[發(fā)明專利]使用過氧化氫作為主摻雜劑的共伴氣體或吹掃氣體進(jìn)行原位清潔以盡量減少離子源中的積碳有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201780057110.3 | 申請日： | 2017-09-27 |
| 公開（公告）號： | CN109716479B | 公開（公告）日： | 2021-09-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 尼爾·科爾文;哲-簡·謝 | 申請（專利權(quán)）人： | 艾克塞利斯科技公司 |
| 主分類號： | H01J37/08 | 分類號： | H01J37/08;H01J37/317 |
| 代理公司： | 北京中原華和知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11019 | 代理人： | 劉新宇;壽寧 |
| 地址： | 美國馬薩諸*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 使用 過氧化氫 為主 摻雜 氣體 進(jìn)行 原位 清潔 盡量 減少 離子源 中的 | ||
本發(fā)明提供一種用于改善離子注入性能的離子源組件和方法。該離子源組件具有離子源腔室，并且源氣體供應(yīng)源向離子源腔室提供分子碳源氣體。激發(fā)源激發(fā)分子碳源氣體，形成碳離子和原子碳。引出電極從離子源腔室中引出碳離子，形成離子束。過氧化氫共伴氣體供應(yīng)源向離子源腔室提供過氧化氫共伴氣體。過氧化氫共伴氣體分解并與原子碳反應(yīng)，在離子源腔室內(nèi)形成碳?xì)浠衔铩＿M(jìn)一步引入惰性氣體并使其離子化，以抵消因過氧化氫分解所致的陰極氧化。真空泵除去碳?xì)浠衔铮渲袦p少原子碳的沉積并且延長離子源腔室的使用壽命。
本申請要求名稱為“IN-SITU CLEANING USING HYDROGEN PEROXIDE AS CO-GASTO PRIMARY DOPANT OR PURGE GAS FOR MINIMIZING CARBON DEPOSITS IN AN IONSOURCE”、申請日為2016年9月30日、申請序列號為15/281,844的美國專利申請的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體上涉及半導(dǎo)體器件制造和離子注入，更具體涉及一種改善離子注入機(jī)中的離子源性能并延長離子源使用壽命的方法。
背景技術(shù)
離子注入是半導(dǎo)體器件制造中所采用的物理過程，選擇性將摻雜劑注入半導(dǎo)體和/或晶片材料。因此，注入行為并不依賴于摻雜劑及半導(dǎo)體材料間的化學(xué)交互作用。對于離子注入，使摻雜劑原子/分子離子化、加速、形成離子束，分析并掃過晶片，或者使晶片掃過離子束。摻雜離子以物理方式轟擊晶片、進(jìn)入表面并在與其能量有關(guān)的深度下停止在該表面下方。
參照圖1，系統(tǒng)100包括用于沿射束路徑106產(chǎn)生離子束104的離子源102。束線組件110設(shè)置于離子源102的下游，用于自其接收射束。束線系統(tǒng)110可包括(未示出)質(zhì)量分析器、例如可包括一個或多個間隙的加速結(jié)構(gòu)以及角能量濾波器。束線組件110位于接收射束的路徑上。質(zhì)量分析器包括諸如磁體的場發(fā)生部件并且操作成提供跨越射束路徑106的場，以使來自離子束104的離子在根據(jù)質(zhì)量(例如荷質(zhì)比)變化的軌跡上轉(zhuǎn)向。行經(jīng)磁場的離子受力，該力引導(dǎo)射束路徑106上所需質(zhì)量的各個離子并使非所需質(zhì)量的離子遠(yuǎn)離射束路徑轉(zhuǎn)向。
在系統(tǒng)100中設(shè)置處理腔室112，該處理腔室所包含的目標(biāo)位置從束線組件110接收離子束104并沿射束路徑106支撐一個或多個工件114，如半導(dǎo)體晶片，以便使用最終經(jīng)質(zhì)量分析的離子束來進(jìn)行注入。然后，處理腔室112接收指向工件114的離子束104。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會，系統(tǒng)100中可采用不同類型的處理腔室112。例如，“分批型”處理腔室能夠同時在旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)上支撐多個工件114，其中工件114旋轉(zhuǎn)通過離子束的路徑，直至所有工件114經(jīng)完全注入。另一方面，“串列型”處理腔室112沿射束路徑106支撐單個工件114以供注入，其中以串列方式每次一個地注入多個工件114，每一工件完全經(jīng)注入之后才開始對下一工件的注入。處理腔室112還可包括掃描設(shè)備(未示出)，用于使離子束104相對于工件114移動或使工件相對于離子束移動。
離子注入機(jī)中的離子源生成離子束104通常是通過在源腔室102內(nèi)使源氣體離子化，該源氣體的組分可為所需的摻雜元素，并以離子束的形式引出離子化的源氣體。由激勵器實現(xiàn)離子化過程，該激勵器可采用加熱絲極、絲熱陰極(間熱陰極“IHC”)或射頻(RF)天線的形式。
組成源氣體的所需摻雜元素的示例能夠包括碳、氧、硼、鍺、硅等。碳的使用日益增多，碳可用于許多注入步驟，如材料改性。碳注入物所用的最常見前體源氣體包括二氧化碳和一氧化碳。
構(gòu)建如圖1所示的離子源腔室102時，通常使用諸如鎢和鉬的耐熔金屬來形成腔室102的陰極電極和內(nèi)壁表面。利用含碳材料生成碳離子的過程中，在離子腔室中生成碳原子，并且碳原子與構(gòu)建電極、腔室內(nèi)襯、腔室本體和弧隙的材料反應(yīng)。元素碳趨向于積聚到這些表面上，不利地影響離子源的效率并污染腔室102。
發(fā)明內(nèi)容
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