KR20170095997A - 웨이퍼 프로세싱을 위한 동적 가열 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
프로세싱 동안 작업물을 동적으로 가열하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 시스템은 이온 소스 및 작업물의 표면의 일 부분으로 향해지는 어레이로 배열된 복수의 LED들을 포함한다. LED들은, 이들이 작업물에 의해 용이하게 흡수되어 그에 따라 작업물을 가열하는 주파수 범위의 광을 방출하도록 선택된다. 일부 실시예들에 있어서, LED들은 그 부분이 이온 빔에 의해 프로세싱되기 바로 직전에 작업물의 일 부분을 가열한다. 다른 실시예에 있어서, LED들은 작업물이 프로세싱되는 동안 작업물의 일 부분을 가열한다. LED들은 어레이로 배열될 수 있으며, 이는 적어도 이온 빔의 폭만큼 넓은 폭을 가질 수 있다. 어레이는 또한 그것의 폭에 수직하는 길이를 가지며, 이는 LED들의 하나 이상의 로우들을 갖는다.
Description
본 개시의 실시예들은 프로세싱 동안 작업물을 동적으로 가열하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 프로세싱 동안 작업물을 가열하기 위하여 LED 어레이들을 사용하는 것에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조는 복수의 개별적이고 복잡한 프로세스들을 수반한다. 이러한 프로세스들을 수행하기 위하여, 작업물은 전형적으로 플래튼(platen) 상에 배치된다. 플래튼은 플래튼 내의 전극들에 의해 생성되는 정전력의 인가를 통해 작업물을 유지하도록 설계된 정전 척(chuck)일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 작업물의 그 부분들이 다른 부분들보다 더 많이 프로세싱된다는 점에 있어서, 이러한 프로세스들 중 하나 이상이 비-균일할 수 있다. 예를 들어, 증착 프로세스는 작업물의 제 1 부분 상에 제 2 부분보다 더 많은 재료를 증착할 수 있다. 다른 예에 있어서, 화학적 기계적 평탄화(chemical mechanical planarization; CMP) 프로세스가 제 1 부분으로부터 제 2 부분으로부터 보다 더 적은 재료를 제거할 수 있다. 이를 보상하기 위하여, 그 이후에 작업물을 균등하지 않게 프로세싱하는 것이 유익할 수 있다. 예를 들어, 그 후에 제 1 부분으로부터 제 2 부분으로부터 보다 더 많은 재료를 에칭하는 것이 유익할 수 있다. 이러한 기술은 그렇지 않았다면 달성될 수 있었을 더 균일한 작업물을 야기할 수 있다.
추가로, 일부 반도체 프로세스들은 온도에 민감하며, 그 결과 그들의 효율이 프로세싱 동안의 작업물의 온도에 기초하여 변화한다. 예를 들어, 이상적인 에칭 프로세스는 더 차가운 작업물로부터 보다 가열된 작업물로부터 더 많은 재료를 제거할 수 있다.
이러한 현상이 작업물 프로세싱 동안 더 양호한 균일성을 달성하기 위하여 활용될 수 있다. 그러나, 이러한 온도 민감 프로세싱을 수행하기 위하여, 작업물의 작은 부분들의 정밀한 가열이 희망된다. 그러나, 작업물을 선택적으로 가열하기 위한 기술들이 부정확하거나 또는 희망되는 해상도(resolution)를 허용하지 않을 수 있다.
따라서, 온도의 희망되는 양 및 공간적 제어를 허용하는, 작업물의 프로세싱 동안 작업물의 부분들을 동적으로 가열하기 위한 시스템 및 방법이 존재하는 경우 유익할 것이다.
프로세싱 동안 작업물을 동적으로 가열하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 시스템은 이온 소스 및 작업물의 표면의 일 부분으로 향해지는 어레이로 배열된 복수의 LED들을 포함한다. LED들은, 이들이 작업물에 의해 용이하게 흡수되어 그에 따라 작업물을 가열하는 주파수 범위의 광을 방출하도록 선택된다. 일부 실시예들에 있어서, LED들은 그 부분이 이온 빔에 의해 프로세싱되기 바로 직전에 작업물의 일 부분을 가열한다. 다른 실시예에 있어서, LED들은 작업물이 프로세싱되는 동안 작업물의 일 부분을 가열한다. LED들은 어레이로 배열될 수 있으며, 이는 적어도 이온 빔의 폭만큼 넓은 폭을 가질 수 있다. 어레이는 또한 그것의 폭에 수직하는 길이를 가지며, 이는 LED들의 하나 이상의 로우(row)들을 갖는다.
일 실시예에 있어서, 작업물 프로세싱 시스템이 개시된다. 작업물 프로세싱 시스템은, 폭을 갖는 추출 개구를 갖는 이온 소스로서, 추출 개구는 이온 소스의 일 측면(side) 상에 위치되는, 이온 소스; 추출 개구의 일 측면 상에서 작업물 근처에 배치되는 제 1 LED 어레이로서, 제 1 LED 어레이는 제 2 폭을 가지며 추출 개구와 평행한, 제 1 LED 어레이; 작업물 근처에 배치되는 제 2 LED 어레이로서, 제 2 LED 어레이는 제 1 LED 어레이로부터 추출 개구의 대향되는 측면 상에서 추출 개구에 평행하고, 제 2 LED 어레이는 제 2 폭을 가지며, 제 1 LED 어레이 및 제 2 LED 어레이 각각은 복수의 컬럼(column)들 및 적어도 하나의 로우로 배열된 복수의 LED들을 포함하는, 제 2 LED 어레이를 포함한다. 특정 실시예들에 있어서, LED들은 1 μm 미만의 파장을 갖는 광을 방출한다. 특정 실시예들에 있어서, 제어기는 복수의 LED들을 선택적으로 작동시키기 위하여 제 1 LED 어레이 및 제 2 LED 어레이와 연통한다. 일부 실시예들에 있어서, 복수의 LED들의 각각은 독립적으로 작동된다. 일부 실시예들에 있어서, 제 1 LED 어레이 및 제 2 LED 어레이는 추출 개구 근처에서 이온 소스의 측면 상에 배치된다. 다른 실시예들에 있어서, 제 1 LED 어레이 및 제 2 LED 어레이는 작업물에 가장 가깝게 배치된 추출 전극들 상에 배치된다.
다른 실시예에 있어서, 작업물 프로세싱 시스템이 개시된다. 작업물 프로세싱 시스템은, 폭을 갖는 이온 빔을 생성하는 이온 소스로서, 이온 빔은 작업물의 일 영역에 포커싱(focus)되는, 이온 소스; 복수의 컬럼들 및 적어도 하나의 로우로 배열된 복수의 LED들을 포함하는 LED 어레이; 및 복수의 LED들로부터 방출되는 광을 작업물의 상기 영역을 향해 보내기 위한 광학적 디바이스를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 이온 소스는 빔 라인 이온 주입기이다. 다른 실시예들에 있어서, 이온 소스는 플라즈마 챔버이다.
다른 실시예에 있어서, 작업물을 프로세싱하는 방법이 개시된다. 방법은, LED 어레이의 제 1 LED로부터 방출되는 광을 가지고 작업물 상의 제 1 위치를 선택적으로 가열하는 단계; 작업물을 스캐닝(scanning) 방향으로 스캐닝하는 단계; 및 가열하는 단계 이후에 제 1 위치를 이온 빔에 노출시키는 단계를 포함한다. 추가적인 실시예에 있어서, 방법은 또한 LED 어레이 상의 제 2 LED로부터 방출되는 광을 가지고 제 1 위치를 선택적으로 가열하는 단계를 포함한다. 추가적인 다른 실시예에 있어서, 방법은 또한, 제 1 위치가 제 2 LED로부터 방출되는 광에 의해 선택적으로 가열되는 동안 제 1 LED로부터 방출되는 광을 가지고 작업물 상의 제 2 위치를 선택적으로 가열하는 단계를 포함한다.
본 개시의 더 양호한 이해를 위하여, 본원에 참조로서 포함되는 첨부된 도면들에 대한 참조가 이루어진다.
도 1a는 일 실시예에 따른 LED 어레이의 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 LED 어레이의 일 실시예의 확대도이다.
도 1c는 도 1a의 LED 어레이의 제 2 실시예의 상면도이다.
도 2a는 LED 어레이를 사용하는 제 1 시스템을 예시한다.
도 2b는 도 2a에 도시된 제 1 시스템의 변형예를 예시한다.
도 2c는 도 2b에 도시된 시스템의 변형예를 예시한다.
도 3은 도 2a의 시스템의 상면도이다.
도 4a 내지 도 4e는 작업물을 가열하고 노출시키는 시퀀스를 도시한다.
도 5는 LED 어레이를 사용하는 제 2 시스템을 예시한다.
도 6은 LED 어레이를 사용하는 제 3 시스템을 예시한다.
도 1a는 일 실시예에 따른 LED 어레이의 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 LED 어레이의 일 실시예의 확대도이다.
도 1c는 도 1a의 LED 어레이의 제 2 실시예의 상면도이다.
도 2a는 LED 어레이를 사용하는 제 1 시스템을 예시한다.
도 2b는 도 2a에 도시된 제 1 시스템의 변형예를 예시한다.
도 2c는 도 2b에 도시된 시스템의 변형예를 예시한다.
도 3은 도 2a의 시스템의 상면도이다.
도 4a 내지 도 4e는 작업물을 가열하고 노출시키는 시퀀스를 도시한다.
도 5는 LED 어레이를 사용하는 제 2 시스템을 예시한다.
도 6은 LED 어레이를 사용하는 제 3 시스템을 예시한다.
이상에서 설명된 바와 같이, 특정 반도체 제조 프로세스의 온도 민감성을 활용하기 위하여 프로세싱 동안 작업물의 부분들을 선택적으로 그리고 동적으로 가열하는 것이 유익할 수 있다.
도 1a는 작업물의 선택된 부분들을 동적으로 가열하기 위하여 사용되는 LED 어레이(100)의 제 1 실시예의 사시도를 도시한다. LED 어레이(100)는 그것의 길이보다 더 큰 폭을 가질 수 있다. LED 어레이(100)의 폭은, 이하에서 더 상세하게 설명될 바와 같이, 적어도 이온 빔만큼 넓도록 선택될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, LED 어레이(100)의 폭은 이온 빔보다 더 넓다. LED 어레이(100)는 또한 폭에 수직인 치수인 길이를 갖는다. LED 어레이(100)의 길이는 임의의 크기일 수 있으며, 본 개시에 의해 제한되지 않는다.
도 1b는 도 1a의 LED 어레이의 일 실시예의 확대도를 도시한다. LED 어레이(100)는, 2 차원 어레이로 배열된 복수의 개별적인 발광 다이오드(LED)들(110)로 구성된다. 이러한 실시예에 있어서, LED들의 로우들로서 지칭될 수 있는 LED 어레이(100)의 길이 방향으로 배치된 12개의 LED들(110)이 존재한다. 그러나, LED들의 임의의 수의 로우들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 1c는 도 1a의 LED 어레이의 제 2 실시예의 상면도를 도시한다. 이러한 실시예에 있어서, 오로지 LED들(110)의 하나의 로우만이 존재한다. 모든 실시예들에 있어서, 복수의 LED들(110)은 폭 방향을 따라 배치된다. 길이 방향으로 정렬된 LED들의 세트는 LED들의 컬럼들로서 지칭될 수 있다. LED들의 임의의 수의 컬럼들이 사용될 수 있다. 따라서, LED 어레이(100)는 복수의 컬럼들 및 적어도 하나의 로우로 배열된 복수의 LED들(110)을 포함한다. 대부분의 실시예들에 있어서, LED 어레이(100)는 또한 5개 내지 50개의 로우들 사이와 같은 복수의 로우들을 포함하지만, 로우들의 수가 본 개시에 의해 제한되지는 않는다.
이러한 실시예들에 있어서, LED들(110)의 각각은 독립적으로 제어될 수 있으며, 그 결과 임의의 LED(110)는 다른 모든 LED들(110)과 무관하게 작동될 수 있다. 다시 말해서, 특정 로우 및 컬럼에 배치된 LED(110)가 그 로우 또는 컬럼의 임의의 다른 LED들(110)을 작동시키지 않고 작동될 수 있다.
특정 실시예들에 있어서, 그것의 출력 주파수가 작업물 상에 증착된 필름 또는 프로세싱되는 작업물에 의해 용이하게 흡수될 수 있도록 특정 유형의 LED가 선택된다. 예를 들어, 실리콘은 1 μm 이하의 파장을 갖는 광 에너지를 흡수한다. 실리콘의 흡수는 이러한 파장 이상에서 크게 감소한다. 따라서, 일 실시예에 있어서, LED들(110)은 각기, 약 450-490 nm의 파장의 광을 방출하는 InGaN으로 만들어진다. 다른 실시예에 있어서, LED들(110)은 각기, 약 610-760 nm의 파장의 광을 방출하는 AlGaAs 또는 GaAsP로 만들어진다. 이러한 유형들의 LED들 둘 모두가 실리콘 작업물에 의해 흡수되며 열로 변환되는 광을 방출한다. 물론, 1 μm 이하의 파장을 갖는 다른 유형들의 LED들이 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, LED들(110)의 파장은 작업물 상에 증착된 필름의 흡수 특성에 기초하여 선택된다. 필름은, 예를 들어, 산화물 또는 질화물일 수 있다. 필름은 아래의 작업물과 동일하거나 또는 이와는 상이한 흡수 특성을 가질 수 있다.
다른 실시예들에 있어서, 상이한 유형들의 작업물들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 다른 작업물들은 GaN, AlN, GaAs, Ge, 사파이어, 또는 다른 재료들을 사용하여 만들어질 수 있다. 이러한 실시예들에 있어서, LED들(110)의 파장은, LED들(110)의 파장이 그 특정 작업물에 의해 흡수되도록 선택될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 자외선 광을 방출하는 LED들이 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, LED 어레이(100)는 상이한 출력 파장들을 갖는 복수의 LED들(110)을 포함할 수 있다. 예를 들어, LED들(110) 중 일부는 실리콘에 대하여 최적화될 수 있으며, 반면 LED들(110) 중 다른 것들은 그 작업물 상에 증착된 필름 또는 상이한 유형의 작업물과 같은 상이한 재료에 대하여 최적화될 수 있다.
LED 어레이(100)는 또한 LED들(110)의 각각과 연통하는 회로 보드(미도시)를 포함한다. 회로 보드는 각각의 LED(110)에 대하여 개별적인 제어를 제공할 수 있다. 추가적으로, 회로 보드는 LED들(110)에 대한 히트 싱크(heat sink)를 제공할 수 있다. 회로 보드는 제어기와 연통할 수 있다.
LED들(110)의 각각은 1 mm2 또는 그 미만의 영역을 점유할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, LED들(110)은 각기 100 μm x 100 μm의 면적을 점유할 수 있다. 따라서, 1 cm2의 면적 내에, 임의의 구성으로 100개 이상의 LED들(110)을 배치하는 것이 가능할 수 있다. 추가로, 각각의 LED는 약 1 W / mm2의 파워를 생성할 수 있다.
LED들(110)로부터 방출되는 광은, 광을 수신하는 작업물의 부분의 온도를 상승시키기에 충분하다. 하나의 테스트에서, 작업물이 10mm/sec의 스캐닝 속도에서 5 초의 기간 동안 LED들(110)로부터의 광에 노출되었을 때, 15℃의 온도 상승이 관찰되었다. 또한, 다른 테스트에서, LED들(110)의 개별적인 제어는 10mm/s의 스캐닝 속도에서 10℃/cm보다 더 큰 작업물 상의 온도 구배를 가능하게 한다. 다시 말해서, 하나의 부분을 가열하고 인접한 부분을 가열하지 않거나 또는 심지어 냉각시킴으로써, 온도 구배가 생성될 수 있다. 이러한 온도의 정밀한 제어는, 각각의 LED(110)의 작은 크기, 각각의 LED(110)에 의해 생성되는 파워, 및 각각의 LED(110)의 개별적인 제어에 기인하여 달성된다. 광 파워가 본 LED 어레이(100)를 이용하여 가능한 것과 같이 미세하게 포커싱될 수 없음에 따라, 램프들을 사용하여 유사한 온도 구배들이 생성될 수 없다.
도 2a는 LED 어레이(100)를 사용하는 시스템(200)의 제 1 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에 있어서, 이온들을 생성하기 위하여 이온 소스(201)가 사용된다. 일 실시예에 있어서, 이온 소스(201)는 이온들을 생성하기 위하여 플라즈마 챔버 내의 가스를 활성화시키기 위해 외부 벽 상에 배치된 RF 안테나 및 가스 주입구를 갖는 플라즈마 챔버일 수 있다. 이러한 이온들은 이온 빔(210)으로서 추출 개구(202)를 통해 이온 소스(201)로부터 추출된다. 추출 개구(202)는 작업물(220)에 가장 가까운 이온 소스(201)의 측면(203) 상에 위치될 수 있다. 이온 빔(210)이 작업물(220)을 향해 보내진다. 작업물(220)은 스캐닝 방향(221)으로 스캐닝된다. 이러한 예시된 실시예에 있어서, 이온 빔(210)은 페이지 내로 들어가는 더 긴 치수인 그것의 폭을 갖는 리본 빔이다. 제 1 LED 어레이(100a)는, 추출 개구(202) 근처에, 작업물(220)에 가장 가까운 표면 상에서 이온 소스(201)의 측면(203) 상에 배치된다. 이온 빔(210)과 유사하게, 제 1 LED 어레이(100a)의 폭은 페이지 내로 연장한다. 제 2 LED 어레이(100b)는 또한 추출 개구 근처(202)에서 이온 소스(201)의 측면(203) 상에 배치된다. 이러한 제 2 LED 어레이(100b)는 작업물에 가장 가까운 측면(203)의 표면 상에, 그리고 제 1 LED 어레이(100a)로부터 추출 개구(202)의 대향되는 측면 상에 배치된다.
제어기(205)는 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)와 연통할 수 있다. 제어기(250)는 프로세싱 유닛 및 프로세싱 유닛과 통신하는 메모리 엘리먼트를 포함할 수 있다. 메모리 엘리먼트는, 프로세싱 유닛에 의해 실행될 때 시스템(200)이 본원에서 설명되는 바와 같이 동작하는 것을 가능하게 하는 명령어들을 저장하기 위하여 사용될 수 있다. 메모리 엘리먼트는 또한 다른 데이터를 포함할 수 있다. 제어기(250)는 또한 다른 입력들을 가질 수 있다. 예를 들어, 히트 맵(heat map)이 제어기(250)에 제공될 수 있다. 이러한 히트 맵은 2 차원 어레이일 수 있으며, 여기에서 어레이 내의 각각의 엔트리(entry)는 작업물(220) 상의 물리적인 위치를 나타낸다. 각각의 엔트리에 저장된 값은 그 물리적인 위치에 적용될 열 세팅을 나타낼 수 있다. 제어기(250)는 또한 다른 입력들을 가질 수 있다. 예를 들어, 제어기(250)는 LED 어레이들(100)을 적절하게 제어하기 위하여 작업물(220)의 스캐닝 속도 및 스캐닝 방향을 인식할 수 있다. 추가적으로, 제어기(250)는 로우들 및 컬럼들의 수와 같은 LED 어레이들(100)의 구성을 인식한다. 제어기(250)는 또한, LED 어레이들(100)과 이온 빔(210) 사이의 거리들 및 다른 치수들을 포함하는 물리적인 구성을 인식할 수 있다. 제어기(250)는 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)에 배치된 복수의 LED들(110)을 선택적으로 작동시키기 위하여 사용된다.
이러한 실시예에 있어서, 작업물(220)은 스캐닝 방향(221)으로 스캐닝될 수 있다. 작업물(220)이 위쪽으로 움직일 때, 제어기(250)는 작업물(220)을 예열하기 위하여 제 1 LED 어레이(100a)를 사용할 수 있다. 보여지는 바와 같이, 이온 빔(210)이 특정 위치(240)에 충돌하기 이전에 또는 이온 빔(210)과 동시에 제 1 LED 어레이(100a)로부터의 광 에너지가 작업물 상의 그 특정 위치(240)에 충돌할 것이다. 작업물이 이러한 방향으로 스캐닝될 때, 제 2 LED 어레이(100b)는 제어기(250)에 의해 디세이블(disable)될 수 있다. 작업물(220)이 스캐닝 방향(221)에서 아래쪽으로 스캐닝될 때, 제 2 LED 어레이(100b)가 제어기(250)에 의해 인에이블(enable)되며, 이온 빔(210)에 대한 작업물의 노출 이전에 또는 이와 동시에 작업물 상의 위치를 가열하기 위하여 사용된다. 아래쪽 방향에서, 제 1 LED 어레이(100a)는 제어기(250)에 의해 디세이블될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)는 작업물(220) 위로 약 5mm에 배치될 수 있다. 물론, 다른 거리들이 또한 사용될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 추출 개구(202)는 그것의 길이보다 훨씬 더 큰 폭을 갖는다. 작업물(220)은, 추출 개구(202)의 길이 치수에 평행하며 그것의 폭에 수직하는 스캐닝 방향(221)으로 스캐닝된다. 제 1 LED 어레이(100a)는 길이 방향을 따라 추출 개구(202)의 일 측면 상에 배치되며, 제 2 LED 어레이(100b)는 길이 방향에서 추출 개구(202)의 대향되는 측면 상에 배치된다. 이러한 방식으로, 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)는 길이 방향으로 추출 개구(202)와 평행 구성으로 배치된다. 이상에서 설명된 바와 같이, 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)의 폭은 추출 개구(202)의 폭을 초과할 수 있다.
대안적인 실시예에 있어서, 작업물(220)이 오로지 하나의 방향으로만 스캐닝되거나 또는 오로지 왕복 시스템의 하나의 방향으로만 프로세싱된다. 이러한 실시예에 있어서, 오로지 하나의 LED 어레이(100)만이 이용될 수 있다.
추가로, 도 2a는 이온 소스(201)의 측면(203)의 하단 표면 바로 위에 배치된 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)를 도시한다. 다른 실시예에 있어서, 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)는 추출 개구(202)의 각각의 측면 상에서 작업물(220)에 가깝게 위치될 수 있지만, 그러나 이들이 측면(203) 바로 위에 배치되지는 않는다. 일 실시예에 있어서, 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)는 작업물(220)을 향해 연장하는 측면(203) 상에 배치된 플랫폼들 상에 배치될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)는 측면(203)에 전혀 연결되지 않을 수 있다.
도 2b는 도 2a의 시스템의 변형예를 도시한다. 이러한 구성에 있어서, 시스템(260)은 이온 소스(201)로부터 이온 빔(210)을 끌어 당기고 이를 작업물(220)을 향해 가속하기 위하여 사용되는 추출 전극들(270)을 포함한다. 이전과 같이, 추출 개구(202)는 이온 소스(201)의 측면(203) 상에 배치된다. 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)는 작업물(220)에 가장 가까운 표면 상의 추출 전극(270) 상에 배치된다. 도 2b가 단지 추출 전극들(270)의 하나의 세트를 도시하지만, 임의의 수의 추출 전극들이 포함될 수 있다는 것 및 LED 어레이들(100)이 작업물(220)에 가장 가까운 이러한 전극들 상에 배치된다는 것이 이해될 것이다.
도 2c는 도 2b에 도시된 시스템의 변형예를 도시한다. 이러한 시스템(280)은 LED 어레이들(100)이 추출 전극들(270) 상에 배치된다는 점에 있어서 도 2b에 도시된 시스템과 유사하다. 그러나, 이러한 실시예에 있어서, LED 어레이들(100)은 이온 빔(210)을 향해 안쪽으로 포커싱된다. 일부 실시예들에 있어서, LED 어레이들(100)로부터의 광은, 작업물(220)이 이온 빔(210)에 의한 노출 이전에 가열될 수 있도록 이온 빔(210) 근처의 위치에 포커싱된다. 다른 실시예에 있어서, LED 어레이들(100)로부터의 광은, 그 부분이 이온 빔(210)에 노출되고 동시에 가열되도록 이온 빔(210)에 노출되는 작업물(220)의 동일한 부분에 포커싱된다.
따라서, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 실시예들의 각각에 있어서, LED 어레이들(100)은 작업물(220)에 가장 가깝게 배치된 컴포넌트 상에 배치된다. 일부 실시예들에 있어서, 이러한 가장 가까운 컴포넌트는 이온 소스(201)의 측면(203)의 하단 표면일 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 이러한 가장 가까운 컴포넌트는 추출 전극(270)일 수 있다. 추가로, 이러한 실시예들 중 임의의 실시예에 있어서, LED 어레이들(100)로부터의 광은 도 2a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이 이온 빔(210)과 평행이 되도록 보내질 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, LED 어레이들(100)로부터의 광이 각이 질 수 있으며, 이온 빔(210)을 향해 포커싱될 수 있다. 이러한 방식으로, 도 2c에 도시된 바와 같이 광은 이온 빔(210)에 노출되는 작업물(220)의 부분 또는 이온 빔(210)에 금방 노출될 부분을 향해 보내진다.
도 3은 도 2a의 시스템(200)에 의해 프로세싱될 때의 작업물(220)의 상면도를 도시한다. 이러한 도면에서, 작업물(220), 이온 빔(210), 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)는 상단 시야(view)로부터 보여진다. 이상에서 설명된 바와 같이, 제 1 LED 어레이(100a), 제 2 LED 어레이(100b) 및 이온 빔(210)은 길이 방향에서 평행하다. 도 2a에서와 마찬가지로, 작업물(220)은 스캐닝 방향(221)으로 위쪽으로 스캐닝된다. 이러한 실시예에 있어서, 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)는 각기 폭 방향에서 8개의 LED들(110)(즉, 8개의 컬럼들) 및 길이 방향에서 LED들(110)의 2개의 로우들을 갖는다. 그러나, 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)가 각각의 방향에서 임의의 수의 LED들(110)을 가질 수 있기 때문에, 이는 단지 예시적인 목적들을 위한 것이다. 일부 실시예에 있어서, 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)는 동일한 수의 로우들 및 동일한 수의 컬럼들을 갖는다.
작업물(220)이 위쪽으로 스캐닝됨에 따라, 작업물(220)의 특정 위치가 먼저 제 1 LED 어레이(100a) 내의 LED들(110)의 하부 로우 내의 특정 컬럼의 LED에 노출된다. 그런 다음, 작업물(220) 상의 그 위치가 제 1 LED 어레이(100a) 내의 LED들(110)의 상부 로우 내의 동일한 특정 컬럼의 LED에 노출된다. 그 이후에, 그 위치가 이온 빔(210)에 노출된다.
도 4a 내지 도 4e는 작업물(220) 상의 특정 위치(300)의 가열 및 노출을 예시하는 도면들의 시퀀스를 도시한다. 이러한 도면들에서, LED들(400, 410)은 제 1 LED 어레이(100a)의 부분이며, 여기에서 LED(400)는 하부 로우에 존재하고, LED(410)는 LED(400)와 동일한 컬럼에 그렇지만 상부 로우에 존재한다. 이러한 LED들(400, 410) 및 이온 빔(210)은 공간적으로 고정된 것으로 가정되며, 반면 작업물(220)은 위쪽 방향으로 이동된다. 도 3 및 도 4a 내지 도 4e가 2개의 로우들을 갖는 LED 어레이들(100)을 예시하지만, 임의의 수의 로우들이 LED 어레이들(100)에서 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이러한 시퀀스의 각각의 도면은 시간적으로 후속 시점을 나타낸다. 도 4a에서, 위치(300)는 제 1 LED 어레이(100a)의 하부 로우 내의 LED(400)에 노출된다. 이러한 LED(400)는 작동될 수 있거나 또는 턴 오프될 수 있다. 하부 로우 내의 LED(400)가 작동되는 경우, 위치(300)가 가열될 것이다. 작업물(220)이 위쪽으로 스캐닝됨에 따라, 도 4b에 도시된 바와 같이, 위치(300)는 LED(400)를 지나서 제 1 LED 어레이(100a)의 상부 로우 내의 LED(410)를 향해 이동하기 시작한다. 도 4c에서, 이제 위치(300)가 제 1 LED 어레이(100a)의 상부 로우 내의 LED(410)에 노출된다. 다시, 이러한 LED(410)는 작동될 수 있거나 또는 턴 오프될 수 있다. 작업물(220)이 계속해서 스캐닝 방향으로 이동함에 따라, 도 4d에 도시된 바와 같이, 위치(300)는 LED(410)를 지나서 이온 빔(210)을 향해 움직이기 시작한다. 도 4e에서, 이제 위치(300)가 이온 빔(210)에 노출된다.
이러한 예시에 있어서, LED들(400, 410)의 2개의 로우들이 존재한다. 이는 위치(300)가 복수의 상이한 온도들까지 가열되는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 일 실시예에 있어서, 위치(300)는 전혀 가열되지 않는다. 이러한 실시예에 있어서, LED(400) 및 LED(410)는, 위치(300)가 그들의 개별적인 경로들에서 노출될 때 둘 모두가 턴 오프될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 위치(300)는 단지 약간 가열될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, LED(400)는 도 4a에서 작동될 수 있으며, LED(410)는 도 4c에서 턴 오프될 수 있다. 이러한 조합은 위치(300)에 어느 정도의 열을 인가하지만, 그러나, 위치(300)가 이온 빔(210)에 도달하기 이전에 냉각되기 시작한다. 제 3 실시예에 있어서, 위치(300)는 이전 실시예보다 더 많이 가열될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 도 4a에서 LED(400)가 턴 오프될 수 있으며, 도 4c에서 LED(410)가 작동될 수 있다. 위치(300)에 동일한 양의 열이 인가되지만, 이러한 실시예에 있어서 가열이 더 최근에 일어나기 때문에 위치가 이온 빔(210)에 도달할 때 위치(300)가 더 뜨거울 수 있다. 제 4 실시예에 있어서, 위치(300)는 도 4a에서 LED(400) 및 도 4c에서 LED(410) 둘 모두에 의해 가열된다. 이는 위치(300)를 다른 실시예들보다 더 많이 가열한다.
LED들의 2개의 로우들의 사용은 이하의 표 1에 도시되는 바와 같이 위치(300)에 대한 4개의 상이한 가열 세팅들을 가능하게 한다.
표 1
이상의 표는 LED들이 작동되거나 또는 턴 오프되는 것을 가정하였다. 그러나, 가열 세팅들의 수는 LED들을 변조함으로써 증가될 수 있다. 예를 들어, LED들이 깜빡이도록 만들어질 수 있다. 깜박임 액션의 듀티 사이클이 작업물로 전달되는 열의 양을 결정할 수 있다. 예를 들어, 턴 오프된 LED는 0%의 듀티 사이클을 갖는 것으로 간주될 수 있으며, 반면 작동되는 LED는 100%의 듀티 사이클을 갖는 것으로 간주될 수 있다. 이러한 2개의 값들 사이의 임의의 듀티 사이클이 상이한 양의 열을 전달하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 깜박임의 주파수는 임의의 적절한 주파수일 수 있으며, 본 개시에 의해 제한되지 않는다.
물론, 상이한 수의 로우들이 더 많거나 또는 더 적은 가열 세팅들을 가능하게 한다. 예를 들어, LED들(110)의 하나의 로우만이 LED 어레이에서 사용되는 경우, LED들(110)의 변조가 이용되지 않는 한 단지 2개의 가열 세팅들만이 달성될 수 있다. LED들(110)의 3개의 로우들이 사용되는 경우, 8개의 상이한 가열 세팅들이 가능할 수 있다. LED들(110)의 변조가 이용되는 경우 더 많은 가열 세팅들이 가능하다.
제어기(250)는, 특정 위치(300)가 제 1 LED 어레이(100a) 내의 LED들(400, 410) 중 하나의 전방에 배치될 때를 결정하기 위하여 LED 어레이의 로우들 사이의 거리, 스캐닝 방향(221) 및 스캐닝 속도를 사용할 수 있다. 스캐닝 속도는 또한 각각의 LED(400, 410)이 작동되는 지속기간을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 스캐닝 속도가 상대적으로 느릴 수 있는 제 1 속도인 경우, LED들(400, 410)은 제 1 시간 기간 동안 작동될 수 있다. 스캐닝 속도가 제 1 속도보다 더 큰 제 2 속도인 경우, LED들(400, 410)은 제 1 시간보다 더 짧은 제 2 시간 기간 동안 작동될 수 있다. 이는, 스캐닝 속도가 증가될 때 위치(300)가 LED들(400, 410)의 각각을 더 빠르게 통과하기 때문이다. 이에 더하여, 위치(300)가 LED(400)의 전방에 배치되는 때와 위치(300)가 LED(410)의 전방에 배치되는 때 사이의 시간이 스캐닝 속도가 증가됨에 따라 단축된다.
도 4a 내지 도 4e는 각각의 LED(400, 410)가 개별적으로 제어가 가능한 실시예를 설명한다. 다른 실시예들에 있어서, 단일 컬럼 내의 2개 이상의 LED들이 제어기(250)에 의해 하나의 그룹으로서 어드레스되고 제어될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 가열 및 노출 프로세스는 작업물의 복수의 위치들 상에서 동시에 동작한다. 따라서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 위치(300)가 LED(410)에 도달하였을 때, 지금 제 2 위치(310)가 LED(400)에 노출된다. 도 4e에서, 위치(300)가 이온 빔(210)에 노출될 때, 제 2 위치(310)가 LED(410)에 노출된다. 추가적으로, 제 3 위치(320)는 도 4e에서 LED(400)의 전방에 배치된다. 각각의 엘리먼트에 의해 프로세싱되는 위치는 엘리먼트들 사이의 거리에 의존하며, 이러한 거리들은 도 4a 내지 도 4e에 도시된 것들과는 상이할 수 있다는 것을 주의해야 한다.
따라서, 임의의 주어진 시점에, 각각의 LED(400, 410) 및 이온 빔(210)은 각기 상이한 위치에서 동작한다. 예를 들어, LED(400)는 위치 i 상에서 동작할 수 있다. 그 이후의 시점에, LED(410)가 위치 i 상에서 동작할 수 있으며, 동시에 LED(400)가 지금 위치 i+1 상에서 동작한다. 더 이후의 시점에, 위치 i는 이온 빔(210)에 노출될 수 있으며, 그 동안에 LED(410)는 위치 i+1 상에서 동작하고 LED(400)는 위치 i+2 상에서 동작한다. 제어기(250)는, 각각의 개별적인 LED의 전방에 배치되는 물리적인 위치 및 히트 맵에 기초하여 각각의 LED(400, 410)를 제어한다. LED 어레이(100)가 2개가 넘는 LED들의 로우들을 가지는 경우, LED 어레이(100)는 더 많은 물리적인 위치들 상에서 동시에 동작할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 각각의 LED는 그 LED로부터의 광에 노출되는 특정 위치 상에서 동작한다. 각각의 위치의 크기는, 각각의 LED의 크기, 스캐닝 속도, 및 LED들의 턴 온/턴 오프 시간들에 기초하여 결정될 수 있다. 더 낮은 스캐닝 속도에서, 각각의 위치의 크기가 더 작을 수 있다.
LED들(400, 410)이 작업물(220)을 가열한 이후에, 작업물(220)은 작업물이 이온 빔(210)에 도달하기 이전에 냉각하기 시작한다. 다시 말해서, LED들의 최종 로우와 이온 빔(210) 사이의 공간에서 어떠한 열도 작업물(220)에 제공되지 않는다. 따라서, 일부 실시예들에 있어서, LED들의 가열 효과들을 최대화하기 위하여 LED들을 최대한 이온 빔(210)에 가깝게 위치시키는 것이 유익할 수 있다. 따라서, 도 2a에서, 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)가 추출 개구(202)에 가깝게 배치되는 것으로 도시된다. 일부 실시예들에 있어서, 제 1 LED 어레이(100a) 및 제 2 LED 어레이(100b)는 추출 개구(202)로부터 약 1 cm 떨어져 배치될 수 있다. LED 어레이들에 의해 가열되는 위치와 이온 빔 사이의 거리는, 도 2c에 도시된 바와 같이 LED 어레이들로부터의 광을 이온 빔(210)을 향해 정렬시킴으로써 추가로 감소될 수 있다.
그러나, 다른 실시예들에 있어서, LED 어레이들(100)은 작업물(220)로부터 더 멀리에 배치될 수 있다. 이러한 실시예들에 있어서, 광학적 디바이스들이 LED들(110)로부터의 광을 작업물(220)을 향해 포커싱하기 위하여 사용될 수 있다. 이상에서 설명된 바와 같이, LED들(110)에 의해 목표되는 영역이 이온 빔(210) 바로 직전에, 또는 이와 동시에 배치될 때 가열이 최대화된다.
일부 실시예들에 있어서, LED 어레이들(100)로부터의 광은, 이온 빔(210)에 노출되고 있는 작업물(220) 상의 위치에 충돌하도록 포커싱될 수 있다. 따라서, 이러한 실시예에 있어서, 가열 및 노출이 동시에 일어난다. 다시 말해서, 이온 빔 및 LED 어레이(100)로부터의 광이 공초점이다.
도 5는 LED 어레이를 사용하는 시스템(500)의 제 2 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에 있어서, 이온 소스(501)가 작업물(220)을 향해 보내지는 이온 빔(510)을 생성하기 위하여 사용된다. 일 실시예에 있어서, 이온 소스(501)는 이온들을 생성하기 위하여 플라즈마 챔버 내의 가스를 활성화시키기 위해 외부 벽 상에 배치된 RF 안테나 및 가스 주입구를 갖는 플라즈마 챔버일 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, LED 어레이(520)는 이온 빔(510) 및 추출 개구(502)로부터 원위에 배치된다. 이상과 같이, LED 어레이(520)는 도 2a와 관련하여 설명된 것과 같이 제어기(550)와 연통한다. LED 어레이(520)는 복수의 컬럼들 및 적어도 하나의 로우로 배열된 복수의 LED들을 포함한다. 이러한 실시예에 있어서, 윈도우(window) 및/또는 렌즈와 같은 광학적 디바이스(530)가 추출 개구(502)와 대향되는 이온 소스(501)의 측면 상에 배치된다. LED 어레이(520)는 광학적 디바이스(530) 근처에 배치되어, 그 결과 LED 어레이(520) 내의 LED들에 의해 방출되는 광이 이온 소스(501)의 내부에 포커싱되고 이를 통해 전달되며 이온 빔(510)과 함께 추출 개구(502)를 통해 빠져 나온다.
따라서, 시스템(500)에 있어서, 작업물(220)의 가열 및 이온 빔(510)에 대한 노출이 동시적이다. 일부 실시예들에 있어서, 이온 빔(510)은 특정 폭을 갖는다. LED 어레이는 이러한 폭 전체를 가열하기 위하여 충분한 수의 로우들을 가지고 구성될 수 있다.
도 6은 LED 어레이(630)를 사용하는 다른 시스템(600)을 도시한다. 이러한 실시예에 있어서, 이온 소스(601)는 빔-라인 이온 주입기일 수 있다. 이온 소스(601)는 IHC 소스와 같은 이온 생성기, 및 이온 생성기로부터 추출되는 이온들을 보내기 위한 연관된 광학부를 포함할 수 있다. 물론, 버나스 소스들과 같은 다른 이온 생성기들이 또한 사용될 수 있다. 추가적으로, 이온 소스(601)는 질량 분석 자석과 같은 하나 이상의 자석들을 포함할 수 있다. 이온 소스(601)는 또한 이온 빔(610)을 조절하기 위한 가속 및 감속 스테이지를 포함할 수 있다.
이온 소스(601)는 플라즈마 챔버(620)에 진입하며 작업물(220)을 향해 보내지는 이온 빔(610)을 생성한다. LED 어레이(630)는 도 6에 도시된 바와 같이 작업물(220)로부터 원위에 배치될 수 있다. 이전과 같이, LED 어레이(630)는 제어기(650)와 연통할 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 포커싱 렌즈와 같은 광학적 디바이스들(640)이 LED 어레이(630)로부터의 광을 작업물(220)을 향해 보내기 위하여 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, LED 어레이(630)로부터의 광은, 광이 공초점이 되도록 이온 빔(610)에 노출되는 작업물(220)의 동일한 부분으로 보내지도록 향해진다. 이러한 실시예에 있어서, 광학적 디바이스(640)는 광의 목표가 변화하지 않음에 따라 고정적일 수 있다.
다른 실시예에 있어서, LED 어레이(630)로부터의 광은 곧 이온 빔(610)에 노출될 작업물(220)의 일 부분에 포커싱된다. 다시 말해서, 광은, 작업물(220)이 스캐닝 방향(221)에서 아래쪽으로 움직일 때 이온 빔(610)에 노출되는 영역 위에 배치된 작업물(220) 상의 위치들에 포커싱될 수 있다. 광은, 작업물이 위쪽으로 움직일 때 이온 빔(610)에 노출되는 영역 아래에 배치된 작업물(220) 상의 위치들에 포커싱될 수 있다. 이는 몇몇 방식들 중 하나의 방식으로 수행될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 2개의 상이한 LED 어레이들(630)이 프로세스 챔버(620) 내에 배열되며, 여기에서 하나의 LED 어레이는 이온 빔(610)에 노출되는 부분 위에 배치된 작업물(220) 상의 위치에 포커싱되고, 제 2 LED 어레이는 이온 빔(610)에 노출되는 부분 아래에 배치된 작업물(220) 상의 위치에 포커싱된다. 이러한 실시예에 있어서, 광학적 디바이스(640)는 각 LED 어레이의 목표가 변화되지 않음에 따라 고정적일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 광학적 디바이스(640)는, LED 어레이(630)로부터의 광이 스캐닝 방향(221)에 기초하여 2개의 상이한 위치들 중 하나에 포커싱되도록 이동가능하다.
도 6은 렌즈와 같은 광학적 디바이스(640)를 통해 광이 포커싱되는 것을 도시한다. 그러나, 다른 실시예들이 또한 가능하다. 예를 들어, 다른 실시예에 있어서, 광학적 디바이스(640)는 포커싱 거울일 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, LED 어레이(630)로부터의 광이 포커싱 거울에 의해 반사되고 포커싱될 수 있다. 이상에서 설명된 바와 같이, 광은 이온 빔(610)에 노출되는 위치에 포커싱될 수 있거나, 또는 곧 이온 빔(610)에 노출될 위치에 포커싱될 수 있다.
추가로, 다양한 실시예들에서 설명된 LED 어레이들은 복수의 상이한 환경들에서 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 이상에서 설명된 바와 같이, LED 어레이는 이온 빔에 대한 작업물의 노출 이전에 또는 이와 동시에 작업물의 일 부분을 예열하기 위하여 사용된다. 이는 이온 빔에 의해 수행되는 프로세스의 온도 민감성을 활용하기 위하여 사용될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, LED 어레이는 사용되는 빔 파워와 매칭하기 위하여 작업물을 예열하기 위하여 사용된다. 이러한 방식으로, 웨이퍼의 모든 프로세싱이 단일 온도에서, 즉, "워밍-업(warm-up)" 기간 없이 일어난다.
다른 실시예에 있어서, LED 어레이는 열적으로 균일한 웨이퍼 프로세싱이 불균등한 빔 가열에 대하여 보상하는 것을 가능하게 하기 위하여 사용된다. 예를 들어, 일부 예들에 있어서, (스캔 동안의 상부 에지 및 하부 에지와 같은) 작업물의 극단들은 유사한 열적 프로파일들을 가질 수 있으며, 이는 일부 열 파워 애플리케이션들에서 10℃ 이상만큼 작업물의 중심으로부터 상이할 수 있다. 이는, 작업물의 중간이 작업물의 에지들보다 더 자주 이온 빔에 노출되기 때문일 수 있다. LED 어레이의 사용은, 에지들이 대략적으로 작업물의 중심과 동일한 온도일 수 있도록 이러한 에지들의 더 많은 예열을 가능하게 한다.
다른 실시예에 있어서, 그것의 외부 둘레를 따른 작업물의 온도는 작업물의 나머지 부분보다 더 작을 수 있으며, 이는 플래튼이 작업물보다 약간 더 작다는 사실에 기인한다. 이 때문에, 작업물의 외부 둘레가 플래튼에 의해 가열되지 않는다. LED 어레이의 사용은, 그것의 온도가 작업물의 나머지 부분의 온도에 더 가까워 지도록 이러한 외부 둘레의 더 많은 예열을 가능하게 할 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예들에 있어서, 플래튼이 작업물을 냉각하기 위하여 사용된다. 이러한 시나리오에서, 외부 둘레는 작업물의 나머지 부분보다 더 뜨거울 수 있다. LED 어레이의 사용은, 그것의 온도가 외부 둘레의 온도에 더 가까워 지도록 작업물의 나머지 부분의 더 많을 예열을 가능하게 할 수 있다.
LED 어레이가 작업물을 선택적으로 가열하기 위하여 사용될 수 있지만, 이러한 장치가 다른 가열 기술들과 함께 사용될 수 있다는 것을 주목해야 한다. 예를 들어, LED 어레이는 가열형 플래튼과 함께 사용될 수 있다.
본 개시는 본원에서 설명된 특정 실시예에 의해 범위가 제한되지 않는다. 오히려, 본원에서 설명된 실시예들에 더하여, 본 개시의 다른 다양한 실시예들 및 이에 대한 수정예들이 이상의 설명 및 첨부된 도면들로부터 당업자들에게 자명해질 것이다. 따라서, 이러한 다른 실시예들 및 수정예들이 본 개시의 범위 내에 속하도록 의도된다. 추가로, 본 개시가 본원에서 특정 목적을 위한 특정 환경에서의 특정 구현예의 맥락에서 설명되었지만, 당업자들은 이의 유용함이 이에 한정되지 않으며, 본 개시가 임의의 수의 목적들을 위한 임의의 수의 환경들에서 유익하게 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 이하에서 기술되는 청구항들은 본원에서 설명된 바와 같은 본 개시의 완전한 폭과 사상의 관점에서 해석되어야만 한다.
Claims (15)
- 작업물 프로세싱 시스템으로서,
폭을 갖는 추출 개구를 갖는 이온 소스로서, 상기 추출 개구는 상기 이온 소스의 측면(side) 상에 위치되는, 상기 이온 소스;
상기 추출 개구의 일 측면 상에서 작업물 근처에 배치되는 제 1 LED 어레이로서, 상기 제 1 LED 어레이는 제 2 폭을 가지며 상기 추출 개구와 평행한, 상기 제 1 LED 어레이; 및
상기 작업물 근처에 배치되는 제 2 LED 어레이로서, 상기 제 2 LED 어레이는 상기 제 1 LED 어레이로부터 상기 추출 개구의 대향되는 측면 상에서 상기 추출 개구에 평행하고, 상기 제 2 LED 어레이는 상기 제 2 폭을 갖는, 상기 제 2 LED 어레이를 포함하며,
상기 제 1 LED 어레이 및 상기 제 2 LED 어레이 각각은 복수의 컬럼들(column) 및 적어도 하나의 로우(row)로 배열된 복수의 LED들을 포함하는, 작업물 프로세싱 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 작업물 프로세싱 시스템은, 상기 복수의 LED들을 선택적으로 작동시키기 위하여 상기 제 1 LED 어레이 및 상기 제 2 LED 어레이와 연통하는 제어기를 더 포함하는, 작업물 프로세싱 시스템.
- 청구항 2에 있어서,
상기 제어기는 히트 맵(heat map)을 갖는 메모리 엘리먼트를 포함하며, 상기 제어기는 상기 복수의 LED들을 선택적으로 작동시키기 위하여 상기 히트 맵을 사용하는, 작업물 프로세싱 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 LED 어레이 및 상기 제 2 LED 어레이는 상기 추출 개구 근처에서 상기 이온 소스의 상기 측면 상에 배치되는, 작업물 프로세싱 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 작업물 프로세싱 시스템은 상기 이온 소스와 상기 작업물 사이에 배치된 하나 이상의 추출 전극들을 더 포함하며, 상기 제 1 LED 어레이 및 상기 제 2 LED 어레이는 상기 작업물에 가장 가깝게 배치된 상기 추출 전극들 상에 배치되는, 작업물 프로세싱 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 LED 어레이 및 상기 제 2 LED 어레이로부터의 광은 상기 추출 개구로부터 추출되는 이온 빔과 대략적으로 평행한, 작업물 프로세싱 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 LED 어레이 및 상기 제 2 LED 어레이로부터의 광은 상기 추출 개구로부터 추출되는 이온 빔을 향해 포커싱되는, 작업물 프로세싱 시스템.
- 작업물 프로세싱 시스템으로서,
폭을 갖는 이온 빔을 생성하는 이온 소스로서, 이온 빔은 작업물의 영역에 포커싱되는, 상기 이온 소스;
복수의 컬럼들 및 적어도 하나의 로우로 배열된 복수의 LED들을 포함하는 LED 어레이; 및
상기 복수의 LED들로부터 방출되는 광을 상기 작업물의 상기 영역을 향해 보내기 위한 광학적 디바이스를 포함하는, 작업물 프로세싱 시스템.
- 청구항 8에 있어서,
상기 이온 소스는 빔 라인 이온 주입기를 포함하는, 작업물 프로세싱 시스템.
- 청구항 9에 있어서,
상기 광학적 디바이스는 렌즈 또는 포커싱 거울을 포함하는, 작업물 프로세싱 시스템.
- 청구항 8에 있어서,
상기 이온 소스는 플라즈마 챔버를 포함하는, 작업물 프로세싱 시스템.
- 청구항 11에 있어서,
상기 광학적 디바이스는 상기 플라즈마 챔버의 벽 상에 배치되며, 상기 복수의 LED들로부터 방출되는 상기 광은 상기 플라즈마 챔버를 통과하는, 작업물 프로세싱 시스템.
- 작업물을 프로세싱하는 방법으로서,
LED 어레이의 제 1 LED로부터 방출되는 광을 가지고 상기 작업물 상의 제 1 위치를 선택적으로 가열하는 단계;
스캐닝(scanning) 방향으로 상기 작업물을 스캐닝하는 단계; 및
상기 가열하는 단계 이후에 상기 제 1 위치를 이온 빔에 노출시키는 단계를 포함하는, 방법.
- 청구항 13에 있어서,
상기 방법은, 상기 제 1 위치가 상기 LED 어레이의 제 2 LED로부터 방출되는 광에 의해 선택적으로 가열되는 동안 상기 LED 어레이의 상기 제 1 LED로부터 방출되는 광을 가지고 상기 작업물 상의 제 2 위치를 선택적으로 가열하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 청구항 13에 있어서,
상기 방법은, 상기 제 1 위치가 상기 이온 빔에 노출되는 동안 상기 LED 어레이의 상기 제 1 LED로부터 방출되는 광을 가지고 상기 작업물의 제 2 위치를 선택적으로 가열하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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