KR0129669B1 - 이온주입장치 및 그 제어방법 - Google Patents

이온주입장치 및 그 제어방법

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KR0129669B1
KR0129669B1 KR1019900006894A KR900006894A KR0129669B1 KR 0129669 B1 KR0129669 B1 KR 0129669B1 KR 1019900006894 A KR1019900006894 A KR 1019900006894A KR 900006894 A KR900006894 A KR 900006894A KR 0129669 B1 KR0129669 B1 KR 0129669B1
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고마쓰 신
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Abstract

내용 없음.

Description

이온주입장치 및 그 제어방법
제1도는 종래의 이온주입장치의 주요부를 도시한 사시도.
제2도는 본 발명의 제1실시예에 의한 이온주입장치의 주요부를 도시한 평단면도.
제3도는 이온빔용의 전기 주사수단의 일레를 도시한 평면도.
제4도는 제2도에 도시된 바와 같은 홀도구동장치에 의해 주사시에 구동되는 홀덩의 자셀르 도시한 도면.
제5도 및 6도는 제2도의 I-1선을 따라 취한 단면도로, 다른 동작상태를 도시한 도면.
제7도는 제2도중의 웨이퍼 반송장치를 도시한 사시도.
제8도는 본 발명의 제2실시예에 의한 이온주입장치의 주요부를 도시한 사시도.
제9도는 주사시에 제8도의 홀더 구동장치에 의한 구동된 홀더의 자세를 도시한 도면.
제10도는 본 발명의 제3실시에에 의한 제어방법을 설명하는 개념도로서, 제2도의 웨이퍼 주위를 이온빔 상류측으로부터 본 것에 상당한 도면.
제11도는 아암각도의 설명도.
*도면의 주요 부분에 디한 부호의 설명
1 : 이온빔 4 ; 웨이퍼
6 : 주입실 8 : 홀더
10,120 : 홀더구동장치 40 : 아암축
42 : 중간축 46,136 : 아암
54 : 홀더축 122 : 베어링
124 : 주축 126,132,138 : 직접구동모터
127133,139 : 출력축 136 : 아암.
본 발명은 이온빔을 전기적으로 주사하고, 이것과 실질적으로 직교하는 방향으로 웨이퍼를 기계적으로 주사하는 하이브리드 주사방식의 이온주입장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
제1도는 이러한 종류의 이온주입장치의 종래예를 도시한 것이다.
도시되지 않은 주사수단에 의하여 이온빔(2)은 X방향(예를 들면, 수평방향)으로 전기적으로 주사된다. 이 이온빔(2)은 전기장 또는 자기장을 이용하여 평행한 이온빔이 된 후 도시하지 않은 주입실로 인도된다. 웨이퍼(4) 지지용의 홀도(1300)는 주입실에 설치되어 홀더구동장치(1360)에 의해 X방향에 대해 직교하는 Y방향(즉, 수직방향)으로 기계적으로 주사된다.
홀더구동장치(1360)는 주로 웨이퍼(4)에 이온이 주입되는 수직상태와 웨이퍼(4)가 조종되는 수평상태 사이에서 홀더(1300)를 회전시키기 위한 홀더 기립장치(1320) 및 홀더(1300)를 홀더 기립장치(1320)와 함께 웨이퍼(4)에 주사를 받도록 Y방향으로 승강시키는 홀더 승강장치(1340)로 구성되어 있다.
그러나 상술한 구조에 의하면 홀더승강장치(1340)는 모터에 의한 회전운동이 예를 들면 위엄기어를 이용하여 직선운동으로 변환되므로, 그 행정(Stroke)이 길다. 이와 같이 이들 구조전체가 주입실 내에 설치되면 진공용기가 커지게 되므로 장치의 대형화를 초래한다.
반면에, 모터가 대기중에 배치되면 홀더(1300)를 승강시키도록 직선운동을 하는 미끄럼축은 진공상태인 주입실과 대기 사이를 출입하기 때문에 공기 등이 미끄럼축의 직선운동을 통하여 주입실 내로 들어가지 않도록 배려할 필요가 있다. 예를 들면, 진공용기를 관통하는 미끄럼축이 다수의 분할된 방을 비접촉 상태로 운동하도록 구성하고, 각 방들은 각 진공펌프에 의해 차등적으로 진공이 되는 동적 진공밀봉 방식이 고려되어 왔다. 그러나 이 방식은 대단히 복잡하고 주입실을 고진공도로 하는 것이 어려워 주입실에 강력 진공펌프를 사용하지 않으면 안되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 상기 동적 밀봉방식 등을 사용하지 않고서도, 웨이퍼 지지용 홀더를 구비한 아암을 모터의 회전운동으로 요동회전시켜서, 이온빔이 주사되는 X방향과 실질적으로 수직인 Y방향으로 웨이퍼를 기계적으로 주사하는 이온주입장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼에 고르게 이온이 주입되도록 이온주입장치를 제어하는 방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여. 본 발명의 제1실시예에 따르는 이온주입장치의 홀더구동장치는 주입실의 측벽부에 설치한 진공밀봉 기능을 가지는 베어링과, 이 베어링을 X 방향으로 통과하는 주축과, 주입실 외부의 주축단부에 출력측을 연결한 제1가역전식 직접구동모터와, 주입실 내부의 주측단부에 주축과 거의 수직이 되도록 출력축을 연결한 제2가역전식 직접구동모터와, 제2직접구동모터의 출력축과 거의 수직으로 연결한 아암 및 이 아암에 출력축에 거의 수직으로 연결한다.
주축은 제 1직접구동모터로 회전시키며, 아암 등을 게재하여 주축의 단부에 설치한 홀더는 소정의 주입각 위치와 웨이퍼를 조종하기 위한 수평위치 사이에서 구동시킬 수 있다.
주입각 위치에서 제2직접구동모터를 정·역전시키면 아암의 선단부에 연결시킨 홀더는 웨이퍼가 이온빔을 향하는 동안 원호상의 궤적을 그리도록 Y방향으로 기계적 주사를 행한다.
그때, 제3직접구동모터가 제2직접구동모터와 동시에 동일방향(각 모터의 출력축으로 부터 볼 수 있다)으로 동일 각도만큼 회전하면, 홀더가 원호형상으로 주사하더라도 홀더의 절대회전각은 0°이고 그 자세는 변하지 않는다.
또, 이온빔이 X방향으로 평행하게 배열되면 이온을 웨이퍼에 균일하게 주입할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따르는 이온 주입장치에서, 홀더 구동장치는 이온빔의 진행방향과 거의 평행인 자세를 취할 수 있도록 주입실 내에 추측으로 지지되는 속이 빈 아암축과, 이 아암축을 정·역전 양방향으로 회전구동시키는 구동수단과, 아암축을 회전가능하게 통과하나 아암축의 회전에 따르지 않는 중간축과, 아암축에 거의 수직으로 부착된 아암과, 이 아암의 선단부에 접속되어 이온빔의 진행방향과 거의 평행인 자세를 위하는 홀더축과, 홀더축 선단부에 거의 수직으로 연결된 홀더와, 소정의 회전비로 홀더축과 중간축을 연결하는 연결수단을 구비한다.
홀더 구동장치의 구동수단으로 아암축으로 회전시키면 아암의 선단부에 연결한 홀더는 웨이퍼가 이온빔에 면하는 동안 원호형상을 그리는 Y방향으로 기계적 주사를 행한다.'
이 경우, 중간축은 아암축의 회전을 따르지 않고 또 연결수단에 의해 동일 회전비로 홀더축에 연결되기 때문에, 홀더가 원호형상으로 주사하더라도 이 홀더의 자세는 변하지 않는다.
또, 본 발명의 제3실시예에 따르면 이온주입장치의 제어방법에서, 용동회전시 아암의 각속도 W를 다음식 또는 그와 실직적으로 등가의 관계식을 만족시켜 제어한다.
Figure kpo00001
상기식에서
I : 이온빔(2)의 빔전류
Larm : 아암의 요동회전의 중심과 웨이퍼 중심점 사이의 거리
θ : 요동회전시의 X방향으로부터 아암의 각도
ω : 요동회전시 아암의 각소도
α : 비례상수
이다.
아암의 용동회전의 각속도 W를 상기식(a)과 같이 제어하면 웨이퍼의 Y방향의 주사속도는 이온빔의 빔전류 I에 비레한다.
결국, 이온빔을 X방향으로 균일하게 주사하면, 이온빔의 빔전류 I의 변화에 의한 영향을 받지 않고 웨이퍼의 전 표면에 이온을 고르게 주입할 수 있다.
제2도는 본 발명의 제2실시예에 따르는 이온주입장치의 주요부분을 도시한 수평단면도이다. 본 실시예에서는 이온빔(2)의 빔선 좌우측에 동일한 기구를 좌우대칭으로 설치하고 있다. 따라서 이하에서는 도면 우측의 기구에 대해서만 주로 설명한다.
진공펌프(도시되지 않음)에 의해 진공으로 배기된 주입실(6) 내에는 X방향으로 전기적으로 주사되고 평행화된 이온빔(2)이 보내진다.
이온빔(2)을 평행으로 주사하는 수단의 일예를 제3도에 도시한다. 이온소스(110)로 부터 이온빔(2)을 인출하고, 필요에 따라 이온빔(2)의 질량을 분석하고, 가속화시킨다. 동일 주사전원(116)으로부터 역극성의 주사전압(3각파 전압)이 인가되는 24개의 주사전극(112,114)으로 이온빔(2)을 주사할 수도 있다.
구조의 단순화, 소형화 및 경제성의 관점에서 이온빔(2)의 빔선(즉, 이온빔의 전기적주사 시스템)만을 제공하는 것이 바람직하다.
제2도에 도시된 바와 같이 주입실(6)의 좌·우측에는 구조가 동일한 2개의 홀더구동장치(120)가 설치된다.
본 발명의 홀더구동장치(120)는 홀더(8)를 구비하는 최소한 하나 이상의 아암(136)이 요동회전하고, 홀더(8)에 의해 지지되는 웨이퍼(4)가 주입실(6) 내에서 X방향에 실질적으로 수직인 Y방향으로 기계적으로 주사되는 것을 특징으로 한다.
도시된 각 홀더구동장치(120)는 홀더(8)를 구비하는 최소한 하나 이상의 아암(136)이 요동회전하고, 홀더(8)에 의해 지지되는 웨이퍼(4)가 주입실(6) 내에서 X방향에 실질적으로 수직인 Y방향으로 기계적으로 주사되는 것을 특징으로 한다.
도시된 각 홀더구동장치에서는 주입실(6)의 측벽부에 진공밀봉기능을 가지는 진공밀봉베어링(122)을 설치하며, 이때 진공밀봉 베어링(122)은 그 중앙을 통과하는 주축(124)을 지지할 수 있도록 되어 있다.
주입실(6)의 외측에는 제1가역전식 직접구동모터(126)을 설치하는데, 그 출력축(127)을 기어 등을 개재하기보다는 커플링 판(128)을 개재하여 주입실(6) 외부의 주축(124) 단부에 직접 연결한다.
주입실(6)의 외측에는 제1가역전식 직접구동모터(126)을 설치하는데, 그 출력축(133)이 주축(124)에 대해 실질적으로 수직이 되도록 직접 연결한다.
이 제2직접구동모터(132)는 진공상태에서 사용될 수 있도록 그 내·외부를 0링 (도시되지 않음)으로 진공밀봉한다. 또 그 출력축(133)과 모터 케이스는 자성 유체 등을 포함하는 진공밀봉부(134)로 진공 밀봉한다.
제2직접구동모터(132)의 출력축(133)에는 아암(136)을 기어 등의 개재없이 직접 연결한다.
이 아암(136)의 선단부에는 제3가역전식 직접구동모터(138)를 그 출력축(139)이 아암(136)에 거의 수직이 되도록 설치한다.
이 제3직접구동모터(138)도 진공상태에서 사용될 수 있도록 그 내외부를 도시되지 않는 0링으로 진공밀봉한다. 또 그 출력축(139)과 모터케이스는 자성유체 등을 포함하는 진공밀봉부(140)로 진공밀봉한다.
제3직접구동모터(138)의 출력축(139)은 웨이퍼(4)를 지지하는 홀더(8)에 기어 등의 개재없이 직접 연결된다. 이와 같이 홀더(8)에 의하여 지지되는 웨이퍼(4)의 표면은 제2도에 도시된 바처럼 이온빔(2)을 마주할 수 있다. 본 실시예에서 홀더(8)는 베이스(8a), 이 베이스를 배경으로 웨이퍼(4)를 파지하는 웨이퍼 지지체(8b) 및 웨이퍼(4)를 승강시키는 웨이퍼 억셉터(8c)를 구비한다.
상기 구조에 따르면, 제1직접구동모터(126)에 의하여 주측(124)을 도시된 화살표 D방향으로 회전시키는 경우에 그 선단부에 아암(136) 등을 개재하여 설치된 홀더(8)는 소정의 주입각 위치(제2도의 우측홀더(8) 참조)와 웨이퍼(4) 조종을 위한 수평위치(제2도의 좌측홀더(8) 참조) 사이에서 이동된다.
제2직접구동모터(132)가 상기 주입과 위치에서 도입된 화살표 E의 정·역 양방향으로 회전하면 아암(136)의 선단부에 연결된 홀더(8)는 이 홀더(8)에 의해 지지되는 웨이퍼(4)가 이온빔(2)을 마주하는 동안 원호상의 형태로 Y방향으로 기계적으로 주사된다(제4도 참조).
또, 제3직접구동모터(138)가 제4도에 도시된 바처럼 제2직접구동모터(132)와 동일방향(각 모터의 출력축으로부터 보았을 때)으로 동일 각도만큼 회전하면, 홀더(8)가 원호형상으로 주사되더라도 홀더(8)의 절대회전각은 0°이며 그 자세는 변하지 않는다. 따라서 홀더(8)에 장착된 웨이퍼(4)의 자세 또한 변하지 않는다(예를 들면 제4도 중의 웨이퍼(4)의 지향면(4a)은 홀더(8)의 주사위치에 관계없이 항상 상부를 향함).
또 이온빔(2)은 상술한 바와 같이 X방향으로 평행화되어 있기 때문에, 예를 들어 홀더(8)의 수직속도 성분이 이온빔(2)의 빔전류에 비례하도록 아암(136)의 각속도를 제어하면 웨이퍼(4)의 표면에 조사량의 균일해지도록 이온을 균일하게 주사할 수 있다.
두 직접구동모터(132) 및 (138)을 상술한 방식으로 구동하기 위하여, 예를 들면 양자에 동일한 펼스신호를 공급할 수 있다.
홀더(8)를 제2도의 좌측에 도시된 바와 같은 웨이퍼의 조종위치로 이동시키기 위하여는 제1직접구동모터(126)로 홀더(8)를 수평상태로 하고, 제2직접구동모터(132)로 홀더 냉매를 흘려 넣는 것이 좋다.
직접구동모터(126,132) 및 (138)의 각 중심부에는 관통공이 있으므로, 홀더(8)의 중심부에는 냉매통로를 가지는 홀더축을 설치하고, 이 홀더축을 제3직접구동모터(138)의 중심구로 통과시키며, 아암(136)에 설치된 회전조인트에 의해 회전되는 홀더축에 냉매를 공급하고 회수한다.
또 회전조인트에 가요성의 튜브를 연결한다. 이 튜브는 제2직접구동모터(132)의 중심구를 통과한다. 제1직접구동모터(126)의 중심구를 통과하는 주축(124)은 속이 비어 있다. 이 튜브는 주축(124)을 통과하여 대기축으로 인출되어 있다. 따라서 대기축으로 부터 냉매를 공급하거나 회수할 수 있다.
주입실(6)의 후방부 좌우의 각 저부에는 주입실(6) 내부와 대기축 사이에서 하나씩 웨이퍼(4)를 출입시키기 위한 진공예비실(80)이 설치된다.
제5도 및 제6도는 진공예비실(80)의 단면도이다. 제5도는 진공예비실(80)의 진공측 밸브(88)가 닫히고 대기측 밸브(90)가 열린 상태를, 제6도는 진공측밸브(88)가 열리고 대기측 밸브(90)가 닫힌 상태를 도시한 것이다. 또 제6도는 후술할 웨이퍼 반송장치(60)의 일부분을 도시하고 있다.
이제 진공에비실(80)을 상세히 설명한다. 진공실(6)의 저부에는 진공펌프(92)에 의하여 진공배기되는 진공예비실(80)이 위치한다. 진공예비실(80)의 상부측에는 주입실(6)의 문을 형성하는 진공측밸브(88)가 배치되고, 그 하부측에는 대기측의 문을 형성하는 대기측 밸브(90)가 각각 배치되어 있다.
진공측밸브(88)는 주입실(6) 위에 설치된 공기실린더(86)에 의하여, 그리고 대기측밸브(90)는 주입실(6) 위에 설치된 공기실린더(86)에 의하여, 그리고 대기측밸브(90)는 주입실(6) 아래에 가아드축(98)을 개재하여 설치된 공기실린더(102)에 의하여, 각각 승강 및 개폐된다.
대기측밸브(90)의 상부에는 웨이퍼(4)를 장착하기 위한 회전대(94)가 배치된다. 이 회전대(94)는 웨이퍼(4)의 평면지향을 조정하기 위하여 모터(96)에 의해 회전되며, 웨이퍼(4) 조종용의 2행정 실린더(100)에 의해 2단계로 승하강된다.
제2도에는 진공예비실(80)과 홀더(8) 사이에는 후술한 웨이퍼 반송장치(60)가 수평위치로 설치되어 있다.
제7도에 도시된 바처럼, 진공예비실(80)과 수평상태의 홀더(8) 사이에 웨이퍼(4)의 반송경로를 따라서, 타이밍 밸트(68)가 홈이 난 2개의 플리(70) 및 (72) 사이에 걸려있고, 정·역 양방향으로 회전할 수 있는 가역전식 모터(74)가 플리(70)에 연결된다. 타이밍벨트(68)의 상부 및 하부에는 각각 연결부재(66)를 개재하여 웨이퍼(4)를 장착시키기 위한 로드축 반송아암(61a)과 언로드(unload)측 반송아암(61b)이 각각 설치되어 있다.
회전하지 않고 타임 벨트(68)를 따라 반송아암(61a-61b)을 안내하는 가이드수단으로써 본 실시예에서는 볼스플라인을 사용하고 있다. 즉, 각 반송아암(61a) 및(61b)의 베이스에는 스플라인 베어링(64a) 및 (64b)가 설치되고, 또 이 스플라인베어링(62a) 및 (64b)를 관통하는 상하부의 두 스플라인축(62a,62b)이 타이밍벨트(68)과 평행하게 설치된다.
이러한 볼스플라인 대신에 종래의 두 가이드축을 사용할 수도 있다. 그러나, 볼스플라인을 사용함으로써 하나의 스플라인축만으로 반송아암을 회전시키지 않고 수평으로 안정되게 인도할 수 있다. 스플라인(62a) 및 (62b)는 둥근봉으로 도시되어 있으나, 실제로는 다수의 불회전홈을 가지는 둥근형 또는 다른 형태도 가능하다.
제2도의 우측을 위주로 하여 상기 주입장치의 전체적인 동작의 예를 설명한다.
홀더구동장치(120)에 의하여 홀더(8)는 수평위치로 이동한다(이 상태는 제2도 좌측의 홀더(8)를 참고). 도시되지 않은 구동장치에 의하여 웨이퍼 억셉터(8c) 및 웨이퍼 지지체(8b)가 구동되면 웨이퍼(4)는 반송아암(61b)의 위치로 상승된다.
제6도에 도시된 바처럼 진동예비실(80)에서는 2행정 실린더(100)의 두 상·하 실린더가 동작한다. 이와 같이 회전대(94)가 상당히 상승하면 이온이 주입되지 않은 웨이퍼(4)는 2점쇄선으로 도시된 상부부하측의 반송아암(61a)의 위치까지 상승한다. 이 상태에서 타이밍벨트(68)는 웨이퍼 반송장치(60)의 모터(74)에 의해 구동되고, 반송아암(61a) 및 (61b)는 각각 진공예비실(80)과 홀더(8)의 위치로 동시에 이동한다. 홀더(8)의 웨이퍼 억셉터(8c)는 하강하고, 이온이 주입되지 않은 웨이퍼(4)는 반송아암(61b)에 위치한다. 진공예비실(80)에서 회전대(94)는 하강하고, 이온이 주입되지 않은 웨이퍼(4)는 반송아암(61a)에 위치한다.
그리고 웨이퍼 반송장치(60)의 모터(74)는 역회전한다. 이온이 주입되지 않은 웨이퍼(4)를 지지하는 반송아암(62a)은 홀더(8) 상부의 위치로 이동한다. 진공예비실에서는 2행정 실린더(100)의 상부 실린더만이 동작한다. 웨이퍼(4)는 반송아암(61b)으로 부터 회전대(64)로 이동한다(제6도의 실선으로 도시된 상태). 홀더(8)측에서는 웨이퍼(4)가 반송아암(61a)으로부터 웨이퍼 억셉터(8c)로 이동한다.
웨이퍼 반송장치(60)의 모터(74)는 역회전하고, 반송아암(61a) 및 (61b)는 대기위치로 이동하며(제2도에 도시된 상태), 홀더(8)측에는 웨이퍼 억셉터(8c)돠 웨이퍼 지지체(8b)가 하강하여 웨이퍼(4)를 지지한다. 홀더(8)는 홀더구동장치(120)에 의해 제2도의 실선으로 도시된 이온주입 위치로 이동한다. 이와 같이 하여 이온주입준비를 완료한다.
진공예비실(80)에서는 회전대(94)가 하강한다. 진공측 밸브(88)가 닫힌 후에는 진공예비실(80)의 내부가 대기압 상태로 복귀하고, 대기측 밸브(90)는 열린다(제5도에 도시된 상태). 도시되지 않은 대기측의 반송아암장치에 의하여, 이온을 주입한 웨이퍼(4)와 이온을 주입하지 않은 웨이퍼(4)는 각각 반송 및 반입을 행한다. 이때 주입실(6) 내의 홀더구동장치(120)에 의하여 홀더(8)는 Y방향으로 기계적으로 주사되는 반면, 이온빔(2)은 홀더(8) 상의 웨이퍼(4)에 주사되어 웨이퍼(4)에 이온주입이 행해진다.
그 후에는 필요에 따라 상기와 같은 등의 동작이 반복된다.
다음에는 우측의 기구와 좌측의 기구 사이의 관계를 설명한다. 본 실시예에서는 한쪽 홀더(8)(예를 들면 제2도의 우측홀더)가 주사되어 웨이퍼(4)에 이온이 주입되면, 다른쪽 홀더(8)는 수평위치에 위치하여 웨이퍼(4)가 조종된다(즉, 이온을 주입한 웨이퍼(4)는 반출하고 이온을 주입하지 않은 웨이퍼(4)는 반입한다). 즉, 두 홀더(8)에서 이온주입 및 웨이퍼 조종을 교대로 수행할 수 있다. 이와 같이 이온주입 및 웨이퍼 조종의 손실시간을 제거함으로써 생산고를 향상시키는 효과가 있다.
또, 각 아암(136)과 각 홀더(8)는 원호형상으로 이동하기 때문에 기계적인 간섭을 일으키지 않고도 두 홀더구동장치(120)를 서로 근접하게 배치할 수 있다. 이와 같이 하여 이온주입장치의 구조를 소형화할 수 있다.
또, 두 웨이퍼(4)는 두 홀더(8)에 의하여 동일한 상태에서 조종되기 때문에, 즉 본 실시예에서는 두 홀더(8)의 높이가 동일하고, 웨이퍼(4)의 전면이 상부를 향하도록 두 홀더(8)가 두 웨이퍼(4)를 지지할 수 있어서 웨이퍼(4)를 용이하게 조종할 수 있다.
또, 본 실시예의 이온주입장치에서는 홀더구동장치(120)에 직접구동모터(126,132) 및 (138)을 사용한다. 이와 같이하여 각 홀더구동장치(120)의 구조를 상당히 단순화할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 각 홀더구동장치는 필요한 부분을 직접구동시키는 직접구동모터를 사용하기 때문에 홀더구동장치, 즉 이온주입장치의 전체구조를 상당히 단순화할 수 있다.
(가) 좌우측의 홀더구동장치의 홀더에서는 이온주입 및 웨이퍼조종을 번갈아 수행할 구 있다. 따라서, 이온주입과 웨이퍼조종의 손실시간을 거의 제거할 수 있으므로 생산고를 향상시킨다.
(나) 각 아암과 각 홀더가 원호형으로 이동하기 때몬에 홀더구동장치는 기계적 간섭을 일으키지 않고도 근접하게 배치할 수 있다. 따라서, 이온주입장치의 구조를 소형화 할 수 있다.
(다) 두 홀더에 대한 웨이퍼의 조종을 동일상태에서 수행할 수 있으므로 웨이퍼를 용이하게 조종할 수 있다.
다음에는 제8도 및 제9도를 참고로 하여 제2실시예의 이온주입장치를 설명하기로 한다. 이 이온주입장치에서는 전기적으로 주사되고 평행화된 이온빔(2)이 도입된 주입실(6)의 좌·우측에 동일한 구조의 두 홀더구동장치(10)를 설치한다.
각 홀더구동장치(10)는 주입실(6)의 측벽의 진공밀봉 베어링(12)과, 진공밀봉 베어링(12)을 통과하는 지지축 (14) 및 대기측에 배치된 기어(16)를 구비한다. 지지축(14)은 모터(20)와 기어(18)에 의해 화살표 A의 방향으로 회전하고, 아암(46)을 개재하여 그 선단에 배치된 홀더(8)가 소정의 주입각 위치와 웨이퍼(4)의 조종을 위한 수평위치 사이에 위치하도록 한다.
지지축(14)의 진공축에 속이 빈 아암축(40)과 아암(46)을 진공밀봉 베어링(38)으로 회전가능하게 지지한다.
아암축(40)의 일단에는 플리(36)를 설치하고, 대기축의 지지축(14)에 연결된 모터(24)와 플리(28)에 타이밍 벨트(32)를 연결한다. 모터(24)가 아암축(40)을 정·역 양방향으로 회전시키면 아암(46)이 화살표 B방향으로 회전하고 홀더는 Y방향으로 기계적으로 주사된다.
아암(46)의 선단부에는 홀더측(54) 및 홀더(8)를 회전가능하게 지지하는 진공 밀봉베어링(52)이 설치되고, 홀더축의 선단부와 거의 수직으로 웨이퍼(4)를 지지하는 홀더(8)가 연결된다.
홀더축(54)는 폴리(50)를 구비한다. 중간축(42)은 아암축(40)의 중심부를 회전가능하게 통과하고 중간축(42)의 양단부에는 폴리(34) 및 (44)가 장착되며, 동일직경을 가지는 폴리(44) 및 (50)는 타이밍벨트(48)를 개재하여 연결된다.
지지축(14)의 대기측에는 모터(22)를 배치하고 타이밍벨트(30)를 개재하여 폴리(26)과 (34)를 연결한다. 모터(22)로 홀더(8)를 예를 들면 화살표 C로 도시된 바와 같이 단계적으로 회전시킬 수 있으나, 이온이 주입되면 홀더(8)는 회전하지 않는다. 이 경우에 아암축(40)이 화살표 B로 도시된 바와 같이 회전하면 중간축(42)은 아암축(40)과 함께 회전하지 않는다.
홀더(8)가 주사되는 경우에 중간축(42)과 폴리(44)는 상기한 바와 같이 정지된다. 이 상태에서 아암(46)이 모터(24)에 의해 제9도에 도시된 시계방향으로 θ°만큼 회전하면 폴리(44)는 아암(46)에서 보았을 때 반시계방향으로 θ°만큼 회전한다.
타이밍벨트(48)로 연결되어 있는 폴리(44)와 동일한 직경을 갖는 폴리(50)는 아암(46)으로부터 보았을 때θ°만큼 회전한다. 따라서, 아암(46)의 길이와 같은 반경을 가지는 원호형상을 Y방향으로 그리도록 홀더(8)가 주사되더라도 그 절대 회전각은 0° 이며, 그 자세는 변하지 않는다.
그러므로 홀더(8)에 장착된 웨이퍼(4)의 자세도 또한 변하지 않는다. 또 이온빔(2)은 X방향으로 평행화되기 때문에 웨이퍼(4)에 이온을 균일하게 주입할 수 있다.
웨이퍼(4)의 조종은 제1실시예와 동일한 방식으로 수행할 수 있기 때문에 그 설명은 생략한다.
제2실시예의 이온 주입장치에 따르면,
(가) 좌우의 홀더구동장치(10)의 각 홀더(8)에서 이온주입 및 웨이퍼(4)의 조종을 번갈아 수행할 수 있다. 따라서, 이온주입 및 웨이퍼 조종에 대한 손실시간을 거의 제거할 수 있어 생산고를 향상시킨다.
(나) 각 아암(46)과 각 홀더(8)는 원호형상으로 이동하기 때문에 두 홀더 구동장치(10)를 기계적인 간섭없이 근접하여 배치할 수 있다. 따라서, 이온주입장치의 구조를 소형화 할 수 있다.
(다) 두 홀더(8)에 대한 웨이퍼(4)의 동일조건에서 수행할 수 있기 때문에, 즉 본 실시예에서 웨이퍼(4)를 서로 동일높이로 상향 조종할 수 있으므로 웨이퍼(4) 조종이 용이하다.
이하에서는 이온빔의 빔 전류의 변화에 의한 영향을 받지 않고 웨이퍼 전체에 고르게 이온을 주입할 수 있는 상기 이온주입장치의 제어방법을 설명한다. 이 제어방법은 다음식 또는 그와 실질적으로 등가인 관계식을 만족시키도록 각소도 ω를 제어하는 단계를 포함한다.
Figure kpo00002
여기에서(제4도 참고),
I : 이온빔(2)의 빔전류
Larm : 아암(136)의 요동회전의 중심점(136a)과 웨이퍼(4) 중심점(136b) 사이의 거리
θ : 아암(136)의 요동회전시 X방향으로부터의 각도
ω : 아암의 요동회전시 각속도
α : 비례상수
이다.
아암(136)의 요동회전의 각속도 ω를 상기식(a)와 같이 제어하면 웨이퍼(4)의 Y 방향의 주사속도는 이온빔(2)의 빔전류 I에 비례한다.
결과적으로 이온빔(2)의 빔전류 I의 변동에 의한 영향을 받지 않고 웨이퍼(4)의 전표면에 이온을 고르게 주입할 수 있다.
상기 식(a)에 따르는 제어는 실제적으로는 제어장치로서 마이크로 컴퓨터를 사용하여 수행한다. 또 모터로서는 디지탈적으로 제어할 수 있는 펄스모터 또는 서보모터를 사용할 수 있다. 이제 이 제어방법의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
제10도는 본 발명에 따르는 제어방법을 설명하는 개념도로써 제2도의 이온빔의 상류측에서 본 웨이퍼의 도면에 상당한 것이다. 제2도 및 제4도에서와 동일한 부분 및 동등한 부분은 동일한 번호를 표시하였다.
본 실시예에서는 상기 제어방법을 달성하기 위하여 다음의 수단을 사용한다.
즉, 전기적으로 X방향으로 주사되는 이온빔(2)을 형성시켜 웨이퍼(4)에 입사시키기 위하여 웨이퍼(4)의 전방에 슬릿(324a)을 구비한 마스크(324)를 설치한다.
또 웨이퍼(4)에 조사된 이온빔(2)의 빔전류 I를 정확하게 측정하기 위하여 마스크 (324)의 후방에서 웨이퍼(4)에 인접하여 X방향으로 패러데이컵(326)을 설치한다. 이 빔전류 I는 빔전류계측기(328)에 의해 충전량(후술할 Q 펄스)으로 변환되어 주입 콘트롤러(330)로 보내진다.
주입콘트롤러(330)는 마이크로 컴퓨터를 구비하는데, 이 마이크로컴퓨터는 웨이퍼(4) 전체에 이온을 고르게 주입시키기 위하여 아암(136)을 요동회전시키는 모터(132)의 회전을 연산하고, 모터(132)의 회전을 연산하고, 모터(132)의 구동회로(332)에 구동신호를 보낸다.
주입콘트롤러(330)의 제어방법을 설명한다. 다음의 설명에서는 이온빔(2)의 X 방향의 주사동작을 스위핑동작(sweeping operation)이라고 명명한다. 1스위핑 동작은 이온빔(2) X방향으로 1왕복동작하는 것을 의미한다. 이하에서는 웨이퍼(4)가 Y방향으로 이동 및 주사하는 동작을 주사동작이라 명명한다.
① 이온빔(2)을 X 방향으로 스위핑하여 패러데이컵(326)에 입사시킨다.
이 때 패러데이컵(326)의 개방부 면적은 기지의 것(즉, So=Ho·Wo)이기 때문에 패러데이컵(326)에 입사된 이온빔(2)의 전하량으로부터 주입량을 구할 수 있다.
이온빔(2)의 스위핑동작동 페러데이컵(326)으로 흐르는 빔전류에 대응하는 전하펄스(Q펄스)의 수를 qmon, Q펄스당 전하량을 c(coulomb/pulse)라 하면 스위핑동작당 패러데이컵(326)에 주어지는 총전하량은 c·qmon(coulomb)이 된다.
이 때 패러데이컵(326)에 주입되는 양 Φmon은 패러데이컵(326)의 개방부 면적이 So=Ho·Wo이므로 다음의 식으로 주어진다.
Figure kpo00003
(여기서, e는 기본전하이다)
② 이온빔(2)은 X 방향으로 스위핑되기 때문에 식(1)에 의해 획득된 주입량 Φmon은 또한 웨이퍼(4) 상의 임의의 점(p)에 부여된 주입량이다. 웨이퍼(4) 상의 점 P가 스위핑 동작당 Y방향으로 ㅿY만큼 이동하면 마스크(324)의 슬릿(324a)을 관통하는 점 P에서의 총주입량 Φp은 다음식으로 표시된다.
Figure kpo00004
상기 식에서 점 p는 슬릿(324a)을 통과하는 동안 이온빔(2)의 형상은 변하지 않는 것으로 여겨진다.
상기식(1)에서 획득된 Φmon은 평균치이다(따라서, So에는 농담의 분포가 있다). 그러나, 점 p는 Y 방향으로 이동하여 모든 농담 부분을 통과한다.
이와 같이 이온빔(2)의 형상이 변하지 않으면, 식(2)로부터 주입량을 구할 수 있다.
③ 역으로, 웨이퍼(4) 상의 임의의 점 p에서의 주입량을 Φp로 설정하는 경우에는 식(2)를 변형하여 다음의 식(3)을 만족시키도록 웨이퍼(4)의 이동을 Y방향으로 제어하면 충분하다.
Figure kpo00005
(여기서, ㅿY는 스위핑 동작당 웨이퍼(4)의 Y방향으로의 이동거리)
④ 웨이퍼(4)는 Y방향으로 기계적으로 이동(주사)한다. 이때의 이동속도의 최대치(기계적 한계치)를 VYmax라 할때, Y 방향의 이동속도를 LY,최대주사주파수를 FY 라하면 다음식이 성립한다.
Figure kpo00006
또, Y 방향의 순간속도 VY는 식(3)으로부터 구한다.
Figure kpo00007
(여기에서 FX는 이온빔 (20의 X방향의 스위핑 주파수이다)
최대속도 조건으로부터 다음식
Figure kpo00008
이 만족되어야만 한다. 여기에서 VYmax는 웨이퍼(4)의 Y방향의 주사속도이다.
식(6)으로부터 VY=VYmax의 조건일 때를 고려하여, 웨이퍼(4) 상의 임의의 점 p에서의 주입량을 Φmon이라고 하자 (주사속도가 최대이면, 웨이퍼(4) 상의 점 p에서의 주입량은 최소가 된다).
식(5)로부터 다음식으로 표현되는 Φpmin을 구할 수 있다.
Figure kpo00009
Φpmin은 1회편도의 주사동작으로 이온을 주입할 수 있는 주입량의 최소치이다. 즉, 이 빔전류로는 편도 1주사동작당 최소치 이상의 이온이 주입되지 않으면 안된다(물론, 빔전류를 감소시킴으로써 최소치 이하의 이온을 주입할 수 있다).
⑤ 웨이퍼(4)의 전표면의 주입량 설정치가 Φ0인 경우에는 1회편도의 주사동작당 Φpmin이상의 이온을 주입할 수 있으므로 (주입량은 주사속도에 반비례함) 다음식으로 부터 주사동작회수를 구할 수 있다.
Figure kpo00010
(계수 2는, Φpmin이 1회편도 주사동작에 대응하기 때문에 왕복으로 주사동작회수를 구하기 위하여 사용된다.)
기호[]는 가우스 기호로서 그 값을 넘지 않는 정수를 나타낸다.
⑥ 식 (8)로 구한 주사동작회수를 이용해 총 주입량을 구하기 위하여 1회 편도의 주사동작당 주입량을 다음식으로 구할 수 있다.
Figure kpo00011
⑦ 식(9)로 구한 Φpo를 간단히 하기 위해 식(1)을 참고로 Φpo를 미개변수 qpo를 사용하여 다음과 같이 표현하였다.
Figure kpo00012
qpo는 1회편도의 주사동작당 주입량을 qmon과 같은 단위 (Q 펄드 단위)로 나타낸 것이다.
Φpo를 사용하여, 이온주입시의 스위핑동작당 Y방향의 웨이퍼(4)의 이동거리를 다음식을 구할 수 있다.
Figure kpo00013
⑧ 이제 이온범(2)의 m회의 스위핑 동작을 고려해 보자.
이 스위핑동작에서 패러데이컵(326)에 부여된 전하량이 계수단위인 qm인 경우에는 다음 스위핑동작 중에 웨이퍼(4)에 의해 Y 방향으로 이동한 거리 ㅿYm은 다음식으로 구할 수 있다.
Figure kpo00014
따라서 m회의 스위핑동작 완료시에 웨이퍼(4) 상의 이온빔(2)의 위치(Y방향의 위치) Ym{즉, 기준위치로부터의 거리(=최오 스위핑동작시의 위치)은 다음식으로 표현할 수 있다.
Figure kpo00015
이다.
식(14)는 m회의 스위핑동작까지 부여된 총전하량이 Qm이라는 것을 의마한다. 식 Qm을 사용하여 다음과 같이 Ym을 표현할 수 있다.
Figure kpo00016
⑨ 웨이퍼(4)는 아암(136)에 의하여 원주상으로만 고정적으로 이동하기 때문에 (그러나, 웨이퍼(4)의 자세는 불변임) 아암(136)의 각도와 웨이퍼(4)의 Y방향의 위치사이에서 제11도를 참고로 하여 다음의 관계식을 구할 수 있다.
Figure kpo00017
이 식에서,
θn: 수평으로부터 아암(136)의 각도
θ0: 초기위치로부터 수평으로의 아암(136)의 각도
Larm: 아암(136)의 요동회전의 중심(136a)과 웨이퍼(4)의 중심에 대응하는 점(136b)사이의 거리이다.
아암(136)을 구동시키는 모터(132)를 위해 펄스모터나 서보모터를 사용하는 경우에 이 아암(136)은 임의의 위치로 계단형상으로 구동된다. 이 경우에 아암구동작도의 최소구분폭을 ㅿθ라 하면, 아암(136)의 각도 위치는 정수(n)으로 다음과 같이 표현된다.
Figure kpo00018
이 경우에 식(15,16)으로부터 다음식이 성립한다.
Figure kpo00019
즉, m회의 스위핑동작이 완료되면 아암(136)의 위치 n은 다음식을 만족시키지 않으면 안된다.
Figure kpo00020
⑩ 식(20)의 좌ㆍ우항을 Larmㆍㅿθ나누고, 이렇게 하여 구한 좌ㆍ우항의차를 G(nㆍQn)로 표시하면 다음식을 만족시킨다.
Figure kpo00021
여기에서, Ho/ (qpoㆍLarmㆍㅿθ)는 상수이다. 따라서, 다음식
Figure kpo00022
이 주어지는 경우에는, 다음식
Figure kpo00023
을 구할 수 있다.
식(23)은 식(20)의 좌ㆍ우항의 차이를 G(n, Qm)으로 표현한 것이다. 따라서 식(20)을 만족시키기 위해서는 차 G(n, Qm)가 0이 되어야 한다.
그러나, 실제로는 n과 Qm은 정수치이고, G(n, Qm)를 항상 0으로 설정할 수는 없다. 따라서 제어의 목적은 G(n, Qm)를 다음과 같이 표시할 수 있다.
Figure kpo00024
⑫ 특정상태 m회의 스위핑동작이 완료되고, Y방향의 주사동작이 완료된 후에서 다음식
Figure kpo00025
이 성립한다고 하면, 이 경우 실제의 상태를 고려해 보았을 때 n, Qm은 정수이고, 일반적으로 다음의 조건이 발생한다.
Figure kpo00026
⑬ m＋1회의 스위핑동작이 수행되어 전하 qm+1이 획득되는 경우 다음식이 성립한다.
Figure kpo00027
이때 식 (24)를 참고로 하여 G를 다음과 같이 변형시킬 수 있다.
Figure kpo00028
(이 식에서 *는 Gn,m+1이 최종치가 아니라는 것을 나타낸다. 즉, 그 값은 식(26)으로 표시한 Gn,m+1이 아니다)
Gn,m+1은 0으로부터 상당히 떨어져 있다.
직전의 선행 스위핑동작에 있어서 Gm,m≒0
여기에서,
Figure kpo00029
이므로 대략 다음의 결과를 구하였다.
Figure kpo00030
⑭ 식(25)에 표시된 {Sin((n＋1)ㆍㅿθ)-Sin(nㆍㅿθ)}/ㅿθ 을 Gn,m+1*에 더하고, Gn+k,m+1*을 0으로 근접시키는 (0 이상이 될 때까지 n(=아암의 각도)에서 이동단계를 계속한다.)조작을 수행한다.
⑮ 즉, 계속하여 단계를 실행한다.
Figure kpo00031
(아암(136)을 1단계 회전시킨다)
Figure kpo00032
(아암(136)을 1단계 회전시킨다)
Figure kpo00033
(16)Gn+k-1,m+1*가 0이상으로 되면, 아암(136)의 필요한 각도단계 구동동작이 완료된다. 이때 다음식이 성립한다.
Figure kpo00034
식 (33)은 새로운 G값의 출발치를 나타낸다. Gn-k,m+a은 새로운 Gn, m으로 간주되며 단계 ⑬으로부터의 단계를 실행한다.
(17) m +1 회의 스위핑 동작이 완료되고 아암(136)의 필요한 각도단계(k 회의 단계)가 완료되면 식(30),(31),(32) 및(33)으로부터 다음식을 만족시키지 않으면 안된다.
Figure kpo00035
상기 식에서 Gn,m+1, n 및 ㅿθ는 기지의 값(따라서 (n, ㅿθ)의 값도 기지의 값)이므로, 값 k는 다음식을 만족해야 한다.
Figure kpo00036
상기 식에서 R이 직각이면 다음식이 성립한다.
Figure kpo00037
따라서,
Figure kpo00038
따라서, K는 다음과 같이 표시할 수 잇다.
Figure kpo00039
식(37)로부터 k를 구할 수 있다. 그러나 상기 식에서 다음식이 만족하여야만 한다.
Figure kpo00040
상기한 바와 같이 식(a)에 따르면 제어를 디지탈적으로 행할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 제어방법에 따르면, 이온빔이 전기적으로 주사되고 이온빔으 주사방향에 수직인 방향으로 웨이퍼가 기계적으로 주사되는 하이브리드 주사방식의 이온주입장치에서 이온빔의 빔전류의 변화에 위한 영향을 받지 않고 웨이퍼 전표면에 이온을 균일하게 주입할 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 종래의 간 동적진공밀봉 방식을 사용하지 않기 때문에 강력 진공펌프를 사용할 필요가 없이 경제적인 장치를 구성할 수 있다.
상기 실시예에서는 X방향으로 조사되고 평행화된 소위 이온빔에 대해서 설명하고 있으나 본 발명은 그것에만 제한되는 것은 아니다. 즉, 이온빔을 단순히 X방향으로 주사하고 홀더를 구비한 아암을 요동회전시켜, 이온빔이 단순히 X방향으로 주사하고 홀더를 구비한 아암을 요동회전시켜, 이온빔이 주사되는 X방향에 실질적으로 수직인 Y방향으로 웨이퍼가 기계적으로 주사되는 이온주입장치를 구성할 수 있다.
또, 상기 실시예에서는 두개의 홀더구동장치를 사용한 2중 플래톤(dual platen) 방식의 이온주입 장치에 관하여 상술하였으나, 본 발명은 단일 홀더구동장치를 사용한 이온주입장치에도 적용할 수 있다. 또, 이 경우에는 웨이퍼가 선형 구동되는 종래의 장치와 비교하여 경제적이고 소형인 이온주입장치를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. X방향으로 주사된 이온빔(2)이 들어오는 주입식(6)과, 상기 주입실(6)에서 웨이퍼(4)를 지지하는 홀더(8)와 이 홀더(8)를 상기 주입실(6) 내에서 상기 X방향에 수직인 XX방항으로 기계적으로 주사하는 홀더구동장치(120)를 구비하며, 상기 홀더구동징치(120)는 상기 웨이퍼(4)가 상기 Y방향으로 기계적으로 주사되 상기 홀더(8)를 요동회전시키는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 홀더구동장치(120)는 상기 주입실(6) 내에 설치된 직터들을 구비하는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 홀더구동장치(120)는 상기 주입실(6)의 측벽부에 배치된 진공밀봉기능을 가지는 베어링(122)과, 상기 베어링(122)을 상기 X방향으로 통과하는 주축(124) 단부에 출력축(127)을 연결한 제1가역전식 직접구동모터(126)와, 상기 주입실(6) 내부의 상기 주축(124) 단부에 상기 주축(124)과 수직이 되도록 출력축(133)을 연결한 제2가역전식 직접구동모터(132)와, 상기 제2가역전식 직접구동모터(132)의 출력축(133)에 수직으로 연결한 아암(136) 및 상기 아암(136)에 수직으로 출력축(139)을 연결한 제3가역전식 직접구동모터(138)를 구비하며, 상기 홀더(8)는 상기 제3직접구동모터(138)의 출력축(139)의 출력축(139)에 수직으로 연결된 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 홀더구동장치(10)는 이온빔(2)의 진행방향과 평행으로 위치하도록 상기 주입실(6) 내에서 추축으로 지지되는 속이 빈 아암축(40)과 상기 아암축(40)을 정·역 양방향으로 회전구동시키는 구동수단과, 상기 아암축(40)을 회전가능하게 통과하나 아암축(40)을 따라 회전하지 않는 중간축(42)과, 상기 아암축(40)에 수직으로 연결한 아암(46)과, 이온빔(2)의 진행방향과 평행으로 위치하도록 상기 아암(46)의 선단부에 추축으로 연결되고, 홀더축 선단부에 수직으로 홀더(8)가 연결된 홀더축(54) 및 소정의 회전비로 상기 홀더축(54)가 상기 중간 축(42)을 연결하기 위한 연결수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이온빔(2)은 단 하나의 전기적 주사시스템에 의해 주사되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 홀더(8) 및 홀더구동장치(120)와 동일한 기능을 가지는 제2웨이퍼지지용의 제2홀더 및 제2홀더구동장치를 포함하며, 하나의 웨이퍼에 이온이 주입되는 동안 다른 하나의 웨이퍼는 상기 홀도로부터 제거되거나 또는 상기 홀더에 장착되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 이온빔(2)은 자기장에 의해 평행화되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 이온빔(2)은 자기장에 의해 평행화되는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
  9. 제1항에 있어서, 소정의 입사각 위치에서 상기 홀더(8)를 구동시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 이온빔(2)에 대하여 소정의 각도만큼 스텝에 의해 상기 홀더(8)를 회전시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
  11. 이온빔(2)을 X방향으로 전기적으로 주사하는 단계와, 아암(136)을 요동회전시키는 단계와, 상기 아암(136)의 선단부에 지지된 웨이퍼(4)를 이온빔(2)의 주사영역에서 X방향과 수직인 Y방향으로 기계적으로 또한 일정자세를 유지하면서 주사하는 단계를 포함하는 이온주입장치의 제어방법에 있어서, 상기 이온빔(2)의 빔전류를 I, 아암(136)의 요동회전의 중심(136a)과 웨이퍼 중심점(136b) 사이의 거리를 Larm, 상기 아암(136)의 요동회전시 X방향으로부터의 각도를 θ, 상기 아암(136)의 요동회전의 각속도를 ω, 비레상수를 α라 하는 경우에 ω={α/Larm, cosθ}I의 식 또는 그와 등가인 관계식을 만족하도록 각속도 ω를 제어하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 이온주입장치의 제어방법.
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