JP2022552182A - 固体ドーパント材料用の挿入可能なターゲットホルダの温度制御 - Google Patents

Abstract

固体ドーパント材料を保持するためのターゲットホルダを有するイオン源が開示される。イオン源は、固体ドーパント材料の温度をモニタするために、ターゲットホルダに近接して配置された熱電対を備える。特定の実施形態では、コントローラが、この温度情報を使用して、アーク電圧、カソードバイアス電圧、抽出されるビーム電流、又はアークチャンバ内のターゲットホルダの位置などの、イオン源の１以上のパラメータを変化させる。コントローラと熱電対との間の接続を示す様々な実施形態が示される。更に、ターゲットホルダ上の熱電対の様々な配置を示す実施形態も提示される。
【選択図】図１

Description

本開示の実施形態は、イオン源に関し、特に、固体ドーパント材料を保持するための挿入可能なターゲットホルダを有するイオン源に関し、ドーパント材料又はターゲットホルダの温度は、測定され、任意選択的に制御されてよい。

半導体処理装置で使用されるイオンを生成するために、様々な種類のイオン源が使用され得る。例えば、間接的に加熱されるカソード（IHC）イオン源は、カソードの背後に配置されたフィラメントに電流を供給することによって動作する。フィラメントは熱イオン電子を放出し、それらの電子がカソードに向かって加速してカソードを加熱し、次に、カソードにイオン源のアークチャンバの中へ電子を放出させる。カソードは、アークチャンバの一端に配置される。リペラ（repeller）が、カソードの反対側のアークチャンバの端に配置され得る。カソード及びリペラは、電子を反発させ、それらをアークチャンバの中心に向かって戻すようにバイアスされ得る。幾つかの実施形態では、電子をアークチャンバ内に更に閉じ込めるために、磁場が使用される。アークチャンバの２つの端を接続するために、複数の側面が使用される。

アークチャンバの中心に近接し、これらの側面のうちの１つに沿って、抽出開孔が配置され、その抽出開孔を通して、アークチャンバ内で生成されたイオンが抽出され得る。

特定の実施形態では、固体形態の材料をドーパント種として利用することが望ましい場合がある。例えば、金属が液化したときに金属がターゲットホルダ内に残るように、るつぼ又はターゲットホルダを使用して金属を保持することができる。イオン注入のために純粋な固体金属を直接使用すると、ウエハ注入に利用可能なビーム電流が増加する。

しかし、固体ドーパント材料用のターゲットホルダの使用に関連する問題が存在し得る。例えば、収容されたターゲットホルダ内で低融点及び低沸点の金属を使用する場合、非常に高い温度が問題となり得る。例えば、ドーパント材料は不安定になり得、不整合なビーム性能を引き起こし、アークチャンバ内にドーパント材料の望ましくない蓄積をもたらす熱暴走を起こす傾向があり得る。

したがって、特定の金属などの低融点を有する固体ドーパント材料と共に使用することができ、その内部温度をモニタ及び制御することができるイオン源が有益であろう。

固体ドーパント材料を保持するためのターゲットホルダを有するイオン源が開示される。イオン源は、固体ドーパント材料の温度をモニタするためにターゲットホルダに近接して配置された熱電対を備える。特定の実施形態では、コントローラが、この温度情報を使用して、アーク電圧、カソードバイアス電圧、抽出されるビーム電流、又はアークチャンバ内のターゲットホルダの位置などの、イオン源の１以上のパラメータを変化させる。コントローラと熱電対との間の接続を示す様々な実施形態が示される。更に、ターゲットホルダ上の熱電対の様々な配置を示す実施形態も提示される。

一実施形態によれば、間接的に加熱されるカソードイオン源が開示される。間接的に加熱されるカソードイオン源は、第１の端と第２の端とを連結する複数の壁を備えるアークチャンバ、アークチャンバの第１の端に配置される間接的に加熱されるカソード、ドーパント材料を保持するためのポケットを有するターゲットホルダ、ターゲットホルダに接触する熱電対、及び熱電対に通じているコントローラを備え、コントローラは、熱電対によって測定された温度に基づいてイオン源のパラメータを変化させる。特定の実施形態では、イオン源が、第１の位置と第２の位置との間でターゲットホルダを移動させるために、ターゲットホルダに通じているアクチュエータを更に備え、パラメータが、ターゲットホルダの位置を含む。幾つかの実施形態では、パラメータが、アーク電圧、フィラメント電流、カソードバイアス電圧、供給ガスの流量、及びビーム抽出電流からなる群から選択される。特定の実施形態では、イオン源が、ターゲットホルダに通じている加熱要素を更に備え、その場合、パラメータは、加熱要素に供給される電流を含む。幾つかの実施形態では、イオン源が、アクチュエータアセンブリを更に備え、アクチュエータアセンブリは、熱電対をコントローラと電気的に接続するためのワイヤ、ハウジングであって、後ろハウジング、前ハウジング、及び後ろハウジングと前ハウジングとを連結させる外側ハウジングを含むハウジング、ターゲットホルダに取り付けられ、ハウジング内に配置された保持プレートを有するシャフト、ハウジング内に配置され、一方の端で保持プレート取り付けられ、反対側の端で後ろハウジングに取り付けられたベローズ、並びにシャフトを直線的に平行移動させるためのアクチュエータを備える。幾つかの実施形態では、コネクタが前ハウジング内に取り付けられ、ワイヤが、コントローラから外側ハウジングとベローズとの間の空間を通過し、コネクタで終端する。更なる実施形態では、第２のコネクタがコネクタに接続され、熱電対ワイヤが、第２のコネクタと熱電対との間に配置される。幾つかの実施形態では、熱電対ワイヤが、アークチャンバに対するターゲットホルダの位置の調整を可能にするようにコイル状に巻かれている。幾つかの実施形態では、熱電対ワイヤが、インコネル編組（Inconel braid）内に収容される。幾つかの実施形態では、熱電対ワイヤが、アルミナ管内に収容される。特定の実施形態では、ワイヤが、シャフトの中空内部を通過する。特定の実施形態では、ターゲットホルダが、ターゲットベース、るつぼプラグ、るつぼ、及び多孔性プラグを含む。幾つかの実施形態では、熱電対が、るつぼの外面上に配置される。ある実施形態では、キャビティが、ターゲットホルダの内面に配置され、熱電対が、るつぼプラグの外面のキャビティ内に配置される。幾つかの実施形態では、熱電対を適所に配置するために、ポッティング材料（potting material）が使用される。幾つかの実施形態では、熱電対を適所に保持するために、止めねじ（set screw）が使用される。特定の実施形態では、熱電対を適所に保持するために、バネがキャビティ内に配置される。幾つかの実施形態では、イオン源が、ターゲットホルダに通じている加熱要素を備え、加熱要素が抵抗ワイヤを含む。特定の実施形態では、抵抗ワイヤが、るつぼ又はるつぼプラグと通じている。

別の一実施形態によれば、イオン源と共に使用するためのアセンブリが開示される。該アセンブリは、コネクタ、熱電対、及びコネクタと熱電対との間に配置されるワイヤを備える。特定の実施形態では、ワイヤがコイル状に巻かれている。特定の実施形態では、ワイヤが個々に絶縁される。幾つかの実施形態では、絶縁されたワイヤが、インコネル編組内に収容される。特定の実施形態では、絶縁されたワイヤが、アルミナ管内に収容される。

別の一実施形態によれば、イオン源内で使用するためのドーパント材料を保持するためのターゲットホルダが開示される。該ターゲットホルダは、ターゲットベース、中空円筒として形作られたるつぼ、るつぼの一方の開いた端をカバーし、ターゲットベースに近接して配置されるるつぼプラグ、るつぼの反対側の端をカバーする多孔性プラグであって、ガス状ドーパント材料が通過し得る多孔性プラグ、及びターゲットホルダに通じている熱電対を備える。特定の実施形態では、熱電対が、るつぼの外面上に配置される。他の実施形態では、熱電対が、るつぼの壁内のチャネル内に配置される。幾つかの実施形態では、るつぼプラグに近接してターゲットベース内に配置されたキャビティがあり、熱電対は、るつぼプラグに近接したキャビティ内に配置される。特定の実施形態では、チャネルが、ターゲットベース内に配置され、チャネルは、ワイヤが熱電対に配線されることを可能にするためにキャビティと通じている。幾つかの実施形態では、熱電対を適所に保持するために、ポッティング材料が使用される。特定の実施形態では、熱電対を適所に保持するために、止めねじが使用される。幾つかの実施形態では、ターゲットホルダが、ターゲットベースに取り付けられたシャフトを備える。幾つかの実施形態では、シャフトの内部が中空であり、シャフトの中空内部を通してワイヤを熱電対に配線できるようになっている。

別の一実施形態によれば、間接的に加熱されるカソードイオン源が開示される。イオン源は、第１の端と第２の端とを連結する複数の壁を備えるアークチャンバ、アークチャンバの第１の端に配置された間接的に加熱されるカソード、ドーパント材料を保持するためのポケットを有するターゲットホルダであって、アークチャンバ内で移動可能であるターゲットホルダ、及びコントローラを備え、コントローラは、ドーパント材料の温度に基づいて、アークチャンバ内のターゲットホルダの位置を変化させる。幾つかの実施形態では、ドーパント材料の温度が、光学的測定、高温計、カラードット、熱電対、無線熱電対リーダ、又はRTD（抵抗温度検出器）を使用して決定される。特定の実施形態では、ドーパント材料の温度が、熱電対を使用して決定される。幾つかの実施形態では、ドーパント材料の温度が、アークチャンバ内の構成要素の温度に基づいて推定される。

本開示をより良く理解するために、参照により本明細書に組み込まれる添付の図面を参照する。

一実施形態による挿入可能なターゲットホルダを有する間接的に加熱されるカソード（IHC）イオン源である。 一実施形態によるアクチュエータアセンブリ及びターゲットホルダを示す。 第２の実施形態によるアクチュエータアセンブリ及びターゲットホルダを示す。 第３の実施形態によるアクチュエータアセンブリ及びターゲットホルダを示す。 一実施形態によるターゲットホルダ上の熱電対の配置を示す。 第２の実施形態によるターゲットホルダ上の熱電対の配置を示す。 別の一実施形態によるターゲットホルダ上の熱電対の配置を示す。 他の実施形態によるターゲットホルダ上の熱電対の配置を示す。 他の実施形態によるターゲットホルダ上の熱電対の配置を示す。 他の実施形態によるターゲットホルダ上の熱電対の配置を示す。 他の実施形態によるターゲットホルダ上の熱電対の配置を示す。 他の実施形態によるターゲットホルダ上の熱電対の配置を示す。 ターゲットホルダを加熱するために抵抗ワイヤが使用される一実施形態によるアクチュエータアセンブリ及びターゲットホルダを示す。

上述したように、非常に高い温度では、イオン源内の固体ドーパントは、あまりにも急速に溶融し、アークチャンバ内に不要なドーパントの蓄積を生じさせることがある。低温では、固体ドーパントは全く溶融しないことがある。

図１は、これらの問題を克服するターゲットホルダを有するIHCイオン源１０を示している。IHCイオン源１０は、２つの反対側の端、及びこれらの端に連結する壁１０１を備えるアークチャンバ１００を含む。アークチャンバ１００の壁１０１は、導電性材料で構築されてよく、互いに電気的に通じていてよい。幾つかの実施形態では、壁１０１のうちの１以上に近接して、ライナが配置されてよい。カソード１１０が、アークチャンバ１００の第１の端１０４においてアークチャンバ１００内に配置される。フィラメント１６０が、カソード１１０の後ろに配置される。フィラメント１６０は、フィラメント電源１６５と通じている。フィラメント電源１６５は、電流をフィラメント１６０に流すように構成されている。それによって、フィラメント１６０が、熱イオン電子を放出するカソードバイアス電源１１５が、フィラメント１６０をカソード１１０に対して負にバイアスする。したがって、これらの熱イオン電子は、フィラメント１６０からカソード１１０に向かって加速され、これらの熱イオン電子がカソード１１０の裏面に当たると、カソード１１０を加熱する。カソードバイアス電源１１５は、例えば、カソード１１０の電圧よりも負に２００Vから１５００Vの間にある電圧を有するように、フィラメント１６０をバイアスし得る。カソード１１０とフィラメント１６０との間の電圧差は、カソードバイアス電圧と称され得る。次いで、カソード１１０は、その前面上の熱イオン電子をアークチャンバ１００の中に放出する。

したがって、フィラメント電源１６５は、フィラメント１６０に電流を供給する。カソードバイアス電源１１５は、フィラメント１６０をバイアスする。それによって、フィラメント１６０はカソード１１０よりも負になる。その結果、電子はフィラメント１６０からカソード１１０に向けて引き寄せられる。特定の実施形態では、カソード１１０が、バイアス電源１１１などによって、アークチャンバ１００に対してバイアスされてよい。アークチャンバ１００とカソード１１０との間の電圧差は、アーク電圧と称され得る。他の実施形態では、カソード１１０が、アークチャンバ１００の壁１０１と同じ電圧になるように、アークチャンバ１００と電気的に接続されてよい。これらの実施形態では、バイアス電源１１１が用いられなくてもよく、カソード１１０は、アークチャンバ１００の壁１０１と電気的に接続されてよい。特定の実施形態では、アークチャンバ１００が、電気接地に接続される。

第１の端１０４の反対側の第２の端１０５には、リペラ１２０が配置されてよい。リペラ１２０は、リペラバイアス電源１２３によって、アークチャンバ１００に対してバイアスされてよい。他の実施形態では、リペラ１２０が、アークチャンバ１００の壁１０１と同じ電圧になるように、アークチャンバ１００と電気的に接続されてよい。これらの実施形態では、リペラバイアス電源１２３が用いられなくてもよく、リペラ１２０は、アークチャンバ１００の壁１０１と電気的に接続されてよい。更に他の実施形態では、リペラ１２０が用いられない。

カソード１１０とリペラ１２０は、各々、金属又はグラファイトなどの導電性材料で作製される。

特定の実施形態では、アークチャンバ１００内で磁場が生成される。この磁場は、電子を１つの方向に沿って閉じ込めることを目的とする。磁場は、通常、第１の端１０４から第２の端１０５まで、壁１０１に平行に通っている。例えば、電子は、カソード１１０からリペラ１２０までの方向（すなわち、ｙ方向）に平行なカラム内に閉じ込められてよい。したがって、電子は、y方向に動く電磁力をまったく受けない。しかし、他の方向における電子の移動は、電磁力を受けてよい。

抽出プレート１０３と称されるアークチャンバ１００の一方の側面に、抽出開孔１４０が配置されてよい。図１では、抽出開孔１４０が、Y‐Z平面に平行な（ページに対して垂直な）側面に配置されている。更に、IHCイオン源１０はまた、イオン化されるガスがアークチャンバ１００に導入され得るガス入口１０６も備える。

特定の実施形態では、第１の電極及び第２の電極が、アークチャンバ１００内の抽出プレート１０３に隣接した壁上にあるように、第１の電極と第２の電極は、アークチャンバ１００のそれぞれの反対側の壁１０１上に配置されてよい。第１の電極と第２の電極は、各々、それぞれの電源によってバイアスされてよい。特定の実施形態では、第１の電極と第２の電極が、共通の電源と通じていてよい。しかし、他の実施形態では、最大限の柔軟性とIHCイオン源１０の出力を調整する能力とを可能にするために、第１の電極が、第１の電極電源と通じていてよく、第２の電極が、第２の電極電源と通じていてよい。

コントローラ１８０は、電源のうちの１以上と通じていてよい。それによって、これらの電源によって供給される電圧又は電流が修正されてよい。コントローラ１８０は、マイクロコントローラ、パーソナルコンピュータ、専用コントローラ、又は別の適切な処理ユニットなどの処理ユニットを含み得る。コントローラ１８０はまた、半導体メモリ、磁気メモリ、又は別の適切なメモリなどの非一時的なストレージ要素も含んでよい。この非一時的なストレージ要素は、コントローラ１８０が本明細書で説明される機能を実行することを可能にする指示命令及び他のデータを含み得る。

IHCイオン源１０はまた、ターゲットホルダ１９０も含む。ターゲットホルダ１９０は、アークチャンバ１００の中に挿入され、アークチャンバ１００から後退され得る。図１の実施形態では、ターゲットホルダ１９０が、アークチャンバ１００の壁１０１のうちの１つに沿ってアークチャンバに入る。特定の実施形態では、ターゲットホルダ１９０が、第１の端１０４と第２の端１０５との間の中央平面においてアークチャンバ１００に入ってよい。別の一実施形態では、ターゲットホルダ１９０が、中央平面とは異なる位置でアークチャンバ１００に入ってもよい。図１で示されている実施形態では、ターゲットホルダ１９０が、抽出開孔１４０とは反対側の側面を通ってアークチャンバ１００に入る。しかし、他の実施形態では、ターゲットホルダ１９０が、抽出プレート１０３に隣接する側面を通って入ってもよい。ターゲットホルダ１９０は、第１の位置と第２の位置との間で移動してよい。

ターゲットホルダ１９０は、キャビティ又はポケット１９１を有する。ドーパント材料１９５が、その中に配置されてよい。ポケット１９１は、底面、及び底面から上向きに延びる側壁を有してよい。特定の実施形態では、側壁は垂直であってよい。他の実施形態では、側壁が、底面から外向きに傾斜してよい。幾つかの実施形態では、側壁と底面が、丸みを帯びた縁部で合流する。底面及び側壁は、底部で閉じられるキャビティを形成する。言い換えると、従来のカップと同様に、ドーパント材料１９５が、開放された上部を介して挿入され又は取り外され、一方で、側壁及び底面は、ドーパント材料１９５が出られない密閉された構造を形成する。別の一実施形態では、ドーパント材料１９５がポケット１９１の内側に配置されるように、ポケット１９１が囲われてよい。例えば、中空円筒形状るつぼを採用して、ポケット１９１を形成してよい。多孔性プラグ１９２を使用して、ポケット１９１の内側にドーパント材料を保持し、蒸気がポケット１９１から出ることを可能にすることができる。多孔性プラグ１９２は、例えば、グラファイト発泡体であってよい。ターゲットホルダ１９０からのドーパント材料の供給速度はまた、多孔性プラグ１９２又はターゲットホルダ１９０の任意の他の壁に様々なサイズのパターニングされた孔を追加することによっても制御されてよい。ターゲットホルダ１９０の壁のいずれも、多孔性材料であってよく、アークチャンバ１００の中へのドーパント材料の制御された供給のために使用されてよい。

インジウム、アルミニウム、アンチモン、又はガリウムなどのようなドーパント材料１９５が、ターゲットホルダ１９０のポケット１９１内に配置されてよい。ドーパント材料１９５は、ポケット１９１内に配置されるときに、固体の形態を採ってよい。これは、材料のブロック、やすり粉、削り屑、ボール、又は他の形状の形態を採ってよい。特定の実施形態では、ドーパント材料１９５が、溶融し、液体になってよい。したがって、ある実施形態では、ターゲットホルダ１９０が、開放端が上を向き、密閉された底部が下を向くように、アークチャンバ１００に入るよう構成され、その結果、溶融されたドーパント材料１９５は、ターゲットホルダ１９０からアークチャンバ１００の中に流入できず、むしろターゲットホルダ１９０内に留まる。換言すると、IHCイオン源１０及びターゲットホルダ１９０は、ドーパント材料１９５が重力によってポケット１９１内に保持されるように配向される。

熱電対１９８は、ターゲットホルダ１９０又はドーパント材料１９５に近接していてよい。この熱電対１９８は、コントローラ１８０と通じていてよい。熱電対１９８は、熱電対１９８をコントローラ１８０と電気的に接続する１以上のワイヤ１９９を備えてよい。

特定の実施形態では、熱電対１９８が、ターゲットホルダ１９０の外側に固定されてよい。他の実施形態では、熱電対１９８が、ターゲットホルダに対して位置決めするために使用され得る剛性シースを含んでよい。別の一実施形態では、熱電対の測定点が、ドーパント材料１９５を保持するポケット１９１の内側に直接あってもよい。これらの実施形態では、熱電対１９８の腐食が、セラミック絶縁体シースを使用して熱電対ワイヤを保護することによって防止されてよい。

動作中、フィラメント電源１６５は、電流をフィラメント１６０に流し、これによりフィラメント１６０に熱イオン電子を放出させる。これらの電子は、フィラメント１６０よりも正であり得るカソード１１０の裏面に当たって、カソード１１０を加熱させ、それによって次に、カソード１１０が、電子をアークチャンバ１００の中に放出する。これらの電子は、ガス入口１０６を通ってアークチャンバ１００の中に供給されるガスの分子と衝突する。アルゴンなどのキャリアガス、又はフッ素などのエッチングガスが、適切に位置付けられたガス入口１０６を通してアークチャンバ１００の中に導入されてよい。カソード１１０からの電子と、ガスと、正電位との組み合わせが、プラズマを生成する。特定の実施形態では、電子及び正イオンが、磁場によって幾らか閉じ込められてよい。特定の実施形態では、プラズマが、抽出開孔１４０に近接して、アークチャンバ１００の中心付近に閉じ込められる。プラズマによる化学エッチング又はスパッタリングは、ドーパント材料１９５を気相に変換し、イオン化を引き起こす。イオン化された供給材料は、次いで、抽出開孔１４０を通して抽出され、イオンビームを準備するために使用され得る。

ドーパント材料１９５からスパッタされるか又は他の方法で放出される負イオン及び中性原子は、プラズマに向けて引き付けられるが、これは、プラズマが、ターゲットホルダ１９０よりも正の電圧に維持されるからである。

特定の実施形態では、ドーパント材料１９５が、プラズマによって生成された熱によって加熱され、気化される。しかし、他の実施形態では、ドーパント材料１９５が、更なる手段によって加熱されてもよい。例えば、ドーパント材料１９５を更に加熱するために、加熱要素１７０がターゲットホルダ１９０内又は上に配置されてよい。加熱要素１７０は、抵抗加熱要素、又は何らかの他の種類のヒータであってよい。

特定の実施形態では、ターゲットホルダ１９０が、導電性材料で作製され、接地されてよい。別の一実施形態では、ターゲットホルダ１９０が、導電性材料で作製され、電気的に浮遊されてよい。別の一実施形態では、ターゲットホルダ１９０が、導電性材料で作製され、壁１０１と同じ電圧で維持されてよい。他の実施形態では、ターゲットホルダ１９０が、絶縁材料で作製されてよい。

更に別の一実施形態では、ターゲットホルダ１９０が、アークチャンバ１００に対して電気的にバイアスされてよい。例えば、ターゲットホルダ１９０は、導電性材料から作製されてよく、壁１０１とは異なる電圧になるように、独立した電源（図示せず）によってバイアスされてよい。この電圧は、壁１０１に印加される電圧よりも、より正又はより負であってよい。このやり方では、電気バイアスを使用して、ドーパント材料１９５をスパッタすることができる。

コントローラ１８０は、熱電対１９８を使用してドーパント材料１９５の温度をモニタしてよい。特定の実施形態では、コントローラ１８０が、熱電対１９８及び加熱要素１７０と通じていてよい。したがって、コントローラ１８０は、ドーパント材料１９５を所望の又は所定の温度に維持するために、加熱要素１７０を制御してよい。言い換えると、コントローラ１８０は、熱電対１９８によって測定されるような所望の温度を維持するために、加熱要素１７０を通る電流を変化させてよい。これにより、コントローラ１８０がアークチャンバ１００の中へのドーパント材料１９５の供給速度を制御することが可能になり得る。他の実施形態では、コントローラ１８０が、ターゲットホルダ１９０又は他の何らかの構成要素の温度を測定することなどによって、ドーパント材料１９５の温度を間接的に測定してよい。

ターゲットホルダ１９０は、シャフト２００の一端と通じている。シャフト２００の反対側の端は、アクチュエータアセンブリ３００と通じていてよい。アクチュエータアセンブリ３００は、壁１０１のうちの１つに直接的に取り付けられてよい。他の実施形態では、アクチュエータアセンブリ３００が、ターゲットホルダ１９０をアークチャンバ１００の主円筒から後退させることを可能にするために、壁１０１から離れて置かれてよい。アクチュエータアセンブリ３００の作用により、ターゲットホルダ１９０は、アークチャンバ１００内で直線的に移動することができる。

図２は、アクチュエータアセンブリ３００の一実施形態を示している。この実施形態では、アクチュエータアセンブリ３００が、後ろハウジング３１０及び前ハウジング３４０を含む。前ハウジング３４０は、アークチャンバ１００の壁１０１のうちの１つにボルト留めされるか、又は他の方法で連結されてよい。代替的に、前ハウジング３４０は、壁１０１から離れて置かれてよい。外側ハウジング３６０を使用して、後ろハウジング３１０と前ハウジング３４０を連結することができる。

後ろハウジング３１０の内側には、アクチュエータ３２０がある。アクチュエータ３２０は、駆動シャフト３２５を有してよい。特定の実施形態では、アクチュエータ３２０が電気モータであるが、他の種類のアクチュエータが使用されてもよい。一実施形態では、駆動シャフト３２５が、ねじ付き遠位端３２６を有する。対応するねじ付き部材３３０が、ねじ付き遠位端３２６と通じていてよい。ねじ付き部材３３０は、シャフト２００に取り付けられてよい。このやり方では、駆動シャフト３２５が回転すると、回転方向に応じて、ねじ付き部材３３０は、アクチュエータ３２０に引き込まれるか、又はアクチュエータ３２０から離れるように移動する。シャフト２００はねじ付き部材３３０に取り付けられているので、シャフト２００は、同様に、駆動シャフト３２５の回転運動によってX方向に直線的に平行移動する。これにより、ターゲットホルダ１９０をアークチャンバ１００内の異なる位置に配置することが可能になる。

