WO2021033999A1 - 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2021033999A1
WO2021033999A1 PCT/KR2020/010707 KR2020010707W WO2021033999A1 WO 2021033999 A1 WO2021033999 A1 WO 2021033999A1 KR 2020010707 W KR2020010707 W KR 2020010707W WO 2021033999 A1 WO2021033999 A1 WO 2021033999A1
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WO
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processed
chamber
thin film
unit
defect
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PCT/KR2020/010707
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성명준
예세희
송은범
변인재
이종수
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참엔지니어링(주)
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C16/453—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating passing the reaction gases through burners or torches, e.g. atmospheric pressure CVD

Definitions

  • the present invention relates to a processing apparatus and method, and more particularly, to a processing apparatus and method capable of inspecting and repairing an object to be treated provided in the atmosphere.
  • various defects may occur on the substrate. Accordingly, during manufacture of the display device, a process of inspecting a defect may be performed, and a process of repairing a found defect may be performed.
  • Scanning electron microscopes and focused ion beam devices are used for image generation, component analysis, and cutting of thin films formed on a substrate.
  • the scanning electron microscope and the focused ion beam apparatus scan charged particles on a thin film on a substrate, and collect secondary particles and X-rays emitted from the substrate to construct an image of the thin film formed on the substrate and analyze components.
  • the focused ion beam device can cut the thin film by scanning charged particles into the thin film on the substrate.
  • the chemical vapor deposition repair apparatus is used in a process of repairing defects formed on a substrate.
  • the chemical vapor deposition repair apparatus supplies a metal source to a defect location of a substrate and irradiates a laser to deposit a thin film, thereby connecting disconnected portions of a conductive line.
  • Patent Document 1 KR10-2016-0134235 A
  • Patent Document 2 KR10-1680291 B1
  • the present invention provides a processing apparatus and method capable of inspecting and repairing an object to be treated provided in the atmosphere.
  • a processing apparatus is a processing apparatus for processing an object to be processed, comprising: a support part provided in the atmosphere and capable of seating the object to be processed; A chamber portion disposed on one side of the support portion and having a portion facing the object to be processed open; A first discharge part at least partially disposed in the chamber part; A second discharge part at least partially disposed in the chamber part; An inspection unit connected to the first and second discharge units and inspecting defects of the object to be processed; And a source supply unit connected to the chamber unit to spray a thin film deposition source.
  • the chamber part may be disposed above the support part, the first and second discharge parts may be disposed to penetrate the upper part of the chamber part, and an opening may be formed under the chamber part.
  • the first and second discharge units may be disposed toward the opening, the source supply unit may be provided so that at least a portion of the source supply unit passes through the chamber unit, and an injection hole may be formed to be inclined around the opening.
  • the first emission unit and the second emission unit may emit particle beams on the object to be processed.
  • the first emission unit may include a transmission window, and may emit an electron beam to one surface of the object through the transmission window and the opening of the chamber unit, and collect electrons and X-rays emitted from the surface of the object.
  • the second emission unit may have an aperture, and may emit an ion beam to one surface of the object to be processed through the aperture and the opening of the chamber unit, and collect ions and X-rays emitted from the surface of the object to be processed. can do.
  • the inspection unit may inspect the presence or absence of a defect and a type of defect of the object by using the image and component information of the object generated by at least one of the first and second emission units.
  • control unit for controlling the operation of the second emission unit and the source supply unit to cut a thin film on the object to be processed or form a thin film on the object according to the type of defect of the object to be processed.
  • the chamber portion has a vacuum chamber therein, the transmission window and the aperture are accommodated in the vacuum chamber, and the opening of the chamber portion has a size of several tens to several hundred micrometers, and may enclose a path of an electron beam and an ion beam.
  • the source supply unit may include a source supply pipe installed to pass through a wall of the chamber unit, and wherein the injection port is opened toward one surface of the object to be processed; A source for thin film deposition is stored therein, and a source supply source connected to the source supply pipe; may be included.
  • a processing method is a method of processing an object to be processed in an atmosphere, comprising: providing a chamber portion having a vacuum formed therein; Preparing an object to be processed in the atmosphere facing the chamber unit; Acquiring the image and component information of the object to be processed by using the beam emitted through the chamber unit; Inspecting the presence or absence of defects and types of defects of the object to be processed; And cutting a thin film on the object to be processed or forming a thin film on the object according to the type of defect by using the beam emitted through the chamber unit.
  • the process of obtaining the image and component information of the object to be processed may include generating at least one of an electron beam and an ion beam in at least one of the first and second emission units connected to the chamber unit; Emitting at least one of an electron beam and an ion beam to one surface of the object to be processed through the opening of the chamber part; Collecting X-rays and at least one of electrons and ions emitted from the object to be processed through the opening of the chamber part; And generating an image and component information of the object to be processed using at least one of the electrons and ions and X-rays.
  • the process of inspecting the presence or absence of defects and the type of defects may include determining the presence or absence of defects and the type of defects of the object by comparing the image and component information of the object to be processed with pre-input reference information.
  • the process of cutting the thin film may include a process of cutting the defect area by emitting an ion beam to the defect area of the thin film.
  • the process of forming the thin film may include: spraying a thin film deposition gas to the defect generation region of the thin film through a source supply pipe connected to the chamber; It may include a process of depositing a thin film by emitting an ion beam to the defect generation region.
  • an object to be processed may be provided in an atmosphere facing a chamber portion in which a vacuum is formed therein, and an image and component information of the object to be processed may be obtained using a beam emitted through the chamber portion.
  • the presence or absence of defects and the type of defect of the object to be processed are inspected, and when defects of the object to be processed are found, the beam emitted through the chamber unit is used to
  • the thin film on the top can be cut or a thin film can be formed on the object to be treated. That is, without moving the object to be processed, and without replacing the device, inspection and repair of the object to be processed can be performed at once in a series of processing steps. Therefore, it is possible to save the moving time of the object to be treated, and increase the productivity of the treatment process.
  • a plurality of substrates of different sizes can be processed using a single processing device, and processed in a vacuum atmosphere.
  • Substrates made of difficult materials for example, substrates made of flexible materials, can be easily processed in the atmosphere.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining a processing method according to an embodiment of the present invention.
  • the treatment apparatus and method according to the embodiment of the present invention may be an atmospheric pressure treatment apparatus and method.
  • the particle beam to be described later may include a charged particle beam and a neutral particle beam.
  • the charged particle beam may include a cation beam, an anion beam, and an electron beam.
  • the positive ion beam and the negative ion beam are collectively referred to as an ion beam.
  • the neutral particle beam may include an atomic beam and a neutron beam.
  • the aforementioned “particle beam” may be simply referred to as “beam”.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a processing apparatus is a processing apparatus for processing an object to be processed in the atmosphere using a particle beam (also referred to as a “beam”), and is provided in the atmosphere, and a support unit capable of seating the object to be processed ( 100), a chamber part 200 disposed on one side of the support part 100 and opening a part facing the object to be processed, a first discharge part 300 disposed at least partly in the chamber part 200, at least a part A second emission unit 400 disposed in the chamber unit 200, an inspection unit (not shown) connected to the first and second emission units 300 and 400 and inspecting defects of the object to be processed, and a thin film deposition source It includes a source supply unit 500 connected to the chamber unit 200 so as to spray.
  • a particle beam also referred to as a “beam”
  • the processing apparatus may include a bias power supply unit 600 and a control unit (not shown).
  • the object to be processed may be a substrate S.
  • the substrate S may include wafers and glass panels used for manufacturing various electronic devices in a process in which various display devices including LCD, OLED and LED, solar cells and semiconductor chips are manufactured.
  • the object to be processed may be various in addition to the substrate S.
  • the support part 100 may be formed in a predetermined size capable of supporting the substrate S, and may be formed in a plate type.
  • the support part 100 may include a stage.
  • a bias power supply 600 may be connected to the support 100, and a bias voltage may be applied.
  • the configuration of the support portion 100 may be various.
  • the support part 100 may be provided in the atmosphere, and may support the substrate S in an atmospheric pressure atmosphere.
  • the chamber part 200 may be disposed above the support part 100, and may be spaced apart from the substrate S mounted on the support part 100 by a height of tens to several hundreds of micrometers.
  • the height of the separation between the upper surface of the substrate S mounted on the support part 100 and the lower surface of the chamber part 200 may be 100 micrometers.
  • the above-described separation height may vary.
  • the wall 210 of the chamber part 200 may include an upper wall, a lower wall, and a side wall.
  • the upper wall and the lower wall may extend in a horizontal direction and may be spaced apart in a vertical direction.
  • the sidewalls may extend in the vertical direction and may be arranged along the circumferences of the upper and lower walls.
  • the structure of the wall 210 may be various.
  • a vacuum chamber may be formed inside the wall 210.
  • the wall 210 may be connected to a vacuum pump (not shown).
  • the vacuum chamber can be controlled with a low vacuum such as 10 -3 to 10 -4 torr.
  • the first and second discharge parts 300 and 400 may be disposed to penetrate the upper part of the chamber part 200.
  • the first and second emission parts 300 and 400 may be disposed to penetrate the upper wall and the sidewall of the chamber part 200.
  • a transmission window of the first discharge part 300 and an aperture of the second discharge part 400 may be accommodated in the vacuum chamber.
  • An opening 220 may be formed under the chamber part 200.
  • the opening 220 may be formed to penetrate one side of the lower wall of the chamber part 200 in the vertical direction.
  • the opening 220 has a size of several tens to several hundreds of micrometers, and may surround the paths L1 and L2 of the electron beam and the ion beam.
  • the opening 220 may have a size of 10 to 100 micrometers.
  • the chamber part 200 may be able to move relative to the support part 100.
  • the chamber part 200 may be installed to be movable in a plurality of directions, and may include a plurality of shaft members (not shown) on which the wall 210 is supported.
  • the plurality of directions may include a horizontal direction and a vertical direction.
  • the first emission part 300 may be disposed toward the opening 220.
  • the first emission unit 300 includes a transmission window and may emit an electron beam to one surface of the substrate S through the transmission window and the opening 220.
  • the first emission unit 300 may collect electrons and X-rays emitted from one surface of the substrate S through the transmission window and the opening 220.
  • the first emission part 300 is installed in the chamber part 200, the first column 310 facing the opening 220, the electron beam generator 320 disposed inside the first column 310, an opening
  • a first cover 330 mounted on one side of the first column 310 facing the 220 may include an electron beam transmitting member 340 mounted on the first cover 330 so as to pass the electron beam. .
  • the first emission unit 300 may further include a current detector 350, an electron detector 360, an X-ray detector 370, and a signal processor (not shown). Of course, the configuration of the first emission unit 300 may be various.
  • the first column 310 may face one surface of the substrate S through the opening 220.
  • the lower part of the first column 310 may be disposed inside the chamber part 200.
  • an electron beam generator 320 may be disposed therein, and a lower portion may be opened downward.
  • the first cover 330 may be mounted under the first column 310.
  • the inside of the first column 310 may be controlled with a high vacuum, such as 10 -6 to 10 -9 torr.
  • the first column 310 may be connected to a vacuum pump (not shown).
  • the electron beam generator 320 includes an electron emitter 321 capable of emitting an electron beam with a predetermined acceleration voltage and a probe current, and a plurality of lenses 322 capable of focusing and accelerating the electron beam emitted from the electron emitter 321. Can include. Of course, the configuration of the electron beam generator 320 may be various.
  • the first cover 330 may include a main body 331 and a joint member 332.
  • the main body 331 may be detachably coupled to the open lower portion of the first column 410 by the joint member 332, and may seal the inside of the first column 410 from the outside.
  • the main body 331 may include an upper layer, an intermediate layer, and a lower layer, and the lower layer may be an insulating layer.
  • the upper and intermediate layers may be electrically conductive layers.
  • a through hole may be formed in the main body 331 and an electron beam transmitting member 340 may be mounted to seal the through hole. In this case, the electron beam transmitting member 340 may be supported on the upper layer.
  • the electron beam transmitting member 340 may collect secondary electrons.
  • a transmission window may be formed on one side of the electron beam transmitting member 340.
  • the transmission window can pass electron beams, backscattered electrons and X-rays.
  • Secondary electrons may be electrons having an energy of about tens to hundreds of eV, and backscattered electrons may be electrons having higher energy than secondary electrons.
  • the electron beam transmitting member 340 may include, for example, a conductive wafer and a membrane.
  • a via hole may be formed in the center of the conductive wafer.
  • the membrane may be attached to the lower surface of the conductive wafer.
  • a transmission window may be formed by the via hole and the membrane.
  • the transmission window may intersect the electron beam traveling path L1.
  • the membrane may include, for example, a silicon nitride (SiN) film.
  • SiN silicon nitride
  • Current detector 350 may include a probe 351 and an amplifier 352, for example.
  • the probe 351 may contact the electron beam transmitting member 340 through the main body 331, and may transmit a current caused by secondary electrons collected in the electron beam transmitting member 340 to the amplifier 352.
  • the amplifier 352 may amplify the current and transmit it to a signal processor (not shown).
  • the electron detector 360 may be disposed between the electron beam generator 320 and the cover 330 and may surround the electron beam traveling path.
  • the electron detector 360 may collect backscattered electrons and transmit a current caused by the backscattered electrons to a signal processor.
  • the X-ray detector 370 is disposed inside the first column 310, detects X-rays in the form of energy, and transmits the detection result to a signal processor.
  • the signal processor may process the current detected from the current detector 350 and the electron detector 360 to form an image.
  • the method can vary.
  • the signal processor quantitatively and qualitatively analyzes the components of the part where the electron beam of the substrate S is irradiated in comparison with the energy intensity of X-rays and the detection frequency data for each energy intensity compared to the previously inputted X-ray intrinsic energy data can do.
  • the second emission part 400 may be disposed toward the opening 220.
  • the second emission unit 400 may have an aperture, and may emit any one selected from an ion beam, an atomic beam, and a neutron beam to one surface of the substrate S through the aperture and the opening 220, Secondary ions and X-rays emitted from one surface of the substrate S may be collected.
  • the second emission unit 400 will be described based on emission of the ion beam into the atmosphere.
  • the second emission unit 400 includes a second column 410 installed obliquely in the chamber unit 200 to face the opening 220, an ion beam generator 420 disposed inside the second column 410, and an opening It may include a second cover 430 mounted on one side of the second column 410 facing the 220 and having an aperture formed to pass the ion beam.
  • the second emission unit 400 may further include an ion detector 440, an X-ray detector 450, and a signal processor (not shown). Of course, the configuration of the second emission unit 400 may be various.
  • the second column 410 may face one surface of the substrate S through the opening 220.
  • the second column 410 may have a lower portion disposed inside the chamber part 200.
  • the second column 410 may have an ion beam generator 420 disposed therein, and a lower portion may be opened downward.
  • the second cover 430 may be mounted under the second column 410.
  • the inside of the second column 410 may be controlled with a high vacuum, such as 10 -6 to 10 -9 torr.
  • the second column 410 may be connected to a vacuum pump (not shown).
  • the ion beam generator 420 may include an ion source 421 and a plurality of lenses 422.
  • the ion source 421 may emit ions.
  • the plurality of lenses 422 may include an electrostatic lens, a scan lens, and a magnetic lens, and may shape and emit ions in the form of a beam.
  • the ion beam generator 420 may further include an extraction electrode and an electrostatic deflection coil.
  • the ion beam can be used to generate an image of an object to be processed and to cut a thin film formed on the object to be processed.
  • the second cover 430 may include a main body 431 and a joint member 432.
  • the main body 431 may be detachably coupled to the open lower portion of the second column 410 by the joint member 432.
  • An aperture may be formed in the center of the main body 431.
  • the aperture may be positioned between the ion beam generator 420 and the opening 220.
  • the aperture can have a size of tens of micrometers or less.
  • the aperture may have a size of 10 micrometers or more and less than 100 micrometers.
  • the aperture may surround the ion beam traveling path L2.
  • the aperture can pass ion beams, secondary ions and X-rays.
  • the ion detector 440 may be disposed between the ion beam generator 420 and the cover 430 and may surround the ion beam traveling path L2.
  • the ion detector 440 may collect secondary ions that may be emitted from the substrate S, and transmit a current caused thereby to a signal processor.
  • the X-ray detector 450 is disposed inside the second column 410, detects X-rays in the form of energy, and transmits the detection result to a signal processor.
  • the signal processor may process the current detected from the ion detector 440 to form an image.
  • the method can vary.
  • the signal processor quantitatively and qualitatively analyzes the components of the part where the electron beam of the substrate S is irradiated in comparison with the energy intensity of X-rays and the detection frequency data for each energy intensity compared to the previously inputted X-ray intrinsic energy data can do.
  • the configuration of the second emission unit 400 for emitting an atomic beam and a neutron beam into the atmosphere may be various.
  • the configuration of the second emission unit 400 for emitting an atomic beam and a neutron beam into the atmosphere may be similarly applied to the configuration of the second emission unit 400 for emitting an ion beam. Therefore, the description is omitted.
  • the source supply unit 500 may be installed so that at least a portion of the source supply unit 500 passes through the chamber unit 200, and the injection port may be formed to be inclined around the opening 220.
  • the source supply unit 500 may include a source supply pipe 510, a source supply source 520, and a carrier gas supply source (not shown).
  • the source supply pipe 510 is installed so as to penetrate the wall 210 of the chamber part 200, and the injection hole may be opened toward one surface of the substrate S.
  • the source supply pipe 510 penetrates the side wall of the chamber part 200, extends into the inside of the side wall, and then extends from the inside of the lower wall of the chamber part 200 toward the opening 220, and the injection hole is the opening 220. ) Can be opened downward from the perimeter.
  • the source supply pipe 510 is connected to the source supply source 520 and may receive a thin film deposition source from the source supply source 520.
  • the thin film deposition source may include a metal source.
  • a deposition atmosphere may be formed under the opening 220 by the thin film deposition source sprayed from the injection hole to one surface of the substrate S.
  • the opening 220 of the chamber part 200 can be located at a height of tens to hundreds of micrometers from one surface of the substrate S. have.
  • the source supply source 520 may contain a source for thin film deposition therein in a solid powder state.
  • the source supply source 520 may vaporize the source for thin film deposition and supply it to the source supply pipe 510.
  • the vaporized thin film deposition source may be smoothly transported to the source supply pipe 510 by a carrier gas.
  • the carrier gas may be supplied from a carrier gas supply source connected to the source supply source 520.
  • the inspection unit (not shown) can inspect the presence or absence of defects and the type of defects in the substrate S using the image and component information of the substrate S generated by at least one of the first and second emission units 300 and 400. have.
  • the inspection unit compares the image and component information of the substrate S input from the first and second emission units 300 and 400 with the reference image and component information previously input, and the electron beam and the ion beam of the substrate S are irradiated. It is possible to check the presence or absence of defects and types of defects in the area.
  • the inspection unit may inspect the presence or absence of defects in a region irradiated with the electron beam on one surface of the substrate S using only the image and component information of the substrate S received from the first emission unit 300 and types of defects. In addition, the inspection unit may inspect the presence or absence of defects in a region irradiated with the electron beam on one surface of the substrate S using only the image and component information of the substrate S received from the second emission unit 400 and the type of defects. In addition, the inspection unit collects the image and component information of the substrate S input from the first and second emission units 300 and 400, and the electron beam and ion beam on one side of the substrate S are irradiated with the collected information. The presence or absence of defects and types of defects in the area can be checked
  • the presence or absence of a defect may mean whether a defect has occurred on one surface of the substrate S.
  • the types of defects can vary, such as open defects, short circuits, and foreign objects.
  • the control unit (not shown) cuts the thin film on the substrate S according to the type of defect of the substrate S, or forms a thin film on the substrate S, so that the second emission unit 400 and the source supply unit You can control the operation of 500.
  • the control unit may control operations of other components of the processing apparatus in addition to the second emission unit 400 and the source supply unit 500.
  • the control unit operates the source supply unit 500 to form a deposition atmosphere at the defect location so that a thin film can be formed at the defect location on the substrate S, and a second emission
  • the unit 400 By operating the unit 400 to irradiate an ion beam to the defect location to decompose the thin film deposition source, a thin film may be formed at the defect location.
  • the control unit operates the second emission unit 400 to irradiate the ion beam to the defect location so that the thin film can be cut at the defect location on the substrate S.
  • the intensity of the ion beam for cutting and the intensity of the ion beam for thin film formation may be different from each other.
  • the control unit controls the operation of the second discharge unit 400 and the source supply unit 500 to cut the thin film at the defect location, and then form a new thin film at the cut position. I can.
  • FIG. 2 is a view for explaining a processing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a view showing an electron beam irradiating the thin film F formed on one surface of the substrate S
  • FIG. 2B is a thin film F formed on one surface of the substrate S.
  • (c) of FIG. 2 is a diagram showing a state of cutting a defect portion of the thin film (F) by irradiating an ion beam to the thin film (F) formed on one surface of the substrate (S)
  • FIG. It is a diagram showing a state in which a new thin film is formed by irradiating an ion beam onto the defective area while supplying a deposition source to the defective area.
  • secondary particles mean secondary electrons, backscattered electrons, and secondary ions. At this time, the appearance of X-ray emission in the drawing is omitted.
  • FIGS. 1 and 2 A processing method to which the above-described processing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the processing method is a method of treating an object to be processed in the atmosphere, and a process of providing the chamber part 200 with a vacuum formed therein, and removing the object to be processed in the atmosphere facing the chamber part 200.
  • the process of preparing the process of acquiring image and component information of the object to be processed using the beam emitted through the chamber part 200, the process of inspecting the existence of defects and the type of the object to be processed, and emission through the chamber part 200 And a process of cutting a thin film on the object to be processed or forming a thin film on the object to be processed according to the type of defect using the beam.
  • a chamber part 200 having a vacuum formed therein is provided. Thereafter, an object to be processed, such as a substrate S, is prepared in the atmosphere facing the chamber unit 200.
  • an object to be processed such as a substrate S
  • the height of the separation between the opening 220 of the chamber part 200 and one surface, for example, the upper surface of the substrate S may be tens to several hundred micrometers.
  • the beam may include at least one of an electron beam and an ion beam.
  • the beam may include at least one of an electron beam, an ion beam, an atomic beam, and a neutron beam.
  • the process of acquiring the image and component information of the substrate S is a process of generating at least one of an electron beam and an ion beam in at least one of the first and second emission units 300 and 400 connected to the chamber unit 200 , The process of emitting at least one of an electron beam and an ion beam to one surface of the substrate S through the opening 220 of the chamber part 200, and emitted from the substrate S through the opening 220 of the chamber part 200
  • Electrons may include secondary electrons and backscatter electrons.
  • the ions may include secondary ions.
  • the first emission unit 300 is operated to generate an electron beam, and the electron beam is incident on the substrate S through the opening 220 (see FIG. 2A).
  • the second emission unit 400 is operated to generate an ion beam, and the ion beam is incident on the substrate S through the opening 220 (see FIG. 2(b)).
  • only one of the electron beams and the ion beams may be selectively performed.
  • the incidence of the electron beam and the incidence of the ion beam may be performed in any order.
  • an embodiment will be described on the basis of performing both the incident of the electron beam and the incident of the ion beam in an arbitrary order.
  • At least one of electrons and ions collected into the chamber 200 and X-rays by at least one of the first and second emission units 300 and 400 at least one of electrons and ions and X-rays
  • An image and component information of the substrate S is generated using and transmitted to the inspection unit.
  • the second emission unit 400 may be operated to generate any one selected from an atomic beam and a neutron beam, and an atomic beam or a neutron beam may be incident on the substrate S through the opening 220, Secondary ions and X-rays emitted from the substrate S may be collected into the chamber unit 200.
  • the inspection unit inspects the presence or absence of defects and types of defects on the substrate S.
  • the presence or absence of defects and the type of defects of the substrate S are determined by comparing the substrate S image and component information with the previously input reference information.
  • the reference information may include a reference image and component information previously input to the inspection unit.
  • the inspection unit compares the image and component information of the substrate S input from the first and second emission units 300 and 400 with the reference image and component information previously input, and the electron beam and the ion beam of the substrate S The presence or absence of defects in the irradiated area and types of defects can be inspected.
  • a thin film on the substrate S is cut or a thin film is formed on the substrate S according to the type of defect of the substrate S by using the beam emitted through the chamber unit 200.
  • the process of cutting the thin film may include a process of cutting the defect area by emitting an ion beam to the defect area of the thin film (see FIG. 2(c)).
  • the process of forming a thin film is a process of injecting a thin film deposition gas to a defect generation area (also referred to as a'defect location') of the thin film through a source supply pipe 510 connected to the chamber unit 200, and to the defect generation area. It may include a process of depositing a thin film by emitting an ion beam (see (d) of FIG. 2).
  • a thin film deposition source is sprayed to the defect location of the substrate S, and an ion beam is irradiated to the defect location to form a thin film.
  • the thin film can be cut to a predetermined area and a predetermined depth by irradiating an ion beam to the defect location.
  • a new thin film can be formed at the location where the thin film was cut.
  • a thin film may be deposited on the substrate S by emitting any one selected from an atomic beam and a neutron beam to the defect generation region of the thin film, or the thin film on the substrate S may be cut.

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Abstract

본 발명은, 대기 중에 마련되고, 피처리물을 안착시킬 수 있는 지지부, 지지부의 일측에 배치되고, 피처리물과 마주보는 부분이 개구되는 챔버부, 적어도 일부가 챔버부에 배치되는 제1 방출부, 적어도 일부가 챔버부에 배치되는 제2 방출부, 제1 및 제2 방출부와 연결되고, 피처리물의 결함을 검사하는 검사부, 및 박막 증착용 소스를 분사할 수 있도록 챔버부와 연결되는 소스 공급부를 포함하는 처리 장치 및 이에 적용되는 처리 방법으로서, 대기 중에 마련된 피처리물을 검사 및 리페어할 수 있는 처리 장치 및 방법이 제시된다.

Description

처리 장치 및 방법
본 발명은 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대기 중에 마련된 피처리물을 검사 및 리페어할 수 있는 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
표시장치의 제조 중에, 기판 상에 각종 결함이 발생할 수 있다. 따라서, 표시장치의 제조 중에, 결함을 검사하는 공정이 실시될 수 있고, 발견된 결함을 리페어하는 공정이 실시될 수 있다.
주사전자현미경 및 집속이온빔장치는 기판 상에 형성된 박막의 이미지 생성, 성분 분석 및 절단 등에 사용된다. 주사전자현미경 및 집속이온빔장치는 기판 상의 박막에 하전 입자를 주사하고, 기판으로부터 방출되는 2차 입자 및 X선을 수집하여 기판 상에 형성된 박막의 이미지를 구성하고 성분을 분석할 수 있다. 또한, 집속이온빔장치는 기판 상의 박막에 하전 입자를 주사하여 박막을 절단할 수 있다.
화학기상증착 리페어 장치는 기판 상에 형성된 결함을 리페어하는 공정에 사용된다. 화학기상증착 리페어 장치는 기판의 결함 위치에 메탈 소스를 공급하고 레이저를 조사하여 박막을 증착함으로써 도전 라인의 단선된 부위를 이어줄 수 있다.
종래에는 검사 공정과 리페어 공정을 각기 다른 장치를 이용하여 실시하였으며, 이에, 공정의 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌)
(특허문헌 1) KR10-2016-0134235 A
(특허문헌 2) KR10-1680291 B1
본 발명은 대기 중에 마련된 피처리물을 검사 및 리페어할 수 있는 처리 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 처리 장치는, 피처리물을 처리하는 처리 장치로서, 대기 중에 마련되고, 피처리물을 안착시킬 수 있는 지지부; 상기 지지부의 일측에 배치되고, 상기 피처리물과 마주보는 부분이 개구되는 챔버부; 적어도 일부가 상기 챔버부에 배치되는 제1 방출부; 적어도 일부가 상기 챔버부에 배치되는 제2 방출부; 상기 제1 및 제2 방출부와 연결되고, 상기 피처리물의 결함을 검사하는 검사부; 및 박막 증착용 소스를 분사할 수 있도록 상기 챔버부와 연결되는 소스 공급부;를 포함한다.
상기 지지부의 상측에 상기 챔버부가 배치되고, 상기 챔버부의 상부를 관통하도록 상기 제1 및 제2 방출부가 배치되고, 상기 챔버부의 하부에 개구가 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 방출부는 상기 개구를 향하여 배치되고, 상기 소스 공급부는, 적어도 일부가 상기 챔버부를 관통하도록 설치되고, 분사구가 상기 개구의 둘레에 경사지게 형성될 수 있다.
상기 제1 방출부 및 제2 방출부는 상기 피처리물 상에 입자 빔을 방출할 수 있다.
상기 제1 방출부는, 투과창을 구비하고, 상기 투과창 및 상기 챔버부의 개구를 통하여 상기 피처리물의 일면에 전자빔을 방출할 수 있고 상기 피처리물의 일면에서 방출되는 전자 및 X선을 수집할 수 있고, 상기 제2 방출부는, 어퍼처를 구비하고, 상기 어퍼처 및 상기 챔버부의 개구를 통하여 상기 피처리물의 일면에 이온빔을 방출할 수 있고 상기 피처리물의 일면에서 방출되는 이온 및 X선을 수집할 수 있다.
상기 검사부는 상기 제1 및 제2 방출부 중 적어도 하나에서 생성되는 피처리물의 이미지와 성분 정보를 이용하여 피처리물의 결함 유무 및 결함 종류를 검사할 수 있다.
상기 피처리물의 결함 종류에 따라 피처리물 상의 박막을 절단하거나, 피처리물상에 박막을 형성하도록, 상기 제2 방출부 및 상기 소스 공급부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 챔버부는 내부에 진공실을 구비하고, 상기 진공실에 상기 투과창 및 어퍼처가 수용되며, 상기 챔버부의 개구는, 수십 내지 수백 마이크로미터의 크기를 가지고, 전자빔 및 이온빔의 진행 경로를 감쌀 수 있다.
상기 소스 공급부는, 상기 챔버부의 벽체를 관통하도록 설치되고, 상기 분사구가 상기 피처리물의 일면을 향하여 개방되는 소스 공급관; 내부에 박막 증착용 소스가 저장되고, 상기 소스 공급관에 연결되는 소스 공급원;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 처리 방법은, 대기 중에서 피처리물을 처리하는 방법으로서, 내부에 진공이 형성된 챔버부를 마련하는 과정; 상기 챔버부와 마주보는 대기 중에 피처리물을 마련하는 과정; 상기 챔버부를 통하여 방출되는 빔을 이용하여 상기 피처리물의 이미지와 성분 정보를 획득하는 과정; 상기 피처리물의 결함 유무 및 결함 종류를 검사하는 과정; 상기 챔버부를 통하여 방출되는 빔을 이용하여, 상기 결함 종류에 따라 피처리물 상의 박막을 절단하거나 피처리물 상에 박막을 형성하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 피처리물의 이미지와 성분 정보를 획득하는 과정은, 상기 챔버부와 연결된 제1 및 제2 방출부 중 적어도 하나에서 전자빔 및 이온빔 중 적어도 하나를 생성하는 과정; 상기 챔버부의 개구를 통하여 상기 피처리물의 일면에 전자빔 및 이온빔 중 적어도 하나를 방출하는 과정; 상기 챔버부의 개구를 통하여 상기 피처리물로부터 방출되는 전자 및 이온 중 적어도 하나와 X선을 수집하는 과정; 상기 전자 및 이온 중 적어도 하나와 X선을 이용하여 상기 피처리물의 이미지와 성분 정보를 생성하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 결함 유무 및 결함 종류를 검사하는 과정은, 상기 피처리물의 이미지와 성분 정보를 기 입력된 기준 정보와 대비하여, 상기 피처리물의 결함 유무 및 결함 종류를 판단하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 박막을 절단하는 과정은, 상기 박막의 결함 발생 영역에 이온빔을 방출하여 상기 결함 발생 영역을 절단하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 박막을 형성하는 과정은, 상기 챔버부에 연결된 소스 공급관을 통하여 상기 박막의 결함 발생 영역에 박막 증착용 가스를 분사하는 과정; 상기 결함 발생 영역에 이온빔을 방출하여 박막을 증착하는 과정;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 내부에 진공이 형성된 챔버부와 마주보는 대기 중에 피처리물을 마련하고, 챔버부를 통하여 방출되는 빔을 이용하여, 피처리물의 이미지와 성분 정보를 획득할 수 있다. 또한, 피처리물의 이미지와 성분 정보를 이용하여 피처리물의 결함 유무 및 결함 종류를 검사하고, 피처리물의 결함이 발견되면, 챔버부를 통하여 방출되는 빔을 이용하여, 결함 종류에 따라, 피처리물 상의 박막을 절단하거나, 피처리물 상에 박막을 형성할 수 있다. 즉, 피처리물의 이동 없이, 또한, 장치의 교체 없이, 피처리물의 검사 및 리페어가 일련의 처리 공정에서 한번에 이루어질 수 있다. 따라서, 피처리물의 이동 시간을 절약할 수 있고, 처리 공정의 생산성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 대기 중에서 피처리물 예컨대 기판을 검사 및 리페어할 수 있으므로, 하나의 처리 장치를 이용하여, 크기가 다른 복수의 기판을 처리할 수 있고, 진공 분위기에서 처리하기 어려운 재질의 기판 예컨대 플렉서블 재질의 기판도 대기 중에서 쉽게 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 처리 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예에 따른 처리 장치 및 방법은 대기압 처리 장치 및 방법일 수 있다. 한편, 후술하는 입자 빔은 하전 입자 빔 및 중성 입자 빔을 포함할 수 있다. 여기서, 하전 입자 빔은 양이온빔, 음이온빔 및 전자빔을 포함할 수 있다. 양이온빔 및 음이온빔을 통칭하여 이온빔이라고 한다. 중성 입자 빔은 원자빔 및 중성자빔을 포함할 수 있다. 한편, 상술한 “입자 빔”을 “빔”이라고 간략하게 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 처리 장치의 개략도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 처리 장치는, 입자 빔("빔"이라고도 한다)을 이용하여 대기 중의 피처리물을 처리하는 처리 장치로서, 대기 중에 마련되고, 피처리물을 안착시킬 수 있는 지지부(100), 지지부(100)의 일측에 배치되고, 피처리물과 마주보는 부분이 개구되는 챔버부(200), 적어도 일부가 챔버부(200)에 배치되는 제1 방출부(300), 적어도 일부가 챔버부(200)에 배치되는 제2 방출부(400), 제1 및 제2 방출부(300, 400)와 연결되고, 피처리물의 결함을 검사하는 검사부(미도시), 박막 증착용 소스를 분사할 수 있도록 챔버부(200)와 연결되는 소스 공급부(500)를 포함한다.
또한, 처리 장치는, 바이어스 전원부(600), 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
피처리물은 기판(S)일 수 있다. 이때, 기판(S)은 LCD, OLED 및 LED를 포함하는 각종 표시장치, 태양전지 및 반도체 칩 등이 제조되는 공정에서, 각종 전자 소자의 제조에 사용되는 웨이퍼 및 유리패널을 포함할 수 있다. 한편, 피처리물은 기판(S) 외에도 다양할 수 있다.
지지부(100)는 기판(S)을 지지할 수 있는 소정의 크기로 형성될 수 있고, 판 타입으로 형성될 수 있다. 지지부(100)는 스테이지를 포함할 수 있다. 지지부(100)에 바이어스 전원부(600)가 연결될 수 있고, 바이어스 전압이 인가될 수 있다. 지지부(100)의 구성은 다양할 수 있다. 지지부(100)는 대기 중에 마련될 수 있고, 대기압 분위기에서 기판(S)을 지지할 수 있다.
챔버부(200)는 지지부(100)의 상측에 배치될 수 있고, 지지부(100)에 안착된 기판(S)으로부터 수십 내지 수백 마이크로미터의 높이만큼 이격될 수 있다. 예컨대 지지부(100)에 안착된 기판(S)의 상면과 챔버부(200)의 하면 간의 이격 높이는 100 마이크로미터일 수 있다. 물론, 상술한 이격 높이는 다양할 수 있다.
챔버부(200)의 벽체(210)는 상부벽, 하부벽 및 측벽을 포함할 수 있다. 상부벽 및 하부벽은 수평 방향으로 연장될 수 있고, 상하 방향으로 이격될 수 있다. 측벽은 상하 방향으로 연장될 수 있고, 상부벽 및 하부벽의 둘레를 따라서 나열될 수 있다. 벽체(210)의 구조는 다양할 수 있다.
벽체(210)의 내부에 진공실이 형성될 수 있다. 이를 위해, 벽체(210)는 진공 펌프(미도시)와 연결될 수 있다. 진공실은 저진공 예컨대 10-3 내지 10-4torr의 저진공으로 제어될 수 있다.
챔버부(200)의 상부를 관통하도록 제1 및 제2 방출부(300, 400)가 배치될 수 있다. 예컨대 챔버부(200)의 상부벽 및 측벽의 상부를 관통하도록 제1 및 제2 방출부(300, 400)가 배치될 수 있다. 진공실에 제1 방출부(300)의 투과창 및 제2 방출부(400)의 어퍼처가 수용될 수 있다. 챔버부(200)의 하부에 개구(220)가 형성될 수 있다. 예컨대 챔버부(200)의 하부벽의 일측을 상하 방향으로 관통하도록 개구(220)가 형성될 수 있다. 개구(220)는 수십 내지 수백 마이크로미터의 크기를 가지고, 전자빔 및 이온빔의 진행 경로(L1, L2)를 감쌀 수 있다. 예컨대 개구(220)는 10 내지 100마이크로미터의 크기를 가질 수 있다.
챔버부(200)는 지지부(100)에 대하여 상대이동이 가능할 수 있다. 예컨대 챔버부(200)는 복수의 방향으로 이동 가능하도록 설치되고, 벽체(210)가 지지되는 복수의 축 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 복수의 방향은 수평 방향 및 상하 방향을 포함할 수 있다.
제1 방출부(300)는 개구(220)를 향하여 배치될 수 있다. 제1 방출부(300)는, 투과창을 구비하고, 투과창과 개구(220)를 통하여 기판(S)의 일면에 전자빔을 방출할 수 있다. 그리고 제1 방출부(300)는 투과창과 개구(220)를 통하여 기판(S)의 일면에서 방출되는 전자 및 X선을 수집할 수 있다.
제1 방출부(300)는, 챔버부(200)에 설치되고, 개구(220)와 마주보는 제1 컬럼(310), 제1 컬럼(310)의 내부에 배치되는 전자빔 발생기(320), 개구(220)와 마주보는 제1 컬럼(310)의 일측에 장착되는 제1 커버(330), 전자빔을 통과시킬 수 있도록 제1 커버(330)에 장착되는 전자빔 투과 부재(340)를 포함할 수 있다.
제1 방출부(300)는, 전류 검출기(350), 전자 검출기(360), X선 검출기(370), 및 신호 처리기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 물론, 제1 방출부(300)의 구성은 다양할 수 있다.
제1 컬럼(310)은 개구(220)를 통하여 기판(S)의 일면과 마주볼 수 있다. 제1 컬럼(310)은 하부가 챔버부(200)의 내부에 배치될 수 있다. 제1 컬럼(310)은 내부에 전자빔 발생기(320)가 배치될 수 있고, 하부가 하방으로 개방될 수 있다. 제1 컬럼(310)의 하부에 제1 커버(330)가 장착될 수 있다. 제1 컬럼(310)의 내부는 고진공 예컨대 10-6 내지 10-9torr의 고진공으로 제어될 수 있다. 제1 컬럼(310)은 진공 펌프(미도시)와 연결될 수 있다.
전자빔 발생기(320)는, 소정의 가속 전압 및 프로브 전류로 전자빔을 방출할 수 있 전자 방출기(321), 전자 방출기(321)에서 방출되는 전자빔을 집속 및 가속시킬 수 있는 복수의 렌즈(322)를 포함할 수 있다. 물론, 전자빔 발생기(320)의 구성은 다양할 수 있다.
제1 커버(330)는 메인 바디(331) 및 이음 부재(332)를 포함할 수 있다. 메인 바디(331)는 이음 부재(332)에 의하여 제1 컬럼(410)의 개방된 하부에 탈착 가능하게 결합될 수 있고, 제1 컬럼(410)의 내부를 외부로부터 밀봉시킬 수 있다.
메인 바디(331)는 상부층, 중간층 및 하부층을 포함할 수 있고, 하부층은 절연층일 수 있다. 상부층 및 중간층은 전기 전도층일 수 있다. 메인 바디(331)에 관통구가 형성되고, 관통구를 밀봉하도록 전자빔 투과 부재(340)가 장착될 수 있다. 이때, 전자빔 투과 부재(340)는 상부층에 지지될 수 있다.
전자빔 투과 부재(340)는 2차전자를 수집할 수 있다. 전자빔 투과 부재(340)의 일측에 투과창이 형성될 수 있다. 투과창은 전자빔, 후방산란전자 및 X선을 통과시킬 수 있다. 2차전자는 수십 내지 수백 eV 정도의 에너지를 가진 전자일 수 있고, 후방산란전자는 2차전자보다 에너지가 큰 전자일 수 있다.
전자빔 투과 부재(340)는 예컨대 전도성 웨이퍼 및 멤브레인(membrane)을 포함할 수 있다. 전도성 웨이퍼는 중심부에 비아홀이 형성될 수 있다. 멤브레인은 전도성 웨이퍼의 하면에 부착될 수 있다. 비아홀과 멤브레인에 의해 투과창이 형성될 수 있다. 투과창은 전자빔 진행 경로(L1)와 교차할 수 있다. 멤브레인은 예컨대 실리콘 나이트라이드(SiN)막을 포함할 수 있다. 물론, 전자빔 투과 부재(340)의 구성은 다양할 수 있다.
전류 검출기(350)는 예컨대 프로브(351) 및 증폭기(352)를 포함할 수 있다. 프로브(351)는 메인 바디(331)을 통하여 전자빔 투과 부재(340)에 접촉할 수 있고, 전자빔 투과 부재(340)에 수집되는 2차전자에 의해 야기되는 전류를 증폭기(352)로 전달할 수 있다. 증폭기(352)는 전류를 증폭시켜서 신호 처리기(미도시)로 전달할 수 있다.
전자 검출기(360)는 전자빔 발생기(320)와 커버(330) 사이에 배치되고, 전자빔 진행 경로를 감쌀 수 있다. 전자 검출기(360)는 후방산란전자를 수집하고, 후방산란전자에 의해 야기되는 전류를 신호 처리기로 전달할 수 있다.
X선 검출기(370)는 제1 컬럼(310)의 내부에 배치되며, X선을 에너지의 형태로 검출하고, 검출 결과를 신호 처리기로 전달할 수 있다.
신호 처리기는 전류 검출기(350) 및 전자 검출기(360)로부터 검출되는 전류를 처리하여 이미지로 형성할 수 있다. 그 방식은 다양할 수 있다.
또한, 신호 처리기는 X선의 에너지 세기 및 에너지 세기별 검출 빈도수 데이터를 기 입력된 성분별 방출 X선 고유 에너지 데이터에 대비하여 기판(S)의 전자빔이 조사된 부분의 성분을 정량 및 정성적으로 분석할 수 있다.
제2 방출부(400)는 개구(220)를 향하여 배치될 수 있다. 제2 방출부(400)는, 어퍼처를 구비하고, 어퍼처 및 개구(220)를 통하여 기판(S)의 일면에 이온빔, 원자빔 및 중성자빔 중 선택된 어느 하나의 빔을 방출할 수 있고, 기판(S)의 일면에서 방출되는 2차이온 및 X선을 수집할 수 있다. 이하에서는 이온빔을 대기 중에 방출하는 것을 기준으로 하여, 제2 방출부(400)를 설명한다.
제2 방출부(400)는, 개구(220)를 향하도록 챔버부(200)에 경사지게 설치되는 제2 컬럼(410), 제2 컬럼(410)의 내부에 배치되는 이온빔 발생기(420), 개구(220)와 마주보는 제2 컬럼(410)의 일측에 장착되고, 이온빔을 통과시킬 수 있도록 어퍼처가 형성되는 제2 커버(430)를 포함할 수 있다.
제2 방출부(400)는, 이온 검출기(440), X선 검출기(450), 및 신호 처리기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 물론, 제2 방출부(400)의 구성은 다양할 수 있다.
제2 컬럼(410)은 개구(220)를 통하여 기판(S)의 일면과 마주볼 수 있다. 제2 컬럼(410)은 하부가 챔버부(200)의 내부에 배치될 수 있다. 제2 컬럼(410)은 내부에 이온빔 발생기(420)가 배치될 수 있고, 하부가 하방으로 개방될 수 있다. 제2 컬럼(410)의 하부에 제2 커버(430)가 장착될 수 있다. 제2 컬럼(410)의 내부는 고진공 예컨대 10-6 내지 10-9torr의 고진공으로 제어될 수 있다. 제2 컬럼(410)은 진공 펌프(미도시)와 연결될 수 있다.
이온빔 발생기(420)는 이온 소스(421) 및 복수의 렌즈(422)를 포함할 수 있다. 이온 소스(421)는 이온을 방출할 수 있다. 예컨대 복수의 렌즈(422)는 정전 렌즈, 스캔 랜즈 및 자기 렌즈를 포함할 수 있고, 이온을 빔의 형태로 정형하여 방출시킬 수 있다. 또한, 이온빔 발생기(420)는, 추출 전극 및 정전 편향 코일을 더 포함할 수 있다. 물론, 이온빔 발생기(420)의 구성은 다양할 수 있다. 이온빔은 피처리물의 이미지 생성 및 피처리물 상에 형성된 박막의 절단 등에 사용될 수 있다.
제2 커버(430)는 메인 바디(431) 및 이음 부재(432)를 포함할 수 있다. 메인 바디(431)는 이음 부재(432)에 의하여 제2 컬럼(410)의 개방된 하부에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 메인 바디(431)의 중심부에는 어퍼처가 형성될 수 있다. 어퍼처는 이온빔 발생기(420)와 개구(220) 사이에 위치할 수 있다. 어퍼처는 수십 마이크로미터 이하의 크기를 가질 수 있다. 예컨대 어퍼처는 10 마이크로미터 이상 100 마이크로미터 미만의 크기를 가질 수 있다. 어퍼처는 이온빔 진행 경로(L2)를 감쌀 수 있다. 어퍼처는 이온빔, 2차이온 및 X선을 통과시킬 수 있다.
이온 검출기(440)는 이온빔 발생기(420)와 커버(430) 사이에 배치되고, 이온빔 진행 경로(L2)를 감쌀 수 있다. 이온 검출기(440)는 기판(S)으로부터 방출될 수 있는 2차이온을 수집할 수 있고, 이에 의해 야기되는 전류를 신호 처리기로 전달할 수 있다.
X선 검출기(450)는 제2 컬럼(410)의 내부에 배치되며, X선을 에너지의 형태로 검출하고, 검출 결과를 신호 처리기로 전달할 수 있다.
신호 처리기는 이온 검출기(440)로부터 검출되는 전류를 처리하여 이미지로 형성할 수 있다. 그 방식은 다양할 수 있다.
또한, 신호 처리기는 X선의 에너지 세기 및 에너지 세기별 검출 빈도수 데이터를 기 입력된 성분별 방출 X선 고유 에너지 데이터에 대비하여 기판(S)의 전자빔이 조사된 부분의 성분을 정량 및 정성적으로 분석할 수 있다.
한편, 원자빔 및 중성자빔을 대기 중으로 방출하기 위한 제2 방출부(400)의 구성은 다양할 수 있다. 그리고 원자빔 및 중성자빔을 대기 중으로 방출하기 위한 제2 방출부(400)의 구성은 이온빔을 방출하기 위한 제2 방출부(400)의 상술한 구성이 유사하게 적용될 수도 있다. 이에, 그 설명을 생략한다.
소스 공급부(500)는, 적어도 일부가 챔버부(200)를 관통하도록 설치되고, 분사구가 개구(220)의 둘레에 경사지게 형성될 수 있다. 소스 공급부(500)는 소스 공급관(510), 소스 공급원(520) 및 캐리어 가스 공급원(미도시)를 포함할 수 있다.
소스 공급관(510)은 챔버부(200)의 벽체(210)를 관통하도록 설치되고, 분사구가 기판(S)의 일면을 향하여 개방될 수 있다. 소스 공급관(510)은 챔버부(200)의 측벽을 관통하여, 측벽의 내부로 연장되고, 이어서 챔버부(200)의 하부벽의 내부에서 개구(220)를 향하여 연장되고, 분사구가 개구(220)의 둘레에서 하방으로 개방될 수 있다. 소스 공급관(510)은 소스 공급원(520)에 연결되고, 소스 공급원(520)으로부터 박막 증착용 소스를 공급받을 수 있다. 박막 증착용 소스는 메탈 소스를 포함할 수 있다. 분사구에서 기판(S)의 일면으로 분사되는 박막 증착용 소스에 의하여, 개구(220)의 하측에 증착 분위기가 형성될 수 있다.
소스 공급관(510)이 챔버부(200)의 하부벽의 내부에 형성되기 때문에, 챔버부(200)의 개구(220)를 기판(S)의 일면으로부터 수십 내지 수백 마이크로미터의 높이에 위치시킬 수 있다.
소스 공급원(520)은 내부에 박막 증착용 소스가 고체 파우더 상태로 수용될 수 있다. 소스 공급원(520)은 박막 증착용 소스를 기화시켜서 소스 공급관(510)으로 공급할 수 있다. 기화된 박막 증착용 소스는 캐리어 가스에 의하여 소스 공급관(510)으로 원활하게 운반될 수 있다. 캐리어 가스는 소스 공급원(520)과 연결된 캐리어 가스 공급원으로부터 공급받을 수 있다.
검사부(미도시)는 제1 및 제2 방출부(300, 400) 중 적어도 하나에서 생성되는 기판(S)의 이미지와 성분 정보를 이용하여 기판(S)의 결함 유무 및 결함 종류를 검사할 수 있다.
예컨대 검사부는 제1 및 제2 방출부(300, 400)로부터 입력되는 기판(S)의 이미지와 성분 정보를 미리 입력된 기준 이미지 및 성분 정보와 대비하여, 기판(S)의 전자빔 및 이온빔이 조사된 영역의 결함 유무와 결함 종류를 검사할 수 있다.
검사부는 제1 방출부(300)에서 입력받은 기판(S)의 이미지와 성분 정보만 가지고 기판(S)의 일면의 전자빔이 조사된 영역의 결함 유무 및 결함 종류를 검사할 수 있다. 또한, 검사부는 제2 방출부(400)에서 입력받은 기판(S)의 이미지와 성분 정보만 가지고 기판(S)의 일면의 전자빔이 조사된 영역의 결함 유무 및 결함 종류를 검사할 수 있다. 또한, 검사부는 제1 및 제2 방출부(300, 400)로부터 입력되는 기판(S)의 이미지와 성분 정보를 취합하고, 취합된 정보를 가지고 기판(S)의 일면의 전자빔 및 이온빔이 조사된 영역의 결함 유무 및 결함 종류를 검사할 수 있다.
결함 유무는 기판(S)의 일면에 결함이 발생하였는지의 여부를 의미할 수 있다. 결함 종류는 오픈 결함, 단락 및 이물유입 등 다양할 수 있다.
제어부(미도시)는 기판(S)의 결함 종류에 따라 기판(S) 상의 박막을 절단하거나, 또는, 기판(S)상에 박막을 형성할 수 있도록, 제2 방출부(400) 및 소스 공급부(500)의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 제어부는 제2 방출부(400) 및 소스 공급부(500) 외에도, 처리 장치의 나머지 구성부들의 작동도 제어할 수 있다.
예컨대 제어부는 기판(S)의 결함이 오픈 결함일 경우, 기판(S) 상의 결함 위치에 박막을 형성할 수 있도록, 소스 공급부(500)를 작동시켜 결함 위치에 증착 분위기를 형성하고, 제2 방출부(400)를 작동시켜 이온빔을 결함 위치에 조사하여 박막 증착용 소스를 분해시킴으로써, 결함 위치에 박막을 형성할 수 있다.
또한, 제어부는 기판(S)의 결함이 단락 및 이물유입일 경우, 기판(S) 상의 결함 위치에서 박막을 절단할 수 있도록, 제2 방출부(400)를 작동시켜 이온빔을 결함 위치에 조사하여, 소정 면적 및 소정 깊이로 박막을 절단할 수 있다. 이때, 절단을 위한 이온빔의 세기와 박막 형성을 위한 이온빔의 세기는 서로 다를 수 있다.
박막이 절단되면, 필요에 따라 박막이 절단된 위치에 새로운 박막을 형성할 수 있다. 예컨대 결함의 종류가 이물유입인 경우, 제어부로 제2 방출부(400) 및 소스 공급부(500)의 작동을 제어하여 결함 위치의 박막을 절단한 후, 박막이 절단된 위치에 새로운 박막을 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2의 (a)는 전자빔을 기판(S)의 일면에 형성된 박막(F)에 조사하는 모습을 보여주는 도면이고, 도 2의 (b)는 이온빔을 기판(S)의 일면에 형성된 박막(F)에 조사하는 모습을 보여주는 도면이다. 또한, 도 2의 (c)는 이온빔을 기판(S)의 일면에 형성된 박막(F)에 조사하여 박막(F)의 결함 부분을 절단하는 모습을 보여주는 도면이고, 도 2의 (d)는 박막 증착용 소스를 결함 부분에 공급하면서 이온빔을 결함 부분에 조사하여 새로운 박막을 형성하는 모습을 보여주는 도면이다. 도면에서 2차 입자는 2차전자, 후방산란전자 및 2차이온을 의미한다. 이때, 도면에서 X선이 방출되는 모습은 생략하였다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 상술한 처리 장치가 적용되는 처리 방법을 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 처리 방법은 대기 중에서 피처리물을 처리하는 방법으로서, 내부에 진공이 형성된 챔버부(200)를 마련하는 과정, 챔버부(200)와 마주보는 대기 중에 피처리물을 마련하는 과정, 챔버부(200)를 통하여 방출되는 빔을 이용하여 피처리물의 이미지와 성분 정보를 획득하는 과정, 피처리물의 결함 유무 및 결함 종류를 검사하는 과정, 챔버부(200)를 통하여 방출되는 빔을 이용하여, 결함 종류에 따라 피처리물 상의 박막을 절단하거나 피처리물 상에 박막을 형성하는 과정을 포함한다.
먼저, 내부에 진공이 형성된 챔버부(200)를 마련한다. 이후, 챔버부(200)와 마주보는 대기 중에 피처리물 예컨대 기판(S)을 마련한다. 이때, 챔버부(200)의 개구(220)와 기판(S)의 일면 예컨대 상면 사이의 이격 높이는 수십 내지 수백 마이크로미터일 수 있다.
이후, 챔버부(200)를 통하여 방출되는 빔을 이용하여 기판(S)의 이미지와 성분 정보를 획득한다. 빔은 전자빔 및 이온빔 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또는, 빔은 전자빔, 이온빔, 원자빔 및 중성자빔 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이때, 기판(S)의 이미지와 성분 정보를 획득하는 과정은, 챔버부(200)와 연결된 제1 및 제2 방출부(300, 400) 중 적어도 하나에서 전자빔 및 이온빔 중 적어도 하나를 생성하는 과정, 챔버부(200)의 개구(220)를 통하여 기판(S)의 일면에 전자빔 및 이온빔 중 적어도 하나를 방출하는 과정, 챔버부(200)의 개구(220)를 통하여 기판(S)으로부터 방출되는 전자 및 이온 중 적어도 하나와 X선을 수집하는 과정, 전자 및 이온 중 적어도 하나와 X선을 이용하여 기판(S)의 이미지와 성분 정보를 생성하는 과정을 포함할 수 있다. 전자는 2차전자 및 후방산란전자를 포함할 수 있다. 이온은 2차이온을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 방출부(300)를 작동시켜 전자빔을 발생시키고, 개구(220)를 통하여 기판(S)에 전자빔을 입사시킨다(도 2의 (a) 참조). 또한, 제2 방출부(400)를 작동시켜 이온빔을 발생시키고, 개구(220)를 통하여 기판(S)에 이온빔을 입사시킨다(도 2의 (b) 참조). 이때, 전자빔의 입사와 이온빔의 입사는 선택적으로 하나만 수행될 수 있다. 또한, 전자빔의 입사와 이온빔의 입사는 임의의 순서대로 모두 수행될 수 있다. 이하에서는 전자빔의 입사와 이온빔의 입사를 임의의 순서대로 모두 수행한 것을 기준으로 하여 실시 예를 설명한다.
기판(S)의 일면에 전자빔이 입사되면, 기판(S)의 일면으로부터 2차전자, 후방산란전자 및 X선이 방출될 수 있다. 또한, 기판(S)의 일면에 이온빔이 입사되면, 기판(S)의 일면으로부터 2차이온 및 X선이 방출될 수 있다.
그리고 챔버부(200)의 내부로 수집되는 전자 및 이온 중 적어도 하나와 X선을 제1 및 제2 방출부(300, 400) 중 적어도 하나에서 검출한 후, 전자 및 이온 중 적어도 하나와 X선을 이용하여 기판(S)의 이미지와 성분 정보를 생성하고, 이를 검사부로 전달한다.
한편, 제2 방출부(400)를 작동시켜 원자빔 및 중성자빔 중 선택된 어느 하나를 발생시킬 수도 있고, 그리고 개구(220)를 통하여 기판(S)에 원자빔 또는 중성자빔을 입사시킬 수도 있고, 기판(S)에서 방출되는 2차이온 및 X선을 챔버부(200)의 내부로 수집할 수도 있다.
이후, 검사부에서 기판(S)의 결함 유무 및 결함 종류를 검사한다.
즉, 기판(S) 이미지와 성분 정보를 기 입력된 기준 정보와 대비하여, 기판(S)의 결함 유무 및 결함 종류를 판단한다. 여기서, 기준 정보는 검사부에 미리 입력된 기준 이미지 및 성분 정보를 포함할 수 있다. 구체적으로, 검사부는 제1 및 제2 방출부(300, 400)로부터 입력되는 기판(S)의 이미지와 성분 정보를 미리 입력된 기준 이미지 및 성분 정보와 대비하여, 기판(S)의 전자빔 및 이온빔이 조사된 영역의 결함 유무와 결함 종류를 검사할 수 있다.
이후, 챔버부(200)를 통하여 방출되는 빔을 이용하여, 기판(S)의 결함 종류에 따라 기판(S) 상의 박막을 절단하거나 기판(S) 상에 박막을 형성한다.
이때, 박막을 절단하는 과정은, 박막의 결함 발생 영역에 이온빔을 방출하여 결함 발생 영역을 절단하는 과정을 포함할 수 있다(도 2의 (c) 참조). 또한, 박막을 형성하는 과정은, 챔버부(200)에 연결된 소스 공급관(510)을 통하여 박막의 결함 발생 영역('결함 위치'라고도 한다)에 박막 증착용 가스를 분사하는 과정, 결함 발생 영역에 이온빔을 방출하여 박막을 증착하는 과정을 포함할 수 있다(도 2의 (d) 참조).
즉, 기판(S)의 결함이 오픈 결함이면 기판(S)의 결함 위치에 박막 증착용 소스를 분사하고, 이온빔을 결함 위치에 조사하여 박막을 형성할 수 있다.
또한, 기판(S)의 결함이 단락 및 이물유입이면, 결함 위치에 이온빔을 조사하여, 소정 면적 및 소정 깊이로 박막을 절단할 수 있다. 박막이 절단되면, 필요에 따라 박막이 절단된 위치에 새로운 박막을 형성할 수 있다.
상술한 일련의 과정은 기판(S)을 지지부(100)에 안착시킨 상태에서 순서대로 원활하게 이루어질 수 있다.
또는, 박막의 결함 발생 영역에 원자빔 및 중성자빔 중 선택된 어느 하나를 방출하여 기판(S) 상에 박막을 증착하거나, 기판(S) 상의 박막을 절단할 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 조합 및 변형될 것이고, 이에 의한 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 대기 중의 피처리물을 처리하는 처리 장치로서,
    대기 중에 마련되고, 피처리물을 안착시킬 수 있는 지지부;
    상기 지지부의 일측에 배치되고, 상기 피처리물과 마주보는 부분이 개구되는 챔버부;
    적어도 일부가 상기 챔버부에 배치되는 제1 방출부;
    적어도 일부가 상기 챔버부에 배치되는 제2 방출부;
    상기 제1 및 제2 방출부와 연결되고, 상기 피처리물의 결함을 검사하는 검사부; 및
    박막 증착용 소스를 분사할 수 있도록 상기 챔버부와 연결되는 소스 공급부;를 포함하는 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지부의 상측에 상기 챔버부가 배치되고,
    상기 챔버부의 상부를 관통하도록 상기 제1 및 제2 방출부가 배치되고,
    상기 챔버부의 하부에 개구가 형성되는 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 및 제2 방출부는 상기 개구를 향하여 배치되고,
    상기 소스 공급부는, 적어도 일부가 상기 챔버부를 관통하도록 설치되고, 분사구가 상기 개구의 둘레에 경사지게 형성되는 처리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 방출부 및 제2 방출부는 상기 피처리물 상에 입자 빔을 방출할 수 있는 처리 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 방출부는, 투과창을 구비하고, 상기 투과창 및 상기 챔버부의 개구를 통하여 상기 피처리물의 일면에 전자빔을 방출할 수 있고 상기 피처리물의 일면에서 방출되는 전자 및 X선을 수집할 수 있고,
    상기 제2 방출부는, 어퍼처를 구비하고, 상기 어퍼처 및 상기 챔버부의 개구를 통하여 상기 피처리물의 일면에 이온빔을 방출할 수 있고 상기 피처리물의 일면에서 방출되는 이온 및 X선을 수집할 수 있는 처리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 검사부는 상기 제1 및 제2 방출부 중 적어도 하나에서 생성되는 피처리물의 이미지와 성분 정보를 이용하여 피처리물의 결함 유무 및 결함 종류를 검사하는 처리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 피처리물의 결함 종류에 따라 피처리물 상의 박막을 절단하거나, 피처리물상에 박막을 형성하도록, 상기 제2 방출부 및 상기 소스 공급부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 처리 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 챔버부는 내부에 진공실을 구비하고,
    상기 진공실에 상기 투과창 및 어퍼처가 수용되며,
    상기 챔버부의 개구는, 수십 내지 수백 마이크로미터의 크기를 가지고, 전자빔 및 이온빔의 진행 경로를 감싸는 처리 장치.
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 소스 공급부는,
    상기 챔버부의 벽체를 관통하도록 설치되고, 상기 분사구가 상기 피처리물의 일면을 향하여 개방되는 소스 공급관;
    내부에 박막 증착용 소스가 저장되고, 상기 소스 공급관에 연결되는 소스 공급원;을 포함하는 처리 장치.
  10. 대기 중에서 피처리물을 처리하는 방법으로서,
    내부에 진공이 형성된 챔버부를 마련하는 과정;
    상기 챔버부와 마주보는 대기 중에 피처리물을 마련하는 과정;
    상기 챔버부를 통하여 방출되는 빔을 이용하여 상기 피처리물의 이미지와 성분 정보를 획득하는 과정;
    상기 피처리물의 결함 유무 및 결함 종류를 검사하는 과정;
    상기 챔버부를 통하여 방출되는 빔을 이용하여, 상기 결함 종류에 따라 피처리물 상의 박막을 절단하거나 피처리물 상에 박막을 형성하는 과정;을 포함하는 처리 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 피처리물의 이미지와 성분 정보를 획득하는 과정은,
    상기 챔버부와 연결된 제1 및 제2 방출부 중 적어도 하나에서 전자빔 및 이온빔 중 적어도 하나를 생성하는 과정;
    상기 챔버부의 개구를 통하여 상기 피처리물의 일면에 전자빔 및 이온빔 중 적어도 하나를 방출하는 과정;
    상기 챔버부의 개구를 통하여 상기 피처리물로부터 방출되는 전자 및 이온 중 적어도 하나와 X선을 수집하는 과정;
    상기 전자 및 이온 중 적어도 하나와 X선을 이용하여 상기 피처리물의 이미지와 성분 정보를 생성하는 과정;을 포함하는 처리 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 결함 유무 및 결함 종류를 검사하는 과정은,
    상기 피처리물의 이미지와 성분 정보를 기 입력된 기준 정보와 대비하여, 상기 피처리물의 결함 유무 및 결함 종류를 판단하는 과정;을 포함하는 처리 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 박막을 절단하는 과정은,
    상기 박막의 결함 발생 영역에 이온빔을 방출하여 상기 결함 발생 영역을 절단하는 과정;을 포함하는 처리 방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 박막을 형성하는 과정은,
    상기 챔버부에 연결된 소스 공급관을 통하여 상기 박막의 결함 발생 영역에 박막 증착용 가스를 분사하는 과정;
    상기 결함 발생 영역에 이온빔을 방출하여 박막을 증착하는 과정;을 포함하는 처리 방법.
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