KR102366987B1 - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판에 박막을 형성하거나 박막을 식각할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로서, 기판을 처리할 수 있는 내부 공간이 형성되는 공정 챔버와, 상기 기판을 지지하며 내부에 상기 기판을 가열하기 위한 히터를 포함하고, 상기 공정 챔버의 상기 내부 공간에 구비되는 기판 지지대와, 상기 기판 지지대와 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부에 구비되어 상기 기판 지지대를 향해 공정 가스를 분사하는 가스 분사부와, 상기 기판의 온도를 모니터링할 수 있도록 상기 공정 챔버의 외부에 구비되고, 상기 히터로부터 방출된 복사열로 인해 가열된 상기 가스 분사부의 상기 분사면의 온도 값을 비접촉식으로 측정하는 온도 측정 장치 및 상기 기판이 처리되는 동안, 상기 온도 측정 장치로부터 측정된 상기 분사면에 대한 온도 정보를 기준 온도 정보와 비교하여, 상기 기판 지지대에 지지된 상기 기판의 안착 불량 또는 상기 기판에 증착되는 박막의 불량 여부를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of forming a thin film on a substrate or etching a thin film, a process chamber having an internal space for processing a substrate, and supporting the substrate and the substrate therein a gas injection unit including a heater for heating a substrate, a substrate support provided in the inner space of the process chamber, and a gas injection unit provided at an upper portion of the process chamber to face the substrate support and injecting a process gas toward the substrate support and a temperature measuring device provided outside the process chamber to monitor the temperature of the substrate and non-contactingly measuring the temperature value of the injection surface of the gas injection unit heated due to radiant heat emitted from the heater; While the substrate is being processed, the temperature information on the injection surface measured from the temperature measuring device is compared with reference temperature information to determine whether the substrate supported on the substrate support is not properly seated or the thin film deposited on the substrate is defective. It may include a control unit for determining.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{Substrate processing apparatus and substrate processing method}Substrate processing apparatus and substrate processing method

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 기판에 박막을 형성하거나 박막을 식각할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method, and more particularly, to a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of forming a thin film on a substrate or etching the thin film.

일반적으로, 반도체 소자나 디스플레이 소자 혹은 태양전지를 제조하기 위해서는 진공 챔버를 포함하는 기판 처리 장치에서 각종 공정이 수행된다. 예컨대, 챔버 내에 기판을 로딩하고 기판 상에 박막을 증착하거나 박막을 식각하는 등의 공정이 진행될 수 있다. 이때, 기판은 챔버 내에 설치된 기판 지지대에 지지되며, 기판 지지대와 대향되도록 기판 지지대의 상부에 설치되는 샤워 헤드를 통해 공정 가스를 기판으로 분사할 수 있다.In general, in order to manufacture a semiconductor device, a display device, or a solar cell, various processes are performed in a substrate processing apparatus including a vacuum chamber. For example, a process such as loading a substrate into the chamber and depositing a thin film on the substrate or etching the thin film may be performed. In this case, the substrate is supported on a substrate support installed in the chamber, and a process gas may be sprayed to the substrate through a shower head installed on the substrate support to face the substrate support.

이러한 기판 처리 장치는, 내부에 기판을 처리할 수 있는 내부 공간이 형성되는 챔버와, 챔버 내부에 공정 가스를 분사하는 샤워 헤드와, 샤워 헤드와 대향되게 설치되어 상부에 기판을 지지하는 기판 지지대를 포함할 수 있다. 이때, 기판 처리 장치는 온도 측정 장치를 포함하여, 온도 측정 장치에 의해 측정된 온도와 샤워 헤드의 고정된 방사율(Emissivity)을 적용하여 공정 중인 기판의 온도를 산출할 수 있다.Such a substrate processing apparatus includes a chamber having an internal space capable of processing a substrate therein, a shower head injecting a process gas into the chamber, and a substrate support installed opposite the shower head to support a substrate thereon. may include In this case, the substrate processing apparatus, including the temperature measurement apparatus, may calculate the temperature of the substrate in the process by applying the temperature measured by the temperature measurement apparatus and the fixed emissivity of the shower head.

그러나, 이러한 종래의 기판 처리 장치는, 기판 지지대에 지지된 기판의 안착 불량 여부 또는 기판에 증착되는 박막의 불량 여부를 박막 증착 공정 진행중에는 감지할 수 없다는 문제점이 있었다.However, such a conventional substrate processing apparatus has a problem in that it cannot detect whether the substrate supported on the substrate support is not properly seated or whether the thin film deposited on the substrate is defective during the thin film deposition process.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 기판의 처리 공정 중 온도 측정 장치를 이용하여 가스 분사부의 분사면에 대한 온도 정보를 측정하고, 측정된 온도 정보를 이용하여 기판 지지대에 지지된 기판의 안착 불량 또는 기판에 증착되는 박막의 불량 여부를 판단할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is to solve various problems including the above problems, by using a temperature measuring device during the processing of the substrate to measure the temperature information on the injection surface of the gas injection unit, and use the measured temperature information to measure the temperature information on the substrate An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of determining whether a substrate supported on a support is not properly seated or a thin film deposited on the substrate is defective. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 관점에 따르면, 기판 처리 장치가 제공된다. 상기 기판 처리 장치는, 기판을 처리할 수 있는 내부 공간이 형성되는 공정 챔버; 상기 기판을 지지하며 내부에 상기 기판을 가열하기 위한 히터를 포함하고, 상기 공정 챔버의 상기 내부 공간에 구비되는 기판 지지대; 상기 기판 지지대와 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부에 구비되어 상기 기판 지지대를 향해 공정 가스를 분사하는 가스 분사부; 상기 기판의 온도를 모니터링할 수 있도록 상기 공정 챔버의 외부에 구비되고, 상기 히터로부터 방출된 복사열로 인해 가열된 상기 가스 분사부의 상기 분사면의 온도 값을 비접촉식으로 측정하는 온도 측정 장치; 및 상기 기판이 처리되는 동안, 상기 온도 측정 장치로부터 측정된 상기 분사면에 대한 온도 정보를 기준 온도 정보와 비교하여, 상기 기판 지지대에 지지된 상기 기판의 안착 불량 또는 상기 기판에 증착되는 박막의 불량 여부를 판단하는 제어부;를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a substrate processing apparatus is provided. The substrate processing apparatus may include: a process chamber in which an internal space capable of processing a substrate is formed; a substrate support supporting the substrate and including a heater for heating the substrate therein, the substrate support provided in the inner space of the process chamber; a gas injection unit provided at an upper portion of the process chamber to face the substrate support and spraying a process gas toward the substrate support; a temperature measuring device provided outside the process chamber to monitor the temperature of the substrate and non-contactingly measuring a temperature value of the injection surface of the gas injection unit heated due to radiant heat emitted from the heater; And while the substrate is being processed, the temperature information on the injection surface measured from the temperature measuring device is compared with reference temperature information, so that the substrate supported on the substrate support is not properly seated or the thin film deposited on the substrate is defective. It may include; a control unit for determining whether or not.

상기 기판 처리 장치에서, 상기 제어부는, 상기 온도 정보 중 온도 기울기 정보 또는 온도 절대값 정보를 상기 기준 온도 정보 중 기준 온도 기울기 정보 또는 기준 온도 절대값 정보와 비교하여, 상기 기판의 안착 불량 또는 상기 기판에 증착되는 박막의 불량 여부를 판단할 수 있다.In the substrate processing apparatus, the control unit compares the temperature gradient information or the absolute temperature value information of the temperature information with the reference temperature gradient information or the reference temperature absolute value information among the reference temperature information, so that the substrate is not seated properly or the substrate It is possible to determine whether the thin film deposited on the surface is defective.

상기 기판 처리 장치에서, 상기 제어부는, 상기 온도 기울기 정보와 상기 기준 온도 기울기 정보가 상이하고, 상기 온도 절대값 정보와 상기 기준 온도 절대값 정보가 서로 상이한 경우, 상기 기판의 안착 불량으로 판별하고 알람신호를 발생시킬 수 있다.In the substrate processing apparatus, when the temperature gradient information and the reference temperature gradient information are different, and the absolute temperature information and the absolute reference temperature information are different from each other, the control unit determines that the substrate is not seated and an alarm signal can be generated.

상기 기판 처리 장치에서, 상기 제어부는, 상기 온도 절대값 정보와 상기 기준 온도 절대값 정보가 서로 상이한 경우, 상기 기판에 증착되는 박막의 불량으로 판별하고 알람신호를 발생시킬 수 있다.In the substrate processing apparatus, when the absolute temperature information and the reference temperature absolute value information are different from each other, the controller may determine that the thin film deposited on the substrate is defective and generate an alarm signal.

상기 기판 처리 장치에서, 상기 가스 분사부의 상기 분사면에 대한 방사율을 적용하여 상기 온도 측정 장치로 측정되는 상기 온도 값을 정확하게 보정할 수 있도록, 상기 공정 챔버의 외부에 구비되어 상기 분사면에 대한 상기 방사율을 측정하는 방사율 측정 장치;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 기판의 처리 공정 시, 상기 방사율 측정 장치로부터 상기 분사면에 대한 상기 방사율을 실시간으로 인가 받고 상기 온도 측정 장치로부터 상기 분사면에 대한 상기 온도 값을 실시간으로 인가 받아, 상기 방사율을 적용하여 실시간으로 보정된 상기 온도 값을 이용하여 상기 온도 정보를 산출할 수 있다.In the substrate processing apparatus, it is provided outside the process chamber to accurately correct the temperature value measured by the temperature measuring device by applying the emissivity to the injection surface of the gas injection unit, and includes; an emissivity measuring device for measuring the emissivity, wherein, during the processing of the substrate, the control unit receives the emissivity for the spraying surface from the emissivity measuring device in real time and receiving the emissivity from the temperature measuring device for the spraying surface The temperature value may be applied in real time, and the temperature information may be calculated using the temperature value corrected in real time by applying the emissivity.

상기 기판 처리 장치에서, 상기 공정 챔버는, 상기 내부 공간을 확인할 수 있도록 상기 공정 챔버의 일측에 형성되는 뷰 포트;를 포함하고, 상기 온도 측정 장치는, 상기 뷰 포트를 통해 상기 가스 분사부의 상기 분사면에 대한 상기 온도 값을 측정할 수 있다.In the substrate processing apparatus, the process chamber may include a view port formed at one side of the process chamber to check the internal space, and the temperature measuring device may include, through the view port, the gas injection unit. The temperature value for the slope can be measured.

본 발명의 일 관점에 따르면, 기판 처리 방법이 제공된다. 상기 기판 처리 방법은, 기판을 가열하기 위한 히터를 포함하며 상기 기판이 안착되는 기판 지지대와, 상기 기판 지지대를 향해 공정 가스를 분사하는 가스 분사부 및 상기 가스 분사부의 상기 분사면에 대한 온도 값을 측정하는 온도 측정 장치를 포함하는 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법에 있어서, 공정 챔버의 내부 공간에 구비되는 상기 기판 지지대에 상기 기판을 로딩하는 단계; 상기 기판 지지대에 구비된 상기 히터를 이용하여 상기 기판을 공정 온도로 가열하고, 상기 가스 분사부를 통해 상기 기판에 상기 공정 가스를 분사하여 상기 기판을 처리하는 단계; 및 상기 기판이 처리되는 동안, 상기 온도 측정 장치로부터 측정된 상기 분사면에 대한 온도 정보를 기준 온도 정보와 비교하여, 상기 기판 지지대에 지지된 상기 기판의 안착 불량 또는 상기 기판에 증착되는 박막의 불량 여부를 판단하는 이상 감지 단계;를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a method of processing a substrate is provided. The substrate processing method includes a heater for heating a substrate and includes a substrate support on which the substrate is seated, a gas injection unit for injecting a process gas toward the substrate support, and a temperature value for the injection surface of the gas injection unit A method for processing a substrate using a substrate processing apparatus including a temperature measurement apparatus for measuring the temperature, the method comprising: loading the substrate on the substrate support provided in an internal space of a process chamber; heating the substrate to a process temperature using the heater provided in the substrate support, and processing the substrate by injecting the process gas to the substrate through the gas spraying unit; And while the substrate is being processed, the temperature information on the injection surface measured from the temperature measuring device is compared with reference temperature information, so that the substrate supported on the substrate support is not properly seated or the thin film deposited on the substrate is defective. It may include; an abnormality detection step of determining whether or not.

상기 기판 처리 방법의 상기 이상 감지 단계에서, 상기 온도 정보 중 온도 기울기 정보 또는 온도 절대값 정보를 상기 기준 온도 정보 중 기준 온도 기울기 정보 또는 기준 온도 절대값 정보와 비교하여 상기 기판의 안착 불량 또는 상기 기판에 증착되는 박막의 불량 여부를 판단할 수 있다.In the abnormal detection step of the substrate processing method, the temperature gradient information or the absolute temperature value information of the temperature information is compared with the reference temperature gradient information or the reference temperature absolute value information among the reference temperature information to determine whether the substrate is not seated properly or the substrate It is possible to determine whether the thin film deposited on the surface is defective.

상기 기판 처리 방법의 상기 이상 감지 단계에서, 상기 온도 기울기 정보와 상기 기준 온도 기울기 정보가 상이하고, 상기 온도 절대값 정보와 상기 기준 온도 절대값 정보가 서로 상이한 경우에, 상기 기판의 안착 불량으로 판별하고 알람신호를 발생시킬 수 있다.In the abnormal detection step of the substrate processing method, when the temperature gradient information and the reference temperature gradient information are different and the absolute temperature information and the reference temperature absolute value information are different from each other, it is determined that the substrate is not seated and can generate an alarm signal.

상기 기판 처리 방법의 상기 이상 감지 단계에서, 상기 온도 절대값 정보와 상기 기준 온도 절대값 정보가 서로 상이한 경우에, 상기 기판에 증착되는 박막의 불량으로 판별하고 알람신호를 발생시킬 수 있다.In the abnormal detection step of the substrate processing method, when the absolute temperature value information and the reference temperature absolute value information are different from each other, it is possible to determine that the thin film deposited on the substrate is defective and generate an alarm signal.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 따르면, 기판의 처리 공정 중 온도 측정 장치를 이용하여 가스 분사부의 분사면에 대한 온도 정보를 측정하고, 측정된 온도 정보를 이용하여 기판 지지대에 지지된 기판의 안착 불량 또는 기판에 증착되는 박막의 불량 여부를 판단할 수 있다.According to the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention made as described above, the temperature information on the injection surface of the gas injection unit is measured using the temperature measurement apparatus during the processing of the substrate, and the measured temperature information is used to It is possible to determine whether the substrate supported on the substrate support is not properly seated or the thin film deposited on the substrate is defective.

