KR20010043738A

KR20010043738A - 저 에너지 이온 주입을 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20010043738A
Application number: KR1020007013076A
Authority: KR
Inventors: 필립 설리반; 조지 마이클 갬멜; 데미안 프랜시스 브렌난
Original assignee: 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크.
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1999-05-10
Publication date: 2001-05-25
Also published as: EP1080482B1; WO1999062098A1; EP1080482A1; TW446987B; DE69903539D1; DE69903539T2; JP2002517068A; US6528804B1

Abstract

저 에너지 이온 주입을 위한 이온 주입기는 이온 빔 발생기와, 반도체 웨이퍼와 같은 작업물을 지지하기 위한 홀더와, 작업물에 전기적으로 연결된 전압 소스를 포함한다. 이온 빔 발생기는 이온을 생성하기 위한 이온 소스와, 이온 빔을 형성하기 위해, 이온을 가속화도록 이온 소스에 인가되는 추출 전압을 갖는 추출 전극을 포함한다. 전압 소스는 추출 전압의 극성과 반대인 극성을 가지며 추출 전압보다 더 작은 크기를 갖는 바이어스 전압을 작업물에 인가한다. 이온 빔내의 이온은 추출 전압과 바이어스 전압과의 차의 함수인 에너지를 갖고, 작업물에 주입된다.

Description

저 에너지 이온 주입을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR LOW ENERGY ION IMPLANTATION}

이온 주입은 도전율-변화 불순물(conductivity-altering impurity)을 반도체 웨이퍼에 주입하기 위한 표준 기술이 되어왔다. 희망된 불순물은 이온 소스에서 이온화되고, 그 이온들은 가속되어서 상술된 에너지의 이온 빔을 형성하고, 이온 빔은 웨이퍼의 표면쪽을 향해 보내진다. 빔내의 에너지를 얻은 이온들은 반도체 물질의 벌크를 관통하고, 반도체 물질의 결정 래티스(lattice)로 들어가서 희망된 도전율 영역을 형성한다.

이온 주입 시스템은 통상, 기체 또는 고체 물질을 잘-규정된 이온 빔으로 변환하는 이온 소스를 포함한다. 이온 빔은 불희망된 이온 종류를 제거하도록 분해된 매스(mass)이며, 희망된 에너지로 가속되어 타겟 면을 향해 보내진다. 빔 스캐닝, 타겟 이동 또는 빔 스캐닝과 타겟 이동과의 조합에 의해 빔은 타겟 영역에 대하여 분산된다. 종래 기술에서의 이온 주사기(implanter)는 Enge의 1981년 6월 30일에 출원된 미국 특허 출원 번호 4,276,477과, Turner의 1981년 8월 11에 출원된 미국 특허 출원 번호 4,283,631과, Freytsis 등의 1990년 2월 6일에 출원된 미국 특허 출원 번호 4,899,059와, Berrian 등의 1990년 5월 1일에 출원된 미국 특허 출원 번호 4.922,106에 개시되어 있다.

반도체 산업의 잘 알려져 있는 경향으로 보다 작고 고속인 디바이스쪽으로의 추세를 말할 수 있다. 특히, 반도체 디바이스의 측면 크기 및 깊이가 감소하는 특징을 갖는다. 반도체 디바이스의 기술 상태는 1000 옹스트롱보다 작은 접합(junction) 깊이를 요구하며, 결국에는 200 옹스트롱 차수 이하의 접합 깊이를 요구할 수 있다.

반도체 웨이퍼로 주입된 이온 에너지에 의해 적어도 일정 부분에서 불순물의 주입된 깊이가 결정된다. 얇은 접합(shallow junction)은 저 주입 에너지에 의해 얻어진다. 이온 주입기는 통상, 비교적 높은 주입 에너지, 예를 들어 50eV 내지 400eV의 범위에서 효과적으로 동작하도록 설계되며, 얇은 접합 주입을 위해 필요한 에너지에서는 효과적으로 동작하지 않을 수 있다. 2eV 이하의 에너지와 같은 저 주입 에너지에서는 웨이퍼로 전달되는 전류가 희망되는 전류보다 훨씬 낮아서, 어떤 경우에는 제로 근처에 있을 수도 있다. 그 결과, 특정 주입(dose)을 위해서는 매우 긴 주입 시간이 필요하여, 그 처리량이 좋지 않다. 이러한 처리량의 감소는 제조 비용을 증가시켜, 반도체 디바이스 제조자가 이것을 수용하기 어렵게 된다.

