(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チェンバ；
前記チェンバ内に設置されて、基板が上部に安着されるヒーター；
前記ヒーターの上部の平面上に配置される対向電極板；
前記チェンバの両側に設置される線形駆動部；
前記線形駆動部によって線形的に移動し、かつ永久磁石を配置せず、さらに負極電極板の面が基板方向に０°〜±９０°まで角度が変化するように結合されたスパッタガン；を含むシリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置を利用したドーピング方法において、
前記スパッタガンが分速１〜６ｍの移動速度で移動し、前記負極電極板が移送される時に一定の角度を維持したままで移送され、磁場によるプラズマ密度の上昇を抑制して、単純に均一に形成される電場によって金属触媒のドーピングを行うことを特徴とする、シリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置を利用したドーピング方法。
【請求項２】
前記スパッタガン及び前記対向電極板の距離は５０〜１００ｍｍの範囲である、請求項１に記載のシリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置を利用したドーピング方法。
【請求項３】
前記スパッタガンに印加されるパワーは、直流３００〜１，０００Ｖ、または交流１３．５６ＭＨｚ、６００Ｗの条件、または交流１．０〜１０ＫＨｚ、２００〜５００Ｗの条件を満たす、請求項１に記載のシリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置を利用したドーピング方法。
【請求項４】
前記チェンバの内部に注入されるガスの流量を５〜１００ｓｃｃｍの範囲として、金属触媒をドーピングする、請求項１に記載のシリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置を利用したドーピング方法。
【請求項５】
前記チェンバの内部に注入されるガスの圧力を５×１０−３〜５×１０−１Ｔｏｒｒの状態として、金属触媒をドーピングする、請求項１に記載のシリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置を利用したドーピング方法。
【請求項６】
前記チェンバの内部に注入されるガスは、アルゴン、ネオン、窒素、ヘリウム、またはこれらのガスの混合形態のうちのいずれか一つである、請求項１、４、および５のうちのいずれか一項に記載のシリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置を利用したドーピング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置及びドーピング方法に関し、より詳しくは、ガラスまたはポリマー基板上にコーティングされた非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）を低温結晶化（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｏｌｙ-ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ）する過程で、再現性及び安定性を確保することができる、シリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置及びドーピング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ディスプレイ分野は、先端科学の発展によって得られた半導体メモリに続く最先端技術の一つである。既存の陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙ ｔｕｂｅ、ＣＲＴ）は、機器の特殊性によって空間性の限界を克服することができず、これにとって代わるものとして、ＴＦＴ ＬＣＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）などの多様な方式が試みられてきた。これらの方式のうち、最近になって次世代ディスプレイとして非常に期待されている分野がＯＬＥＤ方式である。ＯＬＥＤは、薄膜の自己発光を利用しているため、他のディスプレイ方式に比べて応答速度が１０−６秒の領域で非常に速いだけでなく、軽くて厚さが薄く、視野角が広くて消費電力が小さく、巻き物型のディスプレイが可能な長所がある。ＯＬＥＤ方式のうちの能動型（ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ、ＡＭ）ＯＬＥＤは、ＴＦＴ ＬＣＤと同様に、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）を基本に採用しているため、薄膜トランジスタのために非晶質シリコンに比べて電子の移動速度が速い結晶粒シリコン工程を必要としている。
【０００３】
ディスプレイ基板の母材として広く使用されている透明材料としては、一般のガラス（ｇｌａｓｓ）類及び石英（ｑｕａｒｔｚ）があり、事業性を考慮すると、ガラス材質がより広く好まれている。ガラス基板上に結晶粒シリコンを形成する方法には、ＨＷＣＶＤ（Ｈｏｔ Ｗｉｒｅ ＣＶＤ）のように直接的な方法、及びＥＬＡ（Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｌａｓｅｒ Ａｎｎｅａｌｅｒ）のように間接的な方法がある。シリコンの場合、非晶質シリコンを結晶粒シリコンに相変化させるためには、７００℃以上の熱エネルギーが必要である。しかし、ガラスのガラス化（ｇｌａｓｓ化）温度は約６４０℃であって、シリコンの相変化温度より低いため、熱エネルギーのみを使用してガラス基板上に蒸着された非晶質シリコンを結晶化することは容易なことでない。したがって、ガラスが相変化を起こす温度より低い温度で結晶粒シリコンを形成しなければならず、このような部分を強調して、工程を低温ポリシリコン（以下、ＬＴＰＳまたは低温ポリとする）結晶化工程と呼んでいる。
【０００４】
このようなＬＴＰＳ結晶化工程技術は、触媒の役割を果たす金属物質を非晶質シリコン薄膜上に単位面積当り１０１３個以下にドーピング（ｄｏｐｉｎｇ）して熱処理するＬＴＰＳ結晶化工程技術が開発されているが、触媒用金属物質を所望の超微細な厚さを有する薄膜にドーピングすることが容易でない問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明は、前記問題点を解決するために提案されたものであって、本発明の目的は、金属物質をドーピング（原子数が１０１３原子／ｃｍ２以下、参考として、一般的な物質の表面の１層（ＭＬ、ｍｏｎｏ−ｌａｙｅｒ）をなしている原子数は約１０１５原子／ｃｍ２程度である）する際に、所望のドーピング水準の蒸着量である０．１Å以下の厚さをいつでも再現性を確保して実現することができる、シリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置及びドーピング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明は、チェンバ、前記チェンバ内に設置されて、基板が上部に安着されるヒーター、前記ヒーターの上部の平面上に配置される対向電極板、前記チェンバの両側に設置される線形駆動部、前記線形駆動部によって線形的に移動するスパッタガンを含み、前記スパッタガンは、前記線形駆動部に結合される負極電極、前記負極電極に結合されて、前記対向電極板と対向する方向に配置される負極電極板を含む、シリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置を提供する。
【０００７】
前記スパッタガンは、ターゲットの面が基板方向に０°〜±９０°までの角度のうちのいずれか一つの角度を維持する方向に固定される。
【０００８】
前記負極電極は、その内部に冷却水通路が形成されるのが好ましい。
【０００９】
前記スパッタガンは、前記負極電極板の側面、そして前記負極電極板の上面が識別される形態に配置される
【００１０】
前記スパッタガンは、基板の移送方向の幅が１０〜５０ｍｍで、負極電極板は、ニッケルまたはニッケル合金からなるのが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、チェンバ、前記チェンバ内に設置されて、基板が上部に安着されるヒーター、前記ヒーターの上部の平面上に配置される対向電極板、前記チェンバの両側に設置される線形駆動部、前記線形駆動部によって線形的に移動するスパッタガンを含むシリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置を利用したドーピング方法において、前記スパッタガンが分速１〜６ｍの移動速度で移動して金属触媒をドーピングする、シリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置を利用したドーピング方法を提供する。
【００１２】
前記スパッタガン及び前記対向電極板の距離は５０〜１００ｍｍの範囲であるのが好ましい。
【００１３】
前記スパッタガンに印加されるパワーは、直流３００〜１，０００Ｖ、または交流１３．５６ＭＨｚ、６００Ｗの条件、または交流１．０〜１０ＫＨｚ、２００〜５００Ｗの条件を満たすのが好ましい。
【００１４】
前記チェンバの内部に注入されるガスの流量を５〜１００ｓｃｃｍの範囲として、金属触媒をドーピングするのが好ましい。
【００１５】
前記チェンバの内部に注入されるガスの圧力を５×１０−３〜５×１０−１Ｔｏｒｒの状態として、金属触媒をドーピングするのが好ましい。
【００１６】
前記チェンバの内部に注入されるガスは、アルゴン、ネオン、窒素、ヘリウム、またはこれらのガスの混合形態のうちのいずれか一つであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、基板面上に設置されたスパッタガンが等速度で移動してスパッタリングが行われるため、より均一な形態の金属物質をドーピングすることができ、ＡＭ ＯＬＥＤ製造工程分野はもちろん、ＴＦＴ ＬＣＤまたは太陽電池製造工程分野で必要とするガラスまたはポリマーの表面上に蒸着された非晶質シリコン薄膜をポリシリコンに転換する工程に非常に効果的である。
【００１８】
また、本発明は、平板型ディスプレイ製造工程のうちの最も多くの問題が起こっているシリコンの低温ポリ結晶化工程に対する再現性及び安定性を確保することができて、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明による第１実施例を説明するための斜視図であって、シリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置を示している。本発明で示したシリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置は、真空を形成することができるチェンバ１、ヒーター３、対向電極板５、モータ（Ｍ）などの駆動源、前記駆動源によってチェンバ１内に駆動力を伝達する線形駆動部７、そして前記線形駆動部に結合されたスパッタガン９を含む。
【００２１】
前記チェンバ１は、ほぼ直方体に構成されて、内部に空間が形成される構造からなる。そして、前記チェンバ１は、その内部が真空状態であるのが好ましい。
【００２２】
前記ヒーター３は、その上に基板（Ｇ）を安着することができる。そして、前記ヒーター３が配置される面の延長線上には対向電極板５が配置されるのが好ましい。
【００２３】
前記ヒーター３は、ドーピング工程が進められる間に基板（Ｇ）が均一に３５０℃程度まで加熱されるように、温度制御装置（図示せず）と連結される構造からなるのが好ましい。そして、前記対向電極板５は、前記スパッタガン９が線形に移動することによって、スパッタガン９に配置されるカソードと相対電極との間の間隔変化によって電場の変化が発生しないように、ヒーター３の面と等電位をなすように構成されるのが好ましい。
【００２４】
本発明で、前記ヒーター３を含む対向電極板５は、基板（Ｇ）が安着した状態で共に移送可能な通常の構造からなることができる。つまり、前記ヒーター３は、基板（Ｇ）を安着して、前記基板（Ｇ）の移送及び加熱をリアルタイムで行うことができる構造からなるのが好ましい。本発明のヒーター３は、基板（Ｇ）を加熱しながら同時に移送させることができる構造であれば、いずれでも可能である。
【００２５】
前記線形駆動部７は、スパッタガン９をチェンバ１内で線形的に移動させるためのものであって、モータ（Ｍ）からなる駆動源、前記駆動源によって回転する駆動軸２１、前記駆動軸２１によって回転する一対の駆動プーリ２３、２５、前記駆動プーリ２３、２５に対応する位置に配置される一対の従動プーリ２７、２９、そして前記駆動プーリ２３、２５と前記従動プーリ２７、２９との間に配置されるベルト３１、３３を含む。前記ベルト３１、３３は金属（ｓｔｅｅｌ）材質からなることができる。このような線形駆動部７は、前記スパッタガン９を移動させることができる通常のものを使用することができ、本発明で図面に示した例に限定されない。特に、前記線形駆動部７は、基板（Ｇ）及び前記スパッタガン９が線形的に相対運動をする構造であれば、いずれも適用することができる。
【００２６】
前記スパッタガン９は、図２に示したように、前記線形駆動部７に結合される負極電極５１、前記対向電極板５と対向する方向に配置される負極電極板５５を含む。特に、前記スパッタガン９は、対向電極板５に対して距離ｄだけ離隔する位置に線形的に移動（図２で矢印方向またはその逆方向に移動）可能に配置されるのが好ましい。
【００２７】
前記負極電極５１は、その内部に熱を冷却するための冷却水通路５１ａが形成されている。前記冷却水通路５１ａは、負極電極５１の長さ方向に配置されていて、別途の冷却水供給／循環装置（図示せず）と連結されている。前記冷却水通路５１ａは、冷却水が流れることで負極電極板（ターゲットともいう）５５の温度を一定に維持して、負極電極板５５の表面特性を維持するためのものである。
【００２８】
そして、前記スパッタガン９の外周面には、負極電極板５５が配置される部分を除く他の部分を覆うことができるように接地用遮蔽部材５７が２ｍｍのダークスペース（ｄａｒｋ ｓｐａｃｅ、プラズマが存在しない空間）間隔で離隔して結合されるのが好ましい。前記遮蔽部材５７は、ヒーターの面、対向電極板５と共に等電位（ｅｑｕｉｐｏｔｅｎｔｉａｌ）をなしていて、ターゲットの面と基板との間に電場を形成することができる。このようなスパッタガン９は、負極電極５１に永久磁石を配置しないので、磁場によるプラズマ密度の上昇を大きく抑制することができる。このように、チェンバ１内の移動型スパッタガンに永久磁石を配置しないので、磁場によるプラズマ密度の上昇を抑制して、単純に均一に形成される電場による金属触媒のドーピングを実現することができる。
【００２９】
図４は本発明による第２実施例を説明するための斜視図であり、図５は図４の主要部分を示した図面であって、シリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置の他の例を示したものである。本発明の第２実施例については、前記第１実施例と異なる部分のみを説明し、前記第１実施例と同一な部分は前記第１実施例の説明を参照する。
【００３０】
本発明の第２実施例は、スパッタガン９及び基板を含む対向電極板５が互いに垂直に配置される点が第１実施例と異なる。つまり、本発明の第２実施例のスパッタガン９は、前記第１実施例と同一な構造からなるが、対向電極板５の面が向かう方向に対してスパッタガン９に配置される負極電極板５５の面が向かう方向が互いに異なる角度（θ）をなして配置される。このような角度は、負極電極板及び基板が対向している状態を０°とした時、図５に示したように±９０°（直角）の範囲内で調整される。これは、負極電極板と基板との間の距離を人為的に離隔させる効果と均一な電場の形成を妨害するので、０°で互いに対向している時に比べて、蒸着率が最大で半分以下に減少する効果がある。したがって、基板及び負極電極板がなすことができる角度（θ）は、０°、±４５°、そして±９０°などに調節可能に構成されるのが好ましい。つまり、本発明の第２実施例は、スパッタガン９がこれを支持する部分である線形駆動部７に回転可能にヒンジ結合されるのが好ましい。このような構造は、基板（Ｇ）となす角（±θ、図面で垂直線を基準にして左右に回転することができる角度）にスパッタガンの方向が傾くことができることを意味する。そして、このようなスパッタガン９の回転構造に対する詳細な図示は省略したが、別途のモータなどによって回転が制御される構造からなることもできる。
【００３１】
図６は基板面の方向に対してスパッタガンの傾いた角度（θ）によるスパッタリング収率を示した曲線であって、ｘ軸は傾いたターゲットの角度を、ｙ軸は一般化された値の傾向性を示す任意の値（ａｒｂｉｔｒａｒｙ、ａｕ、場合によっては角度変化による蒸着率％）を示している。ドーピングが起こるスパッタリング蒸着値（ａ）及び基板面で起こるリスパッタリング（ｒｅ-ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）値（ｅ）の合計である結果値（ｄ）で示すことができ、これらの数値は全て基板及びスパッタガンがなす角度の関数によって得られる。
【００３２】
スパッタリング蒸着率は、ターゲットに印加する電気的なエネルギー値に直接的に比例し、ターゲットに印加するエネルギー値を減少させれば、図６の曲線（ａ）で示されたスパッタリング蒸着値が曲線（ｂ）に減少することが容易に推測できる。ここで分かる内容は、ある値のエネルギーをターゲットに印加しても、ターゲットの面及び基板がなしている傾き角度によってスパッタリング蒸着値が変化することが推測できる。ターゲットの面が±９０度にずれている時は、正面に対向している状態である０°であると時に比べて、スパッタリング蒸着値が半分に減少する効果を得ることができることを示している。
【００３３】
一方、ターゲットに印加するエネルギー値を減少させれば、基板面で起こるリスパッタリング（ｒｅ-ｓｐｕｔｔｅｒｒｉｎｇ）現象も曲線（ｅ）から曲線（ｆ）に顕著に減少する傾向を示し、これらリスパッタリング値（ｆ）及びスパッタリング蒸着値（ｂ）の合計の値で示される純粋なドーピング量曲線（Ｃ）と同一な値を得るようになる。
【００３４】
したがって、本発明では、基板面に対してスパッタガンが対向する角度によってドーピング量が異なることに着眼して、ターゲットが移送される時に一定の角度を維持したままで移送されて、金属触媒がドーピングされるようにした。
【００３５】
一方、前記負極電極板５５はニッケルからなるのが好ましい。
【００３６】
このように構成される本発明のシリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置を利用した薄膜の金属触媒をドーピングする方法について説明する。
【００３７】
本発明のシリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置を利用した薄膜の金属触媒をドーピングする方法に適用される条件は、下記の通りである。前記スパッタガンに印加されるパワーは、直流３００〜１，０００Ｖ、または交流１３．５６ＭＨｚ、６００Ｗの条件、または交流１．０〜１０ＫＨｚ、２００〜５００Ｗの条件が好ましい。前記チェンバの内部に注入されるガスの流量を５〜１００ｓｃｃｍの範囲として、金属触媒をドーピングするのが好ましい。前記チェンバの内部に注入されるガスの圧力を５×１０−３〜５×１０−１Ｔｏｒｒの状態として、金属触媒をドーピングするのが好ましい。
【００３８】
本発明では、負極電極板（金属触媒）５５がニッケルである場合を例に挙げて説明する。負極電極板５５が基板（Ｇ）に対して移送されずに固定されている時、一般的な蒸着率（ｒ、ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ）は、スパッタガン９のパワー、スパッタガン９と基板（Ｇ）との間の距離（ｄ）などによって決められる。そして、基板（Ｇ）に蒸着される薄膜の厚さ（ｔ、ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）は、蒸着率（ｒ）及び基板（Ｇ）がプラズマに露出される時間（ｓ、ｅｘｐｏｓｅｔｉｍｅ）の積によって決められる。
【００３９】
したがって、実際に基板に蒸着される薄膜の厚さを減少させるためには、負極電極板５５の幅を基板の長さより短くした状態で、停止している負極電極板に対して基板（Ｇ）全体をスキャン（ｓｃａｎ、走査）したり、または停止している基板全体に対して負極電極板を速度ｖでスキャンさせなければならない。つまり、幅がｘｍｍである負極電極板が分速ｖの速度で移送されて停止している基板全体の上面を走査して蒸着が行われるならば、実際に基板（Ｇ）がスパッタガン９に露出される時間は、負極電極板５５の幅を移送方向を考慮した基板全体の全長で割った値に比例し、負極電極板５５の移送速度（基板に対する相対的な速度）に反比例する。
【００４０】
したがって、蒸着物質が蒸着される薄膜の厚さ（ｔ）は、蒸着率（ｒ）×{（負極電極板の幅（ｘ）／基板の全長（ｌ）}×{基板の全長（ｌ）／スパッタガンの移動速度（ｖ）}となる。この時、数式が成り立つためには必ず二つの前提条件を満たすようになるが、第一前提条件は、負極電極板５５の幅（ｘ）が走査される方向の基板（Ｇ）の長さより必ず短くなければならず、第２前提条件は、基板（Ｇ）全体を蒸着するために負極電極板５５と基板（Ｇ）との間の相対的な速度（ｖ）の差が必要であるので、負極電極板５５または基板（Ｇ）が必ず移送されなければならず、これによる相対的な移動速度（ｖ）が０でない値を有するべきである。
【００４１】
結論的に、負極電極板５５の動作条件によって決められる蒸着率以外に、実際に基板に蒸着される薄膜の厚さを制御することができる要因として、負極電極板５５の幅（ｘ）、及び負極電極板５５及び基板（Ｇ）の相対的な速度の差があってこそ、数式が成り立つ。この時、負極電極板５５の幅（ｘ）は基板（Ｇ）長さより短くなければならず、移動速度は正の値を有するべきである。これを数式で示すと下記の通りである。
【００４２】
金属触媒の蒸着された厚さ（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ（ｔ））
＝蒸着率（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｒａｔｅ（ｒ））×露出時間（ｅｘｐｏｓｅｔｉｍｅ（ｓ））
ｓ＝ｘ／ｌ×１／ｖ×ｌ（ｘ＜ｌ、ｖ≠０）
ここで、
ｘ：負極電極板の幅（ｃａｔｈｏｄｅ ｗｉｄｔｈ）
ｌ：基板の長さ（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｌｅｎｇｔｈ）
ｖ：スパッタガンの移動速度（ｍｏｖｉｎｇ ｓｐｅｅｄ）である。
【００４３】
負極電極板及び基板が対向して停止している状態でニッケル金属が蒸着される場合、一般に１分当り約４，０００Åの蒸着率を有し、負極電極板５５の幅（ｘ）が４０ｍｍであるスパッタガン（カソード）９が分速１ｍで移動して基板（Ｇ）全体を通って蒸着が行われるならば、実際に停止している基板面に蒸着される薄膜の厚さ（ｔ）は約１６０Åとなる。また、負極電極板５５の移送速度を分速５ｍにすれば、１６０Åであった薄膜の厚さ（ｔ）は１／５に減少した約３２Åになる。したがって、本発明では、好ましい負極電極板５５の幅（ｘ）を１０〜５０ｍｍに設定し、基板（Ｇ）に対する負極電極板５５の移送速度を分速１〜６ｍに設定した。
【００４４】
負極電極板５５に電圧Ｖを印加すると、対向電極板（接地板、負極電極板に対する相対的な正極電極板）５との間に電位差Ｖが形成され、これらの電極の間に電場Ｅが発生するようになり、この様子を図２に示した。
【００４５】
前記チェンバ１に、面積比の差が大きい二つの電極（負極電極板、正極電極板）の間に５×１０−３〜５×１０−１Ｔｏｒｒ領域のイオン化ガスを充填して、電圧を印加すると、面積が小さい領域の周囲にプラズマが発生する。この時、人為的に加えられる要因は外部電圧Ｖであり、これによって両端の距離ｄによって異なる物理量は電場である。電荷ｑが電場Ｅ内に形成されていれば、電荷が受ける力は電場を積算しただけの力を受けて加速する。したがって、プラズマイオン化のために電荷に加えられる物理量は電場Ｅであり、このために人為的に変化させることができる要因は電圧Ｖ及び両端の電極の間の距離ｄであることが分かる。したがって、プラズマ密度は電場Ｅと関連があり、同一な電圧Ｖを印加した場合でも、平行な両端の電極５５、５の間の距離ｄを２倍に増加させれば、プラズマ密度が１／２に減少する効果を得ることができる。しかし、一般的に負極電極板と接地によって行われるスパッタリングの概念では面積比が非常に大きいため、負極電極板をポイント形態の電極として考えることができ、両端の電極の間の距離を増加させれば、プラズマ密度は指数関数的に急激に減少する。もちろん、スパッタリングされた粒子も４５°の放射型噴出が起こるため、これによる蒸着率の減少は大きくなるしかない。したがって、本発明では、好ましい電極５５、５の間の距離を既存の３０〜４５ｍｍから５０〜１００ｍｍに増加させたのであって、結果的に、図１で約３２Åであった蒸着量を６Å以下に減少させる効果を得ることができる。
【００４６】
また、本発明は、スパッタガンに永久磁石を配置しない状態で駆動が行われ、これによって磁場がなく単に電場によってプラズマが形成されるようにしたスパッタガン９を含む。このような構造は、二つの電極５５、５によってのみ電場Ｅが形成されるため、全てのスパッタリング蒸着装置に適用されるマグネトロンスパッタガンに比べてプラズマが１／１００以下に低くなって、図３のグラフのように比較的均一で非常に低い密度にプラズマが形成される。
【００４７】
したがって、このような形態では、一般的なマグネトロンスパッタカソードに比べてプラズマ密度が低いため、１/１００程度以下の非常に低い蒸着率を有するようになる。
【００４８】
したがって、前記の説明で約６Åであった蒸着率が約０．０６Å以下になる結果値を得ることができる。
【００４９】
したがって、本発明のシリコン低温結晶化のための金属触媒ドーピング装置及びこれを利用したドーピング方法によれば、前記条件で金属触媒を所望のドーピング水準の蒸着量である０．１Å以下の厚さを常に再現性を確保して実現することができる。
【００５０】
以上で、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による第１実施例を説明するための金属触媒ドーピング装置を概略的に示した斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例によるスパッタガンの構造及び対向電極板との配置関係を説明するための図面である。
【図３】本発明による実施例のプラズマ密度を説明するためのグラフである。
【図４】本発明による第２実施例を説明するための金属触媒ドーピング装置を概略的に示した斜視図である。
【図５】本発明の第２実施例によるスパッタガンの構造及び対向電極板の配置関係を説明するための図面である。
【図６】本発明の第２実施例で金属触媒ドーピング装置によるスパッタガンの傾いた角度によるスパッタリング収率を示したグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１  チェンバ
３  ヒータ
５  対向電極板
７  線形駆動部
９  スパッタガン
２１  駆動軸
２３、２５  駆動プーリ
２７、２９  従動プーリ
３１、３３  ベルト
５１  負極電極
５５  負極電極板
５７  接地用遮蔽部材
【図１】
0004546405.tif 000002
【図２】
0004546405.tif 000003
【図３】
0004546405.tif 000004
【図４】
0004546405.tif 000005
【図５】
0004546405.tif 000006
【図６】
0004546405.tif 000007