KR20060077942A

KR20060077942A - 이온주입기의 사용방법

Info

Publication number: KR20060077942A
Application number: KR1020040116589A
Authority: KR
Inventors: 오종혁
Original assignee: 매그나칩 반도체 유한회사
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2004-12-30
Publication date: 2006-07-05

Abstract

본 발명은 이온주입기의 사용방법에 관한 것으로, Ge 및 As를 함께 사용하는 이온주입 공정시 오염에 의한 특성 열화를 방지하기 위하여,

상기 Ge 의 동위원소인 70Ge 나 72 Ge를 사용하여 이온주입공정을 실시하되, 자기분석 ( analysis ) 값을 조절하며 에이.엠.유. ( atomic mass unit, amu ) 스캔을 실시하여 상기 70Ge 나 72 Ge 만을 선택하고, 자기분석값을 고정시켜 상기 70Ge 나 72 Ge 중에서 한가지를 선택한 다음, 이온빔 전극의 바이어스를 조절하여 포커싱한 다음 이온주입함으로써 오염을 최소화시키고 그에 따른 이온주입 공정의 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 기술이다.

Description

이온주입기의 사용방법{Methods for using implanter}

도 1 은 종래기술의 실시예에 따른 이온주입 공정시 주입되는 불순물이 다수임을 도시한 그래프.

도 2 는 질량 슬릿을 적용하는 경우 스플릿되는 빔의 피크를 도시한 그래프.

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 이온주입공정시 주입되는 불순물이 한가지임을 도시한 그래프.

본 발명은 반도체 제조 공정시 사용되는 장비 중 이온주입기의 사용방법에 관한 것으로, 특히 Ge+과 As+ 이온을 혼용하여 사용하는 이온주입기에서 질량이 비슷한 두 물질간의 상호 오염을 제어하는 방법에 관한 것이다.

현재 자사의 0.13 ㎛ 이하의 디자인 룰 ( design rule ) 에서 코발트 실리사이드 공정을 사용하고 있으며 이것의 형성공정 중 실리콘과 실리사이드의 계면이 불균일한 특성이 있어 이를 개선하기 위해 Ge 이온을 이용한 PAI 공정을 진행하고 있다.

그런데, Ge 는 70Ge, 72Ge, 73Ge, 74Ge, 76Ge 등과 같이 동위원소 종류가 많으며, 이중 자연계에서 가장 많은 것은 74Ge 이다.

따라서, 이온주입기에 일반적인 가스를 사용하는 경우 74 amu ( atomic mass unit ) 에서 빔 커런트 ( current ) 가 최대로 되는데, 75 As 도펀트와 질량(mass)이 비슷하여 상호 빔 전환시에 잔류된 가스나 소오스에 스퍼터되어 증착된 Ge 이 다시 나와 상호 오염의 소지를 유발한다.

실제로 실험에 의하면, Ge에서 As 로의 빔 전환시 보다 As에서 Ge 로의 빔 전환시 이러한 문제가 더 크게 발생한다.

만약 오염이 일어날 경우 Ge 는 전기적인 특성에 영향을 미치지 않지만 As 는 전기적인 특성에 영향을 미쳐 이온주입공정의 특성 및 신뢰성을 저하시킨다.

도 1 은 As를 이온주입하고 Ar 세정한 다음, Ge 으로 빔 전환하고 이온주입기의 질량 슬릿 ( mass slit )을 모두 오픈 ( open ) 한 다음, 74 amu를 타겟으로 이온주입했을 때 이온주입될 수 있는 원소들을 도시한 그래프로서, 74 Ge 이외의 다른 동위원소인 70Ge, 72Ge, 73Ge 와 75As 가 모두 나타남을 알 수 있다.

도 2 는 질량 슬릿을 사용하는 경우 그래프 상의 좌측과 같이 피크 ( peak ) 형상으로 스플릿 ( split ) 됨을 도시한 그래프로서, 브로드 ( broad ) 했던 빔이 피크형태로 변환됨을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 종래기술에 따른 이온주입기의 사용방법은, As에서 Ge 로의 빔으로 전환하여 이온주입할 때 오염이 발생하고, As 의 경우는 전기적인 특성에 영향을 미쳐 이온주입기의 특성 및 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 70Ge 나 72Ge를 선택적으로 취하여 이온주입함으로써 이온주입기의 특성 열화를 방지할 수 있도록 하는 이온주입기의 사용방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이상의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 이온주입기의 사용방법은,

Ge 및 As를 함께 사용하는 이온주입기의 사용방법에 있어서,

상기 Ge 의 동위원소인 70Ge 나 72 Ge를 사용하여 이온주입공정을 실시하되, 자기분석 ( analysis ) 값을 조절하며 에이.엠.유. ( atomic mass unit, amu ) 스캔을 실시하여 상기 70Ge 나 72 Ge 만을 선택하고,

자기분석값을 고정시켜 상기 70Ge 나 72 Ge 중에서 한가지를 선택하고,

이온빔 전극의 바이어스를 조절하여 포커싱한 다음 이온주입하는 것을 제1특징으로 한다.

또한, 이상의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 이온주입기의 사용방법에 있어서,

Ge 및 As를 함께 사용하는 이온주입기의 사용방법에 있어서,

상기 Ge 의 동위원소인 70Ge 나 72 Ge를 사용하여 이온주입공정을 실시하되, 상기 70Ge 나 72 Ge 가 50 퍼센트 이상 포함된 Ge 소오스 가스를 사용하는 것과,

상기 Ge 소오스 가스는 GeF4 인 것과,

상기 이온주입 공정시 상기 70Ge 나 72 Ge 가 90 퍼센트 이상 포함된 Ge 소 오스 가스를 사용하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 다음과 같은 원리를 제공한다.

본 발명은 Ge 및 As를 함께 사용하는 이온주입기에서 As에서 Ge 로의 빔 전환시 상기 두 가지 도펀트의 질량이 비슷하여 용이하게 As의 오염이 발생되므로 Ge 동위 원소 중 적기는 하지만 70Ge 또는 72Ge 만을 선택적으로 취하여 이온주입함으로써 오염에 의한 문제점을 극복할 수 있도록 하는 것이다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 이온주입기의 사용방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 자가 분석 ( analysis magnet ) 값을 조절하면서 amu 스캔을 실시하여 스펙트럼을 분석함으로써 70Ge 나 72Ge 만을 색출한다.

그 다음, 상기 70Ge 나 72Ge 중에서 원하는 한가지 질량의 Ge를 걸러내기 위해 자기 분석 값을 고정시키고, 빔 전극의 바이어스를 조절하여 포커싱 ( focusing ) 함으로써 이온주입공정을 실시한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이온주입기의 사용방법은, 70Ge 나 72Ge 가 50 퍼센트 이상 포함된 소오스 가스, 예를 들면 GeF4를 사용하여 이온주입하는 것이다.

바람직하게는, 70Ge 나 72Ge 가 90 퍼센트 이상 포함된 소오스 가스를 사용하여 실시하는 것이다.

도 3 은 본 발명의 실시예에 따라 70Ge을 타겟으로 이온주입했을 때 이온주입되는 원소들을 도시한 그래프로서, 종래기술의 도 1 과 달리 오직 70Ge 만이 주 입됨을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 이온주입기의 사용방법은, Ge 및 As 이온을 이용한 이온주입 공정시 상기 Ge 의 동위원소인 70Ge 이나 72Ge를 이용하여 이온주입함으로써 As에서 Ge로의 빔 전환시 발생할 수 있는 As 의 오염이나 Ge에서 As 로의 빔 전환시 발생할 수 있는 Ge 오염을 완벽히 제어할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

Ge 및 As를 함께 사용하는 이온주입기의 사용방법에 있어서,

상기 Ge 의 동위원소인 70Ge 나 72 Ge를 사용하여 이온주입공정을 실시하되, 자기분석 ( analysis ) 값을 조절하며 에이.엠.유. ( atomic mass unit, amu ) 스캔을 실시하여 상기 70Ge 나 72 Ge 만을 선택하고,

자기분석값을 고정시켜 상기 70Ge 나 72 Ge 중에서 한가지를 선택하고,

이온빔 전극의 바이어스를 조절하여 포커싱한 다음 이온주입하는 것을 특징으로 하는 이온주입기의 사용방법.
Ge 및 As를 함께 사용하는 이온주입기의 사용방법에 있어서,

상기 Ge 의 동위원소인 70Ge 나 72 Ge를 사용하여 이온주입공정을 실시하되, 상기 70Ge 나 72 Ge 가 50 퍼센트 이상 포함된 Ge 소오스 가스를 사용하는 것을 특징으로 하는 이온주입기의 사용방법.
제 2 항에 있어서,

상기 Ge 소오스 가스는 GeF4 인 것을 특징으로 하는 이온주입기의 사용방법.
제 2 항에 있어서,

상기 이온주입 공정시 상기 70Ge 나 72 Ge 가 90 퍼센트 이상 포함된 Ge 소 오스 가스를 사용하는 것을 특징으로 하는 이온주입기의 사용방법.