KR100487886B1 - Method for acoustic wave device using a laser - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄성파 소자 제조방법에 관한 것으로, 레이저를 이용하여 탄성파 소자를 구성하는 각 박막의 평탄화와 세정뿐만 아니라 각 박막의 패터닝에 이용된 감광막 제거를 동시에 수행하는 탄성파 소자 제조방법을 개시한다. 본 발명에 의하면, 레이저를 이용한 비접촉 방식으로 박막의 평탄화 등을 수행하므로 소자의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 평탄화와 세정을 한꺼번에 수행할 수 있으므로 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.  The present invention relates to a method for manufacturing an acoustic wave device, and discloses a method for manufacturing an acoustic wave device that simultaneously performs the planarization and cleaning of each thin film constituting the acoustic wave element using a laser, as well as removal of the photosensitive film used for patterning each thin film. According to the present invention, the planarization of the thin film is performed by a non-contact method using a laser, thereby improving the performance of the device. In addition, planarization and cleaning can be performed all at once, thus simplifying the manufacturing process.

Description

레이저를 이용한 탄성파 소자 제조방법{Method for acoustic wave device using a laser} Method for manufacturing acoustic wave device using laser {Method for acoustic wave device using a laser}

본 발명은 탄성파 소자 제조방법에 관한 것으로, 탄성파 소자를 구성하는 각 박막에 대한 표면 평탄화와 세정을 동시에 수행함으로써 성능을 향상시키고 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 탄성파 소자 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing an acoustic wave device, and to a method for manufacturing an acoustic wave device capable of improving performance and simplifying a manufacturing process by simultaneously performing surface planarization and cleaning of each thin film constituting the acoustic wave device.

박막형 탄성파 소자는 반도체 기판 위에 압전체 물질을 직접 증착해 압전 특성으로 인한 공진을 유발하도록 하는 소자이다. 박막형 탄성파 소자에는 이러한 압전체 물질로 된 압전박막 이외에도 여러 박막이 형성되고, 각 박막은 RF 스퍼터링 등 여러 가지 방법에 의해 형성될 수 있으며, 특히 압전박막은 주상 형태로 에피택시 성장이 되게 하는 것이 바람직하다. A thin film type acoustic wave device is a device that directly deposits a piezoelectric material on a semiconductor substrate to cause resonance due to piezoelectric properties. In addition to the piezoelectric thin film made of the piezoelectric material, various thin films may be formed in the thin film type acoustic wave device, and each thin film may be formed by various methods such as RF sputtering. Particularly, the piezoelectric thin film may be epitaxially grown in a columnar shape. .

이러한 박막의 결정성을 향상시키기 위해서는 하부 박막의 평탄도가 매우 중요하다. 하부 박막의 평탄도가 우수하면 그 위에 증착되는 박막의 결정성이 향상될 뿐만 아니라, 박막간의 부착력을 증가시킴은 물론 파(wave)의 산란을 최소화할 수 있어 소자의 특성이 향상된다. 따라서, 소자의 성능을 향상시키기 위한 방법으로 평탄화 공정은 필수 불가결하게 여겨지고 있다. In order to improve the crystallinity of the thin film, the flatness of the lower thin film is very important. If the flatness of the lower thin film is improved, not only the crystallinity of the thin film deposited thereon is improved, but also the adhesion between the thin films can be increased and the scattering of waves can be minimized, thereby improving the device characteristics. Therefore, the planarization process is considered indispensable as a method for improving the performance of the device.

현재 박막형 탄성파 소자의 평탄화 공정은 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing : CMP) 방법에 의해 진행되고 있다. CMP 방법에서는 평탄화가 필요한 재료에 적당한 압력을 가하여 회전시키면서 화학약품, 슬러리(slurry), 초순수 등을 첨가하여 표면을 연마한다. Currently, the planarization process of a thin film type acoustic wave device is performed by a chemical mechanical polishing (CMP) method. In the CMP method, the surface is polished by adding chemicals, slurry, ultrapure water, etc. while rotating by applying an appropriate pressure to a material requiring planarization.

하지만, CMP 방법은 슬러리와 유해 화학약품 등의 소비재 사용은 물론 공정 후에는 반드시 별도의 세정을 진행해야만 하는 경제적, 환경적인 문제점이 있다. 또한 CMP 공정에 사용되는 슬러리와 유해 화학약품에 의해 공정 중 미세한 결함이나 스크래치(scratch)가 발생할 수 있으며, 압력을 인가하는 접촉 방식이기 때문에 대상 기판 표면에 직접적으로 물리적인 스트레스가 가해지므로 심할 경우 기판을 손상시킬 우려가 있다. 기판 손상을 방지하기 위하여 연마율을 낮추게 되면 표면 가공의 정밀도가 저하되고 가공시간이 지연되어 공정 효율이 저하된다. 뿐만 아니라 패터닝한 기판에는 적용할 수 없는 단점도 있다. However, the CMP method has economical and environmental problems that require the use of consumer products such as slurries and hazardous chemicals, as well as separate cleaning after the process. In addition, fine defects or scratches may occur during the process due to the slurry and toxic chemicals used in the CMP process, and since the contact method is applied to pressure, physical stress is directly applied to the surface of the target substrate. It may cause damage. If the polishing rate is lowered to prevent damage to the substrate, the precision of the surface processing is lowered and the processing time is delayed, thereby lowering the process efficiency. In addition, there is a disadvantage that can not be applied to the patterned substrate.

도 1은 CMP를 이용한 표면 평탄화를 수행하는 탄성파 소자 제조 공정의 흐름도이다. 도 1을 참조하여 종래의 방법을 살펴보면, 종래에는 기판을 준비하여 SiO2와 W를 번갈아 증착하여 완충층을 형성한다(s1). 이 때, 그 다음에 증착되는 막의 특성을 좋게 하기 위해서, SiO2 증착 후에는 SiO2 CMP와 세정을 실시하며, W 증착 후에도 W CMP와 세정을 실시한다. 이어 하부전극을 위한 Mo를 증착하고, CMP를 실시한 후 세정을 한다. Mo 위에 감광막을 도포하고 패터닝한 다음, Mo 식각을 하여 하부전극을 형성하고 사용된 감광막을 제거한 후 세정한다(s2). 계속하여 ZnO 증착, CMP, 세정을 실시하고, 감광막을 도포하고 패터닝하는 공정 후 ZnO 식각을 하고, 사용된 감광막을 제거한 후 세정하여 압전층을 형성한다(s3). 마지막으로, Mo 증착, 감광막 패터닝, Mo 식각으로 상부전극을 형성한 다음, 감광막 제거를 실시한 후 세정하고(s4), 패시베이션한다(s5).1 is a flowchart of a process for manufacturing an acoustic wave device performing surface planarization using CMP. Referring to FIG. 1, the conventional method prepares a substrate, and alternately deposits SiO 2 and W to form a buffer layer (s1). At this time, in order to improve the properties of the deposited film, SiO 2 CMP and cleaning are performed after SiO 2 deposition, and W CMP and cleaning are also performed after W deposition. Subsequently, Mo is deposited for the lower electrode, followed by CMP, followed by cleaning. After coating and patterning the photoresist on Mo, and then etching the Mo to form a lower electrode, and removing the used photoresist film (s2). Subsequently, ZnO deposition, CMP, and washing are performed, and after the process of applying and patterning the photoresist film, ZnO etching is performed, and the used photoresist film is removed and washed to form a piezoelectric layer (s3). Finally, the upper electrode is formed by Mo deposition, photoresist patterning, and Mo etching, and then the photoresist is removed and then cleaned (s4) and passivated (s5).

이와 같이, 종래 방법은 박막의 증착 -> 박막의 평탄화(CMP) -> 세정 -> 감광막 패터닝 -> 박막의 식각 -> 감광막 제거 -> (습식) 세정으로 이루어지는 일련의 단위 공정이 여러 번 반복되면서 진행되기 때문에 매우 복잡하다. 뿐만 아니라, 박막을 평탄화하더라도 박막의 식각 및 감광막을 제거하는 과정에서 플라즈마나 화학약품에 의하여 박막이 어택(attack)을 받아, 박막의 미세거칠기가 다시 악화되는 문제점을 지니고 있다.As described above, the conventional method repeats a series of unit processes consisting of thin film deposition-> thin film flattening (CMP)-> cleaning-> photoresist patterning-> etching of thin film-> photoresist removal-> (wet) cleaning. It's very complicated because it's going on. In addition, even when the thin film is planarized, the thin film is attacked by plasma or chemicals in the process of etching the thin film and removing the photoresist, and thus the fine roughness of the thin film is deteriorated again.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 박막형 탄성파 소자의 각 박막에 대한 평탄화 공정을 개선한 탄성파 소자의 제조방법을 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method of manufacturing an acoustic wave device that improves the planarization process for each thin film of the thin film type acoustic wave device.

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상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 탄성파 소자의 제조방법은, 기판 상에 완충층을 형성하는 단계, 상기 완충층 상에 하부 금속층을 형성하는 단계, 상기 하부 금속층 위에 제1 감광막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제1 감광막 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 하부 금속층을 식각함으로써 하부전극을 형성하는 단계, 레이저를 이용하여 상기 제1 감광막 패턴의 제거와 상기 하부전극 표면의 평탄화를 동시에 수행하는 단계, 상기 하부전극 상에 압전층을 형성하는 단계, 상기 압전층 상에 제2 감광막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제2 감광막 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 압전층을 식각함으로써 압전층 패턴을 형성하는 단계, 레이저를 이용하여 상기 제2 감광막 패턴의 제거와 상기 압전층 표면의 평탄화를 동시에 수행하는 단계, 상기 압전층 상에 상부 금속층을 형성하는 단계, 상기 상부 금속층 위에 제3 감광막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제3 감광막 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 상부 금속층을 식각함으로써 상부전극을 형성하는 단계, 및 레이저를 이용하여 상기 제3 감광막 패턴을 제거하는 단계를 포함한다. 여기서 상기 레이저 에너지 밀도와 레이저 펄스 수는 각각 50 mJ/cm2 ~ 1,000 mJ/cm2, 1 ~ 1,000이며, 상기 레이저 펄스 주기는 1 ~ 1,000 Hz 내에서 수행하는 것이 바람직하다. 상기 레이저를 이용한 단계를 수행하는 챔버의 압력은 대기압에서 10-6 torr, 가열 온도는 상온에서 500℃ 범위에 속하는 것이 바람직하다.Method of manufacturing an acoustic wave device according to the present invention for achieving the above technical problem, forming a buffer layer on a substrate, forming a lower metal layer on the buffer layer, forming a first photosensitive film pattern on the lower metal layer Forming a lower electrode by etching the lower metal layer using the first photoresist pattern as an etch mask, and simultaneously removing the first photoresist pattern and planarizing the lower electrode surface by using a laser; Forming a piezoelectric layer pattern on an electrode, forming a second photoresist pattern on the piezoelectric layer, forming a piezoelectric layer pattern by etching the piezoelectric layer using the second photoresist pattern as an etch mask, and laser Simultaneously removing the second photoresist pattern and planarizing the surface of the piezoelectric layer by using the piezoelectric layer. Forming an upper electrode by forming an upper metal layer on the layer, forming a third photoresist pattern on the upper metal layer, etching the upper metal layer by using the third photoresist pattern as an etching mask, and using a laser And removing the third photoresist pattern. The laser energy density and the number of laser pulses are 50 mJ / cm 2 to 1,000 mJ / cm 2 and 1 to 1,000, respectively, and the laser pulse period is preferably performed within 1 to 1,000 Hz. The pressure of the chamber for performing the step using the laser is preferably 10 -6 torr at atmospheric pressure, and the heating temperature is in the range of 500 ° C at room temperature.

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상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 탄성파 소자 제조방법에 이용될 수 있는 장치는, 진공 챔버와 펌핑 시스템, 레이저를 공급하는 레이저 발생부, 상기 레이저를 기판까지 전달시켜주는 광학 시스템(optical system), 완전 자동으로 기판을 이송할 수 있는 운반 모듈(translation module), 전체 기판 처리를 위해 스캐닝을 할 수 있는 운반 스테이지(translation stage), 가스 박스(gas box), 및 컴퓨터 제어 시스템(PC control system)으로 구성된다.Apparatus that can be used in the method for manufacturing an acoustic wave device according to the present invention for achieving the above another technical problem, a vacuum chamber and a pumping system, a laser generator for supplying a laser, an optical system for delivering the laser to the substrate (optical system, a transfer module that can transfer substrates fully automatically, a translation stage that can scan for full substrate processing, a gas box, and a computer control system (PC control) system).

여기서, 상기 레이저는 펄스 또는 연속파(continuous wave)일 수 있으며, 상기 광학 시스템은 에테뉴에이터, 호모지나이저, 집속 렌즈(condenser lens), 거울, 이중 렌즈(doublet lens), 필드 렌즈(field lens), 어퍼쳐와 빔 분할기를 구비한 것일 수 있다. 여기에 에너지 검출기와 빔 프로파일러가 더 포함될 수 있다.Here, the laser may be a pulse or continuous wave, the optical system is an attenuator, homogenizer, condenser lens, mirror, doublet lens, field lens It may be provided with an aperture and a beam splitter. It may further include an energy detector and a beam profiler.

또한, 상기 운반 모듈은 소터(sorter), 카세트, 카세트 스테이지, 얼라이너, 쿨링 시스템 및 로봇을 구비한 것일 수 있고, 상기 진공 챔버와 펌핑 시스템은 슬릿 도어, 석영 윈도우, 가열 시스템(heating system), 석영 포커스 링, 핀 업다운, 회전 스테이지, 펌핑을 하기 위한 각종 밸브 및 펌프를 구비한 것일 수 있다. The conveying module may also include a sorter, a cassette, a cassette stage, an aligner, a cooling system and a robot, and the vacuum chamber and the pumping system may include a slit door, a quartz window, a heating system, It may be equipped with a quartz focus ring, pin up down, a rotating stage, various valves and pumps for pumping.

본 발명에서는 박막형 탄성파 소자의 각 박막에 대한 평탄화 및/또는 세정 공정을 레이저를 이용한 비접촉 방식으로 처리함으로써 기존 접촉식 평탄화 공정에서 발생하는 물리적 스트레스를 최소화할 수 있다. 평탄화와 세정을 동시에 진행할 수도 있으므로 전체 공정 시간을 단축시킬 수 있다. In the present invention, the planarization and / or cleaning process for each thin film of the thin film type acoustic wave device may be processed in a non-contact manner using a laser, thereby minimizing physical stresses generated in the conventional contact planarization process. The planarization and cleaning can be performed at the same time, thereby reducing the overall process time.

이 방법은 또한, 탄성파 소자의 모든 박막에 대하여 레이저를 조사하여 거칠기를 감소시킴은 물론 식각 공정 후에 잔존하는 폴리머성 잔류물(residue)을 제거하는 애슁(ashing) 공정과, 세정 공정을 동시에 수행하는 것을 포함한다. 상기 모든 박막은 금속층, 절연층, 압전체층 그리고 탄성파 소자의 제조에 사용되는 모든 기판이 해당될 수 있다. The method also reduces the roughness by irradiating a laser to all thin films of the acoustic wave element, and simultaneously performs an ashing process and a cleaning process to remove the polymer residue remaining after the etching process. It includes. All of the thin films may correspond to a metal layer, an insulating layer, a piezoelectric layer, and all the substrates used for manufacturing the acoustic wave device.

뿐만 아니라, 소자 제조 공정을 박막의 증착 -> 감광막 패터닝 -> 박막 식각 -> 레이저를 이용한 감광막의 제거 및 평탄화 순으로 진행하여 세정액에 의한 박막 표면의 어택을 방지하고, 소자 제조 공정을 단순화함으로써, 소자 생산비용을 절감하고 공정 효율을 향상시킨다.In addition, the device manufacturing process proceeds in the order of deposition of the thin film-> photoresist patterning-> thin film etching-> removal and planarization of the photoresist using a laser to prevent attack of the surface of the thin film by the cleaning liquid and simplify the device manufacturing process, Reduce device production costs and improve process efficiency.

기타 실시예의 구체적 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 탄성파 소자의 제조방법과 제조장치에 관한 바람직한 실시예를 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항에 의해 정의될 뿐이다. Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of a method and apparatus for manufacturing an acoustic wave device according to the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided for the purpose of understanding the invention, and the invention is defined only by the claims.

도 2는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 탄성파 소자 제조 공정의 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따른 탄성파 소자의 단면 개략도이다. 본 발명에 따른 탄성파 소자 제조 공정에서는, 레이저를 이용한 표면 평탄화 및/또는 세정을 수행하게 되는데, 특히 박막의 식각 공정 후에는 표면 평탄화와 사용된 감광막의 제거 및 세정을 동시에 수행하게 되어 있다. 2 is a flowchart of a process for manufacturing an acoustic wave device using a laser according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the acoustic wave device according to the present invention. In the elastic wave device manufacturing process according to the present invention, surface planarization and / or cleaning using a laser is performed. In particular, after the etching process of the thin film, surface planarization and removal and cleaning of the used photoresist film are simultaneously performed.

도 2와 도 3을 참조하면, 먼저 실리콘이나 GaAs와 같은 반도체 기판(100)을 준비하여 절연층, 예를 들어 SiO2(101)와 금속층, 예를 들어 W(102)를 번갈아 반복적으로 증착하여 완충층(105)을 형성한다(s11). 이 때, 그 다음에 증착되는 막의 특성을 좋게 하기 위해서, SiO2(101) 증착 후에 레이저 평탄화 단계를 실시하며, W(102) 증착 후에도 레이저 평탄화 단계를 실시한다. 여기서의 레이저 평탄화 단계는 평탄화와 함께 세정도 진행되는 것이므로, 종래 CMP와 습식 세정으로 분리되어 있던 두개의 공정을 머지(merge)함으로써 공정 단순화를 도모할 수 있게 된다.Referring to FIGS. 2 and 3, first, a semiconductor substrate 100 such as silicon or GaAs is prepared, and an insulating layer, for example, SiO 2 101 and a metal layer, for example, W 102 are alternately repeatedly deposited. A buffer layer 105 is formed (s11). At this time, in order to improve the properties of the film deposited thereafter, the laser planarization step is performed after the deposition of SiO 2 101, and the laser planarization step is also performed after the deposition of W 102. Since the laser planarization step here is performed along with the planarization, the process can be simplified by merging two processes separated by the conventional CMP and wet cleaning.

레이저 평탄화 단계를 수행할 때에 레이저 에너지 밀도와 레이저 펄스 수는 각각 50 mJ/cm2 ~ 1,000 mJ/cm2, 1 ~ 1,000이며, 레이저 펄스 주기는 1 ~ 1,000 Hz 내에서 수행하는 것이 바람직하다. 이러한 레이저 평탄화 단계를 수행하기 위해 본 발명에 따른 탄성파 소자 제조장치를 이용할 수 있다.When performing the laser planarization step, the laser energy density and the number of laser pulses are 50 mJ / cm 2 to 1,000 mJ / cm 2 and 1 to 1,000, respectively, and the laser pulse period is preferably performed within 1 to 1,000 Hz. In order to perform the laser planarization step, an acoustic wave device manufacturing apparatus according to the present invention may be used.

도 4는 본 발명에 따른 탄성파 소자 제조방법에 이용될 수 있는 장치의 개략도를 나타낸다. 이 장치는 진공 챔버(300)와 펌핑 시스템(304), 레이저를 공급하는 레이저 발생부(200), 레이저를 기판(100)까지 전달시켜주는 광학 시스템(201), 완전 자동으로 기판을 이송할 수 있는 운반 모듈(405), 전체 기판 처리를 위해 스캐닝을 할 수 있는 운반 스테이지(500), 가스 박스(305), 및 컴퓨터 제어 시스템(306)으로 구성된다. Figure 4 shows a schematic diagram of a device that can be used in the method for manufacturing an acoustic wave element according to the present invention. The apparatus is capable of transferring the substrate to the vacuum chamber 300, the pumping system 304, the laser generating unit 200 for supplying the laser, the optical system 201 for delivering the laser to the substrate 100, and the substrate fully automatically. Transport module 405, transport stage 500 capable of scanning for full substrate processing, gas box 305, and computer control system 306.

도 4를 참조하여 본 발명의 레이저를 이용한 평탄화 방법을 더 상세히 설명하면, 이 방법은 챔버(300) 내에 처리 대상 기판(100)을 로딩하는 단계, 레이저 발생부(200)부터 방출된 레이저 빔을 석영 윈도우(301)를 통하여 챔버(300) 내의 처리 대상 기판(100)에 조사하는 단계, 및 처리 대상 기판(100)을 챔버(300)로부터 언로딩하는 단계로 크게 분류된다. Referring to FIG. 4, the planarization method using the laser of the present invention will be described in more detail. The method includes loading the substrate 100 to be processed into the chamber 300, and scanning the laser beam emitted from the laser generator 200. Irradiating the processing target substrate 100 in the chamber 300 through the quartz window 301, and unloading the processing target substrate 100 from the chamber 300.

우선, 챔버(300) 내에 처리 대상 기판(100)을 로딩하는 단계에서는 처리 대상 기판(100)을 로딩한 후 진공 분위기, 대기 분위기, 불활성 가스 분위기 또는 반응성 가스 분위기로 할 수 있다. 불활성 가스 분위기의 경우, Ar, N2 등의 불활성 가스를 사용하며 반응성 가스 분위기인 경우 NF3, CF4, O2, H2 , Cl2, NxOy 등 박막 재료와 관련된 반응성 가스를 사용한다. 챔버(300) 내의 분위기는 처리 대상 물질에 따라 가스 분사 장치(302)를 이용하여 반응성 가스를 주입하거나 가열 시스템(303)을 이용하여 온도를 변화시킬 수도 있으며, 공정 중에 제거된 오염물질은 펌핑 시스템(304)을 통하여 챔버(300) 외부로 방출한다.First, in the loading of the substrate 100 to be processed into the chamber 300, the substrate 100 may be loaded into a vacuum atmosphere, an atmosphere atmosphere, an inert gas atmosphere, or a reactive gas atmosphere. In case of inert gas atmosphere, inert gas such as Ar, N 2 is used, and in case of reactive gas atmosphere, reactive gas related to thin film material such as NF 3 , CF 4 , O 2 , H 2 , Cl 2 , N x O y is used. do. The atmosphere in the chamber 300 may inject reactive gas using the gas injection device 302 or change the temperature using the heating system 303 according to the material to be treated, and contaminants removed during the process may be pumped system. Eject it out of the chamber 300 through the 304.

레이저 발생부(200)로부터 방출되는 레이저 빔을 챔버(300) 내의 처리 대상 기판(100)에 조사하는 단계에서는 상기 레이저 빔이 소정의 폭 및 길이를 갖는 라인 빔 형태인 것이 바람직하지만, 직사각 또는 정사각형 형태일 수도 있다. 또한 상기 레이저 빔은 레이저 빔의 폭 및 길이 내에서만 균일한 세기(uniform intensity)를 갖는 균일화된 레이저 빔(homogenized laser beam)인 것이 바람직하다. 여기서의 레이저 소스는 포톤(photon) 에너지를 가지는 모든 레이저가 포함될 수 있으며, 레이저 발진은 고 에너지를 얻기 위해 펄스형 레이저가 적당하지만, 연속파 레이저도 이에 포함된다. 펄스형 레이저의 경우, 레이저 펄스 길이(duration)는 수 fs ~ 수 s인 것이 바람직하다. 엑시머 레이저(예를 들어, 157 nm 파장의 F2 레이저, 193 nm 파장의 ArF 레이저, 248 nm 파장의 KrF 레이저 , 308 nm 파장의 XeCl 레이저 등), CO2 레이저, Nd:YAG 레이저, Ar 레이저 등이 이용될 수 있다.In the step of irradiating the laser beam emitted from the laser generating unit 200 to the substrate 100 to be processed in the chamber 300, the laser beam is preferably in the form of a line beam having a predetermined width and length, but is rectangular or square. It may also be in the form. In addition, the laser beam is preferably a homogenized laser beam having a uniform intensity only within the width and length of the laser beam. The laser source herein may include any laser having photon energy, and laser oscillation is suitable for pulsed laser to obtain high energy, but continuous wave laser is included therein. In the case of a pulsed laser, the laser pulse duration is preferably several fs to several s. Excimer lasers (e.g., 157 nm wavelength F2 lasers, 193 nm wavelength ArF lasers, 248 nm wavelength KrF lasers, 308 nm wavelength XeCl lasers, etc.), CO 2 lasers, Nd: YAG lasers, Ar lasers, etc. Can be used.

광학 시스템(201)은 에테뉴에이터, 호모지나이저, 집속 렌즈, 거울, 이중 렌즈, 필드 렌즈, 어퍼쳐와 빔 분할기를 구비하여, 빔의 모양을 형상화하거나 적절히 조절할 수 있다. 그리고, 빔을 계속적으로 전달하게 할 수 있는 모든 수단의 것들이 포함된다. 또한, 레이저 에너지를 측정할 수 있는 에너지 검출기, 빔 형상을 측정하는 빔 프로파일러가 포함될 수 있다. Optical system 201 includes an attenuator, homogenizer, focusing lens, mirror, dual lens, field lens, aperture, and beam splitter to shape or suitably adjust the shape of the beam. And all means that are capable of delivering the beam continuously. In addition, an energy detector capable of measuring laser energy and a beam profiler for measuring beam shape may be included.

레이저 빔을 조사할 때에는, 레이저 빔은 고정하고 처리 대상 기판이 운반 스테이지(500)에 의하여 이동됨으로써 공정이 이루어진다. 처리 대상 기판(100)을 챔버(300)로부터 언로딩하는 단계에서는 질소, 헬륨, 아르곤 등의 비활성 가스를 이용하여 부유 입자를 제거 후, 처리 대상 기판(100)을 챔버(300)로부터 언로딩한다. 또한 반응성 가스를 이용할 경우, 유입되고 있는 반응성 가스를 정지시키고, 챔버에 차있는 반응성 가스를 뽑아낸 후, 상기 불활성 가스를 유입하여 부유 입자를 제거 후 처리 대상 기판(100)을 챔버(300)로부터 언로딩한다. 처리 대상 물질의 종류는 크게 도체, 반도체, 절연체로 구분되며, 도체는 Al, W, Mo, Cu, Pt, Ni, Fe 등, 반도체는 Si, GaAs, LiTaO3, ZnO, AlN, GaN 등, 절연체는 SiO2, USG(undoped silicate glass), SixNy 등의 레이저 처리 가능한 모든 물질이 포함된다.When irradiating the laser beam, the process is performed by fixing the laser beam and moving the substrate to be processed by the transport stage 500. In the step of unloading the substrate 100 to be processed from the chamber 300, after removing the suspended particles by using an inert gas such as nitrogen, helium or argon, the substrate 100 to be processed is unloaded from the chamber 300. . In addition, in the case of using the reactive gas, the reactive gas flowing in is stopped, and the reactive gas filled in the chamber is extracted, and then the inert gas is introduced to remove floating particles, and then the substrate 100 to be treated is removed from the chamber 300. Unload The types of materials to be treated are largely divided into conductors, semiconductors, and insulators.The conductors are Al, W, Mo, Cu, Pt, Ni, Fe, etc., and the semiconductors are Si, GaAs, LiTaO 3 , ZnO, AlN, GaN, etc. Includes all laser treatable materials such as SiO 2 , undoped silicate glass (USG), and Si x N y .

운반 모듈(405)에는 소터(sorter), 카세트, 카세트 스테이지, 얼라이너, 쿨링 시스템 및 로봇이 포함된다. 진공 챔버(300)와 펌핑 시스템(304)은 슬릿 도어, 석영 윈도우(301), 가열 시스템(303), 석영 포커스 링, 핀 업다운, 회전 스테이지, 펌핑을 하기 위한 각종 밸브 및 펌프를 구비한 것일 수 있다. 운반 스테이지(500)는 적절한 정밀도를 유지할 수 있고, x축, y축, z축으로 구성할 수 있으며, 경우에 따라, 한 축만을 사용할 수 있다. 가스 박스(305)는 레이저에 의한 반도체 기판 처리 효과를 높일 수 있는 모든 소스의 가스를 공급할 수 있고, 퍼지를 위한 불활성 가스도 포함된다. 컴퓨터 제어 시스템(306)은 레이저 발생부(200)뿐만 아니라 장치의 모든 부분을 컨트롤할 수 있고, 여러 가지 재료와 공정에 대한 레시피(recipe)를 저장하고 있다. 예컨대 레시피는 레이저 발진 에너지, 레이저 펄스 주기(repetition rate), 어테뉴에이터 각도, 스테이지 속도, 레이저 에너지 밀도(laser fluence), 레이저 펄스 수, 챔버 분위기, 챔버 압력, 가열 온도, 그리고 반응성 가스 종류가 포함된다. The transport module 405 includes a sorter, a cassette, a cassette stage, an aligner, a cooling system, and a robot. The vacuum chamber 300 and the pumping system 304 may be equipped with a slit door, a quartz window 301, a heating system 303, a quartz focus ring, pin up down, a rotating stage, various valves and pumps for pumping. have. The conveyance stage 500 can maintain appropriate precision, can be comprised by the x-axis, y-axis, and z-axis, and can use only one axis as needed. The gas box 305 can supply the gas of all the sources which can raise the effect of processing a semiconductor substrate by a laser, and also includes an inert gas for purging. The computer control system 306 can control all parts of the device, as well as the laser generator 200, and stores recipes for various materials and processes. Recipes include, for example, laser oscillation energy, laser pulse repetition rate, attenuator angle, stage speed, laser energy density, laser pulse number, chamber atmosphere, chamber pressure, heating temperature, and reactive gas species. .

바람직한 경우, 레이저 에너지 밀도와 레이저 펄스 수는 각각 50 mJ/cm2 ~ 1,000 mJ/cm2, 1 ~ 1,000 펄스 범위 내에서 수행된다. 이 때, 레이저 펄스 주기는 1 ~ 1,000 Hz 내에서 수행한다. 챔버 분위기는 대기와 진공이 모두 포함되며, 진공인 경우 불활성 가스 분위기와 반응성 가스 분위기 모두 이에 속한다. 불활성 분위기인 경우, Ar, N2 등의 불활성 가스를 사용하며, 반응성 분위기인 경우 NF3, CF4, O2, H2, Cl2, NxOy 등 재료와 관련한 반응성 가스를 사용한다. 여기서, 챔버(300)의 압력은 대기압에서 10-6 torr, 가열 온도는 상온에서 500℃ 범위에 속하는 것이 바람직하다.If desired, the laser energy density and the number of laser pulses are performed in the range of 50 mJ / cm 2 to 1,000 mJ / cm 2 , 1 to 1,000 pulses, respectively. At this time, the laser pulse period is performed within 1 ~ 1,000 Hz. The chamber atmosphere includes both atmospheric and vacuum, in which case both inert gas atmosphere and reactive gas atmosphere. In an inert atmosphere, an inert gas such as Ar or N 2 is used, and in a reactive atmosphere, a reactive gas associated with a material such as NF 3 , CF 4 , O 2 , H 2 , Cl 2 , N x O y is used. Here, the pressure of the chamber 300 is 10 -6 torr at atmospheric pressure, the heating temperature is preferably in the range of 500 ℃ at room temperature.

상기와 같은 제조장치와 평탄화 방법을 이용하여 완충층(105)을 형성한 다음, 다시 도 2와 도 3을 참조하여, 완충층(105) 상에 하부전극을 위한 금속층, 예컨대 Mo를 증착하는데, 레이저 평탄화된 W(102) 위에 Mo가 증착되므로 Mo에 대한 평탄화를 별도로 실시할 필요가 없다. 따라서, 종래 Mo에 대해 실시하였던 CMP와 습식 세정 단계를 생략할 수 있다. After forming the buffer layer 105 by using the manufacturing apparatus and the planarization method as described above, referring to Figures 2 and 3 again, to deposit a metal layer, such as Mo for the lower electrode on the buffer layer 105, laser planarization Since Mo is deposited on the W 102, the planarization of Mo does not need to be performed separately. Therefore, the CMP and the wet cleaning step performed on the conventional Mo can be omitted.

이어서, 감광막을 도포하고 패터닝한 다음, Mo 식각을 하여 하부전극(110)을 형성한다. 사용된 감광막은 종래와 달리 상기와 같은 제조장치를 이용하여 레이저로 제거하는데, 감광막 제거와 동시에 Mo 하부전극(110)에 대한 평탄화가 진행된다. 또한, 종래에는 감광막 제거를 위한 애슁 후 습식 세정을 별도로 하여야 했으나, 본 발명에 의한 레이저를 이용하면 세정 단계도 생략할 수 있다(s12). 즉 본 발명에 의한 탄성파 소자의 제조방법에서는, 레이저를 이용하여 잔류물 제거와 평탄화를 동시에 수행하게 된다. 감광막 제거를 위한 레이저의 파장은 자외선 영역의 파장을 갖는 레이저가 유리하다. 따라서, 248 nm 파장의 KrF 엑시머 레이저가 적당하다. 그러나, 앞서 언급한 엑시머 레이저의 파장 대역 또한 감광막 제거에 매우 효과적이다. Subsequently, after the photoresist is coated and patterned, Mo etching is performed to form the lower electrode 110. Unlike the prior art, the used photoresist film is removed with a laser using the manufacturing apparatus as described above, and at the same time as the photoresist film is removed, the Mo lower electrode 110 is planarized. In addition, the conventional wet cleaning after the ashing to remove the photoresist film has to be separately, but the cleaning step can be omitted using the laser according to the present invention (s12). In other words, in the method of manufacturing the acoustic wave device according to the present invention, residue removal and planarization are simultaneously performed using a laser. The wavelength of the laser for removing the photoresist is advantageously a laser having a wavelength in the ultraviolet region. Thus, a KrF excimer laser of 248 nm wavelength is suitable. However, the aforementioned wavelength band of the excimer laser is also very effective for removing the photoresist film.

