KR101650244B1 - 이온 주입을 위한 중간 전류 리본 빔 - Google Patents
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Abstract
이온 주입을 위한 중간 전류 리본 빔을 셋업하는 방법이 제공된다. 이것은 프로세스 가스 및 보조 가스가 공급되는 이온 소스를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 프로세스 이온 빔은 질량 분석 자석을 가지고 상기 보조 가스로부터 분리되고, 상기 프로세스 이온 빔의 세기는 이온 소스 가스 공급에 있어서 프로세스 가스 대 보조 가스의 비율을 달리하는 것에 의해 제어된다. 프로세스 빔 세기 또한 상기 이온 소스의 아래측에 위치되는 하나 또는 그 이상의 기계적 전류 제한 장치들을 가지고 제어될 수 있다. 이온 빔 시스템 또한 제공된다. 이 방법은 대략 3uA 내지 대략 3mA 사이 상기 타겟에서 총 리본 빔 세기를 제어할 수 있다.
Description
본 발명은 이온 주입에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이온 주입을 위한 중간 전류 리본 빔 및 이온 빔 시스템에 관한 것이다.
이온 주입은 타겟 기판 원자들 또는 분자들에 도입되는 데 사용되는 프로세스이고, 유용한 특성들을 가지는 물질들을 만들기 위해 도펀트들로 일반적으로 지칭된다. 이온 빔들을 가지는 물질들을 프로세싱하는 분야에서, 제어된 전류 균일성을 가지는 크고 대략적으로 평행인 리본 이인 빔들을 생성하기 위해 다양한 기술들이 개발되어 왔다.
고전류 주입을 위한 리본 빔의 사용은 공지되어 있다(미국 등록특허 제 7,326,941호, 미국 등록특허 제 7,462,843호, 미국 등록특허 제 5,350,926호 및 미국 등록특허 제 5,834,786호). 이온 소스로부터 추출된 이온들의 타겟으로의 균일한 적용은, 긴 차원에서 상기 타겟으로 이온 세기 분포를 매우 균일하게 만드는 것에 의해, 또한 짧은 차원에 실질적으로 평행한 방향으로 상기 타겟을 병진운동시키는 것에 의해 달성된다.
구현시, 이온 빔들의 공통 타겟은 실리콘 웨이퍼이다. 300mm 웨이퍼들의 높은 전류 주입을 위해, 상기 이온 소스로부터 추출되는 이온들의 총 전류는 대략 10mA 내지 대략 100mA의 범위 안에 있다. 이러한 웨이퍼를 때리는 리본 빔의 부분에서의 이온들의 총 세기는 대략 3mA 내지 대략 30mA로 다양하다. 웨이퍼로 전달되는 원하는 이온 양은 일반적으로 1E14에서 5E15 이온들/cm2의 범위 안에 있다. 웨이퍼로 주입되는 이온들의 에너지는 0.2keV에서 대략 20keV까지의 범위 안에 있고, 이온들은 8keV 내지 20keV에서 이온 소스로부터 추출되고 그후에 필요한 만큼 감속된다.
본 발명은 리본 빔 주입기의 가용 범위를 1,000의 인자까지만큼 더 낮은 빔 전류들 및 양들을 주입하기 위해 확장시키는 것을 가능하게 한다. 상세하게는, 본 발명의 방법들 및 기술들은 리본 빔들이, 웨이퍼를 때리는 리본 빔의 그 부분에서 이온들의 총 세기가 대략 3uA로부터 대략 3mA까지 달라지고, 웨이퍼에 전달되는 이온 양이 대략 1E11로부터 1E14 이온들/cm2의 범위 안에 있게 해준다. 상기 방법들 및 기술들은 중간 전류 작동을 위해 특별히 디자인된 주입기에 사용될 수 있거나, 또는 중간 및 높은 전류 작동 모두를 가능하게 하는 주입기에 사용될 수 있다(1E11로부터 5E14 이온들/cm2의 양들, 및 3uA로부터 30mA의 리본 빔 세기).
본 발명은, 주입 에너지(0.2keV에서 100keV 미만까지) 및 상기 소스로부터 추출 에너지(8keV에서 40keV 미만까지) 모두를 포함하는, 이온 에너지의 확장된 범위에 적용가능하다.
짧은 차원 및 긴 차원을 가지는 리본 이온 빔을 가지고 중간 전류 이온 주입을 위한 방법이 개시된다. 이온 소스로부터 추출된 이온들의 타겟에의 균일한 적용은, 상기 이온 세기 분포를 상기 긴 차원에 있어서 상기 타겟에서 매우 균일하게 만들어주고, 또한 상기 타겟을 상기 짧은 차원에 실질적으로 평행한 방향으로 병진운동시키는 것에 의해 달성된다.
상기 타겟에서 총 리본 빔 세기를 대략 3uA와 3,000uA 사이로 제어하기 위해, 공급되는 이온 소스 가스는 프로세스 가스와 보조 가스의 혼합이다. 상기 이온 소스의 총 아웃풋은 추출 갭에서 상기 이온 빔의 일치 조건을 달성하기 위해 설정된다. 상기 프로세스 이온 빔은 질량 분석 자석을 가지고 상기 보조 가스 빔으로부터 분리되고, 상기 프로세스 이온 빔의 세기는 상기 공급되는 이온 소스 가스 안의 프로세스 가스 대 보조 가스의 비율을 달리하는 것에 의해 제어된다. 프로세스 빔 세기는 또한 상기 이온 소스의 아래측에 위치되는 하나 또는 그 이상의 기계적 전류 제한 장치들을 가지고 제어될 수 있다.
긴 차원에서 상기 리본 빔의 균일성을 제어하기 위해, 하나 또는 그 이상의 균일성 제어 장치들이 상기 질량 분석 자석과 상기 타겟 사이 상기 빔 라인에 위치된다. 상기 이온 빔을 가속 또는 감속시키는 구성요소들은 또한 선택적으로 상기 질량 분석 자석과 상기 타겟 사이에 위치될 수 있다.
본 발명의 상기의 측면들 및 수반되는 많은 장점들은, 첨부된 도면들과 연계할 때, 이하의 상세한 설명을 참조하는 것에 의해 보다 잘 이해될 것과 같이 보다 더 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 특징들이 도시된 이온 빔 시스템의 대략도이다.
도 2a, 도 2b, 및 도 2c는 상기 이온 빔의 짧은 차원의 평면에서의 단면도에 있어서, 상기 이온 소스 추출 시스템의 확대도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 균일한 중간 전류 리본 빔을 셋업하는 방법을 도시한다.
도 1은 본 발명의 특징들이 도시된 이온 빔 시스템의 대략도이다.
도 2a, 도 2b, 및 도 2c는 상기 이온 빔의 짧은 차원의 평면에서의 단면도에 있어서, 상기 이온 소스 추출 시스템의 확대도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 균일한 중간 전류 리본 빔을 셋업하는 방법을 도시한다.
이하에서 제공되는 상세한 설명 및 설명되는 바람직한 실시예들은 본 발명을 한정하기보다는 단지 설명의 목적이다.
도 1은 본 발명의 특징들이 도시된 이온 빔 시스템의 대략도이다. 이 도면은 웨이퍼(39)와 같은, 타겟에서 리본 이온 빔의 짧은 차원의 평면에서의 단면도이다. 상기 리본 이온 빔의 긴 차원은 이 도면의 평면에 수직하고, 상기 웨이퍼(39)는 상기 웨이퍼(39)의 표면에 이온들의 균일한 양을 적용하기 위해 화살표들로 도시된 바와 같이 병진운동한다.
상기 이온 빔(12)은 적어도 2개의 가스들 - 프로세스 가스(16) 및 보조 가스(18)에 의해 공급되는 이온 소스(14)로부터 추출된다. 도 2a, 도 2b, 및 도 2c는 상기 이온 빔의 짧은 차원의 평면에서의 단면도에 있어서, 상기 이온 소스 추출 시스템의 확대도들이다. 이온 소스 추출 시스템(20)에 있어서, 상기 이온 소스(14)는 (대략 +0.2kV로부터 +100kV까지의 범위에 걸친) 양의 높은 전압이고 이온 빔(12)을 추출하기 위한 구멍 또는 슬릿(24)을 가지는 소스 전면 판(22)을 가진다. 상기 소스 전면 판(22)은 추출 갭으로 지칭되는, 거리(d) 만큼, 억제 전극(suppression electrode, 26)으로부터 이격되는데, 이것은 일반적으로 대략 1mm로부터 50mm까지의 범위 안에서 조정가능하다. 상기 억제 전극(26)은 부가된 접지 전극(28)에 대하여 음의 전압(-1kV 내지 -10kV)을 가진다. 도 2a, 도 2b, 및 도 2c에 도시된 추출 방식은 이온 빔 추출의 일 예이다. 4극 관 추출(tetrode extraction)과 같은, 다른 알려진 추출 방식들 또한 가능하다.
본 발명의 주요 목적은 상기 웨이퍼에서 매우 낮은 빔 전류들을 획득하는 데 있는데, 이것은 상기 이온 소스로부터 추출되는 매우 낮은 빔 전류들을 원한다는 것을 의미한다. 하지만, 이온 소스 및 높은 빔 전류에서 작동하도록 구성되는 추출 시스템을 가지고, 추출된 빔이 빔 품질에 나쁜 영향을 주지 않으면서 감소될 수 없는 전류 이하가 존재한다. 그 이유는 수용가능한 빔 품질을 유지하기 위해, 소스 플라스마 밀도 및 추출된 이온 전류는 추출 전압 및 갭에 일치되어야 한다는 것이다.
도 2a는 플라스마 밀도가 너무 낮은 경우를 보여주는데, 플라스마 경계(30)는 오목하고, 추출 갭에서 이온들은 오버-포커싱된다. 도 2c는 플라스마 밀도가 너무 높은 경우를 보여주는데, 플라스마 경계(30')는 볼록하고, 추출 갭에서 이온들은 언더-포커싱된다. 도 2b는 일치된 경우인데, 플라스마 경계(30")가 평면이고, 이온 빔(12)은 최소 발산으로 추출되고 억제 전극(26) 상에 최소 빔 타격이 존재한다.
슬롯으로부터 추출되는 빔이 상기 추출 전압 및 갭에 일치되지 않을 때, 상기 슬롯의 길이를 따라 추출되는 빔의 균일성이 형편없고, 그 세기는 상기 슬롯의 상단 및 하단에서 강하게 피크가 생기는 것이 관찰되어 왔다. 이것은 웨이퍼에서 리본 빔의 좋은 균일성을 획득하는 것을 더 어렵게 만든다.
그러므로, 일치된 조건에서의 추출 갭 및 이온 소스 플라스마가 동작할 필요가 있다. 일치에 실패하는 것은, 큰 빔 발산, 슬롯으로부터 추출된 빔의 나쁜 균일성, 및 과도한 억제 전류를 포함하는, 빔 작동적 문제점들을 야기시키는데, 이것은 높은 전압 불안정성 및 X-레이 생성으로 안내할 수 있다.
주어진 추출 전압에 있어서, 가장 낮은 일치된 추출된 전류는 가장 작은 추출 필드, 또는 상기 갭(d)의 가장 큰 값에 대하여 획득된다. 그러므로, 낮은 빔 전류에 대한 최적의 작동 조건은 갭을 설정하는 메카니즘의 최대 기계적 한계 근처, 상기 큰 갭을 가지는 일치된 추출 조건에 있다. 하지만, 최대 갭에서조차, 대략 20kV보다 더 큰 추출 전압들에서, 상기 일치된 추출 전류는 많은 mA 또는 심지어 수 십 mA일 수 있다. 웨이퍼에서 3uA와 같이 낮은 빔 전류를 달성하기 위해, 상기 추출된 빔으로부터 상기 웨이퍼까지 1,000 내지 5,000의 인자 만큼 상기 전류의 감소가 필요하다. 본 발명에 따르면, 이러한 감소는 2가지 방법들을 가지고 달성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1빔 감소 방법은 프로세스 가스 및 보조 가스가 공급되는 이온 소스를 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 프로세스 가스는, 웨이퍼로 주입될 물질을 포함하는 가스 또는 증기이고, 상기 보조 가스는 상기 이온 소스에서 플라스마를 지지할 수 있는 다른 가스 또는 가스 혼합물이다. 상기 프로세스 가스는 바람직하게, P, A들 또는 B를 웨이퍼로 주입하는 데 사용되는, 포스파인(phosphine), 아르신(arsine) 또는 보론 트리플루오라이드(boron trifluoride)이지만, 주입될 물질에 대하여 다른 적절한 가스 또는 증기가 사용될 수 있다.
상기 보조 가스는 바람직하게 아르곤 또는 제논과 같은 비활성가스이고, 상기 이온 소스 플라스마를 지지할 수 있는 증기 또는 다른 가스가 사용될 수 있다. 상기 보조 가스는 바람직하게 상대적으로 높은 원자 질량을 가지는 물질이다. 이것은 일치된 추출 조건에서 상기 소스 출력은 플라스마 안의 이온들의 질량에 따라 다르기 때문이고, 질량이 높을수록 일치를 위해 필요한 추출 전류는 낮아지는데, 이것은 매우 낮은 프로세스 빔 전류를 획득하는 데 유리하다. 예를 들어,동일한 추출 전압 및 갭을 위해, Xe 보조 가스(질량 131)에 대한 상기 일치된 소스 추출 전류는 Ar 보조 가스(질량 40)보다 더 낮아질 것이다.
2개의 가스들의 혼합이 상기 이온 소스로 공급될 때, 상기 추출된 빔은 2개의 가스들로부터 만들어진 이온들을 포함할 것이고, 각각의 가스로부터의 이온들의 비율은 상기 소스 안으로 2개의 가스들의 유속들의 비율과 관련된다. 웨이퍼로 주입될 이온들은 상기 프로세스 가스로부터 유도되고, 이 이온들은 질량 분석 자석을 이용해 상기 보조 가스로부터 유도된 이온들로부터 분리된다. 그러므로 프로세스 이온들의 전류를 감소시키기 위해, 상기 보조 가스에 대한 프로세스 가스의 유속의 감소가 필요하다. 예들 들어, 상기 프로세스 가스 흐름이 0.5sccm이고 상기 보조 가스 흐름이 4sccm이면, 상기 소스 플라스마 안의 프로세스 가스 원자들의 밀도는 보조 가스 원자들의 밀도보다 8배가 될 것이다. 상기 이온들의 이온화 확률이 거의 동일하면, 그후 프로세스 가스 이온들의 추출된 전류는 보조 가스 이온들의 추출된 전류보다 대략 8배가 될 것이다. 보조 가스 이온들을 기본적으로 구성하는 이온 소스 플라스마는 추출 갭 일치 조건을 만족시키는 데 사용되고, 그후 상기 보조 가스 이온들은 질량 분석기에 의해 분리되고, 웨이퍼로 전송될 프로세스 이온들의 훨씬 더 낮은 전류를 남기게 된다.
프로세스 가스 대 보조 가스의 유용한 비율은 가스들의 흐름을 제어하는 데 사용되는 질량 흐름 컨트롤러들의 범위 및 정확도에 의해서만 한정된다. 4sccm의 보조 가스 흐름 및 0.1sccm 내지 0.04sccm의 프로세스 가스 흐름을 이용해, 40 -100의 인자까지의 빔 전류 감소는 이 방법으로 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 제2빔 감소 방법은 하나 또는 그 이상의 전류 제한 장치들을 작동시키는 단계를 포함하는데, 그 목적은 상기 이온 소스의 아래측에 위치되는 상기 이온 빔의 빔 전류를 감소시키는 데 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전류 제한 장치(32)는 바람직하게, 예를 들어 질량 분석 자석일 수 있는 질량 분석기(34)의 출구와 같은, 상기 이온 빔(12)이 상대적으로 넓은 위치에 배치된다. 이 전류 제한 장치(32)는 가변 슬릿 또는 구멍을 이용해 상기 이온 빔(12)의 통로를 기계적으로 제한하는 것에 의해 동작한다. 예를 들어, 상기 장치 위치에서 상기 이온 빔(12)의 폭이 50mm이면, 슬릿의 폭 5mm은 대략 10x의 인자에 의해 상기 이온 빔(12) 전류를 감소시킬 것이다. 이 가변 슬릿은 그 에지들이 함께 움직이는 2개의 판들로, 회전가능한 실린더 안의 슬롯에 의해, 또는 다른 적절한 기계적 수단에 의해 구성될 수 있다.
상기 전류 제한 장치 전/후의 상기 빔 전류의 유용한 비율은 그 위치에서 상기 빔의 폭에 대한 상기 장치의 최소 폭에 의해 제한된다. 장치 폭 0.5mm 내지 1.0mm, 및 빔 폭 50mm에 있어서, 50 - 100의 인자까지의 빔 전류 감소는 이 방법을 가지고 가능하다.
그러므로, 상기의 2개의 빔 감소 방법들을 결합하는 것에 의해, 웨이퍼 상에 추출된 빔으로부터 리본 빔까지 2,000 내지 10,000의 인자 만큼 빔 전류 감소가 가능하다. 3uA와 같이 낮은 상기 웨이퍼 상의 총 빔 전류는 그러므로 6mA 내지30mA과 같이 높은 추출된 소스 빔 전류들을 가지고 달성될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 상기 이온 빔 시스템(10)에 있어서, 상기 이온 소스로부터 추출 후, 상기 이온 빔은 상기 질량 분석기(34), 적어도 하나의 전류 제한 장치(32), 하나 또는 2개의 균일성 제어 장치들(36, 36') 및 가속/감속 스테이지(38)를 가로지른다.
상기 질량 분석기(34)는 하나의 이온 질량을 선택하고 상기 이온 빔으로부터 다른 질량들을 막는 데 사용된다. 질량 분석기들(34)은 이 분야에서 공지되어 있다. 도 1은 90 도 질량 분석 자석을 보여주지만, 다른 질량 분석기가 사용될 수 있다. 상기 전류 제한 장치(32)는 상기 프로세스 이온 빔에서의 빔 전류를 감소시키기 위해 상기 이온 소스의 아래측 및 상기 질량 분석기(34) 이후에 위치된다.
2개의 균일성 제어 장치(36, 36')의 목적은 웨이퍼에서 상기 리본 빔의 긴 차원을 따라 이온들의 높은 균일한 세기 분포를 생성하는 데 있다. 이러한 균일성 제어 장치들(36, 36')은 높은 전류 주입을 위한 균일한 리본 이온 빔들을 생성하기 위해 당업계에서 공지되어 있다. 미국 등록특허 제 7,078,713호 및 미국 등록특허 제 7,326,941호는 자석 코일들의 복수 쌍들을 포함하는 자기적 멀티폴 장치를 설명하는데, 이때 코일들의 각각의 쌍은 상기 이온 빔을 포커싱 또는 디포커싱하기 위한 4중 자기장을 생성한다. 상기 코일 쌍들에서 전류를 다르게 하는 것에 의해, 웨이퍼에서 상기 리본 빔에서의 이온 세기 분포는 원하는 균일성을 달성하기 위해 조정될 수 있다. 이것은 4중 장들을 채용하기 때문에, 이 장치의 사용은 상기 이온 빔의 중심을 편향시키지 않고, 이로써 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 이온 빔은 편향 없이 상기 장치를 관통한다. 한편, 미국 등록특허 제 5,350,926호 및 미국 등록특허 제 5,834,786호에 개시된 균일성 제어 장치들은 상기 리본 빔을 조정하기 위해 쌍극자 자기장들을 이용한다. 이러한 장치들의 이용은 상기 이온 빔의 중심의 편향을 야기시키고, 또한 본 발명의 범위 안에 존재한다.
도 1은 2개의 균일성 제어 장치들(36, 36')을 보여주지만, 2개 이상 또는 그 이하의 이용도 가능하다. 상기 2개의 균일성 제어 장치들은 상기 가속/감속 스테이지 전에 하나 후에 하나 도시되어 있지만, 균일성 제어 장치들은 어떠한 순서로든 배치될 수 있다.
상기 가속 또는 감속 스테이지(38)는 선택적이다. 상기 이온 소스(14)로부터 추출된 이온 빔(12)의 에너지는 선택적인 가속 전압과 함께 증가되거나, 또는 선택적인 감속 전압과 함께 감속될 수 있다. 이 가속 또는 감속은 자기적 또는 정전기적 에너지 필터링 장치에 연관될 수 있다. 상기 가속 또는 감속은 이 도면에 도시된 바와 같이 상기 빔의 중심의 편향 없이 존재할 수 있거나, 또는 빔 중심 편향을 포함할 수 있다.
요약하면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 균일한 중간 전류 리본 빔을 셋업하는 방법을 도시한다.
S50 단계에서, 원하는 소스 추출 전압이 설정된다.
S52 단계에서, 소스 추출 갭은 그 최대 값에 가까이 설정된다.
S54 단계에서, 상기 공급된 이온 소스 가스에서 프로세스 가스 대 보조 가스의 원하는 비율이 설정된다.
S56 단계에서, 상기 소스 플라스마 밀도는 상기 소스 추출 전압과 상기 소스 추출 갭에 맞추기 위해 조정된다. 여기서, 상기 억제 전류는 최소화된다.
S58 단계에서, 웨이퍼로 주입될 원하는 프로세스 이온들의 질량을 선택하기 위해 상기 질량 분석기가 설정된다.
S60 단계에서, 전류 제한 장치는 원하는 대로 상기 빔 전류를 감소시키기 위해 작동된다.
S62 단계에서, 하나 또는 그 이상의 균일성 제어 장치들은 웨이퍼에서 원하는 균일한 리본 빔 세기 분포를 획득하기 위해 작동된다.
S64 단계에서, 보조 가스 대 프로세스 가스의 비율은 조정되고 및/또는 상기 전류 제한 장치는 웨이퍼에서 원하는 총 리본 빔 전류를 획득하기 위해 조정된다.
요약하면, 본 발명은 리본 빔 주입기의 가용 범위를 1,000의 인자까지만큼 더 낮은 빔 전류들 및 양들을 주입하기 위해 확장시키는 것을 가능하게 한다. 상세하게는, 본 발명의 방법들 및 기술들은 리본 빔들이, 웨이퍼를 때리는 리본 빔의 그 부분에서 이온들의 총 세기가 대략 3uA로부터 대략 3mA까지 달라지고, 웨이퍼에 전달되는 이온 양이 대략 1E11로부터 1E14 이온들/cm2의 범위 안에 있게 해준다. 상기 방법들 및 기술들은 중간 전류 작동을 위해 특별히 디자인된 주입기에 사용될 수 있거나, 또는 중간 및 높은 전류 작동 모두를 가능하게 하는 주입기에 사용될 수 있다(1E11로부터 5E14 이온들/cm2의 양들, 및 3uA로부터 30mA의 리본 빔 세기).
본 발명은 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 다른 변형들 및 변경이 이하에서 청구된 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 만들어질 수 있다.
Claims (14)
- 프로세스 가스 및 보조 가스가 공급되는 이온 소스를 제공하는 단계; 및
소스 추출 전압과 소스 추출 갭에 맞출 수 있도록 상기 이온 소스의 프로세스 이온 빔의 소스 플라스마 밀도를 제어하기 위해, 상기 프로세스 가스 및 상기 보조 가스의 원하는 비율을 가지고 상기 이온 소스를 조정하는 단계를 포함하는, 이온 주입을 위한 중간 전류 리본 빔을 셋업하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 이온 소스는,
이온 빔을 추출하기 위한 슬릿 또는 구멍을 가지는 소스 전면 판을 가지며,
상기 소스 전면 판은 추출 갭으로 지칭되는 거리만큼 억제 전극으로부터 이격되는, 이온 주입을 위한 중간 전류 리본 빔을 셋업하는 방법. - 이온 소스의 프로세스 이온 빔의 규정된 소스 플라스마 밀도에서 이온 주입을 위한 이온 빔 전류를 감소시키기 위하여 이온 소스 아래측에 위치되는 적어도 하나의 전류 제한 장치를 작동하는 단계를 포함하는, 이온 주입을 위한 중간 전류 리본 빔을 셋업하는 방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 전류 제한 장치는 가변 슬릿 또는 구멍을 이용해 상기 프로세스 이온 빔의 통로를 기계적으로 제한하는 것에 의해 작동하는, 이온 주입을 위한 중간 전류 리본 빔을 셋업하는 방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 프로세스 이온 빔 안의 프로세스 이온들의 질량을 선택하기 위해 질량 분석기를 세팅하는 단계를 더 포함하는, 이온 주입을 위한 중간 전류 리본 빔을 셋업하는 방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 질량 분석기와 타겟 사이의 빔 라인에 위치되는 적어도 하나의 균일성 제어 장치를 세팅하는 단계를 더 포함하고, 상기 균일성 제어 장치는 상기 타겟에서 균일한 리본 빔을 달성하기 위해 작동되는, 이온 주입을 위한 중간 전류 리본 빔을 셋업하는 방법.
- 프로세스 가스 및 보조 가스가 공급되는 이온 소스를 제공하는 단계;
소스 추출 전압과 소스 추출 갭에 맞출 수 있도록 상기 이온 소스의 프로세스 이온 빔의 소스 플라스마 밀도를 제어하기 위해, 상기 프로세스 가스 및 상기 보조 가스의 원하는 비율을 가지고 이온 소스를 조정하는 단계; 및
이온 소스의 프로세스 이온 빔의 규정된 소스 플라스마 밀도에서 이온 주입을 위한 이온 빔 전류를 감소시키기 위하여 이온 소스 아래측에 위치되는 적어도 하나의 전류 제한 장치를 작동하는 단계를 포함하는, 이온 주입을 위한 중간 전류 리본 빔을 셋업하는 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 이온 소스는,
이온 빔을 추출하기 위한 슬릿 또는 구멍을 가지는 소스 전면 판을 가지며,
상기 소스 전면 판은 추출 갭으로 지칭되는 거리만큼 억제 전극으로부터 이격되는, 이온 주입을 위한 중간 전류 리본 빔을 셋업하는 방법. - 제 7 항에 있어서, 상기 프로세스 이온 빔에서 프로세스 이온들의 질량을 선택하기 위해 질량 분석기를 세팅하는 단계를 더 포함하는, 이온 주입을 위한 중간 전류 리본 빔을 셋업하는 방법.
- 제 9 항에 있어서, 상기 질량 분석기와 타겟 사이의 빔 라인에 위치되는 적어도 하나의 균일성 제어 장치를 세팅하는 단계를 더 포함하고, 상기 균일성 제어 장치는 상기 타겟에서 균일한 리본 빔을 달성하기 위해 작동되는, 이온 주입을 위한 중간 전류 리본 빔을 셋업하는 방법.
- 프로세스 가스 및 보조 가스가 공급되는 이온 소스로, 이때 상기 프로세스 가스와 상기 보조 가스의 원하는 비율은 소스 추출 전압과 소스 추출 갭에 맞출 수 있도록 상기 이온 소스의 프로세스 이온 빔의 소스 플라스마 밀도를 제어하기 위해 조정되고;
상기 프로세스 이온 빔 안의 프로세스 이온들의 질량을 선택하기 위한, 질량 분석기;
상기 프로세스 이온 빔 안에서 빔 전류를 감속시키기 위해 상기 이온 소스의 아래측에 위치되는, 적어도 하나의 제한 장치; 및
상기 질량 분석기와 타겟 사이의 빔 라인에 위치되는, 적어도 하나의 균일성 제어 장치를 포함하고, 이때 상기 균일성 제어 장치는 상기 타겟에서 균일한 리본 빔을 달성하기 위해 작동되는, 이온 빔 시스템. - 제 11 항에 있어서, 질량 분석 자석과 상기 타겟 사이에 위치되는 가속/감속 스테이지를 더 포함하는, 이온 빔 시스템.
- 제 12 항에 있어서, 2개의 균일성 제어 장치들이 존재하고, 균일성 제어 장치들 중 하나는 상기 가속/감속 스테이지 앞에, 그리고 다른 균일성 제어 장치는 상기 가속/감속 스테이지 후에 있는, 이온 빔 시스템.
- 제11항에 있어서, 상기 이온 소스는,
이온 빔을 추출하기 위한 슬릿 또는 구멍을 가지는 소스 전면 판을 가지며,
상기 소스 전면 판은 추출 갭으로 지칭되는 거리만큼 억제 전극으로부터 이격되는, 이온 빔 시스템.
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