KR101488005B1 - 플라즈마로부터 증착에 의하여 막을 형성하는 방법 및 장치 - Google Patents

플라즈마로부터 증착에 의하여 막을 형성하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

플라즈마로부터 기판 상에 막을 증착하는 장치가 개시된다. 장치는 인클로저, 인클로저 내에 위치한 복수의 플라즈마 발전기 요소들, 및 인클로저 내에 위치하는 기판을 지지하는 수단을 포함한다. 플라즈마 발전기 요소들 각각은, 마이크로파들이 발진하는 단부를 가지는 마이크로파 안테나, 상기 안테나 단부의 영역 내에 위치하고, 플라즈마가 발생할 수 있는 전자 사이클로트론 공진 영역을 한정하는 자석, 및 막 전구체 가스 또는 플라즈마 가스를 위한 출구를 가지는 가스 인입 요소를 포함한다. 출구는, 마이크로파 안테나로부터 고려되는 바와 같이, 자석을 넘어서 위치한 막 증착 영역을 향하여 가스가 향하도록 배열되고, 출구는 열전자 감금 포락선 내에 또는 그 상에 위치한다.
플라즈마, 증착, 전자 사이클로트론 공진, 마이크로파

Description

플라즈마로부터 증착에 의하여 막을 형성하는 방법 및 장치{Method and apparatus for forming a film by deposition from a plasma}
본 발명은 작업 표면 상에 플라즈마로부터 증착에 의하여 막을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자 사이클로트론 공진에 의하여 플라즈마를 형성하기 위한 마이크로파 에너지의 이용에 관한 것이다.
특정한 관심 분야의 하나는, 플라즈마 강화 화학기상증착(plasma enhanced chemical vapor deposition)으로 알려진 공정에서, 예를 들어 SiH4, Si2H6 또는 높은 차수의 저중합체(oligomer)와 같은 실란(silane)의 분해에 의하여 비정질 실리콘(a-Si:H) 막을 증착하는 것이다. 비정질 실리콘, 또는 비정질 실리콘 합금들을 증착하기 위하여 사용될 수 있는 다른 전구체 가스들은 실리콘이 하나 또는 그 이상의 탄소, 산소, 또는 질소, 선택적으로 수소와 함께 조합되어 존재하는 분자들을 포함한다. 실리콘 합금의 일예는 SiOxNy로 명명되는 유형의 구조이다. 또한, 실리콘-포함 가스들은, 예를 들어 저메인(germane)과 같은 다른 가스들과 함께 사용될 수 있거나, 또는 다른 막들을 증착하기 위하여 실리콘을 포함하지 않는 가스들을 사용할 수 있다. 비정질 실리콘 막들의 사용과 관련하여 특정한 관심 분야의 하나 는 태양 에너지를 전기적 전력으로 변환하는 장치들이다. 이러한 비정질 실리콘 물질은 또한 디스플레이를 위한 TFT와 같은 전자적 어플리케이션에서 사용할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "비정질 실리콘(amorphous silicon)"은 수소화 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon, a-Si:H) 이다. 상술한 분야에서 사용되기 위하여, 통상적으로 3 내지 20%의 수소가 존재하여 결함들인 댕글링 본드들(dangling bond)을 부동태화(passivate)하여야 한다.
또한, 본 발명은, 다른 물질을 비정질 형태로 증착하기 위하여 다른 전구체 가스들을 사용하는 경우에 적용될 수 있으며, 예를 들어 a-Ge:H을 증착하기 위하여 저메인(germane)을 사용하는 것이다. 또한,
Figure 112009032846297-pct00001
-Si,
Figure 112009032846297-pct00002
-Ge 및 다이어몬드-유사 탄소 diamond-like carbon, DLC)와 같은 미세결정 물질들의 증착에 적용될 수 있다.
플라즈마를 전자 사이클로트론 공진(electron cyclotron resonance, 이하에서는 약어로서 "ECR"이라함)으로 여기하는 기술 분야에 있어서, 정적(static) 자기장 또는 준정적(quasi-static) 자기장 내의 전자의 회전 주파수가 인가된 가속 전기장의 주파수와 동일한 경우에 공진을 얻는다. 이러한 공진은 여기 주파수(f)에서 자기장(B)에 대하여 얻을 수 있고, 주파수(f)와 자기장(B)의 관계는 다음과 같다.
Figure 112009032846297-pct00003
여기에서, m은 질량이고, e는 전자의 전하이다.
플라즈마가 전자 사이클로트론 공진 주파수에서 여기되면, 상기 가스를 해리하거나 또는 이온화하기 위하여 필요한 임계 에너지에 도달하도록 상기 수학식 1의 ECR 조건이 일치할 때에, 전자들은 전기장과 동조하여(in phase) 회전하고, 외부 여기 소스로부터 연속적으로 에너지를 얻는다. 이러한 조건을 만족하기 위하여, 첫째, 상기 전자는 자기장 라인들 내에 갇혀있으며, 즉, 전자에 대한 정적(static) 자기장 기울기에 대하여 그의 회전(gyration) 반경이 충분히 작아 회전하는 동안 실질적으로 균일한 자기장으로 나타나고, 둘째, 회전 주파수는 전자들 및 원자들 및/또는 분자들과 같은 중성 요소들 사이의 충돌 주파수에 대하여 상대적으로 크다. 다시 말하면, 플라즈마를 전자 사이클로트론 공진으로 여기하기 위한 가장 좋은 조건들은 가스 압력이 상대적으로 낮으며, 동시에 여기 주파수(f)가 높은 경우에 얻을 수 있다고 기대할 수 있고, 이는 또한 자기장 강도(B)가 높음을 의미한다.
종래의 발산형(divergent) ECR의 주요 문제점은 넓은 영역에 걸쳐서 실질적으로 균일한 밀도의 플라즈마를 형성하기가 불가능하다는 것이다. 이러한 점은, 예를 들어 넓은 크기의 작업 표면 상에 물질의 실질적으로 균일한 층을 증착하기 위하여 사용할 수 없다는 것을 의미한다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여, 작업 표면 상에 실질적으로 균일한 밀도를 가지는 플라즈마를 통합적으로 발생하는 장치들을 포함하는 배분된 전자 사이클로트론 공진(distributed electron cyclotron resonance, DECR)으로 알려진 기술이 개발되었고, 이는 복수의 플라즈마 여기 장치들이 네트워크로 형성되어 있는 장치를 포함한다. 플라즈마 여기 장치들 각각은 마이크로파 에너지의 와이어 인가부(applicator)로 구성되어 있고, 그 일단부는 마이크로파 에너지를 형성하기 위한 소스와 연결되고, 그 타단부는 균일하고 전자 사이클로트론 공진에 상응하는 강도의 자기장을 가지는 적어도 하나의 표면을 생성하기 위한 적어도 하나의 자기 쌍극자와 정합한다. 상기 쌍극자는 극(pole)들 사이에서 진동하는 전자 사이클로트론 공진으로 가속된 전자들을 보장하도록 상기 마이크로파 인가부의 일단부에 설치되고, 이에 따라 상기 인가부의 일단부로부터 이격된 쌍극자의 측부상에 위치한 플라즈마 확산 구역을 생성한다. 여기 장치들 각각은 서로에 대하여 상대적으로 배분되고, 작업 표면에 인접하게 위치하고, 상기 작업 표면에 대하여 균일한 플라즈마를 함께 형성한다.
이러한 DECR 장치는 미국특허번호 제6,407,359호 (유럽특허번호 제1075168호에 상응함)에 개시되어 있고, 상기 장치의 보다 상세한 설명은 도면을 참조하여 하기에 개시되어 있다. 도면으로부터 명백한 바와 같이, 기판으로부터 볼 때에, 여기 장치들은 통상적으로 직사각형 어레이의 형태를 가지며, 또한 상기 직사각형이 정사각형인 특정한 경우를 포함하고, 이에 따라 이러한 장치는 종종 매트릭스 DECR(matrix distributed electron cyclotron resonance, MDECR) 장치로 지칭된다. 그러나, 본 발명은 또한 여기 장치들이 직사각형이 아닌 2차원 네트워크, 예를 들어 육각형 네트워크로서 배열되거나, 여기 장치들이 두 개의 평행한 라인들로 배열되고 하나의 라인의 장치들이 서로에 대하여 오프셋(offset)인 DECR 장치에 적용될 수 있음을 이해할 수 있다. 육각형 어레이의 일예가 라가데(T. Lagarde), 아르날(Y. Arnal), 라코스테(A. Lacoste), 펠레티어(J. Pelletier)의 "Determination of the EEDF by Langmuir probe diagnostic in a plasma excited at ECR above a multipolar magnetic field" (Plasma Sources Sci. Technol. 10, 181-190, 2001)에 개시되어 있다. 이러한 장치들은 또한 원형 어레이, 반원형 어레이 또는 원형에 가까운 어레이로서 위치할 수 있다. 본 발명자들에 의하여 수행된 일부 연구들에 있어서, 증착들은 세 개 또는 여섯 개의 장치들로 둘러싸인 중앙 플라즈마 여기 장치에 의하여 수행되었음을 유의하여야 하며, 둘러싼 장치들은 상기 중앙 장치의 자석에 대하여 반대로 위치한 자석의 극성들을 가지고, 각각 삼각형 어레이 또는 육각형 어레이로 배열되어 있다.
또한, 본 발명은 MDECR형이 아닌 DECR 장치 장치에 적용될 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 역사적으로 MDECR에 비하여 선행하는 DECR 반응기에 적용될 수 있고, 상기 반응기는 실린더 형상을 가지고, 상기 실린더의 상측에서 하측으로 연장된 긴 안테나들과 자석들을 사용한다. 이러한 배열은 모이산(Michel Moisan)과 펠레티어(Jacques Pelletier)의 "Microwave Excited Plasmas" (Elsevier, 1992)에 개시되어 있고, 튜브와 같은 실리더형 기판 또는 플라즈마 2극성 평균 자유 경로(mean free path)와 비교하여 작은 치수(길이, 반경)에 의하여 특정되는 목적물을 균일하게 코팅하기에 적절하다 (상술한 참조의 첨부 9.1 페이지 269-271를 참조). 이러한 목적물은 플라즈마의 중앙부에 위치하고 실린더의 축에 대하여 수직으로 방위된 평평한 표면을 가질 수 있다.
본 발명자들은 DECR 공정에 의하여 증착된 막들의 품질 및 증착 속도가 막 전구체 가스가 인입되는 위치 및 인입된 가스가 향하는 방향의 적절한 선택에 의하 여 개선될 수 있음을 발견하였다.
본 발명은 플라즈마로부터 기판 상에 막을 증착하는 장치를 제공한다. 상기 장치는 인클로저(enclosure), 상기 인클로저 내에 위치한 복수의 플라즈마 발전기 요소들, 및 상기 인클로저 내에 또한 위치하는 기판을 지지하는 수단을 포함한다. 상기 플라즈마 발전기 요소들 각각은, 마이크로파들이 발진하는 단부를 가지는 마이크로파 안테나, 상기 안테나 단부의 영역 내에 위치하고, 배분된 전자 사이클로트론 공진(DECR)에 의하여 플라즈마가 발생할 수 있는 전자 사이클로트론 공진 영역을 한정하는 자석, 및 막 전구체 가스 또는 플라즈마 가스를 위한 출구를 가지는 적어도 하나의 가스 인입 요소를 포함한다. 상기 출구는, 상기 마이크로파 안테나로부터 고려되는 바와 같이, 상기 자석을 넘어서 위치한 막 증착 영역을 향하여 가스가 향하도록 배열된다. 상기 출구는 상기 막 증착 영역에서 가장 가까운 자석들의 단부 상에 위치하고, 이에 따라 본 명세서에 정의된 바와 같이 열전자 감금 포락선(envelope) 내에 또는 그 상에 위치한다.
"열전자 감금 포락선(envelope)"의 정의는 먼저 "열전자 감금 구역들(hot electron confinement zones)"의 정의가 필요하다. 상기 열전자 감금 구역들은 뜨거운(빠른) 주 전자들이 갇힌 영역들이다. 이들은 서로 반대의 극성의 두 개의 인접한 자석 극들 사이에서 전자들이 진동하는 영역들이다. 상기 자석 극들은 단일 자석의 두 개의 극들(이하에서는, "자석 내 극들(intra-magnet poles)"로 지칭함)이거나 또는 두 개의 인접한 자석들의 극들(이하에서는, "자석 간 극들(inter-magnet poles)"로 지칭함)이다. 상기 영역에서는, 단열 근사 조건을 만족하고(자기장 기울기에 대하여 라모어(Larmor) 반경이 작다), ECR 커플링 조건을 만족하는 영역들을 가로지르면서 전자들이 에너지를 얻는다.
상기 자석들과 상기 열전자 감금 구역들은 열전자 감금 포락선를 정의한다. 이는 자석들의 어레이의 포락선의 부피이고, 자석 간 구역들(존재하는 경우)이 자석들의 단부들을 넘어서 연장되는 거리로 양방향으로 상기 자석들의 자기 축들에 대하여 평행하게 연장되고, 상기 자석 내 구역들이 자석들의 외측 방향으로 대면하는 표면들을 넘어서 연장되는 거리로 모든 방향으로 자석들의 자기 축들에 대하여 수직으로 연장된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 가스 출구는 상기 자석들의 자기 축들에 수직하여 연장된 상기 자석들의 포락선으로 구성된 된 부피 내에 위치하고, 상기 기판에 가장 가까운 자석들의 단부들을 지나서 연장되는 자석 간 구역들(inter-magnet zone) (존재하는 경우)에 의한 거리는 고려하지 않는다. 이는, 상기 가스가, 상기 가스 출구로부터 배출된 후에, 자석들의 어레이의 적어도 일부를 반드시 지나서 유동하도록 영향을 끼친다. 보다 바람직하게는, 상기 가스 출구는, 상술한 연장들은 고려하지 않고, 상기 자석들의 포락선 내에 위치한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 가스 출구는, 상기 가스가 반드시 자석의 전체 길이를 지나서 유동하도록 위치한다. 본 발명이 포함하는 가능성들 중의 하나에 따라서, 예를 들어, 상기 가스 출구들이, 상기 포락선 내에 위치한 것과는 반대로, 상기 열전자 감금 포락선의 상측에 위치한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 열전자 감금 구역으로부터 배출되기 전에, 상기 가스 출구로부터 향하는 가스가 상기 출구로부터 배출된 후에 적어도 하나의 평균 자유 경로(mean free path)의 거리를 이동하도록 상기 가스 출구가 위치한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 열전자 감금 구역으로부터 배출되기 전에, 상기 가스 출구로부터 향하는 가스가 상기 출구로부터 배출된 후에 상기 막 증착 영역으로부터 가장 먼 구역의 경계와 상기 막 증착 영역에 가장 가까운 구역의 경계 사이의 거리의 적어도 절반의 거리를 이동하도록 상기 가스 출구가 위치한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 막 증착 영역을 향하여 가스가 향하도록 상기 출구가 배열되는 것은, 상기 가스가 상기 영역을 직접적으로 향하는 경우뿐만 아니라, 상기 출구로부터 가스 유동의 방향으로 연장되는 라인과 수직으로 상기 출구를 향하고 통과하는 라인 사이에서 한정되는 각도의 전체 영역을 포함할 수 있음을 이해할 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 상기 출구로부터 시작되는 가스 유동은 상기 영역의 모든 부분을 향하는 벡터 성분을 가진다.
유럽특허번호 제1075168호가, 도 6에서 도시하는 바와 같이, 플라즈마 영역 내에 위치한 가스 인입 출구를 가지는 플라즈마 여기 장치를 도시한다고 하여도, 상기 위치가 영역의 하측 경계에 매우 인접하고, 이에 따라 본 발명에 의하여 구현된 효과들을 달성할 수 없음을 유의한다.
첨부된 도면들은 하기와 같다.
도 1은 유럽특허번호 제1075168호에 설명되고 도시된 바와 같은 플라즈마 제조 장치를 도시하는 개략적인 측면도이고, 가스의 인입과 배출 수단들이 생략되어 있고, 이들은 도 4a 내지 도 4d에 개별적으로 도시된다.
도 2는 도 1의 장치의 평면도이다.
도 3은 플라즈마 발전기의 안테나, 플라즈마 발전기의 자석, 가스 주입 튜브 및 기판 지지부 사이의 치수 관계를 도시한다.
도 4a 내지 도 4d는 상기 장치 내로 가스를 인입하고 상기 장치로부터 가스를 배출하는 네 가지 방법들을 도시한다. 도 4a 내지 도 4c의 배열들은 적절한 치수들을 선택하여 제공하여 본 발명에서 사용될 수 있고, 도 4d의 배열은 비교를 위하여 포함되어 있다.
도 5a 내지 도 5d는 가스가 인입되는 위치와 기판 사이의 거리에 대한 다양한 막 특성들을 도시하는 그래프이다.
도 6는 상기 거리에 대한 막 증착 속도를 도시하는 그래프이다.
도 7a 및 도 7b는 네 개의 플라즈마 발전기들을 가지는 특정한 반응기 내의 자석들 및 가스 주입기의 배열을 개략적으로 도시한다.
도 8a 내지 도 8e는 다양한 파라미터들에 대한 주입-플라즈마 중간(mid-plasma) 거리의 영향을 도시하는 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 두 개의 가능한 자석 구성들에 대한 열전자 감금 포락선을 도시한다.
도 1 및 도 2는 그 상에 막이 증착되는 기판에 대하여 플라즈마를 발생하는 장치를 도시한다. 상기 장치는, 개략적으로 도시된 바와 같이, 가스를 인입하고 가스를 펌핑하여 배출하는 장치들(도 1에 미도시)과 정합하는 밀봉된 인클로저(enclosure, 1)를 포함한다. 상기 장치들은, 이온화하거나 분해되는 가스의 압력을, 가스의 특성과 여기 주파수에 의존하여, 예를 들어 대략 10-2 내지 2×10-1 파스칼(Pascals) 과 같은 원하는 수치에서 유지되도록 한다. 그러나, 10-2 Pa 이하(예를 들어, 10-4 Pa 까지 낮아짐)의 가스 압력, 또는 2×10-1 Pa 이상(5×10-1까지 높아지거나 또는 심지어는 1 Pa 또는 그 이상으로 높아짐)의 가스 압력을 사용할 수 있다. 예를 들어, 펌핑은 1600 l/s 알카텔 터보-분자 펌프(Alcatel Turbo-molecular pump)에 의하여 수행될 수 있고, 이는 상기 인클로저에서 가스를 추출한다.
물질 유동 제어기(mass flow controller, MFC)의 제어에 의하여, 적절한 가스 소스, 예를 들어 가압된 가스 실린더로부터 상기 인클로저로 가스가 인입된다. 상기 가스는, 예를 들어 막 전구체 가스로서 SiH4 을 포함할 수 있고, 또는 비정질 실리콘의 증착에 관련하여 상술한 다른 가스들 중의 하나를 포함할 수 있다. 상기 막 전구체에 추가하여, 헬륨(He), 네온(Ne) 또는 아르곤(Ar)과 같은 불활성 희석 가스, 수소, 질소 또는 산소와 같은, 반응성 가스, 또는 디보란(diborane), 트리메 틸보론(trimethyl boron) 또는 포스핀(phosphine)과 같은 도판트 가스를 또한 인입시킬 수 있다. 통상적으로, 동일한 포트(port) 또는 포트들을 통하여 막 전구체 가스로서 다른 가스들이 상기 인클로저 내로 인입되고, 상기 가스들은 서로 혼합되지만, 개별적으로 인입될 수 있다. 가스 공급 시스템은 가스들의 적절한 유동, 통상적으로 반응기 내로 1 내지 1000 sccm (standard cubic centimetre per minute)의 범위의 유동을 보장하여야 한다.
상기 가스를 위한 주입 포트는 일반적으로 단일 튜브, 또는 복수의 튜브들로 구성되고, 증착 챔버로 인입된다. 증착 챔버 내의 더 균일한 가스 배분을 보장하기 위하여, 상기 튜브, 또는 하나보다 많은 경우에는 각각의 튜브는 그리드에 의하여 연장될 수 있다. 주입은 상기 반응기 내의 어느 위치에서도 수행될 수 있으나, 기판 표면을 향하여 막 전구체 가스가 향하는 것이 바람직하다. "점(point)" 주입으로 지칭되는 하나의 방법이 도 4a에 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 배열에서는, 상기 막 전구체는 파이프, 또는 복수의 파이프들(20) (두 개가 도시됨)을 통하여 인입되고, 상기 파이프들 각각은 열전자 감금 포락선(점선으로 도시됨) 및 기판 표면에 위치하고 상기 표면을 향하는 출구(21)를 가진다. 또한, 도 4a는 미반응되거나 또는 분해된 가스가 펌핑되어 배출되는 배출부(22)를 도시한다. 도 1에 도시된 장치를 참조하여 도 4a의 다른 특징들을 설명하기로 한다. 특정한 관심의 다른 주입 배열들은 출구(31)(도 4b)를 가지는 튜브(30) 또는 열전자 감금 포락선의 "내부에" 위치한 그리드(40)(도 4c)를 가지는 튜브(30)를 통하여 가스를 공급하는 구성을 포함한다. 도 4c에 있어서, 가스가 배출되는 위치들이 화살표로 도시되 어 있고, 상기 그리드는 종이의 평면의 측방향뿐만 아니라 수직방향으로 연장되고, 이에 따라 주입 지점들이 상기 열전자 감금 포락선의 전체에 걸쳐서 펼쳐있는 것을 이해할 수 있다. 비교를 위하여, 본 발명에서 사용하기에 적절하지 않은 다른 주입 배열이 도 4d에 도시되어 있고, 이는 "부피(volume)" 주입으로 지칭된다. 여기에서, 상기 가스는, 상기 기판들 및 상기 열전자 감금 포락선으로부터 상당히 이격된 위치 또는 복수의 위치들(두 개가 도시됨)에서 상기 기판들로부터 멀어지는 방향으로 상기 증착 챔버 내로 인입된다. 도 4d는 출구들(51)을 가지는 파이프들(50)을 통하여 수행되는 것을 도시한다.
상기 플라즈마 챔버는, 상기 장치의 고정 부분으로서 도시된 기판 지지부(10)를 가지도록 설비된다. 상기 기판 지지부의 하나의 기능은 상기 기판을 요구되는 증착 온도로 가열하는 것이다. 이는 통상적으로 실온 내지 600℃ 사이이고, 비정질 실리콘을 증착하는 경우에는 200℃를 초과하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 225℃ 내지 350℃ 사이이다. 여기에 지칭된 온도는 실제 기판 온도이고, 기판 지지부의 온도를 측정하여 측정할 수 있는 추정 기판 온도는 아니다. 이러한 차이의 중요성은 상술한 바와 같이 본 출원과 동일자에 출원되고 출원절차가 함께 계류 중인(copending) 출원인 "Method for forming a film of amorphous silicon by deposition from a plasma" (참조 번호 G27558EP (유럽특허출원번호 제06301114.2호))에서 설명되어 있다.
적어도 하나의 기판(14), 및 선택적으로 복수의 이러한 기판들을 그 상에 포함하는 캐리어 평판(12)은 지지부(10) 상에 탈착가능하게 설치되고, 코팅될 기판들 과 함께 상기 챔버로 인입되고, 코팅이 완료된 후 상기 기판들과 함께 상기 챔버로부터 제거된다. 그러나, 선택적으로 열전도성 접착 부재(glue)를 이용하여, 상기 기판 지지부 상에 상기 기판이 직접적으로 부착될 수 있다. 이에 따라 상기 기판과 상기 기판 지지부 사이의 열 접촉을 개선하며, 그렇지 않으면 낮은 압력 조건들에서 구현되기 어렵다. 이러한 점은 또한 본 출원과 동일자에 출원되고 출원절차가 함께 계류 중인 출원인 "Method for forming a film of amorphous silicon by deposition from a plasma" (참조 번호 G27558EP (유럽특허출원번호 제06301114.2호))에서 설명되어 있다. 이러한 경우에 있어서, 상기 지지부는 기판들과 함께 증착 공정을 수행하기 전에 상기 인클로저 내로 인입되고 이후에 인클로저에서 제거될 필요가 있다. 상기 접착 부제가 사용되지 않는 경우에는, 상기 기판의 가열을 개선하는 하나의 방법은, 상기 인클로저에 상대적으로 높은 압력(통상적으로 대략 100 내지 200 Pa)으로 가스가 충전된 상태에서 단계적으로 낮은 압력 막 증착을 수행하는 것이다. 높은 압력 가스는 상기 기판과 상기 가열된 지지부 사이에 존재할 수 있는 간극을 가로질러 열전달을 제공하고, 이에 따라 상기 기판들의 초기 가열을 보장한다. 다른 가능성은 상기 기판과 상기 기판 지지부 사이의 열전도성 탄소 막을 위치시키는 것이다. 상기 기판 지지부는 그 내부에 고온 유체를 순환시킴으로써 가열될 수 있고, 그러나 가열은 상기 기판 지지부 내에 개재된 전기적 열저항기 부재 의하여 달성될 수 있다. 그러나, 또한 예를 들어 적외선 램프들을 사용하여 직접적으로 상기 기판들을 가열할 수 있다.
상기 기판 지지부의 다른 기능은 상기 기판을 향하여 이온들의 에너지를 제 어하기 위하여 상기 기판 표면에 분극(polarization)을 허용하는 것이다. 분극은 RF 전압의 소스를 이용하거나 DC 전압을 이용하여 구현될 수 있고, 상기 기판 지지부가 접지로부터 전기적으로 절연될 것을 요구한다. RF 분극의 경우에 있어서, 전기적으로 절연된 기판 지지부를 적절한 정합 회로와 함께 적절한 RF 또는 DC 발전기(16)에 연결시켜 분극을 구현할 수 있다. 절연 기판 상에 증착하거나, 또는 기판(절연물 또는 절연물이 아닐 수 있음) 상에 먼저 증착된 절연층 상에 증착하는 경우에 있어서, RF 발전기의 사용이 바람직하다. 도전물 기판 상에 증착하거나, 도전물이거나 도전물이 아닌 기판 상에 먼저 증착된 도전층 상에 증착하는 경우에 있어서, 상기 기판 표면에 적절한 전기적 연결을 가지는 RF 발전기 또는 DC 발전기에 의하여 바이어스(bias)가 인가될 수 있다. 특정한 실시예에 있어서, RF-바이어스는 자동 튜닝 박스(automatic tuning box)를 통하여 상기 기판 지지부에 연결된 13.56 MHz 드레시어(Dressier) 발전기를 이용하여 인가될 수 있다. RF 발전기를 사용하는 경우라고 하여도, 상기 기판 표면 상의 결과적인 바이어스는, 상기 플라즈마 내의 조건들의 결과로서, DC 바이어스 성분을 포함한다. 이에 대한 설명이, 완전히 다른 플라즈마 공정의 설명을 기초하여, 스즈키 등(Suzuki et al)에 의한 "Radio-frequency biased microwave plasma etching technique: A method to increase SiO2 etch rate", (J. Vac. Sci. Technol. B 3(4), 1025-1033, Jul/Aug 1985)에 개시되어 있다.
플라즈마 제조 장치(I)는 서로 이격되고 기판들에 인접하여 위치하는 일련의 개별적인 플라즈마 여기 장치들(E)을 포함하고, 상기 기판들에 대하여 균일한 플라즈마를 생성하기 위하여 함께 작동한다. 각각의 개별적인 플라즈마 여기 장치(E)는 연장된 마이크로파 에너지 인가부(4)를 포함한다. 각각의 인가부(4)는 인클로저(1)의 외부에 위치하는 각각의 마이크로파 에너지 소스와 연결된 단부들 중의 하나를 가진다. 그러나, 선택적으로 단일 마이크로파 에너지 소스가 모든 인가부들(4)에 마이크로파들을 공급할 수 있고, 또는 인가부들의 갯수에 비하여 작은 갯수의 복수의 에너지 소스들이 있을 수 있다. 예를 들어, 16개의 인가부들의 어레이는 통상적으로 두 개의 2.45 GHz 마이크로파 발전기들에 의하여 공급될 수 있고, 상기 발전기들 각각은 2 kW의 최대출력을 가지고 전력 스플릿터(power splitter) 및 각각의 슬러그 튜너들(slug tuners)을 통하여 여덟 개의 인가부들에 각각 공급한다. 각각의 인가부(4)는 동축 튜브(4')에 둘러싸인 튜브의 형상인 것인 바람직하고, 이에 따라 마이크로파들의 방사를 방지하고, 상기 인가부들 사이의 마이크로파 커플링을 감소시키면서, 마이크로파 에너지가 그의 자유 단부로 전파된다. 상기 마이크로파 에너지가 플라즈마로 적절하게 변환되는 것을 보장하기 위하여, 각각의 인가부는 반사되는 출력을 최소화하거나 또는 적어도 감소시키기 위하여 정합 장치와 함께 설치되는 것이 바람직하다.
각각의 마이크로파 인가부(4)는 적어도 하나의 영구 자석(5)과 연결된 자유 단부를 가진다. 각각은 자석은 자석 자체의 장축과 평행한 자기 축을 (바람직하게는) 가진다. 이러한 배열의 특정한 형태에 있어서, 플라즈마 여기 장치들 모두는 동일한 방향으로 방위된(단극 구성) 자석들을 가지며, 즉 그들의 모든 북극이 상측 에 있고 모든 남극이 하측에 있거나, 또는 이와 반대이다. 다른 경우에는, 각각의 극들 중의 일부는 상측에 있고, 다른 일부는 하측에 있다(다극 구성). 후자의 예는 어레이이며, 도 2의 일단에서 보이는 바와 같이, 장치들의 어떠한 주어진 열 또는 행을 따라서 지나고, 하나는 교대하는 극성의 극들과 연속적으로 교차된다. 다른 실시예에서는, 주어진 열(또는 행) 내의 모든 자석들은 동일한 극성을 가지고, 행(또는 열)은 교대하는 극성을 가진다. 그러나, 배열들은 상기 자석들의 자기 축들이 상기 자석들 자체의 장축과 평행하지 않도록 사용될 수 있으며, 자기장의 라인들이 마이크로파들의 전파 벡터와 평행한 중요한 영역들을 제공한다. 이것은 ECR 댐핑(damping)이 발생할 수 있는 중요한 영역들의 존재를 보장하기 위하여 필요하다.
상술한 바와 같이, 도 7a 및 도 7b는 두 개의 특정한 자석 구성들을 위한 열전자 감금 포락선을 도시한다. 각각의 도면에서, 상기 포락선은 실선들로 도시된 평행한 파이프 박스에 의하여 도시되어 있다. 도 7a는 전체적으로 다중 극성 구성의 경우를 도시하고, 모든 자석은 개재된 이웃들에 대한 반대로 위치한다. 도 7b는 단일 극성 구성의 경우를 도시하고, 모든 자석들은 동일하게 방위되어 있다. 적절한 포락선들이 다른 자석 구성들로 구성될 수 있고, 예를 들어 주어진 열 내의 모든 자석들의 일부는 동일한 방위를 가질 수 있고, 인접한 열들은 서로 반대되는 방위들을 가질 수 있다.
도 3은 도 1의 안테나들의 하나 및 상응하는 자석을 기판 지지부와 함께 개략적으로 도시하고, 하기에 나타난 결과들을 유도하기 위하여 사용된 테스트 장치 들에서 사용되는 바와 같이 이러한 구성 성분들의 치수들을 도시한다. 본 발명에 따른 장치에서 사용된 치수들은 매우 크게 변화할 수 있고, 도시된 바에 한정되지 않음을 이해할 수 있다. 유도된 결과들에 대한 도시된 치수들의 중요성은 하기에 기재된 바에 따라 명백할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 점 주입, 튜브 주입, 및 그리드 주입에 대하여, 상기 막 전구체 가스가 상기 반응기 내로 주입되는 위치에 따라 막의 다양한 물질 특성들이 변화하는 것을 도시하는 그래프들이고, 이들 모두는 100 sccm(standard cubic centimetres per minute)의 유동 속도에서 상기 기판을 향하여 막 전구체 가스(SiH4)가 주입된다. 이러한 그래프들에 있어서, 상기 특성들은 주입 파이프의 출구와 상기 기판 사이의 거리에 대하여 도시되어 있고, 하기에 설명하는 바와 같이, 더 중요한 것은 상기 열전자 감금 포락선에 대하여 상기 주입 파이프의 출구의 위치이다.
물질들은 현미경 기술들에 의하여 특정될 수 있다. 타원편광분석 현미경(spectroscopic ellipsometry)은 물질의 분산 함수를 측정하는 기술이고, 막 두께, 물질 밴드갭 및 무질서 파라미터(disorder parameter)와 같은 물질 특성들을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 또한, 막의 준-유전 함수(pseudo-dielectric function, εi)(유전 함수의 허수부)는 이러한 근사(fit)로부터 얻을 수 있다. 이러한 함수 의 최대 값, εi(최대값)은 2 eV에서 물질의 굴절율과 관련되고, 막 밀도의 우수한 측정이 된다. 타원편광분석 현미경을 이용하여 측정을 수행하는 방법 은, 모랄(A. Fontcuberta i Morral), 카바로카스(P. Roca i Cabarrocas), 및 클러크(C. Clerc)의 "Structure and hydrogen content of polymorphous silicon thin films studied by spectroscopic ellipsometry and nuclear measurements"(PHYSICAL REVIEW B 69, 125307/1-10, 2004)에 개시되어 있다.
도 5a는 주입 지점이 상기 기판으로부터 이격되어 위치하고, 이에 따라 상기 고밀도 플라즈마 영역에 더 인접하거나 또는 그 내에 위치하는 경우에는, 상기 막의 밀도가 증가함을 나타낸다. 비교를 위하여, 상기 기판으로부터 이격되어 주입되는 부피 주입에 의하여 증착된 막들에 대하여 측정된 εi(최대값)의 수치는 20.8 내지 21.7 범위이었다.
상기 무질서 파라미터는 상기 주입 시스템의 위치에 따라 중요한 변화량을 나타내지 않는다(도 5b에서 관찰된 변화량은 노이즈에 기인함). 비교를 위하여, 상기 무질서 파라미터는 부피 주입으로 증착된 막들에 대하여 2.16이다.
이와 유사하게, 상기 물질 밴드갭은 주입 시스템의 위치에 따라 많이 변하지는 않으나, 상기 기판으로부터 상기 주입 출구로 근접함에 따라 최대값을 나타낸다. 그러나, 점 주입, 튜브 주입, 및 그리드 주입에 대하여 측정된 밴드갭 수치들 모두는, 어떤 위치라고 하여도, 부피 주입에 의하여 증착된 막들에 대하여 측정된 값들(1.89 내지 1.96 eV)에 비하여 낮으며, 즉 우수하다.
FTIR(Fourier Transformed Infrared) 흡수는 막 내의 수소 결합의 특성을 결정할 수 있다. 2000 및 2090 cm-1에서의 흡수 피크들은 각각 SiH 및 SiHx (x>1) 결 합들의 특성이다. 두 번째는 a-Si:H (말하자면, Staebler Wronsky 효과)의 열화에 대한 원인으로 알려져 있다. 도 5d로부터, 다른 높이들에서 주입 그리드에 의하여 증착된 막들의 FTIR 스펙트럼들은 유사하다. 이어서, 상기 그리드의 위치는 막들의 특성에 영향을 주지 않는다. 점 주입 및 튜브 주입에 대하여 동일한 결과가 예상된다.
도 5a 내지 도 5d에서 주어진 데이터를 정리하면, 상기 기판과 가스 주입 지점 사이의 거리가 증가됨에 따라, εi(최대값)의 수치에 의하여 반영되는 바와 같이, 막 물질의 밀도는 증가되고 따라서 개선된다. 반면, 무질서 파라미터, 물질 밴드갭 및 표준화된 흡수는 이것에 의하여 실질적으로 영향을 받지 않는다.
밀도를 제외한 물질 특성들은 상기 주입 시스템의 높이에 따라 많이 변화하지는 않으나, 상기 주입 지점이 상기 기판으로부터 더 멀리 위치하는 경우에, 상기 증착 속도는 크게 증가한다. 도 3에 정의된 바와 같이, 도 6에서는 다음과 같은 설정이다. d1은 100mm이었고, d4는 32mm이었고, 상기 안테나의 하측 단부와 상기 자석의 상측 단부 사이의 간극은 3 mm이었다. 자기장은 자석 표면에서 1200 가우스(Gauss)이다. 도 6은 상기 주입 지점과 상기 기판의 상측 표면 사이의 거리(d2)에 대한 증착 속도를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 거리(d2)가 20 mm에서 127 mm로 증가됨에 따라, 상기 증착 속도는 14 Å/s 에서 38 Å/s로 증가된다. 상술한 치수들을 고려하면, 거리(d2)의 더 큰 수치에서, 상기 막 전구체 가스는 상기 안테나들 사이에 직접적으로 주입되고, 이에 따라 상기 열전자 감금 포락선 내에 또는 약간 상에 직접적으로 주입된다. 상기 구역에 갇힌 열전자들은 상기 기판을 향하여 상기 구역을 통하여 주입되는 전구체 가스의 분해에 큰 영향을 주고, 또한 상기 주입의 방향은 고밀도 플라즈마 영역으로부터 상기 기판을 향하여 활성화된 종들(species)의 유동을 생성한다. 이러한 관찰을 통하여, 중요할 수 있는 것은 거리(d2)에 대하여 큰 수치가 아니라 상기 열전자 감금 포락선에 대하여 주입 지점의 위치이다. 이에 대하여 하기에 설명하기로 한다. 비교를 위하여, 부피 주입에 의하여 증착된 막들의 증착 속도들은 15Å/s 에서 21 Å/s 이었다.
거리(d1) 및 거리(d2)의 상대적인 중요성을 결정하기 위하여 추가적인 증착 시도들이 수행되었다. 이러한 데이터들은 하기에 개시되어 있다. 이러한 시도들은 단지 4 개의 플라즈마 발전기들을 가지는 반응기 내에서 수행되었다(도 7a 및 도 7b 참조). 상측으로부터 보면, 중앙 플라즈마 발전기(G1) 및 주변 발전기들(P1)의 하나는 SN 극성을 가진다(북극이 하측을 향함). 다른 두 개의 주변 안테나들(Pl, P3)은 NS 극성을 가진다(남극이 하측을 향함). 검은 점(IP)은 전구체 가스 주입 지점의 위치를 나타낸다(도 7a).
상기 자석들의 바닥과 상기 기판 지지부 사이의 거리(d1) 및 상기 주입 지점과 상기 기판 지지부 사이의 거리(d2)는 변화하였고, 이에 따라 상기 주입 지점과 고밀도 플라즈마 부피의 중간(상기 자석의 중간을 지나는 평면을 따라 취함) 사이의 거리(d3)도 변화한다.
실험을 위하여 균일한 증착 조건들은 하기와 같다.
- 85 sccm의 실란 유동 속도
- -60 V의 바이어스
- 각각의 안테나에 인가되는 125 W의 전력
- 상기 캐리어 평판 상에 은-접착 부재(Ag-glue)를 이용하여 직접적으로 부착된 기판. 본 발명자들의 출원절차가 함께 계류 중인 출원으로서 본 명세서와 동일한 데이터를 개시하는 "Method for forming a film of amorphous silicon by deposition from a plasma" (참조 G27558EP (유럽특허출원번호 제 06301114.2호))에 개시된 바와 같다.
- 235 내지 240℃의 기판 온도
테스트된 다음 거리들은 다음과 같다.
- d1은 10 cm: d2는 8.2, 12.2 및 16 cm으로서, 고밀도 플라즈마 부피의 중간의 하측의 3.6cm의 주입과 그 상측의 4.3 cm의 주입에 상응함
- d1은 14 cm: d2는 12.2, 16 및 19.6 cm으로서, 고밀도 플라즈마 부피의 중간의 하측의 3.6cm의 주입과 그 상측의 3.9 cm의 주입에 상응함
샘플 d1
cm		 d2
cm		 d3
cm		 주입 대
플라즈마		 RF전력밀도
mW/cm2		 플라즈마
압력
mTorr
d110706-1-1 10 16 4.3 상측 182 5.1
d110706-1-2 10 16 4.3 상측 182 5.1
d120706-1-1 10 12.2 0.4 내측 188 4.93
d120706-1-2 10 12.2 0.4 내측 188 4.93
d130706-1-1 10 8.2 -3.6 하측 164 4.74
d130706-1-2 10 8.2 -3.6 하측 164 4.74
d160706-1-1 14 12.2 -3.6 하측 151 4.67
d160706-1-2 14 12.2 -3.6 하측 151 4.67
d170706-1-1 14 16 0.3 내측 157 4.66
d170706-1-2 14 16 0.3 내측 157 4.66
d170706-2-1 14 19.6 3.9 상측 157 4.99
d170706-2-2 14 19.6 3.9 상측 157 4.99
샘플 속도 A/s 거칠기 A 밴드갭 eV C Epsi(i)모드 Ld nm
d110706-1-1 31 29 1.668 2.06 30.29 130
d110706-1-2 29 31 1.676 2.12 28.78
d120706-1-1 32 25 1.705 2.17 27.96 115
d120706-1-2 31 28 1.710 2.18 27.68
d130706-1-1 25 36 1.688 2.04 29.57 115
d130706-1-2 25 27 1.707 2.17 27.7
d160706-1-1 17 22 1.710 2.23 26.86 120
d160706-1-2 17 22 1.709 2.23 26.83
d170706-1-1 20 24 1.693 2.19 27.6 115
d170706-1-2 20 27 1.708 2.28 26.12
d170706-2-1 21 25 1.674 2.22 27.92 120
d170706-2-2 21 29 1.697 2.29 26.54
상기 주입이 정확하게 상기 열전자 감금 포락선의 중간(자석의 중간)에서 수행되는 경우에는, d3의 수치가 0과 같은 것에 유의한다. 상기 주입이 상기 열전자 감금 포락선의 하측에서 수행되면, 음의 수치가 되고, 그 상측에서 수행되면 양의 수치가 된다.
두 개의 유리 샘플들이 각각의 증착 중에 코팅되었다. 샘플 1(표 1에서 샘플 분류번호의 마지막 숫자가 1인 분류임)은 주입 튜브의 직접적으로 하측에 위치하고, 반면 샘플 2는 상기 튜브의 직접적으로 하측에 위치하지 않는다.
거리(d1)의 각각의 수치에 대하여, 상기 열전자 감금 포락선의 중간의 상측, 중간에서, 및 중간의 하측에 유사한 거리들에서 주입되어 증착들이 수행되었고, 거리(d1) 및 거리(d2)의 영향에서 물질 특성들을 검토하여 분석을 수행할 수 있다.
가장 영향이 큰 파라미터들이 하기의 표 2에 나타나고, 중요한 영향의 파라미터는 항상 동일한 것은 아니고, 거리(d1) 및 거리(d3)는 주어진 파라미터에 대하여 항상 영향을 끼치는 것은 아니다.
Figure 112009032846297-pct00004
도 6을 생성하는 데이터는 상술한 실험으로부터의 증착 속도의 데이터와 결합되어, 도 8a에 도시되어 있다. 상기 도면에서 증착 속도에 대한 주입-플라즈마 중간 거리(d3)의 영향이 명백하게 나타난다.
도 8b은 εi(최대값)에 대한 거리(d3)의 영향을 도시하고, 음의 값으로부터 0을 지나서 양을 값에 이르기까지 개선(증가)됨을 도시한다. 물질 밴드갭에 도달되면, 도 8c에 도시된 바와 같이, 거리(d3)가 큰 영향을 끼치는 것이 상기 표의 데이터에 나타난다. 더 작은 밴드갭을 가지는 물질로 유도되는 바와 같이, 플라즈마 상에서 주입되는 것이 바람직함을 알 수 있다. 도 5c의 데이터와 함께 상기 표의 밴드갭의 데이터를 결합함으로써(도 8d 참조), 거리(d3)의 영향은 상당히 명백하다
명백하게, 이러한 경향은, 적어도 고밀도 플라즈마 영역 내에서 및 심지어는 그 상에서 (및 이에 따라 또한 상기 기판으로부터 이격됨) 주입됨으로서 더 우수한 물질 밴드갭을 달성할 수 있다.
상기 표의 상기 샘플들에 대한 캐리어 확산 길이(Ld)의 소수(minority)가 도 8e에 거리(d3)에 대하여 도시되어 있다. 상기 도면은, 캐리어 확산 길이(Ld)가 거리(d3)에 의하여 영향을 받으며, 상기 확산 길이는 높은 플라즈마 밀도 영역 내의 또는 심지어는 그 상에서 주입에 의하여 증가되는 경향을 보여준다.
정리하면, 고 품질 물질의 높은 증착 속도를 얻기 위하여, 상기 막 전구체 가스 주입은 짧은 안테나-기판 거리(d1) 및 큰 주입 기판 거리(및 이에 따라 주입-플라즈마 중간 거리(d3))를 가지고 상기 기판을 향하여 수행되어야 하고, 이에 따라 가스 주입은 적어도 상기 열전자 감금 포락선 내에서 또한 바람직하게는 그 상에서 수행된다.
본 발명자들은 DECR 공정에 의하여 증착된 막들의 품질 및 증착 속도가 막 전구체 가스가 인입되는 위치 및 인입된 가스가 향하는 방향의 적절한 선택에 의하여 개선될 수 있음을 발견하였다.

Claims (12)

  1. 인클로저(enclosure),;
    상기 인클로저 내에 위치한 복수의 플라즈마 발전기 요소들; 및
    상기 인클로저 내에 또한 위치하는 기판을 지지하는 수단을 포함하고,
    상기 플라즈마 발전기 요소들 각각은:
    마이크로파들이 발진하는 단부를 가지는 마이크로파 안테나;
    상기 안테나 단부의 영역 내에 위치하고, 배분된 전자 사이클로트론 공진(distributed electron cyclotron resonance, DECR)에 의하여 플라즈마가 발생할 수 있는 전자 사이클로트론 공진 영역을 한정하는 자석; 및
    막 전구체 가스 또는 플라즈마 가스를 위한 출구를 가지는 적어도 하나의 가스 인입 요소를 포함하고,
    상기 가스 인입 요소의 상기 출구는, 상기 마이크로파 안테나로부터 보아, 상기 자석을 넘어서 위치한 막 증착 영역을 향하여 가스가 향하도록 배열되고,
    상기 출구는 상기 막 증착 영역에서 가장 가까운 자석들의 단부들 위에(above) 위치하고, 뜨거운 주 전자들(hot primary electrons)이 갇힌 영역을 포함하는 열전자 감금 포락선(hot electron confinement envelope) 내에(in) 또는 그 위에(above) 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마로부터 기판 상에 막을 형성하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발전기 요소들은 2차원 네트워크를 형성하도록 배열된 것을 특징으로 하는 플라즈마로부터 기판 상에 막을 형성하는 장치.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 2 항에 있어서,
    상기 발전기 요소들은 직사각형 또는 정사각형 어레이로 배열된 것을 특징으로 하는 플라즈마로부터 기판 상에 막을 형성하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    복수의 가스 인입 요소들이 존재하는 것을 특징으로 하는 플라즈마로부터 기판 상에 막을 형성하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 인입 요소는, 복수의 출구들을 가지는 그리드 및 상기 가스를 수취하고 상기 출구들에 상기 가스를 공급하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마로부터 기판 상에 막을 형성하는 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출구는 상기 자석들의 자기 축들에 수직하여 연장된 상기 자석들의 포락선으로 구성된 부피 내에 위치하고, 상기 기판에 가장 가까운 자석들의 단부들을 넘어서 연장되는 자석 간 구역들(inter-magnet zone)에 의한 거리는 고려하지 않는 것을 특징으로 하는 플라즈마로부터 기판 상에 막을 형성하는 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출구는 상기 자석들의 상기 포락선 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마로부터 기판 상에 막을 형성하는 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출구는 상기 가스가 반드시 자석의 전체 길이를 지나서 유동하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마로부터 기판 상에 막을 형성하는 장치.
  9. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전자 감금 포락선으로부터 배출되기 전에, 상기 가스가 상기 출구로부터 배출된 후에 적어도 하나의 평균 자유 경로(mean free path)의 거리를 반드시 이동하도록 상기 출구가 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마로부터 기판 상에 막을 형성하는 장치.
  10. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전자 감금 포락선으로부터 배출되기 전에, 상기 가스가 상기 출구로부터 배출된 후에 상기 막 증착 영역으로부터 가장 먼 포락선의 경계와 상기 막 증착 영역에 가장 가까운 포락선의 경계 사이의 거리의 적어도 절반의 거리를 반드시 이동하도록 상기 출구가 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마로부터 기판 상에 막을 형성하는 장치.
  11. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 플라즈마로부터 기판 상에 막을 형성하는 장치를 이용하여 플라즈마로부터 기판 상에 막을 증착하는 방법으로서,
    상기 막 전구체 가스는 실리콘 전구체인 것을 특징으로 하는 플라즈마로부터 기판 상에 막을 증착하는 방법.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 11 항에 있어서,
    상기 막은 비정질 실리콘으로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마로부터 기판 상에 막을 증착하는 방법.
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