KR20030029877A

KR20030029877A - 이온 주입기의 빔 평행성 조정 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20030029877A
Application number: KR10-2003-7002940A
Authority: KR
Inventors: 조셉 씨. 올슨; 안토니 르노
Original assignee: 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크.
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2003-04-16
Also published as: TWI295809B; JP2009200050A; EP1314179A2; USRE40009E1; US6437350B1; JP2004511880A; KR100681968B1; WO2002019374A2; WO2002019374A3; IL154563A0; IL154563A; JP4334865B2

Abstract

반도체 웨이퍼 등의 제품에 이온을 주입하는 방법 및 장치는, 이온 빔을 발생하는 단계, 이온 빔의 평행성을 측정하는 단계, 측정된 평행성에 기초하여 원하는 평행성을 위해 이온 빔을 조정하는 단계, 조정된 이온 빔의 빔 방향을 측정하는 단계, 측정된 빔 방향을 기준으로 한 주입 각도로 제품을 배향시키는 단계 및 측정된 빔 방향을 기준으로 한 주입 각도로 배향된 제품에 주입을 행하는 단계를 포함한다. 주입은 높은 수준의 빔 평행성으로 행해질 수 있다.

Description

이온 주입기의 빔 평행성 조정 방법 및 장치 {METHODS AND APPARATUS FOR ADJUSTING BEAM PARALLELISM IN ION IMPLANTERS}

이온 주입(ion implantation)은 전도도 변경 불순물을 반도체 웨이퍼에 도입하는 표준 기술이다. 소망하는 불순물 재료가 이온 소스에서 이온화되고, 이온들은 미리 정해진 에너지의 이온 빔을 형성하도록 가속화되어, 이온 빔이 웨이퍼의 표면으로 향한다. 빔의 활성 이온들은 반도체 물질의 벌크(bulk) 속으로 침투되고 반도체 물질의 결정 격자로 매립되어 원하는 전도도의 영역을 형성한다.

이온 주입 시스템은 통상 가스 또는 고형 재료를 잘 정의된 이온 빔으로 변환하는 이온 소스를 포함한다. 이온 빔은 원하지 않는 이온 종들(ion species)을 제거하기 위해 질량 분석되고, 원하는 에너지로 가속화되어, 타겟면으로 향한다. 빔은 빔 주사, 타겟 이동(target movement), 또는 빔 주사와 타겟 이동의 조합에 의해 타겟 영역 상에 분포된다. 빔 주사와 타겟 이동의 조합을 이용하는 이온 주입기는 1990년 5월 1일자로 베리안 등에게 허여된 미국 특허 제4,922,106호에 개시되어 있다.

반도체 웨이퍼에 대한 평행 이온 빔의 전달은 많은 응용에서 중요한 요구사항이다. 평행 이온 빔은 반도체 웨이퍼의 표면에 걸쳐 평행한 이온 궤적을 갖는 이온 빔이다. 이온 빔이 주사되는 경우, 주사된 빔은 웨이퍼 표면에 걸쳐 평행성을 유지하는 데 필요하다. 평행 이온 빔은 반도체 웨이퍼의 결정 구조에서 입사하는 이온들의 채널링을 방지하거나, 또는 채널링을 원하는 경우에 균일한 채널링을 가능하게 한다. 전형적으로, 높은 수준의 빔 평행성이 요구되는 경우에는 직렬 이온 주입기가 이용된다.

하나의 접근에서, 빔은 1차원으로 주사되어 주사 원점(scan origin)이라 칭해지는 하나의 점으로부터 발산하는 것처럼 보인다. 그 후, 주사된 빔은 포커싱(focusing)을 수행하는 이온 광학 소자를 통과한다. 이온 광학 소자는 반도체 웨이퍼로의 전달을 위해, 발산하는 이온 궤적을 평행한 이온 궤적으로 변환시킨다. 포커싱은 각도 보정기 마그넷 또는 정전(electrostatic) 렌즈로 행해진다. 각도 보정 마그넷은 주사된 이온 빔의 굴곡화(bending) 및 포커싱 모두를 생성한다. 평행성은 정전 렌즈에 의해 실현될 수 있지만, 에너지 오염이 문제로 될 수 있다.

