TWI436400B - 使離子植入機中的離子源之效能改良及生命期延長的方法、裝置及系統 - Google Patents
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Description
本揭示案大體而言是關於半導體製造設備，且更特定言之，是關於具氣體混合之離子源之效能改良與生命期延長的技術。
離子植入為藉由用賦能離子直接轟擊基材而使化學物質沈積至基材內的方法。在半導體製造中，離子植入機主要用於改變目標材料之導電類型及導電位準的摻雜方法。積體電路(IC)基材及其薄膜結構中之精確摻雜分佈通常為適當IC效能之關鍵所在。為實現所要的摻雜分佈，可將一或多種離子物質以不同劑量且在不同能級下植入。
圖1描繪習知離子植入機系統100。離子植入機系統100可包含離子源102及一系列被離子束10穿過的複雜組件。所述系列之組件可包括例如引出操控器104、過濾器磁體106、加速或減速管柱108、分析器磁體110、旋轉體狹縫112、掃描器114及校正器磁體116。甚如一系列操控光束的光學透鏡，離子植入機組件可在過濾並聚焦於離子束10後再將其導向終端站120。
終端站120在離子束10之路徑中支撐一或多個工件，諸如工件122，以便將所要物質之離子植入工件122內。工件122可為(例如)半導體晶圓或需要離子植入的其他類似目標物件。終端站120亦可包括壓板124以支撐工件122。壓板124可利用靜電力或其他類似力緊固工件122。
終端站120亦可包括機械工件掃描器(未圖示)以便沿所要方向移動工件122。終端站120亦可包括其他組件，諸如將工件122導入離子植入機系統100內及在離子植入後將工件122移除之自動化工件操作元件。離子植入機系統100亦可包括控制器(未圖示)以控制離子植入機系統100之諸多子系統及組件。離子植入機系統100亦可包括諸多量測部件，諸如劑量控制法拉第杯(dose control Faraday cup)118、行進法拉第杯(traveling Faraday cup)128及設置法拉第杯(setup Faraday cup)126。所述部件可用於監視及控制離子束狀況。熟習此技藝者應瞭解，離子束10所穿越之整個路徑通常在離子植入期間抽空。
離子源102為離子植入機系統100之關鍵組件。各種各樣不同的離子物質及引出電壓(extraction voltage)需要離子源102產生界限分明的穩定離子束10。因此希望離子源102可長期操作而無需維護或維修。因此，離子源102之生命期或平均無故障時間(mean time between failures，MTBF)為離子源102之一個效能標準及離子植入機系統100效能之關鍵量度。
圖2描繪離子植入機系統100之離子源102之一典型實施例。離子源102可為常用於高電流離子植入設備中的感應式加熱陰極(inductively heated cathode，IHC)離子源。亦可使用其他不同的離子源。離子源102包括界定電弧室(即離子源腔室)206的電弧室外殼202。電弧室外殼202亦包括離子束10之引出孔204。陰極208及排斥電極
210(或陽極)可安置於電弧室206內。排斥電極210可具有電絕緣性。陰極絕緣體212可相對於陰極208安置以使陰極208電絕緣且熱絕緣於電弧室外殼202。陰極208亦可由真空間隙與絕緣體212隔開以控制熱傳導。燈絲214可安置於電弧室206外部，且緊鄰陰極208以加熱陰極208。撐桿216可支撐陰極208及燈絲214。陰極208可相對於燈絲214正偏壓，以便使燈絲214所發射之電子加速移向陰極208。亦可提供一或多個離子源磁體220以便在電弧室206內在朝向陰極208之方向上(參見圖2之箭頭222)產生磁場B。
引出電極組態，諸如接地電極240及抑制電極242，可安置於引出孔204前方。接地電極240及抑制電極242各自具有與引出孔204對齊之孔以便將界限分明之離子束10自電弧室206中引出以供離子植入機系統100使用。
引出電源248可在電弧室206與接地電極240之間提供引出電壓以便將離子束10自電弧室206中引出。引出電壓可根據離子束10之所要能量加以調整。抑制電源246可使抑制電極242相對於接地電極240負偏壓，以便抑制離子束10內之電子損耗(迴流至離子源102)。亦可向離子植入機系統100提供一或多個其他電源，諸如燈絲電源或電弧電源。燈絲電源(未圖示)可向燈絲214提供電流以便加熱燈絲，燈絲轉而產生電子，使電子加速移向陰極208以便加熱陰極208。電弧電源(未圖示)可與電弧室外殼202耦聯以促進電子自陰極208射入電弧室206內所形
成的電漿20中。此電源可使陰極208相對於電弧室206偏壓至負電位。
離子源控制器250提供對離子源102之控制。舉例而言，離子源控制器250可控制離子源之不同電源及/或亦可控制摻雜氣體自摻雜氣體源260進入電弧室206內之流速。離子源控制器250可為程式化控制器或專門用於特殊用途之控制器。在一實施例中，離子源控制器250被併入離子植入機系統100之主控制電腦中。
摻雜氣體源260可經由氣體流量控制器266將預定量之摻雜氣體注入電弧室206內。摻雜氣體源260可提供含有所要摻雜元素的特定摻雜氣體。舉例而言，摻雜元素可包括硼(B)、鍺(Ge)、磷(P)、砷(As)或矽(Si)且可作為含氟氣體提供，含氟氣體諸如三氟化硼(BF3
)、四氟化鍺(GeF4
)、三氟化磷(PF3
)或四氟化矽(SiF4
)。亦可使用其他不同的摻雜氣體及/或摻雜元素，諸如惰性氣體，包括氬氣(Ar)、氙氣(Xe)等。
離子源失效之常見起因為，在離子植入機系統100之長期使用期間，某些物質在陰極表面上積聚。所積聚之物質傾向於使陰極表面之源離子之熱離子發射速率降低。因此，不能獲得所要離子束電流且必須更換離子源102以便維持離子植入機系統100之正確操作。此外，若沈積物具有導電性，則其會使陰極208與電弧室206之間產生短路，致使離子源102中可能不產生電漿且離子源需要更換或重建。此外，陰極208、排斥電極210或接地電極240之狀
況之所述變化可能導致極不需要的離子源102離子之不穩定輸出。不穩定輸出可能導致離子束電流漂移且在有些情況下可能導致較高頻率之短時脈衝波形干擾(glitch)，兩者皆為離子源效能之關鍵量度。因此，離子源102之效能下降及短生命期使得離子植入機系統100之生產率大大降低。
上述問題對於(但不限於)鍺離子植入而言尤其明顯。鍺離子植入已在半導體工業中廣泛用於矽晶圓之預先非晶化(pre-amorphize)以防通道效應(channeling effect)。預計在未來半導體部件製造中對預先非晶化鍺離子植入的需要會大大增加。鍺離子束之最常用離子源氣體之一為四氟化鍺(GeF4
)，因為四氟化鍺化學性質穩定且具有經濟效益。然而，已觀測到用GeF4
摻雜氣體操作時離子源之生命期極短。
用於鍺離子植入之離子源之短生命期可歸因於電弧室206中因GeF4
分子化學解離而存在過量的自由氟原子。特定而言，電弧室外殼202材料可能因與所述自由氟原子發生化學反應而被蝕刻掉。電弧室外殼202材料最終可能沈積於陰極208之表面，導致陰極208表面之電子發射減少。
應瞭解，儘管上文論述關於鍺離子植入之問題，但其他含氟摻雜氣體，諸如三氟化硼(BF3
)、三氟化磷(PF3
)及四氟化矽(SiF4
)，亦可能因所述材料沈積於陰極208而呈現對離子源102之效能及生命期造成不利影響的類似問題。儘管諸如氬氣、氙氣等惰性氣體可用作摻雜氣體，但
使用惰性氣體(即便其不含氟)不可避免地導致離子束電流降低。因此，諸如效能及生命期的離子源操作性仍大大降低。
離子源失效之另一常見起因由離子源操作期間陰極208之材料剝離(或濺射)引起。舉例而言，陰極208之金屬材料(例如鎢(W)、鉬(Mo)等)因電弧室206中來自電漿20之加速移向陰極208的離子之轟擊而具有被移除之傾向。由於濺射速率由電漿20之離子質量決定，因此當離子質量增加時，濺射效應可能會更嚴重。實際上，材料之持續濺射使陰極208“變薄”且最終可能導致陰極208內出現孔或開口。因此，當使用含有諸如鍺(Ge)、砷(As)、氙(Xe)、銦(In)、銻(Sb)等重元素的摻雜氣體時，與諸如硼(B)或碳(C)的較輕元素相反，離子源102之效能及生命期大大降低。當使用氫化物(例如AsH3
、PH3
、CH4
等)、惰性氣體(Ar、Xe等)或其混合物作為所要植入物質之源材料時，所述的不利影響尤其明顯。
鑒於以上所述，需要提供一種改良離子源之效能及延長離子源之生命期的技術，以克服上述不足之處及缺點。
本發明揭露具氣體混合之離子源的效能改良與生命期延長的技術。在一特定例示性實施例中，所述技術可實現為離子植入機中之離子源的效能改良與生命期延長的方法。所述方法可包含將預定量之摻雜氣體釋放至離子源腔室內。所述摻雜氣體可包含第一物質與摻雜物質。所述方
法亦可包含將預定量之稀釋氣體釋放至離子源腔室內。所述稀釋氣體可稀釋摻雜氣體以改良離子源之效能並延長離子源之生命期，其中所述稀釋氣體包括第二物質與摻雜物質。
根據所述特定例示性實施例之其他方面，摻雜氣體可包含含鹵素氣體且稀釋氣體可包含含氫氣體與惰性氣體中之至少一者。
根據所述特定例示性實施例之其他方面，摻雜氣體可包含含氫氣體且稀釋氣體可包含含鹵素氣體與惰性氣體中之至少一者。
根據所述特定例示性實施例之其他方面，所述方法可進一步包含將預定量之第二稀釋氣體釋放至離子源腔室內，其中所述第二稀釋氣體包含含鹵素氣體、含氫氣體及惰性氣體中之至少一者。
根據所述特定例示性實施例之其他方面，摻雜物質可不同於第一物質及第二物質。
根據另一例示性實施例，所述技術可實現為離子植入機中之離子源之效能改良及生命期延長的裝置。所述裝置可包含摻雜氣體控制器以便將預定量之摻雜氣體自摻雜氣體源釋放至離子源腔室內。摻雜氣體可包含摻雜物質。所述裝置亦可包含第一稀釋氣體控制器以便將預定量之第一稀釋氣體自第一稀釋氣體源釋放至離子源腔室內。第一稀釋氣體可稀釋摻雜氣體以改良離子源之效能並延長離子源之生命期。
根據另一例示性實施例，所述技術可實現為離子植入機中之離子源之效能改良及生命期延長的裝置。所述系統可包含具有摻雜氣體控制器以將預定量之摻雜氣體自摻雜氣體源釋放至離子源腔室內的離子源。摻雜氣體可包含第一物質與摻雜物質。所述系統亦可包含一或多個稀釋氣體控制器以將預定量之一或多種稀釋氣體自一或多個稀釋氣體源釋放至離子源腔室內。所述一或多種稀釋氣體可包含一或多種第二物質與摻雜物質。所述摻雜氣體及所述一或多種稀釋氣體可形成互補性混合物以改良離子源之效能並延長離子源之生命期。
現將參考本揭示案之例示性實施例(如附隨圖式中所示)對本揭示案更詳細地加以說明。儘管下文參考例示性實施例描述本揭示案，但應瞭解本揭示案並不限於此。理解本文教示的一般熟習此技藝者可想到在如本文中所述之本揭示案範圍內且本揭示案明顯可應用的其他執行方法、修改及實施例以及其他使用領域。
為了便於更完全瞭解本揭示案，現參考附隨圖式，其中相同元件用相同數字表示。所述圖式不應被視為對本揭示案構成限制，而僅意欲例示說明。
本揭示案之實施例使具氣體混合之離子源之效能改良及生命期延長。
圖3A-3C分別描繪本揭示案之實施例的例示性離子源組態202a及202b。熟習此技藝者應瞭解，圖3A-3C中併
有圖2中之所有元件。因此，應瞭解圖3A-3C中之大部分元件與圖2中之元件有關。
參考圖3A，離子源202a可包含一或多個稀釋氣體源以將一或多種稀釋氣體釋放至電弧室206內，從而稀釋來自摻雜氣體源260之摻雜氣體。舉例而言，稀釋氣體源262及相聯氣體流量控制器268可經由導管280向電弧室206提供預定量之稀釋氣體，以稀釋來自摻雜氣體源260之摻雜氣體。
在一實施例中，如圖3A中所示，所述摻雜氣體及所述一或多種稀釋氣體可經由同一導管280供至電弧室206內。因而，可將所述一或多種稀釋氣體與所述摻雜氣體在導管280中預先混合後再導入電弧室206。在另一實施例中，如圖3B中所示，在離子源202b中，所述摻雜氣體及所述一或多種稀釋氣體可經由不同導管280a、280b供至電弧室206內。在所述情況下，將所述一或多種稀釋氣體與所述摻雜氣體在電弧室206中混合。
視所要離子植入物而定，摻雜氣體可包括多種摻雜物質(例如鍺(Ge)、硼(B)、磷(P)、矽(Si)、砷(As)等)。在一實施例中，摻雜氣體可以含鹵素氣體之形式自摻雜氣體源260中釋放。在另一實施例中，摻雜氣體可以氫化物(或含氫)氣體之形式自摻雜氣體源260中釋放。舉例而言，表1說明對應於幾種摻雜物質各者的一或多種氫化物氣體及一或多種鹵化氣體。
表1：氫化物形式及鹵化形式之植入物質
在另一實施例中，摻雜氣體亦可包括惰性氣體，諸如氬氣(Ar)或含氬氣體、氙氣(Xe)或含氙氣體等。亦可考慮其他組合及不同摻雜氣體。
或者，在另一實施例中，如圖3C中所示，可包括加熱器(未圖示)的氣體組件390使摻雜劑前驅物蒸發且經由導管280將摻雜劑前驅物(蒸氣形式)輸送至電弧室206中。在一實施例中，氣體組件390可為汽化器(vaporizer)。
在所述情況下，加熱器可加熱汽化器內之(例如)固態源以使摻雜劑前驅物蒸發。在另一實施例中，氣體組件390可為起泡器(bubbler)。在所述實例中，加熱器可加熱起泡器內之(例如)液態源以使摻雜氣體蒸發。此外，起泡器亦可包括載氣以有助於經由導管280將摻雜蒸氣輸送至電弧室206中。在又一實施例中，氣體組件亦可使用摻雜物質本身之元素形式，例如磷、金屬等且經由導管280將所述蒸氣輸送至電弧室206中。亦可提供其他不同實施例。
根據本揭示案之一實施例，稀釋氣體可包括氫氣(H2
)
或含氫氣體。在另一實施例中，稀釋氣體可包括鹵素或含鹵素氣體(例如F2
、Cl2
等)。亦可使用其他組合及不同稀釋氣體。
返回參考圖3A，當由相聯電源將燈絲214加熱至熱離子發射溫度時，燈絲214所發射之電子因陰極上存在相對於燈絲之正偏壓(未圖示)而加速進入陰極208內，從而將陰極208加熱至熱離子發射溫度。接著陰極208所發射之電子因相對於電弧室之負電弧電壓而加速離開陰極，且可使電弧室206內摻雜氣體源260所提供之摻雜氣體之氣體分子電離(ionize)以產生電漿20。電弧室206內之電子因磁場B 222而可沿螺旋形軌跡而行，以使電離碰撞數增加。排斥電極210堆積負電荷以將電子經由電弧室206斥回，從而產生額外電離碰撞。在一實施例中，排斥電極210可使用其專有電源或與陰極208相同之電源獨立地偏壓，以確保電子受限於陰極208與排斥電極210之間以使原子有效電離。當使用含鹵素(例如含氟)摻雜氣體(諸如BF3
、GeF4
、PF3
及SiF4
)時，離子源202a之生命期可能會受到曝露於電漿20之電弧室組件上的金屬成長(例如鎢(W)沈積物)的限制。所述組件可包括陰極208及排斥電極210。特定而言，電弧室壁之鎢(例如)可與氟組合形成WF6
，WF6
以氣體形式滯留，除非曝露於高於電弧室外殼壁的溫度及低於引出孔204、陰極208及排斥電極210的溫度。因此，WF6
分子在最熱表面上之分解會導致鎢堆積在所述表面上。在熱表面上之所述鎢堆積可由經由
電漿20中之氟(F)自由基之反應而自電弧室壁移除之鎢量來測定。因此，鎢自電弧室壁之移除速率因此可與電漿20中氟自由基之濃度有關。因此，控制電漿20中氟自由基之濃度可調控陰極208及排斥電極210上之鎢堆積速率。因而，藉由將預定量之一或多種稀釋氣體，諸如含氫稀釋氣體(或惰性氣體)，以及預定量之摻雜氣體釋放至電弧室206內，可減小金屬成長速率或鎢堆積速率。
添加惰性稀釋劑可降低電漿20中將電弧室壁之鎢(或其他金屬)氧化(或移除)的氟自由基之濃度。含氫稀釋氣體所產生的氫自由基可另外清除電弧室206中的過量自由氟分子，以減少WF6
(或其他揮發性金屬鹵化物，視室壁構造材料而定)之形成。因此將一或多個氫原子、含氫稀釋氣體混合以摻雜氣體釋入可改良離子源之效能並延長離子源之生命期。
應瞭解當摻雜氣體為非含氟之含鹵素摻雜氣體時，一或多種稀釋氣體亦可減少鎢堆積。因此，添加一或多種稀釋氣體以稀釋所述摻雜氣體亦可使得離子源之效能改良及生命期延長。所述稀釋氣體可包括例如如上所述之惰性氣體或含氫氣體。
使用一或多種稀釋氣體(諸如氫氣或含氫氣體)存在若干優點。第一，與其他稀釋氣體相比，氫氣或含氫氣體更易得到。由此可使得改良離子源效能及延長離子源生命期的方法更經濟有效。此外，含有氫氣或含氫氣體的稀釋氣體源相對而言較易併入多種離子源組態中。因此，使用
氫氣或含氫稀釋氣體亦可提供離子源之效能改良及生命期延長的簡單方法。
然而，使用稀釋氣體(尤其含氫稀釋氣體)時可能會遇到的一個問題為離子束電流之減小。將具有摻雜物質的摻雜氣體與具有不同於摻雜物質之另一物質的含氫稀釋氣體混合時，可能會發生離子束電流之減小。舉例而言，當將含氫稀釋氣體(諸如AsH3
)與GeF4
摻雜氣體混合時，自由氫與自由氟分子組合之有利效應會繼續延長離子源生命期。然而，所要摻雜物質(在此情況下，為Ge)之離子束電流可能因電漿20之所述另一物質中缺乏任何摻雜劑(Ge)而減小。因此，當使用具有不同於摻雜氣體物質之另一物質的含氫稀釋氣體時，植入Ge之離子束電流可能會減小。
根據本揭示案之另一實施例，可藉由在離子植入期間使用摻雜氣體-稀釋氣體之互補性組合(或混合)來防止離子束電流減小。此外，使用與摻雜氣體互補的稀釋氣體時，仍可保留所有所要離子源生命期優點。舉例而言，GeF4
摻雜氣體可含有特別需要的Ge摻雜物質。然而，導入具有不同於摻雜氣體物質之另一物質的一或多種含氫氣體會明顯減小離子束電流。因此，在一實施例中，可將預定量之具有Ge物質的互補性稀釋氣體與具有Ge物質的GeF4
摻雜氣體混合以防止Ge離子束電流減小。參考表1，例如，GeH4
稀釋氣體可為GeF4
摻雜氣體之互補性稀釋氣體。在所述實例中，GeH4
稀釋氣體及GeF4
摻雜氣體具有相同受
關注物質，在所述情況下，所述相同受關注物質為Ge。因此，所述氣體一經混合，不僅自由氫與自由氟組合以改良離子源之生命期，而且來自摻雜氣體與稀釋氣體之Ge物質的存在可防止任何離子束電流損失。
應瞭解，儘管將GeF4
與GeH4
論述為摻雜氣體-稀釋氣體之一種互補性組合，但亦可使用其他多種組合。在一實施例中，如表1中所述，可將具有特定摻雜物質的任何鹵化摻雜氣體與具有與摻雜物質相同之物質的任何氫化物稀釋氣體互補或混合。在另一實施例中，摻雜氣體可為氫化物形式且一或多種稀釋氣體可為鹵化形式。舉例而言，GeH4
可為摻雜氣體且GeF4
可為稀釋氣體。亦可形成互補性摻雜劑-稀釋劑混合物。在又一實施例中，氫氣(H2
)可作為額外稀釋氣體與任何摻雜劑-稀釋劑混合物一起釋放以便延長離子源生命期而不減小離子束電流。視所混合之互補性摻雜劑-稀釋劑組合而定，所述摻雜劑及一或多種稀釋氣體各者的濃度及量可改變。亦可考慮其他不同的混合物及組合。
應瞭解，儘管參考圖3A-3B僅描述一種稀釋氣體，但可使用更多稀釋氣體、稀釋氣體源及稀釋氣體流量控制器。
改良離子源之穩定性及生命期的氣體混合物之選擇可利用上述技術實現。經由使用最優化互補性摻雜氣體-稀釋氣體化學平衡及/或控制電漿20中反應性物質之濃度可提供經改良之離子源操作性。儘管上文揭露使用具有與稀釋氣體物質相同之物質的摻雜氣體的優點，但應瞭解亦可使
用具有不同負電性的另一物質以平衡電漿20中蝕刻效應及/或沈積效應之淨濃度。亦可使用摻雜氣體與稀釋氣體之其他不同組合及混合物。
應瞭解，儘管本揭示案之實施例是關於導入一或多種稀釋氣體以便使特定離子植入機系統中之離子源之效能改良及生命期延長，但亦可提供其他執行方法。舉例而言，一或多種稀釋氣體之導入技術可應用於其他多種類型之離子源，諸如Bernas、Freeman、感應式加熱陰極(IHC)或其衍生型，或基於電漿之離子植入系統，諸如輝光放電電漿摻雜(glow discharge plasma doping，GD-PLAD)系統或射頻電漿摻雜(radio frequency plasma doping，RF-PLAD)系統。亦可提供其他不同的執行方法。
