TWI390162B - 搭配離子源使用之蒸汽傳送系統及用於此系統之汽化器 - Google Patents

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Description

搭配離子源使用之蒸汽傳送系統及用於此系統之汽化器
本發明係關於傳至高真空腔室內之蒸汽接收裝置之蒸汽的產生及傳送。本發明亦關於可離子化蒸汽至高電壓離子源之傳送,該等高電壓離子源提供在半導體裝置及材料之製造中用於離子植入的離子束。本發明具有與用於汽化及離子化形成分子離子(其含有相關物質之多個原子)之材料之系統及方法的特定相關性。
在工業中,常常需要將以蒸汽形式之高毒性不穩定材料傳送至高真空系統內之裝置或基板材料。必需週期性地服務該等裝置進行零件之清潔或替換,且再填充或替換蒸汽源及執行維護服務。再填充或服務之每一實例均需要分離及再嚙合真空密封部分,及執行再鑑定測試以確保安全。
具有許多嚴格要求之該蒸汽傳送之特別重要的實例為用於生產半導體裝置之摻雜材料的處理。在此情形中,必需由在室溫下具有低蒸汽壓力之高毒性固體材料以精確受控之流量來產生蒸汽流。此需要小心加熱固體以產生昇華,及小心處理蒸汽,此係由於解離、流徑中的不當凝結及若與其他物質接觸之蒸汽之反應的危險。亦需要用以確保人員安全之裝備。需要用於該蒸汽傳送之改良系統。
特定而言,需要用於離子束植入系統之改良的蒸汽傳送,其中在離子源中離子化之蒸汽產生一離子束,該離子束經加速、質量分析及輸送至一目標基板。對於該等離子 化系統,尤其需要滿足所有要求,同時延長可用時間,亦即,必需服務間之時間。實施此操作的有利方式為藉由提供使用高反應性試劑之系統組件之原位清潔,但此引入其他安全顧慮。
亦需要安全且可靠之蒸汽傳送系統,該等系統使同一設備能夠與具有不同汽化溫度之許多不同源材料一起使用。
另外需要一種自獲得自供應商之饋入材料的傳送有效且安全地進行至對加料有饋入材料之汽化器之蒸汽接收系統之連接的方式。較佳地以一標準化方式來實施此操作,以確保人員之熟悉度。
在該等情況中,具有所有前述需要的為以適於執行離子束植入之流量來將十硼烷及十八硼烷蒸汽及碳硼烷蒸汽之流提供至離子源以產生硼植入物的情形。
較一般地,在提供用於半導體製造之大分子之蒸汽流中,該等需要亦出現。實例包括以下分子的蒸汽流:(例如)砷及磷之用於n型摻雜之大分子;用於共植入製程之碳之大分子,其中碳抑制所植入之摻雜物質之擴散,或吸除(截獲)雜質,或非晶化基板的晶格;碳之大分子或晶體結構之所謂"應力工程"(例如,針對PMOS電晶體應用晶體壓縮,或針對NMOS電晶體應用晶體拉緊)之其他分子;及用於其他目的(包括在半導體製造中之退火步驟期間之熱預算及不當擴散的減少)之大分子。
此等需要應用於使用離子束植入之建構,且在適用之情況下,亦應用於硼及用於原子層沈積或產生其他類型之層 或沈積物之其他物質的大分子沈積。用於此操作之技術可使用例如:電漿浸沒,其包括PLAD(電漿摻雜)、PPLAD(脈衝電漿摻雜),及PI3(電漿浸沒離子植入);原子層沈積(ALD);或化學蒸汽沈積(CVD)。
在電腦晶片、電腦記憶體、平板顯示器、光伏打裝置及其他產品之製造中,剛描述之需要及現將描述的本發明態樣重要地應用於在半導體基板中以較淺深度之高密度半導體裝置(其包括CMOS及NMOS電晶體及記憶體IC)之製造。
工業中的其他程序(其包含蒸汽或處理氣體之產生及將其傳送至蒸汽或氣體消耗裝置)亦可亦獲益於本文所呈現的特徵。
根據本發明之一個態樣,以熱傳導閥塊之形式提供一流動界面裝置,該流動界面裝置界定至少一蒸汽通路,該通路與至少第一蒸汽傳遞界面及第二蒸汽傳遞界面相關聯,一個界面包含一經定位以自固體饋入材料之汽化器接收蒸汽的蒸汽入口且與通路之入口部分連通,且另一界面包含一用於將蒸汽自通路之出口部分傳送至蒸汽接收裝置之蒸汽出口,該閥塊具有至少一蒸汽閥且經構造以加熱通路且將來自汽化器的蒸汽傳送至蒸汽接收裝置。
此態樣之建構可具有以下特徵中的一或多者:蒸汽閥為用於調節至呈離子源之形式之蒸汽接收裝置之蒸汽流量的流量控制閥。
蒸汽閥系統致能經由蒸汽入口進入之至蒸汽之離子源的 蒸汽流動,及至離子源之另一流動。
經致能之流動為自閥塊所界定之另一蒸汽入口的蒸汽流動。
經致能之流動為至反應性清潔氣體之離子源的流動。
閥塊中所提供之閥包含一第一閥系統,其致能經由一蒸汽入口進入之至蒸汽離子源的蒸汽流動,且致能自閥塊所界定之另一蒸汽入口之至蒸汽離子源的流動;及一選擇器閥系統,其致能自閥塊所界定之蒸汽入口的蒸汽流動,或(替代地)關閉所有蒸汽流動且允許至反應性清潔氣體之離子源的流動。
至少兩個蒸汽入口由閥塊所界定且經定位以自各別汽化器接收蒸汽,該兩個蒸汽入口與各別入口通路部分相關聯,經由入口通路部分之流動由第一閥系統所致能,該等入口通路部分沿第一閥系統合併成一共同通路部分,且第二閥系統經配置以選擇性地致能經由共同通路部分之至蒸汽接收裝置的流動,或(替代地)至蒸汽接收裝置之反應性清潔氣體的流動。
另一閥包含一與共同通路部分相關聯的流量控制閥以用於調節至蒸汽接收裝置之蒸汽流量。
閥系統之閥包含一擔當一次允許該等流動中之僅一者之選擇器的短管閥。
閥塊與一加熱器相關聯,該加熱器經控制以維持高於汽化器(該閥塊自該汽化器接收蒸汽)之溫度之閥塊溫度。
閥塊界定一經構造以接收及支撐一汽化器的安裝區域。
熱絕緣件將閥塊與一汽化器絕緣來界定各別獨立熱控制區域,以致能高於汽化器之溫度之閥塊溫度的維持。
連接器經構造及配置,使得汽化器相對於閥塊之安裝運動導致連接器與汽化器之匹配連接器配合,以用於將汽化器電連接至一加熱控制系統。
閥塊界定一具有用於接收汽化器之支撐突出物之支撐表面的容器,以藉此在汽化器加熱及蒸汽傳遞期間來支撐汽化器。
支撐突出物為一界定一橫向蒸汽流動通路之橫向突出物,該突出物具有一周邊側表面及一末端表面,且周邊及末端熱絕緣部分經提供以致能閥塊與汽化器之突出物的熱隔離。
閥塊之容器經構造以藉由突出物之線性滑動運動來接收汽化器的支撐突出物,流動界面裝置安裝一電連接器,該電連接器經構造藉由相對於閥塊之汽化器的安裝運動來可滑動地與汽化器之匹配電連接器配合,以用於將汽化器電連接至一控制及加熱系統。
電連接器包括一用於將可控制壓縮空氣供應至汽化器之氣動連接器,以用於選擇性地致動汽化器的閥。
蒸汽閥為一流量控制閥,界面裝置與一電源及加熱系統相關聯,以用於自一汽化器接收感測溫度信號且用於將電加熱電流施加至汽化器,以導致汽化器充分加熱來產生大於蒸汽接收裝置所需之壓力且在使流量控制閥能夠調節至離子源之蒸汽流量的範圍中之壓力之固體饋入材料的蒸 汽。
流動界面裝置與一汽化器組合,該汽化器含有能夠產生可離子化蒸汽之固體饋入材料。
呈離子源之形式的蒸汽接收裝置經構造以產生用於半導體製造中之離子。
流動界面裝置與一離子束植入器組合,其中蒸汽接收裝置包含一能夠離子化蒸汽來產生用於離子植入之離子束的高電壓離子源。
由汽化器所汽化之固體饋入材料包含一能夠產生用於生產團簇離子之蒸汽的團簇化合物。
固體饋入材料包含一團簇硼化合物。
該化合物包含硼烷或碳硼烷。
團簇化合物包含B10H14、B18H22、C2B10H12或C4B18H2
團簇化合物包含一團簇碳化合物。
團簇化合物包含C14H14、C16H10、C16H12、C16H20、C18H14或C18H38
團簇化合物包含一用於N型摻雜之化合物。
化合物包含一砷、磷或銻簇化合物。
化合物包含一能夠形成AnHx +或AnRHx +形式之離子的砷或磷化合物,其中n及x為整數,其中n大於4且x大於或等於0,且A為As或P,且R為不含有磷或砷之分子且其對植入製程無害。
化合物包含一選自磷化氫、有機膦及磷化物所組成之群的磷化合物。
化合物為P7H7
化合物包含一包含三甲銻(trimethylstibine)之銻化合物。
化合物包含Sb(CH3)C3
提供與一離子束植入器組合之流動界面裝置及汽化器,其中蒸汽接收裝置包含一能夠離子化由固體饋入材料所產生之蒸汽以用於離子植入的高電壓離子源。
蒸汽接收裝置呈高電壓離子源之形式,且流動界面裝置經安裝以支撐於電絕緣體上。
絕緣體為一亦支撐離子源之絕緣體套管,蒸汽經傳送至該離子源。
流動界面裝置與一離子束植入器組合,其中蒸汽接收裝置包含一能夠離子化蒸汽來產生用於離子植入之離子束的高電壓離子源。
流動界面裝置包括一氣體沖洗系統,其用於在自閥塊斷開汽化器前將蒸汽自閥塊之蒸汽入口通路移除。
閥塊界定一用於處理氣體之傳送通路。
流動界面裝置經構造,使得處理氣體經由一通路選擇性地引導,反應性清潔氣體在其他時間經由該通路引導。
閥塊包括一傳送延伸部分,其界定至蒸汽接收裝置的至少兩個流徑,該兩個流徑中之至少一者經構造以運輸來自固體饋入材料之蒸汽,且另一者經構造以傳送處理氣體或反應性清潔氣體。
流量控制閥為一節流蝶型閥。
閥系統一次允許該等蒸汽流動中之僅一者。
閥系統包含一短管閥。
搭配含有相同饋入材料之汽化器使用之流動界面裝置包含一允許同時自至少兩個汽化器之流動的閥系統。在某些情形中,該閥系統經構造用於一第二動作模式,其中閥系統一次允許該等蒸汽流動中之僅一者。
根據本發明之另一態樣,用於離子源之流動界面裝置經構造用於用作離子束植入器的離子源,該界面裝置呈熱傳導閥塊之形式,其界定至少一蒸汽通路,該通路與至少第一蒸汽傳遞界面及第二蒸汽傳遞界面相關聯,一個界面包含一經定位以自汽化器接收蒸汽的蒸汽入口且與通路之入口部分連通,且另一界面包含一用於將蒸汽自通路之出口部分傳送至離子源之蒸汽出口,該閥塊經構造以加熱通路且將來自汽化器的蒸汽傳送至離子源,一流量控制閥與通路相關聯以用於調節至離子源之蒸汽流量,及一閥系統致能經由入口進入之至蒸汽離子源之蒸汽流動及另一閥系統致能至離子源之流動。
此態樣之建構可使用以下特徵中的一或多者。
流動界面裝置與一電源及控制系統相關聯,其用於使汽化器充分加熱以產生大於離子源所需之壓力且在流量控制閥可控制之範圍中之壓力的固體饋入材料之蒸汽。
流量控制閥為一蝶形類型閥。
經致能之另一流動為自閥塊所界定之另一蒸汽入口的蒸汽流動。
經致能之另一流動為至反應性清潔氣體之離子源的流動。
流動界面裝置在閥塊中包括致能流動之至少兩個閥系統:一第一閥系統,其致能經由蒸汽入口進入之至蒸汽離子源的蒸汽流動,且致能自閥塊所界定之另一蒸汽入口之至蒸汽離子源的另一流動;及一選擇器閥系統,其致能自閥塊所界定之蒸汽入口的蒸汽流動,或(替代地)關閉所有蒸汽流動且致能至反應性清潔氣體之離子源的流動。
流動界面具有與經定位以自各別汽化器接收蒸汽之至少兩個蒸汽入口相關聯之蒸汽入口通路(其由第一閥系統所控制),入口通路部分沿第一閥系統合併成一共同通路,且第二閥系統選擇性地控制經由共同通路部分至離子源的流量,或(替代地)至離子源之反應性清潔氣體之流量,該流量控制閥與共同通路相關聯以用於調節至離子源的蒸汽流量。
