이온 주입 시스템용 하이브리드 자기/정전 편향기 document_id A220623012997

이온 주입 시스템은, 집적 회로를 제조할 시에 불순물로 반도체를 도핑하기 위해 이용된다. 이와 같은 시스템에서는, 이온원이 원하는 도펀트 요소를 이온화하며, 이 도펀트 요소는 이온 빔의 형태로 이온원으로부터 추출된다. 이온 빔은, 통상적으로 원하는 질량/전하비의 이온을 선택하기 위해 질량 분석되고 나서, 반도체 웨이퍼의 표면에 지향되어, 도펀트 요소를 웨이퍼에 주입한다. 빔의 이온은, 예컨대, 웨이퍼 내에 트랜지스터 장치를 제작할 시에, 원하는 전도의 영역을 형성하기 위해 웨이퍼의 표면을 관통한다. 통상의 이온 주입기는, 이온 빔을 생성시키는 이온원, 자기장을 이용하여 이온 빔을 질량 분해하는 질량 분석 장치를 포함하는 빔선 조립체 및, 이온 빔에 의해 주입되는 반도체 웨이퍼 또는 공작물(workpiece)을 포함하는 타겟 챔버(target chamber)를 포함한다. 소정의 응용을 위한 원하는 주입을 달성하기 위해서는, 주입된 이온의 선량(dose) 및 에너지가 변화될 수 있다. 이온 선량은, 소정의 반도체 재료에 대한 주입된 이온의 농도를 제어한다. 통상적으로, 고 전류의 주입기는 고 선량 주입에 사용되는 반면에, 중간 전류의 주입기는 보다 저 선량의 응용에 사용된다. 이온 에너지는 반도체 장치에서 접합 깊이를 제어하기 위해 사용되며, 여기서, 빔 이온의 에너지 레벨은, 이온이 주입되는 정도, 또는 반도체 또는 다른 기판 재료 내의 주입된 이온의 깊이를 결정한다. 반도체 장치의 보다 소형화를 위한 계속적인 추세에 의해, 고 빔 전류를 저 에너지를 전달하는 기구가 요구된다. 고 빔 전류는 필요한 선량 레벨을 제공하지만, 저 에너지는 얕은 주입을 가능하게 한다. 중간 전류 주입 시스템은 통상적으로 단일 웨이퍼 시스템이고, 고 경사각으로 주입할 수 있다. 이와 같은 시스템은, 중간 내지 고 에너지 범위(예컨대, 10-250 keV) 내의 저 및 중간 선량 프로세스에 적절하다. 저 에너지에서, 빔 전류 가능 출력(capability)은, 종종 빔선 내의 각종 광 요소를 통해 불충분한 빔 전달 효율로 인해 실질적으로 저하한다. 일반적으로, 빔 전달 효율을 향상시키는데 이용되는 한 기술은, 빔을 고 에너지로 전달하여, 공작물로부터의 단거리에서 빔을 원하는 에너지로 감속하는 것이다. 통상적으로, 감속비가 높을 수록, 빔 전달 효율의 이득이 많아진다. 그러나, 상술한 것과 같은 감속 시스템은, 때때로, 원하지 않는 에너지 오염물을 공작물에 생성시킨다. 에너지 오염물은, 감속 전에 빔 내에서 생성되는 중성 입자가 타겟에 도달한 상태이다. 중성 입자가 감속되지 않으므로, 이와 같은 입자는, 잔여 이온 빔 보다 실질적으로 더 높은 에너지로 공작물에 도달하여, 종종 에너지 오염물로 지칭된다.