KR100727695B1 - Method of monitoring photoresist's resistance in ion implantation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이온주입공정의 모니터링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 제조를 위한 이온주입공정에서 감광제에 의하여 이온주입이 차단되고 있는 지를 측정하는 이온주입공정의 감광제 차단능력 모니터링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for monitoring an ion implantation process, and more particularly, to a method for monitoring photoresist blocking ability of an ion implantation process for measuring whether ion implantation is blocked by a photosensitive agent in an ion implantation process for semiconductor manufacturing.
본 발명의 이온주입공정의 감광제 차단능력 모니터링 방법은 감광막 도포 전 배어 웨이퍼의 열파동 값을 측정하는 단계; 상기 측정된 배어 웨이퍼에 감광막을 도포하는 단계; 상기 감광막이 도포된 웨이퍼에 이온주입 공정을 진행하는 단계; 상기 이온주입된 웨이퍼를 감광막 제거한 후 열파동 값을 측정하는 단계; 상기 이온주입 공정 전후의 열파동 값의 차이를 비교하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Method for monitoring the photosensitive agent blocking ability of the ion implantation process of the present invention comprises the steps of measuring the thermal wave value of the soaked wafer before the photosensitive film coating; Applying a photoresist film to the measured bare wafer; Performing an ion implantation process on the photosensitive film-coated wafer; Measuring a thermal wave value after removing the photosensitive film from the ion-implanted wafer; And comparing the difference between the thermal wave values before and after the ion implantation process.
본 발명에 따른 이온주입공정의 감광제 차단능력 모니터링 방법에 의하면 TW 장비를 이용하여 웨이퍼상의 격자 손상 정도를 측정함으로써 반도체 제조를 위한 이온주입공정에서 광감제에 의하여 이온주입이 차단되는지 여부를 정확히 측정함으로 인해 공정을 안정화시키고 생산수율(yield)을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the monitoring method of the photosensitive agent blocking ability of the ion implantation process according to the present invention by measuring the degree of lattice damage on the wafer using a TW equipment by accurately measuring whether the ion implantation is blocked by the photosensitizer in the ion implantation process for semiconductor manufacturing This has the effect of stabilizing the process and improving the yield.
이온주입, 감광막, 격자 손상, 열파동(thermal wave) Ion implantation, photoresist, lattice damage, thermal wave
Description
도 1은 일반적인 열파동 측정장치의 구성을 보여주는 구성도,1 is a configuration diagram showing the configuration of a general thermal wave measuring apparatus,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이온주입공정의 감광제 차단능력 모니터링 방법을 나타낸 흐름도.Figure 2 is a flow chart illustrating a method for monitoring the photosensitive agent blocking capacity of the ion implantation process according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 이온주입공정의 감광제 차단능력 모니터링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 제조를 위한 이온주입공정에서 감광제에 의하여 이온주입이 차단되고 있는 지를 측정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for monitoring photoresist blocking ability in an ion implantation process, and more particularly, to a method for measuring whether ion implantation is blocked by a photosensitive agent in an ion implantation process for semiconductor manufacturing.
일반적으로 반도체 소자의 고집적화에 따라 더욱 정밀한 불순물의 제어가 요구되며 더욱이 양산기술 측면에서는 재현성(repeatiblity) 및 처리능력(throughput) 향상이 중요하며, 이에 따라 이온주입(ion implantation) 공정에 대한 활용이 커지고 있다.In general, the higher the integration of semiconductor devices, the more precise the control of impurities is required. Furthermore, in terms of mass production technology, it is important to improve the repeatability and throughput, thereby increasing the utilization of the ion implantation process. have.
이온주입 공정이란 불순물을 이온상태로 만든 후, 이를 가속하여 웨이퍼 상의 특정부위에 선택적으로 주사함으로써 원하는 영역에 소정의 불순물 농도의 프로 파일(profile)을 얻는 기술을 말한다.The ion implantation process refers to a technique of obtaining a profile of a predetermined impurity concentration in a desired region by making impurities in an ionic state and then accelerating them to selectively scan specific portions on the wafer.
웨이퍼상의 선택적인 이온주입은 포토리소그래피 공정에 의한 감광제의 패터닝에 의하여 이루어지며, 이 경우에 있어서 감광제는 주사되는 이온들로부터 페터닝된 감광막의 하부 영역을 보호하는 차단막 또는 마스크로서의 역할을 수행한다. Selective ion implantation on the wafer is by patterning the photoresist by a photolithography process, in which case the photoresist acts as a barrier or mask that protects the lower region of the patterned photoresist from the ions being scanned.
종래의 이온주입 공정이 진행된 웨이퍼의 모니터링 방법은 주로 이온이 주입된 영역에서 도즈(dose)를 측정하는 방법으로 진행되었고, 상기 측정방법 중의 하나는 포 포인트 프로브(4-point probe) 방식에 의하여 면저항(sheet resistance)을 측정하는 것이다.The conventional method of monitoring a wafer in which an ion implantation process is performed is mainly performed by measuring a dose in an ion implanted region, and one of the measurement methods is sheet resistance by a four-point probe method. to measure sheet resistance.
그러나 종래의 방법에서는 이온주입이 필요하지 않은 영역에서 광감제에 의하여 이온주입이 차단되는지 여부를 정확히 측정하는 방법이 없다는 문제점이 있다.However, the conventional method has a problem in that there is no method of accurately measuring whether ion implantation is blocked by a photosensitive agent in a region where ion implantation is not required.
따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 반도체 제조를 위한 이온주입공정에서 광감제에 의하여 이온주입이 차단되는지 여부를 정확히 측정할 수 있는 이온주입공정의 감광제 차단능력 모니터링 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a method for monitoring the photosensitive agent blocking ability of the ion implantation process that can accurately measure whether the ion implantation is blocked by the photosensitizer in the ion implantation process for semiconductor manufacturing. Has its purpose.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 이온주입공정의 감광제 차단능력 모니터링 방법은 감광막 도포 전 배어 웨이퍼의 열파동 값을 측정하는 단계; 상기 측정된 배어 웨이퍼에 감광막을 도포하는 단계; 상기 감광막이 도포된 웨 이퍼에 이온주입 공정을 진행하는 단계; 상기 이온주입된 웨이퍼를 감광막 제거한 후 열파동 값을 측정하는 단계; 상기 이온주입 공정 전후의 열파동 값의 차이를 비교하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Method for monitoring the photosensitive agent blocking capability of the ion implantation process of the present invention for achieving the above object comprises the steps of measuring the thermal wave value of the soaked wafer before the photosensitive film coating; Applying a photoresist film to the measured bare wafer; Performing an ion implantation process on the photosensitive film-coated wafer; Measuring a thermal wave value after removing the photosensitive film from the ion-implanted wafer; And comparing the difference between the thermal wave values before and after the ion implantation process.
또한, 상기 감광막을 도포하는 단계는 상기 열파동 값을 측정한 웨이퍼 중에서 열파동 값이 100 이하인 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of applying the photosensitive film is characterized in that for using the thermal wave value of 100 or less in the wafer measuring the thermal wave value.
또한, 상기 이온주입 공정을 진행하는 단계는 BF3, PH3, 또는 AsH3 중 어느 하나의 가스를 사용하여 100 KeV ~ 2 MeV 의 이온 에너지, 1E13 ~ 1E16 cm-2 도즈의 조건으로 진행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of proceeding to the ion implantation process using a gas of any one of BF 3 , PH 3 , or AsH 3 to 100 KeV ~ 2 MeV ion energy, 1E13 ~ 1E16 cm -2 dose It features.
또한, 상기 이온주입 공정 전후의 열파동 값의 차이를 비교하는 단계는 상기 열파동 값의 차이가 100 이상인 경우 감광제의 차단능력의 불량으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of comparing the difference between the thermal wave value before and after the ion implantation process is characterized in that it is determined that the blocking ability of the photosensitive agent when the difference of the thermal wave value is 100 or more.
본 발명에 의한 이온주입공정의 감광제 차단능력 모니터링 방법은 웨이퍼의 열파동(thermal wave, 이하 'TW'라 한다.) 값을 측정함으로써 상기 웨이퍼상의 격자 손상(lattice damage)을 측정하는 방법에 기초한다.The method for monitoring photoresist blocking ability of the ion implantation process according to the present invention is based on a method of measuring lattice damage on the wafer by measuring a thermal wave (TW) value of the wafer. .
도 1은 일반적인 열파동 측정장치의 구성을 보여주는 구성도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a general thermal wave measuring apparatus.
첨부한 도 1에 도시한 바와 같이, 열파동 측정장치는 샘플 시료, 즉 웨이퍼에 레이저 광원으로부터 생성된 빛을 조사하여 상기 웨이퍼의 손상된 부분에서 난반사된 빛을 수집하여 증폭함으로써 웨이퍼의 손상 정도를 측정하는 것이다.As shown in FIG. 1, the thermal wave measuring apparatus measures a damage level of a wafer by irradiating light generated from a laser light source to a sample sample, that is, collecting and amplifying diffusely reflected light from a damaged portion of the wafer. It is.
웨이퍼의 격자손상의 정도에 따라 상기 레이저 빛의 반사율이 다르기 때문에 TW 값은 상기 반사율의 차이의 비율(△R/R)로 나타낸다.Since the reflectance of the laser light varies depending on the degree of lattice damage of the wafer, the TW value is expressed as the ratio (ΔR / R) of the difference in reflectance.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이온주입공정의 감광제 차단능력 모니터링 방법을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of monitoring a photosensitive agent blocking ability in an ion implantation process according to an embodiment of the present invention.
첨부한 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 모니터링 방법은 5 가지 단계로 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the monitoring method of the present invention is composed of five steps.
첫 번째 단계는 감광막 도포 전 배어 웨이퍼(bare wafer)의 TW 값을 측정하는 단계이다. 상기 배어 웨이퍼는 이전에 공정을 진행하지 아니한 웨이퍼를 사용하는 것이 바람직하다.The first step is to measure the TW value of the bare wafer before the photoresist coating. The bare wafer is preferably a wafer that has not been processed before.
두 번째 단계는 상기 TW 값이 측정된 배어 웨이퍼에 감광막을 도포하는 단계로서, 차단막으로서의 특성을 평가하고자 하는 감광막을 선정하여 도포한다. 이 경우 상기 열파동 값을 측정한 웨이퍼 중에서 열파동 값이 100 이하인 웨이퍼를 사용하는 것이 바람직하다.The second step is to apply a photoresist film to the bare wafer in which the TW value is measured, to select and apply a photoresist film to evaluate the characteristics as a barrier film. In this case, it is preferable to use the wafer whose heat wave value is 100 or less among the wafer which measured the said heat wave value.
세 번째 단계는 상기 감광막이 도포된 웨이퍼에 이온주입 공정을 진행하는 단계로서, 소정의 이온주입 조건을 사용하여 진행된다. 이 경우 상기 이온주입 공정을 진행하는 단계는 BF3, PH3, 또는 AsH3 중 어느 하나의 가스를 사용하여 100 KeV ~ 2 MeV 의 이온 에너지로 1E13 ~ 1E16 cm- 2 의 조건으로 진행하는 것이 바람직하다.The third step is to perform an ion implantation process on the photosensitive film-coated wafer, it is carried out using a predetermined ion implantation conditions. In this case, the step of proceeding the ion implantation process is preferably carried out under the conditions of 1E13 ~ 1E16 cm - 2 with ion energy of 100 KeV ~ 2 MeV using any one of BF 3 , PH 3 , or AsH 3 gas. Do.
네 번째 단계는 상기 이온주입된 웨이퍼의 감광막을 제거하고 TW 값을 측정하는 단계로서, 상기 감광막은 O2 플라스마에 의한 건식제거 방식보다 습식방식으로 제거하여 감광막 스트립(strip)공정에서의 이온 손상을 최소화하는 것이 바람직하다.The fourth step is to remove the photosensitive film of the ion-implanted wafer and measure the TW value, wherein the photosensitive film is removed in a wet manner rather than a dry removal method using an O 2 plasma to remove ions from the photosensitive film strip process. It is desirable to minimize it.
다섯 번째 단계는 상기 이온주입 공정 전후의 열파동 값의 차이를 비교하는 단계로서, 이온주입 공정에서 상기 감광막에 의하여 웨이퍼의 표면이 효과적으로 보호되었는지 유무, 즉 웨이퍼의 격자손상을 판별하는 단계이다.A fifth step is a step of comparing the difference between the thermal wave values before and after the ion implantation process, and in the ion implantation process, whether the surface of the wafer is effectively protected by the photosensitive film, that is, determining the lattice damage of the wafer.
상기 이온주입 공정 전후의 열파동 값의 차이를 비교하는 단계는 상기 열파동 값의 차이가 100 이상인 경우 감광제의 차단능력의 불량으로 판별하는 것이 바람직하다.Comparing the difference between the thermal wave value before and after the ion implantation process, it is preferable to determine that the blocking ability of the photosensitive agent is poor when the difference of the thermal wave value is 100 or more.
본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정/변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above embodiments and can be practiced in various ways within the scope not departing from the technical gist of the present invention. will be.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이온주입공정의 감광제 차단능력 모니터링 방법에 의하면 TW 장비를 이용하여 웨이퍼상의 격자 손상 정도를 측정함으로써 반도체 제조를 위한 이온주입공정에서 광감제에 의하여 이온주입이 차단되는지 여부를 정확히 측정함으로 인해 공정을 안정화시키고 생산수율(yield)을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, according to the method for monitoring the photosensitive agent blocking ability of the ion implantation process according to the present invention, the ion implantation is performed by the photosensitizer in the ion implantation process for semiconductor manufacturing by measuring the degree of lattice damage on the wafer using a TW device. Accurately measuring whether it is blocked has the effect of stabilizing the process and improving production yield.
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