KR100886739B1 - 전원장치와 이것을 사용한 반도체제조장치 및반도체웨이퍼의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체제조장치용 고주파 전원장치나 직류 전원장치(이하, 전원장치라 함)의 폐쇄루프제어시스템을 구성하는 부품에 옵셋이 발생한 경우에 이상을 검출할 수 있는 전원장치 및 이 전원장치를 사용한 반도체제조장치 및 반도체웨이퍼의 제조방법을 제공한다.

전력의 강도를 설정하는 출력값 설정신호와 출력의 출력 온/오프를 설정하는 출력 온/오프 지령을 받아 전력을 공급하는 전원장치는 출력 온/오프 지령이 오프일 때에 출력의 강도를 검출한 값에 따른 출력 검출신호가 소정의 한계값을 초과한 경우에 다음의 출력 온/오프 지령이 온일 때에도 전력공급을 저지한다.

Description

전원장치와 이것을 사용한 반도체제조장치 및 반도체웨이퍼의 제조방법 {POWER SUPPLY, A SEMICONDUCTOR MAKING APPARATUS AND A SEMICONDUCTOR WAFER FABRICATING METHOD USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예인 고주파 전원장치의 제어블록도,

도 2는 도 1의 이상 검출수단의 기능도,

도 3은 도 1의 기본신호 출력수단의 구성도,

도 4는 본 발명의 제 2 실시예인 직류 전원장치의 제어블록도,

도 5는 도 4의 제어수단의 기능도,

도 6은 종래의 반도체제조장치용 고주파 전원장치의 제어블록도,

도 7은 종래의 반도체제조장치용 직류 전원장치의 제어블록도이다.

본 발명은 전원장치에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼를 처리하기 위한 전원장치 및 이것을 사용한 반도체제조장치 및 반도체 웨이퍼의 제조방법에 관한 것이다.

플라즈마를 이용하는 에칭장치가 널리 이용되고 있으며 그 하나로 ECR(전자 사이클로트론공명) 방식의 에칭장치가 있다. 이 ECR 방식에서는 진공용기의 외부에 배치한 코일에 직류 전류를 흘림으로써, 자장을 발생시킴과 동시에, 마그네트론에 고전압을 인가하여 발진시켜 진공용기 중에 마이크로파를 도입함으로써 플라즈마를 발생시키고 있다. 또 시료대에 교류의 바이어스전압을 인가함으로써, 시료에 입사하는 이온을 가속하고 있다. 이 외에도 시료대에는 시료를 정전흡착하기 위하여 직류의 바이어스전압을 인가하고 있다.

이상과 같이 자장발생용으로 직류 전류를 출력하는 전원장치, 마이크로파발생용이나 직류 바이어스용으로 직류 전압을 출력하는 전원장치, 교류의 바이어스용으로 교류 전력을 출력하는 전원장치를 사용하는 것이 알려져 있다.

도 6은 종래의 반도체제조장치용 고주파 전원장치의 구성을 블록도로 나타낸다. 도 6에 있어서, 4는 고주파 전원장치이고, 부하인 시료대에 교류의 바이어스전압을 인가하여 시료에 입사하는 이온을 가속하기 위하여 고주파 전력을 출력한다. 41은 전력방향성 결합기이고, 출력하고 있는 전력의 강도를 검출하여 강도에 따른 전력 검출신호를 출력한다. 42는 제어수단이고, 반도체제조장치의 제어 마이크로컴퓨터(1)로부터 고주파 전원장치(4)에 대하여 출력되는 출력 전력강도의 설정값인 전력 설정값과, 전력방향성 결합기(41)로부터 피드백되는 전력 검출값과의 차에 따라 전력 증폭도를 산출한다. 43은 고주파 전원장치의 소정의 주파수에 고정된 기본파를 출력하는 고정 발진회로이다. 44는 증폭수단으로, 제어수단(42)으로부터 출력되는 전력 증폭도에 따라 발진회로(43)로부터 출력되는 기본파를 증폭하여 원하는 고주파 전력을 출력한다. 반도체제조장치의 제어 마이크로컴퓨터(1)는 고주파 전원장치(4)에 대하여 전력 설정값을 출력함과 동시에 전력 검출값을 감시하고 있다.

