KR20200118349A - 광학 방출 분석 캘리브레이션 장치 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들에 따른 OES 캘리브레이션 시스템은, 뷰포트를 포함하고 플라즈마를 이용한 반도체 공정이 수행되는 챔버, 상기 뷰포트에 체결되고, 입사되는 광을 분기시키는 적어도 하나의 빔 스플리터를 포함하는 아답터, 상기 플라즈마에서 생성되어 상기 아답터를 통해 전달된 플라즈마 광을 검출하여 광학 방출 분석(Optical Emission Spectroscopy: OES) 데이터를 생성하는 OES 장치, 광원을 포함하고, 상기 광학 방출 분석(OES) 데이터의 편차를 보상하기 위한 보정 데이터를 생성하는 OES 캘리브레이션 장치, 및 상기 광원에서 방출되어 상기 빔 스플리터에 의해 분기된 광을 검출하는 광 계측기를 포함하고, 상기 OES 장치, 상기 OES 캘리브레이션 장치, 및 상기 광 계측기 각각은 광 케이블을 통해 상기 아답터에 체결되고, 상기 OES 캘리브레이션 장치는 상기 광 계측기에 의해 검출된 광의 세기를 이용하여 상기 보정 데이터를 생성할 수 있다.

Description

광학 방출 분석 캘리브레이션 장치 및 시스템{OPTICAL EMISSION SPECTROSCOPY CALIBRATION DEVICE AND SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 광학 방출 분석 캘리브레이션 장치 및 시스템에 관한 것이다.
플라즈마 식각 공정에서, 종료점 검출(End Point Detection, EPD), 가상 계측(Virtual Metrology, VM), 챔버 이상감지 등을 위해, 챔버 내의 플라즈마 상태를 모니터링하는 광학 방출 분석(Optical Emission Spectroscopy, OES) 방법이 널리 이용되고 있다. 하지만, 챔버 가동시간이 증가함에 따라 또는 유지보수(preventive maintenance) 작업의 수행 전후로, 광학 방출 분석에 이용되는 광학 방출 분석(OES) 데이터에는 편차가 발생할 수 있다. 또한, 광학 방출 분석(OES) 데이터에는 챔버 간 편차도 발생할 수 있다. 이에 따라, 광학 방출 분석(OES) 데이터의 편차를 제거하기 위한 OES 캘리브레이션 기술이 연구 개발되고 있다.
대표적인 OES 캘리브레이션 기술로서, 챔버 내부에 광원을 배치하는 방식과, 챔버 내부에 미러를 배치하는 방식이 있다. 하지만, 챔버 내부에 광원을 배치하는 방식은, OES 캘리브레이션 동작을 수행할 때마다 챔버 커버를 개폐해야 하므로 동작 시간이 길어지는 문제가 있다. 또한, 챔버 내부에 미러를 배치하는 방식은, 챔버를 개조해야 하므로 챔버 양산이 어렵다는 문제가 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제 중 하나는, OES 캘리브레이션 동작을 보다 빠르고 용이하게 수행할 수 있는, OES 캘리브레이션 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 OES 캘리브레이션 시스템은, 뷰포트를 포함하고 플라즈마를 이용한 반도체 공정이 수행되는 챔버, 상기 뷰포트에 체결되고 입사되는 광을 분기시키는 적어도 하나의 빔 스플리터를 포함하는 아답터, 상기 플라즈마에서 생성되어 상기 아답터를 통해 전달된 플라즈마 광을 검출하여 광학 방출 분석(Optical Emission Spectroscopy: OES) 데이터를 생성하는 OES 장치, 광원을 포함하고, 상기 광학 방출 분석(OES) 데이터의 편차를 보상하기 위한 보정 데이터를 생성하는 OES 캘리브레이션 장치, 및 상기 광원에서 방출되어 상기 빔 스플리터에 의해 분기된 광을 검출하는 광 계측기를 포함하고, 상기 OES 장치, 상기 OES 캘리브레이션 장치, 및 상기 광 계측기 각각은 광 케이블을 통해 상기 아답터에 체결되고, 상기 OES 캘리브레이션 장치는 상기 광 계측기에 의해 검출된 광의 세기를 이용하여 상기 보정 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 OES 캘리브레이션 시스템은, 뷰포트를 포함하고 플라즈마를 이용한 반도체 공정이 수행되는 챔버, 상기 뷰포트에 체결되고 입사되는 광을 분기시키는 제1 빔 스플리터 및 제2 빔 스플리터를 포함하는 아답터, 상기 아답터를 통해 상기 뷰포트에 접속되고 상기 플라즈마의 광 스펙트럼을 검출하여 광학 방출 분석(Optical Emission Spectroscopy: OES) 데이터를 생성하는 OES 장치, 및 상기 아답터에 착탈식으로 체결되고, 검사광을 방출하는 광원과 상기 제1 빔 스플리터 및 상기 제2 빔 스플리터에 의해 분기된 상기 검사광을 검출하는 광 계측부를 포함하는 OES 캘리브레이션 장치를 포함하고, 상기 제1 빔 스플리터는 상기 검사광을 상기 뷰포트 방향의 제1 광 및 상기 OES 캘리브레이션 장치 방향의 제2 광으로 분기시키고, 상기 제2 빔 스플리터는 상기 검사광을 상기 OES 장치 방향의 제3 광 및 상기 OES 캘리브레이션 장치 방향의 제4 광으로 분기시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 OES 캘리브레이션 장치는 적어도 하나의 광원, 및 복수의 플라즈마 챔버들 각각의 뷰포트에 체결된 아답터에 광 케이블을 통해 연결되고, 상기 광원으로부터 생성된 복수의 검사광들 각각이 상기 복수의 플라즈마 챔버들 각각의 아답터로 전달되는 것을 제어하기 위한 적어도 하나의 셔터를 포함하고, 상기 아답터는 상기 아답터의 외측면에 구비된 마운트에 체결되어 상기 아답터의 내부로 삽입되는 구조를 갖고 입사된 광을 분기시키는 적어도 하나의 빔 스플리터를 포함하고, 상기 빔 스플리터에 의해 분기된 상기 복수의 검사광들의 광 스펙트럼을 검출하고, 상기 검출된 광 스펙트럼을 이용하여 상기 복수의 플라즈마 챔버들 각각의 광학 방출 분석(Optical Emission Spectroscopy: OES) 데이터를 보정할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 OES 캘리브레이션 시스템은, 챔버 내 플라즈마의 스펙트럼 변화를 뷰포트의 윈도우 오염도 및 광 전달 특성을 고려하여 측정할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 OES 캘리브레이션 시스템은, 기존의 챔버를 개조할 필요없이 빠르고 용이하게 OES 캘리브레이션 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 OES 캘리브레이션 장치는, 소형의 포터블 장치로 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 OES 캘리브레이션 장치는, 하나의 광 계측기(spectrometer)를 이용하여 복수의 챔버들에 대한 OES 캘리브레이션 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점 및 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 광방출 분광기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아답터의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 시스템의 운영 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 장치가 뷰포트 상태에 따른 제1 보정 데이터를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 장치가 광 경로 전달특성에 따른 제2 보정 데이터를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 챔버에 대한 유지보수 작업 수행에 따른 플라즈마의 광 방출 스펙트럼의 변화를 나타낸 도면들이다.
도 9는 OES 캘리브레이션 동작에 따른 광 방출 스펙트럼의 변화를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 시스템의 동작 방법을 나타낸 흐름도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 상세하게 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 OES 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면들이고, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면들이다.
챔버 내 플라즈마의 상태 변화를 진단하기 위한 방법으로 광학 방출 분석(OES) 방법이 널리 이용되고 있다. 광학 방출 분석(OES) 방법은 챔버 내 플라즈마에서 방출된 빛을 측정하여 플라즈마의 상태 변화를 진단하는 광학적 진단 기법이다. 챔버 내 플라즈마에서 방출된 빛은, 챔버의 측벽에 설치된 뷰포트를 통과하여 광 케이블을 통해 광 계측기(spectrometer)로 전달되며, 스펙트럼으로 계측될 수 있다. 그러나, 광 전달 특성은 챔버 별로 서로 다르고 유지보수 작업의 수행 전후로도 변할 수 있으므로, 일관성 있는 스펙트럼을 획득하기 어렵다는 문제가 있다.
한편, 뷰포트는 부산물 누적이나 세정 공정 후의 재사용 등으로 인해 스펙트럼 편차를 유발할 수 있다. 또한, 뷰포트와 광 계측기를 연결하는 광 케이블은 광섬유(optical fiber)의 종류, 벤딩(bending) 상태, 체결부의 얼라인(align) 상태 등에 따라 광 전달특성을 변화시키므로, 스펙트럼 편차를 유발할 수 있다. 따라서, 광학 방출 분석(OES) 방법에서, 스펙트럼 편차를 제거하고 정확도를 향상시키기 위하여, OES 캘리브레이션 장치가 이용되고 있다.
OES 캘리브레이션 장치는 챔버 내부에 배치된 광원 또는 미러를 이용하거나, 챔버에 고정적으로 장착된 형태로 구현될 수 있는데, 이 경우 양산성이 낮고 사용이 불편하다는 문제가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 OES 캘리브레이션 장치는, 자체적인 내부 광원을 포함하는 포터블(portable) 장치로 구현될 수 있다.
도 1을 참조하면, OES 캘리브레이션 시스템(1)은, 챔버(110), 아답터(120) 및 OES 장치(130)를 포함할 수 있다. 또한, OES 캘리브레이션 시스템(1)은, OES 캘리브레이션 장치(140) 및 광 계측기(150)를 더 포함할 수 있다.
챔버(110) 내에서는 플라즈마를 이용한 각종 반도체 공정이 수행될 수 있다. 예컨대, 챔버(110) 내에서는, 외부에서 주입된 가스를 이용하여 기판(S)에 대한 식각 공정이 수행될 수 있다. 기판(S)은 웨이퍼 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판 등을 포함하며, 하부 전극(113) 상에 배치될 수 있다. 식각 공정에 이용되는 가스는 NF3, N2, O2, H2 등을 포함할 수 있다.
챔버(110)는, 내부 전극의 구성에 따라, 서로 마주보는 상부 전극 및 하부 전극 사이에 RF 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 용량성 결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma, CCP)형 챔버, 외부 코일에 RF 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 유도성 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP)형 챔버 등을 포함할 수 있다. 도 1에서는, 챔버(110)가 용량성 결합 플라즈마(CCP)형 챔버인 것으로 도시하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시적인 것이고 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.
상부 전극(111)에 외부 전원(V)이 인가되고 하부 전극(113)이 접지되는 경우, 상부 전극(111)과 하부 전극(113) 사이에 전계가 형성되어 챔버(110) 내부에 플라즈마(P)가 발생할 수 있다.
챔버(110)는 플라즈마(P) 반응을 육안으로 확인하기 위한 적어도 하나의 뷰포트(115)를 포함할 수 있다. 뷰포트(115)는 챔버(110)의 측벽에 형성된 개구부를 내열 및 내압 특성이 우수한 투명창으로 밀폐시킴으로써 제공될 수 있다. 예컨대, 뷰포트(115)는 챔버(110)의 내측벽에 인접하게 배치되는 내측 윈도우와 챔버(110)의 외측벽에 인접하게 배치되는 외측 윈도우를 포함할 수 있다. 또한, 뷰포트(115)는 내측 윈도우와 외측 윈도우 사이에 배치되고, 플라즈마(P) 광의 세기를 증폭하기 위한 적어도 하나의 렌즈를 더 포함할 수 있다.
뷰포트(115)에는 아답터(120)를 통해 OES 장치(130)가 연결될 수 있다.
챔버(110)를 이용해 각종 반도체 공정을 수행하는 경우(챔버 운영시), 챔버(110) 내 플라즈마(P)에서 방출된 빛은, 뷰포트(115) 및 제1 광 케이블(F1)을 통해 OES 장치(130)로 전달될 수 있다. OES 장치(130)는 챔버(110) 내 플라즈마(P)의 광방출(optical emission, OE)을 측정하여 광학 방출 분석(OES) 데이터(J)를 생성할 수 있다. 예컨대, OES 장치(130)는 챔버(110) 내에서 발생한 플라즈마(P)의 광방출(OE)을 파장에 따라 분해하여 스펙트럼(SP)을 검출할 수 있다. OES 장치(130)는 검출된 스펙트럼(SP)으로부터 플라즈마(P)의 파장 별 광방출(OE)의 세기를 측정하여 광학 방출 분석(OES) 데이터(J)를 생성할 수 있다.
도 2a를 참조하면, OES 장치(130a)는 분광기(131) 및 검출기(133)를 포함할 수 있다.
