첨단 이온 주입 공정 제어를 위한 비접촉 SPV 기반 방법

표면 광전압(SPV) 측정은 상용 장비의 보급과 비접촉 특성으로 인해 중요한 반도체 특성 분석 도구로 자리잡았습니다. 본 연구에서는 이온 주입 공정에서 발생하는 격자 손상 및 전기적으로 활성화된 도펀트를 정량 및 정성 평가하기 위해 SPV 기법을 이온 주입 장비의 제어 및 모니터링에 적용하는 방법을 논의합니다. 특히 p형 CZ 실리콘을 대상으로 분석을 수행하였습니다. 이온 주입 직후의 실리콘에서는 측정된 SPV 응답이 주입으로 인한 결함 밀도를 반영하며 광 캐리어 수명을 제공합니다. 어닐링된 웨이퍼에서는 SPV를 통해 활성화된 도펀트의 표면 공핍층 전하를 측정합니다. 코로나 충전 기법과 탐침 광의 파장 및 세기를 정밀 조정함으로써 다양한 주입 조건에 대해 SPV를 효과적으로 적용할 수 있습니다. 본 연구에서는 ac-SPV 기술 기반의 QC Solutions ICT-300reg 시스템을 사용하여 18대의 공정 라인 이온 주입 장비를 모니터링 및 제어하였습니다. 7개의 생산 레시피를 매일 모니터링함으로써 공정 제어를 약 2% 정확도로 유지할 수 있었습니다. 소신호 AC 표면 광전압 이론과 기법의 원리를 간략히 설명하고, 해당 방법이 이온 주입 장비 모니터링에 적용되는 방식에 대해 상세히 제시합니다. 본 연구 전반에 걸쳐 ICT-300 시스템을 사용하여 시료를 측정하고 데이터를 수집하였습니다. 제어된 공정은 임계 전압 조정, P 웰, Halo 주입 등 주요 이온 주입 공정을 포함합니다. 또한 임계 전압 조정 주입 공정의 특성 분석과 측정 과정의 주요 요소에 대해 상세히 논의합니다.

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