KR100234543B1 - 포토레지스트 애싱(ashing) 설비의 고주파(radio frequency) 오류 감지 장치 - Google Patents

Abstract

애싱(Ashing)을 위하여 공급되는 고주파(Radio Frequency) 전력이 비정상적으로 공급되는 경우 경보동작을 수행하여 애싱 오류가 방지되도록 개선시킨 포토레지스트 애싱 설비의 고주파 오류 감지 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 고주파 전력이 임피던스(Impedance) 매칭(Matching)을 위한 매칭부를 거쳐서 공급되도록 구성되는 포토레지스트 애싱 설비의 고주파 오류 감지 장치에 있어서, 상기 매칭부에 병렬로 연결되어 상기 고주파 전력을 인가받아서 현재 전원의 공급상태와 고주파의 상태를 체크하여 정상과 비정상을 구분하는 제어신호를 출력하는 고주파 판별수단 및 상기 고주파 판별수단으로부터 출력되는 제어신호에 의하여 경보동작을 수행하는 경보수단을 구비하여 이루어진다.

따라서, 본 발명에 의하면 애싱 불량으로 인한 웨이퍼의 불량, 재가공시간의 소요가 발생되지 않으므로, 생산성이 향상되고, 수율이 극대화되는 효과가 있다. 그리고, 애싱을 수행하는 설비의 관리가 손쉬워지는 효과가 있다.

Description

포토레지스트 애싱(Ashing) 설비의 고주파(Radio Frequency) 오류 감지 장치

본 발명은 포토레지스트 애싱(Ashing) 설비의 고주파(Radio Frequency) 오류 감지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 애싱을 위하여 공급되는 고주파 전력을 체크하여 비정상적으로 공급되는 경우 이에 대한 경보동작을 수행하도록 구성하여 애싱 오류가 방지되도록 개선시킨 포토레지스트 애싱 설비의 고주파 오류 감지 장치에 관한 것이다.

통상, 반도체장치를 제조하기 위하여 웨이퍼는 산화, 확산, 사진, 식각 및 이온주입 등과 같은 공정을 반복적으로 거치게되고, 이들 공정 중에 일부에는 필수적으로 포토레지스트가 이용되고 있다.

구체적인 예로 사진공정에서 웨이퍼에 스핀코팅(Spin Coating)방식으로 소정 두께로 포토레지스트가 코팅되고, 그 후 웨이퍼는 소프트 베이크(Soft Bake), 정렬과 노출, 현상, 세척 및 건조, 하드 베이크(Hard Bake), 식각 그리고 포토레지스트 제거와 같은 공정을 순차적으로 거치게 된다. 결국 사진공정은 포토레지스트를 마스킹 막질로 이용하여 노광, 현상 및 식각을 수행하고, 웨이퍼 상의 포토레지스트는 마스킹 막질로써의 용도가 완료된 후에는 불필요하기 때문에 제거된다.

포토레지스트를 제거는 보통 스트립공정 또는 애싱공정을 통하여 이루어진다.

이 중 애싱공정은 건식식각 공정을 수행한 후에 포토레지스트를 제거하기 위하여 수행되며, 애싱공정은 산소(O₂)가스를 공급하면서 고주파(Radio Frequency : 이하, 'RF'라 함)를 인가하여 플라즈마 분위기가 설정되며, 이러한 분위기에서 포토레지스트가 제고된다.

그러므로, 애싱공정에서 플라즈마 분위기를 설정하기 위하여 인가되는 RF는 미리 설정된 주파수로 제공이되어야 한다. 정상적인 RF가 제공되지 않으면, 포토레지스트가 불완전 제거되거나, 웨이퍼 표면에 거미줄 디펙(Defect)이 발생되는 것과 같은 공정불량이 발생되며, 이는 반도체장치의 생산성을 저하시키는 주요인으로 작용되는 문제점이 있었다.

특히, 포토레지스트의 불완전 제거가 발생된 경우에는 웨이퍼가 다시 애싱공정을 거쳐서 완전히 포토레지스트가 제거되어야하는 불필요한 공정시간이 소요되어 전체 공정시간을 증가시키는 문제점이 있었다.

전술한 문제점은 종래의 애싱설비에 출력되는 RF에 대한 체크기능이 제공되지 않기 때문에 발생되었다.

도1을 참조하면, 종래의 애싱설비는 RF가 RF발진기(10)에서 발진되어 매칭부(12)에서 임피던스(Impedance) 매칭된 후 디스플레이부(14)로 인가되도록 구성되어 있었다.

