(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部表面とイオンビーム引出し用のアパーチャとを有し、前記内部表面から堆積物を除去するクリーニングガスを受け取るイオンソースチャンバと、
前記イオンソースチャンバの外部において前記アパーチャに近接した位置にあり、前記アパーチャを通り抜ける前記イオンビームに対する引出し用の通路を提供する少なくとも１つのスロットを有する電極と、
前記アパーチャに対して変位するように構成される前記電極において、前記スロットから離れた位置に設けられる抑制プラグと
を備え、
前記抑制プラグは、前記アパーチャの形状に対応する、前記アパーチャに向かって突出する曲面を有し、前記アパーチャに係合するように変位し、
前記イオンソースチャンバは前記アパーチャを囲むテーパー状の端部を有し、前記テーパー状の端部に形成された傾斜面は前記抑制プラグに対向し、
前記電極が第１の位置にある場合、前記抑制プラグは、前記スロットを通した前記イオンビームの引出しを妨げず、
前記電極が第２の位置にある場合、前記抑制プラグは、前記アパーチャからの前記イオンビームの引出しを少なくとも部分的に妨げ、前記イオンソースチャンバ内の圧力を増加させるイオン注入装置。
【請求項２】
前記電極は抑制電極である請求項１に記載のイオン注入装置。
【請求項３】
前記スロットは、高エネルギーイオンビーム引出し用の第１スロットであり、
前記電極は、前記第１スロットから離れた位置に配置される低エネルギーイオンビーム引出し用の第２スロットをさらに有し、
前記抑制プラグは、前記第１スロットと前記第２スロットとの間に配置され、高エネルギーイオンビームを引き出す場合、前記電極の前記第１スロットが前記アパーチャと並ぶように変位し、低エネルギーイオンビームを引き出す場合、前記電極の前記第２スロットがアパーチャと並ぶように変位する請求項１または２に記載のイオン注入装置。
【請求項４】
前記スロットは、高エネルギーイオンビーム引出し用の第１スロットであり、
前記電極は、前記第１スロットから離れた位置に配置される低エネルギーイオンビーム引出し用の第２スロットをさらに有し、
前記抑制プラグは、前記第１スロットからの距離がｘかつ前記第２スロットからの距離がｙである前記電極の第１端部に設けられ、ｘ＞ｙである請求項１または２に記載のイオン注入装置。
【請求項５】
前記電極は抑制電極であり、
前記イオンソースチャンバから前記抑制電極よりも下流側に位置する接地電極をさらに備える請求項１から４の何れか１項に記載のイオン注入装置。
【請求項６】
前記スロットは、低エネルギーイオンビーム引出し用の第１スロットであり、
前記電極は、前記第１スロットから離れた位置に配置される高エネルギーイオンビーム引出し用の第２スロットをさらに有し、
前記抑制プラグは、前記第１スロットからの距離がｘかつ前記第２スロットからの距離がｙである前記電極の第１端部に設けられ、ｘ＜ｙである請求項１または２に記載のイオン注入装置。
【請求項７】
内部表面とイオンビーム引出し用のアパーチャとを有し、前記内部表面から堆積物を除去するクリーニングガスを受け取るイオンソースチャンバと、
前記イオンソースチャンバの外部において前記アパーチャに近接した位置にあり、前記アパーチャを通り抜ける前記イオンビームに対する引出し用の通路を提供する少なくとも１つのスロットを有する電極と、
前記アパーチャに対して変位するように構成される前記電極と一体成形され、前記スロットから離れた位置に設けられる抑制プラグと
を備え、
前記抑制プラグは、前記アパーチャの形状に対応する、前記アパーチャに向かって突出する曲面を有し、前記アパーチャに係合するように変位し、
前記イオンソースチャンバは前記アパーチャを囲むテーパー状の端部を有し、前記テーパー状の端部に形成された傾斜面は前記抑制プラグに対向し、
前記電極が第１の位置にある場合、前記抑制プラグは、前記スロットを通した前記イオンビームの引出しを妨げず、
前記電極が第２の位置にある場合、前記抑制プラグは、前記アパーチャからの前記イオンビームの引出しを少なくとも部分的に妨げ、前記チャンバ内の圧力を増加させるイオン注入装置。
【請求項８】
前記電極の位置は、前記第１の位置と前記第２の位置との間で周期的に調整される請求項１から７の何れか１項に記載のイオン注入装置。
【請求項９】
前記電極が前記第２の位置よりも前記アパーチャに近い第３の位置にある場合、前記抑制プラグは前記アパーチャと係合する請求項１から８の何れか１項に記載のイオン注入装置。
【請求項１０】
前記電極の位置は、前記第１の位置、前記第２の位置、および前記第３の位置の間で周期的に調整される請求項９に記載のイオン注入装置。
【請求項１１】
イオン注入装置のイオンソースチャンバをクリーニングする方法であって、
前記イオンソースチャンバにクリーニングガスを導入する段階と、
前記イオンソースチャンバ内で前記クリーニングガスをイオン化する段階と、
電極に付随する抑制プラグが引出し用アパーチャの近傍に位置し、前記イオンソースチャンバからの前記クリーニングガスの引出しを少なくとも部分的に妨げ、前記イオンソースチャンバ内の圧力を高めるよう、前記電極に付随する前記抑制プラグを前記イオンソースチャンバの前記アパーチャと並べる段階と
を備え、
前記抑制プラグは、前記アパーチャの形状に対応する、前記アパーチャに向かって突出する曲面を有し、前記アパーチャに係合するように変位し、
前記イオンソースチャンバは前記アパーチャを囲むテーパー状の端部を有し、前記テーパー状の端部に形成された傾斜面は前記抑制プラグに対向する
方法。
【請求項１２】
前記イオンソースチャンバからの前記クリーニングガスの引出しをさらに抑制する、または可能とするように、前記アパーチャに対する前記抑制プラグの近接度を調整する段階をさらに備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記アパーチャに対する前記抑制プラグの近接度を、前記抑制プラグによって前記アパーチャを閉じる第１の位置から、前記イオンソースチャンバから前記アパーチャを通して前記クリーニングガスが排出するよう前記抑制プラグが前記アパーチャから特定の距離にある第２の位置まで調整する段階をさらに備える請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
エッチングされた堆積物と共にイオン化したクリーニングガスを前記イオンソースチャンバから排出する段階をさらに備える請求項１１から１３の何れか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記電極に付随する前記抑制プラグを前記イオンソースチャンバの引出し用前記アパーチャと並べる前記段階は、前記イオンソースチャンバに前記クリーニングガスを導入する間に行われる請求項１１から１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記クリーニングガスを前記イオンソースチャンバに導入する間、前記イオンソースチャンバの温度を制御する段階をさらに備える請求項１１から１５の何れか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記イオンソースチャンバへの前記クリーニングガスの流量を制御する段階をさらに備える請求項１１から１６の何れか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記電極は前記アパーチャ側へ湾曲した前記スロットを有する請求項１から１０の何れか１項に記載のイオン注入装置。
【請求項１９】
前記電極は前記アパーチャ側へ湾曲したスロットを有する請求項１１から１７の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体デバイス製造分野に関する。本発明は、より具体的には、イオン注入装置において使用されるイオンソースチャンバをクリーニングする装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入は、所望のデバイス特性を得るため、半導体基板に不純物イオンをドープするために使用される工程である。イオンビームが、イオンソースチャンバから基板に向けて照射される。基板中への注入の深さは、イオン注入エネルギーおよびソースチャンバで発生されたイオンの質量に基づいている。通常イオン注入装置は、特定種類のイオンを発生するイオンソースチャンバと、イオンビームを制御するための一連のビームライン部と、イオンビームを受け取るウェハを固定するためのプラテンとを有する。ビームライン部は、ソースチャンバからイオンを引き出すための一連の電極と、所望の質量対電荷比を持つイオンだけが通ることができるように特定の磁場で構成された質量分析器と、ウェハ基板にイオンを注入するために、イオンビームに対して直交するようにウェハ表面上をスキャンされるリボンビームを与える補正磁石とを有してよい。基板中の電子および核と衝突してイオンはエネルギーを失い、加速エネルギーに基づいて基板中の所望の深さで静止する。
【０００３】
イオンソースチャンバは、通常、チャンバに導入される供給ガスをイオン化し、荷電イオンおよび電子（プラズマ）を形成する加熱フィラメントを有する。加熱部は、例えば間接加熱カソード（ＩＨＣ）であってよい。特定のドーパント特性を有するイオンビームを得るために、様々な供給ガスがイオンソースチャンバに供給される。例えば、比較的高いチャンバ温度でＨ２、ＢＦ３、ＡｓＨ３を導入すると、高注入エネルギーを持った単原子に分解される。高注入エネルギーとは、通常２０ｋｅＶより大きな値に使われている。極浅（ｕｌｔｒａ−ｓｈａｌｌｏｗ）イオン注入では、デカボランやカルボラン等のより重い荷電分子を、低いチャンバ温度でソースチャンバに導入するが、これにより、より低い注入エネルギーを有するイオン化分子の分子構造が維持される。低注入エネルギーとは、通常２０ｋｅＶより小さな値に使われている。ある種のイオンチャンバは、異なる供給ガスおよび引出し部を使用することによって、単原子あるいは重い分子種のどちらかを供給するように構成されている。あるいは、ある種のイオンチャンバは、様々な引出し部を使用することにより、半導体基板に注入するための高注入エネルギー単原子、並びに低エネルギー注入分子の両者を供給できるように構成されている。しかしながら、特定の供給ガスをソースチャンバに供給して所望のイオン種を生成する場合に、イオン性あるいは中性の、望ましくない付加的な種も生成されることがある。こうした望ましくない種は、通常、蒸気圧が非常に低く、凝縮して、ソースチャンバの内部表面に付着することがある。例えば、ホスフィン（ＰＨ３）をソースチャンバに供給する場合、リン（Ｐ）を含む堆積物がチャンバ壁に形成されることがある。デカボランおよびカルボラン等の重い分子をソースチャンバに供給する場合、ソースチャンバ壁および電極への望ましくない堆積物は、より顕著になる。これらの固体堆積物は、チャンバ壁の電気的特性を変化させ（電圧の不安定性）、また、イオンを引き出すためのチャンバアパーチャと干渉して、不安定なイオンソースの動作や、不均一なビーム引出しを引き起こす可能性がある。さらに、１つのサイクル中においてあるタイプの供給ガスを使用することが、異なる供給ガスを使用するその後のサイクルに対してソースチャンバを汚染するような場合には、ドーパントのクロスコンタミネーションが起こり得る。単原子を発生するソースチャンバは、クリーニングが必要となるまでに１週間からそれ以上運転されることがある。これに対して、より重い分子種を発生するソースチャンバは、わずか数時間の動作の後にクリーニングが必要となることがある。従って、単原子および分子種の両方のモードで動作するソースチャンバは、より頻繁なクリーニングが必要となり得る。
【０００４】
イオンソースチャンバのクリーニングに使用される方法の１つには、例えば三フッ化窒素（ＮＦ３）あるいは六フッ化硫黄（ＳＦ６）等のクリーニングガスを導入することが含まれるが、これらのクリーニングガスは、プラズマ助長化学反応によって望ましくない堆積物質をエッチング除去し、ガスとしてソースチャンバから排出する。これらのクリーニングガスの導入はｉｎ  ｓｉｔｕで行われ、ドーパント種と同時に導入されるか、あるいは装置の休止時および／または種の変更の間に別個にクリーニングプラズマとして導入されてよい。安定したイオンソースの動作を提供し、クロスコンタミネーションを避けるために、ある種の望ましくない堆積物を除去するためには、４〜５ものクリーニングサイクルが必要となる場合がある。従って、効率を増大させ、不必要な装置休止時間を減少させるために、チャンバクリーニングを向上させることが望ましい。チャンバ内の反応温度および供給ガスの流量を変更することにより、クリーニングプロセスを調整することができる。さらに、クリーニングサイクル中にチャンバ内圧を上げることは、クリーニングプロセスを向上させる別の方法である。より高い圧力でのプラズマ反応は、通常、効果的な堆積物エッチング剤である活性中性種（例えばＦ＊）の生成を促進する。しかしながら、例えばソースチャンバアパーチャを通したガスの損失のために、十分に高いレベルまでソースチャンバ内の圧力を上げることは困難である。さらに、分子ビームを引出すプロセスにおいて特に重要なことだが、引出し電流はアパーチャの面積に比例するので、クリーニング中にチャンバの圧力を高めるためにアパーチャを縮小することはできない。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の例示的な実施形態は、イオン注入装置のイオンソースチャンバをクリーニングする装置および方法に向けられている。例示的な実施形態においては、イオン注入装置は、内部表面とイオンビームを引出すためのアパーチャとを有するイオンソースチャンバを備える。イオンソースチャンバは、チャンバの内部表面に形成される堆積物を除去するためのクリーニングガスを受け取るように構成される。イオンソースチャンバの外部に位置しアパーチャに近接した電極は、ソースチャンバアパーチャを通り抜けるイオンビームに対する引出し通路を提供する、少なくとも１つのスロットを有する。抑制プラグが電極に設置されるが、スロットからは離れている。抑制プラグは、イオンソースアパーチャの形状に対応する、アパーチャに向かって突出する曲面を有し、イオンソースアパーチャに係合するように変位する。イオンソースチャンバはアパーチャを囲むテーパー状の端部を有し、テーパー状の端部に形成された傾斜面は抑制プラグに対向する。電極は、イオンソースアパーチャに対して変位するように構成される。第１の位置においては、抑制プラグは、イオンビームがスロットを通して妨げられることなく引出されることを可能にする。第２の位置においては、抑制プラグは、ソースチャンバアパーチャからのイオンビームの引出しを少なくとも部分的に妨げ、チャンバ内の圧力を増加させる。このようにして、クリーニングガスの流量がチャンバ内に導入されるに連れてイオンソースチャンバ内の圧力が高まり、プラズマ助長化学反応によるクリーニング効率を高める。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態に従った、イオンソースと、抑制プラグが配置された引出し電極の断面ブロック図である。
【０００７】
【図２】本発明の実施形態に従った、イオンソースから引出されるイオンビームを示す断面ブロック図である。
【０００８】
【図３】本発明の実施形態に従った、抑制プラグとイオンソースの引出し用アパーチャとの係合を示す断面ブロック図である。
【０００９】
【図４】本発明の実施形態に従った、抑制電極の第１端部に配置された抑制プラグを示す断面ブロック図である。
【００１０】
【図５】本発明の実施形態に従った、イオンソースから引出されるイオンビームを示す断面ブロック図である。
【００１１】
【図６】本発明の実施形態に従った、抑制プラグとイオンソースの引出し用アパーチャとの係合を示す断面ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明の好ましい実施形態が示された添付の図面を参照して、以下に、本発明をより詳細に記載する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で実施することができ、ここに説明されている実施形態に限定して解釈されるべきではない。むしろこれらの実施形態は、この記載を完全なものとし、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるために提供されるものである。図面において、類似の番号は終始類似の要件を指している。
【００１３】
図１は、基板へ注入するイオンを生成するために使用されるイオンソースチャンバ１０を概略的に説明する断面ブロック図である。チャンバ１０は、チャンバに導入される供給ガスをイオン化してイオンおよび電子（プラズマ）を形成する加熱フィラメント（図示せず）を有する。ソースチャンバ１０はアパーチャ１１を有し、アパーチャを通してイオンを引き出すことができる。イオンは、電場を形成するために使用されるアークスロット（ａｒｃ  ｓｌｏｔ）電極１５、抑制電極２０、および接地電極２５を備える標準的な３電極構造によってソースチャンバ１０から引き出される。図１−６において抑制電極２０は、接地電極２５から離れた位置にあるように示されているが、これは説明を目的とするためだけであり、電極同士は絶縁体によって互いに物理的に接している。アークスロット電極１５は、イオンソースチャンバ１０と同じ大きさの電位にバイアスされてよい。抑制電極２０は、電源に接続され、通常は適度な負の値にバイアスされており、電子が戻ってソースチャンバ１０に入ることを防止している。接地電極２５は、抑制電極２０よりも下流側に位置し、接地電位にある。電極により発生される電場の強さは、チャンバ１０で発生するイオンから特定のタイプのイオンビームを引き出すために、所望のビーム電流に調整することができる。
【００１４】
電極２０および２５は、高エネルギー注入および低エネルギー注入の両者に使用することのできるデュアルモード電極である。特に、抑制電極２０は、ソースチャンバ１０内で生成されるイオンが通り抜ける複数のスロット２１、２２を有する。スロット２１は低エネルギー（ＬＥ）イオン引出しを最適化するように構成されてよく、一方スロット２２は高エネルギー（ＨＥ）イオン引出しを最適化するように構成されてよい。同様に、接地電極２５は、それぞれ低エネルギーイオン引出し用、および高エネルギーイオン引出し用に構成されてよいスロット２６、２７を有する。チャンバアパーチャ１１とスロット２１あるいは２２との距離は、引出しギャップと呼ばれ、引出されるべき所望のイオン種に応じて調整されてよい。電極２０および２５は、ＨＥスロットあるいはＬＥスロットを通して最大量のイオンビーム電流を引出すように、ｙ−ｚ平面において、ソースチャンバ１０に対して変位することができる。電極２０および２５のこの変位量は、アクチュエータ、コントローラ、およびユーザインターフェイスシステム（図示せず）を使用して実行することができる。
【００１５】
高エネルギービームを引出す場合、抑制電極２０と接地電極２５とは、抑制電極２０のスロット２２および接地電極２５のスロット２７がチャンバアパーチャ１１と並ぶようにｙ方向に変位する。低エネルギービームを引出す場合、抑制電極２０と接地電極２５とは、抑制電極２０のスロット２１および接地電極２５のスロット２６がチャンバアパーチャ１１と並ぶようにｙ方向に変位する。抑制電極２０はさらに、スロット２１と２２との間に配置される抑制プラグ２３を備える。抑制プラグ２３は、ソースチャンバ１０のアパーチャ１１の形状に対応する形を持つように構成される。抑制プラグ２３は、抑制電極２０と一体的に形成されてよく、また、例えばタングステンで作られてよい。抑制プラグ２３は、スロット２１および２２の間であって両者から十分離れて構成されなければならない。これは、これらのスロットの一方がアパーチャ１１と並んだ場合に、抑制プラグ２３がソースチャンバ１０から引出されるイオンビームと干渉しないようにするためである。この様子は図２に示されており、抑制電極２０の低エネルギースロット２１および接地電極２５の低エネルギースロット２６を通して、チャンバ１０からイオンビーム３０を引出す様子を示している。低エネルギースロット２１と高エネルギースロット２２との間の抑制プラグ２３の位置はビーム３０とは干渉せず、スロット２１付近の等電位線を変化させない。また従って、関連するビーム光学系を損なわない。あるいは、抑制電極２０および接地電極２５は、高エネルギースロット２２および２７をそれぞれ通してイオンビームを引出すようにソースチャンバ１０と並べられてもよい。さらに、抑制プラグ２３は、低エネルギースロット２１と高エネルギースロット２２との間に配置され、高エネルギースロット２２および２７を通して引出されるイオンビームと干渉しない。上記の記載は、抑制プラグ２３をデュアルモード電極２０および２５と使用する場合を参照しているが、抑制プラグ２３は、単一モードの抑制電極と使用するように構成されてもよい。単一モードの抑制電極と使用される抑制プラグは、単一モードのスロットを通して引出されるイオンビームと干渉しないように位置する。
【００１６】
図３は、ソースチャンバクリーニング中における、抑制プラグ２３と引出し用アパーチャ１１との係合を示す断面ブロック図である。特に、抑制電極２０は、抑制プラグ２３がソースアパーチャ１１と並ぶようにｙ方向に変位する。抑制電極２０はさらに、抑制プラグ２３がソースチャンバアパーチャ１１と係合し、アパーチャ１１を通したガスの導入量を調整するように、ｚ方向に十分に変位する。抑制プラグ２３が一旦ソースアパーチャ１１上に、あるいはアパーチャ１１の極近傍に位置すると、クリーニングガス（例えば三フッ化窒素（ＮＦ３）あるいは六フッ化硫黄（ＳＦ６））がイオンソースチャンバ１０に供給される。これによって、ソースチャンバ１０の内部においてプラズマ助長化学反応が起こり、望ましくない堆積物質をチャンバの内壁からエッチング除去する。例えば、三フッ化窒素（ＮＦ３）はクリーニングガスとして使用される代表例であり、ＮＦ３が窒素原子とフッ素原子とへ解離し、反応性フッ素原子が生成される。これらの反応性準安定原子は、チャンバ１０の内壁にある望ましくない堆積物と反応する。抑制プラグ２３がアパーチャ１１の近傍に位置することにより、ソースチャンバ１０内のガス圧は、与えられた流量で十分に高められる。チャンバ圧力を、典型的な圧力範囲よりも十分に高い圧力である１００−１０００ｍＴｏｒｒの間に上げることにより、より良好なクリーニング効率が得られることを見出した。最適なクリーニングのためにソースチャンバ１０内に必要な圧力に応じて、抑制プラグ２３の位置を調整することができる。例えば、クリーニングに対して中程度の圧力が必要な場合は、アパーチャ１１と抑制プラグ２３との間に適度なギャップを設定することで、ソースチャンバ１０内の圧力を増大させるとともに、エッチングガスをリークさせることができる。クリーニングに対して最大の圧力が必要な場合には、抑制プラグ２３の位置を、例えば、ガスがリークしないようにアパーチャ１１を完全に閉じた位置と、エッチングされガス状となった堆積物質がチャンバ１０からリークするようにアパーチャ１１からいくらかの距離を持った位置との間で、クリーニングプロセスの間周期的に調整することができる。アパーチャ１１に近づいたり離れたりする抑制プラグ２３の周期的な動きは、クリーニングプロセスの間、例えば毎分１−１００回調整されてよい。イオンビームと反応したクリーニングガスはアパーチャ１１を通して排出され、ガス状の廃棄流によって望ましくない堆積物が除去される。抑制電極２０の一部分として抑制プラグ２３を導入することによって、ソースチャンバ１１に対する高価な改造を避けることや、あるいはクリーニング中にチャンバ内の圧力を高めるために使用される、チャンバと電極との間に設置される機械的装置を付加することを避けることができる。このようにして、抑制電極２０の構成を変更することにより、クリーニングサイクル中にソースチャンバ１０内の圧力を高める手段が提供される。
【００１７】
図４は、抑制プラグ５３が抑制電極５０の第１端部に配置されている、本発明の別の実施形態の断面ブロック図である。抑制電極５０は、低エネルギーイオンビーム引出し用の第１スロット５１と、高エネルギーイオンビーム引出し用の第２スロット５２とを有する。同様に接地電極５５は、抑制電極５０よりも下流側に位置し、低エネルギーイオンビーム引出し用の低エネルギースロット５６と、高エネルギーイオンビーム引出し用の高エネルギースロット５７とを有する。抑制電極５０と接地電極５５とは、それぞれのスロットがイオンソース１０のアパーチャ１１と並ぶように、少なくともｙ方向に変位することができる。特に、ソースチャンバ１０を使用して高エネルギービーム電流が発生される場合は、抑制電極５０および接地電極５５は、抑制電極５０のスロット５２と接地電極５５のスロット５７とがチャンバアパーチャ１１と並ぶようにｙ方向に変位する。低エネルギービームを引出す場合は、抑制電極５０および接地電極５５は、抑制電極５０のスロット５１と接地電極５５のスロット５６とがチャンバアパーチャ１１と並ぶようにｙ方向に変位する。
【００１８】
図１−３に関連して開示された抑制プラグ２３と同様に、抑制プラグ５３は、ソースチャンバ１０のアパーチャ１１の形状に対応する形を持つように構成される。抑制プラグ５３は、抑制電極５０の末端に配置されるが、低エネルギースロット５１から離れており、高エネルギースロット５２からはさらに離れている。抑制電極５０の一方の端部に抑制プラグ５３を配置することにより、高エネルギースロットまたは低エネルギースロットのいずれがアパーチャ１１と並ぶ場合であっても、抑制プラグ５３は、ソースチャンバ１０から引出されるイオンビームと干渉しない。抑制電極５０の低エネルギースロット５１と接地電極５５の低エネルギースロット５６とを通してイオンビーム６０をチャンバ１０から引出す様子が図５に示されている。抑制電極５０の低エネルギースロット５１から離れた端部に位置する抑制プラグ５３は、ビーム６０との干渉や妨害を生じず、関連するビーム光学系を損なわない。あるいは、抑制電極５０と接地電極５５とは、それぞれ高エネルギースロット５２および５６を通してイオンビームを引出すように、ソースチャンバ１０と並ぶこともできる。この場合でも、抑制プラグ５３は、抑制電極５０の低エネルギースロット５１から離れた端部に位置しており、高エネルギースロット５２および接地電極５５のスロット５７を通して引出されるイオンビームと干渉しない。図４、５には示されていないが、抑制プラグ５３は、高エネルギースロット５２に近い、抑制電極５０の第２端部に設置されてもよい。この場合であっても、抑制プラグ５３は、高エネルギースロット５２から十分に離れた抑制電極５０の他方の端部に位置しており、抑制プラグ５３は、抑制電極５０の高エネルギースロット５２および接地電極５５の高エネルギースロット５７を通して引出されるイオンビームと干渉しない。
【００１９】
図６は、ソースチャンバクリーニング中の、抑制プラグ５３と引出し用アパーチャ１１との係合を示す断面図である。特に、抑制電極５０は、抑制プラグ５３がソースアパーチャ１１と並ぶようにｙ方向に変位する。抑制電極５０はさらに、抑制プラグ５３がソースチャンバアパーチャ１１と係合し、アパーチャ１１を通したガスの導入量を調整するように、ｚ方向に変位する。抑制プラグ５３が一旦ソースアパーチャ１１上に位置すると、クリーニングガス（例えば三フッ化窒素（ＮＦ３）あるいは六フッ化硫黄（ＳＦ６））がイオンソースチャンバ１０に供給される。次いで、ソースチャンバ１０の内部においてプラズマ助長化学反応が起こり、上記のように、望ましくない堆積物質をチャンバの内壁からエッチング除去する。抑制プラグ５３がアパーチャ１１の近傍に位置することにより、ソースチャンバ１０内のガス圧は、与えられた流量で十分に高められる。チャンバ圧力を、典型的な圧力範囲よりも十分に高い圧力である１００−１０００ｍＴｏｒｒの間に上げることにより、より良好なクリーニング効率が得られることを見出した。チャンバ１０からのクリーニングガスの引出しを抑制あるいは可能にして最適なクリーニングを行うためにソースチャンバ１０内に必要な圧力に応じて、抑制プラグ５３の位置を調整することができる。例えば、クリーニングに対して中程度の圧力が必要な場合は、アパーチャ１１と抑制プラグ５３との間に適度なギャップを設定することで、ソースチャンバ１０内の圧力を増大させるとともに、エッチングガスをリークさせることができる。クリーニングに対して最大の圧力が必要な場合には、アパーチャ１１に対する抑制プラグ５３の近接度を、例えば、ガスがリークしないようにアパーチャ１１を完全に閉じた場合と、エッチングされガス状となった堆積物質がチャンバ１０からリークするようにアパーチャ１１からいくらかの距離を持った場合との間で、クリーニングプロセスの間周期的に調整することができる。アパーチャ１１に対する抑制プラグ５３の位置を調整できることが理解されるべきである。アパーチャ１１に近づいたり離れたりする抑制プラグ５３の周期的な動きは、クリーニングプロセスの間、例えば毎分１−１００回調整されてよい。イオンビームと反応したクリーニングガスはアパーチャ１１を通して排出され、ガス状の廃棄流によって望ましくない堆積物が除去される。このように、抑制プラグは、抑制電極と一体的に形成されてよく、クリーニングサイクル中にイオンソースチャンバから漏れるクリーニングガス／プラズマの量を低減する手段を提供する。これによってイオンソースチャンバ内の圧力が高まり、イオンソースチャンバ内壁の望ましくない堆積物に対するクリーニング効率を向上させる。
【００２０】
いくつかの実施形態を参照して本発明を開示したが、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の領域および範囲を逸脱することなく、開示された実施形態に対する多くの修正、置換、および変更を行うことが可能である。従って、本発明は開示された実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲およびその均等論によって定義される最大限の範囲を有することを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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