KR20240030108A - 검사 방법, 이를 포함하는 기판 처리 방법, 및 이를 이용한 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

검사 방법은 제1 광 신호의 제1 데이터를 기준 광 신호의 기준 데이터와 비교하여 제1 유사도를 추출하는 단계; 상기 제1 유사도의 제1 정규분포를 나타내는 단계; 제2 광 신호의 제2 데이터를 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터와 비교하여 제2 유사도를 추출하는 단계; 상기 제2 유사도의 제2 정규분포를 나타내는 단계; 및상기 제1 정규분포 및 상기 제2 정규분포를 비교하는 단계를 포함하되, 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터와 비교하여 상기 제1 유사도를 추출하는 단계는 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 도출하는 단계를 포함하고, 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 도출하는 단계는 OES(optical emission spectrometer)를 사용하여 챔버 내의 상기 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터를 수집하는 단계; 상기 제1 광 신호의 상기 스펙트럼 데이터로부터 제1 구간 크기를 갖는 제1 구간 및 제2 구간의 데이터를 분리하는 단계; 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터들을 0 이상, 1 이하의 값으로 조정(scale)하는 단계; 상기 조정한 데이터를 다음의 피팅 함수(

)로 변환하는 단계:

; 상기 피팅 함수를 이용하여 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 피크 가능성들을 계산하는 단계; 및 상기 계산한 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 상기 피크 가능성들이 기준점 미만이면 각각 0으로 변환하고, 기준점 이상이면 각각 1로 변환하는 단계를 포함하고, 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터 및 상기 제2 광 신호의 상기 제2 데이터는 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터와 동일한 방법으로 도출될 수 있다.

Description

검사 방법, 이를 포함하는 기판 처리 방법, 및 이를 이용한 기판 처리 장치{INSPECTING METHOD, SUBSTRATE PROCESSING METHOD INCLUDING THE SAME, AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 검사 방법, 이를 포함하는 기판 처리 방법, 및 이를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.

반도체 소자를 제조하기 위해서, 기판을 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온 주입, 박막 증착, 그리고 세정 등 다양한 공정을 수행하여 기판 상에 원하는 패턴을 형성한다.

증착 및 식각 공정에서 주로 플라즈마를 사용하여 기판 처리 공정을 수행한다. 일반적으로 플라즈마를 형성하기 위해서는 챔버의 내부공간에 전자기장을 형성하고, 전자기장은 챔버 내에 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다.

플라즈마는 이온이나 전자, 라디칼 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 플라즈마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 예를 들어, 식각 공정은 플라즈마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.

본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 성능 및 신뢰성이 향상된 검사 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 성능 및 신뢰성이 향상된 검사 방법을 포함하는 기판 처리 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 성능 및 신뢰성이 향상된 검사 방법을 이용하는 기판 처리 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명의 기술적 사상에 의한 검사 방법은 제1 광 신호의 제1 데이터를 기준 광 신호의 기준 데이터와 비교하여 제1 유사도를 추출하는 단계; 상기 제1 유사도의 제1 정규분포를 나타내는 단계; 제2 광 신호의 제2 데이터를 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터와 비교하여 제2 유사도를 추출하는 단계; 상기 제2 유사도의 제2 정규분포를 나타내는 단계; 및상기 제1 정규분포 및 상기 제2 정규분포를 비교하는 단계를 포함하되, 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터와 비교하여 상기 제1 유사도를 추출하는 단계는 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 도출하는 단계를 포함하고, 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 도출하는 단계는 OES(optical emission spectrometer)를 사용하여 챔버 내의 상기 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터를 수집하는 단계; 상기 제1 광 신호의 상기 스펙트럼 데이터로부터 제1 구간 크기를 갖는 제1 구간 및 제2 구간의 데이터를 분리하는 단계; 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터들을 0 이상, 1 이하의 값으로 조정(scale)하는 단계; 상기 조정한 데이터를 다음의 피팅 함수(

)로 변환하는 단계:

; 상기 피팅 함수를 이용하여 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 피크 가능성들을계산하는 단계; 및 상기 계산한 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 상기 피크 가능성들이 기준점 미만이면 각각 0으로 변환하고, 기준점 이상이면 각각 1로 변환하는 단계를 포함하고, 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터 및 상기 제2 광 신호의 상기 제2 데이터는 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터와 동일한 방법으로 도출될 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명의 기술적 사상에 의한 검사 방법을 포함하는 기판 처리 방법은 챔버 내의 컨디션을 검사하는 검사 방법; 및상기 챔버 내의 컨디션이 정상 상태로 판별된 경우, 상기 챔버 내의 기판을 플라즈마로 처리하는 플라즈마 처리 단계; 를 포함하고, 상기 검사 방법은, OES(optical emission spectrometer)를 사용하여 챔버 내의 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터를 수집하는 단계; 상기 제1 광 신호의 상기 스펙트럼 데이터로부터 제1 구간 크기를 갖는 제1 구간 및 제2 구간의 데이터를 분리하는 단계; 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터들을 0 이상, 1 이하의 값으로 조정(scale)하는 단계; 상기 조정한 데이터를 다음의 피팅 함수(

)로 변환하는 단계:

; 상기 피팅 함수를 이용하여 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 피크 가능성들을 계산하는 단계; 상기 계산한 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 상기 피크 가능성들이 기준점 미만이면 각각 0으로 변환하고, 기준점 이상이면 각각 1로 변환하여 상기 제1 광 신호의 제1 데이터를 도출하는 단계; 및 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 기준 광 신호의 기준 데이터와 비교하여 제1 유사도를 추출하는 단계를 포함하되, 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터는 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터와 동일한 방법으로 도출되는 검사 방법을 포함할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명의 기술적 사상에 의한 기판 처리 장치는 챔버; 상기 챔버 내에서 기판을 처리 하기 위한 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 소스; 상기 챔버 내의 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터를 측정하기 위한 OES(optical emission spectrometer); 및 상기 OES를 통해 측정된 스펙트럼 데이터를 분석하는 분석 장치를 포함하고, 상기 분석 장치는 OES(optical emission spectrometer)를 사용하여 상기 챔버 내의 상기 제1 광 신호의 상기 스펙트럼 데이터를 수집하고, 상기 제1 광 신호의 상기 스펙트럼 데이터로부터 제1 구간 크기를 갖는 제1 구간 및 제2 구간의 데이터를 분리하고, 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터들을 0 이상, 1 이하의 값으로 조정(scale)하고, 상기 조정한 데이터를 다음의 피팅 함수(

)로 변환하고:

, 상기 피팅 함수를 이용해 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 피크 가능성들을 계산하고, 상기 계산한 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 상기 피크 가능성들이 기준점 미만이면 각각 0으로 변환하고, 기준점 이상이면 각각 1로 변환하여 상기 제1 광 신호의 제1 데이터를 도출하고, 및 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 기준 광 신호의 기준 데이터와 비교하여 제1 유사도를 추출하도록 구성되되, 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터는 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터와 동일한 방법으로 도출될 수 있다.

