KR102200152B1

KR102200152B1 - 플라즈마 공정 모니터링 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102200152B1
Application number: KR1020190113414A
Authority: KR
Inventors: 이강; 이상열
Original assignee: (주)화백엔지니어링
Priority date: 2019-09-16
Filing date: 2019-09-16
Publication date: 2021-01-08

Abstract

본 발명은 플라즈마 공정의 반응챔버에 설치되어 플라즈마로부터 방출되는 광을 감지하는 광학센서부와 상기 광학센서부의 측정 결과를 분석하여 상기 플라즈마 반응챔버의 동작을 제어하는 주제어부를 포함하는 플라즈마 공정 모니터링 장치에서, 상기 광학센서부는 플라즈마로부터 방출되는 광을 감지하는 컬러센서와 자가단계인식부에서 수신한 각 단계별 증폭 시정수를 이용하여 컬러센서로부터의 신호를 증폭하고 각 공정 단계에 맞게 증폭 이득을 조절하는 자동이득조정증폭기로 구성되는 광학센서모듈을 포함하고, 상기 주제어부는 현재의 영역이 전체 플라즈마 공정 레시피의 어느 단계에 해당하는지 판단하여, 해당 단계에 맞는 증폭 시정수를 산출해서 상기 자동이득조정증폭기에 제공하는 자가단계인식부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 모니터링 장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 플라즈마 공정에서 각 공정 단계 사이의 플라즈마 플럭스 차가 큰 공정 레시피에도 불구하고 미세 공정 변화를 실시간으로 감지하여 세밀하고 정교한 공정제어를 달성할 수 있다.

Description

플라즈마 공정 모니터링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING PLASMA PROCESS}

본 발명은 플라즈마 공정 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다단계로 구성되는 플라즈마 공정에서 각 공정 단계 사이의 플라즈마 플럭스 차가 큰 공정 레시피에도 불구하고 미세 공정 변화를 실시간으로 감지하여 세밀한 공정제어가 가능하도록 하는 플라즈마 공정 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 집적회로의 제조공정은 세정공정, 이온 주입 공정, 사진 공정, 증착 공정, 식각공정, 화학적 기계적 연마 등의 다양한 단위공정들로 구성된다.

반도체 집적회로의 제조공정 중 플라즈마 공정은 미세 반도체 집적회로를 제조하기 위한 필수적인 공정이며, 현재는 반도체 및 디스플레이 패널 생산에서의 식각 및 증착 공정을 포함하여 각종 표면처리공정 등에 광범위하게 사용되고 있다. 플라즈마를 이용한 식각 공정에서, 상기 공정 입력 파라미터의 불측의 변화는 미세 패턴의 선폭 및 측벽의 경사도에 영향을 주어 집적회로의 정확하고 미세한 구현을 방해할 수 있다. 따라서 플라즈마 공정 진행 시 발생하는 이상 유무를 실시간으로 관측할 수 있고, 정밀하게 확인가능한 플라즈마 공정 모니터링 기술이 요구되고 있다.

현재까지, 플라즈마 공정 모니터링을 위한 기술로는, 정전 프로브(Electrostatic probes)를 이용하는 랭뮤어 프로브법(Langmuir Probe), 씨어스법(SEERS, Self-Excited Electron Spectroscopy), 광을 이용해서 플라즈마 공정을 모니터링 하는 발광 분석법(Optical Emission Spectroscopy, OES) 등이 사용되고 있다. 그러나 랭뮤어 프로브법은 센서가 반응챔버 내부에 삽입되어 금속 팁이 플라즈마에 노출되는 단점이 있고, 발광분석법(OES)은 측정결과가 직관적으로 해석하거나 판단하기 어려운 형식으로 도출되고, 방대한 데이터의 양으로 인해서 샘플링 속도가 느린 한계가 있고, 씨어스(SEERS) 기술은 센서의 민감도가 떨어지는 한계를 갖기 때문에, 플라즈마 공정의 상태를 정밀하고 신속하게 파악하기 어려운 문제점을 갖는다.

한편, 플라즈마 공정의 상태를 검출하는 광센서의 감도를 결정함에 있어서 기존에는 공정 단계와 상관없이 전체 공정에 대하여, 하나의 증폭 이득으로 고정하여 사용하고 있다. 이러한 방식에서 각 단계별로 플라즈마 편차가 있더라도 중요 영역에 초점을 맞추거나, 플라즈마 세기가 가장 센 단계를 기준하여 감도 조정을 하여 사용하고 있다. 예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 플라즈마 공정이 단계 1부터 단계 4 (S1, S2, S3, S4)까지 진행된다고 가정할 경우에, 제3 단계(S3) 구간에 증폭기 이득을 기준으로 모든 단계의 이득을 동일하게 설정하면, 제2 단계(S2) 및 제4 단계(S4)와 같이 낮은 신호에 대해서는 제대로 표현을 못 하게 되고, 반대로 제4 단계(S4)를 기준으로 설정하게 되면, 제3 단계(S3 영역)는 포화되는 문제점이 발생할 수밖에 없다.

이러한 현상으로 인하여, 플라즈마 세기가 가장 강한 단계 위주로 모니터링 하는 기존의 방법에 의하면, 원격 플라즈마 발생장치 (Remote Plasma Source, RPS)의 세정, 웨이퍼 배출 전/후의 상태 비교, 상대적으로 플라즈마 세기가 약한 세정 공정과 같은 공정의 미세한 변화를 관측하는 것이 거의 불가능해져서, 플라즈마 공정의 전체 단계들을 정밀하게 모니터링 및 분석할 수 없는 심각한 문제가 있다.

KR

1020120141027

A

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 플라즈마 공정 레시피내 모든 단계에 대하여, 미세 변화를 검출하여, 실시간으로 반응챔버 내의 플라즈마의 상태 이상을 정밀하게 감지할 수 있는 플라즈마 공정 모니터링 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 광학센서모듈을 독립적으로 구성하거나, 또는 광학센서모듈을 마스터보드에 일체로 구성하여 장치 구조의 유연성을 확보할 수 있는 플라즈마 공정 모니터링 장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은,

플라즈마 공정의 반응챔버에 설치되어 플라즈마로부터 방출되는 광을 감지하는 광학센서부와 상기 광학센서부의 측정 결과를 분석하여 상기 플라즈마 반응챔버의 동작을 제어하는 주제어부를 포함하는 플라즈마 공정 모니터링 장치에 있어서,

상기 광학센서부는 플라즈마로부터 방출되는 광을 감지하는 컬러센서와 자가단계인식부에서 수신한 각 단계별 증폭 시정수를 이용하여 컬러센서로부터의 신호를 증폭하고 각 공정 단계에 맞게 증폭 이득을 조절하는 자동이득조정증폭기로 구성되는 광학센서모듈을 포함하고,

상기 주제어부는 현재의 영역이 전체 플라즈마 공정 레시피의 어느 단계에 해당하는지 판단하여, 해당 단계에 맞는 증폭 시정수를 산출해서 상기 자동이득조정증폭기에 제공하는 자가단계인식부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 모니터링 장치에 관한 것이다.

본 발명에서 광학센서모듈과 상기 주제어부는 서로 독립적으로 설치되거나, 하나의 마스터보드에 내장되어 일체로 구성될 수 있고, 상기 광학센서모듈은 플라즈마 반응챔버의 뷰포트에 설치될 수 있다.

상기 광학센서모듈은 R채널 센서, G채널 센서, B채널 센서로 구성되는 RGB 센서가 복수 개 또는 단일 소자로 구성되는 광학센서모듈을 포함하고, 상기 광학센서모듈은 포토다이오드, 포토트랜지스터 또는 포토진공관 타입일 수 있다.

상기 주제어부는, 광학센서부로부터 발생된 광감지신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기; 디지털 신호로 변환된 광감지신호를 수치적으로 정량화된 RGB 광데이터로 변환하는 컬러분석부; 상기 컬러분석부로부터 전송된 RGB 광데이터와 정상 상태의 RGB 광데이터를 비교하는 비교부; 및 플라즈마 공정의 단계별 광데이터를 저장하기 위한 데이터저장부를 포함한다.

상기 주제어부는 상기 제어부의 제어 하에 반응챔버 내부의 공정 파라미터 관련 데이터를 표시하는 실시간 표시부를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 플라즈마 공정 모니터링 장치는, 상기 주제어부의 컬러분석부에서, 광학센서모듈로부터 측정된 광감지신호의 크기가 R채널 데이터, G채널 데이터, B채널 데이터로 각각 구분하여 수치화되고, 상기 비교부에서 상기 컬러분석부로부터 전송된 R채널, G채널, B채널 데이터와 공정허용범위의 R채널, G채널, B채널 데이터가 동일한 채널별로 각각 비교되며, 상기 데이터 비교 시, 각 채널 데이터 중 어느 하나라도 공정허용범위에서 벗어나는 경우, 반응챔버 내의 플라즈마가 비정상적인 상태에 이른 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 플라즈마 공정 모니터링 장치는, 상기 주제어부로부터 전송된 신호에 따라 경고음 또는 경고등을 발생시키는 경고부를 추가로 포함할 수 있다.

상기 컬러분석부에서, 광학센서모듈로부터 측정된 RGB 신호의 크기가 R채널 데이터, G채널 데이터, B채널 데이터로 각각 구분하여 수치화된 다음, 이들 각 데이터의 조합을 통해 색상 데이터, 채도 데이터, 밝기 데이터로 변환이 되고, 상기 비교부에서 상기 컬러분석부로부터 전송된 색상, 채도, 밝기 데이터와 공정허용범위의 색상, 채도, 밝기 데이터가 동일한 종류별로 각각 비교되며, 상기 데이터 비교 시, 각 데이터 중 어느 하나라도 공정허용범위에서 벗어나는 경우, 반응챔버 내의 플라즈마가 비정상적인 상태에 이른 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 양상은 상술한 플라즈마 공정 모니터링 장치에서 플라즈마 공정의 입력 파라미터에 따른 광데이터의 변화량을 측정한 후, 기설정된 기준값과 비교하여 공정허용범위 이내인지를 판단함으로써 플라즈마 공정을 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 방법이

현재의 영역이 전체 플라즈마 공정 레시피의 어느 단계에 해당하는지 판단하여, 해당 단계에 맞게 광학센서모듈에서의 증폭 시정수를 조정하도록 해당 단계에 맞는 증폭 시정수를 산출해서 상기 자동이득조정증폭기에 제공하는 단계; 및

광학센서모듈로부터의 신호를 증폭할 때, 각 공정 단계에 맞게 증폭 시정수를 개별적으로 부여하여 컬러센서로부터의 신호를 증폭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 모니터링 방법에 관한 것이다.

본 발명의 플라즈마 공정 모니터링 방법은, 측정된 광 감지 데이터를 R채널 데이터, G채널 데이터, 및 B채널 데이터로 각각 구분하여 수치화된 다음, 실시간으로 측정된 R채널 데이터, G채널 데이터 및 B채널 데이터 중 어느 하나라도 공정허용범위에서 벗어나는 경우, 반응챔버 내의 플라즈마가 비정상적인 상태에 이른 것으로 판단하는 단계를 포함한다.

본 발명의 플라즈마 공정 모니터링 방법은, 측정된 색상, 채도, 및 밝기 데이터와 공정허용범위내의 색상, 채도, 및 밝기 데이터를 비교하여, 각각의 데이터 중 어느 하나라도 공정허용범위에서 벗어나는 경우, 반응챔버 내의 플라즈마가 비정상적인 상태에 이른 것으로 판단하는 단계를 포함한다.

