KR20090118978A - 개선된 도즈 제어를 구비하는 다단계 플라즈마 도핑 - Google Patents

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KR20090118978A
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티모시 제이 밀러
비크람 싱흐
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베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크.
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Abstract

기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법은 공정가스로부터 플라즈마를 점화하는 것을 포함한다. 제1 플라즈마 조건은 제1 플라즈마 도핑 단계를 수행하기 위하여 수립된다. 기판은 제1 플라즈마 조건을 갖는 플라즈마의 이온이 기판 표면을 충격하고 따라서 기판을 제1 도즈에 노출시키도록 바이어스된다. 제1 플라즈마 조건이 제2 플라즈마 조건으로 전이한다. 기판은 제2 플라즈마 조건을 갖는 플라즈마의 이온이 기판 표면을 충격하고 따라서 기판을 제2 도즈에 노출시키도록 바이어스된다. 제1 및 제2 플라즈마 조건은 제1 및 제2 도즈들이 결합하여 기판의 적어도 일 부분에 걸쳐 미리 정한 도즈의 분포를 달성하도록 선택된다.

Description

개선된 도즈 제어를 구비하는 다단계 플라즈마 도핑{MULTI-STEP PLASMA DOPING WITH IMPROVED DOSE CONTROL}
여기에서 사용되는 표제들은 단지 구조적인 목적으로서만 사용되며 본원에서 설명하는 발명을 제한하는 것으로 이해해서는 안 된다.
플라즈마 공정은 반도체 및 다른 산업에서 수십 년간 널리 사용되어왔다. 플라즈마 공정은 세정(cleaning), 에칭(etching), 밀링(milling) 및 증착(deposition)과 같은 작업에 사용된다. 더욱 최근에는, 플라즈마 공정이 도핑에 사용되어 왔다. 플라즈마 도핑 시스템은 몇몇의 현대의 전자 및 광학 장치의 도핑 필요성을 충족시키도록 발전해왔다. 플라즈마 도핑은 종종 PLAD 또는 플라즈마 잠입 이온 주입(PIII)이라고도 불리운다.
플라즈마 도핑은 종래의 빔라인 이온 주입 시스템과는 근본적으로 상이한데, 종래의 시스템은 전기장으로 이온을 가속시키고, 가속된 이온을 그들의 질량 대 전하 비(mass-to-charge ratio)에 따라 여과하여 주입용으로 원하는 이온을 선택한다. 플라즈마 도핑 시스템은 표적물을 도펀트 이온을 포함하는 플라즈마에 담그고 일련의 음전압 펄스로 표적물을 바이어스 시킨다. 플라즈마 쉬스 내의 전기장이 표적물로 이온들을 가속하여 이온들을 표적물 표면 내로 주입한다.
반도체 산업용 이온 주입 및 다른 도핑 시스템은 일반적으로 매우 고도의 균일성이 필요하다. 반도체 산업에 사용되는 종래의 빔라인 이온 주입 시스템은 기존(state-of-the art) 반도체 기판 전체 표면에 걸쳐서 우수한 균일성을 제공한다. 일반적으로, 플라즈마 도핑 시스템의 균일성은 종래의 빔라인 이온 주입 시스템과 같이 좋지 않다. 많은 플라즈마 도핑 시스템이 도즈 주입(dosing)에서 적어도 약간의 방사형(radial) 비균일성(non-uniformities)을 갖는다. 도즈 주입에서의 방사형 비균일성은 종종 기판의 중앙으로의 더 많은 도즈 또는 기판 가장자리 근처에 더 많은 도즈를 초래한다.
본 발명의 태양들은 첨부된 도면들과 함께 다음의 상세한 설명을 참조하여 더 잘 이해될 것인 바, 도면들에서 동일한 숫자는 다양한 도면에서 동일한 구성 요소 및 특징들을 가리킨다. 도면들은 반드시 비례(scale)할 필요가 없다. 숙련된 기술자는 하기 설명되는 도면이 단지 예시용이라는 것을 이해할 것이다. 도면은 어떤 방법으로든 본 발명의 사상을 한정하도록 의도되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 다단계 플라즈마 도핑 방법에 사용될 수 있는 플라즈마 도핑 시스템을 예시한다.
도 2는 본 발명에 따른 단계들 사이에서 전이(transitioning)하면서 플라즈마를 유지(maintain)하는 플라즈마 도핑의 다단계 방법의 플로우 차트이다.
도 3은 본 발명에 따른 단계들 사이에서 전이하는 동안 플라즈마를 소멸시키 는(extinguish) 플라즈마 도핑의 다단계 방법의 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명에 따른 단계들 사이에서 전이하면서 플라즈마 조건들을 점진적으로(gradually) 바꾸는 플라즈마 도핑의 다단계 방법의 플로우 차트이다.
도 5A는 비교적 낮은 공정 가스 유량(flow rate) 및 10 mT 내지 95 mT 범위내의 챔버 압력에 대해 면저항(sheet resistivity, Rs)의 시뮬레이션을 예시한다.
도 5B는 비교적 높은 공정 가스 유량 및 10 mT 내지 95 mT 범위 내의 챔버 압력에 대해 면저항(Rs)의 시뮬레이션을 예시한다.
본 발명이 다양한 실시예 및 예들과 결부되어 설명되지만, 본 발명이 그러한 실시예들로 한정되도록 의도되지 않는다. 그 반대로, 본 발명은 당해 분야의 기술자들에 의해 이해될 것인 바와 같이, 다양한 대안, 변형 및 균등물을 포괄한다.
예를 들어, 본 발명의 균일성을 개선하는 방법이 플라즈마 도핑과 관련하여 개시되지만, 본 발명의 방법은 모든 유형의 플라즈마 공정에 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 특히, 본 발명에 따른 균일성을 개선하는 방법은 플라즈마 에칭 및 플라즈마 증착 시스템에 적용될 수 있다.
본 발명의 방법의 개별적 단계는 발명이 실시가능한(operable) 한 임의의 순서 및/또는 동시에 수행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 장치는 발명이 실시가능한 한 개시된 양태의 임의의 수 또는 전부를 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
반도체 기판의 전체 표면에 걸쳐 균일한 도즈를 주입하는 것이 기판 상의 모든 소자 및 칩에 대하여 유사한 소자 성능을 획득하기 위하여 대체로 바람직하다. 플라즈마 도핑 시스템은 종종 도즈 주입(dosing)에서 비교적 높은 방사형(radial) 비균일성(non-uniformities)을 갖는다. 도즈 주입에서의 방사형 비균일성은 플라즈마 도핑에 흔히 사용되는 챔버에서 매우 균일한 플라즈마 밀도를 갖는 플라즈마를 생성하기가 비교적 어렵기 때문에 발생한다. 도즈 주입에서의 방사형 비균일성은 종종 기판의 중앙으로의 더 많은 도즈 또는 기판 가장자리 근처에 더 많은 도즈를 초래한다.
많은 어플리케이션에서, 기판 표면 상부의 도즈 주입에서의 전체적인 비균일성을 감소시킴으로써 도즈 주입에서의 방사형 및 다른 비균일성을 개선하는 것이 바람직하다. 몇몇 어플리케이션에서, 도즈 주입에서의 방사형 및 다른 비균일성을 제어하여 기판 표면 상부의 특정 예정 도즈 주입 분포를 달성하는 것이 바람직하다.
도즈 주입에서의 방사형 비균일성은 플라즈마 챔버, 플라즈마 소스 및 기판을 지지하는 받침대(pedestal)의 형상(geometry)을 변경함으로써 어느 정도(somewhat)는 조절하거나 개선할 수 있다. 또한, 도즈 주입에서의 방사형 비균일성은 압력, 가스 흐름, RF 전력 또는 희석과 같은 공정 파라미터를 변경함으로써 조절하거나 개선할 수 있다.
본 발명의 방법은 다단계 플라즈마 도핑을 사용하여 기판에 걸쳐 도즈 주입의 균일성을 개선하거나 기판에 걸쳐 도즈 주입 분포를 조절한다. 몇몇 실시예들에 서, 플라즈마 도핑은 다중 플라즈마 도핑 단계의 각 단계 사이에서 미리 정한 시간 간격 동안 중단된다. 다중 플라즈마 도핑 단계의 각 단계는 상이한 공정 조건을 갖는다. 다양한 실시예들에서, 플라즈마는 플라즈마 도핑 단계의 각 단계 사이의 전이 시간 동안 활성(active)이거나 소멸될(extinguished) 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다단계 플라즈마 도핑 방법에 사용될 수 있는 플라즈마 도핑 시스템(100)을 예시한다. 플라즈마 도핑 시스템(100)은 평면 및 나선의 RF 코일과 전도성 상단 부분을 갖는 유도 결합 플라즈마 소스를 포함한다. 유사한 RF 유도 결합 플라즈마 소스가 현재 양도인에게 양도되고, "전도성 상단 부분을 갖는 RF 플라즈마 소스"라는 명칭으로 2004. 12. 20일자 출원된 미국 특허 출원번호 제10/905,172호에 개시되어 있다. 미국 특허 출원번호 제10/905,172호의 전 명세서는 여기서 참조문서로 포함된다. 플라즈마 도핑 시스템(100)에 도시된 플라즈마 소스는 플라즈마 도핑 어플리케이션에 잘 맞는데, 그 이유는 당해 시스템이 매우 균일한 이온 플럭스를 제공할 수 있고 상기 소스 역시 이차 전자 방출(emissions)에 의해 발생한 열을 효율적으로 방출(dissipate)하기 때문이다.
더욱 상세하게는, 플라즈마 도핑 시스템(100)은 외부 가스 소스(104)에 의해 공급되는 공정 가스를 수용하는 플라즈마 챔버(102)를 포함한다. 외부 가스 소스(104)는, 비례 밸브(106)를 통하여 상기 플라즈마 챔버(102)에 결합되는데, 상기 챔버(102)에 공정 가스를 공급한다. 몇몇 실시예들에 있어서, 가스 배플(baffle)이 상기 플라즈마 챔버(102)로 가스를 분산시키기 위해 사용된다. 압력계(108)가 상기 챔버(102) 내부의 압력을 측정한다. 상기 챔버(102)의 배출 포트(110)는 상기 챔 버(102)를 배기하는 진공 펌프(112)에 결합된다. 배출 밸브(114)는 배출 포트(110)를 통하여 배출 컨덕턴스를 조절한다.
가스 압력 제어기(116)는 비례 밸브(106), 압력계(108) 및 배출 밸브(114)에 전기적으로 연결된다. 상기 가스 압력 제어기(116)는 상기 압력계(108)에 응답하는 피드백 루프로 배출 컨덕턴스와 공정 가스 유량(flow rate)을 제어함으로써 상기 플라즈마 챔버(102)내에서 원하는 압력을 유지한다. 상기 배출 컨덕턴스는 상기 배출 밸브(114)로 제어된다. 상기 공정 가스 유량은 상기 비례 밸브(106)로 제어된다.
몇몇 실시예들에 있어서, 미량 기체 종(trace gas species)의 비율 제어가 1차 도펀트 가스종을 제공하는 공정 가스와 인라인(in-line) 결합된 질량유량계에 의해 공정 가스에 제공된다. 또한, 몇몇 실시예들에 있어서, 별개의 가스 투입 수단이 종들을 인-시투 컨디셔닝하기 위해 사용된다. 또한, 몇몇 실시예들에 있어서, 다중-포트 가스 투입 수단이 기판 상의 편차를 초래하는 중성 화학 효과를 유발하는 가스들을 제공하기 위해 사용된다.
상기 챔버(102)는 대체로 수평 방향으로 연장하는 유전 물질로 형성된 제1 부분(120)을 포함하는 챔버 상부(118)를 포함한다. 챔버 상부(118)의 제2 부분(122)은 상기 제1 부분(120)으로부터 대체로 수직 방향으로 연장되는 유전 물질로 형성된다. 제1 및 제2 부분(120, 122)은 본 명세서에서 종종 유전체 창이라고 일컬어진다. 상기 챔버 상부(118)에 대해 수 많은 변형들이 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 참조로 편입된 미국 특허 출원번호 제10/905,172호에 기술된 바와 같이 상기 제1 및 제2 부분(120, 122)이 직각이 되지 않도록 하기 위하여 상기 제1 부분(120)이 일반적으로 커브 방향으로 연장되는 유전체로 구성될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 챔버 상부(118)는 평면 표면만을 포함한다.
상기 제1 및 제2 부분(120, 122)의 형태 및 치수는 특정 성과를 달성하기 위해 선택될 수 있다. 예를 들어, 당해 분야의 기술자는 상기 챔버 상부(118)의 제1 및 제2 부분(120, 122)의 치수가 플라즈마의 균일성을 개선하기 위하여 선택될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일 실시예에서, 상기 수평 방향에서의 상기 제2 부분(122)을 가로지르는 길이에 대한 상기 수직 방향에서의 상기 제2 부분(122)의 높이의 비가 더 균일한 플라즈마를 수득하기 위하여 조정된다. 예를 들어, 하나의 특정 실시예에서, 상기 수평 방향에서의 상기 제2 부분(122)을 가로지르는 길이에 대한 상기 수직 방향에서의 상기 제2 부분(122)의 높이의 비는 1.5 내지 5.5. 범위이다.
상기 제1 및 제2 부분(120, 122)에서의 유전 물질은 RF 안테나로부터 챔버(102) 내부의 플라즈마로 RF 전력을 전송하기 위한 매체를 제공한다. 일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 부분(120, 122)을 형성하는데 사용된 유전 물질은 공정 가스에 화학적으로 내성이며 좋은 열특성을 갖는 고순도 세라믹 재료이다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에 있어서, 상기 유전 물질은 99.6% Al2O3 또는 AlN이다. 다른 실시예에서는, 상기 유전 물질은 이트리아(Yttria) 및 YAG이다.
상기 챔버 상부(118)의 리드(124)는 수평 방향에서 제2 부분(122)을 가로지 르는 길이로 연장하는 전도성 재료로 형성된다. 많은 실시예들에 있어서, 리드(124)를 형성하는데 사용되는 재료의 전도성은 열부하를 방출하고 2차 전자 방출로부터 기인하는 대전효과(charging effect)를 최소화할 정도로 충분히 높다. 전형적으로, 리드(124)를 형성하는데 사용되는 전도성 재료는 화학적으로 공정 가스에 내성이다. 몇몇 실시예들에서, 상기 전도성 재료는 알루미늄 또는 실리콘이다.
리드(124)는 켐르즈(Chemrz) 및/또는 칼렉스(Kalrex) 재료로 형성한 O-링과 같은 플루오로-카본 중합체로 만든 할로겐 내성 O-링을 구비하여 제2 부분(122)에 결합될 수 있다. 리드(124)는 전형적으로 제2 부분(122)에 대한 압축을 최소한으로 하면서, 제2 부분에 리드(124)를 밀봉하기에 충분한 압축을 제공하는 방식으로 실장된다. 몇몇 작동 모드들에서, 리드(124)는 도 1에 도시된 바와 같이 RF 및 DC 접지된다.
몇몇 실시예들에서, 챔버(102)는 플라즈마 챔버(102)의 내부 금속벽을 가격하는 플라즈마 내 이온들에 의해 스퍼터링된 금속으로부터 플라즈마 챔버(102) 내부의 라인-오브-사이트 쉴딩을 제공함으로써 금속 오염을 방지하거나 크게 감소시키도록 위치하는 라이너(125)를 포함한다. 그러한 라이너는 현재 양도인에게 양도된 2007. 1. 16일자 출원된 미국 특허출원번호 11/623,739 "금속 오염을 감소시키는 라이너를 구비하는 플라즈마 소스"에 개시되어 있다. 미국 특허출원번호 11/623,739 는 전체가 본원에 참조로 포함된다.
다양한 실시예들에서, 라이너는 단편(one-piece) 또는 일체의 플라즈마 챔버 라이너, 또는 분할된(segmented) 플라즈마 챔버 라이너일 수 있다. 많은 실시예들 에서, 플라즈마 챔버 라이너(125)는 알루미늄과 같은 금속 기초(base) 재료로 형성된다. 이들 실시예에서, 플라즈마 챔버 라이너(125)의 적어도 내면(125')은 플라즈마 챔버 라이너 기초 재료의 스퍼터링을 방지하는 경질 코팅 재료를 포함한다.
몇몇 플라즈마 도핑 공정은 2차 전자 방출 때문에 플라즈마 소스의 내부 표면 상에 상당한 양의 불균일하게 분포된 열을 발생시킨다. 또한, 몇몇 실시예들에 있어서, 리드(124)는 공정 중에 발생하는 열부하를 방출하기 위하여 리드(124) 및 주변 영역의 온도를 제어하는 냉각 시스템을 포함한다. 상기 냉각 시스템은 냉각제 소스로부터 유체 냉각제를 순환시키는 리드(124) 내 냉각 유로를 포함하는 유체 냉각 시스템일 수 있다.
RF 안테나는 챔버 상부(118)의 제1 부분(120) 및 제2 부분(122)의 적어도 하나에 가까이 위치한다. 도 1의 플라즈마 소스는 서로 전기적으로 절연된 두 개의 분리된 RF 안테나를 도시한다. 그러나 다른 실시예에서는, 두 개의 분리된 RF 안테나가 전기적으로 연결된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 복수의 권수(turns)를 갖는 평면 코일 RF 안테나(126)(때때로 평면 안테나 또는 수평 안테나로 불림)가 챔버 상부(118)의 제1 부분(120)에 인접하여 위치한다. 또한, 복수의 권수를 갖는 나선 코일 RF 안테나(128)(때때로 나선 안테나 또는 수직 안테나로 불림)가 챔버 상부(118)의 제2 부분(122)을 둘러싼다.
몇몇 실시예들에 있어서, 평면 코일 RF 안테나(126) 및 나선 코일 RF 안테나(128)의 적어도 하나가 유효 안테나 코일 전압을 감소시키는 커패시터(129)로 종단된다. 용어 '유효 안테나 코일 전압'은 여기에서 RF 안테나들(126, 128)을 가로 지르는 전압 강하를 의미하도록 정의된다. 달리 말해, 유효 코일 전압은 '이온에 의해 보이는' 전압 또는 플라즈마 내 이온들에 의해 경험되는 등가 전압이다.
또한, 몇몇 실시예들에 있어서, 평면 코일 RF 안테나(126) 및 나선 코일 RF 안테나(128)의 적어도 하나가 Al2O3 유전체 창 재료의 유전상수에 비교하여 상대적으로 낮은 유전상수를 갖는 유전층(134)을 포함한다. 상기 상대적으로 낮은 유전상수의 유전층(134)은 유효 안테나 코일 전압을 또한 감소시키는 용량성 전압 디바이더를 효과적으로 형성한다. 또한, 몇몇 실시예들에 있어서, 평면 코일 RF 안테나(126) 및 나선 코일 RF 안테나(128)의 적어도 하나가 유효 안테나 코일 전압을 또한 감소시키는 패러데이 차폐(136)를 포함한다.
RF 전원 장치와 같은 RF 소스(130)는 평면 코일 RF 안테나(126) 및 나선 코일 RF 안테나(128)의 적어도 하나에 전기적으로 연결된다. 많은 실시예들에서, RF 소스(130)는 RF 소스(130)로부터 RF 안테나(126, 128)로 전송되는 전력을 최대화 하기 위하여 RF 소스(130)의 출력 임피던스를 RF 안테나(126, 128)의 임피던스에 매칭시키는 임피던스 매칭 네트워크(132)에 의해 RF 안테나(126, 128)에 결합된다. 임피던스 매칭 네트워크(132)의 출력으로부터 평면 코일 RF 안테나(126) 및 나선 코일 RF 안테나(128)의 어느 하나 혹은 둘 모두로 전기적 연결이 될 수 있음을 보여주기 위하여 임피던스 매칭 네트워크(132)의 출력으로부터 평면 코일 RF 안테나(126) 및 나선 코일 RF 안테나(128)까지 쇄선들이 도시되어 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 평면 코일 RF 안테나(126) 및 나선 코일 RF 안테 나(128)의 적어도 하나가 유체 냉각될 수 있도록 형성된다. 평면 코일 RF 안테나(126) 및 나선 코일 RF 안테나(128)의 적어도 하나의 냉각은 RF 안테나(126, 128)에 전달하는 RF 전력에 의해 초래되는 온도 구배를 감소시킬 것이다.
몇몇 실시예들에 있어서, 플라즈마 소스는 플라즈마 점화기(138)를 포함한다. 다양한 형태의 플라즈마 점화기가 본 발명의 플라즈마 소스 장치와 함께 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 플라즈마 점화기(138)는 플라즈마를 점화하는 것을 돕는 아르곤 같은 쉽게 이온화할 수 있는 가스인 가격 가스(strike gas)의 저장소(140)를 포함한다. 상기 저장소(140)는 고 컨덕턴스 가스 연결로 플라즈마 챔버(102)에 결합된다. 파열 밸브(burst valve, 142)는 상기 저장소(140)를 공정 챔버(102)로부터 분리한다. 다른 실시예에서는, 가격 가스 소스가 저 컨덕턴스 가스 연결을 이용하여 파열 밸브(142)에 직접 배관된다. 다른 실시예에서는, 저장소(140)의 일부가 초기 고유량 파열 후에 가격 가스의 일정한 유량을 제공하는 한정된 컨덕턴스 구멍 또는 계량 밸브에 의해 분리된다.
플래튼(144)은 플라즈마 챔버(102)에서 플라즈마 챔버(102) 상부(118)로부터 소정 높이 아래에 위치한다. 플래튼(144)은 플라즈마 도핑을 위한 기판(146)을 보유한다. 많은 실시예들에서, 기판(146)은 플래튼(144)에 전기적으로 연결된다. 도 1에서 도시된 실시예에서, 플래튼(144)은 플라즈마 챔버(102)에 평행하다. 그러나 본 발명의 일 실시예에서는, 플래튼(144)은 플라즈마 챔버(102)와 관련하여 기울어져 있다.
플래튼(144)은 공정을 위해 기판(146) 또는 다른 작업 대상물을 지지하기 위 하여 사용된다. 몇몇 실시예들에 있어서, 플래튼(144)은 적어도 한 방향으로 기판(146)을 병진, 스캔, 왕복 이동시키는 이동 가능한 스테이지에 기계적으로 결합된다. 일 실시예에서, 이동 가능한 스테이지는 기판(146)을 진동 또는 왕복 이동시키는 진동 발생기 또는 오실레이터이다. 병진, 진동 및/또는 왕복 이동은 그림자 효과(shadowing effect)를 감소시키거나 제거할 수 있고 기판(146) 표면에 충돌하는 이온 빔 플럭스(flux)의 균일성을 개선할 수 있다.
바이어스 전압 전원 장치(148)가 플래튼(144)에 전기적으로 연결된다. 바이어스 전압 전원 장치(148)는 플라즈마의 도펀트 이온이 플라즈마로부터 추출되어 기판(146)에 충격하도록 플래튼(144) 및 기판(146)을 바이어스하는데 사용된다. 바이어스 전압 전원 장치(148)는 DC 전원 장치, 펄스(pulsed) 전원 장치 또는 RF 전원 장치일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 그리드(grid)가 플라즈마의 이온을 기판(146)쪽으로 추출하기 위하여 사용된다. 당업자는 도 1의 플라즈마 도핑 장치가 많은 다양한 가능한 바이어싱 구성을 갖는다는 것을 알 것이다.
당해 분야의 기술자는 본 발명의 특징과 함께 사용될 수 있는 플라즈마 소스의 많은 다양한 가능한 변형들이 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, '경사 플라즈마 도핑'이란 명칭으로 2005. 4. 25일자 출원된 미국 특허 출원번호 제10/908,009호의 플라즈마 소스의 기재를 참조할 수 있다. 또한, '컨포멀 도핑 장치 및 방법'이란 명칭으로 2005. 10. 13일자 출원된 미국 특허 출원번호 제11/163,303호의 플라즈마 소스의 기재를 참조할 수 있다. 또한, '컨포멀 도핑 장치 및 방법'이란 명칭으로 2005. 10. 13일자 출원된 미국 특허 출원번호 제11/163,307호의 플라즈마 소스의 기재를 참조할 수 있다. 또한, '전자적으로 조절가능한 주입각을 구비한 플라즈마 도핑'이란 명칭으로 2006. 12. 4일자 출원된 미국 특허 출원번호 제11/566,418호의 플라즈마 소스의 기재를 참조할 수 있다. 미국 특허 출원번호 제10/908,009호, 제11/163,303호, 제11/163,307호 및 제11/566,418호의 전체 명세서는 여기에 참고문헌으로 포함된다.
도 2는 본 발명에 따른 단계들 사이에서 전이하면서 플라즈마를 유지하는 플라즈마 도핑의 다단계 방법(200)의 플로우 차트이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 방법(200)의 제1 단계(202)에서, 기판(146)이 플래튼(144) 상에 배치된다. 제2 단계(204)에서, 플라즈마가 플라즈마 도핑 시스템(100)에서 점화된다. 몇몇 실시예들에서, 플라즈마가 제1 도핑 단계의 원하는 공정 파라미터로 점화된다. 다른 실시예들에 있어서, 플라즈마 점화의 제2 단계(204)는 신속한(rapid) 플라즈마 점화를 위하여 선택된 조건들과 같은 다른 조건하에서 수행된다.
일 실시예에서, 플라즈마는 RF 소스(130)가 RF 안테나(126, 128)의 적어도 하나에 전파하는 RF 전류(currents)를 발생할 때 점화된다. 즉, 플라즈마는 평면 코일 RF 안테나(126) 및 나선형 코일 RF 안테나(128)의 적어도 하나가 활성 안테나일 때 점화된다. 용어 '활성 안테나'는 본원에서 전원 장치에 의해 직접 구동되는 안테나로서 정의된다. RF 안테나(126, 128)의 RF 전류는 그 후에 챔버(102)로 RF 전류를 유도한다. 챔버(102) 내의 RF 전류는 챔버(102)에서 플라즈마를 생성하도록 공정 가스를 여기하여 이온화 시킨다. 플라즈마 소스는 연속 모드 또는 펄스 모드 어느 하나로 작동할 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 평면 코일 안테나(126) 및 나선 코일 안테나(128) 중 하나는 기생 안테나이다. 용어 '기생 안테나'는 여기에서 활성 안테나와 전자기 통신을 하나, 전원 장치에 직접 연결되지 않은 안테나를 뜻하는 것으로 정의된다. 달리 말해, 기생 안테나는 전원 장치에 의해 직접 여기되지 않고, 오히려 활성 안테나에 의해 여기된다. 발명의 몇몇 실시예들에 있어서, 기생 안테나의 일단은 안테나 동조 기능을 제공하기 위하여 접지 전위에 전기적으로 연결된다. 이 실시예에서, 기생 안테나는 기생 안테나 코일에서 유효 권선수를 변경하는데 사용되는 코일 조정기(150)를 포함한다. 금속 단락과 같은 수 많은 다양한 형태의 코일 조정기가 사용될 수 있다.
제3 단계(206)는 제1 플라즈마 조건을 수립하는 것을 포함한다. 제3 단계(206)에서, 공정 가스의 유량은 원하는 유량으로 조정되고, 배출 포트(110)를 통하여 배출 컨덕턴스를 조절하는 배출 밸브(114)의 위치는 챔버(102)의 압력을 원하는 압력으로 조절하도록 조정된다. 제3 단계(206)는 또한 RF 소스(130)에 의해 발생하는 전력을 조정하여 플라즈마의 전력을 조정하는 것을 포함한다.
제4 단계(208)는 제1 플라즈마 도핑 조건하에서 제1 도핑 단계를 수행하는 것을 포함한다. 제4 단계(208)는 플라즈마의 도펀트 이온들이 플라즈마로부터 추출되고 기판(146)을 충격하도록 제1 플라즈마 도핑 조건하에서 전압 전원 장치(148)로 플래튼(144) 및 기판(146)을 바이어스 하는 것을 포함한다. 제1 도핑 단계는 기판(148)을 도펀트 이온의 제1 부분 도즈에 노출시킨다.
제5 단계(210)는 플라즈마 도핑을 미리 정한 시간 동안 중단하는 것을 포함 한다. 이 단계는 도펀트 이온이 기판(146)을 충격하지 않도록 전압 전원 장치(148)의 출력 전압을 감소하거나 종단(termintate)시키는 것을 포함한다. 도 2와 관련하여 기재된 플라즈마 도핑의 다단계 방법에서, 상기 중단 동안 플라즈마는 활성으로 남아 있다. 몇몇 실시예들에서, 플라즈마 공정 가스 또는 공정 가스 유량은 상기 중단 동안 변한다. 본 발명에 따른 플라즈마 도핑의 다른 방법에서, 플라즈마는 도 3과 관련하여 기재된 중단 동안 소멸된다.
제6 단계(212)는 플라즈마를 새로운(제2) 플라즈마 도핑 조건으로 조정하는 것을 포함한다. 제6 단계(212)에서, 공정 가스의 유량은 새로 원하는 유량으로 조정되고 배출 포트(110)를 통하여 배출 컨덕턴스를 조절하는 배출 밸브(114)의 위치는 챔버(102)의 압력을 새로 원하는 압력으로 조절하기 위하여 조정된다. 제6 단계(212)는 또한 RF 소스(130)에 의해 발생하는 전력을 조정하여 플라즈마의 전력을 새로운 전력으로 변경하는 것을 포함한다.
제7 단계(214)는 새로운 플라즈마 도핑 조건하에서 새로운(제2) 도핑 단계를 수행하는 것을 포함한다. 제7 단계(216)에서, 플래튼(144) 및 기판(146)은 플라즈마의 도펀트 이온들이 플라즈마로부터 추출되고 기판(146)을 충격하도록 새로운 플라즈마 도핑 조건하에서 전압 전원 장치(148)로 바이어스 된다. 새로운 플라즈마 도핑 단계는 기판(148)을 도펀트 이온의 새로운 부분 도즈에 노출시킨다.
제8 단계(216)는 미리 정해진 시간 동안 플라즈마 도핑을 중단하고, 플라즈마를 새로운 플라즈마 도핑 조건으로 조정하고, 새로운 도핑 조건하에서 새로운 플라즈마 도핑 단계를 수행하는 단계들을 반복하는 것을 포함한다. 다양한 실시예들 에서, 제8 단계(216)는 기판(146)에 원하는 도즈을 수득하도록 수 차례 반복된다.
도 3은 본 발명에 따른 단계들 사이에서 전이하는 동안 플라즈마를 소멸시키는 플라즈마 도핑의 다단계 방법의 플로우차트이다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 제1 단계(302)에서, 기판(146)은 플래튼(144) 상에 배치된다. 제2 단계(304)에서, 플라즈마는 플라즈마 도핑 시스템(100)에서 점화된다. 몇몇 실시예들에서, 플라즈마는 제1 도핑 단계의 원하는 공정 파라미터로 점화된다. 다른 실시예들에서, 플라즈마 점화의 제2 단계(302)는 신속한 플라즈마 점화를 위하여 선택된 조건과 같은 다른 조건들하에서 수행된다. 일 실시예에서, 플라즈마는 도 2의 방법(200)과 관련하여 기재된 바와 같이 RF 소스(130)로 점화된다.
제3 단계(306)는 플라즈마를 제1 플라즈마 도핑 조건으로 조정하는 것을 포함한다. 제3 단계(306)에서, 공정 가스의 유량은 원하는 유량으로 조정되고 배출 포트(110)를 통하여 배출 컨덕턴스를 조절하는 배출 밸브(114)의 위치는 챔버(102)의 압력을 원하는 압력으로 규제하기 위하여 조정된다. 제3 단계(306)는 또한 RF 소스(130)에 의해 발생되는 전력을 조정하여 플라즈마의 전력을 조정하는 것을 포함한다.
제4 단계(308)는 제1 플라즈마 도핑 조건하에서 제1 도핑 단계를 수행하는 것을 포함한다. 제4 단계(308)는 플라즈마의 도펀트 이온들이 플라즈마로부터 추출되고 기판(146)을 충격하도록 제1 플라즈마 도핑 조건하에서 전압 전원 장치(148)로 플래튼(144) 및 기판(146)을 바이어스 하는 것을 포함한다. 제1 도핑 단계는 기판(148)을 도펀트 이온의 제1 부분 도즈에 노출시킨다.
제5 단계(310)는 미리 정한 시간 동안 플라즈마를 소멸시킴으로써 미리 정한 시간 동안 플라즈마 도핑을 중단하는 것을 포함한다. 제5 단계(310)는 RF 전류가 RF 안테나(126, 128)에 더 이상 전파(propagate)하지 않음으로써 플라즈마를 소멸시키도록 RF 소스(130)를 비활성화시키는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 전압 전원 장치(148)의 출력 전압은 또한 도펀트 이온이 기판(146) 충격을 멈출 때를 정밀하게(precisely) 제어하도록 비활성화된다.
제6 단계(312)는 플라즈마 도핑 시스템(100)에서 새로운(제2) 플라즈마를 점화하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 새로운 플라즈마는 새로운(제2) 도핑 단계의 원하는 공정 파라미터로 점화된다. 다른 실시예들에서, 새로운 플라즈마를 점화하는 것은 신속한 플라즈마 점화를 위하여 선택된 조건들과 같은 다른 조건하에서 수행된다. 일 실시예에서, 새로운 플라즈마는 도 2의 방법(200)과 관련하여 개시된 바와 같이 RF 소스(130)로 점화된다.
제7 단계(314)는 플라즈마를 새로운(제2) 플라즈마 도핑 조건으로 조정하는 것을 포함한다. 제7 단계(314)는 공정 가스의 유량을 새로 원하는 유량으로 조정하고 챔버(102)의 압력을 새로 원하는 압력으로 규제하기 위하여 배출 포트(110)를 통하여 배출 컨덕턴스를 조절하는 배출 밸브(114)의 위치를 조정하는 것을 포함한다. 제7 단계(314)는 또한 RF 소스(130)에 의해 발생되는 전력을 조정하여 플라즈마의 전력을 새로운 전력으로 조정하는 것을 포함한다.
제8 단계(316)는 새로운 플라즈마 도핑 조건하에서 새로운(제2) 도핑 단계를 수행하는 것을 포함한다. 제8 단계(316)는 플라즈마의 도펀트 이온들이 플라즈마로 부터 추출되고 기판(146)을 충격하도록 새로운 플라즈마 도핑 조건하에서 전압 전원 장치(148)로 플래튼(144) 및 기판(146)을 바이어스 하는 것을 포함한다. 새로운 도핑 단계는 기판(148)을 도펀트 이온의 새로운 부분 도즈에 노출시킨다.
제9 단계(318)는 미리 정한 시간 동안 플라즈마를 소멸시키고, 새로운 플라즈마를 점화하고, 플라즈마를 새로운 플라즈마 도핑 조건으로 조정하고, 새로운 도핑 조건하에서 새로운 플라즈마 도핑 단계를 수행하는 단계들을 반복하는 것을 포함한다. 다양한 실시예들에서, 제9 단계(318)는 기판(146)에 원하는 도즈을 수득하도록 수 차례 반복된다.
도 4는 본 발명에 따른 단계들 사이에서 전이하는 동안 플라즈마 조건을 점진적으로 바꾸는 플라즈마 도핑의 다단계 방법의 플로우 차트이다. 도 1 및 도 4를 참조하면, 제1 단계(402)에서, 기판(146)이 플래튼(144) 상에 배치된다. 제2 단계(404)에서, 플라즈마는 플라즈마 도핑 시스템(100)에서 점화된다. 몇몇 실시예들에서, 플라즈마는 제1 도핑 단계의 원하는 공정 파라미터로 점화된다. 다른 실시예들에서, 플라즈마 점화의 제2 단계(404)는 신속한 플라즈마 점화를 위하여 선택된 조건들과 같은 다른 조건하에서 수행된다. 일 실시예에서, 플라즈마는 도 2의 방법(200)과 관련하여 개시된 바와 같이 RF 소스(130)로 점화된다.
제3 단계(406)는 플라즈마를 제1 플라즈마 도핑 조건으로 조정하는 것을 포함한다. 제3 단계에서, 챔버(102)의 압력을 새로 원하는 압력으로 규제하기 위해 배출 포트(110)를 통하여 배출 컨덕턴스를 조절하는 배출 밸브(114)의 위치가 조정되고, 공정 가스의 유량이 원하는 유량으로 조정된다. 제3 단계(406)는 또한 RF 소 스(130)에 의해 발생되는 전력을 조정하여 플라즈마의 전력을 조정하는 것을 포함한다.
제4 단계(408)는 제1 플라즈마 도핑 조건하에서 제1 도핑 단계를 수행하는 것을 포함한다. 이 단계는 플라즈마의 도펀트 이온들이 플라즈마로부터 추출되고 기판(146)을 충격하도록 제1 플라즈마 도핑 조건하에서 전압 전원 장치(148)로 플래튼(144) 및 기판(146)을 바이어스 하는 것을 포함한다. 제1 도핑 단계는 기판(148)을 도펀트 이온의 제1 부분 도즈에 노출시킨다.
제5 단계(410)는 미리 정한 시간에 걸쳐 도핑 조건을 새로운 도핑 조건으로 점진적으로 바꾸는 것을 포함한다. 제5 단계(410)는 플라즈마 조건 및 기판 바이어스 조건의 적어도 하나를 초기 도핑 조건으로부터 새로운 도핑 조건으로 점진적으로 바꾸는 것을 포함한다. 플라즈마 조건은 챔버 압력, 공정 가스 유량 및 플라즈마 전력과 같은 많은 요소들을 포함한다. 챔버 압력은 배출 포트(110)를 통하여 배출 컨덕턴스를 조절하는 배출 밸브(114)의 위치를 조정함으로써 바뀔 수 있다. 도펀트 유량은 챔버(102)로의 공정 가스의 흐름을 계량(meter)하는 질량유량계를 조정함으로써 바뀔 수 있다.
바이어스 조건은 기판(148) 상의 바이어스 전압 및 기판(148)과 전자기적으로 통신하는 임의의 그리드 또는 전극들 상의 바이어스 전압을 포함한다. 바이어스 조건은 전압 전원 장치(148)의 출력 전압을 원하는 바이어스 전압으로 조정함으로써 바뀔 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 기판(148) 상의 바이어스 전압 및 기판과 전자기적으로 통신하는 임의의 그리드 또는 전극들 상의 바이어스 전압은, 플라즈마 조건이 점진적으로 바뀌는 동안 종단된다(terminated).
제6 단계(412)는 미리 정한 시간에 걸쳐 도핑 조건을 새로운 도핑 조건으로 단계적으로 바꾸는 제5 단계(410)에서 수립된 새로운 플라즈마 도핑 조건하에서 새로운(제2) 도핑 단계를 수행하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 새로운 도핑 단계는 미리 정한 시간에 걸쳐 도핑 조건을 새로운 도핑 조건으로 점진적으로 바꾸는 제5 단계(410) 동안 개시될 수 있다. 다른 양태에서, 새로운 도핑 단계는 새로운 도핑 조건이 수립된 후에야 수행된다.
제7 단계(414)는 미리 정한 시간에 걸쳐 도핑 조건을 새로운 도핑 조건으로 점진적으로 바꾸고 새로운 도핑 조건하에서 새로운 도핑 단계를 수행하는 단계들을 반복하는 것을 포함한다. 다양한 실시예들에서, 제7 단계(414)는 기판(146)에 원하는 도즈을 수득하도록 수 차례 반복된다.
도 5A는 비교적 낮은 공정 가스 유량 및 10 mT 내지 95 mT 범위의 챔버 압력에 대해 시트 저항(Rs)의 시뮬레이션을 예시한다. 도 5B는 비교적 높은 공정 가스 유량 및 10 mT 내지 95 mT 범위의 챔버 압력에 대해 시트 저항(Rs)의 시뮬레이션을 예시한다. 짙은 회색 스케일(scale)은 더 낮은 시트 저항(Rs)을 가리키는데, 이는 높은 도즈에 대응(correspond)한다. 밝은 회색 스케일은 더 높은 시트 저항(Rs)을 가리키는데, 이는 낮은 도즈에 대응한다.
도 5A 및 도 5B에 도시된 시뮬레이션은 도 2 내지 도 4와 관련하여 개시된 바와 같이 적어도 두 개의 상이한 도핑 조건으로 다단계 도핑 방법을 수행함으로써 균일한 도즈 프로파일을 수득할 수 있다는 것을 보여준다. 예를 들어, 단순한 2단 계 플라즈마 도핑 공정이, 기판(146)을 첫 번째 절반의 도즈에 노출시키기 위해 상대적으로 낮은 공정 가스 유량 및 10 mT 챔버 압력에서 수행되는 제1 단계와 기판(146)을 두 번째 절반의 도즈에 노출시키기 위해 상대적으로 높은 공정 가스 유량 및 95 mT 챔버 압력에서 수행되는 제2 단계로 수행될 수 있다.
당업자는 유사한 시뮬레이션이 희석률, 플라즈마 밀도, 플라즈마 전력, 및 기판 및/또는 그리드 바이어스 전압과 같은 다른 플라즈마 도핑 공정 변수(variable)에 대해 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 당업자는 비교적 단순한 실험이 다단계 플라즈마 도핑용 플라즈마 도핑 공정 변수를 결정하기 위해 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
웨이퍼(146) 표면에 걸쳐 원하는 균일성 또는 원하는 도즈 분포를 달성하기 위하여 변경될 수 있는 플라즈마 도핑 파라미터의 조합은 비제한적으로 많다. 많은 실시예들에서, 비교적 적은 수의 단계들이 웨이퍼(146)의 표면에 걸쳐 원하는 균일성 또는 원하는 도즈 분포를 달성하기 위하여 요구된다. 그러나 임의의 수의 플라즈마 도핑 단계들이 수행될 수 있다.
본 발명은 다양한 양태 및 실시예와 함께 기술되지만, 본 발명은 그러한 실시예들에 제한하도록 의도되지 않는다. 오히려, 본 발명은 당업자들이 이해할 것인 바와 같이, 다음의 청구항들에 의해 정의되는 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어나지 않으면서 만들어질 수 있는 다양한 대안, 변형 및 균등물을 포괄한다.

Claims (23)

  1. a) 공정가스로부터 플라즈마를 점화하고;
    b) 제1 플라즈마 도핑 단계를 수행하기 위한 제1 플라즈마 조건을 수립하고;
    c) 제1 플라즈마 조건을 갖는 플라즈마의 이온들이 기판 표면을 충격하고 그것에 의해 상기 기판을 제1 도즈에 노출시키도록 상기 기판을 바이어싱 하고;
    d) 제1 플라즈마 조건으로부터 제2 플라즈마 도핑 단계를 수행하기 위한 제2 플라즈마 조건으로 전이하고; 및
    e) 제2 플라즈마 조건을 갖는 플라즈마의 이온들이 상기 기판 표면을 충격하고 그것에 의해 상기 기판을 제2 도즈에 노출시키도록 상기 기판을 바이어싱하는 것을 포함하되, 상기 제1 및 제2 플라즈마 조건은 제1 및 제2 도즈가 결합하여 상기 기판의 적어도 일 부분에 걸쳐 미리 정한 도즈 분포를 달성하도록 선택되는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 미리 정한 도즈 분포는 상기 기판의 적어도 일 부분에 걸쳐 균일한 도즈 분포를 포함하는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 미리 정한 도즈 분포는 상기 기판의 적어도 일 부분에 걸쳐 불균일한 도즈 분포를 포함하는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 플라즈마 조건 및 제2 플라즈마 조건은 서로 다른 플라즈마 조건인 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 플라즈마 조건에서 상기 제2 플라즈마 조건으로 전이하는 것은 활성 플라즈마를 유지하는 것을 포함하는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 플라즈마 조건에서 상기 제2 플라즈마 조건으로 전이하는 것은 기판 바이어스를 소멸시키는 것을 포함하는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 플라즈마 조건에서 상기 제2 플라즈마 조건으로 전이하는 것은 플라즈마가 활성인 동안 상기 제1 플라즈마 조건을 상기 제2 플라즈마 조건으로 점진적으로 바꾸는 것을 포함하는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 및 제2 플라즈마 조건은 공정 가스 유량을 포함하는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 및 제2 플라즈마 조건은 챔버 압력을 포함하는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 및 제2 플라즈마 조건은 플라즈마 전력을 포함하는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    a) 제2 플라즈마 조건으로부터 제3 플라즈마 도핑 단계를 수행하기 위한 제3 플라즈마 조건으로 전이하고; 및
    b) 상기 제3 플라즈마 조건을 갖는 플라즈마의 이온들이 상기 기판 표면을 충격하고 그것에 의해 상기 기판을 제3 도즈에 노출시키도록 기판을 바이어싱하는 것을 더 포함하되, 상기 제1, 제2 및 제3 플라즈마 조건들은 상기 기판의 적어도 일 부분에 걸쳐 미리 정한 도즈 분포를 달성하도록 선택되는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  12. a) 공정가스로부터 제1 플라즈마를 점화하고;
    b) 제1 플라즈마 도핑 단계를 수행하기 위한 제1 플라즈마 조건을 수립하고;
    c) 상기 제1 플라즈마 조건을 갖는 제1 플라즈마의 이온들이 기판 표면을 충격하고 그것에 의해 상기 기판을 제1 도즈에 노출시키도록 상기 기판을 바이어싱하고;
    d) 상기 제1 플라즈마를 소멸시키고;
    e) 공정 가스로부터 제2 플라즈마를 점화하고;
    f) 제2 플라즈마 도핑 단계를 수행하기 위한 제2 플라즈마 조건을 수립하고;
    g) 상기 제2 플라즈마 조건을 갖는 제2 플라즈마의 이온들이 상기 기판 표면을 충격하고 그것에 의해 상기 기판을 제2 도즈에 노출시키도록 상기 기판을 바이어싱하는 것을 포함하되, 상기 제1 및 제2 플라즈마 조건은 상기 제1 및 제2 도즈가 결합하여 상기 기판의 적어도 일 부분에 걸쳐 미리 정한 도즈 분포를 달성하도록 선택되는 기판을 도핑하는 다단계 플라즈마의 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 미리 정한 도즈 분포는 상기 기판의 적어도 일 부분에 걸쳐 균일한 도즈 분포를 포함하는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 미리 정한 도즈 분포는 상기 기판의 적어도 일 부분에 걸쳐 불균일한 도즈 분포를 포함하는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 플라즈마 조건 및 제2 플라즈마 조건은 서로 다른 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  16. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 및 제2 플라즈마 조건은 공정 가스 유량을 포함하는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  17. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 및 제2 플라즈마 조건은 공정 챔버 압력을 포 함하는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  18. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 및 제2 플라즈마 조건은 플라즈마 전력을 포함하는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  19. a) 공정가스로부터 플라즈마를 점화하고;
    b) 제1 플라즈마 도핑 단계를 수행하기 위한 제1 플라즈마 조건을 수립하고;
    c) 상기 제1 플라즈마 조건을 갖는 플라즈마의 이온들이 기판 표면을 충격하고 그것에 의해 상기 기판을 제1 도즈에 노출시키도록 상기 기판을 바이어싱하고;
    d) 제2 플라즈마 도핑 단계를 수행하기 위한 제2 플라즈마 조건을 수립하고;
    e) 상기 제2 플라즈마 조건을 갖는 플라즈마의 이온들이 상기 기판 표면을 충격하고 그것에 의해 상기 기판을 제2 도즈에 노출시키도록 상기 기판을 바이어싱하는 것을 포함하되, 상기 제1 및 제2 플라즈마 조건은 상기 제1 및 제2 도즈가 결합하여 상기 기판의 적어도 일 부분에 균일한 도즈를 형성하도록 선택되는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 제1 플라즈마 조건 및 제2 플라즈마 조건은 서로 다른 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  21. 청구항 19에 있어서, 상기 제1 및 제2 플라즈마 조건은 공정 가스 유량을 포 함하는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  22. 청구항 19에 있어서, 상기 제1 및 제2 플라즈마 조건은 공정 챔버 압력을 포함하는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
  23. 청구항 19에 있어서, 상기 제1 및 제2 플라즈마 조건은 플라즈마 전력을 포함하는 기판의 다단계 플라즈마 도핑 방법.
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