流量選擇閥包含一短管閥。
閥塊與一加熱器相關聯,該加熱器經控制以維持高於汽化器(該閥塊自該汽化器接收蒸汽)之溫度的閥塊溫度。
根據本發明之另一態樣,產生蒸汽之方法使用前述請求項中任一項之裝置或組合。
在以下附圖及描述中闡明了前述特徵之一或多個建構的細節。藉由描述及圖式且藉由申請專利範圍,本發明的其他特徵、目標及優點將顯而易見。
參看圖1,蒸汽傳送系統之流動界面裝置10連接至高真空腔室20,且包含一定位於真空腔室外側之部分8,及一突出至真空腔室中的延伸部分9。界面裝置10之部分8提供一安裝台12,在該安裝台12處,一外部汽化器14可移除地安裝於一氣密界面I處,大致以元件符號2標示。
汽化器14具有罐型,其具有一含有待汽化之固體饋入材料之加料的底部區,及一可移除之頂部部件。頂部部件與在19處所圖解展示之汽化器加熱器相關聯。界面系統包括一加熱器控制電路33,該加熱器控制電路33控制至汽化器加熱器(其由饋入材料產生蒸汽)的電力P14。蒸汽流徑16自汽化器經由界面I、經由鄰近之停止閥15、自此經由部分8及延伸部分9而延伸於界面裝置10中。延伸部分9在真空緊密之密封部分21處密封至真空腔室20的外殼。
經密封之可分離連接形成於延伸部分9與高真空腔室內之蒸汽接收裝置22間。此連接點稱作界面II,大致以元件符號3標示。
藉由此配置,使得在不干擾流動界面裝置10至高真空腔室20之外殼之連接處的密封部分21的情況下,外部汽化器14及蒸汽接收裝置22的迅速移除及服務為可能的。儘管為了執行蒸汽接收裝置22之服務而在界面II處之重複流動斷開及再連接,但界面II並不由於其位置而對工作人員造成潛在洩漏危險。在可能發生洩漏之任何程度上,洩漏被約束於高真空腔室20內,且由其真空泵及關聯的流出物處理系統25來移除。
在系統之較佳建構中,在界面II處,藉由蒸汽接收裝置之安裝移動來在高真空腔室內實施連接。在圖1之實例中,藉由沿路徑A移動直到裝置22在可卸連接23處密封於真空腔室20之表面上為止來安裝蒸汽接收裝置22。當藉由此運動來安裝蒸汽接收裝置時,蒸汽接收裝置22經構造以在真空腔室20內於界面II處與延伸部分9嚙合且密封。舉例而言,藉由匹配緊密配合之表面,蒸汽接收裝置可經構造以有效形成一迷宮式真空密封部分。類似地,在不干擾流動界面裝置10與真空腔室20之外殼的密封部分21的情況下,以破壞界面II處之密封部分之方式,藉由沿路徑A的相對運動來將蒸汽接收裝置22構造為可自真空腔室移除。
圖1A-1C說明了在高真空腔室20'內於界面II處形成該密封部分之機構。高真空腔室20'之外殼包括一界面凸緣20F,其以真空緊密的方式接合至外殼且具有一向下引導之開口。
流動界面裝置10'呈界定一蒸汽流動通路之熱傳導塊的形式。流動界面裝置10'包括一軸環6,其經構造以真空緊密之方式將塊安裝於外殼凸緣20F上。接合且密封至塊10'之頸部件7界定蒸汽通路的延伸部分。頸部件7自軸環6經由腔室凸緣20F突出至高真空腔室20'中。
彈簧負載連接器密封部件5(例如,鐵氟龍(Teflon)之彈簧負載連接器密封部件)具有一在頸部件7中之通路的圓柱形部分內緊密配合的管狀桿5A。桿5A向上延伸至蒸汽接收裝置22'之安裝路徑中,終止於界定一水平向上引導之密 封表面的頂部頭5B中。頭5B具有一角形凸輪表面5C,其經安置以由裝置22'之對應凸輪表面22C'來嚙合。
在圖1A中,當蒸汽接收裝置22'沿路徑A移動至右邊用於安裝時,凸輪表面5C及22C'經展示仍為分開的。在圖1B中,裝置22'已前進至凸輪表面嚙合之點。在圖1C中,安裝完成,其中裝置22'之安裝凸緣固定於高真空腔室20'的對應凸緣表面上,從而形成真空緊密密封部分23。已向下推動彈簧偏置之鐵氟龍部件5,且其扁平頂部表面嚙合裝置22'之對應的向下引導扁平表面。此等配合表面有效形成一迷宮式密封部分。藉由頸部件7中之通路與連接器5之桿5A的緊密配合的圓柱形表面來形成另一迷宮式密封部分。藉由固定蒸汽接收裝置22',對準頸部件7與蒸汽接收裝置22'各自之通路,以致能蒸汽之傳送。
對於蒸汽接收裝置22'的移除,使該等運動反向。
熟習此項技術者將理解可使用其他對接組態,一個實例為軸向對準之嚙合表面,例如,圓錐形或金字塔形連接器之表面。在其他情形中,在已固定真空接收裝置後,可啟動一可逆致動器機構以完成真空外殼內之部分間的密封連接。
再次參看圖1,在較佳建構中,流動界面裝置10經構造以接受含有待汽化之不同材料的汽化器。每一汽化器載運一溫度感測器,藉由其感測汽化器之溫度T14,且將溫度T14發送至界面系統之汽化器加熱器控制電路33。儘管經展示為感測單元的頂部溫度,但可代替地將其定位以有效 地感測如圖12之箭頭230所示之底部附近之溫度或可監視兩者位置。每一汽化器專用於一特定源材料,且載運一識別符裝置30。流動界面裝置10具有一補充辨識裝置32。補充辨識裝置32將一控制信號C14提供至汽化器加熱器控制電路33,回應於此,控制電路33建立一用於加熱各別饋入材料之安全溫度範圍,其包括一將電力施加至特定汽化器之加熱器的上限。作為一實例,在一較佳建構中,流動界面裝置10經構造以接收專用於分別含有十硼烷及十八硼烷之汽化器14'及14"。該等汽化器載運顯著不同之識別裝置30。當將一汽化器安裝至界面裝置10時,補充辨識裝置32辨識汽化器14'或14",且提供各別控制信號C14'或C14"。在一適當建構中,例如,由十硼烷汽化器所觸發之辨識信號C14'使加熱器控制電路33能夠在用於汽化十硼烷的適當加熱範圍內操作,且防止在約35C以上之汽化器的加熱,而由十八硼烷汽化器所觸發之辨識信號C14"使加熱器控制電路33能夠在用於汽化十八硼烷的適當加熱範圍內操作,且防止在135C以上之汽化器的加熱。專用於其他材料之其他汽化器載運其他可辨識的識別符,以導致界面控制單元致能其他溫度範圍或其他適當操作條件。
在較佳建構中,流動界面裝置10包含一熱傳導主體,其例如由已切削之鋁塊形成部分來形成。當安裝閥時,熱傳導塊有效地用作該等閥的閥主體。經由加熱主體之真空緊密蒸汽路徑自界面I延伸至界面II。主體與在11處所圖解展示之加熱器熱接觸,其由電路13來控制。電路13具有來自 汽化器14之溫度輸入T14,及來自流動界面裝置10之傳導主體的溫度輸入T10。電路13經調適以控制加熱器11來將傳導主體維持在一受控溫度下,例如,維持至各別汽化器14之溫度以上但在一安全溫度以下的溫度,例如,在正汽化之各別材料之解離溫度以下的溫度。
系統之加熱器可具有各種形式,例如,習知電的匣式或帶式加熱器,且可配置於一或一個以上加熱區中。舉例而言,有利地,可存在一用於將汽化器加熱至T1之加熱區1、用於加熱界面主體10的加熱區2,及用於蒸汽接收裝置22之加熱區3。加熱區包含各別加熱器元件及溫度感測器,在一個配置中,在蒸汽接收裝置中,沿著自汽化器至界面II之路徑,該等加熱區之溫度自T1增加至T2,亦即T1<T2<T3,其中所有此等溫度均限於待汽化之材料之安全限度以下的溫度T4
參看圖1D,在較佳建構中,汽化器為一罐,其包含一作為大致以虛線200繪示之利用熱絕緣件隔絕之底部區或部件之罐主體14A,及一可卸頂部區或閉合部件14B。主體14A具有一頂部開口及一(例如)1公升之容積,其用於保持待逐漸昇華之固體饋入材料的加料。可卸頂部部件14B併有一閥V1。此閥係為具有一壓縮空氣入口202之一空氣控制閥。閥V1亦提供一手動越控機構204。頂部及底部部件(且較佳地以及該閥)包含例如鋁之熱傳導材料。閥定位於頂部部件之主體14B內,藉此大體上維持在主體之溫度。閥V1之蒸汽出口大致以元件符號206標示。
有利地,僅電加熱汽化器單元的頂部部件。藉由經由可卸頂部區與底部區間之接合及經由底部區之側壁及底部壁(其由來自加熱器之傳導所加熱)的熱傳遞,來將罐主體內之固體材料加熱至一主要程度。以此方式,確保經由頂部部件之蒸汽通路的溫度T1超過正昇華之固體源材料的溫度。
如先前所提及,將加熱器置放於汽化器罐單元之可卸頂部閉合區中(而將在變化溫度下之待汽化材料的加料定位於單元之底部中)對於一般熟習此項技術者可能並不顯現為優良實踐。可卸頂部區與底部區間之界面的熱電阻,及具有相關聯熱質量之熱傳輸的距離,及回應之緩慢度,以及至外部之熱損耗將顯現為不當的。然而,發現藉由此配置可獲得顯著優點,且在適當建構中發現也許看似為固有之缺點為可避免或無關緊要的。
因此,系統確保由材料所產生之蒸汽遭遇增加溫度之通路,同時自產生之點經由閥V1且至流動界面裝置10,且經由流動界面裝置10來移動。一密封部分208密封汽化器單元14A至流動界面裝置10。類似地,在蒸汽利用點前之蒸汽接收裝置22的部分可界定另一加熱區,該加熱區經調適以遞增地保持在流動界面裝置10之溫度以上的溫度。
參看圖1E及1F,展示外部汽化器14'經構造以亦用作一用於將固體饋入材料自一供應者輸送至其待汽化之位點的傳送罐。汽化器罐14'包含一熱傳導主體,該熱傳導主體由具有經調適以汽化材料之加熱器的頂部閉合區14B'及含有 待汽化之材料之加料的底部區14A'所形成。橫向結構突出物34自汽化器之側(在此建構中自頂部區14B')作為懸臂支架向外突出。突出物34經定位及配置以嚙合至支撐部件36之匹配支撐容器35中,以在將單元鎖定至位置中前使其定位。突出物34藉由罐之蒸汽容積V來內部界定一蒸汽傳送通路37。支撐部件36界定一匹配蒸汽通路38,以將蒸汽傳導至一利用點。由具有足夠剛度之結構材料來形成突出物及容器的匹配表面,使得僅藉由該等匹配表面之嚙合,以一緊固方式來垂直支撐罐及其內含物的重量。此使技工騰出手來執行緊固單元及完成蒸汽密封部分中的其他活動。
因此,在自供應者之傳送後,汽化器罐14藉由向右移動(箭頭A)(其中對準突出物與容器)以達到圖1F的固定位置來安裝。除了提供支撐力外,由容器35a及35b(其抵抗偏心支撐罐之扭轉)之上表面及下表面來產生箭頭t及t'所指示的反作用力矩。在如此組裝後,緊固裝置施加力F以將罐鎖定在適當位置處用於操作。一彈性o形環提供於突出物34之末端表面與配合鄰接表面間,以提供防止蒸汽洩漏的密封部分,且以保持真空。在所說明之建構中,o形環39提供於突出物34之末端表面34a中的圓形凹槽中。在一壓縮條件下,o形環39朝向支撐部件突出;當突出物完全安裝於容器中時,o形環39壓縮於鄰接表面間以形成所要之密封部分。
如稍後參看圖15A-D所描述,在達成熱隔離之較佳建構中,一絕緣體插入於突出物末端與具有一額外密封部分的 支撐部件間。
一導引特徵與突出物容器組合物相關聯,以確保垂直安裝汽化器罐。在圖1E及1F之建構中,突出物34及容器35具有圓形橫向橫截面,除了一軸向延伸扁平弦表面沿突出物34(其由容器35之匹配表面來嚙合)的上部分形成外。亦參見圖15A-D。