이에 따라, 기판의 처리 공정 중 공정 챔버의 내부에서 발생하는 기판의 안착 불량 또는 기판에 증착되는 박막의 불량을 실시간 감지하여 즉각적으로 양산 공정에 대응함으로써, 공정 불량으로 인한 로스를 줄이고 공정 안정성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Accordingly, during the processing of the substrate, it detects in real time the failure of the substrate seating or the defect of the thin film deposited on the substrate, which occurs inside the process chamber, and immediately responds to the mass production process, thereby reducing the loss due to the process defect and improving the process stability. It is possible to implement a substrate processing apparatus and a substrate processing method that can be performed. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 기판 처리 장치에서 기판의 박막 증착 공정 중 온도 측정 장치로 측정된 공정 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1 및 도 2의 기판 처리 장치에서 기판에 증착된 박막의 두께에 따라 온도 측정 장치로 측정된 공정 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically illustrating a substrate processing apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention.
3 is a graph illustrating a process temperature change measured by a temperature measuring device during a thin film deposition process of a substrate in the substrate processing apparatus of FIGS. 1 and 2 .
4 is a graph illustrating a process temperature change measured by a temperature measuring device according to a thickness of a thin film deposited on a substrate in the substrate processing apparatus of FIGS. 1 and 2 .
5 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, several preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.Examples of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is as follows It is not limited to an Example. Rather, these embodiments are provided so as to more fully and complete the present disclosure, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. In addition, in the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of description.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings schematically illustrating ideal embodiments of the present invention. In the drawings, variations of the illustrated shape can be envisaged, for example depending on manufacturing technology and/or tolerances. Accordingly, embodiments of the spirit of the present invention should not be construed as limited to the specific shape of the region shown in the present specification, but should include, for example, changes in shape caused by manufacturing.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a substrate processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는, 공정 챔버(10)와, 기판 지지대(20)와, 가스 분사부(40)와, 온도 측정 장치(50) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.First, as shown in FIG. 1 , the substrate processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a process chamber 10 , a substrate support 20 , a gas injection unit 40 , and temperature measurement. It may include the device 50 and a control unit (not shown).

도 1에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(10)는, 기판(S)을 처리할 수 있는 내부 공간이 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로, 공정 챔버(10)는, 내부에 원형 형상 또는 사각 형상으로 형성되는 상기 내부 공간이 형성되어, 상기 내부 공간에 설치된 기판 지지대(20)에 지지되는 기판(S) 상에 박막을 증착하거나 박막을 식각하는 등의 공정이 진행될 수 있다. 또한, 공정 챔버(10)의 일측면에는 상기 내부 공간을 확인할 수 있도록 뷰 포트(11)가 형성되고, 타측면에는 기판(S)을 상기 내부 공간으로 로딩 또는 언로딩할 수 있도록 게이트가 형성될 수 있다.As shown in FIG. 1 , the process chamber 10 may have an internal space capable of processing the substrate S. More specifically, in the process chamber 10, the inner space formed in a circular shape or a square shape is formed therein, and a thin film is deposited on the substrate S supported by the substrate support 20 installed in the inner space. Alternatively, a process such as etching the thin film may be performed. In addition, a view port 11 is formed on one side of the process chamber 10 to check the inner space, and a gate is formed on the other side to load or unload the substrate S into the inner space. can

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 지지대(20)는, 기판(S)을 지지할 수 있도록 공정 챔버(10)의 상기 내부 공간에 구비되어 공정 챔버(10)의 중심축을 기준으로 회전 가능하게 설치될 수 있다. 더욱 구체적으로, 기판 지지대(20)는, 기판(S)을 지지할 수 있는 서셉터나 테이블 등의 기판지지 구조체일 수 있다.In addition, as shown in FIG. 1 , the substrate support 20 is provided in the inner space of the process chamber 10 to support the substrate S and is rotatable based on the central axis of the process chamber 10 . can be installed More specifically, the substrate support 20 may be a substrate support structure such as a susceptor or table capable of supporting the substrate S.

이때, 기판 지지대(20)는, 공정 온도로 가열되어 기판 지지대(20)에 지지되는 기판(S)을 가열시키는 히터(30)를 구비하여, 그 상면에 안착되는 기판(S)을 박막을 증착하는 공정 또는 박막을 식각하는 공정이 가능한 일정온도로 가열 시킬 수 있다. 또한, 기판 지지대(20)는, 공정 가스를 플라즈마화 하기 위한 하부 전극으로의 기능을 할 수도 있다. 또한, 가스 분사부(40)는, 기판 지지대(20)와 대향되도록 공정 챔버(10)의 상부에 구비되어 기판 지지대(20)를 향해 공정 가스를 분사할 수 있다.At this time, the substrate support 20 is heated to a process temperature and provided with a heater 30 for heating the substrate S supported by the substrate support 20, and depositing a thin film on the substrate S seated on the upper surface. It can be heated to a certain temperature that can be used in the process of etching the thin film or in the process of etching the thin film. Also, the substrate support 20 may function as a lower electrode for converting the process gas into plasma. In addition, the gas ejection unit 40 may be provided in the upper portion of the process chamber 10 to face the substrate supporter 20 to inject the process gas toward the substrate supporter 20 .

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 온도 측정 장치(50)는, 기판(S)의 처리 공정 중 기판(S)의 온도를 모니터링 할 수 있도록, 공정 챔버(10)의 외부에 구비되고, 히터(30)로부터 방출된 복사열로 인해 가열된 가스 분사부(40)의 분사면(41)의 온도 값을 비접촉식으로 측정할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 1 , the temperature measuring device 50 is provided outside the process chamber 10 to monitor the temperature of the substrate S during the processing process of the substrate S, and a heater The temperature value of the injection surface 41 of the gas injection unit 40 heated due to the radiant heat emitted from the 30 may be measured in a non-contact manner.

더욱 구체적으로, 온도 측정 장치(50)는, 가스 분사부(40)의 분사면(41)과 기판(S) 상면 사이의 공간을 통해서 분사면(41)을 바라볼 수 있도록, 기판(S)의 상면을 기준으로 일정 각도 경사지게 형성되어, 공정 챔버(10)의 외부에서 공정 챔버(10)의 뷰 포트(11)를 통해 가스 분사부(40)의 분사면(41)에 대한 온도 값을 측정할 수 있다.More specifically, the temperature measuring device 50 is configured to be able to see the injection surface 41 through the space between the injection surface 41 of the gas injection unit 40 and the upper surface of the substrate S, the substrate S. It is formed to be inclined at a certain angle with respect to the upper surface of the process chamber 10 , and the temperature value of the injection surface 41 of the gas injection unit 40 is measured through the view port 11 of the process chamber 10 from the outside of the process chamber 10 . can do.

예컨대, 온도 측정 장치(50)는, 고온 측정에 사용될 수 있고, 가스 분사부(40)의 분사면(41)과 접촉하지 않고, 분사면(41)으로부터 방출되는 열복사 에너지를 직접 전기적인 에너지로 변환하여 분사면(41)의 온도 값을 측정할 수 있는 파이로미터(Pyrometer)일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 파이로미터는, 비접촉식으로 분사면(41)에서 방출되는 적외선을 이용하여 분사면(41)의 상기 온도 값을 측정할 수 있으며, 이때, 분사면(41)의 방사율(Emissivity)과 같은 파라미터(Parameter) 등을 적용하여 분사면(41)의 측정되는 상기 온도 값을 정확하게 보정할 수 있다.For example, the temperature measuring device 50 may be used to measure a high temperature, and does not contact the injection surface 41 of the gas injection unit 40 , and converts thermal radiation energy emitted from the injection surface 41 directly into electrical energy. It may be a pyrometer capable of measuring the temperature value of the injection surface 41 by conversion. More specifically, the pyrometer may measure the temperature value of the injection surface 41 using infrared rays emitted from the injection surface 41 in a non-contact manner, and in this case, the emissivity of the injection surface 41 ), the measured temperature value of the injection surface 41 may be accurately corrected by applying a parameter such as .