본 발명의 기술적 사상에 의한 검사 방법에 의해, 기판 처리 장치의 외기 유입 여부 및/또는 가스 혼입 여부를 검사할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상에 의한 검사 방법에 의해, 성능 및 신뢰성이 향상된 기판 처리 방법 및 이를 이용하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 다른 효과들은 이하의 설명으로부터 본 개시의 예시적인 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다.

도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 예시적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 및 기판 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 및 기판 처리 방법 중 제1 광 신호의 제1 데이터를 도출하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3b 내지 도 3d는 도 3a의 제1 광 신호의 제1 데이터를 도출하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 및 기판 처리 방법 중 제1 광 신호의 제1 데이터를 도출하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4b는 도 4a의 제1 광 신호의 제1 데이터를 도출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 및 기판 처리 방법 중 제1 유사도를 추출하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5b는 도 5a의 제1 유사도를 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 및 기판 처리 방법 중 제1 유사도를 추출하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 및 기판 처리 방법 중 제1 유사도의 제1 정규분포를 나타내는 단계, 제2 유사도의 제2 정규분포를 나타내는 단계, 및 상기 제1 정규분포 및 상기 제2 정규분포를 나타내는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 및 기판 처리 방법을 설명하기 위한 실험 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 8b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 및 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도 8a의 실험 데이터의 정규분포도이다.

도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 장치(100)를 설명하기 위한 예시적인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 기판 처리 장치(100)는 챔버(110), 플라즈마 소스(130), OES(optical emission spectrometry)(141), 및 분석 장치(142)를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 기판 처리 장치(100)는 기판(190)에 대해 식각 공정, 증착 공정 및 세정 공정 등의 반도체 공정을 수행하기 위한 챔버(110)를 포함할 수 있다.

본 명세서에서 "기판"은 기판 그 자체, 또는 기판과 그 표면 상에 형성된 소정의 층 또는 막 등을 포함하는 적층 구조체를 의미할 수 있다. 또한, "기판의 표면"이라 함은 기판 그 자체의 노출 표면, 또는 기판 위에 형성된 소정의 층 또는 막 등의 노출 표면을 의미할 수 있다. 예를 들어, 기판은 웨이퍼이거나, 또는 웨이퍼와 웨이퍼 상의 적어도 하나의 물질막을 포함할 수 있다. 상기 물질막은 웨이퍼 상에 증착, 코팅 도금 등 다양한 방법을 통해 형성된 절연막 및/또는 도전막일 수 있다. 예를 들어, 절연막은 산화막, 질화막 또는 산화질화막 등을 포함할 수 있고, 도전막은 금속막이나 폴리실리콘막 등을 포함할 수 있다. 한편, 상기 물질막은 웨이퍼 상에 형성된 단일막일 수도 있고 또는 다중막일 수도 있다. 또한, 상기 물질막은 소정 패턴을 가지고 웨이퍼 상에 형성될 수도 있다.

일부 실시예들에서, 챔버(110)는 기판(190)이 처리되는 처리 공간(120)을 정의할 수 있다. 처리 공간(120)은 외부로부터 밀폐될 수 있다. 일부 실시예들에서, 챔버(110)는 진공 챔버일 수 있다. 챔버(110)의 전체적인 외곽 구조는 원기둥, 타원 기둥, 또는 다각 기둥 형태 등을 가질 수 있다. 챔버(110)는 일반적으로 금속 재질로 형성될 수 있다. 챔버(110)는 다양한 반도체 공정 시에 외부로부터 노이즈를 차단하기 위하여 전기적 그라운드 상태가 유지될 수도 있다.

도시되진 않았지만, 챔버(110)의 내측에는 라이너가 배치될 수 있다. 상기 라이너는 챔버(110)를 보호하고, 챔버(110) 내의 금속 구조물들을 덮어 챔버(110) 내부에서의 아킹(arcing)으로 인한 금속 오염(metal contamination)의 발생을 방지할 수 있다. 라이너는 알루미늄과 같은 금속 물질이나 세라믹 물질 등으로 형성될 수 있다.

일부 실시예들에서, 챔버(110)의 내측벽에 기판(190)을 처리하기 위한 플라즈마를 생성하는 플라즈마 소스(130)가 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 소스(130)는 처리 공간(120) 내에 공급된 공정가스로부터 플라즈마를 생성할 수 있다. 도시된 것과 달리 플라즈마 소스(130)는 챔버(110)의 외부에 제공될 수 있다. 플라즈마 소스(130)의 배치는 기판 처리 장치(100)의 설계에 따라 얼마든지 달라질 수 있다. 플라즈마 소스(130)는 챔버(110) 내의 컨디션이 정상 상태로 판별된 경우, 상기 챔버(110) 내의 기판(190)을 플라즈마로 처리하는 플라즈마 처리 단계를 수행하기 위해 배치될 수 있다.

일부 실시예들에서, 챔버(110)의 상부벽에 광학 시계창(view port)(140)이 배치될 수 있다. 기판(190)으로부터 제공되는 광은 광학 시계창(140)에서 광 섬유(optical fiber)를 통해 OES(141)에 전달될 수 있다. 광학 시계창(140)은 기판(190)의 상면으로부터 수직한 방향으로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 도 1에서, 광학 시계창(140)은 기판(190)의 센터 영역으로부터 수직한 방향으로 이격된 위치에 배치되는 것으로 도시하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.

일부 실시예들에서, 챔버(110)의 상부벽에 OES(141)가 배치될 수 있다. OES(141)와 연결되는 분석 장치(142)가 배치될 수 있다. OES(141) 및 분석 장치(142)는 챔버(110)의 외벽 상에 배치될 수 있다. OES(141) 및 분석 장치(142)는 도 2 내지 도 8b를 참조하여 설명되는 검사 방법 및 기판 처리 방법을 수행하기 위해 배치될 수 있다. OES(141) 및 분석 장치(142)는 챔버(110) 내의 컨디션을 검사하는 검사 방법을 수행하기 위해 배치될 수 있다. 분석 장치(142)는 예를 들어, 메모리 장치 및 프로세서를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 및 기판 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 2의 검사 방법 및 기판 처리 방법은 분석 장치(142, 도 1 참조)에 의해 수행될 수 있다.

도 2를 참조하면, 제1 광 신호의 제1 데이터를 기준 광 신호의 기준 데이터와 비교하여 제1 유사도를 추출할 수 있다(S100). 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터와 비교하여 상기 제1 유사도를 추출하는 단계(S100)는 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 도출하는 단계(S110)를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 광 신호는 도 1을 참조하여 설명한 기판 처리 장치(100, 도 1 참조) 내에서 수집되는 제1 광 신호일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 광 신호는 챔버(110, 도 1 참조) 내에서 수집되는 제1 광 신호일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 광 신호는 기판을 처리하기 위한 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 소스를 포함하는 기판 처리 장치(100) 내에서, 기판을 처리하는 과정 중 수집된 제1 광 신호일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 광 신호는 수집 시점에 기판 처리 장치(100) 내에 존재하는 하나 이상의 가스들의 광 신호를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 광 신호는 제1 비교군일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 광 신호는 챔버(110) 내의 외기 유입 여부 및/또는 가스 혼입 여부를 검사하고자 하는 대상 기판 처리 공정 중 수집된 제1 광 신호일 수 있다. 본 명세서에서, 상기 외기 유입은 공정 가스 외에 외부에서 가스가 유입되는 경우를 포함할 수 있으며, 상기 가스 혼입은 기판 처리 공정 중 예상하지 못한 가스가 혼합되는 경우를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 광 신호는 진공 챔버 내의 외기 유입 여부 및/또는 가스 혼입 여부를 검사하여 그 결과에 따라 상기 기판 처리 공정이 계속 수행될 것인지 여부를 결정하는 제1 광 신호일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 기준 광 신호는 대조군일 수 있다. 구체적으로, 상기 기준 광 신호는 상기 기판 처리 공정 중 챔버(110) 내에 외기 유입 및/또는 가스 혼입이 발생하지 않은 경우에서 수집된 기준 광 신호일 수 있다. 즉, 상기 기준 광 신호는 이상적인(또는, 정상적인) 기판 처리 공정 중 수집된 기준 광 신호일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 데이터 및 상기 기준 데이터는 각각 이진 행렬(binary vector)일 수 있다. 즉, 상기 제1 데이터 및 상기 기준 데이터는 모든 원소의 값이 0 또는 1인 이진 행렬일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 데이터 및 상기 기준 데이터는 크기가 동일한 이진 행렬일 수 있다. 즉, 상기 제1 데이터 및 상기 기준 데이터는 원소의 개수가 동일한 이진 행렬일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 유사도는 상기 제1 데이터를 상기 기준 데이터와 비교하여 얻은 값일 수 있다.

상기 제1 데이터와 상기 기준 데이터를 비교하여 상기 제1 유사도를 추출하는 과정에 대해서는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 자세히 설명하겠다.

도 2를 계속 참조하면, 상기 제1 유사도의 제1 정규분포를 나타낼 수 있다(S200).

일부 실시예들에서, 상기 제1 유사도를 추출하는 단계(S100)를 L 번 반복(L은 1 이상의 자연수)하여 L 개의 제1 유사도를 구할 수 있고, 상기 L 개의 제1 유사도의 분포를 나타낼 수 있다. 상기 제1 유사도의 상기 제1 정규분포를 나타내는 것(S200)은 도 7을 참조하여 자세히 설명하겠다.

도 2를 계속 참조하면, 제2 광 신호의 제2 데이터를 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터와 비교하여 제2 유사도를 추출할 수 있다(S300).

일부 실시예들에서, 상기 제2 광 신호는 기판 처리 장치(100, 도 1 참조) 내에서 수집되는 제2 광 신호일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제2 광 신호는 챔버(110, 도 1 참조) 내에서 수집되는 제2 광 신호일 수 있다. 즉, 상기 제2 광 신호는 상기 제1 광 신호와 동일한 기판 처리 장치(100) 또는 챔버(110) 내에서 수집되는 광 신호일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 광 신호는 기판을 처리하기 위한 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 소스(130)를 포함하는 기판 처리 장치 내에서, 기판을 처리하는 과정 중 수집된 제2 광 신호일 수 있다. 예를 들어, 제2 광 신호는 수집 시점에 기판 처리 장치(100) 내에 존재하는 하나 이상의 가스들의 광 신호를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제2 광 신호는 제2 비교군일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 광 신호는 상기 제1 광 신호와의 비교 대상이 되는 정상 경우의 제2 광 신호일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 광 신호는 진공 챔버 내에 외기 유입 및/또는 가스 혼입이 발생하지 않은 것이 확인된 정상 기판 처리 공정 중 수집된 제2 광 신호일 수 있다. 또는 일부 실시예들에서, 상기 제2 광 신호는 상기 기준 광 신호와 동일할 수 있다. 즉, 상기 제2 광 신호를 상기 기준 광 신호와 비교하는 것은 동일 광 신호 내에서 비교하는 것일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제2 데이터는 상기 제1 데이터 및 상기 기준 데이터와 마찬가지로 이진 행렬일 수 있다. 즉, 상기 제2 데이터는 모든 원소의 값이 0 또는 1인 이진 행렬일 수 있고, 상기 제1 데이터 및 상기 기준 데이터와 동일한 크기를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제2 유사도는 상기 제2 데이터를 상기 기준 데이터와 비교하여 얻은 값일 수 있다.

도 2를 계속 참조하면, 상기 제2 유사도의 제2 정규분포를 나타낼 수 있다(S400).

일부 실시예들에서, 상기 제2 유사도를 추출하는 단계(S300)를 K 번 반복(K는 1 이상의 자연수)하여 K 개의 제2 유사도를 구할 수 있고, 상기 K 개의 제2 유사도의 분포를 나타낼 수 있다. 상기 제2 유사도의 상기 제2 정규분포를 나타내는 것(S400)은 도 7을 참조하여 자세히 설명하겠다.

도 2를 계속 참조하면, 상기 제1 정규분포 및 상기 제2 정규분포를 비교할 수 있다(S500).

상기 제1 정규분포 및 상기 제2 정규분포를 비교하는 것(S500)은 상기 제1 정규분포 및 상기 제2 정규분포 각각의 평균을 비교하거나, 상기 제1 정규분포 및 상기 제2 정규분포 각각의 분산을 비교하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제1 정규분포 및 상기 제2 정규분포를 비교하는 것(S500)은 도 7을 참조하여 자세히 설명하겠다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 광 신호는 제1 비교군, 상기 제2 광 신호는 제2 비교군, 상기 기준 광 신호는 대조군인 경우에, 상기 제1 정규분포를 상기 제2 정규분포와 비교하는 것(S500)은 상기 대조군과 대비하여 상기 제1 비교군과 상기 제2 비교군의 광 신호를 분석하여 비교하는 것을 포함할 수 있다.

도 3a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 및 기판 처리 방법 중 제1 광 신호의 제1 데이터를 도출하는 방법(S110)을 설명하기 위한 순서도이다. 도 3b 내지 도 3d는 제1 광 신호의 제1 데이터를 도출하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도 3a를 참조하면, OES(141, 도 1 참조)를 사용하여 챔버(110, 도 1 참조) 내의 상기 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터를 수집할 수 있다(S111).

일부 실시예들에서, 상기 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터는 기판 처리 장치(100, 도 1 참조)의 광학 시계창(140, 도 1 참조)에서 광 섬유를 통해 전달된 제1 광 신호를 OES(141, 도 1 참조)로 측정함으로써 얻을 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터는 상기 제1 광 신호를 OES(141)로 분광하여 얻은 파장 별로의 광 신호의 세기를 포함하는 스펙트럼 데이터일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터는 전 파장 영역에서의 전체 스펙트럼(full spectrum) 데이터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 전 파장 영역은 가시광선 파장 영역을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터는 약 200 nm 내지 약 800 nm 영역에서 수집될 수 있다.

