KR20070030596A - 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법 - Google Patents

화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20070030596A
KR20070030596A KR1020050085378A KR20050085378A KR20070030596A KR 20070030596 A KR20070030596 A KR 20070030596A KR 1020050085378 A KR1020050085378 A KR 1020050085378A KR 20050085378 A KR20050085378 A KR 20050085378A KR 20070030596 A KR20070030596 A KR 20070030596A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chemical vapor
vapor deposition
deposition chamber
thin film
seasoning
Prior art date
Application number
KR1020050085378A
Other languages
English (en)
Inventor
신문영
이청
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050085378A priority Critical patent/KR20070030596A/ko
Publication of KR20070030596A publication Critical patent/KR20070030596A/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4404Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 공정 시간을 최소화 하면서 시즈닝 효과를 최대화할 수 있는 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 박막 증착 공정 시 발생된 불순물이 제거된 화학기상증착 챔버의 벽면에 상기 박막의 유사 물질을 형성하여 상기 화학기상증착 챔버를 1차 시즈닝하는 단계와 상기 박막의 유사 물질 상에 상기 박막과 동일 물질을 형성하여 상기 화학기상증착 챔버를 2차 시즈닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법에 관한 것이다.
시즈닝, 화학기상증착, 챔버, 플라즈마, 게이트절연막, 비정질실리콘층

Description

화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법{SEASONING METHOD OF CHEMICAL VAPOR DEPOSITION CHAMBER}
도1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법을 나타낸 공정순서도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 화학기상증착 챔버를 나타낸 단면도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 1차 및 2차 시즈닝에 의해 비정질실리콘층과 SiOx층이 플라즈마 화학기상증착 챔버의 벽면에 형성된 모양을 나타낸 단면도이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 1차 시즈닝에 의한 비정질실리콘층의 두께와 화학기상증착챔버 내에 존재하는 F의 농도와의 관계를 나타낸 도면이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 2차 시즈닝에 이어 박막 증착 공정이 수행된 박막트랜지스터 간의 Vth 특성을 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
2 : 플라즈마 화학기상증착 챔버 4 : 벽면
6 : 기판 12 : 챔버바디
14 : 챔버리드 16 : 디퓨저홀
18 : 디퓨저커버 20 : 디퓨저플레이트
22 : 인젝터 24 : 유입관
26 : 서셉터 28 : 히터
30 : 전원공급장치 32 : 접지전극
34 : 배기시스템 36 : 배기구
38 : 버퍼공간 40 : 배기관
42 : 스로틀밸브 44 : 게이트밸브
46 : 진공펌프 48 : 가스스크러버
50 : 비정질실리콘층 52 : SiOx층
본 발명은 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법에 관한 것으로, 특히 공정시간을 최소화 하면서 시즈닝 효과를 최대화할 수 있는 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법에 관한 것이다.
화학기상증착 챔버는 유리나 플라스틱 같은 기판 상에 박막을 형성하기 위해 사용된다. 일반적으로 박막 증착을 수행하는 방법에는 물리기상증착(Physical Vapor Deposition : PVD)법과 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition : CVD)법이 있다. 그러나, 물리기상증착법은 화학기상증착법에 비하여 막조성이나 막두께의 균일도 및 스텝 커버리지(Step Coverage)가 좋지 못하므로 화학기상증착 챔버를 이용한 화학기상증착법이 흔히 사용된다.
이러한 화학기상증착법은 고해상도, 고집적화, 고이동도 등의 특성으로 인해 여러 디스플레이 중에서 각광을 받고 있는 폴리실리콘 액정표시장치의 박막 증착에도 사용된다.
폴리실리콘 액정표시장치의 경우 화학기상증착법으로 증착되는 막으로는 게이트절연막, 층간절연막, 보호막 등 여러 가지가 있다. 그 중 게이트절연막은 박막트랜지스터의 특성에 많은 영향을 미친다. 만약, 화학기상증착 시 게이트절연막 내로 불순물이 유입되거나 게이트절연막의 두께 편차가 발생하게 되면 문턱전압(Threshold Voltage, Vth) 등 박막트랜지스터의 채널 특성이 변하게 된다.
