KR100722159B1 - 이온주입방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판의 면내에 여러 가지 도즈량 분포를 형성할 수 있는 이온주입방법 등을 제공하는 것을 그 과제로 하며, 이를 해결하기 위한 수단으로 이 이온주입방법은 이온빔(4)을 전계 또는 자계에 의해 X방향으로 왕복주사하는 것, 기판(2)을 X방향과 직교하는 Y방향으로 기계적으로 왕복구동하는 것을 병용하여 기판(2)의 전체면에 이온주입을 행하는 것이다. 그리고 이온빔(4)의 주사속도 및 기판(2)의 구동속도의 최소한 한쪽을 이온빔(4)이 기판(2)에 입사하는 영역내의 임의의 점에서 변화시킴으로써 기판(2)의 면내에 있어서 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성한다.

Description

이온주입방법 및 그 장치{ION IMPLANTATION METHOD AND APPARATUS}
도 1은 본 발명에 관한 이온주입방법을 실시하는 이온주입장치의 일예를 도시하는 개략평면도.
도 2는 도 1의 이온주입장치의 기판둘레의 일예를 확대하여 도시하는 개략측면도.
도 3은 이온빔의 주사속도를 변화시키는 패턴의 예를 도시하는 도면.
도 4는 이온빔의 주사속도를 변화시키는 패턴의 예를 도시하는 도면.
도 5는 이온빔의 주사속도를 변화시키는 패턴의 예를 도시하는 도면.
도 6은 이온빔의 주사속도를 변화시키는 패턴의 예를 도시하는 도면.
도 7은 이온빔의 주사속도를 변화시키는 패턴의 예를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명에 관한 이온주입방법의 일예를 도시하는 공정도.
도 9는 기판의 중앙영역과 그것을 둘러싸는 외주영역에서 도즈량이 서로 다른 도즈량 분포를 형성하는 경우를 이론적으로 설명하기 위한 도면.
도10은 기판의 중앙영역과 그것을 둘러싸는 외주영역에서 도즈량이 서로 다른 도즈량 분포를 형성할 경우를 이론적으로 설명하기 위한 도면.
도11은 기판의 중앙영역과 그것을 둘러싸는 외주영역에서 도즈량이 서로 다른 도즈량 분포를 형성할 경우를 이론적으로 설명하기 위한 도면.
도12는 기판의 중앙영역과 그것을 둘러싸는 외주영역에서 도즈량이 서로 다른 도즈량 분포를 형성할 경우를 이론적으로 설명하기 위한 도면.
도13은 제 1회째의 주입공정 후에 실제로 얻어진 도즈량 분포의 일예를 도시하는 도면으로 도 9에 대응하고 있다.
도14는 제 4회째의 주입공정후에 실제로 얻어진 도즈량 분포의 일예를 도시하는 도면으로 도12에 대응하고 있다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
2: 기판 4: 이온빔
20: 주사기 22: 주사전원
28: 홀더 30: 회전장치
32: 구동장치 36: 제어장치
본 발명은 기판(예를들어 반도체 기판)의 면내에 있어서 일정하지 않은 도즈량(단위면적당 주입이온수) 분포를 형성하는 이온주입방법 및 그 장치에 관한 것이다.
종래의 이온주입기술에서는 기판의 면내에 균일하게 이온주입을 행하는 것이 주체였지만 최근 하나의 기판 면내에 일정치 않은 원하는 패턴의 도즈량 분포를 형성하고자 하는 요망이 생겼었다. 일정하지 않은 도즈량 분포는 불균일한 도즈량 분포, 또는 도즈량이 다수의 영역에 있어서 서로 다른 도즈량 분포로 바꾸어 말할 수 있다.
예를들어 최근은 LSI, 메모리 등의 반도체 디바이스제조에서의 처리공정이 복잡화 되고, 또한 반도체 기판이 대형화되어 매우 고가가 되고 있으며 반도체 디바이스제조의 수율 향상이 매우 중요한 과제가 되고 있다. 즉 하나의 기판을 될 수 있는 한 유효하게 활용하는 것이 매우 중요하게 되고 있다. 이를 실현하기 위해 반도체 디바이스를 제조하는 다수의 공정내의 이온주입공정에 있어서, 도즈량 분포를, 기판의 면내에서 의도적으로 불균일하게 함으로써 기판의 면내에 형성되는 반도체 디바이스 내의 특정영역의 반도체 디바이스의 특성 보정을 행하는 것(이를 APC : 어드밴스드 프로세스 콘트롤이라 함)이나 특성(예를들어 FET의 임계치전압 Vth)을 의도적으로 변화시키는 것이 매우 필요하다.
이와 같은 요구와 관련된 기술로서 일본국 특개 2003-132835호 공보에는 기판의 중심부를 경계로 하여 상하 및 좌우 모두 또는 어느 한쪽에 다른 도즈량 분포를 형성하는 이온주입기술이 기재되어 있다.
상기 일본국 특개 2003-132835호 공보의 기술은 반드시 기판의 중심부를 경계로 하여 도즈량 분포를 다르게 할 수 밖에 없기 때문에 기판의 면내에 다양한 도즈량분포를 형성할 수는 없다.
그러나 상술한 반도체 디바이스의 특성보정이나 특성변화를 행하는 것은 기판의 중심부를 경계로 하여 행한다고는 한정할 수 없고 처리공정 상황 등의 여러가지 조건에 따라 이 특성보정이나 특성변화를 행하는 영역을 바꾸어야 하므로 일본국 특개 2003-132835호 공보의 기술에서는 상술한 최근의 요구에 충분히 응할 수 없다.
그래서 본 발명은 기판의 면내에 여러가지 도즈량분포를 형성할 수 있는 이온주입방법 및 그 장치를 제공하는 것으로 주요한 목적으로 하고 있다.
