KR20010037356A - 유도전류에 의한 부도체 기판상 도전박막의 선택적 가열 방법 - Google Patents

유도전류에 의한 부도체 기판상 도전박막의 선택적 가열 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법에 관한 것으로, 특히 상기 도전성 박막만을 선택적으로 가열시키기 위한 방법이다. 특히 본 발명에 의한 선택적 가열 방법은 상기 기판으로부터 일정 거리상의 진공챔버내 또는 부도체 기판의 일면상에 위치하며, 전류변화에 의한 교번 자속을 생성하는 수단에 의해 상기 부도체 기판상에 형성되는 도전성 박막상에 유도전류에 의한 주울(Joule) 열을 발생시켜 상기 도전성 박막만을 선택적으로 가열하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 도전성 박막의 선택적 가열은 박막 형성하고자 하는 도전성 재료의 입자를 가속시키는 가속기능과 동시에 수행하거나, 서로 교대로 수행하는 것이 가능하다. 또한 상기 부도체 기판은 별도의 냉각수단에 의해 일정온도를 유지할 수 있도록 냉각시키는 것이 바람직하며 특히 상기 부도체 기판의 한쪽면 전체 혹은 일부분에 특정 두께의 구리판 또는 구리판상에 크롬이 경면도금된 판을 접촉시켜 박막형성시 발생되는 열로 인한 부도체 기판 자체의 온도상승을 억제하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 본 발명에 의한 부도체 기판상의 도전성 박막만을 선택적으로 가열하는 방법을 통해 종래기술의 문제점인 박막형성시 야기되는 부도체 기판의 열적 변형없이도 형성된 박막만을 선택적으로 가열시키는 것이 가능하다.
따라서 향후 각 분야에서 급격한 수요가 예상되는 부도체 기판상에 기능성 박막을 형성하는 경우, 저온에서도 박막형성이 가능하므로 기판재질의 선택폭이 넓어지며, 부도체 기판상에도 고품위 기능성막을 형성하는 것이 가능하다.

Description

유도전류에 의한 부도체 기판상 도전박막의 선택적 가열방법{Method for selective heating to conductive thin film on an insulating substrate by using of an induced current}
본 발명은 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법에 관한 것으로, 특히 상기 도전성 박막만을 선택적으로 가열시키기 위한 방법이다.
반도체기술을 바탕으로한 통신기술, 전자제어기술, 컴퓨터기술등의 발달에 따라 일상생활의 대부분의 전자제품들은 경박단소화 되었으며 최근에는 개인 휴대가 가능한 형태로 발전하고 있는 추세이다.
이와 같이 개인 휴대를 가능하게 하기 위해서는 제품의 경박단소는 물론 제품의 내구성 및 안전성도 고려해야 한다. 예를 들어, 휴대폰의 경우 기존 LCD 기판은 유리로 되어 있으므로 무게가 무겁고 충격에 의해 깨질 위험이 있어 안전성에 문제가 있었다.
따라서 이와 같은 문제점을 해결하고자 플라스틱과 같이 가벼운 재질을 사용하는것이 검토되었다. 그러나 상기 플라스틱을 기판재질로하여 상기 플라스틱 기판상에 박막을 형성하는 경우 플라스틱 자체의 열변형 온도가 약 120 ℃ 이므로 일정 온도 이상으로 가열할 수 없어 고품위의 박막 형성이 사실상 불가능 하였다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 플라스틱 기판을 포함한 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 경우에 한해 상기 도전성 박막만을 선택적으로 가열시키기 위한 방법이다.
특히 본 발명에 의한 선택적 가열 방법은 상기 기판으로부터 일정 거리상의 진공챔버내 또는 상기 부도체 기판중 상기 도전성 박막이 형성되는 면의 반대면상에 위치하며, 전류변화에 의한 교번 자속을 생성하는 수단에 의해 상기 부도체 기판상에 형성되는 도전성 박막상에 유도전류에 의한 주울(Joule) 열을 발생시켜 상기 도전성 박막만을 선택적으로 가열하는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 교번 자속의 생성은 상기 교번 자속 생성수단에 펄스 혹은 교류전류를 공급함으로서 생성되며, 상기 도전성 박막상에 가해지는 주울 열은 자속의 시간변화량의 제곱(()2)에 비례하고 전류밀도(ρ)에 반비례한다.
이와 같은 도전성 박막의 선택적 가열은 박막 형성하고자 하는 도전성 재료의 입자를 가속시키는 가속기능과 동시에 수행하거나, 서로 교대로 수행하는 것이 가능하다.
또한 상기 부도체 기판은 별도의 냉각수단에 의해 일정온도를 유지할 수 있도록 냉각시키는 것이 바람직하다. 상기 냉각수단은 상기 부도체 기판의 한쪽면 전체 혹은 일부분에 특정 두께의 구리판 또는 구리판상에 크롬이 경면도금된 판을 접촉시켜 박막형성시 발생되는 열로 인한 부도체 기판 자체의 온도상승을 억제하는 것이 바람직하다.
도 1 은 본 발명에 의한 선택적 가열방법을 적용한 선택적 가열장치의 일 실시예이다.
도 2 는 도 1 에 의한 선택적 가열 장치중 교번 자속 생성수단의 전기적 배선도이다.
도 3 은 본 발명에 의한 선택적 가열방법중 선택적 가열과 박막재료 입자의 가속기능을 서로 교대로 반복하여 실시하는 경우의 전압 공급주기의 일 실시예이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 펄스 및 교류전류 공급원
2 : 도선
3 : 펄스 혹은 교류전류의 공급에 의해 도선상에 유도된 교번자속
4 : 도전성 박막
5 : 부도체 기판
6 : 기판지지대
7 : 냉각수단
본 발명에 의한 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법은, 상기 부도체 기판으로부터 일정 거리상의 진공챔버내 또는 상기 부도체 기판중 상기 도전성 박막이 형성되는 면의 반대면상에 위치하며, 전류변화에 의한 교번 자속을 생성하는 수단에 의해 상기 기판상에 형성되는 도전성 박막상에 유도전류에 의한 주울(Joule) 열을 발생시켜 상기 도전성 박막을 선택적으로 가열하는 것을 특징으로 한다.
상기 교번 자속의 생성은 상기 교번 자속 생성수단에 펄스 혹은 교류전류를 공급함으로서 생성된다.
또한 상기 교번 자속 생성수단은 일반 형태의 도선 또는 박막형태의 도선이 가능하며, 특히 상기 부도체 기판중 상기 도전성 박막이 형성되는 면의 반대면상에 박막형태로 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법은, 상기 진공챔버내 박막 형성원으로부터 분사되는 박막재료의 입자를 가속시키기 위해 바이어스 전압을 가하는 가속기능과 상기 선택적 가열기능이 수행되는 타이밍 및 동작시간을 조절하여 상기 가속기능과 상기 선택적 가열기능중 적어도 하나의 기능을 선택하는 단계를 추가로 포함한다.
상기 선택단계에서는, 상기 가속기능과 상기 선택적 가열 기능을 동시에 수행하도록 선택하거나, 상기 선택적 가열 기능만을 수행하도록 선택하거나, 상기 가속기능과 상기 선택적 가열 기능을 서로 교대로 수행하도록 선택하는 것이 가능하다.
상기 교대로 선택하는 경우, 상기 선택적 가열 기능과 상기 가속 기능의 타이밍 및 동작시간을 조절하여 하나의 기능이 끝나는 시점에서 다른 기능이 시작하도록 선택하거나, 상기 두 기능이 동시에 수행되는 기간과 상기 두 기능중 하나의 기능만이 수행되는 기간이 혼재하도록 선택하는 것이 가능하다.
또한 상기 부도체 기판은 별도의 냉각수단에 의해 일정온도를 유지할 수 있도록 냉각되며, 상기 냉각수단은 상기 부도체 기판의 한쪽면 전체 혹은 일부분에 특정 두께의 구리판 또는 구리판상에 크롬이 경면도금된 판을 접촉시켜 박막형성시 발생되는 열로 인한 부도체 기판 자체의 온도상승을 억제한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 의한 선택적 가열방법을 적용한 일 실시예로서, 교번 자속 생성수단이 상기 부도체 기판으로부터 일정거리상의 진공챔버내에 위치한 경우를 나타내었다.
도 1 에서는 본 발명에 의한 선택적 가열을 펄스 및 교류전류 공급원(1)에 의해 교번 자속 생성 수단 역할을 하는 일련의 도선(2)상에 펄스 혹은 교류전류를 공급하여 상기 도선상에 유도 교번자속(3)을 발생시킴으로서 이루어진다.
또한 도전성 박막(4)이 형성되는 부도체 기판(5)는 기판지지대(6)에 의해 박막형성 공정중 변형이 생기지 않도록 고정되어 있으며, 냉각수단(7)에 의해 온도상승이 억제된다.
이와 같은 본 발명에 의한 선택적 가열은 박막 형성하고자 하는 도전성 재료의 입자에 바이어스 전압을 가하여 가속시키는 가속기능과 동시에 이루어지거나, 서로 교대로 반복하여 이루어진다.
도 2 는 상기 교번 자속 생성수단의 전기적 배선도를 나타낸 것으로서, 도선의 양단간에 펄스 또는 교류전류를 인가하면 상기 도선상에 유도자속이 발생하게 된다.
도 3 은 본 발명에 의한 선택적 가열방법중 선택적 가열과 가속기능을 서로 교대로 반복하여 실시하는 경우의 전압 공급주기의 일 실시예이다.
본 실시예에서는 선택적 가열을 먼저 실시한후 상기 선택적 가열이 끝나는 시점(t1)으로부터 일정 시간동안 가속 기능을 실시하며, 상기 일정 시간이 경과하여 가속 기능이 끝나는 시점(t2)에 다시 형성된 박막을 선택적으로 가열하는 작업을 반복하여 수행한다.
그러나 상기 선택적 가열 및 가속 기능은 서로 교대로 반복하여 수행하는 경우, 상기 도 2 에 예시된 바와 같이 주기 (t1, t2)를 반드시 일치시킬 필요는 없다.
이상과 같이 본 발명에 의한 부도체 기판상의 도전성 박막만을 선택적으로 가열하는 방법을 통해 종래기술의 문제점인 박막형성시 야기되는 부도체 기판의 열적 변형없이도 형성된 박막만을 선택적으로 가열시키는 것이 가능하다.
따라서 향후 각 분야에서 급격한 수요가 예상되는 부도체 기판상에 기능성 박막을 형성하는 경우, 저온에서도 박막형성이 가능하므로 기판재질의 선택폭이 넓어지며, 부도체 기판상에도 고품의 기능성막을 형성하는 것이 가능하다.

Claims (11)

  1. 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법에 있어서,
    상기 기판으로부터 일정 거리상의 진공챔버내 또는 상기 부도체 기판중 상기 도전성 박막이 형성되는 면의 반대면상에 위치하며, 전류변화에 의한 교번 자속을 생성하는 수단에 의해 상기 기판상에 형성되는 도전성 박막상에 유도전류에 의한 주울(Joule) 열을 발생시켜 상기 도전성 박막을 선택적으로 가열하는 것을 특징으로하는, 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 교번 자속의 생성은 상기 교번 자속 생성수단에 펄스 혹은 교류전류를 공급함으로서 생성되는 것을 특징으로 하는, 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 교번 자속 생성수단은 일반 형태의 도선 또는 박막 형태의 도선인 것을 특징으로 하는, 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법은, 상기 진공챔버내 박막 형성원으로부터 분사되는 박막재료의 입자를 가속시키기 위해 바이어스 전압을 가하는 가속기능과 상기 선택적 가열기능이 수행되는 타이밍 및 동작시간을 조절하여 상기 가속기능과 상기 선택적 가열기능중 적어도 하나의 기능을 선택하는 단계를 추가로 포함하는, 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 가속기능과 상기 선택적 가열 기능을 동시에 수행하도록 선택하는 것을 특징으로 하는, 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 선택적 가열 기능만을 수행하도록 선택하는, 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 가속기능과 상기 선택적 가열 기능을 서로 교대로 수행하도록 선택하는 것을 특징으로 하는, 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 선택적 가열 기능과 상기 가속 기능의 타이밍 및 동작시간을 조절하여 하나의 기능이 끝나는 시점에서 다른 기능이 시작하도록 선택하는, 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 선택적 가열 기능과 상기 가속 기능의 타이밍 및 동작시간을 조절하여 상기 두 기능이 동시에 수행되는 기간과 상기 두 기능중 하나의 기능만이 수행되는 기간이 혼재하도록 선택하는, 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법.
  10. 제 5 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 부도체 기판은 별도의 냉각수단에 의해 일정온도를 유지할 수 있도록 냉각시키는, 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 냉각수단은 상기 부도체 기판의 한쪽면 전체 혹은 일부분에 특정 두께의 구리판 또는 구리판상에 크롬이 경면도금된 판을 접촉시켜 박막형성시 발생되는 열로 인한 부도체 기판 자체의 온도상승을 억제하는, 부도체 기판상에 도전성 박막을 형성하는 방법.
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WO2003075368A3 (en) * 2002-03-01 2004-04-08 Univ Michigan Tech Method and apparatus for induction heating of thin films

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