KR20070118077A - 단일 기판에 대해 복수의 공정 수행을 가능하게 하는 방법및 장치 - Google Patents

단일 기판에 대해 복수의 공정 수행을 가능하게 하는 방법및 장치 Download PDF

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KR20070118077A
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앤서니 르노
앨런 솅
폴 머피
심규하
찰스 테오도르치크
스티븐 아넬라
새뮤얼 바스키
로렌스 피카라
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Abstract

기판 마스킹 장치는 처리될 기판을 지탱하는 플레이튼 어셈블리, 개구부를 갖는 마스크, 마스킹 위치에서 마스크를 보유하는 보유 기구 및 마스크와 기판의 상대적인 위치를 변경하여 기판의 서로 다른 영역들이 마스크의 개구부를 통해 노출되도록 하는 위치 설정 기구를 포함한다. 본 장치는 마스크를 마스킹 위치 및 난-마스킹 위치로 운반하는 마스크 적재 기구를 더 포함한다. 본 처리 공정은 기판의 서로 다른 영역에 대해 서로 다른 주입 파라미터로 이온 주입을 수행하는 방식을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 기판의 처리될 영역이 기판의 정면에 배치되는 마스크나 셔터 또는 빔 조절기에 의해 선택될 수 있다.

Description

단일 기판에 대해 복수의 공정 수행을 가능하게 하는 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR ENABLING MULTIPLE PROCESS STEPS ON A SINGLE SUBSTRATE}
본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 기판의 처리에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 서로 다른 공정 파라미터를 갖는 기판의 서로 다른 영역을 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 반도체 웨이퍼의 이온 주입에 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이온 주입이나 반도체 웨이퍼에 한정하여 적용되는 것은 아니다.
종래 이온 주입에서는, 도즈(dose), 에너지, 도펀트(dopant)의 종류 및 빔 입사각과 같이 단일 세트를 이루는 주입 파라미터 값들에 의해 전체 웨이퍼가 주입된다. 대부분의 응용 분야에서, 반도체 웨이퍼 표면 전체를 걸쳐 균일한 이온 주입은 필요조건이다.
집적 회로의 개발에 있어서, 최적의 공정 및 장치 파라미터 값을 결정하기 위해서 공정 조건을 변경시키는 것이 종종 필요하다. 이 경우, 연구, 개발 및 생산 설비의 실험 계획(design of experiment, DOE)을 세우는 데 있어서, 실험에서 각 데이터를 얻어내기 위해서는 하나의 웨이퍼가 사용될 것이 요구되었다. 따라서, 만약 개발자가 서로 다른 복수의 파라미터 값에 대해 실험을 수행하기 위해서는 그 파라미터 값의 수와 동일한 개수의 웨이퍼가 필요하게 된다. 웨이퍼의 비용, 특히 큰 지름은 갖는 웨이퍼에 대한 비용은 공정 및 장치 파라미터들을 최적화시키는데 있어서 너무 비싸다. 예를 들어, 300밀리미터의 지름을 갖는 웨이퍼의 비용은 개당 5,000달러에 육박한다.
이에 따라, 집적 회로의 개발에 필요한 기판의 수를 줄이기 위해, 단일 기판에 복수의 공정 단계를 수행하는 것이 가능하도록 하는 방법 및 장치가 필요하다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 기판 마스킹(masking) 장치는 처리될 기판을 지탱하는 플레이튼 어셈블리, 개구부를 갖는 마스크, 마스킹 위치에서 상기 마스크를 보유하는 보유(retaining) 기구 및 상기 마스크와 상기 기판의 상대적인 위치를 변경하여 상기 기판의 서로 다른 영역들이 상기 마스크의 개구부를 통해 노출되도록 하는 위치 설정 기구를 포함한다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 공정은 상기 기판의 서로 다른 영역에 대해 서로 다른 주입 파라미터(parameter)로 이온 주입을 수행하는 방식을 포함한다. 상기 마스크의 개구부는 구체적인 주입 파라미터 값의 세트를 이용하여 주입될 기판의 영역을 정의한다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 기판을 처리하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 기판의 제1 영역이 개구부에 노출되도록 상기 개구부를 갖는 마스크를 상기 기판과 관련하여 위치시키는 단계, 상기 마스크의 개구부를 통해 상기 기판의 제1 영역을 처리하는 단계, 상기 기판의 제2 영역이 상기 개구부에 노출되도록 상기 마스크와 상기 기판의 상대적인 위치를 변경하는 단계 및 상기 마스크의 개구부를 통해 상기 기판의 제2 영역을 처리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 이온 주입기는 이온 빔을 생성하는 이온 빔 생성기(generator), 이온 주입에 사용될 기판을 지탱하는 플레이튼 어셈블리(platen assembly), 개구부를 갖는 마스크, 상기 마스크를 마스킹 위치로 이동시키는 마스크 적재 기구, 마스킹(masking) 위치에서 상기 마스크를 보유하는 보유(retaining) 기구 및 상기 마스크와 상기 기판의 상대적인 위치를 변경하여 상기 기판의 제1 영역 및 제2 영역이 상기 마스크의 개구부를 통해 노출되도록 하는 위치 설정 기구를 포함한다.
본 발명의 제4 측면에 따르면, 기판을 처리하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 기판의 서로 다른 공정 파라미터 값을 갖는 서로 다른 영역을 처리하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시예들에 있어서, 상기 공정은 서로 다른 주입 파라미터로 기판에 이온 주입을 수행하는 방식을 포함한다.
본 발명의 제5 측면에 따르면, 이온 주입 장치가 제공된다. 상기 이온 주입 장치는 공정 챔버(process chamber), 이온 빔을 생성하는 이온 빔 생성기(generator), 상기 공정 챔버 내의 기판을 지탱하는 홀딩(holding) 기구 및 상기 기판의 서로 다른 영역들에 서로 다른 주입 파라미터 값으로 주입을 수행하기 위해 이온 주입을 제어하는 주입 제어 장치를 포함한다. 상기 장치는 주입될 기판의 영역을 정의하기 위해 상기 기판의 정면에 위치하는 마스크나 셔터 또는 빔 조절기를 포함할 수 있다.