박막트랜지스터의 특성에 악영향을 미치는 불순물은 화학기상증착 공정 시 화학기상증착 챔버의 벽면에 적층된 후, 소정 회수의 화학기상증착 공정이 진행되면 탈착되어 게이트절연막으로 유입된다. 이를 막기 위해, 소정 회수의 화학기상증착 공정이 진행된 후에 화학기상증착 챔버를 세정 및 시즈닝(Seasoning)해야 한다.
일반적으로 시즈닝이란 증착하려는 막 내로의 불순물 유입 방지 및 막 두께의 균일성 개선을 목적으로 증착하려는 물질과 동일한 물질을 화학기상증착 챔버의 벽면에 사전 증착하는 공정을 말한다.
그런데, 막 두께의 조절이 중요할수록 시즈닝 공정 조건은 강화되게 된다. 그러나, 이 경우 시즈닝 공정 시간이 증가하여 결과적으로 제조시간이 길어지게 된 다. 특히, 기존 시즈닝 공정은 증착하는 물질을 사용한 한번의 시즈닝 공정으로만 진행되기 때문에 화학기상증착 챔버 내부에 존재하는 여러 불순물들을 효과적으로 억제 및 제거하지 못하므로 공정 시간이 길어지게 된다.
상술한 문제점으로 인하여 최근에는 짧은 시간 동안에 효과적인 시즈닝 공정을 수행하는 시즈닝 최적화 방법에 대한 필요성이 대두되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공정 시간을 최소화 하면서 시즈닝 효과를 최대화할 수 있는 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 박막 증착 공정 시 발생된 불순물이 제거된 화학기상증착 챔버의 벽면에 상기 박막의 유사 물질을 형성하여 상기 화학기상증착 챔버를 1차 시즈닝하는 단계와 상기 박막의 유사 물질 상에 상기 박막과 동일 물질을 형성하여 상기 화학기상증착 챔버를 2차 시즈닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법을 제공한다.
상기 1차 시즈닝하는 단계는 상기 화학기상증착 챔버의 벽면에 비정질실리콘층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 비정질실리콘층을 형성하는 단계는 상기 화학기상증착 챔버 내에 SiH4와 H2를 공급하여 박막 증착 공정을 통해 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 2차 시즈닝하는 단계는 상기 비정질실리콘층 상에 SiOx층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 SiOx층을 형성하는 단계는 상기 화학기상증착 챔버 내에 SiH4와 N20를 공급하여 박막 증착 공정을 통해 형성하는 단계와, 상기 화학기상증착 챔버 내에 TEOS와 O2를 공급하여 박막 증착 공정을 통해 형성하는 단계 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 2차 시즈닝하는 단계는 상기 비정질실리콘층 상에 SiNx층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 SiNx층을 형성하는 단계는 상기 화학기상증착 챔버 내에 SiH4와 NH3와 N2를 공급하여 박막 증착 공정을 통해 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 박막은 액정표시장치의 게이트절연막, 층간절연막, 비정질실리콘층, 보호막, 버퍼층 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 화학기상증착 챔버를 1차 시즈닝하는 단계는 상기 박막 증착 후 NF3, CF4, SF6 중 어느 하나의 가스를 사용하여 상기 화학기상증착 챔버 내를 드라이 에칭하는 단계와, H2 가스를 사용하여 상기 화학기상증착 챔버 내를 플라즈마 처리하는 단계가 수행된 후에 진행되는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법을 나타낸 공정순서도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 화학기상증착 챔버를 나타낸 단면도이다.
도1을 참조하면, 연속적으로 투입되는 유리나 플라스틱 같은 기판 상에 화학기상증착 공정이 소정 회수 수행된다. 이를 위해, 도2의 화학기상증착 챔버가 사용된다. 화학기상증착 챔버는 여러 가지가 있을 수 있지만, 이하에서는 일 예로 고온공정조건을 가지면서 플라즈마를 사용하여 기판 상에 박막을 증착하는 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition : PECVD) 챔버에 대해서 설명한다.
플라즈마 화학기상증착 챔버(2)는 상면에 관통부가 설치된 박스 형상의 챔버바디(12)와 이를 덮는 뚜껑 역할의 챔버리드(14)를 포함하고 있다. 이러한 챔버바디(12)와 챔버리드(14)는 알루미늄합금 등과 같은 금속재질로 이루어져 있다. 이 때, 챔버바디(12)와 챔버리드(14)로 인해 밀폐된 영역은 반응영역(A)이 되며 이 반응영역(A) 내에는 피증착대상물인 기판(6)이 안착된다.
플라즈마 화학기상증착 챔버(2)는 외부로부터 공급되는 기체물질을 반응영역(A)으로 유도하는 유입관(24)을 더 포함하고 있다. 이러한 유입관(24)의 말단이 챔버리드(14)의 한 지점을 관통하여 반응영역(A)으로 인입되어 있다. 이 때, 반응영역(A) 내로는 중앙에 관통된 하나의 디퓨저홀(16)을 가지는 알루미늄합금 재질의 디퓨저커버(18)가 설치되며, 유입관(24)의 말단이 디퓨저홀(16)에 연결되어 있다.
한편, 디퓨저홀(16)에서 분사되는 기체물질을 기판(6) 상의 전면적으로 고르게 분사할 수 있는 샤워헤드 방식의 인젝터(22)가 구비되어 디퓨저커버(18)와 기판(6) 사이에 설치된다. 디퓨저홀(16) 하단에는 디퓨저커버(18)와 인젝터(22) 사이에 개재되어 기체물질의 확산을 보조하는 디퓨저플레이트(20)가 설치된다.
플라즈마 화학기상증착 챔버(2)는 하부에 설치되어 반응영역 내의 기체물질을 외부로 배출하는 배기시스템(34)을 더 포함하고 있다. 배기시스템(34)은 챔버바디(12)의 하부에 형성되며 배기가스가 배출되는 배기구(36), 배기구(36)의 하부에 형성되며 배기구(36)를 통과한 배기가스가 합류되는 버퍼공간(38), 버퍼공간(38)을 거쳐 배출된 배기가스가 통과하는 배기관(40)을 포함하고 있다.
또한, 배기시스템(34)은 강제적으로 플라즈마 화학기상증착 챔버(2) 내에 진공을 걸어주어 배기가스를 쉽게 배출시키도록 하는 진공펌프(46), 버퍼공간(38)의 출구와 진공펌프(46)의 중간에 위치하며 배기압력을 조절하는 스로틀밸브(42), 스로틀밸브(42)와 진공펌프(46)의 사이에 위치하며 배기관(40)을 개폐하는 게이트밸브(44), 진공펌프(46)를 통해 배출된 배기가스를 정화하여 외부로 배출하는 가스스크러버(48)를 더 포함하고 있다.
한편, 플라즈마는 전원공급장치(30)에서 공급되는 고주파의 알에프(RF : Radio frequency)전력을 사용하여 시간에 따라 변화하는 전기장이 생성된 후, 이에 기체물질이 통과됨으로써 분자가 해리되어 생성된다. 이를 위해, 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)의 내부에는 기판(6)을 사이에 두고 전기적으로 접지된 접지전극(32)과 알에프전력이 입력되는 알에프전극이 대향하여 구비된다.
이때, 공간의 활용도를 높이고 플라즈마 화학기상증착 챔버(2) 내의 고유환경을 해치지 않기 위해 서셉터(26) 내로 접지전극(32)이 실장되며 알에프전극으로는 알루미늄합금 같은 금속재질로 이루어지는 디퓨저커버(18)가 사용된다. 이 경 우, 디퓨저커버(18)와 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)의 접점 부위에는 테프론 등의 절연 물질을 개재하여 전기적으로 분리시킨다.
플라즈마 화학기상증착 챔버(2)는 챔버바디(12) 저면과 디퓨저커버(18) 사이에 개재되는 서셉터(26)를 더 포함하고 있다. 서셉터(26)는 기판(6)을 안착시킨다. 서셉터(26) 상면에 기판(6)이 안착된 후 배기시스템(34)을 통해 반응영역(A) 내의 기체물질이 강제 배출되어 진공 분위기가 형성되면, 이어 유입관(24)을 통해 공급되는 기체물질의 플라즈마를 통해 기판(6) 상에 박막이 증착된다.
이때, 이들 기체물질간의 화학반응을 보다 용이하게 발생시키기 위해 서셉터(26) 내에는 발열가능한 히터(28)가 실장되어 있으며 이러한 히터(28)로 인해 기판(6)은 소정 온도로 가열된다.
이와 같은 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)를 통한 박막 증착 공정(S1)은 최초 피증착대상물인 기판(6)이 운반되어 서셉터(26) 상면에 안착되는 기판로딩공정, 이어 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)가 밀폐된 후 배기시스템(34)을 통해 반응영역(A) 내의 기체를 배출하여 진공을 조성함과 동시에 서셉터(26) 내의 히터(28)를 발열시켜 기판(6)을 가열하는 진공 및 가열공정, 이후 유입관(24)을 통해 외부의 기체물질을 반응영역(A)으로 유입시키면서 디퓨저커버(18)에 알에프전력을 인가하여 반응영역(A)에 플라즈마를 생성하는 플라즈마생성공정, 이들 플라즈마 상태의 기체물질간의 화학반응생성물을 기판(6) 상에 박막으로 증착하는 박막성장과정 순으로 진행된다.
이러한 박막 증착 공정(S1)을 통해 폴리실리콘 액정표시장치의 게이트절연막 으로 사용되는 SiOx층이 기판(6) 상에 형성된다. 이를 위해, 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)의 반응영역(A) 내로는 N20와 SiH4가 공급된다. 이 때, N20의 농도가 SiH4의 농도보다 진한 것이 바람직하다. SiOx층을 형성하기 위해 N2O와 SiH4를 사용하는 대신 SiCl4와 O2를 사용할 수 있다. 또는, Ar과 O2에 SiH4를 소량 섞어서 SiOx층을 형성할 수 있다. 또한, TEOS(Tetraethylorthosilicate)와 O2를 통해서도 SiOx층을 형성할 수 있다. 이 때에는, O2의 농도가 TEOS의 농도보다 진한 것이 바람직하며 O2 대신에 N2O 또는 O3를 사용할 수 있다.
게이트절연막으로는 SiNx층이 형성될 수 있으며 이 때에는 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)의 반응영역(A) 내로는 SiH4와 NH3와 N2가 공급된다.
박막 증착 공정(S1)은 소정회수 진행되며 박막 증착 공정(S1)이 진행될수록 플라즈마 화학기상증착 챔버(2) 내의 벽면(4)에는 불순물이 부착되기 시작한다. 이 때, 불순물은 플라즈마화학기상증착 챔버(2) 내의 벽면(4) 뿐만 아니라 반응영역(A) 내의 모든 곳에 부착될 수 있다. 그러나, 이하에서는 설명의 편리성을 위해 불순물이 벽면(4)에 부착된 경우만으로 한정하여 설명한다.
박막 증착 공정(S1)이 소정회수 진행되고 마지막 기판(6)이 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)로부터 제거된 후, 플라즈마 화학기상증착 챔버(2) 내의 벽면(4)에 부착된 불순물을 제거하기 위해 드라이 에칭 공정(S2)이 수행된다.
보다 구체적으로, 벽면(4)에 불순물이 적층된 플라즈마 화학기상증착 챔버(2) 내에 NF3와 같은 가스를 충진한 후 RF전력을 공급한다. 그러면, NF3 가스가 플라즈마 상태로 되며 플라즈마화된 양이온들이 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)의 벽 면(4)으로 가속된다. 가속된 양이온들은 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)의 벽면(4)에 적층되어 있는 불순물과 결합하게 된다. 이 때, 양이온과 불순물이 결합되어 가스가 발생하며 이 가스가 배기시스템(34)의 진공펌프(46)에 의해 강제적으로 외부로 배출된다.
이 때, NF3 가스에는 CF4, CO, CO2, H2O, HF, N2, N2O, SF6 등 중 적어도 어느 하나가 미량 포함될 수 있다. 또한, NF3 가스를 사용하는 대신 CF4 또는 SF6 등의 가스를 사용할 수 있다. 이 때에도 상술한 바와 마찬가지로 다른 가스성분들 중 적어도 어느 하나가 미량 포함될 수 있다. 또한, NF3 가스를 사용하는 대신 BCl3 또는 Ar, He와 같은 불활성 가스나 N2와 같은 가스가 혼합된 BCl3 가스를 사용할 수 있다.
이러한 드라이 에칭 공정(S2)이 수행된 후에도 플라즈마 화학기상증착 챔버(2) 내에는 여전히 잔류가스성분, 즉 F이온이 존재한다. 이를 제거하기 위해 H2를 이용한 플라즈마 처리 공정(S3)을 수행한다. 구체적으로 플라즈마 화학기상증착 챔버(2) 내에 H2 가스를 충진한다. 그런 다음, RF전력을 공급하여 H2 가스를 플라즈마 상태로 변환시킨다. 플라즈마 상태가 된 H2 가스는 플라즈마 화학기상증착 챔버(2) 내에 잔존하는 F이온과 반응하여 HF를 생성한다. 이후, 배기시스템(34)의 진공펌프(46)의 가동으로 인해 HF는 강제적으로 외부로 배출된다.
H2를 이용한 플라즈마 처리 공정(S3)이 수행된 후에, 도3에 도시된 바와 같이 박막 증착 공정인 1차 시즈닝 공정(S4)에 의해 비정질실리콘층(50)이 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)의 벽면(4)에 형성된다. 이를 위해, 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)의 반응영역(A) 내로는 SiH4와 H2가 공급된다. SiH4와 H2가 공급되면 가해지는 RF전력에 의해 SiH4와 H2는 플라즈마 상태가 되며 비정질실리콘층(50)이 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)의 벽면(4)에 적층된다.
비정질실리콘층(50)은 장거리질서(long range order)가 존재하지 않는 반면에 단거리질서(short range order)가 존재하며 내부에 점유되지 않은 댕글링본드(dangling bond)가 존재한다. 이 때문에, 플라즈마 화학기상증착 챔버(2) 내에 존재하는 F이온이 비정질실리콘층(50)의 댕글링본드와 결합되어 효과적으로 제거된다.
또한, 비정질실리콘층(50)이 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)의 벽면(4)에 적층됨으로써 효과적으로 F이온을 제거할 수 있으므로 시즈닝 시간을 상당히 단축시킬 수 있다. 또한, 이를 통해 플라즈마 화학기상증착 챔버(2) 내의 공정분위기는 쉽게 안정화가 된다. 그리고, 이 때문에 게이트절연막의 두께 균일도 및 문턱전압의 특성을 개선할 수 있다.
그런데, 1차 시즈닝 공정(S4)이 진행되어 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)의 벽면(4)에 비정질실리콘층(50)이 소정 두께 이상으로 증착되면, 도4에 도시된 바와 같이, 플라즈마 화학기상증착 챔버(2) 내의 F이온의 농도는 감소하지 않고 포화 상태가 된다. 또한, 폴리실리콘의 게이트절연막으로는 일반적으로 SiOx가 사용되므로 1차 시즈닝 공정(S4) 이후 플라즈마 화학기상증착 챔버(2) 내를 게이트절연막인 SiOx 분위기로 유지시켜야 한다.
이 때문에, 1차 시즈닝 공정(S4)이 진행된 후 2차 시즈닝 공정(S5)을 수행한 다. 2차 시즈닝 공정(S5)은 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)의 벽면(4)에 증착된 비정질실리콘층(50) 상에 SiOx층(52)을 박막 증착 공정을 통해 형성하는 공정이다. 이러한 2차 시즈닝 공정(S5)을 위해 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)의 반응영역(A) 내로는 N20와 SiH4가 공급된다. 이 때, N20의 농도가 SiH4의 농도보다 진한 것이 바람직하다. 즉, SiH4의 농도에 대한 N2O의 농도의 비는 50 내지 200인 것이 바람직하다. 보다 바람직한 SiH4의 농도에 대한 N20의 농도의 비는 100 내지 140이다.
SiOx층(52)을 형성하기 위해 N2O와 SiH4를 사용하는 대신 SiCl4와 O2를 사용할 수 있다. 또는, Ar과 O2에 SiH4를 소량 섞어서 SiOx층(52)을 형성할 수 있다. 그리고, TEOS와 O2를 통해서도 SiOx층(52)을 형성할 수 있다. 이 때에는, O2의 농도가 TEOS의 농도보다 진한 것(예를 들어, 9배 정도 진한 것)이 바람직하며 O2 대신에 N2O 또는 O3를 사용할 수 있다.
한편, 2차 시즈닝 공정(S5)이 수행된 후에 최초 제작된 박막트랜지스터의 문턱전압과 이후 제작된 박막트랜지스터의 문턱전압은 도5에 도시된 바와 같이 큰 편차가 발생하지 않는다. 즉, 2차 시즈닝 공정(S5)이 진행된 후에 최초 제작된 박막트랜지스터의 문턱전압과 이후 제작된 박막트랜지스터의 문턱전압은 모두 2V 내외이다.
상술한 일련의 공정은 플라즈마 화학기상증착 챔버(2) 내에서 복수의 박막 증착 공정(S1)이 종료할 때마다 진행된다.
또한, 상술한 일련의 공정은 게이트절연막의 증착 시 뿐만 아니라 게이트절연막의 식각 시에도 적용될 수 있으며 층간절연막, 비정질실리콘층, 보호막, 버퍼 층 등의 증착 또는 식각 시에도 적용될 수 있다. 이 때, 증착 또는 식각되는 막의 구성성분에 따라 1차 및 2차 시즈닝을 통해 플라즈마 화학기상증착 챔버(2)의 벽면(4)에 증착되는 막이 달라질 수 있다.
또한, 상술한 일련의 공정은 폴리실리콘 액정표시장치 뿐만 아니라 일반적인 비정질실리콘 액정표시장치에도 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 플라즈마 화학기상증착 챔버를 이용하여 박막 증착 시 발생되는 벽면에 적층된 불순물의 제거 및 억제를 위해 두 번의 시즈닝 공정을 수행한다. 플라즈마 화학기상증착 챔버의 벽면에 증착을 통한 두 번의 시즈닝 공정을 수행하면 수소 플라즈마 만으로 처리하는 것보다 게이트절연막의 두께 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한, 플라즈마 화학기상증착 챔버 내에 잔존하는 F이온이 효과적으로 제거되기 때문에 공정시간을 감소시킬 수 있으며 플라즈마 화학기상증착 챔버의 정비주기를 길게 가져갈 수 있다.
그리고, 플라즈마 화학기상증착 챔버 내의 분위기를 쉽게 안정화 시킬 수 있으며 기판간의 문턱전압의 편차가 발생하지 않는 폴리실리콘 액정표시장치를 제조할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통 상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (9)

  1. 박막 증착 공정 시 발생된 불순물이 제거된 화학기상증착 챔버의 벽면에 상기 박막의 유사 물질을 형성하여 상기 화학기상증착 챔버를 1차 시즈닝하는 단계와;
    상기 박막의 유사 물질 상에 상기 박막과 동일 물질을 형성하여 상기 화학기상증착 챔버를 2차 시즈닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1차 시즈닝하는 단계는
    상기 화학기상증착 챔버의 벽면에 비정질실리콘층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비정질실리콘층을 형성하는 단계는
    상기 화학기상증착 챔버 내에 SiH4와 H2를 공급하여 박막 증착 공정을 통해 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 2차 시즈닝하는 단계는
    상기 비정질실리콘층 상에 SiOx층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 SiOx층을 형성하는 단계는
    상기 화학기상증착 챔버 내에 SiH4와 N20를 공급하여 박막 증착 공정을 통해 형성하는 단계와,
    상기 화학기상증착 챔버 내에 TEOS와 O2를 공급하여 박막 증착 공정을 통해 형성하는 단계 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 2차 시즈닝하는 단계는
    상기 비정질실리콘층 상에 SiNx층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 SiNx층을 형성하는 단계는
    상기 화학기상증착 챔버 내에 SiH4와 NH3와 N2를 공급하여 박막 증착 공정을 통해 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 박막은 액정표시장치의 게이트절연막, 층간절연막, 비정질실리콘층, 보호막, 버퍼층 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학기상증착 챔버를 1차 시즈닝하는 단계는
    상기 박막 증착 후 NF3, CF4, SF6 중 어느 하나의 가스를 사용하여 상기 화학기상증착 챔버 내를 드라이 에칭하는 단계와;
    H2 가스를 사용하여 상기 화학기상증착 챔버 내를 플라즈마 처리하는 단계가 수행된 후에 진행되는 단계인 것을 특징으로 하는 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법.
KR1020050085378A 2005-09-13 2005-09-13 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법 KR20070030596A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050085378A KR20070030596A (ko) 2005-09-13 2005-09-13 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050085378A KR20070030596A (ko) 2005-09-13 2005-09-13 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070030596A true KR20070030596A (ko) 2007-03-16

Family

ID=43655180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050085378A KR20070030596A (ko) 2005-09-13 2005-09-13 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070030596A (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102877041A (zh) * 2011-07-14 2013-01-16 中国科学院微电子研究所 薄膜沉积方法
KR20160062370A (ko) * 2014-11-25 2016-06-02 주식회사 원익아이피에스 반도체 소자의 제조방법
KR20180036849A (ko) * 2016-09-30 2018-04-10 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 이의 표면을 안정화시키는 방법
KR20180044214A (ko) * 2016-10-21 2018-05-02 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 가열기 상의 알루미늄 플루오르화물 축적을 방지하기 위한 기법
KR20180107367A (ko) * 2017-03-17 2018-10-02 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 방법
KR102050786B1 (ko) * 2019-01-21 2019-12-03 주식회사 와인 화학 기상 증착용 챔버
WO2021086835A1 (en) * 2019-11-01 2021-05-06 Applied Materials, Inc. Reduced defect deposition processes
EP3954804A1 (de) * 2020-08-14 2022-02-16 Siltronic AG Vorrichtung und verfahren zum abscheiden einer schicht aus halbleitermaterial auf einer substratscheibe

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102877041A (zh) * 2011-07-14 2013-01-16 中国科学院微电子研究所 薄膜沉积方法
CN102877041B (zh) * 2011-07-14 2014-11-19 中国科学院微电子研究所 薄膜沉积方法以及半导体器件制造方法
KR20160062370A (ko) * 2014-11-25 2016-06-02 주식회사 원익아이피에스 반도체 소자의 제조방법
KR20180036849A (ko) * 2016-09-30 2018-04-10 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 이의 표면을 안정화시키는 방법
KR20180044214A (ko) * 2016-10-21 2018-05-02 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 가열기 상의 알루미늄 플루오르화물 축적을 방지하기 위한 기법
KR20180107367A (ko) * 2017-03-17 2018-10-02 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 방법
KR102050786B1 (ko) * 2019-01-21 2019-12-03 주식회사 와인 화학 기상 증착용 챔버
WO2021086835A1 (en) * 2019-11-01 2021-05-06 Applied Materials, Inc. Reduced defect deposition processes
US11821082B2 (en) 2019-11-01 2023-11-21 Applied Materials, Inc. Reduced defect deposition processes
EP3954804A1 (de) * 2020-08-14 2022-02-16 Siltronic AG Vorrichtung und verfahren zum abscheiden einer schicht aus halbleitermaterial auf einer substratscheibe
WO2022033805A1 (de) * 2020-08-14 2022-02-17 Siltronic Ag Vorrichtung und verfahren zum abscheiden einer schicht aus halbleitermaterial auf einer substratscheibe

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9355886B2 (en) Conformal film deposition for gapfill
KR20070030596A (ko) 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법
US7094708B2 (en) Method of CVD for forming silicon nitride film on substrate
US6825134B2 (en) Deposition of film layers by alternately pulsing a precursor and high frequency power in a continuous gas flow
KR100417011B1 (ko) 큰 면적의 화학 기상 성장막용 플라즈마 화학 기상 성장장치
KR100954243B1 (ko) 반도체 처리용 성막 장치 및 방법과 컴퓨터로 판독 가능한 매체
US7462571B2 (en) Film formation method and apparatus for semiconductor process for forming a silicon nitride film
JP5393853B2 (ja) プラズマcvd装置
TWI325600B (ko)
US9230796B2 (en) A-Si seasoning effect to improve SiN run-to-run uniformity
US20170243734A1 (en) Method for forming silicon nitride film selectively on sidewalls or flat surfaces of trenches
JP4426642B2 (ja) 原子層成長装置および原子層成長方法
US8232217B2 (en) Film deposition apparatus, method of manufacturing a semiconductor device, and method of coating the film deposition apparatus
US10224185B2 (en) Substrate processing apparatus
TWI541865B (zh) 含矽層的形成方法
US20200075329A1 (en) Surface modification to improve amorphous silicon gapfill
CN100517799C (zh) 制造有机发光器件的方法
CN114763603A (zh) 用于沉积间隙填充流体的方法及相关的系统和装置
KR200490445Y1 (ko) 분리된 가스 피드 라인들을 갖는 플라즈마 프로세스 챔버
US20120322222A1 (en) Method for improving capacitance uniformity in a mim device
JP2001235767A (ja) 窒化膜の形成方法
KR20080105525A (ko) 실리콘을 포함한 박막 형성방법
WO2022073176A1 (en) Plasma-enhanced chemical vapor deposition processes for depositing passivation films on microelectronic structures
KR100668970B1 (ko) 플라즈마 처리장치 및 이를 사용한 질화막 형성 방법
CN106356337A (zh) 一种半导体器件的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination