【手続補正書】
【提出日】平成26年6月13日(2014.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン注入システム用のプラズマフラッドガンであって、
出口開口を有するプラズマチャンバと；
前記プラズマチャンバにガス状物質を供給することのできるガス源と；
前記プラズマチャンバ内に配置されたシングルターンの無線周波数（ＲＦ）コイルと；
前記シングルターンのＲＦコイルに結合された電源であって、無線周波数電力を、前記シングルターンのＲＦコイルを介して前記プラズマチャンバ内に結合させて、前記ガス状物質を励起してプラズマを発生させるための電源とを具え、
前記出口開口が、前記プラズマの荷電粒子が流れ通ることができるのに十分な幅を有することを特徴とするプラズマフラッドガン。
【請求項２】
前記プラズマチャンバの内面の一部分が、黒鉛及び炭化ケイ素から成るグループから選択した１つ以上の材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマフラッドガン。
【請求項３】
前記シングルターンのＲＦコイルが、当該シングルターンのＲＦコイルを前記プラズマにさらされることから保護するためのケーシングを有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマフラッドガン。
【請求項４】
前記ケーシングが石英材料を含むことを特徴とする請求項３に記載のプラズマフラッドガン。
【請求項５】
前記プラズマチャンバの周りに配置された複数の磁石をさらに具えていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマフラッドガン。
【請求項６】
前記複数の磁石が、磁極が交互して並ぶように配置されて、前記プラズマチャンバ内に１つ以上の磁気双極子を生成して、前記プラズマを前記プラズマチャンバ内に閉じ込めることを特徴とする請求項５に記載のプラズマフラッドガン。
【請求項７】
前記出口開口と整列し、かつ前記出口開口の対向する側のそれぞれに配置された一対の磁石をさらに具え、前記一対の磁石の各々が、同じ磁極を有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマフラッドガン。
【請求項８】
前記一対の磁石が、異なる強度を有して、前記出口開口の周りに不平衡なカスプ磁界を与えることを特徴とする請求項７に記載のプラズマフラッドガン。
【請求項９】
前記一対の磁石が、等しい強度を有することを特徴とする請求項７に記載のプラズマフラッドガン。
【請求項１０】
前記一対の磁石が、等しい強度を有し、かつ前記出口開口から異なる距離に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のプラズマフラッドガン。
【請求項１１】
前記一対の磁石のうち第１の磁石がＮ極を有し、前記一対の磁石のうち第２の磁石がＮ極を有することを特徴とする請求項７に記載のプラズマフラッドガン。
【請求項１２】
前記一対の磁石のうち第１の磁石がＳ極を有し、前記一対の磁石のうち第２の磁石がＳ極を有することを特徴とする請求項７に記載のプラズマフラッドガン。
【請求項１３】
前記シングルターンのＲＦコイルの一部分が、前記プラズマチャンバ外に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマフラッドガン。
【請求項１４】
イオン注入システム内のプラズマフラッドガンを提供する方法であって、
１つ以上の出口開口を有するプラズマチャンバを用意するステップであって、このプラズマチャンバの内面全体に、金属または金属化合物が存在しないステップと；
前記プラズマチャンバに、少なくとも１つのガス状物質を供給するステップと；
無線周波数（ＲＦ）電力を、前記プラズマチャンバ内に配置されたシングルターンのコイルを介して前記プラズマチャンバ内に結合させて、前記少なくとも１つのガス状物質を励起することによって、プラズマを発生させるステップと；
前記プラズマからの荷電粒子の少なくとも一部を、前記１つ以上の出口開口を通して前記プラズマチャンバから出すステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
複数の磁石を用いて、前記プラズマを前記内面から離して維持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
多極の形態に配置された複数の磁石を用いて、前記プラズマのプラズマ密度及び均一性を調整するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記プラズマからの荷電粒子の少なくとも一部を、前記１つ以上の出口開口を通して前記プラズマチャンバから出すステップが、一対の磁石を、前記出口開口の対向する側のそれぞれに用意することをさらに含み、前記一対の磁石の各々が、同じ磁極を有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記一対の磁石が、異なる強度を有して、前記出口開口の周りに不平衡なカスプ磁界を与えることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記一対の磁石が、等しい強度を有することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記一対の磁石が、等しい強度を有し、かつ前記出口開口から異なる距離に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
高エネルギーの電子が、あるラーモア半径で曲がって前記出口開口を出る軌跡から離れるように、前記一対の磁石の、配置、極性、及び強度の少なくとも１つを選択することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記プラズマチャンバの内面の一部分が、グラファイト及び炭化ケイ素から成るグループから選択した１つ以上の材料を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記シングルターンのコイルが、当該シングルターンのコイルをプラズマにさらされることから保護するためのケーシングを有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記ケーシングが石英材料を含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
この汚染問題は、プラズマチャンバを全面的に誘電材料で構成することによって軽減することはできるが、こうした解決法は、非導電性の内面がプラズマ電位を増加させて、結果的に放出電子のエネルギーに悪影響を与えるので、望ましくないことがある。イオン注入システム内の電荷中和のためには、比較的低い電子エネルギーが一般に好ましい。低エネルギー電子は、イオンビームの正電位内に容易に捕捉されて、このビーム中を正帯電したウェハーに向かって進む。これに比べて、過剰なエネルギーのある電子は、ビームから抜け出すことができ、ウェハーには到達し得ない。また、過剰なエネルギーのある電子は、ウェハーに到達するならば、純然たる負電荷をウェハー表面上にもたらす。このことは、過剰な負電荷のウェハー表面上への蓄積を生じさせ得る。このように負電荷がウェハー表面上に蓄積し得る度合いは、ウェハーに到達する電子のエネルギーに関係する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
図３Ｂに、開示するＰＦＧ１１６の一部分として使用される好適なコイル１２０を示す。上述のように、コイル１２０は、単一ターンで曲げ半径Ｒを持つ細長い形状を有することができ、曲げ半径Ｒは1/2〜2インチの範囲内にすることができる。コイル１２０の全長は、8〜24インチの範囲内にすることができる。図３Ｃに、コイルが中空である実施形態における、コイル１２０の線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面を示す。コイル１２０は、1/4〜1/2インチの範囲内の外径”ＯＤ”、及び1/16〜3/8インチの範囲内の内径を有することができる。コイル１２０は、アルミニウムまたは銅製とすることができ、ケーシング１２２は、石英、セラミック、または類似の材料製とすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
プラズマからの荷電粒子（即ち、電子及びイオン）が出口開口１２４を通過できるようにするために、出口開口１２４の幅”Ｗ”は一般に、プラズマのシース幅の２倍より大きくする。一実施形態によれば、プラズマが、プラズマチャンバ１１８のすぐ外を通過するイオンビームとのプラズマブリッジを形成することが望ましい。従って、出口開口１２４の幅”Ｗ”をシース幅の２倍より大きくして、この開口がプラズマブリッジを収容するのに十分広いことが望ましい。本発明の実施形態によれば、ＰＦＧ１１６の単純な設計によって、ＰＦＧ１１６が、旧型のＰＦＧ用に確保された所定空間内に収まるように適応可能になる。従って、機能向上のために既存のＰＦＧ筐体を変更する必要性をなくすことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
ＰＦＧ１１６は、イオンビーム９５に直面（即ち直交）する出口開口１２４を有するものとして説明してきたが、他の配向も考えられる。従って、一実施形態では、ＰＦＧ１１６または出口開口１２４を傾斜させて、プラズマブリッジがイオンビーム９５と角度をなして結び付くようにすることができる。例えば、出口開口１２４から出て来る電子（またはプラズマブリッジ）が概ねウェハーの向きに指向されて、45度の角度でイオンビーム９５と結び付くように、ＰＦＧ１１６を適応させることができる、他の角度も考えられる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図６Ａに、出口開口１２４に隣接した領域内に対称なカスプ磁界を有する（即ち、等しい強度の磁石Ｎ−Ｎを用いる）構成を示す。この構成は、全ての電子を、そのエネルギーにかかわらず、出口開口を通るように指向させる。その代わりに、図６Ｂに、等しい極性及び等しい強度の磁石を用いるが、これらの磁石間の中心から出口開口１２４をずらすことによって、不平衡なカスプ磁界を出口開口１２４の所に形成する実施形態を示す。この縦線が、縦に配向したカスプ磁界が最大となり、水平に向いた双極子磁場が最小となる位置を示す。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
明らかなように、磁石１２６を自由自在に配置及び再配置して、プラズマチャンバ１１８の内部に所望の磁界を生成して、プラズマチャンバ１１８内にプラズマを閉じ込めることができる。磁界の強度及び形状を変更することによって、プラズマの均一性及び密度を調整することができる。その結果、プラズマチャンバの側壁に至る電子損失を低減することができる。適切なプラズマ閉じ込めによって、プラズマ電位及びシース幅を低減し、これにより電子出力を増強することもできる。図６Ｃに、一対の磁石が出口開口１２４と整列し、かつ出口開口１２４の対向する側のそれぞれに配置されている実施形態を例示する。これら一対の磁石の各々は、異なる極配置を有し、出口開口１２４は、磁石間の中心からずれている。双極子磁場は、出口開口１２４の対向する側のそれぞれにある磁石間に並べた線によって示す。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2013546122.tif 000001
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2013546122.tif 000002
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2013546122.tif 000003
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2013546122.tif 000004
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2013546122.tif 000005