KR19980058204U

KR19980058204U - Ion implanter

Info

Publication number: KR19980058204U
Application number: KR2019970002583U
Authority: KR
Inventors: 홍근봉
Original assignee: 문정환; 엘지반도체 주식회사
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1998-10-26

Abstract

본 고안은 수평면과 연직하게 위치하며 수직 상하운동하는 웨이퍼에 대하여 이온주입하기 위하여 이온빔을 발생시키는 이온빔 발생장치를 구비하고 있는 이온빔 주입장치에 관한 것으로 특히, 상기 이온빔 발생장치에서 발생되어 주사되는 이온빔이 상기 이온빔 발생장치를 벗어나는 위치에 입력되는 전류의 강도에 따라 이온빔의 상하 편향에 따른 정도가 조정되는 수직 편향수단을 구비하고, 상기 웨이퍼의 상하 운동에 따라 이온빔의 편향각도를 상하로 조정하는 조정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온빔 주입 장치를 제공함으로써, 웨이퍼의 동일한 방위에서 양방향으로 경사 이온주입 가능하여 기존의 경사 이온주입대비 이온주입사간을 1/2까지 줄일 수 있으며, 웨이퍼 위치에 따른 이온빔과 웨이퍼간 도달거리가 동일한 경사각도에 대해 동일한 궤적을 가지므로 경사이온 주입각도의 변화에 따른 주입이온의 불균일성을 줄일 수 있다.The present invention relates to an ion beam implanter having an ion beam generator for generating an ion beam for ion implantation with respect to a vertically moving wafer vertically located in a horizontal plane. In particular, an ion beam generated and scanned in the ion beam generator is And a vertical deflection means for adjusting the degree according to the vertical deflection of the ion beam according to the intensity of the current input to the position outside the ion beam generator, and adjusting means for adjusting the deflection angle of the ion beam up and down according to the vertical motion of the wafer. By providing an ion beam injection device comprising a, it is possible to inclined ion implantation in both directions in the same orientation of the wafer to reduce the ion implantation injection interval compared to the conventional gradient ion implantation by 1/2, the ion beam according to the wafer position Wafer angles with equal wafer-to-wafer reach Because of the same trajectory it is possible to reduce the non-uniformity of the ion implantation according to the change in the tilt angle ion implantation.

Description

Ion implanter

본 고안은 반도체 제조장비 중 이온주입 장치에 관한 것으로 특히, 경사(Tilt) 이온 주입에 적당하도록 한 정전기력(electro static force)에 의해 이온주입 각도가 제어되는 경사이온 주입장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ion implantation apparatus in semiconductor manufacturing equipment, and more particularly, to a gradient ion implantation apparatus in which the ion implantation angle is controlled by an electrostatic force suitable for tilt ion implantation.

일반적으로, 종래의 이온주입 방식은 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 참조번호 1로 표시되는 이온빔(1)을 참조번호 2로 표시되는 웨이퍼내에 고르게 주입시키기 위하여 횡방향 및 종방향으로 스케닝하게 된다. 이때, 주사되는 이온빔(1)의 면적은 웨이퍼의 면적에 비하여 매우 작은 면적을 차지한다.In general, conventional ion implantation schemes allow the ion beam 1, indicated by reference numeral 1, to be evenly injected into the wafer indicated by reference numeral 2, as shown in the accompanying FIG. do. At this time, the area of the ion beam 1 to be scanned occupies a very small area compared to the area of the wafer.

또한, 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 스케닝 시스템은 2단계로 나누어 지는데, 횡방향의 경우 정전기력을 이용하며 즉, 0~30kV이내의 가변전압을 횡축스캐너(도시하지 않았음)에 제공하고 이를 이용하여 이온빔(1)이 좌우 선형운동하게 된다.In addition, as shown in FIG. 1, the scanning system is divided into two stages. In the horizontal direction, the scanning system uses an electrostatic force, that is, a variable voltage within 0 to 30 kV is provided to the horizontal axis scanner (not shown). Using this, the ion beam 1 is linearly moved left and right.

반면에, 종방향으로는 웨이퍼(2)를 기계적인 운동으로 상하운동을 시키며, 사용되는 주파수는 0.25~1Hz이다. 이때, 웨이퍼는 일반적으로 이온빔에 대해 수직방향으로 놓여져 웨이퍼의 전영역에 대해 이온빔이 수직하게 주입된다.On the other hand, in the longitudinal direction, the wafer 2 is moved up and down by mechanical movement, and the frequency used is 0.25 to 1 Hz. At this time, the wafer is generally placed in a direction perpendicular to the ion beam so that the ion beam is injected perpendicularly to the entire area of the wafer.

상술한 바와 같은 종래의 이온주입 방식은 이온주입시 이온빔의 강약 조절이 절대적으로 필요하기 때문에 시스템의 운영상의 어려움이 발생되는 문제점이 있었다.As described above, the conventional ion implantation method has a problem in that it is difficult to operate the system because it is absolutely necessary to control the intensity of the ion beam during ion implantation.

이러한, 어려움을 해소하기 위해 제안된 방식이 첨부한 도 2에 도시되어 있는 바와 같은 경사이온주입 방식인데, 이 경우 이온빔의 주사 방향은 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 동일하며 수평면에 연직하던 웨이퍼를 소정 각도(α°)로 기울여 이온 주입에 따른 각도를 결정한다.In order to solve such a problem, the proposed method is a gradient ion implantation method as shown in FIG. 2, in which case the scanning direction of the ion beam is the same as that shown in FIG. Is tilted at a predetermined angle (α) to determine the angle resulting from the ion implantation.

그에 따라, 웨이퍼에 주입되는 이온빔의 강약에 따른 웰의 깊이 조정이 손쉽게 된다는 장점이 있다.Accordingly, there is an advantage that the depth of the well can be easily adjusted according to the strength of the ion beam injected into the wafer.

그러나, 첨부한 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 임의의 웨이퍼의 표면보다 소정의 높이로 마스크나 임의의 영역이 형성되게 되면, 이온의 주입각도가 소정 크기의 각도를 유지하고 있기 때문에 이온의 주입이 재대로 이루어지지 않는 영역(이하, 그림자 영역(shadow effect)이라 칭한다)이 발생되게 된다. 상기 그림자 영역은 첨부한 도 3에서 빗금친 영역이 이에 해당한다.However, as shown in FIG. 3, when a mask or an arbitrary region is formed at a predetermined height than the surface of an arbitrary wafer, the implantation angle of ions is maintained because the implantation angle is maintained at an angle of a predetermined size. An area (hereinafter referred to as a shadow effect) that is not made in this manner is generated. The shadow area corresponds to the hatched area in FIG. 3.

따라서, 상술한 바와 같은 그림자 영역을 그대로 방치하게 되면 디바이스의 신뢰성이 떨어지기 때문에, 상기 그림자 영역을 제거하기 위해 즉, 웨이퍼의 전면을 고르게 이온주입하기 위해서는 웨이퍼의 방위(orientation)를 0°, 90°, 180°, 270° 또는 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315° 등으로 변화시켜 이온주입을 시켜야 한다. 이때, 총이온주입량을 4~8등분시키면 방위를 변화시켜가며 4~8회의 이온주입 과정이 필요하다.Therefore, if the shadow region as described above is left as it is, the reliability of the device is inferior. Therefore, in order to remove the shadow region, that is, to ion implant the entire surface of the wafer evenly, the orientation of the wafer is 0 ° and 90 °. The ion implantation should be performed by changing to °, 180 °, 270 ° or 0 °, 45 °, 90 °, 135 °, 180 °, 225 °, 270 ° or 315 °. At this time, if the total ion implantation amount is divided into 4 to 8, the orientation is changed and 4 to 8 ion implantation processes are required.

상술한 바와 같은 동작의 예가 첨부한 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼를 0°, 90°, 180°, 270°로 회전시켜 4회에 걸쳐 이온주입과정이 이루어진다.As shown in FIG. 4 to which an example of the operation as described above is attached, the ion implantation process is performed four times by rotating the wafer at 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °.

이와 같이 이온의 경사주입 방식이 수직이온주입 방식에 비하여 이온빔의 강도를 조정하는데 간편하다는 장점이 존재하지만, 그림자 영역을 제거하기 위한 부가적인 공정이 필요하다는 다른 문제점이 발생되었다.As such, there is an advantage that the gradient implantation method of the ion is simple to adjust the intensity of the ion beam compared to the vertical ion implantation method, but another problem arises that an additional process is required to remove the shadow area.

더욱이, 첨부한 도 2에서 살펴볼 수 있는 바와 같이, 종방향 스캔은 이온빔의 주입각도 즉, 웨이퍼의 경사에 관계없이 이온빔에 대해 수직하게 웨이퍼 자체가 상, 하 운동을 하고 있으므로, 웨이퍼의 위치에 따라 빔의 도달거리가 달라져 상부와 중심 및 하부간의 이온주입 불균형을 가져올 수 있다는 문제점이 발생되었다.Furthermore, as can be seen in the accompanying FIG. 2, the longitudinal scan is a vertical movement of the ion beam, that is, the wafer itself moves up and down perpendicularly to the ion beam regardless of the inclination of the wafer. The problem is that the reach of the beam may be changed, resulting in an ion implantation imbalance between the top, the center, and the bottom.

따라서, 동일한 량의 이온주입의 경우에도 웨이퍼에 수직하게 이온주입 될 때보다 4~8배 까지의 이온주입 시간이 필요하며 이에 따라 이온주입 장비의 생산성이 감소되며, 이온주입에 따른 경사 각도가 커질수록 웨이퍼내 입사 균일성이 나빠진다는 문제점이 발생되었다.Therefore, even in the same amount of ion implantation, the ion implantation time is required to be 4 to 8 times higher than the ion implantation perpendicular to the wafer, thereby reducing the productivity of the ion implantation equipment and increasing the inclination angle according to the ion implantation. The problem was that the incidence uniformity in the wafer becomes worse.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 고안의 목적은, 경사(Tilt) 이온주입에 적당하도록 한 정전기력(electro static force)에 이온주입 각도가 제어되는 경사이온 주입장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide an inclined ion implantation device in which the ion implantation angle is controlled to an electrostatic force suitable for tilt ion implantation.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 수평면과 연직하게 위치하며 수직 상하운동하는 웨이퍼에 대하여 이온주입하기 위하여 이온빔을 발생시키는 이온빔 발생장치를 구비하고 있는 이온빔 주입장치에 있어서, 상기 이온빔 발생장치에서 발생되어 주사되는 이온빔이 상기 이온빔 발생장치를 벗어나는 위치에 입력되는 전류의 강도에 따라 이온빔의 상하 편향에 따른 정도가 조정되는 수직 편향수단을 구비하고, 상기 웨이퍼의 상하 운동에 따라 이온빔의 편향각도를 상하로 조정하는 조정수단을 포함하는데 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is an ion beam injection device comprising an ion beam generating device for generating an ion beam for ion implantation with respect to a wafer vertically and vertically moved in a horizontal plane, the ion beam generating device And a vertical deflection means in which an ion beam generated and scanned by the laser beam is adjusted according to the vertical deflection of the ion beam according to the intensity of a current input to a position outside the ion beam generator, and the deflection angle of the ion beam according to the vertical motion of the wafer. It includes an adjusting means for adjusting the up and down.

도 1은 종래의 이온 주입 방식을 설명하기 위한 예시도1 is an exemplary view for explaining a conventional ion implantation method

도 2는 종래의 경사 이온 주입 방식을 설명하기 위한 예시도2 is an exemplary view for explaining a conventional gradient ion implantation method

도 3은 종래의 경사 이온 주입 방식에서 발생되는 문제점을 도출하기 위한 예시도3 is an exemplary diagram for deriving a problem occurring in a conventional gradient ion implantation method.

도 4는 종래의 경사 이온 주입 방식에서 발생되는 문제점을 해소하기 위한 종래의 방식을 설명하기 위한 예시도Figure 4 is an exemplary view for explaining a conventional method for solving the problems caused in the conventional gradient ion implantation method

도 5는 본 고안에 따른 이온 주입 방식을 설명하기 위한 예시도5 is an exemplary view for explaining an ion implantation method according to the present invention

이하, 첨부한 도 5를 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figure 5 will be described a preferred embodiment according to the present invention.

본 고안에서는 이온빔 발생장치에서 발생되어 주사되는 이온빔이 상기 이온빔 발생장치를 벗어나는 위치에 입력되는 전류의 강도에 따라 이온빔의 상하 편향에 따른 정도가 조정되는 수직 편향수단을 구비하고, 상기 웨이퍼의 상하 운동에 따라 이온빔의 편향각도를 상하로 조정하는 조정수단(도시하지 않음)으로 구성된다.The present invention includes a vertical deflection means in which the ion beam generated by the ion beam generator and scanned is adjusted according to the vertical deflection of the ion beam according to the intensity of the current input to a position outside the ion beam generator, and the vertical motion of the wafer And adjusting means (not shown) for adjusting the deflection angle of the ion beam up and down.

그에 따라, 이온빔의 경로중 최후단에 정전기력으로 이온의 주입방향을 조절할 수 있는 편향기(deflector)를 장착시켜, 경사 이온주입시 주입방향이 빔에 의해 결정되도록 하고, 경사각도에 관계없이 웨이퍼는 동일한 궤적을 상하운동할 수 있게 함.Accordingly, by mounting a deflector that can control the implantation direction of ions by electrostatic force at the end of the path of the ion beam, the implantation direction is determined by the beam during inclined ion implantation, and the wafer is irrespective of the inclination angle Allows the same trajectory to move up and down.

상기 편향기에 의해 회절하는 빔의 방향은 웨이퍼의 운동방향과 동일한 상하방향으로 하고 가변전압을 이용해 웨이퍼의 상하운동 주파수와 동일하게 변환시킨다.The direction of the beam diffracted by the deflector is made to be the same as the direction of motion of the wafer, and is converted to the same as the frequency of motion of the wafer using a variable voltage.

따라서, 상술한 바와 같은 본 고안에 따른 이온빔 주입장치를 제공함으로써, 웨이퍼의 동일한 방위에서 양방향으로 경사 이온주입 가능하여 기존의 경사 이온주입대비 이온주입시간을 1/2까지 줄일 수 있으며, 웨이퍼 위치에 따른 이온빔과 웨이퍼간 도달거리가 동일한 경사각도에 대해 동일한 궤적을 가지므로 경사이온 주입각도의 변화에 따른 주입이온의 불균일성을 줄일 수 있다.Therefore, by providing the ion beam implantation apparatus according to the present invention as described above, it is possible to inclined ion implantation in both directions at the same orientation of the wafer, thereby reducing the ion implantation time compared to the conventional inclined ion implantation by 1/2, to the wafer position Since the ion beam and the wafer have the same trajectory for the same inclination angle, the nonuniformity of the implantation ions due to the change in the inclination ion implantation angle can be reduced.

Claims

An ion beam implantation apparatus comprising an ion beam generating device for generating an ion beam for ion implantation with respect to a wafer vertically moving vertically and vertically moving in a horizontal plane,

And a vertical deflection means in which an ion beam generated by the ion beam generator and scanned is adjusted according to the vertical deflection of the ion beam according to the intensity of a current input to a position outside the ion beam generator,

And an adjusting means for adjusting the deflection angle of the ion beam up and down according to the vertical motion of the wafer.