KR100809138B1 - 이온주입장치 - Google Patents
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Abstract
Description
상기 시트 상의 이온 빔의 폭 방향에서의 빔 전류 밀도분포를 균일화하는 렌즈를, 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
Claims (18)
- 이온 원에서 발생시킨 기판의 단변폭보다도 폭이 넓은 시트 상(狀)의 이온 빔을 당해 폭의 관계를 유지한 상태로 기판으로 수송하여 기판에 조사하는 이온주입장치에 있어서,기판에 주입하여야 할 소망하는 이온 종류를 포함하고, 상기 폭의 관계를 갖는 시트 상의 이온 빔을 발생하는 이온 원으로서, 당해 시트 상의 이온 빔의 근원으로 되는 플라즈마를 생성하는데 사용되고, 당해 시트 상의 이온 빔의 폭 방향으로 배열된 복수의 필라멘트를 갖는 이온 원과,상기 이온 원의 각 필라멘트에 흐르는 필라멘트 전류를 서로 독립하여 제어할 수 있는 하나 이상의 필라멘트 전원과,상기 이온 원에서 발생시킨 시트 상의 이온 빔을 받는 것으로서, 당해 이온 빔의 폭보다도 큰 간격의 자극을 가지고 있으며 당해 이온 빔을 그 시트 면에 직교하는 방향으로 구부려서 상기 소망하는 이온 종류를 선별하여 도출하는 질량분리 마그넷과,이 질량분리 마그넷으로부터 도출된 시트 상의 이온 빔을 받아서 당해 질량분리 마그넷과 협동하여, 상기 소망하는 이온 종류를 선별하여 통과시키는 분리 슬릿과,기판을 보존하는 홀더를 가지고 있으며, 상기 분리 슬릿을 통과한 시트 상의 이온 빔의 조사 영역 내에서 홀더 상(上)의 기판을 당해 이온 빔의 시트 면에 교차하는 방향으로 왕복 구동하는 기판 구동 장치와,상기 시트 상의 이온 빔의 폭 방향에서의 빔 전류 밀도분포를 균일화하는 렌즈를,구비하는 것을 특징으로 하는 이온 주입장치.
- 제 1항에 있어서,상기 렌즈는 전계렌즈로서, 상기 이온 원과 상기 질량분리 마그넷과의 사이 또는 질량분리 마그넷과 상기 분리슬릿과의 사이에 설치되어 있고, 상기 시트 상의 이온 빔의 시트 면을 사이에 두어 서로 대향 하는 전극 쌍으로서 당해 시트 면에 따르며 또한 빔 진행방향에 대하여 직각 방향으로 병설된 복수의 전극 쌍을 가지고 있어, 상기 시트 상의 이온 빔의 임의의 영역에 있는 이온을 당해 이온 빔의 시트 면에 따르고 또한 빔 진행방향에 대하여 직교하는 방향으로 구부려서, 당해 시트 상의 이온 빔의 폭 방향에서의 빔 전류 밀도분포를 균일화하며,상기 전계렌즈의 각 전극 쌍과 기준 전위부와의 사이에 서로 독립한 직류전압을 각각 인가하는 하나 이상의 전계렌즈 직류전원을 더 구비하고 있는 이온 주입장치.
- 제 2항에 있어서,상기 전계렌즈 직류전원에 대신하여, 또는 상기 전계렌즈 직류전원과 함께 상기 전계렌즈의 홀수 번째와 짝수 번째와의 전극 쌍 사이에 진동전압을 인가하여, 상기 전계렌즈에서의 전계의 세기를 주기 진동시켜서, 상기 시트 상의 이온 빔의 시트 면에 따르고 또한 빔 진행방향에 대하여 직각방향의 빔 이미턴스를 제어하는 전계렌즈 진동 전원을 구비하고 있는 이온주입장치.
- 제 1항에 있어서,상기 렌즈는 자계렌즈로서, 상기 이온 원과 상기 질량 분리 마그넷과의 사이, 또는 상기 질량분리 마그넷과 상기 분리슬릿과의 사이에 설치되어 있고, 상기 시트 상의 이온 빔의 시트 면을 사이에 두고 서로 대향 하는 자극 쌍으로서 당해 시트 면에 따르며 또한 빔 진행방향에 대하여 직각방향으로 병설된 복수의 자극 쌍 및 각 자극 쌍을 각각 여자하는 복수의 여자코일이 있어, 시트 상의 이온 빔의 임의의 영역에 있는 이온을 당해 이온 빔의 시트 면에 따르며, 또한 빔 진행방향에 대하여 직교하는 방향으로 구부려서 당해 시트 상의 이온 빔의 폭 방향에서의 빔 전류 밀도분포를 균일화하며,상기 자계렌즈의 각 여자코일에 직류전류를 각각 흘리는 복수의 자계렌즈 직류전원을 더 구비하고 있는 이온 주입장치.
- 제 4항에 있어서,상기 자계렌즈 직류전원에 대신하여, 또는 상기 자계렌즈 직류전원과 함께 상기 자계렌즈의 각 여자코일에 진동 전류를 각각 흘려서, 상기 자계렌즈에서의 자계의 세기를 주기 진동시켜서 상기 시트 상의 이온 빔의 시트 면에 따르고, 또한 빔 진행방향에 대하여 직각방향의 빔 이미턴스를 제어하는 복수의 자계렌즈 진동 전원을 구비하고 있는 이온주입장치.
- 제 1항에 있어서,상기 질량분리 마그넷과 상기 시트 상의 이온 빔의 폭보다도 큰 간격을 두어서 서로 대향하고 있으며, 그 사이를 상기 시트 상의 이온 빔이 통과하는 한 쌍의 주자극과, 이 주자극의 외주 측에 설치되어 있고 주자극보다도 작은 간격을 두어서 서로 대향하고 있으며, 주자극 사이의 자계를 평행화 하는 한 쌍의 제 1 부자극과, 상기 주자극의 내주 측에 설치되어 있고, 주자극보다도 작은 간격을 두어서 서로 대향하고 있으며, 주자극 사이의 자계를 평행화하는 한 쌍의 제 2 부자극과, 상기 주자극, 제 1 부자극 및 제 2 부자극을 여자하는 여자코일을 구비하고 있는 이온주입장치.
- 제 6항에 있어서,상기 제 1 부자극 및 제 2 부자극의 적어도 한쪽은, 그 간격이 가변인 이온주입장치.
- 제 7항에 있어서,상기 간격이 가변인 부자극을 이동시켜서 그 간격을 변화시키는 부자극 구동장치를 구비하고 있는 이온주입장치.
- 제 1항에 있어서,상기 질량분리 마그넷은 상기 자극의 입구 및 출구의 적어도 한쪽에 반원주 상을 하고 있으며, 상기 이온 빔의 진행방향에 수직인 선과 자극 단면과의 이루는 각도가 가변인 가동자극을 구비하고 있는 이온주입장치.
- 제 6항에 있어서,상기 질량분리 마그넷은, 상기 주자극의 입구 및 출구의 적어도 한쪽에 반원주 상을 하고 있으며, 상기 이온 빔의 진행방향에 수직인 선과 자극 단면과의 이루는 각도가 가변인 가동자극을 구비하고 있는 이온주입장치.
- 제 9항에 있어서,상기 가동자극을 회전시켜서 상기 각도를 변화시키는 가동 자극 구동장치를 구비하고 있는 이온주입장치.
- 제 1항에 있어서,상기 분리 슬릿의 하류 측에 있고, 상기 시트 상의 이온 빔의 시트면 전체를 사이에 두어서 서로 대향 하도록 배치되어 있으며, 상기 시트 상의 이온 빔 전체를 그 시트 면에 직교하는 방향으로 왕복 주사하는 한 쌍의 주사 전극과,이 한 쌍의 주사전극간에 진동전압을 인가하는 주사 전원을 더 구비하고 있는 이온주입장치.
- 제 1항에 있어서,상기 홀더 상의 기판의 상류 측 또는 하류 측에 설치되어 있고, 상기 시트 상의 이온 빔을 받아서 그 폭 방향의 빔 전류 밀도분포를 측정하는 빔 프로파일 모니터를 더 구비하고 있는 이온주입장치.
- 제 1항에 있어서,상기 홀더 상의 기판의 상류 측 또는 하류 측에 설치되어 있고, 상기 시트 상의 이온 빔을 받아서 그 폭 방향의 빔 전류 밀도분포를 측정하는 빔 프로파일 모니터와,이 빔 프로파일 모니터에 의한 측정정보에 따라, 상기 필라멘트 전원을 제어하여 빔 전류밀도가 다른 것보다도 낮은 저 전류밀도 영역이 있는 경우는, 당해 저 전류밀도 영역에 대응하는 상기 필라멘트에 흘리는 필라멘트 전류를 증대시키고, 역의 경우는 역으로 하여, 기판에 입사하는 시트 상의 이온 빔의 폭 방향에서의 빔 전류밀도 분포를 균일화하는 제어를 하는 제어장치를 구비하고 있는 이온주입장치.
- 제 2항에 있어서,상기 홀더 상의 기판의 상류 측 또는 하류 측에 설치되어 있고, 상기 시트 상의 이온 빔을 받아서 그 폭 방향의 빔 전류 밀도분포를 측정하는 빔 프로파일 모니터와,이 빔 프로파일 모니터에 의한 측정정보에 따라, 상기 전계렌즈 직류전원을 제어하여, 빔 전류밀도가 다른 것보다도 낮은 저 전류밀도 영역이 있는 경우는, 당해 저 전류밀도 영역에 대응하는 상기 전계렌즈중의 영역에 그 이웃으로부터 전계가 향하도록, 상기 저 전류밀도 영역에 대응하는 상기 전극 쌍에 인가하는 전압을 내리며, 역의 경우는 역으로 하여, 기판에 입사하는 시트 상의 이온 빔의 폭 방향에서의 빔 전류 밀도분포를 균일화하는 제어를 하는 제어장치를 구비하고 있는 이온주입장치.
- 제 4항에 있어서,상기 홀더 상의 기판의 상류 측 또는 하류 측에 설치되어 있고, 상기 시트 상의 이온 빔을 받아서 그 폭 방향의 빔 전류 밀도분포를 측정하는 빔 프로파일 모니터와,이 빔 프로파일 모니터에 의한 측정정보에 따라 상기 자계렌즈 직류전원을 제어하여, 빔 전류밀도가 다른 것보다 낮은 저 전류 밀도영역에 있는 경우에 당해 저 전류밀도 영역에 대응하는 상기 자계렌즈중의 영역에 그 이웃으로부터 향하는 로렌쯔 힘이 증대하도록, 상기 저전류 밀도영역에 대응하는 영역부근의 상기 자극 쌍의 여자코일에 흘리는 전류를 조정하고, 역의 경우는 역으로 하여 기판에 입사하는 시트 상의 이온 빔의 폭 방향에서의 빔 전류밀도 분포를 균일화하는 제어를 하는 제어장치를 구비하고 있는 이온주입장치.
- 제 8항에 있어서,상기 홀더 상의 기판의 상류 측 또는 하류 측에 설치되어 있고, 상기 시트 상의 이온 빔을 받아서 그 폭 방향의 빔 전류밀도 분포를 측정하는 빔 프로파일 모니터와,이 빔 프로파일 모니터에 의한 측정정보에 따라, 상기 부자극 구동장치를 제 어하여, 빔 전류 밀도분포가 소정의 목표치보다도 발산되어 있는 경우는, 상기 질량분리 마그넷으로부터 도출되는 이온 빔을 그 시트 면에 평행인 면내에서 집속시키는 방향으로 상기 간격이 가변인 부자극의 간격을 바꾸며, 역의 경우는 역으로 하며, 기판에 입사하는 시트 상의 이온 빔의 폭 방향에서의 평행성을 높이는 제어를 하는 제어장치를 구비하고 있는 이온주입장치.
- 제 11항에 있어서,상기 홀더 상의 기판의 상류 측 또는 하류 측에 설치되어 있고, 상기 시트 상의 이온 빔을 받아서 그 폭 방향의 빔 전류 밀도분포를 측정하는 빔 프로파일 모니터와,이 빔 프로파일 모니터에 의한 측정정보에 따라, 상기 가동 자극구동 장치를 제어하여, 빔 전류 밀도분포가 소정의 목표치 보다도 발산되어 있는 경우는, 상기 질량분리 마그넷으로부터 도출되는 이온 빔을 그 시트 면에 평행인 면내에서 집속시키는 방향으로 상기 가동자극을 회전시키며, 역의 경우는 역으로 하여, 기판에 입사하는 시트 상의 이온 빔의 폭 방향에서의 평행성을 높이는 제어를 하는 제어장치를 구비하고 있는 이온주입장치.
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