KR20120100773A - 기판 처리를 위한 ｕｖ 조사의 조작 방법과, ｕｖ 광에 의한 기판 처리 방법 및 기판 처리를 위한 ｕⅴ 유닛 - Google Patents
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Abstract
다중 기판들을 UV 광으로 연속적으로 처리하는 동안 기판을 처리하기 위한 UV 조사를 조작하는 방법으로서, 상기 UV 광의 조도 세기를 측정하기 위해 제 1 간격으로 상기 UV 광에 제 1 UV 센서를 노출시켜 측정된 상기 조도 세기를 기초로 하여 조도 세기를 목표 수준으로 조절하도록 하는 단계; 및 상기 UV 광의 조도 세기를 측정하기 위해 제 2 간격으로 상기 UV 광에 제 2 UV 센서를 노출시켜 실질적으로 상기 제 2 UV 센서에 의해 측정된 상기 조도 센서를 이용하여 상기 제 1 UV 센서에 의해 측정된 상기 조도 세기를 균일화함으로써 상기 제 1 UV 센서를 조정하도록 하는 단계를 포함하며, 각각의 제 2 간격은 각각의 제 1 간격 보다 길다.
Description
본 발명은 일반적으로 UV 센서를 조정하기 위한 방법 및 상기 조정 방법을 이용하여 반도체 기판을 경화하기 위한 UV 조사를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
종래에는, UV 조사 장치는 통상적으로 광화학적 반응에 의한 기판의 제조 및 UV 광을 이용한 다양한 처리 타겟의 변형을 위해 이용되었다. 장치들을 더 많이 통합하는 최근의 경향은 점차적으로 더 미세한 와이어링 설계 및 다중 층 와이어링 구조를 초래하였으며, 이는 중간 층 용적을 감소시키기 위한 요구가 발생되어 전력 소모를 감소시키면서 장치 속도를 증가시킨다. 중간 층 용적을 감소하는 하나의 방법은 UV 조사를 통하여 저-k 재료를 경화시켜 저-k 재료의 기계적 강도를 증가시키는 것이다(예를 들면, U.S. 특허 제 6,759,098호 및 U.S. 특허 제 6,296,909호).
UV 조사 장치에서, 일정한 조도로 UV 조사 처리를 안정되게 작동하도록, 내장 UV 센서를 이용하는 조도 피드백 시스템이 적용된다. 그러나, 내장 UV 센서는 UV 광에 대한 노출에 의해 시간에 따라 저하되며, 결과적으로 내장 UV 센서에 의해 측정된 조도가 변화된다. 따라서, 내장 UV 센서는 변화된 조도 치수를 보완하기 위해 반드시 주기적으로 조정된다. 조정은 다른 외부 UV 센서에 의해 제공된 치수 데이터를 이용하여 수행된다. 즉, 내장 UV 센서를 구비한 UV 유닛은 처리 챔버로부터 분리되고, 외부 UV 센서 위에 놓여져, 외부 UV 센서가 내장 UV 센서와 동시에 UV 램프에 노출된다.
도 1은 이와 같은 조정 방법을 설명한다. 도 1의 (a)는 종래의 UV 조사 장치의 개략도이다. UV 조사 장치는 처리 챔버(6) 및 그 위에 장착된 UV 유닛(1)으로 이루어진다. 처리 챔버(6)에서, 히터 테이블(5)은 그 위에 기판을 지지하기 위해 제공된다. UV 유닛(1)에서, UV 램프(2)는 기판을 처리하기 위해 제공된다. 내장 UV 센서(3)가 또한 UV 유닛(1) 내에 제공되어 UV 램프로부터 방사된 조도를 측정하도록 한다. 내장 UV 센서(3)에 의해 출력된 조도 신호는 UV 램프의 전력을 제어하는 PLC(전력선 소통부)(4)를 포함하는 전력 제어 시스템으로 피드 백되어, UV 램프(2)가 저하되어 적은 조도를 방사하는 경우 조차, 내장 센서(3)가 조도의 감소를 캐치하여 PLC(4)가 UV 램프로의 전력을 증가시킴으로써 조도의 감소를 보완한다. 결과적으로, 히터 테이블 상의 기판은 일정한 조도로 UV 광에 노출된다. 그러나, 내장 UV 센서는 또한 시간에 따라 저하된다. 따라서, 내장 UV 센서는 예를 들면 100 내지 300 연속 시간의 조사 마다 조정될 것이 요구된다. 조정이 수행될 때, 도 1의 (b)에서 도시된 바와 같이, UV 유닛(1)은 처리 챔버(6)로부터 분리되어 외부 UV 센서(7)가 구비된 측정 지그(8) 상에 장착된다. 외부 UV 센서(7)는 이어서 UV 램프(2)로부터 방사된 조도에 노출되어 조도를 측정한다. UV 유닛(1)은 측정 지그(8)로부터 분리되어 처리 챔버(6) 위에 다시 배치된다. UV 조사가 이어서 실행되고 내장 UV 센서(3)는 외부 UV 센서(7)에 의해 측정된 조도를 기초로 하여 조정된다. 그리고, 조정 후 UV 처리가 재개된다.
그러나, 상기 조정은 상이한 환경들 하에서 실행되기 때문에, 그리고 또한 외부 UV 센서가 측정 지그 내에 제공되기 때문에, 외부 UV 센서에 의해 측정된 조도는 내장 UV 센서에 의해 측정된 이상적인 조도를 정확하게 나타낼 수 없을 수 있다. 또한, 이 같은 외부 조정은 생산성을 낮춘다.
관련된 기술 분야에 포함된 문제점 및 해결책의 임의의 논의는 본 발명에 대한 내용을 제공하기 위해 단지 이러한 공개물에 포함되었으며, 상기 논의의 일부 또는 모두가 본 발명이 창안되었을 때 알려진 것으로서 받아지지 않아야 한다.
본 발명은 UV 센서를 조정하여 반도체 기판을 경화하기 위한 UV 조사를 제어하는 것을 내용으로 한 기판 처리를 위한 UV 조사의 조작 방법과, UV 광에 의한 기판 처리 방법 및 기판 처리를 위한 UV 유닛의 제공을 그 목적으로 한다.
본 발명은 다중 기판들을 UV 광으로 연속적으로 처리하는 공정에서 기판 처리를 위한 UV 조사의 조작 방법으로서, 상기 UV 광의 조도 세기를 측정하기 위해 제 1 간격으로 상기 UV 광에 제 1 UV 센서를 노출시키고, 측정된 조도 세기를 기초로 하여 조도 세기를 목표 수준으로 조절하는 단계; 및 상기 UV 광의 조도 세기를 측정하기 위하여 제 2 간격으로 상기 UV 광에 제 2 UV 센서를 노출시시키고, 상기 제 2 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 이용하여 실질적으로 상기 제 1 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 균일화함으로써 상기 제 1 UV 센서를 조정하는 단계;를 포함하며, 각각의 상기 제 2 간격은 각각의 상기 제 1 간격보다 길이가 긴 기판 처리를 위한 UV 조사의 조작 방법을 제공한다.
이때, 각각의 상기 제 2 간격에 대한 각각의 상기 제 1 간격의 비율은 1/100 내지 1/2인 것에도 그 특징이 있다.
게다가, 상기 제 1 UV 센서의 간격은 1 시간 내지 10 시간이고, 상기 제 2 UV 센서의 간격은 5 시간 내지 200 시간인 것에도 그 특징이 있다.
