KR102157907B1 - 멀티-에너지 이온 주입 - Google Patents

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Abstract

멀티-에너지 이온 주입 프로세스에서, 이온 소스, 추출 어셈블리 및 전극 어셈블리를 구비한 이온 주입 시스템은 타겟에 이온들을 주입하는데 이용된다. 제1 에너지를 갖는 이온 빔은 이온 소스 및 추출 어셈블리를 이용하여 생성될 수 있다. 제1 전압은 전극 어셈블리 양단에 인가될 수 있다. 이온 빔은 제1 에너지로 전극 어셈블리에 들어가고, 제2 에너지로 전극 어셈블리를 나오며, 제2 에너지로 타겟에 이온들을 주입할 수 있다. 제2 전압은 전극 어셈블리 양단에 인가될 수 있다. 이온 빔은 제1 에너지로 전극 어셈블리에 들어가고, 제3 에너지로 전극 어셈블리를 나오며, 제3 에너지로 타겟에 이온들을 주입할 수 있다. 제3 에너지는 제2 에너지와 상이할 수 있다.

Description

멀티-에너지 이온 주입{MULTI-ENERGY ION IMPLANTATION}
본 발명은 일반적으로 반도체 프로세싱에 관한 것으로서, 구체적으로는 멀티-에너지 이온 주입을 위한 방법들에 관한 것이다.
이온 주입은 집적 반도체 장치들의 제조에서 중요한 프로세스이며, 이 프로세스에서는 붕소, 인, 비소 등과 같은 도펀트 이온들을 반도체 기판 내에 주입하여 기판의 도전율을 조절한다. FinFET 장치들의 제조에서의 반도체 핀(fin) 구조들의 도핑과 같은 소정의 응용들은 바람직한 균일성, 따라서 바람직한 장치 성능을 달성하기 위해 멀티-에너지 이온 주입 프로세스를 필요로 할 수 있다. 멀티-에너지 이온 주입 프로세스에서, 이온 주입 시스템은 타겟(예를 들어, 반도체 장치가 형성되는 반도체 웨이퍼) 상에 한 세트의 주입들을 수행하며, 각각의 주입은 상이한 에너지로 수행된다.
전통적으로, 멀티-에너지 이온 주입 프로세스의 주입 에너지는 이온 소스 및 추출 어셈블리 조건들을 조정함으로써 제어된다. 예를 들어, 이온 소스와 추출 전극 사이의 거리를 증가시키면서 추출 전압을 증가시킴으로써 주입 에너지가 증가할 수 있다. 게다가, 도펀트 가스 흐름 레이트 및 소스 자기장을 조정하여, 원하는 이온 빔 전류를 달성할 수 있다. 이온 소스 및 추출 어셈블리 조건들의 조정은 각각의 주입에 대한 이온 빔 전류를 최적화하며, 따라서 이온 소스의 수명을 연장한다. 그러나, 이온 소스 및 추출 어셈블리 조건들의 변경은 이온 빔을 불안정하게 하기도 하며, 이러한 경우에 이온 빔은 타겟 내에 이온들을 주입하는 데 사용될 수 있기 전에 최대 수 분 동안 다시 튜닝되고 다시 안정화되는 것이 필요하다. 이온 소스 및 추출 어셈블리 조건들이 변경되는 빈도를 줄이기 위해, 전통적인 멀티-에너지 이온 주입 프로세스들은 예를 들어 이온 빔을 제2 에너지로 변경하기 전에 생산 로트(lot) 내의 모든 타겟에 제1 에너지로 주입할 수 있다. 이어서, 동일 생산 로트 내의 각각의 타겟은 제2 에너지로 주입될 수 있다. 그러나, 각각의 타겟이 각각의 주입 에너지에 대해 이온 주입 시스템 안팎으로 이동해야 하므로 타겟 처리 시간이 증가한다. 따라서, 전통적인 멀티-에너지 이온 주입은 처리량이 적으며, 반도체 장치 생산을 위한 제조 가능한 솔루션이 아닐 수 있다.
일 실시예에서, 이온 소스, 추출 어셈블리 및 전극 어셈블리를 갖는 이온 주입 시스템이 타겟 내로의 멀티-에너지 이온 주입을 위해 사용된다. 제1 에너지 및 제1 전류를 갖는 이온 빔이 이온 소스 및 추출 어셈블리를 이용하여 생성될 수 있다. 제1 전압이 전극 어셈블리 양단에 인가될 수 있다. 이온 빔은 전극 어셈블리에 제1 에너지로 들어가고, 전극 어셈블리로부터 제2 에너지로 나오며, 타겟 내에 이온들을 제2 에너지로 주입할 수 있다. 제2 에너지는 제1 에너지와 다를 수 있다. 제2 전압이 전극 어셈블리 양단에 인가될 수 있다. 이온 빔은 전극 어셈블리에 제1 에너지로 들어가고, 전극 어셈블리로부터 제3 에너지로 나오며, 타겟 내에 이온들을 제3 에너지로 주입할 수 있다. 제3 에너지는 제2 에너지와 다를 수 있다.
이온 주입 시스템은 주입 전류를 제어하기 위한 가변 개구를 더 구비할 수 있다. 이온 빔은 타겟에 주입하기 전에 가변 개구를 통해 지향될 수 있다. 전극 어셈블리 양단에 제1 전압을 인가하는 동안, 가변 개구는 이온들을 제2 에너지 및 제2 전류로 타겟 내에 주입할 수 있는 제1 개구 폭으로 설정될 수 있다. 전극 어셈블리 양단에 제2 전압을 인가하는 동안, 가변 개구는 이온들을 제3 에너지 및 제3 전류로 타겟 내에 주입하는 제2 개구 폭으로 설정될 수 있다. 전극 어셈블리 및 가변 개구를 이용하여 주입 에너지 및 주입 전류를 조정함으로써 이온 소스 및 추출 어셈블리 조건들을 조정할 필요가 없으며, 따라서 이온 빔 셋업 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 멀티-에너지 이온 주입 프로세스를 수행하는 데 적합한 예시적인 이온 주입 시스템을 나타낸다.
도 2는 멀티-에너지 이온 주입 프로세스를 수행하는 데 사용될 수 있는 예시적인 전극 어셈블리를 나타낸다.
도 3은 멀티-에너지 이온 주입을 위한 예시적인 프로세스를 나타낸다.
아래의 설명은 이 분야의 통상의 기술자로 하여금 다양한 실시예들을 실시하고 이용하는 것을 가능하게 하기 위해 제공된다. 특정 시스템들, 장치들, 방법들 및 응용들의 설명들은 단지 예들로서 제공된다. 이 분야의 통상의 기술자들에게는 본 명세서에서 설명되는 예들에 대한 다양한 변경들이 자명할 것이며, 본 명세서에서 정의되는 일반 원리들은 다양한 실시예들의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고서 다른 예들 및 응용들에 적용될 수 있다. 따라서, 다양한 실시예들은 본 명세서에서 설명되고 도시되는 예들로 한정되는 것을 의도하는 것이 아니라, 청구항들과 일치하는 범위를 부여받아야 한다.
1. 이온 주입 시스템
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 타겟(116)에 대해 멀티-에너지 이온 주입 프로세스를 수행하기에 적절한 예시적인 이온 주입 시스템(100)을 나타낸다. 시스템(100)은 이온 소스(102), 추출 어셈블리(104), 질량 분석기(108) 및 전극 어셈블리(112)를 포함할 수 있다. 이온 빔(106)이 이온 소스(102) 및 추출 어셈블리(104)를 이용하여 생성될 수 있다. 이온 소스(102)는 예를 들어 Bernas 또는 Freeman 이온 소스일 수 있다. 이온 소스(102)는 플라즈마를 형성하기 위해 소스 가스의 전자 이온화에 의해 원하는 이온 종(species)을 생성할 수 있다. 반도체 장치 제조를 위해, 원하는 이온 종은 B+, P+ 및 As+와 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 붕소, 인 또는 비소를 포함하는 도펀트 이온 종을 포함할 수 있다. 추출 어셈블리(104)는 추출 전압을 인가받을 수 있는 적어도 하나의 추출 전극을 포함할 수 있다. 추출 전압이 추출 어셈블리(104) 내의 적어도 하나의 추출 전극에 인가되어, 이온 소스(102)로부터 이온들을 추출하고 이온 빔(106)을 생성할 수 있다. 통상적으로 추출 전압은 양이온 종을 갖는 이온 빔을 생성할 때 이온 소스에 대해 음의 전압이며, 음이온 종을 갖는 이온 빔을 생성할 때 이온 소스에 대해 양의 전압이다. 이온 빔(106)은 이온 소스(102) 및 추출 어셈블리(104)에 의해 제1 에너지로 그리고 제1 전류로 생성될 수 있다. 제1 에너지의 크기는 추출 전압의 크기에 의해 적어도 부분적으로 결정되며, 더 큰 추출 전압은 더 높은 에너지를 갖는 이온 빔을 생성한다. 제1 전류의 크기는 이온 소스(102)에서 형성되는 플라즈마의 밀도 및 추출 전압의 크기에 의해 적어도 부분적으로 결정되며, 더 높은 밀도의 플라즈마 및 더 큰 추출 전압은 더 높은 전류를 갖는 이온 빔을 생성한다. 이온 소스(102)에서 형성되는 플라즈마의 밀도는 소스 가스 흐름 레이트 및 아크 전류에 의해 적어도 부분적으로 결정된다.
이온 빔(106)은 도 1에 도시된 바와 같이 질량 분석기 유닛(108) 내로 지향될 수 있다. 질량 분석기 유닛(108)은 원하는 질량 대 전하 비율을 갖는 이온 빔(106) 내의 이온 종만이 질량 분석기 유닛(108)을 통과하도록 자기장을 인가할 수 있다. 이온 빔(106)은 전극 어셈블리(112)에 들어가기 전에 가변 개구(110)를 통과할 수 있다. 가변 개구(110)는 이온 빔(106)이 통과하는 개구 폭을 변화시킴으로써 이온 빔 전류를 조정할 수 있다. 일례에서, 개구 폭은 0.1 mm와 100 mm 사이에서 제어될 수 있으며, 따라서 이온 빔 전류는 최대 세 자리수 크기의 범위에 걸쳐 변할 수 있다. 가변 개구의 개구 폭은 이온 빔(106)이 제2 전류로 타겟(116)에 주입하도록 제어될 수 있으며, 제2 전류는 이온 빔(106)이 생성되는 제1 전류보다 낮다. 더 작은 개구 폭은 이온 빔 전류를 낮추는 반면, 더 큰 개구 폭은 타겟(116)에 주입하는 이온 빔 전류를 높인다. 가변 개구(110)는 전극 어셈블리(112)의 앞 또는 뒤에(도시되지 않음) 배치될 수 있다. 가변 개구(110)는 전극 어셈블리의 뒤에 배치될 때 타겟(116)에 더 가까우며, 따라서 이온 빔의 형상 및 이온 빔 전류는 더 큰 정밀도로 제어될 수 있다. 대안으로서, 가변 개구(110)를 전극 어셈블리(112) 앞에 배치하는 것은 입자 및 에너지 오염을 줄이는데, 그 이유는 전극 어셈블리(112)가 가변 개구(110)에 의해 생성되는 오염 입자들 및 중성종을 이온 빔(106)으로부터 필터링할 수 있기 때문이다. 또 다른 예(도시되지 않음)에서, 이온 주입 시스템은 2개의 가변 개구를 포함할 수 있으며, 이들 중 하나는 전극 어셈블리(112) 앞에 배치되고, 다른 하나는 뒤에 배치될 수 있다.
일례에서, 가변 개구(110)는 셔터로서 작용할 수 있다. 그러한 예에서, 가변 개구(110)는 이온 빔(106)을 완전히 닫고 차단하여, 이온 빔(106)이 이온들을 타겟(116) 내에 주입하는 것을 방지할 수 있다. 이온 빔(106)은 추출 전압 또는 전극 어셈블리 전압과 같은 이온 빔 조건들이 변할 때 주입들 사이에서 차단되는 것이 필요할 수 있다. 대안으로서, 이온 주입 시스템(100)은 이온 빔(106)을 차단하기 위한 별도의 셔터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
이온 빔(106)의 에너지는 이온 빔이 추출 어셈블리(104)로부터 전극 어셈블리(112)로 이동할 때 대략 일정하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 이온 빔(106)은 이온 빔(106)이 생성되는 제1 에너지와 대략 동일한 에너지를 갖고서 전극 어셈블리(112)에 들어갈 수 있다. 전압이 전극 어셈블리(112) 양단에 인가되어, 이온 빔(106)의 이온 빔 에너지를 변경할 수 있다. 일례에서, 제1 전압이 전극 어셈블리(112) 양단에 인가되어, 이온 빔(106)을 가속 또는 감속시킬 수 있다. 그러한 예에서, 이온 빔(106)은 제1 에너지로 전극 어셈블리(112)에 들어가고, 제2 에너지로 전극 어셈블리(112)로부터 나올 수 있다. 제2 에너지는 제1 에너지와 다를 수 있다. 인가되는 제1 전압이 이온 빔(106)을 가속시키는 경우, 제2 에너지는 제1 에너지보다 높다. 인가되는 제1 전압이 이온 빔(106)을 감속시키는 경우, 제2 에너지는 제1 에너지보다 낮다. 다른 예에서, 0과 대략 동일한 전압이 전극 어셈블리(112) 양단에 인가될 수 있으며, 이 경우에 이온 빔(106)은 가속 또는 감속 없이 전극 어셈블리(112)를 통과한다. 그러한 예에서, 이온 빔(106)은 제1 에너지로 전극 어셈블리(112)에 들어가고, 대략 제1 에너지로 전극 어셈블리(112)로부터 나온다.
이온 빔(106)은 그의 오리지널 경로로부터 굴절되지 않고 전극 어셈블리(112)를 직선으로 통과할 수 있다. 대안으로서, 전극 어셈블리(112)는 이온 빔(106)이 전극 어셈블리(112)를 통과할 때 그의 경로를 굴절시킬 수 있다. 이온 빔(106)의 경로의 굴절은 주입 프로세스 동안 에너지 오염을 줄이는 것을 돕는다. 에너지 오염은 중성종이 존재하고, 원하는 에너지와 다른 에너지를 갖는, 이온 빔 내의 도펀트 종의 양을 설명한다. 예를 들어, 이온 빔(106)이 10 keV로 전극 어셈블리(112)에 들어가고 500 eV로 전극 어셈블리로부터 나오도록 전극 어셈블리(112) 양단에 제1 전압이 인가될 수 있다. 전극 어셈블리(112)를 통과하는 동안, 이온 빔(106) 내의 일부 도펀트 이온 종들은 잔여 분자들과의 충돌로부터의 전하 교환의 결과로서 중성화될 수 있다. 그러한 예에서, 에너지 오염은 전극 어셈블리(112)로부터 나오는 이온 빔(106) 중에서 500 eV보다 큰 에너지를 갖는 중성종인 도펀트 종의 백분율로서 정의될 수 있다. 전극 어셈블리(112) 내에서의 굴절은 거의 모든 중성화된 도펀트 종을 효과적으로 차단하고 제거하며, 따라서 에너지 오염을 줄인다.
도 2는 이온 주입 시스템에서 이온 빔(206)을 가속 또는 감속시키기 위한 예시적인 전극 어셈블리(200)를 나타낸다. 전극 어셈블리(200)는 입구 전극(208) 및 출구 전극(210)을 포함하는 다수의 전극(202)을 포함할 수 있다. 각각의 전극(202)은 전압을 인가받을 수 있다. 각각의 전극(202)에 인가되는 전압들은 도 2에 도시된 등전위 전기장 라인들(204)에 의해 표현되는 전기장들을 생성한다. 이온 빔(206)은 이러한 전기장들에 의해 조종될 수 있으며, 따라서 전극 어셈블리(200)를 통과할 때 굴절, 가속 또는 감속될 수 있다.
전극 어셈블리(200) 양단에 인가되는 전압은 전극 어셈블리(200)를 통한 이온 빔(206)의 순수 가속 또는 감속을 적어도 부분적으로 결정한다. 전극 어셈블리(200) 양단에 음의 전압을 인가하는 것은 음 전하 이온 종들로 주로 구성되는 이온 빔을 가속시키며, 양 전하 이온 종들로 주로 구성되는 이온 빔을 감속시킨다. 반대로, 전극 어셈블리(200) 양단에 양의 전압을 인가하는 것은 양 전하 이온 종들로 주로 구성되는 이온 빔을 가속시키며, 음 전하 이온 종들로 주로 구성되는 이온 빔을 감속시킨다. 입구 전극(208)에 인가되는 전압이 출구 전극(210)에 인가되는 전압보다 더 양일 때 전극 어셈블리(200) 양단에는 양의 전압이 인가된다. 유사하게, 입구 전극(208)에 인가되는 전압이 출구 전극(210)에 인가되는 전압보다 더 음일 때 전극 어셈블리(200) 양단에는 음의 전압이 인가된다. 이온 빔(206)이 전극 어셈블리(200)를 통해 가속 또는 감속되는 정도는 전극 어셈블리(200) 양단에 인가되는 전압의 크기에 의해 적어도 부분적으로 결정된다. 전압의 크기가 클수록, 이온 빔(206)이 전극 어셈블리(200)를 통해 가속 또는 감속되는 정도가 커진다.
전극들(202)은 이온 빔(206)이 전극 어셈블리(200)를 통과함에 따라 원래 경로로부터 굴절되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 전극들(202)은 이온 빔(206)이 전극 어셈블리(200)를 통과하는 동안에 이온 빔을 굴절시켜 S형 경로를 따르도록 할 수 있다. 전극 어셈블리(200) 내에서 이온 빔(206)의 굴절은 에너지 오염(energy contamination)을 줄이는데 도움이 될 수 있다. 에너지 오염은 이온 빔에서 생성된 중성종(neutral species)이 전극 어셈블리를 통과하도록 허용될 경우 발생할 수 있다. 이 중성종은, 이온 빔이 질량 분석기 유닛으로부터 전극 어셈블리로 그리고 전극 어셈블리를 통해 이동할 때, 이온종과 잔류 입자들 사이의 충돌과 이로 인한 하전 교환(charge exchange)들에 의해 생성된다. 중성종은 전극 어셈블리(200) 내의 전계들에 의해 영향을 받지 않으며, 따라서 전극 어셈블리(200)를 통해 가속 또는 감속하지 않는다. 이러한 중성종이 전극 어셈블리(200)를 통과하도록 허용하면, 이 중성종은 전극 어셈블리(200)를 이온 빔 내의 이온종과는 상이한 에너지 상태에서 배출된다. 타겟에 주입을 할 경우, 중성종은 타겟 내에 이온종과는 상이한 깊이로 주입될 수 있으며, 그 결과 도펀트 깊이 프로파일(dopant depth profile)에서 원하지 않는 더 깊은 테일(undesired deeper tail)을 초래할 수 있다. 반도체 디바이스 제조에 있어서, 도펀트 깊이 프로파일에서의 깊은 테일은 바람직하지 못한 전기 특성을 갖는 더 깊은 접합 깊이들을 생성할 것이다. 중성종은 전계에 의해서 굴절되지 않고 이에 따라 중성 빔 덤프(미도시)로 향하기 때문에, 전극 어셈블리(200) 내에서 이온 빔(206)의 굴절은 이온 빔(206)으로부터 중성종을 필터링하여 제거하는데 도움이 된다. 이러한 방식으로, 이온 빔(106)은 최소의 에너지 오염을 가진 상태로 전극 어셈블리(200)를 통과할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 타겟(116)은 이온 주입 시스템(100) 내의 홀딩 장치(118) 상에 배치될 수 있다. 타겟(116)은 이온들이 주입되는 것이 요망되는 임의의 타겟일 수 있다. 예를 들어, 타겟(116)은 도펀트 이온들로 주입될 반도체 구조를 갖는 반도체 웨이퍼일 수 있다. 타겟(116)은 이온이 주입되는 주입 표면을 갖는다. 홀딩 장치(118)는, 전극 어셈블리(112)에서 배출되는 이온 빔(106)이 타겟(116)의 주입 표면에 입사하고, 이에 따라 타겟(116)의 주입 표면 내부로 이온들은 주입하도록, 타겟(116)을 이온 빔(106)의 경로에 배치시킬 수 있다. 홀딩 장치는 이온 빔(106)에 대한 타겟(116)의 회전(틸트 및 트위스트) 및 병진 이동을 제공할 수 있다. 회전 이동은 타겟(116)의 주입 표면에 대한 이온 빔(106)의 입사 각도를 제어할 수 있으며, 이에 따라 주입 각도를 제어할 수 있다. 병진 이동은 타겟(116)을 이동시키고 이온 빔(106)이 타겟(116)의 주입 표면을 가로질러 스캔하는 것을 허용한다. 병진 이동의 속도는, 타겟(116) 내에 주입량을 적어도 부분적으로 결정하는, 타겟(116)의 이동 속도를 제어한다. 더 빠른 이동 속도는 타겟(116) 내에 대한 더 낮은 주입량을 초래한다.
