KR100560049B1 - 성막방법 - Google Patents

Abstract

플라즈마 CVD법에 의해 비정질 규소막을 형성할 때, 성막 개시 전에 수소 가스를 체임버에 공급하여 방전을 일으킨다. 이 상태에서는, 성막이 아직 행해지지 않는다. 방전이 안정하게 된 단계에서, 성막 가스로서 실란을 체임버에 공급한다. 동시에, 수소 가스의 공급을 중지한다. 안정한 방전에 의해 실란이 분해되고, 비정질 규소막의 성막이 행해진다. 이렇게 함으로써, 방전 개시 시의 불안정성을 배제할 수 있다. 항상 방전이 안정한 상태에서 성막을 행할 수 있다. 또한, 성막 가스로서 실란을 사용한 플라즈마 CVD법에서, 고주파 방전이 유지된 상태에서 실란 가스의 공급을 중지하고, 실란 가스 대신에, 방전 가스로서 수소 가스를 공급한다. 소정의 시간 동안, 수소 가스의 분해에 의한 성막 없이 플라즈마를 형성한다. 이 상태에서는 피(被)형성면에 부(負)의 셀프 바이어스가 인가되기 때문에, 부로 대전(帶電)된 미립자가 피형성면에 부착하지 않는다. 그리고, 분위기 내의 미립자가 배출된 상태에서 방전을 중지한다. 이렇게 하여, 피형성면에 미립자가 부착하지 않는 상태를 만들 수 있다.

Description

성막 방법{A film forming method}

본 발명은 플라즈마 CVD법에 의해 박막을 성막(成膜)하는 기술에 관한 것으로, 특히, 플라즈마 CVD법을 이용하여 규소막을 성막하는 기술에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 플라즈마 CVD법을 이용한 성막 방법을 실시할 수 있는 성막 장치에 관한 것이다.

원료 가스로서 실란을 사용한 플라즈마 CVD법에 의해 비정질 규소막을 형성하는 기술이 알려져 있다. 이 기술은 박막트랜지스터(TFT) 또는 태양 전지를 구성하는 규소 박막을 제조하는데 이용되고 있다.

예를 들어, TFT를 제조하는 경우에는, 먼저, 유리 기판 또는 석영 기판 상에 플라즈마 CVD법에 의해 비결정성 규소막(비정질 규소막)을 형성하고, 이 비정질 규소막을 패터닝하여 TFT의 활성층을 형성하고, 그 활성층을 사용하여 TFT를 제조한다.

최근, TFT로 대표되는 박막 장치에 이용되는 반도체 박막의 두께는 점점 얇아지는 경향이 있다. 예를 들어, 현재, TFT의 활성층을 구성하는 규소막의 두께는 대략 50 nm 이하이다.

또한, 비정질 규소막 또는 산화규소막의 성막 방법으로서 플라즈마 CVD법이 알려져 있다. 플라즈마 CVD법에 의한 각종 박막의 성막(成膜)에 있어서는, 성막 시에 생성되는 입자 및 박편(薄片)(flake)과 같은 미립자가 문제로 된다.

이 미립자는 주로, (1) 성막을 계속할 때마다 반응 체임버의 내벽 또는 전극에 형성된 반응 생성물이 방전 중에 약간의 에너지를 취하여 느슨해져 탈락하는 결과로 얻어진 성분과, (2) 기상(氣相) 중에서 생성되고 박막의 형성에 기여하지 않는 성분으로 구성되어 있다. 여하튼간에, 상기한 미립자는 성막에 사용되는 원료 가스에 의한 반응 생성물이다. 그 미립자는 형성되는 막에 부착하여 막질(膜質)을 극도로 저하시키는 요인이 된다.

이 문제를 해결하기 위해, 체임버에서의 세정 횟수를 증가시키는 것이 효과적이다. 그러나, 성막 시마다 세정을 행하여도, 상기 (1)에서 생성된 미립자의 수만이 감소될 수 있고, 근본적인 해결책은 얻어질 수 없다.

그 외에, 체임버 세정 횟수를 증가시키는 것은 생산성을 저하시키고 작업을 복잡하게 하기 때문에, 산업상 바람직하지 않다.

반도체 박막의 두께가 점점 얇아지고 있는 상황에서는, 성막 로트(lot)마다의 막 두께의 균일성이 문제로 된다.

형성되는 박막의 두께가 얇게 되면, 성막 시간도 당연히 짧아진다. 그래서, 성막 개시 시의 방전의 불안정성이 문제로 된다.

일 예로서, 비정질 규소막의 성막 시의 타이밍 차트를 도 2(B)에 나타낸다.

여기서는, 원료 가스로서 실란을 사용하여 비정질 규소막을 형성하는 경우의 예를 설명한다.

먼저, 감압(減壓) 체임버의 내부를 매우 높은 진공 상태로 배기시킨다. 그 다음, 실란(SiH₄)을 100 sccm의 유량으로 감압 체임버 내에 공급한다. 여기서는, 실란을 100 sccm의 유량으로 감압 체임버 내에 공급하여 감압 체임버 내의 압력을 0.5 Torr로 한다.

감압 체임버 내의 압력이 소정 값으로 된 때, 고주파 전원(RF 전원)을 '온'(on)으로 하여, 감압 체임버 내에 고주파 에너지를 공급한다. 그리고, 소정 시간 동안 성막을 행한다. 이 성막을 행하는 시간을 부호 23으로 나타낸 성막 시간으로 정의한다. 부호 21은 성막 개시점을 나타내고, 22는 성막 종료점을 나타낸다. 고주파 전력의 공급을 중지함으로써 성막이 종료된다.

조건에 따라 좌우되지만, 플라즈마 CVD법에 의한 비정질 규소막의 성막에 있어서의 성막률(성막 속도)은, 예를 들어, 대략 0.8 nm/s이다. 이 경우, 형성되는 막의 두께가 50 nm인 경우, 성막 시간은 대략 62.5 sec가 된다.

조건에 따라 좌우되지만, t₁으로 나타낸 방전 개시 시의 과도 상태(이 상태에서는, 방전이 불안정하다)의 시간은 대략 3∼8 sec의 범위 내에서 불균일하게 된다.

방전 개시 시의 방전 불안정성은 가스의 종류에는 거의 좌우되지 않는다.

상기한 조건의 경우, 방전이 불안정한 시간 t₁은 전체 성막 시간의 대략 10%에 이른다. 또한, 그 시간은 안정하지 않다. 즉, 그 시간은 로트(lot)마다 불균일하다.

그러한 경우, 방전이 불안정한 시간(도 2(B)에서 t₁으로 표시됨)의 불균일은 로트마다의 형성되는 막의 두께의 불균일에 큰 영향을 미친다.

상기한 바와 같이, 형성되는 막의 두께가 얇게 되고 성막 시간이 짧아지는 경우, 성막 개시 시의 방전 불안정성의 영향은 무시할 수 없게 된다.

구체적으로는, 불안정한 방전이 지속되는 시간의 차이에 따라, 로트마다의 막 두께의 차이가 현실화된다.

본 발명의 목적은, 성막 개시 시의 불안정한 방전에 기인한 문제를 해결하고 로트마다의 형성되는 막의 두께의 불균일성을 시정(是正)하는 기술을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 플라즈마 CVD법에 의한 성막 시에 생성되는 미립자의 존재가 형성되는 박막의 막질에 악영향을 미치는 것을 방지하는 기술을 제공하는데 있다.

본 발명은 이하의 과정을 통해 이루어졌다. 즉, 전술한 반응 생성물로 된 미립자가 형성되는 막에 어느 시점에서 부착하는가에 관한 연구 결과, 미립자가 성막 종료점 전후에 막에 부착하여 막질에 악영향을 미치는 것으로 판명되었다.

