KR19990061759A - 마이크로웨이브를 사용한 박막 형성 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마이크로웨이브를 사용한 박막 형성 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 기판위에 만들어진 소정의 수트(soot)를 고밀화시켜 박막을 형성하는 소결장치에 있어서, 마이크로웨이브를 사용한 박막 형성 장치는, 상기 기판과 그 위의 수트를 시편이라 할 때, 상기 시편을 밀폐하여 마이크로웨이브에 노출시켜 소결되게 하는 마이크로웨이브 소결로; 상기 마이크로웨이브 소결로 내부의 상태를 진공으로 만들어주는 소결로 분위기 조성부; 상기 마이크로웨이브 소결로내의 온도를 감지하여 소정의 기준 온도와 비교하여 그 오차온도를 출력하는 온도감지/조절기; 및 상기 온도감지/조절기로부터 출력된 오차온도를 참고하여 소정 온도의 마이크로웨이브를 발생하여 상기 마이크로웨이브 소결로에 인가하는 마이크로웨이브 전원부를 구비한다.
본 발명에 의하면, 마이크로웨이브를 사용한 고밀도화에 의해 미세하고 균일한 구조의 막을 신속하게 형성할 수 있다.

Description

마이크로웨이브를 사용한 박막 형성 장치 및 그 방법
본 발명은 박막 형성 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로웨이브를 사용하여 박막을 형성하는, 마이크로웨이브를 사용한 박막 형성 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 기판(wafer)상에 박막을 형성시키는 방법은 화염가수분해 증착법(Frame Hydrlysis Deposition;FHD), 화학기상증착법(CVD), 변형된 화학기상 증착법(MCVD), 물리적기상 증착법(PVD), 스퍼터링, 이-빔(e-beam) 증발 증착법, 스핀코팅법등이 사용된다. 이러한 방법들을 이용하여 박막을 증착할 때, 사용 원료, 원료 배합, 유속, 온도, 프라즈마 출력, 전압, 회전수등의 변수에 따라 박막의 두께와 증착 속도, 박막 밀도등이 조절된다.
도 1은 종래의 화염가수분해 증착법에 의한 박막 제조 방법의 흐름도로서, 먼저 화염 가수분해 증착법(FHD)를 이용하여 웨이퍼(wafer)위에 실리카 수트(soot)를 만든다(100단계). 화염 가수분해 증착법으로 막을 만들때에는 반드시 고온의 열처리 과정을 거쳐야 하는데 일반적으로 저항 가열로를 이용하여 고온 열처리 과정을 실시한다. 고온 열처리 과정은 수트의 고밀화 과정으로, 먼저 800~1350도 열을 가하여 웨이퍼와 수트를 가열하고(110단계), 1 내지 3시간 가량 그 온도를 유지한 후(120단계) 냉각과정을 거쳐 박막을 형성한다(130단계).
도 1과 같은 화염 가수분해 증착법에 의한 박막 제조 공정시, 저항 가열 방법에 의한 수트의 고밀화 과정은 시간이 많이 소요된다. 수트 가열에 걸리는 시간이 4내지 6시간 걸리고, 1내지 2의 고온 유지 시간을 더 거친후, 최소 800도 이상의 열이 상온으로 냉각되는 시간까지 전체 15시간 정도의 시간이 걸린다. 저항 가열로와 같은 열원이, 가열하고자 하는 시편(웨이퍼와 그 위의 막) 외부에 존재하므로 온도 상승시 시편 외부가 시편 내부보다 온도 상승이 빠르게 되어, 겹겹이 쌓인 수트 표면층의 온도가 수트와 웨이퍼가 닿아있는 계면의 온도보다 높아지게 된다. 수트 표면과 계면층의 온도차 때문에 수트층 내부에 외부로 나가지 못한 가스가 기포를 형성하게 되는 일이 생길 수 있다. 저항 가열로를 사용하여 다층막 형성시, 웨이퍼 및 기존에 형성된 막, 그리고 새로이 고밀화하고자 하는 수트들 전체에 같은 온도가 가해지게 되어 서로 다른 성분의 막들 사이에 열응력에 의한 균열이 생길 수 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 웨이퍼상에 단층막 또는 다층막을 만들 때, 마이크로웨이브를 열원으로 사용하여 막을 고밀화시키는, 마이크로웨이브를 사용한 박막 형성 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 화염가수분해 증착법에 의한 박막 제조 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 마이크로웨이브를 사용한 박막 형성 장치의 일실시예이다.