분광기(131)는 챔버(110) 내부에서 발생한 플라즈마(P)의 광방출(OE)을 파장에 따라 분해하여 스펙트럼(SP)을 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 분광기(131)는 그레이팅(grating) 또는 프리즘(prism) 등을 포함할 수 있다. 그레이팅은 미세한 홈을 갖는 거울일 수 있으며, 기계적으로 생성된 홈을 갖는 기계적 그레이팅과 포토 레지스트를 패터닝한 후 식각함으로써 생성된 홈을 갖는 홀로그래픽 그레이팅을 포함할 수 있다. 그레이팅의 파장 분해능은 홈의 개수가 많아질 수록 커질 수 있다.
검출기(133)는 검출된 스펙트럼(SP)으로부터 플라즈마(P)의 파장 별 광방출(OE)의 세기를 측정하여 광학 방출 분석(OES) 데이터(J)를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 검출기(133)는 CCD(Charge-Coupled Device), 포토 다이오드 어레이(photo diode array)일 수 있다. 검출기(133)는 빛에 의해 발생하는 전하량을 기초로 광방출(OE)의 세기를 측정할 수 있다.
도 2b를 참조하면, OES 장치(130b)는 분광기(131), 검출기(133), 및 분광기(131)에 평행광을 입사시키기 위한 렌즈부(135)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 렌즈부(135)는 포커싱 렌즈(focusing lens) 및 콜리메이터 렌즈(collimator lens)를 포함할 수 있다. 포커싱 렌즈는 OES 장치(130b)로 입사된 빛을 포커싱하여 점광원을 형성할 수 있다. 콜리메이터 렌즈는 상기 점광원에서 발산하는 빛을 평행광으로 변환하여 분광기(131)로 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 분광기(131)가 그레이팅인 경우, 렌즈부(135)는 텔레센트릭 렌즈(telecentric lens)를 포함할 수 있다. 텔레센트릭 렌즈는 OES 장치(130b)로 입사된 빛을 평행광으로 변환하여 분광기(131)의 미세 홈에 전달할 수 있다.
설명의 편의를 위하여 도 1을 참조하면, OES 캘리브레이션 동작을 수행하기 위하여, 뷰포트(115)에는 아답터(120)를 통해 OES 캘리브레이션 장치(140)가 연결될 수 있다.
OES 캘리브레이션 동작이 수행되는 경우(OES 캘리브레이션 동작시), OES 캘리브레이션 장치(140)의 내부 광원에서 발생한 빛은, 제2 광 케이블(F2)을 거쳐 아답터(120)로 전달될 수 있다. 아답터(120)로 전달된 빛은, 아답터(120)에 포함된 빔 스플리터(beam splitter)에 의해 뷰포트(115) 방향 및 광 계측기(150) 방향으로 분기되어 뷰포트(115)의 윈도우 오염도를 진단하는 데 이용될 수 있다. 또한, 아답터(120)로 전달된 빛은, 아답터(120)에 포함된 빔 스플리터에 의해 OES 장치(130) 방향 및 광 계측기(150) 방향으로 분기되어 뷰포트(115)로부터 광 계측기(150)에 이르는 광 전달특성을 진단하는 데 이용될 수 있다. OES 캘리브레이션 장치(140)의 구체적인 구성은 도 3a 내지 도 3c에 도시한 바와 같다.
도 3a를 참조하면, OES 캘리브레이션 장치(140a)는 광원(141), 제1 셔터(143) 및 제2 셔터(145)를 포함할 수 있다.
광원(141)에서 방출된 빛은 제1 셔터(143) 및 제2 셔터(145)의 개폐 상태에 따라 아답터(120)로 전달될 수 있다.
예컨대, 제1 셔터(143)가 개방된 경우, 광원(141)에서 방출된 빛은 제1 셔터(143)를 통해 아답터(120)의 제1 빔 스플리터로 전달될 수 있다. 제1 빔 스플리터로 전달된 빛은 뷰포트(115) 방향의 제1 광 및 광 계측기(150) 방향의 제2 광으로 분기될 수 있다. 제1 광은 뷰포트(115)의 내측 윈도우에서 반사된 후, 다시 제1 빔 스플리터를 거쳐 광 계측기(150)로 전달될 수 있다. 광 계측기(150)는 제1 광의 세기를 측정하여 제1 광학 방출 분석(OES) 데이터(J1)를 생성할 수 있다. 또한, 제2 광은 제1 빔 스플리터를 거쳐 광 계측기(150)로 전달될 수 있다. 광 계측기(150)는 제2 광의 세기를 측정하여 제2 광학 방출 분석(OES) 데이터(J2)를 생성할 수 있다. 제1 광학 방출 분석(OES) 데이터(J1) 및 제2 광학 방출 분석(OES) 데이터(J2)는 OES 캘리브레이션 장치(140a)로 전달되어 광학 방출 분석(OES) 데이터를 보정하기 위한 보정 데이터(C)를 생성하는 데 이용될 수 있다.
제2 셔터(145)가 개방된 경우, 광원(141)에서 방출된 빛은 제2 셔터(145)를 통해 아답터(120)의 제2 빔 스플리터로 전달될 수 있다. 제2 빔 스플리터로 전달된 빛은 OES 장치(130) 방향의 제3 광 및 광 계측기(150) 방향의 제4 광으로 분기될 수 있다. OES 장치(130)는 제3 광의 세기를 측정하여 제3 광학 방출 분석(OES) 데이터(J3)를 생성할 수 있다. 또한, 광 계측기(150)는 제4 광의 세기를 측정하여 제4 광학 방출 분석(OES) 데이터(J4)를 생성할 수 있다. 제3 광학 방출 분석(OES) 데이터(J3) 및 제4 광학 방출 분석(OES) 데이터(J4)는 OES 캘리브레이션 장치(140a)로 전달되어 광학 방출 분석(OES) 데이터를 보정하기 위한 보정 데이터(C)를 생성하는 데 이용될 수 있다.
일 실시예에서, OES 캘리브레이션 장치(140a)는, 제1 광학 방출 분석(OES) 데이터(J1) 및 제2 광학 방출 분석(OES) 데이터(J2)를 이용하여 반사광 측정법(spectroscopic reflectometry)을 수행함으로써 제1 보정 데이터(C1)를 생성할 수 있다. 예컨대, OES 캘리브레이션 장치(140a)는 제2 광의 세기를 기준으로 제1 광의 세기의 편차를 측정함으로써, 제1 보정 데이터(C1)를 생성할 수 있다. 제1 광 및 제2 광의 세기의 편차는 뷰포트(115) 윈도우의 오염도에 비례할 수 있다. 뷰포트(115) 윈도우의 오염도에 따라 플라즈마(P)에서 방출된 빛의 광 손실이 발생할 수 있으며, 제1 보정 데이터(C1)는 이러한 광 손실로 인한 광학 방출 분석(OES) 데이터(J)의 편차를 보상하는 데 이용될 수 있다.
일 실시예에서, OES 캘리브레이션 장치(140a)는, 제1 광학 방출 분석(OES) 데이터(J1) 및 제4 광학 방출 분석(OES) 데이터(J4)에 기초하여 제1 보정 데이터(C1)를 생성할 수 있다. 예컨대, OES 캘리브레이션 장치(140a)는 제4 광의 세기를 기준으로 제1 광의 세기의 편차를 측정함으로써, 제1 보정 데이터(C1)를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, OES 캘리브레이션 장치(140a)는 제3 광학 방출 분석(OES) 데이터(J3) 및 제4 광학 방출 분석(OES) 데이터(J3)에 기초하여 제2 보정 데이터(C2)를 생성할 수 있다. 예컨대, OES 캘리브레이션 장치(140a)는 제4 광의 세기를 기준으로 제3 광의 세기의 편차를 측정함으로써, 제2 보정 데이터(C2)를 생성할 수 있다. OES 장치(130)에 이르는 광 경로 상에 배치된 광 케이블의 벤딩 특성이나 체결 상태 등에 따라 플라즈마(P)에서 방출된 빛의 광 손실이 발생할 수 있으며, 제2 보정 데이터(C2)는 이러한 광 손실로 인한 광학 방출 분석(OES) 데이터(J)의 편차를 보상하는 데 이용될 수 있다.
도 3b를 참조하면, OES 캘리브레이션 장치(140b)는 광원(141), 제1 셔터(143) 및 제2 셔터(145)를 포함할 수 있다. 또한, OES 캘리브레이션 장치(140b)는 광원(141)에서 방출된 빛을 필터링하기 위한 필터(147)를 더 포함할 수 있다.
필터(147)는 적어도 하나의 광학 필터를 포함할 수 있다. 예컨대, 필터(147)는 ND 필터(netural density filter), 밴드패스 필터(bandpass filter) 등을 포함할 수 있다.
ND 필터는 필터 중심에 가까울수록 광 투과율이 낮을 수 있다. 예컨대, 입사광이 ND 필터를 통과할 때, 필터 중심에서의 광 투과율은 낮고 필터 외곽에서의 광 투과율은 높을 수 있다. 따라서, 필터 외곽에서보다 필터 중심에서 더 큰 세기를 갖는 입사광이 ND 필터를 통과하는 경우, ND 필터의 광 투과율 특성에 기인하여 전체적으로 균일한 광이 생성될 수 있다.
밴드패스 필터는 입사광에서 특정 대역의 파장을 갖는 광 성분 만을 통과시킬 수 있다. 예컨대, 밴드패스 필터는 입사광에서 자외선 영역에 포함되는 광 성분 만을 선택적으로 통과시킬 수 있다. 또한, 밴드패스 필터는 입사광에서 특정 자외선 영역, 예컨대 300 nm 내지 350 nm의 파장을 갖는 광 성분 만을 선택적으로 통과시킬 수도 있다.
일 실시예에서, 밴드패스 필터는 복수의 광 투과 대역을 갖는 멀티 밴드패스 필터일 수 있다. 복수의 광 투과 대역은 서로 다른 파장 대역에 대응하거나, 또는 적어도 일부가 중첩되는 파장 대역에 대응할 수 있다. 예컨대, 밴드패스 필터는 250 nm 내지 300 nm의 파장을 갖는 제1 광 성분 및 350 nm 내지 400nm의 파장을 갖는 제2 광 성분을 투과시킬 수 있다.
도 3c를 참조하면, OES 캘리브레이션 장치(140c)는 광원(141), 제1 셔터(143) 및 제2 셔터(145)를 포함할 수 있다. 또한, OES 캘리브레이션 장치(140c)는 외부 프로세서를 이용하여 보정 데이터(C)를 생성하는 도 3a 및 도 3b의 경우와 달리, 보정 데이터(C)를 생성하기 위한 프로세서(149)를 더 포함할 수 있다.
프로세서(149)는 OES 캘리브레이션 장치(140c)의 전반적인 동작을 제어하며, 광학 방출 분석(OES) 데이터(J)의 편차를 보상하는 데 이용되는 보정 데이터(C)를 생성할 수 있다. 예컨대, 프로세서(149)는, 광 계측기(150)에서 검출된 계측값을 이용하여, 뷰포트(115)의 윈도우 오염도에 기초한 제1 보정 데이터(C1) 및 OES 장치(130)에 이르는 광 전달특성에 기초한 제2 보정 데이터(C2)를 생성할 수 있다. 프로세서(149)는 제1 보정 데이터(C1) 및 제2 보정 데이터(C2)를 이용하여 광학 방출 분석(OES) 데이터(J)의 편차를 보상하기 위한 보정 데이터(C)를 생성할 수 있다. 예컨대, 프로세서(149)는 제1 보정 데이터(C1) 및 제2 보정 데이터(C2)를 주파수 영역에서 결합함으로써 보정 데이터(C)를 생성할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 장치(140a-140c)는 광 계측기(150)와는 별도로 구현되어 사이즈 및 무게를 최소화함으로써, 설치 및 운반이 용이한 소형의 포터블 장치로 구현될 수 있다. 또한, OES 캘리브레이션 장치(140a-140c)는 직접 또는 광 케이블을 통해 아답터(120)에 조립 또는 분리 가능하도록 구현되어, 해당 아답터(120)와 동일한 규격의 아답터가 체결된 다른 챔버에도 이용될 수 있다.
설명의 편의를 위하여 도 1을 함께 참조하면, 아답터(120)는 뷰포트(115)에 체결되어 입사광을 통과시키거나 분기하는 기능을 수행할 수 있다.
아답터(120)는 챔버 운영시에는 챔버(110) 내 플라즈마(P)로부터 방출된 빛을 통과시키고, OES 캘리브레이션 동작시에는 OES 캘리브레이션 장치(140)의 내부 광원으로부터 방출된 빛을 분기시키는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 챔버 운영시, 아답터(120)는 뷰포트(115)와 OES 장치(130) 사이에서 플라즈마(P)에서 방출된 빛이 지나는 통로 기능을 수행할 수 있다. OES 캘리브레이션 동작시, 아답터(120)는 OES 캘리브레이션 장치(140)의 내부 광원에서 방출된 빛을 분기하는 기능을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아답터의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4를 도 1과 함께 참조하면, 아답터(120)는 OES 캘리브레이션 동작시, OES 캘리브레이션 장치(140)로부터 입사된 빛을 분기하는 제1 빔 스플리터(121) 및 제2 빔 스플리터(123)를 포함할 수 있다.
제1 빔 스플리터(121) 및 제2 빔 스플리터(123)는 광 케이블(F2)을 통해 OES 캘리브레이션 장치(140)의 광 출력단에 연결되어, OES 캘리브레이션 장치(140)의 내부 광원에서 방출된 빛을 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 빔 스플리터(121)는 OES 캘리브레이션 장치(140)로부터 입사된 빛을 뷰포트(115) 방향 및 광 계측기(150) 방향으로 분기시킬 수 있다. 뷰포트(115) 방향으로 분기된 빛은, 뷰포트(115)의 내측 윈도우에서 반사되어 다시 제1 빔 스플리터(121)를 거쳐 광 계측기(150)로 전달될 수 있다. 광 계측기(150) 방향으로 분기된 빛은, 뷰포트(115) 윈도우의 오염도를 진단하기 위한 제1 기준 광으로서 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 빔 스플리터(123)는 OES 캘리브레이션 장치(140)로부터 입사된 빛을 OES 장치(130) 및 광 계측기(150) 방향으로 분기시킬 수 있다. 광 계측기(150) 방향으로 분기된 빛은, OES 장치(130)로의 광 전달 특성을 진단하기 위한 제2 기준 광으로서 이용될 수 있다.
제1 빔 스플리터(121) 및 제2 빔 스플리터(123)는 아답터(120)에 탈착이 가능한 다양한 형태의 모듈로서 구현될 수 있다. 예컨대, 제1 빔 스플리터(121) 및 제2 빔 스플리터(123)는 하나의 모듈로 구현되어, OES 캘리브레이션 동작을 위해 아답터(120)에 체결될 수 있다. 또한, 제1 빔 스플리터(121) 및 제2 빔 스플리터(123)는 각각 별개의 모듈로 구현되어, OES 캘리브레이션 동작을 위해 아답터(120)에 체결될 수 있다.
아답터(120)는 제1 빔 스플리터(121) 및 제2 빔 스플리터(123)를 수용할 수 있는 다양한 체결 수단들을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 빔 스플리터(121) 및 제2 빔 스플리터(123)는 아답터(120)의 외측면 일부에 구비된 마운트에 체결되어, 아답터(120) 내부로 삽입되는 구조를 가질 수 있다.
이하, 도 5a, 도 5b 및 도 6을 참조하여, OES 캘리브레이션 시스템의 운영 방법 및 보정 데이터(C)의 생성 과정을 상세하게 설명하기로 한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 시스템의 운영 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 도 5a는 챔버 운영시 시스템 내부의 광 전달 방향을 나타내고, 도 5b는 OES 캘리브레이션 동작시 시스템 내부의 광 전달 방향을 나타낸다.
도 5a를 도 4와 함께 참조하면, 챔버 운영시, 아답터(120)에는 OES 장치(130) 만이 연결될 수 있다. 이 경우, 챔버(110) 내 플라즈마(P)에서 방출된 빛은 뷰포트(115) 및 아답터(120)를 거쳐 제1 광 케이블(F1)을 통해 OES 장치(130)로 전달될 수 있다. 아답터(120)는, 제1 빔 스플리터(121) 및 제2 빔 스플리터(123)가 장착되지 않거나 그 기능이 비활성화된 상태에서, 입사된 빛을 OES 장치(130) 방향으로 통과시킬 수 있다.
도 5b를 도 4와 함께 참조하면, OES 캘리브레이션 동작시, 아답터(120)에는 OES 장치(130) 및 OES 캘리브레이션 장치(140)가 모두 연결될 수 있다. 이 경우, OES 캘리브레이션 장치(140)의 내부 광원에서 방출된 빛은 제2 광 케이블(F2)을 통해 아답터(120)로 전달될 수 있다. 아답터(120)는 제1 빔 스플리터(121) 및 제2 빔 스플리터(123)가 장착되거나 그 기능이 활성화된 상태에서, 입사된 빛을 분기시키는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 제1 빔 스플리터(121)는 OES 캘리브레이션 장치(140)에서 전달된 빛을 뷰포트(115) 방향 및 광 계측기(150) 방향으로 분기시킬 수 있다. 또한, 제2 빔 스플리터(123)는 OES 캘리브레이션 장치(140)에서 전달된 빛을 OES 장치(130) 및 광 계측기(150) 방향으로 분기시킬 수 있다. 아답터(120)에서 광 계측기(150)로 전달된 빛은 뷰포트(115)의 윈도우 오염도 및/또는 OES 장치(130)로의 광 전달특성을 진단하기 위한 기준 광으로서 이용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 장치가 뷰포트 윈도우의 오염에 따른 제1 보정 데이터를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 장치가 광 전달특성에 따른 제2 보정 데이터를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, OES 캘리브레이션 장치(140)의 제1 셔터(143)가 개방된 경우, OES 캘리브레이션 장치(140)의 내부 광원(141)에서 발생한 빛(①)은 광 케이블(F2-1)을 통해 아답터(120)의 제1 빔 스플리터(121)로 전달될 수 있다. 제1 빔 스플리터(121)는 입사된 빛을 뷰포트(115) 방향의 제1 광(①-1) 및 광 계측기(150) 방향의 제2 광(①-2)으로 분기할 수 있다.
제1 광(①-1)은 뷰포트(115)의 내측 윈도우에서 반사된 후, 광 케이블(F3-2)을 통해 광 계측기(150)로 전달될 수 있다.
제2 광(①-2)은 광 계측기(150)에 의해 검출되어, 뷰포트(115)의 윈도우 오염도를 진단하기 위한 기준 광으로서 이용될 수 있다.
광 계측기(150)에 의해 계측된 제1 광(①-1) 및 제2 광(①-2)의 파장 별 세기는 OES 캘리브레이션 장치(140)로 전달되어, 광학 방출 분석(OES) 데이터(J)의 편차를 보상하기 위한 제1 보정 데이터(C1)를 생성하는 데 이용될 수 있다.
도 7을 참조하면, OES 캘리브레이션 장치(140)의 제2 셔터(145)가 개방된 경우, OES 캘리브레이션 장치(140)의 내부 광원(141)에서 발생한 빛(②)은 광 케이블(F2-2)을 통해 아답터(120)의 제2 빔 스플리터(123)로 전달될 수 있다. 제2 빔 스플리터(123)는 입사된 빛을 OES 장치(130) 방향의 제3 광(②-1) 및 광 계측기(150) 방향의 제4 광(②-2)으로 분기할 수 있다.
제3 광(②-1)은 광 케이블(F1)을 통해 OES 장치(130)로 전달되며, 광 케이블(F1)의 체결 상태 및/또는 벤딩 상태 등에 따른 광 전달특성(예컨대, 광 손실 정도)을 진단하는 데 이용될 수 있다.
제4 광(②-2)은 광 케이블(F4)을 통해 광 계측기(150)로 전달되며, OES 장치(130)로의 광 전달 특성을 진단하기 위한 기준 광으로서 이용될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 챔버에 대한 유지보수 작업 수행에 따른 플라즈마(P)의 광 방출(OE) 스펙트럼의 변화를 나타낸 도면들이다.
도 8a 및 도 8b에서, 가로축은 스펙트럼의 파장을 나타내고, 세로축은 스펙트럼의 세기를 나타낸다. 또한, 실선은 유지보수 작업 이전의 광 방출(OE) 스펙트럼으로서 기준 스펙트럼을 나타내고, 점선은 유지보수 작업 이후의 광 방출(OE) 스펙트럼을 나타낸다.
도 8a를 참조하면, 챔버에 대한 유지보수 작업의 수행 전후에 걸쳐, 챔버 내에서 발생한 플라즈마의 광 방출 스펙트럼의 세기는 변할 수 있다. 또한, 도 8b를 참조하면, 챔버에 대한 유지보수 작업의 수행 전후에 걸쳐, 챔버 내에서 발생한 플라즈마의 광 방출 스펙트럼의 파장 대역이 이동할 수 있다. 따라서, 계측된 광 방출 스펙트럼과 소정의 기준 스펙트럼이 일치하지 않는 경우, OES 캘리브레이션 장치는 광학 방출 분석(OES) 데이터의 편차를 보상하기 위한 보정 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, OES 캘리브레이션 장치는 계측된 광 방출 스펙트럼의 피크값이 기준 스펙트럼 대비 소정의 임계치(예컨대, 0.01 %) 이상 증가한 경우, 광학 방출 분석(OES) 데이터의 보정 데이터를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, OES 캘리브레이션 장치는 계측된 광 방출 스펙트럼의 누적오차가 소정의 임계치(예컨대, 0.1%) 이상인 경우, 광학 방출 분석(OES) 데이터의 보정 데이터를 생성할 수 있다.
도 9는 OES 캘리브레이션 동작에 따른 광 방출 스펙트럼의 변화를 나타낸 도면이다.
도 9에서, 가로축은 스펙트럼의 파장을 나타내고, 세로축은 스펙트럼 세기의 오차를 나타낸다. 또한, 점선은 OES 캘리브레이션 동작 전의 광 방출 스펙트럼을 나타내고, 실선은 OES 캘리브레이션 동작 후의 광 방출 스펙트럼을 나타낸다.
도 9를 참조하면, OES 캘리브레이션 동작 전, 광 방출 스펙트럼의 세기는 소정의 기준 스펙트럼 대비 오차가 발생할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 장치는 OES 캘리브레이션 동작을 수행함으로써 이와 같은 오차를 보상할 수 있다. 일 실시예에서, OES 캘리브레이션 장치는 광 방출 스펙트럼의 누적 오차가 소정의 임계치(예컨대, 0.1 %) 미만이 될 때까지, OES 캘리브레이션 동작을 반복하여 수행할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, OES 캘리브레이션 시스템(2)은, 챔버(210), 아답터(220), OES 장치(230) 및 OES 캘리브레이션 장치(240)를 포함할 수 있다.
도 1의 OES 캘리브레이션 시스템(1)과 달리, OES 캘리브레이션 장치(240)는 내부 광원에서 방출된 빛을 검출하기 위한 광 계측기(spectrometer)가 OES 캘리브레이션 장치(240) 내부에 탑재될 수 있다. 도 11을 참조하면, OES 캘리브레이션 장치(240)는 광원(241), 셔터(243) 및 광 계측기(245)를 포함할 수 있다.
OES 캘리브레이션 장치(240)는, 광 계측기(245)에서 검출된 계측값을 이용하여, 뷰포트(215) 윈도우의 오염도에 기초한 제1 보정 데이터(C1) 및 OES 장치(130)에 이르는 광 전달특성에 기초한 제2 보정 데이터(C2)를 생성할 수 있다. OES 캘리브레이션 장치(240)는 제1 보정 데이터(C1) 및 제2 보정 데이터(C2)를 이용하여 광학 방출 분석(OES) 데이터(J)를 보정하기 위한 보정 데이터(C)를 생성할 수 있다. 예컨대, OES 캘리브레이션 장치(240)는 제1 보정 데이터(C1) 및 제2 보정 데이터(C2)를 주파수 영역에서 결합함으로써 보정 데이터(C)를 생성할 수 있다.
도 10에서는 아답터(220)와 OES 캘리브레이션 장치(240)가 하나의 광 케이블(F2)를 이용해 연결된 경우를 나타내나, 이는 예시적인 것이므로 아답터(220)와 OES 캘리브레이션 장치(240)는 복수의 광 케이블들을 이용하여 연결될 수 있다. 예컨대, 아답터(220)와 OES 캘리브레이션 장치(240)는 진단 대상이나 광 경로의 개수 등에 따라 2개의 광 케이블들을 이용해 연결될 수도 있다.
OES 캘리브레이션 장치(240)는 광원(241)에서 방출된 빛을 필터링하기 위한 적어도 하나의 광학 필터를 더 포함할 수 있다. 예컨대, OES 캘리브레이션 장치(240)는 ND 필터, 밴드패스 필터 등을 포함할 수 있으며, 그 구체적인 내용은 도 3b를 참조하여 전술한 바와 같다.
또한, OES 캘리브레이션 장치(240)는 프로세서를 더 포함할 수 있다. 프로세서는 OES 캘리브레이션 장치(240)의 전반적인 동작을 제어하며, 광 계측기(245)의 계측값을 이용하여 광학 방출 분석(OES) 데이터(J)를 보정하기 위한 보정 데이터(C)를 생성할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 장치(240)는 광 계측기(245)를 포함함으로써, 별도의 광 계측기를 구비할 필요없이 일체로서 구현될 수 있다. 또한, OES 캘리브레이션 장치(240)는 직접 또는 광 케이블(F2)을 통해 아답터(220)와 결합 및 분리가 가능하도록 구현되어, 해당 아답터(220)와 동일한 규격의 아답터를 구비한 다른 챔버의 OES 캘리브레이션 동작에도 이용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, OES 캘리브레이션 시스템(3)은, 도 1 및 도 10의 시스템들(1, 2)과 달리, 복수의 챔버들(310-1 내지 310-N), 복수의 챔버들(310-1 내지 310-N)에 각각 연결되는 복수의 OES 장치들(330-1 내지 330-N), 및 복수의 챔버들(310-1 내지 310-N)에 공통 연결되는 하나의 OES 캘리브레이션 장치(340)를 포함할 수 있다.
OES 캘리브레이션 시스템(3)은 복수의 챔버들(310-1 내지 310-N) 각각에 별도의 OES 캘리브레이션 장치를 구비할 필요없이, 하나의 OES 캘리브레이션 장치(340) 만을 이용함으로써, 최소한의 공간을 점유하면서 간편하게 구축될 수 있다.
OES 캘리브레이션 장치(340)는, 복수의 챔버들(310-1 내지 310-N) 각각의 뷰포트(315-1 내지 315-N) 윈도우 오염도 및 복수의 OES 장치들(330-1 내지 330-N) 각각으로의 광 전달특성을 측정할 수 있다. 이를 위해, OES 캘리브레이션 장치(340)는 복수의 챔버들(310-1 내지 310-N)의 개수에 비례하는 복수의 광원들 및 셔터들을 포함할 수 있다. 또는, OES 캘리브레이션 장치(340)는 한 개의 광원을 포함하되, 광원에서 방출되는 빛을 복수의 챔버들(310-1 내지 310-N) 각각으로 분배하기 위한 다중화기를 포함할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 13a를 참조하면, OES 캘리브레이션 장치(340a)는 제1 광원(341), 제2 광원(342) 및 셔터(343)를 포함할 수 있다. 도 13a에서는, OES 캘리브레이션 장치(340a)가 광 계측기와 별도로 구현되는 것을 도시하지만, 이는 예시적인 것이므로, 광 계측기를 포함하여 일체로서 구현될 수 있음은 도 11을 참조하여 전술한 바와 같다.
제1 광원(341) 및 제2 광원(342)은 밝기나 파장 영역이 서로 다른 빛을 방출할 수 있다. 예컨대, 제1 광원(341)은 제1 파장 영역을 갖는 빛을 방출할 수 있으며, 제1 챔버(310-1)에 대한 OES 캘리브레이션 동작을 수행하는 데 이용될 수 있다. 제2 광원(343)은 제1 파장 영역과는 다른 제2 파장 영역을 갖는 빛을 방출할 수 있으며, 제2 챔버(310-2)에 대한 OES 캘리브레이션 동작을 수행하는 데 이용될 수 있다.
셔터(345)는 진단 대상이 되는 챔버 또는 아답터까지의 광 경로 개수 등에 따라 복수의 셔터들을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 전술한 바와 같이, 셔터(345)는 내부 광원에서 방출된 빛을 아답터(320)의 제1 빔 스플리터로 전달하기 위한 제1 셔터, 및 내부 광원에서 방출된 빛을 아답터(320-1 내지 320-N)의 제2 빔 스플리터로 전달하기 위한 제2 셔터를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 셔터 및 제2 셔터는 교번하여 온/오프될 수 있다.
도 13b를 참조하면, OES 캘리브레이션 장치(340b)는 광원(341), 셔터(343) 및 다중화기(345)를 포함할 수 있다.
OES 캘리브레이션 장치(340b)는, 도 13a의 경우와 달리, 하나의 광원(341)에서 방출된 빛을 다중화기(345)를 이용해 복수 개의 빛들로 분할하고, 이를 셔터(343)를 통해 각각의 챔버(310-1 내지 310-N)로 전달함으로써, 광학 방출 분석(OES) 데이터의 편차를 보상하기 위한 보정 데이터(C)를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 다중화기(345)는 하나의 광원(341)에서 방출된 빛을 파장 영역이 다른 복수의 빛으로 분할하여 각각의 챔버(310-1 내지 310-N)로 전달할 수 있다. 예컨대, 다중화기(345)는 제1 범위의 파장을 갖는 빛을 제1 챔버(310-1)로 전달하고, 제2 범위의 파장을 갖는 빛을 제2 챔버(310-2)로 전달할 수 있다. 마찬가지로, 다중화기(345)는 제N 범위의 파장을 갖는 빛을 제N 챔버(310-N)로 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 다중화기(345)는 하나의 광원(341)에서 방출된 빛을 시구간이 다른 복수의 빛으로 분할하여 각각의 챔버(310-1 내지 310-N)로 전달할 수 있다. 예컨대, 다중화기(345)는, T1 시구간에서 광원(341)에서 방출된 빛을 제1 챔버(310-1)로 전달하고, T2 시구간에서 광원(341)에서 방출된 빛을 제2 챔버(310-2)로 전달할 수 있다. 마찬가지로, 다중화기(345)는, TN 시구간에서 광원(341)에서 방출된 빛을 제N 챔버(310-N)로 전달할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 시스템(3)은 복수의 챔버들(310-1 내지 310-N)에 동시에 연결된 하나의 OES 캘리브레이션 장치(340)를 이용하여 OES 캘리브레이션 동작을 수행함으로써, 시스템 구축에 필요한 공간 및 비용을 최소화할 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 OES 캘리브레이션 시스템의 동작 방법을 나타낸 흐름도들이다. 도 14는 제1 보정 데이터를 생성하는 과정을 나타내고, 도 15는 제2 보정 데이터를 생성하는 과정을 나타낸다.
우선 도 14를 참조하면, 단계 S1410에서, OES 캘리브레이션 장치의 내부 광원에서 방출된 빛은 아답터의 제1 빔 스플리터로 전달될 수 있다.
단계 S1420에서, 아답터의 제1 빔 스플리터는 입사된 빛을 뷰포트 방향의 제1 광, 및 광 계측기 방향의 제2 광으로 분기할 수 있다.
단계 S1430에서, 광 계측기는 뷰포트의 내측 윈도우에서 반사된 제1 광 및 제2 광을 검출하여 빛의 세기 및 파장을 측정할 수 있다.
단계 S1440에서, OES 캘리브레이션 장치는, 광 계측기에서 측정된 제2 광을 기준 광으로 하여 제1 광의 파장별 세기의 편차를 산출함으로써, 뷰포트의 윈도우 오염도에 따른 제1 보정 데이터를 생성할 수 있다. 생성된 제1 보정 데이터는 OES 장치가 출력하는 광학 방출 분석(OES) 데이터의 편차를 보상하는 데 이용될 수 있다.
도 15를 참조하면, 단계 S1510에서, OES 캘리브레이션 장치의 내부 광원에서 방출된 빛은 아답터의 제2 빔 스플리터로 전달될 수 있다.
단계 S1520에서, 아답터의 제2 빔 스플리터는 입사된 빛을 OES 장치 방향의 제3 광 및 광 계측기 방향의 제4 광으로 분기할 수 있다.
단계 S1530에서, 광 계측기는 제3 광 및 제4 광을 검출하여 빛의 세기 및 파장을 측정할 수 있다.
단계 S1540에서, OES 캘리브레이션 장치는, 광 계측기에서 측정된 제4 광을 기준 광으로 하여 제3 광의 파장별 세기의 편차를 산출함으로써, 뷰포트에서 OES 장치로의 광 전달특성에 따른 제2 보정 데이터를 생성할 수 있다. 생성된 제2 보정 데이터는 OES 장치가 출력하는 광학 방출 분석(OES) 데이터의 편차를 보상하는 데 이용될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 뷰포트를 포함하고, 플라즈마를 이용한 반도체 공정이 수행되는 챔버;
    상기 뷰포트에 체결되고, 입사되는 광을 분기시키는 적어도 하나의 빔 스플리터를 포함하는 아답터;
    상기 플라즈마에서 생성되어 상기 아답터를 통해 전달된 플라즈마 광을 검출하여 광학 방출 분석(Optical Emission Spectroscopy: OES) 데이터를 생성하는 OES 장치;
    광원을 포함하고, 상기 광학 방출 분석(OES) 데이터의 편차를 보상하기 위한 보정 데이터를 생성하는 OES 캘리브레이션 장치; 및
    상기 광원에서 방출되어 상기 빔 스플리터에 의해 분기된 광을 검출하는 광 계측기;를 포함하고,
    상기 OES 장치, 상기 OES 캘리브레이션 장치, 및 상기 광 계측기 각각은 광 케이블을 통해 상기 아답터에 체결되고,
    상기 OES 캘리브레이션 장치는,
    상기 광 계측기에 의해 검출된 광의 세기를 이용하여 상기 보정 데이터를 생성하는,
    OES 캘리브레이션 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 빔 스플리터는,
    상기 광원에서 방출된 광을 상기 뷰포트 방향의 제1 광 및 상기 광 계측기 방향의 제2 광으로 분기시키는,
    OES 캘리브레이션 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 OES 캘리브레이션 장치는,
    상기 제1 광 및 상기 제2 광의 세기의 편차를 측정함으로써, 상기 보정 데이터를 생성하는,
    OES 캘리브레이션 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 빔 스플리터는,
    상기 광원에서 방출된 광을 상기 OES 장치 방향의 제3 광 및 상기 광 계측기 방향의 제4 광으로 분기시키는,
    OES 캘리브레이션 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 OES 캘리브레이션 장치는,
    상기 제3 광 및 상기 제4 광의 세기의 편차를 측정함으로써, 상기 보정 데이터를 생성하는,
    OES 캘리브레이션 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 빔 스플리터는,
    상기 아답터의 외측면에 구비된 마운트에 체결되어, 상기 아답터의 내부로 삽입되는 구조를 갖는,
    OES 캘리브레이션 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 OES 캘리브레이션 장치는,
    ND 필터(netural density filter) 및 밴드패스 필터 중 적어도 하나를 더 포함하는,
    OES 캘리브레이션 시스템.
  8. 뷰포트를 포함하고, 플라즈마를 이용한 반도체 공정이 수행되는 챔버;
    상기 뷰포트에 체결되고, 입사되는 광을 분기시키는 제1 빔 스플리터 및 제2 빔 스플리터를 포함하는 아답터;
    상기 아답터를 통해 상기 뷰포트에 접속되고, 상기 플라즈마의 광 스펙트럼을 검출하여 광학 방출 분석(Optical Emission Spectroscopy: OES) 데이터를 생성하는 OES 장치; 및
    상기 아답터에 착탈식으로 체결되고, 검사광을 방출하는 광원과, 상기 제1 빔 스플리터 및 상기 제2 빔 스플리터에 의해 분기된 상기 검사광을 검출하는 광 계측부를 포함하는 OES 캘리브레이션 장치;를 포함하고,
    상기 제1 빔 스플리터는, 상기 검사광을 상기 뷰포트 방향의 제1 광 및 상기 OES 캘리브레이션 장치 방향의 제2 광으로 분기시키고,
    상기 제2 빔 스플리터는, 상기 검사광을 상기 OES 장치 방향의 제3 광 및 상기 OES 캘리브레이션 장치 방향의 제4 광으로 분기시키는,
    OES 캘리브레이션 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 OES 캘리브레이션 장치는,
    상기 뷰포트의 내측 윈도우에 의해 반사된 상기 제1 광, 및 상기 제2 광의 세기 차이에 기초하여 제1 보정 데이터를 생성하고, 상기 제3 광 및 상기 제4 광의 세기 차이에 기초하여 제2 보정 데이터를 생성하며,
    상기 제1 보정 데이터 및 상기 제2 보정 데이터를 주파수 영역에서 결합함으로써, 상기 광학 방출 분석(OES) 데이터의 편차를 보상하기 위한 보정 데이터를 생성하는,
    OES 캘리브레이션 시스템.
  10. 적어도 하나의 광원; 및
    복수의 플라즈마 챔버들 각각의 뷰포트에 체결된 아답터에 광 케이블을 통해 연결되고, 상기 광원으로부터 생성된 복수의 검사광들 각각이 상기 복수의 플라즈마 챔버들 각각의 아답터로 전달되는 것을 제어하기 위한 적어도 하나의 셔터;를 포함하고,
    상기 아답터는, 상기 아답터의 외측면에 구비된 마운트에 체결되어 상기 아답터의 내부로 삽입되는 구조를 갖고 입사된 광을 분기시키는 적어도 하나의 빔 스플리터를 포함하고,
    상기 빔 스플리터에 의해 분기된 상기 복수의 검사광들의 광 스펙트럼을 검출하고, 상기 검출된 광 스펙트럼을 이용하여 상기 복수의 플라즈마 챔버들 각각의 광학 방출 분석(Optical Emission Spectroscopy: OES) 데이터를 보정하는,
    OES 캘리브레이션 장치.
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