KR102535886B1 - 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템 - Google Patents
램프를 이용한 레이저 열처리 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102535886B1 KR102535886B1 KR1020210121239A KR20210121239A KR102535886B1 KR 102535886 B1 KR102535886 B1 KR 102535886B1 KR 1020210121239 A KR1020210121239 A KR 1020210121239A KR 20210121239 A KR20210121239 A KR 20210121239A KR 102535886 B1 KR102535886 B1 KR 102535886B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- wafer
- heat treatment
- unit
- temperature
- lamp
- Prior art date
Links
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 title 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 233
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 65
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 39
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 142
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- -1 tungsten halogen Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67248—Temperature monitoring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
본 발명은 반도체 등의 열처리 공정을 진행할 때 웨이퍼 하부에 설치되는 히팅 수단이 할로겐 램프 또는 LED 램프로 구비되는 레이저 열처리 시스템에 관한 것이다. 할로겐 램프 또는 LED 램프를 이용하여 웨이퍼의 하부를 기존의 히팅 수단보다 더 높은 온도로 히팅할 수 있는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템의 제공을 목적으로 하며, 웨이퍼의 상부를 히팅하는 레이저 조사부 일측에 스캐너를 구비하여, 레이저 빔을 빠르게 이동시켜 열처리 공정의 택트 타임을 단축 시킬 수 있고, 레이저 빔을 직접 이송시키는 방식으로 열처리 공정을 진행하여 정밀하게 제어할 수 있으며, 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템의 제공을 목적으로 한다.
Description
본 발명은 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 등의 열처리 공정을 진행할 때 웨이퍼 하부에 설치되는 히팅 수단이 할로겐 램프 또는 LED 램프로 구비되는 레이저 열처리 시스템에 관한 것이다.
반도체 공정에 있어서 열처리 공정은 필수 공정으로, 열처리를 요구하는 공정은 더욱 복잡해지고 있다. 열처리 공정은 퍼니스(furnace)를 이용한 공정이 초기부터 사용되어 주류를 형성하고 있다. 그러나, 퍼니스 공정은 가열하는 데 시간이 오래 걸려 열처리 량이 많으며, 공정 시간이 길기 때문에 공정을 제어하기 어렵다는 문제점이 있으며, 반도체 소재 패턴이 미세화됨에 따라 퍼니스를 이용한 열처리 기술로는 한계가 있다. 따라서, 급속 열처리(RTP) 장치의 수요가 늘어나고 있다.
RTP(Rapid Thermal Process Anneal)는 할로겐이나 텅스턴 할로겐 램프 등을 이용하여 가열하는 것으로, 웨이퍼의 온도를 빠르게 가열하거나 냉각할 수 있어 열 소모 비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 웨이퍼 전체의 온도를 균일하게 유지하거나 웨이퍼를 교체할 때마다 다른 웨이퍼들에 대해 동일한 온도 및 공정에 걸리는 시간 특성을 유지하기 어려웠고, 웨이퍼의 온도를 정확하게 측정하거나 제어하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 웨이퍼에 열을 고르게 전달하지 못하는 경우가 발생되어 웨이퍼 내부의 국부적 온도 차로 인해 웨이퍼가 뒤틀리거나 단층이 발생되는 문제점이 있다.
열처리 공정을 보다 빠르게 진행하기 위해, 플래시 램프를 이용한 열처리 장비인 FLA(Flash Lamp Anneal) 설비와 레이저를 이용한 열처리 장비가 이용되어 msec 단위로 열처리 공정이 진행될 수 있다. 이때, FLA 설비는 상술한 RTP와 같이 웨이퍼의 상??하부 온도 차(일반적으로 700℃ 내외)에 의해 웨이퍼가 뒤틀리는 현상이 발생된다는 문제점이 발생된다. 그러나, 레이저의 경우 레이저 빔을 이용하여 웨이퍼를 국부적으로 히팅시키기 때문에 웨이퍼의 뒤틀림 현상을 방지할 수 있다.
기존 레이저를 이용한 열처리 장치는 열처리 공정의 효과를 높이기 위해 웨이퍼의 고정 및 웨이퍼의 하부를 가열하는 히팅 척이 구비되어 있다. 그러나, 이는 최대 온도가 약 400℃로 그 이상으로 온도가 상승할 경우 척이 파손될 수 있다. 그러나, 웨이퍼의 하부 온도가 상승할수록 웨이퍼가 상부에서 조사되는 레이저 빔의 에너지 흡수량이 증가되어 에너지 효율을 증가시킬 수 있기 때문에 웨이퍼를 히팅시키는 수단에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 할로겐 램프 또는 LED 램프를 이용하여 웨이퍼의 하부를 기존의 히팅 수단보다 더 높은 온도로 히팅할 수 있는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템을 제공함에 있다.
또한, 웨이퍼의 상부를 히팅하는 레이저 조사부 일측에 스캐너를 구비하여, 레이저 빔을 빠르게 이동시켜 열처리 공정의 택트 타임(tact time)을 단축시킬 수 있는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템을 제공함에 있다.