본 발명에서 세정과 평탄화를 동시에 수행함으로써 공정을 단순화를 위해서는 식각 공정 뒤에 잔존하는 감광막을 한 번의 레이저 스캐닝을 통해 이미 실험을 통하여 확보한 식각율을 바탕으로 완벽하게 제거하고, 표면을 평탄화하고자 하는 재료에 적절한 레이저 에너지 밀도, 반복율, 펄스 수 등을 조절하여 평탄화 공정을 수행할 수 있다. 레이저 스캐닝은 전체 기판 처리를 위해 운반 스테이지(500)를 이용하게 된다. 레이저 세정과정에서 완벽하게 제거되지 않고 잔존할 수 있는 일부 잔류물은 또 한차례의 레이저 스캐닝을 통한 레이저 평탄화 과정에서 제거가 가능하다. 레이저 세정과 평탄화가 한 장비 내에서 한 번 혹은 두 번의 스캐닝으로 동시에 처리가 가능하며, 이로 인하여 공정의 단축 및 기존 방법에서 발생하는 표면 거칠기의 재악화 문제를 해결할 수 있다.  In order to simplify the process by performing the cleaning and planarization at the same time in the present invention, the photoresist film remaining after the etching process is completely removed based on the etching rate obtained through experiments through a single laser scanning, and the material to planarize the surface. The planarization process may be performed by adjusting the laser energy density, the repetition rate, the number of pulses, and the like that are appropriate for the process. Laser scanning will utilize the transfer stage 500 for the entire substrate processing. Some residues that may remain without being completely removed during laser cleaning can also be removed during laser planarization through another laser scanning. Laser cleaning and planarization can be performed simultaneously with one or two scanning in a single device, which can solve the problem of shortening of the process and worsening of surface roughness in the existing method.

계속하여 도 2와 도 3을 참조하면, 하부전극(110) 상에 압전층을 위한 ZnO을 RF 스퍼터링으로 증착하는데, 레이저 평탄화된 하부전극(110) 위에 증착되므로 ZnO에 대한 평탄화를 별도로 실시할 필요가 없다. 따라서, 종래 ZnO에 대해 실시하였던 CMP와 습식 세정 단계를 생략할 수 있다. ZnO대신에 AlN 등을 증착하여도 된다. 이어서, ZnO 위에 감광막을 도포하고 패터닝한 다음, ZnO를 식각하여 압전층(115)을 형성한다. 사용된 감광막은 역시 레이저로 제거하는데, 감광막 제거와 동시에 압전층(115)에 대한 평탄화와 세정까지 진행된다(s13). 여기서 레이저를 이용하는 단계도 도 4의 장치를 이용하여 수행하는 것이 바람직하다. 2 and 3, ZnO for the piezoelectric layer is deposited by RF sputtering on the lower electrode 110, and is deposited on the laser planarized lower electrode 110, so that planarization of ZnO needs to be performed separately. There is no. Therefore, the CMP and the wet cleaning step performed on the conventional ZnO can be omitted. AlN or the like may be deposited instead of ZnO. Subsequently, a photosensitive film is coated and patterned on ZnO, and then ZnO is etched to form a piezoelectric layer 115. The used photoresist film is also removed with a laser, and the photoresist film is removed and the planarization and cleaning of the piezoelectric layer 115 are performed at step S13. Here, the step of using the laser is also preferably performed using the apparatus of FIG.

그런 다음, 상부전극을 위한 금속층으로 Mo를 증착하고, 감광막 패터닝, Mo 식각을 실시하여 상부전극(120)을 형성한 다음 레이저를 이용하여 감광막을 제거하고 이와 동시에 세정한다(s14). 이러한 단계도 도 4의 장치를 이용하여 수행하는 것이 바람직하다. Then, Mo is deposited on the metal layer for the upper electrode, the photoresist patterning and Mo etching is performed to form the upper electrode 120, and then using the laser to remove the photoresist and at the same time cleaning (s14). This step is also preferably performed using the apparatus of FIG.

마지막으로, 소자 표면을 패시베이션한다(s15). Finally, the device surface is passivated (s15).

제조 공정에 사용하는 감광막은 적용 소자(혹은 광원의 파장)에 따라 g-라인, i-라인, DUV 등으로 다양하게 분류되는데, 그 구성의 70% 이상이 솔벤트로 이루어져 있다. 공정 중에 감광막을 패터닝하는 과정에서 베이킹(baking)을 통하여 솔벤트 성분은 제거되고 주로 카본성 물질들만이 존재하게 되는데, 이 때 카본과 결합하는 원소들은 O, N, H, S 등 그 구성이 매우 다양하다. 이들 원소는 카본과 단일 혹은 다중 결합 형태로 존재하며, 각각의 결합 에너지는 단일 결합인 경우 대략 5 eV 이하로, 다중 결합인 경우 그 이상의 결합 에너지를 갖는다. Photosensitive films used in the manufacturing process are classified into g-line, i-line, DUV, etc. according to the application device (or wavelength of the light source), and more than 70% of the composition is made of solvent. In the process of patterning the photoresist during the process, the solvent component is removed through baking, and only carbonaceous materials are present. At this time, the elements that combine with carbon vary in composition such as O, N, H, and S. Do. These elements are present in the form of single or multiple bonds with carbon, each having a binding energy of approximately 5 eV or less for single bonds and more for multiple bonds.

본 발명에서 감광막의 제거에 적용할 수 있는 것으로 제시하는 레이저의 파장은 248nm로서 포톤당 에너지가 5.01eV에 해당된다. 이는 카본과 다른 원소간의 단일 결합을 직접적으로 깨뜨리기에 충분한 에너지이며, 그 이상의 다중 결합 에너지는 연속적인 레이저 빔의 입사에 의하여(multi-photon effect), 분자 내에 축적된 진동 및 열에너지로 감광막의 분해가 가능하다. 248nm 파장의 레이저에 대한 감광막의 문턱 에너지(damage threshold energy) 밀도와 식각율을 도 5에 나타내었는데, 세모(-△-)는 레이저 펄스 주기가 1 Hz일 때의 식각율, 네모(-□-)는 레이저 펄스 주기가 10 Hz일 때의 식각율, 동그라미(-○-)는 레이저 펄스 주기가 30 Hz일 때의 식각율을 나타낸다. 여기서, 감광막에 대한 문턱 에너지 밀도는 대략 30 ~ 50mJ/cm2 근처임을 알 수 있다. 즉, 감광막 제거 및 세정을 위해서는 이 문턱 에너지 밀도 이상에서 세정 공정을 수행해야만 한다. 도 5에서처럼 레이저 세정 효율을 향상시키기 위해서는 에너지 밀도와 레이저 펄스 주기를 높이는 것이 바람직하지만, 하부 및 외부에 노출된 각각의 재료에 대한 문턱 에너지 밀도가 고려되어야 한다. 즉, 하부 및 노출된 재료 중에서 최저 문턱 에너지 밀도를 갖는 재료에 맞추어 공정을 진행해야만 한다. 예를 들어, ZnO의 문턱 에너지 밀도가 200mJ/cm2이고, W의 문턱 에너지 밀도가 250mJ/cm2이라면, 감광막 제거를 위한 세정 공정에 적용하는 레이저 에너지 밀도는 200mJ/cm2 이하이어야 함을 의미한다.The wavelength of the laser proposed as applicable to the removal of the photosensitive film in the present invention is 248 nm, corresponding to 5.01 eV of energy per photon. This is enough energy to directly break a single bond between carbon and other elements, and further multi-bond energy is due to the multi-photon effect of the continuous laser beam, resulting in the decomposition of the photoresist due to vibration and thermal energy accumulated in the molecule. It is possible. The density and etch rate of the damage threshold energy of the photoresist with respect to the laser of 248 nm wavelength is shown in FIG. 5, where the triangle (-Δ-) is the etch rate and square (-□-) when the laser pulse period is 1 Hz. ) Denotes an etch rate when the laser pulse period is 10 Hz, and circles (-○-) denote an etch rate when the laser pulse period is 30 Hz. Here, it can be seen that the threshold energy density for the photosensitive film is about 30 to 50 mJ / cm 2 . That is, for the removal and cleaning of the photoresist, the cleaning process must be performed above this threshold energy density. In order to improve the laser cleaning efficiency as shown in FIG. 5, it is desirable to increase the energy density and the laser pulse period, but the threshold energy density for each material exposed to the bottom and the outside should be considered. That is, the process must be performed in accordance with the material having the lowest threshold energy density among the lower and exposed materials. For example, if the threshold energy density of ZnO is 200 mJ / cm 2 and the threshold energy density of W is 250 mJ / cm 2, it means that the laser energy density applied to the cleaning process for removing the photoresist should be 200 mJ / cm 2 or less. do.

레이저 에너지 밀도 및 공정 시간에 따른 탄성파 소자 제작에 이용되는 재료의 분포를 도 6에 나타내었다. 도 6에 나타낸 바와 같이 ZnO를 비롯한 모든 재료의 레이저 에너지 밀도 적용 범위가 감광막의 적용 범위보다 큰 것을 알 수 있다. 감광막의 경우, 제거 대상이기 때문에 도 6에 나타낸 바와 같이 레이저 에너지 밀도의 사용 범위를 200mJ/cm2 이하로 한정시킬 필요는 없으며, Al이나 Mo와 같이 문턱 에너지 밀도가 높은 재료의 경우는 그 이상의 에너지 밀도를 적용함으로써 레이저 세정 효율을 극대화할 수 있다. 하지만, ZnO나 W, Si 등의 평탄화 공정에 적용하기 위한 레이저 에너지 밀도의 범위를 고려할 때 지나치게 높은 레이저 에너지 밀도의 조사는 오히려 박막의 표면 거칠기를 악화시킴은 물론 물성에도 영향을 미쳐 크랙 발생, 조성비 변화, 결정성 악화 및 전기전도도 저하 등과 같은 바람직하지 않은 결과를 초래하게 된다.6 shows a distribution of materials used for fabricating an acoustic wave device according to laser energy density and processing time. As shown in FIG. 6, it can be seen that the laser energy density application range of all materials including ZnO is larger than that of the photosensitive film. In the case of the photoresist film, it is not necessary to limit the use range of the laser energy density to 200 mJ / cm 2 or less as shown in FIG. 6, and in the case of a material having a high threshold energy density such as Al or Mo, more energy is required. By applying density, laser cleaning efficiency can be maximized. However, considering the range of laser energy densities to be applied to planarization processes such as ZnO, W, Si, etc., irradiation of laser energy densities that are too high may deteriorate the surface roughness of the thin film and also affect the physical properties, resulting in crack generation and composition ratio. Undesirable consequences such as change, deterioration of crystallinity and lowering of electrical conductivity are caused.

본 발명에 따른 레이저 세정 및 평탄화를 실시할 경우, 각 재료의 표면 거칠기 개선 정도와 그로 인한 소자의 성능 개선 결과를 다음의 표 1과 표 2에 나타내었다.When performing laser cleaning and planarization according to the present invention, the degree of surface roughness of each material and the result of improving the performance of the device are shown in Tables 1 and 2 below.

재료material RMSRMS ZnOZnO W(PVD)W (PVD) W(CVD)W (CVD) AlAl MoMo SiSi 처리전(Å)Before treatment 75.075.0 32.032.0 15.015.0 55.055.0 12.012.0 1.21.2 처리후(Å)After treatment 8.58.5 28.028.0 8.58.5 23.523.5 9.09.0 0.750.75 변화량(Å)Amount of change 66.566.5 4.04.0 6.56.5 21.521.5 3.03.0 0.450.45 개선율(%)% Improvement 88.788.7 12.512.5 43.343.3 39.139.1 25.025.0 37.537.5

조건Condition 삽입손실Insertion loss AA BB CC DD EE FF GG HH II JJ 평균Average 처리전(dB)Before treatment (dB) 1.81.8 2.22.2 2.22.2 1.81.8 1.81.8 1.71.7 1.71.7 2.62.6 1.91.9 3.33.3 처리후(dB)After treatment (dB) 1.41.4 1.71.7 1.41.4 1.31.3 1.41.4 1.51.5 1.71.7 2.52.5 1.51.5 3.23.2 변화량(dB)Change amount (dB) -0.4-0.4 -0.5-0.5 -0.8-0.8 -0.5-0.5 -0.4-0.4 -0.2-0.2 00 -0.1-0.1 -0.4-0.4 -0.1-0.1 -0.34-0.34 개선율(%)% Improvement 22.222.2 22.722.7 36.436.4 27.827.8 22.222.2 11.811.8 00 3.93.9 21.121.1 3.03.0 17.117.1

이상에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에만 한정되는 것은 아니고 다양한 변경이나 변형이 가능하다. 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 사상 및 범주 내에 포함될 수 있는 대안, 변형 및 등가를 포함한다. As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited only to the above-mentioned embodiment, A various change and a deformation | transformation are possible. The invention includes alternatives, modifications and equivalents that may be included within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 레이저를 이용하여 탄성파 소자의 각 박막에 조사하여 물리적인 스트레스를 가하지 않고 표면 거칠기를 효과적으로 개선시킬 수 있다. 기존의 평탄화 방법과 달리 화학약품이나 물을 전혀 사용하지 않으므로 환경오염 문제, 폐수와 같은 각종 부산물의 재처리와 그에 따른 제반시설 설치 및 운영 문제, 화학약품 사용에 따른 원가 상승 문제를 해결할 수 있다. 또한, 감광막 제거와 같은 세정 공정을 평탄화와 동시에 수행함으로써 제조 공정의 횟수를 감소시켜 제조 공정을 단순화시킬 수 있고 제조 시간 및 생산 단가의 절감 효과를 기대할 수 있다. As described above, according to the present invention, the surface roughness can be effectively improved without applying physical stress by irradiating each thin film of the acoustic wave element using a laser. Unlike conventional flattening methods, no chemicals or water are used, which can solve environmental pollution, reprocessing of various by-products such as wastewater, and installation and operation of various facilities, and the cost increase due to chemical use. In addition, by performing the cleaning process, such as removal of the photoresist, at the same time, the number of manufacturing processes can be reduced to simplify the manufacturing process, and manufacturing time and cost reduction can be expected.

뿐만 아니라, 소자 제조 공정을 박막의 증착 -> 감광막 패터닝 -> 박막 식각 -> 레이저를 이용한 감광막의 제거 및 평탄화 순으로 진행하여 세정액에 의한 박막 표면의 어택을 방지하고, 소자 제조 공정을 단순화함으로써, 소자 생산비용을 절감하고 공정 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the device manufacturing process proceeds in the order of deposition of the thin film-> photoresist patterning-> thin film etching-> removal and planarization of the photoresist using a laser to prevent attack of the surface of the thin film by the cleaning liquid and simplify the device manufacturing process, It can reduce device production cost and improve process efficiency.

도 1은 종래 CMP를 이용한 표면 평탄화를 수행하는 탄성파 소자 제조 공정의 흐름도이다. 1 is a flowchart of an acoustic wave device manufacturing process of performing surface planarization using a conventional CMP.

도 2는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 탄성파 소자 제조 공정의 흐름도이다.2 is a flowchart of a process for manufacturing an acoustic wave device using a laser according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 탄성파 소자의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of an acoustic wave device according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 탄성파 소자 제조방법에 이용할 수 있는 장치의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a device that can be used in the method for manufacturing an acoustic wave device using a laser according to the present invention.

도 5는 248nm 파장의 레이저에 대한 감광막의 문턱 에너지(damage threshold energy) 밀도와 식각율을 도시한 그래프이다. FIG. 5 is a graph showing the density and etch rate of the damage threshold energy of the photoresist for a laser of 248 nm wavelength.

도 6은 탄성파 소자 제작에 이용되는 재료들을 레이저 에너지 밀도 및 공정 시간에 대해 분포시킨 도면이다. FIG. 6 is a diagram illustrating materials used for fabricating an acoustic wave device with respect to laser energy density and processing time.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100...기판 101...SiO2 102...W100 ... substrate 101 ... SiO 2 102 ... W

105...완충층 110...하부전극 115...압전층105 buffer layer 110 lower electrode 115 piezoelectric layer

120...상부전극 200...레이저 발생부 201...광학 시스템120 Top electrode 200 Laser generator 201 Optical system

300...진공 챔버 301...석영 윈도우 302...가스 분사 장치300 ... vacuum chamber 301 ... quartz window 302 ... gas injection device

303...가열 시스템 304...펌핑 시스템 305...가스 박스303 Heating system 304 Pumping system 305 Gas box

306...컴퓨터 제어 시스템 405...운반 모듈 500...운반 스테이지Computer control system 405 Transport module 500 Transport stage

Claims (16)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 기판 상에 완충층을 형성하는 단계;Forming a buffer layer on the substrate; 상기 완충층 상에 하부 금속층을 형성하는 단계;Forming a lower metal layer on the buffer layer; 상기 하부 금속층 위에 제1 감광막 패턴을 형성하는 단계;Forming a first photoresist pattern on the lower metal layer; 상기 제1 감광막 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 하부 금속층을 식각함으로써 하부전극을 형성하는 단계;Forming a lower electrode by etching the lower metal layer using the first photoresist pattern as an etching mask; 레이저를 이용하여 상기 제1 감광막 패턴의 제거와 상기 하부전극 표면의 평탄화를 동시에 수행하는 단계;Simultaneously removing the first photoresist pattern and planarizing the lower electrode surface by using a laser; 상기 하부전극 상에 압전층을 형성하는 단계;Forming a piezoelectric layer on the lower electrode; 상기 압전층 상에 위에 제2 감광막 패턴을 형성하는 단계;Forming a second photoresist pattern on the piezoelectric layer; 상기 제2 감광막 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 압전층을 식각함으로써 압전층 패턴을 형성하는 단계;Forming a piezoelectric layer pattern by etching the piezoelectric layer using the second photoresist pattern as an etching mask; 레이저를 이용하여 상기 제2 감광막 패턴의 제거와 상기 압전층 표면의 평탄화를 동시에 수행하는 단계;Simultaneously removing the second photosensitive film pattern and planarizing the surface of the piezoelectric layer using a laser; 상기 압전층 상에 상부 금속층을 형성하는 단계;Forming an upper metal layer on the piezoelectric layer; 상기 상부 금속층 위에 제3 감광막 패턴을 형성하는 단계;Forming a third photoresist pattern on the upper metal layer; 상기 제3 감광막 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 상부 금속층을 식각함으로써 상부전극을 형성하는 단계; 및Forming an upper electrode by etching the upper metal layer using the third photoresist pattern as an etching mask; And 레이저를 이용하여 상기 제3 감광막 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성파 소자의 제조방법. And removing the third photoresist pattern using a laser. 제7항에 있어서, 상기 레이저 에너지 밀도와 레이저 펄스 수는 각각 50 mJ/cm2 ~ 1,000 mJ/cm2, 1 ~ 1,000이며, 상기 레이저 펄스 주기는 1 ~ 1,000 Hz 내에서 수행하는 것을 특징으로 하는 탄성파 소자의 제조방법.According to claim 7, wherein the laser energy density and the number of laser pulses are 50 mJ / cm 2 ~ 1,000 mJ / cm 2 , 1 ~ 1,000, respectively, characterized in that the laser pulse period is performed within 1 ~ 1,000 Hz Method of manufacturing an acoustic wave element. 제7항에 있어서, 상기 레이저로는 F2 레이저, ArF 레이저, KrF 레이저, XeCl 레이저, CO2 레이저, Nd:YAG 레이저, Ar 레이저 중의 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 탄성파 소자의 제조방법.The method of claim 7, wherein the laser is any one of F2 laser, ArF laser, KrF laser, XeCl laser, CO 2 laser, Nd: YAG laser, Ar laser. 제7항에 있어서, 상기 레이저를 이용한 단계를 수행하는 챔버의 압력은 대기압에서 10-6 torr, 가열 온도는 상온에서 500℃ 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 탄성파 소자의 제조방법.The method of claim 7, wherein the pressure of the chamber performing the step using the laser is in the range of 10 −6 torr at atmospheric pressure, and the heating temperature is in the range of 500 ° C. at room temperature. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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