KR100701449B1 - Apparatus for catalytic metal doping for low temperature poly silicone crystallization and method using the same - Google Patents

Apparatus for catalytic metal doping for low temperature poly silicone crystallization and method using the same Download PDF

Info

Publication number
KR100701449B1
KR100701449B1 KR1020050115721A KR20050115721A KR100701449B1 KR 100701449 B1 KR100701449 B1 KR 100701449B1 KR 1020050115721 A KR1020050115721 A KR 1020050115721A KR 20050115721 A KR20050115721 A KR 20050115721A KR 100701449 B1 KR100701449 B1 KR 100701449B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal catalyst
electrode plate
low temperature
chamber
substrate
Prior art date
Application number
KR1020050115721A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20070016911A (en
Inventor
허윤성
황윤석
Original Assignee
주식회사 에이브이엠에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에이브이엠에스 filed Critical 주식회사 에이브이엠에스
Priority to KR1020050115721A priority Critical patent/KR100701449B1/en
Priority to TW95101016A priority patent/TWI316977B/en
Priority to JP2006023293A priority patent/JP4546405B2/en
Publication of KR20070016911A publication Critical patent/KR20070016911A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100701449B1 publication Critical patent/KR100701449B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/548Controlling the composition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3488Constructional details of particle beam apparatus not otherwise provided for, e.g. arrangement, mounting, housing, environment; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus

Abstract

본 발명은 유리 또는 폴리머 기판 위에 코팅된 비정질 실리콘(a-Si)을 저온 결정화(Low Temperature poly-crystalline silicon)하는 과정에서 재현성과 안정성을 확보할 수 있는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치 및 도핑 방법을 개시한다. 본 발명은, 쳄버, 상기 쳄버 내에 설치되며 기판이 올려지며 이동 가능하게 배치되는 히터, 상기 히터와 동일한 평면상에 배치되는 대향 전극판, 상기 쳄버에 설치되며 선형적으로 이동하는 선형 구동부, 상기 선형 구동부에 의하여 선형적으로 이동하는 스퍼터 건을 포함하며, 상기 스퍼터 건은, 상기 선형 구동부에 결합되는 음극 전극, 상기 대향 전극판과 마주하는 방향으로 배치되는 음극 전극판을 포함한다.The present invention is a metal catalyst doping apparatus and doping for low temperature silicon crystallization to ensure reproducibility and stability in the process of low temperature poly-crystalline silicon (a-Si) coated on a glass or polymer substrate The method is disclosed. The present invention is a chamber, a heater is installed in the chamber and the substrate is mounted and moveable, the opposite electrode plate disposed on the same plane as the heater, a linear drive unit installed in the chamber and linearly moving, the linear And a sputter gun linearly moved by a drive unit, the sputter gun including a cathode electrode coupled to the linear drive unit and a cathode electrode plate disposed in a direction facing the counter electrode plate.

평판, 기판, 스퍼터링, 촉매, 스퍼터, 글라스, 폴리머 Plates, Substrates, Sputtering, Catalysts, Sputters, Glass, Polymers

Description

실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치 및 이를 이용한 도핑 방법{Apparatus for catalytic metal doping for low temperature poly silicone crystallization and method using the same}{Apparatus for catalytic metal doping for low temperature poly silicone crystallization and method using the same}

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시 예를 설명하기 위한 금속촉매 도핑 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a metal catalyst doping apparatus for explaining a first embodiment according to the present invention.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에서 스퍼터 건의 구조 및 대향 전극판과의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the structure of the sputter gun and the arrangement relationship with the counter electrode plate in the first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 실시 예의 플라즈마 밀도 그래프를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a plasma density graph of an embodiment according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 제2 실시 예를 설명하기 위한 금속촉매 도핑 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.4 is a perspective view schematically showing a metal catalyst doping apparatus for explaining a second embodiment according to the present invention.

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에서 스퍼터 건의 구조 및 대향 전극판의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a view for explaining the arrangement of the sputter gun and the arrangement of the counter electrode plates in the second embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 금속 도핑장치에서 스퍼터 건의 기울어진 각도에 따른 스퍼터링 수율을 나타낸 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing sputtering yield according to the inclination angle of the sputter gun in the metal doping apparatus according to the second embodiment of the present invention.

본 발명은 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치 및 도핑 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유리 또는 폴리머 기판 위에 코팅된 비정질 실리콘(a-Si)을 저온 결정화(Low Temperature poly-crystalline silicon)하는 과정에서 재현성과 안정성을 확보할 수 있는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치 및 도핑 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal catalyst doping apparatus and a doping method for silicon low temperature crystallization, and more particularly to a process of low temperature poly-crystalline silicon (a-Si) coated on a glass or polymer substrate The present invention relates to a metal catalyst doping apparatus and a doping method for silicon low temperature crystallization capable of ensuring reproducibility and stability.

일반적으로 디스플레이 분야는 반도체 메모리에 이어 첨단 과학 발전의 결과로 얻어진 최첨단 결과의 하나이다. 기존의 음극선관(Cathode-ray tube, CRT)은 기기가 가지는 특수성으로 인해 공간성의 한계를 극복하지 못했으며, 이를 대체하려는 노력은 TFT LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes), FED(Field emission display), PDP(Plasma display Panel)등의 방식으로 다양하게 시도되어 왔다. 이들 방식 중 최근 들어 차세대 디스플레이로 많은 기대를 모으고 있는 분야가 OLED 방식이다. OLED는 박막의 자체 발광을 이용하고 있기 때문에 다른 디스플레이 방식에 비해 응답속도가10-6초 영역으로 매우 빠를 뿐만 아니라 가볍고, 두께가 얇으며, 시야각이 넓고, 사용전력이 작으며, 두루마리형의 디스플레이가 가능한 장점을 가지고 있다. OLED 방식 중 능동형(active matrix, AM) OLED는 TFT LCD와 마찬가지로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 기본으로 채용하고 있기 때문에 박막 트랜지스터를 위해 비정질 실리콘에 비해 전자 이동속도가 빠른 결정립 실리콘 공정을 필요로 하고 있다.In general, the field of display is one of the most advanced results obtained as a result of advanced scientific developments following semiconductor memory. Conventional cathode-ray tube (CRT) did not overcome the limitations of spatiality due to the uniqueness of the device, and efforts to replace it have been made through TFT LCD (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) and OLED (Organic Light Emitting Diodes). ), FED (Field emission display), PDP (Plasma display Panel) has been tried in various ways. Among these methods, the OLED method is a field that has recently attracted much expectation as the next generation display. The OLED light and was not only very fast to another display mode 10-6 seconds domain response speed compared to the use of so that the self-light emission of the thin-film, thin, thick, wide viewing angle, using the electric power was small, the display of the scroll-type Has the possible advantages. Active matrix (AM) OLED among OLED methods adopts thin film transistor (TFT) as a TFT LCD as a base, and thus requires a crystalline silicon process that has a faster electron transfer speed than amorphous silicon for thin film transistors. I am doing it.

디스플레이 기판 모재로 많이 사용되고 있는 투명 재료로는 일반 유리(glass) 종류와 석영(quartz)이 있으며, 사업성을 위해서는 유리 재질이 더 많이 선호되고 있다. 유리 기판 위에 결정립 실리콘을 만드는 방법에는 HWCVD(Hot Wire CVD)와 같이 직접적인 방법과 ELA(Excimer Laser Annealer)와 같이 간접적인 방법이 있다. 실리콘의 경우 비정질 상을 결정립으로 상변화를 이루기 위해서는 700℃ 이상의 열에너지가 필요하다. 그러나 유리의 글래스화(glass화) 온도는 약 640℃로 실리콘 상변화 온도보다 낮기 때문에 열에너지만을 사용하여 유리 기판 위에 증착된 비정질 실리콘을 결정화하는 것은 쉬운 일이 아니다. 따라서 유리가 상변화를 일으키는 온도보다 낮은 온도에서 실리콘 결정립을 만들어야 하며, 이러한 부분을 강조하여 공정을 저온 폴리 실리콘(이하 “LTPS” 또는 “저온 폴리”라 함.) 결정화 공정이라 부르고 있다. Transparent materials that are widely used as display substrate base materials include general glass and quartz, and glass materials are more preferred for business purposes. There are two methods of making grain silicon on a glass substrate: a direct method such as hot wire CVD (HWCVD) and an indirect method such as an Excimer Laser Annealer (ELA). In the case of silicon, thermal energy of 700 ° C. or more is required to achieve a phase change from the amorphous phase to the crystal grain. However, since the glassization temperature of glass is about 640 ° C., which is lower than the silicon phase change temperature, it is not easy to crystallize amorphous silicon deposited on the glass substrate using only thermal energy. Therefore, it is necessary to make silicon grains at a temperature lower than the temperature at which the glass causes the phase change, and this process is emphasized, and the process is called low temperature polysilicon (hereinafter referred to as "LTPS" or "low temperature poly") crystallization process.

이러한 LTPS 결정화 공정 기술은, 촉매 역할을 하는 금속 물질을 비정질 실리콘 박막 위에 단위 면적당 1013개 이하로 도핑(doping)시켜 열처리하는 LTPS 결정화 공정 기술이 개발되고 있으나, 촉매용 금속 물질을 원하는 초미세 두께를 가지는 박막으로 도핑하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있다. This LTPS crystallization process technology, LTPS crystallization process technology for the heat treatment by doping (doping) the metal material that acts as a catalyst to the amorphous silicon thin film to less than 10 13 per unit area has been developed, but the ultra-thin thickness of the desired metal material Doping into a thin film having a problem is not easy.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 금속 입자의 도핑(1013원자/㎠ 이하, 참고로 일반적인 물질의 표면 1층(ML, mono-layer)을 이루고 있는 원자 수는 약 1015원자/㎠ 정도임)을 수행함에 있 어서 원하는 도핑 수준의 증착량인 0.1 Å 이하의 두께를 언제나 재현성 있게 맞출 수 있는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치 및 도핑 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to form a mono-layer (ML, mono-layer) of metal particles (10 13 atoms / cm 2 or less, for reference). Metal catalyst doping apparatus and doping method for silicon low temperature crystallization, which can attain reproducibly matching the thickness of 0.1 Å or less, which is the amount of deposition at a desired doping level, at a time of about 10 15 atoms / cm 2). It is.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 쳄버, 상기 쳄버 내에 설치되며 기판이 상부에 안착되는 히터, 상기 히터의 상부에 평면상에 배치되는 대향 전극판, 상기 쳄버에 양측에 설치된 선형 구동부, 상기 선형 구동부에 의하여 선형적으로 이동되는 스퍼터 건을 포함하며, 상기 스퍼터 건은 상기 선형 구동부에 결합되는 음극 전극, 상기 음극 전극에 결합되며, 상기 대향 전극판과 마주하는 방향으로 배치되는 음극 전극판을 포함하는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a chamber, a heater is installed in the chamber and the substrate is seated on the upper side, the counter electrode plate disposed on a plane on the upper portion of the heater, the linear drive unit installed on both sides of the chamber, And a sputter gun linearly moved by a linear drive unit, the sputter gun coupled to the negative electrode coupled to the linear drive unit, the negative electrode coupled to the negative electrode plate disposed in a direction facing the counter electrode plate. It provides a metal catalyst doping apparatus for silicon low temperature crystallization comprising.

상기 스퍼터 건은 타겟면이 기판방향으로부터 0°~ ±90°까지 각도 중 어느 한 각도를 유지하는 방향에 고정될 수 있다.The sputter gun may be fixed to a direction in which the target surface maintains any one of angles from 0 ° to ± 90 ° from the substrate direction.

상기 음극 전극은 그 내부에 냉각수 통로가 제공되는 것이 바람직하다.The cathode electrode is preferably provided with a cooling water passage therein.

상기 스퍼터 건은 상기 음극 전극판의 측면들, 그리고 상기 음극 전극판의 위면이 가려지는 형태로 배치되는 것이 바람직하다.The sputter gun is preferably disposed in such a manner that the side surfaces of the cathode electrode plate and the top surface of the cathode electrode plate are covered.

상기 스퍼터 건은 기판 이송방향으로 폭이 10 ~50mm 이내 이며, 음극 전극판은 니켈 또는 니켈 합금으로 되는 것이 바람직하다.The sputter gun has a width in the substrate transfer direction of less than 10 ~ 50mm, the cathode electrode plate is preferably made of nickel or nickel alloy.

또한, 본 발명은 쳄버, 상기 쳄버 내에 설치되며 기판이 상부에 안착되는 히터, 상기 히터의 상부에 평면상으로 배치되는 대향 전극판, 상기 쳄버의 양측에 설 치된 선형 구동부, 상기 선형 구동부에 의하여 선형적으로 이동하는 스퍼터 건을 포함하는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치를 이용한 도핑 방법에 있어서, 상기 스퍼터 건이 이동속도를 분당 1 ~ 6 m의 이동속도 이내로 이동하며 금속촉매를 도핑하는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑 장치를 이용한 도핑 방법을 제공한다.In addition, the present invention is a chamber, the heater is installed in the chamber and the substrate is mounted on the upper side, the counter electrode plate disposed in a plane on top of the heater, the linear drive unit installed on both sides of the chamber, the linear by the linear drive unit A doping method using a metal catalyst doping apparatus for silicon low temperature crystallization including a sputter gun that moves in a moving manner, wherein the sputter gun moves a moving speed within a moving speed of 1 to 6 m per minute and the silicon low temperature crystallization doping the metal catalyst It provides a doping method using a metal catalyst doping apparatus for.

상기 스퍼터 건과 상기 대향 전극판의 거리가 50-100mm의 범위 이내 인 것이 바람직하다.Preferably, the distance between the sputter gun and the counter electrode plate is within a range of 50-100 mm.

상기 스퍼터 건에 인가되는 파워는 직류 300 ~ 1,000V, 또는 13.56㎒, 600W의 조건, 또는 1.0 ~ 10KHz, 200 ~ 500W의 조건을 가지는 것이 바람직하다.The power applied to the sputter gun preferably has a condition of 300 to 1,000 V, or 13.56 MHz, 600 W, or 1.0 to 10 KHz, 200 to 500 W.

상기 쳄버 내부에 주입되는 가스의 유량이 5 ~ 100 sccm 범위로 금속촉매를 도핑하는 것이 바람직하다.It is preferable that the flow rate of the gas injected into the chamber is doped with the metal catalyst in the range of 5 to 100 sccm.

상기 쳄버 내부에 주입되는 가스의 압력은 5 X 10-3 ~ 5 X 10-1 Torr 의 상태로 금속촉매를 도핑하는 것이 바람직하다.The pressure of the gas injected into the chamber is preferably doped with a metal catalyst in the state of 5 X 10 -3 ~ 5 X 10 -1 Torr.

상기 쳄버 내부에 주입되는 가스는 아르곤, 네온, 질소, 헬륨 또는 이들 가스의 혼합 형태 중의 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.The gas injected into the chamber is preferably made of any one of argon, neon, nitrogen, helium or a mixture of these gases.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시 예를 설명하기 위한 사시도로, 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치를 도시하고 있다. 본 발명에서 도시한 실리콘 저 온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치는, 진공을 형성할 수 있는 쳄버(1), 히터(3), 대향 전극판(5), 모터(M) 등의 구동원, 상기 구동원에 의하여 쳄버(1) 내에서 구동력을 전달하는 선형 구동부(7), 그리고 상기 선형 구동부에 결합된 스퍼터 건(9)을 포함한다.1 is a perspective view for explaining a first embodiment according to the present invention, showing a metal catalyst doping apparatus for low temperature silicon crystallization. The metal catalyst doping apparatus for silicon low temperature crystallization shown in the present invention is a drive source such as a chamber 1, a heater 3, a counter electrode plate 5, a motor M, etc. capable of forming a vacuum, and the drive source. It includes a linear drive (7) for transmitting a driving force in the chamber (1), and a sputter gun (9) coupled to the linear drive.

상기 쳄버(1)는 대략 직육면체 형태로 이루어지며 내부에 공간이 제공되는 구조를 가진다. 그리고 상기 쳄버(1)는 그 내부가 진공 상태로 이루어지는 것이 바람직하다. The chamber 1 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape and has a structure in which space is provided. And it is preferable that the inside of the chamber 1 is made into a vacuum state.

상기 히터(3)는 그 위에 기판(G)이 올려질 수 있다. 그리고 상기 히터(3)가 배치되는 면과 연장선상에는 대향 전극판(5)이 배치되는 것이 바람직하다.The heater 3 may be placed on the substrate (G) thereon. And it is preferable that the counter electrode plate 5 is arrange | positioned on the surface and extension line in which the said heater 3 is arrange | positioned.

상기 히터(3)는 도핑 공정이 진행되는 동안 기판(G)이 고르게 350 ℃ 정도까지 가열될 수 있도록 온도 제어 장치(도시생략)와 연결되는 구조를 이루는 것이 바람직하다. 그리고 상기 대향 전극판(5)은 상기 스퍼터 건(9)이 선형으로 이동됨에 따라 스퍼터 건(9)에 제공되는 캐소드와 상대 전극 사이의 간격 변화로 달라질 수 있는 전기장의 변화가 발생되지 않도록 히터(3)의 면과 등전위를 이루게 구성되는 것이 바람직하다. The heater 3 preferably forms a structure that is connected to a temperature control device (not shown) so that the substrate G may be evenly heated to about 350 ° C. during the doping process. In addition, the counter electrode plate 5 may include a heater (not to change the electric field that may vary due to a change in the distance between the cathode and the counter electrode provided to the sputter gun 9 as the sputter gun 9 moves linearly). It is preferable that it is comprised so that the surface of 3) may be equipotential.

본 발명에서 상기 히터(3)를 포함하는 대향 전극판(5)은 기판(G)이 안착된 상태에서 함께 이송이 가능한 통상의 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 히터(3)는 기판(G)이 올려질 수 있으며, 상기 기판(G)의 이송과 가열이 실시간으로 이루어질 수 있는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명의 히터(3)는 기판(G)을 가열시키면서 동시에 이송시킬 수 있는 구조면 어느 것이나 가능하다.In the present invention, the counter electrode plate 5 including the heater 3 may be formed in a conventional structure which can be transferred together in a state where the substrate G is seated. That is, the heater 3 may have a structure in which the substrate G may be raised and the transfer and heating of the substrate G may be performed in real time. The heater 3 of the present invention can be any structure that can simultaneously transfer the substrate G while heating it.

상기 선형 구동부(7)는 스퍼터 건(9)을 쳄버(1) 내에서 선형적으로 이동시키기 위한 것으로, 모터(M)로 이루어지는 구동원, 상기 구동원에 의하여 회전하는 구동축(21), 상기 구동축(21)에 의하여 회전하는 한 쌍의 구동풀리(23, 25), 상기 구동풀리(23, 25)와 대응되는 위치에 배치되는 한 쌍의 종동풀리(27, 29), 그리고 상기 구동풀리(23, 25)와 상기 종동풀리(27, 29) 들 사이에 배치되는 벨트(31, 33)들을 포함한다. 상기 벨트(31, 33)들은 금속(steel) 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 선형 구동부(7)는 상기 도핑 모듈(9)을 이송시킬 수 있는 통상의 것이 사용될 수 있으며, 본 발명에서 도면에 도시한 예에 한정되는 것은 아니다. 특히, 상기 선형 구동부(7)는 기판(G)과 상기 도핑 모듈(9)이 선형적으로 상대 운동을 하는 구조이면 어느 것이나 적용될 수 있다.The linear drive unit 7 is for linearly moving the sputter gun 9 in the chamber 1, a drive source consisting of a motor M, a drive shaft 21 rotating by the drive source, and the drive shaft 21 A pair of driving pulleys (23, 25) rotated by), a pair of driven pulleys (27, 29) disposed in a position corresponding to the drive pulleys (23, 25), and the drive pulleys (23, 25) ) And belts 31, 33 disposed between the driven pulleys 27, 29. The belts 31 and 33 may be made of metal. The linear drive 7 may be a conventional one capable of transferring the doping module 9, but is not limited to the example shown in the drawings in the present invention. In particular, the linear driver 7 may be any structure as long as the substrate G and the doping module 9 linearly move relative to each other.

상기 스퍼터 건(9)은, 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 상기 선형 구동부(7)에 결합되는 음극 전극(51), 상기 대향 전극판(5)과 마주하는 방향으로 배치되는 음극 전극판(55)을 포함한다. 특히 상기 스퍼터 건(9)은 대향 전극판(5)에 대하여 거리 d가 띄여지는 위치에 선형적으로 이동(도 2에서 화살표 방향 또는 그 역방향을 이동) 가능하게 배치되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2, the sputter gun 9 includes a cathode electrode 51 coupled to the linear driving unit 7, and a cathode electrode plate disposed in a direction facing the counter electrode plate 5. 55). In particular, it is preferable that the sputter gun 9 is arranged to be linearly movable (moving the direction of the arrow or the opposite direction in FIG. 2) at a position where the distance d stands out with respect to the counter electrode plate 5.

상기 음극 전극(51)은 내부에 열을 식히기 위한 냉각수 통로가 마련되어 있다. 상기 냉각수 통로(51a)는, 음극 전극(51)의 길이 방향으로 배치되어 있으며, 별도의 냉각수 공급/순환장치(도시생략)와 연결되어 있다. 상기 냉각수 통로(51a)는 냉각수가 흐르면서 음극 전극판(55, '타겟' 이라고도 함)의 온도를 일정하게 유지하여 음극 전극판(55)의 표면 특성을 유지시키기 위한 것이다.The cathode electrode 51 is provided with a cooling water passage for cooling the heat therein. The cooling water passage 51a is arranged in the longitudinal direction of the cathode electrode 51 and is connected to a separate cooling water supply / circulator (not shown). The cooling water passage 51a is to maintain the surface characteristics of the negative electrode plate 55 by maintaining a constant temperature of the negative electrode plate 55 (also referred to as a 'target') while the cooling water flows.

그리고 상기 스퍼터 건(9)의 외주면에서는 음극 전극판(55)이 배치되는 부분을 제외한 부분을 감쌀 수 있도록 접지용 차폐부재(57)가 2mm의 다크 스페이스(dark space, 플라즈마가 존재하지 않는 공간) 간격으로 띄워져 결합되는 것이 바람직하다. 상기 차폐부재(57)는 히터면, 대향 전극판(5)과 함께 등전위(equipotential, 等電位)를 이루고 있어, 타겟면과 유리 기판 사이에 전기장이 형성될 수 있는 것이다. 이러한 스퍼터 건(9)은 음극전극(51)에 영구 자석을 배치하지 않음으로서 자기장에 의한 플라즈마 밀도 강화를 크게 낮출 수 있는 것이다. 이와 같이 쳄버(1) 내의 이송형 스퍼터 건에 영구자석을 삽입하지 않음으로써 자기장으로 인한 플라즈마 밀도 상승을 억제해 주고 단순히 균일하게 형성되는 전기장에 의한 촉매 금속의 도핑을 구현할 수 있도록 하는 것이다.On the outer circumferential surface of the sputter gun 9, a ground shielding member 57 has a dark space of 2 mm so as to cover a portion other than a portion where the negative electrode plate 55 is disposed, and a dark space (space without plasma). It is preferred to be spaced apart and joined. The shielding member 57 forms an equipotential with the heater surface and the counter electrode plate 5, so that an electric field can be formed between the target surface and the glass substrate. The sputter gun 9 can greatly reduce the plasma density enhancement by the magnetic field by not disposing the permanent magnet on the cathode electrode 51. As such, by not inserting the permanent magnet into the transfer sputter gun in the chamber 1, it is possible to suppress the plasma density increase due to the magnetic field and to realize the doping of the catalytic metal by the electric field which is simply uniformly formed.

도 4는 본 발명에 따른 제2 실시 예를 설명하기 위한 사시도이고, 도 5는 도 4의 주요 부분을 도시한 도면으로, 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치의 다른 예를 도시하고 있다. 본 발명의 제2 실시 예는 상술한 제1 실시 예와 비교하여 다른 부분만을 설명하고 상기 제1 실시 예와 동일한 부분은 상술한 제1 실시 예의 설명으로 대치한다.4 is a perspective view for explaining a second embodiment according to the present invention, Figure 5 is a view showing the main part of Figure 4, showing another example of a metal catalyst doping apparatus for low temperature silicon crystallization. The second embodiment of the present invention describes only the other parts compared to the first embodiment described above, and the same parts as the first embodiment are replaced with the description of the first embodiment described above.

본 발명의 제2 실시 예는 스퍼터 건(9)과 기판을 포함한 대향 전극판(5)이 서로 수직인 상태로 배치되는 점에 차이가 있다. 즉, 본 발명의 제2 실시 예의 스퍼터 건(9)은 상술한 제1 실시 예와 동일한 구조를 가지며, 다만, 대향 전극판(5)의 면이 향하는 방향에 대하여 스퍼터 건(9)에 제공되는 음극 전극판(55)의 면이 향하는 방향이 서로 다른 각도(θ)를 이루어 배치되는 것이다. 이러한 각도는 음극 전극판과 유리 기판이 마주보고 있는 상태를 0°로 정했을 때, 도 5에 도시하고 있는 바와 같이 ±90°(직각)의 범위 내에서 조정될 수 있게 배치하였다. 이는 음극 전극판과 기판 사이의 거리를 인위적으로 띄우는 효과와 균일한 전기장 형성을 방해함으로써 0°도로 서로 마주보고 있을 때에 비해 증착률이 최대로 절반 이하로 줄어들게 하는 효과를 얻을 수 있다. 따라서 기판과 음극 전극판이 이룰 수 있는 각도(θ)는 0°와 ±45°, 그리고 ±90°등으로 조절이 가능하게 이루어지게 하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 제2 실시 예는 스퍼터 건(9)이 이를 지지하고 있는 부분인 선형 구동부(7)에 회전 가능하게 힌지 결합되는 것이 바람직하다. 이러한 구조는 기판(G)과 이루는 각(±θ, 도면에서 수직선을 기준으로 좌우로 회전할 수 있는 각도)으로 스퍼터 건의 방향이 기울어질 수 있음을 의미한다. 그리고 이러한 스퍼터 건(9)의 회전 구조에 대한 상세한 도시는 생략하였으나, 별도의 모터 등에 의하여 회전이 제어될 수 있는 구조로 이루어지는 것도 가능하다. The second embodiment of the present invention differs in that the sputter gun 9 and the counter electrode plate 5 including the substrate are disposed perpendicular to each other. That is, the sputter gun 9 of the second embodiment of the present invention has the same structure as that of the first embodiment described above, except that the sputter gun 9 is provided in the direction in which the surface of the counter electrode plate 5 faces. The direction that the surface of the negative electrode plate 55 faces is arranged at different angles θ. This angle was arrange | positioned so that it may be adjusted in the range of +/- 90 degrees (right angle), as shown in FIG. 5, when the state which the negative electrode plate and the glass substrate oppose is set to 0 degree. This can achieve an effect of artificially floating the distance between the cathode electrode plate and the substrate and reducing the deposition rate to a maximum of less than half compared to when facing each other at 0 ° by preventing the uniform electric field formation. Therefore, it is preferable that the angle θ formed between the substrate and the cathode electrode plate can be adjusted to 0 °, ± 45 °, and ± 90 °. That is, in the second embodiment of the present invention, it is preferable that the sputter gun 9 is rotatably hinged to the linear drive 7, which is a portion supporting the sputter gun 9. This structure means that the direction of the sputter gun can be inclined at an angle (± θ, an angle capable of rotating left and right with respect to the vertical line in the drawing) with the substrate G. Although the detailed illustration of the rotating structure of the sputter gun 9 is omitted, it is also possible to have a structure in which the rotation can be controlled by a separate motor or the like.

도 6은 기판 면 방향에 대해 스퍼터 건의 기울어진 각도(θ)에 따른 스퍼터링 수율을 나타낸 곡선으로서 x 축은 기울어진 타겟의 각도를 y 축은 일반화된 값의 경향성을 보여주는 임의의 값(arbitrary, au, 경우에 따라서는 각도 변화에 따른 증착율 %)을 나타내고 있다. 도핑이 일어나는 스퍼터링 증착(a)과 기판 면에서 일어나는 re-sputter(e)의 합인 결과치(d)로 나타낼 수 있으며, 이들 수치는 모두 기판과 이루는 스퍼터 건의 각도 함수로 얻어질 수 있다.FIG. 6 is a curve showing the sputtering yield according to the inclination angle (θ) of the sputter gun with respect to the substrate plane direction, where the x axis represents an angle of the inclined target and the y axis represents a tendency of generalized values. In some cases, the deposition rate (%) according to the angle change is shown. It can be expressed as a result d, which is the sum of sputter deposition (a) in which doping takes place and re-sputter (e) in the surface of the substrate, all of which can be obtained as a function of the angle of the sputter gun with the substrate.

스퍼터링 증착률(21)은 타겟에 인가하는 전기적인 에너지 값에 직접적으로 비례하며, 만일 타겟에 인가하는 에너지 값을 줄이면 도 6의 곡선(a)로 나타나던 스퍼터링 증착 경향이 곡선(b)으로 감소될 수 있음을 쉽게 짐직할 수 있다. 여기서 알 수 있는 내용은 어느 값의 에너지를 타겟에 인가하더라도 타겟면과 기판이 이루고 있는 기울기 각도에 따라 스퍼터링 증착이 달라 질 수 있음을 짐작할 수 있다. 타겟 면이 ±90도로 어긋나 있을 때는 정면으로 마주보고 있는 상태인 0도 일때에 비해 스퍼터 증착이 절반으로 줄어드는 효과를 얻을 수 있음을 보여주고 있다.The sputtering deposition rate 21 is directly proportional to the electrical energy value applied to the target, and if the energy value applied to the target is reduced, the sputtering deposition tendency shown by the curve (a) of FIG. 6 may be reduced to the curve (b). It can be easily counted. It can be seen that sputter deposition may vary depending on the inclination angle between the target surface and the substrate, even if a certain amount of energy is applied to the target. When the target plane is shifted by ± 90 degrees, the sputter deposition is reduced by half compared to when the target face is facing 0 degrees.

한편, 타겟에 인가하는 에너지 값을 줄이면 기판 면에서 일어나는 리스퍼터링(re-sputterring) 현상도 곡선(e)에서 곡선(f)으로 현격하게 줄어드는 경향을 나타내며, 이들 리스퍼터링 값(f)과 스퍼터링 증착값(b)의 합의 값으로 나타나는 순수 도핑량 곡선(C)과 같은 값을 얻게된다.On the other hand, if the energy value applied to the target is reduced, the re-sputtering phenomenon occurring on the surface of the substrate also tends to decrease remarkably from the curve (e) to the curve (f), and these resputtering values (f) and sputtering deposition are shown. The same value as the pure doping curve (C) is obtained as the sum of the values (b).

따라서 본 발명에서는 기판 면에 대해 스퍼터 건이 마주보는 각도에 따라 도핑량이 달라질 수 있음에 착안하여 타겟이 이송시에 일정한 각도를 유지한 채 이송하며 촉매 금속 도핑이 이루어지게 하였다.Therefore, in the present invention, the amount of doping may vary according to the angle of the sputter gun facing the substrate surface, so that the target metal is transported while maintaining a constant angle at the time of transport, so that the catalytic metal doping is performed.

한편, 상기 음극 전극판(55)은 니켈로 이루어지는 것이 바람직하다. On the other hand, the cathode electrode plate 55 is preferably made of nickel.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치를 이용한 박막의 금속 촉매를 도핑하는 방법에 대하여 설명한다.The method of doping the metal catalyst of the thin film using the metal catalyst doping apparatus for silicon low temperature crystallization of the present invention thus made will be described.

본 발명의 실리콘 저온 결정화를 위한 금속 촉매 도핑 장치를 이용한 박막의 금속 촉매를 도핑하는 방법에서, 적용되는 조건은 다음과 같다. 상기 스퍼터 건에 인가되는 파워는 직류 300 ~ 1,000V, 또는 13.56㎒, 600W의 조건, 또는 1.0 ~ 10KHz, 200 ~ 500W의 조건이 바람직하다. 상기 쳄버 내부에 주입되는 가스의 유량이 5 ~ 100 sccm 범위로 금속촉매를 도핑하는 것이 바람직하다. 상기 쳄버 내부에 주입되는 가스의 압력은 5 X 10-3 ~ 5 X 10-1 Torr 의 상태로 금속촉매를 도핑하는 것이 바람직하다.In the method of doping the metal catalyst of the thin film using the metal catalyst doping apparatus for silicon low temperature crystallization of the present invention, the conditions applied are as follows. The power applied to the sputter gun is preferably a condition of 300 to 1,000 V, or 13.56 MHz, 600 W, or 1.0 to 10 KHz, 200 to 500 W. It is preferable that the flow rate of the gas injected into the chamber is doped with the metal catalyst in the range of 5 to 100 sccm. The pressure of the gas injected into the chamber is preferably doped with a metal catalyst in the state of 5 X 10 -3 ~ 5 X 10 -1 Torr.

본 발명은 음극 전극판(55, 촉매 금속)이 니켈인 경우를 예로 설명한다. 음극 전극판(55)이 기판(G)에 대해 이송하지 않고 고정되어 있을 때, 일반적인 증착률(r, deposition rate)은 스퍼터 건(9)의 파워, 스퍼터 건(9)과 기판(G) 간의 거리(d)등에 의해 정해진다. 그리고 기판(G)에 증착되는 박막의 두께(t, thickness)는 증착률(r)과 기판(G)이 플라즈마에 노출되는 시간(s, exposetime)의 곱으로 정해진다. In the present invention, the case where the cathode electrode plate 55 (catalyst metal) is nickel will be described as an example. When the cathode electrode plate 55 is fixed without being transported with respect to the substrate G, the typical deposition rate r is determined by the power of the sputter gun 9, between the sputter gun 9 and the substrate G. It is determined by the distance d. The thickness t of the thin film deposited on the substrate G is determined by the product of the deposition rate r and the time (s, exposetime) of the substrate G being exposed to the plasma.

따라서 실제 기판에 증착되는 박막의 두께를 줄이기 위해서는 음극 전극판(55)의 폭을 기판 길이보다 짧게 한 상태에서 정지해 있는 음극 전극판에 대해서 전체 기판(G)을 스캔(scan, 주사)하거나, 또는 정지해 있는 전체 기판에 대해서 음극 전극판이 속도 v로 스캔해야 한다. 즉, 폭이 x ㎜인 음극 전극판이 분당 v의 속도로 이송하며 정지해 있는 기판 전체 위면을 주사하며 증착이 이뤄진다면, 실제 기판(G)이 스퍼터 건(9)에 노출되는 시간은 음극 전극판(55)의 폭을 이동 방향을 고려한 전체 기판 총 길이로 나눈 값에 비례하고, 음극 전극판(55)의 이동 속도(기판에 대한 상대적인 속도)에 반비례하게 된다. Therefore, in order to reduce the thickness of the thin film deposited on the actual substrate, the entire substrate G is scanned (scanned) with respect to the stationary cathode electrode plate while the width of the cathode electrode plate 55 is shorter than the substrate length. Alternatively, the cathode electrode plate should be scanned at speed v for the entire substrate at rest. In other words, if the cathode electrode plate having a width of x mm is transported at a speed of v / min and scans the entire upper surface of the stationary substrate, and the deposition is performed, the time when the actual substrate G is exposed to the sputter gun 9 is negative electrode plate The width of 55 is proportional to the value obtained by dividing the total substrate length in consideration of the moving direction, and inversely proportional to the moving speed (relative to the substrate) of the negative electrode plate 55.

따라서 증착물질이 쌓이는 박막 두께(t)는, 증착률(r) X {(음극 전극판의 폭(x) / 기판 총 길이(l)} X {기판 총 길이(l) / 스퍼터 건의 이동속도(v)}가 된다. 이때 수식이 성립하기 위해서는 반드시 두 개의 전제조건을 가지게 되는데, 첫째는 음극 전극판(55)의 폭(x)이 주사가 일어나는 방향의 기판(G) 길이보다 반드시 짧아야 하는 것이고, 두 번째 조건은, 기판(G) 전체를 증착하기 위해서 음극 전극판(55)과 기판(G) 사이의 상대적인 속도(v)가 반드시 필요하므로 음극 전극판(55) 또는 기판(G)이 반드시 움직여야만 하고 이로 인한 상대적 이동 속도(v)가 0이 아닌 값을 가져야 하는 것이다. Therefore, the thickness (t) of the thin film on which the deposition material is deposited is the deposition rate (r) X {(the width of the negative electrode plate (x) / the total length of the substrate (l)) X {the total length of the substrate (l) / the speed of the sputter gun ( v)}, the formula must have two prerequisites, firstly, the width x of the cathode electrode plate 55 must be shorter than the length of the substrate G in the scanning direction. In the second condition, since the relative velocity v between the negative electrode plate 55 and the substrate G is necessary to deposit the entire substrate G, the negative electrode plate 55 or the substrate G must be used. It must move, so the relative speed of movement (v) must have a nonzero value.

결론적으로 음극 전극판(55)의 동작 조건에 따라 정해지는 증착률 이외에 실제 기판에 증착되는 박막의 두께를 제어할 수 있는 요인으로 음극 전극판(55)의 폭(x)과 음극 전극판(55)과 기판(G)의 상대적인 속도차가 있어야만 수식이 성립하게 되어 있다. 이때 음극 전극판(55)의 폭(x)은 기판(G) 길이보다 짧아야 하고 이동 속도는 양의 값을 가져야 한다. 이에 대한 것을 수식으로 기술하면 다음과 같다.In conclusion, in addition to the deposition rate determined according to the operating conditions of the cathode electrode plate 55, the width (x) of the cathode electrode plate 55 and the cathode electrode plate 55 are factors that can control the thickness of the thin film deposited on the actual substrate. ) And the substrate G only have a relative speed difference to establish a formula. At this time, the width x of the negative electrode plate 55 should be shorter than the length of the substrate G and the moving speed should have a positive value. This is described by the formula as follows.

Figure 112005070012458-pat00001
Figure 112005070012458-pat00001

여기에서  From here

x : 음극 전극판 폭 (cathode width)x: cathode electrode plate width

l : 기판 길이 (substrate length)l: substrate length

v : 스퍼터 건의 이동속도 (moving speed)v: moving speed of sputter gun

니켈 금속이 음극 전극판과 기판이 마주보며 정지된 상태로 증착이 이뤄질 경우 일반적으로 분당 약 4,000 Å의 증착률을 가지며, 음극 전극판(55)의 폭(x)이 40 mm인 스퍼터 건(9, 캐소오드)이 분당 1 m의 속도로 이송하며 기판(G) 전체를 지나가며 증착이 이뤄진다면, 실제 정지된 기판 면 이에 증착되는 박막의 두께(t)는 약 160 Å가 된다. 또, 음극 전극판(55)의 이송 속도를 분당 5 m로 이송하게 되면 160 Å이던 박막의 두께(t)는 1/5로 줄어든 약 32 Å이 된다. 따라서 본 발명에서는 바람직한 음극 전극판(55)의 폭(x)을 10 ~ 50 ㎜로 구성하였으며, 기판(G)에 대한 음극 전극판(55)의 이송 속도를 분당 1 ~ 6 m로 설정하였다. When the nickel metal is deposited with the cathode electrode plate and the substrate stationary, the sputter gun having a deposition rate of about 4,000 kPa / min and the width x of the cathode electrode plate 55 is 40 mm (9). When the cathode is transported at a speed of 1 m per minute and passes through the entire substrate G, the thickness t of the thin film deposited on the surface of the actually stopped substrate becomes about 160 mW. In addition, when the feed rate of the cathode electrode plate 55 is transferred at 5 m / min, the thickness t of the thin film, which is 160 mW, is reduced to 1/5 to about 32 mW. Therefore, in the present invention, the width x of the preferred negative electrode plate 55 is configured to 10 to 50 mm, and the feeding speed of the negative electrode plate 55 to the substrate G is set to 1 to 6 m per minute.

음극 전극판(55)에 전압 V를 인가하면 대향 전극판(5, 접지판, 음극 전극판에 대한 상대적인 양극 전극판)과 전위차 V가 형성되어 이들 전극 사이에 전기장 E가 발생하게 되며, 이 모습을 도 2에 나타내었다.When voltage V is applied to the negative electrode plate 55, the counter electrode plate 5 (the ground plate, the positive electrode plate relative to the negative electrode plate) and the potential difference V are formed to generate an electric field E between these electrodes. Is shown in FIG. 2.

상기 쳄버(1)에 면적비의 차이가 큰 두 전극(음극 전극판, 양극 전극판) 사이에 5 X 10-3 ~ 5 X 10-1Torr 영역의 이온화 가스를 채우고 전압을 인가하면 면적이 작은 영역 둘레에 플라즈마가 발생하게 된다. 이때 인위적으로 가해 줄 수 있는 요인은 외부 전압 V이며, 이로 인해 양단의 거리 d에 의해 달라지는 물리량은 전기장이다. 전하 q가 전기장 E 속에 놓여 있으면 전하가 받는 힘은 전기장을 곱한 만큼의 힘을 받아 가속하게 된다. 따라서 플라즈마 이온화를 위해 전하에 가해지는 물리량은 전기장 E이며, 이를 위해 인위적으로 변화시킬 수 있는 요인은 전압 V와 양단 전극 사이의 거리 d임을 알 수 있다. 따라서 플라즈마 밀도는 전기장 E와 관련이 있으며, 동일한 전압 V를 인가했을 경우라도 평행한 양단 전극(55, 5) 사이의 거리 d를 2 배로 증가시키면 플라즈마 밀도가 1/2로 줄어드는 효과를 얻을 수 있다. 그러나 일반적으로 음극 전극판과 접지로 이뤄진 스퍼터 개념에서 면적비가 매우 크기 때문에 음극 전극판을 포인트 형태의 전극으로 생각할 수 있으며, 양단의 전극 사이 거리를 증가시키면 플라즈마 밀도는 지수함수적으로 급격하게 줄어들게 된다. 물론 스퍼터된 입자들도 45도의 방사형 분출이 일어나기 때문에 이로 인한 증착률 감소는 커질 수밖에 없다. 따라서 본 발명에서는 바람직한 전극(55, 5)사이의 거리는 30~45 ㎜이던 기존의 이격 거리를 50~100 ㎜로 증가시킨 것이며, 결과적으로 도 1에서 약 32 Å 이던 증착량을 6 Å이하로 줄이는 효과를 얻을 수 있다. Both the difference between the area ratio in the chamber (1) a large electrode (cathode electrode plate, a positive electrode plate) to 5 X 10 -3 ~ 5 X 10 -1 Torr filling the ionized gas in the area when a voltage is applied to a small area, the area between the The plasma is generated around the periphery. At this time, the factor that can be artificially applied is the external voltage V, and thus the physical quantity that is changed by the distance d between both ends is the electric field. If the charge q lies in the electric field E, the force it receives is accelerated by the force multiplied by the electric field. Therefore, it can be seen that the physical quantity applied to the electric charge for plasma ionization is the electric field E, and for this purpose, a factor that can be artificially changed is the distance d between the voltage V and the electrodes at both ends. Therefore, the plasma density is related to the electric field E. Even when the same voltage V is applied, the plasma density decreases to 1/2 when the distance d between the parallel electrodes 55 and 5 is doubled. . However, in general, in the sputtering concept of the cathode electrode plate and the ground, the area ratio is very large, so the cathode electrode plate can be considered as a point-type electrode, and the plasma density decreases exponentially as the distance between the electrodes at both ends increases. . Of course, sputtered particles also have a 45-degree radial emission, resulting in a decrease in deposition rate. Therefore, in the present invention, the distance between the preferred electrodes 55 and 5 is increased from the existing separation distance of 30 to 45 mm to 50 to 100 mm, and as a result, the deposition amount of about 32 에서 in FIG. 1 is reduced to 6 Å or less. The effect can be obtained.

또한, 본 발명은 스퍼터 건에 영구자석을 장착하지 않는 상태로 구동이 이뤄지며, 이로 인해 자기장이 없이 단지 전기장에 의해 플라즈마가 형성되도록 자석의 배치를 생략한 스퍼터 건(9)을 구비하고 있다. 이러한 구조는 두 개의 전극(55, 5)에 의해서만 전기장 E가 형성되기 때문에 모든 스퍼터링 증착장치에 적용되는 마그네트론 스퍼터 건에 비해 플라즈마 1/100 이하로 낮아지는 도 3의 그래프와 같이 비교적 균일하고 매우 낮은 밀도로 플라즈마가 형성된다. 따라서, 이러한 형태에서는 일반적인 마그네트론 스퍼터 케소오드에 비해 플라즈마 밀도가 낮기 때문에 1/100 정도 이하의 매우 낮은 증착률을 가지게 된다. 따라서 상술한 설명에서 약 6 Å 이던 증착률이 약 0.06 Å 이하로 낮아지는 결과치를 얻을 수 있게 된다. In addition, the present invention includes a sputter gun 9 which omits the arrangement of the magnet so that the plasma is formed by an electric field without a magnetic field, thereby driving the magnet without the permanent magnet mounted on the sputter gun. This structure is relatively uniform and very low, as shown in the graph of FIG. 3, where the electric field E is formed only by the two electrodes 55 and 5, which is lower than 1/100 of the plasma compared to the magnetron sputter gun applied to all sputter deposition apparatuses. Plasma is formed at a density. Therefore, in this form, since the plasma density is lower than that of the general magnetron sputter cathode, it has a very low deposition rate of about 1/100 or less. Therefore, it is possible to obtain a result that the deposition rate, which was about 6 kW in the above description, is lowered to about 0.06 kW or less.

따라서 본 발명의 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치 및 이를 이용한 방법에서, 상기한 조건으로 금속 촉매를 원하는 도핑 수준의 증착량인 0.1 Å 이하의 두께를 언제나 재현성 있게 맞출 수 있는 것이다.Therefore, in the metal catalyst doping apparatus for silicon low temperature crystallization of the present invention and the method using the same, it is possible to reproducibly match the thickness of 0.1 Å or less, which is the deposition amount of the desired metal doping level under the above conditions.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범 위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

이와 같이 본 발명은 기판 면 위에 설치된 스퍼터 건이 등속도로 진행하며 스퍼터링이 수행되기 때문에 보다 균일한 형태의 금속 물질을 도핑할 수 있으며, AM OLED 제조공정 분야에서는 물론이고, TFT LCD 또는 태양전지 제조 공정에서 필요로 하는 유리 또는 폴리머 표면 위에 증착된 비정질 실리콘 박막을 폴리 실리콘으로 전환하는 공정에 매우 효과적이다.As described above, in the present invention, since the sputter gun installed on the substrate surface proceeds at a constant speed and sputtering is performed, the metal material can be doped in a more uniform form. It is very effective for the process of converting amorphous silicon thin film deposited on the glass or polymer surface as needed to polysilicon.

또한, 본 발명은 평판형 디스플레이 제조 공정 중의 최대 병목현상이 일어나고 있는 실리콘의 저온 폴리 결정화 공정에 재현성과 안정성이 확보할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can ensure the reproducibility and stability in the low-temperature polycrystallization process of silicon, the maximum bottleneck in the flat panel display manufacturing process can improve the productivity.

Claims (11)

쳄버;Chamber; 상기 쳄버 내에 설치되며 기판이 상부에 안착되는 히터;A heater installed in the chamber and having a substrate seated thereon; 상기 히터의 상부에 평면상에 배치되는 대향 전극판;A counter electrode plate disposed on a plane above the heater; 상기 쳄버에 양측에 설치된 선형 구동부;Linear drives installed at both sides of the chamber; 상기 선형 구동부에 의하여 선형적으로 이동되는 스퍼터 건을 포함하며,A sputter gun linearly moved by the linear drive unit, 상기 스퍼터 건은 The sputter gun 타겟면이 기판을 향하는 방향으로부터 0°~ ±90°범위 내에서 어느 하나의 경사각을 가지며;The target surface has any inclination angle within a range of 0 ° to ± 90 ° from the direction toward the substrate; 상기 선형 구동부에 결합되는 음극 전극; A cathode electrode coupled to the linear driver; 상기 음극 전극에 결합되며, 상기 대향 전극판과 마주하는 방향으로 배치되는 음극 전극판;A cathode electrode plate coupled to the cathode electrode and disposed in a direction facing the counter electrode plate; 을 포함하는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치.Metal catalyst doping apparatus for low temperature silicon crystallization comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스퍼터 건은The sputter gun 타겟면이 기판 방향으로부터 각도가 가변될 수 있도록 상기 선형 구동부에 힌지 결합된 것을 특징으로 하는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치.A metal catalyst doping apparatus for low temperature silicon crystallization, characterized in that the target surface is hinged to the linear drive so that the angle can be varied from the substrate direction. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 음극 전극은 그 내부에 냉각수 통로가 제공되는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치.And the cathode electrode is a metal catalyst doping apparatus for low temperature silicon crystallization in which a cooling water passage is provided. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 스퍼터 건은 The sputter gun 상기 음극 전극판의 측면들, 그리고 상기 음극 전극판의 위면이 가려지는 형태로 배치되는 차폐부재를 더 포함하는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치.Side surface of the cathode electrode plate, and the upper surface of the cathode electrode plate further comprises a shielding member disposed in the form of a metal catalyst doping apparatus for low temperature silicon crystallization. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 스퍼터 건은 The sputter gun 기판 이송방향으로 폭이 10 ~50mm 이내 이며, 음극 전극판은 니켈 또는 니켈 합금으로 된 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치.The metal catalyst doping apparatus for the low temperature crystallization of silicon of nickel or nickel alloy having a width within 10 ~ 50mm in the substrate transfer direction. 쳄버; Chamber; 상기 쳄버 내에 설치되며 기판이 상부에 안착되는 히터;A heater installed in the chamber and having a substrate seated thereon; 상기 히터의 상부에 평면상으로 배치되는 대향 전극판;A counter electrode plate disposed in a plane on the heater; 상기 쳄버의 양측에 설치된 선형 구동부;Linear drivers provided on both sides of the chamber; 타겟면이 기판을 향하는 방향으로부터 0°~ ±90°범위 내에서 어느 하나의 경사각을 가지며, 상기 선형 구동부에 의하여 선형적으로 이동하는 스퍼터 건을 포함하는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치를 이용한 도핑 방법에 있어서,Using a metal catalyst doping apparatus for the low-temperature crystallization of silicon, the target surface has any one inclination angle in the range of 0 ° ~ ± 90 ° from the direction toward the substrate, including a sputter gun linearly moved by the linear drive unit In the doping method, 상기 스퍼터 건이 이동속도를 분당 1 ~ 6 m의 이동속도 이내로 이동하며 금속촉매를 도핑하는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑 장치를 이용한 도핑 방법.The sputter gun is a doping method using a metal catalyst doping apparatus for low temperature silicon crystallization to move the moving speed within a moving speed of 1 to 6 m per minute and doping the metal catalyst. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 스퍼터 건과 상기 대향 전극판의 거리가 50-100mm의 범위 이내 인 것을 특징으로 하는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑 장치를 이용한 도핑 방법.And the distance between the sputter gun and the counter electrode plate is within a range of 50-100 mm. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 스퍼터 건에 인가되는 파워는 직류 300 ~ 1,000V, 또는 13.56㎒, 600W 또는 1.0 ~ 10KHz, 200 ~ 500W의 조건을 갖는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑장치를 이용한 도핑 방법.The power applied to the sputter gun is a doping method using a metal catalyst doping apparatus for silicon low temperature crystallization having a condition of DC 300 ~ 1,000V, or 13.56MHz, 600W or 1.0 ~ 10KHz, 200 ~ 500W. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 쳄버 내부에 주입되는 가스의 유량이 5 ~ 100 sccm 범위로 금속촉매를 도핑하는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑 장치를 이용한 도핑 방법.A doping method using a metal catalyst doping apparatus for silicon low temperature crystallization to dope the metal catalyst in the flow rate of the gas injected into the chamber is 5 ~ 100 sccm range. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 쳄버 내부에 주입되는 가스의 압력은 5 X 10-3 ~ 5 X 10-1 Torr 의 상태로 금속촉매를 도핑하는 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑 장치를 이용한 도핑 방법.Doping method using a metal catalyst doping apparatus for silicon low temperature crystallization to dope the metal catalyst in the state of the gas injected into the chamber is 5 X 10 -3 ~ 5 X 10 -1 Torr. 제6항, 제9항, 그리고 제10항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 6, 9, and 10, 상기 쳄버 내부에 주입되는 가스는 아르곤, 네온, 질소, 헬륨 또는 이들 가스의 혼합 형태 중의 어느 하나인 실리콘 저온 결정화를 위한 금속촉매 도핑 장치를 이용한 도핑 방법.The gas injected into the chamber is any one of argon, neon, nitrogen, helium or a mixture of these gases doping method using a metal catalyst doping apparatus for low temperature silicon crystallization.
KR1020050115721A 2005-08-04 2005-11-30 Apparatus for catalytic metal doping for low temperature poly silicone crystallization and method using the same KR100701449B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050115721A KR100701449B1 (en) 2005-08-04 2005-11-30 Apparatus for catalytic metal doping for low temperature poly silicone crystallization and method using the same
TW95101016A TWI316977B (en) 2005-08-04 2006-01-11 Catalytic metal doping apparatus for low temperature poly-silicon crystallization and catalytic metal doping method using the same
JP2006023293A JP4546405B2 (en) 2005-08-04 2006-01-31 Doping method using metal catalyst doping equipment for low temperature silicon crystallization

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050071471 2005-08-04
KR1020050115721A KR100701449B1 (en) 2005-08-04 2005-11-30 Apparatus for catalytic metal doping for low temperature poly silicone crystallization and method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070016911A KR20070016911A (en) 2007-02-08
KR100701449B1 true KR100701449B1 (en) 2007-03-30

Family

ID=41565205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050115721A KR100701449B1 (en) 2005-08-04 2005-11-30 Apparatus for catalytic metal doping for low temperature poly silicone crystallization and method using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100701449B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100977622B1 (en) * 2008-06-11 2010-08-23 (주)이루자 Metal catalyst doping apparatus and method and method of manufacturing flat display device using the same
KR100968874B1 (en) * 2008-07-15 2010-07-09 (주)이루자 Metal catalyst doping apparatus and method and method of manufacturing flat display device using the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020027903A (en) * 2000-10-06 2002-04-15 구본준, 론 위라하디락사 Thin film transistor and the method of fabricating the same
KR20030056247A (en) * 2001-12-27 2003-07-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Method of fabricating the same for Poly-Silicone Thin Film Transistor
KR20030058335A (en) * 2001-12-31 2003-07-07 엘지.필립스 엘시디 주식회사 A deposition condition of DC magnettron depositing apparatus for depositing catalytic metal

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020027903A (en) * 2000-10-06 2002-04-15 구본준, 론 위라하디락사 Thin film transistor and the method of fabricating the same
KR20030056247A (en) * 2001-12-27 2003-07-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Method of fabricating the same for Poly-Silicone Thin Film Transistor
KR20030058335A (en) * 2001-12-31 2003-07-07 엘지.필립스 엘시디 주식회사 A deposition condition of DC magnettron depositing apparatus for depositing catalytic metal

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070016911A (en) 2007-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4728406A (en) Method for plasma - coating a semiconductor body
US7977255B1 (en) Method and system for depositing a thin-film transistor
JP6388580B2 (en) Plasma processing apparatus and sputtering system
JP4523158B2 (en) Method for depositing semiconductors by sputtering
EP0112132B1 (en) Method of depositing a highly conductive, highly transmissive film
JP6526071B2 (en) Method of depositing a layer, method of manufacturing a transistor, layer stack for an electronic device, and electronic device
US20070007124A1 (en) Back-biased face target sputtering based memory with low oxygen flow rate
JP2001131741A (en) Thin film deposition method by catalyst sputtering and thin film deposition system as well as method for manufacturing semiconductor device
KR100701449B1 (en) Apparatus for catalytic metal doping for low temperature poly silicone crystallization and method using the same
CN108884556B (en) Method for coating substrate and coater
JP4213777B2 (en) Sputtering apparatus and method
KR102123455B1 (en) Sputtering apparatus and method for sputtering of oxide semiconductor material
JP2015056529A (en) Film forming method and film forming device
US6579425B2 (en) System and method for forming base coat and thin film layers by sequential sputter depositing
KR100310784B1 (en) Sputtering apparatus for the deposition of Poly-si and highly functional thin-film coating by high rate pulse-DC magnetron sputtering source
JP2020019991A (en) Film deposition device and electronic device manufacturing method
JP4546405B2 (en) Doping method using metal catalyst doping equipment for low temperature silicon crystallization
JPH0329216A (en) Formation of transparent conductive film
Voutsas et al. Sputtering technology of Si films for low-temperature poly-Si TFTs
KR100636343B1 (en) Catalytic metal doping device for low temperature poly-crystalline silicon
US20220011636A1 (en) Inorganic alignment film forming apparatus for lcos display
KR100873032B1 (en) Catalystic metal doping device for low temperature poly-crystalling silicon
EP0121443A2 (en) Apparatus for and method of continuously depositing a highly conductive, highly transmissive film
CN100476048C (en) Device for doping metal catalyst for use in low-temperature crystallization of polysilicon and doping method therefor
US5672255A (en) Sputtering device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130205

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140102

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160216

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170313

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180305

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190307

Year of fee payment: 13