KR20110031204A - 이온 소스 세척 방법 및 기구 - Google Patents

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KR20110031204A
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electrode
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source chamber
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KR1020117001313A
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코스텔 빌로이우
크레이그 알. 채니
에릭 알. 코브
본웅 구
빌헬름 피. 플라토브
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베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크.
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Abstract

이온 소스 챔버에 대한 세척 공정에서, 이온 소스 챔버의 외부에 위치하는 전극이 억제 플러그를 포함한다. 세척 가스가 소스 챔버로 도입되면, 억제 플러그는 소스 챔버의 추출 구경에 맞물려서, 플라즈마-증강된 화학 반응을 통하여 챔버 새척을 향상시키도록 챔버 내에서 가스 압력을 조절한다. 소스 챔버 구경 및 억제 플러그 사이에 가스 전도력은 세척 공정 동안에 조절되어서, 최적의 세척 조건을 제공하고, 원하지 않는 증착물을 소진한다.

Description

이온 소스 세척 방법 및 기구 {ION SOURCE CLEANING METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 반도체 장치 제조 분야와 관련된다. 보다 상세하게, 본 발명은 이온 주입 장비에 사용되는 이온 소스 챔버를 세척하기 위한 기구 및 방법에 관련된다.
이온 주입은 원하는 장치 특성을 얻기위해 반도체 기판으로 불순물 이온들을 도핑하는데 사용되는 공정이다. 이온 빔은 이온 소스 챔버로부터 기판으로 향하게 된다. 기판으로 주입되는 깊이는 이온 주입 에너지 및 소스 챔버에서 발생된 이온들의 질량에 기초한다. 이온 주입기는 일반적으로 특정 종류의 이온들을 발생시키는 이온 소스 챔버, 이온 빔을 제어하는 일련의 빔 라인 구성요소, 및 이온 빔을 받는 웨이퍼를 고정시키는 플랜트를 포함한다. 빔 라인 구성요소는 소스 챔버로 부터 이온을 추출하는 일련의 전극들, 특정 자기장을 구비하여 원하는 질량-대-전하 비로 이온들이 분석기를 통하여 이동할 수 있도록하는 질량 분석기, 및 웨이퍼 기판으로 이온들을 주입하는 이온 빔에 관하여 직교적으로 웨이퍼 표면을 스캐닝하는 리본 빔을 제공하는 교정 자석을 포함할 수 있다. 이온들은 기판에서 전자 및 핵과 충돌할때 에너지를 잃고, 가속 에너지에따라 기판에 원하는 깊이에서 정지하게 된다.
이온 소스 챔버는 일반적으로, 대전된 이온들 및 전자들(플라즈마)를 형성하는 챔버로 도입되는 피드 가스를 이온화하는 가열된 필라멘트를 포함한다. 가열되는 구성요소는, 예를들어, 간접 가열된 캐쏘드(IHC)이다. 상이한 피드 가스들은 특정 도펜트 특성들을 갖는 이온 빔을 얻는 이온 소스 챔버에 공급된다. 예를들어, 상대적으로 높은 챔버 온도에서 H2, BF3 및 AsH3의 이온이 높은 주입 에너지를 갖는 단일-원자로 쪼개진다. 높은 주입 에너지들은 일반적으로 20keV 이상의 값을 갖는다. 울트라-쉘로우(ultra-shallow) 이온 주입에 대해서, 데카보레인(decaborane), 카보레인(caborane)등과 같은 무거운 대전된 분자들이 낮은 주입 에너지를 갖는 이온화된 분자들의 분자 구조를 보존하는 더 낮은 챔버 온도에서 소스 챔버로 도입된다. 낮은 주입 에너지는 일반적으로 20keV 이하의 값을 갖는다. 특정한 이온 챔버들은 모노-원자들 또는 무거운 분자 종류를 상이한 피드 가스 및 추출 성분을 사용하여 제공하도록 구성될 수 있다. 대체적으로, 특정 이온 챔버들은 다양한 추출 성분들의 사용을 통하여 반도체 기판으로 주입을 위하여 고 주입 에너지 모노-원자들뿐 아니라 저 에너지 주입 분자들을 공급하도록 구성될 수 있다. 그러나, 특정 피드 가스가 원하는 이온 종류들을 생산하는 소스 챔버에 공급될때, 추가적인 원하지 않는 종류 입자들, 이온들 또는 중성자들이 생산될 수 있다. 이러한 원하지 않는 종류 입자들은 일반적으로 매우 낮은 증기 압력을 가지고, 소스 챔버의 내부 표면들에 부착되고 압축된다. 예를들어, 수소화인(PH3)이 소스 챔버로 피드되면, 인(P) 증착물은 챔버 벽에서 형성될 것이다. 데카보레인(decaborane), 카보레인(caborane)등과 같은 무거운 분자들은 소스 챔버로 피드되고, 소스 챔버 벽과 전극 위에 원하지 않는 증착물들은 더욱 퍼진다. 이러한 고체 증착물은 챔버 벽의 전기적 특성(전압 불안정)을 변화시키고, 이온들이 추출되는 챔버 구경을 방해하여, 불 안정한 소스 동작 및 불-균일한 빔 추출을 야기한다. 또한, 싸이클에서 피드 가스의 한 종류의 사용이 상이한 피드 가스를 사용하는 연속적인 싸이클을 위한 소스 챔버를 오염시켜서, 교차 오염 도펜트가 발생한다. 모노-원자들을 발생시키는 소스 챔버들은 세척이 필요할때까지 일주일 이상 실행된다. 반대로, 무거운 분자 종류를 발생시키는 소스 챔버들은 몇 시간의 동작후에 세척을 요구할 수 있다. 따라서, 듀얼 모드(모노-원자 및 분자 종류)에서 동작하는 소스 챔버들은 지속적인 세척을 더욱 필요로 한다.
이온 소스 챔버를 세척하기 위하여 사용되는 하나의 방법은 예를들어, NF3(nitrogen triflouride) 또는 SF6(sulfur hexaflouride) 같은 플라즈마-강화 화학 반응을 통해 원하지 않게 증착된 물질을 식각하고, 가스로 소스 챔버를 빠져 나가는 세척 가스의 도입을 포함할 수 있다. 이러한 세척 가스들의 도입은 본래 장소에서 수행되고, 도펜트 종류들과 동시에 또는 장비 다운 시간 및/또는 종류 교환 사이에 분리된 세척 플라즈마로서 도입될 것이다. 안정된 소스 동작을 제공하고 교차-오염을 회피하기 위하여, 4 내지 5 세척 싸이클 만큼이 원하지 않는 증착물을 제거하기 위하여 요구된다. 따라서, 효율을 증가시키고 불필요한 장비 다운 시간을 줄이기 위하여 챔버 세척을 강화하는 것이 요구된다. 챔버내에서 반응 온도 및 피드 가스의 흐름 비율을 변경하여 세척 공정이 조절될 수 있다. 또한, 세척 싸이클 동안 챔버내에서 압력을 증가시키는 것은 세척 공정을 강화하는 또 다른 방법이다. 더 높은 압력에서 플라즈마 반응은 일반적으로 효율적인 증착 부식액인 활성 중성 종류 (예를들어 F*)의 생산을 증진시킬 수 있다. 그러나, 예를들어, 소스 챔버 구경을 통한 가스의 손실 때문에, 소스 챔버 내의 압력을 높은 수준으로 충분히 증가시키는 것은 어렵다. 더욱이, 분자 빔 추출 과정에 특히 중요한 구경 면적에 추출 흐름이 비례하기 때문에, 구경은 세척동안 챔버 압력을 증가시키기 위하여 줄어들 수는 없다.
본 발명의 예시적인 실시예들은 이온 주입기에서 이온 소스 챔버를 세척하는 기구 및 방법에 대한 것이다. 예시적인 실시예에서, 이온 주입기는 이온 빔들이 추출되는 구경 및 내부 표면들을 가진 이온 소스 챔버를 포함한다. 이온 소스 챔버는 세척 가스를 받아서, 챔버의 내부 표면들에 형성되는 증착물을 제거하도록 구성된다. 구경 근처에 이온 소스 챔버의 외부에 위치하는 전극은 소스 챔버 구경을 빠져나가는 이온 빔을 위한 추출 경로를 제공하는 적어도 하나의 슬롯을 포함한다. 억제 플러그는 슬롯으로부터 말단의 전극에 배치된다. 전극은 이온 소스 구경에 대하여 이동되도록 구성되어, 제1 위치에서 억제 플러그는 이온 빔이 막히지 않은 슬롯을 통하여 추출되도록하고, 제2 위치에서 억제 플러그는, 적어도 부분적으로, 소스 챔버 구경으로부터 이온 빔의 추출을 막아서 챔버 내부의 압력을 증가시킨다. 따라서, 이온 소스 챔버 내의 압력은 세척 가스의 흐름 비율이 챔버내로 도입되어 증가되고, 따라서, 플라즈마-강화 화학 반응을 통하여 세척 효율을 증가 시킨다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 그에 배치된 억제 플러그를 구비한 추출 전극들 및 이온 소스의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이온 소스로부터 추출되는 이온 빔을 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이온 소스의 추출 구경에 억제 플러그의 맞물림을 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 억제 전극의 제1 단부에서 억제 플러그가 배치된 것을 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이온 소스로부터 추출되는 이온 빔을 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이온 소스의 추출 구경으로 억제 플러그의 맞물림을 도시하는 단면도이다.
본 발명은 본 발명이 도시된 바람직한 실시예들에서, 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 더욱 자세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있고, 본 명세서에서 보여지는 실시예들에 제한되어 해석되어서는 않될 것이다. 오히려, 이러한 실시예들이 제공되어, 본 발명은 완전해지고, 당업자에게 발명의 범위를 충분히 전할 것이다. 도면에서, 동일한 번호는 동일한 구성요소를 의미한다.
도 1은 일반적으로 기판으로 주입되는 이온들을 발생시키는데 사용되는 이온 소스 챔버(10)를 도시하는 단면도이다. 챔버(10)는 챔버로 도입되어 이온 및 전자(플라즈마)를 형성하는 피드 가스를 이온화하는 가열된 필라멘트(미도시)를 포함한다. 소스 챔버(10)는 이온들이 추출될 수 있는 구경(11)을 포함한다. 이온들은 아크 슬롯 전극(15), 억제 전극(20) 및 그라운드 전극(25)을 포함하여 전기장 생성에 사용되는 일반적인 세개의 전극 구성을 통하여 추출된다. 비록 억제 전극(20)이 그라운드 전극(25)로부터 분리되어 위치되는 것으로 도 1 내지 도 6에 도시되었지만, 이것은 단지 설명적인 목적을 위한 것이고, 전극들은 절연체를 통하여 서로 물리적으로 접촉되어 있다. 아크 슬롯 전극(15)은 이온 소스 챔버(10)와 동일한 크기의 전위로 바이어스 될 수 있다. 억제 전극(20)은 전력원에 연결되어 있고, 일반적으로 전자들이 소스 챔버(10)로 다시 들어가는 것을 방지하기 위하여 적절한 음의 값으로 바이어스 된다. 그라운드 전극(25)은 억제 전극(20)으로부터 하류에 위치되고, 그라운드 전위가 인가된다. 전극들에 의하여 발생되는 전기장의 크기는 챔버(10)에서 발생되는 이온들로부터 특정 타입의 이온 빔을 추출하도록 원하는 빔 흐름에 맞추어 조절될 수 있다.
전극들(20 및 25)은 듀얼 모드 전극으로 고 에너지 및 저 에너지 주입 적용예에 사용될 수 있다. 특히, 억제 전극(20)은 소스 챔버(10)에서 생성되는 이온들이 통과하는 복수의 슬롯들(21,22)을 포함한다. 슬롯(21)은 저 에너지(LE) 이온 추출에 적합하도록 구성되는 반면, 슬롯(22)은 고 에너지(HE) 이온 추출에 적합하도록 구성된다. 유사하게, 그라운드 전극(25)은 각각 저 에너지 이온 추출 및 고 에너지 이온 추출을 위하여 구성되는 슬롯(26 및 27)들을 포함한다. 챔버 구경(11) 및 슬롯(21 또는 22)들 사이의 거리는 추출 간격이라고 하고, 이는 추출될 원하는 이온 종류에 따라서 조절될 수 있다. 전극(20 및 25)은 소스 챔버(10)에 관하여 y-z 평면에서 이동되어, 이온 빔 흐름의 최대량을 HE 또는 LE 스롯을 추출할 수 있다. 전극(20 및 25)의 전위차는 작동기, 제어기 및 유저 인터페이스 시스템 (미도시)를 이용하여 수행될 수 있다.
고 에너지 빔이 추출되면, 억제 전극(20) 및 그라운드 전극(25)은 y 방향으로 이동되어서, 챔버 구경(11)에 그라운드 전극(25)의 슬롯(27) 및 억제 전극(20)의 슬롯(22)을 정렬한다. 저 에너지 빔이 추출되면, 억제 전극(20) 및 그라운드 전극(25)은 y 방향으로 이동되어서, 챔버 구경(11)에 그라운드 전극(25)의 슬롯(26) 및 억제 전극(20)의 슬롯(21)을 정렬한다. 억제 전극(20)은 슬롯(21 및 22) 사이에 배치된 억제 플러그(23)을 더 포함한다. 억제 플러그(23)는 소스 챔버(10)의 구경(11)의 외형에 따른 모양을 가지도록 구성된다. 억제 플러그(23)는 억제 전극(20)으로 일체적으로 형성될 수 있고, 예를들어, 텅스텐으로 만들어질 수 있다. 억제 플러그(23)는 슬롯(21 및 22)들 사이 및 그들로 부터 충분히 떨어져서 구성되어, 이러한 슬롯들 중 하나가 구경(11)에 정렬되면, 억제 플러그(23)가 소스 챔버(10)로부터 추출되는 이온 빔을 방해하지 않도록 해야한다. 이것은 억제 전극(20)의 저 에너지 슬롯(21) 및 그라운드 전극(25)의 저 에너지 슬롯(26)을 통하여 챔버(10)으로 부터 이온 빔(30)의 추출을 보여주는 도 2에 설명된다. 저 에너지 슬롯(21) 및 고 에너지 슬롯(22) 사이에 억제 플러그(23)의 배치는 빔(30)을 방해하지 않고, 슬롯(21) 근처에 등전위선에 변화를 제공하지 않고, 따라서, 연관된 빔 광학에 위배되지 않는다. 대안적으로, 억제 전극(20) 및 그라운드 전극(25)은 각각 고 에너지 슬롯들(22 및 27)을 통하여 이온 빔 추출에 적응시키도록 소스 챔버(10)에 정렬될 것이다. 또한, 억제 플러그(23)는 저 에너지 슬롯(21) 및 고 에너지 슬롯(22) 사이에 배치되어, 고 에너지 슬롯(22 및 27)을 통하여 추출된 이온 빔을 방해하지 않도록 한다. 듀얼 모드 전극(20 및 25)를 구비한 억제 플러그(23)의 사용에 대한 상기 관련 설명에도 불구하고, 억제 플러그(23)는 싱글 모드 억제 전극을 구비하여 사용되도록 구성될 수도 있다. 싱글 모드 억제 전극을 구비하는 억제 플러그의 배치는 싱글 모드 슬롯을 통하여 추출된 이온 빔을 방해하지 않도록 한다.
도 3은 소스 챔버 세척동안 추출 구경(11)으로 억제 플러그(23)의 맞물림을 도시하는 단면도이다. 특히, 억제 전극(20)은 y 방향으로 이동되어, 소스 구경(11)에 억제 플러그(23)를 배치한다. 억제 전극(20)은 z 방향으로 또한 이동되어, 구경(11)을 통하여 가스 전도력을 조절하는 소스 챔버 구경(11)으로 억제 플러그(23)가 충분히 맞물리도록 한다. 일단 억제 플러그(23)가 소스 구경(11) 인접위치 내에 또는 위에 위치하면, 세척 가스 [예를들어, NF3(nitrogen triflouride) 또는 SF6(sulfur hexaflouride)]는 이온 소스 챔버(10)로 피드된다. 이러한 절차는 소스 챔버(10) 내부에서 플라즈마-강화 화학 반응을 생산하여, 챔버의 내부 벽에서 증착된 원하지 않는 물질을 식각한다. 예를들어, NF3(nitrogen triflouride)는 일반적으로, 세척 가스로 사용되어, 반응 원소 플루오르는 질소 및 플루오르 원소로 NF3를 분리하여 발생한다. 이러한 반응 메타-안정적인 원소들은 챔버(10)의 내부 벽들에 원하지 않는 증착물과 반응한다. 구경(11)에 인접하는 억제 플러그(23)을 위치시켜서, 소스 챔버(10) 내부의 가스 압력은 주어진 흐름 비율에서 현저히 증가될 수 있다. 일반적인 압력 범위보다 현저히 높은 100-1000mTorr 사이의 챔버 압력을 증가시키는 것은 더 좋은 세척 효율을 야기한다는 것이 발견되었다. 억제 플러그(23)의 위치는 최적의 세척을 위한 소스 챔버(10) 내부의 압력 요구치에 따라서 조절될 것이다. 예를들어, 만약 적절한 압력이 세척을 위하여 요구되면, 구경(11) 및 억제 플러그(23)간의 합리적인 간격이 세팅되고, 그리하여, 소스 챔버(10)의 압력이 증가하여, 부식 가스 누설을 가능하게 한다. 만약, 최대 압력이 세척을 위하여 요구되면, 억제 플러그(23)의 위치는 세척 공정동안, 예를들어, 가스 누설을 막는 구경(11)의 완전한 폐쇄에서부터, 챔버(10)에서 가스 형태로 식각된 증착 물질의 누설을 가능케하는 구경(11)에서 특정 거리까지로 주기적으로 조절될 수 있다. 억제 플러그(23)가 구경에서 멀어지거나 가까워지는 주기적인 움직임은 조절될 수 있고, 예를들어, 세척 공정동안 1-100 번/분으로 조절될 수 있다. 이온 빔과 반응하는 세척 가스는 구경(11)을 통하여 빠져나오고, 따라서, 가스의 폐기 스트림을 통하여 원하지 않는 증착물을 제거하게 된다. 억제 플러그(23)를 억제 전극(20)의 일부로 통합하여서, 세척 동안 챔버에서 압력을 증가하는데 사용되는 챔버 및 전극 사이에 위치된 추가적인 기계적인 장치들 또는 소스 챔버(11)로의 고가의 개조들은 회피된다. 이러한 방법으로, 억제 전극(20)의 구성을 변경하여서, 세척 싸이클동안 소스 챔버(10) 내의 압력을 증가시키는 방법이 제공된다.
도 4는 억제 플러그(53)가 억제 전극(50)의 제1 단부에 배치되는 본 발명 또 다른 실시예의 단면도이다. 억제 전극(50)은 저 에너지 이온 빔 추출에 적응되는 제1 슬롯(51) 및 고 에너지 이온 빔 추출에 적응되는 제2 슬롯(52)을 포함한다. 유사하게, 그라운드 전극(55)은 억제 전극(50)에서 하류에 위치하고, 저 에너지 이온 빔 추출을 위한 저 에너지 슬롯(56) 및 고 에너지 이온 빔 추출을 위한 고 에너지 슬롯(57)을 포함한다. 억제 전극(50) 및 그라운드 전극(55)는 적어도 y 방향으로 이동되어, 이온 소스(10)의 구경(11)으로 각각의 슬롯들을 정렬한다. 특히, 고 에너지 빔 흐름이 소스 챔버(10)를 사용하여 발생될때, 억제 전극(50) 및 그라운드 전극(55)은 y 방향으로 이동되어서, 억제전극(50)의 슬롯(52) 및 그라운드 전극(55)의 슬롯(57)을 챔버 구경(11)에 정렬한다. 저 에너지 빔이 추출되면, 억제 전극(50) 및 그라운드 전극(55)은 y 방향으로 이동되어, 억제전극(50)의 슬롯(51) 및 그라운드 전극(55)의 슬롯(56)을 챔버 구경(11)에 정렬한다.
도 1 내지 3과 관련하여 개시된 억제 플러그(23)과 유사하게, 억제 플러그(53)는 소스 챔버(10)의 구경(11)의 외형에 상응하는 모양을 가지도록 구성된다. 억제 플러그(53)는 저 에너지 슬롯(51)로부터 떨어지고, 고 에너지 슬롯(52)로부터 더욱 떨어진, 억제 전극(50)의 말단에 배치된다. 억제 전극(50)의 말단에 억제 플러그(53)을 배치함으로써, 고 에너지 슬롯 또는 저 에너지 슬롯이 구경(11)과 정렬될때, 억제 플러그(53)는 소스 챔버(10)로부터 추출된 이온 빔을 방해하지 않도록 한다. 이는 억제 전극(50)의 저 에너지 슬롯(51) 및 그라운드 전극(55)의 저 에너지 슬롯(56)을 통하여 챔버(10)로 부터 이온 빔(60)의 추출을 보여주는 도 5에서 설명된다. 억제 전극(50)의 저 에너지 슬롯(51)으로부터 억제 플러그(53)의 배치는 빔(60)을 제지하거나 방해하지 않고, 관련 빔 광학에 위배되지 않는다. 대안적으로, 억제 전극(50) 및 그라운드 전극(55)은 소스 챔버(10)에 정렬되어, 고 에너지 슬롯(52 및 56) 각각을 통하여 이온 빔 추출에 적응할 수 있다. 또한, 억제 플러그(53)는 억제 전극(50)의 저 에너지 슬롯(51)로부터 말단에 배치되어서, 고 에너지 슬롯(52) 및 그라운드 전극(55)의 슬롯(57)을 통하여 추출된 이온 빔을 방해하지 않도록 한다. 도 4 내지 도 5에는 도시되지 않았지만, 억제 플러그(53)는 고 에너지 슬롯(52)의 근처의 제2 단부에서 억제 전극(50)에 또한 배치될 수 있다. 또한, 억제 플러그(53)는 고 에너지 슬롯(52)로부터 충분히 떨어진 위치에서 억제 전극(50)의 다른 말단부에 위치되어, 억제 플러그(53)가 억제 전극(50)의 고 에너지 슬롯(52) 및 그라운드 전극(55)의 고 에너지 슬롯(57)을 통하여 추출된 이온 빔을 방해하지 않도록 한다.
도 6은 소스 챔버 세척 동안에 추출 구경(11)에 대한 억제 플러그(53)의 맞물림을 도시하는 단면도이다. 특히, 억제 전극(50)은 y 방향으로 이동되어, 소스 구경(11)이 억제 플러그(53)에 정렬되도록 한다. 억제 전극(50)은 z 방향으로 또한 이동되어서, 억제 플러그(53)가 소스 챔버 구경(11)에 맞물리게 하여서, 구경(11)을 통하여 가스 전도력을 조절할 수 있다. 일단 억제 플러그(53)가 소스 구경(11)에 위치하면, 세척 가스, 예를들어, NF3(nitrogen triflouride) 또는 SF6(sulfur hexaflouride)가 이온 소스 챔버(10)로 피드된다. 그리고, 소스 챔버(10)내에서 플라즈마-강화 화학 반응이 일어나서, 위에서 설명한 것 처럼, 챔버의 내부 벽으로부터 원하지 않는 증착된 물질이 식각된다. 구경(11) 근처에 억제 플러그(53)을 위치시켜서, 소스 챔버(10) 내부의 가스 압력은 주어진 흐름 비율로 현저하게 증가될 수 있다. 챔버 압력을 일반적인 압력 범위보다 현저하게 높게 100 내지 1000mTorr 사이에서 증가시키는 것은 세척 효율을 더 좋게 한다. 억제 플러그(53)의 위치는 최적의 세척을 위한 챔버(10)로부터 세척 가스의 추출을 금지 또는 허용하도록 소스 챔버(10) 내부에서의 압력 요구에 따라서 조절될 수 있다. 예를들어, 만약 적절한 압력이 세척에 요구되면, 구경(11) 및 억제 플러그(53) 사이에 합리적인 간격이 세팅될 수 있고, 그리하여 소스 챔버(10) 내부의 압력이 증가하고, 부식 가스 누설을 가능케 한다. 최대 압력이 세척을 위하여 요구되면, 구경(11)에 억제 플러그(53)의 근접은 세척 공정동안, 예를들어, 가스 누설을 막기 위해 완전히 가까운 구경(11)에서부터 챔버(10)에서 떨어져 형성된 가스에서 식각된 증착 물질의 누설을 가능케하는 구경(11)으로부터의 일정 거리까지, 주기적으로 조절될 수 있다. 구경(11)에 관한 억제 플러그(53)의 위치가 다양하게 조절될 수 있다. 구경(11)에서 및 구경(11)으로 억제 플러그(23)의 주기적인 움직임은, 예를들어, 세척공정 동안 1-100 번/분 조절될 수 있다. 이온 빔과 반응하는 세척가스는 구경(11)을 통하여 빠져나가고 따라서, 가스 폐기 스트림을 통하여 원하지 않는 증착물을 제거한다. 이러한 방법으로, 억제 플러그는 억제 전극을 구비하여 일체적으로 형성되어, 세척 싸이클동안 이온 소스 챔버의 외부로 빠져나가는 세척 가스/플라즈마의 양을 줄이는 방법을 제공할 수 있다. 이것은 이온 소스 챔버에서 압력을 증가시키고, 따라서, 이온 소스 챔버의 내부 벽에 원하지 않는 증착물의 세척 효율을 증가시킨다.
본 발명은 특정 실시예를 개시하고 설명된 실시예들의 수많은 변형들, 대체 및 변화는 첨부된 청구항에 정의된 것 처럼 본 발명의 범위와 영역 내에서 가능하다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예에 제한되지 않고, 이하의 청구항, 및 그 균등물의 언어에 의하여 정의된 모든 범위를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 이온 주입기에 있어서,
    이온 빔이 추출되는 구경 및 내부 표면들을 가지고, 상기 내부 표면에서 증착물을 제거하는 세척 가스를 받도록 구성되는 이온 소스 챔버;
    상기 구경 근처에서 상기 이온 소스 챔버의 외부에 위치하고, 상기 이온 빔이 상기 소스 챔버 구경을 빠져나오는 추출 경로를 제공하는 적어도 하나의 슬롯을 구비하는 전극; 및
    상기 이온 소스 구경에 대하여 이동하도록 구성된 상기 전극에 배치되나, 상기 슬롯과 거리를 가진 억제 플러그를 포함하고,
    상기 전극이 제1 위치에 있을때, 상기 억제 플러그는 상기 이온 빔이 상기 막히지 않은 슬롯을 통하여 추출되도록 하고, 상기 전극이 제2 위치에 있을때, 상기 억제 플러그가 적어도 부분적으로, 상기 소스 챔버 구경으로부터 상기 이온 빔의 추출을 막아서 상기 챔버 내부의 압력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 전극의 위치는 상기 제1 및 제2 위치 사이에서 주기적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 전극은 제3 위치에 있어서 그리하여 상기 억제 플러그가 상기 소스 챔버 구경에 맞물리도록하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 전극의 위치는 상기 제1, 제2 및 제3 위치 사이에서 주기적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 전극은 억제 전극인것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 슬롯은 고 에너지 이온 빔의 추출을 위하여 구성된제1 슬롯이고, 상기 전극은 상기 제1 슬롯으로부터 떨어져 배치되고, 저 에너지 이온 빔의 추출을 위하여 구성된 제2 슬롯을 더 포함하고, 상기 억제 플러그는 상기 제1 및 제2 슬롯 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 슬롯은 고 에너지 이온 빔의 추출을 위하여 구성된 제1 슬롯이고, 상기 전극은 상기 제1 슬롯으로부터 떨어져 배치되고, 저 에너지 이온 빔의 추출을 위하여 구성된 제2 슬롯을 더 포함하고, 상기 억제 플러그는 상기 제1 슬롯에서 거리 x 만큼 그리고 상기 제2 슬롯에서 거리 y 만큼 떨어진 상기 전극의 제1 단부에 배치되고, x 가 y 보다 큰것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 전극은 억제 전극이고, 상기 주입기는 상기 이온 소스 챔버로부터 떨어져 상기 억제 전극의 하류에 위치하는 그라운드 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 슬롯은 저 에너지 이온 빔의 추출을 위하여 구성된 제1 슬롯이고, 상기 전극은 상기 제1 슬롯으로부터 떨어져 배치되고, 고 에너지 이온 빔의 추출을 위하여 구성된 제2 슬롯을 더 포함하고, 상기 억제 플러그는 상기 제1 슬롯에서 거리 x 만큼 그리고 상기 제2 슬롯에서 거리 y 만큼 떨어진 상기 전극의 제1 단부에 배치되고, y 가 x 보다 큰것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  10. 이온 주입기 기구에서 이온 소스 챔버를 세척하는 방법에 있어서,
    상기 이온 소스 챔버로 세척 가스를 도입하는 단계;
    상기 챔버 내에서 상기 세척 가스를 이온화하는 단계; 및
    상기 이온 소스 챔버의 추출 구경에 전극을 정렬하여, 그리하여 상기 전극에 연결된 억제 플러그가 상기 구경의 근처에 위치하여 상기 챔버로부터 상기 세척 가스의 추출을 적어도 부분적으로 막아서, 상기 이온 소스 챔버 내에서 압력을 증가시키는 단계를 포함하는 이온 주입기 기구에서 이온 소스 챔버를 세척하는 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 구경에 대하여 상기 억제 플러그의 거리를 조절하여, 상기 챔버로부터 상기 세척 가스의 추출을 막거나 가능케하는 단계를 더 포함하는 이온 주입기 기구에서 이온 소스 챔버를 세척하는 방법.
  12. 청구항 10에 있어서, 제1 위치에서부터 상기 구경에 대한 상기 억제 플러그의 거리를 조절하는 단계를 조절하는 단계를 더 포함하고, 상기 억제 플러그는 제2 위치에서 상기 구경을 닫고, 상기 구경으로부터 상기 억제 플러그가 특정거리에 있어서 그리하여 세척 가스가 상기 구경을 통하여 상기 챔버로부터 누설되도록하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기 기구에서 이온 소스 챔버를 세척하는 방법.
  13. 청구항 10에 있어서, 상기 이온 소스 챔버 외부에서 식각된 증착물과 함께 이온화된 세척 가스를 소진하는 단계를 포함하는 이온 주입기 기구에서 이온 소스 챔버를 세척하는 방법.
  14. 청구항 10에 있어서, 상기 이온 소스 챔버의 추출 구경으로 전극을 정렬하는 단계는 상기 세척 가스가 상기 이온 소스 챔버로 도입되는 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 이온 주입기 기구에서 이온 소스 챔버를 세척하는 방법.
  15. 청구항 10에 있어서, 상기 세척 가스가 상기 챔버에 도입되는 동안, 상기 이온 소스 챔버의 온도를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기 기구에서 이온 소스 챔버를 세척하는 방법.
  16. 청구항 10에 있어서, 상기 이온 소스 챔버로 상기 세척 가스의 흐름 비율을 제어하는 단계를 더 포함하는 이온 주입기 기구에서 이온 소스 챔버를 세척하는 방법.
  17. 이온 주입기에 있어서,
    이온 빔이 추출되는 구경 및 내부 표면을 구비하고, 상기 내부 표면으로 증착물을 제거하는 세척가스를 받도록 구성된 이온 소스 챔버;
    상기 구경의 근처에 상기 이온 소스 챔버의 외부에 위치되고, 상기 이온 빔이 상기 소스 챔버 구경을 빠져나가는 추출 경로를 제공하는 적어도 하나의 슬롯을 구비하는 전극; 및
    상기 이온 소스 구경에 대하여 이동하도록 구성된 상기 전극과 일체적으로 형성되나, 상기 슬롯과 거리를 가진 억제 플러그를 포함하고,
    상기 전극이 제1 위치에 있을때, 상기 억제 플러그는 상기 이온 빔이 막히지 않은 상기 슬롯을 통하여 추출되도록 하고, 상기 전극이 제2 위치에 있을때, 상기 억제 플러그가 적어도 부분적으로, 상기 소스 챔버 구경으로부터 상기 이온 빔의 추출을 막아서 상기 챔버 내부의 압력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 전극의 위치는 상기 제1 및 제2 위치 사이에서 주기적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  19. 청구항 17에 있어서, 상기 전극은 제3 위치에 있어서 그리하여 상기 억제 플러그가 상기 소스 챔버 구경에 맞물리도록 하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 전극의 위치는 상기 제1, 제2 및 제3 위치 사이에서 주기적으로 조절되는 것을 특징으로하는 이온 주입기.
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