KR20030057171A - 실리콘 웨이퍼의 이온주입 에너지 측정방법 - Google Patents
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Abstract
실리콘 웨이퍼의 표면상에 형성된 비정질 영역의 두께를 측정하는 단계와, 이와같이 측정된 두께로부터 산출식(y= -0.95x2 + 43.06x - 198.6, y는 두께, x는 에너지)을 이용하여 이온주입 에너지를 산출하는 단계를 포함하여 이루어지며,
실리콘 웨이퍼에 형성된 비정질 영역의 두께를 측정하여 이로부터 실리콘 웨이퍼에 주입된 에너지를 산출함으로써 실리콘 웨이퍼의 파괴없이 신속하게 실리콘 웨이퍼에 주입된 에너지를 확인할 수가 있는, 실리콘 웨이퍼의 이온주입 에너지 측정방법을 제공한다.
Description
이 발명은 실리콘 웨이퍼의 이온주입 에너지 측정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 실리콘 웨이퍼에 주입된 이온의 깊이를 측정하는 것이 아니고, 실리콘 웨이퍼에 형성된 비정질 영역의 두께를 측정하여 이로부터 실리콘 웨이퍼에 주입된 에너지를 산출함으로써 실리콘 웨이퍼의 파괴없이 신속하게 실리콘 웨이퍼에 주입된 에너지를 확인할 수가 있는, 실리콘 웨이퍼의 이온주입 에너지 측정방법에 관한 것이다.
이온주입(Ion implantation)이란 전기장을 이용하여 주입하고자 하는 이온들을 높은 운동에너지를 갖도록 가속시켜서 열적 평형 상태에서 고체 상태인 재료의 표면에 충돌시킴으로써 이온을 주입시키는 기술이다.
이와 같은 이온주입 공정을 진행한 후, 이온의 주입양과 주입된 깊이를 알기 위해서는 SIMS(Secondary Ion Mass Spectroscope) 장비로 분석을 해야만 한다. 이와 같이 실리콘 웨이퍼에 주입된 이온의 깊이를 측정하는 이유는 실리콘 웨이퍼에 주입된 에너지를 확인하기 위함이다.
그러나, 이와 같은 SIMS 장비로 이온의 주입양과 주입된 깊이를 분석을 하는 종래의 방법은, 웨이퍼의 파괴가 불가피하고, 시간이 오래 걸리게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 반도체 제조라인 현장에서는 표면저항측정방법으로 주입양(dose)만을 측정하고, 실리콘 웨이퍼에 실제로 주입된 이온의 깊이는 측정하지 않음으로써 실리콘 웨이퍼 주입된 에너지는 확인할 수가 없는 문제점이 있었다.
이 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실리콘 웨이퍼에 주입된 이온의 깊이를 측정하는 것이 아니고, 실리콘 웨이퍼에 형성된 비정질 영역의 두께를 측정하여 이로부터 실리콘 웨이퍼에 주입된 에너지를 산출함으로써 실리콘 웨이퍼의 파괴없이 신속하게 실리콘 웨이퍼에 주입된 에너지를 확인할 수가 있는, 실리콘 웨이퍼의 이온주입 에너지 측정방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 실리콘 웨이퍼를 나타낸 도면이다.
도 2는 실리콘 웨이퍼의 표면에 이온주입을 하고 있음을 나타낸 도면이다.
도 3은 실리콘 웨이퍼의 표면에 비정질 영역이 형성된 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 이 발명의 실시예에 따른 실리콘 웨이퍼의 이온주입 에너지 산출식을 나타낸 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 실리콘 웨이퍼 2 : 비정질 영역
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 실리콘 웨이퍼의 표면상에 형성된 비정질 영역의 두께를 측정하는 단계와, 이와같이 측정된 두께로부터 이온주입 에너지를 산출하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기한 이온주입 에너지의 산출은 다음과 같은 산출식을 이용하면 바람직하다.
y= -0.95x2 + 43.06x - 198.6
여기서, y는 두께이고, x는 에너지이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
도 4는 이 발명의 실시예에 따른 실리콘 웨이퍼의 이온주입 에너지 산출식을나타낸 그래프이다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 실리콘 웨이퍼의 이온주입 에너지의 산출식은 y= -0.95x2 + 43.06x - 198.6 로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 실리콘 웨이퍼의 이온주입 에너지 측정방법의 작용은 다음과 같다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같은 실리콘 웨이퍼(1)의 표면에, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 이온 주입을 하게 되면, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 실리콘 웨이퍼(1)의 표면에 비정질 영역(2)이 형성된다.
이와 같이 형성된 비정질 영역(2)을 두께 측정장비(spectroscope elipsometer)로 두께를 측정할 수가 있다.
다음에 측정된 두께를 이용하여, 다음의 산출식을 이용하여 이온주입 에너지를 산출한다.
y= -0.95x2 + 43.06x - 198.6
도 4는 상기한 2차 함수의 곡선으로 표현되는 산출식을 215~250 옴스트롱 영역상에서 도시한 그래프이며, y축은 두께(단위: 옴스트롱)를 나타내고, x축은 에너지(단위: KeV)를 나타낸다.
상기한 산출식은 수차례에 걸친 실험결과로부터 얻어낸 수식이다.
상기한 산출식에 의하여 반도체 공정에 사용하는 모든 도펀트(dopant)의 이온 주입 에너지를 측정해보면, 붕소(B)는 0.1~2000KeV, 인(P)은 0.1~4000KeV, 비소(As)는 0.1~3000KeV, BF2는 0.1~300KeV, 게르마늄(Ge)은 0.1~4000KeV, 기타 도펀트는 01.~4000KeV 정도로 나타난다.
이상의 설명에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 실리콘 웨이퍼에 주입된 이온의 깊이를 측정하는 것이 아니고, 실리콘 웨이퍼에 형성된 비정질 영역의 두께를 측정하여 이로부터 실리콘 웨이퍼에 주입된 에너지를 산출함으로써 실리콘 웨이퍼의 파괴없이 신속하게 실리콘 웨이퍼에 주입된 에너지를 확인할 수가 있는 효과를 가진 실리콘 웨이퍼의 이온주입 에너지 측정방법을 제공할 수가 있다. 이 발명의 이와 같은 효과는 반도체 제조공정 분야에서 이 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 응용되어 이용될 수가 있다.
Claims (2)
- 실리콘 웨이퍼의 표면상에 형성된 비정질 영역의 두께를 측정하는 단계와,이와같이 측정된 두께로부터 이온주입 에너지를 산출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 이온주입 에너지 측정방법.
- 제1항에 있어서, 상기한 이온주입 에너지의 산출은 다음과 같은 산출식을 이용하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 이온주입 에너지 측정방법.y= -0.95x2 + 43.06x - 198.6여기서, y는 두께이고, x는 에너지이다.
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