KR101962859B1 - Substrate treating apparatus and substrate treating method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 하우징; 상기 하우징의 내측에 위치되어 기판을 지지하는 지지 부재; 공정 처리 중 상기 기판의 외측 둘레를 덮는 에지 마스크; 및 상기 기판으로 상기 기판의 상부를 녹이기 위한 레이저를 조사하는 레이저 조사기를 포함한다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method. A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a housing; A support member positioned inside the housing to support the substrate; An edge mask covering an outer periphery of the substrate during processing; And a laser irradiator for irradiating a laser for melting the upper portion of the substrate with the substrate.
Description
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
반도체소자를 제조하기 위해서, 기판을 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 박막 증착, 그리고 세정 등 다양한 공정을 수행하여 기판 상에 원하는 패턴을 형성한다. 기판에 형성된 패턴 설정 깊이를 갖는 트랜치 형태로 형성될 수 있다. 이후, 트랜치는 설정 물질이 증착되어 채워질 수 있다. 그리고 폴리싱 공정 등을 통해 평단화 된 후, 게이트 전극이 형성될 수 있다. 이 때, 트랜치에 채워진 물질 사이에 공극이 있으면, 게이트가 동작하는 과정에서 쇼트를 야기할 수 있다. 또한, 기판에 형성된 패턴이 점점 미세화 됨에 따라, 종전 공정에서는 문제를 야기 하지 않던 공극이 쇼트를 야기하는 경우가 증가하고 있다.In order to manufacture a semiconductor device, a substrate is subjected to various processes such as photolithography, etching, ashing, ion implantation, thin film deposition, and cleaning to form a desired pattern on the substrate. And may be formed in a trench shape having a pattern setting depth formed in the substrate. The trench can then be deposited and filled with the set material. After being polished through a polishing process or the like, a gate electrode can be formed. At this time, if there is a gap between the materials filled in the trench, a short may occur in the course of the gate operation. In addition, as the pattern formed on the substrate becomes finer and smaller, voids that did not cause problems in the previous process increase in shot.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a substrate processing apparatus and a substrate processing method for efficiently processing a substrate.
또한, 본 발명은 기판을 효율적으로 열처리 할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention also provides a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of efficiently heat-treating a substrate.
또한, 본 발명은 기판의 상부 물질 내측에 형성된 빈 공간을 제거할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention also provides a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of removing voids formed inside the upper material of the substrate.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하우징; 상기 하우징의 내측에 위치되어 기판을 지지하는 지지 부재; 공정 처리 중 상기 기판의 외측 둘레를 덮는 에지 마스크; 및 상기 기판으로 상기 기판의 상부를 녹이기 위한 레이저를 조사하는 레이저 조사기를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, A support member positioned inside the housing to support the substrate; An edge mask covering an outer periphery of the substrate during processing; And a laser irradiator for irradiating a laser for melting the upper portion of the substrate with the substrate.
또한, 상기 에지 마스크를 상하로 구동시키는 동력을 제공하는 구동기; 및 상기 구동기와 상기 에지 마스크를 연결하는 구동 로드를 더 포함할 수 있다.A driver that provides power to drive the edge mask up and down; And a driving rod connecting the driver and the edge mask.
또한, 상기 레이저 조사기는 상기 하우징의 상벽에서 위쪽으로 설정 거리 이격되어, 상기 하우징의 외부에 위치되고, 상기 하우징의 상벽은 레이저 투과성 소재로 제공될 수 있다.In addition, the laser irradiator may be located outside the housing at a predetermined distance upward from the upper wall of the housing, and the upper wall of the housing may be provided with a laser-transmissive material.
또한, 상기 레이저 조사기가 조사하는 상기 레이저는 상기 기판의 지름 이상의 길이를 가질 수 있다.Further, the laser irradiated by the laser irradiator may have a length longer than the diameter of the substrate.
또한, 상기 레이저 조사기는 240nm 내지 550nm의 파장의 멜팅 레이저를 조사하는 멜팅 레이저 조사기를 포함할 수 있다.In addition, the laser irradiator may include a melting laser irradiator for irradiating a melting laser beam having a wavelength of 240 nm to 550 nm.
또한, 상기 멜팅 레이저는 10μm 내지 100 μm의 폭을 가질 수 있다.In addition, the above-mentioned melting laser may have a width of 10 mu m to 100 mu m.
또한, 상기 레이저 조사기는 상기 멜팅 레이저에 의한 상기 기판의 가열 온도보다 낮은 온도로 상기 기판을 예열하기 위한 예열 레이저를 조사하는 예열 레이저 조사기를 더 포함할 수 있다.The laser irradiator may further include a preheating laser irradiator for irradiating a preheating laser to preheat the substrate to a temperature lower than a heating temperature of the substrate by the melting laser.
또한, 상기 예열 레이저는 300nm 내지 1100nm의 파장 및 101μm 내지 1000 μm의 폭을 가질 수 있다.The preheating laser may have a wavelength of 300 to 1100 nm and a width of 101 to 1000 m.
