JP2001216935A5 - - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極及び第２の電極と、
前記第１、第２の電極のそれぞれに接続されて電圧を供給する、第１の電源と第２の電源と、
前記第１の電極と前記第１の電源との間に接続され、前記第１の電源と前記第１の電極を所定のスレッショルド値に減結合して、前記第１の電源の過負荷を軽減するスイッチ装置と、
前記第１、第２の電極間に接続され、前記第１、第２の電極間の一時的な放電中に前記第１、第２の電源の過負荷を軽減するためのキャパシタとを含んでいることを特徴とするイオン注入装置。
【請求項２】
前記スイッチ装置は、少なくとも１つの電極から少なくとも１つの電源を減結合する受動回路を更に含むことを特徴とする請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項３】
前記スイッチ装置は、少なくとも１つの電極から少なくとも１つの電源を減結合する能動回路を更に含むことを特徴とする請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項４】
イオンビームを形成するためにイオンを供給するイオン源と、
第１、第２の電極と、
前記第１、第２の電極のそれぞれに接続され、イオンビームを加工物に向かわせるために前記第１、第２の電極のそれぞれに電圧を供給する第１、第２の電源と、
捕捉されない形でイオンビームを前記加工物に供給するために、少なくとも１つの電源に関連した前記電極において、放電から前記少なくとも１つの電源を一時的に絶縁する過渡絶縁装置と、
前記第１、第２の電源の過負荷を軽減するために、前記第１の電極を前記第２の電極に結合するキャパシタと、を含んでいることを特徴とするイオン注入装置。
【請求項５】
前記過渡絶縁装置は、前記少なくとも１つの電極によって、前記少なくとも１つの電源を放電から絶縁する受動回路をさらに含むことを特徴とする請求項４記載のイオン注入装置。
【請求項６】
前記受動回路は、さらにインダクターを含むことを特徴とする請求項５記載の過渡絶縁装置。
【請求項７】
前記受動回路は、さらにキャパシタを含むことを特徴とする請求項５記載の過渡絶縁装置。
【請求項８】
前記過渡絶縁装置は、前記少なくとも１つの電極によって、前記少なくとも１つの電源を放電から絶縁する能動回路をさらに含むことを特徴とする請求項４記載のイオン注入装置。
【請求項９】
前記能動回路は、少なくとも１つの電極によって、少なくとも１つの電源を一時的な放電から一時的に切り離すための能動スイッチを含むことを特徴とする請求項８記載の過渡絶縁装置。
【請求項１０】
前記能動スイッチは、トリオード、ペントード、テトロード、ＭＯＳＦＥＴ、サイリスタ、および電力トランジスタの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項９記載の過渡絶縁装置。
【請求項１１】
能動回路は、少なくとも１つの電極によって、一時的な放電からの少なくとも１つの電源の負荷変動を軽減するための負荷マッチング装置を含むことを特徴とする請求項８記載の過渡絶縁装置。
【請求項１２】
前記負荷マッチング装置は、抵抗、インピーダンス回路網、および能動回路網の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１１記載の過渡絶縁装置。
【請求項１３】
前記能動回路は、能動スイッチを作動させるためのセンサを含むことを特徴とする請求項９記載の過渡絶縁装置。
【請求項１４】
前記センサは、抵抗、ホールセンサ、および磁気センサの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１３記載の過渡絶縁装置。
【請求項１５】
前記過渡絶縁装置は、少なくとも１つの電源内に設けられることを特徴とする請求項４記載のイオン注入装置。
【請求項１６】
前記センサは、抵抗、ホールセンサ、および磁気センサの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４記載のイオン注入装置。
【請求項１７】
少なくとも１つの電源に電圧を供給する電源と、
この電源と少なくとも１つの電極を所定のスレッショルド値で減結合して、前記電源の過負荷を軽減するための手段と、
を含むことを特徴とするイオン注入装置。
【請求項１８】
イオン注入装置において、電源を補強するための方法であって、
少なくとも１つの電極を駆動する少なくとも１つの電源からの電流を監視し、
この電流が所定のスレッショルド値以下であるかを判定し、
前記電流が所定のスレッショルド値よりも高い場合、前記電源を前記電極から絶縁する、各工程を有し、
前記電源を前記電極から絶縁する工程は、前記電流が所定のスレッショルド値よりも高い場合、前記少なくとも１つの電源と前記少なくとも１つの電極との間に負荷マッチング装置を挿入するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
イオン注入装置において、電源を補強するための方法であって、
少なくとも１つの電極を駆動する少なくとも１つの電源からの電圧を監視し、
この電圧が所定のスレッショルド値以下であるかを判定し、
前記電圧が所定のスレッショルド値よりも高い場合、前記電源を前記電極から絶縁する、各工程を有することを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記電圧が所定のスレッショルド値よりも高い場合、前記少なくとも１つの電源と前記少なくとも１つの電極との間に負荷マッチング装置を挿入する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも１つの電極と、
前記少なくとも１つの電極に電圧を供給するための少なくとも１つの電源と、
前記少なくとも１つの電源と前記少なくとも１つの電極との間に接続されたスイッチ装置と、
このスイッチ装置に接続される負荷マッチング装置とを含み、
前記電極に過渡状態が検出されたとき、前記スイッチ装置が、前記少なくとも１つの電極と前記少なくとも１つの電源の間に前記負荷マッチング装置を挿入することを特徴とするイオン注入装置。
【請求項２２】
イオンビームを形成するイオンを供給するためのイオン源と、
第１、第２の電極と、
前記第１、第２の電極のそれぞれに電圧を供給するための、第１の電源と第２の電源と、
前記第１の電極と前記第１の電源との間に接続されスイッチ装置と、
このスイッチ装置に接続される負荷マッチング装置と、
前記第１の電極と第２の電極に接続されるキャパシタとを含み、
前記第１の電極に過渡状態が検出されるとき、前記スイッチ装置が、前記第１の電極と前記第１の電源との間に前記負荷マッチング装置を挿入し、
また、前記第１、第２の電極間に過渡状態が検出されるとき、前記キャパシタが、前記第１、第２の電源の過負荷を軽減することを特徴とするイオン注入装置。

【０００２】
【従来の技術】
イオン注入装置は、大規模集積回路（ＶＬＳＩ）の製造にとって重要な一面である。このイオン注入は、活性化されて荷電した原子または分子が半導体基板内に直接導かれる処理方法である。VLSIの製造において、イオン注入は、ドーパントイオンをシリコンウエハの表面に注入するために主として使用される。イオン注入処理の目的は、目標材料に所望の原子種を導入することである。この目的を効果的に行なうために、イオン注入処理では、いくつかの面で制御が必要となる。第１に、注入するイオン種は、正確に決められた品質が保たれなければならない。さらに、注入されるイオン種は、基板表面から所定の深さに配置され、かつ所定の基板面積に集中するように制限されなければならない。必要な場合、できるだけ多くの、注入された不純物を電気的に活性化させなければならない。シリコンの格子構造は、不純物注入処理により変化がないようにしなければならない。こうして、イオン注入装置は、正確に注入でき、注入するイオン種の量および注入位置を確実に実行する必要がある。

本発明のイオン注入装置の構成によれば、第１の電極及び第２の電極と、前記第１、第２の電極のそれぞれに接続されて電圧を供給する、第１の電源と第２の電源と、前記第１の電極と前記第１の電源との間に接続され、前記第１の電源と前記第１の電極を所定のスレッショルド値に減結合して、前記第１の電源の過負荷を軽減するスイッチ装置と、前記第１、第２の電極間に接続され、前記第１、第２の電極間の一時的な放電中に前記第１、第２の電源の過負荷を軽減するためのキャパシタとを含んでいる。

また、本発明の構成によれば、イオンビームを形成するためにイオンを供給するイオン源と、第１、第２の電極と、前記第１、第２の電極のそれぞれに接続され、イオンビームを加工物に向かわせるために前記第１、第２の電極のそれぞれに電圧を供給する第１、第２の電源と、捕捉されない形でイオンビームを前記加工物に供給するために、少なくとも１つの電源に関連した前記電極において、放電から前記少なくとも１つの電源を一時的に絶縁する過渡絶縁装置と、前記第１、第２の電源の過負荷を軽減するために、前記第１の電極を前記第２の電極に結合するキャパシタと、を含んでいることを特徴とする。

さらに、本発明の構成によれば、イオン注入装置において、電源を補強するための方法は、少なくとも１つの電極を駆動する少なくとも１つの電源からの電流を監視し、この電流が所定のスレッショルド値以下であるかを判定し、前記電流が所定のスレッショルド値よりも高い場合、前記電源を前記電極から絶縁する、各工程を有し、前記電源を前記電極から絶縁する工程は、前記電流が所定のスレッショルド値よりも高い場合、前記少なくとも１つの電源と前記少なくとも１つの電極との間に負荷マッチング装置を挿入するステップを含むことを特徴としている。

さらに、本発明の構成によれば、イオン注入装置において、電源を補強するための方法は、少なくとも１つの電極を駆動する少なくとも１つの電源からの電圧を監視し、この電圧が所定のスレッショルド値以下であるかを判定し、前記電圧が所定のスレッショルド値よりも高い場合、前記電源を前記電極から絶縁する、各工程を有することを特徴としている

第１電極回路２３６ａと第２電極回路３２６ｂは、図５に示すように、キャパシタ３３０（図５に示す）を介して結合する。電極回路３２６ａ、３２６ｂ間の容量結合が与えられることによって、個々の電極の直流電圧制御は、コンデンサ３３０の直流ブロッキング特性によって維持することができる。しかし、電極６２ａ、６２ｂ間の短絡が、電極間の一時的放電により発生すると、放電エネルギーは、電源６４ａ、６４ｂよりもコンデンサ３３０によって供給される。広い範囲のコンデンサの容量値は、所定の回路パラメータにより選択される。多くの応用において、５０ナノファラッドが十分な値となる。さらに、電源６４ａ、６４ｂは、ＴＩＳ３０ｂによって個々に保護される