본 발명에 관한 이온주입방법 중 하나는 이온빔을 전계 또는 자계에 의해 X방향으로 왕복주사하는 것과, 기판을 상기 X방향과 실질적으로 직교하는 Y방향으로 기계적으로 왕복구동하는 것을 병용하여 기판에 이온주입을 행하는 이온주입방법에 있어서, 이온빔의 주사속도 및 기판의 구동속도의 최소한 한쪽을 이온빔이 기판에 입사되는 영역내의 임의의점에서 변화시킴으로써 기판의 면내에 있어서 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 관한 이온주입장치의 하나는 이온빔을 전계 또는 자계에 의해 X방향으로 왕복주사하는 주사장치와, 기판을 상기 X방향과 실질적으로 직교하는 Y방향으로 기계적으로 왕복구동하는 구동장치를 구비하고 있으며, 기판에 이온주입을 행하는 구성의 이온주입장치에 있어서, 상기 주사장치 및 상기 구동장치의 최소한 한쪽을 제어하고 이온빔의 주사속도 및 기판의 구동속도의 최소한 한쪽을, 이온빔이 기판에 입사하는 영역내의 임의의 점에서 변화시킴으로써 기판의 면내에 있어서 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성하는 제어를 행하는 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
기판에 대한 도즈량은 이온빔의 빔전류밀도를 일정하게 하면 이온빔의 주사속도에 반비례한다. 기판의 구동속도에도 반비례한다. 따라서 상기와 같이 이온빔의 주사속도 및 기판의 구동속도의 최소한 한쪽을, 이온빔이 기판에 입사하는 영역내의 임의의 점에서 변화시킴으로써 기판의 면내에 있어서, 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성할 수 있다. 또한 이 속도를 변화시키는 패턴을 적절히 선정함으로써 기판의 면내에 다양한 도즈량 분포를 형성하는 것이 가능하게 된다.
이온빔의 주사속도 및 기판의 구동속도의 최소한 한쪽을 이온빔이 기판에 입사하는 영역내의 임의의 점에서 변화시키는 것과, 기판을 그 중심부를 중심부로 하여 회전시키는 것을 병용하여 기판의 면내에 있어서 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성하도록 해도 된다.
또 이온빔이 기판에 입사하는 영역내에서 기판의 구동속도를 이온빔의 빔전류밀도에 반비례하도록 제어하면서 이온빔의 주사속도 및 기판의 구동속도의 최소한 한쪽을 스텝모양으로 변화시켜 기판에 이온주입을 행하는 주입공정을 다수회 실시함과 동시에 이 각 주입공정의 사이에 있어 이온빔이 기판에 닿지 않은 동안에는 기판을 그 중심부를 중심으로 하여 소정의 회전각도 만큼 회전시키는 회전공정을 각각 실시함에 따라 기판의 면내에 있어서 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성하도록 해도 된다.
상기 주입공정으로서 이온빔의 주사속도를 기판의 일단으로부터 타단에 걸쳐 제 1주사속도, 이 제 1주사속도와는 다른 제 2주사속도 및 상기 제 1주사속도에 스텝모양으로 변화시키는 주입공정을 n회(n은 2이상의 정수) 실시함과 동시에 상기 회전공정으로서 기판을 360/n도씩 회전시키는 회전공정을 실시함으로써 기판의 면내의 임의의 점에 있어서, 중앙영역과 그것을 둘러싸는 외주영역에서 도즈량의 서로 다른 도즈량 분포를 형성하도록 해도 된다.
상기 중앙영역 및 외주영역의 목표도즈량을 각각 DA 및 DB로 하고, 1회의 주입공정에 의한 상기 제 1주사속도 및 제 2주사속도에 의한 설정도즈량을 각각 d1 및 d2로 했을 때 d1 = (2DB - DA)/n, 또한 d2 = D A/n으로 설정해도 된다.
상기 주입공정으로서 기판의 구동속도를 이온빔이 기판에 입사하는 영역내에서 제 1구동속도, 이 제 1구동속도와는 다른 제 2구동속도 및 상기 제 1구동속도에 스텝모양으로 변화시키는 주입공정을 n회(n은 2이상의 정수) 실시함과 동시에 상기 회전공정으로서 기판을 360/n도씩 회전시키는 회전공정을 실시함으로써 기판의 면내의 임의의 점에 있어서 중앙영역과 그것을 둘러싸는 외주영역에서 도즈량이 서로 다른 도즈량분포를 형성하도록 해도 된다.
상기 중앙영역 및 외주영역의 목표도즈량을 각각 DA 및 DB로 하고, 1회의 주입공정에 의한 상기 제 1구동속도 및 제 2구동속도에 의한 설정도즈량을 각각 d1 및d2로 했을 때 d1 = (2DB -DA)/n 또한 d2 = D A/n으로 설정해도 된다.
도 1은 본 발명에 관한 이온주입방법을 실시하는 이온주입장치의 일예를 도시하는 개략평면도이다. 도 2는 도 1의 이온주입장치의 기판 둘레의 일예를 확대하여 도시하는 개략측면도이다.
이 이온주입장치는 하이브리드스캔방식이라 불리는 것으로 이온빔(4)을 전계 또는 자계에 의해 X방향(예를들어 수평방향)으로 왕복주사하는 것과, 기판(예를들어 반도체 기판)(2)을 X방향과 실질적으로 직교하는 Y방향(예를들어 수직방향)으로 기계적으로 왕복구동하는 것을 병용하여 기판(2)의 전면(全面)에 이온주입을 행하는 구성을 하고 있다. 또한 하이브리드스캔방식의 이온주입장치는 예를들어 일본국 특개 2001-143651호 공보, 일본국 특개 2001-185071호 공보에도 기재되고 있다.
이 이온주입장치는 더욱 구체적으로는 이온빔(4)을 끌어내는 이온원(10)과, 이 이온원(10)으로부터 인출된 이온빔(4)에서 특정한 이온종을 선별하여 도출하는 질량분리마그네트(12)와, 이 질량분리마그네트(12)로부터 도출된 이온빔(4)을 가속 또는 감속하는 가속관(14)과, 이 가속관(14)으로부터 도출된 이온빔(4)을 정형하는 Q렌즈(16)와, 이 Q렌즈(16)로부터 도출된 이온빔(4)으로부터 특정에너지의 이온을 선별하여 도출하는 에너지분리기(18)와, 이 에너지분리기(18)로부터 도출된 이온빔(4)을 전계 또는 자계에 의해 상기 X방향으로 왕복주사하는 주사기(20)와, 이 주사기(20)로부터 도출된 이온빔(4)을 전계 또는 자계에 의해 다시 굴곡시켜 주사기(20)와 협동하여 평행한 이온빔(4)을 만드는 빔평행화기(24)를 구비하고 있다.
빔평행화기(24)로부터 도출된 이온빔(4)은 주입실(26) 내에 있어서, 홀더(28)에 보지되고 있는 상기 기판(2)에 조사되고, 그에 따라 기판(2)에 이온주입이 행해진다. 그 때 기판(2)은 구동장치(32)에 의해 상기 Y방향으로 왕복구동된다. 이 기판(2)의 왕복구동과 이온빔(4)의 왕복주사와의 협동에 의해 기판(2)의 전면에 이온주입을 행할 수 있다.
