KR20150140311A - 증가된 생산성을 가지는 이온 주입 장치 - Google Patents

증가된 생산성을 가지는 이온 주입 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150140311A
KR20150140311A KR1020157030827A KR20157030827A KR20150140311A KR 20150140311 A KR20150140311 A KR 20150140311A KR 1020157030827 A KR1020157030827 A KR 1020157030827A KR 20157030827 A KR20157030827 A KR 20157030827A KR 20150140311 A KR20150140311 A KR 20150140311A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
carrier
enclosure
plates
strip
Prior art date
Application number
KR1020157030827A
Other languages
English (en)
Inventor
프랑크 또레그로자
로랭 루
Original Assignee
이옹 빔 세르비스
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 이옹 빔 세르비스 filed Critical 이옹 빔 세르비스
Publication of KR20150140311A publication Critical patent/KR20150140311A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/48—Ion implantation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/50—Substrate holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/08—Ion sources; Ion guns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/20—Means for supporting or positioning the objects or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32412—Plasma immersion ion implantation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32541—Shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 이온 주입 장치에 대한 것으로, 펌프 기구에 연결된 인클로져; 플라즈마 소스; 바이어스 전력 공급원; 상기 인클로져로 연결되는 가스 유입구; 및 상기 바이어스 전력 공급원의 음극에 연결되고 상기 인클로져 내측에 배치된 기판-캐리어를 포함하며, 상기 장치에서, 상기 기판-캐리어는 적어도 두 개의 평행한 판으로 구성되고; 기준 전극은 상기 바이어스 전력 공급원의 양극에 연결되고 적어도 하나의 스트립으로 구성되고; 그리고 상기 스트립은 두 판들 사이에 개재되는 것을 특징으로 한다.

Description

증가된 생산성을 가지는 이온 주입 장치{ION-IMPLANTATION MACHINE HAVING INCREASED PRODUCTIVITY}
본 발명은 증가된 생산성을 제공하는 이온 주입 장치에 대한 것이다. 본 발명의 분야는 플라즈마, 즉, 플라즈마 침지 모드에서 동작하는 이온 주입기를 사용하는 이온 주입 장치 분야이다.
플라즈마에 기판을 침지시키고 기판을 향하여 플라즈마 이온들을 가속시킬 수 있는 전기장을 생성하기 위하여 수십 볼트 내지 수십 킬로볼트(일반적으로 100kV보다 작은)의 음 전압을 인가하여 이온들이 기판에 주입된다.
이온 주입 깊이는 가속 에너지에 의하여 결정된다. 이는 먼저 기판에 인가된 전압에 의존하고, 다음에는 이온과 기판의 각각의 특성에 의존한다.
기판, 또는 여러 개의 기판들은 대판(bedplate) 형태의 기판-캐리어 위에 지지된다. 대판은 펌프 기구에 연결된 인클로져에 배치된다.
기판들의 전체 표면적은 그 자체 인클로져의 크기에 의하여 제한되는 대판의 표면적에 의하여 제한된다.
본 발명의 목적은 이와 같이 이온 주입 장치의 생산성을 증대시키는 것, 즉, 장치에 의하여 처리될 수 있는 기판의 전체 표면적을 증가시키는 것이다.
본 발명에 따르면, 이온 주입 장치는:
- 펌프 기구에 연결된 인클로져;
- 플라즈마 소스;
- 바이어스 전력 공급원;
- 상기 인클로져에 도달하는 가스 유입구; 및
상기 바이어스 전력 공급원의 음극에 연결되고 상기 인클로져 내측에 배치된 기판-캐리어를 구비하며, 상기 장치에서:
상기 기판-캐리어는 적어도 두 개의 평행 판들로 구성되고;
상기 바이어스 전력 공급원의 양극에 연결되는 기준 전극은 적어도 하나의 스트립으로 구성되고; 및
상기 스트립은 두 판들 사이에 설치되는 것을 특징으로 한다.
기판-캐리어는 종래기술과 같은 단일 대판 대신에 적어도 두 개의 판들을 가지므로, 처리되는 기판의 표면적은 실질적으로 두 배로 된다.
효과적으로, 기판-캐리어는 두 개 이상의 판들을 가지며, 이들 판들은 대판 위의 베이스들에서 조립된다.
이러한 장치에 의하여, 주입되는 기판들의 수는 상당한 양으로 더욱 증가된다.
바람직하게, 기준 전극은 그들의 베이스들에서 서포트에 조립된 복수의 스트립들로 구성되고, 각각의 스트립은 두 개의 연속된 판들 사이에 설치된다.
제1 실시예에서, 플라즈마 소스는 기판-캐리어 및 서포트에 의하여 구성되고, 방전 전압은 이들 두 요소들 사이에 인가된다.
제2 실시예에서, 플라즈마 소스는 기판-캐리어와 연계하여 인클로져를 둘러싸는 무선 RF 안테나이며, 안테나는 RF 생성기에 연결된다.
제3 실시예에서, 플라즈마 소스는 가스 유입구와 기판-캐리어 사이의 인클로져 둘레에 배치되고, 플라즈마 소스는 발전기에 의하여 구동된다. 이온 주입 장치은 기판-캐리어 둘레에 인클로져 외측에 배치된 자기 코일을 포함하는 것이 바람직하다.
그러한 환경 아래, 플라즈마를 점화하는 것이 더욱 용이하다.
선택적으로, 이온 주입 장치은 기판-캐리어를 가열하기 위한 수단을 포함한다.
이로써 고온 동안 주입을 실행할 수 있으며, 이로써 결함들의 재구성 및/또는 현장에서의 도펀트의 활성화를 달성할 수 있다.
제1 선택 방안에서, 기판-캐리어는 접지된다.
제2 선택 방안에서, 기준 전극은 접지된다.
이온 주입 장치는 바람직하게 판들이 수평이거나 아니면 수직이도록 배치된다.
본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 예시로서 이루어진 실시예들의 이하의 상세한 설명에 의하여 더욱 상세하게 이해될 것이며, 여기서:
도 1은 두 개의 판들을 가진 이온 주입 장치의 일부 단면도이며;
도 2는 정전기적인 기판-캐리어의 단면도이며;
도 3은 튜브형 이온 주입 장치의 제1 실시예의 단면도이며;
도 4는 튜브형 이온 주입 장치의 제2 실시예의 단면도이며;
도 5는 튜브형 이온 주입 장치의 제3 실시예의 단면도이며;
도 6은 본 발명의 이온 주입 장치의 변형예의 단면도이다.
하나 이상의 도면들에서 도시된 요소들은 각 도면에서 같은 부호로 표시된다.
도 1을 참조하면, 이온 주입 장치(100)가 진공 인클로져(101) 둘레에 설치된다. 마이크로 전자공학적인 용도들에 대해, 철, 니켈, 크롬, 또는 코발트와 같은 금속 요소들로부터의 오염을 제한하기를 원하면, 알루미늄 합금으로 제조된 인클로져를 사용하는 것이 권장된다. 또한, 실리콘 또는 실리콘 탄화물의 코팅을 사용할 수 있다.
펌프 수단(102)이 파이프(103)를 거쳐 인클로져(101)의 바닥 부분으로 연결된다.
기판-캐리어(104)는 평행이며 서로 대향하여 배치된 제1 및 제2 수평판(105 및 106)들에 의하여 구성된다. 제1 판(105)은 인클로져(101)의 상부에 연결되고 바닥면에서 제1 기판(107)을 수용한다. 두 개의 판(105 및 106)들은 전기적으로 전도성이며 판들은 접지된 인클로져(101)에 전기적으로 연결된다.
전기적으로 전도성인 스트립(110)은 기준 전극으로 작용한다. 스트립은 판(105 및 106)들의 형상과 실제로 동일한 형상이며, 판들 사이에 실질적으로 판들에 평행하게 배치된다. 고전압 통로(112)를 거쳐 인클로져(101)를 관통하는 생크(shank)(111)에 의하여 스트립은 연장된다. 이러한 고전압 통로(112)는 스트립(110)에 대해 실링, 전기적인 절연, 및 기계적인 지지를 제공한다.
고전압 전력 공급원(113)은 바이어스 전력 공급원을 구성하고 접지된 음극과 스트립(110)의 생크(111)에 연결된 양극을 가진다. 스트립(110)에 인가된 양 전위는 일반적으로 수십 볼트 내지 수십 킬로볼트 범위이다. 바람직하게, 인가된 전압은 기판-캐리어와 기준 전극 사이의 분리 거리보다 더 작은 크기로 플라즈마 시스(sheath)의 영역을 감소시키기 위하여 맥동(pulsed)된다.
통상적으로, 이러한 전력 공급원(113)은 음극이 접지된 간단한 직류(DC) 전압 발전기에 의하여 구성될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 플라즈마 침지 모드에서 주입을 위하여 기판-캐리어에 음극 바이어스를 인가하기 위하여 사용되는 수단에 상관 없이, 그리고 바이어스가 일정하거나 변동하는 여부에 상관없이, 본 발명은 적용할 수 있다. 기판(107 및 108)들은, 특히 절연되었으면, 양 전하로 하전되는 것이 이해되어야 한다.
플라즈마 소스(115)는 인클로져(101)의 상부에 설치된다. 이 소스(115)는 시작 부분(도면의 상부에서)과 종료 부분(도면의 바닥에서) 사이로 연장하는 일반적으로 원통형 몸체의 형태이다. 연결 플랜지(116)가 플라즈마 소스(115)의 종료 부분을 인클로져(101)에 고정하도록 작용한다. 시작 부분은 플라즈마를 공급하기 위한 가스 유입구(117)를 가진다.
플라즈마 소스는 오염 문제를 제한하기 위하여 바람직하게 실리카 유리 또는 알루미늄으로 제조된다.
복수의 관통 홀들에 의하여 천공되고, 바람직하게 실리카 유리로 제조된, 격벽(118)이 헤드 손실(head loss)을 생성하기 위하여 시작 부분과 종료 부분 사이에 배치된다.
예로서, 약 15cm의 직경을 가지는 원통형 몸체에 대해, 격벽(118)의 홀들은 수 mm 정도의 직경을 가진다. 보수 동작을 용이하게 하기 위하여, 격벽(118)은 제거할 수 있다.
격벽(118)과 시작 부분에 의하여 형성된 공간은 주 챔버(120)를 구성한다. 이러한 주 챔버(120)는 먼저 제1 RF 안테나(121)를 그리고 다음에 선택사항으로서 제1 밀폐 코일(confinement coil)(122)을 포함하는 제1 이온화 셀에 의하여 외측에서 둘러싸인다. 이러한 예에서, 안테나(121)는 수 회전의 전기 컨덕터, 예컨대, 구리의 스트립 또는 튜브에 의하여 구성된다.
일반적으로 방전 소스, 유도결합 플라즈마(ICP) 소스, 헬리콘 소스, 마이크로웨이브 소스, 아크 소스의 특정 유형의 플라즈마 소스도 사용할 수 있다.
플라즈마 소스(115)의 몸체와 인클로져(101) 사이의 헤드 손실은 1 내지 2 자리수(order of magnitude) 범위의 이들 두 요소들 사이의 압력차를 형성하도록 작용한다.
격벽(118)과 종료 부분에 의하여 형성되는 공간은 보조 챔버(124)를 구성한다. 이러한 보조 챔버(124)는 선택적으로 또한 외측에서 먼저 제2 RF 안테나(125)에 의하여 그리고 이어서 제2 밀폐 코일(126)을 포함하는 제2 이온화 셀에 의하여 둘러싸인다.
또한 플라즈마 소스(115)의 양측 챔버(120 및 124)들을 덮는 단일 밀폐코일 및 단일 안테나를 제공할 수 있을 것이다.
기판(107 및 108)들은 이 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려진 특정 수단, 예컨대, 전도성 접착제, 또는 전도성 그리스를 사용하거나, 또는 기계적인 클램핑에 의하여 기판-캐리어(104) 위에 유지된다. 제2 기판(108)은 중력에 의하여 제2 판(106) 위에 유지될 수 있다.
대안적으로, 도 2를 참조해서, 정전기적인 기판-캐리어를 사용할 수 있다. 대응하는 구성은 기본적으로 이하의 3개 부분을 포함한다:
바이어스된 테이블(10);
기판-캐리어(20); 및
클램핑 플랜지(30).
테이블(10)은 고 전압(DC 또는 맥동)으로 바이어스되고 양면으로 개방되는 도관(11)이 구비된 전도성 베이스판 형태이다. 도관(11)의 기능은 이하에서 보다 상세하게 설명된다.
절연 기판-캐리어(20)는 기판-캐리어의 바닥면 둘레에 배치된 가스킷(12)을 통해 테이블(10)에 지지된다. 기판-캐리어는 상면에 접하는 실린더 형태로, 이 실린더에는 베이스로부터 돌출하는 단턱부(shoulder)가 구비된다.
클램핑 플랜지(30)는 단턱부(21)에 접촉하면서 테이블(10) 위에 기판-캐리어(20)를 고정하도록 작용하며, 접촉하는 힘은 복수의 스크류(31)들에 의하여 결정된다.
기판-캐리어(20)의 상면(22)은 둘레에서 링(23)을 제공하며, 또한 링 내측에 분포된 복수의 스터드(24)를 제공한다. 링(23)과 스터드(24)들은 통상적으로 10 마이크로미터(㎛)내지 15 ㎛ 범위의 값을 가지는 동일한 두께이다. 링(23)과 스터드(24)의 상부들은 함께 기판(40)이 지지되는 접촉면을 형성한다.
제1 유형의 전극들은 기판의 정전기적인 고정을 위하여 사용된다. 이들 전극들은 쌍으로 배치된다. 전극들은 상면(22)에 평행인 평면에 위치되고, 이 평면은 상부면의 평면에 매우 근접한다. 그들은 예컨대 소위 "두터운 층(thick layer)" 기술을 참조하여 이 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려진 수단을 이용하여 제조된다.
도면의 우측에 있는 쌍은 양극(25) 또는 애노드, 그리고 음극(26) 또는 캐소드를 포함한다. 원리는 한 쌍의 이하의 캐패시터들;
애노드-기판 캐패시터; 및
기판-캐리어 캐패시터를 제공하는 것으로 구성된다.
더욱이, 제2 유형의 전극들에 의하여 이루어지는, 기판(40)과 바이어스된 테이블(10) 사이에 확실한 전기적 접촉을 확보하는 것이 적절하다.
이를 위하여, 복수의 채널들이 기판-캐리어(20)를 관통하여 우측으로 통과한다. 도면에서 우측에 있는 채널(27)은 테이블(10)에 대해 지탱되는 스프링(29)에 장착된 스파이크(28)를 수용하며 이로써 기판(40)에 대해 스파이크(28)를 가압한다. 스파이크-및-스프링의 쌍은 제2 유형의 전극을 구성하며, 하나의 이런 쌍은 각 채널에 구비된다.
테이블에 구비된 도관(11)은 기판-캐리어(20)의 바닥면과 상기 테이블 사이의 제1 공간에 헬륨을 저장하도록 작용한다.
기판-캐리어(20)의 상면(22)과 기판(40) 사이의 제2 공간은 또한 채널에 따라 헬륨으로 채워진다. 제1 및 제2 공간을 연통시키기 위하여 기판-캐리어를 관통하는 추가적인 개구(도시 없음)를 제공할 수도 있다.
기판을 조정하기 위한 특정 수단은 이 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려졌기에 도시되지 않는다.
이와 같이 본 발명에 의하면 종래 기술에 비해 기판 수를 배가할 수 있다. 또한 이 숫자를 중요한 방식으로 추가로 증대시킬 수 있다.
제 1실시예에서 도 3을 참조하면, 이 예의 인클로져(301)는 좌측 부분에 가스 유입구(302)를 가지고 우측 부분에 펌프 수단(303)을 가지는 수평 튜브 형태이다.
기판-캐리어(304)는 복수의 동일한 수직판들을 포함하고, 이 예에서 5개의 판(305, 306, 307, 308 및 309)들이 있다. 이들 판들은 평행이며 수직축을 따른 그들의 돌출부들이 실질적으로 동일하게 배치된다. 이들 판들은 수평 베이스판(310)에 그들의 바닥 베이스들이 고정된다.
제1 판(305)(도면의 좌측)은 그 우측에서 제1 기판(311)을 수용한다.
제2 판(306)(제1 판(305)의 우측으로)은 그 좌측면에서 제2 기판(312)과 그 우측면에서 제3 기판을 수용한다.
제3 기판(307)(제2 기판(306)의 우측)은 그 좌측면에서 제4 기판(314)을 그리고 그 우측면에서 제5 기판(315)을 수용한다.
제4 기판(308)(제3 기판(307)의 우측)은 그 좌측면에서 제6 기판(316)을 그리고 그 우측면에서 제7 기판(317)을 수용한다.
제5 판(309)(제4 판(308)의 우측)은 그 좌측면에 제8 기판(318)을 수용한다.
기준 전극(320)은 유사하게 수직인 복수의 동일한 스트립들을 가지며, 본 예에서 4개의 스트립(321, 322, 323, 및 324)들이 있다. 이들 스트립들은 평행이며 수직축을 따른 그들의 돌출부들이 실질적으로 동일하도록 배치된다. 이들 스트립들은 상면들에서 수평 서포트(325)에 고정된다. 상기 스트립(321, 322, 323 및 324)들은 각각 두 개의 연속판들 사이에 설치되고; 제1 스트립(321)은 제1 및 제2 판(305 및 306)들 사이에 위치하고, 제2 스트립(322)은 제2 및 제3 판(306 및 307)들 사이에 위치하는 등이다.
베이스판(310)과 서포트(325)는 모두 각각의 고전압 통로를 통해 인클로져(301)의 외측으로 연장한다. 그들은 먼저 고전압 전력 공급원(327)에 연결되므로 베이스판은 음으로 바이어스된다. 그들은 또한 플라즈마를 점화하기 위하여 이용되는 방전 전력 공급원(328)에 연결된다.
자기 코일(330)들이 선택적으로 플라즈마를 한정하기 위하여 서포트와 결합하여 인클로져 둘레에 배치된다.
제2 실시예에서, 도 4를 참조하면, 인클로져는 도 3을 참조하여 위에 설명된 바와 동일하다. 방전 전력 공급원은 생략되고 기판-캐리어(304)와 결합하여 인클로져(301)를 둘러싸는 RF 안테나(340)에 의하여 교체된다. 이러한 안테나(340)는 발전기(도시 생략)에 연결된다. 본 실시예에서 유사하게, RF 안테나(340) 둘레에 배치된 밀폐 코일(330)을 가질 수 있다. 일반적으로, 인클로져는 안테나에 의하여 생성된 RF 장(RF field)에 투명(transparent)하여야 하며; 예컨대, 그것은 실리카 유리 또는 알루미늄으로 제조될 수 있다.
제 3 실시예의 도 5를 참조하면, 플라즈마 소스는 가스 유입구(402)와 기판-캐리어(304) 사이에 존재하는 빈 공간에서 인클로져(401) 둘레에 오프셋된다. 플라즈마 소스는 이제 인클로져(401)의 통합 부분을 형성하는 점을 제외하고, 도 1에 관련해서 설명된 것과 유사하다. 이와 같이 관통홀들에 의하여 천공된 격벽(403)은 실질적으로 수직이고 가스 유입구(402)와 기판-캐리어(304) 사이에 위치된다.
가스 유입구(404)와 격벽(403) 사이의 공간이 결국 주 챔버를 형성한다.
이러한 주 챔버는 먼저 RF 안테나(405), 이어서, 임의적으로 밀폐 코일(406)을 포함하는 이온화 셀에 의하여 외측에서 둘러싸인다.
한번 더, 기판-캐리어(304)와 같이 일체로 인클로져(401)를 둘러싸는 또 다른 세트의 밀폐 코일(410)을 제공할 수 있다. 이로써 플라즈마의 균일성이 향상된다.
본 발명에 의하면 또한 고온에서 주입을 실행할 수 있다. 튜브 형태의 인클로져(401)를 이용하면, 튜브를 둘러싸는 히터 저항 소자(도시 없음)에 의하여 외부 가열을 추가할 수 있다. 이와 같이, 결함의 재구성 및/또는 현장의 도펀트의 활성화 및/또는 바라지 않는 침착물(특히, B2H6, AsH3, 또는 PH3와 같은 수화물을 이용할 때)의 제어를 향상시키기 위하여 고온 이온 주입을 실행할 수 있다. 가열 온도는 열전쌍(thermocouple)에 의하여 측정되며 저항 소자에 대한 전력 공급을 서보(servo)-제어하는 기준점으로 작용한다.
기판-캐리어의 바이어스에 대해, 3개 구조들이 이하와 같이 이용가능하다:
- 고전압 전력 공급원이 양극은 기준 전극 및 접지에 연결되고, 음극은 기판-캐리어에 연결되며;
- 고전압 전력 공급원이 음극은 기판-캐리어 및 접지에 연결되고 양극은 기준 전극에 연결되며;
- 고전압 전력 공급원이 음극은 기판-캐리어에 연결되고, 양극은 기준 전극에 연결되며, 이들 전극들의 어느 것도 접지에 연결되지 않는다.
고전압 전력 공급원은 DC 또는 펄스일 수 있다. 이것은 수백 kHZ 범위의 고주파수에서 바이어스에 의지할 수도 있다.
위의 설명은 수평축을 가지는 인클로져를 도시한다. 튜브는 수직으로 또한 균등하게 배치될 수 있다. 그러한 상황 아래, 판들은 수평이며 판들 상면의 기판들은 단지 중력으로 그 위에 유지되므로 고정되지 않아도 된다.
변형예인 도 6을 참조하면, 튜브는 수직이지만 판들과 스트립들도 또한 수직이다. 이와 같이 기판들은 가스 흐름에 대해 평행으로 배치되므로, 주입의 균일성을 향상시킬 수 있다.
위에 설명된 본 발명의 실시예들은 구체성에 기인하여 선택되었다. 그러나,본 발명에 의하여 포함되는 모든 가능한 실시예들을 무한정 나열할 수는 없다. 특히, 설명된 특정 수단은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 균등 수단에 의하여 교체될 수 있다.

Claims (12)

  1. 펌프 기구(102, 303)에 연결된 인클로져(101, 301, 401);
    플라즈마 소스(115-121-122, 304-320, 330-340, 405-406);
    바이어스 전력 공급원(113, 327);
    상기 인클로져로 연결하는 가스 유입구(117, 302, 402); 및
    상기 바이어스 전력 공급원의 음극에 연결되고 상기 인클로져 내측에 배치된 기판-캐리어(104, 304);를 포함하는 이온 주입 장치(100)에 있어서,
    상기 기판-캐리어(104, 304)는 적어도 두 개의 평행한 판(105-106, 305-306- 307-308-309)들로 구성되고;
    기준 전극이 적어도 하나의 스트립(110, 321-322-323-324)으로 구성되고, 상기 기준 전극은 상기 바이어스 전력 공급원의 양극에 연결되며;
    상기 스트립은 두 판들 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판-캐리어(304)는 둘 이상의 판들을 가지며, 이 판(305, 306, 307, 308, 309)들은 베이스판(310) 위의 그들의 베이스에서 조립되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기준 전극은 베이스들에서 서포트(325)에 조립된 복수의 스트립(321, 322, 323, 324)들로 구성되고, 상기 스트립들은 각각 두 개의 연속적인 판들 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 소스는 상기 기판-캐리어(304)와 상기 서포트(325)에 의하여 구성되고, 이들 두 요소들 사이에 방전 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 플라즈마 소스는 상기 기판-캐리어(304)에 결합된 상기 인클로져(301)를 에워싸는 무선주파수(RF) 안테나(340)이며, 상기 안테나는 RF 발생기에 연결되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 소스(405-406)는 상기 가스 유입구(402)와 상기 기판-캐리어(304) 사이에 상기 인클로져(301) 둘레로 배치되고, 상기 플라즈마 소스는 발전기에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판-캐리어(304) 둘레로 상기 인클로져(301, 401) 외측에 배치된 자기 코일(330, 410)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판-캐리어(304)를 가열하기 위한 히터 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판-캐리어(304)는 접지에 연결되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 전극(110, 320)은 접지에 연결되는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판(105-106, 305-306-307-308-309)들은 수평인 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판(105-106, 305-306-307-308-309)들은 수직인 것을 특징으로 하는 이온 주입 장치.
KR1020157030827A 2013-04-11 2014-04-09 증가된 생산성을 가지는 이온 주입 장치 KR20150140311A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1300845A FR3004465B1 (fr) 2013-04-11 2013-04-11 Machine d'implantation ionique presentant une productivite accrue
FR1300845 2013-04-11
PCT/FR2014/000079 WO2014167193A1 (fr) 2013-04-11 2014-04-09 Machine d'implantation ionique presentant une productivite accrue

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150140311A true KR20150140311A (ko) 2015-12-15

Family

ID=48901033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157030827A KR20150140311A (ko) 2013-04-11 2014-04-09 증가된 생산성을 가지는 이온 주입 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9524853B2 (ko)
EP (1) EP2984203B1 (ko)
JP (1) JP2016516284A (ko)
KR (1) KR20150140311A (ko)
CN (1) CN105283580A (ko)
FR (1) FR3004465B1 (ko)
TW (1) TW201501182A (ko)
WO (1) WO2014167193A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200007097A (ko) * 2017-08-14 2020-01-21 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 플라스마 생성부, 프로그램, 플라스마 생성 방법, 전극 및 반응관
US11482396B2 (en) 2020-07-08 2022-10-25 SK Hynix Inc. Ion source head and ion implantation apparatus including the same

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5853122B2 (ja) * 2013-05-10 2016-02-09 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
CN107706078B (zh) * 2017-09-22 2019-08-06 深圳市中科摩方科技有限公司 一种全方位等离子体浸没离子注入装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4664890A (en) * 1984-06-22 1987-05-12 Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Glow-discharge decomposition apparatus
US6136385A (en) * 1999-07-29 2000-10-24 Saatec Engineering Corporation Surface reforming method of a metal product
US6182604B1 (en) * 1999-10-27 2001-02-06 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Hollow cathode for plasma doping system
FR2879625B1 (fr) * 2004-02-04 2007-04-27 Guernalec Frederic Dispositif de nitruration par implantation ionique d'une piece en alliage d'aluminium et procede mettant en oeuvre un tel dispositif
US7741621B2 (en) * 2004-07-14 2010-06-22 City University Of Hong Kong Apparatus and method for focused electric field enhanced plasma-based ion implantation
GB2417251A (en) * 2004-08-18 2006-02-22 Nanofilm Technologies Int Removing material from a substrate surface using plasma
JP4185483B2 (ja) * 2004-10-22 2008-11-26 シャープ株式会社 プラズマ処理装置
US20060121704A1 (en) * 2004-12-07 2006-06-08 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Plasma ion implantation system with axial electrostatic confinement
JP4584722B2 (ja) * 2005-01-13 2010-11-24 シャープ株式会社 プラズマ処理装置および同装置により製造された半導体素子
US7326937B2 (en) * 2005-03-09 2008-02-05 Verian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Plasma ion implantation systems and methods using solid source of dopant material
WO2006107044A1 (ja) * 2005-04-04 2006-10-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. プラズマ処理方法及び装置
JP4646763B2 (ja) * 2005-09-28 2011-03-09 株式会社プラズマイオンアシスト 機能性薄膜の形成方法及び機能性薄膜形成装置
WO2010033713A2 (en) * 2008-09-17 2010-03-25 Energy Photovoltaics, Inc. Large batch production of thin photovoltaic modules
CN102312210A (zh) * 2010-07-05 2012-01-11 中国科学院微电子研究所 一种等离子体浸没离子注入系统
FR2976400B1 (fr) * 2011-06-09 2013-12-20 Ion Beam Services Machine d'implantation ionique en mode immersion plasma pour procede basse pression.

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200007097A (ko) * 2017-08-14 2020-01-21 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 플라스마 생성부, 프로그램, 플라스마 생성 방법, 전극 및 반응관
KR20200007099A (ko) * 2017-08-14 2020-01-21 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 프로그램, 플라스마 생성부, 플라스마 생성 방법, 전극 및 반응관
KR20200007098A (ko) * 2017-08-14 2020-01-21 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 프로그램, 플라스마 생성부, 플라스마 생성 방법, 및 반응관
KR20200097823A (ko) * 2017-08-14 2020-08-19 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 플라스마 생성부, 프로그램, 플라스마 생성 방법, 전극 및 반응관
KR20210062742A (ko) * 2017-08-14 2021-05-31 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 플라스마 생성 장치, 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 프로그램, 플라스마 생성 방법, 전극 및 반응관
KR20210113434A (ko) * 2017-08-14 2021-09-15 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 플라스마 생성 장치, 기판 처리 장치, 반응관, 플라스마 생성 방법, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램
KR20220025920A (ko) * 2017-08-14 2022-03-03 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 플라스마 생성 장치, 기판 처리 장치, 반응관, 플라스마 생성 방법, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램
US11295959B2 (en) 2017-08-14 2022-04-05 Kokusai Electric Corporation Method of determining plasma abnormality, method of manufacturing semiconductor device, and substrate processing apparatus
US11482396B2 (en) 2020-07-08 2022-10-25 SK Hynix Inc. Ion source head and ion implantation apparatus including the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014167193A1 (fr) 2014-10-16
EP2984203B1 (fr) 2019-08-07
FR3004465B1 (fr) 2015-05-08
US9524853B2 (en) 2016-12-20
EP2984203A1 (fr) 2016-02-17
US20160071695A1 (en) 2016-03-10
JP2016516284A (ja) 2016-06-02
FR3004465A1 (fr) 2014-10-17
CN105283580A (zh) 2016-01-27
TW201501182A (zh) 2015-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11450509B2 (en) Inductive plasma source with metallic shower head using b-field concentrator
CN107919263B (zh) 基板支撑单元、包括其的基板处理装置及其控制方法
JP7239637B2 (ja) プラズマ処理装置のためのペデスタルアセンブリ
JP3171623U (ja) プラズマ処理チャンバの可動基板支持アセンブリ用の消耗絶縁リング
KR101980203B1 (ko) 지지 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치
US20080050292A1 (en) Plasma reactor with inductie excitation of plasma and efficient removal of heat from the excitation coil
KR20150140311A (ko) 증가된 생산성을 가지는 이온 주입 장치
KR102332189B1 (ko) 플라즈마 처리 장치를 위한 냉각된 포커스 링
JP2011091361A (ja) 静電チャック
KR20140131330A (ko) 하이브리드 플라즈마 프로세싱 시스템
KR101670457B1 (ko) 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
JP4993694B2 (ja) プラズマｃｖｄ装置、薄膜形成方法
KR20140104891A (ko) 전극 어셈블리, 그리고 기판 처리 장치 및 방법
KR20130037525A (ko) 기판 처리 장치
US20150279623A1 (en) Combined inductive and capacitive sources for semiconductor process equipment
KR102467296B1 (ko) 차폐 구조의 점화전극
KR102428349B1 (ko) 지지 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 지지 유닛 제조 방법
KR102378780B1 (ko) 기판 처리 장치
KR101885564B1 (ko) 플라즈마 소스, 그를 포함하는 기판 처리 장치, 및 그 제어 방법
KR20220132849A (ko) 기판 처리장치
KR101464205B1 (ko) 기판 지지 어셈블리 및 기판 처리 장치
CN117894662A (zh) 一种工艺腔室及半导体工艺设备
KR20130037526A (ko) 기판 처리 장치
KR20130026917A (ko) 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application