在一有利建構中,總成具有在汽化器罐之安裝移動期間嚙合之額外系統,例如,電及壓縮空氣連接系統及機械程式碼系統。如剛描述之由一扁平導引表面所建構的導引特徵同樣提供此等系統之大體對準。
在圖1E及1F之建構中,汽化器經電加熱,包括一氣動閥,且具有位置及溫度偵測器。此需要將電力、壓縮空氣及信號連接施加至單元以致能操作。自罐接收蒸汽之支撐部件36亦載運必需之空氣、電力及信號線。在罐安裝運動(箭頭A)期間,支撐部件36將連接器安裝在適當位置以與汽化器罐之補充連接器配合。此藉由安裝於支撐部件36上之多用途連接器43及安裝於罐上的補充多用途連接器44而說明於圖1E中,該兩個連接器經對準以藉由罐之安裝運動A來嚙合。例如可自德國,Munich的FCT Electronic GmbH購得該連接器(圖14及14A中所示)。
又,如在圖1D之汽化器的情況下,機械故障防護配置確保與由汽化器所載運之饋入材料之類型一致地來將適當位準之電力施加至汽化器。為此目的,支撐部件36載運兩個微開關32'(一者見於圖1E中)。罐具有兩個對應位置,在該 等位置中之一者或兩者處,以視罐專用於之特定饋入材料之程式碼指示而定的預定方式來置放開關致動器。開關致動器30'展示於圖1E中。在汽化器罐至圖1F之組裝位置之方向A上的導引運動導致存在之彼等開關致動器30'嚙合且致動各別開關32',其將存在之饋入材料的類型信號傳輸至控制系統;從而導致對汽化器之電力控制,以將汽化溫度適當調節至針對汽化器罐單元所專用於之選定饋入材料所設計的範圍。
圖1G-1K及1H以及圖14-14E及圖16展示了剛描述之汽化器罐特徵之較佳建構的細節。本文隨後將描述此等圖。在此應充分注意:僅汽化器罐之可卸頂部區14B"含有加熱器以及傳送通路及內部閥;自汽化器主體作為懸臂支架突出之支撐突出物34'包含剛性鋁,且與罐之頂部部分的鋁主體成一體;及由罐所載運之連接器模組44'為一多用途單元,其在一個外殼內提供用於電力A2、A3電信號的連接(十二個銷)及壓縮空氣管連接器50。包括導引銷52以確保在汽化器罐於圖1E之方向A上移動來提供路線對準後之與配合模組或支撐部件的精確對準。
圖1E及1F之汽化器罐較佳地適於在於圖1中所示意性展示之系統中使用。為此目的,圖1的流動界面裝置及本文隨後描述之類似圖式之流動界面裝置經修改以提供配合之凹形容器,以接收支撐突出物34'。
圖1L為一圖解透視圖,其中截去部分說明汽化器單元中之熱傳遞路徑,而圖1M為圖1L之一部分的放大圖。
現參看圖2之平面圖,流動界面系統具有圖1之系統的所有特徵(某些特徵未展示),且亦界定多個汽化器安裝台。展示了兩個安裝台:台12A及12B,其於介面IA及介面IB處連接至流動界面裝置10A,大致分別以元件符號210及212標示。
個別流徑區段16A及16B分別自安裝台12A及12B經由裝置10A之熱傳導主體之部分8的長度來部分地延伸。路徑16A與16B在接合點X處合併。一共同蒸汽流徑區段16C經由部分8A之其餘部分且經由界面裝置10A之延伸部分9延伸至界面II,其中將蒸汽傳送至蒸汽接收裝置22。裝置10中之停止閥15A及15B與個別流徑16A及16B相關聯。如由連接線17所指示,聯鎖閥15A與15B。在所示之情形中,以確保在可打開另一閥前必須關閉每一閥的方式來實施此操作。此防止自路徑16A及16B之同時流動。
流動界面裝置10A從而提供針在不干擾界面裝置10A與高真空腔室20之密封連接21的情況下對兩個汽化器之移除及服務的迅速近接;流動界面裝置10A允許服務或填充一個汽化器,而含有相同源材料之另一汽化器產生蒸汽,且允許針對選擇性使用來安裝兩種不同物質的汽化器。藉由在界面I處提供汽化器罐與系統之其餘部分之熱隔離,使一不活動單元能夠冷卻,使得該單元中剩餘之材料的任何加料大體上並不降級。
參看圖3,流動界面系統具有圖2之系統的所有特徵(某些特徵未展示)。又,在共同路徑16C中,圖3之流動界面 裝置10B包括在壓力監視器26前之流量控制裝置或節流閥24。此等裝置連接至界面系統的流量及加熱器控制裝置28。控制裝置28連接至用於各別汽化器14A與14B之溫度感測線T14A與T14B及加熱器電力線P14A與P14B。安裝台處之辨識裝置32A及32B與專用於特定源材料之汽化器14A及14B上的識別裝置30A及30B相互作用。大致以元件符號232(圖12)標示之辨識裝置將汽化器之類型的識別傳達至流量及加熱器控制系統28,其導致後者來選擇適當操作限度,及將適當電力施加至各別汽化器加熱器19。
共同路徑C中之流量控制裝置24可包含一節流閥,諸如,變化通路之蒸汽傳導率的蝶形閥。控制系統可經構造以根據在專利申請案WO 2005/060602中所描述之協定來操作,該專利申請案公開於2005年7月7日,名為"Controlling the Flow of Vapors Sublimated from Solids",該案之全文以引用方式併入本文中。
特定而言,操作該節流閥以傳送一所要流量視緊靠節流閥之上游之區域中存在所要的蒸汽壓力而定。將注意在一給定汽化器溫度下,所產生之蒸汽量(及因此其壓力)視待加熱至汽化溫度之適當位置所剩餘之饋入材料的加料量而定。為了補償材料之原始加料之逐漸耗盡,控制系統感測所傳送壓力且相應地增加汽化腔室的溫度。對於汽化器系統有利的為能夠達成增加之溫度而無較大延遲。當調諧操作壓力及加熱系統以達成總系統之所要效能時,此在操作期間為重要的,且在起動期間尤為重要。
單一流量控制裝置24(其位於共同路徑區段16C中)能夠選擇性地控制來自各別安裝台處之兩個或兩個以上汽化器的流量。藉由聯鎖(其包括如圖2中所描述之連接閥15A及15B的選定位置),可防止系統一次加熱及傳輸來自一個以上汽化器的蒸汽。選定汽化器、流動介面裝置10及蒸汽接收裝置22經構造以加熱至適當溫度,例如,T1<T2<T3,其中所有此等溫度均限於一在選定汽化器中之特定材料之安全限度以下的溫度T4。因此,確保在適於選定汽化器中之材料之預定安全範圍中來施加加熱,且確保適當控制與該材料相關之其他條件。
參看圖4,其展示一系統,該系統可具有圖2或圖3之系統的所有特徵(某些特徵未展示),且該系統具備一反應性清潔氣體源40,其在流動界面裝置10C之主體之部分8C中與通路42連通。流動界面裝置之延伸部分9A密封至高真空腔室20A之側壁,且突出至高真空腔室20A中至大致以元件符號214標示之界面II-A。其界定至蒸汽接收裝置22A的兩個獨立流徑,用於來自共同蒸汽路徑之蒸汽之流動的路徑16C及用於反應性清潔氣體之流動之平行但獨立的路徑42。與蒸汽接收裝置22A之對應通路22V及22G之密封連接可移除地形成於界面II-A處;每一者可以先前所描述之方式由迷宮式密封部分來形成。可由高真空腔室20A之周圍側壁來含有來自任一密封部分的洩漏。
若例如根據圖1A-1C來建構,則沿路徑A之蒸汽接收裝置22A之安裝及移除移動可實施及斷開經由延伸部分9A之 蒸汽及反應性氣體通路兩者的密封連接。匹配部分之緊密配合表面可有效地形成如先前所描述之迷宮式真空密封部分。
反應性清潔氣體源40可為反應性氣體的容器,或用於由氣體或固體饋入材料來產生反應性氣體之構件。
圖4之流動界面裝置10C包括一閥聯鎖裝置50,該閥聯鎖裝置50防止蒸汽及反應性清潔氣體同時流動至蒸汽接收裝置22A。在一較佳建構中,此藉由一可逆短管閥來達成,該可逆短管閥確保在打開另一路徑前完全關閉每一路徑。在一未展示之替代構造中(其中反應性氣體源40為具有一用於待解離之饋入氣體之饋入氣體供應線的反應性氣體產生器),可以一可去能供應線之方式來藉由至氣體產生器之饋入供應線而非藉由反應性氣體線來形成聯鎖裝置。在此情形中,可獨立地形成與蒸汽接收裝置的反應性氣體連接。
參看圖5,其展示了圖1之通用機構的調適,其中蒸汽接收裝置包含一高電壓離子源22B,其具有一離子化腔室90,受控之蒸汽流引入至該離子化腔室90以離子化。藉由提取電極及最終能量總成94之靜電吸引來經由一提取孔92自離子化腔室90抽取離子,以形成離子束96。離子束沿一束線引導至一離子植入器束線及終端站(大致以元件符號216標示)。圖5的高真空腔室包含一離子源真空外殼70,其具備一高壓絕緣體62(例如,增強環氧樹脂之高壓絕緣體)。絕緣體62將主要真空外殼部件71與高壓末端(在此安 裝離子源22B及其蒸汽饋入系統10D及14)電隔離。真空緊密安裝環72提供於絕緣體62之高壓側上。其提供一用於可移除地接收離子源22B之安裝凸緣76且與安裝凸緣76密封的末端凸緣74。離子源結構沿軸線A自安裝凸緣軸向延伸至真空腔室中。部分安裝/移除係繪示於圖5中之假想線。如圖4及圖5中之所示,流動界面裝置10D之延伸部分9B具有雙通路構造,且在21A處密封至安裝環72。延伸部分9B突出至高真空腔室中至界面II-B。藉由(例如)根據圖1A-1C及圖4構造用於延伸部分9B之每一通路的界面,此界面可經定位以經由一連接來接收可移除離子源,該連接以先前所描述之方式(例如)藉由有效形成迷宮式真空密封部分之緊密配合表面來有效形成每一通路之密封部分。
呈特定形式之反應性清潔氣體產生器40A的反應性氣體源具有一用於材料(例如,能夠被解離之氣體氟化合物)之饋入線41。清潔氣體產生器經構造以提供解離條件,藉此來產生反應性清潔氣體(例如,氟或氟離子)。將其輸出引入至界面裝置10D中的饋入通路42。如在圖4中,反應性氣體通路42及蒸汽流徑16經過一聯鎖裝置50(諸如短管閥),其選擇性地允許一次僅經由一個通路之流動,此防止同時流動。有利地,在流動界面裝置10D中提供一節流閥24及壓力監視器26及相關聯之控制(諸如,圖3中所提供的)。反應性清潔氣體產生器可包含一電漿腔室或其他能夠由固體或氣體饋入材料產生反應性清潔氣體的設備。
圖5之系統可便利地併入公開申請案WO 2005/05994中所 示之離子植入器系統中的每一者中,該公開申請案名為"Method and Apparatus for Extending Equipment Uptime Ion Implantation",在此方面,該案之內容以如同本文全面闡明之方式以引用的方式併入本文中。
參看圖6,離子源22B及類似於圖5之蒸汽傳送系統的蒸汽傳送系統(14-1、14-2及10E)可具有圖1-5之系統的所有特徵(某些特徵未展示)。在圖6中,兩個安裝台界定為用於將固體蒸汽化,其標示為用於產生可離子化蒸汽之外部汽化器14-1及14-2。系統可具有至此所描述之所有聯鎖裝置及安全特徵及一控制系統,該控制系統經構造以控制汽化器之加熱及經由界面裝置10E的流量。亦提供一具有一與界面系統相關聯之管道102的可離子化氣體源100(諸如,單原子摻雜物質之氣體)。其在聯鎖裝置50的下游之點處實施與反應性氣體通路42A的連接。反應性清潔氣體之氣體通路42A及延伸部分9A之相關反應性氣體通路的此下游部分從而替代地適用於引入用於提供其他摻雜劑物質之在室溫下為氣體之可離子化材料。可提供一聯鎖裝置(未圖示),以當可離子化蒸汽或清潔氣體之流動發生時來防止可離子化源氣體的流動。
