KR101301641B1 - Substrate processing apparatus - Google Patents

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KR101301641B1
KR101301641B1 KR1020120137073A KR20120137073A KR101301641B1 KR 101301641 B1 KR101301641 B1 KR 101301641B1 KR 1020120137073 A KR1020120137073 A KR 1020120137073A KR 20120137073 A KR20120137073 A KR 20120137073A KR 101301641 B1 KR101301641 B1 KR 101301641B1
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황철주
이주일
박찬호
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주성엔지니어링(주)
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    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma

Abstract

본 발명은 측벽과 상기 측벽의 상부에 결합하여 반응공간을 형성하는 챔버리드를 포함하고, 내부에 기판안치대를 포함하는 챔버; 상기 기판안치대 상부에 위치하며 상기 챔버리드의 제 1 영역을 관통하여 상기 챔버 내부에 설치되는 플라즈마 발생원; 상기 플라즈마 발생원이 설치되지 않은 상기 챔버리드의 제 2 영역에 설치되는 제 1 광학식 열원; 상기 챔버의 외부에 위치하며, 상기 플라즈마 발생원에 연결되는 제 1 전원공급부; 상기 챔버의 외부에 위치하며, 상기 제 1 광학식 열원에 연결되는 제 2 전원공급부를 포함하고, 상기 플라즈마 발생원은 유도결합형 플라즈마 발생장치이고, 상기 챔버리드에는 투명재질의 제 1 윈도우가 설치되며, 상기 제 1 광학식 열원은 상기 제 1 윈도우의 외측에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 제공한다.The present invention includes a chamber including a chamber lead coupled to the side wall and the upper portion of the side wall to form a reaction space therein, the substrate stabilizer; A plasma generation source positioned above the substrate support and installed in the chamber through the first region of the chamber lead; A first optical heat source installed in a second region of the chamber lid not provided with the plasma generation source; A first power supply unit located outside the chamber and connected to the plasma generation source; Located at the outside of the chamber, and includes a second power supply connected to the first optical heat source, the plasma generation source is an inductively coupled plasma generator, the chamber lead is provided with a transparent first window, The first optical heat source is provided on the outside of the first window provides a substrate processing apparatus.

Description

기판처리장치{Substrate processing apparatus} Substrate processing apparatus

본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)의 제조를 위하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 플라즈마와 광학식 열원을 함께 이용하는 기판처리장치와 이를 이용하여 폴리 실리콘 박막을 증착하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for processing a substrate for manufacturing a liquid crystal display (LCD), and more particularly, a substrate processing apparatus using a plasma and an optical heat source and a polysilicon thin film using the same. It is about a method.

액정표시장치는 무겁고 부피가 큰 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)을 대신하여 최근 각광 받고 있는 평면표시장치로서, 이 중에서도 매트릭스 형태로 배열된 화소전극의 스위칭 소자에 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 이용한 것이 흔히 알려진 TFT-LCD이다. A liquid crystal display is a flat display device that is recently attracting attention in place of a heavy and bulky cathode ray tube (CRT), and among them, a thin film transistor (TFT) in a switching element of a pixel electrode arranged in a matrix form. ) Is a commonly known TFT-LCD.

TFT-LCD는 TFT 어레이 및 화소전극을 구비하는 하부기판, 컬러필터를 구비하는 상부기판, 상기 상부기판 및 하부기판의 사이에 충진되는 액정층을 포함하며, 이러한 TFT-LCD는 구동 드라이브IC 및 회로기판과 연결되어 하나의 모듈로서 완성된다.The TFT-LCD includes a lower substrate having a TFT array and a pixel electrode, an upper substrate having a color filter, and a liquid crystal layer filled between the upper substrate and the lower substrate. The TFT-LCD includes a drive driver IC and a circuit. It is connected to the board and is completed as a module.

종래에는 기판에 박막트랜지스터(TFT)의 액티브층(반도체층)을 형성할 때 비정질 실리콘을 주로 이용하였는데, 비정질 실리콘의 경우 전자이동도가 낮아 대화면 TFT-LCD를 제조하는데 어려움이 있었다.Conventionally, amorphous silicon is mainly used to form an active layer (semiconductor layer) of a thin film transistor (TFT) on a substrate. In the case of amorphous silicon, electron mobility is low and it is difficult to manufacture a large screen TFT-LCD.

또한 구동 드라이브 IC에는 주로 폴리 실리콘이 액티브층으로 이용되기 때문에 TFT-LCD 모듈을 제조하기 위해서는 TFT-LCD와 구동 드라이브 IC를 별도로 제조한 후 이들을 다시 연결하여야 하므로 제조공정이 복잡하고 집적도 면에서 불리한 단점이 있었다.In addition, since polysilicon is mainly used as an active layer in driving drive ICs, a manufacturing process is complicated and disadvantageous in terms of integration density, because TFT-LCD and driving drive ICs must be separately manufactured and then connected again to manufacture a TFT-LCD module. There was this.

따라서 최근에는 이러한 단점들을 극복하는 방안으로서, 박막트랜지스터의 액티브층을 폴리 실리콘으로 형성하는 방법이 많이 사용되고 있다.Therefore, in recent years, as a way to overcome these disadvantages, a method of forming the active layer of the thin film transistor of polysilicon has been widely used.

폴리 실리콘은 비정질 실리콘에 비하여 전자이동도가 수백 배 이상 크기 때문에 대화면 TFT-LCD의 제조에 적합할 뿐만 아니라 TFT 및 구동드라이브 IC를 동일한 기판에 형성할 수 있기 때문에 제조공정의 단순화는 물론 집적도 면에서 크게 유리한 장점이 있다.
Polysilicon is not only suitable for the manufacture of large-screen TFT-LCDs, but also can be formed on the same substrate because the electron mobility is several hundred times higher than that of amorphous silicon. There is a significant advantage.

폴리 실리콘 박막을 형성하는 방법에는 폴리 실리콘을 기판에 직접 증착하는 방법과 일단 비정질 실리콘을 먼저 증착한 후에 이를 폴리 실리콘으로 결정화하는 방법이 있다.Methods of forming a polysilicon thin film include a method of directly depositing polysilicon on a substrate and a method of first depositing amorphous silicon and then crystallizing it into polysilicon.

전자의 방법은 저압 화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition: LPCVD)법을 이용하여 약 600℃ 이상의 고온환경에서 증착시키는 방법이다. 이 방법이 간편하기는 하지만 일반적인 유리기판은 이 정도의 고온에 장시간 노출될 경우 쉽게 변형되기 때문에 쿼츠 등과 같은 고가 재질의 기판을 이용하여야 하는 문제점이 있다.
The former method is a method of depositing at a high temperature of about 600 ° C. or more using Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD). Although this method is simple, a general glass substrate is easily deformed when exposed to such a high temperature for a long time, there is a problem that a high-priced substrate such as quartz must be used.

후자의 방법은 기판에 비정질 실리콘을 먼저 증착한 후에 이를 결정화하는 방법으로서, 비정질 실리콘의 증착공정이 통상 400℃ 내외에서 진행되기 때문에 기판의 손상이나 변형을 피할 수 있어 이러한 방법으로 형성되는 폴리 실리콘을 통상 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly Silicon, LTPS)이라 칭한다.The latter method is a method of first depositing amorphous silicon on a substrate and then crystallizing it. Since the deposition process of amorphous silicon is generally performed at about 400 ° C., the damage or deformation of the substrate can be avoided, so that polysilicon formed by this method is used. Usually referred to as Low Temperature Poly Silicon (LTPS).

이때 비정질 실리콘층을 결정화하는 방법으로는, 반응로(furnace) 속에서 로 가열법을 이용하여 비정질 실리콘을 결정화하는 고상결정화(Solid Phase Crystallization, SPC)법, 엑시머 레이저를 순간 조사함으로써 비정질 실리콘층을 1400도 정도까지 순간적으로 가열하여 결정화하는 엑시머 레이저 어닐링(Eximer Laser Annealing, ELA)법, 비정질 실리콘층 상에 선택적으로 증착된 금속을 씨드로 하여 결정화를 유도하는 금속유도결정화(Metal Induced Crystallization: MIC)법 등이 있다.In this case, the amorphous silicon layer is crystallized by solid-state crystallization (SPC) method of crystallizing the amorphous silicon using a furnace heating method in a furnace. Eximer Laser Annealing (ELA) method for instantaneous heating and crystallization up to about 1400 degrees, Metal Induced Crystallization (MIC) that induces crystallization by using a metal selectively deposited on an amorphous silicon layer as a seed. Law, etc.

그러나 이러한 방법들은 기판에 비정질 실리콘을 증착하고 이를 다시 폴리 실리콘으로 결정화하는 과정을 순차적으로 거쳐야 하고, 증착과정과 결정화 과정이 별도의 챔버에서 진행되므로 생산성에 근본적인 한계를 가지고 있다.
However, these methods have a fundamental limitation in productivity because the amorphous silicon is deposited on the substrate and crystallized into polysilicon in sequence, and the deposition process and the crystallization process are performed in separate chambers.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 동일 챔버에서 비정질실리콘의 증착과 폴리 실리콘으로의 결정화를 동시에 진행하여 폴리 실리콘의 증착공정을 단순화하고 공정시간을 줄임으로써 생산성을 높이는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve this problem and aims to increase productivity by simplifying the deposition process of polysilicon and reducing the process time by simultaneously depositing amorphous silicon and crystallizing to polysilicon in the same chamber.

또한, 증착되는 폴리 실리콘의 막질을 개선하기 위한 장치와 이에 따른 증착방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
In addition, an object of the present invention is to propose an apparatus for improving the film quality of deposited polysilicon and a deposition method according thereto.

위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은 측벽과 상기 측벽의 상부에 결합하여 반응공간을 형성하는 챔버리드를 포함하고, 내부에 기판안치대를 포함하는 챔버; 상기 기판안치대 상부에 위치하며 상기 챔버리드의 제 1 영역을 관통하여 상기 챔버 내부에 설치되는 플라즈마 발생원; 상기 플라즈마 발생원이 설치되지 않은 상기 챔버리드의 제 2 영역에 설치되는 제 1 광학식 열원; 상기 챔버의 외부에 위치하며, 상기 플라즈마 발생원에 연결되는 제 1 전원공급부; 상기 챔버의 외부에 위치하며, 상기 제 1 광학식 열원에 연결되는 제 2 전원공급부를 포함하고, 상기 플라즈마 발생원은 유도결합형 플라즈마 발생장치이고, 상기 챔버리드에는 투명재질의 제 1 윈도우가 설치되며, 상기 제 1 광학식 열원은 상기 제 1 윈도우의 외측에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention includes a chamber including a chamber lead to form a reaction space by coupling to the side wall and the upper portion of the side wall, the chamber comprising a substrate stabilizer; A plasma generation source positioned above the substrate support and installed in the chamber through the first region of the chamber lead; A first optical heat source installed in a second region of the chamber lid not provided with the plasma generation source; A first power supply unit located outside the chamber and connected to the plasma generation source; Located at the outside of the chamber, and includes a second power supply connected to the first optical heat source, the plasma generation source is an inductively coupled plasma generator, the chamber lead is provided with a transparent first window, The first optical heat source is provided on the outside of the first window provides a substrate processing apparatus.

본 발명의 기판처리장치에 있어서, 상기 유도결합형 플라즈마 발생장치는, 토로이드형 코어; 내부에 상기 토로이드형 코어를 포함하는 한편, 중앙에 개방부를 가지며, 상기 개방부의 내주면이 상기 토로이드형 코어를 관통하는 안테나 하우징; 상기 제 1 전원공급부에 연결되는 한편 상기 토로이드형 코어에 감기는 유도코일; 을 포함하는 안테나모듈로 구성되며, 상기 안테나 하우징의 내부는 대기압이고 상기 안테나 하우징의 외부는 상기 챔버의 반응공간인 것이 특징이다.In the substrate processing apparatus of the present invention, the inductively coupled plasma generator includes a toroidal core; An antenna housing including the toroidal core therein and having an opening in the center thereof, the inner circumferential surface of the opening passing through the toroidal core; An induction coil connected to the first power supply and wound around the toroidal core; An antenna module comprising a, wherein the inside of the antenna housing is atmospheric pressure and the outside of the antenna housing is characterized in that the reaction space of the chamber.

본 발명의 기판처리장치에 있어서, 상기 안테나 모듈은 2개 이상인 것이 특징이다.In the substrate processing apparatus of the present invention, there are two or more antenna modules.

본 발명의 기판처리장치에 있어서, 상기 챔버의 측벽에는 투명재질의 제 2 윈도우가 설치되며, 상기 윈도우의 외측에 설치되는 제 2 광학식 열원을 포함하는 것이 특징이다.In the substrate treating apparatus of the present invention, a side surface of the chamber is provided with a second window made of a transparent material, and the second optical heat source is installed outside the window.

본 발명의 기판처리장치에 있어서, 상기 제 1 광학식 열원은, 램프히터; 상기 램프히터를 덮는 램프하우징; 상기 램프하우징의 내측에 위치하는 반사판을 포함하는 것이 특징이다.In the substrate processing apparatus of the present invention, the first optical heat source includes: a lamp heater; A lamp housing covering the lamp heater; It characterized in that it comprises a reflecting plate located inside the lamp housing.

본 발명의 기판처리장치에 있어서, 상기 램프히터는 할로겐 램프 또는 적외선 램프를 이용하는 것이 특징이다.In the substrate processing apparatus of the present invention, the lamp heater is characterized by using a halogen lamp or an infrared lamp.

본 발명의 기판처리장치에 있어서, 상기 램프히터 모듈은 2개 이상인 것이 특징이다.In the substrate processing apparatus of the present invention, there are two or more lamp heater modules.

본 발명의 기판처리장치에 있어서, 상기 제 1 광학식 열원의 주변에는 냉각유로가 형성되는 것이 특징이다.In the substrate processing apparatus of the present invention, a cooling passage is formed around the first optical heat source.

본 발명의 기판처리장치에 있어서, 상기 플라즈마 발생원과 상기 제 1 광학식 열원은 각각 다수 개 설치되는 것이 특징이다.
In the substrate processing apparatus of the present invention, the plasma generating source and the first optical heat source are each provided in plural numbers.

본 발명의 실시예에 따르면, 플라즈마 발생원과 광학식 열원을 기판의 대향면 상에 배치할 수 있기 때문에 2가지 에너지원을 동시에 사용하여 기판에 폴리 실리콘 박막을 증착할 수 있으며, 광학식 열원을 적절히 사용함으로써 저온 폴리 실리콘의 막질을 개선할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the plasma generating source and the optical heat source can be disposed on the opposite surface of the substrate, the polysilicon thin film can be deposited on the substrate using two energy sources simultaneously, and by using the optical heat source appropriately, The film quality of low temperature polysilicon can be improved.

또한 광학식 열원에 의해서 박막 증착 이전에 기판의 표면온도를 특정온도까지 가열할 수 있으므로 박막증착 초기에 비정질 실리콘을 폴리 실리콘으로 결정화하는 것이 가능해진다. In addition, since the surface temperature of the substrate can be heated to a specific temperature before thin film deposition by the optical heat source, it is possible to crystallize amorphous silicon into polysilicon at the beginning of thin film deposition.

또한 상기 폴리 실리콘으로 결정화된 초기 박막이 씨드레이어(seed layer)가 되어 이후 증착되는 실리콘이 결정화되기 쉬운 구조가 된다. 따라서 종래처럼 레이저 어닐링 등의 별도의 결정화 공정을 위해 기판을 다른 챔버로 이동시킬 필요가 없어 공정속도가 크게 향상된다.
In addition, the initial thin film crystallized from polysilicon becomes a seed layer, so that the silicon deposited thereafter is easily crystallized. Therefore, there is no need to move the substrate to another chamber for a separate crystallization process, such as laser annealing, so that the process speed is greatly improved.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 구성도
도 2는 토로이드형 안테나의 구성을 나타낸 단면도
도 3은 챔버의 리드에 설치된 윈도우 및 토로이드형 안테나의 배치형태를 예시한 평면도
도 4는 챔버 측벽에도 램프히터 모듈을 설치한 모습을 나타낸 도면
도 5는 램프히터 모듈의 주변에 냉각유로가 형성된 모습을 나타낸 도면
도 6a 내지 도 6c는 램프히터를 이용한 여러 가지 가열패턴을 나타낸 도면
1 is a block diagram of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention
2 is a cross-sectional view showing the configuration of a toroidal antenna
3 is a plan view illustrating an arrangement of a window and a toroidal antenna installed in a lid of a chamber;
Figure 4 is a view showing a state in which the lamp heater module is installed on the chamber side wall
5 is a view showing a cooling passage formed around the lamp heater module
6A to 6C are views illustrating various heating patterns using a lamp heater.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

1. 저온 1.low temperature 폴리Poly 실리콘 증착을 위한 기판처리장치 Substrate Processing Equipment for Silicon Deposition

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치, 보다 구체적으로는 저온 폴리 실리콘의 증착장치를 나타낸 것으로서, 일정한 반응공간을 형성하는 챔버(110)의 내부에 기판(s)을 안치하는 기판안치대(120)가 설치되며, 챔버 리드(112)에는 플라즈마 발생에 필요한 RF전력을 공급하는 토로이드형 안테나(130)와 기판(s)을 가열하는 램프히터 모듈(150)이 설치된다. 챔버(110)의 하부에는 잔류가스를 배출하는 배기구(180)가 설치된다. 1 shows a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, more specifically, a deposition apparatus of low temperature polysilicon, and the substrate settled to place the substrate s inside the chamber 110 forming a constant reaction space. The base 120 is installed, and the chamber lid 112 is provided with a toroidal antenna 130 for supplying RF power required for plasma generation and a lamp heater module 150 for heating the substrate s. An exhaust port 180 for discharging residual gas is installed in the lower portion of the chamber 110.

종래의 플라즈마 발생원은 균일한 플라즈마를 형성하기 위하여 평판 전극 형태를 가지거나, 나선형 코일이나 복수의 코일을 직렬 또는 병렬로 연결하여 구성되며, 이들은 통상 기판이 안착되는 기판안치대(120)의 상부 또는 챔버리드(112) 상부에 위치한다. Conventional plasma generating sources have a flat electrode shape or a spiral coil or a plurality of coils connected in series or in parallel to form a uniform plasma, and these are usually formed on the upper portion of the substrate stabilizer 120 on which the substrate is placed. Located above the chamber lead 112.

이러한 플라즈마 발생원에 고주파 전원을 통해서 고주파 전력이 인가되면, 플라즈마 발생원 주변에 전기장이 형성되거나, 유도된 자기장에 의한 전기장이 형성된다.When a high frequency power is applied to the plasma generation source through a high frequency power source, an electric field is formed around the plasma generation source, or an electric field is generated by an induced magnetic field.

그런데 챔버리드(112)의 상부에 플라즈마 발생원이 위치하면, 종래에는 챔버리드(112)에 상기 플라즈마 발생원 외에 별도의 에너지 공급원을 추가하기는 어려웠다. 이는 추가되는 에너지 공급원이나 부대설비가 플라즈마 발생원에서 발생하는 전자기 에너지가 챔버내부로 전달되는 것을 방해하기 때문이다.By the way, when the plasma generation source is located above the chamber lead 112, it was difficult to add a separate energy supply source in addition to the plasma generation source in the conventional chamber lead 112. This is because the additional energy source or auxiliary equipment prevents the electromagnetic energy generated from the plasma generating source from being transferred into the chamber.

그러나 본 발명의 실시예에서는 도 1에서와 같이 토로이드형 안테나(130)를 설치함으로써 이러한 문제를 해결하였다. 즉, 토로이드형 안테나(130)에 의하여 발생된 시변자기장에 의한 유도 전기장은 토로이드형 안테나(130)가 설치된 챔버 리드(112)의 하부에 형성되고, 챔버 리드(112)의 다른 부분에 미치는 영향이 없기 때문에 챔버 리드(112)에 추가적인 에너지 공급원을 설치하는 것이 가능해진다.However, in the embodiment of the present invention, such a problem is solved by installing the toroidal antenna 130 as shown in FIG. 1. That is, the induction electric field generated by the time-varying magnetic field generated by the toroidal antenna 130 is formed below the chamber lid 112 in which the toroidal antenna 130 is installed, and is applied to other parts of the chamber lid 112. Since there is no influence, it becomes possible to install an additional energy source in the chamber lid 112.

본 발명의 실시예에서는 이러한 토로이드형 안테나(130)와 램프히터 모듈(150)을 기판의 상부에 설치한다. 또한 챔버리드(112)에는 상기 램프히터 모듈(150)의 빛을 통과시킬 수 있는 사파이어, 쿼츠(quartz) 등과 같은 투명재질의 윈도우(140)를 설치한다. In the exemplary embodiment of the present invention, the toroidal antenna 130 and the lamp heater module 150 are installed on the substrate. In addition, the chamber lid 112 is provided with a window 140 of a transparent material such as sapphire, quartz, etc., which can pass the light of the lamp heater module 150.

이러한 윈도우(140)는 토로이드형 안테나(130)가 설치되지 않은 영역에 설치되며, 윈도우(140)와 챔버리드(112)의 사이에는 진공시일이 형성되어야 함은 물론이다. 즉, 플라즈마 발생원인 토로이드형 안테나(130)는 챔버리드(112)의 제 1 영역을 관통하여 챔버(110) 내부에 설치되고, 윈도우(140)은 토로이드형 안테나(130)가 설치되지 않은 챔버리드(112)의 제 2 영역에 설치된다. 다시 말해, 토로이드형 안테나(130)는 챔버리드(112)의 제 1 영역에 설치되고, 광학식 열원인 램프히터 모듈(150)이 챔버리드(112)의 제 2 영역에 설치됨으로써, 토로이드형 안테나(130)와 램프히터 모듈(150)은 번갈아 위치하게 된다.The window 140 is installed in an area where the toroidal antenna 130 is not installed, and a vacuum seal must be formed between the window 140 and the chamber lid 112. That is, the toroidal antenna 130, which is a plasma generation source, is installed inside the chamber 110 through the first region of the chamber lead 112, and the window 140 is not provided with the toroidal antenna 130. It is installed in the second area of the chamber lead 112. In other words, the toroidal antenna 130 is installed in the first region of the chamber lid 112, and the lamp heater module 150, which is an optical heat source, is installed in the second region of the chamber lid 112, thereby providing a toroidal antenna. The antenna 130 and the lamp heater module 150 are alternately positioned.

토로이드형 안테나(130)는 제1 전원공급부(160)에 연결되고, 램프히터 모듈(150)은 제2 전원공급부(170)에 연결된다.
The toroidal antenna 130 is connected to the first power supply unit 160 and the lamp heater module 150 is connected to the second power supply unit 170.

토로이드형 안테나(130)는 페라이트 또는 아이언 파우더(iron powder) 재질의 토로이드형 코어에 유도코일을 연결한 것으로서, 토로이드형 코어는 유도코일에서 발생한 유도자기장의 자속(磁束)경로를 제공할 뿐만 아니라 챔버 내부에 위치함으로써 RF전력의 손실을 최소화하여 챔버 내부에 고밀도의 플라즈마를 발생시키는 역할을 한다.The toroidal antenna 130 connects an induction coil to a toroidal core made of ferrite or iron powder, and the toroidal core provides a magnetic flux path of an induction magnetic field generated from the induction coil. In addition, it is located inside the chamber to minimize the loss of RF power to generate a high-density plasma inside the chamber.

도 2를 참조하여 토로이드형 안테나(130)의 구성을 보다 구체적으로 살펴보면, 토로이드형 코어(132), 상기 토로이드형 코어(132)를 고정하는 한편 플라즈마로부터 격리시키는 안테나 하우징(131), 상기 안테나 하우징(131)의 내부에서 상기 토로이드형 코어(132)와 결합하는 유도코일(139), 상기 안테나 하우징(131)의 상부에 결합하는 안테나 커버(137) 등으로 구성된다.Looking at the configuration of the toroidal antenna 130 in more detail with reference to Figure 2, the toroidal core 132, the antenna housing 131 for fixing the toroidal core 132, while being isolated from the plasma, An induction coil 139 coupled to the toroidal core 132 in the antenna housing 131, an antenna cover 137 coupled to an upper portion of the antenna housing 131, and the like.

안테나 하우징(131)은 챔버 내부에서 공정가스와 접하는 부분이므로 내열성 및 내산화성이 뛰어난 알루미늄, 세라믹 또는 SUS 재질로 제작되며, 전체적으로 U형의 단면을 가진다. 또한 안테나 하우징(131)에는 토로이드형 코어(132)의 개방부로 삽입되는 안테나 개방부(150)가 형성된다.Since the antenna housing 131 is a part in contact with the process gas inside the chamber, the antenna housing 131 is made of aluminum, ceramic, or SUS material having excellent heat resistance and oxidation resistance, and has an overall U-shaped cross section. In addition, the antenna housing 131 is formed with an antenna opening 150 inserted into the opening of the toroidal core 132.

안테나 하우징(131)의 내부는 플라즈마의 발생을 방지하기 위하여 대기압 상태를 유지하고, 안테나 하우징(131)의 외부는 고진공 상태인 챔버 내부 공간이므로 안테나 하우징(131)에는 진공시일이 설치되어야 한다.The inside of the antenna housing 131 maintains an atmospheric pressure state to prevent the generation of plasma, and since the outside of the antenna housing 131 is a chamber interior space in a high vacuum state, a vacuum seal should be installed in the antenna housing 131.

안테나 개방부(150)의 내주면에는 원통형의 토로이드 고정단(133)이 형성되며, 토로이드형 코어(132)는 상기 토로이드 고정단(133)에 끼워져 고정된다.A cylindrical toroidal fixing end 133 is formed on the inner circumferential surface of the antenna opening 150, and the toroidal core 132 is fitted into the toroidal fixing end 133 to be fixed.

안테나 하우징(131)의 측벽에는 냉매유로(135)가 형성되는데, 냉매유로(135)의 일단에는 냉매유입포트(136a)가 결합되고, 타단에는 냉매유출포트(136b)가 결합된다. 상기 냉매유입포트 및 냉매유출포트(136a,136b)는 각각 냉매유입관/유출관(미도시)을 통해 외부의 냉매저장부와 연결된다.A coolant passage 135 is formed on the sidewall of the antenna housing 131, and a coolant inlet port 136a is coupled to one end of the coolant passage 135, and a coolant outlet port 136b is coupled to the other end thereof. The refrigerant inlet port and the refrigerant outlet ports 136a and 136b are respectively connected to an external refrigerant storage unit through a refrigerant inlet tube / outlet tube (not shown).

상기 냉매유로(135)를 지나는 냉매는 액체 또는 기체 중에서 임의로 선택될 수 있으나, 액체냉매인 경우에는 액체가 안테나 하우징(131)의 내부로 누설되지 않도록 냉매유로(135)가 폐경로로 제작되어야 한다.The refrigerant passing through the refrigerant passage 135 may be arbitrarily selected from liquid or gas, but in the case of liquid refrigerant, the refrigerant passage 135 should be manufactured as a closed path so that liquid does not leak into the antenna housing 131. .

안테나 하우징(131)의 상부에 결합하는 안테나 커버(137)는 하우징 내부의 토로이드형 코어(132)를 외부와 격리시켜 오염을 방지하며, RF전원공급단자(138a)와 접지단자(138b)가 설치된다. The antenna cover 137 coupled to the upper portion of the antenna housing 131 isolates the toroidal core 132 inside the housing from the outside to prevent contamination, and the RF power supply terminal 138a and the ground terminal 138b are Is installed.

상기 RF전원공급단자(138a)와 접지단자(138b)는 안테나 하우징(131)의 내부에서 토로이드형 코어(132)에 감긴 유도코일(139)의 일단 및 타단과 각각 연결되며, 안테나 하우징(131)의 외부에서 제1 전원공급부(160)에 연결된 전원공급라인과 연결된다.The RF power supply terminal 138a and the ground terminal 138b are connected to one end and the other end of the induction coil 139 wound on the toroidal core 132 inside the antenna housing 131, respectively, and the antenna housing 131 Externally connected to the power supply line connected to the first power supply unit 160.

한편, 안테나 하우징(131)이 알루미늄 등 도전성 재질이므로, 유도코일(139)이나 전원공급라인이 안테나 하우징(131)과 절연될 수 있도록, 안테나 커버(137)는 절연재질로 제작된다.On the other hand, since the antenna housing 131 is a conductive material such as aluminum, the antenna cover 137 is made of an insulating material so that the induction coil 139 or the power supply line can be insulated from the antenna housing 131.

안테나 하우징(131)의 상부에서 돌출되는 하우징 걸림턱(134)은 토로이드형 안테나(130)를 챔버 리드(112)에 고정하기 위한 것이며, 하우징 걸림턱(134)의 주변부에는 볼트를 이용하여 챔버리드(112)에 고정하기 위한 관통홀(134a)이 형성된다.The housing latching jaw 134 protruding from the upper portion of the antenna housing 131 is for fixing the toroidal antenna 130 to the chamber lid 112, and the chamber around the housing latching jaw 134 using bolts. A through hole 134a for fixing to the lead 112 is formed.

안테나 하우징(131)과 챔버리드(112)의 사이에도 진공시일이 형성되어야 함은 물론이다.Of course, a vacuum seal should also be formed between the antenna housing 131 and the chamber lid 112.

도 1에는 2개의 토로이드형 안테나(130)가 도시되어 있으나, 토로이드형 안테나의 개수는 챔버의 크기 또는 공정특성에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 도 1에 도시된 것처럼 하나의 제1 전원공급부(160)에 연결되지 않고 각 토로이드형 안테나(130)가 서로 독립적인 전원에 연결될 수도 있다.Although two toroidal antennas 130 are shown in FIG. 1, the number of toroidal antennas can be appropriately adjusted according to the size or process characteristics of the chamber, and as shown in FIG. 1, one first power supply unit ( Instead of being connected to 160, each toroidal antenna 130 may be connected to a power source that is independent of each other.

또한 각 토로이드형 안테나(130)는 개방부의 방향을 임의로 조절할 수 있으며, 제1 전원공급부(160)에서 공급하는 RF전력의 세기는 10kHz에서 13.56MHz 범위가 적당하다.
In addition, each of the toroidal antenna 130 may arbitrarily adjust the direction of the opening, the intensity of the RF power supplied from the first power supply 160 is in the range of 10kHz to 13.56MHz.

한편 챔버리드(112)에 램프히터 모듈(150)을 설치하면 짧은 시간에 높은 에너지를 기판(s)에 공급할 수 있으므로 플라즈마만을 이용하는 경우에 비하여 폴리 실리콘의 증착속도와 박막특성을 크게 향상시킬 수 있다.On the other hand, when the lamp heater module 150 is installed in the chamber lid 112, high energy can be supplied to the substrate s in a short time, and thus the deposition speed and thin film characteristics of polysilicon can be greatly improved as compared to the case of using only plasma. .

램프히터 모듈(150)은 램프히터(152), 상기 램프히터(152)를 지지하는 한편 챔버리드(112)에 고정되는 램프히터 하우징(154), 램프히터 하우징(154)의 내측에 설치되는 반사판(156)을 포함하여 윈도우(140)의 일 측에 설치된다.The lamp heater module 150 supports the lamp heater 152, the lamp heater 152, and a lamp heater housing 154 fixed to the chamber lid 112, and a reflector installed inside the lamp heater housing 154. It is installed on one side of the window 140, including 156.

램프히터(152)는 할로겐 램프, 적외선 램프 등을 사용하며, 하나의 램프히터 모듈(150)에 한 개만 설치될 수도 있고 2개 이상 설치될 수도 있다.The lamp heater 152 uses a halogen lamp, an infrared lamp, or the like, and may be installed in one lamp heater module 150 or two or more lamp heaters.

기판(s)의 전면에 열에너지를 균일하게 공급하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 챔버리드(112)에서 토로이드형 안테나(130)가 설치되지 않은 대부분의 영역에 램프히터 모듈(150)을 설치하는 것이 바람직하다. In order to uniformly supply thermal energy to the front surface of the substrate s, as shown in FIG. 3, the lamp heater module 150 is installed in most regions where the toroidal antenna 130 is not installed in the chamber lid 112. It is desirable to.

또한 기판(s)에 보다 균일한 열에너지를 공급하기 위해서는 챔버리드(112)뿐만 아니라 도 4에 도시된 바와 같이 챔버(110)의 측벽에도 램프히터 모듈(150)을 설치할 수 있다.In addition, in order to supply more uniform thermal energy to the substrate s, the lamp heater module 150 may be installed on the sidewall of the chamber 110 as well as the chamber lid 112.

이 경우에도 램프히터 모듈(150)이 설치되는 챔버측벽의 해당 영역에는 투명재질의 윈도우(140)가 설치되어야 하며, 램프히터 모듈(150)은 상기 윈도우(140)의 외측에 설치된다.Even in this case, a window 140 made of a transparent material should be installed in a corresponding area of the chamber side wall where the lamp heater module 150 is installed, and the lamp heater module 150 is installed outside the window 140.

다만, 램프히터(152)의 빛이 기판(s)을 향할 수 있도록 램프히터 모듈(150)의 정면이 수직면에 대하여 소정의 각도를 가지도록 경사지게 설치하는 것이 바람직하다.However, it is preferable that the front surface of the lamp heater module 150 is inclined so as to have a predetermined angle with respect to the vertical plane so that the light of the lamp heater 152 may face the substrate s.

한편, 램프히터 모듈(150)은 짧은 시간에 기판(s)을 가열하기 위한 것이므로 상기 램프히터(152)는 적외선 램프 또는 할로겐 램프에 한정되지 않으며 다른 종류의 광학식 열원으로 대체될 수도 있다.
On the other hand, since the lamp heater module 150 is for heating the substrate s in a short time, the lamp heater 152 is not limited to an infrared lamp or a halogen lamp and may be replaced by another kind of optical heat source.

도 5는 램프히터 모듈(150)에서 발생한 열이 토로이드형 안테나(130)로 전달되는 것을 차단하기 위하여, 램프히터 모듈(150)의 주변에 냉각유로(190)를 형성한 모습을 나타낸 것이다.FIG. 5 illustrates a cooling channel 190 formed around the lamp heater module 150 to block heat generated from the lamp heater module 150 from being transferred to the toroidal antenna 130.

일반적으로 자성체는 큐리온도 이상으로 가열되면 자성을 상실하는데, 램프히터(152)는 650℃ 이상의 고온으로 발열하므로 강자성체인 페라이트 재질의 토로이드에 영향을 미칠 수 있기 때문에 이와 같이 냉각유로(190)를 형성하여 토로이드형 안테나(130)가 고온에 의해 열화되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
Generally, the magnetic material loses its magnetism when it is heated above the Curie temperature. Since the lamp heater 152 generates heat at a high temperature of 650 ° C. or higher, the magnetic material may affect the toroid of ferrite, which is a ferromagnetic material. It is preferable to prevent the toroidal antenna 130 from being degraded by high temperature.

2. 저온 2. Low temperature 폴리Poly 실리콘의  Of silicon 증착방법Deposition method

이하에서는 전술한 장치를 이용하여 저온 폴리 실리콘을 증착하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of depositing low temperature polysilicon using the aforementioned device will be described.

이 방법은 플라즈마를 발생시켜 기판(s)에 실리콘을 증착하기 전에 광학식 열원을 사용하여 기판의 표면온도를 순간적으로 상승시키는 것에 특징이 있다. 제한된 짧은 시간 동안에 광학식 열원에 의해서 기판의 표면온도를 상승시킨 후에 플라즈마에 의해서 소스물질을 활성화시켜 기판에 비정질 실리콘을 증착함과 동시에 곧바로 결정화를 유도하여 초기 증착막이 폴리 실리콘이 되도록 하는데 특징이 있다.This method is characterized by an instantaneous rise in the surface temperature of the substrate using an optical heat source before generating plasma to deposit silicon on the substrate s. After raising the surface temperature of the substrate by the optical heat source for a limited short time, the source material is activated by the plasma to deposit amorphous silicon on the substrate and induce crystallization immediately so that the initial deposited film becomes polysilicon.

또한 증착되는 폴리 실리콘의 결정립의 크기를 증가시켜 보다 높은 전계이동도를 가지도록 박막특성을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to improve the thin film properties to have a higher field mobility by increasing the size of the grains of polysilicon deposited.

본 발명의 경우 동일 챔버 내에서 저온 폴리 실리콘을 증착하는 방법으로서, 개략적으로는 SiH4, Si2H6 등의 Si함유물질을 챔버 내부로 분사하고 토로이드형 안테나(130)에 RF전력을 공급하여 소스물질을 해리시키는 단계, Si활성종이 기판에 증착하는 단계, 증착된 실리콘이 결정화하는 단계, 토로이드형 안테나(130)의 전원연결을 차단하고 잔류물질을 배기시키는 단계 등의 순서로 증착 공정이 진행된다.In the present invention, as a method of depositing low-temperature polysilicon in the same chamber, a Si-containing material such as SiH 4 , Si 2 H 6 is schematically injected into the chamber and RF power is supplied to the toroidal antenna 130. To dissociate the source material, to deposit Si active paper on the substrate, to crystallize the deposited silicon, to cut off the power connection of the toroidal antenna 130, and to exhaust the residual material. This is going on.

이상의 증착 공정에서 기판가열이 어떠한 패턴으로 진행되는지에 따라 여러 가지 방법으로 나뉘어질 수 있다.
In the above deposition process, the substrate heating may be divided in various ways depending on the pattern.

제1 방법First Method

저온 폴리 실리콘을 증착하는 제1 방법은 토로이드형 안테나(130)에 RF전력을 공급하여 플라즈마를 발생시키기 전에 램프히터(152)를 이용하여 기판(s)의 표면온도를 500 내지 680℃ 사이로 짧은 시간 가열시키는 점에 특징이 있다. In the first method of depositing low temperature polysilicon, the surface temperature of the substrate s is shortened to between 500 and 680 ° C using the lamp heater 152 before supplying RF power to the toroidal antenna 130 to generate plasma. It is characterized by heating over time.

즉, 제1 방법은 기판(s)을 미리 가열한 이후에 토로이드형 안테나(130)에 RF전력을 공급하고 Si함유물질을 공급하여 본격적인 증착공정을 진행하는 방법이다.That is, the first method is a method of supplying RF power to the toroidal antenna 130 after supplying the substrate s in advance and supplying Si-containing material to perform the deposition process in earnest.

상기 제1 방법은 [표 1]에 도시된 바와 같이 다시 여러 가지 방법으로 나뉘어질 수 있다.The first method may be further divided into various methods as shown in [Table 1].

구 분division 증착 전단계Predeposition Step 증착 단계Deposition step 증착 후단계Post-deposition step 램프히터Lamp heater 안테나antenna 램프히터Lamp heater 안테나antenna 램프히터Lamp heater 안테나antenna AA ONON OFFOFF OFFOFF ONON OFFOFF OFFOFF BB ONON OFFOFF ONON ONON OFFOFF OFFOFF CC ONON OFFOFF OFFOFF ONON ONON OFFOFF

이후에는 램프히터(152)를 일단 오프시키고, 증착이 완료되어 토로이드형 안테나(130)에 대한 전원공급을 차단시킨 이후에 다시 램프히터(152)를 켜서 증착된 실리콘 층을 열처리하는 방법(C) 등이 있다.Thereafter, the lamp heater 152 is turned off once, and after the deposition is completed to cut off the power supply to the toroidal antenna 130, the lamp heater 152 is turned on again to heat-treat the deposited silicon layer (C). ).

상기 실시예에서는 기판 상에 비정질 실리콘이 증착되자마자 폴리 실리콘으로 결정화되도록 적어도 일정시간 동안 기판(s)의 표면온도를 램프히터(152)를 이용하여 가열한다. In this embodiment, as soon as amorphous silicon is deposited on the substrate, the surface temperature of the substrate s is heated using the lamp heater 152 for at least a predetermined time to crystallize into polysilicon.

램프히터(152)로 유리기판이나 하부막이 손상되거나 변형이 일어나는 온도까지 가열하되, 그 가열시간은 짧게 하여 상기 손상이나 변형이 일어나지 않도록 한다. 바람직하게는 약500 내지 680℃까지 짧은 시간동안 램프히터(152)를 이용하여 가열한다. The lamp heater 152 is heated to a temperature at which the glass substrate or the bottom film is damaged or deformed, but the heating time is shortened to prevent the damage or deformation. Preferably it is heated using the lamp heater 152 for a short time to about 500 to 680 ℃.

램프히터(152)를 이용하여 기판의 표면을 가열하는 시간은 기판의 표면상태에 따라 달라질 수 있다. 또한 램프히터(152)의 온도에 따라서 고온으로 올라갈수록 가열시간은 줄어들고, 낮은 온도로 가열할수록 가열시간이 늘어날 수 있다.The time for heating the surface of the substrate using the lamp heater 152 may vary depending on the surface state of the substrate. In addition, the heating time may decrease as the temperature rises to a high temperature according to the temperature of the lamp heater 152, and the heating time may increase as the temperature increases to a lower temperature.

따라서 방법(A)의 경우에는 도 6a의 그래프와 같이 일정시간 동안 상기 온도영역에서 고온상태를 유지하다가 가열이 중단되는 패턴을 가지게 된다.
Therefore, in the method (A), as shown in the graph of FIG. 6A, the heating is stopped while maintaining the high temperature in the temperature region for a predetermined time.

방법(B)의 경우에는 도 6b의 그래프와 같은 가열패턴을 가지는데, 즉, 증착 전단계에서는 기판의 표면온도를 소정시간 동안 500 내지 680℃ 사이의 고온을 유지하지만 일단 토로이드형 안테나(130)를 전원에 연결하여 증착공정이 개시된 이후에는 램프히터(152)를 조절하여 기판의 표면온도를 약 400℃ 이하로 유지시키고, 증착공정이 완료된 후에는 램프히터(152)에 의한 가열을 중단하는 패턴을 가지게 된다.
The method (B) has a heating pattern as shown in the graph of FIG. 6B, that is, in the pre-deposition step, the surface temperature of the substrate is maintained at a high temperature between 500 and 680 ° C. for a predetermined time, but the toroidal antenna 130 is once. After the deposition process is started by connecting to a power source, the lamp heater 152 is controlled to maintain the surface temperature of the substrate at about 400 ° C. or less, and after the deposition process is completed, the heating pattern is stopped by the lamp heater 152. Will have

방법(C)의 경우에는 램프히터(152)를 이용하여 도 6c의 그래프와 같은 가열패턴을 가지는데, 즉, 증착 전단계에서는 기판의 표면온도를 소정시간 동안 500 내지 680℃ 사이의 고온을 유지하지만 증착공정이 개시된 이후에는 램프히터(152)를 이용한 가열을 중단하고, 증착공정이 완료된 이후에 다시 증착된 박막 상에 소정 시간동안 500 내지 680℃ 사이의 고온을 유지하여 열처리를 한다. 증착공정 전후 단계에서 가열시간이나 가열온도는 달라질 수 있다.In the case of the method (C), the lamp heater 152 is used to have a heating pattern as shown in the graph of FIG. 6C. After the deposition process is started, the heating using the lamp heater 152 is stopped, and after the deposition process is completed, the heat treatment is performed by maintaining a high temperature of 500 to 680 ° C. for a predetermined time on the thin film deposited again. The heating time or the heating temperature may be changed before and after the deposition process.

예를 들어 증착 후 열처리 단계는 1분 내지 20분 정도 유지되는 것이 바람직하다.For example, the post-deposition heat treatment step is preferably maintained for 1 to 20 minutes.

상기 방법(A),(B),(C)의 경우에 증착단계를 초기증착(pre-deposition)단계와 메인 증착단계로 구분하여 증착 전단계에서부터 초기 증착단계까지 500 내지 680℃ 사이의 고온을 유지하는 것도 가능하다. In the case of the methods (A), (B) and (C), the deposition step is divided into a pre-deposition step and a main deposition step to maintain a high temperature between 500 and 680 ° C. from the predeposition step to the initial deposition step. It is also possible.

초기 증착단계는 실리콘 박막이 수~수십 Å 이내의 두께, 바람직하게는 5~30Å의 두께로 증착되는 동안 가열한다. 메인 증착단계에서는 기판의 온도를 상기 가열온도 이하로, 바람직하게는 400℃ 이하로 유지시킨다.The initial deposition step is heated while the silicon thin film is deposited to a thickness of several tens to several tens of microseconds, preferably 5 to 30 microns thick. In the main deposition step, the temperature of the substrate is maintained below the heating temperature, preferably below 400 ° C.

이와 같이 하여, 초기 증착되는 씨드레이어(seed layer)가 고온에서 증착되도록 하면 증착되는 폴리 실리콘의 막 특성을 향상시킬 수 있다.
In this manner, when the seed layer to be initially deposited is deposited at a high temperature, the film characteristics of the deposited polysilicon may be improved.

제2 방법2nd method

본 발명의 실시예에 따라 저온 폴리 실리콘을 증착하는 제2 방법은 Si증착단계의 이전에는 램프히터(152)를 오프시켜 놓고, 토로이드형 안테나(130)에 대한 전원공급을 하면서 램프히터(152)를 켜서 기판(s)을 가열하는 방법이다.According to the second method of depositing low-temperature polysilicon according to an embodiment of the present invention, the lamp heater 152 is turned off before the Si deposition step, and the lamp heater 152 is supplied while supplying power to the toroidal antenna 130. ) To heat the substrate s.

이 방법은 증착 전에 기판(s)을 미리 가열하지 않더라도 기판(s)의 열적 변형이나 손상 없이 램프히터(152)를 이용하여 기판의 표면온도를 짧은 시간 내에 상승시킬 수 있기 때문에 가능한 것이다.
This method is possible because the surface temperature of the substrate can be raised in a short time by using the lamp heater 152 without thermally deforming or damaging the substrate s even if the substrate s is not preheated before deposition.

이러한 제2 방법은 [표 2]에 도시된 바와 같이, 증착 후단계에 기판(s)을 램프히터(152)로 가열하는 방법이다. This second method is a method of heating the substrate s with the lamp heater 152 in the post-deposition step, as shown in [Table 2].

구 분division 증착 전단계Predeposition Step 증착 단계Deposition step 증착 후단계Post-deposition step 램프히터Lamp heater 안테나antenna 램프히터Lamp heater 안테나antenna 램프히터Lamp heater 안테나antenna DD OFFOFF OFFOFF OFFOFF ONON ONON OFFOFF EE OFFOFF OFFOFF ONON ONON ONON OFFOFF

이 중에서 방법(D)는 토로이드형 안테나(130)의 전원공급을 차단할 때, 램프히터(152)로 증착된 박막을 500 내지 680℃ 사이의 고온으로 가열하여 소정 기간동안 열처리한다. Among them, the method (D) heats the thin film deposited by the lamp heater 152 to a high temperature between 500 and 680 ° C. when the power supply of the toroidal antenna 130 is cut off, and heat-treats for a predetermined period of time.

장시간의 가열은 기판이나 증착된 박막에 손상을 가할 수 있으나, 적절한 시간동안의 열처리는 증착된 폴리 실리콘의 막질을 개선할 수 있다.Prolonged heating may damage the substrate or the deposited thin film, but proper heat treatment may improve the film quality of the deposited polysilicon.

방법(E)의 경우는 증착단계에서부터 램프히터(152)를 이용하여 400℃ 이하의 온도에서 가열을 진행하다가 증착공정이 완료된 이후 다시 증착된 박막 상에 소정시간 동안 500 내지 680℃ 사이의 고온을 유지하여 열처리를 한다.In the case of the method (E), the heating is performed at a temperature of 400 ° C. or lower using the lamp heater 152 from the deposition step, and then a high temperature of 500 to 680 ° C. is applied for a predetermined time on the deposited thin film after the deposition process is completed. Heat treatment.

상기 방법(D)와 방법(E)의 경우 증착 후단계에서 기판(s)을 가열하되, 가열시간은 500 내지 680℃ 사이의 범위에서 선택되는 온도에서 가열하며, 가열온도가 높은 경우는 가열시간이 줄어들 수 있고, 가열온도가 낮은 경우에는 가열시간이 늘어날 수 있다. In the case of the method (D) and the method (E), the substrate (s) is heated in a post-deposition step, and the heating time is heated at a temperature selected from a range of 500 to 680 ° C. This can be reduced, and the heating time can be extended if the heating temperature is low.

이러한 증착 후 열처리시간은 1분 내지 20분 정도 유지되는 것이 바람직하다.The heat treatment time after such deposition is preferably maintained for 1 to 20 minutes.

또한, 증착단계를 초기증착(pre-deposition) 단계와 메인 증착단계로 구분하여 증착전 단계에서부터 초기 증착단계까지 500 내지 680℃ 사이의 고온을 유지하는 것도 가능하다. 초기 증착단계는 실리콘 박막이 수~수십 Å 이내 증착되는 동안 가열한다. 바람직하게는 5~30Å 의 박막이 증착되는 동안 가열한다. In addition, the deposition step may be divided into a pre-deposition step and the main deposition step to maintain a high temperature between 500 and 680 ° C. from the predeposition step to the initial deposition step. The initial deposition step is heated while the silicon thin film is deposited within a few to several tens of microseconds. Preferably, the film is heated while the thin film of 5 to 30 mm is deposited.

또한, 상기 제 1 방법과 제 2 방법을 혼합하여, 폴리 실리콘을 증착하는 단계 전후로 램프히터(152)를 이용하여, 기판 표면을 초기 가열하고, 증착된 표면을 열처리할 수도 있다.In addition, by mixing the first method and the second method, using the lamp heater 152 before and after the step of depositing polysilicon, the substrate surface may be initially heated, and the deposited surface may be heat treated.

이와 같은 처리를 통해서 증착되는 폴리 실리콘의 막질을 향상시킬 수 있다.
The film quality of polysilicon deposited through such a process can be improved.

110 : 챔버 112 : 챔버 리드(lid)
120 : 기판안치대 130 : 토로이드형 안테나
140 : 윈도우 150 : 램프히터 모듈
152 : 램프히터 154 : 램프히터 하우징
156 : 반사판 160 : 제1 전원공급부
170 : 제2 전원공급부 180 : 배기구
190 : 냉각유로
110: chamber 112: chamber lid
120: substrate support 130: toroidal antenna
140: Windows 150: lamp heater module
152: lamp heater 154: lamp heater housing
156: reflector 160: first power supply
170: second power supply unit 180: exhaust port
190: cooling flow path

Claims (9)

측벽과 상기 측벽의 상부에 결합하여 반응공간을 형성하는 챔버리드를 포함하고, 내부에 기판안치대를 포함하는 챔버;
상기 기판안치대 상부에 위치하며 상기 챔버리드의 제 1 영역을 관통하여 상기 챔버 내부에 설치되는 플라즈마 발생원;
상기 플라즈마 발생원이 설치되지 않은 상기 챔버리드의 제 2 영역에 설치되는 제 1 광학식 열원;
상기 챔버의 외부에 위치하며, 상기 플라즈마 발생원에 연결되는 제 1 전원공급부;
상기 챔버의 외부에 위치하며, 상기 제 1 광학식 열원에 연결되는 제 2 전원공급부를 포함하고,
상기 플라즈마 발생원은 유도결합형 플라즈마 발생장치이고, 상기 챔버리드에는 투명재질의 제 1 윈도우가 설치되며, 상기 제 1 광학식 열원은 상기 제 1 윈도우의 외측에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
A chamber including a chamber lead coupled to a sidewall and an upper portion of the sidewall to form a reaction space, and including a substrate stabilizer therein;
A plasma generation source positioned above the substrate support and installed in the chamber through the first region of the chamber lead;
A first optical heat source installed in a second region of the chamber lid not provided with the plasma generation source;
A first power supply unit located outside the chamber and connected to the plasma generation source;
Located outside the chamber, the second power supply is connected to the first optical heat source,
The plasma generating source is an inductively coupled plasma generating device, wherein the chamber lid is provided with a first window made of a transparent material, and the first optical heat source is installed outside the first window.
제 1 항에 있어서,
상기 유도결합형 플라즈마 발생장치는,
토로이드형 코어;
내부에 상기 토로이드형 코어를 포함하는 한편, 중앙에 개방부를 가지며, 상기 개방부의 내주면이 상기 토로이드형 코어를 관통하는 안테나 하우징;
상기 제 1 전원공급부에 연결되는 한편 상기 토로이드형 코어에 감기는 유도코일;
을 포함하는 안테나모듈로 구성되며,
상기 안테나 하우징의 내부는 대기압이고 상기 안테나 하우징의 외부는 상기 챔버의 반응공간인 기판처리장치.
The method of claim 1,
The inductively coupled plasma generator,
Toroidal core;
An antenna housing including the toroidal core therein and having an opening in the center thereof, the inner circumferential surface of the opening passing through the toroidal core;
An induction coil connected to the first power supply and wound around the toroidal core;
Consists of an antenna module comprising a,
The inside of the antenna housing is atmospheric pressure and the outside of the antenna housing is a substrate processing apparatus of the reaction space of the chamber.
제 2 항에 있어서,
상기 안테나 모듈은 2개 이상인 기판처리장치.
3. The method of claim 2,
And at least two antenna modules.
제 1 항에 있어서,
상기 챔버의 측벽에는 투명재질의 제 2 윈도우가 설치되며, 상기 윈도우의 외측에 설치되는 제 2 광학식 열원을 포함하는 기판처리장치.
The method of claim 1,
The sidewall of the chamber is provided with a second window made of a transparent material, the substrate processing apparatus including a second optical heat source which is installed on the outside of the window.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광학식 열원은,
램프히터;
상기 램프히터를 덮는 램프하우징;
상기 램프하우징의 내측에 위치하는 반사판;
을 포함하는 기판처리장치.
The method of claim 1,
The first optical heat source,
Lamp heater;
A lamp housing covering the lamp heater;
A reflection plate located inside the lamp housing;
And the substrate processing apparatus.
제 5 항에 있어서,
상기 램프히터는 할로겐 램프 또는 적외선 램프를 이용하는 기판처리장치.
The method of claim 5, wherein
The lamp heater is a substrate processing apparatus using a halogen lamp or an infrared lamp.
제 5 항에 있어서,
상기 램프히터 모듈은 2개 이상인 기판처리장치.
The method of claim 5, wherein
The lamp heater module is two or more substrate processing apparatus.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광학식 열원의 주변에는 냉각유로가 형성되는 기판처리장치.
The method of claim 1,
And a cooling passage is formed around the first optical heat source.
제 1 항에 있어서,
상기 플라즈마 발생원과 상기 제 1 광학식 열원은 각각 다수 개 설치되는 기판처리장치.
The method of claim 1,
And a plurality of the plasma generating source and the first optical heat source, respectively.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19980033077A (en) * 1996-10-24 1998-07-25 조셉제이.스위니 Method and apparatus for depositing crystal layer with high directivity and reflectivity

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