(57)【要約】      （修正有）【課題】工程チャンバ内部の状態を敏感にかつ即時に確認することができ、リアルタイムに工程チャンバ内のプラズマ状態の異常を感知することができるアーク検出装置を提供する。【解決手段】チャンバ１００内部のプラズマから発生する光を赤色、緑色及び青色の色相別にそれぞれ測定するＲＧＢモジュールを含むＲＧＢセンサ部２００と、ＲＧＢセンサ部２００から発生した信号を処理し、チャンバ１００の動作を制御したり、工程状態を外部に表示するマスターボード３００とを備える。【選択図】図１
2011086601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体のエッチング及び蒸着工程を行うプラズマ工程チャンバ内部のプラズマから発生する光を赤色、緑色及び青色の色相別にそれぞれ測定するＲＧＢモジュールを含むＲＧＢセンサ部と、
前記ＲＧＢセンサ部から発生した信号を処理し、前記工程チャンバの動作を制御したり、工程状態を外部に表示するマスターボードと、
前記ＲＧＢセンサ部から感知されたＲＧＢ信号をデジタル信号に変換するためのアナログデジタル変換器と、
前記アナログデジタル変換器でデジタル信号に変換されたＲＧＢ信号を個別的に分析し、プラズマ状態を数値的に定量化されたＲＧＢ光データに変換するカラー分析部と、
前記カラー分析部から伝送されたＲＧＢ光データと正常状態のプラズマから取得されたＲＧＢ光データとを比較する比較部と、を含み、
前記ＲＧＢモジュールは、
Ｒチャンネルセンサ、Ｇチャンネルセンサ及びＢチャンネルセンサを通して、工程チャンバ内のプラズマガスから発生する光から赤色、緑色及び青色の光を個別的に収容するＲＧＢカラーセンサと、
前記ＲＧＢカラーセンサで感知された信号を増幅する増幅器と、を含み、
前記マスターボードは、
前記カラー分析部から伝送されたＲＧＢ光データと前記比較部から伝送された信号とを取り合わせ、工程チャンバの動作を制御する制御信号を発生したり、工程チャンバの状態を表示する信号を送り出すメーンプロセッサと、
前記メーンプロセッサから伝送された信号によって警告音又は警告灯で警告を発生する警告部と、
前記メーンプロセッサから伝送された信号によって工程チャンバ内部の工程パラメータ関連データが画面上に表示され、使用者が即時に工程チャンバの状態を確認できるように設けられたリアルタイム表示部と、を含むことを特徴とするアーク検出装置。
【請求項２】
前記ＲＧＢモジュールは、
前記アナログデジタル変換器と、
前記カラー分析部、前記比較部及び前記マスターボードとの通信を具現する通信ポート部を含む信号処理部と、を含み、
前記ＲＧＢモジュールを含むＲＧＢセンサ部は、工程チャンバのビューポートに対応して設置されることを特徴とする、請求項１に記載のアーク検出装置。
【請求項３】
前記ＲＧＢセンサ部は、通信線路で前記マスターボードに連結され、前記ＲＧＢセンサ部とマスターボードは互いに独立的に設置されることを特徴とする、請求項２に記載のアーク検出装置。
【請求項４】
前記ＲＧＢセンサ部は、前記マスターボードに内蔵されて一体に構成され、前記マスターボードは、前記アナログデジタル変換器、カラー分析部及び比較部を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアーク検出装置。
【請求項５】
前記ＲＧＢセンサ部を含むマスターボードは、工程チャンバのビューポートに対応して設置されることを特徴とする、請求項４に記載のアーク検出装置。
【請求項６】
前記ＲＧＢモジュールは、
前記アナログデジタル変換器と、
前記カラー分析部、前記比較部及び前記マスターボードとの通信を具現する通信ポート部を含む信号処理部と、を含み、
前記ＲＧＢモジュールを含むＲＧＢセンサ部は、工程チャンバのビューポートと光ケーブルを介して連結されることを特徴とする、請求項１に記載のアーク検出装置。
【請求項７】
前記ＲＧＢセンサ部は、通信線路で前記マスターボードに連結され、前記ＲＧＢセンサ部とマスターボードは互いに独立的に設置されることを特徴とする、請求項６に記載のアーク検出装置。
【請求項８】
前記ＲＧＢセンサ部は、前記マスターボードに内蔵されて一体に構成され、前記マスターボードは、前記アナログデジタル変換器、カラー分析部及び比較部を含み、前記マスターボードに含まれたＲＧＢセンサ部は、工程チャンバのビューポートと光ケーブルを介して連結されることを特徴とする、請求項１に記載のアーク検出装置。
【請求項９】
前記カラー分析部で、ＲＧＢセンサ部から測定されたＲＧＢ信号の大きさがＲチャンネルデータ、Ｇチャンネルデータ及びＢチャンネルデータにそれぞれ区分されて数値化され、前記比較部で、前記カラー分析部から伝送されたＲ、Ｇ、Ｂチャンネルデータと工程許容範囲のＲ、Ｇ、Ｂチャンネルデータが同一のチャンネル別にそれぞれ比較され、
前記データ比較時、各チャンネルデータのうちいずれか一つでも工程許容範囲から逸脱する場合、工程チャンバ内のプラズマが正常でない状態に達したと判断することを特徴とする、請求項１に記載のアーク検出装置。
【請求項１０】
前記カラー分析部で、ＲＧＢセンサ部から測定されたＲＧＢ信号の大きさがＲチャンネルデータ、Ｇチャンネルデータ及びＢチャンネルデータにそれぞれ区分されて数値化された後、これらデータが各データの組み合わせを通して色相データ、彩度データ及び明るさデータに変換され、前記比較部で、前記カラー分析部から伝送された色相、彩度及び明るさデータと工程許容範囲の色相、彩度及び明るさデータが同一の種類別にそれぞれ比較され、
前記データ比較時、各データのうちいずれか一つでも工程許容範囲から逸脱する場合、工程チャンバ内のプラズマが正常でない状態に達したと判断することを特徴とする、請求項１に記載のアーク検出装置。
【請求項１１】
前記アーク検出装置は、前記ＲＧＢセンサ部と工程チャンバのビューポートとの接続のためのアダプタ及びコネクタをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のアーク検出装置。
【請求項１２】
前記アダプタは「＋」形状に形成されることを特徴とする、請求項１１に記載のアーク検出装置。
【請求項１３】
前記アダプタは、平面的な形状上、中心部に向かうほど上方に突出する形状に設けられることを特徴とする、請求項１２に記載のアーク検出装置。
【請求項１４】
前記アダプタの内部にはねじ溝が形成され、前記コネクタには中央に中空部が形成された円柱形状のねじ突起が形成され、前記アダプタとコネクタがボルト―ナット結合方式で締結されることを特徴とする、請求項１３に記載のアーク検出装置。
【請求項１５】
前記アダプタの内部には嵌め込み溝が形成され、前記コネクタには中央に中空部が形成された円柱形状の嵌め込み突起が形成され、前記アダプタとコネクタが嵌め合わせ方式で締結されることを特徴とする、請求項１３に記載のアーク検出装置。
【請求項１６】