또 도 7은 종래의 반도체제조장치용 직류 전원장치의 구성을 블록도로 나타낸다. 도 7에 있어서 5는 직류 전원장치이고, 원하는 자장을 발생시키기 위한 부하인 코일에 직류 전류를 출력한다. 51은 전류 검출수단이고, 출력하고 있는 직류 전류의 강도를 검출하여 강도에 따른 전류 검출신호를 출력한다. 52는 제어수단이고, 반도체제조장치의 제어 마이크로컴퓨터(1)로부터 출력되는 전류 설정값과 전류 검출수단(51)으로부터 피드백되는 전류 검출값과의 차에 따라 스위칭수단(53)을 1주기 시간 중의 온 시간의 비율(이하, 듀티비라 함)을 출력한다. 54는 변압수단이고, 1차측에 소정의 직류 전압을 공급하는 직류 전압수단(55)과 스위칭수단(53)이 접속되어 있다. 그리고 53이 제어수단(52)으로부터의 듀티비에 의거하여 온/오프함으로서 초프(chop)된 직류 전압을 2차측으로부터 변압하여 출력한다. 56은 평활수단이고, 변압수단(54)의 2차측 출력전압을 평활하게 하여 직류 전압으로 하고, 그 결과 직류 전원장치(5)는 원하는 직류 전류를 출력한다. 반도체제조장치의 제어 마이크로컴퓨터(1)는 직류 전원장치(5)에 대하여 전류 설정값을 출력함과 동시에, 전류 검출값을 감시하고 있다. 이상, 직류 전류를 출력하는 직류 전원장치에 대하여 설명하였으나, 제어 마이크로컴퓨터(1)로부터 전압 설정값을 받아 직류 전압을 출력하는 직류 전원장치도 마찬가지이고, 예를 들면 웨이퍼의 정전흡착을 목적으로 한 시료대에의 직류 전압바이어스에 사용된다. 그 경우는 전류 검출수단(61) 대신에 출력전압의 강도를 검출하여 강도에 따른 전압 검출신호를 출력하는 전압 검출수단으로 한다.

일반적으로 상기한 고주파 전원장치나 직류 전원장치와 같은 폐쇄 루프제어시스템을 구성하는 제어블록의 일부[예를 들면 도 6의 제어수단(42), 증폭수단(44), 전력방향성 결합기(41) 등]의 입출력 관계에 이들 제어블록을 구성하는 아날로그부품의 경시변화나 디지털부품의 래치업 현상 등에 의한 의도하지 않은 옵셋이 발생한 경우, 제어량에도 옵셋에 따른 어긋남이 발생하여 버린다. 이것은 폐쇄루프 제어시스템을 구성하는 제어블록의 일부의 입출력 관계의 옵셋이 도 6의 전력 검출값에 반영되어 제어수단(42)에서 전력 검출값이 전력 설정값과 같아지도록 상기한 전력 증폭도를 조작함에 의한 것으로, 예를 들면 전력 검출값이 전력 설정값과 같아진 시점에서는 실제의 출력은 전력 설정값에 대하여 옵셋만큼 어긋난 것이 된다. 이 때 전력 검출값이 전력 설정값에 대한 소정의 허용범위 내에 있는지의 여부를 제어 마이크로컴퓨터(1)가 감시하고 있었다 하여도 전력 검출값이 전력 설정값과 같아져 있기 때문에, 이상한 옵셋의 발생을 검출할 수 없어 정상으로 판단하여 버린다. 이는 도 7의 직류 전원장치에 대해서도 동일하여, 예를 들면 전류 검출수단(51)의 입출력관계에 의도하지 않은 옵셋이 발생했을 경우, 상기한 듀티비를 조작함으로써, 예를 들면 전류 검출값이 전류 설정값과 같아진 시점에서는 실제의 출력은 옵셋만큼 어긋난 것이 되나, 제어 마이크로컴퓨터(1)는 이상한 옵셋의 발생을 검출할 수 없어 정상으로 판단하여 버린다.

그 결과, 소정의 설정값대로 처리가 행하여지고 있지 않음에도 불구하고, 반도체 웨이퍼의 처리 중에는 결점을 발견할 수 없어, 이 반도체제조장치의 하류공정에 있어서 처리가 끝난 반도체 웨이퍼의 결점이 판명되기까지 로트(예를 들면 반도체 웨이퍼 25매) 단위 불량을 계속 발생하여 거액의 손실을 일으킬 가능성이 있다는 문제가 있다. 오늘날의 반도체 웨이퍼의 대구경화, 부가가치의 증대에 의하여 이와 같은 로트단위로의 불량에 의한 손실의 가능성은 계속 높아지고 있다. 또 반도체제조장치분야에서는 이들 전원장치류의 출력을 더욱 고정밀도로 하는 것이 점점 강하게 요구되고 있어 구성부품의 명확한 이상뿐만 아니라, 완만한 경시변화 등에 의한 미소한 옵셋량에 관한 허용범위도 좁아져 가고 있어, 미소한 옵셋량의 발생도 검출하여 불량을 방지하는 것이 중요하게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 전원장치, 특히 반도체제조장치에 사용되는 고주파 전원장치나 직류 전원장치의 부품의 이상이나 경시변화 등에 의한 이상한 옵셋을 검출할 수 있는 전원장치 및 이것을 사용한 반도체제조장치 및 반도체 웨이퍼의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위하여 다음과 같은 수단을 채용하였다.

출력의 강도를 설정하는 출력값 설정신호와 상기 출력의 출력 온/오프를 설정하는 출력 온/오프 지령을 받아 상기 출력을 행하는 전원장치로서, 상기 출력 온/오프 지령이 오프일 때에 상기 출력의 강도를 검출한 값에 따른 출력 검출신호가 소정의 한계값을 초과한 경우는 다음에 상기 출력 온/오프 지령이 온으로 설정되어도 상기 출력을 억지하는 것으로 한 전원장치.

또는 반도체 웨이퍼를 처리하는 처리실과, 상기 반도체웨이퍼의 처리에 필요한 전류 또는 전압 또는 전력을 출력하는 전원장치와, 상기 전원장치에 대하여 상기 출력의 강도의 설정 및 상기 출력의 출력 온/오프의 설정을 행하는 제어 마이크로컴퓨터와, 상기 출력을 검출하여 검출한 값에 따른 출력 검출신호를 출력하는 출력 검출수단을 가지는 반도체제조장치로서, 상기 출력의 출력 온/오프의 설정이 오프일 때에 상기 출력 검출신호가 소정의 한계값을 초과한 경우는 다음에 처리되는 반도체 웨이퍼의 처리를 정지하는 것으로 한 반도체제조장치.

또는 반도체 웨이퍼의 처리에 필요한 전류 또는 전압 또는 전력을 공급하는 전원장치에 대하여 상기 출력의 강도를 설정하는 단계와, 상기 출력의 출력 온/오프를 설정하는 단계와, 상기 출력을 검출하여 검출한 값에 따른 출력 검출신호를 출력하는 단계를 가지는 반도체 웨이퍼의 제조방법으로서, 상기 출력의 출력 온/오프를 설정하는 단계에 있어서, 오프를 설정하고 있을 때에 상기 출력을 검출하여 검출한 값에 따른 출력 검출신호가 소정의 한계값을 초과한 경우는 다음에 처리되는 반도체 웨이퍼의 처리를 정지하는 단계를 가지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 제 1 실시예를 도면을 사용하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 것으로, 본 도면에 있어서 2는 반도체제조장치용 고주파 전원장치를 나타낸다. 고주파 전원장치(2)는 제어수단(21), 증폭수단(22), 전력 검출수단(23), 기본신호 출력수단(24), 이상 검출수단(25)을 포함한다. 전력 검출수단(23)은 출력하고 있는 전력의 강도를 검출하여 강도에 따른 전력 검출신호를 출력한다. 이상 검출수단(25)은 전력을 출력할 것인지의 여부를 지령하는 출력 온/오프 지령, 전력 검출신호 및 소정의 한계값을 받아 전력 검출값에 이상한 옵셋이 발생하고 있는 지의 여부를 판단하고, 그 결과를 나타내는 이상 검출신호를 출력한다. 기본신호 출력수단(24)은 출력 온/오프 지령, 이상 검출신호를 받아 기본신호를 출력한다. 제어수단(21)은 전력 검출값과 출력 전력의 강도의 설정값인 전력 설정값과의 차에 의거하여 전력 증폭도를 출력한다. 증폭수단(22)은 전력 증폭도에 따라 기본신호를 증폭하여 고주파 전력을 출력한다. 또한 도면 중에 나타낸 이들 수단 사이의 신호의 파형은, 가로축을 시간축으로 한 일례를 나타낸다.

이하, 본 실시예의 동작을 설명한다. 반도체제조장치의 제어 마이크로컴퓨터(1)는 고주파 전원장치(2)에 대하여 출력 온/오프 지령과 전력 설정값을 출력한다. 출력 온/오프 지령은 예를 들면 고레벨(도면 중 H로 나타냄)에서 출력 온, 저레벨(도면 중 L로 나타냄)에서 출력 오프를 지령하는 것으로, 전력 설정값은 예를 들면 출력 0W부터 전원장치의 최대 출력 전력값까지에 대하여 직류 신호전압 0V 내지 10V까지의 범위로 하는 것을 생각할 수 있다. 고주파 전원장치(2) 중, 전력 검출수단(23)은 고주파 전력을 검출하는 전력방향성 결합기 및 그 검출 전압을 신호처리하는 회로 등으로 구성되고, 실제의 고주파 전력에 따른 전력 검출값을 예를 들면 직류 신호전압으로서 출력한다. 또한 이것에 한정되는 것은 아니고, 출력의 강도를 검출하고, 검출한 값에 따른 출력 검출신호를 출력하는 것이면 충분하다. 제어 마이크로컴퓨터(1)는 전력 검출값을 감시하여 전력 검출값이 전력 설정값에 대하여 설치한 허용범위 밖이 되었을 때, 이상으로 판단하여 이후의 반도체 웨이퍼의 처리를 정지하고, 오퍼레이터에 대한 주지 등을 실시한다. 여기서 제어 마이크로컴퓨터(1)에의 전력 검출값의 신호에 대해서는 전력 검출수단(23)에서 검출한 값을 전력 검출신호, 예를 들면 0W부터 이 고주파 전원장치(2)의 최대 출력 전력값까지에 대하여 직류 신호전압 0V 내지 10V까지의 범위로 하는 것을 생각할 수 있다. 이하 더욱 상세하게 설명한다.

이상 검출수단(25)의 처리단계의 일부(a ~ c)에 대하여 도 2를 사용하여 설명한다.

a : 「출력 온/오프 지령은 오프(L)이고, 또 전력 검출값의 절대값 ＞ 한계값」인지의 여부를 판단한다.

b : 「예」일 때, 이상으로 판단하여 이상 검출신호를 이상(L)으로 한다.

c : 「아니오」일 때, 정상으로 판단하여 이상 검출신호를 정상(H)으로 한다.

이 기능은 전자회로에서 실현하여도, 소프트웨어로 실현하여도 좋다.

