KR101023645B1 - Apparatus for Light Induced Chemical Vapor Deposition - Google Patents

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Abstract

우수한 품질의 박막을 증착시킬 수 있는 광 유도 화학기상 증착장치에 관해 개시한다. 본 발명의 광 유도 화학기상 증착장치는, 기판 지지대에 위치한 기판에 대한 반응공간을 제공하는 반응챔버와; 상기 반응공간 내에 반응가스를 공급하기 위한 반응가스 공급부와; 상기 반응가스를 여기시켜서 분해하기 위한 광을 발생시키는 광원부와; 상기 광원부에서 나오는 광이 상기 반응가스를 여기시켜서 분해하여 분해입자로 만들기 위한 광 조사부와; 상기 광 조사부를 통과한 반응가스의 분해입자에 에너지를 가하거나 이를 이온화하기 위해, 상기 광 조사부를 지나온 반응가스가 통과하는 경로에 빔조사부를 형성하도록 설치된 전하빔 조사장치를 구비하여 상기 기판 상에 박막을 형성하는 것을 특징으로 한다. 상기 전하빔 조사장치에는 이온빔 조사장치 또는 전자빔 조사장치가 포함된다.A light induced chemical vapor deposition apparatus capable of depositing a thin film of good quality is disclosed. The light guide chemical vapor deposition apparatus of the present invention comprises: a reaction chamber providing a reaction space for a substrate located on a substrate support; A reaction gas supply unit for supplying a reaction gas into the reaction space; A light source unit generating light for exciting and decomposing the reaction gas; A light irradiating part for irradiating the light emitted from the light source to excite the reaction gas into decomposition particles; In order to apply energy or ionize the decomposed particles of the reaction gas passing through the light irradiation unit, a charge beam irradiation device is provided on the substrate to provide a beam irradiation unit in a path through which the reaction gas passing through the light irradiation unit passes. It is characterized by forming a thin film. The charge beam irradiation device includes an ion beam irradiation device or an electron beam irradiation device.

광 유도 화학기상 증착장치, 전하빔, 이온빔, 전자빔, 박막 품질 Light guide chemical vapor deposition system, charge beam, ion beam, electron beam, thin film quality

Description

광 유도 화학기상 증착장치 {Apparatus for Light Induced Chemical Vapor Deposition}Apparatus for Light Induced Chemical Vapor Deposition

본 발명은 광 유도 화학기상 증착장치에 관한 것으로, 특히, 넓은 공정 윈도우를 가지면서 기판에 우수한 품질의 박막을 증착시킬 수 있는 광 유도 화학기상 증착장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light guide chemical vapor deposition apparatus, and more particularly, to a light guide chemical vapor deposition apparatus capable of depositing a thin film of good quality on a substrate while having a wide process window.

전자 소자의 미세화, 고집적화에 따라 전자소자 제조기술분야에서는 다른 박막 증착공정보다 비교적 저온에서 박막을 기판에 증착할 수 있는 방법이 요구되었다. 이러한 저온 박막 증착법 중의 하나인 광 유도 화학기상 증착법(Light Induced Chemical Vapor Deposition; 이하, LICVD)은 기판에 금속막, 실리콘막, 게르마늄막 등을 증착시키기 위해 주로 사용되어 왔다.With the miniaturization and high integration of electronic devices, there has been a demand for a method of depositing a thin film on a substrate at a relatively low temperature in the electronic device manufacturing technology field compared to other thin film deposition processes. Light Induced Chemical Vapor Deposition (LICVD), which is one of such low temperature thin film deposition methods, has been mainly used to deposit metal films, silicon films, germanium films, and the like on substrates.

