KR101778515B1 - 포토레지스트 가스 방출 동안 주입 균일성을 향상시키는 방법 - Google Patents

포토레지스트 가스 방출 동안 주입 균일성을 향상시키는 방법 Download PDF

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Abstract

빔 라인을 따라 압력 증가를 경험하는 이온 빔의 주입 균일성을 개선하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 상기 방법은 가공편을 가로질러 실질적으로 일정한 속도로 이온 빔을 이동시키는 메인 스캔 파형을 발생시키는 단계를 포함한다. 빔 스캐닝 파형을 형성하기 위해, 고정된 높이 및 파형을 갖는 보상 파형(예를 들어, 이차 파형)이 또한 발생되어, 상기 메인 스캔 파형과 혼합(예를 들어, 가변 믹서를 통해)된다. 상기 혼합비는 지속적으로 스캔 파형을 수정하는 것보다 매우 빠르고 쉽게 수행될 수 있는 순간적인 진공 압력 신호에 의해 조정될 수 있다. 상기 혼합은 이온 빔이 가공편을 가로질러 이동할 때 이온 빔의 속도를 변경하는 일정치 않은 기울기를 포함하는 빔 스캐닝 파형을 제공한다. 따라서, 일정치 않은 기울기를 가진 최종 빔 스캐닝 파형은 선량에 있어서의 압력 불균일을 패스트 스캔 방향을 따라 처리할 수 있다.

Description

포토레지스트 가스 방출 동안 주입 균일성을 향상시키는 방법 {METHOD FOR IMPROVING IMPLANT UNIFORMITY DURING PHOTORESIST OUTGASSING}
본 발명은 일반적으로 이온 주입 시스템(ion implantation systems)에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 포토레지스트 가스 방출 동안 이온 주입 시스템의 주입 균일성을 개선하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조에 있어서는, 반도체 가공편(예를 들어, 실리콘 웨이퍼)을 불순물로 도핑하기 위해 흔히 이온 주입이 사용된다. 예컨대, 이온 주입기(ion implanter) 또는 이온 주입 시스템은 가공편을 이온 빔으로 처리하여 그 가공편에 n-타입 또는 p-타입 도핑 구역을 생성하거나 또는 패시베이션층을 형성할 수 있다. 반도체를 도핑하는데 사용되면, 상기 이온 주입 시스템은 선택된 이온 종(ion species)을 주입하여 원하는 외인성 물질(extrinsic material)을 생성한다.
통상, 이온 빔 주입기는 이온화 소스 물질로부터 양으로 대전된 이온을 발생하도록 구성된 이온 소스를 포함한다. 이온 빔은 상기 발생된 이온으로부터 형성되며, 빔 경로를 따라 이온 주입 스테이션으로 안내된다. 상기 이온 주입기는 상기 이온 소스와 상기 주입 스테이션 사이에서 연장되는 빔 형성 및 성형 구조체(예를 들어, 빔 교정기 자석(beam corrector magnets))를 포함할 수 있다. 상기 빔 형성 및 성형 구조체는 상기 주입 스테이션으로 가는 도중에 상기 이온 빔의 완전성을 유지한다.
가공편의 사이즈는 종종 이온 빔의 사이즈보다 크기 때문에, 가공편의 표면에 걸쳐 이온 빔을 스캔할 수 있도록 종종 하이브리드 스캔 이온 주입기가 채용된다. 일반적으로, 스캐닝 시스템은 이온 빔을 편향시키도록 위치된 한 쌍의 스캔 플레이트(또는 전자기 스캐닝을 위한 스캐닝 전자석) 및 스캔 파형과 연관된 전압을 상기 스캔 플레이트에 인가하도록(또는 전자기 스캐닝을 위한 스캐닝 전자석에 전류를 인가하도록) 구성된 스캔 파형 발생기를 포함할 수 있다. 상기 전압은 상기 플레이트들 사이에 시변 전기장 또는 자기장(time varying electric or magnetic field)을 생성하여, 스캔 경로에 걸쳐 전후로(예를 들어, 리본 빔(ribbon beam)으로) 빔(예를 들어, 펜슬 빔(pencil beam))을 편향 또는 스캔하고, 그에 따라 가공편에 직교하는 방향으로 이동하면서 빔이 유효하게 확산한다.
종종, 가공편의 표면에 걸쳐 균일한 주입을 제공하는 것이 바람직하다. 불행히도, 실제로는 이온 주입 시스템은 종종 웨이퍼에 대하여 불균일해진다. 이러한 불균일이 교정되지 않으면, 가공편은 불균일하게 주입될 수 있으며 수율이 나빠질 수 있다.
본 발명은 주입 과정 도중에 진공 압력 변화(예를 들어, 포토레지스트 가스 방출에 기인함)를 경험하는 이온 주입 시스템의 주입 균일성을 개선하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 기계식 슬로우 모션 방향으로 포토레지스트 가스 방출을 겪는 시스템의 주입 균일성을 개선하기 위한 몇 가지 종래 기술이 있지만, 포토레지스트 가스 방출 동안 이온 빔 스캔 방향(즉, 패스트 스캔 방향)으로 주입 불균일을 교정함에 있어서는 성공적인 방법이 없다. 본 발명은 급속하게 변화하는 포토레지스트 가스 방출 상태에 따라, 상기 빔 스캔 방향에서의 교정(예를 들어, 통상 1KHz마다 패스트 스캔 파형을 수정)시의 난점을 극복한다.
일반적으로, 상기 방법은 실질적으로 일정한 속도로 이온 빔을 이동시키는 메인 스캔 파형(예를 들어, 삼각 파형)을 발생시키는 단계를 포함한다. 이온 빔 스캐닝 장치에 제공되는 빔 스캐닝 파형을 형성하기 위해, 고정된 높이 및 파형(즉, 형상)을 갖는 보상 파형(예를 들어, 이차 파형)이 또한 발생되어 상기 메인 스캔 파형에 가산된다. 포토레지스트 가스 방출 상태에 의해 야기된 압력 변화에 따라, 상기 메인 스캔 파형과 상기 보상 파형간의 혼합비를 조정함으로써, 이온 빔이 웨이퍼를 가로질러 이동할 때 그 속도를 변경하도록 구성된 일정치 않은 기울기를 갖는 빔 스캐닝 파형이 제공될 수 있다. 상기 메인 스캔 파형과 상기 보상 파형의 상기 혼합비의 수정은 급속하게 변하는 상태를 추종하도록 매우 빠르고 매끄럽게 달성될 수 있다.
특히, 다수의 직렬 이온 주입기 구성에서는, 상기 이온 빔 스캔 방향(즉, 패스트 스캔 방향)을 따라 포토레지스트 가스 방출에 의해 야기된 불균일성이 선량의 선형 변화로 되는 경향이 있다. 가공편의 일 지점에서의 순간적인 선량은 그 지점에서의 빔 전류 및 빔의 기록 속도에 비례하기 때문에, 상기 선형 선량 변화의 교정은 빔 스캔 방향(즉, 패스트 스캔 방향)에서의 이온 빔 기록 속도의 선형 변화에 의해 달성될 수 있다. 상기 빔 스캐닝 파형에 관하여, 상기 메인 스캔 파형의 이차 변화는, 기록 속도가 시간에 있어서의 빔 위치의 시간 도함수이기 때문에, 상기 선형 선량 변화의 교정을 제공할 수 있다.
따라서, 특정한 일 실시예에 있어서, 실질적으로 일정한 기울기를 갖는(예를 들어, 메인 스캔 파형의 범위의 다양한 하위세트들이 상이한 일정한 기울기들을 가지고 있는 실질적으로 구간적인 일정한 기울기를 갖는) 메인 스캔 파형에의 이차 파형을 갖는 보상 파형의 혼합비는 가스 방출 상태에 따라 조정될 수 있다(예를 들어, 진공 게이지로부터 판독되는 실질적으로 순간적인 진공에 의해). 일 실시예에 있어서, 메인 스캔 파형은, 압력이 클 때는 상기 빔 스캔 방향을 따라 큰 기록 속도 변화를 야기하는 한편, 압력이 작을 때는 속도가 거의 일정한(즉, 거의 순수한 삼각 파형에 대한 이차 성분의 제로 혼합(zero mixture)) 빔 스캔 파형을 형성하기 위해 이차 보상 파형에 의해 수정된다. 따라서, 일정치 않은 기울기를 가진 최종 빔 스캐닝 파형은 압력 변화로 인해 상기 패스트 스캔 방향을 따라 선량의 불균일을 처리할 수 있다.
앞서 기술한 관련 목적의 달성을 위해, 본 발명은 하기에서 충분히 기술되며 특히 청구범위에서 언급되는 특징들을 포함한다. 하기의 설명 및 첨부 도면은 본 발명의 특정한 실례로서의 특징들 및 구현예들을 상세히 기술한다. 그러나, 이들은 본 발명의 원리를 채용할 수 있는 다양한 방식의 일부만을 나타낸다. 본 발명의 다른 목적, 장점 및 신규한 특징은 도면을 참조로 본 발명의 하기의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
도 1은 예시적인 이온 주입기를 도시하는 개략적인 블럭도.
도 2a는 가공편을 가로지르는 이온 빔의 예시적인 스캔 경로를 도시하는 도면.
도 2b는 가공편의 경로에 걸쳐 이온 빔을 스캔하고 있는 가공편 구간을 클로즈업하여 도시하는 도면.
도 3a는 예시적인 메인 스캔 파형을 도시하는 도면.
도 3b는 이온 빔의 상이한 부위들간의 경로 길이차를 도시하는 빔 라인의 개요도.
도 3c는 패스트 스캔(fast scan) 방향을 따른 선량(dose)의 불균일을 도시하는 이온 선량 대 위치 그래프.
도 3d는 다중 웨이퍼에 대한 패스트 스캔 방향을 따른 선량의 주기적인 불균일을 도시하는 이온 선량 대 시간 그래프.
도 4는 포토레지스트 가스 방출 동안 주입 균일성을 향상시키는 방법의 일 실시예.
도 5는 포토레지스트 가스 방출 동안 주입 균일성을 향상시키도록 구성된 스캐닝 시스템의 일 실시예.
도 6a는 도 5에 제공된 바와 같은 진폭 조정 장치의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 6b는 도 5에 제공된 바와 같은 진폭 조정 장치의 선택적인 실시예를 도시하는 도면.
도 7a는 도 6a에 도시된 빔 경로의 패스트 방향을 따라 이온 빔을 편향시키기 위해 제 1 파동 발생기에 의해 발생된 예시적인 메인 스캔 파형을 도시하는 전압 대 시간 그래프.
도 7b는 도 7a에서 발생된 메인 스캔 파형의 도함수를 도시하는 도면.
도 7c는 본원에 제공된 바와 같은 제 2 파동 발생기에 의해 발생된 이차 보상 파형을 도시하는 전압 대 시간 그래프.
도 8a는 메인 스캔 파형의 상기 이차 보상 파형과의 합(summation)을 도시하는 도면.
도 8b는 메인 스캔 파형과 이차 파형의 합의 도함수를 도시하는 전압 대 시간 그래프.
도 9는 본원에서 기술하는 하나 이상의 규정들을 수행할 수 있는 예시적인 연산 환경을 도시하는 도면.
이제, 본 발명을 도면을 참조하여 기술하며, 명세서 전반에서 동일한 참조번호는 동일한한 구성요소를 인용하기 위해 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 예시적인 이온 주입 시스템(110)을 도시한다. 상기 시스템(110)은 설명을 위해 도시된 것이고, 본원에 기술된 이온 주입 시스템에 본 발명의 양태들을 제한하는 것은 아니며, 다른 적절한 이온 주입 시스템이 채용될 수도 있음을 이해해야 한다.
상기 시스템(110)은 터미널(112), 빔라인 어셈블리(114), 및 엔드 스테이션(116)을 갖는다. 상기 터미널(112)은 이온 빔(124)을 생성해서 상기 빔라인 어셈블리(114)로 안내하는 고전압 전원(122)에 의해 가동된 이온 소스(120)를 포함한다. 상기 빔라인 어셈블리(114)는 질량 분석기(126)를 포함한다. 상기 질량 분석기(126)는, 이 예에서는, 약 90도 각도로 형성되며, 내부에 (쌍극자) 자기장을 확립하도록 기능하는 하나 이상의 자석(도시되지 않음)을 포함한다. 상기 빔(124)이 질량 분석기(126)에 진입하면, 부적절한 질량-에너지적(mass-energy products)을 갖는 이온들이 거부되도록 상기 자기장에 의해 상응하여 굴곡된다(예를 들어, 지나치게 크거나 지나치게 작은 질량-에너지적을 갖는 이온들은 빔가이드(132)의 측벽(127)들로 편향됨). 이러한 방식으로, 상기 질량 분석기(126)는 원하는 질량-에너지적을 갖는 빔(124) 내의 이온들이 그것을 통과해서 분해 구멍(134)을 통해 나가게 한다. 질량 선택 이후에, 선택된 이온들의 에너지는 가속기(또는 감속기) 구간(138)에서의 추가의 가속(또는 감속)에 의해 조정된다. 다른 입자들과의 이온 빔의 충돌은 빔의 완전성을 열화시킬 수 있기 때문에, 하나 이상의 펌프(도시되지 않음)가 적어도 상기 빔가이드(132) 및 엔드 스테이션(116)을 비우도록 포함될 수 있다.
스캐닝 시스템(135)은 시스템(110) 내에 도시되며, 2개의 대향하는 정전 스캐너 전극(151)으로 구성된다. 전원(149)에 의해 인가된 전압 파형(스캐닝 파형으로서도 공지됨)을 상기 스캐너 전극(151)들에 제공하도록 작동하게 구성되는 스캐너 전원(149)에는 컨트롤 시스템(154)이 결합된다. 상기 스캐닝 파형은, 이 예에서는 상기 빔(124)을 전후로(예를 들어, 리본 빔으로) 스캔하는 시변 정전기장을 형성한다. 각도 교정기 자석(160)은 상기 스캐너(136)에서 퍼져나오는 이온 빔을 상기 엔드 스테이션(116)으로 진행하는 팽행 이동 이온 빔으로 변환한다. 하이브리드 스캔 주입기에서는, 상기 가공편(130)은 전기 모션 컨트롤 시스템(165)에 의해 기계식으로 상하로(지면(紙面)에 대해서는 안쪽 및 앞족으로) 이동된다. 상기 엔드 스테이션(116)은 가공편(130)(예를 들어, 웨이퍼)을 향해 안내되는 이온 빔(124)을 수신한다. 상기 주입기(110)에는 상이한 타입의 엔드 스테이션(116)들이 채용될 수 있음을 이해할 것이다.
도 3a는 삼각 파형을 포함하는 예시적인 스캐닝 파형(예를 들어, 패스트 스캔 방향/x-축선을 따른 빔 스캔에 사용됨)을 도시한다. 상기 파형의 각각의 '부분(pieces)'은 실질적으로 일정한 속도로 가공편의 표면을 따라 상기 이온 빔을 스캔시키도록 구성되는 실질적으로 일정한 기울기(예를 들어, +m, -m)를 갖는다. 예컨대, 상기 파형이 t0 에서 t1 / 2 까지 진행할 때, 상기 이온 빔은 가공편의 좌측 에지(302)로부터 가공편의 맞은 편의 우측 에지(304)까지 실질적으로 일정한 속도로 상기 웨이퍼를 스캔하게 된다. 유사하게, 상기 파형이 t1 / 2 에서 t1 까지 진행할 때에는, 상기 이온 빔은 실질적으로 일정한 속도로 상기 가공편을 우측으로부터 좌측까지 스캔하게 된다.
도 2a는 가공편(204)을 가로지르는 하이브리드 이온 빔(202)의 스캔 경로를 도시하고, 여기서 상기 이온 빔(202)은 가공편(204)의 노출된 전체 표면상에 전달된다. 상기 하이브리드 시스템의 도시된 스캔 경로에 있어서, 상기 이온 빔이 제 2 X(패스트 스캔) 방향으로 스캔되는 동안 상기 가공편은 제 1 Y(슬로우 스캔) 방향으로 기계식으로 이동되어, 상기 가공편 전체에 상기 빔을 전달할 수 있다. 그러므로, 좌에서 우로의 복수의 이온 빔 스캔을 통해, 상기 가공편의 전체 표면이 주입될 수 있다. 도 2b는 상기 가공편을 따르는 경로에 걸쳐 상기 이온 빔(202)을 스캔하고 있는 상기 가공편(204)의 구간을 클로즈업(206)하여 도시한다.
가공편(204)이 상기 제 1(Y 또는 슬로우 스캔) 방향으로 이동을 개시하면, 상기 가공편은 상기 이온 빔(202)의 리본에 진입하고, 상기 이온 빔은 포토레지스트와 접촉하여 가공편(204)을 우묵하게 만든다. 상기 이온 빔(202)이 포토레지스트에 충돌하면, 포토레지스트층 부분은 이온 빔 조사 하에서 파괴되기 시작하고, 상기 엔드 스테이션의 압력 상승을 야기하는 방출 가스의 방출을 개시한다. 상기 가스 방출은 상기 이온 빔(202)이 가공편(204)의 중심에 위치될 때 피크(peak)가 되고, 그 후 상기 가공편(204)이 이온 빔(202)으로부터 이동함에 따라 상기 가스 방출은 감소되며 진공 레벨이 향상된다.
정상 주입 프로세스시에, 반도체 웨이퍼와 같은 가공편은 몇 차례 빔의 내외로 이동해서 기계식 모션(운동) 방향을 따르는 주입 균일성을 보증한다. 상기 웨이퍼가 상기 빔을 통해 중간 정도에 이를 때까지 상기 가공편 표면의 보다 넓은 면적에 상기 빔이 접촉하는 동안에는 포토레지스트 가스 방출은 증가하고, 상기 웨이퍼가 상기 가공편의 보다 작은 면적에 접촉하는 동안에는 상기 가스 방출은 감소한다. 이러한 주기적인 스캔 모션으로 인해, 진공 압력 레벨이 주기적으로 변한다.
기계식 슬로우 스캔 방향을 따라 주입 선량 불균일을 야기하는 상기 압력 변화의 영향은 본 기술분야에 잘 알려져 있다. 그러나, 본 발명자는 이러한 압력 변화(예를 들어, 포토레지스트 가스 방출에 기인함)도 상기 패스트 스캔 방향에서의 선량 불균일을 야기한다는 것을 알았다. 특히, 상기 이온 빔의 상이한 부분들 사이에서의 경로 차이는 상기 가공편(130)에 이르는 상이한 이온 선량의 원인이 된다. 예컨대, 도 3b에 도시된 바와 같이, 퍼져나오는 빔(310)을 평행 빔(312, 314, 및 316)으로 전환하는데 사용되는 통상적인 각도 교정기 자석(308) 배치구조는, 스캐너로부터 가공편(318)까지의 빔 경로 길이가 가공편 상의 최종 빔 위치에 의존한다는 상황을 만든다. 예컨대, 도 3b에서, 이온 빔(312)의 외측 에지는 이온 빔(314)의 내측 에지보다 상기 가공편(318)에 이르기까지의 경로 길이가 보다 길다. 양호한 진공 상태 하에서는, 상기 경로 길이 차이는 상기 가공편(318)에서의 선량의 차이를 야기하지는 않는다. 그러나, 열악한 진공 상태 하에서는, 백그라운드 가스와의 전하 교환 충돌은 가변 경로 길이로 인한 선량 차이로 될 수 있다(예를 들어, 보다 긴 경로 길이의 312는 보다 짧은 경로 길이의 314보다 더 전하 교환 충돌을 겪게 됨).
상기 선량 불균일은 상기 패스트 스캔 방향을 따라 가공편의 선량 프로파일을 변화시킨다. 도 3c는 상기 패스트 스캔 방향(x-축선)을 따른 선량(y-축선) 대 위치의 그래프(320)를 도시한다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 압력 변화(예를 들어, 포토레지스트 가스 방출에 기인함)는 상기 선량 프로파일을 상기 패스트 스캔 방향에 걸쳐 상대적으로 균일한 프로파일(322)(예를 들어, 양호한 진공 압력 상태)로부터 상기 패스트 스캔 방향을 따라 좌에서 우로 감소하는 지배적으로 선형 기울기를 갖는 선량 프로파일(324)(예를 들어, 열악한 진공 압력 상태)로 변화시킨다.
본 발명자는, 이온 빔(316)의 중심과 같은 이온 빔의 일 부분을 교정하기 위해, 기계식 슬로우 스캔 속도에 있어서의 보상이 단지 패스트 스캔 당 평균 선량에 있어서의 보상만을 제공한다는 점을 더 인식했다. 이는 도 3d에 도시된 바와 같은 빔 흐름(326)으로 되고, 여기서 이온 빔의 하나의 에지(328)는 과다 선량(overdose)을 제공하고, 이온 빔의 다른 에지(330)는 부족 선량(under dose)을 제공한다. 또한, 주입 도중의 진공 압력에 있어서의 속도 변화로 인해, 가변 진공 상태에 따른 메인 스캔 파형에 대한 지속적인 변화는 연산 제약으로 인한 고유의 지연 때문에 기술적으로 이행하기 어렵다.
따라서, 본 발명자는 포토레지스트 가스 방출 도중에 패스트 스캔 방향에 있어서의 주입 균일성을 개선하기 위한 방법 및 장치를 제공했다. 상기 방법은 실질적으로 일정한 속도로 가공편 위로 이온 빔을 이동시키는 실질적으로 일정한 기울기를 갖는 메인 스캔 파형을 발생시키는 단계를 포함한다. 스캐닝 장치에 제공되는 빔 스캔 파형을 형성하기 위해, 고정된 높이 및 파형을 갖는 보상 파형(예를 들어, 좌에서 우로의 선형 선량 변화의 이차 파형)이 또한 발생되어 상기 메인 스캔 파형에 가산(예를 들어, 가변 믹서(variable mixer)를 통해)된다. 상기 메인 스캔 파형과 상기 보상 파형간의 혼합비는 실질적으로 순간적인 진공 압력 신호에 응하여 조정될 수 있다. 메인 스캔 파형을 지속적으로 수정하는 것보다는 상당히 빠른 속도로 및 매우 용이하게 조정이 수행될 수 있다. 상기 메인 스캔 파형에의 상기 보상(예를 들어, 이차) 파형의 가산은, 웨이퍼를 가로질러 이동할 때 상기 이온 빔의 속도를 변화시키는 일정치 않은 기울기를 포함하는 빔 스캐닝 파형을 제공한다.
특정한 일 실시예에 있어서, 이차 보상 파형은, 압력 변화를 처리하는 빔 스캐닝 파형을 생성하기 위해 실질적으로 일정한 기울기를 갖는 메인 스캔 파형에 가산된다(즉, 상기 가산은 이차 파형을 갖는 보상 파형과 실질적으로 일정한 기울기를 갖는 메인 스캔 파형간의 혼합비를 변화시킴). 특히, 상기 빔 스캐닝 파형은, 상기 압력이 클 때 좌에서 우로 증가된 스캔 속도 변화(예를 들어, 좌에서 우로 낮은 속도에서 높은 속도로 상기 이온 빔을 이동시키는 것) 및 상기 압력이 작을 때 감소된 속도 변화(즉, 일정한 스캔 속도)를 생성하기 위해, 측정된 압력 상태에 따라, 메인 스캔 파형을 상기 이차 보상 파형의 변화량과 혼합함으로써 수정된다. 그러므로, 일정치 않은 기울기를 가진 최종 빔 스캐닝 파형은 압력 변화에 기인하는 상기 패스트 스캔 방향을 따르는 선량 불균일을 처리할 수 있다.
도 4는 압력 변화(예를 들어, 포토레지스트 가스 방출에 기인함)에 따라 상기 패스트 스캔 방향에 있어서의 주입 균일성을 향상시키는 예시적인 방법(400)을 도시한다. 상기 방법은, 보상 파형(예를 들어, 이차 파형)을 상기 메인 스캔 파형에 가산 또는 혼합함으로써 메인 스캔 파형의 실질적으로 선형인 기울기를 변경하고, 그에 따라 빔 스캐닝 파형(비선형 기울기를 가짐)은 상기 메인 스캔 파형과 상기 보상 파형간의 가변적인 혼합비를 포함하게 된다.
상기 방법(400)은 아래에서는 일련의 동작 또는 이벤트로서 도시 및 기술되지만, 이러한 동작 또는 이벤트의 도시된 순서는 제한의 의미로 해석되어서는 안 된다. 예컨대, 본원에 도시 및/또는 기술된 것 외에, 몇 가지 동작은 상이한 순서로 및/또는 다른 동작 또는 이벤트와 동시에 발생할 수 있다. 또한, 본원에 개시된 하나 이상의 양태 또는 실시예를 이행하기 위해, 도시된 모든 동작이 필요한 것은 아니다. 또한, 본원에 묘사된 하나 이상의 동작은 하나 이상의 별개의 동작 및/또는 양상으로 수행될 수 있다.
402에서, 메인 스캔 파형이 발생된다. 상기 메인 스캔 파형은 가공편 위로 스캐닝되는 대로 이온 빔의 모션(예를 들어, 순간적인 위치)을 제어하기 위해 스캐닝 장치(예를 들어, 스캐닝 플레이트)에 가해지는 전압 또는 전류를 포함하는 파형이다. 일 실시예에 있어서, 상기 메인 스캔 파형은 삼각 파형과 같은 구간적 선형 함수(예를 들어, 상이한 일정 기울기를 갖는 메인 스캔 파형 범위의 다양한 구간 또는 하위 구간을 갖는 함수)를 포함할 수 있고, 여기서 상기 함수의 모든 구간은 동일한 크기(예를 들어, +m, -m)를 갖는 기울기를 포함한다. 이렇게 일정한 기울기를 가진 메인 스캔 파형은 실질적으로 균일한 속도로 가공편을 가로질러 주행하는 이온 빔을 생성하도록 구성되고, 그에 따라 전체 가공편에 걸쳐 실질적으로 균일한 주입 선량으로 된다. 일 실시예에 있어서, 상기 메인 스캔 파형은 빔 스캔 방향(즉, 패스트 스캔 방향)에 있어서의 주입 균일성을 균일하게 만들기 위해 약간의 보상을 포함할 수 있지만, 일반적으로 상기 메인 스캔 파형은 진공 상태의 변화에 기인하여 주입 내내 그 진폭 또는 파형을 바꾸지 않는다.
404에서, 보상 파형이 발생된다. 상기 보상 파형은 빔 라인을 따라(예를 들어, 포토레지스트 가스 방출로 인해, 상기 엔드 스테이션에서의 상기 이온 빔의 스캔 경로를 따라) 압력 변화의 악영향을 보상하게 하는 형태(예를 들어, 다항 형태)를 갖는 파형을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 보상 파형은 고정된 높이 및 파형을 갖는 이차 파형(예를 들어, ax2 + bx + c의 형태를 갖는 파형)을 포함할 수 있다. 상기 이차 보상 파형은 이온 빔이 웨이퍼를 가로질러 스캔하는 이차 파형을 매 시간 주기적으로 반복하도록 구성될 수 있고, 그에 따라 포토레지스트 가스 방출에 기인하는 주기적인 압력 변화(예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같은 주기적인 압력 변화)를 처리한다. 선택적인 실시예에 있어서, 상기 보상 파형은 상기 메인 스캔 파형에 교정을 제공하도록 구성되는 고차 다항 함수(예를 들어, 4차, 5차, 6차 등)를 포함할 수 있다. 이러한 보다 높은 레벨의 다항 함수는 상기 빔 라인을 따라 측정된 압력 불균일의 보다 정확한 교정을 허용할 수 있다.
상기 보상 파형은 다양한 수단에 의해 발생될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 보상 파형은 상기 메인 스캔 파형과는 상이한 파동 발생기에 의해 발생될 수 있다. 선택적인 실시예에 있어서, 하나 이상의 컴퓨터가 상기 메인 스캔 파형과 상기 보상 파형을 발생하도록 구성될 수 있고, 여기서 상기 하나 이상의 컴퓨터는 소프트웨어 루틴(예를 들어, 컴퓨터 가독 매체에 기록된 소프트웨어 루틴)에 따라 상기 메인 스캔 파형과 상기 보상 파형을 혼합한다.
406에서, 상기 보상 파형의 진폭이 조정된다. 일 실시예에 있어서, 상기 보상 파형의 진폭은 실질적으로 순간적인 진공 압력 측정(예를 들어, 처리 챔버 내에 존재하는 가스 방출 레벨에 대응하는 압력 측정)에 응하여 보다 큰 또는 보다 작은 진폭으로 조정될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 보상 파형의 진폭은 상기 메인 스캔 파형의 진폭(예를 들어, 상기 메인 스캔 파형의 진폭은 일정한 스캔 폭을 얻기 위해 상이한 이온 에너지 및 전하 상태값에 대하여 조정될 수 있음)에 관계없이 상기 보상 파형의 최대 혼합비가 일정하게 유지되도록 상기 메인 스캔 파형의 진폭에 비례하여 조정될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 패스트 빔 스캔을 따르는 불균일성의 기울기는 반대가 되고(즉, 경로 길이가 길수록 선량이 높음), 상기 보상 파형의 극성은 역전될 수 있다.
408에서, 상기 메인 스캔 파형 및 상기 조정된 보상 파형은 함께 가산되어(즉, 함께 혼합되어) 빔 스캐닝 파형을 형성한다. 상기 가변 보상 파형과 상기 메인 스캔 파형의 가산으로 인해 상기 파형들간의 혼합비가 조정되며, 결국 빔 스캐닝 파형이 용이하게 제어될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 보상 파형 및 상기 메인 스캔 파형의 합은 메인 스캔 파형에 대한 선형 기울기 교정을 포함하는 빔 스캔 파형이 된다. 다시 말해, 상기 이차 보상 파형은 상기 웨이퍼의 일 부분에 대한 상기 파형의 기울기를 감소시키고(예를 들어, 그 부분의 스캔 중에 이온 빔을 감속시킴), 상기 웨이퍼의 다른 부분에 대한 상기 파형의 기울기를 증가시킬 수 있다(예를 들어, 그 부분의 스캔 중에 이온 밤을 가속시킴). 따라서, 상기 보상 파형에 의해 제공된 상기 선형 기울기 교정은 상기 패스트 스캔 방향을 따르는 선량의 선형 불균일을 처리한다.
일 실시예에 있어서, 상기 보상 파형은 큰 압력이 측정될 때(즉, 포토레지스트 가스 방출량이 클 때) 상기 빔 스캔 방향을 따라 큰 기록 속도 변화를 야기하도록 구성된다. 선택적으로, 상기 보상 파형은 작은 압력이 측정될 때(예를 들어, 거의 순수한 삼각 파형에 대한 이차 성분의 제로 혼합) 거의 일정한 속도를 제공하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 혼합비는 스캔 파형을 지속적으로 수정하는 것보다 쉽고 매우 빠른 속도로 수행될 수 있는 순간적인 진공 압력 신호에 의해 조정될 수 있다.
상기 보상 파형과 상기 메인 스캔 파형간의 혼합비의 조정은 최종 빔 스캐닝 파형의 기울기가 비선형으로 되게 하고, 결국 일정치 않은 속도로 가공편을 가로질러 진행하는 이온 빔으로 된다. 예컨대, 보상 파형은, 느리게 시작해서 점차 빨라지는 모션으로 웨이퍼를 가로질러(예를 들어, 우에서 좌로) 이온 빔을 이동시켜서, 스캔의 일측에서는 적은 선량을, 그리고 다른 측에서는 과도한 선량을 제공함으로써 이온 빔이 압력 변화를 보상하게 하도록 구성될 수 있다. 결국, 상기 보상 파형은 압력 변화를 처리하게 하는 보상을 상기 메인 스캔 파형에 도입한다.
410에서, 상기 빔 스캐닝 파형은 빔 스캐닝 장치에 제공된다. 일 실시예에 있어서, 상기 스캐닝 장치는 전기장을 사용하여 상기 이온 빔을 편향시키도록 위치된 2개 이상의 스캐닝 플레이트에 전압을 인가하기 위해 상기 빔 스캐닝 파형을 이용할 수 있다.
동작 402 내지 410은 상기 가스 방출 압력에 기초한 빔 전류를 조정하는 방식으로 반복해서 수행될 수 있다. 예컨대, 상기 방법(400)에서의 보상 파형은 이온 주입 빔의 작동 중에 동적으로 조정될 수 있음이 이해될 것이다. 상기 보상 파형의 동적 조정은 상기 포토레지스트 가스 방출이 발생하면 상기 스캐닝 시스템이 상기 포토레지스트 가스 방출에 대한 변화를 처리하게 하고, 그에 따라 상기 스캐닝 시스템이 전체 가공편의 표면에 걸쳐 일정한 이온 빔 전류를 유지하게 한다. 예컨대, 압력 변화가 검출되지 않으면, 상기 보상 파형의 진폭은 유지된다. 그러나, 압력 변화가 검출되면, 상기 보상 파형의 진폭이 증가 또는 감소될 수 있고, 그에 따라 혼합비가 조정되는 한편, 빔 스캐닝 특성(예를 들어, 속도)이 변경되고, 상기 압력 변화가 처리된다. 그러므로, 상기 보상 파형의 진폭을 동적으로 조정함으로써, 상기 스캔 파형은 스캔 파형의 변경 없이 동적인 압력 변화를 처리하도록 수정될 수 있다.
도 5는 본원에 제공되는 바와 같은 스캐닝 시스템의 일 실시예를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 스캐닝 시스템(500)은 제 1 파동 발생기(502) 및 제 2 파동 발생기(504)를 포함할 수 있다. 가산기(508)는 상기 제 1 및 제 2 파동 발생기의 출력을 가산하도록 구성되어, 스캐닝 장치(510)에 출력되는 빔 스캐닝 파형을 생성한다.
상기 제 1 파동 발생기(502)는 메인 스캔 파형을 발생하도록 구성된다. 상기 메인 스캔 파형은 삼각 파형과 같은 구간적 선형 함수를 포함할 수 있고, 상기 함수의 모든 구간은 동일한 크기(예를 들어, +m, -m)를 갖는 기울기를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 상기 메인 스캔 파형은 슬로우 스캔 방향에 있어서의 국부적인 균일성 이상을 처리하는데 필요한 교정을 포함할 수 있다.
제 2 파동 발생기(504)는 보상 파형을 발생하도록 구성된다. 일 실시예에 있어서, 상기 보상 파형은 고정된 높이를 갖는 이차 파형을 포함한다. 상기 이차 보상 파형은 상기 스캔 파형의 주기와 실질적으로 동일한 시간 내에 이차 파형을 2회 주기적으로 반복하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 삼각 파형은 이온 빔이 상기 가공편을 2회(1회는 좌에서 우로, 1회는 우에서 좌로) 가로지르는 것을 허용하는 주기를 가지게 된다. 상기 이차 보상 파형은 그 주기 내에 2회 반복될 수 있고, 그에 따라 상기 이온 빔을 각 방향으로 구동하는 스캔 파형을 보상할 수 있게 된다.
일 실시예에 있어서, 진폭 조정 장치(506)는 상기 제 2 파동 발생기(504)에 결합된다. 진폭 조정 회로는 상기 보상(예를 들어, 이차) 파형을 혼합비(k)에 의해 증가시키도록 구성된다. 상기 보상 파형의 혼합비(k)는 상기 스캔 파형의 상기 보상 파형과의 혼합 전에 변경될 수 있다. 따라서, 상기 스캐닝 장치에 출력되는 상기 빔 스캐닝 파형은 Vs0(t) + k*Vc1(t)와 같고, 여기서 Vs0은 상기 스캔 파형이며, Vc1은 상기 보상 파형이다. 일 실시예에 있어서, 상기 혼합비(k)는 -1과 1 사이에서 변경될 수 있고, 대부분 대략 0에 매우 가까우며, 통상 1% 보상에 대해서 -0.01과 0.01 사이이다. k는 실시간으로 변하기 때문에, k의 부호는 에너지 및 이온 종(species of ions)에 의해 미리 결정될 수 있다(고 에너지에서는 상기 k의 부호는 뒤바뀔 수 있고, k의 크기는 실시간으로 얻어지기 때문).
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 진폭 조정 장치(506)는, 일 실시예에서는 압력 모니터에 결합된 가변 보상 감쇠기를 포함할 수 있다. 상기 가변 보상 감쇠기는 상기 스캔 파형과 합쳐지기 전에 상기 보상 파형에 작용하도록 구성될 수 있다.
도 6a에 도시된 선택적인 실시예에 있어서, 상기 진폭 조정 장치는 스캐닝된 빔 폭의 양단에서 상기 빔 전류를 측정하기 위해 제 1 에지 페러데이 컵(first edge faraday cup)(602) 및 제 2 에지 페러데이 컵(second edge faraday cup)(604)을 이용함으로써 상기 혼합비(k)를 결정할 수 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 에지 페러데이 컵(602 및 604)은 상기 각도 교정기 자석(606)의 출구에 바로 위치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 2개의 컵의 빔 전류는 기계식 슬로우 스캔 속도(빔 스캔 방향에 직교)에 사용되도록 함께 가산(예를 들어, 608에서)될 수 있고, 반면 상기 2개의 컵간의 차이는 상기 혼합비(k)의 값을 유도하는데 사용된다.
도 6b에 도시된 또 다른 선택적인 실시예에 있어서, 상기 진폭 조정 장치는 압력 센서(616)를 사용해서 상기 빔 라인을 따르는 압력을 측정하고 상기 혼합비(k)의 값을 유도하기 위해 상기 측정된 압력을 사용함으로써 상기 혼합비(k)를 결정할 수 있다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 압력 센서(616)는 상기 엔드 스테이션(610)에 위치되어 있지만, 상기 빔 라인을 따르는 다양한 위치에 상기 압력 센서기 배치될 수 있음을 이해할 것이다.
메인 스캔 신호와 보상 신호간의 혼합비는 실시간으로 조정될 수 있고, 그에 따라 가변 진공 상태에 따른 빔 스캐닝 파형에 대한 지속적인 변화가 가능하다. 예컨대, 가스가 방출되지 않을 때, 상기 진폭 조정 장치는 상기 보상 파형의 진폭을 제로(zero)까지 감소시킬 수 있고, 그에 따라 상기 보상 파형은 상기 스캔 파형에 보상을 제공하지 않게 된다. 선택적으로, 가스 방출이 증가하면, 상기 진폭 조정 장치는 상기 보상 파형의 진폭을 증가시킬 수 있고, 그에 따라 상기 보상 파형은 증가된 보상을 상기 스캔 파형에 제공하게 된다.
도 7a 내지 도 8b는 본원에 제공된 본 발명의 특정한 예를 도시한다. 특히, 도 7a 내지 도 8b는 본원에 제공된 바와 같은 방법 및 장치에 의해 제공되는 메인 스캔 파형, 보상 파형 및 빔 스캐닝 파형을 도시한다.
도 7a는 이온 빔을 패스트 스캔 방향을 따라 전후로 조종하기 위해 발생된(예를 들어, 도 4의 제 1 파동 발생기에 의해) 구간적 삼각 함수를 포함하는 예시적인 메인 스캔 파형을 도시하는 전압 대 시간 그래프(702)이다. 시간 t0 으로부터 시간 t1 / 2 까지 상기 메인 스캔 파형은 상기 이온 빔을 제 1 방향(예를 들어, 좌에서 우로)으로 구동하는 양(positive)의 기울기를 갖는다. 시간 t1 / 2 로부터 시간 t1 까지 상기 메인 스캔 파형은 상기 이온 빔을 상기 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향(예를 들어, 우에서 좌로)으로 구동하는 음(negative)의 기울기를 갖는다.
도 7b는 도 7a에 도시된 메인 스캔 파형의 도함수를 나타내는 dV/dt 대 시간 그래프(704)이다. 도 7b는 전압의 기울기가 지배적으로 선형의 일정한 양의 기울기와 지배적으로 선형의 일정한 음의 기울기 사이에서 변하는 것을 도시한다. 상기 dV/dt 그래프에 도시된 상기 기울기의 값이 이온 빔이 가공편을 가로질로 스캐닝되는 속도의 전형임을 이해할 것이다. 예컨대, 기간에 걸쳐 일정한 기울기는 이온 빔이 그 기간 동안 일정한 속도로 이동하고 있음을 의미한다. 따라서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 일정한 기울기를 갖는 메인 스캔 파형은 가공편 표면에 걸쳐 균일한 스캔 속도를 제공하도록 설계된다. 예컨대, 상기 메인 스캔 파형은 시간 t0 으로부터 시간 t1 / 2 까지 일정한 양의 기울기를 갖고, 그에 따라 가공편의 좌에서 우로 이온 빔을 안내하는 일정한 전기장 변화 속도로 된다. 시간 t1 / 2 로부터 시간 t1 까지, 상기 메인 스캔 파형은 일정한 음의 기울기를 갖고, 그에 따라 상기 가공편의 우에서 좌로 이온 빔을 안내하는 일정한 전기장 변화 속도로 된다.
도 7c는 상기 이온 빔 라인을 따르는 압력 변화를 보상하기 위해, 제 2 파동 발생기에 의해 발생된 이차 보상 파형을 도시하는 전압 대 시간 그래프이다. 상기 이차 보상 파형은 고정된 높이(h), 및 상기 이차 파형에 따라 변하는 진폭을 갖는다. 도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 이차 보상 파형은 하기의 식으로 되고,
V2(t)= at*(t-t1 /2)
여기서, t는 시간이고, t1 /2 은 오리지널 스캔 파형의 반주기(예를 들어, 1KHZ 스캔에 대해서는 500마이크로초)이다.
도 8a는 도 7a 및 도 7c에 도시된 이차 보상 파형과 메인 스캔 파형의 합을 도시한다. 상기 이차 보상 파형의 상기 메인 스캔 파형에의 가산으로 인해 빔 스캐닝 파형은 상기 메인 스캔 파형과는 상이한 선형 기울기 (dV/dt)를 갖게 된다. 다시 말해, 상기 이차 보상 파형(804)은, 상기 스캐닝 시스템(예를 들어, 스캐닝 플레이트)에 제공된 상기 빔 스캐닝 파형(806)이 임의의 진공 레벨의 변화에 대한 보상을 포함하도록, 상기 메인 스캔 파형(802)의 기울기를 변화시킨다.
예컨대, 상기 메인 스캔 파형(802)의 선형 기울기는, 포토레지스트 가스 방출의 증가로 인해, 빔 라인을 따라서(예를 들어, 처리 챔버 내에서) 진공 레벨이 열화함에 따라, 가공편의 제 1 측면 상에서의 이온 빔의 스캔 속도를 늦추는 한편(예를 들어, 그에 따라 상기 제 1 측면 상에서의 주입 이온의 밀도가 증가됨), 상기 가공편의 맞은 편의 제 2 측면 상에서의 상기 이온 빔의 스캔 속도를 증가(예를 들어, 그에 따라 상기 제 2 측면 상에서의 주입 이온의 밀도가 감소됨)시키도록 수정될 수 있다. 선택적으로, 상기 메인 스캔 파형(802)의 선형 기울기는, 포토레지스트 가스 방출의 감소로 인해 상기 진공이 개선됨에 따라, 상기 이온 빔의 균일한 스캔 속도를 사용함으로써 상기 가공편을 가로질러 상기 주입 밀도를 균등화하도록 수정될 수 있다.
도 8b는 상기 메인 스캔 파형(802)과 이차 보상 파형(804)의 합의 도함수를 나타내는 빔 스캐닝 파형(808)의 전압 대 시간 그래프이다. 도 8b에서 알 수 있듯이, 상기 빔 스캐닝 파형(808)의 기울기는 더 이상 선형이 아니고, 그에 따라 상기 이온 빔은 일정한 속도로 상기 가공편을 가로질러 진행하지 않게 된다. 대신에, 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 빔 스캐닝 파형(808)의 시간 도함수는 기울어진다. 그러므로, 시간 t0 으로부터 시간 t1 / 2 까지, 상기 이온 빔은 상기 가공편을 가로질러 느리게 시작해서 점차 빨라지는 모션(시간에 걸쳐 상기 빔 스캐닝 파형 전압이 증가하는 것으로 도시됨)으로 우에서 좌로 상기 가공편을 가로질러 이동하게 된다. 유사하게, 시간 t1 / 2 로부터 시간 t1 까지, 상기 빔 스캐닝 파형은, 빠르게 시작해서 점차 느려지는 모션(시간에 걸쳐 상기 스캐닝 전압이 감소하는 것으로 도시됨)으로, 상기 가공편을 가로질러 좌에서 우로 상기 이온 빔을 이동시키게 된다.
따라서, 도 7a 내지 도 8b에 도시된 예에 제시된 바와 같이, 이차 보상 파형은, 최종 빔 스캐닝 파형이 압력 변화를 처리하게 하는 보상을 상기 메인 스캐닝 파형에 도입했다. 상기 처리 챔버 내의 압력이 증가 또는 감소함에 따라, 상기 이차 보상 파형의 진폭이 증가 또는 감소할 수 있고, 그에 따라, 스캐닝 전압의 변화가 커진다(또한, 스캐닝 이온 빔의 속도 변화가 커짐).
도 9는 포토레지스트 가스 방출 도중에 주입 균일성을 개선하도록 컴퓨터 시스템을 구성한 선택적인 실시예를 도시한다. 상기 컴퓨터 시스템은 메인 스캔 파형과 보상 파형을 발생시키도록 구성된다. 이후, 상기 메인 스캔 파형과 상기 보상 파형은 가산 또는 혼합되어, 빔 스캐닝 장치에 제공되는 빔 스캐닝 파형을 생성한다. 상기 컴퓨터 시스템은 이들 동작을 소프트웨어에서 수행하므로 물리적인 파동 발생기를 필요로 하지 않는다는 것을 이해할 것이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 시스템(910)은 본원에 제시된 하나 이상의 실시예에서 제공되는 바와 같이 메인 스캔 파형 및 보상 파형을 발생시키기 위해 소프트웨어(예를 들어, 메모리에 저장되거나 또는 하나 이상의 컴퓨터 가독 매체에 저장된 컴퓨터 가독 명령으로서)를 작동하도록 구성된 연산 디바이스(912)를 포함한다. 일 구성에 있어서, 연산 디바이스(912)는 적어도 하나의 처리 유닛(916) 및 메모리(918)를 포함한다. 이 구성은 도 9에 점선(914)으로 도시된다.
디바이스(912)는 입력 디바이스(924)(예를 들어, 키보드, 마우스, 및/또는 임의의 다른 입력 디바이스), 출력 디바이스(922)(예를 들어, 하나 이상의 디스플레이, 스피커, 프린터, 및/또는 다른 출력 디바이스), 및 네트워크(928)를 통해 다른 연산 디바이스(930)들과 통신하도록 구성된 통신 디바이스(926)를 또한 포함할 수 있다.
본 발명이 가스 방출로 인한 압력 변화를 보상하기 위해 보상 파형을 발생시키는 방법으로서 기술되어 있지만, 본원에 제공된 상기 방법 및 장치는 폭넓은 분야에서 이용될 수 있음을 이해할 것이다.
또한, 본 발명이 특정 양태 및 구현예에 대하여 도시 및 기술되어 있지만, 이 명세서 및 첨부 도면을 해석 및 이해하고 있는 당업자에 의해 등가의 변경 및 변형이 취해질 수 있음을 이해할 것이다. 특히, 상술한 구성요소(조립체, 디바이스, 회로, 시스템 등)에 의해 수행된 다양한 기능에 관하여, 상기 구성요소를 기술하는데 사용된 용어("수단"을 참조로 포함)는, 달리 지시가 없는 한, 본 발명의 도시된 예시적인 구현예의 본원에서의 기능을 수행하는 개시된 구조에 구조적으로 대응하지 않더라도, 상기 기술된 구성요소의 특정 기능을 수행하는(즉, 기능적으로 동등한) 임의의 구성요소에 대응하는 것으로 의도된다. 이와 관련하여, 본 발명의 다양한 방법의 단계들을 수행하는 컴퓨터-실행 명령을 갖는 컴퓨터-가독 매체를 본 발명이 포함한다는 점도 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 특정한 양태가 몇 가지 구현예 중 하나에 대해서만 기술되어 있지만, 상기 양태는 임의의 주어진 또는 특정한 분야에 바람직하며 유리할 수 있는 다른 구현예들의 하나 이상의 다른 양태들과 조합될 수 있다. 또한, 용어 "구비한다", "구비하는", "갖는다", "갖는" 및 그 변형이 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 사용될 경우에, 이들 용어는 용어 "포함하는"과 유사하게 포괄적인 용어로 의도된 것이다.

Claims (20)

  1. 이온 주입 시스템으로서,
    구간적 선형 기울기(piecewise linear slope)를 갖는 메인 스캔 파형(main scan waveform)을 발생시키도록 구성된 제 1 파동 발생기;
    보상 파형(compensation waveform)을 발생시키도록 구성된 제 2 파동 발생기; 및
    상기 메인 스캔 파형과 상기 보상 파형을 가산함으로써 빔 스캐닝 파형(beam scanning waveform)을 제공하도록 구성된 가산기(adder)를 포함하며;
    상기 보상 파형은 패스트 스캔 방향(fast scan direction)을 따라 이온 빔의 선량의 불균일을 처리하는 방식으로 상기 메인 스캔 파형의 기울기를 수정하도록 구성되는 파형 및 진폭을 가지도록 선택되고,
    상기 메인 스캔 파형은 상기 이온 주입 시스템 내에서의 압력 변화에 의한 영향을 받지 않는,
    이온 주입 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 빔 스캐닝 파형은 이온 빔이 가공편을 가로질러 이동할 때 이온 빔의 스캔 속도를 점진적으로 증가 또는 감소시키는 기울기를 포함하는,
    이온 주입 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상 파형은 이차 파형(quadratic waveform)을 포함하는,
    이온 주입 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 파동 발생기에 결합되며, 상기 보상 파형의 진폭을 혼합비에 의해 조정하도록 구성된 조정 장치를 더 포함하는,
    이온 주입 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 조정 장치는 가변 보상 감쇠기(variable compensation attenuator)를 포함하는,
    이온 주입 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 혼합비는 상기 이온 빔의 대향하는 양측에 위치된 제 1 에지 페러데이 컵(first edge faraday cup) 및 제 2 에지 페러데이 컵(second edge faraday cup)으로부터 취해진 측정에 의거하여 결정되는,
    이온 주입 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 혼합비는 빔 라인을 따라 위치된 압력 센서로부터 취해진 측정에 의거하여 결정되는,
    이온 주입 시스템.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 조정 장치는 엔드 스테이션에서 측정된 압력에 의거하여 상기 보상 파형의 진폭을 동적으로 수정하도록 구성된,
    이온 주입 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상 파형의 파형 및 진폭은 상기 제 2 파동 발생기에 의해 수신된 순간적인 압력 측정에 응하여 조정될 수 있는,
    이온 주입 시스템.
  10. 이온 주입 시스템의 주입 균일성을 개선하는 방법으로서,
    구간적 선형 기울기를 갖는 메인 스캔 파형을 발생시키는 단계;
    보상 파형을 발생시키는 단계; 및
    이온 주입 빔을 지향시키는데 이용되는 빔 스캐닝 파형을 생성하기 위해 상기 메인 스캔 파형에 상기 보상 파형을 가산하는 단계를 포함하며,
    상기 보상 파형은 패스트 스캔 방향을 따라 이온 빔의 선량의 불균일을 처리하는 방식으로 상기 메인 스캔 파형의 기울기를 수정하도록 구성되는 파형 및 진폭을 가지도록 선택되고,
    상기 메인 스캔 파형과 상기 보상 파형 간의 혼합비를 바꾸기 위해 상기 보상 파형의 진폭을 조정하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보상 파형은 이차 파형을 포함하는,
    방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 이차 파형은 V2(t) = at*(t-t1/2)의 형태로 이루어지고, 여기서 t는 시간이고, t1/2은 오리지널 스캔 파형의 반주기인,
    방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 혼합비는 상기 이온 빔의 에지에 위치된 제 1 에지 페러데이 컵 및 상기 이온 빔의 맞은 편 에지에 위치된 제 2 에지 페러데이 컵으로부터 취해진 측정에 의거하여 결정되는,
    방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 보상 파형의 진폭은 상기 보상 파형의 혼합비가 상기 메인 스캔 파형의 진폭에 관계없이 일정하게 유지되도록 상기 메인 스캔 파형의 진폭에 비례하여 조정될 수 있는,
    방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 혼합비는 빔 라인을 따라 위치된 압력 센서로부터 취해진 측정에 의거하여 결정되는,
    방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 방법은 컴퓨터 가독 매체 상에 구현되는,
    방법.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 빔 스캐닝 파형은 상기 이온 빔이 가공편을 가로질러 이동할 때 이온 빔의 속도를 점진적으로 증가 또는 감소시키는 기울기를 포함하는,
    방법.
  18. 이온 주입 시스템으로서,
    균일한 이온 빔 스캐닝 속도를 가공편에 걸쳐 제공하도록 구성되는 구간적 선형 기울기를 갖는 메인 스캔 파형을 발생시키도록 구성된 제 1 파동 발생기;
    보상 파형을 발생시키도록 구성된 제 2 파동 발생기; 및
    상기 메인 스캔 파형과 상기 보상 파형을 가산함으로써 형성되는 빔 스캐닝 파형을 빔 스캐닝 장치에 제공하도록 구성된 가산기를 포함하며,
    상기 보상 파형은 상기 제 2 파동 발생기에 의해 수신된 순간적인 압력 측정에 응하여 상기 메인 스캔 파형의 기울기를 수정하도록 구성된 파형 및 진폭을 가지도록 선택되고,
    상기 빔 스캐닝 파형은 이온 빔이 상기 가공편을 가로질러 이동할 때 이온 빔의 스캔 속도를 증가 또는 감소시키는 비선형 기울기를 포함하는,
    이온 주입 시스템.
  19. 삭제
  20. 삭제
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