專利名稱：寬帶離子束產生用的高密度螺旋等離子源的制作方法
寬帶離子束產生用的高密度螺旋等離子源
背景技術：
離子植入器常用在集成電路(IC)及平面顯示器的生產上，以在半導體晶圓(通常為硅)上藉由P型或η型摻雜來產生不同導電性的區(qū)域。在此裝置中，等離子源用以離子 化摻雜的氣體。正離子的光束由等離子源中提取并加速到預定的能量，經過質量過濾然后 直接到達晶圓。當離子轟擊晶圓時，離子貫穿至某個深度(由離子的動能及質量而定)并 產生不同導電性的區(qū)域(由摻雜元素的密度而定)于晶圓中。這些區(qū)域中的η或P摻雜的 性質及其在晶圓上的幾何結構定義了這些區(qū)域的機能，例如定義了晶體管內部的η-ρ-η結 面(junctions)或p-n-p結面。藉由如此多個摻雜區(qū)域的互相連接，晶圓可轉變成復雜的 集成電路。圖1為一代表性的離子植入器50的方塊圖。電源供應器1傳送所要求的能量(直 流或射頻)至等離子源2，以便致能(enable)摻雜氣體的離子化。氣體經由一質量流控制 系統(tǒng)(未示出)而在壓力為毫托(mTorr)范圍下饋送至等離子室，并由真空泵系統(tǒng)來保持 著。由所欲摻雜物決定，不同的氟化物或氫化物摻雜的氣體，例如BF3, PF3, AsF3, GeF4, B2H6, PH3,AsH3,GeH4或其他一起或不在一起的共同承載氣體被引入。等離子室具有一可使離子通 過并且被一電極4的結合而提取的孔徑3。常用的方案是一種三極管的組合，其中等離子室 孔徑是在高的正電能，而第二電極(抑制電極)在負電能且第三電極在接地電能。第二電極 用來避免二次電子回流到等離子室。然而，其他提取電極的組合，例如八極管(thetrode)、 五極管或Eisel透鏡也是可行的。這些射出的離子形成一束20并通過質量分析儀6。被提 取的離子束由相混合的離子所組成。例如，由BF3氣體所提取的束主要包括BF3+, BF2+, BF+, B+，及F+離子。因此，必須使用質量分析儀移除離子束中的不要成份，致使離子束具有預定 的能量并包含單個離子的類別(在BF3, B+離子的情況下)。為減少到達預定位準(level) 的能量，預定類別(species)的離子通過可包括一個或多個電極的減速臺8。減速臺的輸出 為發(fā)散的離子束。校正器磁鐵10用來展開離子束并轉換離子束為平行的帶離子束。藉由 角校正器10，使帶束到達晶圓或工件。在某些實施例中，第二減速臺12可被加入。晶圓或 工件被貼附在晶圓支撐件14。晶圓支撐件14提供垂直的運動，以使晶圓可被帶入到束路徑 并上下地通過被固定的離子帶束。晶圓也可被旋轉以使植入可在相對于晶圓表面上以不同 的入射角度被執(zhí)行。隨著晶圓不在束路徑上，束電流可以由法拉第杯(Faraday cup) 16來 測量。基于束電流值與所要的劑量(dose)，晶圓曝光時間或通過帶離子束的次數(shù)被計算出。從等離子源中提取離子的速率經過考慮可由此公式得知dNextr/dt=AnvB其中A為提取孔徑的面積，η為等離子密度，玻姆(Bohm)速度vB = (kBTe/mi)1/2 (kB, Te及Hli分別為波茲曼常數(shù)、電子溫度及離子質量)。有限數(shù)量的等離子源已被證實具有足 夠的等離子密度以成為等離子源。在某些實施例中，例如巴納源(Barnas sources)，其利用 電弧放電來產生等離子。使用鎢絲以產生需要承受高電弧等離子密度的電子通量。