KR100553256B1 - 반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼의 특정 부분만 열처리 할 수 있는 적외선 램프를 이용하여 한 장의 반도체 웨이퍼만을 이용하여 여러 가지 열처리 조건에 따른 웨이퍼의 물리적 특성을 평가할 수 있는 급속 열처리 장치에 관한 것으로 반도체 웨이퍼의 급속 열처리하는 급속열처리 장치에 있어서, 웨이퍼를 가열시키기 위한 공간을 형성하는 챔버와; 적외선 광선을 조사하는 열원부; 및 웨이퍼를 지지하면서 상하, 좌우, 전후로 이동 가능하며 회전 가능한 웨이퍼 지지대를 포함하는 반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치를 제공한다.
급속열처리, 웨이퍼, 물리적 특성, 적외선 램프

Description

반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치{Device for Heat Treatment of Semicondu ctor Wafer with Localized Focusing}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 국부열처리 장치를 나타내는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 국부열처리 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 국부열처리 장치의 적외선 램프를 나타내는 사시도이다.
본 발명은 반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼의 특정 부분만 열처리 할 수 있는 적외선 램프를 이용한 국부 열처리 장치에 관한 것이다.
반도체 공정에 있어서 열처리(thermal process)는 필수적인 과정이다. 반도체 제조공정 중에서 열처리가 반드시 필요한 공정으로는 오움믹 접촉 합금, 이온 주입 손상 어닐링(ion-implantation damage annealing), 불순물 활성화(dopant activation), TiN, TiSi2, CoSi2 형의 유리질 열처리 등이 있다.
열처리를 하기 위해서는 통상적인 박스로를 이용하여 웨이퍼를 고온으로 가열을 할 수 있으나 박스로는 온도를 상승하거나 하강시키는데 긴 시간(10℃/min)이 소요된다.
그러나, 텅스텐 할로겐 램프(Tungsten halogen lamp)에서 나오는 적외선 복사 광선(infrared radiation)을 이용하여 웨이퍼에 열을 전달하면 램프의 입력전력만을 조절하여 온도를 100℃/sec의 속도로 변화시킬 수 있다.
이러한 텅스텐 할로겐 램프를 이용하여 열처리를 하게 되면 피가열물의 온도 상승 및 하강하는데 불필요하게 소비되는 열 예산을 현저히 줄일 수 있다.
텅스텐 할로겐 램프를 이용한 열처리는 단일 웨이퍼 공정이어서 일괄 공정 박스로(full batch furnace)의 200-300개의 웨이퍼 처리량(throughput)보다 낮으나, 열처리 시간이 짧은 공정(<1 min.)은 텅스텐 할로겐 램프에 의한 열처리가 훨씬 저비용이 소요된다.
또한 열처리 공정 중 여러 가스들의 압력을 정확히 조절할 수 있어, 여러 온도대(multi-stage temperature)에서 복잡한 박막 증착을 함으로써 보다 우수한 고밀도 집적 회로의 제작을 가능케 한다.
이와 같이 텅스텐 할로겐 램프의 적외선 복사 광선을 이용하여 웨이퍼에 열을 전달하는 열처리 기술을 급속 열처리(RTP-rapid thermal process)라 한다.
지금까지 알려진 급속 열처리 장치는 통상 반도체 워이퍼를 1매 또는 다수 적층하여 사용하고 있다. 그러나 이러한 장치를 이용하여 열처리 할 경우 적외선 복사 광선이 조사되는 부분과 조사되지 않는 부분 사이에 온도가 불균일하게 되어 열처리 후 웨이퍼가 뒤틀린(warpage)다 든가, 박막 내부 구조에 슬립(slip) 등이 발생하여 재질상 편차가 발생하게 된다.
그리고 이러한 텅스텐 할로겐 램프로부터 방출되는 적외선 복사 광선에 의해서 웨이퍼에 열을 전달하기 때문에 웨이퍼의 광학적 특성이 복사 광선흡수에 가장 큰 영향을 미친다. 그러므로 웨이퍼에 증착된 박막의 두께나 광학특성에 따라 복사 광선의 흡수도가 상당히 다르기 때문에 박막에 따라 급속열처리 온도를 교정해야 한다.