도 3은 본 발명의 마이크로웨이브를 사용한 막 형성 방법의 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3과 같은 과정에 의한 실리카 수트의 고밀화 과정을 도시한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한, 기판위에 만들어진 소정의 수트(soot)를 고밀화시켜 박막을 형성하는 소결장치에 있어서, 마이크로웨이브를 사용한 박막 형성 장치는, 상기 기판과 그 위의 수트를 시편이라 할 때, 상기 시편을 밀폐하여 마이크로웨이브에 노출시켜 소결되게 하는 마이크로웨이브 소결로; 상기 마이크로웨이브 소결로 내부의 상태를 진공으로 만들어주는 소결로 분위기 조성부; 상기 마이크로웨이브 소결로내의 온도를 감지하여 소정의 기준 온도와 비교하여 그 오차온도를 출력하는 온도감지/조절기; 및 상기 온도감지/조절기로부터 출력된 오차온도를 참고하여 소정 온도의 마이크로웨이브를 발생하여 상기 마이크로웨이브 소결로에 인가하는 마이크로웨이브 전원부를 구비한다.
상기 소결로 분위기 조성부는, 상기 마이크로소결로내에 소정의 대기 성분을 공급하는 기능을 더 구비함이 바람직하다.
상기 마이크로웨이브 소결로는, 상기 수트가 고밀화되는 과정에서 열 방출을 막는 단열재를 구비함이 바람직하다.
상기 단열재는, 고온 세라믹 단열재임이 바람직하다.
상기 마이크로웨이브 소결로는, 상기 단열재 내에서 상기 시편을 지지하며 상기 온도감지/조절기에 연결된 소정의 지지대를 더 구비함이 바람직하다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한, 기판위에 박막을 형성하는 방법은, 기판위에 소정 성분의 수트(soot)를 제작하는 단계; 마이크로웨이브를 가하여 상기 수트를 가열하는 단계; 상기 가열된 수트의 온도를 소정 시간동안 유지되도록 하는 단계; 및 수트를 냉각하여 막을 완성하는 단계를 구비한다.
상기 수트는, 실리카 수트임이 바람직하다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 마이크로웨이브를 사용한 박막 형성 장치의 일실시예로서, 기판위에 쌓인 소정 성분의 수트(soot)를 고밀화시켜 막을 형성하기위한 마이크로웨이브를 사용한 막 형성 장치는, 마이크로웨이브 소결로(200), 소결로 분위기 조성부(210), 온도감지/조절기(220) 및 마이크로웨이브 전원부(230)를 구비한다. 마이크로웨이브 소결로(200)는 수트가 놓인 기판(이하, 시편이라 칭함)을 밀폐하여 마이크로웨이브에 노출시켜 소결되게 하는 챔버(chamber)이다. 마이크로웨이브는 마이크로웨이브 소결로(200)에 연결된 마이크로웨이브 유도관(240)을 통해 들어와, 종래의 저항 가열로를 사용했을 때의 열 전달 방식인 전도, 복사 형태가 아닌, 내부 부피 발열(internal volumetric heating)방식에 의해 시편에 보다 직접적으로 열을 전달한다. 이러한 마이크로웨이브에 의한 시편의 소성에 의해, 크고 복잡한 형태의 시편도 신속하고 균일하게 소성할 수 있고 온도 상승 내지는 온도 하강시 있을 수 있는 서로다른 물질간의 열응력(thermal stress)이 감소되어 균열이 방지되고 균일하고 미세한 구조의 막이 형성된다. 마이크로웨이브 소결로(200)는, 그 내부에 시편을 둘러싸는 단열재(201)를 더 구비하여 수트가 고밀화되어 막을 형성하는 과정에서 열 방출을 막도록 돕는다. 이 단열재(201)의 재료는 열에 강한 고온 세라믹 단열재가 바람직하다. 단열재(201)는 기판과 기판위의 수트 물질이 발열을 할 때 그 열이 밖으로 새 나가는 것을 방지하여 일정 온도를 계속 유지하게 한다. 도면에서 단열재 내부에 놓여져 외부의 온도 감지/조절기(220)와 연결된 다른 제2의 단열재는 시편을 지지하는 지지대(202)이다. 지지대(202)는 시편, 즉 기판과 수트가 마이크로웨이브에 의한 소정의 열작용시, 먼저 반응하여 변형되면 안되는 재료를 사용한 것으로서, 열을 보호하고 고온에서 위에 놓인 기판과 반응하지 않고 마이크로웨이브에 쉽게 변형되지 않는 물질로 이루어진다. 소결로 분위기 조성부(210)는 마이크로웨이브 소결로(200) 내부에 진공을 해야 할 경우 진공상태를 만들어 준다. 마이크로웨이브 소결로(200) 내부에 소정의 대기상태를 조성할 필요가 있을 경우에는 그 필요한 대기 성분을 공급할 수도 있다. 온도감지/조절기(220)는 마이크로웨이브 소결로내의 온도를 감지하여 조절하는 장치로서, 마이크로웨이브 소결로(200)내의 지지대(202)와 연결되어, 엄밀하게는 단열재(201) 내부의 온도를 검출하는 온도감지기(thermocouple)(221) 및 온도감지기(221)가 검출한 온도와 소정의 원하는 기준 온도를 비교하여 그 오차온도를 산출하는 온도 조절기(222)를 구비한다. 마이크로웨이브 발생부(230)는 마이크로웨이브 소결로내에 마이크로웨이브를 인가하며, 인가할 마이크로웨이브의 파워는 온도감지/조절기(220)로부터 유입된 오차온도를 감안하여 산출한다.
마이크로웨이브를 사용하여 시편을 가열하면, 도 1의 저항 가열로에 의한 것 보다 시편의 온도 상승 및 냉각 속도가 빨라져 짧은 시간내에 기판상에 막이 형성될 수 있고, 그 가열 방식에 따라 수트 내부층의 기포 발생과 같은 역효과가 일어나지 않아 미세한 구조의 막 형성이 이뤄진다.
도 3은 본 발명의 마이크로웨이브를 사용한 막 형성 방법의 흐름도로서, 기판위에 막을 형성하기 위한, 마이크로웨이브를 사용한 막 형성 방법은, 먼저 기판위에 소정 성분의 수트(soot)를 제작한다(300단계). 예를 들어 실리카 수트는 화염가수분해 증착법과 같은 방법에 의해, 수소와 산소가스 화염에 실리카와 혼입물의 주원료인 SiCl4, BCl3, POCl3, GeCl4등을 함께 흘려보내 만들어진다. 이렇게 만들어진 수트는 기판위에 밀착되지도 수트 입자간의 결합이 견고하지도 않은 상태에 있게 되므로, 마이크로웨이브를 가하여 수트와 기판을 가열한다(310단계). 소정의 온도를 일정시간 유지시키고(320단계), 상온으로 냉각시키면(330단계) 기판위에 막 형성이 완성된다. 다층 박막 형성시에는 도 3의 과정을 원하는 층 수 만큼 반복한다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3과 같은 과정에 의한 실리카 수트의 고밀화 과정을 도시한 것으로서, 도 4a는 실리카 수트가 실리콘 기판위에 제작된 최초의 과정에서의 도면이다. 이 단계에서 실리카 수트는 서로 결합되지 않고 기판위에 쌓인 형태로 있게 된다. 도 4b는 마이크로웨이브를 사용하여 실리카 수트와 실리콘 기판을 가열 및 유지하는 과정의 도면이다. 이 단계에서 실리카 수트들은 서로 견고하게 결합되어 진다. 도 4c는 냉각단계를 거쳐 실리콘 기판위에 실리카 박막이 형성된 모양을 보이는 도면이다.
마이크로웨이브 소결의 특징은 시편 내부에서 발생하는 부피발열에 의해 시편 전체가 가열되므로, 내부에 기포가 발생하는 문제가 방지된다. 따라서 내부 응력이나 기포가 없는 균일한 실리카 막을 제조할 수 있다. 또한 마이크로웨이브 소성의 빠른 온도상승, 하강특성을 이용하여 소결 시간을 상당 시간 단축할 수 있다.
본 발명에 의하면, 마이크로웨이브를 사용한 고밀도화에 의해 미세하고 균일한 구조의 막을 신속하게 형성할 수 있다.

Claims (7)

  1. 기판위에 만들어진 소정의 수트(soot)를 고밀화시켜 박막을 형성하는 소결장치에 있어서, 상기 기판과 그 위의 수트를 시편이라 할 때,
    상기 시편을 밀폐하여 마이크로웨이브에 노출시켜 소결되게 하는 마이크로웨이브 소결로;
    상기 마이크로웨이브 소결로 내부의 상태를 진공으로 만들어주는 소결로 분위기 조성부;
    상기 마이크로웨이브 소결로내의 온도를 감지하여 소정의 기준 온도와 비교하여 그 오차온도를 출력하는 온도감지/조절기; 및
    상기 온도감지/조절기로부터 출력된 오차온도를 참고하여 소정 온도의 마이크로웨이브를 발생하여 상기 마이크로웨이브 소결로에 인가하는 마이크로웨이브 전원부를 포함함을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 사용한 박막 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소결로 분위기 조성부는,
    상기 마이크로소결로내에 소정의 성분의 분위기를 공급하는 기능을 더 포함함을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 사용한 막 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마이크로웨이브 소결로는,
    상기 수트가 고밀화되는 과정에서 열 방출을 막는 단열재를 포함함을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 사용한 막 형성 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 단열재는,
    고온 세라믹 단열재임을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 사용한 막 형성 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 마이크로웨이브 소결로는,
    상기 단열재내에서 상기 시편을 지지하며, 상기 온도감지/조절기에 연결된 소정의 지지대를 더 포함함을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 사용한 막 형성 장치.
  6. 기판위에 막을 형성하는 방법에 있어서,
    기판위에 소정 성분의 수트(soot)를 제작하는 단계;
    마이크로웨이브를 가하여 상기 수트를 가열하는 단계;
    상기 가열된 수트의 온도를 소정 시간동안 유지되도록 하는 단계; 및
    수트를 냉각하여 막을 완성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 사용한 막 형성 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 수트는,
    실리카 수트임을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 사용한 막 형성 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200305976A (en) * 2001-04-03 2003-11-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and method for fabricating the same
US6744024B1 (en) * 2002-06-26 2004-06-01 Cem Corporation Reaction and temperature control for high power microwave-assisted chemistry techniques
US7547647B2 (en) * 2004-07-06 2009-06-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of making a structure
KR20080080113A (ko) * 2005-11-11 2008-09-02 디에스지 테크놀로지스 열처리 시스템, 열처리 부품 및 열처리 방법
CN108660513A (zh) * 2017-03-28 2018-10-16 上海新昇半导体科技有限公司 一种减少晶片缺陷的设备及方法
CN112684829A (zh) * 2020-12-22 2021-04-20 同济大学 一种用于mpcvd装置的温度检测控制系统和方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5823349B2 (ja) 1975-08-11 1983-05-14 新日本製鐵株式会社 タイカブツノシヨウケツホウホウ
US4307277A (en) 1978-08-03 1981-12-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Microwave heating oven
US4168998A (en) * 1978-12-06 1979-09-25 Mitsubishi Monsanto Chemical Co. Process for manufacturing a vapor phase epitaxial wafer of compound semiconductor without causing breaking of wafer by utilizing a pre-coating of carbonaceous powder
GB2106709B (en) * 1981-09-17 1986-11-12 Itt Ind Ltd Semiconductor processing
JPS58177469A (ja) * 1982-04-09 1983-10-18 Fujitsu Ltd 半導体基板の加熱方法及び加熱装置
JPH0669027B2 (ja) * 1983-02-21 1994-08-31 株式会社日立製作所 半導体ウエハの薄膜形成方法
ES2018519B3 (es) * 1986-08-29 1991-04-16 American Telephone & Telegraph Company Metodo de recubrimiento de hollin de una preforma optica.
US4963709A (en) 1987-07-24 1990-10-16 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Method and device for microwave sintering large ceramic articles
JPH0322430A (ja) 1989-06-20 1991-01-30 Sony Corp 平坦化絶縁膜形成方法
JP2510010B2 (ja) 1989-08-11 1996-06-26 富士通株式会社 絶縁膜の形成方法
JPH0493029A (ja) * 1990-08-08 1992-03-25 Nec Corp 半導体装置の製造方法
US5202541A (en) 1991-01-28 1993-04-13 Alcan International Limited Microwave heating of workpieces
US5141549A (en) * 1991-05-17 1992-08-25 The Charles Stark Draper Laboratories Method of fabricating rare earth doped planar optical waveguide for integrated optical circuit
US5620512A (en) * 1993-10-27 1997-04-15 University Of Chicago Diamond film growth from fullerene precursors
GB9126560D0 (en) * 1991-12-13 1992-02-12 Staffordshire Polytechnic Ente Microwave heating method and apparatus
US5254374A (en) 1992-04-08 1993-10-19 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Chemical vapor infiltration using microwave energy
EP0673055A1 (en) * 1994-03-17 1995-09-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method for forming a superhard carbonaceous protective film on articles
CA2157257C (en) 1994-09-12 1999-08-10 Kazuhiko Endo Semiconductor device with amorphous carbon layer and method of fabricating the same
US5800860A (en) * 1995-06-28 1998-09-01 Lucent Technologies Inc. Method of manufacturing planar optical waveguides
KR100197157B1 (ko) 1996-07-16 1999-06-15 박원훈 마이크로파를 이용한 강유전, 고유전, 전왜, 반도성, 또는 전도성 세라믹 박막의 급속 열처리 방법

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