KR19990077744A - 광 방출 분광기를 사용해서 플라즈마 구성물을 조절하는 이온 주입시스템 및 그 방법 - Google Patents
광 방출 분광기를 사용해서 플라즈마 구성물을 조절하는 이온 주입시스템 및 그 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR19990077744A KR19990077744A KR1019990007902A KR19990007902A KR19990077744A KR 19990077744 A KR19990077744 A KR 19990077744A KR 1019990007902 A KR1019990007902 A KR 1019990007902A KR 19990007902 A KR19990007902 A KR 19990007902A KR 19990077744 A KR19990077744 A KR 19990077744A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ion
- chamber
- plasma
- data
- source
- Prior art date
Links
- 239000000470 constituent Substances 0.000 title abstract description 5
- 238000001636 atomic emission spectroscopy Methods 0.000 title 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 164
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 48
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 claims description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 18
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims description 6
- 239000007943 implant Substances 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 claims 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 claims 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 30
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 22
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 17
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N boron trifluoride Chemical compound FB(F)F WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 238000012864 cross contamination Methods 0.000 description 4
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 4
- 229910015900 BF3 Inorganic materials 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000007557 optical granulometry Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- IVHVNMLJNASKHW-UHFFFAOYSA-M Chlorphonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCC[P+](CCCC)(CCCC)CC1=CC=C(Cl)C=C1Cl IVHVNMLJNASKHW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004980 dosimetry Methods 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000036470 plasma concentration Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000002922 simulated annealing Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
- H01J37/32972—Spectral analysis
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
이온으로 하여금 공작물 주입 표면에 부딧히게 함으로써 공작물 주입 표면을 처리할 때 사용하는 방법 및 시스템. 주입 체임버(12, 112, 212)는 하나 이상의 공작물이 삽입될 수 있는 체임버 내부를 형성한다. 지지부(30, 216)는 주입 체임버의 내부영역내에서 하나 이상의 공작물을 위치시켜서 공작물의 주입표면이 내부영역에 직면한다. 가스형태의 도펀트 재료는 주입 체임버로 주입되어 가스로 하여금 하나 이상의 공작물에 매우 근접해서 주입 체임버의 영역을 점유하도록 한다. 주입재료의 플라즈마는 주입 체임버의 내부영역내에서 생성된다. 이온 플라즈마의 특징은 광 분광기를 사용하는 플라즈마의 광분석으로부터 결정된다. 광 분광기로부터 데이터(185)를 컴퓨터(190)상에서 실행하는 데이터베이스 분석 툴(tool)에 공급함으로써, 플라즈마의 구성물 성분의 상대적 농도는 결정된다.
Description
본 발명은 공작물 처리용으로 포지티브 전하 이온을 사용하는 공작물 처리시스템에 관한 것이다. 하나의 그런 시스템은 웨이퍼 표면에 대해 가속되는 포지티브 전하 이온을 포함하는 플라즈마에 하나 이상의 실리콘 웨이퍼를 넣어서 제어된 이온 농도를 웨이퍼로 주입한다.
상업적으로 유용한 이온 주입 시스템은 하나 이상의 공작물이 소스로부터의 이온에 의해 처리되는 주입 체임버로부터 이격된 소스 체임버를 포함하는 이온 소스를 사용한다. 소스 체임버의 출구 구멍은 이온으로 하여금 소스외부로 나가게 하여 그들이 형성, 분석 및 가속화되어 이온 빔을 형성한다. 이온 빔은 이온 빔이 원형 웨이퍼인 하나 이상의 공작물에 부딧치게하는 이온 주입 체임버에 진공 빔경로를 따라 지향된다. 이온 빔에너지는 주입 체임버에서 웨이퍼에 부딧치는 이온으로 하여금 그 웨이퍼에 침투하기에 충분하다. 그런 시스템의 통상적인 응용에서 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼이고 이온은 웨이퍼를 "도핑"하도록 사용되어 반도체 재료를 생성한다. 마스크 및 패시베이션층을 사용하는 선택적 주입은 집적회로를 제조하게 된다.
"Method and Apparatus for Plasma Source Ion Implantation"을 명칭으로 Conrad에 의한 미국 특허 제4,764,394호는 이온 충격에 의해 목표물을 처리하는 이온 주입시스템을 개시한다. 3차원 목표물 표면으로의 이온 주입이 포위한 체임내의 목표물에 대해 이온화된 플라즈마를 형성함으로써 실현된다. 일단 플라즈마가 목표물을 포위한 영역에서 세트업될 때, 플라즈마로부터의 이온은 목표물을 수동조작할 필요없이 모든 측면으로부터 목표 대상물로 돌진된다. 그 주입은 이온으로 하여금 목표물의 노출된 표면으로 돌진되도록하는 통상적으로 20 킬로볼트 이상인 고전압의 반복 펄스를 적용시켜서 수행된다. 플라즈마를 세트업하는 '394 특허에서 논의된 기술은 중성 가스를 목표물의 영역으로 넣은 후 그 가스를 이온화 방사로써 이온화시킨다.
Conrad에 의한 '394 특허에 개시된 시스템은 이온 소스를 사용하여 공작물을 포위한 영역에서 이온 플라즈마를 생성한후 공작물을 지지하는 전극에 선택적으로 펄스발생시켜서 플라즈마의 포지티브 이온을 공작물을 향해 흡인한다.
Shao 등에 의한 미국 특허 제5,654,043호는 이온을 공작물 표면에 부딧치게함으로써 공작물 표면을 처리하는 시스템에 관한 것이다. 가스는 주입 체임버로 주입되어 이온화가능한 가스가 공작물 표면에 최근접한 영역을 점유한다. 주입 재료의 플라즈마는 체임버로 주입된 가스 분자를 이온화하고 그 이온화된 가스 분자를 하나 이상의 공작물의 주입 표면을 향해 가속화시키는 펄스 시퀀스로써 전도성 전극을 반복적으로 상대적으로 바이어싱함으로써 주입 체임버의 내부 영역내에서 생성된다. Shao 등에 의한 '043 특허의 개시는 본원에서 참고문헌으로 된다.
"In Situ Removal of Contaminants from the interior Surfaces of an Ion Beam Implanter"를 명칭으로 Blake에 의한 미국 특허 제5,554,854호는 평평한 패널 표시기용 주입기를 개시한다. 하나의 실시예에서, 소스 체임버는 소스 체임버에서 소스 체임버로부터 개구를 통해 나가는 이온 플라즈마를 생성하여 처리 체임버내의 패널을 처리하는 이온빔을 형성한다. Blake에 의한 '854 특허의 개시는 본원에서 참고문헌으로 된다.