この実施形態では、シャフト２００が保持プレート２１０を含む。保持プレート２１０は、アクチュエータアセンブリ３００の内側で前ハウジング３４０の後ろに配置される。保持プレート２１０は、ベローズ３５０に溶接されるか又は他の方法で連結される。特定の実施形態では、ベローズ３５０が金属であってもよい。ベローズ３５０はまた、後ろハウジング３１０に溶接されてもよく又は他の方法で取り付けられてもよい。ベローズ３５０及び保持プレート２１０は、アークチャンバ１００内の減圧条件とアークチャンバ１００の外側の大気条件との間のバリアを形成する。したがって、駆動シャフト３２５が回転すると、ベローズ３５０は、シャフト２００の運動の方向に基づいて伸縮する。

熱電対１９８が、アークチャンバ１００の内側に配置され、ワイヤ１９９がアークチャンバ１００を出ることを必要としながら、減圧条件の完全性を保持することに留意されたい。図２の実施形態では、第１のコネクタ３９０が、アークチャンバ１００の内側で前ハウジング３４０上に取り付けられている。ワイヤ１９９が、アクチュエータアセンブリ３００の外側から第１のコネクタ３９０へ延在する。この実施形態では、ワイヤ１９９がアクチュエータアセンブリ３００を出て行くことを可能にするために、チャネル３１１が後ろハウジング３１０内に形成されてよい。次いで、ワイヤ１９９は、ベローズ３５０と外側ハウジング３６０との間の空間内を通過してよい。この空間は、減圧環境の部分であり、したがって、減圧を維持するために減圧フィードスルー３７０が使用される。減圧フィードスルーは、ワイヤ１９９の通過を可能にするが、フィードスルーの両側の間の圧力差を維持する部材である。したがって、ワイヤ１９９は、後ろハウジング３１０内のチャネル３１１を通過し、次いで、減圧フィードスルー３７０を通過する。次いで、ワイヤ１９９は、外側ハウジング３６０とベローズ３５０との間の空間を通過し、最後に第１のコネクタ３９０で終端する。

第２のコネクタ３９１は、第１のコネクタ３９０と接続する。熱電対ワイヤ１９７が、第２のコネクタ３９１から熱電対１９８まで延在する。熱電対１９８は、K型熱電対であってよい。また、熱電対１９８に取り付けられた熱電対ワイヤ１９７は絶縁されてよい。例えば、一実施形態では、２つの熱電対ワイヤ１９７の各々が、絶縁材料で個々に被覆される。次に、２つの熱電対ワイヤ１９７は、インコネル編組として一緒に巻かれてよい。換言すると、熱電対ワイヤ１９７は、電気絶縁のために個々に被覆され、次いで、アークチャンバ１００内の苛酷な環境からそれらを保護するために、その対が巻かれる。別の一実施形態では、熱電対ワイヤ１９７が、アルミナ管内に収容されてよい。

特定の実施形態では、図２で示されているように、熱電対ワイヤ１９７がコイル状に巻かれる。このやり方では、ターゲットホルダ１９０が延伸し、後退するときに、熱電対ワイヤ１９７は、長さの変化を補償するためにコイル状に巻かれ、ほどかれる。

一実施形態では、熱電対１９８、熱電対ワイヤ１９７、及び第２のコネクタ３９１が、交換可能な部品であってよい。更に、上述されたように、この実施形態の熱電対ワイヤ１９７は、個別に絶縁され、次いで編組として巻かれてよい。更に、熱電対ワイヤ１９７は、ねじれ又は干渉なしに長さの変化を可能にするようにコイル状に巻かれていてよい。

例えば、ドーパント材料１９５を更に加熱するために、加熱要素１７０がターゲットホルダ１９０内又は上に配置されてよい。特定の実施形態では、加熱要素１７０に関連付けられたワイヤが、熱電対ワイヤ１９７と共に配線される。

熱電対１９８は、以下で説明される複数のやり方で、ターゲットホルダ１９０に取り付けられてよい。

図３は、アクチュエータアセンブリ３００の第２の実施形態を示している。構成要素の多くは、図２で示されているものと同じであり、同一の参照番号が与えられている。この実施形態では、熱電対ワイヤ１９７がシャフト２００の内部を通って配線され得るように、シャフト２００が中空であってよい。シャフト２００はまた、中空内部への開口部２０１も有する。開口部２０１は、保持プレート２１０のターゲットホルダ１９０から更に離れた側に位置付けられてよい。このやり方では、開口部２０１が大気状態にある。熱電対１９８がシャフト２００の中空内部の範囲内に位置付けられている場合、減圧フィードスルーを必要としないことがある。しかし、熱電対１９８が、図４などで示されているように、ターゲットホルダ１９０の外面上に位置付けられている場合、減圧フィードスルー３７０を使用して、アークチャンバ１００内の減圧を保存することができる。減圧フィードスルー３７０は、シャフト２００の中空内部への入口に配置されるだろう。

熱電対ワイヤ１９７は、開口部２０１を貫通し、後ろハウジング３１０内のチャネル３１１を貫通して出てよい。特定の実施形態では、１以上のケーブルマウント３５１を使用して、熱電対ワイヤ１９７を適所に保持することができる。特定の実施形態では、コントローラ１８０に通じているワイヤ１９９が、シャフト２００の中空内部を通過する熱電対ワイヤ１９７と同じものである。他の実施形態では、２つの別個のワイヤセグメントを生成するために、コネクタが、熱電対１９８とコントローラ１８０との間に配置される。例えば、プラズマに曝露される熱電対ワイヤの部分は、より頻繁に交換される必要があり得る。したがって、ワイヤのこのセクションは、熱電対１９８とコントローラ１８０との間にコネクタを挿入することによって、交換可能なユニットとして形成されてよい。

したがって、この実施形態では、シャフトが、熱電対ワイヤ１９７を熱電対１９８からアクチュエータアセンブリ３００の内部に配線するために使用される中空内部を有する。述べられているように、図４で示されているように、熱電対１９８が減圧状態内に配置されている場合、シャフト２００の内部への入口に減圧フィードスルー３７０が採用されてよい。

特定の実施形態では、熱電対ワイヤ１９７が、個々に絶縁され、次いで、インコネル編組として又はアルミナ管内で一緒に巻かれる。他の実施形態では、熱電対ワイヤがシャフト２００によって保護されるので、インコネル編組は採用されない。

図２～図４は、コントローラ１８０から熱電対１９８へワイヤを配線するために使用され得る幾つかのシステムを説明する。図５～図９は、ターゲットホルダ１９０上の熱電対１９８の配置に関する様々な実施形態を示している。

図５は、ターゲットホルダ１９０の拡大図を示している。特定の実施形態では、ターゲットホルダ１９０が、シャフト２００に固定され又は他の方法で取り付けられるターゲットベース１９３を備える。ターゲットホルダ１９０は、るつぼ１９６も含んでよい。るつぼ１９６は、ドーパント材料１９５を保持する。特定の実施形態では、るつぼ１９６が、グラファイトから作製されてよい。幾つかの実施形態では、るつぼ１９６が、２つの開放端を有する中空円筒であってよい。るつぼプラグ１９４が、るつぼ１９６とターゲットベース１９３との間に配置されてよい。るつぼプラグ１９４は、るつぼ１９６の開放端のうちの１つを塞ぐために使用される。クランプ４１０を使用して、ターゲットベース１９３をるつぼ１９６に固定することができる。上述したように、多孔性プラグ１９２を使用して、るつぼ１９６の第２の開放端を塞ぐことができる。上述したように、この多孔性プラグ１９２は、グラファイト発泡体又は他の適切な材料から作製されてよい。

図５の一実施形態では、熱電対１９８が、るつぼ１９６の外面上に取り付けられている。ポッティング材料４００を使用して、熱電対１９８を適所に保持することができる。熱電対ワイヤ１９７が、ターゲットホルダ１９０の外装に沿って配線されてよい。

図６は、ターゲットホルダ１９０の別の一実施形態を示している。構成要素の多くは、図５で示されているものと同じであり、同一の参照番号が与えられている。この実施形態では、導管４２０が、ターゲットベース１９３内及び任意選択的にるつぼプラグ１９４内に形成されている。熱電対ワイヤ１９７は、導管４２０を通過し、熱電対１９８は、図５で行われているように、るつぼ１９６の外面上に取り付けられている。ポッティング材料４００を使用して、熱電対１９８を適所に保持することができる。

図７は、ターゲットホルダ１９０の別の一実施形態を示している。構成要素の多くは、図６に示されているものと同じであり、同一の参照番号が与えられている。この実施形態では、熱電対１９８を適所に保持するために、ポッティング材料を使用するのではなく、止めねじ４３０が使用されている。止めねじ４３０は、るつぼ１９６のねじ付き浅孔の中にねじ込まれてよい。幾つかの実施形態では、ねじ付き浅孔が、るつぼ１９６の内部まで貫通しない。

止めねじ４３０は、図５の実施形態と共に使用され得ることに留意されたい。換言すると、熱電対ワイヤ１９７は、ターゲットホルダ１９０の外装の周りに配線され、止めねじ４３０を使用してるつぼ１９６に固定されてよい。

要約すると、図５～図７は、熱電対１９８がるつぼ１９６の外面と接触する異なるターゲットホルダ１９０を示している。この熱電対１９８は、ポッティング材料４００又は止めねじ４３０を使用してるつぼ１９６に取り付けられてよい。他の固定技法もまた採用されてよい。

更に、熱電対１９８は、るつぼ１９６の壁内に埋め込まれてよい。図８Ａは、チャネル４４０がるつぼの壁内に形成された一実施形態を示している。構成要素の多くは、図６で示されているものと同じであり、同一の参照番号が与えられている。チャネル４４０は、るつぼ１９６の壁の幅よりも狭い。熱電対１９８は、チャネル４４０の中に挿入されている。ポッティング材料（図示せず）を使用して、熱電対１９８を適所に保持することができる。この実施形態では、チャネル４４０が、ターゲットベース１９３及び任意選択的にるつぼプラグ１９４を貫通して延在してよい。図８Ｂで示されている別の一実施形態では、チャネル４４０が、るつぼ１９６の外面から出る。この実施形態では、チャネルが、ターゲットベース１９３又はるつぼプラグ１９４を貫通して延在しない。

別の一実施形態では、チャネル４４０が、ポケット１９１まで延在してよい。それによって、熱電対１９８は、ポケット１９１の内部及び／又はドーパント材料１９５と実際に接触する。これらの実施形態では、セラミック絶縁体シースを採用して、熱電対１９８及び熱電対ワイヤ１９７を保護することができる。

熱電対１９８はまた、図９Ａ～図９Ｃで示されているようにるつぼプラグ１９４と接触してもよい。構成要素の多くは、図６で示されているものと同じであり、同一の参照番号が与えられている。これらの実施形態では、キャビティ４５０が、ターゲットベース１９３内に配置される。キャビティ４５０は、熱電対１９８が配置され得る場所を提供する。チャネル４６０が、ターゲットベース１９３の外面からキャビティ４５０までターゲットベース１９３内に形成されている。熱電対ワイヤ１９７は、チャネル４６０を介してキャビティ４５０に入る。図９Ａは、ポッティング材料４００の使用を介して適所に保持された熱電対１９８を示している。図９Ｂは、止めねじ４３０を使用して適所に保持された熱電対１９８を示している。図９Ｃは、バネ４７０の使用を介して適所に保持された熱電対１９８を示している。無論、熱電対１９８を適所に保持するために、他の力に基づく手段を使用することもできる。

上述の開示は、熱電対１９８用のワイヤをターゲットホルダ１９０に配線するための種々の装置を説明しているが、同じ技法を使用して、抵抗ワイヤをターゲットホルダ１９０に配線することもできる。これらの抵抗ワイヤは、加熱素子１７０として採用されてよい。例えば、図１～図４で示されているように、、抵抗ワイヤは、るつぼ１９６の外面の全部又は一部と接触していてもよい。抵抗ワイヤは、図２～図７で示されているものと同じ手段を使用して配線されてよい。代替的に、抵抗ワイヤは、図８Ａ～図８Ｂで示されている実施形態と同様に、るつぼの壁内に埋め込まれてもよい。別の一実施形態では、抵抗ワイヤが、図９Ａ～図９Ｃなどで示されているように、るつぼプラグ１９４と接触していてもよい。抵抗ワイヤに電流を流すと発熱する。これにより、コントローラ１８０は、別の機構によってドーパント材料１９５の温度を制御することが可能になる。

特定の実施形態では、抵抗ワイヤが、熱電対ワイヤ１９７と束ねられる。これらの実施形態では、抵抗ワイヤが、熱電対ワイヤ１９７と共に配線される。

他の実施形態では、抵抗ワイヤが、別個の編組又は束として設けられ、熱電対ワイヤ１９７と同じ経路を通る。

更に他の実施形態では、抵抗ワイヤが、るつぼ１９６などのターゲットホルダ１９０の一部分と接触してよく、一方で、熱電対１９８は、るつぼプラグ１９４などのターゲットホルダ１９０の別の一部分と接触する。図１０は、抵抗ワイヤ５００が熱電対ワイヤ１９７から分離している一実施形態を示している。この実施形態は、図２と同様であるが、第３のコネクタ５１０及び第４のコネクタ５２０を含む。第３のコネクタ５１０は、前ハウジング３４０に取り付けられてもよい。コントローラ１８０からのワイヤ５４０が、第３のコネクタ５１０に配線されている。特定の実施形態では、ワイヤ５４０を配線するために使用される構成要素が、ワイヤ１９９を配線するための構成要素と同様である。例えば、チャネル３１１及び減圧フィードスルー３７０が採用されてよい抵抗ワイヤ５００は、長さの変化を可能にするためにコイル状に巻かれてよく、るつぼの外面に又はるつぼプラグに連結されてよい。

図１０は、第３及び第４のコネクタを示しているが、抵抗性ワイヤ５００は、ワイヤ１９９と共に配線されてもよく、より大きなコネクタが使用されてよいことを理解されたい。

代替的に、抵抗ワイヤ５００は、図３～図４で示されているワイヤ１９９の配線と同様に、シャフト２００を通して配線されてもよい。

上述の開示は、コントローラ１８０が、熱電対１９８を使用して構成要素（すなわち、るつぼ、るつぼプラグなど）の温度を測定することによって、ドーパント材料１９５の温度をモニタすることを可能にする様々な実施形態を説明する。コントローラ１８０は、様々なやり方で、この情報を使用してよい。

ドーパント材料１９５を所定の範囲内の温度まで加熱することが有利であろう。例えば、低温では、ドーパント材料１９５は溶融せず、したがって、ドーパント蒸気は、ターゲットホルダ１９０から放出されない。しかし、過度に高い温度では、ドーパント材料の溶融速度が大き過ぎることがある。これは、アークチャンバ１００内でドーパント材料の蓄積を引き起こし得る。更に、溶融速度の変動は、ビーム電流及び他のパラメータにも影響を及ぼす可能性がある。

ターゲットホルダ１９０の又はその近くの温度をモニタすることによって、コントローラ１８０は、ドーパント材料１９５の温度をより良く調節することができる。例えば、コントローラ１８０は、ドーパント材料１９５の温度をモニタしてよい。温度が所定の範囲内にない場合、コントローラは、フィラメント電源１６５を通る電流を変化させ、アーク電圧を変化させ、カソードバイアス電圧を変化させ、アークチャンバ１００の中へのガスの流量を変化させ、アークチャンバ１００内のターゲットホルダ１９０の位置を変化させ、ビーム抽出電流を変化させ、又はこれらの動作の組み合わせを実行してよい。更に、第１及び第２の電極が壁１０１上に配置される場合、これらの電極に印加される電圧がまた、ドーパント材料１９５の温度に基づいて、コントローラ１８０によって変化させられてもよい。更に、ヒータが採用される実施形態では、抵抗ワイヤ５００の使用を介するなどして、コントローラ１８０が、ヒータを通る電流を変化させて、ドーパント材料１９５の温度を変化させてよい。

特定の実施形態では、コントローラ１８０が、ドーパント材料１９５の温度に基づいて、アークチャンバ１００内のターゲットホルダ１９０の位置を移動させてよい。例えば、ターゲットホルダ１９０は、カソード１１０とリペラ１２０との間で画定された円筒領域内に直接的に配置されたときに、より高い温度まで加熱してよい。ドーパント材料の加熱を遅くするために、ターゲットホルダ１９０は、この円筒領域の外側になるように直線的に移動させられてよい。逆に、ドーパント材料１９５の温度を上昇させるために、ターゲットホルダ１９０をこの円筒形領域の中に移動させることができる。

コントローラ１８０は、熱電対１９８によって得られる温度に基づいて、IHCイオン源１０に関連付けられたパラメータを決定するために、様々な閉ループアルゴリズムを採用してよい。

上述の開示は、熱電対１９８の使用を説明しているが、他の温度センサも使用されてよい。例えば、光学的測定、高温計、及びカラードットは、全て、ターゲットホルダ１９０の温度を検出する間接的方法である。RTD（抵抗温度検出器）及びワイヤレス熱電対リーダも採用されてよい。したがって、上記の開示は、熱電対の使用に限定されない。

更に、上記の開示は、熱電対１９８を、ターゲットホルダ１９０又はドーパント材料１９５と接触しているものとして説明しているが、他の実施形態も可能である。例えば、熱電対１９８（又は他の温度センサ）は、アークチャンバ１００内の別の構成要素の温度を測定し、この測定温度に基づいてドーパント材料の温度を推定してよい。該別の構成要素は、アークチャンバ１００の壁、シャフト２００、リペラ１２０、前ハウジング３４０、又は別の構成要素であってよい。

更に、上述の制御は、開ループ技術を使用して実行されてもよい。例えば、経験的データを収集して、カソードバイアス電圧、アーク電圧、供給ガス流量、及びターゲットホルダの位置などの様々なパラメータの関数としてドーパント材料の温度を決定することができる。経験的データは、時間の関数としてドーパント材料の温度を決定することもできる。表又は方程式を使用して、コントローラ１８０は、ドーパント材料１９５の温度を所定の範囲内に維持するために、パラメータのうちの１以上を変化させてよい。例えば、コントローラ１８０は、その温度を所望の範囲内に維持するために、ターゲットホルダ１９０を経時的に移動させてよい。

上述の開示は、間接的に加熱されたカソードイオン源内でのターゲットホルダの使用を説明しているが、本開示は、この実施形態に限定されない。ターゲットホルダ、アクチュエータアセンブリ、及び熱電対は、容量結合プラズマ源、誘導結合プラズマ源、ベルナ源、又は別の適切な源などのような他のイオン源若しくはプラズマ源においても採用されてよい。

本出願において上述された実施形態は、多くの利点を有し得る。挿入可能なターゲットホルダを使用することにより、純金属ドーパントが、それらの溶融温度を超える環境内でスパッタターゲットとして使用可能となる。従来、１２００℃を超える溶融温度を有するドーパントを含有する酸化物／セラミック又は他の固体化合物が使用される。純粋な材料ではなくドーパント含有化合物を使用することにより、利用可能なドーパント材料が著しく希釈される。例えば、純アルミニウムの代わりにAl₂O₃を使用する場合、セラミック組成物の化学量論により、不純物がプラズマの中に導入されるだけでなく、対象となるドーパントとの望ましくない質量の一致がもたらされる可能性があり、純粋な元素ターゲットよりも低いビーム電流にもつながる。また、Al₂O₃の使用は、ビームラインに沿って堆積され、イオン注入装置の動作を損なう可能性がある酸化物や窒化物などの望ましくない副生成物の発生につながる可能性もある。例えば、ビーム光学系は、Al₂O₃の使用後にイオンビーム安定性を維持するために化学的に洗浄される場合もある。

１つの実験では、純Alスパッタターゲットを使用して最大４．７mAのビーム電流が実現されたが、一方、Al₂O₃ターゲットを使用すれば、２mA未満の最大ビーム電流が実現可能だろう。純金属の使用はまた、同じ金属種の酸化物／セラミックから得られるビーム電流と比較して、多重電荷ビーム電流を５０％～７５％増加させるだろう。挿入可能な容器では、必要なときに大量の純金属へのアクセスが可能であり、他の種を利用するために、固体ターゲットをアークチャンバから安全に取り出すことができる。

更に、ドーパント材料の温度をモニタすることによって、イオン源を制御して、ドーパント材料の溶融速度が所定の範囲内にあることを保証することができる。具体的には、温度制御なしでは、ドーパント供給が不安定になり、一貫性のないビーム性能を引き起こし、アーク室内にドーパント材料の望ましくない蓄積をもたらす熱暴走を起こしやすい可能性がある。したがって、温度制御は、アークチャンバ内のドーパント蒸気の指数関数的増加を防止する。それはまた、イオン源のより速い同調を可能にする。

加えて、ドーパント材料の温度をモニタすることによって、この情報をビーム同調プロセスで使用することが可能であり、従って、ビーム性能をより信頼性のあるものにする。

本開示の範囲は、本明細書で説明された具体的な実施形態に限定されるものではない。上述したもの以外の本開示の様々な実施形態及び本開示の変形例は、本明細書に説明したものと同様に、上述の説明及び添付図面から、当業者には明らかである。このため、そのような上記以外の実施形態及び変形例は、本開示の範囲に含まれるものである。更に、本明細書では、本開示を、特定の目的のための特定の環境における特定の実装の文脈で説明したが、当業者は、その有用性がそれに限定されず、本開示が、任意の数の目的のために任意の数の環境において有益に実装され得ることを認識するであろう。したがって、以下に記載される特許請求の範囲は、本明細書に記載される本開示の全幅及び主旨を考慮して解釈すべきである。

Claims (15)

1. 間接的に加熱されるカソードイオン源であって、
   第１の端と第２の端とを連結する複数の壁を備えるアークチャンバ、
   前記アークチャンバの前記第１の端に配置される間接的に加熱されるカソード、
   ドーパント材料を保持するためのポケットを有するターゲットホルダ、
   前記ターゲットホルダに接触する熱電対、及び
   前記熱電対に通じているコントローラを備え、前記コントローラは、前記熱電対によって測定された温度に基づいて前記イオン源のパラメータを変化させる、間接的に加熱されるカソードイオン源。
2. 第１の位置と第２の位置との間で前記ターゲットホルダを移動させるために、前記ターゲットホルダに通じているアクチュエータを更に備え、前記パラメータは、前記ターゲットホルダの位置を含む、請求項１に記載の間接的に加熱されるカソードイオン源。
3. パラメータは、アーク電圧、フィラメント電流、カソードバイアス電圧、供給ガスの流量、及びビーム抽出電流からなる群から選択される、請求項１に記載の間接的に加熱されるカソードイオン源。
4. 前記ターゲットホルダに通じている加熱要素を更に備え、前記パラメータは、前記加熱要素に供給される電流を含む、請求項１に記載の間接的に加熱されるカソードイオン源。
5. アクチュエータアセンブリを更に備え、前記アクチュエータアセンブリは、
   前記熱電対を前記コントローラと電気的に接続するためのワイヤ、
   ハウジングであって、後ろハウジング、前ハウジング、及び前記後ろハウジングと前記前ハウジングとを連結させる外側ハウジングを含むハウジング、
   前記ターゲットホルダに取り付けられ、前記ハウジング内に配置された保持プレートを有するシャフト、
   前記ハウジング内に配置され、一方の端で前記保持プレートに取り付けられ、反対側の端で前記後ろハウジングに取り付けられるベローズ、並びに
   前記シャフトを直線的に平行移動させるためのアクチュエータを備える、請求項１に記載の間接的に加熱されるカソードイオン源。
6. 前記前ハウジング内に取り付けられるコネクタであって、前記ワイヤが、前記コントローラから前記外側ハウジングと前記ベローズとの間の空間を通過し、前記コネクタで終端する、コネクタ、及び
   前記コネクタに接続される第２のコネクタであって、熱電対ワイヤが、前記第２のコネクタと前記熱電対との間に配置される、第２のコネクタを備える、請求項５に記載の間接的に加熱されるカソード。
7. 前記ワイヤは、前記シャフトの中空内部を通過する、請求項５に記載の間接的に加熱されるカソード。
8. キャビティが前記ターゲットホルダの内面に配置され、前記熱電対が前記キャビティ内に配置されている、請求項１に記載の間接的に加熱されるカソードイオン源。
9. イオン源内で使用するためのドーパント材料を保持するターゲットホルダであって、
   ターゲットベース、
   中空円筒として形作られたるつぼ、
   前記るつぼの一方の開いた端をカバーし、前記ターゲットベースに近接して配置されるるつぼプラグ、
   前記るつぼの反対側の端をカバーする多孔性プラグであって、ガス状ドーパント材料が通過し得る多孔性プラグ、及び
   前記ターゲットホルダに通じている熱電対を備える、ターゲットホルダ。
10. 前記熱電対は、前記るつぼの外面に取り付けられている、請求項９に記載のターゲットホルダ。
11. 前記熱電対は、前記るつぼの壁内のチャネル内に配置されている、請求項９に記載のターゲットホルダ。
12. キャビティが、前記るつぼプラグに近接して前記ターゲットベース内に配置され、前記熱電対は、前記るつぼプラグに近接した前記キャビティ内に配置されている、請求項９に記載のターゲットホルダ。
13. チャネルが、前記ターゲットベース内に配置され、前記チャネルは、ワイヤが前記熱電対に配線されることを可能にするために前記キャビティと通じている、請求項１２に記載のターゲットホルダ。
14. 前記ターゲットベースに取り付けられるシャフトを更に備え、前記シャフトの中空内部を通してワイヤを前記熱電対に配線できるように、前記シャフトの内部が中空になっている、請求項９に記載のターゲットホルダ。
15. 間接的に加熱されるカソードイオン源であって、
    第１の端と第２の端とを連結する複数の壁を備えるアークチャンバ、
    前記アークチャンバの前記第１の端に配置された間接的に加熱されるカソード、
    ドーパント材料を保持するためのポケットを有するターゲットホルダであって、前記アークチャンバ内で移動可能であるターゲットホルダ、及び
    コントローラを備え、前記コントローラは、前記ドーパント材料の温度に基づいて、前記アークチャンバ内の前記ターゲットホルダの位置を変化させる、間接的に加熱されるカソードイオン源。
    

Images