그 경우 기판(2)의 Y방향의 구동속도(v)는 일본국 특개 2003-132835호 공보에도 기재한 것과 같이 이온빔(4)이 기판(2)에 입사하는 영역내에서 이온빔(4)의 빔전류밀도(J)에 반비례하도록 제어된다. 환언하면 J/v가 일정하게 되도록 제어된다. 그와같이 하면 기판(2)으로의 이온주입중에 가령 이온빔(4)의 빔전류밀도(J)가 변화해도 이 변화를 구동속도(v)로 보상하여 기판(2)에 대한 도즈량에 변화가 일어나는 것을 방지할 수 있다. 즉 기판(2)에 대해 소정의 도즈량으로 이온주입을 행할 수 있다.
또한 이 이온주입장치는 기판(2)을 홀더(28)와 함께 기판(2)의 중심부(2a)를 중심으로 하여 회전(예를들어 도 2중의 화살표 B로 도시하는 시계방향으로 회전)시키는 회전장치(30)를 구비하고 있다. 구동장치(32)는 이 회전장치(30), 홀더(28) 및 기판(2)의 전체를 Y방향으로 왕복구동한다.
이온빔(4)의 상기 주사는 주사전원(22)으로부터 주사기(20)에 공급되는 주사출력(예를들어 주사전압 또는 주사전류)(P)(t)에 의해 제어된다. (t)는 시간(t)의 함수인 것을 나타내고 있다. 이 주사전원(22) 및 주사기(20)에 의해 이온빔(4)을 X방향으로 왕복주사하는 주사장치를 구성하고 있다.
홀더(28)의 상류측 및 하류측에는 도 2에만 도시하지만 이온빔(4)을 받아 그 X방향의 빔전류밀도분포를 계측하여 주사출력(P)(t)의 파형정형 등에 이용되는 전단다점 파라데이(38) 및 후단다점 파라데이(39)가 마련되고 있다. 양 다점파라데이(38)(39)는 다수의 파라데이컵을 X방향으로 나열한 것이다. 후단다점 파라데이(39)는 이온빔(4)의 빔라인상에 고정되고 있다. 전단다점 파라데이(38) 및 홀더(28)는 Y방향으로 구동되고, 필요할 때만 이온빔(4)의 빔라인상에 놓여진다. 또한 이와 동일한 다점파라데이는 상기 일본국 특개 2001-143651호 공보에도 기재되고 있다.
양 다점파라데이(38)(39)에 의한 계측치는 제어장치(36)에 부여된다. 제어장치(36)는 상기 계측치 및 각종 설정치를 기초로 (1)주사장치(이 본 실시예에서는 구체적으로는 주사전원(22). 이하동일)를 제어하고, 이온빔(4)의 X방향의 주사속도(s)를 후술과 같이 제어하는 기능, (2)구동장치(32)를 제어하고 홀더(8)상의 기판(2)의 Y방향의 구동속도(v)를 상술과 같이 제어함과 동시에 후술하는 바와 같이 제어하는 기능, (3)회전장치(30)를 제어하고 기판(2)을 그 중심부(2a)를 중심으로 하여 후술하는 바와 같이 회전시키는 제어를 행하는 기능, (4) 상기 주사장치, 구동장치(32) 및 회전장치(30)를 제어하고 후술하는 바와 같이 복수회의 주입공정과 그 사이의 회전공정을 실시하는 제어를 행하는 기능, (5) 또한 이 실시예에서는 후술과 같이 주사출력(P)(t)의 파형정형을 행하는 기능 등의 기능을 갖고 있다.
상기와 같은 이온주입장치에 있어서, 기판(2)의 면내에 다양한 도즈량 분포를 형성하는 이온주입방법의 예를 설명한다.
예를들어 기판(2)의 Y방향의 구동속도(v)를 이온빔(4)의 빔전류밀도에 반비 례하도록 제어하면서 이온빔(4)의 X방향의 주사속도(s)를 소정의 패턴으로 변화시킴으로써 기판(2)의 면내에 있어서 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성한다. 기판(2)의 구동속도(v)를 빔전류밀도에 반비례하도록 제어하는 것은 상술과 같이 이온빔(4)의 만일의 빔전류밀도의 변동을 보상하기 위한 것으로 이온빔(4)의 빔전류밀도에 변동이 없으면 기판(2)의 구동속도(v)는 일정하게 된다. 또한 이 이하에서 채택되고 있는 기판(2)의 구동속도(v)나 이온빔(4)의 주사속도(s)는 이온빔(4)이 기판(2)에 입사하는 영역내에서의 것이다. 이 영역외에서는 이들의 속도(s)(v)는 기판(2)에 대한 도즈량에 영향을 주지 않기 때문이다.
이 경우에 이온빔(4)의 주사속도(s)를 변화시키는 위치 및 변화시키는 정도, 즉 주사속도(s)를 변화시키는 패턴의 예를 도 3 ~ 도 7에 도시한다.
도 3의 예는 이온빔(4)의 주사속도(s)를 스텝모양의 형태로 하여, s1, s2, s3(=s1)과 같이 오목모양으로 변화시키는 경우이다. 이 예에서는 s2<s1이지만 이와 반대로 s2>s1으로 하여 볼록모양으로 변화시켜도 된다. s1 ≠ s3으로 해도 된다. 또 보다 많은 단계로 변화시켜도 된다. 또한 스텝모양이라고 해도 현실로는 시간 0으로 주사속도(s)를 변화시킬 수는 없기 때문에 약간의 천이구간을 동반한다(이하에 있어서도 동일).
기판(2)에 대한 도즈량은 이온빔(4)의 빔전류밀도를 일정하게 하면 이온빔(4)의 주사속도(s)에 반비례한다. 즉 주사속도(s)와 도즈량과는 반대 관계에 있고, 주사속도(s)가 큰 영역에서는 도즈량은 작아지고, 주사속도(s)가 작은 영역에 서는 도즈량은 커진다. 또한 기판(2)의 구동속도(v)에 비하면 이온빔(4)의 주사속도(s)는 훨씬 크고 빠르므로 이온빔(4)이 기판(2)위를 X방향으로 1회 주사되고 있는 동안의 이온빔(4)의 빔전류밀도는 일정하다고 생각해도 타당하다.
따라서 도 3 예의 경우는 도 9에 도시하는 예와 같이 기판(2)의 면내에 Y방향을 따라 천(川)자모양으로(이렇게 된 것은 여기서는 기판(2)의 구동속도(v)를 상기와 같이 제어하고, Y방향에 있어서는 도즈량에 변화가 일어나지 않도록 하고 있기 때문이다), 도즈량이 다른 영역(R1~R3)이 형성된다. 각 영역(R1~R 3)에서의 도즈량의 상대관계는 상기와 같다.
또한 도 9 ~ 도 14에 도시하는 기판(2)의 오리엔테이션 플랫(2b)은 후술과 같이 기판(2)을 회전시켰을 때의 위치관계를 알기 쉽게 하기 위해 예시하는 것으로 이 오리엔테이션 플랫(2b)과 주입영역과의 위치관계는 특정의 것에 한정되는 것은 아니다.
