TW201931429A - 供電漿浸沒槍(pfg)運作之使用含氟及惰性氣體之方法及組件 - Google Patents

供電漿浸沒槍(pfg)運作之使用含氟及惰性氣體之方法及組件 Download PDF

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Abstract

本發明描述一種用於將包括惰性氣體及含氟氣體之氣體遞送至電漿浸沒槍的氣體供應組件，其中該組件經組態以將一定體積之該含氟氣體遞送至該浸沒槍，其不超過該含氟氣體及該惰性氣體之總體積的10%。該含氟氣體可自該電漿浸沒槍中之材料沈積物產生揮發性反應產物氣體，且從而引起該電漿浸沒槍中電漿生成細絲之再金屬化。與該等氣體量組合，該組件及該等方法可使用氣體流動速率以使清理效果最佳化且減少使用期間細絲材料自該電漿浸沒槍之損失。

Description

供電漿浸沒槍(PFG)運作之使用含氟及惰性氣體之方法及組件
本發明大體關於離子植入裝置及過程，且更具體而言關於用於改良離子植入電漿浸沒槍效能之設備及方法。
在半導體製造領域中，離子植入係半導體元件製造之基礎單位操作。離子植入裝置可為廣泛不同之類型，且可包括束離子植入系統、電漿浸沒系統及其他不同類型之系統。
在使用束離子植入系統時，帶正電離子衝擊待植入之晶圓基板，且此衝擊可使正電荷積聚於晶圓基板之絕緣區域上，產生正表面電位。晶圓充電亦可導致電子自晶圓基板之二次發射。晶圓基板表面電荷可能極強，從而不利地影響或甚至永久地損害晶圓之積體電路特點，諸如金屬-氧化物-半導體場效電晶體(MOSFET)電路。
電漿浸沒槍設備可用於藉由產生包含低能電子之電漿解決該表面電荷積聚，因而低能電子可分散於離子束中且轉移至晶圓表面以中和可能出現之電荷積聚。
電漿浸沒槍設備可具有不同類型，但其在特徵上包含設有離子化細絲元件且與由螺旋管線圈限定之電漿管耦合之電弧室，且該室與離子束室連接。電弧室中之離子化細絲元件係由耐火金屬、通常鎢形成，且在其他可能性中，用於形成低能電子電漿之氣體在特徵上係諸如氬氣、氪氣或氙氣之惰性氣體。可包括法拉第組件(Faraday assembly)用以將中和電子限於晶圓之附近，借此幫助緩解晶圓基板充電，且通常包括電子劑量、均一性及電荷量測及監測組件。
因此，電漿浸沒槍設備解決束離子植入系統中之操作問題，功能係中和束電漿電荷以控制粒子增加，且降低晶圓基板上之充電電壓以防止薄膜積體電路元件之靜電破壞。
在電漿浸沒槍運作期間，將中和電荷之低能電子引入離子束中且其在基板晶圓上作用以中和晶圓上積聚之正電荷。然而，在此過程期間，惰性氣體可偶然濺射電漿浸沒槍細絲且使其緩慢退化。經濺射之細絲材料變為氣體材料，其可沈積於離子植入系統之絕緣體及石墨組件上形成沈積污染物。更一般而言，在延長操作時，離子束及可凝氣體蒸氣沈積於電漿浸沒槍電弧室及其組件之內部、上部及周圍。該等蒸氣亦沈積於電漿浸沒槍所電耦合之法拉第(劑量量測)組件上。不考慮其具體來源，彼等沈積物不利於電漿浸沒槍系統之效能，且不利於系統之運作壽命。舉例而言，就效能而言，此等沈積物趨於因短路而引發電氣故障。亦與效能相關的是，經濺射之細絲材料(例如，鎢)可進入經離子植入之晶圓基板中，經濺射之細絲材料(例如，鎢)作為污染物置於基板中且降低離子植入系統及過程之產率。
此等沈積物亦可降低電漿浸沒槍發射電流，降低細絲漏泄電流，且因電漿浸沒槍係劑量量測系統之一部分而產生法拉第漏泄電流。浸沒槍之電弧室中之沈積污染物之所有此等影響均可在運作期間以可能需要定期維護之方式具有累積影響，維護包括清理沈積污染物，且其可隨時間減小電漿浸沒槍之有效壽命。
本發明大體關於離子植入裝置及過程，且更具體而言關於用於改良離子植入電漿浸沒槍效能之設備及方法。本揭示內容之一個態樣提供用於將氣體遞送至電漿浸沒槍之氣體組件。組件包括經組態以將惰性氣體遞送至電漿浸沒槍之流體供應包裝，其用於產生惰性氣體電漿，該電漿包括用於在離子植入操作中調節基板之表面電荷的電子。組件亦包括含氟氣體，其與惰性氣體混合，或位於單獨氣體供應包裝中，該包裝經組態以相對於惰性氣體之遞送同時或依序將含氟氣體遞送至電漿浸沒槍。組件經組態以遞送一定體積之含氟氣體，其不超過含氟與惰性氣體之總體積的10%。
與此相關，本發明亦提供改良電漿浸沒槍效能之方法，其中該方法包括以下步驟：(a)將含氟氣體引入PFG中，PFG包含細絲，及(b)將惰性氣體引入PFG中。在該方法中，所引入之含氟氣體不超過所引入之含氟與惰性氣體之總體積的10%。
在操作中，當以不超過含氟與惰性氣體之總體積的10%之量引入浸沒槍之電弧室中時，含氟氣體可在操作期間於浸沒槍電弧室中產生所要效果，且反過來改善電漿浸沒槍效能及壽命。
以本文所述之量使用之含氟(≤ 10%)及惰性氣體可使電弧室中存在於表面之殘餘物揮發。由電漿浸沒槍之細絲產生且藉由使用含氟氣體揮發之殘餘物可能再沈積於細絲上，使電漿浸沒槍中之細絲有效再金屬化。結果在於，相對於在缺乏含氟氣體情況下所用細絲之壽命，電漿浸沒槍細絲之細絲壽命可得到延長。
或者或此外，清理效果可在於，含氟氣體有效減少細絲之濺射。經濺射之細絲材料(例如，鎢)可經植入成為藉由涉及電漿浸沒槍之過程經離子植入之基板中的污染物，導致該過程之產率降低。減少細絲之濺射將降低基板因細絲材料之離子植入而污染的可能性，因而提高如所述涉及用含氟及惰性氣體操作之電漿浸沒槍的離子植入方法之產率。
可在使用電漿浸沒槍一段時間後觀測到含氟氣體關於細絲之有利影響。舉例而言，在運作電漿浸沒槍之時段期間，在引入含氟氣體及引入惰性氣體時，電流流過細絲。在該時段結尾，細絲之重量損失小於在相同時段及運作條件下不引入含氟氣體之細絲的重量損失。舉例而言，在理想條件下，含氟氣體可消除任何細絲之重量損失，或可顯著減少任何細絲之重量損失。舉例而言，使用含氟氣體，重量損失之減少可為在相同時段及運作條件下不使用含氟氣體之細絲重量損失的至少50%，或至少25%。
本發明之各種新穎及發明性標的物的其他態樣、特點及實施例將在隨後描述及所附申請專利範圍中更完全地顯現。
本發明大體關於離子植入裝置及過程，且更具體而言關於用於改良離子植入電漿浸沒槍效能之設備及方法。
本發明之一個態樣提供用於將惰性及含氟氣體遞送至電漿浸沒槍之氣體供應組件。組件包括經組態以將惰性氣體遞送至電漿浸沒槍之流體供應包裝，其用於產生惰性氣體電漿，該電漿包括用於在離子植入操作中調節基板之表面電荷的電子。組件亦包括含氟氣體，其與惰性氣體混合，或位於單獨氣體供應包裝中，該包裝經組態以相對於惰性氣體之遞送同時或依序將含氟氣體遞送至電漿浸沒槍。組件經組態以遞送一定體積之含氟氣體，其不超過含氟與惰性氣體之總體積的10%。
如本文所用，「含氟氣體」係在電漿浸沒槍運作條件下呈氣體形式且包括一或多個氟原子之化合物。在實施例中，例示性含氟氣體係選自由以下組成之群：F2 、HF、SiF4 、GeF4 、PF3 、PF5 、BF3 、B2 F4 、NF3 、N2 F4 、N2 F2 、SF6 、MoF6 、WF6 、CF4 、COF2 、C2 F4 H2 及Cx Oz Hy Fw ，其中w、x、y及z各自獨立地係零或非零化學計量適合值。在一些實施例中，含氟氣體分別係含氮或含鎢氣體，諸如NF3 或WF6 。
在氣體供應組件中，含氟氣體可表示為單一含氟氣體或氟氣體之混合。
關於含氟，基本由單一含氟氣體組成之氣體供應組件意謂組件中含氟氣體占主導地位。亦即，除惰性氣體外，組件之含氟氣體部分中，存在極少(不超過2體積%)或不存在其他與含氟氣體混合之氣體。作為組件之含氟氣體部分的初始材料，可使用具有高純度(例如，至少98%、至少99%)、極高純度(例如，至少99.9%)或超高純度(至少99.99%)之含氟氣體，諸如氟化氫。
同樣地，在一些實施例中，若含氟氣體表示為基本由氟氣體組成之混合物，氟氣體諸如以下之兩者或更多者：F2 、HF、SiF4 、GeF4 、PF3 、PF5 、BF3 、B2 F4 、NF3 、N2 F4 、N2 F2 、SF6 、MoF6 、WF6 、CF4 、COF2 、C2 F4 H2 及Cx Oz Hy Fw ，且其中w、x、y及z各自獨立地係零或非零化學計量適合值，則該混合物中存在極少(不超過1重量%)或不存在其他除含氟氣體之混合混合物以外的氣體。例示性混合物可分別為含氮及含氟氣體與含鎢及含氟氣體之混合物，諸如NF3 或WF6 之混合物。同樣地，作為此等氣體之混合物的初始材料，例如可使用具有高純度、極高純度或超高純度之含氟氣體。
惰性氣體可為任何適用於電漿浸沒槍組件以在離子植入系統中於晶圓表面產生用於中和電荷之低能電子的類型。在具體實施例中，惰性氣體可例如含有、由以下組成或基本由以下組成：氬氣、氦氣、氖氣、氮氣、氙氣、氪氣或類似氣體，或此等惰性氣體之兩者或更多者之混合。
在該氣體供應組件中，在各種實施例中，含氟氣體可在惰性氣體流體供應包裝中與惰性氣體混合。該供應包裝可稱為惰性及含氟氣體包裝。在具有氣體混合物之該包裝中，含氟氣體之量係不超過含氟及惰性氣體之總體積的10%。相應地，在該包裝中，惰性氣體之量係含氟與惰性氣體之總體積的90%或更大。
或者，含氟氣體與惰性氣體之量可描述為(a)氟氣體之氟與(b)惰性氣體之莫耳比(a:b)。在一些實施例中，(a)氟氣體之氟與(b)惰性氣體之莫耳比(a:b)係在1:9至1:999範圍內。
在本發明之態樣中，氣體供應組件經組態以遞送一定體積之含氟氣體，其範圍係含氟與惰性氣體之總體積的約0.1至10%、約0.5至約5%、或約1至約3%。例示性氣體包括含氮及含氟氣體，諸如NF3 ，及/或含鎢及含氟氣體，諸如WF6 。
在實施例中，包裝包括一或多種惰性氣體，諸如氙氣，其量係在總體積之90% - 99.9%範圍內，及一或多種含氟氣體，諸如NF3 或WF6 ，其量係在總體積之0.1% - 10%範圍內。更具體而言，包裝可以總體積之95% - 99.5%範圍內的量包括一或多種惰性氣體，且以總體積之0.5% - 5%範圍內的量包括一或多種含氟氣體。更具體而言，包裝可以總體積之96% - 99.25%範圍內的量包括一或多種惰性氣體，且以總體積之0.75% - 4%範圍內的量包括一或多種含氟氣體。更具體而言，包裝可以總體積之97% - 99%範圍內的量包括一或多種惰性氣體，且以總體積之1% - 3%範圍內的量包括一或多種含氟氣體。更具體而言，包裝可以總體積之97.5% - 98.5%範圍內的量包括一或多種惰性氣體，且以總體積之1.5% - 2.5%範圍內的量包括一或多種含氟氣體。可將來自惰性與含氟氣體包裝之氣體混合物直接遞送至電漿浸沒槍以提供任何所述範圍內之所要量的惰性及含氟氣體。
在各種實施例中，含氟氣體可能位於單獨含氟氣體供應包裝中，且組件進一步包括經組態以接收來自含氟氣體供應包裝之含氟氣體及來自惰性氣體流體供應包裝之惰性氣體的氣流線路系統，其用於使其混合以形成用於分配至電漿浸沒槍之含氟氣體與惰性氣體之混合物。氣流線路系統可經組態以分配惰性及含氟氣體，從而當其存在於電漿浸沒槍中時，其量之範圍分別係總體積之90% - 99.9%及0.1% - 10%。氣流線路系統可視情況經組態以分配惰性及含氟氣體，從而當其存在於電漿浸沒槍中時，其量之範圍分別係總體積之95% - 99.5%及0.5% - 5%、96% - 99.25%及0.75% - 4%、97% - 99%及1% - 3%、97.5% - 98.5%及1.5% - 2.5%。
在各種實施例中，氣流線路系統可包括經配置以接收來自其各別流體供應包裝之含氟氣體及惰性氣體的混合腔室，其用於使其混合以形成用於分配至電漿浸沒槍之含氟氣體與惰性氣體之混合物。
在各種實施例中，氣流線路系統可包括閥門，其經組態以能夠在混合腔室中選擇性地混合含氟氣體與惰性氣體，且另外能夠使含氟氣體及惰性氣體選擇性地分別流至電漿浸沒槍。閥門可經組態以調節氣體之流動，從而惰性及含氟氣體之量分別在總體積之90% - 99.9%及0.1% - 10%範圍內，或在如本文所述之任何更具體範圍內。
在各種實施例中，氣流線路系統可包括諸如管道之氣流導管，其中惰性氣體之導管大於含氟氣體之導管，其中較大管道尺寸允許提供相對於含氟氣體更大體積之惰性氣體的氣流。如此，導管之尺寸可提供一定氣體流動，其使惰性及含氟氣體之量分別在總體積之90% - 99.9%及0.1% - 10%範圍內，或在如本文所述之任何更具體範圍內。
在各種實施例中，氣體供應組件可包含處理器，其經組態以控制來自含氟氣體供應包裝之含氟氣體的分配及來自惰性氣體供應包裝之惰性氣體的單獨分配。在該組件中，處理器可經組態以控制惰性氣體之分配，從而在離子植入期間連續分配惰性氣體，且處理器經組態以控制含氟氣體之分配，從而在惰性氣體分配期間間歇性分配含氟氣體，或從而在分配惰性氣體之後依序分配含氟氣體。使用連續或間歇分配時，處理器可經組態以分配氣體，從而惰性及含氟氣體之量分別在總體積之90% - 99.9%及0.1% - 10%範圍內，或在如本文所述之任何更具體範圍內。
當在運作期間以大於含氟及惰性氣體之總體積的10%之量引入浸沒槍之電弧室中時，含氟氣體可在運作期間於浸沒槍電弧室中產生所要效果，且反過來改善電漿浸沒槍效能及壽命。自其衍生之含氟氣體或化學組分可與電漿浸沒槍之一或多個部分相互作用，或與沈積於電弧室之內部的殘餘物相互作用，其方式改良了電漿浸沒槍或附屬離子植入系統之短期效能特徵、長期效能特徵或壽命之一或多者。
在上文以各種方式描述之氣體供應組件中，在各種方法實施例中，當含氟氣體存在於電漿浸沒槍中時，其有效自電漿浸沒槍中之材料沈積物產生揮發性反應產物氣體。結果可為「清理效果」，藉由該效果，材料沈積物可揮發且自電弧室之表面移除，且亦視情況移出(例如，抽出)電弧室。含氟氣體可有效移除存在於電弧室之壁面上、絕緣體上或其他表面上之沈積物。藉由此清理效果，藉由除了缺少含氟氣體以外以相同方式運作電漿浸沒槍，在與將存在於表面上之相同殘餘物之量相比時，使用期間電弧室中表面上存在以及積聚之殘餘物的量得到減少。電弧室中存在之殘餘物減少可改良電漿浸沒槍之效能。作為一個實例，存在於絕緣體上之殘餘物可減少或防止因短路所致的電氣故障之出現，該故障可能由積聚於絕緣體上之殘餘物直接引發。
另外或替代地，自電弧室之表面移除沈積物亦可改良細絲效能或細絲壽命。舉例而言，若彼等殘餘物源自電漿浸沒槍之細絲，則存在於電弧室中之表面上的揮發殘餘物可再次進入電弧室且再沈積於細絲上，使電漿浸沒槍中之細絲有效再金屬化。結果可為：相對於除反應腔室中不具有含氟氣體外，以相同方式運作相同電漿浸沒槍之相同細絲的細絲壽命，電漿浸沒槍細絲之細絲壽命得到延長。
舉例而言，在PFG之運作時段期間，當引入含氟氣體且引入惰性氣體時，電流流過細絲。若存在任何細絲材料損失，諸如可藉由比較運作時段前後之細絲重量而確定，重量損失小於在相同時段及運作條件下但不引入含氟氣體之細絲重量損失。舉例而言，使用含氟氣體之重量損失可比在相同時段及運作條件下但不使用含氟氣體之細絲重量損失少約50%，或少約25%。
交替或另外地，不同潛在清理效果可為：含氟氣體在運作期間有效減少電漿浸沒槍之細絲的濺射。在使用期間經濺射且進入電弧室之細絲材料(例如，鎢)可進入與電漿浸沒槍結合運作之植入束中。當處於離子植入束中時，細絲材料會植入正經離子植入之基板中成為污染物。若存在於基板中，則細絲材料係降低離子植入過程之產率的污染物。本發明之此清理效果(亦即，減少細絲材料濺射至電弧室中)將降低離子植入基板因細絲材料所致的基板污染之可能性，藉此相較於不在電漿浸沒槍中使用含氟氣體之相同方法，提高如所述涉及使用含氟氣體運作之電漿浸沒槍之離子植入方法的產率。
在含氟氣體作為含氟氣體與惰性氣體之混合物供應至電漿浸沒槍之實施例中，混合物可包含、由以下組成或基本由以下組成：如所述之例示性含氟氣體(單一含氟氣體或兩者或更多者之組合)及如所述之惰性氣體。基板由含氟氣體及惰性氣體組成之混合物(例如，處於包裝中，或以其他方式用於如所述之系統或方法中)係不含超過少量任何除如所述之含氟氣體及惰性氣體之外的成分之混合物。
在本發明之廣泛實踐中，如本文以各種方式所描述，電漿浸沒槍設備可以各種方式構成為包含氣體供應組件。類似地，如以各種方式構成，本發明考慮包括電漿浸沒槍設備之離子植入系統。
在另一態樣中，本發明考慮運作電漿浸沒槍之方法，該電漿浸沒槍經組態以接收自惰性氣體源流向電漿浸沒槍之惰性氣體，且自此產生惰性氣體電漿，該電漿包括經有力調整以中和經離子植入之基板的表面電荷之電子，該方法包含對於含氟氣體向電漿浸沒槍之流動，間歇、連續或依序引入至電漿浸沒槍。
在運作電漿浸沒槍系統以產生電荷中和低能電子時，惰性氣體濺射電漿浸沒槍細絲。經濺射之材料變為氣體細絲材料，其可在離子植入系統之絕緣體及石墨組件上形成沈積物。連續運作時，離子束及可凝氣體蒸氣沈積於電漿浸沒槍電弧室及其組件之中、之上及周圍。該等蒸氣亦沈積於電漿浸沒槍所電聯之法拉第(劑量量測)組件上。本文所述之方法及含氟氣體藉由生成如本文所述之清理效果而有效減少、消除或改善此等影響。一種類型之清理效果在於，當用於如所述之方法時，含氟氣體可自電漿浸沒槍中之材料沈積物有效產生揮發性反應產物氣體。此可使電弧室中該等材料沈積物之存在減少，亦即，電弧室比除不使用含氟氣體外以相同方式運作之相同電弧室更乾淨。減少材料沈積物可反過來改良電漿浸沒槍之短期效能，且可延長電漿浸沒槍之產品壽命。另外或替代地，含氟氣體之清理效果可引起電漿浸沒槍中電漿生成細絲之再金屬化。
在本發明之方法中，單一惰性氣體或與含氟氣體混合之惰性氣體可以一或多種理想流動速率流入電漿浸沒槍中。可以標準立方公分/分鐘(SSCM)之流動單位量測氣體或氣體混合物之流動速率。在本發明之方法實施例中，引入至PFG中之惰性氣流係3 SSCM或更小之流動速率。在更具體之實施例中，引入至PFG中之惰性氣體的流動速率在0.1至3 SSCM範圍內，流動速率在0.5至2 SSCM範圍內，或流動速率在0.75至1.75 SSCM範圍內。
在該方法之各種實施例中，可關於惰性氣體向電漿浸沒槍之流動而間歇地將含氟氣體引入至電漿浸沒槍中。在該等實施例中，可關於惰性氣體向電漿浸沒槍之流動而間歇地將含氟氣體引入至電漿浸沒槍中，其中引入PFG中之惰性氣體的流動速率係3 SSCM或更小，在0.1至3 SSCM、0.5至2 SSCM或0.75至1.75 SSCM範圍內，且其中所引入之惰性及含氟氣體之量分別在總體積之90% - 99.9%及0.1% - 10%範圍內，或在如本文所述之任何更具體之範圍內。
在該方法之各種實施例中，可關於惰性氣體向電漿浸沒槍之流動而連續地將含氟氣體引入至電漿浸沒槍中。在該等實施例中，可關於惰性氣體向電漿浸沒槍之流動而連續地(例如，自不同流同時)將含氟氣體引入至電漿浸沒槍中，其中引入PFG中之惰性氣體的流動速率係3 SSCM或更小，在0.1至3 SSCM、0.5至2 SSCM或0.75至1.75 SSCM範圍內，且其中所引入之惰性及含氟氣體之量分別在總體積之90% - 99.9%及0.1% - 10%範圍內，或在如本文所述之任何更具體之範圍內。
當就地將含氟氣體及惰性氣體供應至(至少最初之)單獨流中時，各別單獨流之流動速率可相應改變且必定達成衍生自該等流之氣體的相對濃度，該等濃度足以產生如本文所述之清理效果，諸如使電漿浸沒槍組件中之沈積物移除，使其中細絲再金屬化(例如，再鎢化)，同時亦自惰性氣體引發低能電子之電荷中和生成。
在該方法之各種實施例中，可關於惰性氣體向電漿浸沒槍之流動而依序地將含氟氣體引入至電漿浸沒槍中。在該等實施例中，可關於惰性氣體向電漿浸沒槍之流動而依序地將含氟氣體引入至電漿浸沒槍中，其中引入PFG中之惰性氣體的流動速率係3 SSCM或更小，在0.1至3 SSCM、0.5至2 SSCM或0.75至1.75 SSCM範圍內，且其中所引入之惰性及含氟氣體之量分別在總體積之90% - 99.9%及0.1% - 10%範圍內，或在如本文所述之任何更具體之範圍內。
在該方法之各種實施例中，含氟氣體可以與惰性氣體之混合物形式流入電漿浸沒槍中。在該等實施例中，引入PFG中之含氟與惰性氣體之混合物的流動速率係3 SSCM或更小，在0.1至3 SSCM、0.5至2 SSCM或0.75至1.75 SSCM範圍內，且其中所引入之惰性及含氟氣體之量分別在總體積之90% - 99.9%及0.1% - 10%範圍內，或在如本文所述之任何更具體之範圍內。
可使用自獨立氣體供應包裝向電漿浸沒槍提供之含氟氣體及惰性氣體進行上文所述之方法。舉例而言，含氟氣體與惰性氣體可在電漿浸沒槍外部互相混合。藉由例示性方法，混合物可能不含任何大量除含氟氣體及惰性氣體以外的氣體，且除含氟氣體及惰性氣體外，不向電漿浸沒槍供應其他氣體，亦即，(例如，單獨或混合)供應至電漿浸沒槍之氣體由以下組成或基本由以下組成：含氟氣體及惰性氣體。
本發明考慮運作離子植入系統以在維護活動之間增加運作壽命之方法，其中離子植入系統包含電漿浸沒槍，且該方法包括根據本文以各種方式描述之任何模式運作電漿浸沒槍，包括使用含氟氣體。
如本文先前技術部分中所述，運作問題已使束離子植入系統中之電漿浸沒槍設備的使用特徵化，包括細絲衍生之鎢或其他耐火金屬沈積於離子植入系統之絕緣體及石墨組件上，且其他非所需材料沈積於該離子植入系統中之電漿浸沒槍的電弧室及法拉第組件區域上。
如一般運作協議，電漿浸沒槍經設計需定期維護，例如，以季度為基礎，但僅在運作短時間後，其便需要極頻繁之早期更換，該時間僅可為大約數週。因電漿浸沒槍係離子植入系統之法拉第、劑量、均一性及電荷監測組件的部分，且在各電漿浸沒槍真空中斷時需要再鑑定晶圓，故而此係不利的。
本發明針對該等運作問題提供各種方法。在各種實施例中，使含氟氣體就地與流向電漿浸沒槍之電弧室的惰性氣體混合。該混合可涉及在用於向電漿浸沒槍電弧室提供惰性源氣體(惰性氣體)之單一氣體供應器皿中提供相應混合物，從而自該單一氣體供應器皿向電漿浸沒槍分配該混合物。在其他實施例中，可使用惰性源氣體之單獨氣體供應器皿及原位含氟氣體，其中含氟氣體與惰性源氣體在單獨管線中共同流至電弧室以在其中混合形成混合氣體，或其中各別含氟氣體及惰性源氣體流至混合腔室以形成混合氣體，該混合氣體隨後在饋線中流至電漿浸沒槍之電弧室，或其中含氟氣體自單獨氣體供應器皿流至氣體饋線，該饋線將惰性氣體自單獨氣體供應器皿轉移至電漿浸沒槍之電弧室，因此含氟氣體在饋線中與惰性源氣體混合且以混合氣體形式遞送至電漿浸沒槍之電弧室。如另一變化形式，可定期將含氟氣體注射至電漿浸沒槍電弧室或連接於電弧室之惰性氣體饋線中。方法之結果(亦即，清理效果)可為：在運作期間，減少電漿浸沒槍之表面或組件上沈積之殘餘物的連續或持續積聚；引發電漿浸沒槍電弧室細絲之(例如，定期)再金屬化(例如，再鎢化)；或定期自電漿浸沒槍及相關離子植入系統結構移除非所需沈積物。
因此，本發明考慮之方法實施例涉及在惰性源氣體並行連續流向該電弧室期間，將連續流之含氟氣體提供至電漿浸沒槍電弧室，例如，自含有該氣體之源器皿作為預混合之氣體混合物提供，或以各種共流配置提供，其中惰性氣體及含氟氣體之單獨氣體供應器皿直接向電弧室或向電弧室上游之混合結構(專用混合腔室或將含氟氣體注射至用於流向電漿浸沒槍之電弧室之惰性氣體的管線中)供應其各別氣體。本發明亦考慮在惰性源氣體連續或間歇流向該電弧室期間，定期(例如，週期或非週期)將含氟氣體遞送至電漿浸沒槍電弧室。
因此，本發明考慮各種用於就地混合含氟氣體與惰性氣體以產生所要清理效果之技術，清理效果例如將諸如鎢之細絲材料轉移至電漿浸沒槍細絲，或更一般而言與沈積物反應形成揮發性反應產物氣體，例如在含氟氣體之情況下形成揮發性氟化物，因此所得反應產物氣體可易於自離子植入系統移除。藉由特定實施例，自電漿浸沒槍電弧室移除揮發性反應產物氣體可在流出氣體自離子植入系統正常排出時實現，同時揮發性反應產物氣體經夾帶且與其他流出氣體一同自系統排出。此外或另外，可進行泵壓操作以移除該等揮發性反應產物氣體，諸如藉由在定期將含氟氣體注入流向電漿浸沒槍電弧室之惰性氣體中之步驟期間將氣體抽出電弧室。
如提及之含氟氣體及惰性氣體可在單一氣體供應器皿中混合，或在針對可能使用之含氟氣體及惰性氣體之各者的單獨器皿中混合。各情況中之氣體供應器皿可為任何合適類型，且可例如包含高壓氣缸或內部壓力調整之氣體供應器皿，諸如以商標VAC®商購自Entegris, Inc. (比爾里卡, 馬薩諸塞州, 美國)之彼等器皿，或基於吸附劑之氣體供應器皿，諸如以商標SDS®商購自Entegris, Inc. (比爾里卡, 馬薩諸塞州, 美國)之彼等器皿。
因此，如上文所述，在各種實施例中，在第一實例中，惰性氣體及原位含氟氣體可供應為來自單一氣體供應器皿之氣體混合物。在其他實施例中，惰性氣體及原位含氟氣體可提供於電漿浸沒槍及離子植入設備之位置處的單獨器皿中，同時單獨器皿將其各別氣體分配至流向電漿浸沒槍及離子植入設備之單獨流線中，用於在設備中混合。或者，單獨分配管線可將氣體分配至電漿浸沒槍及離子植入設備上游之共有饋線中，從而各別氣體在其流過共有饋線時互相混合。如又另一替代方案，單獨器皿可將各別氣體分配至混合腔室，混合氣體自該腔室經過單一饋線流向電漿浸沒槍及離子植入設備。相應地，考慮單一氣體混合流體供應，以及共流配置，必要的是，各別氣體僅在電漿浸沒槍及離子植入設備處或上游結合以提供混合氣體，用以自惰性氣體產生低能電子以及清理電漿浸沒槍、使電漿浸沒槍細絲再金屬化，或二者均得以實現。
在原位含氟氣體及惰性氣體自單獨源供應且在使用電漿浸沒槍設備之點處混合的其他實例中，可能有利的是，在氣體供應電路中僅提供原位含氟氣體流入離子植入設備之能力，而惰性氣體不流動，從而提供電漿浸沒槍之高強度清理。此可能藉由供應器皿及經組態以使原位含氟氣體之清洗流進入電漿浸沒槍設備之歧管配置而進行，從而如間歇含氟操作，自設備清掃其他氣體且使電漿浸沒槍之清理操作能夠發生。
在各種實施例中，此間歇性高強度清掃可能係較佳的，從而增加設備之運作壽命，且可能整合為電漿浸沒槍離子植入設備之預防性維護之部分。
在運作之其他模式中，不用並行饋入原位混合之含氟氣體與惰性氣體而進行專用清理操作，可能理想的是，定期將一定量之原位含氟氣體循環吹掃至流至電漿浸沒槍離子植入設備中之惰性氣體中以用於常規電漿生成操作，或定期將一定量之原位含氟氣體直接循環吹掃至電漿浸沒槍之電弧室中，從而自動且定期地藉由原位含氟氣體進行原位清理。此可例如藉由使用週期定時器程式及氣瓶櫃或閥門歧管箱(VMB)而進行，該氣瓶櫃或閥門歧管箱經組態以使原位含氟氣體混入惰性氣體中，從而達到含氟氣體/惰性氣體混合物中之含氟氣體的預定濃度。
本發明之方法在本領域中取得實質性進展，該方法係與惰性製程氣體同時、間歇或依序(交替)使用原位含氟氣體以反應性地移除諸如鎢之經濺射細絲材料之沈積物及其他沈積殘餘物的積聚，從而改良電漿浸沒槍及植入器效能以使電漿浸沒槍中之細絲再金屬化，或二者皆可。相對於不使用如本文所述之含氟氣體運作相同電漿浸沒槍之相同操作，使用含氟氣體之優勢包括：改善離子植入器中電漿浸沒槍之運作使用壽命、減少該裝置之維修事件且降低可嚴重損害植入器效能之電漿浸沒槍損害性運作之發生率。
現參考圖示，圖1係電漿浸沒槍設備100之示意圖，該圖顯示其結構之細節。
電漿浸沒槍設備包括電弧室120，其中在電弧室之壁面處設有由絕緣體140支撐之細絲130，且該設備藉由電路與細絲電源260連接。通電時，細絲130在電弧室120中產生電漿150。電弧室在其外表面上設有磁鐵122。如顯示，電弧室與電弧電源250電耦合。電弧室與由螺旋管線圈170限定之電漿管160耦合，該等線圈係由螺旋線圈管電源230供電。電漿管160配備有用於電漿管之維修閥門180。電漿管反過來與含有束電漿210之離子束室200連接。自電漿管160發射之磁場190在離子束室中相對於離子束220方向成角度地定向。離子束室200與作為電漿浸沒槍設備之供電電路部分的外部電源240耦合。電漿管160係藉由隔離體與離子束室200電隔離。
在運作中，圖1之電漿浸沒槍設備在細絲通電形成含有來自引入電弧室之惰性氣體的低能電子之電漿時運作，同時低能電子分散於離子束室200之離子束中，用於在晶圓基板(未顯示於圖1中)之表面上中和電荷。
可伴隨惰性及含氟氣體向電漿浸沒槍之流動使用各種電漿浸沒槍運作條件。在引入惰性及含氟氣體時運作電漿浸沒槍之方法中，電弧電壓可為0至90伏特範圍內、30至70伏特範圍內或40至60伏特範圍內之電壓。在引入惰性及含氟氣體時運作電漿浸沒槍之方法中，電弧電流可為0至10安培範圍內之電流、0.1至5安培範圍內之電流、或0.25至2.5安培範圍內之電流。在引入惰性及含氟氣體時運作電漿浸沒槍之方法中，引出電壓可為0至30千伏範圍內之電壓、0至12千伏範圍內之電壓或0至8千伏範圍內之電壓。在引入惰性及含氟氣體時運作電漿浸沒槍之方法中，抑制電壓可為0至5千伏範圍內之電壓、0至4千伏範圍內之電壓或1至4千伏範圍內之電壓。可使用介於如本文所述任何範圍內之電弧電壓、電弧電流、引出電壓及抑制電壓之組合。
圖2係束離子植入系統300之示意圖，該系統在經離子植入之晶圓基板上游的束線結構中使用電漿浸沒槍設備。
在所述系統300中，離子植入室301含有自管線302接收摻雜物源氣體之離子源316且產生離子束305。離子束305通過選擇所需離子且拒收非所選離子之質量分析器單元322。
所選離子通過加速電極陣列324且隨後通過偏轉電極326。所得聚集之離子束隨後穿過電漿浸沒槍327，運作該槍以使低能電子分散至離子束中，且離子束因該等低能電子而擴增，隨後衝擊於基板元件328上，該元件置於安裝於轉軸332上之可旋轉夾持器330上。因此，摻雜離子之離子束如所需摻雜該基板以形成摻雜之結構，且低能電子用於中和積聚於基板元件328之表面上的電荷。
離子植入室301之各別部分係分別藉助於泵320、342及346經由管線318、340及344排空。
圖3係根據本發明之一闡釋性實施例經組態以將氣體遞送至電漿浸沒槍之氣體供應組件的示意圖。
電漿浸沒槍480在圖3中顯示為與三個氣體供應包裝414、416及418呈流體接收關係配置，用於說明氣體供應組件之各種運作模式。氣體供應包裝418包括具有閥頭組件434之器皿432，該組件具有連接於氣體饋線460之排出口436。閥頭組件434配備有手輪442，用於手動調整閥頭組件中之閥門，從而使其如所需在完全打開與完全閉合位置之間轉變以達成分配操作，或者使氣體混合物封閉存儲於器皿432中。手輪442可由制動閥取代，自動控制該制動閥以調節閥頭組件中之閥門的設置，例如，可操作地連接於CPU 478之含氣制動閥。
器皿432含有原位含氟氣體/惰性氣體混合物，其可例如包含5體積%之氟氣體作為原位含氟氣體，及95體積%之氙氣作為惰性氣體。如所示之氣體饋線460在其中含有流量控制閥462。流量控制閥462配備有自動制動閥464，該自動制動閥具有使制動閥與CPU 478連接之信號傳送線466，由此CPU 478可在信號傳送線466中將控制信號傳送至制動閥以調整閥門462之位置，從而相應地控制含氟氣體/惰性氣體混合物自器皿432向電漿浸沒槍組件480之流動。
作為將原位含氟氣體/惰性氣體混合物供應至電漿浸沒槍之替代方案，如在器皿432中以預混合形式存在，圖3之氣體供應組件包括可供替代之配置，其中流體供應包裝414包括器皿420中之惰性氣體，且其中流體供應包裝416包括器皿426中之含氟氣體。
流體供應包裝414包括包括具有閥頭組件422之器皿420，該組件具有連接於氣體饋線444之排出口424，如前述用於自器皿420分配惰性氣體。閥頭組件配備有手輪438，其如流體供應包裝418之情況下，可由可操作地連接於CPU 478之自動制動閥替代。
同樣地，流體供應包裝416包括具有閥頭組件428之器皿426，該組件具有連接於氣體饋線452之排出口430，如前述用於自器皿426分配惰性氣體。閥頭組件配備有手輪440，其可由可操作地連接於CPU 478之自動制動閥替代。
在圖3系統中，惰性氣體饋線444含有流量控制閥446，其配備有藉由信號傳送線450可操作地連接於CPU 478之制動器448。相應地，含氟氣體饋線452含有流量控制閥454，其配備有藉由信號傳送線458可操作地連接於CPU 478之制動閥456。藉由該配置，CPU 478可如所需在程式上經組態以進行惰性氣體自惰性氣體供應器皿420之分配操作及含氟氣體自含氟氣體供應器皿426之分配操作。
如圖3中闡釋，流量控制閥446下游之惰性氣體饋線444包括連接於混合室486之末端饋線部分482。同樣地，流量控制閥454下游之含氟氣體饋線452包括連接於混合室486之末端饋線部分484。藉由此配置，惰性饋入氣體及含氟氣體可在各別末端饋線部分中引入混合室中，用於其混合且隨後自混合室486於氣體饋線488中流向電漿浸沒槍480。自混合室486排出之混合物的各別惰性氣體及含氟氣體組分之相對比例可藉由適當調整各別氣體饋線444及452中之流量控制閥446及454而以可控方式設定。
作為圖3系統中之另一替代方案，惰性氣體饋線444可連接於以虛線圖示顯示之惰性氣體饋線490，其用於將惰性氣體直接引入至電漿浸沒槍設備，例如，直接引入至該設備之電弧室。相應地，含氟氣體饋線452可連接於以虛線圖示顯示之含氟氣體饋線492，其用於將含氟氣體直接引入至電漿浸沒槍設備，例如，直接引入至該設備之電弧室。以此方式，將共流之惰性氣體與含氟氣體流直接引入至電漿浸沒槍，且使其在設備之電弧室中互相混合。
亦可運作圖3系統，從而在安置有電漿浸沒槍480之植入器設備的離子植入操作期間使惰性氣體自器皿420連續流向電漿浸沒槍480，而同時，僅間歇地(例如，以預定週期間隔)將含氟氣體自器皿426引入至電漿浸沒槍，從而在該等預定週期間隔中、或者以定期方式引發清理作用及細絲之再金屬化。
如圖3系統中運作之又另一變型，藉由再含氟氣體饋線452、492及/或末端饋線部分484中適當裝設閥門，在惰性氣體並行流向電漿浸沒槍期間或者在惰性氣體向電漿浸沒槍之流動已結束後，含氟氣體可以定期間隔或者在必要時單獨流向電漿浸沒槍，從而僅有含氟氣體流向電漿浸沒槍設備。閥門裝設可適應該含氟氣流之單獨獨立運作，惰性氣體並不同時流向電漿浸沒槍，且如運作之另一模式，可例如藉由適當連接於CPU 478以將含氟氣體轉至混合室486從而與流向混合室之惰性氣體混合而調整閥門。
因此，應理解可以各種方式組態圖3系統以適應多種運作模式，包括使預混合之惰性氣體/含氟氣體自單一氣體供應器皿流出，使惰性氣體與含氟氣體共同流向電漿浸沒槍，使惰性氣體及含氟氣體共同流向電漿浸沒槍上游之混合室，在惰性氣體同時或不同時流向電漿浸沒槍之情況下(定期或間歇清理模式)將含氟氣體定期引入至電漿浸沒槍，或經由混合室將含氟氣體引入至惰性氣流。相應地，應理解該系統中闡釋性顯示之CPU 478可包含任何合適類型之處理器，包括特殊目的程式計算機、可程式邏輯控制器、微處理器等，且CPU可為可程式的，其經組態以進行任何前述涉及含氟氣體之運作模式。
最終，應理解如本文以各種方式所揭示，含氟氣體在電漿浸沒槍運作中之效用在本領域中取得顯著進展，其能夠顯著增加電漿浸沒槍之運作壽命，且提昇離子植入系統之總體效率。
儘管本發明已參照特定態樣、特徵及示意性實施例在本文中闡述，應瞭解本發明之效用不因此具有侷限性，而延伸且涵蓋將基於本文中之說明書向本發明之領域中之一般技術者表明自身之大量其他變型、變體及替代實施例。相應地，如在下文中所主張之本發明意欲概括地理解及解釋為包括在其精神及範疇內之所有此等變型、變體及替代實施例。
實例 1
使用Xe氣之束流測試
使用具有石墨電弧室之Bernas離子源。離子束條件如下：電弧電壓：50V；電弧電流：0.75 A；引出電壓：20 kV；抑制電壓：3kV。所用惰性氣體係氬氣，其以1 sccm或1.5 sccm之速率流入電弧室中。含氟氣體係以2%氣體混合物(Ar + NF3 )使用之NF3 ，相當於0.021 sccm (1 sccm Ar流)或0.031 sccm (1.5 sccm Ar流)之流動速率。在所述氣流下運作電弧室持續總計11小時，且在運作時段之後檢查該等源，且量測細絲重量，且結果顯示於表1中。
表1
相關於細絲重量損失，所有細絲重量變化均係負的。當存在氟氣體NF3 時，細絲重量損失顯著減少。藉由將氬氣流自1 sccm增加至1.5 sccm，觀測到細絲重量損失進一步減少，其使重量損失更接近於零。
100‧‧‧電漿浸沒槍設備
120‧‧‧電弧室
122‧‧‧磁鐵
130‧‧‧細絲
140‧‧‧絕緣體
150‧‧‧電漿
160‧‧‧電漿管
170‧‧‧螺旋管線圈
180‧‧‧維修閥門
190‧‧‧磁場
200‧‧‧離子束室
210‧‧‧束電漿
220‧‧‧離子束
230‧‧‧螺旋線圈管電源
240‧‧‧外部電源
250‧‧‧電弧電源
260‧‧‧細絲電源
300‧‧‧束離子植入系統
301‧‧‧離子植入室
302‧‧‧管線
305‧‧‧離子束
316‧‧‧離子源
318‧‧‧管線
320‧‧‧泵
322‧‧‧質量分析器單元
324‧‧‧加速電極陣列
326‧‧‧偏轉電極
327‧‧‧電漿浸沒槍
328‧‧‧基板元件
330‧‧‧可旋轉夾持器
332‧‧‧轉軸
340‧‧‧管線
342‧‧‧泵
344‧‧‧管線
346‧‧‧泵
414‧‧‧氣體供應包裝
416‧‧‧氣體供應包裝
418‧‧‧氣體供應包裝
420‧‧‧器皿
422‧‧‧閥頭組件
424‧‧‧排出口
426‧‧‧器皿
428‧‧‧閥頭組件
430‧‧‧排出口
432‧‧‧器皿
434‧‧‧閥頭組件
436‧‧‧排出口
438‧‧‧手輪
440‧‧‧手輪
442‧‧‧手輪
444‧‧‧惰性氣體饋線
446‧‧‧流量控制閥
448‧‧‧制動器
450‧‧‧信號傳送線
452‧‧‧含氟氣體饋線
454‧‧‧流量控制閥
456‧‧‧制動閥
458‧‧‧信號傳送線
460‧‧‧氣體饋線
462‧‧‧流量控制閥
464‧‧‧自動制動閥
466‧‧‧信號傳送線
478‧‧‧CPU
480‧‧‧電漿浸沒槍
482‧‧‧末端饋線部分
484‧‧‧末端饋線部分
486‧‧‧混合室
488‧‧‧氣體饋線
490‧‧‧惰性氣體饋線
492‧‧‧含氟氣體饋線
圖1係電漿浸沒槍設備之示意圖，其顯示該設備之結構細節。
圖2係束離子植入系統之示意圖，該系統在經離子植入之晶圓基板上游的束線結構中使用電漿浸沒槍設備。
圖3係根據本發明之闡釋性實施例經組態用以將氣體遞送至電漿浸沒槍之氣體供應組件的示意圖。

Claims (27)

  1. 一種用於將氣體遞送至電漿浸沒槍(PFG)之氣體供應組件，其包含： 流體供應包裝，其經組態以將惰性氣體遞送至PFG以產生惰性氣體電漿，該惰性氣體電漿包括用於在離子植入操作中調節基板之表面電荷的電子；及 含氟氣體，其與該惰性氣體混合，或位於單獨氣體供應包裝中，該包裝經組態以相對於惰性氣體之遞送同時或依序將該含氟氣體遞送至該PFG， 其中該組件經組態以遞送一定體積之該含氟氣體，其不超過該含氟氣體及該惰性氣體之總體積的10%。
  2. 如請求項1之氣體供應組件，其經組態以遞送一定體積之該含氟氣體，其範圍係該含氟氣體及該惰性氣體之總體積的0.1至10%。
  3. 如請求項2之氣體供應組件，其經組態以遞送一定體積之該含氟氣體，其範圍係該含氟氣體及該惰性氣體之總體積的0.5至5%。
  4. 如請求項3之氣體供應組件，其經組態以遞送一定體積之該含氟氣體，其範圍係該含氟氣體及該惰性氣體之總體積的0.75至4%。
  5. 如請求項4之氣體供應組件，其經組態以遞送一定體積之該含氟氣體，其範圍係該含氟氣體及該惰性氣體之總體積的1至3%。
  6. 如請求項5之氣體供應組件，其經組態以遞送一定體積之該含氟氣體，其範圍係該含氟氣體及該惰性氣體之總體積的1.5至2.5%。
  7. 如前述請求項中任一項之氣體供應組件，其中該含氟氣體係選自由以下組成之群：F2 、HF、SiF4 、GeF4 、PF3 、PF5 、BF3 、B2 F4 、NF3 、N2 F4 、N2 F2 、SF6 、MoF6 、WF6 、CF4 、COF2 、C2 F4 H2 及Cx Oz Hy Fw ，其中w、x、y及z各自獨立地係零或非零化學計量適合值。
  8. 如前述請求項中任一項之氣體供應組件，其中該含氟氣體係含氮或含鎢氣體。
  9. 如請求項8之氣體供應組件，其中該含氟氣體係NF3 或WF6 。
  10. 如前述請求項中任一項之氣體供應組件，其中該惰性氣體包含以下各者中之至少一者：氬氣、氦氣、氖氣、氮氣、氙氣及氪氣。
  11. 如前述請求項中任一項之氣體供應組件，其中該含氟氣體位於該惰性氣體流體供應包裝中，與該惰性氣體混合。
  12. 如請求項1至10中任一項之氣體供應組件，其中該含氟氣體位於單獨含氟氣體供應包裝中，且該組件進一步包含氣流線路系統，其經組態以接收來自該含氟氣體供應包裝之含氟氣體及來自該惰性氣體流體供應包裝之惰性氣體，用於使其混合以形成用於分配至該電漿浸沒槍之惰性氣體與含氟氣體之混合物。
  13. 如請求項12之氣體供應組件，其中該氣流線路系統包含(i)混合腔室，其經配置以接收來自其各別流體供應包裝之該含氟氣體及該惰性氣體，用於使其混合以形成用於分配至該PFG之含氟氣體與惰性氣體之該混合物，或(ii)閥門，其經組態以能夠在該混合腔室中選擇性地混合該含氟氣體與該惰性氣體，且另外能夠使該含氟氣體及該惰性氣體選擇性地分別流至該PFG。
  14. 如請求項12之氣體供應組件，其進一步包含處理器，其經組態以控制來自該含氟氣體供應包裝之含氟氣體的分配及來自該惰性氣體供應包裝之惰性氣體的分配。
  15. 如請求項14之氣體供應組件，其中該處理器經組態以控制惰性氣體之分配，從而在離子植入期間連續分配惰性氣體，且該處理器經組態以控制含氟氣體之分配，從而在惰性氣體分配期間間歇性分配含氟氣體，或從而在分配惰性氣體之後依序分配含氟氣體。
  16. 如前述請求項中任一項之氣體供應組件，其中該含氟氣體可有效地自該電漿浸沒槍中之材料沈積物產生揮發性反應產物氣體，從而引起該電漿浸沒槍中電漿生成細絲之再金屬化，或二者均可發生。
  17. 一種改良電漿浸沒槍(PFG)效能之方法，其包含 將含氟氣體引入PFG中，該PFG包含細絲，及 將惰性氣體引入該PFG中，其中 所引入之該含氟氣體不超過所引入之該含氟氣體及該惰性氣體之總體積的10%。
  18. 如請求項17之方法，其中該惰性氣體係以3標準立方公分/分鐘(SSCM)或更小之流動速率引入該PFG中。
  19. 如請求項18之方法，其中該惰性氣體係以0.1至3 SSCM範圍內之流動速率引入該PFG中。
  20. 如請求項19之方法，其中該惰性氣體係以0.5至2 SSCM範圍內之流動速率引入該PFG中。
  21. 如請求項20之方法，其中該惰性氣體係以0.75至1.75 SSCM範圍內之流動速率引入該PFG中。
  22. 如請求項17至21中任一項之方法，其中引入該含氟氣體及該惰性氣體，從而存在(i)一定體積之該含氟氣體，其範圍係該含氟氣體及該惰性氣體之總體積的0.1%至10%；或(ii) (a)該氟氣體之氟與(b)惰性氣體之莫耳比(a:b)係在1:9至1:999範圍內。
  23. 如請求項17至22中任一項之方法，其中該PFG係在以下條件中之一或多者下運作：0至90伏特範圍內之電弧電壓；0至10安培範圍內之電弧電流，0至30千伏範圍內之引出電壓，0至5千伏範圍內之抑制電壓。
  24. 如請求項17至23中任一項之方法，其中在該PFG之運作時段期間，在引入該含氟氣體及引入該惰性氣體時，電流流過該細絲，且該細絲之重量損失小於在相同時段及運作條件下但不引入該含氟氣體時細絲之重量損失。
  25. 如請求項24之方法，其中相較於在相同時段及運作條件下細絲之重量損失，任何重量損失均減少超過50%。
  26. 如請求項25之方法，其中相較於在相同時段及運作條件下細絲之重量損失，任何重量損失均減少超過25%。
  27. 如請求項1至5之氣體供應組件，其中該流體供應包裝係內部壓力調整之氣體供應器皿或基於吸附劑之氣體供應器皿。
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