(57)【要約】【課題】工程の生産性を向上させることができる多結晶シリコン形成装置を開示する。【解決手段】本発明に係る装置は、基板上に形成した非晶質シリコンを熱処理して多結晶シリコンを形成する装置であって、非晶質シリコンを予熱する予熱部２００と、予熱部２００で予熱された非晶質シリコンを結晶化熱処理する熱処理部３００とを備えていることを特徴とする。予熱部２００での基板の予熱は、基板が基板ホルダから離間した状態で行われ、熱処理部３００での基板の熱処理は、基板が基板ホルダ上に載置した状態で行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成した非晶質シリコンを熱処理して多結晶シリコンを形成する装置であって、
前記非晶質シリコンを予熱する予熱部と、
前記予熱部で予熱された前記非晶質シリコンを結晶化熱処理する熱処理部とを備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記基板を載置可能な基板ホルダをさらに備え、
前記予熱部が、前記基板を支持するための基板支持ピンと、前記基板ホルダを支持するための基板ホルダ支持ピンとを含み、かつ
前記基板ホルダが、前記基板支持ピンを貫通させるための貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記予熱部における前記基板の予熱を、前記基板が前記基板ホルダから離間された状態で行うようにしたことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記熱処理部が、互いに独立して作動可能な複数の熱処理部からなる熱処理部群として構成され、
前記熱処理部群の各熱処理部において前記非晶質シリコンの結晶化熱処理を行うようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項５】
前記各熱処理部が、前記基板の上下両側に配置されたヒータを有することを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記熱処理部における前記基板の熱処理を、前記基板が前記基板ホルダ上に載置された状態で行うようにしたことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記予熱部から前記熱処理部へ前記基板を前記基板ホルダ上に載置した状態で移送する第１の移送部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記基板上に金属を蒸着させる工程を各々行う複数の蒸着工程部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項９】
前記複数の蒸着工程部の各蒸着工程部が、熱蒸着部、電子ビーム蒸着部、スパッタリング部、プラズマ化学気相蒸着部、低圧化学気相蒸着部または単位原子層蒸着部から選択されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記複数の蒸着工程部の任意の２つの蒸着工程部間の前記基板の移送、並びに、前記複数の蒸着工程部の任意の１つの蒸着工程部から前記予熱部への前記基板の移送を行うための第２の移送部をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記熱処理部での結晶化熱処理により形成された多結晶シリコンを脱水素処理する脱水素処理部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
基板上に形成した非晶質シリコンを熱処理して多結晶シリコンを形成する方法であって、
前記非晶質シリコンを予熱するステップと、
予熱された前記非晶質シリコンを結晶化熱処理するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記基板を載置可能な基板ホルダが使用され、
前記予熱ステップにおける前記基板の予熱を、前記基板が前記基板ホルダから離間された状態で行い、かつ
前記熱処理ステップにおける前記基板の結晶化熱処理を、前記基板が前記基板ホルダ上に載置された状態で行うようにしたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多結晶シリコン形成装置に関し、より詳細には、基板上に形成した非晶質シリコンを熱処理する工程の時間を短縮することにより、生産性を向上させることができる多結晶シリコン形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴ（Thin Film Transistor）は、大別して、非晶質シリコンＴＦＴと、多結晶シリコンＴＦＴとに分けられる。ＴＦＴの特性は、電子移動度の値で評価するが、非晶質シリコンＴＦＴの電子移動度は略１ｃｍ２／Ｖｓであり、多結晶シリコンＴＦＴの電子移動度は略１００ｃｍ２／Ｖｓ程度である。したがって、高性能の平板ディスプレイを製造するためには、多結晶シリコンＴＦＴを採用することが好ましい。多結晶シリコンＴＦＴは、ガラスまたは石英などの透明基板に非晶質シリコンを蒸着し、多結晶化させた後、ゲート酸化膜及びゲート電極を形成し、ソース及びドレインにドーパントを注入した後、絶縁層を形成して構成される。
【０００３】
多結晶シリコンＴＦＴの製造時において大事なのは、非晶質シリコン薄膜を多結晶化させる工程である。特に、結晶化温度を下げることが好ましいが、結晶化温度が高すぎると、ＴＦＴの製造時に融点の低いガラス基板を使用できないことから、ＴＦＴ製造コストが高くなるという問題があった。最近では、このガラス基板使用の可能性を考慮し、低温で早い時間内に多結晶シリコン薄膜を形成する多様な工程が提案されている。
【０００４】
このうち、金属誘導結晶化（Metal Induced Crystallization：ＭＩＣ）法または金属誘導側面結晶化（Metal Induced Lateral Crystallization：ＭＩＬＣ）法は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌなどの金属触媒を用いて非晶質シリコンの結晶化を誘導する方法であって、低温結晶化が可能という利点により、ＬＣＤなどによく用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
金属誘導結晶化法または金属誘導側面結晶化法は、大別して、金属触媒を塗布する工程と、金属触媒が塗布された非晶質シリコンを結晶化熱処理する工程とに分けられる。これら２つの工程の間には工程時間において差があるが、一般的に熱処理工程にかかる時間がより長い。特に、金属誘導結晶化法または金属誘導側面結晶化法は、基本的に、金属汚染によるリーク電流の問題を抱えており、金属触媒の塗布量をできる限り小さく抑える必要があるため、結晶化熱処理時間がより長くなる。これら２つの工程の工程時間の差は、生産性の観点からして好適でない結果をもたらす。つまり、結晶化熱処理工程の相対的に長い工程時間により、全体的なＬＣＤの製造にかかる時間が長くなることによって処理量（throughput）が低下するという問題があった。
【０００６】
金属触媒の塗布は、主に、スパッタリング法またはＰＥＣＶＤ法を利用して常温〜２００℃の温度範囲内で行われる。その後の非晶質シリコンの結晶化熱処理は、主に、熱処理炉を用い、６００℃〜８００℃の温度範囲内で行われる。このように、２つの工程の工程温度の差も大きいことから、急激な温度変化によりＬＣＤ用ガラス基板が熱衝撃（thermal shock）を受けて損傷したり変形するという問題があった。特に、金属触媒によるリーク電流の量を抑えるために金属触媒を少なく塗布する場合、相対的に高い温度まで加熱しなければならず、両工程の工程温度の差はさらに拡大し得るため、ガラス基板の損傷または変形はさらに深刻になり得る。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、非晶質シリコンを結晶化熱処理する工程の時間を短縮することにより、結晶化工程の生産性を向上させることができる多結晶シリコン形成装置を提供することである。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、非晶質シリコンが形成された基板を予熱（pre-heating）し、急激な温度変化によるガラス基板の損傷または変形を最小限に抑えることができる多結晶シリコン形成装置を提供することである。
【０００９】
さらに、本発明のさらに他の目的は、基板ホルダの使用が欠かせない熱処理工程にのみ基板ホルダを用いることにより、工程の効率性を向上させることができる多結晶シリコン形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係る多結晶シリコン形成装置は、基板上に形成した非晶質シリコンを熱処理して多結晶シリコンを形成する装置であって、前記非晶質シリコンを予熱する予熱部と、前記予熱部で予熱された前記非晶質シリコンを結晶化熱処理する熱処理部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る多結晶シリコン形成方法は、基板上に形成した非晶質シリコンを熱処理して多結晶シリコンを形成する方法であって、前記非晶質シリコンを予熱するステップと、前記予熱された前記非晶質シリコンを結晶化熱処理するステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、非晶質シリコンを結晶化させて多結晶シリコンを形成する工程の生産性を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明によれば、非晶質シリコンが形成された基板を予熱することにより、急激な温度変化によるガラス基板の損傷または変形を最小限に抑えることができる。