除離子植入機系統中之離子源之效能改良及生命期延長外，本發明所揭露之在離子植入期間使用一或多種稀釋氣體的技術可具有其他優點。舉例而言，由於使用本揭示案之經改良之稀釋氣體技術可減少及/或消除由與傳統離子植入技術相關之無效、低效及多餘步驟所致之過多時間及成本，因此可達成更高離子源使用效率。因此，本揭示案之實施例可提供使用氣體混合之離子植入機系統中之離子源之經改良之操作性(諸如增強之效能及延長之生命期)以擴大傳統離子植入方法及系統之應用。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護
範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧離子束
20‧‧‧電漿
100‧‧‧離子植入機系統
102‧‧‧離子源
104‧‧‧引出操控器
106‧‧‧過濾器磁體
108‧‧‧加速或減速管柱
110‧‧‧分析器磁體
112‧‧‧旋轉體狹縫
114‧‧‧掃描器
116‧‧‧校正器磁體
118‧‧‧劑量控制法拉第杯
120‧‧‧終端站
122‧‧‧工件
124‧‧‧壓板
126‧‧‧設置法拉第杯
128‧‧‧行進法拉第杯
202‧‧‧電弧室外殼
202a、202b‧‧‧離子源組態/離子源
204‧‧‧引出孔
206‧‧‧電弧室
208‧‧‧陰極
210‧‧‧排斥電極
212‧‧‧陰極絕緣體
214‧‧‧燈絲
216‧‧‧撐桿
220‧‧‧離子源磁體
222‧‧‧磁場
240‧‧‧接地電極
242‧‧‧抑制電極
246‧‧‧抑制電源
248‧‧‧引出電源
250‧‧‧離子源控制器
260‧‧‧摻雜氣體源
262‧‧‧稀釋氣體源
266、268‧‧‧氣體流量控制器
280、280a、280b‧‧‧導管
390‧‧‧氣體組件
圖1描繪習知離子植入機系統。
圖2描繪圖1之習知離子植入機系統中之習知離子源。
圖3A描繪本揭示案之實施例的例示性離子源組態。
圖3B描繪本揭示案之實施例的另一例示性離子源組態。
圖3C描繪本揭示案之實施例的又一例示性離子源組態。
10‧‧‧離子束
20‧‧‧電漿
202‧‧‧電弧室外殼
202a‧‧‧離子源組態
204‧‧‧引出孔
206‧‧‧電弧室
208‧‧‧陰極
210‧‧‧排斥電極
212‧‧‧陰極絕緣體
214‧‧‧燈絲
216‧‧‧撐桿
220‧‧‧離子源磁體
222‧‧‧磁場
240‧‧‧接地電極
242‧‧‧抑制電極
246‧‧‧抑制電源
248‧‧‧引出電源
250‧‧‧離子源控制器
260‧‧‧摻雜氣體源
262‧‧‧稀釋氣體源
266、268‧‧‧氣體流量控制器
280‧‧‧導管
Claims (21)
- 一種使離子植入機中之離子源之效能改良及生命期延長的方法，所述方法包含：將預定量之摻雜氣體導入離子源腔室，其中所述摻雜氣體包含第一物質與摻雜物質；將預定量之稀釋氣體導入所述離子源腔室，其中所述稀釋氣體稀釋所述摻雜氣體以改良所述離子源之效能並延長所述離子源之生命期，其中所述稀釋氣體包括第二物質與所述摻雜物質；使所述摻雜氣體與稀釋氣體電離，以產生離子；以及使用引出電極以自所述離子源腔室中引出所述離子。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中所述摻雜氣體為含鹵素氣體且所述稀釋氣體為含氫氣體。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中所述摻雜氣體為含氫氣體且所述稀釋氣體為含鹵素氣體。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中所述方法更包含將預定量之第二稀釋氣體釋放至所述離子源腔室內。
- 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中所述第二稀釋氣體包含含鹵素氣體、含氫氣體及惰性氣體中之至少一者。
- 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中所述第二稀釋氣體包含第二摻雜氣體、第三稀釋氣體、鹵素氣體、氫氣及惰性氣體中之至少一者。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中所述摻雜物質與所述第一物質及所述第二物質不同。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中所述摻雜氣體包含所述摻雜物質之氫化物且所述稀釋氣體包含相同摻雜物質之鹵化物。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中所述摻雜氣體包含所述摻雜物質之鹵化物且所述稀釋氣體包含相同摻雜物質之氫化物。
- 一種使離子植入機中之離子源之效能改良及生命期延長的裝置，所述裝置包含：摻雜氣體控制器，以便將預定量之摻雜氣體自摻雜氣體源釋放至離子源腔室內，其中所述摻雜氣體包含第一物質與摻雜物質；第一稀釋氣體控制器，以便將預定量之第一稀釋氣體自第一稀釋氣體源釋放至所述離子源腔室內，其中所述第一稀釋氣體稀釋所述摻雜氣體以改良所述離子源之效能並延長所述離子源之生命期，其中所述第一稀釋氣體包括第二物質與所述摻雜物質；以及引出電極，與所述離子源腔室的引出孔對齊，以便將產生於所述離子源腔室內的離子引出。
- 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中所述摻雜氣體為含鹵素氣體且所述稀釋氣體為含氫氣體。
- 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中所述摻雜氣體為含氫氣體且所述稀釋氣體為含鹵素氣體。
- 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中所述方法更包含將預定量之第二稀釋氣體釋放至所述離子源腔室內。
- 如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中所述第二稀釋氣體包含含鹵素氣體、含氫氣體及惰性氣體中之至少一者。
- 如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中所述第二稀釋氣體包含第二摻雜氣體、第三稀釋氣體、鹵素氣體、氫氣及惰性氣體中之至少一者。
- 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中所述摻雜物質與所述第一物質及所述第二物質不同。
- 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中所述摻雜氣體包含所述摻雜物質之氫化物且所述稀釋氣體包含相同摻雜物質之鹵化物。
- 如申請專利範圍第10項所述之裝置，其中所述摻雜氣體包含所述摻雜物質之鹵化物且所述稀釋氣體包含相同摻雜物質之氫化物。
- 一種使離子植入機中之離子源之效能改良及生命期延長的系統，所述系統包含：離子源，所述離子源包含摻雜氣體控制器、一或多個稀釋氣體控制器及離子源腔室；其中所述摻雜氣體控制器將預定量之摻雜氣體自摻雜氣體源釋放至所述離子源腔室內，其中所述摻雜氣體包含第一物質與摻雜物質； 其中所述一或多個稀釋氣體控制器將預定量之一或多種稀釋氣體自一或多個稀釋氣體源釋放至所述離子源腔室內，其中所述一或多種稀釋氣體包含一或多種第二物質與所述摻雜物質；且其中所述摻雜氣體與所述一或多種稀釋氣體形成互補性混合物以改良所述離子源之效能並延長所述離子源之生命期；且其中引出電極與所述離子源腔室的引出孔對齊，以便將產生於所述離子源腔室內的離子引出。
- 如申請專利範圍第19項所述之系統，其中所述摻雜物質與一或多種第二物質中之至少一者相同。
- 如申請專利範圍第19項所述之系統，其中所述一或多種稀釋氣體包含含鹵素氣體與含氫氣體中之至少一者。
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