도 3a를 계속 참조하면, 상기 제1 광 신호의 상기 스펙트럼 데이터로부터 제1 구간 크기를 갖는 제1 구간 및 제2 구간의 데이터를 분리할 수 있다(S112).

상기 제1 구간 크기는 임의의 파장 범위를 나타내는 파장 값일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 광 신호의 상기 전체 스펙트럼 데이터를 제1 구간 크기로 한 칸씩 이동하며 분리할 수 있다. 도 3b를 참조하면, 전체 스펙트럼 데이터(300)는 가로축은 파장(nm), 세로축은 세기를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 3b를 참조하면, 전체 스펙트럼 데이터(300)를 제1 구간(301) 및 제2 구간(302)의 데이터로 분리할 수 있다. 예를 들어, 전체 스펙트럼 데이터(300)를 제1 구간(301) 및 제2 구간(302)을 포함하는 복수의 구간으로 분리할 수 있다. 즉, 전체 스펙트럼 데이터(300)를 제1 구간 크기를 갖는 복수의 구간으로 분리할 수 있고, 상기 복수의 구간은 서로 인접한 파장 구간에서의 세기를 나타내는 분리된 스펙트럼 데이터일 수 있다.

일부 실시예들에서, 예를 들어, 제1 구간 크기는 4 nm 일 수 있고, 상기 스펙트럼 데이터를 4 nm 크기로 분리할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 스펙트럼 데이터는 200 nm 내지 800 nm 에서 수집된 경우에, 상기 스펙트럼 데이터를 각각 4 nm의 크기를 갖는 150개의 구간으로 분리할 수 있다. 예를 들어, 제1 구간은 200 nm 내지 204 nm 일 수 있고, 제2 구간은 204 nm 내지 208 nm 일 수 있다. 상기 제1 구간 크기는 경우에 따라 다양한 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 구간 크기는 4 nm 미만의 값을 가질 수 있고, 또는, 4 nm 초과의 값을 가질 수도 있다. 상기 전체 스펙트럼 데이터의 분리를 통해 제1 구간 크기를 갖는 복수 개의 분리 스펙트럼 데이터를 얻을 수 있다.

도 3a를 계속 참조하면, 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터들을 0 이상, 1 이하의 값으로 조정(scale)할 수 있다(S113).

일부 실시예들에서, 상기 복수 개의 분리 스펙트럼 데이터는 각각 최소값, 최대값, 및 그 사이의 값을 가질 수 있고, 상기 각각의 최소값들, 최대값들, 및 그 사이의 값들은 서로 상이할 수 있다. 상기 복수 개의 분리 스펙트럼 데이터 각각의 상이한 최소값들, 최대값들, 및 그 사이의 값들을 각각 0 이상, 1 이하의 값으로 조정할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 변환은 다음의 방법을 통해 수행될 수 있다. 우선, 제1 구간에서의 최대값을 1, 최소값을 0으로 각각 설정하고, 상기 제1 구간에서의 최대값과 최소값의 차이에 기반하여 최대 또는 최소가 아닌 값들을 0과 1사이의 값으로 조정할 수 있다. 상기 조정하는 과정을 반복하여, 최대값이 1, 최소값이 0으로 조정된(scaled) 복수 개의 분리 스펙트럼 데이터를 얻을 수 있다.

상기 조정 과정을 통해 모든 구간의 분리 스펙트럼 데이터에서 최대값과 최소값이 일정한 값으로 고정되고, 이를 통해 파장별 세기 값의 크기가 아닌 모양만을 고려할 수 있게 되어 작은 피크도 검출할 수 있다.

도 3a를 계속 참조하면, S113 단계를 통해 얻은 조정된 분리 스펙트럼 데이터를 다음의 피팅 함수(

)로 변환할 수 있다(S114):

(1)

일부 실시예들에서, A는 피크의 높이(Amplitude), w는 피크의 너비(width), c는 바닥값(pedestal)을 각각 의미할 수 있다. 상기 A, w, c는 각각 0 이상, 1 이하의 값을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 n은 양의 유리수 일수 있다. 예를 들어, 상기 n은 1 이상, 5 이하의 유리수 일 수 있다. 예를 들어, 상기 n은 3일 수 있다. 일부 실시예들에서, x는 각 구간에서의 조정된 파장 값을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 피팅 함수(

)에서 x=0 인 지점은 각 구간에서의 파장 영역의 중간을 의미할 수 있다. 예를 들어, 제1 구간이 200 nm 내지 204 nm 인 경우에, x=0인 경우의 상기 피팅 함수(

)는 파장이 202nm 인 경우의 스펙트럼 데이터를 의미할 수 있다. 즉, 상기 S113 단계에서 조정한 데이터를 피팅 함수

로 변환하는 과정을 통해 피크의 높이, 너비, 바닥값에 해당하는 인자의 값을 알 수 있다. 피팅 함수

로 변환하는 과정을 통해 A, w, c 값을 얻을 수 있다.

도 3c를 참조하면, A, w, c 값이 변화함에 따라 피팅 함수

가 나타내는 그래프의 피크의 모양이 달라질 수 있다. 도 3c에서 그래프(310, 320, 330)은 각각 A 값, w 값, c 값이 변화함에 따라 피크의 모양이 변화하는 것을 나타내는 그래프들이다.

그래프(310)를 참조하면, A 값이 증가할수록 피크의 높이가 증가할 수 있다. 예를 들어, A 값이 작은 경우(311)보다, A 값이 큰 경우(312)가 더 큰 피크의 높이를 가질 수 있다. 즉, A 값이 0에 가까울수록 피크의 높이는 작아지고, A 값이 1에 가까울수록 피크의 높이는 커질 수 있다.

그래프(320)를 참조하면, w 값이 커질수록 피크의 너비가 감소할 수 있다. 예를 들어, w 값이 작은 경우(321)보다, w 값이 큰 경우(322)가 더 작은 피크의 너비를 가질 수 있다. 즉, w 값이 0에 가까울수록 피크의 너비가 넓어져 완만한 형상을 가질 수 있고, w 값이 1에 가까울수록 피크의 너비가 좁아져 뽀족한 형상을 가질 수 있다.

그래프(330)를 참조하면, c 값이 커질수록 바닥값이 증가할 수 있다. 예를 들어, c 값이 작은 경우(331)보다, c 값이 큰 경우(332)가 더 큰 바닥값을 가질 수 있다. 즉, c 의 값이 0에 가까울수록 바닥값이 작아지고, c 의 값이 1에 가까울수록 바닥값이 커질 수 있다.

전술한 것처럼, 상기 A, w, c는 각각 0 이상, 1 이하의 값을 가질 수 있고, 따라서 0과 1 사이의 값을 갖는 A, w, c에 대한 함수

를 이용하여, 함수

와 S113 단계에서 조정한 데이터와의 차이(R)를 계산할 수 있다. 함수

와 S113 단계에서 조정한 데이터와의 차이(R)가 최소일 때의 함수

를 해당 구간에서의 피팅 함수(

)라고 정의할 수 있다.

