반도체 처리 시의 웨이퍼 크리스탈 컷 에러 보정 방법 document_id A220623042845

이온 주입 시스템은 집적 회로 제조 시에 도펀트 또는 불순물로 반도체 기판을 도핑하는데 이용되는 메카니즘이다. 이와 같은 시스템에서, 도펀트 재료는 이온화되고, 이온 빔은 그것으로부터 생성된다. 이온 빔은 도펀트 요소를 웨이퍼에 주입하기 위해 반도체 웨이퍼의 표면을 향하도록 된다. 빔의 이온은, 예컨대, 웨이퍼 내에 트랜지스터 장치를 제조할 시와 같이, 원하는 전도율의 영역을 형성하기 위해 웨이퍼의 표면에 침투한다. 통상의 이온 주입기는, 이온 빔을 생성시키는 이온원, 자기장을 이용하여 빔 내로 이온을 지향 및/또는 필터링(예컨대, 질량 분해(mass resolving))을 위한 질량 분석 장치를 구비한 빔라인 조립체 및, 이온 빔에 의해 주입되는 하나 이상의 반도체 웨이퍼 또는 공작물(workpiece)을 포함하는 타겟실(target chamber)을 포함한다. 이온 주입기는, 실리콘 내에서의 도펀트의 양 및 배치 양쪽에 관해서 정확성을 허용하므로, 유익하다. 주어진 응용에 대해서 원하는 주입을 달성하기 위해, 주입 이온의 선량(dosage) 및 에너지가 변화될 수 있다. 이온 선량은 주어진 반도체 재료에 대한 주입 이온의 농도를 조정한다. 통상적으로, 고 전류 주입기는 고 선량 주입에 이용되지만, 중 전류 주입기는 저 선량 응용에 이용된다. 이온 에너지는 반도체 장치에서 접합 깊이를 조정하는데 이용되며, 여기서, 빔 이온의 에너지 레벨은 이온이 주입되는 정도 또는 주입 이온의 깊이를 결정한다. 상업적으로 이용 가능한 하나의 이온 주입 시스템은 이온원을 이용하며, 이 이온원은 하나 이상의 공작물이 이온원으로부터의 이온에 의해 처리되는 주입실로부터 이격된 소스실(source chamber)을 포함한다. 소스실 내의 출구는, 이온이 이온원으로부터 유출되어, 형상화되고, 분석되며, 가속되어, 이온 빔을 형성하도록 한다. 이온 빔은 진공의 빔 경로를 따라 이온 주입실로 향하게 되며, 이온 주입실에서 이온 빔은 하나 이상의 공작물, 일반적으로 원형 웨이퍼에 충돌하게 된다. 이온 빔의 에너지는, 주입실 내에서, 이온이 웨이퍼에 충돌하여 웨이퍼로 침투하는데 충분하다. 따라서, 이와 같은 선택적 주입에 의해 집적 회로를 제조하게 된다. 그런데, 통상, 웨이퍼에 대한 이온 빔의 방향(예컨대, 경사 및/또는 비틀림 등)에 대해 많은 생각 및 고려가 제공되고 있지만, 이온 주입 시스템은 일반적으로 웨이퍼의 기계적 표면에 대해서 이온 빔을 지향시키며, 웨이퍼의 내부 격자 구조와 그의 기계적 표면 간의 변화에 대해서는 거의 고려되지 않고 있다. 게다가, 웨이퍼는 이들의 기계적 표면에 대해 공칭 격자 구조에 따라 구매되고 있다. 특히, 웨이퍼에는, 웨이퍼의 컷(cut) 표면에 대한 격자 구조의 상대적 방향을 표시하는 1,0,0과 같은 Miller Index 데이터가 명시되어 있다. 그런데, 웨이퍼 제조 프로세스와 관련된 부정확성에 의해, 격자 구조의 실제 방향이 어떤 정도까지 (예컨대, "1,1,0"±Δ, "1,1,1"±Δ) 이 공칭 값과 다르게(상이하게) 될 수 있다. 웨이퍼의 격자 구조에 대한 이온 빔의 실제 방향은, 채널링, 특히, 채널링의 반복성(repeatability)에 영향을 미칠 수 있기 때문에 중요하다. 예컨대, 어떤 상황에서는, 이온 빔을 격자 구조와 "정렬"시킴으로써, 소수의 이온이 이 격자 구조에 충돌하게 하고, 기판 내에 상당히 깊게 주입되도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 이온 빔을 격자 구조와 약간 "오정렬"시킴으로써, 이온의 일부가 격자 구조의 일부에 충돌하게 하여, 이에 의해 차단되거나, 감속(slowdown)되며, 또는 반사되도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 어느 한 경우에서도, 부적합한 정렬에 의해, 원하지 않는 채널링의 정도(예컨대, 너무 적거나 너무 많음)에 이를 수 있다. 더욱이, 웨이퍼 상에 형성되는 특징물(features)의 크기 및 공칭 격자 방향으로부터의 편차가 새도잉(shadowing)에 영향을 미쳐, 주입 프로세스 및 제작된 장치(device)에 악영향을 줄 수 있다.