KR20040090514A - 웨이퍼 회전각도 감지방법을 구비한 이온주입공정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 회전각도 감지방법을 구비한 이온주입공정에 관한 것으로, 본 발명은 웨이퍼와, 상기 웨이퍼를 안착하는 디스크 사이트와, 상기 디스크 사이트를 회전시키는 모터 구동부를 구비한 이온주입부와; 상기 이온주입부를 유입하여 이온주입공정을 수행하는 공정챔버와; 상기 이온주입공정의 전반을 제어하는 제어부를 구비하여 수행하는 이온주입공정에 있어서: 상기 공정챔버 내부로 이동한 상기 이온 주입부에 위치한 제1 위치의 디스크 사이트에 웨이퍼를 안착하는 1 단계와; 상기 안착한 웨이퍼에 제1 이온주입공정을 수행하는 2 단계와; 상기 모터 구동부를 구동하여 제1 위치인 상기 디스크 사이트를 소정각도 회전시켜 제2 위치로 이동시키는 3 단계와; 상기 제어부에서 제1 위치인 디스크 사이트가 소정각도 회전하여 제2 위치로 이동하였나를 판단하는 4 단계와; 상기 판단 결과 소정각도 회전하여 제2 위치로 이동하였으면, 제2 이온주입공정을 수행하는 5 단계와; 상기 모터 구동부를 구동하여 제2 위치인 상기 디스크 사이트를 소정각도 회전시켜 제1 위치로 이동시키는 6 단계와; 상기 제어부에서 제2 위치인 디스크 사이트가 소정각도 회전하여 제1 위치로 이동하였나를 판단하는 7 단계와; 상기 판단 결과 소정각도 회전하여 제1 위치로 이동하였으면 공정을 완료하는 단계를 포함한다.

Description

웨이퍼 회전각도 감지방법을 구비한 이온주입공정{Method of sensing wafer rotation having ion implant process}

본 발명은 웨이퍼 회전각도 감지방법을 구비한 이온주입공정에 관한 것이다.

일반적으로 반도체소자 제조공정 중 이온주입공정은 이온화된 불순물을 가속시켜 마스킹된 반도체 웨이퍼의 표면에 도핑하여, 반도체 웨이퍼 표면의 전도형태와 저항성을 바꾸어 트랜지스터, 다이오드, 저항 등으로 소자의 동작부를 구성하기 위해 수행한다.

이와 같이 수행하는 이온주입 공정시, 웨이퍼 결정의 원자배열에 대하여 특정한 방향으로 입사하면 깊이 침입하는 현상인 채널링 효과(channel effect)를 발생시키게 되는 데, 이 채널링 효과(channel effect)를 극소화시키기 위해서는 도펀트 이온들을 통상적으로 웨이퍼 표면에 수직인 방향으로 주입하지 않고, 수직인 방향에서 약간 벗어난 각도로 주입한다. 즉, 웨이퍼를 안착하는 웨이퍼 디스크의 사이트를 7°정도 기울인 상태에서 이온주입하면, 상기 채널링 효과를 최소화시킬 수 있다. 그러나, 채널링 효과의 최소화 방법으로 사용된 상기 방법은 반도체소자의 크기가 작아짐에 따라 접합의 깊이가 점점 얕아지며 열처리를 수행하는 온도가 낮아져, 결과적으로 섀도우 효과(shadow effect)를 발생시켜 비대칭적인 이온주입차단영역을 형성하게 한다.

따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위한 방안으로는, 이온 주입시 웨이퍼 디스크의 사이트에 웨이퍼를 안착시키고 웨이퍼 디스크의 사이트에 대응하는 모터를 이용하여 웨이퍼 디스크의 사이트를 소정각도의 위치로 회전시킨 후, 웨이퍼 디스크에 대응하는 모터를 이용하여 웨이퍼 디스크를 회전시키면서 웨이퍼 이온빔을 주사하는 방식을 제안하여 사용한다.

