KR100436570B1 - Method and apparatus for measuring a tilt angle in a serial type ion implantation unit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시리얼 타입 반도체 이온 주입 장비에서의 이온 주입 각도 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 반도체 이온 주입 장치의 챔버 벽면에 레이저 광원을 발생시킬 수 있는 수단을 마련하고, 반사된 광이 도달된 위치와 레이저광이 방출된 위치 사이의 거리를 측정하여 실제 이온 주입 각도를 측정하도록 하였다. 본 발명에 의하면 시리얼 타입 이온 주입 장비의 설치 또는 사용도중 실질적인 이온 주입 각도를 측정하여 이온 주입 장비의 기능 이상에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 장비의 신뢰성을 높이고 객관적인 데이터를 확보할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring ion implantation angle in a serial type semiconductor ion implantation apparatus, comprising means for generating a laser light source on a chamber wall surface of a semiconductor ion implantation apparatus, The distance between the locations where the laser light was emitted was measured to measure the actual ion implantation angle. According to the present invention, by measuring the actual ion implantation angle during the installation or use of the serial type ion implantation equipment, it is possible not only to prevent accidents due to malfunction of the ion implantation equipment, but also to increase the reliability of the equipment and to obtain objective data. It can be effective.
Description
본 발명은 반도체 이온 주입 장비의 이온 주입 각도 측정 기술에 관한 것으로, 특히, 시리얼 타입(serial type) 반도체 이온 주입 장비에서의 이온 주입 각도 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ion implantation angle measurement technology of semiconductor ion implantation equipment, and more particularly, to an ion implantation angle measurement apparatus and method in a serial type semiconductor ion implantation equipment.
반도체 이온 주입 공정에서의 이온 주입 장비는, 반도체 제작시 기판에 불순물을 주입하기 위해 사용되는 것으로서, 주로 진공 중에 행해지는 건식 공정에 적용된다.The ion implantation equipment in the semiconductor ion implantation process is used to implant impurities into a substrate during semiconductor fabrication, and is mainly applied to a dry process performed in vacuum.
이러한 이온 주입 장비에 있어서 이온 주입 각도는 전체 공정에 매우 중요한 영향을 끼치는 바, 정확한 이온 주입 각도의 설정은 장비의 신뢰성을 확보하는데 중요한 절차중 하나이다.In such an ion implantation equipment, the ion implantation angle has a very important effect on the overall process, so setting the correct ion implantation angle is one of the important procedures to secure the reliability of the equipment.
도 1a 및 도 1b는 이러한 이온 주입 각도 설정의 이해를 돕기 위한 이온 주입 장치, 예컨대, 시리얼 타입 이온 주입 장비의 각도 측정 장치를 예시적으로 도시한 도면이다.1A and 1B exemplarily illustrate angle measuring devices of an ion implantation device, for example, a serial type ion implantation device, to help understand the ion implantation angle setting.
먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이, 챔버 벽(100)을 통해 이온빔이 입사되는 방향과 웨이퍼가 놓여지는 플레이튼(platen)(102)의 상대적인 각도 변화에 따라 이온 주입 각도가 변동되는데, 통상, 플레이튼(102)의 회전에 의한 상대적인 변화에 의해 원하는 이온 주입 각도를 구할 수 있다. 이러한 이온 주입 각도는 챔버 벽(100)과 플레이튼(102)간의 거리에 따라 기울기를 측정하는 각도 측정 수단(도시 생략)에 의해 구현될 수 있다.First, as shown in FIG. 1A, the ion implantation angle is varied depending on the direction of the ion beam incident through the chamber wall 100 and the relative angle change of the platen 102 on which the wafer is placed. The desired ion implantation angle can be obtained by the relative change caused by the rotation of the platen 102. This ion implantation angle may be implemented by angle measuring means (not shown) for measuring the inclination according to the distance between the chamber wall 100 and the platen 102.
즉, 도 1a에 도시한 바와 같이, 도시 생략된 각도 측정 수단에 의해 프로세서 챔버 벽(100)과 플레이튼(102) 양쪽 끝부분간의 거리를 측정하여 기울기(tilt)를 확인할 수 있는데, "A"와 "B"의 거리가 동일하다면 현재 플레이튼(102)의 기울기는 0°로 설정되어 있음을 알 수 있다.That is, as shown in FIG. 1A, the tilt is determined by measuring the distance between both ends of the processor chamber wall 100 and the platen 102 by the angle measuring means, which is not shown. If the distance between " B " is the same, it can be seen that the slope of the current platen 102 is set to 0 degrees.
그러나, 이러한 종래의 측정 기법에서는 도 1b에 도시한 바와 같이, 플레이튼(102)의 위치 변화, 즉, 기울기 헤드의 각도 변화가 3차원적으로 이루어지기 때문에 거리 측정에 의한 0°이외의 이온 주입 각도 측정은 불가능하다는 문제가 있었다. 즉, 종래의 이온 주입 각도 측정 기법은 실질적인 기울기를 측정하여 기울기 이상에 의한 사고를 미연에 방지하고, 객관적인 데이터를 확보할 수 없다는 문제가 있었다.However, in this conventional measurement technique, as shown in FIG. 1B, since the position change of the platen 102, that is, the change of the angle of the inclination head is made three-dimensionally, ion implantation other than 0 ° by distance measurement is performed. There was a problem that the angle measurement was impossible. That is, the conventional ion implantation angle measurement technique has a problem that by measuring the actual inclination to prevent accidents due to the inclination abnormality and to ensure the objective data.
따라서, 본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로, 반도체 이온 주입 장치의 챔버 벽면에 광원, 예컨대 레이저 광원을 발생시킬 수 있는 수단을 마련하고, 플레이튼에 반사 플레이트를 장착하여 반사된 광이 도달된 위치와 레이저광이 방출된 위치 사이의 거리를 측정하여 실제 이온 주입 각도를 측정함으로써, 장비의 신뢰성 확인 및 보정에 적용하도록 한 시리얼 타입 반도체 이온 주입 장비에서의 이온 주입 각도 측정 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and provides a means for generating a light source, such as a laser light source, on the chamber wall of the semiconductor ion implantation device, and attaches a reflecting plate to the platen to reflect the reflected light. Apparatus and method for measuring ion implantation angle in a serial type semiconductor ion implantation apparatus adapted to be applied to confirmation and correction of equipment reliability by measuring the distance between the reached position and the position where the laser light is emitted and measuring the actual ion implantation angle The purpose is to provide.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시리얼 타입 반도체 이온 주입 장비에서의 이온 주입 각도 측정 장치에 있어서, 챔버 벽에 형성된 빔 터미널 플레이트와; 빔 터미널 플레이트 중앙 소정 위치에 수직되게 형성되어 소정 광을 발생하는 광원과; 광원으로부터의 입사광을 반사시켜 빔 터미널 플레이트로 반사광을 형성하는, 웨이퍼 플레이튼에 대응되게 장착된 반사 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 시리얼 타입 반도체 이온 주입 장비에서의 이온 주입 각도 측정 장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention for achieving this object, an ion implantation angle measuring device in a serial type semiconductor ion implantation apparatus, comprising: a beam terminal plate formed on a chamber wall; A light source formed perpendicular to a predetermined position in the center of the beam terminal plate to generate predetermined light; Provided is an ion implantation angle measuring device in a serial type semiconductor ion implantation apparatus, comprising a reflector plate mounted corresponding to a wafer platen to reflect incident light from a light source to form reflected light on a beam terminal plate.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 챔버 벽면에 형성된 빔 터미널 플레이트에 수직되게 장착된 광원과, 광원으로부터의 입사광을 반사시켜 빔 터미널 플레이트로 반사광을 형성하는, 웨이퍼 플레이튼에 대응되게 장착된 반사 플레이트를 구비하는 시리얼 타입 반도체 이온 주입 장비에서의 이온 주입 각도 측정 방법에 있어서, 반사 플레이트에 의해 반사된 반사광의 도달점(D)을 계측하는 단계와; 광원과 상기 도달점(D)간의 거리(L)를 계측하는 단계와; 빔 터미널 플레이트와 상기 반사 플레이트간의 거리(K)를 계측하는 단계와; 광원과 도달점(D)간의 거리(L), 빔 터미널 플레이트와 반사 플레이트간의 거리(K)로부터 이온 주입 각도를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시리얼 타입 반도체 이온 주입 장비에서의 이온 주입 각도 측정 방법을 제공한다.Further, according to another embodiment of the present invention, a light source mounted perpendicularly to a beam terminal plate formed on the chamber wall and a wafer platen corresponding to reflecting incident light from the light source to form reflected light to the beam terminal plate are mounted. A method of measuring an ion implantation angle in a serial type semiconductor ion implantation apparatus having a reflector plate, the method comprising: measuring a point of arrival (D) of reflected light reflected by the reflector plate; Measuring a distance L between a light source and the arrival point D; Measuring a distance K between the beam terminal plate and the reflecting plate; Measuring an ion implantation angle from the distance (L) between the light source and the arrival point (D), the distance (K) between the beam terminal plate and the reflecting plate Provide a method.
도 1a 및 도 1b는 종래의 시리얼 타입 반도체 이온 주입 장비에서의 이온 주입 각도 측정 장치의 구성도,1A and 1B are schematic diagrams of an ion implantation angle measuring device in a conventional serial type semiconductor ion implantation apparatus;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시리얼 타입 반도체 이온 주입 장비에서의 이온 주입 각도 측정 장치의 구성도.Figure 2 is a block diagram of an ion implantation angle measuring device in a serial type semiconductor ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시리얼 타입 반도체 이온 주입 장비에서의 이온 주입 각도 측정 과정의 흐름도.4 is a flow chart of an ion implantation angle measurement process in a serial type semiconductor ion implantation apparatus according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 챔버 벽100: chamber wall
102 : 플레이튼102: Platen
104 : 빔 터미널 플레이트104: beam terminal plate
106 : 광원106: light source
108 : 반사 플레이트108: reflective plate
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
설명에 앞서, 본 발명의 핵심 기술 요지는, 레이저 발생 장치로부터 빔을 플레이튼 위에 놓인 반사 플레이트로 방출하여 반사된 광선이 도달한 위치와 레이저빔이 방출된 위치 사이의 거리를 측정하여 실제 이온 주입 각도를 측정하는 것을그 특징으로 하며, 이러한 기술적 수단 및 과정들로부터 본 발명의 목적으로 하는 바를 용이하게 달성할 수 있을 것이다.Prior to the description, a key technical aspect of the present invention is the actual ion implantation by measuring the distance between the position at which the reflected light reaches and the position at which the laser beam is emitted by emitting the beam from the laser generating device to a reflecting plate placed on the platen. It is characterized by measuring the angle, and from these technical means and processes it is easy to achieve the object of the present invention.
먼저, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시리얼 타입 반도체 이온 주입 장비에서의 이온 주입 각도 측정 장치의 구성도로서, 챔버 벽(100), 플레이튼(102), 빔 터미널 플레이트(104), 광원(106), 반사 플레이트(108)를 각각 포함하고 구성된다.First, FIG. 2 is a configuration diagram of an ion implantation angle measuring device in a serial type semiconductor ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention. The chamber wall 100, the platen 102, the beam terminal plate 104, A light source 106 and a reflecting plate 108 are each included and configured.
도 2에 도시한 바와 같이, 챔버 벽(100)과 플레이튼(102)은 반도체 이온 주입 장비내에 구비되는 수단으로서, 상술한 도 1a 및 도 1b에 기술한 바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.As shown in FIG. 2, the chamber wall 100 and the platen 102 are means provided in the semiconductor ion implantation equipment. As described above with reference to FIGS. 1A and 1B, detailed descriptions thereof will be omitted.
빔 터미널 플레이트(104)는 챔버 벽(100)면에 형성되며, 후술하는 반사 플레이트(108)로부터의 반사광이 표시된다.The beam terminal plate 104 is formed on the surface of the chamber wall 100 and the reflected light from the reflecting plate 108 described below is displayed.
광원(106)은, 예컨대, 레이저 발생 장치 등으로 구성될 수 있으며, 상술한 빔 터미널 플레이트(104) 중앙 소정 위치에 수직되게 형성되어 소정 광을 발생한다. 이러한 광원(106)은 도시 생략된 전원 공급 수단에 연결되어 사용자의 조작에 의해 온/오프가 가능하며, 이러한 사실은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있을 것이다.The light source 106 may be formed of, for example, a laser generating device or the like, and is formed perpendicular to the center predetermined position of the above-described beam terminal plate 104 to generate predetermined light. The light source 106 is connected to a power supply means not shown, and can be turned on / off by a user's operation, which will be easily understood by those skilled in the art.
반사 플레이트(108)는 광원(106)으로부터 제공되는 레이저광을 반사시킬 수 있는 수단으로서, 높은 정밀도의 평면 플레이트로 구성될 수 있다. 이러한 반사 플레이트(108)는 웨이퍼(도시생략)가 놓여지는 플레이튼(102)에 대응되게 장착된다.The reflecting plate 108 is a means capable of reflecting the laser light provided from the light source 106, and may be composed of a high precision flat plate. The reflective plate 108 is mounted corresponding to the platen 102 on which the wafer (not shown) is placed.
이하, 상술한 구성과 함께, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시리얼 타입 반도체 이온 주입 장비에서의 이온 주입 각도 측정 과정을 첨부한 도 4의 흐름도를 참조하여 설명한다.설명에 앞서, 이온 주입 각도 측정은 전술할 바 있는 통상의 각도 측정 수단에 의해 구현되는 바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 예컨대, 도면에는 미도시되었지만 챔버 벽(100)과 플레이튼(102) 양쪽 끝부분간의 거리를 측정하여 기울기를 측정하는 종래의 각도 측정 수단이 본 발명에 적용될 수 있다.Hereinafter, with reference to the above-described configuration, an ion implantation angle measuring process in a serial type semiconductor ion implantation apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 4. The measurement is implemented by a conventional angle measuring means as described above, a detailed description thereof will be omitted. For example, although not shown in the drawings, the conventional angle measuring means for measuring the inclination by measuring the distance between both ends of the chamber wall 100 and the platen 102 may be applied to the present invention.
먼저, 제 1 단계(S400)에서 각도 측정 수단은 빔 터미널 플레이트(104)상에 표시되는 반사광(R)의 도달점(D)을 계측한다. 즉, 광원(106)의 전원이 온되어 레이저광이 발생되면, 광원(106)으로부터의 입사광(B)이 반사 플레이트(108)에 반사되어 빔 터미널 플레이트(104) 상에 반사광(R)이 도달되는데, 이러한 반사광(R)의 도달점(D)을 계측하는 것이다.First, in the first step S400, the angle measuring means measures the arrival point D of the reflected light R displayed on the beam terminal plate 104. That is, when the power of the light source 106 is turned on and the laser light is generated, the incident light B from the light source 106 is reflected on the reflecting plate 108 and the reflected light R reaches the beam terminal plate 104. The arrival point D of the reflected light R is measured.
제 2 단계(S402)에서 각도 측정 수단은 광원(106)과 도달점(D)간의 거리(L)를 계측하고, 제 3 단계(S404)에서는 빔 터미널 플레이트(104)와 반사 플레이트(108)간의 거리(K)를 계측한다.In a second step S402 the angle measuring means measures the distance L between the light source 106 and the arrival point D, and in a third step S404 the distance between the beam terminal plate 104 and the reflecting plate 108. Measure (K).
이러한 거리(L)와 거리(K)가 구해지면, 제 4 단계(S406)에서는 플레이튼(102)의 기울기 각도, 즉, 이온 주입 각도(θ)가 구해진다.When the distance L and the distance K are obtained, the tilt angle of the platen 102, that is, the ion implantation angle θ, is obtained in the fourth step S406.
이러한 이온 주입 각도(θ)는 다음 수학식 1에 의해 구현될 수 있다.This ion implantation angle θ may be implemented by the following equation (1).
본 발명에 의하면, 시리얼 타입 이온 주입 장비의 설치 또는 사용도중 실질적인 이온 주입 각도를 측정하여 이온 주입 장비의 기능 이상에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 장비의 신뢰성을 높이고 객관적인 데이터를 확보할 수 있는 효과가 있다.이상, 본 발명을 실시예에 근거하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 변형이 가능한 것은 물론이다.According to the present invention, by measuring the actual ion implantation angle during the installation or use of the serial type ion implantation equipment, it is possible to prevent accidents due to malfunctions of the ion implantation equipment in advance, as well as to increase the reliability of the equipment and to secure objective data. Although the present invention has been described in detail based on examples, the present invention is not limited to these examples, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. .
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