또한, 상기 멜팅 레이저 조사기는, 상기 예열 레이저가 조사되는 영역으로 상기 멜팅 레이저를 조사할 수 있다.Further, the above-mentioned melting laser irradiator can irradiate the above-mentioned melting laser to the region irradiated with the preheating laser.
또한, 상기 멜팅 레이저 조사기는, 상기 예열 레이저의 이동 방향을 기준으로 상기 예열 레이저의 뒤쪽에 상기 예열 레이저와 설정 거리 이격되게 상기 멜팅 레이저를 조사할 수 있다.Also, the melting laser irradiator may irradiate the melting laser to the rear side of the preheating laser based on the moving direction of the preheating laser so as to be spaced apart from the preheating laser by a predetermined distance.
또한, 상기 하우징에는 환기 가스 공급을 위한 공급홀 및 상기 하우징의 내부를 배기하기 위한 배기홀이 형성될 수 있다.In addition, the housing may be provided with a supply hole for supplying a ventilation gas and an exhaust hole for exhausting the inside of the housing.
또한, 상기 공급홀 및 상기 배기홀은 서로 마주보도록 상기 하우징의 측벽에 위치될 수 있다.Further, the supply hole and the exhaust hole may be located on the side wall of the housing so as to face each other.
또한, 상기 에지 마스크에는 상기 기판의 외측 둘레를 가열하는 에지 히터가 제공될 수 있다.In addition, the edge mask may be provided with an edge heater for heating the outer periphery of the substrate.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 외측 둘레가 에지 마스크로 덮인 상태의 기판을 제공하는 단계; 상기 기판의 일측 단부로 레이저를 조사하는 단계; 상기 레이저를 상기 기판의 일측 단부에서 타측 단부로 이동시키는 단계를 포함하는 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: providing a substrate with an outer perimeter covered by an edge mask; Irradiating a laser to one end of the substrate; And moving the laser from one end to the other end of the substrate.
또한, 상기 레이저는 240nm 내지 550nm의 파장의 멜팅 레이저를 포함할 수 있다.In addition, the laser may include a melting laser having a wavelength of 240 nm to 550 nm.
또한, 상기 레이저는 300nm 내지 1100nm의 파장을 가지고, 상기 멜팅 레이저에 의한 상기 기판의 가열 온도 보다 낮은 온도로 상기 기판을 예열하는 예열 레이저를 더 포함할 수 있다.The laser may further include a preheating laser having a wavelength of 300 nm to 1100 nm and preheating the substrate to a temperature lower than the heating temperature of the substrate by the melting laser.
또한, 상기 멜팅 레이저는 상기 예열 레이저가 조사된 영역에 조사될 수 있다.Further, the above-mentioned melting laser can be irradiated to the region irradiated with the preheating laser.
또한, 상기 멜팅 레이저는 상기 레이저의 이동 방향을 기준으로 상기 예열 레이저의 뒤쪽에 설정 거리 이격되어 조사될 수 있다.Further, the melting laser may be irradiated at a predetermined distance behind the preheating laser with respect to the moving direction of the laser.
또한, 상기 에지 마스크는 상기 기판이 상기 하우징으로 반입된 후 상기 기판의 외측 둘레에 위치될 수 있다.The edge mask may also be located on the outer periphery of the substrate after the substrate has been carried into the housing.
또한, 상기 에지 마스크는 상기 기판의 외측 둘레에 위치된 상태로 상기 기판과 함께 상기 하우징으로 반입될 수 있다.In addition, the edge mask may be brought into the housing together with the substrate while being positioned around the outer periphery of the substrate.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 기판의 외측 영역을 에지 마스크로 덮은 상태에서 상기 기판에 레이저를 조사하여 상기 기판 상의 표면을 녹여 상기 기판의 상부에 있는 심 또는 공극을 제거하는 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate processing method for irradiating a laser to a substrate while covering an outer region of the substrate with an edge mask to melt a surface on the substrate to remove a core or void on the substrate Can be provided.
또한, 상기 레이저는 상기 기판의 지름 이상의 길이로 기판에 조사될 수 있다.Further, the laser may be irradiated on the substrate with a length longer than the diameter of the substrate.
또한, 상기 레이저는 상기 기판의 일단에서 조사가 개시된 후 상기 기판의 타단으로 이동될 수 있다.In addition, the laser may be moved to the other end of the substrate after irradiation is started at one end of the substrate.
또한, 상기 에지 마스크는 공정 처리 중 상기 기판의 외측 둘레를 가열할 수 있다.The edge mask may also heat the outer perimeter of the substrate during processing.
또한, 상기 기판에 상기 레이저를 조사하는 것은 상기 기판을 예열하는 예열 레이저를 조사하고, 이후 상기 예열 레이저가 조사된 상기 기판 상의 영역에 상기 기판의 표면을 녹이는 멜팅 레이저를 조사할 수 있다.In addition, irradiating the substrate with the laser can irradiate a preheating laser to preheat the substrate, and thereafter irradiate a melting laser to melt the surface of the substrate on an area on the substrate irradiated with the preheating laser.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a substrate processing apparatus and a substrate processing method that can efficiently process a substrate can be provided.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 열처리 할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of efficiently heat-treating a substrate can be provided.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판의 상부 물질 내측에 형성된 빈 공간을 제거할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of removing an empty space formed inside the upper material of the substrate.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 지지 부재에 제공된 가열부를 내는 도면이다.
도 3은 기판에 레이저가 조사되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 레이저가 조사된 영역의 확대도이다.
도 5는 다른 예에 따라 레이저가 조사되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 공정 처리될 기판의 상부를 나타내는 도면이다.
도 7은 공정 처리 중의 기판을 나타내는 도면이다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a drawing showing a heating part provided in a support member. Fig.
3 is a view showing a state in which the substrate is irradiated with a laser.
4 is an enlarged view of a region irradiated with a laser.
5 is a view showing a state in which a laser is irradiated according to another example.
6 is a top view of the substrate to be processed.
Fig. 7 is a view showing a substrate during processing. Fig.
8 is a view showing a substrate processing apparatus according to another embodiment.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Thus, the shape of the elements in the figures has been exaggerated to emphasize a clearer description.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 하우징(100), 지지 부재(200), 레이저 조사기(300) 및 에지 마스크(400)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the
하우징(100)은 공정 처리를 위해 기판(도 3의 W)이 수용되는 공간을 제공한다. 하우징(100)은 내측에 설정 체적을 갖는 공간을 형성한다. 하우징(100)에는 공급홀(121) 및 배기홀(131)이 형성될 수 있다. 공급홀(121)은 하우징(100)의 측벽에 형성될 수 있다. 공급홀(121)은 공급 라인(122)을 통해 기체공급기(123)에 연결된다. 기체공급기(123)는 공급 라인(122)을 통해 하우징(100)의 내측으로 환기 가스를 공급한다. 환기 가스는 질소, 아르곤 등과 같은 불활성 가스일 수 있다. 하우징(100)의 상벽(110)은 레이저를 투과성 소재로 제공된다. 일 예로, 하우징(100)의 상벽(110)은 쿼츠(quartz, 석영)로 제공될 수 있다.The
배기홀(131)은 하우징(100)의 측벽에 형성될 수 있다. 배기홀(131)은 배기 라인(132)을 통해 펌프 등과 같은 배기 장치(133)에 연결된다. 배기홀(131)은 하우징(100) 내측의 공정 부산물, 환기 가스 등을 외부로 배기한다. 배기홀(131)은 공급홀(121)과 마주보는 면에, 공급홀(121)의 높이와 대응되는 높이로 형성될 수 있다. 따라서, 공급홀(121)이 환기 가스를 공급하면서, 배기홀(131)을 통해 배기가 이루어 지면, 하우징(100)의 내측에는 횡 방향으로 기류가 형성되고, 기류의 단부에서 배기가 이루어 질 수 있다.The
지지 부재(200)는 하우징(100)의 내측에 형성된 공간에 위치되어, 공정 처리될 기판(W)을 지지한다.The
레이저 조사기(300)는 기판(W)으로 레이저를 조사한다. 레이저 조사기(300)는 하우징(100)의 외부에 위치될 수 있다. 레이저 조사기(300)는 하우징(100)의 상벽(110)에서 위쪽으로 설정 거리 이격되어 위치될 수 있다.The
레이저 조사기(300)는 멜팅(melting) 레이저 조사기(310)를 포함한다.The
멜팅 레이저 조사기(310)는 설정 대역의 파장을 갖는 레이저를 조사한다.The
레이저 조사기(300)는 예열(pre-heating) 레이저 조사기(320)를 더 포함할 수 있다. 예열 레이저 조사기(320)는 설정 대역의 파장을 갖는 레이저를 조사한다. 예열 레이저 조사기(320)는 멜팅 레이저 조사기(310)와 상이한 대역이 레이저를 조사할 수 있다. 레이저가 기판(W)의 외측 둘레에 조사되면, 기판(W)의 외측 둘레가 깨어지는 등의 손상이 발생된다.The
에지 마스크(400)는 링 형상으로 제공되어, 공정 처리시 기판(W)의 외측 둘레를 덮도록 제공된다. 따라서, 레이저 조사기(300)에서 조사된 레이저가 기판(W)의 외측에 조사되는 것을 방지한다. 에지 마스크(400)는 조사되는 레이저를 견딜 수 있도록 내열성 소재로 제공된 수 있다. 일 예로, 에지 마스크(400)는 세라믹, 세라믹-금속 혼합 소재 등으로 제공될 수 있다. 에지 마스크(400)에는 에지 히터(도 3의 401)가 제공될 수 있다. 에지 히터(401)는 링 모양으로 제공되어, 에지 마스크(400)의 내측에 삽입되는 형태로 제공될 수 있다. 에지 히터(401)는 도체로 제공되어, 저항열에 의해 가열 되도록 제공될 수 있다. 에지 히터(401)는 공정 처리 중, 에지 마스크(400)에 의해 레이저가 차단된 부분을 가열할 수 있다.The
에지 마스크(400)는 공정 처리 중에는 기판(W)의 외측 둘레를 덮고, 이 후 기판(W)에서 분리 가능하게 제공된다. 일 예로, 에지 마스크(400)는 하우징(100)의 내측에 승강 가능하게 제공된다. 하우징(100)의 내측에는 에지 마스크(400) 승강을 위한 구동기(420)가 제공될 수 있다. 에지 마스크(400)는 구동 로드(410)에 의해 구동기(420)에 연결될 수 있다. 따라서, 구동기(420)가 구동 로드(410)를 상하로 이동시킴에 따라 에지 마스크(400)는 상하로 이동 될 수 있어, 에지 마스크(400)는 공정 처리 중 기판(W)의 외측 둘레를 덮고, 기판(W)의 반입 및 반출 시에는 지지 부재(200)의 상면에서 위쪽으로 이동될 수 있다.The
도 2는 지지 부재에 제공된 가열부를 내는 도면이다.Fig. 2 is a drawing showing a heating part provided in a support member. Fig.
도 2를 참조하면, 지지 부재(200)에는 가열부(210)가 제공될 수 있다.Referring to FIG. 2, the
가열부(210)는 공정 처리시 기판(W)을 가열한다. 가열부(210)는 지지 부재(200)의 상면에서 아래쪽으로 설정 거리 이격되어 지지 부재(200)의 내측에 위치되거나, 지지 부재(200)의 상면에 위치될 수 있다.The
가열부(210)는 지지 부재(200)의 중심에서 외측 방향을 따라 2개 이상으로 구획되어 제공될 수 있다. 지지 부재(200)의 중앙 영역에 위치되는 가열부(210)는 원형, 원주 모양, 서로 설정 거리 이격된 아크 모양 등으로 제공될 수 있다. 또한, 지지 부재(200)의 중앙 영역과 외측 사이에 위치되는 가열부(210)는 링 형상으로 제공되거나, 도면에 예시된 바와 같이 서로 설정 거리 이격된 아크 형상으로 제공될 수 있다. 가열부(210)는 영역별로 상이한 온도로 기판(W)을 가열할 수 있다. 예를 들어, 가열부(210)는 지지 부재(200)의 중심 영역에서 외측 방향으로 위치에 따라 각각 독립적으로 가열 온도가 조절되어, 지지 부재(200)의 영역별로 상이하게 기판(W)을 가열할 수 있다.The
도 3은 기판에 레이저가 조사되는 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는 레이저가 조사된 영역의 확대도이다.Fig. 3 is a view showing a state in which a laser is irradiated to a substrate, and Fig. 4 is an enlarged view of a region irradiated with a laser.
도 3을 참조하면, 기판(W)이 하우징(100)으로 반입된 후, 기판(W)의 외측 둘레가 에지 마스크(400)에 덮이면, 레이저 조사기(300)는 기판(W)으로 레이저를 조사한다.3, when the outer periphery of the substrate W is covered with the
멜팅 레이저 조사기(310)는 기판(W)의 상면을 녹이기 위한 멜팅 레이저(L1)를 조사한다. 기판(W)에서 멜팅 레이저(L1)가 조사되는 부분은 1400°이상으로 승온될 수 있다. 멜팅 레이저(L1)는 설정 길이를 갖는 선형으로 제공된다. 멜팅 레이저(L1)는 기판(W)의 일측 단부에 조사된 후, 설정 속력을 가지고 타측 단부로 이동된다. 멜팅 레이저 조사기(310)는 조사된 멜팅 레이저(L1)가 기판(W)의 일측 단부에서 타측 단부에 이르도록 할 수 있다. 일 예로, 공정 처리될 기판(W)이 300mm의 지름을 갖는 경우, 멜팅 레이저 조사기(310)는 멜팅 레이저(L1)가 300mm이상의 길이를 가지고, 멜팅 레이저(L1)의 길이 방향 전체에 걸쳐 기판에 조사되게 할 수 있다. 멜팅 레이저(L1)는 기판(W)에서의 흡수도 및 공정 처리 효율을 위해 설정 대역의 파장을 가질 수 있다. 일 예로, 멜팅 레이저(L1)는 기판(W)에서의 흡수도 및 기판(W) 표면의 멜팅을 위해 240nm 내지 550nm의 파장을 가질 수 있다. 멜팅 레이저(L1)는 기판(W)의 표면에서의 단위 면적당의 에너지 밀도 조절을 위해 설정 폭(W1)으로 조절될 수 있다. 일 예로, 멜팅 레이저(L1)는 10μm 내지 100μm의 폭(W1)을 갖도록 제공되어, 설정 시간 기판(W)에 조사될 때 기판(W)의 표면을 녹이기에 충분한 에너지를 기판(W)에 제공할 수 있다. 멜팅 레이저 조사기(310)는 멜팅 레이저(L1)가 설정 속력으로 기판(W)의 일측 단부에서 타측 단부로 이동되면서 조사되도록 한다. 따라서, 멜팅 레이저(L1)가 기판(W)의 일측 단부에서 타측 단부로 1회 이동되면, 멜팅 레이저(L1)는 기판(W) 상면 전체에 걸쳐 조사될 수 있다.The melting laser irradiator (310) irradiates a melting laser (L1) for melting the upper surface of the substrate (W). The portion irradiated with the melting laser L1 on the substrate W can be heated to 1400 DEG or more. The melting laser L1 is provided in a linear form with a set length. The melting laser L1 is irradiated to one end of the substrate W and then moved to the other end with a predetermined speed. The
예열 레이저 조사기(320)는 기판(W)의 상면을 예열하기 위한 예열 레이저(L2)를 조사한다. 멜팅 레이저(L1)는 기판(W)의 상면을 녹이기 위해 높은 에너지를 가짐에 따라, 예열 없이 멜팅 레이저(L1)가 기판(W)에 조사되면 열응력(thermal stress)에 의해 기판(W)이 손상될 있다. 또한, 기판(W)에 형성되는 회로 또는 패턴이 미세화됨에 따라 기판(W)의 손상을 야기하는 열응력의 크기는 작아진다. 예열 레이저(L2)는 기판(W)을 멜팅 레이저(L2)에 의한 가열 온도 보다 낮은 온도로 예열하여, 멜팅 레이저(L1)가 조사될 때 기판(W)에 발생되는 열응력을 낮춘다.The preheating
예열 레이저(L2)는 설정 길이를 갖는 선형으로 제공된다. 예열 레이저(L2)는 기판(W)의 일측 단부에 조사된 후, 설정 속력을 가지고 타측 단부로 이동된다. 예열 레이저 조사기(320)는 조사된 예열 레이저(L2)가 기판(W)의 일측 단부에서 타측 단부에 이르도록 할 수 있다. 일 예로, 공정 처리될 기판(W)이 300mm의 지름을 갖는 경우, 예열 레이저 조사기(320)는 예열 레이저(L2)가 300mm이상의 길이를 가지고, 예열 레이저(L2)의 길이 방향 전체에 걸쳐 기판에 조사되게 할 수 있다. 예열 레이저(L2)는 기판(W)에서의 흡수도 및 공정 처리 효율을 위해 설정 대역의 파장을 가질 수 있다. 일 예로, 예열 레이저(L2)는 기판(W)에서의 흡수도 및 기판(W) 표면을 발생되는 열응력이 낮은 상태로 예열하기 위해 300nm 내지 1100nm의 파장을 가질 수 있다. 또한, 보다 바람직 하게, 예열 레이저(L2)는 400nm 내지 850nm의 파장을 가질 수 있다. 예열 레이저(L2)는 기판(W)의 표면에서의 단위 면적당의 에너지 밀도 조절을 위해 설정 폭(W2)으로 조절될 수 있다. 예열 레이저(L2)는 멜팅 레이저(L1)보다 폭이 크게 제공될 수 있다. 일 예로, 예열 레이저(L2)는 101μm 내지 1000 μm의 폭(W2)을 갖도록 제공되어, 설정 시간 기판(W)에 조사될 때 발생되는 열응력이 낮은 상태로 기판(W)을 예열하기에 충분한 에너지를 기판(W)에 제공할 수 있다. 예열 레이저 조사기(320)는 예열 레이저(L2)가 설정 속력으로 기판(W)의 일측 단부에서 타측 단부로 이동되면서 조사되도록 한다. 따라서, 예열 레이저(L2)가 기판(W)의 일측 단부에서 타측 단부로 1회 이동되면, 예열 레이저(L2)는 기판(W) 상면 전체에 걸쳐 조사될 수 있다.The preheating laser L2 is provided in a linear form with a set length. The preheating laser L2 is irradiated to one end of the substrate W and then moved to the other end with a set speed. The preheating
기판(W)에 조사된 멜팅 레이저(L1)와 예열 레이저(L2)는, 기판(W)의 예열 및 기판(W)의 멜팅이 효과적으로 이루어 지고, 예열 후 멜팅 시 발생되는 열응력을 줄이기 위치 설정 위치관계를 가질 수 있다. 일 예로, 멜팅 레이저(L1)는 예열 레이저(L2)가 조사된 영역에 포함되는 형태로 조사될 수 있다. 멜팅 레이저(L1)의 이동 속도와 예열 레이저(L2)의 이동 속도는 동일하게 제공될 수 있다. 그리고, 레이저의 이동 방향을 향해, 멜팅 레이저(L1)의 전방에 예열 레이저(L2)가 조사된 영역이 형성될 수 있다.The melting laser L1 and the preheating laser L2 irradiated on the substrate W effectively perform the preheating of the substrate W and the melting of the substrate W and the positioning of the substrate W to reduce thermal stress Position relationship. In one example, the melting laser L1 may be irradiated in a form that the preheating laser L2 is included in the irradiated area. The moving speed of the melting laser L1 and the moving speed of the preheating laser L2 can be provided equally. A region irradiated with the preheating laser L2 is formed in front of the melting laser L1 toward the moving direction of the laser.
도 5는 다른 예에 따라 레이저가 조사되는 상태를 나타내는 도면이다.5 is a view showing a state in which a laser is irradiated according to another example.
도 5를 참조하면, 레이저의 이동 방향을 기준으로, 멜팅 레이저(L1)는 설정 거리(d1) 이격되어 예열 레이저(L2)의 뒤쪽에 위치될 수 있다. 따라서, 멜팅 레이저(L1)는 예열 레이저(L2)에 의해 예열된 영역에 조사될 수 있다. 멜팅 레이저(L1)의 이동 속도와 예열 레이저(L2)의 이동 속도는 동일하게 제공될 수 있다. 따라서, 멜팅 레이저(L1)는 예열 레이저(L2)와 이격 거리(d1)가 유지되어, 예열 레이저(L2)가 조사된 후 설정 시간 내에 조사될 수 있다.Referring to FIG. 5, the melting laser L1 may be positioned behind the preheating laser L2 with a predetermined distance d1, based on the moving direction of the laser. Therefore, the melting laser L1 can be irradiated to the preheated region by the preheating laser L2. The moving speed of the melting laser L1 and the moving speed of the preheating laser L2 can be provided equally. Therefore, the melting laser L1 can be irradiated within the set time after the preheating laser L2 is irradiated with the distance d1 kept apart from the preheating laser L2.
도 6은 공정 처리될 기판의 상부를 나타내는 도면이고, 도 7은 공정 처리 중의 기판을 나타내는 도면이다.Figure 6 is a top view of the substrate to be processed, and Figure 7 is a view of the substrate during the process.
도 6 및 도 7을 참조하면, 기판(W)에는 설정 깊이를 갖는 트랜치(T)가 형성된 상태일 수 있다. 이 같은 트랜치(T)는 반도체 공정에서 컨택 홀(contact hole)로 제공될 수 있다. 이후, 기판(W)의 상면에는 폴리 실리콘(P)이 증착되어 트랜치(T)를 메울 수 있다. 증착된 폴리 실리콘(P)의 내측에는 상하 방향으로 긴 심(seam) 또는 원형의 공극(void) 모양으로 빈 공간이 발생된다. 이후 폴리 실리콘(P)의 위쪽에 게이트 전극이 형성되면, 빈 공간으로 인해 쇼트가 발생될 수 있다. 따라서, 기판(W)의 상면에서 설정 깊이에 걸쳐 존재하는 빈 공간은 제거 되어야 한다. 본 발명의 일 실시 예에 따라 기판(W)의 상면에 레이저가 조사되면, 기판(W)의 상부가 녹으면서 이 같은 빈 공간이 제거된다.6 and 7, the substrate W may be formed with a trench T having a predetermined depth. Such a trench T may be provided as a contact hole in a semiconductor process. Then, polysilicon P is deposited on the upper surface of the substrate W to fill the trench T. An empty space is formed inside the deposited polysilicon (P) in the form of a long seam or a circular void in the vertical direction. Thereafter, when the gate electrode is formed on the polysilicon P, a short circuit may occur due to the vacant space. Therefore, the void space existing over the set depth on the upper surface of the substrate W must be removed. According to an embodiment of the present invention, when a laser beam is irradiated onto the upper surface of the substrate W, the upper space of the substrate W is melted and the void space is removed.
도 8은 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.8 is a view showing a substrate processing apparatus according to another embodiment.
도 8을 참조하면, 기판 처리 장치(11)는 하우징(100a), 지지 부재(200a) 및 레이저 조사기(310a, 320a)를 포함한다.Referring to FIG. 8, the
하우징(100a), 지지 부재(200a) 및 멜팅 레이저 조사기(310a)와 예열 레이저 조사기(320a)를 포함하는 레이저 조사기(310a, 320a)의 구성 및 동작은 도 1의 기판 처리 장치(10)와 동일 또는 유사하므로 반복된 설명은 생략한다.The configuration and operation of the
에지 마스크(400a)는 기판(W)의 외측 둘레에 위치된 상태로, 기판(W)과 함께 핸드(h)에 의해 하우징(100a)의 내부로 반입될 수 있다. 그리고 레이저에 의한 기판(W)의 처리가 완료되면, 에지 마스크(400a)는 기판(W)과 함께 외부로 반출될 수 있다. 기판(W)이 레이저에 의해 처리되는 공정은 도 1의 기판 처리 장치(10)와 동일 또는 유사하므로 반복된 설명은 생략한다.The
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the foregoing is intended to illustrate and explain the preferred embodiments of the present invention, and the present invention may be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, it is possible to make changes or modifications within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, within the scope of the disclosure, and / or within the skill and knowledge of the art. The embodiments described herein are intended to illustrate the best mode for implementing the technical idea of the present invention and various modifications required for specific applications and uses of the present invention are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. It is also to be understood that the appended claims are intended to cover such other embodiments.
100: 하우징 121: 공급홀
131: 배기홀 200: 지지 부재
300: 레이저 조사기 400: 에지 마스크100: housing 121: supply hole
131: exhaust hole 200: support member
300: laser irradiator 400: edge mask
Claims (25)
상기 하우징의 내측에 위치되어 기판을 지지하는 지지 부재;
공정 처리 중 상기 기판의 외측 둘레를 덮는 에지 마스크; 및
상기 기판으로 상기 기판의 상부를 녹여 상기 기판의 상부에 있는 심 또는 공극을 제거하기 위한 위한 레이저를 조사하는 레이저 조사기를 포함하고,
상기 에지 마스크는 상기 레이저 조사기에서 조사된 상기 레이저가 상기 기판의 외측에 조사되는 것을 방지하고,
상기 에지 마스크에는 에지 히터가 제공되고,
상기 에지 히터는,
상기 레이저의 조사가 방지된 상기 기판의 상면 가장자리 영역을 가열하는 기판 처리 장치.housing;
A support member positioned inside the housing to support the substrate;
An edge mask covering an outer periphery of the substrate during processing; And
And a laser irradiator for dissolving an upper portion of the substrate with the substrate to irradiate a laser for removing a pore or void on the substrate,
Wherein the edge mask prevents the laser irradiated by the laser irradiator from being irradiated to the outside of the substrate,
The edge mask is provided with an edge heater,
Wherein the edge heater comprises:
Thereby heating the upper surface edge region of the substrate which is prevented from being irradiated with the laser.
상기 에지 마스크를 상하로 구동시키는 동력을 제공하는 구동기; 및
상기 구동기와 상기 에지 마스크를 연결하는 구동 로드를 더 포함하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
A driver that provides power to drive the edge mask up and down; And
Further comprising a drive rod connecting the driver and the edge mask.
상기 레이저 조사기는 상기 하우징의 상벽에서 위쪽으로 설정 거리 이격되어, 상기 하우징의 외부에 위치되고,
상기 하우징의 상벽은 레이저 투과성 소재로 제공되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the laser irradiator is located outside the housing, the laser irradiator being spaced upward from the upper wall of the housing,
Wherein the upper wall of the housing is provided as a laser-transmissive material.
상기 레이저 조사기가 조사하는 상기 레이저는 상기 기판의 지름 이상의 길이를 갖는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the laser irradiated by the laser irradiator has a length longer than a diameter of the substrate.
상기 레이저 조사기는 240nm 내지 550nm의 파장의 멜팅 레이저를 조사하는 멜팅 레이저 조사기를 포함하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the laser irradiator comprises a melting laser irradiator for irradiating a melting laser having a wavelength of 240 nm to 550 nm.
상기 멜팅 레이저는 10μm 내지 100μm의 폭을 갖는 기판 처리 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the melting laser has a width of 10 mu m to 100 mu m.
상기 레이저 조사기는 상기 멜팅 레이저에 의한 상기 기판의 가열 온도보다 낮은 온도로 상기 기판을 예열하기 위한 예열 레이저를 조사하는 예열 레이저 조사기를 더 포함하는 기판 처리 장치.The method according to claim 5 or 6,
Wherein the laser irradiator further comprises a preheating laser irradiator for irradiating a preheating laser to preheat the substrate to a temperature lower than a heating temperature of the substrate by the melting laser.
상기 예열 레이저는 300nm 내지 1100nm의 파장 및 101μm 내지 1000 μm의 폭을 갖는 기판 처리 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the preheating laser has a wavelength of 300 nm to 1100 nm and a width of 101 [mu] m to 1000 [mu] m.
상기 멜팅 레이저 조사기는, 상기 예열 레이저가 조사되는 영역으로 상기 멜팅 레이저를 조사하는 기판 처리 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the melting laser beam irradiates the melting laser to a region irradiated with the preheating laser.
상기 멜팅 레이저 조사기는, 상기 예열 레이저의 이동 방향을 기준으로 상기 예열 레이저의 뒤쪽에 상기 예열 레이저와 설정 거리 이격되게 상기 멜팅 레이저를 조사하는 기판 처리 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the melting laser irradiator irradiates the melting laser to a back side of the preheating laser based on a moving direction of the preheating laser so as to be spaced apart from the preheating laser by a predetermined distance.
상기 하우징에는 환기 가스 공급을 위한 공급홀 및 상기 하우징의 내부를 배기하기 위한 배기홀이 형성되는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the housing is provided with a supply hole for supplying a ventilation gas and an exhaust hole for exhausting the inside of the housing.
상기 공급홀 및 상기 배기홀은 서로 마주보도록 상기 하우징의 측벽에 위치되는 기판 처리 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the supply hole and the exhaust hole are located on a side wall of the housing so as to face each other.
상기 기판의 일측 단부로 레이저를 조사하는 단계;
상기 레이저를 상기 기판의 일측 단부에서 타측 단부로 이동시키는 단계를 포함하고,
상기 에지 마스크는 상기 레이저가 상기 기판의 외측에 조사되는 것을 방지하고,
상기 레이저는 상기 기판 상의 표면을 녹여 상기 기판의 상부에 있는 심 또는 공극을 제거하고,
상기 에지 마스크는 공정 처리 중 상기 레이저의 조사가 방지된 상기 기판의 상면 가장자리 영역을 가열하는 기판 처리 방법.Providing a substrate having an outer perimeter covered by an edge mask;
Irradiating a laser to one end of the substrate;
And moving the laser from one end to the other end of the substrate,
The edge mask prevents the laser from being irradiated to the outside of the substrate,
Wherein the laser melts a surface on the substrate to remove seams or voids on the substrate,
Wherein the edge mask heats an upper edge region of the substrate that is prevented from being irradiated with the laser during processing.
상기 레이저는 240nm 내지 550nm의 파장의 멜팅 레이저를 포함하는 기판 처리 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the laser comprises a melting laser with a wavelength between 240 nm and 550 nm.
상기 레이저는 300nm 내지 1100nm의 파장을 가지고, 상기 멜팅 레이저에 의한 상기 기판의 가열 온도 보다 낮은 온도로 상기 기판을 예열하는 예열 레이저를 더 포함하는 기판 처리 방법.16. The method of claim 15,
Wherein the laser has a wavelength of 300 nm to 1100 nm and further comprises a preheating laser to preheat the substrate to a temperature below the heating temperature of the substrate by the melting laser.
상기 멜팅 레이저는 상기 예열 레이저가 조사된 영역에 조사되는 기판 처리 방법.17. The method of claim 16,
Wherein the melting laser is irradiated to a region irradiated with the preheating laser.
상기 멜팅 레이저는 상기 레이저의 이동 방향을 기준으로 상기 예열 레이저의 뒤쪽에 설정 거리 이격되어 조사되는 기판 처리 방법.17. The method of claim 16,
Wherein the melting laser is irradiated with a predetermined distance behind the preheating laser with respect to a moving direction of the laser.
상기 에지 마스크는 상기 기판이 하우징으로 반입된 후 상기 기판의 외측 둘레에 위치되고,
상기 하우징은 공정 처리를 위해 상기 기판이 수용되는 공간을 제공하는 기판 처리 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the edge mask is located on an outer periphery of the substrate after the substrate is carried into the housing,
Wherein the housing provides a space in which the substrate is received for processing.
상기 에지 마스크는 상기 기판의 외측 둘레에 위치된 상태로 상기 기판과 함께 하우징으로 반입되고,
상기 하우징은 공정 처리를 위해 상기 기판이 수용되는 공간을 제공하는 기판 처리 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the edge mask is carried into the housing together with the substrate while being positioned on the outer periphery of the substrate,
Wherein the housing provides a space in which the substrate is received for processing.
상기 기판의 외측 영역을 에지 마스크로 덮은 상태에서 상기 기판에 레이저를 조사하여 상기 기판 상의 표면을 녹여 상기 기판의 상부에 있는 심 또는 공극을 제거하고,
상기 에지 마스크는 상기 레이저가 상기 기판의 외측에 조사되는 것을 방지하고,
상기 에지 마스크는 공정 처리 중 상기 레이저의 조사가 방지된 상기 기판의 상면 가장자리 영역을 가열하는 기판 처리 방법.A method of processing a substrate,
Irradiating a laser beam onto the substrate while covering an outer region of the substrate with an edge mask to melt a surface of the substrate to remove a core or void on the substrate,
The edge mask prevents the laser from being irradiated to the outside of the substrate,
Wherein the edge mask heats an upper edge region of the substrate that is prevented from being irradiated with the laser during processing.
상기 레이저는 상기 기판의 지름 이상의 길이로 기판에 조사되는 기판 처리 방법.22. The method of claim 21,
Wherein the laser is irradiated to the substrate at a length equal to or greater than the diameter of the substrate.
상기 레이저는 상기 기판의 일단에서 조사가 개시된 후 상기 기판의 타단으로 이동되는 기판 처리 방법.22. The method of claim 21,
Wherein the laser is moved to the other end of the substrate after the irradiation is started at one end of the substrate.
상기 기판에 상기 레이저를 조사하는 것은 상기 기판을 예열하는 예열 레이저를 조사하고, 이후 상기 예열 레이저가 조사된 상기 기판 상의 영역에 상기 기판의 표면을 녹이는 멜팅 레이저를 조사하는 기판 처리 방법.22. The method of claim 21,
Wherein the step of irradiating the substrate with the laser irradiates a preheating laser for preheating the substrate and thereafter irradiating a melting laser for melting the surface of the substrate to an area on the substrate irradiated with the preheating laser.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020170061775A KR101962859B1 (en) | 2017-05-18 | 2017-05-18 | Substrate treating apparatus and substrate treating method |
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