WO2021020723A1 - 기판처리장치 및 그의 인터락 방법 - Google Patents

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WO2021020723A1
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electrode
temperature
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substrate
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권상교
이재완
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주성엔지니어링(주)
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Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, when the temperature of the upper electrode and the lower electrode in the process chamber, the temperature difference value, the distance between electrodes, or the resistance value of the electrode exceeds a user's set range.
  • the present invention relates to a substrate processing apparatus and an interlock method thereof, which generates a signal to block RF power from being supplied to the substrate processing apparatus.
  • a predetermined thin film layer, a thin film circuit pattern, or an optical pattern must be formed on a substrate.
  • substrates such as a deposition process of depositing a thin film of a specific material on a substrate, a photo process of selectively exposing a thin film using a photosensitive material, and an etching process of forming a pattern by selectively removing the exposed portion of the thin film.
  • the treatment process takes place.
  • a substrate processing apparatus that processes a substrate using plasma is used.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to the prior art.
  • the substrate processing apparatus 100 includes a process chamber 110 providing a reaction space for processing a substrate, a chamber lid 120 covering an upper portion of the process chamber 110, and an upper portion.
  • An electrode unit 130 including a first electrode 131 as an electrode and a second electrode 132 as a lower electrode, a substrate support unit 140 and an RF power supply unit 150 are included.
  • a substrate processing apparatus according to the prior art supplies gas to the substrate through the electrode unit 130 and generates plasma by applying RF power through the RF power supply unit 150 to perform a processing process on the substrate.
  • the electrode part 130 of the substrate processing apparatus includes a first electrode 131 including a plurality of protruding electrodes 131a protruding toward a substrate and a second gas injection hole through which the protruding electrode 131a passes. It may further include an insulating means 133 including a second electrode 132 on which 132a) is formed and insulating the first electrode 131 and the second electrode 132.
  • a plurality of first gas injection holes 131b may be formed in the first electrode 131 so that the first gas can be injected to the substrate S, and the second electrode 132 is provided with a second gas.
  • a plurality of second gas injection holes 132a may be formed to be injected into (S).
  • the substrate support 140 is installed inside the process chamber 110 and supports a plurality of substrates S or one large-area substrate S.
  • the RF power supply unit 150 applies one or more power to at least one of the first electrode and the second electrode to convert the gas injected into the reaction space into plasma.
  • the temperature in the process chamber increases, and the first electrode 131 and the second electrode 132 undergo thermal expansion according to the increase in temperature.
  • the second electrode 132 close to the substrate support 140 heated by the heater 141 has a higher temperature than the first electrode 131, and due to this temperature difference, the first electrode 131 and the second electrode A difference in thermal expansion occurs between the 132, and when the difference in thermal expansion is severe, a short occurs between the first electrode 131 and the second electrode 132.
  • the first electrode 131 and the second electrode 132 maintains a range of 100°C to 120°C by a heat exchanger to prevent thermal decomposition of the supplied process gas
  • the second electrode 132 maintains a range of 200°C to 220°C. I am doing it.
  • the temperature of the first electrode 131 and the temperature of the second electrode 132 are not within the above-described range, so that the difference in thermal expansion between the first electrode 131 and the second electrode 132 occurs significantly.
  • the first gas and the second gas are injected adjacent to each other, an unnecessary reaction between the first gas and the second gas proceeds, and thus there is a problem that the uniformity of the thin film deposited on the substrate cannot be maintained.
  • the problem to be solved by the present invention is to generate an interlock signal to process the substrate when the temperature of the upper electrode and the lower electrode, the temperature difference value, the distance between electrodes, or the resistance value of the electrode exceed the user's setting range in the process chamber.
  • the present invention aims to provide a substrate processing apparatus and an interlock method thereof, which prevents damage by RF power by blocking RF power from being applied to the apparatus, thereby protecting equipment and maintaining uniformity of thin films deposited on the substrate.
  • a substrate processing apparatus for achieving the above technical problem includes: a process chamber providing a reaction space for processing a substrate; A first electrode installed inside the process chamber and facing the substrate; A second electrode positioned below the first electrode; A substrate support part installed opposite the first electrode or the second electrode and supporting the substrate; And an RF power supply for supplying one or more RF power to at least one of the first electrode and the second electrode, wherein the temperature of the first electrode or the temperature of the second electrode is out of each set range, When the temperature of the first electrode or the temperature of the substrate support is out of each set range, the supply of the RF power is stopped.
  • a substrate processing apparatus for achieving the above technical problem includes: a process chamber providing a reaction space for processing a substrate; A first electrode installed inside the process chamber and facing the substrate; A second electrode positioned below the first electrode; A substrate support part installed opposite the first electrode or the second electrode and supporting the substrate; And an RF power supply for supplying one or more RF power to at least one of the first electrode and the second electrode, wherein the temperature difference value between the temperature of the first electrode and the temperature of the second electrode is a first setting range Or when the temperature difference between the temperature of the first electrode and the temperature of the substrate support is out of a second set range, the supply of the RF power is stopped.
  • a substrate processing apparatus for achieving the above technical problem includes: a process chamber providing a reaction space for processing a substrate; A first electrode installed inside the process chamber and facing the substrate; A second electrode positioned below the first electrode; A substrate support part installed opposite the first electrode or the second electrode and supporting the substrate; And an RF power supply for supplying one or more RF power to at least one of the first electrode and the second electrode, wherein the RF power is supplied when the resistance value of the first electrode or the second electrode is out of a set range. It characterized in that it stops.
  • a substrate processing apparatus for achieving the above technical problem includes: a process chamber providing a reaction space for processing a substrate; A first electrode installed inside the process chamber and facing the substrate; A second electrode positioned below the first electrode; A substrate support part installed opposite the first electrode or the second electrode and supporting the substrate; And an RF power supply for supplying one or more RF power to at least one of the first electrode and the second electrode, wherein the RF power supply when the inter-electrode distance between the first electrode and the second electrode is out of a set range. It is characterized by stopping the supply of.
  • An interlock method of a substrate processing apparatus for achieving the above technical problem includes: a temperature measuring step of measuring a temperature of a first electrode and a temperature of at least one of a second electrode and a substrate support; A temperature comparing step of comparing the temperature of the first electrode or the temperature of the second electrode with each set range, or comparing the temperature of the first electrode or the temperature of the substrate support with each set range; An interlock signal generating step of generating an interlock signal according to the comparison result; And an RF power supply blocking step of blocking the supply of RF power according to the interlock signal.
  • An interlock method of a substrate processing apparatus for achieving the above technical problem includes: a temperature measuring step of measuring a temperature of a first electrode and a temperature of at least one of a second electrode and a substrate support; Compare whether the temperature difference value between the temperature of the first electrode and the temperature of the second electrode is within a first set range, or the temperature difference value between the temperature of the first electrode and the temperature of the substrate support is within a second set range.
  • an RF power supply blocking step of blocking the supply of RF power according to the interlock signal.
  • an interlock method of a substrate processing apparatus includes an inter-electrode distance measuring step of measuring an inter-electrode distance between a first electrode and a second electrode; An inter-electrode distance determination step of determining whether the inter-electrode distance is within a set range; An interlock signal generating step of generating an interlock signal according to the determination result; And an RF power supply blocking step of blocking the supply of RF power according to the interlock signal.
  • An interlock method of a substrate processing apparatus for achieving the above technical problem includes: a resistance value measuring step of measuring a resistance value of a first electrode or a second electrode; A resistance value comparison step of comparing and determining whether the resistance value of the first electrode or the second electrode is within a set range; An interlock signal generating step of generating an interlock signal according to the comparison result; And an RF power supply blocking step of blocking the supply of RF power according to the interlock signal.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to the prior art.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart of an interlock method of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart of an interlock method of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart of an interlock method of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart of an interlock method of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention.
  • the substrate processing apparatus 200 includes a process chamber 210 providing a reaction space for processing a substrate, a chamber lid 220 covering an upper portion of the process chamber 210, and an upper portion.
  • An electrode unit 230 including a first electrode 231 as an electrode and a second electrode 232 as a lower electrode, a substrate support unit 240 and an RF power supply unit 250 may be included.
  • the substrate processing apparatus 200 according to the present invention supplies a process gas to the substrate through the electrode unit 230 and generates plasma by applying RF power through the RF power supply unit 250, thereby processing the substrate. Can be done.
  • the electrode part 230 of the substrate processing apparatus 200 includes a first electrode 231 including a plurality of protruding electrodes 231a protruding toward a substrate and a second electrode through which the protruding electrode 231a passes.
  • An insulating means 233 provided with 232 and insulating the first electrode 231 and the second electrode 232 may be further included.
  • the substrate support part 240 is installed inside the process chamber 210 and supports a plurality of substrates S or one large-area substrate S. Meanwhile, the RF power supply unit 250 supplies one or more power to at least one of the first electrode 231 and the second electrode 232 to convert the gas injected into the reaction space into plasma.
  • the uniformity of deposition of a thin film deposited on a substrate in a substrate processing apparatus is affected by changes in process parameters such as temperatures of an electrode portion and a substrate support portion.
  • process parameters such as temperatures of an electrode portion and a substrate support portion.
  • the electrode portion may be heated by radiation from the substrate and some heat may be lost to the process gas flowing through the electrode portion. This change in temperature lowers the uniformity of the thin film deposited on the substrate.
  • a heat exchanger (not shown) to the electrode unit 230 so that the temperature of the electrode unit 230 can be kept constant even during the process.
  • the first electrode 231 of the electrode unit 230 It is preferable to maintain the temperature in the range of 100 °C to 120 °C.
  • the second electrode 232 is located close to the substrate support portion 240 heated by the heater 241, so the temperature is higher than the first electrode 231, the temperature of the second electrode 232 is 200 °C to 220 It is desirable to keep the range of °C.
  • the temperature of the second electrode 232 is measured indirectly through the temperature of the substrate support unit 240, but in some cases, the temperature of the second electrode 232 may be directly measured through a temperature measuring means. May be.
  • the substrate support part 240 is disposed under the process chamber 210 to face the electrode part 230, and the substrate S is supported.
  • a heater 241 is provided under the substrate support part 240 to heat the substrate support part 240 through the heater 241, and the substrate S may be heated using the heated substrate support part 240.
  • a temperature measuring means 242 such as a thermocouple is provided in the substrate support unit 240 to measure the temperature of the substrate support unit 240 so that the temperature of the substrate support unit 240 is reduced. Keep it constant.
  • the temperature of the substrate support part 240 it is preferable to set the temperature of the substrate support part 240 to maintain a range of 350°C to 380°C in order to properly process the substrate.
  • the RF power supply unit 250 supplies RF power to at least one of the first electrode 231 and the second electrode 232 to provide plasma between the first electrode 231 and the second electrode 232. Can be formed.