기본신호 출력수단(24)에 대하여 도 3을 사용하여 설명한다. 기본신호 출력수단(24)은 고주파 전원장치(2)의 기본 주파수에 고정된 발진기 회로(251)와, 발진기 회로(251)의 동작용 전원의 급전라인상에 직렬로 접속된 스위치(252)와 스위치(253)에 의하여 구성된다. 각 전원장치 고유의 기본 주파수는, 예를 들면 플라즈마 소스전원용으로는 450MHz, 웨이퍼 바이어스전원용으로는 400KHz, 800KHz, 2MHz, 13.56MHz가 사용된다. 이들 고유 주파수의 발진회로로서 수정진동자 등이 사용된다. 스위치(252)는 제어 마이크로컴퓨터(1)로부터 출력되는 출력 온/오프 지령이 온(H)일 때 온 상태가 되고, 출력 온/오프 지령이 오프(L)일 때 오프 상태가 된다. 스위치(253)는 이상 검출수단(25)으로부터 출력되는 이상 검출신호가 정상(H)일 때 온 상태가 되고, 이상(L)일 때 오프상태가 된다. 따라서 기본신호 출력수단(24)은 출력 온/오프 지령이 온이고, 또한 이상 검출신호가 정상일 때만 기본 주파수의 신호를 기본신호로서 출력하고, 그 이외일 때에는 제로레벨의 신호를 기본신호로서 출력한다.

제어수단(21)은 전력 검출수단(23)으로부터 출력되는 전력 검출값과 제어 마이크로컴퓨터(1)로부터 출력되는 전력 설정값과의 차에 따라 전력 증폭도를 출력한다. 그 예로서는 전력 검출값과 전력 설정값과의 차에 비례(P) 게인을 곱한 신호와, 차를 적분하여 적분(I) 게인을 곱한 신호를 가산한 결과를 전력 증폭도로서 출력하는 이른바 PI 제어 등을 들 수 있다.

증폭수단(22)은 제어수단(21)으로부터 출력되는 전력 증폭도에 따라 기본신호 출력수단(24)으로부터 출력되는 기본신호를 증폭하여 고주파 전력을 출력한다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예의 고주파 전원장치(2)는 출력 온/오프 지령이 온이고, 또한 이상 검출신호가 정상일 때만 전력 설정값대로의 고주파 전력을 출력하도록 폐쇄루프제어를 행하는 것을 알 수 있다. 이는 논리적(AND) 로직을 사용한 제어인 것이 이해될 것이다.

또 그 한편으로 출력 온/오프 지령이 오프인 경우는 기본신호 출력수단(24)이 출력하는 기본신호는 제로레벨이기 때문에 실제의 고주파 전력, 전력 검출값 모두 제로레벨이 된다.

그러나 전력 검출수단(23)을 구성하는 아날로그부품의 경시변화나 디지털부품의 래치업 등에 의한 의도하지 않은 옵셋이 발생했을 경우는 전력 검출수단은 옵셋만큼 어긋난 전력 검출값을 출력하게 된다.

본 실시예의 고주파 전원장치(2)는 이와 같이 전력 검출수단(23)에서 옵셋이 발생한 경우이더라도 전력 검출값을 이상 검출수단(25)에 입력하고, 출력 온/오프 지령이 오프일 때에 전력 검출값의 절대값이 한계값을 초과하고 있는지의 여부를 감시하고 있기 때문에 한계값을 초과한 경우는 이상으로서 검출할 수 있다.

이상 검출수단(25)의 이상 검출신호가 이상(L)이 되면, 기본신호 출력수단(24)은 도 3에 따라 제로레벨의 신호를 기본신호로서 출력하기 때문에 실제의 출력은 강제적으로 제로가 된다. 이 때문에 전력 검출값은 전력 설정값으로부터 동떨어진 값이 되기 때문에 이들을 감시하는 제어 마이크로컴퓨터(1)에서도 이상을 검출할 수 있다.

또 이상 검출수단(25)의 이상 검출신호가 이상(L)이 된 경우, 이후는 이상을 유지하는 기능을 가지게 하면 일단, 소정의 한계값을 초과하는 옵셋이 발생한 경우이더라도 이후의 출력을 금지할 수 있다. 이에 의하여 반도체 웨이퍼의 제품안전성을 높일 수 있다. 또 도 1의 이상 검출신호를 제어 마이크로컴퓨터(1)에 도입하여 감시하면 직접 이상을 검출할 수 있다. 또한 도 2에 나타낸 이상 검출수단(25)의 기능을 제어 마이크로컴퓨터(1)의 소프트웨어로 실현할 수 있다. 또 이상 검출수단(25)을 제어 마이크로컴퓨터(1), 종래의 고주파 전원장치(4)와는 다른 하드웨어로 실현하여 제어 마이크로컴퓨터(1)와 고주파 전원장치(4) 사이에 추가하도록 하면, 제어 마이크로컴퓨터(1), 고주파 전원장치(4)를 아무런 변경 없이, 또는 미소한 변경에 의하여 본 발명을 실현할 수 있다.

이상 검출수단(25)에서 사용하는 한계값에 대해서는 공정상 허용할 수 있는 옵셋량보다 작은 값으로 고정하는 것을 생각할 수 있으나, 웨이퍼처리공정상, 또는 장치관리상의 필요에 따라 외부로부터 가변량으로서 설정함으로써, 필요에 따라 옵셋허용범위를 가변하는 유연한 운용이 가능하다.

