KR20110063073A - 박막 두께 모니터링 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

박막 두께 모니터링 장치, 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 박막 두께 모니터링 장치, 시스템 및 방법에 대하여 개시한다. 본 발명의 일면에 따른 박막 두께 모니터링 시스템은, 박막 공정에서, 박막을 고정하는 기판; 상기 기판을 회전시키는 구동장치; 상기 박막에 대해 복수의 측정지점의 두께를 검출하는 검출장치; 및 상기 회전의 속도와 상기 검출의 속도를 동기화하여 상기 복수의 측정지점에 대한 두께를 모니터링하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
박막 두께, 박막 공정, 박막 모니터링, 박막 표면 모니터링, 박막 측정

Description

박막 두께 모니터링 장치, 시스템 및 방법{Apparatus, System and Method for Thickness of Thin Film}
본 발명은 박막 두께 모니터링에 관한 것으로서, 구체적으로는 박막 공정에서 박막 두께를 모니터링할 수 있는 박막 두께 모니터링 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 공정에는 박막 증착이나, 식각 공정의 신뢰성을 보장하기 위하여 박막 두께를 모니터링하고 있다.
그런데, 종래의 광학적 박막 두께 모니터링 시스템은 기판을 회전시키면서, 박막의 변화하는 지점에 대한 두께를 측정할 뿐, 박막의 고정 지점에 대한 두께를 측정하지 않았다. 때문에, 종래의 광학적 박막 두께 모니터링 시스템은 박막 두께 오차율을 낮추기 어려웠다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 박막 공정에서 기설정된 복수의 측정지점에 대한 두께를 관리할 수 있는 박막 두께 모니터링 장치, 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일면에 따른 박막 두께 모니터링 시스템은, 박막 공정에서, 박막을 고정하는 기판; 상기 기판을 회전시키는 구동장치; 상기 박막에 대해 복수의 측정지점의 두께를 검출하는 검출장치; 및 상기 회전의 속도와 상기 검출의 속도를 동기화하여 상기 복수의 측정지점에 대한 두께를 모니터링하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 면에 따른 박막 두께 모니터링 장치는, 박막 공정에서, 기판에 고정된 박막을 회전시키는 모터; 상기 박막에 대해 복수의 측정지점의 두께를 검출하는 검출기; 및 상기 회전의 속도 및 상기 검출의 속도를 동기화하여 상기 복수의 측정지점 두께를 모니터링하는 분석기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 면에 따른 박막 두께 모니터링 방법은, 회전속도와 측정속도를 동기화하여 결정하는 단계; 박막 공정에서, 상기 회전속도로 회전하는 박막에 대해 복수의 측정지점의 두께를 상기 측정속도로 측정하는 단계; 및 상기 복수의 측정지점의 두께가 기설정된 임계두께에 도달하면, 상기 박막 공정을 중단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 회전하는 각 박막에 대해 복수의 측정지점의 두께를 측정하고, 측정지점별 두께를 측정하여 각 박막 두께의 오차를 줄일 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 복수 개의 박막에 대해 측정지점별 두께를 분리 추출하여 관리할 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 박막 두께 모니터링 시스템에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 두께 모니터링 시스템을 도시한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 박막 두께 모니터링 시스템(10)은 기판(110), 구동장치(130), 검출장치(140) 및 제어장치(150)를 포함한다.
기판(110)은 박막 공정에서 박막(120)을 고정하며, 구동장치(130)에 의하여 회전한다.
구동장치(130)는 모터 및 모터 컨트롤러를 이용하여 제어장치(150)에 제어에 따른 회전속도로 기판(110)을 회전시킨다.
검출장치(140)는 기설정된 검출속도로 박막을 향해 레이저를 포함하는 광을 발사하고, 박막에 반사되어 돌아오는 광의 반사율을 이용하여 박막의 두께를 검출한다. 여기서, 검출속도는 광의 발사시간 간격 및 반사되어 돌아오는 광의 샘플링 레이트를 포함한다.
제어장치(150)는 회전속도와 검출속도를 동기화하여 각 박막(120)에 대하여 복수의 측정지점에서 두께를 모니터링한다.
제어장치(150)는 각 박막(120)의 복수의 측정지점의 두께가 기설정된 임계두께에 도달하면 각 박막(120)에 대한 박막 공정을 종료할 수 있다.
제어장치(150)는 각 박막(120)에 대해 각각 복수의 측정지점에 대한 두께의 변화를 각각 모니터링하여 박막 공정의 이상 유무를 파악할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명은 복수의 박막에 대한 각 박막 공정에서, 각 박막의 다수 측정지점의 두께를 모니터링하고 관리할 수 있어, 완성된 박막 두께의 오차율을 낮출 수 있으며, 박막 공정의 이상 유무도 용이하게 진단할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 박막 두께 모니터링 장치에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박막 두께 모니터링 장치를 도시한 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 박막 두께 모니터링 장치(20)는 기판(210), 모터 컨트롤러(240), 모터(230), 검출기(250) 및 분석기(260)를 포함한다.
기판(210)은 박막 공정에서 박막(220)을 고정하며, 박막 공정에 따라 제작되는 박막을 회전시킨다.
모터 컨트롤러(240)는 분석기(260)에 의해 설정된 회전속도로 모터(230)를 회전시키며, 모터(230)는 모터 컨트롤러(240)의 제어에 따라 기판(210)과 기 판(210)에 고정된 박막을 회전시킨다.
검출기(250)는 기판(210)에 고정된 박막(220)에 대하여 복수의 측정지점의 두께를 검출한다.
즉, 검출기(250)는 박막(220)에 레이저를 포함하는 광을 발사하고, 반사되는 광의 반사율을 이용하여 박막(220)에서 복수의 측정지점의 두께를 검출한다.
분석기(260)는 기판(210)에 고정된 박막(220)의 회전속도와 검출기(250)의 검출속도를 동기화하여 박막(220)에 대한 복수의 측정지점 두께를 모니터링할 수 있다. 이때, 회전속도와 검출속도는 복수의 측정지점의 위치에 따라 다양하게 설정될 수 있음은 물론이다.
분석기(260)는 모니터링 중인 박막(220)의 복수의 측정지점의 두께가 기설정된 임계두께에 도달하면, 모니터링 중인 박막(220)의 제조공정을 종료한다. 이때, 분석기(260)는 복수의 측정지점에서의 광의 반사율의 변화를 통해 복수의 측정지점의 두께 변화를 모니터링하여 박막 공정의 종료를 결정할 수 있다.
또한, 분석기(260)는 복수의 박막에 대하여 전술한 과정을 반복하고, 각 측정 데이터들을 데이터베이스화하여 박막 공정 또는 박막 제조 시스템의 문제점을 용이하게 진단하거나, 해결하도록 지원할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 분석기(260)의 데이터 관리 방법에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분석기(260)의 데이터 관리 방법을 도시한 도면이다.
도 3의 분석기(260)는 n개의 박막 공정을 진행하며, 각 박막(220)에 대하여 측정지점이 ①, ②, ③, ④지점에서 박막의 두께를 측정한다고 가정한다(S310).
그러면, 분석기(260)는 n개의 박막에 대해 순차적으로 각각 ①, ②, ③, ④지점의 두께를 측정한다(S320).
이후, 분석기(260)는 ①, ②, ③, ④지점 각각에 대해서 두께 데이터를 분리하여 추출하면서(S330), 각 측정지점에 따른 박막 두께를 모니터링할 수 있다(S340).
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 박막 두께 모니터링 방법에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 박막 두께 모니터링 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 박막 두께 모니터링 장치(20)는 박막(220)의 회전속도와 두께 측정속도를 결정한다(S410). 이때, 박막 두께 모니터링 장치(20)는 각 박막(0)에서 기설정된 측정지점들의 두께를 각각 측정할 수 있도록 회전속도와 측정속도를 동기화하여 설정한다.
이어서, 박막 공정이 시작되면(S420), 박막 두께 모니터링 장치(20)는 결정된 회전속도로 회전하는 박막(220)에 대해 복수의 측정지점의 두께를, 결정된 측정속도로 측정한다(S430). 이때, 박막 두께 모니터링 장치(20)는 복수의 측정지점의 두께를 연속적으로 측정하고, 가각 측정된 두께를 분리하여 추출한다.
이후, 박막 두께 모니터링 장치(20)는 복수의 측정지점의 두께가 기설정된 임계두께에 도달하면(S440), 해당 박막(220)이 완성되었다고 판단하여 해당 박막(220)에 대한 박막 공정을 중단한다(S450).
이와 같이, 본 발명은 회전하는 각 박막에 대해 복수의 측정지점의 두께를 측정하고, 측정지점별 두께를 측정하여 각 박막 두께의 오차를 줄일 수 있으며, 복수 개의 박막에 대하여 측정지점별 두께를 분리 추출하여 저장 및 관리할 수 있다.
이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 두께 모니터링 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박막 두께 모니터링 장치를 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분석기의 데이터 관리 방법을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 박막 두께 모니터링 방법을 도시한 흐름도.

Claims (16)

  1. 박막 공정에서, 박막을 고정하는 기판;
    상기 기판을 회전시키는 구동장치;
    상기 박막에 대해 복수의 측정지점의 두께를 검출하는 검출장치; 및
    상기 회전의 속도와 상기 검출의 속도를 동기화하여 상기 복수의 측정지점에 대한 두께를 모니터링하는 제어장치
    를 포함하는 박막 두께 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동장치는,
    상기 기판을 회전시키는 모터; 및
    상기 제어장치의 제어에 따라 상기 모터를 구동하는 모터 컨트롤러
    를 포함하는 것인 박막 두께 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 검출장치는,
    상기 박막을 향해, 레이저를 포함하는 광을 상기 검출의 속도 간격으로 발사하는 레이저빔; 및
    상기 박막에 반사되어 돌아오는 상기 광의 반사율의 변화 통해 상기 박막의 두께의 변화율을 검출하는 검출기
    를 포함하는 것인 박막 두께 모니터링 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 검출의 속도는,
    상기 광의 발사시간 간격 및 상기 돌아오는 광의 샘플링 레이트를 포함하는 것인 박막 두께 모니터링 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어장치는,
    상기 복수의 측정지점의 두께가 기설정된 임계두께에 도달하면 상기 박막 공정을 종료하는 것인 박막 두께 모니터링 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어장치는,
    상기 박막을 포함하는 복수의 박막에 대해 각각 상기 복수의 측정지점에 대한 두께의 변화를 각각 모니터링하여 상기 박막 공정의 이상유무를 파악하는 것인 박막 두께 모니터링 시스템.
  7. 박막 공정에서, 기판에 고정된 박막을 회전시키는 모터;
    상기 박막에 대해 복수의 측정지점의 두께를 검출하는 검출기; 및
    상기 회전의 속도 및 상기 검출의 속도를 동기화하여 상기 복수의 측정지점 두께를 모니터링하는 분석기
    를 포함하는 박막 두께 모니터링 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 검출기는,
    상기 박막에 대한 레이저를 포함하는 광의 반사율을 이용하여 상기 복수의 측정지점의 두께를 검출하는 것인 박막 두께 모니터링 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 분석기는,
    상기 복수의 측정지점의 두께가 기설정된 임계두께에 도달하면 상기 박막 공정을 종료하는 것인 박막 두께 모니터링 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 분석기는,
    상기 광의 반사율의 변화를 이용하여 상기 복수의 측정지점의 두께 변화를 모니터링하다가 상기 박막 공정의 종료를 결정하는 것인 박막 두께 모니터링 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 분석기는,
    상기 기판에 고정되는 복수의 박막에 대하여 각각 검출된 상기 복수의 측정지점의 두께를 분석하여 상기 박막 공정의 이상유무를 파악하는 것인 박막 두께 모니터링 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 분석기는,
    복수의 박막에 대한 측정지점별 두께를 분리 추출하고, 상기 각 박막에 대한 측정지점별 두께를 모니터링하는 것인 박막 두께 모니터링 장치.
  13. 회전속도와 측정속도를 동기화하여 결정하는 단계;
    박막 공정에서, 상기 회전속도로 회전하는 박막에 대해 복수의 측정지점의 두께를 상기 측정속도로 측정하는 단계; 및
    상기 복수의 측정지점의 두께가 기설정된 임계두께에 도달하면, 상기 박막 공정을 중단하는 단계
    를 포함하는 박막 두께 모니터링 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    복수의 박막에 대해 상기 박막의 측정지점의 두께를 분석하여 상기 박막 공정의 이상유무를 파악하는 단계
    를 더 포함하는 박막 두께 모니터링 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 측정하는 단계는,
    레이저를 포함하는 광을 상기 박막의 측정지점의 발사하는 단계; 및
    상기 박막에 반사되어 돌아오는 상기 광을 이용하여 상기 측정지점의 두께를 측정하는 단계
    를 포함하는 것인 박막 두께 모니터링 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 측정하는 단계는,
    상기 복수의 측정지점의 두께를 연속적으로 측정하는 단계; 및
    상기 각각 측정된 두께를 분리 추출하는 단계
    를 포함하는 것인 박막 두께 모니터링 방법.
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