Angell 등에 의한 미국 특허 제5,658,423호는 에칭 처리를 실행하는 동안 체임버에서 플라즈마 상태를 조절하는 방법에 관한 것이다. 스펙트랄 분석 데이터는 플라즈마에 포함된 에치 종(species)으로부터의 광방출을 특징으로 하는 스펙트랄 데이터로써 에칭동안 수집된다.
본 발명은 이온 주입 시스템 및 특히 이온 주입에 사용된 이온 플라즈마의 파라미터를 제어하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 하나의 예시적인 실시예는 이온 주입 처리를 측정할 때 사용되고 이온 소스 체임버에서 이온 농도를 생성하는 단계 및 이온 농도의 질량 분석을 수행하는 단계 및 질량 분석 데이터를 기록하는 단계를 포함한다. 그 처리는 이온 소스 체임버내의 이온 농도의 광분석을 수행하는 단계 및 광 분석 데이터를 기록하는 단계를 포함한다. 상기 데이터 수집을 토대로한 기록 데이터베이스는 이온 소스 체임버에서 설정된 이온 농도용 저장 매체상에서 저장된다.
통상적으로, 소스 체임버내의 이온 플라즈마는 이온화가능한 가스를 소스 체임버로 주입해서 생성된다. 그 실시예에서 질량 분석을 수행하는 단계 및 광 분석을 수행하는 단계가 이온화가능한 가스의 다른 농도에 대해 수행된다. 본 발명의 하나의 응용은 이온 플라즈마 성분의 질량분석이 가능하지 않으나 광 분석이 수행될 수 있는 시스템에서 사용된다. 그런 시스템에서 이온 플라즈마용 광 분석 데이터는 수집될 수 있고 상관성을 토대로한 시스템의 동작 파라미터를 데이터베이스에 저장된 데이터로써 조절하도록 사용된다.
광 분석 데이터의 어느 정도 다른 응용은 질량 분석 데이터에 대한 상관성에 의존함이 없이 사용될 수 있다. 다른 간격으로 얻어진 광 분석 데이터를 비교함으로써 이온 플라즈마 체임버의 구성물 성분이 조절된다. 예를 들어 주입 이온으로서 제2재료를 사용하기 시작하기에 알맞은 때를 결정하는 플라즈마 소스 재료의 변경동안 본 발명의 상기 응용이 사용될 수 있다. 본 발명의 상기 태양의 부가적인 응용이 소스 체임버내의 오염을 검출하도록 광분석을 사용하여 체임버의 세척할 때를 제어한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 장점, 및 특성은 첨부 도면과 결부시켜서 검토할 때 본 발명의 양호한 실시예의 상세한 설명으로부터 양호하게 이해된다.
도 1 및 2는 본 발명의 양호한 실시예에 따라 구성된 이온 주입시스템을 도시한 개략적인 단면 및 사시도.
도 3은 공작물의 주입표면에서 발생하는 물리적인 처리의 도시도.
도 4 및 5는 도 1 및 2에서 도시된 이온 주입시스템을 측정하는 처리 흐름도.
도 6은 도 1 및 2의 이온 주입시스템의 동작을 측정하는 질량 분석기의 도시도.
도 7은 광 방출 스펙트라 강도를 이온 소스 플라즈마에 있는 다른 이온 및 분자의 파장의 함수로써 도시한 그래프.
도 8은 원자 질량의 최고점을 플라즈마 소스로부터 방출된 이온 강도의 함수로써 도시한 그래프.
도 9는 이온 플라즈마 구성물의 예측된 부분을 퍼센티지 대 실제 측정된 퍼센티지로써 도시한 그래프.
도 10은 저 에너지 이온 주입기의 개략도.
도 11은 이온 소스 체임버내의 입자 구성물 성분을 조절할 때 사용된 광방출 분광기 데이터를 도시한 그래프.
도 12는 이온 주입기 소스 체임버에서 플라즈마 구성물의 변경동안 얻어진 데이터를 비교하는 그래프.
도 1 및 2는 하나 이상의 일반적인 평면 공작물(14)이 그 공작물의 이온처리용으로 삽입되는 원통형 플라즈마 체임버(12)를 포함하는 이온 주입시스템(10)을 도시한다. 주입시스템(10)은 공작물을 플라즈마 체임버(12)로 삽입하는 로드록(loadlock)(20)을 포함한다. 공작물이 개폐되는 밸브(21)를 통해 체임버(12)로 이동되고 체임버(12)로부터 밸브(21)를 통해 뒤로 물려짐에 따라 로드록(20)은 플라즈마 체임버(12)를 감소된 압력(대기압에 대해)으로 유지한다. 진공 펌프(22)는 체임버(12) 및 펌프(22)간에 위치된 밸브(23)에 의해 조절되는 감소된 압력으로 체임버 내부를 유지한다.
도 1에 도시된 플라즈마 체임버(12)는 공작물(14)이 삽입되는 체임버 내부(24)를 형성하는 내부벽을 갖는다. 공작물(14)은 일반적인 평면 전도성 플래튼 또는 지지부(30)상으로 위치되고 그 지지부(30)로부터 제거된다. 플래튼(30)은 그것이 지지해야 하는 공작물 크기에 따라 알맞은 크기를 갖는다.
에너지 소스(40)는 일반적인 원통 처리 체임버(12)의 한단부에 위치된다. 에너지 소스(40)는 에너지를 체임버(12)로 주입하여 에너지 소스(40) 및 웨이퍼 지지부(30)간의 영역(42)에서 플라즈마 체임버(12)내부의 이온 플라즈마를 생성한다. 알맞은 에너지 소스(40)의 한 예는 플라즈마 체임버(12)의 한단부를 바운드(bounds)하는 석영판(43)을 통해 rf 에너지를 보내는 13.5 메가헤르츠로 동작하는 rf 코일이다. 다른 코일 여자주파수는 가능하고, 예를 들어 약 2.0 메가헤르츠의 주파수를 포함할 수 있었다. 체임버(12)에 들어가는 rf 에너지는 외부 가스 공급기(44)로부터 플라즈마 체임버로 펌프되는 가스 분자로부터 이온 플라즈마를 생성한다. 체임버(12)의 가스 압력이 .2 내지 5.0 밀리토르 범위로 유지된다. 예로서, 질소 가스는 체임버로 루트될수 있고 rf 코일로부터 체임버에 들어가는 rf 에너지에 의해 이온화된다. 그 에너지의 응용은 가스 분자를 이온화한다. 플라즈마 체임버에서 이온 플라즈마를 생성하기 위해 공지된 다른 기술은 본 발명을 실시하는 동안 사용될 수 있었다.
일단 이온 플라즈마가 지지부(30) 및 석영판(43)간의 영역(42)에서 세트업될 때, 이온은 공작물(14)와 접촉해서 가속된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 공작물은 지지부(30)로 위치되는 둥근 형태의 실리콘 웨이퍼이다. 공작물 지지부(30)는 전기 전도성 재료로 구성된다. 이온은 포지티브 전하로 되어 플라즈마 영역에서 알맞은 크기 및 방향의 전기장의 응용은 플라즈마의 이온으로 하여금 실리콘 웨이퍼표면을 향해 가속되고 그 표면에 부딧힌다. 도 1에서 알 수 있듯이, 변조기(50)는 체임버(12)의 전도성 내부벽에 대해 전도성 지지부(30)를 상대적으로 바이어스하는 전압 펄스(52)를 공급하여 알맞은 전기장을 영역(42)에서 세트업한다.
일단 웨이퍼(14)가 처리될 때, 그들은 플라즈마 체임버로부터 제거되고 그 처리된 웨이퍼가 집적회로를 형성하도록 또한 제조되는 다른 처리 스테이션에 가져간다. 그런 이온처리는 양호한 균일성을 갖는 8인치 직경 실리콘 웨이퍼상에서 행해졌다. 도 1에 도시된 것과 같은 구조를 사용하는 이온 주입은 평평한 패널 표시기 제조용의 큰 표면을 처리하기 위해 사용되었다.
도 3은 이온 플라즈마영역(42)으로부터의 이온이 표면(14a)에 부딧힘에 따라 공작물(14)의 처리표면(14a)에서 발생하는 반작용을 예시한다. 도 3에 예시된 충돌이 비탄성(이온 주입뿐만 아니라 광자, X-레이, 2차 전자의 생성) 및 탄성(스퍼터링 및 반사된 입자) 반작용을 일으킨다. 입사 이온은 공작물(14)의 고체격자에서 트랩될 수 있다. 그것은 공작물의 이온 주입을 되게 하는 표면에서 발생하는 반작용이다. 이온 에너지는 주입발생의 가능성에 직접적으로 영향을 미치고 그것은 변조기(50)에 의해 공급된 펄스전압에 의해 지시되는 플라즈마의 외장(sheath) 전압에 의해 주로 결정된다. 트래핑 가능성은 가스 압력에 의해 영향받는데, 왜냐하면 이온은 그들이 표면(14a)에 도달하기전에 가스분자와의 충돌에 기인해서 그 에너지의 일부를 소실한다.
도 1에 도시되는 펄스로된 이온 주입처리에 의해 전달된 양을 조절하는 문제는 플라즈마에서 이온의 형성에 관련된다. 붕소 트리플로라이드 가스(BF3)가 가스 공급기(44)로부터 처리 체임버(12)로 주입되면, 플라즈마 생성동안 각종의 원자 및 분자 종(species)은 발생될 수 있다. 거기에는 예를 들어 단일 전하로된 붕소(B+), 또는 BF+, 또는 BF2 +, 또는 원자 플루오르(F) 또는 플루오르 가스(F2)가 있을 수 있다. 공작물의 네가티브 표면(14a)상에 부딧치는 모든 원자에서 방출되고 가속된 몇개의 2차 전자가 있다.
표면(14a)에서 조절하는 총전하 흐름에 의해 공작물(14)로 주입되는 설정된 종(species)의 양을 측정하는 것은 2차 방출 계수 때문에 불가능하고, 그 입자는 영역(42) 및 실제 네가티브 표면영역에서 합성한다. 입자 합성은 체임버에서 플라즈마의 전자온도 또는 에너지의 함수이다. 이제까지는 플라즈마의 관찰에 의해 그 에너지를 측정하는 효과적인 방법이 없었다.
도 6은 이온 빔을 형성하고 플라즈마 소스(112)로부터 멀리있는 빔 경로를 따라 그 이온 빔을 지향시키는 플라즈마 소스(112) 및 구조부(114)를 포함하는 시스템(110)을 도시한다. 이온빔의 이온은 그 질량 및 속도에 따르는 이온을 휘게 하는 자석(120)에 대해 설정된 소망의 빔 경로를 추종한다. 제어기(도시안된)는 전류를 자석전류 이송 코일을 통해 조절함으로써 자계강도를 반복적으로 변화시킨다.
그 전하로된 이온의 그 휘어짐에 계속해서, 그들은 검출기에 부딧힌다. 자석내에서 발생된 자계는 소정의 이온 종(species)으로 하여금 자계강도에 따라 소스로부터 검출기로 통과하도록 하는 조정가능한 필터로서 동작한다. 도 1 및 2에서의 이온 플라즈마와 같이, 소스(112)로부터 나가는 이온은 다른 종으로 구성되나 자석을 통해 통과한후 검출기에 도달하는 이온은 필수적으로 단일 종이다.
본 발명은 주입처리를 개선시키기 위해 컴퓨터상에 통상적으로 저장된 정보의 데이터베이스를 이용하는 공작물 표면을 처리하는 시스템에 관한 것이다. 도 4 및 5의 흐름도는 본 발명을 실시하는 동안 수행된 처리단계를 도시한다. 도 1 및 2의 이온 주입기(10) 및 도 6에 도시된 소스(112)는 이온 플라즈마를 가두는 진공 영역을 포함한다. 도 4의 흐름도는 도 6의 시스템에 의해 수집하는 데이터의 처리부(150)를 도시한다. 2개의 처리단계(160, 170)는 플라즈마상에서 수행된다. 제1단계는 이온의 질량 분석부(160)를 실행시키고 질량 분석 데이터를 기록하는 단계이다. 상기 처리단계는 자석으로부터의 빔강도 다운스트림을 조절하는 패러디컵뿐만 아니라 자석 및 그 필드 출력을 통한 제어를 사용해서 수행된다. 질량 분석 데이터를 기록하는 단계는 범용 컴퓨터 등의 프로그램가능한 제어기를 사용해서 수행된다. 질량 분석을 수행하는 하나의 현재에 양호한 기술은 제어된 원호 또는 경로를 따라 이온을 패러디컵 검출기(180)로 휘어지게 하는 자석(120)의 동작을 제어하도록 컴퓨터를 사용한다(도 6).
도 4의 처리중 제2단계는 플라즈마 체임버(112)내에서 이온 플라즈마의 광 분석부(170)를 실행시키고 그 광 분석 데이터를 기록한다. 광 분석부(170)는 플라즈마 체임버(112)내의 이온 플라즈마를 조사하는 광 분광계(175)를 사용해서 실행된다. 상기 2개의 데이터 수집 단계(160, 170)는 같은 플라즈마를 2번 조사하게 한다. 기록된 데이터베이스(185)는 생성되고 거기에서 플라즈마 농도에 대한 질량 분석 데이터 및 광 분석 데이터가 연속 액세스하기 위해 함께 저장된다. 수집된 데이터는 자석(120)에 결합된 I/O 인터페이스를 포함하는 범용의 프로그램가능한 제어기 및 데이터베이스(185)를 저장하는 디스크 드라이브 등의 질량 저장장치를 사용해서 저장된다. 컴퓨터상에서 실행하는 인공 지능 소프트웨어(190)를 포함하는 컴퓨터 프로그램의 결합은 데이터를 데이터베이스(185)상에서 이용하기 위해 프로그램되어 플라즈마의 파라미터를 관찰된 데이터를 토대로 예측한다. 본 발명의 하나의 태양에 따라 같은 인공 지능 소프트웨어를 실행하는 컴퓨터(195)는 도 1의 시스템(10)의 이온 주입 처리의 적어도 하나의 파라미터를 제어하거나 대안적으로 도 10과 결부되어 하기에서 설명된 처리 등의 처리를 제어하도록 사용될 수 있다.
데이터베이스(185)를 생성할 때 사용된 데이터는 도 7 및 8의 그래프에서 도시된다. 도 7은 광 분광계(175)로부터의 BF3플라즈마(고정된 가스농도)를 광 방출시킨 그래프이다. 다수의 최고점에는 그 최고점을 발생시키는 구성물 입자로써 명칭을 붙였다. 상기 최고점은 나머지것에 의해 표로 만들어진 광 분광기 정보로부터 수집되는 쉽게 확인된 파장 데이터로부터 인출된다. 예를 들어 311nm의 최고점은 중성전하로된 BF 분자에 대해 양호하게 공지된 스펙트랄 최고점이다. 도 7의 그래프상의 데이터는 플라즈마에 입력된 특정 압력 및 특정 전력의 특정 개시 가스(붕소 트리-플로라이드)를 토대로 한다. 가스농도를 변화시키는 것은 구성물의 다른 특징 곡선을 발생시키고 그후 도 7의 데이터는 변화한다. 양호한 데이터 수집 단계(170)에서 압력은 변화되고 도 7에 도시된 파장을 통한 모든 광 분석이 각 가스 압력 및 여자 에너지용 데이터베이스(185)에 저장된다. 그러므로, 다른 가스압력 및 다른 rf 전력에 대한 일련의 다른 데이터표는 광방출 및 질량 스펙트럼 분석으로부터 발생된다.
도 8은 플라즈마 소스로부터 다른 구성물 성분의 질량의 상대적인 강도를 도시한 그래프이다. 세로좌표 액세스는 빔전류 측정치이고 이온이 최초 궤도로부터 멀리 휘어지는 자석(120)으로부터의 검출기(패러디컵) 출력으로부터 수집된다. 도 8의 데이터는 고정된 가스압력 및 여자 에너지이다.
모든 데이터베이스는 가스 밀도의 소정의 측정가능한 상태로 플라즈마를 형성한후 고려중인 플라즈마의 자계강도를 변화시킴으로써 있게 된다. 그것은 도 7의 데이터가 데이터베이스에서 획득 및 저장됨과 동시에 도 8의 데이터 등의 데이터로 하여금 획득 및 저장되게 한다. 추가 데이터를 수집하기 위해 플라즈마 체임버로 주입된 소스재료의 가스압력이 조절되고 질량 분석 및 광 스펙트럼 분석은 다시 수행된다.
도 9는 분광 데이터를 토대로한 구성물 주입 이온 농도 및 질량분석으로부터의 구성물 형성에 관한 도 8의 데이터에 관한 데이터베이스에 저장된 데이터의 사용을 예측하기 위해 데이터베이스를 사용한 결과를 도시한 그래프이다. 도 9의 데이터는 이온 플라즈마의 설정된 광 평가(evaluation)에 대해 구성물 스펙트라의 상대적 강도가 실제 구성물 형성의 양호한 예측기(20% 이내)라는 것을 제시한다. 도 9에서 조절된 구성물은 B+, BF+및 BF2 +이온이다.
양호한 예측처리는 인공 지능 또는 신경망 소프트웨어와 연관된 학습 알고리즘을 사용한다. 그 처리는 광 분석으로부터의 데이터포인트를 도 8의 질량 데이터와 함께 이전에 얻어졌던 데이터베이스의 광분석과 비교하는 것을 포함한다. 신경망 트레이닝 및 그 트레인된 알고리즘의 사용에 의해 소스 체임버(12)내의 플라즈마 구성물의 상대적 농도는 얻어진다. 분석을 수행하는 양호한 컴퓨터 프로그램은 신경망 트레이닝용으로 역-전달, 시뮤레이트된 어닐링 또는 발생적인 알고리즘 등의 기술을 사용한다.
도 10은 이온이 소스로부터 인출되어 워크스테이션에서 공작물에 부딧치게 하는 이온 주입기를 도시한다. 이온 주입기(210)는 이온 소스(212), 질량분석 자석(214), 빔라인 어셈블리 및 목표물 또는 말단 스테이션(216)을 구비한다. 이온 소스(212) 및 질량분석 자석(214)은 각 전력 공급기와 함께 주입기 하우징(217)내에서 지지된다. 이온 주입기(210)는 .2-90 kev 범위의 주입 에너지로써 동작하고 약 10 밀리암페어의 빔 전류를 공급하는 저 에너지 주입기이다. 빔라인 어셈블리(215)는 이온 소스(212)로부터 말단 스테이션(216)까지의 빔 전달동안 확산(즉, 확대)하는 낮는 빔의 경향에 기인해서 상대적으로 짧다.
이온 소스(12)는, 플라즈마 체임버(220)를 형성하는 하우징(218)과, 이온 인출기 어셈블리(222)를 구비한다. 빔라인 어셈블리(215)는 분석기 하우징(223) 및 빔 중화기(neutralizer)(224)를 포함한다. 빔 중화기(224)는 빔 확대를 지연시키는 기능을 한다. 빔 중화기(224)로부터의 다운스트림은 처리되는 웨이퍼를 실장시킨 디스크형 웨이퍼 지지부(225)를 포함하는 말단 스테이션(216)이다. 웨이퍼 지지부(225)는 주입 빔방향에 수직으로 배열되는 목표물 표면에 있다.
이온 소스(212)는 L자형 프레임(226)에 실장된다. 직접적으로 압축가스 형태로 또는 간접적으로 증발되었던 고체 형태로부터 얻어지는 이온화가능한 도펀트 가스는 플라즈마 체임버(220)로 주입된다. 통상적인 소스 소자는 붕소(B), 인(P), 갈륨(Ga), 인듐(In), 안티몬(Sb), 및 비소(As)이다. 상기 소스 소자의 대부분은 가스 상태의 붕소 트리플로라이드 또는 디보린(diborane)의 형태로 통상적으로 구비되는 붕소를 제외하고는 고체형태로 구비된다.
에너지는 이온화가능한 도펀트 가스로 분배되어 플라즈마 체임버(220)내에서 이온을 발생시킨다. 일반적으로, 본 발명은 네가티브 이온이 소스에 의해 발생되는 시스템에 응용될 수 있지만, 포지티브 이온은 발생된다. 포지티브 이온은 복수의 전극(227)을 구비하는 이온 인출기 어셈블리(222)에 의해 플라즈마 체임버(220)의 슬릿(slit)을 통해 인출된다. 전극은 플라즈마 체임버로부터의 거리가 증가함에 따라 크기를 증가하는 네가티브 전위전압으로써 충전된다. 따라서, 이온 인출기 어셈블리는 플라즈마 어셈블리로부터 포지티브 이온의 빔(228)을 인출하고 그 인출된 이온을 프레임(226)에 의해 지지되는 질량 분석 자석(214)으로 가속시키는 기능을 한다.
질량 분석 자석(214)은 알맞은 충전-대-질량비의 이온만을 분석기 하우징(223)에 통과시키는 기능을 한다. 질량 분석 자석(214)은 요구되는데 왜냐하면 알맞은 충전-대-질량비를 발생하는 이온에 덧붙여서 이온소스(212)는 바라는 것보다 크거나 적은 충전-대-질량비의 이온을 발생한다.
질량 분석 자석(214)은 알루미늄 빔 가이드(230)에 의해 형성되는 곡선 빔경로(229)를 바운드하고, 그것의 진공은 진공 펌프(231)에 의해 제공된다. 그 경로를 따라 전달하는 이온빔(228)은 질량 분석 자석(214)에 의해 발생된 자계에 의해 영향을 받는다. 그 자계의 강도 및 배열방향은 자석 컨넥터(233)를 통한 자석(214)의 자계 권선을 통해 전기적 전류를 조절하는 제어 전자장치(232)에 의해 제어된다. 자석(214)에 의한 이온빔의 부분 포커싱은 자계 경도(즉, "인덱싱(Indexing)")를 설정함으로써 또는 자석(214)의 입구 또는 출구 막대를 회전시킴으로써 "분산" 평면(곡선 빔경로(229)의 평면)만에서 이루어진다.
자계는 이온 소스(212) 부근의 제1 또는 입구 궤도(234)로부터 분석기 하우징(223) 부근의 제2 또는 출구 궤도(235)까지의 곡선 빔경로(229)를 따라 이온빔(228)을 이동하도록 한다. 부적합한 충전-대-질량비를 갖는 이온으로 구비되는 빔(228)의 부분(228' 및 228")은 곡선 궤도로부터 멀리 편향되고 알루미늄 빔 가이드(230)의 벽으로 편향된다. 그 방법에서, 자석(214)은 소망된 충전-대-질량비를 갖는 빔(228)의 그 이온만을 분석 하우징(223)으로 통과시킨다.
곡선 빔경로(229)의 평면에 있는 이온빔(228)의 입구 및 출구 궤도(234, 235)는 분산 평면에 있다. "비-분산" 평면은 분산 평면 및 목표물 평면 모두에 수직으로 있는 평면처럼 본원에서 형성된다. 따라서, 자석(214)은 부적절한 충전-대-질량비의 빔이온을 제거하고 입구 궤도(234)로부터 출구 궤도(235)로 및 웨이퍼를 놓이게한 목표물 평면을 향해 빔을 새방향으로 돌림으로써 분산 평면에서 질량 분석을 수행한다.
분석 하우징(223)은 본 발명의 원리에 따라 구성되는 정전기 렌즈(236)를 포함하고, 그 질량은 자석(214)에 의해 출력된 이온빔(228)을 분석 및 포커스되게 한다. 정전기 렌즈(236)는 단자 전극쌍(237), 억제 전극쌍(238) 및 접지 또는 분석 전극쌍(239)을 구비하는 3극전극(3극 진공관)으로 구성된다. 단자 전극쌍(237)은 하우징(217)에 부착되고 그 전압(가속모드에서는 포지티브 전압 및 감속모드에서는 네가티브 전압)에서 동작한다. 접지 전극쌍(238) 각각과 같이 억제 전극(238) 각각은 서로를 향해 및 서로 멀리 이동가능하여 그들간의 간격을 조절한다. 억제 전극(237)은 네가티브 전위에서 동작하고 분석 전극(239)은 접지 전위(제로 볼트)에 있다.
억제 및 분석 전극쌍(238, 239)은 조절가능한 렌즈 서브어셈블리(240)로 총체적으로 불리워진다. 분석 하우징(223)은 파라데이 플래그(242) 등의 선량 측정(dosimetry) 표시기뿐만 아니라 정전기 렌즈(236)를 구비하는 체임버(241)를 형성한다. 체임버(241)는 진공 펌프(243)에 의해 진공으로 된다. 인접한 빔 중화기(224)는 전자 샤워(shower)(245)를 포함하는 제2체임버(244)를 형성한다. 전자 샤워(45)는 포지티브 전하로된 이온빔(228)에 의해 주입되는 결과로서 다른 방법으로 목표물 웨이퍼상에 축적하는 포지티브 전하를 중화시킨다.
말단 스테이션(216)에서 디스크형태의 웨이퍼 지지부(225)는 모터(246)에 의해 회전된다. 이온빔은 원형 경로로 이동함에 따라 지지부에 실장된 웨이퍼에 부딧치게 한다. 말단 스테이션(216)은 이온빔 경로에 평행한 축(247)을 따라 선회가능하게되어 목표물 표면이 그 축에 대해 조절가능하다. 그 방법에서, 이온 주입각은 정상에서 약간 변경될 수 있다.
도 10의 시스템은 각종의 다른 이온 종을 주입한다. 도 6의 체임버 측면에 위치된 분광계 등의 광 분광계(175)는 도 10의 시스템과 결부해서 유리하게 사용될 수 있다. 분광계(175)는 사용되어 빔 횡단-오염을 조절하는데 도움을 준다. 광 분광계 출력데이터는 다른 가스로 교환되는 체임버에서 이온을 생성하기 위해 사용된 이온 가스 성분으로서 수집된다. 그 데이터는 소스 체임버(212)내에서 플라즈마를 관찰함으로써 수집된다. 광 분광계 데이터내에 포함되는 것은 소스내의 구성물에 대한 중요한 정보이다. 그 정보는 무엇이 소스로부터 및 빔으로 인출되는 지를 알려주기 때문에 그 정보는 유용하다.
그것이 횡단-오염 조절을 통한 종 변화로서 어떻게 사용되는 지의 예는 도 11에 도시된 2개의 광 방출 스펙트라를 고려한다. 그 스펙트라는 인화수소로부터 다른 가스 소스로의 종 변환을 따르는 2개의 다른 시간에서 얻어진다. 인화수소가 터언오프된 직후에 t=0 스펙트럼은 얻어지고 NF3세척 사이클은 시작된다. 스펙트럼에서 몇개의 매우 강한 방출 라인이 인 원자 및 이온으로 인해 이루어지고, 그 도면에서 강조된다. 나머지 라인은 질소, 플루오르, 수소, 또는 그것들의 분자결합이다. 특징된 인화수소 라인은 도 11에서 도시된 2개의 스펙트라간에 15분동안 급격한 강도 변화를 명백히 격는다. 그 방출 강도의 강하는 빔의 P 횡단-오염의 감소와 양호하게 상관하도록 도시될 수 있다.
그 상관은 도 12에 도시된다. 250nm 부근의 영역에서 라인 방출 강도는 광 분광계(175)를 사용해서 측정되고 종 변환을 따르는 시간 함수로서 도시되고 질량 분광계로써 빔에서 측정되는 실제 남은 P 오염과 비교된다. 2개간의 일치성은 매우 양호하다.
양호한 일치성을 포함하는 것은 본원의 광 분광계가 소스에서 발생하는 빔의 횡단-오염을 조절하도록 자신있게 사용될 수 있다는 것이다. 비슷한 상관 조절은 비소 및 BF3로써 행해졌고 그 조절의 결과는 비슷하다.
광 분광기 데이터의 사용에 관련되는 추가의 횡단-오염은 붕소(BF3로부터), 인(PH3로부터), 비소(AsH3로부터), 및 게르마늄(GeF4로부터)의 남는 레벨에 대한 조절을 포함한다. 추가의 오염에 관련된 응용이 이온 소스에서 발생된 알루미늄 또는 몰리브덴 또는 니켈의 궤적 레벨의 조절을 포함한다. 원리상으로 나머지 오염 재료의 궤적량은 조절될 수 있었다.
이온 주입과 결부해서 사용된 광 분광기 데이터의 다수의 사용이 개시되었다. 그 대안적인 사용이 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 첨부 청구항의 정신 또는 범위내에 있는 개시된 설계로부터 모든 변형 및 변경을 포함한다.
Claims (23)
- 이온 주입처리의 측정방법에 있어서,a) 이온농도를 이온 소스 체임버(112)에서 생성하는 단계와;b) 이온 농도의 질량분석을 수행하고 질량 분석 데이터를 기록하는 단계와;c) 이온농도의 광 분석을 수행하고 광 분석 데이터를 기록하는 단계와;d) 기록된 데이터베이스(185)를 저장 매체상에 저장하는 단계를 구비하며, 설정된 이온농도에 대한 질량 분석 데이터 및 광 분석 데이터는 연속 액세스하기 위해 함께 저장되는 것을 특징으로 하는 이온 주입처리의 측정방법.
- 제1항에 있어서, 이온주입을 수행하도록 사용된 이온의 광 분석을 수행하는 동안 공작물(14)의 이온주입을 수행하는 단계와, 하나 이상의 이온주입 파라미터를 제어하도록 데이터베이스(185)에 저장된 결과를 사용하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이온 주입처리의 측정방법.
- 제1항에 있어서, 질량 분석을 수행하는 단계는 이온으로 하여금 이온 소스 체임버(112)를 나가도록 하고 진공된 이동 경로를 따라 질량 분석기(120)로 이동하도록 수행되는 것을 특징으로 하는 이온 주입처리의 측정방법.
- 제3항에 있어서, 질량 분석이 다른 플라즈마 구성물로 하여금 검출기(180)에 의해 감지되도록 분석 자석(120)의 자계 강도를 변화시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 이온 주입처리의 측정방법.
- 제1항에 있어서, 광 분석을 수행하는 단계는 이온 소스 체임버내의 입자 형성을 특징짓는 일련의 강도 데이터값을 출력하는 것을 특징으로 하는 이온 주입처리의 측정방법.
- 제5항에 있어서, 다른 구성물 부분의 강도 데이터값이 방출된 광 파장의 함수인 것을 특징으로 하는 이온 주입처리의 측정방법.
- 제1항에 있어서, 이온 농도를 생성하는 단계는 이온화가능한 가스를 이온 체임버 소스 체임버로 루트시킴으로써 수행되고, 질량 분석을 수행하고 광 분석을 수행하는 단계는 이온화가능한 가스의 다른 농도에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 이온 주입처리의 측정방법.
- 제2항에 있어서, 플라즈마가 가스를 이온 소스 체임버(112)로 주입함으로써 생성되고, 이온 주입 파라미터를 제어하는 단계는 가스를 이온 소스 체임버로 주입하는 속도를 조절하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입처리의 측정방법.
- 이온 주입을 수행하도록 사용된 이온 플라즈마에 관한 데이터베이스(185)를 만드는 공작물의 이온 주입방법에 있어서,a) 이온 플라즈마를 이온 소스 체임버(112)내에 제공하는 단계와;b) 플라즈마로부터의 이온을 소스 체임버로부터 방출되도록 하고 이온 소스 체임버(112)로부터 이온 이동경로를 따라 분석 자석(120)으로 멀리 이동하는 단계와;c) 이온 플라즈마의 광 분석을 이온 소스 체임버내에서 수행하고 광 분석 데이터를 기록하는 단계와;d) 소스 체임버로부터 멀리 이동하는 이온상에 질량 분석을 수행하도록 분석 자석(120)에 의해 발생된 자계를 조절하는 단계와;e) 이온 플라즈마의 광 분석 및 이온 소스 체임버로부터 방출된 이온의 질량 분석동안 수집된 데이터의 함수로써 플라즈마 특성의 데이터베이스(185)를 생성하고 그 데이터베이스를 데이터 저장장치에 저장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 공작물의 이온 주입방법.
- 이온으로 하여금 하나 이상의 공작물(14)의 주입 표면에 부딧치게 하는 이온 주입시스템에 있어서,a) 하나 이상의 공작물을 이온처리하기 위해 삽입되는 체임버 내부를 형성하는 처리 체임버(12)와;b) 이온 플라즈마를 처리 체임버내에서 세트업하는 에너지 소스(40)와;c) 하나 이상의 공작물의 주입 표면을 이온 플라즈마내에서 위치하도록 하나 이상의 공작물을 처리 체임버의 내부 영역내에서 위치시키는 지지부(30)와;d) 이온 플라즈마를 조절하고 광 분석 데이터를 제공하는 광 감지기(175)와;e) 광 감지기(175)로부터의 출력을 토대로해서 파라미터 조절을 하도록 광 감지기로부터 얻어진 광 분석 데이터를 상관시키는 데이터를 처리 체임버내의 이온 플라즈마의 파라미터로써 저장하는 데이터 저장부(185)를 구비하는 것을 특징으로 하는 이온 주입시스템.
- 제10항에 있어서, 이온 플라즈마를 제공하는 소스(112)를 구비하는 데이터 수집 시스템을 더 구비하여, 질량 분석기(120, 180) 및 분광기 분석기(175) 모두가 데이터를 데이터 저장부(185)에 대해 만드는 것을 특징으로 하는 이온 주입시스템.
- 제11항에 있어서, 데이터 수집 시스템은 자석을 구비하는 질량 분석기와 그 자석에 의해 분석되었던 이온을 검출하는 검출기(180)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입시스템.
- 제12항에 있어서, 데이터 수집 시스템은 자석에 의해 세트업된 자계를 제어하고 검출기에 의해 수집된 데이터를 저장하는 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입시스템.
- 제10항에 있어서, 플라즈마의 파라미터를 조절할 때 사용하는 광 감지기로부터 수집된 데이터상에서 분석을 수행하는 프로그램가능한 제어기(190)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이온 주입시스템.
- 제14항에 있어서, 가스 소스(44)를 더 구비하고, 광 감지기 출력을 토대로 해서 조절되는 파라미터가 처리 체임버내의 가스 농도인 것을 특징으로 하는 이온 주입시스템.
- 이온으로 하여금 하나 이상의 공작물(14)의 주입 표면에 부딧치게 하는 이온 주입시스템(10, 210)에 있어서,a) 하나 이상의 공작물을 삽입되게 할 수 있는 체임버 내부를 형성하는 주입 체임버(12, 216)와;b) 충전된 이온 농도를 주입 체임버내에 제공하는 소스(40, 212)와;c) 하나 이상의 공작물의 주입 표면을 이온으로 하여금 주입 표면에 부딧치게 하는 소스에 직면하도록 하나 이상의 공작물을 주입 체임버의 내부 영역내에 위치시키는 지지부(30, 225)와;d) 공작물 주입 표면부근의 영역에서 이온 농도를 조절하고 상기 이온 농도의 광 분석 데이터를 제공하는 광 분석 감지기(175)와;e) 광 분석 감지기로부터 얻어진 광 분석 데이터를 상관시키는 데이터를 다른 광 분석 감지기 데이터를 토대로한 이온의 이전에 수집된 파라미터로써 저장하는 데이터 저장부(185)와;f) 이온의 광 감지를 토대로한 이온 주입처리를 조절하는 주입 제어기(190)를 구비하는 것을 특징으로 하는 이온 주입시스템.
- 이온 주입처리 방법에 있어서,a) 제1이온 소스 재료를 체임버로 주입함으로써 특정한 종(species)의 이온농도를 이온 소스 체임버(12, 212)로 발생시키는 단계와;b) 하나 이상의 공작물을 처리하도록 상기 특정한 종의 이온 농도를 사용하는 단계와;c) 이온 소스 재료를 이온 소스 체임버내에서 이온화를 계속하는 동안 이온 소스 재료의 주입을 체임버로 정지하는 단계와;d) 제1이온 소스 재료의 농도가 특정된 낮은 레벨로 강하될 때를 결정하도록 재료의 광 분석을 이온 소스 체임버내에서 수행하는 단계와;e) 부가적인 공작물을 처리할 때 사용하는 이온 소스 체임버내에서 제2이온 종의 생산을 시작하도록 제2이온 소스 재료를 이온 소스 체임버(12, 212)로 주입하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 이온 주입처리 방법.
- 이온 주입처리 체임버의 구성물의 조절 방법에 있어서,a) 이온 소스 재료를 처리 체임버로 주입함으로써 특정한 종의 이온농도를 이온 소스 체임버(12, 212)에서 발생시키는 단계와;b) 상기 특정한 종의 이온농도의 이온으로 하여금 하나 이상의 공작물(14)을 처리하도록 함으로써 하나 이상의 공작물을 처리하는 단계와;c) 이온 체임버내의 바람직하지 않은 재료의 농도가 너무 높은 레벨을 가질 때를 결정하도록 재료의 광 분석을 이온 소스 체임버(12, 212)내에서 수행하는 단계와;d) 공작물 처리를 정지하고 공작물 처리를 재개하기전에 소스 체임버로부터 바람직하지 않은 재료 농도를 낮추는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 이온 주입처리 체임버의 구성물의 조절 방법.
- 제18항에 있어서, 하나 이상의 공작물을 처리하는 단계가 공작물(14)을 이온 소스 체임버(12, 212)로 삽입함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 이온 주입처리 체임버의 구성물의 조절 방법.
- 제18항에 있어서, 하나 이상의 공작물을 처리하는 단계가 이온 소스 체임버로부터 이온을 진공 경로(215)를 따라 이온 주입 체임버로 인출함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 이온 주입처리 체임버의 구성물의 조절 방법.
- 이온으로 하여금 하나 이상의 공작물의 주입 표면에 부딧치게 하는 이온 주입시스템에 있어서,a) 이온 재료가 추가되는 체임버 내부를 형성하는 처리 체임버(12)와;b) 이온 소스 재료를 이온화시킴으로써 이온 플라즈마를 처리 체임버내에서 세트업하는 에너지 소스(40)와;c) 이온 플라즈마를 조절하고 광 분석 데이터를 제공하는 광 감지기(175)와;d) 광 감지기로부터 얻어진 광 분석 데이터를 처리 체임버내의 구성물의 파라미터와 상관시키는 프로그램가능한 제어기(190)를 구비하는 것을 특징으로 하는 이온 주입시스템.
- 제21항에 있어서, 그 프로그램가능한 제어기는 처리 체임버내에서 이온 소스 재료의 감소량을 감지하여 하나의 이온 주입 구성물로부터 제2이온 주입 구성물로의 변환을 제어하는 것을 특징으로 하는 이온 주입시스템.
- 제21항에 있어서, 가스 소스(44)를 더 구비하고, 광 감지기 출력을 토대로 해서 조절되는 파라미터는 처리 체임버내의 가스 농도인 것을 특징으로 하는 이온 주입시스템.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US3824898A | 1998-03-11 | 1998-03-11 | |
| US9/038,248 | 1998-03-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990077744A true KR19990077744A (ko) | 1999-10-25 |
Family
ID=21898857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990007902A KR19990077744A (ko) | 1998-03-11 | 1999-03-10 | 광 방출 분광기를 사용해서 플라즈마 구성물을 조절하는 이온 주입시스템 및 그 방법 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0942453A3 (ko) |
| JP (1) | JPH11317190A (ko) |
| KR (1) | KR19990077744A (ko) |
| CN (1) | CN1233668A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101126376B1 (ko) * | 2004-05-24 | 2012-03-28 | 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크. | 안정되고 반복 가능한 플라즈마 이온 주입을 위한 방법 |
| KR101247540B1 (ko) * | 2011-04-18 | 2013-03-26 | 주식회사 뉴프로테크 | 플라즈마 검사 장치 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0964074A3 (en) * | 1998-05-13 | 2001-02-07 | Axcelis Technologies, Inc. | Ion implantation control using optical emission spectroscopy |
| US6101971A (en) * | 1998-05-13 | 2000-08-15 | Axcelis Technologies, Inc. | Ion implantation control using charge collection, optical emission spectroscopy and mass analysis |
| US6716727B2 (en) * | 2001-10-26 | 2004-04-06 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Methods and apparatus for plasma doping and ion implantation in an integrated processing system |
| TWI312645B (en) * | 2002-07-11 | 2009-07-21 | Panasonic Corporatio | Method and apparatus for plasma doping |
| TWI264043B (en) * | 2002-10-01 | 2006-10-11 | Tokyo Electron Ltd | Method and system for analyzing data from a plasma process |
| US7666464B2 (en) * | 2004-10-23 | 2010-02-23 | Applied Materials, Inc. | RF measurement feedback control and diagnostics for a plasma immersion ion implantation reactor |
| US7531469B2 (en) * | 2004-10-23 | 2009-05-12 | Applied Materials, Inc. | Dosimetry using optical emission spectroscopy/residual gas analyzer in conjunction with ion current |
| US7871828B2 (en) | 2007-02-06 | 2011-01-18 | Applied Materials, Inc. | In-situ dose monitoring using optical emission spectroscopy |
| WO2009028743A1 (en) * | 2007-08-24 | 2009-03-05 | Semisysco Co., Ltd. | Real time chamber monitoring method using intelligence algorithm |
| US7713757B2 (en) | 2008-03-14 | 2010-05-11 | Applied Materials, Inc. | Method for measuring dopant concentration during plasma ion implantation |
| US8003959B2 (en) * | 2009-06-26 | 2011-08-23 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Ion source cleaning end point detection |
| CN102220563A (zh) * | 2011-05-16 | 2011-10-19 | 山东桑乐光热设备有限公司 | 一种分压控制大面积磁控溅射镀膜系统及其方法 |
| US20130250293A1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-26 | Fei Company | Method and Apparatus for Actively Monitoring an Inductively-Coupled Plasma Ion Source using an Optical Spectrometer |
| US9941094B1 (en) * | 2017-02-01 | 2018-04-10 | Fei Company | Innovative source assembly for ion beam production |
| CN109148246B (zh) * | 2017-06-16 | 2024-02-02 | 上海凯世通半导体股份有限公司 | 离子注入设备及方法 |
| US11430643B2 (en) * | 2020-09-29 | 2022-08-30 | Tokyo Electron Limited | Quantification of processing chamber species by electron energy sweep |
| CN113087413A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-09 | 电子科技大学 | 一种提升石英元件激光损伤阈值的方法 |
| CN116501926B (zh) * | 2023-06-28 | 2024-01-23 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | 基于图数据库的主网公共信息拓扑模型构建方法和装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5014217A (en) * | 1989-02-09 | 1991-05-07 | S C Technology, Inc. | Apparatus and method for automatically identifying chemical species within a plasma reactor environment |
| US5711843A (en) * | 1995-02-21 | 1998-01-27 | Orincon Technologies, Inc. | System for indirectly monitoring and controlling a process with particular application to plasma processes |
| US6101971A (en) * | 1998-05-13 | 2000-08-15 | Axcelis Technologies, Inc. | Ion implantation control using charge collection, optical emission spectroscopy and mass analysis |
| EP0964074A3 (en) * | 1998-05-13 | 2001-02-07 | Axcelis Technologies, Inc. | Ion implantation control using optical emission spectroscopy |
-
1999
- 1999-03-02 EP EP99301573A patent/EP0942453A3/en not_active Withdrawn
- 1999-03-10 KR KR1019990007902A patent/KR19990077744A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-03-11 CN CN99103435A patent/CN1233668A/zh active Pending
- 1999-03-11 JP JP11064676A patent/JPH11317190A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101126376B1 (ko) * | 2004-05-24 | 2012-03-28 | 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크. | 안정되고 반복 가능한 플라즈마 이온 주입을 위한 방법 |
| KR101247540B1 (ko) * | 2011-04-18 | 2013-03-26 | 주식회사 뉴프로테크 | 플라즈마 검사 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0942453A2 (en) | 1999-09-15 |
| JPH11317190A (ja) | 1999-11-16 |
| EP0942453A3 (en) | 2001-02-07 |
| CN1233668A (zh) | 1999-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100517300B1 (ko) | 전하 수집, 광방출 분광분석 및 질량분석을 이용한이온주입 제어 | |
| KR19990077744A (ko) | 광 방출 분광기를 사용해서 플라즈마 구성물을 조절하는 이온 주입시스템 및 그 방법 | |
| JP4117507B2 (ja) | イオン注入装置、その内側表面からの汚染物質の除去方法とそのための除去装置 | |
| JP5429448B2 (ja) | ビームストップ及びビーム調整方法 | |
| KR101392081B1 (ko) | 이온원의 불소계 세척 | |
| US7825389B2 (en) | Method and apparatus for controlling a gas cluster ion beam formed from a gas mixture | |
| US6831272B2 (en) | Gas cluster ion beam size diagnostics and workpiece processing | |
| US5111042A (en) | Method and apparatus for generating particle beams | |
| KR101603196B1 (ko) | 조정가능한 통공을 구비한 이온 소스 | |
| JP5071656B2 (ja) | イオン注入システムをクリーンにするための方法 | |
| JP2007525811A (ja) | イオンビーム電流の調整 | |
| KR19990088180A (ko) | 광방출분광학을사용하는이온주입제어시스템 | |
| US6329650B1 (en) | Space charge neutralization of an ion beam | |
| JP2000350970A (ja) | イオン注入装置における汚染された表面を洗浄するための方法および装置 | |
| Budtz-Jorgensen | Studies of electrical plasma discharges | |
| KR950000870B1 (ko) | 이온 주입 방법 및 장치 | |
| CN112151350A (zh) | 一种通过带电粒子束扫描工件的方法 | |
| JPH0745227A (ja) | 荷電粒子応用分析装置及び荷電粒子応用描画装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |