KR101702908B1 - 조절 가능한 루버드된 플라즈마 일렉트론 플루드 외피 - Google Patents

조절 가능한 루버드된 플라즈마 일렉트론 플루드 외피 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이온 주입 시스템 내 입자성 오염물을 감소시키기 위한 장치를 제공한다. 상기 장치는 입구(260), 출구(262), 내부에 형성된 복수의 루버들(266)을 가지는 하나 이상의 루버드된 면(264)을 구비하는 외피(250)를 가진다. 이온 주입 시스템의 빔 라인(P)은 입구 및 출구를 지나서 통과하고 하나 이상의 루버드된 면의 복수의 루버들은 빔 라인을 따라 이동하는 이온 빔의 에지를 기계적으로 필터링하도록 구성된다. 외피는 두 개의 루버드된 면(254A, 254B), 루버드된 상부(278)를 가질 수 있으며, 빔 라인에 수직하게 측정하였을 때 외피의 입구 및 출구 각각의 폭은 대체로 두개의 루버드된 면들의 상호간의 위치에 의해 규정된다. 루버드된 면들 중 하나 또는 복수의 면은 조절가능하게 장착될 수 있으며 외피의 입구 및 출구 중 하나 이상은 그 폭이 제어 가능하다.

Description

조절 가능한 루버드된 플라즈마 일렉트론 플루드 외피 {ADJUSTABLE LOUVERED PLASMA ELECTRON FLOOD ENCLOSURE}
본 발명은 일반적으로 이온 주입 시스템에 관한 것으로 보다 구체적으로 이온 주입 시스템 내 입자성 오염물을 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
관련 출원의 참조(REFERENCE TO RELATED APPLICATION)
본 출원은 2009년 7월 15일 출원된 발명의 명칭이 “조정가능한 루버드된 플라즈마 일렉트론 플루드 외피”인 미국 가출원 일련 번호 61/225,843에 대한 우선권 및 그 이익을 주장하며, 상기 미국 가출원의 내용은 마치 본 명세서에 완전히 기재된 것처럼, 인용에 의하여 본 명세서에 편입된다.
반도체 장치 및 다른 제품의 제조에서, 이온 주입 시스템은 도펀트(dopant) 물질로서 알려진 불순물을 반도체 웨이퍼, 디스플레이 패널 또는 다른 작업물 내로 주입하기 위해 사용된다. 종래의 이온 주입 시스템 또는 이온 주입기는 작업물을 이온 빔으로 처리하여서, n 또는 p 타입으로 도핑된 영역을 생성하거나 또는 작업물 내에 부동태(passivation) 층을 형성한다. 반도체를 도핑하기 위해 사용되는 경우, 이온 주입 시스템은 희망 불순물 물질을 생성하기 위해 선택된 이온 종(species)을 주입한다. 예를 들어 안티몬, 비소 또는 인과 같은 소스 물질들로부터 발생된 이온들을 주입하는 것은 n 타입 불순물 물질 웨이퍼를 야기시킨다. 대신에 보론, 갈륨 또는 인듐과 같은 소스 물질들로부터 발생된 이온들을 주입하는 것은 반도체 웨이퍼에서 p 타입 불순물 물질 부분을 생성한다.
종래의 이온 주입 시스템은, 희망 도펀트 원소를 이온화하는 이온 소스를 포함하는데, 상기 희망 도펀트 원소는 이후 규정된 에너지의 이온 빔을 형성하기 위해 가속된다. 이온 빔은 도펀트 원소를 작업물에 주입하기 위해 작업물의 표면에 지향된다. 이온 빔의 활성화된(energetic) 이온들은 작업물의 표면을 침투하여 작업물 물질의 결정형 격자 내로 임베딩되어서 희망 전도성을 가지는 영역을 형성한다. 주입 공정은 잔류 가스 분자와의 충돌에 의해 이온 빔의 분산을 방지하고 공기에 의해 운반되는 미립자에 의해 작업물이 오염되는 위험을 최소화하기 위해 일반적으로 높은 진공 공정 챔버 내에서 수행된다.
이온 선량 및 에너지는 이온 주입을 규정하기 위해 흔히 사용되는 두 개의 변수들이다. 이온 선량은 주어진 반도체 물질에 대한 주입된 이온들의 농도와 연관된다. 일반적으로, (일반적으로 10mA의 이온 빔 전류보다 더 큰) 높은 전류 주입기는 높은 선량 주입을 위해 사용되는 반면 (일반적으로 최대 약 1mA 빔 전류까지 인가 가능한) 중간 전류 주입기는 더 낮은 선량 어플리케이션에 대하여 사용된다. 이온 에너지는 반도체 장치에서 접합 깊이를 제어하기 위해 사용된다. 이온 빔을 구성하는 이온들의 에너지는 주입된 이온들의 깊이의 정도를 결정한다. 반도체 장치에서 역행 우물(retrograde well)을 형성하기 위해 사용되는 것과 같은 높은 에너지 공정들은 일반적으로 최대 수(a few) 백만 전자 볼트(MeV)의 주입을 필요로 하며 반면에 쉘로우(shallow) 접합은 단지 1000 전자 볼트(keV)보다 낮은 에너지를 요구할 수 있다.
점점 더 작은 반도체 장치로의 계속된 추세는 낮은 에너지에서 높은 빔 전류를 전달하는 역할을 할 수 있는 이온 소스를 갖는 주입기를 요구한다. 높은 빔 전류는 필요한 선량 레벨을 제공하는 반면 낮은 에너지 레벨은 쉘로우 주입을 허용한다. 예를 들어 상보형 금속 산화막 반도체(CMOS) 장치에서 소스/드레인 접합은 그러한 높은 전류 및 낮은 에너지 어플리케이션을 요구한다.
본 발명은 이온 주입 시스템 내 입자성 오염물을 감소시키는 방법을 제공함으로써 종래 기술의 한계를 극복하고자 하는 것이다. 결과적으로 다음은 본 발명의 몇몇 양태(aspect)의 기본적인 이해를 제공하기 위한 본 발명의 간략한 요약이다. 본 요약은 본 발명의 광범위한 개관(overview)이 아니다. 본 요약은 본 발명의 실마리 또는 중요한 요소를 확인하고자 하거나 본 발명의 범주를 기술하고자 하는 것이 아니다. 본 요약의 목적은 다음에 설명될 보다 상세한 설명에 대한 서언으로서 본 발명의 몇몇 개념을 간략한 형태로 제시하고자 하는 것이다.
본 발명은 일반적으로 이온 주입 시스템 내 입자성 오염물을 감소시키기 위한 장치 또는 방법에 관한 것이다. 일 양태에 따르면, 상기 장치는 이온 주입 시스템의 빔 라인을 따라 존재하도록 구성된 외피(enclosure)를 포함한다. 상기 외피는 입구, 출구 그리고 내부에 형성된 복수의 루버(louver)들을 가지는 하나 이상의 면(side)을 포함한다. 예를 들어 이온 빔의 이동 방향으로 측정하였을 때 복수의 루버들은 이온 빔에 대하여 대략 90도보다 작은 각도를 이룬다. 특정한 일례에서, 복수의 루버들은 빔 라인에 대하여 대략 45 내지 55도의 각도를 이룬다.
예를 들어 외피는 탄소로 구성되어 있으며, 빔 라인에 대한 오염이 최소화된다. 다른 예시에서 외피는 접지되어 있거나 외피에 이온 주입 시스템에 대하여 바이어스 전압이 제공된다. 빔 라인은 입구를 경유하여 외피로 진입하고 출구를 경유하여 외피를 빠져나가며, 하나 이상의 루버드된 면의 복수의 루버들은 빔 라인을 따라 이동하는 이온 빔의 에지를 기계적으로 필터링하도록 구성된다. 다른 예시에서 외피는 플라즈마 일렉트론 플루드 외피를 포함하며, 하나 또는 복수의 전극은 내부에서 주입 중인 기판 상의 전하를 제어하면서, 플라즈마 일렉트론 플루드 외피 내에서 이온 빔에 전자들을 공급하도록 구성된다.
특정한 일례에서, 외피는 전체적으로 서로 대향되게 위치한 두 개의 루버드된 면들을 포함한다. 예를 들어 빔 라인에 수직하게 측정하였을 때 외피의 입구 및 출구는 대체로 두 개의 루버드된 면들의 상호간의 위치에 의해 규정된다. 다른 예시에서, 루버드된 면들 중 적어도 하나는 조절 가능하도록 장착되며, 외피의 입구 및 출구 중 하나 이상은 그 폭이 조절 가능하며 하나 이상의 루버드된 면의 위치에 기초하여 제어된다. 예를 들어 두 개의 루버드된 면들 각각은 외피의 입구와 연관된 각각의 피봇축을 포함하며, 두 개의 루버드된 면들은, 내부에서 외피의 출구의 폭을 제어하면서, 각각의 피봇축을 중심으로 피봇하도록 구성된다. 예를 들어 루버드된 면들 중 적어도 하나의 면의 위치를 제어하는 것에 의해서 내부에서 외피의 입구 및 출구 중 하나 이상이 그 폭이 제어된다.
다른 예시에서 외피는 상호간에 평행하지 않은 면들 내에 놓여진 두 개의 루버드된 면들을 포함하며, 외피 입구의 폭은 대체로 외피의 상류에 있는 리졸빙 개구(resolving aperture)의 폭에 의해 규정되고 외피 출구의 폭은 대체로 작업물의 바로 상류에 있는 빔 라인의 출구 개구에 의해 규정된다.
또 다른 예시에 따르면, 외피는 대체로 두 개의 루버드된 면들 사이에서 외피의 맨위 부분을 둘러싸는 상부면을 더 포함한다. 예를 들어 상부면은 탄소로 구성된 다공성 또는 비다공성 판을 포함한다. 다른 예시에서 상부면은 내부에 형성된 복수의 루버들을 가진다. 예를 들어, 외피의 상부면의 위치는 대체로 외피의 상류 개구(예를 들면 입구) 및 하류 개구(예를 들면 출구) 중 하나 또는 복수 개를 규정한다. 예를 들어 외피의 입구에 가장 가까운 루버는 대체로 빔 형성 개구를 제공하는데 빔 스트라이크(beamstrike) 및 후속 스퍼터링(sputtering) 그리고/또는 플레이팅(plating)이 하류 구성요소들 상에서 최소화 또는 제거된다. 또 다른 예시에서, 대체로 외피의 바닥부를 둘러싸는 바닥면이 추가적으로 제공되는데, 바닥면은 대체로 두 개의 루버드된 면들 사이에서 연장된다. 예를 들어 바닥면은 복수의 다공들을 포함하고, 상기 복수의 다공들은 오염물들이 중력에 의해 외피 밖으로 QK져나갈 수 있게 작동가능하다.

입자성 오염물을 감소시키기 위한 방법이 추가적으로 제공되는데, 하나 이상의 루버드된 면의 복수의 루버들은 이온 빔의 에지를 기계적으로 필터링하여 빔 라인으로부터 하나 또는 복수의 오염물을 제거한다.
삭제
앞서의 목적들 및 관련된 목적들을 성취하기 위해서, 본 발명은 이하에서 충분히 설명되며 특히 청구항에서 명시되는 특징들을 포함한다. 다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 특정한 예시적인 실시예들을 상세하게 기술한다. 그러나 이와 같은 실시예들은 본 발명의 원리가 채택될 수 있는 여러 가지 방식들 중 몇몇만을 나타낸다. 본 발명의 다른 목적, 이점 및 신규한 특징들은 도면과 연계되어 고려될 때 다음의 본 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 종래의 이온 주입 시스템의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 양태를 따르는, 예시적인 이온 주입 시스템의 시스템 레벨 블록 다이어그램이다.
도 3는 본 발명의 다른 양태에 따르는, 예시적인 이온 주입 시스템의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 양태를 따르는, 다른 예시적인 이온 주입 시스템의 상세한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 양태를 따르는, 예시적인 루버드된 외피의 사시도이다.
도 6은 도 5에서 상부 및 하부가 제거된 루버드된 외피의 사시도이다.
도 7은 다른 양태를 따르는 도 5의 루버드된 외피의 위에서 본 횡단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 양태에 따른, 관통하여 지나가는 이온 빔을 도시하는 도 7의 루버드된 외피를 위에서 본 다른 횡단면도이다.
도 9는 또 다른 양태를 따르는 도 5의 루버드된 외피의 측단면도이다.
도 10은 기울어진 상부면을 가지고 있는 다른 예시적인 루버드된 외피의 다른 측단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 예시적인 양태에 따라,하나 이상의 작업물 내로 이온을 주입하는 동안 입자 오염을 감소시키는 예시적인 방법의 블록 다이어그램이다.
본 발명은 일반적으로 하나 또는 복수의 작업물 내로 이온을 주입하는 동안 입자성 오염물을 감소시키는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 상기 방법은 이온 주입 시스템의 빔 라인을 따라 제공되는 외피를 제공하며, 복수의 루버들은 대체로 작업물에서 입자성 오염물을 감소시킨다. 따라서 지금부터 도면을 참조하여 본 발명이 설명될 것이며, 명세서 전체에 걸쳐서 유사한 요소들을 지칭하기 위해 유사한 참조 번호들이 사용된다. 이들 양태들에 대한 설명은 단지 예시적인 것에 불과한 것이며, 상기 설명을 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석하여서는 아니됨을 이해할 수 있을 것이다. 후술하는 설명에 있어서 설명의 목적상, 많은 특정한 세부사항들이 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나 본 발명이 상기 특정한 세부사항들 없이도 실행될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
예시적인 이온 주입 시스템(10)이 도 1에 도시되어 있으며, 이온 주입 시스템은 터미널(12), 빔 라인 조립체(14) 및 엔드 스테이션(16)을 포함한다. 터미널(12)은 전력 공급원(22)에 의해 전력을 공급받는 적합한 이온 소스(20)를 포함하며, 상기 터미널은 이온 빔(24)을 발생시켜서, 상기 이온 빔(24)이 빔 라인 조립체(14)를 통과하여 결국 엔드 스테이션(16)으로 이르도록, 상기 이온 빔을 지향시키도록 구성된다. 예를 들어 빔 라인 조립체(14)는 빔 가이드(26) 및 그와 결합된 질량 분석장치(28)를 가지고 있고, 적합한 전하 대 질량 비율을 가지는 이온들만이 빔 가이드(26)의 출구 단부에서 개구(30)을 통과하여 엔드 스테이션(16)에 배치된 작업물(32)(예를 들면, 반도체 웨이퍼, 디스플레이스 패널 등)에 이르도록 하기 위한, 쌍극자 자기장이 설정된다.
짧은 빔 라인, 높은 전류 펜슬 빔(pencil beam) 이온 주입 시스템과 같은 몇몇 예에서, 플라즈마 일렉트론 플루드(PEF)(34)는 빔 블로업(blow-up)을 제거하고 공간 전하(space charge)를 제어할 뿐만 아니라 작업물 상의 전하를 제어하기 위해 작업물(32)의 바로 상류에서 사용된다. 그러나 본 발명자는 PEF(34)의 사용이 내부에 플라즈마가 형성된 외피(36)를 수반한다는 것을 인식하였다. 예를 들어 외피(36)는 전자 손실들을 최소화시키며 플라즈마 플루드를 둘러싸서, 내부에서, PEF(34)에 사용된 이온화 가스(미도시)가 시스템(10) 내 다른 곳에서 높은 전압 특징부(미도시)에 접촉함에 의해서 이온 주입 시스템 전체에 걸쳐 입자성 및 금속 오염물을 보유하도록 시도되는 것을 대체로 방지한다.
그러나 작업물(32) 내로 이온을 주입하는 동안, 시간이 지남에 따라 다양한 오염물(미도시)이 이온 빔(24)으로부터 대체로 발생되고, 빔 경로를 따라 배치된 PEF 외피(36) 및 개구(30)와 같은 다양한 구성요소(38)에 충돌하여 부착 또는 증착된다. 이온이 다양한 구성요소(38)와 충돌하는 것은 예를 들어 빔 경로를 따라 위치된 다른 표면들(40) 상으로 오염물(미도시)을 추가적으로 스퍼터링할 수 있고 이온 빔(24)은 추가적으로 오염물을 작업물(32)로 이송할 수 있다.
도 2는 블록 다이어그램 형태로 묘사된 다른 예시적인 이온 주입 시스템(100)을 도시하고 있으며, 예시적인 이온 주입 시스템은 본 발명의 하나 이상의 양태를 구현하는데 적합하다. 시스템(100)은 경로 또는 빔 라인(P)을 따라 이동하도록 작동가능한 다량의 이온을 생성하여 작업물(104)(예를 들어 반도체 웨이퍼, 디스플레이 패널 등) 내로 이온을 주입하기 위한 이온 빔(103)을 형성하기 위한, 이온 소스(102)를 포함하는 이온 주입 장치(101)를 포함한다. 예를 들어 이온 소스(102)는 일반적으로 플라즈마 챔버(105), 프로세스 가스 소스(106) 및 전력 소스(108)를 포함하며, 양전하 이온들은 전력 소스로부터 전력을 인가하는 것에 의해 플라즈마 챔버 내에서 공정 가스로부터 발생한다. 공정 가스 소스(106)는 이온화가능한 가스 또는 증기화된 솔리드 소스 물질 또는 이전에 증기화된 종과 같은 소스 물질을 포함할 수 있다. 작업물(104) 내로의 n 타입 주입을 위해 예를 들어 소스 물질은 보론, 갈륨, 인듐을 포함할 수 있다. p 타입 주입을 위해 예를 들어 소스 물질은 비소, 인 또는 안티몬을 포함할 수 있다.
이온 소스(102)는 함께 결합된 추출 조립체(109)를 더 포함하며, 대전된 이온들은 추출 전압(VExtract)을 이에 인가할 때 이온 소스로부터 추출된다. 추출 전력 소스(110)는 추출 전압(VExtract)을 제공하기 위해 작동가능하며, 추출 전압은 추가적으로 변조될 수 있다. 빔 라인 조립체(112)는 이온 소스(102)의 하류에 추가적으로 제공되며, 빔 라인 조립체는 일반적으로 대전된 이온들을 수용한다. 예를 들어 빔 라인 조립체(112)는 빔 가이드(116), 질량 분석기(118) 및 개구(120)와 같은 하나 이상의 구성요소(114)를 포함하며, 상기 하나 이상의 구성요소는 이온 빔(103)을 형성 및 성형하도록 작동할 수 있다.
예를 들어 질량 분석기(118)는 자석(미도시)과 같은 필드(field) 생성 구성요소를 더 포함하며, 상기 질량 분석기는 일반적으로 이온 빔(103)에 걸쳐 자기장을 제공함으로써 이온 빔으로부터의 이온들을 이온들의 전하 대 질량 비율에 따라 가변 괘적들에서 굴절(편향)시킨다. 예를 들어 자기장을 통과하여 이동하는 이온들은, 희망 전하 대 질량 비율을 가지는 개별 이온들을 빔 경로(P)를 따라 지향시키고 원치 않는 전하 대 질량 비율을 가지는 이온들을 빔 경로로부터 멀어지도록 굴절시키는, 힘을 겪게 된다. 일단 질량 분석기(118)를 통과하면 이온 빔(103)은 개구(120)를 통과하도록 지향되며, 상기 이온 빔은 대체로 작업물(104) 내로의 주입을 위한 간결한(concise) 빔을 생성하기 위해 제한된다.
이온 주입 시스템(100)은 일반적으로 작업물(104)이 위치되는 엔드 스테이션(122)을 더 포함한다. 집적 회로 장치, 디스플레이 패널 및 다른 제품의 제조에서, 작업물(104)의 전체 표면에 걸쳐 도펀트 종(species)을 균일하게 주입하는 것이 바람직하다. 그러므로 이온 주입 장치(101)는 단일 작업물(104) 내로 이온들을 주입하도록 구성될 수 있으며(예를 들어 “시리얼” 이온 주입기), 상기 작업물은 일반적으로 엔드 스테이션(122) 내에 위치한 페데스탈(pedestal) 또는 척(chuck) 상에 존재한다. 이와 달리 이온 주입 장치(101)는 복수의 작업물들(104) 내로 이온들을 주입하도록 구성될 수 있으며(예를 들어“배치(batch)” 이온 주입기), 상기 엔드 스테이션(122)은 회전 플래터(platter)(미도시)를 포함하고. 회전 플래터 상에서 몇몇(several) 작업물들이 이온 빔(103)에 대하여 병진이동된다. 이온 소스로부터 이온들을 추출하고 상기 이온들을 하나 이상의 작업물 내로 주입시킬 수 있는 임의의 이온 주입 장치가 본 발명의 범주 내에 포함됨이 고려될 수 있다는 것을 주목해야 한다. 그러나 본 발명은 상대적으로 짧은 빔 라인 길이(예를 들어 높은 전류 이온 주입 시스템)를 가지고 있는 이온 주입 시스템(100)에서 특별히 유용함을 나타냈다.
하나의 예시에서 이온 주입 장치(101)는 이온 빔(103)의 통로(P)를 따라 대체로 위치한 루버드된 외피(124)를 더 포함한다. 하나의 예시에서, 루버드된 외피(124)는 빔 라인 조립체(112)와 엔드 스테이션(122) 사이에서 일반적으로 존재하지만, 이와 달리 루버드된 외피는 플라즈마 챔버(105)와 질량 분석기(118) 사이에서 위치할 수 있다. 예를 들어 이하 보다 구체적으로 서술되는 바와 같이, 루버드된 외피(124)는 이온 빔이 엔드 스테이션(122)으로 진입하기 이전에 이온 빔(103)의 에지를 기계적으로 필터링하거나 “클리핑(clip)”하도록 작동할 수 있다. 하나의 특정한 예시에서 루버드된 외피(124)는 이온 빔 경로(P)를 따라 개구(120)의 하류에 위치한 플라즈마 일렉트론 플루드(PEF) 외피(126)를 포함하며, 상기 PEF 외피(126)는 상기 이온 빔(103)에 전자들을 제공하도록 구성되며 또한 이온 빔과 결합한 공간 전하들을 제어하여서 이온 빔 블로우 업 또는 팽창을 제어하고 주입 중인 작업물(104) 상에서 전하 축적를 제어하도록 구성된다.
이온 주입 시스템(100)은 제어기(128)을 더 포함하며, 상기 제어기는 이온 주입 장치(101)를 제어하도록 작동 가능하다. 예를 들어 제어기(128)는 추출 전력 소스(110) 뿐만 아니라 이온들을 발생시키기 위한 전력 소스(108)를 제어하도록 작동할 수 있으며, 이온 빔 경로(P)가 일반적으로 제어된다. 추가적으로 제어기(128)는 무엇보다도 질량 분석기(118)와 결합한 자기장의 세기 및 배향을 조정하도록 작동 가능하다. 다른 예시에서 제어기(128)는 이온 주입 장치(101) 내에서 작업물(104)의 위치를 제어하도록 추가적으로 작동가능하며, 이온 빔 경로(P)에 대하여 루버드된 외피(124)의 위치 그리고/또는 배향을 제어하도록 추가적으로 구성될 수 있다. 제어기(128)가 프로세서, 컴퓨터 시스템 그리고/또는 시스템(100)의 전반적인 제어를 위한 오퍼레이터(예를 들어 오퍼레이터에 의한 입력과 연계된 컴퓨터 시스템)를 포함할 수 있다는 것은 이해될 수 있을 것이다.
이제 도 3을 참조하면, 도 2에서의 상기 장치(101)와 같은 예시적인 이온 주입 장치(200)가 도시되어 있으며, 상기 예시적인 이온 주입 장치가 보다 구체적으로 도시되어 있다. 도 4는 휠씬 더 자세하게 이온 주입 장치(200)를 도시한다. 이온 주입 장치(200)는 단지 하나의 예시로서 도시되어 있을 뿐이고, 본 발명이 높은 에너지 시스템들, 낮은 에너지 시스템들 또는 다른 주입 시스템들과 같은 다양한 다른 타입의 이온 주입 장치 및 시스템을 사용하여 실행될 수 있고 모든 이와 같은 시스템들이 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 고려되어야 함을 다시 한번 주의해야 한다.
예를 들어 도 3 및 도 4의 이온 주입 시스템(200)은 터미널(212), 빔 라인 조립체(214) 및 엔드 스테이션(216)(예를 들어 집합적으로 명명되는 프로세스 챔버)을 포함하며, 이온 주입 시스템은 도 3에 도시된 하나 이상의 진공 펌프(218)에 의해 일반적으로 진공 하에 놓이게 된다. 예를 들어 터미널(212)은 소스 전력 공급원(212)에 의해 전력이 공급되는 이온 소스(220)를 포함하고, 그리고 이온 소스(220)로부터 이온을 추출하여 빔 라인 조립체(214)에 추출된 이온 빔(210)을 제공하기 위하여 추출 전력 공급원(226)에 의해 전력이 공급되는 추출 조립체(224)를 포함한다. 예를 들어 빔 라인 조립체(214)와 연계하여 추출 조립체(224)는 주어진 에너지 레벨에서 이온 주입을 위해 엔드 스테이션(216) 내 지지대(229)상에 존재하는 작업물(228)을 향하여 이온들을 지향시키도록 작동할 수 있다.
일례를 들어, 이온 소스(220)는 플라즈마 챔버(미도시)를 포함하고, 공정 물질(Msource)의 이온들은 높은 양전위(Vsource)에서 에너지화된다(energized). 비록 본 발명이 소스(220)에 의해 음이온들이 발생되는 시스템에 대해서도 적용가능하지만, 일반적으로 양이온들이 발생되는 것에 주목해야 한다. 추출 조립체(224)는 플라즈마 전극(230) 및 하나 또는 복수의 추출 전극(232)을 더 포함하며, 플라즈마 전극은 하나 또는 복수의 추출 전극에 대하여 바이어스되지만, 이온 소스(220) 내에 플라즈마에 대해 플로팅된다(예를 들어 일반적으로 접지되는 작업물(228)에 대해 120kV인 플라즈마 전극). 예를 들어 하나 또는 복수의 추출 전극(232)은 플라즈마 전극(230)의 전압보다 더 낮은 전압에서 바이어스된다(예를 들어 0-100kV인 추출 전압(VExtract)). 플라즈마에 대한 하나 또는 복수의 추출 전극(232)에서의 상대적 음전위는 이온 소스(220) 밖으로 양이온을 추출 및 가속시키도록 작동할 수 있는 정전기장을 생성한다. 예를 들어 하나 또는 복수의 추출 전극(232)은 그것과 함께 결합된 하나 또는 복수의 추출 개구(234)를 가지고 있으며, 양으로 대전된 이온들은 이온 빔(210)을 형성하기 위해 하나 또는 복수의 추출 개구를 통과하여 이온 소스(220)를 빠져나가며, 추출 이온들의 속도는 일반적으로 하나 또는 복수의 추출 전극에 의해 제공되는 전위(VExtract)에 의해 결정된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 빔 라인 조립체(214)는 입구 및 출구를 가지는 빔 가이드(235)를 포함하는데, 상기 입구는 이온 소스(220) 근처에 위치되고(예를 들어 추출 개구(234)와 결합됨), 그리고 상기 출구는 추출된 이온 빔(210)을 수용하며, 적절한 전하 대 질량 비율 또는 비율 범위를 가지는 이온들(예를 들어 희망 질량 범위를 갖는 이온들을 가지는 질량 분석된 이온 빔)만을 통과시켜 엔드 스테이션(216)에 위치한 작업물(228)에 이르게 하는, 쌍극자 자기장을 발생시키는, 질량 분석기(238) 뿐만 아니라 분석 플레이트(resolving plate)(236)를 구비한다. 이온 소스(220) 내 소스 물질들의 이온화는 희망 원자 질량을 가지고 있는 양으로 대전된 이온들의 종(species)을 발생시킨다. 그러나 희망 이온들의 종에 더하여, 이온화 공정은 다른 원자 질량들을 가지고 있는 일정 비율의 이온 또한 발생시킬 것이다. 적절한 원자 질량보다 무겁거나 가벼운 원자 질량을 가지고 있는 이온들은 주입에 적절하지 않으며 바람직하지 않은 종으로 언급된다. 질량 분석기(238)에 의해 발생된 자기장은 일반적으로 이온 빔(210)의 이온들이 곡선 궤적으로 움직이게 하고 따라서 오직 희망 이온 종의 원자 질량과 동일한 원자 질량을 가지는 이온들만이 엔드 스테이션(216)까지 빔 통로(P)를 횡단할 수 있도록 자기장이 형성된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 도 3의 빔 가이드(235)의 출구에서 분석 플레이트(236)는 바람직한 이온들의 종의 원자 질량과 동일하지 않지만 상기 원자 질량에 근접한 원자 질량을 가지는 이온 빔(210)으로부터 바람직하지 않은 이온 종을 제거하기 위해 질량 분석기(238)와 연계하여 작동한다. 예를 들어 분석 플레이트(236)는 유리질(vitreous) 흑연 또는 텅스텐 또는 탄탈럼(tantalum)과 같은 또 다른 물질로 구성되고 하나 또는 복수의 세장형 개구들(240)을 포함하며, 이온 빔(210) 내 이온들은 빔 가이드(235)를 빠져나올 때 개구를 통과하여 지나간다. 분석 플레이트(236)에서, 이온 빔(210)의 통로(P)로부터 이온들의 분산(예를 들어 ‘P’로 도시됨)은 그 최소값에서 존재하며, 이온 빔의 폭(P'-P')은 이온 빔(210)이 분석 개구(240)을 통과하여 지나가는 최소에서이다.
상기 설명한 바와 같이, 도 3의 질량 분석기(238)에서 자기장의 세기 및 배향 그리고 이온 소스(220)로부터 추출된 이온들의 속도는 도 2의 제어기에 의해 결정되는데, 일반적으로 오직 바람직한 종의 원자 질량(또는 전하 대 질량 비율)과 동일한 원자 질량을 가지고 있는 이온들만이 기결정된 희망 이온 빔 통로(P)를 횡단하여 엔드 스테이션(216)으로 이르게 할 수 있도록 결정된다. 희망 이온 원자 질량보다 훨씬 더 무겁거나 훨씬 더 가벼운 원자 질량을 가지는 바람직하지 않은 이온 종들은 급격하게 굴절(편향)되며 도 3의 빔 가이드(235)의 하우징(242)에 충돌한다.
그러나 바람직하지 않은 이온의 원자 질량이 희망 종의 원자 질량에 매우 근접한다면, 바람직하지 않은 이온의 궤도는 희망 빔 통로(P)로부터 단지 약간만 굴절될 것이다. 따라서 희망 빔 통로(P)로부터 단지 약간의 굴절을 가지는, 이러한 바람직하지 않은 이온은 분석 개구(236)의 상류 대면 표면(244)에 충돌하는 경향을 가질 수 있다. 감속된 이온 주입 시스템(“디셀 모드(decel mode)로 불림”)에서, 빔 통로(P)의 길이는 상대적으로 짧다. 그러한 시스템에서, 도 4의 디셀 감쇄 플레이트(246)(decel suppression plate)는 분석 플레이트(236)의 하류에 제공되며, 전기적 바이어스는 일반적으로 이온 빔을 감속시키고 전자들이 빔 라인(P)을 따라 상류로부터 이동하는 것을 방지한다. 접지 플레이트(248)는 디셀 감쇄 플레이트(246)의 하류에 추가적으로 제공된다. 예를 들어 광학(optics)이 디셀 감쇄 플레이트(246) 및 접지 플레이트(248)의 일부로서 구현될 때, 이온 빔은 디셀 감쇄 플레이트에 적절한 전압을 인가하는 것에 의해서 Y축에 추가적으로 초점이 맞춰질 수 있다.
본 예시에 따르면, 루버드된 외피(250)는 분석 개구(236)의 하류에 제공되며(예를 들어 또한 디셀 감쇄 플레이트(246) 및 접지 플레이트(248)의 하류에), 루버드된 외피는 PEF 외피(252)를 포함한다. 이온 주입 장치(200)가 작동하는 동안, 오염물, 예를 들어 이온들의 바람직하지 않은 종, 분석 개구(236), 빔 가이드(235) 등으로부터 증착된 빔 종 또는 스퍼터된 탄소의 층간박리(delamination), 도펀트 물질 그리고/또는 이온 소스(220)로부터의 물질 그리고 작업물(228)로부터의 스퍼터된 포토레지스트 및 실리콘은 표면(254) 상에 축적되는 경향을 가질 것이다. 특히, 분석 플레이트(236)의 상류 대면 표면(244)은 작업물(228) 내로 반복된 낮은 에너지 이온 주입 후에 오염물(미도시)을 축적할 경향을 가질 것이다. 이와 달리 더 높은 에너지 이온 빔들은 분석 플레이트(236)의 상류에 있는 구성요소들 및 하류에 있는 구성요소들 모두에 탄소 또는 다른 오염물을 스퍼터하는 경향을 가질 것이다. 나아가, 작업물들(228) 그 자체들로부터 포토레지스트 물질 또한 이온 주입 장치(200)의 내부 표면 상에 축적될 수 있다.
기존에는 분석 플레이트(236)와 같은 구성요소(256)의 표면(254)상에 오염물이 축적되는 것은 주입 동안 결국 사라지는 경향을 가져서 불리한 전기적 방전 및 입자성 문제를 발생시켰다. 나아가 분석 개구(240) 주위에서 오염물의 축적은 추가적으로 빔 통로(P')의 외부 끝단 근처에서 희망 이온들이 축적된 오염물을 가격하여 떼어내는 원인이 된다. 떼어진 오염물은 추가적으로 작업물(228)의 표면까지 이동할 수 있어서, 결과적인 주입된 작업물에 다양한 바람직하지 않은 효과들을 잠재적으로 미칠 수 있다.
도 5 내지 도 9는 루버드된 외피(250)의 일 예시에 해당하는 다양한 도면들을 도시하고 있으며 루버드된 외피는 입구(260), 출구(262) 및 내부에 형성된 복수의 루버들(266)을 가지고 있는 적어도 하나의 루버드된 면(264)를 가지고 있다. 예를 들어 루버드된 외피(250)는 탄소로 구성되며, 오염물은 최소화된다. 다른 예시에서 루버드된 외피(250)는 전기적으로 플로팅되거나(예를 들어 전기적으로 바이어스되지 않음), 접지되거나 또는 이온 주입 시스템(200)에 대하여 바이어스된다. 예를 들어 도 3의 빔 라인(P)은 도 5 내지 도 8의 루버드된 외피(250)의 입구 및 출구를 통과하여 지나며, 적어도 하나의 루버드된 면(264)의 복수의 루버들(266)은 빔 라인(P)을 따라 이동하는 도 3의 이온 빔(201)의 에지를 기계적으로 필터링하도록 구성된다. 예를 들어 외피(250)의 입구(260)에서 가장 가까운 루버들(267)은 일반적으로 빔 형성 개구를 제공하며, 빔스트라이크(beamstrike) 및 후속하는 스퍼터링 그리고/또는 하류 구성요소 상에서의 오염물의 플레이팅(plating)은 최소화하거나 또는 제거된다.
예를 들어 도 7 및 도 8에서 도시된 것처럼, 외피(250)는 일반적으로 서로 대향하는 두 개의 루버드된 면(264A 및 264B)을 포함한다. 두 개의 루버드된 면(264A 및 264B)은 서로에 대해 평행하지 않은 평면들 내에 놓여진다. 본 예시에 따르면 외피(250)의 입구(260)의 폭(268)은 일반적으로 외피의 상류의 도 3의 접지된 개구(248)의 폭에 의해 규정되고 외피의 출구(262)의 폭(270)은 일반적으로 도 3의 작업물(228)의 바로 상류에 위치한 빔 라인(P)의 출구 개구를 규정한다. 예를 들어 빔 라인(P)에 수직하게 측정하였을 때(예를 들어 X축을 따를 때), 도 7의 외피(250)의 입구(260) 및 출구(262)의 각각의 폭(268 및 270)은 이로써 일반적으로 상호간에 두 개의 루버드된 면(264A 및 264B)의 위치에 의해 규정된다.
다른 실시예에 따르면, 루버드된 면들(264A 및 264B) 중 적어도 하나가 조절가능하게 장착되며, 외피(250)의 입구(260) 및 출구(262) 중 하나 이상의 폭(268 및 270)이 선택적으로 조절가능하다. 예를 들어 두 개의 루버드된 면들(264A 및 264B) 각각은 도 7에 도시된 것처럼 외피의 입구(270)와 결합된 각각의 피봇축(272A 및 272B)을 포함하며, 두 개의 루버드된 면들은 각각의 피봇 축을 중심으로 피봇하도록 구성되어 내부에서 외피의 출구의 폭(270)을 제어한다. 예를 들어 루버드된 면들(264A 및 264B)이 피봇하는 것은 수동적으로 제어되거나 또는 루버드된 면들에 작동적으로 커플링된 서보 기구(미도시)를 매개로 도 3의 제어기(128)에 의해 제어된다. 따라서 루버드된 면들(264A 및 264B)은 루버드된 외피(250)를 통과하여 지나는 도 3의 이온 빔(210)의 각각의 에지들을 선택적 및 기계적으로 필터링하도록 구성된다.
적어도 도 5에 도시된 것처럼 본 발명의 다른 예시적인 양태에 따르면, 루버드된 외피(250)는 두 개의 루버드된 면들(264A 및 264B) 사이에서 외피의 맨윗부분(276)을 전체적으로 둘러싸는 상부면(274)을 더 포함한다. 하나의 예시에서, 상부면(274)은 내부에 형성되 복수의 날개들(vanes) 또는 루버들(278)(예를 들어 278a...278n으로 도시되며, n은 임의의 양의 정수이다)을 더 포함한다. 루버드된 면들(264A 및 264B)의 루버들(266)과 유사한 방식으로 상부면(274)의 루버들(278)은 루버드된 외피(250)를 통과하여 지나는 도 3의 이온 빔(210)의 상부 에지(미도시)를 기계적으로 필터링하도록 구성된다.
또 다른 예시적인 양태에 따르면, 예를 들어 도 5의 루버드된 외피(250)는 바닥면(279)을 포함하며, 상기 바닥면은 일반적으로 두 개의 루버드된 면들(264A 및 264B) 사이에서 외피의 바닥부분(280)을 둘러싼다. 예를 들어 일 실시예에서, 루버드된 외피가 PEF 외피(252)로서 사용될 때, 루버드된 외피(250)의 루버드된 면들(264A 및 264B), 상부면(274) 및 바닥면(280)은 일반적으로 루버드된 외피로부터 전자 손실을 최소화하도록 구성된다. 예를 들어 하나 또는 복수의 전극(미도시, 도 9의 구역(281)에 위치함)은 플라즈마 일렉트론 플루드 외피(252) 내에서 이온 빔에 전압을 인가하고, 내부에서 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이해될 바와 같이, 이온 빔(210)의 공간 전하를 제어하고 거기에 전자를 제공한다. 따라서 PEF 외피(252)는 일반적으로 이온 빔(210)의 이온 및 PEF 아크(arc) 챔버(미도시, 도 9의 구역(281)에 위치함)로부터의 이온이 PEF 외피 근위부에서 임의의 다른 높은 전압 피드 쓰루(미도시)를 향해 가속되는 것을 제한한다.
예를 들어 또 다른 예시에 따르면, 도 9에 도시된 것처럼 출구 개구(262)의 상부(282)는 일반적으로 루버드된 외피(250)의 상부면(274) 및 출구 개구 중 하나 이상에 의해 규정된다. 일 예시에 따르면, 도 10에 도시된 것처럼 출구 개구(262)의 높이(283)는 일반적으로 상부면(274)의 가장 먼 하류 루버(278n)에 의해 규정된다. 예를 들어 도 10의 루버드된 외피(285)에서 상부면(274)은 하부면(279)과 평행하지 않다. 그 대신에 출구 개구(262)의 높이(283)는 출구 개구 그 자체에 의해 규정되고, 상부면(274)은 일반적으로 도 9에 도시된 것처럼 바닥면(279)과 평행한 평면 내에 존재한다. 또 다른 예시에서, 상부면(274)의 첫 번째 루버(278a)는 도 3의 접지된 개구(248)의 맨윗부분과 동일한 평면 상에 존재한다. 또 다른 대체예에서 상부면(274)는 인접하고(contiguous) 구멍이 뚫리지 않은 플레이트(미도시)를 포함한다.
작동하는 동안 예를 들어 도 8에 도시된 것처럼 이온 빔(210)은 루버드된 외피(250)를 통과하여 지나가며, 이온 빔의 에지들(284)은 복수의 루버들(266)을 매개로 기계적으로 필터링되거나 클리핑된다. 이로써 복수의 루버들(266)은 입자성 오염물(286)(예를 들어 도 7에 도시됨)을 루버드된 외피(250) 내로부터 외부 환경(289)으로 안전하게 지향시킨다. 그러나 시간의 경과에 따라 입자성 오염물(286)의 축적이 루버들(266)의 에지들(288) 상에서 발생할 수 있으며, 입자성 오염물(286)의 층간박리는 루버드된 외피(250)의 하류에서 잠재적인 염려사항이다. 그러므로 도 7 내지 도 10에 도시된 것처럼 다른 예시적인 양태에 따르면, 바닥면(280)은 복수의 구멍(290)을 포함한다. 예를 들어 복수의 구멍(290)은 루버드된 외피(250)의 표면(292)으로부터 층간박리되는 입자성 오염물(286)이 (예를 들어 중력에 의해) 상기 복수의 구멍을 통과하여 외부 환경(289)으로 떨어지도록 허용하는 것에 의해서, 이롭게도 도 3의 입자성 오염물이 작업물(228)로 이송될 가능성을 줄일 수 있다.
또 다른 예시적인 양태에 따르면, 도 5 내지 도 10의 복수의 루버들(266)은 이온 빔(예를 들어 도 8의 이온 빔(210))의 이동 방향으로 측정하였을 때 빔 라인(P)에 대해 대략 90도보다 작은 각도로 기울어져 있다. 하나의 특정 예시에서, 복수의 루버들은 빔 라인(P)에 대해 대략 45도 내지 55도의 각도로 기울어져 있다. 그러므로 입자성 오염물(286)은 루버드된 외피(250)로부터 바깥쪽으로 지향되며, 모멘텀은 일반적으로 (이온 빔의 필터링된 에지들(284)뿐만 아니라) 입자성 오염물을 외부 환경(289)으로 이동시킨다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 도 11은 이온 주입 시스템에서 작업물에 전달되는 입자성 오염물을 감소시키기 위한 예시적인 방법(300)을 도시한다. 예시적인 방법이 여기에 일련의 행위 또는 사건으로서 예시 및 기술되고 있으나, 본 발명은 상기 예시된 행위 또는 사건의 순서에 의해 제한되지 아니하는데, 본 발명에 따라 몇몇 단계들이 다른 순서로 발생될 수 있고 및/또는 여기에 도시되거나 기술된 것과는 다른 단계들과 동시에 발생될 수 있기 때문임을 이해할 수 있을 것이다. 추가적으로, 본 발명에 따른 방법을 구현하기 위해 예시된 모든 단계들이 필요한 것은 아닐 수 있다. 나아가 여기에 예시되고 기술된 시스템과 연계해서 뿐만 아니라 여기에 예시되지 않은 다른 시스템과 연계해서도 상기 방법이 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 11에 도시된 것처럼, 방법(300)은 행위(305)에서 이온 주입 시스템을 제공하는 것으로 시작되며, 이온 주입 시스템은 도 2 내지 도 4의 이온 주입 시스템(100 또는 200)과 같이 이온 빔을 매개로 하나 이상의 작업물 내로 이온을 주입하도록 구성된다. 이온 주입 시스템은 이온 주입 시스템의 빔 라인을 따라 존재하도록 구성된 외피를 포함하며, 외피는, 도 5 내지 도 9의 외피(250) 그리고/또는 도 10의 루버드된 외피(285)와 같이, 입구, 출구 그리고 내부에 형성된 복수의 루버드들을 가지고 있는 적어도 하나의 루버드된 면을 가지고 있다.
도 11의 행위(310)에서 이온 빔은 외피의 입구 및 출구를 통과하여 지나며, 적어도 하나의 루버드된 면의 복수의 루버들은 이온 빔의 에지를 기계적으로 필터링한다. 행위(315)에서, 이온 빔의 기계적 필터링과 결부된 하나 이상의 오염물은 외피로부터 제거된다. 예를 들어 일단 하나 이상의 오염물이 도 7 내지 도 10의 구멍(290)을 통하는 것과 같이 외피의 바닥면을 지나서 통과한다면, 상기 하나 이상의 오염물은 이온 빔 시스템으로부터 추가적으로 격리된다. 다른 예시에서, 외피의 입구 및 출구 중 하나 이상의 위치를 제어함으로써 내부에서 외피의 입구 및 출구 중 하나 이상의 폭을 제어할 수 있고 그리고 이로써 외피를 빠져나가는 이온 빔의 폭을 제어할 수 있다.
본 발명이 특정한 바람직한 실시예(들)과 관련하여 도시 및 기술되었지만, 상세한 설명 및 첨부된 도면을 읽고 이해할 때 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 갖는 자에게 본 발명에 대한 균등한 대체물 및 변형물이 떠오를 수 있음은 자명하다. 특히 전술한 구성요소들(조립체들, 장치들, 회로들 등)에 의해 수행된 다양한 기능들과 관련하여 그러한 구성요소들을 기술하기 위하여 사용된 ("수단"을 언급하는 것을 포함하는) 용어들은, 이와 다르다고 지적되지 않은 한, 본 명세서에 기술된 본 발명의 예시적인 실시예들에서의 기능을 수행하는 개시된 구조와 구조적으로 균등하지는 않을지라도, 기술된 구성요소의 특정한 기능을 수행하는(다시 말해서 기능적으로 균등한) 임의의 구성요소에 상응하는 것으로 의도된다. 추가적으로, 본 발명의 특정한 특징이 몇몇 실시예들 중 하나에 대해서만 개시되었을 수 있지만, 그것이 임의의 주어진 적용예 또는 특정한 적용예에 대하여 바람직하고 이로울 수 있다면, 이러한 특징은 다른 실시예들의 하나 이상의 다른 특징들과 결합될 수 있다.

Claims (24)

  1. 이온 주입 시스템 내 입자성 오염을 감소시키기 위한 장치로서,
    상기 장치는 상기 이온 주입 시스템의 빔 라인을 따라 존재하도록 구성된 외피를 포함하고,
    상기 외피는 입구, 출구 및 내부에 형성된 복수의 루버들을 가지고 있는 하나 이상의 루버드된(louvered) 면(side)을 포함하고,
    상기 빔 라인은 입구 및 출구를 통과해 지나가고,
    상기 하나 이상의 루버드된 면의 복수의 루버들이 상기 빔 라인을 따라 이동하는 이온 빔의 에지를 기계적으로 필터링하도록 구성된,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 외피가 서로 대향하게 위치한 두 개의 루버드된 면들을 포함하는,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 빔 라인에 수직하게 측정하였을 때, 상기 외피의 입구 및 출구의 각각의 폭은 서로에 대한 상기 두 개의 루버드된 면들의 위치에 의해 규정되는,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 루버드된 면들 중 하나 이상이 조절 가능하도록 장착되고,
    상기 외피의 입구 및 출구 중 하나 이상의 폭이 조절 가능한,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 두 개의 루버드된 면들이 외피의 입구와 결부된 각각의 피봇 축을 포함하고,
    상기 두 개의 루버드된 면들이 각각의 피봇 축을 중심으로 피봇함으로써, 내부에서 상기 외피의 출구의 폭이 제어되도록 구성된,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 두 개의 루버드된 면들이 서로에 대하여 평행하지 않은 평면들 내에 놓여진,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 외피의 입구의 폭은 상기 외피의 상류에 있는 개구(aperture)의 폭에 의해 규정되고,
    상기 외피의 출구의 폭은 작업물의 바로 상류에 있는 빔 라인의 출구 개구를 규정하는,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 입구의 폭이 상기 출구의 폭보다 좁은,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  9. 제2 항에 있어서, 상기 입자성 오염을 감소시키기 위한 장치는
    상기 두 개의 루버드된 면들 사이에서 상기 외피의 맨윗부분을 둘러싸는 상부면을 더 포함하는,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 상부면은 비다공성 플레이트인,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 상부면은 내부에 형성된 복수의 루버들을 가지고 있는 루버드된 상부면을 포함하는,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 출구에 가장 가까운 상기 상부면 내 복수의 루버들 중 하나 이상이 출구 개구의 맨윗부분을 규정하는,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 입구에 가장 가까운 상기 상부면 내 복수의 루버들 중 하나 이상이 상류 개구와 같은 높이에 존재하는,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  14. 제2 항에 있어서, 상기 입자성 오염을 감소시키기 위한 장치는
    상기 두 개의 루버드된 면들 사이에서 상기 외피의 바닥 부분을 둘러싸는 바닥면을 더 포함하는,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 바닥면이 복수의 구멍들을 포함하는,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 이온 빔의 이동 방향으로 측정하였을 때, 상기 복수의 루버들이 상기 빔 라인에 대하여 90도보다 작은 각도를 이루는,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 복수의 루버들이 상기 빔 라인에 대하여 45도 내지 55도의 각도를 이루는,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 외피는 탄소로 구성된,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 외피는 플라즈마 일렉트론 플루드 외피를 포함하고,
    하나 또는 복수의 전극이 상기 플라즈마 일렉트로 플루드 외피 내에서 이온 빔에 전압을 인가하여 내부에서 이온 빔의 전하를 제어하도록 구성되는,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 루버드된 면들 중 하나 이상이 조절 가능하도록 장착되고,
    상기 외피의 입구 및 출구 중 하나 이상의 폭이 조절 가능한,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  21. 제1 항에 있어서,
    상기 외피는 상기 이온 주입 시스템에 대하여 전기적으로 접지되거나 바이어스(bias)되지 않은,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 장치.
  22. 하나 또는 복수의 작업물 내로 이온을 주입하는 동안 입자성 오염을 감소시키기 위한 방법으로서,
    상기 입자성 오염을 감소시키기 위한 방법은:
    이온 빔을 매개로 하나 또는 복수의 작업물 내로 이온들을 주입시키기 위한 이온 주입 시스템을 제공하는 것 -상기 이온 주입 시스템은 상기 이온 주입 시스템의 빔 라인을 따라 존재하도록 구성된 외피를 포함하며, 상기 외피는 입구, 출구 및 내부에 형성된 복수의 루버들을 가지고 있는 하나 이상의 루버드된 면을 포함하고, 상기 이온 빔의 이동 방향으로 측정하였을 때 상기 복수의 루버들은 상기 빔 라인에 대하여 90도보다 작은 각도를 이룸- ; 그리고
    이온 빔을 상기 외피의 입구 및 출구를 지나 통과시키는 것 -상기 하나 이상의 루버드된 면의 복수의 루버들은 이온 빔의 에지를 기계적으로 필터링하고 빔 라인으로부터 하나 또는 복수의 오염물을 제거함- 을 포함하는,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 방법.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 외피는 서로 대향되게 위치하는 두 개의 루버드된 면들을 포함하고,
    빔 라인에 수직하게 측정하였을 때, 외피의 입구 및 출구의 각각의 폭이 서로에 대한 상기 두 개의 루버드된 면들의 위치에 의해 규정되고,
    상기 입자성 오염을 감소시키기 위한 방법은:
    상기 루버드된 면들 중 하나 이상의 위치를 제어함으로써, 내부에서 상기 외피의 입구 및 출구 중 하나 이상의 폭을 제어하는 것을 포함하는,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 방법.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 외피는 상기 두 개의 루버드된 면들 사이에서 외피의 바닥 부분을 감싸는 바닥면을 더 포함하고,
    상기 바닥면은 상기 바닥면을 관통하는 복수의 구멍들을 포함하고,
    하나 또는 복수의 오염물이 중력에 의해 상기 복수의 구멍들을 통과해 지나가고,
    상기 입자성 오염을 감소시키기 위한 방법은:
    상기 하나 또는 복수의 오염물이 일단 상기 외피의 바닥면을 통과해 지나가면, 상기 이온 주입 시스템으로부터 상기 하나 또는 복수의 오염물을 격리시키는 것을 더 포함하는,
    입자성 오염을 감소시키기 위한 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8963107B2 (en) * 2012-01-12 2015-02-24 Axcelis Technologies, Inc. Beam line design to reduce energy contamination
CN104037044B (zh) * 2014-07-09 2016-09-28 北京中科信电子装备有限公司 一种离子束垂直聚焦装置
CN105867459B (zh) * 2016-04-19 2018-11-23 武汉理工大学 一种碳纤维电热温控器
US11222768B2 (en) 2018-09-07 2022-01-11 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Foam in ion implantation system
US10643823B2 (en) * 2018-09-07 2020-05-05 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Foam in ion implantation system
CN111261482B (zh) * 2018-11-30 2023-02-28 夏泰鑫半导体(青岛)有限公司 离子布植装置及离子布植时捕集污染物粒子的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050133736A1 (en) 2003-12-17 2005-06-23 Otto Chen Ion implantation apparatus and partical collection structure thereof
US20080054193A1 (en) 2006-07-12 2008-03-06 Goldberg Richard D Ion beam guide tube

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4578589A (en) * 1983-08-15 1986-03-25 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for ion implantation
US4847504A (en) * 1983-08-15 1989-07-11 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for ion implantation
US5389793A (en) * 1983-08-15 1995-02-14 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for ion implantation
JP3365066B2 (ja) * 1994-04-27 2003-01-08 日新電機株式会社 イオン注入方法およびその装置
JP2969348B1 (ja) * 1998-03-17 1999-11-02 富士空調工業株式会社 空気搬送用ダクトに用いるダンパ
US6525326B1 (en) * 2000-09-01 2003-02-25 Axcelis Technologies, Inc. System and method for removing particles entrained in an ion beam
US6833322B2 (en) * 2002-10-17 2004-12-21 Applied Materials, Inc. Apparatuses and methods for depositing an oxide film
JP4660452B2 (ja) * 2006-09-30 2011-03-30 株式会社フェローテック 拡径管型プラズマ生成装置
US20080157007A1 (en) * 2006-12-27 2008-07-03 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Active particle trapping for process control
US7723707B2 (en) * 2007-07-23 2010-05-25 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for plasma injection
US7586111B2 (en) * 2007-07-31 2009-09-08 Axcelis Technologies, Inc. Ion implanter having combined hybrid and double mechanical scan architecture
US7842934B2 (en) * 2007-08-27 2010-11-30 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Terminal structures of an ion implanter having insulated conductors with dielectric fins
US7872247B2 (en) * 2007-10-11 2011-01-18 Applied Materials, Inc. Ion beam guide tube
US8604418B2 (en) * 2010-04-06 2013-12-10 Axcelis Technologies, Inc. In-vacuum beam defining aperture cleaning for particle reduction

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050133736A1 (en) 2003-12-17 2005-06-23 Otto Chen Ion implantation apparatus and partical collection structure thereof
US20080054193A1 (en) 2006-07-12 2008-03-06 Goldberg Richard D Ion beam guide tube

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Publication number Publication date
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US8242469B2 (en) 2012-08-14
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US20110012033A1 (en) 2011-01-20
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