JP2018521452A - イオンビーム抽出の安定性及びイオンビーム電流を制御するイオン源筐体アセンブリ - Google Patents

イオンビーム抽出の安定性及びイオンビーム電流を制御するイオン源筐体アセンブリ Download PDF

Info

Publication number
JP2018521452A
JP2018521452A JP2017559096A JP2017559096A JP2018521452A JP 2018521452 A JP2018521452 A JP 2018521452A JP 2017559096 A JP2017559096 A JP 2017559096A JP 2017559096 A JP2017559096 A JP 2017559096A JP 2018521452 A JP2018521452 A JP 2018521452A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion source
source housing
extraction
extraction aperture
ion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017559096A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018521452A5 (ja
JP6666361B2 (ja
Inventor
チャン シュヨンウー
チャン シュヨンウー
バーゲス ジェフ
バーゲス ジェフ
レーヴィット ウィリアム
レーヴィット ウィリアム
セイント ピーター マイケル
セイント ピーター マイケル
モシャー マシュー
モシャー マシュー
シー オルソン ジョセフ
シー オルソン ジョセフ
シンクレア フランク
シンクレア フランク
Original Assignee
ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド
ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド, ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド filed Critical ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド
Publication of JP2018521452A publication Critical patent/JP2018521452A/ja
Publication of JP2018521452A5 publication Critical patent/JP2018521452A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6666361B2 publication Critical patent/JP6666361B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00Ion beam tubes
    • H01J27/02Ion sources; Ion guns
    • H01J27/08Ion sources; Ion guns using arc discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00Ion beam tubes
    • H01J27/02Ion sources; Ion guns
    • H01J27/022Details
    • H01J27/024Extraction optics, e.g. grids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J3/04Ion guns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/08Ion sources; Ion guns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J5/00Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J5/02Vessels; Containers; Shields associated therewith; Vacuum locks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/18Assembling together the component parts of electrode systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/38Exhausting, degassing, filling, or cleaning vessels
    • H01J9/385Exhausting vessels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

本明細書では、イオンビーム抽出の安定性及びイオンビーム電流を改善する方法を提供する。1つの方法では、イオン源筐体アセンブリが、アークチャンバを含むイオン源を包囲するイオン源筐体を含むことができ、イオン源筐体は、その近端に抽出開口プレートを装着されている。イオン源筐体アセンブリは、イオン源筐体の内側に配置された真空ライナーをさらに含んで、一組の真空ポンプ開口の付近に障壁を形成する。構成によれば、イオン源筐体アセンブリの開口部は、抽出開口プレート内の開口部を除いて、抽出開口プレート及び真空ライナーによって包み込まれ、これにより、アークチャンバの外部に生成される付属アークまたは外部イオンがイオン源筐体内に留まることを保証する。アークチャンバ内に生成されるイオンだけが、抽出開口プレートの開口部を通ってイオン源筐体を出る。

Description

発明の分野
本発明は、一般に半導体デバイス製造の分野に関するものであり、特に、イオン抽出システムにおいてイオンビーム抽出の安定性及びイオンビーム電流を制御するためのイオン源筐体(ハウジング)アセンブリに関するものである。
発明の背景
半導体製造では、イオン注入は、種々の半導体系製品の生産中に半導体ウェハーの特性を変化させるための一般的な技術である。イオン注入を用いて、導電率を変化させる不純物(例えば、ドーパント・インプラント(注入物))を導入して、結晶表面を変化させること(例えばプリアモルファス化(前処理による非晶質化))、埋め込み層を作製すること(例えば、ハロー注入)、汚染物質用のゲッタリングサイト(残留物除去場所)を作製すること、及び拡散障壁(例えば、フッ素及び炭素のコインプラント(同時注入物))を作製することができる。また、イオン注入は、フラットパネル・ディスプレイの製造において、及び他の表面処理において、金属接触領域を合金化することのような非トランジスタ用途にも用いることができる。これらのイオン注入用途のすべては、一般に、物質特性変化の領域を形成することとして分類することができる。
イオン抽出システムは、アークチャンバを有するイオン源、イオン源筐体、及び抑制電極及び接地電極を含むことが多い。抽出開口がイオン源に隣接して配置され、イオン源本体、アークチャンバ・ベース、及びアークチャンバは緩めに合わさって組み立てられ、抽出開口はアークチャンバの一部分である。この構成では、抽出開口は±1.5mmまでシフト(移動)して、例えばイオン抽出システムに対する日常の保守に追従することができる。その結果、抽出開口のシフトを補償するために、各ビームライン構成要素のビーム設定パラメータを調整する必要があり、ビーム調整時間を増加させることに加えてビーム輸送損失を生じさせる。ビーム調整時間の増加及びビーム輸送損失は共にイオン抽出システムの生産能力を低下させることが不都合である。
さらに、従来のイオン抽出システムは、フィラメント、アーク電圧、及び存在するバイアス電圧の副生成物として、アークチャンバの外部に付属アークを生成し得る。こうした付属アークは抽出にとって維持可能なものでなく、周期的な様式で出てくる。その結果、付属アークから抽出されるイオンビームがイオン源筐体から出て、イオン源筐体に隣接した抑制電極及び接地電極を損傷させてイオンビーム・グリッチを生じさせる。イオンビーム・グリッチは、イオン抽出システムのビーム抽出の安定性及びビーム電流に悪影響を与える。
以上のことを考慮すれば、イオン抽出システムにおいてイオンビーム抽出の安定性及びイオンビーム電流を改善するシステム及び方法を提供することが有利である。1つの方法では、イオン抽出システムの、アークチャンバを包囲するイオン源筐体の開口部は、抽出開口プレート内に形成された開口部を除いて、抽出開口プレート及び真空ライナーによって跳ね返され、これにより、アークチャンバの外部に生成される付属アーク及び外部イオンがイオン源筐体内に包み込まれることを保証する。アークチャンバ内に発生するイオンだけが、抽出開口プレートの開口部を通ってイオン源筐体を出ることができる。その結果、付属アークは、イオン源筐体に隣接した抑制電極及び接地電極に当たってこれらを損傷させることがあり得ず、これによりイオンビーム・グリッチの数を減少させる。
抽出開口プレートをイオン源筐体の一部分として設けて、抽出開口プレートの開口部をより正確に位置決めすることを可能にして、例えば、イオン源の保守サイクルに後続するイオン源筐体の調整を減らすシステム及び方法を提供することがさらに有利である。抽出開口プレートの開口部の正確な位置決めは、1回のイオン源保守サイクルから次回のイオン源保守サイクルまでの(経時的に)より一定したビーム光学系を保証し、これによりビーム設定/調整時間及び結果的なビーム輸送損失を低減する。
本発明による好適なイオン源筐体アセンブリは、遠端及び近端を含むイオン源筐体と、イオン源筐体内に配置されたアークチャンバを含むイオン源と、イオン源筐体の開口部の全体上に広がり、イオン源筐体の遠端の内側によって規定される抽出開口プレートとを含むことができ、抽出開口プレートは、アークチャンバの開口とほぼ整列した開口部を有する。
