KR101108895B1 - 가스 희석으로 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키는 기술 - Google Patents

가스 희석으로 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키는 기술 Download PDF

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Abstract

가스 희석으로 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키는 기술이 개시된다. 하나의 모범 실시예에서, 상기 기술은 가스 희석으로 이온 주입기 내의 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키는 방법으로서 실현될 수 있다. 상기 방법은 미리 정한 양의 도펀트 가스를 이온 소스 챔버로 방출하고, 미리 정한 양의 희석 가스를 이온 소스 챔버로 방출하는 것을 포함한다. 상기 희석 가스는 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키도록 도펀트 가스를 희석시키기 위해 크세논-함유 가스 및 수소-함유 가스의 혼합물을 포함할 수 있다.

Description

가스 희석으로 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키는 기술{TECHNIQUE FOR IMPROVING THE PERFORMANCE AND EXTENDING THE LIFETIME OF AN ION SOURCE WITH GAS DILUTION}
본 발명은 반도체 제조 장치 및, 특히, 가스 희석으로 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키는 기술에 관한 것이다.
이온 주입은 가압된 이온들과 기판의 직접 충돌에 의해 기판 내로 화학종들(chemical species)을 퇴적시키는 공정이다. 반도체 제조에서는, 이온 주입기들은 주로 표적물 재료의 도전형 및 도전성 레벨을 변경시키는 도핑 공정에 사용된다. 집적회로(integrated circuit, IC) 기판 및 그 박막 구조 내의 정밀한 도핑 프로파일은 양호한 IC 성능에 매우 중요하다. 원하는 도핑 프로파일을 달성하기 위하여, 하나 이상의 이온종들이 상이한 도즈 및 상이한 에너지 레벨로 주입될 수 있다.
도 1은 종래의 이온 주입기 시스템(100)을 도시한다. 대부분의 이온 주입기 시스템에 대하여 전형적이듯, 상기 시스템은 고진공 환경에 수납된다. 상기 이온 주입기 시스템(100)은 이온 소스(102) 및 이온 빔(10)이 통과하는 일련의 복합 부품들을 포함할 수 있다. 상기 일련의 부품들은, 예를 들어, 인출 조종 기(extraction manipulator, 104), 필터 마그넷(106), 가속 또는 감속 칼럼(108), 분석기 마그넷(110), 회전하는 매스 슬릿(rotating mass slit, 112), 스캐너(114) 및 보정기 마그넷(116)을 포함할 수 있다. 광 빔을 조작하는 일련의 광학 렌즈와 상당히 유사하게, 이온 주입기 부품들은 엔드 스테이션(120) 쪽으로 조종하기 이전에 이온 빔(10)을 여과하고 촛점을 맞출 수 있다.
상기 엔드 스테이션(120)은 원하는 종의 이온들이 작업 대상물(122) 내로 주입되도록 이온 빔(10)의 경로에 작업 대상물(122)과 같은 하나 이상의 작업 대상물들을 지지한다. 상기 작업 대상물(122)은 예를 들어, 반도체 웨이퍼 또는 이온 주입이 필요한 다른 유사한 표적 대상물일 수 있다. 엔드 스테이션(120)은 상기 작업 대상물(122)을 지지하기 위하여 플래튼(124)을 또한 포함할 수 있다. 상기 플래튼(124)은 정전기력 또는 다른 유사한 힘을 사용하여 상기 작업 대상물(122)을 고정시킬 수 있다. 상기 엔드 스테이션(120)은 또한 상기 작업 대상물(122)을 원하는 방향으로 이동시키는 스캐너(도시생략)를 포함할 수 있다. 상기 엔드 스테이션(120)은 또한 작업 대상물(122)을 이온 주입기 시스템(100) 내로 도입하고 이온 주입 후에 상기 작업 대상물(122)을 제거하기 위한 자동화 작업 대상물 핸들링 요소와 같은 추가적 요소들을 포함할 수 있다. 상기 이온 주입기 시스템(100)은 또한 이온 주입기 시스템(100)의 다양한 하부시스템 및 부품들을 제어하기 위한 제어기(도시 생략)를 포함할 수 있다. 상기 이온 주입기 시스템(100)은 또한 도즈(dose) 제어 패러데이 컵(118), 이동하는 패러데이 컵(128) 및 셋업 페러데이 컵(126)과 같은 다수의 측정 장치를 포함할 수 있다. 이러한 장치들은 이온 빔 조건을 감시하 고 제어하는데 사용될 수 있다. 이온빔(10)이 지나가는 전체 경로가 이온 주입 과정 동안 배기된다는 것은 관련 분야의 기술자들이 알고 있어야 한다.
상기 이온 소스(102)는 이온 주입기 시스템(100)의 매우 중요한 부품이다. 상기 이온 소스(102)는 다양한 상이한 이온 종들 및 인출 전압들에 대해 안정적이고 잘 정의된 이온 빔(10)을 발생시킬 것이 요구된다. 따라서 유지 또는 수선의 필요 없이 연장된 기간 동안 이온 소스(102)를 작동하는 것이 바람직하다. 따라서, 이온 소스(102)의 수명 또는 평균무고장 시간(mean time between failures, MTBF)이 이온 소스(102)의 하나의 성능 기준이 된다.
도 2는 이온 주입기 시스템(100)에서 이온 소스(102)의 전형적 실시예를 나타낸다. 상기 이온 소스(102)는 전형적으로 고전류 이온 주입 장비에서 사용되는 유도 가열 음극(inductively heated cathode, IHC) 이온 소스일 수 있다. 다른 다양한 이온 소스가 또한 사용될 수 있다. 상기 이온 소스(102)는 아크 챔버(206)를 정의하는 아크 챔버 하우징(202)을 포함한다. 상기 아크 챔버 챔버(202)는 또한 이온 빔(10)에 대한 인출구(extraction aperture, 204)를 포함한다. 음극(208) 및 반발 전극(210)(또는 대음극)이 상기 아크 챔버(206) 내에 위치할 수 있다. 반발 전극(212)은 전기적으로 절연될 수 있다. 음극 절연체(212)는 상기 아크 챔버(202)로부터 음극(208)을 전기적 및 열적으로 절연하도록 음극(208)에 대해 상대적으로 위치할 수 있다. 상기 음극(208)은 또한 열 전도를 조절하기 위하여 진공 갭에 의해 절연체(212)로부터 분리될 수 있다. 필라멘트(214)는 음극(208)을 가열하기 위하여 아크 챔버(206) 외부 및 음극(208)에 아주 근접하여 위치될 수 있다. 지지 로 드(216)가 상기 음극(208) 및 상기 필라멘트(214)를 지지할 수 있다. 하나 이상의 소스 마그넷들(220)이 또한 음극(208) 쪽 방향(도 2의 화살표(222) 참조)으로 아크 챔버(206) 내부에 자기장 B를 형성하기 위하여 제공될 수 있다.
접지 전극(240) 및 억제 전극(242)과 같은 인출 전극 배열이 인출구(204) 앞에 위치할 수 있다. 접지 전극(240) 및 억제 전극(242) 각각은 상기 이온 주입기 시스템(100)에서 사용하기 위해 상기 아크 챔버(206)로부터 잘 정의된 이온빔(10)을 인출하기 위한 인출구(204)에 정렬된 구멍(aperture)을 갖는다.
인출 전원(248)은 상기 아크 챔버(206)로부터 이온빔(10)을 인출하기 위해 접지 전극(240)에 인출 전압을 제공할 수 있다. 인출 전압은 이온빔(10)의 원하는 에너지에 따라 조정될 수 있다. 억제 전원(246)은 이온빔(10) 내의 전자들의 이동을 억제하기 위해 억제 전극(242)를 바이어스 할 수 있다. 필라멘트 전원 또는 아크 전원과 같은 하나 이상의 추가적 전원이 이온 주입기 시스템(100)에 또한 제공 될 수 있다. 필라멘트 전원(도시 생략)은 그것을 가열하기 위하여 필라멘트(214)에 전류를 공급할 수 있는데, 그것은 이번에는 음극(208)을 가열하기 위하여 음극(208) 쪽으로 가속되는 전자를 발생시킨다. 아크 전원(도시 생략)은 상기 음극(208)이 방출한 전자를 아크 챔버(206) 내에 형성된 플라즈마(20)쪽으로 가속시키기 위하여 아크 챔버 하우징(202)과 결합될 수 있다.
이온 소스 제어기(250)는 이온 소스(102)를 제어한다. 예를 들어, 이온 소스 제어기(250)는 이온 소스의 다양한 전원을 제어할 수 있고/있거나 또한 도펀트 가스 소스(260)로부터 아크 챔버(206)로의 도펀트 가스 유량을 제어할 수 있다. 이온 소스 제어기(250)는 프로그램된 제어기 또는 전용의 특수 목적 제어기일 수 있다. 일 실시예에서는, 이온 소스 제어기(250)가 이온 주입기 시스템(100)의 주 제어 컴퓨터에 병합된다.
도펀트 가스 소스(260)는 가스 흐름 제어기(266)를 통하여 아크 챔버(206)로 미리 결정된 양의 도펀트 가스를 주입할 수 있다. 도펀트 가스 소스(260)는 원하는 도펀트 요소를 포함하는 특정 도펀트 가스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도펀트 요소는 붕소(B), 게르마늄(Ge), 인(P) 또는 실리콘(Si)을 포함할 수 있고 삼불화 붕소(BF3), 4불화 게르마늄(GeF4), 삼불화 인(PF3) 또는 4불화 실리콘(SiF4)과 같은 불소 함유 가스로서 제공될 수 있다. 다른 다양한 도펀트 가스 및/또는 도펀트 요소들이 이용될 수 있는데, 예를 들어 아르곤(Ar), 크세논(Xe) 등을 포함하는 비활성 가스들이 있다.
이온 소스 고장의 흔한 원인은 연장된 이온 주입 공정 동안 어떤 물질들이 음극 표면에 축적되는 것이다. 축적된 물질들은 음극표면으로부터의 소스 이온의 열이온 방출율을 감소시키는 경향이 있다. 결과적으로, 원하는 아크 전류가 얻어질 수 없고 이온 소스(102)는 정상적인 이온 소스 작동을 유지하기 위하여 대체되어야 할 수 있다. 그 결과, 이온 소스(102)의 성능 저하 및 짧은 수명은 이온 주입기 시스템(100)의 생산성을 크게 감소시킨다.
상술한 문제들은, 제한되는 것은 아니나, 게르마늄 이온 주입에서 특히 심각하다. 게르마늄 이온 주입은 반도체 업계에서 채널링 효과를 방지하기 위하여 실리 콘 웨이퍼를 선비정질화(pre-amorphize)하는데 널리 사용되어 왔다. 선비정질화 게르마늄 이온 주입에 대한 수요는 앞으로 반도체 장치 제조에서 크게 증가할 것으로 예상된다. 게르마늄 이온 빔에 대한 가장 인기있는 소스 가스중의 하나는 안정적인 화학적 성질 및 비용 효과 때문에 4불화 게르마늄(GeF4)이다. 그러나 GeF4 도펀트 가스로 작동하는 동안 이온 소스의 매우 짧은 수명이 관찰되어 왔다.
게르마늄 이온 주입에 사용되는 이온 소스의 짧은 수명은 GeF4 분자의 화학적 해리 결과에 따른 아크 챔버(206) 내에 과다한 자유 불소 원자들의 존재 때문일 수 있다. 특히, 아크 챔버 하우징(202) 물질은 이러한 자유 불소 원자와의 화학적 반응 때문에 에칭될 수 있다. 아크 챔버 하우징(202) 물질은 결국 음극(208)의 표면에 증착되어, 음극(208) 표면으로부터의 전자 방출의 열화를 초래할 수 있다.
게르마늄 이온 주입에 대한 문제점이 위에서 논의되었지만, 삼불화 붕소(BF3), 삼불화 인(PF3) 또는 4불화 실리콘(SiF4)과 같은 다른 불소 함유 도펀트 가스는 음극(208)에 증착된 그러한 물질의 결과로 이온 소스(102)의 성능 및 수명에 역효과를 끼치는 유사한 문제들을 보일 수 있다. 아르곤, 크세논 등과 같은 불활성 가스가 도펀트 가스로서 사용될 수 있지만, 불활성 가스를 사용하는 것은, 비록 불활성 가스가 불소를 함유하진 않는다 하더라도, 불가피하게 감소된 빔 전류를 초래한다. 그 결과, 이온 소스 성능 및 수명은 여전히 크게 감소된다.
이온 소스 고장의 다른 흔한 원인은 음극 물질의 벗겨짐(또는 스퍼터링)에 의한 것이다. 예를 들어, 음극(208)에서의 금속 물질(예, 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 등)은 음극(208) 쪽으로 가속하는 아크 챔버(206) 내 플라즈마(20)로부터의 이온과 반응하는 경향이 있다. 스퍼터링은 플라즈마(20) 내에서 가장 무거운 이온에 의해 지배되기 때문에, 이온 질량이 증가함에 따라, 스퍼터링 효과는 악화될 수 있다. 실제로, 물질의 계속된 스퍼터링은 음극(208)을 '얇게 하고' 결국에는 음극(208) 내에 구멍 또는 개구를 발생시킬 수 있다. 결과적으로, 이온 소스(102)의 성능 및 수명은 보론(B) 또는 탄소(C)와 같은 가벼운 원소와는 반대로 게르마늄(Ge), 비소(As), 크세논(Xe) 등과 같은 무거운 원소를 함유하는 도펀트 가스를 사용할 때 크게 감소된다. 이러한 역효과는 원하는 주입 종의 소스로서 수소화물(예, AsH3, PH3, CH4 등), 불활성 가스(Ar, X, 등) 또는 그들의 혼합물을 사용할 때 특히 두드러진다.
앞의 관점에서, 상술한 부적당한 것 및 단점을 극복하기 위하여 이온 소스의 성능을 향상시키고 및 수명을 연장시키는 기술을 제공하는 것이 바람직하다.
가스 희석으로 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키는 기술이 개시된다. 하나의 특정 모범 실시예에서, 상기 기술은 가스 희석으로 이온 주입기 내 이온 소스의 성능 및 수명을 향상시키는 방법으로 실현될 수 있다. 상기 방법은 이온 소스 챔버 내로 미리 정한 양의 도펀트 가스를 방출하고, 상기 이온 소스 챔버 내로 미리 정한 양의 희석 가스(dilutant gas)를 방출하는 것을 포함할 수 있다. 상기 희석 가스는 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장하기 위해 도펀트 가스를 희석시키기 위한 크세논 함유 가스 및 수소 함유 가스의 혼합물을 포함할 수 있다.
이 특정 모범 실시예의 다른 태양들에 따르면, 상기 도펀트 가스는 불소 함유 가스이거나 할로겐 함유 가스일 수 있다.
이 특정 모범 실시예의 추가적 태양에 따르면, 상기 크세논 함유 가스 및 수소 함유 가스의 혼합물은 상기 이온 소스 챔버로 들어가기 전에 도관에서 미리 혼합될 수 있다.
이 특정 모범 실시예의 추가적 태양들에 따르면, 상기 크세논 함유 가스 및 수소 함유 가스의 혼합물은 상기 이온 소스 챔버로 들어가기 전에 희석 가스 소스에서 미리 혼합될 수 있다.
이 특정 모범 실시예의 추가적 태양들에 따르면, 상기 크세논 함유 가스 및 수소 함유 가스의 혼합물은 상기 이온 소스 챔버에서 혼합될 수 있다.
이 특정 모범 실시예의 추가적 태양들에 따르면, 상기 크세논 함유 가스 및 수소 함유 가스의 혼합물은 약 70%의 크세논 및 약 30%의 수소를 포함할 수 있다.
이 특정 모범 실시예의 추가적 태양들에 따르면, 상기 희석 가스는 상기 이온 소스 챔버내의 전체 가스 중 약 10% 내지 40%를 구성한다.
이 특정 모범 실시예의 추가적 태양들에 따르면, 상기 희석 가스는 상기 이온 소스 챔버 내의 전체 가스 중 약 20%를 포함하고 상기 도펀트 가스는 상기 이온 소스 챔버 내의 전체 가스 중 약 80%를 포함한다.
다른 모범 실시예에 따르면, 상기 기술은 이온 주입기 내의 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키는 장치로서 실현될 수 있다. 상기 장치는 도펀트 가스 소스로부터 이온 소스 챔버 내로 미리 정한 양의 도펀트 가스를 방출하는 도펀트 가스 제어기 및 제1 희석 가스 소스로부터 상기 이온 소스 챔버로 미리 정한 양의 제1 희석 가스를 방출하는 제1 희석 가스 제어기를 포함할 수 있다. 상기 제1 희석 가스는 상기 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키기 위하여 상기 도펀트 가스를 희석시키기 위한 크세논 함유 가스 및 수소 함유 가스의 혼합물을 포함할 수 있다.
또 다른 모범 실시예에 따르면, 상기 기술은 이온 주입기 내의 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키는 장치로서 실현될 수 있다. 상기 장치는 도펀트 가스 소스로부터 이온 소스 챔버로 미리 정한 양의 도펀트 가스를 방출하는 도펀트 가스 제어기, 제1 희석 가스 소스로부터 상기 이온 소스 챔버로 미리 정한 양의 제1 희석 가스를 방출하는 제1 희석 가스 제어기 및 제2 희석 가스 소스로부터 상기 이온 소스 챔버로 미리 정한 양의 제2 희석 가스를 방출하는 제2 희석 가스 제어기를 포함할 수 있다. 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키도록 상기 도펀트 가스를 희석시키기 위하여 상기 제1 희석 가스는 크세논 함유 가스를 포함할 수 있고 상기 제2 희석 가스는 수소 함유 가스를 포함할 수 있다.
또 다른 모범 실시예에 따르면, 상기 기술은 이온 주입기 내의 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키는 시스템으로 실현될 수 있다. 상기 시스템은 도펀트 가스 제어기, 하나 이상의 희석 가스 제어기 및 이온 소스 챔버를 포함하는 이온 소스를 포함할 수 있다. 상기 도펀트 가스 제어기는 도펀트 가스 소스로부터 상기 이온 소스 챔버로 미리 정한 양의 도펀트 가스를 방출할 수 있다. 상기 하나 이상의 희석 가스 제어기는 하나 이상의 희석 가스 소스로부터 상기 이온 소스 챔버로 미리 정한 양의 희석 가스를 방출할 수 있다. 상기 희석 가스는 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키도록 도펀트 가스를 희석시키기 위해 적어도 크세논 함유 가스 및 수소 함유 가스로 구성될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에서 보여주는 것과 같이 모범 실시예들과 관련하여 보다 자세히 설명될 것이다. 본 발명이 모범적 실시예들과 관련하여 하기에 설명되지만, 본 발명은 그것에 한정되지는 않는다고 이해되어야 한다. 여기의 발명에 접근할 수 있는 관련 분야의 통상의 지식을 갖는 자는, 본 개시의 범위 내에서 본 개시가 실질적인 실용성이 있을 수 있게 하는 추가 이행 방법, 변형 및 실시예들과 더불어 다른 분야에서의 사용 방법들을 인지할 것이다.
본 발명을 완전히 이해할 수 있도록, 첨부된 도면들이 이제 참조되며, 여기서 동일한 요소들은 동일한 숫자로 참조된다. 이들 도면들은 본 발명을 한정하는 것으로 해석도어서는 안되며, 예시적으로만 의도된다.
도 1은 종래의 이온 주입기 시스템을 나타낸다.
도 2는 종래의 이온 주입기 시스템 내 종래의 이온 소스를 나타낸다.
도 3A는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적 이온 소스 구성을 나타낸다.
도 3B는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적 이온 소스 구성을 나타낸다.
도 3C는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적 이온 소스 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 희석 조건으로 이온 소스 부품 상의 퇴적 형성을 나타내는 예시적 그래프를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 희석 조건하에서 이온 빔 글리치 수의 예시적 그래프를 나타낸다.
본 발명의 실시예들은 가스 희석으로 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시킨다.
도 3A 내지 도 3C는 본 발명의 실시예들에 따른 전형적 이온 소스 구성(202a-202c)을 도시한다. 관련 분야의 기술자들은 도 2의 모든 요소들이 도 3A 내지 도 3C에 포함되었음을 이해해야 한다. 그 결과, 도 3A 내지 도 3C의 모든 요소들은 도 2의 요소들과 관련하여 이해되어야 한다.
도 3A를 참조하면, 이온 소스(202a)는 도펀트 가스 소스(260)로부터 도펀트 가스를 희석하기 위하여 하나 이상의 희석 가스를 아크 챔버(206)로 방출하는 하나 이상의 희석 가스 소스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 크세논 가스 소스(262) 및 관련된 가스 흐름 제어기(268)가 도펀트 가스 소스(260)로부터 도펀트 가스를 희석하기 위하여 도관(280)을 통하여 미리 정한 양의 크세논을 아크 챔버(206)로 제공할 수 있고, 수소 가스 소스(264) 및 관련된 가스 흐름 제어기(270)가 도펀트 가스 소스(260)로부터 도펀트 가스를 희석하기 위하여 크세논과 함께 동일한 도관(280)을 통하여 미리 정한 양의 수소를 제공할 수 있다. 상기 도펀트 가스는 삼불화 붕 소(BF3), 4불화 게르마늄(GeF4), 4불화 실리콘(SiF4) 등과 같은 불소 함유 도펀트 가스를 포함할 수 있다. 도펀트 가스는 또한 아르곤(Ar), 크세논(Xe) 등과 같은 불활성 가스를 포함할 수 있다. 다른 조합 및 다양한 도펀트 가스들이 또한 고려될 수 있다. 예를 들어, 희석 가스는 아르곤(Ar) 또는 아르곤 함유 가스, 크세논(Xe) 또는 크세논 함유 가스, 수소(H2) 또는 수소 함유 가스, 불소(F) 또는 불소 함유 가스의 적어도 한, 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 다른 조합 및 다양한 희석 가스들이 또한 사용될 수 있다.
일 실시예에서는, 도 3A에 도시된 바와 같이, 도펀트 가스 및 하나 이상의 희석 가스가 동일한 도관(280)을 통하여 아크 챔버(206)에 공급될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 희석 가스는 아크 챔버(206)로 들어가기 전에 도관(280)에서 미리 혼합될 수 있다. 다른 실시예에서는, 도 3B에서 도시된 바와 같이, 이온 소스(202b) 내의 도펀트 가스 및 하나 이상의 희석 가스들이 아크 챔버(206)로 상이한 도관(280a, 280b, 280c)을 통하여 제공될 수 있다. 그러한 경우, 하나 이상의 희석 가스는 아크 챔버(206)에서 혼합된다.
