TWI680695B - 藉由於濺鍍氣體混合物中使用追蹤原位清潔氣體以改良離子佈植淹沒式等離子體槍效能 - Google Patents

藉由於濺鍍氣體混合物中使用追蹤原位清潔氣體以改良離子佈植淹沒式等離子體槍效能 Download PDF

Info

Publication number
TWI680695B
TWI680695B TW105143249A TW105143249A TWI680695B TW I680695 B TWI680695 B TW I680695B TW 105143249 A TW105143249 A TW 105143249A TW 105143249 A TW105143249 A TW 105143249A TW I680695 B TWI680695 B TW I680695B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
gas
plasma gun
submerged plasma
inert gas
cleaning
Prior art date
Application number
TW105143249A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201728232A (zh
Inventor
史帝文 E 畢夏普
Steven E. Bishop
Original Assignee
美商恩特葛瑞斯股份有限公司
Entegris, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商恩特葛瑞斯股份有限公司, Entegris, Inc. filed Critical 美商恩特葛瑞斯股份有限公司
Publication of TW201728232A publication Critical patent/TW201728232A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI680695B publication Critical patent/TWI680695B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/004—Charge control of objects or beams
    • H01J2237/0041—Neutralising arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/004—Charge control of objects or beams
    • H01J2237/0041—Neutralising arrangements
    • H01J2237/0044—Neutralising arrangements of objects being observed or treated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/006—Details of gas supplies, e.g. in an ion source, to a beam line, to a specimen or to a workpiece
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/02—Details
    • H01J2237/022—Avoiding or removing foreign or contaminating particles, debris or deposits on sample or tube
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/06—Sources
    • H01J2237/063—Electron sources
    • H01J2237/06325—Cold-cathode sources
    • H01J2237/06366—Gas discharge electron sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/336—Changing physical properties of treated surfaces
    • H01J2237/3365—Plasma source implantation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本發明揭示一種用於將氣體輸送至一淹沒式等離子體槍之氣體供應總成。該氣體供應總成包含：一流體供應源，其用於將惰性氣體輸送至用於產生惰性氣體電漿之一淹沒式等離子體槍，該惰性氣體電漿包含在離子佈植操作中用於調變一基板之表面電荷的電子；及清潔氣體，其在該惰性氣體流體供應源中與惰性氣體混合，或在用於相對於輸送惰性氣體至該淹沒式等離子體槍而將清潔氣體同時或依序輸送至該淹沒式等離子體槍之一分離式清潔氣體供應包裝中。本發明亦揭示一種操作一淹沒式等離子體槍之方法，其中相對於惰性氣體流動至該淹沒式等離子體槍而將清潔氣體間歇、連續或依序引入至該淹沒式等離子體槍。清潔氣體有效地產生來自該淹沒式等離子體槍中之材料沈積物的揮發性反應產物氣體，且實現該淹沒式等離子體槍中之一電漿產生細絲的再金屬化。

Description

藉由於濺鍍氣體混合物中使用追蹤原位清潔氣體以改良離子佈植淹沒式等離子體槍效能
本發明大體上係關於離子佈植設備及程序，且更具體而言係關於用於改良離子佈植淹沒式等離子體槍效能之裝置及方法。
在半導體製造之領域中，離子佈植係半導體器件製造之一基本單元操作。離子佈植設備可具有變化多端之類型，且可包含束離子佈植系統、電漿浸沒系統及其他可變類型之系統。
在使用束離子佈植系統時，帶正電荷之離子撞擊被佈植之晶圓基板，且此撞擊可導致正電荷堆積於晶圓基板之絕緣區域上，藉此產生正表面電位。晶圓充電亦可由來自晶圓基板之電子之次級發射引起。晶圓基板表面電荷會足夠強而不利地影響或甚至永久損壞諸如薄膜電晶體(TFT)迴路之晶圓之積體電路構件。
淹沒式等離子體槍裝置可用以藉由產生包括低能量電子之電漿使得低能量電子可分散至離子束中且傳輸至晶圓基板以中和否則將發生之電荷累積，來解決此表面電荷累積。
淹沒式等離子體槍裝置可具有不同類型，但典型地包括配置有一離子化細絲元件，且耦接至由螺線管線圈之一電漿管外接且與一離子束室連通之一弧室。弧室中之離子化細絲元件由一耐火金屬(通常為鎢)形成，且用以形成低能量電子電漿之氣體典型地係諸如氬、氪或氙之一惰性氣體，及其他可能之惰性氣體。可包含一法拉第總成，用於將中和電子約束於晶圓附近，以藉此輔助減輕晶圓基板充電，且通常包含電子劑量、均勻性及電荷量測及監視組件。
因此，淹沒式等離子體槍裝置解決束離子佈植系統中之操作問題，用以中和束電漿電荷以控制顆粒提升，且減少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。
在操作淹沒式等離子體槍系統以產生電荷中和低能量電子時，惰性氣體可附帶濺鍍淹沒式等離子體槍細絲。濺鍍細絲材料變成可沈積於離子佈植系統之絕緣體及石墨組件上之一氣態材料作為沈積污染物。更廣泛而言，運用延伸操作，離子束及可冷凝氣體蒸汽沈積於淹沒式等離子體槍弧室及其組件中、上及周圍。此等蒸汽亦沈積於法拉第(劑量量測)總成上，淹沒式等離子體槍電耦接至法拉第總成。無論蒸汽之具體成因如何，蒸汽損及淹沒式等離子體槍系統之效能，且損及系統之操作壽命。就效能而言，例如，此等沈積物容易受到歸因於電短路之電故障影響。亦與效能有關，濺射細絲材料(例如，鎢)會設法進入經離子佈植之一晶圓基板中，藉此將作為一污染物之濺鍍細絲材料(例如，鎢)放置於基板中且減少一離子佈植系統及程序之產物良率。
此等沈積物亦可減少淹沒式等離子體槍發射電流、增加細絲漏電流 且因為淹沒式等離子體槍係劑量量測系統之部分，所以產生法拉第漏電流。依一會需要定期維修(包含清潔沈積污染物)且會隨時間減少一淹沒式等離子體槍之有效壽命之方式，一浸沒槍之一弧室內之沈積污染物之所有此等效應在操作期間會具有一累積效應。因此，研究員繼續尋求淹沒式等離子體槍技術中之改良以解決及解析上述操作問題。本發明大體上係關於離子佈植設備及程序，且更具體而言係關於用於改良離子佈植淹沒式等離子體槍效能之裝置及方法。
在操作期間引入清潔氣體至浸沒槍之弧室中時，在操作中之浸沒槍弧室內清潔氣體有效地產生一所要清潔效應。根據本發明，一「清潔效應」係清潔氣體在一浸沒槍之弧室內具有之所要、有益或有利之一效應，藉此清潔氣體或一化學組分或其衍生物依改良一短期效能特性、一長期效能特性或電漿流槍或一附屬離子佈植系統之一生命全期之一或多者之一方式與一浸沒槍細絲或與沈積於弧室之內部之殘餘物相互作用。
一種類型清潔效應之一實例係清潔氣體可藉由與出現及累積於淹沒式等離子體槍之內部之材料沈積物相互作用而有效地產生揮發性反應產物氣體。藉此效應，材料沈積物可由清潔氣體揮發且藉此自弧室之表面移除。經移除之沈積物可為存在於一壁表面處之沈積物及存在於一絕緣體處之沈積物。結果係在使用期間累積於弧室內之表面上之殘餘物之量相對於將存在於無清潔氣體存在之表面上之殘餘物之量而減少。
此類型之清潔效應可有利地導致弧室中之殘餘物之減少累積。殘餘物之此減少累積之一直接結果可為淹沒式等離子體槍之改良效能。室中(例如，絕緣體處)之殘餘物累積可引起歸因於短路之電故障；殘餘物之一減少位準將減少或防止因短路而發生電故障。
清潔效應之一不同類型係藉由揮發存在於弧室內之表面處之殘餘物(源於淹沒式等離子體槍之細絲之殘餘物，由使用清潔氣體而揮發)可重新沈積於細絲上，藉此有效地再金屬化淹沒式等離子體槍中之細絲。一結果可為，相對於在無清潔氣體之存在下使用之一細絲之一壽命，淹沒式等離子體槍細絲之細絲壽命延長。
替代地或另外，一清潔效應可為清潔氣體有效地減少細絲之濺鍍。濺鍍細絲材料(例如，鎢)可佈植作為藉由涉及淹沒式等離子體槍之一程序離子佈植之一基板中之一污染物，引起程序之良率減少。細絲之濺鍍之減少將減小由細絲材料之離子佈植引起之基板污染之可能性，藉此增加一離子佈植方法(其涉及配合如所描述之清潔氣體操作之淹沒式等離子體槍)之良率。
在一態樣中，本發明係關於一種用於將氣體輸送至一淹沒式等離子體槍之氣體供應總成。該氣體供應總成包含：一流體供應源，其用於將惰性氣體輸送至用於產生惰性氣體電漿之一淹沒式等離子體槍，惰性氣體電漿包含在離子佈植操作中用於調變一基板之表面電荷之電子；及清潔氣體，其在惰性氣體流體供應源中與惰性氣體混合或在用於相對於輸送惰性氣體至該淹沒式等離子體槍而將清潔氣體同時或依序輸送至該淹沒式等離子體槍之一分離式清潔氣體供應包裝中。
在另一態樣中，本發明係關於一種操作一淹沒式等離子體槍之方法，該淹沒式等離子體槍經構造成為用於接收自一惰性氣體源流動至該淹沒式等離子體槍之惰性氣體，且自該淹沒式等離子體槍產生包含經能量調適以中和經離子佈植之一基板之表面電荷之電子的惰性氣體電漿。該方法包含相對於惰性氣體流動至該淹沒式等離子體槍而將一清潔氣體間歇、連 續或依序引入至該淹沒式等離子體槍，該清潔氣體有效地產生來自該淹沒式等離子體槍中之材料沈積物的揮發性反應產物氣體，且實現該淹沒式等離子體槍中之一電漿產生細絲的再金屬化。
將自後續描述及隨附申請專利範圍而更完全明白本發明之各種新穎及發明標的之其他態樣、特徵及實施例。
100‧‧‧淹沒式等離子體槍裝置
120‧‧‧弧室
122‧‧‧磁鐵
130‧‧‧細絲
140‧‧‧絕緣體
150‧‧‧電漿
160‧‧‧電漿管
170‧‧‧螺線管線圈
180‧‧‧維修閥
190‧‧‧磁場
200‧‧‧離子束室
210‧‧‧束電漿
220‧‧‧離子束
230‧‧‧螺線管線圈電源供應器
240‧‧‧外部電源供應器
250‧‧‧弧電源供應器
260‧‧‧細絲電源供應器
300‧‧‧束離子佈植系統
301‧‧‧離子佈植室
302‧‧‧管路
305‧‧‧離子束
316‧‧‧離子源
318‧‧‧管路
320‧‧‧泵
322‧‧‧質量分析器單元
324‧‧‧加速電極陣列
326‧‧‧偏轉電極
327‧‧‧淹沒式等離子體槍
328‧‧‧基板元件
330‧‧‧可旋轉架
332‧‧‧心軸
340‧‧‧管路
342‧‧‧泵
344‧‧‧管路
346‧‧‧泵
414‧‧‧氣體供應包裝/流體供應源
416‧‧‧氣體供應包裝/流體供應源
418‧‧‧氣體供應包裝/流體供應源
420‧‧‧容器/惰性氣體供應容器
422‧‧‧閥頭總成
424‧‧‧排氣口
426‧‧‧容器/清潔氣體供應容器
428‧‧‧閥頭總成
430‧‧‧排氣口
432‧‧‧容器
434‧‧‧閥頭總成
436‧‧‧排氣口
438‧‧‧手輪
440‧‧‧手輪
442‧‧‧手輪
444‧‧‧氣體進給管路/惰性氣體進給管路
446‧‧‧流控制閥
448‧‧‧致動器
450‧‧‧信號傳輸線
452‧‧‧氣體進給管路/清潔氣體進給管路
454‧‧‧流控制閥
456‧‧‧閥致動器
458‧‧‧信號傳輸線
460‧‧‧氣體進給管路
462‧‧‧流控制閥
464‧‧‧自動閥致動器
466‧‧‧信號傳輸線
478‧‧‧中央處理單元(CPU)
480‧‧‧淹沒式等離子體槍/淹沒式等離子體槍總成
482‧‧‧終端進給管路區段
484‧‧‧終端進給管路區段
486‧‧‧混合室
488‧‧‧氣體進給管路
490‧‧‧惰性氣體進給管路
492‧‧‧清潔氣體進給管路
圖1係一淹沒式等離子體槍裝置之一示意性表示，其展示淹沒式等離子體槍裝置之構造的細節。
圖2係在經離子佈植之晶圓基板之束線結構上游中利用一淹沒式等離子體槍裝置之一束離子佈植系統之一示意性表示。
圖3係根據本發明之一繪示性實施例之用於將氣體輸送至一淹沒式等離子體槍之一氣體供應總成之一示意性表示。
本發明大體上係關於離子佈植設備及程序，且更具體而言係關於用於改良離子佈植淹沒式等離子體槍效能之裝置及方法。
在一態樣中，本發明設想一種用於將氣體輸送至一淹沒式等離子體槍之氣體供應總成，該氣體供應總成包括：一流體供應源，其用於將惰性氣體輸送至用於產生惰性氣體電漿之一淹沒式等離子體槍，惰性氣體電漿包含在離子佈植操作中用於調變一基板之表面電荷的電子；及清潔氣體，其在惰性氣體流體供應源中與惰性氣體混合，或在用於相對於輸送惰性氣體至該淹沒式等離子體槍而將清潔氣體同時或依序輸送至該淹沒式等離子體槍之一分離式清潔氣體供應包裝中。
在各種實施例中，於此一氣體供應總成中，清潔氣體可在惰性氣體 流體供應源中與惰性氣體混合。
在各種實施例中，清潔氣體可係在一分離式清潔氣體供應包裝中，且該總成進一步包括流量迴路，其用於自清潔氣體供應包裝接收清潔氣體且自惰性氣體流體供應源接收惰性氣體以使其混合，以形成用於施配至該淹沒式等離子體槍之清潔氣體及惰性氣體之一混合物。
在各種實施例中，該流量迴路可包括一混合室，其經配置以自清潔氣體及惰性氣體之各自流體供應源接收清潔氣體及惰性氣體以使其混合，以形成用於施配至該淹沒式等離子體槍之清潔氣體及惰性氣體的混合物。
在各種實施例中，該流量迴路可包括閥門，其用於選擇性地實現該混合室中之清潔氣體及惰性氣體的混合，且替代地選擇性地使清潔氣體及惰性氣體能夠分開流動至該淹沒式等離子體槍。
在各種實施例中，該氣體供應總成可包括一處理器，其用於控制自清潔氣體供應包裝施配清潔氣體，及自惰性氣體供應包裝分開施配惰性氣體。在此總成中，該處理器可用於控制惰性氣體之施配，使得在離子佈植期間連續施配惰性氣體，且該處理器用於控制清潔氣體之施配，使得在惰性氣體之一施配期間間歇地施配清潔氣體，或使得在惰性氣體之施配之後依序施配清潔氣體。
在上文所描述之各種氣體供應總成中，於各種方法實施例中，當存在於淹沒式等離子體槍中時，清潔氣體有效地產生來自淹沒式等離子體槍中之材料沈積物的揮發性反應產物氣體。結果可為一清潔效應，材料沈積物可藉由該清潔效應而揮發且自弧室之表面予以移除，且視情況亦輸出(例如，泵抽出)弧室。清潔氣體可有效地移除存在於弧室之一壁表面處、一絕緣體處或其他表面處的沈積物。與藉由依惟無清潔氣體存在外之一相 同方式操作淹沒式等離子體槍而將存在於表面上之相同殘餘物的量相比較，藉由此清潔效應，在使用期間出現且累積於弧室內之表面上之殘餘物的量減少。弧室中存在減少之殘餘物可實現淹沒式等離子體槍之改良效能。作為一實例，存在於絕緣體處的殘餘物可減少或防止因可直接由建立在絕緣體上之殘餘物引起的短路而發生的電故障。
另外或替代地，自弧室之表面移除沈積物亦可改良細絲效能或細絲壽命。例如，若源自淹沒式等離子體槍之細絲之該等殘餘物可重新進入一弧室且重新沈積於細絲上，則使存在於該弧室內之表面處的殘餘物有效地再金屬化淹沒式等離子體槍中的細絲。一結果可為，相對於依惟反應室中不具有清潔氣體除外之相同方式之相同淹沒式等離子體槍操作之相同細絲的細絲壽命，淹沒式等離子體槍細絲的細絲壽命延長。
替代地或另外，一不同潛在清潔效應可為清潔氣體在操作期間有效地減少淹沒式等離子體槍之細絲之濺鍍。經濺鍍且在使用期間進入弧室之細絲材料(例如，鎢)會設法進入搭配淹沒式等離子體槍操作之一佈植束中。一旦細絲材料在離子佈植束中，則細絲材料可佈植作為經離子佈植之一基板之一污染物。細絲材料(若存在於基板中)係減少離子佈植程序之良率之一污染物。相較於不使用淹沒式等離子體槍中之清潔氣體之一相同方法，本發明之此清潔效應(即，減少細絲材料濺鍍至弧室中)將減小由該細絲材料引起之一離子佈植基板之基板污染之可能性，藉此增加離子佈植方法(其涉及配合如所描述之清潔氣體操作之淹沒式等離子體槍)之良率。
在氣體供應總成及操作一浸沒槍總成之方法之各種實施例中，清潔氣體可包含選自由F2、O2、H2、HF、SiF4、GeF4、NF3、N2F4、COF2、C2F4H2及CxOzHyFw組成之群組之至少一氣體，其中w、x、y及z係各獨立 於零或非零之化學計量適當值。例如，在組合物CxOzHyFw中，在各種實施例中w可
Figure TWI680695B_D0001
1。
在實例實施例中，一清潔氣體可包括由此等實例性氣體之任一者自身或此等氣體之兩種或兩種以上之一組合、由此等實例性氣體之任一者自身或此等氣體之兩種或兩種以上之一組合組成，或基本上由此等實例性氣體之任一者自身或此等氣體之兩種或兩種以上之一組合組成。由氣體之兩種或兩種以上之組合組成之一清潔氣體係不含有超過其他成分之一非實質數量之一清潔氣體；此可意謂(例如)清潔氣體含有不超過在本文中未識別為一清潔氣體之另一材料之5體積%、3體積%、2體積%、1體積%、0.5體積%或0.1體積%。(一般而言，如本文所使用，據稱「基本上由一或多種所識別材料組成」之任何材料或材料的組合(例如，氣體)係含有所識別材料或若干所識別材料，且不超過任何不同材料或若干不同材料之5體積%、3體積%、2體積%、1體積%、0.5體積%或0.1體積%之一材料；即，組合包含所列材料之至少95體積%、97體積%、98體積%、99體積%、99.5體積%或99.99體積%)。
在其中將清潔氣體供應至一淹沒式等離子體槍作為清潔氣體及惰性氣體之一混合物的實施例中，該混合物可包括如所描述之一實例性清潔氣體(一單一清潔氣體，或兩種或兩種以上清潔氣體之一組合)及如所描述之惰性氣體、由如所描述之一實例性清潔氣體(一單一清潔氣體，或兩種或兩種以上清潔氣體之一組合)及如所描述之惰性氣體組成，或基本上由如所描述之一實例性清潔氣體(一單一清潔氣體或兩種或兩種以上清潔氣體之一組合)及如所描述之惰性氣體組成。基本上由清潔氣體及惰性氣體組成之一混合物(例如，在一包裝中或否則用於如所描述之一系統或方法中) 係不含有超過除如所描述之清潔氣體及惰性氣體之外之任何成分之一非實質數量之一混合物；此可意謂(例如)該混合物含有清潔氣體、惰性氣體，及在本文中未識別為一清潔氣體或一惰性氣體之另一材料之5體積%、3體積%、2體積%、1體積%、0.5體積%或0.1體積%。
在各種實施例中，惰性氣體可包括氬、氦、氮、氙及氪中之至少一者。
一種淹沒式等離子體槍裝置可於本發明之廣泛實踐中以各種形式構成為包括本文所描述之各種氣體供應總成之一氣體供應總成。類似地，本發明設想包括各種形式構造之此淹沒式等離子體槍裝置之一離子佈植系統。
在一進一步態樣中，本發明設想一種操作一淹沒式等離子體槍之方法，該淹沒式等離子體槍用於接收自一惰性氣體源流動至該淹沒式等離子體槍的惰性氣體，且自該淹沒式等離子體槍產生包含經能量調適以中和經離子佈植之一基板之表面電荷之電子的惰性氣體電漿，該方法包括相對於惰性氣體流動至該淹沒式等離子體槍而間歇、連續或依序引入至該淹沒式等離子體槍。
在操作淹沒式等離子體槍系統以產生電荷中和低能量電子時，惰性氣體濺鍍淹沒式等離子體槍細絲。濺鍍材料變成可在離子佈植系統之絕緣體及石墨組件上形成沈積物之一氣態細絲材料。運用繼續操作，離子束及可冷凝氣體蒸汽沈積於淹沒式等離子體槍弧室及其組件中、上及周圍。此等蒸汽亦沈積於法拉第(劑量量測)總成上，淹沒式等離子體槍經電耦接至該法拉第總成。本文所描述之方法及清潔氣體藉由產生如本文所描述之一清潔效應而有效地減少、消除或改良此等效應。一種類型清潔效應係當一 清潔氣體用於如所描述之一方法中時，該清潔氣體可有效地產生來自淹沒式等離子體槍中之材料沈積物的揮發性反應產物氣體。此可導致弧室之此等材料沈積物之一減少存在，即，相對於惟不使用清潔氣體除外之相同操作之一相同弧室，係較清潔之一弧室。材料沈積物之減少可繼而改良淹沒式等離子體槍之短期效能，且可延長淹沒式等離子體槍之產品壽命。另外或替代地，清潔氣體之一清潔效應可實現淹沒式等離子體槍中之一電漿產生細絲的再金屬化。
在此方法之各種實施例中，可相對於惰性氣體流動至淹沒式等離子體槍而將清潔氣體間歇地引入至淹沒式等離子體槍。
在此方法之各種實施例中，可相對於惰性氣體流動至淹沒式等離子體槍而將清潔氣體連續地引入至淹沒式等離子體槍。
在此方法之各種實施例中，可相對於惰性氣體流動至淹沒式等離子體槍而將清潔氣體依序引入至淹沒式等離子體槍。
在此方法之各種實施例中，清潔氣體可流動至該淹沒式等離子體槍而與惰性氣體混合。
可實行上文所討論之方法，其中將清潔系統及惰性氣體自分開之氣體供應包裝提供至淹沒式等離子體槍。例如，清潔氣體及惰性氣體可在淹沒式等離子體槍外部彼此混合。藉由實例性方法，該混合物不含有除清潔氣體及惰性氣體之外的任何氣體，且除清潔氣體及惰性氣體之外無任何其他氣體被供應至淹沒式等離子體槍，即(例如)被分開或混合地供應至淹沒式等離子體槍的氣體係由清潔氣體及惰性氣體組成或基本上由清潔氣體及惰性氣體組成。
可實行該方法，其中清潔氣體包括氟、氧、氫、氟化氫、二氟化鈷 或其等之一組合、由氟、氧、氫、氟化氫、二氟化鈷或其等之一組合組成，或基本上由氟、氧、氫、氟化氫、二氟化鈷或其等之一組合組成。
可實行該方法，其中惰性氣體包括氬、氦、氮、氙及氪或其等之一組合、由氬、氦、氮、氙及氪或其等之一組合組成，或基本上由氬、氦、氮、氙及氪或其等之一組合組成。
本發明設想一種操作一離子佈植系統以增加維修事件之間的操作壽命之方法，其中該離子佈植系統包括一淹沒式等離子體槍，且該方法包含根據本文所描述之各種模式(其包含使用一清潔氣體)操作該淹沒式等離子體槍。
如在本文之「先前技術」章節中所討論，操作問題之特徵在於在束離子佈植系統中使用淹沒式等離子體槍裝置，其包含離子佈植系統之絕緣體及石墨組件上之細絲衍生之鎢或其他耐火金屬沈積，及此離子佈植系統中之弧室處及淹沒式等離子體槍之法拉第總成區域處之其他不需要材料之沈積。
作為一一般操作協定，淹沒式等離子體槍經設計以週期性維修(例如，每曆年一季度維修一次)，但通常，淹沒式等離子體槍需要在僅操作一短週期(其可為約僅數周)之後較早替換。此係不利的，因為淹沒式等離子體槍係離子佈植系統之法拉第、劑量、均勻性及電荷監視組件之部分，且隨著各淹沒式等離子體槍真空破壞，需要晶圓重新合格性鑑定。
本發明提供對此等操作問題之各種解決方案。在各種實施例中，一原位清潔氣體與流動至淹沒式等離子體槍之弧室之惰性氣體混合。此混合可涉及在用以將惰性源氣體(惰性氣體)提供至淹沒式等離子體槍弧室之一單一氣體供應容器中提供一對應混合物，使得該混合物自此單一氣體供應 容器施配至淹沒式等離子體槍。在其他實施例中，可使用惰性源氣體及原位清潔氣體之分開之氣體供應容器，其中清潔氣體及惰性源氣體在分開之管路中共同流動至用於在其中混合以形成混合氣體之弧室，或其中各自清潔氣體及惰性源氣體流動至一混合室以形成接著在一進給管路中流動至淹沒式等離子體槍之弧室之混合氣體，或其中清潔氣體自一分開之氣體供應容器流動至一氣體進給管路，該氣體進給管路將惰性氣體自一分開之氣體供應容器傳輸至淹沒式等離子體槍之弧室，使得清潔氣體與該進給管路中之惰性源氣體混合且在混合氣體中輸送至淹沒式等離子體槍之弧室。作為一進一步變型，可將清潔氣體週期性注入至淹沒式等離子體槍弧室中或至弧室之一惰性氣體進給管路。方法之結果(即，清潔效應)可：在操作期間減少沈積殘餘物繼續或持續累積於淹沒式等離子體槍之表面或組件處；實現淹沒式等離子體槍弧室細絲之(例如，週期性)再金屬化(例如，再鎢化)；或實現來自淹沒式等離子體槍或相關聯之離子佈植系統結構之不需要沈積物之週期性移除。
因此，本發明設想方法實施例，其涉及在惰性源氣體之同時連續流動至淹沒式等離子體槍弧室期間將清潔氣體之連續流動提供至此弧室作為(例如)來自含有惰性源氣體之一源容器之一預混合氣體混合物，或在各種共同流動配置中，其中惰性氣體及清潔氣體之分開之氣體供應容器將其各自氣體直接供應至弧室或弧室上游之一混合結構(專用混合室或將清潔氣體注入流動至淹沒式等離子體槍之弧室之惰性氣體之進給管路)。本發明亦設想在惰性源氣體之連續或間歇地流動至淹沒式等離子體槍弧室期間將清潔氣體週期性地(例如，循環或非循環)輸送至此弧室。
在其中在封裝於一單一氣體供應容器中之一單件式氣體混合物中預 混合惰性氣體及清潔氣體之例項中，希望惰性氣體及清潔氣體之相對比例(諸如)產生一所要清潔效應，以(例如)導致連續或間歇性移除離子佈植系統之淹沒式等離子體槍總成及相關聯之束線區域中之沈積物，藉由再金屬化細絲而最佳抑制或補救來自細絲之細絲材料(例如，鎢)之一損耗且視情況建立一平衡，其中在淹沒式等離子體槍之操作期間最小化或甚至消除由濺鍍引起之細絲材料之損耗。
同樣地，在分開輸送惰性氣體及清潔氣體之其他模式中，將對應地選擇清潔氣體對惰性氣體之相對比例，以達成沈積物之此連續或間歇性移除及來自淹沒式等離子體槍之弧室中之細絲之損耗之抑制或補救。
因此，應瞭解，當清潔氣體同時且連續流動至淹沒式等離子體槍弧室時，清潔氣體相較於惰性氣體之濃度可相對較小，且清潔氣體之週期性注入惰性氣體中會需要所採用之清潔氣體之相對較大濃度，以達成一所要清潔效應或淹沒式等離子體槍之弧室中之細絲之再金屬化(例如，再鎢化)。
因此，本發明設想用於使原位清潔氣體與惰性氣體混合以產生一所要清潔效應之各種技術，例如將諸如鎢之細絲材料傳輸至淹沒式等離子體槍細絲或更一般而言自與沈積物反應而形成揮發性反應產物氣體(例如，在氟組合物清潔氣體之情況下形成揮發性氟化物)，使得可易於自離子佈植系統移除所得反應產物氣體。藉由某些實施例，可在自離子佈植系統正常排出流出物氣體時實現自淹沒式等離子體槍弧室移除揮發性反應產物氣體，其中揮發性反應產物氣體夾帶於其他流出物氣體中且與其他流出物氣體一起自系統排出。另外或替代地，可實施泵抽操作以諸如藉由在將清潔氣體週期性注入流動至淹沒式等離子體槍弧室之惰性氣體中之一步驟期間 將氣體泵抽出弧室而移除此等揮發性反應產物氣體。
如所提及之清潔氣體及惰性氣體可在清潔氣體及惰性氣體之各者可採用之一單件式氣體供應容器或分開之容器中混合。任一情況中之氣體供應容器可為任何適合類型，且可(例如)包括高壓氣缸，或諸如可自Entegris,Inc.(Billerica,Massachusetts,USA)以商標VAC®購得之內部壓力調節氣體供應容器，或諸如可自Entegris,Inc.(Billerica,Massachusetts,USA)以商標SDS®購得之基於吸附劑之氣體供應容器。
原位清潔氣體可屬有效地產生如上文所描述之一清潔效應之任何適合類型，諸如移除或防止沈積物累積於淹沒式等離子體槍總成之表面處；藉由濺鍍淹沒式等離子體槍總成之鎢細絲而抑制或補救去金屬化；或此等之一組合。在特定實施例中，原位清潔氣體可(例如)包括選自由下列組成之群組之一或多種氣體、由選自由下列組成之群組之一或多種氣體組成或基本上由選自由下列組成之群組之一或多種氣體組成：F2、O2、H2、HF、SiF4、GeF4、NF3、N2F4、COF2、C2F4H2及CxOzHyFw，其中w、x、y及z係各獨立於零或非零之化學計量適當值。在其中清潔氣體包含組合物CxOzHyFw之氣體之應用中，在各種實施例中w可
Figure TWI680695B_D0002
1。在其他實施例中，清潔氣體可包括前述氣體物種之兩者或兩者以上之任何混合物、由前述氣體物種之兩者或兩者以上之任何混合物組成或基本上由前述氣體物種之兩者或兩者以上之任何混合物組成。
同樣地，惰性氣體可屬通常在淹沒式等離子體槍總成中採用以產生用於離子佈植系統中之晶圓表面處之電荷中和之低能量電子之任何適合類型。在特定實施例中，惰性氣體可(例如)包括氬、氦、氮、氙、氪或其類似者以及此等其他物種之兩者或兩者以上之混合物、由氬、氦、氮、氙、 氪或其類似者以及此等其他物種之兩者或兩者以上之混合物組成或基本上由氬、氦、氮、氙、氪或其類似者以及此等其他物種之兩者或兩者以上之混合物組成。
原位清潔氣體/惰性氣體混合物可包括依任何適合濃度及相對比例之此等氣體、由依任何適合濃度及相對比例之此等氣體組成或基本上由依任何適合濃度及相對比例之此等氣體組成。在各種實施例中，有利的係：基於(原位清潔氣體及惰性氣體之)總氣體混合物之總體積，使用依自0.01體積%至60體積%之濃度之原位清潔氣體(其可為單一成分以及多成分組合物)。在其他實施例中，原位清潔氣體之濃度可在其下限為0.1體積%、0.5體積%、1體積%、2體積%、5體積%、10體積%、12體積%、15體積%、18體積%、20體積%、25體積%、30體積%、35體積%、40體積%、45體積%或50體積%且其上限超過下限且其在各種組成物中可為1體積%、2體積%、5體積%、10體積%、12體積%、15體積%、18體積%、20體積%、25體積%、30體積%、35體積%、40體積%、45體積%、50體積%、55體積%或60體積%之一範圍內，其中百分比基於總氣體混合物之總體積。在特定應用中，基於(原位清潔氣體及惰性氣體之)總氣體混合物之總體積原位清潔氣體之濃度在自0.05%至20%之一範圍內，或自0.5%至12%之一範圍內，或自1%至5%之一範圍內或包含上文所識別之下限之一者及上文所識別之上限值之一者之任何其他適合範圍。
因此，應理解用於本發明之一給定應用中之特定氣體組合物可實質上取決於以下因素而改變：特定淹沒式等離子體槍離子佈植裝置、淹沒式等離子體槍操作壽命、發射電流、細絲漏電流、法拉第漏電流及裝置之其他操作特性以及在裝置之操作中佈植基板晶圓中之特定離子束物種。
在本發明之廣泛實踐中，當原位清潔氣體經供應與惰性氣體在第一時間點中混合以呈此混合形式自一單件式流體供應容器施配時，流動至淹沒式等離子體槍之弧室原位清潔氣體/惰性氣體混合物之流速可大幅改變。在用於製造半導體產品之各種淹沒式等離子體槍離子佈植操作中，混合物之流速可(例如)在自每分鐘0.5標準立方公分(sccm)至每分鐘1標準立方公分(sccm)之一範圍內。在平板顯示器(FPD)佈植操作中，在特定實施例中，原位清潔氣體/惰性氣體混合物之流速可在自3sccm至5sccm之一範圍內。
當原位清潔氣體及惰性氣體依(至少最初)分開之流形式供應時，各自分開之流之流速可經對應地改變及判定以達成自足以產生如本文所描述之一清潔效應(諸如實現移除淹沒式等離子體槍總成中之沈積物、再金屬化(例如，再鎢化)其中之一細絲，同時亦實現自惰性氣體產生之低能量電子之電荷中和)之此等流衍生之氣體之相對濃度。
因此，如上文所討論，在各種實施例中，惰性氣體及原位清潔氣體可在第一時間點中供應作為自來一單件式氣體供應容器之一氣體混合物。在其他實施例中，惰性氣體及原位清潔氣體可提供於淹沒式等離子體槍及離子佈植裝置之位置處之分開之容器中，其中分開之容器將其各自氣體施配至淹沒式等離子體槍及離子佈植器裝置之分開管路以在裝置中混合。替代地，分開之施配管路可將氣體施配至淹沒式等離子體槍及離子佈植器裝置之一共同進給管路上游，使得各自氣體在其流動通過該共同進給管路時相互混合。作為一進一步替代方案，分開之容器可將各自氣體施配至一混合室，混合氣體自該混合室流動通過一單一進給管路至淹沒式等離子體槍及離子佈植器裝置。相應地，設想單件式氣體混合物流體供應以及共流配 置，其僅需要各自氣體在淹沒式等離子體槍及離子佈植器裝置處或其上游組合以提供一混合氣體，以自惰性氣體產生低能量電子以及清潔淹沒式等離子體槍、再金屬化淹沒式等離子體槍細絲或兩者。
在其中原位清潔氣體及惰性氣體自分開之源供應且在使用淹沒式等離子體槍裝置時混合之其他例項中，有利的可係，在氣體供應迴路中提供當惰性氣體不流動時僅使原位清潔氣體流動至離子佈植裝置之能力，以提供淹沒式等離子體槍之一高強度清潔。此可由一供應容器及歧管配置調節，其用於實現原位清潔氣體之一吹洗流至漿浸沒槍裝置中、自裝置清除其他氣體且實現發生淹沒式等離子體槍之清潔操作作為一間歇性清潔操作。
在各種實施例中，可偏好此間歇性高強度清潔以增加裝置之操作壽命，且此間歇性高強度清潔可整合為淹沒式等離子體槍離子佈植器裝置之預防性維修之部分。
在其他操作模式中，替代運用混合原位清潔氣體及惰性氣體同時進給之一專用清潔操作，可期望週期性地循環吹洗大量原位清潔氣體至流動至用於正常電漿產生操作之淹沒式等離子體槍離子佈植裝置中之惰性氣體或直接週期性地循環吹洗大量原位清潔氣體至淹沒式等離子體槍之弧室，使得藉由原位清潔氣體自動且週期性實施原位清潔。此可(例如)藉由利用一循環計時器程式或用於使原位清潔氣體混合至惰性氣體以達成清潔氣體/惰性氣體混合物中之清潔氣體之一預定濃度之一氣櫃或閥箱(VMB)來調節。
本發明之同時、間歇或依序(替代地)使用一原位清潔氣體及一惰性程序氣體以反應性地移除諸如鎢及其他沈積殘餘物之濺鍍細絲材料之沈積累 積、改良淹沒式等離子體槍及佈植器效能、再金屬化淹沒式等離子體槍中之細絲或兩者之方法達成技術中之一實質進步。相對於不使用如本文所描述之清潔氣體操作之一相同淹沒式等離子體槍之相同操作，使用一清潔氣體之優點包含改良一離子佈植器中之一淹沒式等離子體槍之操作服務壽命、減少此設備之維修事件且減少發生可使佈植器效能顯著降級之淹沒式等離子體槍之有害操作。
現參考圖式，圖1係一淹沒式等離子體槍裝置100之一示意性表示，其展示淹沒式等離子體槍裝置之構造之細節。
淹沒式等離子體槍裝置包含一弧室120，其中於弧室之壁處安置由絕緣體140支撐之一細絲130，且藉由電路接合細絲130至細絲電源供應器260。細絲130在被供能量時於弧室120中產生一電漿150。弧室具有位於其一外表面處之磁鐵122。如圖中所展示，弧室與弧電源供應器250電耦接。弧室與由被一螺線管線圈電源供應器230供能量之一螺線管線圈170外接之一電漿管160耦接。電漿管160配備用於電漿管之一維修閥180。接著，電漿管與含有束電漿210之離子束室200連通。自電漿管160發出之磁場190成角度定向於離子束室中之離子束220之方向上。離子束室200與一外部電源供應器240耦接作為淹沒式等離子體槍裝置之電源供應迴路之部分。電漿管160藉由絕緣體與離子束室200電隔離。
在操作時，圖1之淹沒式等離子體槍裝置與經供能量之細絲一起操作以形成含有來自引入至弧室之惰性氣體之低能量電子之一電漿，其中低能量電子施配至離子束室200中之離子束中，用於晶圓基板(未在圖1中展示)之表面處之電荷中和。
圖2係在經離子佈植之晶圓基板之束線結構上游中利用一淹沒式等離 子體槍裝置之一束離子佈植系統300之一示意性表示。
在所繪示之系統300中，離子佈植室301含有自管路302接收摻雜源氣體之一離子源316且產生一離子束305。離子束305通過選擇所需離子且拒斥非選定之離子之質量分析器單元322。
選定離子通過加速電極陣列324且接著通過偏轉電極326。接著，所得聚焦離子束通過操作以將低能量電子施配至離子束之淹沒式等離子體槍327，且接著，與此等低能量電子一起擴增之離子束衝擊安置於可旋轉架330(其安裝在心軸332上)上之基板元件328。摻雜物離子之離子束藉此視需要摻雜基板以形成一摻雜結構，且低能量電子用以中和基板元件328之表面上之電荷累積。
離子佈植室301之各自區段分別藉由泵320、342及346通過管路318、340及344排氣。
圖3係根據本發明之一繪示性實施例之用於將氣體輸送至一淹沒式等離子體槍之一氣體供應總成之一示意性表示。
圖3中所展示之淹沒式等離子體槍480配置成與用於示範氣體供應總成之各種操作模態之三個氣體供應包裝414、416及418呈流體接收關係。氣體供應包裝418包含具有一閥頭總成434之一容器432，其中一排氣口436接合至氣體進給管路460。閥頭總成434配備一手輪442，用於手動調整閥頭總成中之閥以使閥頭總成中之閥視需要在完全敞開與完全閉合位置之間平移以實現施配操作，或替代地，實現容器432號之氣體混合物之封閉儲存。手輪442可由經自動控制以調變閥頭總成中之閥之設定之一閥致動器(例如，可操作地鏈接至CPU 478之一氣動閥致動器)替代。
容器432含有一原位清潔氣體/惰性氣體混合物，其可(例如)包括作為 原位清潔氣體中之5體積%之氟氣體及作為惰性氣體之95體積%之氙。如圖中所展示之氣體進給管路460含有一流控制閥462。流控制閥462配備一自動閥致動器464，其具有將致動器鏈接至CPU 478之信號傳輸線466，藉此CPU 478可將信號傳輸線466中之控制信號傳輸至閥致動器，以調變閥462之位置，以對應地控制清潔氣體/惰性氣體混合物自容器432流動至淹沒式等離子體槍總成480。
作為將一原位清潔氣體/惰性氣體混合物供應至淹沒式等離子體槍之一替代方案，如以預混合形式存在於容器432中，圖3之氣體供應總成包含一替代配置，其中流體供應源414包含容器420中之一惰性氣體，且其中流體供應源416包含容器426中之清潔氣體。
流體供應源414包含具有一閥頭總成422之容器420，其中一排氣口424接合至氣體進給管路444，用於施配來自容器420之惰性氣體，如先前所描述。閥頭總成配備手輪438，其就流體供應源418而言可被可操作地鏈接至CPU 478之一自動閥致動器所替代。
依相似方式，流體供應源416包含具有一閥頭總成428之容器426，其中一排氣口430接合至氣體進給管路452，用於施配來自容器426之清潔氣體，如先前所描述。閥頭總成配備手輪440，其可被可操作地鏈接至CPU 478之一自動閥致動器所替代。
在圖3系統中，惰性氣體進給管路444含有配備由信號傳輸線450可操作地鏈接至CPU 478之致動器448之流控制閥446。對應地，清潔氣體進給管路452含有配備由信號傳輸線458可操作地鏈接至CPU 478之閥致動器456之流控制閥454。藉由此配置，CPU 478可經可程式構形以視需要實施來自惰性氣體供應容器420之惰性氣體之施配操作及來自清潔氣體供應容 器426之清潔氣體之施配操作。
如圖3中所繪示，流控制閥446下游之惰性氣體進給管路444包含接合至混合室486之一終端進給管路區段482。同樣地，流控制閥454下游之清潔氣體進給管路452包含接合至混合室486之一終端進給管路區段484。藉由此配置，惰性進給氣體及清潔氣體可在各自終端進給管路區段中引入至混合室，用於使其混合且隨後自氣體進給管路488中之混合室486流動至淹沒式等離子體槍480。可藉由適當調變在各自氣體進給管路444及452中之流控制閥446及454來可控地設定自混合室486排出之混合物之各自惰性氣體及清潔氣體成分之相對比例。
作為圖3系統之一進一步替代方案，惰性氣體進給管路444可連接至依虛線表示所展示之惰性氣體進給管路490，以將惰性氣體直接引入至淹沒式等離子體槍裝置，例如直接引入至此裝置之弧室。對應地，清潔氣體進給管路452可連接至依虛線表示所展示之清潔氣體進給管路492，以將清潔氣體直接引入至淹沒式等離子體槍裝置，例如直接引入至此裝置之弧室。依此方式，共同流動之惰性氣體及清潔氣體流直接引入至淹沒式等離子體槍且在裝置之弧室中彼此混合。
圖3系統亦可經操作使得來自容器420之惰性氣體在其中安置淹沒式等離子體槍480之佈植器裝置之離子佈植操作期間連續流動至淹沒式等離子體槍480，同時，來自容器426之清潔氣體僅間歇地(例如，依預定循環間隔)引入至淹沒式等離子體槍，使得依此預定循環間隔或否則依一週期性方式實現清潔動作及細絲之再金屬化。
作為圖3系統中之操作之一進一步修改，藉由清潔氣體進給管路452、492及/或終端進給管路區段484中之適當閥門，清潔氣體可在惰性氣 體流動至電漿融合槍同時或替代地在已終止惰性氣體流動至電漿融合槍之後依週期性間隔或視需要以其他方式分開流動至淹沒式等離子體槍，使得僅清潔氣體流動至電漿融合槍裝置。閥門可適應清潔氣流之此分開獨立操作，而無惰性氣體同時流動至電漿融合槍，且可(例如)藉由適當鏈接至CPU 478來調變閥門，以將清潔氣體切換至用於與流動至混合室之惰性氣體混合之混合室486作為另一操作模式。
因此，應瞭解圖3系統可經各種構形以適應多種操作模式，其包含自一單件式氣體供應容器之預混合惰性氣體/清潔氣體之流動、惰性氣體及清潔氣體之共同流動至淹沒式等離子體槍、惰性氣體及清潔氣體之共同流動至淹沒式等離子體槍之一混合室上游、清潔氣體之週期性引入至淹沒式等離子體槍中，運用或不運用惰性氣體同時流動至淹沒式等離子體槍(週期性或間歇性清潔模式)、或清潔氣體經由混合室週期性引入至惰性氣體流中。對應地，應瞭解在此系統中繪示性展示之CPU 478可包括任何適合類型或若干類型之一處理器，其包含一專用程式化電腦、一可程式化邏輯控制器、微處理器等等且CPU可經可程式化構形以實行涉及清潔氣體之上述操作模式。
最終，應瞭解如在本文中所揭示之各種淹沒式等離子體槍操作中利用清潔氣體達成技術中之一實質進步，以使淹沒式等離子體槍之操作壽命能夠實質上增加，且離子佈植系統之總效率能夠增強。
雖然本文已參考特定態樣、特徵及繪示性實施例闡述本發明，但應瞭解本發明之用途不因此受限，而是延伸至且涵蓋數種其他變型、修改及替代實施例，如基於本文之描述而向熟習本發明之領域之一般技術者建議其自身。對應地，如下文所主張之本發明意欲在其精神及範疇內廣泛地視 為及解譯為包含所有此等變型、修改及替代實施例。

Claims (7)

  1. 一種淹沒式等離子體槍裝置，其包括：一淹沒式等離子體槍；一氣體供應總成，其用於將氣體輸送至該淹沒式等離子體槍；一流體供應源，其用於將惰性氣體輸送至用於產生惰性氣體電漿之該淹沒式等離子體槍，惰性氣體電漿包含在離子佈植操作中用於調變一基板之表面電荷的電子；及清潔氣體，其在該惰性氣體流體供應源中與該惰性氣體混合，或在用於相對於輸送惰性氣體至該淹沒式等離子體槍而將清潔氣體同時或依序輸送至該淹沒式等離子體槍之一分開的清潔氣體供應包裝中。
  2. 如請求項1之淹沒式等離子體槍裝置，其中該清潔氣體係在一分離式清潔氣體供應包裝中，且該總成進一步包括流量迴路，其用於自該清潔氣體供應包裝接收清潔氣體且自該惰性氣體流體供應源接收惰性氣體以使其混合，以形成用於施配至該淹沒式等離子體槍之清潔氣體及惰性氣體之一混合物。
  3. 如請求項2之淹沒式等離子體槍裝置，其中該流量迴路進一步包括：一混合室，其經配置以自清潔氣體及惰性氣體之各自流體供應源接收該清潔氣體及該惰性氣體以使其混合，以形成用於施配至該淹沒式等離子體槍之清潔氣體及惰性氣體之該混合物；閥門，其用於選擇性地實現該混合室中之該清潔氣體及該惰性氣體的混合，且亦可改採選擇性地使該清潔氣體及該惰性氣體能夠分開流動至該淹沒式等離子體槍；及一處理器，其用於控制自該清潔氣體供應包裝施配清潔氣體，及自該惰性氣體供應包裝施配惰性氣體。
  4. 如請求項1之淹沒式等離子體槍裝置，其中該清潔氣體包括選自由F2、O2、H2、HF、SiF4、GeF4、NF3、N2F4、COF2、C2F4H2及CxOzHyFw組成之群組之至少一氣體，其中w、x、y及z係各獨立於零或非零之化學計量適當值。
  5. 如請求項1之淹沒式等離子體槍裝置，其中該惰性氣體包括氬、氦、氮、氙及氪中之至少一者。
  6. 一種包括如請求項1至5之淹沒式等離子體槍裝置之離子佈植系統。
  7. 一種操作一淹沒式等離子體槍之方法，該淹沒式等離子體槍係構造成為用於接收自一惰性氣體源流動至該淹沒式等離子體槍的惰性氣體，且自該淹沒式等離子體槍產生包含經能量調適以中和經離子佈植之一基板之表面電荷之電子的惰性氣體電漿，該方法包括相對於惰性氣體流動至該淹沒式等離子體槍而將一清潔氣體間歇、連續或依序引入至該淹沒式等離子體槍，該清潔氣體有效地產生來自該淹沒式等離子體槍中之材料沈積物的揮發性反應產物氣體，且實現該淹沒式等離子體槍中之一電漿產生細絲的再金屬化。
TW105143249A 2015-12-27 2016-12-26 藉由於濺鍍氣體混合物中使用追蹤原位清潔氣體以改良離子佈植淹沒式等離子體槍效能 TWI680695B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562271278P 2015-12-27 2015-12-27
US62/271,278 2015-12-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201728232A TW201728232A (zh) 2017-08-01
TWI680695B true TWI680695B (zh) 2019-12-21

Family

ID=57910125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105143249A TWI680695B (zh) 2015-12-27 2016-12-26 藉由於濺鍍氣體混合物中使用追蹤原位清潔氣體以改良離子佈植淹沒式等離子體槍效能

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180337020A1 (zh)
JP (1) JP6779295B2 (zh)
KR (1) KR102041062B1 (zh)
CN (1) CN108369886B (zh)
TW (1) TWI680695B (zh)
WO (1) WO2017117053A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019118121A1 (en) 2017-12-15 2019-06-20 Entegris, Inc. Methods and assemblies using flourine containing and inert gasses for plasma flood gun (pfg) operation
US11653841B2 (en) 2018-09-27 2023-05-23 Heartware, Inc. MAP estimation on VAD patients
TWI725384B (zh) * 2019-02-22 2021-04-21 力晶積成電子製造股份有限公司 半導體離子植入機的離子源頭結構
WO2024085975A1 (en) * 2022-10-20 2024-04-25 Applied Materials, Inc. Gas delivery pallet assembly, cleaning unit and chemical mechanical polishing system having the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200802564A (en) * 2006-04-26 2008-01-01 Advanced Tech Materials Cleaning of semiconductor processing systems
TW201128679A (en) * 2009-10-01 2011-08-16 Praxair Technology Inc Method for ion source component cleaning
TWI368951B (en) * 2004-11-30 2012-07-21 Sumitomo Eaton Nova Wafer charge compensation device and ion implantation system having the same
TWI489509B (zh) * 2013-03-15 2015-06-21 Nissin Ion Equipment Co Ltd 離子源

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5554854A (en) * 1995-07-17 1996-09-10 Eaton Corporation In situ removal of contaminants from the interior surfaces of an ion beam implanter
US5633506A (en) * 1995-07-17 1997-05-27 Eaton Corporation Method and apparatus for in situ removal of contaminants from ion beam neutralization and implantation apparatuses
US6464891B1 (en) * 1999-03-17 2002-10-15 Veeco Instruments, Inc. Method for repetitive ion beam processing with a carbon containing ion beam
US6313428B1 (en) * 1999-10-12 2001-11-06 Advanced Ion Beam Technology, Inc. Apparatus and method for reducing space charge of ion beams and wafer charging
US20070137576A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-21 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for providing an inductively coupled radio frequency plasma flood gun
KR20070080009A (ko) * 2006-02-06 2007-08-09 삼성전자주식회사 플라즈마 플러드 건의 가스 공급 장치
SG10201605310RA (en) * 2009-10-27 2016-08-30 Entegris Inc Ion implantation system and method
SG11201404872SA (en) * 2012-02-14 2014-09-26 Advanced Tech Materials Carbon dopant gas and co-flow for implant beam and source life performance improvement
JP2013187017A (ja) * 2012-03-07 2013-09-19 Toshiba Corp 半導体装置の製造装置および製造方法
US9053907B2 (en) * 2012-04-04 2015-06-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System and method of ion neutralization with multiple-zoned plasma flood gun
CN105453225B (zh) * 2013-03-05 2018-08-28 恩特格里斯公司 离子注入组合物、系统和方法
US9299536B2 (en) * 2013-10-17 2016-03-29 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Wide metal-free plasma flood gun
US9070538B2 (en) * 2013-10-25 2015-06-30 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Pinched plasma bridge flood gun for substrate charge neutralization

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI368951B (en) * 2004-11-30 2012-07-21 Sumitomo Eaton Nova Wafer charge compensation device and ion implantation system having the same
TW200802564A (en) * 2006-04-26 2008-01-01 Advanced Tech Materials Cleaning of semiconductor processing systems
TW201128679A (en) * 2009-10-01 2011-08-16 Praxair Technology Inc Method for ion source component cleaning
TWI489509B (zh) * 2013-03-15 2015-06-21 Nissin Ion Equipment Co Ltd 離子源

Also Published As

Publication number Publication date
TW201728232A (zh) 2017-08-01
US20180337020A1 (en) 2018-11-22
CN108369886A (zh) 2018-08-03
JP2019500732A (ja) 2019-01-10
KR20180086230A (ko) 2018-07-30
CN108369886B (zh) 2020-08-14
WO2017117053A1 (en) 2017-07-06
JP6779295B2 (ja) 2020-11-04
KR102041062B1 (ko) 2019-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6258384B2 (ja) イオン注入システム中のイオン源の寿命および性能を向上させる方法および装置
TWI680695B (zh) 藉由於濺鍍氣體混合物中使用追蹤原位清潔氣體以改良離子佈植淹沒式等離子體槍效能
KR101658975B1 (ko) 반도체 가공 시스템에서의 이온 공급원 세정법
US20190103275A1 (en) Phosphorus or arsenic ion implantation utilizing enhanced source techniques
TWI788551B (zh) 用於離子植入系統之四氟化鍺與氫之混合物及使用彼等之離子植入方法
TWI700727B (zh) 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
US10920087B2 (en) Hydrogenated isotopically enriched boront trifluoride dopant source gas composition
KR101982903B1 (ko) 주입 용품에서 인 축적을 최소화하기 위한 대체 물질 및 혼합물