CN103329252B - 包括远程掺杂剂源的离子注入器系统以及包含该系统的方法 - Google Patents

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Abstract

描述了掺杂剂源气体供应布置和方法，其中一个或多个掺杂剂源气体供应容器被包含在离子注入系统的外封罩之内，例如在上述封罩内的一个气体箱之内。在一个实施方式中，掺杂剂源气体供应容器相对于离子注入系统的气体箱以远程关系定位，以及一个掺杂剂源气体本地容器被定位在所述气体箱之内，以及供应线以供应关系将掺杂剂源气体供应容器互连到掺杂剂源气体本地容器，其中所述供应线被适配为仅当离子注入系统处于非运行状态时才使掺杂剂源气体从供应容器流动到本地容器，且所述供应线被适配为当离子注入系统处于运行状态时被抽空或是填充以惰性加压气体。

Description

包括远程掺杂剂源的离子注入器系统以及包含该系统的方法
相关申请的交叉参引
依照35USC119要求享有W.Karl.Olander于2010年11月30日提交的题为“IonImplanterSystemIncludingRemoteDopantSource,andMethodComprisingSame”的美国临时专利申请61/418,402的优先权。出于所有的目的，上述美国临时专利申请61/418,402的发明通过参引方式纳入本说明书。
技术领域
本发明涉及将掺杂剂源气体供应到离子注入器的装置和方法，以便用于将材料掺杂到例如半导体基板、平板显示器基板、太阳能电池基板等，本发明还涉及利用上述装置和方法的离子注入系统。
背景技术
离子注入是制造微电子器件产品中的一个基本的单元运行。与半导体制造设施中的离子注入运行的基本特征和无处不在相符，已经并且将继续付出相当大的努力来改善离子注入器设备的效率和效益。
由于在离子注入中使用的几乎所有的常规掺杂剂原料气体都具有高度毒性和危险的性质，前述努力都将目标集中于提高在掺杂剂源材料的供应、处理和使用中的安全性。
近十五年来，由ATMI公司（美国康涅狄格州丹伯里）以商标SDS销售的一种基于物理吸附剂的流体储藏和分送容器的离子注入系统得到了商品化和广泛应用，已经对这种增强安全性的努力做出了重大的贡献。通过在流体储藏和分送容器中提供一种物理吸附剂介质作为有毒且有害的掺杂剂源流体——诸如砷烷、磷烷、硅烷和三氟化硼——的储藏介质，上述流体可在低压——例如低于大气压下——以吸附方式保持在容器中，且在分送状况下能够轻易从物理吸附剂解吸附（desorb）。
上述低压储藏和分送容器由此克服了与使用高压气瓶伴随的危险，高压气瓶在大约3000到15000kPa的超过大气压的高压下保存同样的掺杂剂源流体。这些危险包括，在瓶体破损或高压气瓶的阀头组件发生故障的情况下，高压的有毒/有害流体的灾难性扩散的潜在可能。
离子注入系统典型地配备有：气体箱；离子源单元，用于掺杂剂原料气体的电离；注入器，包括加速器和磁性分离组件；以及相关联的流动线路（flowcircuitry）和仪器（instrumentation）。在离子注入系统中，掺杂剂气体供应容器位于该系统的气体箱之内。气体箱是在工作中连接到离子源单元且处于和离子源单元同样高的压力的一个封罩（enclosure）。
在这种常规的离子注入系统配置中，含有有毒/有害掺杂剂原料气体的供应容器，必须被周期性地更换和替换成充有掺杂剂源气体的新容器。为了执行对位于离子注入系统的气体箱之内的气体供应容器的上述更换，技术人员必须佩戴自给式呼吸器（SCBA）单元，从气体箱中物理地移除耗竭的供应容器，并且将新容器安装在气体箱之内。在进行更换运行期间，在半导体制造设施之内的离子注入系统的附近必须使除了装备有SCBA的技术人员以外的人员撤离，以解决更换运行所涉及的风险。
除了与对离子注入系统中的掺杂剂源气体供应容器的上述更换相关的风险之外，掺杂剂源气体供应容器在生产运行期间在不合适的时候发生耗竭也是常见的事件，结果离子注入系统必须被关停。对离子注入系统的这样的计划外关停可能要求对部分处理的晶圆作昂贵的返工，且在一些情况下，作为中断晶圆处理的后果，晶圆产品可能是有瑕疵的或甚至对于它们的预期目的是无用的。这样的事件可能会转而严重地不利影响离子注入器系统以及这样的离子注入器系统所位于的半导体制造设施的经济效益。
发明内容
本发明涉及用于将掺杂剂源气体提供给离子注入系统的装置和方法，且涉及利用这样的装置和方法的离子注入系统。
本发明在一方面涉及掺杂剂源气体供应装置，用于将掺杂剂源气体从处在相对于地为升高的运行电压的气体箱输送到离子注入工具，其中所述气体箱和离子注入工具是在一个外封罩之内，而所述掺杂剂源气体供应装置则被安排成选自下列装置布置（A）和（B）的一个布置：
（A）装置布置，包括：掺杂剂源气体供应容器，被适配为相对于离子注入系统的气体箱以远程关系定位，在所述外封罩之外；掺杂剂源气体本地容器，被适配为定位在所述气体箱之内；以及供应线，以供应关系将所述掺杂剂源气体供应容器互连到所述掺杂剂源气体本地容器，且被适配为仅当所述离子注入工具处于非运行状态且所述气体箱不处在所述升高的运行电压时才使掺杂剂源气体从所述供应容器流动到所述本地容器；以及
（B）装置布置，包括：掺杂剂源气体容器，被适配为定位在所述外封罩之内，在所述气体箱之外；流动线路，被适配为布置在所述气体箱之内，其中所述气体箱在其内没有掺杂剂源气体容器；以及电绝缘的掺杂剂源气体供应线，被配置为从所述掺杂剂源气体容器接收掺杂剂源气体，且当所述气体箱处在所述升高的运行电压时将所述掺杂剂源气体输送到所述气体箱之内的流动线路。
本发明的另一方面涉及一种离子注入系统，包括一个外封罩，所述外封罩含有一个气体箱和一个离子注入工具，所述离子注入工具被适配为从所述气体箱接收掺杂剂源气体，其中所述离子注入系统包括如上所述的掺杂剂源气体供应装置。
本发明的另一方面涉及一种离子注入方法，包括使用如上所述的掺杂剂源气体供应装置。
在另一方面，本发明涉及一种掺杂剂源气体供应装置，所述装置用于包括一个气体箱的离子注入系统，所述装置包括：
掺杂剂源气体供应容器，被适配为相对于所述离子注入系统的气体箱以远程关系定位；
掺杂剂源气体本地容器，被适配为定位在所述离子注入系统的气体箱之内；以及
供应线，以供应关系将所述掺杂剂源气体供应容器互连到所述掺杂剂源气体本地容器，且被适配为仅当所述离子注入系统处于非运行状态时才使掺杂剂源气体从所述供应容器流动到所述本地容器。
在如上所述的掺杂剂源气体供应装置的一个实施方案中，在离子注入处理系统的运行期间，所述供应线被抽空或填充以加压的惰性气体。
本发明的另一方面涉及离子注入系统，其包括如上所述的掺杂剂源气体供应装置。
