KR920002865B1 - 이온비임 주입장치와 그 주사방법 - Google Patents

이온비임 주입장치와 그 주사방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

이온비임 주입장치와 그 주사방법
제1도는 원형대상물 웨이퍼의 면에 이온비임을 유도하기 위한 주사전극을 사용한 이온 주입장치의 개략도.
제2도는 이온비임의 과주사에 따른 주사 비효율 결과를 가져오는 종전기술의 이온비임 주사기술의 개략도.
제3도는 적은 과주사로 더욱 효과적인 본 발명에 따른 이온비임 주사의 개략도.
제4도는 제2도의 종전 기술인 주사가 동반한 과주사 정도와, 본 발명에 따른 주사가 동반한 제3도의 과주사 정도를 비교하여 나타낸 개략도.
제5도는 이온주입장치의 편향전극을 통전시키는 주사회로의 개략선도.
제6도는 제3도의 주사형식을 발생하는 수평과 수직 편향전극에 공급되는 전압 파형도.
제7도는 이온 주입장치을 사용한 또 다른 양산된 이온비임 주입형식의 개략도.
제8도는 제7도의 주사형식을 만드는 편향전극을 통전시키기에 알맞는 전압파형을 예시한 도면.
제9도∼제11도는 본 발명에 따른 주사제어와 선량 보정회로를 개략적으로 예시하는 도면.
제12도는 반도체 웨이퍼에 대해 이온비임을 조정하고, 장치 운전자에게 도움을 주는 디스플레이 스크린의 전개도.
제13도는 주사선량을 변경하는 선량 보정 순람표(does correction look-up table)의 조직을 보여주는 도면.
제14도와 제15도는 원형 대상물 웨이퍼의 면을 따라 선량의 균일성을 도모하는 도면.
제16도∼제19도는 제9도∼제11도에 도시된 수직과 수평주사 전극을 더욱 상세히 개략적으로 예시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 이온비임 주입장치 12 : 이온소오스
14 : 이온비임 16 : 비임형성수단
38 : 웨이퍼 지지부 110 : 원형 대상물 웨이퍼
130 : 비임 주사장치 210,212 : 판독기억장치
270 : 비교수단
본 발명은 이온비임 주입장치 및 그 주사방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 제어된 궤도에서 대상물에 걸쳐 이온비임을 주사하는 방법과 부속장치에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼를 도핑하는 기술의 하나는, 이온비임을 한 웨이퍼에 충돌시켜 그 웨이퍼내에서 도핑 불순물의 제어된 집속(concentration)을 하도록 유도하는 것이다. 반도체 웨이퍼에 대한 이온주입처리의 중요한 매개 변수는 웨이퍼에 대한 주입선량의 공간적 균일성인 것이다. 또 다른 중요한 매개 변수는 그 웨이퍼에 대한 이온비임의 입사각이고, 실리콘 결정(또는 GaAs 격자 또는 다른 결정기판)의 내부 결정구조이다. 입사각은 그것이 채널 현상에서 역할을 하기 때문에 중요하다. 만일에, 비임의 입사각이 표면에 걸쳐변하면, 웨이퍼면의 위치가 달라지기 때문에 도우펀트 (Dopant) 깊이의 종단면이 변하게 된다.
중간 또는 저전류 이온 주입기에서, 일반적으로 래스터 형식(raster pattern) 또는 유사한 형식의 비임을 x-y로 편향시켜 웨이퍼면에 따라 이온비임을 주사하였다. 이것은 보통 두개의 직교하는 비임을 편향시키는 정전편향판(靜電編向板) 또는 전극을 사용하여 이루어진다. 정전편향판에 3각 파형전압을 걸어서 그 웨이퍼에 6각 래스터 주사형식을 생기게 할 수 있다. 미국특허 제4.514,637호의 Dykstra et al은 그러한 중간에서 저전류 까지의 이온 주입기를 공개하였다. 특허 Dykstra et al의 공개 사항은 참고로 여기에 기재하였다.
정전 이온비임 편향주사는 웨이퍼면상에 상이한 위치에서 비임값이 상이한 각도를 취하게 된다. 이것은 이형의 주입기에서 생기는 주요한 심도의 불균형(채널의 변화로)의 근원인 것이다.
고전류 주입기는 비임을 통과하는 스핀 디스크에 웨이퍼를 장착하는 것같은 기계적 방법이나, 또는 다른 공지의 기계적 주입기술에 의하여 그 웨이퍼가 고정비임을 통하여 움직인다. 이들 기계적 주사장치는 그렇게 설계되는 경향이기 때문에, 웨이퍼가 이온비임을 통하여 움직이면, 비임각은 일정하게 또는 거의 비슷하게 움직인다. 이러한 이유 때문에, 고정비임을 통해 웨이퍼의 기계적 주사장치는 깊이의 균일한 최소 마스크 새도우(mask shadows)가 생기는 비임의 x-y 편향방법이 보다 뛰어나다고 여겨진다.
그러나, 고전류 이온비임 기술에 의하여 부과되는 일괄 웨이퍼 처리는 일반적으로 일괄된 웨이퍼 처리능력을 가지며, 또 비용이 많이 드는 웨이퍼 처리장소를 필요로 하게 되는 것이다. 다른 한편으로는, 편향주 사기는 크기와 단순성 및 비용에 있어 유리하나. 비임 입사각의 변경이 어렵다는 문제점들이 있다.
채널효과를 없게 하는데 있어서는 웨이퍼를 발생비임과 각도관계를 이루게 경사지게 한다. 웨이퍼 경사는 비임속도를 소오스에서 가까운 웨이퍼 면적에 대하여 더 적게 하도록 하며(많은 량), 소오스에서 먼 웨이퍼 면적에 대하여는 비임속도가 더 크게(적은 량) 되게 하는 것이다.
종래의 편향장치는 고주파 주사를 한쪽 방향에서 이용하며, 저주파 주사는 직교하는 방향에서 이용하여 원형 반도체 웨이퍼를 스위프(sweep)하였다. 고, 저주사 주파 사이의 관계는 매우 큰 비월(飛越)리사아주형식(interlaced lissajous pattern)을 생기게 하도록 선택된다. 대상물에서 생긴 주사형식은 6각형 또는 4각형으로 원형 웨이퍼가 과도하게 주사된 비임위치 때문에 주사 비효율 결과를 가져온다. 고, 저주파 주사신호의 합성으로 발생되는 4각형 주사형식은 비임동조와 집속용 2개의 가시표시를 필요로 한다. 저주파 스위프 표시는 저주파 비임 주사신호와 동조되고, 고주파 스위프 표시는 고주파 비임 주사신호와 동조된다. 이런 형식의 비임 동조의 경험으로 원형 대상물 웨이퍼에 정확한 집속작용을 하지 않는다는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명은 주입 반도체 웨이퍼에 대한 고효율의 이온비임 주사를 마련하려는 것이다. 본 발명에 따른 주사절차는 균일량의 집속결과를 맺는 동시에 반도체 웨이퍼의 강사작용에 대한 양호한 보상을 내포한다.
본 발명의 이온 주입장치에는 원형 대상물 웨이퍼를 처리하기 위한 이온을 마련하는 소오스를 포함하여, 그 소오스의 위치에는 윈형 대상물 웨이퍼를 향하게 하는 지지대를 포함한다. 비임 형성장치는 이온이 포텐셜을 이루어 원형 대상물 웨이퍼상 범위에 이온비임을 충돌하도록 하는 궤도에 따라 고유 에너지를 가지고 움직이는 역할을 하게 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서의 원형 대상물 웨이퍼는 일반적으로 원통형 반도체이고, 비임의 최소 궤도는 비임을 웨이퍼의 중앙위치에 충돌하게 한다.
주사장치는 이온비임을 최초의 궤도에서 편향시켜 원형 대상물 웨이퍼의 다른 범위에 충돌시켜 이온을 주입한다. 주사장치는 바람직한 주사를 유효하게 할 수 있게 제어전압을 발생하는 제어회로에 연결된 하나 이상의 전기발생 전장을 포함한다.
제어회로는 조정된 주사형식으로 비임을 편향시키기에 알맞는 전압배열에 따라 신호를 축적하는 기억장치를 포함한다. 이러한 신호들은 기억 장치에 축적된 값을 주사전극에 연결된 시간적 변화 전압출력으로 변환하는 디지탈-아날로그 변환기와 같은 변환장치에 전달된다. 보상회로는 원형 대상물 웨이퍼에 걸친 이온비임 주사와 같은 순간 이온선량을 조정하기 위하여 주사전극에 공급된 시간적 변화전압을 조정한다.
바람직한 기억장치는 바람직한 주사형식을 결정하는 신호를 축적하는 프로그램 작성가능 기억장치(PROM)인 것이다. 이들 신호들은 일반적으로 반도체 웨이퍼의 평면의 좌표위치에 송신되는 평향전압과 일치한다. 바꾸어 말하자면, PROM내에 축적된 각 쌍의 신호들은 이온비임을 최초궤도로 부터 편향하여 반도체 웨이퍼면내의 좌표위치까지 떨어지게 하여 한쌍의 편향주사 전압으로 변환시킬 수가 있다.
바람직한 주사장치는 서로 직각으로 향한 편향전극쌍이거나, 상호간 평판을 쓰기 때문에 제1전극쌍은 비임을 한쪽 방향으로 편향시키고, 제2전극쌍은 비임을 직교하는 방향으로 편향시킨다. 또한, 이 장치에서는 분리주사 전압발생기가 각 주사전극쌍에 사용된다. 하나의 주사전극 제어회로가 이온비임 주사를 도와 주회로로서 작동하고, 다른 주사전극 제어회로는 상기 주사 제어전극에 영향을 받으므로서 상기 주사 제어전극에 종속된다.
기억장치내에 축적된 주사형식은 웨이퍼면에 반대편 모서리를 가진 4개 측면상을 스위프하는 비임편향집속으로 결정한다. 이들 모서리 사이에서 이온비임은 제어된 방식으로 웨이퍼면에 걸쳐 주입이온을 주사하는 것이다. 그 4개 측면 주사형식이 시간에 따라 변화하기 때문에 전체 웨이퍼면이 처리되는 것이다.
이온 주입량을 더욱 고르게 하기 위해서는 디서전압(dither voltage)을 한 세트의 주사전극에 공급한다. 이 디서전압은 주입의 공간적 해결을 개량하는 6각형 주사형식으로 변경하고, 소량의 비임의 기하학적인 선량 균일성을 갖게 한다.
반도체 웨이퍼의 경사와 웨이퍼 경사로 인한 선량의 분균형을 제거하려면, 주사 제어회로는 주사전압을 섭동케 한다. 이온비임이 원형 대상물 웨이퍼에 걸쳐 스위프함에 따라 웨이퍼 경사에 대한 보상이 가속화하거나 또는 감속되게 되어 있다.
웨이퍼 경사를 보상하는 섭동처리는 별도로 출원이 되어 있다. 이 섭동 원인은 장치적으로 수정될 수 있으며, 선량 섭동성 설명에 대하여는 안하기로 한다. 반도체 제작시, 특정한 주사 전자부품을 사용하므로서 양질의 생산품을 생산할 수 있는 것이다.
선량의 수정은 순람표를 가지고 달성되며, 2개의 직교 주사전극상의 순간 주사전압은 순람표의 인덱스를 사용한다. 주사전압의 합성은 주사 전압과 가산 또는 감산된 단일값을 가르킨다. 주사전극에 공급된 정상 스위프 전압은 약간 섭동하기 때문에 소량으로 이온비임 주입에서 조정되어 변화된 결과를 가져온다.
본 발명의 방법이나 부속장치들은 또 다른 잇점을 갖는다. 즉, 2개의 전극의 주사 주파수는 거의 동일하며, 2개의 주사증폭기들도 부품이나 수리면에서 거의 동일하다는 것이다. 이온비임을 형성하거나 집속하는데는 간단한 비데오 탐지기가 사용된다. 더욱이 주사형식은 8각형이기 때문에 주입효율은 원형 대상물 웨이퍼에 대하여 증가된다.
따라서, 본 발명의 목적은 이온주입장치를 사용하여 매우 균일한 이온비임 기술로 항상시키려는 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 목적과 잇점 및 특징들은 바람직한 실시예의 상세한 설명과 같이 첨부된 도면에 따른 설명에 의하여 이해될 것이다.
이제 도면을 보면, 이온주입장치(10)는 이온비임(14)이 그 비임을 직각으로 편향시키는 이온비임 성형수단인 이온질량 분석자석(16)으로 유도하기 위한 이온 소오스(12)를 지니고 있는 것이 예시되어 있고, 이 이온비임 성형수단(16)은 비임차단부(20)를 통하는 신장된 이동통로에 따라 유도하면, 전극(22)을 가속하게 하는 것을 볼 수 있다. 가속전극(22) 아래에는 비임이 그 비임의 초점을 맞추는 4중 렌즈장치(24)를 통과한 다음 그 비임(14)은 주사전극인 수평과 수직 편향전극(26)(28)을 통과한다. 수평과 수직 편향전극(26)(28)에 공급된 제어전압은 이온비임(14)을 평향시키는 전계를 형성하고, 편향된 이온비임은 비임통로내에 위치한 통상의 원형 실리콘으로 된 원형 대상물 웨이퍼(110)가 위치한 이온 주입장소(30)에 유도된다. 수평과 수직 주사전극(26),(28)에 공급된 주사전압을 변경하면 이온비임(14)은 웨이퍼에 걸쳐 주사된다.
이온 주입장소(30)는 진공실(32)내에 위치하며, 2개의 아암(34),(36)이 진공실(32)에 설치되어 자동적으로 웨이퍼 지지부(38)로 부터 웨이퍼를 올려 놓았다 내렸다 한다. 도우프가 안된 실리콘 웨이퍼는 셔틀(42)에 의해 카세트(40)로 부터 회수되고, 이 셔틀(42)의 역할은 도우프 되지 않은 웨이퍼를 방향기(46)에 이동시키는 아암(44)의 부근에 하나의 웨이퍼를 가져 가는 것이다. 방향기는 도우프 안된 웨이퍼를 특수 결정방향으로 회전시킨다. 상기 아암(44)은 적절한 방향을 한 웨이퍼를 회수시켜 그것을 진공실(32) 다음에 있는 적개장소(48)로 이동시킨다. 이 적재장소(48)는 닫히고, 진공이 된 진공실(32)안이 열리게 된다. 아암(34)은 웨이퍼를 잡아서 그것을 진공실내에 가져가서 내리고 실고 하는 위치에 있는 웨이퍼 지지부(38)위에 놓는다. 먼저, 지지부는 웨이퍼의 크램프(clamp)와 이온비임(14)에 대면하는 웨이퍼면과 함께 수직방향으로 웨이퍼를 회동하게 한다.
