KR20170098815A

KR20170098815A - 스캐닝 빔 주입에 대한 빔 프로파일링 속도 개선

Info

Publication number: KR20170098815A
Application number: KR1020177015595A
Authority: KR
Inventors: 앤디 레이; 에드워드 씨. 아이즈너
Original assignee: 액셀리스 테크놀러지스, 인크.
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2017-08-30
Also published as: KR102517466B1; CN107210177B; JP6779880B2; TW201630027A; TWI686839B; US10483086B2; CN107210177A; WO2016106423A1; JP2018506135A; US20160189926A1

Abstract

이온 빔이 제1공정 레시피에 튜닝 되는 이온 주입 시스템 및 방법이 제공된다. 이온 빔은 제1스캐닝 이온 빔을 정의하는 제1주파수에서 스캐닝 평면을 따라 스캐닝 된다. 빔 프로파일링 장치는 제1스캐닝 이온 빔을 통해 이동되고, 제1스캐닝 이온 빔의 하나 이상의 특성은 제1스캐닝 이온의 폭에 가로질러 측정되어, 제1스캐닝 이온 빔과 관련된 제1빔 프로파일을 형성한다. 그 다음, 이온 빔은 제2주파수에서 스캐닝 되고, 따라서 제2스캐닝 이온 빔을 정의하며, 제2주파수는 제1주파수보다 작다. 제2스캐닝 이온 빔과 관련된 제2빔 프로파일은 제1빔 프로파일에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다. 이어서, 이온들은 제2스캐닝 이온 빔을 통해 공작물에 주입된다.

Description

스캐닝 빔 주입에 대한 빔 프로파일링 속도 개선 {BEAM PROFILING SPEED ENHANCEMENT FOR SCANNED BEAM IMPLANTERS}

본 발명은 이온 주입 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이온 빔 전류 프로파일을 간편하게 결정하기 위한 선량 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 출원은 2014년 12월 26일자로 출원된 미국 가출원 제62/096,963 호(명칭: 스캐닝 빔 주입에 대한 빔 프로파일링 속도 개선)의 우선권 및 그 이익을 주장하며, 이의 내용은 그 전체가 본원에 참고로 인용된다.

반도체 장치의 제조에 있어서, 불순물로 반도체를 도핑하기 위해 이온 주입이 사용된다. 이온 주입 시스템은 n타입 또는 p타입 물질 도핑을 생성하거나 집적 회로의 제조 중에 패시베이션층을 형성하기 위해 반도체 웨이퍼와 같은 공작물에 이온 빔으로부터의 이온들을 도핑하는 데 종종 사용된다. 반도체 웨이퍼 도핑 사용 시, 상기 이온 주입 시스템은 선택된 이온 종들을 공작물에 주입하여 원하는 외인성 물질을 생성한다.

이온 주입에서 공작물에 전달되는 도펀트의 양을 결정하는 것이 종종 바람직하다. 웨이퍼 또는 공작물에 주입된 이온의 측정을 선량 측정이라고 한다. 이온 주입 애플리케이션에서, 선량 측정은 전형적으로 전류(가령, 이온 빔 전류)를 측정함으로써 수행된다. 주입 된 이온의 선량을 제어함에 있어서, 폐쇄 된 루프 피드백 제어 시스템은 일반적으로 주입된 공작물에서 선량 균일성을 달성하기 위해 주입을 동적으로 조정하는데 이용된다. 이러한 제어 시스템은 공작물이 이온 빔을 통해 스캐닝 되는 속도를 제어하기 위해 이온 빔의 전류를 모니터링 하고, 공작물을 가로질러 이온의 균일한 주입을 제공한다.

리본 형상의 이온 빔(가령, 그 단면 높이가 더 큰 단면 폭을 갖는 정전기로 스캐닝 되는 이온 빔)을 갖는 이온 주입 시스템에서, 이온 빔의 프로파일 또는 형상은 균일한 도핑을 달성하기 위하여 이온 빔을 통해 공작물의 이동 속도 및 경로를 적절하게 튜닝하기 위해 종종 요구된다. 그러한 상황에서, 패러데이 컵은 전형적으로 이온 빔을 통해 이동되거나 스캐닝 되는 동안, 이온 빔은 공작물에 주입되는 동안 이용되는 것과 동일한 주파수로 정전기적으로 스캐닝 된다. 이와 같이, 패러데이 컵의 슬릿은 이온 빔과 관련된 빔 전류를 점진적으로 측정하고, 패러데이 컵은 전체 빔 프로파일에 걸쳐 전류를 통합할 만큼 충분히 긴 각 공간 지점에 머무를 것이다.

이온 빔을 통한 패러데이 컵의 이러한 통과는 이온 빔의 시간 종속성 프로파일을 제공하며, 일반적으로 이온 빔의 전체 프로파일의 적절한 근사로 간주된다. 그러나 시간-종속성 프로파일은 전형적으로 공작물 내로의 실제 주입 동안 이용되는 이온 빔의 스캐닝의 동일한 주파수를 사용하여 수행되고, 노이즈 효과를 감소시키기 위해 하나 이상의 프로파일이 종종 요구되기 때문에, 지나치게 긴 프로파일링 시간이 일반적이며, 처리량이 저하된다.

본 발명은 실제 주입 중에 사용되는 속도보다 상당히 큰 이온 빔 스캐닝 속도에서 프로파일링 동작을 수행함으로써 이온 빔을 적절하고 신속하게 프로파일링 하는 시스템 및 방법을 제공한다. 따라서 다음은 본 발명의 일부 측면의 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 발명의 단순화 된 요약을 제공한다. 이 요약은 본 발명의 광범위한 개요는 아니다. 이는 본 발명의 키 또는 중요한 구성요소를 식별하거나 본 발명의 범위를 기술하지 않는다. 본 발명의 목적은 후술되는 보다 상세한 설명의 서두로서 단순화 된 형태로 본 발명의 일부 개념을 제시하는 것이다.

스캐닝 빔 이온 주입 시스템(가령, 2차원 스캐닝 빔 또는 1차원 기계 스캐닝을 사용하는 1차원 스캐닝 빔)에서 선량 균일성 보정, 각도 측정 및 보정 그리고 기타 "리본" 빔 측정은 일반적으로 공작물에 주입하는 데 사용되는 스캐닝 주파수에서 스캐닝 하는 이온 빔에서 발생한다. 스캐닝 주파수가 매우 낮으면(가령, 대략 1-2Hz), 측정 장치가 충분한 수의 스캐닝 누적을 요구하기 때문에 특정 공정 이점을 얻기 위하여 측정 시간이 매우 길어질 수 있다(가령, 1~2분 이상).

예를 들어, 선량 균일성 측정은 일반적으로 "리본" 빔 프로파일을 가로질러 움직이는 이동 슬릿 패러데이 컵으로 이루어진다. 상기 컵은 전체 빔 프로파일에 걸쳐 전류를 통합할 만큼 충분히 긴 각 공간 지점에 머무를 필요가 있다. 일반적으로 소음을 줄이기 위해 대략 300개의 공간 지점을 측정하고, 적어도 여러 개의 전체 프로파일에 통합한다. 한 쌍의 프로파일이 있는 경우에도 1Hz에서 운동은 대략 300초(가령, 300*1 전체 주기(컵 위의 빔 2회 통과)*1 초/주기 = 300초) 걸린다. 일반적으로 최소 두 번의 프로파일링 통과가 수행되기 때문에 측정 시간이 오래 걸릴 수 있으므로 스캐닝 빈도가 높을 때와 비교하여 처리량이 크게 감소한다. 따라서 본 발명은 저속 빔 스캐닝과 관련된 측정 시간을 저감시키는 장치 및 방법을 설명한다.

본 발명에서는 순간적인 빔 프로파일 형상이 관심 범위(가령, 1-1000Hz)에서의 스캐닝 주파수의 강한 함수가 아니라는 것을 현재 인식하고 있다. 따라서 본 발명은 고주파에서 수행되는 빔 측정을 효과적으로 제공할 수 있고, 이로써 측정에 소요되는 시간을 단축시킨다. 측정이 완료되면 스캐닝 주파수를 주입에 필요한 저주파로 줄일 수 있다. 필요하면 주입 주파수에서 최종 검사를 수행 할 수 있다.

따라서 이온을 주입하는 방법이 제공되며, 이온 빔은 원하는 전류로 튜닝 된다. 이러한 이온 빔 튜닝은, 예를 들어, 상기 빔 스캐닝을 끄거나 켜고, 주입 스캐닝 주파수 또는 상이한 주파수로 수행할 수 있다. 스캐닝은 새로운 주파수가 빠른 측정 시간에 맞게 최적화되도록 주입에 사용된 것과 다른 주파수로 튜닝 된다. 예를 들어, 측정에 사용된 주파수는 주입에 사용된 것보다 상당히 높다. 선량 균일성 측정 및 빔 각도 측정과 같은 이온 빔 측정이 더 수행된다. 그런 후 스캐닝 주파수는 주입 스캐닝 주파수로 변경된다. 필요하면, 상기 주입 스캐닝 주파수에서 빔 측정에 대한 최종 점검을 수행 할 수 있다.

서로 다른 두 주파수에서 측정치 간에 차이가 발견되면 두 측정치 간의 주파수 차이를 기반으로 한 보정을 적용할 수 있다. 예를 들어, 빔 각도가 저주파에서 에지에서 증가하면, 고주파에서의 측정은 이것을 설명하기 위해 보정될 수 있다. 예를 들어, 보정은 레시피(가령, 오토 튜닝 이력과 유사)에 의해 레시피에 저장 될 수 있다.

또한, 이러한 보정을 이용하는 다른 방법이 제공되며, 여기서 이온 빔은 원하는 전류에 튜닝 된다. 이러한 빔 튜닝은 스캐닝 오프 또는 온, 그리고 주입 스캐닝 주파수 또는 다른 주파수에서 수행될 수 있다. 새로운 주파수가 빠른 측정 시간에 최적화되도록 주입에 사용되는 것과 다른 주파수로 스캐닝 된다. 예를 들어, 측정에 사용되는 주파수는 주입에 사용되는 주파수보다 상당히 높을 수 있다. 선량 균일성 측정 및 빔 각도 측정과 같은 빔 측정이 더 수행된다.

그런 다음 스캐닝 주파수가 주입 스캐닝 주파수로 전환되고 측정 및 스캐닝 파형에 대한 보정을 적용할 수 있다. 필요하면 주입 스캐닝 주파수에서 빔 측정에 대한 최종 점검을 수행 할 수 있다.

두 주파수에서의 측정 사이의 변화의 가능한 원인 중 하나는 스캐닝 생성 또는 증폭 시스템의 주파수 응답의 차이이다. 이 경우 비교 빔 프로파일러 패스 보다 더 빠른 방식으로 두 주파수의 파형을 일치시키는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 전기장 또는 자기장의 높은 대역폭 독립적인 측정이 각 주파수에서 실제 파형을 측정하는 데 사용될 수 있고, 상기 스캐닝 파형은 고주파 스캐닝 주파수에서 파형의 모양과 정확하게 일치할 때까지 저주파 스캐닝에서 수정된다. 일례로, 직접 측정보다는 파형을 조정하기 위해 주파수 응답 오차의 이론적 모델을 사용하는 것만으로도 충분할 수 있다. 어느 경우이든, 본 발명은 프로파일 측정의 반복 회수를 감소시키고 전체 보정 시간을 감소시킬 수 있다.

본 발명은 일반적으로 이온 빔의 프로파일을 신속하게 결정하기 위한 이온 주입 시스템 및 방법에 관한 것이다. 하나의 예시적인 측면에 따르면, 이온 주입 시스템은 이와 관련된 이온 빔 전류를 갖는 이온 빔을 생성하도록 구성된 이온 소스를 포함한다. 예를 들어, 이온 빔은 스캐닝 펜슬 빔 또는 리본 빔을 포함한다. 이온 빔을 질량 분석할 수 있도록 질량 분석기가 더 제공될 수 있다.

일실시 예에 따르면, 스캐닝 이온 빔을 정의하는 스캐닝 평면을 따라 이온 빔을 스캐닝 하도록 빔 스캐너가 제공되고 구성된다. 예를 들어, 빔 스캐너는 제1주파수 및 제2주파수에서 이온 빔을 스캐닝 하도록 더 구성되고, 제1주파수는 제2주파수보다 크다. 일실시 예에서, 상기 제1주파수는 상기 제2주파수보다 큰 크기이며, 제1주파수는 이온 빔의 프로파일링을 위해 사용되고, 제2주파수는 이온을 공작물에 주입하는 데 사용된다. 엔드 스테이션은, 빔 스캐너가 상기 제2주파수에서 이온 빔을 스캐닝 할 때와 같이, 공작물와 관련된 공작물 평면에서 스캐닝 이온 빔을 수신하도록 구성된다.