  • the RF power supply unit 250 is connected to the first electrode 231 as an example. However, the RF power supply unit 250 is connected to the second electrode 232 or the first electrode 231 It may be configured by varying the voltages of the RF power applied to the first electrode 231 and the second electrode 232 while all connected to the second electrode 232.
  • the substrate processing apparatus 200 may further include a measurement unit 260, a comparison unit 270, and a control unit 280.
  • the measurement unit 260 may measure a temperature of the first electrode 231 of the electrode unit 230 and a temperature of at least one of the second electrode 232 and the substrate support unit 240.
  • the temperature of the first electrode 231 of the electrode part 230 may be measured based on the temperature of a heat exchanger (not shown) connected to the first electrode 231, and the temperature of the substrate support part is the substrate support part It can be measured based on the temperature of a thermocoupler connected to. Meanwhile, the temperature of the second electrode may be measured indirectly through the temperature of the substrate support or may be measured directly through a temperature measuring means.
  • the comparison unit 270 includes the temperature of the first electrode 231 and the temperature of the second electrode 232 transmitted from the measurement unit 260 or the temperature of the first electrode 231 and the substrate support unit 240. Based on the comparison, whether the temperature of the first electrode 231 and the temperature of the second electrode 232 are within each set range, or the temperature of the first electrode 231 and the temperature of the substrate support unit 240 are respectively It compares whether it is within the set range, and if it is out of the set range, an interlock signal Si for stopping the supply of RF power may be generated and transmitted to the control unit.
  • the setting range of the first electrode 231 is preferably set in the range of 100°C to 120°C
  • the setting range of the second electrode 231 is preferably set in the range of 200°C to 220°C
  • the setting range of the substrate support part 240 is preferably set in the range of 350°C to 380°C.
  • the comparison unit 270 includes the temperature of the first electrode 231 and the temperature of the second electrode 232 and the temperature of the first electrode 231 and the substrate support ( Whether or not the interlock signal Si is generated may be determined based on the first criterion and the second criterion to the third criterion as to whether the temperature of 240) is within each set range.
  • the first criterion refers to a case in which the temperature of the first electrode 231 or at least one of the second electrode 232 and the substrate support part 240 are all at room temperature of 50° C. or less. As described above, when the temperature of the first electrode 231 or at least one of the second electrode 232 and the substrate support part 240 is at room temperature of 50° C. or less, it is determined that it is the initial state before the start of the process. In addition, even if RF power is supplied to the first electrode 231, there is no fear of damage caused by the RF power. Accordingly, the comparison unit 270 does not generate the interlock signal Si when the first criterion is met.
  • the second criterion refers to a case where the temperature of the first electrode 231 or the temperature of the second electrode 232 is within each set range.
  • the setting range of the first electrode 231 is in the range of 100°C to 120°C
  • the setting range of the second electrode 232 is in the range of 200°C to 220°C.
  • the third criterion refers to a case where the temperature of the first electrode 231 or the temperature of the substrate support part 240 is within each set range.
  • the setting range of the first electrode 231 is in the range of 100°C to 120°C
  • the setting range of the substrate support is in the range of 350°C to 380°C.
  • the second to third criteria refer to a case in which the process is in a normal state, and the temperature of the first electrode 231 or the second electrode 232 satisfies the second criterion, and the first electrode (231) or when the temperature of the substrate support part 240 satisfies the third criterion, even if RF power is supplied to the first electrode 231 or the second electrode 232, damage caused by the RF power No worries Accordingly, the comparison unit 270 does not generate the interlock signal Si when all of the second to third criteria are satisfied.
  • the comparator 270 does not generate the interlock signal Si when it corresponds to the first criterion at the beginning of the process and when both the second criterion and the third criterion, which are a state in which the process is normally performed, are satisfied .
  • the temperature of the first electrode 231 or the temperature of the second electrode 232 is out of each set range and does not satisfy the second criterion, or the temperature of the first electrode 231
  • the temperature or the temperature of the substrate support part 240 is out of each setting range and does not satisfy the third criterion, it is determined that an emergency situation has occurred, and the interlock signal Si is generated to the control unit 280. Will be delivered.
  • the comparison unit 270 generates the interlock signal (Si) when an emergency situation does not satisfy the second criterion or does not satisfy the third criterion, and generates a warning sound or It is also possible to cause the user to manually stop the RF power supply by generating an alarm signal such as flashing emergency lights.
  • control unit 280 When an interlock signal (Si) is generated and input from the comparison unit 270, the control unit 280 is configured to generate an RF signal supplied from the RF power supply unit 250 to the first electrode 231 or the second electrode 232. You can cut off the power.
  • Si interlock signal
  • the comparison unit 270 is based on the temperature of the first electrode 231 transmitted from the measurement unit 260 and the temperature of at least one of the second electrode 232 and the substrate support unit 240. 1 Compare whether the temperature of the electrode 231 or the temperature of the second electrode 232 is within each set range, or the temperature of the first electrode 231 or the temperature of the substrate support unit 240 is set for each
  • An embodiment in which an interlock signal (Si) for stopping the supply of RF power is generated and transmitted to a control unit when it is out of the set range by comparing whether it is within the range has been described.
  • the comparison unit 270 compares whether the temperature difference between the temperature of the first electrode 231 and the temperature of the second electrode 232 transmitted from the measurement unit 260 is within a first set range. 1 If the temperature of the first electrode 231 is out of the set range or the temperature difference value between the temperature of the substrate support unit 240 is within the second set range, and the temperature is out of the second set range, RF power is supplied. An embodiment in which an interlock signal Si for stopping the signal is generated and transmitted to the control unit will be described.
  • the substrate processing apparatus 200 may further include a measurement unit 260, a comparison unit 270, and a control unit 280.
  • the measurement unit 260 may measure a temperature of the first electrode 231 and a temperature of at least one of the second electrode 232 and the substrate support unit 240.
  • the temperature of the first electrode 231 may be measured based on the temperature of a heat exchanger (not shown) connected to the first electrode 231.
  • the temperature of the substrate support part 240 may be measured based on the temperature of a temperature measuring means 242 such as a thermocoupler connected to the substrate support part 240.
  • the temperature of the second electrode 232 may be measured indirectly through the temperature of the substrate support part 240 or directly through a temperature measuring means.
  • the comparison unit 270 compares whether the temperature difference between the temperature of the first electrode 231 and the temperature of the second electrode 232 transmitted from the measurement unit 260 is within a first set range, If the temperature of the first electrode 231 is out of the set range or the temperature difference between the temperature of the substrate support unit 240 is within the second set range, the RF power supply is stopped. An interlock signal Si to be stopped may be generated and transmitted to the control unit.
  • the temperature of the first electrode 231 is maintained in the range of 100°C to 120°C
  • the temperature of the second electrode 232 is maintained in the range of 200°C to 220°C
  • the substrate support ( 240) is maintained in the range of 350 °C to 380 °C. Therefore, the first setting range for the temperature difference between the temperature of the first electrode 231 and the temperature of the second electrode 232 is preferably set to 80 °C to 120 °C
  • the second setting range for the temperature difference between the temperature and the temperature of the substrate support part 240 is preferably set to 230°C to 280°C.
  • the comparison unit 270 has a temperature difference value between the temperature of the first electrode 231 and the temperature of the second electrode 232 transmitted from the measurement unit 260 is within a first set range, and the Generation of an interlock signal (Si) by determining whether the temperature difference between the temperature of the first electrode 231 and the temperature of the substrate support unit 240 is within the second set range based on the fourth to sixth criteria You can decide whether or not.
  • the fourth criterion refers to a case in which the temperature of the first electrode 231 or at least one of the second electrode 232 and the substrate support part 240 are all at room temperature of 50° C. or less. As described above, when the temperature of the first electrode 231 or at least one of the second electrode 232 and the substrate support part 240 is at room temperature of 50° C. or less, it is determined that it is the initial state before the start of the process. In addition, even if RF power is supplied to the first electrode 231 or the second electrode 232, there is no fear of damage caused by the RF power. Therefore, the comparison unit 270 does not generate the interlock signal Si when the fourth criterion is met.
  • the fifth criterion refers to a case where the temperature difference value between the temperature of the first electrode 231 and the temperature of the second electrode 232 is in the first setting range, that is, in the range of 80°C to 120°C.
  • the sixth criterion refers to a case where the temperature difference value between the temperature of the first electrode 231 and the temperature of the substrate support part 240 is in the second setting range, that is, in the range of 230°C to 280°C.
  • the fifth criterion and the sixth criterion mean a case in which the process is in a normal state, and the temperature difference value between the first electrode 231 and the second electrode 232 satisfies the fifth criterion, and the When the temperature difference value between the first electrode 231 and the substrate support part 240 satisfies the sixth criterion, RF power is supplied to the first electrode 231 or the second electrode 232. There is no fear of damage caused by power. Accordingly, the comparison unit 270 does not generate the interlock signal Si when the fifth and sixth criteria are satisfied.
  • the comparison unit 270 does not generate the interlock signal Si when the fourth criterion at the beginning of the process is satisfied, and when the fifth criterion and the sixth criterion, which are states in which the process is normally performed, are satisfied.
  • the temperature difference value between the first electrode 231 and the second electrode 232 is out of the range of 80°C to 120°C, which is the first setting range, and does not satisfy the fifth criterion.
  • the temperature difference value between the first electrode 231 and the substrate support unit 240 is out of the range of 230°C to 280°C, which is the second setting range, and does not satisfy the sixth criterion, an emergency situation occurs.
  • the interlock signal Si is generated and transmitted to the control unit 280.
  • the comparison unit 270 when an emergency situation that does not satisfy the fifth or sixth criteria occurs, the comparison unit 270 generates the interlock signal Si and transmits the interlock signal Si to the control unit 280. By generating an alarm signal, the user can manually stop the RF power supply.
  • control unit 280 When an interlock signal (Si) is generated and input from the comparison unit 270, the control unit 280 is configured to generate an RF signal supplied from the RF power supply unit 250 to the first electrode 231 or the second electrode 232. You can cut off the power.
  • Si interlock signal
  • the comparison unit 270 compares whether the resistance value of the first electrode 231 or the second electrode 232 transmitted from the measurement unit 260 is within a set range, and when it is out of the set range, RF power is supplied.
  • An exemplary embodiment in which an interlock signal Si for stopping the signal is generated and transmitted to the controller 280 will be described.
  • the substrate processing apparatus 200 may further include a measurement unit 260, a comparison unit 270, and a control unit 280.
  • the measurement unit 260 may measure the resistance value of the first electrode or the second electrode through on-off of a switch according to Ohm's law and Kirchhoff's law. .
  • the resistance value of the first electrode or the second electrode may be measured using a resistance measuring device equipped with a probe or a simple circuit configuration including a switch, a voltmeter, and an ammeter.
  • the measurement unit 260 may measure the resistance value of the first electrode or the second electrode by contacting the probe of the resistance meter with the first electrode or the second electrode in a state in which RF power is not supplied.
