KR100528089B1 - 이온주입장치의플러싱방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 표면에 불순물을 주입하는 이온 주입(Ion Implantation) 공정에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 이온 주입 장치(Ion Implanter)의 특정 부분에 박막을 형성시키는 과정에서 아르곤 가스가 사용될 때 분석구간의 내부에 자장을 형성하지 않고 이온을 통과시키는 플러싱(Flushing) 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 아르곤 가스가 공급될 때 분석구간에 전원을 공급하는 전원 공급기와 연결된 제어기를 이용하여 전원을 차단하여 분석구간의 자장을 제거하는 방법을 개시하고, 또한 전원공급기에 연결되며, 아르곤 가스가 공급되는 가스관의 밸브에서 소정의 신호를 받아 작동하는 제어기가 형성된 구조를 개시한다. 이러한 방법과 구조를 통하여, 아르곤 가스의 양이온이 분석구간의 내부에 직접 충돌하는 것을 방지하며, 분석구간의 보호막이 열화 되거나 분석구간의 몸체가 손상되는 것을 방지하고 결과적으로 이온 주입 장치의 안정성을 향상한다.

Description

이온 주입 장치의 플러싱 방법
본 발명은 웨이퍼의 표면에 불순물을 주입하는 이온 주입(Ion Implantation) 공정에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 이온 주입 장치(Ion Implanter)에서 유독성 가스가 사용됨에 의해 손상된 특정 부분을 보호할 수 있도록 장치의 특정 부분에 박막을 형성시키는 플러싱(Flushing) 방법에 관한 것이다.
웨이퍼를 가공하는 공정에서, 웨이퍼의 표면에 회로패턴을 형성하기 위하여 박막, 사진, 식각 및 확산 등의 공정이 반복적으로 수행되며 이러한 공정 중에서 웨이퍼 표면에 불순물을 주입하는 공정의 한 가지 수단으로 이온 주입 장치가 이용된다. 이온 주입 장치는 이온을 생성하는 이온 생성실(Ion Source), 생성된 이온을 자장(磁性)을 이용하여 선별하는 분석구간(Ion Analyzer), 선별된 이온을 가속시키는 이온 가속부(Ion Accelerator) 및 주사된 이온이 직접 웨이퍼 표면에 주입되는 이온 주입부(Target)를 포함하는 구성을 갖는다.
이에, 첨부 도면을 참조하여 좀더 자세히 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 이온 주입 공정을 간략하게 도시한 블록도이다.
도 1을 참고하면, 이온 주입 장치(100)는 고진공 상태를 유지하는 이온 생성실(20)이 있으며, 이온 생성실(20)로 가스와 함께 고주파 전원이 공급되어 이온이 생성된다. 생성된 이온은 이온 생성실(20) 주위에 형성된 자장에 의해 방향성을 갖는 이온 빔(10) 형태로 방출된다.
방출된 이온 빔(10)은 전하 교환기(30)를 통과하면서 양이온들이 음이온들로 변환되며, 이온 빔(10)은 다시 분석구간(40)을 통과하면서 분석구간에 형성된 자장에 의해 선별된다.
선별된 이온 빔(10)은 이온 가속부(50)를 통과하면서 가속되며, 가속된 이온이 이온 주입부(60)로 쏘아진다. 이온 빔(10)은 이온 주입부(60)에서 회전하는 디스크(62) 위에 놓여진 웨이퍼(64)의 표면으로 주입된다.
이와 같은 이온 주입 장치에서, 이온 생성실로 수소화비소(AsH3 ; Arsine), 인화수소(PH3 ; Phosphine) 및 삼플루오르화붕소(BF3 ; Boron Fluoride) 등과 같은 가스들이 공급되며, 이들 가스들은 이온 생성실 내에서 고주파 전원에 방전되어 이온을 생성시킨다. 생성된 이온들의 대부분은 주위의 자장에 따라 빔 게이트를 통하여 방향성을 가지고 방출되지만, 극히 일부의 이온들은 이온 생성실 내부, 전하 교환기 내부 및 이온 분석구간 내부 등과 같은 특정 부분에 불순물로서 침적될 수 있다. 이들 침적된 이온들은 이온 주입 공정이 실시될 때, 아킹(Arcing)과 같은 현상을 야기할 수 있으며 나아가 이온 주입 장치의 안정성을 떨어뜨릴 수 있다.
이러한 현상을 방지하기 위하여, 이온 주입 장치는 일정 시간마다 완전히 분해하여 불순물을 클리닝하는 오버홀(Overhaul) 작업이 수행되며, 오버홀 작업이 이루어지는 사이에 플러싱이 수행된다.
플러싱은 오버홀 작업과 같이 장치를 완전히 분해하는 것이 아니며, 단지 이온 생성실로 아르곤(Ar) 가스가 주입되어 아르곤 가스에서 생성된 이온들이 이온 주입 장치의 특정 부분에 침적된 불순물 위로 박막을 형성하는 것이다. 즉, 아르곤 가스를 이용한 이온을 생성하여 특정 부분에 박막을 형성함으로써, 특정 부분의 불순물을 클리닝하는 오버홀 작업과 같이 불순물에 의한 아킹 현상을 방지한다.
이와 같은 플러싱은 이온 주입 장치의 내부에 침적된 불순물 위로 박막을 형성하기 위하여 수행되기도 하지만, 그에 더하여 공급되는 가스가 바뀔 때마다 이온 주입 장치를 초기화(Initialize)하기 위해 사용될 수 있다.
한편, 도 2는 종래 이온 주입 장치의 일부를 간략하게 도시한 부분단면도이다.
도 2를 참고하면, 플러싱 방법은 먼저, 이온 생성실(20)로 아르곤 가스와 함께 고주파 전원이 공급되어 이온이 생성되며, 생성된 이온은 이온 생성실(20) 주위에 형성된 자장에 의해 방향성을 갖는 이온 빔(12) 형태로 방출된다.
방출된 이온 빔(12)은 전하 교환기(30)와 분석구간(40)을 통과하며, 이온 빔(12)의 일부가 이온 생성실(20), 전하 교환기(30) 및 분석구간(40)의 내부와 같은 특정 부분에 증착 되어 박막을 형성한다.
이 때, 아르곤 가스에 의해 생성된 이온은 양이온(12)이며, 아르곤 가스의 특성에 따라 전하 교환기를 통과하더라도 음이온(10)으로 변환되지 않는다. 따라서, 양이온(12)이 자장이 형성된 분석구간(40)을 통과하면서 직접 분석구간(40)의 내부에 충돌하게 되어 분석구간(40) 내부의 보호막(44 ; Shield)을 열화 시키며 나아가 분석구간(40)을 형성하는 몸체(46)에 구멍을 형성시키는 등 손상을 일으킬 수 있다.
본 발명의 목적은 이온 주입 장치를 플러싱할 때 양이온이 분석구간의 내부에 직접 충돌하는 것을 방지하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이온 주입 장치를 플러싱할 때 분석구간에 자장을 형성시키지 않음으로써 장치의 손상을 방지하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아르곤 가스에서 생성된 이온 빔이 분석구간을 통과할 때 이온 빔이 분석구간의 내부에 직접 충돌하지 않도록 분석구간에 자장을 형성시키지 않는 플러싱 방법을 제공한다. 또한 이온 주입 장치는 분석구간에 공급되는 전원을 차단할 수 있는 제어기를 포함한다.
본 발명에 따른 플러싱 방법을 설명하면 다음과 같다.
플러싱 방법은 이온 생성실로 가스가 공급되는 단계, 이온 생성실에서 가스로부터 이온이 생성되는 단계 및 전원에 의해 자장이 형성되는 분석구간을 이온이 통과하는 단계를 포함하며, 이온의 작용으로 이온 생성실에서 분석구간에 이르는 내벽에 박막을 형성하는 이온 주입 장치의 플러싱 방법이다.
이 때, 이온 생성실로 공급되는 가스가 아르곤 가스인 경우에 한하여 이온이 자장이 형성되지 않은 분석구간을 통과하며, 분석구간의 내벽이 양이온에 의해 열화 되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 이온 주입 장치에 공급되는 수소화비소(AsH3), 인화수소(PH3) 및 삼플루오르화붕소(BF3)는 전하 교환기를 통과할 때, 이온 생성실에서 생성된 양이온들이 음이온들로 변환되지만, 플러싱에 사용되는 아르곤 가스는 분자의 구조상 변환되기 어려운 특징을 갖는다.
또한 분석구간으로 공급되는 전원을 제어하는 제어기가 있으며, 제어기가 가스가 공급됨에 따라 전원을 차단하는 것을 특징으로 한다. 가스는 밸브가 구비된 가스관을 통하여 공급되며, 밸브가 작동될 때 제어기로 소정의 신호가 전달되어 제어기의 동작이 이루어진다.
이하 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플러싱 방법을 도시한 순서도이다.
도 3을 참고로 하면, 본 발명에 따른 플러싱 방법은 이온 생성실로 가스가 공급되는 단계(110)와 가스로부터 이온이 생성되는 단계(120)가 수행된 후 아르곤 가스 여부를 확인하는 단계(130)가 수행되며, 확인 여부에 따라 아르곤 가스인 경우에 분석구간에 공급하는 전원을 차단하는 단계(140)와 이온이 분석구간을 통과하는 단계(150)가 수행되고, 아르곤 가스가 아닌 경우에 직접 이온이 분석구간을 통과하는 단계(150)가 수행된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 장치의 일부를 간략하게 도시한 부분단면도이다.
도 4를 참고로 하여 도 3의 플러싱 방법을 설명하면, 이온 생성실(220)로 아르곤 가스와 함께 고주파 전원이 공급되어 이온이 생성되며, 생성된 이온은 이온 생성실(220) 주위에 형성된 자장에 의해 방향성을 갖는 이온 빔(212) 형태로 방출된다.
방출된 이온 빔(212)은 전하 교환기(230)와 분석구간(240)을 통과하며, 이온 빔(212)의 일부가 이온 생성실(220), 전하 교환기(230) 및 분석구간(240)의 내부와 같은 특정 부분에 증착 되어 박막을 형성한다.
이 때, 아르곤 가스에 의해 생성된 이온은 양이온(212)이며, 양이온(212)이 자장이 형성되지 않은 분석구간(240)을 통과하면서 직접 분석구간(240) 내부의 일 지점에 형성된 빔 덤프(244 ; Beam Dump)에 충돌하게 된다.
빔 덤프(244)는 흑연(Graphite) 재질이며, 빔 덤프(244)가 형성된 지점은 이온 빔(212)이 분석구간(240)을 직진하여 통과할 때 이온(212)이 분석구간(240)의 내부에 충돌하는 지점이다.
빔 덤프는 이온 주입 공정에서 사용되며, 이온 주입 공정에서는 처음 이온 주입 장치를 초기화하거나 또는 공급되는 가스가 바뀌는 과정에서, 생성된 이온 빔을 웨이퍼에 주입하기 전에 미리 이온 빔의 세기와 각도 등을 조절할 때 사용된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온 주입 장치의 일부를 간략하게 도시한 구성도이다.
도 5를 참고로 하여 플러싱 방법을 설명하면, 이온 생성실(320)로 아르곤 가스와 함께 고주파 전원이 공급되어 이온이 생성되며, 생성된 이온은 이온 생성실(320) 주위에 형성된 자장에 의해 방향성을 갖는 이온 빔(312) 형태로 방출된다.
방출된 이온 빔(312)은 전하 교환기(330)와 분석구간(340)을 통과하며, 이온 빔(312)의 일부가 이온 생성실(320), 전하 교환기(330) 및 분석구간(340)의 내부와 같은 특정 부분에 증착 되어 박막을 형성한다.
이때 아르곤 가스에 의해 생성된 이온은 양이온(312)이며, 양이온(312)이 자장이 형성되지 않은 분석구간(340)을 통과하면서 직접 분석구간(340) 내부의 일 지점에 형성된 빔 덤프(342)에 충돌하게 된다.
분석구간(340)은 전원 공급기(346)에 의해 전원이 공급됨으로써 자장이 형성되며, 이온 생성실(320)로 공급되는 가스는 밸브(324)가 형성된 가스관(322)을 통해 공급된다. 밸브(324)가 여닫는 동작에 따라 소정의 신호가 제어기(350)로 전달되며, 아르곤 가스가 공급되는 가스관(322)의 밸브(324)가 열릴 때 제어기(350)는 전원 공급기(346)에서 분석구간(340)으로 공급되는 전원을 차단한다.
본 발명에 따른 이온 주입 장치의 플러싱 방법은 이온 생성실로 공급되는 가스가 아르곤 가스인 경우에 분석구간에 자장을 형성시키지 않고 이온을 통과시킴으로써, 아르곤 가스의 양이온이 분석구간의 내부에 직접 충돌하여 보호막을 열화 시키는 것을 방지하고, 충돌로 인해 분석구간의 몸체에 손상이 발생하는 것을 방지하며, 결과적으로 이온 주입 장치를 안정시킬 수 있다.
도 1은 이온 주입 공정을 간략하게 도시한 블록도.
도 2는 종래 이온 주입 장치의 일부를 간략하게 도시한 부분단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플러싱 방법을 도시한 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입 장치의 일부를 간략하게 도시한 부분단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온 주입 장치의 일부를 간략하게 도시한 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
10 : 음이온 12, 212, 312 : 양이온
20, 220, 320 : 이온 생성실 30, 230, 330 : 전하 교환기
40, 240, 340 : 분석구간 242, 342 : 빔 덤프(Beam Dump)
44 : 보호막(Shield) 46 : 분석구간의 몸체
50 : 이온 가속부 60 : 디스크
62 : 웨이퍼 100 : 이온 주입 장치
322 : 가스관 324 : 밸브
346 : 전원 공급기 350 : 제어기

Claims (6)

  1. (a) 이온 생성실로 가스가 공급되는 단계;
    (b) 상기 이온 생성실에서 상기 가스로부터 이온이 생성되는 단계; 및
    (c) 전원에 의해 형성되는 자장을 갖는 분석구간이 있으며, 상기 이온이 상기 분석구간을 통과하는 단계;
    를 포함하며, 상기 이온의 작용으로 상기 이온 생성실에서 상기 분석구간에 이르는 내벽에 박막을 형성하는 이온 주입 장치의 플러싱 방법에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 공급되는 가스가 아르곤 가스인 경우에 한하여 상기 (c) 단계는 (d) 자장이 형성되지 않은 분석구간을 통과하는 단계;로 수행됨으로써 상기 분석구간의 내벽이 상기 이온에 의해 열화 되는 것을 방지하는 플러싱 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전원을 제어하는 제어기가 있으며, 상기 제어기가 상기 특정 가스가 공급됨에 따라 상기 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 플러싱 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 가스는 밸브가 구비된 가스관을 통하여 공급되며, 상기 밸브가 작동될 때 상기 제어기로 소정의 신호를 보내는 것을 특징으로 하는 플러싱 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 자장이 형성되지 않은 분석구간의 내부의 일 지점에 빔 덤프(Beam Dump)가 형성되어 있으며, 상기 이온은 상기 빔 덤프로 유도되는 것을 특징으로 하는 플러싱 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 빔 덤프는 흑연(Graphite) 재질인 것을 특징으로 하는 플러싱 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 일 지점은 상기 이온이 상기 분석구간을 직진하여 통과할 때 상기 이온이 상기 분석구간의 내벽에 충돌하는 지점인 것을 특징으로 하는 플러싱 방법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02148647A (ja) * 1988-11-30 1990-06-07 Nec Yamagata Ltd イオン注入装置のイオンソース洗浄治具及び洗浄方法
JPH04112441A (ja) * 1990-08-31 1992-04-14 Toshiba Corp イオン注入装置及びそのクリーニング方法
KR970008344A (ko) * 1995-07-17 1997-02-24 프랑크 엠 사죠백 이온비임 주입기의 내부표면의 오염물질을 제거하는 방법 및 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02148647A (ja) * 1988-11-30 1990-06-07 Nec Yamagata Ltd イオン注入装置のイオンソース洗浄治具及び洗浄方法
JPH04112441A (ja) * 1990-08-31 1992-04-14 Toshiba Corp イオン注入装置及びそのクリーニング方法
KR970008344A (ko) * 1995-07-17 1997-02-24 프랑크 엠 사죠백 이온비임 주입기의 내부표면의 오염물질을 제거하는 방법 및 장치

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