KR20050108418A - 이온 주입 시스템용 이온 빔 입사각 검출기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입사 이온 빔 각 검출기를 통해 이온 주입 과정 중에 각 에러를 모니터 및 정정함으로써 반도체 장치 제조를 용이하게 한다. 게다가, 본 발명은, 이온 주입 처리 전에, 웨이퍼 상의 주입 결과를 측정하지 않고 입사 이온 빔에 대한 처리 디스크를 교정함으로써 반도체 장치 제조를 용이하게 한다.

Description

이온 주입 시스템용 이온 빔 입사각 검출기{ION BEAM INCIDENT ANGLE DETECTOR FOR ION IMPLANT SYSTEMS}
본 발명은 일반적으로 반도체 장치 제조 및 이온 주입에 관한 것으로서, 특히, 설정 중 또는 원위치에 이온 빔 입사각을 조정, 검출 및/또는 수정하는 것에 관한 것이다.
이온 주입법은, 반도체 장치 제조 시에, 도펀트를 반도체 및/또는 웨어퍼 재료 내에 선택적으로 주입하는데 이용되는 물리적 공정이다. 따라서, 주입 동작은 도펀트와 반도체 재료 간의 화학적 상호 작용에 의존하지 않는다. 이온 주입의 경우, 도펀트 원자/분자는 이온화되고, 가속화되어, 빔 내에 형성되며, 분석되고, 웨이퍼에 걸쳐 스위프(sweep)되거나, 웨이퍼는 빔을 통해 스위치된다. 도펀트 이온은 웨이퍼를 물리적으로 포격(bombard)하여, 표면에 들어가, 이들의 에너지에 관련된 깊이에서 표면 아래에 휴지(rest)하게 된다.
이온 주입 시스템은 정교한(sophisticated) 서브시스템을 수집하고, 제각기 도펀트 이온 상에서 특정 동작을 실행한다. 기체 또는 고체 형태의 도펀트 원소는 이온화실 내부에 위치되어, 적절한 이온화 공정에 의해 이온화된다. 일례의 공정에서, 이온화실은 저압(진공)으로 유지된다. 필라멘트는 이온화실 내에 위치되어, 전자가 필라멘트원으로부터 생성되는 지점에 가열된다. 음전하 전자는 이온화실 내에서도 반대 전하 양극으로 흡인된다. 필라멘트에서 양극으로 이동 중에, 전자는 도파트원 원소(예컨대, 분자 또는 원자)와 충돌하여, 분자의 원소으로부터 양 전하 이온의 호스트(host)를 생성한다.
일반적으로, 원하는 도펀트 이온 이외에,다른 양 이온이 생성된다. 원하는 도펀트 이온은, 분석, 질량 분석, 선택 또는 이온 분리로서 지칭되는 공정에 의해 이온으로부터 선택된다. 선택은, 어느 이온을 통해 이온화실 이동으로부터 자기장을 생성시키는 질량 분석기를 이용하여 달성된다. 이온은 비교적 고속으로 이온화실을 떠나, 자기장에 의해 아크 형상으로 구부러진다. 아크 형상의 반경은 개별 이온의 질량, 속도, 및 자기장의 세기에 의해 나타낸다. 분석기의 출구는, 이온, 원하는 도펀트 이온의 한 종만이 질량 분석기를 통과시킨다.
가속화 시스템은, 웨이퍼 표면에 침투하기 위해 원하는 도펀트 이온을 미리 정해진 운동량(예컨대, 속도에 의해 증배된 도펀트 이온의 질량)으로 가속화시키거나 감속화시키기는데 사용된다. 가속화를 위해, 이 시스템은 일반적으로 그의 축을 따라 고리형 파워 전극을 가진 선형 설계로 이루어진다. 도펀트 이온이 여기에 들어갈 시에, 이들 이온은 그를 통해 가속화된다.
그러나, 제조되는 반도체 장치를 손상 및/또는 파괴할 수 있는 이온 주입 과정 중에 많은 잠재적 문제가 발생할 수 있다. 이온 주입 중에 일어나는 한 잠재적 문제는 웨이퍼 표면의 전기 차징(charging)(웨이퍼 차징)의 수용할 수 없는 정도이다. 예컨대, 이온 빔은 웨이퍼 표면 상에 장전하거나 축적되는 과도한 양전하를 띨 수 있다. 양전하는, 표면, 벌크(bulk), 빔, 구조, 층 등으로부터 중성 전자를 끌어당겨, 이와 같은 부품을 퇴화시키거나 파괴시킬 수 있다. 게다가,
과도한 전하 축적에 의해, 전압 및/또는 전류가 제어되지 않은 식으로 반도체 장치 부품에 인가되어, 장치 부품을 손상시킬 수 있다.
이온 주입 중에 일어나는 다른 잠재적 문제는 부정확한 주입각이다. 일반적으로, 이온 주입은 웨이퍼 표면에 대한 특정각에서 실행된다. 교정 에러 또는 각 에러가 있으면(예컨대, 공정 장비가 적절히 교정되지 않음), 이온 주입은 의도된 것과 상이한 각, 위치 및/또는 깊이에서 실행될 수 있다. 이와 같은 에러는, 바람직하지 않게는, 주입 프로파일을 수정하여, 어떤 영역을 도핑하지 못하고, 도펀트를 의도되지 않은 영역으로 주입하며, 장치 구조를 손상시키고, 부정확한 깊이 등으로 도핑할 수 있다.
도 1은 본 발명의 양태에 따라 빔 입사각 검출기를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 양태에 따라 빔 입사각 검출기를 가진 이온 주입 시스템의 종단국을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 양태에 따라 처리 디스크 상의 빔 입사각 검출기의 구성을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 양태에 따라 처리 디스크 상의 빔 입사각 검출기의 다른 구성을 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 양태에 따라 빔 입사각 검출기를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 양태에 따라 예시적인 빔 입사각 검출기를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 양태에 따라 처리 디스크의 일부를 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 양태에 따라 빔 입사각 검출기를 위해 전압으로 표시된 축적된 전하 또는 피크 전하 값을 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 양태에 따라 많은 알파 값에 대해 획득된 예시적인 피크 전하 값을 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 양태에 따라 많은 베타 값에 대해 획득된 예시적인 피크 전하 값을 도시한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 양태에 따라 이온 주입 시스템의 처리 디스크와 입사 이온 빔을 정렬하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 양태에 따라 이온 주입 시스템의 처리 디스크와 입사 이온 빔을 정렬하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 양태에 따라 원위치에서 이온 주입 시스템의 처리 디스크와 입사 이온 빔을 정렬하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 양태에 따라 빔 입사각 검출기를 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 양태에 따라 빔 입사각 검출기를 가진 이온 주입 시스템의 종단국을 도시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 양태에 따라 빔 입사각 검출기를 가진 이온 주입 시스템의 종단국을 도시한 사시도이다.
도 17은 본 발명의 양태에 따라 각 검출기에 사용하기 위한 관의 어레이를 도시한 사시도이다.
도 18은 본 발명의 양태에 따라 이온 주입 시스템의 처리 디스크와 입사 이온 빔을 정렬하는 방법을 도시한 흐름도이다.
아래의 것은 본 발명의 하나 이상의 양태에 대한 기본적 이해를 제공하기 위해 간략한 요약을 제공한다. 이 요약은, 본 발명의 광대한 개요가 아니며, 본 발명의 중요한 요소를 식별하는 것으로 의도되지 않고, 그의 범주를 묘사하는 것도 아니다. 오히려, 요약의 제 1 목적은, 본 발명의 어떤 개념을, 단순화된 형식으로 서두로서 나중에 제공되는 더욱 상세한 설명에 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 이온 주입 전 및/또는 중에 각 에러를 모니터 및 정정함으로써 반도체 장치 제조를 용이하게 한다. 게다가, 본 발명은, 웨이퍼 상의 주입 결과의 측정을 필요로 하지 않고 입사 이온 빔에 대한 처리 디스크를 교정함으로써 반도체 장치 제조를 용이하게 한다.
본 발명은 전하 이온을 이온 빔의 입사각의 함수로서 통과시키는 이온 빔 입사각 검출기를 사용한다. 전하 이온은 이온 빔의 입사각의 함수인 신호(빔 전류 또는 전하 전위)를 생성시킨다. 본 발명의 각 검출기는, 정밀도를 조장하여, 신호 대 잡음비를 증가시킬 수 있는 종횡비를 가진 개구를 갖는다. 이들 각 검출기 중 하나 이상은, 처리 디스크, 웨이퍼 및/또는 입사 이온 빔에 대해 공작물(workpiece)을 보유하는 종단국(end station)을 교정하기 위해 이온 주입 장치 제조 공정 전에 사용될 수 있다. 교정 중에, 각 검출기는, 각종, 소위 "알파 및 베타" 오프셋 각에 대한 값을 제공하며, 이 각은 거의 직교축이고, 통상적으로 웨이퍼 꼬임 및 경사에 관련된다. 일반적으로, 실질적으로 웨이퍼 또는 디스크 표면에 수직인 입사 이온 빔은 가장 큰 값을 산출해야 한다. 따라서, 이들 제공/측정된 피크 값에 기초하여, 각 에러는 검출될 수 있고, 정정 값은 결정된다.
반도체 장치 제조를 위한 이온 주입 공정 중에, 각 검출기는, 원위치에서 정정이 실행되는 지를 결정하도록 이전 및/또는 기대된 전하 값과 비교될 수 있는 값을 제공할 수 있다. 처리 중에 각 에러를 식별할 시에, 각 오프셋 값을 포함하는 처리 파라미터는 수정되거나 조정되어, 식별된 각 에러를 적어도 부분적으로 정정한다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 각 검출기는 전하 이온을 이온의 입사각의 함수로서 통과시키는 관 부분 및, 전하 이온을 축적하는 커패시터 또는 검출기 부분을 포함한다. 관 부분은 정밀도를 조장하여, 신호 대 잡음비를 증가시킬 수 있는 종횡비를 갖는다. 이들 각 검출기는 여러 각의 오프셋 각에 대한 피크 전하 값을 제공한다. 일반적으로, 실질적으로 웨이퍼 또는 디스크 표면에 수직인 입사 이온 빔은 가장 큰 피크 값을 산출해야 한다. 따라서, 이들 제공/측정된 피크 전하 값에 기초하여, 각 에러는 검출되어, 정정 값이 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 각 검출기는, 전하 이온을 이온의 입사각의 함수로서 통과시키는 관 부분 및 프로파일 홀(hole) 및, 관 및 프로파일 홀에 의해 형성된 개구를 통과하는 전하 이온에 따라 빔 전류를 측정하는 디스크 패러데이를 포함한다. 개구는 정밀도를 조장하여, 신호 대 잡음비를 감소시킬 수 있는 종횡비를 갖는다. 이들 각 검출기는 여러 각의 오프셋 각에 대한 피크 빔 전류 값을 제공한다. 일반적으로, 실질적으로 웨이퍼 또는 디스크 표면에 수직인 입사 이온 빔은 가장 크게 측정된 빔 전류 값을 산출해야 한다. 따라서, 이들 제공/측정된 빔 전류 값에 기초하여, 각 에러는 검출되어, 정정 값이 결정될 수 있다.
상기 및 관련된 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이후 충분히 기술되는, 특히 청구범위에서 지적된 특징을 포함한다. 다음의 설명 및 부착된 도면은 본 발명의 어떤 예시적인 양태 및 구현을 상세히 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명의 원리가 사용될 수 있는 여러 방식 중 몇몇을 나타낸다. 본 발명의 다른 목적, 이점 및 신규 특징은 도면과 관련하여 고려되는 본 발명의 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
이하, 본 발명은 첨부한 도면을 참조로 기술되며, 동일한 참조 번호는 내내 동일한 소자를 나타내는데 사용된다. 당업자는, 본 발명이 여기에 도시되고 기술된 예시적인 구현 및 양태로 제한되지 않음을 알 수 있다.
본 발명은, 아래에 논의되는 바와 같이, 하나 이상의 이온 빔 입사각 검출기를 활용함으로써 이온 주입 과정 중에 각 에러를 모니터 및 정정함으로써 반도체 장치 제조를 용이하게 한다. 게다가, 본 발명은, 하나 이상의 이온 빔 입사각 검출기를 다시 사용하여, 웨이퍼 상의 주입 결과를 측정하지 않고 입사 이온 빔에 대한 처리 디스크를 교정함으로써 반도체 장치 제조를 용이하게 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 양태에 따른 빔 입사각 검출기(100)의 단면도가 도시된다. 각 검출기(100)는, 전하를 빔 입사각의 함수로서 모아 이온 주입 시스템에 대한 이온 빔의 각도 에러를 검출 및/또는 식별한다. 각 검출기(100)는, 통상적으로, 웨이퍼가 일반적으로 배치되는 처리 영역 또는, 선택적으로, 웨이퍼가 일반적으로 배치되지 않는 비처리 영역에서 종단국의 처리 디스크 상에 배치된다. 각 검출기(100)는 처리 디스크 상에 배치된 많은 빔 입사각 검출기 중 하나이거나, 각 검출기(100)는 처리 디스크 상에 배치된 유일한 각 검출기일 수 있다. 게다가, 각 검출기(100)는 선택적으로 전하 모니터 장치로서 기능을 할 수 있으며, 여기서, 각 검출기(100)는 처리 중에 전하의 축적을 모니터하여, 응답에 보정 동작(corrective action)을 취한다.
각 검출기(100)는 전하 콜렉터(101) 및, 전하 콜렉터(101) 상에 배치된 관 부분(108)을 포함한다. 전하 콜렉터(101)는 제 1 판(103), 제 1 판 상에 형성된 유전체 층(104) 및, 유전체 층 상에 형성된 제 2 판(106)을 포함한다. 제 1 판(103) 및 제 2 판(106)은 금속(예컨대, 알루미늄)과 같은 도전 재료로 구성된다. 유전체 층(104)은 SiO2(이산화 규소) 또는 인공 유전체(Kapton, Mylar 등)과 같은 유전 재료로 구성된다.
관 부분(108)은 그를 통해 연장하는 개구(110)를 가지며, 이 개구는 이온 빔(118)으로부터의 전하 이온이 전하 콜렉터(101)로 통과하여 그 상에 전하를 축적하도록 한다. 관(108)은 금속(예컨대, 알루미늄)과 같은 도전 재료로 구성되어, 접지에 접속된다. 선택적으로, 관(108)은 어떤 다른 전압 값으로 바이어스되고, 본 발명에 따라 있을 수 있다. 결과적으로, 관에 충돌하는 이온은 이들의 전기 전하(예컨대, 양이든 음이든 간에)를 상실하는 경향이 있다. 관 부분(108)은 본 발명과 함께 사용될 수 있는 많은 적절한 빔 식별 구조체 중 하나이다.
커패시터(101)와 관(108) 사이에는 절연 층(107)이 배치되어, 커패시터(101)의 제 2 판(106)으로부터 관(108)을 전기적으로 절연한다. 절연 층(107)은 유전 재료 또는 공기와 같은 절연 재료로 구성된다. 게다가, 절연 층(107)은 또한 일반적으로 관형 개구(110)와 동축인 개구 또는 그와 관련된 구멍을 갖는다. 관(108)은 높이(116) 및 폭(112)을 갖는다. 게다가, 관(108)의 개구(110)는, 절연 층(107)의 개구와 실질적으로 유사한 폭(114)을 갖는다. 초기에, 전하 이온은 개구(110)에 들어가, 관을 통과하기 시작한다. 빔(118)으로부터의 전하 이온이 축(120)과 한줄로 또는 병렬로 관(108)을 이동하는 것이 아니라 축(120)으로부터 비스듬히 이동하거나 오프셋할 경우, 전하 이온의 적어도 일부는 관(108)의 내부 측벽에 충돌하여, 결과적으로 이들의 전하를 상실한다. 관(108)을 통과하는 전하 이온은, 일례에서, 수집된 전하를 처리 디스크의 배면부 상의 커패시터로 흐르게 하는 전하 콜렉터(101)에 충돌한다. 관(108)의 내부 측벽에 충돌한 빔(118)으로부터의 이온은 관(108)을 통과하여, 전하 콜렉터(101)에 충돌할 수 있지만, 실질적으로 전하에 기여하지 못하는데, 그 이유는 이들의 전하가 관(108)의 내부에 충돌함으로써 소산되기 때문이다. 선택적으로, 관(108)의 내부 측벽에 충돌하는 빔(118)으로부터의 이온은 관에 의해 수집되거나 트랩(trap)되고, 유출하지 않아, 전하 콜렉터에 도달하지 않는다. 일반적으로, 입사각이 클수록 축(120)에 대해 오프셋하여, 전하 축적이 덜 일어난다. 결과적으로, 보다 큰 전하의 크기는 우수한 입사각을 나타내며, 즉, 빔은 실질적으로 축(120)과 평행하다.
각 검출기(100)는 관 높이(116) 대 개구 폭(114)의 비로서 정의되는 종횡비를 갖는다. 이 종횡비는, 적절한 및/또는 최소 수의 이온이 개구(110)를 통과하고, 표면에 대한 오정렬(misalignment)이 인식할 수 없도록 선택된다. 일반적으로, 크기, 높이(116), 관의 폭(112), 개구의 폭(114) 및 종횡비는, 충분한 이온이 정렬 또는 오정렬의 정밀도를 상실하지 않고 충분한 신호를 획득하기 위해 통과하도록 선택된다. 게다가, 관(108)은 원통형으로 도시되지만, 본 발명은, 다양한 단면 형상 및/또는 크기(예컨대, 원형 또는 다른 다각형)가 종횡비의 충분한 신호 세기 및 선택을 허용하는 한 관(108)에 적절한 것으로 생각한다.
각 검출기(100)의 도전부는 통상적으로 알루미늄과 같은 금속 재료로 구성되고, 실리콘 코팅과 같은 반도체 처리와 융화할 수 있는 재료로 코팅된다. 그렇지 않으면, 스퍼터링 타입의 공정은 이온이 알루미늄과 같은 재료에 충돌하여, 종단국, 처리 디스크, 웨이퍼 등을 손상시키거나 오염시킨다. 그러나, 다른 재료가 사용될 수 있고, 본 발명에 따라 있을 수 있다. 게다가, 기존 전하 모니터가 (예컨대, 관을 전하 모니터의 접지면 상에 설치함으로써) 관 부분을 포함하여, 본 발명에 따른 각 검출기가 될 수 있도록 채택 및/또는 구성될 수 있다. 상기 예가 배치(batch) 또는 멀티-웨이퍼 종단국에서 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 또한 단일 웨이퍼 시스템에 사용될 수 있고, 이와 같은 대안은 본 발명의 범주 내에서 고려될 수 있음을 이해하게 된다.
도 2에서는, 본 발명의 양태에 따라 이온 주입 장치의 종단국(200)의 사시도가 도시된다. 종단국(200)은 본 발명에 따라 원 위치에서 교정 및 조정되도록 동작 가능하다. 종단국(200)은 반도체 장치 제조를 용이하게 하는 실질적으로 정확한 이온 주입 과정을 허용 및 실행한다.
종단국(200)은 적어도 부분적으로 처리실(202) 및, 처리실(202)을 지지하는 챔버 설치대(chamber mount)(201)를 포함한다. 처리실(202)은 많은 웨이퍼(206)를 보유한 처리 디스크(204)를 포함하고, 플렉시블 스테인레스 벨로스(flexible stainless bellows)(208)는 이온 빔에 대해 하나 이상의 축의 주변으로 종단국을 허용한다. 웨이퍼(206)는, 이온 빔이 주입 과정 중으로 통과시킬 수 있는 주사/처리 지역 또는 영역 내의 처리 디스크 상에 배치된다. 처리 디스크(204)는 웨이퍼 경사 및 꼬임에 관련되는 직교 축(210,212)(알파 축 및 베타 축)에 대해 회전 가능하다. 통상의 이온 주입 공정의 동작 중에, 처리 디스크는, 특정 장치가 제조되고, 이온 주입이 실행될 시에 변화할 수 있는 속도로 회전 축(214)에 대해 회전한다. 예시적인 회전 속도는 분당 1200 회전수이지만, 다른 적당한 회전 속도가 사용될 수 있고, 본 발명에 따라 있을 수 있다. 이온 주입 공정의 동작 중에, 이온 빔(220)은 수직 방향(210)으로 처리 디스크(204)에 걸쳐 주사된다. 따라서, 이온 빔(220)은 이온 빔에 의해 주사되는 영역 내에 배치되는 웨이퍼(206)에 걸쳐 스위프(sweep)된다.
처리 디스크(204)는 부가적으로 하나 이상의 빔 각 검출기(222)를 포함하며, 이 검출기는 처리 디스크에 대한 이온 빔의 220 각의 함수인 전하 전위의 상대 측정을 제공한다. 각 검출기(222)는 주사 영역 내에 배치될 수 있거나, 선택적으로, 이온 빔(220)에 의해 도달 가능한 영역 내에 배치될 수 있지만, 통상의 주사/처리 영역의 외부에 배치될 수 있다. 이온 빔(220)은 또한 하나 이상의 빔 각 검출기(222)에 걸쳐 주사한다. 빔 각 검출기(222)는, 선택적이고 부가적으로 전하 모니터로서 동작할 수 있으며, 여기서, 검출기(222)는 전하 축적(양 또는 음)을 검출하여, 임계량을 초과하는 전하 축적에 관해 보정 동작을 개시한다. 이 보정 동작은, 수용 가능한 레벨까지 전하 축적을 감소시키는 과도한 전하 축적에 대한 적절한 및/또는 충분한 응답이다. 일례로서, 적절한 보정 동작은, 양 전하의 과도한 축적을 감소시키기 위해 양 전하 이온 빔에 전자를 추가할 수 있으며, 이는 때때로 전하 중성화로서 지칭된다.
반도체 장치 제조 공정은 통상적으로, 특정 각도에서 수행/주입을 필요로 하는 이온 주입 과정을 포함한다. 상술한 바와 같이, 처리 디스크(204)는 제각기 웨이퍼 꼬임 및 경사에 관련될 수 있는 알파 축(210) 및 베타 축(212)에 대해 회전 가능하다. 이 특성은, 알파 축(210) 및 베타 축(212)과 제각기 관련된 알파 및 베타 각을 수정함으로써 제어된 각도로 웨이퍼를 주입할 수 있다. 이온 주입 공정을 실행하기 전에, 처리 디스크(204)는, 일반적으로 공작물에 수직인 빔을 나타내는 0의 알파 및 베타 각에 대해 교정될 수 있다. 많은 적절한 기구가 이 교정을 실행하기 위해 사용될 수 있다.
한 적당한 기구는 한 세트의 테스트 웨이퍼 상에 많은 이온 주입물을 실행하여, 실제 주입물과 기대 주입물을 비교한다. 많은 변화된 알파 및 베타 각에서의 일련의 주입물은 각도 에러를 식별 및/또는 정정하기 위해 테스트 웨이퍼 상에서 실행된다. 테스트 웨이퍼는, 특히 테스트를 위해 (예컨대, 동일한 결정 원석(crystal boule)으로부터) 개발된 특정 등급의 웨이퍼이다. 결과로서, 이 교정 기구는 시간 및 재료에 비추어 고가일 수 있다. 주입물의 깊이 뿐만 아니라, 채널 특징(channeling features)과 같은 특징의 주입물 깊이 및 위치에 따라 변화하는 다른 특성 및/또는 특징은 측정 및/또는 획득될 수 있다. 이들 측정은, 변화되는 알파 및 베타 각에 대해 획득되면, 교정 및/또는 각도 에러가 있는 지를 결정하도록 서로와 기대/원하는 결과에 대해 비교될 수 있다. 많은 적절한 측정 기술은 이들 특징을 측정하는데 이용될 수 있다. 하나는, 주사 전자 현미경, 스캐터로메트리(scatterometry), 타원 편광법, 반사광 측정법(reflectometry) 등을 통해 주입물 특징을 직접 측정하는 것이다. 다른 것은 주어진 선량에 대한 주입물 깊이에 따라 변화하는 시트(sheet) 저항을 측정하는 것이다. 다른 적당한 기술도 채용될 수 있다. 획득된 측정치는, 각도 에러로서도 지칭되는 교정 에러가 존재하는 지를 결정하도록 기대 결과치와 비교되며, 존재할 경우에는 0의 알파 및 베타 값을 교정하도록 적용될 수 있는 알파 및 베타 교정 인수를 결정한다. 결과적으로, 교정이 적절함을 검증하도록 검증 테스트가 실행될 수 있다. 검증이 실패하면, 다른 교정이, 만족스러운 교정이 달성될 때까지, 실행된다.
다른 적절한 기구는 처리 디스크(204)를 교정하기 위해 빔 각 검출기(222)를 채용하는 것이다. 빔 각 검출기(222)는 관 및 검출기(예컨대, 전하 콜렉터)를 포함하여, 이온 빔으로부터의 이온이 관을 통과하여, 검출기/커패시터에 충돌하도록 한다. 관은 정밀도 및 신호 대 노이즈비를 조장하도록 선택된 종횡비를 갖는다. 빔 각 검출기(222)는 전하 또는 전하의 피크 이외에 관 전류를 선택적으로 모니터할 수 있다. 프로브(probe) 또는 다른 적당한 기구는 빔 각 검출기로부터 전하 값을 획득하기 위해 채용될 수 있다. 부가적으로, (도시되지 않은) 각도 주입 보드는 빔 각 검출기(222)로부터 수신된 신호/값을 처리한다. 각도 주입 보드는 전하 모니터 보드와 유사할 수 있고, 빔 각 검출기(222)로부터 피크 전하 값을 개별적 및/또는 집합적으로 처리 및 결정한다.
한 세트의 테스트 웨이퍼 또는 한 세트의 처리 웨이퍼는 처리 디스크 상으로 삽입된다. 이 처리 웨이퍼는 원하는 이온 주입 공정을 연속하여 갖게 되는 웨이퍼이다. 그러나, 빔 각 검출기(222)가 이온 빔이 웨이퍼에 충돌하지 않고 교정 처리 중에 이 검출기를 통해 통과할 수 있도록 처리 디스크 상에 구성되거나 배치될 경우에 처리 웨이퍼는 교정을 위해서만 채용될 수 있다. 알파 및 베타 각에 관한 변동을 포함하는 많은 처리법(process recipe)이 결정된다. 일례로서, 처리법은, 알파가 일정하게 유지될 시에는 변화되는 베타 값의 범위를 포함하고, 베타가 일정하게 유지될 시에는 변화되는 알파 값의 범위를 포함한다. 그러나, 다른 범위 및 값이 본 발명에 따라 사용될 수 있음을 알 수 있다. 그 후, 많은 처리법에 따라 이온 주입이 실행된다. 이들 이온 주입 중에, 전하 데이터는 빔 각 검출기(222)로부터 획득된다. 그 후, 이 전하 데이터는 각도 에러로서도 지칭되는 교정 에러가 존재하는 지를 결정하기 위해 사용되며, 존재할 경우에는 알파 및 베타 교정 인수를 결정한다. 이 기구는 교정 에러를 검출 및/또는 정정하기 위해 웨이퍼의 측정 또는 검사를 필요로 하지 않음을 알 수 있다. 게다가, 웨이퍼의 존재는 교정을 위해 반드시 필요하지는 않지만, 편의상 제공될 수 있고, 및/또는 웨이퍼를 보유하는 처리 디스크 상의 민감한 표면을 이온 빔을 통한 손상으로부터 보호하기 위해 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명은 웨이퍼를 가지거나 웨이퍼없이 상기 교정을 실행하는 것을 포함한다.
교정에 후속하여, 이온 주입 공정은 실행될 수 있다. 테스트 웨이퍼가 교정을 위해 사용되면, 처리 웨이퍼는 처리 디스크(204) 상으로 삽입되며, 그렇지 않으면, 처리 웨이퍼는 이미 적소에 있다. 이온 주입 공정이 개시하면, 하나 이상의 빔 각 검출기(222)는 피드백 데이터를 제공한다. 이 피드백 데이터로부터, 측정된 전하는 기대 측정된 전하와 비교되어, 이온 주입 공정 중에 교정 또는 각도 에러를 나타낼 수 있다. 유사한 이온 주입 공정 중에 이전에 검출된 전하 값의 데이터베이스가 사용될 수 있거나, 선택적으로, 바람직하게는 지능형 제어 시스템이, 반복 처리에서, 알파 및 베타 오프셋을 달성하는데 필요한 오프셋을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 알파 및 베타 각을 적절한 오프셋 량만큼 조정함으로써 약간의 에러는 정정될 수 있다. (도시되지 않은) 제어 신호는 (도시되지 않은) 알파 및 베타 모터로 송신되어, 알파 및 베타 각을 적절히 조정할 수 있다. 다른 에러는 더욱 중대한 문제를 나타내어, 예컨대 테스트를 종료하는 것과 같이 적당한 정정 동작을 개시할 수 있다. 그러나, 일부 각도 에러는 웨이퍼가 손상되어 회복할 수 없을 정도로 가혹도(severity)를 가질 수 있음을 알 수 있다. 게다가, 이와 같은 경우에서도, 중대한 주입 에러의 초기 검출은 회복할 수 없는 장치/웨이퍼의 불필요한 연속 처리를 방지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 양태에 따라 처리 디스크(300) 상의 빔 입사각 검출기의 구성의 평면도가 도시된다. 이 구성에서, 제 1 각 검출기(302), 제 2 각 검출기(304) 및 제 3 각 검출기(306)는 처리 디스크(308) 상의 처리 웨이퍼를 위한 이온 주입 영역의 주사 범위 내에 위치된다. 게다가, 많은 웨이퍼(310)는 도시된 바와 같이 처리 디스크(308) 상에 배치된다. 각 검출기(304, 306 및 308)는 또한 전하 검출 유닛으로서 동작 가능하다. 본 발명은 특정 수의 각 검출기로 제한되지 않고, 처리 디스크 상의 공간에 의해 제한되는 것과 다른 검출기의 수로 제한되지 않음을 알 수 있다.
도 3에 도시된 구성은, 이온 빔 주사가, 통상적으로 설정된 알파 및 베타 각에서 웨이퍼(310)에 걸쳐 일어남과 동시에, 또한 각 검출기에 걸쳐 주사하여 전하가 검출기 상에 축적시키는 원위치에서의 이온 각도 빔 검출에 적절하다. 각 검출기(304, 306 및 308)에 의해 검출된 전하 축적, 특히 전하의 크기가 실질적으로 기대치에서 변화하는 경우, 각도 에러는 발생되어, 및/또는 이온 주입 공정으로 도입되기 쉽다. 상술한 바와 같이, 각도 에러 또는 교정 에러는 다양한 방식(예컨대, 지진, 오교정, 오정렬, 동적 스티어링(steering), 진동, 장비 불량 등)으로 이온 주입 시스템 내로 도입될 수 있다. 각 검출기(304, 306 및 308)로부터의 검출된 전하는 또한 (도시되지 않은) 하나 이상의 전하 모니터로부터의 누적된 전하 데이터와 비교되어, 전하 축적을 각도 에러와 구별할 수 있다. 피드백 데이터에 기초하여, 알파 및 베타 각으로 조정이 행해질 수 있다. 원위치에서의 처리 중에 사용된 웨이퍼(310)는 처리 웨이퍼이다.
게다가, 도 3의 구성은 또한 반도체 장치 제조 시에 사용되는 이온 주입 공정 전에 통상적으로 실행되는 교정 절차에 적절하다. 그러나, 테스트 웨이퍼, 더미(dummy) 웨이퍼 또는 앞서 사용된 웨이퍼는, 처리 웨이퍼에 대한 의도되지 않은 손상 및/또는 손상 이온 주입을 회피하는 처리 웨이퍼 대신에 웨이퍼(310)로서 이용될 수 있다. 교정 절차는 알파 및 베타 각의 변동을 포함하는 많은 처리법을 포함한다. 각 처리법은, 예컨대 알파 값 및 베타 값(예컨대, 주입각), 도펀트 재료, 빔 세기, 주입 에너지 레벨 등을 포함하는 이온 주입에 대한 많은 파라미터 및 특성을 포함한다. 일반적으로, 처리법은 서로에 대해 실질적으로 유사하지만, 알파 및 베타 값에 대해서는 일반적으로 처리법 간에 변화할 수 있다. 일례로서, 처리법은, 알파가 일정하게 유지될 시에는 변화되는 베타 값의 범위를 포함하고, 베타가 일정하게 유지될 시에는 변화되는 알파 값의 범위를 포함한다. 그러나, 다른 범위 및 값이 본 발명에 따라 사용될 수 있음을 알 수 있다. 그 후, 많은 처리법에 따라 이온 주입이 실행된다. 이들 이온 주입 중에, 전하 데이터는 빔 각 검출기(302, 304 및 306)로부터 획득되며, 이는, 상술한 바와 같이, 이온 빔의 주입 각의 함수이다.
일반적으로, 검출기(302, 304 및 306)로부터 누적된 전하는 처리 디스크(예컨대, 웨이퍼 표면)에 더욱 수직인 이온 빔에 대해서는 보다 크다. 그 후, 이 전하 데이터는, 각도 에러로서도 지칭되는 교정 에러가 존재하는 지를 결정하기 위해 사용된다. 일례로서, 알파가 일정하게 유지되는 0의 베타 값보다 더 크게 누적된 전하를 산출하는 0.5의 베타 값은 각도 에러를 나타낸다. 연속하여, 교정 에러가 검출되면, 알파 및 베타 교정 인수는 결정된다.
상술한 교정 절차가 교정 에러를 검출 및/또는 정정하기 위해 웨이퍼의 측정 또는 검사를 필요로 하지 않음을 알 수 있다. 더욱이, 처리 디스크, 구성, 웨이퍼의 수 등의 변동이 본 발명에 따라 허용됨을 알 수 있다. 게다가, 이런 구성은 본 발명에 따라 사용될 수 있는 많은 가능한 구성 중의 하나임을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 양태에 따라 처리 디스크(400) 상의 빔 입사각 검출기의 다른 구성을 도시한 평면도이다. 이 구성에서, 제 1 각 검출기(402), 제 2 각 검출기(404) 및 제 3 각 검출기(406)는 처리 디스크(408) 상의 웨이퍼의 주사 영역 내에 배치되는 것이 아니라, 보드 내에 배치되거나 설치되며, 이는 정상적으로 주입된는 영역 내부에 있다. 게다가, 많은 웨이퍼 웨이퍼(410)는 처리 디스크 상에 배치된다.
도 4의 구성은 반도체 장치 제조 공정의 부분으로서 이온 주입 공정을 실행하기 전에 실행되는 교정 절차에 특히 적절하다. 통상적으로, 교정 절차는 0의 알파 및 베타 값에 대한 각도 에러를 식별, 검출 및 정정하기 위해 실행된다. 각 검출기(402, 404, 406)의 배치 때문에, 웨이퍼(410)는, 이온 빔이 웨이퍼(410)에 걸쳐 주사하지 않기 때문에 교정 절차 중에는 처리 웨이퍼일 수 있다(그러나, 처리 웨이퍼는 필요하지 않다). 이온 빔 주사 영역은, 각 검출기를 포함하지만, 웨이퍼를 배제하는 영역을 커버하기 위해 조정된다.
교정 절차는 알파 및 베타 각의 변동을 포함하는 많은 처리법을 이용한다. 각 처리법은, 예컨대, 알파 값 및 베타 값(예컨대, 주입각), 도펀트 재료, 빔 세기, 주입 에너지 레벨 등을 포함하는 이온 주입에 대한 많은 파라미터 및 특성을 포함한다. 일반적으로, 많은 처리법은 서로에 대해 실질적으로 유사하지만, 알파 및 베타 값에 대해서는 일반적으로 처리법 간에 변화할 수 있다. 일례로서, 처리법은, 알파가 일정하게 유지될 시에는 변화되는 베타 값의 범위를 포함하고, 베타가 일정하게 유지될 시에는 변화되는 알파 값의 범위를 포함한다. 그러나, 다른 범위 및 값이 본 발명에 따라 사용될 수 있음을 알 수 있다. 그 후, 많은 처리법에 따라 이온 주입이 실행된다. 이들 이온 주입 중에, 전하 데이터는 빔 각 검출기(402, 404 및 406)로부터 획득되며, 이는, 상술한 바와 같이, 이온 빔의 주입 각의 함수이다. 일반적으로, 검출기(402, 404 및 406)로부터 누적된 전하는 처리 디스크(예컨대, 웨이퍼 표면)에 더욱 수직인 이온 빔에 대해서는 보다 크다. 그 후, 이 전하 데이터는, 각도 에러로서도 지칭되는 교정 에러가 존재하는 지를 결정하기 위해 사용된다. 일례로서, 알파가 일정하게 유지되는 0의 베타 값보다 더 크게 누적된 전하를 산출하는 1.5의 베타 값은 각도 에러를 나타낸다. 연속하여, 교정 에러가 검출되면, 알파 및 베타 교정 인수는 결정된다.
상술한 교정 절차가 교정 에러를 검출 및/또는 정정하기 위해 웨이퍼의 측정 또는 검사를 필요로 하지 않음을 알 수 있다. 더욱이, 처리 디스크, 구성, 웨이퍼의 수 등의 변동이 본 발명에 따라 허용됨을 알 수 있다.
도 3 및 도 4에서 기술된 구성은 사실상 예시적이고, 본 발명은 이들 구성으로만 제한되지 않는 것을 알 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따라 각 검출기의 수 및 위치의 변화를 활용할 수 있음을 알 수 있다. 예컨대, 적절한 구성은, 하나 이상의 각 검출기가 (예컨대, 고정 시 및/또는 원위치에 사용하기 위해) 이온 주입 중에 주사되는 영역 내에 배치되고, 또한 (예컨대, 교정 시에 사용하기 위해) 그 주사 영역 외부의 영역 내에 배치되는 하나 이상의 각 검출기를 포함하는 것이어야 한다.
연속하여, 도 5는 본 발명의 양태에 따라 빔 입사각 검출기(500)를 도시한 평면도이다. 이 도면은 각 검출기(500) 상으로 바로 통과하는 이온 빔을 더 도시한다. 그러나, 빔 각 검출기(500)는 본 발명에 따라 활용될 수 있는 많은 적당한 각 검출기 중 하나이다. 이 빔 각 검출기(500)는 이온 주입 공정 중에 전하 검출기로서 사용될 수도 있다. 검출기(500)는, 이 도면에 도시된 바와 같이, 개구(503)를 가진 관 부분(502)을 포함한다. 관(502) 및 개구(503)는 형상이 원형으로서 도시된다. 그러나, 다른 타입의 형상(예컨대, 정사각형, 직사각형, 삼각형 등)이 관(502) 및 개구(503)의 단면 프로파일에 이용될 수 있고, 본 발명에 따라 고려되는 것을 알 수 있다.
이온 빔의 양 전하의 이온 부분(506)은 개구 부분(503) 내에 배치되는 것으로 도시된다. 전자 부분(504)은 개구 부분(503)의 외부에 배치되는 것으로 도시된다. 결과로서, 양 전하 이온(506)에만 실질적으로 관련되는 전하 크기는 획득되며, 여기서, 전자는 전하 크기에 최소의 영향만을 미친다. 이와 같은 장치는, 약 최대 값에서 검출된 전하로부터 전자를 적어도 부분적으로 제거함으로써 교정 및 각도 에러 조정을 용이하게 한다.
도 6을 참조하면, 빔 입사각 검출기(500)의 단면도가 본 발명의 한 예시적인 양태에 따라 도시된다. 검출기(500)는 관 부분(502) 및 그를 관통하는 개구(503)를 포함한다. 개구(503)는 베이스(507) 및 절연 층(506)을 통해 연장한다. 관 부분(502)은 접지됨으로써, 그것에 충돌하는 전하 이온은 이들의 전하를 상실한다. 관 부분에 충돌하는 이온의 전하가 적어도 부분적으로 소실되는 한, 관 부분(502)은 전압 또는 다른 타입의 전기적 접속으로 바이어스될 수 있다. 절연 층(506) 때문에, 관(502)은, 제 1 판(606) 및 제 2 판으로 구성되고, 수신기(608)로서 지칭되는 전하 콜렉터로부터 전기적으로 절연된다.
다른 대안에서, 관은 접지 또는 바이어스되거나 그렇지 않을 수 있지만, 대신에 관 내부는 그의 내부 측벽에 충돌하는 이온을 포착하거나 수집한다. 이와 같은 경우에, 관을 통과하는 축에 대한 입사 이온 빔 각에 기초하여, 선택된 수의 이온은 관의 바닥에 또는 근처에 있는 전하 콜렉터에 도달하지만, 잔여 이온은 관에 의해 "수집"된다.
관 부분(502), 베이스(507) 및 수신기(608) 이외에, 각 검출기(500)는 또한 수신기 접속부(614) 및, 수신기(608)를 위한 픽업 접속부(612)를 포함한다. 검출기(500)를 위한 하우징(604)은 통상적으로 접지로 바이어스되고, 하우징 픽업 접속부(614)를 포함한다. 동작 중에, 픽업(612 및 614)은 전하 콜렉터 기구를 통해 수집된 전하를 측정하여, 피크 전하 값을 획득하는데 이용된다.
검출기(502)는 하나 이상의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 검출기 조립체(500)에 이용될 수 있는 한 적절한 재료는 알루미늄이다. 따라서, 검출기 조립체(500)는 하나 이상의 알루미늄의 부분으로 형성되거나 성형될 수 있다. 게다가, 빔 입사각 검출기(500)는 실리콘과 같은 반도체 재료로 피복/코팅되어, 이온 주입 중에 스퍼터링이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 이와 같은 코팅없이, 검출기에 충돌하는 이온은 원자 또는 분자(예컨대, 알루미늄)를 격퇴(dislodge)하여, 처리 웨이퍼를 포함하는 종단국에서 스퍼터링 타입의 동작에 의해 이들을 다른 장소에 증착시킨다. 도 7은 본 발명의 양태에 따라 이온 빔(702)을 통해 처리 디스크의 경로 또는 주사 영역을 도시한 처리 디스크(700)의 일부의 평면도이다. 처리 디스크(700)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 이 예에서, 이온 빔을 통해 수직 및 방사 방향으로 주사한다. 이온 빔(702)의 중심부(704)는 실질적으로 양 전하 이온으로 이루어진다. 이온 빔(702)의 외부(706)는 주로 전자로 이루어진다. 이온 빔(702)은, 반도체 장치 제조 절차의 부분으로서 교정 절차 또는 이온 주입 공정에 이용될 수 있다.
처리 디스크 부분(700)은 한 쌍의 웨이퍼(708) 및 이온 빔 각 검출기(710)를 포함한다. 이런 본 발명의 양태에서, 각 검출기(710)는 상기 쌍의 웨이퍼(708) 사이에 배치된다. 그러나, 본 발명은 상술한 바와 같이 각 검출기를 다른 위치 및 구성으로 배치할 수 있다.
이온 빔(702)이 각 검출기(710)를 통해 통과할 시에, 각 검출기(710)는 먼저 주로 전자(706)로 이루어지는 외부 부분에 의해 음 전하를 획득한다. 이온 빔(702)이 각 검출기(710)를 통해 계속 통과할 시에, 빔 중심으로 지칭되고, 양 전하 이온으로 이루어지는 빔(702)의 중심 부분(704)으로서 회전하여 음에서 양으로 획득된 전하는 각 검출기(710)를 통과한다. 다시 한번 외부 부분은 주로 음 전하가 획득되도록 한다. 샘플 전하 특징은 아래에 기술된다.
도 7의 처리 디스크(700)의 부분은 예시적인 목적을 위해 제공되고, 본 발명을 특정 구현으로 제한하는 것으로 의도되지 않음을 알 수 있다. 예컨대, 단일 웨이퍼 플래튼(platen)형 시스템이 채용될 수 있고, 본 발명의 범주 내에서 고려된다.
도 8은 본 발명의 양태에 따라 빔 입사각 검출기 상의 축적된 전하를 도시한 그래프(800)이다. 그래프(800) 상의 라인(802)은 본 발명에 따른 빔 입사각 검출기를 통한 예시적인 이온 빔의 통과/주사를 설명한다. 이 그래프(800)로부터, 전하의 최대 크기가 가능 각 에러의 식별을 용이하게 하기 위해 획득될 수 있다. 이 그래프는, 0에서 시작하는 x-축으로서 시간을 가지며, y-축은 전하/피크 전하 값을 나타낸다. 서로에 대한 상대 전하 값은 각 에러의 존재를 결정하고, 정정 값을 결정하기 위해 사용된다.
이온 빔이 초기에 검출기를 통해 통과할 시에, 빔의 외부 영역 내에 배치된 전자는 검출기가 (806)으로 도시된 바와 같이 음 전하를 획득하도록 한다. 빔이 점진적으로 검출기를 통과할 시에, 검출기 상의 전하는 음에서, 양으로, 더욱 양으로 회전한다. 결국, 실질적으로 양 전하 이온으로 이루어지는 빔의 중심은 검출기를 통해 통과하거나, 검출기는 이온 빔을 통해 통과하고, (804)로 도시된 바와 같이 최대 전하 값을 산출한다. 후속하여, 실질적으로 전자로 이루어지는 이온 빔의 외부 부분이 (806)으로 도시된 바와 같이 각 검출기를 통해 통과할 시에, 전하는 감소되어, 궁극적으로 다시 한번 음으로 된다. 이온 빔의 중심 부분이 다시 (808)에서 각 검출기를 통해 통과할 시에 프로세스는 다시 반복된다.
도 9는, 본 발명의 양태에 따라, 각 검출기를 통해 많은 제 1 또는 소위 "알파 값"에 대해 획득된 예시적인 피크 전하 값의 그래프를 도시한 것이다. 이 그래프는 본 발명에 따라 하나 이상의 이온 빔 각 검출기를 이용하는 교정 절차로부터의 결과를 도시한 것이다. 제 2 또는 소위 베타 값은 약 0의 교정되지 않은 값에서 일정하게 유지된다. 알파 값, ALPHA_0, ALPHA_1, ALPHA_2, ALPHA_3, 및 ALPHA_4는 알파 오프셋 값의 여러 값이다. 일례로서, 알파 값은 다음과 같이, 즉, ALPHA_0 = -0.5 도, ALPHA_1 = 0.0 도, ALPHA_2 = 0.5 도, ALPHA_3 = 1.0 도, 및 ALPHA_4 = 1.5 도로 설정된다. 최대 전하 값은 각 알파 값에서 획득된다. 평균, 평균값 등과 같은 통계 평균은 잘못된 최대 전하 값의 획득을 회피하는데 사용될 수 있다.
도 9의 그래프는 최상의 전하 크기 값을 제공하는 ALPHA_3을 도시한 것이다. 결과적으로, ALPHA_3은 교정 값에 대한 양호한 후보(candidate)인데, 그 이유는, 그 각에서, 최대 이온량이 관을 통해 최상부 커패시터 판으로 수납되기 때문이다. 알파 교정 값이 획득되면, 종단국, 특히, 처리 디스크는 교정된 값으로 조정되거나, 오프셋이 장차(future) 참조를 위해 주목된다. 교정이 적용된 후, 검증 절차는 수정된 알파 값이 확실히 개선되도록 실행될 수 있다.
도 10은 본 발명의 양태에 따라 각 검출기를 통해 많은 베타 값에 대해 획득된 예시적인 피크 전하 값의 그래프를 도시한 것이다. 이 그래프는, 본 발명에 따라 하나 이상의 이온 빔 각 검출기를 이용한 교정 절차로부터 생성된다. 알파 값은 약 0의 교정되지 않은 값에서 일정하게 유지된다. 베타 값, BETA_0, BETA_1, BETA_2, BETA_3, 및 BETA_4는 베타 오프셋 값의 여러 값이다. 일례로서, 베타 값은 다음과 같이, 즉, BETA_0 = -1.5 도, BETA_1 = -1.0 도, BETA_2 = -0.5 도, BETA_3 = 0.0 도, 및 BETA_4 = 0.5 도로 설정된다. 최대 전하 값은 각 베타 값에서 획득된다. 평균, 평균값 등과 같은 통계 평균은 잘못된 최대 전하 값의 획득을 회피하는데 사용될 수 있다.
도 10의 그래프는 최상의 전하 크기 값을 제공하는 BETA_1을 도시한 것이다. 결과적으로, BETA_3은 교정 값에 대한 양호한 후보이다. 베타 교정 값이 획득되면, 종단국, 특히, 처리 디스크는 교정된 값으로 조정된다. 교정이 적용된 후, 검증 절차는 수정된 베타 값이 확실히 개선 및/또는 적절하게 되도록 실행될 수 있다. 후속하여, 추가적인 교정 절차가 알파 및 베타 값의 양방에 대해 실행되어, 교정 및 교정의 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
도 9 및 도 10은 주로 예시적인 목적을 위해 제공됨을 알 수 있다. 다른 교정 절차, 알파 값 및 베타 값은 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 게다가, 식별된 알파 및 베타 각은 실질적으로 입사 도래(incoming) 이온 빔에 직각인 처리 디스크 방향을 식별하는 것에 주목되어야 한다. 많은 경우에, 이들 알파 및 베타 각은 시스템을 "제로 아웃(zero out)"하는데 이용될 수 있다. 많은 처리법이 비스듬히 실행될 주입을 필요로 하므로, 알파 및 베타 각은 시작점으로서 이용될 수 있고, 알파 및 베타 모터 제어는 그때 시작점 또는 여기서 결정된 기준으로부터 공지된 방식으로 변화/조정되어, 실질적으로 제어 및 신뢰 가능한 방식으로 원하는 주입각에 도달한다.
상술 및 후술되는 상기 구조적 및 기능적 특징에 비추어, 본 발명의 여러 양태에 따른 방법론은 도 11-13 및 18을 참조로 더욱 잘 알 수 있을 것이다. 설명의 간략화를 위해, 도 11-13 및 18의 방법론이 연속적으로 실행하는 것으로 도시되고 기술되지만, 본 발명은, 본 발명에 따라 일부 양태가 여기에 도시되고 기술되는 다른 양태와 일치 및/또는 상이한 순서로 일어날 시에 설명된 순서에 의해 제한되지 않음을 알 수 있다. 더욱이, 설명된 모든 특징은 본 발명의 양태에 따른 방법론을 구현하는데 필요하지 않을 수 있다.
도 11은 본 발명의 양태에 따라 이온 주입 시스템의 처리 디스크와 입사 이온 빔을 정렬하는 방법(1100)을 도시한 흐름도이다. 방법(1100)은 테스트 전에 디스크를 정렬하여 테스트/더미 웨이퍼를 이용한다. 그러나, 통상의 절차와는 달리, 방법(1100)은 테스트 웨이퍼 상의 이온 주입 결과의 검사 또는 측정을 필요로 하지 않는다. 게다가, 테스트 웨이퍼는 손상될 수 있거나, 테스트 웨이퍼와는 대조적으로 사용 불가능한 웨이퍼는 주입 특성의 측정을 필요로 하는 절차와 같은 다른 절차에 사용된다.
방법(1100)은 많은 테스트 웨이퍼가 하나 이상의 빔 입사각 검출기를 포함하는 처리 디스크 내/상에 배치되는 블록(1102)에서 개시한다. 처리 디스크는 이온 주입 시스템의 종단국의 구성 요소이며, 회전축에 대해 회전 가능하다. 게다가, 처리 디스크는 여러 원하는 주입 각을 허용하기 위해 알파 축 및 베타 축에 대해 조정 가능하다. 알파 축의 각은 경사에 관련되고, 베타 축의 각은 꼬임에 관련된다. 각 검출기는 이온 빔의 주사 영역 내에 구성되고 배치됨으로써, 이온 빔이 도 3에 도시된 바와 같이 동작 중에 각 검출기를 통과하도록 한다. 본 발명의 선택적인 양태는 알파 및 베타 축 이외의 다른 축을 포함할 수 있고, 이 축으로 동작 가능함을 알 수 있다.
방법(1100)은, 처리 디스크가 초기에 약 0의 알파 및 베타 값으로 설정되거나 정렬되어, 실질적으로 테스트 웨이퍼 및 처리 디스크에 수직인 이온 빔을 생성시키는 블록(1104)에서 계속한다. 상술한 바와 같이, 알파는 경사에 관련된 조정이고, 베타는 꼬임에 관련된 조정이다. 특히, 경사는 대략 sqrt(알파2 + 베타2)이고, 꼬임은 대략 arctan(-베타/알파) + 델타인데, 여기서, 알파, 베타 및 델타는 직교 축이다(델타는 정규 웨이퍼 주변의 노치 정렬기 오프셋임). 따라서, 단순화된 경우에는, 알파 각은 경사와 동등하게 될 수 있고, 베타 각은 꼬임과 동등하게 될 수 있다. 결과로서, 0의 알파 및 베타 값은 실질적으로 처리 디스크에 수직인 이온 빔을 산출하여, 교정 또는 각 에러가 없다면, 각 검출기에 의해 가장 크게 검출된 전하를 산출한다.
다수의 알파 오프셋 및 베타 오프셋은, 다른 이온 주입 처리 파라미터와 함께, 블록(1106)에서 결정된다. 알파 및 베타 오프셋은, 도 9-10에 대해 기술된 바와 같은 알파 값의 증분 조정의 범위이다. 오프셋 값은 각 에러의 예상량에 기초하여 선택된다. 따라서, 큰 각 에러가 존재하는 것으로 예상되면, 보다 큰 오프셋 값이 선택된다. 또는, 비교적 작은 각 에러가 예상되면, 보다 작은 오프셋 값이 선택된다. 게다가, 알파 및 베타 오프셋 값의 수는 예상 각 에러에 따라 변화할 수 있다. 보다 큰 수의 오프셋 값은 각 에러를 식별하여 적절한 교정 인수를 획득하기가 더욱 쉽다. 이온 식별 처리 파라미터는, 예컨대, 주입물의 에너지, 빔 폭, 선량, 지속 기간 등을 포함한다. 통상적으로, 주입 처리 파라미터는 장치 제조 주입 절차에서 이용되는 것과 실질적으로 유사하도록 선택된다. 그러나, 처리 파라미터는 (예컨대, 각 검출기의 개구와 거의 동일한 빔 폭을 설정함으로써) 각 에러 검출을 용이하게 하도록 조정될 수 있다.
약 0에서 일정하게 유지되는 베타 각에 의해, 이온 주입은 다수의 알파 오프셋에서 실행되고, 전하 측정은 블록(1108)에서 하나 이상의 빔 입사각 검출기로부터 획득된다. 피크 전하 값은 각 이온 주입을 위해 결정되고, 알파 오프셋 값은 다수의 알파 피크 전하 값을 생성한다. 피크 전하 값은 반드시 주입 중에 검출된 최대 전하일 필요는 없지만, 통계적으로, 평균 값, 평균 최대 전하, 평균 최대 전하 값 등으로 획득될 수 있다.
약 0에서 일정하게 유지되는 알파 각에 의해, 이온 주입은 다수의 베타 오프셋에서 실행되고, 전하 측정은 블록(1110)에서 하나 이상의 빔 입사각 검출기로부터 획득된다. 피크 전하 값은 각 이온 주입을 위해 결정되고, 베타 오프셋 값은 다수의 베타 피크 전하 값을 생성한다. 베타 피크 전하 값은 반드시 주입 중에 검출된 최대 전하일 필요는 없지만, 통계적으로, 평균 값, 평균 최대 전하, 평균 최대 전하 값 등으로 획득될 수 있다.
블록(1112)에서, 교정 또는 각 에러가 알파 피크 값의 전하 및 베타 피크 값의 전하에 기초하여 존재하는 지의 여부에 관해 결정이 행해진다. 상술한 바와 같이, 획득된 최대 값은, 각 에러가 없는 이온 주입이 있을 경우에, 0과 동일한 알파 및 베타에 있어야 한다. 그렇지 않으면, 각 에러 또는 교정 에러가 있어 정정되어야 한다. 그 다음, 각 에러가 존재하는 것으로 발견되면, 블록(1114)에서, 알파 교정 값은 알파 피크 값 중 가장 큰 것을 산출한 다수의 알파 오프셋 값의 값으로 선택되고, 베타 교정 값은 베타 피크 값 중 가장 큰 것을 산출한 다수의 베타 오프셋 값의 값으로 선택된다.
블록(1116)에서, 알파 교정 값 및 베타 교정 값은 제각기 직교 축(예컨대, 어떤 경우에는 경사 및 꼬임)에 적용되고, 검증 프로세스는 실행된다. 검증 프로세스는 이온 주입의 실행을 간단히 하여, 유사한 피크 전하 값이 획득되거나, 선택적으로, 많은 알파 및 베타 오프셋 값을 사용할 수 있음을 검증한다. 검증이 성공적이면, 방법은 종료하고, 이온 주입 시스템은 적절히 교정된 것으로 간주된다. 또한, 방법은, 처리 디스크가 다시 한번 0의 알파 및 베타 값으로 초기화되는 블록(1104)으로 복귀한다.
방법(1100)의 변동은 본 발명에 따라 고려됨을 알 수 있다. 예컨대, 처리 디스크는 0 대신에 다른 값으로 초기화될 수 있고, 알파 및 베타 오프셋의 양방은 1의 상수를 보유하는 대신에 각 주입을 위해 변화할 수 있다. 게다가, 원위치 및/또는 다른 교정 절차에 이용될 알파 및 베타 값과 이온 주입 처리 파라미터와 같은 다른 정보와 함께, 각 검출기에 의해 획득된 전하 데이터는 데이터베이스 내에 기억될 수 있다. 따라서, 피크 전하 값은 데이터베이스 내의 이들 값과 비교되어, 교정 값을 입증 및 상관시킬 수 있다. 다른 예의 경우, 방법(1100)은 처리 디스크를 제 1 축 및 제 2 축과 정렬할 수 있으며, 여기서, 제 1 축 및 제 2 축은 반드시 경사 및 꼬임 축일 필요가 없다.
도 12는 본 발명의 양태에 따라 처리 디스크를 정렬하는 방법(1200)을 도시한 흐름도이다. 방법(1200)은 테스트 전에 처리 디스크를 정렬하며, 테스트 웨이퍼를 필요로 하지 않는다. 연속적으로 주입되고, 그 위에 제조되는 장치를 가진 웨이퍼를 의미하는 처리 웨이퍼는 방법(1200)을 개시하기 전에 처리 디스크 상에 배치된다. 하나 이상의 각 검출기는 처리 디스크 상에 배치되지만, 이온 빔의 정규 주사 영역의 외부에 배치된다. 이런 구성은, 이온 빔 각 검출기가 웨이퍼 처리 영역의 외부에 있기 때문에 처리 웨이퍼에 부정적인 영향을 주지 않고 처리 디스크를 교정한다. 따라서, 이온 빔은, 각 검출기를 커버하거나 포함하지만, 처리 웨이퍼를 배제하는 영역으로 지향된다. 방법(1200)은 도 11의 방법(1100)과 유사하여, 어떤 상세 사항은 간략화를 위해 생략된다.
방법(1200)은, 많은 처리 웨이퍼가 하나 이상의 빔 입사각 검출기를 포함하는 처리 디스크 상에 배치되는 블록(1202)에서 개시한다. 처리 디스크는 이온 주입 시스템의 종단국의 구성 요소이며, 회전축에 대해 회전 가능하다. 게다가, 처리 디스크는 여러 원하는 주입 각을 허용하기 위해 하나 이상의 축에 대해 조정 가능하다. 이 특정 예에서, 경사 축의 각은 알파로서 지칭되고, 꼬임 축의 각은 베타로서 지칭된다. 각 검출기는 이온 빔의 통상의 주사 영역의 외부에 구성되고 배치됨으로써, 이온 빔이 처리 웨이퍼에 충돌하지 않고 동작 중에 각 검출기를 통과하도록 한다. 하나 이상의 각 검출기를 위한 적절한 구성의 일례는 도 4에 도시되어 있다.
방법(1200)은, 처리 디스크가 초기에 약 0의 알파 및 베타 값으로 설정되거나 정렬되어, 실질적으로 테스트 웨이퍼 및 처리 디스크에 수직인 이온 빔을 생성시키는 블록(1204)에서 계속한다. 이들 값은 실질적으로 처리 디스크에 수직인 이온 빔을 산출하여, 교정 또는 각 에러가 없다면, 각 검출기에 의해 가장 크게 검출된 전하를 산출한다.
다수의 알파 오프셋 및 베타 오프셋은, 다른 이온 주입 처리 파라미터와 함께, 블록(1206)에서 결정된다. 알파 및 베타 오프셋은, 도 9-10에 대해 기술된 바와 같은 알파 값의 증분 조정의 범위이다. 오프셋 값은 각 에러의 예상량에 기초하여 선택된다. 게다가, 알파 및 베타 오프셋 값의 수는 예상 각 에러에 따라 변화할 수 있다. 보다 큰 수의 오프셋 값은 각 에러를 식별하여 적절한 교정 인수를 획득하기가 더욱 쉬움을 알 수 있다. 이온 식별 처리 파라미터는, 예컨대, 주입물의 에너지, 빔 폭, 선량, 지속 기간 등을 포함한다. 통상적으로, 주입 처리 파라미터는 장치 제조 주입 절차에서 이용되는 것과 실질적으로 유사하도록 선택된다. 그러나, 처리 파라미터는 (예컨대, 각 검출기의 개구와 거의 동일한 빔 폭을 설정함으로써) 각 에러 검출을 용이하게 하도록 조정될 수 있다.
약 0에서 일정하게 유지되는 베타 각에 의해, 이온 주입은 다수의 알파 오프셋에서 실행되고, 전하 측정은 블록(1208)에서 하나 이상의 빔 입사각 검출기로부터 획득된다. 피크 전하 값은 각각의 이온 주입을 위해 결정되고, 알파 오프셋 값은 다수의 알파 피크 전하 값을 생성한다. 피크 전하 값은 반드시 주입 중에 검출된 최대 전하일 필요는 없지만, 통계적으로, 평균 값, 평균 최대 전하, 평균 최대 전하 값 등으로 획득될 수 있다.
약 0에서 일정하게 유지되는 알파 각에 의해, 이온 주입은 다수의 베타 오프셋에서 실행되고, 전하 측정은 블록(1210)에서 하나 이상의 빔 입사각 검출기로부터 획득된다. 피크 전하 값은 각각의 이온 주입을 위해 결정되고, 베타 오프셋 값은 다수의 베타 피크 전하 값을 생성한다. 베타 피크 전하 값은 반드시 주입 중에 검출된 최대 전하일 필요는 없지만, 통계적으로, 평균 값, 평균 최대 전하, 평균 최대 전하 값 등으로 획득될 수 있다. 본 발명은 여러 알파 및 베타 오프셋 값에서 이온 주입을 동시에 실행하는 것을 포함하고, 0과 동일한 베타로 알파 오프셋을 위한 이온 주입을 실행하고, 0과 동일한 알파로 베타 오프셋을 위한 이온 주입을 실행하는 것으로 제한되지 않음을 알 수 있다.
블록(1212)에서, 교정 또는 각 에러가 알파 피크 값의 전하 및 베타 피크 값의 전하에 기초하여 존재하는 지의 여부에 관해 결정이 행해진다. 상술한 바와 같이, 획득된 최대 값은, 각 에러가 없는 이온 주입이 있을 경우에, 0과 동일한 알파 및 베타에 있어야 한다. 그렇지 않으면, 각 에러 또는 교정 에러가 있어 정정되어야 한다. 그 다음, 각 에러가 존재할 시에는, 블록(1214)에서, 알파 교정 값은 알파 피크 값 중 가장 큰 것을 산출한 다수의 알파 오프셋 값의 값으로 선택되고, 베타 교정 값은 베타 피크 값 중 가장 큰 것을 산출한 다수의 베타 오프셋 값의 값으로 선택된다.
블록(1216)에서, 알파 교정 값 및 베타 교정 값은 제각기 알파 및 베타 축에 적용되고, 검증 프로세스는 실행된다. 검증 프로세스는 이온 주입의 실행을 간단히 하여, 유사한 피크 전하 값이 획득되거나, 선택적으로, 많은 알파 및 베타 오프셋 값을 사용할 수 있음을 검증한다. 검증이 성공적이면, 방법은 종료하고, 이온 주입 시스템은 적절히 교정된 것으로 간주된다. 또한, 방법은, 처리 디스크가 다시 한번 0의 알파 및 베타 값으로 초기화되는 블록(1204)으로 복귀한다.
방법(1200)의 변동은 본 발명에 따라 고려됨을 알 수 있다. 예컨대, 처리 디스크는 0 대신에 다른 값으로 초기화될 수 있고, 알파 및 베타 오프셋의 양방은 1의 상수를 보유하는 대신에 각 주입을 위해 변화할 수 있다. 게다가, 원위치 및/또는 다른 교정 절차에 이용될 알파 및 베타 값과 이온 주입 처리 파라미터와 같은 다른 정보와 함께, 각 검출기에 의해 획득된 전하 데이터는 데이터베이스 내에 기억될 수 있다. 따라서, 피크 전하 값은 데이터베이스 내의 이들 값과 비교되어, 교정 값을 입증 및 상관시킬 수 있다.
도 13은 본 발명의 양태에 따라 원위치에서 종단국 상에 처리 디스크를 정렬하는 방법(1300)을 도시한 흐름도이다. 방법(1300)은 하나 이상의 이온 빔 각 검출기를 이용하여, 이온 주입 절차 중에 예상값으로부터 전하 축적의 변동을 검출/모니터한다. 피드백 데이터로서 지칭되는 획득된 전하 데이터는 알파 및 베타 각의 조정을 최소로 하여, 이온 주입 처리의 실행을 용이하게 하는데 이용될 수 있다.
방법(1300)은, 초기에 이온 주입 시스템에 대한 이온 빔의 입사각을 정렬 또는 교정함으로써 (1302)에서 개시한다. 상술한 바와 같은 적절한 교정 절차는 시스템을 정렬하는데 이용될 수 있다. (1304)에서, 이온 주입 처리 파라미터는 반도체 장치 주입의 단계를 위해 선택 및/또는 결정된다. 이 단계는 활동 영역을 형성하고, 웰을 형성하며, 도펀트의 주입을 필요로 하는 도전층 및/또는 다른 타입의 반도체 구조를 형성할 수 있다. 이 처리 파라미터는 에너지 레벨, 도펀트, 선량, 주입물의 각 등과 같은 파라미터를 포함한다.
처리 파라미터, 특히, 주입물의 각은, 각 주입 전하 데이터와 함께, (1306)에서 이용되어, 하나 이상의 이온 빔 각 검출기에 대해 수용 가능 및 수용할 수 없는 전하 값의 범위를 결정한다. 각 주입 전하 데이터는 이전의 이온 주입 및/또는 교정 절차로부터의 데이터를 포함할 수 있다. 게다가, 각 주입 전하 데이터는, 하나 이상의 이온 빔 각 검출기를 통해 전하를 모니터하여, 테스트 주입 후에 교정을 검증하면서, 테스트 이온 주입 절차를 실행함으로써 컴파일(compile)될 수 있다.
(1308)에서 계속하여, 이온 주입은 상술한 바와 같이 결정되거나 선택된 이온 주입 처리 파라미터에 따라 초기화된다. 이온 주입 중에, 전하 값은 (1310)에서 하나 이상의 이온 빔 각 검출기에 의해 모니터된다. 각 에러를 나타내는, 수용 가능한 값의 범위를 초과하는 전하 값에 관해, 이온 주입 처리 파라미터는 (1312)에서 각 에러를 수집하도록 적절히 수정된다.
입사각의 함수로서의 빔 전류가 각 검출기에 의해 측정되는 이 방법(1300)의 변동이 전하 값 대신에 사용됨을 알 수 있다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 다른 양태에 따른 빔 입사각 검출기(1400)의 단면도가 도시된다. 각 검출기(1400)는, 빔 전류를 빔 입사각의 함수로서 측정함으로써 이온 주입 시스템에 대한 이온 빔의 각 에러를 검출 및/또는 식별한다. 각 검출기(1400)는 웨이퍼가 일반적으로 배치되는 처리 영역에서 종단국의 처리 디스크(1402) 내/위 또는 근처에 배치된다. 각 검출기(1400)는 처리 디스크(1402) 상에 배치된 많은 빔 입사각 검출기 중 하나일 수 있거나, 각 검출기(1400)는 처리 디스크(1402) 상에 배치된 유일한 각 검출기일 수 있다. 다시 말하면, 예시된 예가 배치(batch) 타입의 종단국과 관련하여 제공되지만, 단일 웨이퍼 타입의 종단국이 또한 본 발명에 의해 고려될 수 있음을 알 수 있다.
각 검출기(1400)는 관 부분(1404) 및 패러데이(1406)를 포함한다. 개구(1405)는 관 부분(1404) 및 프로파일 홀(1407)을 통해 처리 디스크(1402) 내로 연장하며, 이 처리 디스크는 이온 빔(1416)으로부터의 전하 이온이 빔 전류를 측정하는 패러데이(1406) 또는 다른 적절한 타입의 센서로 통과하도록 한다. 관(1404)은 금속(예컨대, 알루미늄)과 같은 도전 재료로 이루어지고, 접지에 접속된다.
초기에, 전하 이온은 개구(1405)로 들어가, 관(1404)을 통과하기 시작한다. 빔(1416)으로부터의 전하 이온이 실질적으로 축(1403)과 일치하거나 병렬로 관(1404)을 이동하는 것이 아니라, 축(1403)으로부터 비스듬히 또는 오프셋하게 이동하는 경우, 전하 이온의 적어도 일부는 관(1404)의 내부 측벽에 충돌하여, 측벽 재료에 남게 되거나 이들의 전하를 상실하게 된다. 개구(1405)를 통과하는 전하 이온은 패러데이(1406)에 충돌한다. 관(1404)의 내부 측벽에 충돌한 빔(1416)으로부터의 이온은 개구(1405)를 통과하여, 패러데이(1406)에 충돌할 수 있고, 이들은 관(1404)의 내부의 충돌로 전하를 소실하기 때문에 실질적으로 측정된 빔 전류에 기여하지 못한다. 일반적으로, 보다 큰 입사각이 축(1403)에 대해 오프셋할수록, 보다 적은 빔 전류가 측정된다. 결과적으로, 보다 큰 크기의 측정된 빔 전류는 우수한 입사각을 나타낸다. 즉, 빔은 실질적으로 축(1403)과 평행하다.
각 검출기(1400)는 개구 길이 대 개구 폭(1408)의 비로서 규정되는 종횡비를 갖는다. 개구 길이는 처리 디스크를 통해 외부 길이(1410) 및 깊이(1412)에 의해 규정된다. 적당한 및/또는 최소수의 이온이 개구(1405)를 통과하고, 표면에 대한 오정렬이 식별 가능하도록 종횡비가 선택되어야 한다. 일반적으로, 크기, 외부 길이(1410), 깊이(1412) 및 폭(140)은 충분한 이온이 정렬 또는 오정렬의 정밀도를 상실하지 않고 충분한 신호(빔 전류)를 획득하기 위해 통과하도록 선택된다. 게다가, 관(1404)은 원통형으로 도시되지만, 본 발명은 다양한 단면 형상 및/또는 크기(예컨대, 원형 또는 다른 다각형)가 종횡비의 충분한 신호 세기 및 선택을 허용하는 한 관(1404)에 적절한 것으로 생각한다. 처리 디스크(1402)가 상당히 두꺼우면, 그를 통하는 홀은 충분한 종횡비를 가져, 부가적으로 충분한 종횡비를 획득할 관 또는 다른 구조물을 필요로 하지 않을 수 있다. 게다가, 도 14가 처리 디스크의 정면 상의 관을 도시하지만, 이와 같은 관은 또한 그의 배면 상에 존재할 수 있다. 또한, 일례에서, 관이 충분한 종횡비를 가진 개구를 생성시키는데 사용되지만, 처리 디스크 내의 프로파일 홀과 정렬되는 홀을 가진 어떤 재료가 사용되고, 본 발명에 의해 예상될 수 있다. 게다가, 관 부분(1404) 및 프로파일 홀(1407)이 동일한 개구 폭을 갖는 것으로 도시되지만, 생성된 개구가 충분히 강한 빔 전류 및 적당한 신호 대 잡음비를 산출하는 한, 폭의 변동이 본 발명에 의해 예상된다. 더욱이, 관 부분(1404) 및 프로파일 홀(1407)은 총체적으로 본 발명에 따라 적당한 빔 식별 구조의 일례이다.
일례에서, 패러데이(1406)는 관(1404)의 다운스트림 배치된 정지 패러데이이다. 선택적으로, 패러데이(1406)는 처리 디스크(1402)를 회전시킬 수 있다. 여하튼 간에, 동작 중에, 패러데이(1406)는 이온 빔(1416)으로부터의 이온에 기초하여 빔 전류를 측정하며, 이 이온은 개구(1405)를 통과하여 이들의 전하를 유지한다. 패러데이는 통상적으로 이온 주입 중에 선량 제어를 위해 이용된다. 패러데이(1406)에 입력하는 이온 빔으로부터의 각각의 양 이온의 경우, 전자는 전류계를 통해 접지로부터 당겨져 이온의 양 전하를 중성화시킨다. 전류계는 당겨진 전자의 수에 기초하여 빔 전류를 측정한다. 자기장은 외부 2차 전자가 입력하지 못하게 하고, 내부에 생성된 2차 전자가 유출하지 못하게 한다.
패러데이(1406)는 처리 디스크(1402) 및 관(1404)로부터 적절한 거리(1414)에 배치되거나, 다운스트림에 배치된다. 거리(1414)는, 특정 구현에 따라 약 0(온-디스크 패러데이)에서 다른 적당한 거리까지의 범위일 수 있다.
각 검출기(1400)는 전하 값 대신에 빔 전류를 측정함으로써 상술한 방법에 이용될 수 있다.
도 15로 계속하면, 본 발명의 양태에 따라 이온 주입 장치의 종단국(1500)의 사시도가 도시된다. 종단국(1500)은 본 발명에 따라 원위치에서 교정 및 조정되도록 동작 가능하다. 종단국(1500)은 반도체 장치 제조를 용이하게 하는 실질적으로 정확한 이온 주입 절차를 허용 및 실행한다.
종단국(1500)은 적어도 부분적으로 처리실(1502) 및 처리실(1502)을 지지하는 처리실 설치대(1501)를 포함한다. 처리실(1502)은, 많은 웨이퍼(1506)를 보유한 처리 디스크(1504)를 포함하고, 플렉시블 스테인레스 벨로스(1508)(또는 다른 형식의 플레시블 커플링)는 종단국이 이온 빔에 대한 알파 및 베타에 이동하도록 한다. 웨이퍼(1506)는 이온 빔이 주입 과정 중에 통과할 수 있는 주사/처리 영역 내의 처리 디스크 상에 배치된다. 처리 디스크(1504)는 알파 축(1510) 및 베타 축(1512)에 대해 회전 가능하다. 통상의 이온 주입 공정의 동작 중에, 처리 디스크는, 특정 장치가 제조되고, 이온 주입이 실행될 시에 변화할 수 있는 속도로 회전 축(1514)에 대해 회전한다. 예시적인 회전 속도는 1200 rpm이지만, 다른 적당한 회전 속도가 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 이온 주입 공정의 동작 중에, 이온 빔(1520)은 수직 방향(1510)으로 처리 디스크(1504)에 걸쳐 주사된다. 따라서, 이온 빔(1520)은 이온 빔에 의해 주사되는 영역 내에 배치되는 웨이퍼(1506)에 걸쳐 스위프(sweep)된다.
부가적으로, 처리 디스크(1504)는 처리 디스크(1504) 위 및/또는 그를 통해 형성된 하나 이상의 빔 각 검출기(1522)를 포함하며, 이 빔 각 검출기는 처리 디스크에 대해 이온 빔(1520)의 함수인 빔 전류의 측정을 제공한다. 각 검출기(1522)는 주사 영역 내에 배치될 수 있거나, 선택적으로, 이온 빔(1520)에 의해 도달 가능한 영역 내에 배치될 수 있지만, 통상의 주사/처리 영역의 외부에도 배치될 수 있다. 이온 빔(1520)은 또한 하나 이상의 빔 각 검출기(1522)에 걸쳐 주사한다. 다시 말하면, 본 예가 배치 타입의 종단국을 예시하지만, 본 발명은 단일 웨이퍼 타입의 응용에도 동일하게 적용 가능하다.
반도체 장치 제조 공정은 통상적으로 특정 각에서의 실행/주입을 필요로 하는 주입 절차를 포함한다. 상술한 바와 같이, 처리 디스크(1504)는 알파 축(1510) 및 베타 축(1512)에 대해 회전 가능하다. 이 특성은 알파 축(1510) 및 베타 축(1512)에 제각기 관련된 알파 및 베타 각을 수정함으로써 제어된 각에서 주입되도록 한다. 이온 주입 공정을 실행하기 전에, 처리 디스크(1504)는, 일반적으로, 공작물에 수직인 빔을 나타내는 0의 알파 및 베타 각에 대해 교정될 수 있다. 많은 적절한 메카니즘이 이 교정을 실행하는데 사용될 수 있고, 도 1에 대해 상술되었다.
다른 적당한 메카니즘은 처리 디스크(1504)를 교정하기 위해 빔 각 검출기(1522)를 사용할 수 있다. 빔 각 검출기(1522)는 충분한 종횡비 및 패러데이를 가진 개구를 포함하고, 이온 빔으로부터의 이온이 그를 통과하여 검출기/패러데이에 충돌하도록 한다. 일례에서, 이 개구는, 처리 디스크(1504) 내의 홀 및, 집합적으로, 정밀도, 신호 세기 및 신호 대 잡음비를 용이하게 하기 위해 선택되는 종횡비를 가진 관이다. 각 검출기(1522)는, 이온 빔(1520)의 입사각의 함수로서 빔 전류 또는 다른 적당한 파라미터/신호를 측정한다. 게다가, (도시되지 않은) 전류-주파수 변환 보드는 빔 각 검출기(1522)로부터 수신되는 신호/값을 처리한다. 전류-주파수 변환 보드는 전하 모니터 보드와 유사할 수 있고, 평균, 피크 및, 빔 각 검출기(1522)로부터의 동일한 빔 전류 값을 개별적으로 및/또는 집합적으로 처리 및 결정한다. 여러 신호 모니터 및/또는 계산 장치 및/또는 알고리즘은 본 발명에 따라 각 검출 시스템의 실제 구현에 이용됨을 이해하게 될 것이다.
알파 및 베타 각의 변동을 포함하는 많은 처리법이 결정된다. 일례로서, 처리법은, 알파가 일정하게 유지될 동안에는 변화되는 베타 값의 범위를 포함하고, 베타가 일정하게 유지될 동안에는 변화되는 알파 값의 범위를 포함한다. 그러나, 다른 범위 및 값은 본 발명에 따라 이용될 수 있음을 알 수 있다. 그 후, 이온 주입은 처리법의 수에 따라 실행된다. 이들 이온 주입 중에, 빔 전류는 빔 각 검출기(1522)로부터 획득된다. 그 후, 이 빔 전류 데이터는, 각 에러로서도 지칭되는 교정 에러가 존재하는 지를 결정하는데 사용되며, 존재할 경우에는, 알파 및 베타 교정 인수를 결정한다. 이 메카니즘은 교정 에러를 검출/정정하기 위해 웨이퍼의 측정 또는 검사를 필요로 하지 않음을 알 수 있다. 게다가, 웨이퍼의 존재는 반드시 교정을 위해 필요하지 않지만, 이온 빔을 통한 손상으로부터 웨이퍼를 보유하는 처리 디스크 상의 민감한 표면을 보호하기 위해 및/또는 편리성을 위해 제공될 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명은 웨이퍼를 제공하거나 제공하지 않고 상기 교정을 실행하는 것을 포함한다.
교정에 후속하여, 이온 주입 처리는 실행될 수 있다. 테스트, 더미 또는 앞서 사용된 웨이퍼가 교정을 위해 사용되었다면, 처리 웨이퍼는 처리 디스크(1504) 상에 삽입되며, 그렇지 않으면, 처리 웨이퍼는 이미 적소에 있다. 이온 주입 공정이 개시되면, 하나 이상의 빔 각 검출기(1522)는 피드백 데이터를 제공한다. 이 피드백 데이터로부터, 측정된 빔 전류는 예상되는 측정된 빔 전류와 비교되어, 이온 주입 공정 중에 교정 또는 각 에러를 나타낸다. 유사한 이온 주입 절차 중에 이전에 측정된 빔 전류의 데이터베이스가 사용될 수 있거나, 선택적으로 및 바람직하게는, 지능 제어 시스템은, 반복적 프로세스에서, 알파 및 베타 오프셋을 달성하는데 필요한 오프셋을 결정하는데 사용될 수 있다. 어떤 에러는, 알파 및 베타 각을 적당한 오프셋 량만큼 조정함으로써 정정될 수 있다. (도시되지 않은) 제어 신호는 (도시되지 않은) 알파 및 베타 모터로 송신되어, 알파 및 베타 각을 적절히 조정할 수 있다. 다른 에러는 많은 중대한 문제를 나타낼 수 있고, 예컨대 테스트를 종료하는 것과 같이 적당한 보정 동작을 초기화할 수 있다. 어떤 각 에러는 웨이퍼가 손상되거나 회복할 수 없을 정도로 심각성(severity)을 가질 수 있음을 알 수 있다. 게다가, 이와 같은 경우에서도, 중대한 주입 에러의 초기 검출은 회복할 수 없는 장치/웨이퍼의 불필요한 연속 처리를 방지할 수 있다.
도 16은 본 발명의 양태에 따라 이온 주입 시스템의 종단국(1600)의 사시도를 도시한 다이어그램이다. 종단국(1600)은 반도체 장치 제조를 용이하게 하는 실질적으로 정확한 주입 절차를 허용 및 실행한다.
종단국(1600)은 처리 디스크(1602) 및 패러데이(1604)를 포함한다. 처리 디스크(1602)는 다수의 웨이퍼(예컨대, 테스트 웨이퍼, 처리 웨이퍼 등)를 보유하여, 선택된 회전 속도로 회전한다. 패러데이(1604)는 처리 디스크(1604) 뒤에 배치되어, 이온 빔(1606)에 대한 빔 전류를 측정한다. 측정된 빔 전류는, 상술한 바와 같이, 처리 디스크(1602) 상에서 및 처리 디스크(1602)를 통해 슬롯, 홀 또는 각 검출기를 통과하는 전하 이온에 기초한다.
패러데이(1604)는 정지하거나, 선택적으로 처리 디스크로 회전할 수 있으며, 이온 주입 절차를 실행하는 중이나 그 전에 선량 제어를 위해 사용될 수 있다. 게다가, 패러데이(1604)는 본 발명에 따라 하나 이상의 각 검출기를 통해 빔 전류를 측정하는데 사용될 수 있다. 측정된 빔 전류는, 알파 및 베타 오프셋 값이 0일 시에(예컨대, 입사 이온 빔이 처리 디스크에 수직일 시에) 일반적으로 비교적 최대 값이다.
도 17은 본 발명의 양태에 따라 처리 디스크 상의/내의 각 검출기의 일부에 부착 가능한 관(1700)의 어레이의 사시도이다. 관(1700)의 어레이는 본 발명의 하나 이상의 각 검출기의 일부로서 사용될 수 있다(예컨대, 도 1 및 도 14 참조)
관(1700)의 어레이는 상술한 바와 같은 단일 관과 유사한 방식으로 이용될 수 있다. 따라서, 각 관(1700)은 신호(예컨대, 전하, 빔 전류)의 잡음을 줄이면서 신호를 증대시키도록 선택되는 종횡비를 갖는다. 전하 콜렉터 타입의 모니터의 경우(예컨대, 도 1), 관(1700)의 어레이는 단일 전하 콜렉터 타입의 센서에 부착되어, 실질적으로 잡음을 증대시키지 않고, 콜렉터 상에 전하 축적을 증대시킬 수 있다. 선택적으로, 관(1700)의 어레이의 각각의 관은 어레이(1700) 내의 관의 수와 숫적으로 동일한 다수의 각 검출기를 제공하는 개별 전하 콜렉터 센서에 부착될 수 있다.
관(1700)의 어레이는 또한 처리 디스크에 부착되거나 처리 디스크 내에 형성되어, 빔 전류를 입사각의 함수로서 측정할 수 있다. 처리 디스크는 다수의 프로파일 홀 또는 프로파일 개구를 가지며, 이들은 집합적으로 각 검출기에 대한 종횡비를 설정하도록 관의 어레이에 대응하거나 일치한다. 마찬가지로, 단일 디스크 패러데이는 관(1700)의 어레이를 통해 집합적인 빔 전류를 측정하는데 사용될 수 있다.
관(1700)의 어레이는 예시적인 목적을 위해 도시된다. 개구를 가진 다른 적당한 구조는 본 발명에 따라 사용될 수 있음을 알 수 있다.
일례에서, 관의 어레이는 처리 디스크의 반경을 따라 방사 방향으로 연장하며, 이 어레이는 대체로 적어도 빔 높이 또는 직경만큼 큰 방사 범위를 갖는다. 이와 같은 예에서, 어레이를 통과하여 수집되거나 검출되는 전체 빔 전류는 빔의 큰 단편 또는 부분이 개구 법선(normals)과 평행하거나 거의 평행할 경우에 더욱 크다. 그 후, 자이로(gyro) 모터를 이용하여 처리 디스크를 조정하여, 이와 같은 변동에 대한 빔 전류 데이터를 수집함으로써, 각에 대한 빔의 단편에 관한 정보는 확인될 수 있다.
상기 예의 다른 변동에서, 상이한 종횡비를 가진 어레이는 부가적인 정보를 수집하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 이온 빔 궤도와, 전류가 통과할 수 있는 개구 법선 간의 각이 빔의 각 스프레드(angular spread)보다 더 작을 정도로 방사상으로 연장하는 어레이가 매우 큰 종횡비를 가질 경우, 빔 전류 대 각 정보는 알파 및 베타 각에 대한 디스크 법선에 평행한 궤도로 빔의 파편을 계산하거나 맵(map)하는데 사용될 수 있다. 그 후, 이 정보는 디스크 법선을 평균 빔 방향과 정렬하는데 이용될 수 있다. 다른 예에서, 이온 빔 궤도와, 이 전류가 통과할 수 있는 개구 법선 간의 각이 빔의 각 스프레드와 비교할 수 있거나 각 스프레드보다 클 정도로 개구의 종횡비가 작은 경우, 디스크 각을 변화시켜 빔 전류를 최대화시킴으로써, 디스크 법선이 전류 웨이트된 평균 빔 방향과 정렬될 것이다.
도 18은 본 발명의 양태에 따라 처리 디스크를 정렬하는 방법(1800)을 도시한 흐름도이다. 하나 이상의 각 검출기는 처리 디스크 상에 배치되고, 이온 빔의 정규 주사 영역의 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. 도 11의 방법(1100), 도 12의 방법(1200) 및 도 13의 방법(1300) 등과 유사하여, 일부 상세 사항은 간략화를 위해 생략된다.
방법(1800)은, 하나 이상의 빔 입사각 검출기를 포함하는 처리 디스크가 제공되는 블록(1802)에서 개시한다. 처리 디스크는 이온 주입 시스템의 종단국의 구성 요소이며, 회전축에 대해 회전 가능하다. 게다가, 처리 디스크는 여러 원하는 주입 각을 허용하기 위해 경사 축 및 꼬임 축에 대해 조정 가능하다. 경사 축의 각은 알파로서 지칭되고, 꼬임 축의 각은 베타로서 지칭된다.
방법(1800)은, 처리 디스크가 초기에 약 0의 알파 및 베타 값(또는 다른 초기 오프셋 값)으로 설정되거나 정렬되어, 실질적으로 처리 디스크에 수직인 이온 빔을 생성시키는 블록(1804)에서 계속한다. 이들 값은 실질적으로 처리 디스크에 수직인 이온 빔을 산출하여, 교정 또는 각 에러가 없다면, 각 검출기에 의해 가장 크게 측정된 이온 빔을 산출한다.
다수의 알파 오프셋 및 베타 오프셋은, 다른 이온 주입 처리 파라미터와 함께, 블록(1806)에서 결정된다. 알파 및 베타 오프셋은, 도 9-10에 대해 기술된 바와 같은 알파 값의 증분 조정의 범위이다. 오프셋 값은 각 에러의 예상량에 기초하여 선택된다. 게다가, 알파 및 베타 오프셋 값의 수는 예상 각 에러에 따라 변화할 수 있다. 보다 큰 수의 오프셋 값은 각 에러를 식별하여 적절한 교정 인수를 획득하기가 더욱 쉬움을 알 수 있다. 이온 식별 처리 파라미터는, 예컨대, 주입물의 에너지, 빔 폭, 선량, 지속 기간 등을 포함한다. 통상적으로, 주입 처리 파라미터는 장치 제조 주입 절차에서 이용되는 것과 실질적으로 유사하도록 선택된다. 그러나, 처리 파라미터는 (예컨대, 각 검출기의 개구와 거의 동일한 빔 폭을 설정함으로써) 각 에러 검출을 용이하게 하도록 조정될 수 있다.
약 0에서 일정하게 유지되는 베타 각에 의해, 이온 주입은 다수의 알파 오프셋에서 실행되고, 빔 전류 측정은 블록(1808)에서 하나 이상의 빔 입사각 검출기로부터 획득된다. 피크 빔 전류는 각각의 이온 주입을 위해 결정되고, 알파 오프셋 값은 다수의 측정된 피크 빔 전류 값을 생성한다.
약 0에서 일정하게 유지되는 알파 각에 의해, 이온 주입은 다수의 베타 오프셋에서 실행되고, 전하 측정은 블록(1810)에서 하나 이상의 빔 입사각 검출기로부터 획득된다. 피크 빔 전류는 각각의 이온 주입을 위해 결정되고, 베타 오프셋 값은 다수의 측정된 피크 빔 전류 값을 생성한다. 본 발명은 여러 알파 및 베타 오프셋 값에서 이온 주입을 동시에 실행하는 것을 포함하고, 0과 동일한 베타로 알파 오프셋을 위한 이온 주입을 실행하고, 0과 동일한 알파로 베타 오프셋을 위한 이온 주입을 실행하는 것으로 제한되지 않음을 알 수 있다.
블록(1812)에서, 교정 또는 각 에러가 측정된 빔 전류에 기초하여 존재하는 지의 여부에 관해 결정이 행해진다. 상술한 바와 같이, 획득된 최대 값은, 각 에러가 없는 이온 주입이 있을 경우에, 0과 동일한 알파 및 베타에 있어야 한다. 그렇지 않으면, 각 에러 또는 교정 에러가 있어 정정되어야 한다. 그 다음, 각 에러가 존재할 시에는, 블록(1814)에서, 알파 교정 값은 가장 큰 값을 산출한 다수의 알파 오프셋 값의 값으로 선택되고, 베타 교정 값은 가장 큰 베타 값을 산출한 다수의 베타 오프셋 값의 값으로 선택된다.
블록(1816)에서, 알파 교정 값 및 베타 교정 값은 제각기 경사 및 꼬임 축에 적용되고, 검증 프로세스는 실행된다. 검증 프로세스는 이온 주입의 실행을 간단히 하여, 유사한 측정된 빔 전류 값이 획득되거나, 선택적으로, 많은 알파 및 베타 오프셋 값을 사용할 수 있음을 검증한다. 검증이 성공적이면, 방법은 종료하고, 이온 주입 시스템은 적절히 교정된 것으로 간주된다. 또한, 방법은, 처리 디스크가 다시 한번 0의 알파 및 베타 값으로 초기화되는 블록(1804)으로 복귀한다.
방법(1800)의 변동은 본 발명에 따라 고려됨을 알 수 있다. 예컨대, 처리 디스크는 0 대신에 다른 값으로 초기화될 수 있고, 알파 및 베타 오프셋의 양방은 1의 상수를 보유하는 대신에 각 주입을 위해 변화할 수 있다. 게다가, 원위치 및/또는 다른 교정 절차에 이용될 알파 및 베타 값과 이온 주입 처리 파라미터와 같은 다른 정보와 함께, 각 검출기에 의해 획득된 빔 전류 데이터는 데이터베이스 내에 기억될 수 있다. 따라서, 측정된 빔 전류 값은 데이터베이스 내의 값과 비교되어, 교정 값을 입증 및 상관시킬 수 있다.
본 발명은, 적어도 부분적으로, 알파, 베타, 꼬임 및 경사 축에 따라 도시되고, 기술되었음을 알 수 있다. 그러나, 본 발명은 특정 축으로 제한되지 않고, 꼬임 및 경사 축 외에 하나 이상의 축에 대해 동작할 수 있다. 게다가, 본 발명은, 적어도 부분적으로, 하나 이상의 관 부분 및/또는 하나 이상의 프로파일 홀을 포함하는 많은 빔 식별 구조로 기술되고 도시되었다. 그러나, 다른 적당한 빔 식별 구조는, 이들 구조가 선택된 종횡비를 가진 개구를 통해 전하 및/또는 전하 이온의 통로를 선택적으로 식별할 수 있는 한, 사용될 수 있다.
본 발명이 하나 이상의 구현에 대해 도시되고 기술되었지만, 당업자에게는, 이 명세서 및 첨부한 도면을 이해할 시에 등가의 변경 및 수정이 일어날 것이다. 특히, 상술한 구성 요소(조립체, 장치, 회로, 시스템 등)에 의해 실행되는 각종 기능에 관해, 본 발명의 예시적인 구현에서 기능을 실행하는 개시된 구조와 구조적으로 동등하지 않을 지라도, 이와 같은 구성 요소를 나타내는데 이용된 ("수단"에 대한 참조를 포함하는) 용어는, 달리 지시되지 않으면, (예컨대, 등가 기능인) 상술한 구성 요소의 특정 기능을 실행하는 어떤 구성 요소에 대응하는 것으로 의도된다. 게다가, 본 발명의 특정의 특징이 수개의 구현 중 하나 만에 대해 개시되었지만, 이와 같은 특징은, 소정의 또는 특정의 응용에 바람직하고 유익할 수 있을 시에, 다른 구현의 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다. 더욱이, 용어 "포함하는", "포함한다", "가진", "갖는다", "갖는" 또는 그의 변형은 상세한 설명 및 청구범위에 이용된다는 점에서, 이와 같은 용어는 용어 "구비하는"과 유사한 방식으로 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (42)

  1. 이온 주입 시스템용 이온 빔 입사각 검출기로서,
    개구를 규정한 홀을 가진 구조체로서, 상기 개구는 축을 따라 상기 구조체를 통해 연장하고, 상기 이온 빔 내의 이온이 선택적으로 상기 이온 빔과 상기 구조체 간의 입사각에 따라 통과하지 못하게 하는 선택된 종횡비를 가진 구조체 및,
    상기 구조체 내의 상기 개구를 통과하는 이온을 수납하도록 구성되고, 상기 개구를 통과하는 전하 이온의 량의 함수로서의 신호를 제공하는 센서 메카니즘을 구비하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템용 이온 빔 입사각 검출기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 메카니즘은 전하 콜렉터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템용 이온 빔 입사각 검출기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 개구를 통과하는 상기 전하 이온은 상기 전하 콜렉터 상에 전하를 축적하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템용 이온 빔 입사각 검출기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    관련된 상기 개구를 가진 상기 구조체의 일부는 알루미늄, 실리콘으로 코팅된 알루미늄, 흑연 및 양극 처리된 알루미늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템용 이온 빔 입사각 검출기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 전하 콜렉터는 전하 모니터로서 동작 가능한 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템용 이온 빔 입사각 검출기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구의 종횡비는 적절한 신호 대 잡음비를 산출하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템용 이온 빔 입사각 검출기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조체는 관을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템용 이온 빔 입사각 검출기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조체는 실질적으로 접지됨으로써, 상기 개구의 내부 표면에 충돌하는 이온이 실질적으로 중성으로 되거나, 상기 개구의 내부 표면이 상기 내부 표면에 충돌하는 이온을 수집하거나 트랩하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템용 이온 빔 입사각 검출기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 메카니즘은 빔 전류를 입사각의 함수로서 측정하는 패러데이를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템용 이온 빔 입사각 검출기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 구조체는 상기 개구의 적어도 일부를 규정하는 홀을 가진 처리 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템용 이온 빔 입사각 검출기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조체를 설치한 처리 디스크를 더 포함하는데, 상기 구조체는 일반적으로 중심을 이루고, 상기 축을 따라 연장하는 관을 포함하며, 상기 구조체는 실질적으로 접지됨으로써, 상기 개구의 내부 표면에 충돌하는 이온이 실질적으로 중성으로 되거나, 상기 개구의 내부 표면이 상기 내부 표면에 충돌하는 이온을 수집하거나 트랩하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템용 이온 빔 입사각 검출기.
  12. 이온 주입 시스템의 종단국으로서,
    하나 이상의 이온 빔 각 검출기를 수용하도록 구성되는 처리실 및,
    하나 이상의 축에 대해 조정 가능하고, 하나 이상의 웨이퍼를 수용하기 위해 구성되는 처리 지지 구조체를 구비하는데,
    상기 이온 빔 각 검출기의 각각은 상기 처리 지지 구조체 상에 설치된 빔 식별 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 처리실을 지지하고, 상기 하나 이상의 축에 대해 상기 처리 지지 구조체의 조정을 지지하는 처리실 설치대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 처리 지지 구조체는 주입을 위한 다수의 웨이퍼 또는 단일 웨이퍼 플래튼을 지지하도록 동작 가능한 멀티-웨이퍼 처리 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 축은 제각기 알파 축 및 베타 축을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 이온 빔 각 검출기는 제각기,
    전하 콜렉터,
    전하 콜렉터 상에 형성되고, 상기 전하 콜렉터의 일부를 노출하는 축을 따른 제 1 직경의 개구를 가진 절연 층 및,
    상기 절연 층 상에 형성되는 빔 식별 구조체로서의 관 부분으로서, 상기 관 부분은 접지되고, 상기 축을 따른 개구를 가지며, 상기 개구는 상기 축과 실질적으로 일치하게 이온을 이동시켜, 상기 전하 콜렉터의 노출된 부분에 충돌하고, 그 상에 전하를 축적하며, 상기 축과 실질적으로 불일치하게 이동하는 이온은 상기 관 부분에 충돌하여, 그와 관련된 전하의 적어도 일부를 상실하는 관 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 이온 빔 각 검출기는 제각기,
    전하 콜렉터,
    전하 콜렉터 상에 형성되고, 상기 전하 콜렉터의 일부를 노출하는 축을 따른 제 1 직경의 개구를 가진 절연 층 및,
    상기 절연 층 상에 형성되는 빔 식별 구조체로서의 관 부분으로서, 상기 관 부분은 상기 축을 따른 개구를 가지며, 상기 개구는 상기 축과 실질적으로 일치하게 이온을 이동시켜, 상기 전하 콜렉터의 노출된 부분에 충돌하고, 그 상에 전하를 축적하며, 상기 축과 실질적으로 불일치하게 이동하는 이온은 상기 관 부분에 충돌하여, 수집되는 관 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 처리 지지 구조체는 하나 이상의 축에 대해 상기 하나 이상의 이온 빔 각 검출기를 통해 교정되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 처리 지지 구조체는 하나 이상의 축에 대해 상기 하나 이상의 이온 빔 각 검출기를 통해 원위치에서 조정되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 이온 빔 각 검출기는 이온 빔의 주사 범위 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 이온 빔 각 검출기는 이온 빔의 주사 범위 밖에 배치되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  22. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 각 검출기는 제각기,
    상기 처리 지지 구조체 상에 설치되고, 상기 처리 지지 구조체 내에 형성된 개구와 정렬되는 빔 식별 구조체로서의 관 부분으로서, 상기 관 부분 및 개구는 이온이 통과하도록 하는 통로를 형성하는 관 부분 및,
    상기 관 부분 및 개구를 통과하는 이온을 수납하도록 구성되고, 상기 관 부분 및 개구를 통과하는 이온의 량의 함수로서의 신호를 제공하는 센서 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 센서 메카니즘은 상기 처리 지지 구조체 내에 형성된 개구를 통과한 후에 전하를 유지하는 전하 이온의 함수로서 빔 전류를 측정하는 처리 지지 구조체의 다운스트림에 배치된 패러데이를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 센서 메카니즘은 상기 처리 지지 구조체 내에 형성된 개구를 통과한 후에 전하를 유지하는 전하 이온의 함수로서 전하를 수집하는 처리 지지 구조체의 다운스트림에 배치된 전하 콜렉터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  25. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 각 검출기는 제각기,
    상기 처리 지지 구조체 상에 설치되고, 상기 처리 지지 구조체 내에 형성된 개구의 어레이와 정렬되는 빔 식별 구조체로서의 관의 어레이로서, 상기 관의 어레이 및 개구의 어레이는 이온이 통과하도록 하는 통로의 어레이를 형성하는 관의 어레이 및,
    상기 통로의 어레이를 통과하는 이온을 수납하도록 구성되어, 상기 어레이를 통과한 후에 전하를 유지하는 전하 이온의 함수로서 빔 전류를 집합적으로 측정하는 센서 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  26. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 각 검출기는 제각기,
    상기 처리 지지 구조체 상에 설치되고, 상기 처리 지지 구조체를 통하는 홀의 어레이와 일치하는 빔 식별 구조체로서의 관의 어레이로서, 개구는 관 부분 및 홀에 의해 형성되는 관의 어레이 및,
    제각기 상기 관의 어레이 중 하나와 관련되고, 상기 개구를 통과한 후에 전하를 유지하는 전하 이온의 함수로서 빔 전류를 집합적으로 측정하는 다수의 패러데이로서, 상기 다수의 패러데이의 각각은 상기 이온 빔의 일부와 관련되는 다수의 패러데이를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  27. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 각 검출기는 제각기,
    상기 빔 식별 구조체로서 상기 처리 지지 구조체를 통해 연장하는 홀의 어레이로서, 개구는 프로파일 홀에 의해 형성되는 홀의 어레이 및,
    상기 프로파일 홀을 통과하는 이온을 수납하도록 구성되어, 상기 프로파일 홀을 통과하는 전하 이온의 량의 함수로서의 신호를 제공하는 센서 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  28. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 각 검출기는 제각기,
    상기 빔 식별 구조체로서 상기 처리 지지 구조체를 통해 연장하는 홀의 어레이로서, 개구는 프로파일 홀에 의해 형성되는 홀의 어레이 및,
    상기 프로파일 홀을 통과하는 이온을 수납하도록 구성되는 상기 프로파일 홀 중 하나와 제각기 관련되는 다수의 센서 메카니즘으로서, 상기 센서는 제각기 상기 프로파일 홀을 통과하는 전하 이온의 량의 함수로서의 신호를 제공하고, 상기 다수의 센서의 각각은 상기 이온 빔의 일부와 관련되는 다수의 센서 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템의 종단국.
  29. 입사 이온 빔을 정렬하는 방법으로서,
    하나 이상의 웨이퍼를 지지하도록 구성되고, 하나 이상의 각 검출기를 가진 처리 지지 구조체를 제공하는 단계,
    제 1 및 2 각 설정을 초기화하도록 하나 이상의 축을 따라 상기 처리 지지 구조체를 정렬하는 단계,
    다수의 제 1 각 오프셋 값 및 제 2 각 오프셋 값을 결정하는 단계,
    상기 다수의 제 2 각 오프셋 값에 대한 이온 주입을 실행하여, 다수의 제 2 각 전하 값을 획득하는 단계,
    상기 다수의 제 1 각 오프셋 값에 대한 이온 주입을 실행하여, 다수의 제 1 각 전하 값을 획득하는 단계 및,
    상기 다수의 제 1 각 전하 값에 따른 제 1 각 교정 값 및, 상기 다수의 제 2 각 전하 값에 따른 제 2 각 교정 값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입사 이온 빔의 정렬 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 각 교정 값 및 상기 제 2 각 교정 값을 상기 처리 지지 구조체에 적용하여, 상기 처리 지지 구조체의 정렬을 검증하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입사 이온 빔의 정렬 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 정렬의 검증의 실패에 관해 다음의 순서:
    다수의 제 2의 제 1 각 오프셋 값 및 제 2 각 오프셋 값을 결정하는 단계,
    상기 다수의 제 2 각 오프셋 값에 대한 이온 주입을 실행하여, 다수의 제 2 각 전하 값을 획득하는 단계,
    상기 다수의 제 2의 제 1 각 오프셋 값에 대한 이온 주입을 실행하여, 다수의 제 2의 제 1 각 전하 값을 획득하는 단계,
    각 에러의 존재를 결정하는 단계,
    상기 다수의 제 2의 제 1 각 전하 값에 따른 제 2의 제 1 각 교정 값 및, 상기 다수의 제 2 각 전하 값에 따른 제 2 각 교정 값을 결정하는 단계,
    상기 제 2의 제 1 각 교정 값 및 상기 제 2 각 교정 값을 상기 처리 지지 구조체에 적용하여 상기 처리 지지 구조체의 정렬을 검증하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입사 이온 빔의 정렬 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 정렬이 성공적으로 검증될 때까지 반복하여 완료되는 것을 특징으로 하는 입사 이온 빔의 정렬 방법.
  33. 입사 이온 빔을 정렬하는 방법으로서,
    하나 이상의 웨이퍼를 지지하도록 구성되고, 하나 이상의 각 검출기를 가진 처리 지지 구조체를 제공하는 단계,
    제 1 및 2 각 값을 초기화하도록 상기 처리 지지 구조체를 정렬하는 단계,
    다수의 제 1 각 오프셋 값 및 제 2 각 오프셋 값을 결정하는 단계,
    상기 다수의 제 2 각 오프셋 값에 대한 이온 주입을 실행하여, 다수의 제 2 각 빔 전류 값을 획득하는 단계,
    상기 다수의 제 1 각 오프셋 값에 대한 이온 주입을 실행하여, 다수의 제 1 각 빔 전류 값을 획득하는 단계 및,
    상기 다수의 제 1 각 빔 전류 값에 따른 제 1 각 교정 값 및, 상기 다수의 제 2 각 빔 전류 값에 따른 제 2 각 교정 값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입사 이온 빔의 정렬 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 각 교정 값 및 상기 제 2 각 교정 값을 상기 처리 지지 구조체에 적용하여, 상기 처리 지지 구조체의 정렬을 검증하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입사 이온 빔의 정렬 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 정렬의 검증의 실패에 관해 다음의 순서:
    다수의 제 2의 제 1 각 오프셋 값 및 제 2 각 오프셋 값을 결정하는 단계,
    상기 다수의 제 2 각 오프셋 값에 대한 이온 주입을 실행하여, 다수의 제 2 각 빔 전류 값을 획득하는 단계,
    상기 다수의 제 2의 제 1 각 오프셋 값에 대한 이온 주입을 실행하여, 다수의 제 2의 제 1 각 빔 전류 값을 획득하는 단계,
    각 에러의 존재를 결정하는 단계,
    상기 다수의 제 2의 제 1 각 빔 전류 값에 따른 제 2의 제 1 각 교정 값 및, 상기 다수의 제 2 각 빔 전류 값에 따른 제 2 각 교정 값을 결정하는 단계,
    상기 제 2의 제 1 각 교정 값 및 상기 제 2 각 교정 값을 상기 처리 지지 구조체에 적용하여 상기 처리 지지 구조체의 정렬을 검증하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입사 이온 빔의 정렬 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 정렬이 성공적으로 검증될 때까지 반복하여 완료되는 것을 특징으로 하는 입사 이온 빔의 정렬 방법.
  37. 원위치에 처리 지지 구조체 및 입사 이온 빔을 정렬하는 방법으로서,
    적어도 주입 각을 포함하는 이온 주입 처리 파라미터를 선택하는 단계,
    적어도 부분적으로 상기 처리 파라미터 및 각 주입 전하 데이터에 기초하여 하나 이상의 각 검출기에 대한 수용 가능한 전하 값의 범위를 결정하는 단계,
    상기 이온 주입 처리 파라미터에 따라 이온 주입 처리를 초기화하는 단계,
    상기 이온 주입 처리 중에 하나 이상의 각 검출기로부터 전하 값을 모니터하는 단계 및,
    상기 수용 가능한 전하 값의 범위 밖의 전하 값을 획득할 시에 상기 이온 주입 처리 중에 상기 이온 주입 처리 파라미터를 적절히 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원위치에 처리 지지 구조체 및 입사 이온 빔을 정렬하는 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 이온 주입 처리를 초기화하기 전에 상기 처리 디스크를 교정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원위치에 처리 지지 구조체 및 입사 이온 빔을 정렬하는 방법.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 처리 파라미터를 수정하는 단계는 결정된 오프셋 값에 의해 제 1 및 2 각 값을 조정하는 단계하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원위치에 처리 지지 구조체 및 입사 이온 빔을 정렬하는 방법.
  40. 입사 이온 빔을 정렬하는 방법으로서,
    하나 이상의 웨이퍼를 지지하도록 구성되고, 하나 이상의 각 검출기를 가진 처리 지지 구조체를 제공하는 단계,
    제 1 및 2 각 값을 초기화하도록 상기 처리 지지 구조체를 정렬하는 단계,
    다수의 제 1 각 오프셋 값 및 제 2 각 오프셋 값을 결정하는 단계,
    상기 다수의 제 2 각 오프셋 값에 대한 이온 주입을 실행하여, 다수의 제 2 각 신호 값을 획득하는 단계,
    상기 다수의 제 1 각 오프셋 값에 대한 이온 주입을 실행하여, 제 1 각 신호 값을 획득하는 단계 및,
    상기 다수의 제 1 각 신호 값에 따른 제 1 각 교정 값 및, 상기 다수의 제 2 각 신호 값에 따른 제 2 각 교정 값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입사 이온 빔의 정렬 방법.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 제 1 각 신호 값 및 상기 제 2 각 신호 값은 전하 콜렉터에 의해 획득되는 축적된 전하에 기초하는 것을 특징으로 하는 입사 이온 빔의 정렬 방법.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 제 1 각 신호 값 및 상기 제 2 각 신호 값은 패러데이에 의해 측정되는 빔 전류 값에 기초하는 것을 특징으로 하는 입사 이온 빔의 정렬 방법.
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