KR101897027B1 - A raman spectroscopy device formed with a evaporation chamber - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 증착챔버 일체형 라만 분석기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 증착 공정과 라만분석 공정이 하나의 공간에서 수행되어, 증착 공정으로부터 라만분석 공정으로 증착부의 이동 시 증착부가 산화되거나 변성되는 것을 방지할 수 있는 증착챔버 일체형 라만 분석기에 관한 것이다. The present invention relates to a deposition chamber integrated Raman analyzer, and more particularly, to a deposition chamber integrated Raman analyzer, in which a deposition process and a Raman analysis process are performed in a single space to prevent the deposition section from being oxidized or denatured during movement of the deposition chamber from a deposition process to a Raman analysis process The present invention relates to a deposition chamber integrated Raman analyzer.
라만 산란(Raman scattering)이란, 복사선과 물질 사이에 상호작용이 일어나 복사선의 일부 에너지가 물질 내 분자의 진동 에너지 준위를 전이시키는데 사용이 되어 입사광과 다른 파장을 가지는 복사선이 방출되는 현상을 의미하며, 비탄성 산란(inelastic scattering)이라고도 한다. 이러한, 라만 산란을 적용한 라만분광학을 이용하여 물질에 대한 분석을 수행할 수 있다.Raman scattering refers to a phenomenon in which an interaction occurs between a radiation and a substance, and a part of the energy of the radiation is used to transfer the vibration energy level of the molecule in the substance, and radiation having a wavelength different from that of the incident light is emitted. Also called inelastic scattering. Such analysis can be performed using Raman spectroscopy using Raman scattering.
종래기술에서는, 증착챔버에서 증착된 증착물질에 대한 분석을 수행하는 경우, 먼저 증착챔버에서 기판 상에 증착물질을 증착시키고, 기판을 라만 분석기로 이동시켜 증착물질에 대한 라만 분석을 수행한다.In the prior art, when performing an analysis on a deposited material deposited in a deposition chamber, the deposition material is first deposited on the substrate in a deposition chamber, and the substrate is transferred to a Raman analyzer to perform Raman analysis on the deposition material.
상기와 같이 증착 공정과 라만분석 공정이 별도의 공간에서 수행되는 경우, 증착물질이 기판 상에 증착하여 형성된 증착부가 공기 중에서 산화되거나 변성되는 문제점이 있다.When the deposition process and the Raman analysis process are performed in separate spaces as described above, there is a problem that the deposition unit formed by depositing the deposition material on the substrate is oxidized or denatured in the air.
그리고, 증착챔버로부터 라만 분석기로 증착부가 형성된 기판 전체를 이동시키기 곤란한 경우, 증착부의 일부를 채취하여 라만 분석을 수행함으로써, 라만 분석의 정밀도가 저하된다는 문제점이 있다.If it is difficult to move the entire substrate on which the deposition section is formed from the deposition chamber with the Raman analyzer, the accuracy of the Raman analysis is deteriorated by taking a part of the deposition section and performing the Raman analysis.
대한민국 등록특허 제10-1234603호(발명의 명칭: 라만 산란을 이용한 검사체 표면 결함 검사 장치 및 라만 산란을 이용한 검사체 표면 결함 검사 방법)에서는, 검사체가 안착되는 안착부와; 상기 검사체로 라만 레이저 광을 조사하는 광원부와; 상기 검사체에서 산란되는 산란광을 검출하는 광 검출부; 및 상기 광 검출부와 전기적으로 연결되며, 상기 검출되는 산란광으로부터 라만 스펙트럼 및 라만 시프트를 측정하고, 상기 측정되는 라만 시프트를 결함 종류 별로 이를 기설정되는 다수의 결함 판별 라만 시프트와 비교하여, 검사체의 결함 여부 및 결함의 종류를 판단하는 결함 판별부를 포함하는 라만 산란을 이용한 검사체 표면 결함 검사 장치가 개시되어 있다. Korean Patent No. 10-1234603 entitled " Apparatus for Inspection Surface Defect Inspection Using Raman Scattering and Method for Inspecting Inspection Surface Defects Using Raman Scattering " A light source for irradiating the inspection object with Raman laser light; A photodetector for detecting scattered light scattered by the inspection object; And a controller that is electrically connected to the photodetector and measures Raman spectrum and Raman shift from the detected scattered light and compares the measured Raman shift with a plurality of defect discrimination Raman shifts predefined for each type of defect, There is provided an apparatus for inspecting a surface of a test object using Raman scattering which includes a defect determination unit for determining whether or not a defect is present and the type of a defect.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 증착 공정과 라만분석 공정이 하나의 공간에서 수행되는 장치를 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an apparatus in which a deposition process and a Raman analysis process are performed in a single space.
그리고, 본 발명의 목적은, 기판 상에 증착물질이 증착되어 형성되는 증착부에 대해 직접적인 분석을 수행하는 장치를 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide an apparatus for performing a direct analysis on a deposition unit formed by depositing an evaporation material on a substrate.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 증착챔버; 상기 증착챔버의 하부벽과 결합하고, 증착 대상인 기판을 지지하는 스테이지부; 상기 증착챔버의 상부벽과 결합하고, 상기 증착챔버 내부에 가스를 주입하는 샤워헤드부; 상기 증착챔버의 타 측벽에 결합하고, 상기 기판 상 증착물질이 증착되어 형성된 증착부를 향해 분석광을 조사하는 분석광원부; 상기 분석광이 상기 증착부에 반사되어 산란된 산란광을 집광하고, 상하 방향으로 직선 이동을 수행하는 상기 라만렌즈부; 및 상기 증착챔버의 상부벽에 결합되고, 상기 라만렌즈부와 결합하여 상기 라만렌즈부를 상하 방향으로 직선 이동시키는 라만렌즈구동부;를 포함하고, 하나의 공간인 상기 증착챔버의 내부에서 증착 공정과 라만분석 공정을 수행하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a deposition apparatus including: a deposition chamber; A stage part coupled to a lower wall of the deposition chamber and supporting a substrate to be deposited; A shower head coupled to an upper wall of the deposition chamber and injecting gas into the deposition chamber; An analyzing light source coupled to the other side wall of the deposition chamber and configured to irradiate analytical light toward the deposition unit formed by depositing the deposition material on the substrate; The Raman lens unit for reflecting the scattered scattered light reflected from the deposition unit to perform the linear movement in the vertical direction; And a Raman lens driving unit coupled to an upper wall of the deposition chamber and coupled to the Raman lens unit to linearly move the Raman lens unit in the vertical direction, And performing an analysis process.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 증착챔버의 하부에 위치하여 상기 스테이지부와 결합하고, 상기 스테이지부를 상하 및 좌우 방향으로 직선 이동시키는 스테이지구동부를 더 포함할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the apparatus may further include a stage driving unit positioned below the deposition chamber and coupled to the stage unit and linearly moving the stage unit in the vertical and horizontal directions.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 스테이지부는, 상기 기판을 가열시키는 히터를 더 구비할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the stage unit may further include a heater for heating the substrate.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 증착챔버의 일 측벽에 결합하고, 상기 증착챔버의 내부로 에너지광을 조사하여 상기 가스에 에너지를 공급하는 에너지광원부를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include an energy light source unit coupled to one side wall of the deposition chamber and supplying energy to the gas by irradiating energy light into the deposition chamber.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 에너지광원부는, 상기 에너지광원부의 외측면이 원뿔의 옆면을 그리는 원추운동을 수행할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the energy light source unit may perform a cone motion in which the outer surface of the energy light source unit draws a side surface of the cone.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 에너지광은 플라즈마 빔 또는 레이저 빔일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the energy beam may be a plasma beam or a laser beam.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 샤워헤드부는 상기 라만렌즈구동부의 주위를 둘러싸는 링의 형상으로 형성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the shower head portion may be formed in the shape of a ring surrounding the periphery of the Raman lens driving portion.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 증착챔버의 내부에서 상기 가스를 배출시키는 펌프부를 더 포함할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the apparatus may further include a pump unit for discharging the gas inside the deposition chamber.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 펌프부는 상기 증착챔버의 내부에 주입된 상기 가스의 일부를 회수하여 상기 샤워헤드부로 공급할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the pump part may recover a part of the gas injected into the deposition chamber and supply the part to the shower head part.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 라만렌즈구동부는, 상기 라만렌즈구동부 내 형성된 상기 라만렌즈부의 이동공간을 개방 또는 폐쇄시키는 커버부를 구비할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the Raman lens driving unit may include a cover unit that opens or closes a moving space of the Raman lens unit formed in the Raman lens driving unit.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 분석광원부는, 상기 분석광원부의 외측면이 원뿔의 옆면을 그리는 원추운동을 수행할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the analysis light source unit may perform the cone motion in which the outer surface of the analysis light source unit draws the side surface of the cone.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 라만렌즈구동부는, 상기 증착부의 형성 정도를 관찰하는 카메라를 구비할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the Raman lens driving unit may include a camera for observing the degree of formation of the evaporation unit.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 라만렌즈부로 집광된 상기 산란광을 분석하고 상기 증착부의 상태를 분석하는 분석부를 더 포함할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the apparatus may further include an analyzer for analyzing the scattered light condensed by the Raman lens and analyzing the state of the deposition unit.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, i) 상기 스테이지부에 상기 기판을 고정시키는 단계; ii) 상기 증착챔버 내 압력을 조정하면서, 상기 샤워헤드부로부터 상기 증착챔버의 내부로 상기 가스가 주입되는 단계; iii) 상기 스테이지부 및 상기 에너지광원부의 위치를 조정한 후, 상기 에너지광원부가 상기 기판으로 상기 에너지광을 조사하여 상기 기판에 증착이 수행되는 단계; iv) 상기 증착챔버의 내부에서 상기 가스를 배출하는 단계; v) 상기 스테이지부, 상기 분석광원부, 및 상기 라만렌즈부의 위치를 조정한 후, 상기 분석광원부가 상기 기판 상 상기 증착부로 상기 분석광을 조사하고, 상기 증착부에 반사된 상기 분석광이 상기 라만렌즈부로 집광되는 단계; vi) 분석부에서 상기 증착부에 대한 라만분석을 수행하는 단계; 및 vii) 상기 증착챔버의 내부에서 상기 기판을 꺼내는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, including: i) fixing the substrate to the stage unit; ii) injecting the gas from the showerhead into the deposition chamber while adjusting the pressure in the deposition chamber; iii) after the positions of the stage and the energy light source are adjusted, the energy light source irradiates the substrate with the energy light to perform deposition on the substrate; iv) discharging the gas inside the deposition chamber; v) after the position of the stage unit, the analysis light source unit, and the Raman lens unit is adjusted, the analysis light source irradiates the analysis light to the evaporation unit on the substrate, and the analysis light reflected by the evaporation unit is reflected by the Raman Converging the light onto a lens portion; vi) performing a Raman analysis on the deposition unit in the analysis unit; And vii) withdrawing the substrate within the deposition chamber.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 증착 공정과 라만분석 공정이 하나의 공간에서 수행되어, 증착 공정과 라만분석 공정의 수행 시, 증착부가 산화되거나 변성되는 것을 방지하는 것이다.The advantage of the present invention with the above structure is that the deposition process and the Raman analysis process are performed in a single space to prevent the deposition section from being oxidized or denatured during the deposition process and the Raman analysis process.
그리고, 본 발명의 효과는, 증착챔버의 내부에서 라만 분석기를 이용하여 증착부에 대한 라만분석을 수행하므로, 증착 공정 중간에도 증착부에 대한 직접적인 분석을 수행할 수 있다는 것이다. The advantage of the present invention is that the Raman analysis of the deposition unit is performed using a Raman analyzer in the deposition chamber, so that direct analysis of the deposition unit can be performed even during the deposition process.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 증착챔버 일체형 라만 분석기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 증착챔버 일체형 라만 분석기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 라만렌즈구동부를 하 방향에서 바라본 평면도이다. 1 is a perspective view of a deposition chamber integrated Raman analyzer according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a deposition chamber integrated Raman analyzer according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of the Raman lens driving unit according to an embodiment of the present invention as viewed from below.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" (connected, connected, coupled) with another part, it is not only the case where it is "directly connected" "Is included. Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 증착챔버 일체형 라만 분석기의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 증착챔버 일체형 라만 분석기의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 라만렌즈구동부(100)를 하 방향에서 바라본 평면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a deposition chamber integrated Raman analyzer according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a deposition chamber integrated Raman analyzer according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a plan view of the Raman
도 2는, 도 1의 A-A'선에 대한 본 발명의 증착챔버 일체형 라만 분석기의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of the deposition chamber integrated Raman analyzer according to the present invention taken along line A-A 'in FIG.
도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 증착챔버 일체형 라만 분석기는, 증착챔버(600); 증착챔버(600)의 하부벽과 결합하고, 증착 대상인 기판(430)을 지지하는 스테이지부(410); 증착챔버(600)의 상부벽과 결합하고, 증착챔버(600) 내부에 가스를 주입하는 샤워헤드부(500); 증착챔버(600)의 타 측벽에 결합하고, 기판(430) 상 증착물질이 증착되어 형성된 증착부(431)를 향해 분석광을 조사하는 분석광원부(310); 분석광이 증착부(431)에 반사되어 산란된 산란광을 집광하고, 상하 방향으로 직선 이동을 수행하는 라만렌즈부(110); 및 증착챔버(600)의 상부벽에 결합되고, 라만렌즈부(110)와 결합하여 라만렌즈부(110)를 상하 방향으로 직선 이동시키는 라만렌즈구동부(100);를 포함하고, 하나의 공간인 증착챔버(600)의 내부에서 증착 공정과 라만분석 공정을 수행할 수 있다. As shown in FIGS. 1 to 3, the deposition chamber integrated Raman analyzer of the present invention includes a
상기와 같이, 증착 공정과 라만분석 공정이 하나의 공간에서 수행되어, 증착 공정으로부터 라만분석 공정으로 증착부(431)의 이동 시 증착부(431)가 산화되거나 변성되는 것을 방지할 수 있다. As described above, the deposition process and the Raman analysis process are performed in a single space, thereby preventing the
또한, 하나의 공간인 증착챔버(600)의 내부에서 라만 분석기를 이용하여 증착부(431)에 대한 라만분석을 수행하므로, 증착 공정 중간에도 증착부(431)에 대한 직접적인 분석을 수행할 수 있다.In addition, since the Raman analysis of the
도 1에서 보는 바와 같이, 증착챔버(600)는 원통형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 내부공간이 형성된 다각형의 통 형상으로 형성될 수 있다. As shown in FIG. 1, the
증착챔버(600)의 측벽에는 도어가 형성되어, 도어를 열거나 닫음으로써 증착챔버(600)의 내부를 개방 또는 폐쇄시킬 수 있고, 도어의 열고 닫음으로 기판(430)을 증착챔버(600)의 내부에 대해 반입 또는 반출시킬 수 있다. A door is formed on the side wall of the
스테이지부(410)는 스테이지(411)와 스테이지바(412)로 형성되고, 스테이지(411)의 상면에 기판(430)이 위치하여 지지되며, 스테이지(411)는 고정지그를 구비하여, 고정지그가 기판(430)에 결합하여 기판(430)이 고정 지지될 수 있다.The
다만, 기판(430)의 고정 방식이 고정지그에 의한 고정 방식으로 한정되는 것은 아니며, 스테이지(411)에 자석이 구비되고, 기판(430)의 하부가 자석에 붙는 금속으로 형성되어, 자석에 의해 기판(430)이 스테이지(411)의 상면에 고정될 수 있다. However, the fixing method of the
스테이지부(410)는, 상하 및 좌우 방향으로 직선 이동을 수행할 수 있다. 그리고, 본 발명의 증착챔버 일체형 라만 분석기는, 증착챔버(600)의 하부에 위치하여 스테이지부(410)와 결합하고, 스테이지부(410)를 상하 및 좌우 방향으로 직선 이동시키는 스테이지구동부(420)를 더 포함할 수 있다.The
스테이지구동부(420)는 스테이지바(412)와 결합하고, 스테이지바(412)를 상하 및 좌우 방향으로 직선 이동시킴으로써, 스테이지(411)를 상하 및 좌우 방향으로 직선 이동시킬 수 있다. The
그리고, 스테이지구동부(420)는 스테이지바(412)를 회전시킴으로써, 스테이지(411)를 회전시켜 기판(430)을 회전시키면서 증착 공정 또는 라만분석 공정을 수행할 수 있다. The
라만분석 공정 시, 스테이지(411)와 라만렌즈부(110)가 서로 근접하도록 이동한 후 라만 분석이 수행되며, 라만렌즈부(110)의 이동거리가 증가할수록 진동에 취약해져 포커싱이 어려워지는 단점이 있기 때문에, 라만렌즈부(110)의 직선 이동과 스테이지(411)의 직선 이동이 같이 수행될 수 있다. In the Raman analysis process, Raman analysis is performed after the
샤워헤드부(500)는 링의 형상으로 형성될 수 있다. The
링의 형상인 샤워헤드부(500)의 하부에는 복수 개의 홀이 형성되고, 가스를 공급하는 공급부로부터 공급되는 가스를 복수 개의 홀을 통해 증착챔버(600)의 내부로 주입할 수 있다. 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 샤워헤드부(500)는 라만렌즈구동부(100)의 주위를 둘러싸는 링의 형상으로 라만렌즈구동부(100)에 인접하여 형성될 수 있다.A plurality of holes are formed in the lower portion of the
샤워헤드부(500)는 가스배관(510)과 연결되며, 가스배관(510)을 통해 외부로부터 샤워헤드부(500)로 가스가 유입될 수 있다. 가스배관(510)은 증착챔버(600)의 상부벽을 관통하여 샤워헤드부(500)와 연결될 수 있다.The
증착챔버(600)의 상부벽의 하면에는 복수 개의 지지대(610)가 형성되고, 이와 같은 복수 개의 지지대(610)와 샤워헤드부(500)가 결합하여, 샤워헤드부(500)가 고정 지지될 수 있다. A plurality of
샤워헤드부(500)에서는 가스와 함께 증착물질이 분출될 수 있다. 이 때, 증착물질은 공급부에서 가스와 혼합된 후 샤워헤드부(500)를 거쳐 증착챔버(600)의 내부로 공급될 수 있다. In the
가스는 아르곤(Ar), 질소(N2), 헬륨(He) 등의 가스와 증착물질로 형성될 수 있다. The gas may be formed of a gas such as argon (Ar), nitrogen (N 2 ), helium (He), or the like and an evaporation material.
스테이지부(410)는, 기판(430)을 가열시키는 히터(413)를 더 구비할 수 있다. The
히터(413)가 기판(430)을 가열함으로써, 기판(430) 상 가스의 고온분해 또는 고온화학반응이 수행되어 증착물질의 증착이 수행될 수 있다. By heating the
본 발명의 증착챔버 일체형 라만 분석기는, 증착챔버(600)의 일 측벽에 결합하고, 기판(430)을 향해 에너지광을 조사하여 가스에 에너지를 공급하는 에너지광원부(210)를 더 포함할 수 있다. The deposition chamber integrated Raman analyzer of the present invention may further include an energy
에너지광원부(210)는, 증착챔버(600)의 내부에서 플라즈마를 발생시켜 가스의 기체 분자들을 플라즈마의 에너지로 분해시킴으로써, 히터(413)만 이용하는 경우의 히터(413) 온도보다, 낮은 온도의 히터(413) 온도를 이용하여, 증착을 수행할 수 있도록 할 수 있다.The energy
에너지광은 플라즈마 빔 또는 레이저 빔일 수 있다. The energy beam may be a plasma beam or a laser beam.
본 발명의 실시 예에서는 에너지광이 플라즈마 빔 또는 레이저 빔으로써, 에너지광원부(210)가 플라즈마 건 또는 레이저 건으로 형성되는 것으로 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In the embodiment of the present invention, it is described that energy light is a plasma beam or a laser beam, and the energy
화학기상증착법(CVD)을 이용한 증착에 대한 사항은 공지기술로써, 상세한 기재는 생략할 수 있다. Deposition using chemical vapor deposition (CVD) is well known in the art and detailed description may be omitted.
본 발명의 증착챔버 일체형 라만 분석기는, 증착챔버(600)의 내부에서 가스를 배출시키는 펌프부(700)를 더 포함할 수 있다. The deposition chamber integrated Raman analyzer of the present invention may further include a
그리고, 펌프부(700)는 증착챔버(600)의 내부에 주입된 가스의 일부를 회수하여 샤워헤드부(500)로 공급할 수 있다. The
도 2에서 보는 바와 같이, 펌프부(700)가 증착챔버(600)의 하부에 결합할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 배출구(620)와 배출배관으로 연결되어, 증착챔버(600)의 외부에 설치될 수도 있다. 2, the
증착챔버(600)의 내부에서 증착물질이 기판(430) 상에 증착이 된다고 하더라도, 기판(430) 상에 증착되지 않은 증착물질이 가스에 포함되어 존재하며, 펌프부(700)는 회수된 가스를 공급부로 유동시키고, 공급부에서는 회수되고 증착물질을 포함하는 가스에 증착물질을 추가 혼합하며, 공급부는 이와 같이 재사용되는 가스를 샤워헤드부(500)로 공급할 수 있다. Although the deposition material is deposited on the
도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 라만렌즈구동부(100)는, 라만렌즈구동부(100) 내 형성된 라만렌즈부의 이동공간(120)을 개방 또는 폐쇄시키는 커버부(130)를 구비할 수 있다. 여기서, 커버부(130)는 하나 이상의 커버(131)를 구비할 수 있다. 2 and 3, the Raman
도 2 및 도 3에서는 커버부(130)가 2개의 커버(131)로 형성되는 것을 나타낼 수 있다. 커버(131)는 라만렌즈부의 이동공간(120)이 개방 또는 폐쇄되도록 열고 닫는 기능을 수행할 수 있다. In FIGS. 2 and 3, it can be shown that the
도 3의 (a)는 2개의 커버(131)가 열린 상태를 나타낸 것이고, 도 3의 (b)는 2개의 커버(131)가 닫힌 상태를 나타낼 수 있다. Fig. 3 (a) shows a state in which two
각 커버(131)는 닫히는 방향에 대해 복원력을 구비하고, 이와 같은 복원력은 각 커버(131)에 결합한 스프링에 의해 구현될 수 있다.Each of the
라만렌즈부의 이동공간(120)에서 라만렌즈부(110)가 하 방향으로 직선 이동을 하는 경우, 라만렌즈부(110)는 닫혀 있던 커버(131)를 밀게 되고, 이에 따라 커버(131)가 열리면서 라만렌즈부의 이동공간(120)이 개방되며, 라만렌즈부(110)가 증착챔버(600)의 내부로 노출될 수 있다.When the
라만렌즈부의 이동공간(120)에서 라만렌즈부(110)가 상 방향으로 직선 이동을 하는 경우, 커버(131)는 복원력에 의해 닫히게 되고, 이에 따라 라만렌즈부의 이동공간(120)이 폐쇄되며, 라만렌즈부(110)가 증착챔버(600)의 내부로부터 격리될 수 있다. When the
라만렌즈부의 이동공간(120)이 폐쇄되는 경우, 펌프부(700)는 라만렌즈부의 이동공간(120)이 진공이 되도록 라만렌즈부의 이동공간(120) 내 기체를 배출시킬 수 있으며, 이에 따라, 라만렌즈구동부(100)와 커버(131)의 접촉력이 상승하여, 라만렌즈부의 이동공간(120)에 가스가 침투하지 못하도록 라만렌즈부의 이동공간(120)을 용이하게 폐쇄시킬 수 있다. When the moving
에너지광원부(210)는, 에너지광원부(210)의 외측면이 원뿔의 옆면을 그리는 원추운동을 수행할 수 있다. The energy
이에 따라, 에너지광원부(210)는 에너지광의 조사 지점을 이동시킬 수 있고, 증착챔버(600)의 내부에서 에너지광의 조사 지점이 가변할 수 있으며, 가스의 기체 분자들을 효율적으로 분해할 수 있다. Accordingly, the energy
또한, 분석광원부(310)는, 분석광원부(310)의 외측면이 원뿔의 옆면을 그리는 원추운동을 수행할 수 있다. In addition, the
이에 따라, 분석광원부(310)는 분석광의 조사 지점을 이동시킬 수 있고, 증착부(431)에 대한 분석광의 조사 지점이 가변할 수 있다. 스테이지부(410)의 상하 및 좌우 방향 직선 이동, 그리고, 분석광원부(310)의 원추운동에 의해, 다양한 위치에 대해 분석광의 조사를 수행할 수 있다.Accordingly, the
또한, 스테이지부(410)의 상하 및 좌우 방향 직선 이동, 분석광원부(310)의 원추운동, 그리고, 라만렌즈부(110)의 상하 방향 직선 이동에 의해, 산란광이 라만렌즈부(110)에 용이하게 집광되도록, 산란광의 산란 방향을 제어할 수 있다. Scattered light can be easily guided to the
분석광은, 근적외선 내지 가시광선 영역의 레이저 광일 수 있다. The analysis light may be laser light in the near-infrared light or visible light region.
에너지광원부(210)는, 증착챔버(600)의 일 측벽의 외측면에 결합하는 제1광원구동부(220)와 결합하여, 제1광원구동부(220)의 구동에 의해 원추운동을 수행할 수 있다. 그리고, 분석광원부(310)는, 증착챔버(600)의 타 측벽의 외측면에 결합하는 제2광원구동부(320)와 결합하여, 제2광원구동부(320)의 구동에 의해 원추운동을 수행할 수 있다. The energy
라만렌즈구동부(100)는, 증착부(431)의 형성 정도를 관찰하는 카메라(140)를 구비할 수 있다. The Raman
여기서, 카메라(140)는 외부서버와 연결되어, 실시간으로 촬영된 이미지를 외부서버로 전달하여, 기판(430) 상 증착부(431)의 형성에 대해 촬영된 촬영이미지가 외부서버에 저장될 수 있다. Here, the
본 발명의 증착챔버 일체형 라만 분석기는, 라만렌즈부(110)로 집광된 산란광을 분석하고 증착부(431)의 상태를 분석하는 분석부를 더 포함할 수 있다. The deposition chamber integrated Raman analyzer of the present invention may further include an analyzer for analyzing the scattered light condensed by the
분석부는, 라만렌즈구동부(100)에 구비되도록 설치되거나, 증착챔버(600)의 외부에 설치될 수 있다. 그리고, 분석부에서 생성된 라만 분석 데이터는 외부서버로 전달되어 저장될 수 있다. The analysis unit may be provided in the Raman
본 발명의 증착챔버 일체형 라만 분석기를 포함하는 박막 코팅 장치를 제조할 수 있다. A thin film coating apparatus including the deposition chamber integrated Raman analyzer of the present invention can be manufactured.
구체적으로, 금속, Low-K, High-K, carbon, CNT, graphene, OLED 박막 성장 장치를 제조할 수 있다.Specifically, metal, low-K, high-K, carbon, CNT, graphene, and OLED thin film growth devices can be manufactured.
이에 따라, 금속박막을 형성한 후, 박막의 상태를 보존하면서 바로 박막 코팅에 대한 라만 분석을 수행할 수 있다. Accordingly, after the metal thin film is formed, Raman analysis on the thin film coating can be performed immediately while preserving the state of the thin film.
본 발명의 증착챔버 일체형 라만 분석기를 포함하는 반도체 기판 제조 장치를 제조할 수 있다.A semiconductor substrate manufacturing apparatus including the deposition chamber integrated Raman analyzer of the present invention can be manufactured.
이에 따라, 반도체 기판 상 증착을 수행한 후, 증착부(431)의 상태를 보존하면서 바로 반도체 기판에 대한 라만 분석을 수행할 수 있다. Accordingly, after performing the deposition on the semiconductor substrate, Raman analysis on the semiconductor substrate can be performed immediately while preserving the state of the
이하, 본 발명의 증착챔버 일체형 라만 분석기를 이용한 증착 및 라만분석 방법에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a deposition and Raman analysis method using the deposition chamber integrated Raman analyzer of the present invention will be described.
첫째 단계에서, 스테이지부(410)에 기판(430)을 고정시킬 수 있다. In the first step, the
둘째 단계에서, 증착챔버(600) 내 압력이 조정되면서, 샤워헤드부(500)로부터 증착챔버(600)의 내부로 가스가 주입될 수 있다. In the second stage, the gas can be injected into the
여기서, 증착챔버(600)의 내부에는 압력센서가 구비되고, 압력센서에서 감지한 증착챔버(600)의 내부의 압력정보가 외부서버로 전달되고, 외부서버로 전달된 압력정보는 디스플레이 장치에 표시되어 확인될 수 있다. The pressure information inside the
셋째 단계에서, 스테이지부(410) 또는 에너지광원부(210)의 위치를 조정한 후, 에너지광원부(210)가 증착챔버(600)의 내부로 에너지광을 조사하고, 기판(430)이 히터(413)에 의해 가열되어, 기판(430)에 증착이 수행될 수 있다. The energy
넷째 단계에서, 증착챔버(600)의 내부에서 가스를 배출할 수 있다. In the fourth step, the gas can be discharged inside the
다섯째 단계에서, 스테이지부(410), 분석광원부(310), 및 라만렌즈부(110)의 위치를 조정한 후, 분석광원부(310)가 기판(430) 상 증착부(431)로 분석광을 조사하고, 증착부(431)에 반사된 분석광이 라만렌즈부(110)로 집광될 수 있다. In the fifth step, after the positions of the
여섯째 단계에서, 분석부에서 증착부(431)에 대한 라만분석을 수행할 수 있다. In the sixth step, a Raman analysis on the
일곱째 단계에서, 증착챔버(600)의 내부에서 기판(430)을 꺼낼 수 있다. In the seventh step, the
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
100 : 라만렌즈구동부
110 : 라만렌즈부
120 : 라만렌즈부의 이동공간
130 : 커버부
131 : 커버
140 : 카메라
210 : 에너지광원부
220 : 제1광원구동부
310 : 분석광원부
320 : 제2광원구동부
410 : 스테이지부
411 : 스테이지
412 : 스테이지바
413 : 히터
420 : 스테이지구동부
430 : 기판
431 : 증착부
500 : 샤워헤드부
510 : 가스배관
600 : 증착챔버
610 : 지지대
620 : 배출구
700 : 펌프부 100: Raman lens driving part
110: Raman lens part
120: Moving space of the Raman lens part
130:
131: Cover
140: camera
210: energy light source part
220: first light source driver
310: Analysis light source
320: second light source driver
410:
411: stage
412: Stage bar
413: Heater
420: stage driving part
430: substrate
431:
500: shower head
510: Gas piping
600: deposition chamber
610: Support
620: Outlet
700: pump section
Claims (16)
상기 증착챔버의 하부벽과 결합하고, 증착 대상인 기판을 지지하며, 상하 및 좌우 방향의 직선 이동 또는 회전을 수행하는 스테이지부;
상기 증착챔버의 하부에 위치하여 상기 스테이지부와 결합하고, 상기 스테이지부를 상하 및 좌우 방향으로 직선 이동 또는 회전시키는 스테이지구동부;
상기 증착챔버의 상부벽과 결합하고, 상기 증착챔버 내부에 가스를 주입하는 샤워헤드부;
상기 증착챔버의 타 측벽에 결합하고, 상기 기판 상 증착물질이 증착되어 형성된 증착부를 향해 분석광을 조사하는 분석광원부;
상기 분석광이 상기 증착부에 반사되어 산란된 산란광을 집광하고, 상하 방향으로 직선 이동을 수행하는 라만렌즈부; 및
상기 증착챔버의 상부벽에 결합되고, 상기 라만렌즈부와 결합하여 상기 라만렌즈부를 상하 방향으로 직선 이동시키는 라만렌즈구동부;를 포함하고,
하나의 공간인 상기 증착챔버의 내부에서 증착 공정과 라만분석 공정을 수행하며,
라만분석 공정 시, 상기 스테이지부에 구비된 스테이지와 상기 라만렌즈부가 서로 근접하도록 상기 스테이지부와 상기 라만렌즈부가 동시에 이동하여, 상기 라만렌즈부의 이동거리 증가에 따른 진동 증가를 방지하고,
상기 라만렌즈구동부는, 상기 라만렌즈구동부 내 형성된 상기 라만렌즈부의 이동공간을 개방 또는 폐쇄시키는 커버부를 구비하며,
상기 라만렌즈부가 하 방향으로 직선 이동하는 경우, 상기 라만렌즈부가 상기 커버부의 커버를 밀어 상기 라만렌즈부가 상기 증착챔버의 내부로 노출되고, 상기 라만렌즈부가 상 방향으로 직선 이동하는 경우, 상기 커버가 복원력에 의해 닫혀, 상기 라만렌즈부가 상기 증착챔버의 내부로부터 격리되는 것을 특징으로 하는 증착챔버 일체형 라만 분석기.
A deposition chamber;
A stage unit coupled to the lower wall of the deposition chamber, for supporting the substrate to be deposited, and performing linear movement or rotation in the up and down and left and right directions;
A stage driving unit positioned at a lower portion of the deposition chamber to be coupled to the stage unit and linearly moving or rotating the stage unit in the vertical and horizontal directions;
A shower head coupled to an upper wall of the deposition chamber and injecting gas into the deposition chamber;
An analyzing light source coupled to the other side wall of the deposition chamber and configured to irradiate analytical light toward the deposition unit formed by depositing the deposition material on the substrate;
A Raman lens unit for collecting the scattered scattered light reflected by the deposition unit and performing linear movement in the vertical direction; And
And a Raman lens driver coupled to an upper wall of the deposition chamber and coupled with the Raman lens to linearly move the Raman lens in a vertical direction,
A deposition process and a Raman analysis process are performed in the deposition chamber, which is one space,
In the Raman analysis process, the stage unit and the Raman lens unit simultaneously move so that the stage provided in the stage unit and the Raman lens unit come close to each other, thereby preventing an increase in vibration due to an increase in the moving distance of the Raman lens unit,
Wherein the Raman lens driving unit includes a cover unit that opens or closes a moving space of the Raman lens unit formed in the Raman lens driving unit,
When the Raman lens portion linearly moves downward, the Raman lens portion pushes the cover of the cover portion so that the Raman lens portion is exposed to the inside of the deposition chamber, and when the Raman lens portion linearly moves upward, And is closed by a restoring force so that the Raman lens part is isolated from the inside of the deposition chamber.
상기 스테이지부는, 상기 기판을 가열시키는 히터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 증착챔버 일체형 라만 분석기.
The method according to claim 1,
Wherein the stage unit further comprises a heater for heating the substrate.
상기 증착챔버의 일 측벽에 결합하고, 상기 증착챔버의 내부로 에너지광을 조사하여 상기 가스에 에너지를 공급하는 에너지광원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증착챔버 일체형 라만 분석기.
The method according to claim 1,
Further comprising an energy light source unit coupled to one side wall of the deposition chamber and irradiating energy light into the deposition chamber to supply energy to the gas.
상기 에너지광원부는, 상기 에너지광원부의 외측면이 원뿔의 옆면을 그리는 원추운동을 수행하는 것을 특징으로 하는 증착챔버 일체형 라만 분석기.
The method of claim 4,
Wherein the energy light source unit performs a cone motion in which an outer surface of the energy light source unit draws a side surface of a cone.
상기 에너지광은 플라즈마 빔 또는 레이저 빔인 것을 특징으로 하는 증착챔버 일체형 라만 분석기.
The method of claim 4,
Wherein the energy beam is a plasma beam or a laser beam.
상기 샤워헤드부는 상기 라만렌즈구동부의 주위를 둘러싸는 링의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 증착챔버 일체형 라만 분석기.
The method according to claim 1,
Wherein the shower head part is formed in a ring shape surrounding the periphery of the Raman lens driving part.
상기 증착챔버의 내부에서 상기 가스를 배출시키는 펌프부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증착챔버 일체형 라만 분석기.
The method according to claim 1,
Further comprising a pump section for discharging the gas inside the deposition chamber.
상기 펌프부는 상기 증착챔버의 내부에 주입된 상기 가스의 일부를 회수하여 상기 샤워헤드부로 공급하는 것을 특징으로 하는 증착챔버 일체형 라만 분석기.
The method of claim 8,
Wherein the pump unit recovers a part of the gas injected into the deposition chamber and supplies the collected gas to the shower head unit.
상기 분석광원부는, 상기 분석광원부의 외측면이 원뿔의 옆면을 그리는 원추운동을 수행하는 것을 특징으로 하는 증착챔버 일체형 라만 분석기.
The method according to claim 1,
Wherein the analysis light source unit performs a cone motion in which the outer surface of the analysis light source unit draws a side surface of the cone.
상기 라만렌즈구동부는, 상기 증착부의 형성 정도를 관찰하는 카메라를 구비하는 것을 특징으로 하는 증착챔버 일체형 라만 분석기.
The method according to claim 1,
Wherein the Raman lens driving unit includes a camera for observing a degree of formation of the deposition unit.
상기 라만렌즈부로 집광된 상기 산란광을 분석하고 상기 증착부의 상태를 분석하는 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증착챔버 일체형 라만 분석기.
The method according to claim 1,
Further comprising an analyzer for analyzing the scattered light focused by the Raman lens and analyzing the state of the deposition unit.
A thin film coating apparatus comprising a deposition chamber integrated Raman analyzer manufactured by any one of claims 1, 3 to 9, and 11 to 13.
An apparatus for manufacturing a semiconductor substrate, comprising: a deposition chamber integrated Raman analyzer manufactured by any one of claims 1, 3 to 9, and 11 to 13.
i) 상기 스테이지부에 상기 기판을 고정시키는 단계;
ii) 상기 증착챔버 내 압력이 조정되면서, 상기 샤워헤드부로부터 상기 증착챔버의 내부로 상기 가스가 주입되는 단계;
iii) 상기 스테이지부 또는 에너지광원부의 위치를 조정한 후, 상기 에너지광원부가 상기 증착챔버의 내부로 에너지광을 조사하고, 상기 기판이 히터에 의해 가열되어, 상기 기판에 증착이 수행되는 단계;
iv) 상기 증착챔버의 내부에서 상기 가스를 배출하는 단계;
v) 상기 스테이지부, 상기 분석광원부, 및 상기 라만렌즈부의 위치를 조정한 후, 상기 분석광원부가 상기 기판 상 상기 증착부로 상기 분석광을 조사하고, 상기 증착부에 반사된 상기 분석광이 상기 라만렌즈부로 집광되는 단계;
vi) 분석부에서 상기 증착부에 대한 라만분석을 수행하는 단계; 및
vii) 상기 증착챔버의 내부에서 상기 기판을 꺼내는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착챔버 일체형 라만 분석기를 이용한 증착 및 라만분석 방법. In the deposition and Raman analysis method using the deposition chamber integrated Raman analyzer of claim 1,
i) fixing the substrate to the stage portion;
ii) injecting the gas from the showerhead into the deposition chamber while the pressure in the deposition chamber is adjusted;
iii) after the position of the stage portion or the energy light source portion is adjusted, the energy light source portion irradiates energy light into the deposition chamber, and the substrate is heated by a heater to perform deposition on the substrate;
iv) discharging the gas inside the deposition chamber;
v) after the position of the stage unit, the analysis light source unit, and the Raman lens unit is adjusted, the analysis light source irradiates the analysis light to the evaporation unit on the substrate, and the analysis light reflected by the evaporation unit is reflected by the Raman Converging the light onto a lens portion;
vi) performing a Raman analysis on the deposition unit in the analysis unit; And
and vii) withdrawing the substrate from the inside of the deposition chamber. < Desc / Clms Page number 19 >
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