KR0114868Y1 - Ion implantation equipment - Google Patents

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신동선
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김주용
현대전자산업주식회사
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Abstract

본 고안은 이온 빔 생성기(10)에서 생성된 이온 빔(11)의 퍼짐현상을 방지하기 위하여 이온빔을 웨이퍼(50) 표면에 재집중하게 하는 포커스 마그네트(20)를 구비하는 이온주입 장비에서 웨이퍼 표면의 이온 빔 집중으로 인한 웨이퍼 대전현상을 방지하는 이온주입 장비에 관한 것으로, 웨이퍼 근접 지역에 들어선 이온 빔을 퍼지게 하는 고주파 발진전극(30)을 구비한 고주파 발진기(60)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention is a surface of the wafer in the ion implantation equipment having a focus magnet 20 for refocusing the ion beam on the surface of the wafer 50 in order to prevent the spreading of the ion beam 11 generated by the ion beam generator 10 The present invention relates to an ion implantation apparatus for preventing wafer charging due to ion beam concentration. do.

Description

이온주입 장비Ion implantation equipment

제1도는 본 고안에 따른 이온주입기의 측면도.1 is a side view of the ion implanter according to the present invention.

제2도는 본 고안에 따라 이온이 주입되는 상태의 정면도.2 is a front view of a state in which ions are implanted according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 아크 챔버 11 : 이온 빔10 arc chamber 11: ion beam

20 : 포커스 마그네틱 30 : 고주파 발진 전극20: focus magnetic 30: high frequency oscillation electrode

40 : 웨이퍼 플레이트 41 : 세라믹 인슐레이터40 wafer plate 41 ceramic insulator

50 : 웨이퍼 60 : 고주파 발진기50: wafer 60: high frequency oscillator

70 : 빔 전류 측정기 80 : 쉴드 플레이트70 beam current meter 80 shield plate

본 고안은 웨이퍼의 불순물을 이온주입하는 이온주입 장비에 관한 것으로, 특히 웨이퍼 표면의 이온 빔 집중으로 인한 웨이퍼 대전현상을 방지하는 이온주입 장비에 관한 것이다.The present invention relates to an ion implantation apparatus for ion implantation of impurities in a wafer, and more particularly, to an ion implantation apparatus that prevents wafer charging due to ion beam concentration on a wafer surface.

반도체 제조공정중 이온주입 공정은 소자에 전기적 특성을 갖게하기 위하여 3가나 5가의 불순물을 이온화시켜 전기적인 에너지를 이용하여 단결정 실리콘이나 다결정 실리콘 표면에 주입시키는 공정이다.In the semiconductor manufacturing process, the ion implantation process is a process in which trivalent or pentavalent impurities are ionized to have electrical characteristics in a device and injected into the surface of single crystal silicon or polycrystalline silicon using electrical energy.

이온주입기의 내부에서 이온들의 흐름인 이온 빔은 동일 극성으로 인하여 빛과 같이 퍼짐현상이강하다. 이러한 빔의 퍼짐은 이온들이 웨이퍼에 도달하기도 전에 많은 양의 이온 손실을 유발한다. 상기와 같은 이온의 손실을 방지하기 위하여 종래 대부분의 이온주입기는 이온빔의 경로 중간에 포커스 마그네트를 설치하여 이온빔의 퍼짐을 억제하고 웨이퍼 표면에서 이온빔이 집중될 수 있도록 설계되어 있다.The ion beam, which is a flow of ions inside the ion implanter, is strongly spread like light due to the same polarity. The spread of this beam causes a large amount of ion loss before the ions even reach the wafer. In order to prevent the loss of ions as described above, most of the conventional ion implanters are designed to suppress the spread of the ion beam by concentrating the ion magnet in the middle of the path of the ion beam and to concentrate the ion beam on the wafer surface.

그러나 웨이퍼표면에 집중된 이온빔은 단위면적당 에너지의 증가로 디바이스의 열손상 및 이온주입시 웨이퍼표면으로 부터의 과다한 이차전자 방출로 웨이퍼 대전을 유발하여 게이트 산화막을 악화시키는 문제점이 있다.However, the ion beam concentrated on the wafer surface has a problem of deteriorating the gate oxide film by causing wafer charging due to thermal damage of the device due to an increase in energy per unit area and excessive secondary electron emission from the wafer surface during ion implantation.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안은 웨이퍼표면 근접지역에서 이온의 퍼짐현상을 극대화시켜 웨이퍼표면의 단위면적당 이온밀도를 감소시키는 이온주입 장비를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention devised to solve the above problems is to provide an ion implantation equipment to reduce the ion density per unit area of the wafer surface by maximizing the spreading of ions in the region near the wafer surface.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 이온 빔 생성기에서 생성된 이온 빔의 퍼짐현상을 방지하기 위하여 이온빔을 웨이퍼표면에 재집중하게하는 포커스 마그네트를 구비하는 이온주입 장비에 있어서, 웨이퍼 근접지역에 들어선 이온 빔을 퍼지게 하는 고주파 발진전극을 구비한 고주파 발진기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an ion implantation apparatus having a focus magnet for refocusing an ion beam on a wafer surface in order to prevent spreading of an ion beam generated by an ion beam generator. It characterized in that it comprises a high frequency oscillator having a high frequency oscillation electrode to spread the beam.

이하, 첨부된 도면 제1도 및 제2도를 참조하여 본 고안을 상술한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

제1도는 고주파 발진기를 포함하는 이온주입 장비의 측면 구조도로, 이온 빔 생성기인 아크 챔버(10)에서 생성된 이온 빔(11)은 고에너지로 가속되어 웨이퍼(50)까지 가는 도중 동일 극성으로 인하여 차츰 퍼짐 현상이 일어나게 되는데, 이와같은 빔 퍼짐현상을 방지하기 위하여 포커스 마그네트(20)를 이용하여 이온빔을 웨이퍼 표면에 재집중하게 한다. 웨이퍼 근접지역에 들어선 이온들은 고주파 발진전극(30)에서 공급되는 고주파 에너지에 의하여 에너지가 증가되어 들뜬 상태로 서로 밀쳐내는 힘이 강해져 이온 빔의 퍼짐은 극대화 되어 이온밀도는 감소하게 된다.FIG. 1 is a side view of an ion implantation apparatus including a high frequency oscillator. The ion beam 11 generated in the arc chamber 10, which is an ion beam generator, is accelerated to a high energy and is due to the same polarity on the way to the wafer 50. Spreading occurs gradually. In order to prevent the beam spreading, the focusing magnet 20 is used to focus the ion beam on the wafer surface. The ions entering the vicinity of the wafer are energized by the high frequency energy supplied from the high frequency oscillation electrode 30, and the power to push them together in an excited state becomes stronger, thereby maximizing the spread of the ion beam and decreasing the ion density.

이 때, 고주파 발진전극(30)은 웨이퍼 플레이트(40)와 연결되며, 서로간의 전기적 절연을 위하여 세라믹 인슐레이터(41)를 사용하였다.At this time, the high frequency oscillation electrode 30 is connected to the wafer plate 40, a ceramic insulator 41 is used for electrical insulation between each other.

제2도는 웨이퍼에 이온이 주입되는 정면도이다.2 is a front view of implanting ions into a wafer.

이온 빔은 적당한 속도와 일정한 주기로 웨이퍼를 가로 질러 빔 전류측정기(70)까지 원하는 이온들이 모두 주입될 때까지 연속적으로 왕복한다.The ion beam continually reciprocates at the proper speed and at regular intervals until the desired ions are implanted across the wafer to the beam ammeter 70.

이때 빔 전류측정기는 이온빔이 퍼지지 않고 집중되었을 때 정확한 값을 측정할 수 있으므로 고주파 발진기(60)로 부터 간섭되지 않게 하기 위하여 쉴드 플레이트(80)로 분리시켰다.At this time, since the beam ammeter can measure an accurate value when the ion beam is concentrated without spreading, the beam ammeter was separated into the shield plate 80 so as not to interfere with the high frequency oscillator 60.

상기와 같이 이루어지는 본 고안은 고주파 발진기를 이용한 웨이퍼 근접지역에서의 이온 빔 퍼짐 극대화로 이온 빔의 밀도를 극소화 시킴으로서 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.The present invention made as described above can achieve the following effects by minimizing the density of the ion beam by maximizing the ion beam spread in the vicinity of the wafer using a high frequency oscillator.

첫째, 웨이퍼 표면에 존재하는 포토마스크의 열화를 방지합으로써 포토마스크의 성분변화방지 및 포토마스크에서 발생가능한 파티클의 발생을 억제한다.First, by preventing deterioration of the photomask present on the wafer surface, it is possible to prevent component change of the photomask and to generate particles that may occur in the photomask.

둘째, 웨이퍼 표면에서 방출되는 이차전자의 발생을 억제함으로써 게이트 산화막의 유전율을 시간이 지나도 계속 높게 유지할 수 있어 소자의 수명을 연장할 수 있다.Second, by suppressing the generation of secondary electrons emitted from the wafer surface, the dielectric constant of the gate oxide film can be kept high over time, thereby extending the life of the device.

셋째, 커다란 이온 빔의 크기로 짧은 시간동안 이온주입을 하여도 웨이퍼 내에서의 균일도의 악화현상이 없어 생산성을 높일 수 있다.Third, even if ion implantation is performed for a short time due to the size of a large ion beam, there is no deterioration of uniformity in the wafer, thereby improving productivity.

Claims (3)

이온 빔 생성기(10)에서 생성된 이온 빔(11)의 퍼짐현상을 방지하기 위하여 이온빔을 웨이퍼(50)표면에 재집중하게하는 포커스 마그네트(20)를 구비하는 이온주입 장비에 있어서, 웨이퍼 근접 지역에 들어선 이온 빔을 퍼지게 하는 고주파 발진전극(30)을 구비한 고주파 발진기(60)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온주입 장비.In an ion implantation apparatus having a focus magnet 20 for refocusing the ion beam on the surface of the wafer 50 in order to prevent spreading of the ion beam 11 generated by the ion beam generator 10, the wafer proximity region And a high frequency oscillator (60) having a high frequency oscillation electrode (30) for spreading the ion beam. 제1항에 있어서, 상기 고주파 발진전극(30)은 웨이퍼 플레이트(40)와 연결되되, 서로간의 전기적 절연을 위하여 세라믹 인슐레이터(41)로 연결되는 것을 특징으로 하는 이온주입 장비.The ion implantation device of claim 1, wherein the high frequency oscillation electrode (30) is connected to a wafer plate (40), and is connected to a ceramic insulator (41) for electrical insulation between them. 제1항에 있어서, 이온 빔 생성기(10)에서 생성된 이온 빔(11) 측정시 고주파 발진기(60)로부터 간섭되지 않도록 빔 전류 측정기(70)는 쉴드 플레이트(80)로 분리되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장비.The method of claim 1, wherein the beam current meter 70 is separated into a shield plate 80 so as not to interfere with the high frequency oscillator 60 when measuring the ion beam 11 generated by the ion beam generator 10. Ion implantation equipment.
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