다시 도 3A를 참조하면, 필라멘트(214)가 관련된 전원에 의하여 열 이온 방출 온도까지 가열될 때, 필라멘트(214)로부터의 전자가 음극(208)에 충돌하고 그에 따라 또한 상기 음극(208)을 열 이온 방출 온도까지 가열한다. 음극(208)으로부터 방출된 전자는 가속되어 아크 챔버(206) 내부의 도펀트 가스 소스(260)에 의해 제공된 도펀트 가스의 가스 분자를 이온화하여 플라즈마(20)을 생성한다. 아크 챔 버(206) 내의 전자는 자기장 B(222)의 나선형 궤도를 따라 이온화 충돌 수를 증가시킬 수 있다. 반발 전극(210)은 아크 챔버(206)를 통하여 전자를 다시 반발시키는 음전하를 축적하여 추가적 이온화 충돌을 생성한다. BF3, GeF4, PF3, 및 SiF4 와 같은 불소 함유 도펀트 가스와 작동할 때에 이온 소스(202a)의 수명은 플라즈마(20)에 노출된 아크 챔버 부품들 상의 금속 성장(예, 텅스텐(W) 증착)에 의하여 제한될 수 있다. 이러한 부품들은 음극(208) 및 반발 전극(210)을 포함할 수 있다. 특히, 예를 들어, 스퍼터되거나 기화된 텅스텐은 불소와 결합되어 WF6를 형성할 수 있는데, WF6은 아크 챔버 하우징 벽보다 더 높은 온도 및 구멍(204), 음극(208) 및 반발 전극(210)보다 더 낮은 온도에 노출되지 않는 한 가스 형태로 머문다. 그 결과, 가장 뜨거운 표면위에서 분해되는 WF6 분자는 그러한 표면들 상에 텡스텐 축적을 초래할 수 있다. 따라서, 미리 정한 양의 도펀트 가스와 함께 미리 정한 양의 크세논 및 수소와 같은 하나 이상의 희석 가스를 아크 챔버(206)에 방출함으로써, 금속 성장율 또는 텅스텐 축적이 감소될 수 있다.
예를 들어, 크세논 가스는 음극(208) 및 반발 전극(210)과 같은 플라즈마(20)에 노출된 아크 챔버 부품 상의 텅스텐 축적물을 스트립(또는 스퍼터링)할 수 있다. 추가로, 수소 가스는 WF6 형성을 감소시키기 위하여 아크 챔버(206) 내부에서 과도한 자유 불소 분자를 배기할 수 있다. 그 결과, 크세논 및 수소 희석 가스의 조합은 이온 소스의 성능 및 수명을 향상시키는 데 기여할 수 있다. 일 실시 예에서, 아크 챔버(206)로 방출된 수소에 대한 크세논의 미리 정해진 비율은 약 70% 내지 30%를 포함할 수 있다. 다른 다양한 비율 또한 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 희석 가스는 아크 챔버(206) 내의 전체 가스중 약 10% 내지 40%를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 희석 가스는 전체 가스중 약 20%를 포함할 수 있고 도펀트 가스는 약 80%를 포함할 수 있다.
도펀트 가스가 불소 함유 도펀트 가스이기 보다는 할로겐 함유일 때에, 하나 이상의 희석 가스는 또한 텅스텐 축적을 감소시킬 수 있다는 것을 관련 분야의 기술자가 이해해야 한다. 따라서, 할로겐 함유 가스를 희석시키기 위하여 하나 이상의 희석 가스를 첨가하는 것은 또한 이온 소스에 대해 향상된 성능 및 더 긴 수명을 가져올 수 있다.
하나 이상의 희석 가스는 또한 아르곤(Ar)을 포함할 수 있다는 것을 관련 분야의 기술자가 이해해야 한다. 비록 크세논만큼 효율적이지는 않지만, 아르곤은 또한 이온 소스의 성능을 향상시키고 수명을 연장시키도록 (비록 아르곤 희석은 크세논보다 더 많은 희석을 필요로 할 수 있지만) 음극(208) 및 반발 전극(210)을 효과적으로 스트립(또는 스퍼터링) 한다.
도 3C는 본 발명의 일 실시예에 따른 전형적 이온 소스 구성을 도시한다. 별도의 희석 가스 소스(예, 크세논 가스 소스(262) 및 수소 가스 소스(264))로부터 하나 이상의 희석 가스가 방출되는 도 3A 및 도 3B와 달리, 도 3C는 하나 이상의 희석 가스용의 하나의 소스(302)를 갖는 이온 소스(202c)를 도시한다. 예를 들어, 희석 가스 소스(302)는 도 3A 및 도 3B에 도시된 둘 이상의 별도 소스(262, 264)와 반대로 미리 크세논 및 수소의 혼합물을 포함할 수 있다. 관련된 가스 흐름 제어기(304)는 미리 혼합된 크세논 및 수소 희석 가스의 흐름을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 희석 가스 소스(302)는 약 70% 크세논 및 30% 수소의 미리 정한 비율에서 미리 혼합된 크세논 및 수소를 포함할 수 있다. 다른 다양한 비율 또한 고려될 수 있다. 도펀트 가스 소스(260) 및 크세논/수소 소스(302) 모두로부터의 가스의 전체량 중에서, 크세논/수소 희석 가스는 아크 챔버(206)내의 전체 가스 중 약 10% 내지 40%를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 크세논/수소 혼합물은 전체 가스중 약 20%일 수 있고 도펀트 가스는 약 80%일 수 있다.
도 3A 내지 도 3C와 관련하여 단지 두 개의 희석 가스만 설명되지만, 관련 분야의 기술자는 많은 수의 희석 가스, 희석 가스 소스 및 희석 가스 흐름 제어기가 설치될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 희석 조건으로 이온 소스의 부품들(예로, 음극(208) 및 반발 전극(210))에 대한 퇴적 형성의 전형적인 예시적 그래프를 도시한다.
그램(g) 단위로서 음극(208) 및 반발 전극(210)의 중량 이득이 3개의 상이한 조건에 대해 그래프로 표시된다. 중량 이득은 음극(208) 및 반발 전극(210) 상에 형성되는 텅스텐 퇴적과 같은 금속 퇴적양을 나타낼 수 있다. 비교적 높은 중량 이득은 낮은 이온 소스 수명 및 감소된 이온 소스 성능과 직접적으로 상호관련될 수 있다.
3개의 예시된 조건들 각각에 대해, GeF4 가 도펀트 가스였다. 제1 조건(402)에서, 사용된 희석 가스는 아르곤이었다. 미리 정한 시간 동안, 아르곤에 대해 생성된 중량 이득은 음극(208)에 대해 45g 및 반발 전극(210)에 대해 거의 15g만큼 높게 이르렀다. 제2 조건에서, 사용된 희석 가스는 크세논이었다. 제1 조건(402)과 유사한 시간 동안, 제2 조건(404)에 대한 중량 이득은 제1 조건(402)보다 비교적 적었다. 크세논을 희석 가스로 사용할 때에 이온 소스 부품들에 대한 중량 이득은 음극(208)에 대해 약 22g 및 반발 전극(210)에 대해 약 8g에 이르렀다. 그러나 제3 조건(406)에서 도시된 바와 같이, 제2 조건(402, 404)과 유사한 시간 동안 본 발명의 일 실시예에 따른 하나 이상의 희석 가스로서 크세논 및 수소 가스의 조합을 사용할 때에, 음극(208)의 중량 이득은 약 8g이고 반발 전극(210)의 중량 이득은 약 2g이었다. 따라서, 도 4에 도시된 3개의 조건중에서, 가장 낮은 중량 이득은 크세논-수소 희석 가스 혼합을 포함하는 하나 이상의 희석 가스로 측정되었다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 희석 조건하에서 이온 빔 '글리치(glitches)' 수의 전형적인 예시적 그래프를 나타낸다. 이온 빔(10)의 빔 전류에서의 중단이 '글리치(glitch)'라고 언급될 수 있다. 그 결과, 이온 소스 성능 및 수명을 연장하는데 글리치 율을 최소화하는 것이 바람직하다. 플롯(502)은 하나 이상의 희석 가스가 단지 크세논뿐일 때에 약 30분 간격에서의 글리치의 수를 나타낸다. 플롯(504)은 하나 이상의 희석 가스가 본 발명의 일 실시예에 상응하는 크세논-수소 희석 혼합을 포함할 때에 글리치의 수를 나타낸다. 이 그래프에서는, 크세논 -수소 희석 혼합을 갖는 플롯(504)의 글리치 수가 크세논 희석만을 갖는 플롯(502)보다 훨씬 낮다.
본 발명의 실시예들이 종래의 이온 주입기 시스템에서 이온 소스의 성능 및 수명을 향상시키기 위한 하나 이상의 희석 가스를 도입하고 있지만, 다른 이행도 또한 제공될 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 하나 이상의 희석 가스를 도입하는 기술은 글로우 방전 플라즈마 도핑(GD-PLAD) 또는 무선 주파수 플라즈마 도핑(PF-PLAD) 시스템과 같은 플라즈마에 기초한 이온 주입 시스템에도 적용할 수 있다. 다른 다양한 이행들이 또한 제공될 수 있다.
이온 주입기 시스템 내의 이온 소스의 성능과 수명을 향상시키는 것에 더하여, 이온 주입 동안 하나 이상의 희석 가스를 사용하는 본 기술은 추가적 잇점을 가질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 개선된 희석 가스 기술을 사용함으로써 종래 이온 주입 기술과 관련된 비효과적이고 비효율적이며 과다한 단계로 인한 과다한 시간 및 비용이 감소되고/되거나 제거될 수 있기 때문에 이온 소스의 사용에서 매우 큰 효율이 달성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 종래 이온 주입 방법 및 시스템의 적용을 확대하도록 가스 희석을 사용하여 이온 주입기 시스템에서 이온 소스의 향상된 성능 및 연장된 수명을 제공할 수 있다.
본 발명은 여기에 기재된 특별한 실시예에 의한 범위로 한정되지 않는다. 여기에 기재된 것 이외에도, 다른 다양한 실시예 및 변형이 관련 분야의 기술자에게 상술한 기재 및 첨부된 도면으로부터 명백할 것이다. 따라서, 그러한 다른 실시예 및 변형은 본 발명의 범위 내에 있도록 의도된다. 또한, 비록 본 발명이 여기에서는 특별한 목적을 위한 특별한 환경에서의 특별한 이행의 맥락에서 기술되었지만, 관련 분야에서 통상의 지식을 갖는 자들은 그것의 유용성이 그것에 한정되지 않는다는 것과 본 발명은 다른 목적의 다른 환경에서 유익하게 이행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 아래의 청구항들은 여기에서 기술한 본 발명의 전체 범위 및 사상을 고려하여 해석되어야 한다.

Claims (23)

  1. 이온 주입기 내의 이온 소스의 이온 발생 성능을 향상시키고 수명을 연장시키기 위한 방법으로,
    미리 정한 양의 도펀트 가스를 이온 소스 챔버로 방출하되, 상기 도펀트 가스는 할로겐-함유 가스이고; 및
    미리 정한 양의 희석 가스를 상기 이온 소스 챔버로 방출하는 것을 포함하되, 상기 희석 가스는 상기 도펀트 가스를 희석시키어 상기 이온 소스의 이온 발생 성능을 향상시키고 수명을 연장시키며, 상기 희석 가스는 크세논-함유 가스 및 수소-함유 가스의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 도펀트 가스는 불소-함유 가스인 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 크세논-함유 가스 및 수소-함유 가스의 혼합물은 이온 소스 챔버로 들어가기 전에 도관에서 미리 혼합되는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 크세논-함유 가스 및 수소-함유 가스의 혼합물은 이온 소스 챔버로 들어가기 전에 희석 가스 소스에서 미리 혼합되는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 크세논-함유 가스 및 수소-함유 가스의 혼합물은 상기 이온 소스 챔버에서 혼합되는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 크세논-함유 가스 및 수소-함유 가스의 혼합물은 70% 크세논 및 30% 수소를 포함하는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 희석 가스는 상기 이온 소스 챔버 내의 전체 가스중 10% 내지 40%를 포함하는 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 희석 가스는 상기 이온 소스 챔버 내의 전체 가스 중 20%를 포함하고 상기 도펀트 가스는 상기 이온 소스 챔버 내의 전체 가스 중 80%를 포함하는 방법.
  9. 이온 주입기 내의 이온 소스의 이온 발생 성능을 향상시키고 수명을 연장시키기 위한 장치로서,
    도펀트 가스 소스로부터 미리 정한 양의 도펀트 가스인 할로겐-함유 가스를 이온 소스 챔버로 방출하기 위한 도펀트 가스 제어기; 및
    제1 희석 가스 소스로부터 미리 정한 양의 제1 희석 가스를 상기 이온 소스 챔버로 방출하기 위한 제1 희석 가스 제어기를 포함하고,
    상기 제1 희석 가스는 상기 도펀트 가스를 희석시키어 상기 이온 소스의 이온 발생 성능을 향상시키고 수명을 연장시키며,
    상기 제1 희석 가스는 크세논-함유 가스 및 수소-함유 가스의 혼합물을 포함하는 장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 도펀트 가스는 불소-함유 가스인 장치.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 크세논-함유 가스 및 수소-함유 가스의 혼합물은 상기 이온 소스 챔버로 들어가기 전에 상기 희석 가스 소스에서 미리 혼합되는 장치.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 크세논-함유 가스 및 수소-함유 가스의 혼합물은 70% 크세논 및 30% 수소를 포함하는 장치.
  13. 청구항 9에 있어서, 상기 희석 가스는 상기 이온 소스 챔버 내의 전체 가스중 10% 내지 40%를 포함하는 장치.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 희석 가스는 상기 이온 소스 챔버 내의 전체 가스 중 20%를 포함하고, 상기 도펀트 가스는 상기 이온 소스 챔버 내의 전체 가스 중 80%를 포함하는 장치.
  15. 이온 주입기 내의 이온 소스의 이온 발생 성능을 향상시키고 수명을 연장시키기 위한 장치로서,
    도펀트 가스 소스로부터 미리 정한 양의 도펀트 가스인 할로겐-함유 가스를 이온 소스 챔버로 방출하기 위한 도펀트 가스 제어기;
    제1 희석 가스 소스로부터 미리 정한 양의 제1 희석 가스를 상기 이온 소스 챔버로 방출하기 위한 제1 희석 가스 제어기로서, 상기 제1 희석 가스는 상기 도펀트 가스를 희석시키어 상기 이온 소스의 이온 발생 성능을 향상시키고 수명을 연장시키며, 상기 제1 희석 가스는 크세논-함유 가스를 포함하는 제1 희석 가스 제어기; 및
    제2 희석 가스 소스로부터 미리 정한 양의 제2 희석 가스를 상기 이온 소스 챔버로 방출하는 제2 희석 가스 제어기를 포함하고,
    상기 제2 희석 가스는 상기 도펀트 가스를 희석시키어 상기 이온 소스의 이온 발생 성능을 향상시키고 수명을 연장시키며,
    상기 제2 희석 가스는 수소-함유 가스를 포함하는 장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 제1 희석 가스 및 제2 희석 가스는 상기 이온 소스 챔버로 들어가기 전에 도관에서 미리 혼합되는 장치.
  17. 청구항 15에 있어서, 상기 제1 희석 가스 및 제2 희석 가스는 상기 이온 소스 챔버에서 혼합되는 장치.
  18. 청구항 15에 있어서, 상기 제1 희석 가스 및 제2 희석 가스는 70% 크세논 및 30% 수소를 포함하는 희석 가스 조합을 형성하는 장치.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 희석 가스 조합은 상기 이온 소스 챔버 내의 전체 가스중 10% 내지 40%를 포함하는 장치.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 희석 가스 조합은 상기 이온 소스 챔버 내의 전체 가스중 20%를 포함하고, 상기 도펀트 가스는 상기 이온 소스 챔버 내의 전체 가스중 80%를 포함하는 장치.
  21. 이온 주입기 내의 이온 소스의 이온 발생 성능을 향상시키고 수명을 연장시키기 위한 시스템으로,
    도펀트 가스 제어기, 하나 이상의 희석 가스 제어기들 및 이온 소스 챔버를 포함하는 이온 소스를 포함하고;
    상기 도펀트 가스 제어기는 도펀트 가스 소스로부터 미리 정한 양의 도펀트 가스를 상기 이온 소스 챔버로 방출하되, 상기 도펀트 가스 소스는 할로겐-함유 가스를 포함하고;
    상기 하나 이상의 희석 가스 제어기들은 하나 이상의 희석 가스 소스들로부터 미리 정한 양의 희석 가스를 상기 이온 소스 챔버로 방출하고;
    상기 희석 가스는 상기 도펀트 가스를 희석시키어 상기 이온 소스의 이온 발생 성능을 향상시키고 수명을 연장시키도록 적어도 크세논-함유 가스 및 수소-함유 가스를 포함하는 시스템.