  • the measured resistance of the first electrode or the second electrode may be specifically an insulation resistance.
  • the comparison unit 270 compares whether the resistance value of the first electrode 231 or the second electrode 232 transmitted from the measurement unit 260 is within a set range, and when the resistance value is out of the set range, the RF power is supplied. An interlock signal Si to be stopped may be generated and transmitted to the control unit.
  • whether two adjacent electrodes are short-circuited can be determined by measuring the resistance values of the electrodes using a resistance meter. That is, when a resistance value close to infinity of several mega ohms (M ⁇ ) or more is measured by measuring the resistance value of any one electrode, it can be determined that the two electrodes are in a state in which no current flows and that there is no short circuit. On the other hand, when the resistance value is measured as a value of about several to several hundred ohms ( ⁇ ), it can be determined that the two electrodes are short-circuited with current flowing. Therefore, it is preferable that the setting range for the resistance value of the first electrode or the second electrode is set to 1 mega-ohm (M ⁇ ) to 1000 mega-ohm (M ⁇ ).
  • the comparison unit 270 may determine whether or not the interlock signal Si is generated by determining whether the resistance value of the first electrode 231 measured and transmitted from the measurement unit 260 is within a set range. . That is, the comparison unit 270 has a resistance value of the first electrode 231 or the second electrode 232 measured from the measurement unit 260 and transmitted from 1 mega ohm (M ⁇ ) to 1000 mega ohm (M ⁇ ). If it is out of the setting range of ), an interlock signal Si for stopping the supply of RF power may be generated and transmitted to the controller 280.
  • the comparison unit 270 generates the interlock signal (Si) to the control unit 280 when an emergency situation occurs in which the resistance value of the first electrode 231 or the second electrode 232 is out of the set range.
  • an alarm signal such as a warning sound or flashing of an emergency light can be generated so that the user can manually stop the supply of RF power.
  • control unit 280 When an interlock signal (Si) is generated and input from the comparison unit 270, the control unit 280 is configured to generate an RF signal supplied from the RF power supply unit 250 to the first electrode 231 or the second electrode 232. You can cut off the power.
  • Si interlock signal
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the substrate processing apparatus 300 shown in FIG. 3 is compared with the substrate processing apparatus 200 shown in FIG. 2, and the configuration of the measurement unit 260, the comparison unit 270, and the control unit 280 is 360) and the determination unit 370 and the control unit 380, except that the other components are the same.
  • the measurement unit 360 may measure a distance between the first electrode 331 and the second electrode 332.
  • the measurement unit 360 may be composed of a view port and a camera for observing the inside of the substrate processing apparatus, and the same as a distance measurement sensor provided in the first electrode 331 and the second electrode 332. It may be configured as a sensing means.
  • the determination unit 370 may determine whether the inter-electrode distance measured by the measurement unit 360 is within a set range, and may generate an interlock signal Si when it is out of the set range. In this case, the determination unit 370 may generate the interlock signal Si by determining that the inter-electrode distance is out of the set range when the first electrode 331 and the second electrode 332 are in contact. .
  • the control unit 380 is configured to provide an RF signal supplied from the RF power supply unit 350 to the first electrode 331 or the second electrode 232. You can cut off the power.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the substrate processing apparatus 400 includes a process chamber 410 providing a reaction space for processing a substrate, a chamber lid 420 covering an upper portion of the process chamber 410, and A gas injection unit 430 including a first injection plate 431 and a second injection plate 432 facing the substrate support unit, a substrate support unit 440, and an RF power supply unit 450 may be included.
  • the substrate processing apparatus 400 according to the present invention supplies process gas to the substrate through the gas injection unit 430 and generates plasma by applying RF power through the RF power supply unit 450, thereby processing the substrate. The process can be carried out.
  • the gas injection unit 430 of the substrate processing apparatus 400 includes a first injection plate 431 including a plurality of protruding nozzles 431a protruding toward the substrate and a first through which the protruding nozzle 431a passes. 2 It may further include an insulating means 433 for insulating the first injection plate 431 and the second injection plate 432 including a second injection plate 432 having a gas injection hole 432a formed thereon. .
  • a plurality of first gas injection holes 431b may be formed in the first injection plate 431 so that the first gas may be injected to the substrate S, and the second injection plate 432 may be provided with a second gas
  • a plurality of second gas injection holes 432a may be formed to be sprayed onto the substrate S.
  • first gas injection hole 431b is formed in the protruding nozzle 431a, but in some cases, the protruding nozzle 431a does not form the first gas injection hole 431b in the protruding nozzle 431a.
  • a first gas injection hole 431b may be formed in a portion of the first injection plate 431.
  • the substrate support part 440 is disposed under the process chamber 410 to face the gas injection part 430, and the substrate S is supported.
  • the RF power supply unit 450 may supply RF power to at least one of the first injection plate 431 and the second injection plate 432 of the gas injection unit 430 to form plasma.
  • the configuration and operation of the measurement unit 460, the comparison unit 470, and the control unit 480 shown in FIG. 4 are performed by the measurement unit 260, the comparison unit 270, and the control unit 280 shown in FIG. It is the same as the configuration and operation.
  • FIG. 5 is a flowchart of an interlock method of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the temperature of the first electrode in a substrate processing apparatus including a process chamber, an electrode unit including a first electrode as an upper electrode and a second electrode as a lower electrode, a substrate support unit, and an RF power supply unit, and The temperature of at least one of the second electrode and the substrate support may be measured.
  • the temperature of the first electrode may be measured based on the temperature of the heat exchanger connected to the first electrode
  • the temperature of the substrate support may be measured based on the temperature of a thermocoupler connected to the substrate support. I can.
  • the temperature of the second electrode may be measured indirectly through the temperature of the substrate support or may be measured directly through a temperature measuring means.
  • the temperature of the first electrode or the temperature of the second electrode may be compared with each set range, or the temperature of the first electrode or the temperature of the substrate support may be compared with each set range.
  • the setting range of the first electrode is preferably set in the range of 100°C to 120°C
  • the setting range of the second electrode is preferably set in the range of 200°C to 220°C
  • the setting of the substrate support The range is preferably set in the range of 350°C to 380°C.
  • the temperature of the first electrode or the temperature of the substrate support may be out of respective setting ranges, or the temperature of the first electrode or the temperature of the substrate support may be changed according to the comparison result. If it is out of the setting range of, it is recognized as an emergency situation and the interlock signal may be generated.
  • RF power is blocked from being supplied to the substrate processing apparatus according to the interlock signal, thereby preventing damage to equipment due to RF.
  • FIG. 6 is a flowchart of an interlock method of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the interlock method of the substrate processing apparatus includes a temperature measurement step (S610), a temperature difference comparison step (S620), an interlock signal generation step (S630), and an RF power supply. It may be accomplished including a blocking step (S640).
  • the temperature of the first electrode in a substrate processing apparatus including a process chamber, an electrode unit including a first electrode as an upper electrode and a second electrode as a lower electrode, a substrate support unit, and an RF power supply unit, and The temperature of at least one of the second electrode and the substrate support may be measured.
  • the temperature of the first electrode may be measured based on the temperature of the heat exchanger connected to the first electrode
  • the temperature of the substrate support may be measured based on the temperature of a thermocoupler connected to the substrate support. I can.
  • the temperature of the second electrode may be measured indirectly through the temperature of the substrate support or may be measured directly through a temperature measuring means.
  • a temperature difference value between the temperature of the first electrode and the temperature of the second electrode and a first set range for the temperature difference are compared, or between the temperature of the first electrode and the temperature of the substrate support.
  • the temperature difference value and the second setting range for the temperature difference can be compared.
  • the first setting range is set in the range of 80°C to 120°C
  • the second setting range is set in the range of 230°C to 280°C.
  • a temperature difference value between the temperature of the first electrode and the temperature of the second electrode is out of a first set range or the temperature of the first electrode and the substrate according to the comparison result
  • the temperature difference value of the temperature of the support part exceeds the second set range, it is recognized as an emergency situation and the interlock signal may be generated.
  • RF power is blocked from being supplied to the substrate processing apparatus according to the interlock signal, thereby preventing damage to equipment by RF.
  • FIG. 7 is a flowchart of an interlock method of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the interlock method of the substrate processing apparatus includes measuring an electrode distance (S710), comparing an electrode distance (S720), generating an interlock signal (S730), and RF. It may be accomplished including a power supply cutoff step (S740).
  • the first electrode 231 in a substrate processing apparatus including a process chamber, an electrode part including a first electrode as an upper electrode and a second electrode as a lower electrode, a substrate support part, and an RF power supply part.
  • the distance between electrodes between) and the second electrode 232 can be measured.
  • the inter-electrode distance between the first electrode 231 and the second electrode 232 is in an initial state or after the thermal expansion is completed by a process, the protruding electrode 231a of the first electrode 231 and the second electrode ( 232) means the shortest distance between.
  • the inter-electrode distance determination step S720 it may be determined whether the inter-electrode distance between the first electrode 231 and the second electrode 232 is within a set range.
  • the setting range is preferably set in a state in which the first electrode 231 and the second electrode 232 do not contact each other.
  • the interlock signal generation step (S730) when the first electrode 231 and the second electrode 232 are in contact, it is determined that the inter-electrode distance is out of a set range, and the interlock signal is generated by recognizing it as an emergency situation. can do.
  • RF power is blocked from being supplied to the substrate processing apparatus according to the interlock signal, thereby preventing damage to equipment caused by RF.
  • FIG. 8 is a flowchart of an interlock method of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the interlock method of the substrate processing apparatus includes a resistance value measurement step (S810), a resistance value comparison step (S820), an interlock signal generation step (S830), and an RF. It may be accomplished including a power supply cutoff step (S840).
  • the first electrode or the second electrode is used in a substrate processing apparatus including a process chamber, an electrode unit including a first electrode and a second electrode, a substrate support unit, and an RF power supply unit.
  • the resistance value of the electrode can be measured. That is, the resistance value of the first electrode or the second electrode may be measured by contacting the probe of the resistance meter with the first electrode or the second electrode while the RF power is not supplied. In this case, the measured resistance of the first electrode or the second electrode may be specifically the insulation resistance of the first electrode or the second electrode.
  • the resistance value comparison step S820 it may be determined by comparing whether the measured resistance value of the first electrode or the second electrode is within a set range.
  • the setting range is preferably set in the range of 1 Mega Ohm (M ⁇ ) to 1000 Mega Ohm (M ⁇ ).
  • the interlock signal generating step (S830) when the resistance value of the first electrode or the second electrode is out of the set range, it is recognized as an emergency situation and the interlock signal may be generated.
  • RF power is blocked from being supplied into the substrate processing apparatus according to the interlock signal, thereby preventing damage to equipment caused by RF.
  • the substrate processing apparatus includes the temperature of each of the first electrode, the second electrode, and the substrate support, the temperature difference between the temperature of the first electrode and the temperature of the second electrode, or the temperature of the first electrode and the substrate support.
  • Interlock signals and alarms are generated in an emergency situation where the temperature difference value of the temperature of, the distance between the first electrode and the second electrode, and the resistance value of the first electrode or the second electrode are not within the respective setting ranges of the user. It is characterized in that the RF power is not supplied.
  • both the upper electrode and the lower electrode are in the initial state or both the upper electrode and the lower electrode are within the user's setting range, RF power is allowed to be supplied. Otherwise, in an emergency situation, an interlock signal is generated and the RF power is applied to the electrode. It is advantageous in that it can prevent damage by RF power by blocking it so that it is not supplied to the part or the substrate support, thereby protecting the equipment and improving the uniformity of the thin film deposited on the substrate.

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Abstract

본 발명은 공정챔버 내에서 상부전극과 하부전극의 온도가 사용자의 설정범위를 초과하는 경우 인터락 신호를 생성시켜 기판처리장치내로 RF 전원이 인가되는 것을 차단할 수 있도록 한 기판처리장치 및 그의 인터락 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 기판처리장치 및 그의 인터락 방법에 의하면, 상부전극의 온도와 하부전극의 온도, 그 온도차, 전극간거리 및 전극의 저항 값이 사용자의 설정범위에 있지 아니한 비상 상황에서 인터락 신호 및 알람을 발생시켜 RF 전원이 기판처리장치내로 인가되지 않도록 차단함으로써 RF 전원에 의한 데미지를 방지하여 장비를 보호하고 기판에 증착되는 박막의 균일도를 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

기판처리장치 및 그의 인터락 방법
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공정챔버 내에서 상부전극과 하부전극의 온도와, 그 온도 차이 값, 전극간거리 또는 전극의 저항 값이 사용자의 설정범위를 초과하는 경우 인터락 신호를 생성시켜 기판처리장치내로 RF 전원이 공급되는 것을 차단할 수 있도록 한 기판처리장치 및 그의 인터락 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자, 평판 디스플레이 및 태양전지(Solar Cell)등을 제조하기 위해서는 기판 상에 소정의 박막층, 박막 회로 패턴, 또는 광학적 패턴을 형성하여야 한다. 이를 위해, 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 증착공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토공정, 선택적으로 노출된 부분의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각 공정 등과 같은 기판에 대한 처리공정이 이루어진다. 이때 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 기판처리장치가 이용되고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치를 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이 종래기술에 따른 기판처리장치 (100)는, 기판을 처리하는 반응공간을 제공하는 공정 챔버(110), 공정 챔버(110)의 상부를 덮는 챔버 리드(120), 상부전극인 제1 전극(131)과 하부전극인 제2 전극(132)을 포함하는 전극부(130), 기판지지부(140) 및 RF 전원공급부(150)를 포함한다. 종래 기술에 따른 기판처리장치는 상기 전극부(130)를 통해 기판으로 가스를 공급하고 RF 전원공급부(150)를 통해 RF 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시킴으로써, 상기 기판에 대한 처리공정을 수행한다.
종래 기술에 따른 기판처리장치의 전극부(130)는 기판측으로 돌출된 복수의 돌출전극(131a)을 포함하는 제1 전극(131)과 상기 돌출전극(131a)이 관통되는 제2 가스분사홀(132a)이 형성된 제2 전극(132)을 구비하며 상기 제1 전극(131)과 상기 제2 전극(132)을 절연시키는 절연수단(133)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(131)에는 제1 가스가 기판(S)으로 분사될 수 있도록 복수의 제1 가스분사홀(131b)이 형성될 수 있고, 상기 제2 전극(132)에는 제2 가스가 기판(S)으로 분사될 수 있도록 복수의 제2 가스분사홀(132a)이 형성될 수 있다.
상기 기판 지지부(140)는 공정 챔버(110)의 내부에 설치되며, 복수의 기판(S) 또는 하나의 대면적 기판(S)을 지지한다.
RF 전원 공급부(150)는 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나에 하나 이상의 전원을 인가하여 반응공간내에 분사된 가스를 플라즈마화시킨다.
이러한 기판처리장치(100)에서 기판 처리 공정이 진행됨에 따라 공정챔버 내의 온도가 상승하게 되고 제1 전극(131)과 제2 전극(132)은 온도의 상승에 따라 열팽창이 일어나게 된다. 일반적으로 히터(141)에 의해 가열되는 기판지지부(140)에 가까운 제2 전극(132)이 제1 전극(131)보다 온도가 높으며, 이러한 온도 차이로 인해 제1 전극(131)과 제2 전극(132) 사이에서 열팽창의 차이가 발생하게 되고, 열팽창의 차이가 심한 경우 제1 전극(131)과 제2 전극(132) 사이에서 쇼트가 발생하게 된다.
이에 따라 공정 진행 중에 제1 전극(131)과 제2 전극(132)의 온도를 일정범위 내로 유지할 필요가 있다. 이때 제1 전극(131)은 공급되는 공정 가스가 열 분해되지 않도록 하기 위해 열교환기에 의해 100℃ 내지 120℃의 범위를 유지하도록 하고 있으며 제2 전극(132)은 200℃ 내지 220℃의 범위를 유지하도록 하고 있다.
그러나 공정 진행중에 제1 전극(131)의 온도와 제2 전극(132)의 온도가 상기한 온도 범위 내에 있지 아니한 비상 상황에서는 제1 전극(131)과 제2 전극(132) 간에 쇼트가 발생하게 된다. 이와 같이 제1 전극(131)과 제2 전극(132) 간에 쇼트가 발생된 비상상황에서 기판처리장치에 RF 전원이 인가되는 경우 기판처리장치(10) 내부의 장비에 RF에 의한 데미지가 발생하는 문제가 있다.
또한, 공정 진행중에 제1 전극(131)의 온도와 제2 전극(132)의 온도가 상기한 범위 내에 있지 아니하여 제1 전극(131)과 제2 전극(132) 간에 열팽창의 차이가 크게 발생하는 경우 제1 가스와 제2 가스가 인접하여 분사됨으로써 제1 가스와 제2 가스 간의 불필요한 반응이 진행되고 이로 인해 기판에 증착되는 박막의 균일도를 유지할 수 없는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공정챔버 내에서 상부전극과 하부전극의 온도와, 그 온도 차이 값, 전극간거리 또는 전극의 저항 값이 사용자의 설정범위를 초과하는 경우 인터락 신호를 생성시켜 기판처리장치내로 RF 전원이 인가되는 것을 차단함으로써 RF 전원에 의한 데미지를 방지하여 장비를 보호하고 기판에 증착되는 박막의 균일도를 유지할 수 있도록 한 기판처리장치 및 그의 인터락 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치는, 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 공정챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하는 제1 전극; 상기 제1 전극의 하부에 위치하는 제2 전극; 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 대향하여 설치되며 상기 기판을 지지하는 기판지지부; 및 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나에 하나 이상의 RF 전원을 공급하는 RF 전원공급부;를 포함하되, 상기 제1 전극의 온도 또는 상기 제2 전극의 온도가 각각의 설정범위를 벗어나거나, 상기 제1 전극의 온도 또는 상기 기판지지부의 온도가 각각의 설정범위를 벗어나는 경우 상기 RF 전원의 공급을 중지시키는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치는, 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 공정챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하는 제1 전극; 상기 제1 전극의 하부에 위치하는 제2 전극; 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 대향하여 설치되며 상기 기판을 지지하는 기판지지부; 및 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나에 하나 이상의 RF 전원을 공급하는 RF 전원공급부;를 포함하되, 상기 제1 전극의 온도와 상기 제2 전극의 온도의 온도 차이 값이 제1 설정범위를 벗어나거나 상기 제1 전극의 온도와 상기 기판지지부의 온도의 온도 차이 값이 제2 설정범위를 벗어나는 경우 상기 RF 전원의 공급을 중지시키는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치는, 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 공정챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하는 제1 전극; 상기 제1 전극의 하부에 위치하는 제2 전극; 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 대향하여 설치되며 상기 기판을 지지하는 기판지지부; 및 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나에 하나 이상의 RF 전원을 공급하는 RF 전원공급부;를 포함하되, 상기 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값이 설정범위를 벗어나는 경우 상기 RF 전원의 공급을 중지시키는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치는, 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 공정챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하는 제1 전극; 상기 제1 전극의 하부에 위치하는 제2 전극; 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 대향하여 설치되며 상기 기판을 지지하는 기판지지부; 및 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나에 하나 이상의 RF 전원을 공급하는 RF 전원공급부;를 포함하되, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전극간거리가 설정범위를 벗어나는 경우 상기 RF 전원의 공급을 중지시키는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법은, 제1 전극의 온도 및 제2 전극과 기판지지부 중 적어도 하나의 온도를 측정하는 온도측정단계; 상기 제1 전극의 온도 또는 상기 제2 전극의 온도를 각각의 설정범위와 비교하거나, 상기 제1 전극의 온도 또는 상기 기판지지부의 온도를 각각의 설정범위와 비교하는 온도비교단계; 상기 비교 결과에 따라 인터락 신호를 생성하는 인터락 신호 생성단계; 및 상기 인터락 신호에 따라 RF 전원의 공급을 차단하는 RF 전원 공급 차단단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법은, 제1 전극의 온도 및 제2 전극과 기판지지부 중 적어도 하나의 온도를 측정하는 온도측정단계; 상기 제1 전극의 온도와 상기 제2 전극의 온도의 온도 차이 값이 제1 설정범위 내에 있는지를 비교하거나, 상기 제1 전극의 온도와 상기 기판지지부의 온도의 온도 차이 값이 제2 설정범위 내에 있는지를 비교하는 온도차비교단계; 상기 비교 결과에 따라 인터락 신호를 생성하는 인터락 신호 생성단계; 및 상기 인터락 신호에 따라 RF 전원의 공급을 차단하는 RF 전원 공급 차단단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법은, 제1 전극 및 제2 전극 사이의 전극간거리를 측정하는 전극간거리 측정단계; 상기 전극간거리가 설정범위 내에 있는지를 판단하는 전극간거리 판단단계; 상기 판단 결과에 따라 인터락 신호를 생성하는 인터락 신호 생성단계; 및 상기 인터락 신호에 따라 RF 전원의 공급을 차단하는 RF 전원 공급 차단단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법은, 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값을 측정하는 저항 값 측정단계; 상기 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값이 설정범위 내에 있는지를 비교하여 판단하는 저항 값 비교단계; 상기 비교 결과에 따라 인터락 신호를 생성하는 인터락 신호 생성단계; 및 상기 인터락 신호에 따라 RF 전원의 공급을 차단하는 RF 전원 공급 차단단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판처리장치 및 그의 인터락 방법에 의하면, 상부전극과 하부전극의 온도와, 그 온도 차이 값, 전극간거리 또는 전극의 저항 값이 사용자의 설정범위를 벗어나는 경우 인터락 신호를 생성시켜 기판처리장치 내로 RF 전원이 공급되는 것을 차단함으로써 RF 전원에 의한 데미지를 방지하여 장비를 보호하고 기판에 증착되는 박막의 균일도를 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법의 공정 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법의 공정 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법의 공정 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법의 공정 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 기판처리장치의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 기판처리장치(200)는, 기판을 처리하는 반응공간을 제공하는 공정 챔버(210), 공정 챔버(210)의 상부를 덮는 챔버 리드(220), 상부전극인 제1 전극(231)과 하부전극인 제2 전극(232)을 포함하는 전극부(230), 기판지지부(240) 및 RF 전원공급부(250)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 기판처리장치(200)는 상기 전극부(230)를 통해 기판으로 공정가스를 공급하고 RF 전원공급부(250)를 통해 RF 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시킴으로써, 상기 기판에 대한 처리공정을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치(200)의 전극부(230)는 기판측으로 돌출된 복수의 돌출전극(231a)을 포함하는 제1 전극(231)과 상기 돌출전극(231a)이 관통되는 제2 전극(232)을 구비하며 상기 제1 전극(231)과 상기 제2 전극(232)을 절연시키는 절연수단(233)을 더 포함할 수 있다.
상기 기판 지지부(240)는 공정 챔버(210)의 내부에 설치되며, 복수의 기판(S) 또는 하나의 대면적 기판(S)을 지지한다. 한편, RF 전원 공급부(250)는 상기 제1 전극(231) 및 상기 제2 전극(232) 중 적어도 하나에 하나 이상의 전원을 공급하여 반응공간 내에 분사된 가스를 플라즈마화시킨다.
일반적으로 기판처리장치 내에서 기판에 증착되는 박막의 증착의 균일도는 전극부와 기판지지부의 온도와 같은 공정변수들의 변화에 영향을 받게 된다. 공정 초기에 기판처리장치가 작동을 시작할 때, 전극부의 온도가 안정화되기까지 오랜 시간이 걸릴 수 있다. 전극부는 기판으로부터의 복사에 의해 가열될 수 있고 전극부를 통해 흐르는 공정가스에 일부 열을 빼앗길 수도 있다. 이러한 온도의 변화는 기판에 증착되는 박막의 균일도를 떨어뜨리게 된다.
따라서 전극부(230)에 열교환기(미도시)를 연결하여 공정 진행 중에도 전극부(230)의 온도가 일정하게 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 이때 전극부(230)의 제1 전극(231)의 온도는 100℃ 내지 120℃의 범위를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 제2 전극(232)은 히터(241)에 의해 가열되는 기판지지부(240)에 가까이 위치하고 있으므로 제1 전극(231)보다 온도가 높으며, 제2 전극(232)의 온도는 200℃ 내지 220℃의 범위를 유지하도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 제2 전극(232)의 온도는 기판지지부(240)의 온도를 통해 간접적으로 측정하는 것으로 설명하였으나, 경우에 따라서는 온도측정수단을 통해 제2 전극(232)의 온도를 직접 측정할 수도 있다.
상기 기판지지부(240)는 공정챔버(210) 내부의 하부에 상기 전극부(230)에 대향하여 배치되며 상기 기판(S)이 지지된다.
기판 상에 형성되는 박막은 기판의 온도에 따라 크게 변하므로 기판의 온도를 균일하게 유지하는 것이 중요하다. 본 발명에서는 기판지지부(240)의 하부에 히터(241)를 구비하여 히터(241)를 통해 기판지지부(240)를 가열하고 가열된 기판지지(240)부를 이용하여 기판(S)을 가열할 수 있다. 또한 기판의 온도를 매공정마다 일정하게 유지하기 위해 기판지지부(240)에 써모커플러와 같은 온도측정수단(242)을 구비하여 기판지지부(240)의 온도를 측정하여 기판지지부(240)의 온도가 일정하게 유지될 수 있도록 한다.
이때 기판지지부(240)의 온도는 기판 처리가 제대로 진행될 수 있도록 하기 위해 350℃ 내지 380℃의 범위를 유지하도록 설정하는 것이 바람직하다.
RF 전원공급부(250)는 상기 제1 전극(231) 및 상기 제2 전극(232) 중 적어도 어느 하나에 RF 전원을 공급하여 상기 제1 전극(231) 및 상기 제2 전극(232) 사이에 플라즈마를 형성할 수 있다.
도 2에서는 RF 전원공급부(250)가 상기 제1 전극(231)에 연결된 것을 예로 들어 설명하였으나, RF 전원공급부(250)가 제2 전극(232)에 연결되거나, 상기 제1 전극(231)과 상기 제2 전극(232)에 모두 연결된 상태로 상기 제1 전극(231)과 상기 제2 전극(232)에 인가되는 RF 전원의 전압을 달리하여 구성할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 기판처리장치(200)는, 측정부(260)와, 비교부(270) 및 제어부(280)를 더 포함할 수 있다.
측정부(260)는 상기 전극부(230)의 제1 전극(231)의 온도와, 제2 전극(232) 및 상기 기판지지부(240) 중 적어도 하나의 온도를 측정할 수 있다. 상기 전극부(230)의 제1 전극(231)의 온도는 상기 제1 전극(231)에 연결된 열교환기(미도시)의 온도를 기반으로 측정될 수 있고, 상기 기판지지부의 온도는 상기 기판지지부에 연결된 써모커플러(thermocoupler)의 온도를 기반으로 측정될 수 있다. 한편, 상기 제2 전극의 온도는 기판지지부의 온도를 통해 간접적으로 측정될 수도 있고, 온도측정수단을 통해 직접적으로 측정될 수도 있다.
비교부(270)는 상기 측정부(260)로부터 전달된 상기 제1 전극(231)의 온도와 제2 전극(232)의 온도 또는 상기 제1 전극(231)과 상기 기판지지부(240)의 온도를 기반으로 상기 제1 전극(231)의 온도와 제2 전극(232)의 온도가 각각의 설정범위 내에 있는지 비교하거나 상기 제1 전극(231)의 온도와 기판지지부(240)의 온도가 각각의 설정범위 내에 있는지 비교하여 설정범위를 벗어나는 경우 RF 전원의 공급을 중지시키는 인터락 신호(Si)를 생성하여 제어부에 전달할 수 있다.
이때 상기 제1 전극(231)의 설정범위는 100℃ 내지 120℃의 범위로 설정하는 것이 바람직하고, 제2 전극(231)의 설정범위는 200℃ 내지 220℃의 범위로 설정하는 것이 바람직하며 상기 기판지지부(240)의 설정범위는 350℃ 내지 380℃의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
이때 상기 비교부(270)는 상기 측정부(260)로부터 전달된 상기 제1 전극(231)의 온도와 제2 전극(232)의 온도 및 상기 제1 전극(231)의 온도와 상기 기판지지부(240)의 온도가 각각의 설정범위에 있는지에 대해 제1 기준과 제2 기준 내지 제3 기준을 기반으로 판단하여 인터락 신호(Si)의 생성 여부를 결정 할 수 있다.
제1 기준은 상기 제1 전극(231)의 온도 또는 제2 전극(232)과 기판지지부(240) 중 적어도 하나의 온도가 모두 50℃ 이하의 상온인 경우를 의미한다. 이와 같이 상기 제1 전극(231)의 온도 또는 제2 전극(232)과 기판지지부(240) 중 적어도 하나의 온도가 모두 50℃ 이하의 상온인 경우에는 공정이 시작되기 전의 초기 상태인 것으로 판단할 수 있고, 상기 제1 전극(231)에 RF 전원을 공급하더라도 RF 전원에 의한 데미지 발생의 염려가 없다. 따라서 상기 비교부(270)는 제1 기준에 해당되는 경우 인터락 신호(Si)를 생성하지 않는다.
제2 기준은 상기 제1 전극(231)의 온도 또는 상기 제2 전극(232)의 온도가 각각의 설정범위에 있는 경우를 의미한다. 이때 상기 제1 전극(231)의 설정범위는 100℃ 내지 120℃의 범위이고, 상기 제2 전극(232)의 설정범위는 200℃ 내지 220℃의 범위이다.
또한 제3 기준은 상기 제1 전극(231)의 온도 또는 상기 기판지지부(240)의 온도가 각각의 설정범위에 있는 경우를 의미한다. 이때 상기 제1 전극(231)의 설정범위는 100℃ 내지 120℃의 범위이고, 상기 기판지지부의 설정범위는, 350℃ 내지 380℃의 범위이다.
제2 기준 내지 제3 기준은 공정이 진행되어 정상적인 상태에 있는 경우를 의미하는 것으로 상기 제1 전극(231) 또는 제2 전극(232)의 온도가 상기 제2 기준을 만족하고, 상기 제1 전극(231) 또는 상기 기판지지부(240)의 온도가 상기 제3 기준을 만족하는 경우에는 상기 제1 전극(231) 또는 상기 제2 전극(232)에 RF 전원을 공급하더라도 RF 전원에 의한 데미지 발생의 염려가 없다. 따라서 상기 비교부(270)는 제2 기준 내지 제3 기준을 모두 만족하는 경우 인터락 신호(Si)를 생성하지 않는다.
즉, 비교부(270)는 공정 초기의 제1 기준에 해당되는 경우와, 공정이 정상적으로 진행되는 상태인 제2 기준 및 제3 기준을 모두 만족하는 경우에는 인터락 신호(Si)를 생성하지 않는다.
다만, 공정이 정상적으로 진행되는 도중에 상기 제1 전극(231)의 온도 또는 상기 제2 전극(232)의 온도가 각각의 설정범위를 벗어나서 제2 기준을 만족하지 않거나, 상기 제1 전극(231)의 온도 또는 상기 기판지지부(240)의 온도가 각각의 설정범위를 벗어나서 제3 기준을 만족하지 않는 경우에는, 비상상황이 발생한 것으로 판단하여 상기 인터락 신호(Si)를 생성하여 상기 제어부(280)에 전달하게 된다.
한편, 비교부(270)는 제2 기준을 만족하지 않거나, 제3 기준을 만족하지 않는 비상상황이 발생한 경우 상기 인터락 신호(Si)를 생성하여 상기 제어부(280)에 전달하는 것과는 별도로 경고음 또는 비상등 점멸 등의 알람 신호를 발생시켜 사용자로 하여금 수동으로 RF 전원의 공급을 중지하도록 할 수도 있다.
제어부(280)는 상기 비교부(270)로부터 인터락 신호(Si)가 생성되어 입력되면 상기 RF 전원공급부(250)로부터 상기 제1 전극(231) 또는 상기 제2 전극(232)으로 공급되는 RF 전원을 차단시킬 수 있다.
이상에서는 비교부(270)가 측정부(260)로부터 전달된 상기 제1 전극(231)의 온도 및 상기 제2 전극(232)과 상기 기판지지부(240) 중 적어도 하나의 온도를 기반으로 상기 제1 전극(231)의 온도 또는 상기 제2 전극(232)의 온도가 각각의 설정범위 내에 있는지를 비교하거나, 상기 제1 전극(231)의 온도 또는 상기 기판지지부(240)의 온도가 각각의 설정범위 내에 있는지를 비교하여 설정범위를 벗어나는 경우 RF 전원의 공급을 중지시키는 인터락 신호(Si)를 생성하여 제어부에 전달하는 실시예를 설명하였다.
이하에서는 비교부(270)가 측정부(260)로부터 전달된 상기 제1 전극(231)의 온도와 상기 제2 전극(232)의 온도의 온도 차이 값이 제1 설정범위 내에 있는지를 비교하여 제1 설정범위를 벗어나거나, 상기 제1 전극(231)의 온도와 상기 기판지지부(240)의 온도의 온도 차이 값이 제2 설정범위 내에 있는지를 비교하여 제2 설정범위를 벗어나는 경우 RF 전원의 공급을 중지시키는 인터락 신호(Si)를 생성하여 제어부에 전달하는 실시예를 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치(200)는, 측정부(260)와, 비교부(270) 및 제어부(280)를 더 포함할 수 있다.
측정부(260)는 제1 전극(231)의 온도 및 제2 전극(232)과 기판지지부(240) 중 적어도 하나의 온도를 측정할 수 있다. 상기 제1 전극(231)의 온도는 상기 제1 전극(231)에 연결된 열교환기(미도시)의 온도를 기반으로 측정될 수 있다. 상기 기판지지부(240)의 온도는 상기 기판지지부(240)에 연결된 써모커플러(thermocoupler)와 같은 온도측정수단(242)의 온도를 기반으로 측정될 수 있다. 한편, 상기 제2 전극(232)의 온도는 기판지지부(240)의 온도를 통해 간접적으로 측정할 수도 있고 온도측정수단을 통해 직접 측정할 수도 있다.
비교부(270)는 상기 측정부(260)로부터 전달된 상기 제1 전극(231)의 온도와 상기 제2 전극(232)의 온도의 온도 차이 값이 제1 설정범위 내에 있는지를 비교하여 제1 설정범위를 벗어나거나, 상기 제1 전극(231)의 온도와 상기 기판지지부(240)의 온도의 온도 차이 값이 제2 설정범위 내에 있는지를 비교하여 제2 설정범위를 벗어나는 경우 RF 전원의 공급을 중지시키는 인터락 신호(Si)를 생성하여 제어부에 전달할 수 있다.
일반적으로 공정 진행중 상기 제1 전극(231)의 온도는 100℃ 내지 120℃의 범위를 유지하고, 상기 제2 전극(232)의 온도는 200℃ 내지 220℃의 범위를 유지하며, 상기 기판지지부(240)의 온도는 350℃ 내지 380℃의 범위로 유지한다. 따라서 상기 제1 전극(231)의 온도와 상기 제2 전극(232)의 온도 사이의 온도차에 대한 제1 설정범위는 80℃ 내지 120℃로 설정하는 것이 바람직하고, 상기 제1 전극(231)의 온도와 상기 기판지지부(240)의 온도 사이의 온도차에 대한 제2 설정범위는 230℃ 내지 280℃로 설정하는 것이 바람직하다.
이때 상기 비교부(270)는 상기 측정부(260)로부터 전달된 상기 제1 전극(231)의 온도와 상기 제2 전극(232)의 온도 사이의 온도 차이 값이 제1 설정범위 내에 있고, 상기 제1 전극(231)의 온도와 상기 기판지지부(240)의 온도의 온도 차이 값이 제2 설정범위 내에 있는지에 대해 제4 기준 내지 제6 기준을 기반으로 판단하여 인터락 신호(Si)의 생성 여부를 결정할 수 있다.
제4 기준은 상기 제1 전극(231)의 온도 또는 제2 전극(232)과 기판지지부(240) 중 적어도 하나의 온도가 모두 50℃ 이하의 상온인 경우를 의미한다. 이와 같이 상기 제1 전극(231)의 온도 또는 제2 전극(232)과 기판지지부(240) 중 적어도 하나의 온도가 모두 50℃ 이하의 상온인 경우에는 공정이 시작되기 전의 초기 상태인 것으로 판단할 수 있고, 상기 제1 전극(231) 또는 상기 제2 전극(232)에 RF 전원을 공급하더라도 RF 전원에 의한 데미지 발생의 염려가 없다. 따라서 상기 비교부(270)는 제4 기준에 해당되는 경우 인터락 신호(Si)를 생성하지 않는다.
제5 기준은 상기 제1 전극(231)의 온도와 상기 제2 전극(232)의 온도의 온도 차이 값이 상기 제1 설정범위, 즉, 80℃ 내지 120℃의 범위에 있는 경우를 의미한다. 또한 제6 기준은 상기 제1 전극(231)의 온도와 상기 기판지지부(240)의 온도의 온도 차이 값이 상기 제2 설정범위, 즉, 230℃ 내지 280℃의 범위에 있는 경우를 의미한다.
제5 기준 및 제6 기준은 공정이 진행되어 정상적인 상태에 있는 경우를 의미하는 것으로 상기 제1 전극(231) 및 상기 제2 전극(232)의 온도 차이 값이 상기 제5 기준을 만족하고, 상기 제1 전극(231) 및 상기 기판지지부(240)의 온도 차이 값이 상기 제6 기준을 만족하는 경우에는, 상기 제1 전극(231) 또는 상기 제2 전극(232)에 RF 전원을 공급하더라도 RF 전원에 의한 데미지 발생의 염려가 없다. 따라서 상기 비교부(270)는 제5 기준 및 제6 기준을 만족하는 경우 인터락 신호(Si)를 생성하지 않는다.
즉, 비교부(270)는 공정 초기의 제4 기준에 해당되는 경우와, 공정이 정상적으로 진행되는 상태인 제5 기준 및 제6 기준을 만족하는 경우에는 인터락 신호(Si)를 생성하지 않는다.
다만, 공정이 정상적으로 진행되는 도중에 상기 제1 전극(231) 및 상기 제2 전극(232)의 온도 차이 값이 상기 제1 설정범위인 80℃ 내지 120℃의 범위를 벗어나서 제5 기준을 만족하지 않는 경우와, 상기 제1 전극(231) 및 상기 기판지지부(240)의 온도 차이 값이 상기 제2 설정범위인 230℃ 내지 280℃의 범위를 벗어나서 제6 기준을 만족하지 않는 경우에는, 비상 상황이 발생한 것으로 판단하여 상기 인터락 신호(Si)를 생성하여 상기 제어부(280)에 전달하게 된다.
한편, 비교부(270)는 제5 기준 또는 제6 기준을 만족하지 않는 비상상황이 발생한 경우 상기 인터락 신호(Si)를 생성하여 상기 제어부(280)에 전달하는 것과는 별도로 경고음 또는 비상등 점멸 등의 알람 신호를 발생시켜 사용자로 하여금 수동으로 RF 전원의 공급을 중지하도록 할 수도 있다.
제어부(280)는 상기 비교부(270)로부터 인터락 신호(Si)가 생성되어 입력되면 상기 RF 전원공급부(250)로부터 상기 제1 전극(231) 또는 상기 제2 전극(232)으로 공급되는 RF 전원을 차단시킬 수 있다.
이하에서는 비교부(270)가 측정부(260)로부터 전달된 상기 제1 전극(231) 또는 제2 전극(232)의 저항 값이 설정범위 내에 있는지를 비교하여 설정범위를 벗어나는 경우 RF 전원의 공급을 중지시키는 인터락 신호(Si)를 생성하여 제어부(280)에 전달하는 실시예를 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치(200)는, 측정부(260)와, 비교부(270) 및 제어부(280)를 더 포함할 수 있다.
측정부(260)는 옴(Ohm)의 법칙과 키르히호프(Kirchhoff)의 법칙에 따라 스위치의 온-오프(on-off)를 통해 상기 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값을 측정할 수 있다. 이때 상기 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값은 프로브(probe, 탐침)를 구비하는 저항 측정기를 이용하여 측정될 수도 있고, 스위치와 전압계 및 전류계를 포함하는 간단한 회로 구성을 통해 측정될 수도 있다. 일 예로 측정부(260)는 RF 전원이 공급되지 않는 상태에서 저항 측정기의 프로브(probe)를 제1 전극 또는 제2 전극에 접촉시켜 상기 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값을 측정할 수 있다. 이때 측정되는 제1 전극 또는 제2 전극의 저항은 구체적으로는 절연 저항일 수 있다.
비교부(270)는 상기 측정부(260)로부터 전달된 상기 제1 전극(231) 또는 제2 전극(232)의 저항 값이 설정범위 내에 있는지를 비교하여 설정범위를 벗어나는 경우 RF 전원의 공급을 중지시키는 인터락 신호(Si)를 생성하여 제어부에 전달할 수 있다.
일반적으로 인접해 있는 두 개의 전극의 단락 여부는 저항 측정기를 이용하여 전극의 저항 값을 측정함으로써 판단할 수 있다. 즉, 어느 하나의 전극의 저항 값을 측정하여 수 메가 옴(MΩ) 이상의 무한대에 가까운 저항 값이 측정되는 경우 두 개의 전극은 전류가 흐르지 않는 상태로, 단락되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 한편, 저항 값이 수 내지 수 백 옴(Ω) 정도의 값으로 측정되면, 두 개의 전극은 전류가 흐르는 상태로, 단락되어 있는 것으로 판단할 수 있다. 따라서 상기 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값에 대한 설정범위는 1 메가 옴(MΩ) 내지 1000 메가 옴(MΩ)으로 설정하는 것이 바람직하다.
이때 상기 비교부(270)는 상기 측정부(260)로부터 측정되어 전달된 상기 제1 전극(231)의 저항 값이 설정범위 내에 있는지를 판단하여 인터락 신호(Si)의 생성 여부를 결정할 수 있다. 즉, 상기 비교부(270)는 상기 측정부(260)로부터 측정되어 전달된 상기 제1 전극(231) 또는 제2 전극(232)의 저항 값이 1 메가 옴(MΩ) 내지 1000 메가 옴(MΩ)의 설정범위를 벗어나는 경우 RF전원의 공급을 중지시키는 인터락 신호(Si)를 생성하여 제어부(280)에 전달 할 수 있다.
한편, 비교부(270)는 제1 전극(231) 또는 제2 전극(232)의 저항 값이 설정범위를 벗어나는 비상 상황이 발생한 경우 상기 인터락 신호(Si)를 생성하여 상기 제어부(280)에 전달하는 것과는 별도로 경고음 또는 비상등 점멸 등의 알람 신호를 발생시켜 사용자로 하여금 수동으로 RF전원의 공급을 중지하도록 할 수도 있다.
