KR20240048695A - 기판 처리 장치 및 인터락 방법 - Google Patents

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KR20240048695A
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버; 기판을 처리하는 플라즈마를 발생시키는 제너레이터; 상기 처리 공간에서 발행하는 빛을 감지하는 광 센서; 상기 처리 공간에서 플라즈마와 기판 상의 박막이 반응하여 발생하는 설정 파장대의 빛으로부터 공정 시점과 공정 종점을 검출하는 분광기; 및 상기 제너레이터가 온(On)된 이후, 상기 제너레이터의 제1신호와 상기 광 센서의 제2신호를 전달받아 인터락의 발생 여부를 판단하는 제어기를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 인터락 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND INTERLOCK METHOD}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 플라즈마 유닛이 정상 상태인지, 그리고 비정상 상태인지를 판단하여 플라즈마 유닛을 인터락하는 인터락 방법에 관한 것이다.
플라즈마는 이온이나 라디칼, 그리고 전자 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말하며, 매우 높은 온도나, 강한 전계(Electric fields) 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic fields)에 의해 생성된다. 반도체 소자 제조 공정은 플라즈마를 기판과 반응시켜 기판을 처리하는 플라즈마 공정을 포함한다.
플라즈마 공정을 수행하는 기판 처리 장치의 대부분은 OES(Optical Emission Spectroscopy, 분광법) 기술을 이용하여 플라즈마 처리 공정의 시점과, 플라즈마 처리 공정의 종점을 검출한다. 플라즈마 처리 공정의 시점 및 종점을 검출하기 위한 분광기는 챔버의 뷰 포트와 마주하도록 설치된다. 분광기는 공정 시점과 공정 종점을 정확히 분석하기 위해 특정 파장대의 빛을 수광할 수 있도록 밴드 패스 필터(Band Pass Filter)를 포함한다. 분광기는 웨이퍼 등의 기판 상의 막질과 플라즈마가 반응하여 발생하는 설정 파장대의 빛으로부터 공정의 시점과 공정의 종점을 확인한다.
한편, 기판 처리 장치를 적절하게 운용하기 위해서는, 기판 처리 장치의 상태를 모니터링하는 것이 중요하다. 예를 들어, 플라즈마 공정을 수행하는 기판 처리 장치의 경우, 플라즈마를 발생시키는 제너레이터(Generator)가 온(On)되었음에도 불구하고, 다양한 이유(예컨대, 플라즈마로 여기되는 공정 가스가 공급되지 않거나, 챔버 내 압력 조건이 유지되지 않거나 하는 등)로 플라즈마가 발생되지 않을 수 있다. 이러한 기판 처리 장치의 비정상 상태를 검출하지 못하는 경우, 처리 상태가 불량한 기판들이 다수 발생할 수 있다.
상술한 분광기를 이용하여 위와 같은 기판 처리 장치의 비정상 상태를 검출하는 방법도 고려할 수 있다. 그러나, 최근 기판 상에 형성되는 패턴의 선폭이 미세화됨에 따라 플라즈마와 반응하는 기판 상의 막질의 두께가 얇아졌다. 따라서, 플라즈마와 기판 상의 막질이 반응하는 시간은 매우 짧을 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 분광기는 특정 파장대의 빛을 수광할 수 있도록 밴드 패스 필터를 포함한다. 즉, 분광기는 플라즈마와 기판 상의 막질이 반응하여 방출되는 빛을 감지하는데에는 효과적이나, 그 외의 빛은 발생하더라도 감지하지 못할 수 있다.
