KR101449581B1 - 이온 빔 중심 광선 궤적 주위의 정전기 렌즈를 제어하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

이온 빔 중심 광선 궤적 주위의 정전기 렌즈를 제어하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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피터 엘. 켈러만
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Abstract

정전기 렌즈(electrostatic lens)(700)에서의 대전된 입자 빔의 편향을 제어하기 위한 방법은 인가되는 미조정된 전압들, 중심 광선 궤적(central ray trajectory)에 대하여 대칭인 필드들을 생성하는,을 가지면서 미조정된 위치들(L1)에, 상기 대전된 입자 빔의 상기 중심 광선 궤적(702)에 대하여 대칭인, 배치되는 복수개의 전극들(714,716)을 포함하는 대칭 정전기 렌즈 구성을 수립하는 단계를 포함한다. 대칭인 전기장은 상기 일련의 미조정된 전압들에 상당하는 것으로 산출된다. 복수개의 하단 전극들(716)은 조정된 위치들(L2), 상기 중심 광선 궤적에 대하여 비대칭인,에 배열된다. 일련의 조정된 전압들이 상기 복수개의 하단 전극들에 대하여 획득되고, 상기 일련의 조정된 전압들은 각각의 조정된 비대칭의 위치들에서 상기 대칭 전기장의 일련의 개별 포텐셜들에 상당한다. 상기 조정된 전압들이 상기 대전된 입자 빔이 그것을 통하여 지나갈 때 상기 비대칭 렌즈 구성에 인가된다.

Description

이온 빔 중심 광선 궤적 주위의 정전기 렌즈를 제어하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING AN ELECTROSTATIC LENS ABOUT A CENTRAL RAY TRAJECTORY OF AN ION BEAM}
본 발명의 실시예들은 반도체 구조들을 형성하기 위한 이온 주입 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 차등 정전기 렌즈(graded electrostatic lens)에서 대전된 입자 빔의 편향을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
이온 주입기들은 재료들의 도전성을 선택적으로 변경하기 위해 반도체 제조에서 폭 넓게 사용된다. 전형적인 이온 주입기에서, 이온 소스로부터 생성된 이온들은 하나 또는 그 이상의 분석 자석들 및 복수개의 전극들을 포함할 수 있는 일련의 빔-라인 컴포넌트들을 통하여 제어된다. 분석 자석들(analyzing magnets)은 희망하는 이온 종들을 선택하고, 오염 종들 및 희망하지 않는 에너지를 갖는 이온들을 여과시키고 타겟 웨이퍼에서의 이온 빔 특성을 조정한다. 적절하게 형상화된 전극들이 이온 빔의 형상(shape) 및 에너지를 변경할 수 있다.
도 1 은 이온 소스 (102), 추출 전극들 (104), 90° 자석 분석기 (106), 제 1 감속 (Dl) 스테이지 (108), 70° 자석 분석기 (110), 및 제 2 감속 (D2) 스테이지 (112)를 포함하는 통상의 이온 주입기 (100)를 도시한다. D1 및 D2 감속 스테이지들 (또한 "감속 렌즈들"로서 알려진 )는 각기 이온 빔이 그것을 통하여 지나가는 것을 허용하는 정의된 개구를 갖는 다수의 전극들로 구성된다. 다수의 전극들에 상이한 조합들의 전압 포텐셜들을 인가함으로써, D1 및 D2 감속 렌즈들은 이온 에너지들을 조작할 수 있고 그리고 이온 빔이 희망하는 에너지에서 타겟 웨이퍼를 타격하게 할 수 있다.
상기 언급된 D1 또는 D2 감속 렌즈들은 전형적으로 정전기 3극관(triode) (또는 4극관(tetrode)) 감속 렌즈들이다. 도 2 는 통상의 정전기 3극관 감속 렌즈 (200)의 사시도를 도시한다. 정전기 3극관 감속 렌즈 (200)는 세개 세트들의 전극들: 진입 전극들 (202) (또한 "종단 전극들"로서 언급되는), 억제 전극들 (204) (또는 "포커싱 전극들"), 및 배출 전극들 (206) (또한 "그라운드 전극들로서 언급되는" 비록 반드시 대지 접지(earth ground)에 연결되지는 않지만)를 포함한다. 4극관 렌즈가 억제 전극들 (204) 및 배출 전극들 (206) 사이에 추가 세트의 억제 전극들 (또는 포커싱 전극들)을 갖는 것을 제외하고는 통상의 정전기 4극관 감속 렌즈는 정전기 3극관 감속 렌즈 (200)에 유사하다. 정전기 3극관 감속 렌즈 (200)에서, 각 세트의 전극들은 이온 빔(20)이 그것을 통하여 지나가는 것을 허용하기 위해서 (예를 들어, 빔 방향을 따라 +z 방향으로) 스페이스/갭을 가질 수 있다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 각 세트의 전극들은 동일한 전압 포텐셜을 공유하기 위해서 서로에 전기적으로 결합된 두개의 도전성 피스(piece)들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 각 세트의 전극들은 이온 빔 (20)이 그것을 통하여 지나가기 위한 개구를 갖는 원-피스(one-piece) 구조일 수 있다. 엄밀한 의미로, 각 세트의 전극들은 효율적으로 단일 전압 포텐셜을 갖는 단일 전극이다. 단순화를 위하여, 각 세트의 전극들은 본원에서 단수(singular)로 지칭된다. 즉, 진입 전극들 (202)은 "진입 전극(entrance electrode) (202)"으로 언급되고, 억제 전극들 (204)은 "억제 전극(suppression electrode) (204)"으로 언급되고 및 배출 전극들 (206)은 "배출 전극(exit electrode) (206)"으로 언급된다.
동작시에, 진입 전극 (202), 억제 전극 (204), 및 배출 전극 (206)은 독립적으로 바이어스(bias)되어 이온 빔(20)의 에너지 및/또는 형상은 이하의 방식으로 조작된다. 이온 빔 (20)은 진입 전극 (202)를 통하여 정전기 3극관 감속 렌즈 (200)를 진입할 수 있고 그리고 예를 들어, 10-20 keV의 최초 에너지를 가질 수 있다. 이온 빔 (20)에서의 이온들은 진입 전극 (202) 및 억제 전극 (204)사이에서 가속될 수 있다. 억제 전극 (204)에 도달하였을 때, 이온 빔 (20)은 예를 들어, 대략 30 keV 또는 더 높은 에너지를 가질 수 있다. 억제 전극 (204) 및 배출 전극 (206)사이에서, 이온 빔 (20)에 이온들은 전형적으로 타켓 웨이퍼의 이온 주입을 위해 사용되는 에너지에 근접한 에너지로 감속될 수 있다. 일 예에서, 이온 빔 (20)은 그것이 정전기 3극관 감속 렌즈 (200)를 빠져나갈 때는 대략 3-5 keV 또는 더 낮은 에너지를 가질 수 있다.
정전기 3극관 감속 렌즈 (200)에서 일어나는 이온 에너지들에서의 상당한 변화들은 이온 빔(20)의 형상에 실직적인 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 활성 중성자들을 필터링하기 위한 공통-위치의(co-local) 편향을 제공할 수 있는 감속 렌즈 (200)는, 편향 각 및 빔 포커스의 제어와 관련된 난제들에 직면할 수 있다. 이온 빔 (20)의 편향을 제어하기 위해 요구되는 전압은 빔의 에너지(예를 들어, 입력 및 출력 둘 모두)에 의존할 수 있지만, 반면에 이온 빔 (20)의 포커스를 제어하기 위한 전압은 상이한 전류 및 높이를 갖는 이온 빔들을 수용하기 위해서 변화될 수 있다. 만약 이온 빔 (20)의 위치가 또한 계속해서 변하면 이온 빔 (20)의 사이즈 튜닝 (포커스)은 쉽게 실행 가능하지 않을 수 있기 때문에 이것이 이온 빔 (20)의 튜닝(tuning)에 장애를 야기할 수 있다. 통상의 시스템들 및 방법들은 공통 위치에서의 편향 및 감속 렌즈로 이온 빔의 포커스 및/또는 편향을 독립적으로 제어하기 위한 해결책을 제공하지 않는다.
게다가, 희망하는 편향 각(deflection angle)을 통하여 빔을 편향시키는 동시에 감속 렌즈 시스템에서 고 퍼비언스 빔(high perveance beam)들을 포커스하는 것은 바람직할 수 있다. 알려진 감속 렌즈 시스템들을 이용하여 고 퍼비언스 빔들에 대한 충분한 포커싱을 획득하기 위해서, 비현실적으로 큰 전극 전압들을 이용하는 것이 필요할 수 있어서 유전체 브레이크다운(breakdown)의 위험을 상승시킨다. 따라서 성능은 전극들에 인가될 수 있는 최대값의 실제적인 전압에 의해 제한될 수 있고, 그렇게 함으로써 빔에 인가될 수 있는 필드(field)들의 최대값의 세기를 바람직한 포커싱/편향 필드 세기들을 실행하기에 불충분한 값들로 제한한다. 앞서 말한 것을 고려하여, 전류 이온 주입 기술들과 관련된 상당한 문제들 및 결점들이 존재하는 것이 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예는 인가되는 미조정된 전압들, 중심 광선 궤적(central ray trajectory)에 대하여 대칭인 필드들을 생성하는,을 가지면서 미조정된 위치들에, 상기 대전된 입자 빔의 상기 중심 광선 궤적에 대하여 대칭인, 배치되는 복수개의 전극들을 포함하는 대칭 정전기 렌즈 구성을 수립하는 단계를 포함하는 대전된 입자 빔의 편향을 제어하기 위한 방법을 포함한다. 상기 방법은 상기 일련의 미조정된 전압들에 상당하는 대칭 전기장을 산출하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 또한 조정된 위치들, 상기 중심 광선 궤적에 대하여 비대칭인,에 상기 복수개의 전극들을 배열하는 단계; 및 상기 복수개의 전극들에 대한 일련의 조정된 전압들을 획득하는 단계를 포함하되, 상기 일련의 조정된 전압들은 각각의 조정된 비대칭의 위치들에서 상기 대칭 전기장의 일련의 개별 포텐셜들에 상당한다. 상기 일련의 조정된 전압들은 상기 대전된 입자 빔이 그것을 통하여 지나갈 때 상기 비대칭 렌즈 구성에 인가된다.
본 발명의 추가 실시예에서, 정전기 렌즈(electrostatic lens)에서의 대전된 입자 빔의 편향을 제어하기 위한 방법은, 복수개의 상단 전극들 및 복수개의 하단 전극들을 포함하는 대칭 구성에 대하여 일련의 상단 전극 위치들 및 일련의 비천이된(unshifted) 하단 전극 위치들을 획득하는 단계를 포함하되, 제 1 세트의 하단 전극 전압들을 포함하는 제 1 세트의 전압들이 상기 상단 및 하단 전극들에 인가될 때 상기 대칭 구성은 상기 대칭 구성의 중심 라인을 정의하는 제 1 경로를 따르는 제 1 편향 각을 통하여 상기 빔의 중심 광선 궤적을 가이드하는 제 1 편향 필드를 생성하도록 동작 가능하다. 상기 방법은 상기 대칭 렌즈 구성의 중심 라인에 더 근접하게 천이된 위치들에 상기 복수개의 하단 전극들을 배열하는 단계를 포함하되, 상기 중심 광선 궤적은 상기 제 1 세트의 전압들이 상기 상단 및 하단 전극들에 인가될 때의 상기 제 1 편향 각 보다 더 큰 증가된 편향 각을 정의한다. 상기 방법은 상기 복수개의 하단 전극들에 대한 일련의 감소된 전압들을 결정하는 단계를 포함하되, 상기 일련의 감소된 전압들은 상기 증가된 편향 각보다 작은 감소된 편향 각을 통하여 상기 중심 광선 궤적을 가이드 하도록 구성되고, 상기 일련의 감소된 전압들은 상기 제 1 세트의 하단 전극 전압들보다 작다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 대전된 입자 빔을 제어하기 위한 비대칭 정전기 렌즈는 그것을 통하여 지나가는 중심 광선 궤적(central ray trajectory)을 갖는 상기 대전된 입자 빔을 위한 진입 개구(entrance aperture) 및 그것을 통하여 지나가는 상기 대전된 입자 빔을 위한 배출 개구(exit aperture)를 포함한다. 상기 렌즈는 복수개의 상단 전극들 및 복수개의 하단 전극들을 포함하는 일련의 억제 전극들을 포함한다. 상기 복수개의 상단 및 하단 전극들은 상기 대전된 입자 빔이 그것을 통하여 지나가는 간격을 정의하고 렌즈 중심라인을 정의하도록 상호간에 배열된다. 상기 복수개의 상단 및 하단 전극들은 명목상의 편향 각을 통하여 상기 대전된 입자 빔의 중심 광선 궤적을 편향시키는 일련의 전압들을 수신하도록 구성되고,상기 중심 광선 궤적이 상기 명목상의 편향 각에서 상기 배출 개구를 통과할 때, 상기 복수개의 하단 전극들은 상기 복수개의 상단 전극들보다 상기 중심 광선 궤적에 더 근접한 경로를 따라서의 일련의 비대칭 위치들에 존재하도록 구성된다.
첨부한 도면들은 그것의 원리들의 실제적인 애플리케이션을 위해 지금까지 연구된 개시된 방법의 선호되는 실시예들을 예시한다:
도 1 은 통상의 이온 주입기를 도시한다;
도 2 는 통상의 정전기 3 극관 렌즈를 도시한다;
도 3 은 대칭 렌즈 구성의 측면도를 도시한다;
도 4 는 예시적인 차등 렌즈 구성의 기하학적 표현이다;
도 5 는 도 4의 차등 렌즈에 대한 전극 위치 대 이온 빔 에너지 그래프이다;
도 6 은 도 4의 차등 렌즈에 의해 생산된 이온 빔의 아치형 움직임(arcuate motion)에 기하학적 표현이다;
도 7 은 예시적인 비대칭의 렌즈의 개략적인 단면도를 제시한다;
도면들 8a 및 8b은 대칭 배열 및 예시적인 비대칭의 배열 사이 에서의 전압 파라미터들 및 시뮬레이션 된 성능의 비교를 예시하는 시뮬레이션 결과들이다;
도 9 는 대전된 입자 빔을 제어하기 위한 방법에 관여된 예시적인 단계들을 보여준다;
도 10 은 예시적인 전극 전압들 뿐만 아니라 포텐셜들을 산출하기 위한 예시적인 맵을 예시한다;
도 11은 대전된 입자 빔의 편향을 제어하기 위한 다른 방법에 관여된 예시적인 단계들을 보여준다; 및
도 12 는 예시적인 방법의 측면들을 예시하는 도 7 렌즈의 도시이다.
본 발명은 이제 선호되는 본 발명의 실시예들이 도시된 첨부한 도면들을 참고로 하여 이하에서 더 상세하게 설명될 것이다. 본 발명은, 그러나, 많은 상이한 형태들로 구체화될 수 있고 그리고 본 출원에 개시된 실시예들에 한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 본 발명이 철저해지고 및 완벽해질 것이고, 당해 기술분야의 통상의 기술자들에 본 발명의 범위를 완벽하게 전달하도록 하기 위해 이들 실시예들이 제공된다. 도면들에서, 같은 도면번호들은 전체에서 같은 엘리먼트들을 지칭한다.
통상의 렌즈 구성들이 갖는 문제들을 해결하기 위해서, 개선된 렌즈는 비대칭의 정전기 렌즈 구성이 개시되는 것을 포함한다. 비대칭 정전기 렌즈 구성은 하나 또는 그 이상의 가변적-제어 억제/포커싱 전극들을 포함할 수 있는 차등 감속 렌즈일 수 있다. 이들 전극들은 서로에 대하여 독립적으로 또는 개별적으로 제어되고/바이어스되는 여러 가지 형상들, 곡률들, 위치들, 물질들, 및/또는 구성들을 포함할 수 있고 그렇게 함으로써 이온 빔의 형상 뿐만 아니라 그것의 에너지의 적응성(flexible) 있고 효율적인 조작을 제공한다.
본 출원에서 설명된 예들은 주로 감속 및 필터링 렌즈를 설명하지만, 본 발명은 가속 또는 전체 편향을 포함하는 포커싱 렌즈들에 구현 예가 가능하다.
이하의 논의에서의 본 발명의 비대칭 정전기 렌즈를 더 명확하게 설명하기 위해서, 대칭 정전기 렌즈의 측면들이 처음에 검토된다. 특별히, 통상의 정전기 3극관 감속 렌즈 배열들을 개선하기 위한 기술들 및 시스템들은 소위 수직 정전기 에너지 필터 (VEEF:vertical electrostatic energy filter)를 이용하여 발달되어 왔다. 이런 기술들 및 시스템들은 이온 빔의 편향 및 포커스의 독립적인 제어를 허용한다. 2009년 1 월 2일 출원된 "Techniques for Independently Controlling Deflection, Deceleration, and Focus of an Ion Beam" 명칭의 미국 특허 출원번호. 12/348, 091, 및 2009년 12 월 28일 출원된 "System and Method for Controlling Deflection of a Charged Particle Beam Within a Graded Electrostatic Lens"명칭의 미국 특허 출원번호. 12/647,950에 개시되고, 그것들 각각은 전체가 본 출원에 참고 문헌으로 포함된다. 거기에 개시된 VEEF 렌즈는 렌즈 중심선이 이온 빔 중심선과 일치하도록 하기 위해서 전극들이 이온 빔의 중심 광선 궤적 (CRT:central ray trajectory) 에 대하여 대칭적으로 위치되는 차등 감속 대칭 렌즈이다. 일련의 전극 쌍들은 이온 빔의 대향 측면들 상에 놓여지게 되고 및 상단 전극(upper electrode)의 활성 부분은 그것의 하단 전극 대응부(counterpart)와 같은 거리 만큼에 의해 중심 광선 궤적으로부터 격리되도록 위치된다.
특별히, 대칭 VEEF 시스템에서, 이온 빔을 편향시키기 위한 편향 전압들 Vd 은 이하에 상세하게 설명되는 것처럼 빔의 위쪽 및 아래쪽에 배열된 전극들에 동등하게 인가된다. 이들 전압들은 Vu= Vcrt + Vd 및 Vl=Vcrt -Vd에 의해 주어진다. 이것이 Vd/g의 편향 필드를 생성하고, 여기서 g 는 대칭 전극들에 대한 거리이다, gu = gd. 추가하여, 감속 및 포커스 필드들은 편향 필드상에 겹쳐지게 되고 상이한 에너지들 또는 기하학적인 특성들을 갖는 빔들을 수용하기 위해서 변화된다. 이하에서 사용되는, 용어들 "VEEF," "렌즈," "VEEF 렌즈," 및 "정전기 렌즈(electrostatic lens)"는 전반적으로 대전된 입자 빔의 각 편향(angular deflection)을 제공하는 차등 정전기 감속 렌즈(graded electrostatic deceleration lens)를 지칭한다.
용어들 "대칭(symmetric)" 및 "비대칭(asymmetric)"은 이하에서 추가로 설명될 것처럼 전극들의 대칭 및 비대칭 배열들을 구별하기 위해 사용된다. 비록 대칭 VEEF 배열이 많은 빔 상태들, 예컨대 고 편향 필드들 및 고 포커싱 필드들을 필요로 할 수 있는 고 퍼비언스 빔들,에 대하여 편향 및 포커싱 필드들의 독립적인 제어를 허용할 수 있지만, 이런 필드들을 생성하기 위해 필요한 전극 전압들은 비현실적으로 클 수 있어서 유전체 브레이크다운의 위험을 상승시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 비대칭 VEEF들에 향한다. 그러나, 대칭 VEEF 시스템들의 많은 기본 원리들은 본 발명의 비대칭 VEEF 시스템들에 적용할 수 있기 때문에, 이하의 논의는 대칭 VEEF의 일부 현저한 특징들에 대한 설명으로 시작한다.
도 3 은 대칭 구성을 갖는 VEEF (300)의 측면도를 예시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 차등 렌즈 구성 (300)은 한 세트의 진입 전극들 (302), 몇몇 세트의 억제/포커싱 전극들 (304), 및 한 세트의 배출 전극들 (306)를 포함하는 몇몇 세트의 전극들을 갖는다. 각 세트의 전극들은 이온 빔 (30) (예를 들어, 리본 빔)이 그것을 통하여 지나가도록 하기 위해 스페이스(space)/갭(gap)을 제공한다. 전극들 (예를 들어, 진입 전극 (302), 억제/포커싱 전극들 (304), 및 배출 전극 (306))은 하우징 (308)내에 제공된다. 펌프 (310)는 하우징 (308)에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 펌프 (310)는 고-진공 환경 또는 다른 제어되는 환경을 제공하기 위한 진공 펌프(vacuum pump)일 수 있다. 하우징 (308)은 하나 또는 그 이상의 부싱들(bushing) (312)를 포함할 수 있다. 이들 부싱들 (312)은 다른 컴포넌트들로부터 하우징 (308)을 전기적으로 격리하는데 사용될 수 있다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 각 세트의 진입 전극들 (302) 및 배출 전극들 (306)은 서로에 전기적으로 결합된 두개의 도전성 피스들을 포함할 수 있거나 또는 이온 빔(30)이 그것을 통하여 지나가도록 하는 개구를 가진 원-피스(one-piece) 구조일 수 있다. 억제/포커싱 전극들 (304)의 상단 및 하단 부분들은 그것을 통하여 지나가는 이온 빔(30)을 편향시키기 위해서 상이한 포텐셜들 (예를 들어, 개별 도전성 피스들에)을 가질 수 있다. 단순화를 위하여, 각 세트의 전극들은 단수(singular)로 지칭될 수 있다. 즉, 진입 전극들 (302)은 "진입 전극(entrance electrode) (302)"으로 언급되고, 억제/포커싱 전극들 (304)은 "억제/포커싱 전극(suppression/focusing electrode) (304)"으로 언급되고 및 배출 전극들 (306)은 "배출 전극(exit electrode) (306)"으로 언급될 수 있다. 비록 차등 렌즈 구성 (300)이 일곱개 (7) 엘리먼트 렌즈 구성 (예를 들어, 다섯개 (5) 세트의 억제/포커싱 전극들 (304)를 가진)로서 도시되고 있지만, 이것은 임의 개수의 엘리먼트들 (또는 전극들)이 사용될 수 있는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 차등 렌즈 구성 (300)은 세개 (3) 내지 열개 (10) 레인지(range)에 달하는 전극 세트들을 활용할 수 있다. 전극들을 통과하는 이온 빔(30)은 붕소(b) 또는 다른 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 이온 빔(30)의 정전기 포커싱은 이온 빔 경로 또는 빔 라인(30)을 따라서 포텐셜 차등(grading)을 제어하기 위한 몇몇의 얇은 전극들 (예를 들어, 억제/포커싱 전극들 (304))을 이용함으로써 달성될 수 있다. 차등 렌즈 구성 (300)에서는, 오버-포커싱(over-focusing)을 회피하면서 높은 감속 비율(deceleration ratio)들이 또한 제공될 수 있다. 결과적으로, 입력 이온 빔들(30)의 사용은 매우 낮은 에너지 출력 빔들에 대하여 조차도 보다 높은 품질 빔들을 가능하게 할 수 있는 에너지 범위(energy range)에서 사용될 수 있다. 일 예에서, 이온 빔(30)이 렌즈 구성 (300)의 전극들을 통과할 때, 이온 빔(30)은 6 keV로부터 0.2 keV 로 감속될 수 있고 차등 렌즈 구성 (300)의 전극들에 의해 15 ° 에서 편향될 수 있다. 이 예에서, 에너지 비율은 30/1일 수 있다.
감속, 편향, 및/또는 포커스를 구별하고 독립적으로 제어하는 것은 (1) 전극들 (예를 들어, 진입 전극 (302), 억제/포커싱 전극들 (304), 및 배출 전극 (306))의 대칭을 이온 빔 (30)의 중심 광선 궤적 ("CRT")에 대하여 유지하는 것, 및 (2) 편향 각 35에서의 CRT를 따라 각 지점에서 빔 에너지를 반사하기 위해서 이온 빔 (30)의 CRT를 따라 편향 전압들을 변화시키는 것:에 의해 성취될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이온 빔 (30)의 CRT에 대한 전극들의 대칭은 이온 빔 (30)에 가장 근접한 상단 및 하단 전극들의 끝단들이 이온 빔 (30)의 CRT로부터 동일한 (또는 거의 동일한) 수직 거리들에서 유지될 수 있다. 예를 들어, 이온 빔 (30) 위쪽 및 아래쪽 전극들 위의 전압들의 편차 (예를 들어, Vdef(z) = Vupper(z)-Vlower(z))는 전기장의 편향 컴포넌트 (예를 들어, (Vupper(z)-Vlower(z))/gap(z))가 해당 지점에서 빔 에너지의 고정된 비율/인자(ration/factor) (전극들 또는 렌즈들을 따라서 변할 수 있는) (예를 들어, factor*Ebeam(z))일 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이것은 아래의 등식 1로 표현될 수 있다:
Figure 112013066460404-pct00001
도 3 에 예시된 대칭 VEEF는 이온 빔을 독립적으로 감속시키고 편향시키는 것이 가능하다. 추가로 대칭 VEEF 전극 구성의 세부사항들이 도 4에 제공되며, 이것은 약 20-도 편향 아크(deflection arc) θ 에서 중심된 7 안쪽 및 바깥쪽 전극들 (0 내지 6 넘버링된)을 예시한다. 이 예에서, 전극들의 위치들은 (입력 빔으로부터의 높은 에너지 중성자들이 고전압 전극들을 타격하지 않도록)전개되고, 및 전극들의 각 간격(angular spacing)은 균일하다. 제 1 전극들 "0" (안쪽 및 바깥쪽)은 업스트림 (고 에너지) 빔라인에 결부되고, 및 최종 전극들 "6" (안쪽 및 바깥쪽) 은 다운스트림 (저 에너지 빔라인)에 결부된다. 업스트림 및 다운스트림 빔 라인들 사이의 포텐셜에서의 편차(difference)가 렌즈의 감속 전압이다. 안쪽 및 바깥쪽 전극들 (편향 아크를 따라 특정 위치에서)사이의 전압 편차는 해당 지점에서 빔의 CRT 에너지에 비례한다. CRT 에너지 및 편향 전압 편차 사이의 비례상수(constant of proportionality)는 편향 인자(deflection factor) Fdefl 로 언급된다.
입력 빔 라인에 결부되지 않은 제 1 전극(도 4에서 1로 넘버링된)은 그것이 업스트림 빔 플라즈마 전자들을 빔으로부터 벗어나지 않도록 억제시키기 때문에 억제 전극으로서 알려진다. 이 억제 전극 및 최종 접지 전극 사이 에서의, 빔의 에너지는 전극들 2-5 위의 포텐셜들에 따라 감소된다. 감속 필드의 이 차등(grading)이 빔의 네트 포커스(net focus) 뿐만 아니라 잔여 에너지 오염 (EC:energy contamination )에 영향을 미친다. 이 차등은 이하의 식. 2 에 의해 정의되는 것처럼, 단일 파라미터, 알파(alpha)에 의해 표현되는 멱급수 법칙(power law)에 의해 설명된다.
Figure 112013066460404-pct00002
여기서 i = 렌즈를 따라 위치를 나타내는 인덱스, Ecrt = 각 지점 I 에서 CRT 상의 이온들의 에너지, Ef= 빔의 최종 에너지, Eo = 빔의 최초 에너지, Vs= 억제 전극의 위치에서 crt 상의 포텐셜, 및 e = 전자의 전하이다. 따라서, 식. 2 로부터, 만약 α=1 이면, crt 상의 이온들의 에너지는 Eo+eVs로부터 Ef 로 선형적으로 변한다, 반면 만약 α >1 이면, 에너지는 도 5 에서 예증되는 것처럼 더 빠르게 떨어진다. 일반적으로, 큰 α 는 빔을 빠르게 감속시켜서 웨이퍼 도달하는 고 에너지 중성화된 이온들의 가능성을 줄이고 (즉, 낮은 EC(energy contamination)로 귀결되는) 반면에 작은 α 는 빔의 더 큰 포커싱으로 귀결된다.
도 6 은 이상적인 대칭 VEEF 배열에서의 아치형의 움직임에 대한 기하학적인 세부사항들을 도시한다. 안쪽 및 바깥쪽 전극들 사이의 전압 편차는 입자의 움직임에 수직인 전기장을 제공하여서 국부적인 원형의 또는 아치형의 움직임을 생성한다. 아크의 곡률 반경(radius of curvature) 및 길이 (및 따라서 네트(net) 편향 각)는 빔이 안쪽 및 바깥쪽 전극들 사이의 중심에 남아있도록 하기 위해 렌즈의 기하학적 구조를 따라야 하고, 그렇게 함으로써 수차(aberration)들 및 포커스 및 편향 사이의 결합을 최소화한다. 만약 Fdefl 이 VEEF 의 길이에 대하여 일정하다면, 그것의 길이 L에 대하여 네트 편향 각 θ 로 귀결되는 빔의 중심 광선 궤적 (CRT)은 완벽하게 원형일 것이다.
따라서, 대칭 VEEF 배열에서, 일련의 안쪽 및 바깥쪽 전극 쌍들은 정전기 렌즈에 대하여 희망하는 편향 각 θ 에 상당하는 아크를 제공하기 위해 간격을 둔 일련의 반경을 따라 배치될 수 있다. 미국 특허 출원 번호들. 12/348, 091 및 12/647,950 는 배열들, 예컨대 대칭 VEEF 을 이용하여 대전된 입자 빔들의 편향, 감속, 및 포커스를 제어하기 위한 방법들의 추가 세부사항들을 제공한다.
상기에서 설명된 대칭 VEEF 배열을 이용하여, 대향하는 전극들 사이에 큰 간격을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 보다 큰 전극 간격은 빔이 VEEF 렌즈를 통하여 편향될 때 빔이 전극들 충돌을 피하는 것을 돕는다. 그러나, 대향하는 전극들의 공간 간격을 증가시키는 것은 적절한 빔 동작을 위해 요구되는 전기장 세기를 유지하기 위해서 전극 전압에서의 증가를 필요로 하고, 이것은 상기에서 언급한 바와 같이 전극들의 안정한 동작을 위한 전극 전압 한계들을 초과할 수 있다.
도 7 은 소정의 전기장 세기에 대한 대칭 VEEF 배열들에 비교되었을 때 감소된 전극 전압들에서 동작을 가능하게 하는 전극들의 비대칭 배열을 제공함으로써 이 이슈를 다루는 비대칭 VEEF (700)을 제시한다. VEEF (700)는 이온 빔이 화살표에 의해 표시된 방향으로 렌즈를 통과할 때 편향 각 θ를 통하여 빔을 편향시키는 동시에 이온 빔 (702)을 감속시키는 감속 렌즈일 수 있다. VEEF (700)는 또한 이온 빔 (702)의 포커싱을 제공할 수 있다. 렌즈 (702)는 하우징 (704), 진입 개구들 (706), 및 배출 개구들 (708)를 포함할 수 있다. 화살표(702)는 이온 빔을 표시하는데 사용되나, 그러나 빔의 CRT (702)를 나타낼 수 있고, 그리고 도 7에 예시된 예에서 20도 각도를 통하여 편향된다. 그러나, θ는 20 도 보다 더 작거나 또는 보다 더 큰 다른 값들을 가질 수 있다.
렌즈 (700)는 또한 하우징 (704)에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있는 부싱 (710) 및 펌프 (712)를 포함할 수 있다. 펌프 (712)는 고-진공 환경 또는 다른 제어되는 환경을 제공하기 위한 진공 펌프일 수 있다. 부싱들 (710)은 하우징 (704)을 다른 컴포넌트들과 전기적으로 격리하기 위해 사용될 수 있다. 렌즈 (700)는 일련의 상단 전극들 (714)을 포함하고, 이것들은 도 7에 도시된 것처럼 직선을 따라서 서로 배열될 수 있다. 각 상단 전극이 대응하는 하단 전극을 갖도록 일련의 하단 전극들 (716)이 제공된다. 비대칭 VEEF (700)는 도 4 에 도시되고 상기에서 논의된 대칭 VEEF에 유사하게 동작한다. 감속 및 편향 필드들을 정의하고 그리고 이온 빔 (702)을 포커스하기 위해서 전압들이 각 전극 (714), (716)에 공급될 수 있다. 안쪽 및 바깥쪽 전극들 (편향 아크를 따라 특정 위치에서)사이의 전압 편차가 일정한 편향 인자 Fdefl를 유지하기 위해서 해당 지점에서의 빔의 CRT의 에너지에 비례하도록 배열될 수 있다.
대칭 VEEF의 경우와 달리, 하단 전극들 (716)의 세트들은 대응하는 상단 전극들 (714)보다 CRT (702)에 더 근접하여 배열된다. "전극들의 세트(set)가 CRT에 더 근접하여 배열된다" 는 어구는 적어도 하나의, 바람직하게는 하나 이상의 하단 전극 (716)이 대응하는 상단 전극 (714)보다 CRT (702)에 더 근접하여 배치된다는 사실을 지칭한다. 도 7에 예시된 예에서, 모든 하단 전극들 (716) 은 그것들의 상단 전극 대응부들보다 CRT (702)에 더 근접하게 배열된다. 상기에서 논의된 대칭 VEEF들에서 처럼, 각 하단 전극은 대응하는 상단 전극과 쌍(pair)을 형성할 수 있다. 도 7에 예시된 실시예에서, 하단 전극 및 대응하는 상단 전극은 하단 전극들의 배치에 의해 형성된 커브를 따라서 상이한 지점에서의 공통 반경을 따라 배치된다. CRT (702)에 더 근접한 위치들에서 전극들(716)을 배열함으로써, 상단 및 하단 전극들 사이의 반경을 따른 소정의 필드 세기에 대하여, 전극들 (716)에 인가된 전압은 전극들 (716)아래의 커브 L2를 따라 비어있는 원들(open circle)에 의해 표시된 대칭의 전극 배열을 위한 것보다 더 낮다. 따라서, 이하에 상세하게 개시되는 바와 같이, 일부 실시예들에서 VEEF (700)는 하단 전극 전압들을 이용하여 대칭 VEEF와 같은 전기장들을 제공할 수 있다.
다른 실시예들에서, VEEF (700)는 대칭 VEEF에서의 전극들에 인가된 것들 보다 더 크지 않은 전극 포텐셜들을 이용하여 대칭 VEEF에 비교되어 더 강한 전기장들을 제공하도록 채용될 수 있다. 다시 말해서, 상단 및 하단 전극들 사이의 거리가 VEEF (700)에서 감소되었기 때문에, 도 7의 비어있는 원들에 의해 예시된 대칭 전극 배열에 사용된 것과 같은 상단 및 하단 전극들 상의 전압들을 이용하여 더 높은 세기의 필드가 생성될 수 있다. 이것은 전극 전압들의 소정 세트들에 대하여 더 나은 빔 포커싱을 제공하는데 유용할 수 있다.
비록 대응하는 상단 및 하단 전극들 사이의 전극 간격이 전반적으로 도 7 에 도시된 실시예에서의 진입 (706) 개구로부터 배출 (708) 개구로 증가하지만, 배출 개구 근처에 위치된 전극들의 최종 쌍은 그것들의 이웃하는 전극들에 비교되었을 때 상부 및 하부 전극들 사이의 더 근접한 간격에서 배치될 수 있다. 이 후자의 배열 (대칭의 VEEF에 대하여 도 4 에 도시된)은 전기장 종료 및 플라즈마 경계를 제어하는데 유용하다.
도 7 은 상단 전극들이 "인-라인" 방식으로 배열된 비대칭 VEEF를 도시하지만, 상단 전극들에 비해서 빔 CRT 에 하단 전극들의 훨씬 더 근접한 배치를 달성하는 본 발명에 따른 다른 배열들이 사용될 수 있다. 도 7 에 도시된 상부 전극들에 대한 인-라인 구성의 한가지 장점은 그것이 활성 중성자(energetic neutral)들에 의해 유도되는 오염을 감소시키는 것이다. 활성 중성자들은 본 발명자들에 의해 정전기 렌즈들에서 에너지 오염(EC)에 대한 원인이 되는 메커니즘으로 인식되어 왔다. 잘 알려진 것처럼, 이온 빔에서 이온화된 종들은 중성화될 수 있다. 감속 및/또는 편향 렌즈, 예컨대 VEEF 내에 위치되거나 또는 접근하는 이온들에 대하여, 일단 중성화가 일어나면 지금의(now)-중성자 입자는 더 이상 전기장들에 구속되지 않는다. 활성 중성자는, 예를 들어, 진입 개구 근처에서 중성화될 수 있고 그리고 30 keV 최초 에너지를 가지면서 10 keV 의 최종 에너지를 출력하는 차등 감속 렌즈로 진입하는 이온 빔의 경우에 감속 렌즈에 진입하기 전에, 예컨대 10-30 keV 입사 이온 에너지에 비슷한 에너지를 유지할 수 있다. 이것은 감속 필드들에 구속되지 않기 때문에, 활성 중성자는 오브젝트(object)를 충돌하기 전까지 같은 운동 에너지로 이동할 수 있다. 편향 필드들은 활성 중성자에 작용하지 않기 때문에, 중성자는 그것의 이동 경로를 따라서 위치된 오브젝트를 접촉할 때까지 직선상에서 계속하여 진행할 것이다. 대칭 VEEF 전극들의 경우에, 만약 상단 전극들이 아치형의 경로를 따라서 배열되면, 상단 전극들은 활성 중성자에 대하여 타겟 같은 것을 제공한다 (도 3을 보면). 중성자들의 정확한 에너지는 실질적으로 변할 수 있고 명목상의 주입 에너지보다 통상적으로 더 크기 때문에 웨이퍼에 에너지 오염의 소스를 나타내는 이들 활성 중성자들은 배출 개구를 통하여 및 이온 빔에 의해 프로세스되는 웨이퍼 상에서 반사될 수 있다.
상단 전극들의 인-라인 구성을 채용함으로써, 도 7 에 도시된 본 발명의 실시예는 VEEF (700)를 통하여 이동하는 활성 중성자들에 대하여 타겟을 제공하지 않는다. 예를 들어, 위치 A 에서 중성화된 이온들은 상단 전극들 (714)의 열(row)에 대체로 평행한 이동 방향을 가질 수 있다. 따라서, 중성자들은 상단 전극들 (714)에 접촉하지 않을 수 있고 웨이퍼에 대하여 표면에서 반사될 가능성이 적다. 추가적으로, 하단 전극들 (716)은, 비대칭 구성에서도, CRT (702)을 벗어나도록 배열되고, 그렇게 함으로써 CRT (702)를 따라서 이동하는 동안에 중성화될 수 있는 임의 이온들에 타겟을 제공하지 않는다. 이 이유 때문에, 하단 전극들 (716)은 활성 중성자들 및 전극들 사이에서의 충돌에 기인한 추가 EC를 생성하는 위험 없이 CRT (702)에 근접하여 배열될 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 상단 및 하단 전극들 사이의 간격은 진입 개구 근처에서 약 50 내지 100 mm 일 수 있고 그리고 배출 개구 근처에서 약 100 내지 200 mm 일 수 있다. 일부 실시예들에서, 하단 전극들 (716) 은 상단 전극들 (714)보다 CRT (702)에 대하여 약 5 mm 내지 25 mm 더 근접하게 예를 들어, 13 mm 더 근접하게 배열될 수 있다.
도면들 8a 및 8b 는 30 keV 의 최초 에너지 및 10 keV 의 배출 에너지를 갖는 비소(arsenic) 이온 빔의 경우에서 일곱개의 전극 쌍들의 대칭 배열 및 비대칭 배열간의 VEEF 전압 파라미터들 및 시뮬레이션 된 성능의 비교를 함께 예시한다. 대칭 (도 8a) 및 비대칭 (도 8b) 배열들 둘 모두에서, α 는 고 포커싱되는 빔을 표시하는 0.1와 같게 설정된다. 마찬가지로, 대칭 배열에서의 상단 전극들 위의 전압들은 비대칭 배열에서의 대응하는 값들과 같고 그리고 둘 모두 상단 전극들의 세트들은 인-라인 구성으로 배열된다. 게다가, 전극 전압들은 20 도 각도를 통하여 둘 모두의 경우들에서 CRT 를 편향시키도록 디자인된다.
대칭 전극 구성에서, 최초 전극에서의 상단 및 하단 전극들 사이의 간격은 약 80 mm 이고 및 끝에서 두번째 쌍(next-to-last pair)에 대하여는 약 160 mm로 증가한다. 비대칭 전극 구성에서, 각 쌍에서 상단 및 하단 전극들 사이의 간격은 대응하는 대칭으로 배열된 쌍의 간격보다 약 13mm 작다. 따라서, 비대칭 배열에서, 하단 전극은 제 1 전극 위치에서 CRT로부터 약 27 mm 간격을 두지만, 반면 상단 전극은 CRT로부터 약 40mm 간격을 둔다.
각 경우에서, 빔 전류 프로파일은 빔이 렌즈를 진입하기 바로 직전,지점 A 로 표시된 지점 Z= 30mm 에서, 뿐만 아니라 20 도 각도를 통하여 편향되고 감속된 후에 렌즈 완전 바깥쪽 지점 C로 표시된 Z= 644 mm에서, 취해진다. 둘 모두의 VEEF에서, 커브들 (802a) 및 (802b) 에 도시된 바와 같이, 최초 ~20 mm 직경 빔은 ~Y= 200 mm에서 진입 개구의 중심에 있다. 곡선들 (804a), (804b)에서 도시된 Z= 644 mm에서 다운스트림 빔 직경은 둘 모두의 VEEF들에서 약 60 mm이다. 플롯(plot)들 (806a) 및 (806b) 의 비교는 둘 모두의 배열들 사이의 비슷한 활성 중성자 프로파일을 예시한다. 최종적으로, 커브들 (808a) 및 (808b)은 해당 빔 에너지를 예시하고 CRT 로부터 20 mm 변위된 위치들에서의 빔 에너지 프로파일은 대칭 및 비대칭의 VEEF 배열들 둘 모두에 대하여 Z방향을 따라서 유사하게 변한다. 따라서, 비대칭 VEEF 배열은 상단 전극들에 인가된 동일한 전압들이 주어진 대칭 VEEF 배열과 매우 유사한 포커싱을 생성한다.
도면들 8a 및 8b 는 또한 대칭 및 비대칭의 구성들에 대하여 각각 하단 전극들에 인가된 전압들을 도시한다 (또한 도 10을 보면). 제 1 전극 위치들에서의 전압들은 둘 모두 -20kV이다. 그러나, 위치들 3-7에서, 대칭 구성에서의 전압들은 평균 약 -35 kV 이고, 반면에 비대칭 구성에서의 그것들은 평균 약 -31 kV이다. 따라서, 본 발명의 비대칭 VEEF 구성은 20 도(degree)를 통하여 편향되고 30 kV로부터 10 kV 로 감속된 비소 빔에 대하여 실질적으로 더 낮은 동작 전압들에서 유사한 빔 포커싱 성능(beam focusing performance)을 제공한다.
상기의 예를 고려하여 소정 세트의 빔 성능 기준 (예컨대 포커싱, 편향 각, 빔 감속양(amount of beam deceleration))에 대하여, 하단 전극들 상에 요구되는 전압의 감소는 하단 전극들이 빔 CRT에 더 근접하게 움직일 때 발생한다는 것이 명백할 것이다. 다시 도 7을 참조하여, 하단 전극들 (716)은 활성 중성자들의 경로에 있을 가능성이 없기 때문에, 하단 전극들은 활성 중성자들과 실질적인 접촉 증가 없이 상단 전극들 (714) 보다 CRT 에 실질적으로 더 근접하게 간격 될 수 있다. 소정의 성능을 생성하기 위해, 하단 전극들에 대하여 필요한 전압 감소는 빔 기능이 다른 메커니즘들에 기인하여 손상된 지점까지 일련의 하단 전극들을 상대적으로 빔 CRT에 가깝게 이동시킴으로써 확대될 수 있다. 도면들 8a 및 8b의 예를 이용하여, 대칭 구성에서의 제 1 세트의 전극들의 80 mm 간격 및 20mm 직경 진입 이온 빔에 대하여, 비대칭 구성에서의 하단 전극들의 위치를 빔 CRT 에 대하여 약 20 mm 근접하게 이동시키는 것이 가능할 수 있고, 그렇게 함으로써 VEEF에 대한 입구 근처 빔 에지로부터 약 10 mm일 수 있다. 그러나, 빔 경계 근처의 수차 영향들(aberration effect)은 CRT (702)로의 하단 전극들 (716)의 접근에 제한을 주고, 이것은 경험적으로 또는 시뮬레이션에 의해 결정될 수 있다. 수차들에 추가하여, 수직 빔 분포 (전형적으로 가우시언 형상(Gaussian in shape))에서의 스큐(skew)가 일어날 수 있다. 수직 각 분포는 빔 프로파일에서의 스큐에 의해 또한 영향을 받을 수 있다. 따라서, 5 mm의 빔-전극 간격은 적절한 동작을 위해 너무 작을 수 있다.
대칭 VEEF 구성들에 비교하였을 때 감소된 전압들에서의 비슷한 성능을 제공하는 것에 추가하여, 비대칭 VEEF 구성은 비슷한 전극 전압들에서 대칭 VEEF들에 대하여 개선된 성능을 제공한다. 본 발명의 일 구현예에서, 비대칭 구성은 대칭 VEEF 구성을 이용하여 실현할 수 없는 편향 필드들을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 다시 말해서, 일련의 하단 전극들은 도 8b 처럼 위치될 수 있고, 동시에 하단 전극들, 예컨대 도 8a에서의 대칭으로 위치된 하단 전극들에 대하여 도시된 것들 상에서의 고전압들을 유지할 수 있다. 상단 및 하단 전극들 사이의 동일한 전압 강하는 비대칭의 구성에서의 더 작은 간격에 대하여 일어날 수 있기 때문에 이런식으로, 실질적으로 더 큰 편향 필드들이 실현될 수 있다.
본 발명의 일 구성에서, VEEF 내의 하단 세트의 전극들은 복수개의 위치들 사이에서 이동하도록 동작 가능하다. 예를 들어, 전극들 (716)은 파선들에 의해 표시된 위치들 L1 및 L2 사이에서 이동하도록 동작 가능할 수 있다. 일련의 하단 전극들은 대칭 VEEF 구성을 수립하는 제 1 세트의 위치들 및 비대칭 VEEF 구성을 수립하는 제 2 세트의 위치들 사이에서 이동하도록 동작 가능할 수 있다. 하단 전극들은 하단 전극들을 동시에 이동하도록 작동되는 섀시(chassis) 위에 배치될 수 있다.
하단 전극들을 상이한 위치들로 이동시키는 능력은 빔 프로세싱에 유연성(flexibility)을 제공한다. 예를 들어, 매우 높은 전극 전압들을 필요하지 않은 빔들에 대하여 하단 전극들 (716)은 전극들에 너무 근접했을 때 일어날 수 있는 수차(aberration)들을 피하고 에너지 순도(energy purity)를 최적화하기 위해서 CRT로부터 멀리 위치될 수 있다. 강한 포커싱을 필요로 하는 큰 간격의 전하 빔들을 이용하거나 또는 요구되는 편향 각을 통하여 편향하기 위해 강한 전기장들을 필요로 하는 고 에너지 빔들을 이용하는 때, 하단 전극들 (716)은 CRT에 더 근접하여 위치될 수 있다.
대안적으로, 하단 전극들 중 적어도 일부는 다른 하단 전극들과 독립적으로 이동하도록 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 다시 도 4에 도시된 대칭 전극 배열을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 따라, 위치 6 에서의 하단 전극은 고정 될 수 있는 반면에 위치들 0-5 에서의 하단 전극들은 이동 가능할 수 있고, 이것들은 상단 전극들보다 CRT에 더 근접하여 배치될 수 있다.
하단 전극들 (716)은 CRT (702)의 방향에 수직인 축을 따라서 회전하도록 구성될 수 있다. 전극들 (714), (716)은 로드(rod) 형상일 수 있고 로드 축(rod axis)은 빔 (702)의 방향에 직교하게 배치된다. 전극들 (714), (716) 의 단면은 원형(circular), 타원형(elliptical), 또는 다른 형상일 수 있고 상이한 전극들간에 형상이 변할 수 있다(도 7에 도시된 것처럼). 하단 전극들은 특별히 비-원형 단면, 예컨대 오벌(oval) 또는 캠 형상(cam shape)을 가질 수 있고, 이것은 전극의 상부 표면이 CRT (702)로부터의 거리들을 변화시키는 위치들 사이에서 회전하는 것을 허용한다. 오벌(oval), 캠(cam) 또는 다른 편심 형상(eccentric shape)을 갖는 하단 전극들 (716)은 서로에 독립적으로 회전하도록 구성될 수 있고, 그렇게 함으로써 각각의 전극 위치에서 하단 전극의 전극 표면 및 CRT 사이의 거리를 독립적으로 변화시키는 능력을 제공할 수 있다. 이런 식으로, 편향 각 및 빔 포커스가 조정될 수 있다. 예를 들어, 전극들이 새로운 위치들에서 회전될 때, 빔 CRT가 이동하는 것이 허용될 수 있다. 이 경우에서, 근사 전압 분배가 Fdefl 를 줄임으로써 및/또는 알파 파라미터를 조정함으로써 적용될 수 있다. 다른 실시예에서, 전극 위치들이 포커싱 전압들 (알파 파라미터) 변경없이 조정될 수 있고 동시에 또한 편향 필드 교정(deflection field correction)을 적용할 수 있다.
본 발명의 다른 구성들에서, 일련의 상단 전극들이 상이한 위치들 사이에서 이동하도록 동작 가능할 수 있다.
도 9 는 대전된 입자 빔을 제어하기 위한 방법에 관여된 예시적인 단계들을 보여준다. 단계 (902)에서, 일련의 대칭 전극 위치들이 획득된다. 도 8a에 관련하여, 대칭 VEEF 구성을 정의하는 일련의 상단 전극 위치들 및 하단 전극 위치들은 시뮬레이션으로부터 또는 알려진 디자인으로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, 유저는 전극들의 대칭 배열을 채용하는 기존의 VEEF 디자인을 변경하기를 원할 수 있다.
단계 (904)에서, 정전기 모델(electrostatic model)이 단계 (902)에서 획득된 대칭 VEEF 구성을 이용하여 전기장들을 계산하기 위해 사용된다. 이 단계는 빔 플라즈마 경계를 설명하는, 2-차원 정전기 필드들을 산출하는 컴퓨터 모델을 이용하여 수행될 수 있다. 예시적인 2 차원 컴퓨터 생성된 필드들이 도면들 8a 및 8b 에 예시된다. 계산된 필드들은 빔 요건들, 예컨대 요구되는 포커싱을 달성하기 위해 필요한 전압들에 기반될 수 있다. 계산된 전기장들은 빔이 VEEF의 명목상의 편향 각을 통하여 편향될 때 대칭 VEEF 구성의 상단 및 하단 전극들에 대하여 대칭적으로 위치되는 CRT 를 생성할 수 있다. 이 명목상의 각도는 CRT 가 배출 개구의 중심에서 빠져나갈 때 얻어지는 입사 이온 빔 및 배출 이온 빔 사이의 각도 일 수 있다.
단계 (906)에서, 일련의 조정된 하단 전극 위치들이 획득된다. 일련의 조정된 하단 전극 위치들 및 일련의 상단 전극 위치들이 비대칭 VEEF 구성을 정의할 수 있다. 조정된 하단 전극 위치들은 도 7에 예시된 바와 같이 CRT 가 명목상의 편향 각을 통하여 편향될 때 상단 전극들보다 CRT에 더 근접하여 위치된 하단 전극들을 제공한다. 조정된 하단 전극 위치들을 결정하기 위한 고려사항들은 낮은 수차(aberration) 및 낮은 EC를 유지하는 것에 대한 요구 뿐만 아니라 수직의 빔 분포에서 스큐(skew)를 방지하는 것에 대한 요구를 포함한다.
단계 (908)에서 조정된 하단 전극 위치들에 해당하는 일련의 조정된 하단 전극 전압들이 계산된다. 단계 (904)에서 결정된 계산된 전기장들에 기반된, VEEF 시스템에서의 축의 포텐셜 분포가 임의의 특정 반경을 따라서 산출될 수 있다. 도 10 은 전반적으로 다섯개의 상이한 반경 P2-P6을 따라서 배치된 전극 위치들에 대한 2 차원 맵을 예시한다. 이것은 예를 들어 30 keV As 빔들의 감속에 대하여 (도시된 제 1 및 최종 세트의 전극들이 없는) 도면들 8a 및 8b 에 도시된 시뮬레이션들에서 사용된 전극들의 위치에 해당할 수 있다. 도 10의 표로 나타낸 데이터는 비대칭 및 대칭 구성들 둘 모두에 대하여 보여주는 도면들 8a 및 8b에 도시된 일곱개의 상이한 세트들의 전극 위치들에서의 전극 전압에 해당한다. 보여지는 것처럼, 조정된 하단 전극 위치들에서 산출된 조정된 전압들은 대칭의 구성에 대하여 산출된 하단 전극 전압들보다 훨씬 더 낮다.
도 10의 예시적인 맵에서, 위치 P3 상단 및 하단 전극은 반경 R 를 따라 존재하고, 이들에 대한 일련의 포텐셜들 V1, V2, V3 은 반경이 커브(curve)들 L1, L2, 및 L3을 인터셉트(intercept)하는 위치들에서 결정될 수 있다. 후자의 커브들은, 차례로, 특정 거리들을 나타낼 수 있다. R 을 따라서의 포텐셜 맵에 기반하여, R 을 따라 임의의 위치에서의 전압이 산출될 수 있고, 일단 전극의 Y-Z 좌표들이 지정되면 R 을 따라 위치된 하단 전극에 해당하는 전압이 결정될 수 있다. 전극 위치 P3 에 대하여 도 10에서 도시된 예에서, 문제의 하단 전극은 커브 L1이 R를 인터셉트하는 곳에 위치된다. 따라서, 조정된 전극 위치에서의 하단 전극에 할당된 전압은 V1 일 수 있다. 전극의 좌표들이 해당하는 포텐셜이 매핑되지 않은 Y-Z 좌표들에서 위치하는 경우들에서, 포텐셜은 임의 통상의 기술, 예컨대 매핑 함수(mapping function)에 의해 결정될 수 있다. 명백한 바와 같이, 전압 V1 (-31,391)은 대칭 배열에 대하여 상당하는 전압 V2 (- 35,500) 보다 훨씬 더 낮다. 같은 결과들이 위치들 P4-P7 (위치 P7는 2 차원 맵에 도시되지 않음)에 대하여 분명하다.
단계 (910)에서 일련의 상단 및 조정된 하단 전극 전압들이 상단 전극 구성의 상단 전극들 및 조정된 하단 전극 위치들에 정렬된 하단 전극들과 배열된 5 VEEF 전극들에 인가될 수 있다.
본 출원에서 설명된 방법들은, 예컨대 도 9의 전술한 단계들은 예를 들어, 명령들을 실행하는 것이 가능한 기계에 의해 판독 될 수 있는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체 상에 유형 구체화한 명령들의 프로그램에 의해 자동화될 수 있다. 범용 컴퓨터가 이런 기계의 일 예이다. 관련 기술 분야에서 잘 알려진 적절한 저장 매체의 비제한적인 예시 목록은 판독 가능한 또는 기입 가능한 CD, 플래시 메모리 칩들 (예를 들어, 썹 드라이브(thumb drive)들), 다양한 자기 저장 매체, 및 유사한 것과 같은 디바이스들을 포함한다.
본 발명의 방법들은, 예컨대 도 9의 방법은, 이온 빔들의 감속, 포커싱, 및 편향에 관한 개선된 조합을 제공하기 위해서 다양한 방식들로 채용될 수 있다. 예를 들어, 이온 빔 상태들의 폭넓은 레인지에 대하여, 예를 들어, 높은 에너지로부터 비교적 저 에너지까지, 효율적으로 동작할 수 있는 정전기 렌즈(electrostatic lens)를 제공하는 것은 바람직할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에서, 도 9의 방법은 도 7에 관하여 상기에서 설명된 것 처럼 하단 전극들의 세트들이 이동 가능한 VEEF 시스템과 채용될 수 있다. 따라서, 저 에너지 빔들, 또는 보다 작은 포커싱을 필요로 하는 빔들에 대하여, 이동 가능한 전극들은 대칭 전극 구성을 제공하는 제 1 세트의 위치들에서 채용될 수 있다. 높은 에너지 빔들을 갖는 동일한 VEEF 시스템을 이용하기 위해서, 하단 전극들은 제 2 세트의 전극 위치들로 이동될 수 있다. 이어서 제 2 세트의 전극 위치들에 대한 전극 전압들이 도 9의 방법에 따라 산출될 수 있다. 그런 다음 이들 전압들은 높은 에너지 빔들을 이용하는 새로운 전극 구성에 인가될 수 있다.
대안적으로, 도 9에 개시된 단계들은 고정된 전극 디자인이 빔 상태들, 예컨대 고 편향 필드들이 필요한 높은 에너지, 고 퍼비언스 빔(high perveance beam)들을 요하는 사용에 전용되기 위한 대칭 VEEF 구성으로부터 개조될 수 있는 고정된 전극들을 갖는 비대칭 VEEF 배열을 디자인하는데 채용될 수 있다.
도 11은 추가적인 실시예에 따른 대전된 입자 빔의 편향을 제어하기 위한 방법에 관여된 예시적인 단계들을 도시한다. 더 높은 빔 에너지들에 대하여 요구되는 편향 필드들은 더 높기 때문에, 대칭 VEEF 구성에 사용된 빔 에너지는 하단 전극들에 안전하게 인가될 수 있는 최대값 전압에 의해 제한될 수 있다. 따라서, 제 1 세트의 상태들, 예를 들어, 낮은 빔 에너지 상태들,하에서의 VEEF 동작은 필요한 편향 및 포커싱을 달성하기 위해 하단 전극들에 인가되는 필요한 전압들은 대칭 VEEF 구성을 이용하는 것을 초과하지 않기 때문에 충분할 수 있다. 만약 제 2 세트의 상태, 예를 들어, 높은 빔 에너지 상태들, 하에서의 동작이 이어서 필요하다면, 도 11의 방법이 광범위한 컴퓨터 모델링에 의존함이 없이 빔 작용(beam behavior)을 조정하기 위한 편리한 수단을 제공한다.
단계 (1102)에서, 단계 (902)에 비슷하게, 대칭 VEEF 구성에 해당하는 일련의 대칭 전극 위치들이 획득된다. 대칭 VEEF 구성에서, 이온 빔의 CRT 는 제 1 세트들의 전압들을 이용함으로써 제 1 편향 각을 통하여 가이드 된다. 이 편향 각은 CRT가 렌즈의 중심라인(centerline)을 따라 이동하고 배출 개구의 중심에서 VEEF를 빠져나가고 그리고 웨이퍼 상의 희망하는 위치에서 프로세스 웨이퍼를 부딪치는 조건에 해당할 수 있다.
단계 (1104)에서, 하단 전극들은 상단 전극들 보다 VEEF 중심에 더 근접한 비대칭 구성으로 배열된다. 예를 들어, 이동 가능한 하단 전극들을 포함하는 VEEF에서, 일련의 천이된 위치들은 렌즈의 중심라인에 더 근접하도록 선택될 수 있고, 및 신호들이 하단 전극들을 일련의 천이된 위치들로 이동시키는 메커니즘에 발송될 수 있다. 이 방식에서, 소정의 일련의 전극 전압들에 대하여, 이온 빔의 CRT는 전극들이 렌즈 중심라인 쪽으로 이동된 후에 CRT를 하단 전극들에 더 근접하게 움직이는 증가된 편향 각을 통하여 편향된다. 도 12 는 상단 전극들 (714) 및 하단 전극들 (716)상의 전압들은 고정되지만 하단 전극들이 위치들 사이에서 이동되는 시나리오를 예시한다. 커브 L2를 따르는 대칭 구성에 해당하는 하단 전극들 (716)의 제 1 세트의 위치들에 대하여, 하단 전극 및 상단 전극 전압들은 각도 θ 를 통하여 렌즈의 중심라인을 따라 CRT (702)를 편향시키도록 설정된다. 전극 전압들의 변경 없이, 하단 전극들이 커브 L1을 따라 비대칭 위치들로 조정된 때, CRT는 더 큰 편향 각을 정의하는 경로 (702a) 를 따라 편향된다.
단계 (1106)에서, 일련의 감소된 하단 전극 전압들이 CRT의 감소된 편향 각을 생성하기 위해 결정된다. 하단 전극들에 대한 근사 전압 분포(approximate voltage distribution)는 컴퓨터 코드의 활용 없이 결정될 수 있다. 감소된 하단 전극 전압들에 대한 값들은 CRT의 편향 각을 희망하는 값으로 감소시킬 수 있는 편향 필드의 값을 추정함으로써 결정될 수 있다. 예를 들어, 다시 도 12의 예를 참조하여, 편향 각을 CRT (702a) 및 CRT (702)에 의해 형성된 것 사이의 각도로 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. CRT에 대하여 수용 가능한 편향 각들의 범위는 배출 이온 빔이 희망하는 각도, 예컨대 90 도에서 및 희망하는 웨이퍼의 부분, 예컨대 중심 부분에서 프로세스 될 웨이퍼(720) 위를 부딪치도록 하는 요건에 의해 제약될 수 있다. 위에서 언급된 것처럼, 만약 편향 인자 Fdefl가 VEEF 의 길이에 대하여 일정하면, CRT는 그것의 길이에 대하여 네트 편향 각(net deflection angle) θ으로 귀결되는 원형 아크(circular arc)를 따를 것이다. 본 실시예에 따라, 비대칭 구성에 대한 감소된 편향 인자는 비대칭 구성에서의 상단 및 하단 전극들 사이의 축소된 간격 및 대칭 배열에서의 편향 필드들의 값에 기반하여 추정될 수 있다. 그런 다음 감소된 편향 인자는 CRT 편향 각을 수용 가능한 값들의 범위 내로 감소시키기 위해서 천이된 하단 전극들에 인가될 전압들을 추정하기 위해 사용된다. 평균 편향 상수가 희망하는 편향 각을 생성하는 한, Fdefl는 VEEF를 통과하는 CRT 경로의 전체 길이에 대하여 일정하도록 추정된 전압들은 그렇게 정확하게 결정될 필요는 없다.
단계 (1108)에서, 일련의 감소된 하단 전극 전압들은 희망하는 기하학적 구조에 따라 이온 빔을 편향하기 위해서 비대칭 구성으로 배열된 하단 전극들에 인가될 수 있다.
상기에서 개시된 본 발명의 시스템들 및 방법들은 VEEF 시스템을 통하여 편향된 빔에 고유의 비대칭성의 활용을 제공한다. 에너지오염은 중성자가 상단 전극들과 상호작용 것으로부터 기인하지만, 하단 전극들과의 상호작용에 의해 야기될 가능성은 적기 때문에, 본 발명은 하단 전극들 상의 전압들 및 위치들을 조작함으로써 VEEF에서 빔 특성들을 제어하기 위한 수단들을 제공한다. 하단 전극들이 대칭 구성에 의해 정의된 렌즈 중심라인에 더 근접한, 비대칭 구성을 제공함으로써, 대칭 VEEF 배열의 성능은 하단 전극들 상의 감소된 전압들을 이용하여 달성될 수 있고, 및/또는 대칭 VEEF들 이상의 증가된 성능이 대칭 구성에 의해 채용되는 것들보다 크지 않은 하단 전극 전압 레벨들에서 달성될 수 있다.
본 발명은 또한 비대칭 VEEF 구성을 통하여 진행하는 빔의 편향 각을 증가하거나 또는 축소(및 그렇게 함으로써 빔 포커스)할 수 있는 이동 가능한 하단 전극들을 제공함으로써 빔 특성들의 테일러링(tailoring)이 가능하다.
본원에서의 기능들 및 프로세스단계들은 자동적으로 또는 전적으로 또는 부분적으로 유저 명령에 응답하여 수행될 수 있다. 자동적으로 수행되는 활동(단계를 포함하는)는 활동에 관한 유저 직접 개시 없이 실행 가능한 지시 또는 디바이스 동작에 응답하여 수행된다.
개시된 시스템들 및 방법들이 유일하지 않은 것이 인식될 것이다. 다른 시스템들 및 방법들이 동일한 목적들을 성취하기 위해서 본 발명의 원리들에 따라 도출될 수 있다. 비록 본 발명은 특정 실시예들을 참고로 하여 설명되었지만, 본원에서 도시되고 설명된 실시예들 및 변형예들은 단지 예시 목적들을 위한 것이 이해될 것이다. 현재 디자인에 대한 변형예들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 당해 기술분야의 통상의 기술자들에 의해 구현될 수 있다. 대안적인 실시예들에서 프로세스들 및 애플리케이션들은 개시된 시스템의 엘리먼트들을 연결하는 네트워크에 액세스하는 하나 또는 그 이상의 (예를 들어, 분산된) 프로세싱 디바이스들 상에 위치될 수 있다. 더구나, 도면들에서 제공된 임의의 기능들 및 단계들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 둘의 조합으로 구현될 수 있고 그리고 개시된 시스템의 엘리먼트들을 연결하는 네트워크 또는 인터넷을 포함하는 다른 링크된 네트워크의 임의 위치에 위치된 하나 또는 그 이상의 프로세싱 디바이스들 상에 존재할 수 있다.

Claims (17)

  1. 정전기 렌즈(electrostatic lens)에서의 대전된 입자 빔의 편향을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    인가되는 일련의 미조정된 전압들 - 중심 광선 궤적(central ray trajectory)에 대하여 대칭인 필드들을 생성하는 - 을 가지면서 미조정된 위치들에 - 상기 대전된 입자 빔의 상기 중심 광선 궤적에 대하여 대칭인 - 배치되는 복수개의 전극들을 포함하는 대칭 정전기 렌즈 구성을 수립하는 단계;
    상기 일련의 미조정된 전압들에 상당하는 대칭 전기장을 산출하는 단계;
    조정된 위치들 - 상기 중심 광선 궤적에 대하여 비대칭인 - 에 상기 복수개의 전극들을 배열하는 단계;
    상기 복수개의 전극들에 대한 일련의 조정된 전압들을 획득하는 단계로서, 상기 일련의 조정된 전압들은 각각의 조정된 비대칭의 위치들에서 상기 대칭 전기장의 일련의 개별 포텐셜들에 상당하는, 상기 조정된 전압들을 획득하는 단계; 및
    상기 대전된 입자 빔이 비대칭 렌즈 구성을 통하여 지나갈 때 상기 일련의 조정된 전압들을 상기 비대칭 렌즈 구성에 인가하는 단계;를 포함하는, 방법.
  2. 청구항 1 에 있어서, 상기 중심 광선 궤적 (CRT)는 아크(arc)를 따라 존재하고 그리고 상기 조정된 전극 위치들은 상기 중심 광선 궤적 (CRT) 아래에 존재하는, 방법.
  3. 청구항 1 에 있어서, 상기 대칭 전기장은 상기 중심 광선 궤적 (CRT)에 수직인 방향에 대하여 균일한, 방법.
  4. 청구항 1 에 있어서, 상기 정전기 렌즈는 감속 렌즈(deceleration lens)를 포함하고, 및 상기 일련의 조정된 전압들은 상기 대전된 입자 빔의 요구된 감속을 생성하기 위해 구성된, 방법.
  5. 정전기 렌즈(electrostatic lens)에서의 대전된 입자 빔의 편향을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    복수개의 상단 전극들 및 복수개의 하단 전극들을 포함하는 대칭 렌즈 구성에 대하여 일련의 상단 전극 위치들 및 일련의 비천이된(unshifted) 하단 전극 위치들을 획득하는 단계로서, 제 1 세트의 하단 전극 전압들을 포함하는 제 1 세트의 전압들이 상기 상단 및 하단 전극들에 인가될 때 상기 대칭 렌즈 구성은 상기 대칭 렌즈 구성의 중심 라인을 정의하는 제 1 경로를 따르는 제 1 편향 각을 통하여 상기 빔의 중심 광선 궤적을 가이드하는 제 1 편향 필드를 생성하도록 동작 가능한, 상기 위치들을 획득하는 단계;
    상기 대칭 렌즈 구성의 중심 라인 쪽으로 천이된 위치들에 상기 복수개의 하단 전극들을 배열하는 단계, 상기 중심 광선 궤적은 상기 제 1 세트의 전압들이 상기 상단 및 하단 전극들에 인가될 때의 상기 제 1 편향 각 보다 더 큰 증가된 편향 각을 정의하는, 상기 배열하는 단계;
    상기 복수개의 하단 전극들에 대한 일련의 감소된 전압들을 추정하는 단계로서, 상기 일련의 감소된 전압들은 상기 증가된 편향 각보다 작은 감소된 편향 각을 통하여 상기 중심 광선 궤적을 가이드 하도록 구성된, 상기 감소된 전압들을 추정하는 단계; 및
    상기 대전된 입자 빔이 비대칭 렌즈 구성을 통하여 지나갈 때 상기 비대칭 렌즈 구성의 상기 복수개의 하단 전극들에 상기 일련의 감소된 전압들을 인가하는 단계로서, 상기 대전된 입자 빔의 상기 중심 광선 궤적은 상기 감소된 편향 각을 통하여 편향되고, 및 상기 일련의 감소된 전압들은 상기 제 1 세트의 하단 전극 전압들보다 작은, 상기 감소된 전압들을 인가하는 단계;를 포함하는, 방법.
  6. 청구항 5 에 있어서, 상기 일련의 감소된 전압들 및 상기 감소된 편향각을 통하여 지나가는 상기 대전된 입자 빔의 에너지에 의해 정의되는 상기 대전된 입자 빔의 편향 인자 FLdefl는 상기 제 1 세트의 전압들 및 상기 제 1 편향각을 통하여 지나가는 상기 대전된 입자 빔의 에너지에 의해 생성되는 상기 대전된 입자 빔의 편향 인자 FHdefl 보다 더 낮은, 방법.
  7. 청구항 5 에 있어서, 상기 일련의 감소된 전압들이 상기 복수개의 하단 전극들에 인가될 때, 상기 중심 광선 궤적은 프로세스 웨이퍼의 중심 부분에서 상기 프로세스 웨이퍼(process wafer)를 인터셉트하는, 방법.
  8. 청구항 5 에 있어서, 상기 복수개의 하단 전극들을 중심 라인(center line)쪽으로 천이된 위치들에 배열하는 단계는:
    복수개의 위치들 사이에서 상기 복수개의 하단 전극들 중 적어도 일부를 이동시키기 위한 메커니즘을 상기 정전기 렌즈에 제공하는 단계; 및
    상기 비천이된 위치들로부터 천이된 위치들로 상기 복수개의 하단 전극들 중 적어도 일부를 이동시키는 단계;를 포함하는, 방법.
  9. 대전된 입자 빔을 제어하기 위한 비대칭 정전기 렌즈 시스템에 있어서,
    상기 대전된 입자 빔이 상기 비대칭 정전기 렌즈 시스템을 통하여 지나가는 진입 개구로서, 상기 대전된 입자 빔은 중심 광선 궤적(central ray trajectory)을 갖는 상기 진입 개구(entrance aperture);
    상기 대전된 입자 빔이 상기 비대칭 정전기 렌즈 시스템을 통하여 지나가는 배출 개구(exit aperture);
    복수개의 상단 전극들; 및
    복수개의 하단 전극들,
    상기 복수개의 상단 및 하단 전극들은 상기 대전된 입자 빔이 상기 비대칭 정전기 렌즈 시스템을 통하여 지나가는 간격을 정의하도록 상호간에 배열되고,
    상기 복수개의 상단 및 하단 전극들은 명목상의 편향 각을 통하여 상기 대전된 입자 빔의 중심 광선 궤적을 편향시키는 일련의 전압들을 수신하도록 구성되고,
    상기 중심 광선 궤적이 상기 명목상의 편향 각에서 상기 배출 개구를 통과할 때, 상기 복수개의 하단 전극들은 상기 복수개의 상단 전극들보다 상기 중심 광선 궤적에 더 근접한 경로를 따라서의 일련의 비대칭 위치들에 존재하도록 구성되는, 비대칭 정전기 렌즈 시스템.
  10. 청구항 9 에 있어서, 상기 하단 전극들 중 적어도 일부는 복수개의 전극 위치들 사이에서 이동하도록 동작 가능한, 비대칭 정전기 렌즈 시스템.
  11. 청구항 10 에 있어서, 상기 하단 전극들 중 적어도 일부는 작동되는 섀시(actuated chassis) 상에 배치되는, 비대칭 정전기 렌즈 시스템.
  12. 청구항 10 에 있어서, 상기 하단 전극들의 적어도 일부 중 하나 또는 그 이상은 복수개의 전극 위치들 사이에서 회전하도록 구성된 회전 가능한 캠(rotatable cam)을 포함하는, 비대칭 정전기 렌즈 시스템.
  13. 청구항 10 에 있어서, 상기 하단 전극들 중 적어도 일부는 다른 하단 전극들과는 독립적인 복수개의 전극 위치들 사이에서 이동하도록 동작 가능한, 비대칭 정전기 렌즈 시스템.
  14. 청구항 9에 있어서,
    기계 판독 가능한 저장 매체로서,
    상기 일련의 비대칭인 위치들,
    상기 복수개의 상단 및 하단 전극들에 대한 일련의 미조정된 전압들로서, 상기 복수개의 상단 및 하단 전극들의 대칭 배열에 인가되었을 때, 상기 명목상의 편향 각을 통하여 상기 중심 광선 궤적을 가이드 하도록 구성되고, 상기 상단 및 하단 전극들은 상기 중심 광선 궤적으로부터 동일한 간격으로 이격되는, 상기 일련의 미조정된 전압들; 및
    컴퓨터 프로그램 코드로서, 상기 컴퓨터 프로그램 코드가 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서는
    상기 대칭 구성에 상기 일련의 미조정된 전압들의 적용에 의해 생성된 대칭 전기장을 산출하는 단계; 및
    상기 복수개의 하단 전극들에 대한 일련의 조정된 전압들을 산출하는 단계로서, 상기 일련의 조정된 전압들은 각각의 조정된 위치들에서의 일련의 상기 대칭 전기장의 개별 포텐셜들에 상당하는, 상기 조정된 전압들을 산출하는 단계;를 포함하는 방법을 수행하는, 상기 컴퓨터 프로그램 코드로 인코딩된 상기 기계 판독 가능한 저장 매체 및
    상기 일련의 조정된 전압들을 상기 복수개의 하단 전극들에 인가하기 위해서 일련의 파워 서플라이(power supply)들에 신호들을 발송하기 위한 제어기;를 포함하는, 비대칭 정전기 렌즈 시스템.
  15. 청구항 9 에 있어서, 상기 시스템은 감속 렌즈를 포함하는, 비대칭 정전기 렌즈 시스템.
  16. 청구항 15 에 있어서, 상기 시스템은 20 keV 보다 더 큰 최초 에너지를 갖는 이온 빔을 1 내지 20 keV의 최종 에너지로 감소하도록 구성되고, 상기 비대칭 렌즈는 상기 대칭 구성에 의해 생성된 것과 같은 상기 이온 빔의 동등한 포커싱 및 편향을 제공하도록 구성된, 비대칭 정전기 렌즈 시스템.
  17. 청구항 10 에 있어서, 상기 일련의 하단 전극들은 상기 명목상의 편향 각을 통하여 상기 빔을 편향시키도록 구성된 일련의 제 1 위치들로부터 상기 비대칭 렌즈 구성의 중심에 더 근접한 일련의 천이된 위치들로 천이하도록 구성되고, 상기 일련의 하단 전극들이 상기 천이된 위치들에 배치된 때 상기 중심 광선 궤적의 편향 각은 상기 명목상의 편향 각 보다 더 큰, 비대칭 정전기 렌즈 시스템.
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