在其他 實施例中，例如非直接加熱陰極(indirectly heated cathodes, IHC)也是一種電弧放電的 形式，可避免燈絲暴露在有害的等離子中因而可延長光源的壽命。必要的電子可由非直接加熱陰極提供的熱離子放射而取得。當這些熱等離子源能有效產生必要離子時，基本上僅 用以產生原子的離子，是由于電弧室中所引入的高溫所產生的。因為游離能量低，電弧等離 子中的熱能量通常足以打破分子鍵結力以將饋入氣體分為較小的分子或原子?？上攵?，對于淺植入應用方面上低的離子能量是必要的，以克服有害的空 間-電荷效應(space-charge effect)并且增加離子植入步驟的導電性，可使用具有高含 量的主動摻雜物于分子中，例如C2BltlH12,BltlH14及B18H2215所使用的分子離子在較高能量下可 以被加速，因而避免了射束受到空間-電荷效應所損害。然而，由于分子離子的重量較重， 因此可執(zhí)行淺植入。在此植入過程中需要富含分子離子的主動摻雜物，而非摻雜物原子離 子，低溫的等離子源例如射頻感應耦接放電(RF inductively coupled discharge)是很適 當?shù)摹Ｔ谶@放電中，等離子是經由天線耦接來自射頻產生器的電源而產生的。高射頻電流 根據(jù)麥斯威爾第三電動力學定律(Maxwell's 3rd electrodynamics law)流經天線而生成 一振蕩的磁場，如下VxE = -SBZdt在一個有限的空間區(qū)域(皮膚深度)內產生強大的電場是射頻激發(fā)頻率及氣體壓 力的功能。電子被這些電場加速以獲得足夠的能量來離子化氣體分子并產生等離子。被產 生的等離子不處在熱平衡中因為電子的溫度(通常 2-7eV)遠高于離子或中性(neutral) 溫度(通常稍微大于室溫)。當此放電用在產生分子離子時，它的效能常常是小于渴望的因 為等離子密度小于IO11CnT3，約小于電弧放電的1到2級(order)的強度。在另一潛在的做為離子植入目的的等離子源為螺旋放電(helicon discharge), 其能在相當?shù)偷臍怏w溫度下產生高等離子密度。不同于其他射頻等離子源之處是螺旋放電 中電子加熱是根據(jù)螺旋波的碰撞阻尼。這些螺旋波是藉由射頻天線被直流磁場所覆蓋而激 發(fā)的，是特殊情況的哨聲波(whistler wave)。低壓工作氣體被引入到介電室中，通常環(huán)繞 在介電室周圍的是石英或Pyrex玻璃圓柱體及天線。來自此波的電子增益能量，當這些能 量高于離子化門檻能量時，這些能量及新的電子離子對是經由離子化碰撞中性氣體或分子 而產生的。在每一次離子化事件后，這波能很快地帶電子到最理想的能量是為了下一次離 子化過程。另外，除了引導螺旋波激發(fā)之外，磁場存在確保等離子的限制，因此減少帶電的 粒子到室內的壁的損失。另一個能量轉換機制，Trivelpiece-Gould模式，因快速阻尼而產 生的，可說明螺旋放電由電子-回旋波(electron-cyclotron wave)在室內壁的表面附近 所組成的高離子化效能。即使尚未說明，對螺旋放電的能量沉積機制是非常有效率的，因此 產生高離子化效能。因此，等離子密度對于已知的輸入電源而言，通常高于其他射頻等離子 電源，例如電容式耦合放電(CCP)或感應耦合放電(ICP)，1到3級的強度。相對于電子-回 旋共振(ECR)等離子源，從等離子密度點的角度來比較，螺旋能在低磁場(即200-300高斯 相對于875高斯)下運作，這對于2. 45GHz電子-回旋共振源而言是需要的且200-300高 斯對于高頻率而言是高的。在之前螺旋等離子源所表示的特征讓其具有魅力做為離子植入用的分子離子源 的選項。雖然已發(fā)明幾乎四十年了，但只在最近的10-15年才將螺旋放電應用在工業(yè)用途 中。特別是，其在工業(yè)上用來處理半導體工業(yè)上的等離子蝕刻及等離子沉積。然而，在以下 所點出的地方，迄今，螺旋一直未被有效地做為工業(yè)源的一部分，主要是因為其不均勻的等 離子密度分布所導致。
