KR101380149B1 - 이온 주입기를 위한 패러데이 컵의 자기적 모니터링 - Google Patents

이온 주입기를 위한 패러데이 컵의 자기적 모니터링 Download PDF

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모르간 디. 에반스
재이 토마스 슈어
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케네스 스웬슨
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베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크.
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Abstract

이온 주입기를 위한 패러데이 컵의 자기적 모니터링을 위한 접근이 제공된다. 진공 챔버가 구비되고 상기 진공 챔버 내부에 패러데이 컵이 구비된다. 상기 패러데이 컵은 상기 진공 챔버로 들어오는 이온 빔의 통로 내에서 이동하도록 구성된다. 상기 진공 챔버 둘레에 위치하는 자기적 모니터는 상기 패러데이 컵과 관련된 자기장과 벗어난 자기장들을 구별하도록 구성된다.

Description

이온 주입기를 위한 패러데이 컵의 자기적 모니터링{MAGNETIC MONITORING OF A FARADAY CUP FOR AN ION IMPLANTER}
본 발명은 대상체들에 대한 이온 주입에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 이온 주입 공정에서 사용되는 패러데이 컵의 성능을 모니터링하는 기술에 관한 것이다.
이온 주입은 반도체 웨이퍼들과 같은 대상체들로 도전성-변경 불순물들을 도입하기 위한 일반적인 기술이다. 종래의 빔라인 이온 주입기에 있어서, 이온 소스는 이온 빔을 발생시키고 추출 전극들은 상기 소스로부터 상기 빔을 추출한다. 분석 자석은 추출 이후에 상기 이온 빔을 수용하고 상기 빔으로부터 선택된 이온 종들을 필터링한다. 이어서 상기 분석 자석을 통과하는 상기 이온 빔은 상기 이온 빔이 통과하도록 정의된 애퍼쳐들을 갖는 다중 전극들을 포함하는 정전기적 렌즈들로 들어간다. 상기 다중 전극들에 다른 조합들의 전압 포텐셜들을 인가함으로써, 상기 정전기적 렌즈들은 이온 에너지들을 조정할 수 있다. 교정 자석은 상기 정전기적 렌즈들로부터 발생된 상기 이온 빔을 상기 대상체로의 증착을 위한 교정된 형태로 형상화한다. 감속 렌즈들을 포함하는 감속 스테이지는 상기 교정 자석으로부터 상기 이온 빔을 수용하고 나아가 상기 이온 빔이 상기 대상체에 부딪히기 전에 상기 이온 빔의 에너지를 조정한다. 상기 빔이 상기 대상체에 부딪히게 되면, 상기 빔의 이온들은 상기 대상체의 표면을 통과하고 상기 표면 아래에 정지하여 원하는 도전 영역을 형성하게 된다.
종래의 이온 주입기의 동작에 있어서, 일반적으로 상기 대상체에 주입되는 축적 이온 함량 및 상기 웨이퍼의 표면 영역 상에서의 함량 균일성을 측정할 필요가 있다. 패러데이 컵은 상기 대상체에 주입된 상기 축적 이온 함량뿐만 아니라 상기 웨이퍼의 표면 영역 상에서의 함량 균일성을 측정하는 데 사용되는 일 유형의 장치이다. 동작에 있어서, 상기 타겟 대상체에 근접하게 위치하는 상기 패러데이 컵은 상기 이온 주입의 선택된 간격들에서 상기 이온 빔을 수용한다. 상기 이온 빔은 상기 패러데이 컵 내로 통과하고 이온 빔 전류를 나타내는 전류를 생성한다. 상기 패러데이 컵은 상기 전류를 전자적 함량 프로세서로 제공하고, 상기 전자적 함량 프로세서는 한시간에 관한 상기 전류를 합하여 상기 축적 이온 함량을 결정한다. 상기 함량 프로세서는 상기 이온 주입기의 이온 함량을 제어할 수 있는 피드백 루프의 일부일 수 있다. 패러데이 컵들은 또한 상기 빔 라인을 따라 다른 위치들에서 빔 전류를 모니터링하기 위해 사용될 수 있다.
이온 주입기에서 사용되는 한 가지 타입의 패러데이 컵은 상기 이온 빔을 수용하는 입구 애퍼쳐를 갖는 챔버를 정의하는 컵 몸체를 갖는다. 이러한 형태의 패러데이 컵은 상기 입구 애퍼쳐에 근접하게 위치하여 빗나간 이온들이 상기 챔버로 들어오는 것을 방지하기 위한 전기장들을 생성하는 억제 전극을 갖는다. 또한, 상기 패러데이 컵은 상기 챔버에서 전자들이 빠져나가는 것을 방지할 뿐만 아니라 빗 나간 이온들이 상기 챔버로 들어오는 것을 방지하기 위한 자기장들을 생성하도록 위치하는 자석 어셈블리를 갖는다.
상기 이온 주입기의 패러데이 컵을 사용하는 데 발생할 수 있는 문제는 빗나간 전자들이 상기 챔버로부터 빠져나가는 것을 방지하거나 억제하는 상기 자석 어셈블리의 능력이 손상될 때 이온 함량의 변이들이 발생할 수 있다는 것이다. 이온 함량의 변이는 원하는 도전성을 갖지 않는 대상체들을 초래하고 때때로 대상체들의 폐기를 초래할 수 있다. 또한 상기 자기적 억제가 손상된다면 모니터링된 빔 전류에서의 에러들이 발생할 수 있다. 상기 패러데이 컵에서의 상기 자석 어셈블리와 관련된 상기 자기장이 모니터링된다면, 심각한 도핑 문제가 발생하여 대상체들의 폐기를 초래하기 전에 이온 함량의 변이들 또는 모니터링된 빔에서의 에러들이 더 빨리 검출되고 교정될 수 있다. 전형적인 이온 주입기에는 몇 가지 자기장들이 존재하고 있으며 이들 중 일부는 상기 패러데이 컵 필드보다 더 크고 레시피에 따라 변하기 때문에, 상기 패러데이 컵에서의 상기 자석 어셈블리에 기인한 상기 자기장과 자기장을 발생시킬 수도 있는 상기 분석 자석, 교정 자석 및 다른 소스들로부터 발생한 다른 자기장들을 구별하는 것은 어려운 일이다. 그 결과, 상기 패러데이 컵에서의 상기 자석 어셈블리와 관련된 상기 자기장을 모니터링하기 위한 신뢰성있는 방법을 제공할 수 있는 유용한 접근들이 존재하지 않았다.
패러데이 컵과 관련된 자기장을 모니터링할 수 있는 신뢰성 있는 방법이 요구된다. 몇 가지 경우들에 있어서, 상기 패러데이 컵과 관련된 자기장 및 벗어난 자기장들을 구별하는 민감도를 갖는 모니터 역시 요구된다.
일 실시예에 있어서, 이온 주입 공정의 원격 자기적 모니터링 시스템이 제공된다. 본 실시예에 있어서, 진공 챔버 및 상기 진공 챔버 내에 위치하는 패러데이 컵이 구비된다. 상기 패러데이 컵은 상기 진공 챔버로 들어오는 이온 빔의 경로 내에서 이동하도록 구성된다. 상기 진공 챔버 주위에 위치하는 자기적 모니터는 상기 패러데이 컵과 관련된 자기장을 벗어난 자기장들(stray magnetic fields)로부터 구별하도록 구성된다.
제2 실시예에 있어서, 이온 주입기에서 패러데이 컵의 인-시튜 자기적 모니터링 시스템이 제공된다. 본 실시예에 있어서, 진공 챔버 및 상기 진공 챔버 내에 위치하는 패러데이 컵이 구비된다. 상기 패러데이 컵은 상기 진공 챔버로 들어오는 이온 빔의 경로 내에서 이동하도록 구성된다. 적어도 하나의 자기적 모니터는 상기 진공 챔버 주위에 위치하고, 상기 패러데이 컵이 상기 진공 챔버 내에서 이동할 때 자기장을 측정하도록 구성된다. 자기적 모니터 프로세서는 상기 측정된 자기장을 나타내는 상기 적어도 하나의 자기적 모니터로부터 발생한 신호들을 수용하도록 구성된다. 상기 자기적 모니터 프로세서는 또한 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양 및 벗어난 자기장들에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양을 결정하도록 구성된다.
제3 실시예에 있어서, 이온 빔을 발생시키도록 구성된 이온 소스를 포함하는 이온 주입기가 제공된다. 자석은 상기 이온 빔의 경로를 편향시키도록 구성된다. 진공 챔버는 상기 자석으로부터 상기 이온 빔을 수용하도록 구성된다. 패러데이 컵은 상기 진공 챔버 내에 위치하고, 상기 진공 챔버 내의 상기 이온 빔의 경로 내에서 이동하도록 구성된다. 자기적 모니터는 상기 진공 챔버 주위에 위치하고, 상기 패러데이 컵이 상기 진공 챔버 내에서 이동할 때 상기 자기장을 측정하도록 구성된다. 자기적 모니터 프로세서는 상기 측정된 자기장을 나타내는 상기 자기적 모니터로부터 발생한 자기장 측정값들을 수용하도록 구성된다. 상기 자기적 모니터 프로세서는 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양 및 벗어난 자기장들에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양을 결정하도록 구성된다.
제4 실시예에 있어서, 이온 주입 공정의 원격 자기적 모니터링 방법이 제공된다. 본 실시예에 있어서, 상기 방법은 자기적 모니터를 진공 챔버 둘레에 배치시키는 단계, 상기 진공 챔버로 이온 빔을 향하게 하는 단계, 상기 진공 챔버로 들어오는 상기 이온 빔의 경로 내에서 패러데이 컵을 후퇴 위치로부터 전진 위치로 이동시키는 단계, 상기 자기적 모니터를 사용하여 상기 후퇴 위치에 있는 상기 패러데이 컵에 응답한 제1 자기장 측정값 및 상기 전진 위치에 있는 상기 패러데이 컵에 응답한 제2 자기장 측정값을 획득하는 단계 및 상기 제1 자기장 측정값 및 상기 제2 자기장 측정값에 따라 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 자기장 및 벗어난 자기장들에 의해 기인한 상기 자기장을 결정하는 단계를 포함한다.
제5 실시예에 있어서, 이온 주입기에서 이온 주입 공정의 자기적 모니터링 시스템이 제공된다. 본 실시예에 있어서, 상기 이온 주입기의 빔라인을 따라 위치하는 패러데이 컵이 구비된다. 상기 패러데이 컵 내부에 위치하는 자기적 모니터는 자기장 측정값을 획득하도록 구성된다.
제6 실시예에 있어서, 이온 주입기에서 이온 주입 공정의 자기적 모니터링 방법이 제공된다. 본 실시예에 있어서, 상기 방법은 이온 주입기의 빔라인을 따라 패러데이 컵을 위치시키는 단계, 상기 패러데이 컵 내부에 자기적 모니터를 배치시키는 단계 및 상기 자기적 모니터로 자기장 측정값을 획득하는 단계를 포함한다.
제7 실시예에 있어서, 이온 주입기에서 이온 주입 공정의 자기적 모니터링 시스템이 제공된다. 본 실시예에 있어서, 상기 이온 주입기의 빔라인을 따라 위치하는 적어도 하나의 패러데이 컵이 구비된다. 자기적 모니터는 상기 패러데이 컵 내부에 위치하고 자기장 측정값을 획득하도록 구성된다. 자기적 모니터 프로세서는 상기 자기장 측정값을 수용하도록 구성된다.
제8 실시예에 있어서, 이온 주입기가 제공된다. 본 실시예에 있어서, 이온 빔을 발생시키도록 구성된 이온 소스가 구비된다. 자석은 상기 이온 빔의 경로를 편향시키도록 구성된다. 제1 패러데이 컵은 상기 자석을 통과하는 상기 이온 빔의 경로 내에 위치한다. 제1 자기적 모니터는 상기 제1 패러데이 컵 내부에 위치하고 상기 자석을 통과하는 상기 이온 빔의 자기장을 측정하도록 구성된다. 진공 챔버는 상기 자석으로부터 상기 이온 빔을 수용하도록 구성된다. 제2 패러데이 컵은 상기 진공 챔버 내부에 위치하고 상기 진공 챔버 내의 상기 이온 빔의 통로 내에서 이동하도록 구성된다. 제2 자기적 모니터는 상기 진공 챔버 주위에 위치하고 상기 제2 패러데이 컵이 상기 진공 챔버 내부에서 이동할 때 자기장을 측정하도록 구성된다. 자기적 모니터 프로세서는 상기 제1 및 제2 자기적 모니터들로부터 생성된 자기장 측정값들을 수용하도록 구성된다.
본 발명의 특징들 및 기타 이점들은 상세한 설명 및 첨부된 도면들을 참조하여 다양한 실시예들을 상세하게 기술함으로써 더욱 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입기를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 패러데이 컵을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 주입기의 빔라인 내의 패러데이 컵을 갖는 이온 주입기를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 사용되는 패러데이 컵의 자기적 모니터링을 위한 방법을 포함한, 도 1의 이온 주입기의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 진공 챔버 주변에 위치하는 다중 패러데이 컵들 및 자기적 모니터들을 갖는 이온 주입기를 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 진공 챔버 및 상기 빔라인 주변에 위치하는 다중 패러데이 컵들 및 자기적 모니터들을 갖는 이온 주입기를 나타내는 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기 실시예들에 설명되는 모든 조합들(combinations)이 본 발명에 있어서 필수 불가결한 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 이온 주입기(100)를 나타내는 평면도이 다. 이온 주입기(100)는 소스 바이어스 전압 컨트롤러(104)에 의해 제어되는 플라즈마 소스와 같은 이온 소스(102)를 포함한다. 이온 소스(102)는 이온 빔(103)으로 알려진 대전된 입자들의 스트림을 발생시킨다. 추출 전극들(106)은 이온 소스(102)로부터 이온 빔(103)을 수용하고 소스(102)를 떠나는 상기 빔 내부의 양전하의 이온들을 가속시킨다. 90°편향 자석과 같은 분석 자석(108)은 양전하의 이온들이 소스(102)로부터 추출된 이후에 이온 빔(103)을 수용하고 상기 빔으로부터 원하지 않는 종들을 필터링한다. 구체적으로, 이온 빔(103)이 분석 자석(108)으로 들어오면, 자기장은 상기 이온 종들을 원형의 통로들로 편향시킨다. 더 무거운 이온들은 더 큰 곡률반경을 가질 것이고 분석 자석(108)의 외벽과 부딪힐 것이다. 한편, 더 가벼운 이온들은 더 작은 곡률반경을 갖고 상기 자석의 내벽과 부딪힐 것이다. 필요한 질량-대-전하 비율을 갖는 이온들만이 분석 자석(108)을 통과할 것이다. 이어서 분석 자석(108)을 통과하는 이온 빔(103)은 정전기적 렌즈들(110)로 들어온다. 정전기적 렌즈들(110)은 상기 빔으로부터 원하지 않는 이온들(이온 질량들)을 추가적으로 제거하는 질량 슬릿(112) 및 상기 이온 빔을 통과시키도록 정의된 애퍼쳐들을 갖는 다중 전극들(도시되지 않음)을 포함한다.
45°각도 교정기와 같은 교정 자석(114)은 정전기적 렌즈들(110)로부터 발생된 이온 빔(103)을 반도체 웨이퍼와 같은 대상체(116) 상으로의 증착을 위한 교정된 형태로 평행하게 한다. 도시되지는 않았지만, 감속 렌즈들을 포함하는 감속 스테이지는 상기 이온 빔이 진공 챔버(118)로 들어와서 대상체(116)와 부딪히기 전에 교정 자석(114)으로부터 이온 빔(103)을 수용할 수 있다.
대상체 핸들링 챔버(120)는 진공 챔버(118) 내에 대상체(116)를 로딩하여 상기 대상체 상에 상기 이온 주입 공정이 수행되도록 할 수 있다. 대상체 핸들링 챔버(120)는 로딩 카세트(124) 또는 대상체 홀더로부터 대상체를 제거하여 이온 주입을 위한 진공 챔버(118)로 도입하는 로드 록과 같은 이송 메커니즘(122)을 사용한다. 구체적으로, 이송 메커니즘(122)은 진공 챔버(118)에 대상체(116)를 이온 빔(103)의 통로에 배치시켜 상기 빔이 상기 대상체에 부딪혀서 상기 빔의 이온들이 상기 대상체의 표면을 통과하여 상기 표면 아래에 정지하여 원하는 도전 영역을 형성하게 된다. 대상체(116)에 대한 공정이 완료된 후에, 다른 이송 메커니즘(126)은 진공 챔버(118)로부터 다시 처리 카세트(128) 또는 대상체 홀더로 이송한다. 이러한 대상체들의 로딩, 처리, 제거 및 저장의 공정은 상기 로딩 카세트의 모든 대상체들에 대해 상기 이온 주입 공정이 수행될 때까지 계속된다.
대상체(116)의 처리 동안, 진공 챔버(118)에 위치한 패러데이 컵은 상기 대상체에 주입된 축적 이온 함량 및 상기 웨이퍼의 표면 영역 상에서의 상기 함량 균일성을 측정한다. 패러데이 컵(130)은 모터(도시되지 않음)에 의해 구동되는 샤프트(12)에 부착된다. 동작에 있어서, 상기 모터는 패러데이 컵(130)을 구동시켜 진공 챔버(118)를 향하는 상기 이온 빔이 패러데이 컵(130)을 통과하도록 하게 한다. 이온 빔(130)은 패러데이 컵(130)을 통과하고 이온 빔 전류를 나타내는 상기 컵에서 전류를 발생시킨다. 패러데이 컵(130)은 상기 전류를 시간에 대하여 전류를 합하여 상기 축적 이온 함량을 측정하는 전자 함량 프로세서(134)로 공급한다. 일 실시예에 있어서, 함량 프로세서(134)는 주입된 대상체들에서의 함량 및 함량 균일성 을 제어하기 위해 프로그램된 일반적인 범용 컴퓨터일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 함량 프로세서(134)는 부분적으로 또는 전체적으로 함량 측정 및 제어를 위한 특별한 목적의 컨트롤러 또는 로컬 컨트롤러일 수 있다. 함량 프로세서(134)는 상기 축적 이온 함량 측정 결과를 소스(102)로부터 생성된 이온 빔(103)을 제어할 수 있는 컨트롤러(104)로 공급한다.
도 2는 일 실시예에 따른 패러데이 컵(130)을 나타내는 확대도이다. 도 2에 있어서, 패러데이 컵(130)은 이온 빔(103)을 수용하는 챔버(202)를 정의하는 컵 몸체(200)를 포함한다. 패러데이 컵(200)은 전기적으로 도전성이고 벽 단부(204), 측벽들(206) 및 개구부(208)를 포함한다. 패러데이 컵(130)은 또한 패러데이 컵 몸체(200)를 둘러싸는 하우징(210)을 포함한다. 하우징(210)은 챔버(202)의 입구 애퍼쳐(214)를 정의하는 개구를 갖는 전방 플레이트(212)를 포함한다. 패러데이 컵(130)은 또한 입구 애퍼쳐(214)에 인접하게 위치하는 억제 전극(216) 및 상기 챔버로부터 전자들의 이탈을 방지하기 위하여 챔버(202)에서 자기장들을 생성하는 자석 어셈블리(218)를 포함한다.
도 2는 함량 프로세서(134)와 연결되어 입구 애퍼쳐(214)를 통해 수용된 상기 이온 빔을 나타내는 신호들을 제공하는 패러데이 컵(130)을 나타낸다. 함량 프로세서(134)가 기 설정된 이온 함량 레벨에 도달된 것으로 결정할 때, 상기 프로세서는 컨트롤러(104)(도 1에 도시됨)에 통지하여 상기 이온 주입 공정을 종료하도록 할 것이다. 도 2는 또한 컵 몸체(200)가 원하는 포텐셜로 바이어스되도록 허용하는 패러데이 바이어스 공급기(220)에 연결되는 패러데이 컵(130)을 나타낸다. 하우 징(210)은 그라운드와 같은 기준 포텐셜에 연결되고, 패러데이 컵 몸체(200)로부터 전기적으로 절연된다. 억제 전극(216)은 억제 전극(216)에 바이어스 전압을 공급하는 억제 파워 공급기(222)에 연결될 수 있다. 전형적으로, 억제 전극(216)은 패러데이 컵 몸체(200)에 대하여 반대 극성으로 바이어스된다. 추가적으로, 억제 전극(216)은 패러데이 컵 몸체(200) 및 하우징(210)으로부터 전기적으로 절연된다.
상기 이온 주입을 위한 동작 조건들의 범위에 대한 이온 빔 전류의 정확한 측정들을 제공하기 위하여, 상기 이온 빔의 전부 또는 대부분을 패러데이 컵(130)이 도중에서 가로채야 한다. 동작에 있어서, 에너지화된 이온들은 패러데이 컵 몸체(200)에 들어오고 상기 컵 몸체 내부 표면들 상에 부딪혀 2차 전자들을 발생시킨다. 상기 2차 전자들은 패러데이 컵 몸체(200) 내부의 표면들 상에 부딪혀 3차 전자들을 발생시킬 수 있다. 2차 및 3차 전자들이 패러데이 컵 몸체(200)로부터 이탈되면 측정 에러가 초래된다. 억제 전극(216) 및 자석 어셈블리(218)는 상기 2차 및 3차 전자들이 패러데이 컵(130)으로부터 이탈되는 것을 방지하는 데 도움이 된다. 입구 애퍼쳐(214)에 인접하게 위치하는 억제 전극(216)은 전자들이 챔버(202)로부터 이탈되는 것을 방지하는 전기장들을 발생시킨다. 자석 어셈블리(218)는 챔버(202)에서 자기장들을 발생시켜 전자들이 상기 챔버로부터 이탈되는 것을 억제한다.
도 2는 하우징(210)의 마주보는 측면들 상에 설치된 제1 자석(224) 및 제2 자석(226)을 포함하는 자석 어셈블리(218)을 나타낸다. 자석 어셈블리(218)는 제1 자석(224) 및 제2 자석(226)이 챔버(202)에 대향하면서 반대 극성들을 갖도록 구성 된다. 또한 자석들(224, 226)에 의해 발생된 상기 자기장들은 2차 및 3차 전자들이 챔버(202)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
패러데이 컵에 대한 추가적인 설명들은 미국특허공보 제6,723,998호에서 제공된다.
이온 주입기(100)와 함께 패러데이 컵(130)을 사용할 때 발생할 수 있는 문제는 전자들이 챔버(202)로부터 빠져나오는 것을 방지 또는 억제하는 자석 어셈블리(202)의 능력이 저하될 때 이온 함량의 변이들이 발생할 수 있다는 것이다. 이온 함량에서의 변이 때문에 대상체들이 원하는 도전성을 갖지 않거나 때때로 대상체들이 폐기될 수 있다. 또한, 상기 자기적 억제가 저하된다면 모니터링된 빔 전류에서 에러들이 발생할 수 있다. 자석 어셈블리(218)와 관련된 상기 자기장이 모니터링 된다면, 이온 함량에서의 변이들 또는 모니터링된 빔 전류에서의 에러들이 더욱 일찍 검출되어 심각한 도핑 문제들이 발생되기 전에 교정될 수 있다. 전형적인 이온 주입기에는 분석 자석(108), 교정 자석(114) 및 인접한 다른 가능한 소스들과 같은 자석 어셈블리(218) 이외의 소스들로부터의 몇 가지 자기장들이 존재하므로, 자석 어셈블리(218)에 의해 기인한 상기 자기장 및 상기 벗어간 자기장들(stray magnetic fields)을 서로 구별하는 것이 어렵다.
도 1을 다시 참조하면, 본 발명은 자석 어셈블리(218)에 의해 기인한 상기 자기장 및 분석 자석(108), 교정 자석(114) 및 인접한 다른 소스들과 관련된 상기 벗어난 자기장들을 진공 챔버(118) 근처에 위치하는 자기적 모니터(136)를 이용하여 구별하는 것이다. 일 실시예에 있어서, 자기적 모니터(136)는 진공 챔버(118) 외부에 위치하고 진공 챔버(118)의 벽(138)에 연결되며 패러데이 컵(130)이 후퇴 또는 중심 위치 및 전진 위치에 있을 때 자기장 측정값들을 획득하도록 구성되어 있다. 상기 후퇴 위치에 있어서, 패러데이 컵(130)은 진공 챔버(118)의 벽(138)에 인접하고 자기적 모니터(136)에 근접한다. 또한, 상기 후퇴 위치에 있어서, 패러데이 컵(130)은 이온 빔(103)의 통로에 있지 않을 것이다. 상기 전진 위치에 있어서, 패러데이 컵(130)은 벽(138)으로부터 반대하는 상기 진공 챔버의 벽(140)에 인접하고 자기적 모니터(136)로부터 떨어져 있게 된다. 상기 전진 위치에 있어서, 패러데이 컵(130)은 이온 빔(103)의 통로에 있을 것이다. 상기 후퇴 위치에서의 상기 제1 자기장 측정값은 패러데이 컵(103)에서의 자석 어셈블리(218)와 관련된 상기 자기장을 나타내는 최대 신호를 제공하고 상기 제2 자기장 측정값은 상기 벗어난 자기장들을 나타내는 최소 신호를 제공한다.
당업자들은 자기적 모니터(136)가 도 1에서 도시된 위치와는 다른 상기 챔버의 외부의 다양한 위치들에서 진공 챔버(118)와 연결될 수 으며, 상기 후퇴 위치 및 전진 위치에서의 패러데이 컵(130)의 인-시튜 측정값들 역시 얻을 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 추가적으로, 당업자들은 자기적 모니터(136)가 진공 챔버(118)의 내부의 다양한 위치들에서 배치될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 구체적으로, 자기적 모니터(136)는 상기 진공 챔버의 내벽 상에, 즉 패러데이 컵(130)에 인접한 구동 샤프트(132) 또는 상기 패러데이 컵 내부에 배치될 수 있다. 자기적 모니터(136)가 패러데이 컵(130) 내부에 위치하는 실시예에 있어서, 상기 컵 내의 상기 모니터로부터의 반응 강도가 다른 벗어난 필드(stray field)보다 매우 크므로 상기 패러데이 컵 내부의 상기 자석 어셈블리 이외의 소스들로부터 발생하는 벗어난 자기장이 무시될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 진공 챔버(118) 내의 패러데이 컵(130)은 이온 빔(103)에 대하여 고정되거나 이동 가능할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 자기적 모니터(136)는 자기적 센싱 장치를 포함한다. 상기 자기적 센싱 장치는 홀 프로브(Hall probe), 자기적 구동 스위치, 자기적 근접 센서, 자기다이오드(magnetodiode), 또는 이방성 자기저항(AMR, anisotropic magnetoresistance) 센서를 포함할 수 있다. 상기 홀 프로브, 자기적 구동 스위치, 자기적 근접 센서, 자기다이오드 및 AMR 센서는 패러데이 컵(130)에서의 자석 어셈블리(218)의 자기장 측정값들을 얻기 위해 사용될 수 있는 가능한 자기적 센싱 장치들의 예시들일 뿐이며 다른 자기적 센싱 장치들을 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 패러데이 컵이 진공 챔버(118) 내부에서 이동함에 따라 상기 자기장을 측정하는 와이어 코일을 사용하는 것도 가능하다.
도 1을 다시 참조하면, 자기적 모니터 프로세서(142)는 자기적 모니터(136)로부터 발생된 자기장 측정값들을 수용한다. 자기적 모니터 프로세서(142)는 상기 자기장 측정값들을 사용하여 패러데이 컵(130)의 자석 어셈블리(218)에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양 및 분석 자석(108), 교정 자석(114)과 같은 벗어난 자기장들 및 이온 주입기(100)에 인접한 다른 벗어난 자기장에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양을 결정한다. 구체적으로, 자기적 모니터 프로세서(142)는 상기 후퇴 위치에서의 상기 제1 자기장 측정값 및 상기 전진 위치에서의 상기 제2 자기장 측정값 사이의 차이값을 결정한다. 상기 차이값은 상기 패러데이 컵(130)에 의 해 기인한 상기 측정된 자기장을 나타낸다.
자기적 모니터 프로세서(142)는, 상기 후퇴 위치에서의 상기 제1 자기장 측정값이 패러데이 컵(130)의 자석 어셈블리(218)와 관련된 제1 자기장을 나타내고 상기 제2 자기장 측정값은 분석 자석(108), 교정 자석(114) 및 다른 벗어난 자기장들과 같은 아이템들과 관련된 상기 벗어난 자기장들을 나타내므로 상기 차이값으로부터 패러데이 컵(130)에 의해 기인한 상기 자기장을 확인할 수 있다. 예를 들면, 자기적 모니터(136)가 패러데이 컵(130)이 상기 후퇴 위치에 있을 때 5.1 유닛의 자기장 측정값을 얻고 패러데이 컵(130)이 상기 전진 위치에 있을 때 5.0 유닛의 자기장 측정값을 얻으면, 상기 차이값은 0.1 유닛이 될 것이다. 이러한 차이값으로부터, 자기적 모니터 프로세서(142)는 상기 측정값의 5 유닛들은 상기 벗어난 자기장들에 의해 기인한 것이고 0.1 유닛은 패러데이 컵(130)에 의해 기인한 것임을 확인할 것이다.
자기적 모니터 프로세서(142)는 패러데이 컵(130)에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양이 기 설정된 자기장 임계값에 도달되면 상기 이온 주입기의 작동에 경고를 발생할 수 있다. 자기적 모니터 프로세서(142)는 또한 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양이 기 설정된 자기장 임계값에 도달되면 이온 주입들을 중지하도록 설정된다. 자기적 모니터 프로세서(142)는 상기 원하는 동작들이 수행되도록 하는 컨트롤러(104)에 통지함으로써 이러한 동작들을 수행한다.
일 실시예에 있어서, 자기적 모니터 프로세서(142)는 자기적 모니터(136)에 의해 획득된 상기 자기적 측정값들을 모니터링하기 위해 프로그램된 범용 컴퓨터일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 자기적 모니터 프로세서(142)는 상기 자기적 측정값들을 모니터링하도록 부분적으로 또는 전체적으로 설정된 특별한 목적의 컨트롤러 또는 로컬 컨트롤러일 수 있다.
보다 쉬운 도시를 위하여, 도 1은 패러데이 컵(130)의 상기 자기장을 모니터링하기 위한 일반적인 접근 이해를 위하여 이온 주입기(100)의 구성요소들만을 나타내고 있다. 당업자들은 이온 주입기(100)가 도 1에 도시되지 않는 추가적인 구성요소들 가질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 또 다른 실시예에 있어서, 패러데이 컵들은 상기 빔라인을 따라 다른 위치들에서 빔 전류를 모니터링하는 데 사용될 수 있으므로, 패러데이 컵(130)은 다른 위치들에서 배치될 수 있으며 분석 자석(108), 정전기적 렌즈(110) 및 교정 자석(114)에 제한되지 않는다. 도 3은 이온 빔(103)이 교정 자석(114)을 통과할 때 이온 빔(103)의 빔 라인 내부에 위치하는 패러데이 컵(302)을 갖는 이온 주입기(300)를 나타내는 평면도이다. 본 실시예에 있어서, 자기적 모니터(304)는 패러데이 컵(302)의 어셈블리 내부에 배치되어 자기장 측정값을 획득한다. 자기적 모니터(304)가 패러데이 컵(302)에 인접하므로 상기 컵 내의 상기 모니터로부터의 응답 강도가 다른 벗어난 필드보다 훨씬 크므로 상기 패러데이 컵 내부의 상기 자석 어셈블리 이외의 소스들로부터 발생하는 벗어난 자기장들은 무시될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 패러데이 컵(302)은 상술한 바와 같이 이온 빔(103)에 대하여 고정되거나 이동 가능할 수 있다.
패러데이 컵이 이온 빔(103)에 대하여 고정된 실시예들에 있어서, 진공 챔 버(118) 또는 상기 빔라인에 있어서, 상기 자기적 모니터로부터의 측정값이 기 설정된 자기장 임계값보다 크다면, 자기적 모니터 프로세서(142)는 상기 자기장 측정값을 수용하고 상술한 바와 같은 동작을 수행할 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패러데이 컵(130)의 자기적 모니터링을 위한 방법을 포함한, 이온 주입기(100)의 동작을 나타내는 흐름도(400)를 나타낸다. 이온 주입기(100)의 동작은 대상체 핸들링 챔버(120) 내의 이송 메커니즘(122)이 로딩 카세트(124)로부터 대상체를 제거하고 상기 대상체를 진공 챔버(118) 내로 로딩하는 단계 402에서 시작한다. 이어서 이온 소스(102)는 단계 404에서 이온 빔을 발생시키고 추출 전극들(106)은 단계 406에서 상기 소스로부터 상기 빔을 추출한다. 단계 408에서 분석 자석(108)은 추출 이후에 상기 이온 빔을 수용하고 상기 빔으로부터 선택된 이온 종들을 필터링한다. 단계 410에서 정전기적 렌즈들(110)은 상기 빔의 이온 에너지들을 조정하고 단계 412에서 교정 자석(114)은 상기 이온빔의 에너지를 더욱 조정하여 대상체(116) 상으로의 적층을 위하여 상기 빔을 진공 챔버(118)로 편향시킨다.
대상체(116)가 이온 주입되기 전에, 패러데이 컵(130)은 단계 414에서 상기 후퇴 위치에서 상기 이온 빔을 수용한다. 이어서 자기적 모니터(136)는 상기 패러데이 컵이 상기 후퇴 위치에서 상기 이온 빔을 수용할 때 자기장 측정값을 얻는다. 이어서 상기 패러데이 컵은 상기 빔을 가로질러 상기 전진 위치로 이동되고, 상기 전진 위치에서는 상기 자기적 모니터가 단계 418에서 또 다른 자기장 측정값을 얻는다. 단계 420에서 상기 자기적 모니터는 상기 후퇴 위치 및 상기 전진 위치에서 얻은 상기 자기장 측정값들을 자기적 모니터 프로세서(142)로 공급한다. 단계 422에서 자기적 모니터 프로세서(142)는 자기장 측정값들의 차이를 측정하여 분석 자석(108), 교정 자석(114) 및 이온 주입기(100)에 인접하여 벗어난 자기장들을 발생시킬 수 있는 다른 소스들로부터 발생되는 벗어난 자기장들에 의해 기인한 자기장들에 반대하는 패러데이 컵(130) 내의 자석 어셈블리(218)에 의해 기인한 상기 자기장을 결정한다.
패러데이 컵(130)에 의해 기인한 상기 자기장이 단계 424에서 기 설정된 임계 레벨에 도달되면, 이어서 단계 426에서 자기적 모니터 프로세서(142)는 컨트롤러(104)를 통해 상기 작동기가 동작하도록 통지한다. 상술한 바와 같이, 이러한 동작들은 작동기에 경고를 발생하는 단계 및/또는 이온 주입들을 중지하는 단계를 포함할 수 있다. 이와 다르게, 패러데이 컵(130)에 의해 기인한 상기 자기장이 단계 424에서 결정된 바와 같은 기 설정된 임계 레벨에 도달하하지 않으면, 이어서 자기적 모니터 프로세서(142)는 컨트롤러(104)에게 통지하여 단계 428에서의 상기 이온 주입을 진행한다.
상기 이온 주입이 진행하고 단계 430에서 상기 이송 메커니즘(122)이 대상체를 공정 챔버(118) 내의 플레이튼 상으로 로딩한다. 이이서 단계 432에서 상기 이온 빔은 상기 대상체에 부딪혀, 상기 빔이 상기 이온들이 상기 대상체의 표면을 투과하여 상기 표면 아래에 정지하여 원하는 도전 영역을 형성한다. 단계 434에서 이온 주입을 더 진행할 대상체들이 없다고 결정되면, 이어서 이온 주입이 종료하고, 그렇지 않으며 추가적인 대상체들이 이온 주입된다. 이와 다르게, 또 다른 실시예 에 있어서, 상기 대상체가 이온 주입 이후에 상기 빔으로부터 일단 제거되면, 이어서 자기적 모니터(136)는 패러데이 컵(130)이 상기 후퇴 및 전진 위치에 있을 때 자기장 측정값들을 얻기 위해 사용되어, 단계 414 내지 428을 반복하여 함량 변이가 일어나지 않도록 한다.
상기 흐름도는 이온 주입기(100) 및 패러데이 컵(130)의 상기 자기적 모니터링과 관련된 공정 기능들의 일부를 나타낸다. 이 경우에 있어서, 각각의 블록은 이러한 기능들의 수행과 관련된 공정 단계를 나타낸다. 또한 또 다른 실시예들에 있어서, 상기 블록들에서 나타낸 동작들은 도면에서 가리키는 순서와는 다르게 일어날 수 있거나 또는, 예를 들면, 포함된 동작에 의존하여 실질적으로 동시에 또는 반대 순서로 실행될 수 있다. 또한, 당업자는 처리 기능들을 나타내는 추가적인 블록들이 부가될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 함량 프로세서(134)에 상기 이온 빔 전류를 나타내는 전류의 측정량을 제공하는 것과 같은 자기장 측정값들의 처리 동안 다른 기능들이 발생하여 전자 함량 프로세서(134)를 사용하여 상기 축적 이온 함량을 결정하고 상기 결과들을 다시 상기 컨트롤러에 제공하여 대상체(116)에 제공되는 상기 축적 이온 함량을 결정하는 것을 나타내는 블록들일 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온 주입기(500)를 나타내는 평면도를 나타낸다. 도 5의 이온 주입기(500)는 주입기(500)가 추가적인 자기적 모니터(502)를 포함하는 것을 제외하고는, 도 1의 주입기(100)와 실질적으로 유사하다. 본 실시예에 있어서, 자기적 모니터(502)는 진공 챔버(118)의 외부에, 벽(140) 상 에 추가적으로 위치하고, 자기적 모니터(136)는 반대 벽(138)에 위치한다. 동작에 있어서, 자기적 모니터(136)는 패러데이 컵(130)이 상기 후퇴 위치에 있을 때 자기장 측정값을 획득하고 자기적 모니터(502)는 패러데이 컵(130)이 상기 전진 위치로 이동될 때 또 다른 자기장 측정값을 획득한다. 자기적 모니터 프로세서(143)는 자기적 모니터(136) 및 자기적 모니터(502)로부터 상기 자기장 측정값을 수용하고 패러데이 컵(130)에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양 및 상술한 바와 같은 벗어난 자기장들에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양을 결정한다. 구체적으로, 자기적 모니터 프로세서(142)는 상기 제1 자기장 측정값 및 상기 제2 자기장 측정값 사이의 상기 차이값을 결정하여 패러데이 컵(130)에 의해 기인한 상기 자기장을 결정한다.
자기적 모니터(136)와 유사하게, 자기적 모니터(502)는 홀 프로브, 자기적 구동 스위치, 자기 근접 센서, AMR 센서, 자기 다이오드, 또는 코일 와이어와 같은 자기적 센싱 장치들을 포함하는 자기적 센싱 장치이다. 더욱이, 당업자들은 자기적 모니터(502)가 도 5에 도시된 위치와는 달리 벽(140) 상에 위치한 진공 챔버(118)에 연결될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 상기 진공 챔버의 상기 외부 벽들 둘레에 위치하는 추가적인 자기적 모니터들을 가지는 것은 본 발명의 영역 내에 있다. 또한 자기적 모니터를 진공 챔버(118) 내부의 다양한 위치들에 배치시킬 수 있다. 일부 위치들은 상기 진공 챔버의 내벽 상에 제한되지 않고, 즉, 패러데이 컵(130)에 근접한 구동 샤프트(132) 또는 상기 컵 내부일 수 있다. 자기적 모니터가 패러데이 컵(130) 내부에 위치하는 실시예에 있어서, 상기 패러데이 컵 내부에 있는 상기 자석 어셈블리 이외의 소스들로부터 발생한 벗어난 자기장들은 무시될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 진공 챔버(118) 내의 상기 패러데이 컵은 이온 빔(103)에 대하여 고정되거나 이동 가능할 수 있다.
또한, 또 다른 실시예에 있어서, 다중 패러데이 컵들을 상기 빔 라인을 따라 다른 위치들에 배치시켜 분석 자석(108), 정전기적 렌즈들(110) 및 교정 자석(114)을 포함한 위치들에서의 빔 전류를 모니터링 할 수 있으나 상술한 위치들에 제한되지는 않는다. 진공 챔버(118) 내부에서 사용되는 패러데이 컵(130)에 추가적으로, 도 6은 이온 빔(103)이 분석 자석(108)을 통과할 때 상기 이온 빔의 빔라인 내부에 위치하는 패러데이 컵(602) 및 상기 이온 빔이 교정 자석(114)을 통과할 때 상기 빔의 빔라인 내부에 위치하는 패러데이 컵(604)을 갖는 이온 주입기(600)를 나타낸다. 본 실시예에 있어서, 자기적 모니터들(606, 608)은 패러데이 컵들(602, 604)의 상기 어셈블리 내부에 각각 있는 반면, 패러데이 컵(103)을 위한 상기 자기적 모니터는 상술한 바와 같이 진공 챔버(118) 근처에 위치한다. 당업자들은 자기적 모니터들 및 패러데이 컵들의 많은 조합들이 가능하며 따라서 본 발명은 도 6에 도시된 실시예에 제한되지 않음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 이온 주입기를 위한 패러데이 컵을 자기적으로 모니터링하기 위한접근을 제공하고 있음이 명백하다. 상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (32)

  1. 진공 챔버;
    상기 진공 챔버 내에 위치하고, 상기 진공 챔버로 들어오는 이온 빔의 경로 내에서 이동하도록 구성된 패러데이 컵; 및
    상기 진공 챔버 주위에 위치하고, 상기 패러데이 컵과 관련된 자기장과 벗어난 자기장들(stray magnetic fields)을 구별하도록 구성된 자기적 모니터를 포함하는 이온 주입 공정의 원격 자기적 모니터링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 패러데이 컵은 상기 진공 챔버 내부에서 후퇴 위치로부터 전진 위치로 이동하도록 구성되고, 상기 후퇴 위치에서 상기 패러데이 컵은 상기 자기적 모니터에 근접하고, 상기 전진 위치에서 상기 패러데이 컵은 상기 자기적 모니터와 멀어지는 것을 특징으로 하는 이온 주입 공정의 원격 자기적 모니터링 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 자기적 모니터는 상기 후퇴 위치에 있는 상기 패러데이 컵에 응답한 제1 자기장 측정값을 획득하고 상기 전진 위치에 있는 상기 패러데이 컵에 응답한 제2 자기장 측정값을 획득하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이온 주입 공정의 원격 자기적 모니터링 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 자기장 측정값은 상기 패러데이 컵과 관련된 자기장을 나타내고 상기 제2 자기장 측정값은 상기 벗어난 자기장들을 나타내는 것을 특징으로 하는 이온 주입 공정의 원격 자기적 모니터링 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 자기적 모니터는 자기적 센싱 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 공정의 원격 자기적 모니터링 시스템.
  6. 진공 챔버;
    상기 진공 챔버 내에 위치하고, 상기 진공 챔버로 들어오는 이온 빔의 경로 내에서 이동하도록 구성된 패러데이 컵;
    상기 진공 챔버 주위에 위치하고, 상기 패러데이 컵이 상기 진공 챔버 내에서 이동할 때 자기장을 측정하도록 구성된 적어도 하나의 자기적 모니터; 및
    상기 측정된 자기장을 나타내는 상기 적어도 하나의 자기적 모니터로부터 발생한 신호들을 수용하도록 구성되고, 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양 및 벗어난 자기장들에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양을 결정하도록 구성된 자기적 모니터 프로세서를 포함하는 이온 주입기에서 패러데이 컵의 인-시튜 자기적 모니터링 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자기적 모니터는 제1 자기적 센싱 장치 및 제2 자기적 센싱 장치를 포함하고, 상기 제1 자기적 센싱 장치 및 상기 제2 자기적 센싱 장치는 상기 진공 챔버의 벽 상부 또는 상기 패러데이 컵 상부를 포함하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 이온 주입기에서 패러데이 컵의 인-시튜 자기적 모니터링 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 패러데이 컵은 상기 진공 챔버 내부에서 후퇴 위치로부터 전진 위치로 이동하도록 구성되고, 상기 후퇴 위치에서 상기 패러데이 컵은 상기 제1 자기적 센싱 장치에 근접하고, 상기 전진 위치에서 상기 패러데이 컵은 상기 제2 자기적 센싱 장치에 근접한 것을 특징으로 하는 이온 주입기에서 패러데이 컵의 인-시튜 자기적 모니터링 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 자기적 센싱 장치는 상기 후퇴 위치에 있는 상기 패러데이 컵에 응답한 제1 자기장 측정값을 획득하고 상기 제2 자기적 센싱 장치는 상기 전진 위치에 있는 상기 패러데이 컵에 응답한 제2 자기장 측정값을 획득하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기에서 패러데이 컵의 인-시튜 자기적 모니터링 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 자기장 측정값은 상기 패러데이 컵과 관련된 자기장을 나타내고 상기 제2 자기장 측정값은 상기 벗어난 자기장들을 나타내는 것을 특징으로 하는 이온 주입기에서 패러데이 컵의 인-시튜 자기적 모니터링 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 자기적 모니터 프로세서는 상기 제1 자기장 측정값과 상기 제2 자기장 측정값 사이의 차이값을 결정하도록 구성되고, 상기 차이값은 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 측정된 자기장을 나타내는 것을 특징으로 하는 이온 주입기에서 패러데이 컵의 인-시튜 자기적 모니터링 시스템.
  12. 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자기적 모니터는 홀 프로브(Hall probe), 자기적 구동 스위치, 자기적 근접 센서, 자기다이오드(magnetodiode), 또는 이방성 자기저항(AMR, anisotropic magnetoresistance) 센서로부터 선택된 자기적 센싱 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기에서 패러데이 컵의 인-시튜 자기적 모니터링 시스템.
  13. 제 6 항에 있어서, 상기 자기적 모니터 프로세서는 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양이 기 설정된 임계값에 도달하는 지를 결정하는 것에 응답하여 경고를 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 이온 주입기에서 패러데이 컵의 인-시튜 자기적 모니터링 시스템.
  14. 제 6 항에 있어서, 상기 자기적 모니터 프로세서는 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양 및 상기 벗어난 자기장들에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양에 따라 상기 진공 챔버에 들어오는 상기 이온 빔을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이온 주입기에서 패러데이 컵의 인-시튜 자기적 모니터링 시스템.
  15. 이온 빔을 발생시키도록 구성된 이온 소스;
    상기 이온 빔의 경로를 편향시키도록 구성된 자석;
    상기 자석으로부터 상기 이온 빔을 수용하도록 구성된 진공 챔버;
    상기 진공 챔버 내에 위치하고, 상기 진공 챔버 내의 상기 이온 빔의 경로 내에서 이동하도록 구성된 패러데이 컵;
    상기 진공 챔버 주위에 위치하고, 상기 패러데이 컵이 상기 진공 챔버 내에서 이동할 때 자기장을 측정하도록 구성된 자기적 모니터; 및
    상기 측정된 자기장을 나타내는 상기 자기적 모니터로부터 발생한 자기장 측정값들을 수용하도록 구성되고, 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양 및 벗어난 자기장들에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양을 결정하도록 구성된 자기적 모니터 프로세서를 포함하는 이온 주입기.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 패러데이 컵은 상기 진공 챔버 내부에서 후퇴 위치로부터 연장 위치로 이동하도록 구성되고, 상기 후퇴 위치에서 상기 패러데이 컵은 상기 자기적 모니터에 근접하고, 상기 연장 위치에서 상기 패러데이 컵은 상기 자기적 모니터로부터 멀어지는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 자기적 모니터는 상기 후퇴 위치에 있는 상기 패러데이 컵에 응답한 제1 자기장 측정값을 획득하고 상기 연장 위치에 있는 상기 패러 데이 컵에 응답한 제2 자기장 측정값을 획득하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제1 자기장 측정값은 상기 패러데이 컵과 관련된 자기장을 나타내고 상기 제2 자기장 측정값은 상기 벗어난 자기장들을 나타내는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 자기적 모니터 프로세서는 상기 제1 자기장 측정값과 상기 제2 자기장 측정값 사이의 차이값을 결정하도록 구성되고, 상기 차이값은 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 측정된 자기장을 나타내는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 자기적 모니터 프로세서는 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양이 기 설정된 임계값에 도달하는 지를 결정하는 것에 응답하여 경고를 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  21. 제 15 항에 있어서, 상기 자기적 모니터 프로세서는 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양이 기 설정된 임계값에 도달하는 지를 결정하는 것에 응답하여 이온 주입 공정들을 중지시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  22. 제 15 항에 있어서, 상기 자기적 모니터 프로세서는 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양 및 상기 벗어난 자기장들에 의해 기인한 상기 측정된 자기장의 양에 따라 상기 진공 챔버에 들어오는 상기 이온 빔을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  23. 자기적 모니터를 진공 챔버 둘레에 배치시키는 단계;
    상기 진공 챔버로 이온 빔을 향하게 하는 단계;
    상기 진공 챔버로 들어오는 상기 이온 빔의 경로 내에서 패러데이 컵을 후퇴 위치로부터 전진 위치로 이동시키는 단계;
    상기 자기적 모니터를 사용하여 상기 후퇴 위치에 있는 상기 패러데이 컵에 응답한 제1 자기장 측정값 및 상기 전진 위치에 있는 상기 패러데이 컵에 응답한 제2 자기장 측정값을 획득하는 단계; 및
    상기 제1 자기장 측정값 및 상기 제2 자기장 측정값에 따라 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 자기장 및 벗어난 자기장들에 의해 기인한 자기장을 결정하는 단계를 포함하는 이온 주입 공정의 원격 자기적 모니터링 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 자기장 및 상기 벗어난 자기장들에 의해 기인한 상기 자기장을 결정하는 단계는 상기 제1 자기장 측정값 및 상기 제2 자기장 측정값 사이의 차이값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 공정의 원격 자기적 모니터링 방법.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 제1 자기장 측정값은 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 자기장을 나타내고 상기 제2 자기장 측정값은 상기 벗어난 자기장들을 타내는 것을 특징으로 하는 이온 주입 공정의 원격 자기적 모니터링 방법.
  26. 제 23 항에 있어서, 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 자기장이 기 설정된 임계값에 도달하는 지를 결정하는 것에 응답하여 경고를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 공정의 원격 자기적 모니터링 방법.
  27. 제 23 항에 있어서, 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 자기장이 기 설정된 임계값에 도달하는 지를 결정하는 것에 응답하여 상기 이온 주입 공정을 중지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 공정의 원격 자기적 모니터링 방법.
  28. 제 23 항에 있어서, 상기 패러데이 컵에 의해 기인한 상기 자기장의 양 및 상기 벗어난 자기장들에 의해 기인한 상기 자기장의 양에 따라 상기 진공 챔버에 들어오는 상기 이온 빔을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 공정의 원격 자기적 모니터링 방법.
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 이온 빔을 발생시키도록 구성된 이온 소스;
    상기 이온 빔의 경로를 편향시키도록 구성된 자석;
    상기 자석을 통과하는 상기 이온 빔의 경로 내에 위치하는 제1 패러데이 컵;
    상기 제1 패러데이 컵 내부에 위치하여 상기 자석을 통과하는 상기 이온 빔의 자기장을 측정하도록 구성된 제1 자기적 모니터;
    상기 자석으로부터 상기 이온 빔을 수용하도록 구성된 진공 챔버;
    상기 진공 챔버 내부에 위치하여 상기 진공 챔버 내의 상기 이온 빔의 통로 내에서 이동하도록 구성된 제2 패러데이 컵;
    상기 진공 챔버 둘레에 위치하며 상기 제2 패러데이 컵이 상기 진공 챔버 내부에서 이동할 때 자기장을 측정하도록 구성된 제2 자기적 모니터; 및
    상기 제1 및 제2 자기적 모니터들로부터 생성된 자기장 측정값들을 수용하도록 구성된 자기적 모니터 프로세서를 포함하는 이온 주입기.
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