아울러, 레이저 빔을 직접 이송시키는 방식으로 열처리 공정을 진행하여 정밀하게 제어할 수 있고, 열처리 공정의 택트 타임(tact time)을 단축시킬 수 있으며, 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템은, 상면에 작업 대상물이 설치 가능하도록 형성되는 스테이지; 상기 스테이지의 상면에 설치되며, 할로겐 램프로 형성된 히팅 수단; 상기 히팅 수단의 상면에 설치되는 판 형태의 투명판; 상기 투명판의 상면에 설치되며, 상기 히팅 수단에 의해 하면이 히팅되는 웨이퍼; 상기 웨이퍼 하면의 온도를 측정하는 온도 센서; 상기 스테이지와 소정 높이 이격되어 설치되며, 상기 웨이퍼의 상면에 레이저 빔을 조사하는 조사부; 상기 조사부가 전후로 이송되도록 가이드 레일이 형성된 전후 가이드부 및 상기 조사부가 좌우로 이송되도록 가이드 레일이 형성된 좌우 가이드부를 포함하는 이송부; 및 상기 전후 가이드부 또는 상기 좌우 가이드부에 형성된 가이드 레일에 결합되어 설치되며, 상기 웨이퍼를 스캔하는 스캔부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조사부는 상기 전후 가이드부 또는 상기 좌우 가이드부에 형성된 가이드 레일에 결합되어 이송되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 할로겐 램프는, 복수 개의 단위로 배열되어 형성되며, 각각의 단위 할로겐 램프는 독립적으로 동작되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 레이저 열처리 시스템은, 상기 온도 센서로부터 측정된 온도 값 및 상기 스캔부로부터 수집된 웨이퍼의 형태를 기반으로 상기 히팅 수단, 상기 조사부, 상기 이송부의 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법은, 상기 히팅 수단이 동작하여 상기 웨이퍼의 하면이 히팅되는 하부 히팅 단계; 상기 온도 센서로부터 측정된 상기 웨이퍼 하면의 온도가 미리 설정된 기준 온도 이상인지 판단하는 제1판단 단계; 상기 제1판단 단계에서 상기 웨이퍼 하면의 온도가 미리 설정된 기준 온도 이상이라고 판단될 경우, 상기 웨이퍼의 상면이 스캔되고, 스캔된 정보를 기반으로 열처리될 구역에 상기 조사부가 이송될 경로가 생성되는 스캔 단계; 상기 조사부가 이송되어 레이저 빔이 조사될 상기 웨이퍼의 구역에 대응되는 위치에 설치된 상기 단위 램프가 미리 설정된 온도보다 더 높은 온도로 발열되는 추가 히팅 단계; 상기 스캔 단계에서 생성된 경로를 따라 상기 조사부가 상기 좌우 가이드부 또는 상기 전후 가이드부에 의해 이송되는 이송 단계; 상기 조사부로부터 상기 웨이퍼의 상면에 레이저 빔이 조사되는 조사 단계; 상기 조사부에서 레이저 빔이 조사된 횟수가 카운팅되는 카운트 단계; 상기 카운트 단계에서 카운팅된 숫자와 미리 정해진 숫자를 비교하는 제2판단 단계; 및 상기 제2판단 단계에서 상기 카운트 단계에서 카운팅된 숫자가 미리 정해진 숫자와 동일하다고 판단될 경우, 작업자의 단말기나 PC에 작업 완료 알림이 송신되는 알림 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열처리 방법은, 상기 제1판단 단계에서 상기 웨이퍼 하면의 온도가 미리 설정된 기준 온도 미만이라고 판단될 경우, 상기 하부 히팅 단계가 재진행되는 것;을 특징으로 한다.
또한, 상기 열처리 방법은, 상기 제2판단 단계에서 상기 카운트 단계에서 카운팅된 숫자가 미리 정해진 숫자보다 작다고 판단될 경우, 상기 스캔 단계, 상기 추가 히팅 단계, 상기 이송 단계, 상기 조사 단계 및 상기 카운트 단계가 순차적으로 진행되는 것;을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템은, 상면에 작업 대상물이 설치 가능하도록 형성되는 스테이지; 상기 스테이지의 상면에 설치되며, LED 램프로 형성된 히팅 수단; 상기 히팅 수단의 상면에 설치되는 판 형태의 투명판; 상기 투명판의 상면에 설치되며, 상기 히팅 수단에 의해 하면이 히팅되는 웨이퍼; 상기 웨이퍼 하면의 온도를 측정하는 온도 센서; 상기 스테이지와 소정 높이 이격되어 설치되며, 상기 웨이퍼의 상면에 레이저 빔을 조사하는 조사부; 상기 조사부가 전후로 이송되도록 가이드 레일이 형성된 전후 가이드부 및 상기 조사부가 좌우로 이송되도록 가이드 레일이 형성된 좌우 가이드부를 포함하는 이송부; 및 상기 전후 가이드부 또는 상기 좌우 가이드부에 형성된 가이드 레일에 결합되어 설치되며, 상기 웨이퍼를 스캔하는 스캔부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조사부는 상기 전후 가이드부 또는 상기 좌우 가이드부에 형성된 가이드 레일에 결합되어 이송되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 LED 램프는, 복수 개의 단위로 배열되어 형성되며, 각각의 단위 LED 램프는 독립적으로 동작되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 레이저 열처리 시스템은, 상기 온도 센서로부터 측정된 온도 값 및 상기 스캔부로부터 수집된 웨이퍼의 형태를 기반으로 상기 히팅 수단, 상기 조사부, 상기 이송부의 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법은, 상기 히팅 수단이 동작하여 상기 웨이퍼의 하면이 히팅되는 하부 히팅 단계; 상기 온도 센서로부터 측정된 상기 웨이퍼 하면의 온도가 미리 설정된 기준 온도 이상인지 판단하는 제3판단 단계; 상기 제3판단 단계에서 상기 웨이퍼 하면의 온도가 미리 설정된 기준 온도 이상이라고 판단될 경우, 상기 웨이퍼의 상면이 스캔되고, 스캔된 정보를 기반으로 열처리될 구역에 상기 조사부가 이송될 경로가 생성되는 스캔 단계; 상기 조사부가 이송되어 레이저 빔이 조사될 상기 웨이퍼의 구역에 대응되는 위치에 설치된 상기 단위 램프가 미리 설정된 온도보다 더 높은 온도로 발열되는 추가 히팅 단계; 상기 스캔 단계에서 생성된 경로를 따라 상기 조사부가 상기 좌우 가이드부 또는 상기 전후 가이드부에 의해 이송되는 이송 단계; 상기 조사부로부터 상기 웨이퍼의 상면에 레이저 빔이 조사되는 조사 단계; 상기 조사부에서 레이저 빔이 조사된 횟수가 카운팅되는 카운트 단계; 상기 카운트 단계에서 카운팅된 숫자와 미리 정해진 숫자를 비교하는 제4판단 단계; 및 상기 제4판단 단계에서 상기 카운트 단계에서 카운팅된 숫자가 미리 정해진 숫자와 동일하다고 판단될 경우, 작업자의 단말기나 PC에 작업 완료 알림이 송신되는 알림 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열처리 방법은, 상기 제3판단 단계에서 상기 웨이퍼 하면의 온도가 미리 설정된 기준 온도 미만이라고 판단될 경우, 상기 하부 히팅 단계가 재진행되는 것;을 특징으로 한다.
또한, 상기 열처리 방법은, 상기 제4판단 단계에서 상기 카운트 단계에서 카운팅된 숫자가 미리 정해진 숫자보다 작다고 판단될 경우, 상기 스캔 단계, 상기 추가 히팅 단계, 상기 이송 단계, 상기 조사 단계 및 상기 카운트 단계가 순차적으로 진행되는 것;을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템은, 할로겐 램프 또는 LED 램프를 이용하여 웨이퍼의 하부를 기존의 히팅 수단보다 더 높은 온도로 히팅하여 웨이퍼에 조사되는 레이저 빔의 에너지 흡수량을 증가시킬 수 있다.
또한, 웨이퍼의 상부를 히팅하는 레이저 조사부 일측에 스캐너를 구비하여, 레이저 빔을 빠르게 이동시켜 열처리 공정의 택트 타임(tact time)을 단축시킬 수 있다.
아울러, 레이저 빔을 직접 이송시키는 방식으로 열처리 공정을 진행하여 정밀하게 제어할 수 있고, 열처리 공정의 택트 타임(tact time)을 단축시킬 수 있으며, 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 열처리 시스템 정면도
도 2는 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템 정면도
도 3은 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템 평면도
도 4는 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템 블록도
도 5는 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법 순서도
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저 열처리 시스템 정면도
도 7은 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템 평면도
도 8은 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템 블록도
도 9는 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법 순서도
도 2는 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템 정면도
도 3은 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템 평면도
도 4는 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템 블록도
도 5는 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법 순서도
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저 열처리 시스템 정면도
도 7은 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템 평면도
도 8은 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템 블록도
도 9는 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법 순서도
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
<제1실시예>
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 열처리 시스템 정면도를 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 열처리 시스템은 웨이퍼(130), 투명판(120), 제1히팅수단(110) 및 스테이지(100)가 위에서 아래로 차례로 위치하며, 웨이퍼(130)와 소정 높이를 두고 설치되어 웨이퍼(130)의 상면에 레이저 빔을 조사하는 조사부(140)를 포함한다.
스테이지(100)는 상면에 제1히팅수단(110), 투명판(120), 웨이퍼(130)가 설치되며, 상하좌우로 이동 가능하도록 설치되어 웨이퍼(130)의 표면 전체에 레이저 빔이 조사되어 열처리될 수 있도록 한다. 스테이지(100)의 상면에 설치되는 제1히팅수단(110)은 웨이퍼(130)의 하면을 가열하기 위해 구비된 것으로, 복수 개의 제1단위램프(111)로 구성된다. 이때, 제1단위램프(111)는 할로겐 램프로, 동작하면 600℃ 이상의 온도로 발열될 수 있다.
종래 히팅수단의 발열 온도는 최대 400℃ 정도였으나, 복수 개의 할로겐 램프로 구성된 본 발명의 제1히팅수단(110)은 600℃ 이상의 온도로 발열되어 웨이퍼(130)의 하면을 가열할 수 있기 때문에 웨이퍼(130)의 상면과 하면의 온도 차이를 줄여 웨이퍼(130)가 뒤틀리는 뒤틀림(warpage) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 웨이퍼(130)가 조사부(140)로부터 조사되는 레이저 빔의 에너지 흡수율이 증가되어 열처리 공정의 효율을 높일 수 있다.
투명판(120)은 제1히팅수단(110)의 상면에 설치되며, 웨이퍼(130)와 제1히팅수단(110) 사이에 개재되도록 설치된다. 투명판(120)은 석영 재질(
)인 것이 바람직하다. 석영은 열팽창 계수가 낮고, 높은 투과율을 가지며, 화학적 내구성이 높기 때문에 제1히팅수단(110)의 높은 발열 온도에도 변형되지 않으며, 투명판(120)의 상면에 설치된 웨이퍼(130)에 제1히팅수단(110)의 열이 전달될 수 있다. 또한, 화학적 내구성이 높기 때문에 웨이퍼(130)의 하면과 접촉되더라도 웨이퍼(130)와 화학적 반응이 발생되지 않기 때문에 웨이퍼(130)를 안정적으로 지지할 수 있다.
웨이퍼(130)는 투명판(120)의 상면에 설치된다. 웨이퍼(130)의 하면은 제1히팅수단(110)에 의해 가열되며, 웨이퍼(130)의 상면은 상부에 설치된 조사부(140)로부터 조사되는 레이저 빔에 의해 가열된다. 이때, 조사부(140)로부터 조사되는 레이저 빔에 의해 국부적으로 히팅할 수 있기 때문에 웨이퍼의 뒤틀림 현상을 방지할 수 있다.
도면에 도시되어 있지는 않으나, 웨이퍼(130)의 하면의 온도를 측정하는 온도 센서(180)가 설치되어 있으며, 온도 센서(180)로부터 측정된 웨이퍼(130)의 하면 온도가 600℃ 이상일 경우, 조사부(140)가 웨이퍼(130)의 상면에 레이저 빔을 조사한다. 이때, 웨이퍼(130)의 하면 온도 기준은 통상의 기술자로부터 작업 환경에 따라 용이하게 변경될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 열처리 시스템은 상술한 바와 같이 조사부(140)가 상부에 고정 설치되며, 스테이지(100)가 이동하여 웨이퍼(130)의 상면 전체를 열처리하는 것을 특징으로 한다. 그러나, 스테이지(100)가 이동할 경우, 정밀하게 이동시키기 어렵다는 문제점이 있으며, 스테이지(100)가 이동 및 정지를 반복함에 따라 관성에 의해 웨이퍼(130)가 미리 정해진 위치를 벗어나거나 투명판(120)으로부터 이탈할 수 있다는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 레이저 열처리 시스템은 스테이지(100)가 고정 설치되고, 조사부(140)를 이송시키는 것을 특징으로 한다. 이는 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템 정면도를 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템은 조사부(140)가 이동 가능하도록 가이드하는 이송부(160)가 설치되어 있다.
이송부(160)는 지면 또는 스테이지가 설치된 바닥면으로부터 소정 높이 연장되어 형성되는 세로바 형태의 네 개의 지지부(161), 전방에 설치된 지지부(161)와 후방에 설치된 지지부(161) 사이를 연결하는 가로바 형태의 전후 가이드부(162)와 전후 가이드부(162) 사이에 설치되는 가로바 형태의 좌우 가이드부(163)가 설치된다. 조사부(140)는 좌우 가이드부(163)에 설치되어 좌우로 이동 가능하도록 설치된다. 좌우 가이드부(163)의 양단은 전후 가이드부(162)와 결합되어, 조사부(140)를 전진 또는 후진시킬 수 있다.
이때, 조사부(140)의 일측에는 스캔부(150)가 설치되어 웨이퍼(130)를 스캔하고, 다음으로 열처리가 진행될 위치로 조사부(140)가 자동으로 이동할 수 있도록 하는 정보를 제공한다. 이때, 스캔부(150)와 조사부(140)는 각각 설치될 수도 있고, 일체로 설치될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템 평면도를 도시하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 양쪽에 전후 가이드부(162)가 설치되어 있으며, 전후 가이드부(162) 사이에 좌우 가이드부(163)가 설치된다. 좌우 가이드부(163)에는 조사부(140)와 스캔부(150)가 설치되며, 좌우 가이드부(163)에 형성된 레일을 따라 좌측 또는 우측으로 조사부(140) 및 스캔부(150)가 이동할 수 있다.
또한, 좌우 가이드부(163)의 양단은 전후 가이드부(162)와 결합되어 설치되고, 전후 가이드부(162)에 설치된 레일을 따라 좌우 가이드부(163)가 전진 또는 후진할 수 있도록 설치되어 조사부(140) 및 스캔부(150)를 상하좌우로 자유롭게 이동시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 레이저 열처리 시스템은 스테이지가 미리 정해진 위치에 고정되어 있고, 조사부(140)가 좌우 가이드부(163) 및 전후 가이드부(162)에 의해 상하좌우로 이동하여 웨이퍼(130)에 레이저 빔을 조사할 수 있기 때문에 정밀하게 작업할 수 있으며, 빠르게 이동시킬 수 있기 때문에 열처리 공정에 소요되는 시간을 단축시켜 같은 시간에 종래보다 많은 웨이퍼(130)를 열처리할 수 있다.
본 발명의 레이저 열처리 시스템의 조사부(140)를 자동으로 이송시키며, 열처리 효과를 높일 수 있도록 하는 구성을 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템 블록도를 도시하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 레이저 열처리 시스템의 여러 동작을 제어하는 제어부(170)가 구비되며, 제어부(170)는 온도 센서(180), 스캔부(150)와 전기적으로 연결되어 온도 센서(180)와 스캔부(150)로부터 수집된 정보를 기반으로 제1히팅수단(110)과 이송부(160) 및 조사부(140)의 동작을 제어한다.
먼저, 제어부(170)는 온도 센서(180)로부터 웨이퍼(130) 하면의 온도를 수신받으며, 웨이퍼(130) 하면의 온도가 미리 정해진 온도로 가열되었다고 판단되면 조사부(140)가 웨이퍼(130)의 상면에 레이저 빔을 조사하도록 제어한다. 조사부(140)가 레이저 빔을 조사하는 동안 스캔부(150)는 웨이퍼(130)를 스캔하여, 제어부(170)로 송신한다.
웨이퍼(130)는 미리 정해진 기준으로 임의의 구역이 정해져 있을 수 있으며, 1구역의 열처리가 끝났다고 판단되면 다음은 2구역으로 조사부(140)가 이동되고, 순차적으로 N구역까지 조사부(140)가 이동되어 웨이퍼(130)를 열처리할 수 있다. 따라서, 스캔부(150)가 1번 구역의 열처리가 끝났다고 판단되면 웨이퍼(130)를 스캔하여 스캔된 정보를 제어부(170)에 송신하고, 제어부(170)는 이를 기반으로 조사부(140)가 좌우 가이드부(163) 또는 전후 가이드부(162)에 설치된 레일을 따라 2구역으로 이동되도록 제어한다.
추가로, 본 발명의 레이저 열처리 시스템의 제1히팅수단(110)은 상술한 바와 같이 복수 개의 제1단위램프(111)로 구성된다. 이때, 제1단위램프(111)는 각각 독립적으로 동작 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다. 본 발명은 조사부(140)가 레이저 빔을 조사하여 국부적으로 열처리하는 것으로, 조사부(140)가 열처리하는 웨이퍼(130)의 영역에 대응되는 위치에 설치된 제1히팅수단(110)이 약 800℃ 이상으로 발열되도록 제어부(170)가 제어하여 열처리 효율을 높일 수 있다. 이때, 발열 온도는 통상의 기술자가 작업 환경에 따라 용이하게 변경할 수 있다.
또한, 웨이퍼(130)의 중앙 영역은 온도 유지가 용이하나 웨이퍼(130)의 모서리 영역은 중앙 영역보다 온도가 낮을 수 있다. 따라서, 웨이퍼(130)의 모서리 영역에 대응되는 위치에 설치된 제1단위램프(111)는 중앙 영역에 대응되는 위치에 설치된 제1단위램프(111)보다 더 높은 온도로 발열되도록 해 웨이퍼(130)의 하부 온도가 일정하게 유지될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 5는 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법 순서도를 도시하고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법은, 하부 히팅 단계(S100), 제1판단 단계(S110), 스캔 단계(S120), 추가 히팅 단계(S130), 이송 단계(S140), 조사 단계(S150), 카운트 단계(S160), 제2판단 단계(S170), 알림 단계(S180)를 포함한다.
열처리 공정을 시작하기 전 스캔부(150)가 웨이퍼(130)의 형태를 수집하여 제어부(170)로 송신하고, 제어부(170)는 수신받은 웨이퍼(130)의 형태에 가상의 선을 그어 복수 개의 구역으로 나누며, 나눠진 구역의 개수는 N개라고 한다. 또한, 조사부(140)는 웨이퍼(130)의 1구역에 해당되는 위치로 이송된 뒤 시작되는 것이 바람직하다. 이때, 1구역~N구역 순서로 이동할 수도 있으며, N구역에서 1구역 순서로 이동할 수도 있고, 무작위로 진행될 수도 있다. 본 발명은 설명의 편의를 위해 조사부(140)가 1구역에서 N구역으로 순차적으로 이송되어 레이저 빔을 조사한다고 가정하여 설명하도록 한다.
먼저 제1히팅수단(110)이 동작하여 웨이퍼(130)의 하부를 가열하는 하부 히팅 단계(S100)가 진행된다. 하부 히팅 단계(S100) 이후, 제1판단 단계(S110)에서는 웨이퍼(130)의 하부 온도가 기준 온도 이상인지 판단하는 제1판단 단계(S110)가 진행된다. 웨이퍼(130)의 하부 온도는 상술한 바와 같이 온도 센서(180)로부터 측정되며, 온도 센서(180)는 측정된 온도 값을 제어부(170)로 송신한다.
제1판단 단계(S110)에서 웨이퍼(130)의 하부 온도가 기준 온도 미만이라고 판단될 경우, 하부 히팅 단계(S100)가 재진행되고, 제1판단 단계(S110)에서 웨이퍼(130)의 하부 온도가 기준 온도 이상이라고 판단될 경우, 조사부(140)가 1구역으로 이송되도록 경로를 생성하기 위해 웨이퍼(130)의 상면이 스캔되는 스캔 단계(S120)가 진행된다. 이후, 1구역에 대응되는 위치에 설치된 제1히팅수단(110)의 제1단위램프(111)가 미리 정해진 기준 온도보다 더 높은 온도로 발열되어 1구역에 해당하는 웨이퍼(130)의 하부 온도를 주위 온도보다 더 히팅시키는 추가 히팅 단계(S130)가 진행된다. 이때, 스캔 단계(S120)와 추가 히팅 단계(S130)는 동시에 진행될 수도 있고, 추가 히팅 단계(S130)가 스캔 단계(S120)보다 먼저 진행될 수도 있다.
스캔 단계(S120)에서 수집된 스캔 정보를 기반으로 생성된 경로를 따라 조사부(140)가 좌우 이송부(160) 또는 전후 이송부(160)에 의해 이송되는 이송 단계(S140)가 진행되며, 조사부(140)가 1구역에 대응되는 위치에 이송된 후, 조사부(140)로부터 웨이퍼(130)의 상면에 레이저 빔이 조사되는 조사 단계(S150)가 진행된다. 이후, 조사부(140)에서 레이저 빔이 조사된 횟수가 카운팅되는 카운트 단계(S160)가 진행된다.
제2판단 단계(S170)는 카운트 단계에서 카운트된 숫자와 미리 정해진 구역의 개수인 N을 비교하는 단계로, 제2판단 단계(S170)에서 카운트된 숫자가 N보다 작을 경우, 스캔 단계(S120), 추가 히팅 단계(S130), 이송 단계(S140), 조사 단계(S150)이 순차적으로 진행되며, 이는, 1구역이 아닌 다음 구역인 2구역을 열처리 하기 위함이다.
제2판단 단계(S170)에서 카운트된 숫자가 N과 동일할 경우에는 작업자의 단말기나 PC에 열처리 공정이 끝났다는 알림이 송신되는 알림 단계(S180)가 진행된다.
<제2실시예>
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저 열처리 시스템 정면도를 도시하고 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저 열처리 시스템은 웨이퍼(230), 투명판(220), 제2히팅수단(210) 및 스테이지(200)가 위에서 아래로 차례로 위치하며, 웨이퍼(230)와 소정 높이를 두고 설치되어 웨이퍼(230)의 상면에 레이저 빔을 조사하는 조사부(240)를 포함한다.
스테이지(200)는 상면에 제2히팅수단(210), 투명판(220), 웨이퍼(230)가 설치되며, 스테이지(200)의 상면에 설치되는 제2히팅수단(210)은 웨이퍼(230)의 하면을 가열하기 위해 구비된 것으로, 복수 개의 제2단위램프(211)로 구성된다. 이때, 제2단위램프(211)는 LED 램프인 것이 바람직하다.
투명판(220)은 제2히팅수단(210)의 상면에 설치되며, 웨이퍼(230)와 제2히팅수단(210) 사이에 개재되도록 설치된다. 투명판(220)은 석영 재질(
)인 것이 바람직하다. 석영은 열팽창 계수가 낮고, 높은 투과율을 가지며, 화학적 내구성이 높기 때문에 제2히팅수단(210)의 높은 발열 온도에도 변형되지 않으며, 투명판(220)의 상면에 설치된 웨이퍼(230)에 제2히팅수단(210)의 열이 전달될 수 있다. 또한, 화학적 내구성이 높기 때문에 웨이퍼(230)의 하면과 접촉되더라도 웨이퍼(230)와 화학적 반응이 발생되지 않기 때문에 웨이퍼(230)를 안정적으로 지지할 수 있다.
웨이퍼(230)는 투명판(220)의 상면에 설치된다. 웨이퍼(230)의 하면은 제2히팅수단(210)에 의해 가열되며, 웨이퍼(230)의 상면은 상부에 설치된 조사부(240)로부터 조사되는 레이저 빔에 의해 가열된다. 이때, 조사부(240)로부터 조사되는 레이저 빔에 의해 국부적으로 히팅할 수 있기 때문에 웨이퍼의 뒤틀림 현상을 방지할 수 있다.
도면에 도시되어 있지는 않으나, 웨이퍼(230)의 하면의 온도를 측정하는 온도 센서(280)가 설치되어 있으며, 온도 센서(280)로부터 측정된 웨이퍼(230)의 하면 온도가 600℃ 이상일 경우, 조사부(240)가 웨이퍼(230)의 상면에 레이저 빔을 조사한다. 이때, 웨이퍼(230)의 하면 온도 기준은 통상의 기술자로부터 작업 환경에 따라 용이하게 변경될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템 평면도를 도시하고 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 스테이지(200)의 양쪽에는 전후 가이드부(262)가 설치되어 있으며, 전후 가이드부(262) 사이에 좌우 가이드부(263)가 설치된다. 좌우 가이드부(263)에는 조사부(240)와 스캔부(250)가 설치되며, 좌우 가이드부(263)에 형성된 레일을 따라 좌측 또는 우측으로 조사부(240) 및 스캔부(250)가 이동할 수 있다.
또한, 좌우 가이드부(263)의 양단은 전후 가이드부(262)와 결합되어 설치되고, 전후 가이드부(262)에 설치된 레일을 따라 좌우 가이드부(263)가 전진 또는 후진할 수 있도록 설치되어 조사부(240) 및 스캔부(250)를 상하좌우로 자유롭게 이동시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 레이저 열처리 시스템은 스테이지가 미리 정해진 위치에 고정되어 있고, 조사부(240)가 좌우 가이드부(263) 및 전후 가이드부(262)에 의해 상하좌우로 이동하여 웨이퍼(230)에 레이저 빔을 조사할 수 있기 때문에 정밀하게 작업할 수 있으며, 빠르게 이동시킬 수 있기 때문에 열처리 공정에 소요되는 시간을 단축시켜 같은 시간에 종래보다 많은 웨이퍼(230)를 열처리할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템 블록도를 도시하고 있다. 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 레이저 열처리 시스템의 여러 동작을 제어하는 제어부(270)가 구비되며, 제어부(270)는 온도 센서(280), 스캔부(250)와 전기적으로 연결되어 온도 센서(280)와 스캔부(250)로부터 수집된 정보를 기반으로 제2히팅수단(210)과 이송부(260) 및 조사부(240)의 동작을 제어한다.
먼저, 제어부(270)는 온도 센서(280)로부터 웨이퍼(230) 하면의 온도를 수신받으며, 웨이퍼(230) 하면의 온도가 미리 정해진 온도로 가열되었다고 판단되면 조사부(240)가 웨이퍼(230)의 상면에 레이저 빔을 조사하도록 제어한다. 조사부(240)가 레이저 빔을 조사하는 동안 스캔부(250)는 웨이퍼(230)를 스캔하여, 제어부(270)로 송신한다.
웨이퍼(230)는 미리 정해진 기준으로 임의의 구역이 정해져 있을 수 있으며, 1구역의 열처리가 끝났다고 판단되면 다음은 2구역으로 조사부(240)가 이동되고, 순차적으로 N구역까지 조사부(240)가 이동되어 웨이퍼(230)를 열처리할 수 있다. 따라서, 스캔부(250)가 1구역의 열처리가 끝났다고 판단되면 웨이퍼(230)를 스캔하여 스캔된 정보를 제어부(270)에 송신하고, 제어부(270)는 이를 기반으로 조사부(240)가 좌우 가이드부(263) 또는 전후 가이드부(262)에 설치된 레일을 따라 2구역으로 이동되도록 제어한다.
추가로, 본 발명의 레이저 열처리 시스템의 제2히팅수단(210)은 상술한 바와 같이 복수 개의 제2단위램프(211)로 구성된다. 이때, 제2단위램프(211)는 각각 독립적으로 동작 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다. 본 발명은 조사부(240)가 레이저 빔을 조사하여 국부적으로 열처리하는 것으로, 조사부(240)가 열처리하는 웨이퍼(230)의 영역에 대응되는 위치에 설치된 제2히팅수단(210)이 약 800℃ 이상으로 발열되도록 제어부(270)가 제어하여 열처리 효율을 높일 수 있다. 이때, 발열 온도는 통상의 기술자가 작업 환경에 따라 용이하게 변경할 수 있다.
또한, 웨이퍼(230)의 중앙 영역은 온도 유지가 용이하나 웨이퍼(230)의 모서리 영역은 중앙 영역보다 온도가 낮을 수 있다. 따라서, 웨이퍼(230)의 모서리 영역에 대응되는 위치에 설치된 제2단위램프(211)는 중앙 영역에 대응되는 위치에 설치된 제2단위램프(211)보다 더 높은 온도로 발열되도록 해 웨이퍼(230)의 하부 온도가 일정하게 유지될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2단위램프(211)는 상술한 바와 같이 LED 램프로, 램프의 크기를 용이하게 소형화 시킬 수 있기 때문에 열처리되는 웨이퍼의 특정 영역에 따라 크기가 각각 다른 LED 램프가 배열되어 제2히팅수단(210)이 형성될 수도 있다. 온도에 민감한 웨이퍼(230)를 히팅시킬 때 보다 국부적인 영역을 선택적으로 히팅할 수 있으며, 제어하기 쉽다는 효과가 있다. 또한, 제1실시예의 레이저 열처리 시스템에서 사용되는 할로겐 램프와 비교하였을 때 가격이 저렴하기 때문에 제2실시예의 LED 램프가 경제적인 레이저 열처리 시스템을 제공할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법 순서도를 도시하고 있다. 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법은, 본 발명의 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법은, 하부 히팅 단계(S200), 제3판단 단계(S210), 스캔 단계(S220), 추가 히팅 단계(S230), 이송 단계(S240), 조사 단계(S250), 카운트 단계(S260), 제4판단 단계(S270), 알림 단계(S280)를 포함한다.
열처리 공정을 시작하기 전 스캔부(250)가 웨이퍼(230)의 형태를 수집하여 제어부(270)로 송신하고, 제어부(270)는 수신받은 웨이퍼(230)의 형태에 가상의 선을 그어 복수 개의 구역으로 나누며, 나눠진 구역의 개수는 N개라고 한다. 또한, 조사부(240)는 웨이퍼(230)의 1구역에 해당되는 위치로 이송된 뒤 시작되는 것이 바람직하다. 이때, 1구역~N구역 순서로 이동할 수도 있으며, N구역에서 1구역 순서로 이동할 수도 있고, 무작위로 진행될 수도 있다. 본 발명은 설명의 편의를 위해 조사부(240)가 1구역에서 N구역으로 순차적으로 이송되어 레이저 빔을 조사한다고 가정하여 설명하도록 한다.
먼저 제2히팅수단(210)이 동작하여 웨이퍼(230)의 하부를 가열하는 하부 히팅 단계(S200)가 진행된다. 하부 히팅 단계(S200) 이후, 제3판단 단계(S210)에서는 웨이퍼(230)의 하부 온도가 기준 온도 이상인지 판단하는 제3판단 단계(S210)가 진행된다. 웨이퍼(230)의 하부 온도는 상술한 바와 같이 온도 센서(280)로부터 측정되며, 온도 센서(280)는 측정된 온도 값을 제어부(270)로 송신한다.
제3판단 단계(S210)에서 웨이퍼(230)의 하부 온도가 기준 온도 미만이라고 판단될 경우, 하부 히팅 단계(S200)가 재진행되고, 제3판단 단계(S210)에서 웨이퍼(230)의 하부 온도가 기준 온도 이상이라고 판단될 경우, 조사부(240)가 1구역으로 이송되도록 경로를 생성하기 위해 웨이퍼(230)의 상면이 스캔되는 스캔 단계(S220)가 진행된다. 이후, 1구역에 대응되는 위치에 설치된 제2히팅수단(210)의 제2단위램프(211)가 미리 정해진 기준 온도보다 더 높은 온도로 발열되어 1구역에 해당하는 웨이퍼(230)의 하부 온도를 주위 온도보다 더 히팅시키는 추가 히팅 단계(S230)가 진행된다. 이때, 스캔 단계(S220)와 추가 히팅 단계(S230)는 동시에 진행될 수도 있고, 추가 히팅 단계(S230)가 스캔 단계(S220)보다 먼저 진행될 수도 있다.
스캔 단계(S220)에서 수집된 스캔 정보를 기반으로 생성된 경로를 따라 조사부(240)가 좌우 이송부(260) 또는 전후 이송부(260)에 의해 이송되는 이송 단계(S240)가 진행되며, 조사부(240)가 1구역에 대응되는 위치에 이송된 후, 조사부(240)로부터 웨이퍼(230)의 상면에 레이저 빔이 조사되는 조사 단계(S250)가 진행된다. 이후, 조사부(240)에서 레이저 빔이 조사된 횟수가 카운팅되는 카운트 단계(S260)가 진행된다.
제4판단 단계(S270)는 카운트 단계에서 카운트된 숫자와 미리 정해진 구역의 개수인 N을 비교하는 단계로, 제4판단 단계(S270)에서 카운트된 숫자가 N보다 작을 경우, 스캔 단계(S220), 추가 히팅 단계(S230), 이송 단계(S240), 조사 단계(S250)이 순차적으로 진행되며, 이는, 1구역이 아닌 다음 구역인 2구역을 열처리 하기 위함이다.
제4판단 단계(S270)에서 카운트된 숫자가 N과 동일할 경우에는 작업자의 단말기나 PC에 열처리 공정이 끝났다는 알림이 송신되는 알림 단계(S280)가 진행된다.
추가로, 본 발명의 제3실시예에 따른 레이저 열처리 시스템은 도면에는 도시되어 있지 않으나 제1단위램프(111)인 할로겐 램프와 제2단위램프(211)인 LED 램프가 혼합되어 제3히팅수단을 구성할 수도 있다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
100, 200 스테이지
110 제1히팅수단
111 제1단위램프
210 제2히팅수단
211 제2단위램프
120, 220 투명판
130, 230 웨이퍼
140, 240 조사부
150, 250 스캔부
160, 260 이송부
161, 261 지지부
162, 262 전후 가이드부
163, 263 좌우 가이드부
170, 270 제어부
180, 280 온도 센서
110 제1히팅수단
111 제1단위램프
210 제2히팅수단
211 제2단위램프
120, 220 투명판
130, 230 웨이퍼
140, 240 조사부
150, 250 스캔부
160, 260 이송부
161, 261 지지부
162, 262 전후 가이드부
163, 263 좌우 가이드부
170, 270 제어부
180, 280 온도 센서
Claims (14)
- 상면에 작업 대상물이 설치 가능하도록 형성되는 스테이지;
상기 스테이지의 상면에 설치되며, 할로겐 램프로 형성된 히팅 수단;
상기 히팅 수단의 상면에 설치되는 판 형태의 투명판;
상기 투명판의 상면에 설치되며, 상기 히팅 수단에 의해 하면이 히팅되는 웨이퍼;
상기 웨이퍼 하면의 온도를 측정하는 온도 센서;
상기 스테이지와 소정 높이 이격되어 설치되며, 상기 웨이퍼의 상면에 레이저 빔을 조사하는 조사부;
상기 조사부가 전후로 이송되도록 가이드 레일이 형성된 전후 가이드부 및 상기 조사부가 좌우로 이송되도록 가이드 레일이 형성된 좌우 가이드부를 포함하는 이송부; 및
상기 전후 가이드부 또는 상기 좌우 가이드부에 형성된 가이드 레일에 결합되어 설치되며, 상기 웨이퍼를 스캔하는 스캔부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 조사부는,
상기 전후 가이드부 또는 상기 좌우 가이드부에 형성된 가이드 레일에 결합되어 이송되는 것을 특징으로 하는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 할로겐 램프는,
복수 개의 단위로 배열되어 형성되며, 각각의 단위 할로겐 램프는 독립적으로 동작되는 것을 특징으로 하는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템.
- 제3항에 있어서, 상기 레이저 열처리 시스템은,
상기 온도 센서로부터 측정된 온도 값 및 상기 스캔부로부터 수집된 웨이퍼의 형태를 기반으로 상기 히팅 수단, 상기 조사부, 상기 이송부의 동작을 제어하는 제어부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템.
- 제4항의 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법에 있어서,
상기 히팅 수단이 동작하여 상기 웨이퍼의 하면이 히팅되는 하부 히팅 단계;
상기 온도 센서로부터 측정된 상기 웨이퍼 하면의 온도가 미리 설정된 기준 온도 이상인지 판단하는 제1판단 단계;
상기 제1판단 단계에서 상기 웨이퍼 하면의 온도가 미리 설정된 기준 온도 이상이라고 판단될 경우, 상기 웨이퍼의 상면이 스캔되고, 스캔된 정보를 기반으로 열처리될 구역에 상기 조사부가 이송될 경로가 생성되는 스캔 단계;
상기 조사부가 이송되어 레이저 빔이 조사될 상기 웨이퍼의 구역에 대응되는 위치에 설치된 상기 단위 할로겐 램프가 미리 설정된 온도보다 더 높은 온도로 발열되는 추가 히팅 단계;
상기 스캔 단계에서 생성된 경로를 따라 상기 조사부가 상기 좌우 가이드부 또는 상기 전후 가이드부에 의해 이송되는 이송 단계;
상기 조사부로부터 상기 웨이퍼의 상면에 레이저 빔이 조사되는 조사 단계;
상기 조사부에서 레이저 빔이 조사된 횟수가 카운팅되는 카운트 단계;
상기 카운트 단계에서 카운팅된 숫자와 미리 정해진 숫자를 비교하는 제2판단 단계; 및
상기 제2판단 단계에서 상기 카운트 단계에서 카운팅된 숫자가 미리 정해진 숫자와 동일하다고 판단될 경우, 작업자의 단말기나 PC에 작업 완료 알림이 송신되는 알림 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 열처리 방법은,
상기 제1판단 단계에서 상기 웨이퍼 하면의 온도가 미리 설정된 기준 온도 미만이라고 판단될 경우,
상기 하부 히팅 단계가 재진행되는 것;
을 특징으로 하는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 열처리 방법은,
상기 제2판단 단계에서 상기 카운트 단계에서 카운팅된 숫자가 미리 정해진 숫자보다 작다고 판단될 경우,
상기 스캔 단계, 상기 추가 히팅 단계, 상기 이송 단계, 상기 조사 단계 및 상기 카운트 단계가 순차적으로 진행되는 것;
을 특징으로 하는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법.
- 상면에 작업 대상물이 설치 가능하도록 형성되는 스테이지;
상기 스테이지의 상면에 설치되며, LED 램프로 형성된 히팅 수단;
상기 히팅 수단의 상면에 설치되는 판 형태의 투명판;
상기 투명판의 상면에 설치되며, 상기 히팅 수단에 의해 하면이 히팅되는 웨이퍼;
상기 웨이퍼 하면의 온도를 측정하는 온도 센서;
상기 스테이지와 소정 높이 이격되어 설치되며, 상기 웨이퍼의 상면에 레이저 빔을 조사하는 조사부;
상기 조사부가 전후로 이송되도록 가이드 레일이 형성된 전후 가이드부 및 상기 조사부가 좌우로 이송되도록 가이드 레일이 형성된 좌우 가이드부를 포함하는 이송부; 및
상기 전후 가이드부 또는 상기 좌우 가이드부에 형성된 가이드 레일에 결합되어 설치되며, 상기 웨이퍼를 스캔하는 스캔부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템.
- 제8항에 있어서, 상기 조사부는,
상기 전후 가이드부 또는 상기 좌우 가이드부에 형성된 가이드 레일에 결합되어 이송되는 것을 특징으로 하는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템.
- 제9항에 있어서, 상기 LED 램프는,
복수 개의 단위로 배열되어 형성되며, 각각의 단위 LED 램프는 독립적으로 동작되는 것을 특징으로 하는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템.
- 제10항에 있어서, 상기 레이저 열처리 시스템은,
상기 온도 센서로부터 측정된 온도 값 및 상기 스캔부로부터 수집된 웨이퍼의 형태를 기반으로 상기 히팅 수단, 상기 조사부, 상기 이송부의 동작을 제어하는 제어부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템.
- 제11항의 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법에 있어서,
상기 히팅 수단이 동작하여 상기 웨이퍼의 하면이 히팅되는 하부 히팅 단계;
상기 온도 센서로부터 측정된 상기 웨이퍼 하면의 온도가 미리 설정된 기준 온도 이상인지 판단하는 제3판단 단계;
상기 제3판단 단계에서 상기 웨이퍼 하면의 온도가 미리 설정된 기준 온도 이상이라고 판단될 경우, 상기 웨이퍼의 상면이 스캔되고, 스캔된 정보를 기반으로 열처리될 구역에 상기 조사부가 이송될 경로가 생성되는 스캔 단계;
상기 조사부가 이송되어 레이저 빔이 조사될 상기 웨이퍼의 구역에 대응되는 위치에 설치된 상기 단위 LED 램프가 미리 설정된 온도보다 더 높은 온도로 발열되는 추가 히팅 단계;
상기 스캔 단계에서 생성된 경로를 따라 상기 조사부가 상기 좌우 가이드부 또는 상기 전후 가이드부에 의해 이송되는 이송 단계;
상기 조사부로부터 상기 웨이퍼의 상면에 레이저 빔이 조사되는 조사 단계;
상기 조사부에서 레이저 빔이 조사된 횟수가 카운팅되는 카운트 단계;
상기 카운트 단계에서 카운팅된 숫자와 미리 정해진 숫자를 비교하는 제4판단 단계; 및
상기 제4판단 단계에서 상기 카운트 단계에서 카운팅된 숫자가 미리 정해진 숫자와 동일하다고 판단될 경우, 작업자의 단말기나 PC에 작업 완료 알림이 송신되는 알림 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 열처리 방법은,
상기 제3판단 단계에서 상기 웨이퍼 하면의 온도가 미리 설정된 기준 온도 미만이라고 판단될 경우,
상기 하부 히팅 단계가 재진행되는 것;
을 특징으로 하는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 열처리 방법은,
상기 제4판단 단계에서 상기 카운트 단계에서 카운팅된 숫자가 미리 정해진 숫자보다 작다고 판단될 경우,
상기 스캔 단계, 상기 추가 히팅 단계, 상기 이송 단계, 상기 조사 단계 및 상기 카운트 단계가 순차적으로 진행되는 것;
을 특징으로 하는 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템을 이용한 열처리 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210121239A KR102535886B1 (ko) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210121239A KR102535886B1 (ko) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230038019A KR20230038019A (ko) | 2023-03-17 |
| KR102535886B1 true KR102535886B1 (ko) | 2023-05-26 |
Family
ID=85872072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210121239A KR102535886B1 (ko) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102535886B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100754146B1 (ko) * | 2006-03-08 | 2007-08-31 | 삼성에스디아이 주식회사 | 레이저 조사장치 |
| JP2015077622A (ja) | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
| JP2017098317A (ja) | 2015-11-19 | 2017-06-01 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 基板の温度分布調整方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101928922B1 (ko) | 2017-03-10 | 2018-12-13 | 주식회사 이오테크닉스 | 어닐링 장치 및 어닐링 방법 |
| KR102312866B1 (ko) * | 2019-12-13 | 2021-10-14 | 세메스 주식회사 | 박막 식각 장치 |
-
2021
- 2021-09-10 KR KR1020210121239A patent/KR102535886B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100754146B1 (ko) * | 2006-03-08 | 2007-08-31 | 삼성에스디아이 주식회사 | 레이저 조사장치 |
| JP2015077622A (ja) | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
| JP2017098317A (ja) | 2015-11-19 | 2017-06-01 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 基板の温度分布調整方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230038019A (ko) | 2023-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0884406B1 (en) | Furnace sidewall temperature control system | |
| US9295107B2 (en) | Heat treatment apparatus heating substrate by irradiation with light | |
| CN101459057B (zh) | 一种用于半导体制造的激光退火设备及退火工艺 | |
| US7764872B2 (en) | Cooling device, and apparatus and method for manufacturing image display panel using cooling device | |
| CN108406088B (zh) | 激光退火装置及其退火方法 | |
| JP4922180B2 (ja) | サブストレートを熱処理するための方法および装置 | |
| US20090045182A1 (en) | Pulsed laser anneal system architecture | |
| KR101868378B1 (ko) | 기판의 어닐링시 열량 관리 | |
| KR101560874B1 (ko) | 기판 급속 열적 가열 시스템 및 방법 | |
| KR102535886B1 (ko) | 램프를 이용한 레이저 열처리 시스템 | |
| US20080064128A1 (en) | Annealing apparatus, annealing method, and method of manufacturing a semiconductor device | |
| US8802550B2 (en) | Heat treatment method for heating substrate by irradiating substrate with flash of light | |
| JP4024764B2 (ja) | 光照射熱処理方法および光照射熱処理装置 | |
| CN110707028A (zh) | 晶圆热处理装置及晶圆热处理方法 | |
| KR100772270B1 (ko) | 웨이퍼 휨 현상의 방지를 위한 급속 열처리 장치 및 방법 | |
| US10591823B2 (en) | Substrate processing apparatus and substrate processing method | |
| JP7269713B2 (ja) | 基板冷却装置及び基板冷却方法 | |
| JP2013247128A (ja) | 熱処理装置、およびその処理基板の形状不良の有無の判定方法 | |
| JPH07201949A (ja) | 連続熱処理装置 | |
| JPH1022189A (ja) | 基板熱処理装置 | |
| JP7244256B2 (ja) | レーザアニール装置、ウエハ保持装置及びレーザアニール方法 | |
| CN108598015B (zh) | 热处理设备及其热处理方法 | |
| JP2009092301A (ja) | 熱処理炉 | |
| JP2003124134A (ja) | 加熱処理装置および加熱処理方法 | |
| JPH05267200A (ja) | 半導体熱処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |