KR100716092B1 - 광범위 파라미터 이온 빔 스캐너 - Google Patents

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Abstract

하전 입자 빔을 스캔하기 위한 방법들 및 장치들이 제공된다. 장치는 하전 입자 빔을 스캔 원점을 갖는 스캔 패턴으로 스캔하기 위한 스캔 신호들을 생성하기 위한 스캔 신호 생성기 및 스캔 소자들을 포함한다. 일 실시예에서, 장치는 에너지와 같은 하전 입자 빔의 파라미터에 기초하여 스캔 소자들의 위치를 정하기 위한 위치 제어기를 포함한다. 스캔 소자들은 상이한 빔 에너지들에 대해 스캔 원점의 고정된 위치를 달성하도록 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 장치는 제1 및 제2 세트들의 스캔 소자들 및 에너지와 같은 하전 입자 빔의 파라미터에 기초하여 스캔 소자들의 세트들에 제공된 스캔 신호들을 제어하기 위한 스캔 신호 제어기를 포함한다. 스캔 신호 제어기는 스캔 소자들의 세트들에 인가된 스캔 신호들의 비율을 제어하거나, 또는 스캔 소자들의 세트의 에너지 제공을 중단하여, 장치를 통한 빔 전송을 감소시킬 수 있는 하전 입자 빔에 대한 공간 전하력들을 최소화할 수 있다.
스캔 소자, 스캔 소자 위치 결정기, 이온 빔 생성기, 스캔 신호 생성기, 시스템 제어기

Description

광범위 파라미터 이온 빔 스캐너{WIDE PARAMETER RANGE ION BEAM SCANNERS}
본 발명은 이온 빔과 같은 하전 입자 빔을 스캔하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히, 광범위한 하전 입자 빔 에너지들에 대해 동작하는 스캐너들에 관한 것이다. 본 발명은 특히 이온 주입기들에서 유용하지만, 상기 용도로만 제한되지는 않는다.
이온 주입법은 도전성-변경(conductivity-altering) 불순물들을 반도체 웨이퍼에 도입하기 위한 표준 기술이 되었다. 원하는 불순물 재료가 이온 소스에서 이온화되고, 이온들이 가속화되어 소정의 에너지의 이온 빔을 형성하며, 이온 빔이 웨이퍼의 표면을 향하게 된다. 빔 내의 활성(energetic) 이온들은 반도체 재료의 벌크(bulk)로 침투하고 반도체 재료의 결정 격자에 매립되어 원하는 도전성의 영역을 형성한다.
이온 주입 시스템들은 통상 기체 또는 고체 물질을 잘 정의된 이온 빔으로 변환하기 위한 이온 소스를 포함한다. 이온 빔은 원하지 않는 이온 종류들을 제거하기 위해 질량 분석되고, 원하는 에너지로 가속화되고, 타깃 면으로 향하게 된다. 빔은 빔 스캐닝에 의해, 타깃 이동에 의해, 또는 빔 스캐닝 및 타깃 이동의 결합에 의해 타깃 영역에 걸쳐 분포된다.
이온 주입기는 주입될 웨이퍼의 표면에 대해 이온 빔을 편향시키기 위한 정전 또는 자기 스캐너를 포함할 수도 있다. 스캐너는 시스템의 설계에 따라 이온 빔을 1차원 또는 2차원들로 편향시킬 수도 있다. 정전 스캐너 및 자기 스캐너 모두 본 기술 분야에 숙련된 자들에게는 널리 공지되어 있다.
정전 스캐너는 하나 이상의 스캔 플레이트 세트들을 포함한다. 각각의 세트의 스캔 플레이트들은 이격되어(spaced apart) 갭을 형성하고, 이온 빔은 그 갭을 통과하게 된다. 톱니파형을 가질 수도 있는 스캔 전압이 스캔 플레이트들에 인가된다. 스캔 전압은 스캔 전압 파형에 따라 이온 빔을 편향시키는 전계를 스캔 플레이트들 사이에서 생성한다. 정전 스캐너들은 베리언(Berrian) 등에 의해 1990년 5월 1일에 발행된 미국 특허 제4,922,106호 및 코리 쥬니어(Corey, Jr.) 등에 의해 1988년 6월 14일에 발행된 미국 특허 제4,751,393호에 기술되어 있다.
자기 스캐너들은 통상 전자석을 구성하는 자기 폴피스들(magnetic polepieces) 및 코일을 포함한다. 자기 폴피스들은 이격되어 갭을 형성하며, 이온 빔은 갭을 통과하게 된다. 코일에 인가된 스캔 전류는 갭에서 이온 빔을 편향시키는 자계를 생성한다. 원하는 스캔 파형에 따라 코일에 제공되는 전류를 변경시킴으로써, 빔은 자기적으로 스캔된다. 자기 스캐너는 핸리(Hanley) 등에 의해 1983년 1월 4일에 발행된 미국 특허 제4,367,411호에 기술되어 있다.
종래 기술의 빔 스캐너들은 소정의 범위의 빔 에너지들에 대해 동작하기 위한 고정 스캔 플레이트들 또는 고정 전자석들을 갖는다. 정전 스캐너들에서, 스캔 플레이트 간격이 최대 빔 에너지로 원하는 편향을 야기하도록 선택된다. 낮은 빔 에너지들에서, 빔은 공간 전하 효과들(space charge effects)로 인해 확장하고, 빔의 오직 일부만이 스캔 플레이트들 사이를 지나간다. 그 결과, 웨이퍼에 전달되는 빔 전류는 감소되고, 주입 시간이 종종 용인할 수 없는 정도까지 증가된다. 몇몇 경우에, 빔 전류는 무시할만한 레벨로 감소되고, 주입은 실행될 수 없다. 고정 스캔 플레이트들을 사용하는 종래 기술의 정전 스캐너들은 통상 예를 들어 대략 40keV 내지 400keV의 에너지 크기 범위에서 동작한다.
불순 물질의 주입 깊이는, 적어도 부분적으로 반도체 웨이퍼에 주입되는 이온들의 에너지에 의해 결정된다. 장치들의 소형화, 고속화 추세의 반도체 산업 경향에 따라, 반도체 장치들의 측면 길이(lateral dimensions) 및 깊이들 모두 감소추세이다. 이 기술의 반도체 장치들은 1000 옹스트롬 보다 적은 접합 깊이들을 요구하고 결국에는 200 옹스트롱 이하의 접합 깊이들을 요구할 수도 있다. 이렇게 얕은 접합들을 달성하기 위해서는 1-10keV 정도의 매우 낮은 주입 에너지들이 요구된다. 에너지 범위의 반대 한계로, 실리콘 기판으로부터의 전기 절연과 같은 장치 기능을 위해 1MeV 이상의 높은 에너지들이 요구된다.
하나의 주입기가 반도체 프로세스의 모든 또는 대부분의 주입들에 사용될 수 있도록, 광범위한 이온 에너지들에 대해 동작할 수 있는 이온 주입기들을 제공하는 것이 바람직하다. 그러나, 종래 기술의 빔 스캐너들은 상술된 이유들로 인해 광범위한 에너지들에 대해 동작할 수 없었다. 저 에너지들에서는, 빔 전송은 용인할 수 없을 정도로 낮을 수 있고, 고 에너지에서는, 빔 편향은 불충분할 수도 있다. 따라서, 하이 빔 전송 및 원하는 빔 편향을 갖는 광범위한 빔 에너지들에 대해 동작하는 개선된 빔 스캐너들이 필요하다.
<요약>
본 발명의 일 양상에 따라, 하전 입자 빔을 스캔하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 하전 입자 빔을 통과시키기 위해 갭에 의해 이격된 스캔 소자들, 상기 하전 입자 빔을 스캔 원점을 갖는 스캔 패턴으로 스캔하기 위한 스캔 신호들을 생성하기 위해 스캔 소자들에 결합된 스캔 신호 생성기, 및 하전 입자 빔의 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 스캔 소자들의 위치를 정하기 위한 위치 제어기를 포함한다. 예를 들어, 스캔 소자들의 위치는 하전 입자 빔의 에너지에 기초하여 정해질 수도 있다.
일 실시예에서, 스캔 소자들은 하전 입자 빔의 정전 편향을 위한 정전 스캔 플레이트들을 포함하고, 스캔 신호 생성기는 스캔 전압 생성기를 포함한다. 다른 실시예에서, 스캔 소자들은 자기 폴피스들 및 자기 폴피스들에 에너지를 제공하기 위한 자석 코일을 포함하고, 스캔 신호 생성기는 자석 코일에 에너지를 제공하기 위한 스캔 전류 생성기를 포함한다.
위치 제어기는 하전 입자 빔의 소정의 파라미터 값들에 대한 스캔 원점의 원하는 위치를 달성하기 위해 스캔 소자들의 위치를 정하기 위한 수단을 포함할 수도 있다. 스캔 소자들은 하전 입자 빔의 상이한 에너지들과 같은 상이한 파라미터 값들에 대한 스캔 원점의 고정 위치를 달성하기 위해 배치될 수도 있다. 스캔 소자들이 정전 스캔 플레이트들인 경우에, 스캔 원점의 고정 위치는 스캔 플레이트들 사이의 간격이 증가됨에 따라 하전 입자 빔에 대해 업스트림으로 스캔 플레이트들을 이동시킴으로써 달성될 수도 있다. 특히, 스캔 플레이트들은 하전 입자 빔의 축에 대해 동일한 각도 및 반대 각도로 배치된 선형 경로들을 따라 이동될 수도 있다. 다른 방식에서, 스캔 플레이트들은 스캔 플레이트들 사이의 간격이 변경됨에 따라 회전될 수도 있다. 스캔 플레이트들은 연속 범위의 위치들을 가질 수도 있고 또는 2개 이상의 개별적인 위치들을 가질 수도 있다.
본 발명의 다른 양상에 따라, 하전 입자 빔을 스캔하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 하전 입자 빔을 통과시키기 위해 제1 갭에 의해 이격된 제1 스캔 소자들, 하전 입자 빔을 통과시키기 위해 제2 갭에 의해 이격된 제2 스캔 소자들, 하전 입자 빔을 스캔 원점을 갖는 스캔 패턴으로 스캔하기 위한 스캔 신호들을 생성하기 위해 제1 스캔 소자들 및 제2 스캔 소자들에 결합된 스캔 신호 생성기, 및 하전 입자 빔의 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 스캔 신호 생성기로부터 제1 스캔 소자들 및 제2 스캔 소자들에 제공된 스캔 신호들을 제어하기 위한 스캔 신호 제어기를 포함한다. 예를 들어, 스캔 신호들은 하전 입자 빔의 에너지에 기초하여 제어될 수도 있다.
일 실시예에서, 제1 스캔 소자들 및 제2 스캔 소자들은 각각 하전 입자 빔의 정전 편향을 위한 스캔 플레이트들을 포함하고, 스캔 신호 생성기는 스캔 전압 생성기를 포함한다. 다른 실시예에서, 제1 스캔 소자들 및 제2 스캔 소자들은 각각 자기 폴피스들 및 자기 폴피스들에 에너지를 제공하기 위한 자석 코일을 포함하고, 스캔 신호 생성기는 자석 코일에 에너지를 제공하기 위한 스캔 전류 생성기를 포함한다.
스캔 신호 제어기는 하전 입자 빔의 소정의 파라미터 값들에 대한 스캔 원점의 원하는 위치를 달성하기 위해 제1 스캔 소자들 및 제2 스캔 소자들에 제공된 스캔 신호들을 제어하기 위한 수단을 포함할 수도 있다. 일 구성에서, 제1 및 제2 스캔 소자들에 제공된 스캔 신호들은 하전 입자 빔의 상이한 에너지들과 같은 상이한 파라미터 값들에 대한 스캔 원점의 고정 위치를 달성하기 위해 제어된다. 다른 구성에서, 제1 및 제2 스캔 소자들에 제공된 스캔 신호들은 제1 및 제2 스캔 소자들의 유효 길이를 변경시키도록 제어된다. 스캔 신호 제어기는 제1 스캔 소자들 및 제2 스캔 소자들에 제공된 스캔 신호들의 비율을 조정할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 하전 입자 빔을 스캔하기 위한 방법이 제공된다. 본 방법은 이격된 스캔 소자들 사이에 하전 입자 빔을 보내는 단계, 스캔 원점을 갖는 스캔 패턴으로 하전 입자 빔을 스캔하기 위해 스캔 소자들에 에너지를 제공하는 단계, 및 하전 입자 빔의 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 스캔 소자들의 위치들을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 하전 입자 빔을 스캔하기 위한 방법이 제공된다. 본 방법은 이격된 제1 스캔 소자들 과 이격된 제2 스캔 소자들 사이에 하전 입자 빔을 보내는 단계, 하전 입자 빔을 스캔 원점을 갖는 스캔 패턴으로 스캔하기 위한 스캔 신호들을 제1 스캔 소자들 및 제2 스캔 소자들에 인가하는 단계, 및 하전 입자 빔의 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 제1 스캔 소자들 및 제2 스캔 소자들에 제공된 스캔 신호들을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 이온 빔을 스캔하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 이온 빔을 스캔하기 위한 2개 이상의 쌍들의 스캔 플레이트들, 고 에너지 빔을 스캔하기 위해 2개 이상의 쌍들의 스캔 플레이트들에 스캔 전압들을 인가하고, 저 에너지 빔을 스캔하기 위해 2개 이상의 스캔 플레이트 세트들의 서브세트에 스캔 전압들을 인가하기 위한 스캔 생성기를 포함한다. 사용되지 않은 스캔 플레이트들은 전기적으로 접지 상태가 된다. 이온 빔에 전계들이 인가되는 유효 길이는 저 에너지 빔을 스캔하기 위해 감소된다.
본 발명을 더 잘 이해하기 위해, 본 명세서에 참조용으로 인용된 첨부된 도면들이 참조된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치의 블록도.
도 2는 도 1의 장치에서 사용되는 정전 스캔 플레이트 구조의 제1 예를 도시한 것으로, 상기 스캔 플레이트들은 고 에너지 이온 빔을 스캔하기 위해 배치된 것이다.
도 3은 도 2의 스캔 플레이트 구조를 도시한 것으로, 상기 스캔 플레이트들은 저 에너지 이온 빔을 스캔하기 위해 배치된 것이다.
도 4는 스캔 원점 위치를 스캔 플레이트 간격의 함수로서 나타낸 그래프.
도 5는 도 1의 장치에서 사용되는 정전 스캔 플레이트 구조의 제2 예를 도시한 것으로, 상기 스캔 플레이트들은 고 에너지 이온 빔을 스캔하기 위해 배치된 것이다.
도 6은 도 5의 스캔 플레이트 구조를 도시한 것으로, 상기 스캔 플레이트들은 저 에너지 이온 빔을 스캔하기 위해 배치된 것이다.
도 7은 스캔 원점 위치를 상이한 스캔 플레이트 간격들에 대한 플레이트 각도의 함수로서 나타낸 그래프.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 빔 스캐닝 장치의 블록도.
도 9는 도 8의 장치를 위한 스캔 플레이트 구조의 제1 예를 도시한 도.
도 10은 도 8의 장치를 위한 스캔 플레이트 구조의 제2 예를 도시한 도.
본 발명의 제1 실시예에 따른 이온 빔 시스템의 간단한 블록도가 도 1에 도시되어 있다. 이온 빔 생성기(10)는 원하는 종류의 이온 빔을 생성하고, 이온 빔의 이온들을 원하는 에너지들로 가속화하고, 에너지 및 질량 오염 물질들을 제거하기 위해 이온 빔의 질량/에너지 분석을 수행하고, 활성 이온 빔(12)을 제공한다. 스캐너(20)는 이온 빔(12)을 편향시켜 스캔 원점(34)을 갖는 팬 형상의(fan-shaped) 빔 엔벨로프(30)를 갖는 스캔 이온 빔을 생성한다. 스캐너(20)는 후술되는 빔 스캐닝 장치의 일부이다. 반도체 웨이퍼(32) 또는 그외의 작업물(workpiece)은 스캔 이온 빔의 경로에 배치되어서, 원하는 종류의 이온들이 반도체 웨이퍼(32)에 주입되도록 한다. 각도 보정기(angle corrector)(도시되지 않음)가 평행 궤적들을 따라 스캔된 이온 빔의 이온들을 지나가게 하는데 사용될 수도 있다.
도 1에 도시된 이온 빔 시스템은 이온 주입기를 나타낼 수도 있다. 이온 주입기는 본 기술 분야에 숙련된 자들에게 널리 공지된 추가 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼(32)는 통상 자동화된 웨이퍼 처리 장치, 도즈량 측정 시스템, 전자 플러드 건, 등을 포함하는 말단 스테이션(end station)에서 지원된다. 이온 빔 생성기(10)는 이온 소스, 빔 가속기 및 질량 분석기를 포함할 수도 있다. 이온 빔이 이동하는 전체 경로는 이온 주입 중에 비워짐을 알 수 있다.
스캐너(20)는 제1 스캔 소자(40) 및 제2 스캔 소자(42)를 포함한다. 스캔 소자들(40 및 42)은 간격을 두고 떨어져 배치되고 이온 빔(12)이 통과하는 갭(44)을 형성한다. 일 실시예에서, 스캐너(20)는 정전 스캐너이고, 스캔 소자들(40 및 42)은 정전 스캔 플레이트들이다. 이온 빔(12)은 정전 스캔 플레이트들 사이의 갭(44)을 통과하고 갭(44)의 전계에 의해 편향된다. 정전 스캐닝의 경우에, 이온 빔(12)은 스캔 플레이트들 사이의 전계 방향으로 편향된다. 따라서, 수평으로 떨어져 있는 스캔 플레이트들을 사용하여 수평 빔 스캐닝을 수행한다.
다른 실시예에서, 스캐너(20)는 통상 전자석으로 구현되는 자기 스캐너이다. 전자석은 스캔 소자들(40 및 42)에 대응하는 자기 폴피스들, 및 자기 폴피스들에 에너지를 제공하기 위한 자석 코일을 포함한다. 이온 빔(12)은 자기 폴피스들 사이의 갭(44)을 통과하고, 갭(44)의 자계들에 의해 편향된다. 자기 스캐닝의 경우에, 이온 빔은 자기 폴피스들 사이의 자계 방향에 수직으로 편향된다. 따라서, 수직으로 떨어져 있는 자기 폴피스들을 사용하여 수평 빔 스캐닝을 수행한다.
도 1의 빔 스캐닝 장치는 스캔 소자들(40 및 42)에게 스캔 신호들을 제공하는 스캔 신호 생성기(50)를 더 포함한다. 정전 스캐너의 경우에, 스캔 신호 생성기(50)는 스캔 플레이트들에 스캔 전압들을 제공한다. 톱니파형들을 포함할 수도 있는 스캔 전압들은 이온 빔을 스캐닝하기 위해 스캔 소자들(40 및 42) 간에 전계들을 야기한다. 자기 스캐너의 경우에, 스캔 신호 생성기(50)는 자기 스캐너를 구성하는 전자석의 자석 코일에 스캔 전류를 제공한다. 스캔 신호 생성기(50)는 사용자 선택 빔 파라미터들 및 그외의 주입 파라미터들에 대응해서 시스템 제어기(64)에 의해 제어된다.
도 1의 빔 스캐닝 장치는 스캔 소자(40)의 위치를 정하기 위한 위치 결정기(60) 및 스캔 소자(42)의 위치를 정하기 위한 위치 결정기(62)를 더 포함한다. 스캔 소자 위치 결정기들(60 및 62)은 스캔 소자들(40 및 42)의 위치들을 제어하기 위해 모터와 같은 기계적 구동 시스템 및 모터와 스캔 소자 간의 기계적 결합을 각각 포함할 수도 있다. 스캔 소자 위치 결정기들(60 및 62)은 이온 빔 에너지 및 이온 빔 종류와 같은 사용자 선택 빔 파라미터들에 대응해서 시스템 제어기(64)에 의해 제어된다. 후술되는 바와 같이, 스캔 소자 위치 결정기들(60 및 62)은 스캔 소자들(40 및 42) 간의 간격을 조정하고, 스캔 소자들(40 및 42)을 이온 빔(12)에 대해 축으로 이온 빔 생성기(10) 쪽으로 또는 이온 빔 생성기(10)로부터 멀리 이동시킬 수도 있고, 스캔 소자들(40 및 42)을 회전시킬 수도 있으며, 또는 시스템 제어기(64)의 제어 하에서 상기 이동들의 결합을 제공할 수도 있다. 스캔 소자 위치 결정기들(60 및 62)은 스캔 소자들(40 및 42)의 위치들을 연속 범위로 설정할 수도 있고, 또는 스캔 소자들(40 및 42)의 위치들을 2개 이상의 개별적인 위치들로 설정할 수도 있다.
일 실시예에서, 스캔 소자들(40 및 42)은 이온 빔(12)에 대해 각각 +α 및 -α 각도들로 기울어진 경로들(70 및 72)을 따라 각각 이동된다. 특히, 스캔 소자들(40 및 42) 간의 간격이 증가됨에 따라, 스캔 소자들(40 및 42)은 이온 빔(12)에 대해 이온 빔 생성기(10) 쪽으로 업스트림으로(upstream) 이동된다. 후술되는 바와 같이, 경로들(72 및 72)은 스캔 소자들(40 및 42)이 이동되더라도 스캔 원점(34)이 고정된 위치에서 유지되는 것을 보장하도록 선택될 수도 있다.
도 1의 이온 빔 장치에서 사용되는 정전 스캐너의 제1 예가 도 2 및 도 3을 참조해서 기술된다. 정전 스캐너(100)는 갭(114)에 의해 이격된 스캔 플레이트들(110 및 112)을 포함한다. 스캔 플레이트들(110 및 112)은 도 1의 스캔 소자들(40 및 42)에 대응한다. 스캔 플레이트들(110 및 112)은 일정하거나 또는 다운스트림 방향으로 약간 확산된 간격 S를 가질 수도 있는 업스트림 플레이트 부분들(110a 및 112a) 및 확산 다운스트림 플레이트 부분들(110b 및 112b)을 포함할 수도 있다. 스캔 플레이트들은 이온 빔(12)을 스캔하기에 적합한 전계들을 제공하도록 형태가 갖춰지고 위치가 결정된다. 스캔 이온 빔의 팬 형상의 빔 엔벨로프(116)는 스캔 플레이트들(110 및 112)을 통해 다운스트림 방향으로 폭이 증가된다. 통상, 스캔 플레이트들(110 및 112)의 확산은 빔 엔벨로프(116)의 형태에 대응한다.
스캔 플레이트들(110 및 112)은 이온 빔(12)을 1차원으로 편향시킨다. 몇몇 경우에, 완전한 스캐너는 웨이퍼(32)의 전체 표면을 커버하도록 이온 빔(12)을 제2 차원으로 편향시키기 위한 제2 세트의 스캔 플레이트들을 포함할 수도 있다. 그외의 경우에, 웨이퍼(32)의 기계적 이동에 의해 제2 차원의 스캐닝이 달성된다.
스캔 플레이트들(110 및 112)은 도 1에 도시된 바와 같이 스캔 소자 위치 결정기들(60 및 62)에 각각 접속되고, 스캔 신호 생성기(50)에 접속된다. 스캔 신호 생성기(50)는 스캔 플레이트들(110 및 112)에 스캔 전압들을 인가하여 이온 빔(12)을 편향시킨다. 스캔 전압들은 상이한 진폭들, 주파수들 및 파형들을 가질 수 있다. 톱니 스캔 파형이 통상 사용되지만, 파형은 반도체 웨이퍼에 인가되는 이온 도즈량(ion dose)의 균일성(uniformity)을 조정하도록 변경될 수도 있다. 스캔 전압의 진폭은 스캔 플레이트들(110 및 112)의 길이 및 간격 뿐만 아니라 이온 종류 및 에너지에 좌우된다. 단지 일례로서, 스캔 전압 파형의 주파수는 1KHz 정도일 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따라, 스캔 플레이트들(110 및 112) 간의 간격 S는 이온 빔 에너지와 같은 하나 이상의 이온 빔 파라미터들의 함수로서 조정될 수도 있다. 도 2는 비교적 높은 이온 빔 에너지의 경우를 도시한 것이다. 높은 이온 빔 에너지의 경우, 이온 빔을 편향시키기 위해 강한 전계가 요구된다. 따라서, 스캔 플레이트들(110 및 112) 사이의 영역에서 강한 전계를 달성하기 위해, 스캔 전압 진폭들은 비교적 높아야만 되고 스캔 플레이트들(110 및 112) 간의 간격 S는 비교적 적어야 한다. 낮은 이온 빔 에너지의 경우에는, 스캔 플레이트들(110, 112)에 인가된 스캔 전압의 진폭이 감소될 수 있다. 그러나, 상술된 바와 같이, 저 에너지 이온 빔들은 공간 전하 효과로 인해 확장되는 경향이 있고, 이온 빔의 상당수가 적은 간격 S를 갖는 스캔 플레이트들(110 및 112) 사이를 통과할 수 없을 수도 있다. 그 결과, 웨이퍼에 전달되는 이온 빔 전류는 상당히 감소된다. 이는 주입 시간이 증가되게 하고 처리량이 감소되게 한다. 스캐너는 종래에는 소정의 이온 빔 및 스캐너 파라미터들에 대해 스캐너를 통과하는 이온 빔의 양(fraction)을 나타내는 빔 수용량(beam acceptance)을 특징으로 한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 저 에너지에서 감소된 빔 수용량은 스캔 플레이트들(110 및 112) 간의 간격 S를 증가시킴으로써 적어도 부분적으로는 극복될 수도 있다. 스캔 전압들은 스캔 플레이트들(110 및 112) 간의 선택된 간격에서 원하는 빔 편향을 제공하도록 조정된다.
빔 엔벨로프(116)는 스캔 원점(120)을 특징으로 한다. 스캔 원점(120)은 빔 엔벨로프(116)의 이온 궤적들이 교차하는 지점이다. 스캔 플레이트들(110 및 112) 간의 간격 S가 상이한 이온 빔 파라미터들을 수용하도록 조정됨에 따라, 스캔 원점(120)은 이온 빔(12)의 축을 따라 이동한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스캔 플레이트들을 이온 빔(12)에 수직으로 이동시킴으로써 스캔 플레이트들(110 및 112) 간의 간격 S가 증가됨에 따라 스캔 원점(120)은 거리(122)만큼 이온 빔 생성기(110)로부터 멀리 다운스트림으로 이동한다. 스캔 원점(120)의 시프트는 특정한 이온 주입기 구성들에서 문제점을 야기할 수도 있다. 예를 들어, 이온 주입기들은 통상 스캐너의 다운스트림으로 위치 결정되는 각도 보정기를 사용한다. 각도 보정기는 반도체 웨이퍼(32)에 대한 입사를 위해 스캐너에 의해 생성된 확산 이온 궤적들을 평행 이온 궤적들로 변환한다. 각도 보정기는 스캔 원점의 특정 위치에 기초하여 설계되고 위치 결정된다. 스캔 원점이 시프트할 때, 각도 보정기에 의해 출력된 이온 궤적들은 더 이상 평행할 수 없을 수도 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 스캔 플레이트들(110 및 112)의 이동은 측면 컴포넌트 및 축 컴포넌트를 모두 포함할 수도 있다. 측면 컴포넌트는 이온 빔(12)에 수직이고 축 컴포넌트는 이온 빔(12)과 평행하다. 특히, 스캔 플레이트들(110 및 112) 간의 간격이 경로들(70 및 72)을 따라 증가됨에 따라, 스캔 플레이트들(110 및 112)은 이온 빔(12)에 대해 업스트림으로 이동될 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 경로들(70 및 72)은 이온 빔(12)의 축에 대해 각각 +α및 -α각도들로 배향된다. 간격 S가 변하게 하는 스캔 플레이트 이동의 측면 컴포넌트는 원하는 빔 편향 및 빔 수용량을 제공하도록 선택된다. 스캔 플레이트 이동의 축 컴포넌트는 스캔 원점(120)의 원하는 위치를 제공하도록 선택된다. 양호한 실시예에서, 축 이동은 스캔 플레이트 간의 간격 S가 변경되더라도 빔 엔벨로프(116)의 스캔 원점(120)이 고정된 위치에서 유지되도록 선택된다.
일례로, 도 2의 구성은 1.55MeV의 에너지를 갖는 이온 빔에 대해 12mm의 스캔 플레이트들(110 및 112) 간의 간격 S를 사용할 수도 있다. 도 3의 구성은 750KeV의 빔 에너지에 대해 40mm의 스캔 플레이트들(110 및 112)간의 간격 S를 사용할 수도 있다. 본 예에서, 스캔 원점(120)은 대략 37mm만큼 이온 빔(120)을 따라 시프트하기 때문에, 37mm의 스캔 플레이트 이동의 축 컴포넌트가 필요하다.
스캔 플레이트 구조의 일 예에 대한 밀리미터 단위의 플레이트 간격의 함수로서 밀리미터 단위의 스캔 원점의 위치의 그래프가 도 4에 도시되어 있다. 라인(140)은 소정의 스캔 플레이트 구조에 대한 스캔 플레이트 간격의 함수로서 스캔 원점(120)의 시프트를 나타낸다. 도 4의 그래프는 특정 스캔 플레이트 구조를 나타내는 것이며, 그외의 스캔 플레이트 구조들이 상이한 라인들로 표현됨을 알게 될 것이다.
도 1의 이온 빔 장치에서 사용되는 정전 스캐너의 제2 예가 도 5 및 도 6을 참조해서 기술된다. 정전 스캐너(148)는 갭(154)에 의해 이격된 스캔 플레이트들(150 및 152)을 포함한다. 도 1에 도시된 스캔 소자들(40 및 42)에 대응하는 스캔 플레이트들(150 및 152)은 이온 빔(12)의 다운스트림 방향으로 확산하는 간격 S를 갖는다. 도 5는 비교적 높은 에너지 이온 빔에 적합한 구성을 나타내고, 도 6은 비교적 낮은 에너지 이온 빔에 적합한 구성을 나타낸다. 저 에너지 이온 빔에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 스캔 플레이트들(150 및 152) 간의 간격 S가 증가되고, 스캔 플레이트들(150 및 152)의 다운스트림 부분들이 이온 빔(12)으로부터 멀리 회전된다. 스캔 플레이트들(150 및 152)의 회전과 결합된 간격 S의 증가는 빔 수용량 증가와 스캔 원점 시프트 제어의 결합된 효과를 갖는다. 특히, 스캔 플레이트들(150 및 152)의 회전은 빔 엔벨로프의 스캔 원점의 고정된 위치를 달성하기 위해 간격 S의 소정의 변화를 위해 선택될 수도 있다.
스캔 원점 위치를 상이한 스캔 플레이트 간격들에 대한 스캔 플레이트 각도의 함수로서 나타낸 그래프가 도 7에 도시되어 있다. 특히, 라인(160)은 스캔 원점 위치를 29mm의 스캔 플레이트들(150 및 152) 간의 간격에 대한 스캔 플레이트 각도의 함수로서 나타낸다. 마찬가지로, 라인들(162, 164, 166 및 168)은 스캔 원점 위치를 각각 33mm, 43mm, 57mm 및 77mm의 플레이트 간격들에 대한 스캔 플레이트 각도의 함수로서 나타낸다. 도 7의 그래프는 특정 스캔 플레이트 구조를 나타내고, 그외의 스캔 플레이트 구조들이 상이한 세트들의 라인들로 표현됨을 알게 될 것이다. 상술된 바와 같은 스캔 소자 위치의 제어는 수동일 수 있고 자동일 수 있다. 제어가 자동일 때, 시스템 제어기(64)(도 1)는 이온 빔의 사용자 선택 파라미터들에 기초하여 스캔 소자들(40 및 42)의 요구된 위치들을 결정한다. 이러한 파라미터들은 이온 빔 종류 및 에너지를 포함할 수도 있다. 시스템 제어기(64)는 선택된 빔 파라미터들에 기초하여 스캔 소자들(40 및 42)의 요구된 위치들을 결정하고, 위치 제어 신호들을 스캔 소자 위치 결정기들(60 및 62)에 제공한다. 스캔 소자 위치 결정기들(60 및 62)은 차례로 스캔 소자들(40 및 42)의 위치들을 조정한다. 수동 모드에서, 사용자는 시스템 제어기(64)에 원하는 스캔 소자 위치들을 제공하고, 시스템 제어기(64)는 대응하는 위치 제어 신호들을 스캔 소자 위치 결정기들(60 및 62)에 제공한다. 스캔 소자들(40 및 42)의 위치들은 통상 이온 빔 생성기(10)가 턴 오프된 상태에서 주입을 위한 셋업 기간 중에 조정됨을 알게 될 것이다.
본 발명의 제2 예에 따른 이온 빔 시스템의 간단한 블록도가 도 8에 도시되어 있다. 이온 빔 생성기(210)는 원하는 종류의 이온 빔을 생성하고, 이온 빔의 이온들을 원하는 에너지들로 가속화하고, 에너지 및 질량 오염 물질들을 제거하기 위해 이온 빔의 질량/에너지 분석을 수행하고, 활성 이온 빔(212)을 제공한다. 스캐너(220)는 이온 빔(212)을 편향시켜 스캔 원점(232)을 갖는 빔 엔벨로프(230)를 갖는 스캔 이온 빔을 생성한다. 스캐너(220)는 후술되는 빔 스캐닝 장치의 부분이다. 반도체 웨이퍼(234) 또는 그외의 작업물은 이온 빔(212)의 경로에 배치된다.
스캐너(220)는 제1 세트의 스캔 소자들(240 및 242) 및 제2 세트의 스캔 소자들(250 및 252)을 포함한다. 스캔 소자들(240 및 242)은 이격되어 있으며 이온 빔(212)이 통과하는 갭(244)을 정의한다. 스캔 소자들(250 및 252)은 이격되어 있으며 이온 빔(212)이 통과하는 갭(254)을 정의한다. 이온 빔에 대해 직각으로 배치되고 이온 빔의 2차원 스캐닝을 수행하는 스캔 플레이트 세트들과 구별되어, 스캔 소자들(240 및 242) 및 스캔 소자들(250 및 252)은 이온 빔(212)을 1차원으로 편향하도록 배치된다. 스캐너(220)가 2개보다 많은 수의 스캔 플레이트들의 세트들을 포함할 수도 있음을 알게 될 것이다. 일 실시예에서, 스캐너(220)는 정전 스캐너이고, 스캔 소자들(240, 242, 250, 252)은 정전 스캔 플레이트들이다. 상술된 바와 같이, 각각의 세트의 스캔 플레이트들은 수평 빔 스캐닝을 위해 수평으로 이격된다. 다른 실시예에서, 스캐너(220)는 자기 스캐너이고, 스캔 소자들(240 및 242)은 제1 전자석의 자기 폴피스들이고, 스캔 소자들(250 및 252)은 제2 전자석의 자기 폴피스들이다. 상술된 바와 같이, 각각의 전자석의 자기 폴피스들은 수평 빔 스캐닝을 위해 수직으로 이격된다.
도 8의 빔 스캐닝 장치는 시스템 제어기(260), 스캔 신호 생성기(262) 및 스캔 신호 제어기(264)를 더 포함한다. 시스템 제어기(260)는 사용자가 선택한 빔 파라미터들을 수신하고, 제어 신호들을 스캔 신호 생성기(262) 및 스캔 신호 제어기(264)에 제공한다. 스캔 신호 생성기(262)는 정전 스캐너의 경우 스캔 전압들일 수도 있고 자기 스캐너의 경우 스캔 전류일 수도 있는 스캔 신호들을 생성한다. 스캔 신호 제어기(264)는 제1 스캔 소자들(240 및 242) 및 제2 스캔 소자들(250 및 252)에 스캔 신호들을 제공한다. 스캔 신호 생성기(262) 및 스캔 신호 제어기(264)는 스캔 생성기(266)를 구성한다. 제1 스캔 소자들(240 및 242) 및 제2 스캔 소자들(250 및 252)에 제공된 스캔 신호들은 개별적으로 제어된다. 따라서, 스캔 신호 제어기(264)는 원하는 결과를 달성하기 위해 0으로부터 최대값들 사이에서 제1 스캔 소자들(240 및 242) 및 제2 스캔 소자들(252)에 제공된 스캔 신호들을 변경시킬 수도 있다. 일 예에서, 스캔 소자들(240 및 242) 및 스캔 소자들(250 및 252)에 제공된 스캔 신호들의 비율은 스캔 원점(232)의 위치를 제어하도록 조정될 수도 있다. 다른 일례에서, 스캔 소자들(240 및 242)과 같은 한 세트의 스캔 소자들은, 저 에너지 이온 빔들이 사용될 때 전기적으로 접지 상태가 될 수도 있다.
도 8의 빔 스캐닝 장치는 스캔 소자(240)에 접속된 스캔 소자 위치 결정기(270), 스캔 소자(242)에 접속된 스캔 소자 위치 결정기(272), 스캔 소자(250)에 접속된 스캔 소자 위치 결정기(280) 및 스캔 소자(252)에 접속된 스캔 소자 위치 결정기(282)를 더 포함할 수도 있다. 스캔 소자 위치 결정기들(270, 272, 280 및 282)은 시스템 제어기(260)의 제어 하에서 각각의 스캔 소자들의 위치들을 조정한다. 시스템 제어기(260)는 위치 제어 신호들을 종류 및 에너지와 같은 빔 파라미터들의 함수로서 제공한다. 스캔 소자 위치 결정기들(270 및 272)은 이온 빔(212)에 대해 스캔 소자들(240 및 242)을 각각 이동시켜 갭(244)을 조정할 수 있다. 스캔 소자 위치 결정기들(280 및 282)은 이온 빔(212)에 대해 스캔 소자들(250 및 252)을 각각 이동시켜 갭(254)을 조정할 수 있다.
도 8의 이온 빔 장치에서 사용되는 정전 스캐너의 제1 예가 도 9를 참조해서 기술된다. 정전 스캐너(300)는 갭(314)에 의해 이격된 제1 세트의 스캔 플레이트들(310 및 312) 및 갭(324)에 의해 이격된 제2 세트의 스캔 플레이트들(320 및 322)을 포함한다. 스캔 플레이트들(310 및 320)은 이온 빔(212)의 한 측에 배치되고, 전기적으로 서로 절연된다. 스캔 플레이트들(312 및 322)은 이온 빔(212)의 반대 측에 배치되고, 전기적으로 서로 절연된다. 스캔 플레이트들(310 및 312) 및 스캔 플레이트들(320 및 322)은 다운스트림 방향으로 확산하는 간격을 가지며 스캔 전압들에 대응해서 이온 빔(212)을 1차원으로 스캔하기에 적합한 전계들을 발생시킨다. 스캔 원점(332)을 갖는 팬 형상의 빔 엔벨로프(330)는 스캐너(300)를 통해 다운스트림 방향으로 폭이 증가한다.
스캐너(300)는 스캔 플레이트 세트들 중 한 세트 또는 두 세트들의 스캔 플레이트들의 위치들을 조정함으로써, 스캔 플레이트 세트들에 인가된 상대적 스캔 전압들을 조정함으로써, 또는 둘 다에 의해 제어될 수도 있다. 예를 들어, 저 에너지 빔들을 수용하기 위해, 스캔 플레이트들(310 및 312) 간의 간격이 증가될 수도 있고, 스캔 플레이트들(320 및 322) 간의 간격이 증가될 수도 있다. 또한, 스캔 플레이트들 사이의 간격이 조정됨에 따라 스캔 플레이트들(310 및 312) 및 스캔 플레이트들(320 및 322)에 인가된 스캔 전압들의 비율은 스캔 원점(332)의 위치를 제어하기 위해 조정될 수도 있다. 특히, 스캔 플레이트들 사이의 간격이 증가됨에 따라, 업스트림 스캔 플레이트들(310 및 312)에 인가된 스캔 전압들은 다운스트림 스캔 플레이트들(320 및 322)에 인가된 스캔 전압들에 비해 증가된다. 스캔 플레이트 세트들 중 한 세트 또는 두 세트들의 스캔 플레이트들의 위치들을 조정함으로써 또한 스캔 플레이트 세트들에 인가된 상대적 스캔 전압들을 조정함으로써 넓은 동적 범위 및 고도의 유연성을 획득할 수 있음을 알게 될 것이다. 스캔 플레이트 위치 조정 및 상대적 스캔 플레이트 전압들의 조정은 개별적으로 또는 함께 사용될 수 있다.
도 8의 이온 빔 장치에서 사용되는 정전 스캐너의 제2 예가 도 10을 참조해서 기술된다. 정전 스캐너(400)는 갭(414)에 의해 분리된 제1 세트의 스캔 플레이트들(410 및 412), 갭(424)에 의해 분리된 제2 세트의 스캔 플레이트들(420 및 422) 및 갭(434)에 의해 분리된 제3 세트의 스캔 플레이트들(430 및 432)을 포함한다. 스캔 플레이트들(410, 420 및 430)은 이온 빔(212)의 한 측에 배치되고, 스캔 플레이트들(412, 422 및 432)은 이온 빔(212)의 반대 측에 배치된다. 스캔 플레이트들은 다운스트림 방향으로 확산하는 간격을 가지며 이온 빔(212)을 1차원으로 스캔하기에 적합한 전계들을 생성한다. 스캔 원점(442)을 갖는 팬 형상의 빔 엔벨로프(440)는 다운스트림 방향으로 폭이 증가한다. 상술된 바와 같이, 스캔 플레이트들의 한 세트 또는 2 세트 모두의 스캔 플레이트들 사이의 간격이 조정될 수도 있고, 스캔 플레이트 세트들에 인가된 상대적 스캔 전압들이 조정될 수 있어 원하는 오퍼레이션을 달성한다.
고 에너지 오퍼레이션의 경우, 스캔 플레이트들은 적은 간격으로 배치되고, 동일한 극성의 모든 스캔 플레이트들은 함께 접속된다. 저 에너지 오퍼레이션의 경우, 스캔 플레이트들 사이의 간격이 증가되어, 비교적 큰 직경의 이온 빔이 통과하게 한다. 스캔 플레이트들(410 및 412) 및 스캔 플레이트들(430 및 432)은 전기적으로 접지 상태가 되고(제로 스캔 전압), 스캔 플레이트들(420 및 422)만이 사용된다. 스캔 플레이트 구조의 적합한 선택에 의해, 고 에너지 및 저 에너지 오퍼레이션의 스캔 원점 위치가 동일할 수도 있다. 즉, 비교적 넓은 간격을 갖는 스캔 플레이트들(420 및 422)의 스캔 원점 위치가 비교적 적은 간격을 갖는 스캔 플레이트들(410, 412, 420, 422, 430 및 432)의 스캔 원점 위치와 동일할 수도 있다.
하나 이상의 세트들의 스캔 플레이트들이 접지 상태가 될 때 스캐너(400)의 유효 길이가 감소되는 것이 관측될 수도 있다. 스캐너의 유효 길이의 감소는 웨이퍼로의 빔 전송을 감소시키는 공간 전하력(space charge forces)을 감소시키도록 작용한다. 양호한 실시예는 저 에너지에서의 포지티브 이온 빔 스캐닝을 위해 오직 전기적으로 접지 상태가 되거나 또는 네가티브로 바이어스된 스캔 플레이트들만을 사용한다. 이것은 빔에 대한 공간 전하력을 감소시키고, 플레이트 간격이 넓은 상태에서 웨이퍼로의 높은 빔 전송을 제공한다. 이러한 공간 전하력은 빔 사이즈를 증가시키는 바람직하지 않은 효과를 가짐으로써, 웨이퍼로의 빔 전송을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예들이 도시되고 기술되었지만, 본 기술 분야에 숙련된 자들은 첨부된 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 범위에서 벗어나지 않은 채로 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수도 있음을 명백히 알 것이다.

Claims (40)

  1. 하전 입자 빔을 스캔하기 위한 장치에 있어서,
    하전 입자 빔을 통과시키기 위해 갭에 의해 이격된 스캔 소자들;
    상기 하전 입자 빔을 스캔 원점을 갖는 스캔 패턴으로 스캔하기 위한 스캔 신호들을 생성하기 위해 상기 스캔 소자들에 결합된 스캔 신호 생성기; 및
    상기 하전 입자 빔의 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 상기 스캔 소자들의 위치를 정하기 위한 위치 제어기
    를 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스캔 소자들은, 상기 하전 입자 빔의 정전 편향(electrostatic deflection)을 위한 정전 스캔 플레이트들을 포함하고, 상기 스캔 신호 생성기는 스캔 전압 생성기를 포함하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스캔 소자들은 자기 폴피스들(polepieces) 및 상기 자기 폴피스들에 에너지를 제공하기 위한 자석 코일을 포함하고, 스캔 신호 생성기는 상기 자석 코일에 에너지를 제공하기 위한 스캔 전류 생성기를 포함하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위치 제어기는 상기 하전 입자 빔의 소정의 파라미터 값들에 대한 상기 스캔 원점의 원하는 위치를 달성하기 위해 상기 스캔 소자들의 위치를 정하기 위한 수단을 포함하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 위치 제어기는 상기 하전 입자 빔의 상이한 파라미터 값들에 대한 상기 스캔 원점의 고정된 위치를 달성하기 위해 상기 스캔 소자들의 위치를 정하기 위한 수단을 포함하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 위치 제어기는 상기 하전 입자 빔의 에너지가 변경됨에 따라 상기 스캔 원점의 원하는 위치를 달성하기 위해 상기 스캔 소자들의 위치를 정하기 위한 수단을 포함하는 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 위치 제어기는 상기 스캔 플레이트들 사이의 간격이 증가됨에 따라 상기 하전 입자 빔에 대해 업스트림으로 상기 스캔 플레이트들을 이동시키기 위한 수단을 포함하는 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 위치 제어기는 상기 하전 입자 빔의 축에 대한 각도들의 선형 경로들을 따라 업스트림으로 상기 스캔 플레이트들을 이동시키기 위한 수단을 포함하는 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 위치 제어기는 상기 스캔 플레이트들 사이의 간격이 변경됨에 따라 상기 스캔 플레이트들을 회전시키기 위한 수단을 포함하는 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 위치 제어기는 상기 하전 입자 빔의 축에 대해 대각들로 배치된 선형 경로들을 따라 상기 스캔 플레이트들을 이동시키기 위한 수단을 포함하는 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 위치 제어기는 상기 하전 입자 빔의 상기 파라미터에 기초하여 상기 스캔 소자들의 위치를 자동으로 정하기 위한 수단을 포함하는 장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 위치 제어기는 상기 하전 입자 빔의 에너지에 기초하여 상기 스캔 플레이트들을 2개 이상의 개별적인 위치들로 이동시키기 위한 수단을 포함하는 장치.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 위치 제어기는 상기 하전 입자 빔의 에너지에 기초하여 상기 스캔 플레이트들을 연속 범위의 위치들을 따라 이동시키기 위한 수단을 포함하는 장치.
  14. 하전 입자 빔을 스캔하기 위한 장치에 있어서,
    하전 입자 빔을 통과시키기 위해 제1 갭에 의해 이격된 제1 스캔 소자들;
    상기 하전 입자 빔을 통과시키기 위해 제2 갭에 의해 이격된 제2 스캔 소자들;
    상기 하전 입자 빔을 스캔 원점을 갖는 스캔 패턴으로 스캔하기 위한 스캔 신호들을 생성하기 위해 상기 스캔 소자들에 결합된 스캔 신호 생성기;
    상기 하전 입자 빔의 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 상기 스캔 신호 생성기로부터 상기 제1 스캔 소자들 및 상기 제2 스캔 소자들에 제공된 상기 스캔 신호들을 제어하기 위한 스캔 신호 제어기; 및
    상기 하전 입자 빔의 상기 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 상기 제1 스캔 소자들 및 상기 제2 스캔 소자들 중 한쪽 또는 양쪽의 위치를 정하기 위한 위치 제어기
    를 포함하는 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 스캔 소자들 및 상기 제2 스캔 소자들은 각각 상기 하전 입자 빔의 정전 편향을 위한 스캔 플레이트들을 포함하고, 상기 스캔 신호 생성기는 스캔 전압 생성기를 포함하는 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 스캔 소자들 및 상기 제2 스캔 소자들은 각각 자기 폴피스들 및 상기 자기 폴피스들에 에너지를 제공하기 위한 자석 코일을 포함하고, 상기 스캔 신호 생성기는 상기 자석 코일에 에너지를 제공하기 위한 스캔 전류 생성기를 포함하는 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 스캔 신호 제어기는 상기 하전 입자 빔의 소정의 파라미터 값들에 대한 상기 스캔 원점의 원하는 위치를 달성하기 위해 상기 제1 스캔 소자들 및 상기 제2 스캔 소자들에 제공된 상기 스캔 신호들을 제어하기 위한 수단을 포함하는 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 스캔 신호 제어기는 상기 하전 입자 빔의 상이한 파라미터 값들에 대한 상기 스캔 원점의 고정된 위치를 달성하기 위해 상기 제1 스캔 소자들 및 상기 제2 스캔 소자들에 제공된 상기 스캔 신호들을 제어하기 위한 수단을 포함하는 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 스캔 신호 제어기는 상기 하전 입자 빔의 에너지가 변경됨에 따라 상기 스캔 원점의 원하는 위치를 달성하기 위해 상기 제1 스캔 소자들 및 상기 제2 스캔 소자들에 제공된 상기 스캔 신호들을 제어하기 위한 수단을 포함하는 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 스캔 신호 제어기는 상기 제1 스캔 소자들 및 상기 제2 스캔 소자들의 유효 길이를 변경시키도록 상기 제1 스캔 소자들 및 상기 제2 스캔 소자들에 제공된 상기 스캔 신호들을 제어하기 위한 수단을 포함하는 장치.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 스캔 신호 제어기는 상기 제1 스캔 소자들 및 상기 제2 스캔 소자들에 제공된 상기 스캔 신호들의 비율을 조정하기 위한 수단을 포함하는 장치.
  22. 삭제
  23. 제14항에 있어서,
    상기 스캔 신호 제어기는 고 에너지 하전 입자 빔을 스캔하기 위해 상기 제1 및 제2 스캔 소자들에 상기 스캔 신호들을 인가하기 위한 수단, 및 저 에너지 하전 입자 빔을 스캔하기 위해 상기 제1 스캔 플레이트들에 상기 스캔 신호들을 인가하고, 상기 제2 스캔 플레이트들을 접지 상태로 하기 위한 수단을 포함하고, 상기 하전 입자 빔에 전계들이 인가되는 유효 길이가 저 에너지 빔 스캐닝을 위해 감소되는 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 하전 입자 빔은 포지티브 이온 빔을 포함하고, 상기 스캔 신호 생성기는 저 에너지 빔 스캐닝을 위해 상기 제1 및 제2 스캔 소자들에 오직 네가티브 전압들 또는 접지 상태를 인가하는 장치.
  25. 하전 입자 빔을 스캔하기 위한 방법에 있어서,
    이격된 스캔 소자들 사이에 하전 입자 빔을 보내는 단계;
    상기 하전 입자 빔을 스캔 원점을 갖는 스캔 패턴으로 스캔하기 위해 상기 스캔 소자들에 에너지를 제공하는 단계; 및
    상기 하전 입자 빔의 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 상기 스캔 소자들의 위치들을 제어하는 단계
    를 포함하는 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 하전 입자 빔을 보내는 단계는 상기 하전 입자 빔을, 이격된 정전 스캔 플레이트들 사이로 보내는 단계를 포함하며, 상기 스캔 소자들에 에너지를 제공하는 단계는 상기 스캔 플레이트들에 스캔 전압들을 결합시키는 단계를 포함하는 방법.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 하전 입자 빔을 보내는 단계는 상기 하전 입자 빔을 스캔 자석의 폴피스들 사이로 보내는 단계를 포함하며, 상기 스캔 소자들에 에너지를 제공하는 단계는 상기 스캔 자석의 자석 코일에 스캔 전류들을 결합시키는 단계를 포함하는 방법.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 스캔 소자들의 위치를 결정하는 단계는 상기 하전 입자 빔의 상이한 파라미터 값들에 대한 상기 스캔 원점의 고정된 위치를 달성하기 위해 상기 스캔 소자들의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 스캔 소자들의 위치를 결정하는 단계는 상기 하전 입자 빔의 상이한 에너지들에 대한 상기 스캔 원점의 고정된 위치를 달성하기 위해 상기 스캔 소자들의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  30. 제26항에 있어서,
    상기 스캔 소자들의 위치를 결정하는 단계는 상기 하전 입자 빔에 대해 업스트림으로 상기 스캔 플레이트들을 이동시키는 단계, 및 상기 스캔 플레이트들 사이의 간격을 증가시키는 단계를 포함하는 방법.
  31. 제26항에 있어서,
    상기 스캔 소자들의 위치를 결정하는 단계는 상기 스캔 플레이트들 사이의 갭을 변경시키는 단계 및 상기 스캔 플레이트들을 회전시키는 단계를 포함하는 방법.
  32. 제25항에 있어서,
    상기 스캔 소자들의 위치를 결정하는 단계는 상기 하전 입자 빔의 소정의 파라미터 값들에 대한 상기 스캔 원점의 원하는 위치를 달성하기 위해 상기 스캔 소자들의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  33. 제26항에 있어서,
    상기 스캔 소자들의 위치를 결정하는 단계는 상기 하전 입자 빔의 에너지에 기초하여 상기 스캔 플레이트들을 2개 이상의 개별적인 위치들로 이동시키는 단계를 포함하는 방법.
  34. 제26항에 있어서,
    상기 스캔 소자들의 위치를 결정하는 단계는 상기 하전 입자 빔의 에너지에 기초하여 상기 스캔 플레이트들을 연속 범위의 위치들을 따라 이동시키는 단계를 포함하는 방법.
  35. 하전 입자 빔을 스캔하기 위한 방법에 있어서,
    하전 입자 빔을, 이격된 제1 스캔 소자들과 이격된 제2 스캔 소자들 사이에 보내는 단계;
    상기 하전 입자 빔을 스캔 원점을 갖는 스캔 패턴으로 스캔하기 위해, 스캔 신호들을 상기 제1 스캔 소자들 및 상기 제2 스캔 소자들에 인가하는 단계;
    상기 하전 입자 빔의 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 상기 제1 스캔 소자들 및 상기 제2 스캔 소자들에 인가된 상기 스캔 신호들을 제어하는 단계; 및
    상기 하전 입자 빔의 상기 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 상기 제1 스캔 소자들 및 제2 스캔 소자들 중 한쪽 또는 양쪽의 위치들을 제어하는 단계
    를 포함하는 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 스캔 신호들을 제어하는 단계는 상기 하전 입자 빔의 소정의 파라미터 값들에 대한 상기 스캔 원점의 원하는 위치를 달성하기 위해 상기 제1 스캔 소자들 및 상기 제2 스캔 소자들에 인가된 상기 스캔 신호들을 제어하는 단계를 포함하는 방법.
  37. 삭제
  38. 이온 빔을 스캔하기 위한 장치에 있어서,
    상기 이온 빔을 스캔하기 위한 2개 이상의 쌍들의 스캔 플레이트들;
    고 에너지 이온 빔을 스캔하기 위해 상기 2개 이상의 쌍들의 스캔 플레이트들에 스캔 전압들을 인가하고, 저 에너지 빔을 스캔하기 위해 상기 2개 이상의 스캔 플레이트들의 서브세트에 스캔 전압들을 인가하기 위한 스캔 생성기
    를 포함하며,
    사용되지 않은 스캔 플레이트들은 전기적으로 접지 상태가 되고, 상기 이온 빔에 전계들이 인가되는 유효 길이는 저 에너지 이온 빔 스캐닝을 위해 감소되는 장치.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 이온 빔은 포지티브 이온 빔이고, 상기 스캔 생성기는 저 에너지 이온 빔을 스캔하기 위해 상기 2개 이상의 쌍들의 스캔 플레이트들에 오직 네가티브 전압들 또는 접지를 인가하는 장치.
  40. 제38항에 있어서,
    상기 이온 빔의 상기 에너지에 기초하여 상기 2개 이상의 쌍들의 스캔 플레이트들의 위치를 정하기 위한 위치 제어기를 더 포함하는 장치.
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