뿐만 아니라, 상기 제 2 UV 센서가 상기 UV 광에 노출될 때, 상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서가 동시에 노출되는 것에도 그 특징이 있다.
더불어, 상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서는 나란히 배치되는 것에도 그 특징이 있다.
나아가, 상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서는 셔터를 가지며, 상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서가 각각 노출될 때 상기 셔터가 개방되는 것에도 그 특징이 있다.
여기서, 상기 기판이 처리 챔버에 배치되고, 상기 처리 챔버 상에 UV 유닛이 분리가능하게 장착되며, 상기 UV 광을 조사하기 위한 UV 램프와 상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서가 상기 UV 유닛에 설치되는 것에도 그 특징이 있다.
그리고, 상기 기판은 상기 기판 위에 형성된 유전체 필름을 갖는 반도체 기판인 것에도 그 특징이 있다.
아울러, 상기 UV 광은 약 365 nm의 파장을 갖는 것에도 그 특징이 있다.
또한, 상기 UV 광의 조도 세기는 상기 기판의 면적 당 UV 램프의 전력으로서 100 내지 약 300 mW/m2인 것에도 그 특징이 있다.
본 발명은 UV 광으로 연속적으로 기판을 처리하는 제 1 단계; 상기 UV 광의 조도 세기를 측정하기 위하여 제 1 간격으로 상기 UV 광에 제 1 UV 센서를 노출시키고, 측정된 상기 조도 세기를 기초로 하여 목표 수준으로 조도 세기를 조절하는 제 2 단계; 상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계를 반복하는 제 3 단계; 및 상기 UV 광의 상기 조도 세기를 측정하기 위해 제 2 간격으로 상기 UV광에 제 2 UV 센서를 노출시키고, 상기 제 2 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 이용하여 실질적으로 상기 제 1 UV 센서에 의해 마지막으로 측정된 조도 세기를 균일화함으로써 상기 제 1 UV 센서를 조정하는 제 4 단계;를 포함하며, 각각의 상기 제 2 간격은 각각의 상기 제 1 간격보다 길이가 긴 UV 광에 의한 기판 처리 방법을 제공한다.
이때, 각각의 상기 제 2 간격에 대한 각각의 상기 제 1 간격의 비율은 1/100 내지 1/2인 것에도 그 특징이 있다.
게다가, 상기 제 1 UV 센서의 간격은 1 시간 내지 10 시간이고, 상기 제 2 UV 센서의 간격은 5 시간 내지 200 시간인 것에도 그 특징이 있다.
뿐만 아니라, 상기 제 4 단계가 실행될 때, 상기 제 2 단계가 또한 실행되어, 상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서에 의해 동시에 측정된 조도 세기들을 실질적으로 균일화함으로써 상기 제 1 UV 센서를 조정하는 것에도 그 특징이 있다.
나아가, 상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서가 나란히 배치되는 것에도 그 특징이 있다.
더불어, 상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서는 상기 제 2 단계와 상기 제 4 단계의 각각에서 개방되는 셔터를 갖는 것에도 그 특징이 있다.
그리고, 상기 기판은 상기 기판 위에 형성된 유전체 필름을 갖는 반도체 기판인 것에도 그 특징이 있다.
본 발명은 기판이 배치되는 처리 챔버 상에 분리가능하게 장착되도록 구성된 기판을 처리하기 위한 UV 유닛으로서, UV 광을 조사하기 위한 UV 램프; 상기 UV 광의 조도 세기를 측정하기 위하여 상기 UV 광에 노출되도록 구성되고, 측정된 조도 세기를 기초로 하여 목표 수준으로 조도 세기를 조절하는 제 1 UV 센서; 상기 UV 광의 조도 세기를 측정하기 위하여 상기 UV 광에 노출되도록 구성된 제 2 UV 센서로서, 상기 제 2 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 이용하여 상기 제 1 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 균일화함으로써 상기 제 1 UV 센서를 조정하는 제 2 UV 센서; 및 제 1 간격으로 상기 제 1 UV 센서를 작동시키고, 제 2 간격으로 상기 제 2 UV 센서를 작동시키며, 상기 제 2 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 기초로 하여 상기 제 1 UV 센서를 조정하고, 상기 제 1 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 기초로 하여 상기 UV 램프의 전력을 제어하는 제어 유닛;을 포함하는 기판 처리를 위한 UV 유닛을 제공한다.
여기서, 상기 UV 광은 365 nm의 파장 갖는 것에도 그 특징이 있다.
나아가, 상기 UV 광의 조도 세기는 상기 기판의 면적당 UV 램프의 전력으로 100 내지 300 mW/m2인 것에도 그 특징이 있다.
도 1(a)는 종래의 UV 조사 장치의 개략도이고, 도 1(b)는 측정 지그 상에 장착된 UV 유닛의 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인-시츄 조정 시스템이 구비된 플라즈마 CVD 장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 센서의 위치를 보여주는, 플라즈마 CVD 장치의 개략도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 센서의 개략도.
도 5a는 양 센서의 셔터가 폐쇄되는 제 1 및 제 2 UV 센서를 도시한 도면.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따라 제 1 센서의 셔터가 개방되고 제 2 센서가 폐쇄되어 있는 제 1 및 제 2 UV 센서를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 센서(UV 피드백 센서) 및 제 2 센서(UV 조정 센서)를 이용하여 조도를 모니터링하는 타이밍(timing) 흐름도를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예 및 종래의 방법에서 조정 사이클(한 번의 사이클의 시간)과 도구의 작동율 사이의 관계를 보여주는 그래프.
도 8은 일 실시예에 따른 UV 조사 장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인-시츄 조정 시스템이 구비된 플라즈마 CVD 장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 센서의 위치를 보여주는, 플라즈마 CVD 장치의 개략도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 센서의 개략도.
도 5a는 양 센서의 셔터가 폐쇄되는 제 1 및 제 2 UV 센서를 도시한 도면.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따라 제 1 센서의 셔터가 개방되고 제 2 센서가 폐쇄되어 있는 제 1 및 제 2 UV 센서를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 센서(UV 피드백 센서) 및 제 2 센서(UV 조정 센서)를 이용하여 조도를 모니터링하는 타이밍(timing) 흐름도를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예 및 종래의 방법에서 조정 사이클(한 번의 사이클의 시간)과 도구의 작동율 사이의 관계를 보여주는 그래프.
도 8은 일 실시예에 따른 UV 조사 장치의 개략도.