前記コネクタは、前記マスターボードの下部に固定設置され、前記ＲＧＢモジュールは、前記マスターボードの内部で前記コネクタの設置位置に対応して設置されることを特徴とする、請求項１１に記載のアーク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＧＢセンサ部を独立的に構成したり、ＲＧＢセンサ部をマスターボードに一体に構成し、装置構造の柔軟性を確保すると同時に、プラズマの微細な状態変化をリアルタイムに感知することができ、プラズマに異常が発生したとき、又はアークが発生したときに即時に外部で確認可能になることによって細密な工程制御が可能なアーク検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体集積回路の製造工程は、洗浄工程、イオン注入工程、写真工程、蒸着工程、エッチング工程、化学的機械的研磨などの多様な単位工程で構成される。
半導体集積回路の製造工程のうちプラズマ工程技術は、微細な半導体集積回路を製造するための必須の技術であって、プラズマを用いる代表的な単位工程技術としては、乾式エッチング及び乾式蒸着などがある。
プラズマ工程中に半導体集積回路の微細線幅を具現するために、工程入力パラメータの変化が非常に小さい範囲以内で許容されなければならないが、前記工程入力パラメータの例として、反応ガスの量、チャンバの圧力、印加電力の大きさなどがある。
一方、前記単位工程が半導体集積回路の生産過程で数え切れないほど反復して進行される場合、装備異常又は推測不可能な理由で発生する誤差などによってプラズマ工程条件と設定された各変数とが異なるようになる。
乾式蒸着工程の場合、微細な工程入力パラメータの変化は、薄膜の厚さのみならず、薄膜のエッチング特性の変化をもたらす。
そして、乾式エッチング工程の場合、微細な工程入力パラメータの変化は、エッチ率及び選択比のみならず、均一性にも影響を及ぼす。
プラズマを用いたエッチング工程が行われるとき、前記工程入力パラメータの不測の変化は、微細パターンの線幅及び側壁の傾斜度に影響を与え、集積回路の正確でかつ微細な具現を妨害する。
工程入力パラメータの微細な変化を検出して工程の異常有無を判断するのは、プラズマを用いた工程で重要な部分として認知されており、これを通して、エラー工程によって発生した不良ウェハが次の工程に伝達されることを未然に防止することができる。
このような理由で、工程条件の他に、工程進行時に発生する異常有無をリアルタイムに観測することができ、精密に確認可能なモニタリング方法の発明が必要となる。
ここで、プラズマ工程をモニタリングするための装置が備えるべきいくつかの条件を考えてみると、次の通りである。
１）出力データは、工程状態を直観的に把握できるように簡単でなければならない。
２）出力データの処理による時間遅れが少なくなければならない。
３）測定結果を定量的に分析可能でなければならない。
４）センサの設置が実際の工程進行に影響を与えてはならない。
５）小さいエラーも検出可能な程度にセンサの敏感度が高くなければならない。
６）工程診断側面では、作業者が診断の結果を容易に理解し、正確に判断するように構成されなければならない。
現在まで、プラズマモニタリングのための装備として、ラングミュア探針、ＳＥＥＲＳ（Ｓｅｌｆ―ｅｘｃｉｔｅｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、ＯＥＳ（Ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）などが生産されてプラズマ工程に使用されてきた。
しかしながら、前記各装備は、センサがチャンバの内部に挿入され、金属チップがプラズマに露出したり（ラングミュア探針）、測定結果が直観的に解釈又は判断しにくい形式で導出されたり（ＯＥＳ）、センサの敏感度が低下する（ＳＥＥＲＳ）などの限界性のために、プラズマの状態を精密かつ迅速に把握することが難しいという問題を有している。
また、前記各装備は、工程チャンバと一体に形成されたり、チャンバ外部の限定された空間にセンサ部が設けられることによって、観察者が所望の位置に自由にセンサ部を装着できないという問題も有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたもので、その目的は、工程チャンバ内部の状態を敏感にかつ即時に確認することができ、リアルタイムに工程チャンバ内のプラズマ状態の異常を感知することができるアーク検出装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ＲＧＢセンサ部を独立的に構成したり、ＲＧＢセンサ部をマスターボードに内蔵して構成することによって、装置構造の柔軟性を確保することができるアーク検出装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、プラズマ状態の異常によるウェハエッチング工程の不良率を減少させ、より細密な工程制御が可能なアーク検出装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、多様な形状のアダプタを使用することによって、チャンバの外部に付着されるプラズマモニタリング装備の固定力及び支持力を確保し、コネクタを使用することによって漏光を防止し、より正確なプラズマモニタリングが可能なアーク検出装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、チャンバの構造及び形状とチャンバの外部環境の空間的な制約に拘束されないプラズマモニタリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記のような目的は、半導体のエッチング及び蒸着工程を行うプラズマ工程チャンバ内部のプラズマから発生する光を赤色、緑色及び青色の色相別にそれぞれ測定するＲＧＢモジュールを含むＲＧＢセンサ部と、前記ＲＧＢセンサ部から発生した信号を処理し、前記工程チャンバの動作を制御したり、工程状態を外部に表示するマスターボードと、前記ＲＧＢセンサ部から感知されたＲＧＢ信号をデジタル信号に変換するためのアナログデジタル変換器と、前記アナログデジタル変換器でデジタル信号に変換されたＲＧＢ信号を個別的に分析し、プラズマ状態を数値的に定量化されたＲＧＢ光データに変換するカラー分析部と、前記カラー分析部から伝送されたＲＧＢ光データと正常状態のプラズマから取得されたＲＧＢ光データとを比較する比較部とを含み、前記ＲＧＢモジュールは、Ｒチャンネルセンサ、Ｇチャンネルセンサ及びＢチャンネルセンサを通して、工程チャンバ内のプラズマガスから発生する光から赤色、緑色及び青色の光を個別的に収容するＲＧＢカラーセンサと、前記ＲＧＢカラーセンサで感知された信号を増幅する増幅器とを含み、前記マスターボードは、前記カラー分析部から伝送されたＲＧＢ光データと前記比較部から伝送された信号とを取り合わせ、工程チャンバの動作を制御する制御信号を発生したり、工程チャンバの状態を表示する信号を送り出すメーンプロセッサと、前記メーンプロセッサから伝送された信号によって警告音又は警告灯で警告を発生する警告部と、前記メーンプロセッサから伝送された信号によって工程チャンバ内部の工程パラメータ関連データが画面上に表示され、使用者が即時に工程チャンバの状態を確認できるように設けられたリアルタイム表示部とを含むアーク検出装置によって達成される。
ここで、前記ＲＧＢモジュールは、前記アナログデジタル変換器と、前記カラー分析部、前記比較部及び前記マスターボードとの通信を具現する通信ポート部を含む信号処理部とを含み、前記ＲＧＢモジュールを含むＲＧＢセンサ部は、工程チャンバのビューポートに対応して設置される。
また、前記ＲＧＢセンサ部は、通信線路で前記マスターボードに連結され、前記ＲＧＢセンサ部とマスターボードは互いに独立的に設置される。
また、前記ＲＧＢセンサ部は、前記マスターボードに内蔵されて一体に構成され、前記マスターボードは、前記アナログデジタル変換器、カラー分析部及び比較部を含むことができる。
ここで、前記ＲＧＢセンサ部を含むマスターボードは、工程チャンバのビューポートに対応して設置される。
一方、前記ＲＧＢモジュールは、前記アナログデジタル変換器と、前記カラー分析部、前記比較部及び前記マスターボードとの通信を具現する通信ポート部を含む信号処理部とを含み、前記ＲＧＢモジュールを含むＲＧＢセンサ部は、工程チャンバのビューポートと光ケーブルを介して連結される。
ここで、前記ＲＧＢセンサ部は、通信線路で前記マスターボードに連結され、前記ＲＧＢセンサ部とマスターボードは互いに独立的に設置される。
また、前記ＲＧＢセンサ部は、前記マスターボードに内蔵されて一体に構成され、前記マスターボードは、前記アナログデジタル変換器、カラー分析部及び比較部を含み、前記マスターボードに含まれたＲＧＢセンサ部は、工程チャンバのビューポートと光ケーブルを介して連結される。
一方、前記カラー分析部で、ＲＧＢセンサ部から測定されたＲＧＢ信号の大きさがＲチャンネルデータ、Ｇチャンネルデータ及びＢチャンネルデータにそれぞれ区分されて数値化され、前記比較部で、前記カラー分析部から伝送されたＲ、Ｇ、Ｂチャンネルデータと工程許容範囲のＲ、Ｇ、Ｂチャンネルデータが同一のチャンネル別にそれぞれ比較され、前記データ比較時、各チャンネルデータのうちいずれか一つでも工程許容範囲から逸脱する場合、工程チャンバ内のプラズマが正常でない状態に達したと判断するように設けられる。
また、前記カラー分析部で、ＲＧＢセンサ部から測定されたＲＧＢ信号の大きさがＲチャンネルデータ、Ｇチャンネルデータ及びＢチャンネルデータにそれぞれ区分されて数値化された後、これらデータが各データの組み合わせを通して色相データ、彩度データ及び明るさデータに変換され、前記比較部で、前記カラー分析部から伝送された色相、彩度及び明るさデータと工程許容範囲の色相、彩度及び明るさデータが同一の種類別にそれぞれ比較され、前記データ比較時、各データのうちいずれか一つでも工程許容範囲から逸脱する場合、工程チャンバ内のプラズマが正常でない状態に達したと判断するように設けられることもある。
ここで、前記アーク検出装置は、前記ＲＧＢセンサ部と工程チャンバのビューポートとの接続のためのアダプタ及びコネクタをさらに含むことができる。
また、前記アダプタは「＋」形状に形成される。
ここで、前記アダプタは、平面的な形状上、中心部に向かうほど上方に突出する形状に設けられる。
また、前記アダプタの内部にはねじ溝が形成され、前記コネクタには中央に中空部が形成された円柱形状のねじ突起が形成され、前記アダプタとコネクタがボルト―ナット結合方式で締結される。
また、前記アダプタの内部には嵌め込み溝が形成され、前記コネクタには中央に中空部が形成された円柱形状の嵌め込み突起が形成され、前記アダプタとコネクタが嵌め合わせ方式で締結される。
ここで、前記コネクタは、前記マスターボードの下部に固定設置され、前記ＲＧＢモジュールは、前記マスターボードの内部で前記コネクタの設置位置に対応して設置される。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係るアーク検出装置によれば、工程チャンバ内部の微細な状態変化を即時に感知することができ、リアルタイムに工程チャンバ内のプラズマ状態の異常を感知することができる。
また、ＲＧＢセンサ部を独立的に構成したり、ＲＧＢセンサ部をマスターボードに内蔵して構成することによって、装置構造の柔軟性を確保することができる。
これによって、プラズマ状態の異常によるウェハエッチング工程の不良率を減少させることができ、より細密な工程制御が可能になる。
また、多様な形状のアダプタを使用することによって、チャンバの外部に付着されるプラズマモニタリング装備の固定力及び支持力を確保することができ、コネクタを使用することによって漏光を防止し、より正確なプラズマモニタリングが可能である。
また、チャンバの構造及び形状とチャンバの外部環境などの空間的な制約に拘束されないプラズマモニタリング装置が設置される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明に係るアーク検出装置が適用されたプラズマ工程システムを示した概略図である。
【図２】ＲＧＢセンサ部を示した概略図である。
【図３】ＲＧＢセンサ部に含まれたアダプタの多様な実施例を示した概略図である。
【図４】アダプタ、コネクタ及びＲＧＢモジュールの結合構造を示した断面図である。
【図５】ＲＧＢセンサ部及びマスターボードのブロック図である。
【図６】本発明の他の実施例に係るアーク検出装置が適用されたプラズマ工程システムを示した概略図である。
【図７】図６のＲＧＢセンサ部及びマスターボードのブロック図である。
【図８】光ケーブルで連結されたプラズマ工程装置の概略図である。
【図９】図８の他の実施例に係るプラズマ工程装置の概略図である。
【図１０】ＲＧＢセンサ部を含むマスターボードを示した側断面概略図である。
【図１１】工程許容範囲のＲＧＢ光データ空間を３軸座標上に立体的に表現したグラフである。
【図１２】工程入力パラメータの変化によるＲＧＢ光データ数値を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、添付した図面を参照して本発明について詳細に説明する。
本明細書及び特許請求の範囲に使用された用語は、辞典的な意味に限定して解釈してはならなく、発明者が自身の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるとの原則に立脚して、本発明の技術的思想に符合する意味及び概念に解釈しなければならない。
