【手続補正書】
【提出日】平成28年1月27日(2016.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】基板処理用のイオン注入システム及び基板処理方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
図１を参照すれば、不純物またはドーパントを注入するために使用することのできる従来の傍熱カソード（ＩＨＣ：indirectly heated cathode）イオン源１００、及び従来のイオン注入システムの抽出システム１１２が示されている。図１に示すように、代表的なＩＨＣイオン源１００は、イオン発生領域を規定する１つ以上の導体チャンバ壁１０２ａを具えたイオン源チャンバ１０２を含む。イオン源チャンバ１０２は、抽出開口１０２ｂも含む。イオン源チャンバ１０２の一方の側に、カソード１０６及びフィラメント１０８が存在することができる。カソード１０６の反対側に、反射電極１１０が存在することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
イオン源チャンバ１０２の抽出開口１０２ｂの付近に、抽出システム１１２が存在することができる。抽出システム１１２は、抽出開口１０２ｂの直前に配置された抑制電極１１２ａ、及び接地電極１１２ｂを具えることができる。抑制電極１１２ａは、抑制電源１１６ａに電気結合されるのに対し、接地電極１１２ｂは、抽出電源１１６ｂに電気結合することができる。抑制電極１１２ａ及び接地電極１１２ｂの各々は、イオン源チャンバ１０２からのイオンビーム２０の抽出のために、抽出開口１０２ｂと整列した開口を有する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
イオン発生領域１０４内では、エネルギーを有する電子が供給原料と相互作用して供給原料をイオン化して、とりわけ、所望種（例えば所望のドーパントまたは不純物）のイオンを含むプラズマ１０を生成することができる。プラズマ１０は、不所望なイオンまたは供給原料の残留物も含み得る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記の欠陥は、とりわけ、イオン源チャンバ１０２の内壁、抽出開口１０２ｂ、及び抽出電極１１２の上に形成される膜または堆積物によって生じ得る。上述したように、イオン発生領域１０４内に発生するプラズマ１０は、高い反応性のイオン、及び供給原料の他の残留物を含む。こうしたイオン及び残留物は、イオン源チャンバ１０２内の物質をエッチング、スパッタリングするか、さもなければ、これらの物質と反応し得る。エッチングされた物質が凝集して、イオン源チャンバ壁１０２ａ、抽出開口１０２ｂ、及び抽出電極１１２上に膜または堆積物を形成し得る。これらの膜または堆積物が抽出開口１０２ｂを詰まらせて、イオンビーム２０の異なる領域内に異なるドーズ量を有する不均一なイオンビーム２０を生じさせ得る。これに加えて、抽出されたイオンビーム２０が低いビーム電流を有することがある。一部の場合には、膜または堆積物が導電性であり、微小／大規模なアーク放電を発生し得る点孤点をもたらし得る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
イオン注入システム２００は、イオン源に結合された原料源（図示せず）を含むこともできる。以下に詳細に説明するように、この原料源は、供給原料及び／または希釈剤を収容することができる。原料源からイオン源１００内に供給される供給原料は、とりわけ、所望注入種のイオンに変換することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
図３Ａ〜３Ｃを参照すれば、本発明のいくつかの実施形態によるいくつかの好適なイオン源３０２ａ〜３０２ｃが示されている。図３Ａ〜３Ｃに示すイオン源３０２ａ〜３０２ｃの各々は、図２に示すイオン源１００とすることができる。明瞭かつ簡略にするために、図３Ａ〜３Ｃに示すイオン源３０２ａ〜３０２ｃは、図１に示すイオン源１００及び図２に示すイオン注入システム２００内のいくつかの構成要素を内蔵する。このため、イオン源３０２ａ〜３０２ｃは、図１及び図２と関係付けて理解すべきである。同じ構成要素の詳細な説明は省略することがある。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図３Ａ〜３Ｃに示すように、イオン源３０２ａ〜３０２ｃは、とりわけ、イオン源チャンバ１０２を具えることができる。イオン源チャンバ１０２は、原料源３１０に結合することができる。本発明では、原料源３１０が、供給原料をイオン源チャンバ１０２内に供給する供給源３１２ａを具えることができる。原料源３１０は、希釈剤をイオン源チャンバ１０２内に供給する希釈剤源３１２ｂを具えることもできる。図では、単一の原料源３１２ａ及び単一の希釈剤源３１２ｂを図示しているが、本発明は、追加的な原料源及び／または追加的な希釈剤源を排除しない。本発明は、供給原料及び希釈剤を同時に、単一のコンテナ内に供給して、イオン源チャンバ１０２内に供給するシナリオを排除しないことは、通常の当業者の認める所である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
他の族の種を用いることもできる。チッ化ゲルマニウム（ＧａＮ）またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板のような化合物半導体基板に注入するに当たり、例えば、炭素（Ｃ）、Ｓｉ、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、及び鉛（Ｐｂ）のような、周期表中の第１４族の種を、注入種として用いることができる。その一方で、種Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、及びＰｂ、あるいはチッ素（Ｎ）または酸素（Ｏ）の注入種を用いて、他の基板または標的の化学的及び／または機械的性質を変更することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
以上に提供する例は、化合物形態の希釈剤を含むが、本発明は、混合物形態の希釈剤を排除するものではない。例えば、一部の実施形態では、希釈剤を、（多価の種を含む）Ｎ2ガスとＨ2ガスの混合物とすることができる。本発明は、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ，Ｓｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｔｌ、Ｐｂ、及びＢｉのうち１つ以上のような複数の多価の種を含有する希釈剤を利用するシナリオも排除しない。上記の例は網羅的なものではないことは、通常の当業者の認める所である。いくつかの好適な希釈剤は、室温では固形で存在することができる。こうした希釈剤は、イオン源チャンバ１０２内で気化させるか、気化させて、気体状または液状でイオン源チャンバ１０２内に供給することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
本発明では、上述した希釈剤を供給原料と共にイオン化することは、グリッチ率を低減し、イオン源１００の寿命を延ばすに当たり、大幅な改善をもたらすことができる。特定の理論に束縛されることを望まずに、第２供給種のイオン及び他の残留物が、イオン源チャンバ１０２内の構成要素（例えば、イオン源チャンバ壁１０２ａ、カソード１０６、及び反射電極１０６）と容易に反応して、容易に凝集可能な副産物を形成し得るものと確信される。その結果、膜または堆積物が、イオン源チャンバ壁１０２ａ、抽出電極１０２ｂ、及び抽出システム１１２上に形成され得る。第２供給種のイオン及び他の残留物と容易に反応する希釈剤種のイオン及び他の残留物を導入することによって、第２供給種のイオン及び他の残留物の、イオン源チャンバ１０２内の構成要素との反応を抑制することができるものと確信する。その一方で、希釈剤種のイオン及び他の残留物と第２供給種との反応は、気相の副産物の形成を生じさせることができ、この副産物は、イオン源チャンバ１０２から容易に真空排気することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
また、第１希釈種は、イオン源チャンバ１０２内の構成要素からエッチングまたはスパッタリングされた物質と反応して、気相の副産物を形成することができるものと確信される。これらの副産物を除去することによって、第２供給種のイオン及び他の残留物と、イオン源チャンバ１０２内の構成要素との反応、及び凝集して膜及び堆積物を形成し得る物質の形成を抑制することができる。この低減により、ビームグリッチをもたらす微小／大規模なアーク放電を低減することができる。さらに、イオン注入システム１００内のイオン源１００の寿命を延ばすことができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
図４Ａ〜４Ｃを参照すれば、本発明のいくつかの実施形態による好適なイオン源４０２ａ〜４０２ｃが示されている。図４Ａ〜４Ｃに例示するイオン源４０２ａ〜４０２ｃの各々は、図２に示すイオン源１００とすることができる。明瞭かつ簡略にするために、図４Ａ〜４Ｃに示すイオン源４０２ａ〜４０２ｃは、図１及び図３Ａ〜３Ｃに示すイオン源１００及び３０２ａ〜３０２ｃ、及び図２に示すイオン注入システム２００内のいくつかの構成要素を内蔵する。このため、イオン源４０２ａ〜４０２ｃは、図１、図２及び図３Ａ〜３Ｃと関係付けて理解すべきである。同じ構成要素の詳細な説明は提供しない。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
図４Ａ〜４Ｃに示すように、イオン源４０２ａ〜４０２ｃは、とりわけ、イオン源チャンバ１０２を具えることができる。イオン源チャンバ１０２は、原料源４１０に結合することができる。本発明では、原料源４１０は、供給原料をイオン源チャンバ１０２内に供給する供給源４１２ａを具えることができる。原料源４１０は、希釈剤をイオン源チャンバ１０２内に供給する希釈剤源４１２ｂを具えることもできる。図では、単一の供給源４１２ａ及び単一の希釈剤源４１２ｂを図示しているが、本発明は、追加的な供給源及び追加的な希釈剤源を含めることを排除しない。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
希釈剤をイオン源チャンバ１０２の外側に供給することによって、イオン源チャンバ１０２内で行われる注入種を含むイオンの形成を、グリッチ抑制から切り離すことができ、グリッチ抑制は、イオン源チャンバ１０２の外側の、抽出電極１１２の付近で行うことができる。希釈剤をイオン源チャンバ１０２の外側に導入することによって、注入種のイオン及びその密度が大幅には減少しにくくなる。このため、所定のイオン源パラメータにおける注入種の電流を最大にすることができる。同時に、希釈剤のイオン化を最小にすることができ、希釈剤の流れが、抽出開口及び抽出電極１１２の外側における膜または堆積物の形成を抑制することができる。こうして、グリッチを低減することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
図５を参照すれば、本発明の他の実施形態による他の好適なイオン源５０２が示されている。図５に例示するイオン源５０２は、図２に示すイオン源１００とすることができる。明瞭かつ簡略にするために、図５に示すイオン源５０２は、図１、図３Ａ〜３Ｃ、及び図４Ａ〜４Ｃに示すイオン源１００、３０２ａ〜３０２ｃ、及び４０２ａ〜４０２ｃ、及び図２に示すイオン注入システム２００内のいくつかの構成要素を内蔵する。このため、イオン源５０２は、図１、図２、図３Ａ〜３Ｃ、及び図４Ａ〜４Ｃと関連付けて理解すべきである。同じ構成要素の詳細な説明は提供しない。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
本実施形態では、固体源５２２が、供給原料及び希釈剤の一方または両方を収容することができる。供給原料及び希釈剤の一方のみを固体源５２２内に収容する場合、供給原料及び希釈剤の他方は、原料源５１２からイオン源チャンバ１０２内に供給することができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
図６を参照すれば、本発明の他の実施形態による他の好適なイオン源６０２が示されている。この図には、ＲＦプラズマ／イオン源が示され、このＲＦプラズマ／イオン源は、図２に示すイオン源１００とすることができる。明瞭かつ簡略にするために、図６に示すイオン源６０２は、図１、図３Ａ〜３Ｃ、図４Ａ〜４Ｃ、及び図５に示すイオン源１００、３０２ａ〜３０２ｃ、４０２ａ〜４０２ｃ、及び５０２、及び図２に示すイオン注入システム内のいくつかの構成要素を内蔵する。このため、イオン源６０２は、図１、図２、図３Ａ〜３Ｃ、図４Ａ〜４Ｃ、及び図５と関係付けて理解すべきである。同じ構成要素の詳細な説明は提供しない。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
図６に示すように、本実施形態のイオン源６０２は、イオン源チャンバ６１２を具えることができる。イオン源チャンバ６１２は、１つ以上の導電チャンバ壁６１２ａ、及びイオン発生領域１０４を規定する誘電体窓６１６を具えることができる。イオン源チャンバ６１２は、抽出開口６１２ｂを含むこともできる。イオン源チャンバ６１２は、原料源５１２に結合することができる。本発明では、原料源５１２を、供給原料及び希釈剤の一方をイオン源チャンバ６０２内に供給する供給源及び希釈剤源の一方とすることができる。原料源５１２からの供給原料または希釈剤は、導管５１６によって供給することができる。図１、図２〜図５に示すイオン源とは異なり、イオン源６０２は、プラズマ２２を発生するためのＲＦプラズマ源６１４を具えている。
【手続補正２０】
【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】
2015512558.tif 000001
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３Ａ】
2015512558.tif 000002
【手続補正２２】
【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】
2015512558.tif 000003