KR100931766B1 - 흡수 층 도포 재료 및 도포 기술 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일반적으로 증가되고 안정된 열 흡수 계수를 갖는 카본계 재료를 사용하여 흡수 층을 제공하고 그러한 흡수 층을 경제적인 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예는 제 1 온도 하에서 유지되는 기판의 상부면 상에 흡수 층을 증착시키는 단계, 상기 제 1 온도보다 높은 제 2 온도로 가열되는 기판을 열 처리 챔버 내에서 어닐링 하는 단계, 및 상기 기판으로부터 상기 흡수 층을 제거하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법이 제공된다.

Description

흡수 층 도포 재료 및 도포 기술 {ABSORBER LAYER CANDIDATES AND TECHNIQUES FOR APPLICATION}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 집적회로의 제조에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 실시예들은 기판 상에 하나의 층을 증착하고 그 후에 기판을 어닐링하는 공정에 관한 것이다.
집적 회로의 제조에 있어서 많은 공정들은 실리콘 함유 기판과 같은 반도체 기판 상에 층들을 증착하거나 반도체 기판 상의 이전에 증착된 층들을 어닐링하기 위해 신속한 고온 처리 단계들을 필요로 한다. 예를 들어, 붕소, 인, 또는 비소와 같은 도펀트 이온들이 반도체 기판의 내측으로 주입된 후에, 기판은 통상적으로 도핑 공정 중에 파괴되었던 기판의 결정 구조를 복원하고 도펀트를 활성화시키도록 어닐링된다.
어닐링 단계 중에는 통상적으로, 기판의 손상과 바람직하지 않은 확산의 원인이될 수 있는 고온에의 기판 노출 시간의 양을 최소화하도록 기판을 신속하게 가열 및 냉각시키는 것이 바람직하다. 어닐링 단계들은 급열처리(RTP), 동적 표면 어닐링(DSA) 또는 배치로 내에서의 가열에 의해 수행될 수 있다. RTP 공정은 기판 의 전체 두께를 가열하여 기판 온도를 초당 약 200 내지 400 ℃ 정도의 비율로 기판 온도를 상승시킬 수 있다. DSA 방법은 전자기 방사선으로 기판을 스캔하며 단지 기판의 상부면 만을 가열하고 어닐링한다. 기판의 상부 층은 약 1100 내지 약 1410℃ 범위로 가열되며 천 분의 1초 정도의 시간 내에 주위 온도 근처로 냉각될 수 있다. 반면에, 배치로에 의해 제공되는 가열은 통상적으로 약 5 내지 15 ℃/분의 비율로 기판 온도를 상승시킨다.
기판 표면 전체 걸친 불균일한 가열은 기판 상의 패턴들로 인해 RTP, DSA 또는 다른 종래의 기판 가열 공정에서 종종 발생된다. 오늘날의 집적 회로가 일반적으로 기판 표면 전체 걸쳐 밀도가 변화되고 상이한 크기, 형상 및 재료를 갖는 이격된 복수의 소자를 포함하므로, 기판 표면은 기판 표면의 상이한 영역 전반에 걸쳐서 상이한 열 흡수 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상부에 저밀도 소자들을 갖는 기판의 제 1 영역은 통상적으로 상기 제 1 영역보다 높은 밀도의 소자들을 가지는 기판의 제 2 영역보다 더 빠르게 가열될 것이다. 기판 표면의 상이한 영역 전반에 걸친 가변 반사도 또한 기판 표면의 불균일한 가열을 초래할 것이다.
패턴화된 기판 표면 전체에 걸쳐 균일한 반사도 및/또는 열 흡수 계수를 제공하는데에는 일반적으로 흡수 층이 사용된다. 흡수층의 예로는 저온 화학 기상 증착(CVD)에 의해 증착되는 비정질 카본 층이다. 그러나, 이러한 비정질 카본 층에는 문제점들이 존재한다. 예를 들어, 비정질 카본 층이 저온에서 형성되면, 비정질 카본 층의 특성은 온도가 상승되는 어닐링 공정 중에 일반적으로 변경되게 된다. 또한, 비정질 층의 광 흡수 계수는 더욱 급속한 열처리 공정 중에 증가될 수 있다.
그러므로, 어닐링 공정 중에 기판 표면 전체에 걸친 균일한 가열 공정을 달성하기 위해서는 흡수 층의 개선 및 그러한 흡수 층의 제조 방법에 대한 필요성이 남아 있었다.
본 발명은 일반적으로 증대되고 안정된 열 흡수 계수를 갖는 카본계 재료를 사용하는 흡수 층 및 그러한 흡수 층을 효율적으로 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 제 1 온도 하에서 유지되는 기판의 상부면 상에 흡수 층을 증착시키는 단계, 상기 제 1 온도보다 높은 제 2 온도로 가열되는 기판을 열 처리 챔버 내에서 어닐링하는 단계, 및 상기 기판으로부터 상기 흡수 층을 제거하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예는 어닐링 온도보다 높은 고온에 견디는 카본을 함유하는 흡수 층을 어닐링 온도보다 낮은 저온에서 기판 상에 증착하는 단계, 상기 어닐링 온도에서 기판의 적어도 일부를 급속 가열하는 단계, 및 상기 흡수 층을 기판으로부터 제거하는 단계를 포함하는 기판 어닐링 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 기판 처리를 위해 고온에 견딜 수 있는 카본을 함유하는 흡수 층을 제공하는 것이다.
본 발명의 전술한 특징들이 더욱 상세히 이해될 수 있도록, 위에서 개략적으로 요약된 본 발명에 대해 도면에 일부 도시된 실시예들을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 첨부 도면들은 본 발명의 통상적인 실시예 일 뿐이므로, 본 발명의 범주를 한정하지 않는 것이라 이해해야 하며 다른 동등한 유효한 실시예들이 있을 수 있다고 이해해야 한다.
본 발명은 열 처리 공정에 사용되는 개선된 흡수 층을 위한 재료군(material candidates) 및 그러한 개선된 흡수 층의 도포 방법을 제공한다. 특히, 본 발명의 흡수 층은 어닐링 온도보다 낮은 온도에서 기판 상에 도포될 수 있는 고온 재료를 포함한다.
열적 어닐링 장치
도 1은 본 명세서에서 설명되는 실시예에 따라 디스크형 반도체 기판(12)을 어닐링하기 위한 처리 챔버(14)를 포함하는 예시적인 급속 열처리(RTP) 시스템(10)을 도시한다. 처리 챔버(14)는 가열 램프 조립체(16)에 의해 수냉식 석영 윈도우(18)을 통해 복사 가열된다. 기판(12)의 주변 에지는 선택적으로 약 240 rpm(분당 회전수)까지의 비율로 회전될 수 있는(도시 않음) 지지 구조물(20)에 의해 지지된다. 기판(12) 아래에는 기판(12)의 효율적인 방사율을 개선하기 위해 기판(12) 배면과 대향하는 광 반사 코팅을 갖는 니켈 도금된 알루미늄 반사판 조립체(22)가 제공된다. 반사판 조립체(22)는 수냉식 기저부(23)에 장착된다. 기판(12)의 냉각은 수냉식 기저부(23)의 냉각 능력을 증가시키고 수냉식 기저부(23)에 가깝게 반사판 조립체(22)를 위치시킴으로써 개선될 수 있다. 게다가, 상기 광 코팅이 가열 램프 조립체(16)가 꺼졌을 때 복사 에너지의 흡수를 개선할 수 있다. 반사판 조립체(22)의 상부면과 기판(12)의 배면 사이에는 반사 공동(15)이 있다.
