KR20190050254A - Substrate processing apparatus and monitoring method of processing substrate - Google Patents

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KR20190050254A
KR20190050254A KR1020170145615A KR20170145615A KR20190050254A KR 20190050254 A KR20190050254 A KR 20190050254A KR 1020170145615 A KR1020170145615 A KR 1020170145615A KR 20170145615 A KR20170145615 A KR 20170145615A KR 20190050254 A KR20190050254 A KR 20190050254A
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Abstract

The present invention provides a substrate processing device, capable of detecting that a substrate is abnormally installed on a substrate stage, and a monitoring method for processing a substrate. The substrate processing device includes: a chamber into which the substrate is inserted; the substrate stage installed in the chamber, wherein the substrate is installed on the substrate stage; a gas supply unit supplying gas between the substrate and the substrate stage; an exhaust unit connected to the chamber and discharging gas into the chamber; and a detecting unit detecting any abnormality on an installation state of the substrate based on the gas discharged to the outside of the chamber by the exhaust unit. Therefore, the substrate processing device can improve the manufacturing yield rate of the substrate and can reduce process errors due to a failure of the installation of the substrate by detecting any abnormality on the installation state of the substrate.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 모니터링 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND MONITORING METHOD OF PROCESSING SUBSTRATE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a substrate processing apparatus,

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 모니터링 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 모니터링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing monitoring method, and more particularly, to a substrate processing apparatus and a substrate processing monitoring method for processing a substrate.

일반적으로 기판 처리 장치는 챔버 내부로 반입된 기판을 처리하는 장치를 의미한다. 기판 처리 장치는 증착, 식각 또는 이온 주입 등 다양한 방식으로 기판의 처리를 수행한다.Generally, a substrate processing apparatus refers to an apparatus for processing a substrate carried into a chamber. The substrate processing apparatus performs processing of the substrate by various methods such as vapor deposition, etching, or ion implantation.

이러한 기판 처리 장치에 대한 종래 기술은 이미 "대한민국 공개특허공보 제10-2012-0090646호(플라즈마를 이용한 기판처리장치, 2012.08.17.)"에 의해 공개되어 있다. 상기 공개특허는 챔버 내부로 반입된 기판을 기판 스테이지에 지지한 상태로 기판 처리 공정을 수행한다.The conventional technique for such a substrate processing apparatus has already been disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0090646 (Substrate processing apparatus using plasma, Aug. 17, 2012). The above-mentioned patent discloses a substrate processing process in which a substrate transferred into a chamber is supported on a substrate stage.

다만, 기판 처리 공정에서의 기판은 파티클 및 리크(Leak) 등과 같은 이유로 기판 스테이지에 이상 상태로 안착될 수 있다. 이에, 기판 처리 공정에서는 공정 균일도가 저하되어 양질의 기판을 제조하기 어려운 문제점이 있었다. 따라서 기판 처리 공정에서 기판의 안착 상태에 대한 이상 유무를 판단할 수 있는 기술이 요구되고 있다. However, the substrate in the substrate processing step may be adhered to the substrate stage in an abnormal state for reasons such as particles and leaks. Thus, there is a problem that the process uniformity is lowered in the substrate processing step, and it is difficult to produce a high-quality substrate. Therefore, there is a demand for a technique for determining whether or not there is an abnormality in the state of the substrate in the substrate processing step.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0090646호(플라즈마를 이용한 기판처리장치, 2012.08.17.)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0090646 (substrate processing apparatus using plasma, Aug. 17, 2012)

본 발명의 목적은 기판이 기판 스테이지에 이상 상태로 안착되는 것을 감지할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 모니터링 방법을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing monitoring method capable of detecting that a substrate is stuck in an abnormal state on a substrate stage.

본 발명에 따른 기판 처리 장치는 기판이 반입되는 챔버 및 상기 챔버 내부에 배치되며, 상기 기판이 안착되는 기판 스테이지 및 상기 기판과 상기 기판 스테이지 사이로 가스를 공급하는 가스공급유닛 및 상기 챔버에 연결되어, 상기 챔버 내부를 배기하는 배기유닛 및 상기 배기유닛에 의해 상기 챔버 외부로 배기되는 상기 가스를 기반으로 상기 기판 안착 상태에 대한 이상 유무를 감지하는 감지유닛을 포함한다.A substrate processing apparatus according to the present invention includes a chamber into which a substrate is introduced and a gas supply unit that is disposed inside the chamber and that supplies gas between the substrate and the substrate stage on which the substrate is mounted, An exhaust unit for exhausting the inside of the chamber, and a detection unit for detecting an abnormality in the substrate seating state based on the gas exhausted to the outside of the chamber by the exhaust unit.

상기 배기유닛은 상기 챔버의 배기경로를 형성하는 배기라인과, 상기 배기라인에 연결되어 상기 챔버 내부가 배기되도록 하는 배기펌프를 포함하고, 상기 감지유닛은 상기 배기라인에 연통되어 상기 가스가 유입되는 감지라인을 포함할 수 있다.Wherein the exhaust unit includes an exhaust line forming an exhaust path of the chamber and an exhaust pump connected to the exhaust line to exhaust the inside of the chamber, and the detection unit is connected to the exhaust line, Sensing line.

상기 감지유닛은 상기 감지라인으로 유입되는 상기 가스를 기반으로 플라즈마를 발생시켜 상기 가스를 광학적으로 분석하는 감지모듈을 포함할 수 있다.The sensing unit may include a sensing module for generating a plasma based on the gas introduced into the sensing line to optically analyze the gas.

상기 감지모듈은 상기 플라즈마를 기반으로 상기 가스의 파장을 실시간으로 감지하며, 상기 가스의 파장 강도가 설정된 범위를 벗어날 때에 상기 기판 안착 상태의 이상을 감지할 수 있다. The sensing module senses the wavelength of the gas in real time on the basis of the plasma and can detect an abnormality of the substrate seating state when the wavelength intensity of the gas is out of the set range.

상기 감지모듈은 상기 배기라인에 연결되며 상기 플라즈마가 발생되는 공간을 형성하는 감지챔버와, 상기 감지챔버 내부에 상기 플라즈마가 발생되도록 하는 플라즈마 소스와, 상기 플라즈마의 파장을 감지하는 분광기를 포함할 수 있다.The sensing module may include a sensing chamber connected to the exhaust line and forming a space in which the plasma is generated, a plasma source for generating the plasma in the sensing chamber, and a spectroscope for sensing the wavelength of the plasma. have.

상기 감지모듈은 자동 플라즈마 광학 발광 분석기(SPOES: Self-Plasma Optical Emission Spectroscopy)를 포함할 수 있다.The sensing module may include an automatic plasma optical emission spectrometer (SPOES).

상기 감지유닛은 상기 감지라인으로 유입되는 상기 가스를 포집하여, 상기 가스의 성분을 질량적으로 분석하는 감지모듈을 포함할 수 있다. The sensing unit may include a sensing module for collecting the gas flowing into the sensing line and analyzing a mass of the gas.

상기 감지모듈은 상기 가스 성분을 실시간으로 감지하며, 상기 가스 성분의 입자수가 설정된 범위를 벗어날 때에 상기 기판 안착 상태의 이상을 감지할 수 있다.The sensing module senses the gas component in real time, and can detect an abnormality in the substrate seating state when the number of particles of the gas component exceeds the set range.

상기 감지모듈은 가스분석용 질량 분석기(RGA: Residual Gas Analyzer)를 포함할 수 있다.The sensing module may include a residual gas analyzer (RGA).

상기 기판 처리 장치는 상기 감지유닛에 연결되어, 상기 기판 안착 상태에 대한 이상이 발생될 때에 상기 안착 상태의 이상을 경보하는 경보유닛을 더 포함할 수 있다.The substrate processing apparatus may further include an alarm unit connected to the sensing unit and alerting an abnormality of the seating state when an abnormality occurs in the substrate seating state.

상기 가스는 헬륨을 포함하는 불활성 가스로 마련되고, 상기 기판과 상기 기판 스테이지 사이로 공급되며 상기 기판이 설정된 온도를 유지하도록 할 수 있다.The gas may be provided as an inert gas containing helium, and may be supplied between the substrate and the substrate stage to maintain the substrate at a predetermined temperature.

한편, 본 발명에 따른 모니터링 방법은 챔버 내부에 배치된 기판 스테이지에 기판을 안착하는 안착 단계 및 상기 기판과 상기 기판 스테이지 사이로 가스를 공급하는 가스 공급단계 및 상기 챔버에 연결된 배기유닛이 상기 챔버 내부를 배기하는 배기단계 및 상기 배기유닛에 의해 상기 챔버 외부로 배기되는 상기 가스를 기반으로 상기 기판 안착 상태에 대한 이상 유무를 감지하는 감지단계를 포함한다.Meanwhile, a monitoring method according to the present invention includes a mounting step of mounting a substrate on a substrate stage disposed inside a chamber, a gas supplying step of supplying gas between the substrate and the substrate stage, and an exhaust unit connected to the chamber, And a sensing step of sensing an abnormality in the substrate seating state based on the gas exhausted to the outside of the chamber by the exhaust unit.

본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 모니터링 방법은 기판 안착 상태에 대한 이상 유무를 감지하여 기판 안착 불량에 따른 공정 오류를 줄일 수 있는 바, 기판 제조 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The substrate processing apparatus and the substrate processing monitoring method according to the present invention can reduce the process error due to the poor substrate mounting by detecting the abnormality with respect to the substrate seating state, thereby improving the substrate production yield.

이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other technical effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 기판 처리 장치의 기판 스테이지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 모니터링 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 가스 파장의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치에서의 가스 입자 변화를 나타낸 그래프이다.
1 is a cross-sectional view schematically showing a substrate processing apparatus according to this embodiment.
2 is a cross-sectional view schematically showing a substrate stage of the substrate processing apparatus according to the present embodiment.
3 is a flowchart illustrating a substrate processing monitoring method using the substrate processing apparatus according to the present embodiment.
4 is a graph showing a change in the gas wavelength in the substrate processing apparatus according to the present embodiment.
5 is a cross-sectional view schematically showing a substrate processing apparatus according to another embodiment.
6 is a graph showing changes in gas particles in a substrate processing apparatus according to another embodiment.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면 상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be implemented in various forms, and the present embodiments are not intended to be exhaustive or to limit the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to let you know completely. The shape and the like of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings.