또 상기한 바와 같은 옵셋 이상이 발생한 경우, 고주파 전원장치(2)에 설치한 표시기에서 이상을 검지함과 동시에, 이 고주파 전원장치(2)를 사용한 반도체제조장치의 조작화면상에 이상을 알리도록 하면, 오퍼레이터에 의하여 명확한 이상내용을 주지할 수 있다. 이 때에 이상한 처리가 행하여졌다고 생각되는 웨이퍼의 로트번호 및 웨이퍼번호 등을 기록하여 두면 좋다.

반도체제조장치에서는 웨이퍼를 처리할 때마다 처리실에의 반도체웨이퍼의 반입, 반출을 행하기 때문에 처리 사이에는 고주파 전원장치(2)의 출력 온/오프 지령을 오프로 설정하고 있다. 이 때문에 가령 처리 중에 옵셋의 이상이 발생한 경우에도 처리 후 출력 온/오프 지령이 오프가 된 시점에서 이상을 검출할 수 있다. 따라서 옵셋 이상을 검출한 후는 다음 웨이퍼의 처리를 행하지 않는다는 단계를 반도체제조장치가 가지고 있으면, 결점의 가능성이 있는 웨이퍼를 최대 1매로 억제할 수 있다.

또한 상기 실시예에서는 전력 검출수단(23)에 옵셋이 발생한 경우이더라도 이상을 검출할 수 있는 전원장치와 반도체제조장치 및 반도체웨이퍼의 제조방법의 실시예에 대하여 설명하였으나, 폐쇄루프 제어시스템을 구성하는 각 수단, 예를 들면 제어수단(21), 증폭수단(22)으로부터의 출력신호를 이상 검출수단(25) 또는 동일한 이상 검출수단에 입력함과 동시에, 소정의 한계값을 설정함으로써, 고주파 전원장치의 폐쇄루프 제어시스템의 어느 하나의 개소에서, 부품의 이상이나 경시변화 등에 의한 옵셋이 발생하였다 하여도 부품의 입출력을 감시하는 수단을 새롭게 설치하거나 부품을 다중화하여 다수결 논리처리를 설치하거나 하는 일 없이 저렴하고 또한 조기에 이상을 검출할 수 있다.

본 발명의 제 2 실시예를 도면을 사용하여 설명한다. 도 4의 3은 반도체제조장치용 직류 전원장치이고, 부하인 코일이 원하는 자장을 발생하도록 직류 전류를 출력한다. 이 직류 전원장치(3)는 직류 전압수단(31), 변압수단(32), 스위칭수단(33), 평활수단(34), 전류 검출수단(35), 제어수단(36), 이상 검출수단(37)을 포함한다. 전류 검출수단(35)은 직류 전원장치의 출력 전류의 강도를 검출하고, 강도에 따른 전류 검출신호를 출력한다. 이상 검출수단(37)은 전류를 출력하는지의 여부를 지령하는 출력 온/오프 지령, 전류 검출신호 및 소정의 한계값을 받아 전류 검출값에 이상한 옵셋이 발생하고 있는지의 여부를 판단하고, 그 결과를 나타내는 이상 검출신호를 출력한다. 제어수단(36)은 출력 온/오프 지령, 이상 검출신호, 전류 검출값, 출력 전류의 강도의 설정값인 전류 설정값에 의거하여 듀티비를 출력한다. 스위칭수단(33)은 제어수단(36)으로부터 출력된 듀티비에 의거하여 온/오프동작한다. 직류 전압수단(31)은 소정의 직류 전압을 출력한다. 변압수단(32)은 1차측 입력전압을 변압하여 2차측으로부터 변압전압을 출력한다. 평활수단(34)은 변압전압을 평활하게 하여 직류 출력전압으로 한다. 이 직류 전압을 부하의 저항값으로 나눈 값의 직류 전류를 직류 전원장치(3)는 출력한다. 또한 도면 중에 나타낸 이들 수단 사이의 신호의 파형은 가로축을 시간축으로 한 일례를 나타내는 것이다.

이하, 본 실시예의 동작을 설명한다. 반도체제조장치의 제어마이크로컴퓨터(1)는 직류 전원장치(3)에 대하여 출력 온/오프 지령과 전류 설정값을 출력한다. 출력 온/오프 지령은 예를 들면 고레벨(도면 중 H로 나타냄)에서 출력 온, 저레벨(도면 중 L로 나타냄)에서 출력 오프를 지령하는 것이고, 전류 설정값은 예를 들면 출력 0W부터 전원장치의 최대 출력 전류값까지에 대하여 직류 신호전압 0V 내지 10V의 범위로 할 수 있다.

직류 전원장치(3) 중, 전류 검출수단(35)은 직류 전류의 출력라인에 직렬로 삽입된 분로(shunt) 저항 및 그 양쪽 끝의 검출전압을 분로 저항값으로 나누어 직류 전류의 강도에 따른 검출신호, 즉 전류 검출값을 출력하는 회로 등으로 이루어진다. 이외에도 홀 소자를 사용한 전류 검출센서 및 그 검출전압을 신호처리하는 회로 등으로 구성되어 실제의 출력 전류에 따른 전류 검출신호를 예를 들면 직류 전압으로서 출력하는 것 등이 있다. 이것에 한정되는 것은 아니고, 출력의 강도를 검출하여 검출한 값에 따른 출력 검출신호를 출력하는 것이면 충분하다. 제어마이크로컴퓨터(1)는 전류 검출값을 감시하여 전류 검출값이 전류 설정값에 대하여 설치한 허용범위 외가 되었을 때, 이상이라고 판단하여 이후의 반도체 웨이퍼의 처리를 정지하고 오퍼레이터에 대한 주지 등을 실시한다. 여기서 제어마이크로컴퓨터(1)에의 전류 검출값의 신호에 대해서는 전류 검출수단(35)에서 검출한 값을 전류 검출신호, 예를 들면 출력 OA(암페어)부터 이 직류 전원장치(3)의 최대 출력 전류값까지에 대하여 직류신호전압 0V 내지 10V까지의 범위로 할 수 있다. 이하, 더욱 상세하게 설명한다.

이상 검출수단(37)은 제 1 실시예에서 설명한 고주파 전원장치(2)의 이상 검출수단(25)과 동일하고, 도면은 도 2에서 나타낸 이상 검출수단 중, 플로우(a)의 「전력 검출값」을 「전류 검출값」으로 치환한 것이므로, 설명을 생략한다.

제어수단(36)의 처리단계의 일부(A 내지 E)에 대하여 도 5를 사용하여 설명한다.

A : 「이상 검출신호는 정상(H)이고, 또한 출력 온/오프 지령은 온(H)」인지의 여부를 판단한다.

B : 「예」일 때, 다시 「전류 검출값의 절대값 ＞ 전류 설정값」인지의 여부를 판단한다.

C : B의 판단에서, 「예」일 때, 듀티비를 감소시킨다.

D : B의 판단에서, 「아니오」일 때, 듀티비를 증가시킨다.

E : A의 판단에서, 「아니오」일 때, 듀티비 제로[스위칭수단(33)을 항상 오프]를 출력한다.

이 기능은 전자회로로 실현하여도, 소프트웨어로 실현하여도 좋다.

도 4의 직류 전압수단(31)은 소정의 직류 전압을 출력한다. 변압수단(32)은 예를 들면 변압기이고, 1차측 입력의 한쪽에 직류 전압수단(31)의 출력이 연결되어 있고, 다른쪽에 스위칭수단(33)이 연결되어 있다. 이 때문에 변압수단(32)은 듀티비에 의거하여 스위칭수단(33)이 온/오프함으로써, 상기 소정의 직류 전압이 초프 (chop)된 파형을 2차측으로부터 변압하여 출력한다. 평활수단(34)은 변압수단(32)의 출력인 변압전압을 평활하게 한다. 이 평활하게 된 직류 전압을 부하의 저항값으로 나눈 값의 전류가 부하인 코일에 흐른다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예의 직류 전원장치(3)는 이상 검출신호는 정상(H)이고, 또한 출력 온/오프 지령은 온(H)일 때, 전류 설정값대로의 직류전류를 출력하도록 스위칭수단(93)의 듀티비를 조작함으로써 폐쇄루프제어를 행하는 것을 알 수 있다. 또 그 한편으로 출력 온/오프 지령이 오프인 경우는, 듀티비가 제로(오프 일정)이기 때문에, 스위칭수단(33)은 오프 상태를 유지하고, 그 결과, 직류 출력 전류 및 전류 검출값은 제로레벨이 된다.

그러나 전류 검출수단(35)을 구성하는 아날로그부품의 경시변화나 디지털부품의 래치업 등에 의한 의도하지 않은 옵셋이 발생한 경우, 전류 검출수단(35)은 옵셋만큼 어긋난 전류 검출값을 출력하게 된다.

본 실시예의 직류 전원장치(3)는 이와 같이 전류 검출수단(35)에서 옵셋이 발생한 경우이더라도 전류 검출값을 이상 검출수단(37)에 입력하고, 출력 온/오프 지령이 오프일 때, 전류 검출값의 절대값이 한계값을 초과하고 있는지의 여부를 감시하고 있기 때문에 한계값을 초과한 경우는 이상으로서 검출할 수 있다.

이상 검출수단(37)의 이상 검출신호가 이상(L)으로 되면, 제어수단(36)은 도 5에 따라 듀티비 제로를 출력하기 때문에, 실제의 출력은 강제적으로 제로가 된다. 이 때문에 전류 검출값은 전류 설정값으로부터 동떨어진 값이 되기 때문에, 이들을 감시하는 제어마이크로컴퓨터(1)에서도 이상을 검출할 수 있다.