일 측면에서, 빔 프로파일링 장치는 적어도 이온 빔이 제1주파수에서 스캐닝 될 때 스캐닝 평면을 따라 스캐닝 이온 빔을 통해 이동하도록 구성된다. 예를 들어, 빔 프로파일링 장치는 스캐닝 이온 빔의 전류 및 각도 배향과 같은 스캐닝 이온 빔의 하나 이상의 특성을 측정하도록 구성되며, 상기 측정은 빔 프로파일링 장치의 이동과 동시에 발생한다.

제어기는, 이온 빔이 제2주파수에서 스캐닝 될 때 스캐닝 이온 빔의 프로파일을 결정하도록 더 구성되고, 상기 결정은 이온 빔이 제1주파수에서 스캐닝 될 때 스캐닝 이온 빔의 하나 이상의 특성에 적어도 부분적으로 기초한다. 다른 실시 예에서, 제어기는 제1주파수에서 측정 된 이온 빔의 하나 이상의 특성 및 이온 빔이 제2주파수에서 스캐닝 될 때 이온 빔의 원하는 하나 이상의 특성에 기초하여 이온 빔을 튜닝 하도록 더 구성된다. 제어기는 예를 들어, 하나 이상의 이온 소스, 질량 분석기 및 빔 스캐너의 제어를 통해 이온 빔을 튜닝 하도록 구성된다.

이온을 주입하는 방법은 이온 빔이 제1공정 레시피에 튜닝 되는 본 발명의 다른 측면에 따라 제공된다. 이온 빔은 제1주파수에서 스캐닝 평면을 따라 스캐닝 되고, 제1주파수는 제1스캐닝 이온 빔을 정의하고, 빔 프로파일링 장치는 제1스캐닝 이온 빔을 통해 이동된다. 제1스캐닝 이온 빔의 하나 이상의 특성은 빔 프로파일링 장치의 이동과 동시에 제1스캐닝 이온 빔의 폭에 걸쳐 측정되고, 여기서 제1스캐닝 이온 빔과 관련된 제1빔 프로파일을 정의한다. 예를 들어, 제1빔 프로파일은 제1스캐닝 주파수에서 이온 빔의 시간 및 위치 종속성 프로파일을 포함한다.

이온 빔은 제2스캐닝 이온 빔을 정의하는 공작물 내로의 주입을 위해 제2주파수에서 스캐닝 평면을 따라 스캐닝 되도록 더 구성되며, 제2주파수는 제1주파수보다 작다. 따라서 제2스캐닝 이온 빔과 관련된 제2빔 프로파일은 제1빔 프로파일에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다. 예를 들어, 제2빔 프로파일은 제2스캐닝 주파수에서의 이온 빔의 시간 및 위치 종속성 프로파일을 포함하고, 다시, 제2빔 프로파일은 제1빔 프로파일에 기초한다. 일실시 예에서, 이온 빔은 제2공정 레시피에 더 튜닝 되고, 제2공정 레시피는 제2프로파일에 기초한다. 다른 실시 예에서, 제2프로파일의 결정은 이온 빔의 스캐닝과 관련된 스캐닝 발생 및 증폭 시스템의 주파수 응답에 더 기초한다.

따라서 전술한 취지 및 관련된 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하 충분히 설명되고 특히 청구 범위에서 지적 된 특징을 포함한다. 다음의 설명 및 첨부 된 도면은 본 발명의 특정 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시 예는 본 발명의 원리가 사용될 수 있는 다양한 방식 중 일부를 나타낸다. 본 발명의 다른 목적, 이점 및 신규 한 특징은 도면과 관련하여 고려될 때 본 발명의 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 하나의 예시적인 측면에 따른 이온 주입 시스템의 블록도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따라 이온 빔을 프로파일링하는 예시적인 방법을 예시하는 블록도이다.

본 발명은 일반적으로 스캐닝 이온 빔의 프로파일을 신속하게 결정하기 위한 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 따라서 본 발명은 도면을 참조하여 설명 될 것이고, 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭하기 위해 사용될 수 있다. 이들 측면들의 설명은 단지 예시적인 것이며, 제한적인 의미로 해석되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다. 이하의 설명에서, 설명의 목적으로, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정한 세부 사항이 제시된다. 그러나 당업자에게는 본 발명이 이러한 특정 세부 사항들 없이 실시 될 수 있음이 명백할 것이다.

도면을 참조하면, 도 1은 단자(102), 빔 라인 조립체(104), 및 엔드 스테이션(106)을 포함하는 예시적인 이온 주입 시스템(100)을 도시한다. 예를 들어, 단자(102)는 고전압 전원(110)에 의해 전력이 공급되는 이온 소스(108)를 포함하고, 이러한 이온 소스는 이온 빔(112)을 생성하여 빔 라인 조립체(104)를 통해 그리고 궁극적으로 엔드 스테이션(106)으로 지향시킨다. 예를 들어, 이온 빔(112)은 스폿 빔(spot beam), 펜슬 빔(pencil beam), 리본 빔(ribbon beam) 또는 임의의 다른 성형 된 빔의 형태를 가질 수 있다. 빔 라인 조립체(104)는 빔 가이드(114) 및 질량 분석기(116)를 더 포함하고, 쌍극자 자기장은 빔 가이드(114)의 출구 단부에서 홀(118)을 통해 적절한 전하-대-질량비의 이온들만이 엔드 스테이션(106)에 위치한 공작물(120)(가령, 반도체 웨이퍼, 디스플레이 패널 등)로 통과되도록 설정된다.

일실시 예에 따르면, 정전기 또는 전자기 스캐너(일반적으로 "스캐너"로 지칭 됨)와 같은 이온 빔 스캐닝 메카니즘(122)은 이온 빔(112)을 공작물에 대하여 적어도 제1방향(123)(가령, 제1스캐닝 경로 또는 "고속 스캐닝" 축, 경로 또는 방향이라고도 지칭 되는 +/- y방향)으로 스캐닝 하도록 구성되고, 그 안에 리본 형상의 이온 빔(124) 또는 스캐닝 된 이온 빔이 정의된다. 또한, 본 실시 예에서는, 공작물 스캐닝 메카니즘(126)이 제공되고, 상기 공작물 스캐닝 메카니즘은 적어도 제2방향(125)(가령, 제2스캐닝 경로 또는 "저속 스캐닝" 축, 경로 또는 방향이라고도 지칭 되는 +/- x방향)으로 이온 빔(112)을 통해 공작물(120)을 선택적으로 스캐닝 하도록 구성된다. 예를 들어, 이온 빔 스캐닝 메카니즘(122) 및 공작물 스캐닝 메카니즘(126)은 이온 빔(112)에 대한 공작물의 원하는 스캐닝을 제공하기 위해, 개별적으로 또는 서로 결합되어 형성 될 수 있다.

다른 실시 예에서, 이온 빔(112)은 제1방향(123)으로 정전기로 스캐닝 되고, 스캐닝 이온 빔(124)을 생성하며, 공작물(120)은 스캐닝 된 이온 빔(124)을 통해 제2방향(125)으로 기계적으로 스캐닝 된다. 이온 빔(112) 및 공작물(120)의 정전기 및 기계식 스캐닝의 이러한 조합은 소위 "하이브리드 스캐닝"을 생성한다. 본 발명은 이온 빔(112)에 대한 공작물(120)의 스캐닝의 모든 조합에 적용 가능하다.

또 다른 실시 예에 따르면, 빔 프로파일링 장치(128)가 이온 빔의 하나 이상의 특성(가령, 이온 빔 전류)을 측정하기 위해 이온 빔(112)의 경로를 따라 제공된다. 빔 프로파일링 장치(128)는 공작물(120)의 상류 또는 하류에 제공 될 수 있고, 상기 빔 프로파일링 장치는 이온 빔이 공작물과 교차하지 않을 때. 상기 이온 빔(112)(가령, 이온 빔 전류)의 하나 이상의 특성을 센싱 하도록 구성된다. 예를 들어, 빔 프로파일링 장치(128)는 미리 결정된 시간 내에 프로파일링 평면(130)을 따라(가령, 제1방향(123)으로) 이온 빔을 통해 이동하도록 구성되고, 상기 빔 프로파일링 장치는 상기 이동과 병행하여 상기 이온 빔 (112)의 폭(132)을 가로지르는 상기 빔 전류를 측정하도록 더 구성되며, 여기서 이온 빔의 시간 및 위치 종속성 빔 전류 프로파일(134)(시간-종속성 프로파일 또는 시간-종속성 측정으로도 지칭 됨)을 정의한다.

빔 프로파일링 장치(128)는, 예를 들어, 패러데이 컵(136)으로 구성되고, 일실시 예에서 상기 패러데이 컵은 상류 방향(가령, 이온 빔(112)을 향한 방향)으로 지향 된 좁은 슬릿(138)으로 구성되며, 이온 빔의 프로파일을 얻기 위해 이온 빔의 전체 폭에 걸쳐 제1방향(123)을 따라 횡단하도록 구성된다. 따라서 패러데이 컵(136)은 시간 및 위치 종속성 빔 전류 프로파일(134)을 제어기(140)에 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 제어기(140)는 적어도 하나의 이온 소스(108), 고전압 전원(110), 빔 가이드(114), 질량 분석기(116), 이온 빔 스캐닝 메카니즘(122), 공작물 스캐닝 메카니즘(126), 및 빔 프로파일링 장치(128)에 신호를 제어 및/또는 송신 및 수신하도록 구성된다. 특히, 제어기(140)는 하기에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 이온 빔(112)을 스캐닝 하는 주파수를 제어하도록 구성된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 도 2는 이온 빔의 프로파일을 신속하게 결정하기 위한 예시적인 방법(200)을 도시한다. 예시적인 방법이 본 명세서에서 일련의 동작 또는 이벤트로서 도시되고 설명되었지만, 본 발명은 이러한 동작 또는 이벤트의 예시 된 순서에 의해 제한되지 않는데, 일부 단계는 상이한 순서 및/또는 본 명세서에 도시되고 설명 된 것 이외의 다른 단계와 동시에 발생할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 또한, 도시된 모든 단계가 본 발명에 따른 방법을 구현하는 것이 반드시 요구될 수 있는 것은 아니다. 또한, 본 방법은 도시되지 않은 다른 시스템과 관련하여 뿐만 아니라 여기에 도시되고 기술된 시스템과 관련하여 구현될 수 있음을 알 것이다.

도 2를 참조하면, 방법(200)은 단계(202)에서 시작하며, 여기서 이온 빔은 제1공정 레시피를 이용하여 형성된다. 예를 들어, 제1공정 레시피는 공작물을 처리하기 위한 다양한 설정을 포함한다. 단계(204)에서, 이온 빔은 제1스캐닝 이온 빔을 형성하도록 스캐닝 평면을 따라 제1주파수로 스캐닝 된다. 예를 들어, 도 1의 이온 빔(112)은 제1주파수에서 이온 빔 스캐닝 시스템(122)을 통해 정전기적으로 스캐닝 되고, 따라서 도 2의 단계(204)의 제1스캐닝 이온 빔을 규정한다. 단계(206)에서, 제1스캐닝 이온 빔의 하나 이상의 특성은 이온 빔을 통해 빔 프로파일링 장치를 이동시킴으로써 측정된다. 따라서 일실시 예에서, 제1스캐닝 이온 빔과 관련된 시간 및 위치 종속성 제1프로파일이 정의된다.

예를 들어, 제1스캐닝 이온 빔의 하나 이상의 특성은 빔 프로파일링 장치의 이동과 동시에 제1스캐닝 이온 빔의 폭에 걸쳐 측정되고, 여기서 제1스캐닝 이온 빔과 연관된 제1빔 프로파일을 규정한다. 예를 들어, 제1스캐닝 이온 빔의 하나 이상의 특성은 공작물의 평면에 입사하는 이온 빔의 전류, 균일성 및 각도 중 하나 이상을 포함한다.

단계(208)에서, 이온 빔은 스캐닝 평면을 따라 제2주파수로 스캐닝 되어 제2스캐닝 이온 빔을 형성한다. 본 실시 예에서, 제2주파수는 제1주파수보다 작다. 일실시 예에서, 제1주파수는 제2주파수보다 큰 크기의 차수이다. 다른 실시 예에서, 제1주파수는 제2주파수의 적어도 2배이다.

단계(210)에서, 제2스캐닝 이온 빔과 관련된 시간 및 위치 종속성 제2프로파일이 결정되며, 그 결정은 적어도 부분적으로 제1프로파일에 기초한다. 따라서 단계(212)에서, 이온들은 제2주파수에서 스캐닝 되는 제2스캐닝 이온 빔을 통해 공작물로 주입된다. 이와 같이, 도 1의 이온 빔(112)은 예를 들어, 주입 동안 이용되는 스캐닝의 주파수보다 실질적으로 높은 주파수에서 이온 빔이 스캐닝 될 때 프로파일링 된다. 따라서 이온 빔의 프로파일링에 소요되는 시간을 감소시킴으로써 처리량이 증가된다.

또 다른 실시 예에 따르면, 이온 빔은 또한 도 2의 단계(214)에서 제2공정 레시피에 튜닝 되고, 상기 제2공정 레시피는 상기 제2프로파일에 적어도 부분적으로 기초한다. 예를 들어, 스캐닝의 제1주파수와 제2주파수 사이의 변화는 이온 빔을 제2공정 레시피로 튜닝 함으로써 보상될 수 있다. 또한, 제2프로파일의 결정은 또한 이온 빔의 스캐닝과 관련된 스캔 발생 및 증폭 시스템의 주파수 응답에 기초할 수 있다.

본 발명은 소정의 바람직한 실시 예 또는 실시 예들과 관련하여 도시되고 기술되었지만, 본 명세서 및 첨부 된 도면을 읽고 이해할 때 당업자에게 균등 한 변경 및 수정이 이루어질 것이다. 특히, 전술한 성분들(조립체, 장치, 회로 등)에 의해 수행되는 여러 기능들과 관련하여, 그러한 성분을 설명하기 위해서 사용된 용어("수단"을 포함)는, 다른 언급이 없는 경우에도, 비록 구조적으로는 개시된 구조와 균등하지 않더라도 예시적인 실시예에서의 기능을 실행하는, 본원 명세서에서 설명된 성분의 특정 기능(즉, 기능적으로 균등한)을 실시하는 임의 성분에 상응하는 것이다. 또한, 몇몇 실시예들 중 하나에 대해서만 특정의 특징을 설명하였지만, 그러한 특징은 필요에 따라서 그리고 특정 용도에 따라서 다른 실시예들의 하나 또는 둘 이상의 특징들과 조합될 수 있을 것이다.

Claims

이온 빔을 발생시키도록 구성된 이온 소스;
상기 이온 빔을 질량 분석하도록 구성된 질량 분석기;
이온 빔을 스캐닝 평면을 따라 스캐닝 하도록 구성된 빔 스캐너로서, 스캐닝 이온 빔을 규정하며, 상기 빔 스캐너는 또한 제1주파수 및 제2주파수에서 상기 이온 빔을 스캐닝 하도록 구성되며, 상기 제1주파수는 상기 제2주파수보다 더 크고;
상기 빔 스캐너가 상기 제2주파수로 상기 이온 빔을 스캐닝 할 때 공작물과 관련된 공작물 평면에서 상기 스캐닝 이온 빔을 수용하도록 구성된 엔드 스테이션;
상기 이온 빔이 상기 제1주파수에서 스캐닝 될 때 상기 스캐닝 평면을 따라 상기 스캐닝 이온 빔을 통해 병진하도록 구성된 빔 프로파일링 장치로서, 상기 빔 프로파일링 장치는 또한 상기 병진과 동시에 상기 스캐닝 이온 빔의 하나 이상의 특성을 측정하도록 구성되며; 및
상기 이온 빔이 상기 제1주파수에서 스캐닝 될 때, 상기 스캐닝 이온 빔의 상기 하나 이상의 특성에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 이온 빔이 상기 제2주파수에서 스캐닝 될 때 상기 스캐닝 이온 빔의 프로파일을 결정하도록 구성된 제어기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 공작물로 이온 주입하는 이온 주입 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 이온 빔의 하나 이상의 특성은 이온 빔의 전류 및 상기 이온 빔이 상기 공작물 평면에 입사하는 각도 중 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 공작물로 이온 주입하는 이온 주입 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제1주파수는 상기 제2주파수의 적어도 2 배인 것을 특징으로 하는 공작물로 이온 주입하는 이온 주입 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제1주파수는 상기 제2주파수보다 적어도 1 차수 큰 크기인 것을 특징으로 하는 공작물로 이온 주입하는 이온 주입 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 빔 프로파일링 장치는 상기 이온 빔을 상기 스캐닝 평면을 따라 통과하도록 구성된 패러데이 컵을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물로 이온 주입하는 이온 주입 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 패러데이 컵은 이온 빔의 일부가 들어가도록 좁은 슬릿을 포함함을 특징으로 하는 공작물로 이온 주입하는 이온 주입 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1주파수에서 측정 된 상기 이온 빔의 상기 하나 이상의 특성 및 상기 이온 빔이 상기 제2주파수에서 스캐닝 될 때 상기 이온 빔의 원하는 하나 이상의 특성에 기초하여 상기 이온 빔을 튜닝 시키도록 더 구성됨을 특징으로 하는 공작물로 이온 주입하는 이온 주입 시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 제어기는 하나 이상의 상기 이온 소스, 상기 질량 분석기 및 상기 빔 스캐너의 제어를 통해 상기 이온 빔을 튜닝 시키도록 구성됨을 특징으로 하는 공작물로 이온 주입하는 이온 주입 시스템.
이온 빔을 제1공정 레시피로 튜닝하는 단계;
제1스캐닝 이온 빔을 정의하는 제1주파수에서 스캐닝 평면을 따라 상기 이온 빔을 스캐닝 하는 단계;
상기 제1스캐닝 이온 빔을 통해 빔 프로파일링 장치를 병진시키는 단계;
상기 빔 프로파일링 장치의 병진 운동과 동시에 상기 제1스캐닝 이온 빔의 폭을 가로질러 상기 제1스캐닝 이온 빔의 하나 이상의 특성을 측정하고, 상기 제1스캐닝 이온 빔과 연관된 제1빔 프로파일을 정의하는 단계;
상기 제1주파수보다 작은 제2스캐닝 이온 빔을 정의하는 제2주파수로 상기 스캐닝 평면을 따라 상기 이온 빔을 스캐닝 하는 단계;
상기 제1빔 프로파일에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제2스캐닝 이온 빔과 관련된 제2빔 프로파일을 결정하는 단계; 및
상기 제2스캐닝 이온 빔을 통해 이온을 공작물에 주입하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이온 주입 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 이온 빔을 제2공정 레시피로 튜닝하는 단계를 포함하며,
상기 제2공정 레시피는 상기 제2빔 프로파일에 기초하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 방법.
제 9 항에 있어서,
제1스캐닝 이온 빔의 하나 이상의 특성은 상기 이온 빔의 전류, 균일성 및 각도 중 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 이온 주입 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 빔 프로파일링 장치는 패러데이 컵을 포함함을 특징으로 하는 이온 주입 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 제2빔 프로파일을 결정하는 단계는 상기 이온 빔의 스캐닝과 관련된 스캐닝 생성 및 증폭 시스템의 주파수 응답에 더 기초하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 제1주파수는 상기 제2주파수의 적어도 2 배인 것을 특징으로 하는 이온 주입 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 제1주파수는 상기 제2주파수보다 적어도 1 차수 큰 크기인 것을 특징으로 하는 이온 주입 방법.
제1공정 레시피를 이용하여 이온 빔을 형성하는 단계;
스캐닝 평면을 따라 제1주파수로 상기 이온 빔을 스캐닝 하여, 제1스캐닝 이온 빔을 형성하는 단계;
상기 제1스캐닝 이온 빔과 관련된 시간 및 위치 종속성 제1프로파일을 정의하는 빔 프로파일링 장치를 상기 이온 빔을 통해 이동시킴으로써 상기 제1스캐닝 이온 빔의 하나 이상의 특성을 측정하는 단계;
상기 제1주파수보다 작은 제2스캐닝 이온 빔을 형성하기 위해 상기 스캐닝 평면을 따라 제2주파수로 상기 이온 빔을 스캐닝 하는 단계;
상기 제1프로파일에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제2스캐닝 이온 빔과 연관된 시간 및 위치 종속성 제2프로파일을 결정하는 단계; 및
상기 제2스캐닝 이온 빔을 통해 이온을 공작물에 주입하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이온 주입 시스템에서의 선량 측정 제어 수행 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 이온 빔의 하나 이상의 특성을 측정하는 단계는 상기 이온 빔 전류 및 상기 스캐닝 평면에서의 상기 이온 빔의 입사 각도를 측정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 이온 주입 시스템에서의 선량 측정 제어 수행 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 이온 빔의 하나 이상의 특성을 측정하는 단계는 패러데이 컵을 제1측면 에지로부터 제1스캐닝 이온 빔의 제2측면 에지로 이동시키고 패러데이 컵을 통해 빔 전류를 측정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 이온 주입 시스템에서의 선량 측정 제어 수행 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제1주파수는 상기 제2주파수보다 적어도 1 차수 큰 크기인 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템에서의 선량 측정 제어 수행 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 이온 빔을 제2공정 레시피로 튜닝 하는 단계를 포함하며,
상기 제2공정 레시피는 상기 제2프로파일에 기초하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 시스템에서의 선량 측정 제어 수행 방법.