도 1은 본 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 기판 처리 장치의 기판 스테이지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a substrate processing apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a substrate stage of the substrate processing apparatus according to the present embodiment.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 챔버(100a)를 포함한다. As shown in Figs. 1 and 2, the substrate processing apparatus 100 according to the present embodiment includes a chamber 100a.

챔버(100a)는 기판 처리 장치(100)의 외형을 형성한다. 여기서, 챔버(100a)는 내부에 기판(S)을 처리하기 위한 공정 공간이 형성된다. 챔버(100a)는 내벽이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 마련될 수 있다.The chamber 100a forms the outer shape of the substrate processing apparatus 100. [ Here, a processing space for processing the substrate S is formed in the chamber 100a. The chamber 100a may be made of aluminum whose inner wall is anodized.

그리고 챔버(100a)의 일측에는 기판(S)이 반입 및 반출되는 경로를 형성하는 게이트 밸브(110)가 장착될 수 있다. 다만, 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로, 챔버(100a)는 하부챔버, 및 하부챔버로부터 승강되는 상부챔버로 분리되어 기판(S)의 반입 및 반출 경로를 형성할 수 있다.A gate valve 110 may be mounted on one side of the chamber 100a to form a path through which the substrate S is carried in and out. The chamber 100a may be divided into a lower chamber and an upper chamber that is lifted from the lower chamber to form a carry-in and carry-out path of the substrate S.

그리고 챔버(100a) 내부에는 기판(S)을 처리하기 위한 기판 처리 유닛(120)이 마련될 수 있다. 기판 처리 유닛(120)은 챔버(100a) 내부 상측에 배치되어, 증착, 식각 및 이온주입 등과 같은 다양한 기판 처리 공정이 수행되도록 한다. A substrate processing unit 120 for processing the substrate S may be provided in the chamber 100a. The substrate processing unit 120 is disposed inside the chamber 100a to perform various substrate processing processes such as deposition, etching, and ion implantation.

한편, 기판 처리 유닛(120)의 하측에는 기판 스테이지(130)가 배치된다. 기판 스테이지(130)는 상부에 기판(S)이 지지하기 위한 척킹유닛(130a)이 마련될 수 있으며, 기판(S)의 온도를 제어하기 위한 히터 또는 쿨러 등이 내부에 장착될 수 있다. 그리고 도시되지 않았지만, 기판 스테이지(130)는 챔버(100a) 내부에서 승강되거나 회전 가능하도록 마련될 수 있다. On the other hand, a substrate stage 130 is disposed below the substrate processing unit 120. The substrate stage 130 may be provided with a chucking unit 130a for supporting the substrate S and a heater or a cooler for controlling the temperature of the substrate S may be mounted therein. Although not shown, the substrate stage 130 may be provided so as to be elevated or rotatable within the chamber 100a.

한편, 기판(S)의 처리 공정에서는 기판(S)이 설정된 온도를 유지할 수 있도록 기판(S)과 기판 스테이지(130) 사이로 불활성 가스(이하, 가스라 칭한다.)가 공급될 수 있다. 이를 위해, 기판 스테이지(130)에는 가스 공급유닛(140)이 연결될 수 있다. In the process of processing the substrate S, an inert gas (hereinafter referred to as gas) may be supplied between the substrate S and the substrate stage 130 so that the substrate S can maintain a predetermined temperature. To this end, a gas supply unit 140 may be connected to the substrate stage 130.

가스 공급유닛(140)은 가스 공급부(141) 및 공급라인(142)을 포함한다. The gas supply unit 140 includes a gas supply unit 141 and a supply line 142.

먼저, 가스 공급부(141)는 챔버(100a) 외부에 배치되며, 가스가 공급라인(142)을 통해 기판 스테이지(130)의 내부로 제공되도록 한다. 이때, 공급라인(142)과 연통되는 기판 스테이지(130)의 내부에는 가스 공급부(141)로부터 유입되는 가스를 분기시켜 가스가 기판 스테이지(130)의 상면, 즉 기판(S)과 기판 스테이지(130) 사이로 토출되도록 하는 분기라인(131)이 마련될 수 있다. First, the gas supply unit 141 is disposed outside the chamber 100a, and gas is supplied to the interior of the substrate stage 130 through the supply line 142. [ At this time, the gas introduced from the gas supply unit 141 is branched into the interior of the substrate stage 130 communicating with the supply line 142 so that the gas is supplied to the upper surface of the substrate stage 130, (Not shown).

여기서, 기판 스테이지(130)의 상면에 형성되는 복수 개의 토출공(132)은 가스가 기판(S)의 전면적으로 균일하게 토출되도록 하여 기판(S)이 설정된 공정 온도를 유지할 수 있게 한다.Here, the plurality of discharge holes 132 formed on the upper surface of the substrate stage 130 allow gas to be uniformly discharged over the entire surface of the substrate S, so that the substrate S can maintain the set process temperature.

한편, 챔버(100a)에는 챔버(100a) 내부에 진공분위기가 형성되도록 하는 배기유닛(150)이 연결될 수 있다.Meanwhile, the chamber 100a may be connected to an exhaust unit 150 for forming a vacuum atmosphere in the chamber 100a.