본 발명의 플라즈마 공정 모니터링 방법은,

공정 입력 파라미터에 따른 RGB 광데이터의 변화량을 측정하는 단계로서, R채널 데이터, G채널 데이터 및 B채널 데이터의 변화량을 개별적으로 측정하는 단계;

RGB 광데이터로부터 기준값을 산정하고 저장하는 단계; 및

상기 기준값을 기준으로 공정허용범위를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 플라즈마 공정 모니터링 방법은, 플라즈마 공정 중 획득된 RGB 광데이터 값이 공정허용범위를 벗어나는 것으로 판단되는 경우에, 경고 신호를 발생하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 동일 레시피내의 여러 단계들이 존재하는 플라즈마 공정에 있어서, 단계별 플라즈마 플럭스의 차이가 큰 경우에도, 모든 단계에 대해서 챔버 내의 미세한 공정 변화를 즉각적으로 감지할 수 있으며, 실시간으로 반응챔버 내의 플라즈마의 상태 이상을 정확하게 감지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 플라즈마 상태 이상으로 인한 웨이퍼 식각 공정, 증착 공정, 세정 공정의 불량률을 대폭 줄일 수 있고, 더욱 세밀하고 정교하고 정확한 플라즈마 공정 제어가 구현될 수 있다.

도 1은 플라즈마 공정의 동일 레시피내의 여러 단계들의 플라즈마 플럭스의 차이를 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 공정 모니터링 장치가 적용된 플라즈마 공정 시스템을 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 공정 모니터링 장치의 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 플라즈마 공정 모니터링 장치의 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 플라즈마 공정 모니터링 장치의 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 플라즈마 공정 모니터링 장치의 블럭도이다.
도 7은 공정허용범위의 RGB 광데이터 공간을 3축 좌표상에 입체적으로 표현한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.

본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것을 의도하는 것이 아니라는 것이 이해되어야 한다.

본 발명의 플라즈마 공정 모니터링 장치는, 식각 또는 증착공정이 이루어지는 동안 반응챔버(100)의 측면벽에 마련된 뷰포트(140)를 통해서 플라즈마로부터 발생된 광을 수집할 수 있으며, 상기 수집된 광은 광학센서부(200)에 전달되어 플라즈마 공정 과정에 따른 플라즈마의 상태를 측정 및 모니터링하게 된다.

도 2를 참조하면, 플라즈마 처리장치는 반응공간을 형성하는 반응챔버(100), 스테이지(110) 상의 반도체 웨이퍼(W)에 공정가스가 주입되는 공정가스 주입부(130), RF 전원공급부(120) 등을 포함할 수 있다.

반응챔버(100)는 플라즈마 처리 공정에서 밀폐상태 또는 진공상태로 유지되는 반응공간으로서 소정 크기의 내부 공간(110)을 가지며, 내마모성 및 내부식성이 우수한 재질로 구성된다. 반응챔버(100)의 측벽에는 플라즈마의 상태를 외부에서 관찰하기 위한 뷰포트(140)가 형성될 수 있다. 바람직하게는, 플라즈마로부터 발생된 광을 응축시키고 광의 강도를 증폭하기 위한 렌즈(미도시)가 포함될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 플라즈마 공정 모니터링 장치의 광학 광학센서부와 주제어부의 블럭도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 플라즈마 공정 모니터링 장치의의 블럭도이며, 도 5는 도 3의 광학센서부와 주제어부가 하나의 마스터보드에 포함된, 본 발명의 또 따른 실시예에 의한 플라즈마 공정 모니터링 장치의 블럭도이며, 도 6은 도 4의 N-CH 광학센서부와 주제어부가 하나의 마스터보드에 포함된, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 플라즈마 공정 모니터링 장치의 블럭도이다.

본 발명의 플라즈마 공정 모니터링 장치는 플라즈마 공정의 반응챔버의 L트(140)에 부착되어, 플라즈마로부터 방출되는 광을 감지하는 광학센서부(200)와 광학센서부(200)에서 전송된 신호를 처리하여 플라즈마 반응챔버의 동작을 제어하는 주제어부(300)를 포함한다.

광학센서부(200)는 광학센서모듈(230)이 하나의 반응챔버(100)에 하나만 배치될 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 하나의 반응챔버(100)에 복수 개의 광학센서모듈 (230)이 배치되어 반응챔버(100)의 복수 영역에서의 광을 각각 검출하여 주제어부(300)로 전송하도록 구성될 수도 있다. 또한, 복수의 반응챔버 (100)에 각각 광학센서모듈(230)을 배치하고, 각각의 광학센서모듈(230)에서 검출된 광을 하나의 주제어부(300)로 전송하도록 구성할 수도 있다.

본 발명에 따른 플라즈마 공정 모니터링 장치에서 상기 광학센서모듈(230)은, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 반응챔버(100)의 측면에 독립적으로 설치되는 구조이거나 또는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 광학센서모듈(230)이 주제어부(300)인 마스터보드 내에 내장 설치되는 구조로 구성됨으로써, 장치 구조의 유연성을 확보할 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예의 플라즈마 공정 모니터링 장치에서 광학센서모듈(230)은 플라즈마로부터 방출되는 광을 감지하는 컬러센서(231)와 자가단계인식부에서 수신한 각 단계별 증폭 시정수를 이용하여, 컬러센서(231)로부터의 신호를 증폭하고 각 공정 단계에 맞게 증폭 이득을 조절하는 자동이득조정증폭기(233)를 포함하고, 상기 주제어부(300)는 현재의 영역이 전체 플라즈마 공정 레시피의 어느 단계에 해당하는지 판단하여, 해당 단계에 맞게 자동이득조정증폭기 (233)에서의 증폭 시정수를 산출하여 자동이득조정증폭기(233)에 제공하는 자가단계인식부(332)를 포함한다.

상기 주제어부(300)는 현재의 영역이 전체 플라즈마 공정 레시피의 어느 단계에 해당하는지에 대한 정보를 플라즈마 공정의 반응챔버로부터 EMS 정보를 받거나 FDC 서버에서 받거나, 공정정보 외부 입력부를 통해서 수신할 수 있다. 대안으로 공정에 대한 정보는 키입력부(362)를 통해서 사용자로부터 직접 입력받을 수도 있다.

상기 자동이득조정증폭기(231)는 프로그래밍가능 이득 증폭기(Programmable Gain Amplifier, PGA) 또는 전압 이득 조정 회로(Voltage Gain Adjustment Circuit, VGA)일 수 있다.

상기 컬러센서(231)는 R채널 센서, G채널 센서, B채널 센서가 복수 개 또는 단일 소자로 구성되고, 이러한 컬러센서(231)는 포토다이오드, 포토트랜지스터 또는 포토진공관 타입일 수 있다.

상기 광학센서모듈(230)은 광의 영역을 나누는 방법에 따라, 도 3에 도시한 바와 같은 3-CH 광학센서모듈(230)과 도 4에 도시한 바와 같은 N개의 채널을 일정 범위 크기로 파장을 설정한 N-CH 광학센서모듈(240)로 구분될 수 있다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 광학센서모듈(230)은 반응챔버 내의 플라즈마 가스로부터 발생되는 광을 RGB 컬러센서(231)에 의해 적색, 녹색, 청색으로 수용되며, 적색, 녹색, 청색의 미소 신호를 증폭하고, 주제어부(300)의 제어에 따라서 각 공정 단계에 맞게 증폭 이득을 조절하는 자동이득조정증폭기(233)를 포함한다. 상기 자동이득조정증폭기(233)는 주제어부(300)에서 공급된 증폭 시정수를 이용하여 광학센서모듈(230)에 의해서 감지된 광을 증폭한다. 여기서 사용된 증폭 시정수는 아날로그 형태의 전압, 전류/디지털 형태의 바이너리 형태가 될 수 있다.

본 발명에서 상기 자동이득조정증폭기(233)는 상기 광학센서모듈(230)에서 감지된 빛이 전기적인 신호로 변환되는 과정에서, 더욱 정확한 광 데이터로 변환하기 위해서 일정한 증폭 시정수 만큼 증폭시키는 역할을 수행하는데, 이때 개별 플라즈마 공정별로 맞춤 증폭 시정수를 개별적으로 부여하여 증폭한다.

한편, 상기 RGB 컬러센서(231)의 구조는, 각 RGB 채널별 센서가 동일한 수용 가능한 색상별로 그룹핑되어 크게 R, G, B 수용 지역의 세 부분으로 구분되는 형태, 격자형태, 또는 스트라이프 형태가 반복되는 구조로 마련될 수 있다. 여기서, 각 RGB 채널별 민감도에서 차이가 날 수 있으므로, 전체 RGB 컬러센서(231) 상에 배치되는 각 RGB 채널별 센서의 분포도가 달라질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예의 N-CH 광학센서모듈(240)은 반응챔버 내의 플라즈마 가스로부터 발생되는 광을 감지하는 N-CH 컬러센서(242)와 N개의 신호로 수용된 미소 신호를 증폭하는 N-CH 자동이득조정증폭기(244)를 포함한다. 상기 N-CH 광학센서모듈(240)에는 N-CH 광학필터(미도시)가 포함될 수 있다. 도 4를 참조하면, N-CH 광학센서모듈(240)은 N-CH 컬러센서(242)에서 얻어진 신호를, 주제어부(300)의 자가단계인식부(332)에서 공급된 증폭 시정수를 이용해서, N-CH 자동이득조정증폭기(244)를 통해 증폭한다.

또한, 상기 RGB 광학센서모듈(230) 및 N-CH 광학센서모듈 (240)에서 발생되는 RGB 컬러신호 및 N-CH 컬러신호는 아날로그 전기신호로서, 신호의 대역폭의 제한이 없이 생성되므로 매우 미세한 플라즈마 광의 변화에 따라 상이한 전기신호가 생성될 수 있다.

상기 주제어부(300)는, 광학센서모듈(230)로부터 전송된 신호를 처리하여 플라즈마 반응챔버(100)의 동작을 제어하거나 반응챔버(100)의 상태를 표시하는 신호를 실시간 표시부(360)로 출력한다. 실시간 표시부(360)를 통해서 사용자는 플라즈마 공정에 관한 정보를 입력하거나 현재의 상태를 시각적으로 확인할 수 있다.

상기 주제어부(300)는, 광학센서부로부터 발생된 광감지신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(331); 디지털 신호로 변환된 광감지신호를 수치적으로 정량화된 RGB 광데이터로 변환하는 컬러분석부(336); 상기 컬러분석부로부터 전송된 RGB 광데이터와 미리 저장된 정상 상태의 RGB 광데이터를 비교하는 비교부 (337); 및 플라즈마 공정의 단계별 광데이터를 저장하기 위한 데이터저장부(335)를 포함할 수 있다. 데이터저장부(335)에는 광학센서모듈(200)에 의해서 감지된 데이터 및 정상 상태의 광데이터가 저장된다.

주제어부(300)는 광학센서모듈(230)과 전기신호를 송수신하며, 수신된 정보를 저장하고 이를 분석하고 광학센서모듈(230)을 제어하는 구성요소로서, 범용 컴퓨터, 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP) 또는 기타 단말장치가 사용될 수 있다. 상기 주제어부(300)는 공정 챔버 내부의 공정 파라미터 관련 데이터가 화면상에 표시되어, 사용자가 즉각적으로 공정 챔버의 상태를 확인할 수 있도록 마련된 실시간 표시부(320)를 포함할 수 있다. 상기 실시간 표시부(360)는 LCD 디스플레이 장치, 터치패널, 터치스크린 등과 같은 디스플레이 장치일 수 있다. 상기 실시간 표시부(360)는 키패드 또는 통신포트를 포함할 수 있다. 이러한 통신포트를 통해서 본 발명의 플라즈마 공정 모니터링 장치가 설치되는 에칭챔버, 증착챔버, 세정챔버 등의 반응챔버와 TCPIP를 이용한 방식을 사용하여 통신할 수 있다.

주제어부(300)는 광학센서모듈(230)과 유무선 통신을 통해 전기신호를 송수신할 수 있고, 수신된 전기신호를 저장하고 연산하여 결과값을 광학센서모듈(230)로 전송하여 제어할 수 있다.

