KR102146543B1 - Method of fabricating amorphous silicon layer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판에 형성된 하부막 상에 제 1 플라즈마를 이용하여 암모니아(NH3) 가스를 포함하는 전처리가스를 활성화시켜 상기 하부막을 전처리하는 전처리 단계 및 상기 하부막 상에 제 2 플라즈마를 이용하여 반응가스를 활성화시켜 상기 하부막 상에 비정질 실리콘막을 증착하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 플라즈마를 형성하기 위하여 인가되는 전원의 파워는 900W 내지 1800W의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘막의 형성 방법을 제공한다. The present invention relates to a pretreatment step of pretreating the lower layer by activating a pretreatment gas including ammonia (NH 3 ) gas using a first plasma on the lower layer formed on the substrate, and a reaction using a second plasma on the lower layer. A method of forming an amorphous silicon film, comprising the step of depositing an amorphous silicon film on the lower film by activating a gas, wherein the power of the power applied to form the first plasma ranges from 900W to 1800W. to provide.
Description
본 발명은 물질막의 형성 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비정질 실리콘막의 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a material film, and more particularly, to a method of forming an amorphous silicon film.
증착된 비정질 실리콘막은 표면 조도나 두께 균일도의 변동폭이 커서 공정 마진이 낮은 문제점을 가진다. 또한, 하부막과 비정질 실리콘막 간의 접합력이 약해 막이 박리되는 현상도 나타난다. 또한 낮은 온도에서 증착이 필요한 경우 비정질 실리콘막의 표면 조도가 불량하여 후속 공정의 안정화가 어려운 문제점도 있다. The deposited amorphous silicon film has a problem of low process margin due to large fluctuations in surface roughness or thickness uniformity. In addition, a phenomenon in which the film peels off due to weak bonding between the lower film and the amorphous silicon film. In addition, when deposition is required at a low temperature, the surface roughness of the amorphous silicon film is poor, making it difficult to stabilize the subsequent process.
관련 선행기술로는 대한민국 공개공보 제2009-0116433호(2009.11.11.공개, 발명의 명칭: 비정질 실리콘 박막 형성 방법)가 있다.As a related prior art, there is Korean Laid-Open Publication No. 2009-0116433 (published on November 11, 2009, title of invention: Method for forming amorphous silicon thin film).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 표면 조도나 두께 균일도의 변동폭을 저감시킬 수 있는 비정질 실리콘막의 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.An object of the present invention is to provide a method of forming an amorphous silicon film capable of reducing fluctuations in surface roughness and thickness uniformity as to solve various problems including the above problems. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 따른 비정질 실리콘막의 형성 방법을 제공한다. 상기 비정질 실리콘막의 형성 방법은 기판에 형성된 하부막 상에 제 1 플라즈마를 이용하여 암모니아(NH3) 가스를 포함하는 전처리가스를 활성화시켜 상기 하부막을 전처리하는 전처리 단계; 및 상기 하부막 상에 제 2 플라즈마를 이용하여 반응가스를 활성화시켜 상기 하부막 상에 비정질 실리콘막을 증착하는 단계;를 포함하되, 상기 제 1 플라즈마를 형성하기 위하여 인가되는 전원의 파워는 900W 내지 1800W의 범위를 가질 수 있다.It provides a method of forming an amorphous silicon film according to an aspect of the present invention for solving the above problems. The method of forming the amorphous silicon layer includes a pretreatment step of pretreating the lower layer by activating a pretreatment gas containing ammonia (NH 3 ) gas using a first plasma on the lower layer formed on the substrate; And depositing an amorphous silicon film on the lower film by activating a reaction gas using a second plasma on the lower film, wherein the power applied to form the first plasma is 900W to 1800W. It can have a range of.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 제 1 플라즈마를 형성하기 위하여 인가되는 전원은 제 1 고주파 전원이며, 상기 제 2 플라즈마를 형성하기 위하여 인가되는 전원은 제 2 고주파 전원이고, 상기 제 1 고주파 전원의 파워는 900W 내지 1800W의 범위를 가지며, 상기 제 1 고주파 전원의 파워는 제 2 고주파 전원의 파워 보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of forming the amorphous silicon film, the power applied to form the first plasma is a first high frequency power source, the power applied to form the second plasma is a second high frequency power source, and The power ranges from 900W to 1800W, and the power of the first high frequency power source may be greater than the power of the second high frequency power source.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 제 1 플라즈마를 형성하기 위하여 인가되는 전원은 저주파 전원 및 제 1 고주파 전원이며, 상기 제 2 플라즈마를 형성하기 위하여 인가되는 전원은 제 2 고주파 전원이고, 상기 저주파 전원의 파워와 제 1 고주파 전원의 파워의 합은 900W 내지 1800W의 범위를 가지며, 상기 제 1 고주파 전원의 파워는 제 2 고주파 전원의 파워 보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of forming the amorphous silicon film, the power applied to form the first plasma is a low frequency power source and a first high frequency power source, and the power applied to form the second plasma is a second high frequency power source, and the low frequency power source A sum of the power of and the power of the first high-frequency power may range from 900W to 1800W, and the power of the first high-frequency power may be greater than the power of the second high-frequency power.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 고주파 전원은 13.56 MHz 내지 27.12 MHz의 주파수 범위를 가지며, 상기 저주파 전원은 300 KHz 내지 400 KHz의 주파수 범위를 가질 수 있다. In the method of forming the amorphous silicon layer, the high frequency power source may have a frequency range of 13.56 MHz to 27.12 MHz, and the low frequency power source may have a frequency range of 300 KHz to 400 KHz.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 전처리가스는 암모니아(NH3) 가스 및 질소(N2) 가스를 포함할 수 있다. In the method of forming the amorphous silicon film, the pretreatment gas may include ammonia (NH 3 ) gas and nitrogen (N 2 ) gas.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 제 1 고주파 전원의 파워는 상기 저주파 전원의 파워 보다 더 큰 것을 특징으로 할 수 있다. In the method of forming the amorphous silicon layer, the power of the first high frequency power source may be greater than the power of the low frequency power source.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 제 1 고주파 전원의 파워는 900W 내지 1600W의 범위를 가지며, 상기 저주파 전원의 파워는 200W 내지 400W의 범위를 가질 수 있다. In the method of forming the amorphous silicon layer, the power of the first high-frequency power may range from 900W to 1600W, and the power of the low frequency power may range from 200W to 400W.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 전처리 단계에서 상기 저주파 전원과 제 1 고주파 전원은 동시에 인가될 수 있다. In the method of forming the amorphous silicon film, the low frequency power and the first high frequency power may be simultaneously applied in the pretreatment step.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법은 상기 비정질 실리콘막을 증착하는 단계 이후에, 제 3 플라즈마를 이용하여 후처리가스를 활성화시켜 상기 비정질 실리콘막에 대하여 후처리하는 후처리 단계;를 더 포함할 수 있다. The method of forming the amorphous silicon layer may further include a post-treatment step of post-processing the amorphous silicon layer by activating a post-processing gas using a third plasma after depositing the amorphous silicon layer.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 후처리가스는 질소(N2)가스, 아산화질소(N2O)가스 및 이들의 혼합가스 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. In the method of forming the amorphous silicon film, the post-processing gas may include any one selected from nitrogen (N 2 ) gas, nitrous oxide (N 2 O) gas, and a mixed gas thereof.
