KR20090037990A - 이온 주입 균일성을 위한 이온 비임 스캐닝 제어 방법 및 시스템 - Google Patents

이온 주입 균일성을 위한 이온 비임 스캐닝 제어 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 스캔되는 이온 비임의 리본 비임 플럭스를 조정하는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법에서, 이온 비임은 스캔 속도로 스캔되며, 복수의 동적 비임 프로파일은 이온 비임이 스캔될 때 측정된다. 교정된 스캔 속도는 스캔된 비임의 측정된 복수의 동적 비임 프로파일에 기초하여 계산된다. 이온 비임은 교정된 리본 이온 비임을 생성하도록 교정된 스캔 속도로 스캔된다. 다른 방법과 시스템들도 개시되어 있다.

Description

이온 주입 균일성을 위한 이온 비임 스캐닝 제어 방법 및 시스템 {ION BEAM SCANNING CONTROL METHODS AND SYSTEMS FOR ION IMPLANTATION UNIFORMITY}
본 발명은 일반적으로 이온 주입 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 피가공재 전체에 걸친 이온 비임을 균일하게 스캐닝하기 위한 개선된 시스템과 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 및 다른 제품의 제작에 있어서, 반도체 웨이퍼, 디스플레이 패널, 또는 불순물을 갖는 다른 피가공재를 도프하는데 이온 주입(ion implantation)이 사용된다. 이온 주입기나 이온 주입 시스템은 이온 비임으로 피가공재를 처리하여 n-형 또는 p-형 도프 영역을 생성하거나 피가공재 내에 부동층을 형성한다. 반도체를 도핑하기 위해 사용될 때, 이온 주입 시스템은 선택된 이온 종을 분사하여 바람직한 외적 재료(extrinsic material)를 생성하는데, 여기서 안티몬, 비소 또는 인과 같은 소오스 재료로부터 생성된 이온들을 주입하는 것에 의해 반도체 웨이퍼 내에 n-형 외적 재료 웨이퍼를 생성하며, 붕소, 갈륨 또는 인듐과 같은 재료를 주입하는 것에 의해 p-형 외적 재료 부분을 생성한다.
일반적으로, 피가공재의 표면에 균일한 주입을 제공하는 것이 바람직하다. 따라서, 종래의 시스템은 종종, 스캔 방향을 따라 비임의 촛점 편차를 반작용시키 도록 비임 스캐너의 전압 파형을 조정 및/또는 다른 비임의 불규칙성을 보상하기 위한 교정 작동을 필요로 했다. 이는 통상적으로, 프로파일 영역과 스캐너 전압 영역을 프로파일 전체에 균등하게 이격되어 있는 일련의 별도 지점들로 세분화함으로써 점대점(point-to-point)으로 수행되었다. 각각의 별도의 지점을 위해, 측정 센서가 각각의 지점에 위치되며 스캔된 비임 플럭스가 각각의 지점에서 측정된다. 각각의 측정이 완료된 이후에, 측정 센서는 다음 지점으로 넘어가서 다른 측정을 수행 및 완료한다. 그러한 측정은 각각의 지점들에 대해 반복되며, 최종 스캔 파형은 스캔 전반에 걸친 포인트 비임 또는 비임 프로파일 상수를 추정함으로써 프로파일 불균일성을 보상하도록 조정된다.
종래의 점대점 스캐너 교정 기술은 이온 비임의 폭이 타겟 면적 전체에 걸쳐 좁고 매우 일정한 경우에 적절할 수 있으나, 이러한 기술은 비임의 폭이 넓고 및/또는 비임 폭이 스캔 방향에 따라 변화되는 경우에 덜 적합하다. 특히, 비임이 넓고 타겟 면적에 걸쳐 변화되면, 점대점 기술은 비임 중심으로부터 약간 떨어진 비임에 의해 생성된 피가공재 도우즈(dose)를 계산할 수 없다. 이러한 경우는 공간 전하의 팽창(space charge expension)을 경험(즉, 스캔 또는 X 방향으로의 측면 분기)하는 저 에너지 이온 비임의 경우에 특히 문제가 된다.
또한, 종래의 점대점 스캐너 교정 기술은 충분한 데이터를 얻기 위해 상당한 시간을 필요로 한다. 통상적으로, 종래의 시스템에 있어서, 전술한 점대점 측정은 X 방향으로의 다수의 비임 패스를 떠맡아야 한다. 각각의 비임 패스가 수초간 걸릴 수 있으므로, 이러한 종래 시스템은 종종 하나의 교정을 수행하는데 수분을 소 요할 수 있다. 한정된 수의 웨이퍼(예를 들어, 프로토타입, 테스트 구조 등) 이후에 이온 주입기가 재교정되는 시나리오에 있어서, 이러한 긴 교정 시간은 처리량에 상당한 악영향을 끼친다.
따라서, 균일한 주입이 용이하고 교정 시간이 감소된 개선된 이온 비임 스캐너 교정 기술이 필요하다.
이후에, 본 발명의 몇몇 일면들에 대한 기본 이해를 제공하기 위해 본 발명을 개략적으로 요약한다. 이러한 개요는 본 발명에 대한 총체적인 개요를 제공하는 것이 아니며, 본 발명의 중요하거나 임계적인 요소들을 동일시하거나 본 발명의 범주를 제한하려는 것이 아니라고 이해해야 한다. 오히려, 이러한 개요의 목적은 이후에 제시되는 더욱 상세한 설명에 대한 서두로서 간단한 형태로 본 발명의 일부 개념을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는 리본 이온 비임의 이온 플럭스를 조정하는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법에서, 이온 비임은 리본 비임을 형성하기 위한 스캔 속도로 스캔되며, 이온 비임이 스캔될 때 복수의 동력 비임 프로파일이 측정된다. 교정된 스캔 속도는 스캔 이온 비임에 대한 측정된 복수의 동적 비임 프로파일에 기초하여 계산된다. 이온 비임은 정확한 리본 이온 비임을 생성하도록 정확한 스캔 속도로 스캔된다.
이후의 설명과 첨부된 도면들은 본 발명의 어떤 예시적인 일면과 실시예들을 상세하게 설명한다. 이는 본 발명의 원리가 사용될 수 있는 몇몇 다양한 방식만을 나타낸 것이다.