이때, 상기 웨이퍼 디스크에 대응하는 모터와 웨이퍼 디스크의 사이트에 대응하는 모터의 회전은 상기 이온 주입의 전반적인 공정을 제어하는 제어부에서 수행한다. 그러나, 상기 제어부는 상기 웨이퍼 디스크의 사이트가 작업자가 원하는 각도로 회전하였는지에 대해 감지하는 수단이 없다. 그래서, 원하는 소정각도의 위치만큼 회전하지 않은 웨이퍼가 발생하여도 이 웨이퍼에 이온주입을 수행하여 공정을 진행하는 경우가 발생하였다. 따라서, 이와 같은 웨이퍼의 발생은 반도체소자 제조의 신뢰도 및 생산성을 저하하는 문제점을 발생한다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 웨이퍼를 안착한 디스크의 사이트를, 작업자가 원하는 각도로 회전시켰는지에 대해 감지하는 웨이퍼 회전각도 감지방법을 구비한 이온주입공정을 제공함에 있다.

도 1은 웨이퍼 사이트에 웨이퍼를 안착하는 모습을 나타내는 절개 사시도이고,

도 2는 이온 주입부의 웨이퍼 사이트를 도시한 도면이고,

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼의 회전각도 점검방법을 구비한 이온주입공정을 수행하는 순서도를 도시한 도면이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사상은 웨이퍼와, 상기 웨이퍼를 안착하는 디스크 사이트와, 상기 디스크 사이트를 회전시키는 모터 구동부를 구비한 이온주입부와; 상기 이온주입부를 유입하여 이온주입공정을 수행하는 공정챔버와; 상기 이온주입공정의 전반을 제어하는 제어부를 구비하여 수행하는 이온주입공정에 있어서: 상기 공정챔버 내부로 이동한, 상기 이온 주입부에 위치한 제1 위치의 디스크 사이트에 웨이퍼를 안착한 후, 상기 웨이퍼에 제1 이온주입공정을 수행하는 1 단계와; 상기 모터 구동부를 구동하여 상기 제1 위치인 상기 디스크 사이트를 소정각도 회전시켜 제2 위치로 이동시킨 후, 상기 웨이퍼에 제2 이온주입공정을 수행하는 2 단계를 포함한다. 상기 2 단계는 상기 모터 구동부를 구동하여 상기 제2 위치인 상기 디스크 사이트를 소정각도 회전시켜 제1 위치의 디스크 사이트로 재이동시키는 단계를 더 구비함이 바람직하고, 상기 제1 위치는 상기 회전할 디스크 사이트의 기준인 지점인 것이 바람직하며, 제1 위치 및 제2 위치간의 소정각도는 상기 웨이퍼의 결정격자구조에 따라 45°, 90°,180°중 어느 하나로 결정하는 것이 바람직하다. 상기 제2 이온주입공정은 제1 이온주입공정과 위치만 제2 위치, 제1 위치로 다를 뿐 수행하는 공정은 동일한 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 설명하고자 한다.

도 1은 웨이퍼 사이트에 웨이퍼를 안착하는 모습을 나타내는 절개 사시도이고, 도 2는 이온 주입부의 웨이퍼 사이트를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼의 회전각도 점검방법을 구비한 이온주입공정을 수행하는 순서도를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 이온주입 공정은 진공을 유지한 작업 챔버(20)내에서 행해진다. 이온주입장치의 이온주입부(10)는 이동챔버(17)로부터 웨이퍼 정렬장치에 의해 복수 개의 웨이퍼를 각각 놓는 복수 개의 원형 디스크 사이트(14)와; 디스크 사이트(14)를 상면에 설치한 디스크(12)와; 디스크(12)의 하면 중심부에 일체로 형성한 디스크 회전축(26)과; 상기 디스크 사이트(14)에 일체로 형성한 사이트 회전축(36)과; 상기 디스크 회전축(26) 및 사이트 회전축(36) 각각 대응하도록 연결한 제1 버킷(24) 및 제2 버킷(34)과; 상기 제1 버킷(24)에 설치하여 상기 디스크 회전축(26)을 회전시켜 이를 연결시킨 디스크(12)를 회전시키는 제1 모터 구동부(22)와; 상기 제2 버킷(34)에 설치하여 상기 사이트 회전축(36)을 회전시켜 이를 연결시킨 사이트(14)를 회전시키는 제2 모터 구동부(32)를 구비한다.

이때, 상기 제1 버킷(24)에 결합하여 디스크를 축방향으로 왕복, 축을 중심으로 기울일 수 있는 구동장치를 갖는 주사축(18)을 더 구비할 수 있다. 이 주사축(18)은 디스크를 주사축 방향으로 왕복 운동시킴으로 이온빔을 웨이퍼에 균일하게 주사하도록 하고, 디스크를 주사축을 중심으로 기울여서 웨이퍼에 이온빔이 채널링하는 것을 방지하는 각을 유지하도록 한다.

상기 제1 모터 구동부(22) 또는 제2 모터 구동부(32)는 모터와, 모터 회전축과, 모터 회전축의 회전운동을 사이트 회전축 및 디스크 회전축에 대응 결합된 폴리에 전달하는 벨트를 구비한다.

그리고, 상술한 이온 주입부를 포함한 이온주입장치는 일측에 이온주입공정의 전반을 제어하는 제어부(미도시)를 구비하고, 이 제어부(미도시)는 웨이퍼 디스크의 사이트를 소정 각도의 위치로 회전시키도록 제2 모터구동부를 구동하였는지에 대해 감지하는 회전각도 감지부(미도시)를 구비하고 있다. 즉, 웨이퍼를 안착시키는 사이트를 소정각도의 위치로 회전시키고, 상기 회전각도 감지부(미도시)를 통해 이 회전된 사이트의 회전각도를 감지하여 작업자가 원하는 각도의 정확한 회전을 수행하였는지를 판단할 수 있도록 한다.

상기와 같이 도 1 및 도 2에 도시한 이온 주입부 및 작업챔버 내에서 웨이퍼 회전각도 감지방법을 구비한 이온주입공정을 수행하고, 도 3에는 웨이퍼 회전각도 감지방법을 구비한 이온주입공정을 수행하는 순서도를 도시하고 있고, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 1 단계(S2)는 웨이퍼(16)를 디스크 사이트(14)에 이송 안착한다. 즉, 이동챔버(17)에 위치한 웨이퍼(16)를 웨이퍼 이송수단(미도시)을 통해 이송시켜, 작업챔버(20) 내부에 유입된 이온주입부의 디스크 사이트(14)에 안착하도록 한다. 이때, 디스크 사이트의 위치는 이후 수행할 디스크 사이트(14) 회전의 기준인 제1 위치(L1)이다.

이어, 2 단계(S4)는 안착한 웨이퍼(16)에 제1 이온주입공정을 수행한다. 즉, 제1 단계인 웨이퍼 안착공정을 진행한 후 상기 디스크(12)는 서서히 회전하기 시작하면서 주사축(18)에 연결된 구동장치에 의해 이온빔의 주사선과 일정 각도의 각을 이루도록 서서히 기울어진다. 디스크(12)의 회전속도가 적정 속도에 도달하면 이온빔을 막고 있던 도어가 열리면서 이온빔(13)을 주사한다. 이온빔(13)을 주사하면서 디스크(12)는 주사축(18)에 연결시킨 구동장치에 의해 주사축 방향으로 서서히 왕복운동을 하여 웨이퍼(16)에 이온빔(13)이 균일하게 주사시키도록 한다. 웨이퍼(16)에 수행하는 이온빔 주사작업을 완료하면 도어는 닫히고 이온빔 주사가 멈추어 디스크(12)의 회전속도가 서서히 감소하면서 다시 주사축(18)에 연결된 구동장치에 의해 디스크(12)가 주사축(18)을 중심으로 기울어지면서 차후의 이온주입 작업을 위해 최초의 웨이퍼 안착 단계로 돌아간다. 이때, 제2 단계(S6)는 웨이퍼를 직접 안착시킨 디스크 사이트(14)를 제1 위치(L1)에 고정된 상태로, 상기 디스크(12)만을 회전시켜 제1 이온주입 공정의 진행을 완료한다.