진공실(32)의 내리는 쪽에는 제2아암(36)이 도우프 된 웨이퍼를 웨이퍼 지지부(38)로 부터 잡아서 진공실(32)로 이동하며, 한 아암(62)은 자동적으로 웨이퍼를 제2카세트(66)에 놓는 셔틀(64)에 이동시킨다.
편향전극(26),(28)에 적절한 통전 전압을 적용하면, 비임이 최초의 궤도에서 편향되어 이온 주입장소(30)에서 수직방향을 한 웨이퍼를 주사 또는 스위프한다. 종전 기술인 이온주입장치에서 통전전압이 동시에 수평과 수직편향전극(26)(28)에 공급되어 제2도에 보여주는 주사형식(100)을 만든다. 이온비임은 지그재그 형식으로 원형 대상물 웨이퍼(100)를 가로질러 주사한다.
제2도의 지그재그 주사형식(100)을 달성하기 위하여 수평 편향전극(26)에 비교적 느린 시간적 변화신호를 공급할 필요가 있으며, 이렇게 하므로서 제2도의 주사형식(100)에서 이온비임(14)이 저주파에서는 한쪽에서 다른 한쪽으로 웨이퍼를 스위프하게 되며, 고주파로는 위 아래로 웨이퍼를 스위프하게 된다.
균일한 형식으로 스위프하기 위해, 매우 균일한 이온 도우핑을 만들기 위하여 종전 기술인 비임처리의 제안은 각 주사반복에 대하여 수평주사를 옵셋트(offsets)하였다. 더 많은 주사반복을 수행하므로서 원형 대상물 웨이퍼에 걸친 이온 주입이 균일하게 되고, 제2도의 이온비임 형식(100) 사이의 틈이 균일하게 채워진다.
이제 제3도에서 새롭고 개량된 주사형식(120)이 예시된 것을 볼 수 있다. 이 주사형식은 거의 같은 주파수의 수직 또는 수평 전극 통전파형(제6도와 제8도)을 활용하는 이온비임(14)을 편향되게 제어하므로서 달성된다. 제3도의 주사형식(120)의 참고표시(A∼Z)로 윤곽이 그려진다. 이들 각 표시들은 일반적으로 이온비임을 직각으로 방향을 바꾸는 이온비임 주사형식의 범위에 속한다. 이들 범위들은 원형 대상물 웨이퍼(110)에서 떨어져 위치하므로서, 이온 주입 동안에 이온비임을 웨이퍼에 따라 직선통로 또는 그 부분을 스위프 한다.
본 발명의 하나의 잇점은 제4도를 참조하여 알수 있으며, 거리에는 종전기술(제2도)의 주사부분과 제3도의 주사형식(120)의 주사부분이 비교되어 있다. 종전 기술에서 주사형식(100)은 제4도에서 면적 A, 면적 B, 면적 C, 그리고 면적 D표가 붙은 면적을 포함하는 4개 측면을 스위프한다. 이온비임(14)은 이들 범위를 걸쳐서 주사되기 때문에, 어떠한 원형 대상물 웨이퍼(110)도 이온 주입이 일어나지 않는다.
본 발명의 새로운 주사형식(120)(제3도)은 일반적으로 8개 측면상을 스위프하지만, 면적 A∼D로 표시된 범위에서는 스위프하지 못한다.
제2도의 주사형식 보다 더 효과적인 제2주사형식은 제7도에 도시되어 있다. 제7도 주사형식에서 이온비임은 점A에서 주사를 시작하여 원형 대상물 웨이퍼(110)를 대각선으로 가로질러 점 V에서 스위프가 끝난다. 이 위치에서 직업 대상물 웨이퍼의 후속 주사는 소량의 비임편향에 의해 점 W까지 수행된 다음 점 X,Y에 의해 형성된 점까지 수행된다. 제7도에서 보는 바와같이, 이온비임은 제2도의 종전의 주사방식보다 훨씬 적게 작업 대상물 웨이퍼를 과주사한다. 제3도에서 수행된 효과적인 주사를 8각 주사형식으로 하였으며, 제7도의 주사형식은 반원형식이라고 한다.
이제 제5도를 보면, 수평 또는 수직 편향전극(26)(28)에 통전전압을 적용한 비임 주사장치(130)가 예시되어 있는데, 이 장치(130)는 장치 버스(138)와 인터페이스로 연결된 다수의 모듈러 회로(modularcircuits)(132∼137)를 포함한다. 시스템 클럭회로(137)는 타이밍신호를 발생하여 비임주사장치(130)의 다른 회로를 작동한다. 제어회로(134)는 마이크로 처리기와 기억장치에 축적된 연산장치를 포함한다. 앞 팬넬 인터페이스 회로(132)에 연결된 주 컴퓨우터(140)는 앞 팬넬 인터페이스 회로(132)에 연결된 종전 컴퓨우터 단자(도시되지 않음)에 대한 정보를 이온 주입장치에 표시한다. 특수 음극선 탐지기(142)가 비임촛점을 제어하여 대상 웨이퍼를 비임처리에 앞서 이온비임을 집속시키는데 쓰인다. 상기한 탐지기(142)를 보므로써 장치 운전자는 이온비임의 집속작용과 초점 맞추기를 할 수 있다. 비임 초점 맞추기와 접속 제어회로(144∼147)(제12도)는 사용자가 비임(14)을 성형하는 4중 렌지장치(24)와 연결된 전압을 조절하며, 또한 그 위치를 조절하고, 원형 대상물 웨이퍼(110)상의 비임 주사형식의 크기를 조절할 수 있도록 탐지기(142)쪽에 위치한다.
또한, 수평과 수직 주사발생 회로(135)(136)는 제6도와 제8도에 도시된 전압파형을 발생한다. 제6도는 제3도는 주사형식(120)을 만드는 수평과 수직편향전극(26),(28)에 걸쳐서 시간적 변화전압 차이를 나타낸다. 제8도는 수평과 수직편향전극(26),(28)에 걸쳐 제7도의 주사형식(125)을 만들도록 하는 시간적 변화전압을 나타낸다. 제6도와 제8도에서 2개의 전압파형을 보여주는 참고문자 A∼U는 제3도와 제7도에서 도시된 원형 대상물 웨이퍼(110)의 평면내에 있는 이온비임 주사위치 A∼U와 일치한다.
제6도를 참고함으로써 제3도의 주사형식(120)은 수평과 수직편향(26),(28)에 걸쳐 거의 같은 주파수 2개의 톱니파형 전압을 공급하므로써 달성된다는 것을 알 수 있다. 특히, 이온비임은 수평 편향전극(26)에 제1편향전압과 제2의 더큰 편향전압을 수직 편향전극(28)에 적용함으로써 제A(제3도)에 편향된다. 이온비임(14)을 점A에서 떨어져서 주사하기 위하여는 X와 Y의 편향전압은 강하된다. 이온비임(14)은 원형대상물 웨이퍼에 걸쳐 대각선적으로 주사되어, Y축상의 한 점에서 제3도에 있는 Y축과 교차한다. 그 이온비임은 제3도에서 점A로 부터 대각선적으로 주사하기를 계속하여 원형 대상물 웨이퍼(110)에 걸쳐 이온비임(14)이 완전히 스위프할 때까지 계속되고, 제3도에서 B로 표시된 점에 도달한다. 이 점에서, 주사형식(120)은 최대 마이너스 수평편향에 도달하고, 수직 편향전극(28)에 인가된 전압이 강하됨에 따라 수평전압이 역전될때(제6도), 이온 스위핑 형식에서 편향된 직각이 B점에서 이루어진다. 이온비임(14)은 웨이퍼 표면을 떠나 방향(점 B)을 바꾸고, 제3도에서 점 C로 표시된 범위에 대한 웨이퍼의 한 끝에 가까이 근접하여 주사된다. 이 위치에서 수직 주사전압은 방향을 반대로 하는 한편, 수평주사전압은 계속 증가하며, 점 U가 주사형식(120)내에 닿을 때 까지 주사 작용은 대각선적 분열로 계속된다.
주사형식(120)의 최초 위치, 즉 점 A∼U로 연결된 주사부분은 원형 대상물 웨이퍼(110)의 완전 이온비임 주사의 작은 부분을 나타낸다. 이 부분은 각 4개 부분인 4개 측면상을 결정하며, 적어도 원형 대상물 웨이퍼(110)의 결쳐 반대 방향인 각기 4개 측면상에 2개의 병열측을 결정한다.
제3도에서 주사형식(120)의 도시가 되어 있지만, 이온비임은 폭이 없는 선으로 표시했지만, 이온비임(14)의 실질적 폭은 1∼5cm가량 변할 수 있으며, 4중 버스와 비임 전류 그리고 비임 에너지에 의하여 영향받게 된다. 비임은 제3도에서 도시된 통로부분과 일치하는 중앙에서 최대 강도를 갖는다. 주사는 반대편 점 Z(제3도)에서 계속하여, 주사 유효범위 있는 틈사이를 꽉채우며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 특수 웨이퍼 주사는 점 A에서 시작하는 4000개 이상의 주사부분을 갖는다. 이들 4000개의 부분이 완결하는데 거의 65미리초 걸리는 파인 프레인(fine frame)을 구성한다. 완전 이온 주입절차는 10∼15초 걸리며, 따라서 수많은 이들 파인 프레임의 반복을 필요로 한다.
제7도의 외견상 원형 주사형식(125)에서 상이한 주사 시도가 선택되는데, 이 주사형식(125)을 만드는 수평과 수직 주사전압은 제8도에 도시되어 있다. 각 파형은 2개의 쌍을 수평과 수직 편향전극(26),(28)에 연결된 톱니형 파형의 끝점에 의하여 결정된다. 제8도에서 A∼ Y 표시는 제7도의 주사형식의 A∼Y범위표시와 일치한다.
제9도는 제6도와 제8도의 파형을 만드는 수평과 수직 주사 발생회로(135),(136)의 구성부분을 예시한다. 전기적으로 프로그램 가능 판독 기억장치(210)(212)는 끝점 위치 A,B,C,D 등의 위치를 표시하는 16비트 신호를 축적하여 제3도와 제7도의 주사형식을 결정하고 있다. 제9도의 나머지 회로는 제9도 회로와 수평과 수직 편향전극(26),(28) 사이의 증폭 인터페이스(214)(제10도)에 연결된 램프전압으로 이들 끝점을 변환한다.
증폭 인터페이스(214)는 제9도의 주사회로로 부터 아날로그 신호로 수신하고, 그 신호를 변압기(218)를 통하여 고전압 동력공급부(216)에 연결한다. 증폭 인터페이스(214)에 대한 입력부(214a)에서 나타난 톱니형 파형은 따라서 한쌍의 주사판에 걸쳐서 연결되며, 고전압 동력공급부(216)로 부터의 접속전압(a,b,c)에서 가산 또는 감산되게 되어 있다. 제10도에는 단 하나의 증폭 인터페이스(214)가 보여지고 있으나, 하나의 인터페이스가 수평 편향전극(26)에 필요하고, 제2의 인터페이스가 수직 편향전극(28)에 필요한 것이다.
제9도에서, 파형의 끝점(예로, 제6도)을 표시하는 판독기억장치(210)(212)에 축적된 신호는 제어회로(134)의 제어하에 32워드 길이의 선입선출방식(first-in first-out: FIFO)의 기억장치(이하, FIFO기억장치라 함)(220)(222)에 의하여 16비트 폭으로 로드(load) 된다. 하나의 FIFO 기억장치(220)는 수직 편향전압의 절대 끝점이 축적되고, 제2 FIFO 기억장치(222)는 수형 편향전압의 끝점에 축적된다. 데이터를 로드하는 과정은, 각 FIFO 기억장치(220),(222)가 꽉 찰 때 까지 고속도비로 이행된다. FIFO기억장치(220)(222)가 로드한후, 각 기억장치내의 제1입력은 대응하는 12비트 디지탈 계수기(230)(232)에 로드된다. 하나의 디지탈 계수기(230)는 수직 주사전압에 대응하는 디지탈 값을 발생하며, 나머지 디지탈 계수기(232)는 수평 주사전압에 상응하는 디지탈 값을 발생한다. 이들 2개의 계수기는 동시에 작동되어서 FIFO기억장치(220),(222)로 부터의 출력에서 보내지는 워드의 UP/DOWN 비트의 상태에 따라 UP 또는 DOWN 어느것인지 계수하기 시작한다.
제6도를 참조하여 제3도에서 A로 표시된 최초 벡터 옵셋트(vector offsets)는 제3도 주사형식으로 점A로 부터 점 B까지 연장하는 대각선적 주사부분을 만들기 위해 일정 비율로 셈을 시작하는 2개의 계수기를 필요로 한다. 이 계수를 완수하기 위하여, 양 계수기는 클록회로(137)로 부터의 공통 클록신호에 의하여 같은 비율로 클록된다.
2개의 디지탈 계수기(230)(232)로 부터의 12비트 출력은 2개의 가산회로(240),(242)에 전달되며, 이들 가산회로는 2개의 디지탈 계수기(230)(232)로 부터의 출력에 대한 수정수치를 가산 또는 감산하는데, 다음에 더 상세히 논의코저 한다. 계수지에서 계수된 츨력은 디지탈-아날로그 변환기(250),(252)에 전달되며, 이들 디지탈-아날로그 변화기의 출력은 그들의 각 디지탈 계수기(230)(232)의 출력을 따르며, 대역폭이 제한된 주사증폭기에 의하여 여과되거나 평활된다.
계측회로(260)(262)는 디지탈-아날로그 변환기(250),(252)에서 수직과 수평 주사신호를 마련하기 위하여 출력을 감쇠한다. 계측회로(260),(262)로 출력은 수평과 수직 편향전극(26),(28)에 대한 고전압 톱니파형에 교체되어 연결되는 주사전극 인터페이스(214)에 연결된다. 상기한 바와같이. 수평과 수직 편향전극(26),(28)은 그 자신의 주사 인터페이스를 구성하며, 제10도의 도시는 그 회로의 하나만을 예시한다.
수직 주사회로(136)는 수평 주사회로(135)를 마스터(master)로서 작동하며, 제9도에서 디지탈 계수기(230)로 부터의 출력은 FIFO기억장치(220)로 부터의 출력에 연결된 디지탈 비교측정기회로(이하. 비교 측정기라 함)(270)에 연결되어 있는 것을 볼 수 있다. 제3도의 주사 끝점에 대한 각 시간마다의 벡터위치는 FIFO기억장치(220)에서 부터 디지탈 계수기(230)까지 로드되어 있고, 다음 연속하는 벡터는 FIFO기억장치(220)에 출력되어 있다. 이 디지탈 신호는 비교측정기(270)에 하나의 입력으로서 연결되기 때문에, 디지탈 계수기(230)로 부터의 출력이 다음 끝접 벡터에 도달할 때 비교측정기(270)로 부터의 출력신호(270a)는 다음 끝점을 수평 계수기(232)만으로 클록함으로 수직 계수기는 다음 끝점이 되게 되어 있다.
양 계수기의 클록비가 같음으로 대각선적 주사가 제3도의 각 주사부분에서 발생한다. 수직 디지탈 계수기(230)가 끝점 벡터에 도달할 때, 수평 디지탈 계수기(232) 역시 그 끝점에 도달한다.
벡터 끝점에 도달한다는 것은 적어도 2개의 계수기 중 하나의 계수기는 반대 방향으로 셈을 시작하여야 한다. 이것은 FIFO기억장치(220),(222)로 부터의 16비트 출력의 UP/DOWN 비트에 의하여 제어된다. 디지탈-아날로그 변환기 출력(260a)(262a)에서의 주사신호 발생은 FIFO기억장치(220),(222)에 축적된 대부분이나 거의 모든 워드가 없어질 때까지 수행된다. 제어회로(134)에 의하여 발생된 신호는 2개의 판독기억장치(210),(212)로 부터의 고속 데이터 전달을 FIFO기억장치(220),(222)로 하게 하는 것이다.
2개의 디지탈 계수기(230),(232)로 부터의 출력은 가산회로(240)(242)에 의하여 수정되며, 이러한 수정은 활용할 수 있는 양의 제어를 마련한다.
예컨데, 채널링 효과를 방지하기 위한 웨이퍼 경사에 의해 발생한 양의 비균일성을 수정한다. 하나의 절차를 위하여 원형 대상물 웨이퍼(110) 표적은 수평축(X) 언저리는 거의 7°의 경사를 지게 하며, 이 웨이퍼 경사가 이온비임을 웨이퍼의 하반부 보다 상반부에 도달하도록 약간 긴 거리 이동를 하게 하는 것이다. 이온비임의 속도는 웨이퍼 범위에 대하여 하부이온 선량의 결과를 낳는 소오스 보다 훨씬 종속하고, 이 비임 경사나 어느 다른 이온비임 선량의 불규칙성을 보상하기 위해 2개의 디지탈 계수기(230),(232)로 부터의 출력에 대하여 감산 및 가산수정을 취하게 된다. 그 수정은 제3도의 주사에서 주사 비임이 점유하는 위치에 따르며, 2개의 수직과 수평 순람표(280),(282)를 이용하여 산정되며, 하나는 수직 디지탈 계수기용이고 다른 하나는 수평 디지탈 계수기용이다.
제13도는 양 보상 순람표의 하나의 조직을 보여주며, 이 순람표는 매 순람표 당 전체 4096개 선량 수정범위에서 64×64행렬 범위로 표시되어 있다. 2개의 웨이퍼(6인치와 4인치)의 외곽선은 원형 대상물 웨이퍼(110)상의 이온비임 위치와 관련된 각 행렬 위치에서 선량 수정인자를 표시하도록 이 행렬 전체에 결쳐 배열이 되어 있다. 2개의 디지탈 계수기(230)(232)로 부터 순간 출력은 디지탈 계수기(230)(232)로부터의 출력에서 추가 또는 감소의 어느 것이건 선량 수정의 결정을 위한 순람표의 인덱스로 사용된다. 제9도에서 표시한 대로 수직 순람표(280)는 디지탈 계수기(230)의 출력으로부터 추가 또는 감소되게 되는 수정인자로 근접한 것이 되며, 순람표(282)는 디지탈 계수기(232)로 부터의 출력을 보정한다.
계수기로 부터의 출력과 수직과 수평 순람표(280),(282)사이에 2개의 주사회로가 위치해 있다. 주사인자는 장치 데이터 버스(138d)로 부터의 계측회로(290),(292)에 로드되게 되어 있다. 이 계수의 사용은 단일 순람표가 상이한 크기의 웨이퍼에 쓰이도록 하며, 6인치 직경의 웨이퍼는 제13도에 데이터 포맷에 관하여 개략적으로 도시되어 있으며, 4인치 웨이퍼의 이온 주입에 대하여는 편향적압이 감소하므로서 이에 따라 주사형식이 계수된다.
같은 수직과 수평 순람표(280),(282)는 4인치 웨이퍼에 실용되어 있으나, 그 주사가 더 적은 웨이퍼를 커버하기 위하여 계수되어 있다. 2개의 디지탈 계수기(230),(232)로 부터의 계수기 출력은 또한 비임 에너지와 관련된 계수가 계측되어야 하며, 최대 비임편향이 2개의 수직과 수평 순람표(280),(282)에서의 인덱스를 결정되게 하여야 하는 것이다.
이온 가속에너지 변화에 따라 만일 주사전압이 일정하게 유지되고 있다면, 비임편향량은 가속에너지에 반비례한다. 비임 에너지를 가진 비임편향의 이 경향은 장치 데이터 버스(138d)에 제공된 계수인자의 조정을 고려해야만 한다. 디지탈 계수기(230)(232)는 12비트 신호를 발신하고, 그 12비트 모두가 가산회로(240),(242)에 연결되어 있으며, 그 계수기 출력의 높은 8비트는 계측회로(290),(292)에 입력을 형성하고, 이 계수기 출력이 데이터 버스로 부터 8비트 주사인자에 의하여 곱셈되어 16비트 결과가 발생된다. 16비트 중 가장 중요한 6비트는 수평과 수직 순람표(280),(282)에 대한 인덱스 입력으로서 실용화되는 것이다 6비트는 수직과 수평 순람표(280)(282)로 가는 2개의 주사회로로 부터의 출력이고, 각 순람표에서 64×64선량 요소 중 하나를 적절하게 표시한다. 또한, 8비트 수정인자는 수직과 수평 순람표(280),(282)로 부터의 출력이며, 디지탈 가산회로(240),(242)에 의하여 계수기 출력에 가산된다. 그것은 보상되거나 수정된 값이지 디지탈-아날로그 변환기(250),(252)에 의한 아날로그 출력으로 변환된 가산기 출력은 아니다.
보상인자가 가산되었을 때, 제6도와 제8도의 파형은 웨이퍼를 주사함에 따라 이온비임을 가속하거나 감속하거나 하도록 수정 또는 보상하는 역할을 한다. 파형은 비임 선량을 제어하고 웨이퍼 경사를 보상한다. 하나의 선량 순람표에서 수정인자는 수평측, 즉 웨이퍼가 경사진 측에서 떨어진 비임편향의 4중으로 변환시킨다.
수직과 수평 순람표(280),(282)는 전기적으로 프로그램 가능 기억장치로서, 그 내용은 프로그램 가능하며, 따라서 필요한 특수 수정인자에 따라 변경되고, 특히 웨이퍼 경사의 상이한 량으로 조정될 수 있는 것이다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 원형 대상물 웨이퍼(110)의 경사는 거의 수평축으로 기울어져 수평 수정은 필요하지 않으며, 수평 순람표(282)는 영(0)으로 채워진다. 이 실시예에서 수직 순람표(280)는 경사진 웨이퍼 위에 충돌하는 이온비임으로 부터 선량 불균일을 보상하도록 하는 디지탈-아날로그 변환기(250)의 주사 파형전압 출력을 증가하든가 감소한 어느쪽이건 각기 그 4096개 기억장치에 상수를 포함한다. 수평 순람표(282)가 영(0)으로 채워진 곳에 가산회로(242)는 수평 계수기로 부터의 출력을 변하지 않으며, 디지탈-아날로그 변환기(252)로 부터의 출력의 수정만이 디지탈-아날로그 변환기(252)에 의하여 공급된 계측인자에 의하여 일어나게 되어 있다.
제14도와 제15도는 7°경사 및 22.5°의 회전으로 주입된 5인치 웨이퍼 양의 균일성을 예시한 것으로 제14도는 수정인자가 있으나, 제15도는 수정인자가 없다. 원형 대상물 웨이퍼의 상반은 주사판인 수평과 수직 편향전극(26),(28)에서 떨어져 있고, 제14도와 제15도 점들은 주입 웨이퍼의 면적 저항률이다. 거기서 마이너스(-)표는 보통보다 약간 높은 선량에 상응하는 보통 저항률보다 낮은 것을 가르키고, 프러스(+)표는 적은 선량에 의하여 일어나는 높은 면적의 저향률을 표시한다.
수직 순람표(280)에 축적된 수정인자를 쓰는 제14도의 주입 웨이퍼는 선량의 균일성에서 뚜럿한 개량을 보여주며, 제15도에 나타난 것은 동등 저항률의 선이 웨이퍼면에 걸쳐 비교적 높은 저항률 기울기를 표시하며, 근접되게 간격을 만들고 있다. 고, 저 저항률의 범위는 웨이퍼 중심선에 평행하다. 제14도 묘사에서 동등한 저항률의 선은 분리간격을 갖고, 수가 적고 웨이퍼면에 걸쳐 낮은 기울기를 나타낸다.
계측회로(260)(262)에 의하여 공급된 계측인자는 2개의 계측회로(290),(292)에 의하여 공급된 계측인자와 상이하며, 계측회로(290),(292)는 비임 에너지와 편향량에 따른 계산 비임위치를 돕는다. 계측회로(260),(262)는 제3도와 제7도의 형식의 크기를 결정하는 비임과 주사량을 조정하며, 계측회로(290),(292),(260),(262
)가 적절하게 버스(138)에 자리잡게 됨으로 상이한 계측인자가 주어지고, 이들 자리에 있는 회로에 걸착된다. 이러한 계측회로(290),(292),(260),(262)의 사용은 이온 주입장치(10)가 자동적으로 상이한 웨이퍼 크기에 맞도록 하며, 사용자에게는 이를 변경할 필요성이 없다. 이온비임 주입장치 운전자는 탐지기(142)를 조절하는 대신에 적절히 수정되어 집속된 과주사 비임의 표시를 얻는다. 이에 따라 비임집속 및 과주사장치는 ＂이온비임 주입표시 방법과 장치＂라는 제목으로 특허출원되어 계류중이며, 이는 여기에 참고로 설명되어 있다.
제16도∼제19도는 제9도의 수직 주사발생회로(136) 및 제어회로(134)의 부분을 예시하였다. 제어회로(134)는 비휘발성 판독용 기억장치(non-volatile read only memory)(305)에 축적된 연산시스템 컴퓨우터 프로그램을 처리하는 마이크로 프로세서(300)를 포함하며, 이온비임 주입장치의 전압을 높이면 리셋회로(306)는 메모리(305)에 축적된 프로그램을 처리하는 마이크로프로세서(300)에 리셋(reset)을 발생시킨다. 연산 장치의 수행중, 마이크로프로세서(300)는 계수에 사용된 값을 축적하는 RAM기억장치(307)를 사용한다.
마이크로프로세서(300)는 2메가헤르츠의 비율로 클럭된 8비트 마이크로프로세서이며, 8비트 데이터 버스(138d)와 16비트 어드레스버스(138a)를 형성하는 입력 및 출력접속을 갖는다. 이런 2개의 버스장치는 DB0-DB7(데이터)와 AD-AD15(어드레스)로 제16도에 표시되어 있다. 다중 인터페이스 회로(312∼316)는 어드레스와 데이터 버스 및 마이크로프로세서에 연결되어 있고, 3개의 회로(312∼314)는 버스(318a), (318d)상의 전압출력을 승압시키기 위한 선로 구동기를 구성한다.
하나의 인터페이스 회로(315)는 이온 주입장치의 상태를 표시하기 위한 진단 등 발광 다이오드(320)의 배열을 구동시키는 주변 인터페이스 어댑터이다. 인터페이스회로(316)는 기억장치회로(304),(307)를 기억 및 기록할 수 있는 해독기이다.
판독기억장치(210)는 제17a도에서 어드레스 버스에 연결된 것을 보여주고 있으며, 수직 판독기억장치(210)가 도시되어 있고 수평 주사전압을 발생하기 위하여 유사한 판독기억장치(212)가 인터페이스 회로(135)에 포함되어 있는 것을 알 수 있다. 판독기억장치(210)로 부터의 8비트 출력은 2개의 버퍼기억장치(220a)(220b)에 연결되고 판독기억장치(210)에 대한 칩(chip)선택 입력은 항상 승압한 후 작동하기 때문에 출력의 성분은 라인A0∼A12위에 결정된 어드레스에 따른다. 판독기억장치(E PROM(210)로부터의 데이터를 가지고 버퍼기억장치를 로드하기 위하여 어드레스 해독기(322)가 어드레스 버퍼위의 어드레스를 해독하여 하나 또는 다른 기억장치(220a)(220b)를 로드하여 8비트 PROM출력으로 부터 데이터를 로드한다. 이상말한 판독기억장치(E PROM)(210)은 거의 4000개의 벡터표시를 축적하며, 2개의 기억장치(220a)(220b)에 데이터를 번갈아 전송함으로써 16비트 FIFO 끝점은 판독기억장치(220)에 축적되고, PROM을 변경하여서 주사형식을 조절할 수 있으며, 이리하여 제3도 주사로 부터 제7도 주사로 변경하기 위하여 상이한 PROM이 쓰이는 것이 필요하게 된다. 또한, 마이크로프로세서를 제어하므로서 PROM들을 지워 PROM 의 성분을 바꿀수 있다.
16비트 폭 기억장치(220a),(220b)의 32워드 깊이는 12비트 벡터(Q0∼Q11)(제17a도)로 구성된 데이터 및 4개의 추가 비트(END),(START),(STOP), 및 (U/D)가 있다, START와 STOP비트는 비임 주사 전압으로 비임을 탐지기(142)와 동기화하는데 쓰이고, U/D비트는 계수기 (230)가 가산하는지 감산하는지 가르키며, END 비트는 동기화용 4000벡터 신호의 각각의 파인 프레임(find frame) 끝을 표시한다.
3개의 회로(230a),(230b),(230c)는 수직 전압계수기(230)와 제어입력(FIFOV)을 경유하여 데이터를 전진 시키는 FIFO기억장치(220a), (220b)로 부터의 로드벡터 데이터를 구성한다. 계수기 회로는 DLKV 신호에 의해 균일 비율로 클럭되어 12비트출력(CN0∼CN11)을 보내며, 제17b도에서 보는 바와같은 계수기 출력신호(CN0∼CN11)는 2개의 디지탈 비교 보상회로(270a),(270b)에 입력으로서 제공되어 있다. 이들 2개의 보상회로(270a),(270b) 역시 FIFO 12 비트 멕터(Q0∼Q11)에 연결되기 때문에 계수기(230)는 다음 주사 비임벡터 끝점에 대하여 클럭되기 때문에 비교기(270)는 계수기 값을 FIFO백터값에 비교하게 되어 있다.
2개가 동일할 때, 제어출력표시 P=QV는 상태를 변경하며, 이 출력은 FIFO기억장치(220)로 부터의 다음 벡터 데이터를 측정하기 위한 FIFOV신호를 발생하는 타이밍 또는 클럭회로(137)에 전달된다. 이것이 제17a도의 양 수직주사 FIFO기억장치와 수평 FIFO기억장치(222)를 클럭한다. FIFO의 각 벡터는 탐지기(142)를 제어하는 STARTV 또는 STOPV비트를 작동하게 된다. 제6도에서 매 4번째 벡터신호는 웨이퍼 양식에서 전압 증대의 시작이며, 그 표시회로 위의 계수기는 신호를 탐지하고 FIFO에 축적된 32워드 중 28워드를 이용하여 세븐 스타트(seven start)(V)신호를 수신할 때 FIFO는 PROM기억장치(210)로 부터의 다음 28벡터를 읽음으로써 재부하되어야 한다는 것을 감지한다.
상위 계수기 출력 8비트(CN4∼CN11)는 계수 또는 계측회로(290)(제17b도)에 연결되며, 계수인자는 데이터 버스 연결부(DB0∼DB7)로 부터의 계측회로(290)에 걸착되게 되어 있다 6비트 계수인자 출력(NUL0∼MUL5)은 선량 수정 순람표(280)에 대한 하나의 인덱스를 대표하며, 이 6비트 출력이 8비트 계수인자에 의하여 곱셈된 수의 하이 8비트(high 8bit) 산물인 16비트의 하이 6비트를 대표하고, 이들 6비트가 계수기(230)의 출력에 의하여 표시된대로 순간 수직 비임 편향을 대표하는 것이다.
기억장치회로(280a),(280b),(282a),(282b)는 제19도에서 보여준 순람표(280),(282)를 형성하며, 6비트 입력 MUL0∼MUL5(수직)과 MUL0∼MUL5(수평)은 이들 회로에 2개의 8비트 수정인자 출력 CF0V∼CF7V(수평 수정인자)과 CF0V∼CF7V(수직 수정인자)를 결정하기 위한 표시를 한다. 그 회로는 판독가능한 제어(WE)와 칩제어기능 제어(chip enable control)(CE)를 갖는 판독전용 메모리를 전기적으로 소거할 수 있다. 수정 선량이 순람표(280),(282)에 프로그램 되면, 버퍼회로(330),(332),(336),(338)는 어드레스와 데이타 버스로 부터의 데이터를 에세스(access)한다. 수정인자는 데이터 버스에 제공되고, 어드레스 버스는 순람표에 축적되게 되는 데이터 위치를 지시한다. 어드레스 해독기 회로(330)(332)(334)는 제19도에 OE, WR에 의하여 제어되고 데이터 버스 (DB0∼DB7)에서 RD입력은 순람표로 부터의 데이터 판독을 제어한다. 제18a도에서 보여주는 순람표(280)로 부터의 선량 수정인자를 가지고 계수기를 수정하는데 쓰이는 디지탈 가산기 (240)는 3개의 회로 (240a),(240b),(240c)를 구성하며, 가산기(240)는 계수기 출력(CN0∼CN11)에 수정인자신호(CF0V∼CF7V)를 가산하여 디지탈 주사출력(S0∼S11)을 생성한다. 수정인자는 신호와 수정인자기 프러스인지 또는 마이너스인지를 표시하는 8비트 CF7V를 가진 표시 및 크기로 순람표에 축적되어서 가산회로(240a),(240b),(240c)를 제어(가산 및 감산)하는데 이용된다. 그 셈에 대한 최대 수정이 127(27-1) 때문이며 계수기 출력과 합쳐져서 4095(212-1)로 상승될 때 3% 이상의 비임 스위프의 변화를 생기게 한다.
제18b도의 회로는 디지탈 주사신호(S0∼S11)를 수직 주사전극을 통전하는데 저전압 계수 출력으로 변환하며, 이 저전압신호는 고압으로 전환되고, 제10도의 인터페이스(214)에 의한 시간적 변화로 전환된다.
디지탈-아날로그 변환기(250)는 증폭기(253)에 의해 버퍼(완충)되어 계수회로에 마련된 아날로그 출력을 발생시킨다. 계측회로는 마이크로프로세서(300)에 의하여 데이터 버스(DB0∼DB7)에 마련된 10비트 계수인자에 근거한 출력을 감쇠한다. 감쇠인자는 칩 선택 제어신호(CS0),(CS1)에 의하여 버퍼회로(340)(341)에 결착된다. 데이터 버스(DB0∼DB7)에 연결된 다른 버퍼회로(342),(344)는 전압 주사출력(S0∼S11)이 주사 발전기의 점검을 위한 데이터 버스에 주어지도록 하는 것이다.
상기한 바와같이. FIFO기억장치(210)는 파인 프레임을 구성하는 거의 4000개 주사 위치를 결정하는 벡터를 축적하고, 수백개의 파인 프레임이 계속 수행되어 이온 주입을 하게 된다. END비트가 탐지되면 파인 프레임이 완료되며, 주사발생기는 벡터 순서의 초기로 되돌아간다.
이들 수백개의 파인 프레임이 형성됨에 따라, 디서 전압(dither voltage)(350)(제10도)이 수직 편향전압 동력공급부(216)에 공급된다. 디서전압은 웨이퍼에 걸쳐 주사형식을 스머링(smering)하므로써 이온 선량을 더욱 균일하게 하기 위하여 파인 프레임을 위 아래로 이동시킨다. 각 디서부분의 시간주기(T1)는 파인 프레임 주기에 비하여 길고, 디서단계 전압(V1)은 프레임 피치공간의 마찰을 이 형태로 스냅시킨다.
본 발명의 실시예의 설명은, 배타적이라기 보다는 발명의 예시로서의 의도인 것을 알수 있을 것이며, 관련기술에서의 그들 보편적 기술사항은 다음의 청구범위를 설명함으로써 본 발명의 설명된 실시예에 어떠한 추가를 한다든가 삭제 또는 변경을 할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 원형 대상물 웨이퍼를 조정 가능되게 조치하는 이온비임 주입장치에 있어서, 가) 원형 대상물 웨이퍼(110)를 처리하는 이온비임(14)을 마련하는 이온 소오스(12)와, 나) 이온소오스(12)에 관련한 위치에 원형대상물 웨이퍼(110)를 향하게 하는 웨이퍼 지지부(38)와, 다) 이온이 제1궤도를 움직여서 이온비임)(14)을 형성하며, 이 이온 비임이 원형 대상물 웨이퍼 범위에 충돌되게 하기 위한 비임 성형수단(16과, 라) 이온비임이 원형 대상물 웨이퍼(110) 이와의 범위에 충돌되게 되는 제1궤도에서 떨어져 편향시키는 주사수단(26,28,214)과, 이 주사수단이 하나 또는 그 이상의 전장성형전극(field creating electrodes) 및 마) 전극에 제어전압을 공급하기 위하여 하나 또는 그 이상의 전장성형전극에 연결된 출력을 가진 비임 주사장치(130)로 구성되어 있으며, 이 비임 주사장치(130)는, ⅰ) 원형 대상물 웨이퍼 이외의 범위에 걸쳐, 비임을 움직여서 하나 또는 그 이상의 전장 성형전극을 통전하는데 적합한 전압파형과 합치하는 편향신호를 축적하기 위한 판독기억장치(210,212)와 ii) 주사수단에 연결된 시간적 변화전압 출력에 대하여 판독 기억장치(210),(212)내에 축적된 값을 변환하기 위한 변환수단, 및 iii) 원형 대상물 웨이퍼에 걸친 비임주사 같은 순간 이온 선량에 영향을 주는 주사수단에 공급된 시간적 변화전압을 조정하는 보상수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 비임주입장치.
  2. 제1항에 있어서, 판독기억장치(210,212)는 이온비임이 주사방향을 변경하는 끝점(A,B,C,D)에 상응하는 값을 주사형태로 축적하고, 상기 끝점은 상기한 주사형태를 생성할 수 있도록 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 이온비임 주입장치.
  3. 제1항에 있어서, 주사수단은 제1방향에 이온비임(14)을 편향하는 수평 편향전극(26)과, 상기한 제1방향에 직교하는 제2방향에 이온비임을 편향하는 수직 편향전극(28)으로 구성하고 판독기억수단(210,212)은 변환수단(250,252)의 조정하에 정해진 순서로 수평과 수직편향전극(26,28)에 공급되게 되는 전압을 나타내는 다수 세트로 된 신호쌍을 축적하는 것을 특징으로 하는 이온비임 주입장치.
  4. 제1항에 있어서, 변화수단은 제1계수기 값을 증가 또는 감소하는 디지탈 계수기(230)와. 제2계수기 값을 증가 또는 감소하는 디지탈 계수가(232)와, 판독기억장치(210,212)에 축적된 신호쌍과 함께 디지탈 계수기(230,232)를 동작되게 하며 이 디지탈 계수기(230,232)가 다음 계속되는 신호쌍에 대하여 증가 또는 감소하는 것을 시작되게 하는 FIFO기억장치(220,222)와, 디지탈 계수기 (230,232)의 하나의 계산을 다음 연속 끝점과 비교하며, 디지탈 계수기(230,232)가 다음 계산을 계속하게 하는 비교기(270), 및 디지털 계수기(230,232)가 증가 또는 감소하는 FIFO기억장치(220,222)에 따라 수평 및 수직 편향전극(26,28)에 연결된 주사전압에 대한 계산을 변환하는 디지탈-아날로그 변환기(250,252)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온비임 주입장치.
  5. 제4항에 있어서, 보상수단은 디지탈 계수기(230,232)사이에 삽입되어 있는 가산회로(240,242)로 구성하고, 주사전압을 변환하기 앞서 계산을 수정하는 디지탈-아날로그 변환기(250,252)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온비임 주입장치.
  6. 제5항에 있어서, 보상수단은 기억장치에 축적된 값을 가진 계측회로(290,292)로 구성하며, 이 계측회로(290,292)가 원형 대상물 웨이퍼(110)의 순간 비임 위치와 관계된 입력을 포함하고, 디지탈 계수기(230,232)의 계산으로 부터 가산 또는 감산되게 하는 계측회로에 연결된 출력을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온비임 주입장치.
  7. 제6항에 있어서, 보상수단은 원형 대상물 웨이퍼(110)상의 비임 위치에 따라 원형 대상물 웨이퍼에 게재하여 주사수단(26,28,214)이 비임을 주사하는 속도를 변하게 하는 수직과 수평 순람표(280,282)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온비임 주입장치.
  8. 제7항에 있어서, 웨이퍼 지지부(38)는 이온비임이 비직각에서 원형대상물 웨이퍼(110) 상에 충돌하도록 이 원형 대상물 웨이퍼의 방향을 잡아주는 것을 특징으로 하는 이온비임 주입장치.
  9. 제6항에 있어서, 계측회로(290,2(2)는 원형 대상물 웨이퍼(110)면에 걸쳐 제어된 주입변화를 만들도록 조절할 수 있게 되어 있는 것을 특징으로 하는 이온비임 주입장치.
  10. 원형 대상물 웨이퍼에 균일하게 이온비임 처리를 하기 위한 이온비임 주사 방법에 있어서, 이온비임(14)을 최초 궤도에 따라 원형 대상물 웨이퍼(110) 상의 중앙위치로 유도하는 단계와, 상호 직교하는 방향으로 향하는 이온비임(14)을 편향되게 하는 수평과 수직 편향전극(26,28)에 제1,제2 시간적 변화의 주사전압을 동시에 연결함으로써 원형 대상물 웨이퍼(110) 면에 걸쳐 주사하는 최초 궤도로 부터 떨어져 편향되게 하는 단계와, 상기한 제1, 제2 시간적 변화의 주사전압은 최대, 최소 변화값에 의하여 분리된 파형을 증가 또는 감소시키는 단계 및 상기한 전압 변화값 발생은 이온비임이 원형 대상물 웨이퍼(110)를 중복하는 4개 측면에 주사형식을 연속하여 스위프 아웃(sweep out)을 조정하는 단계로 원형 대상물 웨이퍼에 균일하게 이온비임 처리하는 이온비임 주사방법.
  11. 제10항에 있어서, 제1, 제2 시간적 변화의 주사전압은 약간 상이한 주파수에서 비교적 균일한 비율로 증가와 감소를 하는 톱니파형인 것을 특징으로 하는 이온비임 주사방법.
  12. 제10항에 있어서, 조정하는 단계는 전압 변화값의 량을 변화하는 보조 단계를 구성하는 한편, 4개 측면주사형식의 형태를 조정하는 실질적으로 일정한 파형을 얻으며, 이온비임은 면적당 비교적 균일한 선량으로서 원형 대상물 웨이퍼를 처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 이온비임 주사방법.
  13. 제10항에 있어서, 4개 측면 형식의 구석의 관계위치는 판독기억장치(210,212)내에 축적되고, 제1, 제2시간적 변화 주사전압에 전환되게 되어 있는 이온비임 주사방법.
  14. 제10항에 있어서, 원형 대상물 웨이퍼에 걸쳐 순간 이온비임 주사속도를 가속 또는 감속하게 하는 주사전압을 섭동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온비임 주사방법.
  15. 원형 대상물 웨이퍼(110)의 균일한 이온비임 처리에 대한 방법에 있어서, 이온비임(14)을 최초 궤도에 따라 원형 대상물 웨이퍼 위의 중앙 위치로 유도하는 단계와, 상호 직교하는 방향으로 향하는 이온비임을 편향시키는 2개의 편향전극(26,28)에 제1, 제2 시간적 변화의 주사전압을 동시에 연결함으로써 원형 대상물 웨이퍼의 면에 걸쳐 주사하는 최초의 궤도로 부터 떨어져 편향되게 하는 단계와, 상기한 제1,제2시간적 변화의 주사전압이 최대, 최소 변화값에 의하여 분리된 파형을 증가 또는 감소시키는 단계, 및 이온비임(14)이 병행 주사분열 간격부분에서 원형 대상물 웨이퍼(110)에 걸쳐 스위프 아웃하는 상기한 전압변화값의 발생과, 제1, 제2직교방향에 대각선으로 항햐게 하는 것을 특징으로 하는 이온비임 주사방법.
  16. 제15항에 있어서, 제1,제2 시간적 변화의 주사전압은 약간 상이한 주파수로 비교적 균일한 비율로 증가와 감소를 하는 톱니파형인 것을 특징으로 하는 이온비임 주사방법.
  17. 제15항에 있어서, 변행 주사분열의 길이가 원형 대상물 웨이퍼(110)를 보통 원형 포락선 중복으로 중복하도록 조정하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 이온비임 주사방법.
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