또 이상 검출수단(37)의 이상 검출신호가 이상(L)으로 된 경우, 이후는 이상을 유지하는 기능을 가지게 하면, 일단 소정의 한계값을 초과하는 옵셋이 발생한 경우이더라도 이후의 출력을 금지할 수 있다. 이에 의하여 반도체 웨이퍼의 제품 안전성을 높일 수 있다. 또 도 4의 이상 검출신호를 제어마이크로컴퓨터(1)에 받아들여 감시하면 직접 이상을 검출할 수 있다. 또한 도 4에 나타낸 이상 검출수단(37)의 기능을 제어마이크로컴퓨터(1)의 소프트웨어로 실현하여도 좋다. 또 이상 검출수단(37)을 제어마이크로컴퓨터(1), 종래의 직류 전원장치(5)와는 다른 하드웨어로 실현하고, 제어마이크로컴퓨터(1)와 직류 전원장치(5)의 사이에 추가하도록 하면, 제어마이크로컴퓨터(1), 직류 전원장치(5)를 변경하는 일 없이, 또는 수정에 의하여 실현할 수 있다.

이상 검출수단(37)에서 사용하는 한계값에 대해서는 공정상 허용할 수 있는 옵셋량보다 작은 값으로 고정하는 것을 생각할 수 있으나, 웨이퍼처리공정상, 또는 장치관리상의 필요에 따라 외부로부터 가변량으로서 설정함으로써, 필요에 따라 옵셋허용범위를 가변하는 유연한 운용도 생각된다.

또 상기한 바와 같은 옵셋 이상이 발생한 경우, 직류 전원장치(3)에 설치한 표시장치로 이상을 알리게 함과 동시에, 이 직류 전원장치(3)를 사용한 반도체제조장치의 조작화면상에 이상을 알리도록 하면, 옵셋에 의하여 명확한 이상내용을 주지할 수 있다. 이 때에 이상한 처리가 행하여졌다고 생각되는 웨이퍼의 로트번호 및 웨이퍼번호 등을 기록하여 두면 좋다.

반도체제조장치에서는 웨이퍼를 처리할 때마다 웨이퍼의 반입, 반출을 행하기 때문에 처리 사이에는 직류 전원장치(3)의 출력 온/오프 지령을 오프로 설정하고 있다. 이 때문에 가령 처리 중에 옵셋의 이상이 발생한 경우에도 처리 후 출력 온/오프 지령이 오프가 된 시점에서 이상을 검출할 수 있다. 따라서 옵셋 이상을 검출한 후는 다음 웨이퍼의 처리를 행하지 않는다는 단계를 반도체제조장치가 가지고 있으면, 결점의 가능성이 있는 웨이퍼를 최대 1매로 억제할 수 있다.

또한 상기 실시예에 있어서는 전류 검출수단(35)에 옵셋이 발생한 경우이더라도 이상을 검출할 수 있는 전류장치 및 반도체제조장치 및 반도체웨이퍼의 제조방법의 실시예에 대하여 설명하였으나, 폐쇄루프제어시스템을 구성하는 각 수단, 예를 들면 스위칭수단(33), 변압수단(32), 평활수단(34), 제어수단(36)으로부터의 출력신호를 이상 검출수단(37) 또는 동일한 이상 검출수단에 입력함과 동시에, 소정의 한계값을 설정함으로써, 직류 전원장치의 폐쇄루프제어시스템의 어느 한 부분에서 부품의 이상이나 경시변화 등에 의한 옵셋이 발생하였다 하여도 부품의 입출력을 감시하는 수단을 새로이 설치하거나 부품을 다중화하여 다수결 논리처리를 설치하거나 하는 일 없이 저렴하고 또한 조기에 이상을 검출할 수 있다.

또 본 실시예에서는 출력 전류를 제어하는 예를 나타내었으나, 도 4의 전류 검출수단(35)을 대신하여 전압 검출수단, 예를 들면 출력라인과 어스 사이에 분압회로를 삽입하고, 그 검출전압을 신호처리하여 전압 검출값으로서 출력하는 수단을 사용함으로써 직류 출력전압을 출력하는 직류 전원장치의 경우에도 마찬가지로 적용 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 반도체제조장치용 고주파 전원장치나 직류 전원장치의 폐쇄루프제어시스템을 구성하는 부품에 옵셋이 발생한 경우에 이상을 검지하고, 그 후의 반도체 웨이퍼의 처리를 정지할 수 있는 전원장치 및 이 전원장치를 사용한 반도체제조장치 및 반도체 웨이퍼의 제조방법을 제공할 수 있다.

Claims (11)

1. 전원출력의 강도를 설정하는 출력값 설정신호와 상기 출력의 출력 온/오프를 설정하는 출력 온/오프 지령을 받아 상기 전원출력을 행하는 전원장치에 있어서,

   상기 출력 온/오프 지령이 오프일 때에, 상기 출력의 강도를 검출한 값에 따른 출력 검출신호가 기설정된 옵셋허용범위를 초과하고 있는 것에 응답하여, 다음의 상기 출력 온/오프 지령의 온 설정과 무관하게 상기 전원출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 출력은 상기 출력 검출신호를 사용한 폐쇄루프제어를 받고, 상기 출력 검출신호가 기설정된 옵셋허용범위를 초과한 경우는 상기 폐쇄루프제어에 사용하는 신호 중 어느 하나를 제로레벨로 하고, 그것에 의하여 상기 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 출력 온/오프 지령이 오프일 때에, 상기 출력 검출신호가 기설정된 옵셋허용범위를 초과한 경우는, 이상으로 판단하여 이상 검출신호를 출력하는 이상 검출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 전원장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 출력 온/오프 지령이 오프일 때에 상기 출력 검출신호가 기설정된 옵셋허용범위를 초과한 것에 응답하여 이상을 표시하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 전원장치.
5. 반도체 웨이퍼를 처리하는 처리실과;

   상기 반도체 웨이퍼의 처리에 필요한 전류, 전압 또는 전력을 출력하는 전원장치와;

   상기 전원장치에 대하여 상기 출력의 강도의 설정 및 상기 출력의 출력 온/오프의 설정을 행하는 제어마이크로컴퓨터와;

   상기 출력을 검출하여 검출한 값에 따른 출력 검출신호를 출력하는 출력 검출수단을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치에 있어서,

   상기 출력의 출력 온/오프의 설정이 오프일 때에 상기 출력 검출신호가 기설정된 옵셋허용범위를 초과한 경우는 다음에 처리되는 반도체 웨이퍼의 처리를 정지하는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
6. 반도체 웨이퍼를 처리하는 처리실과;

   상기 반도체 웨이퍼의 처리에 필요한 전류, 전압 또는 전력을 출력하는 전원장치와;

   상기 전원장치에 대하여 상기 출력의 강도의 설정 및 상기 출력의 출력 온/오프의 설정을 행하는 제어마이크로컴퓨터와;

   상기 출력을 검출하여 검출한 값에 따른 출력 검출신호를 출력하는 출력 검출수단과, 조작화면을 가지는 반도체제조장치에 있어서,

   상기 출력의 출력 온/오프의 설정이 오프일 때에 상기 출력 검출신호가 기설정된 옵셋허용범위를 초과한 것에 응답하여 상기 조작화면상에 이상의 표시를 행하는 이상 표시수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
7. 반도체 웨이퍼의 처리에 필요한 전류, 전압 또는 전력의 출력을 공급하는 전원장치에 대하여, 상기 출력의 강도를 설정하는 단계와;

   상기 출력의 출력 온/오프를 설정하는 단계와;

   상기 출력을 검출하여 검출한 값에 따른 출력 검출신호를 출력하는 단계; 및

   상기 출력의 출력 온/오프를 설정하는 단계에서 오프가 설정되어 있을 때에, 상기 출력을 검출하여 검출한 값에 따른 출력 검출신호가 기설정된 옵셋허용범위를 초과한 것에 응답하여 다음에 처리되는 반도체 웨이퍼의 처리를 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 제조방법.
8. 반도체 웨이퍼의 처리에 필요한 전류, 전압 또는 전력의 출력을 공급하는 전원장치에 대하여, 상기 출력의 강도를 설정하는 단계와;

   상기 출력의 출력 온/오프를 설정하는 단계와;

   상기 출력을 검출하여 검출한 값에 따른 출력 검출신호를 출력하는 단계; 및

   상기 출력의 출력 온/오프를 설정하는 단계에서 오프를 설정하고 있을 때에, 상기 출력을 검출하여 검출한 값에 따른 출력 검출신호가 기설정된 옵셋허용범위를 초과한 것에 응답하여 이상 발생으로 판단하여 이상의 표시를 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체웨이퍼의 제조방법.
9. 반도체 웨이퍼를 처리하는 처리실과;

   상기 반도체 웨이퍼의 처리에 필요한 전류, 전압 또는 전력의 출력을 공급하는 전원장치와;

   상기 전원장치에 대하여 상기 출력의 강도의 설정 및 상기 출력의 출력 온/오프의 설정을 행하는 제어마이크로컴퓨터와;

   상기 출력을 검출하여 검출한 값에 따른 출력 검출신호를 출력하는 출력 검출수단과;

   상기 출력의 출력 온/오프의 설정이 오프일 때에 상기 출력 검출신호가 기설정된 옵셋허용범위를 초과한 것에 응답하여 이상 발생신호를 발생하는 수단과;

   상기 이상 발생신호를 발생하는 수단과 결합되어 상기 이상 발생신호에 의거하여 다음에 처리되는 반도체 웨이퍼의 처리를 정지하도록 상기 전원장치로부터의 출력공급을 저지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 이상 발생신호를 발생하는 수단으로부터의 이상 발생신호에 응답하여 상기 제조장치의 조작화면 내지 경보 표시장치에 이상의 표시를 행하는 이상 표시수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
11. 반도체 웨이퍼의 처리에 필요한 전류 및 전압 중 하나 이상을 표시하는 전력을 공급하는 전원장치를 사용하는 반도체웨이퍼의 제조방법에 있어서,

    상기 전력의 강도를 기설정된 값으로 설정하는 단계와;

    상기 전력의 공급의 온/오프를 설정하는 단계와;

    웨이퍼처리에 공급되는 현재의 전력을 검출하여 검출한 값에 따른 검출신호를 출력하는 단계와;

    상기 온/오프를 설정하는 단계에서 전력 오프 상태로 설정되어 있을 때에, 상기 전력을 검출하여 검출한 값에 따른 검출신호가 기설정된 옵셋허용범위를 초과하고 있다고 판단하고 이상 발생을 표시하는 신호를 생성하는 단계와;

    상기 이상 발생을 표시하는 신호에 응답하여 다음에 처리되는 반도체 웨이퍼의 처리를 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체웨이퍼의 제조방법.

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