3 단계(S6)는 디스크 사이트(14)를 제1 위치(L1)에서 제2 위치(L2)로 이동한다. 이 단계를 수행하기 위해 제어부(미도시)는 디스크 사이트(14)의모터구동부(32)를 구동하도록 제어하여 사이트 회전축(36)을 회전시켜 제1 위치(L1)인 디스크 사이트(14)를 제2 위치(L2)로 이동시킨다. 이때, 디스크 사이트(14)의 회전각도는 웨이퍼의 결정격자구조에 따라 45°, 90°,180°등으로 결정하고, 본 발명 일 실시 예에서의 회전각도는 180°로써 제1 위치(L1)와 제2 위치(L2)간의 각도는 180°이다.

4 단계(S8)는 회전한 디스크 사이트(14)의 회전각도를 감지하여 다음 공정진행을 판단한다. 즉, 제어부의 회전각도 감지부(미도시)는 디스크 사이트(14)가 상기 제1 위치(L1)에서 제2 위치(L2)로 회전 즉, 180°회전하였는 지를 판단하기 위해, 회전한 디스크 사이트의 위치와 회전하기 전 디스크 사이트의 위치를 비교하여 디스크 사이트의 회전한 각도를 계산 감지한다.

5 단계(P2)는 상기 회전각도 감지부(미도시)에서 감지한 회전각도가 180°회전이 아니어서, 디스크 사이트를 제1 위치(L1)의 디스크 사이트로 재이동시키는 공정을 수행한다. 즉, P2 단계는 제1 위치에서 180°회전하지 않은 위치의 디스크 사이트를 제1 위치(L1)로 이동시키기 위해 제어부(미도시)는 디스크 사이트의 모터구동부를 구동하도록 제어하여 사이트 회전축(36)을 회전시켜 디스크 사이트(14)를 제1 위치(L1)로 재이동시키고 이어, 제1 위치로 이동한 디스크 사이트를 제2 위치로 이동시키는 단계 S6으로 진행한다.

6 단계(S10)는 상기 회전각도 감지부(미도시)에서 감지한 회전각도가 제1 위치(L1)에서 제2 위치(L2)로의 회전 즉, 180°회전하였다면, 제2 이온주입공정을 수행한다. 즉, 상기 제2 위치(L2)로 이동한 디스크 사이트(12)를 구비한 디스크(12)를 회전하면서 제2 이온주입공정을 수행한다. 이때, 제5 단계(S10)는 웨이퍼를 직접 안착시킨 디스크 사이트(14)를 제2 위치(L2)에 고정된 상태로, 상기 디스크(12)만을 회전시켜 제2 이온주입 공정을 진행 완료한다. 이 제2 이온주입 공정은 제1 이온주입공정과는 위치만 제2 위치(L2), 제1 위치(L1)로 다를 뿐 수행하는 공정은 동일하다.

7 단계(S12)는 디스크 사이트(14)를 제2 위치(L2)에서 제1 위치(L1)로 이동한다. 이 단계를 수행하기 위해 제어부(미도시)는 디스크 사이트(14)의 모터구동부(32)를 구동하도록 제어하여 사이트 회전축(36)을 회전시켜 제2 위치(L2)인 디스크 사이트(14)를 제1 위치(L1)로 이동시킨다.

8 단계(S14)는 회전한 디스크 사이트(14)의 회전각도를 감지하여 다음 공정진행을 판단한다. 즉, 제어부의 회전각도 감지부(미도시)는 디스크 사이트(14)가 상기 제2 위치(L2)에서 제1 위치(L1)로 회전 즉, 180°회전하였는 지를 판단하기 위해, 회전한 디스크 사이트(14)의 위치와 회전하기 전 디스크 사이트의 위치를 비교하여 디스크 사이트의 회전한 각도를 계산 감지한다.

9 단계(P4)는 감지한 회전각도가 180°회전이 아니어서, 디스크 사이트를 제2 위치(L2)의 디스크 사이트로 재이동시키는 공정을 수행한다. 이 P4 단계는 제2 위치에서 180°회전하지 않은 위치의 디스크 사이트를 제2 위치(L2)로 이동시키기 위해 제어부(미도시)는 디스크 사이트의 모터구동부를 구동하도록 제어하여 사이트 회전축(36)을 회전시켜 디스크 사이트(14)를 제2 위치(L2)로 재이동시키고 이어, 제2 위치로 이동한 디스크 사이트를 제1 위치로 이동시키는 단계 S12로 진행한다.

상기 8 단계의 회전각도 감지부(미도시)에서 감지한 회전각도가 제2 위치(L2)에서 제1 위치(L1)로의 회전 즉, 180°회전하였다면, 이온주입공정을 완료하는 단계로 진행하여 본 공정을 완료한다.

이와 같이 제어부에 회전각도 감지부를 구비하여 회전한 사이트의 회전각도를 감지하여 작업자가 원하는 각도의 정확한 회전을 수행시켰는지를 감지할 수 있게 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 제어부에 회전각도 감지부를 구비함으로써 회전한 사이트의 회전각도를 감지하여 작업자가 원하는 각도의 정확한 회전을 수행시켰는 지를 감지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (5)

1. 웨이퍼와, 상기 웨이퍼를 안착하는 디스크 사이트와, 상기 디스크 사이트를 회전시키는 모터 구동부를 구비한 이온주입부와; 상기 이온주입부를 유입하여 이온주입공정을 수행하는 공정챔버와; 상기 이온주입공정의 전반을 제어하는 제어부를 구비하여 수행하는 이온주입공정에 있어서:

   상기 공정챔버 내부로 이동한, 상기 이온 주입부에 위치한 제1 위치의 디스크 사이트에 웨이퍼를 안착한 후, 상기 웨이퍼에 제1 이온주입공정을 수행하는 1 단계와;

   상기 모터 구동부를 구동하여 상기 제1 위치인 상기 디스크 사이트를 소정각도 회전시켜 제2 위치로 이동시킨 후, 상기 웨이퍼에 제2 이온주입공정을 수행하는 2 단계를 포함함을 특징으로 하는 웨이퍼 회전각도 감지방법을 구비한 이온주입공정.
2. 제1 항에 있어서, 상기 2 단계는

   상기 모터 구동부를 구동하여 상기 제2 위치인 상기 디스크 사이트를 소정각도 회전시켜 제1 위치의 디스크 사이트로 재이동시키는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 웨이퍼 회전각도 감지방법을 구비한 이온주입공정.
3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 위치는

   상기 회전할 디스크 사이트의 기준인 지점인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 회전각도 감지방법을 구비한 이온주입공정.
4. 제1 항에 있어서, 제1 위치 및 제2 위치간의 소정각도는

   상기 웨이퍼의 결정격자구조에 따라 45°, 90°,180°중 어느 하나로 결정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 회전각도 감지방법을 구비한 이온주입공정.
5. 제1 항에 있어서, 상기 제2 이온주입공정은

   제1 이온주입공정과 위치만 제2 위치, 제1 위치로 다를 뿐 수행하는 공정은 동일한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 회전각도 감지방법을 구비한 이온주입공정.