KR20090069469A - 이온 주입 장치 및 이온 주입 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온 주입 장치 및 이온 주입 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정 중 웨이퍼의 내부에 이온을 주입하여 웨이퍼가 전기적 특성을 가지도록 하는 이온 주입공정에서 사용되는 이온 주입 장치 및 이온 주입 방법에 관한 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 이온 주입 장치는, 빔 토출구(140)에 마스크(300)가 끼워지는 마스크 결속구(200)를 구비하고 상기 마스크(300)를 통하여 웨이퍼에 이온이 주입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이온 주입 장치 및 이온 주입 방법에 의하면, 이온 주입 공정시 포토레지스트 공정을 생략하여 이온 주입에 소요되는 공정 시간을 단축하고 공정 비용을 절감할 수 있다.

이온, 주입, 장치, 방법

Description

이온 주입 장치 및 이온 주입 방법{Apparatus and Method for Injecting Ion}

본 발명은 이온 주입 장치 및 이온 주입 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정 중 웨이퍼의 내부에 이온을 주입하여 웨이퍼가 전기적 특성을 가지도록 하는 이온 주입공정에서 사용되는 이온 주입 장치 및 이온 주입 방법에 관한 것이다.

반도체 제조를 위한 단위 공정들 중에서 이온주입 공정은 웨이퍼 내부에 P형 또는 N형의 불순물을 물리적으로 이온 주입하여 웨이퍼가 전기적 특성을 가지도록 하는 공정으로서, 이러한 불순물 이온주입 공정은 통상적으로 임플란트 원리를 이용한 이온주입장치를 사용하여 실시하게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 이온 주입 공정을 설명한다.

도 1은 포토레지스트를 도포하고 패턴을 형성한 후에 이온 주입 공정을 수행하는 모습을 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 이온 주입 공정에서 원하는 곳에 이온을 주입하기 위해 반도체 기판 상에 포토리소그래피 공정을 수행하여 포토레지스트(PR)를 도포하고 패턴을 형성한 후에 이온을 주입한다.

다만, 포토리소그래피 공정에서 형성한 포토레지스트 패턴은 이온이 원하지 않는 곳에 주입되지 않도록 블러킹(blocking) 역할 만을 하는 것으로 상기 포토리소그래피 공정은 비용과 시간면에서 비효율적인 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 이온 주입 공정에서 포토리소그래피 공정을 생략하여 이온 주입에 소요되는 공정 시간을 단축하고 공정 비용을 절감할 수 있는 이온 주입 장치 및 이온 주입 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 이온 주입 장치는, 빔 토출구에 마스크가 끼워지는 마스크 결속구를 구비하고 상기 마스크를 통하여 웨이퍼에 이온이 주입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 웨이퍼의 상부면과 빔토출구 간의 거리는 0.1 내지 1 cm인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마스크는 1X 마스크인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 측면으로서 본 발명의 이온 주입 방법은, 이온 주입 장치의 빔 토출구에 마스크가 끼워지는 마스크 결속구를 설치하고 웨이퍼의 상부면과 빔토출구 간의 거리는 0.1 내지 1 cm가 되도록 하는 1 단계; 상기 마스크 결속 구에 마스크를 끼우는 2 단계; 상기 마스크에 이온 빔을 조사하여 상기 웨이퍼의 상부면에 이온을 주입하는 3 단계;를 포함하며, 상기 마스크는 1X 마스크인 것을 특징으로 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이온 주입 장치 및 이온 주입 방법에 의하면, 이온 주입 공정시 포토레지스트 공정을 생략하여 이온 주입에 소요되는 공정 시간을 단축하고 공정 비용을 절감할 수 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 이온 주입 장치의 단면도,도 3은 마스크를 통하여 이온이 주입되는 과정을 도시한 개략도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 이온 주입 장치(100)는 크게 소오스챔버(110)와 프로세스챔버(120)로 구성된다. 그리고 상기 소오스챔버(110)에는 소오스의 가스와 열전자가 충돌하여 양이온을 발생시키는 이온소오스부(111), 상기 이온소오스부(111)로부터 발생되는 이온 중 이온주입 공정에 필요한 이온만을 추출하 는 질량분석부(112), 상기 질량분석부(112)로부터 추출된 이온을 가속시켜 고에너지를 가지도록 하는 이온가속부(113)가 구비된다.

그리고, 상기 프로세스챔버(120)에서는 상기 이온가속부(113)를 통해 고에너지를 가지게 된 이온을 웨이퍼 내부의 원하는 영역에 주입되도록 하는 이온주입 공정이 실질적으로 수행된다.

이때, 상기 이온소오스부(111)에서 발생된 이온은 상기 질량분석부(112)와 이온가속부(112)를 경유하여 프로세스챔버(120) 내부로 공급되어져야 하는 바, 상기 이온 소오스부(111)와 프로세스챔버(120) 사이에는 고에너지를 가지며 가속화된 이온이 공급될 수 있도록 하는 빔라인(130)이 설치된다.

그리고 상기 프로세스챔버(120)에는 이러한 빔라인(130)을 따라 공급되는 이온빔을 원하는 영역으로 주입하기 위한 빔토출구(140)가 상기 빔라인(130)과 연결되어 설치된다.

또한, 상기 프로세스챔버(120)는 에어베어링(121)이 상기 프로세스챔버(120)의 하단을 관통하여 형성된다. 상기 에어베어링(121)의 최 상단에는 로플랫(roplat, 122)이 구비된다.

상기 로플렛(122)에는 플레튼(123)이 장착되며 상기 플레튼(123)에는 이온주입의 대상이 되는 웨이퍼(124)가 안착된다.

상기 로플렛(122)은 웨이퍼(124)가 로딩·언로딩 포지션(150)에서 플레튼(123)에 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading)되는 경우에는 상기 플레튼(123)의 전면이 상기 프로세스챔버(120)의 천장을 향하게 되고 임플란트 포지션(160)으 로 이동하게 되었을 때는 상기 빔토출구(140)에 상기 플레튼(123)의 전면이 향하게 된다.

여기서 본 발명은 이온 주입 공정에서 포토레지스트 공정을 생략하기 위해 빔 토출구(140)에 마스크(300)가 끼워지는 마스크 결속구(200)를 구비하고 상기 마스크(300)를 통하여 웨이퍼에 이온을 주입한다.

여기서,상기 마스크(300)의 교체를 위해 상기 빔토출구(140)의 일 측면에는 커버에 의해 개폐가 가능한 마스크주입구(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 마스크(300)는 빔 토출구(140)에 배치되어 상기 빔 라인(130)을 경유한 이온이 상기 웨이퍼(124)의 원하는 영역에 이온이 주입되도록 한다.

그리고, 이온의 정확한 주입을 위해 상기 웨이퍼(124)의 상부면과 빔토출구(140) 간의 거리(T_d)는 0.1 내지 1 cm로 하고, 상기 마스크(300)는 1X 마스크로 하는 것이 바람직하다.

마스크를 1X로 하고 상기와 같이 상기 웨이퍼(124)의 상부면과 빔토출구(140) 간의 거리(T_d)를 매우 가깝게 함으로서 상기 마스크 상의 패턴대로 상기 웨이퍼(124)의 상부면에 이온인 주입될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 구성을 가지는 이온 주입 장치에 의한 이온 주입 공정을 설명한다.

가장 먼저, 이온 주입 장치의 빔 토출구(140)에 마스크(300)가 끼워지는 마스크 결속구(200)를 설치하고 웨이퍼(124)의 상부면과 빔토출구(140) 간의 거리(T_d)는 0.1 내지 1 cm가 되도록 한다.

그 다음에는 마스크 결속구(200)에 마스크(300)를 끼운다.

마지막으로, 상기 마스크(300)에 이온 빔을 조사하여 상기 웨이퍼(124)의 상부면에 이온을 주입한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 마스크(300)의 이온 차단 영역(Chrome)에서는 이온이 차단되는 효과로 이온 투과영역(Quartz)을 통화한 이온에 의해 상기 웨이퍼(124)의 원하는 영역에 이온이 주입된다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

도 1은 포토레지스트를 도포하고 패턴을 형성한 후에 이온 주입 공정을 수행하는 모습을 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 이온 주입 장치의 단면도,

도 3은 마스크를 통하여 이온이 주입되는 과정을 도시한 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100 : 본 발명의 이온 주입 장치

110 : 소오스챔버 120 : 프로세스챔버

111 : 이온소오스부 112 : 질량분석부

113 : 이온가속부 130 : 빔라인

121 : 에어베어링 122 : 로플랫(roplat)

123 : 플레튼 124 : 웨이퍼

140 : 빔토출구 150 : 로딩·언로딩 포지션

160 : 임플란트 포지션

200 :마스크 결속구 300 : 마스크

T_d : 웨이퍼의 상부면과 빔토출구 간의 거리

Claims (3)

1. 이온 주입 장치에 있어서, 빔 토출구에 마스크가 끼워지는 마스크 결속구를 구비하고 상기 마스크를 통하여 웨이퍼에 이온이 주입되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
2. 제 1항에 있어서, 웨이퍼의 상부면과 빔토출구 간의 거리는 0.1 내지 1 cm인 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 마스크는 1X 마스크인 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.

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