KR100539577B1 - Clean Up Procedure of Ion Implanter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 웨이퍼에 인듐 주입(Indium Implant) 이후 다른 불순물을 주입하기 전에 잔존하는 인듐을 제거할 수 있도록 한 이온 주입장비의 세정방법에 관한 것으로서, 이온 주입 장비를 통해 제 1 웨이퍼에 인듐(Induim)을 주입하는 단계; 상기 이온 주입 장비를 플루오르화붕소 화합물(BF3)을 이용한 퍼지(Purge)와 비소(Arsenic, As)를 이용한 퍼지를 연속적으로 실시하는 단계; 상기 퍼지된 이온 주입 장비를 통해 제 2 웨이퍼에 상기 인듐과는 다른 불순물을 주입하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning method of an ion implantation apparatus capable of removing indium remaining before injecting another impurity after indium implantation into a semiconductor wafer. Injecting); Continuously purging the ion implantation equipment with a boron fluoride compound (BF3) and purging with arsenic (Arsenic, As); And implanting impurities different from the indium into the second wafer through the purged ion implantation equipment.
따라서, 본 발명은 반도체 웨이퍼의 불순물로 인듐을 사용하는 주입과정에서 인듐 주입후 다른 불순물을 주입하기 전에 잔여 인듐을 효과적으로 제거하기 위한 새로운 세정 방법을 제공함으로써 웨이퍼의 오염을 최소화할 수 있다.Accordingly, the present invention can minimize the contamination of the wafer by providing a new cleaning method for effectively removing the residual indium in the implantation process using indium as an impurity of the semiconductor wafer before injecting other impurities after indium implantation.
Description
본 발명은 이온 주입 장비의 세정 방법에 관한 것으로, 특히 인듐 주입(Indium Implant) 이후 인듐으로 인한 오염(Cross Contamination)을 최소화할 수 있도록 한 이온 주입 장비의 세정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for cleaning ion implantation equipment, and more particularly, to a method for cleaning ion implantation equipment to minimize cross contamination due to indium after indium implantation.
일반적으로, 이온 주입 장비에서 사용하는 불순물(Dopant)으로는 주로 붕소(B, Boron), 비소(As, Arsenic), 인(P, Phosphorous)이 있다.In general, the impurities used in the ion implantation equipment are mainly boron (B, Boron), arsenic (As, Arsenic), phosphorus (P, Phosphorous).
하나의 장비에서 여러 불순물을 사용하기 때문에 이온 주입을 진행하는 과정에서 기존에 사용하던 불순물의 오염이 발생할 우려가 있다.Since several impurities are used in a single device, contamination of existing impurities may occur during ion implantation.
이러한 불순물 오염을 최소화하기 위하여 불순물 변경시 아르곤(Argon)으로 퍼지(Purge)를 1시간 정도 실시하게 된다.In order to minimize such impurity contamination, purge with argon is performed for 1 hour when changing impurities.
상기 붕소(B), 비소(As), 인(P)의 경우는 아르곤 퍼지를 통한 세정방법(Clean Up Procedure)을 사용하고 있다.In the case of the boron (B), arsenic (As), and phosphorus (P), a clean up procedure using an argon purge is used.
그러나, 트랜지스터의 문턱전압(NMOS의 VT) 주입에 새로 적용되는 인듐(Indium)은 원자량이 큰 불순물이므로 붕소(B), 비소(As), 인(P)과 같은 불순물에 비해 오염량(Contamination)이 비교적 크다.However, indium, which is newly applied to the injection of the transistor's threshold voltage (VT of NMOS), is an impurity having a large atomic weight, and thus contamination is higher than that of impurities such as boron (B), arsenic (As), and phosphorus (P). Relatively large.
즉, 상기와 같은 아르곤 퍼지로는 인듐 주입 이후 잔여 인듐의 제거 뿐 아니라 잔여 인듐으로 인한 웨이퍼(Wafer)의 오염을 해결할 수 없었다.That is, the argon purge as described above could not solve the contamination of the wafer due to the residual indium as well as the removal of the residual indium after the indium implantation.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼의 불순물로 인듐(Indium)을 사용할 경우 인듐 주입(Indium Implant) 이후 다른 불순물을 주입하기 전에 잔존하는 인듐을 제거하기 위한 세정과정을 정의하는데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to use the indium remaining before injecting other impurities after the indium (Indium) implantation (Indium) as an impurity of the wafer It is to define cleaning process to remove.
본 발명의 다른 목적은, 인듐 주입 이후 잔존하는 인듐을 제거하여 크로스 오염(Cross Contamination)을 최소화시키는데 있다.Another object of the present invention is to minimize cross contamination by removing indium remaining after indium implantation.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이온 주입 장비의 세정방법은 이온 주입 장비를 통해 제 1 웨이퍼에 인듐(Induim)을 주입하는 단계; 상기 이온 주입 장비를 플루오르화붕소 화합물(BF3)을 이용한 퍼지(Purge)와 비소(Arsenic, As)를 이용한 퍼지를 연속적으로 실시하는 단계; 상기 퍼지된 이온 주입 장비를 통해 제 2 웨이퍼에 상기 인듐과는 다른 불순물을 주입하는 단계로 이루어지는데 그 특징이 있다.Cleaning method of the ion implantation equipment according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of injecting indium (Induim) to the first wafer through the ion implantation equipment; Continuously purging the ion implantation equipment with a boron fluoride compound (BF3) and purging with arsenic (Arsenic, As); Injecting impurities different from the indium into the second wafer through the purged ion implantation device is characterized by.
여기서, 상기 플루오르화붕소 화합물을 이용한 퍼지와 비소를 이용한 퍼지는 80keV 내지 180keV의 에너지를 사용하는 것을 특징으로 한다.Here, the purge using the boron fluoride compound and the purge using arsenic is characterized in that using the energy of 80keV to 180keV.
그리고, 상기 플루오르화붕소 화합물을 이용한 퍼지와 비소를 이용한 퍼지는 1㎃ 내지 2㎃의 빔 전류를 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the purge using the boron fluoride compound and the purge using arsenic are characterized by using a beam current of 1 ㎃ to 2 ㎃.
그리고, 상기 플루오르화붕소 화합물을 이용한 퍼지와 비소를 이용한 퍼지는 각각 1시간 내지 2시간을 실시하는 것을 특징으로 한다.The purge using the boron fluoride compound and the purge using arsenic are performed for 1 to 2 hours, respectively.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 이온 주입 장비의 세정 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the cleaning method of the ion implantation equipment according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 이온 주입 장비에서 반도체 웨이퍼에 불순물로 인듐 주입 이후 인(P)을 주입할 경우, 인(P)을 주입하기 전에 이온 주입 장비를 비소(As) 또는 플루오르화붕소 화합물(BF3) 퍼지를 실시한 후 인(P)이 주입된 웨이퍼에서 측정된 인듐 검출량(ppm)을 도시한 것이다.FIG. 1 illustrates that in the case of implanting phosphorus (P) after implanting indium into impurities in an ion implantation device, the ion implantation device may be purged with arsenic (As) or boron fluoride compound (BF3) before implanting phosphorus (P). The indium detection amount (ppm) measured on the wafer to which phosphorus (P) was injected after implementation is shown.
도 2는 이온 주입 장비에서 반도체 웨이퍼에 불순물로 인듐 주입 이후 붕소(B)를 주입할 경우, 붕소(B)를 주입하기 전에 이온 주입 장비를 As 또는 BF3 퍼지를 실시한 후 붕소(B)가 주입된 웨이퍼에서 측정된 인듐 검출량(ppm)을 도시한 것이다.FIG. 2 illustrates that in the case of implanting boron (B) after implanting indium into an impurity in a semiconductor wafer in an ion implantation apparatus, the boron (B) is implanted after the As or BF3 purge is performed before the implantation of boron (B). Indium detection amount (ppm) measured on the wafer is shown.
본 발명은, 반도체 웨이퍼에 불순물로 인듐을 주입한 후 다른 불순물을 주입하기 전에 이온 주입 장비의 잔여 인듐(Residual Indium)을 제거하여 웨이퍼의 오염을 최소화하기 위한 세정 과정을 정의하는데 그 특징이 있다.The present invention is characterized by defining a cleaning process for minimizing contamination of the wafer by removing residual indium of the ion implantation equipment after indium is implanted into the semiconductor wafer as impurities and before implanting other impurities.
일 예로, 이온 주입 장비에서 웨이퍼에 불순물 인듐을 주입한 후 인(P)을 주입하고자 할 경우,For example, in the case of implanting phosphorus (P) after implanting impurity indium into a wafer in an ion implantation equipment,
1) 먼저, 이온 주입 장비를 통해 인듐 주입(Indium Implant)을 충분히 실시한다. 이때, 주입 장비에는 잔여 인듐(Residual Indium)으로 인한 오염(Contamination)이 발생한다.1) First, indium implantation is sufficiently performed through ion implantation equipment. At this time, contamination due to residual indium occurs in the injection equipment.
2) 인듐 주입 후, 31P+(인의 원자량), 80keV(이온 주입 에너지)와 3.5E15(이온 주입 농도) 조건하에서 웨이퍼에 인 주입(Phosphorus Implant)을 실시하고 SIMS(Secorndary Ion Mass Spectroscopy)를 통해 웨이퍼의 인듐 오염량(①)을 측정한다.2) After indium implantation, phosphorus implantation was performed on the wafer under the conditions of 31P + (atomic weight of phosphorus), 80keV (ion implantation energy), and 3.5E15 (ion implantation concentration), and the wafer was subjected to SEMI (Secondary Ion Mass Spectroscopy). Measure the amount of indium contamination (①).
3) 또는, 상기 1) 과정을 실시한 후 인 주입(Phosphorus Implant) 전에 As(Arsenic, 비소)로 이온 주입 장비를 2시간 동안 퍼지를 실시한다. 이어, 상기 2)와 동일한 조건하에서 웨이퍼에 인 주입을 실시한 후 웨이퍼의 인듐 오염량(②)을 측정한다.3) Alternatively, after the procedure 1), the ion implantation equipment is purged with As (Arsenic, Arsenic) for 2 hours before Phosphorus Implant. Subsequently, phosphorus implantation is performed on the wafer under the same conditions as in 2), and the amount of indium contamination (②) of the wafer is measured.
4) 또는, 상기 1) 과정을 실시한 후 인 주입(Phosphorus Implant) 전에 BF3로 이온 주입 장비를 2시간 동안 퍼지를 실시한다. 이어, 상기 2)와 동일한 조건하에서 인 주입을 실시한 후 웨이퍼의 인듐 오염량(③)을 측정한다.4) Alternatively, after performing the procedure 1), purge the ion implantation equipment with BF3 for 2 hours before Phosphorus Implant. Subsequently, after the phosphorus implantation is performed under the same conditions as in 2), the indium contamination amount ③ of the wafer is measured.
5) 또는, 상기 1) 과정을 실시한 후 인 주입(Phosphorus Implant) 전에 이온 주입 장비에서 BF3퍼지(2시간)와 As 퍼지(2시간)를 연속적으로 실시한다. 이어, 상기 2)와 동일한 조건에서 인 주입을 실시한 후 웨이퍼의 인듐 오염량(④)을 측정한다.5) Alternatively, after the procedure 1), BF3 purge (2 hours) and As purge (2 hours) are continuously performed in the ion implantation apparatus before the Phosphorus Implant. Subsequently, after the phosphorus implantation is performed under the same conditions as in 2), the amount of indium contamination ④ of the wafer is measured.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 5) 과정에서 인듐 주입 이후 이온 주입 장비를 BF3 퍼지와 As 퍼지를 연속적으로 실시한 다음 인을 주입하면, 이때 웨이퍼에서 측정된 인듐 오염량(④)이 가장 작은 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 1, if the ion implantation equipment is continuously subjected to BF3 purge and As purge after indium implantation in step 5), and then phosphorus is injected, it is found that the amount of indium contamination (④) measured at the wafer is the smallest. Can be.
다른 예로, 이온 주입 장비에서 인듐을 주입한 후 붕소(B)를 주입하고자 할 경우,As another example, if you want to inject boron (B) after indium in the ion implantation equipment,
1) 먼저, 이온 주입 장비에서 인듐 주입을 충분히 실시하여 주입 장비에 잔여 인듐을 오염시킨다.1) First, perform sufficient indium implantation in the ion implantation equipment to contaminate the remaining indium in the implantation equipment.
2) 인듐 주입 직후, 11B+(붕소의 원자량), 80keV(이온 주입 에너지), 3.5E15(이온 주입 농도) 조건하에서 웨이퍼에 붕소 주입(Boron Implant)을 실시하고 SIMS를 통해 웨이퍼의 인듐 오염량(ⓐ)을 측정한다.2) Immediately after indium implantation, boron implantation is performed on the wafer under conditions of 11B + (atomic amount of boron), 80keV (ion implantation energy), and 3.5E15 (ion implantation concentration), and the amount of indium contamination of the wafer through SIMS (ⓐ) Measure
3) 또는, 상기 1) 과정을 실시한 후 붕소 주입 전에 이온 주입 장비에서 As(Arsenic, 비소)로 퍼지를 2시간 실시한다. 이어, 상기 2)와 동일한 조건으로 웨이퍼에 붕소 주입을 실시한 후 웨이퍼의 인듐 오염량(ⓑ)을 측정한다.3) Alternatively, after the process 1), purge with As (Arsenic, Arsenic) in the ion implantation equipment before boron implantation for 2 hours. Subsequently, after injecting boron into the wafer under the same conditions as in 2), the amount of indium contamination ⓑ of the wafer is measured.
4) 또는, 상기 1) 과정을 실시한 후 붕소 주입 전에 이온 주입 장비에서 BF3 퍼지를 2시간 실시한다. 이어, 상기 2)와 동일한 조건으로 웨이퍼에 붕소 주입을 실시한 후 웨이퍼의 인듐 오염량(ⓒ)을 측정한다.4) Or, after performing the process 1) before the boron implantation BF3 purge in the ion implantation equipment for 2 hours. Subsequently, after injecting boron into the wafer under the same conditions as in 2), the amount of indium contamination ⓒ of the wafer is measured.
5) 또는, 상기 1) 과정을 실시한 후 붕소 주입 전에 이온 주입 장비에서 BF3 퍼지(2시간)와 As 퍼지(2시간)를 연속적으로 실시한다. 이어, 상기 2)와 동일한 조건하에서 붕소 주입을 실시한 후 웨이퍼의 인듐 오염량(ⓓ)을 측정한다.5) Alternatively, after the procedure 1), before the boron implantation, BF3 purge (2 hours) and As purge (2 hours) are continuously performed in the ion implantation equipment. Subsequently, after boron implantation is performed under the same conditions as in 2), the amount of indium contamination ⓓ of the wafer is measured.
마찬가지로, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 5) 과정에서 인듐 주입 이후 이온 주입 장비를 BF3 퍼지와 As 퍼지를 연속적으로 실시한 다음 붕소 이온을 주입하면, 이때 웨이퍼에서 측정된 인듐 오염량(ⓓ)이 가장 작은 것을 알 수 있다.Similarly, as shown in FIG. 2, if the ion implantation equipment is continuously subjected to BF3 purge and As purge after indium implantation in step 5), and then boron ions are implanted, the amount of indium contamination ⓓ measured at the wafer is the smallest. It can be seen that.
이때, 붕소(Boron)의 경우 인(Phosphorous) 보다 인듐 오염량이 전체적으로 적은 것은 붕소의 원자량이 인에 비해 작기 때문이다.In this case, in the case of Boron, the indium contamination amount is smaller than the phosphorous (Phosphorous) because the atomic amount of boron is smaller than that of phosphorus.
본 발명은, 상기와 같은 실험 결과에 따라 이온 주입 장비에서 인듐 주입 후 다른 불순물을 주입하기 전에 이온 주입 장비에서 BF3 퍼지(BF3 Purge)와 As 퍼지(Arsenic Purge)를 연속적으로 실시하는 세정방법을 제공한다.The present invention provides a cleaning method of continuously performing BF3 purge (BF3 Purge) and As purge (Arsenic Purge) in the ion implantation equipment before injecting other impurities after indium implantation in the ion implantation equipment according to the experimental results as described above do.
여기서, 상기 BF3 퍼지와 As 퍼지는 80keV 내지 180keV의 이온 주입 에너지를 사용하며, 1㎃ 내지 2㎃의 빔 전류를 사용한다.Here, the BF3 purge and the As purge use ion implantation energy of 80 keV to 180 keV, and a beam current of 1 mA to 2 mA.
그리고, 상기 BF3 퍼지와 As 퍼지는 각각 1시간 내지 2시간의 세정 시간을 갖는다.The BF3 purge and the As purge each have a cleaning time of 1 hour to 2 hours.
따라서, 웨이퍼의 불순물로 인듐을 사용할 경우, 인듐 주입 후 다른 불순물을 주입하기 전에 BF3 퍼지와 As 퍼지를 연속적으로 실시함으로서 잔여 인듐을 제거한다.Therefore, when indium is used as an impurity of the wafer, residual indium is removed by performing BF3 purge and As purge continuously after indium implantation and before injecting other impurities.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 이온 주입 장비의 세정 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The cleaning method of the ion implantation apparatus according to the present invention as described above has the following effects.
첫째, 반도체 웨이퍼의 불순물로 인듐을 사용하는 주입과정에서 인듐 주입후 다른 불순물을 주입하기 전에 잔여 인듐을 효과적으로 제거하기 위한 새로운 세정 방법을 제공한다.First, in the implantation process using indium as an impurity of a semiconductor wafer, a new cleaning method for effectively removing residual indium after indium implantation and before injecting other impurities is provided.
둘째, 인듐 주입 후 다른 불순물을 주입하기 전에 BF3 퍼지(Purge)와 As 퍼지(Arsenic Purge)를 연속적으로 실시함으로써 잔여 인듐을 제거하여 웨이퍼의 오염을 최소화할 수 있다.Second, after indium implantation, BF3 purge and As purge (Arsenic Purge) are continuously performed before implanting other impurities, thereby minimizing contamination of the wafer by removing residual indium.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
도 1은 불순물로 인듐 주입 이후 인(P)을 주입할 경우, 인(P)을 주입하기 전에 여러 세정 과정을 실시한 후 측정된 인듐 검출량(ppm)을 나타낸 도면FIG. 1 is a diagram illustrating an indium detection amount (ppm) measured after performing various cleaning processes before injecting phosphorus (P) after indium implantation with impurities.
도 2는 불순물로 인듐 주입 이후 붕소(B)를 주입할 경우, 붕소(B)를 주입하기 전에 여러 세정 과정을 실시한 후 측정된 인듐 검출량(ppm)을 나타낸 도면FIG. 2 is a diagram illustrating an indium detection amount (ppm) measured after performing various cleaning processes before injecting boron (B) when injecting boron (B) after indium implantation with impurities.
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| KR20140125429A (en) * | 2012-02-14 | 2014-10-28 | 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 | Alternate materials and mixtures to minimize phosphorus buildup in implant applications |
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2004
- 2004-06-07 KR KR10-2004-0041319A patent/KR100539577B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20140125429A (en) * | 2012-02-14 | 2014-10-28 | 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 | Alternate materials and mixtures to minimize phosphorus buildup in implant applications |
| KR101982903B1 (en) | 2012-02-14 | 2019-05-27 | 엔테그리스, 아이엔씨. | Alternate materials and mixtures to minimize phosphorus buildup in implant applications |
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| KR20050116428A (en) | 2005-12-12 |
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