KR100600356B1 - 이온 주입 장비의 각 제로 위치 보정방법 - Google Patents
이온 주입 장비의 각 제로 위치 보정방법 Download PDFInfo
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Abstract
이온 주입 장비의 각 제로 위치(angle zero position) 보정방법이 개시된다. 본 발명에 따른 이온 주입 장비의 각 제로 보정 방법은 웨이퍼들을 준비하여 웨이퍼들을 이온 주입 장비에서 일정량의 차이를 두고 각을 변화시켜 각각의 웨이퍼에 이온을 주입한다. 각의 변화는 -2, -1, 0, 1, 2 인 상태로 변화시켜 이온을 주입할 수 있다. 이온 주입된 각각의 웨이퍼들의 열 웨이브(thermal wave) 값과 면 저항(sheet resistance) 값을 측정하여, 열 웨이브과 면 저항 값이 최소값의 위치인 점으로 각 제로 위치를 보정한다.
이온 주입, 각 제로, 보정, 열 웨이브, 면 저항
Description
도 1은 본 발명에 따른 측정된 열 웨이브 값을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 측정된 면 저항 값을 나타내는 도면이다.
본 발명은 반도체 장비의 각 제로 위치 보정방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 이온 주입 장비의 각 제로 위치 보정방법에 관한 것이다.
이온 주입(Ion Implantation)이란 고온 확산에 의한 반도체 소자의 불순물 도핑(doping) 공정을 대체하기 위하여 불순물 원자의 이온을 전기장으로 가속하여 목표물(wafer) 속으로 넣어주는 공정을 일컫는다.
이온 주입 공정은 불순물의 주입량을 정확히 조절함과 아울러 주입 이온의 분포 모양을 조절할 수 있다. 또한, 고온 확산 공정에 비해 측면 퍼짐 현상을 줄일 수 있으며, 불순물의 웨이퍼 내 농도 균일성이 우수하다는 장점이 있다. 이온 주입 공정의 주된 응용 분야는 모스 트랜지스터에서 문턱 전압(threshold voltage)의 조정, 웰 형성이나 소자 분리 이온 주입 등이며, 바이폴라 트랜지스터에서는 레지스 터, 베이스 형성 및 소자 분리 이온 주입 등에 사용된다.
이온 주입 장비는 이온 생성부(source module), 생성된 이온을 분류하는 이온 분석부(ion analyzer), 분류된 이온의 주사 방향을 유도하는 이온 주사부(beam gate), 주사된 이온이 웨이퍼의 표면에 유입되는 이온 주입부(target), 및 엔드스테이션 모듈(endstation module)과, 각 부분의 기계적 동작을 보조하는 보조설비 등을 포함하는 구성을 갖는다.
이온 주입 장비에는 각 제로 위치(angle zero position)가 틀어지는 것을 방지하기 위하여 자동 각 제어 장치(auto angle control system)가 설치되어 있다.
각 제어 장치는 이온 주입 장비에서 생성되는 이온 빔이 웨이퍼가 놓여지는 엔드스테이션(endstation)에 전달되는 것을 5개의 앵글컵(angle cup)이 감지하여 기울어진 각(tilt angle)을 보정하여 각 제로 위치를 잡아주는 장치이다. 이와 같은 장치를 적용하여 각 제로 위치를 잡을 수 있지만, 실제로 장비를 모니터링하면 각 제로 위치가 틀어져 있는 것이 발견되어, 균일한 이온 주입이 이루어지지 않는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 정확한 각 제로 위치 확인하고 보정하여 웨이퍼에 균일하게 이온 주입이 이루어지도록 한다.
본 발명에 따른 이온 주입 장비의 각 제로 보정 방법은 웨이퍼들을 준비하여 웨이퍼들을 이온 주입 장비에서 일정량의 차이를 두고 각을 변화시켜 각각의 웨이 퍼에 이온을 주입한다. 각의 변화는 -2, -1, 0, 1, 2 인 상태로 변화시켜 이온을 주입할 수 있다. 이온 주입된 각각의 웨이퍼들의 열 웨이브 값과 면 저항 값을 측정하여, 열 웨이브과 면 저항 값이 최소값의 위치인 점으로 각 제로 위치를 보정한다.
구현예
이하 도면을 참조로 본 발명의 구현예에 대해 설명한다.
먼저, 이온 주입 장비에 웨이퍼를 로딩시킨다.
이어서, 이온 주입 스크린에서 진행할 각을 설정하여 이온주입을 실시하고 웨이퍼를 언로딩한다. 이온주입은 각이 -2, -1, 0, 1, 2에서 각각 실시하며, 이온 주입 조건은 붕소이온을 에너지 40keV 내지 70keV로 도즈량 1×1013 내지 1×1014 으로 실시한다.