이하, 상기 지견(知見)을 얻은 과정을 설명한다. 일반적으로, 플라즈마 CVD 장치는 도 1에 나타낸 바와 같은 평행 평판형 구조를 가지고, 접지 전위로 유지되는 한쪽 전극(12)상에 시료(기판)(11)가 배치되고, 맞은편의 다른 전극(15)에 고주파 전원(16)이 접속되는 구조를 가지고 있다.

도 8은 일반적인 성막을 행하는 경우의 원료 가스 공급과 고주파 방전(RF 방전) 사이의 타이밍 관계를 나타낸다. 이 도면에서, 부호 81은 성막 개시점을 나타내고, 82는 성막 종료점을 나타내고, 83은 성막 시간을 나타낸다.

일반적으로, 고주파 방전에 의해 플라즈마가 발생된 상태에서, 도 9에 나타낸 바와 같은 바이어스 전압이 전극들 사이에 인가된다. 도 9에서, 수직축은 상대 전위를 나타내고, 수평축은 위치를 나타낸다.

그 바이어스 전압은 공급 전극(15)측에서 큰 부(負)의 전압이 되고, 접지 전위(12)측에서는 비교적 작은 부의 전압이 된다.

일반적으로, 체임버 내에서 부유하는 미립자는 부(負)로 대전(帶電)된다. 따라서, 방전 중에 있어서는, 전극(12)으로부터 미립자가 반발되어, 전극(12)상에 배치된 기판에 미립자가 거의 부착하지 않는다.

즉, 도 8의 성막 중에는, 미립자가 막에 거의 부착하지 않는다.

그러나, 방전이 끝나면, 도 9에 나타낸 바와 같은 셀프 바이어스 인가상태가 소멸하고, 그에 따라, 미립자는 기판으로 떨어져, 형성되는 면(피(被)형성면)에 부착한다. 또한, 정전기에 의해 미립자가 기판의 표면(형성되는 면의 표면)에 부착한다.

이 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태에 따르면, 플라즈마 CVD법에 의해 규소막을 성막하는 방법으로서, 감압 체임버 내에 방전용 비(非)규화물 가스를 공급하는 제1 단계, 상기 감압 체임버 내에 고주파 에너지를 공급하여 고주파 방전을 일으키는 제2 단계, 상기 감압 체임버 내에 규화물 가스를 공급하는 동시에, 상기 비규화물 가스의 공급을 중지시키는 제3 단계, 및 상기 규화물 가스를 고주파 분해하여 규소막을 형성하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 방법이 제공된다.

규소막으로서는 비정질 규소막이 일반적이지만, 미(微)결정 규소막 또는 결정성 규소막일 수도 있다.

상기 구성에서는, 제2 단계에서의 감압 체임버 내의 압력과 제4 단계에서의 감압 체임버 내의 압력을 동일하게 하는 것이 중요하다. 이것은 성막을 개시하는 단계에서의 방전의 안정성을 확보하기 위한 것이다.

제2 단계에서의 감압 체임버 내의 압력과 제4 단계에서의 감압 체임버 내의 압력이 다르면, 성막 개시 시에(즉, 제4 단계의 초기 상태에서) 방전 상태가 변화하여, 방전이 불안정하게 되는 상태가 형성된다.

불안정한 방전 상태는 재현성이 매우 불량하고, 그의 지속 시간이 로트(lot)마다 다르게 된다. 이것은 형성되는 막의 두께의 불균일의 원인이 된다.

상기 구성에서는, 일반적으로, 비규화물 가스로서 수소가 선택되고, 규화물 가스로서 실란이 선택된다. 디실란과 같은 다른 규화물이 규화물 가스로서 사용될 수도 있다. 디보란 또는 포스핀과 같은 도핑 가스를 규화물 가스에 미량 첨가한 가스가 사용될 수도 있다.

비규화물 가스는 규소를 함유하지 않은 방전 가스이다. 수소 이외에 헬륨이 비규화물 가스로 사용될 수도 있다. 이 비규화물 가스는 쉽게 이온화되어, 방전이 쉽게 일어나는 것이 중요하다. 또한, 비규화물 가스가 규소막에 함유된 때라도, 막질에 나쁜 영향을 미치지 않는 것이 중요하다.

상기 구성에서, 제2 단계의 방전 개시로부터 방전이 안정화될 때까지의 최장 시간 t와 제4 단계에서의 성막 시간 T가 10t ≥T의 관계를 만족시킬 때 본 발명의 효과가 크게 될 수 있다.

예를 들어, 성막 시간이 충분히 긴 경우에는, 방전 개시 시의 불안정한 방전 상태의 지속 시간의 불균일이 막 두께에 큰 영향을 미치지 않는다. 이 경우는, 본 명세서에 개시된 발명이 사용되더라도, 그다지 큰 효과가 얻어질 수 없다.

그러나, 10t ≥T의 관계가 만족되는 박막이 형성되는 경우에는, 방전 개시 시의 불안정한 방전 상태의 지속 시간의 불균일이 막 두께에 큰 영향을 미친다. 따라서, 본 명세서에 개시된 발명을 사용하고 성막 단계로부터 방전 개시 시의 영향을 배제하는 것이 매우 효과적이다.

제2 단계에서의 방전 개시로부터 방전이 안정하게 될 때까지의 최장 시간 t는, 여러 번의 방전이 실시될 때 얻어지는 불안정한 방전 시간의 불균일한 값들 중에서 선택된 가장 큰 값을 의미한다.

예를 들어, 10회의 방전이 실시되는 경우, 방전 개시로부터 방전이 안정하게 될 때까지의 시간(방전이 불안정한 시간)은 4∼7초의 범위에서 불균일한 것으로 추정된다. 이 경우, 시간 t로서 7초가 선택된다.

본 발명의 다른 양태에 따른 성막 방법은, 감압 체임버 내에 방전용 비(非)생성물 가스를 공급하는 제1 단계, 상기 감압 체임버 내에 전자기(電磁氣) 에너지를 공급하여 방전을 일으키는 제2 단계, 상기 감압 체임버 내에 생성물 가스를 공급하는 동시에, 상기 비생성물 가스의 공급을 중지시키는 제3 단계, 및 상기 전자기 에너지에 의해 상기 생성물 가스를 분해시켜 박막을 형성하는 제4 단계를 포함한다.

상기 구성에서, 비생성물 가스로서 수소가 사용될 수 있고, 전자기 에너지로서는 MHz 내지 GHz 대역으로부터 선택된 주파수를 갖는 고주파 에너지가 사용될 수 있다.

이 경우, 전자기 에너지 공급방법으로서는, 실시예에서 나타낸 것과 같은 평행 평판형에 한정되는 것은 아니다.

생성물 가스로서는 실란을 사용하여 규소막을 형성하는 경우의 예를 들 수 있다. 그러나, 다른 반도체막 또는 절연막을 형성하는 경우를 들 수도 있다.

본 명세서에 개시된 발명의 또 다른 양태에서는, 기판이 배치된 전극에 인가되는 셀프 바이어스가 방전 종료 시점에 소멸하고, 그것에 기인하여 기판의 표면에 미립자가 부착하는 현상을 주목한다.

따라서, 본 명세서에 개시된 발명에서는, 성막 종료 후에도 방전이 지속되도록 하는 상태로 한다. 그래서, 분위기 중에 존재하는 모든 미립자가 배출된 후에 방전이 중지되어, 막의 표면에 미립자가 부착하는 것을 방지한다.

즉, 성막 종료 후에 미립자가 배출될 때까지, 도 9에 나타낸 바와 같이 셀프 바이어스가 형성된 상태를 유지하도록 한다.

상기 상태를 실현하기 위해, 본 명세서에 개시된 발명에서는, 고주파 방전이 지속되는 상태에서, 분위기를 성막 가스로부터 방전 가스로 바꾼다.

이렇게 함으로써, 성막 가스의 공급이 끝나고 성막이 끝난 후라도, 방전이 계속될 수 있고, 방전 중에, 도 9에 나타낸 바와 같은 바이어스 상태가 유지되는 상태가 지속될 수 있다.

잠시 동안 이 상태를 지속함으로써, 분위기 내의 부(負)로 대전(帶電)된 미립자가 기판에 부착하지 못하게 하면서 외부로 배출된다. 미립자가 외부로 배출된 상태에서, 즉, 분위기가 바뀐 상태에서, 고주파 방전이 중지되고, 방전 가스의 공급도 중지된다. 이로써, 형성되는 막의 표면에 미립자가 부착하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 성막 가스는, 형성되는 막의 성분을 함유하고, 또한 미립자를 구성하는 성분을 함유하는 가스를 의미한다. 성막 가스의 종류로는, 규소막이 형성되는 경우, 실란 및 디실란을 들 수 있고, 경질 탄소 피막이 형성되는 경우에는, 메탄을 들 수 있다.

방전 가스는, 그 자체로는 성막 또는 미립자 형성에 기여하지 않고, 단지 방전을 일으키고 플라즈마 형성에 기여하는 가스를 의미한다. 방전 가스로는, 수소 가스 및 헬륨 가스를 들 수 있다.

형성되는 막의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니고, 일반적인 반도체막 및 절연막을 들 수 있다. 형성되는 막은 화합물 막일 수도 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따른 성막 방법은, 성막 가스가 공급된 상태에서 고주파 방전을 일으켜 플라즈마를 형성하여 막을 형성하는 제1 단계와, 상기 성막 가스를 방전 가스로 대체하고 계속 고주파 방전을 일으켜 성막 없이 플라즈마를 형성하는 제2 단계를 포함한다.

상기 구성에서, 제1 단계에서의 분위기 내의 압력과 제2 단계에서의 분위기 내의 압력을 일정하게 유지하는 것이 중요하다. 이것은 플라즈마가 형성되는 조건을 변화시키지 않도록 하기 위한 것이다.

예를 들어, 분위기 내의 압력이 급격히 변화하면, 아크 방전과 같은 돌발적인 방전이 일어나, 형성되는 막의 막질이 크게 손상될 수 있다. 그러한 것을 피하기 위해, 상기한 바와 같이, 분위기 내의 압력이 제1 단계와 제2 단계에서 일정하게 유지되도록 한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 성막 가스가 공급된 상태에서 고주파 방전을 일으켜 플라즈마를 형성하여 막을 형성하는 제1 수단과, 상기 성막 가스를 방전 가스로 대체하고 계속 고주파 방전을 일으켜 성막 없이 플라즈마를 형성하는 제2 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치가 제공된다.

상기 구성에서, 제1 수단에서의 분위기 내의 압력과 제2 수단에서의 분위기 내의 압력을 일정하게 유지하는 수단을 포함하는 것이 중요하다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 평행 평판형 전극들 사이에 고주파 방전을 일으키고 플라즈마 기상 반응에 의해 성막하는 방법으로서, 이 성막 방법은, 형성되는 표면에 셀프 바이어스가 인가된 상태에서 성막 가스의 공급을 중지하고, 동시에, 방전 가스를 공급하여, 성막 종료 후에도, 형성되는 표면에 셀프 바이어스가 인가된 상태를 유지하는 기상 반응법인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 평행 평판형 전극들 사이에 고주파 방전을 일으키고 플라즈마 기상 반응에 의해 성막하는 장치로서, 이 성막 장치는, 형성되는 표면에 셀프 바이어스가 인가된 상태에서 성막 가스의 공급을 중지하고, 동시에, 방전 가스를 공급하여, 성막 종료 후에도, 형성되는 표면에 셀프 바이어스가 인가된 상태를 유지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시형태를 설명한다.

플라즈마 CVD법에 의한 비정질 규소막의 성막의 경우, 성막 개시 전에 수소 가스를 체임버 내에 공급하고, 방전을 일으킨다. 이 상태에서는, 성막이 아직 행해져 있지 않다.

그리고, 방전이 안정된 단계에서, 성막 가스로서 실란을 체임버 내에 공급한다. 동시에, 수소 가스의 공급을 중지한다. 안정한 방전에 의해 실란이 분해되어 비정질 규소막을 형성한다.

이렇게 함으로써, 방전 개시 시의 불안정성이 제거될 수 있다. 항상 방전이 안정된 상태에서 성막이 이루어질 수 있다.

이 방법에서는, 성막의 개시가 로트(lot)마다 변하지 않고, 성막이 동일 타이밍으로 개시될 수 있다. 또한, 방전 개시 시에 사용된 수소 가스가 막질에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있다.

특히 얻어진 비정질 규소막이 결정화되는 경우에는, 상기 막에 수소가 함유되는 것을 방지하는 것이 매우 중요하다.

결정화 방법으로서는, 가열에 의한 방법 또는 레이저광 또는 강광의 조사(照射)에 의한 방법이 있으나, 어느 경우라도, 비정질 규소막에 함유된 과잉 수소의 존재는 결정화를 방해하는 것으로 판명되어 있다.

따라서, 결정화 공정이 뒤따르는 경우, 상기한 바와 같이, 실란 가스 공급 개시와 동시에 수소 가스 공급을 중지하여, 수소가 막에 혼입되는 것을 방지하는 것이 중요하다.

또한, 성막 가스로서 실란을 사용한 플라즈마 CVD법에 의한 비정질 규소막의 성막에 있어서는, 성막 종료 시에 실란 가스가 수소 가스로 대체된다. 이 때, 고주파 방전은 지속된 상태로 한다.

이렇게 함으로써, 성막 종료 후에라도, 부(負)의 셀프 바이어스가 형성되는 면에 인가된 상태를 유지하는 것이 가능하다. 부로 대전된 반응 생성물로서의 미립자가 분위기 바깥으로 배출될 때까지 수소 가스에 의한 방전을 잠시 동안 계속하여, 형성되는 면에 미립자가 부착하는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

[실시예 1]

(성막 장치의 설명)

먼저, 본 발명의 실시예들에서 사용된 성막 장치의 개요를 설명한다. 도 1은 비정질 규소막을 성막하기 위한 플라즈마 CVD 장치를 개략적으로 나타낸다.

이 장치는 스테인리스로 만들어진 감압(減壓) 체임버(10)의 내부에 한 쌍의 평행 평판형 전극(12, 15)을 포함한다.

접지 전위에 접속된 한쪽 전극(12)상에 기판(시료)(11)이 배치되고, 다른쪽 전극(15)에는 고주파 전원(16)이 접속되어 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 전극(15)과 고주파 전원(16) 사이에는 매칭(matching) 회로가 배치되어 있다.

고주파 전원(16)은 요구되는 출력의 고주파 전력을 발생하는 기능을 한다. 고주파 전력의 주파수로서는, 일반적으로 13.56 MHz가 사용된다. 물론, 다른 주파수가 사용될 수도 있다. 그러나, 그 주파수는 도 9에 나타낸 바와 같은 셀프 바이어스가 형성되는 조건을 만족해야 한다.

감압 체임버(10)에는, 그 체임버의 내부에 가스를 공급하기 위한 가스 공급계(17, 18)가 제공되어 있다. 부호 17은 실란 가스를 공급하기 위한 가스 공급계를 나타내고, 18은 수소 가스를 공급하기 위한 가스 공급계를 나타낸다.

또한, 감압 체임버(10)에는, 그 체임버의 내부를 요구되는 감압 상태로 배기시키기 위한 배기 펌프(14)를 구비한 배기계(13)가 제공되어 있다.

도시되지 않았지만, 감압 체임버(10)에는, 외부로부터 장치 내로 기판을 반입하기 위한 도어가 설치되어 있다.

본 실시예에서는, 면적이 490 cm²인 직사각형 전극이 배치되어 있다. 13.56 MHz의 주파수와 20 W의 출력을 갖는 고주파 전력이, 도시되지 않은 매칭 회로를 통해 고주파 전원(16)으로부터 전극(15)에 공급된다.

(비정질 규소막의 성막 방법)

여기서는, 본 명세서에 개시된 방법을 이용하여 비정질 규소막을 성막하는 경우의 예를 설명한다.

먼저, 감압 체임버(10)에 설치된 도어(도시되지 않음)를 열고, 그 체임버 내에 기판(11)을 반입한다. 그 기판(11)은 접지 전위에 접속된 전극(12)상에 배치된다.

그 다음, 도어(도시되지 않음)를 닫고, 감압 체임버(10)를 기밀(氣密) 상태로 한다. 그 다음, 배기 펌프(14)를 작동시켜 감압 체임버(10) 내부를 감압 상태로 한다.

여기서, 도시되지 않은 가스 공급계로부터 질소 가스를 공급하여 감압 체임버 내의 불순물을 제거하고, 그 감압 체임버의 내부에 질소 가스를 일단 채운 다음, 그 감압 체임버의 내부를 감압 상태로 하는 것이 바람직하다.

이 단계에서는, 감압 체임버(10)의 내부를 가능한 최고 진공 상태로 하는 것이 바람직하다.

그 다음, 도 2(A)에 나타낸 타이밍 차트에 따라, 기판(11)상에 비정질 규소막을 성막한다.

먼저, 감압 체임버(10)의 내부를 초고(超高) 진공 상태(가능한 최고 배출이 행해진 상태)로 한다. 그 다음, 가스 공급계(18)로부터 100 sccm의 유량으로 수소 가스를 공급한다. 이 상태에서, 감압 체임버(10)내의 압력은 0.5 Torr가 된다(유량과 압력의 관계는 감압 체임버의 체적 및 배기 펌프의 용량에 좌우된다).

감압 체임버(10)내의 압력이 소정 값으로 된 상태에서, 고주파 전원(16)으로부터 고주파 전력(20 W의 출력)을 공급한다.

이때, 방전 개시 시의 불안정한 방전 상태가 지속되는 시간(t₂로 나타냄)은 로트(lot)마다 불균일하게 된다.

시간 t₂는 약 2초 내지 8초의 범위 내에서 불균일하게 된다. 따라서, 본 실시예에서는, 감압 체임버(10)에의 실란(SiH₄)의 공급을 방전 개시로부터 10초 후에 개시한다.

이렇게 함으로써, 방전이 틀림없이 안정하게 된 후에 감압 체임버(10)내에 실란을 공급할 수 있다.

실란 공급 개시와 동시에 수소 공급을 중지한다. 이때, 감압 체임버(10) 내부에 공급되는 가스의 전체 양이 변화하지 않도록, 실란 공급 개시 타이밍, 실란의 유량이 안정되기까지의 시간, 수소 공급 중지 타이밍, 및 수소의 유량이 변경되는 시간을 설정하는 것이 중요하다.

이렇게 함으로써, 수소 가스 공급으로부터 실란 가스 공급으로 전환될 때의 분위기 내의 압력 변화를 방지할 수 있다.

성막의 종료는 고주파 전력의 공급을 중지하여 방전을 중지시킴으로써 행해진다.

도 2(A)에 나타낸 바와 같은 타이밍 차트가 채택되는 경우, 실란 공급 단계에서 방전을 안정화시키는 것이 가능하다. 따라서, 성막 시간이 로트마다 불균일하게 되는 문제를 해결할 수 있다.

본 실시예에서는, 실란 가스 공급을 개시하는 단계에서 수소 가스 공급을 중지한다. 이것은, 형성되는 비정질 규소막에 과잉 수소가 취입됨으로써 야기되는 비정질 규소막의 막질 저하를 억제하기 위한 것이다.

도 2(A)에 나타낸 성막 방법은, 방전 개시 타이밍을 성막 개시 타이밍으로부터 이동(시프트)시켜 방전 개시 시의 불안정성이 성막에 영향을 미치지 않도록 한 것을 특징으로 한다.

그러한 성막 방법은, 방전 개시로부터 방전이 안정될 때까지의 최장 시간 t가 성막 시간 T의 10% 이상인 경우에 효과적으로 된다.

즉, 이 방법은, 성막 시간이 짧고 방전 초기 단계에서의 불안정성이 성막 시간에 대하여 무시될 수 없는 시간 동안 지속되는 경우에 효과적으로 된다.

[실시예 2]

여기서는, 본 명세서에 개시된 다른 방법을 이용하여 비정질 규소막을 성막하는 경우의 예를 설명한다.

먼저, 감압 체임버(10)에 설치된 도어(도시되지 않음)를 열고, 이 감압 체임버(10)내로 기판(11)을 반입한다. 기판(11)은 접지 전위에 접속된 전극(12)상에 배치된다.

그 다음, 도어를 닫고, 감압 체임버(10)를 기밀 상태로 한다. 그 다음, 배기 펌프(14)를 작동시켜 감압 체임버(10) 내부를 감압 상태로 한다.

여기서, 감압 체임버(10) 내의 불순물을 제거하기 위해, 도시되지 않은 공급계로부터 질소 가스를 공급하여 일단 감압 체임버 내부를 질소 가스로 채운 다음, 감압 체임버(10) 내부를 감압 상태로 하는 것이 바람직하다. 이 단계에서는, 감압 체임버(10)의 내부를 가능한 최고 진공 상태로 하는 것이 바람직하다.

그 다음, 도 5에 나타낸 타이밍 차트에 따라, 기판(11)상에 비정질 규소막을 성막한다. 도 5에서, 부호 51은 성막 개시점을 나타내고, 52는 성막 종료점을 나타내고, 53은 방전 시간을 나타내고, 54는 성막 시간을 나타낸다.

먼저, 감압 체임버(10)의 내부를 초고(超高) 진공 상태(가능한 최고 배기가 행해진 상태)로 한다. 그 다음, 가스 공급계(17)로부터 100 sccm의 유량으로 실란 가스(SiH₄)를 공급한다. 본 실시예에서는, 이 조건에서, 감압 체임버(10)내의 압력이 0.5 Torr가 된다(유량과 압력의 관계는 감압 체임버의 체적 및 배기 펌프의 용량에 좌우된다).

그리고, 감압 체임버(10)내의 압력이 소정 값으로 된 상태에서, 고주파 전원(16)으로부터 고주파 전력(RF 전력)(20 W의 출력)을 공급한다. 고주파 전력의 공급이 개시되는 시점이 성막 개시점으로 간주될 수 있다.

성막의 종료는 실란 가스의 공급을 중지함으로써 행해진다. 여기서는, 실란 가스 공급 중지와 동시에, 수소 가스 공급이 가스 공급계(18)로부터 행해진다. 공급되는 수소 가스의 유량은 100 sccm으로 한다. 이 값은 가스의 전환에 기인한 감압 체임버 내의 압력 변화가 가능한 한 작게 되도록 선택된다.

이렇게 함으로써, 방전이 지속된 상태(플라즈마가 생성된 상태)에서 성막을 정지시키는 것이 가능하다.

본 실시예에서는, 가스 전환에 기인한 압력 변화가 가능한 한 작도록 전환 타이밍이 설정된다.

여기서는, 실란 가스 중지에 기인한 과도 상태의 시간이 수소 가스 공급 개시에 기인한 과도 상태의 시간과 동등하도록 설정되고, 또한, 양 과도 상태가 서로 겹치도록 설정한다. 과도 상태의 시간은 2초이다.

실란 가스 공급이 중지된 때, 성막이 종료된다. 수소 가스에 의한 방전은 소정 시간 t₃ 동안 지속된다. t₃의 값은 감압 체임버의 체적 및 가스 공급 용량과, 배기계의 용량 등에 좌우된다.

t₃의 값을 감압 체임버 내의 가스가 대체되는 시간(t₃'로 표시된)보다 크게 하는 것이 중요하다. 즉, t₃ > t₃'로 한다.

이렇게 함으로써, 방전이 중지된 상태에서 분위기 내에 미립자가 존재하지 않는 상태로 할 수 있고, 또한, 형성되는 막의 표면에 미립자가 부착하는 것을 방지할 수 있다.

t₃ > t₃'로 표시된 상기 관계가 만족되지 않으면, 방전이 중지된 후에 미립자가 분위기 내에서 부유하는 상태가 실현되어, 미립자가 막의 표면에 부착하게 된다. 이 경우, 본 발명의 효과가 얻어질 수 없다.

방전을 중지시킨 후에, 수소 가스의 공급을 중지한다. 이렇게 하여, 성막 공정이 종료된다.

도 5에 나타낸 성막 방법은, 성막 중지 타이밍을 방전 중지 타이밍으로부터 이동(시프트)시킨 것에 특징이 있다. 즉, 성막이 끝난 후라도, 성막에 영향을 주지 않는 플라즈마의 형성이 지속되도록 방전을 지속시켜, 도 9에 나타낸 바와 같은 셀프 바이어스가 형성되게 한다.

이렇게 함으로써, 성막 종료 후에 미립자가 막에 부착하는 것을 방지할 수 있다.

[실시예 3]

본 실시예에서는, 실시예 1 또는 실시예 2에 나타낸 비정질 규소막의 성막 방법을 이용하여 박막트랜지스터를 제조하는 공정을 설명한다.

도 3(A) 내지 도 3(D)는 본 실시예의 제조공정을 나타낸다. 먼저, 도 3(A)에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(101)상에 하지막(下地膜)으로서 두께 300 nm의 산화규소막(102)을 플라즈마 CVD법에 의해 성막한다.

그 다음, 실시예 1 또는 실시예 2에 나타낸 방법에 의해, 두께 50 nm의 비정질 규소막(103)을 성막한다. 이렇게 하여, 도 3(A)에 나타낸 상태가 얻어진다.

그 다음, 레이저광 조사를 행하여 비정질 규소막(103)을 결정화한다. 비정질 규소막을 결정화하는 방법으로서는, 가열에 의한 방법과, 가열과 강광 조사의 조합에 의한 방법, 가열과 레이저광 조사의 조합에 의한 방법 등이 이용될 수도 있다.

그 다음, 이렇게 하여 얻어진 결정성 규소막을 패터닝하여, 도 3(B)에 부호 104로 나타낸 패턴을 얻는다. 그리고, 게이트 절연막으로 기능하는 두께 100 nm의 산화규소막(105)을 플라즈마 CVD법에 의해 형성한다.

그리고, 두께 400 nm의 알루미늄 막을 스퍼터링법에 의해 형성한다. 이 알루미늄 막을 레지스트 마스크(107)를 사용하여 패터닝한다. 이렇게 하여, 부호 106으로 나타낸 패턴이 얻어진다. 이 패턴(106)은 후에 게이트 전극을 형성하는 베이스가 된다. 이렇게 하여, 도 3(B)에 나타낸 상태가 얻어진다.

그 다음, 레지스트 마스크(107)를 잔존시킨 상태에서 알루미늄 패턴(106)을 양극으로 한 양극산화를 행한다. 여기서는, 3 체적%의 수산을 함유한 수용액을 전해용액으로 사용하고, 알루미늄 패턴(106)을 양극으로 하고 백금을 음극으로 하여 양극산화를 행한다.

이 공정에서는, 레지스트 마스크(107)가 존재하기 때문에, 양극산화막(108)이 도 3(C)에 나타낸 바와 같은 상태로 알루미늄 패턴(106)의 측면에 형성된다. 이 양극산화막의 막 두께는 400 nm로 한다. 이 공정에서 형성된 양극산화막은 다공질 막이다.

도 3(C)에 나타낸 상태가 얻어진 후, 레지스트 마스크(107)를 제거한다. 그 다음, 양극산화를 다시 행한다. 여기서는, 3 체적%의 주석산을 함유한 에틸렌 글리콜 용액을 암모니아수로 중화한 것을 전해용액으로 사용한다.

이 공정에서는, 전해용액이 다공질 양극산화막(108)의 내부로 침입하기 때문에, 도 3(D)에 나타낸 바와 같이 양극산화막(109)이 형성된다. 이 양극산화막(109)의 두께는 70 nm로 한다. 여기서, 부호 110으로 나타낸 패턴이 게이트 전극이 된다.

이 공정에서 형성된 양극산화막(109)은 치밀한 막질을 갖는 막이 된다. 이렇게 하여, 도 3(D)에 나타낸 상태가 얻어진다.

그 다음, 도 4(A)에 나타낸 상태에서 불순물 원소의 도핑을 행한다. 여기서는, N채널형 TFT를 제조하기 위해, 플라즈마 도핑법에 의해 인의 도핑을 행한다.

여기서는, 인 이온을 함유한 플라즈마로부터 전계에 의해 인 이온을 추출하고 그 이온을 전기적으로 가속하여 도핑을 행하는 플라즈마 도핑법이 사용된다. 그러나, 질량 분리를 행한 후에 인 이온을 전기적으로 가속하여 주입하는 인 주입법이 도핑 수단으로 사용될 수도 있다.

이 도핑은 통상의 소스 및 드레인 영역을 형성하는 조건으로 행해진다. 이렇게 하여, 도 4(A)에 나타낸 바와 같이 영역(111, 115)에 자기정합적으로 인의 도핑이 행해진다. 여기서, 영역(111)은 소스 영역이 되고, 영역(115)은 드레인 영역이 된다.

그 다음, 다공질 양극산화막(108)을 제거하고, 도 4(B)에 나타낸 상태를 얻는다. 그 다음, 플라즈마 도핑법에 의해 인의 도핑을 다시 행한다.

이 도핑은 도 4(A)에 나타낸 상태에서 행해진 이전의 도핑에 비하여 저농도 도핑의 조건으로 행해진다.

이 공정에서, 저농도 불순물 영역(112, 114)이 자기정합적으로 형성된다. 부호 113으로 나타낸 영역이 채널 형성 영역으로 획정(劃定)된다(도 4(B)). 여기서, 저농도 불순물 농도란, 도펀트(이 경우에는, 인)의 농도가 소스 영역(111) 및 드레인 영역(115)의 것보다 낮다는 것을 의미한다.

도핑이 끝난 후에, 레이저광 조사를 행하여, 도핑이 행해진 영역의 결정성을 개선하고 도펀트를 활성화한다. 여기서는, 레이저광 조사를 행하는 예를 나타내지만, 강광 조사 방법이 사용될 수도 있다.

그 다음, 도 4(C)에 나타낸 바와 같이, 두께 150 nm의 질화규소막(116)을 플라즈마 CVD법에 의해 형성하고, 또한, 두께 400 nm의 산화규소막(117)을 플라즈마 CVD법에 의해 형성한다.

그리고, 아크릴 수지를 도포하여 수지막(118)을 형성한다. 수지막을 이용하면, 그 막의 표면이 평탄하게 될 수 있다. 아크릴 수지 외에, 폴리이미드, 폴리이미드 아미드, 폴리아미드, 에폭시 등의 수지 재료가 사용될 수도 있다.

그 다음, 콘택트 홀을 형성하고, 소스 전극(119) 및 드레인 전극(120)을 형성한다. 이렇게 하여, TFT가 완성된다.

본 실시예에서는, 기판으로서 유리 기판을 사용한 예를 나타내었지만, 유리 기판 이외에, 석영 기판, 절연막이 형성된 반도체 기판, 또는 절연막이 형성된 금속 기판이 사용될 수도 있다(이들 기판을 절연 표면을 가진 기판이라 총칭한다).

본 실시예에서는, TFT의 활성층을 구성하는 반도체 막이 결정성 규소막인 경우를 나타냈지만, 활성층이 비정질 규소막으로 구성될 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는, 게이트 전극으로서 알루미늄이 사용된 경우의 예를 나타냈지만, 규소 재료 및 실리사이드 재료와 같은 다른 재료, 및 적당한 금속 재료가 사용될 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는, 게이트 전극이 활성층 위에 위치된 톱 게이트형 TFT의 예를 설명했지만, 게이트 전극이 활성층 아래에 위치된 보텀 게이트형 TFT가 사용될 수도 있다.

[실시예 4]

본 실시예는 실시예 2에 나타낸 구성을 더욱 개선한 경우의 예를 나타낸다.

본 실시예에서는, 도 6에 나타낸 타이밍 차트에 따라 성막을 행한다. 도 6에서, 부호 61은 성막 개시점을 나타내고, 62는 성막 종료점을 나타내고, 63은 성막 시간을 나타내고, 64는 방전 시간을 나타낸다. 도 6에 나타낸 타이밍 차트에서 중요한 것은, 성막 종료 후(즉, 실란 가스 공급 중지 후)의 방전에서 방전 전력을 단계적으로 감소(계단식으로 감소)시키는 것이다.

이렇게 함으로써, 체임버의 내벽에 부착된 미립자가 분위기 내로 방출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 형성된 막에 플라즈마 손상이 가해지는 것을 방지할 수 있다.

여기서는, 20 W의 방전 전력을 성막 종료 후(실란 가스 공급 중지 후)에 5 W로 저하시키는 예를 나타내었다.

방전 전력의 변화 방법은 단계적으로 행해질 수 있다. 또한, 연속 변화가 채택될 수도 있다. 또한, 단계적 변화와 연속 변화의 결합이 채택될 수도 있다.

[실시예 5]

본 실시예는 실시예 2에 나타낸 구성에서 방전 개시를 고려한 구성에 관한 것이다. 즉, 본 실시예는 실시예 1과 실시예 2의 조합 구성에 관한 것이다.

실시예 2에서 설명되고 도 5에 나타낸 타이밍으로 성막을 행한 경우, 방전 개시와 성막 개시는 일치한다. 즉, 이 경우, 방전을 개시함으로써 성막이 개시된다. 바꿔 말하면, 플라즈마 생성의 개시와 동시에 성막이 개시된다.

그러나, 전극 구조 등의 차이에 따라, 방전 개시 시에 방전 상태가 불안정한 기간이 수 초 지속되는 경우가 있다. 이 문제를 억제하기 위해, 본 실시예에서는, 먼저, 분위기를 방전 가스로 만들고, 이 상태에서 방전을 행한다. 그 다음, 가스를 성막 가스로 변경하고, 방전이 지속되는 상태에서 성막을 행한다.

비정질 규소막을 형성하는 경우, 방전 가스로서 수소가 사용되고, 성막 가스로서 실란이 사용된다.

도 7은 본 실시예에서의 성막이 행해지는 경우의 타이밍 차트를 나타낸다. 부호 71은 성막 개시점을 나타내고, 72는 성막 종료점을 나타낸다. 또한, 본 실시예에서는, 가스 변경에 기인한 분위기의 압력 변화는 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하다.

도 7에 나타낸 타이밍으로 성막을 행하는 경우, 방전 개시 시의 t₄로 나타낸 기간에서의 방전 불안정성이 성막에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는, 성막 개시 직전과 성막 종료 직후에 방전만을 발생하기 위해(플라즈마만을 발생하기 위해) 방전 가스로서의 수소 가스가 도입된다.

이렇게 함으로써, 방전 개시 시의 불안정성이 성막에 악영향을 미치는 것을 방지하고, 성막 후에 미립자가 막의 표면에 부착하는 것을 방지하는 것이 가능하다.

[실시예 6]

본 실시예는, DLC 막(Diamond-Like Carbon 막)으로 대표되는 경질 탄소(hard carbon) 막을 형성하는 경우의 예를 나타낸다.

경질 탄소막의 종류로서는, DLC 막 이외에도 다양한 종류가 존재하고, 그의 분류방법 또는 평가방법은 정해지지 않았다. 그래서, 본 실시예에서는, 보호막 또는 내마모성을 갖는 피막으로서 이용되는 탄소막을 경질 탄소막이라 총칭한다.

경질 탄소막을 형성하는 경우, 강한 셀프 바이어스를 이용하여 탄소 이온을 형성되는 면에 부딪치게 하도록 함으로써 성막을 행하는 방법이 사용된다.

그러한 성막 방법에서는, 형성되는 면이 도 1에 나타낸 바와 같은 플라즈마 CVD 장치의 고주파 전원(16)에 접속된 전극(15)측에 배치된다. 즉, 기판(11)(또는 그 대신 기체(基體))이 전극(15)측에 배치된다.

그러한 구성에서도, 본 명세서에 개시된 발명이 유용하다. 즉, 도 5에 나타낸 타이밍 차트에 따라 성막을 행하는 경우, 형성되는 막의 표면에 미립자가 부착하는 것을 방지할 수 있다.

이 경우도, 성막 종료 후에, 플라즈마 형성에 따른 셀프 바이어스가 형성되는 면에 인가된 상태로 하고, 또한 체임버 내의 분위기가 대체된 상태에서 방전을 중지시켜, 형성되는 면에 미립자가 부착하는 것을 방지할 수 있다.

[실시예 7]

본 실시예는 본 명세서에 개시된 발명이 연속 성막에 사용되는 경우를 나타낸다.

다수의 성막 체임버가 직렬 또는 병렬로 연결된 멀티체임버형 성막 장치에서, 상이한 막들을 다층으로 적층하는 경우, 하층이 되는 막 상에 잔존하는 미립자의 존재가 특히 문제로 된다.

그래서, 예를 들어, 실시예 2에 나타낸 바와 같은 방법을 각각의 성막에서 실행한다. 이렇게 함으로써, 상기한 문제가 해결될 수 있다.

이상의 설명에서는, 실시예 1 또는 실시예 2를 기본으로 그의 변형을 설명하였으나, 각각의 실시예가 필요에 따라 조합될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 명세서에 개시된 발명을 이용함으로써, 성막 개시 시의 방전 불안정성에 기인한 문제를 해결할 수 있고, 로트(lot)마다의 막 두께의 불균일을 시정할 수 있다.

또한, 본 명세서에 개시된 발명을 이용함으로써, 플라즈마 CVD법에서 성막 시에 발생하는 반응 생성물인 미립자의 존재가 형성되는 박막의 막질에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 플라즈마 CVD 장치의 개요를 나타내는 도면.

도 2(A) 및 도 2(B)는 성막 시의 타이밍 차트를 나타내는 도면.

도 3(A)∼도 3(D)는 TFT 제작공정을 나타내는 도면.

도 4(A)∼도 4(C)는 TFT 제작공정을 나타내는 도면.

도 5는 가스 공급과 고주파(RF) 전력 공급의 타이밍을 나타내는 도면.

도 6은 가스 공급과 고주파(RF) 전력 공급의 타이밍을 나타내는 도면.

도 7은 가스 공급과 고주파(RF) 전력 공급의 타이밍을 나타내는 도면.

도 8은 종래 기술에 있어서의 가스 공급과 고주파(RF) 전력 공급의 타이밍을 나타내는 도면.

도 9는 고주파(RF) 방전 중의 셀프 바이어스(self-bias)의 상태를 나타내는 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 감압 체임버11: 기판(시료)12, 15: 전극

13: 배기계14: 배기 펌프16: 고주파 전원

17, 18: 가스 공급계101: 유리 기판102: 산화규소막

103: 비정질 규소막104: 패턴105: 산화규소막

106: 알루미늄 패턴107: 레지스트 마스크110: 게이트 전극

111: 소스 영역112, 114: 저농도 불순물 영역

113: 채널 형성 영역115: 드레인 영역116: 질화규소막

117: 산화규소막118: 수지막119: 소스 전극

120: 드레인 전극

Claims (20)

1. 체임버 내에 수소 가스를 공급하는 단계;

   상기 체임버 내에 고주파 에너지를 공급하여, 고주파 방전에 의해 상기 수소 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 단계;

   상기 수소 가스를 공급할 때와 동일한 유량으로 상기 체임버 내에 반응성 가스를 공급하는 단계; 및

   상기 고주파 에너지를 이용하여 상기 반응성 가스를 분해시킴으로써 상기 체임버 내에서 기판 위에 반도체막을 형성하는 단계를 포함하고;

   상기 수소 가스의 공급이 상기 반응성 가스의 공급 개시 시와 상기 반도체막의 형성 중에는 중지되고,

   상기 체임버 내에 공급된 가스들의 전체 유량이 상기 수소 가스로부터 상기 반응성 가스로의 전환 중에도 변화 없이 유지되고,

   상기 반도체막이 그 반도체막에 레이저광을 조사하는 것에 의해 결정화되고, 그 결정화된 반도체막이 박막트랜지스터를 제조하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
2. 기판 상에 하지막을 형성하는 단계;

   체임버 내에 수소 가스를 공급하는 단계;

   상기 체임버 내에 고주파 에너지를 공급하여, 고주파 방전에 의해 상기 수소 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 단계;

   상기 수소 가스를 공급할 때와 동일한 유량으로 상기 체임버 내에 반응성 가스를 공급하는 단계; 및

   상기 고주파 에너지를 이용하여 상기 반응성 가스를 분해시킴으로써 상기 체임버 내에서 상기 하지막 상에 반도체막을 형성하는 단계를 포함하고;

   상기 수소 가스의 공급이 상기 반응성 가스의 공급 개시 시와 상기 반도체막의 형성 중에는 중지되고,

   상기 체임버 내에 공급된 가스들의 전체 유량이 상기 수소 가스로부터 상기 반응성 가스로의 전환 중에도 변화 없이 유지되고,

   상기 반도체막이 그 반도체막에 레이저광을 조사하는 것에 의해 결정화되고, 그 결정화된 반도체막이 박막트랜지스터를 제조하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
3. 체임버 내에 공급된 고주파 에너지를 이용하여 반응성 가스를 분해시킴으로써 상기 체임버 내에서 기판 위에 반도체막을 형성하는 단계;

   상기 반응성 가스를 공급할 때와 동일한 유량으로 상기 체임버 내에 수소 가스를 공급하는 단계; 및

   상기 수소 가스에 상기 고주파 에너지를 공급하여, 고주파 방전에 의해 상기 체임버 내에 상기 수소 가스로부터의 플라즈마를 유지시키는 단계를 포함하고;

   상기 반응성 가스가 상기 수소 가스를 공급하는 단계 전 상기 반도체막의 형성 단계 중에 상기 체임버 내에 공급되고, 상기 수소 가스를 공급하는 단계가 상기 반응성 가스의 공급 중지와 동시에 개시되며,

   상기 체임버 내에 공급된 가스들의 전체 유량이 상기 반응성 가스로부터 상기 수소 가스로의 전환 중에도 변화 없이 유지되고,

   상기 반도체막이 그 반도체막에 레이저광을 조사하는 것에 의해 결정화되고, 그 결정화된 반도체막이 박막트랜지스터를 제조하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
4. 체임버 내에 방전 가스를 공급하는 단계;

   상기 체임버 내에 고주파 에너지를 공급하여, 고주파 방전에 의해 상기 방전 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 단계;

   상기 방전 가스를 공급할 때와 동일한 유량으로 상기 체임버 내에 반응성 가스를 공급하는 단계; 및

   상기 고주파 에너지를 이용하여 상기 반응성 가스를 분해시킴으로써 상기 체임버 내에서 기판 위에 반도체막을 형성하는 단계를 포함하고;

   상기 방전 가스의 공급이 상기 반응성 가스의 공급 개시 시와 상기 반도체막의 형성 중에는 중지되고,

   상기 체임버 내에 공급된 가스들의 전체 유량이 상기 방전 가스로부터 상기 반응성 가스로의 전환 중에도 변화 없이 유지되며,

   상기 방전 가스가 성막에는 기여하지 않고,

   상기 반도체막이 그 반도체막에 레이저광을 조사하는 것에 의해 결정화되고, 그 결정화된 반도체막이 박막트랜지스터를 제조하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
5. 체임버 내에 공급된 고주파 에너지를 이용하여 반응성 가스를 분해시킴으로써 상기 체임버 내에서 기판 위에 반도체막을 형성하는 단계;

   상기 반응성 가스를 공급할 때와 동일한 유량으로 상기 체임버 내에 방전 가스를 공급하는 단계; 및

   상기 방전 가스에 상기 고주파 에너지를 공급하여, 고주파 방전에 의해 상기 체임버 내에 상기 방전 가스로부터의 플라즈마를 유지시키는 단계를 포함하고;

   상기 반응성 가스가 상기 방전 가스를 공급하는 단계 전 상기 반도체막의 형성 단계 중에 상기 체임버 내에 공급되고, 상기 방전 가스를 공급하는 단계가 상기 반응성 가스의 공급 중지와 동시에 개시되며,

   상기 체임버 내에 공급된 가스들의 전체 유량이 상기 반응성 가스로부터 상기 방전 가스로의 전환 중에도 변화 없이 유지되고,

   상기 방전 가스가 성막에는 기여하지 않고,

   상기 반도체막이 그 반도체막에 레이저광을 조사하는 것에 의해 결정화되고, 그 결정화된 반도체막이 박막트랜지스터를 제조하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
6. 서로 연결된 다수의 체임버를 포함하는 멀티체임버 장치에서 다수의 상이한 막을 다층으로 형성하는 성막 방법으로서,

   상기 체임버들 중 한 체임버 내에 수소 가스를 공급하는 단계;

   상기 체임버들 중 상기 한 체임버 내에 고주파 에너지를 공급하여, 고주파 방전에 의해 상기 수소 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 단계;

   상기 수소 가스를 공급할 때와 동일한 유량으로 상기 체임버들 중 상기 한 체임버 내에 반응성 가스를 공급하는 단계; 및

   상기 고주파 에너지를 이용하여 상기 반응성 가스를 분해시킴으로써 상기 체임버들 중 상기 한 체임버 내에서 기판 위에 상기 상이한 막들 중 하나로서 반도체막을 형성하는 단계를 포함하고;

   상기 수소 가스의 공급이 상기 반응성 가스의 공급 개시 시와 상기 반도체막의 형성 중에는 중지되고, 상기 체임버들 각각이 상기 다수의 상이한 막들 중 적어도 하나를 형성하기 위한 체임버이고,

   상기 한 체임버 내에 공급된 가스들의 전체 유량이 상기 수소 가스로부터 상기 반응성 가스로의 전환 중에도 변화 없이 유지되고,

   상기 반도체막이 그 반도체막에 레이저광을 조사하는 것에 의해 결정화되고, 그 결정화된 반도체막이 박막트랜지스터를 제조하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
7. 서로 연결된 다수의 체임버를 포함하는 멀티체임버 장치에서 다수의 상이한 막을 다층으로 형성하는 성막 방법으로서,

   상기 체임버들 중 한 체임버 내에 공급된 고주파 에너지를 이용하여 반응성 가스를 분해시킴으로써 상기 체임버들 중 상기 한 체임버 내에서 기판 위에 상기 상이한 막들 중 하나로서 반도체막을 형성하는 단계;

   상기 반응성 가스를 공급할 때와 동일한 유량으로 상기 체임버들 중 상기 한 체임버 내에 수소 가스를 공급하는 단계; 및

   상기 수소 가스에 상기 고주파 에너지를 공급하여, 고주파 방전에 의해 상기 체임버들 중 상기 한 체임버 내에 상기 수소 가스로부터의 플라즈마를 유지시키는 단계를 포함하고;

   상기 반응성 가스가 상기 수소 가스를 공급하는 단계 전 상기 반도체막의 형성 단계 중에 상기 한 체임버 내에 공급되고, 상기 수소 가스를 공급하는 단계가 상기 반응성 가스의 공급 중지와 동시에 개시되며, 상기 체임버들 각각이 상기 다수의 상이한 막들 중 적어도 하나를 형성하기 위한 체임버이고,

   상기 한 체임버 내에 공급된 가스들의 전체 유량이 상기 반응성 가스로부터 상기 수소 가스로의 전환 중에도 변화 없이 유지되고,

   상기 반도체막이 그 반도체막에 레이저광을 조사하는 것에 의해 결정화되고, 그 결정화된 반도체막이 박막트랜지스터를 제조하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박막트랜지스터가 톱 게이트형 박막트랜지스터 또는 보텀 게이트형 박막트랜지스터인 것을 특징으로 하는 성막 방법.
9. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성막에 있어서의 타이밍이 10t ≥T (여기서, t는 방전 개시 시의 방전 불안정 상태에 대응하는 시간들 중에서 선택된 최장 시간이고, T는 상기 반도체막의 성막 시간이다)의 관계에 있는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
10. 박막트랜지스터를 제조하기 위한 성막 방법으로서,

    체임버 내에 방전 가스를 공급하는 단계;

    상기 체임버 내에 고주파 에너지를 공급하여, 고주파 방전에 의해 상기 방전 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 단계;

    상기 방전 가스를 공급할 때와 동일한 유량으로 상기 체임버 내에 반응성 가스를 공급하는 단계; 및

    상기 고주파 에너지를 이용하여 상기 반응성 가스를 분해시킴으로써 상기 체임버 내에서 절연 기판 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계를 포함하고;

    상기 방전 가스가 상기 반응성 가스를 공급하는 단계 중과 상기 게이트 절연막의 형성 중에는 공급되지 않고,

    상기 체임버 내에 공급된 가스들의 전체 유량이 상기 방전 가스로부터 상기 반응성 가스로의 전환 중에도 변화 없이 유지되고,

    상기 게이트 절연막이 산화규소로 된 것을 특징으로 하는 성막 방법.
11. 박막트랜지스터를 제조하기 위한 성막 방법으로서,

    체임버 내에 공급된 고주파 에너지를 이용하여 반응성 가스를 분해시킴으로써 상기 체임버 내에서 절연 기판 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계;

    상기 반응성 가스를 공급할 때와 동일한 유량으로 상기 체임버 내에 방전 가스를 공급하는 단계; 및

    상기 방전 가스에 상기 고주파 에너지를 공급하여, 고주파 방전에 의해 상기 체임버 내에 상기 방전 가스로부터의 플라즈마를 유지시키는 단계를 포함하고;

    상기 반응성 가스가 상기 방전 가스를 공급하는 단계 전 상기 게이트 절연막의 형성 단계 중에 상기 체임버 내에 공급되고, 상기 방전 가스를 공급하는 단계 중에는 공급되지 않으며,

    상기 체임버 내에 공급된 가스들의 전체 유량이 상기 반응성 가스로부터 상기 방전 가스로의 전환 중에도 변화 없이 유지되고,

    상기 게이트 절연막이 산화규소로 된 것을 특징으로 하는 성막 방법.
12. 박막트랜지스터를 제조하기 위한 성막 방법으로서,

    체임버 내에 방전 가스를 공급하는 단계;

    상기 체임버 내에 고주파 에너지를 공급하여, 고주파 방전에 의해 상기 방전 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 단계;

    상기 방전 가스를 공급할 때와 동일한 유량으로 상기 체임버 내에 반응성 가스를 공급하는 단계; 및

    상기 고주파 에너지를 이용하여 상기 반응성 가스를 분해시킴으로써 상기 체임버 내에서 절연 기판 위에 반도체막을 형성하는 단계를 포함하고;

    상기 방전 가스가 상기 반응성 가스를 공급하는 단계 중과 상기 반도체막의 형성 중에는 공급되지 않고,

    상기 체임버 내에 공급된 가스들의 전체 유량이 상기 방전 가스로부터 상기 반응성 가스로의 전환 중에도 변화 없이 유지되고,

    상기 방전 가스가 수소인 것을 특징으로 하는 성막 방법.
13. 박막트랜지스터를 제조하기 위한 성막 방법으로서,

    체임버 내에 공급된 고주파 에너지를 이용하여 반응성 가스를 분해시킴으로써 상기 체임버 내에서 절연 기판 위에 반도체막을 형성하는 단계;

    상기 반응성 가스를 공급할 때와 동일한 유량으로 상기 체임버 내에 방전 가스를 공급하는 단계; 및

    상기 방전 가스에 상기 고주파 에너지를 공급하여, 고주파 방전에 의해 상기 체임버 내에 상기 방전 가스로부터의 플라즈마를 유지시키는 단계를 포함하고;

    상기 반응성 가스가 상기 방전 가스를 공급하는 단계 전 상기 반도체막의 형성 단계 중에 상기 체임버 내에 공급되고, 상기 방전 가스를 공급하는 단계 중에는 공급되지 않으며,

    상기 체임버 내에 공급된 가스들의 전체 유량이 상기 반응성 가스로부터 상기 방전 가스로의 전환 중에도 변화 없이 유지되고,

    상기 방전 가스가 수소인 것을 특징으로 하는 성막 방법.
14. 박막트랜지스터를 제조하기 위한 성막 방법으로서,

    체임버 내에 방전 가스를 공급하는 단계;

    상기 체임버 내에 고주파 에너지를 공급하여, 고주파 방전에 의해 상기 방전 가스로부터 플라즈마를 발생시키는 단계;

    상기 방전 가스를 공급할 때와 동일한 유량으로 상기 체임버 내에 반응성 가스를 공급하는 단계; 및

    상기 고주파 에너지를 이용하여 상기 반응성 가스를 분해시킴으로써 상기 체임버 내에서 절연 기판 상에 하지막을 형성하는 단계를 포함하고;

    상기 방전 가스가 상기 반응성 가스를 공급하는 단계 중과 상기 하지막의 형성 중에는 공급되지 않고,

    상기 체임버 내에 공급된 가스들의 전체 유량이 상기 방전 가스로부터 상기 반응성 가스로의 전환 중에도 변화 없이 유지되고,

    상기 하지막이 산화규소로 된 것을 특징으로 하는 성막 방법.
15. 박막트랜지스터를 제조하기 위한 성막 방법으로서,

    체임버 내에 공급된 고주파 에너지를 이용하여 반응성 가스를 분해시킴으로써 상기 체임버 내에서 절연 기판 상에 하지막을 형성하는 단계;

    상기 반응성 가스를 공급할 때와 동일한 유량으로 상기 체임버 내에 방전 가스를 공급하는 단계; 및

    상기 방전 가스에 상기 고주파 에너지를 공급하여, 고주파 방전에 의해 상기 체임버 내에 상기 방전 가스로부터의 플라즈마를 유지시키는 단계를 포함하고;

    상기 반응성 가스가 상기 방전 가스를 공급하는 단계 전 상기 하지막의 형성 단계 중에 상기 체임버 내에 공급되고, 상기 방전 가스를 공급하는 단계 중에는 공급되지 않으며,

    상기 체임버 내에 공급된 가스들의 전체 유량이 상기 반응성 가스로부터 상기 방전 가스로의 전환 중에도 변화 없이 유지되고,

    상기 하지막이 산화규소로 된 것을 특징으로 하는 성막 방법.
16. 제 10 항, 제 11 항, 제 14 항, 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방전 가스가 수소인 것을 특징으로 하는 성막 방법.
17. 제 10 항, 제 11 항, 제 12 항, 제 13 항, 제 14 항, 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응성 가스가 실란인 것을 특징으로 하는 성막 방법.
18. 제 10 항, 제 11 항, 제 12 항, 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박막트랜지스터가 보텀 게이트형 박막트랜지스터인 것을 특징으로 하는 성막 방법.
19. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 반도체막의 두께가 50 nm 이하인 것을 특징으로 하는 성막 방법.
20. 제 1 항 내지 제 7 항, 제 12 항, 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반도체막이 비정질 규소막인 것을 특징으로 하는 성막 방법.