저 에너지 이온 주입을 위한 종래의 방법들 중의 하나의 방법으로, 이온 주입기는 가속자(accelerator)가 오프(OFF)될 때 드리프트(drift) 모드에서 동작된다. 이온들은 저 전압의 이온 소스에서 추출되어, 이온 소스에서 타겟 반도체 웨이퍼로 이동한다. 또한, 이온 빔들은 이온이 이온 주입기를 통해 전달될 때 팽창하여, 이온은 타겟 반도체 웨이퍼보다는 이온 주입기의 성분들을 때릴 수 있다.

다른 종래의 기술 방법은 반도체 웨이퍼 근처의 감속 전극을 이용한다. 이온들은 높은 전압으로 이온 소스로부터 추출되어서, 그 후 웨이퍼에 주입되기 전 감속 전극에 의해 감속된다. 이 방법 또한, 이온 빔 팽창을 가져서, 소스에 의해 생성된 이온들 중의 작은 부분만이 타겟 반도체 웨이퍼에 투사된다.

따라서, 저 에너지 이온 주입을 위한 향상된 방법 및 장치가 필요하다.

＜발명의 요약＞

본 발명의 일면에 따라, 이온 주입기가 제공된다. 이온 주입기는 이온 빔 발생기-이온 빔 발생기는 이온을 발생시키는 이온 소스를 포함함-와, 추출 전극-추출 전극은 이온 빔을 형성하기 위해, 이온을 가속하도록 이온 소스에 인가된 추출 전압을 가짐-과, 작업물을 이온 빔중에 지지하기 위한 홀더(holder)와, 이 작업물에 전기적으로 연결된 전압 발생 회로를 포함한다. 전압 발생 회로는 추출 전압의 극성과 반대의 극성이며 추출 전압보다 작은 크기의 바이어스 전압을 작업물에 인가한다. 이온 빔내의 이온들은 추출 전압과 바이어스 전압과의 차의 함수인 에너지를 갖고, 작업물에 주입된다.

홀더는 바람직하게는, 하나 또는 그 이상의 반도체 웨이퍼를 지지하기 위해 구성된다. 일례로서, 홀더는 복수의 반도체 웨이퍼들을 지지하기 위한 디스크와, 반도체 웨이퍼가 이온 빔을 통과하도록 디스크를 회전(spin)하기 위한 모터를 포함한다. 웨이퍼들은 디스크와 전기적으로 접촉될 수 있다. 이온 주입기는 웨이퍼에 주입된 이온 주입량을 측정하기 위해 주입량 전자 장치(dose electronics)를 더 포함할 수 있다. 전압 발생 회로는 디스크와 주입량 전자 장치와의 사이에 연결된 전원을 포함할 수 있다. 바이어스 전압은 통상, 0 내지 2 킬로볼트의 범위이다.

이온 주입기는 반도체 웨이퍼 앞면에 위치된 패러디(Faraday) 시스템과, 바이어스 전압으로 이 패러디 시스템을 바이어싱하기 위한 수단을 더 포함한다. 플라즈마 유출 총(plasma flood gun)이 패러디 시스템에 장착될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따라, 저 에너지 이온 주입을 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 소스에서 이온을 발생시키기 위한 단계와, 이온 빔을 형성하기 위해 제1 전압으로 이온들을 가속시키는 단계와, 작업물을 이온 빔중에 위치시키는 단계와, 제1 전압의 반대 극성이며 제1 전압보다 더 작은 크기의 제2 전압을 작업물에 인가함으로써, 이온 빔내의 이온들을 감속하는 단계를 포함한다. 이온 빔내의 이온들은 제1 전압과 제2 전압과의 차의 함수인 에너지를 갖고, 작업물에 주입된다.

