JP2009520324A - 誘導結合された高周波プラズマフラッドガンを提供する技術 - Google Patents
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Abstract
【課題】誘導結合された高周波プラズマフラッドガンを提供する技術を開示する。
【解決手段】一実施形態例によると、当該技術はイオン注入システムのプラズマフラッドガンとして実現され得る。当該プラズマフラッドガンは、1以上の開口を有するプラズマチャンバと、プラズマチャンバに対して少なくとも1種類のガス状物質を供給できるガス源と、プラズマを発生させることを目的として少なくとも1種類のガス状物質を励起するべく、プラズマチャンバに高周波電力を誘導結合することができる電源とを備える。プラズマチャンバの内面は全面にわたって金属含有材料がなく、プラズマはプラズマチャンバ内において金属含有素子にさらされることがない。また、1以上の開口は、プラズマから発生する荷電粒子の少なくとも一部が通り抜けるだけの幅を持つ。
【選択図】図1
【解決手段】一実施形態例によると、当該技術はイオン注入システムのプラズマフラッドガンとして実現され得る。当該プラズマフラッドガンは、1以上の開口を有するプラズマチャンバと、プラズマチャンバに対して少なくとも1種類のガス状物質を供給できるガス源と、プラズマを発生させることを目的として少なくとも1種類のガス状物質を励起するべく、プラズマチャンバに高周波電力を誘導結合することができる電源とを備える。プラズマチャンバの内面は全面にわたって金属含有材料がなく、プラズマはプラズマチャンバ内において金属含有素子にさらされることがない。また、1以上の開口は、プラズマから発生する荷電粒子の少なくとも一部が通り抜けるだけの幅を持つ。
【選択図】図1
Description
本願は米国仮特許出願第60/751,218号(出願日:2005年12月19日)に基づき優先権を主張する。当該仮出願の内容は参照により本願に組み込まれる。
本開示内容は概してイオン注入に関する。特に本開示内容は、誘導結合された高周波プラズマフラッドガンを提供する技術に関する。
イオン注入プロセスでは通常半導体ウェハに対して、正電荷を持つイオンが当てられる。何も遮るものがない場合このような正電荷を持つイオンは、ウェハ表面の絶縁部分で正電荷を蓄積し、正の電位を生じさせてしまうことがある。このような高エネルギーイオンはまた、ウェハからの二次電子放出により、更なるウェハ帯電を生じ得る。この結果得られる正の電位は、微細構造によっては強力な電界を生成し得るとともに、永続的な損傷を発生させてしまう可能性がある。プラズマフラッドガン(PFG)は通常、こういった電荷蓄積に関する問題を低減することを目的として使用される。
イオン注入システムにおいて、PFGは通常、イオンビームがウェハに衝突する直前にイオンビームに近接して配置される。多くの場合PFGはプラズマチャンバを含み、当該プラズマチャンバにおいては、アルゴン(Ar)、キセノン(Xe)またはクリプトン(Kr)などの不活性ガスの原子のイオン化によってプラズマを生成する。プラズマからの低エネルギー電子がイオンビームに導入され、過度に正電荷が帯電しているウェハを中性化するべく、正電荷が帯電しているウェハに対して誘引される。
現在利用可能なPFGは多くの課題を抱えている。大きな問題として挙げられるのが、金属汚染である。従来のPFGの一種に、タングステン製の熱フィラメントを用いてプラズマを生成するものがある。タングステン製のフィラメントは、徐々に消耗して、タングステン原子がイオン注入システムおよびその内部で処理されるウェハを汚染してしまう可能性がある。これ以外にも、PFGプラズマチャンバが金属汚染の主な原因として挙げられる。プラズマチャンバの内面は、1種類以上の金属または金属化合物を含有していることが多い。プラズマチャンバの内面はプラズマ放電に対して常にさらされているので、金属原子が開放されてイオン注入システム内に入り込んでしまう可能性がある。プラズマチャンバ内に載置されている金属製電極またはそれ以外の金属製の構成要素も、同様の金属汚染を引き起こし得る。例えば、既存のPFGの中には、金属製電極を用いて電源をプラズマチャンバに容量結合するというものもある。この場合、金属製電極はプラズマと直接接触する。マイクロ波または高周波(RF)電力をプラズマチャンバに対して間接的にしか結合していないPFGもあるが、この場合は通常、内部に配置された電極でプラズマをバイアスしている。プラズマは金属製電極またはそれと同様の金属面を腐食する傾向があり、金属汚染を発生させる可能性がある。このような汚染に関する問題は、誘電材料を全く使用せずにプラズマチャンバを構成することによって軽減し得るが、この解決方法は望ましくない場合がある。これは、内面を非伝導性とするとプラズマ電位が上昇してしまい、その結果放出される電子のエネルギーも大きくなってしまうからである。イオン注入システムにおける電荷中和という目的を鑑みると、電子エネルギーは比較的低い方が一般的に望ましい。
上記以外に新型PFGを設計する上で問題となるのは、旧来型のPFG用に規定されたスペースに収まるよう十分に小型化することである。既存のPFGは非常にかさばったり複雑である場合が多いので、取り付ける場合には既存のイオン注入システムを大幅に変更しなければならない。しかし、新型PFGを収容するためだけに、完成度の高いイオン注入システムを変更するのはコスト的に実現不可能であることが多い。PFG以外は問題のないイオン注入器のPFGをアップグレードすることを希望する顧客は、容易に収納できる小型且つ良好なPFGを求めている。
以上より、上記の課題およびデメリットを克服するPFGを提供することが求められている。
誘導結合された高周波プラズマフラッドガンを提供する技術を開示する。一実施形態例によると、当該技術は、イオン注入システムに設けられるプラズマフラッドガンとして実現され得る。当該プラズマフラッドガンは、1以上の開口を有するプラズマチャンバを備えるとしてもよい。当該プラズマフラッドガンはさらに、プラズマチャンバに対して少なくとも1種類のガス状物質を供給できるガス源を備えるとしてもよい。当該プラズマフラッドガンはさらに、プラズマを発生させることを目的として少なくとも1種類のガス状物質を励起するべく、プラズマチャンバに高周波電力を誘導結合することができる電源を備えるとしてもよい。プラズマチャンバの内面は全面にわたって金属含有材料がなく、プラズマはプラズマチャンバ内において金属含有素子にさらされることがなく、1以上の開口は、プラズマから発生する荷電粒子の少なくとも一部が通り抜けるだけの幅を持つとしてもよい。
本実施形態例の他の側面によると、プラズマチャンバの内面の一部は、グラファイトおよび炭化ケイ素からなる群より選択された1以上の材料を含むとしてよい。
本実施形態例の他の側面によると、電源は、誘電界面を介してプラズマチャンバに結合されるとしてもよい。誘電界面は石英を含むとしてもよい。
本実施形態例の他の側面によると、プラズマの大半は、プラズマチャンバの外部に配設された複数の磁石が形成する1以上の磁気カスプ内に磁気的に閉じ込められるとしてもよい。複数の磁石はさらに、プラズマから生成される高エネルギー電子を除去するべく、1以上の磁気双極子を形成するように配置されるとしてもよい。
本実施形態例の他の側面によると、1以上の開口はそれぞれ、プラズマのシース幅の2倍よりも幅が広いとしてもよい。
本実施形態例の他の側面によると、イオンビームが通過する開口部を有するバイアスされていないケージをさらに備えるとしてもよい。プラズマチャンバは、プラズマから生成される荷電粒子の少なくとも一部をイオンビームに運搬させるべく、当該開口部に十分近い箇所に位置決めされるとしてもよい。1以上の開口は列を形成し、当該列はイオンビームの幅またはイオンビームのスキャン幅にわたって延伸するとしてもよい。また、イオンビームはウェハに対して方向付けられ、1以上の開口は、出て行くプラズマが角度を持ってイオンビームに加わるように、ウェハに向けて傾けられるとしてもよい。
本実施形態例の他の側面によると、1以上の開口は一のスリット状開口を含むとしてもよい。
