TWI743140B - 離子植入系統、用於清潔該離子植入系統之一或多個構件的方法、以及清潔該離子植入系統的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供離子植入系統，其具有經配置以從碘化鋁形成離子束的離子源。束線組件選擇性地將該離子束輸送至經配置以接受用於將鋁離子植入至工件中之離子束的終端站。離子源具有固態材料源，其具有固體形式的碘化鋁。固體源蒸發器蒸發該碘化鋁，其界定氣態碘化鋁。電弧室從該氣態碘化鋁形成電漿，其中來自電源的電弧電流經配置以從該碘化鋁解離鋁離子。一或多個提取電極從該電弧室提取該離子束。水蒸氣源進一步引入水以使殘餘碘化鋁反應形成氫碘酸，其中該殘餘碘化鋁及氫碘酸從該系統中排空。

Description

離子植入系統、用於清潔該離子植入系統之一或多個構件的方法、以及清潔該離子植入系統的方法 【相關申請案參考】
本案請求於2016年6月21日提交之題為「使用固體碘化鋁(AlI3)之植入製造原子鋁離子及碘化鋁與相關副產物之原位清潔」的美國臨時申請案No.62/352,673的權益，其內容藉由引用整體併入本文。
本發明一般係關於離子植入系統，更具體地係關於一種用於使用碘化鋁離子源材料及相關的束線構件植入鋁離子之離子植入系統，其具有用於該離子植入系統的原位清潔的機制。
離子植入是用於半導體裝置製造中的物理過程以選擇性地將摻雜劑植入至半導體及/或晶圓材料中。因此，植入的行為不仰賴於摻雜劑及半導體材料之間的化學相互作用。對於離子植入，離子植入器之離子源的摻雜劑原子/分子被離子化、加速、形成離子束、分析及掃過晶圓，或該晶圓被掃過該離子束。該等摻雜劑離子物理性地轟擊晶圓，進入表面並在與其能量有關的深度下靜止在該表面下方。
離子植入器中的離子源通常藉由在電弧室中離子化源材料來產生離子束，其中該源材料的組分是所欲的摻雜劑元素。然後該所欲的摻雜劑元素以離子束的形式從經離子化源材料中被提取。
常規地，當鋁離子是所欲的摻雜劑元素時，為了離子植入之目的，已經使用諸如氮化鋁(AlN)及氧化鋁(Al2O3)的材料作為鋁離子的源材料。氮化鋁或氧化鋁通常為固體絕緣材料，其被放置於(在離子源中)形成電漿的電弧室。
常規地引入氣體(例如氟)以化學蝕刻該等含鋁材料，由此該源材料被離子化，且鋁被提取並沿著該束線轉移至位於用於植入其中之終端站的碳化矽工件。例如，該等含鋁材料通常與電弧室中的某些形式的蝕刻劑氣體(例如BF3、PF3、NF3等)一起用作該等鋁離子的源材料。然而，此等材料具有生產與來自該電弧室的預期鋁離子一起發射的絕緣材料(例如AlN、Al2O3等)的不利副作用。
該絕緣材料隨後塗覆該離子源的各種組分，例如提取電極，其然後開始構建電荷並且不利地改變該等提取電極的靜電特性。電荷積聚的後果導致該等提取電極之通常被稱為電弧或「毛刺化」的行為，因為積聚的電荷與其他部件電弧及/或接地。在極端情況下，提取電極電源的行為可能會發生變化及變形。此通常導致不可預測的光束行為並且導致減小的光束電流及頻繁的預防性維護以清潔與該離子源相關聯的各種構件。此外，來自此等材料的薄片及其他殘留物可以在電弧室中形成，從而改變其操作特性，導致額外的頻繁清潔。
本發明克服了先前技術的局限性，藉由一種用於改良用於植入鋁之離子植入系統中離子源的性能及延長其壽命的系統、裝置及方法。據此，以下呈現本揭示內容的簡化概要以便提供對本揭示內容之某些方面的基本理解。本概要並非對本揭示內容之廣泛概述。本發明的目的不在於確認本發明的關鍵或關鍵要素，亦非在於描述本發明的範圍。其目的在於以簡化的形式呈現本揭示內容之一些概念作為稍後呈現之更詳細描述的序言。
本揭示內容方面促進用於將鋁離子植入至工件中的離子植入方法。根據一個示例性方面，用於離子植入系統的離子源包含固態材料源，其包含固體形式的碘化鋁。在一個實例中，碘化鋁是粉末形式、顆粒形式及大塊固體形式之一或多者。
例如，該離子植入系統進一步包含束線組件，其經配置以選擇性地輸送離子束，其中終端站經配置以接受用於將鋁離子植入至工件中的該離子束。
例如，固體源蒸發器經配置以蒸發碘化鋁，從而界定氣體碘化鋁。電源可以可操作地耦合至經配置以從該氣體碘化鋁形成電漿的電弧室，其中來自電源的電弧電流經配置以從碘化鋁解離鋁離子。此外，一或多個提取電極可以經配置以從該電弧室提取離子束，其中該離子束由鋁離子組成。
根據一個實例，固體源蒸發器包括含一或多個加熱元件，其經配置以將碘化鋁加熱至約90℃至100℃之間的蒸發溫度。
根據另一實例，進一步提供提取電源並與該一或多個提取電 極相關聯。例如，該一或多個提取電極包括提取孔，其中來自該提取電源的提取電流經配置以通過該提取孔提取該離子束。
根據另一實例，提供真空系統並經配置以選擇性地基本上排空離子植入系統的一或多個部件(例如電弧室)。根據另一實例，進一步提供水引入裝置並經配置以將水蒸氣引入至離子植入系統的一或多個組分，例如離子源。在另一個實例中，提供共同氣體源並經配置以提供共同氣體至用於輔助電漿形成之該電弧室。
根據本揭示內容之另一示例性方面，提供了將鋁離子植入至工件的方法。在一個實例中，該方法包含蒸發固體碘化鋁源材料，其中界定經蒸發的碘化鋁源材料。將該蒸發的碘化鋁源材料提供至離子植入系統的離子源，並將該碘化鋁源材料在該離子源中離子化。從該離子源進一步提取含有鋁離子的離子束並將其導向工件，從而將該鋁離子植入至該工件中。
根據一個實例，在該離子植入系統的一或多個內部構件上形成一或多個殘餘碘化鋁及氫碘酸，並從中清洗。例如，清潔一或多個殘餘碘化鋁及氫碘酸包含將水蒸氣引入至該離子植入系統之內部構件中，其中該水蒸氣與排空離子植入系統的該殘餘鋁反應形成氫碘酸。此外，藉由經真空系統排空該離子植入系統從該離子植入系統中除去該經反應的殘餘碘化鋁及未反應的碘化鋁。該水蒸氣可以原位被引入，其中可以進一步迭代地引入該水蒸氣並將該系統排空以除去該殘餘碘化鋁及氫碘酸。
根據另一個實例，將該離子植入系統引入水蒸氣同時進行關閉束。該關閉束包含在該電弧室中維持活性氬電漿，從而基本上防止非離 子化環境與離子植入系統的冷卻同時發生。
以上概要僅旨在給出本揭示內容一些具體實例之一些特徵的簡要概述，且其它具體實例可以包括較上述所提及額外的及/或不同的特徵。尤其，此概要不應被解釋為限制本案申請專利範圍。因此，為了實現前述及相關目的，本揭示內容包含以下描述並在申請專利範圍中被具體指出的特徵。以下描述及附圖詳細闡述了本揭示內容之某些說明性具體實例。然而，此等具體實例僅指示可以採用本揭示內容之原理的各種方式中的幾種。當結合附圖考慮時，從以下對本揭示內容的詳細描述中，本揭示內容之其它目的、優點及新穎特徵將變得顯而易見。
100:示例性真空系統
101:離子植入系統
102:終端
104:束線組件
106:終端站
108:離子源
110:電源
112:離子源材料
114:電弧室
116:離子束
118:一或多個提取電極
119:提取孔
120:提取電源
121:提取電流
122:獨立電極
124:光束轉向裝置
126:孔
128:工件
130:卡盤
132:處理室
134:真空室
136:處理環境
138:真空系統
140:控制器
142:固態材料源
144:固體源蒸發器
146:加熱裝置
148:共同氣體
149:內表面
150:水輸送系統
152:水引入裝置
154:儲水器
200:示例性方法
202:動作
204:動作
206:動作
208:動作
210:動作
300:示例性方法
302:動作
304:動作
306:動作
308:動作
圖1是根據本揭示內容之若干方面的利用碘化鋁離子源材料之示例性真空系統的框圖。
圖2示出根據本揭示內容之另一方面的示例性蒸發器。
圖3示出使用碘化鋁作為源材料將鋁離子植入至工件的示例性方法。
圖4示出用於清潔使用碘化鋁作為源材料之離子植入系統的示例性方法。
本揭示內容通常係關於離子植入系統及與其相關的離子源材料。更具體地，本揭示內容係關於用於該離子植入系統的構件，其使用碘化鋁(AlI3)固體源材料來製造原子鋁離子以在高達1000℃的範圍內的各種溫度下電摻雜矽、碳化矽或其它半導體基質。此外，本揭示內容提供在 離子植入方法期間及/或之後的碘離子及其副產物的原位清潔。
據此，現在將參考附圖描述本發明，其中相同的附圖標記可以用於指代相同的元件。應當理解，此等方面的描述僅是說明性的，且它們不應被解釋為限制性的。在下面的描述中，為了說明之目的，闡述了許多具體細節以便提供對本發明的透徹理解。然而，對於本領域技術人員顯而易見的是，可以在沒有此等具體細節的情況下實踐本發明。此外，本發明的範圍不旨在受下文參考附圖描述的具體實例或實例的限制，而是僅由所附申請專利範圍及其等同物限制。
亦應注意，提供附圖以給出本揭示內容之具體實例之一些方面的圖示，因此僅被視為示意圖。尤其，附圖中所示的元件不一定相互縮放，且選擇附圖中的各種元件的佈置以提供對相應具體實例的清楚理解，並且不應被解釋為必須是在根據本發明之具體實例的實現中各種構件的實際相對位置的代表。此外，除非另有特別說明，本文所述的各種具體實例及實例的特徵可以彼此組合。
亦應當理解，在下面的描述中，在附圖中或本文所述的功能塊、裝置、部件、電路元件或其他物理或功能單元之間的任何直接連接或耦合亦可藉由間接連接或耦合實施。此外，應當理解附圖中所示的功能塊或單元可以在一個具體實例中被實施為單獨的特徵或線路，且亦可以或替代地在另一具體實例中的共同特徵或線路中完全或部分地被實施。例如，幾個功能塊可以被實現為在諸如信號處理器的公共處理器上運行的軟體。亦應當理解，除非另有說明，否則在以下說明書中被描述為基於線的任何連接亦可以被實施為無線通信。
根據本揭示內容的一個方面，圖1示出示例性真空系統100。本實例中的真空系統100包含離子植入系統101，然而亦可以考慮各種其它類型的真空系統，例如電漿處理系統或其它半導體處理系統。例如，離子植入系統101包含終端102、束線組件104終端站106。
一般來說，終端102中之離子源108耦合至電源110。離子源108經配置以將離子源材料112離子化成電弧室114中的複數個離子，並從中經由一或多個提取電極118形成及提取離子束116。例如，該一或多個提取電極118包括提取孔119，離子束116通過其被提取及界定。例如，提取電源120與一或多個提取電極118相關聯。例如，從提取電源120提供至一或多個提取電極118的提取電流121經配置以通過提取孔119提取離子束116，靠近提取孔119的獨立電極122可經偏置以阻止靠近電弧室114之中和電子的反流或通過該提取孔返回。根據本揭示內容之一個實例，在離子源108的電弧室114中提供離子源材料112，如下文將進一步詳細討論的，其中該離子源材料包含碘化鋁(AlI3)。
本實例中的離子束116被引導通過光束轉向裝置124，並且朝向終端站106出孔126。在終端站106中，離子束116轟擊工件128(例如，諸如矽晶圓、碳化矽、顯示面板等之半導體)，其被選擇性地夾緊或安裝至卡盤130(例如，靜電卡盤或ESC)上。一旦嵌入至工件128的格子中，經植入之離子改變工件的物理及/或化學性質。因此，離子植入用於半導體裝置製造及金屬加工，以及材料科學研究中的各種應用。
本揭示內容之離子束116可以採取任何形式，諸如鉛筆或點光束、帶狀光束、掃描光束或其中離子指向終端站106的任何其他形式， 且所有此等形式被設想為落於該揭示內容之範圍內。
根據一個示例性方面，終端站106包含處理室132，諸如真空室134，其中處理環境136與該處理室相關聯。處理環境136通常存在於處理室132內，且在一個實例中，包含由耦合至處理室並經配置以基本上排空處理室的真空系統138(例如真空泵)產生的真空。應當注意，真空系統138可以經配置以選擇性地基本上排空真空系統100之各種其它構件，諸如與終端102、束線組件104及終端站106相關聯的任何構件。例如，真空系統138可以有利地經配置以基本上排空離子源108的電弧室114。此外，提供控制器140用於真空系統100的總體控制。
本揭示內容理解到，已經發現在其上形成有碳化矽固態基之裝置(未示出)的工件128具有較矽基裝置更佳的熱及電特性。例如，在高溫下轉換大量相當高之電壓的應用中，碳化矽固態裝置較傳統的矽固態裝置具有更佳的熱及電特性。例如，碳化矽基裝置可以有利地在高電壓及高溫裝置(諸如電動車等)中實施。
然而，離子植入至包含碳化矽的工件128中係使用不同於使用在矽工件的植入摻雜劑種類。例如，當將離子植入至包含碳化矽的工件128中時，通常進行鋁及氮的植入，由此將鋁及氮離子分別注入至該工件中。例如，氮植入物相對簡單，因為氮可以作為氣體引入至離子源108中，由此與氮植入物相關聯之氮離子的離子化及提取提供相對容易的調整、清除等。然而，與鋁植入物相關聯之鋁離子的離子化及提取較困難，因為目前少有已知的良好鋁氣態源溶液。
據此，本揭示內容涉及施用碘化鋁(AlI3)作為離子源材料 112以便在離子源108中產生原子鋁離子。迄今為止，還沒有施用碘化鋁作為離子源材料112，本發明人目前意識到施用碘化鋁減少了在鋁離子植入物中常規遇到的絕緣材料及薄片等的形成。因此，當使用碘化鋁作為源材料112時，在常規鋁離子植入物中看到的絕緣材料不產生且不會在與離子源相關聯的各種組分中或其上形成。因此，離子源108及提取電極118的壽命有利地增加，在離子植入系統101的操作期間產生更穩定的離子束116，且藉由使用碘化鋁作為離子源材料112可以允許基本上更高的束電流。
本揭示內容創造性地認為，當以固體形式提供碘化鋁作為離子源108中的源材料112時，可以產生單原子鋁離子，由此該等鋁離子可用於在室溫至1000℃的溫度範圍內電摻雜包含碳化矽、矽或其他材料之工件128。因此，藉由利用碘化鋁(AlI3)作為源材料112，本揭示內容相較先前已知的技術提供離子源108改良的壽命、改良的束電流及離子植入系統101之各種其它改良的操作特性。
因此，根據本揭示內容，提供碘化鋁(AlI3)作為固體材料源142，其被插入至與離子植入系統101相關聯的固體源蒸發器144(例如，圓柱形爐)中。例如，離子植入系統101可包含麻薩諸塞州貝弗利之亞舍立科技股份有限公司所製造之合適的離子植入器。例如，將碘化鋁以粉末形式、顆粒形式及大塊固體形式之一或多者放入固體源蒸發器144中。在插入固體源蒸發器144之後，碘化鋁經加熱至汽化溫度(例如，90-100℃)以產生足夠的氣態物質的逸出，以引入至離子源108的電弧室114作為源材料112以形成電漿。該電漿的形成可以使用或不使用共同氣體148(諸如氬)來實現，以幫助啟動在電弧室114中形成該電漿。例如，固體源蒸發器144 包含加熱裝置146(例如，一或多個加熱元件或加熱線圈)，其經配置以將碘化鋁加熱至蒸發溫度。
當碘化鋁在固體源蒸發器144中達到適當的溫度(例如蒸發溫度)時，放出足夠的材料，使得可以在離子源108的電弧室114中單獨使用碘化物或與共同氣體148組合產生穩定的電漿。據此，然後經由提取電極118靜電提取單個原子鋁離子以形成離子束116，該離子束116被進一步操作並輸送至工件128以被植入鋁。
本揭示內容進一步提供一種從離子源108及周圍區域中原位清洗碘化鋁及其副產物的技術，其係由於使用碘離子作為鋁源材料用於植入原子鋁離子至包含矽、碳化矽或其它半導體基質之工件128而產生。
如上所述，可以從固態材料源142向離子植入系統101中的固體源蒸發器144提供碘化鋁。例如，該碘化鋁藉由將其加熱至固體源蒸發器144中的適當溫度而蒸發，由此所得的碘化鋁蒸氣在離子源108的電弧室114中被解離，然後被離子化，以便產生以用於離子植入之方法以離子束116形式提取的原子鋁離子。應注意，與碘化鋁相關聯的未離子化(例如分子或非解離的)材料可能積聚在離子植入系統101的內表面上，或它們分解成各種組分。例如，碘化鋁之此種分解的主要組分是碘化鋁、鋁、碘及碘化氫。如上所述，鋁是用於離子植入之方法的離子束116的期望目標材料成分，而當碘存在於整個離子植入系統101中時，碘是相對惰性的。然而，碘化氫是反應性的且具有化學分解傾向以形成氫碘酸，其是強腐蝕性酸。
例如，與離子源108相關聯的固體源蒸發器144可以在惰性 環境(例如氬氣、氮氣或其它惰性氣體環境)中從固態材料源142手動負載源材料112(碘化鋁)以免原料與空氣中的水分反應。例如，一或多個固體源蒸發器144及離子源108可以與離子植入系統101分離並放置在「手套箱」中以用於在惰性環境中手動裝載源材料112。離子源108及/或固體源蒸發器144然後可以被重新安裝在離子植入系統101中，由此至少離子源108被真空泵送至離子植入系統的操作壓力。
例如，源材料112(碘化鋁)在固體源氣化器144中被加熱直到其形成蒸氣(例如氣相)，由此該蒸氣遷移或以其它方式被引入至電弧室114中，其中如上所述鋁被離子化、提取作為離子束116，並被輸送至工件128。未反應的碘化鋁具有在較冷的表面(例如，在低於約90-100℃之溫度下的表面)再固化的傾向，諸如與離子源108及其它束線組件相關聯的內表面149。由於碘化鋁的蒸發溫度，碘化鋁在較熱的表面(例如溫度大於約90-100℃的表面)中趨於不再固化。
本揭示內容理解到作為與氫或含氫化合物(諸如水)之反應的副產物的碘化氫可以形成或以其它方式塗覆離子源108(及其它束線組分)的內表面149。例如，當固體源蒸發器144中的碘化鋁材料耗盡時，離子源108可以從離子植入系統101去除，由此該離子源可以被清潔並重新加載碘化鋁以繼續該過程。然而，此時在離子源108之內表面149上的未反應之碘化鋁及碘化氫可能被暴露於含濕空氣中以形成額外的碘化氫及氫碘酸。
然而，本揭示內容有利地理解到若碘化鋁被原位暴露於水蒸氣，則可以形成液體狀殘餘物，由此可以經由真空系統138(例如有毒氣體 排氣或其他真空系統)排空並除去該液體狀殘餘物。因此，本揭示內容涉及將離子源108及/或離子植入系統101之其它構件原位暴露於水蒸氣以幫助其清潔及維護。例如，原位暴露可以是周期性的，諸如在日常關閉循環期間，或其可以在該離子源之壽命結束時以單次曝露(例如吹掃及泵循環)進行。或者，可以使用單獨之專用容器來清潔離子源108。
在預定時間內將水蒸氣引入至離子源108的殼體內各個部分可以有利地使碘化氫與氫碘酸反應以使其被真空系統138除去並有助於中和任何剩餘的材料以用於用鹼性溶液(諸如異丙醇或其他較不危險的溶劑)清洗剩餘的材料。例如，可以控制水蒸氣的引入以安全地反應碘化鋁副產物以使有害的化學反應及/或腐蝕性方面最小化。
本揭示內容理解到沒有上述使用水的原位清潔，在內表面149上形成之大量未反應的碘化鋁及氫碘酸可能導致特殊的去污方案及處理。因此，本揭示內容涉及將水蒸氣引入至真空系統100(或替代地外部容器)中以有意地允許形成碘化鋁副產物(例如通過排氣)，並且考慮經由真空系統138去除此等副產物。例如，可以在常規機器停機期間(諸如藉由利用備用束操作(例如過夜))來原位完成除去碘化鋁副產物。或者，除去碘化鋁副產物可以在離子源108或蒸發器144的壽命結束時經由一系列單獨的吹掃/泵循環或經由單次吹掃在原位完成，隨後是一個抽水循環。本揭示內容進一步涉及在較高壓力(諸如大氣壓)下吹掃/泵或單次吹掃。可以進一步提供專用之外部容器(未示出)以用於上述清潔及泵送。
將水或水蒸氣引入至真空系統100可以藉由水輸送系統150來完成。圖2示出示例性的水輸送系統150，其中水引入裝置152(諸如麻 薩諸塞州貝弗利之亞舍立科技股份有限公司的料號110126300)，其經配置以從儲水器154接收水以將水或水蒸氣原位引入至圖1之真空系統100。
因此，本揭示內容使用放置在144蒸發器中的粉末狀或其它固體碘化鋁，並將其加熱至汽化溫度(例如經由加熱裝置146)。因此，該碘化鋁被蒸發，由此該經蒸發的材料被轉移至離子源108的電弧室114中，在該區域中它進一步被離子化並沿著該束線輸送以被植入至工件128中。
圖3示出了提供用於將鋁離子植入至工件中的示例性方法200。應當注意，雖然示例性方法在本文中被示為及描述為一系列的動作或事件，但是應當理解，本發明不受所示此般動作或事件之排序的限制，因為一些步驟可根據該發明以不同的順序發生及/或與本文所示及描述的其它步驟同時進行。此外，實現根據本發明的方法可以不需要所有示出的步驟。此外，應當理解，可以與本文所示及描述的系統相關聯地以及與未示出的其他系統相關聯地實現該等方法。
如圖3所示，方法200藉由汽化固體碘化鋁源材料而在動作202中開始，在其中界定經蒸發的碘化鋁源材料。例如，在動作202中提供的該固體碘化鋁源材料最初是粉末形式、顆粒形式及大塊固體形式之一。
在動作204中，經蒸發的碘化鋁源材料被提供給離子植入系統的離子源，諸如圖1之離子植入系統101的離子源108。在圖3的動作206中，該碘化鋁源材料在該離子源中被離子化。在動作208中，從離子源中提取含有鋁離子的離子束，諸如經由圖1之一或多個電極118。在圖3的動作210中，離子束被引向工件，從而將鋁離子植入至工件中。
根據一個實例，在執行動作206、208及210中之一或多者 時，可以在該離子植入系統的一或多個內部構件上形成殘餘碘化鋁及氫碘酸中之一或多者，由此該殘餘碘化鋁及氫碘酸之一或多者可以從該離子植入系統的一或多個內部構件進一步被清潔。例如，清潔該殘餘碘化鋁及氫碘酸之一或多者可以包括將水蒸氣引入至該離子植入系統的該等內部構件並排空該離子植入系統，其中基本上除去該水蒸氣及殘留的碘化鋁及氫碘酸。
在另一個實例中，可以藉由將大氣及經蒸發的水中之一或多者引入到該離子植入系統的內部構件中將該水蒸氣引入至離子植入系統的內部構件。
本揭示內容進一步理解碘化鋁傳統上是難以處理的材料，因為它是從大氣吸收水以形成氫碘酸的吸濕材料。據此，碘化鋁及其副產物通常難以處理(例如，通常使用具有惰性氣體的手套箱來處理材料)，並且在使用後經常仔細地清潔與副產物接觸的構件等。然而，本揭示內容考慮藉由在所需的加工溫度(例如90-100℃)下在蒸發器中提供碘化鋁來使用鋁離子植入系統中用於植入鋁的碘化鋁，由此該碘化鋁表現良好且不產生絕緣的或使用氧化鋁等先前所碰到的其它有害副產物。
與任何來源材料一樣，在使用碘化鋁之後留下殘餘材料。當以氣體源材料植入時，殘餘材料可以經由該真空系統被泵出該系統。然而，當使用固體源材料進行植入時，殘餘物通常是從未被離子化的離子源出現的固體，由此該未被離子化的材料塗覆沿著該束線遇到的下一個冷表面。使用碘化鋁，該未被離子化的碘化鋁可以沿著該束線塗覆較冷的構件。此外，由於碘化鋁是吸濕性的，故去除構件並隨後暴露於空氣中的水蒸氣會 導致清洗困難。然而，本揭示內容有意地在固體材料的充電壽命結束時經由空氣中之水蒸氣引入水蒸氣(例如原位)，或經由主動水洩放有意地液化該材料以用於隨後通過該真空系統之排空。
因此，本揭示內容引入水或水蒸氣以液化或蒸發該剩餘的碘化鋁，並且隨後通過標準排空除去該經液化或蒸發的材料。圖4進一步示出了用於此般清潔的示例性方法300。本揭示內容理解仍然可以執行一些手動清潔以去除頑固沉積物，但是大多數碘化鋁有利地經由水蒸氣除去。可以使用異丙醇進一步進行手動清潔。
根據本揭示內容的一個示例性方面，方法300包含在動作302中經由碘化鋁的離子化將鋁離子植入至工件。例如，在動作302中植入鋁離子可以包含圖3的方法200。如圖4所示，方法300在動作304中將鋁離子植入之後繼續將水蒸氣引入至該離子植入系統。在動作304中水蒸氣之引入使該水蒸氣在動作306中與經形成、濺射或以其他方式沉積於該離子植入系統之一或多個構件的一或多個內表面上的殘餘碘化鋁反應。例如，作用306中該水蒸氣與殘餘碘化鋁反應形成一或多種產物，諸如氫碘酸及未經反應之殘餘碘化鋁。
在動作308中，該離子植入系統被排空，其中除去了殘餘碘化鋁及水的一或多種反應產物，諸如經反應及未經反應的殘餘碘化鋁及氫碘酸。例如，可以原位執行動作304、306及308。此外，可以迭代地執行在動作304中引入水蒸氣、在動作306中使該水蒸氣與該殘餘碘化鋁反應及在動作308中排空該離子植入系統。
注意到在動作304中將水蒸氣引入至該離子植入系統可包 含蒸發水並將該經蒸發的水引入至該離子植入系統的離子源。據此，在動作306中，該水蒸氣與可以被濺射至該離子植入系統內之冷表面上的碘化鋁反應。
進一步注意到，在動作304中氬離子束可以與引入水蒸氣同時形成，其中保持離子植入系統內的升溫環境。例如，該氬離子束可以被認為是關閉束，由此在該電弧室中保持有活性氬電漿，從而基本上防止非離子化環境與離子植入系統的冷卻同時發生。
根據另一個實例，當該離子源冷卻時引入水蒸氣。此外，週期性地引入少量的水蒸氣，可以在操作中持續保持該系統的清潔，最終不需要大量的淨化。
或者，該離子植入系統的一或多個構件可在該源材料的使用結束時暴露於大量的水蒸氣，其中將該系統泵送下來，並且重複曝露多次。由於溫度低的特性，可以看出熱構件不大會受到材料堆積的影響，並且積聚常常發生在非束衝擊區域。
在一個實例中，在使用固體源材料的工作週期結束時(例如生產日結束)，運行「關閉光束」(例如氬束)以在該等蒸發器溫度降低且該材料冷卻時將活性電漿保持在該電弧室中，因此在冷卻時基本上防止非離子化環境。因此，該氬束保持部件溫暖，並且在該冷卻期間，在該日操作的最後幾個小時期間將受控量的水蒸氣植入至該系統中。
作為原位引入水蒸氣的替代方案，更大的水蒸氣暴露被引入至該系統並隨後被排放到空氣中，由此該碘化鋁被液化或蒸發，然後經由該真空系統泵出。
雖然已經針對一特定具體實例或具體實例們示出及描述了本發明，但是應當注意，上述具體實例僅用作實施本發明的一些具體實例的例子，且本發明的應用並非僅限於此等具體實例。特別是考慮到上述構件(組件、裝置、電路等)執行的各種功能，除非另有說明，用於描述此般構件的術語(包括對「手段」的引用)有意地執行所述構件的特定功能的任何組件(即功能上相同)，即使其在結構上不等同於在本文所示之本發明的示例性具體實例中執行該功能之所揭示的結構。此外，雖然本發明的特定特徵可能已僅針對若干具體實例中之一被揭示，但是如對於任何給定的或特定的應用可能是理想的及有利的，此般特徵可以與其他具體實例之一或多個其他特徵組合。據此，本發明不限於上述具體實例，而是有意地僅由所附申請專利範圍及其等同物限制。
100:示例性真空系統
101:離子植入系統
102:終端
104:束線組件
106:終端站
108:離子源
110:電源
112:離子源材料
114:電弧室
116:離子束
118:一或多個提取電極
119:提取孔
120:提取電源
121:提取電流
122:獨立電極
124:光束轉向裝置
126:孔
128:工件
130:卡盤
132:處理室
134:真空室
136:處理環境
138:真空系統
140:控制器
142:固態材料源
144:固體源蒸發器
146:加熱裝置
148:共同氣體
149:內表面
150:水輸送系統

Claims (19)

  1. 一種離子植入系統，其包含：離子源，其經配置以從碘化鋁形成離子束；束線組件，其經配置以選擇性地輸送該離子束；終端站，其經配置以接受用於將鋁離子植入至工件中的該離子束；水輸送系統，其經配置以將水或水蒸汽引入至該離子源、該束線組件及該終端站中之一或多者，其中該水輸送系統經配置以使水或水蒸氣與在該離子源、該束線組件及該終端站中之一或多者的一或多個內表面上形成的殘餘碘化鋁反應；及真空系統，其經配置以基本上排空該離子源、該束線組件及該終端站中之一或多者，其中該真空系統進一步經配置以基本上從該離子源、該束線組件及該終端站中各自除去該水或水蒸汽與該經反應之殘餘碘化鋁的一或多個反應產物。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的離子植入系統，其進一步包含：固態材料源，其包含固體形式之碘化鋁；及固體源蒸發器，其經配置以蒸發該碘化鋁，從而界定氣態碘化鋁，其中該離子源包含電弧室，該電弧室經配置以從該氣態碘化鋁形成電漿並且從該氣態碘化鋁解離鋁離子，且其中該水輸送系統經配置以將水或水蒸汽引入至該電弧室。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的離子植入系統，其中該離子源進一步包含一或多個提取電極，其經配置以從該電弧室提取該離子束，其中該水輸送系統進一步經配置以將該水或水蒸汽引入至該一或多個提取 電極。
  4. 根據申請專利範圍第2項所述的離子植入系統，其中該固體源蒸發器包含一或多個加熱元件，其經配置以將該碘化鋁加熱至蒸發溫度。
  5. 根據申請專利範圍第2項所述的離子植入系統，其中該固體源蒸發器經配置以將該碘化鋁加熱至約90℃及100℃之間。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的離子植入系統，其中該工件包含碳化矽。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述的離子植入系統，其中該碘化鋁是粉末形式、顆粒形式及大塊固體形式之一或多者。
  8. 一種用於清潔離子植入系統之一或多個構件的方法，該方法包含：在該一或多個構件之一或多個內表面上提供殘餘碘化鋁材料；將水蒸汽引入至該一或多個構件之一或多個內表面，其中將該殘餘碘化鋁與該水蒸汽反應形成氫碘酸；及排空該離子植入系統，其中除去該殘餘碘化鋁及氫碘酸。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述的方法，其包含迭代地引入該水蒸氣且排空該離子植入系統。
  10. 根據申請專利範圍第8項所述的方法，其中該水蒸汽係被原位引入。
  11. 根據申請專利範圍第8項所述的方法，其中在該一或多個構件之該一或多個內表面上提供該殘餘碘化鋁材料包含經由碘化鋁之離子化將鋁離子植入至工件中，其中該殘餘碘化鋁形成一或多個構件的一或多個內表面。
  12. 根據申請專利範圍第8項所述的方法，其中該一或多個構件包含離子 源及提取電極中之一或多者。
  13. 一種清潔離子植入系統的方法，其中該方法包含：經由碘化鋁之離子化將鋁離子植入至工件中；在植入該等鋁離子之後將水蒸汽引入至該離子植入系統，其中使該水蒸氣與形成在該離子植入系統之一或多個構件的一或多個內表面上的殘餘碘化鋁反應；及排空該離子植入系統，其中從該離子植入系統中除去該水蒸汽與該經反應之殘餘碘化鋁的一或多個反應產物。
  14. 根據申請專利範圍第13項所述的方法，其中使該水蒸氣與該殘餘碘化鋁反應形成氫碘酸。
  15. 根據申請專利範圍第13項所述的方法，其中迭代地執行引入水蒸氣且排空該離子植入系統。
  16. 根據申請專利範圍第13項所述的方法，其中將水蒸氣引入至該離子植入系統包含將水蒸發並且將該經蒸發的水引入至該離子植入系統的離子源。
  17. 根據申請專利範圍第13項所述的方法，其中該水蒸汽與已經被濺射至該離子植入系統內之冷表面上的碘化鋁反應。
  18. 根據申請專利範圍第13項所述的方法，其進一步包含將該水蒸汽引入至該離子植入系統並同時形成氬離子束，其中在該離子植入系統內保持溫暖的環境。
  19. 根據申請專利範圍第13項所述的方法，其進一步包含將該水蒸汽引入至該離子植入系統並同時執行關閉光束，其中該關閉光束包含將活性 氬電漿保持在該離子植入系統之電弧室中，從而基本上防止非離子化環境並同時冷卻該離子植入系統。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10774419B2 (en) * 2016-06-21 2020-09-15 Axcelis Technologies, Inc Implantation using solid aluminum iodide (ALI3) for producing atomic aluminum ions and in situ cleaning of aluminum iodide and associated by-products
US10676370B2 (en) * 2017-06-05 2020-06-09 Axcelis Technologies, Inc. Hydrogen co-gas when using aluminum iodide as an ion source material
US10811214B2 (en) * 2019-01-18 2020-10-20 Applied Materials, Inc. Low emission cladding and ion implanter
US11881376B2 (en) 2020-10-02 2024-01-23 Entegris, Inc. Method and systems useful for producing aluminum ions
KR20230010376A (ko) 2021-07-12 2023-01-19 한국과학기술연구원 금속 산화물 나노입자로 도핑된 그래핀 시트를 이용한 가스 검출 시스템

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030038246A1 (en) * 2001-04-03 2003-02-27 Reyes Jaime M. Helium ion generation method and apparatus
TW200402458A (en) * 2002-07-18 2004-02-16 Air Prod & Chem Method for etching high dielectric constant materials and for cleaning deposition chambers for high dielectric constant materials
TW200801082A (en) * 2006-06-12 2008-01-01 Univ Lunghwa Sci & Technology Device and related method for decomposing polymer materials using H2O plasma
TW201007821A (en) * 2008-05-30 2010-02-16 Axcelis Tech Inc Control of particles on semiconductor wafers when implanting boron hydrides
US20110220812A1 (en) * 2010-03-10 2011-09-15 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Cleaning of an extraction aperture of an ion source
US20150087108A1 (en) * 2013-09-26 2015-03-26 Tel Solar Ag Process, Film, and Apparatus for Top Cell for a PV Device

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3933530A (en) * 1975-01-28 1976-01-20 Rca Corporation Method of radiation hardening and gettering semiconductor devices
JPS6054150A (ja) 1983-09-01 1985-03-28 Hitachi Ltd イオン源
JPS60195853A (ja) * 1984-03-16 1985-10-04 Hitachi Ltd マイクロ波イオン源
JPH0554812A (ja) * 1991-08-22 1993-03-05 Nissin Electric Co Ltd イオン源
JP3412398B2 (ja) * 1995-06-09 2003-06-03 日新電機株式会社 イオンビーム立上げ方法
US5852345A (en) * 1996-11-01 1998-12-22 Implant Sciences Corp. Ion source generator auxiliary device for phosphorus and arsenic beams
US6452338B1 (en) 1999-12-13 2002-09-17 Semequip, Inc. Electron beam ion source with integral low-temperature vaporizer
GB0128913D0 (en) 2001-12-03 2002-01-23 Applied Materials Inc Improvements in ion sources for ion implantation apparatus
AU2003258960A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-19 Semequip Inc. Ion implantation device and method
JP4158603B2 (ja) * 2003-06-03 2008-10-01 日新イオン機器株式会社 イオンビーム発生方法およびイオン源
JP4643588B2 (ja) * 2003-12-12 2011-03-02 セメクイップ， インコーポレイテッド 固体から昇華した蒸気の流れの制御
JPWO2007086196A1 (ja) * 2006-01-30 2009-06-18 住友電気工業株式会社 炭化珪素半導体装置の製造方法
CN101473073B (zh) * 2006-04-26 2012-08-08 高级技术材料公司 半导体加工系统的清洁
US20080241805A1 (en) * 2006-08-31 2008-10-02 Q-Track Corporation System and method for simulated dosimetry using a real time locating system
US9984855B2 (en) 2010-11-17 2018-05-29 Axcelis Technologies, Inc. Implementation of co-gases for germanium and boron ion implants
JP5669712B2 (ja) * 2011-11-11 2015-02-12 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法
US9093372B2 (en) * 2012-03-30 2015-07-28 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for processing a substrate
US9165773B2 (en) * 2013-05-28 2015-10-20 Praxair Technology, Inc. Aluminum dopant compositions, delivery package and method of use
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
US10774419B2 (en) * 2016-06-21 2020-09-15 Axcelis Technologies, Inc Implantation using solid aluminum iodide (ALI3) for producing atomic aluminum ions and in situ cleaning of aluminum iodide and associated by-products

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030038246A1 (en) * 2001-04-03 2003-02-27 Reyes Jaime M. Helium ion generation method and apparatus
TW200402458A (en) * 2002-07-18 2004-02-16 Air Prod & Chem Method for etching high dielectric constant materials and for cleaning deposition chambers for high dielectric constant materials
TW200801082A (en) * 2006-06-12 2008-01-01 Univ Lunghwa Sci & Technology Device and related method for decomposing polymer materials using H2O plasma
TW201007821A (en) * 2008-05-30 2010-02-16 Axcelis Tech Inc Control of particles on semiconductor wafers when implanting boron hydrides
US20110220812A1 (en) * 2010-03-10 2011-09-15 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Cleaning of an extraction aperture of an ion source
US20150087108A1 (en) * 2013-09-26 2015-03-26 Tel Solar Ag Process, Film, and Apparatus for Top Cell for a PV Device

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