배기유닛(150)은 배기펌프(151) 및 배기라인(152)을 포함한다. The exhaust unit 150 includes an exhaust pump 151 and an exhaust line 152.

먼저, 배기펌프(151)는 챔버(100a) 외측에 배치되며, 진공펌프로 마련될 수 있다. 그리고 배기라인(152)은 배기펌프(151)로부터 챔버(100a) 내부로 연장되어, 배기펌프(151)의 동작에 따라 챔버(100a) 내부가 배기되는 경로를 형성한다. First, the exhaust pump 151 is disposed outside the chamber 100a, and may be provided by a vacuum pump. The exhaust line 152 extends from the exhaust pump 151 into the chamber 100a and forms a path through which the chamber 100a is evacuated in accordance with the operation of the exhaust pump 151. [

그리고 배기유닛(150)에는 기판(S) 안착 상태에 대한 이상 유무를 감지하는 감지유닛(160)이 연결될 수 있다. 여기서, 기판(S) 안착 상태의 이상은 기판(S)과 기판 스테이지(130) 사이에 파티클이 배치됨에 따라 발생되는 기판(S)과 기판 스테이지(130) 사이의 간극 차이, 및 기판(S) 또는 기판 스테이지(130)의 리크(Leak) 등의 이유로 발생될 수 있다. A sensing unit 160 may be connected to the exhaust unit 150 to sense an abnormality in the seating state of the substrate S. The difference in the seating state of the substrate S is caused by the difference in gap between the substrate S and the substrate stage 130 caused by the placement of the particles between the substrate S and the substrate stage 130, Or leakage of the substrate stage 130 or the like.

이에, 감지유닛(160)은 배기유닛(150)에 연결되어 배기유닛(150)을 통해 챔버(100a) 외부로 배기되는 가스를 기반으로 기판(S) 안착 상태의 이상을 판단한다. 이러한 감지유닛(160)은 감지라인(161) 및 제1 감지모듈(162)을 포함할 수 있다.The sensing unit 160 is connected to the exhaust unit 150 and determines an abnormality in the seating state of the substrate S based on the gas exhausted to the outside of the chamber 100a through the exhaust unit 150. [ The sensing unit 160 may include a sensing line 161 and a first sensing module 162.

먼저, 감지라인(161)은 챔버(100a)와 배기펌프(151) 사이에서 배기라인(152)에 연결될 수 있다. 이에, 감지라인(161)에는 배기펌프(151)의 동작에 따라 챔버(100a) 내부가 배기될 때에 배기라인(152)으로 유입되는 가스의 일부가 분기되며 유입된다. First, the sensing line 161 may be connected to the exhaust line 152 between the chamber 100a and the exhaust pump 151. [ A part of the gas flowing into the exhaust line 152 is branched into the sensing line 161 when the inside of the chamber 100a is exhausted according to the operation of the exhaust pump 151.

그리고 제1 감지모듈(162)은 감지라인(161)에 연결되어, 감지라인(161)으로 유입되는 가스를 기반으로 기판(S) 안착 상태에 대한 이상 유무를 감지한다. The first sensing module 162 is connected to the sensing line 161 and senses whether or not the seating state of the substrate S is abnormal based on the gas flowing into the sensing line 161.

여기서, 제1 감지모듈(162)은 감지라인(161)을 통해 유입되는 가스를 기반으로 플라즈마를 발생시켜, 가스를 광학적으로 분석할 수 있다. 이때, 제1 감지모듈(162)은 플라즈마를 기반으로 가스의 파장을 실시간으로 감지하여, 가스의 파장 강도가 설정된 범위를 벗어날 때에 기판(S) 안착 상태에 이상이 발생되었음을 감지할 수 있다.Here, the first sensing module 162 may generate a plasma based on the gas flowing through the sensing line 161 to optically analyze the gas. At this time, the first sensing module 162 senses the wavelength of the gas in real time based on the plasma, and can detect that the abnormality occurs in the seating state of the substrate S when the wavelength intensity of the gas is out of the set range.

이를 위해, 제1 감지모듈(162)은 자동 플라즈마 광학 발광 분석기(SPOES: Self-Plasma Optical Emission Spectroscopy)를 포함할 수 있으나, 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로 제1 감지모듈(162)의 종류를 한정하지 않는다. For this, the first sensing module 162 may include a self-plasma optical emission spectroscopy (SPOES), but this is for the purpose of illustrating the present embodiment, .

또한, 제1 감지모듈(162)은 플라즈마를 기반으로 가스를 광학적으로 분석하기 위하여, 감지챔버(162a), 플라즈마 발생기(162b) 및 분광기(162c)를 포함할 수 있다.The first sensing module 162 may also include a sensing chamber 162a, a plasma generator 162b and a spectroscope 162c for optically analyzing the gas based on the plasma.