각도 보정기 마그넷 또는 다른 포커싱 소자로부터의 출력 이온 빔은, 이온 빔의 파라미터 및 포커싱 소자의 파라미터에 따라, 평행일 수 있고 수렴형 또는 발산형일 수 있다. 각도 보정기 마그넷이 이용되는 경우에는, 각도 보정기 마그넷의 자계를 가변시킴으로써 평행성이 조정될 수 있다. 각도 보정기 마그넷은 전형적으로 평행성과 굴곡 각도 모두, 또는 빔 방향을 가변시키는 단일 자계 조정을 갖는다. 이온 주입기는 종종 다양한 다른 이온 종들 및 이온 에너지를 이용할 필요가 있다는 것이 이해될 것이다. 빔 파라미터가 변경되면, 빔 평행성을 복귀시키기 위해 각도 보정기 마그넷의 재조정이 요구된다.

종래의 이온 주입기에서, 각도 보정기 마그넷은 일반적으로 이온 빔이 이온 주입기 단말부의 웨이퍼면에 수직 입사되도록 조정된다. 그러나, 웨이퍼면 상에 수직 입사를 실현하는 각도 보정기 조정은 최적 평행성 이하의 결과를 가져올 수 있다. 특히, 웨이퍼면 상의 수직 입사를 위해 조정되는 이온 빔은 약간 발산형 또는 수렴형일 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 각도 보정기 마그넷은 이온 빔(200)의 중심 광선이 웨이퍼면(202)에 수직하도록 조정된다. 그러나, 빔(200)이 웨이퍼면(202)에 수직하도록 조정되면, 빔(200)의 평행성이 저하되어 빔이 수렴 또는 발산할 수 있다. 평행성이 부족하면 고도의 중대한 어플리케이션에서 받아들여지지 않는다.

다른 접근에서, 각도 보정기 마그넷은 일반적인 조건하에서 최적의 평행성을 위해 설계되고, 이온 주입기 단말부는 웨이퍼 상에 이온 빔이 수직 입사하도록 배치된다. 그러나, 빔 평행성 및 수직 입사는 넓은 범위의 빔 파라미터에 걸쳐 유지되지 않으며, 단말의 위치를 변경하는 것은 매우 어렵다.

따라서, 이온 주입기의 빔 평행성을 조정하는 개선된 방법 및 장치가 필요하다.

본 발명은 반도체 웨이퍼 또는 다른 제품의 이온 주입을 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히, 이온 주입기의 빔 평행성(beam parallelism)을 조정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명이 보다 잘 이해되도록 첨부 도면에 참조가 행해지고, 이하 참조로서 포함된다.

도 1은 본 발명을 구현하기에 적합한 이온 주입기의 개략도.

도 2는 비교적 큰 굴곡 각도 및 수렴하는 이온 궤적들의 경우에 대한 각도 보정기 마그넷의 동작을 설명하는 개략도.

도 3은 비교적 작은 굴곡 각도 및 발산하는 이온 궤적들의 경우에 대한 각도 보정기 마그넷의 동작을 설명하는 개략도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 이온 주입기를 조정하는 프로세서의 흐름도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 기울어진 웨이퍼 상에 입사하는 평행 이온 빔의 개략도.

도 6A-6C는 빔 평행성과 빔 방향을 측정하는 디바이스의 동작을 설명하는 개략도.

도 7A-7C는 각각 도 6A-6C에 설명된 빔 조건에 대한 빔 프로파일러 위치의 함수로서 빔 검출기 출력의 그래프.

도 8은 빔 평행성을 조정하는 종래의 방법을 설명하는 개략도.

본 발명의 제1 특징에 의하면, 이온을 제품에 주입하는 방법이 제공된다. 이 방법은 이온 빔을 생성하는 단계, 바람직한 평행성의 측정을 위해 이온 빔을 조정하는 단계, 조정된 이온 빔의 빔 방향을 측정하는 단계, 측정된 빔 방향을 기준으로 한 주입 각도로 제품을 배향시키는 단계, 및 주입 각도로 배향된 제품에 주입을 행하는 단계를 포함한다.

이온 빔을 조정하는 단계는 이온 궤적에 거의 평행하게 이온 빔을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 일반적으로, 빔 방향은 이온 주입기의 빔축과 다를 수 있다. 주입 각도는 0도일 수 있고, 이 경우, 제품은 측정된 빔 방향에 수직하게 배향된다.

제품은 반도체 웨이퍼를 포함할 수 있고, 제품을 배향하는 단계는 측정된 빔 방향을 기준으로 한 주입 각도로 반도체 웨이퍼를 기울이는(tilting) 단계를 포함할 수 있다.

본 방법은 이온 빔의 비평행성(non-parallelism)의 각도를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이온 빔을 조정하는 단계는 비평행성의 측정 각도에 기초할 수 있다. 이온 빔의 빔 방향 및 비평행성의 각도는 이동가능한 빔 프로파일러(profiler) 및 하나 이상의 빔 검출기로 측정될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 제품에 이온을 주입하는 장치가 제공된다. 본 장치는 이온 빔을 생성하는 수단, 이온 빔의 평행성을 측정하는 수단, 측정된 평행성에 기초하여 소망하는 평행성을 위해 이온 빔을 조정하는 수단, 조정된 이온 빔의 빔 방향을 측정하는 수단, 측정된 빔 방향을 기준으로 한 주입 각도로 제품을기울이는 수단, 및 측정된 빔 방향을 기준으로 한 주입 각도로 제품에 주입을 행하는 수단을 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 제품에 이온을 주입하는 장치가 제공된다. 본 장치는 빔 발생기, 소망하는 평행성을 위해 이온 빔을 조정하는 이온 광학 소자, 조정된 이온 빔의 빔 방향을 측정하는 측정 시스템, 및 측정된 빔 방향을 기준으로 한 주입 각도로 제품을 기울이는 틸트 메카니즘(tilt mechanism)을 포함한다. 주입은, 측정된 빔 방향을 기준으로 한 주입 각도로 기울어진 제품에 행해진다.

이온 광학 소자는 거의 평행한 이온 궤적을 위해 이온 빔을 조정하는 각도 보정기 마그넷을 포함할 수 있다. 측정 시스템은 이동가능한 빔 프로파일러 및 하나 이상의 빔 검출기를 포함할 수 있다. 주입 각도가 0도이면, 제품은 측정된 빔 방향에 수직하게 경사된다.

도 1에는 본 발명을 포함하기에 적합한 이온 주입기의 일례의 간략한 블록도가 도시되어 있다. 이온 빔 발생기(10)는 소망하는 종의 이온 빔을 생성하고, 이온 빔의 이온들을 소망하는 에너지로 가속화하고, 에너지 및 질량 오염물들을 제거하기 위해 이온 빔의 질량/에너지 분석을 행하며, 낮은 레벨의 에너지 및 질량 오염물을 갖는 활성 이온 빔(12)을 공급한다. 스캐너(20) 및 각도 보정기(24)를 포함하는 주사 시스템은 이온 빔(12)을 편향시켜 평행 또는 거의 평행한 이온 궤적들을 갖는 주사 이온 빔(30)을 생성한다. 단말부(32)는 원하는 종들의 이온들이 반도체 웨이퍼(34)에 주입되도록 주사 이온 빔(30)의 경로에서 반도체 웨이퍼(34) 또는 다른 제품을 지지하는 플래튼(platen)(36)을 포함한다. 이온 주입기는 당업자들에게 공지되어 있는 추가의 소자들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 단말부(32)는일반적으로 이온 주입기에 웨이퍼를 도입하고 주입 후에 웨이퍼를 제거하는 자동 웨이퍼 처리 장치, 도즈(dose) 측정 시스템, 전자 플루드 건(electron flood gun) 등을 포함한다. 이온 빔이 통과하는 전체 경로는 이온 주입시 진공될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

이온 빔 발생기(10)의 주요소들은 이온 빔 소스(40), 소스 필터(42), 가속/감속 컬럼(44) 및 질량 분석기(50)를 포함한다. 소스 필터(42)는 이온 빔 소스(40)에 매우 근접하게 배치되는 것이 바람직하다. 가속/감속 컬럼(44)은 소스 필터(42)와 질량 분석기(50) 사이에 배치된다. 질량 분석기(50)는 다이폴 분석 마그넷(52), 및 분해 개구부(56)를 갖는 마스크(54)를 포함한다.

정전(electrostatic) 스캐너일 수 있는 스캐너(20)는 이온 빔(12)을 편향시켜 주사 원점(60)으로부터 발산하는 이온 궤적을 갖는 주사 이온 빔을 생성한다. 스캐너(20)는 주사 발생기에 접속되어 있는 이격된 주사 플레이트를 포함할 수 있다. 주사 발생기는 주사 플레이트들 사이의 전계에 따라 이온 빔을 주사하는, 톱니파 등의 주사 전압 파형을 인가한다.

각도 보정기(24)는 평행 이온 궤적을 갖는 주사 이온 빔(30)을 생성하도록 주사 이온 빔의 이온들을 편향시켜, 주사 이온 빔을 포커싱하도록 설계된다. 특히, 각도 보정기(24)는 갭을 정의하도록 이격되어 있는 자기 폴 피스(magnetic pole pieces)(26) 및 전원(28)에 결합되어 있는 자기 코일(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 주사 이온 빔은 폴 피스들(26) 사이의 갭을 통과하고 갭의 자계에 따라 편향된다. 자계는 자기 코일을 통한 전류를 가변시킴으로써 조정될 수 있다.빔 주사 및 빔 포커싱은 수평면과 같은 선택된 면에서 수행된다.

도 1의 실시예에서, 단말부(32)는 빔 평행성 및 방향 측정 시스템(80)을 포함한다. 시스템(80)은 하기와 같이 빔 평행성 및 방향을 측정한다. 또한, 단말부(32)는 주사 이온 빔(30)에 대해 웨이퍼 지지 플래튼(36)을 기울이는 틸트 메카니즘(tilt mechanism)(84)을 포함한다. 일 실시예에서, 틸트 메카니즘(84)은 2개의 직교 축들에 대해 웨이퍼 지지 플래턴을 기울일 수 있다.

도 2 및 도 3에 각도 보정기(24)의 동작 예가 도시된다. 도시된 바와 같이, 각도 보정기(24)의 폴 피스(26)는, 상이한 이온 궤적들이 폴 피스들 사이의 갭을 통해 상이한 경로 길이를 갖도록, 쐐기(wedged) 형상 또는 유사한 형상일 수 있다. 도 2에서, 비교적 고강도의 자계가 인가된다. 이온 궤적들은 비교적 큰 굴곡 각도를 갖고, 각도 보정기(24)로부터 나오면서 수렴하고 있을 수 있다. 도 3의 예에서는, 비교전 낮은 강도의 자계가 인가된다. 이온 궤적들은 비교적 작은 굴곡 각도를 갖고, 각도 보정기(24)로부터 나오면서 발산하고 있을 수 있다. 따라서, 주사 이온 빔(30)은, 도 2의 예에서 웨이퍼 면(70)의 법선에 대해 포지티브의 각도(72)로 웨이퍼 면(70)에 입사하고, 도 3의 예에서 웨이퍼 면(70)의 법선에 대해 네거티브의 각도(74)로 웨이퍼 면(70)에 입사한다. 각도 보정기(24)의 자계의 적절한 조정에 의해 평행 또는 거의 평행한 이온 궤적들이 생성될 수 있음을 이해할 것이다. 그러나 일반적으로, 최적의 평행성을 제공하는 자계가 반드시 웨이퍼 면(70)상에 주사 이온 빔(30)의 수직 입사를 야기시키는 것은 아니다.

도 4에는 본 발명의 실시예에 따라 이온 주입기를 조정하고 이온 주입을 수행하는 프로세스의 흐름도가 도시되어 있다. 단계 100에서, 이온 빔이 발생되어 이온 주입기의 빔 라인을 통해 전송된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이온 빔(12)은 이온 빔 발생기(12)에 의해 생성되어 스캐너(20)와 각도 보정기(24)를 통해 단말부(32)로 전송된다.

단계 102에서, 이온 빔이 반도체 웨이퍼 또는 다른 제품에 입사하는 면 또는 그 근처에서 이온 빔의 평행성이 측정된다. 이온 빔 평행성을 측정하는 기술의 예가 도 6A-6C 및 도 7A-7C와 관련하여 아래에 기술된다. 평행성 측정은 일반적으로 이온 빔의 비평행성의 각도를 제공하고, 특히, 이온 빔의 수렴 또는 발산의 절반 각도를 제공한다. 비평행성의 측정각도는 이온 빔의 중앙 광선으로부터의 이온 빔 궤적들의 최대 편위(excursion)를 나타낸다.

단계 104에서, 이온 빔은 소망하는 평행성의 측정, 일반적으로 제로 발산 또는 수렴을 위해 조정된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이온 빔의 평행성은 전원(28)에 의해 자기 코일로 공급된 전류를 조절함으로써 변경될 수 있다. 조절된 전류는 각도 보정기(24)의 자계를 변경시키고, 차례로 이온 빔의 이온 궤적을 변경시킨다. 전원(28)을 조절하면서 주사 이온 빔(30)의 측정된 평행성을 모니터링함으로써 조정이 행해진다. 최적의 평행성이 실현되면, 단계 104의 조정 프로세스는 종료한다. 일반적으로, 이온 빔은 발산 또는 수렴의 절반 각도인 0.1°내에서 조절될 수 있다.

최적 평행성을 제공하는 자계는, 일반적으로, 이온 주입기 단말부의 웨이퍼면(70)에 수직인 주사 이온 빔(30)을 향하는 자계와 동일하지 않다. 대신, 평행한이온 빔(30)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 웨이퍼면(70)의 법선에 대한 각도(120)로 웨이퍼면(70)에 입사한다. 도 5에서 각도(120)는 설명의 편의상 강조되어 있는 것을 이해할 것이다.

단계 106에서, 조정된 이온 빔의 방향이 측정된다. 특히, 웨이퍼 면(70)의 법선에 대한 조정된 이온 빔의 각도(120)가 측정된다. 이온 빔의 방향을 측정하는 기술의 예를 도 6A-6C 및 도 7A-7C와 관련하여 이하에 설명한다. 빔 평행성 및 빔 방향은 이온 빔의 주사 및 포커싱 면에서 측정된다.

단계 108에서, 주입 각도는 조정된 이온 빔의 방향과 관련하여, 특히 각도(120)를 기준으로 한 설정된다. 주입 각도는 틸트 메카니즘(84)을 사용하여 주입기의 웨이퍼면(70)에 대해 웨이퍼 지지 플래턴(36)을 기울임으로써 설정된다. 평행 주사 이온 빔(30)이 웨이퍼(34) 상에 수직 입사되는 것을 원하면, 웨이퍼 지지 플래튼(36)을 각도(120)와 동일한 각도(122)만큼 기울인다. 따라서, 플래턴(36)의 웨이퍼 지지면은 평행 주사 이온 빔(30)에 수직이다. 0이 아닌 주입 각도를 원하면, 웨이퍼 지지 플래튼(36)을 측정된 빔 방향에 대해 기울인다. 따라서, 측정된 빔 방향은 주입 각도를 설정하는 기준이다. 0이 아닌 주입 각도는 주사 및 포커싱의 면에 평행한 방향으로 웨이퍼를 기울임으로써 설정될 수 있고, 또는 주사 및 포커싱의 면에 직교하는 방향으로 웨이퍼를 기울임으로써 설정될 수 있다. 각 경우에 있어서, 0이 아닌 주입 각도는 측정된 빔 방향을 기준으로 한다.

단계 110에서, 주입은 측정된 빔 방향을 기준으로 한 소망하는 주입 각도로 웨이퍼 지지 플래튼에 의해 실시될 수 있고, 최적의 평행성을 위해 조절된 주사 이온 빔(30)에 의해 실시될 수 있다. 따라서, 최적의 평행성은 소망하는 주입 각도로 달성된다.

이온 빔 평행성 및 방향을 측정하는 기술의 예가 도 6A-6C 및 도 7A-7C를 참조하여 기술된다. 도 6A-6C는 상이한 이온 빔을 빔 프로파일러 및 2개의 빔 검출기로 측정하는 것을 설명하는 개략도이다. 도 7A-7C는 빔 검출기의 출력들을 프로파일러 위치의 함수로서 도시하는 그래프이다.

도 6A-6C에 도시된 바와 같이, 이온 빔 평행성 및 방향은 이동하는 빔 프로파일러(150) 및 빔 평행성 및 방향 측정 시스템(80)(도 1)에 대응하는 이격된 빔 검출기(152 및 154)를 사용하여 측정된다. 빔 프로파일러(150)는 이온 빔을 부분적으로 차단하는 임의의 소자일 수 있고 이온 빔에 대해 측면으로 이동가능하다. 검출기(152 및 154)는 예를 들어 입사하는 이온 빔에 응답하여 전기적 출력 신호를 생성하는 패러데이 컵(Faraday cups)일 수 있다. 프로파일러(150)는 이온 빔을 가로질러 이동하기 때문에, 이온 빔의 일부를 차단하고 이온 빔 섀도우(shadow)를 생성한다. 빔 섀도우는 검출기(152 및 154)를 가로질러 이동하고 네가티브 진행 출력 전류 펄스의 형태로 출력 신호들을 생성한다.

도 6A에 도시된 바와 같이, 평행한 주사 이온 빔(160)은 웨이퍼면(170)에 수직 입사한다. 프로파일러(150)가 각 검출기와 정렬된 위치에 있는 경우 검출기(152 및 154)는 도 7A에 도시된 바와 같은 출력 펄스를 생성한다. 검출기 출력 펄스들이 발생되는 프로파일러 위치들은 이온 빔(160)이 평행한 궤적을 갖고 웨이퍼면(170)에 수직임을 판정하는데 사용될 수 있다.

도 6B를 참조하면, 발산하는 이온 빔(162)은 웨이퍼면(170)에 수직입사한다. 이 경우, 프로파일러(150)가 검출기(152)의 우측에 위치되는 경우에 검출기(152)는 도 7B에 도시된 바와 같은 출력 펄스를 생성하고, 프로파일러(150)가 검출기(154)의 좌측에 위치되는 경우에 검출기(154)는 출력 펄스를 생성한다. 검출기 출력 펄스들이 생성되는 프로파일러 위치들은, 이온 빔(162)의 발산 각도를 결정하도록 사용될 수 있다. 수렴하는 이온 빔(도시되지 않음)에 응답하여, 프로파일러(150)가 검출기(152)의 좌측에 배치되면 검출기(152)는 출력 펄스를 생성하고, 프로파일러(150)가 검출기(154)의 우측에 배치되면 검출기(154)는 출력 펄스를 생성한다. 검출기 출력 펄스들이 발생되는 프로파일러 위치들은 이온 빔의 수렴 각도를 판정하는데 사용될 수 있다.

도 6C에 도시된 바와 같이, 평행한 이온 빔(164)은 각도(166)로 웨이퍼면(170)에 입사한다. 이 경우에, 프로파일러(150)가 각 검출기(152 및 154)의 좌측에 배치되면, 검출기(152 및 154)는 도 7C에 도시된 바와 같은 출력 펄스를 생성한다. 검출기 출력 펄스들이 발생되는 프로파일러 위치들은 이온 빔(164)의 방향 및 평행성을 판정하는 데 사용될 수 있다.

일반적으로, 이온 빔은 수렴형 또는 발산형일 수 있고 웨이퍼면에 대해 0이 아닌 빔 각도를 가질 수 있다. 검출기 출력 펄스가 생성되는 프로파일러 위치들은 이온 빔의 평행성 및 방향 모두를 판정하기 위해 분석될 수 있다. 평행성은 발산 또는 수렴의 절반 각도로서 특정될 수 있고, 빔 방향은 웨이퍼면(170)의 법선과 관련되어 지정될 수 있다. 이온 빔 평행성 및 방향을 측정하는 기술에 관한 부가적인 세부 사항들은 2000년 6월 6일에 출원된 미국 특허 제09/588,419호에 제공되어 있고, 이는 본 명세서에 참조로서 포함되어 있다.

본 발명의 범위 내에서 빔 평행성 및 방향을 측정하기 위해 다른 기술들이 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 또한, 본 발명은 주사 이온 빔을 사용하는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명은 1994년 9월 27일 화이트 등에게 허여된 미국 특허 제5,350,926호에 개시된 바와 같이 리본 이온 빔(ribbon ion beam)을 사용할 수 있다.

현재 본 발명의 바람직한 실시예들로 여겨지는 것을 도시 및 기재하고 있지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 각종 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것은 당업자들에게 명백하다.

Claims

이온을 제품에 주입하는 방법에 있어서,

이온 빔을 발생하는 단계;

소망하는 평행성 측정을 위해 상기 이온 빔을 조정하는 단계;

상기 조정된 이온빔의 빔 방향을 측정하는 단계;

상기 측정된 빔 방향을 기준으로 한 주입 각도로 제품을 배향시키는 단계; 및

상기 주입 각도로 배향된 제품에 주입을 행하는 단계

를 포함하는 이온 주입 방법.
제1항에 있어서,

상기 이온 빔 조정 단계는 거의 평행한 이온 궤적을 위해 상기 이온 빔을 조정하는 단계를 포함하는 이온 주입 방법.
제2항에 있어서,

상기 빔 방향은 기준 방향과 빔 각도만큼 상이한 이온 주입 방법.
제1항에 있어서,

상기 제품을 배향하는 단계는 상기 측정된 빔 방향을 기준으로 한 주입 각도로 반도체 웨이퍼를 기울이는(tilt) 단계를 포함하는 이온 주입 방법.
제1항에 있어서,

상기 주입 각도는 0도이고, 상기 제품은 상기 측정된 빔 방향에 수직으로 배향되는 이온 주입 방법.
제1항에 있어서,

이온 빔의 비평행성(non-parallelism)의 각도를 측정하는 단계를 더 포함하며,

상기 이온 빔을 조정하는 단계는 상기 측정된 비평행성의 각도에 기초하는 이온 주입 방법.
제6항에 있어서,

상기 이온 빔의 빔 방향 및 비평행성의 각도는 이동가능한 빔 프로파일러(profiler) 및 하나 이상의 빔 검출기로 측정되는 이온 주입 방법.
이온을 제품에 주입하는 방법에 있어서,

이온 빔을 발생하는 단계;

상기 이온 빔의 평행성을 측정하는 단계;

상기 측정된 평행성에 기초하여 소망하는 평행성을 위해 상기 이온 빔을 조정하는 단계;

상기 조정된 이온빔의 빔 방향을 측정하는 단계;

상기 측정된 빔 방향을 기준으로 한 주입 각도로 제품을 기울이는 단계; 및

상기 측정된 빔 방향을 기준으로 한 상기 주입 각도로 기울여진 상기 제품에 주입을 행하는 단계

를 포함하는 이온 주입 방법.
제8항에 있어서,

상기 이온 빔 조정 단계는 거의 평행한 이온 궤적을 위해 상기 이온 빔을 조정하는 단계를 포함하는 이온 주입 방법.
제8항에 있어서,

상기 주입 각도는 0도이고, 상기 제품은 상기 측정된 빔 방향에 수직으로 기울여져 있는 이온 주입 방법.
제8항에 있어서,

상기 이온 빔의 평행성을 측정하는 단계는 상기 이온 빔의 비평행성의 각도를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 이온 빔을 조정하는 단계는 상기 측정된 비평행성의 각도에 기초하는 이온 주입 방법.
제11항에 있어서,

상기 비평행성의 각도 및 빔 방향은 이동가능한 빔 프로파일러 및 하나 이상의 빔 검출기로 측정되는 이온 주입 방법.
제8항에 있어서,

상기 제품을 기울이는 단계는 반도체 웨이퍼를 기울이는 단계를 포함하는 이온 주입 방법.
이온을 제품에 주입하는 장치에 있어서,

이온 빔을 발생하는 수단;

상기 이온 빔의 평행성을 측정하는 수단;

상기 측정된 평행성에 기초하여 소망하는 평행성을 위해 상기 이온 빔을 조정하는 수단;

상기 조정된 이온빔의 빔 방향을 측정하는 수단;

상기 측정된 빔 방향을 기준으로 한 주입 각도로 제품을 기울이는 수단; 및

상기 측정된 빔 방향을 기준으로 한 상기 주입 각도로 기울여진 제품에 주입을 행하는 수단

을 포함하는 이온 주입 장치.
제14항에 있어서,

상기 이온 빔 조정 수단은 거의 평행한 궤적을 위해 상기 이온 빔을 조정하는 수단을 포함하는 이온 주입 장치.
제14항에 있어서,

상기 주입 각도는 0도이고, 상기 제품은 상기 측정된 빔 방향에 수직으로 기울여져 있는 이온 주입 장치.
제14항에 있어서,

상기 평행성을 측정하는 수단 및 상기 빔 방향을 측정하는 수단은 이동가능한 빔 프로파일러 및 하나 이상의 빔 검출기를 포함하는 이온 주입 장치.
제14항에 있어서,

상기 제품을 기울이는 수단은 상기 이온 빔에 대해 반도체 웨이퍼를 기울이는 틸트 메카니즘(tilt mechanism)을 포함하는 이온 주입 장치.
제품에 이온을 주입하는 장치에 있어서,

이온 빔 발생기;

소망하는 평행성을 위해 상기 이온 빔을 조정하는 이온 광학 소자;

상기 조정된 이온 빔의 빔 방향을 측정하는 측정 시스템; 및

상기 측정된 빔 방향을 기준으로 한 주입 각도로 상기 제품을 기울이는 틸트메카니즘을 포함하며,

상기 측정된 빔 방향을 기준으로 한 주입 각도로 기울여진 상기 제품에 주입을 행하는 이온 주입 장치.
제19항에 있어서,

상기 이온 광학 소자는 거의 평행한 이온 궤적을 위해 상기 이온 빔을 조정하는 각도 보정기 마그넷(angle corrector magnet)을 포함하는 이온 주입 장치.
제18항에 있어서,

상기 측정 시스템은 이동가능한 빔 프로파일러 및 하나 이상의 빔 검출기를 포함하는 이온 주입 장치.
제18항에 있어서,

상기 틸트 메카니즘은 반도체 웨이퍼를 기울이기 위해 구성되어 있는 이온 주입 장치.