반도체 웨이퍼와 같은 기판의 제조에는 다양한 처리 도구들(process tools)이 사용된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 이온 주입기와 같은 처리 도구는 기판의 선택된 영역을 처리하도록 수정된다. 몇몇 실시예들에 따르면, 처리될 기판의 영역은, 일반적으로 상기 기판과 이격되도록 기판의 정면에 배치되며 상기 기판에 연관되어 위치하는 물리적 마스크(mask)에 의해 선택된다. 상기 기판의 서로 다른 영역은 상기 기판의 위치, 상기 마스크의 위치 또는 이 둘의 위치를 모두 옮기면서 두 가지 이상의 처리 단계를 사용하여 처리될 수 있다. 다른 실시예들의 경우, 처리될 기판의 영역이 상기 기판과 연관되어 위치하는 셔터(shutter)에 의해 선택될 수 있다. 상기 셔터는 크기나 위치가 변할 수 있는 개구부를 가질 수 있다. 상기 기판의 서로 다른 영역은 상기 셔터, 상기 기판의 위치, 또는 이 둘을 동시에 제어하여 처리될 수 있다. 또 다른 실시예들에서는, 선택된 부분을 주입하는 동안 이온 빔을 차단하거나 상기 이온 빔을 기판 외부로 편향시키는 것과 같이, 상기 이온 빔을 조절하여 처리될 기판의 영역을 선택할 수도 있다. 상기 기판의 서로 다른 영역에는 서로 다른 공정 파라미터가 사용될 수 있다. 본 발명은 개별적인 집적 회로의 마이크로 구조를 선택적으로 처리하는 것과는 달리, 복수의 집적 회로를 포함하는 기판의 각 영역과 같은 매크로(macro) 영역을 선택적으로 처리하는 것에 방향을 두고 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이온 주입기에서 상기 처리를 수행하는 방식에는 여러 가지가 있다. 이러한 기술들은 배치(batch) 설계 뿐 아니라 1차원 또는 2차원 스캔을 사용하는 단일 웨이퍼 설계에도 활용될 수 있다. 다양한 이온 주입기 설계의 경우, 상기 빔은 빔 스캐닝이나 기판의 이동 또는 상기 빔 스캐닝과 상기 기판의 이동의 조합을 통해 상기 기판 상에 분배된다. 본 발명은 이러한 이온 주입기 설계에도 활용될 수 있다.
일 실시예에서, 마스크는 반도체 웨이퍼와 같은 기판의 정면에 위치한다. 이 경우, 상기 웨이퍼는 플레이튼(platen)과 같은 지탱 기구에 기계적으로 혹은 정전기적으로 고정된다. 마스크는 상기 웨이퍼의 정면에 위치한다. 상기 마스크는 차단 영역과 개구부를 갖는데, 이때 상기 개구부를 통해서만 상기 기판의 처리가 수행된다. 상기 마스크는 상기 웨이퍼 정면의 마스킹 위치(masking position) 및 상기 마스크가 상기 웨이퍼로부터 제거되는 위치이며 상기 웨이퍼 처리에 실질적으로 영향을 미치지 않는 위치인 난-마스킹 위치(non-masking position) 사이를 이동한다. 상기 난-마스킹 위치는 공정 챔버의 내부 또는 외부에 있는 보관 장소일 수 있다. 상기 처리 시스템은 아래에서 설명될 자동화된 마스크 하역(loading and unloading) 기구를 활용할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 상기 마스크를 상기 마스킹 위치에 수동으로 적재할 수도 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 마스크 하역(loading and unloading) 기구가 상기 마스크를 진공 챔버 내의 보관 위치에서 웨이퍼 정면의 차폐 위치로 이동시킨다. 상기 웨이퍼의 제1 영역이 이온 주입과 같은 공정에 의해 상기 마스크의 개구부를 통해 처리된다. 상기 웨이퍼는 상기 마스크와 관련하여 이동되고, 상기 웨이퍼의 제2 영역이 처리된다. 상기 웨이퍼는, 예를 들어, 웨이퍼 조작기 내의 방향 설정기(orienter) 상에서 회전되는 방식으로 재배치된다. 다른 실시예들에서는, 상기 마스크가 상기 웨이퍼와 관련하여 재배치된다.
또 다른 실시예들에서는, 상기 마스크의 크기가 웨이퍼의 크기와 동일하여 상기 웨이퍼를 공정 스테이션에 운반하는 웨이퍼 조작 시스템을 사용하여 마스크를 조작할 수 있다. 마스크들이 FOUP(Front Opening Unified Pod)에 일렬로 놓여 있어서, 상기 웨이퍼의 정면에 서로 다른 마스크를 전달시키거나 위치시킬 수 있다. 상기 마스크와 상기 웨이퍼의 서로 다른 상대적 위치를 이용하면, 하나의 마스크를 사용하여 상기 웨이퍼의 둘 이상의 영역을 처리하는 것이 가능하다. 상기 웨이퍼 및/또는 상기 마스크는 재배치될 수 있다. 상기 FOUP내의 마스크들은 물리적으로 다르기 때문에 상기 웨이퍼의 서로 다른 영역에 대한 처리가 개별적으로 이루어 질 수 있다. 이러한 접근 방식은 스퍼터링(sputtering), 증기(evaporation) 공정, CVD, 식각(etch), 플라즈마 세정 시스템(plasma cleaning system), 레이저 어닐링(laser anneal) 등의 다른 반도체 처리 도구들뿐만 아니라, 단일 축 및 이중 축 기계식 스캔을 포함하는 단일 웨이퍼 이온 주입기 및 이온 주입기의 배치 엔드 스테이션(batch end station)에도 적용될 수 있다.
본 발명에 대한 보다 나은 이해를 위해 첨부된 도면을 참조할 것이며, 상기 도면들은 참조로서 본 발명에 병합된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이온 주입 시스템의 단순화된 블록 다이어그램이다.
도 2는 도 1에 도시된 마스크 및 웨이퍼의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 마스킹 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 마스킹 장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 기판 마스킹 장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 기판 마스킹 장치의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 기판 마스킹 장치의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 기판 마스킹 장치의 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 기판 마스킹 장치가 활용될 수 있는 기판 조작기의 개략적인 다이어그램이다.
도 10은 기판과 마스크를 모두 조작하기 위해 사용되는 기판 조작기의 개략적인 다이어그램이다.
도 11은 본 발명의 제8 실시예에 따른 기판 마스킹 장치의 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 기판 마스킹 장치가 이온 주입기 내에 배치된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제9 실시예에 따른 이온 주입기의 단순화된 블록 다이어그램이다.
도 14는 본 발명의 제10 실시예에 따른 공정 제어 장치의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제11 실시예에 따른 이온 주입기의 단순화된 블록 다이어그램이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이온 주입기의 단순화된 블록 다이어그램을 나타낸다. 반도체 웨이퍼(20)는 정전기식 웨이퍼 클램프(clamp) 또는 기계식 웨이퍼 클램프(clamp)와 같은 지탱 기구(holding mechanism) 혹은 플레이튼(22)에 적재된다. 개구부(32)를 갖는 마스크(30)를 리테이너들(retainer)(34)을 이용하여 웨이퍼(20)의 정면에 적재한다. 이 경우, 마스크(30)는 웨이퍼(20)와 이격되어 물리적으로 접촉하지 않는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 마스크(30)와 웨이퍼(20) 사이의 이격 거리는, 웨이퍼(20)가 마스크(30)와 접촉되지 않고 플레이튼(22)에 하역(load and unload)될 수 있을 정도로 충분하다. 이온 빔 생성기(40)는 이온 빔(42)이 웨이퍼(20)를 향하게 한다. 이온 빔(42)은 적어도 웨이퍼(20)의 지름과 같은 크기의 너비를 갖는 띠(ribbon) 모양의 이온 빔일 수 있으며, (1차원 또는 2차원으로) 스캔되는 이온 빔이거나 고정된 이온 빔일 수도 있다. 기계식 스캐너(44)는 이온 빔(42)을 웨이퍼(20) 상에 분배시키기 위해, 이온 빔(42) 및 이온 주입기의 구조에 따라 1차원 또는 2차원 방식으로 웨이퍼(20)를 이동시킨다.
