JP2019535099A - イオン源内における炭素の堆積を最小限にするために、一次ドーパント又はパージガスへの補助ガスとして過酸化水素を使用するインサイチュクリーニング - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2016年9月30日に出願された米国特許出願第15/281,844号、発明の名称「イオン源内における炭素の堆積を最小化するために、一次ドーパント又はパージガスへの補助ガスとして過酸化水素を使用するインサイチュクリーニング」の利益を主張し、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本開示は、一般に、半導体デバイスの製造及びイオン注入に関し、より詳細には、パフォーマンスを向上し、イオン注入機におけるイオン源の寿命を延ばす方法に関する。
イオン注入は、半導体及び/又はウエハ材料にドーパントを選択的に注入するために半導体デバイス製造において使用される物理的プロセスである。したがって、注入という行為は、ドーパントと半導体材料との間の化学的相互作用に依存しない。イオン注入の場合、ドーパント原子/分子は、イオン化され、加速され、ビームに形成され、分析され、ウエハを横切って走査されるか、又はウエハがビームを通り抜けて走査される。ドーパントイオンは、ウエハに物理的に衝突し、表面に入り、それらのエネルギーに関係する深さで表面下に静止する。
本開示は、炭素注入のためのイオン注入システムにおけるイオン源のパフォーマンスを向上し、寿命を延ばすためのシステム、装置、及び方法を提供することによって、従来技術の制限を克服する。したがって、以下は、本開示の簡略化された発明の概要を提示することで、本開示のいくつかの態様の基本的な理解を提供する。この発明の概要は、本開示の外延の総覧ではない。これは、本発明の重要な又は臨界的な要素を識別すること、本発明の範囲を線引きすることを意図していない。その目的は、後に提示されるより詳細な説明の前置きとして、本開示のいくつかの概念を簡略化された形態で提示することである。
図1は、本開示の1つ以上の態様を実施するのに適したイオン注入システであり、ブロック線の形成で示されている。
本開示は、概して、イオン注入システムのイオン源における炭素の堆積を最小限に抑えるためのシステム、装置、及び方法に関する。したがって、本開示は、これから図面を参照して記載されており、同様の参照番号は、全体を通して同様の構成要素を指すために使用され得る。これらの態様の記載は単に例示であり、それらは限定的な意味で解釈されるべきではないことを理解されたい。以下の記載では、説明の目的で、本開示の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載される。しかしながら、本開示がこれらの特定の詳細なしに実施され得ることは、当業者には明らかであろう。さらに、本発明の範囲は、添付の図面に引用して以下に説明される実施形態又は実施例によって限定されることを意図されず、添付の特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定されることを意図される。
C7H8+H2O2+Ar→C1H1+C2H2+C3H3+C4H4+C5H5+C6H6+C7H7+OH+H2O+Ar (1)。
aH2O2+bCxHx → cHxCx(g)+dH2O (2)
ここで、定数a、b、c、及びdは、注入のために選択される所望の分子炭素ソースガスに従ってバランスされる。
Claims (19)
- イオン注入のパフォーマンスを向上させるためのイオン源アセンブリであって、
イオン源チャンバと、
上記イオン源チャンバに分子状の炭素ソースガスを供給するように構成されたソースガス供給部と、
上記イオン源チャンバに向かう上記分子状の炭素ソースガスの流れを制御するように構成されたソースガスフローコントローラと、
上記分子状の炭素ソースガスを励起することにより、炭素イオン及び原子状の炭素を形成する励起源と、
上記イオン源チャンバから上記炭素イオンを引き出すことにより、イオンビームを形成する引出電極と、
上記イオン源チャンバに所定の濃度の過酸化水素ガスを供給するように構成された過酸化水素の補助ガス供給部と、
上記イオン源チャンバに向かう上記過酸化水素ガスの流れを制御するように構成された過酸化水素の補助ガスフローコントローラと、
真空ポンプシステムと、を備えており、
上記過酸化水素ガスは、上記イオン源チャンバ内で分解し、かつ、上記イオン源チャンバ内において上記分子状の炭素ソースガスに由来する原子状の炭素と反応することにより、上記イオン源チャンバ内において炭化水素を形成し、
上記真空ポンプシステムは、上記イオン源チャンバから上記炭化水素を除去するように構成されており、
上記イオン源チャンバ内における原子状の炭素の堆積が低減され、かつ、上記イオン源チャンバの寿命が増加させられる、イオン源アセンブリ。 - 上記分子状の炭素ソースガスがトルエンを含む、請求項1に記載のシステム。
- 上記分子状の炭素ソースガスと上記過酸化水素の補助ガスとが、上記イオン源チャンバ内に同時に導入される、請求項1に記載のシステム。
- 上記分子状の炭素ソースガスと上記過酸化水素の補助ガスとが、上記イオン源チャンバ内に逐次的に導入される、請求項1に記載のシステム。
- 上記分子状の炭素ソースガスと上記過酸化水素の補助ガスとが、上記イオン源チャンバに導入される前に予備混合される、請求項1に記載のシステム。
- イオン注入機におけるイオン源のパフォーマンスを向上させるための装置であって、
イオン源チャンバに向かう分子状の炭素ソースガスの供給と速度とを制御する分子状の炭素ソースガスのコントローラと、
上記イオン源チャンバに向う過酸化水素ガスソースの供給と、速度とを制御する補助ガスのコントローラと、
上記イオン源チャンバに連結された真空ポンプシステムと、を備えており、
上記過酸化水素の補助ガスに由来する水素イオンが、分子状の炭素ソースガスと反応することで、炭化水素、二酸化炭素、及び一酸化炭素を形成し、
上記真空ポンプシステムは、上記イオン源チャンバから上記炭化水素、上記二酸化炭素、及び上記一酸化炭素を除去するように構成されており、
チャンバの汚染が低減され、かつ、上記イオン源の寿命が増加させられる、装置。 - 上記分子状の炭素ソースガスのコントローラ及び上記補助ガスのコントローラは、別個のコントローラである、請求項6に記載の装置。
- 上記分子状の炭素ソースガスのコントローラ及び上記補助ガスのコントローラは、単一のコントローラである、請求項6に記載の装置。
- 上記分子状の炭素ソースガス及び上記補助ガスが、別個の注入口を通して上記イオン源チャンバに供給される、請求項6に記載の装置。
- 上記分子状の炭素ソースガス及び上記補助ガスが、共通の注入口を介して上記イオン源チャンバに供給される、請求項6に記載の装置。
- 上記分子状の炭素ソースガス及び上記補助ガスが、単一の供給源から上記イオン源チャンバに供給される、請求項10に記載の装置。
- イオン注入機におけるイオン源の寿命を増加させる方法であって、
分子状の炭素ソースガスを上記イオン注入機のイオン源チャンバ内に導入する工程と、
過酸化水素の補助ガスを上記イオン注入機の上記イオン源チャンバ内に導入する工程と、
解離され、かつ、イオン化された炭素のプラズマを生成するために、上記分子状の炭素ソースガスを上記チャンバ内において励起する工程と、
解離され、イオン化された上記炭素を上記過酸化水素の補助ガスと反応させることにより、1つ以上の炭化水素を生成し、イオン源チャンバの汚染を低減し、かつ、イオン源の寿命を増加させる工程と、
真空ポンプシステムによって上記炭化水素を上記イオン源チャンバから除去する工程とを含む、方法。 - 上記分子状の炭素ソースガスがトルエンを含む、請求項12に記載の方法。
- 上記過酸化水素の補助ガスが、上記分子状の炭素ソースガスと反応して、炭化水素、一酸化炭素、及び二酸化炭素のうちの1つ以上を生成する、請求項12に記載の方法。
- 上記分子状の炭素ソースガス及び上記過酸化水素の補助ガスが、上記イオン源チャンバ内に同時に導入される、請求項12に記載の方法。
- 上記分子状の炭素ソースガス及び上記過酸化水素の補助ガスが、上記イオン源チャンバ内に逐次的に導入される、請求項12に記載の方法。
- 上記分子状の炭素ソースガス及び上記過酸化水素の補助ガスが、上記イオン源チャンバに導入される前に予備混合される、請求項12に記載の方法。
- 上記イオン源チャンバ内に不活性ガスを導入する工程と、上記不活性ガスをイオン化する工程と、をさらに含み、
これにより、上記イオン源チャンバのカソード表面が酸化することを概ね防止する、請求項12に記載の方法。 - 上記不活性ガスがアルゴンを含む、請求項18に記載の方法。
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