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KR20210075376A - Substrate processing apparatus and method - Google Patents

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KR20210075376A
KR20210075376A KR1020190166348A KR20190166348A KR20210075376A KR 20210075376 A KR20210075376 A KR 20210075376A KR 1020190166348 A KR1020190166348 A KR 1020190166348A KR 20190166348 A KR20190166348 A KR 20190166348A KR 20210075376 A KR20210075376 A KR 20210075376A
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Abstract

본 발명은 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기판 상에 박막을 증착하거나 식각을 수행하기 위한 기판처리장치 및 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명은, 내부에 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(200)와; 상기 기판지지부(200)에 대향하여 배치되며 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부(300)를 포함하는 기판처리장치로서, 상기 공정챔버(100) 상측에 구비되는 윈도우(W)를 통해 상기 처리공간(S) 내의 플라즈마상태 및 기판(10) 상에 증착되는 박막두께를 측정하는 측정부(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method, and more particularly, to a substrate processing apparatus and a substrate processing apparatus for depositing a thin film on a substrate or performing etching.
The present invention, the process chamber 100 for forming a processing space (S) for substrate processing therein; a substrate support unit 200 installed in the process chamber 100 to support the substrate 10; A substrate processing apparatus disposed opposite to the substrate support unit 200 and including a gas injection unit 300 for injecting a gas into the processing space (S), the window (W) provided on the upper side of the process chamber (100) Disclosed is a substrate processing apparatus comprising a measuring unit 400 for measuring the plasma state in the processing space (S) and the thickness of the thin film deposited on the substrate 10 through the.

Description

기판처리장치 및 기판처리방법{Substrate processing apparatus and method}Substrate processing apparatus and method

본 발명은 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기판 상에 박막을 증착하거나 식각을 수행하기 위한 기판처리장치 및 기판처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method, and more particularly, to a substrate processing apparatus and a substrate processing apparatus for depositing a thin film on a substrate or performing etching.

기판처리장치는 기판 상에 사진 공정, 식각 공정, 확산 공정, 이온주입 공정 및 박막 증착 공정 등을 수행할 수 있다.The substrate processing apparatus may perform a photo process, an etching process, a diffusion process, an ion implantation process, and a thin film deposition process on a substrate.

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.Recently, semiconductor integrated circuits are manufactured with a smaller pitch due to miniaturization and miniaturization, and a high aspect ratio (HAR) is continuously increasing due to the development of semiconductor devices having a three-dimensional structure.

반도체 장치를 제조할 때에는 공정불량 여부를 검사하기 위해서 제조 공정마다 증착되는 막의 두께, 노광 또는 식각에 의해 형성되는 패턴의 두께나 폭 등을 계측할 필요성이 있다.When manufacturing a semiconductor device, it is necessary to measure the thickness of a film deposited in each manufacturing process, the thickness or width of a pattern formed by exposure or etching, etc. in order to check whether a process is defective.

또한, 반도체 공정 중 플라즈마 생성 과정에서 발생되는 빛을 분석하여 방출되는 입자의 종을 파악하거나 또는 에너지 상태를 해석하는 것 또한 공정모니터링으로서 수행될 필요가 있다.In addition, it is also necessary to analyze the light generated during the plasma generation process in the semiconductor process to determine the species of emitted particles or to analyze the energy state as process monitoring.

그러나, 종래 기판처리장치는, 기판 상의 박막두께를 측정하기 위한 계측장치와 공정 중 플라즈마측정을 위한 서로 다른 계측장치를 별도로 구비하고 운용함으로써 설비가 복잡해지고 장비운용의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.However, the conventional substrate processing apparatus has a problem in that the equipment is complicated and the efficiency of equipment operation is lowered by separately providing and operating a measuring device for measuring the thickness of a thin film on a substrate and a different measuring device for measuring plasma during the process.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 단일 측정부를 이용해 기판처리공정 중 발생되는 플라즈마측정과 기판처리공정에 따른 박막두께측정을 모두 수행할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of performing both plasma measurement generated during a substrate processing process and thin film thickness measurement according to the substrate processing process using a single measuring unit in order to solve the above problems. is to provide

본 발명은, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 내부에 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(200)와; 상기 기판지지부(200)에 대향하여 배치되며 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부(300)를 포함하는 기판처리장치로서, 상기 공정챔버(100) 상측에 구비되는 윈도우(W)를 통해 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 수신하는 수광부(434)를 포함하며, 상기 수광부(434)에서 수신한 상기 제2광을 이용해 상기 처리공간(S) 내의 플라즈마상태 및 기판(10) 상에 증착되는 박막두께를 측정하는 측정부(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.The present invention, as created to achieve the object of the present invention as described above, and the process chamber 100 for forming a processing space (S) for substrate processing therein; a substrate support unit 200 installed in the process chamber 100 to support the substrate 10; A substrate processing apparatus disposed opposite to the substrate support unit 200 and including a gas injection unit 300 for injecting gas into the processing space (S), the window (W) provided on the upper side of the process chamber (100) and a light receiving unit 434 for receiving the second light emitted from the processing space S through a plasma state in the processing space S using the second light received from the light receiving unit 434 and a substrate ( 10) Disclosed is a substrate processing apparatus comprising a measuring unit 400 for measuring the thickness of the thin film deposited thereon.

상기 측정부(400)는, 상기 처리공간(S)으로 조사될 제1광을 발생시키는 발광부(432)와, 상기 윈도우(W)를 통해 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 수신하기 위한 수광부(434)와, 상기 플라즈마상태를 측정하는 플라즈마측정모드 및 상기 박막두께를 측정하기 위한 박막두께측정모드 중 하나의 측정모드에서 상기 수광부(434)를 통해 수신된 제2광을 분석하는 제어부(436)를 포함하는 모니터링모듈(430)을 포함할 수 있다.The measuring unit 400 receives the light emitting unit 432 that generates the first light to be irradiated to the processing space S, and the second light emitted from the processing space S through the window W. A light receiving unit 434 for analyzing the second light received through the light receiving unit 434 in one of a plasma measurement mode for measuring the plasma state and a thin film thickness measurement mode for measuring the thin film thickness A monitoring module 430 including a control unit 436 may be included.

상기 측정부(400)는, 상기 모니터링모듈(430)에 연결되어 상기 제1광 및 상기 제2광의 전달경로를 형성하는 광케이블부(420)와, 상기 윈도우(W) 상측에 설치되며 상기 광케이블부(420)에 연결되는 광커넥터부(410)를 추가로 포함할 수 있다.The measurement unit 400 includes an optical cable unit 420 connected to the monitoring module 430 to form a transmission path of the first light and the second light, and is installed above the window W and includes the optical cable unit. An optical connector 410 connected to the 420 may be further included.

상기 측정부(400)는, 상기 플라즈마측정모드 중 상기 제1광의 상기 윈도우(W)로의 전달경로를 차단하는 셔터부를 추가로 포함할 수 있다.The measurement unit 400 may further include a shutter unit for blocking a transmission path of the first light to the window W in the plasma measurement mode.