먼저, 감지챔버(162a)는 감지라인(161)에 연결되어 감지라인(161)으로부터 가스가 공급될 수 있다. First, the sensing chamber 162a may be connected to the sensing line 161 to supply gas from the sensing line 161. [

그리고 플라즈마 발생기(162b)는 감지챔버(162a)에 마련되어 감지챔버(162a) 내부에 플라즈마가 발생되도록 할 수 있다. 이러한 플라즈마 발생기(162b)는 고주파 발생기(RF Generator)로 마련될 수 있으나, 플라즈마 발생기(162b)의 종류 및 형태는 한정하지 않는다. The plasma generator 162b may be provided in the sensing chamber 162a to generate plasma in the sensing chamber 162a. The plasma generator 162b may be a high frequency generator (RF generator), but the type and shape of the plasma generator 162b are not limited.

그리고 분광기(162c)는 감지챔버(162a)에 마련되어, 플라즈마의 파장 변화를 실시간으로 계측하며 기판(S) 안착 상태에 대한 이상 유무가 판단되도록 할 수 있다.The spectroscope 162c may be provided in the detection chamber 162a to measure the change in the wavelength of the plasma in real time and determine whether or not the substrate S is in an abnormal state.

한편, 제1 감지모듈(162)에서 기판(S) 안착에 대한 이상이 감지되면, 기판 처리 장치(100)는 기판(S) 안착의 이상 발생이 관리자에게 통지되도록 한다. On the other hand, when the first detection module 162 detects an abnormality with respect to the seating of the substrate S, the substrate processing apparatus 100 notifies the manager of abnormality in the seating of the substrate S.

이를 위해, 감지유닛(160)에는 경보유닛(170)이 연결된다. 경보유닛(170)은 제1 감지모듈(162)로부터 이상 신호가 전달되면, 사운드 또는 이미지를 통해 이상 신호를 출력하여 관리자가 기판(S) 안착의 이상 발생을 인지하도록 한다.To this end, an alarm unit 170 is connected to the sensing unit 160. When an abnormal signal is transmitted from the first sensing module 162, the alarm unit 170 outputs an abnormal signal through a sound or an image to allow the administrator to recognize the abnormal occurrence of the seating of the substrate S. [

한편, 이하에서는 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)를 이용한 기판 처리 모니터링 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 다만, 상술된 구성요소에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 동일한 참조부호를 부여하여 설명하도록 한다. Hereinafter, a substrate processing monitoring method using the substrate processing apparatus 100 according to the present embodiment will be described in detail. However, the detailed description of the above-described components will be omitted, and the same reference numerals will be used to describe them.

도 3은 본 실시예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 모니터링 방법을 나타낸 순서도이고, 도 4는 본 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 가스 파장의 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a substrate processing monitoring method using the substrate processing apparatus according to the present embodiment, and FIG. 4 is a graph showing a change in gas wavelength in the substrate processing apparatus according to the present embodiment.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 기판(S)의 처리 공정 이전 또는 처리 공정 중에 기판(S)의 안착 이상을 감지할 수 있다. 3 and 4, the substrate processing apparatus 100 according to the present embodiment can detect an abnormality in the placement of the substrate S before or during the processing of the substrate S.

이를 위해, 기판 처리 장치(100)는 챔버(100a) 내부로 유입되는 불활성 가스를 이용할 수 있으며, 이하에서는 발명의 이해를 돕기 위해 헬륨 가스를 기반으로 설명하도록 한다. 다만, 이는 본 실시예를 설명하기 위한 일 실시예로 불활성 가스의 종류를 한정하지는 않는다.To this end, the substrate processing apparatus 100 may use an inert gas introduced into the chamber 100a. Hereinafter, the helium gas will be described to facilitate understanding of the present invention. However, the present invention is not limited to the kind of the inert gas.

먼저, 기판(S) 처리 공정을 위해 챔버(100a) 내부로는 기판(S)이 반입된다. 이때, 기판(S)은 기판 스테이지(130) 상에 안착되고(S100), 챔버(100a) 내부에는 공정 분위기가 형성될 수 있다. First, the substrate S is carried into the chamber 100a for the substrate S processing step. At this time, the substrate S is placed on the substrate stage 130 (S100), and a process atmosphere can be formed inside the chamber 100a.

여기서, 가스 공급유닛(140)은 기판(S)과 기판 스테이지(130) 사이로 헬륨 가스가 공급되도록 한다(S200). 이때, 기판 스테이지(130)에 안착된 기판(S)은 헬륨 가스를 기반으로 적정 공정 온도를 유지할 수 있다. Here, the gas supply unit 140 allows the helium gas to be supplied between the substrate S and the substrate stage 130 (S200). At this time, the substrate S mounted on the substrate stage 130 can maintain a proper process temperature based on the helium gas.

또한, 배기유닛(150)은 챔버(100a) 내부에 진공 분위기를 형성하기 위해, 챔버(100a) 내부를 배기한다(S300). 이에, 기판(S)과 기판 스테이지(130) 사이로 토출되는 헬륨 가스는 배기라인(152)을 통해 챔버(100a) 외부로 배기되고, 헬륨 가스 중 일부는 배기라인(152)에 연통된 감지라인(161)으로 유입된다. Also, the exhaust unit 150 exhausts the inside of the chamber 100a to form a vacuum atmosphere inside the chamber 100a (S300). The helium gas discharged between the substrate S and the substrate stage 130 is exhausted to the outside of the chamber 100a through the exhaust line 152 and a part of the helium gas is introduced into the sensing line 161).

이때, 제1 감지모듈(162)은 배기라인(152)을 통해 유입되는 헬륨 가스를 기반으로 플라즈마를 발생시키고, 플라즈마를 광학적으로 분석하여 기판(S) 안착의 이상 유무를 판단할 수 있다(S400). At this time, the first sensing module 162 generates plasma based on the helium gas flowing through the exhaust line 152, and optically analyzes the plasma to determine whether there is an abnormality in the seating of the substrate S (S400 ).

보다 구체적으로 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 감지모듈(162)은 기판(S)이 기판 스테이지(130)에 정상 상태로 안착된 상태일 때(도 4a참조)의 플라즈마 파장과, 기판(S)이 기판 스테이지(130)에 이상 상태로 안착된 상태(도 4b참조)일 때의 플라즈마 파장을 비교하여, 기판(S)의 안착 이상을 감지할 수 있다. More specifically, as shown in FIG. 4, the first sensing module 162 detects the plasma wavelength when the substrate S is in a steady state (see FIG. 4A) on the substrate stage 130, S) is mounted on the substrate stage 130 in an abnormal state (see FIG. 4B), thereby detecting an abnormality in the seating of the substrate S.

특히, 도 4에서 확인할 수 있듯이 기판(S)이 이상 상태로 안착될 경우, 즉 기판(S)과 기판 스테이지(130) 간의 간극 문제, 및 기판(S) 또는 기판 스테이지(130)에 리크(Leak) 등이 발생된다면, 플라즈마 파장의 강도가 증가하게 된다. 4, if there is a gap between the substrate S and the substrate stage 130 and a gap between the substrate S and the substrate stage 130 is leaking ) Is generated, the intensity of the plasma wavelength is increased.

이에, 제1 감지모듈(162)은 플라즈마 파장의 강도를 비교하여, 기판(S)이 이상 상태로 안착되었음을 감지할 수 있다. Accordingly, the first sensing module 162 may compare the intensity of the plasma wave to detect that the substrate S is seated in an abnormal state.

이를 위해, 제1 감지모듈(162)은 종래 축적된 플라즈마의 정상 파장 데이터를 수집 및 보관할 수 있으며, 이를 기반으로 플라즈마 파장의 강도가 비정상적으로 증가된다면 기판(S) 안착 이상을 감지할 수 있다. 또한, 제1 감지모듈(162)은 공정 중 플라즈마 파장 강도 변화를 감지하여, 기판(S) 안착 이상을 감지할 수 있다.For this, the first sensing module 162 can collect and store the normal wavelength data of the conventionally stored plasma, and if the intensity of the plasma wavelength is abnormally increased based on this, the seating error of the substrate S can be detected. In addition, the first sensing module 162 can detect a change in the plasma wavelength intensity during the process and sense an abnormality in the seating of the substrate S.

그리고 제1 감지모듈(162)에서 기판(S)의 안착 이상이 감지되면, 경보유닛(170)은 이를 관리자에게 경보하여 관리자가 기판(S) 안착 발생을 인지하도록 할 수 있다(S500).If an abnormality in the seating of the substrate S is detected in the first sensing module 162, the alarm unit 170 alerts the manager to allow the administrator to recognize the occurrence of the seating of the substrate S in step S500.

한편, 이하에서는 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 감지모듈, 및 이를 이용한 기판 처리 모니터링 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 다만, 상술된 구성요소에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 동일한 참조 부호를 부여하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a sensing module of a substrate processing apparatus according to another embodiment and a substrate processing monitoring method using the same will be described in detail. However, the above-described components will not be described in detail and will be denoted by the same reference numerals.

도 5는 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 6은 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 가스 입자의 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a substrate processing apparatus according to another embodiment, and FIG. 6 is a graph showing changes in gas particles in a substrate processing apparatus according to another embodiment.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)의 제2 감지모듈(262)은 배기라인(152)에 연결되어, 배기라인(152)으로 유입되는 헬륨 가스를 기반으로 기판(S) 안착 상태에 대한 이상 유무를 감지한다.5 through 7, the second sensing module 262 of the substrate processing apparatus 100 according to another embodiment is connected to the exhaust line 152, and the helium gas introduced into the exhaust line 152 And detects the presence or absence of abnormality in the seating state of the substrate (S).

여기서, 제2 감지모듈(262)은 배기라인(152)을 통해 유입되는 헬륨 가스를 포집하여 포집된 헬륨 가스를 질량적으로 분석할 수 있다. 이때, 제2 감지모듈(262)은 포집된 헬륨 가스를 실시간으로 분석하여, 분석된 헬륨 가스의 입자수가 설정된 범위를 벗어날 때에 기판(S) 안착 상태에 이상이 발생되었음을 감지할 수 있다.Here, the second sensing module 262 can collect the helium gas flowing through the exhaust line 152, and massively analyze the collected helium gas. At this time, the second sensing module 262 analyzes the collected helium gas in real time, and can detect that the abnormality occurs in the seating state of the substrate S when the number of analyzed helium gas particles is out of the set range.

이를 위해, 제2 감지모듈(262)은 가스분석용 질량 분석기(RGA: Residual Gas Analyzer)를 포함할 수 있으나, 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로 제2 감지모듈(262)의 종류를 한정하지 않는다.To this end, the second sensing module 262 may include a residual gas analyzer (RGA), but this is for the purpose of describing the present embodiment and does not limit the type of the second sensing module 262 Do not.

이에, 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)를 이용하여, 기판 처리 모니터링이 수행된다면, 제2 감지모듈(262)을 통해 기판(S) 안착 상태에 대한 이상 유무를 판단할 수 있다.Accordingly, if the substrate processing monitoring is performed using the substrate processing apparatus 100 according to another embodiment, the presence or absence of the state of the substrate S can be determined through the second sensing module 262.

보다 구체적으로, 기판(S) 처리 공정에서는 기판(S)과 기판 스테이지(130) 사이로 헬륨 가스가 공급되며 기판(S)이 적정 공정 온도를 유지할 수 있다. 그리고 배기유닛(150)은 챔버(100a) 내부에 진공 분위기를 형성하기 위하여, 챔버(100a) 내부를 배기한다.More specifically, in the substrate S processing step, helium gas is supplied between the substrate S and the substrate stage 130, and the substrate S can maintain a proper processing temperature. The exhaust unit 150 exhausts the inside of the chamber 100a to form a vacuum atmosphere inside the chamber 100a.

이때, 제2 감지모듈(262)은 배기라인(152)을 통해 유입되는 헬륨 가스를 포집하고, 헬륨 가스를 질량적으로 분석하며 기판(S) 안착의 이상 유무를 판단할 수 있다.At this time, the second sensing module 262 can collect the helium gas flowing through the exhaust line 152, analyze helium gas in a mass-like manner, and determine whether or not the seating of the substrate S is abnormal.

보다 구체적으로 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 감지모듈(262)은 기판(S)이 기판 스테이지(130)에 정상 상태로 안착된 상태일 때(도 6a참조)의 단위면적 당 헬륨 입자수와, 기판(S)이 기판 스테이지(130) 이상 상태로 안착된 상태일 때(도 6b참조)의 단위면적 당 헬륨 입자수의 차이로, 기판(S)의 안착 이상을 감지할 수 있다.6, the second sensing module 262 senses the number of helium particles per unit area (see FIG. 6A) when the substrate S is in a steady state of seating on the substrate stage 130 And the difference in the number of helium particles per unit area when the substrate S is in the state of being abnormally positioned (see Fig. 6B), the seating error of the substrate S can be detected.

특히, 도 7에서 확인할 수 있듯이 기판(S)이 이상 상태로 안착될 경우, 즉 기판(S)과 기판 스테이지(130) 간의 간극 문제, 및 기판(S) 또는 기판 스테이지(130)에 리크 등이 발생된다면 단위면적당 헬륨 입자수가 정상 상태일 때와 비교하여 증가하게 된다.7, when the substrate S is placed in an abnormal state, that is, a gap between the substrate S and the substrate stage 130 and a leak or the like on the substrate S or the substrate stage 130 The number of helium particles per unit area is increased compared with that in a normal state.

이에, 제2 감지모듈(262)은 기판(S) 처리 공정 중에 헬륨 입자수가 설정된 범위를 벗어날 경우 기판(S) 안착 이상을 감지할 수 있다. 다만, 이는 본 실시예를 설명하기 위한 일 실시예로, 제2 감지모듈(262)은 과거 축적 데이터를 활용하여 기판(S) 처리 공정 이전에도 기판(S)의 안착 이상을 감지할 수 있다.Accordingly, the second sensing module 262 can detect an abnormality of the substrate S when the number of helium particles is out of the predetermined range during the processing of the substrate S (S). However, the second sensing module 262 can detect the anomalies of the substrate S even before the processing of the substrate S by utilizing the past accumulation data in one embodiment for explaining the present embodiment.

이와 같이, 기판 처리 장치 및 기판 처리 모니터링 방법은 기판 안착 상태에 대한 이상 유무를 감지하여 기판 안착 불량에 따른 공정 오류를 줄일 수 있는 바, 기판 제조 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the substrate processing apparatus and the substrate processing monitoring method can detect the abnormality in the substrate seating state, thereby reducing the process error due to the poor substrate mounting, thereby improving the substrate production yield.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.An embodiment of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art will be able to modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the scope of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.

100 : 기판 처리 장치
110 : 게이트밸브
120 : 기판 처리 유닛
130 : 기판 스테이지
140 : 가스 공급유닛
150 : 배기유닛
160 : 감지유닛
170 : 경보유닛100: substrate processing apparatus
110: Gate valve
120: substrate processing unit
130: substrate stage
140: gas supply unit
150: Exhaust unit
160:
170: Alarm unit

Claims (12)

기판이 반입되는 챔버;
상기 챔버 내부에 배치되며, 상기 기판이 안착되는 기판 스테이지;
상기 기판과 상기 기판 스테이지 사이로 가스를 공급하는 가스공급유닛;
상기 챔버에 연결되어, 상기 챔버 내부를 배기하는 배기유닛; 및
상기 배기유닛에 의해 상기 챔버 외부로 배기되는 상기 가스를 기반으로 상기 기판 안착 상태에 대한 이상 유무를 감지하는 감지유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
A chamber into which a substrate is introduced;
A substrate stage disposed within the chamber and on which the substrate is mounted;
A gas supply unit for supplying gas between the substrate and the substrate stage;
An exhaust unit connected to the chamber and exhausting the inside of the chamber; And
And a detection unit for detecting an abnormality in the substrate seating state based on the gas exhausted to the outside of the chamber by the exhaust unit.
제1 항에 있어서,
상기 배기유닛은
상기 챔버의 배기경로를 형성하는 배기라인과,
상기 배기라인에 연결되어 상기 챔버 내부가 배기되도록 하는 배기펌프를 포함하고,
상기 감지유닛은
상기 배기라인에 연통되어 상기 가스가 유입되는 감지라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
The exhaust unit
An exhaust line forming an exhaust path of the chamber,
And an exhaust pump connected to the exhaust line to exhaust the inside of the chamber,
The sensing unit
And a sensing line connected to the exhaust line and through which the gas is introduced.
제2 항에 있어서,
상기 감지유닛은
상기 감지라인으로 유입되는 상기 가스를 기반으로 플라즈마를 발생시켜 상기 가스를 광학적으로 분석하는 감지모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
3. The method of claim 2,
The sensing unit
Further comprising: a sensing module for generating a plasma based on the gas introduced into the sensing line and optically analyzing the gas.
제3 항에 있어서,
상기 감지모듈은
상기 플라즈마를 기반으로 상기 가스의 파장을 실시간으로 감지하며, 상기 가스의 파장 강도가 설정된 범위를 벗어날 때에 상기 기판 안착 상태의 이상을 감지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
The method of claim 3,
The sensing module
Detects a wavelength of the gas based on the plasma in real time, and detects an abnormality in the substrate seating state when the wavelength intensity of the gas is out of a set range.
제3 항에 있어서,
상기 감지모듈은
상기 배기라인에 연결되며 상기 플라즈마가 발생되는 공간을 형성하는 감지챔버와,
상기 감지챔버 내부에 상기 플라즈마가 발생되도록 하는 플라즈마 발생기와,
상기 플라즈마의 파장을 감지하는 분광기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
The method of claim 3,
The sensing module
A sensing chamber connected to the exhaust line and forming a space in which the plasma is generated,
A plasma generator for generating the plasma in the sensing chamber;
And a spectroscope for detecting a wavelength of the plasma.
제3 항에 있어서,
상기 감지모듈은
자동 플라즈마 광학 발광 분석기(SPOES: Self-Plasma Optical Emission Spectroscopy)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
The method of claim 3,
The sensing module
Characterized in that it comprises an automatic plasma optical emission spectrometer (SPOES: Self-Plasma Optical Emission Spectroscopy).
제2 항에 있어서,
상기 감지유닛은
상기 감지라인으로 유입되는 상기 가스를 포집하여, 상기 가스의 성분을 질량적으로 분석하는 감지모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
3. The method of claim 2,
The sensing unit
Further comprising a sensing module for collecting the gas flowing into the sensing line and analyzing a mass of the gas component.
제7 항에 있어서,
상기 감지모듈은
상기 가스 성분을 실시간으로 감지하며, 상기 가스 성분의 입자수가 설정된 범위를 벗어날 때에 상기 기판 안착 상태의 이상을 감지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
8. The method of claim 7,
The sensing module
Detects the gas component in real time, and detects an abnormality in the substrate seating state when the number of particles of the gas component exceeds the set range.
제7 항에 있어서,
상기 감지모듈은
가스분석용 질량 분석기(RGA: Residual Gas Analyzer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
8. The method of claim 7,
The sensing module
And a gas analyzer (RGA: Residual Gas Analyzer).
제1 항에 있어서,
상기 감지유닛에 연결되어, 상기 기판 안착 상태에 대한 이상이 발생될 때에 상기 안착 상태의 이상을 경보하는 경보유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising an alarm unit connected to the sensing unit for alerting an abnormality of the seating state when an abnormality occurs in the seating state of the substrate.
제1 항에 있어서,
상기 가스는
헬륨을 포함하는 불활성 가스로 마련되고, 상기 기판과 상기 기판 스테이지 사이로 공급되며 상기 기판이 설정된 온도를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
The gas
Wherein the substrate is provided with an inert gas containing helium and is supplied between the substrate and the substrate stage so that the substrate maintains the set temperature.
챔버 내부에 배치된 기판 스테이지에 기판을 안착하는 안착 단계;
상기 기판과 상기 기판 스테이지 사이로 가스를 공급하는 가스 공급단계;
상기 챔버에 연결된 배기유닛이 상기 챔버 내부를 배기하는 배기단계; 및
상기 배기유닛에 의해 상기 챔버 외부로 배기되는 상기 가스를 기반으로 상기 기판 안착 상태에 대한 이상 유무를 감지하는 감지단계를 포함하는 기판 처리 모니터링 방법.
A seating step for seating the substrate on a substrate stage disposed inside the chamber;
A gas supplying step of supplying gas between the substrate and the substrate stage;
An exhausting step of exhausting the inside of the chamber by an exhaust unit connected to the chamber; And
And a sensing step of sensing an abnormality in the substrate seating state based on the gas exhausted to the outside of the chamber by the exhaust unit.
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KR20120090646A (en) 2011-02-08 2012-08-17 엘아이지에이디피 주식회사 Apparatus for processing a substrate using plasma

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