KR100638425B1 - 서큘라 스캐닝 플레이튼을 포함하는 이온 주입 장비 - Google Patents
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Abstract
서큘라 스캐닝 플레이튼(circular scanning platen)을 포함하는 이온 주입 장비를 제시한다. 본 발명에 따르면, 이온 발생부로부터 발생된 이온 빔(ion beam)이 스캔(scan) 방식으로 조사되는 플레이튼 및 플레이튼의 이온 빔이 스캔되는 면이 각 스캔 위치에 따라 이온 빔에 대해 변화된 각도를 갖도록 플레이튼을 움직이는 각도 조절부를 포함하여 이온 주입 장비가 구성된다.
이온 주입, 플레이튼, 정션 폭
Description
도 1은 종래의 이온 주입 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 이온 주입 장비에 의해 이온 주입된 정션 프로파일(junction profile)을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 그래프(graph)이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서큘라 스캐닝 플레이튼(circular scan platen)을 포함하는 이온 주입 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서큘라 스캐닝 플레이튼(circular scan platen)을 포함하는 이온 주입 장비에 의해 이온 주입된 정션 프로파일(junction profile)을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 그래프이다.
본 발명은 반도체 제조 장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 정션 폭(junction width)의 원하지 않는 확대를 방지하는 이온 주입(ion implantation) 장 비에 관한 것이다.
반도체 소자에는 다양한 형태의 정션이 도입되고 있다. 따라서, 반도체 소자를 제조하는 데에는 여러 형태의 정션을 형성하는 과정들이 포함되고 있다. 이러한 정션을 형성하는 과정 중에 이온 주입 과정이 있다. 이온 주입 과정은 시스템(system)화된 이온 주입 장비를 사용하여 수행되고 있다.
이러한 이온 주입 장비는 기본적으로 이온 주입하고자 하는 이온을 발생시키는 이온 발생부와, 발생된 이온을 가속시키고 또한 필터링(filtering)하고 경로를 바꿔주는 등의 자기 렌즈부(magnetic lens part) 등을 포함하여 구성된다. 이러한 경로로 형성된 이온 빔(ion beam)은 플레이튼(platen) 상에 장착되는 웨이퍼 상에 조사되며, 이때, 이온 빔은 웨이퍼 상을 스캔(scan)하여 전체 웨이퍼에 이온 주입되게 된다. 그리고, 이온 빔의 스캔을 위해 웨이퍼가 다수 개 장착되는 플레이튼은 이동부에 의해 움직여 스캔 위치에 고정되게 된다. 그런데, 이러한 이온 빔 스캔 과정 중에 빔 블로우-업(beam blow-up)으로 인한 이온 주입 각도(ion implantation angle)의 발생에 의해 정션 폭이 원하지 않게 확대되게 된다.
도 1은 종래의 이온 주입 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 이온 주입 장비는, 이온 빔(10)의 발생을 위한 이온 발생부(20)를 구비하는 데, 이온 발생부(20)에서 발생된 이온 빔(10)은 자기 렌즈 등에 의해 필터링되고 또한/ 및 가속되어 플레이튼(40) 상에 조사되게 된다. 이때, 이온 빔(10)은 빔 슬릿(beam slit: 30)을 거쳐 빔 크기 등이 조절될 수 있다. 플레이튼(40) 상에 이온 빔(10)은 스캔 방식으로 플레이튼(40) 상에 순차적으로 반복 조사되게 되고, 플레이튼(40)은 플레이튼 이동부(50)에 의해서 순차적으로 이동하여, 이온 빔(10)이 플레이튼(40) 전체를 스캔하도록 허용하게 된다.
그런데, 이러한 스캔 동작 중에 각 스캔 단계에서 플레이튼(40)은 고정되게 된다. 따라서, 스캔에 의한 각 위치에서의 이온 빔(10)의 주입 각도가 원하지 않게 더 변화하게 된다. 즉, 이온 빔(10)의 블로우-업 각도(11)가 발생되며, 이에 따라 정션 폭이 도 2에 제시된 바와 같이 넓어지게 된다.
도 2는 종래의 이온 주입 장비에 의해 이온 주입된 정션 프로파일(junction profile)을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 그래프(graph)이다.
도 2를 참조하면, 웨이퍼의 깊이에 따른 이온 주입 프로파일은 깊이에 따른 이온 주입된 불순물의 도즈(dose) 그래프로 제시될 수 있다. 이온 빔(10)의 주입 각도가 변화하게 됨에 따라, 즉, 빔 블로우-업 각도(도 1의 11)가 발생하게 됨에 따라 정션 폭이 도 2에 제시된 바와 같이 넓어지게 된다. 이와 같이 정션 폭이 넓어지는 것은 고 품질(high quality)의 공정 진행을 구현하는 데 장애로 인식되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이온 빔 스캔 주입 시 각 스캔 위치에서의 이온 주입 각도의 변화에 의한 정션 폭의 증가를 방지할 수 있는 이온 주입 장비를 제시하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 위한 본 발명의 일 실시예는,
이온 발생부;
상기 이온 발생부로부터 발생된 이온 빔이 스캔(scan) 방식으로 조사되는 플레이튼; 및
상기 플레이튼의 상기 이온 빔이 스캔되는 면이 각 스캔 위치에 따라 상기 이온 빔에 대해 변화된 각도를 갖도록 상기 플레이튼을 움직이는 각도 조절부를 포함하는 이온 주입 장비를 제시한다.
상기 이온 주입 장비는 상기 플레이튼이 각 스캔 위치에서 가질 각도를 설정하기 위해 상기 플레이튼에 주입되는 이온 빔 부분 상에 도입되어 상기 이온 빔의 블로우-업 각도(beam blow-up angle)를 계산하는 수직 패러데이(vertical Faraday)부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 각도 조절부는 상기 수직 패러데이에서 계산된 빔 블로우-업 각도(beam blow-up angle)에 상응하여 상기 플레이튼이 상기 이온 빔에 대해 각도를 갖도록 상기 플레이튼의 각도를 조절하는 서큘라 모터(circular motor)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 플레이튼은 상기 서큘라 모터에 의해 각 스캔 위치에 따라 원호 상으로 움직이게 되는 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 이온 빔 스캔 주입 시 각 스캔 위치에서의 이온 주입 각도의 변화에 의한 정션 폭의 증가를 방지할 수 있는 이온 주입 장비를 제공할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에서는 수직 패러데이(vertical Faraday) 장치를 이용하여 빔의 블로우-업 각도를 계산하고, 이에 상응하여 각 스캔 위치에 따라 서큘라 모터(circular motor)를 이용하여 플레이튼이 일정 각도를 갖도록 하여 이온 주입 각도의 변동(angle variation)을 방지함으로써 정션 폭을 줄이는 기술을 제시한다.
본 발명의 실시예에서 제시하는 이온 주입 장비는 기본적으로 전형적인 이온 주입 장비의 구성을 대부분 가진다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 따른 이온 주입 장비는, 이온 주입하고자 하는 이온을 발생시키는 이온 발생부와, 발생된 이온을 가속시키고 또한 필터링하고 경로를 바꿔주는 등의 자기 렌즈부 등을 포함하여 구성된다. 또한, 이러한 경로로 형성된 이온 빔이 플레이튼 상에 장착되는 웨이퍼 상에 도달하게 조사되고, 이온 빔이 웨이퍼 상을 스캔하여 전체 웨이퍼에 이온 주입되게 하도록 구성된다. 즉, 이온 빔의 스캔을 위해 웨이퍼가 다수 개 장착되는 플레이튼이 이동부에 의해 움직여 스캔 위치에 고정되게 하는 구성을 따른다. 그럼에도 불구하고, 이러한 이온 빔 스캔 과정 중에 빔 블로우-업 각도(beam blow-up angle)의 발생에 따른 졍션 폭을 줄이기 위해, 플레이튼이 각 스캔 위치에 따라 이온 빔에 대해 변화된 각도를 갖도록 하여 이온 주입 각도의 변동(angle variation)을 방지함으로써, 결과적으로 정션 폭을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 이온 주입 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 이온 주입 장비는, 이온 빔(100) 의 발생을 위한 이온 발생부(200)를 구비하고, 이온 발생부(200)에서 발생된 이온 빔(100)은 자기 렌즈 등에 의해 필터링되고 또한/ 및 가속되어 플레이튼(400) 상에 조사된다. 이때, 이온 빔(100)은 빔 슬릿(beam slit: 300)을 거쳐 빔 크기 등이 조절될 수 있다. 이온 빔(100)은 스캔 방식으로 플레이튼(400) 상에 순차적으로 반복 조사되게 되고, 플레이튼(400)은 플레이튼 이동부(500)에 의해서 순차적으로 수직 이동하여, 이온 빔(100)이 플레이튼(400) 전체를 스캔하도록 허용하게 된다.
이때, 플레이튼(400)의 이온 빔(100)이 스캔되는 면이 각 스캔 위치에 따라 이온 빔(100)에 대해 변화된 각도를 갖도록, 플레이튼(400)의 면과 상기 이온 빔(100) 사이의 각도가 다르게 변화된다. 즉, 플레이튼(400)이 각각의 스캔 위치들(401, 403)에 따라 플레이트(400)의 면의 각도가 바뀌도록 플레이튼(400)의 각도를 조절하는 각도 조절부(410)를 도입한다. 각도 조절부(410)는 제1 스캔 위치(401)와 제2 스캔 위치(403)에서 각각 플레이튼(400)의 각도가 달라지게 조절하는 역할을 한다.
이러한 각도 조절부(410)는 플레이튼(400)이 각 스캔 위치에 따라 원호 상(405)으로 움직이게 조절함과 아울러 각도를 조절하는 서큘라 모터(circular motor)를 포함하여 구성되고, 서큘라 모터는 플레이튼(400)에 설치될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 의한 이온 주입 장비는 플레이튼(400)이 각 스캔 위치에서 가질 각도를 설정하기 위해 플레이튼(400)에 주입되는 이온 빔(100) 부분 상에 도입되어 이온 빔의 블로우-업 각도(beam blow-up angle)를 계산하는 수직 패러데이부(600)를 더 포함할 수 있다. 수직 패러데이(600)에서 계산된 빔 블로우-업 각도(beam blow-up angle)에 상응하여 플레이튼(400)이 이온 빔(100)에 대해 각도를 갖도록 플레이튼(400)의 각도를 각도 조절부(410), 즉 서큘라 모터가 조절하게 된다.
이와 같은 이온 주입 장비는 수직 패러데이(600)를 이용하여 빔의 블로우-업 각도를 계산하고, 이에 상응하여 플레이튼(400)이 각 스캔 위치에 따라 서큘라 모터를 이용하여 일정 각도를 갖도록 하여 이온 주입 각도의 변동(angle variation)을 방지할 수 있다. 따라서, 정션 폭을 크게 줄일 수 있다.
도 4는 본 발명의 이온 주입 장비에 의해 이온 주입된 정션 프로파일(junction profile)을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 그래프(graph)이다.
도 4를 참조하면, 웨이퍼의 깊이에 따른 이온 주입 프로파일은 깊이에 따른 이온 주입된 불순물의 도즈(dose) 그래프로 제시될 수 있다. 이온 빔(100)의 주입 각도가 변화하게 됨에 따라, 즉, 빔 블로우-업 각도가 발생하게 되나, 이에 따라 플레이튼(400)의 면의 각도 또한 변화되므로, 정션 폭이 도 4에 제시된 바와 같이 좁게 유지될 수 있다. 즉, 이와 같이 정션 폭이 넓어지는 것을 효과적으로 방지하고 정션 폭을 효과적으로 좁게 할 수 있어, 고 품질(high quality)의 이온 주입 공정 결과를 구현할 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 정션 폭을 효과적으로 좁게 할 수 있으므로, 고밀도, 고품질 이온 주입 공정의 수행이 가능하다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예들을 통하여 설명하였지만, 본 발명의 기술 적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명은 여러 형태로 변형될 수 있다.
Claims (4)
- 이온 발생부;상기 이온 발생부로부터 발생된 이온 빔이 스캔(scan) 방식으로 조사되는 플레이튼; 및상기 플레이튼의 상기 이온 빔이 스캔되는 면이 각 스캔 위치에 따라 상기 이온 빔에 대해 변화된 각도를 갖도록 상기 플레이튼을 움직이는 각도 조절부를 포함하며,상기 플레이튼이 각 스캔 위치에서 가질 각도를 설정하기 위해 상기 플레이튼에 주입되는 이온 빔 부분 상에 도입되어 상기 이온 빔의 블로우-업 각도(beam blow-up angle)를 계산하는 수직 패러데이(vertical Faraday)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장비.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 각도 조절부는 상기 수직 패러데이에서 계산된 빔 블로우-업 각도(beam blow-up angle)에 상응하여 상기 플레이튼이 상기 이온 빔에 대해 각도를 갖도록 상기 플레이튼의 각도를 조절하는 서큘라 모터(circular motor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장비.
- 제 3항에 있어서,상기 플레이튼은 상기 서큘라 모터에 의해 각 스캔 위치에 따라 원호 상으로 움직이게 되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장비.
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2004
- 2004-12-23 KR KR1020040111038A patent/KR100638425B1/ko not_active IP Right Cessation
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