KR100675891B1 - 불균일 이온주입장치 및 불균일 이온주입방법 - Google Patents

불균일 이온주입장치 및 불균일 이온주입방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 불균일 이온주입장치는, 웨이퍼의 전체 영역중 적어도 2개 이상의 복수개의 영역에 각각 중첩되는 복수개의 와이드 이온빔들로 이루어지는 와이드 이온빔을 형성하는 와이드 이온빔 생성기와, 와이드 이온빔 생성기에 의해 형성된 와이드 이온빔이 조사되는 동안 웨이퍼를 일정 방향으로 회전시키는 웨이퍼 회전장치를 구비한다. 복수개의 와이드 이온빔들 중 적어도 어느 하나의 와이드 이온빔은 적어도 어느 하나의 다른 와이드 이온빔과 다른 도우즈를 갖는다.
불균일 이온주입, 와이드 이온빔

Description

불균일 이온주입장치 및 불균일 이온주입방법{Apparatus and method of implanting ions partially}
도 1은 종래의 이온주입장치를 개략적으로 나타내 보인 도면이다.
도 2는 도 1의 웨이퍼에 대한 Y방향 스캐너장치를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 이온주입장치를 개략적으로 나타내 보인 도면이다.
도 4는 도 3의 와이드 이온빔 생성기의 일 예를 나타내 보인 도면이다.
도 5는 도 4의 와이드 이온빔 생성기와 웨이퍼를 A방향에서 바라본 것을 나타내 보인 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 4의 와이드 이온빔 생성기를 이용한 불균일 이온주입방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 8은 도 3의 와이드 이온빔 생성기의 다른 예를 나타내 보인 도면이다.
도 9는 도 8의 와이드 이온빔 생성기와 웨이퍼를 A방향에서 바라본 것을 나타내 보인 도면이다.
도 10 및 도 11은 도 3의 와이드 이온빔 생성기를 이용한 불균일 이온주입방법의 다른 예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 12 및 도 13은 도 3의 와이드 이온빔 생성기를 이용한 불균일 이온주입방법의 또 다른 예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 14 및 도 15는 도 3의 와이드 이온빔 생성기를 이용한 불균일 이온주입방법의 또 다른 예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 16 및 도 17은 도 3의 와이드 이온빔 생성기를 이용한 불균일 이온주입방법의 또 다른 예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 18 내지 도 21은 도 8의 와이드 이온빔 생성기를 이용한 불균일 이온주입방법의 여러 예들을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 22는 종래의 이온주입에 의해 나타나는 문턱전압의 누적확률과 본 발명에 따른 불균일 이온주입에 의해 나타나는 문턱전압의 누적확률을 각각 나타내 보인 그래프이다.
본 발명은 반도체 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼의 서로 다른 영역에 다른 도우즈로 불순물이온이 주입되도록 하는 불균일 이온주입장치 및 불균일 이온주입방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자, 특히 디램(DRAM; Dynamic Random Access Memory)과 같은 반도체메모리소자를 제조하기 위해서는 많은 수의 단위공정들이 이루어져야 한다. 이 단위공정들은 적층공정, 식각공정, 이온주입공정 등을 포함하며, 통상적으로 웨이퍼 단위로 이루어진다. 이와 같은 단위공정들 중에서 이온주입공정은, 강한 전기장에 의해 보론, 아스닉 등과 같은 도펀트 이온들을 가속시켜 웨이퍼 표면을 통과시키는 공정기술로서, 이와 같은 이온주입을 통해 물질의 전기적인 특성을 변화시킬 수 있다.
도 1은 이와 같은 이온주입공정을 수행하는데 사용되는 종래의 이온주입장치를 개략적으로 나타내 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 이온주입장치는, 쿼드러폴(quadrupole) 자극조립체(110)와, X-스캐너(120)와, 빔평행기(130)와, 그리고 가속기(140)를 포함하여 구성된다. 구체적으로 쿼드러폴 자극조립체(110)는, 이온빔소스(미도시)로부터 전송된 이온빔(102)을 확대 및 축소시키기 위한 것으로서, 4개의 자극 사이의 간극 내에 자기장을 생성시키는 쿼드러폴 자극을 구비한다. 이와 같은 쿼드러폴 자극조립체(110)는 2개의 S자극 및 N자극을 갖는 제1 자극조립체(111) 및 제2 자극조립체(112)를 포함한다. 상기 X-스캐너(120)는, 이온빔(102)이 웨이퍼(101)에 고르게 퍼지도록 하기 위하여 X방향으로 이온빔(102)을 스캐닝한다. 상기 빔평행기(130)는 이온빔(102)의 광경로를 평행하게 해주기 위한 것이다. 그리고 상기 가속기(140)는 대전된 입자를 가속시키기 위한 것으로서, 경우에 따라서는 X-스캐너(120) 전단에 배치될 수도 있다. 이와 같은 종래의 이온주입장치에 의해 이온빔(102)이 웨이퍼(101)의 표면에 X방향으로 스캐닝하면서 주사되는데, 이때 웨이퍼(101)의 전 표면으로 이온주입이 이루어지도록 하기 위해서 웨이퍼(101)는 Y방향으로 이동한다.
도 2는 웨이퍼(101)를 Y방향으로 스캐닝하도록 하는 장치를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.
도 2를 참조하면, 웨이퍼(101)를 지지하는 지지대(미도시)는 Y구동축(210)에 연결되며, Y구동축(210)은 구동장치(220)에 연결된다. 구동장치(220)의 동작에 의해 Y구동축(210)은, 도면에서 화살표(211)로 나타낸 바와 같이, Y방향으로 이동하고, 이에 따라 웨이퍼(101)도 또한 Y방향으로 이동된다. 이와 같이 웨이퍼(101)는 Y방향으로 이동되는 동안, 이온빔(102)은 X방향으로 스캐닝하면서 웨이퍼(101)내에 주사된다. 이 과정에서 웨이퍼(101)의 앞뒤에 각각 배치되는 제1 이온빔 검출기(231) 및 제2 이온빔 검출기(232)에 의해 주입되는 불순물이온의 도우즈(dose)를 검출하여 도우즈 제어를 위한 정보를 제공한다.
그런데 이와 같은 종래의 이온주입장치를 사용하여 이온주입공정을 수행하게 되면, 웨이퍼(101)의 전 영역에 대체로 동일한 농도의 불순물이온이 주입된다. 이온주입공정만을 고려하면 이는 바람직한 현상이지만, 다른 단위공정들과 연관시켜 고려해보면, 이는 오히려 바람직하지 않은 현상일 수도 있다. 즉 여러 단위공정들을 수행하는데 있어서, 공정 결과, 예컨대 적층되는 막질의 두께나, 식각되는 정도 등은 웨이퍼 전체 면적에 걸쳐서 균일하게 이루어지지 않는다. 이는 각 단위공정들이 갖고 있는 많은 변수들을 정확하게 제어하지 못하기 때문이다. 따라서 항상 예기치 못하거나 또는 정확하게 제어되지 않는 공정변수들에 의한 공정오차가 존재한다고 할 수 있다.
일 예로서 게이트전극을 형성하는데 있어서, 웨이퍼의 위치별로 게이트전극 의 폭을 나타내는 임계치수(Critical Dimension; 이하 CD)가 차이가 날 수 있다. 예컨대 웨이퍼의 중심부에서는 게이트전극의 CD가 상대적으로 큰 반면에 웨이퍼의 가장자리부에서는 게이트전극의 CD가 상대적으로 작을 수 있다. 물론 반대의 경우도 발생할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 이와 같은 차이는 여러 단위공정들이 갖고 있는 많은 변수들을 정확하게 제어하지 못하기 때문이다. 이와 같이 게이트전극의 CD가 웨이퍼의 가장자리부에 비하여 중심부에서 더 큰 경우에는, 소자의 문턱전압도 웨이퍼의 가장자리부보다 웨이퍼의 중심부에서 상대적으로 더 높게 된다. 물론 반대의 경우, 소자의 문턱전압은 웨이퍼의 가장자리부보다 웨이퍼의 중심부에서 상대적으로 더 낮게 된다.
이와 같은 웨이퍼의 위치에 따른 게이트전극의 CD의 차이는 소자의 집적도가 증가할수록 더 심각한 문제를 야기한다. 예를 들면 최소 허용 가능한 게이트전극의 CD가 200nm인 경우, ±10%의 CD산포만을 불량으로 판정하더라도 수율감소는 심각한 문제가 되지 않지만, 최소 허용 가능한 게이트전극의 CD가 100nm인 경우에는 ±10%의 CD산포를 불량으로 판정하게 되면 수율감소가 심각한 문제로 대두된다. 따라서 최소 허용 가능한 게이트전극의 CD가 100nm인 경우에는 불량으로 판정할 CD산포를 보다 작은 범위, 예컨대 ±5%로 설정하여야 하지만, 이에 따른 공정마진의 감소로 인하여 수율감소는 여전히 큰 문제로 대두된다.
따라서 최근에는 단위공정의 한계에 의한 웨이퍼 내에서의 게이트전극의 CD차이를 인정하는 대신에, 그 차이만큼 불균일하게 이온을 주입하여 웨이퍼 전체적으로 균일한 특성을 갖도록 하는 불균일 이온주입방법이 도입되고 있다. 즉 웨이퍼 의 중심부의 게이트CD가 웨이퍼의 가장자리에서의 게이트CD보다 큰 경우, 웨이퍼의 중심부에서는 상대적으로 높은 문턱전압을 나타내고, 웨이퍼의 가장자리에서는 상대적으로 낮은 문턱전압을 나타낸다. 따라서 이 경우에는 웨이퍼의 중심부에는 상대적으로 높은 농도로 불순물이온을 주입하고 웨이퍼의 가장자리에는 상대적으로 낮은 농도로 불순물이온을 주입하는 불균일 이온주입을 수행함으로써 전체적으로 균일한 문턱전압특성이 나타나도록 할 수 있다. 이와 반대의 경우, 즉 웨이퍼의 중심부의 게이트CD가 웨이퍼의 가장자리에서의 게이트CD보다 작은 경우에는, 웨이퍼의 중심부에서는 상대적으로 낮은 문턱전압을 나타내고, 웨이퍼의 가장자리에서는 상대적으로 높은 문턱전압을 나타낸다. 따라서 이 경우에는 웨이퍼의 중심부에는 상대적으로 낮은 농도로 불순물이온을 주입하고 웨이퍼의 가장자리에는 상대적으로 높은 농도로 불순물이온을 주입하는 불균일 이온주입을 수행함으로써 전체적으로 균일한 문턱전압특성이 나타나도록 할 수 있다. 그러나 지금까지 제안된 불균일 이온주입방법들 대부분은 고농도로 도핑될 영역과 저농도로 도핑될 영역 사이의 경계를 나타내는 경계선이 모호하게 형성되는 등 여러 가지 문제점들을 갖고 있어서 실제 공정에 적용하기가 용이하지 않다는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 웨이퍼를 영역별로 다른 농도로 불순물이온을 주입하여 웨이퍼 전체적으로 균일한 소자특성을 갖도록 하되, 고농도의 불순물이온 주입영역과 저농도의 불순물이온 주입영역 사이의 경계선이 명확하고 부드럽게 형성되도록 하는 불균일 이온주입장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기와 같은 불균일 이온주입방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 불균일 이온주입장치는, 웨이퍼의 전체 영역중 적어도 2개 이상의 복수개의 영역에 각각 중첩되는 복수개의 와이드 이온빔들로 이루어지는 와이드 이온빔을 형성하는 와이드 이온빔 생성기; 및 상기 와이드 이온빔 생성기에 의해 형성된 와이드 이온빔이 조사되는 동안 상기 웨이퍼를 일정 방향으로 회전시키는 웨이퍼 회전장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 와이드 이온빔들 중 적어도 어느 하나의 와이드 이온빔은 적어도 어느 하나의 다른 와이드 이온빔과 다른 도우즈를 갖는 것이 바람직하다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 불균일 이온주입장치는, 웨이퍼의 제1 영역 및 제2 영역에 각각 중첩되는 제1 와이드 이온빔 및 제2 와이드 이온빔을 포함하는 와이드 이온빔을 형성하는 와이드 이온빔 생성기; 및 상기 와이드 이온빔 생성기에 의해 형성된 와이드 이온빔이 조사되는 동안 상기 웨이퍼를 일정 방향으로 회전시키는 웨이퍼 회전장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 와이드 이온빔 및 제2 와이드 이온빔은 상호 다른 도우즈를 갖는 것이 바람직하다.
상기 제1 영역 및 제2 영역은 상기 웨이퍼의 전체 면적중 1/2에 해당하는 영역일 수 있다.
이 경우, 상기 제1 영역 및 제2 영역은 수직방향으로의 경계선에 의해 구분될 수 있다.
이 경우, 상기 제1 영역은 상기 경계선을 기준으로 상기 웨이퍼의 가장자리에 인접한 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 경계선을 기준으로 상기 웨이퍼의 중앙에 인접한 영역일 수 있다.
상기 제1 영역 및 제2 영역은 상기 웨이퍼의 전체 면적에 해당하는 영역일 수도 있다.
이 경우, 상기 제1 영역 및 제2 영역은 수직방향으로의 제1 경계선 및 제2 경계선에 의해 구분될 수 있다.
이 경우, 상기 제1 영역은 상기 제1 경계선 및 제2 경계선을 기준으로 상기 웨이퍼의 가장자리에 인접한 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 제1 경계선 및 제2 경계선을 기준으로 상기 웨이퍼의 중앙에 인접한 영역일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 불균일 이온주입장치는, 일련의 복수개의 단위 제1 마그네트론들로 구성되는 제1 마그네트론과 상기 단위 제1 마그네트론들과 일정 간격 이격되면서 대향하도록 배치되는 일련의 복수개의 단위 제2 마그네트론들로 구성되는 제2 마그네트론을 포함하여, 상기 제1 마그네트론 및 제2 마그네트론 사이의 영역에 웨이퍼와 중첩되는 와이드 이 온빔이 형성되도록 하는 와이드 이온빔 생성기; 및 상기 와이드 이온빔 생성기에 의해 형성되는 와이드 이온빔이 조사되는 웨이퍼를 일정방향으로 회전시키는 웨이퍼 회전장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 마그네트론을 구성하는 단위 마그네트론들은, 제1 바이어스가 인가되는 제1 그룹의 제1 단위 마그네트론과, 상기 제1 바이어스와 다른 크기의 제2 바이어스가 인가되는 제2 그룹의 제1 단위 마그네트론을 포함하고, 상기 제2 마그네트론을 구성하는 단위 마그네트론들은, 상기 제1 바이어스가 인가되는 제1 그룹의 제2 단위 마그네트론과, 상기 제2 바이어스가 인가되는 제2 그룹의 제2 단위 마그네트론을 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 그룹의 제1 단위 마그네트론 및 상기 제1 그룹의 제2 단위 마그네트론 사이에 제1 도우즈를 갖는 제1 와이드 이온빔이 형성되도록 하고, 상기 제2 그룹의 제1 단위 마그네트론 및 상기 제2 그룹의 제2 단위 마그네트론 사이에는 상기 제1 도우즈와 다른 크기의 제2 도우즈를 갖는 제2 와이드 이온빔이 형성되도록, 상기 제1 그룹의 제1 단위 마그네트론 및 제1 그룹의 제2 단위 마그네트론이 상호 대향되도록 배치되고, 상기 제2 그룹의 제1 단위 마그네트론 및 상기 제2 그룹의 제2 단위 마그네트론이 상호 대향되도록 배치될 수 있다.
상기 제1 마그네트론을 구성하는 단위 마그네트론들은, 상호 이격되게 배치되어 제1 바이어스가 인가되는 제1 그룹 및 제2 그룹의 제1 단위 마그네트론과, 상기 제1 그룹 및 제2 그룹의 제1 단위 마그네트론 사이에 배치되어 상기 제1 바이어스와 다른 크기의 제2 바이어스가 인가되는 제3 그룹의 제1 단위 마그네트론을 포 함할 수도 있다.
이 경우, 상기 제1 및 제2 그룹의 제1 단위 마그네트론과 상기 제1 및 제2 그룹의 제2 단위 마그네트론 사이에 제1 도우즈를 갖는 제1 와이드 이온빔이 형성되도록 하고, 상기 제3 그룹의 제1 단위 마그네트론 및 상기 제3 그룹의 제2 단위 마그네트론 사이에는 상기 제1 도우즈와 다른 크기의 제2 도우즈를 갖는 제2 와이드 이온빔이 형성되도록, 상기 제1 및 제2 그룹의 제1 단위 마그네트론과 제1 및 제2 그룹의 제2 단위 마그네트론이 상호 대향되도록 배치되고, 상기 제3 그룹의 제1 단위 마그네트론 및 상기 제3 그룹의 제2 단위 마그네트론이 상호 대향되도록 배치될 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 불균일 이온주입방법은, 서로 다른 제1 도우즈 및 제2 도우즈를 갖는 제1 와이드 이온빔 및 제2 와이드 이온빔을 포함하는 와이드 이온빔을 웨이퍼에 조사시키는 단계; 및 상기 와이드 이온빔이 상기 웨이퍼에 조사되는 동안 상기 웨이퍼를 일정 방향으로 회전시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 와이드 이온빔과 상기 웨이퍼의 전체 면적중 최대 절반 이하의 영역이 중첩되도록 상기 웨이퍼를 배치시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 와이드 이온빔은 상기 웨이퍼의 가장자리에 인접하는 영역과 중첩되고 상기 제2 와이드 이온빔은 상기 웨이퍼의 중심에 인접하는 영역과 중첩되도록 할 수 있다.
그리고 상기 웨이퍼를 초기상태에서 상하 또는 좌우로 일정 간격 이동시켜 배치시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 와이드 이온빔은 상기 제2 와이드 이온빔 양쪽으로 분리되어 형성될 수도 있다.
이 경우, 상기 와이드 이온빔과 상기 웨이퍼의 전체 영역이 중첩되도록 상기 웨이퍼를 배치시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 와이드 이온빔은 상기 웨이퍼의 양 가장자리에 인접하는 영역과 중첩되고 상기 제2 와이드 이온빔은 상기 웨이퍼의 중심에 인접하는 영역과 중첩되도록 할 수 있다.
그리고 상기 웨이퍼를 초기상태에서 상하 또는 좌우로 일정 간격 이동시켜 배치시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼를 회전시키는 단계는, 상기 웨이퍼가 20-1500rpm의 속도를 갖도록 수행할 수 있다.
상기 웨이퍼를 회전시키는 단계는, 상기 웨이퍼가 복수회 회전되도록 수행할 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 불균일 이온주입장치는, 상호 다른 도우즈를 갖는 복수개의 와이드 이온빔을 웨이퍼에 조사시키는 단계; 및 상기 와이드 이온빔이 상기 웨이퍼에 조사되는 동안 상기 웨이퍼를 일정 방향으로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다.
도 3은 본 발명에 따른 불균일 이온주입장치를 나타내 보인 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 불균일 이온주입장치는, 이온빔소스로부터 전송되는 이온빔(301)을 확대 및 축소시키는 쿼드러폴 자극조립체(310)와, 쿼드러폴 자극조립체(310)로부터 전송되는 와이드 이온빔 형태로 변형하여 출사시키는 와이드 이온빔 생성기(320)와, 그리고 대전된 입자를 가속시키는 가속기(330)를 포함하여 구성된다. 또한 도면에는 나타내지 않았지만, 웨이퍼(101)를 일정 속도, 예컨대 대략 20-1500rpm의 속도로 회전시킬 수 있는 웨이퍼 회전장치(미도시)도 포함한다.
상기 쿼드러폴 자극조립체(310)는, 4개의 자극 사이의 간극 내에 자기장을 생성시키는 쿼드러폴 자극을 구비한다. 이와 같은 쿼드러폴 자극조립체(310)는 2개의 S자극 및 N자극을 갖는 제1 자극조립체(311) 및 제2 자극조립체(312)를 포함한다.
상기 와이드 이온빔 생성기(320)는, 쿼드러폴 자극조립체(310)로부터 출사되는 이온빔(301)을 와이드 형태의 이온빔으로 변형하여 출사하되, 멀티폴(multi-pole) 마그네트론으로 이루어져서 영역별로 불순물이온의 농도를 다르게 할 수 있다. 상기 와이드 이온빔 생성기(320)에 대해서는 뒤에 상세하게 설명하기로 한다.
상기 가속기(330)는 대전된 입자를 가속시키기 위한 것으로서, 경우에 따라 서는 와이드 이온빔 생성기(320) 전단에 배치될 수도 있다.
도 4는 도 3의 불균일 이온주입장치의 와이드 이온빔 생성기의 일 실시예를 나타내 보인 도면이다. 그리고 도 5는 웨이퍼와 도 4의 와이드 이온빔 생성기를 A방향에서 바라본 것을 나타내 보인 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 와이드 이온빔 생성기(400)는 상하로 상호 일정 간격(d) 이격되도록 배치되는 상부 마그네트론(410)과 하부 마그네트론(420)을 포함하여 구성된다. 상부 마그네트론(410)과 하부 마그네트론(420)의 이격 간격(d)은 적어도 웨이퍼의 직경보다 더 크다. 특히 도 5에 나타낸 바와 같이, 상부 마그네트론(410)의 하부면은 웨이퍼(101)의 최상부면보다 위에 배치되고, 하부 마그네트론(420)의 상부면은 웨이퍼(101)의 최하부면보다 아래에 배치된다. 상부 마그네트론(410)의 폭(w) 및 하부 마그네트론(420)의 폭(w)은 모두 대략 웨이퍼의 반경 정도이다. 따라서 본 실시예에 따른 와이드 이온빔 생성기(400)에 의해 만들어지는 와이드 이온빔(302)은 웨이퍼(101)의 전체 면적의 대략 절반에 해당하는 면적을 갖는다.
상부 마그네트론(410)은 일체형이 아닌 복수개의 단위 상부 마그네트론들(411a, …, 411e, 412a, 412b 및 412c)이 나란하게 부착되어 구성된다. 본 예에서 단위 상부 마그네트론들의 개수는 8개이지만, 이는 단지 예로서 이보다 적을 수도 있고 많을 수도 있다. 각각의 단위 상부 마그네트론(411a, …, 411e, 412a, 412b 및 412c)에는 각각 전원(미도시)이 연결되며, 이 전원을 통해 그룹별로 다른 크기의 전압이 인가된다. 즉 제1 상부 그룹(411)의 제1 단위 상부 마그네트론들(411a, …, 411e)에는 상대적으로 작은 크기의 전압이 인가되고, 제2 상부 그룹(412)의 제2 단위 상부 마그네트론들(412a, 412b 및 412c)에는 상대적으로 큰 크기의 전압이 인가될 수 있다. 반대로 제1 상부 그룹(411)의 제1 단위 상부 마그네트론들(411a, …, 411e)에는 상대적으로 큰 크기의 전압이 인가되고, 제2 상부 그룹(412)의 제2 단위 상부 마그네트론들(412a, 412b 및 412c)에는 상대적으로 작은 크기의 전압이 인가될 수 있다.
하부 마그네트론(420)도, 상부 마그네트론(410)과 마찬가지로 일체형이 아닌 복수개의 단위 하부 마그네트론들(421a, …, 421e, 422a, 422b 및 422c)이 나란하게 부착되어 구성된다. 각각의 단위 하부 마그네트론(421a, …, 421e, 422a, 422b, 422c)에는 각각 전원(미도시)이 연결되며, 이 전원을 통해 그룹별로 다른 크기의 전압이 인가된다. 즉 제1 하부 그룹(421)의 제1 단위 하부 마그네트론들(421a, …, 421e)에는 상대적으로 작은 크기의 전압이 인가되고, 제2 하부 그룹(422)의 제2 단위 하부 마그네트론들(422a, 422b 및 422c)에는 상대적으로 큰 크기의 전압이 인가될 수 있다. 반대로 제1 하부 그룹(411)의 제1 단위 하부 마그네트론들(421a, …, 421e)에는 상대적으로 큰 크기의 전압이 인가되고, 제2 하부 그룹(412)의 제2 단위 하부 마그네트론들(422a, 422b 및 422c)에는 상대적으로 작은 크기의 전압이 인가될 수 있다.
상부 마그네트론(410)의 제1 상부 그룹(411)에 포함되는 제1 단위 상부 마그네트론(411a, …, 411e)과 하부 마그네트론(420)의 제1 하부 그룹(421)에 포함되는 제1 단위 하부 마그네트론(421a, …, 421e)의 각각은 수직방향으로 일정 간격(d) 이격되면서 상호 대향하도록 배치된다. 마찬가지로 상부 마그네트론(410)의 제2 상부 그룹(412)에 포함되는 제2 단위 상부 마그네트론(412a, 412b 및 412c)과 하부 마그네트론(420)의 제2 하부 그룹(422)에 포함되는 제2 단위 하부 마그네트론(422a, 422b 및 422c)의 각각도 수직방향으로 일정 간격(d) 이격되면서 상호 대향하도록 배치된다.
따라서 제1 단위 상부 마그네트론(411a, …, 411e)과 제1 단위 하부 마그네트론(421a, …, 421e)에 상대적으로 높은 전압이 인가되고, 제2 단위 상부 마그네트론(412a, 412b, 412c)과 제2 단위 하부 마그네트론(422a, 422b, 422c)에 상대적으로 낮은 전압이 인가되는 경우에는, 와이드 이온빔 중에서 제1 단위 상부 마그네트론(411a, …, 411e)과 제1 단위 하부 마그네트론(421a, …, 421e) 사이의 와이드 이온빔은 상대적으로 높은 도우즈를 갖도록 형성되고, 제2 단위 상부 마그네트론(412a, 412b, 412c)과 제2 단위 하부 마그네트론(422a, 422b, 422c) 사이의 와이드 이온빔은 상대적으로 낮은 도우즈를 갖도록 형성된다.
물론 반대의 경우인 제1 단위 상부 마그네트론(411a, …, 411e)과 제1 단위 하부 마그네트론(421a, …, 421e)에 상대적으로 낮은 전압이 인가되고, 제2 단위 상부 마그네트론(412a, 412b, 412c)과 제2 단위 하부 마그네트론(422a, 422b, 422c)에 상대적으로 높은 전압이 인가되는 경우에는, 와이드 이온빔 중에서 제1 단위 상부 마그네트론(411a, …, 411e)과 제1 단위 하부 마그네트론(421a, …, 421e) 사이의 와이드 이온빔은 상대적으로 낮은 도우즈를 갖도록 형성되고, 제2 단위 상부 마그네트론(412a, 412b, 412c)과 제2 단위 하부 마그네트론(422a, 422b, 422c) 사이의 와이드 이온빔은 상대적으로 높은 도우즈를 갖도록 형성된다.
본 실시예에 따른 불균일 이온주입장치에서는 이와 같은 구조의 와이드 이온빔 생성기(400)를 이용하여 서로 다른 도우즈의 와이드 이온빔들을 갖는 와이드 이온빔(302)을 웨이퍼(101)에 조사한다. 와이드 이온빔 생성기(400)에 의해 만들어지는 와이드 이온빔(302)의 면적에 중첩되는 웨이퍼(101)의 면적은 웨이퍼(101) 전체 면적의 대략 1/2이 된다. 따라서 와이드 이온빔(302) 내의 불순물이온은 웨이퍼(101)의 절반에 해당하는 면적에 대해서만 주입된다. 상기 와이드 이온빔(302)이 웨이퍼(101)에 조사되는 동안, 웨이퍼(101)는, 도 5에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 일정 방향으로 회전된다. 비록 도면상에는 시계방향으로 회전시키는 것을 예를 들었지만, 반대 방향인 반시계방향으로 회전시키는 것도 무방하다. 즉 웨이퍼(101)가 회전하면서, 웨이퍼(101)의 절반에 해당하는 면적에 대해서만 불순물이온이 주입되며, 특히 와이드 이온빔(302)이 서로 다른 도우즈를 갖는 와이드 이온빔들로 구성되어 있으므로, 웨이퍼(101)의 중심부와 가장자리부로는 서로 다른 농도의 불순물이온들이 주입된다.
도 6 및 도 7은 도 4 및 도 5의 와이드 이온빔 생성기를 이용한 불균일 이온주입방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
먼저 도 6을 참조하면, 상대적으로 낮은 제1 도우즈의 제1 와이드 이온빔(302a-1)과 상대적으로 높은 제2 도우즈의 제2 와이드 이온빔(302a-2)을 포함하는 와이드 이온빔(302)을 형성한다. 제1 와이드 이온빔(302a-1)은 제1 그룹(411) 내의 단위 상부 마그네트론들과 제1 하부 그룹(421) 내의 단위 하부 마그네트론들에 의 해 만들어지고, 제2 와이드 이온빔(302a-2)은 제2 상부 그룹(412) 내의 단위 상부 마그네트론과 제2 하부 그룹(422) 내의 단위 하부 마그네트론들에 의해 만들어진다. 비록 도면에는 제1 상부 그룹(411), 제2 상부 그룹(412), 제1 하부 그룹(421) 및 제2 하부 그룹(422) 내의 단위 마그네트론들을 구체적으로 나타내지 않았지만, 이는 도면의 간단을 위한 것으로서 실제로는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 복수개의 단위 마그네트론들이 존재한다.
본 예에서와 같이, 상대적으로 낮은 제1 도우즈의 제1 와이드 이온빔(302a-1)과 상대적으로 높은 제2 도우즈의 제2 와이드 이온빔(302a-2)을 형성하기 위해서는, 제1 상부 그룹(411) 내의 제1 단위 상부 마그네트론들과 제1 하부 그룹(421) 내의 제1 단위 하부 마그네트론들에 대해서는 상대적으로 낮은 전압을 인가하고, 제2 상부 그룹(412) 내의 제2 단위 상부 마그네트론들과 제2 하부 그룹(422) 내의 제2 단위 하부 마그네트론들에 대해서는 상대적으로 높은 전압을 인가한다. 만약 도우즈를 반대로 하고자 하면, 인가되는 전압의 크기를 바꾸면 된다.
상기와 같은 조건으로 이온주입을 수행하게 되면, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 와이드 이온빔(302)과 중첩되는 웨이퍼(101)의 좌측에 대해서만 이온주입이 이루어진다. 이 경우 제1 와이드 이온빔(302a-1)과 제2 와이드 이온빔(302a-2)의 경계에 해당하는 수직선에 의해, 웨이퍼(101)에 주입되는 불순물이온의 농도는 웨이퍼(101)의 가장자리에 인접하는 영역과 중심에 인접하는 영역으로 구별된다. 구체적으로 제1 와이드 이온빔(302a-1)에 의해 웨이퍼(101)의 가장자리에 인접하는 영역에는 상대적으로 낮은 제1 도우즈의 불순물이온들이 주입되고, 제2 와이드 이 온빔(302a-2)에 의해서는 웨이퍼(101)의 중심에 인접하는 영역에 상대적으로 높은 제2 도우즈의 불순물이온들이 주입된다.
이와 같은 이온주입이 웨이퍼(101) 전체 면적에 대해 이루어지도록 하기 위해서는 와이드 이온빔(302)이 웨이퍼(101)에 조사되는 동안, 웨이퍼(101)를, 도면에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 일정 방향으로 회전시킨다. 회전속도는 대략 20-1500rpm이 되도록 한다. 이온주입이 이루어지는 동안 웨이퍼(101)가 연속적으로 회전함에 따라 웨이퍼(101)의 전 영역에 걸쳐서 이온주입이 이루어지게 된다. 이와 같이 웨이퍼(101)를 회전시키면서, 와이드 이온빔(302)을 웨이퍼(101)에 대해 조사하게 되면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101) 내의 불순물이온이 주입된 영역은, 상대적으로 높은 농도의 불순물이온들이 주입되는 제1 영역(101-1)과 상대적으로 낮은 농도의 불순물이온들이 주입되는 제2 영역(101-2)으로 구분된다. 여기서 제1 영역(101-1)은 웨이퍼(101)의 중심영역이고 제2 영역(101-2)은 웨이퍼(101)의 가장자리영역이다. 제1 영역(101-1)은, 웨이퍼(101)가 360°회전하는 동안, 계속적으로 제2 와이드 이온빔(302a-2)에 의해 이온주입이 이루어진 영역이다. 제2 영역(101-2)은, 웨이퍼(101)가 360°회전하는 동안, 일정 구간동안은 제1 와이드 이온빔(302a-1)에 의해 이온주입이 이루어지고 일정 구간동안은 제2 와이드 이온빔(302a-2)에 의해 이온주입이 이루어진 영역이다. 따라서 이온주입이 모두 끝난 후에는 제1 영역(101-1)에서의 불순물이온의 농도가 제2 영역(101-2)에서의 불순물농도에 비하여 상대적으로 높게 된다.
지금까지 설명한 바와 같이, 웨이퍼(101)를 회전시키면서 와이드 이온빔 (302)을 웨이퍼(101)에 조사시키는 일련의 과정은 연속적으로 이루어진다. 따라서 웨이퍼(101)의 전 영역에 걸쳐서 불순물이온들이 연속적으로 주입되며, 그 결과 제1 영역(101-1)과 제2 영역(101-2)의 경계라인은 부드러운 원형이 된다. 웨이퍼(101)의 회전은 360°회전, 즉 1회전일 수 있지만, 보다 많은 복수회 회전할 수도 있다. 웨이퍼(101)가 많이 회전할수록 제1 영역(101-1)과 제2 영역(101-2)의 경계라인은 보다 더 원형이 된다는 것은 당연하다.
도 8은 도 3의 불균일 이온주입장치의 와이드 이온빔 생성기의 다른 실시예를 나타내 보인 도면이다. 그리고 도 9는 웨이퍼와 도 8의 와이드 이온빔 생성기를 A방향에서 바라본 것을 나타내 보인 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 와이드 이온빔 생성기(500)도 또한 상하로 상호 일정 간격(d') 이격되도록 배치되는 상부 마그네트론(510)과 하부 마그네트론(520)을 포함하여 구성된다. 상부 마그네트론(510)과 하부 마그네트론(520)의 이격 간격(d')은 적어도 웨이퍼(101)의 직경보다 더 큰 점에서는, 앞선 실시예에서 설명한 와이드 이온빔 생성기(400)의 경우와 동일하다. 따라서 본 실시예에서도, 상부 마그네트론(510)의 하부면은 웨이퍼(101)의 최상부면보다 위에 배치되고, 하부 마그네트론(520)의 상부면은 웨이퍼(101)의 최하부면보다 아래에 배치된다. 그러나 상부 마그네트론(510)의 폭(w') 및 하부 마그네트론(520)의 폭(w')은 모두 대략 웨이퍼(101)의 직경 정도인 점에서는 앞선 실시예와 다르다. 따라서 본 실시예에 따른 와이드 이온빔 생성기(500)에 의해 만들어지는 와이드 이온빔(302')은 웨이퍼(101)의 전체 면적보다 큰 단면적을 가지며, 웨이퍼(101)의 전체 면적에 중첩된다.
상부 마그네트론(510)은 일체형이 아닌 복수개의 단위 상부 마그네트론들(511a, …, 511e, 512a, …, 512e, 513a, 513b 및 513c)이 나란하게 부착되어 구성된다. 제1 단위 상부 마그네트론들(511a, …, 511e)과 제2 단위 상부 마그네트론들(512a, …, 512e)은 양 단부에 배치되어 각각 제1 상부 그룹(511) 및 제2 상부 그룹(512)을 구성하고, 그 사이에는 제3 단위 상부 마그네트론들(513a, 513b, 513c)이 제3 상부 그룹(513)을 구성하면서 배치된다. 각각의 단위 상부 마그네트론(511a, …, 511e, 512a, …, 512e, 513a, 513b 및 513c)에는 각각 전원(미도시)이 연결되며, 이 전원을 통해 그룹별로 다른 크기의 전압이 인가된다. 즉 제1 단위 상부 마그네트론들(511a, …, 511e) 및 제2 단위 상부 마그네트론들(512a, …, 512c)에는 상대적으로 작은 크기의 전압이 인가되고, 제3 단위 상부 마그네트론들(513a, 513b 및 513c)에는 상대적으로 큰 크기의 전압이 인가된다. 물론 반대의 경우 또한 성립한다는 것은 당연하다.
하부 마그네트론(510)도, 일체형이 아닌 복수개의 단위 하부 마그네트론들(521a, …, 521e, 522a, …, 522e, 523a, 523b 및 523c)이 나란하게 부착되어 구성된다. 제1 단위 하부 마그네트론들(521a, …, 521e)과 제2 단위 하부 마그네트론들(522a, …, 522e)은 양 단부에 배치되어 각각 제1 하부 그룹(521) 및 제2 하부 그룹(522)을 구성하고, 그 사이에는 제3 단위 하부 마그네트론들(523a, 523b, 523c)이 제3 하부그룹(523)을 구성하면서 배치된다. 각각의 단위 하부 마그네트론(521a, …, 521e, 522a, …, 522e, 523a, 523b 및 523c)에는 각각 전원(미도시)이 연결되 며, 이 전원을 통해 그룹별로 다른 크기의 전압이 인가된다. 즉 제1 단위 하부 마그네트론들(521a, …, 521e) 및 제2 단위 하부 마그네트론들(522a, …, 522c)에는 상대적으로 작은 크기의 전압이 인가되고, 제3 단위 하부 마그네트론들(523a, 523b 및 523c)에는 상대적으로 큰 크기의 전압이 인가된다. 물론 반대의 경우 또한 성립한다는 것은 당연하다.
제1 단위 상부 마그네트론(511a, …, 511e) 및 제2 단위 상부 마그네트론(512a, …, 512e)은 제1 단위 하부 마그네트론(521a, …, 521e) 및 제2 단위 하부 마그네트론(522a, …, 522e)과 각각 수직방향으로 일정 간격(d') 이격되면서 상호 대향하도록 배치된다. 마찬가지로 제3 단위 상부 마그네트론(513a, 513b 및 513c)과 제3 단위 하부 마그네트론(523a, 523b 및 523c)의 각각도 수직방향으로 일정 간격(d') 이격되면서 상호 대향하도록 배치된다.
따라서 제1 단위 상부 마그네트론(511a, …, 511e)과 제1 단위 하부 마그네트론(521a, …, 521e)에 상대적으로 낮은 전압이 인가되면, 그 사이에는 상대적으로 낮은 도우즈의 제1 와이드 이온빔(302b-1)이 형성된다. 마찬가지로 제2 단위 상부 마그네트론(512a, …, 512e)과 제2 단위 하부 마그네트론(522a, …, 522e)에 상대적으로 낮은 전압이 인가되면, 그 사이에는 역시 상대적으로 낮은 도우즈의 제2 와이드 이온빔(302b-2)이 형성된다. 반면에 제3 단위 상부 마그네트론(513a, 513b, 513c)과 제3 단위 하부 마그네트론(523a, 523b, 523c)에 상대적으로 낮은 전압이 인가되면, 그 사이에는 상대적으로 높은 도우즈의 제3 와이드 이온빔(302b-3)이 형성된다. 물론 반대의 경우로서 제1 와이드 이온빔(302b-1)과 제2 와이드 이온빔 (302b-2)이 상대적으로 높은 도우즈를 갖도록 하고, 제3 와이드 이온빔(302b-3)이 상대적으로 낮은 도우즈를 갖도록 할 수도 있다.
본 실시예에 따른 불균일 이온주입장치에서도 상기와 같은 구조의 와이드 이온빔 생성기(500)를 이용하여 서로 다른 도우즈의 와이드 이온빔들을 갖는 와이드 이온빔(302')을 웨이퍼(101)에 조사한다. 와이드 이온빔 생성기(500)에 의해 만들어지는 와이드 이온빔(302')의 면적에 중첩되는 웨이퍼(101)의 면적은 웨이퍼(101) 전체 면적을 모두 포함한다. 상기 와이드 이온빔(302')이 웨이퍼(101)에 조사되는 동안, 웨이퍼(101)는, 도 9에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 일정 방향으로 회전된다. 비록 도면상에는 시계방향으로 회전시키는 것을 예를 들었지만, 반대 방향인 반시계방향으로 회전시키는 것도 무방하다. 즉 웨이퍼(101)가 회전하면서, 웨이퍼(101)의 전체 면적에 대해서 불순물이온이 주입되며, 특히 와이드 이온빔(302')이 서로 다른 도우즈를 갖는 와이드 이온빔들로 구성되어 있으므로, 웨이퍼(101)의 중심부와 가장자리부로는 서로 다른 농도의 불순물이온들이 주입된다.
보다 구체적으로 설명하면, 웨이퍼(101)가 회전되기 시작하는 초기상태에서는, 와이드 이온빔(302')은 상대적으로 낮은 제1 도우즈의 제1 와이드 이온빔(302b-1) 및 제2 와이드 이온빔(302b-2)과 상대적으로 높은 제2 도우즈의 제3 와이드 이온빔(302b-3)을 포함한다. 앞서 언급한 바와 같이, 제1 와이드 이온빔(302b-1)은 제1 상부 그룹(511) 내의 제1 단위 상부 마그네트론들과 제1 하부 그룹(521) 내의 제1 단위 하부 마그네트론들에 의해 만들어지고, 제2 와이드 이온빔(302b-2)은 제2 상부 그룹(512) 내의 제2 단위 상부 마그네트론과 제2 하부 그룹(522) 내의 제2 단위 하부 마그네트론들에 의해 만들어진다. 또한 제3 와이드 이온빔(302b-3)은 제3 상부 그룹(513) 내의 제3 단위 상부 마그네트론과 제3 하부 그룹(523) 내의 제3 단위 하부 마그네트론에 의해 만들어진다.
본 예에서와 같이, 상대적으로 낮은 제1 도우즈의 제1 와이드 이온빔(302b-1) 및 제2 와이드 이온빔(302b-2)과 상대적으로 높은 제3 도우즈의 제3 와이드 이온빔(302b-3)을 형성하기 위해서는, 제1 및 제2 상부 그룹(511, 512) 내의 제1 및 제2 단위 상부 마그네트론들과 제1 및 제2 하부 그룹(521, 522) 내의 제1 및 제2 단위 하부 마그네트론들에 대해서는 상대적으로 낮은 전압을 인가하고, 제3 상부 그룹(513) 내의 제3 단위 상부 마그네트론들과 제3 하부 그룹(523) 내의 제3 단위 하부 마그네트론들에 대해서는 상대적으로 높은 전압을 인가한다. 만약 도우즈를 반대로 하고자 하면, 인가되는 전압의 크기를 바꾸면 된다.
상기와 같은 조건으로 이온주입을 수행하게 되면, 웨이퍼(101)의 전체 면적에 대해서 이온주입이 이루어진다. 이 경우 제1 와이드 이온빔(302b-1)과 제3 와이드 이온빔(302b-3)의 경계에 대응하는 수직선과 제2 와이드 이온빔(302b-2)과 제3 와이드 이온빔(302b-3)의 경계에 대응하는 수직선에 의해, 웨이퍼(101)에 주입되는 불순물이온의 농도는 웨이퍼(101)의 좌우측 가장자리영역과 중심영역으로 구별된다. 구체적으로 제1 와이드 이온빔(302b-1) 및 제2 와이드 이온빔(302b-2)에 의해 웨이퍼(101)의 좌우측 가장자리영역에는 상대적으로 낮은 제1 도우즈의 불순물이온들이 주입되고, 제3 와이드 이온빔(302b-3)에 의해서는 웨이퍼(101)의 중심영역에 상대적으로 높은 제2 도우즈의 불순물이온들이 주입된다.
이와 같은 이온주입은 웨이퍼(101)가 회전함에 따라 웨이퍼(101)의 전 영역에 걸쳐서 동일하게 수행된다. 웨이퍼(101)가 360°회전하는 동안, 상기와 같은 이온주입이 연속적으로 이루어짐에 따라, 도 7에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101) 내의 불순물이온이 주입된 영역은 상대적으로 높은 농도의 불순물이온들이 주입되는 제1 영역(101-1)과 상대적으로 낮은 농도의 불순물이온들이 주입되는 제2 영역(101-2)으로 구분된다. 여기서 제1 영역(101-1)은 웨이퍼(101)의 중심영역이고 제2 영역(101-2)은 웨이퍼(101)의 가장자리영역이다. 제1 영역(101-1)은, 웨이퍼(101)가 360°회전하는 동안, 계속적으로 제3 와이드 이온빔(302b-3)에 의해 이온주입이 이루어진 영역이다. 제2 영역(101-2)은, 웨이퍼(101)가 360°회전하는 동안, 일정 구간동안은 제1 와이드 이온빔(302b-1)에 의해 이온주입이 이루어지고, 다른 구간동안은 제2 와이드 이온빔(302b-2)에 의해 이온주입이 이루어지며, 또 다른 구간동안은 제3 와이드 이온빔(302b-3)에 의해 이온주입이 이루어진 영역이다. 따라서 이온주입이 모두 끝난 후에는 제1 영역(101-1)에서의 불순물이온의 농도가 제2 영역(101-2)에서의 불순물농도에 비하여 상대적으로 높게 된다.
지금까지 설명한 바와 같이, 웨이퍼(101)를 회전시키면서 와이드 이온빔(302')을 웨이퍼(101)에 조사시키는 일련의 과정은 연속적으로 이루어진다. 따라서 웨이퍼(101)의 전 영역에 걸쳐서 불순물이온들이 연속적으로 주입되며, 그 결과 제1 영역(101-1)과 제2 영역(101-2)의 경계라인은 부드러운 원형이 된다. 웨이퍼(101)의 회전은 360°회전, 즉 1회전일 수 있지만, 보다 많은 복수회 회전할 수도 있다. 웨이퍼(101)가 많이 회전할수록 제1 영역(101-1)과 제2 영역(101-2)의 경계 라인은 보다 더 부드러운 원형이 된다는 것은 당연하다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 불균일 이온주입장치를 이용한 불균일 이온주입방법의 일 예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 예에서 사용하는 불균일 이온주입장치는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 와이드 이온빔 생성기(400)를 사용하는 경우이다. 따라서 본 예에서 와이드 이온빔 생성기(400)에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 예에 따른 불균일 이온주입방법에서는, 와이드 이온빔 생성기(400)에 대한 웨이퍼(101)의 위치를 변경한 상태에서, 도면에 화살표로 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101)를 회전시키면서 와이드 이온빔 생성기(400)에 의해 만들어진 와이드 이온빔(302)을 연속적으로 웨이퍼(101)에 조사시킨다.
구체적으로 웨이퍼(101)의 플렛존(flat zone)(101f)이 하부에 위치하도록 웨이퍼(101)를 배치시키되, 웨이퍼(101)의 전체적인 위치를 Y방향으로 일정 간격만큼 이동시킨다. 그러면 웨이퍼(101)의 상부 일부 영역, 즉 상부 마그네트론(410)의 상부에 있는 영역은 와이드 이온빔(302)과 중첩되지 않으며, 따라서 이 영역에는 불순물이온이 주입되지 않는다. 반면에 웨이퍼(101)의 그 아래 영역 중 일부, 즉 상부 마그네트론(410)과 하부 마그네트론(420) 사이에 있는 영역 중 좌측 절반 영역은 와이드 이온빔(302)과 중첩되며, 따라서 이 영역에만 불순물이온이 주입된다. 와이드 이온빔(302)은, 제1 상부 그룹(411) 및 제1 하부 그룹(421)에 의해 상대적으로 낮은(또는 높은) 도우즈를 갖도록 형성되는 제1 와이드 이온빔(302a-1)과, 제2 상부 그룹(412) 및 제2 하부 그룹(512)에 의해 상대적으로 높은(또는 낮은) 도우 즈를 갖도록 형성되는 제2 와이드 이온빔(302a-2)을 포함한다. 따라서 이와 같은 와이드 이온빔(302)을 상기와 같이 웨이퍼(101)의 일정 영역에 조사되도록 배치시킨 상태에서 웨이퍼(101)를 회전시킴에 따라, 원형의 경계선(101a)에 의해 구분되는 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)과 제2 영역(101-2)에 서로 다른 도우즈의 불순물이온이 주입된다.
제1 와이드 이온빔(302a-1)이 제2 와이드 이온빔(302a-2)보다 낮은 도우즈를 갖는 경우, 제1 영역(101-1)에서의 불순물농도가 제2 영역(101-2)에서의 불순물농도보다 높으며, 와이드 이온빔의 도우즈가 반대의 경우, 제1 영역(101-1)에서의 불순물농도가 제2 영역(101-2)에서의 불순물농도보다 낮다. 이때 제1 영역(101-1)은 웨이퍼(101)의 플렛존(101f)쪽으로 보다 치우치게 배치되는데, 그 이유는 웨이퍼(101)의 초기 배치 상태가 Y방향으로 일정 거리만큼 상향 배치된 상태이기 때문이다. 이와 같이 웨이퍼(101)의 초기 배치 상태를 Y방향으로 적절하게 조절함에 따라, 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)의 위치를 웨이퍼(101)의 플렛존(101f)에 적절하게 치우치도록 할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 불균일 이온주입장치를 이용한 불균일 이온주입방법의 다른 예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 예에서 사용하는 불균일 이온주입장치도 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 와이드 이온빔 생성기(400)를 사용하는 경우이다. 따라서 본 예에서도 와이드 이온빔 생성기(400)에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 예에 따른 불균일 이온주입방법에 있어서, 와이드 이온빔 생성기(400)에 대한 웨이 퍼(101)의 위치를 변경한 상태에서, 도면에 화살표로 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101)를 회전시키면서 와이드 이온빔 생성기(400)에 의해 만들어진 와이드 이온빔(302)을 연속적으로 웨이퍼(101)에 조사시킨다.
구체적으로 웨이퍼(101)의 플렛존(flat zone)(101f)이 하부에 위치하도록 웨이퍼(101)를 배치시키되, 웨이퍼(101)의 전체적인 위치를 Y방향과는 반대인 -Y방향으로 일정 간격만큼 이동시킨다. 그러면 웨이퍼(101)의 하부 일부 영역, 즉 하부 마그네트론(420)의 하부에 있는 영역은 와이드 이온빔(302)과 중첩되지 않으며, 따라서 이 영역에는 불순물이온이 주입되지 않는다. 반면에 웨이퍼(101)의 그 위 영역 중 일부, 즉 상부 마그네트론(410)과 하부 마그네트론(420) 사이에 있는 영역 중 좌측 절반 영역은 와이드 이온빔(302)과 중첩되며, 따라서 이 영역에만 불순물이온이 주입된다. 상대적으로 낮은(또는 높은) 도우즈를 갖도록 형성되는 제1 와이드 이온빔(302a-1)과, 상대적으로 높은(또는 낮은) 도우즈를 갖도록 형성되는 제2 와이드 이온빔(302a-2)을 포함하는 와이드 이온빔(302)을 상기와 같이 웨이퍼(101)의 일정 영역에 조사되도록 배치시킨 상태에서 웨이퍼(101)를 회전시킴에 따라, 원형의 경계선(101a)에 의해 구분되는 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)과 제2 영역(101-2)에 서로 다른 도우즈의 불순물이온이 주입된다. 이때 제1 영역(101-1)은 웨이퍼(101)의 플렛존(101f)쪽과는 반대 방향으로 보다 치우치게 배치되는데, 그 이유는 웨이퍼(101)의 초기 배치 상태가 -Y방향으로 일정 거리만큼 하향 배치된 상태이기 때문이다. 이와 같이 웨이퍼(101)의 초기 배치 상태를 -Y방향으로 적절하게 조절함에 따라, 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)의 위치를 웨이퍼(101)의 플렛존 (101f)의 반대를 향해서 적절하게 치우치도록 할 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 불균일 이온주입장치를 이용한 불균일 이온주입방법의 또 다른 예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 본 예에서 사용하는 불균일 이온주입장치도 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 와이드 이온빔 생성기(400)를 사용하는 경우이다. 따라서 본 예에서도 와이드 이온빔 생성기(400)에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 예에 따른 불균일 이온주입방법에 있어서, 와이드 이온빔 생성기(400)에 대한 웨이퍼(101)의 위치를 변경한 상태에서, 도면에 화살표로 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101)를 회전시키면서 와이드 이온빔 생성기(400)에 의해 만들어진 와이드 이온빔(302)을 연속적으로 웨이퍼(101)에 조사시킨다.
구체적으로 웨이퍼(101)의 플렛존(flat zone)(101f)이 하부에 위치하도록 웨이퍼(101)를 배치시키되, 웨이퍼(101)의 전체적인 위치를 X방향과는 반대인 -X방향으로 일정 간격만큼 이동시킨다. 그러면 웨이퍼(101)의 우측 영역과 함께 좌측 영역 중 중앙에 인접한 일정 영역은 와이드 이온빔(302)과 중첩되지 않으며, 따라서 이 영역에는 불순물이온이 주입되지 않는다. 반면에 웨이퍼(101)의 그 좌측 영역은 와이드 이온빔(302)과 중첩되며, 따라서 이 영역에만 불순물이온이 주입된다. 상대적으로 낮은(또는 높은) 도우즈를 갖도록 형성되는 제1 와이드 이온빔(302a-1)과, 상대적으로 높은(또는 낮은) 도우즈를 갖도록 형성되는 제2 와이드 이온빔(302a-2)을 포함하는 와이드 이온빔(302)을 상기와 같이 웨이퍼(101)의 일정 영역에 조사되도록 배치시킨 상태에서 웨이퍼(101)를 회전시킴에 따라, 원형의 경계선(101a)에 의해 구분되는 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)과 제2 영역(101-2)에 서로 다른 도우즈의 불순물이온이 주입된다. 이때 제1 영역(101-1)은 웨이퍼(101)의 -X방향쪽인 좌측 방향으로 보다 치우치게 배치되는데, 그 이유는 웨이퍼(101)의 초기 배치 상태가 -X방향으로 일정 거리만큼 좌향 배치된 상태이기 때문이다. 이와 같이 웨이퍼(101)의 초기 배치 상태를 -X방향으로 적절하게 조절함에 따라, 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)의 위치를 웨이퍼(101)의 좌측으로 적절하게 치우치도록 할 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 불균일 이온주입장치를 이용한 불균일 이온주입방법의 또 다른 예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 본 예에서 사용하는 불균일 이온주입장치도 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 와이드 이온빔 생성기(400)를 사용하는 경우이다. 따라서 본 예에서도 와이드 이온빔 생성기(400)에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 예에 따른 불균일 이온주입방법에 있어서, 와이드 이온빔 생성기(400)에 대한 웨이퍼(101)의 위치를 변경한 상태에서, 도면에 화살표로 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101)를 회전시키면서 와이드 이온빔 생성기(400)에 의해 만들어진 와이드 이온빔(302)을 연속적으로 웨이퍼(101)에 조사시킨다.
구체적으로 웨이퍼(101)의 플렛존(flat zone)(101f)이 하부에 위치하도록 웨이퍼(101)를 배치시키되, 웨이퍼(101)의 전체적인 위치를 X방향으로 일정 간격만큼 이동시킨다. 그러면 웨이퍼(101)의 우측 영역의 일부와 함께 좌측 영역의 일부도 와이드 이온빔(302)과 중첩되지 않으며, 따라서 이 영역에는 불순물이온이 주입되지 않는다. 반면에 웨이퍼(101)의 그 사이 영역은 와이드 이온빔(302)과 중첩되며, 따라서 이 영역에만 불순물이온이 주입된다. 상대적으로 낮은(또는 높은) 도우즈를 갖도록 형성되는 제1 와이드 이온빔(302a-1)과, 상대적으로 높은(또는 낮은) 도우즈를 갖도록 형성되는 제2 와이드 이온빔(302a-2)을 포함하는 와이드 이온빔(302)을 상기와 같이 웨이퍼(101)의 일정 영역에 조사되도록 배치시킨 상태에서 웨이퍼(101)를 회전시킴에 따라, 원형의 경계선(101a)에 의해 구분되는 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)과 제2 영역(101-2)에 서로 다른 도우즈의 불순물이온이 주입된다. 이때 제1 영역(101-1)은 웨이퍼(101)의 X방향쪽인 우측 방향으로 보다 치우치게 배치되는데, 그 이유는 웨이퍼(101)의 초기 배치 상태가 X방향으로 일정 거리만큼 우향 배치된 상태이기 때문이다. 이와 같이 웨이퍼(101)의 초기 배치 상태를 X방향으로 적절하게 조절함에 따라, 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)의 위치를 웨이퍼(101)의 우측으로 적절하게 치우치도록 할 수 있다.
도 18 내지 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 불균일 이온주입장치를 이용한 불균일 이온주입방법의 여러 예들을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다. 도 18 내지 도 21에서 사용하는 불균일 이온주입장치는 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 와이드 이온빔 생성기(500)를 사용하는 경우로서, 이하에서는 상기 와이드 이온빔 생성기(500)에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
먼저 도 18을 참조하면, 본 예의 경우 도 11에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)이 하부에 치우치도록 하기 위한 것으로서, 구체적으로 웨이퍼(101)의 플렛존(flat zone)(101f)이 하부에 위치하도록 웨이퍼(101)를 배치시키되, 웨이퍼(101)의 전체적인 위치를 Y방향으로 일정 간격만큼 이동시킨다. 그러 면 웨이퍼(101)의 상부 일부 영역, 즉 상부 마그네트론(510)의 상부에 있는 영역은 와이드 이온빔(302')과 중첩되지 않으며, 따라서 이 영역에는 불순물이온이 주입되지 않는다. 반면에 웨이퍼(101)의 그 아래 영역, 즉 상부 마그네트론(510)과 하부 마그네트론(520) 사이에 있는 영역은 와이드 이온빔(302')과 중첩되며, 따라서 이 영역에만 불순물이온이 주입된다. 와이드 이온빔(302)은, 제1 상부 그룹(511) 및 제1 하부 그룹(521)과 제2 상부 그룹(512) 및 제2 하부 그룹(522)에 의해 상대적으로 낮은(또는 높은) 도우즈를 갖도록 형성되는 제1 와이드 이온빔(302b-1) 및 제2 와이드 이온빔(302b-2)과, 제3 상부 그룹(413) 및 제3 하부 그룹(513)에 의해 상대적으로 높은(또는 낮은) 도우즈를 갖도록 형성되는 제3 와이드 이온빔(302b-3)을 포함한다. 제3 와이드 이온빔(302b-3)은 중앙에 배치되고, 제1 와이드 이온빔(302b-1) 및 제2 와이드 이온빔(302b-2)은 제3 와이드 이온빔(302b-3) 양쪽에 각각 배치된다.
이와 같은 와이드 이온빔(302')에 웨이퍼(101)의 상부가 중첩되지 않도록 웨이퍼(101)를 배치시킨 상태에서, 웨이퍼(101)를 회전시키면서 와이드 이온빔(302')을 웨이퍼(101)에 조사시킨다. 그러면, 도 11에 나타낸 바와 같이, 원형의 경계선(101a)에 의해 구분되는 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)과 제2 영역(101-2)에 서로 다른 도우즈의 불순물이온이 주입되며, 특히 제1 영역(101-1)은 웨이퍼(101)의 플렛존(101f)쪽으로 보다 치우치게 형성된다. 제1 와이드 이온빔(302b-1) 및 제2 와이드 이온빔(302b-2)이 제3 와이드 이온빔(302b-3)보다 낮은 도우즈를 갖는 경우, 제1 영역(101-1)에서의 불순물농도가 제2 영역(101-2)에서의 불순물농도보다 높으 며, 와이드 이온빔의 도우즈가 반대의 경우, 제1 영역(101-1)에서의 불순물농도가 제2 영역(101-2)에서의 불순물농도보다 낮다. 이와 같이 웨이퍼(101)의 초기 배치 상태를 Y방향으로 적절하게 조절함에 따라, 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)의 위치를 웨이퍼(101)의 플렛존(101f)에 적절하게 치우치도록 할 수 있다.
다음에 도 19를 참조하면, 본 예의 경우 도 13에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)이 상부에 치우치도록 하기 위한 것으로서, 구체적으로 웨이퍼(101)의 플렛존(flat zone)(101f)이 하부에 위치하도록 웨이퍼(101)를 배치시키되, 웨이퍼(101)의 전체적인 위치를 Y방향으로 일정 간격만큼 이동시킨다. 그러면 웨이퍼(101)의 하부영역, 즉 하부 마그네트론(520)의 하부에 있는 영역은 와이드 이온빔(302')과 중첩되지 않으며, 따라서 이 영역에는 불순물이온이 주입되지 않는다. 반면에 웨이퍼(101)의 그 위 영역, 즉 상부 마그네트론(510)과 하부 마그네트론(520) 사이에 있는 영역은 와이드 이온빔(302')과 중첩되며, 따라서 이 영역에만 불순물이온이 주입된다.
이와 같이 와이드 이온빔(302')에 웨이퍼(101)의 하부가 중첩되지 않도록 웨이퍼(101)를 배치시킨 상태에서, 웨이퍼(101)를 회전시키면서 와이드 이온빔(302')을 웨이퍼(101)에 조사시킨다. 그러면, 도 13에 나타낸 바와 같이, 원형의 경계선(101a)에 의해 구분되는 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)과 제2 영역(101-2)에 서로 다른 도우즈의 불순물이온이 주입되며, 특히 제1 영역(101-1)은 웨이퍼(101)의 플렛존(101f) 반대쪽으로 보다 치우치게 형성된다. 제1 와이드 이온빔(302b-1) 및 제2 와이드 이온빔(302b-2)이 제3 와이드 이온빔(302b-3)보다 낮은 도우즈를 갖는 경 우, 제1 영역(101-1)에서의 불순물농도가 제2 영역(101-2)에서의 불순물농도보다 높으며, 와이드 이온빔의 도우즈가 반대의 경우, 제1 영역(101-1)에서의 불순물농도가 제2 영역(101-2)에서의 불순물농도보다 낮다. 이와 같이 웨이퍼(101)의 초기 배치 상태를 Y방향과 반대인 -Y방향으로 적절하게 조절함에 따라, 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)의 위치를 웨이퍼(101)의 플렛존(101f)의 반대쪽으로 적절하게 치우치도록 할 수 있다.
다음에 도 20을 참조하면, 본 예의 경우 도 15에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)이 좌측에 치우치도록 하기 위한 것으로서, 구체적으로 웨이퍼(101)의 플렛존(flat zone)(101f)이 하부에 위치하도록 웨이퍼(101)를 배치시키되, 웨이퍼(101)의 전체적인 위치를 X방향과 반대인 -X방향으로 일정 간격만큼 이동시킨다. 그러면 웨이퍼(101)의 우측영역 중 일부영역은 와이드 이온빔(302')과 중첩되지 않으며, 따라서 이 영역에는 불순물이온이 주입되지 않는다. 반면에 웨이퍼(101)의 그 나머지 영역은 와이드 이온빔(302')과 중첩되며, 따라서 이 영역에만 불순물이온이 주입된다.
이와 같이 와이드 이온빔(302')에 웨이퍼(101)의 우측영역 중 일부영역이 중첩되지 않도록 웨이퍼(101)를 배치시킨 상태에서, 웨이퍼(101)를 회전시키면서 와이드 이온빔(302')을 웨이퍼(101)에 조사시킨다. 그러면, 도 15에 나타낸 바와 같이, 원형의 경계선(101a)에 의해 구분되는 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)과 제2 영역(101-2)에 서로 다른 도우즈의 불순물이온이 주입되며, 특히 제1 영역(101-1)은 웨이퍼(101)의 좌측으로 보다 치우치게 형성된다. 제1 와이드 이온빔(302b-1) 및 제2 와이드 이온빔(302b-2)이 제3 와이드 이온빔(302b-3)보다 낮은 도우즈를 갖는 경우, 제1 영역(101-1)에서의 불순물농도가 제2 영역(101-2)에서의 불순물농도보다 높으며, 와이드 이온빔의 도우즈가 반대의 경우, 제1 영역(101-1)에서의 불순물농도가 제2 영역(101-2)에서의 불순물농도보다 낮다. 이와 같이 웨이퍼(101)의 초기 배치 상태를 -X방향으로 적절하게 조절함에 따라, 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)의 위치를 웨이퍼(101)의 좌측으로 적절하게 치우치도록 할 수 있다.
다음에 도 21을 참조하면, 본 예의 경우 도 17에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)이 우측에 치우치도록 하기 위한 것으로서, 구체적으로 웨이퍼(101)의 플렛존(101f)이 하부에 위치하도록 웨이퍼(101)를 배치시키되, 웨이퍼(101)의 전체적인 위치를 X방향으로 일정 간격만큼 이동시킨다. 그러면 웨이퍼(101)의 좌측영역 중 일부영역은 와이드 이온빔(302')과 중첩되지 않으며, 따라서 이 영역에는 불순물이온이 주입되지 않는다. 반면에 웨이퍼(101)의 그 나머지 영역은 와이드 이온빔(302')과 중첩되며, 따라서 이 영역에만 불순물이온이 주입된다.
이와 같이 와이드 이온빔(302')에 웨이퍼(101)의 좌측영역 중 일부영역이 중첩되지 않도록 웨이퍼(101)를 배치시킨 상태에서, 웨이퍼(101)를 회전시키면서 와이드 이온빔(302')을 웨이퍼(101)에 조사시킨다. 그러면, 도 17에 나타낸 바와 같이, 원형의 경계선(101a)에 의해 구분되는 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)과 제2 영역(101-2)에 서로 다른 도우즈의 불순물이온이 주입되며, 특히 제1 영역(101-1)은 웨이퍼(101)의 우측으로 보다 치우치게 형성된다. 제1 와이드 이온빔(302b-1) 및 제2 와이드 이온빔(302b-2)이 제3 와이드 이온빔(302b-3)보다 낮은 도우즈를 갖 는 경우, 제1 영역(101-1)에서의 불순물농도가 제2 영역(101-2)에서의 불순물농도보다 높으며, 와이드 이온빔의 도우즈가 반대의 경우, 제1 영역(101-1)에서의 불순물농도가 제2 영역(101-2)에서의 불순물농도보다 낮다. 이와 같이 웨이퍼(101)의 초기 배치 상태를 X방향으로 적절하게 조절함에 따라, 웨이퍼(101)의 제1 영역(101-1)의 위치를 웨이퍼(101)의 우측으로 적절하게 치우치도록 할 수 있다.
도 22는 종래의 이온주입에 의해 나타나는 문턱전압의 누적확률과 본 발명에 따른 불균일 이온주입에 의해 나타나는 문턱전압의 누적확률을 각각 나타내 보인 그래프이다.
도 22에 나타낸 바와 같이, 종래의 이온주입에 의해 나타나는 문턱전압의 누적확률은, 도면에서 "A"로 나타낸 선과 같이, 상대적으로 넓은 범위(A1)로 나타나는 반면에, 본 발명에 따른 불균일 이온주입에 의해 나타나는 문턱전압의 누적확률은, 도면에서 "B"로 나타낸 선과 같이, 상대적으로 좁은 범위(B1)로 나타난다. 이에 따라 웨이퍼 전체적으로 문턱전압의 불균일성이 개선되었다는 것을 알 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 불균일 이온주입장치 및 이를 이용한 이온주입방법에 의하면, 웨이퍼를 회전시키면서 서로 다른 도우즈의 와이드 이온빔들로 이루어진 와이드 이온빔을 웨이퍼에 조사시킴으로써 서로 다른 농도로 불순물이온이 주입되는 영역들 사이의 경계가 부드러운 원형이 되도록 할 수 있으며, 또한 와이드 이온빔에 대한 웨이퍼의 위치를 적절하게 이동시킴으로써 서로 다 른 농도로 불순물이온이 주입되는 영역들의 배치를 적절하게 조절할 수 있다는 이점이 제공된다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.

Claims (26)

  1. 웨이퍼의 전체 영역중 적어도 2개 이상의 복수개의 영역에 각각 중첩되는 복수개의 와이드 이온빔들로 이루어지는 와이드 이온빔을 형성하는 와이드 이온빔 생성기; 및
    상기 와이드 이온빔 생성기에 의해 형성된 와이드 이온빔이 조사되는 동안 상기 웨이퍼를 일정 방향으로 회전시키는 웨이퍼 회전장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 와이드 이온빔들 중 적어도 어느 하나의 와이드 이온빔은 적어도 어느 하나의 다른 와이드 이온빔과 다른 도우즈를 갖는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입장치.
  3. 웨이퍼의 제1 영역 및 제2 영역에 각각 중첩되는 제1 와이드 이온빔 및 제2 와이드 이온빔을 포함하는 와이드 이온빔을 형성하는 와이드 이온빔 생성기; 및
    상기 와이드 이온빔 생성기에 의해 형성된 와이드 이온빔이 조사되는 동안 상기 웨이퍼를 일정 방향으로 회전시키는 웨이퍼 회전장치를 구비하는 것을 특징으 로 하는 불균일 이온주입장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 와이드 이온빔 및 제2 와이드 이온빔은 상호 다른 도우즈를 갖는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 영역 및 제2 영역은 상기 웨이퍼의 전체 면적중 1/2에 해당하는 영역인 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 영역 및 제2 영역은 상기 와이드 이온빔 생성기와 수직하는 방향으로의 경계선에 의해 구분되는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 경계선을 기준으로 상기 웨이퍼의 가장자리에 인접하는 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 경계선과 평행한 상기 웨이퍼의 지름과, 상기 경계선에 의해 정의되는 인접한 영역인 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 영역 및 제2 영역은 상기 웨이퍼의 전체 면적에 해당하는 영역인 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 영역 및 제2 영역은 상기 와이드 이온빔 생성기와 수직하는 방향으로의 제1 경계선 및 제2 경계선에 의해 구분되는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 제1 경계선 및 제2 경계선을 기준으로 상기 웨이퍼의 가장자리에 인접한 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 제1 경계선 및 제2 경계선을 기준으로 상기 웨이퍼의 중앙에 인접한 영역인 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입장치.
  11. 일련의 복수개의 단위 제1 마그네트론들로 구성되는 제1 마그네트론과 상기 단위 제1 마그네트론들과 일정 간격 이격되면서 대향하도록 배치되는 일련의 복수개의 단위 제2 마그네트론들로 구성되는 제2 마그네트론을 포함하여, 상기 제1 마그네트론 및 제2 마그네트론 사이의 영역에 웨이퍼와 중첩되는 와이드 이온빔이 형성되도록 하는 와이드 이온빔 생성기; 및
    상기 와이드 이온빔 생성기에 의해 형성되는 와이드 이온빔이 조사되는 웨이퍼를 일정방향으로 회전시키는 웨이퍼 회전장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 마그네트론을 구성하는 단위 마그네트론들은, 제1 바이어스가 인가되는 제1 그룹의 제1 단위 마그네트론과, 상기 제1 바이어스와 다른 크기의 제2 바이어스가 인가되는 제2 그룹의 제1 단위 마그네트론을 포함하고,
    상기 제2 마그네트론을 구성하는 단위 마그네트론들은, 상기 제1 바이어스가 인가되는 제1 그룹의 제2 단위 마그네트론과, 상기 제2 바이어스가 인가되는 제2 그룹의 제2 단위 마그네트론을 포함하는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 그룹의 제1 단위 마그네트론 및 상기 제1 그룹의 제2 단위 마그네트론 사이에 제1 도우즈를 갖는 제1 와이드 이온빔이 형성되도록 하고, 상기 제2 그룹의 제1 단위 마그네트론 및 상기 제2 그룹의 제2 단위 마그네트론 사이에는 상기 제1 도우즈와 다른 크기의 제2 도우즈를 갖는 제2 와이드 이온빔이 형성되도록, 상기 제1 그룹의 제1 단위 마그네트론 및 제1 그룹의 제2 단위 마그네트론이 상호 대향되도록 배치되고, 상기 제2 그룹의 제1 단위 마그네트론 및 상기 제2 그룹의 제2 단위 마그네트론이 상호 대향되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 마그네트론을 구성하는 단위 마그네트론들은, 상호 이격되게 배치되어 제1 바이어스가 인가되는 제1 그룹 및 제2 그룹의 제1 단위 마그네트론과, 상기 제1 그룹 및 제2 그룹의 제1 단위 마그네트론 사이에 배치되어 상기 제1 바이어스와 다른 크기의 제2 바이어스가 인가되는 제3 그룹의 제1 단위 마그네트론을 포함하는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 그룹의 제1 단위 마그네트론과 상기 제1 및 제2 그룹의 제2 단위 마그네트론 사이에 제1 도우즈를 갖는 제1 와이드 이온빔이 형성되도록 하고, 상기 제3 그룹의 제1 단위 마그네트론 및 상기 제3 그룹의 제2 단위 마그네트론 사이에는 상기 제1 도우즈와 다른 크기의 제2 도우즈를 갖는 제2 와이드 이온빔이 형성되도록, 상기 제1 및 제2 그룹의 제1 단위 마그네트론과 제1 및 제2 그룹의 제2 단위 마그네트론이 상호 대향되도록 배치되고, 상기 제3 그룹의 제1 단위 마그네트론 및 상기 제3 그룹의 제2 단위 마그네트론이 상호 대향되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입장치.
  16. 서로 다른 제1 도우즈 및 제2 도우즈를 갖는 제1 와이드 이온빔 및 제2 와이드 이온빔을 포함하는 와이드 이온빔을 웨이퍼에 조사시키는 단계; 및
    상기 와이드 이온빔이 상기 웨이퍼에 조사되는 동안 상기 웨이퍼를 일정 방향으로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 와이드 이온빔과 상기 웨이퍼의 전체 면적중 1/2에 해당하는 영역이 중첩되도록 상기 웨이퍼를 배치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 와이드 이온빔은 상기 웨이퍼의 가장자리에 인접하는 영역과 중첩되고 상기 제2 와이드 이온빔은 상기 웨이퍼의 중심에 인접하는 영역과 중첩되도록 하는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 초기상태에서 상하 또는 좌우로 일정 간격 이동시켜 배치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 제1 와이드 이온빔은 상기 제2 와이드 이온빔 양쪽으로 분리되어 형성되는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 와이드 이온빔과 상기 웨이퍼의 전체 영역이 중첩되도록 상기 웨이퍼를 배치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 와이드 이온빔은 상기 웨이퍼의 양 가장자리에 인접하는 영역과 중첩되고 상기 제2 와이드 이온빔은 상기 웨이퍼의 중심에 인접하는 영역과 중첩되도록 하는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 초기상태에서 상하 또는 좌우로 일정 간격 이동시켜 배치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입방법.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 회전시키는 단계는, 상기 웨이퍼가 20-1500rpm의 속도를 갖도록 수행하는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입방법.
  25. 제16항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 회전시키는 단계는, 상기 웨이퍼가 복수회 회전되도록 수행하는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입방법.
  26. 상호 다른 도우즈를 갖는 복수개의 와이드 이온빔을 웨이퍼에 조사시키는 단계; 및
    상기 와이드 이온빔이 상기 웨이퍼에 조사되는 동안 상기 웨이퍼를 일정 방향으로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 불균일 이온주입방법.
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