本実施形態例の他の側面によると、電源は、プラズマチャンバの外壁に沿って延伸する長尺形状の平面コイルを含むとしてもよい。長尺形状の平面コイルの主材料はアルミニウムであるとしてもよい。長尺形状の平面コイルは、互いから1/16から1インチ離間された2以上の巻回部分と、1/4から1インチの範囲内にある曲げ半径と、6から16インチの範囲内にある、曲げ半径から曲げ半径までの距離とを有するとしてもよい。長尺形状の平面コイルは、互いから1/8インチ離間された2つの巻回部分と、1/2インチである曲げ半径と、12.25インチである曲げ半径から曲げ半径までの距離とを有するのが望ましい。
本実施形態例の他の側面によると、プラズマチャンバ内に電極は配設されていないとしてもよい。少なくとも1種類のガス状物質は、アルゴン、クリプトン、キセノンおよびヘリウムからなる群から選択された1以上の物質を含むとしてもよい。
本実施形態例の他の側面によると、プラズマチャンバは開口プレートを有し、当該開口プレートは、6から16インチの範囲内にある長さと、2から4インチの範囲内にある幅と、1/16から1/4インチの範囲内にある高さと、前記長さに沿って設けられる複数の開口とを有し、各開口は、直径が0.020から0.100インチの範囲内にあり、深さが0.005から0.050インチの範囲内にあるとしてもよい。当該開口プレートは、14インチの長さと、1/2インチの幅と、1/4インチの高さと、前記長さに沿って1.2インチの等間隔で配置され、中央に寄せられる10個の開口とを有し、各開口は、直径が1.4mmで深さが0.7mmであるのが望ましい。
別の実施形態例によると、上記技術はイオン注入システムに設けられるプラズマフラッドガンとして実現され得る。当該プラズマフラッドガンは、1以上の開口を有するプラズマチャンバを備えるとしてもよい。当該プラズマフラッドガンはさらに、プラズマチャンバに対して少なくとも1種類のガス状物質を供給できるガス源を備えるとしてもよい。当該プラズマフラッドガンはさらに、プラズマを発生させることを目的として少なくとも1種類のガス状物質を励起するべく、プラズマチャンバに高周波電力を誘導結合することができる電源を備えるとしてもよい。プラズマチャンバの内面は全面にわたってアルミニウム以外の金属がなく、1以上の開口はプラズマから発生する荷電粒子の少なくとも一部が通り抜けるだけの幅を持つとしてもよい。プラズマチャンバは電源に対して誘電界面を有し、誘電界面は酸化アルミニウムを含むとしてもよい。
別の実施形態例によると、上記技術はイオン注入システム内に設けられるプラズマフラッドガンを提供する方法として実現され得る。当該方法は、誘電界面と1以上の開口とを有し、内面が全面にわたって金属または金属化合物がないプラズマチャンバを提供することを含むとしてもよい。当該方法はさらに、プラズマチャンバに少なくとも1種類のガス状物質を供給することを含むとしてもよい。当該方法はさらに、少なくとも1種類のガス状物質を励起するべく、高周波電力をプラズマチャンバに誘導結合することによってプラズマを生成することを含むとしてもよい。当該方法はさらに、1以上の開口を介して、プラズマから生成される荷電粒子の少なくとも一部をプラズマチャンバから出させることを含むとしてもよい。
本発明は、添付図面に図示されている実施形態例を参照しつつ、より詳細に説明される。本発明を実施形態例に基づき以下で説明するが、本発明は以下の実施形態例に限定されるものではない。当業者であれば、本明細書の教示内容に基づき、更なる実施例、変形例、および実施形態に想到するであろうし、他の利用分野も考え得る。これらの更なる実施例、変形例および実施形態ならびに他の利用分野も、本明細書で説明する本発明の範囲内に含まれるものであり、この点において本開示内容は重要な有用性を持つものとする。
本発明をより分かりやすく説明するべく、添付図面を参照する。添付図面では、同様の構成要素には同様の参照番号が割り当てられている。添付図面は本発明を限定するものと解釈されるべきではなく、例示を目的としているに過ぎない。
図1は、本発明の一実施形態に係るPFG100の一例を示す側面図である。