本発明による好適なイオン抽出システムは、一組の真空ポンプ開口を形成されたイオン源筐体と、このイオン源筐体内に配置されたアークチャンバを含むイオン源とを含むことができる。このイオン抽出システムは、イオン源筐体の内側に配置された真空ライナーをさらに含むことができ、この真空ライナーは、一組の真空ポンプ開口とイオン源との間に障壁を形成する。このイオン抽出システムは、イオン源筐体の遠端に装着された抽出開口プレートをさらに含むことができ、この抽出開口プレートは、イオン源筐体の遠端の内側によって規定されるイオン源筐体の開口部の全体上に広がり、この抽出開口プレートは、アークチャンバの開口とほぼ整列した開口部を有する。
本発明による好適な方法は、遠端及び近端を規定するイオン源筐体を用意するステップと、イオン源筐体の遠端に抽出開口プレートを装着するステップとを含むことができ、この抽出開口プレートは、イオン源筐体の遠端の内側によって規定されるイオン源筐体の開口部の全体上に広がり、この抽出開口プレートは、アークチャンバの開口とほぼ整列した開口部を有する。この方法は、イオン源筐体の内側に真空ライナーを設けるステップをさらに含むことができ、この真空ライナーは、イオン源筐体の一組の真空ポンプ開口の付近に障壁を形成する。
本発明によるイオン抽出システムを例示する等角図である。 図1に示すイオン抽出システムの内部を例示する断面図である。 図1に示すイオン抽出システムの内部を例示する側断面図である。 図1に示すイオン抽出システムの内部を例示する側断面図である。 本発明によるイオン源筐体アセンブリを例示する等角図である。 図5に示すイオン源筐体アセンブリを例示する等角図である。 本発明による好適な方法を例示するフローチャートである。
これらの図面は必ずしも原寸に比例していない。これらの図面は単なる表現であり、本発明の具体的パラメータを表現することを意図していない。これらの図面は、本発明の代表的な実施形態を描画することを意図し、従って発明の範囲を限定するものとして考えるべきでない。図面中では、同様な番号は同様な要素を表す。
詳細な説明
以下、本発明によるシステム及び方法を、添付した図面を参照しながらより十分に説明し、ここではシステム及び方法の実施形態を説明する。しかし、これらのシステム及び方法は、多数の異なる形態で具体化することができ、本明細書中に説明する実施形態に限定されるものと考えるべきでない。むしろ、これらの実施形態は、本開示を完全な完成されたものとし、システム及び方法の範囲を当業者に十分に伝えるように提供する。
便宜上かつ明確さのために、本明細書では、「上部」、「下部」、「上方」、「下方」、「垂直」、「水平」、「横方向」、「長手」といった用語は、これらの構成要素及びその構成部分の相対的な配置及び配向を記述するために使用し、各々が、図面中に出現する半導体製造装置の構成要素の幾何学的形状及び配向に関する。これらの用語は、具体的に記述された単語、その派生語、及び同様な意味の単語を含む。
本明細書中に用いる個々の要素または動作は、特に断りのない限り複数存在し得る。さらに、本発明の「一実施形態」とは、記載された特徴を含む追加的な実施形態の存在を排除するものとして解釈されることを意図していない。
上述したように、本明細書中では、イオン抽出システムにおいて、イオンビーム・グリッチの数を低減することによって、イオンビーム抽出の安定性及びイオンビーム電流を改善する方法を提供する。1つの方法では、イオン源筐体アセンブリが、イオン源を包囲するイオン源筐体を含むことができ、このイオン源はアークチャンバを含み、イオン源筐体は、その近端に抽出開口プレートを装着されている。上記イオン源筐体アセンブリは、一組の真空ポンプ開口の付近に障壁を形成するために、イオン源筐体の内側に配置された真空ライナーをさらに含む。構成によれば、イオン源筐体アセンブリ内の開口部は、抽出開口プレート内の開口部以外は、抽出開口プレート及び真空ライナーによって包み込まれ、これにより、アークチャンバの外部に生成される付属アークまたは外部イオンがイオン源筐体内に留まることを保証する。アークチャンバ内に生成されるイオンだけが、抽出開口プレートの開口部を通ってイオン源筐体を出る。
図1を参照すれば、本発明によるイオン抽出システム10(以下「システム10」と称する)を例証する好適な実施形態が示されている。システム10は、近端18及び遠端22を規定するイオン源筐体14を含む。遠端22には抽出開口プレート28が配置され、抽出プレート28は、当該抽出プレート内に形成された単一の主開口部26を含む。イオン源筐体14は、当該イオン源筐体の側壁34を通して形成された一組の真空ポンプ開口30をさらに含んで、ポンプ(図示せず)によるイオン源筐体14の内部の真空ポンプ排出を可能にする。
図に示すように、システム10は接地電極38及び抑制電極42をさらに含み、これらの各々が、開口部26と整列した(それぞれ46及び50で示す)開口部を有する。一部の方法では、接地電極38は、イオン源筐体14内の接地電極38とイオン源との間の電界が接地電極38の下流の領域内に貫通することを制限するために設ける。その一方で、抑制電極42は、接地電極38の下流でイオンビーム中の電子がイオン源筐体14内のイオン源内に引き込まれることを防止する。
ここで図2〜3を参照して、好適な実施形態によるイオン源筐体14の内部をより詳細に説明する。図に示すように、システム10のイオン源筐体アセンブリ55は、イオン源筐体14、アークベース58に結合されたアークチャンバ56、及びアークベース58に結合されたイオン源本体60を含む。アークチャンバ56、アークベース58、及びイオン源本体60は、イオン源筐体14内に配置され、半導体ウェハーのようなターゲット内への注入用のイオンのビームを協働して発生する。
1つの非限定的な実施形態では、アークチャンバ56がカソード(陰極)62を含み、カソード62は、例えば熱電子放出によって電子を放出し、これらの電子をアノード(陽極)に向けて加速させる。これらの電子の一部は、ガス原子または分子と衝突して、それらをイオン化する。これらの衝突により生じる二次電子は、アノードに向けて、電位分布及び電子の出発点に応じたエネルギーまで加速させることができる。イオンは、アノードを通して、イオン源の種類に応じて、アノードに直交するように、あるいはカソード領域を通して抽出することができる。
カソード62は、チャンバ56の一方の端にあるフィラメント64を含むことができ、アークチャンバ56は他方の端にあるリペラ(反射電極)65に対向する。カソード62からの電子は、磁界によってアノードシリンダの内部に閉じ込められて、フィラメント64とリペラ65との間で振動することができ、高いイオン化効率を生じさせる。
使用中には、アークチャンバ56は主アーク66並びに付属アーク68を発生させる。主アーク66はアークチャンバ56の内部に生成され、イオンビームが主アーク66からアークチャンバ56の抽出開口67を通して抽出される。付属アーク68は、アークチャンバ56の外部に、フィラメント64、及びその領域内に存在するアーク電圧/バイアス電圧に起因する副生成物として生成される。
図2〜3にも示すように、イオン源筐体アセンブリ55は、イオン源筐体14の内側54に配置された真空ライナー70をさらに含む。好適な実施形態では、真空ライナー70は真空ポンプ装置30に隣接して位置決めされ、これにより、イオン源筐体14の内側54とイオン源筐体14を包囲する領域72との間に障壁が形成される。1つの非限定的な実施形態では、真空ライナーは、鋼鉄のようなイオン源筐体14内の高い温度レベルに耐えることができる材料であり、そして略弓形の要素として形成される。真空ライナー70は、溶接、ねじ、リベット、等を用いてイオン源筐体の内面73に結合されている。真空ライナー70は、イオン源筐体の内側54のポンプ排出を可能にするように構成されている、というのは、真空ライナー70は、イオン源筐体14の内面73と同一平面でもなければ、内面73との間に真空ライナー70の全長に沿ったシール(封印)も生成しないからである。即ち、真空ライナー70とイオン源筐体14との間に、イオン源筐体14の内側54と真空ポンプ装置30との間の流体連通を可能にするための空間が提供される。同時に、真空ライナー70は、アークチャンバ56と真空ポンプ装置30との間に障壁を設けて、付属アーク68がイオン源筐体14内に包み込まれたままであることを保証する。
図3〜4を参照して、好適な実施形態による抽出開口ライナー74をより詳細に説明する。図に示すように、抽出開口ライナー74は、アークチャンバ56の抽出開口67、並びに抽出開口プレート28内に形成された開口部26を包囲する。好適な実施形態では、抽出開口ライナー74が、例えばアークチャンバ56の側壁78と抽出開口ライナー74の周囲に向けて形成された凹部80との間の圧入により、アークチャンバ56の遠位側に結合されている。
抽出開口プレート28内の開口部26は、抽出開口ライナー74の開口部86内へ延びる半径方向の延長部82を規定する。半径方向の延長部82は、抽出開口プレート28が例えば圧入により抽出開口ライナー74に結合されるような寸法にする。好適な実施形態では、抽出開口プレート28内の開口部26を、抽出開口67の寸法と同様な寸法、あるいは抽出開口67の寸法よりも少し大きい寸法(例えば、15〜20%大きい直径)にする。このことは、イオン源筐体14からのイオンビームの抽出を可能にしつつ、付属アーク68(図2)及び/またはあらゆる外部イオンがイオン源筐体14内に包含されたままであることも保証する。
構成によれば、抽出開口プレート28及び抽出開口ライナー74が協働して、イオン源筐体アセンブリ55の遠端の前面にある、抽出開口プレート28の開口部26以外のすべての開口を塞ぐ。その結果、付属アーク68はイオン源筐体14内に包み込まれたままになり、アークチャンバ56の外部に生成されるあらゆるイオンがイオン源筐体14外に抽出されることが防止され、これによりビーム抽出の安定性及びビーム電流が共に改善される。アークチャンバ56の内部に生成されるイオンだけを、アークチャンバ56の抽出開口67及び抽出開口プレート28の開口部26を通してイオン源筐体14外に抽出することができる。従って、付属アーク68から生じるビームグリッチを低減することができる。
さらに、構成によれば、抽出開口プレート28及び抽出開口ライナー74は、ビーム調整時間を改善してビーム輸送損失を低減する。具体的には、1つの非限定的な実施形態では、抽出開口プレート28が統合構成要素としてイオン源筐体14に結合されている。例えば、図4に示すように、抽出開口プレート28は、当該抽出開口プレートがイオン源筐体14の凹部87内の肩部84に隣接するように位置決めされている。抽出開口プレート28は、イオン源筐体14の遠端22の内側によってイオン源筐体14内に規定される開口部81の全体上に広がる。抽出開口プレート28は、例えば圧入を含む種々の方法を用いてイオン源筐体に固定することができる。一旦、定位置に固定されると、抽出開口プレート28はイオン源筐体14の端面88とほぼ同一平面になる。
この構成は、抽出開口プレート28をより正確に位置決めすることを可能にし、これにより、例えば検査または保守に続く開口部26のシフトを最小にする。抽出開口プレート28の開口部26の正確な位置決めは、(経時的に)より安定したビーム光学系を保証して、ビーム調整時間及びビーム輸送損失を共に低減する、というのは、ビーム光学系が、予期される開口部26のシフトを補償するための調整をより必要としなくなるからである。
ここで図5〜6を参照して、他の好適な実施形態によるイオン源筐体アセンブリ155をより詳細に説明する。イオン源筐体アセンブリ155は、近端188及び遠端122を規定するイオン源筐体114を含み、遠端122はアークチャンバ156の周りの開口部188を含む。イオン源筐体144は、その側壁を通して形成された一組の真空ポンプ開口130をさらに含んで、ポンプ(図示せず)によるイオン源筐体144の内部の真空ポンプ排出を可能にする。
好適な実施形態では、アークチャンバ156がアークベースに結合され、アークベースはイオン源本体(図示せず)に結合されている。アークチャンバ156、アークベース、及びイオン源本体は、イオン源筐体114内に配置され、半導体ウェハーのようなターゲット内への注入用のイオンのビームを協働して発生する。
イオン源筐体アセンブリ155は、イオン源筐体114の内側に配置された真空ライナー170をさらに含む。好適な実施形態では、真空ライナー170が真空ポンプ開口130に隣接して位置決めされ、これによりイオン源筐体14と、イオン源筐体114を包囲する領域172との間に障壁が生成される。真空ライナー170は、イオン源筐体114の内部のポンプ排出を可能にすると同時に、生成されるあらゆる付属アークがイオン源筐体114の内部に包み込まれたままであることを保証する。真空ライナー170は、さらに、アークチャンバ156の外部に生成されるあらゆるイオンが真空ポンプ装置130を通って脱出することを防止することを保証する。
動作中には、アークチャンバ156は主アーク及び付属アークを共に発生することができる。主アークはアークチャンバ156の内部に生成され、イオンビームは主アークからアークチャンバ156の抽出開口167を通して抽出される。付属アークはアークチャンバ156の外部に、フィラメント64、及びその領域内に存在するアーク電圧/バイアス電圧に起因して生成される。
付属アーク及び他のあらゆるイオンが、アークチャンバ156を取り囲む開口部188を通って出ることを防止するために、抽出開口プレート128がイオン源筐体114の外面190に結合されている。好適な実施形態では、抽出開口プレート128が、開口部188の全体上に広がり、当該抽出開口プレート128内に形成された開口部186を含み、開口部186はアークチャンバ156の抽出開口167と概ね整列している。
その結果、アークチャンバ156の外部に生成されるあらゆる付属アークが、アークチャンバ156の付近を進行し開口部188を通ってイオン源筐体144を出ることが防止される。さらに、アークチャンバ156の外部に生成されるあらゆるイオンがイオン源筐体114外に抽出されることも防止され、これにより、ビーム抽出の安定性及びビーム電流が共に改善される。アークチャンバ156の内部に生成されるイオンだけを、抽出開口プレート128の開口部186を通してイオン源筐体144外に抽出することができる。従って、付属アークから生じるビームグリッチを低減することができる。
ここで図7を参照すれば、本発明による、イオン抽出システム用の、イオンビーム抽出の安定性及びイオンビーム電流を改善するための好適な方法200を例示するフローチャートが示されている。方法200は、図1〜6に示す表現を併用して説明する。
方法200は、ブロック201に示すように、遠端及び近端を規定するイオン源筐体を用意するステップを含む。一部の実施形態では、イオン源筐体がイオン抽出システムの一部である。一部の実施形態では、イオン源筐体が、当該イオン源筐体の側壁を通して形成された一組の真空ポンプ開口をさらに含んで、イオン源筐体の内部の真空ポンプ排出を可能にする。
方法200は、ブロック203に示すように、イオン源筐体の遠端に抽出開口プレートを装着するステップをさらに含み、この抽出開口プレートは、イオン源筐体内に配置されたアークチャンバの開口部とほぼ整列する開口部を有する。一部の実施形態では、抽出開口プレートが、イオン源筐体の遠端の内側によって規定されるイオン源筐体内の開口部の全体上に広がる。一部の実施形態では、抽出開口プレートが、アークチャンバの開口部とほぼ整列した開口部を有することができる。一部の実施形態では、抽出開口プレートが統合構成要素としてイオン源筐体に結合されて、抽出開口プレートをより正確に位置決めすることを可能にする。一部の実施形態では、抽出開口プレートが、イオン源筐体の外面に結合され、アークチャンバを取り囲む開口部を包み込む寸法を有する。
方法200は、ブロック205に示すように、イオン源筐体の内側に真空ライナーを設けて、イオン源筐体の一組の真空ポンプ開口の付近に障壁を形成するステップをさらに含む。一部の実施形態では、真空ライナーが鋼鉄の弓形要素であり、この鋼鉄の弓形要素はイオン源筐体の内面に結合されている。一部の実施形態では、真空ライナーは、イオン源筐体の内側のポンプ排出を可能にすると同時に、付属アークがイオン源筐体の内部に包み込まれたままであることを保証する。
方法200は、ブロック207に示すように、イオン源筐体の内部に配置されたアークチャンバに抽出開口ライナーを結合するステップをさらに含む。一部の実施形態では、抽出開口プレートが抽出開口ライナーに結合され、抽出開口プレートが、アークチャンバの抽出開口とほぼ整列した開口部を含む。一部の実施形態では、抽出開口プレート内の開口部が、抽出開口ライナーの開口部内に延びる半径方向の延長部を規定する。一部の実施形態では、上記半径方向の延長部が、抽出開口プレートが例えば圧入により抽出開口ライナーに結合されるような寸法を有する。
以上のことを考慮すれば、少なくとも以下の利点が、本明細書中に開示する実施形態によって実現される。第1に、イオンビーム抽出の安定性及びイオンビーム電流が改善される、というのは、イオン抽出システムのイオン源筐体の遠端にあるあらゆる開口部が、アークチャンバの抽出開口と整列した抽出開口プレートの開口部を除いて、抽出開口プレート及び真空ライナーによって塞がれるからである。このことは、アークチャンバの外部に生成されるアークがイオン源筐体内に包み込まれ、アークチャンバ内に生成されるイオンだけが抽出開口プレートの開口部を通してイオン源筐体外に抽出されることを保証する。第2に、開示した実施形態の抽出開口プレートは。イオン源筐体の一部分として設けられて、抽出開口プレートがより正確に位置決めされることを可能にし、これにより、イオン源の保守サイクル全体にわたる抽出開口プレートの開口部のシフトを最小にする。抽出開口プレートの開口部の正確な位置決めは、(経時的に)より安定したビーム光学系を保証して、ビーム調整時間及びビーム輸送損失を低減する。
本明細書では、本発明の特定の実施形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されない、というのは、本発明は現在技術が可能にする程度にその範囲が広く、明細書は同様に読むことができる。従って、以上の説明は限定的なものとして解釈するべきでなく、単に特定実施形態の例示として解釈するべきである。当業者は、本明細書に付加する請求項の範囲内で他の変更を想到する。

Claims (15)

  1. 遠端及び近端を含むイオン源筐体と、
    前記イオン源筐体の内部に配置されたアークチャンバを含むイオン源と、
    前記イオン源筐体の前記遠端に装着された抽出開口プレートとを具えたイオン源筐体アセンブリであって、
    前記抽出開口プレートは、前記イオン源筐体の前記遠端の内側によって前記イオン源筐体内に規定される開口部の全体上に広がり、前記抽出開口プレートは、前記アークチャンバの抽出開口も規定する開口部を有する、イオン源アセンブリ。
  2. 前記アークチャンバに結合された抽出開口ライナーをさらに含み、該抽出開口ライナーは、前記アークチャンバの前記抽出開口とほぼ整列する開口部を有する、請求項1に記載のイオン源アセンブリ。
  3. 前記抽出開口プレートが前記抽出開口ライナーに結合されている、請求項2に記載のイオン源アセンブリ。
  4. 前記抽出開口プレートの開口部が、前記抽出開口ライナーの開口部内へ延びる半径方向の延長部を規定する、請求項2に記載のイオン源アセンブリ。
  5. 前記アークチャンバに近接し、前記イオン源筐体を通して形成された一組の真空ポンプ開口をさらに具えている、請求項1に記載のイオン源アセンブリ。
  6. 前記イオン源筐体内に配置された真空ライナーをさらに具え、該真空ライナーは前記一組の真空ポンプ開口に隣接して配置されている、請求項5に記載のイオン源アセンブリ。
  7. 一組の真空ポンプ開口を形成されたイオン源筐体と、
    前記イオン源筐体内に配置されたアークチャンバを含むイオン源と、
    前記イオン源筐体の内側に配置された真空ライナーであって、前記一組の真空ポンプ開口と前記イオン源との間の障壁を形成する真空ライナーと、
    前記イオン源筐体の遠端に装着された抽出開口プレートとを具えたイオン抽出システムであって、
    前記抽出開口プレートは、前記イオン源筐体の前記遠端の内側によって前記イオン源筐体内に規定される開口部の全体上に広がり、前記抽出開口プレートは、前記アークチャンバの抽出開口も規定する開口部を有する、イオン抽出システム。
  8. 前記アークチャンバに結合された抽出開口ライナーをさらに具え、該抽出開口ライナーは、前記アークチャンバの前記抽出開口とほぼ整列ずる開口部を有する、請求項7に記載のイオン抽出システム。
  9. 前記抽出開口プレートが前記抽出開口ライナーに結合されている、請求項8に記載のイオン抽出システム。
  10. 前記抽出開口プレートの開口部が、前記抽出開口ライナーの開口部内へ延びる半径方向の延長部を規定する、請求項9に記載のイオン抽出システム。
  11. 接地電極及び抑制電極をさらに具え、該接地電極及び該抑制電極の各々が、前記抽出開口プレートの開口部とほぼ整列する開口部を有する、請求項7に記載のイオン抽出システム。
  12. 前記真空ライナーが、前記イオン源筐体の、前記一組の真空ポンプ開口に隣接した内面に結合されている、請求項7に記載のイオン抽出システム。
  13. 遠端及び近端を規定するイオン源筐体を用意するステップと、
    前記イオン源筐体の前記遠端に抽出開口プレートを装着するステップであって、該抽出開口プレートは、前記イオン源筐体の前記遠端の内側によって前記イオン源筐体内に規定される開口部の全体上に広がり、前記抽出開口プレートは、アークチャンバの開口も規定する開口部を有するステップと、
    前記イオン源筐体の内側に真空ライナーを設けるステップであって、該真空ライナーは、前記イオン源筐体の一組の真空ポンプ開口の付近に障壁を形成するステップと
    を含む方法。
  14. 前記アークチャンバに抽出開口ライナーを装着するステップをさらに含み、該抽出開口ライナーは、前記アークチャンバの開口とほぼ整列する開口部を含む、請求項13に記載の方法。
  15. 前記抽出開口プレートを前記抽出開口ライナーに結合するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。
JP2017559096A 2015-05-15 2016-05-11 イオン源筐体アセンブリ、イオン抽出システム、及びイオン抽出システムを改良する方法 Active JP6666361B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/713,573 US9934928B2 (en) 2015-05-15 2015-05-15 Source housing assembly for controlling ion beam extraction stability and ion beam current
US14/713,573 2015-05-15
PCT/US2016/031752 WO2016186913A1 (en) 2015-05-15 2016-05-11 A source housing assembly for controlling ion beam extraction stability and ion beam current

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2018521452A true JP2018521452A (ja) 2018-08-02
JP2018521452A5 JP2018521452A5 (ja) 2019-05-23
JP6666361B2 JP6666361B2 (ja) 2020-03-13

Family

ID=57277804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017559096A Active JP6666361B2 (ja) 2015-05-15 2016-05-11 イオン源筐体アセンブリ、イオン抽出システム、及びイオン抽出システムを改良する方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9934928B2 (ja)
JP (1) JP6666361B2 (ja)
KR (1) KR102591321B1 (ja)
CN (1) CN108040498B (ja)
TW (1) TWI701697B (ja)
WO (1) WO2016186913A1 (ja)

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5252892A (en) * 1989-02-16 1993-10-12 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
US6022258A (en) * 1996-03-27 2000-02-08 Thermoceramix, Llc ARC chamber for an ion implantation system
KR20000024901A (ko) * 1998-10-02 2000-05-06 윤종용 이온 주입기의 이온 소오스 모듈
JP3680274B2 (ja) 2002-03-27 2005-08-10 住友イートンノバ株式会社 イオンビームの電荷中和装置とその方法
KR20030097284A (ko) 2002-06-20 2003-12-31 삼성전자주식회사 이온 주입 설비의 이온 소스
KR20060005255A (ko) * 2004-07-12 2006-01-17 삼성전자주식회사 분리형의 하우징을 갖는 이온소스헤드
GB0505856D0 (en) * 2005-03-22 2005-04-27 Applied Materials Inc Cathode and counter-cathode arrangement in an ion source
US7915597B2 (en) * 2008-03-18 2011-03-29 Axcelis Technologies, Inc. Extraction electrode system for high current ion implanter
US8089052B2 (en) * 2008-04-24 2012-01-03 Axcelis Technologies, Inc. Ion source with adjustable aperture
US7767986B2 (en) 2008-06-20 2010-08-03 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method and apparatus for controlling beam current uniformity in an ion implanter
US8263944B2 (en) 2008-12-22 2012-09-11 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Directional gas injection for an ion source cathode assembly
US8003959B2 (en) 2009-06-26 2011-08-23 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion source cleaning end point detection
WO2012168225A1 (en) * 2011-06-06 2012-12-13 Centre National De La Recherche Scientifique - Cnrs - Ion source, nanofabrication apparatus comprising such source, and a method for emitting ions
JP5925084B2 (ja) * 2012-08-28 2016-05-25 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン生成方法およびイオン源
US8653475B1 (en) * 2012-10-11 2014-02-18 Ion Technology Solutions, Llc Ion source
JP6076838B2 (ja) * 2013-05-31 2017-02-08 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 絶縁構造及び絶縁方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20160336138A1 (en) 2016-11-17
KR20180006442A (ko) 2018-01-17
CN108040498B (zh) 2020-08-04
TWI701697B (zh) 2020-08-11
TW201640553A (zh) 2016-11-16
WO2016186913A1 (en) 2016-11-24
KR102591321B1 (ko) 2023-10-19
CN108040498A (zh) 2018-05-15
JP6666361B2 (ja) 2020-03-13
US9934928B2 (en) 2018-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7800083B2 (en) Plasma electron flood for ion beam implanter
JP5822767B2 (ja) イオン源装置及びイオンビーム生成方法
US8796649B2 (en) Ion implanter
EP2540859B1 (en) Electron beam vacuum processing device
TWI667680B (zh) Ion generating device and hot electron emitting unit
US7304319B2 (en) Wafer charge compensation device and ion implantation system having the same
US20150034837A1 (en) Lifetime ion source
JP6802277B2 (ja) 改善されたイオン源のカソードシールド
US20150357151A1 (en) Ion implantation source with textured interior surfaces
KR102208864B1 (ko) 지지구조 및 이를 이용한 이온발생장치
US10468220B1 (en) Indirectly heated cathode ion source assembly
JP6666361B2 (ja) イオン源筐体アセンブリ、イオン抽出システム、及びイオン抽出システムを改良する方法
KR100688573B1 (ko) 이온소스부, 이를 구비하는 이온주입장치 및 그 변경 방법
JP6083219B2 (ja) プラズマフラッドガン及びイオン注入装置
US8894805B2 (en) Electron beam plasma source with profiled magnet shield for uniform plasma generation
KR100340945B1 (ko) 전자빔을 이용한 천공장치
KR100821837B1 (ko) 이온주입기의 매니플레이터
KR20070080009A (ko) 플라즈마 플러드 건의 가스 공급 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190409

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190409

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200128

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6666361

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250