패턴화된 웨이퍼는 박막의 두께와 광학 특성이 국부적으로 변화하기 때문에 웨이퍼 전체에 걸쳐서의 거칠기와 웨이퍼의 뒷면의 온도를 균일하게 유지하는 것도 간단한 문제가 아니다.
또한 웨이퍼 표면 구조나 광학 특성도 웨이퍼의 온도를 정확하게 측정하는데 큰 영향을 미친다.
이와 같이 급속열처리 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼를 열처리할 경우 열처리 방법과 웨이퍼의 재료적 특성 그리고 열처리 조건에 따라 열처리 후 웨이퍼의 물리적 특성이 달라진다. 따라서 현재 대부분의 반도체 업계에서는 급속열처리 조건에 따른 반도체 웨이퍼의 특성평가를 많이 행하고 있다.
일반적으로 이러한 열처리 조건에 따른 웨이퍼의 물리적 특성 평가는 하나의 웨이퍼를 대상으로 실시하고 있다.
그러나, 최근 들어 열처리 방법이 다양해짐에 따라 특성 평가를 위하여 사용 되는 시편의 수가 늘어날 수밖에 없다.
더욱이 급속열처리 장치는 조사되는 적외선 광선이 웨이퍼에 증착된 박막의 두께나 광학특성에 따라 열처리 효과가 매우 다르게 나타나므로 특성평가에 사용되는 웨이퍼 시편의 재질이 균일하여야만 한다. 그러나 이와 같이 동일한 물리적 특성을 갖는 시편을 다수 확보하는 것은 현실적으로 매우 어려운 문제이다.
또한 한 번 사용한 웨이퍼는 또 다시 사용할 수 없으므로 물리적 특성을 평가하기 위해 사용되는 시편의 수가 많아질수록 원자재비용은 상승할 수밖에 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 한 장의 반도체 웨이퍼만을 이용하여 여러 가지 열처리 조건에 따른 웨이퍼의 물리적 특성을 평가할 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 웨이퍼의 급속 열처리는, 반도체 웨이퍼의 급속 열처리하는 급속열처리 장치에 있어서, 웨이퍼를 가열시키기 위한 공간을 형성하는 챔버와; 적외선 광선을 조사하는 열원부; 및 웨이퍼를 지지하면서 상하, 좌우, 전후로 이동 가능하며 회전 가능한 웨이퍼 지지대를 포함하고,
이때, 상기 열원부는 적어도 하나 이상의 지지대에 의하여 상기 챔버에 고정되어 있고, 상기 열원부 내부에 적어도 하나 이상의 텅스텐 할로겐 램프가 다수 장착되어 있는 것을 그 특징으로 한다.
여기서 본 발명에서 사용한 챔버는 단열처리 되어 있고 사용 중 진공상태를 유지할 수 있도록 밀폐 되어있으며, 웨이퍼를 반 출입할 수 있는 도어가 설치되어 있다.
그리고 본 발명의 열원부의 내부 표면은 금과 같이 반사도가 높은 금속으로 도금되어 있다. 이러한 열원부에는 피가열체를 향하여 열을 집속시키는 열 방출구가 형성되어 있고, 열 방출구 둘레에는 복사열의 집속을 향상시키기 위하여 열실드가 형성되어 있다. 열원부의 열 방출구는 슬롯형, 스폿형 또는 여러 개의 스폿 형태가 일렬로 배열된 형태 중 어느 하나로 형성되어 있다.
또한 본 발명의 열원부와 지지대에는 냉각수 라인이 형성되어 있어서 작동중인 열원부를 냉각시키며, 이를 위하여 열원부 지지대에는 피가열체를 향한 불활성 가스 공급라인이 형성되어 있다.
본 발명의 웨이퍼 지지대에는 피 가열체를 진공 흡착할 수 있는 진공흡입관이 형성되어 있으며, 흑연, 스테인레스 강 또는 석영 중 어느 하나로 제작된다. 이러한 지지대의 상부 표면에는 장착되는 피가열체를 수용할 수 있는 적어도 하나 이상의 동심원 턱이 형성되어 있다.