제어부(280)는 상기 비교부(270)로부터 인터락 신호(Si)가 생성되어 입력되면 상기 RF 전원공급부(250)로부터 상기 제1 전극(231) 또는 상기 제2 전극(232)으로 공급되는 RF 전원을 차단시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 기판처리장치를 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시된 기판처리장치(300)는 도 2에 도시된 기판처리장치(200)와 비교하여, 측정부(260)와, 비교부(270) 및 제어부(280)의 구성이 측정부(360)와, 판단부(370) 및 제어부(380)로 대체된 점을 제외하고 다른 구성은 동일하다.
측정부(360)는 제1 전극(331)과 제2 전극(332) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 측정부(360)는 기판처리장치 내부를 관찰할 수 있는 뷰 포트(view port)와 카메라로 구성될 수 있으며, 제1 전극(331)과 제2 전극(332) 내에 구비된 거리측정센서와 같은 센싱 수단으로 구성될 수도 있다.
판단부(370)는 상기 측정부(360)에서 측정된 상기 전극간거리가 설정범위 내에 있는지를 판단하여 상기 설정범위를 벗어나는 경우 인터락 신호(Si)를 생성할 수 있다. 이때, 판단부(370)는 상기 제1 전극(331)과 제2 전극(332)이 접촉된 경우 상기 전극간거리가 상기 설정범위를 벗어나는 것으로 판단하여 상기 인터락 신호(Si)를 생성할 수 있다.
제어부(380)는 상기 판단부(370)로부터 인터락 신호(Si)가 생성되어 입력되면 상기 RF 전원공급부(350)로부터 상기 제1 전극(331) 또는 상기 제2 전극(232)으로 공급되는 RF 전원을 차단시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 기판처리장치를 나타내는 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 기판처리장치(400)는, 기판을 처리하는 반응공간을 제공하는 공정 챔버(410), 공정 챔버(410)의 상부를 덮는 챔버 리드(420), 상기 기판지지부에 대향되는 제1 분사플레이트(431)와 제2 분사플레이트(432)를 포함하는 가스분사부(430), 기판지지부(440) 및 RF 전원공급부(450)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 기판처리장치(400)는 상기 가스분사부(430)를 통해 기판으로 공정가스를 공급하고 RF 전원공급부(450)를 통해 RF 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시킴으로써, 상기 기판에 대한 처리공정을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치(400)의 가스분사부(430)는 기판측으로 돌출된 복수의 돌출노즐(431a)을 포함하는 제1 분사플레이트(431)와 상기 돌출노즐(431a)이 관통되는 제2 가스분사홀(432a)이 형성된 제2 분사플레이트(432)를 구비하며 상기 제1 분사플레이트(431)와 상기 제2 분사플레이트(432)를 절연시키는 절연수단(433)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 분사플레이트(431)에는 제1 가스가 기판(S)으로 분사될 수 있도록 복수의 제1 가스분사홀(431b)이 형성될 수 있고, 상기 제2 분사플레이트(432)에는 제2 가스가 기판(S)으로 분사될 수 있도록 복수의 제2 가스분사홀(432a)이 형성될 수 있다.
도 4에서는 제1 가스분사홀(431b)이 돌출노즐(431a)에 형성된 것으로 도시하였으나, 경우에 따라서는 돌출노즐(431a)에는 제1 가스분사홀(431b)을 형성하지 않고 돌출노즐(431a) 이외의 제1 분사플레이트(431) 부분에 제1 가스분사홀(431b)을 형성할 수도 있다.
상기 기판지지부(440)는 공정챔버(410) 내부의 하부에 상기 가스분사부(430)에 대향하여 배치되며 상기 기판(S)이 지지된다.
RF 전원공급부(450)는 가스분사부(430)의 제1 분사플레이트(431) 및 제2 분사플레이트(432) 중 적어도 어느 하나에 RF 전원을 공급하여 플라즈마를 형성할 수 있다.
도 4에 도시된 측정부(460)와, 비교부(470) 및 제어부(480)의 구성 및 동작은 도 2에 도시된 측정부(260)와, 비교부(270) 및 제어부(280)의 구성 및 동작과 동일하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법의 공정 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법은 온도측정단계(S510), 온도비교단계(S520), 인터락 신호 생성단계(S530) 및 RF 전원 공급 차단단계(S540)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 온도측정단계(S510)에서는 공정챔버, 상부전극인 제1 전극 및 하부전극인 제2 전극을 포함하는 전극부, 기판지지부 및 RF 전원공급부를 포함하는 기판처리장치에서 상기 제1 전극의 온도 및 제2 전극과 상기 기판지지부 중 적어도 하나의 온도를 측정할 수 있다. 이때, 상기 제1 전극의 온도는 상기 제1 전극에 연결된 열교환기의 온도를 기반으로 측정될 수 있고, 상기 기판지지부의 온도는 상기 기판지지부에 연결된 써모커플러(thermocoupler)의 온도를 기반으로 측정될 수 있다. 한편, 상기 제2 전극의 온도는 기판지지부의 온도를 통해 간접적으로 측정될 수도 있고, 온도측정수단을 통해 직접적으로 측정될 수도 있다.
상기 온도비교단계(S520)에서는 상기 제1 전극의 온도 또는 상기 제2 전극의 온도를 각각의 설정범위와 비교하거나, 상기 제1 전극의 온도 또는 상기 기판지지부의 온도를 각각의 설정범위와 비교할 수 있다. 이때 상기 제1 전극의 설정범위는 100℃ 내지 120℃의 범위로 설정하는 것이 바람직하고, 상기 제2 전극의 설정범위는 200℃ 내지 220℃의 범위로 설정하는 이 바람직하며, 상기 기판지지부의 설정범위는 350℃ 내지 380℃의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 인터락 신호 생성단계(S530)에서는 상기 비교 결과에 따라 상기 제1 전극의 온도 또는 상기 기판지지부의 온도가 각각의 설정범위를 벗어나거나, 상기 제1 전극의 온도 또는 상기 기판지지부의 온도가 각각의 설정범위를 벗어나는 경우 비상 상황으로 인식하여 상기 인터락 신호를 생성할 수 있다.
상기 RF 전원 공급 차단단계(S540)에서는 상기 인터락 신호에 따라 상기 기판처리장치내로 RF 전원이 공급되는 것을 차단하여 RF에 의한 장비의 손상을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법의 공정 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법은 온도측정단계(S610), 온도차비교단계(S620), 인터락 신호 생성단계(S630) 및 RF 전원 공급 차단단계(S640)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 온도측정단계(S610)에서는 공정챔버, 상부전극인 제1 전극 및 하부전극인 제2 전극을 포함하는 전극부, 기판지지부 및 RF 전원공급부를 포함하는 기판처리장치에서 상기 제1 전극의 온도 및 제2 전극과 상기 기판지지부 중 적어도 하나의 온도를 측정할 수 있다. 이때, 상기 제1 전극의 온도는 상기 제1 전극에 연결된 열교환기의 온도를 기반으로 측정될 수 있고, 상기 기판지지부의 온도는 상기 기판지지부에 연결된 써모커플러(thermocoupler)의 온도를 기반으로 측정될 수 있다. 한편, 상기 제2 전극의 온도는 기판지지부의 온도를 통해 간접적으로 측정될 수도 있고, 온도측정수단을 통해 직접적으로 측정될 수도 있다.
상기 온도차비교단계(S620)에서는 상기 제1 전극의 온도와 상기 제2 전극의 온도의 온도 차이 값과 온도차에 대한 제1 설정범위를 비교하거나, 상기 제1 전극의 온도와 상기 기판지지부의 온도의 온도 차이 값과 온도차에 대한 제2 설정범위를 비교할 수 있다. 이때 상기 제1 설정범위는 80℃ 내지 120℃의 범위로 설정하고, 제2 설정범위는 230℃ 내지 280℃의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 인터락 신호 생성단계(S630)에서는 상기 비교 결과에 따라 상기 제1 전극의 온도와 상기 제2 전극의 온도의 온도 차이 값이 제1 설정범위를 벗어나거나, 상기 제1 전극의 온도와 상기 기판지지부의 온도의 온도 차이 값이 제2 설정범위를 벗어나는 경우 비상 상황으로 인식하여 상기 인터락 신호를 생성할 수 있다.
상기 RF 전원 공급 차단단계(S640)에서는 상기 인터락 신호에 따라 상기 기판처리장치내로 RF 전원이 공급되는 것을 차단하여 RF에 의한 장비의 손상을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법의 공정 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법은 전극간거리 측정단계(S710), 전극간거리 비교단계(S720), 인터락 신호 생성단계(S730) 및 RF 전원 공급 차단단계(S740)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 전극간거리 측정단계(S710)에서는 공정챔버, 상부전극인 제1 전극 및 하부전극인 제2 전극을 포함하는 전극부, 기판지지부 및 RF 전원공급부를 포함하는 기판처리장치에서 상기 제1 전극(231)과 제2 전극(232)사이의 전극간거리를 측정할 수 있다. 이때, 상기 제1 전극(231)과 제2 전극(232) 사이의 전극간거리는 초기상태 또는 공정이 진행되어 열팽창이 완료된 후 상기 제1 전극(231)의 돌출전극(231a)과 제2 전극(232) 사이의 최단거리를 의미한다.
상기 전극간거리 판단단계(S720)에서는 상기 제1 전극(231)과 제2 전극(232)사이의 전극간거리가 설정범위내에 있는지를 판단할 수 있다. 이때 상기 설정범위는 상기 제1 전극(231)과 제2 전극(232)이 접촉되지 않는 상태로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 인터락 신호 생성단계(S730)에서는 상기 제1 전극(231)과 제2 전극(232)이 접촉되는 경우 상기 전극간거리가 설정범위를 벗어나는 것으로 판단하고 비상 상황으로 인식하여 상기 인터락 신호를 생성할 수 있다.
상기 RF 전원 공급 차단단계(S740)에서는 상기 인터락 신호에 따라 상기 기판처리장치내로 RF 전원이 공급되는 것을 차단하여 RF에 의한 장비의 손상을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법의 공정 흐름도이다.
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치의 인터락 방법은 저항 값 측정단계(S810), 저항 값 비교단계(S820), 인터락 신호 생성단계(S830) 및 RF 전원 공급 차단단계(S840)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 저항 값 측정단계(S810)에서는 공정챔버, 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전극부, 기판지지부 및 RF 전원공급부를 포함하는 기판처리장치에서 저항측정기를 이용하여 상기 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값을 측정할 수 있다. 즉, RF 전원이 공급되지 않는 상태에서 저항 측정기의 프로브(probe)를 제1 전극 또는 제2 전극에 접촉시켜 상기 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값을 측정할 수 있다. 이때 측정되는 제1 전극 또는 제2 전극의 저항은 구체적으로는 제1 전극 또는 제2 전극의 절연 저항일 수 있다.
저항 값 비교단계(S820)에서는 상기 측정된 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값이 설정범위 내에 있는지를 비교하여 판단할 수 있다. 이때 상기 설정범위는 1 메가 옴(MΩ) 내지 1000 메가 옴(MΩ)의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 인터락 신호 생성단계(S830)에서는 상기 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값이 상기 설정범위를 벗어나는 경우 비상 상황으로 인식하여 상기 인터락 신호를 생성할 수 있다.
상기 RF 전원 공급 차단단계(S840)에서는 상기 인터락 신호에 따라 상기 기판처리장치 내로 RF 전원이 공급되는 것을 차단하여 RF에 의한 장비의 손상을 방지할 수 있다.
살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 기판처리장치는 제1 전극과 제2 전극 및 기판지지부 각각의 온도와, 제1 전극의 온도와 제2 전극의 온도의 온도 차이 값이나 제1 전극의 온도와 기판지지부의 온도의 온도 차이 값이나 제1 전극과 제2 전극 사이의 전극간거리 및 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값이 사용자의 각각의 설정범위에 있지 아니한 비상 상황에서 인터락 신호 및 알람을 발생시켜 RF 전원이 공급되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
즉, 상부전극과 하부전극이 모두 초기상태에 있거나 상부전극과 하부전극이 모두 사용자의 설정범위 내에 있는 경우에는 RF 전원이 공급되도록 허용하고 그렇지 아니한 비상 상황에서는 인터락 신호를 생성시켜 RF 전원이 전극부 또는 기판지지부에 공급되지 않도록 차단하여 RF 전원에 의한 데미지를 방지하여 장비를 보호하고 기판에 증착되는 박막의 균일도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (22)

  1. 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정챔버;
    상기 공정챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하는 제1 전극;
    상기 제1 전극의 하부에 위치하는 제2 전극;
    상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 대향하여 설치되며 상기 기판을 지지하는 기판지지부; 및
    상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나에 하나 이상의 RF전원을 공급하는 RF 전원공급부;를 포함하되,
    상기 제1 전극의 온도 또는 상기 제2 전극의 온도가 각각의 설정범위를 벗어나거나, 상기 제1 전극의 온도 또는 상기 기판지지부의 온도가 각각의 설정범위를 벗어나는 경우 상기 RF전원의 공급을 중지시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극의 온도 및 상기 제2 전극과 상기 기판지지부 중 적어도 하나의 온도를 측정하는 측정부;
    상기 제1 전극의 온도 또는 상기 제2 전극의 온도가 각각의 설정범위 내에 있는지 비교하거나, 상기 제1 전극의 온도 또는 상기 기판지지부의 온도가 각각의 설정범위 내에 있는지를 비교하여 상기 설정범위를 벗어나는 경우 인터락 신호를 생성하는 비교부; 및
    상기 인터락 신호가 입력되면 상기 RF 전원의 공급을 중지시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 비교부는
    상기 제1 전극의 온도 또는 상기 제2 전극과 상기 기판지지부 중 적어도 하나의 온도가 모두 50℃ 이하의 상온인지 여부를 판단하는 제1 기준;
    상기 제1 전극의 온도 또는 상기 제2 전극의 온도가 각각의 설정범위에 있는지를 판단하는 제2 기준; 및
    상기 제1 전극의 온도 또는 상기 기판지지부의 온도가 각각의 설정범위에 있는지를 판단하는 제3 기준;을 기반으로 상기 인터락 신호의 생성여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 비교부는
    상기 제1 기준을 만족하지 않고
    상기 제2 기준 내지 제3 기준 중 적어도 어느 하나를 만족하지 않는 경우 상기 인터락 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정챔버;
    상기 공정챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하는 제1 전극;
    상기 제1 전극의 하부에 위치하는 제2 전극;
    상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 대향하여 설치되며 상기 기판을 지지하는 기판지지부; 및
    상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나에 하나 이상의 RF전원을 공급하는 RF 전원공급부;를 포함하되,
    상기 제1 전극의 온도와 상기 제2 전극의 온도의 온도 차이 값이 제1 설정범위를 벗어나거나 상기 제1 전극의 온도와 상기 기판지지부의 온도의 온도 차이 값이 제2 설정범위를 벗어나는 경우 상기 RF전원의 공급을 중지시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 전극의 온도 및 상기 제2 전극과 상기 기판지지부 중 적어도 하나의 온도를 측정하는 측정부;
    상기 제1 전극의 온도와 상기 제2 전극의 온도의 온도 차이 값이 상기 제1 설정범위 내에 있는지를 비교하여 상기 제1 설정범위를 벗어나거나, 상기 제1 전극의 온도와 상기 기판지지부의 온도의 온도 차이 값이 상기 제2 설정범위 내에 있는지를 비교하여 상기 제2 설정범위를 벗어나는 경우 인터락 신호를 생성하는 비교부; 및
    상기 인터락 신호가 입력되면 상기 RF 전원의 공급을 중지시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 비교부는
    상기 제1 전극의 온도 또는 상기 제2 전극과 기판지지부 중 적어도 하나의 온도가 모두 50℃ 이하의 상온인지 여부를 판단하는 제4 기준;
    상기 제1 전극의 온도와 상기 제2 전극의 온도의 온도 차이 값이 상기 제1 설정범위 내에 있는지를 판단하는 제5 기준; 및
    상기 제1 전극의 온도와 상기 기판지지부의 온도의 온도 차이 값이 상기 제2 설정범위 내에 있는지를 판단하는 제6 기준;을 기반으로 상기 인터락 신호의 생성여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 비교부는
    상기 제4 기준을 만족하지 않고
    상기 제5 기준 및 제6 기준 중 적어도 어느 하나를 만족하지 않는 경우 상기 인터락 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정챔버;
    상기 공정챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하는 제1 전극;
    상기 제1 전극의 하부에 위치하는 제2 전극;
    상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 대향하여 설치되며 상기 기판을 지지하는 기판지지부; 및
    상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나에 하나 이상의 RF전원을 공급하는 RF 전원공급부;를 포함하되,
    상기 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값이 설정범위를 벗어나는 경우 상기 RF전원의 공급을 중지시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값을 측정하는 측정부;
    상기 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값이 상기 설정범위를 벗어나는 경우 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락된 것으로 판단하여 인터락 신호를 생성하는 판단부; 및
    상기 인터락 신호가 입력되면 상기 RF 전원의 공급을 중지시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 판단부는
    상기 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값이 1 메가 옴(MΩ) 내지 1000 메가 옴(MΩ)의 범위를 벗어나는 경우 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락된 것으로 판단하여 인터락 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정챔버;
    상기 공정챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하는 제1 전극;
    상기 제1 전극의 하부에 위치하는 제2 전극;
    상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 대향하여 설치되며 상기 기판을 지지하는 기판지지부; 및
    상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나에 하나 이상의 RF전원을 공급하는 RF 전원공급부;를 포함하되,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전극간거리가 설정범위를 벗어나는 경우 상기 RF전원의 공급을 중지시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 전극간거리를 측정하는 측정부;
    상기 전극간거리가 상기 설정범위 내에 있는지를 판단하여 상기 설정범위를 벗어나는 경우 인터락 신호를 생성하는 판단부; 및
    상기 인터락 신호가 입력되면 상기 RF 전원의 공급을 중지시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 판단부는
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 접촉된 경우 상기 전극간거리가 상기 설정범위를 벗어나는 것으로 판단하여 상기 인터락 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  15. 제1 전극의 온도 및 제2 전극과 기판지지부 중 적어도 하나의 온도를 측정하는 온도측정단계;
    상기 제1 전극의 온도 또는 상기 제2 전극의 온도를 각각의 설정범위와 비교하거나, 상기 제1 전극의 온도 또는 상기 기판지지부의 온도를 각각의 설정범위와 비교하는 온도비교단계;
    상기 비교 결과에 따라 인터락 신호를 생성하는 인터락 신호 생성단계; 및
    상기 인터락 신호에 따라 RF 전원의 공급을 차단하는 RF 전원 공급 차단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 인터락 방법.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 인터락 신호 생성단계는
    상기 비교결과 상기 제1 전극의 온도 또는 상기 제2 전극의 온도가 각각의 설정범위를 벗어나거나, 상기 제1 전극의 온도 또는 상기 기판지지부의 온도가 각각의 설정범위를 벗어나는 경우 상기 인터락 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 인터락 방법.
  17. 제1 전극의 온도 및 제2 전극과 기판지지부 중 적어도 하나의 온도를 측정하는 온도측정단계;
    상기 제1 전극의 온도와 상기 제2 전극의 온도의 온도 차이 값이 제1 설정범위 내에 있는지를 비교하거나, 상기 제1 전극의 온도와 상기 기판지지부의 온도의 온도 차이 값이 제2 설정범위 내에 있는지를 비교하는 온도차비교단계;
    상기 비교 결과에 따라 인터락 신호를 생성하는 인터락 신호 생성단계; 및
    상기 인터락 신호에 따라 RF 전원의 공급을 차단하는 RF 전원 공급 차단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 인터락 방법.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 인터락 신호 생성단계는
    상기 비교결과 상기 제1 전극의 온도와 상기 제2 전극의 온도의 온도 차이 값이 상기 제1 설정범위를 벗어나거나, 상기 제1 전극의 온도와 상기 기판지지부의 온도의 온도 차이 값이 상기 제2 설정범위를 벗어나는 경우 상기 인터락 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 인터락 방법.
  19. 제1 전극 및 제2 전극 사이의 전극간거리를 측정하는 전극간거리 측정단계;
    상기 전극간거리가 설정범위 내에 있는지를 판단하는 전극간거리 판단단계;
    상기 판단 결과에 따라 인터락 신호를 생성하는 인터락 신호 생성단계; 및
    상기 인터락 신호에 따라 RF 전원의 공급을 차단하는 RF 전원 공급 차단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 인터락 방법.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 인터락 신호 생성단계는
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 접촉된 경우 상기 전극간거리가 상기 설정범위를 벗어나는 것으로 판단하여 상기 인터락 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 인터락 방법.
  21. 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값을 측정하는 저항 값 측정단계;
    상기 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값이 설정범위 내에 있는지를 비교하여 판단하는 저항 값 비교단계;
    상기 비교 결과에 따라 인터락 신호를 생성하는 인터락 신호 생성단계; 및
    상기 인터락 신호에 따라 RF 전원의 공급을 차단하는 RF 전원 공급 차단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 인터락 방법.
  22. 제21 항에 있어서, 상기 인터락 신호 생성단계는
    상기 비교결과 상기 제1 전극 또는 제2 전극의 저항 값이 설정범위를 벗어나는 경우 상기 인터락 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 인터락 방법.
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