상기 비정질 실리콘막의 형성 방법에서, 상기 후처리가스는 질소(N2)가스 및 아산화질소(N2O)가스를 포함하며, 상기 후처리단계는 상기 제 3 플라즈마를 이용하여 상기 비정질 실리콘막 상에 동시에 공급된 상기 질소(N2)가스 및 아산화질소(N2O)가스를 함께 활성화하여 후처리하는 단계를 포함할 수 있다. In the method of forming the amorphous silicon film, the post-treatment gas includes nitrogen (N 2 ) gas and nitrous oxide (N 2 O) gas, and the post-treatment step is performed on the amorphous silicon film by using the third plasma. It may include the step of post-treating by activating the nitrogen (N 2 ) gas and nitrous oxide (N 2 O) gas supplied simultaneously.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 표면 조도나 두께 균일도의 변동폭을 저감시킬 수 있는 비정질 실리콘막의 형성 방법을 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to some embodiments of the present invention made as described above, it is possible to provide a method of forming an amorphous silicon film capable of reducing fluctuations in surface roughness or thickness uniformity. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 실리콘막의 형성 방법을 도해하는 순서도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 강화 화학기상증착 공정에 의한 비정질 실리콘 박막 형성 방법을 구현하는 박막 형성 장치의 구성을 개념적으로 도해하는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 실험예에 따른 다양한 플라즈마 전처리 조건에 따라 하부막인 질화막에서 파티클에 영향을 미치는 표면을 FE-SEM 측정한 결과와 파티클 측정치를 비교한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실험예에 따른 다양한 플라즈마 전처리 조건에 따라 비정질 실리콘막의 AFM 이미지와 FE-SEM 이미지를 비교한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 본 발명의 실험예에 따른 다양한 플라즈마 전처리 조건에 따라 비정질 실리콘막의 두께 균일도와 표면 조도 및 파티클 개선 여부를 나타낸 도면이다. 1 is a flowchart illustrating a method of forming an amorphous silicon film according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are diagrams conceptually illustrating the configuration of a thin film forming apparatus implementing a method of forming an amorphous silicon thin film by a plasma enhanced chemical vapor deposition process according to an embodiment of the present invention.
4 is a view comparing the results of FE-SEM measurement and particle measurement values of the surface affecting particles in a nitride layer, which is a lower layer, according to various plasma pretreatment conditions according to an experimental example of the present invention.
5 is a view comparing the AFM image and the FE-SEM image of an amorphous silicon film according to various plasma pretreatment conditions according to an experimental example of the present invention.
6 and 7 are diagrams illustrating thickness uniformity, surface roughness, and particle improvement of an amorphous silicon film according to various plasma pretreatment conditions according to an experimental example of the present invention.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 상기 다른 구성요소 "상에" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. Throughout the specification, when referring to that one component such as a film, region, or substrate is positioned "on" another component, the one component directly contacts "on" the other component, or It can be interpreted that there may be other components interposed therebetween. On the other hand, when it is mentioned that one component is positioned "directly on" another component, it is interpreted that there are no other components interposed therebetween.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것일 수 있다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings schematically showing ideal embodiments of the present invention. In the drawings, for example, depending on manufacturing techniques and/or tolerances, variations of the illustrated shape can be expected. Accordingly, the embodiments of the inventive concept should not be construed as being limited to the specific shape of the region shown in the present specification, but should include, for example, a change in shape caused by manufacturing. In addition, in the drawings, the thickness or size of each layer may be exaggerated for convenience and clarity of description. Identical symbols refer to the same elements.
본 발명에서 언급하는 고주파 전원과 저주파 전원은 챔버 내에 플라즈마를 형성하기 위하여 인가되는 전원으로서, RF 전력의 주파수 범위를 기준으로 상대적으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 고주파 전원은 3 MHz 내지 30 MHz의 주파수 범위를 가지며, 엄격하게는, 13.56 MHz 내지 27.12 MHz의 주파수 범위를 가질 수 있다. 저주파 전원은 30 KHz 내지 3000 KHz의 주파수 범위를 가지며, 엄격하게는, 300 KHz 내지 600 KHz의 주파수 범위를 가질 수 있다.The high-frequency power and low-frequency power mentioned in the present invention are power applied to form plasma in the chamber, and can be relatively classified based on the frequency range of the RF power. For example, the high-frequency power source may have a frequency range of 3 MHz to 30 MHz, and strictly, a frequency range of 13.56 MHz to 27.12 MHz. The low-frequency power source has a frequency range of 30 KHz to 3000 KHz, and may, strictly, have a frequency range of 300 KHz to 600 KHz.
본 발명에서 언급하는 플라즈마는 다이렉트 플라즈마(direct plasma) 방식에 의하여 형성될 수 있다. 상기 다이렉트 플라즈마 방식은, 예를 들어, 전처리가스, 반응가스 및/또는 후처리가스를 전극과 기판 사이의 처리공간에 공급하고 주파수 전원을 인가함으로써, 전처리가스, 반응가스 및/또는 후처리가스의 플라즈마가 챔버 내부의 처리공간에서 직접 형성되는 방식을 포함한다.Plasma mentioned in the present invention may be formed by a direct plasma method. In the direct plasma method, for example, by supplying a pre-treatment gas, a reaction gas and/or a post-processing gas to a processing space between an electrode and a substrate and applying a frequency power, the pre-treatment gas, the reaction gas and/or the post-processing gas It includes a method in which plasma is directly formed in a processing space inside the chamber.