상기 제어부는, 상기 처리공간(S) 내에 플라즈마가 형성되는 경우 상기 측정부(400)를 상기 플라즈마측정모드로 설정하고, 상기 처리공간(S) 내에 플라즈마가 형성되지 않는 경우 상기 측정부(400)를 상기 박막두께측정모드로 설정할 수 있다.The control unit sets the measurement unit 400 to the plasma measurement mode when plasma is formed in the processing space S, and sets the measurement unit 400 to the plasma measurement mode when plasma is not formed in the processing space S. can be set as the thin film thickness measurement mode.

상기 플라즈마측정모드에서 상기 제2광은 상기 처리공간(S) 내의 플라즈마에 의해 형성될 수 있다.In the plasma measurement mode, the second light may be formed by plasma in the processing space (S).

상기 박막두께측정모드에서 상기 제2광은 상기 제1광이 반사된 제1광에 대한 반사광일 수 있다.In the thin film thickness measurement mode, the second light may be a reflection of the first light from which the first light is reflected.

다른 측면에서 본 발명은, 내부에 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(200)와; 상기 기판지지부(200)에 대향하여 배치되며 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부(300)와, 상기 공정챔버(100) 상측에 구비되는 윈도우(W)를 통해 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 수신하는 수광부(434)를 포함하며, 상기 수광부(434)에서 수신한 상기 제2광을 이용해 상기 처리공간(S) 내의 플라즈마상태 및 기판(10) 상에 증착되는 박막두께를 측정하는 측정부(400)를 포함하는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 따른 기판처리장치에서 수행되는 기판처리방법으로서, 상기 공정챔버(100)에 기판(10)이 로딩되기 전에, 상기 측정부(400)를 상기 박막두께를 측정하기 위한 박막두께측정모드로 설정하고 상기 윈도우(W)를 통해 조사된 제1광이 상기 처리공간(S)에서 반사된 제2광을 상기 윈도우(W)를 통해 수신하여 반사도보정데이터를 획득하는 반사도보정데이터획득단계와; 상기 반사도보정데이터획득단계 후에, 상기 처리공간(S)으로 기판(10)을 로딩하는 기판로딩단계와; 상기 윈도우(W)를 통해 조사된 제1광이 상기 기판지지부(200) 상에 안착된 기판(10)에 반사되어 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 상기 윈도우(W)를 통해 수신하여 반사도기준데이터를 획득하는 반사도기준데이터획득단계와; 상기 반사도기준데이터획득단계 후에, 기판(10)에 대한 박막증착공정을 수행하기 위하여 상기 처리공간(S)에 플라즈마를 형성하는 플라즈마형성단계와; 상기 측정부(400)를 상기 상기 플라즈마를 측정하기 위한 플라즈마측정모드로 설정하고 상기 윈도우(W)를 통해 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 수신하여 상기 처리공간(S) 내의 플라즈마를 측정하는 플라즈마측정단계와; 상기 박막증착공정 완료에 따라 상기 공정챔버(100) 내의 플라즈마가 오프되면, 상기 측정부(400)를 상기 박막두께측정모드로 설정하고 상기 윈도우(W)를 통해 조사된 제1광이 상기 기판지지부(200) 상에 안착된 기판(10)에 반사되어 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 상기 윈도우(W)를 통해 수신하여 상기 기판반사도데이터를 획득하는 기판반사도데이터획득단계와; 상기 반사도보정데이터, 상기 반사도기준데이터, 및 상기 기판반사도데이터를 이용하여 상기 박막증착공정을 통해 기판(10) 상에 증착된 박막두께를 측정하는 박막두께측정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법을 개시한다.In another aspect, the present invention, the process chamber 100 for forming a processing space (S) for substrate processing therein; a substrate support unit 200 installed in the process chamber 100 to support the substrate 10; A gas injection unit 300 disposed opposite to the substrate support unit 200 and injecting gas into the processing space S, and a window W provided on the upper side of the process chamber 100, the processing space ( and a light receiving unit 434 for receiving the second light emitted from S), and using the second light received from the light receiving unit 434 to be deposited on the plasma state and the substrate 10 in the processing space S A substrate processing method performed in the substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, comprising a measuring unit 400 for measuring a thin film thickness, wherein the substrate 10 is loaded into the process chamber 100. Before, the measuring unit 400 is set to the thin film thickness measurement mode for measuring the thin film thickness, and the first light irradiated through the window W is the second light reflected in the processing space S. a reflectivity correction data acquisition step of receiving reflectivity correction data through a window (W); a substrate loading step of loading the substrate 10 into the processing space (S) after the reflectivity correction data acquisition step; The first light irradiated through the window W is reflected by the substrate 10 seated on the substrate support unit 200 and the second light emitted from the processing space S is received through the window W. a reflectivity reference data acquisition step of acquiring reflectivity reference data; a plasma forming step of forming plasma in the processing space (S) to perform a thin film deposition process on the substrate (10) after the reflectivity reference data acquisition step; The measurement unit 400 is set to a plasma measurement mode for measuring the plasma and receives the second light emitted from the processing space S through the window W to measure the plasma in the processing space S. Plasma measuring step of measuring; When the plasma in the process chamber 100 is turned off according to the completion of the thin film deposition process, the measuring unit 400 is set to the thin film thickness measuring mode, and the first light irradiated through the window W is transmitted to the substrate support unit a substrate reflectivity data acquisition step of acquiring the substrate reflectivity data by receiving the second light reflected by the substrate 10 seated on the window (W) through the window (W) reflected from the processing space (S); and a thin film thickness measurement step of measuring the thickness of a thin film deposited on the substrate 10 through the thin film deposition process using the reflectivity correction data, the reflectivity reference data, and the substrate reflectivity data. method is disclosed.

상기 기판처리방법은, 상기 반사도기준데이터획득단계와 상기 플라즈마측정단계 사이에, 상기 제1광이 상기 윈도우(W)를 통해 상기 처리공간(S)으로 조사되지 않도록 상기 제1광의 전달경로를 차단하는 제1광차단단계를 추가로 포함할 수 있다.The substrate processing method blocks the transmission path of the first light so that the first light is not irradiated to the processing space S through the window W between the reflectivity reference data acquisition step and the plasma measurement step It may further include a first light blocking step.

상기 기판처리방법은, 기판처리될 기판(10) 마다 수행될 수 있다.The substrate processing method may be performed for each substrate 10 to be processed.

본 발명에 따른 기판처리장치 및 기판처리방법은, 단일 측정부를 이용해 기판처리공정 중 발생되는 플라즈마측정과 기판처리공정에 따른 박막두께측정을 모두 수행할 수 있는 이점이 있다.The substrate processing apparatus and substrate processing method according to the present invention have the advantage of being able to perform both the plasma measurement generated during the substrate processing process and the thin film thickness measurement according to the substrate processing process using a single measuring unit.

도 1은, 본 발명에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는, 도 1의 구성 일부를 확대하여 보여주는 평면도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 기판처리방법을 설명하는 순서도이다.1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an enlarged part of the configuration of FIG. 1 .
3 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to the present invention.

이하 본 발명에 따른 기판처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a substrate processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 1에 개시된 바와 같이, 내부에 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(200)와; 상기 기판지지부(200)에 대향하여 배치되며 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부(300)를 포함한다.A substrate processing apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 1, includes a process chamber 100 for forming a processing space (S) for processing a substrate therein; a substrate support unit 200 installed in the process chamber 100 to support the substrate 10; and a gas ejection unit 300 disposed to face the substrate support unit 200 and injecting gas into the processing space (S).

본 발명의 처리대상인 기판(10)은, 증착, 식각 등 기판처리가 수행되는 구성으로서, 반도체 제조용기판, LCD 제조용기판, OLED 제조용기판, 태양전지 제조용기판, 투명 글라스기판 등 어떠한 기판도 가능하다.The substrate 10 to be treated according to the present invention is a configuration in which substrate processing such as deposition and etching is performed, and any substrate such as a semiconductor manufacturing substrate, LCD manufacturing substrate, OLED manufacturing substrate, solar cell manufacturing substrate, and transparent glass substrate is possible.

상기 공정챔버(100)는, 내부에 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.The process chamber 100 can be configured in a variety of configurations to form a processing space (S) for substrate processing therein.

예를 들면, 상기 공정챔버(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상측에 개구가 형성된 챔버본체(110)와, 챔버본체(110)의 개구에 탈착가능하게 결합되어, 챔버본체(110)와 함께 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 상부리드(120)를 포함할 수 있다.For example, as shown in FIG. 1 , the process chamber 100 is detachably coupled to the chamber body 110 having an opening on the upper side, and the opening of the chamber body 110 , the chamber body 110 . ) and may include an upper lid 120 forming a closed processing space (S).

상기 공정챔버(100)에는, 기판(10) 출입을 위한 하나 이상의 게이트(111)가 형성될 수 있다.One or more gates 111 for entering and exiting the substrate 10 may be formed in the process chamber 100 .

또한, 상기 공정챔버(100)에는, 기판처리를 위한 압력조절시스템, 배기시스템 등이 구비될 수 있다.In addition, the process chamber 100 may include a pressure control system, an exhaust system, and the like for substrate processing.

상기 기판지지부(200)는, 공정챔버(100)에 설치되어 기판(10)을 지지하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.The substrate support unit 200 is installed in the process chamber 100 to support the substrate 10 , and various configurations are possible.

예로서, 상기 기판지지부(200)는, 기판(10)이 안착되는 안착면이 형성되는 기판지지플레이트 및 기판지지플레이트를 지지하고 승하강 구동되는 지지샤프트를 포함할 수 있다.For example, the substrate support unit 200 may include a substrate support plate on which a seating surface on which the substrate 10 is mounted is formed, and a support shaft that supports the substrate support plate and is driven up and down.

또한, 상기 기판지지부(200)에는 RF전원 또는 외부접지 또는 RF전원과 전기적으로 연결되는 하부전극이 구비될 수 있고, 안착된 기판(10)의 가열을 위한 히터부(미도시)가 내장될 수 있다.In addition, the substrate support unit 200 may be provided with a lower electrode electrically connected to an RF power source or an external ground or RF power source, and a heater unit (not shown) for heating the seated substrate 10 may be built-in. have.

상기 가스분사부(300)는, 상기 기판지지부(200)에 대향하여 배치되며 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.The gas ejection unit 300 is disposed to face the substrate support unit 200 , and various configurations are possible by injecting gas into the processing space (S).

상기 가스분사부(300)는 외부 RF전원(미도시)와 연결되어 처리공간(S) 내 플라즈마를 형성하기 위한 상부전극으로 기능할 수 있다.The gas injection unit 300 may function as an upper electrode for forming plasma in the processing space S by being connected to an external RF power source (not shown).

상기 가스분사부(300)에 RF전력인 인가되면 가스분사부(300)와 기판지지부(200)에 플라즈마가 형성되어 기판처리가 수행될 수 있다.When RF power is applied to the gas injection unit 300 , plasma is formed in the gas injection unit 300 and the substrate support unit 200 to perform substrate processing.

현재 플라즈마를 이용한 공정의 난이도가 계속 증가함에 따라, 공정 진행 중 반응기의 상태 변화 양상에 대한 정확한 파악이 중요해 졌으며, 또한 공정의 재현성 확보 및 공정조건의 안전성 확보에 대한 필요성이 커지고 있다. As the difficulty of the current plasma-using process continues to increase, it is important to accurately understand the change in the state of the reactor during the process, and the need for securing the reproducibility of the process and securing the safety of the process conditions is growing.

이러한 요구들을 달성하기 위해서는 기판 위의 박막에 직접적으로 영향을 주는 플라즈마의 특성을 파악하는 것이 필수적이며, 이를 위해 여러 종류의 방법들이 사용되고 있다.In order to achieve these requirements, it is essential to understand the characteristics of plasma that directly affect the thin film on the substrate, and for this purpose, various types of methods are used.

예로서, 빛을 이용해서 플라즈마를 진단하는 광학적 진단 기법으로, 빛 방출 분석 방법(optical emission spectroscopy, OES)이 있다.For example, as an optical diagnostic technique for diagnosing plasma using light, there is an optical emission spectroscopy (OES) method.

플라즈마 내 원소의 전자는 여기된 상태로부터 기저 상태로 떨어지면서 빛을 방출하게 되는데, 이때 방출되는 빛은 원소에 따라 고유의 파장 혹은 파장 범위를 가지게 된다. 이 특정 파장을 통해서 플라즈마 내에 존재하는 원소를 추정할 수 있고, 그 파장의 강도 변화로부터 원소의 양을 추정할 수 있으며, 이 원리를 이용한 진단장비를 OES라고 부른다.Electrons of elements in plasma emit light as they fall from an excited state to a ground state. At this time, the emitted light has a unique wavelength or wavelength range depending on the element. Through this specific wavelength, it is possible to estimate the element present in the plasma, and the amount of the element can be estimated from the change in the intensity of the wavelength, and the diagnostic equipment using this principle is called OES.

종래 기판처리장치는 플라즈마상태측정을 위하여 공정챔버(100) 중 게이트(111)에 대향하는 측면에 형성되는 챔버윈도우(미도시)를 통해 플라즈마의 자발광 빛을 수신하여 파장정보를 획득하는 방식을 활용하였다.The conventional substrate processing apparatus receives the self-luminous light of plasma through a chamber window (not shown) formed on the side opposite to the gate 111 of the process chamber 100 for plasma state measurement to obtain wavelength information. was utilized.

또한, 종래 기판처리장치는, 기판처리된 기판(10) 상에 증착된 박막의 두께를 측정하기 위해서 가스분사부(300)에 윈도우(W)를 형성하고 윈도우(W)를 통해 기판(10)에 광을 조사한 후 기판(10)에 반사되어 돌아오는 반사광을 수신하여 파장정보를 획득하는 방식을 활용하였다.In addition, in the conventional substrate processing apparatus, in order to measure the thickness of a thin film deposited on the substrate-treated substrate 10 , a window W is formed in the gas injection unit 300 and the substrate 10 is passed through the window W. After irradiating light to the substrate 10, a method of acquiring wavelength information by receiving reflected light reflected back to the substrate 10 was used.

즉, 종래 기판처리장치는, 플라즈마측정을 위한 계측장비와 박막두께측정을 위한 계측장비가 서로 별도로 운용됨으로써 설비운용의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.That is, in the conventional substrate processing apparatus, the measuring equipment for plasma measurement and the measuring equipment for thin film thickness measurement are operated separately from each other, so there is a problem in that the efficiency of facility operation is decreased.

또한, 최근 공정갭(가스분사부(300)와 기판지지부(200) 사이의 간격)이 매우 좁아짐에 따라 공정챔버(100)의 챔버윈도우(W)를 통한 플라즈마측정이 공간상 제약으로 매우 어려운 문제점도 있다.In addition, as the process gap (the gap between the gas injection unit 300 and the substrate support unit 200) has recently become very narrow, plasma measurement through the chamber window W of the process chamber 100 is very difficult due to space constraints. there is also

이에, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 하나의 단일 계측장치를 이용해 플라즈마측정과 박막두께측정을 모두 수행하기 위하여, 상기 공정챔버(100) 상측에 구비되는 윈도우(W)를 통해 상기 처리공간(S) 내의 플라즈마상태 및 기판(10) 상에 증착되는 박막두께를 측정하는 측정부(400)를 포함할 수 있다.Accordingly, in the substrate processing apparatus according to the present invention, in order to perform both plasma measurement and thin film thickness measurement using one single measurement device, the processing space ( It may include a measuring unit 400 for measuring the plasma state in S) and the thickness of the thin film deposited on the substrate 10 .

상기 측정부(400)는, 공정챔버(100) 상측에 구비되는 윈도우(W)를 통해 상기 처리공간(S) 내의 플라즈마상태 및 기판(10) 상에 증착되는 박막두께를 측정하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.The measuring unit 400 is configured to measure the plasma state in the processing space S and the thickness of the thin film deposited on the substrate 10 through the window W provided on the upper side of the process chamber 100 . This is possible.

이때, 상기 공정챔버(100) 상측에는 플라즈마측정 및 박막두께측정을 위해 관통형성되는 윈도우(W)가 형성될 수 있다.In this case, a window W through which is formed for plasma measurement and thin film thickness measurement may be formed on the upper side of the process chamber 100 .

상기 윈도우(W)에는 처리공간(S)의 기밀을 유지하기 위한 글라스(G)가 설치될 수 있다.A glass (G) for maintaining the airtightness of the processing space (S) may be installed in the window (W).

먼저, 상기 측정부(400)는, 상기 공정챔버(100) 상측에 구비되는 윈도우(W)를 통해 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 수신하는 수광부(434)를 포함할 수 있다.First, the measuring unit 400 may include a light receiving unit 434 that receives the second light emitted from the processing space S through the window W provided on the upper side of the process chamber 100 .

상기 측정부(400)는, 상기 수광부(434)에서 수신한 상기 제2광을 이용해 상기 처리공간(S) 내의 플라즈마상태 및 기판(10) 상에 증착되는 박막두께를 측정할 수 있다.The measuring unit 400 may measure the plasma state in the processing space S and the thickness of the thin film deposited on the substrate 10 using the second light received by the light receiving unit 434 .

구체적으로, 상기 측정부(400)는, 상기 처리공간(S)으로 조사될 제1광을 발생시키는 발광부(432)와, 상기 윈도우(W)를 통해 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 수신하기 위한 수광부(434)와, 상기 플라즈마상태를 측정하는 플라즈마측정모드 및 상기 박막두께를 측정하기 위한 박막두께측정모드 중 하나의 측정모드에서 상기 수광부(434)를 통해 수신된 반사광을 분석하는 제어부(436)를 포함하는 모니터링모듈(430)을 포함할 수 있다.Specifically, the measurement unit 400 includes a light emitting unit 432 that generates a first light to be irradiated to the processing space S, and a second light emitting unit 432 that comes out of the processing space S through the window W. A light receiving unit 434 for receiving light, and analyzing the reflected light received through the light receiving unit 434 in one of a plasma measurement mode for measuring the plasma state and a thin film thickness measurement mode for measuring the thin film thickness and a monitoring module 430 including a control unit 436 .

상기 모니터링모듈(430)는 공정챔버(100)과 이격된 위치에 설치됨이 바람직하다.The monitoring module 430 is preferably installed at a location spaced apart from the process chamber 100 .

상기 발광부(432)는, 윈도우(W)를 통해 처리공간(S)으로 조사될 제1광을 발생시키는 광원으로 다양한 구성이 가능하며, 예로서 할로겐램프일 수 있다.The light emitting unit 432 may be a light source for generating the first light to be irradiated to the processing space S through the window W, and may have various configurations, and may be, for example, a halogen lamp.

상기 수광부(434)는, 윈도우(W)를 통해 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 수신하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.The light receiving unit 434 is configured to receive the second light emitted from the processing space S through the window W, and various configurations are possible.

상기 제어부는, 플라즈마상태를 측정하는 플라즈마측정모드 및 박막두께를 측정하기 위한 박막두께측정모드 중 하나의 측정모드에서 수광부(434)를 통해 수신된 제2광을 분석하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.The control unit may have various configurations such as analyzing the second light received through the light receiving unit 434 in one of the plasma measurement mode for measuring the plasma state and the thin film thickness measurement mode for measuring the thin film thickness. .

상기 제어부는, 수광부(434)을 통해 수신된 제2광에 대한 분광스펙트럼을 분석하기 위한 분광계를 추가로 포함할 수 있으며, 수신된 제2광의 파장별 강도(intensity)를 분석하여 플라즈마측정 또는 박막두께측정 결과를 도출할 수 있다.The control unit may further include a spectrometer for analyzing a spectral spectrum of the second light received through the light receiving unit 434, and analyzes the intensity of each wavelength of the received second light to measure plasma or thin film. Thickness measurement results can be derived.

이때, 상기 측정부(400)는, 상기 모니터링모듈(430)에 연결되어 상기 제1광 및 상기 제2광의 전달경로를 형성하는 광케이블부(420)와, 상기 윈도우(W) 상측에 설치되며 상기 광케이블부(420)에 연결되는 광커넥터부(410)를 추가로 포함할 수 있다.At this time, the measuring unit 400 is connected to the monitoring module 430 to form an optical cable unit 420 that forms a transmission path of the first light and the second light, and is installed above the window W and the An optical connector unit 410 connected to the optical cable unit 420 may be further included.

상기 광케이블부(420)는, 발광부(432)에서 나오는 제1광을 윈도우(W)까지 전달하고 윈도우(W)를 통해서 나오는 제2광을 수광부(434)에 전달하기 위한 구성으로, 내부에 제1광 전달을 위한 광케이블과 제2광의 전달을 위한 광케이블이 구비될 수 있다.The optical cable unit 420 is configured to transmit the first light emitted from the light emitting unit 432 to the window W and the second light emitted through the window W to the light receiving unit 434, An optical cable for transmitting the first light and an optical cable for transmitting the second light may be provided.