이온들이 타겟(116) 내에 주입되는 때의 에너지는 전극 어셈블리(112)에서 배출되는 이온 빔(106)의 에너지와 거의 동일하다. 예를 들어, 이온 빔(106)은 제2 에너지로 전극 어셈블리(112)로부터 배출되며, 그런 다음 제2 에너지로 이온들을 타겟(116) 내에 주입할 수 있다.
제어기(120)는 이온 주입 시스템(100)의 여러 가지 컴포넌트들에 연결되며, 이온 주입 시스템(100)이 본 명세서에 기술된 바와 같은 타겟 내의 멀티-에너지 이온 주입 방법들과 예시적 프로세스들을 수행하도록 제어한다. 제어기(120)의 기능 및 특성은 이후에 더 상세히 기술될 것이다.
2. 멀티-에너지 이온 주입 프로세스
도 3은 타겟 내의 멀티-에너지 이온 주입을 위한 예시적 프로세스(300)를 도시한다. 프로세스(300)는, 도 1에 도시된 이온 주입 시스템(100)과 같은, 이온 소스, 추출 어셈블리 및 전극 어셈블리를 포함하는 임의의 적절한 이온 주입 시스템을 이용하여 수행될 수 있다. 또한, 이온 주입 시스템은 가변 개구와 홀딩 장치를 선택적으로 포함할 수 있다. 프로세스(300)에서, 주입 에너지들과 주입 전류들은 이온 소스 조건들(예를 들어, 도펀트 가스 흐름 속도, 소스 자계, 아크 전류)과 추출 어셈블리 조건들(예를 들어, 추출 전압, 추출 전극 위치들)을 변경함이 없이 조정될 수 있다. 따라서, 이온 소스 및 추출 어셈블리 조건들은 프로세스(300) 전체에서 일정하게 유지될 수 있으며, 여기서 주입 에너지들은 전극 어셈블리 양단에 인가되는 전압을 조정함으로써 제어되고 주입 전류는 가변 개구의 개구 폭을 조정함으로써 제어된다. 이런 방식으로, 이온 빔은 프로세스(300) 전체에서 안정적으로 유지될 수 있으며, 이로써 이온 빔 에너지와 전류가 조정될 때마다 긴 튜닝 및 안정화 시간들(예를 들어, 3-10분)에 대한 필요성이 제거된다. 따라서, 프로세스(300) 동안의 수율은 종래의 멀티-에너지 이온 주입 프로세스들에 비해 매우 높을 것이다.
타겟은, 예를 들어, 반도체 구조들를 위에 갖는 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 일례에서, 반도체 구조들은 FINFET(fin field effect transistor) 디바이스들을 형성하기 위한 반도체 핀(semiconductor fin)들일 수 있다. 프로세스(300)는 FINFET 내의 바람직한 전기적 특성들을 달성하기 위해 반도체 핀들의 균일한 도핑을 가능하게 할 수 있다.
프로세스(300)의 블록(302)에서, 제1 에너지 및 제1 전류를 갖는 이온 빔은 이온 주입 시스템의 이온 소스와 추출 어셈블리를 이용하여 생성될 수 있다. 도 1에서 전술한 바와 같이, 이온 빔은 추출 어셈블리 내의 적어도 하나의 추출 전극에 추출 전압을 인가하여 이온 소스로부터 이온을 추출함으로써 생성될 수 있다. 제1 에너지는 최고의 희망 주입 에너지만큼 높을 수 있고 제1 전류는 적어도 프로세스(300)에서 타겟을 주입하는데 필요한 최고의 희망 주입 전류만큼 높을 수 있다. 일례에서, 제1 에너지는 2keV 및 30keV 사이일 수 있으며, 제1 전류는 5mA와 25mA 사이일 수 있다. 다른 예에서, 제1 에너지는 15keV와 25keV 사이일 수 있고 제1 전류는 10mA와 20mA 사이일 수 있다. 또 다른 예에서, 이온 빔이 주로 As+ 이온종으로 이루어져 있는 경우에는, 제1 에너지가 20keV일 수 있고, 제1 전류는 15mA일 수 있다.
프로세스(300)의 단계(304)에서, 제1 전압은 전극 어셈블리 양단에 인가될 수 있고, 여기서 이온 빔을 제1 에너지로 전극 어셈블리에 진입하고 제2 에너지로 전극 어셈블리를 빠져나간다. 일 예시에서, 제1 전압은 대략 0V일 수 있다. 이러한 예시에서, 이온 빔은 가속하거나 감속하지 않고 전극 어셈블리를 통과할 수 있고, 여기서 제2 에너지는 제1 에너지와 대략 동일하다.
다른 예시에서, 제1 전압은, 이온 빔을 가속시키기나 감속시키기 위해 0V보다 큰 크기를 갖는 양 전압 또는 음 전압일 수 있다. 일반적으로, 음 전압은, 주로 음 이온종으로 구성되는 이온 빔을 가속시키거나, 또는 주로 양 이온종으로 구성되는 이온 빔을 감속시키기 위해 인가된다. 반대로, 양 전압은 일반적으로, 주로 음 이온종으로 구성되는 이온 빔을 감속시키거나, 또는 주로 양 이온종으로 구성되는 이온 빔을 가속시키기 위해 인가된다. 일 예시에서, 제1 전압의 크기는 0kV 내지 30kV 일 수 있다. 다른 예시에서, 제1 전압의 크기는 10kV 내지 20kV 일 수 있다. 제1 전압을 인가하는 동안, 이온 빔은 대략 제1 에너지로 전극 어셈블리에 진입하고, 전극 어셈블리에서 가속하거나 감속하고, 제2 에너지로 전극 어셈블리를 빠져나갈 수 있다. 제2 에너지는 제1 에너지와 상이할 수 있다. 그 후 가속되거나 감속된 이온 빔은 타겟으로 지향되어 제2 에너지로 타겟에 이온들을 주입시킬 수 있다. 일 예시에서, 제2 에너지는 0.05keV 내지 30keV 일 수 있다. 다른 예시에서, 제2 에너지는 0.2keV 내지 10keV 일 수 있다. 인가된 제1 전압이 이온 빔을 감속시키는 예시에서, 제2 에너지는 제1 에너지보다 낮다. 이러한 일 예시에서, 이온 빔은 주로 As+ 이온종으로 구성될 수 있고, 제1 전압은 -15kV일 수 있고, 제1 에너지는 20keV일 수 있고, 제2 에너지는 5keV일 수 있다. 인가된 제1 전압이 전극 어셈블리에서 이온 빔을 가속시키는 예시에서, 제2 에너지는 제1 에너지보다 높다. 이러한 일 예시에서, 이온 빔은 주로 As+ 이온종으로 구성될 수 있고, 제1 전압은 +10kV일 수 있고, 제1 에너지는 20keV일 수 있고, 제2 에너지는 30keV일 수 있다.
일 예시에서, 인가된 제1 전압은, 전극 어셈블리를 빠져나가는 이온 빔이 타겟에서 원하는 주입량을 달성하기에 적합하지 않은 이온 빔전류를 갖도록 할 수 있다. 이러한 예시에서, 가변 개구는, 이온 빔 전류를 조정하여 원하는 주입량을 달성하도록 제어될 수 있다. 가변 개구는 원하는 이온 빔 전류를 달성하기 위해 제1 개구 폭으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 개구 폭은 0.1mm 내지 100mm 일 수 있다. 제1 개구 폭은 이온 빔 전류를 달성하기에 충분할 수 있고, 여기서 이온들은 제2 전류로 타겟에 주입된다. 일 예시에서, 제1 개구 폭은, 이온 빔이 가변 개구를 통과할 때 이온 빔 전류가 감소하도록 할 수 있다. 이러한 일 예시에서, 이온 빔은 제1 전류보다 낮은 전류를 갖고 가변 개구를 빠져나갈 수 있다. 다른 예시에서, 제1 개구 폭은, 이온 빔이 가변 개구를 통과할 때 이온 빔 전류가 변하지 않도록 할 수 있다. 제2 전류는 제1 전류보다 낮을 수 있다. 일 예시에서, 제2 전류는 0.001mA 내지 40mA 일 수 있다. 다른 예시에서, 제1 전류가 5mA 내지 25mA 일 수 있는 반면에, 제2 전류는 5mA 내지 15mA일 수 있다.
또한, 타겟의 이동 속도는 타겟에서 원하는 주입량을 달성하기 위해 주입하는 동안 제어될 수 있다. 타겟의 이동 속도는 홀딩 장치의 병진 운동을 제어함으로써 조정될 수 있다. 일 예시에서, 이온 빔이 제2 에너지로 타겟에 이온을 주입하는 동안, 타겟의 이동 속도는 제1 속도로 설정될 수 있다. 제1 속도는 타겟에서 원하는 주입량을 달성하기에 충분할 수 있다. 제1 이동 속도는 10mm/s 내지 2000mm/s 일 수 있다.
프로세스(300)의 단계(306)에서, 이온 빔을 가속시키거나 감속시키기 위해 전극 어셈블리에 제2 전압이 인가될 수 있다. 제2 전압은 0V일 수 있다. 대안적으로, 제2 전압은 0이 아닌 양 전압 또는 음 전압일 수 있다. 제2 전압은 제1 전압과 상이할 수 있다. 일 예시에서, 제2 전압의 크기는 0kV 내지 30kV일 수 있다. 다른 예시에서, 제2 전압의 크기는 10kV 내지 20kV일 수 있다. 제2 전압을 인가하는 동안, 이온 빔은 대략 제1 에너지로 전극 어셈블리로 진입하고, 제3 에너지로 전극 어셈블리를 빠져나갈 수 있다. 그 후 이온 빔은 타겟으로 지향될 수 있고 제3 에너지로 타겟에 이온들을 주입시킨다. 제2 전압이 0V인 예시에서, 제3 에너지는 대략 제1 에너지와 동일하다. 인가된 제2 전압이 전극 어셈블리를 통해 이온 빔을 가속시키는 예시에서, 제3 에너지는 제1 에너지보다 크다. 인가된 제2 전압이 전극 어셈블리를 통해 이온 빔을 감속시키는 예시에서, 제3 에너지는 제1 에너지보다 낮다. 제3 에너지는 제2 에너지와 상이할 수 있다. 예를 들어, 제3 에너지는 제2 에너지보다 높거나 낮을 수 있다. 일 예시에서, 제3 에너지는 0.05keV 내지 30keV일 수 있다. 다른 예시에서, 제3 에너지는 0.2keV 내지 10keV일 수 있다. 또 다른 예시에서, 이온 빔은 As+ 이온종을 포함할 수 있고, 제2 전압은 -19kV일 수 있고, 제1 에너지는 20keV일 수 있고, 제3 에너지는 1keV일 수 있다.
일례에서, 인가된 제2 전압은 전극 어셈블리로부터 나오는 이온 빔이 타겟에서 원하는 주입량을 획득하는 데에는 적합하지 않은 이온 빔 전류를 갖게 하는 전압일 수 있다. 이러한 예에서, 가변 개구는 원하는 주입량을 획득하기 위해 이온 빔 전류를 조정하도록 제어될 수 있다. 가변 개구는 원하는 이온 빔 전류를 획득하기 위해 제2 개구 폭으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제2 개구 폭은 0.1mm와 100mm 사이일 수 있다. 제2 개구 폭은 제1 개구 폭과는 상이할 수 있다. 제2 개구 폭은 이온 빔 전류를 획득하기에 충분할 수 있으며, 이온들이 제3 전류로 타겟에 주입된다. 일례에서, 제2 개구 폭은 이온 빔이 가변 개구를 통과할 때에 이온 빔 전류가 감소하게 하는 폭일 수 있다. 이러한 예에서, 이온 빔은 제1 전류보다 적은 전류를 갖는 가변 개구를 빠져나올 수 있다. 다른 예에서, 제2 개구 폭은 이온 빔이 가변 개구를 통과할 때에 이온 빔 전류가 변하지 않도록 하는 폭일 수 있다. 제3 전류는 제1 전류보다 적을 수 있다. 또한, 제3 전류는 제2 전류와는 상이할 수 있다. 일례에서, 제3 전류는 0.001mA와 40mA 사이일 수 있다. 다른 예에서, 제3 전류는 0.2mA와 5mA 사이일 수 있는 한편, 제1 전류는 5mA와 25mA 사이일 수 있다.
또한, 타겟의 이동 속도는 타겟에서 요구되는 주입량을 획득하기 위해 주입 중에 제어될 수도 있다. 타겟의 이동 속도는 홀딩 장치의 병진 운동(translational movement)을 제어함으로써 조정될 수 있다. 일례에서, 타겟의 이동 속도는 제2 속도로 설정될 수 있는 한편, 이온 빔은 이온들을 제3 에너지로 타겟에 주입한다. 주어진 이온 빔 전류에 의해, 제2 속도는 미리 정의된 주사 횟수(웨이퍼가 이온 빔을 가로질러 이동하는 횟수)로 타겟에서 요구되는 주입량을 획득하는 데 충분할 수 있다. 제2 이동 속도는 제1 이동 속도와는 상이할 수 있다. 제2 이동 속도는 50mm/s와 1000mm/s 사이일 수 있다.
프로세스(300)가 상이한 주입 에너지에서 수행되는 추가적인 이온 주입(도시되지 않음)을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 전극 어셈블리 양단에는 이온 빔을 가속하거나 또는 감속시키기 위해 제3 전압이 인가될 수 있다. 이온 빔은 대략 제1 에너지로 전극 어셈블리에 들어가서, 전극 어셈블리 내에서 가속되거나 또는 감속되고, 제4 에너지로 전극 어셈블리를 나올 수 있다. 그 후, 전극 어셈블리로부터 빠져나오는 이온 빔은 이온들을 제4 에너지로 타겟에 주입할 수 있다. 제4 에너지는 제3 에너지와는 상이할 수 있다.
전술된 바와 같이, 프로세스(300)에서의 주입 에너지는 이온 소스 및 추출 어셈블리 조건들은 일정하게 유지하면서 전압만을 조정함으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, 블록들(304, 306)에서의 이온 소스 및 추출 어셈블리 조건들은 이온 빔을 생성하는 블록(302)에서와 동일한 조건들로 유지될 수 있다. 이러한 방식으로, 이온 빔은 안정되게 유지된다. 따라서, 종래의 프로세스와는 달리, 이온 빔 에너지의 변경은 이온 빔을 재조정(re-tune)하고 안정화되기를 대기하는 데에 몇 분의 시간도 요구되지 않는다. 오히려, 이온 빔 에너지는 신속하게 변경될 수 있으며, 이온 빔은 이온 빔 에너지를 변경한 직후(즉, 10초 미만 또는 30초 미만)에 이온들을 타겟에 주입할 수 있다. 예를 들어, 블록(306)은 블록(304)에 후속하여 수행될 수 있으며, 전극 어셈블리 양단에 인가된 전압은 블록(304)의 제1 전압으로부터 블록(306)의 제2 전압으로 변경된다. 그 결과, 전극 어셈블리를 빠져나오는 이온 빔의 에너지는 블록(304)의 제2 에너지로부터 블록(306)의 제3 에너지로 변경된다. 블록(306)의 제2 전압은 블록(304)에서 제2 에너지로의 타겟의 주입이 완료된 직후(예컨대, 1초 내)에 인가될 수 있다. 그 후, 블록(306)에서 타겟은 제2 전압이 인가되는 5-30초 내에 제3 에너지로 주입될 수 있다. 따라서, 프로세스(300)는 종래의 멀티-에너지 이온 주입 프로세스에 비해 높은 처리량을 허용한다.
부가적으로, 타겟은 이온 빔 에너지를 변경시킨 바로 직후에 이온 주입될 수 있기 때문에, 이온 빔을 다음 에너지로 변경시키기 전에 하나의 에너지에서 제조 로트(lot)내의 각각의 타겟(예컨대, 반도체 웨이퍼)에 이온 주입할 필요가 없게 된다. 따라서, 타겟은 각각의 이온 주입 사이에 이온 주입 시스템으로부터 제거될 필요가 없다. 일례에서, 타겟은 프로세스(300)동안 이온 주입 시스템내의 홀딩 장치상에 배치될 수 있다. 타겟은 각각의 이온 주입 동안 및 그 사이에 홀딩 장치상에 잔류할 수 있다. 예컨대, 타겟은 제2 에너지 및 제3 에너지에서 주입의 블록들(304 및 306) 동안 및 그 사이에 홀딩 장치상에 잔류할 수 있다. 이것은 타겟 처리 시간을 감소시키고, 이에 따라 더 큰 처리율을 얻을 수 있다.
도 2에 이미 도시된 바와 같이, 프로세스(300)에 이용되는 전극 어셈블리는 이온 빔을 굴절시키도록 구성될 수 있고, 이에 따라 에너지 오염을 감소시킨다. 일례에서, 이온 빔은 블록들(304 및 306) 내의 전극 어셈블리 내에서 굴절될 수 있고, 이에 따라 0.05% 미만의 에너지 오염을 갖는 감속된 이온 빔이 전극 어셈블리로부터 나간다.
3. 컴퓨터 구현
다시 도 1을 참조하면, 이온 주입 시스템(100)은 제어기(120)를 가질 수 있다. 제어기(120)는 다양한 콤포넌트들에 연결되고, 여기 개시된 방법 및 예시적인 프로세스들을 수행하도록 이온 주입 시스템(100)을 제어한다. 예컨대, 제어기(120)는 이온 소스(102) 및 추출 어셈블리(104)의 조건들을 제어하여, 제1 에너지 및 제1 전류를 갖는 이온 빔(106)을 생성할 수 있다. 제어기(120)는 다양한 전원(도시되지 않음)을 제어하여 전극 어셈블리(112)의 양단에 전압을 인가할 수 있다. 제어기(120)는 또한 이온 빔 전류를 제어하기 위해 가변 개구(110)의 개구 폭을 제어할 수 있다. 또한, 제어기(120)는 홀딩 장치(118)의 회전 및 병진 운동을 제어하여 이온 빔(106)내에 타겟(116)을 위치시켜서, 이온 빔(106)이 타겟(116)의 이온 주입 표면에 입사하고 이온들을 타겟(116)에 주입하도록 한다. 제어기(120)는 또한 홀딩 장치(118)의 회전 및 병진 운동을 제어하여 타겟(116)의 이동 속도를 제어한다.
제어기(120)는 이온 주입 시스템(100)의 다양한 콤포넌트들을 제어하는데 이용될 수 있는 범용 데이터 처리 시스템의 임의의 형태 중 하나가 될 수 있다. 일반적으로, 제어기(120)는 버스(130)를 통해 주 메모리(124), 저장 매체(126), 및 지지 장치들(128)과 통신하는 프로세서(122)를 포함할 수 있다. 프로세서(122)는, 마이크로프로세서, CPU등과 같은 하나 이상의 범용 처리 장치가 될 수 있다. 주 메모리(124)는 RAM 또는 프로세서(122)에 의해 실행되는 정보 및 명령들의 일시적 저장을 위한 임의의 다른 동적 메모리가 될 수 있다. 저장 매체(126)는, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 테이프, 광학 디스크, ROM 또는 다른 착탈가능 또는 고정 매체와 같은(이에 한정되는 것은 아님), 컴퓨터 소프트웨어, 명령어들 또는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 비 일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체를 포함할 수 있다. 지지 디바이스(128)는 USB 포트, 네트워크 인터페이스, 이더넷, PCMCIA 슬롯 등과 같은 입/출력 인터페이스 또는 통신 인터페이스들을 포함할 수 있다. 지지 디바이스(128)는 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어, 데이터, 또는 다른 명령어들이 제어기(120)로 로딩되고, 실행을 위해 프로세서(122)에 제공될 수 있도록 한다.
저장 매체(126), 또는 제어기(120) 내부 또는 외부의 임의의 다른 적절한 매체와 같은 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는, 여기 개시되는 멀티-에너지 이온 주입의 프로세스들의 임의의 하나 이상의 특징들 또는 기능들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어들(일반적으로 "컴퓨터 프로그램 코드"로 명칭되고, 컴퓨터 프로그램들 또는 다른 그룹핑들의 형태로 그룹화될 수 있음)을 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨터 실행가능 명령어들의 하나 이상은, 실행을 위해 프로세서(122)에 제공되면, 제어기(120)가 이온 주입 시스템(100)을 제어하도록 하여 여기 개시된 멀티-에너지 이온 주입 프로세스들의 하나 이상의 특징들 또는 기능들을 수행하도록 할 수 있다.
특정 콤포넌트, 구성들, 특징들, 및 기능들이 전술한 바와 같이 개시되었지만, 당업자는 다른 변형례들도 이용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 하나의 특징이 특정 실시예와 관련하여 기술된 것처럼 보이지만, 당업자는 기술된 실시예들의 다양한 특징들이 조합될 수 있다는 것을 알 수 있다. 게다가, 일 실시예와 관련하여 기술된 양태들은 독립형(stand alone)이다.
실시예들이 첨부 도면을 참조하여 상세하게 기술되었지만, 다양한 변경 및 수정들도 당업자에게 명확하다는 것을 유의한다. 이러한 변경 및 수정들은 부가된 특허청구범위에 의해 정의되는 다양한 실시예들의 범주에 포함된다는 것을 알 수 있다.

Claims (20)

  1. 이온 주입 시스템을 이용하여 타겟에 멀티-에너지 이온 주입을 위한 방법으로서 - 상기 이온 주입 시스템은 이온 소스, 추출 어셈블리, 전극 어셈블리, 및 이온 빔의 전류를 조정하고 상기 이온 빔을 차단하기 위한 가변 개구를 구비함 -,
    상기 이온 소스 및 상기 추출 어셈블리를 이용하여, 제1 에너지를 갖는 이온 빔을 생성하는 단계 - 상기 이온 소스는 이온 소스 조건들의 세트 하에 동작하고, 상기 추출 어셈블리는 추출 어셈블리 조건들의 세트 하에 동작하여, 상기 이온 빔을 생성함 -;
    상기 이온 소스가 상기 이온 소스 조건들의 세트 하에 동작하고, 상기 추출 어셈블리가 상기 추출 어셈블리 조건들의 세트 하에 동작하는 동안, 상기 이온 빔을 감속시키도록 상기 전극 어셈블리 양단에 제1 전압을 인가하는 단계 - 상기 이온 빔은 상기 제1 에너지로 상기 전극 어셈블리에 들어가고, 상기 제1 에너지보다 낮은 제2 에너지로 상기 전극 어셈블리를 나오며, 상기 제2 에너지로 상기 타겟에 이온들을 주입함 -;
    상기 가변 개구를 폐쇄(close)하는 단계 - 상기 가변 개구를 폐쇄하는 것은 상기 이온 빔을 차단하고 상기 이온 빔이 상기 제2 에너지로 상기 타겟에 이온들을 계속해서 주입하는 것을 방지함 -;
    상기 이온 소스가 상기 이온 소스 조건들의 세트 하에 동작하고, 상기 추출 어셈블리가 상기 추출 어셈블리 조건들의 세트 하에 동작하고, 상기 가변 개구가 폐쇄된 동안, 상기 이온 빔을 감속시키도록 상기 전극 어셈블리 양단에 제2 전압을 인가하는 단계 - 상기 이온 빔은 상기 제1 에너지로 상기 전극 어셈블리에 들어가고, 상기 제1 에너지 및 상기 제2 에너지보다 낮은 제3 에너지로 상기 전극 어셈블리를 나옴 -; 및
    상기 가변 개구를 개방(open)하는 단계 - 상기 가변 개구를 개방하는 것은 상기 이온 빔을 차단하지 않고 상기 이온 빔이 상기 제3 에너지로 상기 타겟에 이온들을 주입할 수 있도록 함 -
    를 포함하는, 멀티-에너지 이온 주입을 위한 방법.
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  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 에너지는 2keV와 30keV 사이인, 멀티-에너지 이온 주입을 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전압은 0kV와 30kV 사이이고, 상기 제2 전압은 0kV와 30kV 사이이고, 상기 제2 에너지는 0.05keV와 30keV 사이이며, 상기 제3 에너지는 0.05keV와 30keV 사이인, 멀티-에너지 이온 주입을 위한 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이온 빔은 상기 전극 어셈블리에서 굴절되며, 상기 이온 빔은 0.05%보다 작은 에너지 오염을 갖고 상기 전극 어셈블리로부터 나오는, 멀티-에너지 이온 주입을 위한 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전압은 상기 제1 전압 이후에 인가되고, 상기 타겟은 상기 제2 전압을 인가하는 30초 내에 상기 제3 에너지로 주입되는, 멀티-에너지 이온 주입을 위한 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 이온 소스가 상기 이온 소스 조건들의 세트 하에 동작하고, 상기 추출 어셈블리가 상기 추출 어셈블리 조건들의 세트 하에 동작하는 동안, 상기 전극 어셈블리 양단에 제3 전압을 인가하는 단계를 더 포함하며, 상기 이온 빔은 상기 제1 에너지로 상기 전극 어셈블리에 들어가고, 제4 에너지로 상기 전극 어셈블리를 나오고, 상기 제4 에너지로 상기 타겟에 이온들을 주입하며, 상기 제4 에너지는 상기 제2 에너지 및 상기 제3 에너지와 상이한, 멀티-에너지 이온 주입을 위한 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 타겟은 상기 이온 주입 시스템에서 홀딩 장치 상에 배치되며, 상기 타겟은 상기 제2 에너지 및 상기 제3 에너지로 상기 타겟을 주입하는 동안에 그리고 상기 제2 에너지, 상기 제3 에너지로 상기 타겟을 주입하는 사이에 상기 홀딩 장치 상에 남아 있는, 멀티-에너지 이온 주입을 위한 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 타겟은 상기 이온 빔이 상기 제2 에너지로 상기 타겟에 이온들을 주입하는 동안에 제1 속도로 이동하고, 상기 타겟은 상기 이온 빔이 상기 제3 에너지로 상기 타겟에 이온들을 주입하는 동안에 제2 속도로 이동하며, 상기 제1 속도는 상기 제2 속도와 상이한, 멀티-에너지 이온 주입을 위한 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 이온 빔은 제1 전류를 갖도록 생성되고, 상기 이온 빔은 상기 이온 주입 시스템에서 상기 가변 개구를 통해 지향되고, 상기 제1 전압을 인가하는 동안에, 상기 가변 개구는 제1 개구 폭으로 설정되고, 상기 이온 빔은 상기 제1 전류보다 낮은 제2 전류를 갖고 상기 가변 개구로부터 나오고, 상기 이온 빔은 상기 제2 전류에서 상기 타겟에 이온들을 주입하는, 멀티-에너지 이온 주입을 위한 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가변 개구를 개방한 후에, 상기 가변 개구는 제2 개구 폭으로 설정되고, 상기 이온 빔은 상기 제1 전류보다 낮은 제3 전류를 갖고 상기 가변 개구를 나오고, 상기 이온 빔은 상기 제3 전류로 상기 타겟에 이온들을 주입하고, 상기 제2 개구 폭은 상기 제1 개구 폭과 상이하고, 상기 제3 전류는 상기 제2 전류와 상이한, 멀티-에너지 이온 주입을 위한 방법.
  15. 이온 주입 시스템을 이용하여 타겟에 멀티-에너지 이온 주입을 위한 컴퓨터 실행가능한 명령어들을 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서 - 상기 이온 주입 시스템은 이온 소스, 추출 어셈블리, 전극 어셈블리, 및 이온 빔의 전류를 조정하고 상기 이온 빔을 차단하기 위한 가변 개구를 구비함 -,
    상기 컴퓨터 실행가능한 명령어들은,
    상기 이온 소스 및 상기 추출 어셈블리를 이용하여, 제1 에너지를 갖는 이온 빔을 생성하는 것 - 상기 이온 소스는 이온 소스 조건들의 세트 하에 동작하고, 상기 추출 어셈블리는 추출 어셈블리 조건들의 세트 하에 동작하여, 상기 이온 빔을 생성함 -;
    상기 이온 소스가 상기 이온 소스 조건들의 세트 하에 동작하고, 상기 추출 어셈블리가 상기 추출 어셈블리 조건들의 세트 하에 동작하는 동안, 상기 이온 빔을 감속시키도록 상기 전극 어셈블리 양단에 제1 전압을 인가하는 것 - 상기 이온 빔은 상기 제1 에너지로 상기 전극 어셈블리에 들어가고, 상기 제1 에너지보다 낮은 제2 에너지로 상기 전극 어셈블리를 나오며, 상기 제2 에너지로 상기 타겟에 이온들을 주입함 -;
    상기 가변 개구를 폐쇄(close)하는 것 - 상기 가변 개구를 폐쇄하는 것은 상기 이온 빔을 차단하고 상기 이온 빔이 상기 제2 에너지로 상기 타겟에 이온들을 계속해서 주입하는 것을 방지함 -;
    상기 이온 소스가 상기 이온 소스 조건들의 세트 하에 동작하고, 상기 추출 어셈블리가 상기 추출 어셈블리 조건들의 세트 하에 동작하고, 상기 가변 개구가 폐쇄된 동안, 상기 이온 빔을 감속시키도록 상기 전극 어셈블리 양단에 제2 전압을 인가하는 것 - 상기 이온 빔은 상기 제1 에너지로 상기 전극 어셈블리에 들어가고, 상기 제1 에너지 및 상기 제2 에너지보다 낮은 제3 에너지로 상기 전극 어셈블리를 나옴 -; 및
    상기 가변 개구를 개방(open)하는 것 - 상기 가변 개구를 개방하는 것은 상기 이온 빔을 차단하지 않고 상기 이온 빔이 상기 제3 에너지로 상기 타겟에 이온들을 주입할 수 있도록 함 -
    을 위한 명령어들을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 전압은 상기 제1 전압 이후에 인가되고, 상기 타겟은 상기 제2 전압을 인가하는 30초 내에 상기 제3 에너지로 주입되는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 타겟은 상기 이온 빔이 상기 제2 에너지로 상기 타겟에 이온들을 주입하는 동안에 제1 속도로 이동하고, 상기 타겟은 상기 이온 빔이 상기 제3 에너지로 상기 타겟에 이온들을 주입하는 동안에 제2 속도로 이동하며, 상기 제1 속도는 상기 제2 속도와 상이한, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 이온 빔은 제1 전류를 갖도록 생성되고, 상기 이온 빔은 상기 이온 주입 시스템에서 상기 가변 개구를 통해 지향되고, 상기 제1 전압을 인가하는 동안에, 상기 가변 개구는 제1 개구 폭으로 설정되고, 상기 이온 빔은 상기 제1 전류보다 낮은 제2 전류를 갖고 상기 가변 개구를 나오고, 상기 이온 빔은 상기 제2 전류로 상기 타겟에 이온들을 주입하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 가변 개구를 개방한 후에, 상기 가변 개구는 제2 개구 폭으로 설정되고, 상기 이온 빔은 상기 제1 전류보다 낮은 제3 전류를 갖고 상기 가변 개구를 나오고, 상기 이온 빔은 상기 제3 전류로 상기 타겟에 이온들을 주입하고, 상기 제2 개구 폭은 상기 제1 개구 폭과 상이하고, 상기 제3 전류는 상기 제2 전류와 상이한, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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