圖6A之示意圖指示圖6之流動特徵經併入傳導塊120中。亦併入塊中的為當加熱塊時致能沖洗塊(例如,藉由氬)之沖洗或處理氣體通路219。此可在服務系統前或在引入另一物質之蒸汽前來移除毒性或反應性蒸汽之殘餘物。如圖6A中所指示,此系統特定適於將含有硼之蒸汽Bx(例如, 十硼烷及十八硼烷)自大致以元件符號14'及14"標示之汽化器瓶提供至離子植入器的離子源22B。
圖6A之蒸汽系統具有一類似於用於毒性氣體箱之技術的沖洗能力。固體汽化器罐上之閥V1或V2經構造以遠端操作。因此,可遠端關閉閥以隔離汽化器。亦操作(例如以短管閥單元之形式所實現的)聯鎖汽化器選擇器閥V3及V4,以將蒸汽傳送路徑與汽化器隔離。因此,在瓶隔離閥與汽化器選擇器閥間形成一氣體空腔。此氣體空腔將含有剩餘蒸汽,例如,Bx蒸汽。在汽化器斷開以用於移除之前,藉由閥V5或V6之適當致動,經由共同管線16C以氬來循環沖洗空腔,以消除原本可能洩漏至環境中之任何痕量的Bx蒸汽。
圖7中示意性展示且圖7A及7B中所建構之系統可與圖6中所示之系統相同且具有其他特徵。
在界面I處形成至罐之所有連接。此包括用於供電汽化器加熱器之電力連接、用於信號傳輸溫度及汽化器狀態之其他參數的信號連接器,及用於控制每一汽化器罐內之氣動閥的壓縮空氣。
類似於圖6A,在圖7、7A及7B中,針對來自兩個汽化器(圖7中之汽化器14'、圖7A及7B中之汽化器14")的蒸汽通路來提供聯鎖閥V3及V4。聯鎖裝置經展示為由閥元件V3及V4(其為類似於圖6之短管閥50之短管閥的部分)所建構。包括圖6A之大致以元件符號220標示之沖洗氣體之特徵。
對於致能自汽化器之流動,防止危險蒸汽組合之混合所 需要的嚴格控制可從屬於預建立之協定,其由機電控制系統中之控制邏輯來建構。類似地,機械聯鎖機構可具有用於更改操作模式的裝備。在某些情形中,建立絕對防止汽化器間或選定汽化器間之連通的控制。另一方面,該等控制可建構對於某些汽化器之同時流動的允許。此操作為適當且適用之情形為汽化器含有相同饋入材料。舉例而言,當一個汽化器中之加料正接近耗盡時,可使用同時流動,且儘管因經濟原因而需要利用整個加料,但亦需要開始使用替換汽化器。該策略具有確保充足供應蒸汽而不逼迫(push)幾乎用盡之汽化器之加熱限度的優點。參看圖7C,流動界面裝置界定用於大致以元件符號222A、222B、222C、222D及222N標示之四個汽化器(或更多)之安裝台,每一安裝台連接至一各別停止閥,且全部由共同通路連通至一大致以元件符號227標示之流量控制系統。用於聯鎖控制邏輯之實例:實例1:允許汽化器1及2同時服務,或允許汽化器3及4同時服務。實例2:汽化器1或2或3或4可同時服務。
在圖7C中所示之建構中,諸如,節流閥(例如,蝶形閥)之兩個變阻抗流量控制裝置24A及24B操作以致能一較高上游蒸汽壓力,且有效地達成一比單一單元寬之動態範圍,使得可達成高蒸汽流量及低蒸汽流量兩者。
圖8-11展示了組合至此所描述之流動界面裝置之所有特徵的建構。如圖10及圖11中所展示地,呈包含一閥塊130之熱傳導主體之形式的流動界面裝置安裝於圖8及圖9中所 示之離子源22B之安裝及移除路徑A下方。閥塊130界定用於加熱罐形式之汽化器132及134的兩個安裝台,其藉由併入安裝台之頂部區中之安裝特徵而懸掛於流動界面裝置。閥塊130具有自此等安裝台之個別流動通路區段,該等流動通路區段合併成一引導至高真空腔室71A(圖8及8B)中的共同通路區段。
如圖8及圖11中之所示且類似於圖1A-1C中所示之特徵,界面裝置130藉由其軸環6A而自一形成真空外殼安裝環72A之部分的安裝凸緣72F懸掛。因此,系統懸掛於高壓絕緣體62A之高壓側上。如圖1A-1C中之所示,系統之流動通路經由真空外殼內的凸輪連接器而連接至離子源結構。呈電漿腔室40A'之形式的反應性清潔氣體源自閥塊130懸掛,處於其下方。反應性清潔氣體源經構造以解離饋入氣體來產生反應性氟。在一個較佳形式中,由離子源安裝環72A來載運此整個總成之重量,該離子源安裝環72A接著由絕緣體62A支撐。
併入閥塊130中的為匣式加熱器及閥,其執行關於先前諸圖所描述之加熱器及閥的安全及流加熱及控制功能。薄片金屬封閉體140圍繞此傳送總成,且具有可打開用於近接之罩蓋(包括汽化器罩蓋142)。此封閉體藉由包含大致以元件符號226標示之高壓絕緣體之腳而自地面支撐。因此,整個蒸汽傳送系統經調適以維持在離子源之高壓電位下。
將理解許多其他實體配置為可能的,該等配置仍在連接 至絕緣體之安裝環之一側或其他側處提供所描述的動作且仍在離子源之安裝及移除之路徑外。罐之下部帶有溫度控制器及至控制架228之連接。
參看圖12-13D,展示了汽化器單元132。汽化器單元132具有一加熱器,且經構造以含有一固體饋入材料且將固體饋入材料(諸如,十硼烷或十八硼烷)加熱至產生待離子化之蒸汽的溫度。如在圖1D之單元的情況下,汽化器單元包含一具有一固體接收容積(通常約一公升)之下罐主體14A,及一可卸頂部閉合部件14B。其經構造以在一適當安裝台處自頂部閉合部件132B垂直懸掛。為此目的,頂部閉合部件界定一垂直安裝表面133,以匹配由流動界面裝置10(圖1)或其閥塊建構所界定之安裝台的對應表面且與該對應表面密封。圖1D及圖11之罐的頂部部件132B亦併有一允許自罐至安裝台之蒸汽流的閥137。頂部部件132B由熱傳導材料(例如,鋁)形成。
此汽化器之加熱器19較佳地包含一組配合至頂部部件132B中所形成之容器中的匣式加熱器元件136。重要地,發現定位於可卸頂部部件中之此加熱器提供足夠之熱來適當地使固體汽化。藉由加熱器的位置,加熱器用以將頂部閉合部件之閥維持在高於固體材料所加熱至之溫度的溫度。有利地,為此目的,閥137之主體包含熱傳導鋁,且經由鋁頂部部件以與加熱器之傳導熱傳遞關係將其安置,以將經由閥的蒸汽通路大體上維持在加熱器溫度下。
在較佳建構中,僅存在一個用於汽化器之受控加熱區。 藉由組合中之此等特徵,發現在消耗加料時定位於汽化器罐之頂部區中的加熱器可產生下區中之遠端加料的有效汽化。發現該構造具有一足夠低之熱質量,使得可發生與設定溫度之可接受的快速平衡。當操作器調整參數以起始或調諧總系統之操作時,此允許適當操作及溫度設定之足夠迅速的改變。
特定而言,發現該單元適用於(例如)藉由蝶形閥所建構之基於壓力之節流閥蒸汽流量控制裝置24,其中在消耗饋入材料之加料時,必須逐漸增加汽化溫度以維持節流閥之上游的壓力(參見圖3、6及7,及相關描述)。
此外且極為重要地,藉由此熱傳遞配置可獲得之汽化器單元之自底部至頂部的正溫度梯度防止在蒸汽閥V1(定位於自垂直至水平流之過渡處)及蒸汽傳送通路(向上入口通路及水平傳送通路)中之蒸汽凝結及不利沈積物的累積。此等特徵策略上接近於加熱器地定位,其中溫度可靠地高於遠端汽化空腔之底部中之材料加料的溫度。
現將亦參看圖14-14E、圖15及圖16來詳細描述當前較佳之建構(圖1G-1H中所示的汽化器罐)。
參看諸圖,汽化器罐之主要主體包含兩個鋁片:底部區14A"及頂部區14B"。適當之塑膠罩蓋14C"覆蓋總成之頂部。
底部部分14A"界定一用於待汽化之固體材料的汽化容積V。頂部部分14B"具有用於接收三個垂直延伸加熱器匣13'之凹座136。該等匣具有與頂部鋁部分14B"之緊密配合, 且使頂部部分能夠執行熱分配功能,以加熱遠端固體饋入材料。此主要藉由經由移除界面之至底部鋁部分之壁(其接著加熱固體饋入材料)的熱傳遞來發生。以藉由自頂部直接輻射至固體材料之次要方式來補充此加熱。
圖1H(垂直橫截面)、圖1I(側視圖)及圖1J(俯視圖)展示了界定材料之加料所常駐之汽化空腔V的鋁底部區14A"。圖1J展示了向上引導之水平平坦安裝表面S。該水平平坦安裝表面S經定尺寸用於與含有加熱器且界定可移除閉合物及單元之蒸汽傳送通路之鋁頂部區的對應安裝表面嚙合。該等圖展示底部區之安裝表面S中的o形環凹槽G,及o形環之外側的熱傳導金屬表面的主要徑向尺寸r1,及o形環之內部表面的次要尺寸。此等表面向上暴露以接收頂部區之相同尺寸之金屬表面。如(例如)藉由將o形環外側的徑向尺寸r1與沿汽化空腔V之高度之金屬圓柱形壁之橫截面的徑向厚度r1相比較所展示(圖1I),在安裝界面處之熱傳遞面積大體上大於約束汽化空腔V之壁的水平橫截面熱傳遞面積。固體饋入材料之向上粉粒以及(在某些實例中)固體物質自身之較差熱傳導性阻礙經由塊狀材料的優良熱傳遞。補充熱傳遞經由自單元之加熱上表面之輻射熱傳遞以及藉由加熱蒸汽的對流效應來發生。
頂部部分14B"亦包括整合懸臂支架支撐突出物34'且界定蒸汽出口通路。較詳細地,由終止於一水平閥座處之垂直管狀蓋板來界定上升通路37A。較詳細地,上升通路終止於一水平閥座處。水平蒸汽通路37B接著自閥延伸經由 懸臂支架突出物34'。頂部部分14B放置氣動波紋管閥(圖1D中之V1、圖6A中之V1或V2),及本文將結合圖16及16A進一步描述之"打開允許"機構的一部分。罩蓋14C"載運一中心螺釘,該中心螺釘在轉動時,其使"打開允許"機構在"鎖定"與"打開允許"位置間移動。由其他特定緊固螺釘來緊固罩蓋14C"(參見圖17及17A)。參看圖1D中之"機械越控機構"。
圖14為圖1G及1H之汽化器之外部的透視圖。如汽化器14"所示,RTD係位於如箭頭230所繪示之罐之底部。罐包含一用於RTD信號引線之線路242。汽化器包含用於安裝置至流動控制裝置10及一連接器44'之安裝螺釘53,連接器44'用於搭載至加熱器之電力、RTD信號、位置指示、饋入至閥之壓縮空氣。蒸汽路徑係大致以元件符號244標示。
圖14B為圖14A中所示之電連接銷之組的詳圖。如所示,三個匣式加熱器246、248及250係平行地連接。每一匣式加熱器係72W/110V。加熱器246、248及250係串聯連接至一過高溫度開關243及端子A2及A3。大致以元件符號252標示之RTD連接至端子3至5。一安全微開關角閥254連接至端子7至8,並且一位置指示器角閥256連接至端子10至12。
某些饋入材料若處理不當則有危險性。出於未受訓練之人員可能試圖拆卸汽化器罐單元的顧慮,具有5側頭之特定緊固螺釘(圖14E及序列圖17-17D)用以將頂部部分14B"緊固至底部部分14A",且將頂部罩蓋14E"緊固至頂部部分 14B"。在饋入材料之供應者處實施此操作,該供應者亦採取額外預防措施來確保使用具有校正溫度限制開關及底部區中正供應之特定饋入材料之程式碼指示的右頂部區。
如下較詳細地解釋圖1G-1K之較佳建構的以下其他特徵:
1.加熱器匣