在另一方面，本发明涉及运行包括一个气体箱的离子注入处理系统的方法，所述方法包含：
将掺杂剂源气体储藏和分送本地容器放置在所述气体箱之内，
通过一条供应线将所述掺杂剂源气体储藏和分送本地容器与掺杂剂源气体供应容器相联接，所述掺杂剂源气体供应容器相对于所述气体箱以远程关系定位，以及
仅当所述离子注入处理系统处在非运行状态时，才使掺杂剂源气体从所述供应容器流动到所述本地容器。
从随后的说明和所附权利要求书中，将会更为完整地了解本发明的其他方面、特征和实施方案。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方案的离子注入系统的示意图，该离子注入系统利用了一个掺杂剂原料气体供应布置。
图2是图1中所示的类型的离子注入系统的气体箱的一部分的示意图，示出了机载的掺杂剂源气体储藏和分送容器，以及在该离子注入系统的停机时间期间将掺杂剂源气体供应到上述储藏和分送容器时所涉及的流动线路的一部分。
图3是一种适应相互处于流动连通的多个供应容器和多个本地容器的供应线的示意图，其中该供应线包含一个导管，该导管围住一个中心杆结构，且其中该中心杆结构在其内包含多个通路，用于让多个气流流过相应的通路。
图4是根据本发明的另一个实施方案的离子注入系统的示意图，其利用的机载的掺杂剂源气体储藏和分送容器在离子注入器外封罩之内且在高电压端子封罩之外，高电压端子封罩含有气体歧管，气体歧管被配置为使掺杂剂原料气体流动到离子源腔室。
具体实施方式
本发明涉及以改善离子注入系统的运行效率和投入生产时间的方式将掺杂剂源气体供应给离子注入系统的装置和方法。在下文中更完整地描述掺杂剂源气体供应布置和方法，其中在离子注入系统的外封罩之内（例如在这样的封罩之内的气体箱之内）含有一个或多个掺杂剂源气体供应容器。
本发明在一些方面涉及一种掺杂剂源气体供应装置，用于将掺杂剂源气体从相对于地处在升高的运行电压的气体箱输送到离子注入工具，其中所述气体箱和离子注入工具在一个外封罩之内，而所述掺杂剂源气体供应装置则被安排成一种布置，所述布置选自下列装置布置（A）和（B）：
（A）装置布置，包括：掺杂剂源气体供应容器，被适配为相对于离子注入系统的气体箱以远程关系定位，在所述外封罩之外；掺杂剂源气体本地容器，被适配为定位在所述气体箱之内；以及供应线，以供应关系将所述掺杂剂源气体供应容器互连到所述掺杂剂源气体本地容器，且被适配为仅当所述离子注入工具处于非运行状态且所述气体箱不处在所述升高的运行电压时才使掺杂剂源气体从所述供应容器流动到所述本地容器；以及
（B）装置布置，包括：掺杂剂源气体容器，被适配为定位在所述外封罩之内，在所述气体箱之外；流动线路，被适配为布置在所述气体箱之内，其中所述气体箱内没有掺杂剂源气体容器；以及电绝缘的掺杂剂源气体供应线，被配置为从所述掺杂剂源气体容器接收掺杂剂源气体，且当所述气体箱处在所述升高的运行电压时将所述掺杂剂源气体输送到所述气体箱之内的流动线路。
在一些实施方案中，掺杂剂源气体供应装置包含布置（A）。在另一些实施方案中，掺杂剂源气体供应装置包括布置（B），例如，其中所述布置还包括掺杂剂源气体供应容器，其被适配为定位在所述外封罩之外，与定位在所述外封罩之内、在所述气体箱之外的掺杂剂源气体容器是供应关系。
本发明的另一方面涉及一种离子注入系统，该离子注入系统包括一个外封罩，所述外封罩含有一个气体箱和一个离子注入工具，所述离子注入工具被适配为从所述气体箱接收掺杂剂源气体，其中所述离子注入系统包括如上所述的掺杂剂源气体供应装置，例如，其中所述掺杂剂源气体供应装置被安排成布置（A）或布置（B）。
本发明的另一方面涉及一种离子注入方法，包括使用如上所述的掺杂剂源气体供应装置。这样的方法可以例如在用于制造选自如下的产品的过程中执行：半导体产品，平板显示器产品，以及太阳能产品。
因此，本发明设想了在离子注入系统中的掺杂剂源气体供应，其中根据一个实施方案，掺杂剂源气体从远程供应容器被提供给离子注入系统，到达离子注入系统的气体箱之内的本地容器。在这样的布置中，离子注入系统的气体箱内的本地容器被合适地定尺寸以便延长运行，且所述远程供应容器和本地容器被安排为仅当所述离子注入系统处在非运行状态时才从所述远程供应容器填充所述本地容器。
注意，如本说明书和所附权利要求书中使用的，单数形式“一”“一个”和“该”包括复数形式，除非上下文明确地以不同方式指出。
在一个实施方案中，本发明涉及一种用于离子注入系统的掺杂剂源气体供应装置，所述离子注入系统包括一个气体箱。所述装置包括：掺杂剂源气体供应容器，被适配为相对于所述离子注入系统的气体箱以远程关系定位；掺杂剂源气体本地容器，被适配为定位在所述离子注入系统的气体箱之内；以及供应线，以供应关系将所述掺杂剂源气体供应容器互连到所述掺杂剂源气体本地容器，且被适配为仅当所述离子注入系统处于非运行状态时才使掺杂剂源气体从所述供应容器流动到所述本地容器。在一些实施方案中，供应线还可被适配为当离子注入系统处于运行状态时被抽空或者填充以惰性加压气体。
这种仅当离子注入系统处于非运行状态时才使供应线流动掺杂剂源气体的适配，以及当离子注入系统处于运行状态时使供应线抽空或填充以惰性加压气体的适配，可以用任何适当的方式来实现。在一个实施方案中，这种适配是通过一个组件实现的，该组件包括中央处理器单元（CPU），该CPU被安排为控制穿过过所述供应线的掺杂剂源气体的流动。
该CPU可被以适当方式安排用于上述目的，例如，其中所述CPU操作性地联接至控制穿过所述供应线的掺杂剂源气体的流动的至少一个阀，例如，在所述供应线中的至少一个阀。替代地，或附加地，所述至少一个阀可以包含在所述掺杂剂源气体供应容器的阀头之内的一个流量控制阀。
该CPU可以被适配为：通过由CPU产生且被传输到相应的受控组件（诸如阀、流量控制器等）的控制信号，来监测所述离子注入系统，并且当离子注入系统被断电且处于非运行状态时实现对气体箱内本地容器的填充，且防止在本地容器填充运行完成之前给离子注入系统通电。
该供应线可以由任何适当的材料构成，且可例如用绝缘材料诸如聚四氟乙烯或其他不导电的聚合物、玻璃、陶瓷或合成材料制成。该供应线可包括单个导管，或者作为替代可以包括同轴双导管，或其他多导管布置。可以设置一个气体吹扫组件用于在输送掺杂剂源气体用于填充离子注入系统的气体箱之内的本地容器之后，吹扫掺杂剂源气体的供应线。
在实施本发明中利用的供应容器和本地容器可以是任何适合的类型。在一个实施方案中，所述供应容器包括经压力调节的气体储藏和分送容器。在另一个实施方案中，所述本地容器包括一个含有对于所述掺杂剂源气体具有吸附亲和性的物理吸附剂的气体储藏和分送容器。在再另一个实施方案中，所述供应容器包括经压力调节的气体储藏和分送容器，且所述本地容器包括一个含有对于所述掺杂剂源气体具有吸附亲和性的物理吸附剂的气体储藏和分送容器。
本发明的源气体供应容器可以被适配用于：任何适当的掺杂剂源材料，或用于离子注入系统的管线内（in-line）清洗的清洗材料，例如清洗剂，诸如NF3或XeF2。例如，掺杂剂源材料可以包括选自如下的掺杂剂源气体：砷烷、磷烷、三氟化硼、四氟化二硼、四氟化锗、四氟化硅和硅烷。本发明设想了掺杂剂材料的混合物，以及掺杂剂源气体的组合物，该组合物除了掺杂剂源气体之外还含有一种协流剂（co-flowagent）。协流剂可包括气体种类，用于增强掺杂剂源气体的离子化的性质和程度，以实现对离子注入系统的清洁，或以其他方式有益于离子注入系统的运行和在离子注入系统之内执行的离子注入工艺。在一个实施方案中，协流剂包括二氟化氙，以实现对离子源的就地清洗。
本发明在另一方面设想了一种离子注入系统，它包括上述的掺杂剂源气体供应装置。
本发明在方法方面设想了一种运行包括一个气体箱的离子注入处理系统的方法，所述方法包含：将掺杂剂源气体储藏和分送本地容器放置在所述气体箱之内；通过一条供应线将所述掺杂剂源气体储藏和分送本地容器与位于所述气体箱的远程的掺杂剂源气体供应容器相联接；以及仅当所述离子注入处理系统处在非运行状态时，才使掺杂剂源气体从所述供应容器流动到所述本地容器。
在一个实施方案中，该方法包括在离子注入处理系统的涉及对在离子注入处理系统之内的离子源作激励的运行期间，将所述供应线维持在抽空状况下或是填充以加压的惰性气体。该方法可以用包括一个经压力调节的气体储藏和分送容器的供应容器来进行。所述本地容器可以包括一个含有对于所述掺杂剂源气体具有吸附亲和性的物理吸附剂的气体储藏和分送容器。上述方法的一个优选实施方案包括提供经压力调节的气体储藏和分送容器，该容器通过所述供应线与本地容器互连，所述本地容器含有对于所述掺杂剂源气体具有吸附亲和性的物理吸附剂。该方法可以用任何适当的掺杂剂源气体种类来执行，诸如砷烷、磷烷、三氟化硼、四氟化二硼等，且可以借助如上所述与掺杂剂源气体一起从供应容器供应的协流剂来执行。
如本文所用的，表征用于填充离子注入系统的气体箱之内的本地容器的供应容器的术语“远程”，意味着所述供应容器被定位在气体箱之外，且与气体箱之内的本地容器相距至少2米。在本发明的一些实施方案中，该供应容器可以定位在与离子注入系统的气体箱之内的本地容器相距至少5、10、15、20、25、30、40、50米或更远。
在一些实施方案中，离子注入系统可以包括一个系统封罩——在系统该封罩内布置有气体箱、离子源、磁体、束线通道（beamlinepassageway）、泵和该离子注入系统的其他组件——以使得该系统包括一个一体式的外壳，用于至少该离子注入系统的主要组件。在这样的实施方案中，供应容器有利地位于上述一体式外壳之外，但是或者也可位于上述一体式外壳之内。例如，供应容器可以位于半导体制造设施的地下室内，且通过适当的流动线路与离子注入系统的气体箱内的本地容器相联接。或者，所述供应容器可以被定位在半导体制造设施的主地板上的中央位置，且通过适当的流动线路与离子注入系统的本地容器相联接。
作为另一种替代，该供应容器可以通过适当的流动线路与半导体制造设施内的相应离子注入系统单元中的多个本地容器操作性地相联接，以使得通过单个供应容器给多个注入工具供应掺杂剂源气体。
将供应容器和离子注入系统的气体箱内的本地容器互连的供应线，被适配为仅当离子注入系统处在非运行状态时才使掺杂剂源气体从供应容器流动到气体箱内的本地容器，以从远程供应容器填充本地容器。术语“非运行状态”指的是离子注入系统的如下状况，其中离子源未被激励，且离子注入系统处在基本地电压的状况。
由于供应容器、离子注入系统的气体箱中的本地容器、以及将供应容器和本地容器互连的供应线在掺杂剂源气体从供应容器流动到本地容器期间是处在地电压状态，故掺杂剂源气体可以在极低的压力下（例如低于大气压的压力下）从供应容器传送到本地容器，而在供应线中没有电弧和等离子放电的风险，这种风险在如果本地容器处于高电压且供应容器处于地电位使得在掺杂剂源气体供应线两端产生相应的高电压梯度时则是会发生的。
因此，掺杂剂源气体传送仅当离子注入系统处在非运行状态时才进行，以使得当将掺杂剂源气体从供应容器以地电压传送到气体箱之内的本地容器时，不存在电弧放电和等离子放电的风险。
当将掺杂剂源气体从供应容器经过供应线传送到气体箱内的本地容器完成之后，该供应线可被抽空到低真空压力水平，以适应离子注入系统的随后的上电和运行，其中气体箱处在离子源的高电压电平。
或者，当将掺杂剂源气体从供应容器经过供应线传送到气体箱内的本地容器完成之后，供应线可以被填充处在足够高的压力下的惰性气体，以适应离子源接下来的高电压运行，以及气体箱和气体箱内的本地容器的相应高电压状况。
在任一种情况下，也即无论是抽空到低真空压力，还是填充以加压惰性气体，在填充气体箱本地容器完成之后，供应线被维持在如下状况，以在离子注入系统的接下来的投入生产的运行期间防止在供应线中产生电弧或等离子。
供应线可以用任何适合的构造材料制成，且可以是适于这种流体传送结构的上述利用的任何合适的构造。在一些实施方案中，供应线是用适于离子注入系统的高电压运行的绝缘材料构造而成的。该供应线可以例如用单个导管或同轴双导管结构制造，且由聚合物材料制成，诸如聚四氟乙烯、聚砜、多乙缩醛等等，或适当的玻璃或陶瓷材料，或是其他适当的具有绝缘性质的构造材料。在同轴双导管结构中，可将在各个导管之间的环形容积抽空、填充以处在适当压力的惰性气体、或是在通过内导管传送掺杂剂源气体期间持续地吹扫。
通过前述布置，在注入器运行期间将供应容器与离子注入系统的气体箱内的本地容器互连的供应线，被维持在充分的真空或高压惰性气体填充状况，以允许所述离子注入系统在适合的电压（例如10kV到500kV或更高电压）下安全运行。在一个实施方案中，在将掺杂剂源气体从供应容器传送到离子注入系统的气体箱内的本地容器之后，所述供应线被泵抽干净从而抽空供应线，然后填充以在至少110kPa的压力下（例如在从120kPa到150kPa的范围）的氮气（或其他合适的惰性气体），以适应离子注入系统的随后的运行。
供应线的被抽空的状况或填充以加压惰性气体的状况，在离子注入系统的投入生产的运行期间被维持。随后，当离子注入系统被断电以适应定期计划维护或因其他原因掉线时，可以运行本发明的掺杂剂源气体供应装置和方法，例如在CPU的监测和控制运行下，以执行对（一个或多个）气体箱本地容器的填充。例如，如果所述供应线先前在离子注入系统的投入生产的运行期间被维持在真空状况下，则在离子注入系统断电之后所述供应线可以被打开以使得来自掺杂剂源气体供应容器的掺杂剂源气体流动，从而使掺杂剂源气体从供应容器流动到气体箱内的本地容器。或者，如果该供应线先前被用惰性气体加压，则可以借助于离子注入系统的真空泵或其他专用真空泵的动作从供应线抽空惰性气体，随后打开供应线以使得来自掺杂剂源气体供应容器的掺杂剂源气体流动，从而使得掺杂剂源气体从供应容器流动到气体箱内的本地容器。
然后在离子注入系统的非运行状态下执行填充运行，从而用掺杂剂源气体补充气体箱内的本地容器，以使得本地容器具有适当的库存用于离子注入系统的延长运行，直到下一次计划维护断电、低温泵再生或对离子注入系统的运行的其他计划中断为止。
本发明的掺杂剂源气体供应布置包括：被适配为仅在离子注入系统的非运行状态期间实现掺杂剂源气体的传送的组件。上述组件可以是任何适当的类型，且可以例如包括诸如下列的组件：供应线中的（一个或多个）流量控制阀，或所述供应容器和/或本地容器的相关联的流动线路；互锁装置，其当离子注入系统通电时自动致动，以防止流体流过所述供应线；中央处理单元（CPU），诸如微处理器、可编程逻辑控制器（PLC）、可编程地配置用于相应的运行的专用计算机，或者其他处理器/控制器装置，用于控制其他组件，以实现仅在离子注入系统的非运行状态期间才使掺杂剂源气体从供应容器流动到本地容器，且当离子注入系统以其他方式在高电压运行条件下与离子源气体箱一起运行时防止掺杂剂源气体从供应容器流动到本地容器；供应线隔离结构，其是选择性地可致动的，以将供应线与流体流动能力隔离；惰性吹扫气体冲洗系统；真空泵；供应容器隔离组件；等等。
离子注入系统的气体箱之内的本地容器理想地是一个基于物理吸附剂的流体储藏和分送容器，其允许在这样的容器内以吸附状态储藏掺杂剂源气体，且允许在分送状况下将掺杂剂源气体从该吸附剂解吸附。物理吸附剂可包括例如处于球状或热解整料形态的活性碳吸附剂，具有适当的吸附能力以适应在需要从供应容器对本地容器重新充气之前的离子注入系统的延长运行。上述类型的基于物理吸附剂的流体储藏和分送容器可以从ATMI公司（美国康涅狄格州丹伯里）买到，商标为SDS。上述基于物理吸附剂的容器是优选的，因为它们使得掺杂剂源气体能够在低压下——例如在3到95kPa范围内的低于大气压的压力下——以吸附状态储藏在吸附剂上，且因此在离子注入系统的运行中达到了高度的安全性。
本地容器的尺寸和掺杂剂源气体储藏容量可以适合于离子注入系统的延长运行（涉及掺杂剂源气体的分送）。本地容器的尺寸和掺杂剂源气体储藏容量可以例如被选择以适应在离子注入系统的惯例定期维护之间的运行时期。
本发明的掺杂剂源气体供应装置和方法还可用在当从单个供应容器向多个本地容器供应掺杂剂源气体时。在此方面，半导体制造设施可以包括众多的离子注入系统作为该设施中的分立的处理工具，每个离子注入系统都具有相关联的维护日程，维护的频率取决于工具的类型、所采用的具体掺杂剂源气体、离子源运行状况、以及其他相关的处理系统变量。
离子注入系统的定期维护日程表可以有所不同，从几天到几周；根据本发明，在具体的离子注入系统中的本地容器可以被相应地选择以提供适应上述计划的维护事件之间的时期的容量。本地容器可以例如被设定尺寸且被提供以吸附剂，以容纳2-4周的掺杂剂源气体的供应量，所述掺杂剂源气体在计划的维护事件之间的离子注入系统的投入生产的运行期间被分送给离子源。
尽管前面的讨论已经示例性地主要针对离子注入系统的气体箱内的一个本地容器，但要意识到，气体箱可以含有多个本地容器，该多个本地容器通过根据本发明的一个供应容器而被服务。为此目的，该多个本地容器可以被设有歧管或以其他方式布置有适当的管路，以使得当第一个本地容器接近耗竭时，气体箱内的容器能够切换过来（switchover），以使得上述本地容器被停止生产，且然后使填充有掺杂剂源气体的第二本地容器投入生产以供应离子注入系统的离子源。
在这种多个本地容器的布置中，气体箱外部的供应容器可被布置为使得供应线联接有一个歧管，该歧管将各个本地容器互连，藉此本地容器可以被同时填充以掺杂剂源气体，用于接下来投入生产的运行，而当第一容器达到预定的耗竭程度时，从气体箱内第一容器分送掺杂剂源气体则被切换为从第二容器分送。
虽然在气体箱内的本地容器可以是任何适当的类型（包括常规的高压气瓶、经压力调节的气体储藏和分送容器、或基于吸附剂的气体储藏和分送容器），但应理解，安全考虑暗示了上述的基于吸附剂的气体储藏和分送容器非常优选用作本地容器。
因此，气体箱内的本地容器可以被设置以2到4周的掺杂剂源气体库存，以低于大气压的状况存储在上述本地容器中的吸附剂上。本地容器可以被布置为监测温度和压力，且所述本地容器可以被设计为便于热耗散以利于容器的热管理。该本地容器可以永久地安装在气体箱之内，或者也可以具有可移动的性质。
虽然本发明在这里被示例性地涉及如下单个供应容器的一种简化布置，其中单个供应容器仅在停机时间与离子注入系统的气体箱之内的单个本地容器处于流动连通，但应理解本发明不限于此。还预想到了如下的布置，其中在离子注入系统的气体箱之内设有多个本地容器用于不同气体，例如砷烷、磷烷、三氟化硼等等，通过一个为此目的被布置有多个分立通道的供应线，多个本地容器可以在离子注入系统的停机时间之内同时被再填充。在一个实施方案中，该供应线包括一个导管，该导管围住一个中心杆结构，其中所述中心杆结构在其内包含多个通道，用于使多个气流流过相应的通道。
或者，可以提供多个分立的供应线，每个供应线都将单个供应容器和气体箱内的单个本地容器互连。
作为再一个替代方案，气体箱中的多个本地容器可以被配置为接收同一气体，用于接下来借助于适当的阀运行、歧管运行和切换系统顺序分配到离子源，使得第一容器能够被用于在离子注入系统的投入生产的运行时期期间的第一时间段，且当上述第一容器的气体被耗竭到达一个预定程度时，该切换系统将会切换掉第一容器，并且开始从第二容器分送同样的气体，从而在离子注入系统的投入生产的运行期间提供了延长的分送能力。
被用来给一个或多个离子注入系统的一个或多个本地容器提供掺杂剂源气体的供应容器，可以是提供足够容量以将掺杂剂源气体供应给离子注入系统的本地容器的任何适当的类型，包括常规的高压气瓶供应容器、经压力调节的气体储藏和分送供应容器、以及基于吸附剂的气体储藏和分送供应容器。
在一些优选实施方案中，供应容器是经压力调节的气体储藏和分送容器，其包括一个或多个内部布置的气体压力调节器，一种类型是由ATMI公司（美国康涅狄格州丹伯里）以商标VAC销售的。上述类型的经压力调节的容器可以被布置有内部调节器的适当的设定点压力，以给相应的离子注入系统的本地容器提供掺杂剂源气体的低压供应，从而在给相关联的离子注入系统工具的气体箱内的容器分送掺杂剂源气体时提供增强的安全性。例如，该供应容器可以被调节压力，以在从65到90kPa的范围内的压力下将掺杂剂源气体供应到气体箱内的本地容器。
作为另一个安全增强，可以将供应容器部署在通风的气柜（gascabinet）之内，通风气流以适当的速率流过气柜以将从气柜中出来的任何泄漏都扫掉，例如，以通向半导体制造设施的排气处理单元的流扫掉。该供应容器还可联接有一个分送歧管，其被构造和布置为当发生过压状况时将供应容器隔离。可以采用过压流体储藏和分送容器隔离布置，其一种类型如美国专利6,857,447中描述的。
该供应容器可以具有适合于将掺杂剂源气体提供给以流体接收关系联接到该供应容器的本地容器的任何适当的尺寸和容量。供应容器可以例如具有超过40L的容积容量，诸如50L、100L或更大，只要这在采用了根据本发明的掺杂剂源气体供应布置的给定半导体制造设施中可能是必要的或想要的。
因此，根据本发明，对离子注入系统的气体箱内的掺杂剂源气体的补充可以在低于大气压的状况下从一个远程的中心供应容器执行，且上述补充可以被规定日程/统一安排，以与维护周期、低温泵再生周期、或者当离子注入系统被断电且在非运行状态下的其他时间相符合。通过上述部署，流体补充传送与离子注入系统的停机时间相符合，且流体补充是当离子注入系统的气体箱相对于地不处在高电位时执行的。
因此，将明了，本发明的掺杂剂源气体供应布置在涉及离子注入的半导体制造运行中，在掺杂剂源气体的提供、转运和使用方面提供了显著增强的安全性。可以首先从远离离子注入系统的供应容器提供掺杂剂源气体，然后将掺杂剂源气体集中化，以服务于半导体制造设施内的一个或多个离子注入系统。掺杂剂源气体供应线可以永久地安装，从而在用于离子注入系统的定期日程安排的维护事件之间不需要断开有毒气体线、佩戴SCBA装备或在该设施做预先疏散。此外，对离子注入系统的气体箱之内的机载容器的充气可以和上述定期日程安排的维护事件相协调，以使得在非运行状况下充足的量的掺杂剂源气体被充到气体箱容器，以允许扩展的运行直到下一个紧接着的定期日程安排维护事件为止。因此，允许离子注入系统连续不断的运行，无需服务人员进行计划外停机来适应对气体箱中流体容器的更换。
现在参见附图，图1是根据本发明的一个方面的利用了掺杂剂原料气体供应布置的离子注入系统10的示意图。离子注入系统10包括一个离子注入系统封罩20，离子注入系统封罩20含有：离子注入处理腔12和束发射器14、控制柜16、气体箱22，以及端站（endstation）、堆料器（stocker）和小环境18。
如图所示的气体箱22以流体流动连通的方式与入口导管68连接。入口导管68连同掺杂剂源气体进料线36一起构成了一条供应线，该供应线用于让掺杂剂源气体从供应容器24流到气体箱22中的本地容器，在下文中将参照图2更全面地描述。
掺杂剂源气体供应容器24是一种合适地装备有内部放置的调节器组件的类型，该调节器组件相对于调节器组件内的一个或多个调节器设备的压力设定点，响应于容器泄放口处的压力而进行调节。这样类型的容器可以从ATMI公司（美国康涅狄格州丹伯里）买到，商标为VAC。
或者，该容器可以属于如下类型，在该容器的内部容积中包括一种物理吸附剂材料，在该物理吸附剂材料上储藏掺杂剂源气体，以及在分送状况下从该物理吸附剂材料解吸附掺杂剂源气体并将掺杂剂源气体从容器分送出去。这样类型的容器可以从ATMI公司（美国康涅狄格州丹伯里）买到，商标为SDS。
作为再另一个替代方案，掺杂剂源气体供应容器24可包括高压气瓶。
虽然未被示意性示出，但为了便于说明，将意识到，可以将掺杂剂源气体供应容器24设在气体柜中，或设在气体供给地下室中，或设在半导体制造设施的其他隔离区域中。
掺杂剂源气体供应容器24如图所示包括容器壳体26，在该容器壳体的管颈部分固定有一个阀头28，该阀头包括一个在完全开启和完全闭合的位置之间选择性地可平移的阀元件（未示出），以调整从容器中泄放出的掺杂剂源气体的流量。与阀头28相联接的是一个阀致动器30，该阀致动器被布置为将设在阀头28之内的阀元件致动。通过来自CPU34的信号传输来控制阀致动器30，该信号传输例如经由信号传输线32传输。
掺杂剂源气体进料线36被联接到阀头28的泄放口，且含有：进料线流量控制阀38，通过信号传输线40以受控关系联接到CPU34；质量流量控制器42，通过信号传输线44以受控关系联接到CPU34；压力监测设备46，例如压力换能器，通过信号传输线56以信号传输关系联接到CPU34，藉此可以监测压力且将一个监测信号发送给CPU，该监测信号指示了进料线36中的掺杂剂源气体的压力；以及进料线流量控制阀54，通过信号传输线60以受控关系联接到CPU34。
掺杂剂源气体进料线36以流动连通的方式与吹扫(purge)线50相接合，在吹扫线50之内含有流量控制阀48。吹扫线50含有真空泵52以促进对进料线36的吹扫，且将来自系统中的吹扫尾气（purgegaseffluent）泄放到排气管线53之内。将会理解，除了用于进料线的吹扫能力之外，还可以通过装阀(valving)、装歧管(manifolding)、流线（flowline）等等来调整供应容器和/或本地容器，用于吹扫和以“新鲜”材料再填充。
对进料线36的吹扫是由来自氮源66的气体在氮吹扫进料线58中的流动来实现的，在氮吹扫进料线58中含有流量控制阀62。流量控制阀62通过信号传输线64以受控关系联接到CPU34，藉此，可以通过开启流量控制阀62来实现氮气向进料线36的流动从而开始吹扫，且当吹扫完成时借助于将一个来自CPU34的对应的控制信号在信号传输线64中传输到上述流量控制阀62从而将流量控制阀62关闭。
虽然为便于说明未示出，有利地，CPU34被联接到该离子注入系统，从而在例如为定期按计划维护、低温泵的再生以及其他涉及离子注入系统的运行停止的事件而将离子注入系统断电时，生成对该CPU的输入。然后通过开启在供应容器24的阀头28之内的阀（借助于经由在信号传输线32中将相应的控制信号传输到致动器来致动阀致动器30），以及通过开启流量控制阀38和54（借助于在相应的信号传输线40和60中将控制信号传输到这样的阀），CPU34运行以启动对在气体箱22之内的本地掺杂剂气体源容器的补充。同时，质量流量控制器42可通过在信号传输线44中传输到这样的控制器的一个来自CPU34的控制信号而被调整。通过压力监测器46监测进料线36中的掺杂剂源气体的压力，且相关联地生成一个压力监测信号并将其在信号传输线56中传输到CPU34，CPU可以通过在相应的信号传输线中的适当的信号传输，反应迅速地调整在阀头28中的阀、流量控制阀38和54、以及质量流量控制器42。
在此时，流量控制阀62和48被关闭。掺杂剂源气体从供应容器24流过进料线36和入口导管68，以补充气体箱22内的本地容器内的掺杂剂源气体的库存，与此同时离子注入系统处于非运行状态。
对在气体箱22之内的本地容器作想要的充气之后，CPU34在信号传输线32、40和60中传输控制信号，以关闭在阀头28中的相关联的阀，以及流量控制阀38和54。然后CPU34运行以开启先前关闭的阀62和48（从CPU34到流量控制阀48的信号传输线在图1中未示出），以使得氮吹扫气从氮源66流出，经过氮吹扫气进料线58、掺杂源气体进料线36、且经过在吹扫器泄放线50之内的真空泵52，同时在排气管线53中泄放出吹扫气尾气。
在吹扫之后，掺杂剂源气体进料线36可被填充以来自氮源66的氮气，同时关闭流量控制阀48，以使得进料线被氮气加压。用氮气填充进料线被执行到想要的压力水平，该压力水平在离子注入系统的接下来的投入生产的运行中避免了在进料线36之内形成电弧和等离子。然后将流量控制阀62关闭，从而为了离子注入系统的接下来的投入生产的运行而在进料线36中维持这样的加压氮状况。
或者，可以关闭流量控制阀62，同时关闭流量控制阀38和54，但同时让流量控制阀48开启，且真空泵52运行以将在流量控制阀38和54之间的进料线36抽空直到达到适当低的真空压力水平。在这样的抽空之后，流量控制阀48被关闭，且泵52被关停。以此方式，在离子注入系统的接下来的投入生产的运行期间在进料线36之内维持了真空压力状况，从而避免了在进料线36之内形成电弧和等离子。
按照上述布置，仅在停机期间——此时离子注入系统处于非运行状态——用掺杂剂源气体填充在气体箱22之内的本地容器，而在以后的离子注入系统的投入生产的运行期间没有从供应容器24供应掺杂剂源气体。
图2是图1中所示类型的离子注入系统的气体箱22的一部分的示意图，示出机载（on-board）的掺杂剂源气体储藏和分送容器82，以及在离子注入系统的停机期间向这样的储藏和分送容器供应掺杂剂源气体所涉及的流动线路的一部分。
如图所示，气体箱22布置在离子注入系统的封罩20的内部容积72之内。本地容器82被定位在气体箱22的内部容积74之内。本地容器包括一个填充口80，填充口80联接到进气导管68，用于当离子注入系统处于非运行状态时补充掺杂剂源气体，如前文结合图1所述。本地容器82包括一个阀头84，一个阀致动器86联接至阀头84。阀头包括一个泄放口88，在该泄放口88联接有掺杂剂源气体泄放线90，用于使掺杂剂源气体流动到离子注入系统的离子源（在图2中未示出）。阀致动器86可被联接到一个CPU，诸如图1中的CPU34，用于控制到离子注入系统的离子源的掺杂剂源气体的流率。
图3是一种适应相互流体连通的多个供应容器和多个本地容器的供应线的示意图，其中该供应线包含一个导管，该导管围住一个中心杆结构，且其中该中心杆结构在其内含有多个通路，用于让多个气流流过相应的通路。
如图所示，供应线100包括导管102，导管102含有杆106。该杆在导管102的内部容积之内是同轴的，且与该导管形成环形容积104。杆106在其内含有通路108、110、112和114。在该杆内的每个这样的通路可以允许一种不同的掺杂剂源气体流动穿过该通路，由此可以适应多个供应容器和多个本地容器。在杆106和导管102之间的环形容积104可被抽空，或者这样的环形容积104在离子注入系统的投入生产的运行期间（此时不从供应容器传输气体到本地容器）可用惰性气体加压。在离子注入系统的停机时间期间，杆106和导管102之间的环形容积104也可以被用作另外的一个流动通路，用于将掺杂剂源气体从供应容器传输到离子注入器系统的气体箱之内的本地容器。
图3的供应线100的导管102和杆106可以用聚四氟乙烯或其他适合的构造材料来制成。
在图1和图2中所示的类型的离子注入系统的一个示例实施方案中，该系统可被布置为将2到4周的掺杂剂源气体供应量用于掺杂剂源气体从供应容器到气体箱内本地容器的停机时间流动。对于将砷烷用作含砷的掺杂剂源的上述类型的系统，上述2到4周的掺杂剂源气体供应量可以是大约30到100克砷烷。对于将磷烷用作含磷的掺杂剂源的对应的系统，上述2到4周掺杂剂源气体供应量可以是大约12到100克磷烷。对于三氟化硼，上述2到4周的掺杂剂源气体供应量可以是大约70到200克BF3。
将会认识到，在本文示意性地示出和描述的所述类型的流体供应系统，相对于上文中讨论的具体结构、布置和方法可以通过多种方式修改和变化。例如，离子注入系统的气体箱可以设有通风功能，以使得空气排出气或其他气体诸如清洁干燥空气（CDA）流动通过气体箱，从而扫出气体箱中出现的掺杂剂源气体或其他气体的任何泄漏。在这样的系统布置中，通风装置可被适配为在对气体箱内的本地容器作停机时间填充期间增加通风气体流率，以适应填充运行，或在离子注入系统的填充和接下来的投入生产的运行期间以其他方式调整扫吹气体的流率。
作为另一个改型，该供应线可被适配用于各种方向的流动运行，包括：与在填充运行期间掺杂剂源气体从供应容器到气体箱内的本地容器的流动的方向相反，吹扫气体逆流通过供应线；以及吸附性气体的反向流动，以使得将吸附性气体从气体箱内的本地容器中除去，因为例如会有利于允许从气体箱内的含有吸着剂（sorbent）的本地容器中更换吸着剂材料，或者如果改变了用于在离子注入系统中的离子注入运行的处理配方（掺杂剂），则以其他方式从本地容器中除去吸着剂气体。
在离子注入系统的停机时间期间，可能有必要允许离子注入系统至少部分地冷却，之后开始填充运行。这可能是特别可取的，如果就在投入生产的运行开始之前那段时间，在含有吸附剂的本地容器中的物理吸附剂变得非常热时。在上述情况中，对物理吸附剂的冷却将会增加其对于掺杂剂源气体的吸着能力。为上述目的，可能有利的是使冷却的惰性吹扫流流进和流出本地容器以从该容器和物理吸附剂中除去热，和/或使冷却的掺杂剂源气体从远程的供应容器通过供应线流到本地容器，以补偿任何热问题并且使得在本地容器内的物理吸附剂上的吸附性最大化。
当本地容器含有物理吸附剂时，可以用任何合适的方式对其执行停机时间填充。例如，可以执行填充过程直到在容器中达到某一预定压力为止，于是掺杂剂源气体到本地容器的流动被临时停止，以允许发生吸附平衡。在这段时间内，容器内的压力可被监测（例如是绝对压力或是压力随时间变化的速率），并且当压力或压力降速率达到某一个值时，掺杂剂源气体到本地容器的流动就可被重新启动且继续，直到达到某一个压力或压力降速率为止，如果有需要则连续重复此过程，直到填充运行完成为止。
将会意识到，在填充运行中可以就相关联的掺杂剂源气体的吸附剂摄入（adsorbentuptake）、热吸附效果的耗散、热平衡等利用各种不同的流速-时间-压力关系，从而实现对于物理吸附剂的期望的流体负荷，以及用于离子注入系统的接下来的投入生产的运行的在本地容器中的预定的掺杂剂源气体库存。
图4是根据本发明的另一个实施方案的离子注入系统200的示意图，利用的机载的掺杂剂源气体储藏和分送容器208在离子注入器外封罩204的内部容积206之内且在高电压端子封罩220之外，高电压端子封罩220含有气体歧管222，气体歧管222被配置为使掺杂剂原料气体流动到离子源腔室208。
掺杂剂源气体储藏和分送容器208可以是圆柱形容器（container）部分，其被联接到阀头组件210。该阀头组件可包括一个手动的手轮（handwheel），该手轮可被致动以开启在阀头中的一个阀，从而开始掺杂剂源气体到气体进料线212的流动。或者，该阀头组件可包括一个自动阀致动器，该自动阀致动器则被接合到一个监测和控制组件（在图4中未示出），该监测和控制组件被配置为开启在阀头中的所述阀，从而开始掺杂剂源气体到气体进料线212的流动。
气体进料线212被布置为使掺杂剂源气体流入绝缘的气体供应线216的入口214，以使得掺杂剂源气体经过上述气体供应线流到高电压端子封罩220。一个气体歧管被放置在高电压端子封罩220之内，且被配置为将气体输送到输送线226之内用于流到离子源。在离子源中，掺杂剂源气体被电离，以生成离子束。由此产生的离子束通入离子注入器230，被电场加速，以将离子注入到基底中。
借助于在图4中所示的示例布置，掺杂剂源气体能够被设在注入系统外封罩204之内，以使得掺杂剂源气体被保持在地电压。绝缘的气体供应线是用电绝缘材料制成的，以使得掺杂剂源气体能够“跳过电压隙”，进入高电压端子封罩和其内的气体歧管流动线路，用于随后输送到离子源腔室。
图4实施方案中的掺杂剂源气体可以是任何适当的类型，且可以例如包含B2F4、乙硼烷，三氟化硼，或掺杂剂源气体的混合物，例如，B2F4和乙硼烷的混合物。掺杂剂源气体可以是同位素富集的，或含有一种掺杂剂源气体混合物，其中至少一个组分是同位素富集的。
前述布置克服了在离子注入系统中在高电压电位下储藏离子源掺杂剂气体供应的问题。这些问题包括：需要由离子注入系统的最初的设备制造商在离子注入系统之内设计在高电压端子封罩之内的昂贵的空间；相对应的对在高电压端子封罩之内的掺杂剂源气体供应容器的尺寸和重量的限制；以及对高电压端子封罩之内的掺杂剂源气体供应容器的人工更换的需要，涉及自给式呼吸器（SCBA）且需要局部区域疏散（evacuation）。在离子源消耗大量的掺杂剂源气体且要求高的体积流速的情况下，例如，离子源用于高表面面积的注入应用（诸如平板显示器或太阳能电池），这些问题尤其尖锐。
上述方法允许一个或多于一个掺杂剂源气体供应容器位于注入器外封罩之内的地电位，而不是在高电压端子封罩之内。供应容器可以是任何合适的类型，且可包括例如基于吸附剂的容器，在所述容器中掺杂剂源气体以被吸附的状态储藏，并且在分送状况下从吸附剂解吸附。上述类型的容器可以从ATMI公司（美国康涅狄格州丹伯里）买到，商标为SDS。或者，供应容器可以包括内部经压力调节的掺杂剂源气体供应容器，诸如可以从ATMI公司（美国康涅狄格州丹伯里）买到的容器，商标为VAC。上述和容器被有效地用来在低于大气压下输送掺杂剂源气体。
如图4中所示的掺杂剂源气体供应容器由此可被配置为在低于大气压下输送掺杂剂源气体，掺杂剂源气体供应容器被连接到绝缘的气体供应线，绝缘的气体供应线使得气体能够跨越电压隙进入高电压端子。在气瓶和绝缘的气体供应线之间的连接线优选是短的，以避免过度的压力降。
在这样的布置中，在注入器的外封罩内可以有一种气体类型的一个或多个掺杂剂源气体供应容器，或者可以有多种气体类型的多个掺杂剂源气体供应容器（具有多条连接线和多个绝缘的气体供应线），藉此，可将多种掺杂剂源气体中的某一种或是不同掺杂剂源气体的某种混合物输送到在高电压端子封罩之内的歧管。所有的掺杂剂源气体供应容器都可定位在注入器外封罩之内，或者一些掺杂剂源气体供应容器可定位在注入器外封罩之内而另一些掺杂剂源气体供应容器定位在高电压端子封罩之内。换句话说，高电压端子封罩可被用作在关于图2的实施方案所描述的总体类型的布置中的气体箱，其中在该气体箱中含有一个或多个本地供应容器，且将用于重新填充的掺杂剂源气体从远程供应容器输送到本地供应容器，同时远程供应容器是在注入器外封罩之内（不同于图2的实施方案）。
在绝缘的气体供应线之内的压力，有利地是低于大气压的从而增强安全性，但必须足够高以保证不发生高电压击穿。取决于掺杂剂源气体类型、绝缘的气体供应线的长度以及所施加的电压，在绝缘的气体供应线之内的压力在多个具体实施方案中可以在0.1大气压到0.95大气压的范围内。
由于气体连接线（例如，图4中的气体进料线212）是金属的，而绝缘的气体供应线由电绝缘材料（例如，玻璃、陶瓷、聚四氟乙烯等）制成，必须在这两种材料之间设有适当的密封。因此必须适当地选择该密封（例如，玻璃-金属、陶瓷-金属、O形圈等）的性质，以最小化泄漏和/或破损的风险和危险，特别是在使用高度毒性或腐蚀性的掺杂剂气体时。
图4中所示的上述配置的安全性优点包括如下：(i)在一条（或多条）金属供应线和绝缘的气体供应线中的压力是低于大气压的，因此任何泄漏的发生都是从外部到气体供应系统之内，而不是从气体供应进入周围环境之内；（ii）掺杂剂源气体供应容器被布置为用于低于大气压力的流体供应，本质上具有有限的泄漏速率；（iii）整个气体供应和输送系统都被包含在已有的通风封罩之内，也即注入器的外部接地封罩之内。
当将气体箱之内的本地供应容器与远程批量供应容器一起使用时——远程批量供应容器被布置为在“无电压”运行期间(也即,当气体箱的电位不高于地电位时)由远程批量供应容器对气体箱内的本地供应容器进行填充——则如下可能会是有利的：使用内部经压力调节的容器（诸如前面描述的容器）作为远程容器，同时本地掺杂剂气体供应容器为基于吸附剂的流体供应容器，诸如前面描述的流体供应容器，其中掺杂剂供应气体被吸附性地保持在容器中的吸附剂介质上，且在分送运行期间从吸附剂以解吸附方式释放。
或者，远程供应容器和本地机载容器均可是基于吸附剂的流体供应容器。
无论容器类型为何，给气体箱内的机载容器供应流体的（一个或多个）所述远程供应容器可以设在气柜内，气柜作为一个分立的封罩组件可以定位在所述离子注入系统附近的注入设施之内。在这样的气柜之内的容器可以被布置用于连续的分送运行，以使得当气柜中的这样的容器之一被耗尽或处在预定的耗尽点时，所述分送被切换到第二个（或接连的容器），从而提供连续的分送，用于填充注入系统的气体箱中的本地容器。
因此，将意识到，本发明设想了用于将掺杂剂源气体递送给离子注入工具的多种可能的布置，且可将前述布置进行组合。这样的布置可以包括在气体箱内的掺杂剂源气体容器、和在注入器外封罩内的掺杂剂源气体容器、以及在封罩外的掺杂剂源气体容器，用于从批量供应容器或源容器对机载容器作填充。还设想了在高电压运行时间段（其中气体箱处在升高的电位）之间对机载气体箱容器作填充的布置，还设想了其中将掺杂剂源气体从气体箱内的一个从机载供应容器得到补充的容器连续地供应到离子注入工具的布置，还设想了如下布置，其中气体箱只含有流动线路，从气体箱之外的源容器被供应的气体经由绝缘的掺杂剂源气体供应通路“跳过电压间隙”，可选地具有被配置为定位在外封罩之外的另外一个掺杂剂源气体供应容器，其与定位在气体箱之外、在外封罩之内的源容器处于供应关系。
本发明，如在本文中关于其特征、方面和实施方案以各种方式阐述的，在具体实施过程中可以被构成为包含如下部分、或由如下部分组成，或由如下部分基本组成：上述特征、方面和实施方案中的一些或全部，以及被集合以构成本发明的各种另外的实施方式的元件和组件。本发明设想到上述特征、方面和实施方案的各种不同的排列和组合均处于本发明的范围之内。所公开的主题内容因此可被规定为包含这些具体的特征、方面和实施方案或从其中选择的一个或多个、或是由这些具体的特征、方面和实施方案或从其中选择的一个或多个组成、或是基本由这些具体的特征、方面和实施方案或从其中选择的一个或多个组成。
虽然已经参照本发明的具体的方面、特征和示意性实施方案进行了说明，但应理解本发明的用途并非限于此，而是延伸且涵盖了许多其他变种、改型和替代实施方案，如同本发明所属领域的普通技术人员基于本文的说明可明了的。相应地，如下文中要求保护的本发明旨在在上述变种、改型和替代实施方案的背景下被广义地理解和解释。

Claims (26)

1.掺杂剂源气体供应装置，用于将掺杂剂源气体从相对于地处于升高的运行电压的气体箱输送到离子注入工具，其中所述气体箱和所述离子注入工具在一个外封罩之内，并且所述掺杂剂源气体供应装置被安排在一个装置布置中，所述装置布置包括：
掺杂剂源气体供应容器，被适配为相对于离子注入工具的所述气体箱以远程关系定位，在所述外封罩之外；
掺杂剂源气体本地容器，被适配为定位在所述气体箱之内；以及
供应线，以供应关系将所述掺杂剂源气体供应容器互连到所述掺杂剂源气体本地容器，且被适配为仅当所述离子注入工具处于非运行状态且所述气体箱不处在所述升高的运行电压时才使掺杂剂源气体从所述供应容器流动到所述本地容器。
2.离子注入系统，包括一个外封罩，所述外封罩含有一个气体箱和一个离子注入工具，所述离子注入工具被适配为从所述气体箱接收掺杂剂源气体，所述离子注入系统包括根据权利要求1所述的掺杂剂源气体供应装置。
3.离子注入方法，包括使用根据权利要求1所述的掺杂剂源气体供应装置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述离子注入是在用于制造选自如下的产品的过程中执行的：半导体产品、平板显示器产品、以及太阳能产品。
5.用于离子注入系统的掺杂剂源气体供应装置，所述离子注入系统包括一个气体箱，所述装置包括：
掺杂剂源气体供应容器，被适配为相对于所述离子注入系统的气体箱以远程关系定位；
掺杂剂源气体本地容器，被适配为定位在所述离子注入系统的气体箱之内；以及
供应线，以供应关系将所述掺杂剂源气体供应容器互连到所述掺杂剂源气体本地容器，且被适配为仅当所述离子注入系统处于非运行状态时才使掺杂剂源气体从所述供应容器流动到所述本地容器。
6.根据权利要求5所述的掺杂剂源气体供应装置，其中所述供应线被适配为仅当所述离子注入系统处于非运行状态时才使掺杂剂源气体流动，且所述供应线被适配为当离子注入系统处于运行状态时借助于如下一个组件被抽空或是填充以惰性加压气体，该组件包括一个被布置用于控制经过所述供应线的气体流动的中央处理器单元。
7.根据权利要求6所述的掺杂剂源气体供应装置，其中所述中央处理器单元操作性地联接至至少一个阀，所述至少一个阀控制经过所述供应线的气体流动。
8.根据权利要求7所述的掺杂剂源气体供应装置，其中所述至少一个阀包括在所述供应线中的至少一个阀。
9.根据权利要求7所述的掺杂剂源气体供应装置，其中所述至少一个阀包括在所述掺杂剂源气体供应容器的阀头之内的一个流量控制阀。
10.根据权利要求5所述的掺杂剂源气体供应装置，其中所述供应线由绝缘材料构成。
11.根据权利要求10所述的掺杂剂源气体供应装置，其中所述绝缘材料包括聚四氟乙烯。
12.根据权利要求5所述的掺杂剂源气体供应装置，其中所述供应线包括单个导管。
13.根据权利要求5所述的掺杂剂源气体供应装置，其中所述供应线包括一个同轴双导管。
14.根据权利要求5所述的掺杂剂源气体供应装置，其中所述供应线包括一个导管，所述导管围住一个中心杆结构，其中所述中心杆结构在内包含多个气体流动通路，用于让多个气流流过相应的通路。
15.根据权利要求5所述的掺杂剂源气体供应装置，还包括一个气体吹扫组件，用于吹扫掺杂剂源气体的所述供应线。
16.根据权利要求5所述的掺杂剂源气体供应装置，其中所述供应容器包括一个经压力调节的气体储藏和分送容器。
17.根据权利要求5所述的掺杂剂源气体供应装置，其中所述本地容器包含一个气体储藏和分送容器，该气体储藏和分送容器含有对于所述掺杂剂源气体具有吸附亲和性的物理吸附剂。
18.根据权利要求16所述的掺杂剂源气体供应装置，其中所述本地容器包含一个气体储藏和分送容器，该气体储藏和分送容器含有对于所述掺杂剂源气体具有吸附亲和性的物理吸附剂。
19.根据权利要求5所述的掺杂剂源气体供应装置，其中所述供应容器含有掺杂剂源气体，所述掺杂剂源气体是砷烷、磷烷、三氟化硼或硅烷。
20.离子注入系统，包括根据权利要求5所述的掺杂剂源气体供应装置。
21.运行包括一个气体箱的离子注入处理系统的方法，所述方法包括：
将掺杂剂源气体储藏和分送本地容器放置在所述气体箱之内，
通过一条供应线将所述掺杂剂源气体储藏和分送本地容器与掺杂剂源气体供应容器相联接，所述掺杂剂源气体供应容器相对于所述气体箱以远程关系定位，以及
仅当所述离子注入处理系统处在非运行状态时才使掺杂剂源气体从所述供应容器流动到所述本地容器。
22.根据权利要求21所述的方法，包括在离子注入处理系统的涉及对在离子注入处理系统之内的离子源作激励的运行期间，将所述供应线维持在抽空状况下或是填充以加压的惰性气体。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述供应容器包括一个经压力调节的气体储藏和分送容器。
24.根据权利要求21所述的方法，其中所述本地容器包含一个气体储藏和分送容器，该气体储藏和分送容器含有对于所述掺杂剂源气体具有吸附亲和性的物理吸附剂。
25.根据权利要求23所述的方法，其中所述本地容器包含一个气体储藏和分送容器，该气体储藏和分送容器含有对于所述掺杂剂源气体具有吸附亲和性的物理吸附剂。
26.根据权利要求21所述的方法，其中所述供应容器含有掺杂剂源气体，所述掺杂剂源气体是砷烷、磷烷、三氟化硼或硅烷。
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