本发明专利技术部分地涉及防止或减少在半导体及微电子制造中使用的离子注入机的离子源组件中形成及/或积聚沉积物的方法。所述离子源组件包括电离室及一个或一个以上含于所述电离室内的组件。所述方法涉及将掺杂剂气体引入所述电离室中，其中，所述掺杂剂气体具有足以防止或减少在电离期间形成氟离子/氟自由基的组成。随后在足以防止或减少在所述电离室的内部及/或在所述一个或一个以上含于所述电离室内的组件上形成及/或积聚沉积物的条件下使所述掺杂剂气体电离。所述沉积物不利地影响所述离子注入机的正常操作，从而造成频繁停工时间且减少工具利用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术部分地涉及防止或减少在半导体及微电子制造中使用的离子注入机的离子源组件中形成及/或积聚沉积物的方法。离子源组件包括电离室及一个或一个以上含于电离室内的组件。沉积物不利地影响离子注入机的正常操作，从而造成频繁停工时间且减少工具利用。
技术介绍
离子注入在半导体/微电子器件制造中是一项重要的工艺。在集成电路制造中使用离子注入工艺将掺杂剂杂质引入半导体晶圆中。将期望的掺杂剂杂质引入半导体晶圆中以便在期望深度形成掺杂区。选择掺杂剂杂质以便与半导体晶圆材料结合从而产生电载体且由此改变半导体晶圆材料的导电性。引入的掺杂剂杂质的浓度决定掺杂区的导电性。必需产生许多此类杂质区以便形成晶体管结构、隔离结构及其它电子结构，这些结构共同作为半导体装置。在离子注入工艺中，使用含有期望掺杂剂元素的掺杂剂源材料(例如，气体)。参照图3，将气体引入离子源室(S卩，电离室)中，并将能量引入室中以便使气体电离。电离产生含有掺杂剂元素的离子。使用离子引出系统从离子源室引出呈期望能量的离子束形式的离子。引出可通过在引出电极的两端施加高电压来实施。使束传输通过质量分析器/过滤器以便选择打算注入的物质。随后可使离子束加速/减速并传输到位于终端站中的靶标加工件的表面上，以便将掺杂剂元素注入加工件中。加工件可为(例如)半导体晶圆或需要离子注入的类似靶标物体。束中的离子碰撞加工件的表面并穿透所述表面，以便形成具有期望电及物理性质的区域。关于离子注入工艺的一个问题涉及在离子源室的表面上及在含于离子源室内的组件上形成及/或积聚沉积物。沉积物干扰离子源室的成功操作，例如，由离子源室中的低电压绝缘体上形成的沉积物引起的电短路及由离子源室中的绝缘体上形成的沉积物引起的有力的高电压火花。沉积物可不利地影响离子注入机的正常操作，造成频繁停工时间且减少工具利用。由于在移除离子源室及含于离子源室内的组件以便进行清洁时可能放出毒性或腐蚀性蒸气，因此还可引起安全性问题。因此，需要最小化或防止在离子源室的表面及含于离子源室内的组件上形成及/或积聚沉积物，从而最小化对离子源室的成功操作的任何干扰。当使用SiF4作为掺杂剂源时，在离子源室及离子注入工具的附近区域中形成沉积物。当在离子源室中电离期间由SiF4解离形成的氟离子/氟自由基与室材料(主要是钨)反应而生成挥发性氟化钨(WFx)时，出现沉积物。这些挥发性氟化物迁移到室中的更热区域并作为W沉积。经常形成沉积物的室组件包括阴极、推斥电极及接近灯丝的区域。下文附图说明图1显示IHC离子源的各个 组件的示意图。在阴极上积聚材料会降低其热离子发射速率，从而使其难以使源气体电离。而且，在这些组件上存在过多沉积物会造成电短路，从而导致束电流瞬时下降及离子源操作中断。还在离子源室的孔板上形成沉积物，这会使引出的离子束的均匀性降级。这个区域还由于接近抑制电极而非常敏感。抑制电极通常经受高电压负载(高达土 30 kV)且这个区域中的沉积物使其非常容易电短路。可由于上文列出的机制中的任一种机制或其组合而发生离子源故障。在离子源发生故障后，注入机使用者不得不停止加工，亲自打开离子源室并清洁或更换室中的各个组件。除清洁或更换室组件的成本以外，这个操作还会导致大量的工具停工时间且减少工具利用。通过防止或减少此类沉积物的形成及/或积聚，注入机使用者将获得显著的生产力提高，延长离子源的寿命。因此，需要防止或减少在离子源室的表面及含于离子源室内的组件上形成及/或积聚沉积物。本领域期望研发防止或减少在离子源室的表面及含于离子源室内的组件上形成及/或积聚沉积物以便最小化对离子源室的成功操作的任何干扰从而。
技术实现思路
本专利技术部分地涉及防止或减少在离子注入机的离子源组件中形成及/或积聚沉积物的方法，其中，离子源组件包括电离室及一个或一个以上含于电离室内的组件，所述方法包括: 将掺杂剂气体引入电离室中，其中，掺杂剂气体具有足以防止或减少在电离期间形成氟离子/氟自由基的组成；及 在足以防止或减少在电离室的内部及/或在一个或一个以上含于电离室内的组件上形成及/或积聚沉积物的条件下使掺杂剂气体电离。本专利技术还部分地涉及将离子注入靶标中的方法，所述方法包括: a)提供具有离子源组件的离子注入机，其中，离子源组件包括电离室及一个或一个以上含于电离室内的组件； b)提供离子源反应物气体以便提供打算注入的离子物质源，其中，离子源反应物气体具有足以防止或减少在电离期间形成氟离子/氟自由基的组成； c)将离子源反应物气体引入电离室中； d)在足以防止或减少在电离室的内部及/或在一个或一个以上含于电离室内的组件上形成及/或积聚沉积物的条件下使离子源反应物气体在电离室中电离，以便形成打算注入的离子；及 e)将打算注入的离子从电离室引出并将其引导至靶标(例如，加工件)。本专利技术方法进一步部分地涉及延长离子注入机中的离子源组件的寿命的方法，其中，离子源组件包括电离室及一个或一个以上含于电离室内的组件，所述方法包括: a)将掺杂剂气体引入电离室中，其中，掺杂剂气体具有足以防止或减少在电离期间形成氟离子/氟自由基的组成；及 b)在足以防止或减少在电离室的内部及/或在一个或一个以上含于电离室内的组件上形成及/或积聚沉积物的条件下使掺杂剂气体电离。本专利技术方法提供与其它已知的离子注入工艺(例如基于SiF4的工艺)相比，改进的防止或减少在离子注入机的离子源组件上形成及/或积聚沉积物。本专利技术方法的执行使得消费者能够缩短离子注入机的离子源的故障之间的平均时间(MTBF)及在需要清洁离子注入机的离子源之前实施期望的离子注入达较长的时间段，且因此可提高工具利用。因此，使用者可缩短工具停工时间且减少清洁及组件更换期间遇到的安全问题。本领域的技术人员根据下文详细说明将容易地了解本专利技术的其它目标及优点。本专利技术涵盖其它不同实施方式，且其若干细节涵盖各个显而易见方面的修改形式，这并不背离本专利技术。相应地，应将图及说明视为本质上例示性而非限制性的。附图简述 图1是IHC (间接加热式阴极)离子源的示意图。图2是显示不同S1-卤化物的解离机制(最低能量途径)及解离能的表格(Prascher 等人，Chem Phy, (359), 2009,第 I 至 13 页)。图3是离子注入系统的示意图。专利技术详述 本专利技术涉及将离子注入加工件中的方法，所述方法改进或延长离子注入机的离子源寿命。而且，本专利技术方法提供离子注入机源的改进寿命而没有伴随的设备产出量的损失。本专利技术可用于使用加热式阴极型离子源(例如图1中显示的IHC (间接加热式阴极)离子源)来操作离子注入机。图1中显示的离子源包括界定电弧室112的电弧室壁111。在注入机的操作中，将源气体引入源室中。气体可在室侧通过(例如)气体进料口113引入源室中。离子源包括灯丝114。灯丝典型地为含钨灯丝。例如，灯丝可包含钨或含有至少50%钨的钨合金。通过连接的电源向灯丝114施加电流以便电阻加热灯丝。灯丝将紧邻放置的阴极115间接加热至热离子发射温度。提供绝缘体118以便将阴极115与电弧室壁111电隔离。使由阴极115发射的电子加速，且所述电子使由气体进料口 113提供的气体分子电离以便产生等离子体环境。推斥电极116聚集负电荷以便推斥电子从而维持气本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A辛哈，LA布朗，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：
国别省市：
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