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示した構成は、本発明の好適な実施例に過ぎないもので、本発明の技術的思想を全て表現するものではないので、本発明の出願時点において、これらに取って代わる多様な均等物及び変形例が存在しうることを理解しなければならない。
図１は、本発明に係るアーク検出装置が適用されたプラズマ工程システムを示した概略図で、図２は、ＲＧＢセンサ部を示した概略図で、図３は、ＲＧＢセンサ部に含まれたアダプタの多様な実施例を示した概略図で、図４は、アダプタ、コネクタ及びＲＧＢモジュールの結合構造を示した断面図で、図５は、ＲＧＢセンサ部及びマスターボードのブロック図で、図６は、本発明の他の実施例に係るアーク検出装置が適用されたプラズマ工程システムを示した概略図で、図７は、図６のＲＧＢセンサ部及びマスターボードのブロック図で、図８は、光ケーブルで連結されたプラズマ工程装置の概略図で、図９は、図８の他の実施例に係るプラズマ工程装置の概略図で、図１０は、ＲＧＢセンサ部を含むマスターボードを示した側断面概略図である。
図１〜図１０を参照すれば、本発明に係るアーク検出装置は、半導体のエッチング及び蒸着工程を行うプラズマ工程チャンバ１００内部のプラズマから発生する光を赤色、緑色及び青色の色相別にそれぞれ測定するＲＧＢモジュール２３０を含むＲＧＢセンサ部２００と、前記ＲＧＢセンサ部２００から発生した信号を処理し、前記工程チャンバ１００の動作を制御したり、工程状態を外部に表示するマスターボード３００と、前記ＲＧＢセンサ部２００から感知されたＲＧＢ信号をデジタル信号に変換するためのアナログデジタル変換器２３１、３１０と、前記アナログデジタル変換器２３１、３１０でデジタル信号に変換されたＲＧＢ信号を個別的に分析し、プラズマ状態を数値的に定量化されたＲＧＢ光データに変換するカラー分析部２３６、３２０と、前記カラー分析部２３６、３２０から伝送されたＲＧＢ光データと正常状態のプラズマから取得されたＲＧＢ光データとを比較する比較部２３７、３３０と、を含む。また、前記ＲＧＢモジュール２３０は、Ｒチャンネルセンサ、Ｇチャンネルセンサ及びＢチャンネルセンサを通して、工程チャンバ１００内のプラズマガスから発生する光から赤色、緑色及び青色の光を個別的に収容するＲＧＢカラーセンサ２３２と、前記ＲＧＢカラーセンサ２３２で感知された信号を増幅する増幅器２３４と、を含み、前記マスターボード３００は、前記カラー分析部２３６、３２０から伝送されたＲＧＢ光データと前記比較部２３７、３３０から伝送された信号とを取り合わせ、工程チャンバ１００の動作を制御する制御信号を発生したり、工程チャンバ１００の状態を表示する信号を送り出すメーンプロセッサ３４０と、前記メーンプロセッサ３４０から伝送された信号によって警告音又は警告灯で警告を発生する警告部３５０と、前記メーンプロセッサ３４０から伝送された信号によって工程チャンバ１００内部の工程パラメータ関連データが画面上に表示され、使用者が即時に工程チャンバ１００の状態を確認できるように設けられたリアルタイム表示部３６０と、を含む。
ここで、前記工程チャンバ１００の内部には半導体ウェハＷが固定されるステージ１１０が設けられており、前記ステージ１１０に半導体ウェハＷが固定されれば、ガス注入部１３０を通して反応ガスが注入される。
その後、ＲＦパワー１２０によって電力が工程チャンバの内部に印加されれば、工程チャンバの内部に注入された反応ガスがプラズマ状態に変化し、他の単位工程で写真及び蒸着処理過程を経た半導体ウェハＷに対する乾式エッチング又は蒸着工程を行うようになる。
このとき、前記エッチング又は蒸着工程のためのプラズマとして、反応ガスの圧力を数〜数百ｍＴｏｒｒ以下に維持する低温―真空プラズマが用いられるが、これに限定されることはない。
一方、前記エッチング又は蒸着工程が行われる間、工程チャンバ１００の側面壁に設けられたビューポート１４０を介してプラズマから発生した光を収集することができ、前記収集された光がＲＧＢセンサ部２００に伝達され、工程過程によるプラズマの状態を測定するようになる。
ここで、前記ビューポート１４０は、工程チャンバ１００の側面壁に設けられた開口が光の透過性に優れた二つの透明な耐熱耐圧ガラス窓によって密閉される形状に設けられ、前記透明な耐熱耐圧ガラス窓と工程チャンバ１００との間に耐熱シリコンなどによって密閉処理が行われ、工程チャンバ内部のガス漏れを防止できるが、このような構成に限定されることはない。
望ましくは、プラズマから発生した光を凝縮し、光の強度を増幅するためのレンズが含まれる。
そして、エッチング過程が進行される間、工程チャンバ１００内部の温度制御器１６０を通して前記ステージ１１０に含まれたウェハチャックの温度を工程過程に適した温度に維持するようになる。
ここで、前記ウェハチャックは、前記ステージ１１０にウェハを載置して固定するために設けられたもので、プラズマ工程時にウェハと直接当接しているので、ウェハの温度とウェハチャックの温度は密接に関連している。
ウェハ及びウェハチャックの温度は、プラズマ工程時にウェハのエッチング率及び工程品質に多くの影響を及ぼすので、ウェハチャックの温度は、前記温度制御器１６０によって適切に制御される必要がある。
エッチング工程が終了すれば、工程チャンバ１００の温度制御器１６０を通してチャンバ内部の温度を低下させ、排気装置１５０の真空ポンプを通してチャンバ内部の反応ガスを外部に排出し、次のエッチング工程に備えるようになる。
一方、図２に示すように、ＲＧＢセンサ部２００は、アダプタ２１０、コネクタ２２０及びＲＧＢモジュール２３０が一列に連結された形態で設けられる。
ここで、前記ＲＧＢセンサ部２００のアダプタ２１０は、図２に示すように、基本的には「＋」形状に設けられるが、多様な形状を有する工程チャンバ１００との容易な結合のために、「○」又は「−」形状に設けられることもある。
また、前記アダプタ２１０が「＋」形状に設けられることによって、上下及び左右から加えられる衝撃に耐えることができ、アダプタ２１０に連結されたＲＧＢモジュール２３０の支持力を確保することができる。
図３は、アダプタ２１０の好適な実施例を示した概略図で、図３に示すように、アダプタ２１０の平面的な形状上、中心部に向かうほど上方に緩慢な傾斜を有したり、又は垂直に突出する形状に設けられることができ、これは、「○」又は「−」形状のアダプタ２１０にも同様に適用される。
すなわち、図３に示すように、垂直に突出する形状又は緩慢な傾斜を有する形状にアダプタ２１０の末端部の形状が変形されることによって、工程チャンバ１００の外部表面が球形状に形成された場合や、工程チャンバ１００のコーナーにＲＧＢモジュール２３０が設置される場合などのように、工程チャンバ１００の形状やＲＧＢモジュール２３０の設置位置に拘束されず、容易にアダプタ２１０を設置することができる。
また、図４に示すように、前記アダプタ２１０の中央部には、コネクタ２２０との嵌め合わせ又はボルト―ナット結合方式の締結のためのねじ溝２１３又は嵌め込み溝２１５が設けられ、アダプタ２１０の縁部付近には工程チャンバ１００との結合のためのボルト用開口が複数設けられている。
一方、前記コネクタ２２０は、中央部に中空部が形成された円柱形状に設けられ、円柱のＲＧＢモジュール２３０側の末端にはＲＧＢモジュール２３０の堅固な固定及び漏光防止のための板が形成され、前記板の面積が円柱の水平断面積より大きい形状に設けられる。
そして、コネクタ２２０の外部表面にねじ突起２２３又は嵌め込み突起２２５が設けられ、前記アダプタ２２０との着脱が容易に行われる。
一方、前記ＲＧＢモジュール２３０は、本発明の核心的な構成要素であって、工程チャンバ１００内のプラズマから発生した光を感知する装置である。
ここで、前記ＲＧＢモジュール２３０は、赤色の光を収容するＲチャンネルセンサ、緑色の光を収容するＧチャンネルセンサ及び青色の光を収容するＢチャンネルセンサが複数設けられるＲＧＢカラーセンサ２３２と、前記ＲＧＢカラーセンサ２３２で感知された信号を増幅する増幅器２３４とを含む。
ここで、前記増幅器２３４は、前記各チャンネル別に収容された光が電気的な信号に変換される過程で、より正確な光データとして変換されるように一定の倍数だけ信号を増幅する役割を行う。
このとき、各ＲＧＢチャンネル別センサの敏感度に差が生じるので、これを補正するために各チャンネルセンサ別増幅倍数が変わり得るが、これに限定されることはない。
一方、上述したＲＧＢセンサ部２００は、本発明に係るアーク検出装置で工程チャンバ１００の側面に独立的に設置される構造、又は前記ＲＧＢセンサ部２００がマスターボード３００に内蔵されて設置される構造で設けられて適用される。
まず、前記ＲＧＢセンサ部２００が工程チャンバ１００の側面に独立的に設置される構造の場合、前記ＲＧＢセンサ部２００が含むＲＧＢモジュール２３０は、前記ＲＧＢカラーセンサ２３２及び増幅器２３４を含み、後述する構成要素をさらに含んで設けられる。
すなわち、前記ＲＧＢモジュール２３０は、図５に示すように、前記増幅器２３４で増幅されたＲＧＢ信号をデジタル信号に変換するためのアナログデジタル変換器２３１と、前記アナログデジタル変換器２３１で変換された信号を処理するための信号処理部（ＤＳＰ、ＭＣＵ  ＰＲＯＣＥＳＳＯＲ）２３５とをさらに含み、前記信号処理部２３５は、前記アナログデジタル変換器２３１でデジタル信号に変換されたＲＧＢ信号を個別的に分析し、プラズマ状態を数値的に定量化されたＲＧＢ光データに変換するカラー分析部２３６と、前記カラー分析部２３６から伝送されたＲＧＢ光データと正常状態のプラズマから取得されたＲＧＢ光データとを比較する比較部２３７と、前記マスターボード３００との通信を担当する通信ポート部２３８とを含んで設けられる。
ここで、前記マスターボード３００は、前記カラー分析部２３６から伝送されたＲＧＢ光データと前記比較部２３７から伝送された信号とを取り合わせ、工程チャンバ１００の動作を制御する制御信号を発生したり、工程チャンバ１００の状態を表示する信号を送り出すメーンプロセッサ３４０と、前記メーンプロセッサ３４０から伝送された信号によって警告音又は警告灯で警告を発生する警告部３５０と、前記メーンプロセッサ３４０から伝送された信号によって工程チャンバ１００内部の工程パラメータ関連データが画面上に表示され、使用者が即時に工程チャンバ１００の状態を確認できるように設けられたリアルタイム表示部３６０とを含んで構成される。
一方、前記ＲＧＢセンサ部２００がマスターボード３００に内蔵されて設置される構造の場合、図６及び図７に示すように、ＲＧＢセンサ部２００が前記マスターボード３００に内蔵されて一体に構成される。
ここで、前記マスターボード３００は、ＲＧＢセンサ部２００から発生したＲＧＢ信号をデジタル信号に変換するためのアナログデジタル変換器３１０と、デジタル信号に変換されたＲＧＢ信号を個別的に分析し、現在の工程チャンバ内部のプラズマ状態を数値的に定量化するカラー分析部３２０と、前記カラー分析部３２０から伝送された信号と正常状態のプラズマから取得されたＲＧＢ信号値とを比較する比較部３３０と、前記カラー分析部３２０から伝送された信号と前記比較部３３０から伝送された信号とを取り合わせ、工程チャンバ１００の動作を制御する制御信号を発生したり、工程チャンバ１００の状態を表示する信号を送り出すメーンプロセッサ３４０と、前記メーンプロセッサ３４０から伝送された信号によって警告音又は警告灯で警告を発生する警告部３５０と、前記メーンプロセッサ３４０から伝送された信号によって工程チャンバ１００内部の工程パラメータ関連データが画面上に表示され、使用者が即時に工程チャンバ１００の状態を確認できるように設けられたリアルタイム表示部３６０と、前記比較部３３０及びメーンプロセッサ３４０から伝送された信号によって工程チャンバの作動状態が正常であるか、それとも誤作動中であるかを表示する状態診断部３７０とを含むことができる。
すなわち、本発明に係るＲＧＢセンサ部２００は、上述した構成で設けられ、工程チャンバ１００の外部に設置されてマスターボード３００に連結される構造、又はマスターボード３００に内蔵されて設置され、一体に構成される構造で設けられる。
一方、前記ＲＧＢカラーセンサ２３２の構造は、各ＲＧＢチャンネル別センサが同一の収容可能な色相別に一つに束ねられ、大きくＲ、Ｇ、Ｂ収容地域の三つの部分に区分される形状
・・・
［Ｒ］［Ｒ］［Ｒ］［Ｇ］［Ｇ］［Ｇ］［Ｂ］［Ｂ］［Ｂ］
［Ｒ］［Ｒ］［Ｒ］［Ｇ］［Ｇ］［Ｇ］［Ｂ］［Ｂ］［Ｂ］
［Ｒ］［Ｒ］［Ｒ］［Ｇ］［Ｇ］［Ｇ］［Ｂ］［Ｂ］［Ｂ］
・・・
（［Ｒ］：Ｒチャンネルセンサ、［Ｇ］：Ｇチャンネルセンサ、［Ｂ］：Ｂチャンネルセンサ）
に設けられたり、格子形状に
・・・
［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］
［Ｂ］［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］［Ｒ］［Ｇ］
［Ｇ］［Ｂ］［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］［Ｒ］
・・・
が反復される構造で設けられたり、ストライプ形状に
・・・
［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］
［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］
［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］［Ｒ］［Ｇ］［Ｂ］
・・・
が反復される構造で設けられる。
ここで、各ＲＧＢチャンネル別に敏感度に差が生じるので、全体のＲＧＢカラーセンサ２３２上に配置される各ＲＧＢチャンネル別センサの分布度が変わり得るが、これに限定されることはない。
そして、前記ＲＧＢモジュール２３０で発生するＲＧＢ信号は、アナログ電気信号であって、信号の帯域幅の制限なしに生成されるので、非常に微細なプラズマ光の変化によって異なる電気信号が生成される。
一方、前記ＲＧＢモジュール２３０にはコネクタ２２０との結合のための開口が設けられており、前記開口を通して工程チャンバ１００のビューポート１４０及びコネクタ２２０を通過したプラズマの光がＲＧＢカラーセンサ２３２に到達可能になる。
ここで、前記ＲＧＢモジュール２３０の開口は、コネクタ２２０の円柱の外部に設けられたねじ溝及び係止溝が通過できる程度の広さを有する。
前記ＲＧＢセンサ部２３０が工程チャンバ１００に結合される順序は、次の通りである。
１．工程チャンバ１００の形状に符合する形状のアダプタ２１０を、ビューポート１４０が形成された部分に付着する。
２．コネクタ２２０とＲＧＢモジュール２３０とを結合する。
３．前記アダプタ２１０とコネクタ２２０とを結合する。
前記２．段階で、ＲＧＢモジュール２３０とコネクタ２２０が一体に形成されたり、ＲＧＢモジュール２３０の開口部分にコネクタ２２０の板部分の容易な着脱のための開放構造などが生成されるが、これに限定されることはない。
ここで、前記開放構造は、ＲＧＢモジュール２３０の開口付近の側面に設けられ、ＲＧＢモジュール２３０の側面を開放した後、コネクタ２２０の円柱部分をＲＧＢモジュール２３０の開口を通してＲＧＢモジュール２３０の外部に露出するように位置させた後、開放構造を閉鎖する形式でＲＧＢモジュール２３０とコネクタ２２０を結合することができる。
すなわち、ＲＧＢモジュール２３０の開口及びＲＧＢモジュール２３０の内部に位置するコネクタ２２０の板部分によって、ＲＧＢモジュール２３０とコネクタ２２０が互いに離脱されなくなる。
そして、アダプタ２１０とコネクタ２２０は、アダプタ２１０に設けられたねじ溝２１３又は嵌め込み溝２１５とコネクタ２２０に設けられたねじ突起２２３又は嵌め込み突起２２５によって容易かつ堅固に結合され、二つの構成要素の結合が完了すれば、前記コネクタ２２０の末端が工程チャンバ１００のビューポート１４０の外側窓に当接するようになる。
前記ビューポート１４０の外側窓とコネクタ２２０の末端部との間の隙間に漏光現象が発生することを防止するために、コネクタ２２０の末端部にはリング状の伸縮性を有するゴムや樹脂などが付着される。
このような結合関係によれば、工程チャンバ１００のビューポート１４０と当接したコネクタ２２０を通して、プラズマの光が外部に漏れない状態でＲＧＢモジュール２３０に伝達され、前記アダプタ２１０とコネクタ２２０が嵌め合わせ又はボルト―ナット結合方式で結合されることによって着脱が容易に行われる。
また、このようにＲＧＢセンサ部２００が構成されれば、工程チャンバ１００に付着されるＲＧＢセンサ部２００と工程チャンバから遠く離れたマスターボード３００との間の信号伝送は、電力線などの一般的なケーブルを介して行われ、導線の曲げや長さの延長などにおいて制約がなくなる。
図８は、ＲＧＢセンサ部の他の実施例を示した概略図で、ビューポート１４０とＲＧＢモジュール２３０との異なる結合方式を示している。
すなわち、ビューポート１４０と光ケーブル２５０を連結し、漏光を防止する光ケーブルアダプタ２４０と、前記光ケーブルアダプタ２４０から伝達されたプラズマの光をＲＧＢモジュール２３０に伝送する光ケーブル２５０と、前記光ケーブル２５０とＲＧＢモジュール２３０との間に位置し、光ケーブル２５０をＲＧＢモジュール２３０に連結し、光ケーブル２５０から伝送されたプラズマの光をＲＧＢモジュール２３０に伝達する光ケーブルコネクタ２６０とがさらに含まれる。
ここで、前記光ケーブルアダプタ２４０は、工程チャンバ１００のビューポート１４０を介して外部に発散されるプラズマ光を効果的に凝集して光ケーブル２５０に伝達し、光ケーブルの末端が前記ビューポート１４０の外側窓に正確に連結されて当接するように固定する。
また、光ケーブルアダプタ２４０は、損傷しやすい光ケーブルの末端を保護する役割もする。
そして、光ケーブルコネクタ２６０は、光ケーブル２５０のＲＧＢモジュール方向の末端とＲＦＢモジュール２３０との連結を固定し、前記連結固定時に外部への光の漏れが発生しないように連結部を密閉する役割をする。
望ましくは、前記光ケーブルコネクタ２６０に光ケーブル２５０を介して伝達されたプラズマの光を、歪曲が発生しない限度内で増幅できるレンズなどの構成がさらに含まれる。
このような方式でＲＧＢセンサ部２００が設けられることによって、小さい空間を占める光ケーブルアダプタ２４０と光ケーブル２５０のみを工程チャンバ１００に連結し、残りの構成要素であるＲＧＢモジュール２３０などを任意の場所に配置可能であり、空間を効率的に使用することができる。
また、前記実施例においても、上述したＲＧＢセンサ部２００の二つの構造（独立的な構成又はマスターボードに内蔵される構造）が図８及び図９のように適用されるが、光ケーブル２５０で連結される構成を除いては、内・外部構成が上述した通りであるので、説明の重複を避けるために、同一の構成に対する説明は省略する。
一方、前記マスターボード３００は、ＲＧＢセンサ部２００から伝送されたＲＧＢ信号をデジタルデータに数値化し、これを基準データと比較した後、工程チャンバ１００内のプラズマの状態が正常状態範囲に属するかを判断し、その情報を外部に表示する役割をする。
ここで、前記マスターボード３００は、ＲＧＢセンサ部２００から発生したＲＧＢ信号をデジタル信号に変換するためのアナログデジタル変換器３１０と、デジタル信号に変換されたＲＧＢ信号を個別的に分析し、現在の工程チャンバ内部のプラズマ状態を数値的に定量化するカラー分析部３２０と、前記カラー分析部３２０から伝送された信号と正常状態のプラズマから取得されたＲＧＢ信号値とを比較する比較部３３０と、前記カラー分析部３２０から伝送された信号と前記比較部３３０から伝送された信号とを取り合わせ、工程チャンバ１００の動作を制御する制御信号を発生したり、工程チャンバ１００の状態を表示する信号を送り出すメーンプロセッサ３４０と、前記メーンプロセッサ３４０から伝送された信号によって警告音又は警告灯で警告を発生する警告部３５０と、前記メーンプロセッサ３４０から伝送された信号によって工程チャンバ１００内部の工程パラメータ関連データが画面上に表示され、使用者が即時に工程チャンバ１００の状態を確認できるように設けられたリアルタイム表示部３６０と、前記比較部３３０及びメーンプロセッサ３４０から伝送された信号によって工程チャンバの作動状態が正常であるか、それとも誤作動中であるかを表示する状態診断部３７０とを含むことができる。
アナログデジタル変換器３１０は、リアルタイムにアナログＲＧＢ信号を迅速に変換するために複数設けられる。
すなわち、各ＲＧＢチャンネル別に個別的なアナログデジタル変換器３１０が設けられたり、複数のアナログデジタル変換器３１０が並列に連結されてＲＧＢ信号全体を処理する方式で設けられる。
また、前記アナログデジタル変換器３１０を通してＲＧＢセンサ部２００から発生したＲＧＢ信号がデジタル信号に変換されるとき、各ＲＧＢチャンネル当たり０〜２５５の色相表現段階を有する通常の８ビットのＲＧＢ信号体系のみならず、より拡張された１０ビット（０〜１０２３）、１２ビット（０〜４０９５）、１４ビット（０〜８１９５）、１６ビット（０〜６５５３５）、２０ビット（０〜１０４８５７５）、又は２４ビット（０〜１６７７７２１５）の体系で設けられ、これを通して信号の微細な変化を表現できるようになるが、これに限定されることはない。
カラー分析部３２０は、アナログデジタル変換器３１０から伝送されたデジタルＲＧＢ信号をＲチャンネルデータ、Ｇチャンネルデータ及びＢチャンネルデータの３次元座標にマッピングし、後述する比較部３３０で活用される基本的なＲＧＢ光データを生成する。
すなわち、アナログデジタル変換器３１０から伝送されたデジタルＲＧＢ信号を各チャンネル別に分離し、（Ｒチャンネルデータ、Ｇチャンネルデータ、Ｂチャンネルデータ）のデータ束に再び組み合わせるようになる。
また、カラー分析部３２０で前記分離された各ＲＧＢチャンネル別デジタルデータを色相（Ｈ：Ｈｕｅ）、彩度（Ｓ：Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）、明るさ（Ｂ：Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）に変換し、これを３次元座標に束ねる方式で設けられることもある。
ここで、色相は、０〜３６０の値を有し、彩度及び明るさは、前記アナログデジタル変換器３１０で定められたビットの数によって最大の大きさが設けられる。
まず、彩度の場合、
2011086601.tif 000003
【０００８】
で設けられ、
明るさの場合、
2011086601.tif 000004
【０００９】
で設けられる。
色相の場合、
Ｒ、Ｇ、ＢのうちＲ値が最大であるとき、
2011086601.tif 000005
【００１０】
Ｒ、Ｇ、ＢのうちＧ値が最大であるとき、
2011086601.tif 000006
【００１１】
Ｒ、Ｇ、ＢのうちＢ値が最大であるとき、
2011086601.tif 000007
【００１２】
に変換され、前記Ｈ値が０より小さい場合、３６０を追加で加算することによって色相データが算出されるが、このような公式に限定されることはない。
望ましくは、前記３次元データ束に工程進行時間データが含まれるが、前記工程進行時間データが共に含まれることによって工程進行によるプラズマの状態を追跡することができ、これを通してプラズマ工程の精密度を高めることができる。
比較部３３０は、前記カラー分析部３２０から伝送されたリアルタイムＲＧＢ光データ（（Ｒ、Ｇ、Ｂ）又は（Ｈ、Ｓ、Ｂ）座標データ）と正常な状態のプラズマから取得されたＲＧＢ光データとを比較する構成要素である。
一方、図１０は、ＲＧＢセンサ部２００がマスターボード３００に内蔵されて設置されている場合、コネクタ及びＲＧＢモジュールの設置位置を示したマスターボード３００の側断面概略図である。
ここで、前記コネクタ２２０は、前記マスターボード３００の下部に固定設置され、前記ＲＧＢモジュール２３０は、前記マスターボード３００の内部で前記コネクタ２２０の設置位置に対応して設置される。
また、光ケーブル２５０でチャンバとマスターボード３００が連結される場合、前記光ケーブルコネクタ２６０は、前記マスターボード３００の下部に固定設置され、前記ＲＧＢモジュール２３０は、前記マスターボード３００の内部で前記光ケーブルコネクタ２６０の設置位置に対応して設置される。
これは、ＲＧＢ信号が伝送されるコネクタ２２０と連係した照準レンズ２３３と、前記ＲＧＢモジュール２３０に含まれるＲＧＢカラーセンサ２３２とが正面に向かい合うように構成した後、前記照準レンズ２３３の焦点距離を調整することによって安定したセンシング構造を具現するためである。
従来は、光学センサに光を均一に伝達するために、複数の偏光ガラス及び前記偏光ガラスの反射角を調節する複数の調節ねじを通して光を伝達する方式を用いた。
しかしながら、本発明では、前記のようにコネクタ２２０に伝送されたＲＧＢ信号を前記照準レンズ２３３を通して直接的にＲＧＢカラーセンサ２３２に伝達する方式で設けられることによって、より安定的かつ信頼的なセンシング構造を具現することができる。
図１１は、工程許容範囲のＲＧＢ光データ空間を３軸座標上に立体的に表現したグラフであって、リアルタイムに測定されたＲＧＢ光データ数値が工程許容範囲のＲＧＢ光データ空間の内部に含まれる場合（Ａ）、現在のプラズマの状態が正常状態であると判断し、リアルタイムに測定されたＲＧＢ光データ数値が工程許容範囲のＲＧＢ光データ空間の内部に含まれない場合（Ｂ）、現在のプラズマの状態が正常でないと判断する。
これは、ＲＧＢ光データがＨＳＢ座標データとして設けられる場合にも同様に適用され、工程許容範囲に属する場合（Ｃ）と工程許容範囲に属しない場合（Ｄ）に区分される。
このとき、同一の状態を表示するとしても、ＲＧＢで表現される座標数値とＨＳＢで表現される座標数値とが互いに異なるので、工程許容範囲の形態は、いずれの座標軸で表現されるかによって異なる形態を有するようになる。
一方、比較部３３０は、リアルタイムに測定されたＲＧＢ光データ数値のＲチャンネルデータ、Ｇチャンネルデータ及びＢチャンネルデータ（又は、Ｈデータ、Ｓデータ、Ｂデータ）と、工程許容範囲Ｒ、Ｇ、Ｂ（又は、Ｈ、Ｓ、Ｂ）データとを同一の種類別に比較して判断するようになり、三つの光データ数値のうちいずれか一つでも正常範囲を逸脱する場合、現在のプラズマ状態が正常でないと判断する信号を発生する。
例えば、工程許容範囲のＲチャンネルデータが２０〜３７、Ｇチャンネルデータが３３〜５０、Ｂチャンネルデータが７９〜８１で、リアルタイムに測定されたＲＧＢ光データ値が（２１、４２、８０）である場合、現在のプラズマ状態は正常であると判断される。
しかしながら、リアルタイムに測定されたＲＧＢ光データ値が（１９、３５、８１）である場合のように、Ｒチャンネルデータが工程許容範囲を逸脱する場合、現在のプラズマの状態が正常でないと判断される。
ここで、判断の基準になる工程許容範囲のＲＧＢ光データとしては、過去の正常工程データ又は本工程前の示範工程データから取得されたものを用いるようになる。
そして、工程の進行によってプラズマの状態が変化するので、各工程段階別の工程許容範囲のＲＧＢ光データは時間の経過とともに変化するようになり、これは、図１１の立体的な形状の大きさ及び位置が時間の経過とともに変化する形態で表現される。
メーンプロセッサ３４０は、前記カラー分析部３２０、比較部３３及び工程チャンバ１００から多様な状態情報を取り合わせ、状況による制御信号を発生するマスターボード３００の中枢である。
すなわち、メーンプロセッサ３４０は、工程チャンバの工程入力パラメータ及び実際に測定された工程変数（ガスの圧力、ガスの流量、印加された電力）、カラー分析部３２０から伝送されたＲＧＢ光データ、及び比較部３３０から伝送されたプラズマの正常有無判断信号の入力を受け、工程入力パラメータ、実際の工程変数の数値及びＲＧＢ光データを後述するリアルタイム表示部３６０に伝達する。
ここで、メーンプロセッサ３４０は、プラズマの状態が正常状態である場合、プラズマの状態が正常であることを表示する信号を後述する状態診断部３７０に追加で伝送するようになる。
しかしながら、プラズマの状態が正常でない場合、メーンプロセッサ３４０は、警告発生信号を後述する警告部３５０に伝達し、プラズマの状態が正常でないことを表示する信号を状態診断部３７０に追加で伝送するようになる。
望ましくは、プラズマの状態を正常状態に変化させるための制御信号を発生し、これを工程チャンバ１００に伝達する処理方式が含まれ、これを通してプラズマ工程の不良率を減少させることができる。
ここで、前記制御信号には、反応ガスの量及び圧力、工程処理時間、印加される電力の強度、工程チャンバ１００の温度制御器の作動有無を変化させる信号が含まれる。
警告部３５０は、プラズマの状態が正常でない場合、前記メーンプロセッサ３４０の警告発生信号によって警告サイレン及び警告灯で警告を発生する構成要素である。
ここで、警告部３５０は、工程チャンバ１００の外部や工程全体を総括する制御施設及び空間に設置され、使用者に即時にプラズマ工程の異常を知らせるようになる。
リアルタイム表示部３６０は、現在の工程チャンバ１００のあらゆる情報を表示する出力装置であって、望ましくは、ＬＣＤタッチパネル又は通常のＬＣＤモニターを通して具現可能であるが、これに限定されることはない。
ここで、リアルタイム表示部３６０を通して外部に表示される情報には、工程の経過時間及び進行程度、工程チャンバ１００の工程入力パラメータ及び実際の工程変数、プラズマから取得されたリアルタイムＲＧＢ光データ及び工程許容範囲のＲＧＢ光データ空間などの情報が含まれるが、これに限定されることはない。
状態診断部３７０は、現在の工程チャンバ１００内のプラズマ工程の状態が工程許容範囲に含まれるかどうかを表示する出力装置であって、前記リアルタイム表示部３６０に含まれる。
特に、前記状態診断部３７０は、プラズマの異常有無を出力する装置であって、時間によるＲＧＢ光データ追跡に関するデータを追加で表示することができる。
上述したＲＧＢセンサ部２００は、半導体プラズマ工程を行うとき、工程チャンバ１００に注入された反応ガスからプラズマが発生すれば、各気体粒子が正常状態―励起状態―基底状態に変化するときに放出される光の変化量を測定するようになる。
図１２は、工程入力パラメータの変化によるＲＧＢ光データ数値の変化を示したグラフであって、図１２（ａ）は、プラズマに印加された電力、（ｂ）はガスの流量、（ｃ）はガス圧力の変化によるプラズマ光の明るさ（ＨＳＢで構成されたＲＧＢ光データの‘Ｂ'数値）を示したもので、前記プラズマの光度から定量的なデータが設けられることを示す。
すなわち、図１２に示すように、各工程入力パラメータの変化によって異なるＲＧＢ光データが取得されるので、プラズマ工程の進行による微細な差を有する工程許容範囲データ及びリアルタイムＲＧＢ光データが生成される。
より詳細に説明すれば、印加電力及びガス流量の増加によって、プラズマの光度が比例的に増加するが、このような関係から、プラズマの微細な状態変化を定量的に取得することができる。
また、図１２（ｃ）は、ガス圧力に関するグラフであって、ガスの圧力が５０ｍＴｏｒｒである場合を基準とし、５０ｍＴｏｒｒの左右に分布した各グラフの傾きを検出することによって、プラズマの状態による定量的なデータを取得することができる。
このような定量的なデータ取得は、上述したプラズマ光の明るさだけでなく、ＲＧＢセンサ部２００を通して測定された赤色、緑色及び青色の光と、それから変換された色相及び彩度などの変化を通しても達成される。
上述したように、本発明に係るアーク検出装置は、工程チャンバ内部の微細な状態変化を即時に感知することができ、リアルタイムに工程チャンバ内のプラズマ状態の異常を感知することができ、ＲＧＢセンサ部を独立的に構成したり、ＲＧＢセンサ部をマスターボードに内蔵して構成することによって、装置構造の柔軟性を確保することができる。
また、プラズマ状態の異常によるウェハエッチング工程の不良率を減少させることができ、より細密な工程制御が具現され、多様な形状のアダプタを使用することによって、チャンバの外部に付着されるプラズマモニタリング装備の固定力及び支持力を確保することができ、コネクタを使用することによって漏光を防止し、より正確なプラズマモニタリングが可能である。
また、チャンバの構造及び形状とチャンバの外部環境などの空間的な制約に拘束されずにプラズマモニタリング装置が設置される。
以上、本発明は、限定された実施例及び図面に基づいて説明したが、本発明の技術的思想は、これによって限定されるものでなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者によって本発明の技術的思想及び下記の特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００１３】
１００    チャンバ
１１０    ステージ
１２０    ＲＦパワー
１３０    ガス注入部
１４０    ビューポート
１５０    排気装置
１６０    温度制御器
２００    ＲＧＢセンサ部
２１０    アダプタ
２１３    ねじ溝
２１５    嵌め込み溝
２２０    コネクタ
２２３    ねじ突起
２２５    嵌め込み突起
２３０    ＲＧＢモジュール
２４０    光ケーブルアダプタ
２５０    光ケーブル
２６０    光ケーブルコネクタ
３００    マスターボード
３１０    アナログデジタル変換器
３２０    カラー分析部
３３０    比較部
３４０    メーンプロセッサ
３５０    警告部
３６０    リアルタイム表示部
３７０    状態診断部
Ｗ    半導体ウェハ
【図１】
2011086601.tif 000008
【図２】
2011086601.tif 000009
【図３】
2011086601.tif 000010
【図４】
2011086601.tif 000011
【図５】
2011086601.tif 000012
【図６】
2011086601.tif 000013
【図７】
2011086601.tif 000014
【図８】
2011086601.tif 000015
【図９】
2011086601.tif 000016
【図１０】
2011086601.tif 000017
【図１１】
2011086601.tif 000018
【図１２】
2011086601.tif 000019