본 발명은 작업물(workpiece)의 이온 주입을 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 저 에너지 이온으로 반도체 웨이퍼에 이온 주입을 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명을 보다 잘 이해하기 위해, 첨부된 도면을 참조할 수 있으며, 첨부된 도면은 참조로서 본 발명에 일체화된다.

도 1은 본 발명을 나타내는 데 적합한 이온 주입기의 예를 도시한 블럭도.

도 2는 바이어스 전압이 웨이퍼에 인가된 종단국(end station)의 개략도.

도 3은 본 발명 및 종래의 주입 기술에 따라 주입된 웨이퍼의 주입 측면(profile)을 나타내는 옹스트롱 범위의 깊이의 함수로서, 큐빅 센티미터(cubic centimeter) 당 원자수의 밀도를 도시한 그래프도.

본 발명을 나타내는 데 적합한 이온 주입기의 예를 도시한 블럭도가 도 1에 나타나 있다. 이온 빔 발생기(10)는 희망 불순물의 이온들을 발생하기 위한 이온 소스(12)와, 이온 소스(12) 구멍(aperture) 근처에 위치한 추출 전극(14)과, 이온 소스(12)에 대하여 추출 전극(14)을 네거티브로 바이어싱하기 위한 추출 전원(16)과, 이온화될 가스를 이온 소스(12)에 공급하기 위한 가스 소스(12)를 포함한다. 이온들은 추출 전극(14)에 의해 이온 소스(12)로부터 추출되어, 이온 빔(20)을 형성한다. 매스 분해자(30)는 분해자 자석(analyzer magnet)(32)을 포함하고, 분해 구멍(36)을 갖는 마스크(34)는 이온 빔 발생기(10)에 의해 발생된 입자들로부터 희망된 이온 종류를 선택한다. 희망 이온 종류들은 분해 구멍(36)을 통해 가속자(40)로 통과된다. 가속자(40)는 이온 빔(20)내의 이온들을 희망 에너지로 가속한다. 스캐너(42)는 이온 빔을 편향시켜서 스캐닝된 이온 빔(44)을 생성한다. 종단국(50)은 스캐닝된 이온 빔(44)의 경로에, 하나 또는 그 이상의 반도체 웨이퍼 또는 다른 작업물을 공급하여, 희망된 종류의 이온들이 반도체 웨이퍼에 주입되도록 한다.

이온 주입기는 기술에서의 숙련자라면 알 수 있는 추가 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 종단국(50)은 통상, 웨이퍼들을 이온 주입기에 주입하고, 주입한 후에 웨이퍼들을 제거하기 위한 자동화된 웨이퍼 조정 장치를 포함할 수 있다. 이온 빔에 의해 통과되는(transverse) 전체 경로는 이온 주입 동안 비워져있음을 이해해야할 것이다. 기술에서의 숙련자들에게는 여러가지의 상이한 이온 주입기 구성들이 공지되어 있다.

상술된 바와 같이, 어떤 애플리케이션은 2keV 이하의 저 주입 에너지로, 종단국(50)에서 이온을 웨이퍼로 주입할 필요가 있다. 저 주입 에너지에 의해 얇은 접합을 갖는 반도체 디바이스들을 제조할 수 있다. 하나의 종래 기술 방법으로, 가속자(40)를 오프시키고, 요구되는 주입 전압으로 전원(16)을 동작시키는 방법이 있다. 그러나, 이온 빔 발생기는 통상, 2keV 이하의 추출 전압에서는 효과적으로 기능하지 않는다. 또한, 저 에너지 이온 빔은 이온이 이온 주입기를 통해 전달될 때 팽창하고, 이온 빔내의 이온들은 종단국(50)의 반도체 웨이퍼이외의 다른 주입기 성분들에 부딪칠 수 있다. 저 이온 전류가 웨이퍼에 전달되고, 따라서 특정 주입량을 얻는 데에는 긴 주입 시간이 걸리게 된다. 그 결과, 저 에너지로 동작할 때의 종래의 기술은 비효율적이었다.

