(57)【要約】【課題】イオンビームを使用する半導体装置を提供する。【解決手段】この装置によると、基準電位Ｖｒが印加される壁部１０２とプラズマが生成される内部空間とを備えるプラズマ処理室１０６と、プラズマ処理室１０６に隣接してプラズマからイオンビームを誘導する複数のグリッド１２０、１２５、１３０を備える。各グリッド１２０、１２５、１３０はイオンビーム１１５が通過する複数の誘導孔１２２を有し、グリッド１２０、１２５、１３０の中でプラズマに近い一番目のグリッド１２０には基準電位Ｖｒと同じ電位が印加され、グリッドの中でプラズマから一番遠く離れた最後のグリッド１３０には基準電位Ｖｒと異なる電位Ｖｅが印加される。これによって、プラズマ処理室１０６の壁部１０２と一番目のグリッド１２０との電位差が０になる。その結果、極めて安定性が高いプラズマが確保できる。【選択図】図１
2008171819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準電位が印加される壁部とプラズマが生成される内部空間とを備えるプラズマ処理室と、
前記プラズマ処理室に隣接し、前記プラズマからイオンビームを誘導する複数のグリッドを備えると共に、
前記各グリッドは、前記イオンビームが通過する複数の誘導孔を有し、前記グリッドの中で前記プラズマに近い一番目のグリッドには前記基準電位と同じ電位が印加され、前記グリッドの中で前記プラズマから一番遠く離れた最後のグリッドには前記基準電位と異なる電位が印加されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記イオンビームは、正イオンからなり、前記最後のグリッドには前記基準電位に比べて低い電位が印加されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記複数のグリッドは、前記一番目のグリッドと前記最後のグリッドとの間に配置される少なくとも一つのグリッドを含み、前記一番目のグリッド及び前記最後のグリッドとの間に配置されるグリッドは、フラックス調節グリッドを含むと共に、前記フラックス調節グリッドには前記基準電位に比べて低い電位が印加されることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記フラックス調節グリッドに印加される電位は、前記最後のグリッドに印加される電位に比べて低いことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記イオンビームは、負イオンからなり、前記最後のグリッドには前記基準電位に比べて高い電位が印加されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記複数のグリッドは、前記一番目のグリッドと前記最後のグリッドとの間に配置される少なくとも一つのグリッドを含み、前記一番目のグリッドと前記最後のグリッドとの間に配置されるグリッドは、フラックス調節グリッドを含むと共に、前記フラックス調節グリッドには前記基準電位に比べて高い電位が印加されることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記フラックス調節グリッドに印加される電位は、前記最後のグリッドに印加される電位より高いことを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記イオンビームを中性ビームに変換させる中性化ユニットをさらに備え、前記複数のグリッドは、前記プラズマ処理室と前記中性化ユニットとの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記中性化ユニットには、前記最後のグリッドに印加される電位と同じ電位が印加されることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記中性化ユニットは、複数の反射板を備え、前記複数の反射板は、前記イオンビームについて所定の角度を有することを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記中性化ユニットは、複数の貫通孔が形成される板であり、前記貫通孔を通過する前記イオンビームは、中性ビームに変換されることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記グリッドの誘導孔と前記貫通孔は、互いに整列され、
前記貫通孔の縦横比は、前記誘導孔の縦横比に比べて高いことを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記プラズマ処理室の壁部は、導電物質からなる外壁と、前記外壁の内面上に配置されると共に誘電物質からなる内壁を含み、
前記内壁は、前記プラズマ処理室の内部空間に隣接し、前記基準電位は、前記外壁に印加されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記基準電位は、接地電位であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体素子を製造するための半導体装置に係り、特に、イオンビームを使用する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造に使用される半導体装置の中で、イオンビームを使用する半導体装置がある。イオンビームを使用する半導体装置は、様々な種類の半導体製造工程等を行う。例えば、イオンビームを使用する半導体装置は、物質膜又は基板をエッチングする工程、酸化工程、窒化工程、ドーパントイオン注入工程又は表面処理工程等を行う。
【０００３】
一般に、イオンビームを使用する半導体装置は、プラズマを発生させる処理室と、第１及び第２グリッドを備える。第１グリッドは相対的にプラズマに近く、第２グリッドは相対的にプラズマから遠く離れている。即ち、第２グリッドは工程を進む半導体基板に接近して配置される。第１グリッドには高い正電位が印加され、第２グリッドには接地電位が印加される。第１及び第２グリッドの電位差によって処理室の中のプラズマの正イオンからなるイオンビームは、第１グリッドから第２グリッドを経て半導体基板に向かう。
【０００４】
しかし、このようなイオンビームを使用する半導体装置は、様々な問題点がある。例えば、一般に、処理室の壁部には接地電位が印加される。しかし、プラズマの電位は前記第１グリッドに印加される高い正電位によって増加する。これによって、プラズマは電位の傾きが発生するので、不安定な状態になる。その結果、プラズマのイオンによって処理室の壁部にスパッタ現象が発生したり、出力されるイオンビームが変動したり、アーク現象等が発生する。このような問題点は、半導体工程の不良を招く。また、半導体装置の精密な調節が要求されるので、工程の領域が減少する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述した問題点等を解決するために案出されたもので、本発明が解決しようとする技術的な課題は、プラズマの安定性が確保できるイオンビームを使用する半導体装置を提供することである。
【０００６】
本発明が解決しようとする他の技術的な課題は、プラズマの安定性を確保すると共に、十分なエネルギーのイオンビームを出力する半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するための半導体装置を提供する。この装置は、基準電位が印加される壁部とプラズマが生成される内部空間とを備えるプラズマ処理室と、前記プラズマ処理室に隣接して前記プラズマからイオンビームを誘導する複数のグリッドを備える。前記各グリッドは前記イオンビームが通過する複数の誘導孔を有し、前記グリッドの中で前記プラズマに隣接した一番目のグリッドには前記基準電位と同じ電位が印加され、前記グリッドの中で前記プラズマから一番遠く離れた最後のグリッドには前記基準電位と異なる電位が印加される。
【０００８】
前記プラズマ処理室の壁部と前記プラズマに隣接した一番目のグリッドには、同じ基準電位を印加する。これによって、従来処理室の壁部及び一番目のグリッドとの電位差によって発生したプラズマの不安定を防止することができる。また、前記最後のグリッドに前記基準電位と異なる電位が印加されることによって、前記一番目のグリッドと前記最後のグリッドとの電位差だけのエネルギーを前記イオンビームに供給することができる。
【０００９】
一実施形態によると、前記イオンビームは正イオンからなる。この場合に、前記最後のグリッドには、前記基準電位に比べて低い電位が印加されるのが好ましい。前記複数のグリッドは、前記一番目のグリッドと前記最後のグリッドとの間に配置される少なくとも一つのグリッドを含む。前記一番目のグリッドと前記最後のグリッドとの間に配置されるグリッドは、フラックス調節グリッドを含む。前記フラックス調節グリッドには、前記基準電位に比べて低い電位が印加される。前記フラックス調節グリッドに印加される電位は、前記最後のグリッドに印加される電位に比べて低い。
【００１０】
一実施形態によると、前記イオンビームは負イオンからなる。この場合に、前記最後のグリッドには、前記基準電位に比べて高い電位が印加される。前記複数のグリッドは、前記一番目のグリッドと前記最後のグリッドとの間に配置される少なくとも一つのグリッドを含む。前記一番目のグリッドと前記最後のグリッドとの間に配置されるグリッドは、フラックス調節グリッドを含む。このとき、前記フラックス調節グリッドには、前記基準電位に比べて高い電位が印加される。前記フラックス調節グリッドに印加される電位は、前記最後のグリッドに印加される電位より高い。
【００１１】
一実施形態によると、前記装置は前記イオンビームを中性ビームに変換させる中性化ユニットをさらに備える。前記複数のグリッドは、前記プラズマ処理室と前記中性化ユニットとの間に配置される。前記中性化ユニットには、前記最後のグリッドに印加される電位と同じ電位が印加される。前記中性化ユニットは、前記イオンビームについて所定角度に配置された複数の反射板を備える。また、前記中性化ユニットは、複数の貫通孔が形成される板形にしても良い。前記貫通孔を通過する前記イオンビームは、中性ビームに変換される。前記グリッドの誘導孔と前記貫通孔は互いに整列される。前記貫通孔の縦横比は、前記誘導孔の縦横比に比べて高い。
【００１２】
一実施形態によると、前記プラズマ処理室の壁部は、導電物質からなる外壁と、前記外壁の内面上に配置されると共に誘電物質からなる内壁を備える。前記内壁は前記プラズマ処理室の内部空間に隣接し、前記基準電位は前記外壁に印加される。前記基準電位は接地電位である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、プラズマと隣接した一番目のグリッドにはプラズマを生成するプラズマ処理室の壁部に印加される基準電位と同じ電位が印加される。これによって、前記プラズマ処理室の壁部と前記一番目のグリッドとの電位差が０になる。その結果、従来の処理室壁部と一番目のグリッドとの電位差によって発生したプラズマの不安定を防止又は減少させることができる。また、グリッドの中で最後のグリッドには、前記基準電位と異なる電位が印加される。その結果、前記最後のグリッドと前記一番目のグリッドとの電位差だけのエネルギーをイオンビームに供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。しかし、本発明は、後述の実施形態に限定されるものではなく、他の形態にも具体化できる。ここに開示される実施形態は、開示された内容が完全になる様に、また、当業者に本発明の技術思想を十分に伝達するために提供されるものである。明細書の全体に亘って、同じ参照符号の部分は同じ構成要素を示す。
【００１５】
図１は本発明の実施形態による半導体装置を示す図面であり、図２は図１のＡ部分の拡大図面である。
【００１６】
図１及び図２を参照すれば、半導体装置はプラズマ１１０が生成される内部空間を有するプラズマ処理室１０６を備える。前記プラズマ処理室１０６は壁部１０２及び蓋部１０４を備え、前記プラズマ処理室１０６の内部空間は前記壁部１０２及び蓋部１０４によって囲まれる空間である。前記プラズマ処理室１０６の壁部１０２には基準電位Ｖｒが印加される。前記蓋部１０４が導電物質からなっている場合、前記蓋部１０４にも前記基準電位Ｖｒが印加される。しかし、前記蓋部１０４が誘電物質からなっている場合は、前記蓋部１０４には電位が印加されない。
【００１７】
前記プラズマ処理室１０６の内部空間に供給される工程ガスは、前記プラズマ処理室１０６に装着されるプラズマ発生手段（図示せず）によってプラズマ１１０に変換される。前記プラズマ発生手段は、プラズマ処理室１０６の壁部を複数回巻いたコイルからなる。他に、前記プラズマ発生手段は、前記蓋部１０４上に配置されるコイルから構成しても良い。前記プラズマ発生手段が前記蓋部１０４上に配置されるコイルからなっている場合、前記蓋部１０４は誘電物質から形成される。前記工程ガスは前記プラズマ処理室１０６の壁部１０２を貫通するガス注入管（図示せず）を通じて前記プラズマ処理室１０６の内部空間に注入される。
【００１８】
図２に図示された様に、前記壁部１０２は外壁１０３ａ及び前記外壁１０３ａの一部内面に形成される内壁１０３ｂを含む。前記壁部１０２の外壁１０３ａは、導電物質からなる。特に、前記壁部１０２の外壁１０３ａは、金属から形成する。前記内壁１０３ｂは前記プラズマ処理室１０６の内部空間に隣接する。また、前記内壁１０３ｂは前記プラズマ処理室１０６の内部空間に露出する様に構成しても良い。前記内壁１０３ｂは誘電物質から形成するのが好ましい。これによって、前記プラズマ１１０は前記外壁１０３ａからフローティングする。前記壁部１０２に印加される基準電位Ｖｒは前記外壁１０３ａに印加される。
【００１９】
また、前記壁部１０２の全体を導電物質から形成しても良い。
【００２０】
前記半導体装置は前記プラズマ１１０からイオンビームを誘導する複数のグリッド１２０、１２５、１３０を備える。前記複数のグリッド１２０、１２５、１３０は導電板からなる。例えば、前記グリッド１２０、１２５、１３０は、円板形態又は他の形態に構成する。前記グリッド１２０、１２５、１３０は前記プラズマ処理室１０６から順に配列される。このとき、前記プラズマ処理室１０６に一番隣接したグリッド１２０を一番目のグリッド１２０と定義し、前記プラズマ処理室１０６から一番遠く離れたグリッド１３０を最後のグリッド１３０と定義する。前記一番目のグリッド１２０と前記最後のグリッド１３０との間にフラックス調節グリッド１２５が配置される。前記フラックス調節グリッド１２５はイオンビームのフラックスを調節する。前記フラックス調節グリッド１２５は設置しなくても良い。また、前記一番目のグリッド１２０と前記最後のグリッド１３０との間には、前記フラックス調節グリッド１２５と共に他のグリッド（図示せず）を配置しても良い。以下、一番目のグリッド、フラックス調節グリッド及び最後のグリッド１２０、１２５、１３０が配置されるものについて説明する。
【００２１】
前記グリッド１２０、１２５、１３０は、互いに離隔している。このとき、前記グリッド１２０、１２５、１３０の間には絶縁物質が介される。また、前記プラズマ処理室１０６と前記一番目のグリッド１２０の間にも絶縁物質が介される。
【００２２】
前記複数のグリッド１２０、１２５、１３０は複数の誘導孔１２２を備える。前記誘導孔１２２は前記グリッド１２０、１２５、１３０を貫通する。前記プラズマ１１０から誘導されたイオンビーム１１５は前記誘導孔１２２を通じて移動する。前記一番目のグリッド１２０の誘導孔１２２、前記フラックス調節グリッド１２５の誘導孔１２２及び前記最後のグリッド１３０の誘導孔１２２は互いに対応する様に整列される。
【００２３】
前記プラズマ処理室１０６は前記プラズマ処理室１０６の壁の一部に少なくとも一つの開口部を備える。図１に図示された様に、前記開口部は前記プラズマ処理室１０６の蓋部１０４に対向する前面に形成される。また、前記プラズマ処理室１０６は前記グリッド１２０、１２５、１３０の誘導孔１２２に整列される複数の開口部を形成しても良い。この場合に、前記プラズマ処理室１０６の開口部は前記蓋部１０４に対向するプラズマ処理室１０６の壁に形成される。前記プラズマ処理室１０６の開放された全体面積は前記開口部の合計面積と同じである。前記一番目のグリッド１２０は前記プラズマ処理室１０６の少なくとも一つの開口部を覆う。これによって、前記一番目のグリッド１２０は前記プラズマ１１０に隣接して配置される。
【００２４】
前記プラズマ１１０からイオンビームを誘導するために、前記一番目のグリッド１２０に前記壁部１０２と同じ電位である基準電位Ｖｒを印加し、前記最後のグリッド１３０に前記基準電位Ｖｒと異なるビーム電位Ｖｅを印加する。前記最後のグリッド１３０に印加されるビーム電位Ｖｅと前記一番目のグリッド１２０に印加される基準電位Ｖｒは互いに異なる。これによって、前記一番目のグリッド１２０と最後のグリッド１３０との間に電界が生成される。その結果、前記プラズマ１１０の選択されたイオンは、前記一番目のグリッド１２０から前記最後のグリッド１３０に向けて移動し、イオンビーム１１５が出力される。前記フラックス調節グリッド１２５に前記基準電位Ｖｒと異なるフラックス電位Ｖｘが印加される。前記フラックス電位Ｖｘと前記一番目のグリッド１２０に印加される基準電位Ｖｒとの電位差を調節して前記イオンビーム１１５のフラックスを調節する。
【００２５】
前記最後のグリッド１３０を通過するイオンビーム１１５は、前記一番目のグリッド１２０と前記最後のグリッド１３０との電位差だけのエネルギーが供給される。前記イオンビーム１１５を構成するイオンが正イオンであるとき、前記最後のグリッド１３０を通過したイオンビーム１１５のエネルギーは、前記一番目のグリッド１２０と前記最後のグリッド１３０との電位差に該当するエネルギーとプラズマエネルギーを合した値になる。また、前記イオンビーム１１５を構成するイオンが負イオンであるとき、前記最後のグリッド１３０を通過したイオンビーム１１５のエネルギーは、前記一番目のグリッド１２０と前記最後のグリッド１３０との電位差に該当するエネルギー値からプラズマエネルギー値を引いた値になる。
【００２６】
半導体装置はイオンビーム１１５を中性化させる中性化ユニットを備える。前記中性化ユニットは複数の反射板１５０を備える。前記反射板１５０は前記最後のグリッド１３０に隣接する。言い替えて、前記複数のグリッド１２０、１２５、１３０は前記プラズマ処理室１０６と前記反射板１５０との間に配置され、前記一番目のグリッド１２０は前記プラズマ１１０に隣接し、前記最後のグリッド１３０は前記反射板１５０に隣接する。
【００２７】
前記反射板１５０は導電物質を含む。前記反射板１５０は前記誘導孔１２２を通過するイオンビーム１１５の方向について所定角度だけ傾いている。前記イオンビーム１１５は前記反射板１５０に衝突することによって中性ビーム１５５に変換される。前記中性ビーム１５５は電気的に中性である中性粒子から構成される。これによって、前記中性ビーム１５５は電界の影響を受けない。即ち、前記中性化ユニットである複数の反射板１５０に印加される電位Ｖｎに影響を受けない。前記複数の反射板１５０に印加される電位Ｖｎは、前記最後のグリッド１３０に印加されるビーム電位Ｖｅと同じである。これによって、最後のグリッド１３０を通過したイオンビーム１１５は、前記複数の反射板１５０に印加された電位Ｖｎの影響を受けない。前記中性ビーム１５５は基板１６０に供給されて所定の半導体工程を行う。前記所定の半導体工程はエッチング工程、イオン注入工程、酸化工程、窒化工程及び／又は基板処理工程である。前記基板１６０はフローティングの状態になっている。また、前記基板１６０には接地電位を印加する。
【００２８】
上述した半導体装置によると、前記プラズマ処理室１０６の壁部１０２に印加される電位と前記プラズマ１１０に隣接した前記一番目のグリッド１２０に印加される電位が互いに同じである。これによって、前記一番目のグリッド１２０と前記壁部１０２との電位差は０になる。その結果、従来の処理室の壁部と一番目のグリッドとの電位差によるプラズマの不安定な状態を防止又は減少させることができる。これによって、半導体工程の不良を防止し、工程領域を拡大することができる。
【００２９】
次に、前記イオンビーム１１５のイオンによる前記グリッド及び反射板１５０に印加される電位についてグラフを参照して説明する。
【００３０】
先に、前記イオンビーム１１５のイオンが正イオンである場合について、図３を参照して説明する。
【００３１】
図３はイオンビームのイオンが正イオンであるとき、グリッド及び中性化ユニットに供給される電位を表すグラフである。グラフのｙ軸は電位を示し、ｘ軸は電位が印加される要素等を示す。
【００３２】
図１、図２及び図３を参照すれば、前記壁部１０２及び一番目のグリッド１２０には基準電位Ｖｒを印加する。前記基準電位Ｖｒは接地電位及び所定の他の電位の中で選択される。特に、前記基準電位Ｖｒは接地電位であるのが好ましい。図３に図示された様に、最後のグリッド１３０に印加されるビーム電位Ｖｅは前記基準電位Ｖｒに比べて低い。例えば、前記基準電位Ｖｒが接地電位であるとき、前記ビーム電位Ｖｅは負の電位である。正電荷は、電場において、高電位位置から低電位位置に向かって移動するので、前記プラズマ１１０の正イオンは、前記一番目のグリッド１２０の基準電位Ｖｒと前記基準電位Ｖｒに比べて低いビーム電位Ｖｅの電位差によって前記一番目のグリッド１２０から前記最後のグリッド１３０に向けて移動する。その結果、正イオンからなっている前記イオンビーム１１５が出力される。
【００３３】
フラックス調節グリッド１２５に印加されるフラックス電位Ｖｘも前記基準電位Ｖｒに比べて低い。前記フラックス電位Ｖｘと前記基準電位Ｖｒとの電位差をチューニングして前記イオンビーム１１５のフラックスを調節する。前記フラックス電位Ｖｘは前記ビーム電位Ｖｅ及び／又は基準電圧Ｖｒに比べて低い。
【００３４】
前記中性化ユニットである反射板１５０に印加される電位Ｖｎは前記ビーム電位Ｖｅと同じであるのが好ましい。これによって、前記最後のグリッド１３０を通過したイオンビーム１１５は、前記反射板１５０に印加される電位Ｖｎの影響を受けないままに前記反射板１５０に供給される。また、前記反射板１５０にもビーム電位Ｖｅが印加されることによって、前記基準電位Ｖｒに比べて低い電位が印加される。これによって、前記反射板１５０で中性化されないイオンビーム１１５の残りの正イオンは、前記反射板１５０の電位Ｖｎによって前記反射板１５０に捕獲される。その結果、前記中性ビーム１５５の品質が向上される。
【００３５】
次に、前記イオンビーム１１５のイオンが負イオンである場合について、図４を参照して説明する。
【００３６】
図４はイオンビームのイオンが負イオンであるとき、グリッド及び中性化ユニットに供給される電位を表すグラフである。グラフのｙ軸は電位を示し、ｘ軸は電位が印加される要素を示す。
【００３７】
図１、図２及び図４を参照すれば、前記壁部１０２及び一番目のグリッド１２０に基準電位Ｖｒが印加される。前記基準電位Ｖｒは図３を参照して説明した内容と同様である。前記基準電位Ｖｒは接地電位であるのが好ましい。
【００３８】
図４に図示された様に、最後のグリッド１３０に印加されるビーム電位Ｖｅは前記基準電位Ｖｒに比べて高い。例えば、前記基準電位Ｖｒが接地電位であるときに、前記ビーム電位Ｖｅは正電位である。負電荷は、電場において、低電位位置から高電位位置に向かって移動するので、前記プラズマ１１０の負イオンは前記一番目のグリッド１２０の基準電位Ｖｒと前記基準電位Ｖｒに比べて高いビーム電位Ｖｅの電位差によって前記一番目のグリッド１２０から前記最後のグリッド１３０に向けて移動する。その結果、負イオンからなっている前記イオンビーム１１５が出力される。
【００３９】
フラックス調節グリッド１２５に印加されるフラックス電位Ｖｘも前記基準電位Ｖｒに比べて高い。前記フラックス電位Ｖｘと前記基準電位Ｖｒとの電位差を利用して前記負イオンからなっているイオンビーム１１５のフラックスを調節する。前記フラックス電位Ｖｘは前記ビーム電位Ｖｅに比べて高い。
【００４０】
前記中性化ユニットである反射板１５０に印加される電位Ｖｎは、前記ビーム電位Ｖｅと同じであるのが好ましい。これによって、前記最後のグリッド１３０を通過したイオンビーム１１５は、前記反射板１５０に印加される電位Ｖｎの影響を受けないままに前記反射板１５０に供給される。また、前記反射板１５０にもビーム電位Ｖｅが印加されることによって、前記基準電位Ｖｒに比べて高い電位が印加される。
【００４１】
これによって、前記反射板１５０で中性化されてないイオンビーム１１５の残りの負イオンは前記反射板１５０に捕獲される。その結果、前記中性ビーム１５５の品質が向上される。
【００４２】
一方、前記中性化ユニットは複数の反射板１５０と異なる他の形態にしても良い。それについて、図５を参照して説明する。この変形例は上述した図１及び図２に図示された半導体装置と同様である。従って、前記変形例の特徴部を主として説明する。
【００４３】
図５は本発明の実施形態による半導体装置の変形例を示す図面である。
【００４４】
図５を参照すれば、プラズマ処理室１０６と中性化ユニット１５０ａが互いに離隔して配置され、プラズマ処理室１０６と中性化ユニット１５０ａとの間に複数のグリッド１２０、１２５、１３０が配置される。中性化ユニット１５０ａは板形になっている。中性化ユニット１５０ａは、例えば円板である。中性化ユニット１５０ａは複数の貫通孔１５２が形成される。前記貫通孔１５２は前記グリッド１２０、１２５、１３０の誘導孔１２２に各々応じる。前記貫通孔１５２はそれに応じる前記グリッド１２０、１２５、１３０の誘導孔１２２と整列される。前記中性化ユニット１５０ａは導電物質を含む。前記中性化ユニット１５０ａに印加される電位Ｖｎは図１に図示された反射板１５０の中性化ユニットに印加される電位Ｖｎと同じである。即ち、前記中性化ユニット１５０ａに印加される電位Ｖｎは最後のグリッド１３０に印加されるビーム電位Ｖｅと同じである。
【００４５】
前記最後のグリッド１３０を通過したイオンビーム１１５は、前記中性化ユニット１５０ａの貫通孔１５２を通過する間に中性化される。前記貫通孔１５２の縦横比は前記誘導孔１２２の縦横比に比べて高い。即ち、前記貫通孔１５２の長さは前記誘導孔１２２の長さに比べて長い。これによって、前記イオンビーム１１５が通過する貫通孔１５２の長さが増加することによって、前記イオンビーム１１５を効率的に中性化することができる。前記中性化ユニット１５０ａにも前記ビーム電位Ｖｅと同じ電位が印加される。これによって、前記貫通孔１５２を通過するイオンビーム１１５の中で中性化されてない残りのイオンは前記中性化ユニット１５０ａの電位によって中性化ユニット１５０ａに捕獲される。その結果、前記中性ビーム１５５の品質が向上される。
【００４６】
本発明による半導体装置は、前記イオンビーム１１５を中性化ユニットにより中性ビーム１５５に変換して所定の半導体工程を行う。または、前記半導体装置は前記最後のグリッド１３０を通過したイオンビーム１１５を直接利用して所定の半導体工程を行っても良い。この場合は、前記中性化ユニットの設置は要らない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態による半導体装置を示す図面である。
【図２】図１のＡ部分の拡大図面である。
【図３】イオンビームのイオンが正イオンであるとき、プラズマ処理室とグリッド及び中性化ユニットに供給される電位を表すグラフである。
【図４】イオンビームのイオンが負イオンであるとき、プラズマ処理室とグリッド及び中性化ユニットに供給される電位を表すグラフである。
【図５】本発明の実施形態による半導体装置の変形例を示す図面である。
【符号の説明】
【００４８】
壁部  １０２、
蓋部  １０４、
プラズマ処理室  １０６、
プラズマ  １１０、
イオンビーム  １１５、
グリッド  １２０、１２５、１３０、
誘導孔  １２２、
反射板  １５０、
貫通孔  １５２、
中性ビーム  １５５、
基板  １６０、
基準電位  Ｖｒ、
ビーム電位  Ｖｅ、
フラックス電位  Ｖｘ。
【図１】
2008171819.tif 000003
【図２】
2008171819.tif 000004
【図３】
2008171819.tif 000005
【図４】
2008171819.tif 000006
【図５】
2008171819.tif 000007