이러한, 상기 방사율은, 상기 파이로미터를 사용하여 기판(S)과 같은 대상체의 온도를 측정할 때 가장 중요한 파라미터 중 하나로서, 상기 방사율에 따른 보정에 따라 상기 대상체의 온도 값을 얼마만큼 정확하게 수치로 표시할 수 있는지가 결정될 수 있으며, 상기 파이로미터 또는 후술될 별도의 방사율 측정 장치(60)를 이용하여 측정할 수 있다.The emissivity is one of the most important parameters when measuring the temperature of an object such as the substrate S using the pyrometer, and how accurately the temperature value of the object is calculated according to the correction according to the emissivity. It can be determined whether it can be expressed as , and it can be measured using the pyrometer or a separate emissivity measuring device 60 to be described later.

상기 방사율은, 물질에서 에너지가 방사되는 비율을 나타내는 수치로서, 예컨대, 100℃의 상기 대상체가 방출하는 적외선을 상기 파이로미터로 읽었을 때 97℃로 표현될 경우, 이는 상기 대상체가 방사하는 적외선의 양이 97%만 방사한다는 뜻일 수 있다. 따라서, 상기 대상체의 실제 온도 100℃를 정확하게 측정하기 위해서는 3%에 대한 부분의 보정이 필요할 수 있다. 이에 따라, 상기 대상체의 방사율을 0.97이라 하고 이 값을 상기 파이로미터에 파라미터 값으로 입력하게 되면 실제의 온도를 정확하게 표시할 수 있다.The emissivity is a numerical value indicating the rate at which energy is radiated from the material. For example, when the infrared ray emitted by the object at 100° C. is expressed as 97° C. when the pyrometer reads it, it is the amount of infrared radiation emitted by the object. This could mean that the sheep only radiates 97%. Accordingly, in order to accurately measure the actual temperature of 100° C. of the object, a correction of 3% may be required. Accordingly, when the emissivity of the object is set to 0.97 and this value is input as a parameter value to the pyrometer, the actual temperature can be accurately displayed.

이때, 상기 제어부는, 기판(S)이 처리되는 동안, 온도 측정 장치(50)로부터 측정된 분사면(41)에 대한 상기 온도 값을 이용하여 온도 정보를 산출하고, 상기 온도 정보를 기준 온도 정보와 비교하여, 기판 지지대(20)에 지지된 기판(S)의 안착 불량 또는 기판(S)에 증착되는 박막의 불량 여부를 판단할 수 있다.In this case, the controller calculates temperature information using the temperature value for the injection surface 41 measured from the temperature measuring device 50 while the substrate S is being processed, and uses the temperature information as reference temperature information In comparison with , it is possible to determine whether the seating of the substrate S supported on the substrate support 20 is defective or the thin film deposited on the substrate S is defective.

예컨대, 기판(S) 상에 박막을 증착하는 기판(S)의 처리 공정 시, 기판 지지대(20)에 구비된 히터(30)가 공정 온도로 가열되어 기판 지지대(20)에 안착된 기판(S)을 가열하고, 가열된 기판(S)으로부터 나오는 복사열에 의해 기판(S)을 마주보고 있는 가스 분사부(40)의 분사면(41) 또한 기판(S)과 유사한 온도로 가열될 수 있다. 따라서, 온도 측정 장치(50)를 이용하여 측정된 가스 분사부(40)의 분사면(41)의 온도 값을 기판(S)의 온도로 가정하고 기판(S)의 처리 공정을 진행할 수 있다.For example, during the processing process of the substrate S for depositing a thin film on the substrate S, the heater 30 provided in the substrate support 20 is heated to a process temperature and the substrate S seated on the substrate support 20 . ) is heated, and the injection surface 41 of the gas injection unit 40 facing the substrate S by radiant heat emitted from the heated substrate S may also be heated to a temperature similar to that of the substrate S. Accordingly, a processing process of the substrate S may be performed assuming that the temperature value of the injection surface 41 of the gas injection unit 40 measured using the temperature measuring device 50 is the temperature of the substrate S.

이에 따라, 상기 제어부는, 기판(S) 상에 박막을 증착하는 기판(S)의 처리 공정 시, 온도 측정 장치(50)로부터 분사면(41)에 대한 상기 온도 값을 실시간으로 인가받아 공정 시간 별 분사면(41)의 상기 온도 값의 변화 추이를 선형 그래프화하여 상기 온도 정보로 산출할 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 온도 정보 중 온도 기울기 정보 및 온도 절대값 정보를 이용하여, 기판(S)의 안착 불량 또는 기판(S)에 증착되는 박막의 불량 여부를 판단할 수 있다. 이때, 상기 기준 온도 정보는, 기판(S)이 기판 지지대(20)에 정위치로 안착 된 상태에서 기판(S) 상에 정상적으로 박막 증착 공정 시, 온도 측정 장치(50)로 측정된 상기 가스 분사부(40)의 분사면(41)의 온도 변화 추이일 수 있다.Accordingly, the control unit receives the temperature value for the injection surface 41 from the temperature measuring device 50 in real time during the processing process of the substrate S for depositing the thin film on the substrate S, and the process time The change trend of the temperature value of the star jetting surface 41 may be linearly graphed and calculated as the temperature information. More specifically, by using the temperature gradient information and the temperature absolute value information among the temperature information, it is possible to determine whether the seating of the substrate S or the thin film deposited on the substrate S is defective. At this time, the reference temperature information is the gas minute measured by the temperature measuring device 50 during a normal thin film deposition process on the substrate S in a state in which the substrate S is seated in the proper position on the substrate support 20 . It may be a temperature change trend of the injection surface 41 of the sabu 40 .

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는, 기판(S)의 처리 공정 중 상기 파이로 미터인 온도 측정 장치(50)를 이용하여 가스 분사부(40)의 분사면(41)에 대한 상기 온도 값을 실시간으로 측정함으로써, 공정 중 가스 분사부(40)의 분사면(41)의 온도 정보를 측정하고, 측정된 상기 온도 정보를 이용하여 기판 지지대(20)에 지지된 기판(S)의 안착 불량 또는 기판(S)에 증착되는 박막의 불량 여부를 공정 진행중에 바로 판단할 수 있다. 그러므로, 기판(S)의 처리 공정 중 공정 챔버(10)의 내부에서 발생하는 기판(S)의 안착 불량 또는 기판(S)에 증착되는 박막의 불량을 공정 진행중에 실시간으로 감지하여 즉각적으로 양산 공정에 대응함으로써, 공정 불량으로 인한 로스를 줄이고 공정 안정성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, in the substrate processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, the injection surface ( 41) by measuring the temperature value in real time, measuring the temperature information of the injection surface 41 of the gas injection unit 40 during the process, and using the measured temperature information to measure the temperature information supported by the substrate support 20 Whether or not the seating of the substrate S or the thin film deposited on the substrate S is defective can be determined immediately during the process. Therefore, during the processing of the substrate (S), a defect in the seating of the substrate (S) or a defect in the thin film deposited on the substrate (S) occurring inside the process chamber (10) is detected in real time during the process to immediately mass production process By responding to , it is possible to reduce loss due to process defects and improve process stability.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically illustrating a substrate processing apparatus 200 according to another embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)는, 기판(S)의 처리 공정 시, 가스 분사부(40)의 분사면(41)에 대한 방사율을 적용하여 온도 측정 장치(50)로 측정되는 온도 값을 정확하게 보정할 수 있도록, 공정 챔버(10)의 외부에 구비되어 가스 분사부(40)의 분사면(41)에 대한 상기 방사율을 측정하는 별도의 방사율 측정 장치(60)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2 , the substrate processing apparatus 200 according to another embodiment of the present invention applies the emissivity to the injection surface 41 of the gas injection unit 40 during the processing process of the substrate S. In order to accurately correct the temperature value measured by the temperature measuring device 50 by doing so, it is provided outside the process chamber 10 to measure the emissivity of the gas injection unit 40 with respect to the injection surface 41 . It may include an emissivity measuring device 60 .

더욱 구체적으로, 방사율 측정 장치(60)는, 온도 측정 장치(50)의 온도 측정 경로(51) 상에 설치된 편광 렌즈(L)를 향해 방사율 측정 경로(61)를 형성함으로써, 편광 렌즈(L)를 통해 불필요한 반사광을 제거한 상태에서 방사율 측정 장치(60)를 통해 분사면(41)에 대한 상기 방사율을 정확하게 측정할 수 있다. 이외에도, 방사율 측정 장치(60)는, 가스 분사부(40)의 분사면(41)과 기판(S)상면 사이의 공간을 통해서 분사면(41)을 바라볼 수 있도록, 기판(S)의 상면을 기준으로 일정 각도 경사지게 형성되어, 공정 챔버(10)의 외부에서 공정 챔버(10)의 뷰 포트(11)를 통해 가스 분사부(40)의 분사면(41)에 대한 상기 방사율을 측정할 수 있다.More specifically, the emissivity measuring device 60 forms the emissivity measuring path 61 toward the polarizing lens L installed on the temperature measuring path 51 of the temperature measuring device 50, so that the polarizing lens (L) It is possible to accurately measure the emissivity of the injection surface 41 through the emissivity measuring device 60 in a state in which unnecessary reflected light is removed. In addition, the emissivity measuring device 60, the upper surface of the substrate (S) so that the injection surface 41 can be seen through the space between the injection surface 41 of the gas injection unit 40 and the upper surface of the substrate (S) It is formed to be inclined at a certain angle based on , so that the emissivity of the injection surface 41 of the gas injection unit 40 can be measured from the outside of the processing chamber 10 through the view port 11 of the processing chamber 10 there is.

이에 따라, 상기 제어부는, 기판(S)의 처리 공정 시, 별도로 구비된 방사율 측정 장치(60)로부터 가스 분사부(40)의 분사면(41)에 대한 상기 방사율을 실시간으로 인가 받고, 온도 측정 장치(50)로부터 가스 분사부(40)의 분사면(41)에 대한 상기 온도 값을 실시간으로 인가 받아, 상기 방사율을 적용하여 실시간으로 보정된 상기 온도 값을 이용하여 상기 온도 정보를 산출할 수 있다.Accordingly, the control unit receives, in real time, the emissivity to the injection surface 41 of the gas injection unit 40 from the separately provided emissivity measurement device 60 during the processing process of the substrate S, and measures the temperature The temperature information can be calculated by receiving the temperature value for the injection surface 41 of the gas injection unit 40 from the device 50 in real time, and using the temperature value corrected in real time by applying the emissivity there is.

따라서, 상기 제어부는, 기판(S)의 처리 공정 시, 별도로 구비된 방사율 측정 장치(60)로부터 가스 분사부(40)의 분사면(41)에 대한 상기 방사율을 실시간으로 인가 받고, 온도 측정 장치(50)로부터 분사면(41)에 대한 상기 온도 값을 실시간으로 인가받아 공정 중 상기 방사율을 고려하여 보정된 상기 온도 값의 변화 추이를 기판(S)의 상기 온도 정보로 산출하고, 상기 온도 정보가 상기 기준 온도 정보와 상이할 경우, 기판 지지대(20)에 지지된 기판(S)의 안착 상태 또는 기판(S)에 증착되는 박막에 이상이 있는 것으로 판별하고 작업자가 인지할 수 있도록 알람신호를 발생시킬 수 있다. 이때, 상기 기준 온도 정보는, 기판(S)이 기판 지지대(20)에 정위치로 안착 된 상태에서 기판(S) 상에 정상적으로 박막 증착 공정 시, 온도 측정 장치(50)로 측정된 가스 분사부(40)의 분사면(41)의 온도 변화 추이일 수 있다.Accordingly, the control unit receives, in real time, the emissivity to the injection surface 41 of the gas injection unit 40 from the separately provided emissivity measurement device 60 during the processing process of the substrate S, and the temperature measurement device The temperature value for the injection surface 41 is received from 50 in real time, and the change trend of the temperature value corrected in consideration of the emissivity during the process is calculated as the temperature information of the substrate S, and the temperature information When is different from the reference temperature information, it is determined that there is an abnormality in the seating state of the substrate S supported on the substrate support 20 or the thin film deposited on the substrate S, and an alarm signal is issued so that the operator can recognize it. can cause At this time, the reference temperature information is the gas injection unit measured by the temperature measuring device 50 during the normal thin film deposition process on the substrate S in a state in which the substrate S is seated in a fixed position on the substrate support 20 . It may be a temperature change trend of the injection surface 41 of (40).

그러므로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)는, 기판(S)의 처리 공정 중 별도로 설치된 방사율 측정 장치(60)로 가스 분사부(40)의 방사율을 실시간으로 더욱 정확하게 측정하고, 온도 측정 장치(50)에 의해 측정된 분사면(41)의 온도 값과 실시간으로 측정된 상기 방사율을 적용하여 공정 중에 실시간으로 가스 분사부(40)의 분사면(41)의 온도 값을 더욱 정확하게 산출함으로써, 측정된 상기 온도 정보를 이용하여 기판 지지대(20)에 지지된 기판(S)의 안착 불량 또는 기판(S)에 증착되는 박막의 불량 여부를 공정 진행중에 바로 판단할 수 있다. 이에 따라, 기판(S)의 처리 공정 중 공정 챔버(10)의 내부에서 발생하는 기판(S)의 안착 불량 또는 기판(S)에 증착되는 박막의 불량을 공정 진행중에 실시간으로 더욱 정확하게 감지하여 즉각적으로 양산 공정에 대응함으로써, 공정 불량으로 인한 로스를 줄이고 공정 안정성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the substrate processing apparatus 200 according to another embodiment of the present invention more accurately measures the emissivity of the gas injection unit 40 in real time with the emissivity measuring apparatus 60 installed separately during the processing process of the substrate S, and , by applying the temperature value of the injection surface 41 measured by the temperature measuring device 50 and the emissivity measured in real time to further increase the temperature value of the injection surface 41 of the gas injection unit 40 in real time during the process By accurately calculating, using the measured temperature information, it is possible to immediately determine whether the seating of the substrate S supported on the substrate support 20 or the thin film deposited on the substrate S is defective during the process. Accordingly, during the processing of the substrate (S), a defect in the seating of the substrate (S) or a defect in the thin film deposited on the substrate (S) occurring inside the process chamber (10) is detected more accurately in real time during the process and immediately By responding to the mass-production process, it is possible to reduce losses due to process defects and improve process stability.

도 3은 도 1 및 도 2의 기판 처리 장치(100, 200)에서 기판(S)의 박막 증착 공정 중 온도 측정 장치(50)로 측정된 공정 온도 변화를 나타내는 그래프이고, 도 4는 도 1 및 도 2의 기판 처리 장치(100, 200)에서 기판(S)에 증착된 박막의 두께에 따라 온도 측정 장치(50)로 측정된 공정 온도 변화를 나타내는 그래프이다.3 is a graph illustrating a change in process temperature measured by the temperature measuring device 50 during the thin film deposition process of the substrate S in the substrate processing apparatuses 100 and 200 of FIGS. 1 and 2 , and FIG. 4 is FIG. 1 and FIG. It is a graph showing the process temperature change measured by the temperature measuring device 50 according to the thickness of the thin film deposited on the substrate S in the substrate processing apparatuses 100 and 200 of FIG. 2 .

도 3에 도시된 바와 같이, 기판(S)의 박막 증착 공정 시, 기판(S)이 기판 지지대(20)에 안착되는 정위치에서 1.4mm이하의 오차로 안착될 경우, 선형 그래프화된 상기 온도 정보의 각 공정 시간대별(Time) 그래프의 온도 기울기 정보가 상기 기준 온도 변화값 그래프 상의 기준 온도 기울기 정보와 유사하게 나타났다.As shown in FIG. 3 , when the substrate S is seated with an error of 1.4 mm or less at the position where the substrate S is seated on the substrate support 20 during the thin film deposition process of the substrate S, the temperature is linearly graphed The temperature slope information of the graph for each process time period of information appeared similar to the reference temperature slope information on the reference temperature change value graph.

그러나, 기판(S)이 기판 지지대(20)에 안착되는 정위치에서 1.6mm이상의 오차로 안착될 경우, 선형 그래프화된 상기 온도 정보의 각 공정 시간대별(Time) 그래프의 상기 온도 기울기 정보가 상기 기준 온도 변화값 그래프 상의 기준 온도 기울기 정보와 상이하게 나타났다. 이에 따라, 선형 그래프화된 상기 온도 정보의 각 공정 시간대별 그래프의 상기 온도 기울기 정보를 이용하여, 기판(S)의 박막 증착 공정 시, 기판(S)이 기판 지지대(20)에 안착되는 정위치로부터 일정 거리 이상 이탈되게 안착되는 안착불량을 감지할 수 있는 것으로 나타났다.However, when the substrate S is seated with an error of 1.6 mm or more at the position where it is seated on the substrate support 20, the temperature gradient information of each process time graph of the linear graphed temperature information is It appeared to be different from the reference temperature gradient information on the reference temperature change value graph. Accordingly, by using the temperature gradient information of the graph for each process time period of the linear graphed temperature information, during the thin film deposition process of the substrate S, the substrate S is seated on the substrate support 20 . It has been shown that it is possible to detect a seating failure that is set apart from a certain distance or more.

또한, 선형 그래프화된 상기 온도 정보 중 어느 특정 공정 시간에서의 상기 온도 값인 온도 절대값 정보가 기준 온도 절대값 정보와 상이할 경우 기판(S)에 증착되는 박막의 불량으로 판단할 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 공정 시간이 60sec 경과한 지점에서 상기 기준 온도 절대값 정보는 약 388.5℃ 이지만, 기판(S)에 증착되는 박막이 불량할 경우에는 공정 시간이 60sec 경과한 지점에서 상기 온도 절대값 정보가 388.5℃ 이하로 나타났다. 이에 따라, 상기 온도 기울기 정보가 동일하더라도 상기 온도 절대값 정보가 상이하게 나타날 경우 기판(S)의 증착되는 박막의 불량을 감지할 수 있는 것으로 나타났다.In addition, when absolute temperature value information that is the temperature value at a specific process time among the linear graphed temperature information is different from reference temperature absolute value information, it may be determined that the thin film deposited on the substrate S is defective. For example, as shown in FIG. 3 , the reference temperature absolute value information is about 388.5° C. at the point where the process time has elapsed for 60 sec, but when the thin film deposited on the substrate S is poor, the point at which the process time has elapsed by 60 sec , the absolute temperature information was shown to be 388.5° C. or less. Accordingly, it was found that, even if the temperature gradient information is the same, when the absolute temperature information is different, the defect of the thin film deposited on the substrate S can be detected.

또한, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판(S)에 연속적으로 여러층의 박막을 증착하거나 또는 복수개의 기판(S)에 동일한 종류의 박막을 연속하여 증착할 때, 증착되는 박막의 두께가 정상범위에서 일정수준 이상으로 벗어나는 경우가 발생하는 것으로 나타났다.In addition, as shown in (a) of Figure 4, when depositing several layers of thin films successively on the substrate (S) or continuously depositing the same type of thin film on a plurality of substrates (S), the thin film to be deposited It was found that there were cases in which the thickness deviates from the normal range by more than a certain level.

이때, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 기판(S)에 증착되는 박막의 두께에 이상이 발생할 경우에는, 온도 측정 장치(50)로 측정되는 선형 그래프화된 상기 온도 정보의 각 공정 시간별 상기 온도 절대값 정보가 기판(S)에 증착되는 박막의 두께가 정상범위 일때와 차이가 나는 것으로 나타났다. 이에 따라, 기판(S)의 박막 증착 공정 시, 기판(S)에 증착되는 박막의 이상 여부를 온도 측정 장치(50)를 이용한 온도 값의 변화 추이 모니터링으로 감지할 수 있는 것으로 나타났다.At this time, when an abnormality occurs in the thickness of the thin film deposited on the substrate S, as shown in FIG. 4 (b), each process of the linear graphed temperature information measured by the temperature measuring device 50 It was found that the temperature absolute value information for each time was different from when the thickness of the thin film deposited on the substrate S was in the normal range. Accordingly, it was found that, during the thin film deposition process of the substrate S, abnormality of the thin film deposited on the substrate S can be detected by monitoring the change in the temperature value using the temperature measuring device 50 .

그러므로, 기판(S)의 처리 공정 시, 온도 측정 장치(50)로부터 가스 분사부(40)의 분사면(41)에 대한 상기 온도 값을 인가 받아 온도 정보를 산출함으로써, 상기 온도 정보를 기준 온도 정보와 비교하여, 기판 지지대(20)에 지지된 기판(S)의 안착 불량 또는 기판(S)에 증착되는 박막의 불량 여부를 즉각적으로 감지할 수 있다. 이에 따라, 기판(S)의 처리 공정 중 공정 챔버(10)의 내부에서 발생하는 기판(S)의 안착 불량 또는 기판(S)에 증착되는 박막의 불량을 공정 진행중에 실시간으로 감지하여 즉각적으로 양산 공정에 대응함으로써, 공정 불량으로 인한 로스를 줄이고 공정 안정성을 향상시킬 수 있다.Therefore, during the processing of the substrate S, the temperature information is calculated by receiving the temperature value for the injection surface 41 of the gas injection unit 40 from the temperature measuring device 50 and calculating the temperature information, so that the temperature information is used as a reference temperature. In comparison with the information, it is possible to immediately detect whether the substrate S supported on the substrate support 20 is not properly seated or the thin film deposited on the substrate S is defective. Accordingly, during the processing of the substrate (S), a defect in the seating of the substrate (S) or a defect in the thin film deposited on the substrate (S) occurring inside the process chamber (10) is detected in real time during the process and mass-produced immediately By responding to the process, it is possible to reduce loss due to process defects and improve process stability.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은, 공정 챔버(10)의 내부 공간에 구비되는 기판 지지대(20)에 기판(S)을 로딩하는 단계(S10)와, 기판 지지대(20)에 구비된 히터(30)를 이용하여 기판(S)을 공정 온도로 가열하고, 가스 분사부(40)를 통해 기판(S)에 상기 공정 가스를 분사하여 기판(S)을 처리하는 단계(S20) 및 기판(S)이 처리되는 동안, 온도 측정 장치(50)로부터 측정된 분사면(41)에 대한 상기 온도 값을 이용하여 온도 정보를 산출하고, 상기 온도 정보를 기준 온도 정보와 비교하여, 기판 지지대(20)에 지지된 기판(S)의 안착 불량 또는 기판(S)에 증착되는 박막의 불량 여부를 판단하는 이상 감지 단계(S30)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 5 , the method for processing a substrate according to an embodiment of the present invention includes loading a substrate S on a substrate support 20 provided in an internal space of a process chamber 10 ( S10 ) and , the substrate S is heated to a process temperature by using the heater 30 provided in the substrate support 20 , and the process gas is sprayed to the substrate S through the gas injection unit 40 to the substrate S During the processing (S20) and the substrate (S) is processed, temperature information is calculated using the temperature value for the injection surface 41 measured from the temperature measuring device 50, and the temperature information is used as a reference In comparison with the temperature information, an abnormality detection step (S30) of determining whether the substrate S supported on the substrate support 20 is not properly seated or the thin film deposited on the substrate S is defective.

더욱 구체적으로, 이상 감지 단계(S30)에서, 온도 측정 장치(50)로부터 분사면(41)에 대한 상기 온도 값을 실시간으로 인가받아 공정 시간 별 분사면(41)의 상기 온도 값의 변화 추이를 선형 그래프화하여 상기 온도 정보로 산출하고, 상기 온도 정보 중 어느 특정 공정 시간에서의 상기 온도 정보의 그래프 기울기 값인 온도 기울기 정보 및 상기 특정 공정 시간에서의 상기 온도 값인 온도 절대값 정보를 이용하여, 기판(S)의 안착 불량 또는 기판(S)에 증착되는 박막의 불량 여부를 판단할 수 있다.More specifically, in the abnormal detection step (S30), the temperature value for the injection surface 41 is applied in real time from the temperature measuring device 50 and the change trend of the temperature value of the injection surface 41 for each process time It is calculated as the temperature information by linear graphing, and using the temperature gradient information that is the graph gradient value of the temperature information at any specific process time among the temperature information and the absolute temperature value information that is the temperature value at the specific process time, the substrate It is possible to determine whether the seating of (S) is defective or the thin film deposited on the substrate (S) is defective.

예컨대, 이상 감지 단계(S30)에서, 상기 온도 정보의 온도 기울기 정보 및 상기 온도 절대값 정보를 상기 기준 온도 정보의 기준 온도 기울기 정보 및 기준 온도 절대값 정보와 각각 비교하여, 상기 기울기 정보가 상이하거나 상기 기울기 정보 및 상기 절대값 정보가 모두 상이할 경우에, 기판(S)의 안착 불량으로 판별하고 알람신호를 발생시킬 수 있다. 또한, 상기 온도 정보의 상기 온도 기울기 정보 및 상기 온도 절대값 정보를 상기 기준 온도 정보의 상기 기준 온도 기울기 정보 및 상기 기준 온도 절대값 정보와 각각 비교하여, 상기 절대값 정보가 상이할 경우에, 기판(S)에 증착되는 박막의 불량으로 판별하고 알람신호를 발생시킬 수 있다.For example, in the abnormal detection step (S30), by comparing the temperature gradient information and the absolute temperature information of the temperature information with the reference temperature gradient information and the reference temperature absolute value information of the reference temperature information, respectively, the gradient information is different or When both the inclination information and the absolute value information are different, it may be determined that the substrate S is not seated properly and an alarm signal may be generated. In addition, by comparing the temperature gradient information and the absolute temperature value information of the temperature information with the reference temperature gradient information and the reference temperature absolute value information of the reference temperature information, respectively, when the absolute value information is different, the substrate It is possible to determine the defect of the thin film deposited on (S) and generate an alarm signal.

이와 같이, 기판(S)의 처리 공정 시, 상기 온도 정보가 상기 기준 온도 정보와 상이할 경우, 기판 지지대(20)에 지지된 기판(S)의 안착 상태 또는 기판(S)에 증착되는 박막에 이상이 있는 것으로 판별하고 작업자가 인지할 수 있도록 알람신호를 발생시킬 수 있다.In this way, when the temperature information is different from the reference temperature information during the processing process of the substrate S, the seated state of the substrate S supported on the substrate support 20 or the thin film deposited on the substrate S It can determine that there is an abnormality and generate an alarm signal so that the operator can recognize it.

그러므로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 방법은, 온도 측정 장치(50)에 의해 측정된 상기 온도 정보를 이용하여 기판 지지대(20)에 지지된 기판(S)의 안착 불량 또는 기판(S)에 증착되는 박막의 불량 여부를 공정 진행중에 바로 판단할 수 있다. Therefore, in the substrate processing method according to another embodiment of the present invention, a seating failure of the substrate S supported on the substrate support 20 or the substrate S using the temperature information measured by the temperature measuring device 50 is used. ), it is possible to immediately determine whether the thin film deposited on the surface is defective during the process.

이에 따라, 기판(S)의 처리 공정 중 공정 챔버(10)의 내부에서 발생하는 기판(S)의 안착 불량 또는 기판(S)에 증착되는 박막의 불량을 공정 진행중에 실시간으로 더욱 정확하게 감지하여 즉각적으로 양산 공정에 대응함으로써, 공정 불량으로 인한 로스를 줄이고 공정 안정성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, during the processing of the substrate (S), a defect in the seating of the substrate (S) or a defect in the thin film deposited on the substrate (S) occurring inside the process chamber (10) is detected more accurately in real time during the process and immediately By responding to the mass-production process, it is possible to reduce losses due to process defects and improve process stability.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10: 공정 챔버
20: 기판 지지대
30: 히터
40: 가스 분사부
50: 온도 측정 장치
60: 방사율 측정 장치
S: 기판
L: 편광 렌즈
100, 200: 기판 처리 장치10: process chamber
20: substrate support
30: heater
40: gas injection unit
50: temperature measuring device
60: emissivity measuring device
S: substrate
L: Polarized lens
100, 200: substrate processing apparatus

Claims (10)

기판을 처리할 수 있는 내부 공간이 형성되는 공정 챔버;
상기 기판을 지지하며 내부에 상기 기판을 가열하기 위한 히터를 포함하고, 상기 공정 챔버의 상기 내부 공간에 구비되는 기판 지지대;
상기 기판 지지대와 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부에 구비되어 상기 기판 지지대를 향해 공정 가스를 분사하는 가스 분사부;
상기 기판의 온도를 모니터링할 수 있도록 상기 공정 챔버의 외부에 구비되고, 상기 히터로부터 방출된 복사열로 인해 가열된 상기 가스 분사부의 분사면의 온도 값을 비접촉식으로 측정하는 온도 측정 장치; 및
상기 기판이 처리되는 동안, 상기 온도 측정 장치로부터 측정된 상기 분사면에 대한 온도 정보를 기준 온도 정보와 비교하여, 상기 기판 지지대에 지지된 상기 기판의 안착 불량 또는 상기 기판에 증착되는 박막의 불량 여부를 판단하는 제어부;
를 포함하는, 기판 처리 장치.a process chamber in which an internal space capable of processing a substrate is formed;
a substrate support supporting the substrate and including a heater for heating the substrate therein, the substrate support provided in the inner space of the process chamber;
a gas injection unit provided at an upper portion of the process chamber to face the substrate support and spraying a process gas toward the substrate support;
a temperature measuring device provided outside the process chamber to monitor the temperature of the substrate and for non-contactingly measuring a temperature value of an injection surface of the gas injection unit heated due to radiant heat emitted from the heater; and
While the substrate is being processed, the temperature information on the injection surface measured from the temperature measuring device is compared with reference temperature information to determine whether the substrate supported on the substrate support is not properly seated or the thin film deposited on the substrate is defective. a control unit to determine;
A substrate processing apparatus comprising a. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 온도 정보 중 온도 기울기 정보 또는 온도 절대값 정보를 상기 기준 온도 정보 중 기준 온도 기울기 정보 또는 기준 온도 절대값 정보와 비교하여, 상기 기판의 안착 불량 또는 상기 기판에 증착되는 박막의 불량 여부를 판단하는, 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The control unit is
Comparing the temperature gradient information or the absolute temperature value information of the temperature information with the reference temperature gradient information or the reference temperature absolute value information among the reference temperature information to determine whether the seating of the substrate is defective or the thin film deposited on the substrate is defective , substrate processing equipment. 제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 온도 기울기 정보와 상기 기준 온도 기울기 정보가 상이하고, 상기 온도 절대값 정보와 상기 기준 온도 절대값 정보가 서로 상이한 경우, 상기 기판의 안착 불량으로 판별하고 알람신호를 발생시키는, 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
The control unit is
When the temperature gradient information and the reference temperature gradient information are different and the absolute temperature information and the reference temperature absolute value information are different from each other, it is determined that the substrate is not seated properly and an alarm signal is generated. 제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 온도 절대값 정보와 상기 기준 온도 절대값 정보가 서로 상이한 경우, 상기 기판에 증착되는 박막의 불량으로 판별하고 알람신호를 발생시키는, 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
The control unit is
When the absolute temperature value information and the reference temperature absolute value information are different from each other, it is determined that the thin film deposited on the substrate is defective and an alarm signal is generated. 제 1 항에 있어서,
상기 가스 분사부의 상기 분사면에 대한 방사율을 적용하여 상기 온도 측정 장치로 측정되는 상기 온도 값을 보정할 수 있도록, 상기 공정 챔버의 외부에 구비되어 상기 분사면에 대한 상기 방사율을 측정하는 방사율 측정 장치;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 기판의 처리 공정 시, 상기 방사율 측정 장치로부터 상기 분사면에 대한 상기 방사율을 실시간으로 인가 받고 상기 온도 측정 장치로부터 상기 분사면에 대한 상기 온도 값을 실시간으로 인가 받아, 상기 방사율을 적용하여 실시간으로 보정된 상기 온도 값을 이용하여 상기 온도 정보를 산출하는, 기판 처리 장치.The method of claim 1,
An emissivity measuring device provided outside the process chamber to measure the emissivity with respect to the injection surface so as to correct the temperature value measured by the temperature measuring device by applying the emissivity to the injection surface of the gas injection unit including;
The control unit is
During the processing of the substrate, the emissivity is applied in real time to the injection surface from the emissivity measuring device, and the temperature value for the injection surface is applied in real time from the temperature measurement device, and the emissivity is applied in real time and calculating the temperature information by using the corrected temperature value. 제 1 항에 있어서,
상기 공정 챔버는,
상기 내부 공간을 확인할 수 있도록 상기 공정 챔버의 일측에 형성되는 뷰 포트;를 포함하고,
상기 온도 측정 장치는,
상기 뷰 포트를 통해 상기 가스 분사부의 상기 분사면에 대한 상기 온도 값을 측정하는, 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The process chamber,
a view port formed on one side of the process chamber so as to check the inner space;
The temperature measuring device,
and measuring the temperature value with respect to the injection surface of the gas injection unit through the view port. 기판을 가열하기 위한 히터를 포함하며 상기 기판이 안착되는 기판 지지대와, 상기 기판 지지대를 향해 공정 가스를 분사하는 가스 분사부 및 상기 가스 분사부의 분사면에 대한 온도 값을 측정하는 온도 측정 장치를 포함하는 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법에 있어서,
공정 챔버의 내부 공간에 구비되는 상기 기판 지지대에 상기 기판을 로딩하는 단계;
상기 기판 지지대에 구비된 상기 히터를 이용하여 상기 기판을 공정 온도로 가열하고, 상기 가스 분사부를 통해 상기 기판에 상기 공정 가스를 분사하여 상기 기판을 처리하는 단계; 및
상기 기판이 처리되는 동안, 상기 온도 측정 장치로부터 측정된 상기 분사면에 대한 온도 정보를 기준 온도 정보와 비교하여, 상기 기판 지지대에 지지된 상기 기판의 안착 불량 또는 상기 기판에 증착되는 박막의 불량 여부를 판단하는 이상 감지 단계;
를 포함하는, 기판 처리 방법.It includes a heater for heating the substrate and includes a substrate support on which the substrate is seated, a gas injection unit for injecting a process gas toward the substrate support, and a temperature measuring device for measuring a temperature value for an injection surface of the gas injection unit In the substrate processing method using the substrate processing apparatus,
loading the substrate on the substrate support provided in the inner space of the process chamber;
heating the substrate to a process temperature using the heater provided on the substrate support, and processing the substrate by injecting the process gas to the substrate through the gas injector; and
While the substrate is being processed, the temperature information on the injection surface measured from the temperature measuring device is compared with reference temperature information to determine whether the substrate supported on the substrate support is not properly seated or the thin film deposited on the substrate is defective. An anomaly detection step to determine;
A substrate processing method comprising a. 제 7 항에 있어서,
상기 이상 감지 단계에서,
상기 온도 정보 중 온도 기울기 정보 또는 온도 절대값 정보를 상기 기준 온도 정보 중 기준 온도 기울기 정보 또는 기준 온도 절대값 정보와 비교하여 상기 기판의 안착 불량 또는 상기 기판에 증착되는 박막의 불량 여부를 판단하는, 기판 처리 방법.8. The method of claim 7,
In the abnormal detection step,
Comparing the temperature gradient information or the absolute temperature value information of the temperature information with the reference temperature gradient information or the reference temperature absolute value information among the reference temperature information to determine whether the seating of the substrate is defective or the thin film deposited on the substrate is defective, Substrate processing method. 제 8 항에 있어서,
상기 이상 감지 단계에서,
상기 온도 기울기 정보와 상기 기준 온도 기울기 정보가 상이하고, 상기 온도 절대값 정보와 상기 기준 온도 절대값 정보가 서로 상이한 경우에, 상기 기판의 안착 불량으로 판별하고 알람신호를 발생시키는, 기판 처리 방법.9. The method of claim 8,
In the abnormal detection step,
When the temperature gradient information and the reference temperature gradient information are different and the absolute temperature information and the reference temperature absolute value information are different from each other, it is determined that the substrate is not seated and an alarm signal is generated. 제 8 항에 있어서,
상기 이상 감지 단계에서,
상기 온도 절대값 정보와 상기 기준 온도 절대값 정보가 서로 상이한 경우에, 상기 기판에 증착되는 박막의 불량으로 판별하고 알람신호를 발생시키는, 기판 처리 방법.9. The method of claim 8,
In the abnormal detection step,
When the absolute temperature value information and the reference temperature absolute value information are different from each other, determining that the thin film deposited on the substrate is defective and generating an alarm signal.
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