도 1a는 스캐너, 패럴라이저, 및 선량 시스템을 갖춘 이온 주입 시스템의 일 실시예이며,
도 1b는 도 1a의 스캐너와 여러 개의 스캔된 이온 비임에 대한 일 실시예를 도시하는 도면이며,
도 1c는 도 1a 및 도 1b의 스캐너에서 삼각형 스캐닝 판의 전압 파형에 대한 일 실시예를 도시하는 도면이며,
도 1d는 실시간으로 여러 별도의 지점에서 도 1a의 시스템 내에 있는 피가공재와 충돌한 하나의 스캔 이온 비임을 도시하는 사시도이며,
도 2a는 피가공재를 가로지르는 이온 비임의 스캐닝을 도시하는 단면도이며,
도 2b 내지 도 2f는 도 1a 및 도 1b의 이온 주입 시스템 내에 있는 피가공재와의 충돌시 이온 비임 폭의 편차를 도시하는 부분 정면도이며,
도 3은 종래의 비임 스캐너 교정 방법을 설명하는 흐름도이며,
도 4는 종래의 비임 스캐너 교정 방법과 관련된 다수의 변수들을 설명하는 그래프이며,
도 5는 본 발명에 따른 하나의 교정 방법을 설명하는 흐름도이며,
도 6a 내지 도 6c는 도 5의 교정 방법에 사용될 수 있는 하나의 측정 방법에 대한 일면들을 설명하는 차트이며,
도 7a 내지 도 7d는 도 5의 교정 방법에 사용될 수 있는 하나의 측정 방법에 대한 일면들을 설명하는 차트이며,
도 8a 및 도 8b는 도 5의 교정 방법에 사용될 수 있는 하나의 측정 방법에 대한 일면들을 설명하는 차트이며,
도 9는 교정 팩터 세트를 계산하기 위한 하나의 교정 알고리즘을 설명하는 차트이다.
본 발명은 동일한 구성 요소에 동일한 도면 부호가 사용된 도면들을 참조하여 설명되며 도시된 도면은 반드시 축척대로 도시한 것이 아니다.
도 1a는 터미널(12), 비임라인 조립체(14), 및 단부 스테이션(16)을 갖춘 예시적인 이온 주입 시스템(10)을 도시한다.
터미널(12)은 이온 비임(24)을 생성하고 비임라인 조립체(14)로 지향시키는 고전압 동력원(22)에 의해 동력을 공급받는 이온 소오스(20)를 포함한다. 이온 소오스(20)는 소오스(20)로부터 축출되고 이온 비임(24)으로 형성되는 하전 이온을 생성하며, 이는 비임라인 조립체(14) 내의 비임 통로를 따라 단부 스테이션(16)으로 지향된다.
비임라인 조립체(14)는 비임가이드(32), 질량 분석기(26), 스캐닝 시스템(35), 및 패널라이저(38)를 가지며, 질량 분석기 내에는 분별 구멍(34)을 통해 적절한 질량대 전하비만을 갖는 이온들을 통과시키도록 쌍극 자기장이 설정된다. 이온 주입 시스템(10)은 또한, 이온 소오스(20)와 단부 스테이션(16) 사이로 연장하는 다수의 비임 형성 및 가공 구조물도 포함하며, 이는 이온 비임(24)을 유지하 고 길다란 내측 공동 또는 통로를 제한하며, 공동 또는 통로를 통해서 비임(24)이 단부 스테이션(16) 내에 지지되는 피가공재(30)로 이동된다. 이러한 이온 비임 이동 통로는 통상적으로, 공기 분자와의 충돌을 통해 비임 통로로부터 편향될 이온의 가능성을 감소시키도록 배기된다.
상기 주입기는 상이한 형태의 스캐닝 시스템을 사용할 수 있다. 예를 들어, 도시된 정전기 시스템은 고전압 동력원을 스캔 판에 결합시킨다. 스캔 판 상의 전압은 비임을 스캔하도록 조정된다. 자기 시스템에 있어서, 고전류 공급원은 전자기 코일에 연결된다. 자기장은 비임을 스캔하도록 조정된다. 이러한 본 발명의 목적을 위해, 모든 다른 형태의 스캐닝 시스템이 동등하게 사용될 수 있으며 상기 정전기 시스템은 단지 설명만을 위해 사용된 것이다.
스캐닝 시스템(35)은 스캐너 판 또는 전극(36a,36b)에 연결되는 동력원(50)과 스캐너(36)를 포함하며, 상기 스캐너(36)는 질량 분석기(26)로부터 비임 통로를 따라 질량 분석된 이온 비임(24)을 수용하며 스캔된 비임(24)을 비임 통로를 따라 패럴라이저(38)로 공급한다. 그후 패럴라이저(38)는 비임(24)이 일반적으로 일정한 입사각으로 선량 측정 시스템(dosimetry system)의 측정 센서와 충돌하도록 스캔된 비임(24)을 단부 스테이션(18)으로 지향시킨다.
스캐너(36)는 상당히 좁은 프로파일(예를 들어, 도시된 시스템(10) 내의 "펜슬(pencil) 비임) 및 스캐너 판(36a,36b)에 동력원(50)에 의해 인가된 전압 파형을 갖는 질량 분석된 이온 비임(24)을 수용하며 비임(24)을 다시 스캔하여 X 방향(스캔 방향)으로 진행시켜 적어도 관련 피가공재 정도의 폭 또는 관련 피가공재보다 넓을 수 있는 유효 X 방향 폭을 갖는 길다란 "리본" 비임(예를 들어, 스캔된 비임)으로 비임(24)을 확산시킨다. 스캔된 비임(24)은 비임을 Z 방향에 일반적으로 평행한 방향(예를 들어, 일반적으로 피가공재 표면에 수직한 방향)으로 지향시키는 패럴라이저(38)를 통과한다.
주입기(10)는 상이한 형태의 단부 스테이션(16)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 배치형 단부 스테이션은 다중 피가공재(30)를 회전 지지 구조물 상에 동시에 지지할 수 있으며, 상기 회전 지지 구조물 내에서는 모든 피가공재(30)가 완전히 이온 주입될 때까지 피가공재(30)가 이온 비임의 통로를 통해 회전된다. 다른 한편으로, 연속형 단부 스테이션은 단일 피가공재(30)를 주입을 위한 비임 통로를 따라 지지하며, 여기서 다중 피가공재(30)는 연속 방식으로 동시에 한번에 주입되며, 각각의 피가공재(30)는 다음 피가공재(30)의 주입이 시작되기 이전에 완전히 주입된다.
도시된 이온 스테이션(16)은 이온 주입을 위한 비임 통로를 따라 단일 피가공재(30: 예를 들어, 비임(24)으로부터의 이온으로 이온 주입될 반도체 웨이퍼, 디스플레이 패널, 또는 다른 피공재)를 지지하는 연속형 단부 스테이션이며, 여기서 선량 측정 시스템(52)이 이온 주입 작동 이전의 교정 측정을 위한 피가공재 위치 근처에 위치된다. 교정 중에, 비임(24)은 선량 측정 시스템(52)을 통과한다. 선량 측정 시스템(52)은 프로파일러 통로(58)를 연속적으로 횡단할 수 있는 하나 또는 그 이상의 프로파일러(56)를 포함함으로써 스캔된 비임의 프로파일을 측정한다. 도시된 선량 측정 시스템(52)에서, 프로파일러(56)는 스캔된 비임의 전류 밀도를 측정하기 위한 종래의 패러데이 컵과 같은 전류 밀도 센서를 포함한다. 전류 밀도 센서는 스캔된 비임에 대해 일반적으로 대각선 방식으로 이동함으로써 통상적으로 리본 비임의 폭을 횡단한다. 선량 측정 시스템(52)은 제어 시스템(54)에 작동가능하게 연결됨으로써 이로부터의 명령 신호를 수용하여 측정값을 제공하는 것에 의해 더 상세히 설명하는 바와 같은 본 발명의 교정 방법의 측정 일면들을 실행하게 된다.
도 1b 내지 도 2f를 참조하면, 비임 스캐너(36)의 정전기 버젼은 도 1b에 추가로 도시되어 있는데, 이는 비임 통로의 어느 한 측면 상에 한 쌍의 스캔 판 또는 전극(36a,36b) 및 도 1c에 파형 그래프로 도시한 바와 같이 교류 전압을 전극(36a,36b)에 제공하는 전압원(50)을 가진다. 스캔 전극(36a,36b) 사이의 시간-변화 전압 전위는 이들 사이의 비임 통로를 가로질러 시간 변화 전기장을 생성하며, 이에 의해 비임(24)은 스캔 방향(예를 들어, 도 1a, 1b, 및 2b 내지 2f)을 따라 구부러지거나 편향된다. 스캐너 전기장이 전극(36a)으로부터 전극(36b) 방향일 때(예를 들어, 전극(36a)의 전위가 도 1c의 시간 "a" 및 "c"와 같이, 전극(36b)의 전위보다 더 포지티브할 때) 비임(24)의 양전하 이온은 네가티브 X 방향으로(예를 들어, 전극(36b)을 향해)측면 힘을 받게 된다. 전극(36a,36b)이 동일한 전위(예를 들어, 도 1c에서 시간 "d"에서와 같이 스캐너(36)에서 제로 전기장)일 때, 비임(24)은 스캐너(36)를 통해 변화되지 않게 통과한다. 전기장이 전극(36b)으로부터 전극(36a) 방향(예를 들어, 도 1c의 시간 "e" 및 "g")일 때, 비임(24)의 양전하 이온은 포지티브 X 방향으로(예를 들어, 전극(36a)을 향해)측면 힘을 받게 된다.
도 1b는 패럴라이저(38)로 진입하기 이전의 스캐닝 중인 제때에 여러 별도의 지점에서 스캐터(36)를 통과할 때의 스캔된 비임(24)을 도시한다. 도 1d는 도 1c에 나타낸 대응하는 시간에 피가공재(30)와 충돌하는 스캔되고 평행화된 비임(24)를 도시한다. 도 1d에서 스캔되고 평행화된 이온 비임(24a)은 도 1c의 시간 "a"에서 인가된 전극 전압에 대응하며, 따라서 그 비임(24b-24g)이 X방향으로 피가공재(30)를 가로지르는 단일의 일반적으로 수평의 스캔을 위한 도 1c의 대응하는 시간 "b"-"g"에서 스캔 전압을 위해 도 1d에 도시되어 있다. 도 2a는 피가공재(30)를 가로지르는 비임(24)의 직선방향 스캐닝을 도시하며, 여기서 (도시 않은)기계적 작동으로 피가공재(30)를 스캐너(36)에 의해 X 방향 스캔(신속 스캔) 중에 포지티브 Y 방향 스캔(지연 스캔)으로 병진운동시킴으로써, 비임(24)이 피가공재(30)의 전체 노출면 상에 주입된다.
스캐너(36)로의 진입 이전에, 이온 비임(24)은 각각, 통상적으로 제로가 아닌 X 및 Y 칫수의 높이와 폭 프로파일을 가지며, 여기서 비임의 Y 및 X 칫수 중의 하나 또는 둘은 통상적으로 공간 전하 및 다른 효과로 인한 이동 중에 변화된다. 예를 들어, 비임(24)이 피가공재(30)를 향해 비임 통로를 따라 이동될 때, 비임(24)은 다수의 전기 및/또는 자기장 및 비임의 폭 및/또는 높이 또는 이들의 비율을 변경시킬 수 있는 장치들과 만난다. 또한, 양전하 비임 이온의 상호 척력을 포함한 공간 전하 효과는 상대 측정없이 비임을 분기(예를 들어, X 및 Y 칫수 증가)시키는 경향이 있다.
또한, 스캐너(36)의 형상과 작동 전압은 피가공재(30)에 실제적으로 제공되 는 비임(24)에 대한 일정한 포커싱 특징을 제공한다. 따라서, 완전 대칭인 비임(24: 예를 들어, 펜슬 비임)이 스캐너(36)로 진입한다 가정하는 경우에도, 스캐너(36)에 의한 비임(24)의 굽힘은 비임 포커싱을 변경시키며, 여기서 입사 비임은 통상적으로 X 방향(예를 들어 도 1d의 24a,24g)으로 측면 에지에서 더 포커싱되며, 측면 에지 사이의 지점(예를 들어, 도 1d의 24c, 24d, 24e)에 대해 X 방향으로 덜 포커싱(더 넓거나 더 많은 분기)될 것이다.
저 에너지 이온 주입기는 통상적으로 대략 80 내지 100 keV 까지의 수천 전자 볼트(keV)의 이온 비임을 제공하는 반면에, 고 에너지 이온 주입기는 질량 분석기(26)와 단부 스테이션(16) 사이에 RF 선형 가속(linac) 장치(도시 않음)을 사용하여 질량 가속된 비임(24)이 더 높은 에너지, 통상적으로 수천 keV로 가속되도록 설계되는데, DC 가속도 가능하다. 고에너지 이온 주입은 일반적으로 피가공재(30) 내에 보다 깊은 이온 주입을 위해 사용된다. 반대로, 고 전류, 저 에너지(높은 투자율(perveance))이온 비임(24)은 통상적으로 높은 선량의 앝은 깊이로의 이온 주입에 사용되며, 이 경우 이온 비임의 높은 투자율은 일반적으로 이온 비임(24)의 균일도 유지를 어렵게 하는 원인이 된다.
도 2b 내지 도 2f는 웨이퍼(30)를 가로질러 스캔될 때 교정되지 않은 입사 비임(24)을 도시한다. 도 2b 내지 도 2f는 각각, 비임(24a,24c,24d,24e, 및 24g)의 스캔 예에 대응한다. 교정되지 않은 비임이 X 방향으로 웨이퍼(30)를 가로질러 스캔될 때, 스캐너(36)를 포커싱하는 X 방향은 변경되어서 중심쪽으로 이동할 때 입사 비임(24)의 증가된 측면 탈포커싱을 초래하며, 비임(24)이 다른 측면 에지에 도달할 때 포커싱을 개선한다. 스캐닝이 없는 경우에, 비임(24d)은 도 2d에 도시한 바와 같이, X 방향 폭(WC)를 가진다. 그러나, 비임(24)이 중심으로 멀어지는 어느 한 방향으로 측면으로 스캔될 때, 스캐너(36)의 시간 변화 포커싱 특성은 입사 비임에 대해 더 강력한 측면 포커싱을 초래한다. 예를 들어, 피가공재(30)의 최외각 에지에서, 도 2b의 입사 비임(24a)은 제 1 좌측 폭(WL1)을 가지며, 우측편에서 도 2f의 입사 비임(24g)는 제 1 우측 폭(WR1)을 가진다. 도 2c 및 도 2e는 에지들과 피가공재(30)의 중심 사이에 X 방향 촛점 편차를 나타내는, 입사 비임 폭(WR1, 및 WR2)을 각각 가지는 두 개의 중간 비임(24c,24e)을 도시한다. 이들 비임 편차가 피가공재 내에 불균일한 도핑을 초래할 수 있기 때문에, 비임 교정을 위한 방법이 창안되었다.
미국 특허 제 6,710,359호에 개시된 바와 같은 스캔된 비임의 프로파일을 조정하기 위한 방법에 대한 흐름도가 도 3에 도시되어 있다. 단계(300)에서, 스캔 방향(X)으로 비스캔된 이온 비임의 공간 분포 U(X)가 측정된다. 이 단계에서, 일정한 전압이 스캔 판 세트에 인가되어서 비스캔 이온 비임이 타겟 판에 분배된다. 바람직하게, 비스캔된 이온 비임은 보통, 0볼트에 대응하는 타겟 면의 중심에 위치된다. 비스캔 이온 비임의 공간 분포U(x)의 예가 도 4에 도시되어 있다.
단계(302)에서, 이온 비임은 초기 스캔 속도Wo(x)에서 스캔된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 초기 스캔 속도Wo(x)는 선형 램프 전압 파형에 대응하는 일정한 스 캔 속도일 것이다.
단계(304)에서, 초기 스캔 비임 프로파일 So(x)은 초기 스캔 속도 Wo(x)에서 스캔된 이온 비임으로 측정된다. 비임 프로파일러는 X 방향으로 웨이퍼 평면을 가로질러 병진운동함으로써 스캔된 비임 프로파일을 제공한다. 도 4에 도시된 초기 스캔 비임 프로파일 So(x)은 중심에서 보다 스캔의 단부 근처에서 보다 높은 비임 전류를 나타낸다. 이는 중심에서 보다 웨이퍼의 외측 에지 근처에서 보다 높은 이온 선량에 대한 바람직하지 않은 결과를 초래할 것이다.
단계(306)에서, 초기 스캔 비임 프로파일 So(x)이 균일도 특정내역을 만족하지는의 여부에 관해 결정된다. 균일도가 특정 내역 내에 있다면, 초기 스캔 속도 Wo(x)가 단계(308)에서 이온 주입을 실행하는데 사용될 것이다. 만일 균일도가 특정 내역 내에 있지 않은 것으로 단계(306)에서 결정되면, 스캔 파형에 대한 조정이 필요하게 된다.
단계(310)에서, 바람직한 프로파일 교정을 생성하는 스캔 속도 교정 C(x)이 결정된다. 스캔 속도 교정 C(x)의 결정은 비스캔 이온 비임의 공간 분포U(x)를 기초로 한다. 스캔 속도 교정 C(x)은 통상적으로, 스캔 폭을 가로질러 균일한, 바람직한 스캔 비임 프로파일을 제공하도록 초기 스캔 속도Wo(x)를 교정하는데 사용된다. 스캔 속도 교정C(x)의 예가 도 4에 도시되어 있다. Wo(x)/C(x)로서 결정되는, 대응하는 교정 스캔 속도 Wc(x)가 도 4에 도시되어 있다.
단계(312)에서, 비임은 교정 스캔 속도 Wc(x)에서 스캔된다. 단계(314)에서, 교정 스캔 속도 Wc(x)가 측정된다. 교정 비임 프로파일이 초기 비임 프로파일과 동일한 방법으로 측정될 수 있다. 교정 비임 프로파일 Sc(x)이 도 4에 도시된다. 상기 방법은 단계(306)로 복귀하여 교정 비임 프로파일 Sc(x)의 균일도가 특정 내역 내에 있는지를 결정한다. 균일도가 특정 내역 내에 있다면, 이온 주입이 단계(308)에서 실행된다. 균일도가 특정 내역 밖에서 유지되면, 단계(306,310,312,314)를 포함한 조정 방법들이 바람직한 균일도를 달성할 때가지 반복될 것이다.
현재의 개념대로 개시된 리본 비임의 플럭스 프로파일을 조정하기 위한 하나의 방법에 대한 흐름도가 도 5에 도시되어 있다. 단계(500)에서, 비임은 초기 비율로 스캔된다. 단계(502)에서, 이온 비임이 스캔되는 동안에 이온 비임에 대한 동적 비임 프로파일이 측정된다. 더 상세히 설명될 도 6a 내지 도 6c 및 도 7a, 7b는 측정 단계를 실행하기 위한 하나의 실시예를 도시한다. 단계(504)에서, 추가의 동적 비임 프로파일이 측정된 동적 비임 프로파일에 기초하여 삽입된다. 단계(506)에서, 교정 알고리즘이 교정 스캔 속도를 계산하는데 사용된다. 더 상세히 설명될 도 8은 교정 스캔 속도를 계산하는데 사용될 수 있는 하나의 알고리즘을 도시한다. 단계(508)에서, 비임은 교정 스캔 속도에서 스캔된다. 교정 비임은 이에 한정되지는 않지만 전술된 것을 포함하는 바람직하지 않은 플럭스 편차를 감소시키도록 설계된다.
동적 비임 프로파일을 측정하기 위한 하나의 방법을 도시하는 그래프가 도 6a 내지 도 6c, 도 7, 및 도 8a 내지 도 8b에 도시되어 있다. 비임 통로(602)를 가로지르는 비임(24)의 단일 패스를 도시하는 도 6a 내지 도 6c는 함께 판독되려는 경향이 있으며 프로파일러(56)가 어떻게 비임의 단일 패스에 대응하는 비임 전류 신호(606)를 측정할 수 있는가를 도시한다. 도시된 이온 비임(24)은 피가공재(30)에 대응할 수 있는 스캔 통로 폭(600)을 갖는 스캔 통로(602)를 가로지르는 스캔 속도에서 스캔되며, 이러한 스캔 속도는 전압 파형(60)에 의해 결정된다. 동시에, 프로파일러(56)는 프로파일링 비율에서 프로파일러 통로(58)를 가로질러 연속적으로 이동되며(도 1a 참조) 스캔된 이온 비임(24)의 전류 밀도를 연속적으로 측정한다. 일반적으로, 비임의 스캔 속도는 프로파일러(56)의 프로파일링 비율보다 충분히 더 높아서, 프로파일러는 도 7a에 도시한 바와 같이, 프로파일러를 가로지르는 비임 스위프(sweep)에 대응하는 복수의 비임 전류 신호(606)를 측정할 수 있다. 그 후 이들 비임 전류 신호(606)는 처리되어 일련의 동적 비임 프로파일을 생성하는데 사용된다. 이들 동적 비임 프로파일은 교정 스캔 속도를 계산하는데 사용된다.
도 6a에 스캐너가 판(36a,36b)을 통해 비임(24)에 인가할 수 있는 전압 파형의 형태인 하나의 스캔 파형(60)을 도시하고 있지만, 자기 파형, 기계식 작동 파형, 또는 비임을 이동시키기 위한 다른 파형을 포함한 다른 파형들이 사용될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 그러한 파형은 선형 파형, 비선형 파형, 및 사인 파형을 포함한 다수의 기능들에 의해 특징지워지지만 이에 한정되지 않는다.
도 6b는 선(604)을 따라 절단한 도 1a의 선량 측정 시스템(52)의 일면들을 나타내는 횡단면도이다. 도 6b에 도시한 바와 같이, 비임은 스캔될 때 비임에 의해 절단되고 관련 스캔 통로 폭(600)을 가지는 스캔 통로(602)를 횡단한다. 비임(24)이 스캔 통로(602)를 횡단할 때, 비임(24)의 부분들은 프로파일러(56)를 통과하는데, 프로파일러는 교정 중에 스캔 통로(602) 내에 적절히 위치된다. 도 6b는 단일 스캔 비임 내의 예시적인 여러 스캔 이온 비임(예를 들어, 24a,24b,24c,24d,24e,24f 및 24g뿐만 아니라 24c와 24d 사이에서 발생할 수 있는 여러 중간 스캔 비임)을 도시한다. 또한, 교정의 완료 이전에, 스캔 이온 비임(24)도 피가공재 내에 불균일 도핑을 초래할 수 있는 (도시 않은) 비임 편차를 나타낼 수 있다. 통상적인 실시예에서, 프로파일러(56)는 비임(24)이 스캔 통로(58)를 횡단하는 동안(도 1a 참조) 프로파일러 통로(58)를 연속적으로 횡단한다. 도시된 프로파일러가 각각의 비임의 면적보다 작은 면적을 가지지만, 본 발명은 비임의 면적보다 크거나, 작거나 동일한 면적을 갖는 프로파일러를 포함한다.
도 6b 및 도 6c에 도시한 바와 같이, 단일 스캔 스위프에서 도시된 프로파일러(56)는 일련의 별도의 측정 지점(예를 들어, 608)로 나타낸 비임 전류 신호(606)의 형태로 전류 밀도(J) 분포를 측정한다. 도시한 바와 같이, 비임 전류 신호(606)의 전류 밀도는 비임의 부분들이 프로파일러(56)를 통과하지 않을 때(예를 들어, 24a, 24b, 24c, 24e, 24f 및 24g) 근접할 수 있다. 그러나, 비임 전류 신호(606)의 전류 밀도는 비임의 부분들이 프로파일러(56)를 통과할 때(예를 들어, 24d 및 24c와 24e 사이의 중간 스캔 비임에 대응하는 일련의 "x" 기호)근접하지 않 는다. 본 기술분야의 당업자들에게 이해될 수 있듯이, 비임 전류 신호(606)의 도시된 전류 밀도는 다수의 비임들이 상이한 비임 전류 신호에 의해 특징지워지므로 본 발명의 범주를 어떤 방식으로든 제한하지 않는다.
각각의 교정을 위해, 이온 주입기(10)는 통상적으로 사용자가 비임 전류 신호(606)에 대한 단일 x-해상도를 선택할 수 있도록 구성된다. 이러한 x-해상도는 단위 측정 당 개별적인 측정 지점(608)의 수이다. 사용자는 이에 한정되지 않지만, 메모리 관련 사항, 대역 관련 사항, 처리량 관련 사항, 교정 속도, 교정 정확도 및/또는 교정 정밀도를 포함하는 어떤 임의의 팩터에 기초하여 특정 x-해상도를 선택할 수 있다.
도 7a 내지 도 7d에 도시한 바와 같이, 프로파일러가 프로파일 통로를 횡단할 때 여러 비임 전류 신호(606)가 하나 또는 그 이상의 동적 비임 프로파일을 제공하는데 사용될 수 있다. 특히, 도 7c 및 도 7d는 각각, 시간과 위치에 대해 그려진 두 개의 동적 비임 프로파일(702,704)을 도시한다.
도 7a는 시간에 대한 (프로파일러(56)에 의해 측정된 대로의)비임 전류 신호(606)를 나타낸다. "*" 기호를 갖는 지점은 "0" 기호를 갖는 지점에서와 같이 동일한 스캔 전압을 가진다(도 7b 참조). 특히, 도시된 피크들 사이의 시간차(t1,t2,t3,t4)는 시간이 증가함에 따라 증가한다. 그 시간은 프로파일러(56)가 프로파일러 통로(602)의 중심쪽으로 이동함에 따라 증가한다. 통상적인 실시예에서, 피크들 사이의 시간차는 프로파일러(56)가 프로파일러 통로(602)의 중심에 있을 때 가장 클 것이며, 이러한 시간차는 연속적인 피크들의 동일한 간격을 초래할 것이다. 프로파일러(56)가 프로파일러 통로(602)의 중심을 계속해서 초과할 때, 상기 시간차는 프로파일러가 프로파일러 통로의 단부에 도달할 때까지 작아질 것이다.
도 7c는 시간에 대해 그려진 두 개의 동적 비임 프로파일(702,704)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 각각의 동적 비임 프로파일은 특정 스캔 전압에서 스캔 비임의 전류 밀도와 관련된 정보를 포함한다. 도 7d에 도시한 바와 같이, 동적 비임 프로파일은 프로파일러의 위치가 시간의 함수로서 공지되어 있기 때문에 x에 대해 그려질 수 있다.
도 8a는 주어진 스캔 비임에 대한 동적 비임 프로파일 세트(예를 들어, 702,704)를 도시한다. 이는 비임을 완전히 오버스캔하는 스캔 전압에 대한 프로파일을 포함한다. 동적 비임 프로파일은 프로파일 매트릭스(M)로 저장될 수 있으며, 여기서 M 행은 단일 스캔 전압에서의 동적 프로파일이며 M 열은 각각의 스캔 전압에 대한 주어진 위치(X)에서의 전류이다. 도 8b에 도시한 바와 같이 리본 프로파일(802)은 M행을 총합함으로써 계산된다. 리본 플럭스 프로파일은 다수의 비임 신호를 비닝(binning)하고 시간을 X로 변환함으로써 더욱 정확하게 계산될 수 있다.
각각의 교정을 위해, 이온 주입기(10)는 통상적으로 사용자가 동적 프로파일(702,704)을 위한 단일 x-해상도를 선택할 수 있도록 구성된다. 사용자는 이에 한정되지 않지만, 메모리 관련 사항, 대역 관련 사항, 처리량 관련 사항, 교정 속도, 교정 정확도 및/또는 교정 정밀도를 포함하는 어떤 임의의 팩터에 기초하여 특정 x-해상도를 선택할 수 있다. 일반적으로, 동적 프로파일의 x-해상도는 스캔 속 도과 프로파일러 비율에 의해 결정될 수 있으며, 다음 관련성, 즉 동적 비임 프로파일의 수가 비임 스캔 주파수에 의해 나누어진 디지탈화 주파수와 동일하며, x-해상도 또는 동적 비임 프로파일 당 지점의 수가 비임 스캐닝 주파수 곱하기 비임 프로파일링 시간과 동일한 가에 의한 프로파일러의 디지탈와 비율과 관련될 수 있다.
전술한 바와 같이, 다수의 실시예에서 비임(24)의 스캔 속도는 프로파일러(56)의 프로파일링 비율보다 충분히 더 높다. 예를 들어, 비임의 스캔 속도는 약 20 내지 약 10,000 범위의 인수만큼 프로파일러의 프로파일링 비율보다 더 빠를 수 있다. 특정 실시예에서, 스캔 속도는 약 2,000 인수만큼 프로파일링 비율보다 더 빠를 수 있다. 본 기술분야의 당업자들에 의해 이해될 수 있듯이, 본 발명은 전술한 값에 한정되지 않으며, 오히려 어떤 비율의 프로파일링 비율에 대한 스캔 속도를 포함할 수 있다.
또한, 다수의 실시예에서 복수의 동적 비임 프로파일을 측정하는 단계가 비임의 리본 플럭스를 교정하는데 실행될 필요가 없다. 예를 들어, 동적 비임 프로파일도 다수의 진단 모드, 또는 리본 비임 프로파일을 측정하는 것이 바람직한 다른 시나리오에서 측정될 수 있다.
또한, 다수의 실시예에서 복수의 동적 비임 프로파일을 측정하는 단계는 제한 시간 내에 실행된다. 예를 들어, 일 실시예에서 제한 시간은 90 초 미만이다. 다른 실시예에서, 제한 시간은 60 초 미만, 또는 30 초 미만이다. 또 다른 실시예에서 제한 시간은 15초 미만이다. 이들 및/또는 다른 실시예에서, 제한 시간은 프로파일러 통로(58)를 가로질러 이동하는 프로파일러(56)와 관련된 시간 미만이다. 예를 들어, 제한 시간은 프로파일러의 10 패스 미만, 5 패스 미만, 3 패스 미만, 또는 1 패스 미만일 수 있다. 본 기술 분야의 당업자들에게 이해될 수 있듯이, 본 발명은 전술한 수치에 제한되지 않으며, 오히려 프로파일러 통로를 가로지르는 모든 이동 및 일시적인 값을 포함한다.
도 5에 이미 도시한 바와 같이, 교정 방법(500)도 추가의 동적 비임 프로파일(504)을 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 10 개의 동적 비임 프로파일이 측정되면, 사용자는 이들을 백 또는 백오십 프로파일로 삽입하여 교정 스캔 속도에 대한 더 정확한 결정을 가능하게 한다. 통상적인 실시예에서, 이러한 단계는 동적 비임 프로파일과 삽입된 프로파일을 둘 다 포함하는 프로파일 매트릭스(M)을 형성하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 각각의 매트릭스 열은 적절한 프로파일 위치에서 동적 비임 프로파일과 관련이 있으며 각각의 행은 주어진 스캔 전압에서 동적 프로파일과 관련이 있을 수 있다. 추가의 프로파일 삽입 단계를 사용하지 않는 실시예에서, 프로파일 매트릭스(M)는 동적 비임 프로파일을 포함할 것이다.
교정 방법(500)도 교정 스캔 파형을 계산하기 위해 알고리즘을 사용하는 단계를 포함한다. 그러한 하나의 알고리즘(900)이 도 9에 도시되어 있다. 예를 들어, 선형 또는 비선형 복귀 방법에 기초한 다른 알로리즘도 사용될 수 있다.
단계(902)에서, 리본 플럭스 프로파일과 바람직한 리본 플럭스 프로파일 사이의 차이가 계산된다. 그 결과는 벡터(D)로 저장된다. 통상적으로, 소정의 리본 플럭스 프로파일은 스캔 통로를 가로지르는 일정한 전류 밀도를 갖는 프로파일에 대응한다. 그와 같은 일정한 전류 밀도는 유사하게, 피가공재에 균일한 도핑을 초 래한다. 스플릿(split) 주입에 있어서, 소정의 리본 플럭스 프로파일은 상이한 전류 밀도를 갖는 일정한 전류 밀도 영역의 둘 또는 그 이상의 세그먼트일 수 있다.
단계(904)에서 벡터(D)는 순간 스캔 속도 변화의 역수(예를 들어, △dt/dV)에 의해 곱해진 프로파일 매트릭스(M)에 비례한다. 단계(906)에서, 프로파일 매트릭스(M)는 역전된다. 단계(908)에서, dt/dV + △dt/dV는 적분된다. 이러한 적분은 새로운 dt/dV가 양수이고 스캐너의 대역 미만이 되도록 고려될 수 있다. 단계(910)에서, 교정 스캔 파형은 t(V)를 주어진 V(t)로 역수화하고 적절히 스케일링함으로써 계산된다.
단계(912)에서, 알고리즘이 수렴되면 결정이 행해진다. 수렴은 통상적으로 플럭스의 퍼센트 불균일도로서 정의된다. 이러한 불균일도는 사용자에 의해 세팅될 수 있으며 예를 들어 1.5 % 미만일 수 있다. 다수의 실시예에서, 불균일도는 0.5% 미만일 것이다. 비임 플럭스 프로파일이 수렴되면, 교정이 완료되고 비임이 교정 스캔 속도에서 스캔될 수 있어서 교정 리본 비임을 생성한다(도 5 참조). 알고리즘이 수렴되지 않으면, 단계(902-912)는 교정 시간이 끝날 때까지 또는 수렴이 발생될 때까지 반복된다.
본 발명이 하나 또는 그 이상의 실시예들과 관련하여 설명되고 도시되었지만, 다음의 청구의 범위의 사상과 범주로부터 이탈함이 없는 예시적인 실시예로 변경 및/또는 변형될 수 있다. 특히 전술한 구성 요소 또는 구조(블록, 유닛, 엔진, 조립체, 장치, 회로, 시스템 등)에 의해 수행되는 다수의 기능들과 관련하여, 그러한 구성 요소들을 설명하는데 사용된 (수단을 포함하는) 용어들은 달리 언급하지 않는 한, 전술한 본 발명의 예시적인 실시예들에서 기능을 실행하는 전술한 구성과 구조적으로 동등하지 않더라도 (예를 들어, 기능적으로 동등한)전술한 구성 요소의 특정 기능을 실행하는 어떤 구성 요소나 구성에 대응하는 것이라 이해해야 한다. 또한, 본 발명의 특징들이 여러 실시예들 중에 단지 하나와 관련하여 설명되었을지라도, 그러한 특징은 어떤 주어진 또는 특정 적용과 관련하여 바람직하고 유리한 한 다른 실시예들의 하나 또는 그 이상의 다른 특징들과 조합될 수 있다. 또한, 용어, "포함하는(including)", "포함하고", "가지는", "가지다", "갖춘", 또는 이들의 변화 용어가 상세한 설명이나 청구의 범위에 사용되었다면, 그러한 용어는 "포함하는(comprising)"이란 용어와 유사한 방식으로 고려되어야 한다고 이해해야 한다.

Claims (24)

  1. 리본 이온 비임의 플럭스를 측정하는 방법으로서,
    이온 비임을 스캔 속도로 스캐닝하는 단계와,
    상기 이온 비임이 스캔될 때 복수의 비임 전류 신호를 측정하는 단계, 및
    상기 리본 이온 비임의 플럭스를 나타내는 복수의 동적 비임 프로파일을 계산하도록 상기 복수의 비임 전류 신호를 사용하는 단계를 포함하는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 측정하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 동적 비임 프로파일을 계산하도록 상기 복수의 비임 전류 신호를 사용하는 단계는 상기 복수의 비임 전류 신호를 스캔 파형을 통해 상기 복수의 동적 비임 프로파일과 연계시키는 단계를 포함하는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 측정하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 비임 전류 신호를 스캔 파형을 통해 상기 복수의 동적 비임 프로파일과 연계시키는 단계는 상기 비임 전류 신호 상의 일련의 개별적인 지점들을 상기 복수의 동적 비임 프로파일들 중의 하나와 연계시키는 단계를 포함하며,
    상기 일련의 개별적인 지점들은 예정된 방식으로 상기 스캔 파형과 연계되는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 측정하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 일련의 개별적인 지점들은 일정한 전압, 일정한 전류, 또는 일정한 위치 중의 하나를 통해 상기 스캔 파형과 연계되는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 측정하는 방법.
  5. 리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법으로서,
    리본 비임을 형성하도록 이온 비임을 스캔 속도로 스캐닝하는 단계와,
    상기 이온 비임이 스캔될 때 복수의 동적 비임 프로파일을 측정하는 단계, 및
    스캔된 이온 비임의 측정된 복수의 동적 비임 프로파일에 기초하여 교정 스캔 속도를 계산하는 단계를 포함하는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    교정된 리본 이온 비임을 생성하도록 교정된 스캔 속도로 상기 이온 비임을 스캐닝하는 단계를 더 포함하는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 이온 비임이 스캔될 때 복수의 동적 비임 프로파일을 측정하는 단계는,
    상기 스캔 속도로 스캔 통로에 걸쳐서 상기 이온 비임을 스캐닝하는 단계, 및
    프로파일링 속도로 프로파일러 통로에 걸쳐서 프로파일러를 이동시키는 단계를 포함하며,
    상기 스캔 속도는 상기 복수의 동적 비임 프로파일이 제한된 시간 내에 측정될 수 있도록 상기 프로파일링 속도보다 충분히 높은,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 이온 비임이 스캔될 때 복수의 동적 비임 프로파일을 측정하는 단계는,
    복수의 비임 전류 신호를 측정하는 단계, 및
    상기 복수의 비임 전류 신호로부터 일련의 동적 비임 프로파일을 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 동적 비임 프로파일은 제한 시간 내에 제공될 수 있으며 상기 교정된 스캔 속도의 정확한 계산을 허용하는 충분한 정보를 포함하는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    스캔된 이온 비임의 측정된 복수의 동적 비임 프로파일에 기초하여 교정 스캔 속도를 계산하는 단계는,
    (a) 리본 비임 플럭스 프로파일과 소정의 리본 비임 플럭스 프로파일 사이의 차이값을 계산하는 단계와,
    (b) 상기 차이값을 순간 스캔 속도에 의해 상기 동적 비임 프로파일에 연계시키는 단계, 및
    (c) 교정된 스캔 속도를 계산하는 단계를 포함하는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스캔된 이온 비임의 복수의 동적 비임 프로파일에 기초하여 교정된 스캔 속도를 계산하는 단계는,
    상기 리본 플럭스 프로파일이 요건을 만족하는지를 결정하는 단계, 및
    상기 리본 플럭스 프로파일이 요건을 만족하지 않는 경우에, 요건을 만족할 때까지 상기 (a), (b) 및 (c) 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 동적 비임 프로파일을 측정하는 단계는 제한된 시간 내에 수행되는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제한된 시간은 90 초 미만인,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제한된 시간은 15 초 미만인,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제한된 시간은 프로파일의 3 번의 패스에 대응하는 시간보다 적은,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제한된 시간은 프로파일의 1 번의 패스에 대응하는 시간보다 적거나 대략 동일한,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  16. 제 8 항에 있어서,
    상기 측정된 복수의 동적 비임 프로파일로부터 추가의 동적 비임 프로파일을 삽입하는 단계를 더 포함하는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  17. 리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법으로서,
    리본 비임을 형성하도록 상기 스캔 속도로 스캔 통로에 걸쳐서 상기 이온 비임을 스캐닝하는 단계, 및
    프로파일링 속도로 프로파일러 통로에 걸쳐서 프로파일러를 이동시키는 단계를 포함하며,
    상기 스캔 속도는 상기 복수의 동적 비임 프로파일이 제한된 시간 내에 측정되어 교정된 스캔 속도의 정확한 계산을 허용할 수 있도록 상기 프로파일링 속도보다 충분히 높은,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    복수의 비임 전류 신호를 측정하는 단계, 및
    상기 복수의 비임 전류 신호로부터 상기 복수의 동적 비임 프로파일을 생성하는 단계를 더 포함하는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제한된 시간은 프로파일의 대략 1 번의 패스에 대응하는 시간보다 적거나 대략 동일한,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 비임의 스캔 속도는 약 20 내지 약 10,000 범위의 인수만큼 상기 프로파일러의 프로파일링 속도보다 더 빠를 수 있는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 측정된 복수의 동적 비임 프로파일에 기초하여 보정된 스캔 속도를 계산하는 단계를 더 포함하는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  22. 제 17 항에 있어서,
    교정된 리본 이온 비임을 생성하도록 교정된 스캔 속도로 상기 이온 비임을 스캐닝하는 단계를 더 포함하는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  23. 제 17 항에 있어서,
    측정된 리본 비임 플럭스 프로파일을 계산하도록 상기 복수의 동적 비임 프로파일을 사용하는 단계, 및
    상기 측정된 리본 비임 플럭스 프로파일이 소정의 리본 비임 플럭스 프로파일에 비교하여 호의적이지 않은 경우에, 교정된 스캔 속도로 상기 비임 통로에 결쳐서 상기 이온 비임을 스캐닝하는 단계를 더 포함하는,
    리본 이온 비임의 플럭스를 조정하는 방법.
  24. 이온 주입 시스템 내에서 스캔되는 이온 비임을 교정하는 교정 시스템으로서,
    이온 비임의 스캔 비율에 작용하는 제어 시스템, 및
    측정된 이온 비임의 비임 전류를 프로파일링 속도로 측정하는 비임 프로파일러를 포함하며,
    상기 스캔 속도는 복수의 동적 비임 프로파일이 제한된 시간 내에 측정되어 교정된 스캔 속도의 정확한 계산을 허용할 수 있도록 상기 프로파일링 속도보다 충분히 높은,
    이온 주입 시스템 내에서 스캔되는 이온 비임을 교정하는 교정 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101122823B1 (ko) * 2010-04-28 2012-03-21 닛신 이온기기 가부시기가이샤 이온 주입 장치 및 빔 전류 밀도 분포의 조정 방법

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7528390B2 (en) * 2006-09-29 2009-05-05 Axcelis Technologies, Inc. Broad beam ion implantation architecture
US7750323B1 (en) * 2009-05-13 2010-07-06 Advanced Ion Beam Technology, Inc. Ion implanter and method for implanting a wafer
US8637838B2 (en) 2011-12-13 2014-01-28 Axcelis Technologies, Inc. System and method for ion implantation with improved productivity and uniformity
US8853653B1 (en) * 2013-05-03 2014-10-07 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Apparatus and techniques for controlling ion implantation uniformity
US8884244B1 (en) * 2013-10-22 2014-11-11 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Dual mode ion implanter
US8933424B1 (en) * 2013-11-21 2015-01-13 Axcelis Technologies, Inc. Method for measuring transverse beam intensity distribution
US9218941B2 (en) 2014-01-15 2015-12-22 Axcelis Technologies, Inc. Ion implantation system and method with variable energy control
WO2016117159A1 (ja) * 2015-01-21 2016-07-28 三菱電機株式会社 レーザレーダ装置
US10395889B2 (en) 2016-09-07 2019-08-27 Axcelis Technologies, Inc. In situ beam current monitoring and control in scanned ion implantation systems
US10553392B1 (en) * 2018-12-13 2020-02-04 Axcelis Technologies, Inc. Scan and corrector magnet designs for high throughput scanned beam ion implanter
US20230038392A1 (en) 2021-08-05 2023-02-09 Axcelis Technologies, Inc. Blended energy ion implantation
CN117941024A (zh) 2021-08-05 2024-04-26 艾克塞利斯科技公司 混合能量离子注入
US20230057995A1 (en) * 2021-08-20 2023-02-23 Applied Materials, Inc. Fast beam calibration procedure for beamline ion implanter

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5132544A (en) 1990-08-29 1992-07-21 Nissin Electric Company Ltd. System for irradiating a surface with atomic and molecular ions using two dimensional magnetic scanning
JP3358235B2 (ja) * 1993-05-07 2002-12-16 日新電機株式会社 イオンビームの走査電圧波形整形方法
US6075249A (en) * 1998-06-19 2000-06-13 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Methods and apparatus for scanning and focusing an ion beam
US6710359B2 (en) 2001-03-23 2004-03-23 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Methods and apparatus for scanned beam uniformity adjustment in ion implanters
US6933507B2 (en) * 2002-07-17 2005-08-23 Kenneth H. Purser Controlling the characteristics of implanter ion-beams
US6677598B1 (en) 2003-04-29 2004-01-13 Axcelis Technologies, Inc. Beam uniformity and angular distribution measurement system
US7189980B2 (en) * 2003-05-09 2007-03-13 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Methods and systems for optimizing ion implantation uniformity control
GB2409926B (en) * 2004-01-06 2006-11-29 Applied Materials Inc Ion beam monitoring arrangement
US6903350B1 (en) * 2004-06-10 2005-06-07 Axcelis Technologies, Inc. Ion beam scanning systems and methods for improved ion implantation uniformity
US6989545B1 (en) * 2004-07-07 2006-01-24 Axcelis Technologies, Inc. Device and method for measurement of beam angle and divergence
US7982195B2 (en) * 2004-09-14 2011-07-19 Axcelis Technologies, Inc. Controlled dose ion implantation
US7078707B1 (en) * 2005-01-04 2006-07-18 Axcelis Technologies, Inc. Ion beam scanning control methods and systems for ion implantation uniformity

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101122823B1 (ko) * 2010-04-28 2012-03-21 닛신 이온기기 가부시기가이샤 이온 주입 장치 및 빔 전류 밀도 분포의 조정 방법

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