KR101087069B1 - Source gas supply method - Google Patents
Source gas supply method Download PDFInfo
- Publication number
- KR101087069B1 KR101087069B1 KR1020090024361A KR20090024361A KR101087069B1 KR 101087069 B1 KR101087069 B1 KR 101087069B1 KR 1020090024361 A KR1020090024361 A KR 1020090024361A KR 20090024361 A KR20090024361 A KR 20090024361A KR 101087069 B1 KR101087069 B1 KR 101087069B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- source gas
- deposition chamber
- partial pressure
- gas
- source
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 79
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 79
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 116
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 26
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000010408 film Substances 0.000 description 19
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45557—Pulsed pressure or control pressure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
화학기상 증착법에서의 소스가스 공급방법이 개시된다. 본 발명에 따른 소스가스 공급방법은 (a) 소스물질을 가열하여 소스가스를 발생시키는 단계; (b) 상기 소스가스가 상기 증착챔버로 유입되기 전에 상기 소스가스의 부분 압력(partial pressure)을 측정하는 단계; 및 (c) 상기 측정된 소스가스의 부분 압력을 소정의 시간에 대하여 적분한 값이 기설정된(predetermined) 값보다 작은 경우에는 상기 소스가스가 상기 증착챔버로 유입되도록 하고, 상기 측정된 소스가스의 부분 압력을 소정의 시간에 대하여 적분한 값이 기설정된(predetermined) 값과 실질적으로 동일한 경우에는 상기 소스가스가 상기 증착챔버로 유입되지 않도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A source gas supply method in chemical vapor deposition is disclosed. Source gas supply method according to the invention comprises the steps of (a) heating the source material to generate a source gas; (b) measuring a partial pressure of the source gas before the source gas is introduced into the deposition chamber; And (c) when the value obtained by integrating the measured partial pressure of the source gas with respect to a predetermined time is smaller than a predetermined value, the source gas is introduced into the deposition chamber, and the measured source gas is And when the integral value of the partial pressure for a predetermined time is substantially equal to a predetermined value, preventing the source gas from flowing into the deposition chamber.
화학기상 증착법, 글래스 기판, 소스가스, 비정질 실리콘, 결정화, 금속유도 결정화(MIC), 부분 압력, 적분 Chemical Vapor Deposition, Glass Substrate, Source Gas, Amorphous Silicon, Crystallization, Metal-Induced Crystallization (MIC), Partial Pressure, Integral
Description
본 발명은 소스가스 공급방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 화학기상 증착법에서 증착챔버 내로 유입되는 소스가스의 부분 압력(partial pressure)을 시간에 대하여 적분한 값을 참조하여 증착챔버 내로 유입되는 소스가스의 양을 일정하게 제어할 수 있는 소스가스 공급방법에 관한 것이다.The present invention relates to a source gas supply method. More specifically, in the chemical vapor deposition method, a source gas capable of uniformly controlling the amount of source gas introduced into the deposition chamber by referring to the integral value of the partial pressure of the source gas introduced into the deposition chamber with respect to time. It relates to a supply method.
화학기상 증착법(chemical vapor deposition; CVD)은 물리기상 증착법(physical vapor deposition; PVD)과 함께 반도체나 평판 디스플레이 제조시 액티브층, 전극층 및 절연층 등을 형성하는 대표적인 방법 중의 하나이다.Chemical vapor deposition (CVD) is one of the representative methods for forming an active layer, an electrode layer, an insulating layer, and the like in the manufacture of a semiconductor or flat panel display together with physical vapor deposition (PVD).
화학기상 증착법에서는 원재료에 해당하는 소스물질을 가열하여 소스가스화 한 후에 이를 챔버 내로 공급하여 기판 상에 원하는 막을 형성한다. 이때 기판을 소정의 온도로 가열하여 막이 형성되기 위하여 필요한 에너지를 공급한다.In chemical vapor deposition, a source material corresponding to a raw material is heated to source gas, and then supplied into a chamber to form a desired film on a substrate. At this time, the substrate is heated to a predetermined temperature to supply energy necessary for forming a film.
한편 최근 반도체나 평판 디스플레이의 기판 사이즈가 대면적화 됨에 따라 기판 전면적에 걸쳐 균일하게 소스가스를 공급하는 것이 화학기상 증착법에서 매우 중요한 문제로 대두되고 있다.On the other hand, as the substrate size of semiconductors and flat panel displays has become larger in recent years, supplying source gas uniformly over the entire surface of the substrate has emerged as a very important problem in chemical vapor deposition.
일 예로 액정 디스플레이의 구동 소자에 해당하는 박막 트랜지스터(Thin Film transistor; TFT)에 있어서 금속유도 결정화(metal induced crystallization; MIC) 방식에 의한 다결정 실리콘막 제조 과정에서 비정질 실리콘 막 상에 금속 촉매 입자를 증착하기 위한 화학기상 증착공정을 들 수 있다.For example, in a thin film transistor (TFT) corresponding to a driving device of a liquid crystal display, metal catalyst particles are deposited on an amorphous silicon film during a process of manufacturing a polycrystalline silicon film by a metal induced crystallization (MIC) method. The chemical vapor deposition process for this is mentioned.
이때 액정 디스플레이용 기판의 전면적에 걸쳐서 소스가스(예를 들어 금속유기 화합물 가스)가 균일하게 공급되지 못하게 되면 기판의 위치에 따라 증착되는 금속 촉매 입자의 농도가 다르게 되어 그 결과 기판 위치에 따라 최종 형성되는 다결정 실리콘막의 결정립(grain)의 크기가 달라질 수 있다. 즉, 다결정 실리콘막의 전기적 특성(예를 들어 전기 이동도 등)은 결정립 크기에 좌우되는 바, 위와 같이 기판의 전면적에 걸쳐서 소스가스(금속 촉매 입자)의 공급이 균일하지 못하면 박막 트랜지스터의 전기적 특성이 불균일해지고 이러한 점은 기판 사이즈가 대면적화 됨에 따라 더 심각한 문제가 될 수 있다.At this time, if the source gas (for example, metal organic compound gas) is not uniformly supplied over the entire surface of the liquid crystal display substrate, the concentration of the metal catalyst particles to be deposited varies according to the position of the substrate, resulting in final formation according to the substrate position. The grain size of the polycrystalline silicon film may vary. That is, the electrical properties (eg, electrical mobility, etc.) of the polycrystalline silicon film depend on the grain size. If the supply of the source gas (metal catalyst particles) is not uniform over the entire surface of the substrate as described above, the electrical properties of the thin film transistor may be reduced. Unevenness and this can be a more serious problem as the substrate size becomes larger.
또한, 기판을 대량 생산하기 위하여 증착 공정을 반복적으로 수행함에 있어서 각 공정마다 소스가스의 공급량을 일정하게 유지하지 못하게 되면, 각 공정에서 생산된 기판마다 금속 촉매 입자의 증착량 및 증착 간격이 서로 다르게 나타날 수 있다. 이러한 경우 금속 촉매 입자를 중심으로 하여 형성되는 다결정 실리콘막의 결정립의 크기 및 전기적 특성이 각 공정마다 서로 다를 수 있으며, 이에 따라 공정간 재현성이 떨어지게 되는 문제점이 발생하게 된다.In addition, when repeatedly performing the deposition process in order to mass-produce the substrate, if the supply amount of the source gas cannot be kept constant for each process, the deposition amount and deposition interval of the metal catalyst particles are different for each substrate produced in each process. May appear. In this case, the size and electrical properties of the crystal grains of the polycrystalline silicon film formed around the metal catalyst particles may be different for each process, thereby causing a problem of poor reproducibility between processes.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래 기술로서, 소스가스를 공급하는 시간을 일정하게 유지함으로써 챔버 내로 유입되는 소스가스의 양을 일정하게 유지하 는 기술 등이 소개된 바 있지만, 이에 의하더라도 만족할만한 수준의 공정간 재현성을 얻기 어렵다는 한계가 있었다.As a conventional technique for solving such a problem, a technique for maintaining a constant amount of source gas introduced into the chamber by maintaining a constant time for supplying a source gas has been introduced, but even if it is satisfactory level There was a limitation that it was difficult to obtain reproducibility between processes.
따라서 공정간 재현성을 높임으로써 각 공정마다 일정한 특성을 가지는 다결정 실리콘막을 형성시킬 수 있는 방법의 개발 필요성이 커지고 있다.Therefore, the necessity of the development of the method which can form the polycrystalline silicon film which has a certain characteristic for every process by increasing the reproducibility between processes is increasing.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화학기상 증착법에서 증착챔버 내로 유입되는 소스가스의 부분 압력(partial pressure)을 시간에 대하여 적분한 값을 참조하여 증착챔버 내로 유입되는 소스가스의 양을 일정하게 제어할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, the partial pressure of the source gas introduced into the deposition chamber in the chemical vapor deposition method (Partial pressure) introduced into the deposition chamber with reference to the integral value with respect to time An object of the present invention is to provide a method capable of controlling the amount of source gas constantly.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 소스가스 공급방법은, 화학기상 증착법에서 소스가스를 공급하는 방법으로서, (a) 소스물질을 가열하여 소스가스를 발생시키는 단계; (b) 상기 소스가스가 상기 증착챔버로 유입되기 전에 상기 소스가스의 부분 압력(partial pressure)을 측정하는 단계; 및 (c) 상기 측정된 소스가스의 부분 압력을 소정의 시간에 대하여 적분한 값이 기설정된(predetermined) 값보다 작은 경우에는 상기 소스가스가 상기 증착챔버로 유입되도록 하고, 상기 측정된 소스가스의 부분 압력을 소정의 시간에 대하여 적분한 값이 기설정된(predetermined) 값과 실질적으로 동일한 경우에는 상기 소스가스가 상기 증착챔버로 유입되지 않도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a source gas supply method according to the present invention, a method for supplying a source gas in a chemical vapor deposition method, comprising the steps of: (a) heating the source material to generate a source gas; (b) measuring a partial pressure of the source gas before the source gas is introduced into the deposition chamber; And (c) when the value obtained by integrating the measured partial pressure of the source gas with respect to a predetermined time is smaller than a predetermined value, the source gas is introduced into the deposition chamber, and the measured source gas is And when the integral value of the partial pressure for a predetermined time is substantially equal to a predetermined value, preventing the source gas from flowing into the deposition chamber.
상기 소정의 시간은 상기 소스가스가 상기 증착챔버로 유입되기 시작한 시점부터 상기 소스가스의 부분 압력을 마지막으로 측정한 시점까지의 시간일 수 있다.The predetermined time may be a time from when the source gas starts to flow into the deposition chamber to a time when the partial pressure of the source gas is finally measured.
상기 소스가스는 Ni을 포함할 수 있다.The source gas may include Ni.
상기 (a) 단계는 상기 소스가스와 함께 상기 소스가스를 운반하는 운반 가스 를 공급하는 단계를 포함할 수 있다.The step (a) may include supplying a carrier gas carrying the source gas together with the source gas.
상기 운반가스는 Ar을 포함할 수 있다.The carrier gas may include Ar.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 증착챔버 내로 유입되는 소스가스의 부분 압력(partial pressure)을 시간에 대하여 적분한 값을 참조하여 증착챔버 내로 유입되는 소스가스의 양을 일정하게 제어함으로써, 각 공정에 있어서 기판에 증착되는 금속 촉매 입자의 증착량 및 증착 간격을 일정하게 유지할 수 있게 되고, 이에 따라 금속 촉매 입자를 중심으로 하여 형성되는 다결정 실리콘막의 결정립의 크기를 일정하게 유지할 수 있게 된다.According to the present invention configured as described above, by controlling the amount of the source gas introduced into the deposition chamber with reference to the integral value of the partial pressure of the source gas flowing into the deposition chamber with respect to time, each process, In this case, the deposition amount and the deposition interval of the metal catalyst particles deposited on the substrate can be kept constant, and thus the size of crystal grains of the polycrystalline silicon film formed around the metal catalyst particles can be kept constant.
나아가, 본 발명에 따르면, 증착 공정간의 재현성을 제고(提高)할 수 있으므로, 기판 상에 형성되는 다결정 실리콘막의 전기적 특성을 공정마다 일정하게 유지할 수 있게 되는 효과가 있다.Furthermore, according to the present invention, since the reproducibility between the deposition processes can be improved, there is an effect that the electrical characteristics of the polycrystalline silicon film formed on the substrate can be kept constant for each step.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스가스 공급장치(100)의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the configuration of a source
도시한 바와 같이, 소스가스 공급장치(100)는 증착챔버(110), 펌프(120), 소스물질 증발부(130) 및 부분 압력 분석부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.As illustrated, the source
또한, 소스가스 공급장치(100)는 소스가스를 증착챔버(110)로 원활히 공급되도록 하기 위한 운반가스 공급부(140)를 더 포함할 수 있다.In addition, the source
또한, 소스가스 공급장치(100)는 가스의 공급 또는 흐름을 단속하는 제1 내지 제5 밸브(V1 내지 V5)를 더 포함할 수 있다.In addition, the source
증착챔버(110)는 글래스 기판이 로딩되고 글래스 기판에 대한 막 형성 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 증착챔버(110)에는 히터(미도시)가 설치되어 막 형성시 필요한 에너지를 기판에 대하여 공급할 수 있다. 증착챔버(110), 펌프(120) 및 소스물질 증발부(130)를 기본 구성요소로 하여 수행되는 화학기상 증착 공정은 공지의 기술이므로 본 명세서에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The
펌프(120)는 증착챔버(110)에 연결되어 증착챔버(110)로부터 가스가 용이하게 배출될 수 있도록 할 수 있다.The
소스물질 증발부(130)에는 증착챔버(110)로 공급되는 소스가스를 발생시키기 위하여 소스물질(132)이 저장되고, 소스물질 증발부(130)의 주위로는 히터(134)가 설치되어 소스물질 증발부(130)에 저장되어 있는 소스물질(132)을 기화시켜 소스가스를 발생시킨다. 소스물질 증발부(130)는 증착챔버(110)와 소정의 연결관으로 연결되고 상기 연결관 상에는 소스물질 증발부(130)에서 증착챔버(110)로의 가스 공급을 단속하기 위한 제2 밸브(V2)가 설치될 수 있다.The
운반가스 공급부(140)는 소스물질 증발부(130)에서 생성된 소스가스가 증착챔버(110) 및 펌프(120)까지 원활하게 전달될 수 있도록 소스가스를 운반하는 역할을 수행하는 소정의 운반가스를 공급한다. 통상적으로, 금속 원소로 이루어진 소스가스는 비중이 크고 이동성이 떨어지기 때문에, 이를 원활하게 전달시키기 위한 수단으로서 별도의 운반가스가 요구된다. 여기서, 운반가스는 가벼워야 하는 동시 에 증착 공정에 영향을 미치지 않아야 하므로, 비중이 작고 반응성이 낮은 것이 바람직하다. 예를 들면, 운반가스에는 아르곤(Ar), 질소(N2) 등의 불활성 기체가 포함될 수 있을 것이다.Carrier
이상에서 살펴본 바와 같이, 소스물질 증발부(130)에 설치된 히터(134)는 소스물질(132)을 기화시킴으로써 소스가스를 발생시킬 수 있고, 이와 같이 발생된 소스가스는 운반가스 공급부(140)로부터 공급되는 운반가스와 함께 증착챔버(110) 내로 유입될 수 있다. 증착챔버(110) 내로 유입된 소스가스는 기판(미도시됨) 상에 증착될 수 있는데, 증착챔버(110) 내로 유입된 소스가스의 총량에 따라 기판 상에 증착되는 소스물질의 증착량 및 증착 간격이 서로 다르게 나타날 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 압력 분석부(150)는 증착챔버(110) 내로 유입되는 소스가스의 총량을 제어하는 기능을 수행하는데, 이하에서는 부분 압력 분석부(150)의 동작 원리에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다.As described above, the
부분 압력 분석부(150)는 증착챔버(110) 내로 유입되는 가스 중 소스가스의 부분 압력(partial pressure)을 측정하는 기능을 수행한다. 여기서, 부분 압력은 여러 기체가 섞여 있을 때 각각의 성분 기체가 나타내는 압력을 의미한다. 부분 압력 분석부(150)는 증착챔버(110) 내로 유입되는 가스에 포함된 소스가스의 부분 압력을 나머지 다른 가스(예를 들어, 운반가스)와 구분하여 측정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 부분 압력 분석부(150)는 소스가스의 부분 압력을 측정하기 위하여 잔여 가스 분석기(Residual Gas Analyzer: RGA)를 포함할 수 있다.The
또한, 부분 압력 분석부(150)는 소정 시간 동안 증착챔버(110) 내로 유입되는 소스가스의 부분 압력을 소정의 시간에 대하여 적분할 수 있으며, 상기 적분한 값을 참조하여 증착챔버(110) 내로 소스가스를 유입시킬지 여부를 결정하는 기능을 수행한다. 여기서, 소스가스의 부분 압력을 소정의 시간에 대하여 적분한 값은, 소정 시간 동안 증착챔버(110) 내로 유입된 소스가스의 총량을 가늠하는 척도로서 활용될 수 있다.In addition, the
구체적으로 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 압력 분석부(150)는 소스가스가 증착챔버(110) 내로 유입되기 시작하는 시점부터 증착챔버(110) 내로 유입되는 소스가스의 부분 압력을 계속 적분해 나갈 수 있으며, 증착챔버(110) 내로 유입된 소스가스의 부분 압력을 적분한 값이 기설정된(predetermined) 값을 초과하는 시점 이후로는 증착챔버(110) 내로 더 이상의 소스가스가 유입되지 않도록 제어할 수 있다. 이로써, 부분 압력 분석부(150)는 일 공정에 있어서 증착챔버(110) 내로 유입되는 소스가스의 총량을 일정하게 제어할 수 있게 된다. 한편, 제1 밸브(V1)는 부분 압력 분석부(150)의 제어에 따라 증착챔버(110)와 연결되는 소스가스의 이동 통로를 개폐할 수 있다.Specifically, the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 증착챔버(110) 내로 유입되는 소스가스의 양을 일정하게 제어할 수 있으므로, 대량 생산 공정에서 반복적으로 수행되는 증착 공정에 있어서 각 공정마다 소스가스의 유입량을 일정하게 유지할 수 있게 된다. 그리고, 이처럼 각 공정마다 유입되는 소스가스의 양을 일정하게 유지하게 되면, 각 공정에서 기판 상에 증착되는 금속 촉매 입자의 증착량 및 증착 간격을 일정하게 유지할 수 있게 되고, 이에 따라 금속 촉매 입자를 중심으로 하여 형성되는 다결정 실리콘막의 결정립의 크기를 일정하게 유지할 수 있게 된다. 즉, 본 발명에 따르면, 증착 공정간의 재현성을 제고(提高)함으로써 기판 상에 형성되는 다결정 실리콘막의 전기적 특성을 일정하게 유지할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, since the amount of source gas introduced into the
실시예Example
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 소스가스의 부분 압력을 적분한 값을 참조로 하여 증착챔버(110) 내로 유입되는 소스가스의 양을 제어하는 과정에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, a process of controlling the amount of source gas introduced into the
본 실시예에서는 MIC 방식을 이용하여 다결정 실리콘막을 형성시키기 위해 화학기상 증착법으로 비정질 실리콘막 상에 금속 촉매 입자를 증착하였다. 본 실시예에서는 MIC를 위한 금속 촉매 입자로서 Ni을 사용하였으며 이에 따라 소스물질(132)은 Ni(CP)2 분말을 사용하였다. 또한, 본 실시예에서는 Ni(CP)2 분말을 소스물질 증발부(130)에 채워 넣고 히터(134)를 작동시켜 소스물질 증발부(130)를 약 70℃로 유지함으로써 소스가스, 즉 Ni(CP)2 가스를 발생시킨 후 이를 증착챔버(110) 내로 공급하였다. 이때 Ni(CP)2 가스의 원활한 이동을 위하여 운반가스로 Ar을 사용하였다. 다음으로 증착챔버(110) 내로 유입된 Ni(CP)2 가스를 이용하여 비정질 실리콘막 상에 Ni 촉매 입자가 증착시켰는데, 여기서 증착온도는 약 130℃로 설정하였다. 마지막으로 Ni 촉매 입자가 증착된 비정질 실리콘막을 결정화 열처리하여 다결정 실리콘막을 제조하였는데, 여기서 열처리 온도는 약 650℃이었고 열처리 시 간은 약 90분이었으며 열처리 분위기는 N2 가스 분위기였다.In this embodiment, the metal catalyst particles were deposited on the amorphous silicon film by chemical vapor deposition to form a polycrystalline silicon film using the MIC method. In this embodiment, Ni was used as the metal catalyst particle for the MIC, and accordingly, the
한편, 본 실시예에서는 공정간의 실험 결과를 비교하기 위하여 동일한 증착 공정을 3회에 걸쳐 수행하였다.In the present embodiment, the same deposition process was performed three times in order to compare the experimental results between the processes.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 증착챔버(110) 내로 유입되는 Ni(CP)2 가스의 부분 압력을 시간에 따라 표시한 그래프를 나타내는 도면이다. 도 2에서 검은색, 빨간색 및 파란색으로 표시된 그래프는 각각 1차, 2차 및 3차 증착 공정에서 측정된 Ni(CP)2 가스의 부분 압력에 대응한다. 보다 신뢰성 높은 실험 결과를 얻기 위하여 각 증착 공정마다 Ni(CP)2 가스의 유입 패턴(순간 유입량, 유입 시간 등)을 모두 달리하였음을 밝혀 둔다.2 is a graph illustrating a partial pressure of Ni (CP) 2 gas flowing into the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 증착챔버(110) 내로 유입되는 Ni(CP)2 가스의 부분 압력의 적분값을 시간에 따라 표시한 그래프를 나타내는 도면이다. 도 2와 마찬가지로, 도 3에서 검은색, 빨간색 및 파란색으로 표시된 그래프는 각각 1차, 2차 및 3차 증착 공정에 대응한다. 수학적으로 볼 때, 도 3에 도시된 그래프의 값은 도 2에 도시된 그래프의 값을 시간에 대하여 적분한 값으로서, 이는 도 2에서 그래프 및 시간 축으로 둘러싸인 영역의 넓이에 해당하는 것이기도 하다.3 is a graph showing an integral value of partial pressure of Ni (CP) 2 gas flowing into the
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 압력 분석부(150)는, 증착챔버(110) 내로 유입되는 Ni(CP)2 가스의 부분 압력을 시간에 대하여 적분한 값이 기설정된(predetermined) 값에 도달할 때까지 계속하여 챔 버(110) 내로 Ni(CP)2 가스를 유입시키도록 결정하고, 증착챔버(110) 내로 유입되는 Ni(CP)2 가스의 부분 압력을 시간에 대하여 적분한 값이 기설정된(predetermined) 값을 초과하면 증착챔버(110) 내로 더 이상 Ni(CP)2 가스를 유입시키지 않도록 결정할 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the
본 실시예에 있어서는, Ni(CP)2 가스의 유입 여부의 기준이 되는 기설정된 값을 약 0.02torr·min으로 설정하였다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 1차 공정의 경우 증착챔버(110) 내로 유입된 Ni(CP)2 가스의 부분 압력을 적분한 값이 0.0194torr·min이 될 때까지 증착챔버(110) 내로 Ni(CP)2 가스를 유입시키고(110분에서 115분까지 약 5분 동안 유입시킴), 2차 공정의 경우 증착챔버(110) 내로 유입된 Ni(CP)2 가스의 부분 압력을 적분한 값이 0.01934torr·min이 될 때까지 증착챔버(110) 내로 Ni(CP)2 가스를 유입시켰으며(108분에서 115분까지 약 7분 동안 유입시킴), 3차 공정의 경우 증착챔버(110) 내로 유입된 Ni(CP)2 가스의 부분 압력을 적분한 값이 0.01955torr·min이 될 때까지 증착챔버(110) 내로 Ni(CP)2 가스를 유입시켰다(102분에서 110분까지 약 8분 동안 유입시킴). 참고로, 도 2에 도시된 바와 같이, 증착챔버(110) 내에 Ni(CP)2 가스를 유입시키기 전이라도 낮은 수준의 부분 압력이 측정될 수 있는데(1차, 2차 및 3차 공정의 각각 약 110분, 약 108분 및 약 102분 이전 구간에서의 부분 압력), 이는 실제적인 실험 환경에 있어서 측정될 수 있는 임 의의 노이즈(random noise)에 불과함을 밝혀둔다.In the present Example, the predetermined value used as the reference | standard of the inflow of Ni (CP) 2 gas was set to about 0.02torr * min. 2 and 3, in the first process, the partial pressure of the Ni (CP) 2 gas introduced into the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 증착챔버(110) 내에 Ni(CP)2 를 공급함으로써 비정질 실리콘층 상에 Ni을 증착시키고 MIC를 수행한 경우 형성된 다결정 실리콘층의 결정립의 모양을 나타내는 사진이다. 또한, 도 5는 종래 기술에 따라 일정 시간 동안 Ni(CP)2 를 공급함으로써 비정질 실리콘층 상에 Ni을 증착시키고 MIC를 수행한 경우 형성된 다결정 실리콘층의 결정립의 모양을 나타내는 사진이다.4 is a photograph showing the shape of grains of a polycrystalline silicon layer formed when Ni is deposited on an amorphous silicon layer and MIC is performed by supplying Ni (CP) 2 into the
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 기판의 중심(center)부에 형성된 다결정 실리콘층의 결정립의 크기(Grain Size; G/S)는 1차, 2차 및 3차 공정에서 각각 14.0, 14.5 및 14.5로서 각 공정마다 결정립의 크기가 거의 동일한 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 기판의 외곽(edge)부에 형성된 다결정 실리콘층의 결정립의 크기는 1차, 2차 및 3차 공정에서 각각 14.9, 14.1 및 14.2로서 각 공정마다 결정립의 크기가 일정하게 나타나는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, the grain size (G / S) of the polycrystalline silicon layer formed in the center portion of the substrate according to the exemplary embodiment of the present invention is in the first, second and third processes, respectively. As 14.0, 14.5, and 14.5, it can be seen that the grain size is almost the same for each process. In addition, referring to Figure 4, the size of the crystal grains of the polycrystalline silicon layer formed on the edge (edge) of the substrate according to an embodiment of the present invention is 14.9, 14.1 and 14.2 in the first, second and third processes, respectively It can be seen that the size of the crystal grains is constant in each process.
반면에, 도 5를 참조하면, 종래 기술에 따라 기판의 중심(center)부에 형성된 다결정 실리콘층의 결정립의 크기(Grain Size; G/S)는 1차, 2차 및 3차 공정에서 각각 15.4, 18.3 및 27.0으로서 각 공정간의 결정립의 크기 차이가 큰 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 5를 참조하면, 종래 기술에 따라 기판의 외곽(edge)부에 형성된 다결정 실리콘층의 결정립의 크기는 1차, 2차 및 3차 공정에서 각각 15.6, 19 및 24.1로서 각 공정간의 결정립의 크기 차이가 상당한 것을 확인할 수 있다.On the other hand, referring to Figure 5, the grain size (G / S) of the polycrystalline silicon layer formed in the center (center) of the substrate according to the prior art (G / S) is 15.4 in the primary, secondary and tertiary processes respectively , 18.3 and 27.0 show a large difference in grain size between the processes. In addition, referring to Figure 5, according to the prior art, the size of the crystal grains of the polycrystalline silicon layer formed on the edge of the substrate (15.6, 19 and 24.1 in the primary, secondary and tertiary processes, respectively, crystal grains between each process) It can be seen that the difference in size is significant.
이상의 실험 결과를 참조할 때, 본 발명에 의하면 종래 기술(즉, 유입 시간을 일정하게 제어하는 기술)에 의할 경우와 비교하여 기판 상에 증착되는 Ni 촉매 입자의 증착량 및 증착 간격이 보다 균등하게 제어될 수 있는 것으로 볼 수 있고, 이에 따라 Ni을 중심으로 하여 형성되는 다결정 실리콘층의 결정립의 크기가 보다 일정하게 제어된다고 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 공정간의 재현성이 역시 현저하게 향상된다고 할 수 있다.Referring to the above experimental results, according to the present invention, the deposition amount and the deposition interval of the Ni catalyst particles deposited on the substrate are more evenly compared with the case of the conventional technique (that is, the technique of controlling the inflow time constantly). It can be seen that it can be controlled, so that the size of the crystal grains of the polycrystalline silicon layer formed around Ni can be more uniformly controlled. Therefore, according to the present invention, it can be said that the reproducibility between processes is also remarkably improved.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken in conjunction with the present invention. Variations and changes are possible. Such modifications and variations are intended to fall within the scope of the invention and the appended claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스가스 공급장치의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the configuration of a source gas supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 증착챔버 내로 유입되는 Ni(CP)2 가스의 부분 압력을 시간에 따라 표시한 그래프를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a graph illustrating a partial pressure of Ni (CP) 2 gas flowing into a deposition chamber according to an embodiment of the present invention over time.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 증착챔버 내로 유입되는 Ni(CP)2 가스의 부분 압력의 적분값을 시간에 따라 표시한 그래프를 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a graph showing an integral value of partial pressure of Ni (CP) 2 gas flowing into a deposition chamber according to an embodiment of the present invention over time.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 증착챔버 내에 Ni(CP)2 를 공급함으로써 비정질 실리콘층 상에 Ni을 증착시키고 MIC를 수행한 경우 형성된 다결정 실리콘층의 결정립 모양을 나타내는 사진이다.4 is a photograph showing a grain shape of a polycrystalline silicon layer formed when Ni is deposited on an amorphous silicon layer and MIC is performed by supplying Ni (CP) 2 into the deposition chamber according to an embodiment of the present invention.
도 5는 종래 기술에 따라 일정 시간 동안 Ni(CP)2 를 공급함으로써 비정질 실리콘층 상에 Ni을 증착시키고 MIC를 수행한 경우 형성된 다결정 실리콘층의 결정립 모양을 나타내는 사진이다.5 is a photograph showing a grain shape of a polycrystalline silicon layer formed when Ni is deposited on an amorphous silicon layer and MIC is performed by supplying Ni (CP) 2 for a predetermined time according to the related art.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 소스가스 공급장치 100: source gas supply device
110: 증착챔버110: deposition chamber
120: 펌프120: pump
130: 소스물질 증발부130: source material evaporation unit
140: 운반가스 공급부140: carrier gas supply unit
150: 부분 압력 분석부150: partial pressure analysis unit
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090024361A KR101087069B1 (en) | 2009-03-23 | 2009-03-23 | Source gas supply method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090024361A KR101087069B1 (en) | 2009-03-23 | 2009-03-23 | Source gas supply method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100105975A KR20100105975A (en) | 2010-10-01 |
KR101087069B1 true KR101087069B1 (en) | 2011-11-28 |
Family
ID=43128421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090024361A KR101087069B1 (en) | 2009-03-23 | 2009-03-23 | Source gas supply method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101087069B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101682527B1 (en) | 2015-10-03 | 2016-12-06 | (주)마이크로텍시스템 | touch keypad combined mouse using thin type haptic module |
US11255017B2 (en) | 2017-03-16 | 2022-02-22 | Lam Research Corporation | Systems and methods for flow monitoring in a precursor vapor supply system of a substrate processing system |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100778781B1 (en) * | 2005-12-16 | 2007-11-27 | 주식회사 테라세미콘 | Polycrystalline silicon thin film manufacturing method and apparatus for manufacturing same |
KR100851439B1 (en) * | 2007-02-01 | 2008-08-11 | 주식회사 테라세미콘 | Apparatus for supplying source gas |
-
2009
- 2009-03-23 KR KR1020090024361A patent/KR101087069B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100778781B1 (en) * | 2005-12-16 | 2007-11-27 | 주식회사 테라세미콘 | Polycrystalline silicon thin film manufacturing method and apparatus for manufacturing same |
KR100851439B1 (en) * | 2007-02-01 | 2008-08-11 | 주식회사 테라세미콘 | Apparatus for supplying source gas |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20100105975A (en) | 2010-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101161020B1 (en) | Atomic layer growing apparatus | |
KR101883360B1 (en) | Method and apparatus for the selective deposition of epitaxial germanium stressor alloys | |
US20060216418A1 (en) | Formation of silicon nitride film | |
US20090275150A1 (en) | Film formation apparatus and method for semiconductor process | |
US20120269968A1 (en) | Atomic Layer Deposition Apparatus and Process | |
US10240253B2 (en) | Apparatus for manufacturing large scale single crystal monolayer of hexagonal boron nitride and method for manufacturing the same | |
US9263269B2 (en) | Reaction tube, substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device | |
US11031270B2 (en) | Substrate processing apparatus, substrate holder and mounting tool | |
US20090124077A1 (en) | Method for forming poly-silicon film | |
US20140335700A1 (en) | Carbon Layers for High Temperature Processes | |
CN102317501A (en) | Heat treatment apparatus, and method for controlling the same | |
KR100906048B1 (en) | Polysilicon Deposition Method Using LPPC and LPCD | |
US9781838B2 (en) | Gas sensor and method of manufacturing the same | |
KR101087069B1 (en) | Source gas supply method | |
CN106033735A (en) | Substrate Processing Apparatus, and Method of Manufacturing Semiconductor Device | |
US11359286B2 (en) | Quartz crystal microbalance concentration monitor | |
JP2006286716A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
US10329667B2 (en) | Deposition method | |
KR20220098816A (en) | Station-to-station control of backside bow compensation deposition | |
JP2014210946A (en) | Atomic layer deposition apparatus | |
WO2007081185A1 (en) | Heating apparatus for batch type reaction chamber | |
JPS61229319A (en) | Thin film forming method | |
TWI377267B (en) | Method for operating a chemical deposition chamber | |
JP2005272969A (en) | Vacuum vapor deposition system and vacuum vapor deposition method | |
KR101452976B1 (en) | Formation of gallium oxide nanowire using atomic layer deposition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20090323 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PG1501 | Laying open of application | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20110110 Patent event code: PE09021S01D |
|
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20110729 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20110110 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |
|
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
PJ0201 | Trial against decision of rejection |
Patent event date: 20110930 Comment text: Request for Trial against Decision on Refusal Patent event code: PJ02012R01D Patent event date: 20110729 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PJ02011S01I Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal Decision date: 20111111 Appeal identifier: 2011101007230 Request date: 20110930 |
|
AMND | Amendment | ||
PB0901 | Examination by re-examination before a trial |
Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event date: 20111028 Patent event code: PB09011R02I Comment text: Request for Trial against Decision on Refusal Patent event date: 20110930 Patent event code: PB09011R01I Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event date: 20110310 Patent event code: PB09011R02I |
|
B701 | Decision to grant | ||
PB0701 | Decision of registration after re-examination before a trial |
Patent event date: 20111111 Comment text: Decision to Grant Registration Patent event code: PB07012S01D Patent event date: 20111107 Comment text: Transfer of Trial File for Re-examination before a Trial Patent event code: PB07011S01I |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20111121 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20111122 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
PC1903 | Unpaid annual fee |
Termination category: Default of registration fee Termination date: 20151009 |