RTP란?

RTP의 개념

Wafer의 온도를 올리기 위해서는, inductor coil을 이용하는 것이 아닌, 직접 wafer에 빛을 쬐여,

즉 radiation heat transfer을 이용한 wafer 온도를 상승시키는 것이다.

그로므로 외벽 및 주변은 냉한 상태를 유지하게 되며, ambient 컨트롤이 쉽고, 열처리량이 작으므로

열처리 시간을 대폭적으로 삭감할 수 있다. 열처리 시간이 줄어든다면 공정의 제어가 훨씬 수월하게 된다.

외벽이 냉하므로 외벽에 오염물질이 감염되는것을 덜 걱정하여도 된다.

또 하나의 특징은 RTP는 wafer을 하나씩 처리한다는것이다.

위의 두 가지 특징들로 하여금 RTP 방법을 사용할 경우 엄격하게 통제된 제조공정

환경을 만들 수 있다.

(일반적으로 진공을 유지하며 여러가지 공정을 연결하여 생상한 자동화한 시스템)

RTP의 필요성

예를 든다면 IC를 제작중에 있다 가정하자.

모스를 제작하고 있다고 할 때, drain 부근에 ion implantation 방법을 사용하여

predeposition 후 annealing 과정을 거치게 된다.

이 때, annealing 도중에 주변 소자 즉 완성된 소자가 열을 받는다면 모양이 변한다.

예를 들면 diffusion이 진행되며 junction의 깊이가 변경될 수 있다는 것이다.

이러한 영향은 온도의 크기와 높은 온도 모두가 전체적으로 영향을 받게 되는데,

시간을 최소화한다면 이러한 영향 또한 최소화할 수 있다.

즉, 공정의 제어가 이루어진 것이라 볼수있다.

미세한 소자를 제작 할 때, 특히나 완벽한 공정제어가 필요하게 된다.

그리하여 근래에는 최소화한 시간에 높은 온도로 열처리를 하는 RTP가 자주 사용되고 있다.

- 소자의 집적도가 상승하며 즉 소자의 사이즈가 작아지면서 좀 더 진화된 형태의

열처리과정이 필요되고 있다.

여기에서 열처리란 wafer을 높은 온도를 갖도록 하는 모든 과정을 뜻한다.

예로 diffusion, Etching, Epitaxy 등도 일단은 wafer의 온도를 높게끔 유지한 상태에서

공정을 하므로 이도 일종의 열처리라 볼 수 있다.

이러한 맥락에서 볼 때 사실상의 거의 모든 반도체 공정에는 열처리 과정이 병행된다 볼수있다.

소자가 작아진다는 의미는 전체 소자의 사이즈가 축소된다는 의미도 있지만,

최소선폭이 작아짐을 의미한다. 즉, 소자의 패턴이 매우 적어지며 복잡해지면서 오염에 대대하여 좀 더

민감해지고 더욱 완벽한 제조공정의 제어가 필요해지게 된다.

RTP는 이처럼 소자의 패턴이 대폭 축소되며 발생하는 문제들을 해결하기 위한 방안으로 제시되었다.

RTP와 Furnace

먼저 기존에 사용되었으며, 현재에도 많이 사용되고 있는 batch furnace에 대한 설명을 이으도록 하겠다.

furnace란, 열처리를 하고자 하는 여러장의 wafer을 동시에 furnace에 넣은 후 furnace를 둘러싸고 있는

inductor coil을 사용하여 furnace 전체를 가열하는 것으로 furnace 외벽과, wafer은 열적 평형과정을

거치어 일정한 온도에 도달한다.