그 중에서 실레인(SiH4) 가스에 광, 특히 레이저광을 조사하여 기판에 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous Si, 이하, "a-Si:H")막을 증착하는 예가 D. Metzger, K. Hesch, and P. Hess, "Process Characterization and Mechanism for Laser-Induced Chemical Vapor Deposition of a-Si:H from SiH4" Appl. Phys. A 45, 345-353 (1988)의 논문에 개시되어 있다. 이 논문은 SiH4에 대한 레이저광 유도 분해에 의한 a-Si:H 박막증착이 여러 가지 공정변수에 대해 어떤 의존성을 갖는지를 연구한 것이다. 이러한 연구에 사용된 증착장치가 도 1에 도시되어 있다. 도 1은 종래기술에 따른 LICVD 공정에 사용되는 장치의 일 예를 나타내는 개략적 단면도이다. 도 1을 참조하면, 레이저광 유도 화학기상 증착장치(100)은 챔버벽(10)으로 둘러싸인 반응공간(20)을 제공한다. 반응공간(20)에는 기판(40)에 증착막을 생성하기 위한 반응가스(예컨대, a-Si:H 박막을 증착하고자 하는 경우에는 SiH4 가스)가 주입되는데, 이 반응가스는 수 ㎜ 직경의 실린더형 노즐을 통해 기판(40) 표면에 평행하게 레이저 빔(30)의 높이 부근에 주입되거나, 기판(40) 표면의 방향으로 주입된다. 그런데, 이와 같은 구조의 레이저광 유도 화학기상 증착장치(100)에서 박막을 증착할 경우, 강한 에너지 주입에 따른 기상반응에 의한 증착이 이루어지기 때문에 증착률이 다른 공정에 비하여 높은 편인데 반해, 양질의 박막을 얻기 위해서 공정 윈도우(process window)가 매우 좁은 편이다. 즉, 반응공간(20) 내의 온도, 반응가스의 시간당 공급률(flow rate), 레이저광의 강도 등의 공정 파라미터가 매우 엄격한 범위 내에서 관리되어야 기판(40) 상에 양질의 박막을 형성할 수 있다는 어려움이 있다.Among them, an example of depositing a hydrogenated amorphous Si (“a-Si: H”) film on a substrate by irradiating a silane (SiH 4 ) gas with light, particularly a laser beam, is described in D. Metzger, K. Hesch. , and P. Hess, "Process Characterization and Mechanism for Laser-Induced Chemical Vapor Deposition of a-Si: H from SiH 4 " Appl. Phys. A 45, 345-353 (1988). This paper investigates the dependence of a-Si: H thin film deposition on laser-induced decomposition of SiH 4 on various process variables. The deposition apparatus used for this study is shown in FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an apparatus used in the LICVD process according to the prior art. Referring to FIG. 1, the laser beam induced chemical vapor deposition apparatus 100 provides a reaction space 20 surrounded by a chamber wall 10. In the reaction space 20, a reaction gas (eg, SiH 4 gas in order to deposit a-Si: H thin film) is injected into the substrate 40. The reaction gas is a cylinder having a diameter of several mm. It is injected near the height of the laser beam 30 in parallel with the surface of the substrate 40 through the mold nozzle, or in the direction of the surface of the substrate 40. However, when the thin film is deposited in the laser light induced chemical vapor deposition apparatus 100 having such a structure, the deposition rate is higher than other processes because the deposition is performed by the vapor phase reaction due to the strong energy injection, but the quality is high. The process window is very narrow in order to obtain a thin film of. That is, it is difficult to form a high quality thin film on the substrate 40 when the process parameters such as the temperature in the reaction space 20, the flow rate of the reaction gas, the intensity of the laser light, and the like are controlled within a very strict range. There is this.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 넓은 공정 윈도우를 가지면서 우수한 품질의 박막을 기판에 증착시킬 수 있는 광 유도 화학기상 증착장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a light guide chemical vapor deposition apparatus capable of depositing a thin film of good quality on a substrate while having a wide process window.

상기한 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 광 유도 화학기상 증착장치는:In order to solve the above problems, the light guide chemical vapor deposition apparatus of the present invention:

기판 지지대에 위치한 기판에 대한 반응공간을 제공하는 반응챔버와;A reaction chamber providing a reaction space for the substrate located on the substrate support;

상기 반응공간 내에 반응가스를 공급하기 위한 반응가스 공급부와;A reaction gas supply unit for supplying a reaction gas into the reaction space;

상기 반응가스를 여기시켜서 분해하기 위한 광을 발생시키는 광원부와;A light source unit generating light for exciting and decomposing the reaction gas;

상기 광원부에서 나오는 광이 상기 반응가스를 여기시켜서 분해하여 분해입자로 만들기 위한 광 조사부와;A light irradiating part for irradiating the light emitted from the light source to excite the reaction gas into decomposition particles;

상기 광 조사부를 통과한 반응가스의 분해입자에 에너지를 가하거나 이를 이온화하기 위해, 상기 광 조사부를 지나온 반응가스가 통과하는 경로에 빔조사부를 형성하도록 설치된 전하빔 조사장치;A charge beam irradiation device provided to form a beam irradiation section on a path through which the reaction gas passing through the light irradiation section passes to energize or ionize the decomposition particles of the reaction gas passing through the light irradiation section;

를 구비하여 상기 기판 상에 박막을 형성하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that to form a thin film on the substrate.

본 발명의 광 유도 화학기상 증착장치에 따르면, 기판 상에 높은 증착률로 박막을 증착시킬 수 있기 때문에 전자소자 제조시에 생산성이 높아진다.According to the light-induced chemical vapor deposition apparatus of the present invention, since the thin film can be deposited at a high deposition rate on the substrate, productivity is increased in manufacturing an electronic device.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following examples are only presented to understand the content of the present invention, and those skilled in the art will be capable of many modifications within the technical spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limited to these examples.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 유도 화학기상 증착장치(200)의 개략적 단면도이다. 도 2를 참조하여, 광 유도 화학기상 증착장치(200)의 구조 뿐만 아니라 그 증착장치(200)에서 SiH4 가스를 반응가스로 이용하여 실리콘(Si)막을 형성하는 예에 대해 설명하기로 한다. 박막이 증착될 기판(260)은 기판 지지대(270) 상에 놓여 있으며, 기판(260)에 대한 반응공간은 반응챔버(280)에 의해 제공된다. SiH4 반응가스는 반응가스 공급부(230)를 통해 공급되는데, 반응가스 공급부(230)의 중간에는 석영창(240)이 설치되어 있어서 광원부(210)에서 나오는 조사광(220)이 통과할 수 있게 되어 있다. 광원부(210)는 자신으로부터 방출되는 조사광(220)이 반응가스를 여기시켜서 분해할 수 있는 것이면 어떤 것이건 선택가능하며, ArF 엑시머 레이저, KrF 엑시머 레이저, CO2 레이저 등의 레이저 광원부 또는 할로겐 램프 등의 램프 광원부일 수 있다. 조사광(220)이 석영창(240) 사이를 지나가면서 반 응가스와 만나는 공간이 광조사부(222)인데, 여기서 SiH4 반응가스는 조사광(220)으로부터 에너지를 흡수하여 아래의 화학식과 같이 분해된다. 2 is a schematic cross-sectional view of a light guide chemical vapor deposition apparatus 200 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, not only the structure of the light induced chemical vapor deposition apparatus 200 but an example of forming a silicon (Si) film using SiH 4 gas as a reaction gas in the deposition apparatus 200 will be described. The substrate 260 on which the thin film is to be deposited is placed on the substrate support 270, and a reaction space for the substrate 260 is provided by the reaction chamber 280. SiH 4 reaction gas is supplied through the reaction gas supply unit 230, and a quartz window 240 is installed in the middle of the reaction gas supply unit 230 so that the irradiation light 220 from the light source unit 210 can pass therethrough. It is. The light source unit 210 may be selected as long as the irradiated light 220 emitted from itself can excite and decompose the reaction gas, and may include a laser light source unit such as an ArF excimer laser, a KrF excimer laser, a CO 2 laser, or a halogen lamp. It may be a lamp light source of. The irradiation light 220 passes through the quartz window 240 and the space where the reaction gas meets the light irradiation unit 222, where the SiH 4 reaction gas absorbs energy from the irradiation light 220, as shown in the following formula Decompose

[화학식][Chemical Formula]

SiH4 ---> Si + 2H2 SiH 4 ---> Si + 2H 2

분해된 결과물은 실리콘 나노입자(Si cluster)를 형성하기도 하는데, 이러한 입자들(Si, Si 클러스터)이 빔조사부(250)를 더 거치게 된다. 빔조사부(250)는 전하빔 조사장치(300)에 의해 만들어지는데, 전하빔 조사장치(300)의 구체적인 예에는 이온빔(ion beam) 조사장치 또는 전자빔(electron beam) 조사장치가 포함된다. 전하빔 조사장치(300)는 조사광(220)에 의해 1차적으로 분해된 반응가스에 빔조사에 의한 충격을 주어 분해입자들에 에너지를 가하거나 이들을 이온화시킴으로써 이온화된 분해입자의 수를 늘리는 역할을 한다. 전하빔 조사장치(300)는 전하빔을 발생시키는 전하빔 발생기(310)과, 조사되는 전하빔의 확산을 방지하고 그 방향을 조절하는 전하렌즈(312) 및 편향 코일(314)을 포함한다. 전하빔 조사장치(300)에 의해 만들어진 빔조사부(250)를 거친 입자들에는, 비활성기체의 이온화 입자, 반응가스에서 떨어져 나온 입자 등이 포함되는데, 예컨대 Ar+, Si 혹은 Si+, Si 클러스터 혹은 이온화된 Si-클러스터 등이 될 수 있다. 이들 입자들은 반응챔버(280) 내로 들어간 후, 기판(260) 상으로 유도되어 박막의 증착이 이루어지게 된다. 그런데, 반응챔버(280) 내에 들어간 입자들은 반응챔버(280) 내에서 확산되어 버리기 때문에, 이들 중의 일부라도 방향성을 갖도록 하여 기판(260)에 유도시킨다면 기 판(260) 상에 형성되는 박막의 품질이 좋아지게 된다. 따라서, 본 실시예의 장치에는 이온화된 입자들이 기판(260)으로 끌려가도록 기판(260)에 전기장을 인가하는 장치가 연결된다. 이러한 전기장 인가장치는, 기판(260)의 상부에 이격되게 설치한 그물망 형태의 전극(290)과 이에 연결된 전원(292)을 포함하여 이루어진다. 전원의 일단은 그물망 형태의 전극(290)에, 타단은 기판(260)의 저면에 접촉하는 기판 지지대(270)에 각각 전기적으로 접속된다. 본 실시예의 장치에서는 SiH4 가스를 반응가스의 예로 들었으므로, SiH4 가스에서 분해되는 이온화된 입자들을 기판(260) 쪽으로 끌어가기 위해서는 전원(292)의 양극이 그물망 형태의 전극(290)에, 전원(292)의 음극이 기판 지지대(270)에, 각각 전기적 접속되는 것이 당연하다. 여기서, 전극(290)의 형태는 특별히 제한되지 않으나, 그물망 형태인 경우에는 전극(290)과 반응챔버(280)의 상부벽 사이의 공간(294)에 이온화된 입자가 있더라도 그물망을 통과하여 쉽게 기판(260)에 도달할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 전원(292)에는 전기장 강도 조절수단으로 작용할 수 있도록 전압조절장치가 포함될 수 있다. 전압조절장치에 의해 전기장 강도를 조절할 수 있으면, 기판(260)에 이미 증착된 박막에 과도한 에너지를 가지는 이온화된 입자가 충격을 가하여 손상이 발생하는 문제를 방지할 수 있다. 본 실시예에서는 직류 전기장 인가장치를 도시하였지만, 그 이외에도, 기판이 비도전성일 경우에는 RF(교류)를 인가하여 전위차를 형성하여 전기장을 부가할 수도 있으므로 전기장 인가장치가 반드시 직류 전원에 의해서만 형성되는 것은 아니다.The decomposed result forms silicon nanoparticles (Si cluster), and these particles (Si, Si cluster) further pass through the beam irradiator 250. The beam irradiator 250 is made by the charge beam irradiator 300, and specific examples of the charge beam irradiator 300 include an ion beam irradiator or an electron beam irradiator. The charge beam irradiator 300 increases the number of decomposed particles ionized by applying energy to the decomposed particles or ionizing them by impinging the reaction gas primarily decomposed by the irradiation light 220 by beam irradiation. Do it. The charge beam irradiation apparatus 300 includes a charge beam generator 310 for generating a charge beam, a charge lens 312 and a deflection coil 314 for preventing the diffusion of the irradiated charge beam and adjusting its direction. Particles that have passed through the beam irradiation unit 250 made by the charge beam irradiation apparatus 300 include ionized particles of inert gas, particles released from the reaction gas, and the like, for example, Ar +, Si or Si +, Si clusters or ionized particles. Si-cluster etc. can be used. After these particles enter the reaction chamber 280, they are directed onto the substrate 260 to deposit a thin film. However, since the particles entering the reaction chamber 280 are diffused in the reaction chamber 280, the quality of the thin film formed on the substrate 260 if some of them are directed so as to guide the substrate 260. This will be better. Thus, the device of the present embodiment is connected to an device that applies an electric field to the substrate 260 such that ionized particles are attracted to the substrate 260. The electric field applying device includes a mesh type electrode 290 and a power supply 292 connected thereto spaced apart from the substrate 260. One end of the power supply is electrically connected to the electrode 290 in the form of a mesh, and the other end is electrically connected to the substrate support 270 in contact with the bottom surface of the substrate 260. Since the SiH 4 gas is used as an example of the reaction gas in the apparatus of the present embodiment, in order to attract ionized particles decomposed from the SiH 4 gas to the substrate 260, the anode of the power supply 292 is connected to the mesh-shaped electrode 290. Naturally, the cathode of the power supply 292 is electrically connected to the substrate support 270, respectively. Here, the shape of the electrode 290 is not particularly limited, but in the case of the mesh shape, even if there are ionized particles in the space 294 between the electrode 290 and the upper wall of the reaction chamber 280, the substrate easily passes through the mesh. Has the advantage of being able to reach 260. In addition, the power supply 292 may include a voltage regulating device to act as an electric field strength adjusting means. If the electric field strength can be adjusted by the voltage regulating device, it is possible to prevent a problem that damage occurs due to the impact of ionized particles having excessive energy on the thin film already deposited on the substrate 260. Although the direct current field applying device is shown in the present embodiment, in addition, when the substrate is non-conductive, an electric field may be added by applying an RF (AC) to form an electric potential difference. no.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 유도 화학기상 증착장치(300)의 개략적 단면도이다. 도 3의 광 유도 화학기상 증착장치(300)와 도 2의 광 유도 화학기상 증착장치(200)는 대부분의 구조에서 유사하지만, 도 3의 광 유도 화학기상 증착장치(300)에서는 반응가스 공급부(230) 및 전하빔 조사장치(300)가 반응챔버(280)의 상부에 위치하여, 반응가스가 기판에 나란한 방향이 아닌 기판(260) 쪽으로 공급되는 점이 다르다. 이 경우에는 반응가스의 분해입자가 기판(260)으로 모멘텀을 가지고 자체적으로 접근하기 때문에, 도 2에 도시된 장치보다도 더 우수한 품질의 박막을 형성하는 데 도움이 될 수 있다. 이 경우, 이온화된 분해입자를 기판(260)으로 유도하는 전극이 불필요할 수도 있으나, 만약 이온화된 분해입자가 기판(260)쪽으로 조절된 속도로 접근할 수 있도록 전극을 설치해야 한다면, 도 3에 도시된 바와 같이 그물망 형태의 전극(290)을 설치하여야 이온화된 분해입자가 전극에 의해 차폐되어 기판(260) 쪽으로 유도되지 못하는 현상을 방지할 수 있다.3 is a schematic cross-sectional view of a light guide chemical vapor deposition apparatus 300 according to another embodiment of the present invention. Although the light guide chemical vapor deposition apparatus 300 of FIG. 3 and the light guide chemical vapor deposition apparatus 200 of FIG. 2 are similar in most structures, the light guide chemical vapor deposition apparatus 300 of FIG. 230 and the charge beam irradiation device 300 is located on the upper portion of the reaction chamber 280, the reaction gas is supplied to the substrate 260 rather than parallel to the substrate is different. In this case, since the decomposition particles of the reaction gas approach the substrate 260 by themselves with momentum, it may be helpful to form a thin film of better quality than the apparatus shown in FIG. 2. In this case, an electrode for inducing the ionized decomposed particles to the substrate 260 may be unnecessary, but if the electrode must be provided so that the ionized decomposed particles can approach the substrate 260 at a controlled speed, the electrode shown in FIG. As shown in the drawing, the mesh type electrode 290 should be installed to prevent the ionized decomposition particles from being shielded by the electrode and not being induced toward the substrate 260.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 유도 화학기상 증착장치(400)의 개략적 단면도이다. 도 4의 광 유도 화학기상 증착장치(400)와 도 3의 광 유도 화학기상 증착장치(300)는 대부분의 구조에서 유사하지만, 도 4의 광 유도 화학기상 증착장치(400)에서는, 반응가스 공급부(230) 및 전하빔 조사장치(300)가 반응챔버(280)의 상부에 위치하되, 이들이 분리되게 설치되어 있으며, 전하빔 조사장치(300)에서 나오는 이온빔 또는 전자빔이 기판(260)을 향하여 경사지게 주사되며, 기판(260)의 약간 윗부분에서 반응가스의 분해물질과 만난다는 것이 다르다. 따라서, 본 실시예에 따른 광 유도 화학기상 증착장치(400)에서는 전하빔 조사장 치(300)가 반응가스의 분해물질에 인가하는 에너지량이 비교적 크고 이온화 정도도 높아지는데, 그에 반하여 전하빔 발생기(310)의 강도를 정밀하게 조절하여 기판(260)에 전하빔 충격에 의한 손상이 발생하지 않도록 해야 한다. 또한, 본 실시예의 장치(400)에서는 전원(292)의 음극이 기판(260)에 연결되고 전원(292)의 양극을 접지시킴으로써 반응챔버 내에 별도의 그물망 형태의 양전극을 마련하지 않았다는 점이 특징적이며, 기판(260)에 스캔하는 형태로 증착이 이루어질 수 있도록 전하빔 발생기(310)를 움직이게 하거나, 기판(260)을 이동시키는 것이 바람직하다. 도 4에서 스캔에 의한 증착을 하기 위한 구동장치는 별도로 도시하지 않았다.4 is a schematic cross-sectional view of a light induced chemical vapor deposition apparatus 400 according to another embodiment of the present invention. Although the light guide chemical vapor deposition apparatus 400 of FIG. 4 and the light guide chemical vapor deposition apparatus 300 of FIG. 3 are similar in most structures, in the light guide chemical vapor deposition apparatus 400 of FIG. 230 and the charge beam irradiation device 300 is located on the upper portion of the reaction chamber 280, they are installed separately, the ion beam or electron beam from the charge beam irradiation device 300 is inclined toward the substrate 260 The difference is that it is scanned and encounters the decomposition products of the reaction gas slightly above the substrate 260. Therefore, in the light guide chemical vapor deposition apparatus 400 according to the present embodiment, the amount of energy applied by the charge beam irradiator 300 to the decomposition material of the reaction gas is relatively large and the degree of ionization is also increased, whereas the charge beam generator ( The strength of 310 must be precisely controlled to prevent damage to the substrate 260 due to charge beam impact. In addition, the device 400 of the present embodiment is characterized in that the cathode of the power supply 292 is connected to the substrate 260 and the anode of the power supply 292 is grounded so that a separate mesh type positive electrode is not provided in the reaction chamber. It is preferable to move the charge beam generator 310 or to move the substrate 260 so that the deposition may be performed in the form of scanning the substrate 260. In FIG. 4, a driving device for deposition by scan is not separately illustrated.

도 2 내지 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 장치들을 이용할 경우, 반응가스가 SiH4 가스라면, 공정 조건에 따라서 양질의 비정질 실리콘막(a-Si막)에서 나노크리스탈 실리콘막(nc-Si막) 혹은 마이크로크리스탈 실리콘막(uc-Si막), 다결정 실리콘막(poly-Si막) 등을 증착할 수 있다. 또한, 반응가스의 분해입자들이 전하빔 조사장치에서 충분한 에너지를 가질 수 있어서, 넓은 공정 윈도우에서 공정을 진행할 수 있다는 장점을 갖는다.When using the apparatus according to the embodiment of the present invention shown in Figures 2 to 4, if the reaction gas is SiH 4 gas, depending on the process conditions in the high quality amorphous silicon film (a-Si film) nanocrystal silicon film (nc -Si film), microcrystalline silicon film (uc-Si film), polycrystalline silicon film (poly-Si film), and the like can be deposited. In addition, since the decomposition particles of the reaction gas may have sufficient energy in the charge beam irradiation apparatus, the process may be performed in a wide process window.

도 1은 종래기술에 따른 LICVD 공정에 사용되는 장치의 일 예를 나타내는 개략적 단면도;1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an apparatus used in the LICVD process according to the prior art;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 유도 화학기상 증착장치의 개략적 단면도;2 is a schematic cross-sectional view of a light guide chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 유도 화학기상 증착장치의 개략적 단면도; 및3 is a schematic cross-sectional view of a light guide chemical vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention; And

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 유도 화학기상 증착장치의 개략적 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a light guide chemical vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.