PFG100は、略無金属の内面を有するプラズマチャンバ102を備え得る。好ましい実施形態によると、プラズマチャンバ102の内部には金属製電極または金属製構成要素は配設されないとしてもよい。また、プラズマチャンバ102内には露出した金属または金属化合物も存在しない。プラズマチャンバ102の片側は誘電界面104であってよく、当該誘電界面104によってプラズマチャンバ102の内部とコイル112が互いに分離されている。誘電界面104は、金属または金属化合物を含有しない石英および/またはそれ以外の誘電材料によって構成されるとしてよい。プラズマチャンバ102の誘電界面104以外の部分(例えば、開口プレート114または側壁116)は、グラファイトまたは炭化ケイ素(SiC)などの非金属導体材料から構成され得る。もしくは、誘導界面104の部分を除いて内面は非金属導体材料(例えば、グラファイトまたはSiC)のコーティング106を有するとしてもよい。コーティング106は金属面または非金属面のどちらに対して塗布されるとしてもよい。コイル112および/または側壁116は、水またはそれ以外の冷却材によって(所望の温度まで)冷却され得る。例えば、コイル112および側壁116は内部で冷却剤が循環できるように中空であってよい。
実施形態によっては、露出したアルミニウム(Al)またはアルミニウム含有材料(例えば、酸化アルミニウム:Al2O3)をプラズマチャンバ102が有することも可能である。この場合は、誘電界面104が酸化アルミニウムを含み、プラズマチャンバ102の誘電界面104以外の部分はアルミニウムで構成されるかアルミニウムでコーティングされ得る。もしくは、内面の一部分が非金属導体材料でコーティングされ、別の部分が露出したアルミニウムを含むとしてもよい。
プラズマチャンバ102の側壁にはガス供給用パイプ110が設けられるとしてもよい。当該ガス供給用パイプ110を介して、プラズマチャンバ102内に1種類以上のガス状物質が供給され得る。当該ガス状物質は、キセノン(Xe)、アルゴン(Ar)またはヘリウム(He)などの不活性ガスを含み得る。ガス圧は通常、1〜50mTorrの範囲内に維持される。
コイル112は、長尺状且つ平面状の形状を持ち、PFG100の一面に沿って延伸し得る。コイル112は、RF電源(不図示)に接続され、誘電界面104を介してプラズマチャンバ102にRF電力を誘電結合し得る。RF電力は、工業、科学、及び医療用(ISM)装置に通常割り当てられる周波数、例えば2MHz、13.56MHzおよび27.12MHzで動作し得る。
プラズマチャンバ102に結合されたRF電力は、プラズマチャンバ102内の不活性ガスを励起してプラズマ10を生成し得る。プラズマチャンバ102内のプラズマ10の形状および位置は少なくとも部分的に、コイル112の形状および位置によって決まり得る。実施形態によっては、コイル112はプラズマチャンバ102の略全長および略全幅にわたって延伸しているとしてもよい。内面には金属が含まれていないので、プラズマチャンバ102は、金属汚染が全く発生することなく、常にプラズマ10に対して露出し得る。また、非金属導体材料から成るコーティング106によってプラズマ10の電位を低減することが出来るので、プラズマ10から発生する電子を低エネルギーに保つことができる。
イオン注入システムにおいて、PFG100は通常イオンビーム(不図示)がウェハ(不図示)に到達する直前にイオンビームに近接して設けられる。プラズマチャンバ102の側壁に、イオン注入システムに連通する出口開口108が複数設けられているとしてもよい。出口開口108は一列に並べられ、当該列はイオンビームの幅にわたって延伸しているとしてもよい。例えば帯状イオンビームの場合、出口開口108は帯状イオンビームの幅と略対応しているとしてもよい。走査イオンビームの場合、出口開口108は走査幅に対応しているとしてもよい。本発明の一実施形態によると、出口開口108が対応する幅は11〜12インチであるとしてもよい。
プラズマ10から発生する荷電粒子(例えば、電子およびイオン)が出口開口108を通るように、出口開口108の幅は通常プラズマ10のシース(sheath)幅の2倍よりも大きく設定されている。図2は本発明の一実施形態に係る出口開口108を示す図である。同図で、Dは開口108の実際の幅を示すものとする。プラズマシース204(つまり、プラズマ10と側壁との間の境界層)の幅はLとする。この場合、有効開口202の幅はD−2Lとなる。一実施形態によると、プラズマ10とプラズマチャンバ102のすぐ外側を通るイオンビームとがプラズマブリッジ(plasma bridge)を形成するのが望ましい。このため、有効開口202がプラズマブリッジを収容できるだけの幅を持つようDは2Lよりも大きく設定するのが望ましい。
図3は本発明の一実施形態に係るPFG300の一例を示す斜視図である。PFG300は、上側に誘電界面304を有するプラズマチャンバ302を備えるとしてもよい。誘電界面304を介してコイル306は、RF電力をプラズマチャンバ302に誘電結合して、1種類以上の不活性ガスからプラズマを生成するとしてもよい。プラズマから生じる荷電粒子、特に電子は、プラズマチャンバ302の底側に設けられた出口開口(不図示)または少なくとも1つのスリットを通り得る。プラズマチャンバ302はケージ308に実装されるとしてもよい。ケージ308はバイアスされないのが望ましく、イオンビーム32が通過する開口部30を有するとしてもよい。プラズマチャンバ302内のプラズマはイオンビーム32との間でプラズマブリッジを形成するので、イオンビーム32はプラズマから生じる低エネルギー電子を正電荷を帯電するウェハに向けて運搬するとしてもよい。
本発明の実施形態によると、PFG300の設計は単純であるので、旧型PFG用に予め定められたスペース内に納まるようにPFG300を構成することが可能となる。このため、アップグレードの際に既存のPFG用筐体を変更する必要がなくなり得る。
図3に示すPFG300は出口開口が下方に開いてイオンビーム32に対向しているが、これ以外の構成としてもよい。PFG300全体または出口開口を傾けて、プラズマブリッジがイオンビーム32に対して角度を持って加わるとしてもよい。例えば、出口開口から出てくる電子(またはプラズマブリッジ)が概してウェハの方向に方向付けられて45度でイオンビーム32に加わるようにPFG300を構成するとしてもよい。角度は45度以外としてもよい。
本発明の他の実施形態によると、プラズマチャンバ内にプラズマを効率よく閉じ込めることを目的として、複数の磁石から成る様々な構造を、PFGプラズマチャンバの外部に設けるとしてもよい。図4乃至6および図10に当該構造を2例示す。
図4は、本発明の一実施形態に係る磁石列の一例を有するPFGを示す底面図である。当該PFGは、図3に示したPFG300と同一または同様であってよい。PFGプラズマチャンバの底部には複数の出口開口408が設けられていてもよい。複数の磁石402(例えば、永久磁石、または電磁石コイル)は、プラズマチャンバの両側に配設され、N極とS極が交互になっており、逆の極性と対向し得る。このように配置することによって、磁場において双極子およびカスプが形成され得る。ここで、磁気カスプはプラズマチャンバ内に長手方向にプラズマを閉じ込め、磁気双極子は高エネルギー電子を除去し得る。
図5は、本発明の一実施形態に係る磁石列の別の例を有するPFGを示す底面図である。PFGプラズマチャンバの底部には複数の出口開口508が設けられていてもよい。同図に示す磁石列は、図4に示したものとは少し異なるとしてもよい。複数の磁石502は、プラズマチャンバの両側に配設され、N極とS極が交互になっているが、同じ極性と対向し得る。このように配置する場合、磁場においてはカスプのみが形成され、双極子は形成されない。
図6は、本発明の一実施形態に係る磁石列のさらに別の例を有するPFGを示す底面図である。図4に示した磁石列とは異なり、磁石602は、対向する磁石同士と開口608との位置がずれるように配置されるとしてもよい。
図10は、本発明の一実施形態に係る磁石列のさらに別の例を有するPFGを示す底面図である。当該磁石列によると、磁石1002はPFGの長手方向に沿って設けられ、対向する磁石同士と開口1008との位置がずれている。このような構成とすることによって、多極磁場BがPFGの長手方向に沿ってプラズマを閉じ込めるので、プラズマ密度が上昇しプラズマ電位が低減する。また、多極磁力線は開口1008を横切るように延伸する。
図4乃至6および図10に示すように、プラズマをPFGプラズマチャンバ内に閉じ込めることを目的としてPFGプラズマチャンバ内に所望の磁場を形成するべく、磁石の配列は柔軟に変更および再配置されるとしてもよい。磁場の強度および形状を変えることによって、プラズマの均一性および密度を調整し得る。このため、プラズマチャンバの側壁に対する電子拡散損失を低減し得る。プラズマを適切に閉じ込めることによってさらに、プラズマ電位およびシース幅を低減させることが出来るので、電子出力を改善し得る。
図7は、本発明の一実施形態に係るPFGを提供する方法の一例を示すフローチャートである。
ステップ702において、プラズマチャンバを準備し得る。プラズマチャンバの内壁は、汚染を防止することを目的として、グラファイト等の非金属導体材料がコーティングされているとしてもよい。
ステップ704において、キセノン(Xe)ガスを10から20mTorrの低圧でプラズマチャンバに供給するとしてもよい。キセノンガスは、不活性ガスの中でもイオン化電位が比較的低く且つ質量が大きいので、PFGには好ましい。
ステップ706において、誘電界面を介してRFパワーをプラズマチャンバに誘導結合し得る。誘導結合とすることによって、プラズマチャンバ内に電極等の金属製素子を配設する必要がなくなる。
ステップ708において、キセノンプラズマを点火および維持するべくRFパワーを調整するとしてもよい。キセノンガス原子を分解するためには、比較的高いガス圧および/またはRFパワーを高く設定した状態で開始するのが望ましい。プラズマが点火されると、ガス圧および/またはRFパワー設定を低くしてプラズマを維持するとしてもよい。
ステップ710において、プラズマは磁気的に閉じ込められ、プラズマから生じる電子は外部に配設された複数の永久磁石によって磁気的に除去され得る。これらの永久磁石は、プラズマの密度および均一性を改善することにより電子発生を改善するべく、多極構造で配置され得る。
ステップ712において、プラズマから発生した電子は、プラズマチャンバに設けられた複数の出口開口を介して、イオンビームがウェハに当たる直前でイオンビームに対して供給され得る。当該イオンビームは、ドリフトしている低エネルギーの電子に対するキャリアとして機能し得る。ウェハがわずかに正電位に荷電するとすぐに、過剰な正電荷を中性化するべく、ウェハに向かって電子が誘引され得る。
図8は、本発明の一実施形態に係るPFGで利用されるRFコイル800の一例を示す図である。RFコイル800は、例えば図1に示すコイル112および図3に示すコイル306の代わりに利用されるとしてもよい。コイル800は、長尺形状で2つ以上の巻回部分を有するとしてもよい。互いに隣接する2つの巻回部分の間隔Dは1/16から1/2インチであってよい。曲げ半径Rは1/4から3/4インチの範囲内にあるとしてもよい。曲げ半径から曲げ半径までの長さLLは8から20インチの範囲内にあるとしてもよい。好ましい一実施形態によると、RFコイル800は、互いから1/8インチ離間した2つの巻回部分を有し、該巻回部分は上下方向に重ねられているとしてもよい。曲げ半径Rは1/2インチであってよく、この場合はRFコイル800の2つの長手アーム部分の間に1インチ(2R)の間隙がある。曲げ半径から曲げ半径までの距離LLは12インチであってよい。
図9は、本発明の一実施形態に係るPFGで利用される開口プレート900の一例を示す図である。開口プレート900は例えば、グラファイト、アルミニウム、炭化ケイ素またはグラファイトもしくは炭化ケイ素がコーティングされた金属から成るとしてもよい。開口プレート900は、長さLが6から16インチの範囲内にあり、幅Wが2から4インチの範囲内にあり、高さHが1/16から0.25インチの範囲内にあるとしてもよい。開口プレート900の内側(プラズマチャンバ側)には、複数の出口開口902を含む凹部領域が設けられているとしてもよい。出口開口902は、直径dが0.020から0.100インチの範囲内にあり、開口プレート900の中央線に沿って等間隔で配置され得る。互いに隣接する2つの出口開口902の中心間の距離Sは0.1から3インチの範囲内であってよい。各出口開口902の深さhは、0.005から0.050インチの範囲内であってよい。好ましい一実施形態によると、開口プレート900は、長さLが14インチであって、幅Wが1/2インチであって、高さHは1/4インチであってよい。10個の出口開口902が、1.2インチの間隔で長さに沿って設けられ、中央に寄せられているとしてもよい。各出口開口902は、直径dが1.4mmで深さhが0.7mmであってよい。
本発明の範囲は、本明細書に記載された具体的な実施形態によって限定されるものではない。本明細書に記載した実施形態以外にも、本発明には様々な実施形態および変形例があることは、上述の説明および添付図面から当業者には明らかである。このため、そういった上記以外の実施形態および変形例も本発明の範囲内に含まれるものとする。また、本明細書では特定の目的のために特定の環境下で実施される特定の実施例に基づいて本発明を説明してきたが、本発明の有用性がそれに限定されるものでないことおよび本発明は様々な目的のために様々な環境化で実施されても効果を奏するものであることは当業者には理解されている。従って、本願の特許請求の範囲は、本明細書に記載する本発明の範囲および目的を最大限鑑みて理解されるべきである。
Claims (22)
- 1以上の開口を有するプラズマチャンバと、
前記プラズマチャンバに対して少なくとも1種類のガス状物質を供給できるガス源と、
プラズマを発生させることを目的として前記少なくとも1種類のガス状物質を励起するべく、前記プラズマチャンバに高周波電力を誘導結合することができる電源と
を備え、
前記プラズマチャンバの内面は全面にわたって金属含有材料がなく、前記プラズマは前記プラズマチャンバ内において金属含有素子にさらされることがなく、
前記1以上の開口は、前記プラズマから発生する荷電粒子の少なくとも一部が通り抜けるだけの幅を持つ
イオン注入システムのプラズマフラッドガン。 - 前記プラズマチャンバの前記内面の一部は、グラファイトおよび炭化ケイ素からなる群より選択された1以上の材料を含む
請求項1に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記電源は、誘電界面を介して前記プラズマチャンバに結合される
請求項1に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記誘電界面は石英を含む
請求項3に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記プラズマの大半は、前記プラズマチャンバの外部に配設された複数の磁石が形成する1以上の磁気カスプ内に磁気的に閉じ込められる
請求項1に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記複数の磁石はさらに、前記プラズマから発生する高エネルギー電子を除去するべく、1以上の磁気双極子を形成するように配置される
請求項5に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記1以上の開口はそれぞれ、前記プラズマのシース幅の2倍よりも幅が広い
請求項1に記載のプラズマフラッドガン。 - イオンビームが通過する開口部を有するバイアスされていないケージをさらに備え、
前記プラズマチャンバは、前記プラズマから発生する前記荷電粒子の前記少なくとも一部を前記イオンビームに運搬させるべく、前記開口部に十分近い箇所に位置決めされる
請求項1に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記1以上の開口は列を形成し、前記列は前記イオンビームの幅または前記イオンビームのスキャン幅にわたって延伸する
請求項8に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記イオンビームはウェハに対して方向付けられ、
前記1以上の開口は、出て行く前記プラズマが角度を持って前記イオンビームに加わるように、前記ウェハに向けて傾けられる
請求項8に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記1以上の開口は一のスリット状開口を含む
請求項1に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記電源は、前記プラズマチャンバの外壁に沿って延伸する長尺形状の平面コイルを含む
請求項1に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記長尺形状の平面コイルの主材料はアルミニウムである
請求項12に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記長尺形状の平面コイルは、
互いから1/16から1インチ離間された2以上の巻回部分と、
1/4から1インチの範囲内にある曲げ半径と、
6から16インチの範囲内にある、曲げ半径から曲げ半径までの距離と
を有する
請求項12に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記長尺形状の平面コイルは、
互いから1/8インチ離間された2つの巻回部分と、
1/2インチである曲げ半径と、
12.25インチである曲げ半径から曲げ半径までの距離と
を有する
請求項14に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記プラズマチャンバ内に電極は配設されていない
請求項1に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記少なくとも1種類のガス状物質は、アルゴン、クリプトン、キセノンおよびヘリウムからなる群から選択された1以上の物質を含む
請求項1に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記プラズマチャンバは開口プレートを有し、前記開口プレートは、
6から16インチの範囲内にある長さと、
2から4インチの範囲内にある幅と、
1/16から1/4インチの範囲内にある高さと、
前記長さに沿って設けられる複数の開口と
を有し、
各開口は、直径が0.020から0.100インチの範囲内にあり、深さが0.005から0.050インチの範囲内にある
請求項1に記載のプラズマフラッドガン。 - 前記プラズマチャンバは開口プレートを有し、前記開口プレートは、
14インチの長さと、
1/2インチの幅と、
1/4インチの高さと、
前記長さに沿って1.2インチの等間隔で配置され、中央に寄せられる10個の開口と
を有し、
各開口は、直径が1.4mmで深さが0.7mmである
請求項18に記載のプラズマフラッドガン。 - 1以上の開口を有するプラズマチャンバと、
前記プラズマチャンバに対して少なくとも1種類のガス状物質を供給できるガス源と、
プラズマを発生させることを目的として前記少なくとも1種類のガス状物質を励起するべく、前記プラズマチャンバに高周波電力を誘導結合することができる電源と
を備え、
前記プラズマチャンバの内面は全面にわたってアルミニウム以外の金属がなく、
前記1以上の開口は前記プラズマから発生する荷電粒子の少なくとも一部が通り抜けるだけの幅を持つ
イオン注入システムのプラズマフラッドガン。 - 前記プラズマチャンバは前記電源に対して誘電界面を有し、前記誘電界面は酸化アルミニウムを含む
請求項20に記載のプラズマフラッドガン。 - 誘電界面と1以上の開口とを有し、内面には全面にわたって金属または金属化合物がないプラズマチャンバを提供することと、
前記プラズマチャンバに少なくとも1種類のガス状物質を供給することと、
前記少なくとも1種類のガス状物質を励起するべく高周波電力を前記プラズマチャンバに誘導結合することによってプラズマを生成することと、
前記1以上の開口を介して、前記プラズマから発生する荷電粒子の少なくとも一部を前記プラズマチャンバから出させることと
を含む、イオン注入システムのプラズマフラッドガンを提供する方法。
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