KR20180067764A - Apparatus for Processing of Substrate - Google Patents

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Abstract

A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present technique includes a process chamber having an internal space, a susceptor for substrate seating provided below the space, a lid covering the upper portion of the chamber, a shower head provided above the space and supplying gas to the space, a high-frequency power source connected to at least one of the shower head and the susceptor for plasma generation in the chamber, at least one window provided in the lid or the shower head, and a monitoring device for monitoring the properties of a thin film deposited on the substrate on the susceptor via the window. The monitoring device includes an optical sensor unit for light source emission to the substrate side and a control unit measuring the spectrum of light reflected from the substrate and comparing the measured spectrum to a reference spectrum of a preset band to determine the presence or absence of a defect in the properties of the thin film deposited on the substrate.

Description

기판 처리 장치{Apparatus for Processing of Substrate}[0001] Apparatus for Processing of Substrate [

본 발명은 반도체 장치 제조 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기판 처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing technology, and more particularly, to a substrate processing apparatus.

반도체 장치는 기판 상에 사진 공정, 식각 공정, 확산 공정, 이온주입 공정 및 박막 증착 공정 등의 과정을 통해 형성될 수 있다.The semiconductor device may be formed on the substrate through processes such as a photolithography process, an etching process, a diffusion process, an ion implantation process, and a thin film deposition process.

최근의 반도체 집적 회로는 초미세화 및 초소형화에 따라 더욱 작은 피치(Pitch)로 제조되고, 3차원 구조의 반도체 장치의 개발에 의해 종횡비(High Aspect Ration; HAR)는 계속해서 증가하고 있다.Recent semiconductor integrated circuits are manufactured with a smaller pitch in accordance with miniaturization and miniaturization, and the aspect ratio (HAR) is continuously increasing due to the development of a semiconductor device having a three-dimensional structure.

반도체 장치를 제조할 때에는 제조 공정마다 증착되는 막의 두께, 노광 또는 식각에 의해 형성되는 패턴의 두께나 폭 등을 계측하고, 계측 결과를 분석함에 의해 패턴의 불량 여부를 검사할 수 있다.In manufacturing a semiconductor device, it is possible to check whether the pattern is defective by measuring the thickness of a film deposited for each manufacturing process, the thickness or width of a pattern formed by exposure or etching, and analyzing the measurement results.

일련의 단위 공정을 수행하는 동안 여러가지 형태의 공정 결함들이 발생할 수 있으며, 이러한 결함들은 반도체 장치의 수율을 저하시키는 요인으로 작용한다.Various types of process defects can occur during the course of a series of unit processes, and these defects serve as a factor to lower the yield of semiconductor devices.

본 기술의 실시예는 박막 증착 공정을 실시간으로 모니터링할 수 있는 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.Embodiments of the present technology can provide a substrate processing apparatus capable of monitoring a thin film deposition process in real time.

본 기술의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는 내부에 공간이 형성된 공정 챔버; 상기 공간 하부에 구비되며 기판이 안착되는 서셉터; 상기 챔버 상부를 덮는 리드; 상기 공간 상부에 구비되며 상기 공간으로 가스를 공급하기 위한 샤워헤드; 상기 챔버 내부에 플라즈마를 발생시키기 위해 상기 샤워헤드와 상기 서셉터 중 적어도 어느 하나에 연결되는 고주파 전원; 상기 리드 또는 상기 샤워헤드 중 어느 한 곳에 구비되는 적어도 하나의 윈도우; 상기 윈도우를 통해 상기 서셉터 상의 상기 기판 상에 증착되는 박막 특성을 모니터링하기 위한 모니터링 장치;를 포함하며, 상기 모니터링 장치는, 상기 기판 측으로 광원을 조사하기 위한 광학 센서부와, 상기 기판으로부터 반사되는 반사광의 스펙트럼을 측정하고, 기 설정된 대역의 기준 스펙트럼과 상기 측정 스펙트럼을 비교하여 상기 기판 상에 증착되는 박막 특성의 결함 여부를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a processing chamber having a space formed therein; A susceptor provided under the space and on which the substrate is placed; A lid covering the upper portion of the chamber; A showerhead provided above the space for supplying gas to the space; A high frequency power source connected to at least one of the showerhead and the susceptor for generating plasma in the chamber; At least one window provided at either the lead or the showerhead; And a monitoring device for monitoring thin film characteristics deposited on the substrate on the susceptor through the window, wherein the monitoring device comprises: an optical sensor part for irradiating a light source to the substrate side; And a control unit for measuring a spectrum of the reflected light and comparing the reference spectrum of the predetermined band with the measured spectrum to determine whether the thin film characteristics deposited on the substrate are defective.

본 기술의 일 실시예에 의한 모니터링 방법은 서셉터에 안착되는 기판에 대한 플라즈마 처리를 수행하며 상기 기판 대향면에 윈도우가 설치되는 챔버 및 광원으로부터 제공되는 광을 상기 윈도우를 통해 상기 기판 측으로 조사하고, 상기 기판으로부터 반사되는 반사광을 수집하는 모니터링 장치를 포함하는 박막 증착 장치의 모니터링 방법으로서, 상기 기판 상에 박막이 증착되는 도중 실시간 또는 시 설정된 시간 간격으로 상기 반사광으로부터 기 설정된 파장 대역의 측정 스펙트럼을 생성하는 단계; 및 상기 측정 스펙트럼과 기준 스펙트럼을 비교하여 결함 여부를 판단하는 단계;를 포함하도록 구성될 수 있다.A monitoring method according to an embodiment of the present invention performs plasma processing on a substrate placed on a susceptor and irradiates light from a chamber provided with a window on the substrate facing surface and a light source toward the substrate through the window And a monitoring device for collecting reflected light reflected from the substrate, the monitoring method comprising the steps of: measuring a predetermined spectral range of the predetermined wavelength band from the reflected light in real time or at a predetermined time interval during deposition of a thin film on the substrate; ; And comparing the measured spectrum with a reference spectrum to determine whether the measured spectrum is defective.

본 기술에 의하면, 플라즈마 챔버 내에서 박막을 증착할 때 박막의 두께를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 따라서, 공정 진행 중 오류 상황을 실시간으로 감지할 수 있어 무의미한 후속 공정이 진행되는 것을 방지할 수 있다.According to the present technology, the thickness of a thin film can be monitored in real time when the thin film is deposited in a plasma chamber. Therefore, it is possible to detect an error condition in real time during the process, and it is possible to prevent a meaningless subsequent process from proceeding.

