設けられて前記基板に対向する第1電極と、
前記第1電極の下部に位置する第2電極と、
前記第1電極または前記第2電極に対向して設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、
前記第1電極および第2電極の少なくとも1つに1つ以上のRF電源を供給するRF電源供給部と、を含み、
前記第1電極の温度または前記第2電極の温度がそれぞれの設定範囲を外れるか、前記第1電極の温度または前記基板支持部の温度がそれぞれの設定範囲を外れる場合、前記RF電源の供給を中止させることを特徴とする基板処理装置。 - 前記第1電極の温度並びに前記第2電極および前記基板支持部の少なくとも1つの温度を測定する測定部と、
前記第1電極の温度または前記第2電極の温度がそれぞれの設定範囲内にあるかを比較するか、前記第1電極の温度または前記基板支持部の温度がそれぞれの設定範囲内にあるかを比較して、前記設定範囲を外れる場合、インターロック信号を生成する比較部と、
前記インターロック信号が入力されると、前記RF電源の供給を中止させる制御部と、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記比較部は、
前記第1電極の温度または前記第2電極および前記基板支持部の少なくとも1つの温度がすべて50℃以下の常温であるか否かを判断する第1基準と、
前記第1電極の温度または前記第2電極の温度がそれぞれの設定範囲にあるかを判断する第2基準と、
前記第1電極の温度または前記基板支持部の温度がそれぞれの設定範囲にあるかを判断する第3基準と、に基づいて前記インターロック信号の生成の可否を決定することを特徴とする請求項2に記載の基板処理装置。 - 前記比較部は、
前記第1基準を満足せず、
前記第2基準乃至第3基準の少なくともいずれか1つを満足しない場合、前記インターロック信号を生成することを特徴とする請求項3に記載の基板処理装置。 - 基板を処理するための反応空間を提供するプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバの内部に設けられて前記基板に対向する第1電極と、
前記第1電極の下部に位置する第2電極と、
前記第1電極または前記第2電極に対向して設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、
前記第1電極および第2電極の少なくとも1つに1つ以上のRF電源を供給するRF電源供給部と、を含み、
前記第1電極の温度と前記第2電極の温度との温度差値が第1設定範囲を外れるか、前記第1電極の温度と前記基板支持部の温度との温度差値が第2設定範囲を外れる場合、前記RF電源の供給を中止させることを特徴とする基板処理装置。 - 前記第1電極の温度並びに前記第2電極および前記基板支持部の少なくとも1つの温度を測定する測定部と、
前記第1電極の温度と前記第2電極の温度との温度差値が前記第1設定範囲内にあるかを比較して、前記第1設定範囲を外れるか、前記第1電極の温度と前記基板支持部の温度との温度差値が前記第2設定範囲内にあるかを比較して、前記第2設定範囲を外れる場合、インターロック信号を生成する比較部と、
前記インターロック信号が入力されると、前記RF電源の供給を中止させる制御部と、をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の基板処理装置。 - 前記比較部は、
前記第1電極の温度または前記第2電極および基板支持部の少なくとも1つの温度がすべて50℃以下の常温であるか否かを判断する第4基準と、
前記第1電極の温度と前記第2電極の温度との温度差値が前記第1設定範囲内にあるかを判断する第5基準と、
前記第1電極の温度と前記基板支持部の温度との温度差値が前記第2設定範囲内にあるかを判断する第6基準と、に基づいて前記インターロック信号の生成の可否を決定することを特徴とする請求項6に記載の基板処理装置。 - 前記比較部は、
前記第4基準を満足せず、
前記第5基準および第6基準の少なくともいずれか1つを満足しない場合、前記インターロック信号を生成することを特徴とする請求項7に記載の基板処理装置。 - 基板を処理するための反応空間を提供するプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバの内部に設けられて前記基板に対向する第1電極と、
前記第1電極の下部に位置する第2電極と、
前記第1電極または前記第2電極に対向して設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、
前記第1電極および第2電極の少なくとも1つに1つ以上のRF電源を供給するRF電源供給部と、を含み、
前記第1電極または第2電極の抵抗値が設定範囲を外れる場合、前記RF電源の供給を中止させることを特徴とする基板処理装置。 - 前記第1電極または第2電極の抵抗値を測定する測定部と、
前記第1電極または第2電極の抵抗値が前記設定範囲を外れる場合、前記第1電極と前記第2電極とが短絡していると判断して、インターロック信号を生成する判断部と、
前記インターロック信号が入力されると、前記RF電源の供給を中止させる制御部と、をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の基板処理装置。 - 前記判断部は、
前記第1電極または第2電極の抵抗値が1メガオーム(MΩ)~1000メガオーム(MΩ)の範囲を外れる場合、前記第1電極と前記第2電極とが短絡していると判断して、インターロック信号を生成することを特徴とする請求項10に記載の基板処理装置。 - 基板を処理するための反応空間を提供するプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバの内部に設けられて前記基板に対向する第1電極と、
前記第1電極の下部に位置する第2電極と、
前記第1電極または前記第2電極に対向して設けられ、前記基板を支持する基板支持部と、
前記第1電極および第2電極の少なくとも1つに1つ以上のRF電源を供給するRF電源供給部と、を含み、
前記第1電極と前記第2電極との間の電極間距離が設定範囲を外れる場合、前記RF電源の供給を中止させることを特徴とする基板処理装置。 - 前記電極間距離を測定する測定部と、
前記電極間距離が前記設定範囲内にあるかを判断して、前記設定範囲を外れる場合、インターロック信号を生成する判断部と、
前記インターロック信号が入力されると、前記RF電源の供給を中止させる制御部と、をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の基板処理装置。 - 前記判断部は、
前記第1電極と前記第2電極とが接触した場合、前記電極間距離が前記設定範囲を外れていると判断して、前記インターロック信号を生成することを特徴とする請求項13に記載の基板処理装置。 - 第1電極の温度並びに第2電極および基板支持部の少なくとも1つの温度を測定する温度測定ステップと、
前記第1電極の温度または前記第2電極の温度をそれぞれの設定範囲と比較するか、前記第1電極の温度または前記基板支持部の温度をそれぞれの設定範囲と比較する温度比較ステップと、
前記比較結果に応じてインターロック信号を生成するインターロック信号生成ステップと、
前記インターロック信号に応じてRF電源の供給を遮断するRF電源供給遮断ステップと、を含むことを特徴とする基板処理装置のインターロック方法。 - 前記インターロック信号生成ステップは、
前記比較結果、前記第1電極の温度または前記第2電極の温度がそれぞれの設定範囲を外れるか、前記第1電極の温度または前記基板支持部の温度がそれぞれの設定範囲を外れる場合、前記インターロック信号を生成することを特徴とする請求項15に記載の基板処理装置のインターロック方法。 - 第1電極の温度並びに第2電極および基板支持部の少なくとも1つの温度を測定する温度測定ステップと、
前記第1電極の温度と前記第2電極の温度との温度差値が第1設定範囲内にあるかを比較するか、前記第1電極の温度と前記基板支持部の温度との温度差値が第2設定範囲内にあるかを比較する温度差比較ステップと、
前記比較結果に応じてインターロック信号を生成するインターロック信号生成ステップと、
前記インターロック信号に応じてRF電源の供給を遮断するRF電源供給遮断ステップと、を含むことを特徴とする基板処理装置のインターロック方法。 - 前記インターロック信号生成ステップは、
前記比較結果、前記第1電極の温度と前記第2電極の温度との温度差値が前記第1設定範囲を外れるか、前記第1電極の温度と前記基板支持部の温度との温度差値が前記第2設定範囲を外れる場合、前記インターロック信号を生成することを特徴とする請求項17に記載の基板処理装置のインターロック方法。 - 第1電極および第2電極の間の電極間距離を測定する電極間距離測定ステップと、
前記電極間距離が設定範囲内にあるかを判断する電極間距離判断ステップと、
前記判断結果に応じてインターロック信号を生成するインターロック信号生成ステップと、
前記インターロック信号に応じてRF電源の供給を遮断するRF電源供給遮断ステップと、を含むことを特徴とする基板処理装置のインターロック方法。 - 前記インターロック信号生成ステップは、
前記第1電極と前記第2電極とが接触した場合、前記電極間距離が前記設定範囲を外れていると判断して、前記インターロック信号を生成することを特徴とする請求項19に記載の基板処理装置のインターロック方法。 - 第1電極または第2電極の抵抗値を測定する抵抗値測定ステップと、
前記第1電極または第2電極の抵抗値が設定範囲内にあるかを比較して判断する抵抗値比較ステップと、
前記比較結果に応じてインターロック信号を生成するインターロック信号生成ステップと、
前記インターロック信号に応じてRF電源の供給を遮断するRF電源供給遮断ステップと、を含むことを特徴とする基板処理装置のインターロック方法。 - 前記インターロック信号生成ステップは、
前記比較結果、前記第1電極または第2電極の抵抗値が設定範囲を外れる場合、前記インターロック信号を生成することを特徴とする請求項21に記載の基板処理装置のインターロック方法。
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