결론적으로, 하나의 양태에서, 본 발명의 목적은 UV 전력 제어 시스템으로 피드백을 제공하는 UV 피드백 센서(내장 센서)의 인-시츄(in-situ) 조정 방법을 제공하는 것으로, 조정을 위한 다른 UV 센서가 UV 유닛 내부에 제공된다. 다른 UV 센서는 내장 UV 센서보다 실질적으로 들(less) 빈번하게 UV 광에 노출되어, 다른 UV 센서가 상당히 저하되지 않으며, 내장 UV 센서를 조정할 수 있다. 소정의 실시예들에서, 다른 UV 센서는 다른 UV 센서가 조도를 측정하지 않으며 조도를 측정하기 위해 개방될 때 폐쇄되는(즉, UV 광으로부터 다른 UV 센서의 UV 수용 유닛을 차단) 셔터가 구비된다. 소정의 실시예들에서, 다른 UV 센서는 내장 UV 센서의 조정을 위해 조도를 측정할 때만 UV 광에 노출된다. 다른 UV 센서의 저하가 내장 UV 센서에 비해 UV 광에 실질적으로 적게 노출되기 때문에 무시가능하거나 실질적으로 없기 때문에, 그리고 또한 다른 UV 센서가 UV 유닛 내부의 내장 UV 센서의 근처에 위치되고 내장 UV 센서로 동시에 조도를 측정할 수 있기 때문에, 조정의 환경적 또는 외부 에러가 감소될 수 있으며, 조정이 매우 정밀하게 수행될 수 있다. 또한, 인-시츄 조정이 측정 지그를 이용하는 조정과 같은 외부 조정을 제거할 수 있기 때문에, 그리고 인-시츄 조정이 기판의 UV 처리 동안 실행될 수 있기 때문에, 생산성이 상당히 개선될 수 있다. 또한, 인-시츄 조정이 용이하게 자동화된 후 예정된 시퀀스가 후속될 수 있어 생산성이 추가로 개선된다.
관련된 분야에 대해 달성된 장점 및 본 발명의 양태를 요약하기 위해, 본 발명의 소정의 목적 및 장점이 이 공개물에서 설명된다. 물론, 모든 이 같은 목적 및 장점이 본 발명의 임의의 특별한 실시예에 따라 달성될 수 있는 것이 반드시 필요한 것이 아니라는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 예를 들면, 본 기술분야의 기술자들은 본 발명이 여기서 설명되거나 제안될 수 있는 바와 같은 다른 목적 또는 장점을 반드시 달성하지 않고 본 명세서에서 설명된 바와 같은 하나의 장점 또는 장점의 그룹을 달성하거나 최적화하는 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다는 것을 인정할 것이다.
본 발명의 추가의 양태, 특징 및 장점은 아래의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
본 발명의 이러한 및 다른 특징은 지금부터 본 발명을 설명하고 제한하지 않는 것으로 의도되는 바람직한 실시예의 도면을 참조하여 설명될 것이다. 도면들은 설명 목적을 위해 매우 단순화되었으며 반드시 스케일 대로 도시된 것은 아니다.
본 공개물에서, "실질적으로 동일", "실질적으로 일정" 등은 10% 미만, 5% 미만, 1% 미만, 또는 이들의 임의의 범위의 차이, 탐지가능하지 않은 차이, 또는 기술자가 일반적으로 또는 관습적으로 비현실적인 것으로 고려하는 임의의 차이를 지칭한다. 또한 본 명세서에서, "실질적으로 더 긴", "실질적으로 상이한", 등은 적어도 30%, 50%, 100%, 5배, 10배, 100배, 200 배 또는 이들의 소정의 범위의 차이, 또는 기술자가 일반적으로 또는 관습적으로 비현실적으로 것으로 고려되는 임의의 차이를 지칭한다. 또한, 이러한 공개물에서 "약"은 균등물 또는 비현실적인 차이 또는 기술자가 정확한 값에 부가하여, "약"이 되도록 일반적으로 또는 관습적으로 고려되는 임의의 차이의 산입을 지칭한다. 이러한 공개물에서, "가스"는 기화 고체 및/또는 액체를 포함할 수 있고 가스의 혼합물로 구성될 수 있다. 또한, 이러한 공개물에서, 소정의 두 개의 개수의 변수는 변수의 적용가능한 범위를 구성하고, 표시된 소정의 범위들은 단부 지점을 포함하거나 배제할 수 있다. 또한, "연속적으로"는 지정된 단계 또는 처리로서 사이클마다, 연속적으로 물리적으로, 타임라인(timeline)으로서 연속적으로, 타임라인으로서 간섭 없이, 처리 상태들을 변경하기 않고, 그 후 즉시, 다음 활성 단계 또는 처리로서, 또는 동일한 실시예에서 두 개의 구조들 사이의 불연속 물리적 또는 화학적 경계 없이 계속적 또는 연속적인 것으로 지칭된다. 소정의 실시예들에서, "필름"은 전체 타겟 또는 관련된 표면을 덮기 위하여 실질적으로 핀홀 없이 두께 방향에 대해 수직한 방향으로 연속적으로 연장하는 층, 또는 단순히 타겟 또는 관련된 표면을 덮는 층을 지칭한다. 소정의 실시예에서, "층"은 표면 상에 형성된 소정의 두께를 가지는 구조물 또는 필름의 동의어를 지칭한다. 필름 또는 층은 소정의 특성들을 가지는 불연속 단일 필름 또는 층 또는 다중 필름들 또는 층들에 의해 구성될 수 있으며, 인접한 필름들 또는 층들 사이의 투명하지 않을 수 있고 물리적, 화학적 및/또는 다른 특성, 형성 프로세스들 또는 시퀀스, 및/또는 인접한 필름 또는 층의 기능 또는 목적을 기초로하여 설정될 수 있다. 이러한 공개에서, 소정의 한정된 의미는 반드시 소정의 실시예들에서 일반적이고 보편적인 의미를 배제하는 것은 아니다.
실시예들은 UV 광으로 연속적으로 다중 기판들을 처리하는 도중에 기판을 처리하기 위한 UV 조사를 조작하기 위한 방법을 포함하며(그러나, 이에 제한되지는 않음), 이 방법은 (i) 조도 세기를 측정된 조도 세기를 기초로하여 원하는 수준으로 조정하도록 제 1 UV 센서의 조도 세기를 측정하기 위해 제 1 간격으로 UV 광에 제 UV 센서를 노출하는 단계; 및 (ii) 실질적으로 제 2 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기에 의해 제 1 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 균일화함으로써 제 1 UV 센서를 조정하도록 UV 광의 조도 세기를 측정하기 위해 제 2 간격으로 UV 광에 제 2 UV 센서를 노출하는 단계를 포함하며, 각각의 제 2 간격은 각각의 제 1 간격 보다 크다.
소정의 실시예들에서, 각각의 제 2 간격은 각각의 제 1 간격보다 실질적으로 더 길며, 소정의 실시예들에서, 각각의 제 2 간격에 대한 각각의 제 1 간격의 비율은 약 1/2 내지 약 1/100, 또는 약 1/3 내지 약 1/20(통상적으로 약 1/5 내지 약 1/10)이다. 소정의 실시예들에서, 비율은 0일 수 있으며, 이는 제 1 UV 센서의 노출이 연속적이라는 것을 의미한다. 소정의 실시예들에서, 제 1 UV 센서의 노출의 간격은 약 1시간 내지 약 10시간(소정의 실시예들에서는 약 2 시간 내지 약 5시간)이며, 제 2 UV 센서의 노출의 간격은 약 5시간 내지 약 200시간(소정의 실시예들에서는 약 10시간 내지 약 100시간)이다.
소정의 실시예들에서, 제 2 UV 센서가 UV 광에 노출될 때, 제 1 및 제 2 UV 센서는 동시에 노출된다. 소정의 실시예들에서, 제 1 및 제 2 UV 센서들은 나란히 배열된다. 소정의 실시예들에서, 제 1 및 제 2 UV 센서들은 제 1 및 제 2 UV 센서가 각각 노출될 때 개방되는 셔터들을 가진다.
소정의 실시예들에서, 기판은 처리 챔버 내에 배치되고, 처리 챔버 상에 UV 유닛이 분리가능하게 장착되고, UV 광을 조사하기 위한 UV 램프, 그리고 제 1 및 제 2 UV 센서가 UV 유닛 내에 설치된다. 소정의 실시예들에서, 기판은 그 위에 형성된 유전체 필름을 가지는 반도체 기판이다. 소정의 실시예들에서, UV 광은 약 365 nm의 파장을 가진다. 소정의 실시예들에서, UV 광은 약 100 nm 내지 500 nm의 파장을 가진다. 소정의 실시예들에서, UV 광의 조도 세기는 기판의 면적 당 UV 램프의 전력으로서 약 100 내지 약 300 mW/m2 이다. 소정의 실시예들에서, UV 광의 조도 세기는 기판의 면적 당 UV 램프의 전력으로서 약 50 내지 약 600 mW/m2 이다.
또 다른 실시예는 UV 광으로 기판을 처리하기 위한 방법을 제공하며, 이는 (i) UV 광으로 연속적으로 기판을 처리하는 단계, (ii) 조도 세기를 측정된 조도 세기를 기초로 하여 원하는 수준으로 조절하기 위해 UV 광의 조도 세기를 측정하도록 제 1 간격으로 UV 광에 UV 센서를 노출하는 단계, (iii) 단계 (i) 및 (ii)를 반복하는 단계, 및 (iv) 실질적으로 제 2 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기로 제 1 UV 센서에 의해 마지막으로 측정된 조도 세기를 균일하게 함으로써 제 1 UV 센서를 조정하기 위해 UV 광의 조도 세기를 측정하도록 제 2 간격으로 UV 광에 제 2 UV 센서를 노출하는 단계를 포함하며, 각각의 제 2 간격은 각각의 제 1 간격 보다 길다. 공개된 실시예들 중 임의의 실시예는 다른 실시예에 적용될 수 있다.
소정의 실시예들에서, 단계 (iv)가 실행될 때, 단계 (ii)가 또한 실행되어, 제 1 및 제 2 UV 센서들에 의해 동시에 측정된 조도 세기들을 실질적으로 균일하게 함으로써 다음 단계 (ii) 동안 제 1 UV 센서를 조정한다. 소정의 실시예들에서, 제 1 및 제 2 UV 센서들은 각각 단계 (ii) 및(iv)에서 개방하는 셔터들을 가진다.
또한 다른 실시예는 기판이 배치되는 처리 챔버 상에 분리가능하게 장착되도록 구성된 기판을 처리하기 위한 UV 유닛을 제공하며, 이는 (A) UV 광을 조사하기 위한 UV 램프; (B) 측정된 조도 세기를 기초로 원하는 수준으로 조도 세기를 조절하도록 UV 광의 조도 세기를 측정하기 위해 UV 광에 노출되도록 구성된 제 1 UV 센서; (C) 실질적으로 제2 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 이용하여 제 1 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 균일화함으로써 제 1 UV 센서를 조정하도록 UV 광의 조도 세기를 측정하기 위해 UV 광에 노출되도록 구성된 제 2 UV 센서; 및 (D) 제 1 간격으로 제 1 UV 센서 및 제 2 간격으로 제 2 UV 센서를 작동하고, 제 2 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 기초로하여 제 1 UV 센서를 조정하고, 그리고 제 1 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 기초로 하여 UV 램프의 전력을 제어하는 제어 유닛을 포함한다. 공개된 실시예들 중 임의의 실시예가 상기 실시예로 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인-시츄 조정 시스템을 구비한 플라즈마 CVD 장치의 개략도이다. UV 조사 장치는 처리 챔버(6) 및 그 위에 장착된 UV 유닛(1)으로 이루어진다. 처리 챔버(6)에서, 히터 테이블(5)은 그 위에 기판을 지지하기 위해 제공된다. UV 유닛(1)에서, UV 램프(2)는 기판을 처리하기 위해 제공된다. 전력 제어 시스템으로 피드백을 제공하는 UV 피드백 센서(내장 UV 센서)(3)가 또한 UV 램프로부터 방사된 조도를 모니터링하도록 UV 유닛(1)에 제공된다. UV 피드백 센서(3)에 의해 출력된 조도 신호는 UV 램프의 전력을 제어하는 PLC(전력 라인 소통부)(4)를 포함하는 전력 제어 시스템으로 역으로 공급되어, 심지어 UV 램프(2)가 저하되어 적은 조도를 방사하는 경우 조차, UV 피드백 센서(3)는 조도의 감소를 캐치하여 PLC(4)가 UV 램프로의 전력을 증가시킴으로써 조도의 감소를 보충하도록 한다. 이러한 실시예에서, UV 조정 센서로서 기능하는 제 2 UV 센서(21)는 UV 유닛(1) 내에 제공된다. 실질적으로 UV 피드백 센서가 노출되는 것과 동일한 방식으로 UV 광에 노출되도록 UV 조정 센서(21)가 위치설정된다. 예를 들면, UV 조정 센서(21) 및 UV 피드백 센서가 나란히 배치된다. UV 조정 센서(21)가 실질적으로 UV 피드백 센서 보다 UV 광에 들 빈번하게 노출되기 때문에, UV 조정 센서의 저하가 UV 피드백 센서의 저하에 비해 무시가능하다. UV 조정 센서로부터의 출력 신호는 UV 피드백 센서로부터의 출력 신호를 조정하기 위해 이용되는데, 예를 들면 UV 피드백 센서로부터의 출력 신호가 UV 조정 센서로부터의 출력 신호와 일치하도록 조절된다. 인-시츄 조정의 결과로서, UV 피드백 센서는 빈번한 외부 조정을 요구하지 않으며 적어도 300 연속 시간의 조사를 위해 이용될 수 있다(소정의 실시예들에서, UV 조사는 조정 없이 적어도 500 시간, 1,000 시간 또는 2,000 시간 동안 수행될 수 있다).
UV 피드백 센서 및 UV 조정 센서는 동일한 일반적인 구조를 가질 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 UV 센서의 개략도를 보여준다. UV 센서(41)는 핀 홀(42), 광학 필터(43), 및 실리콘 광다이오드(44)를 구비한 포커싱 커버를 포함하는데, 핀 홀을 통하여 고압 수은 램프(조도를 측정하기 위해 소정의 파장에 대해 강한 방사선을 가지는)와 같은 광대역 광원으로부터 광이 방사되며, 광학 필터를 통하여 핀 홀(42)을 통과하는 광의 소정의 파장이 선택적으로 여과되어 제거되며, 실리콘 광다이오드는 광의 조도를 측정하기 위한 파장을 가지는 여과된 광을 수용하여 신호를 광전류로 변환하여 이를 케이블을 경유하여 디스플레이 유닛(45) 및 도 2에 도시된 PLC(4)와 같은 전력 제어 유닛에 출력한다. 디스플레이 유닛(45)에서, 광전류는 컨버터에서 전압으로 변환되어, 조도의 값을 표시하는 디스플레이로 출력한다. 광학 필터가 긴 주기의 시간 동안 고-에너지 UV 광으로 노출되기 때문에, 필터의 투광율이 감소되며; 결과적으로 광다이오드로부터 출력된 광전류의 값이 변화된다. 따라서, 조정이 요구된다. 소정의 실시예에서, UV 피드백 센서를 인-시츄 조정하는 동안, UV 피드백 센서에 의해 수신된 신호가 광전류로 변환되고 UV 피드백 센서로부터 컨버터로 출력되고, 그리고 컨버터에서 전압으로 변환될 때, 광전류로부터 전압으로의 변환은 UV 조정 센서로부터 출력된 광전류 값을 기초로 한 컨버터의 트리머 저항기(반 고정 저항기)를 이용하여 조절된다.
소정의 실시예들에서, UV 조정 센서는 핀 홀을 덮도록 정상적으로 폐쇄되는 셔터를 가진다. 셔터는 총 노출 시간이 UV 피드백 센서에 비해 적게 남도록 인-시츄 조정 동안 조도를 측정할 때만 개방된다. 소정의 실시예들에서, 셔터는 UV 조정 센서로 뿐만 아니라 UV 피드백 센서로 제공된다. 도 5a는 제 1 UV 센서(UV 피드백 센서)(51) 및 제 2 UV 센서(UV 조정 센서)(52)를 도시하며, 여기서 양 센서의 셔터(53, 54)가 폐쇄된다. 도 5b는 제 1 및 제 2 UV 센서를 도시하며 여기서 제 1 센서의 셔터(53)는 핀 홀(55)을 통한 조도를 측정하기 위한 슬라이딩에 의해 개방되며, 제 2 센서의 셔터(54)는 본 발명의 일 실시예에 따라 폐쇄되어 있다. 소정의 실시예들에서, 셔터는 알루미늄, 알루미늄 합금, 알루미늄 세라믹, 등으로 제조된다.
소정의 실시예들에서, UV 센서들은 나란히 그리고 반사 거울 뒤에 배치된다. 도 3은 플라즈마 CVD 장치의 개략도를 도시하며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 센서의 위치를 보여준다. UV 유닛(1)에서, 거울(31)은 UV 유닛(1)의 내부 벽을 따라 배치되고 광 방사 공간을 둘러싸서 한정한다. 거울은 홀(34)을 가지며, UV 센서(33)는 거울(31) 뒤에 배치되고 광-안내 튜브를 경유하여 홀(34)로 연결되어, 셔터(32)가 개방될 때 UV 센서가 광을 수용하며, 광의 조도는 처리 챔버(6) 내의 히터(5) 상의 기판에 의해 수용된 광의 조도를 나타낸다. 소정의 실시예들에서, 센서는 각도를 형성하여(예를 들면, 약 30°내지 약 45°)광이 광-안내 튜브 및 핀 홀을 통하여 램프로부터 센서로 전달된다.
소정의 실시예들에서, 조정 시퀀스는 아래와 같다:
단계 1 : UV 램프(1)가 온(ON)되고 UV 광을 방사한다.
단계 2 : 방사가 안정화된 후(예를 들면, 10초 내지 200초, 통상적으로 100초 내지 150초), 셔터(53 및 54)가 개방되어 UV 센서들(51 및 52)을 이용하여 램프의 조도를 모니터링한다. 모니터링 후, 셔터가 폐쇄된다.
단계 3 : UV 센서들(51 및 52)에 의해 모니터링된 조도들 사이의 차이를 기초로 하여, UV 센서(51)(UV 피드백 센서)에 의해 모니터링된 조도를 증대시키기 위한 정정 계수 또는 인자가 UV 센서(52)(UV 측정 센서)에 의해 모니터링된 조도를 참조하여 자동적으로 계산된다.
단계 4: UV 센서(51)에 의해 모니터링된 조도는 UV 센서(51)의 광다이오드를 포함하는 회로 내의 정정 계수 또는 인자에 의해 정정된다.
단계 5 : 셔터(53 및 54)가 개방되고, UV 센서들(51 및 52)은 조도를 모니터링하고, UV 센서(51)에 의해 모니터링된 조도가 실질적으로 UV 센서(52)에 의해 모니터링된 조도와 동일하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제 1 센서(UV 피드백 센서) 및 제 2 센서(UV 조정 센서)를 이용하여 조도를 모니터링하는 타이밍 흐름도를 도시한다. 히터 상에 기판(또는 기판들)을 배치한 후, UV 조사가 시작되어 Tuv의 시간 주기 동안 계속된다. Tuv의 시간 주기는 어떤 타입의 조사가 실행되는지, 어떤 타입의 기판이 처리되는지, 등에 따라 변화된다. 예를 들면, 기계적 강도 및 낮은 유전체 상수를 개선하도록 기판 상의 저-k 필름을 어닐링하기 위해, Tuv는 약 1분 내지 약 1시간의 범위에 있을 수 있다. 소정의 실시예들에서, 조도를 안정화하기에 수(several) 초가 걸리며, 따라서 도 6에서, 안정화 기간이 끝난 후(UV 조사가 안정화되고), 제 1 센서의 셔터가 개방되고 제 1 센서가 T1의 시간 주기 동안 조도를 모니터링하고, 또한 제 2 센서의 셔터가 개방되고 제 2 센서가 T2의 시간 주기 동안 조도를 모니터링한다. 소정의 실시예들에서, 안정화 기간이 0일 수 있다. T1 및 T2는 적어도 약 5초와 같이 조도를 안정되게 모니터링하기에 충분히 길며, 시간 주기는 UV 광 노출에 의해 열 영향 없이 조도를 모니터링하기에 충분히 짧다. 조사 처리후, UV 조사는 기판을 교체하기 위한 Tew의 시간 주기 동안 중단된다. 소정의 실시예들에서, 이러한 사이클 후, 동일한 사이클이 제 1 센서의 조정이 완료된 것을 확인하기 위해 한번 반복된다. 조정 시퀀스는 단계 1 내지 5로서 상술된 바와 같이 실행될 수 있다. 소정의 실시예들에서, Tuv는 약 1분 내지 약 1 시간의 범위에 있으며, Tew는 약 몇(few) 초 내지 약 20초(통상적으로 단지 10초)의 범위에 있으며, T1은 약 5초 내지 약 10초의 범위에 있으며, T2는 약 5초 내지 약 10초의 범위에 있다.
UV 방사 사이클은 n번 반복되고 이어서 제 1 센서의 셔터가 조도를 모니터링하기 위해 다시 개방된다(제 2 센서의 셔터는 폐쇄되어 있다). 즉, 제 1 센서의 셔터가 조도를 모니터링하기 위해 n 사이클마다 개방되어 UV 조사가 실질적으로 일정한 세기로 제어된다. 제 2 센서의 셔터가 조도를 모니터링하고 제 1 센서를 조정하기 위해 다시 개방된다. 제 2 센서의 셔터는 조정 시퀀스를 반복하기 위해 m 사이클마다 개방한다. 소정의 실시예들에서, n은 1 내지 25의 범위 내에 있고, 반면 m은 25 내지 250의 범위 내에 있다(m>n). 소정의 실시예에서, n 사이클은 하나의 라트(lot)에 대응한다. 소정의 실시예들에서, n/m은 1/3 내지 1/20(1/5 내지 1/10을 포함한다)이다. 도 6에서, 제 1 센서의 간격은 (nTuv-T1)으로서 표현될 수 있으며, 제 2 센서의 간격은 (mTuv-T2)로서 표현될 수 있다.