어닐링 공정 중에, 어닐링 분위기를 위한 가스들이 분위기 가스 입구(30)를 통해 처리 챔버(14)의 내측으로 도입된다. 분위기 가스는 기판(12)의 상부면 전체로 흐르며 가열된 기판(12)과 반응할 것이다. 과도한 분위기 가스뿐만 아니라 임 의의 반응 부산물은 펌프 시스템(34)에 의해 분위기 가스 출구(32)를 통해 처리 챔버로부터 배기된다. 추가로 세정가스가 필터(86)에 연결된 입구(46)를 통해 처리 챔버의 내측으로 유입될 수 있다.
도 2는 이후에 설명하는 DSA용 예시적인 레이저 장치(200)를 개략적으로 도시한다. 레이저 장치(200)는 연속파 전자기 방사 모듈(201), 상부에 기판을 수용하는 스테이지(216), 및 변위 기구(218)를 포함한다. 연속파 전자기 방사 모듈(201)은 연속파 전자기 방사선원(202) 및 연속파 전자기 방사선원(202)과 스테이지(216) 사이에 배열되는 집광 기구(220)를 포함한다.
집광 기구(220)는 바람직하게, 연속파 전자기 방사선원(202)으로부터의 방사선(204)을 실질적으로 평행한 비임(208)으로 조준하는 하나 이상의 시준기(206)를 포함한다. 이렇게 조준된 방사선(204)은 기판(214)의 상부면(224)에서 일렬의 방사선(222)으로 하나 이상의 렌즈(210)에 의해 촛점이 맞춰진다.
렌즈(210)는 방사선을 직선으로 집광할 수 있는 임의의 적합한 렌즈, 또는 일련의 렌즈이다. 바람직한 실시예에서, 렌즈(210)는 원통형 렌즈이다. 이와는 달리, 렌즈(210)는 하나 이상의 오목 렌즈, 볼록 렌즈, 평면 미러, 오목 미러, 볼록 미러, 굴절 렌즈, 회절 렌즈, 프레넬 렌즈, 굴절률 분포형 렌즈(gradient index lens) 등일 수 있다.
스테이지(216)는 이후에 설명하는 바와 같이, 변위 운동 중에 기판(214)을 확실히 유지할 수 있는 임의의 플랫폼 또는 척이다. 양호한 실시예에서, 스테이지(216)는 마찰력, 중력, 기계적 또는 전기적 시스템과 같은 기판 파지 수단 을 포함한다. 적합한 파지 수단의 예들은 기계적 클램프, 정전기 또는 진공 척 등을 포함한다.
레이저 장치(200)도 서로 관련하여 일렬의 방사선(222)과 스테이지(216)를 변위시키도록 구성되는 변위 기구(218)를 포함한다. 변위기구(218)는 연속파 전자기 방사선원(202) 및/또는 집광 기구(220)에 대해 스테이지(216)를 이동시키도록 스테이지(216)에 연결될 수 있다.
열적 어닐링 공정
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시퀀스를 개략적으로 도시한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 실리콘을 포함하는 기판(300)이 제공된다. 필드 산화물 층(302), 게이트 유전체(304), 및 게이트 전극(306)이 본 발명의 방법에 따라 기판(300) 상에 증착되고 패턴화되어서 도 3b에 도시한 바와 같이 기판(300) 내에 게이트 소오스 영역(303)과 드레인 소오스 영역(305)을 형성한다. 그 후 도펀트 이온들이 기판(300)의 내측으로 주입되어서 도 3c에 도시한 바와 같이 게이트 소오스(308)와 게이트 드레인(310)을 형성한다.
흡수 층(312)이 도 3d에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라 기판(300) 상에 증착된다. 흡수 층(312)은 필드 산화물 층(302), 게이트 전극(306), 게이트 소오스(308) 및 게이트 드레인(310) 사이의 차별성에도 불구하고 기판(300) 전체에 걸쳐 균일한 열 흡수 계수를 제공하도록 구성된다. 일 실시예에서, 흡수 층(312)은 카본을 함유한다. 흡수 층(312) 내의 카본은 전체적인 광 흡수 계수를 증가시킨다. 일 실시예에서, 흡수 층(312)은 예를 들어 카본 블랙 및 그래파이트 카본 블랙과 같은 고온 카본을 함유한다. 흡수 층(312) 내의 고온 카본의 특성은 후속될 어닐링 공정 중에 안정성을 유지한다. 일 실시예에서, 기판(300)은 흡수 층(3123) 증착 중에 약 450℃ 이하와 같은 저온에서 유지된다. 스핀-온, 수티 프레임(sooty flame), 물리 기상 증착, 전기영동 증착 및 정전기 증착과 같은 다수의 방법이 흡수 층(312)을 증착하는데 사용될 수 있다. 이후에 이들 방법에 대해 상세히 설명한다.
기판(300)은 도 3e에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 어닐링된다. 어닐링 공정은 공정 요건에 따라 DSA 또는 RTP에 의해 수행될 수 있다. 일반적으로, 흡수 층(312)은 DSA 공정에 대해서는 상당히 얇으나 RTP 공정에 대해서는 상당히 두껍다.
흡수 층(312)은 그 후에 도 3f에 도시된 바와 같이 기판(300)으로부터 제거된다. 일 실시예에서, 흡수 층(312)은 원격 플라즈마 소오스에서 발생되는 오존 또는 산소 플라즈마와 같은 산화제를 어닐링 챔버로 제공함으로써 제거될 수 있다. 일 실시예에서, 흡수 층(312)은 약 450℃ 이하의 온도와 같은 저온에서 산화제를 사용함으로써 제거될 수 있다. 저온 산화제는 오존 및 저온 산소 플라즈마가 포함될 수 있다. 다른 실시예에서, 흡수 층(312)은 초음파 소오스를 사용하여 제거될 수 있다. 다른 실시예에서, 흡수 층(312)은 과산화 수소(H2O2)와 같은 액체 산화제 이후에 초음파 소오스를 사용하여 제거될 수 있다.
도 3a 내지 도 3f에는 기판 상에 단지 하나의 게이트 소자만이 도시되어 있지만, 본 명세서에서 설명되는 층들이 상이한 크기, 형태 및 재료를 가지며 기판 표면 전체에 걸쳐 가변 밀도로 이격되어 있는 복수의 소자들을 포함하는 기판 상에 형성될 수 있다고 이해해야 한다. 상기 층들은 기판 표면 전체의 변화하는 소자의 형상에도 불구하고 기판의 어닐링 중에 기판 표면 전체에 걸쳐 균일한 가열을 개선하는 것으로 여겨진다.
흡수 층용 재료군
일반적으로, 도 3d의 흡수 층(312)과 같은 흡수 층은 기판, 특히 패턴화된 기판 전체에 걸쳐 증대되고 균일한 광 흡수 계수를 제공하여 기판이 어닐링과 같은 열 처리 단계 중에 신속하고 균일하게 가열될 수 있도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 흡수 층의 열 특성은 흡수 층의 증착을 포함하는 처리 공정 및 상기 증착 단계 이후의 열처리 공정 중에 안정하게 유지된다. 일 실시예에서, 흡수 층은 카본 블랙, 그래파이트 카본 블랙, 플러렌, 또는 변형 플러렌과 같은 고온 재료를 포함한다. 카본 블랙 또는 그래파이트 카본 블랙과 같은 고온 재료가 고온에 견디기 때문에, 본 발명의 흡수 층은 열처리 공정 중에 기판이 가열 및 냉각될 때 안정하게 유지된다.