마스크(30)는 개구부(32) 영역을 제외하고는 이온 빔(42)을 차단하도록 구성되어 있다. 마스크(30)는 이온 빔 차단부(30a) 및 개구부(32)에 의해 정의되는 비차단부를 갖는다. 이에 따라, 웨이퍼(20)는 상기 개구부(32)에 의해 정의되는 영역에서만 주입이 이루어진다. 웨이퍼(20)의 주입 영역 중 개구부(32)의 경계 부근의 영역에서 에지 효과(edge effects)가 나타날 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 마스크(30)는 하나의 개구부(32)를 가질 수도 있고, 두 개 이상의 개구부를 가질 수도 있다. 개구부(32)는 마스크(30)의 이온 빔 차단부(30a) 내에 위치하여 이온 빔 차단부(30a)에 의해 둘러싸일 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예들에서는, 개구 부(32)가 이온 빔 차단부(30a)에 의해 부분적으로 둘러싸일 수도 있다. 즉, 개구부(32)는 마스크(30)의 내부에 위치할 수도 있고, 마스크(30)의 가장자리에 위치할 수도 있다. 예를 들어, 마스크(30)는 부채꼴 모양의 개구부를 갖는 원형 모양을 가질 수 있다. 일 예로, 마스크(30)는 원형이고, 개구부(32)는 90°의 부채꼴일 수 있다.
상기 마스크는 주입되는 웨이퍼의 오염을 최소화할 수 있는 도전성 물질로 제조될 수 있다. 적절한 물질로는 탄소 섬유, 실리콘 카바이드(silicon carbide), 실리콘 및 그래파이트(graphite) 등을 들 수 있다. 탄소 섬유 마스크는, 예를 들어, 0.090인치의 두께를 가질 수 있다. 상기 개구부는 상기 마스크와 개구부 사이의 경계부에서 발생될 수 있는 에지 효과를 억제하기 위해, 상대적으로 날카로운 가장자리를 가질 수 있다. 이러한 마스크에 대한 정보는 단지 예시로 주어진 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아님을 밝혀 둔다.
마스크(30) 및 웨이퍼(20)의 상대적인 위치는 개구부(32)를 통해 주입하고자 하는 웨이퍼(20)의 서로 다른 영역에 따라 바뀔 수 있다. 이러한 위치의 변경은 웨이퍼(20)의 재배치나 마스크(30)의 재배치, 혹은 둘 다를 재배치하여 수행된다. 다른 실시예들에서는, 웨이퍼(20)의 서로 다른 영역에 주입을 수행하기 위해 서로 다른 마스크가 사용될 수 있다. 서로 다른 웨이퍼의 영역이 노출될 때마다 이온 빔(42)의 하나 혹은 그 이상의 파라미터 값이 바뀔 수 있다. 결과적으로, 웨이퍼(20)의 서로 다른 영역이 주입되기 위해서는 서로 다른 주입 파라미터 값이 적용된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 마스킹 장치(substrate masking apparatus)를 나타낸다. 기판 마스킹 장치(100)는 이온 주입과 같은 공정에 사용되는 반도체 웨이퍼(112)와 같은 기판을 지탱하는 플레이튼 어셈블리(platen assembly)(110)를 포함한다. 플레이튼 어셈블리(110)는 스캔 시스템(114)에 의해 지탱된다. 기판 차폐 장치(100)는 개구부(122)를 갖는 마스크(120), 마스크 적재 기구(130) 및 웨이퍼(112)와 마스크(120)의 상대적인 위치를 변경시키는 위치 설정 기구(132)를 더 포함한다. 도 3에 도시된 실시예에서, 위치 설정 기구(132)는 아래의 도 9와 관련하여 설명될 웨이퍼 조작기(handler)의 부품인 웨이퍼 방향 설정기(wafer orienter)일 수 있다.
플레이튼 어셈블리(110)는 웨이퍼(112)를 지탱하기 위한 표면을 갖는 플레이튼(140) 및 웨이퍼(112)를 플레이튼(140)에 고정시키기 위한 정전기식 클램프(clamp) 또는 기계식 클램프를 포함한다. 플레이튼 어셈블리(110)는 공정 중에 웨이퍼를 냉각시키기 위한 냉각 시스템 및 웨이퍼(112)의 중심축을 기준으로 웨이퍼(112)를 회전(rotate)시키거나 뒤틀어 돌리는(twist) 기구를 포함한다. 도 3에 도시된 실시예에서는, 플레이튼 어셈블리(110)가 마스크 보유 부재(mask retaining element, 142)들을 포함한다. 도시된 바와 같이, 마스크(120)에는 마스크 보유 부재(142)에 맞물리는 핑거(finger, 144)들이 구비될 수 있다.
플레이튼 어셈블리(110)는 스캔 시스템(114)에 의해 지탱된다. 스캔 시스템(114)은 플레이튼 어셈블리(110)가 수평축에 대하여 주입 각도만큼 기울어지게 할 수 있고, 상기 수평축에 대해 웨이퍼 하역(load/unload) 위치까지 플레이튼 어 셈블리(110)를 회전시킬 수도 있다. 게다가, 스캔 시스템(114)은 이온 주입 중에 플레이튼 어셈블리(110)를 수직으로 이동시킬 수도 있다.
도 3에 도시된 실시예에서, 마스크 적재 기구(130)는 마스크(120)를 고정시키기(engaging) 위한 고정 부재(152)를 갖는 운반 암(transfer arm, 150) 및 운반 암(150)이 적재 위치와 보관 위치 사이를 이동할 수 있도록 하는 운반 시스템(154)을 포함한다.