제어부(340)는 반응챔버의 공정 입력 파라미터 및 실제로 측정된 공정 변수(가스의 압력, 가스의 유량, 인가된 전력)와 컬러분석부(336)로부터 전송된 RGB 광데이터 및 N-CH 광데이터와 비교부(337)로부터 전송된 플라즈마의 정상유무를 판단하는 신호를 입력받고, 공정 입력 파라미터 및 실제 공정 변수의 수치와 RGB 및 N-CH 광데이터를 실시간 표시부(360)로 전달한다.

여기서, 제어부(340)는 플라즈마의 상태가 정상 상태인 경우, 플라즈마의 상태가 정상임을 표시하는 신호를 상태진단부(미도시)로 추가적으로 전송하게 된다. 그러나 플라즈마의 상태가 비정상인 경우, 제어부(340)는 경고발생 신호를 경고부 (380)로 전달하며, 플라즈마의 상태가 비정상임을 표시하는 신호를 상태진단부(미도시)로 전송한다. 본 발명의 플라즈마 공정 모니터링장치는 플라즈마 공정 장치와 연동되는 경우에, 해당 장치로부터 플라즈마 공정 레시피에 대한 정보를 입력받는 공정정보 외부입력부(390)를 포함할 수 있다. 이러한 공정정보 외부 입력부(390)는 입출력 보드(350)와 통할될 수도 있다.

바람직하게는, 플라즈마의 상태를 정상 상태로 변화시키는 제어신호를 발생시켜 반응챔버(100)로 전달하는 처리 방식이 포함될 수 있으며, 이를 통해 플라즈마 공정의 불량률을 감소시킬 수 있다. 여기서, 상기 제어신호에는 반응가스의 양 및 압력, 공정 처리 시간, 인가되는 전력의 강도, 반응챔버(100)의 온도제어기의 작동 유무를 변화시키는 신호가 포함될 수 있다.

A/D 변환기(331)는 컬러센서(232)에서 측정된 광량 측정값을 아날로그-디지털 변환하여 출력할 수 있다. 즉, 각 RGB 컬러 및 N-CH 컬러 채널별로 개별적인 A/D 변환기(331)가 마련될 수 있고, 혹은 전체 RGB 컬러신호 및 N-CH 컬러신호를 복수 개의 A/D 변환기(331)가 병렬적으로 연결되어 처리하는 방식으로 마련될 수 있다. A/D 변환기(331)는 실시간으로 아날로그 RGB 컬러신호 및 N-CH 컬러신호를 신속하게 변환하기 위해서 복수 개로 마련될 수 있다.

또한, 상기 A/D 변환기(331)를 통해 광학센서모듈(230)에서 발생된 RGB 컬러신호 및 N-CH 컬러신호가 디지털 신호로 변환될 때, 각 RGB 컬러 및 N-CH 컬러채널당 0~255 사이의 색상 표현 단계를 지니는 통상적인 8 비트 RGB 컬러신호 및 N-CH 컬러신호 체계뿐만 아니라, 더욱 확장된 10 비트 (0~1023), 12 비트 (0~4095), 또는 14 비트 (0~8195), 16 비트 (0~65535), 20 비트 (0~1048575), 또는 24 비트 (0~16777215) 체계로 마련될 수 있으며, 이를 통해 신호의 미세한 변화를 표현할 수 있게 되나, 이에 한정되지는 않는다.

컬러분석부(336)는 A/D 변환기(331)로부터 전송된 디지털 RGB 컬러 및 N-CH 컬러신호를 R채널 데이터, G채널 데이터, B채널 데이터, N-채널 데이터를 3차원 좌표로 맵핑(mapping)하여 후술하는 비교부(337)에서 활용되는 기본적인 RGB 컬러 및 기준값-CH 컬러 광데이터를 생성한다. 즉, A/D 변환기(331)로부터 전송된 디지털 RGB 컬러신호 및 기준값-CH 컬러신호를 각 채널별로 분리하여 (R채널 데이터, G채널 데이터, B채널 데이터, 기준값채널 데이터)의 데이터 묶음으로 재조합하게 된다.

또는, 컬러분석부(336)에서 상기 분리된 각 RGB 컬러 및 기준값-CH 컬러채널별 디지털 데이터를 색상(H : Hue), 채도(S : Saturation 기준값), 밝기(B : Brightness 기준값)로 변환하여 이를 3차원 좌표로 묶는 방식으로 마련될 수도 있다. 여기서, 색상은 0~360의 값을 가지며, 채도와 밝기는 상기 A/D 변환기(331)에서 정해진 비트의 수에 따라 최대 크기가 마련된다.

바람직하게는, 상기 3차원 데이터 묶음에 공정진행시간 데이터가 포함될 수 있는데, 상기 공정진행시간 데이터가 함께 포함됨으로써 공정진행에 따른 플라즈마의 상태를 추적(tracing)할 수 있어, 이를 통해 플라즈마 공정의 정밀도를 높일 수 있다.

비교부(336)는 상기 컬러분석부(337)로부터 전송된 실시간 RGB 광데이터((R, G, B) 또는 (H, S, B) 좌표 데이터)와 데이터저장부(335)에 저장되어 있는 정상적인 상태의 플라즈마로부터 취득된 RGB 광데이터를 비교하는 구성요소이다.

한편, 비교부(337)는 실시간으로 측정된 RGB 및 N-CH 광데이터 수치의 R채널 데이터와 G채널 데이터와 B채널 데이터(또는, H 데이터, S 데이터, B 데이터)가 공정허용범위 R, G, B(또는, H, S, B) 데이터와 동일한 종류별로 비교하여 판단하게 되고, 광데이터 수치 중 어느 하나라도 정상 범위를 벗어나게 되는 경우, 현재 플라즈마 상태가 비정상인 것으로 판단하는 신호를 발생시킨다. 여기서, 판단의 기준이 되는 공정허용범위의 RGB 광데이터는 과거의 정상 공정 데이터 또는 본 공정 전의 시범 공정 데이터로부터 취득된 것을 이용할 수 있다. 플라즈마 공정의 정상 여부의 판단의 기준이 되는 공정허용범위의 RGB 광데이터는 데이터저장부(335)에 저장된다.

도 7은 플라즈마 공정허용범위의 RGB 및 N-CH 광데이터 공간을 3축 좌표상에 입체적으로 표현한 그래프이다. 도 7(a)를 참조하면, 실시간으로 측정된 RGB 및 N-CH 광데이터 수치가 공정허용범위의 RGB 및 N-CH 광데이터 공간 내부에 포함되는 경우(A)에는 현재 플라즈마의 상태가 정상 상태인 것으로 판단한다. 한편, 실시간으로 측정된 RGB 및 N-CH 광데이터 수치가 공정허용범위의 RGB 및 N-CH 광데이터 공간 내부에 포함되지 않는 경우(B)에는 현재 플라즈마의 상태가 비정상인 것으로 판단한다. 이는 RGB 광데이터가 HSB 좌표 데이터로 마련되는 경우에도 동일하게 적용되어, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 비교부(337)에서 상기 컬러분석부(336)로부터 전송된 색상, 채도, 밝기 데이터와 공정허용범위의 색상(H), 채도(S), 밝기(B) 데이터를 동일한 종류별로 비교 시, 각 데이터 중 어느 하나라도 공정허용범위에서 벗어나는 경우, 공정 챔버 내의 플라즈마가 비정상적인 상태(D)에 이른 것으로 판단하고, 실시간으로 측정된 HSB 광데이터 수치가 공정허용범위의 HSB 광데이터 공간 내부에 포함되는 경우(C)에는 현재 플라즈마의 상태가 정상 상태인 것으로 판단한다. 이때, 동일한 상태를 표시하더라도, RGB로 표현되는 좌표수치와 HSB로 표현되는 좌표수치는 서로 상이하므로, 공정허용범위의 형태는 어느 좌표축으로 표현되느냐에 따라서 다른 형태를 지니게 된다.

예를 들면, 공정허용범위의 R채널 데이터가 20~37, G채널 데이터가 33~50, B채널 데이터가 79~81인 경우, 실시간으로 측정된 RGB 및 N-CH 광데이터 값이 (21, 42, 80)인 경우, 현재의 플라즈마 상태는 정상인 것으로 판단된다. 그러나 실시간으로 측정된 RGB 및 N-CH 광데이터 값이 (19, 35, 81)과 같이 R채널 데이터가 공정허용범위를 벗어나는 경우, 현재 플라즈마의 상태가 비정상인 것으로 판단된다.

반응챔버 내에서의 플라즈마 공정의 진행에 따라서 플라즈마의 상태가 변화되므로, 각 공정 단계별 공정허용범위의 RGB 및 N-CH 광데이터는 시간의 흐름에 따라 변화하게 되며, 이는 도 7의 입체적인 형상이 시간에 따라 크기와 위치가 변화하는 형태로 표현될 수 있다.

자가단계인식부(332)는, 상기 비교부(337)에서 얻은 값을 기준으로 하여, 현재의 영역이 전체 레시피의 어느 단계에 해당하는지 판단한다. 자가단계인식부 (332)는 광학센서모듈(230)의 자동이득 조정수단(234)을 제어하기 위한 증폭 시정수 값을 계산하여 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 공정 모니터링 장치는 광학센서부 (200)와 주제어부(300)에 전원을 공급하는 전원부(310)를 포함할 수 있다. 일 실시예의 경우, 주제어부(300)와 전원부(310)가 분리되어 있으나, 실시예에 따라서는 주제어부(300)와 전원부(310)가 일체를 이룰 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 공정 모니터링 장치는 플라즈마 공정 모니터링 장치 외부의 플라즈마 공정을 제어하는 별도의 PC(500)와 플라즈마 공정 모니터링 장치의 주제어부(300) 사이에서 전송되는 전기신호를 입출력하는 유무선의 통신포트인 입출력보드(350)를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 플라즈마 공정 모니터링 장치는 상기 제어부(340)로부터 전송된 신호에 따라 경고음 또는 경고등을 발생시키는 경고부(380)를 추가로 포함할 수 있다. 경고부(380)는 플라즈마의 상태가 비정상인 경우, 상기 제어부(340)의 경고 발생신호에 따라 경고사이렌 및 경고등을 점등시키는 구성요소이다. 이러한 경고부(380)는 반응챔버(100)의 외부나 전체 공정을 총괄하는 제어시설 및 공간에 설치되어, 사용자에게 즉각적으로 플라즈마 공정의 이상을 알리게 된다.

본 발명의 플라즈마 공정 모니터링 장치는 주제어부(300)로부터 전송된 신호에 따라 반응챔버(100) 내부의 공정 파라미터 관련 데이터가 화면상에 표시되어, 사용자가 즉각적으로 반응챔버(100)의 상태를 확인할 수 있도록 마련된 실시간 표시부(360)를 포함하여 구성될 수 있다. 실시간 표시부(360)는 바람직하게는 LCD 터치패널, 혹은 통상적인 LCD 모니터를 통해서 구현할 수 있나, 이에 한정되지는 않는다.

실시간 표시부(360)를 통해서 외부에 표시되는 정보는 공정의 경과시간 및 진행 정도, 반응챔버(100)의 공정 입력 파라미터 및 실제 공정변수, 플라즈마로부터 취득된 실시간 RGB 컬러 및 N-CH 컬러 광데이터 및 공정허용범위의 RGB 컬러 및 N-CH 광데이터 공간 등의 정보가 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

한편, 상기 광학센서모듈(230)이 주제어부(301)에 내장 설치되는 구조의 경우에는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 광학센서모듈(230)이 상기 주제어부(300)에 내장되어 일체로 구성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 광학센서부(200)는 전술한 구성으로 마련되어 반응챔버(100)의 외부에 설치되어 주제어부(301)에 연결되는 구조 또는 광학센서모듈 (200)이 주제어부(300)(예컨대, 하나의 마스터보드)에 내장 설치되어 일체로 구성되는 구조로 형성될 수 있다.