흡수 층에 사용되는 카본 블랙
비정질 카본은 불활성 분위기 하에서 석유 코크스(petroleum coke), 오일, 및 석탄 타르 피치(Coal tar pitch )와 같은 탄화 전구체를 가열함으로써 얻어질 수 있다. 카본 블랙은 저온 물질을 사용하여 수티 프레임과 같은 연료 부화 프레임(fuel rich flame)으로부터 수집될 수 있다. 카본 블랙은 크기가 미세하다. 흡수 층으로 카본 블랙을 사용하는 것은 여러 장점이 있다.
첫째, 카본 블랙은 흡수 층에 저온 플라즈마 화학 기상 증착에 의해 증착되는 비정질 카본 층보다 더 높은 광 흡수 계수를 가진다.
둘째, 카본 블랙은 천연 형태로 발견될 수 있으며 반도체 처리 중에 약 450 ℃ 이하인, 열처리 온도보다 훨씬 더 높은 온도에서 생성될 수 있다. 그러므로, 열 흡수 계수와 같은 특성은 열처리 공정 중에 안정한 상태로 유지된다. 저온 플라즈마 화학 기상 증착으로부터 형성되는 흡수 층 재료의 열 흡수 계수는 흡수 층이 처리 공정 중에 가열될 때 증가한다. 따라서 카본 블랙을 갖는 흡수 층은 열처리 공정의 제어를 보다 용이하게 한다.
세째, 카본 블랙의 미립자의 크기는 고 진공을 사용하지 않는 방법에 의해서도 흡수 층을 충분히 얇게 할 수 있다. 카본 블랙은 일반적으로 50 nm 미만의 입자 크기를 가진다. 후술하는 바와 같이, 카본 블랙은 흡수 층 박막을 생성하기 위한 스핀-온 방법에 의해 기판 표면 상에 증착될 수 있다.
흡수 층에 사용되는 그래파이트 카본 블랙
그래파이트 카본 블랙은 본 발명의 흡수 층을 위한 다른 재료이다. 그래파이트 카본 블랙은 약 2 시간 동안 불활성 분위기에서 약 2800 ℃로 임의의 탄화 전 구체를 가열함으로써 생성될 수 있다. 그래파이트 카본 블랙은 구별된 층 면일 수 있는 그래파이트 구조를 가진다.
카본 블랙과 비교하여, 그래파이트 카본 블랙은 DSA 처리 공정을 바람직하게 하는 보다 높은 온도에 견딜 수 있게 하는데, 이는 기판이 DSA 공정 중에 1100 ℃ 내지 약 1410 ℃ 범위의 온도로 가열될 수 있기 때문이다.
흡수 층에 사용되는 압연된 그래파이트
미세하게 압연된 그래파이트는 흡수 층을 위한 다른 재료이다. 그래파이트는 육방 결정 구조로 결합된 탄소 원자 층이다. 탄소 원자의 상이한 층들은 반 데르 발스 힘에 의해 함께 연결된다. 미세하게 압연된 그래파이트 층은 약 10 미크론의 미립자 크기를 가질 수 있다. 미세하게 압연된 그래파이트는 흡수 층을 형성하도록 현탁액 내에 현탁되고 기판 상에 도포될 수 있다. 물 내에 현탁된 상업적으로 이용가능한 미세하게 압연된 그래파이트인 아쿠아닥(AQUADAG:등록상표)이 흡수 층을 직접적으로 형성하는데 사용될 수 있다.
흡수 층에 사용되는 플러렌
본 발명의 일 실시예에서, 흡수 층은 플러렌 또는 변형 플러렌을 포함한다. 플러렌은 이종 결정 구조의 탄소이다. 플러렌은 표면 상에 배열되는 20 개의 육각형과 13 개의 오각형으로 이루어지는 구형 구조물 내에 60 개의 카본 원자를 포함하는 통상적인 구조를 가진다. 플러렌의 변형물이 용해 또는 현탁되어 기판에 도 포됨으로써 높은 열 흡수 계수와 안정적인 열 특성을 갖는 흡수 층을 형성한다.
또한, 본 발명의 흡수 층은 카본 블랙, 그래파이트 카본 블랙,플러렌, 변형 플러렌 및 이들의 조합물 중에 하나 이상을 포함할 수 있다.
흡수 층의 도포 방법
본 발명의 실시예에 따른 흡수 층은 다양한 방법에 의해 기판에 도포될 수 있다.
스핀-온 도포
본 발명의 일 실시예에서, 본 발명의 흡수 층이 반도체 기판 상의 포토레지스트의 도포 방법과 유사하게, 스핀-온 방법을 통해서 기판 상에 도포될 수 있다. 스핀-온 도포는 대기압에서 수행될 수 있다. 흡수 층의 CVD 도포와 비교하여, 스핀-온 도포는 훨씬 값싸고 빠르므로 원가를 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 카본 블랙, 그래파이트 카본 블랙, 플러렌, 또는 변형 플러렌과 같은 흡수 층용 재료는 먼저, 현탁물을 형성하도록 현탁제에 현탁된다. 현탁제는 약 100 내지 약 150 ℃ 범위의 온도와 같은 저온에서 제거될 수 있는 임의의 양립가능한 제품일 수 있다. 일 실시예에서, 현탁제는 알콜계, 예를 들어 폴리비닐 알콜이다. 현탁제는 그 후에 현탁물 층을 형성하도록 회전하는 기판 상에 적하 된다. 흡수 층은 현탁제의 제거시에 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 카본 블랙, 그래파이트 카본 블랙, 플러렌 또는 변형 플러 렌과 같은 흡수제 층을 위한 콜로이달 용액이 형성되어 회전하는 기판 상에 분배됨으로써 콜로이달 용액 코팅을 형성한다. 흡수제 층은 어닐링 온도보다 낮은 온도에서 콜로이달 용액을 경화시킴으로써 형성될 수 있다.
도 4는 흡수 층의 스핀-온 도포에 적합한 코팅 장치(400)를 개략적으로 도시한다. 코팅 장치(400)는 기판 상에 포토레지스트를 도포하는데도 사용될 수 있다. 코팅 장치(400)는 상부 영역(414)과 하부 영역(412)을 갖춘 하우징에 의해 형성되는 제어가능한 가압 처리 챔버(412)를 포함한다. 상부 영역(414)은 예를 들어, 0형 링(148)에 의해 하부 영역(416)에 대해 밀봉된다. 밀봉된 처리 챔버(412)느 개선된 처리 균일도를 위한 제어 가능한 환경을 제공한다.
기판(420)은 처리 챔버(412) 내에 있는 척(422)의 척 고정면(424) 상에 지지된다. 척(422)은 기판(420)을 회전시키기 위해 회전 모터에 연결된다. 기판(420)은 스핀-온 코팅 단계 중에 10,000 rpm까지 회전될 수 있다. rpm의 설정은 처리 챔버(412) 내의 압력 및 도포될 코팅의 형태와 같은 다수의 처리 변수에 의존할 것이다.
하부 영역(416)의 수직 위치는 하나 이상의 공기 실린더(484)에 의해 제어될 수 있다. 기판(420)을 처리 챔버(412)로부터 제거 또는 처리 챔버에 삽입하기 위해, 공기 실린더(484)는 하부 영역(416)을 낮춰 로봇 아암(488)의 접근을 가능하게 한다.
샤워 헤드 조립체(430)가 상부 영역(414) 내에 형성되어서 기상의 용매를 처리 챔버(412)의 내측으로 유입시킨다. 샤워 헤드 조립체(430)에 의해 처리 챔버(412)의 내측으로 유입되는 기상 용매는 배기 시스템(438)에 의해 배기될 수 있다. 기상 분배 시스템과 배기 시스템으로 기상 용매의 압력을 제어함으로써, 코팅 내의 용매의 증발률이 제어됨으로써 경화 비율을 제어할 수 있다.