【００１４】
さらに、本発明によれば、基板ホルダの使用が欠かせない熱処理工程においてのみ基板ホルダを使用することにより、工程の効率性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る多結晶シリコン形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る予熱部の構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る熱処理部の構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る予熱及び熱処理工程を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る複数の熱処理部からなる熱処理部群を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る複数の熱処理部からなる熱処理部群の熱処理工程を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る複数の蒸着工程部を備える多結晶シリコン形成装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
後述する本発明に関する詳細な説明は、本発明が実施可能な特定の実施形態を例示する添付図面を参照して説明する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できる程度に十分に詳細に説明される。本発明の多様な実施形態は互いに異なるが、相互排他的である必要はないことが理解されなければならない。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造及び特性は、一実施形態に関して本発明の精神及び範囲を逸脱しない範囲内で他の実施形態で実現可能である。また、各々の開示された実施形態における個別構成要素の位置または配置は、本発明の精神及び範囲を逸脱しない範囲内で変更できることが理解されなければならない。
【００１７】
したがって、後述する詳細な説明は、限定的な意味として受け止めるべきではなく、本発明の範囲は、適切に説明された場合、その請求項が主張するのと均等なすべての範囲とともに、添付した請求項によってのみ限定される。
【００１８】
以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるようにするために、本発明の好ましい実施形態について、添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
まず、本発明は、非晶質シリコンを熱処理して多結晶シリコンを形成するための装置及び方法に関するものであって、金属誘導結晶化法、金属誘導側面結晶化法、固相反応法などによる多結晶シリコンの製造時にすべて適用可能である。ただし、以下では、金属誘導結晶化法または金属誘導側面結晶化法を挙げて説明する。
【００２０】
また、本発明は、非晶質シリコンを熱処理して多結晶シリコンを形成するための装置及び方法に関するものであって、熱処理対象は、基板上に形成した非晶質シリコンになるが、以下では、技術上の便宜のために、基板上に形成した非晶質シリコンを予熱または熱処理することを、「基板の予熱」あるいは「熱処理」と表現することとする。このため、以下の、基板の予熱または熱処理に関する説明においては、場合によって、基板上に形成した非晶質シリコンの予熱または熱処理という意味としても受け取ることができる。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係る多結晶シリコン形成装置１００の構成を示す図である。
【００２２】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る多結晶シリコン形成装置１００は、予熱部２００と、第１の移送部３００と、熱処理部４００とを備えて構成される。