形成汽化器罐單元之頂部區14B中之加熱器的電阻加熱器匣136A具有約10 cm高度及0.8 cm直徑之環狀形式。每一加熱器匣延長大體上鋁頂部閉合主體14B"之整個深度。鋁主體中之切削井136在頂部處打開,以用於插入具有緊密配合的加熱器匣,且在底部處略微打開,以在插入期間致能空氣通氣。如在圖1H及1K中之所示,自密封頂部區14A"及底部區14B"之o形環G的位置向外徑向定位加熱器匣。因此,其底部部分直接定位在暴露於大氣中用於以空氣來填充配合表面中之顯微缺陷之半徑r1之主要熱界面部分的部分上方。圖1H及1K展示了此鋁主體及匣式加熱器與主體及與經由主體延伸之蒸汽通路的關係。加熱器之軸線與蒸汽通路之垂直進氣區37A的軸線平行。水平蒸汽傳送區37B在該等加熱器匣中之兩者間延伸,而第三加熱器匣定位於與通路之蒸汽傳送區的位置相對之側上(見圖1K)。藉此,在經由頂部區之鋁主體的較短熱傳遞路徑上,藉由自加熱器之直接傳導來加熱蒸汽通路。
例如,自德國的Türk & Hillinger可購得適當類型之匣式加熱器。可在閥塊流動界面裝置10中使用類似匣式加熱 器。
2.熱偵測器
適當RTD(電阻式熱偵測器)定位於汽化器罐單元之底部處及系統中之別處。自底部感測器的用於信號之傳導引線延伸至與頂部區14B之界面處的連接器。藉由使單元之總安裝裝置與底部區之彼等安裝裝置對準來將此連接器與頂部區的配合連接器橫向對準,且使對準頂部區向下嚙合底部區之移動嚙合連接器。連接器中所提供之彈性柔量使電連接能夠在最後固定頂部區及底部區前完成。該柔量接著使頂部區能夠向下移動另一增量,同時經緊密擰緊至底部區。
3.用於偵測器之傳導引線的凹槽
如圖1H及圖14中之所示,用於導體L之垂直線路凹槽大體上凹入至側壁的厚度中。此致能(例如)在作為一傳送罐之單元之處理期間來保護電導體。儘管該較深凹入,但由於凹槽之狹窄,凹槽並未將顯著冷點引入至空腔壁。解釋地說,底部區中的熱傳遞主要自頂部區向下,熱流在恆定厚度之圓柱形壁周圍大體上均勻地分配。為了加熱相對於凹槽定位之空腔表面的狹窄部分,橫向熱傳遞路徑自來自全部厚度壁之鄰近部分之凹槽的雙側延伸。因為較短,所以此等逐漸變窄之熱傳遞路徑提供極小之熱需要,且提供對必需熱傳遞之相對小的阻力。因此,發現溫度之大體橫向平衡發生,且凹槽之區域中之空腔表面的溫度大體上與壁之其餘部分一致。凹槽亦大體上對垂直方向上之正溫度 梯度並無影響。
4.過溫開關
在至圖14B中所示之加熱器之電力電路中的過溫開關165"具有熟知之熱電耦類型,且經定位於單元之頂部區處。過溫開關的功能為感測區域溫度,且保護汽化器罐免於過度加熱(在經調節之加熱系統故障而使加熱器通電之情況下)。過溫開關直接感測頂部區14B"之溫度,且在一預設定溫度下中斷至加熱器的電力,根據填充單元之特定饋入材料來選擇該預設定溫度。當校正導致過度加熱之偏差時,可藉由以一通用方式推動一按鈕來重設開關。
5.操作溫度
在一個實例中,由遠端熱控制單元所控制之RTD溫度感測器之調節溫度範圍的頂部可經設定為對於B10H14之40 C及對於B18H22之120 C,且對於一個實例,汽化器罐單元之頂部中之過溫限制開關可經設定為對於B10H14汽化器罐之50 C及對於B18H22汽化器罐之140 C。以其他饋入材料來使用類似溫度設定,特定值視所選材料的汽化性質而定。藉由單元之熱設計,在汽化器罐之操作期間,汽化器罐的底部至頂部正熱梯度對於B10H14可為約5 C(其可例如為低至3 C)及對於B18H22為約10 C。
6.與蒸汽接收裝置之溫度隔離
在操作期間(在某些實例中),將由汽化器罐所饋入的蒸汽接收裝置維持在一比汽化器高之溫度下。藉由引入一實質熱截斷來完成自蒸汽接收裝置至汽化器罐的熱遷移。
熱截斷防止熱自蒸汽接收裝置進入及干擾汽化器罐單元之熱控制系統(或若操作比汽化器冷之蒸汽接收裝置,則防止熱自汽化器進入及干擾蒸汽接收裝置)。又,由於此熱截斷的存在,所安裝之汽化器罐單元可在經去能且其外部熱絕緣件經移除後相對快速地冷卻,儘管蒸汽接收裝置在切換至另一汽化器單元後於溫度下連續操作。因此,儘管蒸汽接收裝置之連續加熱狀態,但技工可立刻處理經去能之汽化器罐單元用於移除及替換。或者,可將冷卻單元留在適當位置處,而不發生饋入材料之加料之任何其餘部分的實質熱降級。
在較佳建構中,熱截斷直接提供於汽化器罐之蒸汽傳送突出物與蒸汽接收裝置之容器的界面處。在該等圖式之較佳建構中,由一末端向前熱截斷區及一圓周熱截斷區來形成此熱截斷。在圖1G中展示了此特徵之一個建構。
7.末端向前熱截斷
圖1G中所示之較佳建構的末端向前熱截斷定位於橫向蒸汽傳送突出物之末端處。在此建構中,末端向前熱截斷具有熱絕緣體墊圈TBe的形式。絕緣墊圈安置於突出物之末端表面與接收突出物之支撐容器之內部末端處的相對內部鄰接表面間。該墊圈在其各別側上藉由各別o形環密封至此等表面。在圖15A及15B之當前較佳設計中,墊圈TBe保持蒸汽接收裝置之容器總成的部分。藉由旋擰至蒸汽接收裝置中之汽化器罐之安裝螺釘,將末端表面與絕緣墊圈推動在一起。墊圈具有剛性材料且致能汽化器罐至蒸汽接收 裝置的穩定連接。在一個較佳建構中,墊圈具有約4 mm之軸向厚度,且包含PEEK樹脂。
8.蒸汽傳送突出物之圓周熱截斷及支撐
在汽化器罐單元之蒸汽傳送突出物的圓柱形周邊周圍形成此熱截斷TBc。藉由剛性熱絕緣耐磨剛性樹脂之匹配圓柱形部件來提供此熱截斷TBc,在一個建構中,該熱截斷TBc包含環氧類樹脂(Araldite)NU樹脂之模製。在圖15B中所示之建構中,圓周熱絕緣體TBc錨定至蒸汽接收裝置,且經構造以可滑動地接收及支撐突出物,且藉以接收及支撐整個汽化器罐單元。提供導引表面來確保汽化器罐之垂直方位,同時容器的錨定防止其角位移。較佳地,藉由匹配該等配合組件上之可滑動導引表面來完成導引。在圖15A-D中所示的特定建構中,導引表面Gs為突出物之外部及圓柱形熱絕緣體之內部(導引表面滑動至其中)上的平坦形成物。藉由蒸汽傳送突出物及配合容器之導引表面(當後者集合時),將用於電及壓縮空氣連接之汽化器罐及蒸汽接收裝置上所安裝的匹配複合型連接器導引至初始接觸中。
除了界定熱截斷外,圓柱形絕緣部件將剛性支撐提供至蒸汽傳送突出物,且藉以提供至汽化器罐單元。如先前關於圖1E及1F所描述,此安裝提供一用於穩定汽化器罐單元之偏心重量的反作用扭矩及支撐力。
在另一建構中,末端向前絕緣部分與圓周部分整合模製。
9.主要電連接器
參看圖14A及14B,複合型連接器用以連接所有必需功能,例如,電力、電信號及壓縮空氣。如先前所提及,可自德國,Munich的FCT Electrical GmbH購得該連接器。
10.連接器銷指派
參看圖14B,連接器銷之指派如下:銷A2及A3連接至高壓連接,以用於將交流電提供至並聯連接之三個加熱器匣以界定加熱器。
銷3、4、5連接至單元之底部處之RTD溫度感測器,以提供來自感測器之直流電信號(重複地展示連至RTD感測器的較高電壓引線)。
銷7、8為至定位於汽化器罐單元之頂部區中之微開關的信號連接,其用於偵測手動關閉裝置之近接防止桿的位置。微開關讀取打開允許機構204之頂部(抽取)位置,其表示機構在用於控制蒸汽流量之氣動閥之操作範圍的路線外。因此,開關之關閉指示氣動閥能夠自由適當操作。
銷10、11及12指示氣動閥V1之打開及關閉位置,銷10為共用端子,且銷11及12分別指派至打開及關閉位置。銷1及2為可用於其他感測功能(諸如,電性地表示單元中之饋入材料的類型)之備件。
11.壓縮空氣連接
用於電連接之子連接器部分連同一壓縮空氣連接器管51(其載運一用於密封之o形環)併入圖14中所示的複合型連接器44'中。亦提供導引銷52,其用於導引複合型連接器與 蒸汽接收裝置上之配合連接器的最後嚙合。
12.自動連接器嚙合
如先前所描述,由於以一協調方式來安裝,當蒸汽傳送突出物之導引表面Gs進入其蒸汽接收裝置上的匹配容器時,由蒸汽傳送突出物之導引表面Gs來提供複合型連接器之導引銷52與其容器的粗略對準。藉由連接器自身之楔形導引銷52之動作來提供所有功能銷(電力、電信號、壓縮空氣)與接收該等功能銷之孔的較精確對準。軸向彈性柔量提供於兩個連接器間,以當拉緊安裝螺釘來相抵於蒸汽接收裝置之容器內之熱截斷墊圈及鄰接表面推進蒸汽傳送突出物時,首先致能該等連接器實施連接,且允許蒸汽傳送突出物的進一步增量移動。
13.用作一傳送罐
汽化器罐具有加固構造,其中所有功能零件在用作一傳送罐期間得以保護。將一保護性塑膠蓋(未圖示)搭扣配合至橫向突出物,以保護其表面。在當前較佳建構中,用於汽化器操作之熱絕緣件經提供為一可移除夾套,且在運輸該單元來傳送饋入材料時並不伴隨該單元。
安全系統
汽化器單元包括一安全系統,該安全系統經構造以防止在安裝或拆除時毒性蒸汽意外釋放至大氣中。頂部部件132B包括一手動裝置,及一用於在安裝台處安裝汽化器單元之可卸緊固件。手動裝置具有一用於關閉汽化器單元的關閉位置(如藉由越控一閥或將其自身用作一閥來防止向 外流動)。該手動裝置與一防止裝置相關聯,該防止裝置防止工作人員對所安裝汽化器之可卸緊固件的近接,除了當該手動閥在其關閉位置中時外。因此,確保在可拆卸裝置前關閉汽化器罐,其防止毒性蒸汽自汽化器之洩漏。
參看圖13及13-13F,在一較佳方案中,汽化器包括一經構造以由一操作系統遠端控制之氣動操作閥137,及一螺紋手動越控裝置(關閉裝置)139,及可卸緊固件,該可卸緊固件包含用於在界面塊之安裝台處安裝汽化器的一對固定螺釘141。越控裝置139具有一防止自汽化器之蒸汽流動的向下關閉位置。關閉裝置與一近接防止機構143相關聯,該近接防止機構143防止工作人員對所安裝汽化器之可卸緊固螺釘141的近接,除了當該關閉裝置在此關閉位置中時外,藉以防止當正卸下該汽化器時毒性蒸汽自該汽化器之流動。在一較佳形式中,近接防止裝置包含一與關閉裝置之部件相依移動之接近防止蓋板,該蓋板經構造且配置以致能對固持螺釘(或螺帽)的近接,其用於僅當該關閉裝置在關閉位置中時來拆卸汽化器,參見圖13B、13D及13F。
在所示之形式中,汽化器具有一彈簧負載氣動可操作閥137,其經安裝以允許自汽化器之蒸汽流動,且該關閉裝置為一機械越控裝置,該機械越控裝置經構造以不考慮氣動壓力之存在來將該氣動可操作閥推動至關閉位置。在較佳建構中,該閥為一彈簧負載正常關閉氣動閥,且針對氣動連接,該閥可連接至一用於與安裝台相關聯之壓縮空氣 的通路。參看圖1D及12,界面裝置之密封表面及汽化器之對應密封表面具有一密封部分,該密封部分以用於打開氣動閥之壓縮空氣之充分連接視對應密封表面之密封於一起而定的方式來圍繞用於蒸汽流及用於壓縮空氣兩者之埠。此防止該氣動閥在蒸汽可流動至大氣中之條件下而打開。
汽化器經調適用於搭配一經構造以與一組專用於載運不同固體饋入材料之不同汽化器使用的界面系統來使用。該汽化器具備一表示其專用內含物之特性實體特徵,該實體特徵適於由界面裝置之辨識系統來辨識,使得一汽化器控制系統可在適於所辨識汽化器之內含物的條件下來操作。在一較佳形式中,汽化器以視汽化器所專用於之內含物而定的獨特型樣載運一或多個微開關致動器形成物,其適於與包含一組可致動微開關之辨識系統來相互作用。因此,該汽化器及其他汽化器包含一組汽化器,該組汽化器分別專用於具有不同汽化溫度及用於辨識之不同特性實體特徵的不同固體饋入材料。舉例而言,該組中之一個汽化器專用於十硼烷且另一汽化器專用於十八硼烷。
在較佳形式中,汽化器具有一溫度限制開關,該溫度限制開關經設定至一處於正常汽化溫度以上且在汽化器所專用於之各別固體材料之危險溫度以下的安全溫度。
所描述之系統適於由(諸如)十硼烷(B10H14)及十八硼烷(B18H22)之大分子硼氫化物(Bxx)來安全生產離子束。已知此等材料包含化學危險性。舉例而言:硼氫化物(B10H14、B18H22)若暴露於NF3中,則將產生衝 擊敏感化合物。敏感化合物可能爆炸,其導致設備之嚴重損壞及潛在地生命損失。
B10H14將在上升至高於60℃之溫度時在存在氧的情況下點燃。
B18H22將在上升至高於180℃之溫度時在存在氧的情況下點燃。
B10H14及B18H22在室溫下為固體且對人類毒性極大。該材料容易經由皮膚被吸收。應防止對皮膚之暴露。
存在若干似乎可能之條件,藉由該等條件,汽化器的不當操作或移除及替換可導致將NF3加壓至硼氫化物汽化器中。此條件可導致硼氫化物材料之爆炸。
以上所描述之設備當與Bxx材料一起使用時具有防止或最小化對人員及設備之危險的特徵。
如所描述,圖7之系統具有兩個氣體傳送源,來自大致以元件符號218標示之反應性清潔氣體源之氣體與來自蒸汽傳送系統之硼氫化物。機械連接將NF3/F及Bxx傳送至離子源之隔離閥V7及V8(例如,藉由一短管閥單元來實現),使得此等兩氣體流決不可交叉連接。
如所展示,硼氫化物傳送系統具有兩個汽化器瓶(罐)。此等瓶允許傳送B10H14或B18H22而無需近接高壓區域。由操作器藉由半導體製程配方來選擇瓶的類型。以下特徵消除了與蒸汽傳送及維護(瓶替換)相關聯之危險。
汽化器瓶具有一個或兩個串聯、冗餘、一個或整合過溫切斷開關SW1及SW2。此等開關可為非重設類型或致能手 動重設之類型。對於專用於B10H14的瓶,一或多個開關之開關設定點為50℃,且對於B18H22,設定點為140℃。此安全切斷將防止Bxx達到一若經由不當操作而引入氧則可能發生爆炸的溫度。用於汽化器之溫度控制器經配置以加熱具有自汽化器限制開關之設定約20%之安全裕度的汽化器。在一個實例中,頂部允許溫度在操作範圍內,對於十硼烷為40C,且對於十八硼烷為120C。
圖6A之蒸汽傳送系統具有一類似於用於毒性氣體箱之技術的沖洗能力。瓶上之閥V1或V2經構造以遠端操作。可遠端關閉閥以隔離汽化器瓶。聯鎖汽化器選擇器閥V3及V4(例如以短管閥單元之形式而實現)將蒸汽傳送路徑與瓶隔離。在瓶隔離閥與汽化器選擇器閥間形成一氣體空腔。此氣體空腔將含有Bxx蒸汽。在瓶移除前,藉由適當致動閥V5或V6,經由共同管線16C以氬來循環沖洗空腔,以消除任何痕量的Bxx蒸汽。
已描述之汽化器瓶具有許多特徵:瓶隔離閥具有一遠端氣動操作器及一手動操作器,參見圖13-13F。手動操作器具有兩個位置:打開允許及關閉。氣動操作器必須經加壓以打開,且在釋放氣動壓力後,立即藉由彈簧回位來關閉。越過安裝台處之瓶界面來將加壓空氣管道輸送至此致動器。必須將瓶適當固定於界面中,以允許致動空氣加壓使閥打開。將手動閥操作器聯鎖至用於將瓶緊固於安裝台處的緊固裝置,使得在可將手動閥操作器重新定位至打開允許位置前,必須將瓶完全緊固至界面(亦即,蓋板與未 固定之緊固螺釘抵觸)。如此設計汽化器瓶,因此僅當手動鎖定關閉瓶隔離閥時,瓶為可移除的。此等特徵確保瓶之內含物決不可暴露於環境中。
如先前所指示,建立獨立熱區以防止汽化器罐與蒸汽接收裝置間之熱遷移,此藉由引入一實質熱截斷來完成。此防止熱自蒸汽接收裝置進入汽化器單元及干擾汽化器罐單元的熱控制系統。又,由於此熱截斷之存在,所安裝之汽化器罐單元可在經去能且其外部熱絕緣件經移除後相對快速地冷卻,儘管蒸汽接收裝置(汽化器罐單元安裝至其)較熱且與另一附著汽化器單元在溫度下連續操作。儘管流動界面裝置(閥塊)的連續加熱狀態,但技工可立刻處理經去能之汽化器罐單元用於移除及替換。或者,可將冷卻單元留在適當位置處,同時避免原本將由於來自界面裝置之熱而發生之饋入材料之剩餘加料的實質熱降級。
所描述之系統適於由大分子饋入材料安全生產離子束,該等饋入材料包括含有(諸如)十硼烷(B10H14)及十八硼烷(B18H22)之化合物的硼。
如本文所描述,圖7之系統具有兩個氣體傳送源,來自反應性清潔氣體源之氣體與來自蒸汽傳送系統之蒸汽。機械連接將NF3/F及Bx傳送至離子源之隔離閥V7及V8(例如,藉由一短管閥單元來實現),使得此等兩個流決不可交叉連接。
B.用於團簇離子源之饋入材料(概述)
適用的為有效植入含有電摻雜劑物質(諸如,元素B、 P、As、Sb及In)之多個原子的分子離子,該等元素位於C、Si、Ge及Sn之族群IV元素之任一側上的週期表中,且亦適用的為有效植入含有元素(諸如,C、Si或Ge)之多個原子的分子離子,該等元素適用於改質半導體基板以實行(例如)非晶化、摻雜劑擴散控制、應力工程或缺陷吸除。該等分子離子可適用於製造具有60 nm及更少之臨界尺寸的積體電路。在下文中,該等離子將共同稱作"團簇"離子。
單電荷團簇離子之化學組合物具有通式MmDnRxHy + (1)其中M為適用於基板之材料改質的原子,諸如C、Si或Ge;D為用於將電荷載流子植入至基板中之摻雜原子,諸如,B、P、As、Sb或In(其來自週期表之族群III或IV);R為自由基、配位基或分子;及H為氫原子。一般地,R或H僅呈現為產生或形成一穩定離子所需要之完整化學結構的部分,且對於植入製程並非特定需要的。大體而言,H對於植入製程並不顯著有害。R對於植入製程亦並不顯著有害。舉例而言,將不需要R含有諸如Fe之金屬原子,或諸如Br之原子。在上式中,m、n、x及y全部為大於或等於零的整數,其中m與n之總和大於或等於二,亦即,m+n2。在離子植入中特別相關的為具有高M及/或D原子多重性之團簇離子(亦即,具有m+n4的團簇離子),此由於該等團簇離子之低能量、高劑量植入之改良效率。
可用於材料改質之團簇離子之實例為自鄰接苯環(諸 如,C7Hy +、C14Hy +、C16Hy +及C18Hy +)所衍生的團簇離子。可用於摻雜之團簇離子之實例為:
‧硼氫化物離子:B18Hy +、B10Hy +
‧碳硼烷離子:C2B10Hy +及C4B18Hy +
‧磷化氫離子:P7Hy +、P5(SiH3)5 +、P7(SiCH3)3 +
‧砷化氫離子:As5(SiH3)5 +、As7(SiCH3)3 +
一般熟習此項技術者可瞭解使用除了以上實例中所列出之團簇離子外之團簇離子的可能性,該等團簇離子包括:含有用於材料改質之Si及Ge之離子、具有不同量及不同同位素之摻雜劑原子的離子,及具有不同異構結構之離子。雙電荷團簇離子亦一般以顯著較小之良率而形成,在該情形中,該等團簇離子並不適用於高劑量、低能量的植入。
舉例而言,已在美國專利第6,452,338號及美國專利第6,686,595號中由Horsky等人描述了相對於十硼烷之團簇植入及團簇離子源之方法,該等專利以引用方式併入本文中。在Horsky等人的在申請中之美國專利申請案第10/251,491號(經公開為美國專利申請案U.S.2004/0002202 A1)中揭示了在製造PMOS裝置中之B18Hx +的使用,該申請案以引用方式併入本文中。
C.大碳硼烷分子
在文獻中解釋了此等含硼材料及其離子的性質,參見例如Vasyukova,N.I.[翻譯自Izvestiya Akademii Nauk SSSR,Seriya Khimicheskaya之A.N.Neseyanov Institute of Heteroorganic Compounds,Academy of Sciences of the USSR,Moscow,第1337-1340頁,第6號,1985年6月,原文呈遞於1984年3月13日,Plenum Publishing公司。]
已成功汽化及離子化團簇分子o-C2B10H12,參見圖18。在約42 C下可獲得優良蒸汽流。C4B18H22亦為適用材料。
D.碳的大分子
大體而言,在所有比單體碳植入有益之情形中,任何具有CnHy形式(其中n4且y0)之化學式的烴將增加有效碳劑量率至矽中,且提供變化程度之非晶化。丙二烯嵌茀(Fluoranthene)C16H10在100 C之溫度下汽化,其較佳適於在電子碰撞離子源中使用。其汽化溫度類似於B18H22的汽化溫度。0.5 mA之射束電流使8 mA之碳的當量能夠以極低能量(約每碳原子1 keV)植入於晶圓上。簡單實現大於1 mA之離子束電流。其他碳簇材料為適用的。舉例而言,可潛在使用以下烴:2,6二異丙基萘(C16H20)
N-十八碳烯(C18H38)
對聯三苯(C18H14)
聯苄基(C14H14)
1-苯基萘(C16H12)
E.用於N型摻雜之大分子
As、P及Sb為N型摻雜劑,亦即,"供體"。
對於Sb,三甲銻(trimethylstibine)為優良大分子候選饋入材料,例如,Sb(CH3)C3
對於As及P,該等離子具有AnHx+或AnRHx+形式,其中 n及x為整數,其中n大於4且x大於或等於0,且A為As或P,且R為不含有磷或砷之分子且其對植入製程無害。
含磷化合物之化學性質
化合物磷化氫(phosphane)、有機膦(organophosphane)及磷化物視為用於團簇磷分子及用於N型摻雜之隨後離子的潛在來源。實例包括(1)磷化氫,例如,庚磷化氫(Heptaphosphane)P7H3,及環戊磷化氫(Cyclopentaphosphane)P5H5,(2)有機膦,例如,四第三丁基六膦(Tetra-tertbutylhexaphosphane)tBu4P6、五甲基七膦(Pentamethylheptaphosphane)Me5P7,(3)磷化物,例如,聚磷化物:Ba3P14、Sr3P14,或單磷化物:Li3P7、Na3P7、K3P7、Rb3P7、Cs3P7
環狀磷化氫顯現為有利於離子化及隨後植入之摻雜劑團簇的最有效來源,其中庚磷化氫P7H3顯現為具有提供用於離子束植入之簡單團簇源的最大潛力。
在P n H x 及P n RH x 化合物中用As替代P
理論化含磷物質及支援合成技術以允許以砷直接替代磷原子來形成類似砷的物質,此係由於外部殼層電子組態之類似性及相同族群元素所展示的類似化學反應性。分子預測軟體亦指示砷替代磷之類似性。As7H3之預測分子結構幾乎與P7H3相同,其中差異限於磷及砷之個別原子半徑。P7H3及As7H3之合成途徑為類似且可互換的。此外,因為Si及H兩者均對矽晶圓上所形成之裝置無害,所以化合物As7(SiH3)3及As5(SiH3)5極具吸引力,且經預測為穩定化合 物。
此外,可以允許獨立於剩餘分子結構R選擇性移除含有磷或砷之部分的方式來調配呈AnRHx形式之材料。此特性可用以增加安全輸送之程度,因為錯合物饋入材料較少揮發,因此,比純組份較不受發射影響。剩餘材料可留在輸送容器中,且在正常循環操作中"再加料"。此外,R分子部分可在含有目標摻雜劑之物質之前經移除、排出或再循環,以在輸送期間提供增加之安全裕度。開發許多有機金屬化合物之合成途徑經較佳記錄且在此項技術內已知。
其他相關之含As及含P化合物
除了(P/As)6中之六員環外,已獲得五員環,其中R=Me、Et、Pr、Ph、CF3、SiH3、GeH3,且出現四員環,其中R=CF3、Ph,(N.N.Greenwood,A.Earnshaw,Chemistry of the Elements,Butterworth and Heinemann Ltd,1984,637-697頁)。因此,如此項技術中所熟知,羰基與氫化矽為可直接互換的。此外,亦已識別磷化矽:Si12P5。此材料視為極適用於鹵基及S/D延伸部分之超淺接合形成中,且亦適用於多晶矽閘極摻雜。Si12P5之質量為約491 amu。因此,可以此化合物來執行極淺植入。此外,因為Si常規地用於在傳導N型汲極延伸部分植入前來預非晶化,所以Si12P5植入將自非晶化。可能將不存在由此植入所產生之有害射程末端缺陷,此係因為矽將具有約與P原子相同的射程,此將損壞保持極淺。因為當缺陷湮滅時缺陷易於擴散至表面,所以可極有效地將該等缺陷退 火。
已描述了本發明態樣之許多建構。然而,應理解可在不脫離本發明之精神及範疇的情況下來實施各種修改。因此,其他建構在以下申請專利範圍之範疇內。
2‧‧‧界面I
3‧‧‧界面II
5‧‧‧彈簧負載連接器密封部件
5A‧‧‧管狀桿
5B‧‧‧頂部頭
5C‧‧‧角形凸輪表面
6‧‧‧軸環
6A‧‧‧軸環
7‧‧‧頸部件
8‧‧‧部分
8A‧‧‧部分
8C‧‧‧部分
9‧‧‧延伸部分
9A‧‧‧延伸部分
9B‧‧‧延伸部分
10‧‧‧流動界面裝置
10A‧‧‧流動界面裝置
10B‧‧‧流動界面裝置
10C‧‧‧流動界面裝置
10D‧‧‧流動界面裝置
10E‧‧‧界面裝置
10'‧‧‧流動界面裝置
11‧‧‧加熱器
12‧‧‧安裝台
12A‧‧‧安裝台
12B‧‧‧安裝台
13‧‧‧電路
14‧‧‧外部汽化器
14A‧‧‧熱絕緣罐主體、汽化器
14B‧‧‧可卸頂部閉合部件、汽化器
14-1‧‧‧蒸汽傳送系統、固體汽化器
14-2‧‧‧蒸汽傳送系統、固體汽化器
14'‧‧‧汽化器
14"‧‧‧汽化器
15‧‧‧停止閥
15A‧‧‧停止閥
15B‧‧‧停止閥
16‧‧‧蒸汽流徑
16A‧‧‧流徑
16B‧‧‧流徑
16C‧‧‧共同蒸汽流徑區段
17‧‧‧連接線
19‧‧‧汽化器加熱器
20‧‧‧高真空腔室
20A‧‧‧高真空腔室
20'‧‧‧高真空腔室
20F‧‧‧界面凸緣、外殼凸緣、腔室凸緣
21‧‧‧密封部分
22‧‧‧蒸汽接收裝置
22'‧‧‧蒸汽接收裝置
22A‧‧‧蒸汽接收裝置
22B‧‧‧高電壓離子源
22C'‧‧‧凸輪表面
22G‧‧‧通路
22V‧‧‧通路
23‧‧‧可卸連接、真空緊密密封部分
24‧‧‧節流閥、流量控制裝置
24A‧‧‧變阻抗流量控制裝置
24B‧‧‧變阻抗流量控制裝置
25‧‧‧流出物處理系統
26‧‧‧壓力監視器
28‧‧‧流量及加熱器控制裝置
30‧‧‧識別符裝置、識別裝置
30A‧‧‧識別裝置
30B‧‧‧識別裝置
32‧‧‧補充辨識裝置
32A‧‧‧辨識裝置
32B‧‧‧辨識裝置
33‧‧‧加熱器控制電路
40‧‧‧反應性清潔氣體源
40A‧‧‧反應性清潔氣體產生器
40A'‧‧‧電漿腔室
41‧‧‧饋入線
42‧‧‧通路
42A‧‧‧反應性氣體通路
44'‧‧‧連接器
50‧‧‧聯鎖裝置
53‧‧‧安裝螺釘
62‧‧‧高壓絕緣體
62A‧‧‧高壓絕緣體
70‧‧‧離子源真空外殼
71‧‧‧真空外殼部件
71A‧‧‧高真空腔室
72‧‧‧真空緊密安裝環
72A‧‧‧真空外殼安裝環
72F‧‧‧安裝凸緣
74‧‧‧末端凸緣
76‧‧‧安裝凸緣
90‧‧‧離子化腔室
92‧‧‧提取孔
94‧‧‧提取電極及最終能量總成
96‧‧‧離子束
100‧‧‧可離子化氣體源
102‧‧‧管道
120‧‧‧傳導塊
130‧‧‧閥塊
132‧‧‧汽化器
134‧‧‧汽化器
140‧‧‧薄片金屬封閉體
142‧‧‧汽化器罩蓋
200‧‧‧底部區
202‧‧‧壓縮空氣入口
204‧‧‧手動越控機構
206‧‧‧蒸汽出口
208‧‧‧密封部分
210‧‧‧介面IA
212‧‧‧介面IB
214‧‧‧界面II-A
216‧‧‧束線
218‧‧‧反應性清潔氣體源
219‧‧‧氣體通路
220‧‧‧沖洗氣體
222A‧‧‧汽化器
222B‧‧‧汽化器
222C‧‧‧汽化器
222D‧‧‧汽化器
222N‧‧‧汽化器
226‧‧‧絕緣體
227‧‧‧流量控制系統
228‧‧‧控制架
230‧‧‧底部
232‧‧‧辨識裝置
242‧‧‧線路
243‧‧‧開關
244‧‧‧蒸汽路徑
246‧‧‧加熱器
248‧‧‧加熱器
250‧‧‧加熱器
252‧‧‧RTD
254‧‧‧安全微開關角閥
256‧‧‧位置指示器角閥
A‧‧‧路徑
Bx‧‧‧含有硼之蒸汽
T10‧‧‧溫度輸入
T14‧‧‧溫度輸入
T14A‧‧‧溫度感測線
T14B‧‧‧溫度感測線
C14‧‧‧控制信號
P14‧‧‧電力
P14A‧‧‧加熱器電力線
P14B‧‧‧加熱器電力線
V1‧‧‧閥
V2‧‧‧閥
V3‧‧‧聯鎖閥
V4‧‧‧聯鎖閥
V5‧‧‧閥
V6‧‧‧閥
V7‧‧‧隔離閥
V8‧‧‧隔離閥
X‧‧‧接合點
I‧‧‧氣密界面
II‧‧‧界面
圖1為包含一外部汽化器、一在高真空腔室內之蒸汽接收裝置及一在此等組件間之流動界面系統之蒸汽傳送配置的示意性側視圖。
圖1A、1B及1C為圖1之高真空腔室處之密封特徵之建構的圖解說明。
圖1D為適用於圖1之系統中之汽化器的示意性側視圖。
圖1E為另一汽化器之側視圖。圖1E亦展示經定位以接收及支撐汽化器之蒸汽接收支撐部件(其可為類似於圖1之流動界面裝置的流動界面裝置)之一部分。
圖1F展示了當互相配合以支撐汽化器時之圖1E的組件。
圖1G為圖1E及1F之汽化器之建構的側視圖,其中以幻影來展示一可移除熱絕緣體夾套,而圖1H為經由汽化器中心之汽化器的垂直橫截面。
圖1I為一側視圖,且圖1J為此汽化器之底部區之俯視圖,而圖1K為在圖1H中之線1K-1K上所截取之汽化器的水平橫截面。
圖1L為一圖解透視圖,其中截去部分說明汽化器單元中之熱傳遞路徑,而圖1M為圖1L之一部分的放大圖。
圖2為具有類似於圖1之流動界面系統之流動界面系統之 配置的示意性仰視平面圖,且該配置提供用於經由一共同蒸汽傳送路徑來供應蒸汽之兩個汽化器的安裝台。
圖3為具有類似於圖2之流動界面系統之流動界面系統且併有一流量控制及汽化器加熱系統(藉由其可選擇性地維持來自兩個汽化器中之每一者的所要蒸汽流量)之配置的示意性仰視圖。
圖4為具有類似於圖2之流動界面系統之流動界面系統之配置的示意性仰視圖,該配置併有一反應性氣體源及一防止流動之共連通的流動停止裝置。
圖5為具有類似於圖1之流動界面系統之流動界面系統(其展示為與高真空腔室內之離子源成一體)且具有一外部反應性清潔氣體產生器及一防止流動之共連通的流動停止裝置之配置的示意性側視圖。
圖6為具有一離子源系統(其具有與圖3之流量控制及雙汽化器特徵組合之圖5的特徵)之配置的示意性仰視平面圖。
圖6A為建構圖6之特徵且包括一沖洗氣體配置之閥及通路示意性圖。
圖7為類似於圖6之視圖,但展示經安裝之圖1E至1H中所示之類型的兩個汽化器。圖7亦示意性展示一致能一次僅選擇一個蒸汽通路之短管型閥。
圖7A為一俯視圖,且圖7B為圖7之流動傳送系統之建構的水平橫截面圖。
圖7C為一封閉系統之透視圖,其說明打開該封閉系統之 罩蓋以近接安裝於系統中的兩個汽化器。
圖8、8A及8B為在一外殼內之蒸汽傳送系統之建構的正交圖,該等圖展示了其與離子源高真空外殼及離子源之關係。
圖9、9A及10為圖8之系統的透視圖,其說明打開一罩蓋以近接安裝於該系統中之兩個汽化器。
圖11為罩蓋經移除之圖8之系統的透視圖。
圖12及13為自用於流動傳送系統中之汽化器之相反方向的透視圖。
圖13A至圖13F為一連串說明氣動閥及手動越控裝置及汽化器之緊固螺釘之不同位置的圖。
圖13A繪示關閉之閥及關閉之手動越控裝置。
圖13B繪示關閉之手動越控裝置,其允許近接汽化器固定螺釘。
圖13C繪示關閉之閥及開啟之手動越控裝置。
圖13D繪示開啟之手動越控裝置,其阻擋近接汽化器固定螺釘。
圖13E繪示開啟之閥。
圖13F繪示開啟之手動越控裝置,其阻擋近接汽化器固定螺釘。
圖14為圖1G及1H之汽化器之外部的透視圖,而圖14A為連接特徵之軸線方向上的部分垂直側視圖,圖14B為圖14A中所示之電連接銷之組的詳圖,圖14C為正交於圖14A 所截取之圖14及圖14A之汽化器的垂直側視圖,圖14D為汽化器之俯視圖,及圖14E為用以將一罩蓋組裝至汽化器之頂部部分及將頂部部分組裝至汽化器的底部部分之機器螺釘的透視圖。
圖15為圖1G之汽化器的垂直橫截面圖,其比例較小且亦展示流動界面裝置之一部分(汽化器安裝至此)。
圖15A為在蒸汽接收裝置(諸如圖15之蒸汽接收裝置)中包含汽化器之突出部件之支撐熱絕緣連接之部分的分解簡圖,而圖15B展示了經組裝之部分,且圖15C及15D分別為如圖15A中所示之截取之突出部件及圓周絕緣部件的端視圖。
圖16及16A為在圖14D之線16-16及16A-16A上所截取之圖14之汽化器的正交圖解垂直剖視圖,其展示打開允許桿與將汽化器緊固至流動界面裝置之水平螺釘的關係。
圖17-17D為一系列說明拆卸圖1G及1H之汽化器以致能在傳送至客戶前之再填充之步驟的透視圖。
圖17繪示步驟1,其為鬆開頂部罩蓋部分之特定緊固螺釘。
圖17A繪示步驟2,其為移開頂部罩蓋。
圖17B繪示步驟3,其為鬆開頂部部分之特定緊固螺釘。
圖17C繪示步驟4,其為自底部部分拆卸頂部部分。
圖17D繪示步驟5,其中底部部分係準備好再填充。
圖18為在汽化器中使用o-C2B10H12固體饋入材料之離子 的射束電流對質量曲線。其藉由根據以下就系統所參考之Horsky教示的電子碰撞離子化且根據圖5及圖7至圖8所產生。
8A‧‧‧部分
9‧‧‧延伸部分
10A‧‧‧流動界面裝置
12A‧‧‧安裝台
12B‧‧‧安裝台
14-1‧‧‧蒸汽傳送系統、固體汽化器
14-2‧‧‧蒸汽傳送系統、固體汽化器
15A‧‧‧停止閥
15B‧‧‧停止閥
16A‧‧‧流徑
16B‧‧‧流徑
16C‧‧‧共同蒸汽流徑區段
17‧‧‧連接線
20A‧‧‧高真空腔室
22‧‧‧蒸汽接收裝置
X‧‧‧接合點

Claims (57)

  1. 一種呈一熱傳導閥塊之形式之流動界面裝置,其界定至少一蒸汽通路,該通路與至少第一蒸汽傳遞界面及第二蒸汽傳遞界面相關聯,一個界面包含一經定位以自固體饋入材料之一汽化器接收蒸汽的蒸汽入口且與該通路之一入口部分連通,且另一界面包含一用於將蒸汽自該通路之一出口部分傳送至一蒸汽接收裝置之蒸汽出口,該閥塊具有至少一蒸汽閥且經構造以加熱該通路且將來自該汽化器的蒸汽傳送至該蒸汽接收裝置。
  2. 如請求項1之流動界面裝置,其中該蒸汽閥為一用於調節至一離子源之蒸汽流量的流量控制閥。
  3. 如請求項1之流動界面裝置,其中一蒸汽閥為一閥系統,該閥系統致能經由該蒸汽入口進入之至蒸汽的一離子源之蒸汽流動及至該離子源的另一流動。
  4. 如請求項3之流動界面裝置,其中經致能之另一流動為自該閥塊所界定之另一蒸汽入口的蒸汽流動。
  5. 如請求項3之流動界面裝置,其中經致能之另一流動為至一反應性清潔氣體之該離子源的流動。
  6. 如請求項3之流動界面裝置,其在該閥塊中包括至少兩個閥系統:一第一閥系統,其致能經由該蒸汽入口進入之至蒸汽之該離子源的蒸汽流動,且致能自該閥塊所界定之另一蒸汽入口之至蒸汽之該離子源的流動;及一第二選擇器閥系統,其致能自該閥塊所界定之一蒸汽入口的蒸汽流動,或,替代地,關閉所有蒸汽流動且允許至 一反應性清潔氣體之該離子源的流動。
  7. 如請求項1之流動界面裝置,其中由該閥塊所界定之至少兩個蒸汽入口經定位以自各別汽化器接收蒸汽,該兩個蒸汽入口與各別入口通路部分相關聯,經由該等入口通路部分之流動由該第一閥系統所致能,該等入口通路部分沿該第一閥系統合併成一共同通路部分,且該第二閥系統經配置以選擇性地致能經由該共同通路部分之至該蒸汽接收裝置的流動,或,替代地,至該蒸汽接收裝置之該反應性清潔氣體的流動。
  8. 如請求項7之流動界面裝置,其中一包含一流量控制閥之另一閥與該共同通路部分相關聯以用於調節至該蒸汽接收裝置的蒸汽流量。
  9. 如請求項3之流動界面裝置,其中該閥系統包含一擔當一次允許該等流動中之僅一者之一選擇器的短管閥。
  10. 如請求項1之流動界面裝置,其中該閥塊與一加熱器相關聯,該加熱器經控制以維持高於一汽化器之溫度之該閥塊的溫度,該閥塊自該汽化器接收蒸汽。
  11. 如請求項1之流動界面裝置,其中該閥塊界定一經構造以接收及支撐一汽化器的安裝區域。
  12. 如請求項11之流動界面裝置,其包括熱絕緣件,該熱絕緣件將該閥塊與該汽化器絕緣來界定各別獨立熱控制區域,以致能高於該汽化器之溫度之閥塊溫度的維持。
  13. 如請求項11之流動界面裝置,其具有一連接器,該連接器經構造藉由相對於該閥塊之一汽化器的安裝運動來與 該汽化器之一匹配連接器配合,以用於將該汽化器電連接至一加熱控制系統。
  14. 如請求項11之流動界面裝置,其中該閥塊界定一具有用於接收一汽化器之一支撐突出物之支撐表面的容器,以藉此在汽化器加熱及蒸汽傳遞期間來支撐該汽化器。
  15. 如請求項14之流動界面裝置,其中該支撐突出物為一界定一橫向蒸汽流動通路之橫向突出物,該突出物具有一周邊側表面及一末端表面,且周邊及末端熱絕緣部分經提供以致能該閥塊與該汽化器之該突出物的熱隔離。
  16. 如請求項14之流動界面裝置,其中該閥塊之該容器經構造以藉由該突出物之線性滑動運動來接收該汽化器的該支撐突出物,該流動界面裝置安裝一電連接器,該電連接器經構造藉由相對於該閥塊之一汽化器的安裝運動來可滑動地與該汽化器之一匹配電連接器配合,以用於將該汽化器電連接至一控制及加熱系統。
  17. 如請求項16之流動界面裝置,其中該電連接器包括一用於將可控制壓縮空氣供應至該汽化器之氣動連接器,以用於選擇性地致動該汽化器的一閥。
  18. 如請求項1之流動界面裝置,其中該蒸汽閥為一流量控制閥,該界面裝置與一電源及加熱系統相關聯,以用於自一汽化器接收感測溫度信號且用於將電加熱電流施加至該汽化器,以導致該汽化器充分加熱來產生大於該蒸汽接收裝置所需之壓力且在使該流量控制閥能夠調節至該離子源之蒸汽流量的範圍中之壓力之該固體饋入材料 的蒸汽。
  19. 如請求項1之流動界面裝置,其與一汽化器組合,該汽化器含有能夠產生可離子化蒸汽之固體饋入材料。
  20. 如請求項1之流動界面裝置,其與一呈一離子源之形式的蒸汽接收裝置組合,該蒸汽接收裝置經構造以產生用於半導體製造中之離子。
  21. 如請求項1之流動界面裝置,其與一離子束植入器組合,其中該蒸汽接收裝置包含一能夠離子化蒸汽來產生一用於離子植入之離子束的高電壓離子源。
  22. 如請求項19之流動界面裝置,其中該固體饋入材料包含一能夠產生用於生產團簇離子之蒸汽的團簇化合物。
  23. 如請求項22之流動界面裝置,其中該團簇化合物包含一團簇硼化合物。
  24. 如請求項23之流動界面裝置,其中該化合物包含硼烷或碳硼烷。
  25. 如請求項24之流動界面裝置,其中該化合物包含B10H14、B18H22、C2B10H12或C4B18H2
  26. 如請求項22之流動界面裝置,其中該團簇化合物包含一團簇碳化合物。
  27. 如請求項26之流動界面裝置,其中該團簇化合物包含C14H14、C16H10、C16H12、C16H20、C18H14或C18H38
  28. 如請求項22之流動界面裝置,其中該團簇化合物包含一用於N型摻雜之化合物。
  29. 如請求項28之流動界面裝置,其中該化合物包含一砷、 磷或銻團簇化合物。
  30. 如請求項29之流動界面裝置,其中該化合物包含一能夠形成AnHx +或AnRHx +形式之離子的砷或磷化合物,其中n及x為整數,其中n大於4且x大於或等於0,且A為As或P,且R為一不含有磷或砷之分子且其對該植入製程無害。
  31. 如請求項29之流動界面裝置,其中該化合物包含一選自磷化氫、有機膦及磷化物所組成之群的磷化合物。
  32. 如請求項29之流動界面裝置,其中該化合物為P7H7
  33. 如請求項29之流動界面裝置,其中該化合物包含一包含三甲銻之銻化合物。
  34. 如請求項33之流動界面裝置,其中該化合物包含Sb(CH3)C3
  35. 如請求項22之流動界面裝置,該流動界面裝置及汽化器與一離子束植入器組合,其中該蒸汽接收裝置包含一能夠離子化由該固體饋入材料所產生之蒸汽以用於離子植入的高電壓離子源。
  36. 如請求項1之流動界面裝置,其具有一呈一高電壓離子源之形式的蒸汽接收裝置,且該流動界面裝置經安裝以支撐於一電絕緣體上。
  37. 如請求項36之流動界面裝置,其中該絕緣體為一亦支撐該離子源之絕緣體套管,該等蒸汽經傳送至該離子源。
  38. 如請求項36之流動界面裝置,其與一離子束植入器組合,其中該蒸汽接收裝置包含一能夠離子化該蒸汽來產 生一用於離子植入之離子束的高電壓離子源。
  39. 如請求項1之流動界面裝置,其包括一氣體沖洗系統,該氣體沖洗系統用於在自該閥塊斷開該汽化器前將蒸汽自該閥塊之該蒸汽入口通路移除。
  40. 如請求項1之流動界面裝置,其中該閥塊界定一用於一處理氣體之傳送通路。
  41. 如請求項40之流動界面裝置,其經構造使得該處理氣體經由一通路選擇性地引導,反應性清潔氣體在其他時間經由該通路引導。
  42. 如請求項1之流動界面裝置,其中該閥塊包括一傳送延伸部分,該傳送延伸部分界定至該蒸汽接收裝置的至少兩個流徑,該兩個流徑中之至少一者經構造以運輸來自固體饋入材料之蒸汽,且另一者經構造以傳送一處理氣體或一反應性清潔氣體。
  43. 如請求項2之流動界面裝置,其中該流量控制閥為一節流蝶型閥。
  44. 如請求項4之流動界面裝置,其中該閥系統一次允許該等蒸汽流動中之僅一者。
  45. 如請求項44之流動界面裝置,其中該閥系統包含一短管閥。
  46. 如請求項4之流動界面裝置,其搭配含有相同饋入材料之汽化器使用,該流動界面裝置包含一允許同時自至少兩個汽化器之流動的閥系統。
  47. 如請求項46之流動界面裝置,其中該閥系統經構造用於 一第二動作模式,其中該閥系統一次允許該等蒸汽流動中之僅一者。
  48. 一種經構造用於用作一離子束植入器之離子源的一離子源之流動界面裝置,該界面裝置呈一熱傳導閥塊之形式,其界定至少一蒸汽通路,該通路與至少第一蒸汽傳遞界面及第二蒸汽傳遞界面相關聯,一個界面包含一經定位以自一汽化器接收蒸汽的蒸汽入口且與該通路之一入口部分連通,且另一界面包含一用於將蒸汽自該通路之一出口部分傳送至該離子源之蒸汽出口,該閥塊經構造以加熱該通路且將來自該汽化器的蒸汽傳送至該離子源,一流量控制閥與該通路相關聯以用於調節至該離子源之蒸汽流量,及一閥系統致能經由該入口進入之至蒸汽之該離子源之蒸汽流動及另一閥系統致能至該離子源之流動。
  49. 如請求項48之流動界面裝置,該流動界面裝置與一電源及控制系統相關聯,其用於使該汽化器充分加熱以產生大於該離子源所需之壓力且在該流量控制閥可控制之範圍中之壓力的固體饋入材料之蒸汽。
  50. 如請求項48之流動界面裝置,其中該流量控制閥為一蝶形類型閥。
  51. 如前述請求項48之流動界面裝置,其中經致能之另一流動為自該閥塊所界定之另一蒸汽入口的蒸汽流動。
  52. 如請求項48之流動界面裝置,其中經致能之另一流動為至一反應性清潔氣體之該離子源的流動。
  53. 如請求項48之流動界面裝置,其在該閥塊中包致能流動之括至少兩個閥系統:一第一閥系統,其致能經由該蒸汽入口進入之至蒸汽之該離子源的蒸汽流動,且致能自該閥塊所界定之另一蒸汽入口之至蒸汽之該離子源的另一流動;及一選擇器閥系統,其致能自該閥塊所界定之一蒸汽入口的蒸汽流動,或,替代地,關閉所有蒸汽流動且致能至一反應性清潔氣體之該離子源的流動。
  54. 如請求項53之流動界面裝置,其中與經定位以自各別汽化器接收蒸汽之至少兩個蒸汽入口相關聯的蒸汽入口通路由該第一閥系統所控制,該等入口通路部分沿該第一閥系統合併成一共同通路,且該第二閥系統選擇性地控制經由該共同通路部分至該離子源的流量,或,替代地,至該離子源之該反應性清潔氣體之流量,該流量控制閥與該共同通路相關聯以用於調節至離子源的蒸汽流量。
  55. 如請求項54之流動界面裝置,其中一閥包含一短管閥。
  56. 如請求項48之流動界面裝置,其中該閥塊與一加熱器相關聯,該加熱器經控制以維持高於一汽化器之溫度之該閥塊的溫度,該閥塊自該汽化器接收蒸汽。
  57. 一種使用請求項1之流動界面裝置來產生蒸汽之方法。
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