  22. 삭제
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Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7655932B2 (en) * 2007-01-11 2010-02-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for providing ion source feed materials
US7655931B2 (en) * 2007-03-29 2010-02-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for improving the performance and extending the lifetime of an ion source with gas mixing
US7679070B2 (en) * 2007-07-02 2010-03-16 United Microelectronics Corp. Arc chamber for an ion implantation system
US20090206275A1 (en) * 2007-10-03 2009-08-20 Silcon Genesis Corporation Accelerator particle beam apparatus and method for low contaminate processing
DE102008011929A1 (de) * 2008-02-29 2009-09-10 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Verfahren zum Implantieren einer Ionensorte in einer Mikrostruktur durch gleichzeitiges Reinigen der Implantationsanlage
US7812321B2 (en) * 2008-06-11 2010-10-12 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for providing a multimode ion source
US7973293B2 (en) * 2009-01-09 2011-07-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Implantation quality improvement by xenon/hydrogen dilution gas
US20110021011A1 (en) * 2009-07-23 2011-01-27 Advanced Technology Materials, Inc. Carbon materials for carbon implantation
US20110143527A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-16 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for generating uniform ion beam
TWI585042B (zh) * 2010-02-26 2017-06-01 恩特葛瑞斯股份有限公司 用以增進離子植入系統中之離子源的壽命及性能之方法與設備
US8779383B2 (en) 2010-02-26 2014-07-15 Advanced Technology Materials, Inc. Enriched silicon precursor compositions and apparatus and processes for utilizing same
US8455839B2 (en) * 2010-03-10 2013-06-04 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Cleaning of an extraction aperture of an ion source
JP5826524B2 (ja) * 2010-07-16 2015-12-02 住友重機械工業株式会社 プラズマドーピング装置及びプラズマドーピング方法
CN102468171A (zh) * 2010-11-05 2012-05-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种改善应力层应力作用的方法
US9984855B2 (en) * 2010-11-17 2018-05-29 Axcelis Technologies, Inc. Implementation of co-gases for germanium and boron ion implants
US9805912B2 (en) 2010-11-17 2017-10-31 Axcelis Technologies, Inc. Hydrogen COGas for carbon implant
US8541758B1 (en) * 2011-06-17 2013-09-24 Aqua Treatment Services, Inc. Ultraviolet reactor
US8937003B2 (en) 2011-09-16 2015-01-20 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for ion implanting a target
US9812291B2 (en) 2012-02-14 2017-11-07 Entegris, Inc. Alternate materials and mixtures to minimize phosphorus buildup in implant applications
US8674321B2 (en) * 2012-02-28 2014-03-18 Tiza Lab, L.L.C. Microplasma ion source for focused ion beam applications
US8481966B1 (en) * 2012-02-28 2013-07-09 Tiza Lab, L.L.C. Microplasma ion source for focused ion beam applications
US9093372B2 (en) * 2012-03-30 2015-07-28 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for processing a substrate
US8603363B1 (en) 2012-06-20 2013-12-10 Praxair Technology, Inc. Compositions for extending ion source life and improving ion source performance during carbon implantation
SG11201500684RA (en) * 2012-08-28 2015-04-29 Praxair Technology Inc Silicon-containing dopant compositions, systems and methods of use thereof for improving ion beam current and performance during silicon ion implantation
US9147550B2 (en) * 2012-12-03 2015-09-29 Advanced Ion Beam Technology, Inc. Gas mixture method and apparatus for generating ion beam
CN103887132B (zh) * 2012-12-20 2016-12-28 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 注入装置的离子源和离子注入方法
SG11201504167RA (en) 2012-12-21 2015-07-30 Praxair Technology Inc Storage and sub-atmospheric delivery of dopant compositions for carbon ion implantation
WO2014190087A1 (en) * 2013-05-21 2014-11-27 Advanced Technology Materials, Inc. Enriched silicon precursor compositions and apparatus and processes for utilizing same
US9524849B2 (en) * 2013-07-18 2016-12-20 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method of improving ion beam quality in an implant system
US9034743B2 (en) * 2013-07-18 2015-05-19 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method for implant productivity enhancement
SG10201801299YA (en) * 2013-08-16 2018-03-28 Entegris Inc Silicon implantation in substrates and provision of silicon precursor compositions therefor
JP6238689B2 (ja) * 2013-11-13 2017-11-29 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン生成装置およびイオン生成方法
JP6177123B2 (ja) * 2013-12-25 2017-08-09 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 支持構造およびそれを用いたイオン発生装置
US9570271B2 (en) 2014-03-03 2017-02-14 Praxair Technology, Inc. Boron-containing dopant compositions, systems and methods of use thereof for improving ion beam current and performance during boron ion implantation
US9677171B2 (en) * 2014-06-06 2017-06-13 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method of improving ion beam quality in a non-mass-analyzed ion implantation system
TWI594301B (zh) * 2014-08-25 2017-08-01 漢辰科技股份有限公司 離子佈植方法與離子佈植機
DE102014115497A1 (de) * 2014-10-24 2016-05-12 Aixtron Se Temperierte Gaszuleitung mit an mehreren Stellen eingespeisten Verdünnungsgasströmen
KR20170004381A (ko) 2015-07-02 2017-01-11 삼성전자주식회사 불순물 영역을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법
CN106611690A (zh) * 2015-10-22 2017-05-03 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 减少或防止在离子注入机的离子源内形成沉积物的方法
US9818570B2 (en) * 2015-10-23 2017-11-14 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion source for multiple charged species
US10153134B1 (en) * 2018-02-20 2018-12-11 Nissin Ion Equipment Co., Ltd. Plasma generation system
US11062873B2 (en) * 2018-05-11 2021-07-13 Axcelis Technologies, Inc. Hydrogen bleed gas for an ion source housing
KR20200144151A (ko) * 2018-05-17 2020-12-28 엔테그리스, 아이엔씨. 이온 주입 시스템용 사플루오르화게르마늄과 수소 혼합물

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11354068A (ja) * 1997-11-28 1999-12-24 Seiko Epson Corp イオン注入装置、イオン注入方法および半導体装置の製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5725654A (en) * 1980-07-21 1982-02-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method of forming ions
CA1227289A (en) 1985-08-19 1987-09-22 Murray R. Shubaly Method and apparatus for generating ion beams
JP2654004B2 (ja) * 1985-10-31 1997-09-17 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ イオン注入装置及び方法
US5962858A (en) * 1997-07-10 1999-10-05 Eaton Corporation Method of implanting low doses of ions into a substrate
US6756600B2 (en) * 1999-02-19 2004-06-29 Advanced Micro Devices, Inc. Ion implantation with improved ion source life expectancy
US6939434B2 (en) 2000-08-11 2005-09-06 Applied Materials, Inc. Externally excited torroidal plasma source with magnetic control of ion distribution
US6639223B2 (en) 2001-05-11 2003-10-28 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Gaseous ion source feed for oxygen ion implantation
JP2007525838A (ja) * 2004-02-14 2007-09-06 エピオン コーポレーション ドープ済みおよび未ドープの歪み半導体の形成方法およびガスクラスタイオン照射による半導体薄膜の形成方法
US7655931B2 (en) * 2007-03-29 2010-02-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for improving the performance and extending the lifetime of an ion source with gas mixing

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11354068A (ja) * 1997-11-28 1999-12-24 Seiko Epson Corp イオン注入装置、イオン注入方法および半導体装置の製造方法

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