도 3a를 계속 참조하면, 피팅 함수(

)를 이용하여 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 피크 가능성들을 계산할 수 있다(S115).

상기 피크 가능성은 해당 구간에서의 데이터가 얼마나 피크에 가까운 형상을 갖고 있는지를 정량화하는 지표일 수 있다. 즉, 상기 피크 가능성은 특정 파장 구간대역에서 피크가 존재할 확률을 의미하는 지표일 수 있다. 상기 피크 가능성은 S114 단계에서 도출한 피팅 함수

를 이용하여 계산할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 피크 가능성은 피팅 함수

와 얼마나 잘 매칭이 되었는지, 즉 피팅 함수

와 S113 단계에서 변환한 데이터와의 차이의 평균(R)을 고려하여 계산할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 피크 가능성은 피팅 함수

와 최적으로 매칭되었을 때의 피크의 높이, 즉 피팅 함수

의 A 값을 고려하여 계산할 수 있다. 상기 피크 가능성은 다음과 같은 식 (2)를 이용해 계산할 수 있다.

(2) 피크 가능성 =

상기 피크 가능성은 0 이상, 1 이하의 값으로 계산될 수 있다. 식(2)에 의해, 피크의 높이에 해당하는 인자인 A의 값이 1에 가까울수록, 피팅 함수

와 S113 단계에서 변환한 데이터와의 차이의 평균(R)이 0에 가까울수록 해당 구간에서의 피크 가능성이 높아질 수 있다. 상기 차이의 평균(R)으로는 제곱 평균의 근(root of square sum)을 사용할 수 있다. 즉, A의 값이 1에 가까울수록, R의 값이 0에 가까울수록 해당 구간에서의 피크 가능성이 1에 가까워질 수 있다.

도 3d를 참조하면, 스펙트럼 데이터(341) 에서 피크 가능성 데이터(342) 로의 변환하는 과정을 통해 전체 스펙트럼 데이터를 상기 제1 구간 크기를 갖는 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간에서 각각 0 이상, 1 이하의 값을 갖는 피크 가능성으로 변환할 수 있다. 즉, 스펙트럼 데이터(341) 에서 피크 가능성 데이터(342) 로의 변환하는 과정을 통해 전체 스펙트럼 데이터를 상기 제1 구간 크기를 갖는 복수의 구간들에서 각각 0 이상, 1 이하의 값을 갖는 피크 가능성으로 변환할 수 있다.

도 3a를 계속 참조하면, S115 단계에서 계산한 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 피크 가능성들이 기준점 미만이면 각각 0으로 변환하고, 기준점 이상이면 각각 1로 변환할 수 있다(S116).

도 3d를 함께 참조하면, 피크 가능성 데이터(342)에서 피크 가능성 데이터(342)를 처리하여 얻은 이진 행렬의 조정된 피크 가능성 데이터(343)로의 변환하는 과정을 통해 S115 단계에서 계산한 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 피크 가능성들을 0 또는 1의 값으로 변환할 수 있다. 즉, 상기 변환 과정을 통해 S115 단계에서 계산한 복수의 구간들 각각의 데이터의 피크 가능성들을 0 또는 1의 값으로 변환할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 기준점은 0 초과, 1 이하의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 기준점이 0.5 인 경우에, 상기 피크 가능성이 0.5 미만인 구간에서의 피크 가능성은 0으로 변환되고, 상기 피크 가능성이 0.5 이상인 구간에서의 피크 가능성은 1로 변환될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터 및 상기 제2 광 신호의 상기 제2 데이터는 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터와 동일한 방법으로 도출될 수 있다. 즉, 상기 기준 데이터 및 상기 제2 데이터는 S111 내지 S116 단계를 포함하는 방법에 의해 도출될 수 있다. 즉, 상기 기준 데이터 및 상기 제2 데이터를 도출하는 것은 상기 제1 구간 크기를 갖는 복수의 구간의 데이터를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.

도 3a 내지 도 3d를 통해 설명된 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 및 기판 처리 방법에 의하여, 기판 처리 공정 중 발생한 광 신호의 스펙트럼 데이터의 피크의 가능성만을 비교하는 검사 방법이 제공될 수 있다. 상기 검사 방법에 의하여, 예상한 특정 가스의 유입 여부, 예를 들어, 질소 가스의 유입 여부만을 검사하는 것이 아니라 예상하지 못한 가스 유입 여부를 검사할 수 있다. 상기 검사 방법에 의하여, 미세한 가스 유입 또는 누출에 의한 미세한 스펙트럼 데이터의 변화를 검사할 수 있다. 상기 검사 방법에 의하여, 별도의 특정 파장, 예를 들어, 질소 가스의 경우 337.1 nm을 입력하여 상기 특정 파장에서 피크가 관찰되는지 여부를 검사할 필요가 없다. 상기 검사 방법에 의하여, 검사할 수 있는 공정 가스에 대한 제약이 없게 되었다. 예를 들어, 스펙트럼 데이터의 피크만 비교하는 검사 방법은 질소 가스를 공정 가스로 사용하는 기판 처리 공정에 대하여는 외부 가스의 유입 또는 가스 혼입 여부를 검사할 수 없었는데, 본 발명의 기술적 사상에 의한 상기 검사 방법에 의해 질소 가스를 공정 가스로 사용하는 공정에 대하여도 가스의 유입 또는 가스 혼입 여부를 검사할 수 있다. 상기 검사 방법에 의하여, 기판 처리 장치(100, 도 1 참조)의 광학 시계창(140, 도 1 참조) 오염에 따른 광 신호의 세기 변화를 고려할 필요가 없다. 상기 검사 방법에 의하여, 영점 세기를 조절하기 위한 노이즈 제거(background reduction) 및 내삽(interpolation)이 불필요하다.

도 3a 내지 도 3d를 통해 설명된 본 발명의 기술적 사상에 의하여 성능 및 신뢰성이 향상된 검사 방법, 이를 포함하는 기판 처리 방법, 및 이를 이용한 기판 처리 장치가 제공된다.

도 4a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 및 기판 처리 방법 중 제1 광 신호의 제1 데이터를 도출하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 4b는 도 4a의 제1 광 신호의 제1 데이터를 도출하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.

도 4a를 참조하면, 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 도출하는 단계(S110a)는 상기 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터의 안정 시간 구간(YS)을 결정하는 단계(S111a)를 더 포함할 수 있다.

도 4b를 함께 참조하면, OES(141, 도 1 참조)를 통해 수집된 전체 스펙트럼 데이터(S111, 도 3a 참조)는 비안정 시간 구간(NS) 및 안정 시간 구간(YS)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 비안정 시간 구간(NS)이란 시간에 따라 데이터의 값이 급격하게 변화하는 구간을 포함하며, 안정 시간 구간(YS)이란 시간에 따라 데이터의 값이 급격하게 변화하지 않는 구간을 포함할 수 있다. 비안정 시간 구간(NS) 및 안정 시간 구간(YS)은 시간에 따라 구분될 수 있다. 예를 들어, 0 초 내지 10 초는 비안정 시간 구간(NS), 10초 내지 50초는 안정 시간 구간(YS)일 수 있다. 예를 들어, 비안정 시간 구간(NS) 및 안정 시간 구간(YS)은 기준 시점을 기준으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 비안정 시간 구간(NS)은 플라즈마의 생성이 시작된 시점으로부터 제1 시점까지의 시간으로 정의될 수 있고, 안정 시간 구간(YS)은 상기 제1 시점으로부터 제2 시점까지의 시간으로 정의될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간(S112, 도 3a 참조)는 상기 안정 시간 구간(YS)으로부터 분리될 수 있다. 즉, 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간이 분리되는 시간은 상기 안정 시간 구간(YS)으로부터 선택될 수 있다. 바꿔 말해서, 비안정 시간 구간(NS)에서 수집된 광 신호는 S111 단계에서의 스펙트럼 데이터의 수집에 활용하지 않고, 안정 시간 구간(YS)에서 수집된 광 신호를 이용하여 S111 단계에서의 스펙트럼 데이터의 수집에 활용할 수 있다.

도 5a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 및 기판 처리 방법 중 제1 유사도를 추출하는 방법(S100)을 설명하기 위한 순서도이다. 도 5b는 도 5a의 제1 유사도를 추출하는 방법(S100)을 설명하기 위한 도면이다.

도 5a를 참조하면, 제1 광 신호의 제1 데이터를 도출할 수 있다(S110). 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 도출하는 단계(S110)는 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 설명된 바 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터는 제1 시간에서 도출된 것일 수 있다.

도 5a를 계속 참조하면, 제1 시간에서 제1 유사도를 추출할 수 있다(S120). 일부 실시예들에서, 제1 광 신호의 제1 데이터를 기준 광 신호의 기준 데이터와 비교할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 유사도는 상기 제1 데이터를 상기 기준 데이터와 비교하여 얻은 값일 수 있다. 구체적으로, 도 5b를 함께 참조하면, 상기 제1 유사도는 서로 크기가 동일한 이진 행렬인 조정된 피크 가능성 데이터(도 3d의 343 참조)의 원소별(elementwise) 비교를 통해 구한 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 유사도는 n개의 원소(n은 1 이상의 자연수)를 갖는 상기 제1 데이터(501) 및 상기 기준 데이터(502) 각각의 i 번째 원소(i는 n 이하의 자연수)가 서로 같은 경우의 수의 확률일 수 있다. 즉, 상기 제1 유사도는 0 이상, 1 이하의 값 또는 0 % 이상, 100 % 이하의 퍼센트 값으로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 데이터 및 상기 기준 데이터의 i 번째 원소가 모두 0이거나, 모두 1인 경우의 수가 m일 때, 제1 유사도의 값은 m/n일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 데이터 및 상기 기준 데이터의 각 구간은 특정 파장 영역, 예를 들어, 200 nm 내지 204 nm 를 의미하므로, 상기 제1 데이터 및 상기 기준 데이터의 원소별 비교는 상기 제1 데이터와 상기 기준 데이터의 동일한 파장 영역에서의 데이터끼리 비교하는 것을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터는 상기 제1 시간에서 도출된 것일 수 있고, 이를 상기 기준 광 신호의 제3 시간에서 도출된 기준 데이터와 비교할 수 있다(S121). 예를 들어, 기준 시점이 0s 일 때, 상기 제1 시간은 10s 이고, 상기 제3 시간은 30s 일 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터는 상기 제1 시간에서 도출된 것일 수 있고, 이를 상기 기준 광 신호의 상기 제1 시간에서 도출된 기준 데이터와 비교할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 데이터 및 상기 기준 데이터는 모두 10s 에서 도출된 것일 수 있다. 즉, 상기 제1 시간에서 상기 제1 유사도를 추출하는 것은 서로 같은 시간에서 도출된 제1 데이터와 기준 데이터를 서로 비교하는 것 및 서로 다른 시간에서 도출된 제1 데이터와 기준 데이터를 서로 비교하는 것을 포함할 수 있다.

도 5a를 계속 참조하면, 제2 시간에서 제1 유사도를 추출할 수 있다(S130). 일부 실시예들에서, 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터는 상기 제2 시간에서 도출된 것일 수 있고, 이를 상기 기준 광 신호의 제4 시간에서 도출된 기준 데이터와 비교할 수 있다(S131). 일부 다른 실시예들에서, 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터는 상기 제2 시간에서 도출된 것일 수 있고, 이를 상기 기준 광 신호의 상기 제2 시간에서 도출된 기준 데이터와 비교할 수 있다. 상기 제2 시간에서의 상기 제1 유사도를 추출하는 것(S130)은 상기 제1 시간에서 상기 제1 유사도를 추출하는 것(S120)과 동일한 방법을 통해 수행될 수 있다.

도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 중 제1 유사도를 추출하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 6을 참조하면, 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 도출하는 단계(S110a)는 상기 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터의 안정 시간 구간(YS)을 결정하는 단계(S111a)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터와 비교하여 상기 제1 유사도를 추출하는 단계(S100a)는 상기 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터의 안정 시간 구간(YS)을 결정하는 단계(S111a)를 더 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 전술한 것처럼, OES(141, 도 1 참조)를 통해 수집된 전체 스펙트럼 데이터(S111, 도 3a 참조)는 비안정 시간 구간(NS) 및 안정 시간 구간(YS)을 포함할 수 있고, 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간은 안정 시간 구간(YS)으로부터 분리될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간(S112, 도 3a 참조)은 안정 시간 구간(YS)으로부터 분리될 수 있다. 즉, 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간은 안정 시간 구간(YS) 에 포함될 수 있다. 예를 들어, 안정 시간 구간(YS)에서 선택된 제1 시간에서의 전체 스펙트럼 데이터로부터 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간이 분리될 수 있다.

도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 및 기판 처리 방법 중 제1 유사도의 제1 정규분포(701)를 나타내는 단계(S200, 도 2 참조), 제2 유사도의 제2 정규분포(702)를 나타내는 단계(S400, 도 2 참조), 및 제1 정규분포(701) 및 제2 정규분포(702)를 나타내는 단계(S500, 도 2 참조)를 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 상기 제1 유사도의 상기 제1 정규분포를 나타낼 수 있다(S200).

일부 실시예들에서, 상기 제1 유사도를 추출하는 단계(S100)를 L 번 반복하여 L 개의 제1 유사도를 구할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 유사도를 추출하는 단계(S100)를 500번 반복할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 유사도를 구하는 단계(S100)를 L 번 반복하는 것은 서로 다른 시간대에서 수집된 제1 광 신호에 대해서 상기 제1 유사도를 구하는 단계(S100)를 L 번 반복하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 시간에서 수집된 상기 제1 광 신호에 대해서 제1 유사도를 추출(S120, 도 5a 참조)하고, 상기 제2 시간에서 수집된 상기 제1 광 신호에 대해서 제1 유사도를 추출(130, 도 5a 참조)하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간은 도 4a의 및 도 6의 S111a 단계를 통해 결정되는 안정 시간 구간(YS)에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 제1 시간 내지 제L 시간에서 수집된 제1 광 신호에 대해서 제1 유사도를 추출하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 시간 내지 상기 제L 시간은 도 4a의 및 도 6의 S111a 단계를 통해 판단되는 안정 시간 구간(YS)에서 선택될 수 있다.

일부 실시예들에서, 제1 유사도를 추출하는 단계(S100)를 L 번 반복하여 얻은 L 개의 제1 유사도의 분포를 나타낼 수 있다(701). 상기 제1 유사도의 분포는 정규분포의 형태를 가질 수 있다. 상기 제1 유사도의 분포는 정규분포에 가까운 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 유사도의 분포는 중간값 또는 평균값과 가까운 위치에서 최대값을 갖고, 상기 최대값을 갖는 위치에서 멀어질수록 감소하는 종 모양에 가까운 형태를 가질 수 있다.

도 7을 계속 참조하면, 상기 제2 유사도의 제2 정규분포를 나타낼 수 있다(S400).

일부 실시예들에서, 상기 제2 유사도를 추출하는 단계(S300)를 K 번 반복(K는 1 이상의 자연수)하여 K 개의 제2 유사도를 구할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 K의 값은 상기 L의 값과 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 유사도를 추출하는 단계(S300) 500번 반복될 수 있다. 즉, 상기 제2 유사도를 추출하는 단계(S300)의 반복 횟수는 상기 제1 유사도를 추출하는 단계(S100)의 반복 횟수와 동일할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 상기 K의 값은 상기 L의 값과 상이할 수 있다. 즉, 상기 제2 유사도를 추출하는 단계(S300)의 반복 횟수는 상기 제1 유사도를 추출하는 단계(S100)의 반복 횟수와 상이할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제2 유사도를 추출하는 단계(S300)를 K 번 반복하는 것은 상기 제1 유사도를 추출하는 단계(S100)를 L 번 반복하는 것과 마찬가지로 수행될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제2 유사도를 추출하는 단계(S300)를 K 번 반복하여 얻은 K 개의 제2 유사도의 분포를 나타낼 수 있다(도 7의 702). 상기 제2 유사도의 분포는 정규분포의 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 유사도의 분포는 정규분포에 가까운 형태를 가질 수 있다.

도 7을 계속 참조하면, 제1 정규분포(701) 및 제2 정규분포(702)를 비교할 수 있다(S500).

일부 실시예들에서, 도 7에 도시한 것처럼 제1 정규분포(701) 및 제2 정규분포(702)는 서로 다른 위치에서 형성된 정규분포 곡선일 수 있다. 예를 들어, 제1 정규분포(701) 및 제2 정규분포(702)는 서로 다른 중간값을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 정규분포(701) 및 제2 정규분포(702)는 서로 다른 평균값을 가질 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제2 광 신호가 상기 제1 광 신호와의 비교 대상이 되는 정상 경우의 제2 광 신호인 경우에, 상기 제2 광 신호는 상기 기준 광 신호와 유사할 수 있다. 즉 일부 실시예들에서, 상기 제2 광 신호의 상기 기준 광 신호와의 상기 제2 유사도는 1에 가까운 값을 가질 수 있다. 상기 K 번 반복하여 추출한 K 개의 상기 제2 유사도 또한 1에 가까운 값을 가질 수 있다. 상기 제2 광 신호의 제2 유사도의 제2 정규분포 또한 1에 가까운 곳에 형성될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제1 광 신호는 상기 제2 광 신호와 비교하여 진공 챔버 내의 외기 유입 여부 및/또는 가스 혼입 여부를 검사하고자 하는 대상 기판 처리 공정 중 수집된 제1 광 신호일 수 있다. 제1 광 신호의 제1 정규분포를 상기 제2 광 신호의 제2 정규분포와 비교하여 기판 처리 공정 중 진공 챔버 내의 외기 유입 여부 및/또는 가스 혼입 여부를 검사할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 광 신호가 수집된 대상 기판 처리 공정이 외기 유입 및/또는 가스 혼입이 발생하지 않은 정상 경우의 제1 광 신호인 경우에, 제1 광 신호는 정상 경우의 제2 광 신호와 유사할 수 있다. 즉, 제1 유사도는 제2 유사도와 마찬가지로 1에 가까운 값을 가질 수 있고, 상기 제1 유사도의 제1 정규분포는 상기 제2 유사도의 제2 정규분포와 유사하게 나타날 것이다.

반면, 상기 제1 광 신호가 수집된 대상 기판 처리 공정이 외기 유입 및/또는 가스 혼입이 발생한 비정상 경우의 제1 광 신호인 경우에, 제1 광 신호는 정상 경우의 제2 광 신호와 상이할 수 있다. 즉, 제1 유사도는 제2 유사도보다 작은 값을 가질 수 있다. 즉, 제1 유사도는 제2 유사도보다 0 에 가까운 값을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 유사도의 제1 정규분포는 상기 제2 유사도의 제2 정규분포와 비교해 0 과 가까운 곳에 형성될 수 있다.

상기 제1 정규분포가 나타내는 제1 유사도가 상기 제2 정규분포가 나타내는 제2 유사도에 비해 작다면, 제1 광 신호가 수집된 대상 기판 처리 공정 중 외기 유입 및/또는 가스 혼입이 발생하였을 것으로 추측할 수 있다.

도 8a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법 및 기판 처리 방법을 설명하기 위한 실험 데이터를 나타낸 그래프이다. 도 8b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법을 설명하기 위해 도 8a의 실험 데이터의 정규분포도이다.

도 8a를 참조하면, 외기가 유입되지 않은 정상 경우의 기판 처리 공정 중 수집된 대조군(800), 및 임의로 외기를 각각 5sccm, 50sccm, 500sccm 유입시킨 경우의 실험예 1(801), 실험예 2(802), 실험예 3(803)에 해당하는 전체 스펙트럼 데이터를 도시하였다.

외기가 다량 유입된 실험예 3(803)의 경우에는 OES를 통해 수집된 스펙트럼 데이터를 대조군(800)의 스펙트럼 데이터와 비교하여 확실한 차이가 나기 때문에 쉽게 외기 유입 여부를 판단할 수 있는 반면, 외기가 소량 유입된 실험예 1(801)의 경우에는 스펙트럼 데이터만 가지고는 정확한 판단을 할 수 없다.

도 8b를 참조하면, 제1 내지 제3 정규분포도(810, 820, 830)를 구할 수 있다. 실험예 1(801)의 정규분포를 대조군(800)의 정규분포와 비교한 제1 정규분포도(810)를 참조하면, 유입된 외기의 양이 5sccm 이하로 매우 적은 경우에도 외기 유입 여부를 확실히 판단할 수 있다. 이는 실험예 1(801) 보다 유입된 외기의 양이 많은 실험예 2(802), 실험예 3(803)의 경우에도 마찬가지이다.

즉, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 검사 방법, 이를 포함하는 기판 처리 방법, 및 이를 이용하는 기판 처리 장치에 의하여 기존의 스펙트럼 데이터를 비교하는 방법만으로 검출하지 못했던 미세한 외기 유입 여부 및/또는 가스 혼입 여부 등을 검사할 수 있게 되었다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 기판 처리 장치, 110: 챔버, 130: 플라즈마 소스, 140: 광학 시계창, 141: OES, 142: 분석 장치

Claims (10)

1. 제1 광 신호의 제1 데이터를 기준 광 신호의 기준 데이터와 비교하여 제1 유사도를 추출하는 단계;
   상기 제1 유사도의 제1 정규분포를 나타내는 단계;
   제2 광 신호의 제2 데이터를 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터와 비교하여 제2 유사도를 추출하는 단계;
   상기 제2 유사도의 제2 정규분포를 나타내는 단계; 및
   상기 제1 정규분포 및 상기 제2 정규분포를 비교하는 단계를 포함하되,
   상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터와 비교하여 상기 제1 유사도를 추출하는 단계는 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 도출하는 단계를 포함하고,
   상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 도출하는 단계는
   OES(optical emission spectrometer)를 사용하여 챔버 내의 상기 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터를 수집하는 단계;
   상기 제1 광 신호의 상기 스펙트럼 데이터로부터 제1 구간 크기를 갖는 제1 구간 및 제2 구간의 데이터를 분리하는 단계;
   상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터들을 0 이상, 1 이하의 값으로 조정(scale)하는 단계;
   상기 조정한 데이터를 다음의 피팅 함수(

   

   )로 변환하는 단계:
   

   

   ;
   상기 피팅 함수를 이용하여 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 피크 가능성들을 계산하는 단계; 및
   상기 계산한 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 상기 피크 가능성들이 기준점 미만이면 각각 0으로 변환하고, 기준점 이상이면 각각 1로 변환하는 단계를 포함하고,
   상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터 및 상기 제2 광 신호의 상기 제2 데이터는 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터와 동일한 방법으로 도출되는 검사 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터와 비교하여 상기 제1 유사도를 추출하는 단계는,
   제1 시간에서 상기 제1 유사도를 추출하는 단계; 및
   제2 시간에서 상기 제1 유사도를 추출하는 단계를 더 포함하고,
   상기 제1 시간에서 상기 제1 유사도를 추출하는 단계는 상기 제1 시간에서의 상기 제1 데이터를 제3 시간에서의 상기 기준 데이터와 비교하는 단계를 포함하고,
   상기 제2 시간에서 상기 제1 유사도를 추출하는 단계는 상기 제2 시간에서의 상기 제1 데이터를 제4 시간에서의 상기 기준 데이터와 비교하는 단계를 더 포함하고,
   상기 제1 유사도의 상기 제1 정규분포를 나타내는 단계는
   상기 제1 시간 및 상기 제2 시간에서의 상기 제1 유사도의 분포를 나타내는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 도출하는 단계는,
   상기 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터의 안정 시간 구간을 결정하는 단계를 더 포함하고,
   상기 제1 시간 및 상기 제2 시간은 상기 안정 시간 구간으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 광 신호는 제1 비교군이고,
   상기 제2 광 신호는 제2 비교군이고,
   상기 기준 광 신호는 대조군으로,
   상기 대조군과 대비하여 상기 제1 비교군과 상기 제2 비교군의 광 신호를 분석하여 비교하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터 및 상기 제2 광 신호의 상기 제2 데이터를 도출하는 것은 상기 제1 구간 크기를 갖는 복수의 구간의 데이터를 분리하는 단계를 포함하는 검사 방법.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 상기 피크 가능성들을 계산하는 단계는 상기 피크 가능성들을 0 이상, 1 이하의 값으로 나타내는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터와 비교하여 상기 제1 유사도를 추출하는 단계는 상기 제1 데이터와 상기 기준 데이터 각각의 동일한 파장 구간에서의 데이터끼리 비교하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
8. 챔버 내의 컨디션을 검사하는 검사 방법; 및
   상기 챔버 내의 컨디션이 정상 상태로 판별된 경우, 상기 챔버 내의 기판을 플라즈마로 처리하는 플라즈마 처리 단계;
   를 포함하고,
   상기 검사 방법은,
   OES(optical emission spectrometer)를 사용하여 챔버 내의 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터를 수집하는 단계;
   상기 제1 광 신호의 상기 스펙트럼 데이터로부터 제1 구간 크기를 갖는 제1 구간 및 제2 구간의 데이터를 분리하는 단계;
   상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터들을 0 이상, 1 이하의 값으로 조정(scale)하는 단계;
   상기 조정한 데이터를 다음의 피팅 함수(

   

   )로 변환하는 단계:
   

   

   ;
   상기 피팅 함수를 이용하여 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 피크 가능성들을 계산하는 단계;
   상기 계산한 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 상기 피크 가능성들이 기준점 미만이면 각각 0으로 변환하고, 기준점 이상이면 각각 1로 변환하여 상기 제1 광 신호의 제1 데이터를 도출하는 단계; 및
   상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 기준 광 신호의 기준 데이터와 비교하여 제1 유사도를 추출하는 단계를 포함하되,
   상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터는 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터와 동일한 방법으로 도출되는 검사 방법을 포함하는 기판 처리 방법.
9. 챔버;
   상기 챔버 내에서 기판을 처리 하기 위한 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 소스;
   상기 챔버 내의 제1 광 신호의 스펙트럼 데이터를 측정하기 위한 OES(optical emission spectrometer); 및
   상기 OES를 통해 측정된 스펙트럼 데이터를 분석하는 분석 장치를 포함하고,
   상기 분석 장치는
   OES(optical emission spectrometer)를 사용하여 상기 챔버 내의 상기 제1 광 신호의 상기 스펙트럼 데이터를 수집하고,
   상기 제1 광 신호의 상기 스펙트럼 데이터로부터 제1 구간 크기를 갖는 제1 구간 및 제2 구간의 데이터를 분리하고,
   상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터들을 0 이상, 1 이하의 값으로 조정(scale)하고,
   상기 조정한 데이터를 다음의 피팅 함수(

   

   )로 변환하고:
   

   

   ,
   상기 피팅 함수를 이용해 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 피크 가능성들을 계산하고,
   상기 계산한 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각의 데이터의 상기 피크 가능성들이 기준점 미만이면 각각 0으로 변환하고, 기준점 이상이면 각각 1로 변환하여 상기 제1 광 신호의 제1 데이터를 도출하고, 및
   상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터를 기준 광 신호의 기준 데이터와 비교하여 제1 유사도를 추출하도록 구성되되,
   상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터는 상기 제1 광 신호의 상기 제1 데이터와 동일한 방법으로 도출되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 분석 장치는
    제2 광 신호의 제2 데이터를 상기 기준 광 신호의 상기 기준 데이터와 비교하여 제2 유사도를 추출하고, 및
    상기 제1 유사도와 상기 제2 유사도를 비교하도록 구성되되,
    상기 제2 유사도는 상기 제1 유사도와 동일한 방법으로 추출되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.

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