도 1은 일 실시예에 의한 기판 처리 장치의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 의한 모니터링 장치의 구성도이다.
도 3은 이 실시예에 의한 제어부의 구성도이다.
도 4는 일 실시예에 의한 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 의한 스펙트럼 비교 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 의한 오류 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 의한 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 의한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a configuration diagram of a substrate processing apparatus according to an embodiment.
2 is a configuration diagram of a monitoring apparatus according to an embodiment.
3 is a configuration diagram of a control unit according to this embodiment.
4 is a flowchart illustrating a monitoring method according to an embodiment.
5 is a diagram showing a result of spectrum comparison according to an embodiment.
6 is a diagram for explaining an error detection method according to an embodiment.
7 and 8 are views for explaining a substrate processing method according to the embodiments.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a monitoring method according to an embodiment.
10 is a view for explaining a substrate processing method according to an embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 기술의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present technology will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일 실시예에 의한 기판 처리 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a substrate processing apparatus according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 박막 증착 장치(10)는 컨트롤러(1000), 챔버(100), 가스 제공부(200), 전원공급 및 정합부(300) 및 모니터링 장치(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a thin film deposition apparatus 10 may include a controller 1000, a chamber 100, a gas supplier 200, a power supply and matching unit 300, and a monitoring apparatus 400.

컨트롤러(1000)는 박막 증착 장치(10)의 전반적인 동작을 제어하도록 구성된다.The controller 1000 is configured to control the overall operation of the thin film deposition apparatus 10.

챔버(100)는 상부가 개방된 본체(110) 및 본체(110) 상단을 폐쇄하도록 구성되는 가스 공급 장치(120)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 챔버(100)는 플라즈마 공정 챔버일 수 있으며, 예를 들어 플라즈마 증가 화학기상 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)을 통해 박막을 증착할 수 있는 챔버일 수 있다. 일 실시예에서, 본체(110) 상단은 가스 공급 장치(120) 및 이를 둘러싸는 리드(미도시)에 의해 폐쇄될 수 있다.The chamber 100 may include a body 110 with an open top and a gas supply 120 configured to close the top of the body 110. In one embodiment, the chamber 100 may be a plasma processing chamber and may be a chamber capable of depositing a thin film through, for example, plasma enhanced chemical vapor deposition. In one embodiment, the top of the body 110 may be closed by a gas supply 120 and a lid (not shown) surrounding it.

챔버(100) 내부 공간은 증착 공정 등 기판(W)에 대한 처리가 이루어지는 공간일 수 있다. 본체(110) 측면의 지정된 위치에는 기판(W)이 반입 및 반출되는 게이트(G)가 마련될 수 있다. 본체(110)의 저면에는 기판(W)이 안착되는 서셉터(130)의 지지축(140)이 삽입되는 관통공이 형성될 수 있다.The inner space of the chamber 100 may be a space for processing the substrate W such as a deposition process. A gate G, through which the substrate W is carried in and out, may be provided at a designated position on the side of the main body 110. A through hole may be formed in the bottom surface of the main body 110 in which the supporting shaft 140 of the susceptor 130 on which the substrate W is mounted is inserted.

서셉터(130)는 상면에 적어도 하나의 기판(W)이 안착되도록 전체적으로 평판 형상을 가지며, 가스 공급 장치(120)에 대향하여 수평 방향으로 설치될 수 있다. 지지축(140)은 서셉터(130) 후면에 수직 결합되며, 챔버(100) 저부의 관통공을 통해 외부의 구동부(미도시)와 연결되어, 서셉터(130)를 승강 및/또는 회전시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 서셉터(130)는 전극(제 2 전극)으로 작용할 수 있다.The susceptor 130 has a plate shape as a whole so that at least one substrate W is placed on the upper surface of the susceptor 130. The susceptor 130 may be installed horizontally so as to face the gas supply device 120. [ The supporting shaft 140 is vertically coupled to the rear surface of the susceptor 130 and connected to an external driving unit (not shown) through a through hole at the bottom of the chamber 100 to lift and / or rotate the susceptor 130 . In one embodiment, the susceptor 130 may act as an electrode (second electrode).

서셉터(130)의 내부에는 히터(132)가 구비되어 상부에 안착된 기판(W)의 온도를 조절할 수 있다. 전원부(170)는 히터(132)로 전원을 공급하여 히터(132)가 발열하도록 구성될 수 있다.A heater 132 is provided inside the susceptor 130 to adjust the temperature of the substrate W placed on the susceptor 130. The power supply unit 170 may be configured to supply power to the heater 132 so that the heater 132 generates heat.

챔버(100) 내부는 일반적으로 진공 분위기로 형성되어야 하므로, 본체(110)의 지정된 위치, 예를 들어 저면에는 배기구(150)가 형성될 수 있다. 배기구(150)는 외부의 펌프(160)와 연결될 수 있다. 배기구(150)를 통해 챔버(100) 내부를 진공 상태로 만들 수 있고, 공정 후 발생하는 가스를 배출할 수 있다.Since the inside of the chamber 100 is generally formed in a vacuum atmosphere, the exhaust port 150 may be formed at a designated position of the main body 110, for example, the bottom surface. The exhaust port 150 may be connected to an external pump 160. The inside of the chamber 100 can be evacuated through the exhaust port 150 and the gas generated after the process can be exhausted.

도 1에는 배기구(150)가 챔버(200)의 저부에 형성된 경우를 예로 들어 도시하였으나, 배기구(150)는 챔버(200)의 측면에 형성될 수도 있다.1, the exhaust port 150 is formed on the bottom of the chamber 200. However, the exhaust port 150 may be formed on the side surface of the chamber 200. FIG.

가스 공급 장치(120)는 본체(110) 상부에 서셉터(130)와 대향하도록 설치될 수 있다. 가스 공급 장치(120)는 가스 제공부(200)로부터 공급되는 다양한 공정가스를 챔버(100) 내부로 분사할 수 있다. 가스 공급 장치(120)는 샤워헤드 타입, 인젝터 타입, 노즐 타입 등 다양한 방식의 가스 공급 장치 중에서 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 가스 공급 장치(120)는 전극(제 1 전극)으로 작용할 수 있다.The gas supply device 120 may be installed above the main body 110 so as to face the susceptor 130. The gas supply unit 120 may inject various process gases supplied from the gas supply unit 200 into the chamber 100. The gas supply device 120 may be selected from various types of gas supply devices such as a shower head type, an injector type, and a nozzle type. In one embodiment, the gas supply device 120 may act as an electrode (first electrode).

가스 제공부(200)는 복수의 가스 공급원으로부터 제공되는 공정 가스를 가스 공급라인을 통해 가스 공급 장치(120)로 제공하도록 구성될 수 있다.The gas supplier 200 may be configured to provide process gas, which is provided from a plurality of gas sources, to the gas supply device 120 through a gas supply line.

전원공급 및 정합부(300)는 기 설정된 주파수 대역을 갖는 고주파 전원을 플라즈마 전원 소스로 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 고주파 전원의 출력 임피던스와 챔버(100) 내의 부하 임피던스를 상호 매칭시켜 고주파 전원이 챔버(100)로부터 반사됨에 따른 반사 손실을 제거하도록 구성될 수 있다.The power supply and matching unit 300 may be configured to provide a high frequency power source having a preset frequency band to the plasma power source. In addition, the output impedance of the high frequency power source and the load impedance in the chamber 100 may be matched with each other to eliminate reflection loss due to reflection of the high frequency power from the chamber 100.

예를 들어, 제 2 전극으로서의 서셉터(130)에 기판(W)을 안착시키고 챔버(100) 내부를 진공 상태로 만든 후, 가스 공급 장치(120)를 통해 공정가스를 주입함과 동시에 전원공급 및 정합부(300)에 의해 제 1 전극으로서의 가스 공급 장치(120)에 고주파를 인가함으로써, 가스 공급 장치(120)와 서셉터(130) 사이에 플라즈마를 형성할 수 있다.For example, after the substrate W is placed on the susceptor 130 as the second electrode and the inside of the chamber 100 is evacuated, the process gas is injected through the gas supply device 120, Plasma can be formed between the gas supply device 120 and the susceptor 130 by applying a high frequency to the gas supply device 120 serving as the first electrode by the matching portion 300 and the matching portion 300. [

이에 따라, 공정가스가 플라즈마 상태로 변화되고, 서셉터(130) 상에 안착된 기판(W)이 히터(132)에 의해 기 설정된 온도를 갖게 되면, 기판(W) 표면과 증착하고자 하는 물질이 화학반응하여 목적하는 박막이 증착되게 된다. 화학반응에 의해 기판(W) 표면에 증착된 물질을 제외한 나머지 물질들은 외부로 배출된다.Thus, when the process gas is changed to a plasma state and the substrate W placed on the susceptor 130 has a predetermined temperature by the heater 132, the surface of the substrate W and the substance to be deposited The desired thin film is deposited by chemical reaction. Except for the substance deposited on the surface of the substrate W by the chemical reaction, the substances are discharged to the outside.

모니터링 장치(400)는 챔버(100) 내에서 기판(W)에 대한 박막 증착 공정이 진행되는 동안 증착되고 있는 박막의 상태, 예를 들어 두께를 모니터링하도록 구성될 수 있다.The monitoring device 400 may be configured to monitor the state of the thin film being deposited, e.g., thickness, during the thin film deposition process for the substrate W in the chamber 100.

일 실시예에서, 가스 공급 장치(120)는 적어도 하나의 윈도우(122)를 구비할 수 있으며, 모니터링 장치(400)는 윈도우(122)를 통해 광을 조사하기 위한 광학 센서부와, 기판(W) 상에 증착되고 있는 박막으로부터 반사되는 반사광에 대한 측정 스펙트럼을 기초로 박막의 상태를 모니터링하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the gas supply device 120 may include at least one window 122 and the monitoring device 400 may include an optical sensor portion for irradiating light through the window 122, And a controller for monitoring the state of the thin film based on the measurement spectrum of the reflected light reflected from the thin film being deposited on the thin film.

본체(110) 상단이 리드 및 가스 공급 장치(120)에 의해 폐쇄되는 경우, 적어도 하나의 윈도우(122)는 리드에 설치될 수도 있다.When the top of the body 110 is closed by the lid and gas supply 120, at least one window 122 may be installed in the lid.

모니터링 장치(400)는 공정 조건에 따른 기준 스펙트럼들을 보유할 수 있다. 기준 스펙트럼은 예를 들어 증착되는 박막의 종류 및 공정 경과 시간에 따라 기 설정된 파장 대역에 대하여 생성될 수 있다.The monitoring device 400 may have reference spectra according to process conditions. The reference spectrum may be generated for a predetermined wavelength band depending on, for example, the kind of the thin film to be deposited and the elapsed time of the process.

공정이 진행됨에 따라, 모니터링 장치(400)는 기판(W) 상의 박막으로 광을 조사하여 획득되는 반사광을 파장에 따라 검출하여 측정 스펙트럼을 생성할 수 있다. 측정 스펙트럼은 공정 경과 시간 별로 기 설정된 파장 대역에 대하여 생성될 수 있다.As the process progresses, the monitoring apparatus 400 may detect the reflected light obtained by irradiating the light onto the thin film on the substrate W according to the wavelength to generate a measurement spectrum. The measurement spectrum can be generated for a predetermined wavelength band for each process elapsed time.

그리고, 모니터링 장치(400)는 공정 경과 시간 별로 생성된 측정 스펙트럼과 이에 대응하는 기준 스펙트럼을 비교하여 공정 중의 결함 발생 여부를 판단할 수 있다.The monitoring apparatus 400 may compare the measurement spectrum generated for each process elapsed time with the corresponding reference spectrum to determine whether a defect is generated in the process.

박막 증착 공정 중, 모니터링 장치(400)에 의해 결함이 발생하였다고 판단되는 경우, 더 이상 무의미한 후속 공정을 진행하지 않을 수 있으므로, 공정 신뢰성을 향상시킬 수 있음은 물론, 반도체 장치의 제조 비용 또한 절감시킬 수 있다.In the case where it is determined that a defect has occurred by the monitoring device 400 during the thin film deposition process, the subsequent process that is no longer meaningless can be carried out, thereby improving not only the process reliability but also the manufacturing cost of the semiconductor device .

한편, 모니터링 장치(400)는 증착되는 박막의 종류에 따라 측정 스펙트럼의 파장 대역을 설정할 수 있다.Meanwhile, the monitoring apparatus 400 can set the wavelength band of the measurement spectrum according to the kind of the thin film to be deposited.

챔버(100) 내에서 서로 다른 박막을 교대로 증착하는 경우, 증착되는 박막의 종류 및 플라즈마 전원 소스의 온/오프 여부에 따라 측정 스펙트럼의 파장 대역을 각기 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 박막으로 산화막을 증착하고, 제 2 박막으로 질화막을 증착하는 경우, 플라즈마 전원 소스가 인가되는 상태에서 산화막을 증착하는 공정 중의 측정 스펙트럼 파장 대역, 산화막 증착 후 플라즈마 전원 소스가 차단되는 퍼지 공정 동안의 측정 스펙트럼 파장 대역, 플라즈마 전원 소스가 인가되는 상태에서 질화막 증착 공정 중의 측정 스펙트럼 파장 대역을 각기 다르게 설정할 수 있다.When the different thin films are alternately deposited in the chamber 100, the wavelength bands of the measurement spectrum can be set differently depending on the kind of the thin film to be deposited and whether the plasma power source is on or off. For example, when an oxide film is deposited on the first thin film and a nitride film is deposited on the second thin film, the measurement spectrum wavelength band during the process of depositing the oxide film in a state in which the plasma power source is applied, The measurement spectral wavelength band during the purge process, and the plasma spectral band during the nitride film deposition process can be set differently in a state where the plasma power source is applied.

박막 증착 장치(10)에서 증착되는 박막은 단일막일 수 있다. 다른 실시예에서, 박막 증착 장치(10)를 통해 동일한 물질을 다층으로 반복 증착하여 벌크 형태의 박막을 증착할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 박막 증착 장치(10)를 통해 서로 다른 적어도 두 물질을 교대로 반복 증착하는 것도 가능하다.The thin film deposited in the thin film deposition apparatus 10 may be a single film. In another embodiment, the same material can be repeatedly deposited in multiple layers through the thin film deposition apparatus 10 to deposit a thin film in bulk form. In another embodiment, it is also possible to repeatedly deposit at least two different materials alternately through the thin film deposition apparatus 10.

도 2는 일 실시예에 의한 모니터링 장치의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a monitoring apparatus according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 의한 모니터링 장치(400)는 광원(410), 광 결합기(420), 집광부(430), 분광기(440) 및 제어부(450)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 광 결합기(420), 집광부(430) 및 분광기(440)는 광학 센서부라 지칭할 수 있다.2, the monitoring apparatus 400 may include a light source 410, an optical coupler 420, a condenser 430, a spectroscope 440, and a controller 450. In one embodiment, the optical coupler 420, the light collecting part 430, and the spectroscope 440 may be referred to as an optical sensor part.

광원(410)은 레이저, LED 등 다양한 광원이 이용될 수 있으며, 광원의 중심 파장은 증착되는 박막의 종류에 따라 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 광원(410)은 200~1200nm의 파장 대역을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The light source 410 may be a variety of light sources such as a laser and an LED, and the center wavelength of the light source may be determined according to the type of the thin film to be deposited. In one embodiment, the light source 410 may have a wavelength band of 200 to 1200 nm, but is not limited thereto.

광 결합기(420)는 광원(410)으로부터 전달되는 광을 집광부(430)로 전달하고, 집광부(430)로부터 전달되는 반사광을 분광기(440)로 전달하도록 구성될 수 있다.The optical coupler 420 may be configured to transmit the light transmitted from the light source 410 to the condensing unit 430 and to transmit the reflected light transmitted from the condensing unit 430 to the spectroscope 440.

집광부(430)는 출광 또는 수광되는 광의 발산을 방지하도록 구성될 수 있다. 집광부(430)는 예를 들어, 집광렌즈 또는 시준렌즈를 포함할 수 있다. 집광부(430)는 광 결합기(420)로부터 전달되는 광을 기판(W) 상에 수직 입사시키고, 기판(W)에서 수직 반사되는 광을 광 결합기(420)로 전달하도록 구성될 수 있다.The light collecting portion 430 may be configured to prevent the divergence of light emitted or received. The light collecting portion 430 may include, for example, a condensing lens or a collimating lens. The light condensing unit 430 may be configured to vertically enter the light transmitted from the optical coupler 420 on the substrate W and to transmit the vertically reflected light from the substrate W to the optical coupler 420.

기판(W)에서 반사되는 반사광은 기판(W) 상에 증착되는 박막의 상태에 따라 적어도 하나의 반사광을 포함할 수 있으며, 복수의 반사광을 포함하는 경우 반사광은 서로 간섭된 상태로 집광부(430)로 제공될 수 있음은 물론이다.The reflected light reflected by the substrate W may include at least one reflected light depending on the state of the thin film deposited on the substrate W. When the reflected light includes a plurality of reflected light, ) Of course.

기판(W)에 대하여 광을 수직 입사시키고 반사시킴에 따라, 모니터링 장치(400)를 구성하는 데 필요한 공간을 최소화할 수 있다.As the light is normally incident on and reflected by the substrate W, the space required to construct the monitoring device 400 can be minimized.

분광기(440)는 기판(W)으로부터 반사되는 반사광을 집광부(430) 및 광 결합기(420)를 통해 전달받고, 전달받은 반사광을 기 설정된 파장 대역에 따라 검출하여 측정 스펙트럼을 생성하도록 구성될 수 있다. 분광기(440)에서 생성된 반사광의 측정 스펙트럼을 통해 파장에 따른 출력의 세기 변화를 측정할 수 있고, 여기에는 측정 대상 박막의 두께에 관한 정보가 내포되어 있다.The spectroscope 440 may be configured to receive reflected light reflected from the substrate W through the condenser 430 and the optical coupler 420 and to detect the reflected light according to a predetermined wavelength band to generate a measurement spectrum have. The change in the intensity of the output according to the wavelength can be measured through the measurement spectrum of the reflected light generated in the spectroscope 440, which includes information on the thickness of the thin film to be measured.

제어부(450)는 분광기(440)로부터 측정 스펙트럼을 제공받고 이를 기준 스펙트럼과 비교하여 결함 발생 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.The controller 450 may be configured to receive a measurement spectrum from the spectrometer 440 and compare it with a reference spectrum to determine whether a defect has occurred.

기준 스펙트럼은 증착되는 박막의 종류 및 공정 경과 시간에 따라 기 설정된 파장 대역에 대하여 생성되어 기 저장되어 있을 수 있으며, 박막 증착 공정 중 공정 경과 시간별로 생성된 측정 스펙트럼을 이에 대응하는 기준 스펙트럼과 비교하여 공정 중의 결함 발생 여부를 판단할 수 있다.The reference spectrum may be generated and stored for a predetermined wavelength band according to the kind of the deposited film and the elapsed time of the film deposition. The measured spectrum generated by the elapsed time during the film deposition process is compared with the corresponding reference spectrum It is possible to judge whether or not a defect has occurred in the process.

즉, 파장에 따른 반사광 측정 스펙트럼의 파장에 대한 출력의 세기를 기준 스펙트럼과 비교하여 측정 대상 박막의 두께를 예측할 수 있다.That is, the thickness of the target thin film can be predicted by comparing the output intensity with respect to the wavelength of the reflected light measurement spectrum according to the wavelength, with the reference spectrum.

한편, 광원(410)과 광 결합기(420), 분광기(440)와 광 결합기(420) 간의 광 경로는 광 파이버(460)로 구성할 수 있다.The optical path between the light source 410 and the optical coupler 420 and between the optical coupler 420 and the spectroscope 440 may be an optical fiber 460.

도 3은 이 실시예에 의한 제어부의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a control unit according to this embodiment.

도 3을 참조하면, 제어부(450)는 저장부(451), 사용자 인터페이스(452), 데이터베이스(453), 기준 스펙트럼 관리부(454), 측정 스펙트럼 수신부(455), 비교부(456) 및 판단부(457)를 포함할 수 있다.3, the control unit 450 includes a storage unit 451, a user interface 452, a database 453, a reference spectrum management unit 454, a measurement spectrum receiving unit 455, a comparison unit 456, (457).

저장부(451)는 주기억장치 및 보조기억장치를 포함할 수 있으며, 제어부(450)가 동작하는 데 필요한 프로그램, 제어 데이터, 응용 프로그램 등이 저장될 수 있다.The storage unit 451 may include a main memory and an auxiliary memory, and may store programs, control data, application programs, and the like necessary for the controller 450 to operate.

사용자 인터페이스(452)는 입력장치 및 출력장치를 포함할 수 있다. 입력장치를 통해서는 사용자로부터의 명령이 입력될 수 있다. 출력장치는 제어부 (450)의 동작 상황, 명령 처리 상황, 동작 결과, 명령 처리 결과 등을 출력할 수 있다.The user interface 452 may include an input device and an output device. A command from the user can be input through the input device. The output apparatus can output the operation status of the control unit 450, the command processing status, the operation result, the command processing result, and the like.

데이터베이스(453)에는 기준 스펙트럼이 저장되어 있을 수 있다. 기준 스펙트럼은 증착 대상 박막의 종류 및 공정 경과 시간에 따라 기 설정된 파장 대역에 대하여 기 생성되어 저장될 수 있다.In the database 453, a reference spectrum may be stored. The reference spectrum may be generated and stored for a predetermined wavelength band depending on the type of the thin film to be deposited and the elapsed time of the process.

기준 스펙트럼 관리부(454)는 데이터베이스(453)에 저장되는 기준 스펙트럼에 대한 추가, 갱신, 삭제를 수행할 수 있다. 아울러, 박막의 종류 및 공정 경과 시간에 따라 데이터베이스(453)로부터 특정 기준 스펙트럼을 추출할 수 있다.The reference spectrum management unit 454 may perform addition, update, and deletion of the reference spectrum stored in the database 453. [ In addition, a specific reference spectrum can be extracted from the database 453 according to the type of the thin film and the elapsed time of the process.

측정 스펙트럼 수신부(455)는 분광기(440)로부터 생성된 측정 스펙트럼을 제공받을 수 있다.The measurement spectrum receiver 455 may be provided with a measurement spectrum generated from the spectroscope 440. [

비교부(456)는 기준 스펙트럼 관리부(454)에서 추출한 기준 스펙트럼과 측정 스펙트럼 수신부(455)에서 수신한 측정 스펙트럼을 비교하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 비교부(456)는 증착 중인 박막의 특정 공정 경과 시간에 획득된 측정 스펙트럼의 강도를 이와 대응하는 기준 스펙트럼의 강도와 비교하도록 구성될 수 있다.The comparison unit 456 may be configured to compare the reference spectrum extracted by the reference spectrum management unit 454 with the measurement spectrum received by the measurement spectrum reception unit 455. In one embodiment, the comparator 456 may be configured to compare the intensity of the measured spectrum obtained at a specific process elapsed time of the thin film being deposited with the intensity of the corresponding reference spectrum.

판단부(457)는 비교부(456)의 비교 결과, 기준 스펙트럼에 대한 측정 스펙트럼의 강도 차이가 오차 범위 내에 존재하는 경우 공정이 정상적으로 진행되고 있다고 판단하고, 그렇지 않을 경우 결함이 발생한 것으로 판단할 수 있다.If the intensity difference of the measured spectrum with respect to the reference spectrum is within the error range as a result of the comparison by the comparison unit 456, the determination unit 457 determines that the process is normally proceeding, have.

일 실시예에서, 가스 공급 장치(120)에 복수의 윈도우(122)가 마련되고, 모니터링 장치(400)를 통해 각 윈도우(122)에서 박막 증착 상태를 모니터링할 수 있다. 이 경우, 어느 하나의 윈도우(122)에서 관찰된 측정 스펙트럼과 기준 스펙트럼의 강도 차이가 기 설정된 오차 범위를 벗어나는 경우 공정 중 결함이 발생한 것으로 판단할 수 있다.In one embodiment, the gas supply device 120 is provided with a plurality of windows 122 and may monitor the thin film deposition condition in each window 122 via the monitoring device 400. In this case, if the intensity difference between the measurement spectrum and the reference spectrum observed in any one of the windows 122 is out of a predetermined error range, it can be determined that a defect has occurred in the process.

도 4는 일 실시예에 의한 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a monitoring method according to an embodiment.

먼저, 기준 스펙트럼을 생성할 수 있다(S101). 기준 스펙트럼은 증착되는 박막의 종류 및 공정 경과 시간에 따라 기 설정된 파장 대역에 대하여 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 기준 스펙트럼은 이상적인 증착 환경에서 실험을 통해 측정되거나, 또는 이상적인 증착 환경을 전제로 컴퓨팅될 수 있다.First, a reference spectrum can be generated (S101). The reference spectrum may be generated for a predetermined wavelength band depending on the kind of the thin film to be deposited and the elapsed time of the process. In one embodiment, the reference spectrum may be measured experimentally in an ideal deposition environment, or may be computed on the assumption of an ideal deposition environment.

박막 증착 공정이 개시된 후, 기 설정된 주기 또는 실시간으로 생성된 측정 스펙트럼을 수신할 수 있다(S103). 이를 위해, 모니터링 장치(400)는 기 설정된 주기 또는 실시간으로 기판(W)에 광을 조사하여 반사되는 반사광으로부터 측정 스펙트럼을 생성할 수 있다.After the thin film deposition process is started, a measurement spectrum generated in a predetermined period or in real time may be received (S103). To this end, the monitoring apparatus 400 can generate the measurement spectrum from the reflected light by irradiating the substrate W with a predetermined period or in real time.

측정 스펙트럼이 수신되면, 해당 측정 스펙트럼이 생성된 조건, 예를 들어 박막의 종류 및 공정 경과 시간에 대응하는 기준 스펙트럼을 추출하여 측정 스펙트럼과 비교할 수 있다(S105).When the measurement spectrum is received, the reference spectrum corresponding to the generated condition, for example, the type of thin film and the elapsed time of the process can be extracted and compared with the measured spectrum (S105).

기준 스펙트럼 및 측정 스펙트럼은 파장 및 강도에 대한 그래프일 수 있다. 따라서, 기준 스펙트럼에 대한 측정 스펙트럼의 강도 차이 즉, 오차가 기준값보다 작은지 확인할 수 있다(S107). 확인 결과, 강도 차이가 기준값보다 작은 경우 공정이 정상적으로 진행되고 있다고 판단하여 후속 공정을 진행하고(S109), 그렇지 않을 경우 결함이 발생한 것으로 판단하고 공정을 중단시킬 수 있다(S111).The reference spectrum and the measurement spectrum may be graphs of wavelength and intensity. Accordingly, it can be confirmed whether the difference in intensity of the measurement spectrum with respect to the reference spectrum, that is, the error, is smaller than the reference value (S107). If it is determined that the difference in strength is smaller than the reference value, it is determined that the process is normally proceeding and the subsequent process is performed (S109). Otherwise, it is determined that a defect has occurred and the process can be stopped (S111).

도 5는 일 실시예에 의한 스펙트럼 비교 결과를 나타내는 도면이다.5 is a diagram showing a result of spectrum comparison according to an embodiment.

도 5는이종의 두 박막을 교대로 복수회 증착하면서 획득한 측정 스펙트럼과 기준 스펙트럼과의 비교 결과를 나타낸다.5 shows a comparison result between a reference spectrum and a measurement spectrum obtained by alternately depositing two different thin films a plurality of times.

도 5의 (a)는 3회 적층 후, (b)는 5회 적층 후, (c)는 14회 적층 후, (d)는 29회 적층 후의 스펙트럼 비교 결과이다.Fig. 5 (a) shows the result of spectral comparison after laminating three times, (b) after laminating five times, (c) after laminating 14 times, and (d) after laminating 29 times.

기준 스펙트럼(실선)과 측정 스펙트럼(점선) 간의 스펙트럼 피팅을 통해 강도 차이를 확인할 수 있고, 이로부터 결함 발생 여부를 판단할 수 있다.The spectral fitting between the reference spectrum (solid line) and the measurement spectrum (dotted line) can be used to determine the intensity difference, from which it can be determined whether a defect has occurred.

도 6은 일 실시예에 의한 오류 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining an error detection method according to an embodiment.

이종의 두 박막을 교대로 증착하는 복수의 증착 사이클을 진행하면서 스펙트럼 피팅(Fitting) 즉, 비교가 수행될 수 있고, 피팅 결과에 따른 강도 차이를 도 6과 같이 그래프로 나타낼 수 있다.Spectral fitting, i.e., comparison, can be performed while a plurality of deposition cycles in which two different thin films are alternately deposited is performed, and a difference in strength according to the fitting result can be graphically shown in FIG.

스펙트럼 피팅 결과, 기준 스펙트럼의 강도에 대한 측정 스펙트럼의 강도 차이가 기준값(TH)을 벗어나는 경우(A, B), 해당 공정에 결함이 있는 것으로 판단할 수 있다.As a result of spectral fitting, it can be judged that there is a defect in the process when the intensity difference of the measured spectrum with respect to the intensity of the reference spectrum deviates from the reference value TH (A, B).

도 7 및 도 8은 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 and 8 are views for explaining a substrate processing method according to the embodiments.

도 7은 단일막 증착시의 모니터링 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a monitoring method in a single film deposition.

가스 공급 장치(120)의 윈도우(122)를 통해 기판(500) 상에 증착된 박막(501)으로 광을 조사한다. 이 때, 입사광(In)은 수직으로 조사될 수 있다.And irradiates light onto the thin film 501 deposited on the substrate 500 through the window 122 of the gas supply device 120. [ At this time, the incident light In can be irradiated vertically.

박막(501)이 증착된 기판(500)으로 입사광(In)이 조사됨에 따라, 기판(500) 표면 및 박막(501)에서 각각 반사광(R1, R2)이 생성되고, 반사광(R1, R2)은 서로 간섭되어 윈도우(122)를 통해 모니터링 장치(400)로 제공될 수 있다. 모니터링 장치(400)는 반사광(R1, R2)의 간섭 광으로부터 측정 스펙트럼을 생성하고 기준 스펙트럼과 비교하여 결함 여부를 판단할 수 있다.As the incident light In is irradiated onto the substrate 500 on which the thin film 501 is deposited, the reflected light R 1 and R 2 are generated on the surface of the substrate 500 and the thin film 501, respectively, May be interfered with each other and provided to the monitoring device 400 through the window 122. [ The monitoring apparatus 400 may generate a measurement spectrum from the interference light of the reflected lights R1 and R2 and compare the measured spectrum with the reference spectrum to determine whether the defect is defective.

단일층의 박막(501) 증착시 모니터링 과정은 적어도 1회 수행될 수 있다.The monitoring process during deposition of a single layer of thin film 501 may be performed at least once.

도 8은 동일한 종류의 박막을 복수회 증착하는 경우의 모니터링 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8 is a view for explaining a monitoring method when a thin film of the same kind is deposited a plurality of times.

기판(510) 상에 동일한 종류의 박막(511-1~511-n)을 n회 반복 증착하면서, 각 레이어의 증착 공정마다 적어도 1회 측정 스펙트럼을 생성하고 이를 기준 스펙트럼과 비교하여 결함 여부를 판단할 수 있다.A measurement spectrum is generated at least once every deposition process of each layer while repeatedly depositing the thin films 511-1 to 511-n of the same kind n times on the substrate 510, and it is compared with the reference spectrum to judge whether or not the defect is defective can do.

각 레이어에 대해 측정 스펙트럼을 생성할 때, 각 레이어로 입사되는 광에 대한 반사광은 기판, 하부 레이어 및 현재 증착 중인 박막으로부터 생성되고 간섭되어 모니터링 장치(400)로 제공될 수 있다. 기준 스펙트럼은 각 레이어의 공정 경과 시간에 따라 기 생성되어 있을 수 있고, 각 레이어의 특정 공정 경과 시간에서 생성된 측정 스펙트럼을 이에 대응하는 기준 스펙트럼과 비교하여 결함 여부를 판단할 수 있다.When generating a measurement spectrum for each layer, reflected light for light incident on each layer may be generated and interfered with the monitoring device 400 from the substrate, the underlying layer, and the thin film being currently deposited. The reference spectrum may be preliminarily generated according to the elapsed time of each layer, and it may be determined whether a defect is caused by comparing a measurement spectrum generated at a specific process elapsed time of each layer with a corresponding reference spectrum.

챔버(100) 내에서 인-시튜(In-situ)로 이종의 박막을 교대로 복수회 증착하는 경우 제 1 박막 증착, 퍼지, 제 2 박막 증착 및 퍼지의 과정이 지정된 횟수로 반복 수행될 수 있다.When a plurality of different thin films are alternately deposited multiple times in-situ in the chamber 100, the first thin film deposition, the purge, the second thin film deposition, and the purge process can be repeatedly performed a predetermined number of times .

이러한 경우의 모니터링 방법을 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.A monitoring method in this case will be described with reference to Figs. 9 and 10. Fig.

도 9는 일 실시예에 의한 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 10은 일 실시예에 의한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 9 is a flowchart for explaining a monitoring method according to an embodiment, and FIG. 10 is a view for explaining a substrate processing method according to an embodiment.

먼저, 반도체 기판(520) 상에 제 1 박막(521-1)을 증착하면서 모니터링 장치(400)를 통해 적어도 1회 결함 여부를 확인할 수 있다(S201). 이 경우, 플라즈마 전원이 인가되고 있는 상태이므로, 플라즈마 전원 소스와 모니터링 장치(400)에서 사용하는 광원 간의 간섭 영향을 배제하기 위해, 측정 스펙트럼은 기 설정된 제 1 파장 대역에 대하여 생성할 수 있다. 아울러, 제 1 박막(521-1)의 공정 경과 시간에 따라 제 1 파장 대역에 대해 미리 설정된 기준 스펙트럼과 측정 스펙트럼을 비교하여 결함 여부를 확인할 수 있다.First, the first thin film 521-1 may be deposited on the semiconductor substrate 520 and the defect may be confirmed at least once through the monitoring device 400 (S201). In this case, since the plasma power source is being applied, the measurement spectrum can be generated for the predetermined first wavelength band in order to eliminate the influence of the interference between the plasma power source and the light source used in the monitoring apparatus 400. In addition, it is possible to check whether the defect is defective by comparing the reference spectrum and the measurement spectrum preset for the first wavelength band according to the process elapsed time of the first thin film 521-1.

제 1 박막(521-1) 증착 후 퍼지 공정이 수행되며, 이 때에도 모니터링 장치(400)를 통해 적어도 1회 결함 여부를 확인할 수 있다(S203). 퍼지 공정 중에는 플라즈마 전원 소스가 인가되지 않은 상태이므로, 모니터링 장치(400)에서 사용하는 광원의 전 파장 대역, 또는 특정 제 2 파장 대역에 대해 측정 스펙트럼을 생성할 수 있다. 아울러, 퍼지 공정 경과 시간에 따라 전 파장 대역 또는 제 2 파장 대역에 대해 미리 설정된 기준 스펙트럼과 측정 스펙트럼을 비교하여 결함 여부를 확인할 수 있다.After the deposition of the first thin film 521-1, a purging process is performed. At this time, it is also possible to confirm whether or not the defect has occurred at least once through the monitoring device 400 (S203). Since the plasma power source is not applied during the purging process, the measurement spectrum can be generated for the entire wavelength band of the light source used in the monitoring apparatus 400, or for the specific second wavelength band. In addition, it is possible to check whether a defect is caused by comparing the reference spectrum and the measurement spectrum preset for the entire wavelength band or the second wavelength band according to the elapsed time of the purge process.

이후, 제 2 박막(523-1)을 증착하면서 모니터링 장치(400)를 통해 적어도 1회 결함 여부를 확인할 수 있다(S205). 이 경우, 플라즈마 전원이 인가되고 있는 상태이므로, 플라즈마 전원 소스와 모니터링 장치(400)에서 사용하는 광원 간의 간섭 영향을 배제하기 위해, 측정 스펙트럼은 기 설정된 제 3 파장 대역에 대하여 생성할 수 있다. 아울러, 제 3 박막(523-1)의 공정 경과 시간에 따라 제 3 파장 대역에 대해 미리 설정된 기준 스펙트럼과 측정 스펙트럼을 비교하여 결함 여부를 확인할 수 있다.Thereafter, the second thin film 523-1 may be deposited, and at least one defect may be confirmed through the monitoring device 400 (S205). In this case, since the plasma power source is being applied, the measurement spectrum can be generated for the predetermined third wavelength band in order to eliminate the influence of the interference between the plasma power source and the light source used in the monitoring apparatus 400. In addition, it is possible to confirm whether the defect is defective by comparing the reference spectrum and the measurement spectrum preset for the third wavelength band according to the process elapsed time of the third thin film 523-1.

제 2 박막(523-1) 증착 후 퍼지 공정이 수행되며, 이 때에도 모니터링 장치(400)를 통해 적어도 1회 결함 여부를 확인할 수 있다(S207). 이 경우, 모니터링 장치(400)에서 사용하는 광원의 전 파장 대역, 또는 특정 제 4 파장 대역에 대해 측정 스펙트럼을 생성할 수 있다. 아울러, 퍼지 공정 경과 시간에 따라 전 파장 대역 또는 제 4 파장 대역에 대해 미리 설정된 기준 스펙트럼과 측정 스펙트럼을 비교하여 결함 여부를 확인할 수 있다.After the deposition of the second thin film 523-1, a purge process is performed. At this time, it is also possible to confirm whether the defect is at least once through the monitoring device 400 (S207). In this case, the measurement spectrum can be generated for the entire wavelength band of the light source used in the monitoring apparatus 400, or for the specific fourth wavelength band. In addition, it is possible to check whether a defect is caused by comparing the reference spectrum and the measurement spectrum preset for the entire wavelength band or the fourth wavelength band according to the elapsed time of the purge process.

이러한 과정은 x회 반복 수행될 수 있으며, 따라서 x-레이어의 제 1 박막(521-1~521-x) 및 x-레이어의 제 2 박막(523-1~523-x)이 교대로 적층되면서, 각 레이어의 증착시 및 퍼지 공정시 결함 여부가 모니터링될 수 있다.This process can be repeated x times so that the first thin films 521-1 to 521-x of the x-layer and the second thin films 523-1 to 523-x of the x-layer are alternately stacked , The deposition of each layer and whether defects during the purging process can be monitored.

본 기술에서는 박막 측정 중 및/또는 퍼지 공정시 박막 측으로 입사되는 광원에 대한 반사 간섭광으로부터 측정 스펙트럼을 생성하고, 이를 기준 스펙트럼과 비교한다. 따라서, 측정 스펙트럼으로부터 박막의 두께를 계산하는 복잡한 과정을 수행하지 않고도, 박막의 두께가 목표하는 두께를 갖는지 실시간으로 예측할 수 있다. 박막의 두께가 목표하는 두께를 갖지 않는 경우 공정을 중단시켜 무의미한 후속 공정이 진행되는 것을 방지할 수 있으므로, 공정 효율이 증대되고 생산성을 향상시킬 수 있다.In this technique, a measurement spectrum is generated from reflected interference light for a light source incident on a thin film side during a thin film measurement and / or a purge process, and is compared with a reference spectrum. Therefore, it is possible to predict in real time whether the thickness of a thin film has a desired thickness without performing a complicated process of calculating the thickness of the thin film from the measurement spectrum. If the thickness of the thin film does not have a desired thickness, the process can be stopped to prevent a meaningless subsequent process from proceeding, so that the process efficiency can be increased and the productivity can be improved.

또한, 광을 수직 입사 및 반사시키도록 광학계를 구성함에 따라, 모니터링 장치를 구성하는 데 필요한 공간을 최소화할 수 있다.In addition, by configuring the optical system to vertically incidence and reflection of light, the space required to construct the monitoring device can be minimized.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Thus, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

10 : 기판 처리 장치
1000 : 컨트롤러
100 : 챔버
200 : 가스 제공부
300 : 전원공급 및 정합부
400 : 모니터링 장치10: substrate processing apparatus
1000: controller
100: chamber
200: gas supply
300: power supply and matching unit
400: Monitoring device

Claims (9)

내부에 공간이 형성된 공정 챔버;
상기 공간 하부에 구비되며 기판이 안착되는 서셉터;
상기 챔버 상부를 덮는 리드;
상기 공간 상부에 구비되며 상기 공간으로 가스를 공급하기 위한 샤워헤드;
상기 챔버 내부에 플라즈마를 발생시키기 위해 상기 샤워헤드와 상기 서셉터 중 적어도 어느 하나에 연결되는 고주파 전원;
상기 리드 또는 상기 샤워헤드 중 어느 한 곳에 구비되는 적어도 하나의 윈도우;
상기 윈도우를 통해 상기 서셉터 상의 상기 기판 상에 증착되는 박막 특성을 모니터링하기 위한 모니터링 장치;를 포함하며,
상기 모니터링 장치는, 상기 기판 측으로 광원을 조사하기 위한 광학 센서부와, 상기 기판으로부터 반사되는 반사광의 스펙트럼을 측정하고, 기 설정된 대역의 기준 스펙트럼과 상기 측정 스펙트럼을 비교하여 상기 기판 상에 증착되는 박막 특성의 결함 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 기판 처리 장치.A process chamber in which a space is formed;
A susceptor provided under the space and on which the substrate is placed;
A lid covering the upper portion of the chamber;
A showerhead provided above the space for supplying gas to the space;
A high frequency power source connected to at least one of the showerhead and the susceptor for generating plasma in the chamber;
At least one window provided at either the lead or the showerhead;
And a monitoring device for monitoring thin film properties deposited on the substrate on the susceptor through the window,
The monitoring apparatus includes an optical sensor unit for irradiating a light source to the substrate side, and an optical sensor unit for measuring a spectrum of the reflected light reflected from the substrate, comparing the reference spectrum of the predetermined band with the measurement spectrum, And a control unit for determining whether the characteristic is defective or not. 제 1 항에 있어서,
상기 광은 상기 기판으로 수직 조사되도록 구성되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the light is vertically irradiated onto the substrate. 제 1 항에 있어서,
상기 기준 스펙트럼은 상기 기판 상에 증착되는 박막의 종류 및 공정 경과 시간에 따라 상기 기 설정된 파장 대역에 대하여 생성되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the reference spectrum is generated for the predetermined wavelength band according to a kind of a thin film deposited on the substrate and an elapsed time of the process. 제 1 항에 있어서,
상기 기판 상에 플라즈마를 이용하여 제 1 박막을 증착하는 경우,
상기 모니터링 장치는 상기 제 1 박막 증착이 진행되는 도중에 상기 제 1 박막의 제 1 파장 대역의 스펙트럼을 측정하고 상기 제 1 박막에 대한 기준 스페트럼과 상기 측정된 제 1 파장 대역의 측정 스펙트럼을 비교하여 상기 기판 상에 증착되는 제 1 박막 특성의 결함 여부를 판단하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
When the first thin film is deposited on the substrate using plasma,
The monitoring apparatus measures a spectrum of the first wavelength band of the first thin film during the first thin film deposition and compares a measured spectrum of the first thin film with a measured spectrum of the first wavelength band And determining whether the first thin film characteristic to be deposited on the substrate is defective. 제 1 항에 있어서,
상기 기판 상에 플라즈마를 이용하여 제 1 박막 및 제 2 박막을 교대로 증착하는 경우,
상기 모니터링 장치는 상기 제 1 박막 증착 증착이 진행되는 도중에 상기 제 1 박막의 제 1 파장 대역의 스펙트럼을 측정하고 상기 제 1 박막에 대한 기준 스펙트럼과 상기 측정된 제 1 파장 대역의 측정 스펙트럼을 비교하여 상기 기판 상에 증착되는 상기 제 1 박막 특성의 결함 여부를 판단하고,
상기 제 2 박막 증착이 진행되는 도중에 상기 제 2 박막의 제 2 파장 대역의 스펙트럼을 측정하고 상기 제 2 박막에 대한 기준 스펙트럼과 상기 측정된 제 2 파장 대역의 측정 스펙트럼을 비교하여 상기 기판 상에 증착되는 상기 제 2 박막 특성의 결함 여부를 판단하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
When the first thin film and the second thin film are alternately deposited on the substrate using plasma,
The monitoring apparatus measures the spectrum of the first wavelength band of the first thin film during the first thin film deposition and compares the reference spectrum of the first thin film with the measured spectrum of the first wavelength band Determining whether the first thin film characteristics deposited on the substrate is defective,
Measuring a spectrum of a second wavelength band of the second thin film while the second thin film is being deposited and comparing the reference spectrum of the second thin film with the measured spectrum of the second wavelength band, Wherein the second thin film characteristic is determined to be defective. 제 5 항에 있어서,
상기 모니터링 장치는 상기 제 1 박막 증착이 완료된 후에 상기 제 1 박막의 제 3 파장 대역의 스펙트럼을 측정하고, 상기 제 2 박막 증착이 완료된 후에 상기 제 2 박막의 제 4 파장 대역의 스펙트럼을 측정하여 상기 측정된 제 3 및 제 4 파장 대역의 측정 스펙트럼과 상기 기준 스펙트럼을 비교하여 결함 여부를 판단하는 기판 처리 장치.6. The method of claim 5,
The monitoring apparatus measures the spectrum of the third wavelength band of the first thin film after the completion of the first thin film deposition and measures the spectrum of the fourth wavelength band of the second thin film after the completion of the second thin film deposition, And comparing the measured spectrum of the third and fourth wavelength bands with the reference spectrum to determine whether or not the defect is defective. 제 6 항에 있어서,
상기 제 3 파장 대역 및 상기 제 4 파장 대역은 상기 광원의 파장 범위와 동일하도록 구성되는 기판 처리 장치.The method according to claim 6,
Wherein the third wavelength band and the fourth wavelength band are the same as the wavelength range of the light source. 제 1 항에 있어서,
상기 모니터링 장치는 광원;
상기 광원으로부터 전달되는 광을 집광부로 전달하고, 상기 집광부로부터 전달되는 반사광을 분광기로 전달하도록 구성되는 광 결합기;
상기 광 결합기로부터 전달되는 광을 플라즈마 챔버 내의 기판으로 입사시키고, 상기 기판에서 반사되는 광을 상기 광 결합기로 전달하도록 구성되는 상기 집광부;
상기 광 결합기를 통해 전달되는 광을 기 설정된 파장 대역에 따라 검출하여 측정 스펙트럼을 생성하도록 구성되는 분광기; 및
상기 측정 스펙트럼을 제공받아 기준 스펙트럼과 비교하여 결함 여부를 판단하는 제어부;
를 포함하도록 구성되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
The monitoring device includes a light source;
An optical coupler configured to transmit the light transmitted from the light source to the light collecting unit and to transmit the light reflected from the light collecting unit to the spectroscope;
A condensing unit configured to direct light transmitted from the optical coupler to a substrate in a plasma chamber and to transmit light reflected from the substrate to the optical coupler;
A spectroscope configured to detect a light transmitted through the optical coupler according to a predetermined wavelength band to generate a measurement spectrum; And
A controller receiving the measured spectrum and comparing the measured spectrum with a reference spectrum to determine whether the measured spectrum is defective;
The substrate processing apparatus comprising: 제 8 항에 있어서,
상기 집광부는 상기 광 결합기로부터 전달되는 광을 상기 기판으로 수직 조사하도록 구성되는 기판 처리 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the condenser is configured to vertically irradiate light transmitted from the optical coupler to the substrate.
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