전술한 바와 같은 종래의 애싱 설비는 RF 출력 계통에 세팅값에 대비한 실제 출력을 검증하는 장치가 구성되어 있지 않다. 이러한 이유로 포워드 파워(Forward Power) 및 리플렉티드 파워(Reflected Power)가 매칭부(12)를 거쳐서 디스플레이(Display)되는 과정에서 포워드 파워에 대한 RF 허용오차 검증이 이루어지지 않으므로 전술한 공정불량 또는 재가공에 불필요한 공정시간이 낭비되는 문제점이 초래되었으며, 심한 경우 RF가 인가되지 않는 상태에서 애싱공정이 진행되는 심각한 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 포토레지스트 애싱을 위하여 공급되는 고주파 전력의 설정치 검증을 수행하여 이상이 발생된 경우 경보동작을 수행하기 위한 포토레지스트 애싱 설비의 고주파 오류 감지 장치를 제공하는 데 있다.

도1은 종래의 포토레지스트 애싱 설비의 디스플레이를 위한 고주파 전력 인가 부분을 나타내는 블록도이다.

도2는 본 발명에 따른 포토레지스트 애싱 설비의 고주파 오류 감지 장치의 실시예를 나타내는 블록도이다.

도3은 본 발명에 따른 실시예의 상세회로도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : RF발진기 12 : 매칭부

14 : 디스플레이부 16 : RF판별부

18 : 경보부 20 : 전원입력부

22 : RF입력부 24 : PLC

26 : 비교기 28, 30 : 램프

32 : 부저 34 : 리셋스위치

R1∼R7 : 저항 C1, C2 : 콘덴서

D1, D2 : 발광다이오드 Q1, Q3 : 수광트래지스터

Q2 : 트랜지스터

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토레지스트 애싱 설비의 고주파 오류 감지 장치는, 고주파 전력을 이용하여 포토레지스트의 애싱을 수행하며, 상기 고주파 전력이 임피던스 매칭을 위한 매칭부를 거쳐서 상기 고주파 전력의 내용을 디스플레이하기 위한 디스플레이부로 공급되도록 구성되는 포토레지스트 애싱 설비의 고주파 오류 감지 장치에 있어서, 상기 매칭부에 병렬로 연결되어 상기 고주파 전력을 인가받아서 현재 전원의 공급상태와 고주파의 상태를 체크하여 정상과 비정상을 구분하는 제어신호를 출력하는 고주파 판별수단 및 상기 고주파 판별수단으로부터 출력되는 제어신호에 의하여 경보동작을 수행하는 경보수단을 구비하여 이루어진다.

그리고, 상기 고주파 판별수단은 상기 전원의 공급상태를 판별하여 제 1 판별신호를 출력하는 전원입력부, 상기 고주파의 상태를 판별하여 제 2 판별신호를 출력하는 고주파 입력부 및 상기 제 1 판별신호와 제 2 판별신호를 조합하여 에러여부를 판단하고 그에 따른 제어신호를 출력하는 프로그래머블 로직 회로를 구비함이 바람직하다.

그리고, 상기 경보수단은 정상상태에 해당하는 제어신호가 인가되면 발광하는 제 1 램프 및 비정상상태에 해당하는 제어신호가 인가되면 발광하는 제 2 램프를 구비하여 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 제 2 램프에 병렬로 부저가 연결되고, 상기 부저에 직렬로 리셋스위치가 더 연결될 수 있다.

그리고, 상기 고주파 판별수단은 포워드 출력을 상기 고주파 전력으로 공급받도록 구성됨이 바람직하다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예는 RF출력이 RF발진기(10)에서 발진되어 매칭부(12)를 통하여 디스플레이부(14)로 출력되는 경로 상에 매칭부(12)와 병렬로 RF판별부(16)를 구성하고, RF판별부(16)에 경보부(18)가 연결되어 있다.

RF판별부(16)는 RF출력과 전원이 인가되며, 도3과 같은 회로구성을 가지면서 전원입력상태와 RF신호상태를 비교하여 경보를 위한 제어신호 경보부(18)로 출력하도록 동작된다.

RF판별부(16)는 전원입력부(20)와 RF입력부(22) 및 프로그래머블 로직 회로(Programmable Logic Circuit, 이하 'PLC'라 함)(24)로 구성된다.

전원입력부(20)에는 입력되는 전원의 전압이 분배되어 인가되는 저항(R1, R2)이 병렬로 연결되어 있으며, 콘덴서(C1)가 저항(R2)에 병렬로 연결되어 분배된 전압을 평활하도록 연결되며, 콘덴서(C1)에 병렬로 발광다이오드(D1)가 연결되어 있다. 그리고, 발광다이오드(D1)의 점등상태에 따라 스위칭되는 수광트랜지스터(Q1)가 에미터측에 연결된 저항(R3)을 통하여 트랜지스터(Q2)의 베이스로 정전압(Vcc)을 인가하도록 구성되어 있으며, 트랜지스터(Q2)는 베이스로 인가되는 전압의 상태에 따라 콜렉터 측으로 바이어스되는 정전압(Vcc)을 가변적으로 PLC(24)로 인가하도록 구성되어 있다.

한편, RF입력부(22)는 저항(R4)로 인가되는 고주파에 비례하는 레벨을 갖는 전압이 비교기(26)의 부(-)입력단으로 인가되도록 구성되어 있으며, 직렬연결된 저항(R5)과 가변저항(VR)에 의하여 정전압(Vs)이 분배되어 비교기(26)로 인가되도록 구성되어 있다. 그리고, 비교기(26)의 출력에는 콘덴서(C2)와 발광다이오드(D2)가 병렬로 연결되어 있으며, 이들은 저항(R6)을 통하여 정전압(Vcc)이 인가되도록 구성되어 있다. 그리고, 발광다이오드(D2)와 커플링되는 수광트랜지스터(Q3)의 에미터로는 저항(R7)이 연결되어 있으며 스위칭상태에 따라 콜렉터측으로 인가되는 정전압(Vcc)이 가변적으로 PLC(24)로 인가되도록 구성되어 있다.

한편, 경보부(18)는 램프(28, 30)가 각각 병렬로 PLC(24)에 연결되어 있으며, 램프(30)에는 병렬로 부저(32)와 리셋스위치(34)가 연결되어 있다. 여기에서 램프(28)은 전원이 공급되는 상태에서 RF가 정상상태인 경우 발광되는 녹색 램프이고, 램프(30)은 전원이 공급되는 상태에서 RF가 비정상적이면 경보용으로 발광되는 적색 램프이다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 실시예의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 전원이 공급되면 저항(R1, R2)에 의하여 분배된 전압이 콘덴서(C1)에 의하여 평활된 후 발광다이오드(D1)에 인가되므로, 발광다이오드(D1)는 발광된다. 발광다이오드(D1)이 발광되면, 수광트랜지스터(Q1)는 턴온되므로, 정전압(Vcc)이 저항(R3)에 인가되고, 그에 따라 트랜지스터(Q2)는 턴온된다. 트랜지스터(Q2)가 턴온되면, 전류가 접지로 방출되므로 PLC(24)로는 로우 레벨(Low Level)의 전압이 인가된다.

이와 반대로 전원이 인가되지 않으면, 발광다이오드(D1)가 소광되므로, 수광트랜지스터(Q1)는 턴오프되고, 이에 연동되어 트랜지스터(Q2)는 턴오프된다. 그러므로, PLC(24)로는 하이레벨(High Level)의 전압이 인가된다.

한편, RF가 정상적으로 공급되면, 저항(R4)에 인가되는 전압은 가변저항(VR)에 의하여 설정된 전압보다 높은 레벨을 가지므로, 비교기(26)의 출력단에는 로우레벨의 전압이 인가되고, 그에 따라 발광다이오드(D2)는 전류가 흘러서 발광된다. 발광다이오드(D2)가 발광되면 그에 따라 수광트랜지스터(Q3)가 턴온되므로 PLC(24)에는 로우레벨의 전압이 인가된다.

반대로, RF가 비정상적으로 공급되면, 저항(R4)에 인가되는 전압은 가변저항(VR)에 의하여 설정된 전압보다 낮은 레벨을 가지므로, 비교기(26)의 출력단에는 하아레벨의 전압이 인가되고, 그에 따라 발광다이오드(D2)는 전류가 흐르지 않으므로 소광된다. 발광다이오드(D2)가 소광되면 그에 따라 수광트랜지스터(Q3)가 턴오프되므로 PLC(24)에는 하이레벨의 전압이 인가된다.

결국, PLC(24)에는 전원이 정상적으로 인가되면 제 1 입력측으로 로우레벨의 전압이 인가되고, RF가 정상적으로 공급되면 제 2 입력측으로 로우레벨의 전압이 비정상적으로 공급되면 제 2 입력측으로 하이레벨의 전압이 인가된다.

본 발명에 따른 실시예는 전원이 정상적으로 공급되는 상태에서 정상적으로 RF가 공급되는지 판별하여 경보동작을 수행한다. 그러므로, PLC(24)의 제 1 입력측으로 로우레벨이 인가된 상태에서 제 2 입력측으로 로우레벨이 인가되면 정상적으로 애싱이 수행될 수 있는 안전상태이며, 제 1 입력측으로 로우레벨이 인가된 상태에서 제 2 입력측으로 하이레벨이 인가되면 정상적으로 애싱이 수행될 수 없는 경보상태이다.

PLC(24)는 안전상태이면 경보부(18)로 제어신호를 출력하여 램프(28)를 발광시키고, 그에 따라서 경보부(18)에는 녹색불이 점등된다.

이와 반대로 PLC(24)는 경보상태이면 경보부(18)로 제어신호를 출력하여 램프(30)를 발광시키고, 그에 따라서 경보부(18)에는 적색불이 점등된다. 이와 동시에 부저(32)가 발음동작을 수행하게 된다.

작업자는 작업 중 적색불이 점등되면서 발음경보동작이 수행되면, 리셋스위치(34)를 조작하여 부저(32)의 발음동작을 해제한 후 RF출력을 점검한다.

그러므로, 본 발명에 따른 실시예는 비정상적으로 RF가 공급되는 상태에서 애싱공정이 수행되는 것이 예방될 수 있다.

즉, 애싱 설비가 전원이 공급되는 상태에서 애싱을 수행하기 위한 플라즈마 분위기를 설정하기 위하여 미리 세팅된 값의 범위를 벗어나면 경보동작이 수행되고, 전술한 오류상태가 육안으로 쉽게 확인될 수 있으므로, 설비의 관리가 쉽게 이루어질 수 있고, 불량이 방지되며, 공정시간이 단축된다.

따라서, 본 발명에 의하면 애싱 불량으로 인한 웨이퍼의 불량, 재가공시간의 소요가 발생되지 않으므로, 생산성이 향상되고, 수율이 극대화되는 효과가 있다. 그리고, 애싱을 수행하는 설비의 관리가 손쉬워지는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

1. 고주파(Radio Frequency) 전력을 이용하여 포토레지스트의 애싱(Ashing)을 수행하며, 상기 고주파 전력이 임피던스(Impedance) 매칭(Matching)을 위한 매칭부를 거쳐서 상기 고주파 전력의 내용을 디스플레이하기 위한 디스플레이부로 공급되도록 구성되는 포토레지스트 애싱 설비의 고주파 오류 감지 장치에 있어서,

   상기 매칭부에 병렬로 연결되어 상기 고주파 전력을 인가받아서 현재 전원의 공급상태와 고주파의 상태를 체크하여 정상과 비정상을 구분하는 제어신호를 출력하는 고주파 판별수단; 및

   상기 고주파 판별수단으로부터 출력되는 제어신호에 의하여 경보동작을 수행하는 경보수단;

   을 구비함을 특징으로 하는 포토레지스트 애싱 설비의 고주파 오류 감지 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 고주파 판별수단은;

   상기 전원의 공급상태를 판별하여 제 1 판별신호를 출력하는 제 1 판별부;

   상기 고주파의 상태를 판별하여 제 2 판별신호를 출력하는 제 2 판별부; 및

   상기 제 1 판별신호와 제 2 판별신호를 조합하여 에러여부를 판단하고 그에 따른 제어신호를 출력하는 프로그래머블 로직 회로;

   를 구비함을 특징으로 하는 상기 포토레지스트 애싱 설비의 고주파 오류 감지 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 경보수단은;

   정상상태에 해당하는 제어신호가 인가되면 발광하는 제 1 램프; 및

   비정상상태에 해당하는 제어신호가 인가되면 발광하는 제 2 램프;

   를 구비함을 특징으로 하는 상기 포토레지스트 애싱 설비의 고주파 오류 감지 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 2 램프에 병렬로 부저가 더 연결됨을 특징으로 하는 상기 포토레지스트 애싱 설비의 고주파 오류 감지 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 부저에 직렬로 리셋스위치가 더 연결됨을 특징으로 하는 상기 포토레지스트 애싱 설비의 고주파 오류 감지 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 고주파 판별수단은 포워드(Forward) 출력을 상기 고주파 전력으로 공급받도록 구성됨을 특징으로 하는 상기 포토레지스트 애싱 설비의 고주파 오류 감지 장치.

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