KR101982903B1 - 주입 용품에서 인 축적을 최소화하기 위한 대체 물질 및 혼합물 - Google Patents

주입 용품에서 인 축적을 최소화하기 위한 대체 물질 및 혼합물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이온 주입기 시스템에서 원치 않는 인 침착물의 축적을 감소시키기 위하여 인 도판트 소스 조성물로서 포스핀 대신 또는 포스핀과 함께 플루오르화인을 사용하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 플루오르화인은 PF3 및/또는 PF5를 포함할 수 있다. 플루오르화인과 포스핀을 이온 주입기로 함께 유동시킬 수 있거나, 이러한 인 도판트 소스 물질 각각을 이온 주입기로 별도로 교대하여 또한 연속적으로 유동시켜, 인 도판트 소스 물질로서 포스핀만 사용하는 상응하는 공정 시스템에 비해 주입기에서의 원치 않는 인 고형분 축적을 감소시킬 수 있다.

Description

주입 용품에서 인 축적을 최소화하기 위한 대체 물질 및 혼합물{ALTERNATE MATERIALS AND MIXTURES TO MINIMIZE PHOSPHORUS BUILDUP IN IMPLANT APPLICATIONS}
본 발명은 이온 주입 시스템 및 방법, 더욱 구체적으로는 도판트로서 인을 사용하고, 다수개의 도판트 소스(source) 물질을 사용함으로써 이온 주입 장치에서 인 잔류물 및 축적물이 감소되는 이온 주입 시스템 및 방법에 관한 것이다.
관련 출원에 대한 교차 참조
본원은, 미국 특허법 제119조 하에, 2012년 2월 14일자로 출원된 미국 특허 가출원 제 61/598,704 호에 기초한 우선권을 주장한다. 미국 특허 가출원 제 61/598,704 호의 개시내용은 본원에 참고로 인용된다.
이온 주입을 실행함에 있어서, 인은 특히 반도체 제조에서 널리 사용되는 도판트이다. 흔히 인을 사용하여 실리콘 웨이퍼를 벌크 도핑한다. 이러한 벌크 도핑에서는, 추가적인 원자가 전자가 도입되고, 이들 전자가 개별적인 원자로부터 분리된다. 그 결과, 도핑된 실리콘 기판은 n-형 반도체로서 전기 전도성이 된다.
그러나, 반도체 제조 및 다른 용도에서 인 도핑이 광범위하게 사용됨에도 불구하고, 통상적으로 사용되는 인 도판트 소스 물질은 이들의 사용 및 효용을 제한하는 관련된 결점을 갖는다. 이러한 통상적으로 사용되는 인 도판트 소스 물질은 포스핀(PH3) 및 원자 인(P)을 포함한다. 이온 주입 용품에 사용되는 경우, 이러한 소스 물질은 이온 소스 챔버, 터보펌프, 터보펌프와 러핑(roughing) 펌프 사이의 포어라인(foreline), 및 주입기의 빔라인 표면에 인 잔류물의 원치 않는 축적을 야기한다.
이온 주입 장치에서의 인의 원치 않는 축적은 주입기의 작동 효율의 실질적인 열화를 야기할 수 있고, 더욱 빈번한 세정 및 작동 중지 시간을 필요로 한다. 인의 축적은 이온 소스 영역의 표면, 예를 들어 이온 소스의 저압 절연체 상에서 특히 문제가 되어, 열이온(thermoionic) 전자를 생성시키는데 요구되는 아크를 차단할 수 있는 전기 단락(short circuit)을 야기할 수 있다. 이 현상은 흔히 "소스 고장(glitching)"으로 알려져 있다. 소스 고장은 이온 빔 불안정성의 주요 원인 제공 인자이고, 이의 지속적인 발생은 이온 소스의 때 이른 고장을 야기할 수 있다. 이온 주입기의 고압 구성요소, 예컨대 소스 절연체 또는 추출 전극의 표면 상에서의 인 잔류물 침착은 강력한 고압 스파크를 야기할 수 있다. 이러한 스파크는 빔 불안정성에 기여하고, 이러한 스파크에서 방출되는 에너지는 민감한 전자 구성요소를 손상시켜, 장치 고장 및 주입기 단위장치의 작동 중지 시간을 증가시킬 수 있다.
따라서, 반도체, 평면 패널 디스플레이, 태양 전지판 등의 제조에 인 도핑을 수행할 때 이온 주입기에서 인 축적을 실질적으로 감소시키는 개선된 인 도판트 소스 조성물 및 방법을 제공한다면, 당 업계에서의 상당한 진전이 될 것이다.
본 발명은 인을 도판트로서 사용하는 이온 주입 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 인 도판트 소스 물질로서 포스핀(PF3)만을 사용하는 이온 주입 장치에서의 상응하는 작업에 비해, 이러한 장치에서의 인 잔류물의 축적을 감소시키는 인 도판트 소스 물질을 제공한다.
한 양태에서, 본 발명은 기재(substrate)에 인을 도핑하도록 구성된 이온 주입기를 제공하는 단계; 인 도판트 소스 조성물을 이온 주입기로 유동시키는 단계; 및 이온 주입기를 작동시켜 인 도판트 소스 조성물로부터 인 도판트 물질(phosphorus dopant species)을 발생시키고 인 도판트 물질을 기재에 주입하는 단계를 포함하되, 상기 인 도판트 소스 조성물이 플루오르화인을 포함하는 이온 주입 방법에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 인 도판트 소스 조성물을 이온화시킴으로써 인 도판트 물질을 발생시키는 단계; 및 인 도판트 물질을 기재에 주입하는 단계를 포함하되, 플루오르화인이 인 도판트 소스 조성물의 적어도 일부를 구성하는 이온 주입 방법에 관한 것이다.
추가적인 양태에서, 본 발명은 인 도판트 소스 물질을 수용하고 그로부터 인 도판트 물질을 발생시키며 인 도판트 물질을 기재에 주입하도록 구성된 이온 주입기; 및 인 도판트 소스 물질을 이온 주입기에 전달하도록 배열된 공급 어셈블리를 포함하되, 상기 공급 어셈블리가 플루오르화인 및 선택적으로 포스핀을 포함하는 인 도판트 소스 물질을 포함하는 이온 주입 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양태, 특징 및 실시양태는 후속 상세한 설명 및 첨부된 특허청구범위로부터 충분히 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 도판트 소스 조성물을 사용하여 이온 주입 시스템의 이온 주입기에서 원치 않는 인 침착물을 감소시킬 수 있는 이온 주입 시스템의 개략도이다.
본 발명은 예를 들어 반도체, 평면 패널 디스플레이, 태양 에너지 전지 및 전지판 등의 제조에서 기재에 인을 도핑하기 위한 도판트 소스 조성물, 및 이러한 도판트 소스 조성물을 포함하는 이온 주입 시스템 및 이러한 도판트 소스 조성물을 사용하는 방법에 관한 것이다.
더욱 구체적으로, 본 발명은 플루오르화인을 포함하는 인 도판트 소스 조성물을 포스핀 대신 또는 포스핀과 함께 인 도판트 소스 조성물로서 사용하여 이온 주입기 시스템에서 원치 않는 인 침착물의 축적을 감소시킬 수 있다는 발견을 반영한다.
본원에 사용되는, "PFx"로도 일컬어지는 "플루오르화인"은 삼플루오르화인(PF3) 및 오플루오르화인(PF5)중 하나 이상을 포함하는 플루오로인 물질이다. 화학식 PFx에서, x는 3 내지 5이다[즉, (i) x=3일 때 삼플루오르화인 조성물, (ii) x=5일 때 오플루오르화인 조성물, 및 (iii) x의 값이 이러한 종결점 값 사이에 있을 때 삼플루오르화인과 오플루오르화인의 혼합물을 포괄함]. 이러한 혼합물에서, x가 3 내지 5의 값을 갖는 경우, x의 구체적인 값은 조성물중 삼플루오르화인과 오플루오르화인의 서로에 대한 상대적인 비에 따라 달라진다.
한 양태에서, 본 발명은 도판트 소스로서 플루오르화인, 예를 들어 삼플루오르화인 또는 오플루오르화인 또는 삼플루오르화인과 오플루오르화인의 혼합물을 사용하여 주입 공정을 수행함에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 플루오르화인과 포스핀을 포함하는 인 도판트 소스 조성물을 사용하여 이온 주입 방법을 수행함에 관한 것으로, 이때 상기 플루오르화인은 인 도판트 소스 조성물로서 포스핀만 사용하는 상응하는 이온 주입기에 비해 공정을 수행하는 이온 주입기에 침착되는 인의 양을 감소시키는데 효과적이다.
함께 사용되는 플루오르화인과 포스핀은 플루오르화인이 조성물중 플루오르화인과 포스핀의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 99.5중량%의 양으로 조성물에 존재하는 다성분 인 도판트 소스 조성물의 성분일 수 있다.
다르게는, 플루오르화인과 포스핀을 이온 주입 방법에서 인 도판트 소스 물질로서 연속적으로 사용할 수 있다. 예를 들면, 이온 주입의 제 1 기간은 도판트 소스 물질로서 플루오르화인을 사용하여 수행하고, 이온 주입의 제 2 기간은 도판트 소스 물질로서 포스핀을 사용하여 수행하거나, 그 역으로 수행할 수 있다. 개별적인 인 도판트 물질의 이러한 연속적인 사용은 이온이 주입되는 기재의 요구되는 도핑을 수행하기에 충분한 기간 동안 교대로 또한 반복적으로 수행될 수 있다. 플루오르화인과 포스핀의 이러한 연속적인 교대 사용은 각각의 인 도판트 소스 물질과 관련된 도핑 기간이 기재의 전체적인 인 도핑의 목적하는 한도 및 특징을 달성하도록 수행될 수 있다.
예를 들어, 도판트 소스 물질로서 플루오르화인을 사용하는 도핑은 도판트 소스 물질로서 포스핀을 사용하는 선행 또는 후속 도핑과 관련하여 동일한 기간 동안 수행될 수 있다. 다르게는, 상이한 도판트 소스 물질을 사용하는 인 도핑의 개별적인 기간은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 도판트 소스 물질로서 플루오르화인을 사용하는 도핑의 기간은 도판트 소스 물질로서 포스핀을 사용하는 도핑의 기간보다 10%, 20%, 30%, 40% 이상 더 길 수 있다.
다른 실시양태에서, 도판트 소스 물질로서 플루오르화인을 사용하는 도핑의 기간은 도판트 소스 물질로서 포스핀을 사용하는 도핑의 기간보다 더 길 수 있다(예를 들어, 도판트 소스 물질로서 포스핀을 사용하는 도핑 기간의 2 내지 5배 정도로 길 수 있다). 따라서, 본 발명은 개별적인 도판트 소스 물질의 도핑 기간이 주입기로의 개별적인 도판트(플루오르화인 및 포스핀)의 연속적인 유동에서 서로에 대해 상이한 실시양태뿐만 아니라, 플루오르화인과 포스핀의 연속적인 유동이 이들 사이의 전이 기간 동안 서로 겹쳐 전이 기간 동안 플루오르화인과 포스핀이 주입기의 이온화 챔버에서 서로 혼합되어 제공되도록 하는 작업을 고려한다.
또 다른 실시양태에서, 하나의 도핑 작업(즉, PFx 도핑 단계)에서 도판트 소스 물질로서 플루오르화인을 사용하고 선행 또는 후속 도핑 작업(즉, PH3 도핑 단계)에서 도판트 소스 물질로서 포스핀을 사용하는 연속적인 도핑 작업 기간은 예를 들어 이온 주입 방법에서 모니터링되는 조건에 따라 시간의 절대적인 시간의 길이 및/또는 서로에 대한 상대적인 비 면에서 연속적으로 변할 수 있다. 예를 들어, 빔 강도, 이온 소스의 전류 드로우(draw) 또는 다른 조건(들)을 모니터링할 수 있고, 모니터링 신호를 처리하고 제어 신호를 생성시키기 위한 중앙 처리 단위장치(CPU)로 상응하는 신호를 보낼 수 있는데, 상기 제어 신호는 전송되어 개별적인 PFx 도핑 단계 및 PH3 도핑 단계의 시간 순서 및 기간을 작동 가능하게 제어한다. 예를 들어, 이렇게 발생된 제어 신호는 적합한 신호 전송 라인을 통해 밸브에 연결된 밸브 작동기로 보내져서, 개별적인 도판트 소스 물질의 유동을 조절하여, 개별적인 도핑 작업이 이온 주입 방법의 모니터링된 공정 변수(들)에 응답하여 시간 및 지속 기간 면에서 조정되도록 할 수 있다.
그러므로, 본 발명은 포스핀을 인 도판트 소스 물질로서 사용하는 상응하는 이온 주입 방법에 비해 이온 주입기 내에서의 인 침착물의 원치 않는 축적을 감소시키기 위하여, 인 도판트 소스로서 통상적으로 사용되는 포스핀 기체 대신 플루오르화인을 사용하는 이온 주입 방법뿐만 아니라, 플루오르화인을 포스핀과 함께(동축류 배열로, 다성분 혼합물로, 또는 상이한 도판트 소스 물질의 연속적인 전달로) 사용하는 이온 주입 방법을 고려한다.
일부 구체적인 실시양태에서는, 플루오르화인이 인 도판트 소스 조성물의 유일한 인 화합물이다. 다른 실시양태에서는, 인 도판트 소스 조성물이 희석 기체를 포함하지 않는다. 또 다른 실시양태에서는, 인 도판트 소스 조성물이 인-함유 희석 기체를 포함하지 않는다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 도판트 소스 조성물을 사용하여 원치 않는 인 침착물을 감소시킬 수 있는 이온 주입기 시스템(10)의 개략도이다.
이온 주입기 시스템(10)은 플루오르화인 소스(14) 및 포스핀 소스(28)로부터의 인 도판트 소스 기체가 공급되도록 배열되는 이온 주입기(12)를 포함한다. 플루오르화인 소스(14)는 용기의 내부 부피에 플루오르화인을 보유하는 용기(16)를 포함한다. 용기는 그의 상부 말단에 밸브 헤드 어셈블리(18)가 놓이고, 이 어셈블리에는 플루오르화인 기체를 저장하거나 용기로부터 분배하기 위해 목적하는 바와 같이 밸브 요소가 완전히 개방된 위치와 완전히 폐쇄된 위치 사이에서 선택적으로 바뀔 수 있도록 밸브 헤드 어셈블리의 밸브 요소를 작동시키도록 구성된 자동 밸브 작동기(20)가 연결된다.
용기(16)의 밸브 헤드 어셈블리(18)는 플루오르화인 기체 분배 라인(24)에 연결된 방출 포트(22)를 포함한다. 분배 라인(24)은 그의 다른 말단에서 혼합 챔버(26)에 연결되고, 이로부터 공급 라인(42)이 도판트 소스 기체를 이온 주입기(12)로 전달한다.
포스핀 소스(28)는 용기의 내부 부피에 포스핀 기체를 보유하는 용기(30)를 갖도록 유사하게 제작된다. 용기는 그의 상부 말단에 밸브 헤드 어셈블리(32)가 놓이고, 여기에는 자동 밸브 작동기(34)가 작동 가능하게 연결된다. 밸브 헤드 어셈블리(32)는 방출 포트(36)를 포함한다. 자동 밸브 작동기(34)는 포스핀 기체를 저장하거나 용기로부터 분배하기 위해 목적하는 바와 같이 밸브 요소가 완전히 개방된 위치와 완전히 폐쇄된 위치 사이에서 선택적으로 바뀌도록 밸브 헤드 어셈블리(32)의 밸브 요소를 작동시키도록 구성된다. 방출 포트(36)는 포스핀 기체 분배 라인(38)에 연결되고, 포스핀 기체 분배 라인(38)은 그의 반대쪽 말단에서 혼합 챔버(26)에 연결되는데, 여기로부터 상기 논의된 바와 같이 공급 라인(42)이 이온 주입기(12)에 도판트 소스 기체를 전달한다.
도 1의 시스템에서 사용되거나 일반적으로 플루오르화인 기체를 전달하기 위하여 본 발명의 실행시에 사용되는 용기는 임의의 적합한 유형일 수 있고, 예를 들어 인 도판트 소스 물질의 저장을 위해 흡착제 물질을 사용하는 유형의 용기를 포함할 수 있으며, 여기에서는 작업의 저장 모드에서 도판트 소스 물질을 흡착제 상에 흡착시키고, 분배 조건하에서는 도판트 소스 물질을 그로부터 탈착시켜 이온 주입기로 유동시키기 위하여 도판트 소스 조성물을 용기로부터 방출시킨다. 이러한 유형의 흡착제에 기초한 용기는 에이티엠아이, 인코포레이티드(ATMI, Inc.)(미국 코네티컷주 댄버리)에서 상표명 SDS 및 SAGE로 시판되고 있다.
다르게는, 이러한 인 도판트 소스 물질 공급 용기는 인 도판트 소스 물질을 승압에서 저장하는 내부에 배치된 조절기 어셈블리를 갖는 유형일 수 있는데, 내부 조절기 어셈블리의 조절기 또는 조절기들은 상당히 더 낮은 압력에서 인 도판트 소스 물질을 연결된 유동 라인(이온 주입기로의 통과를 위해)으로 분배하도록 하는 설정점으로 배열된다. 내부 배치된 조절기 요소를 갖는 이러한 유형의 용기는 에이티엠아이, 인코포레이티드(미국 코네티컷주 댄버리)에서 상표명 VAC로 시판중이다.
인 도판트 소스 물질을 공급하기 위한 용기는 임의의 다른 적합한 유형일 수 있고, 선택적으로는 이온성 액체 같은 다른 도판트 소스 물질 저장 매질을 포함할 수 있으며, 이 도판트 소스 물질 저장 매질에 도판트 소스 물질이 저장되고 분배 조건하에서는 도판트 소스 물질이 이로부터 추출되거나 달리 방출될 수 있다.
이온 주입기 시스템(10)은 또한 범용 프로그래밍 가능한 컴퓨터, 특수 목적의 프로그래밍 가능한 컴퓨터, 프로그래밍 가능한 논리 제어기, 마이크로프로세서, 또는 시스템(10)을 모니터링하고 제어하도록 구성된 다른 컴퓨터 단위장치로 다양하게 구성될 수 있는 중앙 처리 단위장치(56)를 포함한다.
CPU(56)에는 기체 분석기(46)로부터의 신호 입력 라인(58)이 배열되어 있고, 상기 기체 분석기는 브랜치(branch) 라인(44)에서 공급 기체 라인(42)으로부터 공급 기체 샘플을 받아들이고 그에 응답하여 라인(42)의 공급 기체의 조성과 상관되는 모니터링 신호를 발생시킨다. 모니터링 신호는 신호 입력 라인(58)에서 CPU(56)로 보내진다. 이어, CPU는 기체 분석기로부터의 입력 신호를 처리하고, 그에 응답하여 이온 주입기로 전달되는 도판트 소스 기체의 유속 및 양을 제어하기 위한 출력 신호를 발생시킨다.
CPU에는 또한 밸브 작동기(20)로의 신호 출력 라인(60) 및 밸브 작동기(34)로의 신호 출력 라인(62)이 배열된다.
이온 주입기(12)는 유출물 폐기 처리 설비(50)로의 라인(48)에 유출물을 방출시키도록 배열된다. 이러한 설비에서는, 예를 들어 세척, 촉매에 의한 산화 및/또는 다른 유출물 처리 작업에 의해 유출물을 처리하여, 배출 라인(52)에서 처리 설비(50)로부터 방출되는 처리된 유출물을 생성시킨다.
작업시, CPU는 자동 밸브 작동기(20, 34)중 하나 또는 둘 다를 작동시켜 도판트 소스 기체를 상응하는 분배 라인(24 및/또는 38)을 통해 혼합 챔버(26)로 유동시킴으로써, 이온 주입 가공을 수행하도록 구성될 수 있다. 도판트 소스(14, 28)중 하나만이 분배 모드로 작동되는 경우에는, 혼합 챔버(26)로 유동되는 도판트 소스 기체가 단순히 이러한 챔버를 통해 이온 주입기(12)로의 공급 라인(42) 내로 유동된다. 도판트 소스(14, 28) 둘 다가 분배 모드로 작동되는 경우에는, 혼합 챔버가 플루오르화인과 포스핀을 둘 다 받아들이고 두 도판트 기체의 상응하는 혼합물을 형성시켜, 이온 주입기(12)로의 공급 기체 라인(42)에 유동되는 다성분 도판트 기체 혼합물을 생성시킨다.
라인(42)에서의 도판트 소스 기체를 기체 분석기(46)에 의해 모니터링하여 CPU에 의해 처리되고 각 도판트 소스 기체의 적절한 유동이 이루어지도록 자동 밸브 작동기를 조정하는데 이용되는 모니터링 신호를 발생시킨다. 이는 개별적인 소스(14, 28)로부터의 교대되는 플루오르화인과 포스핀을 포함할 수 있거나, 개별적인 소스로부터 혼합 챔버(26)로의 플루오르화인과 포스핀 둘 다의 유동을 포함할 수 있으며, 또한 라인(42)에서 이온 주입기로 전달되는 도판트 기체 혼합물의 예정된 조성 또는 다른 적절한 조성을 유지하도록 각 도판트 소스 기체의 유속을 조정함을 포함할 수 있다.
이렇게 구성된 바와 같이, 도 1의 시스템은 이온 주입기(12)에서 수행되는 이온 주입 작업을 위한 도판트 소스 기체로서 플루오르화인만, 또는 포스핀만 사용할 수 있다. 따라서, 이온 주입 시스템은 작업의 하나의 기간에 이온 주입기로의 공급 어셈블리에 의해 플루오르화인만 전달하고, 작업의 다른 기간에 이온 주입기로의 공급 어셈블리에 의해 포스핀만 전달하는 연속적인 유동 작업을 위해 구성될 수 있는데, 이때 예를 들어 상이한 인 화합물의 개별적인 유동은 서로 분리되고 독립적이거나 다르게는 개별적인 기간이 서로 겹쳐서 플루오르화인과 포스핀의 혼합물의 처리의 전이 시기가 존재한다.
다르게는, 개별적인 플루오르화인 및 포스핀 도판트 소스 기체를 먼저 혼합 챔버(26)(여기에서는 개별적인 인 소스 기체의 균질한 조성물이 생성됨)로 도입한 다음 생성된 다성분 도판트 소스 기체 혼합물을 이온 주입기로의 라인(42)에 유동시켜 도핑 작업의 전제 기간 동안 이온 주입기(12)로 동시에 유동시킬 수 있다(즉, 이들은 동축류일 수 있다). 또 다른 대안으로서, 예컨대 주입기의 이온 소스 영역에서 혼합하기 위하여 각각의 동축류 기체를 별도의 도관 또는 유동 회로에 의해 주입기로 전달할 수 있다.
기체 분석기(46)에 의해 기체 조성을 실시간으로 모니터링하고, 상관되는 신호를 신호 전송 라인(58)을 거쳐 CPU(56)로 보낸다. CPU는 다시 이러한 신호를 처리하고 신호 전송 라인(60, 62)으로 보내지는 상응하는 출력 신호를 발생시켜, 자동 밸브 작동기(20, 34)의 작동 또는 작동 중지를 통해 용기(16, 28)로부터의 개별적인 도판트 소스 기체의 유동을 조정함으로써, 기체 분석기에 의해 분석될 때 목적하는 조성을 달성한다. 이에 의해, 밸브 작동기(20, 34)는 개별적인 밸브 헤드 어셈블리(18, 32)의 밸브 요소를 변화시켜, 혼합 챔버(26)에서 목적하는 상대적인 양이 서로 혼합되도록 개별적인 기체의 목적하는 부피 유속을 달성한다.
이온 주입기(12)는 주입기로부터 유출물 방출 라인(48)에 방출되고 처리 설비(50)로 유동되는 유출물을 생성시키는데, 처리 설비에서는 유출물을 처리하고 배출 라인(62)을 통해 방출시켜, 추가적으로 처리하거나 달리 폐기한다(예를 들어, 이온 주입기를 함유하는 반도체 제조 설비의 주위 환경으로 방출한다).
작업의 추가적인 모드로서, 개별적인 플루오르화인 및 포스핀 도판트 소스 기체를 교대 반복 사이클로 연속적으로 유동시킬 수 있다. 이러한 작업 모드에서, 개별적인 플루오르화인 및 포스핀이 이온 주입기로 유동되는 지속 기간은 CPU(56)의 작동에 의해 선택될 수 있고 변화될 수 있으며, CPU는 이러한 목적을 위하여 각각 용기(16, 30)의 밸브 헤드 어셈블리(18, 32)의 작동기(20, 34)를 조정하도록 프로그래밍에 의해 배열될 수 있다. 앞서 기재한 바와 같이, 전체 순서의 반복 사이클 부분에서 개별적인 도판트 소스 기체의 지속 기간 및 부피 유동은 필요한 바와 같이 또는 목적하는 바와 같이 실질적으로 변화되어, 이온 주입기에서 인 침착물의 감소에 일치되는 구체적인 작동 특징을 성취할 수 있다.
이온 주입기(12)에서 인 축적을 제거하기 위하여 세정 장치 및 세정제를 제공함으로써 도 1의 시스템을 추가로 강화시킬 수 있음을 알 것이다. 이러한 장치 및 조성물은 예를 들어 이온 주입기로 선택적으로 또한 주기적으로 도입되거나 다르게는 인 도판트 소스 물질과 함께 이온 주입기로 유동되는 기상 세정제를 함유하는 용기(16, 30)와 유사한 용기를 포함하여, 반응에 의해 인 침착물을 제거하거나 달리 이온 주입기에서 이들을 제거하여 세정을 달성할 수 있다.
본 발명의 구체적인 양태, 특징 및 예시적인 실시양태를 참조하여 본 발명을 본원에 기재하였으나, 본 발명의 효용은 이렇게 제한되지 않으며 오히려 본원의 개시내용에 기초하여 본 발명의 당 업자에게 암시되는 바와 같이 다른 변화, 변형 및 다른 실시양태로 확장되고 다수의 이들 다른 변화, 변형 및 다른 실시양태를 포괄함을 알게 될 것이다. 따라서, 이후 특허청구되는 본 발명은 그의 원리 및 영역 내에서 이러한 변화, 변형 및 다른 실시양태를 모두 포함하는 것으로 넓게 간주하고 해석하고자 한다.

Claims (30)

  1. 인 도판트 소스 물질을 수용하고 그로부터 인 도판트 물질(phosphorus dopant species)을 발생시키고 상기 인 도판트 물질을 기재(substrate)에 주입하도록 구성된 이온 주입기; 및
    인 도판트 소스 물질을 상기 이온 주입기에 전달하도록 배열된 공급 어셈블리
    를 포함하는 상기 이온 주입 시스템으로서, 이때 상기 공급 어셈블리가
    (i) 제 1 인 도판트 조성물을 보유하는 제 1 공급 용기 및 제 2 인 도판트 조성물을 보유하는 제 2 공급 용기를 포함하는 인 도판트 소스 물질 공급 용기로서, 이때 상기 제 1 및 상기 제 2 인 도판트 조성물이 서로 상이하고, 상기 공급 어셈블리가 상기 제 1 인 도판트 조성물을 인 이온 주입의 제 1 기간 동안 상기 이온 주입기에 전달하고 상기 제 2 인 도판트 조성물을 인 이온 주입의 제 2 기간 동안 상기 이온 주입기에 전달하도록 배열되며, 상기 공급 어셈블리는, 상기 제 1 및 제 2 인 도판트 조성물을 각각 상기 제 1 및 제 2 기간 동안 이들의 이온 주입 작동 동안 상기 이온 주입기에 제어가능하게 분배하도록 배열된 중앙 프로세서를 포함하는, 인 도판트 소스 물질 공급 용기; 또는
    (ii) 상이한 플루오르화인(phosphorus fluoride)을 포함하는 인 도판트 소스 혼합물을 보유하는 인 도판트 소스 물질 공급 용기로서, 이때 상기 공급 어셈블리가 인 도판트 소스 혼합물을 상기 이온 주입기에 전달하도록 구성되며, 상기 공급 어셈블리는 상기 인 도판트 소스 혼합물을 이의 이온 주입 작동 동안 상기 이온 주입기에 제어가능하게 분배하도록 배열된 중앙 프로세서를 포함하는, 인 도판트 소스 물질 공급 용기
    중 하나를 포함하는, 이온 주입 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급 어셈블리가,
    제 1 인 도판트 조성물을 보유하는 제 1 공급 용기 및 제 2 인 도판트 조성물을 보유하는 제 2 공급 용기를 포함하는 인 도판트 소스 물질 공급 용기로서, 이때 상기 제 1 및 상기 제 2 인 도판트 조성물이 서로 상이하고, 상기 공급 어셈블리가 상기 제 1 인 도판트 조성물을 인 이온 주입의 제 1 기간 동안 상기 이온 주입기에 전달하고 상기 제 2 인 도판트 조성물을 인 이온 주입의 제 2 기간 동안 상기 이온 주입기에 전달하도록 배열되며, 상기 공급 어셈블리는, 상기 제 1 및 제 2 인 도판트 조성물을 각각 상기 제 1 및 제 2 기간 동안 이들의 이온 주입 작동 동안 상기 이온 주입기에 제어가능하게 분배하도록 배열된 중앙 프로세서를 포함하는, 인 도판트 소스 물질 공급 용기
    를 포함하는, 이온 주입 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급 어셈블리가,
    상이한 플루오르화인을 포함하는 인 도판트 소스 혼합물을 보유하는 인 도판트 소스 물질 공급 용기로서, 이때 상기 공급 어셈블리가 인 도판트 소스 혼합물을 상기 이온 주입기에 전달하도록 구성되며, 상기 공급 어셈블리는 상기 인 도판트 소스 혼합물을 이의 이온 주입 작동 동안 상기 이온 주입기에 제어가능하게 분배하도록 배열된 중앙 프로세서를 포함하는, 인 도판트 소스 물질 공급 용기
    를 포함하는, 이온 주입 시스템.
  4. 인 도판트 물질을 발생시키는 단계; 및
    상기 인 도판트 물질을 기재에 주입하는 단계
    를 포함하는 이온 주입 방법으로서,
    (i) 상기 주입하는 단계의 제 1 기간 동안 제 1 인 도판트 조성물로부터 인 도판트 물질을 발생시키고, 상기 주입하는 단계의 제 2 기간 동안 제 2 인 도판트 조성물로부터 인 도판트 물질을 발생시키되, 상기 제 1 및 상기 제 2 인 도판트 조성물이 서로 상이한, 단계; 및
    (ii) 상이한 플루오르화인을 포함하는 인 도판트 소스 혼합물로부터 인 도판트 물질을 발생시키는 단계
    중 하나를 포함하는 이온 주입 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 주입하는 단계의 제 1 기간 동안 제 1 인 도판트 조성물로부터 인 도판트 물질을 발생시키고, 주입하는 단계의 제 2 기간 동안 제 2 인 도판트 조성물로부터 인 도판트 물질을 발생시키되, 상기 제 1 및 상기 제 2 인 도판트 조성물이 서로 상이한, 단계
    를 포함하는 이온 주입 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상이한 플루오르화인을 포함하는 인 도판트 소스 혼합물로부터 인 도판트 물질을 발생시키는 단계
    를 포함하는 이온 주입 방법.
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