TWI471889B - 用於提取帶離子束的電感耦合電漿源 - Google Patents
用於提取帶離子束的電感耦合電漿源 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI471889B TWI471889B TW100114286A TW100114286A TWI471889B TW I471889 B TWI471889 B TW I471889B TW 100114286 A TW100114286 A TW 100114286A TW 100114286 A TW100114286 A TW 100114286A TW I471889 B TWI471889 B TW I471889B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- ion beam
- chamber
- extracting
- plasma source
- inductively coupled
- Prior art date
Links
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 title claims description 46
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 title claims description 40
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 62
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 26
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 6
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 35
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 9
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- KPLQYGBQNPPQGA-UHFFFAOYSA-N cobalt samarium Chemical compound [Co].[Sm] KPLQYGBQNPPQGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910000938 samarium–cobalt magnet Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- BEJRNLMOMBGWFU-UHFFFAOYSA-N bismuth boron Chemical compound [B].[Bi] BEJRNLMOMBGWFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000000752 ionisation method Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002324 mouth wash Substances 0.000 description 1
- 229940051866 mouthwash Drugs 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/16—Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation
-
- 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
- H01J37/317—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
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/30—Plasma torches using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
-
- 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
- H01J2237/065—Source emittance characteristics
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Description
本發明關於半導體技術，尤其關於離子植入技術。
離子植入器常用在生產積體電路中以在半導體晶圓(通常為矽)中由p型摻雜或n型摻雜形成不同傳導性區。在此類裝置中，使用電漿源來電離摻雜氣體。從源中提取一束正離子(positive ion)，將其加速至所要的能量，對其進行質量過濾，然後將其引導朝向晶圓。當離子撞擊晶圓時，其穿透晶圓到一定深度(取決於其動能和質量)並形成不同導電性的區(取決於摻雜元素濃度)。這些區的n摻雜性質或p摻雜性質，以及其在晶圓上的幾何配置界定其在電晶體內的功能性(例如，n-p-n接面或p-n-p接面)。通過許多此類摻雜區的相互連接，晶圓可轉換成複雜的積體電路。
離子束電流的量由來自電漿源的離子提取率給定，如方程式1所展示：
其中A=h0
×w0
為提取孔的剖面面積(其中h0
和W0
分別為縫(slit)高度和寬度)，nsi
為在電漿鞘層邊緣處的離子密度(大約等於電子主體密度ne
的0.61倍)，且vB
=(kB
Te
/mi
)1/2
為博姆速度(Bohm velocity)(其中kB
、Te
和mi
分別為玻爾茲曼常數(Boltzmann constant)、電子溫度和離子質量)。由於用於同一離子種類的離子博姆速度隨著電子溫度(其略微隨電漿操作參數而變)的平方根而變化，所以可得到的電漿密度為在設計離子源時所關注的特性。習知技術展示，已證實有限數目的電漿源具有足夠的電漿密度以用作離子源。在一些實施例(例如伯納源(Bernas source))中，電弧放電(arc discharge)形成電漿。使用由來自鎢絲(tungsten filament)的熱離子發射而產生的電子通量以產生且維持高電弧電漿密度。在其他實施例中，使用例如間接加熱陰極(indirectly heated cathode,IHC)的電弧放電形式以減少細絲到電漿的有害暴露，且因此以延長源的使用壽命，由來自間接加熱陰極的熱離子發射提供必要的電子。
基於電弧的電漿源形成可接受量的提取束電流，且因此在半導體工業中用作目前多數離子植入器上的離子源。然而，基於電弧的電漿源的可縮放性有限。如在方程式1中所見，可用於增加離子束電流的另一因素為提取縫的剖面面積。對於使用矩形提取縫的帶束，縫高度受限於提取光學器件(extraction optics)，所述器件為了實現低光行差效應(aberration effects)所以需要窄的提取縫。因此，縫高度通常僅為幾毫米。縫寬度受限於電漿源在較大空間維度上形成具有均勻密度的電漿的可用性。即使使用外部磁場來改良電漿的均勻性，基於電弧放電的離子源仍然無法為寬於90 mm的縫提供良好(<5%)均勻性。因此，為了允許當前300 mm直徑的矽晶圓工業標準的離子植入，必須擴展離子束，這個過程意味著束電流會發生顯著損失。對於高產量太陽能電池應用或對於下一代450 mm直徑的晶圓標準，必須開發具有超過至少450 mm的良好均勻性的寬帶離子束(且因此開發此種電漿源)。
一個可能的候選物為電感耦合電漿源(inductively coupled plasma source,ICP)。不同於將電漿限制為電弧電極的電弧放電，在此放電中，通過天線將來自RF產生器的功率耦合到工作氣體(working gas)來產生電漿。流經天線的高RF電流(i(t)
)引起時間變化磁場(B(t)
)，如方程式2所展示：
B
(t
)~i
(t
) (2)
根據麥克斯韋第三電動力學定律(Maxwell's 3rd
electrodynamics law)，如方程式3所展示：
其在位於天線附近的空間區中產生強烈的電場(electric field)，E。因此，電子獲得來自感應電場的能量，且能夠通過電離碰撞來電離氣體原子和/或分子。由於流經天線的電流增加(與施加的RF功率成比例)，所以感應電場同樣增加，這意味著由電子獲得的能量也會增加。通常從RF源到電漿電子的此功率轉移通過歐姆(碰撞)加熱或隨機(無碰撞)加熱在RF窗附近的表皮深度層內進行。對於碰撞支配的電漿，由方程式4給定層的厚度：
其中ω=2πf為RF脈動(f為RF頻率)，μ0
=4π×10-7
H/m為真空的磁導率，且如方程式5所界定，
σ為dc電漿導電性(其中n、e、me
及vc
分別為電子密度、電荷、質量及碰撞頻率)。對於大約1011
cm-3
的典型ICP電漿密度，表皮層厚度通常為幾釐米。
習知技術中描述的多數ICP源為圓柱形。圖1A繪示習知技術ICP電漿源100的剖面。優選使用介電圓柱101以容納低壓氣體且允許RF功率發射。圓柱由兩個金屬凸緣102和103在兩個開口端處真空密封。為了正常運行，介電圓柱101內的氣壓可由使用質量流控制器、真空閥和真空泵的氣流-氣體抽吸系統(未圖示)維持在少於20mTorr。近端的凸緣102具有入口104，所要的工作氣體通過入口以一定的流率進入到電漿腔室105中。RF天線106緊緊包在介電圓柱101周圍。介電圓柱101可由例如硼矽
酸玻璃(pyrex)、石英或氧化鋁等適當的材料組成。在其他實施例中，使用與環形介電窗配合的螺旋形天線和金屬圓柱。RF天線106由RF產生器(未圖示)供給能量。由匹配網路(matching network)(未圖示)來達到與可變電漿阻抗的RF匹配。使用由RF天線106轉移到自由電子的能量在腔室105內電離氣體。遠端的凸緣103具有較大的開口107以允許通過抽吸口108進行真空抽吸。第二真空腔室109(其通過絕緣襯套110而與凸緣103電性絕緣)含有用以提取離子束的光學器件111。提取電極通常放置在圓柱電漿腔室105的末端處，且沿著介電圓柱101的直徑對準。
此幾何形狀的缺點是電漿在徑向上是非均勻的，即，電漿柱(plasma column)在放電軸上具有非常尖的密度輪廓。沿著徑向方向特性的此非均勻的電漿密度輪廓限制了將此幾何形狀應用於大面積電漿處理。如在圖1B中所見，電漿密度在電漿腔室105的中心到達最高點，且朝向介電圓柱101的壁急劇減少。對於離子植入，由此可見密度輪廓可最佳用於具有幾釐米的有用直徑的較小點狀的束。然而，為了實現較大的離子植入產量，需要寬且高的電流密度帶離子束。即使結合擴散腔室使用來改良徑向均勻性，此類電漿源還是需要極大量的功率以形成跨越500~600mm直徑的合理電漿密度(~1010
cm-3
到1011
cm-3
)。
因此，從離子植入觀點來看，可有效利用由ICP電漿源產生的相對高電漿密度但形成寬且均勻的帶離子束的離子源將會是有利的。
由本揭示解決習知技術的問題，本揭示描述一種能夠利用ICP電漿源產生寬且均勻的帶離子束的離子源。與習知ICP源相反，本揭示描述的ICP源不是圓柱形的。事實上，界定源使得其寬度大於其高度，所述寬度為沿著其提取束的維度。可界定源的深度以使從天線到電漿的能量轉移最大化，但在離子束提取區域中允許用於良好電漿均勻性的足夠長的擴散長度。結果是具有小外觀因子(界定為電漿腔室深度與腔室高度和寬度的幾何平均值之間的比)的電漿源，其可實現最佳RF功率沈積，且因此，可實現高電漿密度(~5×1011
cm-3
到1012
cm-3
)。
圖2A到圖2D繪示根據本揭示的ICP電漿源200的主要組件。在圖2A中繪示通過電漿源200中心的垂直剖面(在yz平面中)。使用優選由鋁製成的腔室主體201來容納低壓氣體並允許電漿產生。在一些實施例中，腔室主體201可具有150 mm的高度(h)和140 mm的深度(d)。源200的前側包含靠著腔室主體201真空密封的介電窗202。介電窗202可由石英(quartz)、氧化鋁(alumina)、異丙隆(alon)、藍寶石(sapphire)或任何其他合適的介電材料構造。可計算介電窗202的厚度使得材料能夠在大約200~300℃的熱應力下維持大約1大氣壓的壓力差。在一些實施例中，使用2.5 cm厚的石英窗，而在其他實施例中，可使用19 mm 98%的氧化鋁窗或8 mm藍寶石窗。平面螺旋天線203定位在介電窗202旁邊且平行於介電窗202，所述平面螺旋天線203將來自RF功率產生器(未圖示)的能量耦合到電子，然後解離並電離容納在腔室主體201內的氣體分子。平面螺旋天線203優選由銅管製成以允許冷卻。由匹配網路(未圖示)來完成50Ω RF產生器輸出阻抗(output impedance)到可變電漿阻抗的匹配。
電漿腔室後壁217(與介電窗202相對)具有容納含有射束提取縫205的面板(face plate)204的槽。提取縫優選在垂直中線213處。電漿腔室主體201、介電窗202以及後壁217界定腔室218。如在展開圖中所繪示，電漿腔室中的開口206大於提取縫205以防止電漿邊緣效應(plasma edge effect)。電漿源200安裝在更大的真空腔室上(未圖示)且用高溫碳氟化合物O形環207真空密封。工作氣流由質量流量控制器(未圖示)調節，然後發送到共用輸入氣體線。在一些實施例中，通過兩個氣體入口208將氣體引入到電漿腔室主體201中，所述兩個氣體入口208對稱地放置在腔室主體201的底部和頂部上。這些氣體入口208在z方向上放置在離介電窗202一段距離(例如，5釐米)處。在一些實施例中，通過提取縫205來完成真空抽吸。在此實施例中，先前描述的饋入-抽吸幾何形狀確保電漿源200內部均勻的氣體分佈。
在圖2B中呈現通過電漿源200的水平剖面。在此實施例中，使氣體入口208位於沿著電漿腔室主體201寬(w)的中心。在其他實施例中，定位氣體入口208使得其位於頂部和底部上，且關於水平中線214對稱。在另一實施例中，使用兩個以上氣體入口208。在一些其他實施例中，定位這些氣體入口208，以便關於電漿腔室主體201的寬度對稱並均勻地分佈。換句話說，氣體入口208可在x方向上為等空間的(equi-spaced)。
針對適當的氣體解離和後續電離，在電漿源200內的氣壓優選維持在1mTorr到99mTorr的範圍內。針對壓力監測，通過使用埠口209優選將例如Baratron或Pirani等壓力計(pressure gauge)連接到腔室。由提取縫205的氣體流速和傳導性控來制腔室中的氣壓。在另一實施例中，為了實現獨立的壓力控制，將兩個較大真空傳導-抽吸埠口定位於源側壁上。
在圖2C中描繪電漿源200的正面圖。為了圖的清晰起見，省略了一些細節。在此實施例中，腔室主體201可為八邊形主體。在其他實施例中，腔室主體201可為細長的橢圓，例如，在相對端處具有半圓柱的長方體。在其他實施例中，腔室主體201可為具有兩個正交維度(orthogonal dimension)的任何長方形幾何形狀，其中維度中的一者的長度大於第二維度中的長度。
不同於螺線管天線，此幾何形狀相對於介電窗平面提供感應電場的平行方位。結果，電子在平行於x方向的方
向上加速。天線匝的直的部分與提取縫方位平行，且比縫的腰部長，因此預期沿著在定位提取縫的空間範圍中的x方向的均勻電漿密度。
如在圖2A到圖2B中所繪示，提取縫205沿著x方向，且沿著垂直中線213由腔室主體201的頂部壁和底部壁對稱隔開。提取縫205的位置可在圖2D中更好地看見，其中描繪了電漿腔室主體201的端視圖。取決於所要的提取電流線性密度值以及可用的提取光學器件，提取縫205的高度可在大約2mm到5mm之間。提取縫205的寬度由待從電漿源200提取的帶束的寬度來確定。為了植入450mm直徑的晶圓，可使用具有至少500mm寬度的帶離子束。
為了允許正離子的提取，電漿腔室主體201由高電壓直流(Direct Current,DC)電源(未圖示)在正電位(positive potential)處電偏壓。可結合電漿源200來使用由一組各種電位的電極組成的提取光學器件，例如在圖1A中所繪示。在一個實施例中(在圖2D中所繪示)，使用單個提取縫205來提取離子束。在其他實施例中，使用例如在圖2E中所繪示的多個提取縫205a到205c以出於增加所提取的電流和/或多條線植入的目的來提取多個細束(beamlet)。
為了實現更高的電漿密度和更好的均勻性，可使用磁多尖形(multicusp)約束結構。圖2A到2E繪示方位角型(azimuthal)的多尖形配置的圖。可為永久磁體(permanent
magnet)的磁體210的陣列以及間隔物211包圍腔室主體201。磁體210可具有正方形剖面。在一些實施例中，磁體210具有9.5×9.5mm2
的剖面以及157mm的較長尺寸。磁體210可由耐溫達到大約350℃的磁性材料製成，例如釤鈷(samarium-cobalt,Sm-Co)。間隔物211定位於磁體210之間，且由例如鋁等非磁性材料製成。磁體210以交替形式排列。例如，一個磁體210的磁化向量(magnetization vector)垂直於腔室主體201的壁，方向是向內指，而鄰近磁體210具有向外定向的磁化向量。為了增加腔室218內部的磁場強度，且為了遮蔽腔室218外部的遠端場線，可使用例如一個由鐵或磁鋼構造的磁軛212來覆蓋磁多尖形約束結構，因此提供用於處於電漿源200外部的磁場線的較短路徑。如在圖2A到圖2E中所繪示，為了尖形配置的正常運行，優選良好的磁對稱(magnetic symmetry)。例如，在腔室主體201的頂部側上在(x=0，y=+d/2)處的S-N定向磁體(其中x=0且y=0分別界定垂直中線和水平中線，見圖2C)應面向在腔室主體201的底部側上在(x=0，y=-d/2)處的N-S定向磁體。在電漿腔室的所有其他側上類似，在(x=-w/2，y=0)處的N-S定向磁體應面向在(x=+w/2，y=0)處的S-N定向磁體的相對側。缺乏磁對稱可導致頂部-底部磁偶極配置(magnetic dipole configuration)，所述配置將造成在某些空間位置處收集帶電粒子(charged particle)，從而對電漿均勻性產生有害影響。
在圖2A到圖2E中繪示的磁尖形結構界定為方位角
型，因為將磁體210與沿著z的最長維度對準，且除了尖形位置以外，合成磁場(resultant magnetic field)沿著腔室主體201的周邊定向。
在另一實施例中，界定為在圖3A到圖3C中所繪示的軸向尖形，磁體210與沿著腔室主體201的周邊的最長維度一起定向，且合成磁場沿著z方向。圖3A繪示腔室218的垂直剖面圖，其中可看見磁體210的軸向方位。類似地，圖3B繪示水平剖面，繪示磁體210的方位。
已界定電漿源200的的組件之後，將描述與每一腔室維度、天線形狀和尺寸以及磁尖形形貌(topography)相關聯的限制。
腔室的寬度(即，在圖2A到圖2E以及圖3A到圖3C中的w)由帶狀離子束所要的寬度確定。例如，針對500mm的寬帶離子束，腔室的寬度可為600mm到700mm之間的距離，例如660mm。更大的寬帶束將相應需要更大的腔室寬度。
針對有界的電漿，電離頻率取決於放電功率和電漿密度，但其為電子溫度(Te
)、氣壓(p)以及特有的電漿長度(L)的函數。由電漿量與電漿邊界表面之間的比給定特有的電漿長度(L)。針對具體操作條件，由電漿生產量與到壁的電漿損失量之間的平衡給定特有的電漿長度值。由於電漿腔室的一個維度由離子束的所要寬度設定，所以就電漿腔室外觀因子ξ來最佳地描述電漿生產。
針對圓柱形電漿腔室(例如，在圖1A中所繪示的ICP電漿源100)，外觀因子通常界定為電漿腔室深度與電漿腔室直徑的比。針對其中一個維度大於第二維度的矩形幾何形狀或長方形幾何形狀，外觀因子可界定為電漿腔室深度(d)與其他兩個正交維度(w和h)的幾何平均值(geometrical mean)的比，如由方程式6所界定：
針對一個維度遠遠大於其他兩個維度的本實施例，外觀因子隨特有的電漿長度(L)而縮放，如在方程式7中所見：
因為能量平衡方程式展示電漿密度僅由放電功率以及氣壓(p)和電漿長度(L)的乘積確定，由此可見，提高電漿生產量的較大特有的電漿長度(L)將需要較小電漿腔室外觀因子ξ。另一方面，在本電漿腔室幾何形狀中，從天線到電漿的RF功率耦合不在電漿主體中進行，而在電漿邊緣處進行。此外，最大功率沈積在與表皮深度相等的距離處發生。因此，具有大約表皮層(skin layer)厚度的深度的電漿腔室將提供用於給定的輸入功率(input power)及橫向維度w和h的最高電漿密度。在設計電漿源的深度時，請注意，電離過程在表皮層處和在表皮層外進行。針對典型的13.56 MHz ICP氬電漿，高於25 eV到30 eV的電子能量分佈函數(electron energy distribution function,eedf)的尾部相對充分填入。這種情況將暗示可能存在高能電子，且電離碰撞可能在表皮深度外發生。在分子電漿中此現象可能更明顯，分子電漿的電離能量低於惰性氣體的電離能量。然而，在離天線的一定距離外且在沒有任何磁約束時，電漿密度與離天線的距離成指數衰減。
除電漿密度之外，出於大面積植入或沈積的目的，對電漿腔室的深度的另一限制是源於在延伸維度上方具有均勻電漿的必要性。如果深度太小，那麼將導致在提取縫或沈積襯底空間位置處反射天線圖案的非均勻電漿密度。
如在圖2A到圖2E以及圖3A到圖3C中所繪示，如果使電漿腔室218近似為矩形盒，並假設基本擴散模式的第一零位元(first zero)與電漿腔室壁表面一致，那麼電漿密度分佈由方程式8給定：
其中特有的擴散長度由方程式9給定：
大致估計(在不考慮歸因於多尖形磁場約束和沿著z方向的真空抽吸的影響，在x和y方向上的壁反射係數的情況下)產生等於約3cm的Λ值(即擴散長度)。使用大約5×104
cm2
/s的用於BF2 +
離子(BF3
電漿的主要離子組分)的擴散係數和大約0.05eV的合理離子溫度，這導致大約3cm到4cm的擴散平均值自由路徑。為實現高電漿均勻性而允許若干個擴散平均值自由路徑，將給出大約10cm到12cm的電漿腔室深度(在圖2A到圖2E以及圖3A到圖3C中的d)的更低界限。用於不同離子的類似計算可導致不同的擴散長度和不同的最佳電漿腔室深度。然而，電漿腔室預期會運行不同的前驅物氣體(precursor gas)，且可通過調節操作參數(RF功率和氣壓)來控制電漿密度。此外，主要通過電漿腔室設計來設定電漿均勻性。因此，在大多數實施例中，電漿腔室218的深度可在10cm與20cm之間。基於這些考慮，針對在圖2A到圖2E以及圖3A到圖3C中所繪示的電漿腔室，希望在許多前驅物氣體(BF3
、PF4
、PH3
、AsF3
、GeF4
、CO2
、SiF4
、N2
、Ar、Xe等)中產生電漿，腔室的深度可約為14cm。於是根據上述方程式，外觀因子(ξ)大約為0.32。
所描述的電漿源的一個特徵是天線幾何形狀。第一，針對均勻提取的離子束，電漿激發必須跨越比提取縫更寬的長度。如果使用多個提取縫，那麼天線也應該在y維度上延伸。在一個實施例中，天線在x方向上為610mm且在y方向上為76mm。此較大表面覆蓋將暗示較長天線路徑以及形成駐波(standing wave)的可能性，從而對電漿
均勻性產生有害影響。在所描述的實施例中，總天線長度大約為2m，因此小於對應於銅中的13.56MHz的電磁輻射的四分之一波長。然而，如果需要更長的天線長度，可優選使用較低的RF驅動頻率(較長的相關聯的波長)。在一些實施例中，使用例如0.46MHz和2MHz等較低頻率。在其他實施例中，使用例如27MHz和60MHz等較高頻率。第二，在本實施例中使用細長的螺旋形，因而可在天線的每一側上使高電壓點和低電壓點交替，因此使電漿均勻性更好。此外，天線的一個支柱(leg)連接到RF產生器，另一支柱通過電容器連接到地面，所述電容器補償電感電壓(與大約2.5μH的天線電感成比例)，因此使電壓沿著天線的長度均勻分佈。
所描述的電漿源的另一特徵是包圍電漿腔室的磁尖形配置。如在圖4A中所繪示，除了磁場線與腔室主體201的表面相交的“有效”電漿洩漏區以外，所得磁場線401處於與腔室主體201的表面平行的平面中。結果，朝向壁或表面的擴散通過對朝向壁或表面移動的帶電粒子進行磁性收集而急劇減少。在沒有尖形配置時與總腔室表面面積(A)成比例的壁或表面的損失現在被減少為與尖形的數目(N)和尖形洩漏區(Σ)成比例的分數(fraction)(f)，如在方程式10中所見。
結果，如方程式11所界定，在鞘邊緣(nedge
)(即，提取縫的位置)處的電漿密度將增加，這意味著所提取的離子電流也增加：
在方程式11中，nbulk
為主體電漿的密度，f為在方程式10中所界定的分數且k為取決於電子溫度和離子性質的因子。磁尖形配置的第二個有利效應為改良電漿的均勻性，因為原本將損失到壁中的高能量電子現在將被發射回到電漿中，其中高能量電子將經受新的電離碰撞，直到其將被熱化為止。
在設計磁尖形配置時，應特別注意磁體分離(magnet separation)。方程式10展示，通過減少尖形的數目，可減少損失分數，但同時場線到電漿量中的穿透加深。在一些實施例中，磁體210的寬度(Δ1
)約為10 mm。在一些實施例中，間隔物211的寬度(Δ2
)約為20 mm。在圖4B中繪示所測量的磁場強度(在壁表面上垂直的分量)對深度(χ)。實驗資料(發散圖)遵照在方程式12中所見的理論預測：
其在圖4B中用連續的虛線進行繪示。在上述方程式中，B0
為在磁體表面處的磁場強度，χ為在腔室壁上垂直的方向上的距離，Δ1
和Δ2
分別為磁體寬度和磁體分離。如在圖4C中所繪示，所得磁場形貌由鄰近腔室主體201的存在磁場(磁場強度在朝向壁的方向上增加)的狹窄區402以及中心無磁場區域403組成。為了實現良好的離子束均勻性，無磁場區403可優選延伸超過提取縫末端。對於本文所描述的實施例，在方位角型配置中使用具有20 mm磁體分離的10 mm磁體寬度，磁場強度從電漿腔室表面處的1.5 kGauss下降到在距離壁約3.5 cm處的零。取決於提取縫的數目，磁場穿透深度設定電漿腔室高度。在一個實施例中，高度約在150 mm與250 mm之間。此高度允許5個提取縫，其中每一者高度為3 mm並隔開約10 mm。如果使用不同數目的提取縫，那麼可相應調節高度。因此，基於上文給定的w和h的維度，存在高約8 cm且寬約60 cm無磁場的中心區。
圖5A和圖5B繪示在用於兩種不同前驅物氣體BF3
和PH3
的小外觀因子(ξ~0.32)電漿源的情況下作為輸入功率的函數獲得的所提取的離子束電流密度。如所預測的，在所提取的束電流(jextr
)與RF功率之間存在線性關係，其中對於BF3
和PH3
，斜率分別為大約4.06 mA/cm2
/kW和大約4.3 mA/cm2
/kW。高電流密度值證明RF功率到電漿的非常有效的耦合。假設大約3 eV的電子溫度將導致大約2.5×105
cm/s的BF2
離子博姆速度(vB
)。這將導致方程式13：
其中，e為基本電荷(elementary charge)。計算展示5 kW輸入RF功率下的大約5×1011
cm-3
的電漿密度(n)，即，接近最大可得到的電感耦合電漿(Inductively Coupled Plasma,ICP)密度。
根據所要的束電流和元素成分(elemental composition)，上文所描述的離子源允許改變所得的電漿密度和成分。更高RF功率和較低流率(低壓)將有利於前驅物氣體的更高分餾(fractionation)。更高流率(壓力)將有利於整體較高的電漿密度。取決於前驅物氣體的性質和所要的元素束成分，可選擇不同RF功率-氣壓(流率)。
本揭示的範圍不應受本文所描述的具體實施例限制。實際上，所屬領域的一般技術人員根據以上描述和附圖將瞭解(除本文所描述的那些實施例和修改外)本揭示的其他各種實施例和對本揭示的修改。因此，此類其他實施例和修改既定屬於本揭示的範圍內。此外，儘管已出於特定目的而在本文中在特定環境中的特定實施方案的情境中描述了本揭示，但所屬領域的一般技術人員將認識到，本揭示的效用不限於此，且可為了任何數目的用途在任何數目的環境中有利地實施本揭示。因此，應鑒於如本文所描述的本揭示的整個廣度和精神來解釋下文陳述的申請專利範圍。
100．．．ICP電漿源
101．．．介電圓柱
102．．．金屬凸緣
103．．．金屬凸緣
104．．．入口
105．．．電漿腔室/腔室
106．．．RF天線
107．．．開口
108．．．抽吸口
109．．．第二真空腔室
110．．．絕緣襯套
111．．．光學器件
200．．．ICP電漿源/電漿源/源
201．．．腔室主體/電漿腔室主體
202．．．介電窗
203．．．平面螺旋天線
204．．．面板
205．．．束提取縫/提取縫
205a．．．提取縫
205b．．．提取縫
205c．．．提取縫
206．．．開口
207．．．高溫碳氟化合物O形環
208．．．氣體入口
209．．．埠口
210．．．磁體
211．．．間隔物
212．．．磁軛
213．．．垂直中線
214．．．水平中線
217．．．電漿腔室後壁/後壁
218．．．腔室/電漿腔室
401．．．所得磁場線
402．．．狹窄區
403．．．中心無磁場區
圖1A說明習知技術的ICP源。
圖1B說明用於圖1A中所繪示的電漿源的徑向電漿密度輪廓。
圖2A繪示根據一個實施例的ICP電漿源的垂直剖面。
圖2B繪示根據一個實施例的ICP電漿源的水平剖面。
圖2C繪示根據一個實施例的ICP電漿源的正面圖。
圖2D繪示根據一個實施例的具有一個提取縫的ICP電漿源的端視圖。
圖2E繪示根據另一實施例的具有三個提取縫的ICP電漿源的端視圖。
圖3A繪示根據第二實施例的具有軸向尖磁場幾何形狀的ICP電漿源的垂直剖面。
圖3B繪示根據第二實施例的具有軸向尖磁場幾何形狀的ICP電漿源的水平剖面。
圖3C繪示根據第二實施例的具有軸向尖磁場幾何形狀的ICP電漿源的正面圖。
圖4A繪示尖場配置中的磁體和間隔物位移以及磁場線。
圖4B繪示在垂直於腔室壁的方向上到電漿腔室中的磁場穿透深度。
圖4C繪示在電漿腔室中的無磁場區。
圖5A繪示用於BF3
電漿的所提取的離子束電流。
圖5B繪示用於PH3
電漿的所提取的離子束電流。
200．．．ICP電漿源/電漿源/源
201．．．腔室主體/電漿腔室主體
202．．．介電窗
203．．．平面螺旋天線
204．．．面板
205．．．束提取縫/提取縫
206．．．開口
207．．．高溫碳氟化合物O形環
208．．．氣體入口
209．．．埠口
210．．．磁體
212．．．磁軛
213．．．垂直中線
217．．．電漿腔室後壁/後壁
218．．．腔室/電漿腔室
Claims (20)
- 一種用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，包括：腔室，包括腔室主體，包括頂部表面、底部表面以及側表面，所述腔室主體具有長度、深度以及高度，其中所述高度定義為所述頂部表面與所述底部表面之間的距離，所述長度定義為所述側表面之間的距離，且其中所述高度小於所述長度；介電窗；以及端，與所述介電窗相對且具有至少一個細長的提取縫，所述細長的提取縫平行於所述頂部表面以及所述底部表面且由所述頂部表面以及所述底部表面對稱隔開，所述細長的提取縫從所述側表面之間延伸以提取帶離子束，其中所述深度定義為所述介電窗與所述端之間的距離；至少一個氣體入口，配置於所述腔室主體的所述頂部表面與所述底部表面的至少一者中，以允許氣體流動到所述腔室中；細長的平面螺旋天線，經配置以在所述腔室中激發所述氣體以形成電漿，所述天線接近所述介電窗定位且平行於所述介電窗；以及提取光學器件，接近所述細長的提取縫定位以通過所述細長的提取縫從所述電漿中提取離子。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，更包括接近所述頂部表面、所述底部表面以及所述側表面的磁約束結構。
- 如申請專利範圍第2項所述之用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，其中所述磁約束結構包括：包括磁性材料的軛；多個磁體；以及定位於所述多個磁體的每一者之間的一個或多個非磁性間隔物。
- 如申請專利範圍第3項所述之用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，其中佈置所述多個磁體使得一個磁體的北極面向所述腔室，且鄰近磁體的南極面向所述腔室。
- 如申請專利範圍第3項所述之用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，其中所述磁體的較長維度沿著所述腔室主體的周邊定向。
- 如申請專利範圍第3項所述之用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，其中所述磁體的較長維度沿著所述腔室主體的深度定向。
- 如申請專利範圍第2項所述之用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，其中所述磁約束結構在所述腔室內形成磁場，以及基於所述細長的提取縫的所要的數量以及磁場穿透深度來確定所述高度。
- 如申請專利範圍第2項所述之用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，其中所述磁約束結構在所述腔室內形成磁場，以及確定所述高度的最小值使得在所述腔室的對應於垂直中線的那部分內不存在磁場。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於提取帶離子束 的電感耦合電漿源，其中基於所述天線對於電漿的所述最佳產生來確定所述深度。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，其中基於所述帶離子束的所要的寬度來確定所述長度。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，其中沿著水平中線定位所述氣體入口。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，其中所述天線在13.56MHz下被供給能量。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，其中所述天線在0.46MHz、2.0MHz、27MHz或60MHz下被供給能量。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，其中所述腔室主體包括八角形，其中一錐形表面將所述頂部表面與所述底部表面附接到所述側表面中的每一者。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，其中所述腔室主體的所述側表面包括附接到所述頂部表面以及所述底部表面的半圓柱體。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，其中所述細長的平面螺旋天線包括直的部分與匝，且所述直的部分與所述細長的提取縫平行。
- 如申請專利範圍第16項所述之用於提取帶離子 束的電感耦合電漿源，其中所述直的部分比所述細長的提取縫的最長維度更長。
- 一種用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，包括：腔室，包括腔室主體，所述腔室主體包括頂部表面、底部表面以及兩個側表面且具有八角形的剖面，其中一錐形表面將所述頂部表面附接到所述側表面中的每一者，一錐形表面將所述底部表面附接到所述側表面中的每一者，其中所述腔室主體具有長度、深度以及高度，其中所述高度定義為所述頂部表面與所述底部表面之間的距離，所述長度定義為所述兩個側表面之間的距離，且其中所述高度小於所述長度；介電窗；以及端，與所述介電窗相對且具有至少一個細長的提取縫，所述細長的提取縫平行於所述頂部表面以及所述底部表面且由所述頂部表面以及所述底部表面對稱隔開，所述細長的提取縫從所述側表面之間延伸以提取帶離子束，其中所述深度定義為所述介電窗與所述端之間的距離；至少一個氣體入口，配置於所述腔室主體的所述頂部表面與所述底部表面的至少一者中，以允許氣體流動到所述腔室中；細長的平面螺旋天線，經配置以在所述腔室中激發所述氣體以形成電漿，所述天線接近所述介電窗定位且平行於所述介電窗；磁約束結構，配置為沿著且接近所述頂部表面、所述 底部表面、所述錐形表面以及所述兩個側表面；以及提取光學器件，接近所述細長的提取縫定位以通過所述細長的提取縫從所述電漿中提取離子。
- 如申請專利範圍第18項所述之用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，其中所述細長的平面螺旋天線包括直的部分與匝，所述直的部分與所述細長的提取縫平行，且所述直的部分比所述細長的提取縫的最長維度更長。
- 一種用於提取帶離子束的電感耦合電漿源，包括：腔室，包括腔室主體，所述腔室主體包括頂部表面、底部表面以及兩個側表面且具有八角形的剖面，其中一錐形表面將所述頂部表面附接到所述側表面中的每一者，一錐形表面將所述底部表面附接到所述側表面中的每一者，其中所述腔室主體具有長度及高度，其中所述高度在150mm與250mm之間，且所述長度在600mm與700mm之間；介電窗；以及端，與所述介電窗相對、與所述窗分離100mm與200mm之間且具有至少一個細長的提取縫，所述細長的提取縫平行於所述頂部表面以及底部表面且由所述頂部表面以及所述底部表面對稱隔開，所述細長的提取縫從所述側表面之間延伸以提取帶離子束；至少一個氣體入口，配置於所述腔室主體的所述頂部表面與所述底部表面的至少一者中，以允許氣體流動到所述腔室中； 細長的平面螺旋天線，其在13.56MHz下被供給能量，其經配置以在所述腔室中激發所述氣體以形成電漿，所述天線接近所述介電窗定位且平行於所述介電窗；磁約束結構，接近所述頂部表面、所述底部表面、所述錐形表面以及所述兩個側表面；以及提取光學器件，接近所述細長的提取縫定位以通過所述細長的提取縫從所述電漿中提取離子。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/767,125 US8590485B2 (en) | 2010-04-26 | 2010-04-26 | Small form factor plasma source for high density wide ribbon ion beam generation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201142894A TW201142894A (en) | 2011-12-01 |
| TWI471889B true TWI471889B (zh) | 2015-02-01 |
Family
ID=44121021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW100114286A TWI471889B (zh) | 2010-04-26 | 2011-04-25 | 用於提取帶離子束的電感耦合電漿源 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8590485B2 (zh) |
| JP (1) | JP5645178B2 (zh) |
| KR (1) | KR101502536B1 (zh) |
| CN (1) | CN102934195B (zh) |
| TW (1) | TWI471889B (zh) |
| WO (1) | WO2011139587A1 (zh) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103094038B (zh) | 2011-10-27 | 2017-01-11 | 松下知识产权经营株式会社 | 等离子体处理装置以及等离子体处理方法 |
| US8901820B2 (en) * | 2012-01-31 | 2014-12-02 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Ribbon antenna for versatile operation and efficient RF power coupling |
| US8809803B2 (en) * | 2012-08-13 | 2014-08-19 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Inductively coupled plasma ion source with multiple antennas for wide ion beam |
| JP5861045B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2016-02-16 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | プラズマ処理装置及び方法 |
| JP6037292B2 (ja) * | 2013-08-20 | 2016-12-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| US9852887B2 (en) | 2013-08-23 | 2017-12-26 | Advanced Ion Beam Technology, Inc. | Ion source of an ion implanter |
| US9384937B2 (en) * | 2013-09-27 | 2016-07-05 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | SiC coating in an ion implanter |
| JP6294182B2 (ja) * | 2014-07-30 | 2018-03-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | イオンガン及びイオンミリング装置、イオンミリング方法 |
| JP6220749B2 (ja) | 2014-07-30 | 2017-10-25 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | イオンガン及びイオンミリング装置、イオンミリング方法 |
| KR102293196B1 (ko) * | 2014-07-31 | 2021-08-25 | 주식회사티티엘 | 기판처리장치 |
| CN108271309B (zh) * | 2016-12-30 | 2020-05-01 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 一种电感耦合等离子处理装置 |
| US10468226B1 (en) * | 2018-09-21 | 2019-11-05 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Extraction apparatus and system for high throughput ion beam processing |
| CN110039383A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-23 | 苏州至臻精密光学有限公司 | 一种射频离子源 |
| US11525312B2 (en) * | 2020-04-06 | 2022-12-13 | John Barry Desormeaux, SR. | Oilfield casing centralization tool |
| CN113314430B (zh) * | 2021-01-05 | 2024-04-16 | 长江存储科技有限责任公司 | Cmp工艺中的监测方法以及监测系统 |
| CN113278930B (zh) * | 2021-04-25 | 2023-04-18 | 北京航空航天大学合肥创新研究院(北京航空航天大学合肥研究生院) | 一种纳米团簇的束流密度控制装置及其使用方法 |
| WO2023178004A1 (en) * | 2022-03-14 | 2023-09-21 | The Trustees Of Princeton University | Planar coil stellarator |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6271529B1 (en) * | 1997-12-01 | 2001-08-07 | Ebara Corporation | Ion implantation with charge neutralization |
| US20030193294A1 (en) * | 2002-04-04 | 2003-10-16 | Wahlin Erik Karl Kristian | Multi-grid ion beam source for generating a highly collimated ion beam |
| JP2004158272A (ja) * | 2002-11-06 | 2004-06-03 | Shimadzu Corp | 高周波誘導結合プラズマ源および高周波誘導結合プラズマ装置 |
| TW200809902A (en) * | 2006-03-20 | 2008-02-16 | Sen Corp An Shi And Axcelis Company | Method of uniform generation of plasma in an ion source apparatus and an ion source apparatus |
| TW201012310A (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-16 | Varian Semiconductor Equipment | High density helicon plasma source for wide ribbon ion beam generation |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6443960A (en) | 1987-08-08 | 1989-02-16 | Sumitomo Heavy Industries | Ion generating device |
| US4990229A (en) | 1989-06-13 | 1991-02-05 | Plasma & Materials Technologies, Inc. | High density plasma deposition and etching apparatus |
| US5122251A (en) | 1989-06-13 | 1992-06-16 | Plasma & Materials Technologies, Inc. | High density plasma deposition and etching apparatus |
| US5767628A (en) * | 1995-12-20 | 1998-06-16 | International Business Machines Corporation | Helicon plasma processing tool utilizing a ferromagnetic induction coil with an internal cooling channel |
| US7118996B1 (en) | 1996-05-15 | 2006-10-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Apparatus and method for doping |
| US5759280A (en) * | 1996-06-10 | 1998-06-02 | Lam Research Corporation | Inductively coupled source for deriving substantially uniform plasma flux |
| US6203657B1 (en) * | 1998-03-31 | 2001-03-20 | Lam Research Corporation | Inductively coupled plasma downstream strip module |
| US6504159B1 (en) * | 1999-09-14 | 2003-01-07 | International Business Machines Corporation | SOI plasma source ion implantation |
| EP1329947B1 (en) * | 2000-09-01 | 2012-07-04 | Shin-Etsu Chemical Company, Ltd. | Magnetic field generator for magnetron plasma, and plasma etching apparatus and method comprising the magnetic field generator |
| GB0131097D0 (en) * | 2001-12-31 | 2002-02-13 | Applied Materials Inc | Ion sources |
| US6664548B2 (en) * | 2002-05-01 | 2003-12-16 | Axcelis Technologies, Inc. | Ion source and coaxial inductive coupler for ion implantation system |
| US7176469B2 (en) | 2002-05-22 | 2007-02-13 | The Regents Of The University Of California | Negative ion source with external RF antenna |
| US20070137576A1 (en) * | 2005-12-19 | 2007-06-21 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Technique for providing an inductively coupled radio frequency plasma flood gun |
| JP2008305666A (ja) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | イオン注入装置 |
| KR20100006009A (ko) * | 2008-07-08 | 2010-01-18 | 주성엔지니어링(주) | 반도체 제조 장치 |
-
2010
- 2010-04-26 US US12/767,125 patent/US8590485B2/en active Active
-
2011
- 2011-04-21 KR KR1020127030895A patent/KR101502536B1/ko active IP Right Grant
- 2011-04-21 CN CN201180027850.5A patent/CN102934195B/zh active Active
- 2011-04-21 JP JP2013508105A patent/JP5645178B2/ja active Active
- 2011-04-21 WO PCT/US2011/033457 patent/WO2011139587A1/en active Application Filing
- 2011-04-25 TW TW100114286A patent/TWI471889B/zh active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6271529B1 (en) * | 1997-12-01 | 2001-08-07 | Ebara Corporation | Ion implantation with charge neutralization |
| US20030193294A1 (en) * | 2002-04-04 | 2003-10-16 | Wahlin Erik Karl Kristian | Multi-grid ion beam source for generating a highly collimated ion beam |
| JP2004158272A (ja) * | 2002-11-06 | 2004-06-03 | Shimadzu Corp | 高周波誘導結合プラズマ源および高周波誘導結合プラズマ装置 |
| TW200809902A (en) * | 2006-03-20 | 2008-02-16 | Sen Corp An Shi And Axcelis Company | Method of uniform generation of plasma in an ion source apparatus and an ion source apparatus |
| TW201012310A (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-16 | Varian Semiconductor Equipment | High density helicon plasma source for wide ribbon ion beam generation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130102459A (ko) | 2013-09-17 |
| WO2011139587A1 (en) | 2011-11-10 |
| US20110259269A1 (en) | 2011-10-27 |
| US8590485B2 (en) | 2013-11-26 |
| CN102934195A (zh) | 2013-02-13 |
| JP2013527970A (ja) | 2013-07-04 |
| TW201142894A (en) | 2011-12-01 |
| KR101502536B1 (ko) | 2015-03-13 |
| CN102934195B (zh) | 2015-07-29 |
| JP5645178B2 (ja) | 2014-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI471889B (zh) | 用於提取帶離子束的電感耦合電漿源 | |
| JP5610543B2 (ja) | イオンソース | |
| TWI467615B (zh) | 離子源與調整離子束均一性的方法 | |
| US7863582B2 (en) | Ion-beam source | |
| KR102031578B1 (ko) | 자기 한정 및 패러데이 차폐를 갖는 유도 결합형 rf 플라즈마 소스 | |
| JP2005514762A (ja) | 加工物をプラズマ処理するための磁気フィルタを備える方法および装置 | |
| US8760054B2 (en) | Microwave plasma electron flood | |
| US20130305988A1 (en) | Inline Capacitive Ignition of Inductively Coupled Plasma Ion Source | |
| KR20090037343A (ko) | 자화된 유도결합형 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 발생방법 | |
| TW201521070A (zh) | 用於將電子提供到基底的裝置和離子植入系統 | |
| JP6309899B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
| KR20110006070U (ko) | 자화된 유도결합형 플라즈마 처리장치 | |
| KR101446554B1 (ko) | 다중 방전관 어셈블리를 갖는 플라즈마 챔버 | |
| WO2013096517A1 (en) | Method and apparatus for radio frequency (rf) discharge with control of plasma potential distribution |