KR100238215B1 - 웨이퍼 표면분석 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 표면 분석방법 - Google Patents

웨이퍼 표면분석 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 표면 분석방법 Download PDF

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Abstract

반도체 제조 공정 중의 웨이퍼의 표면을 분석하는 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 표면의 분석 방법에 대하여 개시한다. 웨이퍼 표면 분석 장치는, 반응 쳄버 외부에 구비되어 있으며, 그 내부에 광원에서 출발한 빛을 스플리팅하여 그 외부로 유출시키는 빔 스플리터를 구비한 간섭계; 간섭계 외부로 유출된 스플릿된 빛을 받아들여 편광하는 편광기 및 입사부에서 공정 진행 중인 쳄버 내부에 장착된 웨이퍼 표면에 편광된 빛을 반응 쳄버 내부에 장착된 웨이퍼 표면에 입사시키면서 그 입사각을 임의로 조절할 수 있는 입사각조절수단을 구비한 입사부; 웨이퍼 표면에서 반사되어 반응 쳄버 외부로 유출된 반사광의 경로 상에 위치하며, 소정 각도로 공정 진행 중인 쳄버 외부로 출사되는 출사광의 반사 경로에 따라 출사각을 조절할 수 있는 출사각조절수단을 구비한 출사부; 및 출사부로부터 경로 변환된 반사광을 포집하고, 상기 포집된 광을 분석하여 공정 진행 중인 쳄버 내부에 장착된 웨이퍼의 표면 물성을 판별하는 검출기;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이로써, 건식 식각 공정이 진행 중인 반응 쳄버 내의 웨이퍼 표면에 대한 분석이 가능하며, 분석된 자료를 통하여 현재 진행 중인 건식 식각 공정을 조절할 수 있으며, 이에 따른 효율적인 후속 공정을 계획함으로써 반도체 제조 공정의 신뢰도를 개선할 수 있다.

Description

웨이퍼 표면의 분석 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 표면 분석 방법{Instrument for analyzing of wafer surface and method for analyzing of wafer surface using the same}
본 발명은 반도체 제조 공정, 특히 건식 식각 공정이 진행 중인 반응 쳄버 내에 배치된 웨이퍼의 표면을 분석하는 장치 및 그 장치를 이용한 웨이퍼 표면 분석 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 반응 쳄버 내에 입사되는 입사광을 상기 웨이퍼 상면에 대하여 입사각을 조절하면서 입사하여 반사된 광을 포집하여 분석함으로써 웨이퍼 표면 물성을 분석하는 웨이퍼 표면 분석 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 표면 분석 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 공정에서 공정이 진행중인 물질을 분석하기 위하여 적외선 분광법이 이용되고 있다. 이러한 적외선 분광법에는 시료를 투과한 빛의 투과 전과 후의 강도(intensity)의 변화를 관찰하여 시료를 분석하는 투과 흡수법과, 시료에 입사된 빛과 반사된 빛 간의 강도의 차이를 상호 비교하는 반사법이 있다.
한편, 웨이퍼 상에 박막을 이룬 물질층 또는 표면 흡착층을 이루는 물질은 전술한 두 가지 방법을 조합시킨 흡수 반사 분광법을 이용하여 분석하고 있다.
이러한 종래의 방법을 이용하여, 반도체 제조 공정, 특히 건식 식각 공정이 진행 중에 그 반응 쳄버 내의 기체상(gas phase)을 용이하게 분석할 수 있다. 그러나, 종래의 방법을 통해서는 플라즈마식각과 같은 건식식각 반응 진행 중에 식각 쳄버 내의 기상종들만을 문석할 수 있는 한계가 있다.
본 발명과 관련한 참고문헌으로 첫째, Anal. Chem. 1991, 63, 55-60에 기재된 Barbara J. Barner 등의 "편광 변조 기술을 이용한 박막 및 표면 흡착 단분자층의 적외선 분석 방법에 대한 이론 고찰 및 실험(Polarization Modulation Eourier Transform infraed Reflectance Measurement of Thin Film and Monolayers at Metal Surfaces Utilizing Real-Time Sampling Electronic)"를 들 수 있으며, 둘째로 JVST, B7CD, 1989, 35에 기재된 T. A. Cleland와 D. W. Hess의 "인-시투 푸리에 변환 적외선 분광 방법을 이용한 식각 진행 중의 생성물의 분석법(Detection of dry etching product species with in situ Fourier transform infrared spectroscope)"를 들 수 있으며, 이들 문헌의 내용은 본 명세서에 참고되어 통합된다.
한편, 반도체 제조 공정이 진행 중인 반응 쳄버 내의 웨이퍼의 표면 분석은 상기 웨이퍼에 대하여 이미 진행되었던 공정의 유효성 및 신뢰성 등을 평가하는 수단으로 이용될 수 있으며, 현재 진행 중인 공정은 물론, 이후 상기 웨이퍼에 대한 진행 예정인 후속 공정을 효율적으로 진행하기 위한 후속 공정의 예비 단계로서도 중요한 의미를 갖는다.
그러나, 반도체 제조 공정이 진행 중인 반응 쳄버 내의 웨이퍼의 표면을 직접 분석하는 것은 그리 용이하지 못하는 점에 문제가 있다. 전술한 종래의 어떠한 방법도 이러한 문제를 명쾌하게 해결하고 있지 못하고 있기 때문에, 이에 대한 해결책이 지속적으로 연구되어 왔다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 분광 시스템을 이용하여 공정이 진행 중인 반응 쳄버 내의 웨이퍼의 표면을 직접 분석함에 있으며, 전술한 문제를 해결할 수 있는 웨이퍼의 표면 분석 장치를 제공함에 본 발명의 일 목적이 있으며, 상기 웨이퍼 표면 분석 장치를 이용하여 공정이 진행 중인 반응 쳄버 내의 웨이퍼의 표면을 분석하는 방법을 제공함에 본 발명의 다른 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼의 표면 분석장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 웨이퍼 표면 분석장치의 입사부(100)를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 3a는 도 2에 나타난 입사윈도우(45a)를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 3b는 도 2에 나타난 입사윈도우(45b)를 상세하게 나타낸 도면이다.
본 발명의 전술한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 목적에 의하여 제공되는 웨이퍼 표면 분석 장치는, 반응 쳄버 외부에 구비되어 있으며, 그 내부에 광원에서 출발한 빛을 스플리팅하여 그 외부로 유출시키는 빔 스플리터를 구비한 간섭계; 상기 간섭계 외부로 유출된 스플릿된 빛을 받아들여 편광하는 편광기 및 상기 입사부에서 공정 진행 중인 쳄버 내부에 장착된 웨이퍼 표면에 상기 편광된 빛을 상기 반응 쳄버 내부에 장착된 웨이퍼 표면에 입사시키면서 그 입사각을 임의로 조절할 수 있는 입사각조절수단을 구비한 입사부; 상기 웨이퍼 표면에서 반사되어 상기 반응 쳄버 외부로 유출된 반사광의 경로 상에 위치하며, 소정 각도로 공정 진행 중인 쳄버 외부로 출사되는 출사광의 반사 경로에 따라 출사각을 조절할 수 있는 출사각조절수단을 구비한 출사부; 및 상기 출사부로부터 경로 변환된 반사광을 포집하고, 상기 포집된 광을 분석하여 공정 진행 중인 쳄버 내부에 장착된 웨이퍼의 표면 물성을 판별하는 검출기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 웨이퍼 표면 분석 장치는 다음에 의해 보다 바람직하게 본 발명의 일 목적을 달성할 수 있다.
상기 입사각조절수단은 상기 반응 쳄버 내에 장착된 웨이퍼 표면에 대해 0 보다 크고 10°이하의 범위로 입사각을 조절할 수 있다.