본 발명은 플라즈마 유닛의 정상 상태, 그리고 비정상 상태를 판단할 수 있는 기판 처리 장치 및 인터락 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 제너레이터가 온(On)된 상태에서 플라즈마가 발생하지 않는 비정상 상태를 검출하여 인터락을 발생시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 인터락 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 제너레이터가 오프(Off)된 상태에서 플라즈마가 발생하는 비정상 상태를 검출하여 인터락을 발생시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 인터락 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면들로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버; 기판을 처리하는 플라즈마를 발생시키는 제너레이터; 상기 처리 공간에서 발행하는 빛을 감지하는 광 센서; 상기 처리 공간에서 플라즈마와 기판 상의 박막이 반응하여 발생하는 설정 파장대의 빛으로부터 공정 시점과 공정 종점을 검출하는 분광기; 및 상기 제너레이터가 온(On)된 이후, 상기 제너레이터의 제1신호와 상기 광 센서의 제2신호를 전달받아 인터락의 발생 여부를 판단하는 제어기를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는, 상기 제1신호 및 상기 제2신호 중 어느 하나라도 전달받지 못하는 경우 비정상 상태로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는, 상기 제1신호 및 상기 제2신호 중 어느 하나라도 전달받지 못하는 시간이 설정 시간을 경과하는 경우 상기 비정상 상태로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는, 상기 비정상 상태로 판단하는 경우 알람을 발생시키는 신호를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는, 상기 제1신호 및 상기 제2신호를 모두 전달받는 경우 정상 상태로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 광 센서는: 상기 처리 공간에서 발생하는 빛을 수신하는 수신 부; 및 상기 수신 부가 수신한 빛에 관한 신호를 증폭시키고, 이를 전기 신호로 변환하여 빛의 세기를 수치화하는 증폭 부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 기판 처리 장치는: 상기 증폭 부로부터 수치화된 빛의 세기를 전달받아 상기 제어기로 전송하는 보드를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 기판 처리 장치는: 상기 광 센서, 그리고 상기 분광기를 상기 챔버에 고정시키는 고정 어셈블리를 더 포함하고, 상기 고정 어셈블리는: 상기 광 센서가 빛을 수신하는 제1개구, 그리고 상기 분광기가 빛을 수신하는 제2개구가 형성된 플랜지; 및 상기 플랜지와 상기 챔버의 뷰 포트 사이에 설치되는 단열 소재로 형성되는 단열 링을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 고정 어셈블리는: 상기 제1개구와 마주하며 상기 광 센서와 상기 플랜지 사이에 설치되는 제1단열 플레이트; 및 상기 제2개구와 마주하며 상기 분광기와 상기 플랜지 사이에 설치되는 제2단열 플레이트를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 고정 어셈블리는: 상기 제1단열 플레이트와 상기 광 센서 사이에 설치되며, 상기 광 센서가 고정되는 센서 고정 플레이트를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 플라즈마 유닛이 비정상 상태인 경우, 상기 플라즈마 유닛을 인터락하는 인터락 방법을 제공한다. 인터락 방법은, 상기 플라즈마 유닛의 챔버의 내부에서 플라즈마와 피처리물이 반응시 발생하는 설정 파장대의 빛으로부터 공정 시점과 공정 종점을 검출하고; 상기 챔버에서 플라즈마를 발생시키는 알에프 제너레이터가 온(On)된 이후, 상기 알에프 제너레이터의 제1신호와 상기 챔버의 내부에서 발생하는 빛을 감지하는 광 센서의 제2신호에 근거하여 상기 플라즈마 유닛이 정상 상태인지, 또는 비정상 상태인지를 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제1신호 및 상기 제2신호 중 어느 하나라도 발생하지 않는 경우 상기 비정상 상태로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제1신호 및 상기 제2신호 중 어느 하나라도 발생하지 않는 시간이 설정 시간을 경과하는 경우 상기 비정상 상태로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 비정상 상태로 판단하는 경우 상기 플라즈마 유닛의 사용자가 상기 비정상 상태를 인지할 수 있도록 알람을 발생시킬 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제1신호 및 상기 제2신호가 모두 발생하거는 경우 정상 상태로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 광 센서가 수신한 빛에 관한 신호를 증폭시키고, 빛의 세기를 수치화하되, 수치화된 빛의 세기가 미리 설정된 빛의 세기 이상인 경우에 상기 제2신호가 발생하였다고 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 플라즈마 유닛의 정상 상태, 그리고 비정상 상태를 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제너레이터가 온(On)된 상태에서 플라즈마가 발생하지 않는 비정상 상태를 검출하여 인터락을 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제너레이터가 오프(Off)된 상태에서 플라즈마가 발생하는 비정상 상태를 검출하여 인터락을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 고정 어셈블리를 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 고정 어셈블리의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인터락 방법을 보여주는 플로우 차트이다.
도 5는 기판 처리 장치가 정상 상태로 동작하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 기판 처리 장치가 비정상 상태로 동작하는 모습을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하에서는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 플라즈마 유닛(10), 검출 유닛(20), 그리고 제어기(30)를 포함할 수 있다.
플라즈마 유닛(10)은 기판(W)에 대한 플라즈마 처리 공정을 수행할 수 있다. 플라즈마 유닛(10)은 기판(W) 상의 박막을 제거하는 스트립(Strip) 공정 또는 식각(Etch) 공정을 수행할 수 있다. 플라즈마 유닛(10)이 제거하는 기판(W) 상의 막질은 포토레지스트 박막 또는 비정질탄소 박막(ACL:Amorphous Carbon Layer)일 수 있다. 기판(W), 또는 기판(W) 상에 형성된 박막은 플라즈마 유닛(10)이 제거하고자 하는 피처리물일 수 있다.
플라즈마 유닛(10)은 챔버(11), 척(13), 그리고 제너레이터(15)를 포함할 수 있다. 챔버(11)는 처리 공간(12)을 가질 수 있다. 처리 공간(12)에서는 기판(W)이 처리될 수 있다. 처리 공간(12)은 펌프와 같은 배기 장치(미도시)에 의해 배기될 수 있다. 배기 장치가 처리 공간(12)에 감압을 제공함으로써 처리 공간(12)의 압력은 설정 압력으로 조절될 수 있다. 또한, 챔버(11)의 측 부에는 뷰 포트(14)가 설치될 수 있다. 뷰 포트(14)는 챔버(11)의 처리 공간(12)을 외부에서 모니터링 할 수 있도록 투명한 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 뷰 포트(14)는 투명한 쿼츠(Quartz) 소재로 형성될 수 있다.
척(13)은 처리 공간(12)에서 기판(W)을 지지할 수 있다. 척(13)은 플라즈마에 의한 기판(W)의 처리가 수행되는 동안 기판(W)을 척킹할 수 있다. 척(13)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 척킹할 수 있다. 척(13)은 정전척일 수 있다. 척(13)은 하부 전극으로써 기능을 수행할 수도 있다.
제너레이터(15)는 척(13)에 지지된 기판(W)으로 전달되는 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 제너레이터(15)는 RF 제너레이터 일 수 있다. 제너레이터(15)는 챔버(11)에 설치될 수 있는 전극(미도시)으로 RF 전압을 인가할 수 있다. 처리 공간(12)에는 가스 공급 유닛(미도시)이 공정 가스를 공급할 수 있다. 제너레이터(15)가 전극에 RF 전압을 인가하면, 전극은 척(13)과 마주하는 대향 전극으로써 기능을 수행하고, 처리 공간(12)에 공급된 공정 가스를 여기하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 플라즈마 유닛(10)은 CCP(Capacitively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마 장치일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 제너레이터(15)는 챔버(11)에 설치될 수 있는 안테나(미도시)로 RF 전압을 인가할 수 있다. 즉, 플라즈마 유닛(10)은 ICP(Inductively Coupled Plasma) 타입의 플라즈마 장치일 수 있다.
또한, 제너레이터(15)는 제어기(30)로부터 온(On) 또는 오프(off)에 관한 제어 신호를 전달받아 동작될 수 있다. 제어기(30)가 제너레이터(15)로 온(On) 신호를 전송하고, 제너레이터(15)가 동작하면 제너레이터(15)는 제1신호를 발생시켜 제어기(30)로 전송할 수 있다. 제너레이터(15)가 온(On)되면, 제너레이터(15)는 제1신호를 발생시켜 제어기(30)로 전송할 수 있다. 제어기(30)는 제너레이터(15)가 전송하는 제1신호에 근거하여, 제너레이터(15)의 현 상태(예를 들어, 제너레이터(15)가 온(On)되었는지[동작하는지], 오프(Off)되었는지[동작하지 않는지])를 판단할 수 있다.
검출 유닛(20)은 플라즈마 유닛(10)이 수행하는 공정 시점과, 공정 종점을 검출할 수 있다. 또한, 검출 유닛(20)은 플라즈마 유닛(10)이 정상 상태인지, 비정상 상태인지를 판단할 수 있도록, 플라즈마에 의해 발생하는 빛을 수광할 수 있다. 검출 유닛(20)은 광 센서(21), 보드(23), 분광기(24), 그리고 고정 어셈블리(25)를 포함할 수 있다.
광 센서(21, Fiber Optic Sensor)는 처리 공간(12)에서 발생하는 빛을 감지할 수 있다. 광 센서(21)는 처리 공간(12)에서 발생하는 빛을 수신하고, 수신된 빛을 증폭하여 전기 신호로 변환하고, 변환된 전기 신호를 수치화 할 수 있다. 광 센서(21)는 모든 파장대의 빛을 감지할 수 있다. 광 센서(21)는 처리 공간(12)에 플라즈마가 존재하는 경우, 플라즈마가 방출하는 빛을 수신할 수 있다.
광 센서(21)는 수신 부(21a)와 증폭 부(21b)로 구성될 수 있다. 광 센서(21)의 수신 부(21a) 및/또는 증폭 부(21b)는 챔버(11)의 온도가 80 ℃ 이상인 점을 고려하여, 글라스(Glass) 타입의 내열형 타입으로 제공될 수 있다. 구체적으로, 광 센서(21)는 내열 온도가 250 ℃ 정도인 SUS 내열형이 적용될 수 있다.
수신 부(21a)는 후술하는 고정 어셈블리(25)를 매개로 챔버(11)의 뷰 포트(14)와 마주하게 설치될 수 있다. 수신 부(21a)는 처리 공간(12)에서 발생하는 빛을 수신할 수 있다. 수신 부(21a)는 빛을 전송하는 파이버(Fiber)를 포함할 수 있다.
증폭 부(21b)는 수신 부(21a)가 수신한 빛에 관한 신호를 증폭시키고, 이를 전기 신호로 변환하여 빛의 세기를 수치화할 수 있다. 증폭 부(21b)는 앰프(Amp)라 불릴 수도 있다. 증폭 부(21a)는 수신 부(21a)가 수신한 빛을 전달받고, 이를 전기 신호로 변환하고, 이를 0 ~ 9999 까지 수치적으로 확인할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 증폭 부(21a)는 빛의 세기가 미리 설정된 세기 이상인 경우(예를 들어, 빛의 세기가 5000 이상인 경우)에 후술하는 보드(23, Board)로 제2신호를 출력할 수 있다. 제거 대상인 기판(W) 상의 막질의 종류에 따라, 공정 조건이 서로 다르고, 공정 조건 마다 플라즈마가 방출하는 빛의 파장 및 세기가 다르기 때문에, 증폭 부(21a)의 제2신호 출력 조건은 기판(W) 상의 막질 종류에 따라 서로 다르게 설정될 수 있다.
보드(23)는 광 센서(21)가 제2신호를 출력하면, 제2신호를 후술하는 제어기(30)로 전송할 수 있다. 즉, 광 센서(21)는 회로 기판일 수 있는 보드(23)를 매개로 제어기(30)로 신호를 전송할 수 있다. 또한, 보드(23)는 제어기(30)와 Seral 통신, Device-Net 통신/ EtherCAT 통신/ Ethernet 통신 중 하나 이상의 통신 방법을 이용하여 서로 신호를 주고받을 수 있다.
상술한 바와 같이 광 센서(21)는 처리 공간(12)에 존재하는 플라즈마가 방출하는 빛을 감지할 수 있도록 구성된다. 따라서, 제어기(30)는 광 센서(21)가 전송하는 제2신호에 근거하여 처리 공간(12)에 플라즈마가 존재하는지(즉, 플라즈마가 발생하는 플라즈마 On 상태인지, 플라즈마가 발생하지 않는 플라즈마 Off 상태인지)를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어기(30)는 제2신호가 수신되는 경우 처리 공간(12)에 플라즈마가 존재한다고 판단할 수 있고, 제2신호가 수신되지 않는 경우 처리 공간(12)에 플라즈마가 존재하지 않는다고 판단할 수 있다.
분광기(24)는 처리 공간(12)에서 플라즈마와 기판(W) 상의 박막이 반응하여 발생하는 설정 파장대의 빛으로부터 공정의 시작 시점과, 공정이 종료되는 종점을 검출할 수 있다. 분광기(24)는 설정 파장대의 빛을 수신할 수 있도록 밴드 패스 필터를 포함할 수 있다. 분광기(24)는 OES(Optical Emission Spectroscopy- 분광법) 기술을 이용한 EPD(End Point Detector)의 적어도 일부 구성일 수 있다. 분광기(24)를 이용하여 기판(W) 상의 막질과 플라즈마가 반응시 방출되는 빛의 파장을 분석하고, 이를 통해 기판(W) 상의 막질이 제거되었는지, 막질이 제거되는 시점은 언제인지, 막질의 제거가 완료된 종점은 언제인지 등을 분석할 수 있다.
고정 어셈블리(25)는 광 센서(21), 그리고 분광기(24)를 챔버(11)에 고정시킬 수 있다. 고정 어셈블리(25)는 광 센서(21)의 수신 부(21a) 및 분광기(24)를 챔버(11)의 뷰 포트(14)와 마주하도록 고정시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 고정 어셈블리를 보여주는 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 고정 어셈블리의 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 고정 어셈블리(25)는 플랜지(26), 단열 링(27), 단열 플레이트(28) 및 센서 고정 플레이트(29)를 포함할 수 있다.
플랜지(26)는 광 센서(21)가 빛을 수신하는 제1개구(26a), 그리고 분광기(24)가 빛을 수신하는 제2개구(26b)가 형성되어 있을 수 있다. 플랜지(26)는 나사, 볼트 등의 체결 수단이 삽입될 수 있는, 체결 홀(미도시)들이 형성되어 있을 수 있다. 체결 수단은 체결 홀에 삽입되어 플랜지(26)를 챔버(11)에 고정 결합시킬 수 있다. 또한, 플랜지(26)와 뷰 포트(14) 사이에는 단열 소재의 단열 링(27)이 설치될 수 있다 단열 링(27)은 테플론(Teflon) 소재로 형성될 수 있다.
단열 플레이트(28)는 챔버(11)의 열이 광 센서(21) 및 분광기(24)로 전달되는 것을 억제할 수 있다. 단열 플레이트(28)는 복수 개로 제공될 수 있다. 예를 들어, 단열 플레이트(28)는 제1단열 플레이트(28a)와, 제2단열 플레이트(28b)를 포함할 수 있다. 제1단열 플레이트(28a)와, 제2단열 플레이트(28b)는 나사, 볼트 등의 체결 수단(미도시)에 의해 플랜지(26)에 고정 설치될 수 있다.
제1단열 플레이트(28a)는 제1개구(26a)와 마주하며 광 센서(21), 그리고 플랜지(26) 사이에 설치될 수 있다. 또한, 제1단열 플레이트(28a)의 중앙 영역에는 광 센서(21)가 빛을 수광하기 위한 제1홀(28a-1)이 형성되어 있을 수 있다. 제2단열 플레이트(28b)는 제2개구(26b)와 마주하며 분광기(24), 그리고 플랜지(26) 사이에 설치될 수 있다. 또한, 제2단열 플레이트(28b)의 중앙 영역에는 분광기(24)가 빛을 수광하기 위한 제2홀(28b-1)이 형성되어 있을 수 있다.
제1단열 플레이트(28a) 및 제2단열 플레이트(28b)는 위 단열 링(27)과 유사하게 단열 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1단열 플레이트(28a)와, 제2단열 플레이트(28b)는 테플론 소재로 형성될 수 있다. 또한, 제1단열 플레이트(28a) 및 제2단열 플레이트(28b)는 동일한 형상을 가질 수 있다. 따라서, 분광기(24)는 제1단열 플레이트(28a) 및 제2단열 플레이트(28b) 중 어느 것이든 그 플레이트와 마주하게 설치될 수 있다. 예를 들어, 분광기(24)는 제2단열 플레이트(28b)와 마주하게 설치되고, 광 센서(21)를 고정시키기 위한 센서 고정 플레이트(29)가 제1단열 플레이트(28a)와 마주하게 설치될 수 있다. 센서 고정 플레이트(29)도 도시되지 않은 체결 수단에 의해 제1단열 플레이트(28a)에 고정 설치될 수 있다.
광 센서(21)와 분광기(24)는 수직 방향을 따라 나란히 배열되어 설치될 수도 있고, 수평 방향을 따라 나란히 배열되어 설치될 수 있다. 고정 어셈블리(25)를 통해 하나의 뷰 포트(14)를 이용하여 광 센서(21) 및 분광기(24)가 모두 처리 공간(12)에서 발생하는 빛을 검출할 수 있게 된다.
다시 도 1을 참조하면, 제어기(30)는 기판 처리 장치가 가지는 구성들의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 장치를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 기판 처리 장치에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억 부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있고, 기억 매체는, 하드 디스크이어도 되고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크나, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 일 수도 있다.
또한, 제어기(30)는 제너레이터(15)의 제1신호와, 광 센서(21)의 제2신호를 전달받아 인터락의 발생 여부(예컨대, 알람의 발생 여부)를 판단할 수 있다. 또한, 제어기(30)에 저장된 소프트웨어를 통해 사용자는 광 센서(21)의 신호를 플라즈마 유닛(10)의 인터락에 사용할지 여부를 설정할 수 있다. 또한, 제어기(30)에 저장된 소프트웨어를 통해 사용자는 인터락을 발생시키기 위한 타임 아웃(Time Out) 시간을 설정할 수 있다. 제너레이터(15)가 온(On)되는 시점과 처리 공간(12)에서 플라즈마가 발생하는 시점은 반드시 일치하지 않을 수 있는데(제너레이터(15)가 발생시키는 전계가 공정 가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시키는데 일정 시간이 소요되기 때문), 이러한 경우까지 인터락을 발생시키는 것은 불필요하기 때문이다.
제어기(30)는 아래의 <표 1>에 근거하여 인터락을 발생시킬 수 있다.
제너레이터 신호
(제1신호)
광센서 신호
(제2신호)
플라즈마 유닛 상태 인터락 발생 여부
O O 정상 상태 알람 발생 X
O X 비정상 상태 알람 발생 O
X O 비정상 상태 알람 발생 O
X X 비정상 상태 알람 발생 O
이하에서는, 플라즈마 유닛(10)의 정상 상태와 비정상 상태를 판단하는 방법에 대하여 설명한다.도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인터락 방법을 보여주는 플로우 차트이고, 도 5는 기판 처리 장치가 정상 상태로 동작하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 4, 그리고 도 5를 참조하면, 제어기(30)는 제너레이터(15)를 온(On)하는 제어신호를 발생시켜 제너레이터(15)로 전달한다. 다음, 제어기(30)는 제너레이터(15)의 신호인 제1신호와, 광 센서(21)의 신호인 제2신호를 체크한다. 플라즈마 유닛(10)이 정상 상태로 동작하게 된다면, 제너레이터(15)의 제1신호와 함께, 광 센서(21)의 제2신호도 함께 수신된다. 제1신호가 수신되는 것은 제너레이터(15)의 동작이 이루어지고 있는 것이고, 제2신호가 수신되는 것은 처리 공간(12)에 플라즈마(P)가 존재하는 것을 의미한다. 제1신호와 제2신호가 모두 수신되는 경우 제어기(30)는 플라즈마 유닛(10)이 정상 상태로 동작하는 것으로 보아 알람을 발생시키지 않는다.
도 6은 기판 처리 장치가 비정상 상태로 동작하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 4, 그리고 도 6을 참조하면, 제어기(30)는 제너레이터(15)를 온(On)하는 제어 신호를 발생시켜 제너레이터(15)로 전송한다.
다음, 제어기(30)는 제너레이터(15)의 신호인 제1신호와, 광 센서(21)의 신호인 제2신호를 체크한다. 즉, 제어기(30)는 제너레이터(15)를 온(On)하는 제어 신호를 제너레이터(15)로 전송한 이후, 제1신호 및 제2신호의 수신 여부를 체크한다.
제1신호는 수신되되, 제2신호가 수신되지 않는 경우, 제너레이터(15)는 정상적으로 동작하고 있으나, 다른 이유(예를 들어, 공정 가스의 공급 여부, 공정 가스의 공급 유량, 처리 공간(12)의 압력 등이 공정 조건에 부합하지 않는 등)로 처리 공간(12)에서 플라즈마가 발생하지 않는 것을 의미할 수 있다(도 6에서 도시된 예이다).
제2신호는 수신되되, 제1신호가 수신되지 않는 경우, 플라즈마가 발생되어 공정이 진행되는 도중, 제너레이터(15)의 동작이 멈춰버린 것을 의미할 수 있다.
제1신호 및 제2신호가 모두 수신되지 않는 경우, 제너레이터(15)를 온(On)하기 위한 제어 신호를 제너레이터(15)에 전송하였으나 제너레이터(15)가 동작하지 않고, 이에 더하여 처리 공간(12)에서 플라즈마가 발생하지 않는 것을 의미할 수 있다.
위와 같이 제어기(30)가 제1신호 및 제2신호 중 어느 하나라도 수신하지 못하는 경우, 제어기(30)는 플라즈마 유닛(10)이 비정상 상태로 동작하는 것으로 보아 알람을 발생시킨다. 이때, 제어기(30)는 곧바로 알람을 발생시키는 것이 아니고, 제2신호가 수신되지 않는 시간이 미리 설정된 타임 아웃 시간을 초과하는 경우에만 알람을 발생시킨다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인터락 방법은, 제너레이터(15)의 내부 신호는 정상이지만, 실제로는 플라즈마가 방전되지 않는 경우를 감지하여 공정 사고가 발생하는 것을 예방할 수 있다.
알람은 기판 처리 장치의 사용자가 플라즈마 유닛(10)이 비정상 상태로 동작하는 것을 확인할 수 있는 다양한 방식으로 발생할 수 있다. 예를 들어, 알람은 청각, 또는 시각적 방식으로 사용자에게 전달될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
플라즈마 유닛 : 10
챔버 : 11
처리 공간 : 12
척 : 13
뷰 포트 : 14
제너레이터 : 15
검출 유닛 : 20
광 센서 : 21
수신 부 : 21a
증폭 부 : 21b
보드 : 23
분광기 : 24
고정 어셈블리 : 25
제어기 : 30

Claims (16)

  1. 기판 처리 장치에 있어서:
    기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버;
    기판을 처리하는 플라즈마를 발생시키는 제너레이터;
    상기 처리 공간에서 발행하는 빛을 감지하는 광 센서;
    상기 처리 공간에서 플라즈마와 기판 상의 박막이 반응하여 발생하는 설정 파장대의 빛으로부터 공정 시점과 공정 종점을 검출하는 분광기; 및
    상기 제너레이터가 온(On)된 이후, 상기 제너레이터의 제1신호와 상기 광 센서의 제2신호를 전달받아 인터락의 발생 여부를 판단하는 제어기를 포함하는,
    기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 제1신호 및 상기 제2신호 중 어느 하나라도 전달받지 못하는 경우 비정상 상태로 판단하는,
    기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 제1신호 및 상기 제2신호 중 어느 하나라도 전달받지 못하는 시간이 설정 시간을 경과하는 경우 상기 비정상 상태로 판단하는,
    기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 비정상 상태로 판단하는 경우 알람을 발생시키는 신호를 생성하는,
    기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 제1신호 및 상기 제2신호를 모두 전달받는 경우 정상 상태로 판단하는,
    기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광 센서는:
    상기 처리 공간에서 발생하는 빛을 수신하는 수신 부; 및
    상기 수신 부가 수신한 빛에 관한 신호를 증폭시키고, 이를 전기 신호로 변환하여 빛의 세기를 수치화하는 증폭 부를 포함하는,
    기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는:
    상기 증폭 부로부터 수치화된 빛의 세기를 전달받아 상기 제어기로 전송하는 보드를 더 포함하는,
    기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는:
    상기 광 센서, 그리고 상기 분광기를 상기 챔버에 고정시키는 고정 어셈블리를 더 포함하고,
    상기 고정 어셈블리는:
    상기 광 센서가 빛을 수신하는 제1개구, 그리고 상기 분광기가 빛을 수신하는 제2개구가 형성된 플랜지; 및
    상기 플랜지와 상기 챔버의 뷰 포트 사이에 설치되는 단열 소재로 형성되는 단열 링을 포함하는,
    기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고정 어셈블리는:
    상기 제1개구와 마주하며 상기 광 센서와 상기 플랜지 사이에 설치되는 제1단열 플레이트; 및
    상기 제2개구와 마주하며 상기 분광기와 상기 플랜지 사이에 설치되는 제2단열 플레이트를 더 포함하는,
    기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고정 어셈블리는:
    상기 제1단열 플레이트와 상기 광 센서 사이에 설치되며, 상기 광 센서가 고정되는 센서 고정 플레이트를 더 포함하는,
    기판 처리 장치.
  11. 플라즈마 유닛이 비정상 상태인 경우, 상기 플라즈마 유닛을 인터락하는 인터락 방법에 있어서:
    상기 플라즈마 유닛의 챔버의 내부에서 플라즈마와 피처리물이 반응시 발생하는 설정 파장대의 빛으로부터 공정 시점과 공정 종점을 검출하고;
    상기 챔버에서 플라즈마를 발생시키는 알에프 제너레이터가 온(On)된 이후, 상기 알에프 제너레이터의 제1신호와 상기 챔버의 내부에서 발생하는 빛을 감지하는 광 센서의 제2신호에 근거하여 상기 플라즈마 유닛이 정상 상태인지, 또는 비정상 상태인지를 판단하는,
    방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1신호 및 상기 제2신호 중 어느 하나라도 발생하지 않는 경우 상기 비정상 상태로 판단하는,
    방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1신호 및 상기 제2신호 중 어느 하나라도 발생하지 않는 시간이 설정 시간을 경과하는 경우 상기 비정상 상태로 판단하는,
    방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 비정상 상태로 판단하는 경우 상기 플라즈마 유닛의 사용자가 상기 비정상 상태를 인지할 수 있도록 알람을 발생시키는,
    방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1신호 및 상기 제2신호가 모두 발생하는 경우 정상 상태로 판단하는,
    방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 광 센서가 수신한 빛에 관한 신호를 증폭시키고, 빛의 세기를 수치화하되, 수치화된 빛의 세기가 미리 설정된 빛의 세기 이상인 경우에 상기 제2신호가 발생하였다고 판단하는,
    방법.

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