KR20050072688A

KR20050072688A - 이온 빔 모니터링 장치

Info

Publication number: KR20050072688A
Application number: KR1020050001058A
Authority: KR
Inventors: 아드리안존 뮤리엘; 버나드 해리손; 피터 에드워드; 피터 킨더슬레이; 로버트 미첼; 테오도르 에이치. 스믹; 지오프레이 리딩; 마빈 파엘리; 다카오 사카세
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2005-01-06
Publication date: 2005-07-12
Also published as: US20050191409A1; TWI434359B; GB2427508A9; CN1638014A; GB2427508B; GB0400185D0; US20110042578A1; GB0618325D0; GB2409926A; GB2409926B; TW200527574A; GB2427508A; CN1638014B

Abstract

본 발명은 이온 주입을 위해 사용된 이온 빔의 플럭스 및/또는 단면 프로파일을 모니터링하기에 바람직한 이온 주입기에 사용하기 위한 이온 빔 모니터링 장치에 관한 것이다. 반도체 웨이퍼 또는 유사한 것들의 이온 주입 제어를 향상시키기 위해 이온 주입기 내에 이온 빔의 플럭스 및/또는 단면 프로파일을 측정하는 것이 종종 바람직하다. 본 발명은 이러한 빔 프로파일링이 수행될 수 있는 웨이퍼 홀더를 조절하는 것을 개시한다. 기판 홀더는 하류 플럭스 모니터로부터 이온 빔을 점진적으로 차단하기 위해 사용되거나 슬릿 진입 개구부가 제공된 웨이퍼 홀더 상에 플럭스 모니터가 위치할 수 있다.

Description

이온 빔 모니터링 장치{ION BEAM MONITORING ARRANGEMENT}

본 발명은 이온 주입을 위해 사용되는 이온 빔의 플럭스 및/또는 단면 프로파일을 모니터링하기에 바람직한 이온 주입기에 사용되는 이온 빔 모니터링 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 이러한 이온 빔 모니터링 장치를 포함하는 이온 주입기 처리 챔버 및 이온 주입기에 관한 것이며, 이온 주입기 내의 이온 빔을 모니터링하는 방법에 관한 것이다.

이온 주입기는 잘 공지되어 있으며 일반적으로 하기와 같은 공통적인 구조를 갖는다. 이온 소스는 선구 가스 또는 유사한 것으로부터 혼합된 이온 빔을 발생시킨다. 예컨대 반도체 웨이퍼에 주입시키기 위한 특정 도펀트와 같이 일반적으로 특정 종의 이온만이 기판에 주입시키기 위해 필요하다. 필요한 이온은 질량-분해 슬릿(mass-resolving slit)과 함께 질량-분석 전자석(mass-analysing magnet)을 사용하여 혼합된 이온 빔으로부터 선택된다. 따라서, 필요한 이온 종만을 대부분 포함한 이온 빔이 질량-분해 슬릿을 빠져나와 처리 챔버로 이동되며, 처리 챔버에서 이온 빔은 기판 홀더에 의해 이온 빔 경로의 위치에 홀딩된 기판 상으로 입사된다.

이온 주입 처리의 제어를 향상시키기 위해 이온 주입기 내의 이온 빔의 플럭스 및/또는 단면 프로파일을 측정하는 것이 종종 바람직하다. 이런 경우가 바람직한 예는 이온 빔의 크기가 주입될 기판보다 작은 이온 주입기의 경우이다. 기판 전체에 이온이 주입될 수 있게 하기 위해, 이온 빔과 기판은 이온 빔이 전체 기판 표면을 스캐닝하도록 서로에 대해 이동해야 한다. 이는 (a) 고정된 위치에 홀딩된 기판을 스캐닝하도록 이온 빔을 편향시키거나, 이온 빔 경로를 고정시키되 기판을 기계적으로 이동시키거나, (c) 이온 빔의 편향과 기판 이동을 조합함으로써 달성될 수 있다. 일반적으로, 상대적인 이동은 이온 빔이 기판 상의 래스터 패턴을 따라가도록 이루어진다.

균일하게 이온을 주입하기 위해서는, 이온 빔 플럭스 및 적어도 일차원의 단면 프로파일을 알 필요가 있으며 또한 어떠한 변형도 수정될 수 있게 주기적으로 검사될 필요가 있다. 예컨대, 균일한 도핑은 인접한 스캔 선들 간에 적절하게 중첩될 필요가 있다. 또 다른 방식에서는, 만약 래스터 스캔의 인접한 스캔 선들 간의 간격이 (이온 빔 폭과 프로파일에 비해) 너무 넓으면, 기판의 '스트라이핑'은 증가된 도핑 레벨과 감소된 도핑 레벨의 주기적인 밴드를 형성한다. 래스터-스캐닝 이온 주입기의 입사량 균일성 문제는 WO 03/088299에 개시되어 있다.

본 출원과 공동 계류중인 미국 특허 출원 제10/119290호는 상기 설명한 일반적인 구조의 이온 주입기를 개시한다. 단일 기판은 이동 가능한 기판 홀더에 의해 홀딩된다. 이온 빔의 방향 조종(steering)이 어느 정도 가능하지만, 이온 주입기는 이온 빔이 이온 주입 동안 고정된 경로를 따라가도록 동작한다. 대신에, 기판 홀더는 두 개의 직교하는 축을 따라 이동하여 이온 빔이 래스터 패턴을 따라 기판 위에 스캐닝되게 한다. 기판 홀더에는 이온 빔 플럭스를 샘플링하는데 사용되는 1㎠의 진입 개구부를 갖는 패러데이(Faraday)가 제공된다. 이온 빔 내의 상이한 위치에서 샘플링하는 것은 기판 홀더를 사용하여 패러데이를 이동시킴으로써 수행된다. 따라서, 이온 빔 플럭스는 기판 홀더가 병진 운동하는 두 개의 축에 대응하는 위치들의 어레이에서 샘플링될 수 있으며 이온 빔 플럭스의 2차원 프로파일이 축적될 수 있다.

이러한 장치는 어떤 어플리케이션에서는 단점을 갖는다. 첫째로, 기판 홀더 상에 위치될 패러데이를 필요로 한다. 이는 외팔보 모양으로 지지된 기판 홀더의 무게를 가중시킨다. 더욱이, 많은 이온 주입기들은 패러데이를 포함하는 기판 홀더의 하류에 위치한 빔정지부를 포함하여 이로써 이중의 검출기들을 가져 복잡하고 비용을 증가시킨다. 둘째로, 패러데이의 진입 개구부는 이온 빔보다 훨씬 작다. 그 결과, 개구부는 작은 신호만을 수집하여 잡음 데이터를 발생하거나 획득 시간을 오래 걸리게 할 수 있다. 전체 데이터 수집은, 허용가능한 신호대잡음비를 발생시키는데 필요한 긴 획득 시간에 더하여 이온 빔이 프로파일을 제공하기 위해 2차원 격자 상의 많은 지점들에서 샘플링되어야 하기 때문에 매우 느려진다. 획득 시간은 일차원 만의 프로파일이 필요한 경우 데이터 지점의 단일 선만을 필요로 하기 때문에 감소될 수 있다. 그러나, 개구부가 이온 빔의 중심을 통과하도록 이온 빔을 정렬시키는 것이 조심스럽게 이루어져야 하며, 그렇지 않으면 이온 빔의 전체 폭이 측정되지 않는다.

따라서, 기판 홀더의 무게를 가중시키지 않으면서 복잡하지 않고 저렴하며, 데이터 수집에 필요한 시간이 오래 걸리지 않는 이온 주입 모니터링 방법 및 장치가 필요하다.

제 1 태양에 따르면, 본 발명은 기판 지지부에 의해 타겟 위치에서 홀딩된 기판에 이온 주입을 위해 이온 빔 경로를 따라 이온 빔을 발생시키는 이온 주입기의 이온 빔 플럭스 프로파일을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 이온 주입기는 타겟 위치의 하류에 위치한 이온 빔 플럭스 검출기 및 차폐부가 이온 빔 경로에 위치할 때 이온 빔으로부터 검출기를 차폐하기 위해 기판 지지부에 의해 제공된 차폐부를 포함하며, 상기 방법은:

(a) 차폐부가 점진적으로 변화하는 양 만큼 이온 빔을 차단하도록 기판 지지부와 이온 빔 사이에서의 제 1 상대 이동을 발생시키는 단계;

(b) 상기 제 1 상대 이동 동안 검출기를 이용하여 이온 빔 플럭스를 측정하는 단계; 및

(c) 측정된 이온 빔 플럭스의 변화를 이용함으로써 제 1 방향으로 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하는 단계를 포함한다.

"프로파일"에 있어서, 적어도 일차원의 단면 프로파일이 의도된 것으로 이해될 수 있다. 가장 일반적으로, 이온 빔 플럭스를 측정하는 것은 검출기 상의 이온 입사에 의해 형성된 전류를 측정하는 것을 포함한다.

상기 개시된 장치는 이온 빔의 단면 프로파일을 빔정지부로서 이미 제공된 패러데이 또는 유사한 것을 사용하여 측정할 수 있게 한다는 장점을 갖는다. 점진적으로 변화하는 양 만큼 이온 빔을 차단함으로써, 즉 점진적으로 차단되게 차폐부를 이온 빔 안으로 이동시키거나 이온 빔이 점진적으로 노출되게 차폐부를 이온 빔 밖으로 이동시킴으로써, 연속적인 측정값들이 얻어질 수 있으며 이온 빔 프로파일이 연속적인 측정값의 변화로부터 계산된다. 이러한 계산은 단순한 차이를 계산하는 것에 뺄셈에 해당하거나 연속적인 측정값들의 도함수를 찾는 것에 해당할 수 있다.

차폐부를 제공하기 위해 기판 지지부를 사용하는 것은 이온 주입기에 추가의 부품을 제공할 필요가 없기 때문에 대단한 장점을 갖는다. 또한 타겟 위치에서 또는 근접한 곳에서 이온 빔 프로파일이 얻어지도록 타겟 위치에서 또는 근접한 위치에서 이온 빔이 차단되는 장점을 갖는다.

측정값은 이온 빔 플럭스가 저장소(bin)로 보내지기 전에 설정된 시간 간격동안 측정되도록 제 1 상대 이동 동안 수집될 수 있다. 비록 시간 함수로서 측정되지만, 각각의 측정은 이온 빔 내의 상이한 위치에 대응하며 그래서 일시적인 프로파일이라기 보다는 공간적인 프로파일을 제공한다. 선택적으로, 제 1 상대 이동은 측정값들이 각각의 위치에서 고정되어 수집되는 위치들 간의 다수의 연속적인 이동을 포함할 수 있다.

선택적으로, 이온 주입기는 기판 지지부에 의해 제공된 추가의 차폐부를 포함하고 상기 방법은: 추가의 차폐부가 점진적으로 변화하는 양 만큼 이온 빔을 차단하도록 기판 지지부와 이온 빔 사이에 제 2 상대 이동을 발생시키는 단계; 상기 제 2 상대 이동 동안 검출기를 이용하여 이온 빔 플럭스를 측정하는 단계; 및 측정된 이온 빔 플럭스의 변화를 이용함으로써 제 2 방향의 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하는 단계를 포함한다. 차폐부 및 추가의 차폐부는 완전히 분리되거나 동일한 구조물 중의 상이한 부분일 수 있다.

편리하게, 검출기는 단면 프로파일을 두 개의 방향으로 수집할 수 있다. 바람직하게, 제 1 및 제 2 방향은 거의 직교하며 이로써 두 개의 직교하는 방향으로 단면 프로파일을 제공한다. 차폐부 및/또는 추가의 차폐부는 이온 빔의 전체 범위를 넘게 확장될 수 있다. 선택적으로, 차폐부 및/또는 추가의 차폐부는 이온 빔의 일부분만을 넘게 확장될 수 있다.

제 2 태양에 따르면, 본 발명은 기판 지지부에 의해 타겟 위치에서 홀딩된 기판에 이온을 주입하기 위해 이온 빔 경로를 따라 이온 빔을 생성하는 이온 주입기의 이온 빔 플럭스 프로파일을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 이온 주입기는 타겟 위치의 하류에 위치한 이온 빔 플럭스 검출기 및 개구부가 이온 빔 경로에 위치할 때 이온 빔의 일부만이 검출기로 진행하게 하기 위해 기판 지지부 내에 제공된 슬롯 개구부를 포함하며, 상기 방법은: (a) 이온 빔이 개구부를 가로질러 스캐닝하도록 기판 지지부와 이온 빔 사이에 제 1 상대 이동을 발생시키는 단계; (b) 이온 빔을 통과하는 제 1 상대 이동 동안 이온 빔 플럭스의 측정값을 얻기 위해 검출기를 사용하는 단계; 및 (c) 이온 빔 플럭스 측정값으로부터 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하는 단계를 포함한다.

이러한 장치는 이온 빔 플럭스의 연속적인 부분을 측정하고 이로부터 이온 빔 프로파일을 측정할 수 있게 한다. 기판 지지부의 보다 적은 적응성만을 필요로 하고 빔정지부에 이미 제공된 패러데이를 사용할 수 있다.

제 3 태양에 따르면, 본 발명은 기판 지지부에 의해 타겟 위치에서 홀딩된 기판에 이온 주입을 하기 위해 이온 빔 경로를 따라 이온 빔을 생성시키는 이온 주입기의 이온 빔 플럭스 프로파일을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 기판 지지부는 제 1 기다란 슬롯 이온 빔 플럭스 검출기를 제공하며, 상기 방법은:

상기 이온 빔이 제 1 검출기를 스캐닝하도록 기판 지지부와 이온 빔 사이에 제 1 상대 이동을 발생시키는 단계;

이온 빔을 관통하는 제 1 상대 이동 동안 이온 빔 플럭스의 측정값을 얻기 위해 제 1 검출기를 사용하는 단계; 및

이온 빔 플럭스 측정값으로부터 제 1 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하는 단계를 포함한다.

"기다란 슬롯 이온 빔 플럭스 검출기"란 용어는 기다란 영역에 대해 이온 빔 플럭스를 측정하는 검출기를 포함한다. 이들은 기다란 활성 검출 영역을 갖거나 활성 검출 영역이 기다란 개구부 뒤에 위치할 수 있다.

기다란 슬롯 검출기의 사용하여 이온 빔 플럭스를 측정하는 것은 다수의 점-형태의 위치에서 플럭스를 이산적으로 샘플링하는 것보다 기다란 방향에 따른 평균 플럭스를 간단히 제공하기 때문에 통계값을 향상시킨다. 예컨대, 검출기는 이온 빔을 가로지른 선을 따라 이온 빔 플럭스를 측정할 수 있다. 이 때, 이온 빔을 가로지른 연속적인 스트립에 대한 전체 플럭스는 단면 프로파일을 산출하기 위해 측정될 수 있다.

제 4 태양에 따르면, 본 발명은 이온 빔 경로를 측정하는 방법에 관한 것으로서, 단계(a)와 단계(b)가 가정된 이온 빔 경로를 따라 제 1 위치에서 수행되고 단계(c)가 제 1 위치에서 제 1 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하기 위해 수행되도록 상기 설명한 이온 빔을 측정하는 방법을 수행하는 단계; 제 1 위치로부터 가정된 이온 빔 경로를 따라 이격된 제 2 위치에서 단계(a)와 단계(b)를 반복하고 제 2 위치에서 제 2 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하기 위해 단계(c)를 반복하는 단계; 제 1 및 제 2 플럭스 프로파일의 공통 피처를 식별하는 단계; 제 1 및 제 2 플럭스 프로파일의 공통 피처의 위치들을 결정하는 단계; 및 상기 위치들로부터 이온 빔 경로를 추정하여 결정하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 이온 빔의 경로를 결정할 수 있게 한다. 이러한 방법은 예컨대 기판과 이온 빔 사이의 입사각의 제어가 필요한 경우에 유용하다. 이온 빔 경로를 결정하는데 유용한 공통 피처는 예컨대 이온 빔의 중심일 수 있다. 더 많은 공통 피처들이 이온 빔 경로를 결정하는데 사용될 수 있다. 실제로, 이온 빔의 전체 프로파일은 제 1 및 제 2 위치 사이에서 맵핑(map)될 수 있다.

Y축을 중심으로 이온 빔의 입사각의 변화는 높은 경사각의 이온 주입 동안 제어를 위해 매우 중요하다. 이는 도펀트가 높은 종횡비의 구조물 아래에 주입될 수 있게(예컨대, 소스 확장 헤일로(halo) 이온 주입) 웨이퍼의 높은-경사를 발생하도록 (이로써 이온 빔의 큰 입사각을 발생하도록) 지지 암을 회전시키는 것에 해당한다. Y-축을 중심으로 필요한 빔 각도를 변화시키는 것은 이온이 구조물을 관통하는 범위를 변화시키고, 이로써 이온 주입되는 장치의 성능 특성을 변화시킨다.

제 5 태양에 따르면, 본 발명은 타겟 위치에 홀딩된 기판에 이온 주입을 위해 이온 빔 경로를 따라 이온 빔을 생성시키는 이온 주입기에 사용하기 위한 이온 빔 모니터링 장치에 관한 것으로서, 상기 이온 빔 모니터링 장치는:

상기 타겟 위치에 기판을 홀딩하도록 배치된 기판 지지부;

타겟 위치의 이온 빔 경로 하류에 위치하고 검출기 상의 이온 빔 플럭스 입사의 측정값들을 얻도록 동작가능한 검출기;

기판 지지부와 이온 빔 사이에서의 제 1 상대 이동 동안 점진적으로 변화하는 양 만큼 검출기로부터 이온 빔을 차단하기 위해 소정의 위치에 기판 지지부에 의해 제공된 차폐부; 및

이온 빔 플럭스 측정값의 변화를 이용함으로써 제 1 방향으로 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하도록 동작가능한 처리 수단을 포함한다.

이러한 장치는 상기 설명한 방법에 의해 사용될 수 있고 동일한 장점을 제공한다.

선택적으로, 기판 지지부는 이온 빔을 차단하기 위해 에지를 갖는 지지 암을 포함한다. 또 다른 장치는 제 1 상대 이동 동안 이온 빔을 차단하기 위해 제 1 에지를 갖는 척을 포함한 기판 지지부를 포함한다. 선택적으로, 기판 지지부는 종축을 중심으로 회전가능하며 차폐부는 종축과 관련하여 편심되게 척 상에 위치한다. 이러한 장치는 이온 빔 경로에 따른 차폐의 위치가 기판 지지부를 회전시킴으로써 변화될 수 있다는 장점을 갖는다. 따라서, 이온 빔 플럭스 프로파일은 가정된 이온 빔 경로를 따라 두 개 이상의 위치에서 얻어질 수 있으며 이온 빔의 정확한 경로가 결정된다

에지는 바람직하게 직선형이지만, 다른 모양도 가능하다. 직선형 에지가 사용되는 경우에, 에지는 제 1 상대 이동의 방향에 거의 수직으로 확장할 수 있다. 이는 프로파일을 얻는데 필요한 수학적인 처리를 간단하게 하는 장점을 갖는다. 예컨대, 굴곡된 에지가 사용되는 경우에, 굴곡 모양은 이온 빔 플럭스 측정값으로부터 굴곡 모양을 해석(deconvolution)할 수 있도록 알려져 있어야 한다. 선택적으로, 기판 지지부는 기판을 수용하기 위한 제 1 면 및 제 1 면으로부터 돌출하는 차폐부를 갖는 제 2 대향면을 갖는 척을 포함한다. 차폐부는 차폐부 및 추가의 차폐부를 제공하기 위한 에지를 가질 수 있다.

제 6 태양에 따르면, 본 발명은 타겟 위치에서 홀딩된 기판에 이온 주입을 위해 이온 빔 경로를 따라 이온 빔을 생성시키는 이온 주입기에 사용하기 위한 이온 빔 모니터링 장치에 관한 것으로서, 이온 빔 모니터링 장치는: 타겟 위치에 기판을 홀딩하도록 배치된 기판 지지부; 타겟 위치의 이온 빔 경로 하류에 위치하고 상기 위치로부터 이온 빔 플럭스 입사의 측정값을 얻도록 동작가능한 검출기; 기판 지지부와 이온 빔 사이에서의 제 1 상대 이동 동안 이온 빔의 일부가 검출기로 진행할 수 있도록 소정의 위치에 기판 지지부에 제공된 슬롯 개구부; 및 이온 빔 플럭스 측정값으로부터 제 1 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하도록 동작가능한 처리 수단을 포함한다. 제 7 태양에 따르면, 본 발명은 타겟 위치에서 홀딩된 기판에 이온 주입을 위해 이온 빔 경로를 따라 이온 빔을 생성시키는 이온 주입기에 사용하기 위한 이온 빔 모니터링 장치에 관한 것으로서, 이온 빔 모니터링 장치는:

타겟 위치에서 기판을 홀딩하도록 배치된 기판 지지부;

기판 지지부와 이온 빔 사이에서의 제 1 상대 이동 동안 이온 빔 플럭스 입사의 측정값들을 얻도록 동작가능한 기판 지지부에 의해 제공된 제 1 기다란 슬롯 이온 빔 플럭스 검출기; 및

이온 빔 플럭스 측정값으로부터 제 1 이온 빔 플럭스 프로파일을 검출하도록 동작가능한 처리 수단을 포함한다.

이러한 장치는 상기 설명한 방법을 이용하여 사용될 수 있으며 동일한 장점을 제공한다.

선택적으로, 제 1 검출기는 깊은 리세스 위에 위치한 리세스 검출 부재를 포함할 수 있다. 바람직하게, 리세스 검출 부재는 검출기의 수용가능한 각도를 제한하고 이온 빔 프로파일의 각도 측정값을 수집할 수 있게 한다. 예컨대, 검출기는 이온 빔 경로를 따라 이온 빔의 정확한 진행 각도를 결정하기 위해 이온 빔과 관련하여 경사질 수 있다.

선택적으로, 제 1 검출기는 제 1 상대 이동 동안 이온 빔 플럭스 입사의 측정값을 얻도록 동작가능한 이산 검출 부재의 기다란 어레이를 포함하고, 처리 수단은 어레이 내의 검출 부재에 의해 얻어진 동시 발생한 이온 빔 플럭스 측정값들을 합산함으로써 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하고 검출 부재에 의해 얻어진 이온 빔 플럭스 측정값으로부터 추가의 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하도록 동작가능하다.

이산 검출 부재를 사용하는 것은 동시에 두 개의 방향으로 단면 프로파일을 결정할 수 있게 한다. 바람직하게, 검출 부재는 교호적으로 지그-재그 패턴을 갖는 두 개의 인접하고 평행한 선들로 배치된다. 이는 활성 검출 영역이 이온 빔의 전체 폭을 넘어 확장할 수 있는, (그렇지 않으면, 단일 선을 따라 배치된 검출 부재들을 분리시킬 수 있는) 임의의 비활성 영역들처럼 검출기 어레이가 두 개의 선들을 가로질러 중첩될 수 있게 한다.

제 8 태양에 따르면, 본 발명은 기판에 이온 주입을 위해 이온 빔 경로를 따라 이온 빔을 생성시키는 이온 주입기에 사용하기 위한 이온 빔 모니터링 장치에 관한 것으로서, 이온 빔 모니터링 장치는 (a) 이온 빔의 가정된 경로를 따라 제 1 위치에서 제 1 이온 빔 플럭스 프로파일을 측정하는 제 1 측정 수단; (b) 제 1 위치로부터 이온 빔의 가정된 경로를 따라 이격된 제 2 위치에서 제 2 이온 빔 프로파일을 측정하는 제 2 측정 수단; 및 (c) 제 1 및 제 2 플럭스 프로파일의 공통 피처의 위치를 결정하고 상기 위치로부터 이온 빔 경로를 추정하여 결정하기 위하여, 제 1 및 제 2 플럭스 프로파일에 공통 피처를 식별하는 처리 수단을 포함한다.

또한 본 발명은 상기 설명한 것과 같은 이온 빔 모니터링 장치를 포함하는 이온 주입기 처리 챔버 및 상기 설명한 것과 같은 이온 빔 모니터링 장치를 포함하는 이온 주입기에까지 적용된다.

선택적으로, 다른 바람직한 특징들이 첨부된 청구항에 개시되어 있다.

이제부터 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 예들을 설명한다.

이온 주입기(20)의 개략적인 측면도가 도 1a에 도시되어 있고 도 1a의 AA선을 따라 절취한 부분 단면도가 도 1b에 도시되어 있다. 이온 주입기(20)는 이온 빔(24)을 발생시키도록 장치된 이온 소스(22)를 포함한다. 이온 빔(24)은 원하는 질량/전하 비율의 이온들이 전자석을 사용하여 선택되는 질량 분석기(26) 내로 지향된다. 이러한 기술들은 당업자에게 공지된 것이므로 더 이상 설명하지 않는다. 편의상, 질량 분석기(26)는 도시된 이온 주입기(20)의 다른 부품들에 대해 수직면인 지면의 수평면의 이온 소스(22)로부터 이온 빔(24)을 구부리는 것처럼 도 1a에 도시되었다. 실제로, 질량 분석기(26)는 수평면으로 이러한 이온 빔(24)을 구부리도록 장치된다.

질량 분석기(26)를 빠져나온 이온 빔(28)은 주입될 이온의 타입 및 원하는 주입 깊이에 따라 이온의 정전기적 가속 또는 감속에 영향을 줄 수 있다. 질량 분석기(26)의 하류에는 도 1b에 도시될 수 있는 것처럼 주입될 웨이퍼(32)를 담고 있는 진공 챔버(이하에서는 처리 챔버(30)로 부름)가 있다. 본 실시예에서, 웨이퍼(32)는 통상적으로 200mm 또는 300mm의 직경을 갖는 단일 반도체 웨이퍼이다. 패러데이를 포함하는 빔정지부(34)는 웨이퍼(32)의 아래에 위치한다.

질량 분석기(26)를 빠져나온 이온 빔(28)은 주입될 웨이퍼(32)의 직경보다 거의 작은 빔 폭과 빔 높이를 갖는다. 도 1a와 1b의 스캐닝 장치(하기에서 더 상세히 설명됨)에서 웨이퍼(32)는 여러 방향으로 이동할 수 있다. 이는 이온 빔(28)이 주입 동안 처리 챔버(30)에 대해 고정된 경로를 따라 유지될 수 있게 한다.

웨이퍼(32)는 기판 지지부의 웨이퍼 홀더 또는 척(36) 상에 정전기적으로 장착되어 있으며 기판 지지부는 척(36)에 연결된 기다란 지지 암(38)을 포함한다. 지지 암(38)은 일반적으로 이온 빔(28)의 방향에 수직인 방향으로 처리 챔버(30)의 벽을 관통하여 확장한다. 지지 암(38)은 처리 챔버(30)의 측벽에 인접하여 장착된 회전판(42)의 슬롯(40)(도 1b 참조)을 관통한다. 지지 암(38)의 단부는 슬레지(sledge)(44)를 관통하여 장착되어 있다. 지지 암(38)은 도 1a와 1b에 도시된 것처럼 Y 방향으로 슬레지(44)에 거의 고정되어 있다. 슬레지(44)는 도 1a와 1b에 도시된 Y 방향으로 회전판(42)에 대해 왕복이동하는 방식으로 이동가능하다. 이는 역시 처리 챔버(30) 내의 웨이퍼(32)가 왕복이동하는 방식으로 이동할 수 있게 한다.

직교하는 X-방향으로 (즉, 도 1a의 지면에 수평면인 내부와 외부 및 도 1b의 왼쪽부터 오른쪽까지) 기계적인 스캐닝이 유효하도록, 지지 암(38)은 지지 구조물 내에 장착된다. 지지 구조물은 도 1a에 도시된 것처럼 지지 암(38)의 위 아래로 지지 암(38)의 종축으로부터 이격된 한 쌍의 선형 모터(46)를 포함한다. 바람직하게, 모터(46)는 힘이 지지 구조물의 질량 중심과 일치하도록 중축을 중심으로 장착된다. 그러나, 이는 반드시 그러한 것은 아니며 하나의 모터가 중량 및/또는 비용을 감소시키기 위해 한 쌍의 모터 대신 사용될 수도 있다.

또한 지지 구조물은 슬레지(44)에 대해 고정되게 장착된 슬라이드(48)를 포함한다. 도 1b의 왼쪽부터 오른쪽으로 장치된 (도 1a 또는 1b에 도시 안된) 궤적(track)을 따른 선형 모터(46)의 이동은 도 1b에 도시된 것처럼 지지 암(38)이 마찬가지로 왼쪽부터 오른쪽으로 왕복이동하게 한다. 지지 암(38)은 일련의 베어링 상에서 슬라이드(48)에 대해 왕복이동한다.

이러한 장치를 이용하면, 웨이퍼(32)는 전체 웨이퍼(32)가 고정된 방향의 이온 빔(28)을 가로질러 통과할 수 있도록 이온 빔의 축(Z)에 대해 두 개의 직교하는 방향(X 및 Y)으로 이동가능하다.

도 1a는 웨이퍼(32)의 표면이 입사 이온 빔(28)의 축에 수직이 되도록 수직 위치의 슬레지(44)를 도시한다. 그러나, 이온 빔(28)에 대해 소정의 각도에 있는 웨이퍼(32)로 이온을 주입하는 것이 바람직할 수 있다. 그 이유로, 회전판(42)은 처리 챔버(30)의 고정된 벽에 대해 회전판의 중심을 통과하도록 한정된 축을 중심으로 회전가능하다. 즉, 회전판(42)은 도 1a에 도시된 화살표(R)의 방향으로 회전할 수 있으며, 이로 인해 웨이퍼가 동일한 정도(sense)까지 회전할 수 있게 한다.

상기 장치에 대한 자세한 설명은 공동 계류중인 미국특허출원 번호 제10/119290호에 개시되어 있으며, 상기 출원 내용 전체는 본 명세서에서 참조로 포함된다.

바람직한 장치에서, 척(36)은 X-좌표 방향으로 이온 빔(28)을 가로질러 선형 이동의 시퀀스를 따라 이동하도록 제어되며, 각각의 선형 이동은 Y-좌표 방향으로 계단식 이동에 의해 분리된다. 그 결과 이루어진 스캔 패턴은 도 2a에 도시되어 있는데, 쇄선(50)이 X-좌표 방향으로 지지 암(38)에 의해 전후로 왕복이동하고 각각의 왕복이동 스트로크(stroke) 마지막에서 Y-방향으로 아래로 인덱싱(index)됨에 따라 쇄선(50)은 웨이퍼(32)의 중앙 위치(52)에 있게 된다.

도시된 바와 같이, 웨이퍼(32)의 왕복이동 스캐닝 동작은 웨이퍼(32)의 모든 부분이 이온 빔(28)에 노출되게 한다. 이온 빔(28)이 웨이퍼(32) 전체를 통과할 때까지, 웨이퍼(32)의 이동은 이온 빔(28)이 웨이퍼(32) 위에서 반복하여 스캐닝되게 하며 각각의 스캐닝 선(54)은 평행하고 등간격으로 떨어져 있다. 비록 도 2a의 선(50)이 고정된 이온 빔(28)에 대해 척(36) 상의 웨이퍼(32)의 움직임을 나타내지만, 선(50)은 웨이퍼(32)를 가로지르는 이온 빔(28)의 스캐닝을 가시화한다. 분명하게, 웨이퍼(32)에 대한 이온 빔(28)의 움직임은 이온 빔(28)에 대한 웨이퍼(32)의 실제 움직에에 비해 반대 방향이다.

도 2a에 도시된 예에서, 제어기는 이온 빔(28)이 웨이퍼(32) 상에서 교차하지 않으며 등간격으로 평행한 선(54)의 래스터를 그리도록 웨이퍼(32)를 스캐닝한다. 각각의 선(54)은 웨이퍼(32) 상에서의 이온 빔(28)의 단일 스캐닝에 대응한다. 도시된 것처럼, 이러한 이온 빔은 웨이퍼(32)가 다음 스캐닝 선(54)을 위한 위치로 이동할 때 빔 플럭스가 웨이퍼(32)에 의해 흡수되지 않도록 빔 단면이 웨이퍼(32)로부터 완전히 제거되는 위치까지 웨이퍼(32)의 에지를 넘어 확장한다.

주입될 원자 종(species)의 빔 플럭스가 시간 상으로 일정하다고 가정하면, 웨이퍼(32)에 전달된 원하는 종의 주입량(dose)은 X-좌표 방향으로 웨이퍼(32)의 이동이 일정한 속도를 유지하게 함으로써 스캐닝 선(54)의 X-좌표 방향으로 웨이퍼(32) 상에서 일정하게 유지된다. 또한, 스캔 선(54)들 간의 간격이 균일하게 함으로써, Y-좌표 방향을 따른 주입량 분포는 거의 일정하게 유지된다. 그러나, 실제로는, 도 2a에 도시된 스캔 선(54) 중 하나가 완성되는, 웨이퍼(32)가 이온 빔(28)을 완전하게 통과하는 시간 동안 이온 빔 플럭스는 다소 점진적으로 변할 수 있다.

스캔 선(54) 동안 이러한 빔 플럭스 변화의 효과를 감소시키기 위하여, 빔 플럭스는 (하기에서 상세히 설명되는 것처럼) 주기적으로 측정될 수 있으며 웨이퍼(32)가 후속하는 스캔 선(54)에 대해 이동하는 속도가 이에 따라 조절된다. 즉, 웨이퍼(32)는 이동하는 단위 거리 당 필요한 원자 종 주입의 원하는 비율을 유지하기 위해 빔 플럭스가 감소한다면 낮은 속도에서 후속하는 스캔 선(54)을 따라 이동되며, 그 반대도 가능하다. 이러한 방식으로, 스캔 선(54) 동안 이온 빔 플럭스의 어떠한 변화도 스캔 선의 이격 방향으로 웨이퍼(32)에 전달된 주입량이 최소로만 변화하게 한다.

도 2a를 참조하여 상기 설명한 스캐닝 시스템에서, 웨이퍼(32)는 지그-재그형 래스터 패턴을 만들기 위해 왕복이동하는 스캔 선(54)들 간의 균일한 거리 만큼 병진한다. 그러나, 스캐닝은 여러 스캔이 래스터의 동일한 스캔 선을 따라 수행되도록 제어될 수 있다. 예컨대, 각각의 래스터 선(54)은 스캔 선(54)을 따라 웨이퍼(32)의 이중 스트로크 또는 왕복이동을 나타낼 수 있으며 각각의 이중 스트로크들 사이에서만 Y-좌표 방향으로 등간격으로 병진한다. 그 결과로 형성된 래스터 패턴은 도 2b에 도시되어 있다.

더욱이, 도 2b는 Y-좌표 방향으로 웨이퍼(32) 상에서 이온 빔(28)의 하나의 경로만을 도시하지만, 완전한 주입 처리는 다중 경로를 포함할 수 있다. 이때 각각의 주입 처리의 경로는 등간격의 스캔 선(54)의 각각의 래스터를 그리도록 장치될 수 있다. 그러나, 그 대신에 다중 경로의 스캔 선(54)이 많은 경로의 스캔으로부터 유효하게 그려진 합성 래스터를 그리도록 조합될 수 있다. 예컨대, 제 2 경로 스캔은 각각의 경로의 연속하는 스캔들 간의 간격의 절반으로 이격된 균일한 스캔 선을 갖는 합성 래스터를 만들도록 제 1 경로 스캔들 사이중 정확히 중간에 그려질 수 있다.

다중 경로를 가로지르는 갈지자형의(staggering) 스캔 선(54)은 충돌하는 이온 빔(28)에 의한 웨이퍼(32) 상에 걸리는 열적 부하를 감소시키는데 유용할 수 있다. 그래서, 만약 특정 방법이 원하는 주입량을 얻기 위해 스캔 선(54) 내에서 간격(T)를 필요로 한다면, 네 개의 경로는 4T 만큼 분리된 임의의 특정 경로의 각각의 스캔 선에 의해 이루어질 수 있다. 각각의 경로는 T 양 만큼 공간적인 경로의 스캔 상(phase)을 변화시키도록 장치되어, 4 개의 경로에 의해 그려진 합성 래스터가 도 2c에 도시된 것처럼 피치(T)를 갖는 선을 갖는다. 이러한 방식으로, 웨이퍼(32)의 열적 부하가 감소되면서 래스터 선 피치 간의 원하는 간격(T)에서 유지되게 한다.

(Y-축을 따라) 스캔 선 간격의 방향으로 웨이퍼(32)에 전달된 주입량을 적절히 균일하게 하기 위하여, 상기 간격 또는 선 피치는 동일한 방향으로 이온 빔(28)의 단면 크기보다 작아야 한다. 이는 이온 플럭스가 이온 빔(28) 전체에 대해 균일하지 않고 빔 에지부터 중심까지 증가하는 경향이 있기 때문이다. 스캔 선(54)에 인접한 중첩은 이온 빔(28)이 균일하지 않은 문제를 극복하는데 사용된다. 중첩 정도(와 경로의 수)는 방법의 전체 주입량 조건에 따라 결정되어야 한다.

최적의 선 간격을 결정하는 것은 Y-좌표 방향을 따라 이온 빔(28)의 이온 빔 플럭스 프로파일의 정보를 필요로 한다. 이는 특정한 허용 오차 내에까지 균일성을 달성하는데 필요한 간격이 상기 프로파일에 따라 변하기 때문이다. 일단 이온 빔 프로파일이 측정된 후에는, 필요한 선 간격을 결정하기 위해 퓨리에 변환 분석이 사용된다. 이러한 처리의 상세한 설명은 본 출원과 공동 계류중인 미국 특허출원 번호 제10/251,780호에 개시되어 있으며, 상기 출원의 내용 전체는 본 명세서에서 참조로 포함된다.

또한 X-좌표 방향으로 이온 빔(28)의 플럭스 프로파일을 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 빔 프로파일이 소정의 문제들, 즉 질량 분석 전자석의 분산면(dispersion plane) 내에서 발생할 수 있고 이온 빔(28)이 정확하지 않은 입사각으로 웨이퍼(32)에 가격되게 하거나 이온 빔 스캐닝동안 오프셋을 발생시키는 이온 빔 오정렬을 방지하도록 조정되게 할 수 있다. 게다가, X-좌표 방향 및 Y-좌표 방향 모두의 빔 프로파일은 웨이퍼(32)를 대전시킬(charge) 수 있는 이온 빔(28)의 열점(hot-spot)과 같은 문제를 방지하거나 많은 스캔들 중에 하나의 스캔에 대해 올바른 주입 농도에 균일성을 얻기 위해 예컨대 최적의 빔 크기 또는 최적의 빔 모양을 보장하는 것과 같이 이온 주입 처리를 최적화하도록 조정될 수 있다. 빔 프로파일을 빨리 얻는 것은 어떠한 문제라도 이를 수정하기 위해 이온 빔을 빠르게 재조정할 수 있게 한다.

또한 X-좌표 방향 및 Y-좌표 방향 모두에서 이온 빔(28)의 입사각을 모니터링하는 것은 원하는 주입 조건을 충족시키기에 유용하다. 이온 빔(28)이 추종하는 경로는 Z-좌표 방향으로 이격된 두 개의 위치에서 이온 빔 프로파일을 측정함으로써 결정될 수 있으며 이는 하기에서 상세히 설명될 것이다.

본 발명에 따른 제 1 세트의 실시예에서, 이온 빔(28)의 프로파일은 빔정지부(34)로서 기능하는 패러데이를 사용하여 측정된다. 패러데이(34)는 그 위에서 이온 빔 전류 입사를 측정하는 단일 검출기이다. 패러데이(34)는 이온 빔 크기보다 커서 한 번에 전체 이온 빔의 전류를 측정할 수 있는 진입 개구부(56)를 갖는다. 이온 빔(28)을 가로지르는 플럭스 프로파일의 측정할 수 있도록, 이온 빔(28)은 차폐부(58)를 이온 빔(28) 안으로 이동시킴으로 점진적으로 차단되거나 차폐부(58)를 이온 빔(28)의 외부로 이동시킴으로써 이온 빔(28)을 점진적으로 노출시킨다(uncover). 이는 측정되는 프로파일에 따라 X-좌표 방향 또는 Y-좌표 방향 중 하나의 방향에서 수행될 수 있다. 차폐부(58)를 이동시키는 것은 차폐부(58)가 이온 빔(28)의 내부로 이동할지 또는 외부로 이동할 지에 따라서 측정된 플럭스의 점진적인 증가 또는 감소를 발생한다. 이러한 장치는 도 3에 도시되어 있다. 연속하는 위치들 사이에서 측정된 플럭스의 변화는 방금 차단되거나 방금 노출된 이온 빔(28)의 부분에 존재하는 플럭스를 나타낸다. 측정된 플럭스의 변화를 추출하고 이로 부터 이온 빔 프로파일을 결정하는 계획을 실행하는 것은 간단한 기술이므로 여기서 더 이상 설명하지 않는다.

이제 기판 지지부의 일 실시예가 개시되며 기판 지지부의 동작 모드가 이온 빔(28)의 점진적인 차단을 참조로 설명된다. 이온 플럭스가 안정적으로 증가하도록 이온 빔(28)이 점진적으로 노출될 때 하기 실시예가 매우 양호하게 적용될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.

기판 지지부는 이미 X-좌표 방향 및 Y-좌표 방향을 따라 이동시킬 수 있는 능력을 가졌기 때문에 차폐부(58)를 이동시키기 위해 기판 지지부를 사용하는 것이 편리하다. 지지 암(38) 자체가 차폐부(58)로서 사용되는 제 1 실시예가 도 4에 도시되어 있다. 제 1 실시예에서, 지지 암(38)은 X-좌표 방향을 따라 확장하는 편평한 하부 에지를 갖는다. 따라서, 척(36)은 지지 암(38)의 편평한 하부 에지가 이온 빔(28) 위에 위치하도록 이온 빔(28)을 통과한 처리 챔버(30)를 가로질러 이동될 수 있다. 이러한 장치에서, 빔정지부(34)까지의 이온 빔(28)의 통로는 차단되고 패러데이(34)는 전체 이온 빔 플럭스를 측정한다. 이 때 지지 암(38)은 편평한 하부 에지가 이온 빔(28)을 점진적으로 차단하도록 이온 빔(28) 안으로 아래 방향으로 이동된다.

지지 암(38)을 가격하는 이온 빔(28)은 국부적인 가열을 발생하고 재료를 절단시킬 수도 있다. 어떤 경우에는, 그로 인해 척(36) 상에 위치한 웨이퍼(32)가 지지 암(38)으로부터 발생된 분자와 이온들에 의해 오염될 가능성도 있다. 이를 위해, 이온 빔을 차단하는데 사용된 지지 암(38)의 일부는 임의의 스퍼터링의 나쁜 효과가 완화되도록 반도체 물질로 코팅된다. 지지 암(38)은 용이하게 스퍼터링되지 않거나 흑연과 같이 오염을 발생하지 않는 물질로 덮이거나 코팅될 수 있다.

웨이퍼(32)의 오염 효과는 이온 빔(28)을 차단하기 위해 지지 암(38)의 후반부를 사용함으로써 더 감소될 수 있다. 이러한 방식으로, 지지 암(38)은 지지 암(38)이 이온 빔(28) 안으로 이동되기 전에 대략 180°회전하여 웨이퍼(32)가 이온 빔(34)보다는 빔정지부(34)에 면하고 지지 암(38)의 후반부가 이온 빔(28)에 면한다. 물론, 지지 암(38)의 후반부는 본 장치에서 반도체 물질 또는 흑연으로 덮이거나 코팅될 수 있다.

선택적으로, 지지 암(38)의 측부는 이온 빔(28)을 차단하는데 사용될 수 있다. 이는 이온 빔(23)이 차단될 때 웨이퍼(32)가 이온 빔(23)과 빔정지부(34)에 면하지 않는 경우에 바람직하다. 이는 빔정지부(34)로부터 발생하는 후방-스퍼터링 물질의 문제를 완화시키기 때문에 웨이퍼(32)가 오염될 기회를 더 감소시킨다. 이전과 같이, 지지 암(38)의 측부는 반도체 물질 또는 흑연으로 코팅될 수 있다.

기판 지지부의 이동은 제어기에 의해 표시되고 유효하게 된다. 이러한 제어기는 이온 빔(28)을 통과하여 지지 암(38)을 이동시키는데 사용된다. 패러데이(34)로부터의 판독은 확실히 알고 있는 일련의 지지 암 위치들에서 제어기에 의해 얻어진다. 따라서, 제어기는 위치들 및 이온 빔 플럭스 값들의 데이터 세트를 구성한다. 만약 지지 암(38)이 이온 빔(28)으로 이동된다면 각각의 연속적인 플럭스는 이전의 플럭스 측정으로 인해 차단된 영역 위에서 수신된 플럭스에 대응하는 양 만큼 감소할 것이다. 각각의 측정은 이온 빔(28)에 걸리는 완전한 슬라이스에 대응하기 때문에, 데이터 수집은 1㎠ 패러데이 개구부가 이온 빔 플럭스를 측정하는데 사용되는 이미 설명한 종래 장치와 비교할 때 어떠한 계산 속도도 희생시키지 않으면서 훨씬 더 빠르게 수행될 수 있다.

지지 암(38)의 직선형 에지가 X-좌표 방향으로 확장하기 때문에, X-좌표 방향으로 얻어진 슬라이스의 자속이 보여진다. 그러므로 제어기는 위치에 대한 이온 빔 플럭스를 계산하고 도시화하여 Y-좌표 방향으로 플럭스 프로파일을 생성하는데 사용될 수 있다.

바람직하게, 이온 빔(28)을 차단하기 위해 지지 암(38)을 사용하는 것은 이온 주입 동안 일반적으로 웨이퍼(32)에 의해 점유된 위치에서 이온 빔(28)의 프로파일을 보장한다. 이는 자신의 이동 메커니즘에 제공된 전용 차폐부(58)를 사용하는 것에 비해 분명히 장점을 가지며, 가장 큰 장점은 기판 지지부 동작의 방해를 방지하기 위해 이온 주입 위치로부터 떨어져 위치한다는 것이다.

만약 지지 암(38)의 높이(Y-좌표 방향의 크기)가 이온 빔 높이보다 크다면, 프로파일은 지지 암(38)의 하나의 경로에서 수집될 수 있다. 그러나, 이온 빔(28)의 높이보다 낮고 이온 빔(28) 높이의 절반보다 큰 높이를 갖는 지지 암(38)이 사용될 수 있다. 이는 지지 암(38)이 먼저 위로부터 이온 빔(28)으로 이동되고 그 후에 아래로부터 이동되어 이온 빔(28)의 두 개의 절반이 두 개의 경로에서 측정되게 할 수 있기 때문이다. 이는 지지 암(38)에 상부 및 하부 직선형 에지를 제공함으로써 가장 용이하게 달성될 수 있다: (전면과 후면이 모두 이온 빔에 노출되기 때문에 전면과 후면이 반도체 물질 도는 흑연으로 덮이거나 코팅되며) 하나의 직선형 에지만을 갖는 구조도 비록 두 개의 경로 사이에서 완전히 180°로 지지 암(38)을 회전시켜야 하지만 역시 사용될 수 있다. 만약 지지 암(38)이 두 개의 직선형 에지를 갖는다면, 프로파일은 하나의 경로에서 수집될 수 있다. 이는 지지 암(38)이 이온 빔(28) 안으로 이동되면서 선두 에지가 점진적인 차단에 의해 프로파일의 제 1 절반(half)을 수집할 수 있고 지지 암(38)이 이온 빔(28)의 외부로 이동되면서 후미 에지가 이온 빔(28)을 점진적으로 노출시킴으로써 프로파일의 제 2 절반을 수집할 수 있기 때문이다.

도 4의 실시예는 매우 간단하지만, Y-좌표 방향의 이온 빔(28)의 프로파일만을 결정할 수 있게 한다. X-좌표 방향 및 Y-좌표 방향 모두의 프로파일을 측정할 수 있는 제 2 실시예가 도 5에 도시되어 있다. 척(36)은 최외부 및 최하부 극단에 제공되어 X-좌표 방향 및 Y-좌표 방향을 따라 각각 확장하는 직선형 에지(60)를 포함하도록 수정될 수 있다. 에지(60)는 오염 문제를 감소시키기 위해 반도체 물질 또는 흑연 (또는 유사한 것들)로 덮이거나 코팅될 수 있다.

에지(60)는 이온 빔(28)의 측부로부터 또는 이온 빔(28)의 상부로부터 이온 빔(28) 안으로 이동되어 점진적인 차단을 발생할 수 있다. 도 4의 실시예와 관련하여, 제어기는 척(36)의 위치를따라 측정된 이온 플럭스의 변화를 기록하고 이로부터 이온 플럭스 프로파일을 결정한다. 수직으로 척(36)을 이동시키는 것은 Y-좌표 방향의 프로파일이 결정될 수 있게 하고 수평으로 척(36)을 이동시키는 것은 X-좌표 방향의 프로파일이 결정될 수 있게 한다. 도시된 직선형 에지(60)의 길이는 X-좌표 및 Y-좌표 방향의 이온 빔(28)의 범위보다 크다. 직선형 에지(60)가 길수록, 직선형 에지(60)가 이온 빔(28)과 모두 교차하도록 직선형 에지(60)를 이온 빔(28)의 중심에 위치시키는 조건의 엄격함은 낮아진다. 그러나, 에지(60)는 이온 빔(28)보다 클 필요는 없다: 이 경우, 0의 측정값이 얻어질 수 없다는 사실과 무관하게 점진적인 변화가 이온 플럭스 측정값에서 여전히 보여진다. 이라한 장치가 갖는 단점은 연속적인 측정값들 사이의 차이가 감소하고 이로써 데이터 획득 시간은 동일한 신호대잡음비에서의 프로파일을 얻기 위해 증가되어야 한다.

척(36)의 후방부로부터 확장하는 차폐부(62)를 포함하는, 즉 척(36)의 후면으로부터 직립하는 정사각형의 차폐부(62)가 제공된 또 다른 실시예가 도 6에 도시되어 있다. 웨이퍼(32)가 이온 빔(28)와 빔정지부(34) 모두로부터 떨어져 면하도록 (위에서 또는 아래에서 면하도록) 척(36)이 회전할 때, 정사각형 차폐부(62)는 두 개의 수직 에지(64)와 하나의 수평 에지(66)를 지공하며, 이들 에지중 어떤 에지라도 이온 빔(28) 안으로 이동될 수 있다. 따라서, 이온 빔(28)은 X-좌표 또는 Y-좌표 방향으로 점진적으로 차단될 수 있으며 이온 빔 프로파일은 상기 설명한 것처럼 결정된다.

차폐부(62)는 오염의 나쁜 영향을 감소시키기 위해 반도체 물질 또는 흑연 (또는 유사한 것)으로 덮이거나 코팅된다. 실제로, 본 실시예는 웨이퍼(32)의 오염을 방지한다는 관점에서 특별한 장점을 갖는다. 이는 웨이퍼(32)가 이온 빔(28)과 빔정지부(34)로부터 떨어져 회전하기 때문이다: 빔정지부(34)를 가격하는 이온 빔(28)은 후방-스퍼터링을 발생할 수 있고 이로 인해 빔정지부(34)에 면하는 웨이퍼(32)의 오염을 발생할 수 있다.

기판 지지부 상에 제공된 차폐부 또는 에지를 사용하여 점진적으로 변하는 양 만큼 이온 빔을 차단시키기 보다는, 이온 빔 플럭스 프로파일은 도 7에 도시된 것처럼 차폐부(62)로부터 확장하는 슬롯 개구부(63)를 갖는 차폐부(62)를 사용하여 수집될 수 있다.

슬롯 개구부는 Y-좌표 방향으로 확장하고 이온 빔(23)의 전체 폭보다 넓다. 차폐부(62)는 모든 이온 빔(23)이 슬롯(63)을 통과하는 부분보다는 다른 부분을 차폐하도록 이온 빔(23)보다 큰 크기를 갖는다. 도 3 내지 6의 실시예와 관련하여, 차폐부(62)는 빔정지부(34)에 제공된 패러데이에 도달하는 이온 빔 플럭스를 변화시키도록 이온 빔(23)을 이온 빔(23)을 관통하여 이동된다. 각각의 위치에서, 이온 빔(23) 전체의(through) 슬라이스에 대응하는 플럭스는 패러데이(34)에 의해 측정된다. Y-좌표 방향으로 기판 지지부를 이동시키는 것은 연속적인 슬라이스의 이온 빔 플럭스를 측정할 수 있게 한다. 측정된 플럭스들을 간단하게 플로팅함으로써 Y-방향의 플럭스 프로파일을 산출한다.

자명한 사실이지만, Y-좌표 방향으로 확장하는 유사한 슬롯(63)은 X-좌표 방향을 따라 플럭스 프로파일을 수집하는데 사용될 수 있다. 이러한 제 2 타입의 슬롯은 제 1 타입의 슬롯(63)을 대체하여 또는 제 1 타입의 슬롯(63)과 조합하여 차폐부(62) 상에 제공될 수 있다. 슬롯(63)은 다른 위치에, 즉 도 8의 모양과 대응하는 것처럼 지지 암을 관통하여 위치할 수 있다.

도 1의 기판 지지부 상에 제공된 하나 이상의 패러데이(68)가 이온 빔 플럭스를 측정하는데 사용되는 제 2 세트의 실시예가 이제 개시된다. 이런 실시예는 도 8 내지 10에 도시되어 있다. 모든 경우에, 패러데이(68)는 패러데이를 통과하는 이온이 개구부(70)의 뒤에 있는 슬릿보다는 활성 검출 영역에 의해 측정되도록 이온 빔(28)의 전체 폭 또는 높이를 넘어 확장하는 슬롯 개구부(70)를 갖는다. 패러데이(68)는 개구부(70)의 선을 따라 전체 플럭스의 측정값을 제공하여, 패러데이(68)를 이온 빔(28)을 관통하여 이동시키는 것이 이온 빔(28)의 프로파일을 검출할 수 있게 한다. 물론, 각각의 측정값들은 연속하는 측정값들의 차이가 필요한 도 3 내지 6의 실시예와는 반대로 프로파일을 플로팅할 때 직접 사용될 수 있다. 개구부(70)가 이온 빔(28)의 전체 범위를 넘어 확장하기 때문에, 계산 속도는 이미 설명한 종래에 사용되던 훨씬 작은 1㎠ 패러데이의 속도보다 훨씬 높다. 이는 계산 속도를 희생시키지 않으면서 빠른 데이터 획득을 가능하게 한다. 즉, 개구부(70)는 연속하는 측정값들 사이의 차이가 여전히 기록되기 때문에 이온 빔(28)의 전체 폭 또는 높이를 넘어서 확장할 필요가 없다. 그러나, 이러한 장치는 고유의 플럭스 측정값의 감소로 인해 바람직하지 않다.

도 8은 지지 암(38)을 따라 수평으로, 즉 X-좌표 방향으로 확장하는 슬롯 개구부(70)가 지지 암(38) 상에 제공된 패러데이(68)를 도시한다. 도 7을 참조로 개시된 개구부(63)와 달리, 상기 개구부(70)는 지지 암(38) 전체로 확장하지 않는다. 이 때 지지 암(38)은 제어기에 의해 위 또는 아래에서 이온 빔(28) 안으로 이동될 수 있고 각각의 많은 위치에서의 플럭스가 측정된다. 제어기는 Y-좌표 방향의 이온 빔(28)의 프로파일을 제공하기 위해 이들 측정값들을 지지 암(38)의 위치에 결부시킨다(link).

바람직하게, 이온 주입동안 웨이퍼(32)가 점유하는 위치에서 이온 빔(28)의 프로파일이 얻어진다. 전용 이동 암 상에 패러데이(68)를 제공하는 것은 이동 암이 기판 지지부 동작의 방해를 방지하기 위해 웨이퍼의 이온 주입 위치로부터 오프셋될 필요가 있기 때문에 프로파일을 생성하기에 유용하지 않다.

개구부(70)를 둘러싸는 지지 암(38)의 영역은 오염 문제를 감소시키기 위하여 반도체 물질 또는 흑연 (또는 유사한 것)으로 덮이거나 코팅될 수 있다.

도 9는 척(36)의 후면 상에 제공된 한 쌍의 패러데이(68)를 도시한다. 각각의 패러데이(68)에는 슬롯 개구부(70)가 제공되는데, 하나는 X-좌표 방향으로 확장하고 다른 하나는 Y-좌표 방향으로 확장한다. 웨이퍼(32)가 빔정지부(34)에 면하도록 지지 암(38)을 회전시켜 척(36)을 수평 또는 수직으로 이온 빔(28)을 통과하게 이동시키는 것은 X-좌표 방향 및 Y-좌표 방향의 이온 빔 프로파일을 결정할 수 있게 한다. 척(36)의 후방부는 오염 문제를 감소시키기 위해 반도체 물질 또는 흑연 (또는 유사한 것)으로 덮이거나 코팅될 수 있다.

도 10은 척(36)이 도 6의 차폐부(62)와 유사한 후면으로부터 돌출하는 평탄 구조물(72)을 갖는 또 다른 실시예를 도시한다. 도 10의 평탄 구조물(72)에는 한 쌍의 패러데이(68)이 제공된다. 각각의 패러데이(68)에는 슬롯 개구부(70)가 제공되는데, 하나는 X-좌표 방향으로 확장하고 다른 하나는 Y-좌표 방향으로 확장한다. 평탄 구조물(72)을 수평 또는 수직으로 이온 빔(28)을 통과하게 이동시키는 것은 X-좌표 방향 및 Y-좌표 방향의 이온 빔 프로파일을 빠르게 결정할 수 있게 한다. 평탄 구조물(72)의 후방부는 오염 문제를 감소시키기 위해 반도체 물질 또는 흑연 (또는 유사한 것)으로 덮이거나 코팅될 수 있다. 도 6의 실시예에서와 같이, 본 실시예는 웨이퍼(32)가 이온 빔(28)과 빔정지부(34)에 면하지 않으며 이로써 오염 문제를 더욱 최소화시킨다는 다른 장점을 갖는다.

도 8 내지 10의 실시예는 프로파일을 얻기 위해 기판 지지부를 이온 빔(28)을 통과하도록 점진적으로 이동시킬 필요가 있다. 도 11은 완전한 프로파일이 하나의 위치로부터 얻어질 수 있는 또 다른 실시예를 도시한다. 패러데이(68)의 어레이는 이온 빔(28)의 전체 높이를 넘어 확장하는 척(36)의 후반부 상에 제공된다. 패러데이(68)에는 짧은 슬롯 개구부(70)가 제공된다. 개구부(70)는 도 10에 도시된 것처럼 지그-재그 패턴을 형성하도록 두 개의 평행한 선들로 배치됨으로써 이온 빔(28)의 전체 범위를 덮도록 확장하여, 하나의 개구부(70)의 단부가 다음 개구부(70)의 시작부와 정렬한다.

이온 빔(28)의 중심에 패러데이(68)를 위치시키는 것은 Y-좌표 방향의 이온 빔(28)의 프로파일을 한 번에 포착할 수 있게 한다. X-좌표 방향의 프로파일은 척(36)을 이온 빔(28)을 통과하게 수평으로 이동시키고, 각각의 위치에서 패러데이(68)로부터 얻어진 측정값들ㅇ르 합산함으로써 얻어질 수 있다. 선택적으로 제 2 세트의 패러데이(68)직교 방향으로 배치되게 제공될 수 있다. 이전과 같이, 척(36)의 후방부는 오염효과를 감소시키기 위해 반도체 물질 또는 흑연 (또는 유사한 것)으로 코팅될 수 있다.

이미 언급한 바와 같이, 이온 주입 위치 주위에 이온 빔(28)의 정확한 경로(path)를 결정할 수 있는 것이 바람직하다. 이는 예상된 이온 빔 경로(path)(28)로부터 약간 벗어날 수 있고, 이는 웨이퍼(320)와 일치하지 않는 입사각을 발생하기 때문이다. 입사각을 찾는 매우 간단한 방법은 Z-좌표 방향을 따라 두 개 이상의 위치에서 이온 빔 플럭스 프로파일을 측정하고, 그 후에 이온 빔 경로(28)를 결정하기 위해 이온 빔 프로파일의 중심을 이용하는 것이다. 게다가, 이온 빔 플럭스 프로파일을 측정하는 것은 이온 빔(28)의 범위를 알아내며, 그로 인해 Z-좌표 방향을 따라 이온 빔 발산 또는 수렴의 결정이 가능하다.

Z 축을 따라 이온 빔 플럭스 프로파일을 측정하는 한가지 방법은 이미 설명한 바와 같이 Z 축을 따라 상이한 위치에서 두 개의 차폐부(58) 또는 두 개의 슬롯 패러데이(68)를 제공하는 것이다. 두 개의 차폐부(58)는 이온 빔(28)을 차단하면서 빔정지부(34)에 제공된 패러데이를 이용하여 이온 빔 플럭스를 측정하는데 사용될 수 있다. 두 개의 차폐부(58) 또는 두 개의 패러데이(68)는 X-좌표 방향으로 병진운동할 수 있는 선형 드라이브 상에 장착도니 지지부 상에 제공될 수 있다. 선택적으로, 하나의 지지부는 두 개의 축의 테이블에 부착된 선형 드라이브 상에 장착될 수 있다. 따라서 X-좌표 및 Y-좌표 방향을 따라 이온 빔(28)의 내부 및 외부 이동이 가능하며, 또한 Z 축을 따라 소정의 위치 범위를 선택할 수 있다.

두 개의 분리된 차폐부(58) 또는 패러데이(68)가 사용되는 경우, 지지 구조물은 이미 설명한 것들중 하나와 같이 개별 구조물 상에 제공된 차폐부(58) 또는 패러데이(68)와 조합하여 사용될 차폐부(58) 또는 패러데이(68)중 하나를 제공할 수 있다. 선택적으로, 지지 암(38)의 단일 차폐부(62)는 Z 축을 따라 두 개의 위치에서 플럭스 프로파일을 제공하는데 사용될 있으며, 이에 대해 이제 설명한다.

도 12a와 12b는 Y-좌표 방향의 이온 빔 프로파일을 Z 축을 따라 두 개의 위치에서 측정할 수 있는 도 6의 장치의 변형을 도시한다. 상기 변형은 차페부(62)를 지지 암(38)의 회전 축(74)으로부터 떨어져 척(36)의 일 측을 향하여 이동시키는 것이며, 이는 도 12b에 잘 도시되어 있다.

제 1 위치(Z₁)에서 이온 빔 플럭스 프로파일을 측정하기 위해, 차폐부(62)의 에지(66)가 이온 빔(28) 바로 위에 위치하도록 지지 암(38)을 이동시킨다. 그 후에 차폐부(62)가 이온 빔(28)을 점진적으로 차단하고 Y-좌표 방향의 플럭스 프로파일을 얻도록 지지 암(38)을 Y-좌표 방향으로 아래로 이동시키며, 이는 도 11a에 도시되어 있다. 그 후에 차폐부(62)와 척(36)을 이온 빔(28)으로부터 제거되게 이동시키고, 지지 암(38)을 거의 180°로 회전시킨다. 회전은 오프셋 차폐부(62)를 Z 축을 따라 새로운 위치(Z₂)까지 이동시킨다. 그 후에 지지 암(38)은 차폐부(62)가 이온 빔(28)을 점진적으로 차단하고 Y-좌표 방향의 제 2 플럭스 프로파일을 얻도록 Y-좌표 방향으로 위로 이동시키며, 이는 도 12b에 도시되어 있다.

Y-좌표 방향의 이온 빔 플럭스 프로파일을 얻는 것에 추가하여, 프로파일은 두 개의 위치(Z₁,Z₂)에서 X-좌표 방향으로 얻어질 수 있다. 이는 두 개의 수직 에지(64)중 하나를 Z₁ 위치에서 X-좌표 방향으로 이온 빔(28)을 가로질러 이동시키고, 거의 180°로 지지 암(38)을 회전시키고 그 후에 Z₂ 위치에서 X-좌표 방향으로 이온 빔(28)을 통과하도록 차폐부(62)를 이동시킴으로써 달성된다.

그러므로, 이온 빔 플럭스 프로파일은 두 개의 위치(Z₁,Z₂)에서 얻어진다. 위치(Z₁,Z₂)는 기판 지지부의 지형으로부터 알려져 있고, 그래서 (이온 빔(28)이 직선형 경로를 따르고 이온 주입 위치 둘레에 관심을 끄는(interest) 짧은 거리에 대한 허용가능한 근사치를 가정하면) 이온 빔 경로(path)(28)는 이들 프로파일로부터 외삽(extrapolate)될 수 있다.

또한 도 5의 실시예는 유사한 방식으로 사용될 수 있다. 이는 에지(60)가 척(36)의 전면을 향해 위치하고 그래서 지지 암(38)의 회전 축(74)으로부터 오프셋되기 때문이다. 따라서, 지지 암(38)의 180°은 Z-좌표 방향을 따라 에지(60)를 이동시킨다. 에지(60)는 X-좌표 및 Y-좌표 방향으로 프로파일을 수집하는데 사용될 수 있다.

도 10의 패러데이 장치는 방금 설명한 오프셋 차폐물 구조 내에 포함될 수 있다. 그러나, 이러한 구조는 차폐물(72)의 전방부 및 후방부 상에 패러데이(68)가 제공되어야 하고 전방 및 후방 패러데이(68) 사이에서 동일하지 않은 반응성을 고려해야 한다.

또 다른 선택적인 구조가 도 13a 내지 13c에 도시되어 있다. 이러한 그림은 리세스(78)에 제공된 커플링을 거쳐 지지 암(38)에 부착하기 위한 단부 피스(76)를 도시한다. 단부 피스(76)는 웨이퍼(32)를 홀딩하기 위해 원형 척(82)이 제공된 상부면(80)을 갖는 블록형이다. 한 쌍의 패러데이(68)는 단부 피스(78)의 전면(84) 뒤에 제공된다. 하나의 패러데이(68)는 1㎠ 진입 개구부(86)를 포함하는 종래 구조에 댕으한다. 인접한 제 2 패처데이(68)는 상부 슬롯 개구부(88a)와 정면으로 향하는 깊은 리세스 뒤에 제공된다. 슬롯(88)은 이미 설명한 바와 같이 Y-좌표 방향으로 이온 빔 플럭스 프로파일을 얻는데 사용될 수 있고 10mm × 1mm의 크기를 갖는 X-좌표 방향으로 확장한다.

리세스(89)는 깊이가 22.5mm이고 모양, 크기 및 방향이 대응하는 제 2 개구부(88b)에서 종결된다. 패러데이(68)의 활성 검출 영역(87)은 하부 개구부 뒤에 위치한다. 리세스(89)를 한정하는 벽은 이들이 접지될 수 있도록 확성 검출 영역(87)으로부터 전기적으로 분리되어 있다. 활성 검출 영역(87)과 하부 개구부(88b)는 공통 구조의 패러데이(68)를 형성한다.

따라서, 이러한 패러데이(68)는 입사 이온 빔을 시준하는 작용을 하는 한 쌍의 개구부(88)와 정면으로 놓인다. 이는 이온 빔 각도(즉, Z-축으로부터 떠어진 정확한 이온 빔 경로(path)(28)의 각도)를 측정할 수 있게 한다. 깊게 리세스된 패러데이(68)는 전방 개구부(88a)에 거의 수직으로 진입하는 이온만을 후방 개구부(88b)를 관통해 이동시켜 (87)에서 검출할 수 있게 한다. 어떤 오프-축 이온들은 내부 벽을 가격하고 가장 쉽게 흡수된다. 개구부들(88a,88b) 사이의 벽 뒤에서 교차하는 것(cutting)은 오프-축 이온들이 활성 검출 영역(87) 위로 반사되고 측정을 못하게 하는 위험(chance)을 최소화한다. 활성 검출 영역(87)은 2차 전자들로 인해 자기적으로 억제된다.

슬롯 개구부(88)의 수용 각도를 바꾸기 위해 축을 중심으로 한 지지 암(38)의 회전과 전체 이온 빔(28)을 가로질러 슬롯 개구부(88)를 스캐닝하기 위해 X-좌표 및 Y-좌표 방향으로 하는 지지 암(38)의 병진운동의 조합은 이온 빔(28)의 플럭스 프로파일을 세밀하게 결정할 수 있게 한다. 깊은 슬롯 개구부(88)는 이미 설명한 어떠한 슬롯 패러데이(68)와도 함께 사용될 수 있다.

본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상기 실시예들이 변형될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.

예컨대, 상기 모든 실시예들은 이온 빔(28)이 고정된 이온 빔 경로(path)ㄹ르 따라 이동하고 척(36)이 이온 빔(28)이 웨이퍼(32)를 가로질러 스캐닝될 수 있도록 래스터 패턴으로 이동하는 도 1의 이온 주입기(20)의 동작과 관련한다. 그러나, 이는 상기 실시예들과 같이 척(36)에서 보다는 이온 빔(28)이 스캐닝되는 이온 주입기(20)에 사용되는 경우에 필요하지 않다. 따라서, 이온 빔 프로파일이 측정될 때, 척(36)은 이온 빔(28)의 범위 내에서 처리 챔버(30) 내에 위치하고, 그 후 이온 빔(28)은 예컨대 전정기 또는 전자석 편향기를 사용하여 패러데이(68)의 에지(60,64,66) 또는 개구부(70) 위에서 스캐닝될 수 있다. 이러한 방식으로 작동하는 이온 주입기(20)는 X-좌표 및 Y-좌표 방향으로 동작하는 이온 빔(28)을 편향시켜 도 4 내지 10에 도시된 에지(60,64,66)와 개구부(70)를 적절하게 일치시키는 편향기 플레이트 또는 자석을 갖는다. 이온 빔(28)을 편향시키는 것은 가능하지만, 편향 처리가 이온 빔 프로파일 전체를 변화시킬 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

상기 실시예들은 선택적으로 실시되거나 조합하여 실시될 수 있다. 예컨대, X-좌표 방향의 직선형 에지(60,64,66)는 Y-좌표 방향으로 확장하는 슬롯 개구부(63) 또는 패러데이 개구부(70)와 결합될 수 있다. 더욱이, 기판 지지부가 X-좌표 방향으로 확장하는 에지(60,64,66) 및 슬롯(63) 모두 또는 패러데이(70)를 포함하도록 일반적인(complimentary) 특징부가 포함될 수 있다. 이러한 장치는 어느 정도 여분을 제공한다.

분명하게, 당업자는 X-좌표 또는 Y-좌표 방향의 이온 빔 프로파일을 측정하거나 두 방향 모두의 이온 빔 프로파일을 측정하는 것 중에서 선택할 수 있다. 이는 특정 어플리케이션의 필요에 의해 크게 좌우된다.

상기 실시예들은 에지(60,64,66), 슬롯 개구부(63) 또는 패러데이 개구부(70)를 이온 빔(28) 안으로 이동시키는 것으로 설명되었지만, 그 반대로 에지(60,64,66), 슬롯 개구부(63) 또는 패러데이 개구부(70)를 이온 빔(28) 밖으로 이동시키는 것도 가능하다.

상기 실시예들은 X-좌표 또는 Y-좌표 방향으로 직선형을 따라 플럭스 세기를 유효하게 통합한 일차원 프로파일을 기록함으로써 이온 빔 프로파일을 측정하는 것을 개시한다. 이는 직선형 에지(60,64,66) 또는 직선형 슬롯 개구부(63/70)의 사용에 의존한다. 그러나, 이는 최적의 장치이지만 X-좌표 또는 Y-좌표 방향으로 정확하게 일치하지 않는 직선형 에지(60,64,66) 또는 직선형 슬롯 개구부(70)가 사용되도록 변형될 수 있다. 또한, 직선형이 아닌 에지와 패러데이 개구부가 사용될 수도 있다. 게다가, 직선형 에지(60,64,66)와 직선형 슬롯 개구부(70)는 이동 방향이 직교하도록 배치될 필요는 없으며, 다른 각도로 배치될 수 있다.

척(36)의 이동을 유효하게 하고 패러데이 검출기(34,68) 또는 검출기(68)로부터 데이터를 획득하기 위해 제어기를 사용하는 것은 단순히 본 발명의 일 실시예에 지나지 않는다. 척(36)의 위치 정보를 측정된 이온 플럭스와 관련한 정보를 수집하는 또 다른 계산 수단에 제공하기 위해 제어기를 사용하는 대안적인 실시도 가능하다. 게다가, 이온 플럭스 측정값의 차이를 관련시키고 이온 빔 프로파일을 생성하는데 필요한 계산은 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시에 따른 이온 주입 모니터링 방법 및 장치는 기판 홀더의 무게를 가중시키지 않으면서 복잡하지 않고 저렴하며, 데이터 수집에 필요한 시간이 오래 걸리지 않는 효과를 갖는다.

도 1a는 기판이 기판 지지부 상에 장착된 이온 주입기의 개략적인 측면도이다.

도 1b는 도 1a의 AA 선을 따라 절취한 부분 단면도이다.

도 2a 내지 2c는 도 1a와 1b의 이온 주입기에 의해 수행된 세 개의 스캐닝 패턴을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 3은 이온 빔이 패러데이(Faraday) 빔정지부를 가격하기 전에 이온 빔의 부분적인 차단부를 간단하게 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에서 지지부 암이 이온 빔을 차단하는데 어떻게 사용되는지를 간단하게 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에서 기판 지지부의 지지 암에 부착되어 기판 홀더 상에 제공된 두 개의 직교하는 스크린 중 하나가 이온 빔을 차단하는데 어떻게 사용되는지를 간단하게 나타낸 것이다.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에서 기판 지지부의 웨이퍼 홀더로부터 돌출한 차폐부가 이온 빔을 차단하는데 어떻게 사용되는지를 간단하게 나타낸 것이다.

도 7은 이온 빔 플럭스의 하나의 슬라이스(slice)가 통과할 수 있는 개구부가 제공된 웨이퍼 홀더로부터 돌출하는 차폐부를 간단하게 나타낸 것이다.

도 8은 슬롯 진입 개구부가 구비된 패러데이를 포함하는 스캐닝 지지부 암을 간단하게 나타낸 것이다.

도 9는 직교하여-배치된 슬롯 진입 개구부가 구비된 한 쌍의 패러데이를 갖는 기판 홀더를 간단하게 나타낸 것이다.

도 10은 웨이퍼 홀더로부터 돌출한 차폐부 내에 제공된 직교하여-배치된 슬롯 진입 개구부가 구비된 한 쌍의 패러데이를 간단하게 나타낸 것이다.

도 11은 지그-재그 모양으로 배치된 패러데이의 어레이를 갖는 기판 홀더를 간단하게 나타낸 것이다.

도 12a와 12b는 이온 빔 경로를 따라 두 개의 위치에서 이온 빔 플럭스 프로파일을 얻는데 사용된 도 6의 차폐부와 유사한 차폐부 장치를 도시한다.

도 13a와 13b는 한 쌍의 패러데이 검출기를 포함하는 기판 지지부의 단부 피스(end piece)에 대한 두 개의 등각도이다.

도 13c는 도 13a의 AA선을 따라 절취한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 이온 주입기 24,28 : 이온 빔

32 : 웨이퍼 34 : 빔정지부

36 : 척 38 : 지지 암

62 : 차폐부 68 : 검출기

Claims

기판 지지부에 의해 타겟 위치에서 홀딩된 기판 내에 이온 주입을 위해 이온 빔 경로를 따라 이온 빔을 생성시키는 이온 주입기의 이온 빔 플럭스 프로파일을 측정하는 방법으로서,

상기 이온 주입기는 상기 타겟 위치의 하류에 위치한 이온 빔 플럭스 검출기 및 상기 이온 빔 경로 내에 위치할 때 상기 이온 빔으로부터 상기 검출기를 차폐하기 위해 상기 기판 지지부에 의해 제공된 차폐부를 포함하며, 상기 방법은:

(a) 상기 차폐부가 점진적으로 변화하는 양 만큼 상기 이온 빔을 차단하도록 상기 기판 지지부와 상기 이온 빔 사이에 제 1 상대 이동을 발생시키는 단계;

(b) 상기 제 1 상대 이동 동안 상기 검출기를 이용하여 상기 이온 빔 플럭스를 측정하는 단계; 및

(c) 상기 측정된 이온 빔 플럭스의 변화값들을 이용함으로써 제 1 방향의 상기 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하는 단계

를 포함하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 이온 주입기는 상기 기판 지지부에 의해 제공된 추가의 차폐부를 포함하고, 상기 방법은:

상기 추가의 차폐부가 점진적으로 변화하는 양 만큼 상기 이온 빔을 차단하도록 상기 기판 지지부와 상기 이온 빔 사이에 제 2 상대 이동을 발생시키는 단계;

상기 제 2 상대 이동 동안 상기 검출기를 이용하여 상기 이온 빔 플럭스를 측정하는 단계; 및

상기 측정된 이온 빔 플럭스의 변화값들을 이용함으로써 제 2 방향의 상기 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 실질적으로 직교하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 상대 이동을 발생시키도록 고정된 이온 빔에 대하여 상기 기판 지지부를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
제 2 항의 특징을 갖는 제 4 항에 있어서,

상기 제 2 상대 이동을 발생시키도록 고정된 이온 빔에 대하여 상기 기판 지지부를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 빔을 점진적으로 차단하도록 상기 기판 홀더와 상기 이온 빔 사이에 상대 이동을 발생시키기 전에 상기 기판이 실질적으로 상기 검출기에 면하도록 하기 위해 상기 기판 홀더를 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 빔을 차단하도록 상기 기판 홀더와 상기 이온 빔 사이에 상대 이동을 발생시키기 전에 상기 검출기가 상기 검출기 및 상기 이온 빔의 입사 방향 모두로부터 떨어져 면하도록 상기 기판 홀더를 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 암을 포함하고, 상기 방법은 상기 암이 상기 이온 빔을 차단하도록 상기 기판 지지부와 상기 이온 빔 사이에 상대 이동을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 에지를 갖는 척을 포함하고, 상기 방법은 상기 에지가 상기 이온 빔을 차단하도록 상기 기판 지지부와 상기 이온 빔 사이에 상대 이동을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 포함하는 이온 빔 경로 측정 방법으로서,

상기 가정된 이온 빔 경로를 따라 제 1 위치에서 상기 단계(a) 및 상기 단계(b)를 수행하고 상기 제 1 위치에서 제 1 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하기 위해 단계(c)를 수행하는 단계;

상기 제 1 위치로부터 상기 가정된 이온 빔 경로를 따라 이격된 제 2 위치에서 상기 단계(a) 및 상기 단계(b)를 반복하고 상기 제 2 위치에서 제 2 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하기 위해 상기 단계(c)를 반복하는 단계;

상기 제 1 플럭스 프로파일 및 상기 제 2 플럭스 프로파일의 공통 피처를 식별하는 단계;

상기 제 1 플럭스 프로파일 및 상기 제 2 플럭스 프로파일의 공통 피처의 위치들을 결정하는 단계; 및

상기 위치들로부터 상기 이온 빔 경로를 추정하여 결정하는 단계

를 포함하는 이온 빔 경로 측정 방법.
제 9 항의 특징을 갖는 제 10 항에 있어서,

상기 에지는 상기 기판 지지부의 축에 대해 편심적으로 위치하고, 상기 방법은 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치까지 상기 에지를 이동시키기 위해 상기 기판 지지부를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 경로 측정 방법.
기판 지지부에 의해 타겟 위치에서 홀딩된 기판 내에 이온 주입을 위해 이온 빔 경로를 따라 이온 빔을 생성하는 이온 주입기 내의 이온 빔 플럭스 프로파일을 측정하는 방법으로서,

상기 이온 주입기는 상기 타겟 위치의 하류에 위치한 이온 빔 플럭스 검출기 및 상기 이온 빔 경로에 위치할 때 상기 이온 빔의 일부만이 상기 검출기로 진행하도록 상기 기판 지지부에 제공된 슬롯 개구부를 포함하며, 상기 방법은:

(a) 상기 이온 빔이 상기 개구부를 가로질러 스캐닝하도록 상기 기판 지지부와 상기 이온 빔 사이에 제 1 상대 이동을 발생시키는 단계;

(b) 상기 이온 빔을 통과하는 제 1 상대 이동 동안 상기 이온 빔 플럭스의 측정값들을 얻기 위해 상기 검출기를 이용하는 단계; 및

(c) 상기 이온 빔 플럭스 측정값들로부터 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하는 단계

를 포함하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 슬롯 개구부는 기다랗고, 추가의 기다란 슬롯 개구부는 상기 기판 지지부 내에 제공되며, 상기 방법은:

상기 이온 빔이 상기 추가의 개구부를 가로질러 스캐닝하도록 상기 기판 지지부와 상기 이온 빔 사이에 제 2 상대 이동을 발생시키는 단계;

상기 이온 빔을 통과하는 제 2 상대 이동 동안 상기 이온 빔 플럭스의 추가의 측정값들을 얻기 위해 상기 검출기를 이용하는 단계; 및

상기 추가의 이온 빔 플럭스 측정값들로부터 제 2 이온 빔 플럭스를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
기판 지지부에 의해 타겟 위치에서 홀딩된 기판 내에 이온 주입을 위해 이온 빔 경로를 따라 이온 빔을 생성하는 이온 주입기 내의 이온 빔 플럭스 프로파일을 측정하는 방법으로서,

상기 기판 지지부는 제 1 기다란 슬롯 이온 빔 플럭스 검출기를 제공하며, 상기 방법은:

(a) 상기 이온 빔이 상기 제 1 검출기를 가로질러 스캐닝하도록 상기 기판 지지부와 상기 이온 빔 사이에 제 1 상대 이동을 발생시키는 단계;

(b) 상기 이온 빔을 통과하는 제 1 상대 이동 동안 상기 이온 빔 플럭스의 측정값들을 얻기 위해 상기 검출기를 이용하는 단계; 및

(c) 상기 이온 빔 플럭스 측정값들로부터 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하는 단계

를 포함하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 이온 주입기는 제 2 기다란 슬롯 이온 빔 플럭스 검출기를 포함하고 상기 방법은:

상기 이온 빔이 상기 제 2 검출기를 가로질러 스캐닝하도록 상기 기판 지지부와 상기 이온 빔 사이에 제 2 상대 이동을 발생시키는 단계;

상기 이온 빔을 통과하는 제 2 상대 이동 동안 상기 이온 빔 플럭스의 추가의 측정값들을 얻기 위해 상기 제 2 검출기를 이용하는 단계; 및

상기 추가의 이온 빔 플럭스 측정값들로부터 제 2 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,

상기 제 1 프로파일 및 상기 제 2 프로파일은 실직적으로 직교하는 방향인 것을 특징으로 하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 방법은 고정된 이온 빔에 대하여 상기 기판 지지부를 이동시켜 상기 제 1 상대 이동을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
제 14 항의 특징을 갖는 제 17 항에 있어서,

상기 방법은 고정된 이온 빔에 대하여 상기 기판 지지부를 이동시켜 상기 제 2 상대 이동을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 플럭스 프로파일 측정 방법.
제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항의 방법을 포함하는 이온 빔 경로를 측정하는 방법으로서,

가정된 이온 빔 경로를 따라 제 1 위치에서 상기 단계(a) 및 상기 단계(b)를 수행하고 상기 제 1 위치에서 제 1 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하도록 상기 단계(c)를 수행하는 단계;

상기 제 1 위치로부터 상기 가정된 이온 빔 경로를 따라 이격된 제 2 위치에서 상기 단계(a) 및 상기 단계(b)를 반복하고 상기 제 2 위치에서 제 2 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하기 위해 상기 단계(c)를 반복하는 단계;

상기 제 1 플럭스 프로파일 및 상기 제 2 플럭스 프로파일의 공통 피처를 식별하는 단계;

상기 제 1 플럭스 프로파일 및 상기 제 2 플럭스 프로파일의 공통 피처의 위치들을 결정하는 단계; 및

상기 위치들로부터 상기 이온 빔 경로를 추정하여 결정하는 단계

를 포함하는 이온 빔 경로 측정 방법.
이온 빔의 경로를 측정하는 방법으로서,

(a) 상기 이온 빔의 가정된 경로를 따라 제 1 위치에서 제 1 이온 빔 플럭스 프로파일을 측정하는 단계;

(b) 상기 제 1 위치로부터 상기 이온 빔의 가정된 경로를 따라 이격된 제 2 위치에서 제 2 이온 빔 플럭스 프로파일을 측정하는 단계;

(c) 상기 제 1 플럭스 프로파일 및 상기 제 2 플럭스 프로파일의 공통 피처를 식별하는 단계;

(d) 상기 제 1 플럭스 프로파일 및 상기 제 2 플럭스 프로파일의 공통 피처의 위치를 결정하는 단계; 및

(e) 상기 단계(d)에서 상기 위치들로부터 상기 이온 빔 경로의 경로를 추정하는 단계

를 포함하는 이온 빔 경로 측정 방법.
제 20 항에 있어서,

상기 단계(a)와 상기 단계(b)는 상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치에 위치가능한 적어도 하나의 기다란 슬롯 이온 빔 플럭스 검출기를 사용하여 플럭스 프로파일들을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 경로 측정 방법.
타겟 위치에 홀딩된 기판 내에 이온 주입을 위해 이온 빔 경로를 따라 이온 빔을 생성하는 이온 주입기에 사용하기 위한이온 빔 모니터링 장치로서,

상기 타겟 위치에서 상기 기판을 홀딩하도록 배치된 기판 지지부;

상기 타겟 위치의 이온 빔 경로 하류에 위치하고 상기 검출기 상의 이온 빔 플럭스 입사의 측정값들을 얻도록 동작가능한 검출기;

상기 기판 지지부와 상기 이온 빔 사이의 제 1 상대 이동 동안 점진적으로 변화하는 양 만큼 상기 검출기로부터 상기 이온 빔을 차단하기 위해 소정의 위치에서 상기 기판 지지부에 의해 제공된 차폐부; 및

상기 이온 빔 플럭스 측정값들의 변화값들을 사용함으로써 제 1 방향의 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하도록 동작가능한 처리 수단

을 포함하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 기판 지지부와 상기 이온 빔 사이에서의 제 2 상대 이동 동안 점진적으로 변화하는 양 만큼 상기 검출기로부터 상기 이온 빔을 차단하기 위해 소정의 위치에서 상기 기판 지지부에 의해 추가의 차폐부가 제공되고, 상기 검출기는 상기 검출기 상의 이온 빔 플럭스 입사의 추가 측정값들을 얻도록 동작가능하며, 상기 처리 수단은 상기 추가의 이온 빔 플럭스 측정값들의 변화값들을 사용함으로써 제 2 방향의 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하도록 동작가능한 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 23 항에 있어서,

상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 실질적으로 직교하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 22 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 상기 제 1 상대 이동을 발생시키도록 고정된 이온 빔에 대하여 이동가능한 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 23 항의 특징을 갖는 제 25 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 상기 제 2 상대 이동을 발생시키도록 고정된 이온 빔에 대하여 이동가능한 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 22 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 상기 상대 이동 동안 상기 이온 빔을 차단하도록 배치된 에지를 갖는 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 22 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판 홀더는 상기 제 1 상대 이동 동안 상기 이온 빔에 배치된 제 1 에지를 갖는 척을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 28 항에 있어서,

상기 제 1 에지는 직선형이고 상기 제 1 상대 이동의 방향에 실질적으로 수직으로 확장하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 28 항 또는 제 29 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 상기 기판 지지부의 종축을 중심으로 회전가능하며 상기 차폐부는 상기 종축에 대해 편심인 척 상에 위치한 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 23 항의 특징을 갖는 제 28 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 척은 상기 제 2 상대 이동 동안 상기 이온 빔을 차단하도록 배치된 제 2 에지를 더 포함하고, 상기 제 2 에지는 상기 제 1 에지에 실질적으로 직교하여 배치된 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 22 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판 홀더는 상기 기판을 수용하기 위한 제 1 면(face) 및 상기 제 1 면으로부터 돌출하는 차폐부를 갖는 제 2 대향면을 갖는 척을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 21 항의 특징을 갖는 제 32 항에 있어서,

상기 차폐부는 하나의 에지가 상기 제 1 상대 이동 동안 상기 이온 빔을 차단하고 상기 제 2 에지가 상기 제 2 상대 이동 동안 상기 이온 빔을 차단하도록 실질적으로 직교하는 형태로 배치된 두 개의 주변 에지들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 32 항 또는 제 33 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 상기 기판 지지부의 종축을 중심으로 회전가능하며 상기 차폐부는 상기 종축에 대해 편심인 척 상에 위치한 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 22 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 단일 웨이퍼 기판 지지부인 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
타겟 위치에서 홀딩된 기판 내에 이온 주입을 위해 이온 빔 경로에 따라 이온 빔을 생성하는 이온 주입기에 사용하기 위한 이온 빔 모니터링 장치로서,

상기 타겟 위치에서 상기 기판을 홀딩하도록 배치된 기판 지지부;

상기 타겟 위치의 이온 빔 경로 하류에 위치하고 이온 빔 플럭스 입사의 측정값들을 얻도록 동작가능한 검출기;

상기 기판 지지부와 상기 이온 빔 사이에서의 제 1 상대 이동 동안 상기 이온 빔의 일부가 상기 검출기로 진행하도록 소정의 위치에서 상기 기판 지지부 내에 제공된 슬롯 개구부; 및

상기 이온 빔 플럭스 측정값들로부터 제 1 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하도록 동작가능한 처리 수단

을 포함하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 36 항에 있어서,

상기 슬롯 개구부는 기다랗고 상기 길어지는 방향은 상기 제 1 상대 이동의 방향에 실질적으로 직교하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 36 항 또는 제 37 항에 있어서,

상기 기판 지지부와 상기 이온 빔 사이에서의 제 2 상대 이동 동안 상기 이온 빔의 일부분이 상기 검출기로 진행하도록 소정의 위치에서 상기 기판 지지부 내에 제 2 기다란 슬롯 개구부를 더 포함하며, 상기 처리 수단은 상기 제 2 상대 이동 동안 상기 검출기에 의해 얻어진 추가의 이온 빔 플럭스 측정값들로부터 제 2 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하도록 동작가능한 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 38 항에 있어서,

상기 제 1 상대 이동 및 상기 제 2 상대 이동의 방향들은 실질적으로 직교하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 38 항 또는 제 39 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 지지 암 및 상기 지지 암을 통과하여 제공되는 슬롯 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 36 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 상기 기판을 수용하기 위한 척을 포함하고 상기 슬롯 개구부는 상기 척을 통과하여 제공되는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 36 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 제 1 면 상에서 상기 기판을 수용하고 직립 부재가 돌출하는 제 2 대향면을 갖는 척을 포함하며, 상기 슬롯 개구부는 상기 직립 부재를 통과하여 제공되는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 36 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 상기 제 1 상대 이동을 발생시키도록 고정된 이온 빔에 대하여 이동가능한 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 38 항의 특징을 갖는 제 44 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 상기 제 2 상대 이동을 발생시키도록 고정된 이온 빔에 대하여 이동가능한 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
타겟 위치에서 홀딩된 기판 내에 이온 주입을 위해 이온 빔 경로에 따라 이온 빔을 생성하는 이온 주입기에 사용하기 위한 이온 빔 모니터링 장치로서,

상기 타겟 위치에서 상기 기판을 홀딩하도록 배치된 기판 지지부;

상기 기판 지지부와 상기 이온 빔 사이에서의 제 1 상대 이동 동안 상기 이온 빔 플럭스 입사의 측정값들을 얻도록 동작가능한 상기 기판 지지부에 의해 제공된 제 1 기다란 슬롯 이온 빔 플럭스 검출기; 및

상기 이온 빔 플럭스 측정값들로부터 제 1 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하도록 동작가능한 처리 수단

을 포함하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 45 항에 있어서,

상기 제 1 검출기는 기다란 개구부 또는 기다란 검출 부재를 포함하고, 상기 길어지는 방향은 상기 제 1 상대 이동의 방향에 실질적으로 직교하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 45 항 또는 제 46 항에 있어서,

상기 기판 지지부와 상기 이온 빔 사이에서의 제 2 상대 이동 동안 상기 이온 빔 플럭스 입사의 추가의 측정값들을 얻도록 동작가능한 제 2 기다란 슬롯 이온 빔 플럭스 검출기를 더 포함하며, 상기 처리 수단은 추가의 이온 빔 플럭스 측정값들로부터 제 2 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하도록 동작가능한 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 47 항에 있어서,

상기 제 1 상대 이동 및 상기 제 2 상대 이동의 방향들은 실질적으로 직교하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 45 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 검출기는 기다란 진입 개구부를 갖는 패러데이를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 47 항의 특징을 갖는 제 49 항에 있어서,

상기 제 2 검출기는 기다란 진입 개구부를 갖는 패러데이를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 45 항 내지 제 50 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 지지 암을 더 포함하고 상기 제 1 검출기와 임의의 제 2 검출기는 상기 암 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 45 항 내지 제 51 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 제 1 면 상에서 상기 기판을 수용하기 위한 척을 포함하고 상기 제 1 검출기와 임의의 제 2 검출기는 상기 척의 제 2 대향면 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 45 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 제 1 면 상에서 상기 기판을 수용하고 직립 부재가 돌출하는 제 2 대향면을 갖는 척을 포함하며, 상기 제 1 검출기와 임의의 제 2 검출기는 상기 직립 부재 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 45 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 상기 제 1 상대 이동을 발생시키도록 고정된 이온 빔에 대하여 이동가능한 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 47 항의 특징을 갖는 제 54 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 상기 제 2 상대 이동을 발생시키도록 고정된 이온 빔에 대하여 이동가능한 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 45 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 검출기는 깊은 리세스 뒤에 위치한 리세스된 검출 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 56 항에 있어서,

상기 리세스는 제 1 단치수(short dimension) 및 제 2 장치수(long dimension)를 갖는 기다란 개구부와 정면으로 마주하고, 상기 리세스의 깊이는 상기 단치수보다 적어도 5배 만큼 큰 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 57 항에 있어서,

상기 리세스의 깊이는 상기 단치수보다 적어도 10배 만큼 큰 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 57 항에 있어서,

상기 리세스의 깊이는 상기 단치수보다 적어도 20배 만큼 큰 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 45 항 내지 제 59 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 검출기는 상기 제 1 상대 이동 동안 이온 빔 플럭스 입사의 측정값들을 얻도록 동작 가능한 이산 검출 부재들의 기다란 어레이를 포함하고, 상기 처리 수단은 상기 어레이 내의 검출 부재들에 의해 얻어진 동시 발생한 이온 빔 플럭스 측정값들을 합함으로써 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하고 검출 부재에 의해 얻어진 이온 빔 플럭스 측정값들로부터 추가의 이온 빔 플럭스 프로파일을 결정하도록 동작가능한 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 60 항에 있어서,

상기 검출 부재들은 교호적인 지그-재그 패턴으로 두 개의 인접한 평행 선들로 배치된 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 45 항 내지 제 61 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판 지지부는 단일 웨이퍼 기판 지지부인 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
기판 내에 이온 주입을 위해 이온 빔 경로를 따라 이온 빔을 생성하는 이온 주입기에 사용하기 위한 이온 빔 모니터링 장치로서,

(a) 상기 이온 빔의 가정된 경로를 따라 제 1 위치에서 제 1 이온 빔 플럭스 프로파일을 측정하도록 동작가능한 제 1 측정 수단;

(b) 상기 제 1 위치로부터 상기 이온 빔의 가정된 경로를 따라 이격된 제 2 위치에서 제 2 이온 빔 프로파일을 측정하도록 동작가능한 제 2 측정 수단; 및

(c) 상기 제 1 플럭스 프로파일 및 상기 제 2 플럭스 프로파일의 공통 피처의 위치들을 결정하고 상기 위치로부터 상기 이온 빔 경로를 추정하여 결정하기 위해, 상기 제 1 플럭스 프로파일 및 상기 제 2 플럭스 프로파일의 공통 피처를 식별하도록 동작가능한 처리 수단

을 포함하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 63 항에 있어서,

단일 측정 수단은 상기 제 1 측정 수단 및 상기 제 2 측정 수단 모두를 제공하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 63 항 또는 제 64 항에 있어서,

상기 제 1 및/또는 제 2 측정 수단은 점진적으로 변화하는 양 만큼 상기 이온 빔을 차단하도록 동작가능한 차폐부 및 상기 이온 빔의 차폐부로부터 하류에 위치한 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 63 항 또는 제 64 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 및/또는 제 2 측정 수단은 기다란 슬롯 이온 빔 플럭스 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 빔 모니터링 장치.
제 22 항 내지 제 66 항 중 어느 한 항에 따른 이온 빔 모니터링 장치를 포함하는 이온 주입기 처리 장치.
제 22 항 내지 제 66 항 중 어느 한 항에 따른 이온 빔 모니터링 장치를 포함하는 이온 주입기.