【００２３】
本発明は、基板１０の熱処理に先立ち、基板１０を所定の温度まで予熱することを特徴的な構成とする。これは、基板１０の熱処理時間を短縮することにより結晶化工程の生産性を向上させ、かつ急激な温度変化による基板１０の変形を防止するためである。このため、本発明の一実施形態に係る多結晶シリコン形成装置１００は、基板１０を所定の温度まで予熱する予熱部２００を備えて構成される。このとき、予熱温度は約３５０℃〜５００℃、予熱時間は約１分〜１時間であることが好ましい。
【００２４】
図２は、本発明の一実施形態に係る予熱部２００の構成を示す図である。
【００２５】
図２に示すように、本発明の一実施形態に係る予熱部２００は、予熱チャンバ２１０と、予熱ヒータ２２０と、予熱ガス供給部２３０と、予熱基板搬入部２４０と、予熱基板搬出部２５０と、基板支持ピン２６０と、基板ホルダ支持ピン２７０とを含む。
【００２６】
予熱チャンバ２１０は、予熱工程の間、予熱部２００の内部空間が実質的に密閉されるように構成され、基板１０を予熱するための空間を提供する機能を果たすことができる。この予熱チャンバ２１０は、最適な工程条件を維持するように構成され、形状は四角形状または円形状に製造され得る。予熱チャンバ２１０の材質は、特に限定はなく、石英ガラスまたは通常のＳＵＳなどが使用可能である。
【００２７】
予熱ヒータ２２０は、予熱チャンバ２１０の内部または外部に設けられ、基板１０を、所定の温度で、好ましくは３５０℃〜５００℃の温度で予熱する機能を果たすことができる。この予熱ヒータ２２０の種類は、特に限定はなく、基板１０を予熱することができるもの（例えば、熱線の材質がタングステンであるハロゲンランプまたは通常のカンタル（kanthal）ヒータ）であれば、本発明の予熱ヒータ２２０として使用可能である。
【００２８】
予熱ガス供給部２３０は、予熱工程に必要なガスを供給する機能を果たすことができる。前記ガスとしては、Ａｒ、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｎ２などの不活性ガスであり得る。また、予熱部２００は、別のガス排気手段（図示せず）を介して予熱工程中に真空雰囲気を維持することもできる。
【００２９】
予熱基板搬入部２４０は、基板１０を搬入するための通路としての機能を果たすことができる。基板１０の搬入は、後述する第１の移送部３００によって行うことができる。また、予熱基板搬入部２４０は、後述する予熱基板搬出部２５０と互いに対称となる構造を有することが好ましい。
【００３０】
予熱基板搬出部２５０は、予熱された基板１０を搬出するための通路としての機能を果たすことができる。このとき、後述するように、基板１０は、基板ホルダ５００上に載置された状態で第１の移送部３００によって搬出される。
【００３１】
基板支持ピン２６０は、予熱チャンバ２１０の内部に設けられ、基板１０を支持する機能を果たすことができる。基板支持ピン２６０は、基板１０をより安定的に支持するために、４個以上設けられることが好ましいが、必ずしもこれに限定されない。
【００３２】
基板ホルダ支持ピン２７０は、予熱チャンバ２１０の内部に設けられ、基板ホルダ５００を支持する機能を果たすことができる。基板ホルダ支持ピン２７０は、基板ホルダ５００をより安定的に支持するために、基板支持ピン２６０と同様に４個以上設けられることが好ましいが、必ずしもこれに限定されない。
【００３３】
基板支持ピン２６０及び基板ホルダ支持ピン２７０は、後述する第１の移送部３００及び第２の移送部１２０の移送作業を妨げないように設けられることが好ましい。例えば、第１の移送部３００及び第２の移送部１２０が基板支持ピン２６０の間で円滑に動けるように、基板支持ピン２６０は、基板１０の縁部付近を支持するように設置され得る。
【００３４】
基板ホルダ５００には、基板支持ピン２６０を貫通させることができるように、基板支持ピン２６０の数と同数の貫通孔（図示せず）が形成され得る。この場合、基板ホルダ５００の面積は、熱処理対象である基板１０の面積よりも大きくすることが好ましく、このようにすると、基板１０を基板ホルダ５００上により容易に載置することができる。
【００３５】
なお、図２の予熱部２００は、一度に１枚の基板１０を処理する枚葉型になっているが、必ずしもこれに限定されず、複数枚の基板１０を同時に処理可能なバッチ型に構成することもできる。
【００３６】
また、基板１０は、ガラスや石英などの透明基板１０であることが好ましいが、必ずしもこれに限定されない。例えば、半導体素子製造工程に用いられる場合、基板１０は、シリコンウエハなどの半導体ウエハであり得る。
【００３７】
第１の移送部３００は、予熱部２００で予熱された基板１０を熱処理部４００へ移送する機能を果たすことができる。第１の移送部３００は、上下及び左右の方向に移動可能なロボットアームを備えて構成されることにより、移送作業を円滑に行うことができる。このため、公知の基板搬送用ロボットアームの構成原理を第１の移送部３００に採用可能である。
【００３８】
熱処理部４００は、第１の移送部３００によって移送された基板１０上に形成されている非晶質シリコンを結晶化熱処理する機能を果たすことができる。このとき、熱処理温度は、多結晶シリコンを円滑に形成することができる５５０℃〜８００℃の温度範囲であることが好ましい。また、熱処理時間は約５分〜１０時間であることが好ましい。
【００３９】
図３は、本発明の一実施形態に係る熱処理部４００の構成を示す図である。
【００４０】
図３に示すように、本発明の一実施形態に係る熱処理部４００は、熱処理チャンバ４１０と、熱処理ヒータ４２０と、熱処理ガス供給部４３０と、熱処理基板搬入部４４０と、熱処理基板搬出部４５０とを含む。予熱部２００よりも高い温度で熱処理するという点を除けば、予熱部２００の対応する構成要素と同じ機能、形状、構造、特性を有するので、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００４１】
なお、図３の熱処理部４００は、一度に１枚の基板１０を処理する枚葉型になっているが、必ずしもこれに限定されず、複数枚の基板１０を同時に処理可能なバッチ型に構成することもできる。
【００４２】
本発明の一実施形態によれば、予熱された基板１０を熱処理部４００へ移送する前に、熱処理部４００を予熱部２００の予熱温度と同じ温度に予め加熱しておく。例えば、予熱部２００で基板１０を４５０℃の温度で予熱した場合、第１の移送部３００によって基板１０を熱処理部４００へ移送する前に、熱処理部４００を４５０℃の温度に予め加熱しておく。これは、熱処理部４００における急激な温度変化によって基板１０が損傷または変形するのを防止するためである。また、基板１０が損傷または変形するのを防止するために、熱処理部４００で熱処理された基板１０は、予熱温度（例えば、４５０℃）まで冷却してから搬出され得る。熱処理部４００から搬出された基板１０は、大気中に放置されて常温まで冷却されるか、または、別個に設けられた基板冷却システム（図示せず）によって常温まで冷却され得る。
【００４３】
また、本発明の一実施形態によれば、基板１０を基板ホルダ５００上に載置した状態で該基板１０を熱処理することができる。これは、熱処理工程中に発生し得る基板１０の変形などを防止するためである。基板ホルダ５００の材質を石英で構成することにより、継続的な熱処理工程においても変形の発生を防止することができる。
【００４４】
つまり、本発明では、基板１０を予熱部２００において基板ホルダ５００から離間させた状態で予熱した後、予熱された基板１０を熱処理部４００において基板ホルダ５００上に載置した状態で熱処理することができる。予熱工程や予熱工程前に実施可能な蒸着工程（例えば、プラズマ化学気相蒸着工程）などの低温工程では基板ホルダ５００は使用せず、基板ホルダ５００の使用が欠かせない熱処理工程においてのみ基板ホルダ５００を使用するようにすることにより、工程の効率性を向上させることができる。
【００４５】
図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る予熱及び熱処理工程を概略的に示す図である。
【００４６】
まず、図４には示していないが、後述する蒸着工程部１３０において、基板ホルダ５００によって支持されていない基板１０上に任意の物質（例えば、ニッケル）を蒸着させる工程が行われる。
【００４７】
次に、図４（ａ）に示すように、蒸着工程の完了した基板１０が予熱部２００に搬入され、基板支持ピン２６０によって支持される。このとき、基板ホルダ５００は基板ホルダ支持ピン２７０によって支持される。基板ホルダ５００には基板支持ピン２６０を貫通させることができるように貫通孔が形成されている。予熱部２００において基板１０の予熱が完了すると、第１の移送部３００のロボットアームが基板ホルダ５００の下側に移動し、基板ホルダ５００を基板支持ピン２６０の高さよりも高い位置まで持ち上げる。このことにより、第１の移送部３００上に基板ホルダ５００及び基板１０が載置される。
【００４８】
次に、図４（ｂ）に示すように、基板ホルダ５００及び基板１０は、第１の移送部３００によって予熱部２００から搬出される。
【００４９】
そして、図４（ｃ）に示すように、予熱部２００から搬出された基板１０は、第１の移送部３００によって、基板ホルダ５００上に載置された状態で熱処理部４００へ搬入され、基板ホルダ５００上に載置された状態で熱処理される。
【００５０】
図５は、本発明の一実施形態に係る、複数の熱処理部６６０からなる熱処理部群６００の構成を示す図である。
【００５１】
図５に示すように、本発明の一実施形態に係る熱処理部群６００は、複数の熱処理部６６０から構成される。図５には熱処理部６６０の数が４個として示されているが、必ずしもこれに限定されず、生産性向上の面から４個以上と多様な変更が可能である。
【００５２】
熱処理部群６００の各熱処理部６６０は、基板１０を収容して熱処理工程を行うことができる。各熱処理部６６０は、熱処理チャンバ６１０と、熱処理ヒータ６２０と、熱処理ガス供給部６３０と、熱処理基板搬入部６４０と、熱処理基板搬出部６５０とを含む。
【００５３】
熱処理チャンバ６１０、熱処理ヒータ６２０、熱処理ガス供給部６３０、熱処理基板搬入部６４０、熱処理基板搬出部６５０の機能、形状、構造などは、図３の熱処理部４００の内容と基本的に同一であるので、重複する説明は省略する。
【００５４】
熱処理ヒータ６２０は、熱処理チャンバ６１０の内部または外部に設置され、基板１０を結晶化熱処理する機能を果たすことができる。図５に示すように、熱処理ヒータ６２０を基板１０の上下両側に配置し、基板１０の熱処理が円滑に行われるようにすることが好ましい。このとき、各熱処理部６６０に搬入された基板１０を互いに独立して熱処理することができるように、熱処理ヒータ６２０は、熱処理部６６０ごとに互いに独立して作動することが好ましい。
【００５５】
熱処理ガス供給部６３０は、熱処理工程に必要なガスを熱処理チャンバ６１０に供給する機能を果たすことができる。このとき、各熱処理部６６０に搬入された基板１０を互いに独立して熱処理することができるように、熱処理ガス供給部６３０は、熱処理部６６０ごとに互いに独立して作動することが好ましい。
【００５６】
図６（ａ）〜（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る、複数の熱処理部６６０からなる熱処理部群６００の熱処理工程を示す図である。
【００５７】
図６（ａ）に示すように、予熱部２００で予熱された第１基板１０ａは、第１の基板ホルダ５００ａ上に載置され、第１の移送部３００によって第１の熱処理チャンバ６１０ａに搬入され、そして、第１の熱処理ヒータ６２０ａによって熱処理される。その後、図６（ｂ）に示すように、予熱部２００で予熱された第２の基板１０ｂは、第２の基板ホルダ５００ｂ上に載置され、第１の移送部３００によって第２の熱処理チャンバ６１０ｂに搬入され、そして、第２の熱処理ヒータ６２０ｂによって熱処理される。以降、各熱処理部６６０において上記の工程が繰り返される。このことにより、所定の時間間隔をおいて順次、各熱処理チャンバ６１０へ基板１０が独立的に搬入され、独立的に熱処理される。
【００５８】
全体の熱処理工程中において、基板１０を予熱する時間よりも予熱された基板１０を熱処理する時間がより長くなることがある。このような時間差が生じると、１枚の基板１０の熱処理工程が完了するまで予熱工程を中断する必要があるため、生産性が低下する。しかし、本実施形態に係る熱処理部群６００は、複数枚の基板１０を互いに独立して熱処理することができる複数の熱処理部６６０から構成されているので予熱工程を中断する必要がなく、生産性をさらに向上させることができるという利点がある。
【００５９】
図７は、本発明の一実施形態に係る複数の蒸着工程部１３０を備える多結晶シリコン形成装置１００の構成を示す図である。
【００６０】
図７に示すように、本発明の一実施形態に係る多結晶シリコン形成装置１００は、基板搬入部１１０と、第２の移送部１２０と、複数の蒸着工程部１３０と、予熱部２００と、第１の移送部３００と、熱処理部群６００とを備えて構成される。
【００６１】
予熱部２００、第１の移送部３００及び熱処理部群６００の機能、形状、構造などは、上述した実施形態の内容と基本的に同一であるので、重複する説明は省略する。
【００６２】
基板搬入部１１０は、蒸着物質が蒸着されていない純粋な基板１０が搬入される入口としての機能を果たすことができる。基板搬入部１１０に搬入された基板１０は、後述する第２の移送部１２０によって各蒸着工程部１３０へ移送可能である。
【００６３】
第２の移送部１２０は、複数の蒸着工程部１３０及び予熱部２００と隣接した場所に配置され（例えば、図７に示すように、六角形に配置された複数の蒸着工程部１３０の中央に配置される）、基板１０を複数の蒸着工程部１３０または予熱部２００へ移送する機能を果たすことができる。このため、第２の移送部１２０は、上下及び左右の方向に移動可能なロボットアームを備えて構成される。
