TWI358073B - Technique for improving the performance and extend - Google Patents

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TWI358073B
TWI358073B TW097101780A TW97101780A TWI358073B TW I358073 B TWI358073 B TW I358073B TW 097101780 A TW097101780 A TW 097101780A TW 97101780 A TW97101780 A TW 97101780A TW I358073 B TWI358073 B TW I358073B
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Craig R Chaney
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Description

丄现073 26923pif 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本揭露案大體上是關於半導體製造裝備,且〜 之’疋關於具氣體稀釋之離子源的改善效能與延 = 的技術。 ' 咋4 【先前技術】 離子植入為藉由使用受激雜子直接轟擊基板而將化與 物質沈積至基板中之製程。在半導體製造中,離子植入= 主要用於變更目標材料之類型以及電導率位準的換雜制 程。積體電路⑽基板以及其薄膜結構中之精確換雜= =於適當1C魏通常為至關重要的。為了達成所要捧雜 分佈,可能以不同劑量且在不同能級植入一或多種離子物 質。 +圖1繪示先前技術離子植入機系統100。如對於多數 子植入;糸統為典型的,系統1 〇〇收容於高度真空環境 =。離子植入機系統100可能包含離子源1〇2以及一系列 複雜組件,離子束10通過系列複雜組件。系列組件可能包 括(例如)萃取操控器104、過濾磁鐵106、加速或減速塔 ^08、分析器磁鐵110、旋轉塊狭縫(rotating mass slit)112、 =描儀114似及校正器磁鐵116。與操控光束之一系列光 f透鏡極其類似,離子植入機組件在朝向末端台1.20導引 離子束10之前可過濾並聚焦離子束1〇。 末端台120在離子束1〇之路徑上支撐諸如工件122 之一或多個工件,使得所要物質之離子被植入工件122 6
/J 26923pif 或二件122可能為(例如)需要離子植人之半導體晶圓 :二類似目^物件。末端台120亦可能包括平台!24以 ^ 122。平纟124可能使用靜電力或其他類似力來 1 122 °末端台120亦可能包括用於在所要方向上 額外* 1 之掃描儀(未緣示)。末端台120亦可能包括 中S ^ ^如用於將工件122狀至離子植人機系統100 件雜^在離子植入之後移除工件122的自動工件處置元 植人機系統1GG亦可能包括控制器(未緣示).以 二:機系統1GG之各種子系統以及組件。離子植 亦可能包括若干量測器件,諸如劑量控制法 ay cup)118、行進法拉第杯128以及設置法 ===此等11件可用以監視並控制離子束條件。熟 =項f射應瞭解,藉由離子束10橫越之整個路徑在離 子植入期間被抽空。 =源1G2為軒植人機系統⑽關鍵組件。要求 定之對各種不同離子物質以及萃取電壓而產生穩 離子束1G。因此,需要在無_^_ =咖子源10.2歷時長期的時間週期。因此,離子 二,生命期或平均無故障時間(mean time between faiIures,MTBF)為離子源、102的-效能準則。 圖2緣示離子植入機系統1〇〇中之離子源⑽的典型 。^子源、102可為感應加熱陰極a— cathode, IHC)離子源,立、s a m 巾。原一通吊用於高電流離子植入裝備 '此1 ”他各種離子源。離子源10.2包括界定電 1358073 26923pif 弧腔室206之電弧腔室外殼202 ^電弧腔室外殼202亦包 括用於離子束10之萃取孔204。陰極2〇8以及斥拒電極 (repeiler electrode) 210 (或陽極)可定位於電弧腔室2〇6 内。斥拒電極210可經電絕緣。陰極絕緣體212可相對於 陰極208來定位以使陰極2〇8與電弧腔室外殼2〇2電絕緣 亚熱^邑緣。陰極208亦可藉由真空間隙與絕緣體212隔開 以控市彳熱傳導。細絲214可在電孤腔室2恥外部且緊密接 近陰極208而定位以加熱陰極谓。支樓桿.216可支i陰 極规以及細絲214。—或多個源磁鐵22〇亦可經提供以 在朝向陰極208之方向(參見圖2之箭頭 孤 室206内產生磁場万。 。腔 諸如接地電極240 .以及抑制電極(⑶ =她)242之萃取電極組態可定位於萃取孔.204前方。 接地電極施以及抑制電極撕中之每.-者具有盥萃 ,對準以歸自電弧腔室2Q6萃取良好界定^子^取 來用於離子植入機系統1〇〇中之孔。 果10 自電向接地電極240提供萃取·以用於 f 子束ig。可根據離子束W之所要 犯罝而調整卒取電屋。抑制電源.246 ^要 以禁正離子束W内之電子的運動一或多==42 提供至離子植入機系統】〇〇,諸如細 、亦可 細絲電源謙)可向細絲214提供電流:二:。 絲.214自身’其又產生朝 用於加熱細 ㈣電子。電弧電源於加熱陰極 原(未繪不)可麵接至電弧腔室外殼 8 1358073 26923pif 由触,㈣射之電子加速私軸於電弧腔 一 2〇6内的電漿2〇中。 > 源控制器250提供對離子源102之控制。舉例而 Ϊ控⑽可能控制離子源之各種電源及域亦 動ϋ。^風體自換雜氣體源㈣至電弧腔室206中的流 1哭α,控制器250可為可程式化控制器或專用控 實施例中,離子源控制器250被併入離子植人 機系,4 100之主控電腦内。 室2〇!t氣體源260可經由氣體流動控制器266向電弧腔 /主入預定量的接雜氣體。摻雜氣體源26〇可提供 =斤要摻雜元素之特定摻雜氣^舉例而言,摻雜元素 人1Γ、錯⑽、錄)或梦⑻,且可經 二為s亂乳脸,諸如三氟化^^ (b〇r〇n爾财他叫、 四氟化鍺(germanium如础⑽咖,邮)、三氣化 =_0職tr涵〇ride,% )或四氣化矽(础⑽ F4)。亦可彻其他她 1 魏财/或摻雜 兀素=如包括氬氣㈤、氤氣(Xe)等之惰性氣體。 料源轉之普遍仙在於:在仙轉子植入 期間某些材料積聚於陰極表面上。所積聚之材料傾向ς降 低源離子自陰極表面之熱離子發射速率。@此,不妒师 所要電弧電流,且離子源皿可能必須被替代以維心 :縣’離子源102之效能降級以及短的生命 d大大降低綠子植入機系統1〇〇之生產力。 上述問題對於c但不限於)鍺離子植入為尤其顯著的。 9 1358073 26923pif 鍺離子植入已廣泛地使用於半導體工業中以預先非晶化矽 晶圓,從而防止通道效應。預先非晶化之鍺離子植入之需 求預期在將來半導體器件製造中大大增加。歸因於四氟: ,(GeF4)的穩定化學性質及成本效果,用於鍺離子東之 最晋及源氣體中之一者為四氟化鍺(GeF4)。然而,在以
GeF4摻雜氣體操作時,已觀測到離子源之極短生命期。 、鍺雞子植入中使用之離子源之短生命期可能歸因於作 =GeF*分子之化學分解之結果而在電弧腔室中存在過 1由既原子。具體言之,電弧腔室外殼2Q2材料由於與 此等自由氟原子之化學反應而可能被蝕刻掉。電弧腔宮^ 最終沈積於陰極208 <表面上,從而i致 陰極208之表面之電子發射的降級。 八,f瞭解’雖然以上論述了錯離子植人之問題,但苴他
It雜Γ (諸如’三氟化卿3)、三氟化儀) 極208:之:lSlF4))可能顯現類似問題:作為沈積於陰 及决人s .寺材料的結果而不利地影響離子源10.2之效 :摻雜:然可使用諸如氬氣、氙氣等之惰性氣體作 免^導致降^f用惰性氣體(即使其並不含氣)不可避 及生命期 電流。結果,仍大大降低離子源效能 濺鍍)而引、遍f因藉由陰極材料之剝離(或 如,鶴(vn、//而厂來自陰極208之金屬材料(例 之來自雷弧F室目20^)等)傾向於與朝向陰極208加速 」瓜月:至206中的電漿2〇之離子反應。因為麟藉 1358073 26923pif 由電聚20中之乘重雜子來支配’所以隨著離子質吾姆力 濺鍍效應可能惡化。實際上,材料之繼續濺鍍使陴 观“變薄,’,且可能最終導致陰極内之孔或開口^ 此,當利用含有諸如鍺(Ge)、坤(As)、氣(Xe)等之# 重元素(與諸如领⑻或碳(C)之較輕元素相對)的^ 雜氣體時,大大降低離子源1G2的效能及生命期。少 氯化物(例如’ ash3、ra3、ch4等)、惰性氣體(、☆ 等)、或其混合物作為所要植入物質之源時,此等不利影塑 為尤其顯著的。 ys 述:容,將需要提供一種用於改善離子源之效 =、/、生°卩期以克服上述不足及缺點的技術。 【發明内容】 期之技術 知路-私具乳體稀釋之離子源的改善效能與延長生命 中。二及將預定量之稀釋氣體釋放至離子源腔室 崎體』2=::二技術可被實現為-命期的古本+、袓機中之離子源之改善效能以及生 -- 法可能包含:將預定量之摻雜氣體釋放至 :稀釋氣體可包含用於_摻 释氣體釋放至離子 能 並延具. 雜氣體以改善離子源之效 根“此特定:二::體與含風氣體的混合物。 含氟氣體或含齒素氣^ 其他方面,摻雜氣體可為 氫氣體實施例之其他方面’含氙氣體與含 合。 t入離子源腔室之前於管道中經預混 1358073 26923pif 氫氣體的L合:施=額外方面,含氤氣體與含 中經預混合。 源腔室之前於稀釋氣體源 =據此特定例示性實施狀其他方面 風氣體的混合物可在離子源腔室中經混合。亂體與3 根據此特定例示性實施例之 ^體的混合物可包含大致雇的氤氣以及 離子=:=::::=1之其他方面’稀釋氣體包含 主丁〈','心虱體之大致10〇/〇至40〇/〇。 離子外方面,稀釋氣體包含 源腔室中之總氣體之=致8、0=0/° ’且摻雜氣體包含離子 •善離子::機效ί術可被實現為-種用於改 裝置可包含用於將延長其生命斯的裝置。 離子源腔室中之摻雜氣體控制Ϊ轧:】:雜氣體源釋放至 一稀釋氣體自第一稀釋氣體源釋放至離子=1 頁定量之第 以改善離子源之效之含::於稀釋摻雜氣體 體的混合物。 4之含成氧體與含氫氣 根據另一例示性實施例, 善離子植入機中之離子源之二=現為一種用於改 裝置可包含用於將預定量命期的裳置。 虱版自摻雜氣體源釋放至 12 1358073 26923pif 釋中之接雜氣體控制器、用於將預定量之第-稀 拜孔體自弟—稀釋氣體源釋放里之弟稀 氣體控制器,以及用於將預定量之第=至中的第-稀釋 釋氣體源釋放至離子源腔室中的第體自第二稀 體可包含用於稀釋摻雜 弟 釋摻雜氣體以改善離子源之效 包含用於稀 體。此!延長其生命期之含氫氣 根據另一例示性貫施例,技術 每 善離子植入媸由夕銼工、、E T J破男、現為—種用於改 系統可勺人 之效能並延長其生命期的系統。 '、、_匕3離子源,離子源包含摻雜氣體\、 個稀釋氣體控制器以及離子源腔室 控=、一我多 箱中旦丄主子夕雜氣體控吿丨丨哭可脾 '里之_氣體自摻純體轉放 ;, 或多個稀釋氣體控制器 中。一 铥链> 獅 又^<稀樺軋體自一或吝個 稀釋虱租源釋放至離子源腔室中。.. 於稀釋摻雜翕栌以拎1邙工、E 歸样乳脰可至少包含用 花體以改善離子源之效能並延長其生命期之含 矾軋肢以及含氫氣體。 ^參看如隨賴式中所示之本揭露案之例示 田描述本揭露案。雖然以下參看例示性實施例描 =本揭路”但應瞭解’本揭露案並不限於此。能 文中之教不之-般熟習此項技術者將認識到在如本 所述之本揭露案的範如之額外實施、修改以及 及其他使用領域,且’本揭露案相對於額外實施、^改 及實施例以及其他使用領域可能具有顯著效用。> 13 1358073 26923pif .【實施方式】 本揭露案之實施例改善具氣體稀釋之 延長其生命期。 圖3A-3C繪示根據本揭露案之實施例之例*性離子源 組態2〇2a-2〇2C。熟習此項技術者應瞭解,圖2之所有元件 中。結果,應關於圖2中之元 3A-3C中之所有元件。 麥看圖3A,離子源施可包含一或多個 以將·:或多種稀釋氣體釋放至電弧腔室高中稀 來自摻雜氣體源.260的摻雜氣體。舉例而言, 以相關聯氣體流動控制器、268可經由管道2δ〇向雷弧腔 it提供預定量之氤氣以稀釋來自摻雜氣體源細的摻 肢/而氫氣源264及相關聯氣體流動控制器2几可經 氣=稀連!111氣向電弧腔室施提供财量之工 括含^來自姆氣體源260的掺雜氣體。摻雜氣體可包 軋軋體,諸如三氟化硼(BF)、四氣 :匕⑽,推雜氣體亦可包括含 種穆雜气辦:孔(Xe)等。亦可考慮其他級合以及各 氣氣體^例而言.,稀釋氣體可包含氬氣(&)或含 氣氣人Xe)或合机氣體、氫氣㈤或含氫氣體、 其他叙人以鼠氣體或其、组合中的至少—者。亦可利用 及各種稀釋氣體。 〜或ίι實施例令,如圖3A中所繪示的,摻雜氣體以及 _重稀釋氣體可經由同―管道而提供至電弧腔室 14 1358073 26923pif 之前於其、首期Λ曰稀釋氣體可在進入電弧腔室206 中所給雖孕Vi心預犯合。在另一實施例中,如圖3β 子源遍中之摻雜氣體以及 釋 道篇、觀、職⑽健祕㈣ 中經混合下,一或多種稀釋氣體在電弧腔室施 離子夢看圖3A ’當藉由相關聯電源加熱細絲214至熱 此L 214n子4擊_枷以藉 之^極識1熱離子發射溫度。藉由陰極施發射 速且在電弧腔室206内離子化藉南摻雜氣體源 it 體之氣體分子以羞生電裝2〇。電弧腔室 _的數rm磁場5 222之螺旋執跡以增加離子化 ^的數目。斥拒電極210累積負電荷以斥拒電子返回穿 體rUt206而產生額外離子化碰撞。當以含敗摻雜氣 之决=人,F3、Ge3p4、PF3以及SiI?4)操作時,離子源202a =殘可能受到暴露至電漿2〇之電弧腔室組件上之金 降搞H勤’鶴(W)沈積)的限制。此等組件可包括 2 ° .以及斥拒電極210。具體言之,經濺鍍或蒸鍍之 弧可能與氟組合以形成WF6,除非暴露至高於電 r I至外敗壁之溫度的溫度以及低於萃取孔204、陰極208 電極210之溫度的温度’否則啊保持氣體形 ^。結果’在最熱表面上之WF6分子分解可能導致鎢累積 體=表面上。因此,藉由釋放預定量之一或多種稀釋氣 ^堵如,氣氣以及氫氣)連同預定量之摻雜氣體至電弧 15 26923pif 憋室2〇6 舉 可此降低金屬生長或鶴累積的速率。 數2〇 <^。,氙氣可能剝離(或藏鐘)累積於暴露至電 上的轉电狐腔至組件(諸如’陰極208以及斥拒電極21〇) 分子漘除另外,氫氣可能使電弧腔室206中之過量自由氟 體之挺=降低聊6之形成。結果,氣氣以及氯氣稀釋氣 〜實施♦可起有显於改善離子源的效能以及生命期。在 比率,釋放至電弧腔室2〇6中之氙氣與氫氣之預定 另一實^ ,大約70〇/〇比30%。亦可提供其他各種比率。在 中之禅2中’―或多種稀釋氣體可能包括電弧腔室施 種稀釋氣至4〇%°在又一實施例中’ 一或多 大约80%。 治總氣體的大約2〇%且摻雜氣體可能為 可導,源的i善鹵素氣體亦 "熟r麵技術者應瞭解…❹種稀釋紐亦可包括 風孤(r。難然並不如氛氣般相當有效,但氬氣亦可有 陰極通以及斥拒電極別'、(即使氨 生“成氣多的稀釋),以改善離子源的效能並 r二π: ί:根據本揭露案之實施例之例示性離子源組 轉_ (㈣,、_262以及星 風源2 )釋放一或多種稀釋氣體之圖从以及圖犯,圖 16 1358073 26923pif
一應瞭解’雖然參看圖3A,3C描述僅兩種稀釋氣體 观此項技術者將認識到,可實施較大數目之 収、稀釋氣體源以及稀釋氣體流動控制器。
3C繪示具有一或多種稀釋氣體之一個源3〇2的離子源 202c。舉例而言,與繪示於圖3A以及圖3B中之兩個或兩 個以上獨立源262、264相比,稀釋氣體源3〇2可能已=括 氙氣以及氫氣之混合物。相關聯氣體流動控制器3〇4可护 制經預混合之氙氣以及氫氣稀釋氣體之流動。在一實施^ 中,稀釋氣體源3 02可能以大約7 〇 %氙氣以及3 〇 % ^ =之 預定比率而包括經預混合之氙氣以及氫氣。亦可考慮其他 f種比率。對於來自摻雜氣體源260與氙氣/氫氣源3〇2'之 氣體總里,筑氣/虱氣稀釋氣體可包含電弧腔室扣6中之雜 =的大約至4〇%。在—實施例中氫 可為總虱體之大約.20%且摻雜氣體可為大約8〇%。 離=4為纷根據本揭露案之實施例之在不同稀釋條 沈=之組件(例如,陰極208.以及斥拒電極加)i的 0積形成物之例示說明性圖形表示。 々 210 個^同ΐ件用圖解表示陰極2〇8以及斥拒電極 以及a克(g)為單位的增重。增重可為形成於 ,示。相對較高之增重可能直接與較 ^0之 降低的離子效能相關聯。 Μ " 6、生命期 长對於三個所說明之條件中之每一去 乳體。在第-條件4〇2中 :eF4為摻雜 更用之稀釋氣體為氬氣。在 17 1358073 26923pif 預定時間週期上,.對於盔々 高達#纟、虱軋而言,所得增重針對陰極208 拒電植2W達到將近15克。在第1 :所使用之_氣_ 增重針對陰極^達用;氣體時,離子源組件之 大致8克。缺而,如第=克且針對斥拒電極210達到 氣以及氳氣中所說明的,當利用氣 種稀釋氣體且在類似ί第本實施例――致之一或多 ,的時 三個=之二\為^2:因此:在,中所軟 種稀釋氣體測得最低風乳稀釋就體混合物之一或多 離子之實施例之在可變稀釋條件下 二流中斷可能被稱為“故障,, =0 -或多種稀釋氣體為 3期。曲線502繪製在' 的故障之數目的圖表僅:':;=:^ 包括與揭露案之實施例_致 釋乳體 障數目的圖表。在此圖报矣_ 士 辽轧稀釋混合物時故 物之曲線:5〇4之故障數,具有说氣-氫氣稀釋混合 502之故障數目 大大低於具有僅氣氣稀釋的曲線 應瞭解,雖然本揭露案之實施例是針對引入—或多種 18 ^58073 26923pif 從而改善傳統離子植入機系統t之離子源的效能 以,生中期,但亦可提供其他實施。舉例而言,用於引入 -或多種稀職H之技财助至基於 ^ ^ «11 €## c glow discharge pla ,Tf##(radi0frequencyp,asma LAD)系統。亦可提供其他各種實施。 離子植人機系統中之離子源之效能以及生命期 雨之技入期間使用一或多種稀釋氣體的當前揭 路之技術可月b具有其他優點。舉例而言,可達成離子源之 此是因為歸因於輿傳統離子植入技術相 ;用;I二,^冗餘之步驟的過量時間以及成本可 :@路东之改舌的稀釋氣體技術而得以降低及/或 /巧「牙、 因此’本#露茱之實施例可使周氣體稀釋而提供離子 ,入機系統中之離子源的改善之效能以及延祕生 奴而擴展應用傳統離子植入方法及系統。' 本揭織並秘於本文巾所狀特定實_之 除本文中所述之彼等實施例外,本揭露案之其他 種以e例収對本揭露案的修改自前述描述以及隨 =對於-般熟習此項技術者將為顯而易見的。因此 =意欲在本揭露案之範,内。另外,雖 Ξ本文中已在特定用途之特定環境中之特定實施之情形下 =了本㈣案,但-般_此項技術者將 用有並不限於此且本揭露案可有觀實施於任何數目= 19 26923pif 26923pif 應鑒於如本文中所述之本 精神而理解以下闡述之申 途的任何數目之環境中。因此, 揭露案的完整範圍(bread出)及 請專利範圍。 【圖式簡單說明】 文於對本揭露案之較全面理解,現參看隨附圖 數字參考_元件。此等圖式不應理Ξ 為限刺岐意欲僅為例示性的。 圖1緣示習知離子植入機系統。 習=子植入機系統中之習知離子源。 態。圖A .曰不根據本揭露案之實施例之例示性離子源組 能。圖3B '%不根據本揭露案之實施例之例示性離子源紐
圖SC繪tf根據本揭露案之實施例之例示性離子源組 離 固,™豕本揭露案之實施例之在不同稀釋條W 子源之組件上的沈鄉絲之例摊說雜_表>,、。 圖5綠示根據本揭露案之實施例之在可變稀釋條件下 ,子束干擾的數目之例示性說雜_表示。 【主要元件符號說明】 10 :離子束 20 :電漿 100 :離子植入機系统 102 :離子源 20 1358073 26923pif 104 :萃取操控器 106 :過濾磁鐵 108 :加速或減速塔 110 :分析器磁鐵 112 :旋轉塊狭縫 114 :掃描儀 116 :校正器磁鐵 118 :劑量控制法拉第杯 120 :末端台 122 :工件 124 :平台 1.26 .設置法拉弟杯 128 :行進法拉第杯 202 :電弧腔室外殼 202a :例示性離子源組態 20.2b :例示性離子源組態 202c :例示性離子源組態 204 :萃取孔 206 :電孤腔室 208 :陰極 210 :斥拒電極 .212 :陰極絕緣體 214 :細絲 216 :支撐桿 21 1358073 26923pif 220 :源磁鐵
222 :箭頭/磁場B .240 :接地電極 242 :抑制電極 246 :抑制電源 248 :萃取電源 .250 :離子源控制器 260 :摻雜氣體源 262 ··氣氣源 264 :氫氣源 266 :氣體流動控制器 _268 :氣體流動控制器 270 :氣體流動控制器 280 :管道 280a :管道 280b :管道 280c :管道 302 :源 304 :氣體流動控制器 402 條件 404 :條件 406 :條件 .502 :曲線 504 :曲線 22 1358073 26923pif B ·磁場

Claims (1)

1358073 26923pif 修: 正日期:100年UH245 爲第97101780號中文專利範圍無劃線修正本. 十、申請專利範固: 1. 一種用於改善離子 其生命期的方法,所述方^包,中之離子源之效能並延長 述摻=¾¾離一,其中所 釋二 =,中,其 之效能並縣細处収銷述離子源 含氣氣體與含氫氣體的^物其中所述稀釋氣體為包含 2. 如申請專利範圍第 中之離子源之效能並延長发生入期改善離子植入機 氣體為含氟氣體。期的方法’其中所述摻雜 3. 如申請專利範圍第 中之離子源之效能並延長其生命期的η:子植入機 氣體與所述含氫氣咖所述、、θ ^ 巾所述含氣 中之前於管道中經…物在進人所述離子源腔室 =與所述含氫氣體的所述齡物在所述離子源腔室^ 24 1358073 26923pif 修正日期:1〇〇年11月24日 爲第97101780號中文_範圍無 6·如申請專利範圍第1項所述之用於改善離子植入機 中之離子源之效能並延長其生命細方法,立巾所述含氣 含氮氣體的所述混合物包含—氣以及 7.如申請專利範圍第丨項所述之料改善離子植入機 源之效⑨亚延長其生命期的方法,其巾所述稀釋 礼體L 3所_子源腔室巾之總氣體的10%至40%。 中之8雜t請專?範圍第7項所述之用於改善離子植入機 氣體包含所' =ί並延Ϊ其生命期的方法,其中所述稀釋 ㈣J J ⑧腔室中之所述總氣體之2G%,且所述 9 I㈣離子源腔室巾之所述總氣體的80%。 其生命期的裝中之離子源之效能並延長 雜氣源==摻雜氣體自摻 齒素氣體;以及 巾-中所述摻雜氣體為含 第一稀釋氣體控制器,1 =第稀:釋氣體源釋放至所述第 斤这第-稀釋氣體稀釋所述至中 以=延長其所述生命期且離; 那T w專利乾圍第9項所沖4 m 機中之離子源之效能並延長其生期:改善離子植入 雜氣體為含氟氣體。 的裝置,其中所述摻 25 26923pif 修正日期:1〇〇年11月24曰 爲第97101780號中文專利範圍無劃線修正本 11.如申請專利範圍第9項所述之用於改善離子植入機 中之離子源之效能並延長其生命期的裝置,其中所述含氙 氣體與所述含氫氣體的所述混合物在進入所述離子源腔室 中之前於所述稀釋氣體源中經預混合。 12·如申請專利範圍第9項所述之用於改善離子植入 機中之離子源之效能並延長其生命期的裝置,其中所述含 氤氣體與職含氫氣體的所述混合物包含70%之氣氣以及 3〇0/。之氫氣。 ,祀固乐7峭尸之用於改善離子植入 源之效能並延長其生命期的裝置,其中所述稀 釋乳體包3所述離子源腔室中之總氣體的·至40%。 機中13項所叙驗改⑽子植入 包:所述離子源腔室中之所述總氣體之:: 述含所述離子源腔室中之所述總氣體的80%。 長其生命_=,^=谢敎效能並延 摻雜氣體控制器,其用於將褐旦 釋放至離子源腔室中,其心述摻雜 氣體匕稀::=放;:=f之第-稀釋 所述第—/ f中 源之所述效能並延長1 人、 。所述離子 八所述生命期,且其中所述第一稀 1358073 26923pif 修正日期:100年U月24曰 爲第97101780號中文專利範圍無劃線修正本 釋氣體包含含氣氣體;以及 第二稀釋氣體控制器’其用於將預定量之 氣體自第二稀釋氣體源釋放至所述離子源腔室中,其 所述第二稀釋氣體稀釋所述摻雜氣體離 ==其所述生命期,且其中所述= 機二==4==:: = :稀釋氣體在進入所述離子源腔室 Π·Μ請專職圍第15項所述之祕改善離子植入 機中之離子源之效能並延長其生命期的襄置,^ 2釋氣體錢所述第二稀釋㈣在所述離子馳室中= 料職_ 15·敎用純善離子植入 機=之離子狀錄歧長其生相 第二稀釋氣體形成包含7。;:= 及30/。之虱氣的稀釋氣體組合。 料機圍第18項所叙胁改善離子植入 之^能並延長其生命期的裝置,其中所述稀 2體組合包含所述離子源腔室中之總氣體的1〇%至 機中料纖㈣19 私祕改善離子植入 機中之離子狀效能觀長其生命_裝置,其中所述稀 27 26923pif 爲第卿_號中文專利範圍無劃線修正本 修正日期:轉㈣日 編之屬, 80〇/〃 離子源腔室中之所述總氣體的 個,氣體控氣體控制器、-或多 摻雜氣體源斤二制:,定量之摻雜氣體自 含鹵素氣體; 源腔至中,所述摻雜氣體為 釋氣體器將預定量之稀 中;且 样孔體源釋放至所述離子源腔室 體二二氣體體氣氣體以及含氫氣 能並延長其所述生H〗杨改善所卿子源之所述致 28
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Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7655932B2 (en) * 2007-01-11 2010-02-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for providing ion source feed materials
US7655931B2 (en) * 2007-03-29 2010-02-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for improving the performance and extending the lifetime of an ion source with gas mixing
US7679070B2 (en) * 2007-07-02 2010-03-16 United Microelectronics Corp. Arc chamber for an ion implantation system
US20090206275A1 (en) * 2007-10-03 2009-08-20 Silcon Genesis Corporation Accelerator particle beam apparatus and method for low contaminate processing
DE102008011929A1 (de) * 2008-02-29 2009-09-10 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Verfahren zum Implantieren einer Ionensorte in einer Mikrostruktur durch gleichzeitiges Reinigen der Implantationsanlage
US7812321B2 (en) * 2008-06-11 2010-10-12 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for providing a multimode ion source
US7973293B2 (en) * 2009-01-09 2011-07-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Implantation quality improvement by xenon/hydrogen dilution gas
US20110021011A1 (en) * 2009-07-23 2011-01-27 Advanced Technology Materials, Inc. Carbon materials for carbon implantation
US20110143527A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-16 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for generating uniform ion beam
TWI585042B (zh) * 2010-02-26 2017-06-01 恩特葛瑞斯股份有限公司 用以增進離子植入系統中之離子源的壽命及性能之方法與設備
US8779383B2 (en) 2010-02-26 2014-07-15 Advanced Technology Materials, Inc. Enriched silicon precursor compositions and apparatus and processes for utilizing same
US8455839B2 (en) * 2010-03-10 2013-06-04 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Cleaning of an extraction aperture of an ion source
JP5826524B2 (ja) * 2010-07-16 2015-12-02 住友重機械工業株式会社 プラズマドーピング装置及びプラズマドーピング方法
CN102468171A (zh) * 2010-11-05 2012-05-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种改善应力层应力作用的方法
US9984855B2 (en) * 2010-11-17 2018-05-29 Axcelis Technologies, Inc. Implementation of co-gases for germanium and boron ion implants
US9805912B2 (en) 2010-11-17 2017-10-31 Axcelis Technologies, Inc. Hydrogen COGas for carbon implant
US8541758B1 (en) * 2011-06-17 2013-09-24 Aqua Treatment Services, Inc. Ultraviolet reactor
US8937003B2 (en) 2011-09-16 2015-01-20 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for ion implanting a target
US9812291B2 (en) 2012-02-14 2017-11-07 Entegris, Inc. Alternate materials and mixtures to minimize phosphorus buildup in implant applications
US8674321B2 (en) * 2012-02-28 2014-03-18 Tiza Lab, L.L.C. Microplasma ion source for focused ion beam applications
US8481966B1 (en) * 2012-02-28 2013-07-09 Tiza Lab, L.L.C. Microplasma ion source for focused ion beam applications
US9093372B2 (en) * 2012-03-30 2015-07-28 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for processing a substrate
US8603363B1 (en) 2012-06-20 2013-12-10 Praxair Technology, Inc. Compositions for extending ion source life and improving ion source performance during carbon implantation
SG11201500684RA (en) * 2012-08-28 2015-04-29 Praxair Technology Inc Silicon-containing dopant compositions, systems and methods of use thereof for improving ion beam current and performance during silicon ion implantation
US9147550B2 (en) * 2012-12-03 2015-09-29 Advanced Ion Beam Technology, Inc. Gas mixture method and apparatus for generating ion beam
CN103887132B (zh) * 2012-12-20 2016-12-28 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 注入装置的离子源和离子注入方法
SG11201504167RA (en) 2012-12-21 2015-07-30 Praxair Technology Inc Storage and sub-atmospheric delivery of dopant compositions for carbon ion implantation
WO2014190087A1 (en) * 2013-05-21 2014-11-27 Advanced Technology Materials, Inc. Enriched silicon precursor compositions and apparatus and processes for utilizing same
US9524849B2 (en) * 2013-07-18 2016-12-20 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method of improving ion beam quality in an implant system
US9034743B2 (en) * 2013-07-18 2015-05-19 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method for implant productivity enhancement
SG10201801299YA (en) * 2013-08-16 2018-03-28 Entegris Inc Silicon implantation in substrates and provision of silicon precursor compositions therefor
JP6238689B2 (ja) * 2013-11-13 2017-11-29 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン生成装置およびイオン生成方法
JP6177123B2 (ja) * 2013-12-25 2017-08-09 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 支持構造およびそれを用いたイオン発生装置
US9570271B2 (en) 2014-03-03 2017-02-14 Praxair Technology, Inc. Boron-containing dopant compositions, systems and methods of use thereof for improving ion beam current and performance during boron ion implantation
US9677171B2 (en) * 2014-06-06 2017-06-13 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Method of improving ion beam quality in a non-mass-analyzed ion implantation system
TWI594301B (zh) * 2014-08-25 2017-08-01 漢辰科技股份有限公司 離子佈植方法與離子佈植機
DE102014115497A1 (de) * 2014-10-24 2016-05-12 Aixtron Se Temperierte Gaszuleitung mit an mehreren Stellen eingespeisten Verdünnungsgasströmen
KR20170004381A (ko) 2015-07-02 2017-01-11 삼성전자주식회사 불순물 영역을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법
CN106611690A (zh) * 2015-10-22 2017-05-03 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 减少或防止在离子注入机的离子源内形成沉积物的方法
US9818570B2 (en) * 2015-10-23 2017-11-14 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion source for multiple charged species
US10153134B1 (en) * 2018-02-20 2018-12-11 Nissin Ion Equipment Co., Ltd. Plasma generation system
US11062873B2 (en) * 2018-05-11 2021-07-13 Axcelis Technologies, Inc. Hydrogen bleed gas for an ion source housing
KR20200144151A (ko) * 2018-05-17 2020-12-28 엔테그리스, 아이엔씨. 이온 주입 시스템용 사플루오르화게르마늄과 수소 혼합물

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5725654A (en) * 1980-07-21 1982-02-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method of forming ions
CA1227289A (en) 1985-08-19 1987-09-22 Murray R. Shubaly Method and apparatus for generating ion beams
JP2654004B2 (ja) * 1985-10-31 1997-09-17 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ イオン注入装置及び方法
US5962858A (en) * 1997-07-10 1999-10-05 Eaton Corporation Method of implanting low doses of ions into a substrate
JP3099819B2 (ja) 1997-11-28 2000-10-16 セイコーエプソン株式会社 半導体装置の製造方法
US6756600B2 (en) * 1999-02-19 2004-06-29 Advanced Micro Devices, Inc. Ion implantation with improved ion source life expectancy
US6939434B2 (en) 2000-08-11 2005-09-06 Applied Materials, Inc. Externally excited torroidal plasma source with magnetic control of ion distribution
US6639223B2 (en) 2001-05-11 2003-10-28 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Gaseous ion source feed for oxygen ion implantation
JP2007525838A (ja) * 2004-02-14 2007-09-06 エピオン コーポレーション ドープ済みおよび未ドープの歪み半導体の形成方法およびガスクラスタイオン照射による半導体薄膜の形成方法
US7655931B2 (en) * 2007-03-29 2010-02-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for improving the performance and extending the lifetime of an ion source with gas mixing

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