[發明專利]離子注入設備自動清潔離子腔體以提高部件壽命的方法

在審

• 申請號: 201210417823.5
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103785647A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 孫建軍
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 王函

技術領域

本發明屬于半導體集成電路中半導體工藝方法，具體涉及一種用于離子注入設備自動清潔的方法，尤其涉及一種離子注入設備自動清潔離子腔體以提高部件壽命的方法。

背景技術

離子注入設備是一種利用源離子化后，通過能量加速和篩選，從而控制需要的摻雜雜質注入到硅片預定的深度。通常應用的摻雜源為砷，磷，硼，銻。因為摻雜源離子化后只有5％的離子才會被注入到硅片中，而95％的摻雜物質會殘留在腔室中，因此會導致高壓絕緣不良問題和顆粒問題。為避免上述問題，必須對離子注入設備進行定期的維護保養，部件清洗或更換。因此占用了不少的設備作業時間，同時也造成了維護費用和人力成本的上升。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種離子注入機自動清潔離子腔體以提高部件壽命的方法，以避免現有技術因為摻雜物質殘留而導致的維護時間和維護成本的增加，本發明通過引入氟離子與殘留物質進行反應而達到自動清潔的效果，因此而達到增加機臺利用率和節省成本以及減少機臺顆粒水平。

為解決上述技術問題，本發明提供一種離子注入設備自動清潔離子腔體以提高部件壽命的方法，包括如下步驟：

1）使用氟化物氣體作為清潔氣體導入離子注入腔體；

2）反應時需控制腔體壓力以維持充分的等離子體；

3）用離子源燈絲進行加熱和氟離子化，氟離子和離子注入腔中積累的離子注入摻雜殘留物質發生化學反應；

4）反應后反應物氣體用真空泵進行去除。

進一步地，步驟1）中，所述氟化物氣體是無毒無害穩定性氣體；優選的，所述氟化物氣體是任意含量的六氟化硫或六氟化二碳。

進一步地，步驟1）中，所述氟化物氣體的流量在0.5升/分鐘以上。

進一步地，步驟2）中，所述腔體壓力在20托～40托之間，優選為30托。

進一步地，步驟3）中，通過離子源燈絲加熱到200℃以上發出的電子，在60伏～90伏電壓加速下轟擊氟化物氣體產生氟離子，氟離子和離子注入腔中積累的離子注入摻雜殘留物質在常溫下發生氧化還原化學反應，生成反應物。

進一步地，步驟1）-步驟3）的清潔時間應大于10分鐘。

進一步地，在步驟1）之前，用系統設置離子注入設備中摻雜雜質的累計流量或累計工作時間，當累計值到達設定值后，將清潔氣體導入離子注入腔體，即進行自動清潔。優選的，所述累計流量可設定為7200立方厘米以上，累計工作時間可設定為24小時以上。

和現有技術相比，本發明具有以下有益效果：本發明利用氟元素離子化后與離子注入腔中積累的離子注入物質殘余物反應生成反應物后去除。通過本發明的在線自動清潔，可以避免因為摻雜殘存物過多而引起設備高壓短路或顆粒不良。從而減少維護頻度，延長離子注入設備部件的使用壽命，增加了離子注入設備作業時間，增加了機臺可利用率，并降低了維護費用和人力成本。

附圖說明

圖1是本發明離子注入設備自動清潔離子腔體方法的實施例的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。

本發明的原理如下：

1.通過氣體管道將大量氟化物氣體（比如六氟化硫或六氟化二碳，此類氣體具有穩定無毒無害性）通入離子注入腔室。

2.通過離子源燈絲加熱發出的電子經過電壓加速后轟擊氟化物氣體產生氟離子。氟離子和摻雜殘留物質(如砷，磷，硼，銻等)會發生氧化還原化學反應。反應生成物為三氟化砷，三氟化磷，三氟化硼以及五氟化銻。

3.反應生成物用真空泵抽走。

之所以選擇氟是因為他的化學性質很活潑，氧化性強，幾乎可以和所有其他元素進行化學合成反應。尤其是和砷，磷，硼，銻在常溫下即可進行化學合成反應。

以上動作均可在線實行，無須將機臺立下。因此省卻了設備立下開腔和維護時間，同時延長了離子注入設備部件的壽命，節省了維護費用。

同時，為實現完全自動化，可以建立系統設定自動程序：當達到一定時間或一定流量后自動進行清掃。

下面舉一實施例具體說明本發明離子注入機自動清潔離子腔體的具體流程。

如圖1所示，本發明方法具體包括如下步驟：

1.當離子注入設備中摻雜雜質（如砷，磷，硼，銻等）的累計流量到達7200立方厘米或離子注入設備累計工作時間到達24小時后，將清潔氣體（即氟化物）管道閥門打開，開始以大于0.5升/分鐘的速度流入清潔氣體。清潔氣體通過管道導入到離子注入腔體。氟化物可以是任何含量的六氟化硫或六氟化二碳，諸如此類無毒無害穩定性氣體。