KR20220071252A - 간접 가열식 캐소드 이온 소스 및 목표물 홀더 - Google Patents

간접 가열식 캐소드 이온 소스 및 목표물 홀더 Download PDF

Info

Publication number
KR20220071252A
KR20220071252A KR1020227014255A KR20227014255A KR20220071252A KR 20220071252 A KR20220071252 A KR 20220071252A KR 1020227014255 A KR1020227014255 A KR 1020227014255A KR 20227014255 A KR20227014255 A KR 20227014255A KR 20220071252 A KR20220071252 A KR 20220071252A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermocouple
target holder
ion source
disposed
wires
Prior art date
Application number
KR1020227014255A
Other languages
English (en)
Inventor
쉬레얀쉬 피. 파텔
그라함 라이트
다니엘 알바라도
다니엘 알 티거
브레인 에스. 고리
윌리엄 알. 주니어 보져저스
벤자민 오스왈드
크레이그 알. 채니
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20220071252A publication Critical patent/KR20220071252A/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
    • H01J37/02—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
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/302—Controlling tubes by external information, e.g. programme control
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/02—Details
    • H01J2237/024—Moving components not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/06—Sources
    • H01J2237/061—Construction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/06—Sources
    • H01J2237/08—Ion sources
    • H01J2237/0815—Methods of ionisation
    • H01J2237/082—Electron beam

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

고체 도펀트 재료를 홀딩하기 위한 목표물 홀더를 갖는 이온 소스가 개시된다. 이온 소스는, 고체 도펀트 재료의 온도를 모니터링하기 위해 목표물 홀더에 근접하여 배치되는 열전대를 포함한다. 특정 실시예들에서, 제어기는, 아크 전압, 캐소드 바이어스 전압, 추출되는 빔 전류, 또는 아크 챔버 내의 목표물 홀더의 위치와 같은 이온 소스의 하나 이상의 파라미터들을 변화시키기 위해 이러한 온도 정보를 사용한다. 제어기와 열전대 사이의 연결들을 보여주는 다양한 실시예들이 도시된다. 추가로, 목표물 홀더 상의 열전대의 다양한 배치를 보여주는 실시예들이 또한 제시된다.