편의상, 본 발명에서는 플라즈마를 이용하여 특정 가스를 활성화시킨 상태를 '특정 가스 플라즈마'라고 명명한다. 예를 들어, 플라즈마를 이용하여 암모니아(NH3) 가스를 활성화시킨 상태를 암모니아(NH3) 플라즈마라고 명명하고, 플라즈마를 이용하여 암모니아(NH3) 가스 및 질소(N2) 가스를 함께 활성화시킨 상태를 암모니아(NH3) 및 질소(N2) 플라즈마라고 명명하며, 플라즈마를 이용하여 아산화질소(N2O)가스 및 질소(N2)가스를 함께 활성화시킨 상태를 아산화질소(N2O) 및 질소(N2) 플라즈마라고 명명한다. For convenience, in the present invention, a state in which a specific gas is activated using plasma is referred to as'specific gas plasma'. For example, a state in which ammonia (NH 3 ) gas is activated using plasma is called ammonia (NH 3 ) plasma, and ammonia (NH 3 ) gas and nitrogen (N 2 ) gas are activated together using plasma. The state is called ammonia (NH 3 ) and nitrogen (N 2 ) plasma, and the state in which nitrous oxide (N 2 O) gas and nitrogen (N 2 ) gas are activated together using plasma is nitrous oxide (N 2 O). And nitrogen (N 2 ) plasma.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 강화 화학기상증착 공정에 의한 비정질 실리콘막의 형성 방법을 도해하는 순서도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 강화 화학기상증착 공정에 의한 비정질 실리콘막의 형성 방법을 구현하는 박막 형성 장치의 구성을 개념적으로 도해하는 도면들이다. 1 is a flow chart illustrating a method of forming an amorphous silicon film by a plasma enhanced chemical vapor deposition process according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are a plasma enhanced chemical vapor deposition process according to an embodiment of the present invention. These are diagrams conceptually illustrating the configuration of a thin film forming apparatus implementing the method of forming an amorphous silicon film by
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 강화 화학기상증착 공정에 의한 비정질 실리콘막의 형성 방법은 챔버(40) 내의 기판(W) 상에 플라즈마 전처리를 수행하는 단계(S100) 및 기판(W) 상에 비정질 실리콘막을 증착하는 단계(S200)를 포함한다. In the method of forming an amorphous silicon film by the plasma enhanced chemical vapor deposition process according to an embodiment of the present invention, the step of performing plasma pretreatment on the substrate W in the chamber 40 (S100) and the amorphous silicon film on the substrate W And depositing a silicon film (S200).
플라즈마 전처리를 수행하는 단계(S100)는 기판(W)에 형성된 하부막 상에 제 1 플라즈마를 이용하여 암모니아(NH3) 가스를 포함하는 전처리가스를 활성화시켜 상기 하부막을 전처리하는 전처리 단계 를 포함한다. 플라즈마 전처리를 수행하는 단계(S100)는, 일 예로서, 기판(W)에 형성된 하부막을 암모니아(NH3) 플라즈마 만으로 처리하는 단계일 수 있다. 이 경우, 구체적인 예로서, 챔버(40) 내에 공급되는 암모니아(NH3)의 양은 1000sccm 이상의 양이 필요로 하고, 챔버(40) 내 압력은 2 Torr 내지 8 Torr의 범위를 가질 수 있다. 다른 예로서, 플라즈마 전처리를 수행하는 단계(S100)는 기판(W)에 형성된 하부막을 암모니아(NH3) 및 질소(N2) 플라즈마로 처리하는 단계일 수도 있다. 플라즈마 전처리를 수행하는 단계(S100)의 공정 온도는 200℃ 내지 550℃의 범위를 가질 수 있다. The step of performing plasma pretreatment (S100) includes a pretreatment step of pretreating the lower film by activating a pretreatment gas including ammonia (NH 3 ) gas using a first plasma on the lower film formed on the substrate W. . The step S100 of performing the plasma pretreatment may be, for example, a step of treating the lower layer formed on the substrate W with only ammonia (NH 3 ) plasma. In this case, as a specific example, the amount of ammonia (NH 3 ) supplied into the
상기 하부막은 산화막, 산질화막 또는 질화막을 포함할 수 있으며, 그 외에도 상기 하부막은 포토리소그래피 공정에서 하드마스크로 사용되는 SOH막을 포함할 수도 있다.The lower layer may include an oxide layer, an oxynitride layer, or a nitride layer, and in addition, the lower layer may include an SOH layer used as a hard mask in a photolithography process.
플라즈마 전처리를 수행하는 단계(S100)에서 플라즈마(P)를 형성하기 위하여 인가되는 전원은 제 1 고주파 전원으로만 구성되거나 저주파 전원과 제 1 고주파 전원의 듀얼 주파수 전원으로 구성될 수도 있다. The power applied to form the plasma P in the step S100 of performing the plasma pretreatment may be composed of only the first high-frequency power or may be composed of a dual-frequency power of the low-frequency power and the first high-frequency power.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 강화 화학기상증착 공정에 의한 비정질 실리콘막의 형성 방법은, 플라즈마 전처리를 수행하는 단계(S100) 이전에, 챔버(40) 내 가스를 안정화시키는 단계로서, 플라즈마를 형성하기 위한 전원을 인가하지 않은 상태에서 암모니아(NH3)를 챔버(40) 내의 기판(W) 상에 공급하는 단계를 더 포함할 수도 있다. A method of forming an amorphous silicon film by a plasma enhanced chemical vapor deposition process according to an embodiment of the present invention is a step of stabilizing a gas in the
기판(W) 상에 비정질 실리콘막을 증착하는 단계(S200)는 제 2 플라즈마를 이용하여 반응가스를 활성화시켜 상기 하부막 상에 비정질 실리콘막을 증착하는 단계 를 포함할 수 있다. 제 2 플라즈마는 고주파 전원을 인가하여 구현한다. 만약, 비정질 실리콘막을 증착하는 단계(S200)에서 제 2 플라즈마를 형성하기 위하여 저주파 전원을 인가하는 경우에는 형성되는 비정질 실리콘의 일부가 분말 형태로 구현되어 막질이 불량해지는 문제가 발생할 수 있다. The step of depositing an amorphous silicon layer on the substrate W (S200) may include depositing an amorphous silicon layer on the lower layer by activating a reaction gas using a second plasma. The second plasma is implemented by applying high frequency power. If a low-frequency power is applied to form the second plasma in the step of depositing the amorphous silicon film (S200), a problem of poor film quality may occur because a part of the formed amorphous silicon is implemented in a powder form.
상기 반응가스는 SixHy 계열의 모노, 다이, 트리 실란 가스를 포함할 수 있다. 상기 불활성가스는 헬륨(He), 네온(Ne), 및 아르곤(Ar) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 가스를 포함할 수 있는 바, 예컨대, 상기 불활성가스는 아르곤 가스를 포함할 수 있다. The reaction gas may include Si x H y- based mono, die, or trisilane gas. The inert gas may include at least one gas selected from helium (He), neon (Ne), and argon (Ar). For example, the inert gas may include argon gas.
비정질 실리콘막을 증착하는 단계(S200)는, 예를 들어, 플라즈마 강화 화학기상증착(PECVD, plasma enhanced chemical vapor deposition) 공정일 수 있다. 화학기상증착(CVD) 공정에서는 챔버 내의 기판 상에 반응가스를 근접시켜 주입하되, 후속적으로, 반응가스는 대상체 표면에서 반응하여 대상체 표면 상에 박막을 형성하고 증착 공정 이후의 반응 부산물은 챔버로부터 제거된다. 반응가스의 반응에 필요한 에너지로서 열을 인가하는 경우 500℃ 내지 1000℃ 이상의 온도를 필요로 할 수 있으나 이와 같은 증착 온도는 주변 구성 요소에 바람직하지 않은 영향을 미칠 수 있다. 이와 같은 이유 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 실리콘막의 형성 방법은 반응 온도를 감소시키고자 하는 CVD 공정에서 실용화된 방법 중의 하나로서 반응가스의 적어도 일부를 이온화하는 플라즈마 강화 화학기상증착 공정을 증착 단계(S200)에서 채용할 수 있다.The step of depositing the amorphous silicon film (S200) may be, for example, a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process. In the chemical vapor deposition (CVD) process, a reaction gas is injected close to the substrate in the chamber. Subsequently, the reaction gas reacts on the object surface to form a thin film on the object surface, and the reaction by-products after the deposition process are removed from the chamber. Is removed. When heat is applied as energy required for the reaction of the reaction gas, a temperature of 500°C to 1000°C or higher may be required, but such a deposition temperature may have undesirable effects on surrounding components. For this reason, the method of forming an amorphous silicon film according to an embodiment of the present invention uses a plasma-enhanced chemical vapor deposition process that ionizes at least a portion of the reaction gas as one of the practically used methods in the CVD process to reduce the reaction temperature. It can be employed in the deposition step (S200).
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 강화 화학기상증착 공정에 의한 비정질 실리콘막의 형성 방법은, 비정질 실리콘막을 증착하는 단계(S200) 이전에, 챔버(40) 내 가스를 안정화시키는 단계로서, 플라즈마를 형성하기 위한 전원을 인가하지 않은 상태에서 상기 반응가스 및 불활성가스를 챔버(40) 내의 기판(W) 상에 공급하는 단계를 더 포함할 수도 있다. A method of forming an amorphous silicon film by a plasma enhanced chemical vapor deposition process according to an embodiment of the present invention is a step of stabilizing a gas in the
하부막에 대하여 플라즈마 전처리를 수행함으로써 후속의 비정질 실리콘막이 매끈하게 증착될 수 있어, 비정질 실리콘막에서 양호한 표면 조도를 구현할 수 있으며, 하부막과 비정질 실리콘막 간의 접합력이 강화되고, 비정질 실리콘막의 두께 균일도가 개선될 수 있다. By performing plasma pretreatment on the lower layer, the subsequent amorphous silicon layer can be smoothly deposited, so that good surface roughness can be realized in the amorphous silicon layer, the bonding strength between the lower layer and the amorphous silicon layer is strengthened, and the thickness uniformity of the amorphous silicon layer Can be improved.
본 발명자는 이러한 유리한 효과를 구현하기 위해서는 전처리 단계(S100)에서 인가하는 플라즈마 전원이 특정 조건을 만족해야 함을 확인하였다. The present inventor has confirmed that the plasma power applied in the pretreatment step (S100) must satisfy a specific condition in order to realize such an advantageous effect.
먼저, 플라즈마 전처리를 수행하는 단계(S100)에서 플라즈마(P)를 형성하기 위하여 인가되는 전원이 제 1 고주파 전원으로만 구성되는 경우, 상기 제 1 고주파 전원의 파워(power)는 증착 단계(S200)에서 플라즈마를 형성하기 위하여 인가되는 제 2 고주파 전원의 파워 보다 더 크되, 900W 내지 1800W의 범위를 만족해야 함을 확인하였다. 제 1 고주파 전원의 파워가 900W 보다 작은 경우 하부막의 수소기를 제거하기 못하고 댕글링 본드(dangling bond)를 만들지 못하여 실리콘 원자가 하부막에 효과적으로 붙지 못하는 현상이 발생함을 확인하였으며, 제 1 고주파 전원의 파워가 1800W 보다 큰 경우 하부막의 표면 조도가 오히려 악화되는 현상이 발생함을 확인하였다. First, when the power applied to form the plasma P in the step of performing plasma pretreatment (S100) is composed of only the first high frequency power, the power of the first high frequency power is the deposition step (S200). It was confirmed that the power of the second high-frequency power source applied to form the plasma should satisfy the range of 900W to 1800W. When the power of the first high-frequency power source is less than 900W, it has been confirmed that a phenomenon in which silicon atoms are not effectively attached to the lower film occurs due to the inability to remove hydrogen groups from the lower film and to form a dangling bond. When is greater than 1800W, it was confirmed that a phenomenon in which the surface roughness of the lower layer was rather deteriorated.