흡수 층 재료의 현탁물 또는 콜로이달 용액과 같은 코팅의 균일한 층이 분배 시스템(440)에 의해 기판(402) 상에 분무된다. 분배 장치(440)는 피봇가능한 분배 아암(442)을 포함한다. 분배 헤드(450)는 분배 아암(442)의 단부에 위치된다. 분배 헤드(450)는 노즐을 갖추고 있다. 코팅원(454)은 제어가능한 유동률과 압력에서 코팅을 제공하는 펌프에 연결될 수 있다.
수티 프레임 도포
본 발명의 일 실시예에서, 카본 블랙을 포함하는 흡수 층이 수티 프레임을 사용하여 증착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 흡수 층이 리본 버너를 통해 수티 프레임을 아세틸렌(C2H2) 부화 공기와 충돌시키고 기판을 통해 스캔함으로써 증착될 수 있다.
카본 PVD 도포
본 발명의 일 실시예에서, 흡수 층이 물리 기상 증착(PVD) 공정에 의해 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 물리 기상 증착 공정은 카본을 증발시키도록 저압 PVD 시스템 내에서 카본 아아크를 충돌시키고 처리될 카본 기상을 기판 상에 응축시키는 단계를 포함한다. 응축된 카본 기상은 흡수 층을 형성한다. PVD에 의해 형성된 흡수 층은 일반적으로 비정질 카본을 포함한다.
전기 영동 증착에 의한 도포
본 발명의 일 실시예에서, 흡수 층이 전기 영동 증착에 의해 형성될 수 있다. 전기 영동 증착 중에 카본 블랙, 그래파이트 카본 블랙, 또는 플러렌과 같은 흡수 층 재료가 액체 매체 내에 현탁된다. 전기장(전기 영동)이 액체 매체에 인가된다. 전도체 면이 액체 매체와 접촉할 때 흡수 층 재료가 기판의 전도체 표면 상에 증착될 수 있다.
일 실시예에서, 흡수 층은 분말 코팅에 의해 증착될 수 있다. 분말 코팅 중에 카본 블랙 또는 그래파이트 카본의 분말이 전기 접지된 기판 표면쪽으로 전기 영동 건(gun)을 통해 분무된다.
일 실시예에서, 정전기력은 어닐링 공정 중에 흡수 층 상에 유지될 수 있다. 정전기력은 기판 표면에 수직한 방향으로의 급속 리페이스 연장 구배(reface extension gradient)로 인한 급속 가열 및 냉각 중에 흡수 층 내의 미립자가 박리되는 것을 방지한다. 일 실시예에서, 정전기력은 기판을 정전기 척 상에 위치시키고 열적 어닐링 공정 중에 기판을 고정 상태로 유지함으로써 흡수 층에 인가될 수 있다. 정전기력은 특히 온도 구배가 수직 방향으로 상당히 큰 DSA 공정에서 특히 유리할 수 있다.
본 발명의 흡수 층이 복사 열을 이용하여 패턴화된 기판을 균일하게 가열하는 때에 적용될 수 있다고 이해해야 한다. 흡수 층은 또한 투명한 기판 또는 저 흡수 계수를 갖는 기판을 복사 가열할 때도 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예들과 관련하여 설명하였지만, 본 발명의 다른 추가의 실시 예들이 본 발명의 기본 범주로부터 이탈함이 없이 창작될 수 있으며 본 발명의 범주는 다음의 특허청구범위에 의해 결정된다.
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 급속 열처리 시스템을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 예시적인 동적 표면 어닐링 시스템을 개략적으로 도시하는 도면.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 공정을 개략적으로 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 흡수 층의 도포에 적합한 예시적인 코팅 장치를 개략적으로 도시하는 도면.

Claims (15)

  1. 기판 처리 방법으로서,
    제 1 온도 하에서 유지되는 기판의 상부면 상에 흡수 층을 증착시키는 단계,
    상기 제 1 온도보다 높은 제 2 온도로 가열되는 기판을 열 처리 챔버 내에서 어닐링하는 단계, 및
    상기 기판으로부터 상기 흡수 층을 제거하는 단계를 포함하는,
    기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡수 층은 비정질 카본, 카본 블랙, 그래파이트 카본 블랙, 미세하게 압연된 그래파이트, 플러렌, 변형 플러렌, 또는 이들의 조합물을 포함하는,
    기판 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 흡수 층 증착 단계는,
    현탁물을 형성하도록 현탁제 내에, 비정질 카본, 카본 블랙, 그래파이트 카본 블랙, 미세하게 압연된 그래파이트, 플러렌, 변형 플러렌, 또는 이들의 조합물 들 중의 하나를 현탁시키는 단계,
    상기 기판 전체에 상기 현탁물 코팅을 형성하도록 상기 기판의 회전 중에 상기 현탁물을 상기 기판의 상부 면 상에 분배하는 단계, 및
    상기 현탁제를 상기 현탁물 코팅으로부터 제거하는 단계를 포함하는,
    기판 처리 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 흡수 층 증착 단계는 상기 현탁물의 상부 면 상에, 카본 블랙, 그래파이트 카본 블랙, 플러렌, 변형 플러렌, 또는 이들의 조합물들 중의 하나를 전기 영동에 의해 증착하는 단계를 포함하는,
    기판 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡수 층 증착 단계는 물리 기상 증착을 사용하여 기판의 상부 면 상에 비정질 카본을 증착하는 단계를 포함하는,
    기판 처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡수 층 제거 단계는 원격 플라즈마 소오스로부터의 오존 또는 산소 플라즈마 중의 하나를 포함하는 산화제를 열처리 챔버로 제공하는 단계를 포함하는,
    기판 처리 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡수 층 제거 단계는 초음파 소오스를 사용하여 상기 기판을 세정하는 단계 및 상기 기판에 액체 산화제를 가하는 단계를 포함하는,
    기판 처리 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 어닐링 단계는 급속 열처리 공정, 동적 표면 열처리 공정, 또는 급속 열처리 공정과 동적 열처리 공정의 조합에 의해 상기 기판을 가열하는 단계를 포함하는,
    기판 처리 방법.
  9. 기판 어닐링 방법으로서,
    어닐링 온도보다 높은 고온에 견디는 카본을 함유하는 흡수 층을 상기 어닐링 온도보다 낮은 저온에서 기판 상에 증착하는 단계,
    상기 기판의 적어도 일부분을 상기 어닐링 온도로 급속 가열하는 단계, 및
    상기 흡수 층을 상기 기판으로부터 제거하는 단계를 포함하는,
    기판 어닐링 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 흡수 층은 그래파이트 카본 블랙을 포함하는,
    기판 어닐링 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 흡수 층 증착 단계는,
    상기 고온 카본을 액체 매체 내에 현탁시키는 단계,
    내부에 현탁된 고온 카본을 갖는 상기 액체 매체에 의해 상기 기판 상에 코팅을 형성하는 단계, 및
    상기 기판 상의 코팅으로부터 상기 액체 매체를 제거하는 단계를 포함하는,
    기판 어닐링 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 흡수 층 증착 단계는 물리 기상 증착을 사용하여 비정질 카본 층을 증착하는 단계를 포함하는,
    기판 어닐링 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 흡수 층 증착하는 단계는 상기 기판 상에 고온 카본 층을 전기 영동에 의해 증착시키는 단계를 포함하는,
    기판 어닐링 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 흡수 층 증착 단계는 상기 기판 상에 고온 카본 층을 정전기적으로 증착시키는 단계를 포함하는,
    기판 어닐링 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판 중의 적어도 일부분을 상기 어닐링 온도로 급속 가열하는 동안에 정전기력을 상기 기판에 가하는 단계를 더 포함하는,
    기판 어닐링 방법.
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