當在螺旋模式中運作，等離子圓柱具有非常明亮的中央核心，表示有非常尖峰的 密度輪廓在放電的軸上。因此，典型上一種擴散室用來連接此源，以使產生在螺旋源中的等 離子在室中擴散且尖峰密度輪廓和緩。如圖2所示，雖然比較平滑，密度輪廓仍循著此源中 的輪廓一個在放電軸線上相當高的等離子密度，但沿著放射的方向密度明顯下降。此外， 電源的增加僅為了強調此特性，例如藉由增加尖峰處的密度，而縮小放射的范圍一致的密 度。沿著放射的方向特性的非均勻一致的等離子密度輪廓限制此源用于大面積等離子過程 的應用。在現(xiàn)有技術中，有針對螺旋產生的等離子克服其缺陷所做的嘗試，S卩，克服放射的 等離子密度非均勻一致性。迄今，螺旋已經被使用在等離子蝕刻及等離子沉積上及對于較 小的范圍的離子束產生上。特別是，螺旋尚未被使用在帶狀離子束的產生上，典型使用在離 子植入器上。因此，離子源能有效地利用由螺旋源所產生的高等離子密度，并產生一寬的、 均勻一致的帶狀離子束，將可對離子植入的前景有益處。

發(fā)明內容
現(xiàn)有技術的問題已揭露于本說明書中，描述一種利用一個或兩個螺旋等離子源能 產生寬帶離子束的離子源。除了螺旋等離子源之外，離子源也包括擴散室。擴散室是金屬 圓柱體，具有沿著圓柱體的中心軸方向的提取孔徑。在此，與螺旋等離子源相關的尖峰放射 密度輪廓是不相關的，可見于圖2的圖表中。在一實施例中，雙螺旋等離子源位于擴散室的相對兩端，用以產生均勻一致、沿著 軸方向的等離子密度及必然地均勻一致地被提取的帶離子束。在另一實施例中，多尖端的磁場環(huán)繞于擴散室，用以進一步改善被提取的離子束 的均勻性。束均勻性也可藉由包括對于每個螺旋等離子源的氣體流率、輸入射頻電源及頻率 以及磁場強度的數(shù)個獨立的控制來控制。由于高束電流可被產生，利用此離子源可執(zhí)行單個通過晶圓上的太陽能電池裝置 或太陽能電池箔片摻雜。


圖1為代表性高電流離子植入器具的方塊圖。圖2為典型的螺旋等離子源在擴散室中發(fā)射的等離子密度輪廓的圖表。圖3a為已知的螺旋等離子源的主要元件，所示的是m = +1的Swji型式天線，但 Boswell或Nagoya III型式的天線也可以使用。圖北為圖3a中螺旋等離子源的橫截面剖面圖。圖如為使用平面螺旋天線的螺旋等離子源。圖4b為圖如中螺旋等離子源的橫截面剖面圖。圖fe為第一實施例的雙螺旋離子源的側視圖。圖恥為具有一個提取孔徑的擴散室的橫截面剖面圖。圖5c為具有多個提取孔徑的擴散室的橫截面剖面圖。圖5d為圖fe中離子源的端視圖。
圖6a為第二實施例的雙螺旋離子源的側視圖。圖6b為在包含該直徑的平面上且平行于該提取孔徑的擴散室的長度方向的橫剖 面圖。圖6c為在包含該直徑及該提取孔徑的平面上的擴散室的長度方向的橫剖面圖。圖6d為圖6a中離子源的端視圖。圖7為感應于螺旋源和擴散室的軸向磁場的分布圖。圖8為代表性軸向等離子密度相對于不同的螺旋及擴散室配置的圖。圖9是使用于建立在硅晶圓上的摻雜的太陽能電池的離子源配置圖。圖10是使用在摻雜的太陽能電池箔片上的離子源配置圖。
具體實施例方式圖3a為典型的螺旋等離子源100的元件的長度方向的橫剖面圖，而圖北為經過 這些元件的橫截面剖面圖。介電圓柱體Iio較佳是用以包含低壓氣體并允許來自天線120 的射頻耦合至等離子。對于高密度螺旋模式(明亮核心)中的適度功能，在圓柱體中的氣 體壓力可較佳地維持低于20毫托。該介電圓柱體110可包含任何合適的介電材料，例如石 英、pyrex玻璃或氧化鋁。天線120緊緊地纏繞在介電圓柱體的周圍，用以產生螺旋波。除 了 Boswell saddle, Nagoya III或半波螺旋天線不可使用外，任何種類的天線均可使用。 天線120的材質較佳是鍍銀的銅，由射頻電源供應器(未示出)提供電源，且與等離子阻抗 相匹配的射頻可由L或PI型匹配網路(未示出)來實現(xiàn)。如此天線結構位于圓柱體等離 子柱的外部，典型上用以建立具有平行波長(沿著磁場)的m = 0或m = 士 1模式，由天線 的長度及磁場的強度定義某些限度。在另一實施例中，天線120可位于介電圓柱體110的 內，或內埋于介電圓柱體的壁內。螺旋波是有界限的電磁波，在哨聲頻率(介于離子及電子-回旋頻率的間)的范 圍內，具有右手及左手環(huán)狀的極化。為了激發(fā)螺旋波，磁鐵130可提供所需要的磁場，大部 分是螺線管或多個軸向對稱的螺線管，能夠提供超過數(shù)百高斯的軸向磁場。將可允許螺旋 源在典型的13. 56MHz商業(yè)用射頻頻率中運作，然而在其他的射頻頻率中運作也是可行的。 較高值的磁場強度可由Sm-Co或Nd-Fe-B永久磁鐵相堆迭而提供。因此，磁鐵130表示成 一個或多個螺線管或永久磁鐵的型態(tài)在本說明書中是可以理解的。螺旋源的一端被法蘭 (flange)限制并使所需要的工作氣體，以某個流速經由氣體入口 150而被引入到室中，而 螺旋源的另一端是開放的，較佳地具有彈性結合160以連接易脆的介電螺旋管到金屬的擴 散室。螺線管130是由直流電源供應器供電的。電流的方向或永久磁鐵的配置選擇使得磁 場感應(B)點朝向介電圓柱體110的開放端。符號□及□分別表示在螺線管130中意味著 電流進入紙平面或自紙平面出去。在此，藉由適當選擇天線激發(fā)模式，產生的螺旋波將沿著管的軸線傳播而離開端 部的法蘭140及氣體入口 150。為了消除運作期間所產生的熱，天線及螺線管皆可經由冷卻 管180以水冷卻，但也可使用其他液體。為了減少藉由天線射向周圍的射頻輻射，較佳以法 拉第籠(Faraday cage) 170環(huán)繞于螺旋源。在另一顯示于圖如及圖4b的實施例中，天線190具有平面螺旋形狀，位在螺旋源 的封閉端。在此，來自天線190的射頻電源傳輸至等離子可經由介電窗195 (pyrex玻璃、石英、氧化鋁)來實現(xiàn)。對于幾何學而言，第二彈性結合器可用以真空密封介電管的封閉端， 與氣體入口 150的位置不同。從螺旋放電的理論，等離子密度及平行波數(shù)量藉由已知磁場強度的螺旋分散方程 式而相連結

^ = J^1+ ---Ετ = βμ0νρ(—)(1)
^ll c0Cc^其中k為波數(shù)，ωρ = (ne2/ ε 0me)1/2 是等離子頻率，η是等離子密度，ω。= eB/me是在均勻一致背景的軸向磁場B中的電子-回旋頻率，μ。是真空中磁滲透性，νρ = ω A11是螺旋波沿著管軸線的相位速度，me是電子質量而符號“ Il ”及“丄”分別代表平行及垂直方向上的磁場感應向量。通常，k±是藉由管半徑J1G^a) =0而固定的(具有第一種的Bessel功能J1及 管的內半徑a)。隨著在幾十電子伏特，例如50eV的電離剖面中的具尖鋒的氣體，螺旋共振 要求Vp = 4. 19 X IOW1, a = 32/f 及 B = 220na (2)f的單位為MHz，a的單位為公分，η的單位為1013cnT3，B的單位為高斯。因此，對 于典型的工業(yè)頻率f等于13. 56MHz，管的直徑 5公分將需要磁場 275G以提供等離子密 度為 5X1012cm_3。上述典型的螺旋源產生具有放射密度輪廓的等離子，其尖峰沿著介電圓柱體110 的中心軸。甚至當使用在連接擴散室，雖然有一點平坦，但擴散室內的密度輪廓仍然顯示出 相同于圖2的不均勻的放射輪廓。因此，離子束的提取經由沿著正交于介電圓柱體的中心 軸的軸而配置的一狹縫，導致一具有高電流密度在中心部分而具有低束電流密度在束周圍 區(qū)域的尖峰的帶離子束輪廓。此特征對于植入目的來說不能被接受，因為產生了不均勻的 植入以及必然地不良的最終半導體裝置。圖fe及圖恥為第一實施例的離子源200。二個螺旋等離子源100、300例如是與 圖3、4相關連的等離子源。在軸向上相交于擴散室210。擴散室210的形狀較佳是圓柱體， 較佳地具有直徑大于介電圓柱體110的直徑，例如20-50公分。螺旋源及擴散室相對齊，以 使三個元件的中心軸是同在一條線上；換言之，三個元件是同軸的。提取孔徑230位在該擴 散室上，且平行于擴散室的中心軸。提取孔徑的高度較佳是低的，例如3-5mm，擴散室的高度 可由容納具有寬度35公分的帶狀離子束的提取狹縫來選擇，其允許直徑300mm的晶圓的植 入。由于擴散室的長度沒有限制條件，較寬的50公分的提取孔徑用以進行下一代450mn直 徑的晶圓的植入是可行的。圖恥為一代表性擴散室的橫剖面圖。擴散室210的腔體240較佳是由鋁或相似 的帶磁性的、具滲透性的材質所構成。在一實施例中，導電性的襯墊(liner)245配置在腔 體內表面的周圍。襯墊245較佳是摻雜的碳化硅或石墨制成，具有兩個目的。第一是減少 濺射及可能的等離子260的污染，并由于腔體壁240而產生具有金屬的離子束270。第二是電性導電的本質確保等離子電勢的控制。為了允許提取正離子，藉由高電位DC電源供應器(未示出)，使腔在正電勢下電性 偏移(biased)。在一實施例中，圖恥顯示單個提取孔徑，在提取光學元件250的協(xié)助下用 以提取束。典型上，提取光學元件250包括一組具有不同電勢的電極，用以提取等離子260 中的正離子。圖恥是一種三極管提取光學元件，但是八極管或五極管的組件也可使用。在 一實施例中，孔徑的高度為3mm、長度為350mm，但其他尺寸或型態(tài)也是可行的。在第二實施 例中，如圖5c所示，多個平行的孔徑用以允許提取多個小射束275，其進一步形成更高且更 大的帶狀離子束270。為了改善等離子沈0的均勻性，多尖端的磁場型態(tài)可被使用來較佳體認到永久磁 鐵條(bar)觀0，例如Sm-Co或Nb-Fe-B磁鐵的排列沿著擴散室的長度的方向。這些磁鐵280 被安裝以使面對擴散室210的腔體MO的外表面的磁極在極性上交替。換句話說，一磁鐵 列被安排以使北極朝向腔體M0，而位于此列上相鄰于每一側的磁鐵被安排，以使各磁鐵的 南極朝向腔體。這個圖案重復環(huán)繞于腔體的周圍，除了鄰近于提取孔徑230的周圍區(qū)域。為 了使磁場線285盡可能多，在左側及右側擴散室壁上，多尖端磁場藉由連續(xù)地配置磁鐵觀0 及在縱向列上具有相同的極性而產生，以形成圖5d所示的放射圖案。等離子中磁場強度B 及磁場線觀5穿透的深度y是藉由周圍相互分離d的磁鐵具有交替的極性，在磁鐵表面Btl 的磁場強度以及磁鐵的寬度△所控制的，方程式為
權利要求
1.一種離子源，包括a.一第一螺旋等離子源，包括i. 一第一介電圓柱體，具有第一中心軸，一第一封閉端以及一第一開放端； . 一第一磁鐵，環(huán)繞于該第一介電圓柱體，適于產生一磁場于該中心軸的方向上，并 面對于該第一介電圓柱體的該開放端；以及iii. 一第一天線，位于該第一介電圓柱體內并能產生螺旋波；b.一第二螺旋等離子源，包括1.一第二介電圓柱體，具有第二中心軸，一第二封閉端以及一第二開放端； . 一第二磁鐵，環(huán)繞于該第二介電圓柱體，適于產生一磁場于該中心軸的方向上，并 面對于該第二介電圓柱體的該開放端；以及iii. 一第二天線，位于該第二介電圓柱體內并能產生螺旋波；c.一用來定義擴散室的腔體，包括第一端及第二端，其中該擴散室的第一端是與該第 一介電圓柱體的該開放端相通，而該擴散室的第二端是與該第二介電圓柱體的該開放端相 通，且一提取孔徑具有一較第二尺寸長很多的尺寸，其中該較長的尺寸平行于該第一介電 圓柱體的中心軸。
2.根據(jù)權利要求1所述的離子源，其中該第二中心軸平行于該提取孔徑的該較長的尺 寸，并與該第一介電圓柱體的該第一中心軸同軸。
3.根據(jù)權利要求2所述的離子源，還包括額外的磁鐵，環(huán)繞于該腔體以產生多尖端的 磁場。
4.根據(jù)權利要求2所述的離子源，還包括氣體入口，位于所述螺旋等離子源的該第一 封閉端及該第二封閉端。
5.根據(jù)權利要求2所述的離子源，其中該第一磁鐵與該第二磁鐵包括螺線管，而該離 子源還包括一電源供應器，用以控制該些螺線管所產生的該些磁場。
6.根據(jù)權利要求2所述的離子源，其中該第一磁鐵與該第二磁鐵包括螺線管，而該離 子源還包括第一及第二電源供應器，而各個螺線管受到相對應的電源供應器的控制。
7.根據(jù)權利要求2所述的離子源，其中該第一磁鐵與該第二磁鐵包括永久磁鐵。
8.根據(jù)權利要求2所述的離子源，還包括一射頻電源供應器，其連接該第一天線與該 第二天線并適于供電至所述天線。
9.根據(jù)權利要求2所述的離子源，還包括一連接該第一天線的第一射頻電源供應器以 及一連接該第二天線的第二射頻電源供應器，每一射頻電源供應器適于供電至相對應的天 線。
10.根據(jù)權利要求8所述的離子源，其中該射頻電源是經由兩個獨立的匹配網路而供 電至該第一天線與該第二天線。
11.根據(jù)權利要求2所述的離子源，還包括鄰近于該提取孔徑的提取光學元件，適于將 離子由該擴散室排出。
12. —種離子源，包括 a. 一螺旋等離子源，包括i. 一介電圓柱體，具有一中心軸，一封閉端以及一開放端； . 一磁鐵，環(huán)繞于該介電圓柱體，適于產生一磁場于該中心軸的方向上，并面對于該介電圓柱體的該開放端；以及iii. 一天線，位于該介電圓柱體內并能產生螺旋波；b. 一用來定義擴散室的腔體，包括第一端及第二端，其中該擴散室的第一端是與該介 電圓柱體的該開放端相通，且一提取孔徑具有一較長于一第二尺寸的尺寸，其中較長的該 尺寸平行于該介電圓柱體的該中心軸。
13.根據(jù)權利要求11所述的離子源，還包括額外的磁鐵，環(huán)繞于該腔體以產生多尖端 的磁場。
14.根據(jù)權利要求11所述的離子源，還包括一氣體入口，位于該第一封閉端。
15.根據(jù)權利要求11所述的離子源，其中該磁鐵包括一螺線管，而該離子源還包括一 電源供應器，用以控制該螺線管所產生的磁場。
16.根據(jù)權利要求11所述的離子源，其中該磁鐵包括永久磁鐵。
17.根據(jù)權利要求11所述的離子源，還包括一射頻電源供應器，其連接該天線并適于 供電至所述天線。
18.根據(jù)權利要求17所述的離子源，其中該射頻電源是經由一匹配網路而供電至該天線。
19.根據(jù)權利要求11所述的離子源，還包括鄰近于該提取孔徑的提取光學元件，適于 將離子由該擴散室排出。
20.一種調整離子束均勻性的方法，包括a.提供一離子源，該離子源包括i. 一第一螺旋等離子源，包括.1.一第一介電圓柱體，具有第一中心軸，一第一封閉端以及一第一開放端；.2.一第一螺線管，環(huán)繞于該第一介電圓柱體，適于產生一磁場于該中心軸的方向上，并 面對于該第一介電圓柱體的該開放端；以及.3.—第一天線，位于該第一介電圓柱體內并能產生螺旋波； . 一第二螺旋等離子源，包括.1.一第二介電圓柱體，具有第二中心軸，一第二封閉端以及一第二開放端；.2.—第二螺線管，環(huán)繞于該第二介電圓柱體，適于產生一磁場于該第二中心軸的方向 上，并面對于該第二介電圓柱體的該開放端；以及.3.—第二天線，位于該第二介電圓柱體內并能產生螺旋波；iii.一用來定義擴散室的腔體，包括第一端及第二端，其中該擴散室的第一端與該第 一介電圓柱體的開放端相通，而該擴散室的第二端與該第二介電圓柱體的開放端相通，且 一提取孔徑具有一較第二尺寸長的尺寸，其中該較長的尺寸平行于該第一介電圓柱體的中 心軸；iv.氣體入口，位于所述螺旋等離子源的該第一封閉端及該第二封閉端；v.一電源供應器，用以控制該些螺線管所產生的該些磁場vi.一射頻電源供應器，連接該第一天線與該第二天線并適于供電至所述天線；b.調整該離子源的特性，該些特性包括選自于用來調整該些軸向磁場的該直流電源供 應器的輸出電流，該射頻電源供應器的輸出以及進入該些氣體入口的氣體的流率所組成的 群組。
21.根據(jù)權利要求20所述的調整離子束均勻性的方法，其中該射頻電源供應器的輸出 包括一功率部分以及一頻率部分，而調整該射頻電源供應器包括調整該功率部分。
22.根據(jù)權利要求20所述的調整離子束均勻性的方法，其中該射頻電源供應器的輸出 包括一功率部分以及一頻率部分，而調整該射頻電源供應器包括調整該頻率部分。
23.根據(jù)權利要求20所述的調整離子束均勻性的方法，其中該離子源包括一第二電源 供應器，而該二電源供應器各別控制該第一螺線管以及該第二螺線管中之一，且該調整步 驟包括調整各該電源供應器的輸出。
24.根據(jù)權利要求20所述的調整離子束均勻性的方法，其中該離子源包括一第二射頻 電源供應器，而該二射頻電源供應器各別控制該第一天線以及該第二天線中之一，且該調 整步驟包括調整各該射頻電源供應器的輸出。
全文摘要
一種利用一個或多個螺旋等離子源以產生高密度寬帶離子束的離子源。除了螺旋等離子源之外，離子源還包括一擴散室。擴散室具有一與螺旋等離子源的介電圓柱體的軸向同方向配置的提取孔徑。在一實施例中，雙螺旋等離子源位于擴散室的相對兩端，用以產生一更均勻地被提取的離子束。在另一實施例中，一個多尖端的磁場用以進一步改善被提取的離子束的均勻性。
文檔編號H01L21/265GK102150239SQ200980135989
公開日2011年8月10日 申請日期2009年8月24日 優(yōu)先權日2008年8月28日
發(fā)明者杰·T·舒爾, 科斯特爾·拜洛, 艾力克斯恩德·S·培爾 申請人:瓦里安半導體設備公司