KR100219401B1 - 이온주입설비의 패러데이컵 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패러데이컵에 장착된 웨이퍼에서 발생되는 2차전자를 억제할 수 있도록 하는 이온주입설비의 패러데이컵 어셈블리에 관한 것으로, 이는 바이어스 전원으로부터 패러데이전압이 인가되는 바이어스 플레이트를 바이어스 전원에 연결하여 패러데이전압이 바이어스 전원으로 피드백되도록 하고, 이 바이어스 전원은 패드백되는 패러데이전압의 레벨에 맞게 바이어스 플레이트에 인가되는 패러데이전압을 조절하는 한편, 패러데이전압을 모니터링할 수 있도록 구성되어서, 바이어스 플레이트에 공급되는 패러데이전압을 정확하게 조절하면서도 패러데이전압을 모니터링할 수 있는 것이다.

Description

이온주입설비의 패러데이컵 어셈블리
본 발명은 반도체 장치 제조설비의 이온주입장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼에 주입된 이온에 의하여 발생되는 2차전자 발생억제용 패러데이전압을 피드백(feed back)상태에 따라 제어하고 피드백되는 패러데이 전압을 모니터링할 수 있도록 하는 이온주입설비의 패러데이컵 어셈블리에 관한 것이다.
통상, 반도체 장치 제조를 위하여 웨이퍼 표면으로 불순물을 주입시켜서 불순물층을 형성시키는 방법으로서, 이온주입방법이 이용되고 있으며, 이를 수행하기 위한 것이 이온주입장치이다.
이온주입장치는 기본적으로 진공부, 이온 공급부, 분류자석, 가속기, 집중기, 중성 빔 포획장치, 주사기, 웨이퍼 가공실 등으로 나누어져 있으며, 이 중 이온 주입실의 웨이퍼에서 튀어나오는 2차전자를 억제하여 주입되기 위한 이온빔과의 상호작용을 줄여주기 위하여 패러데이컵 어셈블리(faradaycup assembly)가 이용된다.
종래의 페러데이컵 어셈블리는 도1에 그 간략한 구성이 나타나 있다.
패러데이컵 어셈블리는 웨이퍼가 장착되는 패러데이컵(10)과 이온이 웨이퍼로 주입됨에 따라서 발생되는 2차전자를 억제시키는 패러데이전압을 인가하기 위한 바이어스 플레이트(12) 및 접지를 위한 접지 플레이트(14)로 구성되어 있으며, 이 패러데이컵(10)에는 웨이퍼에 주입되는 이온량(dose) 및 빔전류를 모니터링하기 위한 모니터(16)가 구성되어 있고, 이 바이어스 플레이트(12)에는 패러데이전압을 인가하기 위한 바이어스 전원(18)이 구성되어 있다.
이러한 구성에 따라서 이온 공급부(미도시)에서 발생된 후 가속되어 진행된 이온이 패러데이컵(10)에 장착된 웨이퍼에 충돌하여 불순물층을 형성하고, 이때 발생되는 2차전자는 바이어스 플레이트(12)에 인가된 패러데이전압에 의하여 억제되어서, 효과적인 이온주입이 수행된다.
이때 바이어스 플레이트(12)에 패러데이전압이 정확하게 인가되어야 실제 웨이퍼에 주입되는 이온량을 정확하게 측정할 수 있다. 그러나, 도1과 같은 구성을 갖는 종래의 이온주입설비의 패러데이컵 어셈블리에서는 정확한 이온량의 측정이 어려웠다.
이는 바이어스 전원(18)과 바이어스 프레이트(12) 사이에 전기적인 단선이 발생되거나, 정해진 전압이 바이어스 플레이트(12)에 인가되지 않는 경우 패러데이컵(10)에서 발생된 2차전자를 효과적으로 억제할 수 없으므로 2차전자에 의해 접지를 통한 패스(path)가 형성되어서 모니터(16)에 전류가 흐르게 되어 모니터(16)에서 실제 주입되는 이온빔에 의해서 모니터링되는 것보다 많은 양의 전류가 측정되기 때문이다.
만약, 작업자가 종래의 패러데이컵 어셈블리에서 모니터링된 결과에 따라 이온빔을 줄인다면 웨이퍼에 주입되는 이온량이 줄어서 실제로 원하는 양 만큼의 이온주입이 이루어지지 않아 웨이퍼 불량이 발생된다.
따라서, 전술한 종래의 패러데이컵 어셈블리로는 바이어스 플레이트에 공급되는 패러데이전압을 정확하게 제어할 수 없으므로 정확한 이온주입공정을 수행하기 어려운 문제점이 있었다.
위의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 웨이퍼에 이온주입에 의한 불순물층을 정확히 형성시킬 수 있도록 공정을 수행하는 이노주입설비의 패러데이컵 어셈블리를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 바이어스 플레이트에 공급되는 패러데이전압을 피드백하여 바이어스 전원에서 바이어스 플레이트에 인가되는 패러데이전압을 정확히 조절할 수 있도록 제어하는 이온주입설비의 패러데이컵 어셈블리를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 바이어스 플레이트로 전압이 정확히 공급되고 있는지 확인할 수 있도록 모니터링하는 이온주입설비의 패러데이컵 어셈블리를 제공하고자 하는 데 있다.
제1도는 종래의 이온주입설비의 패러데이컵 어셈블리를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
제2도는 본 발명에 따른 이온주입설비의 패러데이컵 어셈블리의 실시예를 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10,20 : 패러데이컵 12,22 : 바이어스 플레이트
14,24 : 접지 플레이트 16,26,32 : 모니터
18,28 : 바이어스 전원 30 : 비교기
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이온주입설비의 패러데이컵 어셈블리는 웨이퍼가 장착되며, 이 웨이퍼에 주입되는 이온량 및 빔전류를 모니터링하기 위한 모니터가 연결되어 있는 패러데이컵과 이 웨이퍼로부터 발생되는 2차전자를 억제하기 위한 패러데이전압을 인가하는 바이어스 전원이 연결되어 있는 바이어스 플레이트 및 접지를 위한 접지 플레이트를 구비한 패러데이컵 어셈블리에 있어서, 이 바이어스 플레이트에 인가된 패러데이전압이 바이어스 전원으로 피드백되도록 연결되어 피드백되는 패러데이전압의 레벨에 맞게 바이어스 전원으로부터 바이어스 플레이트에 인가되는 패러데이전압을 조절하는 패러데이전압 조절수단과, 피드백되는 패러데이전압을 모니터링하는 모니터링수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 패러데이전압 조절수단은 바이어스 전원으로부터 바이어스 플레이트로 인가되는 패러데이전압과, 이 바이어스 플레이트에 인가된 패러데이전압을 비교하여 그 결과를 바이어스 전원으로 피드백하게 되는 비교기를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 이온주입설비의 패러데이컵 어셈블리의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2를 참조하면, 본 발명의 실시예는 이온주입설비에서 웨이퍼를 장착시키는 패러데이컵 어셈블리로서, 이는 모니터(26)가 연결된 패러데이컵(20)과 바이어스 전원(28)과 모니터(32)가 연결된 바이어스 플레이트(22) 그리고 접지된 접지 플레이트(24) 등으로 구성되어 있다.
이 패러데이컵(20)은 이온을 주입시키기 위한 웨이퍼(미도시)를 장착시키기 위한 구조를 가지며, 이 패러데이컵(20)에는 웨이퍼에 공급되는 이온량과 빔전류를 모니터링할 수 있도록 모니터(26)가 연결되어 있다.
그리고, 바이어스 플레이트(22)에는 패러데이전압을 공급하기 위한 바이어스 전원(28)이 연결되어 있고, 이 바이어스 플레이트(22)에 인가된 패러데이전압이 비교기(30)의 일측 입력단과 모니터(32)에 인가되도록 연결되어 있으며, 이 비교기(30)의 다른 입력단에는 바이어스 전원(28)에서 출력되는 패러데이전압이 직접 인가되도록 연결되는 한편, 이 비교기(30)의 출력단은 바이어스 전원(28)으로 피드백되어 입력되도록 연결되어 있으며, 바이어스 전원(28)은 피드백되어 입력되는 비교기(30)의 출력레벨에 따라 바이어스 플레이트(22)에 인가되는 패러데이전압의 레벨을 제어하도록 구성되어 있다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예의 동작에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시예는 이온 공급부로부터 공급된 후 가속되어 진행되는 이온이 패러데이컵(20)에 장착되는 웨이퍼로 주입되면서 웨이퍼에 불순물층이 형성된다.
웨이퍼에 주입되는 이온량은 이온빔에 의하여 전류가 흐르게 되는 모니터(26)의 모니터링에 의하여 알 수 있다. 즉, 모니터링되는 이온빔의 세기는 이온의 양과 비례하며, 또 이온의 양 및 이온빔의 세기는 형성시키고자 하는 불순물층에 주입되는 이온의 양과 비례하므로 모니터링하는 이온빔 전류를 모니터(26)로 측정하므로 웨이퍼에 주입되는 불순물의 양을 정확하게 모니터링할 수 있고, 이에 따라 작업자는 이를 보고 이온주입공정을 제어할 수 있다.
이때 웨이퍼에 주입된 이온이 웨이퍼와 충돌하면서 발생되는 2차전자는 바이어스 전원(28)으로부터 바이어스 플레이트(22)로 공급되는 패러데이전압에 의하여 억제된다.
그리고, 바이어스 플레이트(22)에 연결된 모니터(32)는 피드백되는 패러데이전압을 모니터링하여 현재 바이어스 플레이트(22)에 2차전자 억제를 위하여 인가되는 패러데이전압의 레벨을 그래프나 수치 혹은 도형 등으로 나타낸다.
또한, 패러데이전압이 바이어스 플레이트(22)로 정상저긍로 공급되지 않으면, 현재 바이어스 플레이트(22)에 인가된 패러데이전압이 비교기(30)로 인가되므로 비교기(30)는 바이어스전원(26)에서 출력되는 패러데이전압과 피드백된 패러데이전압을 대비하여 그 차에 해당하는 신호를 바이어스 전원(26)으로 출력한다.
이에 따라 바이어스 전원(26)은 이 비교기(30)에서 출력되는 신호에 의하여 바이어스 플레이트(22)에 공급되는 패러데이전압을 조절한다.
그리고, 바이어스 플레이트(22)로 인가되는 패러데이전압이 피드백되어서 모니터(32)에 모니터링되므로 작업자는 모니터(32)에 모니터링된 패러데이전압의 레벨을 확인하여 현재 패러데이전압의 인가상태가 정상인지를 확인할 수 있다.
확인결과, 모니터링된 패러데이전압의 레벨이 비정상으로 판정되는 경우, 작업자는 즉시 정상수준의 패러데이전압이 공급될 수 있도록 적절한 조치를 취할 수 있다.
따라서, 패러데이컵 어셈블리의 패러데이전압의 인가상태를 정확히 확인할 수 있으므로 설비이상에 의하여 발생될 수 있는 이온주입공정의 공정오류가 방지될 수 있다.
그러므로, 이온주입설비에 대하여 신뢰성이 향상될 수 있고, 패러데이전압이 정확하게 공급되지 않음으로 인한 웨이퍼 불량발생이 방지될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 패러데이전압의 인가상태를 정확히 확인할 수 있고, 또 제어할 수 있으므로 웨이퍼의 불량을 줄여서 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 설비의 상태를 정확히 작업자가 알 수 있도록 패러데이전압의 인가상태를 모니터링할 수 있으므로, 설비에 대한 신뢰도를 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술적 사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (2)

  1. 웨이퍼가 장착되며, 이 웨이퍼에 주입되는 이온량 및 빔전류를 모니터링하기 위한 모니터가 연결되어 있는 패러데이컵과 이 웨이퍼로부터 발생되는 2차전자를 억제하기 위한 패러데이전압을 인가하는 바이어스 전원이 연결되어 있는 바이어스 플레이트와 접지를 위한 접지 플레이트를 구비한 패러데이컵 어셈블리에 있어서,
    이 바이어스 플레이트에 인가된 패러데이전압이 바이어스 전원으로 피드백되도록 연결되어 피드백되는 패러데이전압의 레벨에 맞게 바이어스 전원으로부터 바이어스 플레이트에 인가되는 패러데이전압을 조절하는 패러데이전압 조절수단;
    피드백되는 패러데이전압을 모니터링하는 모니터링수단;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 이온주입설비의 패러데이컵 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패러데이전압 조절수단은 바이어스 전원으로부터 바이어스 플레이트로 인가되는 패러데이전압과, 이 바이어스 플레이트에 인가된 패러데이전압을 비교하여 그 결과를 바이어스 전원으로 피드백하는 비교기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 이온주입설비의 패러데이컵 어셈블리.
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KR100274599B1 (ko) * 1997-04-14 2000-12-15 윤종용 반도체 이온주입설비의 패러데이 바이어스전압 공급 체크장치

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