다음으로, 앞서 설명한 플라즈마 공정 모니터링 장치의 동작에 대해 설명한다. 반응챔버(100) 내부에 반도체 웨이퍼(W)가 고정되는 스테이지(110)가 마련되어 있고, 상기 스테이지(110)에 반도체 웨이퍼(W)가 고정되면, 공정가스 주입부(130)를 통해서 반응가스가 주입된다. 그 후, RF 전원공급부(120)에 의해서 전력이 반응챔버(100) 내부에 인가되면 반응챔버 내부로 인가된 반응가스가 플라즈마 상태로 변화되어, 타 단위 공정에서 사진 및 증착 처리 과정을 거친 반도체 웨이퍼(W)에 대한 건식 식각 또는 증착 공정을 수행하게 된다.

반응챔버(100)에서 플라즈마가 형성되어 반응챔버(100)의 뷰포트(140)를 통해 광이 방출되면, 광은 렌즈부(미도시)를 통해 광학센서모듈(230)의 컬러센서(232)에 집광된다. 상기 수집된 광은 컬러센서(232)에 전달되어 플라즈마 공정 과정에 따른 플라즈마의 상태를 측정하게 된다. 광학센서모듈(230)은 컬러센서에 의해서 반응챔버 내의 플라즈마 가스로부터 발생되는 광으로부터 적색, 녹색, 청색, 각각의 공정에 따른 광을 개별적으로 수용하여, 컬러센서(231)에서 얻어진 신호를 자동이득조정증폭기(233)를 통해서 증폭한다. 이때 주제어부(300)의 자가단계인식부(332)에서 공급된 증폭 시정수를 이용하여 증폭하게 된다. 광학센서모듈(200)은 플라즈마 방출광의 광량 측정값에 대응되는 증폭된 전기신호를 A/D 변환기(331)로 출력하며, A/D 변환기(331)는 통신포트(333)를 통해서 주제어부(300)로 전송한다.

주제어부(300)에서는 디지털 신호로 변환된 RGB 컬러신호 및 N-CH 컬러신호를 개별적으로 분석하여 현재 공정 챔버 내부의 플라즈마 상태를 수치적으로 정량화하고, 컬러분석부(336)로부터 전송된 신호와 정상 상태의 플라즈마로부터 취득된 RGB 및 N-CH 컬러신호값을 비교한다.

자가단계인식부(332)에서는 사전 입력된 레시피별로 해당 단계에 대하여, 자동이득조정증폭기(234)의 증폭 시정수 값을 제어하며, 입력이 안 되어 있는 레시피의 경우 자체 단계 인식 프로그램을 활용하여, 자동이득조정증폭기(234)의 증폭 시정수 값을 제어한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 공정 모니터링 장치는, 동일 레시피내의 여러 단계들이 존재하는 플라즈마 공정에 있어서, 단계별 플라즈마 플럭스의 차이가 큰 경우에도, 모든 단계에 대해서 챔버 내의 미세한 공정 변화를 즉각적으로 감지할 수 있으며, 실시간으로 반응챔버 내의 플라즈마의 상태 이상을 감지할 수 있다. 따라서 반응챔버 내부의 미세한 상태 변화를 실시간으로 즉각적으로 감지할 수 있어, 플라즈마 상태 이상으로 인한 웨이퍼 식각 공정 불량률을 줄일 수 있고, 보다 세밀하고 정확한 플라즈마 공정 모니터링이 가능하다.

본 발명의 다른 양상은 본 발명의 플라즈마 공정 모니터링 장치에서 플라즈마 공정을 모니터링하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 현재의 영역이 전체 플라즈마 공정 레시피의 어느 단계에 해당하는지 판단하여, 해당 단계에 맞게 광학센서모듈에서의 증폭 시정수를 조정하도록 상기 자동이득조정증폭기를 제어하고, 광학센서모듈로부터의 신호를 증폭할 때, 각 공정 단계에 맞게 증폭 시정수를 개별적으로 부여하여 컬러센서로부터의 신호를 증폭하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방법에서는 측정된 광감지 데이터를 R채널 데이터, G채널 데이터, 및 B채널 데이터로 각각 구분하여 수치화된 다음, 실시간으로 측정된 R채널 데이터, G채널 데이터 및 B채널 데이터 중 어느 하나라도 공정허용범위에서 벗어나는 경우, 반응챔버 내의 플라즈마가 비정상적인 상태에 이른 것으로 판단한다.

색상, 채도 및 밝기 데이터와 공정허용범위내의 색상, 채도, 및 밝기 데이터를 비교하여, 각각의 데이터 중 어느 하나라도 공정허용 범위에서 벗어나는 경우, 반응챔버 내의 플라즈마가 비정상적인 상태에 이른 것으로 판단할 수 있다.

본 발명의 방법에서는 공정 입력 파라미터에 따른 RGB 광데이터의 변화량을 측정하되, R 채널 데이터, G채널 데이터 및 B채널 데이터의 변화량을 개별적으로 측정하는 단계; RGB 광데이터로부터 기준값을 산정하고 저장하는 단계; 및 상기 기준값을 기준으로 공정허용범위를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 방법에서는 플라즈마 공정 중 획득된 RGB 광데이터 값이 공정허용범위를 벗어나는 것으로 판단되는 경우에, 경고 신호를 발생할 수 있다.

이상, 본 발명은 비록 구체적인 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

100 : 반응챔버 140 : 뷰포트
200 : 광학센서부 230: 광학센서모듈
231,232 : 컬러센서
233,234 : 자동이득조정증폭기
300 : 주제어부 331 : A/D 변환기
332 : 자가단계인식부 336 : 컬러분석부
337 : 비교부 360 : 실시간 표시부
380 : 경고부 390: 공정정보 외부입력부

Claims

플라즈마 공정의 반응챔버에 설치되어 플라즈마로부터 방출되는 광을 감지하는 광학센서부와 상기 광학센서부의 측정 결과를 분석하여 상기 플라즈마 반응챔버의 동작을 제어하는 주제어부를 포함하는 플라즈마 공정 모니터링 장치에 있어서,
상기 광학센서부는 플라즈마로부터 방출되는 광을 감지하는 컬러센서와 자가단계인식부에서 수신한 각 단계별 증폭 시정수를 이용하여 컬러센서로부터의 신호를 증폭하고 각 공정 단계에 맞게 증폭 이득을 조절하는 자동이득조정증폭기로 구성되는 광학센서모듈을 포함하고,
상기 주제어부는 현재의 영역이 전체 플라즈마 공정 레시피의 어느 단계에 해당하는지 판단하여, 해당 단계에 맞는 증폭 시정수를 산출해서 상기 자동이득조정증폭기에 제공하는 자가단계인식부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 모니터링 장치.
제1항에 있어서, 상기 자동이득조정증폭기는 프로그래밍가능 이득 증폭기(Programmable Gain Amplifier, PGA) 또는 전압 이득 조정 회로(Voltage Gain Adjustment Circuit, VGA)인 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 모니터링 장치.
제1항에 있어서, 상기 컬러센서는 R채널 센서, G채널 센서, B채널 센서로 구성되는 RGB 센서가 복수 개 또는 단일 소자로 구성되는 컬러센서를 포함하고, 상기 컬러센서는 포토다이오드, 포토트랜지스터 또는 포토진공관 타입인 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 모니터링 장치.
제1항에 있어서, 상기 주제어부는,
광학센서부로부터 발생된 광감지신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기; 디지털 신호로 변환된 광감지신호를 수치적으로 정량화된 RGB 광데이터로 변환하는 컬러분석부; 상기 컬러분석부로부터 전송된 RGB 광데이터와 정상 상태의 RGB 광데이터를 비교하는 비교부; 및 플라즈마 공정의 단계별 광데이터를 저장하기 위한 데이터저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 모니터링 장치.
제1항에 있어서, 상기 주제어부는 주제어부의 제어 하에 반응챔버 내부의 공정 파라미터 관련 데이터를 표시하는 실시간 표시부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 모니터링 장치.
제4항에 있어서, 상기 장치는,
상기 주제어부의 컬러분석부에서, 광학센서모듈로부터 측정된 광감지신호의 크기가 R채널 데이터, G채널 데이터, B채널 데이터로 각각 구분하여 수치화되고, 상기 비교부에서 상기 컬러분석부로부터 전송된 R, G, B채널 데이터와 공정허용범위의 R채널, G채널, B채널 데이터가 동일한 채널별로 각각 비교되며, 상기 데이터 비교 시, 각 채널 데이터 중 어느 하나라도 공정허용범위에서 벗어나는 경우, 반응챔버 내의 플라즈마가 비정상적인 상태에 이른 것으로 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 모니터링 장치.
제3항에 있어서, 상기 장치는 상기 주제어부로부터 전송된 신호에 따라 경고음 또는 경고등을 발생시키는 경고부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 모니터링 장치.
제4항에 있어서, 상기 컬러분석부는, 광학센서모듈로부터 측정된 RGB 신호의 크기가 R채널 데이터, G채널 데이터, B채널 데이터로 각각 구분하여 수치화된 다음, 이들 데이터가 각 데이터의 조합을 통해 색상 데이터, 채도 데이터, 밝기 데이터로 변환되고, 상기 비교부에서 상기 컬러분석부로부터 전송된 색상, 채도, 밝기 데이터와 공정허용범위의 색상, 채도, 밝기 데이터가 동일한 종류별로 각각 비교되며, 상기 데이터 비교 시, 각 데이터 중 어느 하나라도 공정허용범위에서 벗어나는 경우, 반응챔버 내의 플라즈마가 비정상적인 상태에 이른 것으로 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 모니터링 장치.
제1항의 플라즈마 공정 모니터링 장치에서 플라즈마 공정을 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 방법이
현재의 영역이 전체 플라즈마 공정 레시피의 어느 단계에 해당하는지 판단하여, 해당 단계에 맞게 광학센서모듈에서의 증폭 시정수를 조정하도록 상기 자동이득조정증폭기를 제어하는 단계; 및
광학센서모듈로부터의 신호를 증폭할 때, 각 공정 단계에 맞게 증폭 시정수를 개별적으로 부여하여 컬러센서로부터의 신호를 증폭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 모니터링 방법.
제9항에 있어서, 상기 방법이
측정된 광감지 데이터를 R채널 데이터, G채널 데이터, 및 B채널 데이터로 각각 구분하여 수치화된 다음, 실시간으로 측정된 R채널 데이터, G채널 데이터 및 B채널 데이터 중 어느 하나라도 공정허용범위에서 벗어나는 경우, 반응챔버 내의 플라즈마가 비정상적인 상태에 이른 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 모니터링 방법.
제9항에 있어서, 상기 방법이
측정된 색상, 채도, 및 밝기 데이터와 공정허용범위내의 색상, 채도, 및 밝기 데이터를 비교하여, 각각의 데이터 중 어느 하나라도 공정허용 범위에서 벗어나는 경우, 반응챔버 내의 플라즈마가 비정상적인 상태에 이른 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 모니터링 방법.
제9항에 있어서, 상기 방법이
공정 입력 파라미터에 따른 RGB 광데이터의 변화량을 측정하는 단계로서, R 채널 데이터, G채널 데이터 및 B채널 데이터의 변화량을 개별적으로 측정하는 단계;
RGB 광데이터로부터 기준값을 산정하고 저장하는 단계; 및
상기 기준값을 기준으로 공정허용범위를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 모니터링 방법.
제12항에 있어서, 상기 방법이 플라즈마 공정 중 획득된 RGB 광데이터 값이 공정허용범위를 벗어나는 것으로 판단되는 경우에, 경고 신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 플라즈마 공정 모니터링 방법.