도 4의 예는 이온빔(4)의 주사속도(s)를 스텝모양의 다른 형태로 하고 s4>s5>s6으로 하여 단계적으로 변화시키는 경우이다. 이와 반대로 s4<s5<s6으로 변화시켜도 된다. 또 보다 많은 단계로 변화시켜도 된다.
도 4의 예의 경우도 도 9에 도시하는 예와 같이 기판(2)의 면내에 Y방향을 따라 천(川)자모양으로 도즈량이 다른 영역(R1~R3)이 형성된다. 단 각 영역(R 1~R3)에서의 도즈량의 상대관계는 도 3의 경우와는 다르다.
도 5의 예는 이온빔(4)의 주사속도(s)를, 연속하여 매끄럽게 변화시키는 일 형태로서 직선모양으로 변화시키는 경우이다. 기울기는 도시예와는 반대라도 된다. 또 기울기를 보다 크게 해도 되고, 보다 작게해도 된다.
도 5의 예의 경우는 기판(2)의 면내에 도 5와는 반대의 기울기로 도즈량이 연속적으로 변화한 도즈량분포가 형성된다.
도 6의 예는 이온빔(4)의 주사속도(s)를, 연속하여 매끄럽게 변화시키는 다른 형태로서 곡선모양으로 변화시키는 경우이다. 도 6의 예는 골짜기모양의 곡선이지만 이와는 반대로 산모양의 곡선이라도 된다.
도 6의 예의 경우는 기판(2)의 면내에 도 6과는 반대 기울기로 도즈량이 연속적으로 변화한 도즈량 분포가 형성된다.
도 7의 예는 이온빔(4)의 주사속도(s)를 s7, s8, s9와 3단계의 좌굴 모양으로 변화시키는 경우이다. 기울기는 도시예와는 반대라도 된다. 또 보다 많은 단계로 변화시켜도 된다.
도 7의 예의 경우도 도 9에 도시하는 예와 같이 기판(2)의 면내에 Y방향을 따라 천(川)자 모양으로 도즈량이 다른 영역(R1~R3)이 형성된다. 단 각 영역(R1~R3)에서의 도즈량의 상대관계는 도 3 및 도 4의 경우와는 다르다.
제어장치(36)는 상기 주사장치를 제어하여 상기와 같이 이온빔(4)의 주사속도(s)를 변화시키는 제어를 행할 수 있다.
상기 각 예와 같이 기판(2)의 Y방향의 구동속도(v)를 이온빔(4)의 빔전류밀도에 반비례하도록 제어하면서 이온빔(4)의 X방향의 주사속도(s)를 변화시키는 것 에 의해 기판(2)의 면내에 있어서 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성할 수 있다. 또한 이 주사속도(s)를 변화시키는 패턴을 적절히 선정함으로써 기판(2)의 면내에 다양한 도즈량 분포를 형성하는 것이 가능하게 된다. 반드시 기판(2)의 중심부(2a)를 도즈량 변화의 경계로 할 필요는 없다. 따라서 예를들어 기판(2)의 면내에 형성되는 반도체 디바이스내의 특정영역의 반도체 디바이스의 특성보정이나 특성변화를 이온주입에 의해 행하는 등으로도 임기응변에 대응할 수 있다.
기판(2)에 대한 도즈량은 이온빔(4)의 빔전류밀도를 일정하게 하면 기판(2)의 구동속도(v)에도 반비례한다. 따라서 이온빔(4)의 X방향의 주사속도(s)를 일정하게 유지하면서 기판(2)의 Y방향의 구동속도(v)를 소정의 패턴으로 변화시킴으로써 기판(2)의 면내에 있어서 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성해도 된다.
이 경우에 있어서 기판(2)의 구동속도(v)를 변화시키는 위치 및 변화시키는 정도, 즉 구동속도(v)를 변화시키는 패턴의 예로서는 상기 도 3 ~ 도 7에 있어서, 종축을 기판(2)의 구동속도(v)로 바꿔 읽고, 횡축을 Y방향에서의 기판상의 위치와 바꿔읽으면 되고 그와같이 하면 상기 설명내용을 이 경우에도 적용할 수 있다.
제어장치(36)는 구동장치(32)를 제어하고, 상기와 같이 기판(2)의 구동속도(v)를 변화시키는 제어를 행할 수 있다.
이와같이 이온빔(4)의 X방향의 주사속도(s)을 일정하게 유지하면서 기판(2)의 Y방향의 구동속도(v)를 소정의 패턴으로 변화시키는 것에 의해서도 기판(2)의 면내에 있어서, 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성할 수 있다. 또한 이 구동속도(v)를 변화시키는 패턴을 적절히 선정함으로써 기판(2)의 면내에 다양한 도즈량 분 포를 형성할 수 있게 된다. 반드시 기판(2)의 중심부(2a)를 도즈량 변화의 경계로 할 필요는 없다. 따라서 예를들어 기판(2)의 면내에 형성되는 반도체 디바이스내의 특정영역의 반도체 디바이스의 특성보정이나 특성변화를 이온주입에 의해 행하는 것 등에도 임기응변으로 대응할 수 있다.
이온빔(4)의 주사속도(s)를 예를들어 상기 예와 같이 변화시키는 것과, 기판(2)의 구동속도(v)를 예를들어 상기 예와 같이 변화시키는 것을 병용함으로써 기판(2)의 면내에 있어서 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성하도록 해도 된다. 그와 같이 하면 기판(2)의 면내에서 X방향 및 Y방향의 양쪽에 있어서 도즈량 분포를 변화시킬 수 있으므로 기판(2)의 면내에 보다 다양한 도즈량 분포를 형성할 수 있다.
제어장치(36)는 상기 주사장치 및 구동장치(32)를 제어하여 상기와 같이 이온빔(4)의 주사속도(s) 및 기판(2)의 구동속도(v)를 변화시키는 제어를 행할 수도 있다.
또한 이온빔(4)의 주사속도(s) 및 기판(2)의 구동속도(v)의 최소한 한쪽을 변화시키는 것과, 기판(2)을 그 중심부(2a)를 중심으로 하여 회전시키는 것을 병용함으로써 기판(2)의 면내에 있어서 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성하도록 해도 된다.
그와 같이 하면 기판(2)의 중심부(2a)를 중심으로 하는 회전방향에 있어서도 도즈량 분포를 변화시킬 수 있기 때문에 기판의 면내에 의해 한층 다양한 도즈량 분포를 형성할 수 있다.