상기 스플릿된 빛의 경로 상에 위치하여 상기 편광기에서 빛을 편광하기 전에 상기 스플릿된 빛의 경로를 변환시킬 수 있는 입사광경로조절수단이 더 구비된 입사부; 및 상기 출사각조절수단을 통과한 출사광의 경로를 변환시킬 수 있는 출사광경로조절수단이 더 구비된 출사부를;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 입사각조절수단은 상기 반응 쳄버 내에 장착된 상기 웨이퍼 표면에 대해 입사각을 0°보다 크고 10°이하의 범위로 입사각을 조절할 수 있다.
상기 입사각조절수단은 교체 가능하므로, 특히 상기 입사조절수단의 수명이 다한 경우에는 새로운 동일한 기능을 갖는 부재로 교체함으로써 웨이퍼 표면 분석 장치이 이용이 경제적이다.
본 발명의 전술한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 목적에 의하여 제공되는 반도체 제조 공정이 진행 중인 반응 쳄버 내에 장착된 웨이퍼 표면 분석을 위해, 상기 반응 쳄버 내에 장착된 웨이퍼에 소정의 광을 입사시킨 후 반사되어 나온 광을 분석함으로써 웨이퍼 표면을 분석하는 웨이퍼 표면 분석 방법은, 광원에서 출발한 빛을 빔스플리터를 이용하여 스플릿하는 단계; 상기 스플릿된 빛을 편광기를 이용하여 편광하는 단계; 상기 편광된 빛을 입사각조절수단에 의해 상기 반응 쳄버 내부에 장착된 웨이퍼 표면에 대한 임의의 입사각에 상응하는 입사광으로 조절하는 단계; 상기 입사광을 상기 반응 쳄버 내부에 장착된 웨이퍼 표면에 입사하는 단계; 상기 웨이퍼 표면에 입사된 입사광이 소정 각도로 반사되어 반응 쳄버 외부로 출사되는 반사광에 상응하도록 출사경로를 변환시키는 단계; 상기 경로 변환된 빛을 포집하는 단계; 및 상기 포집된 빛을 물성 분석하여 상기 반응 쳄버 내에 장착된 웨이퍼 표면에 대한 물성을 분석하는 단계;를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 한다.
상기 웨이퍼 표면 분석 방법은 다음에 의하여 보다 바람직하게 본 발명의 다른 목적을 달성할 수 있다.
상기 입사광의 입사각은 상기 반응 쳄버 내에 장착된 웨이퍼 표면에 대해 0°보다 크고 10°이하의 범위에서 조절할 수 있다.
상기 편광된 빛이 입사각조절수단에 구비된 입사윈도우의 배치각도를 조절하여 상기 입사윈도우의 평면에 대해 수직하게 통과되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 편광된 빛의 경로 상에 구비된 입사광경로조절수단에 의해 상기 입사윈도우의 평면에 수직하게 통과하기 전에 상기 편광된 빛의 경로를 상기 입사윈도우의 배치 상태에 상응할 수 있도록 조절하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 실시예를 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼의 표면 분석장치를 나타낸 개략도이다.
상기 분광 시스템은 광원(15)으로부터 출발한 빛의 순차적인 경로를 따라 설명된다. 간섭계(interferometer; 10) 내의 광원(15)에서 출발한 빛은 빔 스플리터(beam splitter; 20)를 거쳐 스플릿되어 상기 간섭계(10) 벽의 투과 윈도우(25)를 통과한다. 상기 투과 윈도우(25)를 통과한 빛은 경로조절수단인 평면 거울(30)과 곡면 거울(35)에 의하여 순차적으로 반사되면서 경로 변환되고, 편광기(polarizer; 40)에 의하여 편광된 후, 반응 쳄버(50) 외벽의 소정부에 구비된 입사각조절수단인, 입사윈도우(45)를 통과하여 반응 쳄버(50) 내부로 입사되어 입사광(47)을 이룬다. 이때, 상기 평면 거울(30), 곡면 거울(35), 편광기(40) 및 입사윈도우(45)로 이루어진 입사부(100)는 후술하는 도 2에서 상세하게 설명하기로 한다.
한편, 상기 입사광(47)은 상기 반응 쳄버(50) 내의 웨이퍼 지지대(60) 상에 위치한 웨이퍼(65)의 상면에 대하여 소정의 각도(θ)로 입사된다. 이는 본 발명의 핵심적인 사항으로서, 종래에는 반응 쳄버(50) 내부 공간의 물성, 예컨대 플라즈마에 대한 물성 분석만이 가능하였으나, 본 발명에서는 종래의 기술과 더불어 공정이 진행 중인 반응 쳄버(50) 내의 웨이퍼의 표면 분석이 가능하게 되었다.
한편, 상기 웨이퍼(65) 표면에 입사된 입사광(47)의 일부는 웨이퍼(65) 표면에 흡수되고, 다른 일부는 반사광(67)을 형성한다. 이후, 상기 반사광(67)은 상기 반응 쳄버(50)의 소정부에 구비된 출사부(110)를 통하여 검출기(90)에 포집된다. 상기 출사부(110)는 출사각조절수단인 출사 윈도우(70)와 경로조절수단인 곡면 거울(75) 및 평면 거울(80)로 구성된다. 상기 반사광(67)은 출사 윈도우(70)를 통과하여 상기 반응 쳄버(50) 외부로 출사된 후, 상기 입사되는 경로와 유사하게 소정의 경로조절수단인 곡면 거울(75)과 평면 거울(80)을 거치면서 순차적으로 반사되고, 최종적으로 검출기(90)의 외벽에 구비된 투과 윈도우(85)를 통과하게 된다.
상기 광원(15)을 출발하여 상기 반응 쳄버(50) 내의 상기 웨이퍼(65)에 소정 각도로 입사된 상기 입사광(47)은 웨이퍼(65)에 대해 반사 또는 흡수 과정을 거치면서 웨이퍼(65) 표면의 물성에 대한 정보를 웨이퍼(65)로부터 전달받게 된다.
따라서, 상기 분석 시스템의 검출 매체인 빛의 최종 도착지인 상기 검출기(90)는 상기 반사광(67) 내에 포함되어 있는 상기 웨이퍼(65) 표면에 대한 물성 정보를 검출할 수 있는 것이다.
한편, 바람직하게는 상기 입사광((47)의 입사각(θ)은 상기 웨이퍼 상면에 대하여 0°보다 크고 10°이하의 범위에서 임의적으로 조절될 수 있으며, 실질적으로는 상기 경로조절수단인 곡면 거울(35)의 배치 조절 수단에 의하여 조절된다.
만일, 상기 입사각(θ)이 10°보다 큰 경우에는 상기 입사광(47)의 상당량이 웨이퍼에 흡수되어 상기 웨이퍼(65)로부터 반사되는 상기 검출기(90)에 의하여 검출되는 출사광(67)의 양이 작아 상기 웨이퍼(65)의 표면 물성을 정밀하게 분석하기 곤란한 문제가 발생할 수도 있다. 따라서, 상기와 같은 제한된 범위에서 상기 입사각(θ)을 조절하는 것이다.
이하, 상기 도 1의 입사부의 특정부를 상세하게 도시한 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면서 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 나타낸 웨이퍼 표면 분석 장치의 입사부(100)를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 2에서는 상기 입사부(100)의 검출 대상에 따른 두 가지 상태의 입사광(47a, 47b)을 동시에 나타낸 것으로서, 제1 상태 입사광(47a)은 웨이퍼 상면에 대하여 평행하게 입사되며, 제2 상태 입사광(47b)은 웨이퍼 상면에 대하여 소정의 입사각(θ)을 가지면서 입사된다. 상기 제1 상태 입사광(47a)은 통상 반응 쳄버(50) 내의 기체상, 예컨대 플라즈마 상태의 물성 분석을 목적으로 할 때의 입사광이며, 상기 제2 상태 입사광(47b)은 반응 쳄버(50) 내의 웨이퍼의 표면 물성 분석을 목적으로 할 때의 입사광이다.
제1 상태 곡면 거울(35a)과 제2 상태 곡면 거울(35b)은 자체적으로 또는 외부적으로 각 상태로 전환시킬 수 있는 별도의 배치 조절 수단을 구비할 수 있다. 이는 수동 방식이건 자동 방식이건 분광 시스템의 전체적인 운영 체계상 임의적인 수단이다.
상기 제1 상태 입사광(47a)은 상기 제1 상태 곡면 거울(35a)에 의하여 반사되어, 상기 반응 쳄버(50) 외벽의 소정부에 나란하게 구비된 제1 상태 입사윈도우(45a)를 통과하여 상기 반응 쳄버(50) 내부의 웨이퍼 상면에 대하여 평행하게 진행하면서 상기 반응 쳄버(50)의 내부 공간을 통과한다. 이로써, 도 1의 분광 시스템에 의하여 상기 반응 쳄버(50) 내부 공간의 물질, 예컨대 플라즈마의 물성을 분석할 수 있다. 한편, 상기 반응 쳄버(50) 외벽의 소정부에 구비된 제1 상태 입사윈도우(45a)는 상기 반응 쳄버(50) 외벽에 견고하게 부착되어 구비될 수 있으며, 필요에 따라서 분리하여 교체할 수도 있다.
상기 제1 상태 입사윈도우(45a)가 구비된 상기 반응 쳄버(50) 외벽의 소정부에 반응 쳄버(50) 외벽면과 소정의 경사 각도(θ)를 가지면서 제2 상태 입사윈도우(45b)가 교체되어 구비될 수 있다.
한편, 상기 제2 상태 입사광(47b)은 제2 상태 곡면 거울(35b)에 의하여 반응 쳄버(50) 내부에 위치한 웨이퍼 상면에 대한 입사각(θ)이 변화할 수 있도록 그 위치를 조절할 수 있는 별도의 수단을 가지며, 상기 제1 상태 입사윈도우(45a) 위치에 교체 구비되며, 상기 제2 상태 입사광(47b)이 수직하게 입사될 수 있도록 조절된 제2 상태 입사윈도우(45b)를 통과하여 웨이퍼에 입사된다.
입사광이 입사윈도우들(45a, 45b)에 대해 수직 상태로서 아닌 비스듬하게 경사진(tilt) 상태로 입사되면, 각 입사윈도우를 통과할 때, 입사광의 경로차가 발생으로 인한 광 간섭 현상이 발생함으로써 웨이퍼 표면에서 반사되는 반사광의 강도(intensity)가 감소되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 가능하면 상기 입사윈도우를 통과하여 반응 쳄버 내로 입사되는 입사광은 상기 입사윈도우들(45a, 45b)의 평면에 대하여 수직하게 통과할 수 있도록 그 배치 상태를 입사광에 따라 대응 변환시키는 것은 중요하며, 이는 본 발명의 핵심 중의 하나이다.
도 3a은 도 2에 나타난 제1 상태 입사윈도우(45a)를 더욱 상세하게 나타낸 도면이며, 도 3b는 도 2에 나타난 제2 상태 입사윈도우(45b)를 더욱 상세하게 나타낸 도면이다.
먼저, 도 3a와 도 3b의 공통적인 사항에 대하여 먼저 설명하고, 상호 구별되는 사항은 각각 개별적으로 설명하기로 한다.
상기 제1 상태 입사윈도우(45a)와 제2 상태 입사윈도우(45b)는 소정의 형상을 갖는 제1 상태 플랜지(105a와 105b)와 제2 상태 플랜지(105c와 105d)에 의하여 각각 고정되고 보호된다. 한편, 상기 제1 상태 플랜지(105a와 105b)와 상기 제1 상태 입사윈도우(45a)를 연결하는 상하 연결부에는 오형(O-type)의 링(110)이 구비되어 있으며, 상기 제2 상태 플랜지(105c와 105d)와 제2 상태 입사윈도우(45b) 간의 상하 연결부에도 오형(O-type)의 링(110)이 구비되어 있다. 상기 오형(O-type)의 링(110)은 상기 입사윈도우들(45a, 45b)을 상기 플랜지들(105a와 105b, 105c와 105d)에 견고하게 고정시키기 위한 부재이다. 한편, 상기 플랜지들(105a와 105b, 105c와 105d)은 도시된 것처럼 좌우 양측의 두 부분으로 분리될 수 도 있지만, 반드시 이에 국한하지 않으며 좌우 구분없이 일체형으로 이루어질 수도 있다.
도 3a는 상기 제1 상태 입사윈도우(45a)가 반응 쳄버 내의 웨이퍼 상면과 수직한 반응 쳄버 외벽에 나란하게 부착된 상기 제1 상태 플랜지(105a와 105b) 내에 구비된 입사윈도우를 나타낸다. 따라서, 외부에서 상기 제1 상태 입사윈도우(45a)의 평면에 대하여 수직하게 입사되는 빛은 반응 쳄버 내의 웨이퍼의 상면과 나란하게 진행하여, 단지 반응 쳄버의 내부 공간을 진행하게 된다. 이 경우는 종래의 반응 쳄버 내의 기상 물질의 분석 장치 및 이를 이용한 분석 방법에서 이용되고 있는 것이다.
한편, 본 발명에서 채용하고 있는 기술적 사상은 상기 종래의 기술과는 달리, 반응 쳄버 내의 기상 물질 및 반응 쳄버 내에서 공정이 진행 중인 웨이퍼에 대한 표면 물성을 분석할 수 있는 장치 및 이를 이용한 방법에 대하여 도 3b를 참조하여 명확하게 설명하기로 한다.
도 3b는 상기 제2 상태 입사윈도우(45b)가 반응 쳄버 내의 웨이퍼 상면에 대하여 소정의 각도(θ)를 갖도록 상기 제2 상태 플랜지(105c와 105d) 내에 구비된 입사윈도우를 나타낸다. 따라서, 외부에서 상기 제2 상태 입사윈도우(45b)의 평면에 대하여 법선 방향으로 입사되는 빛은 반응 쳄버 내의 웨이퍼의 상면에 대하여 소정의 각도(θ)를 가지면서 입사된다. 결국, 반응 쳄버 내의 웨이퍼에 빛이 소정 각도(θ)로 입사됨으로써 상기 도 1의 분광 시스템을 이용하여 웨이퍼의 표면 물성을 분석할 수 있다. 한편, 입사윈도우는 도 3a의 상태를 기준으로하여 내부적인 조절 수단에 의하여 변화되는 입사각(θ)에 따라 다양하게 웨이퍼 상면에 대한 그 배치 각도(θ)를 달리하는 다양한 상태로 분광 시스템에 구비될 수도 있으며, 입사각(θ)에 따른 각각의 입사윈도우를 구비한 플랜지들(105a와 105b, 105c와 105d)을 필요에 따라 교체하는 방식으로 분광 시스템에 구비될 수도 있다. 이러한 방식은 분석 시스템의 효율적인 운용 측면을 고려하여 임의적으로 선택할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 보다 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.
본 발명에 따르면, 반도체 제조 공정이 진행 중인 반응 쳄버 내의 기상종을 분석할 수 있음은 물론, 쳄버 내부에 장착되어 공정 진행 중인 웨이퍼 표면에 대한 물성 분석도 할 수 있다. 한편, 본 발명에 의하여 공정이 진행 중인 웨이퍼 표면에 대한 분석 자료를 이용함으로써 현재 진행 중인 공정의 조절하고 효율적인 후속 공정을 계획함으로써 반도체 제조 공정의 신뢰도를 개선할 수 있다.

Claims (9)

  1. 반응 쳄버 외부에 구비되어 있으며, 그 내부에 광원에서 출발한 빛을 스플리팅하여 그 외부로 유출시키는 빔 스플리터를 구비한 간섭계;
    상기 간섭계 외부로 유출된 스플릿된 빛을 받아들여 편광하는 편광기 및 상기 입사부에서 공정 진행 중인 쳄버 내부에 장착된 웨이퍼 표면에 상기 편광된 빛을 상기 반응 쳄버 내부에 장착된 웨이퍼 표면에 입사시키면서 그 입사각을 임의로 조절할 수 있는 입사각조절수단을 구비한 입사부;
    상기 웨이퍼 표면에서 반사되어 상기 반응 쳄버 외부로 유출된 반사광의 경로 상에 위치하며, 소정 각도로 공정 진행 중인 쳄버 외부로 출사되는 출사광의 반사 경로에 따라 출사각을 조절할 수 있는 출사각조절수단을 구비한 출사부; 및
    상기 출사부로부터 경로 변환된 반사광을 포집하고, 상기 포집된 광을 분석하여 공정 진행 중인 쳄버 내부에 장착된 웨이퍼의 표면 물성을 판별하는 검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입사각조절수단은 상기 반응 쳄버 내에 장착된 웨이퍼 표면에 대해 0 보다 크고 10°이하의 범위로 입사각을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스플릿된 빛의 경로 상에 위치하여 상기 편광기에서 빛을 편광하기 전에 상기 스플릿된 빛의 경로를 변환시킬 수 있는 입사광경로조절수단이 더 구비된 입사부; 및
    상기 출사각조절수단을 통과한 출사광의 경로를 변환시킬 수 있는 출사광경로조절수단이 더 구비된 출사부를;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 입사각조절수단은 상기 반응 쳄버 내에 장착된 상기 웨이퍼 표면에 대해 입사각을 0°보다 크고 10°이하의 범위로 입사각을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석 장치.
  5. 반도체 제조 공정이 진행 중인 반응 쳄버 내에 장착된 웨이퍼 표면 분석을 위해, 상기 반응 쳄버 내에 장착된 웨이퍼에 소정의 광을 입사시킨 후 반사되어 나온 광을 분석함으로써 웨이퍼 표면을 분석하는 웨이퍼 표면 분석 방법에 있어서,
    광원에서 출발한 빛을 빔스플리터를 이용하여 스플릿하는 단계;
    상기 스플릿된 빛을 편광기를 이용하여 편광하는 단계;
    상기 편광된 빛을 입사각조절수단에 의해 상기 반응 쳄버 내부에 장착된 웨이퍼 표면에 대한 임의의 입사각에 상응하는 입사광으로 조절하는 단계;
    상기 입사광을 상기 반응 쳄버 내부에 장착된 웨이퍼 표면에 입사하는 단계;
    상기 웨이퍼 표면에 입사된 입사광이 소정 각도로 반사되어 반응 쳄버 외부로 출사되는 반사광에 상응하도록 출사경로를 변환시키는 단계;
    상기 경로 변환된 빛을 포집하는 단계; 및
    상기 포집된 빛을 물성 분석하여 상기 반응 쳄버 내에 장착된 웨이퍼 표면에 대한 물성을 분석하는 단계;를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 입사광의 입사각은 상기 반응 쳄버 내에 장착된 웨이퍼 표면에 대해 0°보다 크고 10°이하의 범위에서 조절하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 편광된 빛이 입사각조절수단에 구비된 입사윈도우의 배치각도를 조절하여 상기 입사윈도우의 평면에 대해 수직하게 통과되도록 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 편광된 빛의 경로 상에 구비된 입사광경로조절수단에 의해 상기 입사윈도우의 평면에 수직하게 통과하기 전에 상기 편광된 빛의 경로를 상기 입사윈도우의 배치 상태에 상응할 수 있도록 조절하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 입사각조절수단은 교체 가능한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석 장치.
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