본 발명에 따른 종단국(50)의 예를 간략하게 도시한 도면이 도 2에 도시되어 있다. 웨이퍼들(60 및 62)과 같은 반도체 웨이퍼들은 웨이퍼 지지 디스크(66)의 표면 근처에 장착되어 있다. 디스크(66)는 디스크 모터(70)에 연결되어, 모터(70)가 충전될 때 축(68)에 대하여 회전한다. 통상의 디스크는 웨이퍼를 장착하기 위한 사이트(site)를 포함한다. 웨이퍼 장착 사이트들은 축(68)에 대해 기울기를 가져서, 기술에서 공지된 바와 같이 원심력을 이용한 클램핑(clamping)을 제공한다. 이온 빔(44)은 입구 구멍(70)을 통해 종단국(50)에 들어가서, 웨이퍼(60)상에 투과된다. 디스크(66)가 회전할 때, 디스크(66)상의 상이한 웨이퍼들이 이온 빔(44)에 노출된다.

패러디 시스템(80)은 디스크(66)의 앞면에 위치되어서, 이온 빔(44)이 패러디 시스템(80)을 통과할 수 있다. 패러디 시스템(80)은 웨이퍼에 주입된 이온 주입량을 측정하기 위해 사용된다. 패러디 시스템은 웨이퍼(60)에 인접한 전극(82)과, 자기 바이어스 링(magnetic bias ring)(84)을 포함한다. 또한, 패러디 시스템(80)은 주입되어질 웨이퍼상의 전하 축적을 제어하기 위한 플라즈마 유출 총(86)을 포함할 수 있다. 전극(82), 자기 바이어스 링(84), 및 플라즈마 유출 총(86)은 통상, 공통의 전위를 갖는다. 디스크(66)와 패러디 시스템(80)은 주입량 전자 장치(90)에 전기적으로 연결되며, 주입량 전자 장치는 웨이퍼에 주입된 이온 주입량을 모니터링한다.

본 발명에 따라, 주입되어질 웨이퍼들은 포지티브 전압으로 바이어싱된다. 바이어스 전압은 이온 빔(44)내의 이온들을 감속하여서, 이온들이 저 전압으로 주입된다. 웨이퍼들은 바람직하게는, 대략 0 내지 2 킬로볼트 범위의 포지티브 바이어스 전압으로 바이어싱된다. 그러나, 바이어스 전압은 이러한 범위에 한하지는 않는다. 바이어스 전압은 추출 전원(16)(도 1)을 높은 전압으로 설정하도록 하여서, 이온들이 이온 소스(12)로부터 보다 효과적으로 추출되어 주입기를 통해 종단국(50)에 전달될 수 있다. 이온들은 바이어스 전압에 의해 감속되어서, 저 에너지로 웨이퍼에 주입된다. 그 결과, 비교적 높은 빔 전류가 매우 낮은 에너지에서 전달될 수 있다.

이온 빔내의 포지티브 이온들의 통상의 경우, 추출 전극(14)은 이온 소스(14)에 대해 네거티브로 바이어싱되고, 주입된 웨이퍼는 접지에 대하여 포지티브로 바이어싱된다. 그 결과, 이온 빔내의 이온들은 추출 전극(14)에 인가된 추출 전압에 의해 가속되고, 웨이퍼에 인가된 바이어스 전압에 의해 감속된다. 추출 전압은 바이어스 전압보다 더 큰 크기를 갖는다. 따라서, 주입 에너지는 추출 전압과 바이어스 전압과의 차의 함수 특성을 갖는다.

본 발명의 주입은 도 2를 참조하여 설명된다. 전원(100)에 전기적으로 부동(floating)될 수 있는 전압 발생 회로는 디스크(66)와 주입량 전자 장치(90)와의 사이에 전기적으로 연결된다. 전원(100)은 0 볼트와 2 킬로볼트 사이의 범위로 조정될 수 있다. 디스크(66)는 도전물이며, 디스크상에 장착된 웨이퍼(60, 62) 등과 전기적으로 접촉된다. 주입량 전자 장치(90)는 통상, 접지되어 있다. 따라서, 전원(100)은 미소한 동작 전류에서 희망 바이어스 전압을 생성하기 위해 선택되어진 값을 갖는 직렬 연결된 저항들과 같은 임의의 적당한 전압 발생 회로로 대체될 수 있다. 스위치(102)는 전원(100)의 단자에 걸쳐 연결될 수 있다. 스위치(102)가 폐쇄될 때, 전원(100)이 효과적으로 억제되어서, 디스크(66)는 접지 전위 또는 접지 근처에서 동작된다. 스위치(102)는 높은 에너지 레벨의 이온 주입동안 폐쇄되며, 낮은 에너지 주입 동안 개방된다. 스위치(102)가 개방될 때, 전원(100)에 의해 확립된 바이어스 전압이 웨이퍼(60, 62) 등에 인가된다.

패러디 시스템(80)의 접지 전극(82)은 스위치(110)를 지나 전원(100)의 네거티브 단자에 연결되고, 스위치(112)를 지나 전원(100)의 포지티브 단자에 연결된다. 저 에너지 주입 동안, 스위치(112)는 폐쇄되고, 스위치(110)는 개방된다. 따라서, 전극(82)은 전원(100)의 전압으로 바이어싱되고, 디스크(66)와 웨이퍼(60 및 62)의 전위와 동일한 전위를 갖는다. 높은 에너지 주입시, 전원(100)이 웨이퍼(60 및 62)에 바이어스 전압을 인가하지 못하도록 금지할 때, 스위치(112)가 개방되고 스위치(110)는 폐쇄되어서, 전극(82)은 접지 전위에서 또는 접지 전위 부근으로 유지된다. 요약하자면, 패러디 시스템(80)은 바람직하게는, 플라즈마 유출 총(86)의 올바른 동작을 보장하기 위해, 낮은 에너지 또는 높은 에너지 둘 다의 기간 동안, 웨이퍼(60 및 62)와 동일한 전압으로 바이어싱된다.

종래의 기술 및 본 발명에 따른 주입 측면들은 도 3에 도시되어 있다. 센티미터당 원자수의 보론(boron) 이온 밀도는 반도체 기판의 표면으로부터 옹스트롱 단위내의 함수 깊이로 그려져있다. 커브들(150 및 152)은 종래의 기술에 따른 주입들을 나타내며, 커브들(154 및 156)은 본 발명에 따른 주입을 나타낸다. 종래 기술에서의 주입은 드리프트 모드에서 동작하는 주입기에 의해 되었으며, 주입 에너지는 이온 빔 발생기에서 이용된 추출 전압으로 결정되고, 웨이퍼에는 어떠한 바이어스 전압도 인가되지 않았다. 본 발명에 따른 주입에서, 웨이퍼는 2 킬로볼트로 바이어싱되었고, 이온 빔 발생기의 추출 전극은 희망 주입 에너지를 얻기 위해 바이어싱된다. 예를 들어, 3 킬로볼트의 추출 전압과, 2 킬로볼트의 바이어스 전압은 1 킬로볼트의 주입 에너지를 제공한다. 1 킬로볼트의 종래 기술의 주입(커브 152)과, 1 킬로볼트의 본 발명에 따른 주입(커브 154)은 거의 동일한 주입 측면을 제공한다는 것을 관찰할 수 있었다. 그러나, 본 발명에 따른 1 킬로볼트 주입은 20분내에 완료되었으나, 1 킬로볼트의 종래 기술에서의 주입은 낮은 이온 전류로 인하여 400분이 걸렸다. 종래 기술의 구성을 사용할 때 600개의 전자 볼트에서는 주입이 행해질 수 없었다.

종래 기술에 따른 상이한 주입 에너지에서의 이온 빔 전류와 본 발명에 따른 웨이퍼에 인가된 바이어스 전압을 이용한 이온 빔 전류와의 비교가 하기의 표 1에 도시된다. 본 발명에 따라, 웨이퍼는 2 킬로볼트로 바이어싱되었고, 추출 전압은 희망 주입 에너지를 얻기 위해 설정되었다. 따라서, 예를 들어 1 킬로볼트의 주입 에너지를 얻기 위해, 추출 전압은 3 킬로볼트로 설정되었고, 바이어스 전압은 2 킬로볼트로 설정되었다. 종래 기술의 구성에서, 웨이퍼는 접지되었고, 주입 에너지는 이온 빔 발생기의 추출 전압에 의해 확립되었다. 이온 빔 전류에서, 본 발명에 따른 바이어스 전압을 이용한 이온 빔 전류가 훨신 크다는 것을 관찰할 수 있었다. 예를 들어, 1 킬로볼트의 주입 에너지에서, 본 발명의 구성은 이온 빔 전류 1 밀리암페어를 제공하는 반면, 종래 기술의 구성은 0.08 밀리암페어의 이온 빔 전류만을 제공하였다.

주입 에너지	밀리암페어의 빔 전류
	종래 기술	본 발명
5 keV	5	7
4 keV	3	4
3 keV	2	3
2 keV	1	2
1 keV	0.08	1
500 keV	N/A	0.7
250 keV	N/A	0.5

본 발명은 반도체 웨이퍼를 장착한 회전 디스크를 이용하는 종단국 구성에 연결하여 설명되었다. 기술에서의 숙련자들이라면 여러 가지 상이한 엔드 스테이선 구성을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 종단국은 한 번에 하나의 웨이퍼를 주입하도록 구성될 수 있다. 또한, 원심력, 정전기, 및 표면 클램핑 링을 포함한 여러가지 상이한 웨이퍼 클램핑 기술들이 이용될 수 있다. 이러한 각 경우에, 바이어스 전압이 웨이퍼에 인가될 수 있다. 바이어스 전압과 이온 빔 발생기의 추출 전압이 선택되어서, 추출 전압과 바이어스 전압 간의 차가 희망 주입 에너지를 제공할 수 있다. 추출 전압이 선택되어, 웨이퍼에 수용가능한 이온 전류 레벨을 제공할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에는 현재 논의되고 있는 사항들이 도시되었고 상술되었으나, 기술에서의 숙련자라면 첨부된 청구항에 의해 정의될 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위에서, 다양한 변화와 수정들이 있을 수 있음을 명백히 알 수 있을 것이다.

Claims

이온 주입기에 있어서,

이온을 생성하기 위한 이온 소스와, 이온 빔을 형성하기 위해, 상기 이온들을 가속하도록 상기 이온 소스에 인가된 추출 전압을 갖는 추출 전극을 포함한 이온 빔 발생기와,

작업물(workpiece)을 상기 이온 빔중에 지지하기 위한 홀더(holder)와,

상기 작업물에 바이어스 전압-상기 바이어스 전압은 상기 추출 전압과 반대의 극성을 가지며 상기 추출 전압보다 더 작은 크기를 가짐-을 인가하기 위해, 상기 작업물에 전기적으로 접촉된 전압 발생 회로를 포함하고,

상기 이온 빔내의 이온들은 상기 추출 전압과 상기 바이어스 전압과의 차의 함수인 에너지를 갖고, 작업물에 주입되는 이온 주입기.
제1항에 있어서, 상기 홀더는 적어도 하나의 반도체 웨이퍼를 지지하도록 구성되는 이온 주입기.
제1항에 있어서, 상기 홀더는 복수의 반도체 웨이퍼를 지지하기 위한 디스크와, 상기 반도체 웨이퍼가 상기 이온 빔을 통과하도록 상기 디스크를 회전하기 위한 모터를 포함하는 이온 주입기.
제3항에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼는 상기 디스크와 전기적으로 접촉하고, 상기 전압 발생 회로는 상기 바이어스 전압을 상기 디스크에 인가하는 이온 주입기.
제4항에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼에 주입된 상기 이온의 주입량을 측정하기 위한 주입량 전자 장치(dose electronics)를 더 포함하고, 상기 전압 발생 회로는 상기 디스크와 상기 주입량 전자 장치와의 사이에 연결된 전원을 포함하는 이온 주입기.
제5항에 있어서, 상기 바이어스 전압이 선택된 주입 에너지 레벨 이상이 되는 것을 금지시키는 수단을 더 포함하는 이온 주입기.
제2항에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼에 주입된 상기 이온의 주입량을 측정하기 위한 주입량 전자 장치를 더 포함하고, 상기 전압 발생 회로는 상기 반도체 웨이퍼와 상기 주입량 전자 장치와의 사이에 연결된 전원을 포함하는 이온 주입기.
제2항에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼에 주입된 상기 이온의 주입량을 측정하기 위한 주입량 전자 장치를 더 포함하고, 상기 전압 발생 회로는 상기 반도체 웨이퍼와 상기 주입량 전자 장치와의 사이에 연결된 저항을 포함하는 이온 주입기.
제1항에 있어서, 상기 전압 발생 회로는 상기 작업물에 전기적으로 연결된 전원을 포함하는 이온 주입기.
제1항에 있어서, 상기 바이어스 전압은 대략 0 내지 2 킬로볼트의 범위내에 있는 이온 주입기.
제2항에 있어서, 패러디(Faraday) 시스템-상기 패러디 시스템은 상기 반도체 웨이퍼의 앞에 위치된 플라즈마 유출 총(plasma flood gun)과, 상기 패러디 시스템을 상기 바이어스 전압으로 바이어싱하기 위한 수단을 포함함-을 더 포함하는 이온 주입기.
저 에너지 이온 주입을 위한 방법에 있어서,

이온 소스에서 이온을 생성하기 위한 단계와,

이온 빔을 형성하기 위해, 상기 이온을 제1 전압으로 가속하는 단계와,

작업물을 상기 이온 빔중에 위치시키는 단계와,

상기 작업물에 제2 전압-상기 제2 전압은 상기 제1 전압의 극성과 반대인 극성을 가지며, 상기 제1 전압보다 더 작은 크기를 가짐-을 인가함으로써 상기 이온 빔내의 이온을 감속하는 단계를 포함하고,

상기 이온 빔내의 이온들은 상기 제1 전압과 상기 제2 전압과의 차의 함수인 에너지를 갖고, 상기 작업물에 주입되는 저 에너지 이온 주입을 위한 방법.
제12항에 있어서, 상기 작업물을 위치시키는 단계는 반도체 작업물을 상기 이온 빔중에 지지시키는 단계를 포함하는 저 에너지 이온 주입을 위한 방법.
제12항에 있어서, 상기 작업물을 위치시키는 단계는 디스크상의 복수의 반도체 웨이퍼들을 지지하는 단계와, 상기 반도체 웨이퍼들이 상기 이온 빔을 통과하도록 상기 디스크를 회전시키는 단계를 포함하는 저 에너지 이온 주입을 위한 방법.
제14항에 있어서, 상기 제2 전압을 상기 작업물에 인가하는 단계는 상기 디스크에 바이어스 전압을 인가하는 단계를 포함하는 저 에너지 이온 주입을 위한 방법.
제12항에 있어서, 선택된 주입 에너지 레벨 이상에서는 상기 작업물로부터 상기 제2 전압을 제거하는 단계를 더 포함하는 저 에너지 이온 주입을 위한 방법.
제13항에 있어서, 패러디 시스템은 상기 반도체 웨이퍼의 앞에 위치하고, 상기 패러디 시스템을 상기 제2 전압으로 바이어싱하는 단계를 더 포함하는 저 에너지 이온 주입을 위한 방법.
이온 주입기에 있어서,

제1 전압에 의해 확립된 제1 에너지의 이온을 포함한 이온 빔을 발생하기 위한 이온 빔 발생기와,

작업물을 상기 이온 빔중에 지지시키기 위한 홀더와,

상기 작업물에 제2 전압-상기 제2 전압은 상기 제1 전압의 극성과 반대의 극성을 가지며, 상기 제1 전압보다 더 작은 크기를 가짐-을 인가하기 위한 전압 소스를 포함하고, 상기 이온 빔내의 이온은 상기 제1 전압과 상기 제2 전압과의 차의 함수인 에너지를 갖고, 상기 작업물에 주입되는 이온 주입기.
제18항에 있어서, 상기 홀더는 적어도 하나의 반도체 웨이퍼를 지지하도록 구성된 이온 주입기.