* 도면 중의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

200, 300, 400: 광 유도 화학기상 증착장치 210: 광원부200, 300, 400: light guide chemical vapor deposition apparatus 210: light source unit

220: 조사광 222: 광조사부220: irradiation light 222: light irradiation unit

230: 반응가스 공급부 240: 석영창230: reaction gas supply unit 240: quartz window

250: 빔조사부 260: 기판250: beam irradiation unit 260: substrate

270: 기판 지지대 280: 반응챔버270: substrate support 280: reaction chamber

290: 전극 292: 전원290: electrode 292: power supply

294: 전극과 반응챔버의 상부벽 사이의 공간294: space between the electrode and the top wall of the reaction chamber

300: 전하빔 조사장치 310: 전하빔 발생기300: charge beam irradiation apparatus 310: charge beam generator

312: 전하렌즈 314: 편향 코일312: charge lens 314: deflection coil

Claims (9)

기판 지지대에 위치한 기판에 대한 반응공간을 제공하는 반응챔버와;A reaction chamber providing a reaction space for the substrate located on the substrate support; 상기 반응공간 내에 반응가스를 공급하기 위한 반응가스 공급부와;A reaction gas supply unit for supplying a reaction gas into the reaction space; 상기 반응가스를 여기시켜서 분해하기 위한 광을 발생시키는 광원부와;A light source unit generating light for exciting and decomposing the reaction gas; 상기 광원부에서 나오는 광이 상기 반응가스를 여기시켜서 분해하여 분해입자로 만들기 위한 광 조사부와;A light irradiating part for irradiating the light emitted from the light source to excite the reaction gas into decomposition particles; 상기 광 조사부를 통과한 반응가스의 분해입자에 에너지를 가하거나 이를 이온화하기 위해, 상기 광 조사부를 지나온 반응가스가 통과하는 경로에 빔조사부를 형성하도록 설치된 전하빔 조사장치;A charge beam irradiation device provided to form a beam irradiation section on a path through which the reaction gas passing through the light irradiation section passes to energize or ionize the decomposition particles of the reaction gas passing through the light irradiation section; 를 구비하여 상기 기판 상에 박막을 형성하고;Forming a thin film on the substrate; 상기 빔조사부가 상기 반응챔버 내에 위치하도록 상기 전하빔 조사장치가 설치되고;The charge beam irradiator is installed such that the beam irradiator is located in the reaction chamber; 상기 전하빔 조사장치가 상기 기판 전면을 스캔하면서 증착할 수 있는 것을 특징으로 하는 광 유도 화학기상 증착장치.And the charge beam irradiator may be deposited while scanning the entire surface of the substrate. 제1항에 있어서, 상기 반응가스 공급부 및 상기 전하빔 조사장치가 상기 반응챔버의 상부에 위치하여, 상기 반응가스가 상기 기판 쪽으로 공급되는 것을 특징으로 하는 광 유도 화학기상 증착장치.The apparatus of claim 1, wherein the reaction gas supply unit and the charge beam irradiator are positioned above the reaction chamber so that the reaction gas is supplied toward the substrate. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광원부가 레이저 광원부 또는 할로겐 등의 램프 광원부인 것을 특징으로 하는 광 유도 화학기상 증착장치.The light guide chemical vapor deposition apparatus according to claim 1 or 2, wherein the light source unit is a laser light source unit or a lamp light source unit such as halogen. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전하빔 조사장치가 이온빔 조사장치 또는 전자빔 조사장치인 것을 특징으로 하는 광 유도 화학기상 증착장치.The light induced chemical vapor deposition apparatus according to claim 1 or 2, wherein the charge beam irradiating apparatus is an ion beam irradiating apparatus or an electron beam irradiating apparatus. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 빔조사부를 거쳐 상기 반응챔버로 들어가는 이온화된 분해입자들이 상기 기판으로 끌려가도록 상기 기판에 전기장 인가장치가 연결되는 것을 특징으로 하는 광 유도 화학기상 증착장치.The apparatus of claim 1 or 2, wherein an electric field applying device is connected to the substrate such that ionized decomposition particles entering the reaction chamber through the beam irradiator are attracted to the substrate. 제5항에 있어서, 상기 전기장 인가장치가 상기 기판의 상부에 이격되게 설치한 전극과 이에 연결된 전원을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 유도 화학기상 증착장치.The apparatus of claim 5, wherein the electric field applying apparatus comprises an electrode installed on an upper portion of the substrate and a power source connected thereto. 제6항에 있어서, 상기 기판의 상부에 이격되게 설치한 전극이 그물망 형태인 것을 특징으로 하는 광 유도 화학기상 증착장치.The apparatus of claim 6, wherein the electrodes spaced apart from each other on the substrate have a mesh shape. 삭제delete 삭제delete
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