그리고, 이러한 웨이퍼 지지대는 웨이퍼 지지대하부에 고정되어 웨이퍼 지지대를 회전시킬 수 있는 회전 수단이 장착된 지지축과; 웨이퍼 지지대하부에 고정되어 지지축을 회전 가능하게 고정하는 고정대와; 고정대의 하부에 고정되어 고정대를 전후 방향으로 이동시킬 수 있는 이동수단이 장착된 전후 이동대와; 전후 이동대 하부에 고정되어 전후 이동대를 좌우 방향으로 이동시킬 수 있는 이동수단이 장 착된 좌우 이동대; 및 좌우 이동대 하부에 고정되어 좌우 이동대를 상하로 이동시킬 수 있는 수단이 장착된 상하 지지축으로 구성되어 있다.
이하, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 국부 급속열처리 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 국부 급속열처리 장치는 도 1내지 도3에서와 같이 크게 웨이퍼를 가열시키기 위한 공간을 형성하는 챔버(10)와 적외선 광선을 조사하는 열원부(12) 그리고 웨이퍼를 지지하면서 상하, 좌우, 전후로 이동 가능한 웨이퍼 지지대(30)로 이루어진다.
본 발명의 챔버(10)는 단열처리 되어 있고 사용 중 진공상태를 유지할 수 있도록 밀폐 되어있으며, 내부적으로 금속오염을 차단할 수 있도록 설계되어 있다. 그리고 챔버(10)의 전면에는 웨이퍼를 반 출입할 수 있는 도어가 설치되어 있다.
본 발명의 열원부(12)는 가로 및 세로 지지대(20, 21)에 의하여 챔버에 고정되어 있다. 열원부(12) 내에는 텅스텐 할로겐 램프(14)가 다수 장착되며 이러한 램프의 배치 수는 웨이퍼에 전달되는 적절한 열처리 온도 즉, 700 - 1300℃를 고려하여 배치된다. 본 발명의 실시예에서는 5개 장착된 열원부를 제시한다. 또한 이러한 램프는 도3에서와 같이 12인치 웨이퍼를 조사할 수 있는 길이를 갖는 형광등 형태의 것을 사용할 수 도 있지만, 집어등 형태의 것을 여러개 배열하여 사용할 수도 있다. 열원부(12)의 내부 표면은 열반사 및 열 복사의 효율을 높이기 위하여 금과 같은 반사도가 높은 금속으로 도금되어 있다. 그리고 열원부(12)의 전체 형상은 복사된 열의 반사 각도를 고려하여 열 방출구(18) 쪽으로 빛이 집속 되도록 설계되 며, 도 3의 형태로도 제작될 수도 있지만 타원형으로 설계할 수도 있다.
열원부(12)의 열 방출구(18) 둘레에는 복사열의 집속을 향상시키기 위하여 열실드(16, heat shield)가 형성된다. 그리고 열원부의 열 방출구(18)는 도 3에서와 같이 슬롯형, 스폿형 그리고 여러 개의 스폿 형태가 일렬로 배열된 형태로 제작될 수 있지만, 열 방출구(18)의 형태는 이 밖에도 열처리 위치와 분포에 따라 다양한 형태로 제작될 수 있다. 한편 열 방출구(18)에는 열 집속 랜즈가 설치되어 열 집속 효율을 증가 시킬 수 있다.
열원부(12)를 지지하는 지지대(20) 및 지지대의 내부에는 냉각수 라인 (24,26)이 형성되어 있어서 작동중인 열원부를 냉각시킨다. 그리고 열원부(12)의 상부 및 측면에는 덮개가 형성되어 있어서 사용자의 시각을 보호하고 열이 누출되지 않도록 한다. 이러한 덮개에도 냉각수 라인이 형성되어 열원부가 과열되는 것을 방지한다. 열원부의 전원은 지지대 내부 또는 지지대 내부에 전원 공급라인을 형성하여 열원부에 전원을 공급한다.
또한 열원부를 지지하는 지지대(20) 내부에는 웨이퍼 지지대(30)를 향한 불활성 가스 공급라인(22)이 형성되어 있다. 공급되는 불활성 가스로는 길소 또는 아르곤 가스가 있으나 이하에서는 질소가스를 위주로 설명한다. 이러한 불활성 가스 공급라인을 통하여 공급되는 질소는 열처리가 끝난 웨이퍼를 급냉시키거나, 열처리 전에 챔버(10)내부를 퍼징(purging)하는 역할을 한다.
본 발명의 웨이퍼 지지대(30)는 피열처리물인 웨이퍼(34)를 지지하면서 전후, 좌우, 상하로 이동시키는 역할을 한다.
웨이퍼 지지대(30) 내부에는 진공흡입관(39)이 형성되어 있어서 그 상부에 장착된 웨이퍼(34)를 흡작하여 지지할 수 있게 한다. 이러한 웨이퍼 지지대는 흑연판으로 제작되며 필요에 따라 스테인레스 강 또는 석영으로 제작될 수 있다. 웨이퍼 지지대(30)의 상부에는 장착되는 웨이퍼의 직경 예를 들면 12인치, 8인치, 6인치, 5인치, 4인치 웨이퍼를 수용할 수 있도록 동심원 형태의 턱이 형성되어 있다.
웨이퍼 지지대(30)하부에는 지지축(36)이 고정되어 있고, 지지축(36) 원주면에는 기어박스가 설치되며 이 기어박스 내부에 모터(38)가 설치되어 있어서, 웨이퍼 지지대(30)를 회전시킬 수 있다.
그리고 웨이퍼 지지대(30) 하부에는 지지축을 회전 가능하게 고정하는 고정대(40)가 형성되어 있다. 고정대(40) 하부에는 전후 이동대(42)가 고정대(40) 하부에 일체로 고정된 가이드(44)를 매개로 전후 방향으로 이동 가능하게 고정되어 있으며 가이드(44)는 모터(46)에 의하여 구동된다.
전후 이동대(42) 하부에는 좌우 이동대(48)가 전후 이동대(42) 하부에 일체로 고정된 가이드(50)를 매개로 좌우 방향으로 이동 가능하게 고정되어 있으며, 가이드(50)는 모터 (52)에 의하여 구동된다.
또한 좌우 이동대(48) 하부에는 상하 지지축(56)이 고정되어 있어서 상하 구동수단(54)에 의하여 웨이퍼 지지대(30) 전체를 상하 방향으로 이동할 수 있게 한다.
한편, 챔버(10) 전면에는 절연커버(64)가 부착되어 있으며, 절연커버(64) 중앙에는 챔버 내부의 열처리 상황을 감시할 수 있는 투명창(62)이 부착되어 있다. 여기서 웨이퍼의 장입 및 탈착은 절연커버(64)를 여닫을 수 있는 회전수단을 설치하여 작업하거나 챔버 상부에 덮개를 형성하여 작업할 수 있다. 덮개를 설치할 경우 덮개에 인터록 장치를 설치하여 덮개를 열면 자동으로 열원부의 전원을 차단할 수 있도록 한다.
챔버(10) 전면 일측부에는 본 발명의 열처리 장치를 제어하는 컨트롤 패널이 설치된다. 이 컨트롤 패널에서 열원부의 전원 공급 및 차단, 냉각수와 질소의 공급 및 차단, 열원부의 전원의 공급 시간을 제어하는 타이머 그리고 웨이퍼 지지대의 3방향 이동 및 회전 등을 제어하게 된다. 그리고 웨이퍼 지지대 표면이자 웨이퍼와 접촉되는 위치에 열전대를 설치하여 가열중인 웨이퍼의 온도를 측정한다. 이러한 온도측정은 광 파이로매터를 이용하여 측정할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 국부 급속열처리 장치는 열원부가 고정되어 있고 웨이퍼 지지대(30)를 전후, 좌우, 상하 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성되어 있으나 본 발명은 반대로 열원부가 3 방향으로 이동가능하고 웨이퍼 지지대가 고정되거나 또는 열원부와 웨이퍼 지지대가 동시에 이동 가능한 것으로 해석될 수 있다.
다음으로, 상기한 바와 같은 급속열처리장치를 이용하여 웨이퍼를 급속열처리하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 챔버의 절연커버(64)를 열고 웨이퍼(34)를 웨이퍼 지지대(30) 놓은 다음 진공 펌프를 가동하여 웨이퍼를 진공 흡착한다.
웨이퍼 지지대(30)를 각각의 이동대를 전후, 좌우, 상하 3방향으로 조절하여 적절한 가열위치에 위치시킨다. 웨이퍼의 가열위치는 작동 램브의 수 그리고 웨이 퍼 지지대와 열 방출구 사이의 거리를 조절하여 결정한다.
질소 공급라인을 열어 챔버 내에 질소를 공급하여 챔버를 퍼징한다. 질소는 열처리 중에 계속적으로 공급하며, 이와 동시에 냉각수 라인을 작동시켜 열원부가 과열되지 않도록 조절한다.
챔버가 퍼징되고 난 후 열원부에 전원을 공급하여 웨이퍼를 가열시킨다. 가열 온도 범위는 700 - 1300℃ 이며, 열 조사 시간은 컨트롤 패널에 부착된 타이머를 제어하여 0.5초 단위로 가열한다. 웨이퍼 가열 중에는 질소 가스의 압력과 공급량 그리고 냉각수의 압력과 공급량 웨이퍼의 온도 등이 컨트롤 패널부에서 설정된 값으로 자동 제어된다.
그리고 웨이퍼 열처리시 필요에 따라 지지축 모터(38)를 구동하여 웨이퍼를 회전시킨다. 이와 같이 지지축을 회전시키면서 열처리를 하게 되면 웨이퍼는 동심원 형태로 열처리될 수 있다.
열처리가 끝나면, 질소 가스를 웨이퍼 표면에 대량 공급하여 웨이퍼를 급냉시킨다.
이상과 같은 열처리 사이클로 웨이퍼의 가열 위치와 열처리 조건을 변화 시키면서 열처리를 하여 하나의 웨이퍼에 여러 가지 조건의 열처리를 행한 다음 웨이퍼를 챔버에서 꺼낸다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 급속열처리 장치는 웨이퍼 지지대를 상하, 좌우, 전후로 이동시킬 수 있고 이와 동시에 회전시킬 수 있으므로 한 장의 웨 이퍼를 가지고 여러 가지 급속 열처리 조건을 변화시킬 수 있는 효과가 있다.
이와 같이 한 장의 웨이퍼에 여러 가지 급속열처리 조건으로 열처리를 행할 수 있으므로, 물성평가를 위한 웨이퍼의 소모량을 절대적으로 줄일 수 있고, 하나의 웨이퍼 내에서 다양한 급속 열처리 조건에 따른 물리적 특성을 비교 측정할 수 있으며, 더욱이 하나의 웨이퍼를 이용함으로서 균일한 조건으로 다양한 열처리 특성을 정확하게 평가할 수 있다.
본 발명의 급속 열처리 장치를 이용하여 웨이퍼를 열처리 할 경우, 열처리 조건에 따른 웨이퍼 내부의 산소 농도 변화와 결함특성, 열처리 후의 표면 상태 변화, 국부적인 오염 상태 변화, 웨이퍼 위치별 경화 차이 비교 그리고 웨이퍼의 휘어짐 영향 등을 쉽게 평가 할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 급속 열처리 장치는 간단하면서도 제작비용이 작아 경제적이며 누구나 쉽게 사용할 수 있는 장점이 있다.

Claims (13)

  1. 반도체 웨이퍼의 급속 열처리하는 급속열처리 장치에 있어서,
    웨이퍼를 가열시키기 위한 공간을 형성하는 챔버와;
    적외선 광선을 조사하는 열원부; 및
    웨이퍼를 지지하면서 상하, 좌우, 전후로 이동 가능하며 회전 가능한 웨이퍼 지지대를 포함하고,
    이때, 상기 열원부는 적어도 하나 이상의 지지대에 의하여 상기 챔버에 고정되어 있고, 상기 열원부 내부에 적어도 하나 이상의 텅스텐 할로겐 램프가 다수 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는 단열처리 되어 있고 사용 중 진공상태를 유지할 수 있도록 밀폐 되어있으며, 웨이퍼를 반 출입할 수 있는 도어가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 열원부의 내부 표면은 금으로 도금되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 열원부의 피가열체를 향하여 열을 집속시키는 열 방출구가 형성되어 있고, 열 방출구 둘레에는 복사열의 집속을 향상시키기 위하여 열실드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 열원부의 열 방출구는 슬롯형, 스폿형 또는 여러 개의 스폿 형태가 일렬로 배열된 형태 중 어느 하나로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 열원부와 상기 지지대에는 냉각수 라인이 형성되어 있어서 작동중인 열원부를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 열원부 지지대에는 피가열체를 향한 불활성 가스 공급라인이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 공급되는 불활성 가스는 질소 또는 아르곤 가스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지대에는 피 가열체를 진공 흡착할 수 있는 진공흡입관이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지대는 흑연, 스테인레스 강 또는 석영 중 어느 하나로 제작된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지대의 상부 표면에는 장착되는 피가열체를 수용할 수 있는 적어도 하나 이상의 동심원 턱이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지대는
    상기 웨이퍼 지지대하부에 고정되어 상기 웨이퍼 지지대를 회전시킬 수 있는 회전 수단이 장착된 지지축과;
    상기 웨이퍼 지지대하부에 고정되어 상기 지지축을 회전 가능하게 고정하는 고정대와;
    상기 고정대의 하부에 고정되어 상기 고정대를 전후 방향으로 이동시킬 수 있는 이동수단이 장착된 전후 이동대와;
    상기 전후 이동대 하부에 고정되어 상기 전후 이동대를 좌우 방향으로 이동시킬 수 있는 이동수단이 장착된 좌우 이동대; 및
    상기 좌우 이동대 하부에 고정되어 상기 좌우 이동대를 상하로 이동시킬 수 있는 수단이 장착된 상하 지지축으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 국부 열처리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100776370B1 (ko) * 2006-06-19 2007-11-15 (주)와이에스썸텍 소성로
KR100906341B1 (ko) 2007-11-22 2009-07-06 에이피시스템 주식회사 급속열처리용 기판회전요동장치
KR101324960B1 (ko) * 2011-04-26 2013-11-04 주식회사 탑 엔지니어링 반도체 기판 처리 장치용 척 조립체

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57148351A (en) * 1981-03-10 1982-09-13 Toshiba Corp Laser annealing apparatus for semiconductor element
JPS60131430A (ja) * 1983-12-19 1985-07-13 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 半導体基板の温度測定装置
US6027960A (en) * 1995-10-25 2000-02-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser annealing method and laser annealing device
KR20000031194A (ko) * 1998-11-04 2000-06-05 김영환 반도체 기판의 열처리 장치 및 열처리 방법
KR20010084435A (ko) * 2000-02-25 2001-09-06 박종섭 반도체 급속 열처리 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57148351A (en) * 1981-03-10 1982-09-13 Toshiba Corp Laser annealing apparatus for semiconductor element
JPS60131430A (ja) * 1983-12-19 1985-07-13 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 半導体基板の温度測定装置
US6027960A (en) * 1995-10-25 2000-02-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser annealing method and laser annealing device
KR20000031194A (ko) * 1998-11-04 2000-06-05 김영환 반도체 기판의 열처리 장치 및 열처리 방법
KR20010084435A (ko) * 2000-02-25 2001-09-06 박종섭 반도체 급속 열처리 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200068279A (ko) 2018-12-05 2020-06-15 경북대학교 산학협력단 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리 방법 및 국부 항복 전류를 이용한 선택적 열처리용 프로브카드

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