(57)【要約】【課題】極低濃度の金属触媒を均一に蒸着するスパッタリング装置を提供すること。【解決手段】  本発明は、スパッタリング装置に関する。  本発明は、工程チャンバと、上記工程チャンバの内側に位置する金属ターゲットと、上記金属ターゲットに対向するように位置する基板ホルダと、上記工程チャンバの排気配管に接続される真空ポンプとを含み、上記金属ターゲットの面積は上記基板ホルダに載置される基板面積の１．３倍以上であることを特徴とするスパッタリング装置に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工程チャンバと、
前記工程チャンバの内側に位置する金属ターゲットと、
前記金属ターゲットに対向するように位置する基板ホルダと、
前記工程チャンバの排気配管に接続される真空ポンプと、を含み、
前記金属ターゲットの面積は、前記基板ホルダに載置される基板面積の１．３倍以上であることを特徴とする、スパッタリング装置。
【請求項２】
前記金属ターゲットの面積は、前記基板面積の１．３〜３倍であることを特徴とする、請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項３】
前記金属ターゲットの側面に位置し、前記金属ターゲットから放出される金属触媒の進行方向を制御するための第１シールドをさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のスパッタリング装置。
【請求項４】
前記金属ターゲットと基板ホルダとの間に位置するプラズマ領域を覆う第２シールドをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
【請求項５】
前記工程チャンバは、前記工程チャンバの内側に前記基板が搬入されたり前記工程チャンバの外側に搬出されるための搬出入口を含むことを特徴とする、請求項４に記載のスパッタリング装置。
【請求項６】
前記工程チャンバの内側にプラズマ生成のための反応ガスを流入させるための流入配管をさらに含み、
前記流入配管は、前記工程チャンバと第２シールドとの間に反応ガスを流入することを特徴とする、請求項４に記載のスパッタリング装置。
【請求項７】
前記反応ガスは、アルゴンガスであることを特徴とする、請求項６に記載のスパッタリング装置。
【請求項８】
前記基板ホルダは、前記基板を固定するための固定部材を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
【請求項９】
前記固定部材は、前記基板の縁を覆うように形成されることを特徴とする、請求項８に記載のスパッタリング装置。
【請求項１０】
前記金属ターゲットは、ニッケルであることを特徴とする、請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項１１】
前記ターゲットと工程チャンバとの間に位置する第１電極及び前記基板ホルダに内蔵される第２電極を含み、前記第１電極及び第２電極は互いに異なる極性の電源電圧が供給されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
【請求項１２】
前記第２電極は基準電圧源に接続され、前記第１電極はＤＣ電力を供給するための電力供給部に接続されることを特徴とする、請求項１１に記載のスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリング装置に関し、非晶質シリコン層を結晶化するために、上記非晶質シリコン層が形成された基板上に極低濃度の金属触媒を均一に蒸着することができるスパッタリング装置（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板表示装置（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）は、軽量及び薄型などの特性により、陰極線管表示装置（Ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙ  Ｔｕｂｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）を代替する表示装置として用いられていて、代表的な例として、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ；ＬＣＤ）と有機電界発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ；ＯＬＥＤ）を挙げることができる。その中、有機電界発光表示装置は、液晶表示装置に比べて輝度特性や視野角特性が優れ、バックライト（Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ）が要らなく、超薄型に実現されるとの長所を有する。
【０００３】
上記有機電界発光表示装置は、駆動方法により受動駆動（Ｐａｓｓｉｖｅ  ｍａｔｒｉｘ）方式と能動駆動（Ａｃｔｉｖｅ  ｍａｔｒｉｘ）方式に分類されているが、能動駆動方式は薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）を使用する回路を有する。
【０００４】
上記薄膜トランジスタは、一般に、ソース領域、ドレイン領域及びチャンネル領域を含む半導体層、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を含む。該半導体層は、多結晶シリコン（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｓｉｌｉｃｏｎ；ｐｏｌｙ−ｓｉ）または非晶質シリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ；ａ−ｓｉ）で形成されるが、上記多結晶シリコンの電子移動度が非晶質シリコンの電子移動度よりも高いため、現在は多結晶シリコンを主に適用させている。
【０００５】
上記非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化する方法の１つとして、金属を用いる結晶化方法がある。この金属を用いる結晶化方法はプラズマを用いてニッケルのような結晶化誘導金属で形成された金属ターゲットから基板上に結晶化誘導金属を蒸着するスパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工程またはニッケルのような結晶化誘導金属の金属触媒を含む反応ガスを用いて化学的方法で基板上に上記金属触媒の原子層を形成する原子層蒸着（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＡＬＤ）工程などで基板上に金属触媒を蒸着する。上記金属触媒をシード（ｓｅｅｄ）とし、上記非晶質シリコンを結晶化することで、比較的低い温度において早い時間に結晶化することができる長所を有する。
【０００６】
通常のスパッタリング装置は、ターゲットの背面に位置するマグネチック組立体を用いて上記ターゲットと基板上にプラズマを集中させることで、短時間内に厚い膜を均一に蒸着することができる一方、上記のような金属を用いた結晶化方法は、多結晶シリコンを用いる薄膜トランジスタの特性を向上させるために、非晶質シリコン層が形成された基板上に、金属触媒を極低濃度で蒸着しなければならないので、金属を用いる結晶化方法に使用されるスパッタリング装置はニッケルのような結晶化誘導金属から放出する金属触媒の磁化防止及び極低濃度の金属触媒を蒸着するためには、上記マグネチック組立体は使用しない方がよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】大韓民国出願公開第１０−２００７−００９５２６２号明細書
【特許文献２】大韓民国出願公開第１０−１９９８−００７１４６２号明細書
【特許文献３】大韓民国出願公開第１０−２００９−００６２６０３号明細書
【特許文献４】大韓民国出願公開第１０−２００６−００１０９５９号明細書
【特許文献５】大韓民国出願公開第１０−２００７−００６２８１０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のようなマグネチック組立体を用いないスパッタリング装置が基板上に極低濃度の金属触媒を蒸着することはできるが、上記基板の縁には金属触媒が不均一に蒸着されるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためのもので、金属触媒の磁化防止及び極低濃度の金属触媒を蒸着するために、マグネチック組立体を用いないスパッタリング装置において、非晶質シリコン層が形成された基板上に極低濃度の金属触媒を均一に蒸着することができるスパッタリング装置を提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、工程チャンバと、上記工程チャンバの内側に位置する金属ターゲットと、上記金属ターゲットに対向するように位置する基板ホルダと、上記工程チャンバの排気配管に接続される真空ポンプとを含み、上記金属ターゲットの面積は、上記基板ホルダに載置される基板面積の１．３倍以上であることを特徴とするスパッタリング装置により達成することができる。
【００１１】
前記金属ターゲットの面積は、前記基板面積の１．３〜３倍であってもよい。
【００１２】
前記金属ターゲットの側面に位置し、前記金属ターゲットから放出される金属触媒の進行方向を制御するための第１シールドをさらに含んでいてもよい。
【００１３】
前記金属ターゲットと基板ホルダとの間に位置するプラズマ領域を覆う第２シールドをさらに含んでいてもよい
【００１４】
前記工程チャンバは、前記工程チャンバの内側に前記基板が搬入されたり前記工程チャンバの外側に搬出されるための搬出入口を含んでいてもよい。
【００１５】
前記工程チャンバの内側にプラズマ生成のための反応ガスを流入させるための流入配管をさらに含み、前記流入配管は、前記工程チャンバと第２シールドとの間に反応ガスを流入してもよい。
【００１６】
前記反応ガスは、アルゴンガスであってもよい。
【００１７】
前記基板ホルダは、前記基板を固定するための固定部材を含んでいてもよい。
【００１８】
前記固定部材は、前記基板の縁を覆うように位置していてもよい。
【００１９】
前記金属ターゲットは、ニッケルであってもよい。
【００２０】
前記ターゲットと工程チャンバとの間に位置する第１電極及び前記基板ホルダに内蔵される第２電極を含み、前記第１電極及び第２電極は互いに異なる極性の電源電圧が供給されてもよい。
【００２１】
前記第２電極は基準電圧源に接続され、前記第１電極はＤＣ電力を供給するための電力供給部に接続されてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によれば、金属触媒の磁化防止及び極低濃度金属触媒を蒸着するためにマグネチック組立体を用いないスパッタリング装置において、金属ターゲットの面積を基板面積の１．３倍以上にし、上記基板の縁に蒸着される金属触媒のばらつき率を減少させることで、基板上に極低濃度の金属触媒を均一に蒸着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例に係るスパッタリング装置を示す概略図である。
【図２】金属ターゲットと基板との面積比による該基板の縁に蒸着される金属触媒のばらつき率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。なお、説明の都合上、図面において、層及び領域の厚みは誇張されており、図示する形態が実際とは異なる場合がある。
【００２５】
図１は、本発明の実施例によるスパッタリング装置を示す概略図である。
図１は、本発明の実施例によるスパッタリング装置１００は、スパッタリング工程のために空間を提供する工程チャンバ１１０、上記工程チャンバ１１０の内側に位置し、ニッケルなどの結晶化誘導金属で形成される金属ターゲット１２０、上記金属ターゲット１２０に対向するように位置し、非晶質シリコン層が形成される基板Ｓを載置させるための基板ホルダ１３０及び上記工程チャンバ１１０の排気配管１１７に接続される真空ポンプ１４０を含む。
【００２６】
上記工程チャンバ１１０は、スパッタリング工程が行われる空間を提供するためのものであって、上記金属ターゲット１２０と基板ホルダ１３０との間にプラズマを生成するための反応ガスを供給する流入配管１１２及び上記工程チャンバ１１０の内部圧力を制御し、残留反応ガスを排気させるための排気配管１１７を含み、上記金属ターゲットから放出される金属触媒の進行方向を制御するための第１シールド１５０をさらに含むことができる。ここで、上記反応ガスはアルゴン（Ａｒ）ガスとすることができる。また、金属ターゲット１２０を形成する材料は、特に限定されるものではないが、例えば、ニッケル等が挙げられる。
【００２７】
また、上記工程チャンバ１１０は、上記金属ターゲット１２０と基板ホルダ１３０との間でプラズマを生成するために、上記金属ターゲット１２０と工程チャンバ１１０との間に位置する第１電極１２５及び上記基板ホルダ１３０の内側に位置する第２電極１３２を含み、上記第１電極１２５と第２電極１３２に互いに相異する極性の電圧が印加されるようにする。ここで、上記金属ターゲット１２０と基板ホルダ１３０との間に生成されるプラズマの制御及び上記基板Ｓに金属触媒の蒸着が容易に行われるように、上記第２電極１３２を基準電圧源に接続し、上記第１電極を所定ＤＣ電圧が供給される電力供給部１７０に接続することが好ましい。
【００２８】
上記工程チャンバ１１０は、上記工程チャンバ１１０の内側に上記基板Ｓが搬入及び搬出するための搬出入口１１５を含み、上記搬出入口１１５を介して搬入または搬出される基板上の非晶質シリコンまたは多結晶シリコンが、プラズマにより損傷や不要なプラズマ生成を防止させるために、上記金属ターゲット１２０と基板ホルダ１３０との間に位置するプラズマ生成領域を覆うことで、上記搬出入口１１５をプラズマ生成領域から分離する第２シールド１６０をさらに含むことができ、この場合、上記基板Ｓが載置される上記基板ホルダ１３０を上記搬出入口１１５から上記第２シールド１６０内部に移動させるための移動部（図示せず）をさらに含むことができる。
【００２９】
ここで、上記流入配管１１２は、上記工程チャンバ１１０及び第２シールド１６０を通って上記金属ターゲット１２０と基板ホルダ１３０との間に反応ガスが供給できるようにすることもできるが、上記基板Ｓ上に極低濃度の金属触媒を蒸着するためには、図１に示すように、上記流入配管１１２は、上記反応ガスが上記第２シールド１６０によって覆われてない上記工程チャンバ１１０の内側、すなわち上記工程チャンバ１１０と第２シールド１６０との間に流入できるようにすることが好ましい。なお、ここでいう極低濃度とは、概ね１×１０９〜１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の濃度のことを意味する。
【００３０】
上記基板ホルダ１３０は、上記基板Ｓを固定させるための固定部材１３５を含むことができ、上記移動部により上記基板ホルダ１３０を移動時に上記基板Ｓが損傷することを防止するために、上記固定部材１３５が上記基板Ｓの縁を覆うようにすることが好ましい。ここで、上記固定部材１３５で覆われている上記基板Ｓの縁領域はスパッタリング工程で金属触媒の蒸着が行われないため、薄膜トランジスタとして使用しない周辺部であることが好ましい。
【００３１】
図２は、本発明の実施例によるスパッタリング装置において、金属ターゲットと基板との面積比による基板縁に蒸着される金属触媒のばらつき率を示すグラフである。
図２に示すように、金属ターゲットと基板との面積比が１．３未満の場合、すなわち、上記金属ターゲットの面積が基板面積の１．３倍未満の場合は基板の縁に蒸着される金属触媒のばらつき率が急激な変化を見せているが、金属ターゲットと基板との面積比が１．３以上の場合、すなわち上記金属ターゲットの面積が基板面積の１．３倍以上の場合には上記基板の縁に蒸着される金属触媒のばらつき率が緩慢に変化していることがわかる。
【００３２】
したがって、マグネチック組立体がないスパッタリング装置において、金属ターゲットと基板との面積比を１．３以上、すなわち上記金属ターゲットの面積が基板面積の１．３倍以上にした場合、上記基板の縁に蒸着される金属触媒のばらつき率が減少され、上記基板に金属触媒がより均一に蒸着することができる。
【００３３】
但し、図２に示すように、金属ターゲットと基板との面積比が増加すればするほど、上記基板の縁に蒸着された金属触媒のばらつき率は減少するが、通常的に、金属ターゲット面積が増加すると、スパッタリング装置の全体大きさが大きくなるという問題が発生する。
【００３４】
また、上記金属ターゲット面積の増加とともに、上記第１電極の面積が増加し、上記第１電極の面積が大きくなると、電圧降下により上記金属ターゲットと基板との間に生成するプラズマが一方に集中される現象が起き、基板上に蒸着される金属触媒の不均一を誘発するので、上記金属ターゲットの面積は上記基板面積の３倍以下とすることが好ましい。
【００３５】
結果的に、本発明の実施例によるスパッタリング装置は、マグネチック組立体なしに、ニッケルなどのような結晶化誘導金属で形成された金属ターゲット面積を基板面積の１．３倍以上、好ましくは１．３〜３倍に制御し、上記基板の縁に蒸着される金属触媒のばらつき率を低くすることで、上記非晶質シリコン層が形成される基板に極低濃度の金属触媒を均一に蒸着することができる。
【００３６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００３７】
１００    スパッタリング装置
１１０    工程チャンバ
１２０    金属ターゲット
１３０    基板ホルダ
１４０    真空ポンプ
１５０    第１シールド
１６０    第２シールド
１７０    電力供給部
【図１】
2011080151.tif 000003
【図２】
2011080151.tif 000004