KR101518374B1 - 박막의 계측시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박막의 계측시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게로는 챔버내에서 증착되는 박막의 두께를 실시간으로 계측하여 이상 유무를 판단할 수 있는 박막의 계측시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

박막의 계측시스템 및 그 방법{Measuring system for deposited thin film and method thereof}
본 발명은 박막의 계측시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게로는 챔버내에서 증착되는 박막의 두께를 실시간으로 계측하여 이상 유무를 판단할 수 있는 박막의 계측시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 고집적화로 인해 디바이스 피치 사이즈(Device pitch size)가 점점 작아져 물리적 한계인 20nm에 봉착해 있고 이의 해결을 위한 여러 가지 방안들이 모색되고 있다.
그 중 대표적인 추세가 기존 2D 타입의 회로 설계에서 3D 타입으로 변경하고 있는데 대표적인 것이 FIN-FET 구조와 TSV(Through Silicon via) 공정, 그리고 버티컬 낸드 플래쉬 메모리(Vertical NAND Flash memory)와 같이 기존 종 회로 배열에서 횡 ㅌ타입의 회로 배열로 변경하는 것이다. 특히 TSV 공정과 V-NAND 플래쉬메모리(flash memory)의 경우 본격적인 양산을 위한 테스트 모듈 라인(test module line)이 구성되어 개발에 박차를 가하고 있다.
그러나 TSV(Through Silicon via) 공정이나 버티컬 낸드 플래쉬 메모리(flash memory)에 사용하는 박막 증착 공정의 경우 증착 공정 시간이 20min ~ 60min으로 챔버(10) 내에서 증착되는 시간이 기존 단위 공정 대비 최대 40배 이상이다.
종래에는 박막 증착 설비에서 증착이 완료되면 이것을 두께 측정 장치로 웨이퍼를 이송해서 샘플링 방법으로 두께를 측정하여 측정된 데이터를 SPC 모니터링 시스템으로 전송해서 이상 유무를 판단하고 있으나, 그 오차범위가 크고, 장비가 고가이기 때문에 현장에 적용하기에 부적합하였다. 따라서 종래에는 보다 높은 정확도를 갖고, 제조비용이 저렴한 계측장비가 요구되어 특허등록 제1206744호(2012.11.26등록)의 박막두께 측정장치가 제안되었다.
하지만, 종래의 버티컬 낸드 플래쉬 메모리(V-NAND flash memory)에서 사용하는 박막 증착 공정의 경우 산소/질소(oxide/nitride) 막질을 번갈아 증착하여 산소/질소 1 쌍 기준으로 16 레이어(layer), 28 레이어(layer), 36 레이어(layer)를 하나의 챔버에서 증착하게 된다.
이와 같은 챔버에서 종래의 두께측정기(Ellipsometry)을 이용해서 전체의 두께를 측정할 경우, 한 층의 두께가 낮으나 다른 층의 두께가 높아 전체적으로 두께가 같게 되는 경우에는 박막 공정이 정상적으로 수행된 것으로 판단되어 불량제품이 생산되는 경우가 빈번한 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 장시간 동안 박막을 증착하는 반도체 박막 증착과정에서 박막의 두께를 실시간 계측하여 이상 여부를 판단할 수 있는 박막의 계측시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.
본 발명에 따른 박막의 계측시스템의 바람직한 실시예는 박막이 증착되는 웨이퍼가 수용되는 챔버; 상기 챔버의 내측으로 알에프 신호를 송신하는 알에프 송신부; 상기 챔버의 내측에서 상기 웨이퍼를 가열하고, 상기 알에프 송신부에서 송신된 알에프 신호를 수신 및 출력하는 히터; 및 박막의 증착과정에서 상기 히터에서 수신된 알에프 신호를 실시간으로 검출하여 양과 음의 피크값의 차이(이하에서는 알에프 평균값이라 칭함)를 산출하고, 산출된 알에프 평균값과 두께별로 설정된 알에프 평균값과 비교하여 박막의 두께를 계측 및 이상 여부를 판단하는 모니터링부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 박막의 계측시스템은 상기 알에프 송신부에서 상기 챔버로 입력된 알에프 입력신호를 검출하여 상기 모니터링부에 인가하는 입력신호 검출기; 및 상기 히터에서 출력된 알에프 출력신호를 검출하여 상기 모니터링부에 인가하는 출력신호 검출기를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 모니터링부는 상기 알에프 평균값에 이상이 있으면, 상기 히터에서 수신된 알에프 신호에서 위상값을 산출하고, 박막의 두께별로 설정된 위상값을 비교하여 증착된 박막층의 이상 여부를 판단한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 모니터링부는 상기 알에프 평균값에 이상이 있으면, 상기 히터에서 수신된 알에프 신호에서 이득값을 산출하고, 박막의 두께별로 설정된 이득을 비교하여 증착된 박막층의 이상 여부를 판단하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 박막의 계측방법의 바람직한 실시예는 챔버내에 알에프 신호를 송신하고, 상기 챔버내측에서 웨이퍼가 안착된 히터에서 알에프 신호를 수신하는 알에프 송수신단계; 상기 알에프송수신단계에서 상기 챔버의 내측으로 출력된 알에프 신호와 가스의 반응에 의하여 상기 웨이퍼에 박막이 증착되는 박막증착단계; 상기 박막증착단계에서 송수신된 알에프 신호에서 양과 음의 구간별 피크값의 차이를 연산하여 알에프 평균값을 산출하고, 상기 알에프 평균값과 박막 두께별로 설정된 알에프 평균값을 비교하는 알에프 평균값 판단단계; 및 상기 알에프 평균값 판단단계에서 산출된 알에프 평균값과 설정된 알에프 평균값에 차이가 있다면 상기 박막의 두께에 이상이 있음을 경보하는 경보단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 박막의 계측방법은 상기 알에프 평균값 판단단계에서 알에프 평균값에 차이가 있으면 상기 알에프 신호의 위상을 검출하는 위상검출단계; 상기 위상검출단계에서 각 박막의 두께별로 설정된 위상값과 측정된 위상값에 차이가 있는지를 판단하는 위상값 변화 판단단계;를 더 포함하고, 상기 위상값 변화 판단단계에서 위상값에 차이가 있는 것으로 판단되면 상기 경보단계에서 경보를 발령하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 박막의 계측방법은 상기 알에프 평균값 판단단계에서 알에프 평균값에 차이가 있으면 상기 알에프 신호의 이득을 검출하여 설정된 이득값과 차이가 있는지를 판단하는 이득값 판단단계를 더 포함하고, 상기 이득값 판단단계에서 설정된 이득값과 측정된 이득값에 차이가 있다면 상기 경보단계에서 경보를 발령한다.
본 발명은 전체 박막의 두께가 설정된 바와 동일하더라도 박막 층별 두께가 다르기 때문에 발생될 수 있는 불량품을 정확히 산출할 있도록 박막의 증착과정에서 박막의 층이 증착될 때마다 실시간으로 박막 층별 두께를 계측하여 그 결과를 피드백할 수 있어 정확한 계측이 가능함에 따라 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 박막의 계측시스템을 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명에 따른 박막의 계측 방법을 도시한 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 박막의 계측시스템 및 방법에서 알에프 수신신호를 도시한 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 박막의 계측시스템 및 방법에서 출력신호의 위상을 검출한 그래프,
도 5는 본 발명에 따른 박막의 계측시스템 및 방법에서 출력신호의 이득을 검출한 그래프이다.
이하에서는 본 발명에 따른 박막의 계측시스템 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 박막의 계측시스템을 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 박막의 계측시스템은 챔버(10)와, 알에프 신호를 송신하는 알에프 송신부(21)와, 상기 챔버(10) 내에서 수신된 알에프 신호의 노이즈를 제거하는 알에프 필터부(22)와, 상기 챔버(10)에 송신되는 알에프 입력신호를 검출하는 입력신호 검출기(23)와, 상기 챔버(10)에서 출력되는 알에프 출력신호를 검출하는 출력신호 검출기(24)와, 상기 알에프 출력신호에서 알에프 평균값을 산출하여 박막의 두께별로 설정된 알에프 평균값과 비교하여 두께 이상 여부를 판단하는 모니터링부(25)와, 상기 모니터링부(25)의 제어에 의하여 박막 두께에 이상이 있음을 경보하는 알람부(26)를 포함한다.
상기 알에프 송신부(21)는 상기 챔버(10)의 내측으로 알에프 신호를 송신한다. 여기서 상기 알에프 송신부(21)는 설정된 범위내의 주파수를 갖는 신호를 송신하도록 하이패스필터와 로우패스 필터를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 챔버(10)는 웨이퍼(14)를 가열하는 히터(13)와 가스를 분사하는 샤워헤드(11)와, 상기 히터(13)에 전원을 공급하는 전원부(12)를 포함한다.
상기 샤워헤드(11)는 샤워헤드(11)기로서 주입된 가스를 챔버(10) 내측에 분사하고, 상기 가스는 상기 챔버(10) 내에서 알에프 신호와의 전기적 결합에 의하여 플라즈마 현상을 발생시켜 웨이퍼(14)의 상면에서 하나 이상의 박막층을 순차적으로 형성시킨다.
상기 히터(13)는 접지단과 전원부(12)에 각각 연결되어 상측에 안착된 웨이퍼(14)를 가열한다. 여기서 상기 히터(13)는 전원부(12)에서 인가되는 전원에 의하여 발열되는 열선으로 구비됨에 따라서 알에프 신호를 수신하는 안테나로서 역할을 수행할 수 있다. 따라서 상기 히터(13)는 상기 알에프 송신부(21)에서 송신된 알에프 신호를 수신하여 출력한다.
여기서 상기 알에프 신호는 상기 웨이퍼(14)의 상면에서 상기 알에프 신호와 샤워헤드(11)에서 공급된 가스의 반응에 의한 플라즈마 현상에 의하여 적층된 박막을 통과하여 상기 히터(13)에 수신된다. 따라서 상기 박막은 유전체로서 역할을 수행한다. 따라서 상기 히터(13)에서 출력되는 알에프 신호는 상기 박막의 두께에 따라 일정한 알에프 평균값을 갖는다.
상기 알에프 평균값은 상기 히터(13)에서 수신된 알에프 신호의 양과 음의 피크값의 차이(도 3참조)로서 박막의 두께에 따라서 그 값에 변화가 있다.
도 3을 참조하면, 상기 히터(13)에서 수신된 알에프 신호는 양과 음의 구간에서 각각의 피크값(Vp1, Vp2)을 갖게 되며, 박막의 두께가 증가될수록 피크값의 차이인 알에프 평균값(Vp1-Vp2=Vpp)에 차이가 있다. 즉, 수신된 알에프 신호의 알에프 평균값은 박막의 두께에 따라서 일정 범위 내의 값을 갖게 된다.
따라서 본 발명은 박막의 두께별로 상기 알에프 평균값을 설정하여 측정된 알에프 평균값과 비교하여 박막두께의 이상여부를 판단할 수 있도록 하였다.
상기 알에프 필터부(22)는 상기 히터(13)에 각각 연결되어 상기 히터(13)에서 수신된 알에프 신호의 노이즈를 제거한다.
상기 입력신호 검출기(23)는 상기 알에프 송신부(21)에서 출력되는 전류 및 전압을 검출하여 상기 모니터링부(25)에 인가한다.
상기 출력신호 검출기(24)는 상기 히터(13)의 양단에 수신된 알에프 신호를 검출하여 상기 모니터링부(25)에 인가한다.
상기 모니터링부(25)는 상기 알에프 송신부(21)를 제어하여 알에프 신호를 송신하도록 제어하고, 이후에 상기 출력신호 검출기(24)로부터 상기 히터(13)에서 수신된 알에프 신호를 수신하여 알에프 평균값을 산출하고, 산출된 알에프 평균값과 설정된 알에프 평균값을 비교하여 상기 웨이퍼(14)에 증착된 박막의 두께가 설정된 두께와 차이가 있는지를 판단한다.
여기서 상기 박막은 하나의 층이 증착될 수 록 전체 두께가 증가 되어 전기적 저항값이 높아진다. 따라서 안테나 역할을 수행하는 히터(13)에서 수신되는 알에프 신호는 상기 박막의 두께가 증가 될수록 저항이 높아져서 피크값에 변화가 발생 되지만, 양과 음의 피크값의 차이(알에프 평균값)는 두께별로 일정하게 나타난다.
따라서 상기 모니터링부(25)는 박막의 두께별로 설정된 알에프 평균값과 상기 출력신호 검출기(24)에서 수신된 알에프 신호에서 산출되는 양과 음의 피크값을 실시간으로 산출하고, 산출된 피크값의 차이에 대한 평균값으로 산출된 알에프 평균값과 비교하여 박막 두께의 이상여부를 실시간으로 확인할 수 있다.
아울러 상기 모니터링부(25)는 알에프 신호에 의한 두께 측정결과에 대한 정확도를 높이기 위하여 상기 알에프 신호의 입력신호에 위상 및/또는 이득과, 출력신호의 위상 및/또는 이득을 확인하여 이상 여부를 최종판단한다.
이를 위하여 상기 모니터링부(25)는 전압 또는 전류의 세기에 따른 위상 및 이득을 두께별로 설정하여 저장한다. 따라서 상기 모니터링부(25)는 박막에서 증착될 때마다 전체 두께별로 설정된 위상값 및/또는 이득값과 상기 입력신호 검출기(23)와 출력신호 검출기(24)에서 각각 검출된 위상값 및/또는 이득값을 비교하여 박막의 두께를 계측하여 이상 여부를 판단한다.
본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하며 이하에서는 본 발명에 따른 박막의 계측방법을 첨부된 순서도를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 박막의 계측 방법을 도시한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 박막의 계측 방법은 챔버(10) 내에 알에프 신호를 송신 및 수신하는 알에프 송수신단계(S11)와, 상기 챔버(10)내에 가스를 공급하여 박막을 증착시키는 박막증착단계(S12)와, 상기 챔버(10)에서 출력되는 알에프 신호의 알에프 평균값과 설정된 알에프 평균값을 비교하는 알에프 평균값판단단계(S13)와, 상기 알에프 평균값판단단계(S13)에서 수신된 알에프 신호의 알에프 평균값과 설정값에 차이가 있으면 위상을 검출하는 위상검출단계(S14)와, 상기 위상검출단계(S14)에서 설정된 위상값과 측정된 위상값에 차이가 있는지를 판단하는 위상값 변화 판단단계(S15)와, 상기 위상값 변화 판단단계(S15)에서 위상값에 차이가 있는 것으로 판단되면 박막 증착 두께에 이상이 있음을 경보하는 경보단계(S16)를 포함한다.
상기 알에프송수신단계(S11)는 상기 모니터링부(25)에서 상기 알에프 송신부(21)를 제어하여 상기 챔버(10)에 알에프 신호를 송신하고, 상기 히터(13)에서 알에프 신호를 상기 히터(13)를 통하여 수신하는 단계이다. 상기 알에프 송신부(21)는 자체적으로 로우패스필터와 하이패스필터를 구비하여 설정된 범위의 주파수를 갖는 알에프 신호를 송신한다. 또한 상기 샤워헤드(11)는 상기 알에프 송신부(21)의 송신안테나 역할을 수행하고, 상기 히터(13)는 수신 안테나 역할을 수행함에 따라서 상기 알에프 송신부(21)에서 송신된 알에프 신호를 수신하여 출력한다.
상기 박막증착단계(S12)는 히터(13)의 상면에 웨이퍼(14)가 안착되고, 샤워헤드(11)를 통하여 가스가 공급됨에 따라서 상기 챔버(10)내에 출력되는 알에프 신호와 전기적 화학적 결합으로 플라즈마가 반응되어 상기 웨이퍼(14)에 박막이 증착되는 단계이다. 여기서 상기 히터(13)는 전원이 인가됨에 따라서 상면에 안착된 웨이퍼(14)를 가열한다.
상기 알에프 평균값판단단계(S13)는 상기 모니터링부(25)에서 상기 입력신호 검출기(23)와 출력신호 검출기를 통하여 검출된 알에프 신호의 양과 음의 피크값의 차이를 연산하여 산출되는 알에프 평균값과 설정된 박막두께 별 알에프 평균값을 비교판단하는 단계이다.
여기서 상기 출력신호 검출기(24)와 입력신호 검출기(23)에서 검출된 알에프 신호는 상술한 바와 같이 정현파로 수신되며, 알에프 평균값은 박막의 층수 및 전체 박막두께에 따라서 점차로 감소된다. 예를 들면, 웨이퍼(14)의 상면에 박막층이 1개(제1층)가 증착되었을 경우에 수신 알에프 신호의 피크값의 차이는 VPP1이며, 박막의 제2층이 증착되면 수신 알에프 신호의 알에프 신호의 피크값의 차이는 VPP2, 제3층이 증착되면 수신 알에프 신호의 피크값의 차이는 VPP3 가 된다. 따라서 상기 모니터링부(25)는 상기 제1 내지 제3층의 피크값의 차이에 대한 평균값을 산출하여, 설정된 알에프 평균값과 비교하여 증착된 박막의 두께를 계측하여 이상 여부를 판단할 수 있다.
즉, 상기 모니터링부(25)는 박막의 두께가 두꺼워질 수 록 변화되는 알에프 신호의 알에프 평균값을 박막 두께별(층별)로 설정하고, 박막의 두께가 증가될 때마다 수신된 알에프 신호의 알에프 평균값을 설정된 알에프 평균값과 비교하여 이상 여부를 판단한다.
상기 위상검출단계(S15)는 상기 알에프 평균값판단단계(S14)에서 상기 모니터링부(25)가 측정된 알에프 평균값과 설정된 알에프 평균값의 비교한 결과에 차이가 있다고 판단되면 입출력된 알에프 신호의 위상을 확인하는 단계이다.
여기서 반도체 웨이퍼(14)는 히터(13)에서 발열된 열에 의하여 양측 끝단이 들려질 수 있다. 이런 경우에는 양측에서 끝단이 들려짐에 따라 알에프 신호의 수신거리가 길어질 수 있어 층별 박막두께가 일정하더라도 수신 알에프 신호에 영향을 줄 수 있다. 이는 동업종에 종사하는 종사자라면 알 수 있는 공지된 사항이다.
따라서 본 발명은 상기 알에프 신호에 의한 박막의 두께를 계측하는 과정중에 웨이퍼(14)의 형상변화에 따른 알에프 신호의 수신거리를 보상하기 위하여 위상검출단계(S15)를 진행한다.
즉, 본 발명은 전압 또는 전류센서로 구성되는 입력신호 검출기(23)와 출력신호 검출기(24)를 구비하여 상기 알에프 송신부(21)에서 송신된 알에프 신호와 상기 히터(13)에서 수신된 알에프 신호를 검출하고, 검출된 알에프 신호에서 위상을 산출하여 설정된 위상값과 비교한다.
상기 위상값 변화 판단단계(S15)에서 상기 모니터링부(25)는 상기 알에프 송신부(21)에서 상기 챔버(10)로 출력되는 알에프 입력신호와, 상기 히터(13)에서 수신된 알에프 출력신호의 위상을 검출하여 설정된 위상값과 비교하는 단계이다. 상기 설정된 위상값은 도 4의 그래프를 통하여 그 일예가 도시되었다.
도 4는 본 발명에 따른 박막의 계측시스템 및 방법에서 위상값을 도시한 그래프이다.
도 4의 그래프는 제1층이 증착됨에 따라서 측정된 위상값을 P1, 제2층의 위상값을 P2로서, 제1 내지 제6층이 순차적으로 증착됨에 따라서 두꺼워지는 전체 두께에 따라서 측정되는 위상값(P1~P6)을 도시한 것이다. 이와 같이 본 발명은 상기 전체 두께에 따른 위상값을 설정하고, 수신된 알에프 신호의 위상값을 비교하여 현재 증착된 박막의 두께가 설정된 두께보다 낮거나 또는 높은지를 실시간 확인할 수 있다.
여기서 상기 입력신호와 출력신호는, 예를 들면, Vmsinwt 또는 Imsinwt이다. 따라서 상기 모니터링부(25)는 전류센서 및/또는 전압센서로 구성되는 입력신호 검출기(23)와 출력신호 검출기(24)에서 검출된 알에프 신호를 통하여 위상 검출된다.
따라서 상기 모니터링부(25)는 상기 입력신호 검출기(23)와 출력신호 검출기(24)를 통하여 검출된 수신된 전압 또는 전류, 특히 출력신호 검출기에서 검출된 알에프 신호에서 위상값을 산출하고, 산출된 위상값과 설정된 위상값을 비교하여 이상 여부를 판단한다.
즉, 상기 모니터링부(25)는 산출된 알에프 평균값과 설정된 알에프 평균값에 차이가 있다면, 위상값의 비교를 통하여 웨이퍼(14)의 형상변화에 따른 알에프 평균값의 오차여부를 확인할 수 있다.
상기 경보단계(S17)는 상기 모니터링부(25)에서 설정된 위상값과 측정된 위상값을 비교하여 차이가 있다면 상기 알람부(26)에서 상기 모니터링부(25)의 제어에 의하여 현재 챔버(10)에서 증착된 박막의 두께가 설정된 두께와 다르게 증착되었음을 경보하는 단계이다. 즉, 본 발명은 챔버(10)내에서 박막이 증착될 때마다 상기와 같은 과정을 반복하여 박막 두께를 계측할 수 있다.
본 발명은 상술한 바에 따른 알에프 신호의 알에프 평균값과 위상값을 통하여 박막의 각 층별 두께를 실시간으로 계측하는 과정을 설명하였으나, 알에프 평균값의 이상 여부에 따른 2차 계측과정에서 위상값 대신 이득값을 통하여 박막의 층별 두께 역시 확인할 수 있다. 박막 층별 이득값은 도 5의 그래프를 통하여 일예가 도시되었다.
도 5는 본 발명에 따른 박막의 계측시스템 및 방법에서 출력신호의 이득을 검출한 그래프이다.
도 5의 그래프는 박막에서 하나의 층이 증착될 때마다 상기 입력신호 검출기(23)와 출력신호 검출기(24)를 통하여 검출되는 알에프 신호에서 산출된 이득값을 도시한 것이다. 보다 상세히 설명하자면, 측정된 이득값(g1~g6)은 제1층 내지 제6층까지 순차적으로 증착될 때마다 전체 두께에 따른 이득값을 측정하여 이를 그래프로 표현한 것이다.
따라서 모니터링부(25)는 상기 알에프 평균값 판단단계(S13)에서 알에프 평균값에 이상이 있다면, 상기 히터(13)에서 출력된 알에프 신호에서 이득값을 검출하고, 검출된 이득값과 설정된 이득값을 비교하는 이득값 판단단계(도시되지 않음)를 더 포함한다.
여기서 상기 모니터링부(25)는 박막층이 증착될 때마다 증가되는 전체 두께별로 이득값을 설정하여 박막층이 증착될 때마다 이득값을 측정하여 설정된 이득값을 비교하여 이상여부를 판단할 수 있다.
그리고 상기 모니터링부(25)는 상기 이득값 판단단계에서 이득값에 이상이 있다면, 상기 경보단계(S16)에서 상기 알람부(26)를 제어하여 박막두께의 이상을 경보한다.
따라서 본 발명은 챔버(10) 내에서 신규 박막층이 증착될 때마다 실시간으로 계측하기 때문에 신규 층의 증착시에 해당 층의 이상 여부를 정확히 계측할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 챔버 11 : 샤워헤드
12 : 전원부 13 : 히터
14 : 웨이퍼 21 : 알에프 송신부
22 : 알에프 필터부 23 : 입력신호 검출기
24 : 출력신호 검출기 25 : 모니터링부

Claims (7)

  1. 박막이 증착되는 웨이퍼가 수용되는 챔버;
    상기 챔버의 내측으로 알에프 신호를 송신하는 알에프 송신부;
    상기 챔버의 내측에서 상기 웨이퍼를 가열하고, 상기 알에프 송신부에서 송신된 알에프 신호를 수신 및 출력하는 히터; 및
    박막의 증착과정에서 상기 히터에서 수신된 알에프 신호를 실시간으로 검출하여 양과 음의 피크값의 차이(이하에서는 알에프 평균값이라 칭함)를 산출하고, 산출된 알에프 평균값과 두께별로 설정된 알에프 평균값과 비교하여 박막의 두께를 계측 및 이상 여부를 판단하는 모니터링부를 포함하는 박막의 계측시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 박막의 계측시스템은
    상기 알에프 송신부에서 상기 챔버로 입력된 알에프 입력신호를 검출하여 상기 모니터링부에 인가하는 입력신호 검출기; 및
    상기 히터에서 출력된 알에프 출력신호를 검출하여 상기 모니터링부에 인가하는 출력신호 검출기를 더 포함하는 박막의 계측시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 모니터링부는
    상기 알에프 평균값에 이상이 있으면,
    상기 히터에서 수신된 알에프 신호에서 위상값을 산출하고, 박막의 두께별로 설정된 위상값을 비교하여 증착된 박막층의 이상 여부를 판단하는 박막의 계측시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 모니터링부는
    상기 알에프 평균값에 이상이 있으면,
    상기 히터에서 수신된 알에프 신호에서 이득값을 산출하고, 박막의 두께별로 설정된 이득을 비교하여 증착된 박막층의 이상 여부를 판단하는 박막의 계측시스템.
  5. 챔버내에 알에프 신호를 송신하고, 상기 챔버내측에서 웨이퍼가 안착된 히터에서 알에프 신호를 수신하는 알에프 송수신단계;
    상기 알에프송수신단계에서 상기 챔버의 내측으로 출력된 알에프 신호와 가스의 반응에 의하여 상기 웨이퍼에 박막이 증착되는 박막증착단계;
    상기 박막증착단계에서 송수신된 알에프 신호에서 양과 음의 구간별 피크값의 차이를 연산하여 알에프 평균값을 산출하고, 상기 알에프 평균값과 박막 두께별로 설정된 알에프 평균값을 비교하는 알에프 평균값 판단단계; 및
    상기 알에프 평균값 판단단계에서 산출된 알에프 평균값과 설정된 알에프 평균값에 차이가 있다면 상기 박막의 두께에 이상이 있음을 경보하는 경보단계를 포함하는 박막의 계측방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 박막의 계측방법은
    상기 알에프 평균값 판단단계에서 알에프 평균값에 차이가 있으면 상기 알에프 신호의 위상을 검출하는 위상검출단계;
    상기 위상검출단계에서 각 박막의 두께별로 설정된 위상값과 측정된 위상값에 차이가 있는지를 판단하는 위상값 변화 판단단계;를 더 포함하고,
    상기 위상값 변화 판단단계에서 위상값에 차이가 있는 것으로 판단되면 상기 경보단계에서 경보를 발령하는 것을 특징으로 하는 박막의 계측 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 박막의 계측방법은
    상기 알에프 평균값 판단단계에서 알에프 평균값에 차이가 있으면 상기 알에프 신호의 이득을 검출하여 설정된 이득값과 차이가 있는지를 판단하는 이득값 판단단계를 더 포함하고,
    상기 이득값 판단단계에서 설정된 이득값과 측정된 이득값에 차이가 있다면 상기 경보단계에서 경보하는 것을 특징으로 하는 박막의 계측 방법.
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