또한, 플라즈마 전처리를 수행하는 단계(S100)에서 플라즈마(P)를 형성하기 위하여 인가되는 전원이 저주파 전원과 제 1 고주파 전원으로 구성되는 듀얼 주파수 전원인 경우, 상기 제 1 고주파 전원의 파워(power)는 증착 단계(S200)에서 플라즈마를 형성하기 위하여 인가되는 제 2 고주파 전원의 파워 보다 더 크되, 저주파 전원의 파워와 제 1 고주파 전원의 파워의 합은 900W 내지 1800W의 범위를 만족해야 함을 확인하였다. 저주파 전원의 파워와 제 1 고주파 전원의 파워의 합이 900W 보다 작은 경우 하부막의 수소기를 제거하기 못하고 댕글링 본드(dangling bond)를 만들지 못하여 실리콘 원자가 하부막에 효과적으로 붙지 못하는 현상이 발생함을 확인하였으며, 저주파 전원의 파워와 제 1 고주파 전원의 파워의 합이 1800W 보다 큰 경우 하부막의 표면 조도가 오히려 악화되는 현상이 발생함을 확인하였다. 나아가, 상기 제 1 고주파 전원의 파워는 상기 제 1 저주파 전원의 파워 보다 더 크며, 상기 제 1 고주파 전원의 파워는 900W 내지 1600W의 범위를 가지며, 상기 제 1 저주파 전원의 파워는 200W 내지 400W의 범위를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 플라즈마 전처리를 수행하는 단계(S100)에서, 상기 저주파 전원과 제 1 고주파 전원은 동시에 인가될 수 있다. In addition, when the power applied to form the plasma P in the step of performing plasma pretreatment (S100) is a dual frequency power source composed of a low frequency power source and a first high frequency power source, the power of the first high frequency power source Is greater than the power of the second high frequency power applied to form the plasma in the deposition step (S200), but it was confirmed that the sum of the power of the low frequency power and the power of the first high frequency power must satisfy the range of 900W to 1800W. . It was confirmed that when the sum of the power of the low-frequency power source and the power of the first high-frequency power source is less than 900W, the hydrogen groups in the lower layer cannot be removed and the dangling bond cannot be formed, so that the silicon atoms cannot effectively adhere to the lower layer. , When the sum of the power of the low-frequency power source and the power of the first high-frequency power source is greater than 1800W, it was confirmed that a phenomenon in which the surface roughness of the lower layer was rather deteriorated. Further, the power of the first high frequency power source is greater than the power of the first low frequency power source, the power of the first high frequency power source has a range of 900W to 1600W, and the power of the first low frequency power source ranges from 200W to 400W. It may be desirable to have. In the step S100 of performing plasma pretreatment, the low frequency power and the first high frequency power may be simultaneously applied.
상술한 내용에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 실리콘막의 형성 방법은 PECVD방식을 이용한 비정질 실리콘막의 증착 방법으로서, 증착 단계의 전 단계에 플라즈마 전처리 단계를 추가하여 하부막과의 접합력(adhesion)이 양호하도록 매끈한 박막을 증착시킬 수 있다. 하부막의 막질 차이 및 표면 조도(Roughness) 차이에 따라 비정질 실리콘막을 증착할 때, 종래의 방식의 경우에는 비정질 실리콘막이 함께 표면 조도가 좋지 않거나, 심할 경우 접합력이 좋지 않아 들뜸 현상이 발생하는 문제가 있었다. According to the above, the method of forming an amorphous silicon film according to an embodiment of the present invention is a method of depositing an amorphous silicon film using a PECVD method, and by adding a plasma pretreatment step to the previous step of the deposition step, adhesion with the lower film is ), a smooth thin film can be deposited. When depositing an amorphous silicon film according to the difference in film quality and surface roughness of the lower film, in the case of the conventional method, there was a problem that the surface roughness of the amorphous silicon film was not good together, or if it was severe, there was a problem that a lifting phenomenon occurred due to poor adhesion. .
접합력이 개선된 매끈한 비정질 실리콘막을 증착 시키기 위해서는 하부막에 대한 고려가 필요한데 이때 가장 문제가 되는 부분이 하부막 위에서의 수소(Hydrogen)기이다. 수소기가 하부막에 많을 경우, 비정질 실리콘막은 하부막과 결합될 수 있는 자리가 없어 증착이 원할하게 이루어지지 않게 된다. In order to deposit a smooth amorphous silicon film with improved adhesion, consideration of the lower film is required. At this time, the most problematic part is the hydrogen group on the lower film. When there are many hydrogen groups in the lower layer, the amorphous silicon layer does not have a place where it can be bonded to the lower layer, so that the deposition cannot be performed smoothly.
이 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 수소기를 제거하고 댕글링 본드 를 만들어 그 자리에 실리콘이 붙어 원활한 증착을 이루어지게 하는 방식이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 대략적인 기본 조건은 전처리 단계의 플라즈마 처리는 오직 암모니아(NH3) 만을 이용하여 처리를 진행할 수 있다. 전처리 단계에서 다른 가스가 제공될 경우, 수소기를 효과적으로 떼어내지 못하고 역할을 못하거나, 방해하는 요소로 작용됨을 확인하였다. 전처리 단계에서 인가되는 플라즈마 전원의 파워는 고주파 전원의 파워가 900W 이상인 경우 에서 효과적이고, 나아가, 저주파 전원을 함께 인가하여 이온 충돌(Ion bombardment) 효과를 추가함으로써 하부막에서 수소기가 잘 떨어질 수 있는 특성을 가진다. In order to solve this problem, in the present invention, a hydrogen group is removed and a dangling bond is formed so that silicon is attached thereto to achieve a smooth deposition. The rough basic condition according to an embodiment of the present invention is that the plasma treatment in the pretreatment step may be performed using only ammonia (NH3). It was confirmed that when other gases were provided in the pretreatment step, hydrogen groups could not be removed effectively and played a role, or acted as an obstacle. The power of the plasma power applied in the pretreatment step is effective when the power of the high-frequency power is 900W or more, and further, by adding an ion bombardment effect by applying a low-frequency power together, hydrogen groups can easily fall from the lower film. Have.
고주파 전원을 이용한 플라즈마는 저주파 전원을 이용한 플라즈마에 비하여라디컬(radical) 입자의 운동 에너지는 낮으며, 플라즈마 밀도는 높아지고, 증착속도는 상대적으로 낮으며, 시스(sheath) 영역이 작아진다. 한편, 저주파 전원을 이용한 플라즈마는 고주파 전원을 이용한 플라즈마에 비하여 라디컬(radical) 입자의 운동 에너지가 높기 때문에 하부막으로부터 수소기를 잘 떨어지게 할 수 있다. Plasma using a high frequency power source has a lower kinetic energy of radical particles, a higher plasma density, a relatively low deposition rate, and a smaller sheath area than a plasma using a low frequency power source. Meanwhile, since the kinetic energy of radical particles is higher in the plasma using the low frequency power source than the plasma using the high frequency power source, the hydrogen groups can be easily separated from the lower layer.
상술한 전처리 단계(S100) 후에 비정질 실리콘막을 증착시킬 경우, 하부막이 매끄러워져 증착되는 비정질 실리콘막도 함께 표면 조도가 개선되고 증착 시 균일도가 향상되는 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 증착 온도가 낮아질수록 H+ 성분이 증가하고 표면 조도가 좋지 않아 증착 시 문제점이 증가될 수 있는데, 본 실시예에 따르면 H+ 성분을 감소시키고 표면 조도가 개선되는 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 하부막에 전처리 단계(S100)를 수행하지 않고 400℃의 공정 온도로 하부막 상에 증착한 비정질 실리콘막의 표면 조도는 7Å이고, 200℃의 공정 온도로 하부막 상에 증착한 비정질 실리콘막의 표면 조도는 11Å임에 반하여, 하부막에 전처리 단계(S100)를 수행한 후에 200℃의 공정 온도로 하부막 상에 증착한 비정질 실리콘막의 표면 조도는 5Å임을 확인하였다. When the amorphous silicon film was deposited after the above-described pretreatment step (S100), the lower film became smooth, so that the deposited amorphous silicon film was also improved in surface roughness and uniformity during deposition was improved. In addition, as the deposition temperature decreases, the H+ component increases and the surface roughness is poor, which may increase problems during deposition. According to the present embodiment, an effect of reducing the H+ component and improving the surface roughness can be obtained. For example, the surface roughness of the amorphous silicon film deposited on the lower film at a process temperature of 400°C without performing the pretreatment step (S100) on the lower film is 7Å, and the amorphous silicon film deposited on the lower film at a process temperature of 200°C. While the surface roughness of the silicon film was 11Å, it was confirmed that the surface roughness of the amorphous silicon film deposited on the lower film at a process temperature of 200°C after performing the pretreatment step (S100) on the lower film was 5Å.
본 실시예에서는 전처리에서 플라즈마를 강하게 걸기 위하여 고주파 전원과 저주파 전원의 혼합 방식을 적용하기에 듀얼 주파수 전원을 인가한 플라즈마를 이용하고, 비정질 실리콘막 증착 시와 전처리 시의 플라즈마 구현 방식을 분리하도록 적용되었다. In this embodiment, in order to apply a high-frequency power and low-frequency power to a strong plasma in the pretreatment, a plasma applied with a dual frequency power is used, and the plasma realization method is applied when depositing an amorphous silicon film and when pre-processing. Became.
도 2 및 도 3을 참조하여, 이러한 듀얼 주파수 전원의 인가 방식을 설명한다. 기판(W)이 장입될 수 있는 챔버(40)는 샤워헤드(42) 및 스테이지 히터(44)를 포함할 수 있다. 기판(W)은 스테이지 히터(44) 상에 장착된다. 플라즈마를 생성하기 위한 RF 전력이 전극의 역할을 담당하는 샤워헤드(42) 및/또는 스테이지 히터(44)에 인가되어 샤워헤드(42) 및 스테이지 히터(44) 사이의 공간에 플라즈마(P)가 형성된다. RF 전력이 생성되는 제너레이터(10, 20)와 챔버(40) 사이에 매칭부(15, 25, 35)가 개재되어 정합을 구현할 수도 있다. Referring to FIGS. 2 and 3, a method of applying such a dual frequency power supply will be described. The
도 2를 참조하면, 제 1 제너레이터(10)에서 생성된 저주파 RF 전원 및 제 2 제너레이터(20)에서 생성된 고주파 RF 전원은 전극의 역할을 담당하는 샤워헤드(42)에 모두 인가될 수 있다. 저주파 전원이 인가되는 전극 및 고주파 전원이 인가되는 전극은 모두 챔버 내에서 기판 보다 상부에 위치할 수 있다. Referring to FIG. 2, the low frequency RF power generated by the
도 3을 참조하면, 제 1 제너레이터(10)에서 생성된 저주파 RF 전원이 전극의 역할을 담당하는 샤워헤드(42)에 인가되고, 제 2 제너레이터(20)에서 생성된 고주파 RF 전원이 전극의 역할을 담당하는 스테이지 히터(44)에 인가될 수 있다. 즉, 저주파 전원이 인가되는 전극은 챔버 내에서 기판 보다 상부에 위치하며, 고주파 전원이 인가되는 전극은 챔버 내에서 기판 보다 하부에 위치할 수 있다. Referring to FIG. 3, low-frequency RF power generated by the
본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 강화 화학기상증착 공정에 의한 비정질 실리콘막의 형성 방법은, 기판(W) 상에 비정질 실리콘막을 증착하는 단계(S200) 이후에, 상기 비정질 실리콘막에 대하여 질소(N2) 플라즈마, 아산화질소(N2O) 플라즈마, 아르곤(Ar) 및 수소(H2) 플라즈마 중에서 선택된 임의의 조합의 플라즈마를 이용한 후처리 단계(S300);를 더 포함할 수 있다. In a method of forming an amorphous silicon film by a plasma enhanced chemical vapor deposition process according to another embodiment of the present invention, after depositing an amorphous silicon film on a substrate W (S200), nitrogen (N) for the amorphous silicon film is performed. 2 ) a post-treatment step (S300) using a plasma of any combination selected from plasma, nitrous oxide (N 2 O) plasma, argon (Ar) and hydrogen (H 2 ) plasma (S300); may be further included.
구체적인 예로서, 후처리 단계(S300)는 상기 비정질 실리콘막 상에, 아산화질소(N2O) 플라즈마 처리를 수행하는 단계를 포함하거나, 질소(N2) 플라즈마 처리를 수행하는 단계를 포함하거나, 아산화질소(N2O) 및 질소(N2) 플라즈마 처리를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. As a specific example, the post-treatment step (S300) includes performing a nitrous oxide (N 2 O) plasma treatment on the amorphous silicon film, or a nitrogen (N 2 ) plasma treatment, or It may include performing nitrous oxide (N 2 O) and nitrogen (N 2 ) plasma treatment.
비정질 실리콘막은 전자 소자의 제조 과정에서 반사방지막이나 하드마스크막으로 적용될 수 있다. 전자 소자가 고집적화 됨에 따라 미세 선폭을 가지는 패턴이 요구되고 있다. 이에 따라, 현재 상용화된 노광 장비를 그대로 이용하면서 미세한 선폭을 갖는 패턴을 구현하기 위하여 DPT(Double Patterning Technology)이나 QPT(Quadraple Patterning Technology)와 같은 멀티 패터닝 공정기술이 제안되고 있으며 이러한 멀티 패터닝 공정에서 반사방지막으로 기존의 산질화실리콘막을 비정질 실리콘막으로 대체할 수 있다. The amorphous silicon film may be applied as an antireflection film or a hard mask film in the manufacturing process of an electronic device. As electronic devices become highly integrated, a pattern having a fine line width is required. Accordingly, a multi-patterning process technology such as DPT (Double Patterning Technology) or QPT (Quadraple Patterning Technology) has been proposed to implement a pattern having a fine line width while using the currently commercialized exposure equipment as it is. As a barrier layer, the existing silicon oxynitride layer can be replaced with an amorphous silicon layer.
본 발명자는 비정질 실리콘막에 대하여 상술한 후처리 단계(S300)를 수행한 경우 비정질 실리콘막 계면에서의 수소기를 효과적으로 제거시킴으로써 건식율 특성의 변화를 줄 수 있으며 이러한 건식율 특성의 변화는 멀티 패터닝 공정에서 식각 공정의 선택비를 개선시킬 수 있음을 확인하였다. 예를 들어, 증착된 비정질 실리콘막에 대하여 후처리 단계(S300)를 수행하지 않고 건식각을 수행하는 경우 식각률은 239Å/min 임에 반하여, 증착된 비정질 실리콘막에 대하여, 아산화질소(N2O) 및 질소(N2) 플라즈마 후처리를 수행하고 건식각을 수행하는 경우 식각률은 197Å/min로 감소함을 확인하였다. In the case of performing the above-described post-treatment step (S300) on the amorphous silicon film, the present inventor can effectively remove the hydrogen groups at the interface of the amorphous silicon film, thereby changing the dry rate characteristics. It was confirmed that the selectivity of the etching process can be improved. For example, when dry etching is performed on the deposited amorphous silicon film without performing the post-treatment step (S300), the etch rate is 239Å/min, whereas for the deposited amorphous silicon film, nitrous oxide (N 2 O ) And nitrogen (N 2 ) plasma post-treatment and dry etching, the etch rate decreased to 197 Å/min.
이하에서는, 본 발명의 다양한 실험예들에 따른 비정질 실리콘막의 형성 방법에서 구현된 막질의 특성들을 비교함으로써 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한다. Hereinafter, the technical idea of the present invention will be exemplarily described by comparing the properties of the films implemented in the method of forming an amorphous silicon film according to various experimental examples of the present invention.
플라즈마 전처리 조건에 따른 하부막 양상 비교Comparison of lower film pattern according to plasma pretreatment
도 4는 본 발명의 실험예에 따른 다양한 플라즈마 전처리 조건에 따라 하부막인 질화막에서 파티클에 영향을 미치는 표면을 FE-SEM 측정한 결과와 파티클 측정치를 비교한 도면이다. 4 is a view comparing the results of FE-SEM measurement and particle measurement values of a surface that affects particles in a nitride layer, which is a lower layer, according to various plasma pretreatment conditions according to an experimental example of the present invention.
도 4의 비교예1은 하부막인 질화막에 대하여 암모니아(NH3) 플라즈마 전처리를 수행하지 않고 파티클 갯수를 측정한 것이며, 도 4의 비교예2는 하부막인 질화막에 대하여 700W의 파워로 고주파 전원을 인가하여 암모니아(NH3) 플라즈마 전처리를 수행한 후에 파티클 갯수를 측정한 것이며, 도 4의 실시예1은 하부막인 질화막에 대하여 900W의 파워로 고주파 전원을 인가하여 암모니아(NH3) 플라즈마 전처리를 수행한 후에 파티클 갯수를 측정한 것이다. Comparative Example 1 of FIG. 4 is a measurement of the number of particles without performing ammonia (NH 3 ) plasma pretreatment on the nitride layer, which is the lower layer, and Comparative Example 2 of FIG. 4 is a high frequency power supply with a power of 700 W for the nitride layer, which is the lower layer. The number of particles was measured after the ammonia (NH 3 ) plasma pretreatment was performed by applying and, in Example 1 of FIG. 4, a high-frequency power was applied to the nitride film, which is the lower layer, with 900W power to pretreat the ammonia (NH 3 ) plasma. After performing, the number of particles was measured.
이에 따르면, 하부막인 질화막에 대하여 암모니아(NH3) 플라즈마 전처리를 수행하지 않거나 암모니아(NH3) 플라즈마 전처리를 수행하더라도 고주파 전원의 파워를 900W 보다 작게 인가한 경우에는 파티클의 갯수가 27000여개로 측정되는 반면에, 암모니아(NH3) 플라즈마 전처리를 수행하기 위하여 고주파 전원의 파워를 900W로 인가한 경우에는 파티클의 갯수가 900여개로 현저하게 감소됨을 확인할 수 있다.
Accordingly, ammonia relative to the lower membrane nitride (NH 3) does not perform the plasma pre-treatment of ammonia (NH 3), even if performing a plasma pretreatment has measured the number of particles to 27000 more than if a smaller applied to the radio frequency generator power lower than 900W On the other hand, when the power of the high frequency power is applied to 900W to perform the ammonia (NH 3 ) plasma pretreatment, it can be seen that the number of particles is significantly reduced to about 900 particles.
플라즈마 전처리 조건에 따른 비정질 실리콘막의 양상 비교Comparison of aspects of amorphous silicon film according to plasma pretreatment conditions
표 1은 본 발명의 실험예에 따른 다양한 플라즈마 전처리 조건과 후속으로 증착된 비정질 실리콘막의 측정값을 나타낸 것이며, 도 5는 표 1의 본 발명의 실험예에 따른 다양한 플라즈마 전처리 조건에 따라 비정질 실리콘막의 AFM 이미지와 FE-SEM 이미지를 비교한 도면이다. Table 1 shows various plasma pretreatment conditions according to the experimental example of the present invention and the measured values of the subsequently deposited amorphous silicon film, and FIG. 5 shows the amorphous silicon film according to various plasma pretreatment conditions according to the experimental example of the present invention in Table 1. It is a diagram comparing AFM image and FE-SEM image.
[표 1][Table 1]
표 1과 도 5를 참조하면, 하부막에 대하여 암모니아(NH3) 플라즈마 전처리를 수행하지 않고 비정질 실리콘막을 증착한 경우 보다 하부막에 대하여 암모니아(NH3) 플라즈마 전처리를 수행한 후에 비정질 실리콘막을 증착한 경우의 표면 조도 및 두께 균일도가 개선됨을 확인할 수 있다. 예를 들어, 하부막에 대하여 암모니아(NH3) 플라즈마 전처리를 수행하지 않고 비정질 실리콘막을 증착한 경우 표면 조도가 5.6nm 임에 반하여, 고주파 전원과 저주파 전원의 듀얼 주파수 전원을 인가하여 암모니아(NH3) 플라즈마 전처리를 수행한 후에 비정질 실리콘막을 증착한 경우의 표면 조도가 0.61nm로 향상됨을 확인할 수 있다. Tables 1 and 5, the ammonia with respect to the lower film (NH 3), if one does not perform the plasma pretreatment depositing an amorphous silicon film of ammonia with respect to the more lower layer (NH 3) depositing an amorphous silicon film after performing a plasma pretreatment It can be seen that the surface roughness and thickness uniformity in one case are improved. For example, in the case of depositing an amorphous silicon film without performing ammonia (NH 3 ) plasma pretreatment on the lower film, the surface roughness is 5.6 nm, whereas a dual frequency power source of high frequency power and low frequency power is applied to obtain ammonia (NH 3 ). ) It can be seen that the surface roughness is improved to 0.61 nm when the amorphous silicon film is deposited after performing the plasma pretreatment.
도 6 및 도 7은 본 발명의 본 발명의 실험예에 따른 다양한 플라즈마 전처리 조건에 따라 비정질 실리콘막의 두께 균일도와 표면 조도 및 파티클 개선 여부를 나타낸 도면이다. 6 and 7 are diagrams illustrating thickness uniformity, surface roughness, and particle improvement of an amorphous silicon film according to various plasma pretreatment conditions according to an experimental example of the present invention.
도 6 및 도 7을 참조하면, 하부막에 대하여 암모니아(NH3) 플라즈마 전처리를 수행하지 않고 비정질 실리콘막을 증착한 경우 보다 하부막에 대하여 암모니아(NH3) 플라즈마 전처리를 수행한 후에 비정질 실리콘막을 증착한 경우의 두께 균일도가 개선되고 표면 조도 및 파티클 측면에서 개선됨을 확인할 수 있다.6 and 7, with respect to the lower film ammonia (NH 3), if one does not perform the plasma pretreatment depositing an amorphous silicon film of ammonia with respect to the more lower layer (NH 3) depositing an amorphous silicon film after performing a plasma pretreatment In one case, it can be seen that the thickness uniformity is improved and the surface roughness and particles are improved.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
Claims (11)
상기 하부막 상에 상기 제 1 플라즈마와 상이한 제 2 플라즈마를 이용하여 반응가스를 활성화시켜 상기 하부막 상에 비정질 실리콘막을 증착하는 단계;를 포함하되,
상기 제 1 플라즈마를 형성하기 위하여 인가되는 전원의 파워는 900W 내지 1800W의 범위를 가지며,
상기 제 1 플라즈마를 형성하기 위하여 인가되는 전원은 저주파 전원 및 제 1 고주파 전원이며, 상기 제 2 플라즈마를 형성하기 위하여 인가되는 전원은 제 2 고주파 전원이고, 상기 저주파 전원의 파워와 제 1 고주파 전원의 파워의 합은 900W 내지 1800W의 범위를 가지며, 상기 제 1 고주파 전원의 파워는 제 2 고주파 전원의 파워 보다 큰 것을 특징으로 하는, 비정질 실리콘막의 형성 방법.A pretreatment step of pretreating the lower layer by activating a pretreatment gas including ammonia (NH 3 ) gas using a first plasma on the lower layer formed on the substrate; And
Depositing an amorphous silicon film on the lower film by activating a reaction gas on the lower film using a second plasma different from the first plasma;
The power of the power applied to form the first plasma has a range of 900W to 1800W,
The power applied to form the first plasma is a low frequency power source and a first high frequency power source, and the power applied to form the second plasma is a second high frequency power source, and the power of the low frequency power source and the first high frequency power source are The sum of the powers ranges from 900W to 1800W, and the power of the first high frequency power source is greater than the power of the second high frequency power source.
상기 고주파 전원은 13.56 MHz 내지 27.12 MHz의 주파수 범위를 가지며, 상기 저주파 전원은 300 KHz 내지 400 KHz의 주파수 범위를 가지는, 비정질 실리콘막의 형성 방법.The method of claim 1,
The high frequency power source has a frequency range of 13.56 MHz to 27.12 MHz, and the low frequency power source has a frequency range of 300 KHz to 400 KHz, the method of forming an amorphous silicon film.
상기 전처리가스는 암모니아(NH3) 가스 및 질소(N2) 가스를 포함하는, 비정질 실리콘막의 형성 방법.The method of claim 1,
The pretreatment gas includes ammonia (NH 3 ) gas and nitrogen (N 2 ) gas, a method of forming an amorphous silicon film.
상기 제 1 고주파 전원의 파워는 상기 저주파 전원의 파워 보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 비정질 실리콘막의 형성 방법.The method of claim 1,
The method of forming an amorphous silicon film, characterized in that the power of the first high frequency power source is greater than that of the low frequency power source.
상기 제 1 고주파 전원의 파워는 900W 내지 1600W의 범위를 가지며, 상기 저주파 전원의 파워는 200W 내지 400W의 범위를 가지는, 비정질 실리콘막의 형성 방법.The method of claim 1,
The power of the first high frequency power source has a range of 900W to 1600W, and the power of the low frequency power source ranges from 200W to 400W.
상기 전처리 단계에서 상기 저주파 전원과 제 1 고주파 전원은 동시에 인가되는, 비정질 실리콘막의 형성 방법.The method of claim 1,
In the pre-treatment step, the low frequency power and the first high frequency power are simultaneously applied.
상기 비정질 실리콘막을 증착하는 단계 이후에, 제 3 플라즈마를 이용하여 후처리가스를 활성화시켜 상기 비정질 실리콘막에 대하여 후처리하는 후처리 단계;를 더 포함하는, 비정질 실리콘막의 형성 방법.The method of claim 1,
After the step of depositing the amorphous silicon film, a post-treatment step of post-treating the amorphous silicon film by activating a post-processing gas using a third plasma; further comprising, a method of forming an amorphous silicon film.
상기 후처리가스는 질소(N2)가스, 아산화질소(N2O)가스 및 이들의 혼합가스 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는, 비정질 실리콘막의 형성 방법.The method of claim 9,
The post-treatment gas includes any one selected from nitrogen (N 2 ) gas, nitrous oxide (N 2 O) gas, and a mixed gas thereof, for forming an amorphous silicon film.
상기 후처리가스는 질소(N2)가스 및 아산화질소(N2O)가스를 포함하며, 상기 후처리단계는 상기 제 3 플라즈마를 이용하여 상기 비정질 실리콘막 상에 동시에 공급된 질소(N2)가스 및 아산화질소(N2O)가스를 함께 활성화하여 후처리하는 단계를 포함하는, 비정질 실리콘막의 형성 방법. The method of claim 10,
The post-treatment gas includes nitrogen (N 2 ) gas and nitrous oxide (N 2 O) gas, and in the post-treatment step, nitrogen (N 2 ) simultaneously supplied to the amorphous silicon film using the third plasma A method of forming an amorphous silicon film comprising the step of post-treating by activating a gas and a nitrous oxide (N 2 O) gas together.
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