KR102526747B1 - 원자 종들을 임플란팅 함으로써 약해진 기판의 분할을 검출하기 위한 방법 - Google Patents

원자 종들을 임플란팅 함으로써 약해진 기판의 분할을 검출하기 위한 방법 Download PDF

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프랑수아 리오토르드
프레데릭 마젠
디디에 랑드뤼
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소이텍
꼼미사리아 아 레네르지 아또미끄 에 오 에네르지 알떼르나띠브스
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Abstract

본 발명은 약해진 구역을 따라 기판을 분할하기 위해 원자 종들을 임플란팅함으로써 형성된 상기 약해진 구역을 포함하는 상기 기판에 인가된 열 처리를 모니터링하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 기판(S)은 가열 챔버(11) 내에 마련되며, 가열 챔버(11)의 내부 또는 근처에서 소리를 녹음하고 상기 약해진 구역을 따라 상기 분할 동안 상기 기판(S)에 의해 방출된 소리를 상기 녹음에서 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로한다.
본 발명은 또한 배치를 수용하도록 의도된 가열 챔버(11)를 포함하는 어닐링 퍼니스(1), 상기 가열 챔버(11)의 내부 또는 근처에서 소리를 녹음하도록 구성된 적어도 하나의 마이크(3), 및 상기 마이크에 의해 생산된 오디오 녹음에서 기판이 분할될 때 방출되는 소리를 검출하도록 구성된 처리 시스템을 포함하는 기판들의 배치의 열 처리를 위한 장치에 관한 것이다.

Description

원자 종들을 임플란팅 함으로써 약해진 기판의 분할을 검출하기 위한 방법
본 발명은 원자 종들을 임플란팅함으로써 미리 약해진 기판의 분할의 검출, 및 상기 쪼개짐을 야기하기 위해 상기 기판에 인가되는 열 처리의 모니터링에 대한 그 응용에 관한 것이다.
Smart Cut™ 공정은 층이 도너(donor) 기판으로 불리는 제1 기판으로부터 리시버(receiver) 기판으로 불리는 제2 기판으로 이동되게할 수 있다.
이를 위해, 상기 공정은 이동될 상기 층의 두께에 대응하는 깊이에 위치되는 약화된 구역을 그 안에 형성하도록 상기 도너 기판 내에 원자 종들을 임플란팅하는 단계를 포함한다. 상기 원자 종들은 일반적으로 수소 및/또는 헬륨이다. 상기 약화된 구역에서, 상기 임플란팅된 종들은 "마이크로크랙들(microcracks)"로 불리는 결함들을 형성하며, 이는 상기 도너 기판의 주표면에 평행한 평면 상에 놓이는 공동들(cavities)의 형태를 취한다.
상기 도너 기판은 이후 상기 리시버 기판에 본딩된다.
열 분할 단계가 이후 실시되며, 이 단계에서 상기 도너 기판과 리시버 기판의 본딩으로부터 초래되는 웨이퍼는 상기 마이크로크랙들이 형성되게하도록 충분히 높은 높이까지 상승된다. 이를 위해, 상기 웨이퍼는 어닐링 퍼니스 내에 배치되며, 그 온도가 제어된다. 상기 어닐링은 상기 도너 기판이 상기 약화된 구역을 따라 분할될 때까지 공동들 내의 압력의 증가를 야기한다. 상기 약화된 구역의 한 영역에서 분할이 시작되면, 분할은 상기 구역을 따라 거의 순간적으로 전파하며, 이는 분할이 발생하는데 소요되는 시간이 300mm 직경의 기판의 경우 약 100μs라는 것을 의미한다.
분할 이후, 상기 웨이퍼의 상기 두 부분들은 상기 분할 면의 양 측에 서로 접촉된 상태가 유지된다.
상기 웨이퍼의 상기 두 부분들을 분리하기 위해 상기 웨이퍼가 상기 어닐링 퍼니스로부터 언로딩된다. 상기 분리는 예를 들어 상기 두 부분들 사이에 블레이드를 삽입함으로써 달성된다.
일반적으로, 이 공정은 배치들로 실시되며, 각각의 배치는 상기 어닐링 퍼니스 내에 함께 배치된 복수의 웨이퍼들을 포함한다.
분할의 검출은 상기 레이어-이동 공정에서 중요한 파라미터이다.
구체적으로, 일반적으로 과도하게 높은 열 처리량으로 상기 웨이퍼들을 손상시키는 것을 피하기 위해 그리고 상기 어닐링 퍼니스의 효율을 최적화하기 위해 상기 배치의 모든 웨이퍼들이 분할되면 상기 어닐링을 중단함으로써 상기 어닐링의 열 처리량(thermal budget)을 최소화하는 것이 추구된다.
또한, 의도된 열 처리량이 인가된 경우에도, 주어진 배치의 하나 이상의 웨이퍼들이 분할되지 않는 것이 가능하다. 이러한 상황은 일반적으로 자동화된 분리 단계의 구현을 방해할 수 있으며, 분리 기계의 장애를 야기한다. 따라서 이를 수동적으로 처리하고 상기 공정의 나머지가 방해되는 것을 막기 위해 문제의 상기 제조 배치를 고립시키는 것이 가능하게하기 위하여 웨이퍼가 분할되지 않았는지 여부를 검출할 수 있는 것이 바람직하다.
이를 위해, 문서 FR 2 902 926는 압전 센서를 가지며 상기 어닐링 퍼니스 내에서 상기 웨이퍼를 홀딩하는 홀더를 구비하는 것을 제안한다. 분할 동안, 상기 웨이퍼 내에 야기된 진동이 상기 압전 센서로 전송되고 상기 어닐링 퍼니스의 제어기에 의해 기록되는 전기 신호로 변환된다. 이 신호의 처리는 분할의 특징인 피크들이 검출되게하는 것을 가능하게한다.
그러나, 이러한 압전 센서의 사용은 몇몇의 문제들을 야기한다.
한편으로, 상기 센서가 분할을 감지할 수 있기 위해 상기 웨이퍼와 상기 센서 사이의 기계적 연결을 가지는 것이 필수적이다. 그러나, 사용되는 장비의 유형에 따라, 이러한 기계적 연결을 담보하기 어려울 수 있다. 구체적으로, 특정 퍼니스들에서, 기판들을 포함하는 카세트들이 상기 퍼니스의 벽과 직접적으로 접촉하도록 배치되며, 이는 분할에 의해 또한 그 환경과 관련된 충격에 의해 발생된 진동을 전송하기 쉽다. 이들이 압전 센서들에 적합한 홀더를 가지지 않으므로 이러한 구성들은 따라서 분할의 검출에 바람직하지 않다. 또한, 상기 센서는 일반적으로 견딜 수 있는 온도 및 기판들에 발생하기 쉬운 오염과 관련된 한계들 때문에 상기 카세트들 또는 기판들과 접촉하는 상기 퍼니스 내에 직접적으로 배치되지 않을 수 있다.
또한, 웨이퍼는 분할 동안 부서지거나 손상될 수 있으며, 이는 분리를 방해하기 쉽다. 분할이 일어나지 않는 경우에서와 같이, 이를 수동으로 처리하기 위해 문제의 배치를 고립시키는 것이 필요하다. 그러나, 압전 센서는 이러한 이벤트를 검출하기에 적합하지 않다. 구체적으로, 기판의 부서짐에 의해 유도된 충격은 조각들의 크기 및 어떻게 조각들이 상기 홀더 상으로 떨어지는지에 따라 다르며, 이는 무작위적인 인자들이다.
마지막으로, 분할 후의 기판의 특성(특히 거칠기)이 분할 동안 방출된 기계적 에너지에 크게 의존한다는 것이 보여졌다. 따라서 이 양을 측정할 수 있는 것이 이로울 것이다.
그러나, 상기 압전 센서에 의해 전달된 신호는 분할 특성들, 예를 들어, 분할 에너지 또는 시간이 쉽게 측정되게하지 않는다.
현 시점에서, 이 에너지는 분할 표면의 특성을 에너지와 연관시키도록 시도함으로써 매우 간접적으로 결정된다. 그러나 이는 기판 및 반드시 제어되거나 알려지지 않은 많은 파라미터들에 의존하기 때문에 이는 수행하기에 복잡하다.
분할 동안 방출된 에너지를 측정하는 보다 직접적인 방법은 예컨대 전술한 바와 같은 압전 센서를 사용하여 분할이 발생하는 시간을 측정하는 것이다. 방출된 에너지가 오직 상기 웨이퍼에 의해 받은 열 처리량에만 의존된다는 것이 가정된다. 그러나, 이 가정은 오직 1차 근사로만 참이다. 구체적으로, 웨이퍼들은 동시에 분할될 수 있으나 수행 중에 상이한 개시 메커니즘으로 인하여 상이한 양의 에너지를 방출한다.
본 발명의 목적은 언급된 문제들을 해결하고 기판의 분할이 일어나는 시간이 정밀하게 검출되게하는 방법을 제공하고 이것이 어닐링 퍼니스 내에 존재하는 배치의 각각의 기판에 대하여 이루어지게하는 것이다.
이 방법은 또한 배치의 기판이 분할되지 않았는지 여부 또는 기판이 분할 동안 파손되었는지 여부를 검출하는 것을 가능하게 해야한다.
이를 위해, 본 발명은 약해진 구역을 따라 기판을 분할하기 위해 원자 종들을 임플란팅함으로써 형성된 약해진 구역을 포함하는 기판에 인가된 열 처리를 모니터링하기 위한 방법을 제공하며, 상기 기판은 가열 챔버 내에 마련되며, 가열 챔버의 내부 또는 근처에 소리를 녹음하고 상기 녹음에서 그 약화된 구역을 따른 분할 동안 상기 기판에 의해 방출된 소리를 검출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
"가열 챔버의 근처"는 분할 동안 방출된 소리가 녹음될 수 있도록 상기 챔버에 충분히 가까운 구역을 의미한다. 상기 구역의 크기 및 위치는 상기 퍼니스의 환경에 의존할 수 있으나, 통상의 기술자는 이전에 이루어진 몇몇의 오디오 녹음들에 기초하여, 의도된 위치에서 상기 오디오 녹음이 충분히 양호한 품질이어서 파단의 소리가 그 안에 검출될 수 있다는 것을 보장할 수 있다.
이러한 오디오 녹음의 장점은 분할 동한 기판에 의해 방출되는 소리가 매우 구체적이며 상기 어닐링 퍼니스의 환경에서 다른 이벤트 동안 생산되는 소리와 혼동되지 않을 수 있다는 것이다.
또한, 분할이 발생한 시간의 단순한 결정만이 아니라, 녹음된 소리는 분할을 특징짓는 양들, 예를 들어 방출된 에너지, 분할 속도, 파손의 발생 등이 결정되게 할 수 있는 분석(예를 들어 빈도 스펙트럼, 시간, 세기, 등)에 적합하다.
제1 실시예에 따르면, 상기 녹음은 상기 가열 챔버의 내부에 마련된 마이크로 이루어진다.
제2 실시예에 따르면, 상기 녹음은 상기 가열 챔버를 포함하는 어닐링 퍼니스의 외벽 상에 마련된 마이크로폰으로 이루어진다.
제3 실시예에 따르면, 상기 녹음은 상기 가열 챔버에 대한 접근을 허용하는 어닐링 퍼니스의 열 스크린과 도어 사이에 마련된 마이크로 이루어진다.
제4 실시예에 따르면, 상기 녹음은 상기 가열 챔버의 내부로 개방되는 튜브 내에 마련된 마이크로 이루어진다.
이롭게, 상기 방법은 상기 가열 챔버의 내부 또는 근처에서 상기 소리의 녹음으로부터 상기 기판의 파손을 검출하는 단계를 더 포함한다.
상기 방법의 일 응용에서, 분할될 기판들의 배치는 상기 가열 챔버 내로 로딩되고, 상기 방법은 그 분할 동안 각각의 기판에 의해 방출되는 소리를 상기 오디오 녹음에서 검출하는 단계를 포함한다.