도 2는 바람직하게는 본 발명의 일 실시예에서 이용될 수 있는, 상술된 시퀀스를 실행하도록 프로그래밍된 제어부와 연결되는, 처리 챔버와 조합된 UV 유닛의 개략도이다. 본 발명의 기술분야의 기술자는 상기 장치는 프로그래밍된 하나 또는 둘 이상의 제어기(들)(도시안됨)를 포함하거나 그렇지 않으면 본 명세서에서 설명된 UV 조사 프로세스들이 실행되도록 구성된다는 것을 인정할 것이다. 본 발명의 기술분야의 기술자들에 의해 인정되는 바와 같이 제어기(들)는 다양한 전력원, 가열 시스템, 로보틱스 및 가스 유동 제어기 또는 챔버의 밸브들과 소통될 것이다. 소정의 실시예들에서, 다른 UV 조정 센서는 제 1 UV 조정 센서를 조정하기 위해 이용될 수 있다.
조건들 및/또는 구조들이 특정되는 본 공개에서, 본 발명의 기술분야의 기술자는 본 공개의 관점에서 일상적인 실험의 문제로서, 이 같은 조건들 및/또는 구조들을 제공할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따라 UV 조사 조정 시스템이 구비된 UV 조사 장치를 도시한다. 장치는 UV 램프(107)가 제공된 UV 유닛(101); 조사 윈도우(102); 처리 챔버(103), 처리 챔버의 내부 벽에 제공되고 가스 도입 파이프(1015)로 연결되는 가스 유입 링(도시안됨); 히터 테이블(104); 배기 포트(106)에 연결되는 진공 펌프(도시안됨); 및 배기 포트 내부에 설치된 압력 제어 밸브(도시안됨)를 포함한다. UV 유닛(101)은 처리 챔버(103)에 분리가능하게 장착되고, 전달 윈도우(102)는 처리 챔버(103)의 천장을 구성한다. 도 8에 도시된 장치는 로드 록 챔버(112)에 연결되고, 로드 록 챔버 내부의 로딩/언로딩 로봇(111)은 기판을 로딩/언로딩하기 위해 이용된다. 장치가 이 도면으로 전혀 제한되지 않으며 어떠한 종래의 또는 적절한 장치가 UV 광을 방사할 수 있는 한 이용될 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
예를 들면, 미국 특허 공보 제 2004/0079960호, 제 2004/0080697호, 및 제 2009/0023229호에 공개된 UV 방사 장치는 본 발명의 실시예들에서 이용될 수 있다. 상기 공보들의 공개물은 본 명세서에서 전체적으로 참조된다.
도 8의 장치가 더 상세하게 설명된다. 처리 챔버(103)는 진공으로부터 거의 분위기 압력까지의 범위에 걸쳐 내부 압력의 제어를 허용하도록 설계되고 상부에 배치되는 UV 방사 유닛(101)을 가진다.
연속적으로 그리고 펄스로 UV 광을 방사할 수 있는 UV 램프(107)가 있으며 히터(104)는 UV 램프와 직면하고 평행한 방식으로 설치되며, 반면 조사 윈도우 글래스(102)는 UV 램프 및 히터와 직면하고 평행한 방식으로 UV 램프와 히터 사이에 설치된다. 조사 윈도우(102)는 균일한 UV 방사를 달성하기 위해 이용되고, 재료가 UV 광이 투과하는 반면 분위기로부터 반응기를 격리시킬 수 있는 한, 합성 석영과 같은 임의의 재료가 이용될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 다중 관형 UV 램프(107)는 UV 조사 유닛 내부에 평행하게 배치된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 이러한 램프들은 규일한 조도를 달성하도록 최적으로 배치되는 반면, 반사판(108)은 얇은 필름 상으로 적절하게 반사되도록 각각의 UV 램프에 의해 방사된 UV 광을 안내하기 위해 제공되며, 반사판의 각도가 균일한 조도를 달성하기 위해 조절될 수 있도록 이러한 반사판이 설계된다. 이러한 장치는 조사 윈도우 글래스(102)가 제공되는, 플랜지(도시안됨)에 의해 이 장치가 격리되며, 챔버의 내부 압력은 진공으로부터 거의 분위기 압력(기판 프로세싱 부분)까지의 범위에 걸쳐 제어될 수 있으며 UV 램프는 연속적으로 또는 펄스로 UV 광을 방사하도록 전술된 챔버 내에 설치된다(UV 방사 부분). UV 램프의 구조는 UV 램프가 용이하게 제거되어 교체되는 것을 허용한다. 가스는 플랜지를 통하여 도입되고 다중 가스 입구는 균일한 처리 분위기를 달성하도록 대칭 배열로 설계되어 제공된다.
소정의 실시예들에서, 특정 UV 방사 프로세스는 아래와 같다: Ar, CO, CO2, C2H4, CH4, H2, He, Kr, Ne, N2, O2, Xe, 알콜 가스, 및 유기 가스로부터 선택된 가스를 이용하여, 약 0.1 Torr 내지 거의 분위기 압력(1 Torr, 10 Torr, 50 Torr, 100 Torr, 1,000 Torr 및 전술된 값들 사이의 임의의 값을 포함함)으로 챔버 내의 분위기를 형성하는 단계; 게이트 밸브(9)를 통하여 기판 이송 포트로부터 기판을 로딩함으로써, 처리 타겟이 되는, 반도체 기판을 약 0 내지 약 650 ℃의 온도(10 ℃, 50 ℃, 100 ℃, 200 ℃, 300 ℃, 400 ℃, 500 ℃, 600 ℃ 및 전술된 값들 사이의 소정의 값, 그러나 바람직하게는 300 ℃ 내지 450 ℃를 포함함)로 설정되는 히터 상으로 배치하는 단계; 및 연속적으로 또는 펄스로 약 1 mW/cm2 내지 약 1,000 mW/cm2(10 mW/cm2, 50 mW/cm2, 100 mW/cm2, 200 mW/cm2, 500 mW/cm2, 800 mW/cm2 및 전술된 값들 사이의 임의의 값을 포함함)의 출력 및 약 1 Hz 내지 약 1,000 Hz(10 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 500 Hz, 및 전술된 값들 사이의 임의의 값을 포함함)의 주파수로 UV 램프로부터 적절한 거리(1 cm 내지 100 cm)를 유지하고 약 100 nm 내지 약 400 nm의 파장(150 nm, 200 nm, 250 nm, 300 nm, 350 nm 및 전술된 값들 사이의 임의의 값, 그러나 바람직하게는 약 200 nm을 포함함)으로 UV 광을 방사함으로써 반도체 기판 상에 형성된 얇은 필름 상으로 UV 광을 방사하는 단계. 방사 시간은 약 1 초 내지 약 60 분(5 초, 10 초, 20 초, 50 초, 100 초, 200 초, 500 초, 1,000 초, 2,000 초 및 전술된 값들 사이의 소정의 값을 포함함)이다. 챔버는 배기 포트로부터 배기된다.
소정의 실시예들에서, 이러한 반도체 제조 장치는 자동 시퀀스를 통하여 상술된 바와 같이 일련의 처리 단계들을 수행하며, 여기서 처리 단계들은 가스의 유입, UV 광의 방사, 방사의 중단, 및 가스의 중단을 포함한다. UV 광의 세기(조도)는 1 내지 100 %의 범위에 걸쳐 변화될 수 있으며 적용가능한 방법에 따라 제어된다.
도 8에 도시된 장치는 또한 일정한 수준으로 UV 광의 조도를 유지함으로써 UV 장치의 안정된 작동을 허용하도록 램프로의 전력 입력을 조절하기 위한 메카니즘을 가지며, 여기서 측정되도록, 전력 입력은 증가되어 UV 램프의 저하에 의해 뿐만 아니라 UV 센서(또는 UV 조도계)의 저하에 의한 조도에서의 임의의 하락을 보충하도록 한다. 이러한 장치는 장치가 전달 윈도우 글래스 전에 조도를 측정하기 위한 UV 조도계(121a, 121b)를 구비될 때 장치의 내부 벽에 조도 측정 성능을 가진다. 조도계(121a, 121b)는 전달 윈도우 글래스 위에 나란히 설치된다. 조도계(121a, 121b)는 UV 유닛의 부분이다. 조도계(121a)는 램프의 저하를 감지하도록 그리고 조도의 감소된 세기를 보충하도록 UV 램프의 전력을 조절하기 위해 램프의 조도를 직접 모니터링한다. 다른 조도계(121b)는 또한 램프의 조도를 직접 모니터링하지만, 조도계(121a)와 달리, 조도계(121b)를 모니터링함으로써 단지 조도계(121a)를 조정하기 위해 홀로 실행된다. 이를 위해, 조도계(121b)에 의한 모니터링은 조도계(121a) 보다 상당히 들 빈번하게 실행되어, 조도계(121b)의 저하가 실질적으로 없거나 무시가능하다. 결과적으로, 조도계(121a)는 조도계(121b)에 의해 주기적으로 조정되어 조도가 실질적으로 일정하게 유지된다.
조도계(121a)가 조도 모니터링을 시작할 때 초기에 측정되는 조도계(121a)에 의해 측정된 기준 값으로부터의 차이를 조도계(121a)가 계산할 수 있다. 계산된 차이는 램프 저하에 의해 유발된 투과율에서의 하락의 양을 결정하기 위해 이용된다. 조도계는 조도 모니터 유닛(122)을 통하여 UV 유닛의 전력 제어 시스템(123)으로 측정된 데이터를 역으로 공급하여, 조도를 일정한 수준으로 유지하도록 한다. 조도계(121a)는 저하된다. 조도계(121b)는 UV 광으로의 노출에 의한 센서 저하를 유발하는 한계치 보다 낮은 측정 주파수에 의해 상당히 저하되지 않는다. 조도계(121a)에 의해 측정된 조도가 조도계(121b)에 의해 측정된 조도와 일치하는 방식으로 조도계(121a)가 조도계(121b)에 의해 조정되어 조도계(121a)의 저하에 의해 유발된 과보충을 회피하도록 한다.
탈가스가 UV 방사의 결과로서 반도체 기판 상에 얇은 필름으로부터 발생하는 경우, 합성 석영으로 제조된 방사 윈도우 글래스 상 뿐만 아니라 챔버의 내부 벽 상에 증착된다. 방사 윈도우 상에 증착된 오염물이 UV 광을 흡수하여 경화 효율이 저하되는 것이 발생한다. 위에서 볼 때, 처리 챔버(103)는 전달 윈도우 그래스 다음에 조도를 측정하도록 투과 윈도우 글래스 아래 다른 조도계(들)이 구비될 수 있어, UV 램프의 전력이 추가로 전달 윈도우 글래스 아래 제공된 조도계에 의해 측정된 조도에 따라 조절될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 조도계가 처리 챔버 내에 제공되지 않는다.
소정의 실시예들에서, 전달 윈도우(102) 및 처리 챔버의 내부 벽은 예를 들면 미국 특허 출원 공보 제 2009/0023229호에서 공개된 방법에 의해 세척될 수 있다.
본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는 특정 예를 참조하여 본 발명이 상세하게 설명될 것이다. 특정 예들에 적용된 도면부호는 적어도 ±50%의 범위만큼 변형될 수 있으며, 여기에서 범위들의 단부점이 포함될 수 있거나 배제될 수 있다.
[
실시예
]
예 1:
UV
피드백 센서 및
UV
조정 센서의 조도 보유 비율
도 2에 도시된 장치가 이용되었으며, 여기서 UV 램프는 수은 램프이다. UV 피드백 센서 및 UV 조정 센서는 365 nm의 파장을 가지는 광을 측정하기 위한 동일한 타입이었다. 세서들 둘다 모니터링 조도를 위해 개방할 수 있는 세터가 제공되었다. UV 램프는 120초에 대해 충 전력의 60%, 그리고 이어서 600 초 동안 총 전력의 100%를 입력함으로써, 턴 온되었다. 60% 및 100%의 이러한 사이클이 하나의 사이클을 구성하고 UV 램프는 기판이 히터 상에 배치되지 않은 이러한 실험에 대한 사이클을 반복함으로써 UV 광이 연속적으로 방사된다. 총 전력의 60%의 펄스를 이용함으로써, 장치를 과열시키는 것이 회피되었다.
UV 램프로부터의 조도는 UV 램프 자체의 저하에 의해 시간에 걸쳐 변화되었다. 먼저, UV 램프의 저하를 결정하도록, 조도가 UV 조정 센서를 이용하여 측정된었으며 UV 측정 센서는 단지 몇(a few) 배로 노출된다(이에 따라, UV 조정 센서는 UV 광 노출에 의한 임의의 저하로 처리되지 않는다). 그 결과는 아래의 표 1과 같다.
|
|
UV 조사의 지속(시간) | ||
| 0 | 100 | 200 | |
| 램프 조도(a.u.) | 100.0% | 96.1% | 92.9% |
표 1은 UV 램프로부터의 초기 조도에 대해 시간에 걸쳐 감소되는 조도를 보여준다.
다음으로, UV 피드백 센서의 셔터는 1시간 마다 약 10초 동안 개방되며, 반면 UV 정정 센서의 셔터가 조도를 모니터링 하기 위해 5시간 마다 약 10초 동안 개방된다. 이 결과는 아래의 표 2 및 표 3에서 보여준다.
|
|
UV 조사의 지속(시간) | ||
| 0 | 100 | 200 | |
| 램프 조도(a.u.) | 100.0% | 96.1% | 92.9% |
| UV 정정 센서 판독(a.u.) | 100% | 95.7% | 92.7% |
| UV 정정 센서 저하(△) | 0.0% | 0.4% | 0.2% |
표 2에 도시된 바와 같이, 5시간 마다 UV 광에 노출된 UV 측정 센서에서 시질적인 저하가 관측되지 않았다.
|
|
UV 조사의 지속시간(시) | ||
| 0 | 100 | 200 | |
| UV 정정 센서 판독(a.u.) | 100.0% | 95.7% | 92.7% |
| UV피드백센서 판독(a.u.) | 100% | 88.2% | 82.6% |
| UV피드백센서 저하(△) | 0.0% | 7.5% | 10.1% |
표 3에 도시된 바와 같이, 1시간 마다 UV 광에 노출되는 UV 피드백 센서에서 상당한 저하가 관찰되었다. 따라서, UV 정정 센서를 이용함으로써, UV 피드백 센서는 UV 피드백 센서가 효과적이고 정확하게 정정될 수 있어, 외부 정정을 제거할 수 있다.
예 2 : 이용하는
UV
피드백 센서 및
UV
정정 센서의
작동율
예 1에서와 동일한 시스템이 이용되었으며, UV 피드백 센서의 셔터는 10시간 마다 개방되었고, 반면 UV 측정 센서의 셔터가 100 시간 마다 개방되었다. 외부 정정이 실행되지 않았다. 이러한 인-시츄 정정을 위해 이용된 시간은 가동 휴지 시간으로서 고려되었으며, 작동율이 결정되었다. 작동율은 달(month) 당 (T-D)/T의 비율로서 한정되었다(F: UV 램프의 총 작동 시간, D : 가동 휴지 시간).
비교시, 예 1에서와 동일한 시스템 및 동일한 타입의 외부 UV 센서가 이용되었다. UV 피드백 센서의 셔터는 10시간 마다 개방되고, 반면 UV 정정 센서의 셔터가 폐쇄되어 있다. 외부 정정은 100 시간 마다, 200 시간 마다, 그리고 300 시간 마다 외부 UV 센서를 이용하여 실행된다. 이러한 외부 조정을 위해 이용된 시간은 가동 휴지 시간으로서 고려되었고, 작동율이 결정되었다.
도 7에 결과가 도시된다. 외부 정정이 100 시간 마다, 200 시간 마다, 그리고 300 시간 마다 실행될 때, 작동율은 각각 95%, 약 97%, 및 약 98% 보다 작다. 대비하면, 인-시츄 정정이 실행될 때, 작동율은 거의 100%이다.
매우 많고 다양한 변형이 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 본 기술분야의 기술자에 의해 이해될 것이다. 따라서, 본 발명의 형태가 단지 예시적이고 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아님을 명확히 이해하여야 한다.
Claims (20)
- 다중 기판들을 UV 광으로 연속적으로 처리하는 공정에서 기판 처리를 위한 UV 조사의 조작 방법으로서,
상기 UV 광의 조도 세기를 측정하기 위해 제 1 간격으로 상기 UV 광에 제 1 UV 센서를 노출시키고, 측정된 조도 세기를 기초로 하여 조도 세기를 목표 수준으로 조절하는 단계; 및
상기 UV 광의 조도 세기를 측정하기 위하여 제 2 간격으로 상기 UV 광에 제 2 UV 센서를 노출시시키고, 상기 제 2 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 이용하여 실질적으로 상기 제 1 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 균일화함으로써 상기 제 1 UV 센서를 조정하는 단계;를 포함하며,
각각의 상기 제 2 간격은 각각의 상기 제 1 간격보다 길이가 긴 기판 처리를 위한 UV 조사의 조작 방법.
- 제 1 항에 있어서,
각각의 상기 제 2 간격에 대한 각각의 상기 제 1 간격의 비율은 1/100 내지 1/2인 기판 처리를 위한 UV 조사의 조작 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 UV 센서의 간격은 1 시간 내지 10 시간이고, 상기 제 2 UV 센서의 간격은 5 시간 내지 200 시간인 기판 처리를 위한 UV 조사의 조작 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 UV 센서가 상기 UV 광에 노출될 때, 상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서가 동시에 노출되는 기판 처리를 위한 UV 조사의 조작 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서는 나란히 배치되는 기판 처리를 위한 UV 조사의 조작 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서는 셔터를 가지며, 상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서가 각각 노출될 때 상기 셔터가 개방되는 기판 처리를 위한 UV 조사의 조작 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 기판이 처리 챔버에 배치되고, 상기 처리 챔버 상에 UV 유닛이 분리가능하게 장착되며, 상기 UV 광을 조사하기 위한 UV 램프와 상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서가 상기 UV 유닛에 설치되는 기판 처리를 위한 UV 조사의 조작 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 기판은 상기 기판 위에 형성된 유전체 필름을 갖는 반도체 기판인 기판 처리를 위한 UV 조사의 조작 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 UV 광은 약 365 nm의 파장을 갖는 기판 처리를 위한 UV 조사의 조작 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 UV 광의 조도 세기는 상기 기판의 면적 당 UV 램프의 전력으로서 100 내지 약 300 mW/m2인 기판 처리를 위한 UV 조사의 조작 방법.
- UV 광으로 연속적으로 기판을 처리하는 제 1 단계;
상기 UV 광의 조도 세기를 측정하기 위하여 제 1 간격으로 상기 UV 광에 제 1 UV 센서를 노출시키고, 측정된 상기 조도 세기를 기초로 하여 목표 수준으로 조도 세기를 조절하는 제 2 단계;
상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계를 반복하는 제 3 단계; 및
상기 UV 광의 상기 조도 세기를 측정하기 위해 제 2 간격으로 상기 UV광에 제 2 UV 센서를 노출시키고, 상기 제 2 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 이용하여 실질적으로 상기 제 1 UV 센서에 의해 마지막으로 측정된 조도 세기를 균일화함으로써 상기 제 1 UV 센서를 조정하는 제 4 단계;를 포함하며,
각각의 상기 제 2 간격은 각각의 상기 제 1 간격보다 길이가 긴 UV 광에 의한 기판 처리 방법.
- 제 11 항에 있어서,
각각의 상기 제 2 간격에 대한 각각의 상기 제 1 간격의 비율은 1/100 내지 1/2인 UV 광에 의한 기판 처리 방법.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 UV 센서의 간격은 1 시간 내지 10 시간이고, 상기 제 2 UV 센서의 간격은 5 시간 내지 200 시간인 UV 광에 의한 기판 처리 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 제 4 단계가 실행될 때, 상기 제 2 단계가 또한 실행되어, 상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서에 의해 동시에 측정된 조도 세기들을 실질적으로 균일화함으로써 상기 제 1 UV 센서를 조정하는 UV 광에 의한 기판 처리 방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서가 나란히 배치되는 UV 광에 의한 기판 처리 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 UV 센서 및 상기 제 2 UV 센서는 상기 제 2 단계와 상기 제 4 단계의 각각에서 개방되는 셔터를 갖는 UV 광에 의한 기판 처리 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 기판은 상기 기판 위에 형성된 유전체 필름을 갖는 반도체 기판인 UV 광에 의한 기판 처리 방법.
- 기판이 배치되는 처리 챔버 상에 분리가능하게 장착되도록 구성된 기판을 처리하기 위한 UV 유닛으로서,
UV 광을 조사하기 위한 UV 램프;
상기 UV 광의 조도 세기를 측정하기 위하여 상기 UV 광에 노출되도록 구성되고, 측정된 조도 세기를 기초로 하여 목표 수준으로 조도 세기를 조절하는 제 1 UV 센서;
상기 UV 광의 조도 세기를 측정하기 위하여 상기 UV 광에 노출되도록 구성된 제 2 UV 센서로서, 상기 제 2 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 이용하여 상기 제 1 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 균일화함으로써 상기 제 1 UV 센서를 조정하는 제 2 UV 센서; 및
제 1 간격으로 상기 제 1 UV 센서를 작동시키고, 제 2 간격으로 상기 제 2 UV 센서를 작동시키며, 상기 제 2 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 기초로 하여 상기 제 1 UV 센서를 조정하고, 상기 제 1 UV 센서에 의해 측정된 조도 세기를 기초로 하여 상기 UV 램프의 전력을 제어하는 제어 유닛;을 포함하는 기판 처리를 위한 UV 유닛
- 제 18 항에 있어서,
상기 UV 광은 365 nm의 파장 갖는 기판 처리를 위한 UV 유닛.
- 제 18 항에 있어서,
상기 UV 광의 조도 세기는 상기 기판의 면적당 UV 램프의 전력으로 100 내지 300 mW/m2인 기판 처리를 위한 UV 유닛.
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