작동 시, 운반 시스템(154)의 작동에 의해 마스크 적재 기구(130)가 웨이퍼(112)의 정면에 위치하는 마스킹 위치로 혹은 마스킹 위치로부터 마스크(120)를 이동시킨다. 마스크(120)는 상기 마스킹 위치에서 마스크 보유 부재(142)와 맞물린다. 그런 다음, 마스크 적재 기구(130)는 철수되고, 스캔 시스템(114)이 플레이튼 어셈블리(110)를 상기 웨이퍼 하역 위치로 이동시킨다. 웨이퍼(112)는 도 9에 도시된 웨이퍼 조작 시스템에 의해 마스크(120) 하부에 적재된다. 이에 의해, 웨이퍼(112)는 주입 공정 또는 기타 공정 등에 사용된다. 마스크(120)의 개구부(122)에 의해 정의되는 웨이퍼(112)의 제1 영역에 주입이 수행된다. 상기 웨이퍼에 대한 주입이 완료되면, 상기 웨이퍼는 상기 웨이퍼 조작 시스템에 의해 제거된다. 상기 웨이퍼는 웨이퍼(112)의 제2 영역이 개구부(122)에 의해 노출될 수 있도록 재배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 웨이퍼는 상기 웨이퍼 조작기의 부품인 상기 방향 설정기(orienter)에 의해 재배치될 수 있다. 상기 웨이퍼의 선택된 영역에 주입이 수행된 후에는, 웨이퍼(112)가 제거될 수 있고, 새로운 웨이퍼가 주입을 위해 플레이튼(140)에 적재될 수 있다. 마스크(120)는 원하는 작동 모드에 따라 위치를 계속 유지할 수도 있고 제거될 수도 있다. 마스크(120)에 맞물리는 운반 암(150)을 이동시켜 마스크(120)를 제거할 수 있다. 마스크 보유 부재(142)는 마스크(120)와 분리되고, 운반 암(150)은 마스크(120)를 보관 위치로 철수시킨다.
다른 실시예에서는, 마스크(120)가 상기 마스킹 위치로 이동되기 전에 웨이퍼(112)가 플레이튼(140)에 적재될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 마스킹 장치를 나타낸다. 기판 마스킹 장치(200)는 플레이튼 어셈블리(210) 및 마스크(220)를 포함한다. 상기 스캔 시스템, 상기 마스크 적재 기구 및 위치 설정 기구는 도시의 편의를 위해 도 4에서는 생략된다. 플레이튼 어셈블리(210)는 웨이퍼(212)를 보유하기 위한 내부 정전기식 클램프(242) 및 마스크(220)를 보유하기 위한 외부 정전기식 클램프(244)를 포함한다. 마스크(220)는 개구부(222), 외부 정전기식 클램프(242)와 맞물리는 고리 모양 영역(224) 및 웨이퍼(212)와 이격되어 있는 융기된(raised) 중심 영역(226)을 포함한다.
마스크(220)는 위에서 언급한 마스크 적재 기구 또는 아래에서 언급될 웨이퍼 조작 시스템에 의해 상기 마스킹 위치로 이동될 수 있다. 외부 정전기식 클램프(244)는 상기 마스킹 위치에서 마스크(220)를 지탱한다. 웨이퍼(212)는 마스크(220)가 적재되기 전에 플레이튼(240)에 적재되거나, 마스크(220) 내에 마련된 적절한 크기의 개구(도시되지 않음)를 통해서 플레이튼(240)에 적재된다. 내부 정전기식 클램프(242)는 상기 마스킹 위치에서 마스크(220)를 지탱한다. 개구부(222)를 통해 웨이퍼(212)의 제1 영역에 주입이 이루어지거나 다른 공정이 수행된다. 웨 이퍼(212)의 제2 영역을 개구부(222)를 통해 노출시키기 위해 웨이퍼(212) 및 마스크(220)의 상대적인 위치가 바뀌게 되며, 개구부(222)를 통해 웨이퍼(212)의 제2 영역에 주입이 수행된다. 위에서 언급한 바와 같이, 웨이퍼(212) 및 마스크(220)의 상대적인 위치는 웨이퍼(212)의 재배치나 마스크(220)의 재배치 또는 양자의 재배치에 의해 바뀔 수도 있다. 이러한 과정은 웨이퍼(212)의 원하는 모든 영역에 주입이 수행될 때까지 반복된다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 기판 마스킹 장치(300)를 나타낸다. 기판 마스킹 장치(300)는 스캔 시스템(314)에 의해 지탱되는 플레이튼 어셈블리(310) 및 개구부(322)를 갖는 마스크(320)를 포함한다. 상기 마스크 적재 기구 및 위치 설정 기구는 도시의 편의를 위해 도 5에서는 생략된다. 도 5에 도시된 실시예에서는, 스캔 시스템(314)에 마스크 보유 부재(342)가 제공된다. 마스크 보유 부재(342)는 플레이튼 어셈블리(310)가 기울어지거나 상기 웨이퍼 하역 위치로 회전하는 경우에 마스크(320)를 고정된 위치에 유지시킨다.
작동 시, 마스크(320)는 위에서 언급한 마스크 적재 기구 또는 아래에서 언급될 웨이퍼 조작 시스템에 의해 상기 마스킹 위치로 이동된다. 마스크(320)는 상기 마스킹 위치에서 마스크 보유 부재(342)와 맞물린다. 상기 마스크 적재 기구 및 스캔 시스템(314)은 플레이튼 어셈블리(310)를 상기 웨이퍼 하역 위치로 회전시킨다. 웨이퍼(312)는 상기 웨이퍼 조작 시스템에 의해 플레이튼(340)상에 적재된다. 마스크(320)의 개구부(322)를 통해 웨이퍼(312)의 제1 영역에 주입이 이루어진다. 웨이퍼(312)의 제1 영역에 대한 주입이 완료되면, 웨이퍼(312)의 제2 영역이 주입 을 위해 노출되도록 마스크(320)와 웨이퍼(312)의 상대적인 위치가 변화된다.
웨이퍼(312)의 선택된 영역에 대해 주입이 완료되면, 플레이튼 어셈블리(310)를 상기 하역 위치로 이동시켜서 웨이퍼(312)를 제거한다. 상기 마스크 적재 기구는 적재 위치로 이동하여 마스크(320)와 결합하고, 마스크 보유 부재(342)는 마스크(320)와 분리된다. 마스크(320)는 사용되지 않는 경우에는 보관 위치로 이동될 수 있다. 다른 작동예에서는, 마스크(320)가 상기 마스킹 위치로 이동하기 전에 웨이퍼(312)가 플레이튼(340)에 적재될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 기판 마스킹 장치(400)를 나타낸다. 기판 마스킹 장치(400)는 스캔 시스템(414)에 의해 지탱되는 플레이튼 어셈블리(410), 개구부(422)를 갖는 마스크(420) 및 마스크 적재 기구(430)를 포함한다. 도 6에 도시된 실시예에서, 마스크 적재 기구(430)는 이온 주입 동안 이온 빔의 경로에 마스크(420)를 위치시킨다. 마스크 적재 기구(430)는 마스크(420)를 이온 빔의 경로 바깥의 보관 위치로 철수시킬 수도 있다. 게다가, 마스크 적재 기구(430)는 웨이퍼(412)를 기준으로 마스크(420)를 회전시키기 위한 위치 설정 기구(432)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 웨이퍼(412)를 재배치함으로써 웨이퍼(412)의 서로 다른 영역이 개구부(422)를 통해 노출될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼(412)는 상기 웨이퍼 조작 시스템의 방향 설정기에 의해 재배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 기판 마스킹 장치(500)를 나타낸다. 기판 마스킹 장치(500)는 스캔 시스템(514)에 의해 지탱되는 플레이튼 어셈블리(510) 및 개구부(522)를 갖는 마스크(520)를 포함한다. 플레이튼 어셈블리(510)에는 마스 크 보유 부재(542)가 제공된다. 도 7에 도시된 실시예에서는, 마스크(520)가 수동으로 마스크 보유 부재(542)에 적재된다. 웨이퍼(512)는 상기 웨이퍼 조작 시스템에 의해 하역될 수 있으며, 마스크(520)의 개구부(522)를 통해 다른 주입 영역이 노출되도록 재배치될 수 있다. 마스크(520)가 사용되지 않는 경우에 마스크(520)를 마스크 보유 부재(542)로부터 수동으로 제거할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 기판 마스킹 장치(600)를 나타낸다. 기판 마스킹 장치(600)는 스캔 시스템(614)에 의해 지탱되는 플레이튼 어셈블리(610) 및 개구부(622)를 갖는 마스크(620)를 포함한다. 플레이튼 어셈블리(610)는 플레이튼(640) 및 마스크 보유 부재들(642)을 포함한다. 마스크(620)는 수동으로 마스크 보유 부재(642)에 적재될 수 있다. 도 8에 도시된 실시예는 마스크 보유 부재의 관점에서 도 7에 도시된 실시예와 근본적으로 다르다. 도 8에 도시된 실시예에서는, 트위스팅(twisting) 플레이튼(640)에 의해 마스크 보유 부재(642)가 열린(open) 위치와 닫힌(closed) 위치 사이를 이동한다. 마스크 보유 부재(642)가 상기 열린(open) 위치로 이동하고, 마스크(620)는 상기 마스킹 위치에 적재되며, 플레이튼(640)은 마스크 보유 부재(642)가 마스크(620)에 맞물리도록 뒤틀린다(twisted). 마스크(620)를 상기 마스킹 위치로부터 제거하기 위해서는 상기 공정이 역으로 진행된다.
도 9는 도 3 내지 도 8에 도시된 기판 마스킹 장치와 함께 작동하기에 적합한 웨이퍼 조작 시스템의 단순화된 개략적인 다이어그램을 나타낸다. 상기 웨이퍼 조작 시스템은, Sieradzki에게 허여되고 1996년 1월 23일 등록된 것으로서, 참조 문헌으로 첨부된 미국등록특허 제5,486,080호에 개시된 유형에 해당될 수 있다. 진공 챔버(710)는 제1 로봇(712), 제2 로봇(714), 운반 스테이션(transfer station, 716) 또는 웨이퍼 방향 설정기 및 플레이튼 어셈블리(718)를 포함한다. 플레이튼 어셈블리(718)는 도 3 내지 도 8에 도시된 플레이튼 어셈블리들에 해당될 수 있으며, 이에 대해서는 위에서 설명한 바 있다. 로드 락들(load locks; 720, 722)은 분리 밸브들(isolation valve; 724, 726)에 의해 각각 진공 챔버(710)와 교류(communicate)한다. 다수의 반도체 웨이퍼를 보관하는 카세트(cassette) 또는 FOUP들(730, 732)이 각각의 로드 락들(720, 722) 내에 놓여 있다.
작동 시, 웨이퍼는 제1 로봇(712)에 의해 FOUP(730)으로부터 이동하여 운반 스테이션(716)에 배치된다. 운반 스테이션(716)은 웨이퍼 지탱부(wafer support) 및 기준 값에 대비하여 웨이퍼의 변위 오류(displacement error)와 회전 오류(rotational error)를 판정하는 위치 센서를 포함한다. 위치 감지를 하기 위해서는 일반적으로 상기 센서를 기준으로 웨이퍼를 회전시킬 필요가 있다. 상기 회전 오류는 상기 운반 스테이션(716)의 웨이퍼 지탱부의 적절한 회전으로 교정된다. 변위 오류를 적절히 수정하면서, 상기 웨이퍼는 제2 로봇(714)에 의해 플레이튼 어셈블리(718)로 전달된다. 공정 후, 상기 웨이퍼는 제1 로봇(712)에 의해 FOUP(730)로 되돌려진다.
전술한 바와 같이, 상기 웨이퍼 조작기는 마스크의 개구부를 통해 웨이퍼의 다른 주입 영역이 노출되도록 웨이퍼를 재배치한다. 이러한 재배치는 웨이퍼를 플레이튼 어셈블리(718)에서 운반 스테이션(716)으로 이동시키고, 상기 웨이퍼를 규 정된 정도만큼 회전시킴으로서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 마스크 내의 개구부가 90°의 중심각을 갖는 부채꼴 모양일 경우, 운반 스테이션(716)은 각 주입이 완료될 때마다 상기 웨이퍼를 90°만큼 회전시킨다. 그런 다음, 상기 웨이퍼는 마스크의 개구부를 통해 다른 영역에 대해 주입이 수행되도록 플레이튼 어셈블리(718)로 복귀된다. 이와 같이, 운반 스테이션(716)은 웨이퍼를 재배치하는 기능을 수행한다.
도 10은 본 발명의 제8 실시예의 실시에 있어서 부분적인 수단으로 사용되는 웨이퍼 조작 시스템의 개략적인 다이어그램을 나타낸다. 상기 웨이퍼 조작 시스템은 위에서 언급한 도 9에 도시된 유형에 일반적으로 해당될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 로드 락(800)은 처리될 웨이퍼들(830)과 함께 적재될 수 있고, 제2 로드 락(802)은 마스크들(832)과 함께 적재될 수 있다. 제1 로봇(810)은 제1 로드 락(800)으로부터 웨이퍼(830)를 옮겨서 방향 설정(orientation)을 위해 상기 웨이퍼(830)를 운반 스테이션(820)에 배치시킨다. 상기 웨이퍼는 플레이튼(822)으로 운반된다. 제2 로봇(812)은 개구부(834)를 갖는 마스크(832)를 방향 설정(orientation)을 위해 로드 락(802)으로부터 운반 스테이션(820)으로 옮긴다. 마스크(832)는 플레이튼(822)으로 운반되어, 전술한 바와 같이, 웨이퍼(830)와 정렬하여 배치된다. 이온 빔(836)을 이용하여 마스크(832)의 개구부(834)를 통해 웨이퍼(830)의 제1 영역에 주입이 수행된다. 상기 주입이 완료되면, 마스크(832)는 재배치를 위해 플레이튼(822)에서 운반 스테이션(820)으로 이동되고, 웨이퍼의 제2 영역에 대한 주입을 수행하기 위해 다시 플레이튼(822)으로 옮겨진다. 이와 달리, 웨이퍼(830)가 재배치를 위해 플레이튼(822)에서 운반 스테이션(820)으로 이동되고, 상기 웨이퍼의 제2 영역에 대한 주입을 수행하기 위해 다시 플레이튼(822)으로 옮겨질 수도 있다. 이러한 공정은 웨이퍼(830)의 선택된 영역에 대한 주입이 완료될 때까지 반복될 수 있다. 그 후, 추가적인 웨이퍼가 주입을 위해 로드 락(800)으로부터 적재될 수 있다. 유사하게, 서로 다른 개구부 구성 및/또는 설정 방향(orientation)을 갖는 마스크들이 로드 락(802)으로부터 적재될 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제9 실시예에 따른 기판 마스킹 장치(900)를 나타낸다. 도 11은 기판 마스킹 장치(900)를 도시하고 있고, 도 12는 이온 주입기내에 설치된 기판 마스킹 장치(900)를 도시하고 있다. 기판 마스킹 장치(900)는 스캔 시스템(914)에 의해 지탱되는 플레이튼 어셈블리(910), 개구부(922)를 갖는 마스크(920) 및 마스크 적재 기구(930)를 포함한다. 도 11 및 도 12 각각에서, 마스크(920)는 플레이튼 어셈블리(910) 상의 마스킹 위치(960) 및 플레이튼 어셈블리(910)와 이격된 보관 위치(962) 둘 다에 도시되어 있다. 실제 시스템에서는 마스크(920)가 소정의 시간 동안 하나의 위치에만 존재한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 도시된 바와 같이, 플레이튼 어셈블리(910)에는 마스크 보유 부재(942)가 제공되고, 마스크(920)에는 상기 마스킹 위치에서 마스크 보유 부재(942)와 맞물리는 핑거(finger, 944)가 제공된다. 구체적으로, 핑거(944)는 마스크 보유 부재(942)에 찰깍하고 잠기는(snap) 형태가 될 수 있다.
마스크 적재 기구(930)는 마스크 클립들(952)을 갖는 운반 암(transfer arm, 950) 및 구동 시스템(954)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 구동 시스템(954)은 마 스크(920)가 마스킹 위치(960)와 보관 위치(962) 사이를 이동하도록 운반 암(950)을 조종한다. 스캔 시스템(914)은 마스크(920)의 핑거(944)가 마스크 보유 부재(942)에 찰깍하고 잠기도록(snap) 하기 위해 마스크(920)를 기준으로 상부로 플레이튼 어셈블리(910)를 이동시킬 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 기판 마스킹 장치(900)의 일부가 이온 빔이 진행하는 경로 아래에 있는 하우징(970)에 위치할 수 있다. 이온 주입을 위해, 스캔 시스템(914)은 이온 주입을 수행하는 이온 빔(972)의 경로를 향해 플레이튼 어셈블리(910) 및 마스크(920)를 수직 방향의 상부로 이동시킨다. 마스크 적재 기구(930) 및 마스크(920)의 보관 위치(962)는 상기 이온 빔(972)의 경로로부터 떨어져 있다.
도 13은 본 발명의 제9 실시예에 따른 이온 주입기의 단순화된 블록 다이어그램이다. 반도체 웨이퍼(1020)는 정전기식 웨이퍼 클램프 또는 기계식 웨이퍼 클램프와 같은 플레이튼(1022)에 의해 지탱된다. 개구부(1032)를 갖는 셔텨(1030)가 웨이퍼(1020)의 정면에 배치된다. 이온 빔 생성기(1040)는 이온 빔(1042)이 웨이퍼(1020)를 향하게 한다. 이온 빔(1042)은 적어도 웨이퍼(1020)의 지름과 같은 크기의 너비를 갖는 띠(ribbon) 모양의 이온 빔일 수 있으며, 1차원 또는 2차원으로 스캔되는 이온 빔이거나 고정된 이온 빔일 수도 있다. 기계식 스캐너(1044)는 이온 빔(1042)을 웨이퍼(1020)의 표면에 분배시키기 위해, 이온 빔(1042) 및 이온 주입기의 구조에 따라 1차원 또는 2차원 방식으로 웨이퍼(1020)를 이동시킨다.
셔터(1030)는 개구부(1032) 영역을 제외하고는 이온 빔(1042)을 차단하도록 구성되어 있다. 셔터(1030)는 하나의 개구부(1032)를 가질 수도 있고, 두 개 이상 의 개구부를 가질 수도 있다. 셔터(1030)는 서로 다른 다양한 구성을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 개구부(1032)는 고정된 크기와 모양을 가질 수 있다. 다른 실시예에서는, 개구부(1032)가 1차원 또는 2차원 방향으로 가변적일 수도 있고, 크기 및/또는 모양이 변할 수도 있다. 셔터(1030)는 개구부(1032)가 열리고 닫힐 수 있도록 구성될 수도 있다. 뿐만 아니라, 이온 빔(1042)을 차단 할 수 없는 크기만큼 개구부(1032)를 열 수 있도록 하여 셔터(1032)의 기능을 효과적으로 불능케 하도록 구성될 수도 있다. 게다가, 개구부(1032)를 통해 웨이퍼의 서로 다른 영역에 대해 주입을 수행하기 위해, 셔터(1030)가 이온 빔(1042) 및 웨이퍼에 대해 1차원 또는 2차원적으로 이동 가능하도록 할 수도 있다. 셔터(1030)가 사용될 필요가 없는 경우에는 셔터(1030)를 이온 빔(1042)의 경로 바깥으로 이동시킬 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 상기 이온 주입기는 이온 빔(1042)에 대한 셔터(1030)의 상대적인 위치를 제어하기 위한 셔터 위치 제어기(1050), 개구부(1032)의 작동을 제어하기 위한 개구부 제어기(1052) 및 이온 주입기의 전체적인 작동을 제어하기 위한 주입 제어기(1054)를 포함한다. 셔터 위치 제어기(1050)는 셔터(1030)의 위치가 제어 가능한 실시예에서 사용되고, 개구부 제어기(1052)는 개구부(1032)가 제어 가능한 실시예에서 사용된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 다양한 실시예들에서, 웨이퍼(1020)의 선택된 영역에 대한 주입은 셔터(1030)를 제어하거나, 셔터(1030)에 대한 웨이퍼(1020)의 상대적인 위치를 이동시키거나 또는 이들의 조합에 의해 수행된다. 원하는 주입을 수행하기 위해 주입 제어기(1054)는 기계식 스캐너(1044), 셔터 위치 제어기(1050) 및 개구부 제어기(1052)를 제어한다.
도 14는 본 발명의 제10 실시예에 따른 공정 제어 장치의 사시도이다. 공정 제어 장치(1100)는 이온 주입과 같은 공정에 사용될 반도체 웨이퍼(1112)와 같은 기판을 지탱하기 위한 플레이튼 어셈블리(1110)를 포함한다. 플레이튼 어셈블리(1110)는 스캔 시스템(1114)에 의해 지탱된다. 공정 제어 장치(1100)는 개구부(1122)를 갖는 셔터(1120) 및 셔터 제어기(1130)를 포함한다. 도 14에 도시된 실시예에서, 셔터 제어기(1130)는 웨이퍼(1112)에 대한 셔터(1120)의 상대적인 위치를 제어하거나, 개구부(1122)를 제어하거나, 또는 양자를 모두 제어할 수도 있다.
작동 시, 셔터 제어기(1130)는 웨이퍼(1112)의 정면에 셔터(1120)를 배치하고, 개구부의 원하는 크기, 모양 및 위치를 지정한다. 웨이퍼(1112)는 위에서 언급한 도 9에 도시된 웨이퍼 조작 시스템에 의해 플레이튼 어셈블리(1110) 상에 적재된다. 웨이퍼(1112)는 주입 공정 또는 기타 공정 등에 사용된다. 개구부(1122)에 의해 정의되는 웨이퍼(1112)의 제1 영역에 주입이 수행된다. 웨이퍼(1112)의 제2 영역에는 시스템의 구성에 따라 다양한 방식 중의 하나에 의해 주입이 수행될 수 있다. 그 중 하나의 방식으로서, 재배치된 개구부를 통해 웨이퍼(1112)의 제2 영역이 노출되도록 개구부(1122)를 이동시키기 위해 셔터(1120)를 조정할 수 있다. 다른 방식으로서, 예를 들어, 위에서 언급한 웨이퍼 조작기의 부품인 방향 설정기(orienter)에 의해 상기 웨이퍼가 재배치 될 수도 있다. 상기 웨이퍼의 선택된 영역에 주입이 수행이 완료된 후에는, 웨이퍼(112)가 제거될 수 있고 새로운 웨이퍼가 플레이튼 어셈블리(1110)에 적재될 수 있다.
도 15는 본 발명의 제11 실시예에 따른 이온 주입기의 단순화된 블록 다이어 그램이다. 반도체 웨이퍼(1220)는 정전기식 웨이퍼 클램프 또는 기계식 웨이퍼 클램프와 같은 플레이튼(1222)에 의해 지탱된다. 빔 조절기(beam modifier, 1230)가 웨이퍼(1220)의 정면에 배치된다. 이온 빔 생성기(1240)는 이온 빔(1242)이 웨이퍼(1220)를 향하게 한다. 이온 빔(1242)은 적어도 웨이퍼(1220)의 지름과 같은 크기의 너비를 갖는 띠(ribbon) 모양의 이온 빔일 수 있으며, 1차원 또는 2차원으로 스캔되는 이온 빔이거나 고정된 이온 빔일 수도 있다. 기계식 스캐너(1244)는 이온 빔(1242)을 웨이퍼(1220)의 표면에 분배시키기 위해, 이온 빔(1242) 및 이온 주입기의 구조에 따라 1차원 또는 2차원 방식으로 웨이퍼(1220)를 이동시킨다.
빔 조절기(1230)는 이온 빔(1242)을 조절할 수 있도록 구성되어, 웨이퍼(1220)의 하나 또는 그 이상의 선택된 영역에는 이온 빔(1242)이 주입되도록 하고 웨이퍼(1220)의 다른 영역에는 이온 빔(1242)이 주입되지 않도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 빔 조절기(1230)는 선택된 부분에 대한 주입이 수행되는 동안에 이온 빔(1242)의 경로로 이동하여 빔을 차단하는 기계식 빔 차단 블록(beam block)일 수 있다. 다른 실시예에서, 빔 조절기(1230)는 선택된 부분에 대한 주입이 수행되는 동안에 이온 빔(1242)을 웨이퍼(1220) 외부로 편향시키도록 에너지를 가하는 정전기식(electrostatic) 또는 자기식(magnetic) 편향기(deflector)일 수 있다. 상기 이온 주입기는 빔 조절기 제어 장치(1250) 및 주입 제어기(1254)를 더 포함한다.
작동 시, 주입 제어기(1254)는 웨이퍼(1220) 전반에 이온 빔(1242)을 분배시키기 위해 주입이 수행되는 동안 기계식 스캐너(1244)를 제어한다. 주입이 수행되는 중 특정 시간에, 이온 빔(1242)을 차단하거나 이온 빔(1242)을 웨이퍼(1220) 외 부로 편향시키는 등의 방식으로 웨이퍼(1220)에 이온 빔(1242)이 도달되지 않도록, 주입 제어기(1254)가 빔 조절기 제어 장치(1250)에 명령을 내릴 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(1220)의 선택된 영역에만 주입이 수행되도록 공정이 제어될 수 있다.
이상 적어도 하나 이상의 실시예와 함께 본 발명의 여러 측면에 대해 설명되었으며, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 개조, 변경 및 개선 등을 언제든지 할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 이러한 개조, 변경 및 개선은 여기에 개시된 발명에 의해 의도된 것들이며, 본 발명의 사상과 범위에 속한다. 따라서, 전술한 상세한 설명 및 도면은 단지 예시에 불과하다.

Claims (46)

  1. 처리될 기판을 지탱하는 플레이튼 어셈블리(platen assembly);
    개구부를 갖는 마스크;
    마스킹(masking) 위치에서 상기 마스크를 보유하는 보유(retaining) 기구; 및
    상기 마스크와 상기 기판의 상대적인 위치를 변경하여, 상기 기판의 서로 다른 영역들이 상기 마스크의 개구부를 통해 노출되도록 하는 위치 설정 기구를 포함하는 기판 마스킹 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보유 기구는 상기 플레이튼 어셈블리에 부착된 것을 특징으로 하는 기판 마스킹 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보유 기구는 상기 플레이튼 어셈블리를 지탱하는 스캔 시스템에 부착된 것을 특징으로 하는 기판 마스킹 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보유 기구 및 상기 마스크는 맞물림 부재들(interengaging elements)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 마스킹 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보유 기구는 상기 플레이튼 어셈블리와 결합된 정전기 식 클램프(electrostatic clamp)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 마스킹 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보유 기구는 수동으로 작동되는 것을 특징으로 하는 기판 마스킹 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 마스크는 원형이고, 부채꼴 모양(sector-shaped)의 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 마스킹 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 마스크는 상기 기판으로부터 이격되어, 상기 기판이 상기 플레이튼 어셈블리에 하역(loading and unloading)될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 기판 마스킹 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 기판의 서로 다른 영역들이 상기 마스크의 개구부를 통해 노출되도록 상기 기판이 재배치되는 것을 특징으로 하는 기판 마스킹 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기판의 서로 다른 영역들이 상기 마스크의 개구부를 통해 노출되도록 상기 마스크가 재배치되는 것을 특징으로 하는 기판 마스킹 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 위치 설정 기구는 기판 방향 설정기(orienter) 및 상 기 기판이 상기 플레이튼 어셈블리와 상기 기판 방향 설정기 사이를 이동하도록 하기 위한 운반(transfer) 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 마스킹 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 마스크를 상기 보유 기구상에 적재하기 위한 마스크 적재 기구를 더 포함하는 기판 마스킹 장치.
  13. 제1항에 있어서, 마스킹(masking) 위치 및 난-마스킹(non-masking) 위치 간에 상기 마스크를 이동시키는 마스크 적재 기구를 더 포함하는 기판 마스킹 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 마스크 적재 기구는 상기 보유 기구로서 기능하는 것을 특징으로 하는 기판 마스킹 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 마스크 적재 기구는 상기 위치 설정 기구로서 기능하는 것을 특징으로 하는 기판 마스킹 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 마스크 적재 기구는 운반 암(transfer arm) 및 상기 운반 암이 상기 마스킹 위치 및 난-마스킹 위치 사이를 이동하도록 하기 위한 구동 어셈블리(drive assembly)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 마스킹 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 기판을 상기 플레이튼 어셈블리로부터 하역(load and unload)하기 위한 기판 조작(handling) 기구를 더 포함하는 기판 마스킹 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 기판 조작 기구는 상기 마스크를 상기 보유 기구로부터 하역(load and unload)하는 것을 특징으로 하는 기판 마스킹 장치.
  19. 기판의 제1 영역이 개구부에 노출되도록 상기 개구부를 갖는 마스크를 상기 기판과 관련하여 위치시키는 단계;
    상기 마스크의 개구부를 통해 상기 기판의 제1 영역을 처리하는 단계;
    상기 기판의 제2 영역이 상기 개구부에 노출되도록 상기 마스크 및 상기 기판의 상대적인 위치를 변경하는 단계; 및
    상기 마스크의 개구부를 통해 상기 기판의 제2 영역을 처리하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 기판의 제1 및 제2 영역을 처리하는 단계는 상기 기판의 제1 및 제2 영역에 이온 주입을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 기판의 제1 및 제2 영역에 이온 주입을 수행하는 단계는, 상기 제1 영역에 대한 이온 주입 파라미터(parameter) 및 상기 제2 영역에 대한 이온 주입 파라미터 중 적어도 하나의 이온 주입 파라미터를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  22. 제19항에 있어서, 상기 마스크를 상기 기판과 관련하여 위치시키는 단계는, 상기 기판을 플레이튼 상에 위치시키는 단계 및 상기 마스크를 마스킹(masking) 위치에 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 마스크 및 상기 기판의 상대적인 위치를 변경하는 단계는, 상기 기판을 방향 설정기(orienter)로 이동시키는 단계, 상기 기판을 회전시키는 단계 및 상기 기판을 상기 방향 설정기에서 상기 플레이튼으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  24. 이온 빔을 생성하는 이온 빔 생성기(generator);
    이온 주입에 사용될 기판을 지탱하는 플레이튼 어셈블리(platen assembly);
    개구부를 갖는 마스크;
    상기 마스크를 마스킹 위치로 이동시키는 마스크 적재 기구;
    마스킹(masking) 위치에서 상기 마스크를 보유하는 보유(retaining) 기구; 및
    상기 마스크 및 상기 기판의 상대적인 위치를 변경하여, 상기 기판의 제1 영역 및 제2 영역이 상기 마스크의 개구부를 통해 노출되도록 하는 위치 설정 기구를 포함하는 이온 주입기.
  25. 기판의 서로 다른 공정 파라미터 값(process parameter value)을 갖는 서로 다른 영역을 처리하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 서로 다른 영역을 처리하는 단계는, 반도체 웨이퍼의 서로 다른 공정 파라미터 값을 갖는 서로 다른 영역에 이온을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 서로 다른 영역에 이온을 주입하는 단계는, 주입될 영역을 정의하는 개구부를 갖는 마스크를 통해 상기 웨이퍼에 주입을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 마스크를 통해 상기 웨이퍼에 주입을 수행하는 단계는, 상기 웨이퍼에 대한 상기 마스크의 방향 설정(orientation)을 변경하여 이온 주입을 위한 웨이퍼의 서로 다른 영역을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  29. 제27항에 있어서, 상기 마스크를 통해 상기 웨이퍼에 주입을 수행하는 단계는, 마스크들을 변경하여 이온 주입을 위한 웨이퍼의 서로 다른 영역을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  30. 제27항에 있어서, 기판 조작기(handler)를 사용하여 상기 마스크 및 상기 웨이퍼를 플레이튼으로 이동시키거나 상기 플레이튼으로부터 이동시키는 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 기판 조작기를 사용하여 상기 마스크를 다른 마스크로 변경시키는 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  32. 제30항에 있어서, 상기 기판 조작기를 사용하여 상기 웨이퍼에 대한 상기 마스크의 방향 설정을 변경하는 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  33. 공정 챔버(process chamber);
    이온 빔을 생성하는 이온 빔 생성기(generator);
    상기 공정 챔버 내의 기판을 지탱하는 홀딩(holding) 기구; 및
    상기 기판의 서로 다른 영역들에 서로 다른 주입 파라미터 값으로 주입을 수행하기 위해 이온 주입을 제어하는 주입 제어 장치를 포함하는 이온 주입 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 주입 제어 장치는 상기 기판의 정면에 위치하는 마스크를 포함하고, 상기 마스크는 주입될 영역을 정의하는 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  35. 제34항에 있어서, 상기 마스크 및 상기 기판을 상기 홀딩 기구로 이동시키거나 상기 홀딩 기구로부터 이동시키는 기판 조작기(handler)를 더 포함하는 이온 주입 장치.
  36. 제35항에 있어서, 상기 기판 조작기는 마스크들을 변경하여 주입될 상기 기판의 서로 다른 영역을 정의하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  37. 제35항에 있어서, 상기 기판 조작기는 상기 기판에 대한 마스크의 방향 설정(orientation)을 변경하여 주입될 상기 기판의 서로 다른 영역을 정의하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  38. 제34항에 있어서, 상기 홀딩 기구는 상기 마스크가 상기 기판에 대해 이격되어 위치하도록 하기 위한 리테이너들(retainer)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  39. 제33항에 있어서, 상기 주입 제어 장치는 상기 이온 빔 생성기와 상기 홀딩 기구 사이에 위치하는 셔터(shutter)를 포함하고, 상기 셔터는 상기 이온 빔을 통과시키는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  40. 제39항에 있어서, 상기 셔터는 이동 가능한 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  41. 제39항에 있어서, 상기 셔터의 개구부는 조정 가능한(adjustable) 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  42. 제39항에 있어서, 상기 셔터의 개구부는 닫힐 수 있는(closable) 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  43. 제39항에 있어서, 상기 셔터의 개구부는 실질적인 조절 없이도 상기 이온 빔을 통과시킬 수 있도록 사이즈가 증가될 수 있는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  44. 제33항에 있어서, 상기 주입 제어 장치는 선택된 부위에 주입이 수행되는 동안 상기 이온 빔을 조절할 수 있는 빔 조절기(beam modifier)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  45. 제44항에 있어서, 상기 빔 조절기는 상기 이온 빔의 경로 안으로 또한 상기 경로 바깥으로 이동 가능한 빔 차단 블록(beam block)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  46. 제44항에 있어서, 상기 빔 조절기는 선택된 부위에 주입이 수행되는 동안 상기 빔을 상기 기판 외부로 편향시키는 빔 편향기(beam deflector)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
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