실행의 일 형태에 따르면, 상기 방법은 서로로부터 일정 거리에 위치된 두 마이크들을 통해 상기 가열 챔버의 내부 또는 근처에서 소리를 녹음하는 단계 및 상기 마이크들 각각의 녹음에서 검출된 기판의 분할의 소리들 사이의 시간 시프트에 기초하여, 분할이 발생한 기판의 위치를 배치 내에서 찾는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 마이크들은 상기 가열 챔버의 반대 영역들에 마련된다.
이롭게, 상기 열 처리는 상기 배치의 각 기판이 분할된 것으로 검출되면 중단된다.
소정의 길이의 시간 후에, 분할된 것으로 검출되는 기판들의 수가 기판들의 수보다 적은 경우, 분할된 기판들을 수동으로 분리하기 위해 상기 배치는 언로딩된다.
이롭게, 분할 동안 기판의 진동 주파수는 상기 기판의 분할에 의해 발생된 소리의 최대 주파수로부터 결정되며, 상기 기판의 분할 속도는 상기 진동 주파수로부터 결정된다.
또한, 기판의 분할 동안 방출되는 에너지는 상기 분할에 의해 발생된 소리의 세기로부터 결정될 수 있다.
또한 피크 소리 세기에 대응하는 최대 주파수로부터 기판을 통해 전파하는 분할 파동의 속도를 결정하는 것이 가능하다.
바람직하게, 상기 기판은 적어도 하나의 반도체 재료를 포함한다.
본 발명의 다른 주제는 분할될 기판들의 배치의 열 처리를 위한 장치에 관한 것이다.
상기 장치는 상기 배치 전체를 동시에 수용하도록 의도되는 가열 챔버를 포함하는 어닐링 퍼니스, 상기 가열 챔버의 내부 또는 근처에서 소리를 녹음하도록 구성된 적어도 하나의 마이크, 및 상기 마이크에 의해 생산된 오디오 녹음에서 기판이 분할될 때 방출되는 소리를 검출하도록 구성된 처리 시스템을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 마이크는 상기 가열 챔버의 내부로 개방된 튜브 내에 마련된다.
특히 이롭게, 상기 장치는 서로로부터 일정 거리에 위치된 적어도 두 마이크들을 포함한다.
실행의 일 형태에 따르면, 상기 처리 시스템은 상기 마이크들 각각의 녹음에서 검출된 기판의 분할의 소리들 사이의 시간 시프트에 기초하여 분할이 일어난 기판을 배치 내에서 찾도록 구성된다.
이롭게, 상기 장치는 배치의 모든 기판들이 분할된 것으로 검출되면 열 처리를 중단하도록 구성된 상기 퍼니스를 제어하기 위한 시스템을 더 포함한다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들이 첨부된 도면들을 참조하여 다음의 상세한 설명으로부터 드러날 것이다.
도 1은 실리콘 기판의 분할의 음향 신호의 도시이다.
도 2는 어닐링 퍼니스의 내부 내의 제1 실시예에 따른 마이크의 설치의 개략도이다.
도 3은 어닐링 퍼니스의 외부 벽 상의 제2 실시예에 따른 마이크의 설치의 개략도이다.
도 4는 어닐링 퍼니스의 도어와 열 스크린 사이의 제3 실시예에 따른 마이크의 설치의 개략도이다.
도 5는 어닐링 퍼니스의 내부에 유체적으로 연결되는 튜브 내의 제4 실시예에 따른 마이크의 설치의 개략도이다.
도 6은 어닐링 퍼니스 내의 두 반대 위치들의 제5 실시예에 따른 두 마이크들의 설치의 개략도이다.
도 7은 분할 동안 방출되는 진동의 주파수(Hz)와 분할 속도(m/s) 사이의 관계를 보여주는 변환 곡선이다.
본 발명은 원자 종들을 임플란팅함으로써 미리 형성된 약해진 구역을 따른 기판, 특히 반도체 기판의 분할은 특정한 음향 신호를 가진다는 사실에 기초하며, 이러한 신호는 따라서 상기 기판이 위치된 열 처리 퍼니스 내 또는 그 근처에서의 오디오 녹음 내에 검출될 수 있다. 상기 기판은 단독이거나 다른 기판에 본딩될 수 있다. 후자의 경우는 특히 SmarCut™ 공정을 통해 상기 기판의 층을 다른 기판으로 이동시키는 것이 바람직할때 적용된다.
도 1은 실리콘 기판의 분할의 음향 신호, 즉 상기 기판의 분할 후 상기 퍼니스 내에서 검출된 시간의 함수로서 오디오 세기를 도시한다. 시간 축의 단위는 초이다. 이 신호는 소리 세기의 갑작스런 증가 및 이후 1 내지 2초의 시간에 걸친 신속한 지수적 감소의 형태를 취한다.
이러한 신호는 분할에 고유하며 상기 어닐링 퍼니스의 내부 또는 근처에서 발생하기 쉬운 다른 이벤트들의 신호와 혼동되지 않을 수 있다.
이러한 신호는 수십 kHz의 주파수에 민감한, 선택적으로 그 의도된 위치에 따라 고온에서 작동하기에 적합한, 임의의 마이크로 얻어질 수 있다.
분할의 검출은 아래 보다 상세히 설명될 바와 같이 분할 공정에 대한 정성적인(기판의 분할 여부) 또는 심지어 정량적인 적어도 하나의 정보를 전달한다.
따라서, 발명자들은 문서 FR 2 902 926의 교시에 반하며, 그 문서에 따르면, 오디오 녹음은 기판의 분할을 검출하는데 적합하지 않고, 반면에 상기 기판과 접촉하는 압전 센서의 신호로부터보다 오디오 스펙트럼으로부터 더 많은 정보를 추출하는 것이 가능하다는 것을 보여주었다.
특히, 놀랍게도, 분할이 거의 순간적이나(약 100μs), 분할에 의해 야기된 소리는 훨씬 더 긴, 대략 1 내지 2초의, 시간을 가진다. 이 효과는 마이크로크랙들 내에서 발생된 압력과 기판을 둘러싼 가스 압력 사이의 차이의 효과 하에서, 분할 평면의 양 측의 기판의 유도된 진동에 의해 설명되는 것으로 보인다.
상기 오디오 스펙스럼은 비교적 복잡하나(여러 주파수들로 구성됨), 분할의 특징이며 신호를 처리함으로써 검출될 수 있는 신호를 가진다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 다양한 실시예들을 도시한다.
이들 도면들 각각에서, 퍼니스의 구조는 동일하며 따라서 여기에서 오직 한번만 설명될 것이다. 복수의 도면에서 주어진 참조 기호가 사용되는 경우, 참조되는 구성 요소들이 동일하거나 동일한 기능을 수행한다는 것을 의미한다. 도면들을 보다 명확하게하기 위해, 다양한 구성 요소들이 반드시 비율대로 도시되지는 않는다.
퍼니스(1)는 수평 축을 따라 연장되는 튜브형의 대략적인 형상을 가진다. 상기 퍼니스의 내부 벽(10)은 상기 기판(S)이 분할되며 배치되는 가열 챔버(11)를 정의한다. 일반적으로, 열 처리는 단일한 기판에 수행되지 않고 기판들의 배치에 수행된다. 이를 위해, 상기 기판들은 상기 퍼니스 내에 나란히 배치되는 하나 이상의 카세트들(2) 내에 수직 위치로 배열된다. 상기 카세트들은 상기 튜브의 일단에 위치된 도어(12)를 통해 투입된다. 상기 도어(12)는 열 스크린(13)에 의해 상기 가열 챔버(11)로부터 단열된다. 상기 도어 반대의 상기 튜브의 단부는 주로 막혀있다. 상기 가열 챔버를 분할에 바람직한 온도로 상승시키기 위하여 가열 구성 요소들(14)이 상기 퍼니스의 상기 벽 주위에 마련된다. 예를 들어, 실리콘 기판들을 분할하도록 인가된 온도는 일반적으로 약 100 내지 500℃, 바람직하게 300 내지 500℃이다.
당업계의 통상의 기술자들은 아래 제공되는 교시를 임의의 다른 유형의 퍼니스에 자연스럽게 적용할 수 있을 것이다.
원들에 의해 둘러싸인 별은 기판의 분할의 발생 및 그로부터 야기되는 소리의 전파를 상징한다.
마이크의 위치가 어디든지, 마이크는 실시간으로 녹음된 데이터를 컴퓨터(도 6에서 참조 변호 4로 지정된)를 포함하는 제어 스테이션으로 전송하며 녹음들이 신호를 처리하기에 적합한 소프트웨어 패키지의 실행에 의해 처리되게한다. 상기 데이터는 임의의 적합한 프로토콜을 사용하여 유선 또는 무선으로 전송될 수 있다.
상기 제어 스테이션은 이롭게, 상기 데이터의 처리 결과에 따라, 상기 퍼니스의 중단을 촉발하거나 상기 퍼니스를 모니터링하는 것을 담당하는 작업자의 주의를 위한 경고를 발생시키도록 구성된다.
도 2는 마이크(3)가 상기 가열 챔버(11) 내에 직접적으로 배치된 제1 실시예를 도시한다. 이 응용의 경우, 고온에 적합한, 즉 300℃ 또는 심지어 850℃ 정도로 높은 온도들을 견디며, 상업적으로 입수가능한, 마이크가 선택된다. 따라서, 상기 마이크는 상기 기판들에 가능한한 가까이에 있으며, 상기 퍼니스 밖에서 만들어진 노이즈들에 덜 민감하다.
이롭게, 상기 마이크는 상기 도어(12)와 반대되는 벽 상에 배치된다.
도 3은 마이크(3)가 예를 들어 상기 도어(12)에 반대되는 상기 퍼니스의 외벽 상에 마련된 제2 실시예를 도시한다. 오디오 검출은 덜 효과적이나 기판의 분할의 검출을 하기에는 충분하다. 또한, 이러한 실행의 변형은 고온에 적합한 마이크를 요구하지 않는 것을 가능하게 한다.
도 4는 상기 마이크(3)가 상기 퍼니스의 상기 도어(12)와 상기 열 스크린(13) 사이에 마련되는 제3 실시예를 도시한다. 상기 제1 실시예와 관련하여 상기 마이크는 더 낮은 온도에 노출되나, 이러한 온도들에 적합한 것을 선택하는 것이 자연스럽게 필요하다.
도 5는 상기 마이크(3)를 위한 특정한 마운트를 포함하는 제5 실시예를 도시한다. 이 마운트는 상기 마이크(3)의 크기에 실질적으로 대응하는 예를 들어 약 1 내지 5mm의 작은 직경의 튜브(30)를 포함한다. 상기 튜브의 길이는 일반적으로 약 1 내지 10cm이다. 상기 튜브(30)는 예를 들어, 상기 도어(12)에 반대되는 상기 퍼니스의 상기 벽 내에 뚫린 홀을 통해 상기 가열 챔버(11)로 개방된다. 따라서, 상기 마이크가 상기 퍼니스의 대기와 접촉하더라도, 상기 마이크가 고온에 특별히 적합하지 않더라도, 상기 튜브를 따라 발생하는 열 분산은 마이크의 작동과 호환가능한 온도를 보장하기에 충분하다.
도 6은 두 마이크들(3)이 상기 퍼니스 내에 마련되며, 각각은 상기 튜브의 일단 근처에 위치되는, 제5 실시예를 도시한다. 각각의 마이크는 상기 가열 챔버(11) 내에 생산된 소리들을 녹음한다. 각각의 마이크에 의해 전송된 녹음들을 처리하는 동안, 주어진 이벤트의 음향 신호의 시간 시프트는 상기 배치 내의 평가되는 분할이 발생한 기판의 위치를 찾는 것을 가능하게 한다. 따라서 분할된 기판을 결정하는 것이 가능하다.
자연스럽게, 위에서 설명된 다양한 실시예들은 결합될 수 있다.
기판의 분할의 검출의 활용은 다양한 형태들을 취할 수 있다.
한편으로, 분할된 것으로 검출된 기판들의 수를 세고 이 숫자를 상기 퍼니스 내에 존재하는 기판들의 수와 비교함으로써 각각의 기판이 실제 분할되었는지 확인하는 것이 가능하다. 이 경우, 분할된 것으로 검출된 기판들의 수가 기판들의 수에 도달하면, 상기 열 처리가 이후에는 무의미해지므로, 상기 열 처리의 중단을 촉발하는 것이 유리할 수 있다. 따라서 사이클 시간을 최적화하고, 상기 기판들에 인가된 열 처리량을 최소화하고 전력 소모를 감소시키는 것이 가능하다.
반면, 소정의 열 처리 시간이 지났을 때, 분할된 것으로 검출된 기판들의 수가 기판들의 수보다 작으면, 하나 이상의 기판들이 분할되지 않은 것으로 추론하는 것이 가능하다. 이러한 경우, 분할되지 않은 기판의 존재가 기계의 시기적으로 부적절한 중단을 야기할 가능성이 있으므로 이 배치를 자동 분리 기계로 보내지 않는 것이 바람직하다. 문제의 배치는 따라서 분할된 기판들을 수동으로 분리하기 위하여 언로드된다.
기판의 파손은 반드시 특정한 신호를 야기하는 것은 아니다. 구체적으로, 파손 동안 발생된 소리는 상기 기판의 조각들이 어떻게 떨어지는지 또는 실제로 상기 기판이 어떻게 파손되는지와 관련되며 따라서 가변적인 특성들을 가질 수 있다. 그러나, 기판의 분할에 의해 생산된 소리가 잘 식별되는 한, 상기 챔버 내에서 생산되는 다른 소리는 파손과 연관될 수 있다. 이 경우, 파손된 기판이 자동 분리 기계의 작동을 방해하는 것을 방지하기 위해 이를 수동으로 처리하기 위해 상기 배치를 상기 퍼니스 밖으로 꺼내는 것이 유리하다. 이롭게, 새로운 분할될 기판들의 배치가 투입되기 전에 상기 퍼니스의 내부가 청소된다.
또한, 방금 설명된 정성적 활용 외에도, 발명자들은 피크 세기에 대응하는 최대 오디오 주파수와 상기 기판을 통해 전파되는 분할 파동의 속도 사이의 상관 관계를 입증하였다. 이 상관 관계는 도 7에 개략적으로 도시된다. 도 7은 방출된 진동의 주파수(Hz)와 분할 파동의 속도(m/s) 사이의 관계를 보여준다. 주어진 유형의 기판 및 결정된 임플란테이션 조건들에 대하여 미리 구성된, 이러한 곡선을 통해, 각각의 기판의 오디오 녹음으로부터 대응하는 분할의 속도를 결정하는 것이 가능하다. 이후 배치 내의 분할 특성들의 균일성을 확인하는 것이 가능하다.
또한, 분할 동안 방출된 에너지는 검출된 최대 소리 세기에 정비례한다. 따라서, 최대 소리 세기의 상대적인 변동 및 동일한 기판들에서 검출된 평균 값에 대한 그 비교는 분할의 품질의 지표인 기판의 분할 동안 방출된 에너지가 추정되게 한다.

Claims (20)

  1. 약해진 구역을 따라 기판을 분할하기(split) 위해 원자 종들을 임플란팅함으로써 형성된 상기 약해진 구역을 포함하는 상기 기판에 인가되는 열 처리를 모니터링하기 위한 방법으로서,
    상기 기판(S)은 가열 챔버(11) 내에 마련되고,
    상기 방법은 상기 가열 챔버(11)의 내부 또는 근처에서 소리를 녹음하는 단계 및 상기 녹음에서 상기 약해진 구역을 따른 상기 기판의 분할 동안 상기 기판에 의해 방출되는 소리를 검출하는 단계를 포함하고,
    기판을 통해 전파하는 분할 파동의 속도는 피크 소리 세기에 대응하는 최대 주파수로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 녹음하는 단계는 상기 가열 챔버(11)의 내부에 마련된 마이크(3)로 이루어지는 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 녹음하는 단계는 상기 가열 챔버(11)를 포함하는 어닐링 퍼니스(1)의 외부 벽 상에 마련된 마이크(3)로 이루어지는 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 녹음하는 단계는 상기 가열 챔버(11)로의 접근을 허용하는 어닐링 퍼니스(1)의 열 스크린(13)과 도어(12) 사이에 마련된 마이크(3)로 이루어지는 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 녹음하는 단계는 상기 가열 챔버(11)의 내부로 개방되는 튜브(30) 내에 마련된 마이크로 이루어지는 방법.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 하나에 있어서,
    상기 가열 챔버(11)의 내부 또는 근처에서 소리를 녹음하는 상기 단계로부터 상기 기판의 파손(breakage)을 검출하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제1 항 내지 제5 항 중 하나에 있어서,
    분할될 기판들의 배치(batch)가 제1 방향으로 상기 기판들의 배치(batch)가 배열되도록 상기 가열 챔버 내로 로딩되고, 상기 방법은, 상기 오디오 녹음에서, 상기 기판들의 분할 동안 각각의 기판에 의해 방출된 소리를 검출하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 방향을 따라 서로로부터 일정 거리에 위치된 두 마이크들(3)을 통해 상기 가열 챔버(11)의 내부 또는 근처에서 소리를 녹음하는 단계, 및 상기 마이크들 각각의 녹음에서 검출된 기판의 분할의 소리들 사이의 시간 시프트(shift)에 기초하여, 분할이 발생한 기판의 위치를 상기 배치 내에서 찾는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 마이크들(3)은 상기 가열 챔버(11)의 반대 영역들에 마련되는 방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 열 처리는 각각의 기판이 분할된 것으로 검출되면 중단되는 방법.
  11. 제7 항에 있어서,
    소정의 길이의 시간 후에, 분할된 것으로 검출된 기판들의 수가 기판들의 수보다 작으면, 상기 분할된 기판들을 수동으로 분리하기(separate) 위해 상기 배치는 언로딩되는 방법.
  12. 제1 항 내지 제5 항 중 하나에 있어서,
    분할 동안 기판의 진동 주파수가 상기 기판의 분할에 의해 발생된 소리의 최대 주파수로부터 결정되고, 상기 기판의 분할 속도가 상기 진동 주파수로부터 결정되는 방법.
  13. 제1 항 내지 제5 항 중 하나에 있어서,
    기판의 분할 동안 방출된 에너지가 상기 분할에 의해 발생된 소리의 세기로부터 결정되는 방법.
  14. 삭제
  15. 제1 항 내지 제5 항 중 하나에 있어서,
    각각의 기판은 적어도 하나의 반도체 재료를 포함하는 방법.
  16. 약해진 구역을 따라 기판을 분할하기 위해 원자 종들을 임플란팅함으로써 형성된 상기 약해진 구역을 각각 포함하는 기판들의 배치(batch)의 열 처리를 위한 장치로서,
    상기 기판들의 배치(batch)가 제1 방향으로 배열되도록 상기 배치 전체를 동시에 수용하도록 구성된 가열 챔버(11)를 포함하는 어닐링 퍼니스(1),
    상기 가열 챔버 내부 또는 근처에서 소리를 녹음하도록 구성된 적어도 하나의 마이크(3), 및
    상기 마이크에 의해 생산된 오디오 녹음에서 기판이 상기 약해진 구역을 따라 분할될 때 방출되는 소리를 검출하도록 구성된 처리 시스템(4)을 포함하고,
    기판을 통해 전파하는 분할 파동의 속도는 피크 소리 세기에 대응하는 최대 주파수로부터 결정되는 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 마이크(3)는 상기 가열 챔버(11)의 내부로 개방된 튜브(30) 내에 마련되는 장치.
  18. 제16 항 또는 제17 항에 있어서,
    상기 제1 방향을 따라 서로로부터 일정 거리에 위치된 적어도 두 마이크들(3)을 포함하는 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 처리 시스템(4)은 상기 마이크들 각각의 상기 녹음에서 검출된 기판의 분할의 소리들 사이의 시간 시프트에 기초하여, 분할이 발생한 기판의 위치를 상기 배치 내에서 찾도록 구성되는 장치.
  20. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 배치의 상기 모든 기판들이 분할된 것으로 검출되면 상기 열 처리를 중단하도록 구성된, 상기 퍼니스를 제어하기 위한 시스템을 더 포함하는 장치.
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