Description

고체 도펀트 재료들에 대한 삽입가능 목표물 홀더에 대한 온도 제어
본 개시의 실시예들은 이온 소스에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 고체 도펀트 재료들을 홀딩하기 위한 삽입가능 목표물 홀더를 갖는 이온 소스에 관한 것이며, 여기서 목표물 홀더 또는 도펀트 재료의 온도가 측정되고 선택적으로 제어될 수 있다.
다양한 유형들의 이온 소스들이 반도체 프로세싱 장비에서 사용되는 이온들을 생성하기 위하여 사용될 수 있다. 간접 가열식 캐소드(indirectly heated cathode; IHC) 이온 소스는 캐소드 뒤에 배치된 필라멘트에 전류를 공급함으로써 동작한다. 필라멘트는 열이온 전자들을 방출하며, 이들은 캐소드를 향해 가속되어 캐소드를 가열하여 결과적으로 캐소드가 이온 소스의 아크 챔버 내로 전자들을 방출하게끔 한다. 캐소드는 아크 챔버의 일 단부에 배치된다. 반사 전극(repeller)은 캐소드에 대향되는 아크 챔버의 단부 상에 배치된다. 캐소드 및 반사 전극은 전자들을 반사하여 이들을 다시 아크 챔버의 중심을 향해 보내기 위하여 바이어싱될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 전자들을 아크 챔버 내에 추가로 국한시키기 위하여 자기장이 사용된다. 복수의 측면들이 아크 챔버의 2개의 단부들을 연결하기 위해 사용된다.
추출 개구는 챔버의 중심 근처에서 이러한 측면들 중 하나를 따라 배치되며, 이를 통해 아크 챔버 내에서 생성된 이온들이 추출될 수 있다.
특정 실시예들에 있어서, 도펀트 종으로서 고체 형태의 재료를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 도가니 또는 목표물 홀더는, 금속이 액화될 때 금속이 목표물 홀더에 남아있도록 금속을 홀딩하기 위해 사용될 수 있다. 이온 주입을 위한 직접적인 순수 고체 금속의 사용은 웨이퍼 주입을 위해 이용가능한 빔 전류를 증가시킨다.
그러나, 고체 도펀트 재료들에 대한 목표물 홀더의 사용과 연관된 문제들이 존재할 수 있다. 예를 들어, 포함된 목표물 홀더에서 낮은 용융 온도 및 비등 온도를 갖는 금속들을 사용할 때, 매우 높은 온도가 문제가 될 수 있다. 예를 들어, 도펀트 재료는 불안정하게 되고 통제 불능 효과(runaway effect)를 겪기 쉬우며, 이는 일관되지 않는 빔 성능을 초래하고 아크 챔버에 도펀트 재료의 바람직하지 않은 축적을 야기할 수 있다.
따라서, 특정 금속들과 같은 낮은 용융 온도들을 갖는 고체 도펀트 재료들과 함께 사용될 수 있으며, 그 내부 온도를 모니터링하고 제어할 수 있는 이온 소스가 유익할 것이다.
고체 도펀트 재료를 홀딩하기 위한 목표물 홀더를 갖는 이온 소스가 개시된다. 이온 소스는, 고체 도펀트 재료의 온도를 모니터링하기 위해 목표물 홀더에 근접하여 배치되는 열전대를 포함한다. 특정 실시예들에서, 제어기는, 아크 전압, 캐소드 바이어스 전압, 추출되는 빔 전류, 또는 아크 챔버 내의 목표물 홀더의 위치와 같은 이온 소스의 하나 이상의 파라미터들을 변화시키기 위해 이러한 온도 정보를 사용한다. 제어기와 열전대 사이의 연결들을 보여주는 다양한 실시예들이 도시된다. 추가로, 목표물 홀더 상의 열전대의 다양한 배치를 보여주는 실시예들이 또한 제시된다.
일 실시예에 따르면, 간접 가열식 캐소드 이온 소스가 개시된다. 간접 가열식 캐소드 이온 소스는, 제1 단부 및 제2 단부를 연결하는 복수의 벽들을 포함하는 아크 챔버; 아크 챔버의 제1 단부 상에 배치되는 간접 가열식 캐소드; 도펀트 재료를 홀딩하기 위한 포켓을 갖는 목표물 홀더; 목표물 홀더와 접촉하는 열전대; 및 열전대와 통신하는 제어기로서, 제어기는 상기 열전대에 의해 측정되는 온도에 기초하여 이온 소스의 파라미터를 변화시키는, 제어기를 포함한다. 특정 실시예들에서, 이온 소스는 목표물 홀더를 제1 위치와 제2 위치 사이에서 움직이기 위해 목표물 홀더와 연통하는 작동기를 더 포함하며, 여기서 파라미터는 목표물 홀더의 위치를 포함한다. 일부 실시예들에서, 파라미터는, 아크 전압, 필라멘트 전류, 캐소드 바이어스 전압, 공급 가스의 흐름 레이트, 및 빔 추출 전류로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 특정 실시예들에서, 이온 소스는 목표물 홀더와 연통하는 가열 요소를 더 포함하며, 여기서 파라미터는 가열 요소에 공급되는 전류를 포함한다. 일부 실시예들에서, 이온 소스는, 작동기 어셈블리를 더 포함하며, 작동기 어셈블리는: 열전대를 제어기에 전기적으로 연결하는 와이어들; 후방 하우징, 전방 하우징, 및 후방 하우징과 전방 하우징을 연결하는 외부 하우징을 포함하는 하우징; 목표물 홀더에 부착되며, 하우징 내에 배치되는 유지 플레이트를 갖는 샤프트; 하우징 내에 배치되며, 하나의 단부에서 유지 플레이트에 부착되고 대향되는 단부에서 후방 하우징에 부착되는 벨로우즈(bellows); 및 샤프트를 선형적으로 병진 이동시키는 작동기를 포함한다. 일부 실시예들에서, 커넥터가 전방 하우징에 장착되며, 와이어들은 외부 하우징과 벨로우즈 사이의 공간을 통해 제어기로부터 전달되고 커넥터에서 종료된다. 일부 추가적인 실시예들에서, 제2 커넥터는 제1 커넥터에 메이팅되며, 열전대 와이어들은 제2 커넥터와 열전대 사이에 배치된다. 일부 실시예들에서, 열전대 와이어들은 아크 챔버에 대한 목표물 홀더 위치 조정을 가능하게 하기 위해 코일 모양으로 감긴다. 일부 실시예들에서, 열전대 와이어들은 인코넬(Inconel) 브레이드(braid) 내에 케이싱된다. 일부 실시예들에서, 열전대 와이어들은 알루미나 튜브들 내에 케이싱된다. 특정 실시예들에서, 와이어들은 샤프트의 중공 내부를 통과한다. 특정 실시예들에서, 목표물 홀더는 목표물 베이스, 도가니 플러그, 도가니 및 다공성 플러그를 포함한다. 일부 실시예들에서, 열전대는 도가니의 외부 표면 상에 배치된다. 특정 실시예들에서, 캐비티가 목표물 홀더의 내부 표면 상에 배치되며, 열전대는 도가니 플러그의 외부 표면 상의 캐비티에 배치된다. 일부 실시예들에서, 포팅(potting) 재료는 열전대를 제 위치에 홀딩하기 위해 사용된다. 일부 실시예들에서, 고정 나사가 열전대를 제 위치에 홀딩하기 위해 사용된다. 특정 실시예들에서, 스프링이 열 전대를 제 위치에 홀딩하기 위해 캐비티에 배치된다. 일부 실시예들에서, 이온 소스는 목표물 홀더와 연통하는 가열 요소를 포함하며, 여기서 가열 요소는 저항성 와이어들을 포함한다. 특정 실시예들에서, 저항성 와이어들은 도가니 또는 도가니 플러그와 연통한다.
다른 실시예에 따르면, 이온 소스와 함께 사용하기 위한 어셈블리가 개시된다. 어셈블리는 커넥터; 열전대; 및 커넥터와 열전대 사이에 배치되는 와이어들을 포함한다. 특정 실시예들에서, 와이어들은 코일 모양으로 감긴다. 특정 실시예들에서, 와이어들은 개별적으로 절연된다. 일부 실시예들에서, 절연된 와이어들은 인코넬 브레이드 내에 케이싱된다. 특정 실시예들에서, 절연된 와이어들은 알루미나 튜브들 내에 케이싱된다.
다른 실시예에 따르면, 이온 소스에서 사용하기 위한 도펀트 재료를 홀딩하기 위한 목표물 홀더가 개시된다. 목표물 홀더는, 목표물 베이스; 중공 실린더로서 성형된 도가니; 도가니의 하나의 개방 단부를 커버하고 목표물 베이스에 근접하여 배치되는 도가니 플러그; 도가니의 대향되는 단부를 커버하는 다공성 플러그로서, 가스상 도펀트 재료가 다공성 플러그를 통과할 수 있는, 다공성 플러그; 및 목표물 홀더와 연통하는 열전대를 포함한다. 특정 실시예들에서, 열전대는 도가니의 외부 표면 상에 배치된다. 다른 실시예들에서, 열전대는 도가니의 벽 내의 채널에 배치된다. 일부 실시예들에서, 캐비티가 도가니 플러그에 근접하여 목표물 베이스에 배치되며, 열전대는 도가니 플러그에 근접한 캐비티에 배치된다. 특정 실시예들에서, 채널이 목표물 베이스에 배치되며, 여기서 캐비티와 연통하는 채널은 와이어들이 열전대로 라우팅되는 것을 가능하게 한다. 일부 실시예들에서, 포팅 재료는 열전대를 제 위치에 홀딩하기 위해 사용된다. 특정 실시예들에서, 고정 나사가 열전대를 제 위치에 홀딩하기 위해 사용된다. 일부 실시예들에서, 목표물 홀더는 목표물 베이스에 부착된 샤프트를 포함한다. 일부 실시예들에서, 샤프트의 내부는 와이어들이 샤프트의 중공 내부를 통해 열전대로 라우팅되는 것을 가능하게 하기 위해 중공이다.
다른 실시예에 따르면, 간접 가열식 캐소드 이온 소스가 개시된다. 이온 소스는, 제1 단부 및 제2 단부를 연결하는 복수의 벽들을 포함하는 아크 챔버; 아크 챔버의 제1 단부 상에 배치되는 간접 가열식 캐소드; 도펀트 재료를 홀딩하기 위한 포켓을 갖는 목표물 홀더로서, 목표물 홀더는 아크 챔버 내에서 이동가능한, 목표물 홀더; 및 도펀트 재료의 온도에 기초하여 아크 챔버 내의 목표물 홀더의 위치를 변화시키는 제어기를 포함한다. 일부 실시예들에서, 도펀트 재료의 온도는 광학적 측정들, 고온계, 컬러 도트들, 열전대, 무선 열전대 판독기 또는 저항 온도 검출기(resistance temperature detector; RTD)를 사용하여 결정된다. 특정 실시예들에서, 도펀트 재료의 온도는 열전대를 사용하여 결정된다. 일부 실시예들에서, 도펀트 재료의 온도는 아크 챔버 내의 구성 요소의 온도에 기초하여 추정된다.
본 개시의 더 양호한 이해를 위하여, 본원에 참조로서 포함되는 첨부된 도면들에 대한 참조가 이루어진다.
도 1은 일 실시예에 따른 삽입가능 목표물 홀더를 갖는 간접 가열식 캐소드(IHC) 이온 소스이다.
도 2는 일 실시예에 따른 작동기 어셈블리 및 목표물 홀더를 도시한다.
도 3은 제2 실시예에 따른 작동기 어셈블리 및 목표물 홀더를 도시한다.
도 4는 제3 실시예에 따른 작동기 어셈블리 및 목표물 홀더를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 목표물 홀더 상의 열전대의 배치를 도시한다.
도 6은 제2 실시예에 따른 목표물 홀더 상의 열전대의 배치를 도시한다.
도 7은 다른 실시예에 따른 목표물 홀더 상의 열전대의 배치를 도시한다.
도 8a 내지 도 8b는 다른 실시예에 따른 목표물 홀더 상의 열전대의 배치를 도시한다.
도 9a 내지 도 9c는 다른 실시예에 따른 목표물 홀더 상의 열전대의 배치를 도시한다.
도 10은, 저항성 와이어들이 목표물 홀더를 가열하기 위해 사용되는 일 실시예에 따른 작동기 어셈블리 및 목표물 홀더를 도시한다.
