KR100631443B1 - 플라즈마 처리 시스템내의 전류 측정값으로부터 변위전류를 제거하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

플라즈마 처리 시스템내의 전류 측정값으로부터 변위전류를 제거하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

플라즈마 처리 시스템에서, 플라즈마 도핑 챔버 내에서 서로 이격된 양극과 음극에 의해 정의되는 주 커패시터와 병렬로 접속되는 제2 커패시터를 제공함으로써 전류 측정값으로부터 변위 전류가 제거된다. 제2 커패시터는 주 커패시터와 동일하거나 거의 동일한 커패시턴스를 갖도록 선택되거나 조정된다. 전압 펄스가 주 커패시터 및 제2 커패시터 모두에 인가되는 경우, 이 커패시터들을 통한 각 전류들이 측정된다. 전압 펄스의 선행 및 하강 에지에 존재하는 변위 전류의 영향을 제거하고, 도핑 챔버 내의 이온 전류를 측정하기 위해, 제2 커패시터를 통한 제2 전류가 주 커패시터를 통한 주 전류로부터 감산된다.
변위 전류, 플라즈마 처리 시스템, 도핑, 반도체, 전류 측정

Description

플라즈마 처리 시스템내의 전류 측정값으로부터 변위 전류를 제거하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ELIMINATING DISPLACEMENT CURRENT FROM CURRENT MEASUREMENTS IN A PLASMA PROCESSING SYSTEM}
본 발명은 소재(workpiece)의 이온 주입에 이용되는 플라즈마 도핑 시스템에 관한 것으로, 특히 플라즈마 처리 시스템에서의, 전류 측정값으로부터 변위 전류를 제거하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
이온 주입은 도전성-변경 불순물(conductivity-altering impurities)을 반도체 웨이퍼에 도입하기 위한 표준 기술이다. 종래 이온 주입 시스템에서는, 원하는 불순물 재료가 이온 소스에서 이온화되고, 이온들이 가속되어 규정된 에너지의 이온 빔을 형성하며, 이온 빔이 웨이퍼의 표면으로 향하게 된다. 빔 내의 강력한 이온들은 반도체 재료의 벌크내로 침투하며, 반도체 재료의 결정 격자에 매립되어 원하는 도전성의 영역을 형성한다.
웨이퍼에 주입되는 누적 이온 도즈, 주입 깊이, 웨이퍼 표면에 걸친 도즈(dose) 균일성, 표면 손상 및 바람직하지 못한 오염에 대한 이온 주입에 관련된 반도체 제조 프로세스에는 엄격한 요구들이 존재한다. 주입된 도즈 및 깊이는 주입된 영역의 전기적 활동을 결정하고, 도즈 균일성은 반도체 웨이퍼 상의 모든 디바이스들이 특정된 한계 내의 동작 특성을 갖는 것을 보장하도록 요구되고 있다. 과도한 표면 손상, 특히 화학적 에칭 또는 표면의 오염은 웨이퍼 상에서 이전에 제조된 구조들을 파괴시킬 수 있다.
몇몇 응용의 경우, 반도체 웨이퍼내에 얕은 접합을 형성할 필요가 있으며, 이경우 불순물 재료는 웨이퍼 표면 근처의 영역에 갇히게 된다(confined). 이들 응용의 경우, 종래 이온 주입기의 하드웨어를 형성하는 고 에너지 가속 및 관련 빔이 불필요하다. 따라서, 반도체 웨이퍼 내에 얕은 접합을 형성하기 위한 플라즈마 도핑(PLAD) 시스템을 이용하는 것이 제안되었다.
플라즈마 도핑 시스템에서, 반도체 웨이퍼는 챔버 내에 배치된 도전성 플래튼(platen) 상에 배치되고, 플래튼은 음극으로서 기능한다. 원하는 도펀트 재료를 포함하는 이온화가능 기체가 챔버내로 유입되고, 고전압 펄스가 플래튼과 양극(또는 챔버 벽) 사이에 인가되어 웨이퍼 주변에 플라즈마 시스(sheath)를 갖는 플라즈마의 형성을 유발시킨다. 인가된 전압은 플라즈마내의 이온들이 플라즈마 시스를 가로질러 웨이퍼 내에 주입되도록 한다. 주입 깊이는 웨이퍼와 양극 사이에 인가된 전압과 관련이 있다. 플라즈마 도핑 시스템은 1994년 10월 11에 발행된 셍(Sheng)에 의한 미국특허 제5,354,381호에 기재되어 있다.
상기 설명한 플라즈마 도핑 시스템에서, 고 전압 펄스는 플라즈마를 발생시키고, 플라즈마로부터 웨이퍼쪽으로 양 이온을 가속시킨다. 플라즈마 소스 이온 주입(PSII) 시스템으로 알려진 다른 타입의 플라즈마 주입 시스템에서, 분리된 플라즈마 소스가 연속적인 플라즈마를 제공하는데 이용된다. (이들 주입 시스템은 수개의 다른 약성어(acronym)로 알려져 있고, 가장 일반적인 것은 플라즈마-이머젼 이온 주입(PIII)이다.) 그러한 시스템에서, 플래튼 및 웨이퍼가 이러한 연속 플라즈마 내에 담기고, 일정한 간격으로 고전압 펄스가 플래튼과 양극 사이에 인가되어 플라즈마 내의 양 이온들이 웨이퍼 쪽으로 가속되도록 한다. 그러한 시스템은 1988년 8월 16일자로 발행된 콘래드(Conrad)에 의한 미국 특허 제4,764,394호에 기재되어 있다.
PLAD 및 PSII 시스템은 모두 고품질의 반도체 디바이스를 달성하기 위해서 정확한 도즈 측정을 필요로 한다. 플라즈마 도핑 시스템의 도즈 측정에 대한 하나의 접근법은 상기 특허 제5,354,381호에 기재된 바와 같이 고전압 펄스에 의해 소재에 전달되는 전류의 측정에 관한 것이다. 그러나, 이러한 접근법은 부정확하기 쉽다. 측정된 전류는 이온 주입 동안에 생성되는 전자를 포함하고, 중성 분자들이 전체 도즈에 기여하지만 소재에 주입되는 중성 분자들은 제외한다. 또한, 측정된 전류는 주입되는 웨이퍼를 통과하므로, 웨이퍼의 특성에 의존하고, 측정된 전류에 에러를 발생시킬 수 있다. 이들 특성들은 방사율, 로컬 충전, 웨이퍼 상의 포토레지스트로부터의 가스 방출 등을 포함한다. 그러므로, 다른 웨이퍼는 동일한 이온 도즈에 대해 상이한 측정된 전류를 제공할 수 있다.
플라즈마 기반 도핑 시스템 상의 측정법(dosimetry)에 대한 기술은 E. Jones 등에 의한 IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 25, No.1, Feb. 1997, pp.42-52에 기재되어 있다. 주입 전류 및 주입 전압의 측정값들은 단일 주입 펄스에 대한 주입 프로파일을 결정하는데 이용된다. 단일 펄스에 대한 주입 프로파일은 최종 주입 프로파일 및 전체 주입된 도즈를 예측하는데 이용된다. 이러한 접근법은 반복성을 보장하는 전원 및 기체 제어 안정성에 의존한다는 사실에 부분적으로 기인하여 부정확하게 되기 쉽다. 또한, 실험적 접근법은 시간을 너무 많이 소비하고 고가이다.
그것과 비교하여, 통상 공지된 빔라인 주입 시스템의 경우, 통상적으로 누적 이온 도즈 및 단일성은 패러데이 컵 또는 패러데이 케이지로 측정된다. 패러데이 케이지는 통상 도전성 엔클로저(enclosure)이고, 종종 웨이퍼가 엔클로저의 다운스트림 말단에 배치되며, 패러데이 시스템의 일부를 구성한다. 이온 빔은 패러데이 케이지를 통과하여 웨이퍼에 도달하여 전류를 발생시킨다. 패러데이 전류는 시간에 대해 전류를 적분하는 전자 도즈 프로세서에 공급되어 전체 이온 도즈량을 결정한다. 도즈 프로세서는 이온 주입기를 제어하는데 이용되는 피드백 루프의 일부일 수 있다.
도즈 및 도즈 균일성은 Corey. Jr. 등에 의한 1988.6.14일에 발행된 미국 특허 제4,751,393호에 개시된 코너 컵 배열을 이용하여 종래의 빔라인 이온 주입 시스템에서 측정된다. '393 특허에 기재된 바와 같이, 중앙 개구를 갖는 마스크는 이온 빔의 경로에 배치된다. 빔은 중앙 개구를 통과하는 부분이 웨이퍼 상에 충돌하면서 마스크의 영역 상으로 스캐닝된다. 마스크의 에지에 배치된 작은 패러데이 컵이 이들 위치에서의 빔 전류를 측정한다.
PLAD 또는 PSII 시스템에서 타겟에 전달되는 이온 전류를 정확하게 측정할 필요가 있다. 적절한 처리 조건이 유지될 수 있도록, 이온 전류가 적절하게 측정되어야 된다. 타겟에 인가되는 전류를 측정하는 방법에 관계없이, 측정된 전류 펄스는 측정시 에러를 도입시키는 용량성 또는 변위 전류 성분를 포함한다. 이러한 변위 전류는 커패시터나 커패시턴스를 갖는 임의의 구조가 인가 전압에서 신속하게 증가/감소되는 경우에 관찰되는 전류이다. 이러한 전류는, V가 순간 인가 전압이고 C가 커패시턴스이고 Q가 커패시터에 저장된 순간 전하량인 경우에, 관계 V=Q/C를 유지하는 전하를 제공하는데 필요하다. PLAD 또는 PSII 시스템 중 어느 것에든지, 음극 및 양극은 모두 인가 펄스에 의해 충전되고 방전되는 커패시터 C로 간주될 수 있다. 패러데이 컵, 또는 유사한 전류 측정 도구는 또한 커패시턴스를 가지고 있고, 측정된 전류는 변위 전류를 포함한다. 패러데이 컵이나 유사한 측정 도구에 의해 생성된 전류 측정 신호는 소재가 수신하고 있는 전류의 일부만을 표시하므로 다른 전류 측정보다 훨씬 작다. 패러데이 컵의 커패시턴스는 양극 및 음극의 커패시턴스보다 작지만, 측정된 전류와 동일한 비율은 아니다. 그 결과, 변위 전류는 패러데이 컵에 의해 측정된 전체 전류의 더 큰 부분이다. 또한, 패러데이 컵 측정에 대한 신호 대 잡음비가 더 낮으므로, 변위 전류의 존재는 그다지 바람직하지 않다. 그러므로, 패러데이 컵 측정의 변위 전류가 제거되는 것이 더 중요하다.
통상, 펄스의 선행 및 후행 에지에서의 변위 전류는 무시된다. 불행하게도, 많은 어플리케이션에서, 전압 펄스 길이는 20㎲(microseconds)의 범위내이다. 펄스의 전형적인 상승 시간은 약 3㎲인데 비해, 하강 시간은 약 7㎲이다. 변위 전류는 상승 및 하강 시간 동안에 관찰되므로, 그것은 전압 펄스의 중요 부분에 대한 이온 전류 측정 에러에 기여한다.
변위 전류는 플라즈마 처리 시스템에서의 이온 전류의 부정확한 측정에 기여한다. 이온 전류의 정확한 측정은 시스템을 효율적으로 동작시키는데 필요하다. 그러므로, 변위 전류에 의해 야기되는 이온 전류 측정의 에러를 감소시키거나 제거하는 방법이 필요하다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 전압 펄스가 제1 및 제2 전극에 인가되고 제1 및 제2 전극을 포함하는 플라즈마 처리 시스템에서 이온 전류를 측정하는 방법이 제공된다. 이 방법은 전압 펄스를 수신하도록 제1 및 제2 전극의 사이에 커패시터를 전기적으로 결합하는 단계; 전압 펄스 동안에 제1 및 제2 전극에 인가된 제1 전류를 측정하고, 제1 전류를 나타내는 제1 전류 신호를 제공하는 단계; 전압 펄스 동안에 커패시터에 공급된 제2 전류를 측정하고, 제2 전류를 나타내는 제2 전류 신호를 제공하는 단계; 및 이온 전류를 나타내는 이온 전류 신호를 제공하도록 제1 전류 신호로부터 상기 제2 전류 신호를 감산하는 단계를 포함한다.
커패시터는 제1 및 제2 전극간의 제1 커패시턴스와 동일하거나 거의 동일한 커패시턴스를 가질 수 있다. 다른 방법으로는, 커패시터는 제1 및 제2 전극간의 제1 커패시턴스와 상이한 커패시턴스를 가질 수 있고, 방법은 커패시턴스 차이를 보상하도록 제1 및 제2 전류 신호 중 적어도 하나를 조정하는 단계를 포함한다.
다른 변형예에서, 타겟은 제1 전극 상에 배치되고, 제1 전류 신호를 제공하는 단계는 제1 전류 신호를 생성하도록 타겟에 인접하게 이온 검출 장치를 배치시키는 단계, 이온 검출 장치의 커패시턴스와 다른 커패시턴스를 갖는 커패시터를 선 택하는 단계, 및 2개의 커패시턴스들간의 차이를 보상하도록 제1 및 제2 전류 신호들 중 적어도 하나를 조정하는 단계를 포함한다. 다른 방법으로는, 방법은 이온 검출 장치의 커패시턴스와 거의 동일한 커패시턴스를 갖는 커패시터를 선택하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 전압 펄스가 제1 및 제2 전극에 인가되는 플라즈마 처리 시스템에서 이온 전류를 측정하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 전압 펄스를 수신하도록 제1 및 제2 전극에 결합되는 용량성 장치; 전압 펄스 동안에 제1 및 제2 전극에 인가된 제1 전류를 측정하고, 제1 전류를 나타내는 제1 전류 신호를 제공하기 위한 제1 수단; 전압 펄스 동안에 용량성 장치에 공급된 제2 전류를 측정하고, 제2 전류를 나타내는 제2 전류 신호를 제공하기 위한 제2 수단; 및 플라즈마 처리 시스템의 이온 전류의 측정을 제공하도록 제1 전류 신호로부터 제2 전류 신호를 감산하기 위한 수단을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 처리 챔버 내에 제1 및 제2 전극을 포함하는 플라즈마 처리 시스템에서 이온 전류를 측정하는 방법이 제공된다. 이 방법은 챔버를 통한 펄스형 전류를 측정하고, 펄스형 전류를 나타내는 펄스형 전류 신호를 제공하는 단계; 펄스형 전류의 변위 전류 성분을 나타내는 보상 신호를 제공하는 단계; 및 타겟에 전달되는 이온 전류를 나타내는 이온 전류 신호를 제공하도록 펄스형 전류 신호로부터 보상 신호를 감산하는 단계를 포함한다.
본 양태의 하나의 변형예에서, 보상 신호를 제공하는 단계는 펄스형 전류의 변위 전류 성분을 시뮬레이션하는 단계를 포함한다. 다른 방법으로는, 보상 신호 를 제공하는 단계는 제1 및 제2 전극간의 커패시턴스와 동일하거나 거의 동일한 커패시턴스를 갖는 커패시터를 제공하는 단계, 펄스형 전류와 동기하여, 커패시터에 펄스형 전압을 인가하는 단계, 및 펄스형 전압에 응답하여 커패시터에 공급되는 제2 전류를 측정하고, 보상 신호를 구성하는 제2 전류 신호를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이해를 돕기 위해, 첨부 도면에는 참조부호가 표기되어 있으며, 유사한 참조부호는 동일한 소자를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 도핑 시스템의 개략적인 블록도.
도 2는 도 1의 플라즈마 도핑 시스템의 단순화된 개략도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 도핑 시스템의 개략적인 블록도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 도핑 시스템의 개략적인 블록도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 도핑 시스템의 개략적인 블록도.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 도핑 시스템의 단순화된 개략도.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 도핑 시스템의 단순화된 개략 도.
도 8A 및 8B는 플라즈마가 존재하는 종래 플라즈마 도핑 시스템을 통한 전압 펄스 및 전류를 시간 함수로서 표시한 그래프.
도 9A 및 9B는 본 발명에 따라 플라즈마로 시스템을 튜닝하는 경우에 전압 펄스 및 전류를 시간 함수로 도시한 그래프.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 플라즈마 도핑 시스템의 개략적인 블록도.
도 11A, 11B, 및 11C는 본 발명에 따라 플라즈마가 존재하지 않는 시스템을 튜닝하는 경우에 전압 펄스 및 전류를 시간 함수로 도시한 그래프.
도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 플라즈마 도핑 시스템의 개략적인 블록도.
도 13은 본 발명의 제7 실시예에 따른 플라즈마 도핑 시스템의 개략적인 블록도.
본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 도핑 시스템의 예가 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 플라즈마 도핑 챔버(10)는 폐쇄된 볼륨(volume)(12)을 정의한다. 챔버(10)내에 배치된 플래튼(14)은 반도체 웨이퍼(20)와 같은 소재를 유지하기 위한 표면을 제공한다. 반도체 웨이퍼는 가능한 타겟 타입의 하나의 예일 뿐이다. 본 발명은 반도체 웨이퍼내의 이온 주입에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도구, 자동차 부품, 스탬핑 다이, 및 플라스틱을 위한 금속내의 주입도 또한 가능하다. 웨이퍼(20)는, 예를 들면 플래튼(14)의 평면 주위에 클램핑될 수 있다. 플래튼(14)은 웨이퍼(20)를 지지하고, 웨이퍼(20)로의 전기 접속을 제공한다. 일 실시예에서, 플래튼은 웨이퍼(20)를 지지하기 위한 전기적-도전성의 표면을 가지고 있다. 다른 실시예에서, 플래튼은 웨이퍼(20)로의 전기적 접속을 위한 도전성 핀을 포함한다.
양극(24)은 플래튼(14)(음극)과 이격되어 챔버(10)내에 배치된다. 양극(24)은 플래튼(14)에 직각으로, 화살표(26)로 표시된 방향으로 이동 가능하다. 양극(24)은 모두가 그라운드에 접속될 수 있는 챔버(10)의 전기적 도전성 벽들에 통상 접속된다.
그러므로, 음극(14) 및 웨이퍼(20)는 고전압 펄스 발생기(30)에 접속된다. 펄스 발생기(30)는 약 100 내지 10,000볼트의 범위내의 펄스를 약 1 내지 100ms의 지속기간에서 약 50Hz 내지 5KHz의 펄스 반복 레이트로 제공한다. 이들 펄스 파라미터 값들은 단지 예로서 주어진 것이고 본 발명의 범위 내에서 다른 값들이 이용될 수 있다는 것을 알 것이다.
챔버(10)의 폐쇄된 볼륨(12)은 제어가능 밸브(32)를 통해 진공 펌프(34)에 결합된다. 기체 소스(36)는 매스 플로우 제어기(38)를 통해 챔버(10)에 결합된다. 챔버(10)내에 배치된 압력 센서(44)는 챔버 압력을 나타내는 신호를 제어기(46) 제공한다. 제어기(46)는 감지된 챔버 압력과 원하는 압력 입력을 비교하고, 제어 신호를 밸브(32)에 제공한다. 제어 신호는 챔버 압력과 원하는 압력간의 차이를 최소화하도록 밸브(32)를 제어한다. 진공 펌프(34), 밸브(32), 압력 센서(44) 및 제 어기(46)는 폐루프 압력 제어 시스템을 구성한다. 압력은 통상 약 1 밀리토르(mtorr) 내지 약 500mtorr의 범위에서 제어되지만, 이 범위로 한정되는 것은 아니다. 기체 소스(36)는 소재로의 주입을 위한 원하는 도펀트를 포함하는 이온화가능한 가스를 제공한다. 이온화 가능한 기체의 예는 BF3, N2, Ar, PF5, 및 B2H6을 포함한다. 이들 기체들은 단지 예로서 제공되는 것이고 본 발명의 범주 내에서 다른 기체들이 이용될 수 있다는 것을 알 것이다. 매스 플로우 제어기(38)는 기체가 챔버(10)에 공급되는 레이트를 조절한다. 도 1에 도시된 구성은 일정한 기체 플로우 레이트 및 일정한 압력에서 프로세스 기체의 연속적인 플로우를 제공한다. 압력 및 기체 플로우 레이트는 양호하게는 반복 가능한 결과를 제공하도록 조절된다.
동작시, 웨이퍼(20)는 플래튼(14) 상에 배치된다. 그리고 나서, 압력 제어 시스템, 매스 플로우 제어기(38) 및 기체 소스(36)는 챔버(10)내에서 원하는 압력 및 가스 플로우 레이트를 생성하도록 설정된다. 예로서, 챔버(10)는 10mtorr의 압력에서 BF3 가스로 동작할 수 있다. 펄스 발생기(30)는 일련의 고전압 펄스를 웨이퍼(20)에 인가하여, 웨이퍼(20)와 양극(24) 사이에 플라즈마(40)를 형성하도록 한다. 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 플라즈마(40)는 기체 소스(36)로부터 이온화 가능한 기체의 양이온을 포함한다. 플라즈마(40)는 플래튼(14)의 주위에 플라즈마 시스(42)를 더 포함한다. 고전압 펄스 동안에 양극(24)과 플래튼(14) 사이에 존재하는 전계는 양이온을 플라즈마(40)로부터 플라즈마 시스(42)를 가로질러 플래튼(14)쪽으로 가속시킨다. 플래튼(14) 및 웨이퍼(20) 상에서 이온 충돌에 의해 생성되는 제2 전자는 다시 시스(42)를 가로질러 플라즈마(40)로 가속된다. 가속된 이온은 웨이퍼(20)내로 주입되어 불순물 재료 영역을 형성한다. 펄스 전압은 양이온을 웨이퍼(20)에 원하는 깊이로 주입하도록 선택된다. 펄스의 개수 및 펄스 지속기간은 웨이퍼(20)에 원하는 도즈의 불순물 재료(양이온)를 제공하도록 선택된다. 펄스 당 전류는 펄스 전압, 기체 압력 및 종류, 및 전극의 가변 위치의 함수이다. 예를 들면, 양극 대 음극 간격은 상이한 전압에 대해 조정될 수 있다.
플라즈마 도핑 시스템에서, 펄스형 전류가 측정되어 웨이퍼에 전달되는 이온 전류를 나타내는 펄스형 전류 신호가 제공된다.
플라즈마 도핑 시스템을 통한 펄스형 전류는 이온 전류, 제2 전자 전류 및 변위 전류의 합이다. 본 발명의 한 양태에 따르면, 펄스형 전류의 변위 전류 성분을 나타내는 보상 신호가 생성된다. 보상 신호가 펄스형 전류 신호로부터 감산되어 웨이퍼에 전달되는 이온 전류를 나타내는 이온 전류 신호를 제공한다.
일 실시예에서, 본 발명은 바람직하게는 주 커패시터를 구성하는 플라즈마 시스템 전극들, 즉 챔버 벽을 포함하는 양극, 및 음극과 동일하거나 매우 유사한 커패시턴스를 갖는 제2 커패시터를 이용한다. 동일하거나 유사한 전압 펄스를 제2 커패시터에 인가함으로써, 주 커패시터내의 주 변위 전류와 동일하거나 매우 유사한 제2 변위 전류가 생성된다. 상기 지적한 바와 같이, 주 전류는 이온 전류, 제2 전자 전류, 및 주 변위 전류의 합이다. 그러므로, 주 전류로부터 제2 변위 전류(주 변위 전류와 거의 동일함)를 빼면, 이온 전류 플러스 제2 전자 전류의 정확한 측정이 가능하게 된다. 본 발명의 일 실시예에서, 제2 커패시터는 플라즈마 시스템의 커패시턴스에 매칭되도록 가변될 수 있는 가변 커패시터가 될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 양극(24) 및 챔버 벽(10)으로 구성되는 완전한 양극 구조, 및 플라즈마 도핑 시스템의 플래튼(음극)(14)은 주 커패시터 C1을 구성하는 것으로서 간주될 수 있다. 제2 커패시터 C2는 그라운드와 펄스 소스(30)의 출력 사이에 결합된다. 제2 커패시터 C2는 양호하게는 주 커패시터 C1과 동일하거나 유사한 커패시턴스를 갖도록 선택된다. 효과적으로는, 주 커패시터 C1 및 제2 커패시터 C2는 병렬로 접속된다. 이러한 회로는 도 2에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 펄스 소스(30)로부터의 고전압 펄스가 커패시터 C1 및 C2 모두에 인가된다.
제1 전류 측정 장치(60)는 주 커패시터 C1을 통한 전류를 측정하고 도즈 프로세서(70)에 이 측정값을 출력하도록 제공된다. 제2 전류 측정 장치(62)는 제2 커패시터 C2를 통한 전류를 측정하도록 제공된다. 전류 측정 장치(62)의 출력도 또한 도즈 프로세서(70)에 제공된다.
전류 측정 장치(60, 62)는 동일한 타입의 장치 또는 다른 장치일 수도 있다. 바람직한 일 실시예에서, 피어슨(Pearson) 코일이 펄스 동안에 각 커패시터를 통한 전류를 측정하는데 이용된다. 그러나, 현재 가용한 다른 타입의 전류 측정 장치들이 다수 존재한다. 이들 장치들 중 임의의 하나가 전류를 측정하는데 이용될 수 있다.
동작시, 펄스가 2개의 커패시터에 인가되는 경우에, 주 전류 IC1은 주 커패시터 C1에서 생성되고, 주 전류 IC1의 주 변위 전류 성분과 거의 동일하거나 적어도 매우 유사한 제2 변위 전류 IC2가 제2 커패시터 C2에 생성된다. 주 전류로부터 제2 변위 전류를 감산함으로써, 타겟에 전달되는 이온 전류 및 제2 전자 전류를 더 정확하게 측정할 수 있다. 이들 전류를 더 정확하게 측정함으로써, 프로세스 제어 및 반복 가능성을 더 양호하게 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 전류 측정 장치(60)는 제1 피어슨 코일(64')이고, 전류 측정 장치(62)는 제2 피어슨 코일(64")이다. 제1 피어슨 코일(64')의 출력은 전류 신호 프로세서(66)의 제1 입력 A에 제공된다. 제2 피어슨 코일(64")의 출력은 전류 신호 프로세서(66)의 제2 입력 B에 제공된다. 전류 신호 프로세서(66)의 출력(67)은 주 커패시터 C1을 통하여 측정된 전류 마이너스 제2 커패시터 C2를 통하여 측정된 전류를 나타낸다. 그 결과, 변위 전류는 주 전류 측정값으로부터 제거되었다.
본 기술 분야의 통상의 기술자라면, 전류 신호 프로세서(66)로서 기능할 수 있는 많은 장치 및 회로가 존재한다는 것을 잘 알고 있을 것이다. 예를 들면, 연산 증폭기를 이용한 회로는 아날로그 차동 신호를 제공하도록 구현될 수 있다. 임의의 필요한 신호 컨디셔닝 기능들이 이용될 수도 있다. 또한 전류 신호 프로세서(66)는 신호 IC1 및 IC2가 아날로그로부터 디지털 포맷으로 변환되어 디지털 도메인에서 차이 계산이 수행되는 디지털 장치일 수 있다.
전류 신호 프로세서(66)의 기능, 즉 주 커패시터 C1의 전류로부터 제2 커패시터 C2의 전류를 감산하는 것은 프로세서(66) 또는 도즈 프로세서(70)(도 1) 중 어느 하나에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 단일 전류 측정 장치(68)는 주 커패시터를 통한 주 전류 IC1 및 제2 커패시터를 통한 제2 전류 IC2를 측정하고 주 전류 마이너스 제2 전류를 나타내는 신호를 도즈 프로세서(70)에 출력하는데 이용된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 장치(68)는 전류 IC1, IC2가 모두 그것을 통과하도록 구성된다.
전류 측정 장치(68)는 도 5에 도시된 바와 같은 단일 피어슨 코일(64)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 주 커패시터 C1로 주 전류 IC1를 운반하는 와이어는 제1 방향(좌측에서 우측으로)으로 피어슨 코일(64)을 통과한다. 제2 커패시터 C2로 제2 전류 IC2를 운반하는 와이어는 피어슨 코일(64)을 통해 제2 방향(우측에서 좌측으로)으로 통과하여, 제2 전류 IC2가 주 전류 IC1의 반대 방향으로 피어슨 코일(64)을 통과한다. 그러면, 피어슨 코일(64)의 출력은 주 전류 및 제2 전류의 차이(IC1-IC2)이다.
상기한 바와 같이, 양호하게는 제2 커패시터 C2는 주 커패시터 C1과 동일한 커패시턴스를 갖도록 선택된다. 더 큰 유연성을 제공하기 위해, 제2 커패시터 C2는 조절가능한 커패시터인 것이 바람직하다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 단순화된 개략도에 따르면, 제2 커패시터가 조정가능한 커패시터 C2'로 대체되었다. 아래에 설명되는 바와 같이, 커패시터 C2'의 커패시턴스는 주 커패시터 C1과 동일하게 조정될 수 있다. 이것은 주 커패시터 C1의 커패시턴스가 변경되는 경우에 미세-튜닝 성능뿐만 아니라 유연성을 제공한다.
전류를 제2 커패시터 C2, C2'에 운반하는 라인 상의 "링잉(ringing)"및 노이즈를 최소화시키기 위해, 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 주지된 임의의 수의 다른 노이즈 감소 기술이 적용될 수 있다. 커패시터, 인덕터, 하이-패스, 밴드-패스, 로우 패스 필터 및/또는 하나 이상의 저항들과 같은 구성요소들이 이용될 수 있다. 신호 품질을 개선하기 위해 이들 구성요소를 선택하기 위한 파라미터들은 고정 또는 가변값이 될 수 있는 저항, 커패시턴스, 인덕턴스, 주파수 범위 및 주파수 응답 특성을 선택하는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 저항 R2는 제2 커패시터 C2'와 직렬로 접속되고, 직렬 결합된 저항 R2 및 제2 커패시터 C2'는 저항 R3과 직렬로 주 커패시터 C1과 병렬로 결합된다.
도 7에 도시된 단순화된 개략도는 조정 가능한 커패시터 C2'의 이용을 나타냈지만, 상기 설명한 실시예에서는 저항이 제공될 수 있고, 고정된 커패시터 C2가 이용된다. 뿐만 아니라, 저항 R1은 고전압 펄스 소스(30)의 출력과 직렬로 제공될 수 있다. 또한, 이들 저항의 특정값은 링잉을 최소화하도록 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 선택될 수 있다. 또한, 조정 가능한 커패시터 C2'의 커패시턴스 값을 조정하는 능력과 유사한 저항값을 조정하는데 가변 저항(도시되지 않음)이 이 용될 수 있다. 본 기술 분야의 통상의 기술자라면, 저항 및 커패시터 C2, C2'는 구현을 위한 적절한 전압 및 정격 전력을 갖도록 선택되어야 된다는 것을 잘 알고 있을 것이다.
유의할 점은, IC1 및 IC2의 신호 품질을 개선하는 조치가 취해져 주 커패시터 C1상의 전압 VC1이 제2 커패시터 C2 상의 전압 VC2와 상이하게 된다는 점이다. 이것은 결국 커패시터 C1 및 커패시터 C2의 변위 전류가 다르게 된다. 따라서, 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 주지된 바와 같이, 이러한 전압 차이는 전류 신호 프로세서(66) 또는 다른 방법 중 어느 하나에 의해 보상되어야 한다.
도 12에 도시된 본 발명의 다른 실시예에서, 동기화 장치(120)에 의해 소스(30)와 동기화되는 제2 고전압 펄스 소스(30')는 전압 크기, 펄스 폭, 상승 에지 타이밍 및 하강 에지 타이밍에 대해 주 커패시터 C1에 인가되는 펄스와 거의 동일한 펄스를 커패시터 C2에 인가하는데 이용된다. 고전압 펄스 소스(30)는 주 커패시터 C1에 접속된다. 제2 고전압 펄스 소스(30')는 고전압 펄스 소스(30)의 펄스 출력과 실질적으로 동일하고 상기 펄스 출력에 동기된 펄스를 주 커패시터 C1과 거의 동일한 커패시턴스 값을 갖는 제2 커패시터 C2에 출력한다. 2개의 커패시터 C1, C2의 전류 측정 및 변위 전류의 감산은 상기한 바와 같이 수행된다. 뿐만 아니라, 가변 커패시터 및 노이즈 감소 기술이 이러한 실시예에 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 설명에서, 제2 커패시터 C2의 커패시턴스는 주 커패시터 C1의 커패시턴스에 매칭된다. 플라즈마 도핑 시스템에서 주 커패시터 C1의 커패시턴 스를 측정하는 것은 가능하지만, 프로세스 내에 내재된 다수의 변수들이 존재하므로, 이러한 커패시턴스를 측정하고 제2 커패시턴스를 측정된 커패시턴스로 조정하는 것이 어렵다.
주 커패시턴스 C1과 거의 동일한 값으로 제2 커패시터 C2를 설정하기 위하여 발명자들에게 알려진 하나의 방법은 시스템을 "튜닝"하는 것이다. 튜닝은 시스템 내에 존재하는 플라즈마가 존재하는 경우 또는 플라즈마가 없는 경우에도 실시될 수 있다.
플라즈마가 존재하는 플라즈마 도핑 시스템을 튜닝하는 한 예를 이하에 설명한다. 챔버내의 압력은 500Hz의 펄스 주파수 및 20㎲의 펄스 지속기간으로 플라즈마를 지원하기 충분하게 설정된다. 도 8A에 도시된 바와 같이, 파형(80)은 약 20㎲의 지속기간을 갖는 약 2.5㎸의 전압 펄스를 나타낸다. 제2 커패시터를 설치하지 않은 상태에서, 시스템을 통해 측정된 전류가 도 8B에 도시된 파형(82)으로 표시된다. 도시된 바와 같이, 전류 파형(82)은 펄스의 선행 및 후행 에지에서 변위 전류(82a, 82b)를 포함한다.
시스템을 튜닝하기 위해, 제2 커패시터 C2는 주 커패시터 C1과 병렬로 접속된다. 양호하게는, 조정가능한 커패시터 C2'가 이용된다. 그리고 나서, 시스템은 주 커패시터 C1을 통한 주 전류 마이너스 제2 커패시터 C2를 통한 제2 전류를 표시하도록 구성된다. 도 9A에 도시된 바와 같이, 이전과 같이 전압 펄스(80)가 표시된다. IC1-IC2를 나타내는 전류 펄스 파형(84)이 도 9B에 도시되어 있다. 제2 커패 시터 C2'는 파형(84)에서 관찰된 변위 전류를 감소시키도록 조정된다. 파형(84)내의 관찰된 변위 전류가 제로 또는 거의 제로로 감소된 경우, 본 발명에 따른 시스템은 제2 커패시터 C2'가 이제 주 커패시터 C1과 거의 동일한 커패시턴스 값을 갖도록 튜닝되었다. 발명자들에 의해 테스트 동작에서, 실험실 플라즈마 도핑 시스템에 대한 요구 값은 약 68pF이었다.
플라즈마가 존재하지 않는 플라즈마 처리 시스템을 튜닝하는 경우에 유사한 절차가 적용될 수 있다. 구체적으로는, 도 11A에 도시된 바와 같은 파형(80)으로 표시되는 전압 펄스가 인가된다. 이러한 시스템에 플라즈마가 없으므로, 도 11B의 파형(82')에 의해 도시된 측정된 전류는 변위 전류를 포함하고, 제2 커패시터를 배치하지 않은 상태에서 이온 전류나 제2 전자 전류를 포함하지 않는다. 제2 커패시터 C2는 도 11C에 도시된 IC1-IC2로 표시되는 파형(84')으로 관찰되는 변위 전류를 감소시키도록 조정된다. 파형(84')로 표시된, 관찰된 변위 전류가 제로 또는 거의 제로로 감소된 경우, 시스템은 제2 커패시터 C2'를 주 커패시터 C1과 거의 동일한 커패시턴스 값을 갖도록 설정함으로써 튜닝된다.
상기에서는 전류 측정으로부터 변위 전류를 제거하기 위해 시스템을 튜닝하거나 조정하기(calibrate) 위한 방법을 제공한다. 본 기술 분야의 통상의 기술자라면, 조절가능한 커패시터를 이용하는 것뿐만 아니라, 시스템을 튜닝하는 다수의 다른 방법들이 있다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들면, 제2 커패시터의 전체 커패시턴스를 변경하기 위해, 다중 커패시터가 병렬 및/또는 직렬 조합으로 접속될 수 있다.
발명자들은 변위 전류 파형을 관찰하고 변위 전류가 최소화될 때까지 제2 커패시터의 값을 수동으로 조정함으로써 제2 커패시터 C2를 튜닝하였다. 이러한 튜닝 동작은 제2 커패시터의 펄스 소스 및 값을 제어하기 위한 컴퓨터 및 신호 처리 시스템의 제어하에서 수행될 수 있다는 것은 주지되어 있다. 그러한 컴퓨터의 프로그래밍 및 필요한 구성요소의 배열은 본 기술 분야의 통상의 기술자들에게는 잘 알려져 있고, 본 발명의 범주내에 포함된다. 또한, 동일한 결과를 얻도록 아날로그 회로들이 구성될 수 있기 때문에 컴퓨터는 필요하지 않다.
상기 설명한 바와 같이, 이온 전류 플러스 제2 전자 전류를 나타내는 전기 신호가 도즈 프로세서(70)에 공급된다. 일 실시예에서, 각 전류 측정 장치(60, 62)로부터의 전류는 챔버(10)의 외부에 배치된 도즈 프로세서(70)에 직접 공급된다. 그리고 나서, 도즈 프로세서는 감산 연산을 수행한다. 다른 실시예에서, 전류 감산은 도즈 프로세서(70)의 외부에서 수행된다.
웨이퍼(20)에 전달된 전체 이온 도즈는 주입 시간에 걸쳐 적분된 순간 이온 전류이다. 도즈 프로세서 구성은 빔라인 이온 주입기와 관련하여 주지되어 있다. 이전 실시예들이 도핑 챔버(10)의 외부에서 주 전류를 측정했지만, 주 전류는 챔버 내에서 측정될 수 있다. 그 전부를 본 명세서에 참조로 첨부한 1998년 8월 3일에 출원된 동시에 계류 중인 미국특허출원번호 제09/128,370호 "Dose Monitor for Plasma Doping System"에서는, 하나 이상의 패러데이 컵들이 챔버(10)내에 배치되어 타겟에 전달되는 이온 전류를 측정한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 패러데이 컵(150, 152)은 웨이퍼(20)의 주위에 이격되어 있다. 각 패러데이 컵은 플라즈마(40)와 접하는 입구(160)를 갖는 도전성 엔클로저를 포함한다. 각 패러데이 컵은 양호하게는 웨이퍼(20)에 실제적인 정도로 근접하여 배치되고 플라즈마(40)로부터 플래튼(14)을 향해 가속된 양이온의 샘플을 인터셉트한다. 각 패러데이 컵(150, 152)은 고전압 펄스 소스(30)의 출력에 결합된다.
입구(160)를 통해 각 패러데이 컵에 들어가는 양이온은 패러데이 컵에 접속된 전기 회로에 전류를 생성한다. 전류는 단위 시간당 수신된 양이온의 개수, 또는 이온 전류를 나타낸다. 패러데이 컵(150, 152)에 의해 수신된 이온 전류는 단위 시간당 웨이퍼(20)에 주입된 이온 개수와 고정된 관계를 가지고 있다고 가정한다. 플라즈마(40)의 균일성 및 플래튼(14)을 향한 이온 가속의 균일성에 따라, 각 패러데이 컵에 의해 수신되는 단위 면적당 이온 전류는 웨이퍼(20)에 주입된 단위 면적당 이온 전류와 거의 동일하거나 고정된 일부일 수 있다. 이러한 전류는 도즈 프로세서(70)에 전류 측정을 제공하는 전류 측정 장치(62-1, 62-2)에 의해 측정된다. 각 패러데이 컵의 전류 출력은 웨이퍼(20)에 주입된 이온 전류를 나타내므로, 패러데이 컵(150, 152) 및 전류 측정 장치(62-1, 62-2)는 웨이퍼(20)에 주입된 이온 도즈 또는 전류의 측정을 제공한다. 도 10의 펄스형 시스템에서, 패러데이 컵(150, 152)의 전류 출력은 상기 설명한 바와 같이 변위 전류 성분을 포함한다.
도즈 프로세서(70)는 제2 커패시터 C2의 제2 전류 측정과 함께 전류 측정 장치(61-1, 62-2)로부터 출력을 수신한다. 패러데이 컵에 의해 측정된 전류로부터 제2 전류를 감산하는 것은 도즈 프로세서(70)내에서 수행될 수도 있다. 다른 방법으로는, 전류 측정 장치(62-1, 62-2)가 도즈 프로세서에 포함될 수 있고 전류 측정 및 감산이 도즈 프로세서(70) 내에서 수행된다.
이전에 설명된 실시예에서, 제2 커패시터 C2는 양극(24) 및 음극(14)에 의해 정의되는 주 커패시터 C1과 동일한 커패시턴스를 갖도록 설정되었다. 도 10의 실시예에서, 제2 커패시터 C2는 패러데이 컵의 전체 커패시턴스와 동일한 커패시턴스를 갖도록 설정된다. 제2 커패시터 C2는 펄스 소스(30)에 분리형으로 접속되어 측정된 전류가 커패시터 C2에 전달된 전류만을 나타내는 것을 보장한다.
패러데이 컵의 커패시턴스와 동일하게 제2 커패시터의 값을 설정하기 위한 프로세스는 시스템을 튜닝하는 것에 관한 상기 설명과 동일하다. 상기와 같이, 이러한 튜닝은 플라즈마의 존재 유무에 관계없이 수행될 수 있다. 뿐만 아니라, 임의의 필요한 노이즈 감소 기술이 측정되는 신호에 적용될 수 있다.
패러데이 컵은 비교적 작은 디바이스이므로, 그 커패시턴스는 양극 및 음극의 커패시턴스보다 작을 것이다. 그러나, 패러데이 컵의 커패시턴스의 k배의 값을 갖는 제2 커패시터가 이용될 수 있다는 것은 가능하다. 본 기술 분야의 통상의 기술자라면, 패러데이 컵에 의해 측정되는 전류로부터의 변위 전류의 제거가 이러한 인자 k를 설명한다는 것을 잘 알고 있을 것이다. 예를 들면, 제2 커패시터 C2가 패러데이 컵의 커패시턴스의 k배인 경우, 커패시터 C2로부터의 신호가 인자 k만큼 감소될 수 있다. 이러한 접근법은 패러데이 컵의 커패시턴스의 값이 알려져 있어야만 한다.
또 다른 실시예에서, 주 커패시턴스의 값이 결정될 수 있고, 거기에 인가된 전압 펄스를 갖는 주 커패시턴스를 통한 변위 전류가 본 기술 분야에 주지된 회로 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 시뮬레이션될 수 있다. 전압 펄스와 동기되어 시뮬레이션되는 변위 전류는 동작하는 플라즈마 처리 시스템에서 실제 전류 측정값으로부터 감산될 수 있다. 그러한 계산은 컴퓨터 기반 신호 처리 시스템에서 용이하게 수행될 수 있다.
그러한 구현에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 장치(64)로부터의 측정값 및 펄스 동기화 신호는 시뮬레이션 시스템(130)에 제공된다. 시스템(130)은 전류 측정 신호를 변환하여 디지털 출력을 신호 프로세서(136)에 제공하는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(132)를 포함한다. 변위 전류 시뮬레이터(134)는 펄스 소스(30)로부터의 펄스에 동기하여 변위 전류 성분의 디지털 표현을 신호 프로세서(136)에 출력하도록 프로그래밍된다. 신호 프로세서(136)는 ADC(132)의 출력으로부터 변위 전류 시뮬레이터(134)의 출력을 감산하여 정확한 이온 전류 측정을 제공한다.
도 13에 도시된 시스템의 변동은 본 발명의 범주내에 포함된다. 변위 전류의 아날로그 시뮬레이션은 전류의 아날로그 측정값으로부터 감산될 수 있다. 시뮬레이션되는 아날로그 변위 전류는 아날로그-디지털 컨버터를 구동하는 컴퓨터 기반 시뮬레이션 프로그램에 의해 생성될 수 있거나, 변위 전류의 표시를 출력하도록 구성된 회로에 의해 신호가 생성될 수 있다. 이들 모든 구현들은 본 기술 분야의 통상의 기술자라면 잘 알고 있을 것이다. 시뮬레이션되는 변위 전류를 이용하는 것은 제2 커패시턴스 C2에 대한 필요성을 제거하므로 장비를 단순화시키고, 정확한 전류 측정을 제공한다.
지금까지 플래튼(14)과 양극(24)의 사이에 고전압 펄스를 인가할 때 플라즈마가 형성되는 플라즈마 도핑 시스템과 관련하여 본 발명을 설명했다. 또한, 본 발명은 플라즈마가 양극과 음극간의 영역에 연속적으로 존재하고 고전압 펄스의 인가에 의해 이온들이 음극으로 가속되는 플라즈마 이머젼 시스템에 이용될 수도 있다.
도 1의 구성에서, 양극(24)은 챔버(10)로부터 분리되지만 전기적으로 접속된다. 다른 구성에서, 플라즈마 도핑 챔버(10)의 도전성 벽은 양극으로서 기능하고, 분리된 양극은 이용되지 않는다.
현재는 본 발명의 양호한 실시예로 간주되는 것을 도시하고 설명했지만, 본 기술 분야의 숙련자라면 첨부된 청구의 범위에 의해 정의되는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서도 다양한 변형과 변경을 가할 수 있다는 것을 잘 알고 있을 것이다.

Claims (47)

  1. 플라즈마 처리 챔버내의 타겟에 이온들을 주입하기 위한 플라즈마 처리 시스템내의 이온 전류를 측정하는 방법에 있어서 - 상기 플라즈마 처리 시스템은 제1 및 제2 전극들을 포함하며, 상기 제1 및 제2 전극들에 걸쳐 전압 펄스가 인가됨 - ,
    (a) 상기 전압 펄스를 수신하도록 상기 제1 및 제2 전극들의 사이에 커패시터를 전기적으로 결합하는 단계;
    (b) 상기 전압 펄스 동안에 상기 제1 및 제2 전극들에 공급된 제1 전류를 측정하고, 상기 제1 전류를 나타내는 제1 전류 신호를 제공하는 단계;
    (c) 상기 전압 펄스 동안에 상기 커패시터에 공급된 제2 전류를 측정하고, 상기 제2 전류를 나타내는 제2 전류 신호를 제공하는 단계; 및
    (d) 상기 타겟에 전달되는 상기 이온 전류를 나타내는 이온 전류 신호를 제공하도록 상기 제1 전류 신호로부터 상기 제2 전류 신호를 감산하는 단계
    를 포함하는 이온 전류 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극들 간의 제1 커패시턴스와 동일하거나 거의 동일한 커패시턴스를 갖도록 상기 커패시터를 선택하는 단계를 더 포함하는 이온 전류 측정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극들 간의 제1 커패시턴스와는 상이한 커패시턴스를 갖도록 상기 커패시터를 선택하는 단계; 및
    커패시턴스의 차이를 보상하도록 상기 제1 및 제2 전류 신호들 중 적어도 하나를 조정하는 단계
    를 더 포함하는 이온 전류 측정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전압 펄스 동안에 존재하는 상기 제1 및 제2 전극들에 걸리는 제1 전압을 측정하는 단계;
    상기 전압 펄스 동안에 존재하는 상기 커패시터에 걸리는 제2 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 전압들 간의 차이를 보상하도록 상기 제1 및 제2 전류 신호들 중 적어도 하나를 조정하는 단계
    를 더 포함하는 이온 전류 측정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전류 신호들 중 적어도 하나로부터 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함하는 이온 전류 측정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 시스템은 플라즈마 도핑 시스템이고, 상기 전압 펄스는 플라즈마를 형성하며 상기 플라즈마 내의 이온들을 타겟쪽으로 가속시키는 이온 전류 측정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 시스템은 연속적인 플라즈마 시스템이고, 상기 전압 펄스는 상기 플라즈마 내의 이온들을 타겟쪽으로 가속시키는 이온 전류 측정 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이온 전류 신호의 변위 전류 성분을 최소화하도록 상기 커패시터의 커패시턴스 값을 변경하는 단계를 더 포함하는 이온 전류 측정 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    타겟은 상기 제1 전극 상에 배치되고, 상기 제1 전류 신호를 제공하는 단계는 상기 제1 전류 신호를 생성하도록 상기 타겟에 인접하여 이온 검출 장치를 배치하는 단계를 포함하며,
    상기 이온 검출 장치의 커패시턴스와는 상이한 커패시턴스를 갖는 커패시터를 선택하는 단계; 및
    상기 2개의 커패시턴스들 간의 차이를 보상하도록 상기 제1 및 제2 전류 신호들 중 적어도 하나를 조정하는 단계
    를 더 포함하는 이온 전류 측정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 시스템은 플라즈마 도핑 시스템이고, 상기 전압 펄스는 플라즈마를 형성하며 상기 플라즈마 내의 이온들을 타겟쪽으로 가속시키는 이온 전류 측정 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 시스템은 연속적인 플라즈마 시스템이고, 상기 전압 펄스는 상기 플라즈마 내의 이온들을 타겟쪽으로 가속시키는 이온 전류 측정 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 이온 검출 장치는 패러데이 컵(Faraday cup)을 포함하는 이온 전류 측정 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전류 신호를 제공하는 단계는, 상기 제1 전류 신호를 생성하도록 상기 타겟에 인접하여 이온 검출 장치를 배치하는 단계를 포함하고,
    상기 이온 검출 장치의 커패시턴스와 실질적으로 동일한 커패시턴스를 갖는 커패시터를 선택하는 단계를 더 포함하는 이온 전류 측정 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 이온 검출 장치는 패러데이 컵을 포함하는 이온 전류 측정 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 커패시터는 가변 커패시터인 이온 전류 측정 방법.
  16. 플라즈마 처리 챔버내의 타겟에 이온들을 주입하기 위한 플라즈마 처리 시스템 내의 이온 전류를 측정하는 장치에 있어서 - 상기 플라즈마 처리 시스템은 제1 및 제2 전극들을 포함하며, 상기 제1 및 제2 전극들에 걸쳐 전압 펄스가 인가됨 - ,
    상기 전압 펄스를 수신하도록 상기 제1 및 제2 전극들에 결합되는 용량성 장치;
    상기 전압 펄스 동안에 상기 제1 및 제2 전극들에 제공된 제1 전류를 측정하고, 상기 제1 전류를 나타내는 제1 전류 신호를 출력하는 제1 전류 측정 장치;
    상기 용량성 장치에 결합되어, 상기 전압 펄스 동안에 용량성 장치에 제공되는 제2 전류를 측정하고, 상기 제2 전류를 나타내는 제2 전류 신호를 출력하는 제2 전류 측정 장치; 및
    상기 제1 및 제2 전류 신호들을 수신하고, 상기 제1 전류 신호로부터 상기 제2 전류 신호를 감산하여 상기 타겟으로 전달되는 상기 이온 전류를 나타내는 측정값을 제공하는 감산기
    를 포함하는 이온 전류 측정 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 용량성 장치는 상기 제1 및 제2 전극들 간의 커패시턴스와 동일하거나 거의 동일한 커패시턴스 값을 갖는 커패시터를 포함하는 이온 전류 측정 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 커패시터는 가변 커패시터인 이온 전류 측정 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 용량성 장치는 상기 제1 및 제2 전극들의 커패시턴스와는 상이한 커패시턴스 값을 갖는 커패시터를 포함하고;
    상기 감산기는 커패시턴스 값들의 차이를 보상하기 위한 수단을 포함하는 이온 전류 측정 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 커패시터는 가변 커패시터인 이온 전류 측정 장치.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 시스템은 플라즈마 도핑 시스템이고, 상기 전압 펄스는 플라즈마를 형성하며 상기 플라즈마 내의 이온들을 타겟쪽으로 가속시키는 이온 전류 측정 장치.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 시스템은 연속적인 플라즈마 시스템이고, 상기 전압 펄스는 상기 플라즈마 내의 이온들을 타겟쪽으로 가속시키는 이온 전류 측정 장치.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 용량성 장치는 상기 제1 전류 측정 장치의 커패시턴스와는 상이한 커패시턴스를 갖고,
    상기 감산기는 커패시턴스 값들의 차이를 보상하기 위한 수단을 포함하는 이온 전류 측정 장치.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 용량성 장치는 상기 제1 전류 측정 장치의 커패시턴스와 실질적으로 동일한 커패시턴스를 갖는 이온 전류 측정 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 시스템은 연속적인 플라즈마 시스템이고, 상기 전압 펄스는 상기 플라즈마 내의 이온들을 타겟쪽으로 가속시키는 이온 전류 측정 장치.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 제1 전류 측정 장치는 패러데이 컵을 포함하고,
    상기 커패시턴스 장치는 상기 패러데이 컵의 커패시턴스와 실질적으로 동일한 커패시턴스를 갖는 이온 전류 측정 장치.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 시스템은 플라즈마 도핑 시스템이고, 상기 전압 펄스는 플라즈마를 형성하며 상기 플라즈마 내의 이온들을 타겟쪽으로 가속시키는 이온 전류 측정 장치.
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