이어서, 이온주입이 완료된 웨이퍼의 열 웨이브(thermal wave) 값을 측정한다.
이어서, 웨이퍼를 금속열처리 장비에서 1110℃에서 급속열처리 진행 후에 면처항(Rs) 값을 측정한다.
측정된 열 웨이브 값과 면 저항 값을 각각 그래프로 그린다.
도 1은 측정된 열 웨이브 값을 나타내는 도면이며, 도 2는 측정된 면저항 값을 나타내는 도면이다.
열 웨이브 값과 면 저항 값이 최소값이 나오는 부분이 장비의 각 제로 위치 를 나타낸다. 즉, 각이 0인 점에서 열 웨이브 값과 면저항이 최소값이 나오면 장비에 문제가 없는 것이나, 그 밖의 각에서 열 웨이브 값과 면 저항이 최소가 나오면 각 제로 위치가 틀어진 것이 된다. 이 경우에는 각이 ±0.5 이하로 정밀하게 각의 틀어진 정도를 찾아낸다. 이어서, 각의 틀어진 정도를 기준위치(home position) 값에 보상시켜 주어 각 제로 위치를 맞춘다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 각 제로 위치 검사결과 각 0에서 1인 지점에서 최소값이 있는 것으로 판단된다.
따라서, 각 0.25, 0.5, 0.75에서 각각 위에서 설명한 방법으로 검사를 한 결과,각 0.5에서 0.75 사이에서 열 웨이브 값과 면 저항 값이 최소값을 나타내었다. 그 부분에서 각 제로 위치가 있는 것으로 판단되어 각 0.6에서 검사를 진행한 결과, 각 0.6이 각 제로 위치인 것을 확인할 수 있었다.
이에 따라, 이온 주입 장비를 각 제로 위치를 0.6만큼 보정하였다.
이와 같이, 이온 주입 공정을 진행할 때, 각이 틀어지는 것을 확인하고 보정하면 트랜지스터의 특성 변화 등을 사전에 예방할 수 있다.
지금까지 본 발명의 구체적인 구현예를 도면을 참조로 설명하였지만 이것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 평균적 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것이고 발명의 기술적 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 정하여지며, 도면을 참조로 설명한 구현예는 본 발명의 기술적 사상과 범위 내에서 얼마든지 변형하거나 수정할 수 있다.
본 발명에 따른 각 제로 위치 보정 방법을 사용하여 이온 주입 공정을 진행할 때, 각이 틀어지는 것을 확인하고 보정하여 트랜지스터의 특성 변화 등을 사전에 예방할 수 있다.
Claims (6)
- 웨이퍼들을 준비하는 단계;상기 웨이퍼들을 이온 주입 장비에서 일정량의 차이를 두고 각을 변화시켜 각각의 웨이퍼에 이온을 주입하는 단계;상기 이온 주입된 각각의 웨이퍼들의 열 웨이브 값을 측정하는 단계; 및상기 열 웨이브 값이 최소값인 위치로 각 제로 위치를 보정하는 단계를 포함하는 이온 주입 장비의 각 제로 위치 보정방법.
- 제1항에서,일정량의 차이를 두고 각을 변화시켜 각각의 웨이퍼에 이온을 주입하는 단계는,각을 -2, -1, 0, 1, 2 인 상태로 변화시켜 이온을 주입하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장비의 각 제로 위치 보정방법.
- 제1항에서,상기 이온 주입은 붕소이온을 에너지 40keV 내지 70keV로 도즈량 1×1013 내지 1×1014 으로 실시하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장비의 각 제로 위치 보정방법.
- 웨이퍼들을 준비하는 단계;상기 웨이퍼들을 이온 주입 장비에서 일정량의 차이를 두고 각을 변화시켜 각각의 웨이퍼에 이온을 주입하는 단계;상기 이온 주입된 각각의 웨이퍼들의 면 저항 값을 측정하는 단계; 및상기 면 저항 측정된 웨이퍼의 최소값의 위치로 각 제로 위치를 보정하는 단계를 포함하는 이온 주입 장비의 각 제로 위치 보정방법.
- 제4항에서,일정량의 차이를 두고 각을 변화시켜 각각의 웨이퍼에 이온을 주입하는 단계는,각을 -2, -1, 0, 1, 2 인 상태로 변화시켜 이온을 주입하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장비의 각 제로 위치 보정방법.
- 제4항에서,상기 이온 주입은 붕소이온을 에너지 40keV 내지 70keV로 도즈량 1×1013 내지 1×1014 으로 실시하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장비의 각 제로 위치 보정방법.
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