KR20060102525A - 이온빔을 이용한 기판 이온주입 - Google Patents

이온빔을 이용한 기판 이온주입 Download PDF

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KR20060102525A
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Abstract

본 발명은 제 1 방향으로 연장하는 일련의 스캐닝 라인들을 따라 기판에 대해 이온빔을 스캐닝하는 단계, 기판과 이온빔 사이를 상대적으로 이동시키는 단계, 상이한 방향으로 일련의 스캐닝 라인들을 따라 이온빔을 스캐닝하는 단계를 포함하는 기판을 이온주입시키는 방법에 관한 것이다. 이온주입 제법은 상이한 영역들이 각각의 스캐닝 단계 동안 제조되도록 각각의 방향에서의 스캐닝 동안 바뀐다. 이렇게 두 개의 스캐닝 단계 동안 형성된 영역들은 기판의 상이한 부분들이 이온주입 프로세스 동안 상이한 제법에 따라 상이한 도우즈를 수용하도록 중첩된다. 상이한 제법은 상이한 도펀트 농도, 도핑 깊이 도는 상이한 도펀트 종을 형성할 있다.

Description

이온빔을 이용한 기판 이온주입{IMPLANTING A SUBSTRATE USING AN ION BEAM}
도 1은 웨이퍼들을 연속적으로 처리하기 위해 웨이퍼 홀더를 갖는 이온주입기의 개략도이다.
도 2는 이온빔이 웨이퍼를 가로질러 스캐닝하는 것을 나타내는 개략도이다.
도 3은 세 개의 도우징 스트라이프로 분할된 웨이퍼를 도시한다.
도 4는 세 개의 도우징 스트라이프의 두 개의 패스에 영향을 받는 웨이퍼를 도시하며, 웨이퍼는 패스들 간에 90° 회전하고 이로써 웨이퍼 상에 9 개의 이온주입 영역을 제공한다.
도 5는 도 4에 대응하지만, 상이한 도우징 제법으로 제조되는 웨이퍼를 도시한다.
도 6은 세 개의 도우징 스트라이프로 분할된 웨이퍼를 도시하며, 도우징은 각각의 도우징 스트라이프 동안 점진적으로 변한다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
20 : 이온주입기 23 : 이온빔
36 : 웨이퍼 50 : 래스터 패턴
52 : 스캐닝 라인 100 : 도우징 스트라이프
본 발명은 기판과 이온빔 간에 상대이동하는 이온빔을 이용하여 기판에 이온주입시키는 방법에 관한 것이다.
이온주입기는 하기 설명처럼 일반적인 구조가 잘 알려져 있다. 이온소스는 선구체 가스 등으로부터 이온들의 혼합빔을 발생시킨다. 기판의 이온주입에는 예컨대 반도체 웨이퍼 이온주입시 특정 도펀트와 같이 특정 종이 요구된다. 요구된 이온은 질량-분해 슬릿과 함께 질량-분석 자석을 이용하여 혼합된 이온빔으로부터 선택된다. 따라서, 거의 필요한 이온 종만을 포함한 이온빔이 질량-분해 슬릿으로부터 발생하여 처리 챔버로 이동하며, 처리챔버에서 이온빔은 기판 홀더에 의해 이온빔 경로의 위치에 고정된 기판 상에 입사된다.
종종, 이온빔의 단면 프로파일은 이온주입될 기판보다 작다. 기판 전체를 가로질러 이온을 주입시키기 위해, 이온빔과 기판은 서로 상대적으로 이동하여 이온빔이 전체 기판 표면을 스캐닝한다. 이는 (a) 고정된 위치에 고정된 기판을 가로질러 스캐닝하도록 이온빔을 편향시키거나, (b) 이온빔 경로를 고정되게 하면서 기판을 기계적으로 이동시키거나, (c) 이온빔의 편향과 기판의 이동을 조합하여 달성될 수 있다. 일반적으로, 이온빔이 기판 상의 래스터 패턴을 추적(trace)하도록 하는 상대이동이 효과적이다.
본 출원인의 공동계류중인 미국특허출원 제10/119290호에는 상기 설명한 일반적인 구조의 이온주입기가 개시되어 있다. 하나의 기판이 이동가능한 기판 홀더 에 고정되어 있다. 이온빔이 다소 이동 가능하지만, 이온주입기는 이온주입동안 이온빔이 고정된 경로를 따르도록 작동한다. 대신에, 기판 홀더는 2개의 직교축을 따라 이동하여 이온빔이 래스터 패턴을 따라 기판 위에 스캐닝된다.
이러한 구조는 일련의 웨이퍼 처리에 적합하다. 대안적으로, 웨이퍼는 일괄 프로세싱될 수 있고 이는 종종 스포크 휠(spoked wheel)의 암에 웨이퍼를 위치시킨 후 회전시킴으로써 수행된다. 회전하는 웨이퍼는 방사 방향으로 스캐닝되는 이온빔을 통과하여 전체 웨이퍼가 이온주입된다.
기판은 수천 개의 반도체 소자들이 제조되는 반도체 웨이퍼일 수 있다. 일반적으로, 각각의 웨이퍼는 특정 제법에 따라 웨이퍼를 도핑하도록 이온주입된다. 이는 웨이퍼 상의 각각의 소자들에게 균일하게 조사되어, 웨이퍼 상의 각각의 소자가 다른 소자와 동일하게 된다. 실험은 소자의 원하는 도핑을 얻기 위해 특정 제법을 이루는 최적의 파라미터를 찾기 위해 (또는 간접적으로도, 즉 소자의 원하는 작동 특징을 얻도록 특정 제법을 결정하기 위해) 수행될 수 있다.
동일한 소자들을 제조하기 위해 각각의 웨이퍼를 이온주입시키는 것은 요구되는 것보다 훨씬 많은 소자가 제조되는 단점을 가지며, 각각의 반도체 소자는 수백 달러의 비용이 들게 한다. 이와 같이 각각의 소자가 비싸지게 되어 버려지는 소자는 매우 바람직하지 않다.
이러한 문제를 다루기 위해, 기판의 상이한 영역들을 개별적으로 이온주입시키는 방법, 즉 기판의 일부분 위에서 래스터 패턴을 추적하는 방법이 공지되었다. 그러나, 이러한 방법은 이온빔이 멈춰야하고 기판 둘레를 돌아야 한다. 이러한 느 린 이동은 기판의 일부분이 필요치와 달리 증가된 도우즈(dose)을 갖게 한다.
하이브리드 이온주입기를 개시한 EP-A-1,306,879에는 대안적인 방법을 제공한다. 이온빔은 이온빔이 한 방향으로 전자기적으로 스캐닝되고 기판이 다른 방향에서 기계적으로 스캐닝되는 래스터 패턴을 형성하도록 기판을 가로질러 스캐닝된다. 스캐닝 속도는 두 개의 방법(way) 중 하나에서 바뀐다. 제 1 모드에서, 기판의 제 1 절반부가 제 1 속도로 스캐닝되고, 스캐닝 속도는 중간 스캐닝 라인에서 바뀌어 기판의 제 2 절반부가 제 2 속도로 스캐닝된다. 제 2 모드에서 스캐닝 속도는 각각의 스캐닝 라인의 중간을 거쳐 바뀐다.
각각의 모드에서, 기판은 상이한 스캐닝 속도에 따라 두 개의 절반부에서 상이한 도핑 레벨을 갖지만 동일하다. 다음에 웨이퍼는 최전하고 프로세스는 반복된다. 예컨대, 기판은 90°로 회전할 수 있고 이로 인해 도핑 레벨이 상이한 네 개의 차단부(quarant)를 갖는 기판에 도달한다. EP-A-1,306,879는 스캐닝 속도가 바뀔 때 이온빔이 기판 상에 있다는 단점을 여전히 갖는다. 따라서, 기판의 작은 부분은 바뀐 도핑 레벨에 노출된 채 남아 있고 이는 소자 타입별로 각각 제조되어야 하는 기준을 충족시키지 못한다.
본 발명은 기판의 개별 소자 제조시 기판의 각각의 부분에 필요한 도우즈 양만큼 기판을 부분적으로 도핑시키고 이로써 필요한 도핑농도 등의 조건과 불일치하여 불량으로 제조되는 소자를 최소화함으로써 기판 처리 수율을 높이는 것이다.
이러한 기수적 과제를 배경으로, 제 1 태양에 있어서, 본 발명은 이온빔을 이용하여 기판을 이온주입하는 방법에 관한 것이며, 이러한 방법은: 기판과 이온빔 사이를 상대이동시켜 이온빔이 기판에 대해 제 1 방향으로 연장하는 일련의 스캐닝 라인을 따라 기판을 가로질러 스캐닝하고 이로써 제 1 패스에서 기판을 이온주입시키는 단계; 기판과 이온빔 사이를 상대 회전시키는 단계; 및 기판과 이온빔 사이를 상대이동시켜 이온빔이 기판에 대해 제 2의 상이한 방향으로 연장하는 일련의 스캐닝 라인을 따르게 하여 제 2 패스에서 기판을 이온주입시키는 단계를 반복하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 제 1 이온주입 제법을 따라 제 1 패스의 제 1 부분을 수행하는 단계, 이온빔 또는 기판의 제 1 특성을 바꾸는 단계, 제 2 이온주입 제법에 따라 제 1 패스의 제 2 부분을 수행하여 기판의 제 1 및 제 2 영역을 형성하는 단계를 포함하고; 제 3 이온주입 제법에 다라 제 2 패스의 제 1 부분을 수행하는 단계, 이온빔 또는 기판의 제 2 상이한 특성을 바꾸는 단계, 제 4 이온주입 제법에 따라 제 2 패스의 제 2 부분을 수행하여 기판의 제 3 및 제 4 영역을 형성하는 단계를 포함한다. 제 3 및 제 4 영역은 제 1 및 제 2 영역과 중첩한다.
따라서, 상기 방법은 이온주입 프로세스 동안 상이한 제법에 따라 기판의 상이한 부분들이 상이한 도우즈를 수용할 수 있게 한다. 상이한 제법은 상이한 도펀트 농도, 도핑 깊이 또는 상이한 도펀트 종을 만들어낼 수 있다. 따라서, 만약 기판이 다수의 개별 소자들을 포함한다면, 모든 소자들이 동일한 특성을 갖지는 않을 것이다. 이는 단일 웨이퍼의 프로세스에서 상이한 소자들을 제조할 수 있게 한다.
또한, 상기 방법은 두 개 이상의 이온빔 특성을 바꾸는 제법의 변화에 의해 소자들에 대한 영향을 결정하도록 실험에서 사용될 수 있다. 특히 이러한 방법은 두 개의 상호의존적인 특성이 바뀌는 실험에 유용하다. 회전이 90°인 경우에, 기판은 데카르트 좌표에 의해 유효하게 분할되며, 각각의 특성 변화는 각각의 축에 대응한다. 따라서 기판은 두 개의 특성의 변화와 관련한 맵이 된다.
바뀔 특성은 다양한 실험 파라미터로부터 선택된다. 특성에 대한 조건은 특성을 바꿈으로써 얻어지는 기판의 도우징 변화이다. 특성의 예와 어떻게 특성이 바뀔 수 있는지는 하기에 설명한다. 기판의 위치가 바뀔 수 있는데, 예컨대 기판이 이온빔에 대해 상대적으로 기울어져 입사각이 제 1 및 제 2 상대 이동 간에 바뀌게 한다. 이는 이온주입 깊이에 영향을 주며 또한 어떤 상이한 피쳐들이 이온주입되는지에 영향을 준다(즉, 웨이퍼의 에지 뒤에 셰도잉된다). 어떻게 영역들이 기판을 가로질러 배열되는가가 바뀔 수 있다. 영역들을 중첩시키는 것은 기판의 상이한 영역들이 제 1 및 제 2 상대 이동동안 스캐닝 라인의 상이한 방향으로 인해 상이한 도우즈를 수용하게 한다. 이는 이온빔/기판 홀더의 스캐닝 속도를 바꾸거나 이온빔이 래스터 패턴의 기판에 상대적으로 스캐닝하는 인접한 스캐닝 라인들 간의 중첩을 바꿈으로써 영향을 줄 수 있지만, 이온빔 흐름은 도우징 레벨을 조절함으로써 바뀔 수 있다. 이온빔 에너지는 이온주입의 깊이를 조절하도록 바뀔 수 있다. 다른 예는 이온빔 종, 이온빔 프로파일 또는 이온빔 분기를 바꾸는 것을 포함한다. 게다가, 플라즈마 플루드(flood) 시스템이 기판의 전면에 사용되는 경우, 플라즈마 플루드 시스템의 작동 설정값이 바뀔 수 있다.
제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 제법들 간에 다소 공통점이 존재할 수 있다. 예컨대, 고려된 실시예에서, 제 1 및 제 3 이온주입 제법은 동일하다. 물론, 패스는 두 개 이상의 영역 형성을 포함하며, 각각의 영역은 상이한 제법에 따라 이온주입되거나 일부 영역은 공유된 제법에 따라 이온주입된다. 영역들은 동일한 크기이거나 상이한 크기를 가질 수 있다. 두 개 이상의 패스가 기판을 이온주입하는데 사용될 수 있다.
제 2 태양에 따라서, 본 발명은 이온빔을 사용하여 기판을 이온주입하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은: 기판과 이온빔 간을 상대이동시켜 이온빔이 기판 에 대해 상대적인 제 1 방향으로 연장하는 일련의 스캐닝 라인을 따라 기판을 가로질러 스캐닝시키고 이로써 제 1 패스에서 기판을 이온주입시키는 단계; 기판과 이온빔 간을 상대적으로 회전시키는 단계; 및 이온빔이 기판에 대해 상대적인 제 2의 상이한 방향으로 연장하는 일련의 스캐닝 라인을 따르고 이로써 제 2 패스에서 기판을 이온주입시키도록 기판과 이온빔 간을 상대이동시키는 단계를 반복하는 단계를 포함한다.
상기 방법은: 제 1 이온주입 깊이에 따라 제 1 패스의 제 1 부분을 수행하는 다계, 이온빔 또는 기판의 특성을 바꾸는 단계, 제 2 이온주입 깊이에 따라 제 1 패스의 제 2 부분을 수행하고 이로써 기판의 제 1 및 제 2 영역을 형성하는 단계; 및 제 3 이온주입 깊이에 따라 제 2 패스의 제 1 부분을 형성하는 단계, 이온빔 또는 기판의 특성을 바꾸는 단계, 제 4 이온주입 깊이에 따라 제 2 패스의 제 2 부분을 수행하여 기판의 제 3 및 제 4 영역을 형성하는 단계를 포함한다. 제 3 및 제 4 영역은 제 1 및 제 2 영역과 중첩한다.
이러한 방식으로, 상이한 도핑 깊이 프로파일을 갖는 상이한 영역들이 기판 상에 형성된다. 예컨대, 일부 영역은 좁은 범위의 깊이에서만 도핑되지만, 다른 영역들은 보다 큰 범위의 깊이로 도핑된다. 더욱이, 이온빔 및/또는 기판의 다른 특성을 바꾸는 것을 조합할 때, 다른 깊이 변화들이 얻어질 수 있다. 예컨대, 일부 깊이는 다른 깊이보다 많이 도핑되거나, 도펀트가 상이한 도핑 깊이들 간에 바뀔 수 있다.
이온주입 깊이들 간에 일부 공통점이 존재할 수 있는데, 다시 말하면 제 3 이온주입 깊이는 제 1 이온주입 깊이와 동일하다.
선택적으로, 제 1 또는 제 2 태양에 따른 방법은 예컨대 기판을 90° 회전시킴으로써 90° 의 상대회전 단계를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 각도가 선택될 수 있다. 이온빔은 기판에 대해 동일한 방향으로 스캐닝될 수 있지만, 기판은 평행하지 않도록 제 1 및 제 2 상대 이동 간에 회전할 수 있다. 선택적으로, 상대 이동 단계는 실질적으로 고정된 이온빔에 대해 기판을 기계적으로 스캐닝하는 단계를 포함한다. 바람직하게, 상대이동 단계는 이온빔이 래스터를 따라 기판을 가로질러 스캐닝하게 한다. 인접한 스캐닝 라인들은 동일한 방향으로 또는 반대 방향으로 추적될(trace) 수 있다.
또한 본 발명은 상기 설명한 방법들 중 임의의 방법에 따라 작동하도록 배치된 이온주입기로 확대된다. 이온주입기의 작동은 상기 설명한 방법들 중 임의의 방법을 구현하도록 배치된 제어기에 의해 용이하게 제어될 수 있다. 제어기는 하 드웨어 또는 소프트웨어 형태이며, 예컨대 제어기는 적절하게 프로그래밍된 컴퓨터에 의해 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명은 제어기로 로딩될 때 제어기가 상기 설명한 방법들 중 임의의 방법에 따라 이온주입기가 작동하도록 제어기를 제어하는 프로그램 명령어들을 포함한 컴퓨터 프로그램으로 확대된다. 본 발명은 또한 이러한 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터-판독가능 매체로 확대된다.
본 발명을 보다 용이하게 이해할 수 있도록 본 발명의 예시적인 실시예가 첨부된 도면을 참조로 설명된다.
도 1은 웨이퍼(36)로 주입된 이온빔(23)을 발생시키기 위해 선구 가스가 공급되는 프라만(Freeman) 또는 버나스(Bernas) 이온소스와 같은 이온빔 소스(22)를 포함한 일반적인 이온주입기(20)를 도시한다. 이온소스(22)에서 생성된 이온들은 추출 전극 어셈블리에 의해 추출된다. 비행 튜브(24)는 이온소스(22)와 전기적으로 절연되고 고장력 전력공급원(26)은 이들 간에 전위차를 제공한다.
이러한 전위차는 이온소스(22)로부터 양으로 대전된 이온들을 추출하여 비행 튜브(24)로 이동시킨다. 비행 튜브(24)는 질량-분석 자석(28) 및 질량-분해 슬릿(32)을 포함한 질량-분석 장치를 포함한다. 전기적으로 대전된 이온들이 내부에 비행 튜브(24)가 구비된 질량-분석 장치에 진입할 때, 질량-분석 자석(28)의 자기장에 의해 편향된다. 각각의 이온의 비행 경로의 반경과 곡율은 일정한 자기장을 통과하면서 개별 이온의 질량/전하 비율에 따라 형성된다.
질량-분해 슬릿(32)은 선택된 질량/전하 비율을 갖는 이온만이 질량 분석 장치로부터 발생하게 한다. 다음에 이온빔(23)은 질량-분석 자석(28)에 의해 구부러 져 지면을 따라 이동한다. 질량-분해 슬릿(32)을 통과하는 이온은 비행 튜브(24)에 전기적으로 연결되고 비행 튜브(24)와 일체형인 튜브(34)로 진입한다. 질량-선택된 이온들은 이온빔(23)으로서 튜브(34)를 빠져나가고 웨이퍼 홀더(38)에 장착된 반도체 웨이퍼(36)를 가격한다. 빔 정지부(40)는 웨이퍼(36) 또는 웨이퍼 홀더(38) 위로 입사되지 않을 때 이온빔(23)을 차단하기 위해 웨이퍼 홀더(38) 뒤에 (즉 웨이퍼 홀더의 하류부에) 위치한다. 웨이퍼 홀더(38)는 일련의 프로세싱 웨이퍼 홀더(38)이고 하나의 웨이퍼(36)만을 홀딩한다. 웨이퍼 홀더(38)는 X축 및 Y축을 따라 이동하도록 작동가능하며, 이온빔(23)의 방향은 데카르트 좌표 시스템의 Z축을 형성한다. 도 1에 도시된 바와 같이, X축은 지면에 평행하게 연장하지만, Y축은 지면 내부 및 외부로 연장한다.
수용가능한 레벨로 이온빔 흐름을 유지시키기 위해, 이온 추출 에너지는 조절된 고장력 전력 공급원(26)에 의해 설정되고: 비행 튜브(24)는 이러한 전력 공급원(26)에 의해 이온소스(22)에 대해 상대적으로 음의 전위에 있다. 이온은 이온이 튜브(34)로부터 나올 때까지 비행 튜브(34) 전체에서 이러한 에너지로 유지된다. 이온은 웨이퍼(36에 충돌하여 추출 에너지보다 현저히 낮은 에너지를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 반대의 바이어스 전압이 웨이퍼(36)와 비행 튜브(24) 사이에 인가되어야 한다. 웨이퍼 홀더(38)와 빔정지부(40)는 스탠드오프(44)를 절연시킴으로써 비행 튜브(24)에 상대적으로 장착된 처리챔버(42) 내에 포함된다. 빔 정지부(40)와 웨이퍼 홀더(38)는 감속 전력공급원(46)을 통해 비행 튜브(24)에 연결된다. 빔정지부(40)와 웨이퍼 홀더(38)는 양-전하 이온들을 감속시키기 위해 감속 전력공급원(46)이 비행 튜브(24)의 접지된 웨이퍼 홀더(38)와 빔정지부(40)에 대해 음의 전위를 발생시키도록 공통 접지 전위에 홀딩된다.
일부 경우에는, 웨이퍼(36)에 이온주입되기 전에 이온을 가속시키는 것이 바람직하다. 이는 전력 공급원(46)의 두 극을 반전시킴으로써 매우 용이하게 이루어진다. 또 다른 경우에, 이온은 가속 또는 감속되지 않고 남겨져 비행 튜브(24)로부터 웨이퍼(36)로 표류한다. 이는 전력 공급원(46)을 쇼트 아웃되게 스위칭 흐름 경로를 제공함으로써 이루어질 수 있다.
웨이퍼 홀더(38)의 이동은 고정된 이온빔(23)이 도 2에 도시된 래스터 패턴(50)을 따라 웨이퍼(36)를 가로질러 스캐닝하도록 제어된다. 비록 웨이퍼(36)가 고정된 이온빔(23)에 대해 상대적으로 스캐닝되지만, 도 2의 래스터 패턴(50)은 정지된 웨이퍼(36) 위에 스캐닝된 이온빔(23)과 동일하다 (이러한 방법은 실제로 일부 이온주입기에 사용된다). 스캐닝 이온빔(23)을 가정하는 것은 보다 직관적이기 때문에, 실제로 이온빔(23)이 정지되고 스캐닝되는 것은 웨이퍼(36)이지만 하기 설명은 이러한 방법(convention)을 따른다.
이온빔(23)은 평행하고 이격된 스캐닝 라인(521 내지 52n)의 래스터 패턴(50)을 형성하도록 웨이퍼(36) 위에서 스캐닝되며, 여기서 n은 스캐닝 라인의 갯수이다. 스캐닝 라인(52n)을 따른 각각의 이동은 여기서 '스캔'으로 불리지만, 각각의 완전한 래스터 스캔(50)은 여기서 '패스'로 불린다. 각각의 웨이퍼 이온주입 프로세스는 많은 개별 '패스들'을 포함하기가 용이하다.
이온빔(23)은 통상적인 직경이 50mm이지만, 웨이퍼(36)는 직경이 300mm이다(일반적인 반도체 웨이퍼의 직경인 200mm일 수도 있다). 이러한 예에서, Y-축 방향의 피치는 2mm로 선택되고 전체 175 스캐닝 라인이 되어 (즉, n은 175) 이온빔(23)의 모든 범위가 모든 범위의 웨이퍼(36)를 스캐닝하게 된다. 도 2에는 간단히 하기 위해 21 개의 스캐닝 라인만이 도시되어 있다.
각각의 패스에 대한 래스터 패턴(50)은 이온빔이 웨이퍼(36)로부터 완전히 떨어질 때까지 제 1 스캐닝 라인(521)을 형성하도록 X-축 방향을 따라 순방향으로 이온빔(23)을 스캐닝하고, (72)로 도시된 것처럼 Y-축 방향을 따라 상향으로 이온빔(23)을 이동시키고, 스캐닝 라인(522)을 형성하도록 한 번 더 웨이퍼(36)로부터 완전히 떨어질 때까지 X-축 방향을 따라 후방으로 이온빔(23)을 스캐닝하며, 웨이퍼(36) 전체가 이온빔(23)과 만나 패스가 완료될 때까지 Y-축 방향 등을 따라 상향으로 이온빔(23)을 이동시킴으로써 형성된다. 도시된 바와 같이, 각각의 스캐닝 라인(52n)은 공통 길이를 가지며, 이러한 길이는 이온빔(23)이 웨이퍼(36)의 가장 큰 폭에 대응하는 중간 스캐닝 라인(52n/2)의 시작점과 종료점에서 웨이퍼(36)와 완전히 떨어지기에 충분하다. 공통 길이의 스캐닝 라인(52n)을 이용하는 것은 필수적인 것은 아니며; 이온빔(23)이 각각의 스캐닝 라인(52n)의 시작점과 종료점에서 웨이퍼(36)와 완전히 떨어지도록 보다 짧은 스캐닝 라인(52n)이 웨이퍼(36)의 상부와 하부에 사용될 수 있다.
분명히, 다른 스캐닝 패턴도 가능하다. 예컨대, 스캐닝 라인은 한 방향으로만, 즉, 항상 왼쪽에서 오른쪽으로 또는 항상 오른쪽에서 왼쪽으로 형성될 수 있다. 또한, 하나의 패스는 일부 스캐닝 라인들(52n)만을 이온주입할 수 있다. 즉, 제 1 패스는 홀수 스캐닝 라인들(521,3,5,...)을 이온주입할 수 있고 제 2 패스는 짝수 스캐닝 라인들(522,4,6,...)만을 이온주입할 수 있다. 따라서, 완전한 이온주입은 일련의 엇갈린(interlaced) 패스를 포함할 수 있다. 비록 직선 스캐닝 라인이 바람직하지만, 굴곡된 경로도 사용될 수 있다. 실제로 이는 이온빔이 방사형으로 스캐닝되는 동안 다수의 웨이퍼들이 스포크 휠 상에서 회전하는 일괄 프로세싱을 위한 경우이다: 동일 방향으로(즉, 스포크 휠의 회전에 따라 오른쪽에서 왼쪽으로 또는 왼쪽에서 오른쪽으로) 연장하는 일련의 아치형 스캐닝 라인의 래스터 패턴은 각각의 웨이퍼를 가로질러 형성된다.
도 3은 웨이퍼(36)의 1/3들 중 상부, 중간부, 하부에 대응하는 세 개의 도우징 스트라이프(100a,100b,100c)로 분할된 웨이퍼(36)를 도시한다. 각각의 도우징 스트라이프(100)는 고유 제법에 따라 이온주입될 웨이퍼(36)의 소정 영역에 대응한다. 다시 말하면, 도우징 제법은 도우징 스트라이프(100)들 간에 바뀌어 이온빔(23) 또는 웨이퍼(36)의 특성이 다음 도우징 스트라이프(100)가 받을 도우징에 영향을 주도록 바뀐다.
각각의 도우징 스트라이프(100)는 실질적으로 웨이퍼(36)의 1/3을 점유한다. 도 3은 수직으로 분리될 도우징 스트라이프(100)를 도시한다. 이러한 분리는 간단 히 하기 위해 확대된 것이다. 실제로, 각각의 도우징 스트라이프(100) 사이에 작은 갭만 남아 이온주입 프로세스 시 부정확할 수 있다. 선택적으로, 각각의 도우징 스트라이프(100)는 도우징 스트라이프(100)들 간에 갭이 존재하지 않도록 이웃하게 인접할 수 있다.
상기 설명에서 자명한 바와 같이, 실질적으로 웨이퍼(36)의 1/3을 차지하는 각각의 세 개의 도우징 스트라이프(100)는 다수의 스캐닝 라인(52n)을 포함한다. 다시 말하면, 각각의 스캐닝 스트라이프(100)의 도우징을 완료하기 위해, 이온빔(23)은 전체 도우징 스트라이프(100)를 도우징하기 위해 다수의 스캐닝 라인(52n)을 따라 웨이퍼(36)를 가로질러 스캐닝된다.
일단 하부 도우징 스트라이프(100c)가 이온주입되면, 이온주입의 특성은 이온빔(23)이 웨이퍼(36)에서 벗어나게 조절된다. 만약 이러한 특성이 이온빔(23)의 특성이라면, 이온빔(23)은 다음 도우징 스트라이프(100b)의 이온주입이 개시되기 전에 안착(settle)된다. 일단 중간부 도우징 스트라이프(100b)의 도우징이 완료되면, 프로세스는 상부 도우징 스트라이프(100a)가 이온주입되기 전에 이온주입의 특성이 바뀌도록 반복된다.
일단 웨이퍼(36) 전체가 이온주입되는 패스가 완료되면, 웨이퍼는 회전하고 프로세스는 도우징 스트라이프가 한 번 더 이온주입되도록 반복될 수 있다. 그러나, 제 2 패스에서 각각의 도우징 스트라이프를 포함하는 스캐닝 라인(52n)은 상이하고 평행하지 않을 것이다.
도 4는 이러한 이온주입의 특정 예를 제공한다. 도 3과 유사하게, 도 4는 웨이퍼(36)를 3등분하는 세 개의 도우징 스트라이프(100a,100b,100c)를 사용한다. 제 1 하부 도우징 스트라이프(100c)는 제 1 이온빔 흐름을 사용하여 이온주입되어 55%의 상대적인(relative) 도우즈를 제공한다. 일단 이온빔(23)이 웨이퍼(36)로부터 떨어지면, 이온빔 흐름은 제 2 값으로 감소되어 50%의 상대적인 도우즈를 제공한다. 이온빔(23)은 빔정지부(40)가 제공될 수 있는 패러데이 검출기 등을 이용하여 안착되고(settle) 검사될 수 있다. 일단 이온빔(23)이 안착되면, 중간 도우징 스트라이프(100b)가 이온주입된다. 일단 이온빔(23)이 웨이퍼(36)로부터 떨어지면, 이온빔 흐름은 45%의 상대적인 도우즈를 제공하도록 다시 감소되고 이온빔(23)은 한 번 더 안착될 수 있다. 다음에 상부 도우징 스트라이프(100a)가 이온주입된다.
다음에 웨이퍼(36)는 (102)로 지시된 것처럼 시계방향으로 90°회전하여 X 방향으로의 이온빔(23) 스캐닝에 의해 추가의 도우징이 수행된다. 웨이퍼(36)의 회전은 제 2 패스의 도우징 스트라이프(100')와 스캐닝 라인(52n)이 제 1 패스의 도우징 스트라이프(100)에 직교하게 연장한다는 것을 의미한다.
이온주입 프로세스는 제 2 패스 동안, 즉 웨이퍼(35)를 3등분하는 세 개의 도우징 스트라이프(100')를 이용하여 반복된다. 이 때 이온빔 흐름은 동일하게 유지되지만, 스캐닝 속도는 각각의 도우징 스트라이프(100') 간에 바귀어 상이한 상대적인 도우즈를 제공한다. 하부 도우징 스트라이프(100c')는 60%의 상대적인 도 우즈에 노출되고, 중간 도우징 스트라이프(100b')는 50%의 상대적인 도우즈에 노출되며 상부 도우징 스트라이프(100c')는 40%의 상대적인 도우즈에 노출된다.
각각의 패스가 세 개의 도우징 스트라이프를 포함하는 2개의 직교 패스에 의해 형성된 패턴은 웨이퍼(36)를 아홉개의 이온주입 영역(1041-9)으로 분할한다. 각각의 이온주입 영역은 두 개의 도우징 스트라이프(100 및 100') 간의 중첩에 대응한다. 도우징 스트라이프(100 및 100')를 가로지르는 상대적인 도우즈를 바꾸는 것은 아래와 같이 상이한 전체 상대적인 도우즈를 갖는 이온주입 영역들을 형성한다:
이온주입 영역(1041)은 85%를 수용하고;
이온주입 영역(1044)은 90%를 수용하고;
이온주입 영역(1042 및 1047)은 95%를 수용하고;
이온주입 영역(1045)은 100%를 수용하고;
이온주입 영역(1043 및 1048)은 105%를 수용하고;
이온주입 영역(1046)은 110%를 수용하고;
이온주입 영역(1049)은 115%를 수용한다.
따라서, 웨이퍼(36)는 각각의 축을 따라 도우즈가 감소하면서 상이하게 도우징된 소자의 맵을 제공한다. 하나의 축은 감소하는 이온빔 흐름에 대응하고 다른 축은 증가하는 스캐닝 속도에 대응한다.
상기 언급한 바와 같이, 각각의 도우징 스트라이프(100 및 100') 간의 갭은 도 3과 도 4에서 확대되었다. 따라서 이온주입 영역(104)들 간의 갭도 확대되었다.
도 5는 도 4에 대응하며 각각의 패스가 세 개의 수평 도우징 스트라이프100,100')를 포함하고 웨이퍼(36)가 패드들 간에 90° 회전한 두 개의 패스로 도우징된 웨이퍼(36)를 도시한다. 즉 이는 아홉 개의 상이한 이온주입 영역(104)을 갖는 웨이퍼를 형성한다.
제 1 패스는 (도 5에서 "Halo"로 지시된) 각각의 도우징 스트라이프(100)에 대한 Halo 이온주입을 이용하여 수행된다. 이온빔 에너지는 각각의 도우징 스트라이프(100) 간에 바뀌고, 이로 인해 이온주입의 깊이가 바뀐다. 세 개의 에너지가 각각의 도우징 스트라이프(100a,100b,100c)에 대해 E1, E2 및 E3로 지시된다. 웨이퍼(36)가 회전한 후에, 제 2 패스는 ("SD"로 지시된) 세 개의 도우징 스트라이프(100')DP 대한 소스 드레인 이온주입을 이용하여 수행된다. 즉, 세 개의 상이한 에너지는 각각의 도우징 스트라이프(100a',100b',100c'에 대해 E1,E2,E3)를 위해 사용된다. 따라서, 아홉개의 상이한 영역을 갖는 웨이퍼(36)가 얻어진다. 아홉 개의 상이한 영역(104)은 아래와 같이 식별된다:
1041은 Halo_E1/SD_E1;
1042는 Halo_E1/SD_E2;
1043은 Halo_E1/SD_E3;
1044는 Halo_E2/SD_E1;
1045는 Halo_E2/SD_E2;
1046은 Halo_E2/SD_E3;
1047은 Halo_E3/SD_E1;
1048은 Halo_E3/SD_E2;
1049는 Halo_E3/SD_E3;
상기 설명한 실시예들의 또 다른 변형은 도우징 스트라이프(100 및 100') 간의 이온주입 특성을 바꾸는 것에 부가하여 특성이 모든 또는 일부 도우징 스트라이프(100 및 100') 동안 바뀔 수 있다는 것이다. 이러한 실시예는 웨이퍼가 한 번 더 세 개의 도우징 스트라이프(100)로 분할되는 도 6에 도시되어 있다. 각각의 도우징 스트라이프(100)에 있어서, 이온빔 흐름은 왼쪽부터 오른쪽까지 안정적으로 증가한다. 상부 도우징 스트라이프(100a)는 40% 내지 70%까지 변하는 상대 이온빔 흐름에 노출되고; 중간 도우징 스트라이프(100b)는 50% 내지 80%까지 변하는 상대 이온빔 흐름에 노출되며; 하부 도우징 스트라이프(100c)는 30% 내지 60%까지 변하는 상대 이온빔 흐름에 노출된다. 이러한 방식으로 맵은 이미 설명한 점진적인 변화보다는 웨이퍼(36)를 가로지른 제법 특성의 순차적인 변화를 나타내는 웨이퍼(36) 상에 형성될 수 있다.
이러한 이온주입은 도 2에 도시된 교호하는 스캐닝 라인 방향의 래스터 스캔 (50)을 이용하여 달성될 수 있다. 이온빔 흐름은 점진적으로 증가하고 다음에 연속하는 스캐닝 라인(52n)에 대해 점진적으로 감소한다. 선택적으로, 모든 스캐닝 라인(52n)은 동일한 방향으로 수행되고 이 경우 이온빔 흐름은 항상 증가하거나 각각의 스캐닝 라인(52n)만을 가로질러 감소한다.
이러한 이온주입 장치는 웨이퍼(36)의 왼측보다 우측에서 보다 높은 도우즈를 수용하게 한다. 다른 특성들은 예컨대 이온주입 깊이가 각각의 도우징 스트라이프(100)을 가로질러 변하도록 바뀔 수 있다. 이러한 방법은 (웨이퍼(36)가 패스들 간에 회전하는) 다수의 패스에 대해 반복되거나 일부 패스는 각각의 도우징 스트라이프(100,100' 등)를 가로질러 균일한 도우징을 사용하여 수행될 수 있다.
당업자는 청구항에 의해 한정된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상기 실시예들을 다양하게 변화시킬 수 있을 것이다.
예컨대, 상기 실시예에서는 단지 세 개의 상이한 특성들, 즉 이온빔 흐름, 이온빔 에너지 및 이온주입 타입만이 개시되었다. 이온주입의 다른 특성들도 도우징 스트라이프(100 및 100') 간에 바뀔 수 있다. 예는 기판의 위치(예컨대, 기판은 입사각이 바뀌도록 이온빔에 대해 기울어져 있을 수 있다), 이온빔/기판 홀더의 스캐닝 속도, 인접한 스캐닝 라인들 간의 중첩, 이온빔 종, 이온빔 프로파일, 이온빔 분기 또는 플라즈마 플루드(flood) 시스템의 작동 설정값을 포함한다. 하나의 특성만이 도우징 스트라이프(100 및 100') 사이에 또는 패스들 간에 바뀌거나, 또는 하나 이상의 특성이 바뀔 수 있다.
상기 모든 실시예들은 세 개의 도우징 스트라이프(100 및 100')의 예를 사용하여 설명되었다. 그러나, 임의 갯수의 도우징 스트라이프(100 및 100')가 선택될 수 있다. 다수의 도우징 스트라이프(100 및 100')를 갖는 것 외에, 전체 웨이퍼(36)를 덮지 않도록 단지 하나의 도우징 스트라이프(100 및 100')를 사용할 수도 있다. 예컨대, 전체 웨이퍼(36)는 균일한 이온주입에 영향을 받을 수 있다(즉 전체 웨이퍼(36)는 상대 이온빔 흐름이 25% 와 50%인 두 개의 도우징 스트라이프(100)를 사용하여 이온주입될 수 있다): 이 때 웨이퍼(36)는 상대 빔 흐름이 50%인 단일 도우징 스트라이프(100')를 이용하여 이온주입되기 전에 90°로 회전한다. 이는 전체 상대 이온빔 흐름이 25%, 50%, 75% 및 100%인 네 개의 이온주입 영역을 형성한다.
"스트라이프"라는 용어는 웨이퍼(36)가 수평 밴드들로 관념적으로 분할된 상기 실시예들에 적합하다. 그러나, 웨이퍼(36)는 임의의 모양으로 분할될 수 있으며 이러한 모양은 스트라이프에 대응할 필요는 없다.
이해하는 바와 같이, 본 발명은 도우징이 상이한 제법을 사용하여 두 개의 평행하지 않은 방향으로 수행될 것을 필요로 한다. 상기 실시예는 이온주입 간에 90° 회전을 사용하지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 평행한 방향이 되는 180°, 360°등 이외에 임의의 각도가 선택될 수 있다. 회전은 웨이퍼(36)와 이온빔(23) 사이에서 상대적이다. 상기 실시예는 웨이퍼(36)가 회전하고 이온빔 스캐닝 방향은 고정되지만, 그 반대로 사용가능하다. 특히, 웨이퍼(36)는 고정된 채로 유지되고, 이온빔(23)은 Y 방향으로 한 번 더 스캐닝할 수 있도록 X 방향으로 시프트되기 전에 Y 방향으로 웨이퍼(36)를 가로질러 스캐닝하도록 제어될 수 있다. 이는 도 2에서 도시된 래스터 패턴(50)이 90°로 회전하는 것을 보여준다.
특히, 이온빔(23)과 웨이퍼(36) 간의 상대 이동은 (ⅰ) 웨이퍼(36)를 고정시키고 이온빔(23)을 스캐닝하며, (ⅱ) 이온빔(23)을 고정시키고 웨이퍼(36)를 이동시키며, (ⅲ) 웨이퍼(36)와 이온빔(23)의 스캐닝을 조합하는 것들 사이에서 바뀔 수 있다.
또한 패스의 갯수는 상기 설명한 두 개에서 바뀔 수 있다. 임의 갯수의 패스가 필요에 따라 선택될 수 있다. 게다가, 래스터 패턴(50)은 이미 설명한 것처럼 바뀔 수 있다.
실시예들이 하나의 웨이퍼(36)의 일련의 프로세싱과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 웨이퍼(36)들의 일괄 프로세싱에 적용될 수 있다. 이미 설명한 스포크 휠 장치에 적용될 때, 일련의 아치형 스캐닝 라인(52n)이 각각의 패스에 대해 이루어진다. 각각의 패스 이후에, 웨이퍼(36)는 각각의 스포크 단부에서 휠의 축 둘레를 회전하고 다음에 스포크 휠은 한 번 더 회전하여 웨이퍼(36)가 회전하는 각도에서 제 1 패스와 교차하는 아치형 스캐닝 라인들(52n)의 또 다른 패스를 형성한다. 특히, 각각의 패스는 패스를 통해 휠의 중도(part-way)의 회전을 정지시키고, 이온주입의 특성을 바꾸며, 다음에 휠의 회전을 개시하고 패스를 계속 유지시킴으로써 도우징 스트라이프(100 및 100')로 분할될 수 있다.
본 발명은 상기 설명한 반도체 웨이퍼 프로세싱 이외에 다양한 분야에 적용 될 수 있다.
본 발명의 실시에 의해 기판의 개별 소자 제조시 기판의 각각의 부분에 필요한 도우즈 양만큼 기판을 부분적으로 도핑시킬 수 있고 이로써 필요한 도핑농도 등의 조건과 불일치하여 불량으로 제조되는 소자를 최소화하는 효과를 발휘한다.

Claims (13)

  1. 이온빔을 이용하여 기판을 이온주입시키는 방법으로서,
    상기 이온빔이 상기 기판에 대해 제 1 방향으로 연장하는 일련의 스캐닝 라인들을 따라 상기 기판을 가로질러 스캐닝하고, 이로써 제 1 패스(pass)에서 상기 기판을 이온주입시키도록, 상기 기판과 상기 이온빔 사이를 상대적으로 이동시키는 단계;
    상기 기판과 상기 이온빔 사이를 상대적으로 회전시키는 단계;
    상기 이온빔이 상기 기판에 대해 제 2의 상이한 방향으로 연장하는 일련의 스캐닝 라인들을 따르고, 이로써 제 2 패스에서 상기 기판을 이온주입시키도록 상기 기판과 상기 이온빔 사이를 상대적으로 이동시키는 단계를 반복하는 단계;
    제 1 이온주입 제법(recipe)에 따라 상기 제 1 패스의 제 1 부분을 수행하고, 상기 이온빔 또는 기판의 제 1 특성을 바꾸며, 제 2 이온주입 제법에 따라 상기 제 1 패스의 제 2 부분을 수행하여 상기 기판의 제 1 및 제 2 영역을 형성하는 단계; 및
    제 3 이온주입 제법에 따라 상기 제 2 패스의 제 1 부분을 수행하고, 상기 이온빔 또는 기판의 제 2의 상이한 특성을 바꾸며, 제 4 이온주입 제법에 따라 상기 제 2 패스의 제 2 부분을 수행하여 상기 기판의 제 3 및 제 4 영역을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제 3 및 제 4 영역은 상기 제 1 및 제 2 영역과 중첩하는, 이온빔을 이 용한 기판 이온주입 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 3 이온주입 제법은 동일한 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 기판 이온주입 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 이온빔 또는 기판의 제 1 특성 또는 제 2 특성을 바꾸는 것은 상기 이온빔의 흐름, 상기 이온빔의 에너지, 상기 이온빔의 프로파일, 상기 이온빔의 분기, 상기 기판에 대한 이온빔의 입사각, 상기 이온빔과 상기 기판 사이의 상대이동 속도, 상기 기판 위에서 상기 이온빔에 의해 추적된 스캐닝 라인들 간의 중첩, 상기 이온빔의 종, 플라즈마 플루드(flood) 시스템의 작동 설정값, 또는 이들의 임의의 조합 중 임의의 하나를 바꾸는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 기판 이온주입 방법.
  4. 이온빔을 이용하여 기판을 이온주입시키는 방법으로서,
    상기 이온빔이 상기 기판에 대해 제 1 방향으로 연장하는 일련의 스캐닝 라인들을 따라 상기 기판을 가로질러 스캐닝하고, 이로써 제 1 패스에서 상기 기판을 이온주입시키도록 상기 기판과 상기 이온빔 사이를 상대적으로 이동시키는 단계;
    상기 기판과 상기 이온빔 사이를 상대적으로 회전시키는 단계;
    상기 이온빔이 상기 기판에 대해 제 2 의 상이한 방향으로 연장하는 일련의 스캐닝 라인들을 따르고, 이로써 제 2 패스에서 상기 기판을 이온주입시키도록 상 기 기판과 상기 이온빔 사이를 상대적으로 이동시키는 단계를 반복하는 단계;
    제 1 이온주입 깊이에 따라 상기 제 1 패스의 제 1 부분을 수행하고, 상기 이온빔 또는 기판의 특성을 바꾸며, 제 2 이온주입 깊이에 따라 상기 제 1 패스의 제 2 부분을 수행하여 상기 기판의 제 1 및 제 2 영역을 형성하는 단계; 및
    제 3 이온주입 깊이에 따라 상기 제 2 패스의 제 1 부분을 수행하고, 상기 이온빔 또는 기판의 특성을 바꾸며, 제 4 이온주입 깊이에 따라 상기 제 2 패스의 제 2 부분을 수행하여 상기 기판의 제 3 및 제 4 영역을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제 3 및 제 4 영역은 상기 제 1 및 제 2 영역과 중첩하는, 이온빔을 이용한 기판 이온주입 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 이온주입 깊이는 상기 제 1 이온주입 깊이와 동일한 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 기판 이온주입 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 90° 로 상대적으로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 기판 이온주입 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 상대적으로 회전시키는 단계는 90° 로 상기 기판을 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 기판 이온주입 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상대적으로 이동시키는 단계는 실질적으로 고정된 이온빔에 대해 상기 기판을 기계적으로 스캐닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 기판 이온주입 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상대적으로 이동시키는 단계는 상기 이온빔이 래스터를 따라 상기 기판을 가로질러 스캐닝하도록 하는 것을 특징으로 하는 이온빔을 이용한 기판 이온주입 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 작동하도록 배치된 이온주입기.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 작동하는 이온주입기를 제어하도록 배치된 제어기를 포함하는 이온주입기.
  12. 제 11 항의 제어기로 로딩될 때, 상기 제어기가 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 작동하도록 이온주입기를 제어하는 프로그램 명령어들을 포함한 컴퓨터 프로그램.
  13. 제 12 항의 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터-판독가능 매체.
KR1020060026090A 2005-03-22 2006-03-22 이온빔을 이용한 기판 이온주입 KR20060102525A (ko)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130087441A (ko) * 2012-01-27 2013-08-06 가부시키가이샤 에스이엔 이온주입방법 및 이온주입장치
KR101436489B1 (ko) * 2012-02-06 2014-09-02 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 태양전지의 제조방법 및 태양전지의 제조장치

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7566886B2 (en) * 2006-08-14 2009-07-28 Axcelis Technologies, Inc. Throughput enhancement for scanned beam ion implanters
US7883909B2 (en) * 2006-12-28 2011-02-08 Texas Instruments Incorporated Method to measure ion beam angle
US7811877B2 (en) * 2007-07-16 2010-10-12 Applied Materials, Inc. Method of controlling metal silicide formation
US7994476B2 (en) * 2007-11-05 2011-08-09 Applied Materials Israel, Ltd. Apparatus and method for enhancing voltage contrast of a wafer
TW200939312A (en) * 2008-03-14 2009-09-16 Advanced Ion Beam Tech Inc Ion implant method
CN102379005B (zh) 2009-04-13 2016-08-24 应用材料公司 用离子和中性束注入改变膜的磁性
JP5448586B2 (ja) * 2009-06-05 2014-03-19 キヤノン株式会社 光学素子の製造方法
US8558197B2 (en) * 2010-09-15 2013-10-15 Advanced Ion Beam Technology, Inc. Ion implanting system
US8907307B2 (en) * 2011-03-11 2014-12-09 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Apparatus and method for maskless patterned implantation
JP5941377B2 (ja) * 2012-08-31 2016-06-29 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入方法およびイオン注入装置
JP6509089B2 (ja) 2015-09-30 2019-05-08 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置
JP6684973B2 (ja) * 2017-11-13 2020-04-22 キヤノンアネルバ株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5311028A (en) * 1990-08-29 1994-05-10 Nissin Electric Co., Ltd. System and method for producing oscillating magnetic fields in working gaps useful for irradiating a surface with atomic and molecular ions
US5475618A (en) * 1993-01-28 1995-12-12 Advanced Micro Devices Apparatus and method for monitoring and controlling an ion implant device
US6055460A (en) * 1997-08-06 2000-04-25 Advanced Micro Devices, Inc. Semiconductor process compensation utilizing non-uniform ion implantation methodology
JP3692999B2 (ja) * 2001-10-26 2005-09-07 日新イオン機器株式会社 イオン注入方法およびその装置
JP4302952B2 (ja) * 2002-08-30 2009-07-29 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
US7049210B2 (en) * 2002-09-23 2006-05-23 Applied Materials, Inc. Method of implanting a substrate and an ion implanter for performing the method
GB2427508B (en) * 2004-01-06 2008-06-25 Applied Materials Inc Ion beam monitoring arrangement
US7266800B2 (en) * 2004-06-04 2007-09-04 Invarium, Inc. Method and system for designing manufacturable patterns that account for the pattern- and position-dependent nature of patterning processes
US20060169922A1 (en) * 2004-10-08 2006-08-03 Shengwu Chang Ion implant ion beam parallelism and direction integrity determination and adjusting
US7397047B2 (en) * 2005-05-06 2008-07-08 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for tuning an ion implanter system
US7253423B2 (en) * 2005-05-24 2007-08-07 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for uniformity tuning in an ion implanter system
US7355188B2 (en) * 2005-05-24 2008-04-08 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for uniformity tuning in an ion implanter system
US7444615B2 (en) * 2005-05-31 2008-10-28 Invarium, Inc. Calibration on wafer sweet spots
US7176470B1 (en) * 2005-12-22 2007-02-13 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for high-efficiency ion implantation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130087441A (ko) * 2012-01-27 2013-08-06 가부시키가이샤 에스이엔 이온주입방법 및 이온주입장치
KR101436489B1 (ko) * 2012-02-06 2014-09-02 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 태양전지의 제조방법 및 태양전지의 제조장치

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