【００６４】
複数の蒸着工程部１３０の各々は、基板１０上に任意の物質を蒸着させる機能を果たすことができる。ここで、前記任意の物質は、金属、絶縁体などをすべて含むことができ、本発明の一実施形態に係る多結晶シリコン形成装置１００が金属誘導結晶化法を用いて多結晶シリコンを形成する場合、前記任意の物質は金属であり得、特にニッケル（Ｎｉ）であることが好ましい。各蒸着工程部１３０は、熱蒸着部、電子ビーム蒸着部、スパッタリング部、プラズマ化学気相蒸着部、低圧化学気相蒸着部または単位原子層蒸着部から選択され得る。図７に示すように、複数の蒸着工程部１３０は、それらの中央に第２の移送部１２０を配置することが可能な形態で配置されることが好ましい。
【００６５】
以下では、図７を参照して本発明の一実施形態に係る複数の蒸着工程部１３０を備える多結晶シリコン形成装置１００の動作工程について例示的に説明する。
【００６６】
まず、純粋なガラス基板１０が基板搬入部１１０に搬入されると、第２の移送部１２０によって基板搬入部１１０から基板１０を取り出して第１の蒸着工程部Ｂへ移送する。第１の蒸着工程部Ｂにおいて基板１０上に非晶質シリコンを蒸着させる工程が完了すると、第２の移送部１２０によって第１の蒸着工程部Ｂから基板１０を取り出して第２の蒸着工程部Ｃへ移送する。第２の蒸着工程部Ｃにおいて基板１０上にニッケルを蒸着させる工程が完了すると、第２の移送部１２０によって第２の蒸着工程部Ｃから基板１０を取り出して予熱部２００へ移送する。予熱部２００に搬入された基板１０は予熱部２００で予熱処理された後、第１の移送部３００によって熱処理部群６００の熱処理部６６０へ移送される。
【００６７】
ここで、第２の移送部１２０によって第１の蒸着工程部Ｂから基板１０を取り出して第２の蒸着工程部Ｃへ移送するとき、他のガラス基板１０が基板搬入部１１０に搬入され、基板搬入部１１０から空いている第１の蒸着工程部Ｂに搬入され、その後、上記と同様の蒸着及び予熱工程が行われる。予熱された基板１０は、熱処理部群６００の空いている熱処理部６６０に移送されて熱処理される。したがって、蒸着工程部１３０、予熱部２００及び熱処理部６６０の各工程が中断することがないように全体の工程フローを調整することにより、工程の生産性の向上を図ることができる。
【００６８】
また、上の実施形態では、第１の蒸着工程部Ｂ及び第２の蒸着工程部Ｃ以外の残りの蒸着工程部１３０では、蒸着工程が行われないものとして説明されたが、残りの蒸着工程部１３０において他の物質の蒸着を連続的に行うことが可能なのはいうまでもない。
【００６９】
また、本発明の一実施形態に係る多結晶シリコン形成装置は、熱処理部群６００で結晶化熱処理された多結晶シリコンを脱水素処理する脱水素処理部（図示せず）をさらに備えることができる。この脱水素処理工程は、多結晶シリコンの諸特性を向上させるための随意的な工程であって、６００℃以下の温度で不活性雰囲気または真空雰囲気下で実施可能である。脱水素処理部の基本的な構成は、上述した予熱部２００及び熱処理部群６００と同一であるので、これに関する詳細な説明は省略する。
【００７０】
本発明は、上述のように好ましい実施形態を挙げて図示及び説明したが、上記の実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲内で当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって多様な変形及び変更が可能である。そのような変形例及び変更例は、本発明と添付した特許請求の範囲内に属するとみなされなければならない。
【符号の説明】
【００７１】
１０：基板
１００：多結晶シリコン形成装置
１１０：基板搬入部
１２０：第２の移送部
１３０：蒸着工程部
２００：予熱部
２１０：予熱チャンバ
２２０：予熱ヒータ
２３０：予熱ガス供給部
２４０：予熱基板搬入部
２５０：予熱基板搬出部
２６０：基板支持ピン
２７０：基板ホルダ支持ピン
３００：第１の移送部
４００、６００：熱処理部
４１０、６１０：熱処理チャンバ
４２０、６２０：熱処理ヒータ
４３０、６３０：熱処理ガス供給部
４４０、６４０：熱処理基板搬入部
４５０、６５０：熱処理基板搬出部
５００：基板ホルダ
６６０：熱処理部群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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