상기 광커넥터부(410)는, 윈도우(W) 상측에 설치되며 광케이블부(420)과 연결되어 공정챔버(100)와 이격된 위치에 위치되는 모니터링모듈(400)과 공정챔버(100)를 연결시키는 커넥터부재로 다양한 구성이 가능하다.The optical connector part 410 is installed on the upper side of the window W and is connected to the optical cable part 420 to connect the process chamber 100 and the monitoring module 400 positioned at a position spaced apart from the process chamber 100 . Various configurations are possible with the connector member.

상기 광커넥터부(410)에는, 공정챔버(100) 상측에 결합되는 본체부(412)와, 본체부(412)에 설치되며 제1광을 처리공간(S)으로 조사하기 위한 광학부재(예로서, 집광렌즈)를 포함하는 하나 이상의 제1광학모듈(414)와, 본체부(412)에 설치되며 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 수신하기 위한 광학부재(예로서, 집광렌즈)를 포함하는 하나 이상의 제2광학모듈(416)을 포함할 수 있다.In the optical connector part 410, a body part 412 coupled to the upper side of the process chamber 100, and an optical member installed in the body part 412 for irradiating the first light into the processing space (S) (eg, At least one first optical module 414 including a condensing lens), and an optical member (eg, condensing lens) installed in the main body 412 and receiving the second light emitted from the processing space S It may include one or more second optical modules 416 including a.

예로서, 상기 제2광학모듈(416)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 본체부(412)의 중앙부에 위치된 제1광학모듈(414)의 둘레를 따라 복수의 개수로 배치될 수 있다.For example, as shown in FIG. 2 , the second optical module 416 may be disposed in a plurality of numbers along the circumference of the first optical module 414 located in the central portion of the main body 412 . .

이때, 상기 모니터링모듈(430)은, 상기 제1광학모듈(414) 및 상기 제2광학모듈(416)의 초점조정을 위한 초정조정모듈(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.In this case, the monitoring module 430 may further include a primary adjustment module (not shown) for focus adjustment of the first optical module 414 and the second optical module 416 .

상기 제어부는, 상기 처리공간(S) 내에 플라즈마가 형성되는 경우 상기 측정부(400)를 상기 플라즈마측정모드로 설정하고, 상기 처리공간(S) 내에 플라즈마가 형성되지 않는 경우 상기 측정부(400)를 상기 박막두께측정모드로 설정할 수 있다.The control unit sets the measurement unit 400 to the plasma measurement mode when plasma is formed in the processing space S, and sets the measurement unit 400 to the plasma measurement mode when plasma is not formed in the processing space S. can be set as the thin film thickness measurement mode.

상기 플라즈마측정모드는, 처리공간(S) 내에 형성되는 플라즈마를 측정하기 위한 측정모드로서, 플라즈마측정모드에서 상기 제2광은 상기 처리공간(S) 내의 플라즈마에 의해 형성되는 자발광일 수 있다.The plasma measurement mode is a measurement mode for measuring plasma formed in the processing space (S). In the plasma measurement mode, the second light may be self-emission formed by plasma in the processing space (S).

상기 플라즈마측정모드는 플라즈마의 자발광을 수신하여 분석하는 것이므로, 처리공간(S)에 발광부(432)에서 나오는 제1광이 조사되는 것을 차단할 필요가 있다.Since the plasma measurement mode receives and analyzes the self-luminescence of plasma, it is necessary to block irradiation of the first light emitted from the light emitting unit 432 into the processing space S.

이를 위해, 상기 측정부(400)는, 상기 플라즈마측정모드 중 상기 제1광의 상기 윈도우(W)로의 전달경로를 차단하는 셔터부를 추가로 포함할 수 있다.To this end, the measurement unit 400 may further include a shutter unit for blocking a transmission path of the first light to the window W in the plasma measurement mode.

상기 셔터부는, 모니터링모듈(430) 또는 광커넥터부(410)에 설치될 수 있다.The shutter unit may be installed in the monitoring module 430 or the optical connector unit 410 .

상기 제어부는, 플라즈마측정모드에서 셔터부를 이용해 제1광의 전달경로를 차단함으로써 처리공간(S)에 제1광이 조사되는 것을 방지할 수 있다.The control unit may prevent the first light from being irradiated to the processing space S by blocking the transmission path of the first light using the shutter unit in the plasma measurement mode.

또는 상기 제어부는, 플라즈마측정모드에서 발광부(432)의 동작을 오프시킴으로써 제1광이 처리공간(S)으로 조사되는 것을 방지하는 것도 가능하다.Alternatively, the control unit may prevent the first light from being irradiated to the processing space S by turning off the operation of the light emitting unit 432 in the plasma measurement mode.

상기 플라즈마측정모드에서 상기 제어부는 상술한 OES(optical emission spectroscopy) 기법을 이용해 플라즈마를 진단할 수 있다.In the plasma measurement mode, the controller may diagnose plasma using the above-described optical emission spectroscopy (OES) technique.

상기 박막두께측정모드는, 기판(10) 상에 증착된 박막의 두께를 측정하기 위한 측정모드로서, 박막두께측정모드에서 상기 제2광은 상기 제1광이 기판(10) 상면에 반사된 제1광에 대한 반사광일 수 있다.The thin film thickness measurement mode is a measurement mode for measuring the thickness of a thin film deposited on the substrate 10 . In the thin film thickness measurement mode, the second light is the first light reflected on the upper surface of the substrate 10 . It may be reflected light with respect to one light.

박막증착공정에서 기판처리된 기판(10) 상에 증착된 박막두께는 성능과 바로 직결되기 때문에 기판(10) 상에 증착된 박막두께를 정확히 측정하는 것이 매우 중요하다.Since the thickness of the thin film deposited on the substrate 10 treated in the thin film deposition process is directly related to the performance, it is very important to accurately measure the thickness of the thin film deposited on the substrate 10 .

박막두께측정을 위한 계측장비로, SE(spectroscopic ellipsometer)와 SR(spectroscopic reflectometer)이 있다. As measuring equipment for thin film thickness measurement, there are SE (spectroscopic ellipsometer) and SR (spectroscopic reflectometer).

SE와 SR은 일반적으로 시편에 의한 빛의 반사 특성을 여러 파장들에 대해서 측정하여 분석함으로써 박막두께를 측정하는 기술이다.SE and SR are techniques for measuring the thickness of a thin film by measuring and analyzing the reflection characteristics of light by a specimen at various wavelengths in general.

예로서, SR은 제1광(백색광)을 기판(10) 상에 입사 시킨 다음 제1광이 반사된 제2광을 스펙트로미터(Spectrometer) 로 받아서 분광 스펙트럼을 얻어 기판(10) 상 박막두께를 산출할 수 있다.For example, in SR, the first light (white light) is incident on the substrate 10, and then the second light reflected by the first light is received by a spectrometer to obtain a spectral spectrum to determine the thickness of the thin film on the substrate 10. can be calculated.

상기 박막두께측정모드에서 상기 제어부는 상술한 SR(Spectroscopic reflectometer) 기법을 이용해 박막두께를 측정할 수 있다.In the thin film thickness measurement mode, the controller may measure the thin film thickness using the above-described SR (Spectroscopic reflectometer) technique.

상술한 구성을 포함하는 기판처리장치에서 수행되는 기판처리방법은, 측정부(400)를 이용해 플라즈마를 측정하는 플라즈마측정단계와, 측정부(400)를 이용해 박막두께를 측정하는 박막두께측정단계를 포함할 수 있다.The substrate processing method performed in the substrate processing apparatus including the above-described configuration includes a plasma measuring step of measuring plasma using the measuring unit 400 and a thin film thickness measuring step of measuring the thin film thickness using the measuring unit 400 . may include

이하, 도 3을 참조하여, 상기 기판처리방법에 따른 플라즈마측정 및 박막두께측정과정을 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 3, the plasma measurement and thin film thickness measurement process according to the substrate processing method will be described in detail.

상기 기판처리방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공정챔버(100)에 기판(10)이 로딩되기 전에, 상기 측정부(400)를 상기 박막두께를 측정하기 위한 박막두께측정모드로 설정하는 박막두께측정모드설정단계를 포함할 수 있다. (S301)In the substrate processing method, as shown in FIG. 3 , before the substrate 10 is loaded into the process chamber 100 , the measuring unit 400 is set to a thin film thickness measurement mode for measuring the thin film thickness. It may include a thin film thickness measurement mode setting step. (S301)

이때, 상기 처리공간(S)은 기판(10) 없이 플라즈마도 점화되지 않은 다크상태로 유지된다.At this time, the processing space (S) is maintained in a dark state without the plasma ignited without the substrate 10.

상기 기판처리방법은, 상기 측정부(400)가 박막두께측정모드로 설정된 상태에서, 발광부(432)에서 나온 제1광을 윈도우(W)를 통해 처리공간(S)으로 조사하며, 제1광이 반사된 제2광을 윈도우(W)를 통해 수광부(434)로 수신하여, 반사도보정데이터를 획득하는 반사도보정데이터획득단계를 포함할 수 있다. (S302)In the substrate processing method, in a state in which the measuring unit 400 is set to the thin film thickness measurement mode, the first light emitted from the light emitting unit 432 is irradiated to the processing space S through the window W, and the first The method may include a reflectivity correction data acquisition step of receiving the second light from which the light is reflected to the light receiving unit 434 through the window W to acquire reflectivity correction data. (S302)

상기 반사도보정데이터는, 다크상태의 처리공간(S)에 대한 제2광에 대한 파장별 반사도 데이터(분광스펙트럼)으로서, 박막두께측정값을 보정하는데 활용될 수 있다. The reflectivity correction data is reflectivity data (spectral spectrum) for each wavelength of the second light for the dark processing space (S), and may be used to correct a thin film thickness measurement value.

또한, 상기 기판처리방법은, 상기 반사도보정데이터획득단계(S302) 후에, 상기 처리공간(S)으로 기판(10)을 로딩하는 기판로딩단계를 포함할 수 있다 (S303).Also, the substrate processing method may include a substrate loading step of loading the substrate 10 into the processing space S after the reflectivity correction data acquisition step S302 (S303).

상기 기판처리방법은, 상기 처리공간(S)으로 로딩된 기판(10)에 대한 박막증착공정을 수행하기 전에, 상기 윈도우(W)를 통해 조사된 제1광이 상기 기판지지부(200) 상에 안착된 기판(10)에 반사되어 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 상기 윈도우(W)를 통해 수신하여 반사도기준데이터를 획득하는 반사도기준데이터획득단계를 포함할 수 있다. (S304).In the substrate processing method, before performing a thin film deposition process on the substrate 10 loaded into the processing space S, the first light irradiated through the window W is transmitted on the substrate support unit 200 . The method may include a reflectance reference data acquisition step of receiving the second light reflected by the seated substrate 10 and emitted from the processing space S through the window W to acquire reflectivity reference data. (S304).

상기 반사도기준데이터획득단계(S304)는, 기판지지부(200) 상에 안착된 기판(10)은 박막증착공정이 수행되는 공정위치로 이동된 후에 수행될 수 있다.The reflectivity reference data acquisition step (S304) may be performed after the substrate 10 seated on the substrate support unit 200 is moved to a process position where the thin film deposition process is performed.

상기 반사도기준데이터획득단계(S304)는, 발광부(432)에서 나온 제1광을 윈도우(W)를 통해 기판처리되기 전인 기판(10) 상면에 조사하고 기판(10) 상면에서 반사되 되돌아오는 제2광을 수광부(434)를 통해 수신하여 반사도기준데이터를 획득할 수 있다.In the reflectance reference data acquisition step (S304), the first light emitted from the light emitting unit 432 is irradiated to the upper surface of the substrate 10 before being processed through the window W, and reflected from the upper surface of the substrate 10 and returned. The reflectivity reference data may be obtained by receiving the second light through the light receiving unit 434 .

상기 반사도기준데이터는, 기판처리되기 전인 기판(10)에 대한 제2광의 파장별 반사도 데이터(분광스펙트럼)으로서, 박막증착공정에 따라 증착되는 박막두께를 산출하기 위한 레퍼런스로서 활용될 수 있다.The reflectivity reference data is reflectance data (spectral spectrum) for each wavelength of the second light with respect to the substrate 10 before substrate processing, and may be used as a reference for calculating the thickness of a thin film deposited according to a thin film deposition process.

상기 기판처리방법은, 상기 반사도기준데이터획득단계(S304) 후에, 기판(10)에 대한 박막증착공정을 수행하기 위하여 상기 처리공간(S)에 플라즈마를 형성하는 플라즈마형성단계를 포함할 수 있다. (S305)The substrate processing method may include a plasma forming step of forming plasma in the processing space (S) in order to perform a thin film deposition process on the substrate (10) after the reflectivity reference data acquisition step (S304). (S305)

상기 기판처리방법은, 처리공간(S) 내에 플라즈마형성 후, 상기 측정부(400)를 상기 상기 플라즈마를 측정하기 위한 플라즈마측정모드로 설정할 수 있다. (S306).In the substrate processing method, after plasma is formed in the processing space S, the measurement unit 400 may be set to a plasma measurement mode for measuring the plasma. (S306).

상기 플라즈마측정모드설정단계(S306) 이후, 윈도우(W)를 통해 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 수신하여 상기 처리공간(S) 내의 플라즈마를 측정하는 플라즈마측정단계가 수행될 수 있다. (S307)After the plasma measurement mode setting step (S306), a plasma measurement step of measuring plasma in the processing space (S) by receiving the second light emitted from the processing space (S) through the window (W) may be performed. . (S307)

상기 기판처리방법은, 상기 플라즈마측정단계(S307)에서, 발광부(432)에서 나오는 제1광이 처리공간(S)으로 조사되지 않도록 제1광의 전달경로를 차단할 수 있다.In the substrate processing method, in the plasma measuring step S307 , the transmission path of the first light may be blocked so that the first light emitted from the light emitting unit 432 is not irradiated to the processing space S.

또한, 상기 박막증착공정 완료에 따라 상기 공정챔버(100) 내의 플라즈마가 오프(S308)되면, 상기 기판처리방법은, 측정부(400)를 상기 박막두께측정모드로 설정(S309)할 수 있다.In addition, when the plasma in the process chamber 100 is turned off (S308) according to the completion of the thin film deposition process, the substrate processing method may set the measuring unit 400 to the thin film thickness measuring mode (S309).

상기 박막두께측정모드(309)에서, 상기 기판처리방법은, 상기 윈도우(W)를 통해 조사된 제1광이 상기 기판지지부(200) 상에 안착된 기판(10)에 반사되어 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 상기 윈도우(W)를 통해 수신하여 상기 기판반사도데이터를 획득하는 기판반사도데이터획득단계를 포함할 수 있다. (S310)In the thin film thickness measurement mode 309 , in the substrate processing method, the first light irradiated through the window W is reflected by the substrate 10 seated on the substrate support unit 200 to the processing space ( It may include a substrate reflectance data acquisition step of receiving the second light emitted from S) through the window (W) to acquire the substrate reflectivity data. (S310)

상기 기판반사도데이터획득단계(S310)는, 발광부(432)에서 나온 제1광을 윈도우(W)를 통해 기판처리된 기판(10) 상면에 조사하고 기판(10) 상면에서 반사되 되돌아오는 제2광을 수광부(434)를 통해 수신하여 기판반사도데이터를 획득할 수 있다.In the substrate reflectivity data acquisition step (S310), the first light emitted from the light emitting unit 432 is irradiated on the upper surface of the substrate-treated substrate 10 through the window W, and the second light is reflected from the upper surface of the substrate 10 and returned The second light may be received through the light receiving unit 434 to obtain substrate reflectivity data.

상기 기판반사도데이터는, 기판처리된 기판(10)에 대한 제2광의 파장별 반사도 데이터(분광스펙트럼)일 수 있다.The substrate reflectance data may be reflectivity data (spectral spectrum) of the second light for each wavelength of the substrate 10 that has been treated with the substrate.

상기 기판반사도데이터획득단계(S310) 완료 후, 기판처리 완료된 기판(10)은 공정챔버(100) 외부로 언로딩될 수 있다.After the substrate reflectivity data acquisition step S310 is completed, the substrate 10 on which the substrate processing has been completed may be unloaded to the outside of the process chamber 100 .

한편, 상기 기판처리방법은, 반사도보정데이터, 반사도기준데이터, 및 기판반사도데이터를 이용하여 상기 박막증착공정을 통해 기판(10) 상에 증착된 박막두께를 측정하는 박막두께측정단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, the substrate processing method may include a thin film thickness measurement step of measuring the thickness of a thin film deposited on the substrate 10 through the thin film deposition process using the reflectivity correction data, the reflectivity reference data, and the substrate reflectivity data. have.

상기 기판처리방법은, 기판반사도데이터, 반사도기준데이터, 및 반사도보정데이터 사이의 분광스펙트럼 차이를 기초로 박막두께가 산출될 수 있다.In the substrate processing method, the thin film thickness may be calculated based on the difference in the spectral spectrum between the substrate reflectivity data, the reflectivity reference data, and the reflectivity correction data.

상기 기판처리방법은, 기판반사도데이터, 반사도기준데이터, 및 반사도보정데이터 사이의 분광스펙트럼 차이를 기초로 박막두께가 산출하는 방식은, 일반적인 SR 기법을 활용할 수 있는 바 자세한 설명은 생략한다.As for the substrate processing method, the method for calculating the thin film thickness based on the difference in spectral spectrum between the substrate reflectivity data, the reflectivity reference data, and the reflectivity correction data is a general SR technique, so a detailed description will be omitted.

한편, 상술한 기판처리방법은, 기판처리될 기판(10) 마다 수행될 수 있다.Meanwhile, the above-described substrate processing method may be performed for each substrate 10 to be processed.

또한, 상기 기판처리방법은, 다수의 기판(10)에 대한 기판 처리에 따라 챔버클리닝이나 유지보수가 필요한 경우 PM을 수행할 수 있다. (S312)In addition, in the substrate processing method, PM may be performed when chamber cleaning or maintenance is required according to substrate processing for a plurality of substrates 10 . (S312)

상술한 방법에 따라, 본 발명은, 단일한 측정부(400)를 구비함에도 불구하고 수광부(434)를 통해 수신한 제2광에 대한 분석을 통해 플라즈마측정과 기판(10)에 대한 박막두께측정을 모두 수행할 수 있는 이점이 있다.According to the above-described method, in the present invention, although the single measuring unit 400 is provided, plasma measurement and thin film thickness measurement on the substrate 10 through analysis of the second light received through the light receiving unit 434 . There are advantages to being able to do both.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.Since the above has only been described with respect to some of the preferred embodiments that can be implemented by the present invention, the scope of the present invention as noted should not be construed as being limited to the above embodiments, and It will be said that the technical idea and the technical idea with the root are all included in the scope of the present invention.

100: 공정챔버 200: 기판지지부
300: 가스분사부 400: 측정부100: process chamber 200: substrate support part
300: gas injection unit 400: measuring unit

Claims (9)

내부에 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(200)와; 상기 기판지지부(200)에 대향하여 배치되며 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부(300)를 포함하는 기판처리장치로서,
상기 공정챔버(100) 상측에 구비되는 윈도우(W)를 통해 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 수신하는 수광부(434)를 포함하며, 상기 수광부(434)에서 수신한 상기 제2광을 이용해 상기 처리공간(S) 내의 플라즈마상태 및 기판(10) 상에 증착되는 박막두께를 측정하는 측정부(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.a process chamber 100 for forming a processing space (S) for substrate processing therein; a substrate support unit 200 installed in the process chamber 100 to support the substrate 10; As a substrate processing apparatus disposed opposite to the substrate support unit 200 and including a gas injection unit 300 for injecting gas into the processing space (S),
and a light receiving unit 434 for receiving the second light emitted from the processing space S through the window W provided on the upper side of the process chamber 100, and the second light received by the light receiving unit 434 and a measuring unit (400) for measuring the plasma state in the processing space (S) and the thickness of the thin film deposited on the substrate (10) using 청구항 1에 있어서,
상기 측정부(400)는, 상기 처리공간(S)으로 조사될 제1광을 발생시키는 발광부(432)와, 상기 플라즈마상태를 측정하는 플라즈마측정모드 및 상기 박막두께를 측정하기 위한 박막두께측정모드 중 하나의 측정모드에서 상기 수광부(434)를 통해 수신된 상기 제2광을 분석하는 제어부(436)를 추가로 포함하는 모니터링모듈(430)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The method according to claim 1,
The measuring unit 400 includes a light emitting unit 432 that generates the first light to be irradiated to the processing space S, a plasma measurement mode for measuring the plasma state, and a thin film thickness measurement for measuring the thin film thickness. and a monitoring module (430) further comprising a control unit (436) for analyzing the second light received through the light receiving unit (434) in one measurement mode among modes. 청구항 2에 있어서,
상기 측정부(400)는,
상기 모니터링모듈(430)에 연결되어 상기 제1광 및 상기 제2광의 전달경로를 형성하는 광케이블부(420)와, 상기 윈도우(W) 상측에 설치되며 상기 광케이블부(420)에 연결되는 광커넥터부(410)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.3. The method according to claim 2,
The measurement unit 400,
An optical cable part 420 connected to the monitoring module 430 to form a transmission path of the first light and the second light, and an optical connector installed above the window W and connected to the optical cable part 420 Substrate processing apparatus, characterized in that it further comprises a part (410). 청구항 2에 있어서,
상기 측정부(400)는, 상기 플라즈마측정모드 중 상기 제1광의 상기 윈도우(W)로의 전달경로를 차단하는 셔터부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.3. The method according to claim 2,
The measurement unit 400, the substrate processing apparatus, characterized in that it further comprises a shutter unit for blocking the transmission path of the first light to the window (W) in the plasma measurement mode. 청구항 2에 있어서,
상기 제어부는, 상기 처리공간(S) 내에 플라즈마가 형성되는 경우 상기 측정부(400)를 상기 플라즈마측정모드로 설정하고, 상기 처리공간(S) 내에 플라즈마가 형성되지 않는 경우 상기 측정부(400)를 상기 박막두께측정모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.3. The method according to claim 2,
The control unit sets the measurement unit 400 to the plasma measurement mode when plasma is formed in the processing space S, and sets the measurement unit 400 to the plasma measurement mode when plasma is not formed in the processing space S. Substrate processing apparatus, characterized in that set to the thin film thickness measurement mode. 청구항 5에 있어서,
상기 플라즈마측정모드에서 상기 제2광은 상기 처리공간(S) 내의 플라즈마에 의해 형성되며,
상기 박막두께측정모드에서 상기 제2광은 상기 제1광이 반사된 제1광에 대한 반사광인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.6. The method of claim 5,
In the plasma measurement mode, the second light is formed by plasma in the processing space (S),
In the thin film thickness measurement mode, the second light is a reflected light with respect to the first light from which the first light is reflected. 내부에 기판처리를 위한 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100) 내에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(200)와; 상기 기판지지부(200)에 대향하여 배치되며 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부(300)와, 상기 공정챔버(100) 상측에 구비되는 윈도우(W)를 통해 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 수신하는 수광부(434)를 포함하며, 상기 수광부(434)에서 수신한 상기 제2광을 이용해 상기 처리공간(S) 내의 플라즈마상태 및 기판(10) 상에 증착되는 박막두께를 측정하는 측정부(400)를 포함하는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 따른 기판처리장치에서 수행되는 기판처리방법으로서,
상기 공정챔버(100)에 기판(10)이 로딩되기 전에, 상기 측정부(400)를 상기 박막두께를 측정하기 위한 박막두께측정모드로 설정하고 상기 윈도우(W)를 통해 조사된 제1광이 상기 처리공간(S)에서 반사된 제2광을 상기 윈도우(W)를 통해 수신하여 반사도보정데이터를 획득하는 반사도보정데이터획득단계와;
상기 반사도보정데이터획득단계 후에, 상기 처리공간(S)으로 기판(10)을 로딩하는 기판로딩단계와;
상기 윈도우(W)를 통해 조사된 제1광이 상기 기판지지부(200) 상에 안착된 기판(10)에 반사되어 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 상기 윈도우(W)를 통해 수신하여 반사도기준데이터를 획득하는 반사도기준데이터획득단계와;
상기 반사도기준데이터획득단계 후에, 기판(10)에 대한 박막증착공정을 수행하기 위하여 상기 처리공간(S)에 플라즈마를 형성하는 플라즈마형성단계와;
상기 측정부(400)를 상기 상기 플라즈마를 측정하기 위한 플라즈마측정모드로 설정하고 상기 윈도우(W)를 통해 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 수신하여 상기 처리공간(S) 내의 플라즈마를 측정하는 플라즈마측정단계와;
상기 박막증착공정 완료에 따라 상기 공정챔버(100) 내의 플라즈마가 오프되면, 상기 측정부(400)를 상기 박막두께측정모드로 설정하고 상기 윈도우(W)를 통해 조사된 제1광이 상기 기판지지부(200) 상에 안착된 기판(10)에 반사되어 상기 처리공간(S)에서 나오는 제2광을 상기 윈도우(W)를 통해 수신하여 상기 기판반사도데이터를 획득하는 기판반사도데이터획득단계와;
상기 반사도보정데이터, 상기 반사도기준데이터, 및 상기 기판반사도데이터를 이용하여 상기 박막증착공정을 통해 기판(10) 상에 증착된 박막두께를 측정하는 박막두께측정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.a process chamber 100 for forming a processing space (S) for substrate processing therein; a substrate support unit 200 installed in the process chamber 100 to support the substrate 10; A gas injection unit 300 disposed opposite to the substrate support unit 200 and injecting gas into the processing space S, and a window W provided on an upper side of the process chamber 100, the processing space ( It includes a light receiving unit 434 for receiving the second light emitted from S), and is deposited on the substrate 10 and the plasma state in the processing space S by using the second light received by the light receiving unit 434 . As a substrate processing method performed in the substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, comprising a measuring unit 400 for measuring a thin film thickness,
Before the substrate 10 is loaded into the process chamber 100, the measuring unit 400 is set to a thin film thickness measurement mode for measuring the thin film thickness, and the first light irradiated through the window W is a reflectivity correction data acquisition step of receiving the second light reflected from the processing space (S) through the window (W) to acquire reflectivity correction data;
a substrate loading step of loading the substrate 10 into the processing space (S) after the reflectivity correction data acquisition step;
The first light irradiated through the window W is reflected by the substrate 10 seated on the substrate support unit 200 and the second light emitted from the processing space S is received through the window W. a reflectivity reference data acquisition step of acquiring reflectivity reference data;
a plasma forming step of forming plasma in the processing space (S) to perform a thin film deposition process on the substrate 10 after the reflectivity reference data acquisition step;
The measurement unit 400 is set to a plasma measurement mode for measuring the plasma and receives the second light emitted from the processing space S through the window W to measure the plasma in the processing space S. Plasma measuring step of measuring;
When the plasma in the process chamber 100 is turned off according to the completion of the thin film deposition process, the measuring unit 400 is set to the thin film thickness measuring mode, and the first light irradiated through the window W is transmitted to the substrate support unit. a substrate reflectivity data acquisition step of acquiring the substrate reflectance data by receiving the second light reflected by the substrate 10 seated on (200) through the window (W) and emitted from the processing space (S);
and a thin film thickness measurement step of measuring the thickness of a thin film deposited on the substrate 10 through the thin film deposition process using the reflectivity correction data, the reflectivity reference data, and the substrate reflectivity data. Way. 청구항 7에 있어서,
상기 기판처리방법은, 상기 반사도기준데이터획득단계와 상기 플라즈마측정단계 사이에, 상기 제1광이 상기 윈도우(W)를 통해 상기 처리공간(S)으로 조사되지 않도록 상기 제1광의 전달경로를 차단하는 제1광차단단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장법.8. The method of claim 7,
The substrate processing method blocks the transmission path of the first light so that the first light is not irradiated to the processing space S through the window W between the reflectivity reference data acquisition step and the plasma measurement step Substrate processing method, characterized in that it further comprises a first light blocking step. 청구항 7에 있어서,
상기 기판처리방법은, 기판처리될 기판(10) 마다 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.8. The method of claim 7,
The substrate processing method is a substrate processing method, characterized in that performed for each substrate (10) to be processed.
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