이상에서 언급된 바와 같이, 매우 높은 온도에서, 이온 소스 내의 고체 도펀트는 너무 빨리 용융될 수 있으며, 아크 챔버 내의 도펀트의 원치 않는 축적을 생성할 수 있다. 낮은 온도에서, 고체 도펀트는 전혀 용융되지 않을 수 있다.
도 1은 이러한 문제들을 극복하는 목표물 홀더를 갖는 IHC 이온 소스(10)를 도시한다. IHC 이온 소스(10)는 2개의 대향되는 단부들 및 이러한 단부들을 연결하는 벽들(101)을 갖는 챔버(100)를 포함한다. 아크 챔버(100)의 벽들(101)은 전기 전도성 재료로 구성될 수 있으며, 서로 전기적으로 연통할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 라이너(liner)가 벽들(101) 중 하나 이상의 근처에 배치될 수 있다. 캐소드(110)는 아크 챔버(100)의 제1 단부(104)에서 아크 챔버(100) 내에 배치된다. 필라멘트(160)는 캐소드(110) 뒤에 배치된다. 필라멘트(160)는 필라멘트 전원 공급장치(165)와 연통한다. 필라멘트 전원 공급장치(165)는 필라멘트(160)를 통해 전류를 통과시키도록 구성되며, 그 결과 필라멘트(160)가 열이온 전자들을 방출한다. 캐소드 바이어스 전원 공급장치(115)는 필라멘트(160)를 캐소드(110)에 대하여 네거티브하게 바이어싱하며, 따라서 필라멘트(160)로부터의 이러한 열이온 전자들이 캐소드(110)를 향해 가속되고 이들이 캐소드(110)의 후방 표면에 충돌할 때 캐소드(110)를 가열한다. 캐소드 바이어스 전원 공급장치(115)는, 필라멘트가, 예를 들어, 캐소드(110)의 전압보다 200V 내지 1500V 더 네거티브한 전압을 갖도록 필라멘트(160)를 바이어싱할 수 있다. 캐소드(110)와 필라멘트(160) 사이의 전압 차이는 캐소드 바이어스 전압으로 지칭될 수 있다. 그러면, 캐소드(110)는 아크 챔버(100) 내로 그것의 전방 표면 상에 열이온 전자들을 방출한다.
따라서, 필라멘트 전원 공급장치(165)는 필라멘트(160)로 전류를 공급한다. 캐소드 바이어스 전원 공급장치(115)는 필라멘트가 캐소드(110)보다 더 네거티브하게 되도록 필라멘트(160)를 바이어싱하며, 그 결과 전자들이 필라멘트(160)로부터 캐소드(110)를 향해 끌어당겨진다. 특정 실시예들에 있어서, 캐소드(110)는, 예컨대 바이어스 전원 공급장치(111)에 의해 아크 챔버(100)에 대해 바이어싱될 수 있다. 아크 챔버(100)와 캐소드(110) 사이의 전압 차이는 아크 전압으로 지칭될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 캐소드(110)는, 아크 챔버(100)의 벽들(101)과 동일한 전위에 있도록 아크 챔버(100)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 실시예들에 있어서, 바이어스 전원 공급장치(111)가 이용되지 않을 수 있으며, 캐소드(110)는 아크 챔버(100)의 벽들(101)에 전기적으로 연결될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 아크 챔버(100)는 전기적 접지에 연결된다.
반사 전극(120)은 제1 단부(104)에 대향되는 제2 단부(105) 상에 배치될 수 있다. 반사 전극(120)은 반사 전극 바이어스 전원 공급장치(123)에 의해 아크 챔버(100)에 대해 바이어싱될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 반사 전극(120)은, 아크 챔버(100)의 벽들(101)과 동일한 전위에 있도록 아크 챔버(100)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 실시예들에 있어서, 반사 전극 바이어스 전원 공급장치(123)가 이용되지 않을 수 있으며, 반사 전극(120)은 아크 챔버(100)의 벽들(101)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또 다른 실시예들에 있어서, 반사 전극(120)이 이용되지 않는다.
캐소드(110) 및 반사 전극(120)은 각기 금속 또는 흑연과 같은 전기 전도성 재료로 만들어진다.
특정 실시예들에 있어서, 자기장이 챔버(100) 내에 생성된다. 이러한 자기장은 전자들을 하나의 방향을 따라서 국한시키도록 의도된다. 자기장은 전형적으로 제1 단부(104)로부터 제2 단부(105)까지 벽들(101)에 평행하게 이어진다. 예를 들어, 전자들은 캐소드(110)로부터 반사 전극(120)까지의 방향(즉, y 방향)에 평행한 컬럼 내에 국한될 수 있다. 따라서, 전자들은 y 방향으로 움직이기 위한 임의의 전자기력을 경험하지 않는다. 그러나, 다른 방향들에서의 전자들의 움직임은 전자기력을 경험할 수 있다.
추출 플레이트(103)로 지칭되는 챔버(100)의 하나의 측면 상에는 추출 개구(140)가 존재할 수 있다. 도 1에서, 추출 개구(140)는 (페이지에 수직인) Y-Z 평면에 평행한 측면 상에 배치된다. 추가로, IHC 이온 소스(10)는, 이를 통해 이온화될 가스가 아크 챔버(100)로 도입되는 가스 입구(106)를 또한 포함한다.
특정 실시예들에 있어서, 제1 전극 및 제2 전극은 아크 챔버(100)의 개별적인 대향되는 벽들(101) 상에 배치될 수 있으며, 그 결과 제1 전극 및 제2 전극은 추출 플레이트(103)에 인접한 벽들 상에서 아크 챔버(100) 내에 존재한다. 제1 전극 및 제2 전극은 각기 개별적인 전원 공급장치에 의해 바이어싱될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 제1 전극 및 제2 전극은 공통 전원 공급장치와 연통할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에 있어서, IHC 이온 소스(10)의 출력을 튜닝(tune)하기 위한 최대 유연성 및 능력을 가능하게 하기 위하여, 제1 전극은 제1 전극 전원 공급장치와 연통할 수 있으며, 제2 전극은 제2 전극 전원 공급장치와 연통할 수 있다.
제어기(180)는, 이러한 전원 공급장치들에 의해 공급되는 전압 또는 전류가 수정될 수 있도록 전원 공급장치들 중 하나 이상과 연통할 수 있다. 제어기(180)는 프로세싱 유닛, 예컨대 마이크로제어기, 개인용 컴퓨터, 특수 용도 제어기, 또는 다른 적절한 프로세싱 유닛을 포함할 수 있다. 제어기(180)는 또한 비-일시적인 저장 요소, 예컨대 반도체 메모리, 자기 메모리, 또는 다른 적절한 메모리를 포함할 수 있다. 이러한 비-일시적인 저장 요소는, 제어기(180)가 본원에서 설명되는 기능들을 수행하는 것을 가능하게 하는 명령어들 및 다른 데이터를 포함할 수 있다.
IHC 이온 소스(10)는 또한, 아크 챔버(100) 내로 삽입되고 아크 챔버로부터 후퇴될 수 있는 목표물 홀더(190)를 포함한다. 도 1의 실시예에 있어서, 목표물 홀더(190)는 아크 챔버(100)의 벽들(101) 중 하나를 따라 아크 챔버에 진입한다. 특정 실시예들에 있어서, 목표물 홀더(190)는, 제1 단부(104)와 제2 단부(105) 사이의 중간면에서 아크 챔버(100)에 진입할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 목표물 홀더(190)는 중간면과는 상이한 위치에서 아크 챔버(100)에 진입할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에 있어서, 목표물 홀더(190)는 추출 개구(140)에 대향되는 측면을 통해 아크 챔버(100)에 진입한다. 그러나, 다른 실시예들에 있어서, 목표물 홀더(190)는, 추출 플레이트(103)에 인접한 측면들을 통해 진입할 수 있다. 목표물 홀더(190)는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 수 있다.
목표물 홀더(190)는, 그 안으로 도펀트 재료(195)가 배치될 수 있는 캐비티 또는 포켓(191)을 갖는다. 포켓(191)은 하단 표면, 및 하단 표면으로부터 위쪽으로 연장하는 측벽들을 가질 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 측벽들은 수직일 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 측벽들은 하단 표면으로부터 바깥쪽으로 경사질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 측벽들 및 하단 표면은 둥근 에지에서 만난다. 하단 표면 및 측벽들은, 하단에서 폐쇄되는 캐비티를 형성한다. 다시 말해서, 전통적인 컵과 매우 유사하게, 도펀트 재료(195)는, 측벽들 및 하단 표면이 이로부터 도펀트 재료(195)가 빠져나갈 수 없는 밀봉된 구조체를 형성하는 동안 개방 단부를 통해 삽입되거나 또는 제거된다. 다른 실시예에서, 포켓(191)은 둘러싸일 수 있어서 도펀트 재료(195)가 포켓(191) 내부에 배치된다. 예를 들어, 중공 원통형 도가니가 포켓(191)을 생성하기 위해 이용될 수 있다. 다공성 플러그(192)는 포켓(191) 내부에 도펀트 재료를 홀딩하고 증기가 포켓(191)을 빠져나가는 것을 가능하게 하기 위해 사용될 수 있다. 다공성 플러그(192)는, 예를 들어, 흑연 폼(graphite foam)일 수 있다. 목표물 홀더(190)로부터의 도펀트 재료의 공급 레이트(rate)는 또한, 목표물 홀더(190)의 임의의 다른 벽 또는 다공성 플러그(192)에 다양한 크기의 패턴화된 홀들을 추가함으로써 제어될 수 있다. 목표물 홀더(190)의 벽들 중 임의의 벽은 다공성 재료일 수 있으며, 아크 챔버(100) 내로의 도펀트 재료의 제어되는 공급을 위해 사용될 수 있다.
인듐, 알루미늄, 안티모니 또는 갈륨과 같은 도펀트 재료(195)는 목표물 홀더(190)의 포켓(191) 내에 배치될 수 있다. 도펀트 재료(195)는, 포켓(191) 내에 위치될 때 고체의 형태일 수 있다. 이것은 재료들의 블록, 파일링(filing)들, 부스러기(shaving)들, 볼들, 또는 다른 형상들의 형태일 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 도펀트 재료(195)는 용융되어 액체가 될 수 있다. 따라서, 특정 실시예들에 있어서, 목표물 홀더(190)는, 개방 단부가 위쪽을 향하고 밀봉된 하단이 아래쪽으로 향하여 용융된 도펀트 재료(195)가 목표물 홀더(190)로부터 아크 챔버(100) 내로 흐르지 못하고 오히려 목표물 홀더(190) 내에 남아 있도록 아크 챔버(100)에 진입하도록 구성된다. 다시 말해서, IHC 이온 소스(10) 및 목표물 홀더(190)는, 도펀트 재료(195)가 중력에 의해 포켓(191) 내에 유지되도록 배향된다.
열전대(198)는 목표물 홀더(190) 또는 도펀트 재료(195)에 근접할 수 있다. 이러한 열전대(198)는 제어기(180)와 통신할 수 있다. 열전대(198)는, 열전대(198)를 제어기(180)에 전기적으로 연결하는 하나 이상의 와이어들(199)을 포함할 수 있다.
특정 실시예들에서, 열전대(198)는 목표물 홀더(190)의 외부에 고정될 수 있다. 다른 실시예들에서, 열전대(198)는, 목표물 홀더에 대해 위치 결정하기 위해 사용될 수 있는 강성 외피를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 열전대 측정 지점은 도펀트 재료(195)를 홀딩하는 포켓(191) 내부에 직접적으로 존재할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 열전대(198)의 부식은, 열전대 와이어들을 보호하기 위한 세라믹 절연체 외피를 사용함으로써 방지될 수 있다.
동작 동안, 필라멘트 전원 공급장치(165)는 필라멘트(160)를 통해 전류를 통과시키며, 이는 필라멘트(160)가 열이온 전자들을 방출하게끔 한다. 이러한 전자들은 필라멘트(160)보다 더 포지티브할 수 있는 캐소드(110)의 후방 표면에 충돌하며, 이는 캐소드(110)가 가열되어 결과적으로 캐소드(110)가 아크 챔버(100) 내로 전자들을 방출하게끔 한다. 이러한 전자들은 가스 입구(106)를 통해 아크 챔버(100) 내로 공급되는 가스의 분자들과 충돌한다. 아르곤과 같은 캐리어 가스 또는 플루오린과 같은 에칭 가스가 적절하게 위치된 가스 입구(106)를 통해 아크 챔버(100) 내로 도입될 수 있다. 캐소드(110)로부터의 전자들, 가스 및 포지티브 전위의 조합이 플라즈마를 생성한다. 특정 실시예들에 있어서, 전자들 및 포지티브 이온들은 자기장에 의해 어느 정도 국한될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 플라즈마는 추출 개구(140) 근처의 아크 챔버(100)의 중심 근처에 국한된다. 플라즈마에 의한 화학적 에칭 또는 스퍼터링은 도펀트 재료(195)를 가스상으로 변환하고 이온화를 초래한다. 그런 다음, 이온화된 공급 재료는 추출 개구(140)를 통해 추출되어 이온 빔을 준비하기 위해 사용될 수 있다.
도펀트 재료(195)로부터 스퍼터링되거나 또는 달리 릴리즈되는 네거티브 이온들 및 중성 원자들은, 플라즈마가 목표물 홀더(190)보다 더 포지티브한 전압으로 유지되기 때문에 플라즈마를 향해 끌어당겨진다.
특정 실시예들에 있어서, 도펀트 재료(195)는 플라즈마에 의해 생성된 열에 기인하여 가열되고 기화된다. 그러나, 다른 실시예들에 있어서, 도펀트 재료(195)는 또한 추가적인 수단에 의해 가열될 수 있다. 예를 들어, 가열 요소(170)가 도펀트 재료(195)를 추가로 가열하기 위해 목표물 홀더(190) 내에 또는 목표물 홀더 상에 배치될 수 있다. 가열 요소(170)는 저항성 가열 요소, 또는 어떠 다른 유형의 히터일 수 있다.
특정 실시예들에 있어서, 목표물 홀더(190)는 전도성 재료로 만들어질 수 있고, 접지될 수 있다. 상이한 실시예에 있어서, 목표물 홀더(190)는 전도성 재료로 만들어질 수 있으며, 전기적으로 플로팅될 수 있다. 상이한 실시예에 있어서, 목표물 홀더(190)는 전도성 재료로 만들어질 수 있으며, 벽들(101)과 동일한 전압으로 유지될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 목표물 홀더(190)는 절연 재료로 만들어질 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 목표물 홀더(190)는 아크 챔버(100)에 대하여 전기적으로 바이어싱될 수 있다. 예를 들어, 목표물 홀더(190)는 전도성 재료로 만들어질 수 있으며, 벽들(101)과는 상이한 전압에 있도록 독립 전원 공급장치(미도시)에 의해 바이어싱될 수 있다. 이러한 전압은 벽들(101)에 인가되는 전압보다 더 포지티브하거나 또는 더 네거티브할 수 있다. 이러한 방식으로, 전기적인 바이어싱이 도펀트 재료(195)를 스퍼터링하기 위해 사용될 수 있다.
제어기(180)는 열전대(198)를 사용하여 도펀트 재료(195)의 온도를 모니터링할 수 있다. 특정 실시예들에서, 제어기(180)는 열전대(198) 및 가열 요소(170)와 통신할 수 있다. 따라서, 제어기(180)는 도펀트 재료(195)를 희망되는 또는 미리 결정된 온도로 유지하기 위해 가열 요소(170)를 제어할 수 있다. 다시 말해서, 제어기(180)는, 열전대(198)에 의해 측정되는 바와 같은, 희망되는 온도를 유지하기 위해 가열 요소(170)를 통한 전류를 변화시킬 수 있다. 이는, 제어기(180)가 아크 챔버(100) 내로의 도펀트 재료(195)의 공급 레이트를 제어하는 것을 가능하게 할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제어기(180)는, 예컨대 목표물 홀더(190) 또는 어떤 다른 구성 요소의 온도를 측정함으로써 도펀트 재료(195)의 온도를 간접적으로 측정할 수 있다.
목표물 홀더(190)는 샤프트(200)의 일 단부와 연통한다. 샤프트(200)의 대향되는 단부는 작동기 어셈블리(300)와 연통할 수 있다. 작동기 어셈블리(300)는 벽들(101) 중 하나에 직접적으로 부착될 수 있다. 다른 실시예들에서, 작동기 어셈블리(300)는, 목표물 홀더(190)가 아크 챔버(100)의 메인 실린더 밖으로 후퇴되는 것을 가능하게 하기 위해 벽(101)으로부터 떨어지도록 설정될 수 있다. 작동기 어셈블리(300)의 액션들은 목표물 홀더(190)가 아크 챔버(100) 내에서 선형적으로 움직이는 것을 가능하게 한다.
도 2는 작동기 어셈블리(300)의 일 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 작동기 어셈블리(300)는 후방 하우징(310) 및 전방 하우징(340)을 포함한다. 전방 하우징(340)은 아크 챔버(100)의 벽들(101) 중 하나에 볼트로 결합되거나 또는 달리 연결될 수 있다. 대안적으로, 전방 하우징(340)은 벽들(101)로부터 떨어지도록 설정될 수 있다. 외부 하우징(360)은 후방 하우징(310) 및 전방 하우징(340)을 연결하기 위해 사용될 수 있다.
작동기(320)는 후방 하우징(310) 내부에 존재한다. 작동기(320)는 구동 샤프트(325)를 가질 수 있다. 특정 실시예들에서, 작동기(320)는 전기 모터이지만, 다른 유형들의 작동기가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 구동 샤프트(325)는 나사산이 형성된 원위 단부(326)를 갖는다. 대응하여 나사산이 형성된 부재(330)는 나사산이 형성된 원위 단부(326)와 연통할 수 있다. 나사산이 형성된 부재(330)는 샤프트(200)에 부착될 수 있다. 이러한 방식으로, 구동 샤프트(325)가 회전할 때, 나사산이 형성된 부재(330)는 회전 방향에 따라 작동기(320)로 끌어 당겨지거나 또는 작동기(320)로부터 멀어지도록 이동된다. 샤프트(200)가 나사산이 형성된 부재(330)에 부착되기 때문에, 샤프트(200)는 구동 샤프트(325)의 회전 움직임에 의해 X 방향으로 유사하게 선형적으로 병진 이동된다. 이는 목표물 홀더(190)가 아크 챔버(100) 내의 상이한 위치들에 배치되는 것을 가능하게 한다.
이러한 실시예에서, 샤프트(200)는 유지 플레이트(210)를 포함한다. 유지 플레이트(210)는 전방 하우징(340) 뒤에서 작동기 어셈블리(300) 내에 배치된다. 유지 플레이트(210)는 벨로우즈(bellows)(350)에 용접되거나 또는 달리 연결된다. 특정 실시예들에서, 벨로우즈(350)는 금속일 수 있다. 벨로우즈(350)가 또한 후방 하우징(310)에 용접되거나 또는 달리 부착될 수 있다. 벨로우즈(350) 및 유지 플레이트(210)는 아크 챔버(100) 내의 진공 상태들과 아크 챔버(100) 외부의 분위기 상태 사이에 장벽을 형성한다. 따라서, 구동 샤프트(325)가 회전할 때, 벨로우즈(350)는 샤프트(200)의 모션 방향에 기초하여 팽창하고 수축한다.
열전대(198)가 아크 챔버(100) 내부에 배치되며, 와이어들(199)이 진공 상태의 무결성을 유지하면서 아크 챔버(100) 빠져나가야 한다는 것을 유의해야 한다. 도 2의 실시예에서, 제1 커넥터(390)는 전방 하우징(340) 상에서 아크 챔버(100) 내부에 장착된다. 와이어들(199)은 작동기 어셈블리(300) 외부로부터 제1 커넥터(390)로 연장된다. 이러한 실시예에서, 채널(311)은 와이어들(199)이 작동기 어셈블리(300) 밖으로 전달되는 것을 가능하게 하기 위해 후방 하우징(310)에 생성될 수 있다. 그러면, 와이어들(199)은 벨로우즈(350)와 외부 하우징(360) 사이의 공간으로 들어갈 수 있다. 이러한 공간은 진공 환경의 부분이며, 따라서 진공 피드스루(feedthrough)(370)가 진공을 유지하기 위해 사용된다. 진공 피드스루는, 와이어들(199)의 통과를 허용하지만 피드스루의 2개의 측면들 사이의 압력 차이를 유지하는 부재이다. 따라서, 와이어들(199)은 후방 하우징(310)의 채널(311)을 통과하고, 그런 다음 진공 피드스루(370)를 통과한다. 그런 다음 와이어들(199)은 외부 하우징(360)과 벨로우즈(350) 사이의 공간을 통과하고, 마지막으로 제1 커넥터(390)에서 종료된다.
제2 커넥터(391)는 제1 커넥터(390)와 메이팅(mate)된다. 열전대 와이어들(197)은 제2 커넥터(391)로부터 열전대(198)로 연장된다. 열전대(198)는 K 유형 열전대일 수 있다. 추가로, 열전대(198)에 부착된 열전대 와이어들(197)은 절연될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 2개의 열전대 와이어들(197)의 각각은 개별적으로 절연 재료로 코팅된다. 그런 다음 2개의 열전대 와이어들(197)은 인코넬 브레이드(Inconel braid) 내에 함께 감싸질 수 있다. 다시 말해서, 열전대 와이어들(197)은 전기적 절연을 위해 개별적으로 코팅되고, 그런 다음 해당 쌍은 이들을 아크 챔버(100) 내의 가혹한 환경으로부터 보호하기 위해 감싸질 수 있다. 다른 실시예에서, 열전대 와이어들(197)은 알루미나 튜브들 내에 케이싱될 수 있다.
특정 실시예들에서, 열전대 와이어들(197)은 도 2에 도시된 바와 같이 코일 모양으로 감길 수 있다. 이러한 방식으로, 목표물 홀더(190)가 연장되고 후퇴될 때, 열전대 와이어들(197)은 길이의 변화를 보상하기 위해 코일 모양으로 감기고 풀릴 수 있다.
일 실시예에서, 열전대(198), 열전대 와이어들(197) 및 제2 커넥터(391)는 교체가능 부분이다. 추가로, 이상에서 설명된 바와 같이, 열전대 와이어들(197)은 이러한 실시예에서 개별적으로 절연되고 그런 다음 브레이드 내에 감싸질 수 있다. 추가로, 열전대 와이어들(197)은 꼬임 또는 간섭 없이 길이의 변화를 가능하게 하기 위해 코일 모양으로 감길 수 있다.
가열 요소(170)는 도펀트 재료(195)를 추가로 가열하기 위해 목표물 홀더(190) 내에 배치될 수 있다. 특정 실시예들에서, 가열 요소(170)와 연관된 와이어들은 열전대 와이어들(197)과 함께 라우팅된다.
열전대(198)는 복수의 방식들로 목표물 홀더(190)에 부착될 수 있으며, 이들은 아래에서 설명된다.
도 3은 작동기 어셈블리(300)의 제2 실시예를 도시한다. 구성 요소들 중 다수는 도 2에 도시된 것들과 동일하며, 동일한 참조 지시자들이 부여된다. 이러한 실시예에서, 샤프트(200)는, 열전대 와이어들(197)이 샤프트(200)의 내부를 통해 라우팅될 수 있도록 중공일 수 있다. 샤프트(200)는 또한 중공 내부에 대한 개구부(201)를 갖는다. 개구부(201)는 목표물 홀더(190)로부터 더 멀리 유지 플레이트(210)의 측면 상에 위치될 수 있다. 이러한 방식으로, 개구부(201)는 분위기 상태에 있다. 열전대(198)는 샤프트(200)의 중공 내부 내에 위치되는 경우, 진공 피드스루가 필요하지 않을 수 있다. 그러나, 열전대(198)가 도 4에 도시된 바와 같이 목표물 홀더(190)의 외부 표면 상에 위치되는 경우, 진공 피드스루(370)가 아크 챔버(100) 내의 진공을 보존하기 위해 사용될 수 있다. 진공 피드스루(370)는 샤프트(200)의 중공 내부에 대한 입구에 배치될 것이다.
열전대 와이어들(197)은 개구부(201)를 통과하며, 후방 하우징(310)의 채널(311)을 통해 빠져나갈 수 있다. 특정 실시예들에서, 하나 이상의 케이블 마운트(mount)들(351)은 열전대 와이어들(197)을 제 위치에 홀딩하기 위해 사용될 수 있다. 특정 실시예들에서, 제어기(180)와 통신하는 와이어들(199)은 샤프트(200)의 중공 내부를 통과하는 열전대 와이어들(197)과 동일하다. 다른 실시예들에서, 커넥터는 2개의 별개의 와이어 세그먼트들을 생성하기 위해 열전대(198)와 제어기(180) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마에 노출되는 열전대 와이어들의 부분이 보다 자주 교체되어야 할 수 있다. 따라서, 와이어들의 이러한 섹션은, 열전대(198)와 제어기(180) 사이에 커넥터를 삽입함으로써 교체가능한 유닛으로 형성될 수 있다.
따라서, 이러한 실시예에서, 샤프트는, 열전대 와이어들(197)을 열전대(198)로부터 작동기 어셈블리(300)의 내부로 라우팅하기 위해 사용되는 중공 내부를 갖는다. 언급된 바와 같이, 진공 피드스루(370)는, 열전대(198)가 도 4에 도시된 바와 같이 진공 상태들에 배치되는 경우 샤프트(200)의 내부에 대한 입구에서 이용될 수 있다.
특정 실시예들에서, 열전대 와이어들(197)은 개별적으로 절연되고 그런 다음 인코넬 브레이드 또는 알루미나 튜브들 내에 함께 감싸진다. 다른 실시예들에서, 열전대 와이어들이 샤프트(200)에 의해 보호되기 때문에, 인코넬 브레이드가 이용되지 않는다.
도 2 내지 도 4는, 와이어들을 제어기(180)로부터 열전대(198)로 라우팅하기 위해 사용될 수 있는 몇몇 시스템들을 설명한다. 도 5 내지 도 9는 목표물 홀더(190) 상의 열전대(198)의 배치에 관한 다양한 실시예들을 도시한다.
도 5는 목표물 홀더(190)의 확대도를 도시한다. 특정 실시예들에서, 목표물 홀더(190)는, 샤프트(200)에 부착되거나 또는 달리 연결되는 목표물 베이스(193)를 포함한다. 목표물 홀더(190)는 또한 도가니(196)를 포함할 수 있다. 도가니(196)는 도펀트 재료(195)를 홀딩한다. 특정 실시예들에서, 도가니(196)는 흑연으로 만들어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 도가니(196)는 2개의 개방 단부들을 갖는 중공 실린더일 수 있다. 도가니 플러그(194)는 도가니(196)와 목표물 베이스(193) 사이에 배치될 수 있다. 도가니 플러그(194)는 도가니(196)의 개방 단부들 중 하나를 막기 위해 사용된다. 클램프(410)는 목표물 베이스(193)를 도가니(196)에 고정하기 위해 사용될 수 있다. 이상에서 설명된 바와 같이, 다공성 플러그(192)는 도가니(196)의 제2 개방 단부를 막기 위해 사용될 수 있다. 이상에서 언급된 바와 같이, 이러한 다공성 플러그(192)는 흑연 폼 또는 다른 적절한 재료로 만들어질 수 있다.
도 5의 실시예에서, 열전대(198)는 도가니(196)의 외부 표면 상에 장착된다. 포팅(potting) 재료(400)는 열전대(198)를 제 위치에 홀딩하기 위해 사용될 수 있다. 열전대 와이어들(197)은 목표물 홀더(190)의 외부를 따라 라우팅될 수 있다.
도 6은 목표물 홀더(190)의 다른 실시예를 도시한다. 구성 요소들 중 다수는 도 5에 도시된 것들과 동일하며, 동일한 참조 지시자들이 부여된다. 이러한 실시예에서, 도관(420)은 목표물 베이스(193)에 그리고 선택적으로 도가니 플러그(194)에 생성된다. 도 5에서 이루어진 바와 같이, 열전대 와이어들(197)은 도관(420)을 통과하며, 열전대(198)는 도가니(196)의 외부 표면에 장착된다. 포팅 재료(400)는 열전대(198)를 제 위치에 홀딩하기 위해 사용될 수 있다.
도 7은 목표물 홀더(190)의 다른 실시예를 도시한다. 구성 요소들 중 다수는 도 6에 도시된 것들과 동일하며, 동일한 참조 지시자들이 부여된다. 이러한 실시예에서, 포팅 재료를 사용하는 것이 아니라, 고정 나사(430)가 열전대(198)를 제 위치에 홀딩하기 위해 사용된다. 고정 나사(430)는 도가니(196)의 나사산이 형성된 얕은 홀 내로 나사 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 나사산이 형성된 얕은 홀은 도가니(196)의 내부까지 관통하지 않는다.
고정 나사(430)가 도 5의 실시예와 함께 사용될 수 있음을 유의해야 한다. 다시 말해서, 열전대 와이어들(197)은 목표물 홀더(190)의 외부를 따라 라우팅되고 고정 나사(430)를 사용하여 도가니(196)에 고정될 수 있다.
요약하면, 도 5 내지 도 7은, 열전대(198)가 도가니(196)의 외부 표면과 접촉하는 상이한 목표물 홀더들(190)을 도시한다. 이러한 열전대(198)는 포팅 재료(400) 또는 고정 나사(430)를 사용하여 도가니(196)에 부착될 수 있다. 다른 체결 기술들이 또한 이용될 수 있다.
추가로, 열전대(198)는 도가니(196)의 벽에 내장될 수 있다. 도 8a는, 채널(440)이 도가니의 벽에 생성되는 일 실시예를 도시한다. 구성 요소들 중 다수는 도 6에 도시된 것들과 동일하며, 동일한 참조 지시자들이 부여된다. 채널(440)은 도가니(196)의 벽의 폭보다 더 좁다. 열전대(198)는 채널(440) 내로 삽입된다. 포팅 재료(미도시)는 열전대(198)를 제 위치에 홀딩하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 채널(440)은 목표물 베이스(193)를 통해 그리고 선택적으로 도가니 플러그(194)을 통해 연장될 수 있다. 도 8b에 도시된 다른 실시예에서, 채널(440)은 도가니(196)의 외부 표면에서 빠져나간다. 이러한 실시예에서, 채널은 목표물 베이스(193) 또는 도가니 플러그(194)를 통해 연장되지 않는다.
다른 실시예에서, 채널(440)은 포켓(191)으로 연장되어 열전대(198)가 도펀트 재료(195) 및/또는 포켓(191)의 내부와 실제로 접촉한다. 이러한 실시예들에서, 세라믹 절연체 외피가 열전대(198) 및 열전대 와이어들(197)을 보호하기 위해 이용될 수 있다.
열전대(198)는 또한, 도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 도가니 플러그(194)와 접촉할 수 있다. 구성 요소들 중 다수는 도 6에 도시된 것들과 동일하며, 동일한 참조 지시자들이 부여된다. 이러한 실시예들에서, 캐비티(450)는 목표물 베이스(193)에 배치된다. 캐비티(450)는, 열전대(198)가 위치될 수 있는 장소를 제공한다. 채널(460)은 목표물 베이스(193)의 외부로부터 캐비티(450)까지 목표물 베이스(193) 내에 생성된다. 열전대 와이어들(197)은 채널(460)을 통해 캐비티(450)에 진입한다. 도 9a는 포팅 재료(400)의 사용을 통해 제 위치에 홀딩되는 열전대(198)를 도시한다. 도 9b는 고정 나사(430)를 사용하여 제 위치에 홀딩되는 열전대(198)를 도시한다. 도 9c는 스프링(470)의 사용을 통해 제 위치에 홀딩되는 열전대(198)를 도시한다. 물론, 다른 힘-기반 수단이 또한 열전대(198)를 제 위치에 홀딩하기 위해 사용될 수 있다.
이상의 개시가 열전대(198)에 대한 와이어들을 목표물 홀더(190)로 라우팅하기 위한 다양한 장치를 설명하지만, 동일한 기술들이 또한 저항성 와이어들을 목표물 홀더(190)로 라우팅하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 저항성 와이어들은 가열 요소(170)로서 이용될 수 있다. 예를 들어, 저항성 와이어들은, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 도가니(196)의 외부 표면의 전부 또는 일 부분과 접촉할 수 있다. 저항성 와이어들은 도 2 내지 도 7에 도시된 것과 동일한 수단을 사용하여 라우팅될 수 있다. 대안적으로, 저항성 와이어들은 도 8a 내지 도 8b에 도시된 실시예들과 유사하게 도가니의 벽에 내장될 수 있다. 다른 실시예에서, 저항성 와이어들은, 예컨대 도 9a 내지 도 9c에 도시된 도가니 플러그(194)와 접촉할 수 있다. 전류가 저항성 와이어들을 통과할 때, 열이 생성된다. 이는, 제어기(180) 다른 메커니즘이 도펀트 재료(195)의 온도를 제어하는 것을 가능하게 할 수 있다.
특정 실시예들에서, 저항성 와이어들은 열전대 와이어들(197)과 함께 번들링(bundle)된다. 이러한 실시예들에서, 저항성 와이어들은 열전대 와이어들(197)과 함께 라우팅된다.
다른 실시예들에서, 저항성 와이어들은 별개의 브레이드 또는 번들로 제공되며, 열전대 와이어들(197)과 동일한 경로를 통과한다.
또 다른 실시예들에서, 저항성 와이어들은 도가니(196)와 같은 목표물 홀더(190)의 하나의 부분과 접촉할 수 있으며, 반면 열전대(198)는 도가니 플러그(194)와 같은 목표물 홀더(190)의 다른 부분과 접촉한다. 도 10은, 저항성 와이어들(500)이 열전대 와이어들(197)로부터 분리된 일 실시예들 도시한다. 이러한 실시예는 도 2와 유사하지만, 제3 커넥터(510) 및 제4 커넥터(520)를 포함한다. 제3 커넥터(510)는 전방 하우징(340)에 장착될 수 있다. 제어기(180)로부터의 와이어들(540)은 제3 커넥터(510)로 라우팅된다. 특정 실시예들에서, 와이어들(540)을 라우팅하기 위해 사용되는 구성 요소들은 와이어들(199)을 라우팅하기 위한 구성 요소들과 유사하다. 예를 들어, 채널(311) 및 진공 피드스루(370)가 이용될 수 있다. 저항성 와이어들(500)은 길이의 변화를 가능하게 하기 위해 코일 모양으로 감길 수 있고, 도가니의 외부 표면 또는 도가니 플러그에 연결될 수 있다.
도 10이 제3 및 제4 커넥터를 도시하지만, 저항성 와이어들(500)이 또한 와이어들(199)과 함께 라우팅될 수 있으며 더 큰 커넥터가 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
대안적으로, 저항성 와이어들(500)은 또한 도 3 내지 도 4에 도시된 와이어들(199)의 라우팅과 유사하게 샤프트(200)를 통해 라우팅될 수 있다.
이상의 개시는, 제어기(180)가 열전대(198)를 사용하여 구성 요소(즉, 도가니, 도가니 플러그, 등)의 온도를 측정함으로써 도펀트 재료(195)의 온도를 모니터링하는 것을 가능하게 하는 다양한 실시예들을 설명한다. 제어기(180)는 다양한 방식으로 이러한 정보를 사용할 수 있다.
도펀트 재료(195)를 미리 결정된 범위 내의 온도로 가열하는 것이 유익할 수 있다. 예를 들어, 낮은 온도에서, 도펀트 재료(195)는 용융되지 않을 수 있으며, 따라서 어떠한 도펀트 증기도 목표물 홀더(190)로부터 릴리즈되지 않는다. 그러나, 과도하게 높은 온도에서, 도펀트 재료의 용융 레이트가 너무 클 수 있다. 이는 아크 챔버(100) 내의 도펀트 재료의 축척을 야기할 수 있다. 추가로, 용융 레이트의 변동이 또한 빔 전류 및 다른 파라미터들에 영향을 줄 수 있다.
목표물 홀더(190)의 또는 그 근처의 온도를 모니터링함으로써, 제어기(180)는 도펀트 재료(195)의 온도를 더 양호하게 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어기(180)는 도펀트 재료(195)의 온도를 모니터링할 수 있다. 온도가 미리 결정된 범위 내에 있지 않는 경우, 제어기는 필라멘트 전원 공급장치(165)를 통해 전류를 변화시키거나, 아크 전압을 변화시키거나, 캐소드 바이어스 전압을 변화시키거나, 아크 챔버(100) 내로의 가스의 흐름 레이트를 변경하거나, 아크 챔버(100) 내의 목표물 홀더(190)의 위치를 변화시키거나, 빔 추출 전류를 변화시키거나 또는 이러한 액션들의 조합을 수행할 수 있다. 추가로, 제1 및 제2 전극들이 벽들(101) 상에 배치되는 경우, 이러한 전극들에 인가되는 전압이 또한 도펀트 재료(195)의 온도에 기초하여 제어기(180)에 의해 변화될 수 있다. 추가로, 저항성 와이어들(500)의 사용을 통한 것과 같은 히터가 이용되는 실시예들에서, 제어기(180)는 도펀트 재료(195)의 온도를 변화시키기 위해 히터를 통한 전류를 변화시킬 수 있다.
특정 실시예들에서, 제어기(180)는 도펀트 재료(195)의 온도에 기초하여 아크 챔버(100) 내에서 목표물 홀더(190)의 위치를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 목표물 홀더(190)는, 캐소드(110)와 반사 전극(120) 사이에 획정(define)된 원통형 영역에 직접적으로 배치될 때 더 높은 온도로 가열될 수 있다. 도펀트 재료의 가열을 느리게 하기 위해, 목표물 홀더(190)는 이러한 원통형 영역 외부에 있도록 선형적으로 이동될 수 있다. 반대로, 도펀트 재료(195)의 온도를 증가시키기 위해, 목표물 홀더(190)는 이러한 원통형 영역 내로 이동될 수 있다.
제어기(180)는, 열전대(198)에 의해 획득된 온도에 기초하여 IHC 이온 소스(10)와 연관된 파라미터들을 결정하기 위해 다양한 폐루프 알고리즘들을 이용할 수 있다.
이상의 개시가 열전대(198)의 사용을 설명하지만, 다른 온도 센서들이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 광학적 측정들, 고온계, 및 컬러 도트(color dot)들은 모두 목표물 홀더(190)의 온도를 검출하는 간접적인 방법들이다. 저항 온도 검출기(resistance temperature detector; RTD)들 및 무선 열전대 판독기들이 또한 이용될 수 있다. 따라서, 이상의 개시는 열전대들의 사용으로 한정되지 않는다.
추가로, 이상의 개시가 목표물 홀더(190) 또는 도펀트 재료(195)와 접촉하는 것으로서 열전대(198)를 설명하지만, 다른 실시예들이 또한 가능하다. 예를 들어, 열전대(198)(또는 다른 온도 센서)는 아크 챔버(100) 내의 다른 구성 요소의 온도를 측정하고, 이러한 측정된 온도에 기초하여 도펀트 재료의 온도를 추정할 수 있다. 이러한 다른 구성 요소는 아크 챔버(100)의 벽, 샤프트(200), 반사 전극(120), 전방 하우징(340), 또는 다른 구성 요소일 수 있다.
추가로, 이상에서 설명된 제어는 개방 루프 기술들을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 캐소드 바이어스 전압, 아크 전압, 공급 가스 흐름 레이트, 및 목표물 홀더의 위치와 같은 다양한 파라미터들의 함수로서 도펀트 재료의 온도를 결정하기 위해 경험적인 데이터가 수집될 수 있다. 이러한 경험적인 데이터는 또한 시간의 함수로서 도펀트 재료의 온도를 결정할 수도 있다. 테이블들 또는 방정식들을 사용하여, 제어기(180)는 도펀트 재료(195)를 미리 결정된 범위 내로 유지하기 위해 파라미터들 중 하나 이상을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 제어기(180)는 목표물 홀더의 온도를 희망되는 범위 내로 유지하기 위해 시간에 걸쳐 목표물 홀더(190)를 이동시킬 수 있다.
이상의 개시가 간접 가열식 캐소드 이온 소스에서 목표물 홀더의 사용을 설명하지만, 본 개시가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 목표물 홀더, 작동기 어셈블리 및 열전대는 또한, 용량 결합 플라즈마 소스들, 유도 결합 플라즈마 소스들, 버나스(Bernas) 소스 또는 다른 적절한 소스와 같은 다른 이온 또는 플라즈마 소스들에서 이용될 수도 있다.
본 출원에서 이상에서 설명된 실시예들은 다수의 이점들을 가질 수 있다. 삽입가능 목표물 홀더를 사용하는 것은, 그들의 용융 온도를 초과하는 환경에서 순수 금속 도펀트들이 스퍼터링 목표물로서 사용되는 것을 가능하게 한다. 전통적으로, 1200℃보다 더 큰 용융 온도를 갖는 도펀트 함유 산화물/세라믹 또는 고체 화합물이 사용된다. 순수 금속이 아니라 도펀트-함유 화합물을 사용하는 것은 이용가능 도펀트 재료를 심각하게 희석한다. 예를 들어, 순수 알루미늄에 대한 대안으로서 Al2O3을 사용할 때, 세라믹 조성물의 화학량론은 플라즈마 내로 불순물들을 도입하여, 아마도 관심이 있는 도펀트와 바람직하지 않은 질량 일치(mass coincidence)들을 도입하며, 뿐만 아니라 순수 원소 목표물보다 더 낮은 빔 전류들을 야기한다. Al2O3의 사용은 또한, 빔라인을 따라 증착될 수 있으며 이온 주입기의 동작을 훼손할 수 있는 산화물들 또는 질화물들과 같은 바람직하지 않은 부산물들의 생성을 야기할 수 있다. 예를 들어, 빔 광학부는 Al2O3의 사용 이후에 이온 빔 안정성을 유지하기 위해 화학적으로 세정될 수 있다.
일 예에 있어서, 최대 4.7 mA의 빔 전류들이 순수 Al 스퍼터링 목표물을 사용하여 달성되었으며, 반면 2 mA 미만의 최대 빔 전류가 Al2O3 목표물을 사용하여 달성될 수 있다. 순수 금속들의 사용은 또한, 동일한 금속 종의 산화물들/세라믹들로부터 획득되는 빔 전류들에 비하여 다중 전하 빔 전류들을 50%-75%만큼 증가시킬 것이다. 삽입가능 컨테이너를 가지면, 필요할 때 큰 체적의 순수 금속에 대한 액세스가 이용가능하며, 고체 목표물이 아크 챔버로부터 안전하게 제거되어 다른 종을 사용할 수 있다.
추가로, 도펀트 재료의 온도를 모니터링함으로써, 이온 소스는, 도펀트 재료의 용융 레이트가 미리 결정된 범위 내에 있음을 보장하도록 제어될 수 있다. 특히, 온도 제어가 없으면, 일관되지 않은 빔 성능을 초래하고 아크 챔버 내에 도펀트 재료의 바람직하지 않은 축적을 야기할 수 있는, 도펀트 공급이 불안정하게 되고 통제 불능 효과를 겪기 쉬워지는 것이 가능하다. 따라서, 온도 제어는 아크 챔버에서 도펀트 증기의 기하급수적인 증가를 방지한다. 이는 또한 이온 소스의 더 빠른 튜닝을 가능하게 한다.
추가로, 도펀트 재료의 온도를 모니터링함으로써, 이러한 정보를 이온 빔 튜닝 프로세스에서 사용하여 빔 성능을 더 신뢰할 수 있게 만드는 것이 가능하다.
본 개시는 본원에서 설명된 특정 실시예에 의해 범위가 제한되지 않는다. 오히려, 본원에서 설명된 실시예들에 더하여, 본 개시의 다른 다양한 실시예들 및 이에 대한 수정예들이 이상의 설명 및 첨부된 도면들로부터 당업자들에게 자명해질 것이다. 따라서, 이러한 다른 실시예들 및 수정예들이 본 개시의 범위 내에 속하도록 의도된다. 추가로, 본 개시가 본원에서 특정 목적을 위한 특정 환경에서의 특정 구현예의 맥락에서 설명되었지만, 당업자들은 이의 유용함이 이에 한정되지 않으며, 본 개시가 임의의 수의 목적들을 위한 임의의 수의 환경들에서 유익하게 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 이하에서 기술되는 청구항들은 본원에서 설명된 바와 같은 본 개시의 완전한 폭과 사상의 관점에서 해석되어야만 한다.

Claims (15)

  1. 간접 가열식 캐소드 이온 소스로서,
    제1 단부 및 제2 단부를 연결하는 복수의 벽들을 포함하는 아크 챔버;
    상기 아크 챔버의 상기 제1 단부 상에 배치되는 간접 가열식 캐소드;
    도펀트 재료를 홀딩하기 위한 포켓을 갖는 목표물 홀더;
    상기 목표물 홀더와 접촉하는 열전대; 및
    상기 열전대와 통신하는 제어기로서, 상기 제어기는 상기 열전대에 의해 측정되는 온도에 기초하여 상기 이온 소스의 파라미터를 변화시키는, 상기 제어기를 포함하는, 간접 가열식 캐소드 이온 소스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 간접 가열식 캐소드 이온 소스는 상기 목표물 홀더를 제1 위치와 제2 위치 사이에서 움직이기 위해 상기 목표물 홀더와 연통하는 작동기를 더 포함하며, 상기 파라미터는 상기 목표물 홀더의 위치를 포함하는, 간접 가열식 캐소드 이온 소스.
  3. 청구항 1에 있어서,
    파라미터는, 아크 전압, 필라멘트 전류, 캐소드 바이어스 전압, 공급 가스의 흐름 레이트, 및 빔 추출 전류로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 간접 가열식 캐소드 이온 소스.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 간접 가열식 캐소드 이온 소스는 상기 목표물 홀더와 연통하는 가열 요소를 더 포함하며, 상기 파라미터는 상기 가열 요소에 공급되는 전류를 포함하는, 간접 가열식 캐소드 이온 소스.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 간접 가열식 캐소드 이온 소스는 작동기 어셈블리를 더 포함하며, 상기 작동기 어셈블리는,
    상기 열전대를 상기 제어기에 전기적으로 연결하는 와이어들;
    후방 하우징, 전방 하우징, 및 상기 후방 하우징과 상기 전방 하우징을 연결하는 외부 하우징을 포함하는 하우징;
    상기 목표물 홀더에 부착되며, 상기 하우징 내에 배치되는 유지 플레이트를 갖는 샤프트;
    상기 하우징 내에 배치되며, 하나의 단부에서 상기 유지 플레이트에 부착되고 대향되는 단부에서 상기 후방 하우징에 부착되는 벨로우즈(bellows); 및
    상기 샤프트를 선형적으로 병진 이동시키는 작동기를 포함하는, 간접 가열식 캐소드 이온 소스.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 간접 가열식 캐소드 이온 소스는, 상기 전방 하우징에 장착된 커넥터로서, 상기 와이어들은 상기 외부 하우징과 상기 벨로우즈 사이의 공간을 통해 상기 제어기로부터 전달되고 상기 커넥터에서 종료되는, 상기 커넥터; 및 상기 커넥터와 메이팅되는 제2 커넥터로서, 열전대 와이어들은 상기 제2 커넥터와 상기 열전대 사이에 배치되는, 상기 제2 커넥터를 포함하는, 간접 가열식 캐소드.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 와이어들은 상기 샤프트의 중공 내부를 통과하는, 간접 가열식 캐소드.
  8. 청구항 1에 있어서,
    캐비티가 상기 목표물 홀더의 내부 표면 상에 배치되며, 상기 열전대는 상기 캐비티에 배치되는, 간접 가열식 캐소드 이온 소스.
  9. 이온 소스에서 사용하기 위한, 도펀트 재료를 홀딩하기 위한 목표물 홀더로서,
    목표물 베이스;
    중공 실린더로서 성형된 도가니;
    상기 도가니의 하나의 개방 단부를 커버하고 상기 목표물 베이스에 근접하여 배치되는 도가니 플러그;
    상기 도가니의 대향되는 단부를 커버하는 다공성 플러그로서, 가스상 도펀트 재료가 상기 다공성 플러그를 통과할 수 있는, 상기 다공성 플러그; 및
    상기 목표물 홀더와 연통하는 열전대를 포함하는, 목표물 홀더.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 열전대는 상기 도가니의 외부 표면에 부착되는, 목표물 홀더.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 열전대는 상기 도가니의 벽 내의 채널에 배치되는, 목표물 홀더.
  12. 청구항 9에 있어서,
    캐비티가 상기 도가니 플러그에 근접하여 상기 목표물 베이스에 배치되며, 상기 열전대는 상기 도가니 플러그에 근접한 상기 캐비티에 배치되는, 목표물 홀더.
  13. 청구항 12에 있어서,
    채널이 상기 목표물 베이스에 배치되며, 상기 캐비티와 연통하는 상기 채널은 와이어들이 상기 열전대로 라우팅되는 것을 가능하게 하는, 목표물 홀더.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 목표물 홀더는 상기 목표물 베이스에 부착된 샤프트를 더 포함하며, 상기 샤프트의 내부는 와이어들이 상기 샤프트의 중공 내부를 통해 상기 열전대로 라우팅되는 것을 가능하게 하기 위해 중공인, 목표물 홀더.
  15. 간접 가열식 캐소드 이온 소스로서,
    제1 단부 및 제2 단부를 연결하는 복수의 벽들을 포함하는 아크 챔버;
    상기 아크 챔버의 상기 제1 단부 상에 배치되는 간접 가열식 캐소드;
    도펀트 재료를 홀딩하기 위한 포켓을 갖는 목표물 홀더로서, 상기 목표물 홀더는 상기 아크 챔버 내에서 이동가능한, 상기 목표물 홀더; 및
    상기 도펀트 재료의 온도에 기초하여 상기 아크 챔버 내의 상기 목표물 홀더의 위치를 변화시키는 제어기를 포함하는, 간접 가열식 캐소드 이온 소스.
KR1020227014255A 2019-10-09 2020-09-15 간접 가열식 캐소드 이온 소스 및 목표물 홀더 KR20220071252A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962913023P 2019-10-09 2019-10-09
US62/913,023 2019-10-09
US16/735,125 US11170973B2 (en) 2019-10-09 2020-01-06 Temperature control for insertable target holder for solid dopant materials
US16/735,125 2020-01-06
PCT/US2020/050857 WO2021071634A1 (en) 2019-10-09 2020-09-15 Temperature control from insertable target holder for solid dopant materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220071252A true KR20220071252A (ko) 2022-05-31

Family

ID=75383221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227014255A KR20220071252A (ko) 2019-10-09 2020-09-15 간접 가열식 캐소드 이온 소스 및 목표물 홀더

Country Status (6)

Country Link
US (3) US11170973B2 (ko)
JP (2) JP7423763B2 (ko)
KR (1) KR20220071252A (ko)
CN (1) CN114514593A (ko)
TW (2) TW202331764A (ko)
WO (1) WO2021071634A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11404254B2 (en) 2018-09-19 2022-08-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Insertable target holder for solid dopant materials
US11170973B2 (en) 2019-10-09 2021-11-09 Applied Materials, Inc. Temperature control for insertable target holder for solid dopant materials
US11854760B2 (en) * 2021-06-21 2023-12-26 Applied Materials, Inc. Crucible design for liquid metal in an ion source
US20230402247A1 (en) * 2022-06-08 2023-12-14 Applied Materials, Inc. Molten liquid transport for tunable vaporization in ion sources

Family Cites Families (75)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3404084A (en) 1965-10-20 1968-10-01 Gen Precision Systems Inc Apparatus for depositing ionized electron beam evaporated material on a negatively biased substrate
GB1483966A (en) * 1974-10-23 1977-08-24 Sharp Kk Vapourized-metal cluster ion source and ionized-cluster beam deposition
US4061800A (en) 1975-02-06 1977-12-06 Applied Materials, Inc. Vapor desposition method
JPS59165356A (ja) 1983-03-09 1984-09-18 Hitachi Ltd イオン源
US5089746A (en) 1989-02-14 1992-02-18 Varian Associates, Inc. Production of ion beams by chemically enhanced sputtering of solids
JP2977862B2 (ja) 1990-05-25 1999-11-15 神港精機株式会社 プラズマ発生装置
JPH089774B2 (ja) 1990-06-25 1996-01-31 三菱電機株式会社 薄膜形成装置
JPH0554809A (ja) 1991-08-22 1993-03-05 Nissin Electric Co Ltd ルツボ内蔵型シリコンイオン源
JPH05117843A (ja) 1991-10-28 1993-05-14 Nissin Electric Co Ltd 薄膜形成装置
JP3117261B2 (ja) 1991-12-25 2000-12-11 レーザー濃縮技術研究組合 フィラメント
CN1035780C (zh) 1993-11-24 1997-09-03 中国科学院空间科学与应用研究中心 材料表面改性用电子束蒸发金属离子源
US5977552A (en) * 1995-11-24 1999-11-02 Applied Materials, Inc. Boron ion sources for ion implantation apparatus
US5733418A (en) 1996-05-07 1998-03-31 Pld Advanced Automation Systems, Inc. Sputtering method and apparatus
US5922179A (en) * 1996-12-20 1999-07-13 Gatan, Inc. Apparatus for etching and coating sample specimens for microscopic analysis
JP3886209B2 (ja) * 1997-06-02 2007-02-28 貞夫 門倉 対向ターゲット式スパッタ装置
CA2333296A1 (en) * 1998-05-14 1999-11-18 David A. Baldwin Apparatus for sputter deposition
US6048813A (en) 1998-10-09 2000-04-11 Cree, Inc. Simulated diamond gemstones formed of aluminum nitride and aluminum nitride: silicon carbide alloys
US7838850B2 (en) * 1999-12-13 2010-11-23 Semequip, Inc. External cathode ion source
JP4820038B2 (ja) 1999-12-13 2011-11-24 セメクイップ， インコーポレイテッド イオン注入イオン源、システム、および方法
US7838842B2 (en) 1999-12-13 2010-11-23 Semequip, Inc. Dual mode ion source for ion implantation
US6583544B1 (en) 2000-08-07 2003-06-24 Axcelis Technologies, Inc. Ion source having replaceable and sputterable solid source material
WO2002073652A2 (en) 2001-03-13 2002-09-19 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Methods and apparatus for oxygen implantation
JP3485104B2 (ja) 2001-04-24 2004-01-13 日新電機株式会社 イオン源用オーブン
KR100444229B1 (ko) 2001-12-27 2004-08-16 삼성전기주식회사 내환원성 유전체 자기 조성물
US20040118452A1 (en) * 2002-01-30 2004-06-24 Plasmion Corporation Apparatus and method for emitting cesium vapor
JP3558069B2 (ja) 2002-04-30 2004-08-25 日新電機株式会社 イオン源
US8679307B2 (en) * 2002-08-02 2014-03-25 E.A. Fischione Instruments, Inc. Method and apparatus for preparing specimens for microscopy
JP4158603B2 (ja) 2003-06-03 2008-10-01 日新イオン機器株式会社 イオンビーム発生方法およびイオン源
CN1964620B (zh) * 2003-12-12 2010-07-21 山米奎普公司 对从固体升华的蒸气流的控制
JP4740849B2 (ja) 2004-01-22 2011-08-03 双葉電子工業株式会社 真空蒸着方法、及び真空蒸着用密封型蒸発源装置
US20070158188A1 (en) * 2004-06-15 2007-07-12 Ivanov Eugene Y Metal foam shield for sputter reactor
JP2006070351A (ja) 2004-09-06 2006-03-16 Toshiba Corp 蒸着装置および蒸着方法
US7102139B2 (en) 2005-01-27 2006-09-05 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Source arc chamber for ion implanter having repeller electrode mounted to external insulator
GB0505856D0 (en) 2005-03-22 2005-04-27 Applied Materials Inc Cathode and counter-cathode arrangement in an ion source
KR100793366B1 (ko) 2006-07-04 2008-01-11 삼성에스디아이 주식회사 유기물 증착장치 및 그 증착방법
US7655932B2 (en) 2007-01-11 2010-02-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for providing ion source feed materials
US7700925B2 (en) 2007-12-28 2010-04-20 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for providing a multimode ion source
US8003954B2 (en) 2008-01-03 2011-08-23 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Gas delivery system for an ion source
TWI413149B (zh) 2008-01-22 2013-10-21 Semequip Inc 離子源氣體反應器及用於將氣體饋給材料轉化成不同分子或原子物種之方法
US7812321B2 (en) 2008-06-11 2010-10-12 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for providing a multimode ion source
US8809800B2 (en) 2008-08-04 2014-08-19 Varian Semicoductor Equipment Associates, Inc. Ion source and a method for in-situ cleaning thereof
JP2010111884A (ja) 2008-11-04 2010-05-20 Sumitomo Metal Mining Co Ltd スパッタリングカソード及びスパッタリング成膜装置
CN201478252U (zh) * 2009-09-11 2010-05-19 北京师范大学 金属蒸汽真空弧离子源用加热式阴极
JP2012001764A (ja) 2010-06-17 2012-01-05 Fujitsu Ltd 成膜装置及び成膜方法
KR101209107B1 (ko) 2010-06-23 2012-12-06 (주)알파플러스 소스 튐 방지용 구조물을 구비한 증발원 장치
US20120048723A1 (en) 2010-08-24 2012-03-01 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Sputter target feed system
BR112013008228A2 (pt) 2010-10-04 2016-06-14 Schneider Gmbh & Co Kg dispositivo e processo para trabalhar uma lente óptica, bem como um recipiente de transporte para lentes ópticas
US8324592B2 (en) 2010-11-02 2012-12-04 Twin Creeks Technologies, Inc. Ion source and a method of generating an ion beam using an ion source
KR101144222B1 (ko) 2010-12-22 2012-05-10 한국원자력연구원 이온원 장치 및 그 이온원의 운전방법
JP5317038B2 (ja) 2011-04-05 2013-10-16 日新イオン機器株式会社 イオン源及び反射電極構造体
US8937003B2 (en) 2011-09-16 2015-01-20 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for ion implanting a target
US9093372B2 (en) 2012-03-30 2015-07-28 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for processing a substrate
US9396902B2 (en) 2012-05-22 2016-07-19 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Gallium ION source and materials therefore
US9349395B2 (en) 2012-08-31 2016-05-24 International Business Machines Corporation System and method for differential etching
TWI506680B (zh) * 2013-02-22 2015-11-01 Nissin Ion Equipment Co Ltd Substrate cooling means and irradiating ion beam
US8759788B1 (en) 2013-03-11 2014-06-24 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion source
WO2014179585A1 (en) 2013-05-02 2014-11-06 Praxair Technology, Inc. Supply source and method for enriched selenium ion implantation
US20150034837A1 (en) 2013-08-01 2015-02-05 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Lifetime ion source
JP6266458B2 (ja) * 2013-08-09 2018-01-24 株式会社日立ハイテクサイエンス イリジウムティップ、ガス電界電離イオン源、集束イオンビーム装置、電子源、電子顕微鏡、電子ビーム応用分析装置、イオン電子複合ビーム装置、走査プローブ顕微鏡、およびマスク修正装置
US9287079B2 (en) 2014-07-02 2016-03-15 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Apparatus for dynamic temperature control of an ion source
GB2528141B (en) 2014-09-18 2016-10-05 Plasma App Ltd Virtual cathode deposition (VCD) for thin film manufacturing
KR101638443B1 (ko) 2015-01-28 2016-07-11 영남대학교 산학협력단 박막증착용 도가니, 이를 이용한 박막증착 방법 및 진공 증착 장치
JP6584927B2 (ja) 2015-11-13 2019-10-02 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置、およびイオン注入装置の制御方法
CN105390355B (zh) 2015-11-20 2018-01-16 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种反射电极结构件及离子源
WO2017196622A2 (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Veeco Instruments Inc. Ion beam materials processing system with grid short clearing system for gridded ion beam source
US9928983B2 (en) 2016-06-30 2018-03-27 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Vaporizer for ion source
JP6715739B2 (ja) 2016-10-03 2020-07-01 株式会社アルバック ハースユニット、蒸発源および成膜装置
CN107045971B (zh) 2016-10-18 2018-03-13 中国原子能科学研究院 一种同位素电磁分离器用离子源
KR20180073766A (ko) 2016-12-22 2018-07-03 주식회사 선익시스템 도가니 분사노즐캡
JP6948468B2 (ja) 2017-12-12 2021-10-13 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｉｎｃ． イオン源および傍熱型陰極イオン源
US11404254B2 (en) 2018-09-19 2022-08-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Insertable target holder for solid dopant materials
WO2020197938A1 (en) 2019-03-22 2020-10-01 Axcelis Technologies, Inc. Liquid metal ion source
US11170973B2 (en) 2019-10-09 2021-11-09 Applied Materials, Inc. Temperature control for insertable target holder for solid dopant materials
US10957509B1 (en) 2019-11-07 2021-03-23 Applied Materials, Inc. Insertable target holder for improved stability and performance for solid dopant materials
US11854760B2 (en) 2021-06-21 2023-12-26 Applied Materials, Inc. Crucible design for liquid metal in an ion source

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021071634A1 (en) 2021-04-15
US20230260745A1 (en) 2023-08-17
US11170973B2 (en) 2021-11-09
US20210110995A1 (en) 2021-04-15
TW202129677A (zh) 2021-08-01
JP7423763B2 (ja) 2024-01-29
CN114514593A (zh) 2022-05-17
TWI801755B (zh) 2023-05-11
JP2022552182A (ja) 2022-12-15
TW202331764A (zh) 2023-08-01
US11664192B2 (en) 2023-05-30
US20210375585A1 (en) 2021-12-02
JP2024054135A (ja) 2024-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7423763B2 (ja) 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
TWI723506B (zh) 間接加熱式陰極離子源及將不同的摻雜物離子化的方法
JP5671109B2 (ja) 新規の改良されたイオンソース
TWI720372B (zh) 離子源及間熱式陰極離子源
TWI777281B (zh) 間接加熱式陰極離子源及靶支持器
JP6838136B2 (ja) 基板支持ユニット、および基板支持ユニットを有する成膜装置
KR20220034217A (ko) 스테이지 및 기판의 온도 제어 방법
US11854760B2 (en) Crucible design for liquid metal in an ion source
US6967334B2 (en) Ion source and ion beam device

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal