KR101012511B1 - Apcvd apparatus for a high efficiency solar cell equipment of anti-reflection and high throughput multi-layer thin film - Google Patents

Apcvd apparatus for a high efficiency solar cell equipment of anti-reflection and high throughput multi-layer thin film Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An APCVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition) apparatus for forming a multilayer thin film with high efficiency and anti-reflection for high efficiency solar cell equipment is provided to improve deposition speed by depositing a thin film at the atmospheric pressure. CONSTITUTION: A transfer unit continuously transfer a substrate(130) in a reaction chamber. A plurality of nozzles(150a,150b,150c) are installed on the upper side of a transfer path of the substrate to correspondingly face the substrate one by one. A gas supply unit supplies reactive gas to each nozzle with a different ratio. A substrate heating unit heats the substrate with a process temperature. A multilayer thin film with different property is formed on the substrate with an in-situ type.

Description

고효율 태양광 장비를 위한 반사 방지 및 고효율 다층 박막 형성용 APCVD 장치 {APCVD apparatus for a high efficiency solar cell equipment of anti-reflection and high throughput multi-layer thin film}APCVD apparatus for a high efficiency solar cell equipment of anti-reflection and high throughput multi-layer thin film}

본 발명은 고효율 태양광 장비를 위한 반사 방지 및 고효율 다층 박막 형성용 APCVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition) 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 인시튜(in-situ)로 가시광선에 대한 다층 박막을 용이하게 형성할 수 있는 다층 박막 형성용 APCVD 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an APCVD (Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition) apparatus for forming an anti-reflection and high efficiency multilayer thin film for high efficiency solar equipment, and more particularly, to form a multilayer thin film for visible light in-situ. It is related with the APCVD apparatus for multilayer thin film formation which can be formed easily.

태양 전지 제조 공정 및 반도체 제조 공정에 있어서 박막을 형성하는 방법으로, 실리콘 웨이퍼의 물질을 이용하지 않고 반응 가스를 반응 챔버 내로 주입하여 가스 상태의 화합물을 분해한 후, 이들의 화학적 반응에 의하여 박막을 형성하는 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; CVD)법이 많이 사용되고 있다. 이러한 CVD 방법에는 APCVD, LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 여러 가지 방법이 있는데, 그 중 APCVD는 가장 먼저 개발된 방식으로 가스의 반응이 대기압에서 이루어진다. 이러한 APCVD에는 빠른 가스 흐름이 요구되는데, 반응 가스는 N2, H2, Ar 등의 운반 가스(carrier gas)에 의해 반응 챔버 내로 주입되며 보호막이나 층간절연막의 증착에 이용된다. 반면에, LPCVD는 최근에 특히 많이 사용되는 방식인데, 가스 반응이 0.1~10 torr의 저압에서 이루어지기 때문에 질량 전달 속도가 매우 커서 온도가 중요한 제어 인자로 작용한다. 또한, LPCVD는 저압에서 이루어지기 때문에 반응 가스들의 평균자유행로(mean free path)가 길어서 APCVD보다 좋은 균일도(uniformity)와 단차 피복성(step coverage)을 갖는 박막을 얻을 수 있다. 한편 PECVD에서는 글로우(glow) 방전에 의해 높은 에너지를 얻은 전자가 중성 상태의 가스와 충돌하여 가스 분자를 분해하고 분해된 가스 분자 상호간의 반응에 의해 박막이 증착된다. PECVD의 장점은 비교적 낮은 온도, 예컨대 200∼500℃에서 박막증착이 가능하며 증착속도도 빠르다는 것이지만, 그 단점은 대전된 입자에 의한 박막의 손상(damage) 위험이 있고 불안정하게 생성된 반응물이 박막 내에 잔재한다는 것이다.A method of forming a thin film in a solar cell manufacturing process and a semiconductor manufacturing process, in which a reaction gas is injected into a reaction chamber without using a material of a silicon wafer to decompose a gaseous compound, and then the thin film is formed by chemical reaction thereof. Chemical Vapor Deposition (CVD) is widely used. Such CVD methods include various methods such as APCVD, low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), and plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Among them, APCVD is the first developed method, and the reaction of the gas is performed at atmospheric pressure. The APCVD requires a fast gas flow. The reaction gas is injected into the reaction chamber by a carrier gas such as N 2 , H 2 , or Ar, and used for deposition of a protective film or an interlayer insulating film. On the other hand, LPCVD is a particularly popular method in recent years, because the gas reaction is performed at a low pressure of 0.1 to 10 torr, the mass transfer rate is very large, so temperature is an important control factor. In addition, since LPCVD is performed at low pressure, the mean free path of the reaction gases is long, and thus a thin film having better uniformity and step coverage than APCVD can be obtained. On the other hand, in PECVD, electrons having high energy due to glow discharge collide with a gas in a neutral state to decompose gas molecules, and a thin film is deposited by reaction between the decomposed gas molecules. The advantage of PECVD is that the thin film can be deposited at a relatively low temperature, such as 200 to 500 ° C., and the deposition rate is high. However, the disadvantage is that there is a risk of damaging the thin film by the charged particles and the reactant produced unstable. It's left in my house.

한편, 실리콘 질화막(Si3N4)의 형성은 ULSI 소자 제조 공정에 있어서 실리콘 산화막(SiO2)의 형성과 함께 매우 중요한 공정들 중의 하나이다. 실리콘 질화막은 물과 Na 원자의 확산(diffusion)을 방지하는 우수한 장벽이기 때문에 보호막으로 사용되기도 하며, 금속-질화막-산화막(metal-nitride-oxide)의 게이트 유전 물질로도 사용되며, FET(Field Effect Transistor)와 바이폴라 메모리(bipolar memory)의 스토리지 커패시터(storage capacitor) 등 반도체 산업에 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 실리콘 질화막은 태양 전지 제조 공정에서는 반사 방지용 박막으로도 사용되는데, 반사 방지용 박막의 경우, 가시광선의 광대역 반사율을 개선하여 태양 전지의 효율을 향상시킬 수 있는 반사 방지용 다층 박막으로 형성하는 것이 바람직하다. 이에 덧붙여, 박막의 증착속도도 향상시켜서 생산성을 향상시키고 플라즈마를 사용하지 않더라도 박막의 질(quality)를 향상시킬 수 있는 새로운 장치의 개발이 기대된다.
On the other hand, the formation of the silicon nitride film (Si 3 N 4 ) is one of the very important processes together with the formation of the silicon oxide film (SiO 2 ) in the ULSI device manufacturing process. Silicon nitride film is used as a protective film because it is an excellent barrier to prevent diffusion of water and Na atoms. It is also used as a gate dielectric material of metal-nitride-oxide and FET (Field Effect). It is widely used in the semiconductor industry, such as transistors and storage capacitors of bipolar memory. In addition, the silicon nitride film is also used as an anti-reflection thin film in the solar cell manufacturing process, in the case of the anti-reflection thin film, it is preferable to form a multilayer anti-reflection thin film that can improve the efficiency of the solar cell by improving the broadband reflectance of visible light. . In addition, the development of a new device that can improve the deposition rate of the thin film to improve productivity and improve the quality of the thin film without using plasma is expected.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 기술적 과제는, 대기압에서 박막을 증착시킴으로써 증착 속도도 향상시켜서 생산성을 높일 수 있는 다층 박막 형성용 APCVD 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the technical problem of the present invention is to provide an APCVD apparatus for forming a multilayer thin film which can increase the productivity by increasing the deposition rate by depositing a thin film at atmospheric pressure. It is.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 가시광선의 광대역 반사율을 개선하여 태양 전지의 효율을 향상시킬 수 있는 반사 방지용 다층 박막을 인시튜(in-situ)로 증착할 수 있는 다층 박막 형성용 APCVD 장치를 제공하는 것이다.
Another technical problem of the present invention is to provide an APCVD apparatus for forming a multilayer thin film capable of depositing an anti-reflective multilayer thin film in-situ which can improve the efficiency of a solar cell by improving the broadband reflectance of visible light. It is.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고효율 태양광 장비를 위한 반사 방지 및 고효율 다층 박막 형성용 APCVD 장치(10)는, 반응 챔버와; 상기 반응 챔버 내에서 기판(130)을 연속적으로 이송시키는 이송 수단과; 그 각각이 1장의 기판(130)에 대응되게 대면하도록 상기 기판(130)의 이송 경로 상부에 설치된 복수의 노즐(150a, 150b, 150c)들과; 상기 노즐(150a, 150b, 150c) 각각에 서로 다른 비율로 반응 가스들을 공급시키는 가스 공급 수단(140a, 140b, 140c, 142a, 142b, 142c)과; 상기 기판(130)을 공정온도로 가열하는 기판 가열 수단(132); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the APCVD apparatus 10 for antireflection and high efficiency multilayer thin film formation for high efficiency photovoltaic equipment of the present invention comprises: a reaction chamber; Transfer means for continuously transferring the substrate (130) in the reaction chamber; A plurality of nozzles (150a, 150b, 150c) provided on an upper portion of the transfer path of the substrate (130) such that each of them faces the one substrate (130); Gas supply means (140a, 140b, 140c, 142a, 142b, 142c) for supplying reaction gases to the nozzles (150a, 150b, 150c) at different rates; Substrate heating means (132) for heating the substrate (130) to a process temperature; And a control unit.

이 때, 상기 이송 수단은 구동 모터(126)에 의해 움직이는 벨트 컨베이어(120)로서, 상기 구동 모터(126)의 회전 속도 조절을 통해 상기 기판(130)의 연속적인 이송 속도를 조절하는 것을 특징으로 한다.At this time, the transfer means is a belt conveyor 120 that is moved by the drive motor 126, characterized in that for controlling the continuous transfer speed of the substrate 130 by adjusting the rotational speed of the drive motor 126. do.

또한, 상기 반응 챔버는 상기 기판(130)에 증착을 수행하는 상기 노즐(150a, 150b, 150c)들 및 상기 가스 공급 수단(140a, 140b, 140c, 142a, 142b, 142c)들이 수용되는 상부 챔버(100) 및 상기 이송 수단이 수용되는 하부 챔버(110)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the reaction chamber may include an upper chamber in which the nozzles 150a, 150b, and 150c and the gas supply means 140a, 140b, 140c, 142a, 142b, and 142c, which perform deposition on the substrate 130, are accommodated. 100 and a lower chamber 110 in which the transfer means is accommodated.

또한, 상기 가스 공급 수단(140a, 140b, 140c, 142a, 142b, 142c)은 상기 노즐(150a, 150b, 150c) 각각에 대하여 적어도 2종 이상의 반응 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.In addition, the gas supply means (140a, 140b, 140c, 142a, 142b, 142c) is characterized in that for supplying at least two or more kinds of reaction gas to each of the nozzles (150a, 150b, 150c).

또한, 상기 노즐(150a, 150b, 150c)은 샤워헤드형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the nozzles (150a, 150b, 150c) is characterized in that formed in the shower head type.

또한, 상기 APCVD 장치(10)는 대기압 하에서 공정을 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the APCVD apparatus 10 is characterized by performing a process under atmospheric pressure.

또한, 상기 APCVD 장치(10)는 600℃ 내지 800℃ 온도 범위 내에서 공정을 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the APCVD apparatus 10 is characterized in that to perform the process within the temperature range of 600 ℃ to 800 ℃.

또한, 상기 APCVD 장치(10)는 상기 기판(130)이 상기 노즐(150a, 150b, 150c)을 지날 때 상기 기판(130) 상으로 비활성 퍼지 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the APCVD apparatus 10 may be configured to supply an inert purge gas onto the substrate 130 when the substrate 130 passes through the nozzles 150a, 150b, and 150c.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 광학적 성질이 다른 다층 박막을 인시튜로 용이하게 형성할 수 있어서 다층 박막의 증착 시 수반되는 여러 가지 절차들, 예컨대 세정 공정, 측정 단계 등을 배제할 수 있다. 따라서 공정 비용 역시 크게 절감할 수 있는 큰 효과가 있다.
As described above, according to the present invention, a multilayer thin film having different optical properties can be easily formed in situ, thereby eliminating various procedures accompanying the deposition of the multilayer thin film, such as a cleaning process and a measuring step. Therefore, the process cost also has a big effect that can be greatly reduced.

도 1은 본 발명의 가시영역 빛에 대한 반사방지 다층박막 형성용 APCVD 장치의 구성을 나타내기 위한 개략적 단면도.
도 2는 본 발명의 장치에서 실리콘 질화막 형성공정 후 비활성 퍼지(purge)가스를 별도의 가스 공급라인에 의해 흘려준 경우의 효과.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic cross-sectional view showing the construction of an APCVD apparatus for forming an antireflective multilayer thin film for visible region light of the present invention.
2 is an effect of flowing an inert purge gas by a separate gas supply line after the silicon nitride film forming process in the apparatus of the present invention.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 본 발명의 고효율 태양광 장비를 위한 반사 방지 및 고효율 다층 박막 형성용 APCVD 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, an APCVD apparatus for forming an anti-reflection and high-efficiency multilayer thin film for the high-efficiency photovoltaic equipment of the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 다층 박막 형성용 APCVD 장치의 구성을 나타내기 위한 개략적 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 APCVD 장치(10)는 상부 챔버(100)와 하부 챔버(110)로 나뉘어져 있다. 상부 챔버(100)에서는 기판(130)에 대한 직접적인 증착 공정이 주로 이루어지며, 하부 챔버(110)에는 기판(130)의 이송을 위한 장치들이 그 내부에 구비되어 있다. 기판(130)은 상부 챔버(100)의 좌측 하단부에서 인입되어, 단절 없이 이어진 벨트 컨베이어(120) 상에 놓여진다. 구동 모터(126)의 동작에 의해 벨트 컨베이어(120) 상에 놓여진 기판(130)은 연속적으로 이동하게 되는데, 기판 이송로 상에 복수의 노즐(150a, 150b, 150c)이 설치되어 기판(130)에 각각의 노즐이 1:1로 대면할 수 있도록 되어 있다. 본 실시예의 도면에서는 3개의 노즐을 나타내었으나, 필요에 따라서, 노즐의 개수는 2개 이상의 개수로 증감시킬 수 있다. 한편, 각각의 노즐에는 A 반응 가스와 B 반응 가스가 혼합되어 공급될 수 있도록 가스 공급관이 연결되어 있다. 제1 노즐(150a)에는, A 반응 가스가 제1 A 반응 가스 공급 수단(140a)에 의해, B 반응 가스가 제1 B 반응 가스 공급 수단(142a)에 의해, 각각 공급된다. 이 반응 가스 공급 수단들의 각각에는, 반응 가스의 공급량을 조절하는 MFC(Mass Flow Controller)와 개폐 밸브가 포함된다. 제1 A 반응 가스 공급 수단(140a) 및 제1 B 반응 가스 공급 수단(142a)의 동작에 따라, 제1 노즐(150a)에 혼합되어 들어가는 가스 공급 비율(ratio)이 결정되게 된다. 한편, 제2 노즐(150b)에는, A 반응 가스가 제2 A 반응 가스 공급 수단(140b)에 의해, B 반응 가스가 제2 B 반응 가스 공급 수단(142b)에 의해 각각 공급되며, 마찬가지로 제3 노즐(150c)에는, A 반응 가스가 제3 A 반응 가스 공급 수단(140c)에 의해, B 반응 가스가 제3 B 반응 가스 공급 수단(142c)에 의해 각각 공급된다. 이 경우에도, 반응 가스 공급 수단들의 각각에는, 반응 가스의 공급량을 조절하는 MFC와 개폐 밸브가 포함되어, 제2 노즐(150b)과 제3 노즐(150c)에 공급되는 반응 가스의 비율을 서로 다르게 조절할 수 있다.1 is a schematic cross-sectional view for showing the configuration of an APCVD apparatus for forming a multilayer thin film of the present invention. Referring to FIG. 1, the APCVD apparatus 10 of the present invention is divided into an upper chamber 100 and a lower chamber 110. In the upper chamber 100, a direct deposition process is mainly performed on the substrate 130. In the lower chamber 110, devices for transferring the substrate 130 are provided therein. The substrate 130 is drawn on the lower left end of the upper chamber 100 and placed on the belt conveyor 120 which continues without disconnection. The substrate 130 placed on the belt conveyor 120 is continuously moved by the operation of the drive motor 126. A plurality of nozzles 150a, 150b, and 150c are installed on the substrate transfer path, thereby providing the substrate 130. Each nozzle is face to face 1: 1. Although three nozzles are shown in the drawing of this embodiment, the number of nozzles can be increased or decreased by two or more as needed. On the other hand, a gas supply pipe is connected to each nozzle so that A reaction gas and B reaction gas can be mixed and supplied. A reactive gas is supplied to the 1st nozzle 150a by the 1st A reactive gas supply means 140a, and B reactive gas is supplied by the 1st B reactive gas supply means 142a, respectively. Each of these reactant gas supply means includes a mass flow controller (MFC) and an on-off valve that regulates the supply amount of the reactant gas. According to the operations of the first A reactant gas supply means 140a and the first B reactant gas supply means 142a, a gas supply ratio mixed into the first nozzle 150a is determined. On the other hand, A reaction gas is supplied to the 2nd nozzle 150b by the 2nd A reaction gas supply means 140b, and B reaction gas is supplied by the 2nd B reaction gas supply means 142b, respectively, and similarly 3rd A reactive gas is supplied to the nozzle 150c by the 3rd A reactive gas supply means 140c, and B reactive gas is supplied by the 3rd B reactive gas supply means 142c, respectively. Even in this case, each of the reaction gas supply means includes an MFC and an opening / closing valve for adjusting the supply amount of the reaction gas, so that the ratio of the reaction gas supplied to the second nozzle 150b and the third nozzle 150c is different from each other. I can regulate it.

상기 실시예의 설명에서, 상기 가스 공급 수단이 A 반응 가스 및 B 반응 가스를 3번의 각 단계에서 서로 다른 비율로 혼합하여 공급하는 것으로 기재되어 있으나, 물론 박막의 종류에 따라 반응 가스의 개수는 2종 이상이 될 수 있음은 당연하다. 일례로, 3종의 반응 가스를 사용하고, 4층의 박막을 형성할 경우, 첫 번째에는 A 반응 가스:B 반응 가스:C 반응 가스=1:1:1, 두 번째에는 A 반응 가스:B 반응 가스:C 반응 가스=2:1:1, 세 번째에는 A 반응 가스:B 반응 가스:C 반응 가스=1:2:1, 네 번째에는 A 반응 가스:B 반응 가스:C 반응 가스=1:1:2로 혼합되어 공급되게 할 수 있는 등, 박막의 종류나 층수 등 설계자의 의도 및 목적 등에 따라 다양하게 변형 실시될 수 있다.In the description of the above embodiment, the gas supply means is described as supplying a mixture of the A reaction gas and the B reaction gas in different ratios in each of three times, of course, the number of the reaction gas according to the type of thin film is two kinds Naturally, it can be ideal. For example, when three kinds of reaction gases are used and a four-layer thin film is formed, firstly, A reaction gas: B reaction gas: C reaction gas = 1: 1: 1, and second A reaction gas: B Reaction gas: C reaction gas = 2: 1: 1, third A reaction gas: B reaction gas: C reaction gas = 1: 2: 1, fourth A reaction gas: B reaction gas: C reaction gas = 1 It can be mixed and supplied as 1: 1: 2, and can be variously modified according to the intention and purpose of the designer, such as the kind of thin film and the number of layers.

한편, 연속 이송되는 기판(130)의 하부에는 블록 히터와 히터 플레이트로 이루어진 기판 가열 수단(132)이 마련되어 기판을 공정 온도로 가열하게 된다. 기판(130)의 이송동작에는 구동 모터(126)와, 벨트 컨베이어의 위치를 조절하기 위한 위치 센서(122), 벨트의 텐션(tension)을 조절하기 위한 텐션 조절 센서(124), 구동 인터록(interlock) 센서(128)가 관여한다.
On the other hand, a substrate heating means 132 consisting of a block heater and a heater plate is provided below the substrate 130 that is continuously transferred to heat the substrate to the process temperature. The transfer operation of the substrate 130 includes a drive motor 126, a position sensor 122 for adjusting the position of the belt conveyor, a tension control sensor 124 for adjusting the tension of the belt, and a drive interlock. Sensor 128 is involved.

이와 같이 구성된 다층 박막 형성용 APCVD 장치에서 증착공정이 이루어지는 것을 개념적으로 설명하면 다음과 같다. 우선, 인입된 기판(130)이 벨트 컨베이어(120)에 의해 제1 노즐(150a)에 대면하도록 이송된다. 노즐의 토출구는 기판(130)의 전체 공정면에 대응하도록 위치하고 있으며, 증착막의 균일도 향상을 위해 제1 노즐 내지 제3 노즐(150a, 150b, 150c)이 모두 샤워헤드형(shower head type)인 것이 바람직하다. 제1 노즐로 들어오는 반응 가스들이, 예컨대 A 반응 가스:B 반응 가스=1:1로 조절되면, 이에 해당하는 제1 증착막이 기판(130) 상에 형성된다. 이어서, 기판(130)을 제2 노즐(150b)에 대면하도록 이송시킨 후, A 반응 가스:B 반응 가스=2:1로 조절하여 증착공정을 실행하면, 제1 증착막 상에 성질이 다른 제2 증착막이 형성되게 된다. 이와 같은 공정을 제3 노즐(150c)에 대해서도 적용하면, 각각의 층마다 반사율이나 굴절율과 같은 광학적 성질이 다른 다층 박막을 인시튜로 용이하게 형성할 수 있다. 즉, 다층 박막의 증착 시 수반되는 여러 가지 절차들, 예컨대 세정 공정, 측정 단계 등을 배제할 수 있다. 이러한 다층 박막은, 가시광선의 광대역 반사율을 개선하여 태양 전지의 효율을 향상시키는 분야에도 응용할 수 있다.When conceptually explaining that the deposition process is performed in the APCVD apparatus for forming a multilayer thin film configured as described above is as follows. First, the inserted substrate 130 is conveyed by the belt conveyor 120 to face the first nozzle 150a. The discharge port of the nozzle is located to correspond to the entire process surface of the substrate 130, and it is preferable that all of the first to third nozzles 150a, 150b, and 150c are shower head type to improve the uniformity of the deposited film. desirable. When the reactant gases entering the first nozzle are adjusted to, for example, A reactant gas: B reactant gas = 1: 1, a first deposition film corresponding thereto is formed on the substrate 130. Subsequently, the substrate 130 is transferred to face the second nozzle 150b, and then the deposition process is performed by adjusting A reaction gas: B reaction gas = 2: 1 to obtain a second film having a different property on the first deposition film. The vapor deposition film is formed. If such a process is also applied to the third nozzle 150c, a multilayer thin film having different optical properties such as reflectance and refractive index can be easily formed in each layer in each layer. That is, various procedures involved in the deposition of the multilayer thin film, such as a cleaning process and a measuring step, can be excluded. Such a multilayer thin film can be applied to the field of improving the efficiency of solar cells by improving the broadband reflectance of visible light.

위의 공정들은 막의 증착 속도를 향상시켜서 생산성을 높일 수 있도록 대기압에서 이루어지는 것이 바람직하며, 반응 가스의 불완전한 분해에 의해 박막 증착 시 불순물 입자를 발생시키는 것을 방지할 수 있도록 600∼800℃의 온도범위에서 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.The above processes are preferably carried out at atmospheric pressure to improve the deposition rate of the film to increase productivity, and in the temperature range of 600 ~ 800 ℃ to prevent the generation of impurity particles during thin film deposition by incomplete decomposition of the reaction gas More preferably.

한편, 다층 박막 각각의 성질을 결정하는 것은, 각 노즐에 들어가는 반응 가스의 혼합 비율이지만, 박막 증착율, 박막 두께와 두께 균일도는 기판의 온도와, 기판의 노즐 대면시간에 의존하므로, 이들의 적절한 조절을 통해 최적화된 성질을 갖는 다층 박막을 형성하는 공정을 결정하는 것이 좋다. 노즐 대면 시간은 기판 이송속도에 따라 결정되므로 벨트 컨베이어의 속도에 의해 이를 조절한다.On the other hand, the properties of each of the multilayer thin films are determined by the mixing ratio of the reaction gases entering each nozzle, but the thin film deposition rate, thin film thickness and thickness uniformity depend on the temperature of the substrate and the nozzle facing time of the substrate. It is good to determine the process of forming a multilayer thin film having the optimized properties through. The nozzle facing time is determined by the speed of the substrate transfer and thus controlled by the speed of the belt conveyor.

아울러, 본 장치에서의 공정은 대기압에서 이루어지므로, 다층 박막의 형성 시에 박막 사이의 산화(interlayer oxidation)가 문제시된다. 이 경우, 기판이 각 노즐 사이를 지나갈 때 적당량의 비활성 퍼지 가스(N2, Ar 등)를 흘려주면, 증착되는 박막에서 산소 함유량을 감소시킬 수 있다. 이러한 비활성 퍼지 가스는 별도의 가스 공급 라인(미도시)을 통해서 공급될 수도 있고, 각 노즐에 비활성 퍼지 가스 공급 라인을 더 설치(미도시)하고 공정이 이루어지지 않고 있는 노즐에서 비활성 퍼지 가스를 흘려줄 수도 있다.
In addition, since the process in the apparatus is performed at atmospheric pressure, interlayer oxidation is a problem when forming a multilayer thin film. In this case, when an appropriate amount of inert purge gas (N 2 , Ar, etc.) flows as the substrate passes between the nozzles, the oxygen content in the deposited thin film can be reduced. The inert purge gas may be supplied through a separate gas supply line (not shown), or an inert purge gas supply line may be further installed (not shown) at each nozzle, and the inert purge gas may flow from a nozzle that is not processed. Can also give

도 2는 본 발명의 장치에서 실리콘 질화막 형성 공정 후 비활성 퍼지(purge)가스를 별도의 가스 공급 라인에 의해 흘려준 경우의 효과를 설명하기 위한 도면이다. 더욱 상세하게는, 도 2의 (a)는 비활성 퍼지 가스를 가스 공급 라인에 의해 흘려준 경우, 도 2의 (b)는 비교를 위해 비활성 퍼지 가스를 흘려주지 않은 경우에 각각 형성된 실리콘 질화막 내에 포함된 산소농도의 SIMS 프로파일을 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 실리콘 질화막의 최상부만을 분석하였으므로 다층 박막의 특징은 보이지 않으나, 비활성 퍼지 가스를 흘려준 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 현저히 낮은 산소농도를 보이므로, 비활성 퍼지 가스를 흘려줄 때 증착막의 표면에 산화막의 형성이 억제됨을 알 수 있다.
2 is a view for explaining the effect of flowing an inert purge gas by a separate gas supply line after the silicon nitride film forming process in the apparatus of the present invention. More specifically, Figure 2 (a) is when the inert purge gas flows by the gas supply line, Figure 2 (b) is included in each of the silicon nitride film formed when the inert purge gas is not flowed for comparison Shows the SIMS profile of the oxygen concentration. Referring to FIG. 2, since only the uppermost portion of the silicon nitride film was analyzed, the characteristics of the multilayer thin film were not seen, but the case of flowing the inert purge gas showed a significantly lower oxygen concentration than the case where the inert purge gas was flowed. It can be seen that the formation of the oxide film on the surface of is suppressed.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application of the present invention is not limited to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made.

10: APCVD 장치
100: 상부 챔버
110: 하부 챔버
120: 벨트 컨베이어
122: 위치 센서
124: 텐션 조절 센서
126: 구동 모터
128: 구동 인터록 센서
130: 기판
132: 기판 가열 수단
140a, 140b, 140c: A 반응 가스 공급 수단들
142a, 142b, 142c: B 반응 가스 공급 수단들
150a, 150b, 150c: 노즐들
10: APCVD apparatus
100: upper chamber
110: lower chamber
120: belt conveyor
122: position sensor
124: tension adjustment sensor
126: drive motor
128: drive interlock sensor
130: substrate
132: substrate heating means
140a, 140b, 140c: A reactive gas supply means
142a, 142b, 142c: B reactive gas supply means
150a, 150b, 150c: nozzles

Claims (8)

반응 챔버와;
상기 반응 챔버 내에서 기판(130)을 연속적으로 이송시키는 이송 수단과;
그 각각이 1장의 기판(130)에 대응되게 대면하도록 상기 기판(130)의 이송 경로 상부에 설치된 복수의 노즐(150a, 150b, 150c)들과;
상기 노즐(150a, 150b, 150c) 각각에 서로 다른 비율로 반응 가스들을 공급시키는 가스 공급 수단(140a, 140b, 140c, 142a, 142b, 142c)과;
상기 기판(130)을 공정온도로 가열하는 기판 가열 수단(132);
을 포함하여 이루어지며,
1장의 상기 기판(130)에 대하여, 복수의 상기 노즐(150a, 150b, 150c)에서 공급된 서로 다른 비율의 반응 가스가 순차적으로 공급되어, 상기 기판(130) 상에 서로 다른 성질의 다층 박막이 인시튜(in-situ)로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 박막 형성용 APCVD 장치.
A reaction chamber;
Transfer means for continuously transferring the substrate (130) in the reaction chamber;
A plurality of nozzles (150a, 150b, 150c) provided on an upper portion of the transfer path of the substrate (130) such that each of them faces the one substrate (130);
Gas supply means (140a, 140b, 140c, 142a, 142b, 142c) for supplying reaction gases to the nozzles (150a, 150b, 150c) at different rates;
Substrate heating means (132) for heating the substrate (130) to a process temperature;
It is made, including
Regarding one substrate 130, different proportions of reaction gases supplied from the plurality of nozzles 150a, 150b, and 150c are sequentially supplied to the substrate 130 to form multilayer thin films of different properties on the substrate 130. APCVD apparatus for forming a multilayer thin film, characterized in that formed in-situ.
제 1항에 있어서, 상기 이송 수단은
구동 모터(126)에 의해 움직이는 벨트 컨베이어(120)로서, 상기 구동 모터(126)의 회전 속도 조절을 통해 상기 기판(130)의 연속적인 이송 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 형성용 APCVD 장치.
The method of claim 1, wherein the transfer means
A belt conveyor 120 moving by a drive motor 126, the APCVD apparatus for forming a multi-layer thin film, characterized in that for controlling the continuous transfer speed of the substrate 130 by adjusting the rotational speed of the drive motor 126. .
제 1항에 있어서, 상기 반응 챔버는
상기 기판(130)에 증착을 수행하는 상기 노즐(150a, 150b, 150c)들 및 상기 가스 공급 수단(140a, 140b, 140c, 142a, 142b, 142c)들이 수용되는 상부 챔버(100) 및
상기 이송 수단이 수용되는 하부 챔버(110)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층 박막 형성용 APCVD 장치.
The method of claim 1, wherein the reaction chamber
An upper chamber 100 in which the nozzles 150a, 150b, 150c and the gas supply means 140a, 140b, 140c, 142a, 142b, and 142c that perform deposition on the substrate 130 are accommodated;
APCVD apparatus for forming a multilayer thin film, characterized in that it comprises a lower chamber (110) for receiving the transfer means.
제 1항에 있어서, 상기 가스 공급 수단(140a, 140b, 140c, 142a, 142b, 142c)은
상기 노즐(150a, 150b, 150c) 각각에 대하여 적어도 2종 이상의 반응 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 형성용 APCVD 장치.
The method of claim 1, wherein the gas supply means (140a, 140b, 140c, 142a, 142b, 142c)
At least two or more kinds of reactive gases are supplied to each of the nozzles (150a, 150b, 150c).
제 1항에 있어서, 상기 노즐(150a, 150b, 150c)은
샤워헤드형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 박막 형성용 APCVD 장치.
The method of claim 1, wherein the nozzles 150a, 150b, 150c
APCVD apparatus for forming a multilayer thin film, characterized in that formed in the shower head type.
제 1항에 있어서, 상기 APCVD 장치(10)는
대기압 하에서 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 형성용 APCVD 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the APCVD apparatus 10
APCVD apparatus for forming a multilayer thin film, characterized in that the process is performed under atmospheric pressure.
제 1항에 있어서, 상기 APCVD 장치(10)는
600℃ 내지 800℃ 온도 범위 내에서 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 형성용 APCVD 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the APCVD apparatus 10
APCVD apparatus for forming a multilayer thin film, characterized in that the process is carried out within a temperature range of 600 ℃ to 800 ℃.
제 1항에 있어서, 상기 APCVD 장치(10)는
상기 기판(130)이 상기 노즐(150a, 150b, 150c)을 지날 때 상기 기판(130) 상으로 비활성 퍼지 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 다층 박막 형성용 APCVD 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the APCVD apparatus 10
APCVD apparatus for forming a multilayer thin film, characterized in that for supplying an inert purge gas onto the substrate (130) when the substrate passes the nozzle (150a, 150b, 150c).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20050122391A1 (en) * 2003-12-09 2005-06-09 Canon Kabushiki Kaisha Television receiver and network information communication system
KR20070067913A (en) * 2005-12-26 2007-06-29 주식회사 아토 Method of depositing sio2 insulator film filling nano gap using apcvd apparatus

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