기판(2)을 회전시키는 경우, 기판(2)을 소정의 회전각도 θ씩 스텝모양으로 회전시켜도 되고, 소정의 회전각도 θ내를 연속하여 매끄럽게 회전시켜도 된다. 전자 쪽이 기판(2)의 면내에서의 도즈량 분포의 경계는 명확하게 된다. 회전속도 θ는 예를들어 0 > θ≤360°로 임의이다.
또 기판(2)을 이온빔(4)이 기판(2)에 닿지 않은 동안에 회전시켜도 되고, 닿고 있는 동안에 회전시켜도 된다. 전자 쪽이 기판(2)의 면내에서의 도즈량 분포의 경계는 명확하게 된다.
제어장치(36)는 회전장치(30)를 제어하고 상기와 같은 기판(2)의 회전제어를 행할 수 있다.
또 예를들어 도 8에 도시하는 공정의 예와 같이 이온빔(4)이 기판(2)에 입사하는 영역내에서 기판(2)의 구동속도(v)를 이온빔(4)의 빔전류밀도에 반비례하도록 제어하고 또한 이온빔(4)의 주사속도(s)를 스텝모양으로 변화시켜 기판(2)에 이온주입을 행하는 주입공정을 다수회 실시함과 동시에 이 각 주입공정의 사이에 있어 이온빔(4)이 기판(2)에 닿지 않은 동안에 기판(2)을 중심부(2a)를 중심으로 하여 소정의 회전각도만큼 회전시키는 회전공정을 각각 실시함으로써 기판(2)의 면내에 있어서 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성하도록 해도 된다. 도 8의 예는 상기와 같은 주입공정을 4회(즉 주입공정(40)(42)(44) 및 (46)), 그 각 주입공정의 사이에 상기와 같은 회전공정을 1회씩 합계 3회(즉 회전공정(41)(43) 및 (45)) 실시하는 경우를 도시한다.
그와 같이 하면 이온빔(4)의 주사속도(s)를 스텝모양으로 변화시켜 이온주입을 행하는 다수회의 주입공정과, 각 주입공정의 사이에 기판(2)을 그 중심부(2a)를 중심으로 하여 소정의 회전각도 만큼 스텝회전시키는 회전공정을 실시하므로 기판(2)의 중심부(2a)를 중심으로 하는 회전대칭인 도즈량 분포를 형성할 수 있으며 기판(2)의 면내에 의해 다양한 도즈량 분포를 형성할 수 있다.
제어장치(36)는 상기 주사장치, 구동장치(32) 및 회전장치(30)를 제어하고 상기와 같은 주입공정 및 회전공정의 제어를 행할 수도 있다.
상기 주입공정으로서 이온빔(4)의 주사속도(s)를 도 3과 같이 기판(2)의 일단으로부터 타단에 걸쳐 s1,s2(≠s1) 및 s3(=s1)과 같이 스텝모양으로 변화시키는 주입공정을 n회(n은 2회이상의 정수) 실시함과 동시에 상기 회전공정으로서 기판(2)을 360/n도씩 회전시키는 회전공정을 실시함에 따라 기판(2)의 면내에 있어서 중앙영역과 그것을 둘러싸는 외주영역에서 도즈량이 서로 다른 도즈량 분포를 형성하도록 해도 된다. 제어장치(36)는 이와같은 제어를 행할 수도 있다.
이온빔(4)의 주사속도(s)를 도 3과 같이 s1,s2(≠s1) 및 s3(= s1)과 같이 스텝모양으로 변화시키고 또한 상기 회수 n를 4로 한 경우에, 즉 도 8에 도시하는 공정의 경우에 기판(2)의 면내에 형성되는 도즈량 분포를 도 9 ~ 도 12를 참조하여 순서에 따라 설명한다. 기판(2)의 회전방향의 위치는 상술과 같이 오리엔테이션 플랫(2b)을 참조하면 알기 쉽다. 또한 이온빔(4)의 주사속도(s)는 상술과 같이 현실로는 약간의 천이구간을 동반하여 변화하고 또한 주사되기 전의 이온빔(4)의 단면치수(스폿사이즈: spot size)는 현실로는 소정의 크기를 갖고 있지만 이하에 있어서는 설명을 간단하게 하기 위해 이온빔(4)의 주사속도(s)는 천이구간을 동반하지 않고 변화하며 또한 이온빔(4)의 단면치수는 점모양이라고 가정하여 설명한다.
우선 제 1회째의 주입공정(40)을 실시하는 것에 의해 도 9에 도시하는 것과 같이 기판(2)의 면내에 Y방향을 따라 천(川)자모양으로 도즈량이 다른 영역(R1~R3)이 형성된다. 이 때 1회의 주입공정에 의해 주입하도록 설정된 설정도즈량을, 주사속도(s1)(=s3)의 영역에서(d1), 주사속도(s2)의 영역에서 d2로 하면, 상기 공정에 의해 기판(2)의 면내의 각 영역(R1)(R2)(R3)에 주입된 도즈량(D1)(D2)(D3)은 각각 다음 식이 된다.
(수1)
D1 = d1
D2 = d2
D3 = d1
이어서 제 1회째의 회전공정(41)을 실시한 후에 제 2회째의 주입공정(42)을 실시함에 따라 도10과 같이 기판(2)의 면내에 격자모양으로 도즈량이 다른 영역(R4~R12)이 형성된다. 이는 도 9의 도즈량 분포와, 그것을 90도 회전시킨 것을 서로 겹치게 한 것에 상당한다. 지금까지의 공정에 의해 각 영역(R4~R12)에 주입된 도즈량(D4~D12)은 각각 다음식이 된다.
(수2)
D4 = 2d2
D5 = d1 + d2
D6 = 2d1
D7 = d1 + d2
D8 = 2d1
D9 = d1 + d2
D10 = 2d1
D11 = d1 + d2
D12 = 2d1
이하 동일하게 제 2회째의 회전공정(43)을 실시한 후 제 3회째의 주입공정(44)을 실시함에 따라 도11에 도시하는 상태가 되고, 지금까지의 공정에 의해 각 영역(R4~R12)에 주입된 도즈량(D4~D12)은 각각 다음식이 된다.
(수3)
D4 = 3d2
D5 = d1 + 2d2
D6 = 3d1
D7 = 2d1 + d2
D8 = 3d1
D9 = d1 + 2d2
D10 = 3d1
D11 = 2d1 + d2
D12 = 3d1
또한 제 3회째의 회전공정(45)을 실시한 후 제 4회째의 주입공정(46)을 실시함에 따라 이온주입처리는 완료된다. 그 결과 도12에 도시하는 상태가 되고, 지금까지의 공정에 의해 각 영역(R4~R12)에 주입된 도즈량(D4~D12 )은 각각 다음 식이 된다.
(수4)
D4 = 4d2
D5 = 2d1 + 2d2
D6 = 4d1
D7 = 2d1 + 2d2
D8 = 4d1
D9 = 2d1 + 2d2
D10 = 4d1
D11 = 2d1 + 2d2
D12 = 4d1
상기 도12 및 수 4에서 알 수 있는 것과 같이 상기와 같은 이온주입에 의해 중앙영역 R4과 그것을 둘러싸는 외주영역(R5~R12)에서 도즈량이 서로 다른 도즈량 분포를 형성할 수 있다.
여기서 현실적인 이온주입방법(장치)에 관해 설명하면 상술한 바와 같이 이온빔(4)의 주사속도(s)는 약간의 천이구간을 동반하여 변화하고, 또한 이온빔(4)의 단면치수(스폿 사이즈: spot size)는 소정의 크기를 갖고 있다(예를들어 직경이 70~80mm정도의 원형상을 하고 있다). 그 결과 상기 각 영역(R4~R12)의 경계부근에 있어서 도즈량은 완만하게 변화한 것이 된다. 따라서 중앙영역(R4)은 원형에 가까와 지고, 사각의 4개 코너의 영역(R6)(R8)(R10)(R12)은 매우 작아지며 그 결과 원형에 가깝고 도즈량이 4d2의 중앙영역(R4)과, 그것을 둘러싸고 도즈량이 2d1 + 2d2의 원환상의 외주영역으로 이루어지는 도즈량분포가 형성된다. 상기와 같이 도즈량을 완만하게(매끄럽게) 변화시키는 관점에서는 이온빔(4)의 단면치수는 어느 정도 크게 하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 하여 실제로 얻어진 도즈량분포의 예를 도13 및 도14에 도시한 다. 양 도면에 있어서 - 기호는 도즈량이 적은 것을 나타내고, +기호는 도즈량이 많은 것을 나타내며, □기호는 도즈량이 중간인 것을 나타내고 있다.
도13은 도 9에 대응하고 있다. 단 도13의 예에서는 기판(2)의 오리엔테이션플랫(2b)이 X방향에 대해 22도 기운 상태로 이온주입을 행하고 있다(도14도 동일). 실제로 Y방향을 따라 천(川)자모양으로 도즈량 분포가 얻어지는 것을 알 수 있다. 또 상술한 것과 같이 중앙의 영역(R2)의 도즈량은 d2, 그 양측의 영역(R1) 및 (R3)의 도즈량은 d1이 되고 있다.
도14는 도12에 대응하고 있다. 단 오리엔테에션 플랫(2b)의 위치가 도13과 일치하도록 도시하고 있다. 실제로 원형에 가깝고 도즈량이 많은 중앙영역(R4)과, 그것을 둘러싸고 도즈량이 적은 원환상의 외주영역(R13)으로 이루어지는 도즈량 분포가 형성되고 있는 것을 알 수 있다. 또 상술과 같이 중앙영역(R4)의 도즈량은 4d2, 외주영역(R13)의 도즈량은 2d1 + 2d2가 되고 있다.
기판(2)의 면내에 있어서 예를들어 도14에 도시하는 예와 같은 중앙영역(R4)과 그것을 둘러싸는 외주영역(R13)에서 서로 다른 양의 도즈량 분포를 형성하고자 하는 경우, 중앙영역(R4) 및 외주영역(R13)의 목표도즈량을 각각 DA 및 DB로 하고, 상술과 같이 1회의 주입공정에서의 이온빔(4)의 제 1주사속도(s1) 및 제 2의 주사속도(s2)에 의한 설정도즈량을 각각 d1 및 d2로 했을 때 양 설정도즈량(d1) 및 (d2)를 다음식으로 설정함에 따라 상기 목표도즈량(DA) 및 (DB)를 용이하게 달성(실현)할 수 있다.
(수5)
d1 = (2DB-DA)/n
d2 = DA/n
예를들어 원형의 기판(2)의 직경을 20cm(8인치), 원형의 중앙영역의 도즈량 DA를 2.0 * 1013개/cm2, 원환상의 외주영역의 도즈량(D8)을 1.9 * 1013개/cm2, 상기 주입공정의 회수 n을 4, 또한 기판(2)을 90도씩 회전시키는 것을 주입조건으로 할 경우, 상기 수 5에 따라 설정도즈량(d1)을 4.5 * 1012개/cm2, 설정도즈량 d2를 5.0 * 1012개/cm2로 설정하여 이온주입을 행함에 따라 상기 목표도즈량 DA 및 DB를 용이하게 실현할 수 있다. 상기 회수 n, 설정도즈량 d1 및 d2등은 제어장치(36)로 설정하면 된다. 1회의 회전공정에서의 회전각도 360/n도는 제어장치(36)내에서 연산하도록 하면 된다.
상기 도 14는 상기와 같은 조건에서 주입을 행한 결과의 것으로(도 13은 그 제 1회째의 주입공정 후의 것이다), 도즈량은 목표대로 중앙영역(R4)에서는 2.0 * 1013개/cm2, 외주영역 R13에서는 1.9 * 1013개/cm2가 얻어졌다. 중앙영역의 반경은 약 6.5cm이었다.
또 예를들어 도 8에 도시하는 공정의 예와 마찬가지로 하여 이온빔(4)이 기판(2)에 입사하는 영역 내에서 기판(2)의 구동속도(v)를 이온빔(4)의 빔전류밀도에 반비례하도록 상대적으로 세밀하게 제어하면서 기판(2)의 구동속도(v)를 스텝모양으로 상대적으로 크게 변화시켜 기판(2)에 이온주입을 행하는 주입공정을 다수회 실시함과 동시에 이 각 주입공정의 사이에 있어 이온빔(4)이 기판(2)에 닿지 않는 동안에 기판(2)을 그 중심부(2a)를 중심부로 하여 소정의 회전각도만큼 회전시키는 회전공정을 각각 실시함에 따라 기판(2)의 면내에 있어서 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성하도록 해도 된다. 도 8의 예는 상기와 같은 주입공정을 4회(즉 주입공정(40)(42)(44) 및 (46)), 각 주입공정의 사이에 상기와 같은 회전공정을 1회씩, 합계 3회(즉 회전공정(41)(43) 및 (45)) 실시하는 경우를 도시한다.
그와 같이 하는 것에 의해서도 기판(2)의 구동속도(v)를 스텝모양으로 변화시켜 이온주입을 행하는 복수회의 주입공정과, 각 주입공정의 사이에 기판(2)을 그 중심부(2a)를 중심으로 하여 소정의 회전각도만큼 스텝회전시키는 회전공정을 실시하므로 기판(2)의 중심부(2a)를 중심으로 하는 회전대칭인 도즈량 분포를 형성할 수 있어 기판(2)의 면내에 보다 다양한 도즈량 분포를 형성할 수 있다.
제어장치(36)는 상기 주사장치, 구동장치(32) 및 회전장치(30)를 제어하여 상기와 같은 주입공정 및 회전공정의 제어를 행할 수도 있다.
상기 주입공정으로서 기판(2)의 구동속도(v)를, 도 3에 도시하는 이온빔의 주사속도(s)의 경우와 마찬가지로 이온빔(4)이 기판(2)에 입사하는 영역내에서 v1, v2(≠v1) 및 v3(=v1)에 스텝모양으로 변화시키는 주입공정을 n회(n은 2이상의 정수) 실시함과 동시에 상기 회전공정으로서 기판(2)을 360/n도씩 회전시키는 회전공정을 실시함으로써 기판(2)의 면내에 있어서 중앙영역과 그것을 둘러싸는 외주영역에서 도즈량의 서로 다른 도즈량 분포를 형성하도록 해도 된다. 이 경우도 구체적으로는 상술한 이온빔(4)의 주사속도(s)를 스텝모양으로 변화시키는 경우와 마찬가지로 원형에 가까운 중앙영역과, 그것을 둘러싸는 원환상의 외주영역으로 이루어지는 도즈량 분포가 형성된다. 제어장치(36)는 이와같은 제어를 행할 수도 있다.
또 이 경우도 상기 중앙영역 및 외주영역이 목표도즈량을 각각 DA 및 DB로 하고, 1회의 주입공정에 의한 상기 제 1구동속도 및 제 2구동속도에 의한 설정도즈량을 각각 d1 및 d2로 했을 때 상기 수 5를 적용하여 설정도즈량 d1, 및 d2를 설정할 수 있으며 그에 따라 목표도즈량 DA 및 DB를 용이하게 달성(실현)할 수 있다.
이온빔(4)의 주사속도(s)를 예를들어 상기 예와 같이 스텝모양으로 변화시키는 것과, 기판(2)의 구동속도(v)를 예를들어 상기 예와 같이 스텝모양으로 변화시키는 것을 병용하는 것에 의해 기판(2)의 면내에 있어서 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성하도록 해도 된다. 그와 같이 하면 기판(2)의 면내에서 X방향 및 Y방향의 양쪽에 있어서 도즈량 분포를 변화시킬 수 있기 때문에 기판(2)의 면내에 보다 다양한 도즈량 분포를 형성할 수 있다. 제어장치(36)는 이와같은 제어를 행할 수도 있다.
또한 주입공정의 회수(n)는 상기 4에 한정되는 것은 아니다. 상술한 것과 같이 2이상의 정수로 임의이다. 회수(n)를 크게하는 만큼 중앙영역(R4)은 보다 원형에 가깝고, 그 외주영역(R13)은 보다 원환상에 가깝다. 예를들어 n을 5,6,7 또는 8등으로 해도 된다.
또 도 3 ~ 도 7에 예시한 것 등과 같이 이온빔(4)의 주사속도를 변화시키는 경우와 기판(2)의 구동속도(v)를 변화시키는 경우, 이들의 속도변화패턴을 상기 제어장치(36)에 설정하고, 이 제어장치(30)에 의해 상기 주사전원(22) 및 구동장치(32) 중 최소한 하나 이상을 제어함으로써 이 속도변화를 실현하도록 해도 된다.
상기 속도변화패턴은 구체적으로는 기판(2)과 이온빔(4)과의 위치관계를 도시하는 위치정보와, 그 위치에서의 속도정보로 이루어진다. 이 속도정보는 각 속도 값 그 자체의 것이라도 되고, 기준이 되는 속도 및 그것으로부터의 편차량(또는 변화율)이라도 된다.
또 상기 속도변화패턴은 예를들어 도 3, 도 4에 도시하는 예와 같은 스텝모양의 경우, 또는 도 7에 도시하는 좌굴(buckling) 모양의 경우, 고차(예를들어 4차)의 근사곡선 또는 스플라인함수를 이용하여 속도변화의 곡선을 작성하고, 속도변화의 변곡점을 없애거나 눈에 띄게 하지 않는 것이 바람직하다. 그와 같이 하면 기판(2)의 면내에서의 여러 다른 도즈량의 변화를 더욱 원활하게 할 수 있다. 이와 같은 처리를 제어장치(36)에 행하도록 해도 된다.
기판(2)상에서 실제로 얻어지는 이온빔(4)의 X방향의 주사속도(s)의 각 값은 (1) 상기 전단다점 파라데이(38)를 이용하여 계측되는 전단다점 파라데이(38)상의 X방향의 다수점에서의 주사속도(s)의 정보, (2)상기 후단다점 파라데이(39)를 이용하여 계측되는 후단다점 파라데이(39)상의 X방향의 다수점에서의 주사속도(s)의 정보 및 (3) 양 다점파라데이(38)(39)와 기판(2) 표면과의 사이의 거리를 이용하여 보간법에 의해 구해질 수 있다. 이 연산을 제어장치(36)에 행하게 해도 된다.
또 설정한 이온빔(4)의 주사속도(s)와, 기판(2)상에서 실제로 얻어지는 주사속도(s)가 어긋나 있는 경우는 제어장치(36)에 의해 주사전원(22)을 제어하고 이 어긋남을 없애도록 주사전원(22)으로부터 주사기(20)에 공급하는 주사출력(P)(t)의 파형을 정형하도록 해도 된다.
또한 상기와 같은 이온주입은 통상은 기판(2)의 전면에 행하지만 필요에 따라 기판(2)의 면내의 일부분에 행해도 된다.
상기와 같은 구성에 따라서, 본 발명의 이온주입방법에 의하면 이온빔의 주사속도 및 기판의 구동속도의 최소한 한쪽을 이온빔이 기판에 입사하는 영역내에서 변화시키므로 반드시 기판의 중심부를 도즈량 변화의 경계로 할 필요는 없으며 따라서 기판의 면내에 다양한 도즈량 분포를 형성할 수 있다. 그 결과 예를들어 기판의 면내에 형성되는 반도체 디바이스 내의 특정영역의 반도체 디바이스의 특성보정이나 특성변화를 이온주입에 의해 행하는 것 등에도 임기응변에 대응할 수 있다.
또한, 기판을 그 중심부를 중심으로 하여 회전시키는 것을 병용하므로 기판의 중심부를 중심으로 하는 회전방향에 있어서도 도즈량 분포를 변화시킬 수 있어 기판의 면내에 의해 한층 다양한 도즈량 분포를 형성할 수 있다.
또한, 이온빔의 주사속도 및 기판의 구동속도의 최소한 한쪽을 스텝모양으로 변화시켜 이온주입을 행하는 다수회의 주입공정과, 각 주입공정의 사이에 기판을 그 중심부를 중심으로 하여 매 360/n 각도 만큼 회전시키는 회전공정을 실시하므로 기판의 면내에 보다 다양한 도즈량분포를 형성할 수 있다.
또, 이온빔의 주사속도를 제 1주사속도, 제 2주사속도 및 제 1주사속도와 같이 스텝모양으로 변화시키는 이온주입과, 기판의 스텝회전을 실시하므로 기판의 중앙영역과 그것을 둘러싸는 외주영역에서 도즈량이 서로 다른 도즈량 분포를 형성할 수 있다.
또한, 상기 식에 따라 설정도즈량 d1, d2를 설정함으로써 중앙영역 및 외주영역의 목표도즈량 DA, DB를 용이하게 달성할 수 있다.
또한, 기판의 구동속도를 제 1구동속도, 제 2구동속도 및 제 1구동속도와 같이 스텝모양으로 변화시키는 이온주입과, 기판의 스텝회전을 실시하므로 기판의 중앙영역과 그것을 둘러싸는 외주영역에서 도즈량이 서로 다른 도즈량 분포를 형성할 수 있다.

Claims (12)

  1. 이온빔을 전계 또는 자계에 의해 X방향으로 왕복주사하는 것과, 기판을 상기 X방향과 실질적으로 직교하는 Y방향으로 기계적으로 왕복구동하는 것을 병용하여 기판에 이온주입을 행하는 이온주입방법에 있어서,
    이온빔의 주사속도 및 기판의 구동속도 중 최소한 한쪽을 이온빔이 기판에 입사하는 영역내의 임의의 점에서 변화시킴으로써 기판의 면내에서 일정하지 않은 도즈량 분포를 형성하는 것을 특징으로 하는 이온주입방법.
  2. 기판에 이온주입을 행하는 이온주입장치에 있어서,
    이온빔을 전계 또는 자계에 의해 X방향으로 왕복주사하는 주사장치와,
    기판을 상기 X방향과 실질적으로 직교하는 Y방향으로 기계적으로 왕복구동하는 구동장치와,
    상기 주사장치 및 상기 구동장치 중 최소한 한쪽을 제어하고 이온빔의 주사속도 및 기판의 구동속도 중 최소한 한쪽을, 이온빔이 기판에 입사하는 영역내의 임의의 점에서 변화시키기 위해 상기 주사장치 및 상기 구동장치 중 최소한 한쪽을 제어하는 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
  3. 제1항에 있어서,
    기판을 그 중심부를 중심으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 이온주입방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 기판을 그 중심부를 중심으로 하여 회전시키는 회전장치를 더 포함하고,
    상기 제어장치는 상기 기판이 그 중심부를 중심으로 회전하도록 상기 회전장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
  5. 제3항에 있어서,
    한 이온빔 주입공정에서 기판의 구동속도를 이온빔의 빔전류밀도에 반비례하도록 제어하면서 이온빔의 주사속도 및 기판의 구동속도 중 최소한 한쪽을 스텝모양으로 변화시켜 기판에 이온주입을 행하는 주입공정을 다수회 실시함과 동시에 이 각 주입공정의 사이에서 기판을 그 중심부를 중심으로 하여 소정의 회전각도 만큼 회전시키는 것을 특징으로 하는 이온주입방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 주사장치, 상기 구동장치를 제어하여 이온빔이 기판에 입사하는 영역내의 임의의 점에서 기판의 구동속도를 이온빔의 빔전류밀도에 반비례하도록 제어하면서 이온빔의 주사속도 및 기판의 구동속도 중 최소한 한쪽을 스텝모양으로 변화시켜 기판에 이온주입을 행하는 주입공정을 다수회 실시함과 동시에 상기 회전장치를 제어하여 각 주입공정 사이에서 기판을 그 중심부를 중심으로 하여 소정의 회전각도 만큼 회전시키는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 주입공정으로서 이온빔의 주사속도를 기판의 일단으로부터 타단에 걸쳐 제 1주사속도, 이 제 1주사속도와는 다른 제 2주사속도 및 상기 제 1주사속도에 스텝모양으로 변화시키는 주입공정을 n회(n은 2이상의 정수) 실시함과 동시에 상기 회전공정으로서 기판을 360/n도씩 회전시키는 회전공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 이온주입방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 중앙영역 및 외주영역의 목표도즈량을 각각 DA 및 DB로 하고, 1회의 주입공정에 의한 상기 제 1주사속도 및 제 2주사속도에 의한 설정도즈량을 각각 d1 및 d2로 했을 때,
    d1 = (2DB - DA)/n,
    또한 d2 = DA/n으로 설정하는 것을 특징으로 하는 이온주입방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 주입공정으로서 이온빔의 주사속도를 기판의 일단으로부터 타단에 걸쳐 제 1주사속도, 이 제 1주사속도와는 다른 제 2주사속도 및 상기 제 1주사속도에 스텝모양으로 변화시키는 주입공정을 n회(n은 2이상의 정수) 실시함과 동시에 각 주입공정 사이에서 상기 회전공정으로서 기판을 360/n도씩 회전시키는 회전공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 주입공정으로서 기판의 구동속도를 이온빔이 기판에 입사하는 영역내에서 제 1구동속도, 이 제 1구동속도와는 다른 제 2구동속도 및 상기 제 1구동속도에 스텝모양으로 변화시키는 주입공정을 n회(n은 2이상의 정수) 실시함과 동시에 상기 회전공정으로서 기판을 360/n도씩 회전시키는 회전공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 이온주입방법.
  11. 제10항에 있어서,
    기판평면을 기준으로 상기 중앙영역 및 외주영역의 목표도즈량을 각각 DA 및 DB로 하고, 1회의 주입공정에 의한 상기 제 1구동속도 및 제 2구동속도에 의한 설정도즈량을 각각 d1 및d2로 했을 때,
    d1 = (2DB -DA)/n 그리고,
    d2 = DA/n으로 설정하는 것을 특징으로 하는 이온주입방법.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 주입공정으로서 기판의 구동속도를 이온빔이 기판에 입사하는 영역내에서 제 1구동속도, 이 제 1구동속도와는 다른 제 2구동속도 및 상기 제 1구동속도에 스텝모양으로 변화시키는 주입공정을 n회(n은 2이상의 정수) 실시함과 동시에 각 이온주입공정 사이에서 상기 회전공정으로서 기판을 360/n도씩 회전시키는 회전공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 이온주입장치.
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