專利名稱：注入硼烷時(shí)在半導(dǎo)體基片上的粒子控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子注入系統(tǒng)，更具體而言，涉及在離子注入系統(tǒng)中控制粒子污染的 系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體裝置及其它產(chǎn)品的制造中，使用離子注入系統(tǒng)來(lái)給予雜質(zhì)，該雜質(zhì)通常 習(xí)知為加入半導(dǎo)體基片、顯示器面板或其它工件的摻雜物元素。傳統(tǒng)離子注入系統(tǒng)或離子 注入機(jī)以離子束處理工件以產(chǎn)生η-型或ρ-型的摻質(zhì)區(qū)域，或在工件中形成鈍化層。當(dāng)用 于摻質(zhì)半導(dǎo)體時(shí)，離子注入系統(tǒng)會(huì)注入被選定的離子種類以產(chǎn)生所需要的非本質(zhì)材料。舉 例來(lái)說(shuō)，以產(chǎn)生自例如是銻、砷或磷的來(lái)源材料的離子來(lái)進(jìn)行注入會(huì)產(chǎn)生η-型非本質(zhì)材料 基片?；蛘?，以產(chǎn)生自例如是硼、鎵或銦的材料的離子來(lái)進(jìn)行注入會(huì)產(chǎn)生在半導(dǎo)體基片中的 ρ-型非本質(zhì)材料部分。傳統(tǒng)的離子注入系統(tǒng)包括離子化所期望摻雜物元素的離子源，該摻雜物元素接著 被加速以形成預(yù)定能量的離子束。離子束指向工件的表面以使用摻雜物元素注入該工件。 離子束的能量離子穿透工件的表面，如此一來(lái)它們被嵌入工件材料中的結(jié)晶晶格中以形成 具有所期望傳導(dǎo)率的區(qū)域。注入處理典型地在高真空處理腔室中實(shí)行，該高真空處理腔室 會(huì)預(yù)防由離子束與殘留物氣體分子碰撞產(chǎn)生的離子束分散，也會(huì)最小化由空中粒子造成的 工件污染的風(fēng)險(xiǎn)。離子劑量與能量是兩種通常用來(lái)定義離子注入的變量。離子劑量與用于給定半導(dǎo) 體材料的注入離子的濃度有關(guān)。典型地來(lái)說(shuō)，高電流注入機(jī)(通常大于10毫安(mA)離子 束電流)用于高劑量注入，而中等電流注入機(jī)(通?？梢缘竭_(dá)大約1毫安的束電流)則是 用于較低劑量的應(yīng)用。離子能量用于控制在半導(dǎo)體裝置中的接面深度。形成離子束的離子 的能量決定了所注入離子的深度等級(jí)。高能量處理(像是用于形成半導(dǎo)體裝置的退化式 井區(qū))典型地需要到達(dá)數(shù)百萬(wàn)電子伏特(MeV)的注入，而淺接面可以只需求在一千電子伏 特(keV)以下的能量。 往越來(lái)越小的半導(dǎo)體裝置發(fā)展的持續(xù)的趨勢(shì)需要具有作為在低能源傳送高束電 流的離子源。高束電流提供必須的劑量層級(jí)，而低能量層級(jí)允許了淺注入。舉例來(lái)說(shuō)，在互 補(bǔ)式金屬-氧化物-半導(dǎo)體(CMOS)裝置中的源極/漏極接面需要高電流低能源的應(yīng)用。用于獲得從固態(tài)型式離子化的原子的典型離子源包含一對(duì)蒸餾器與離子化腔室。 蒸餾器中的每一個(gè)具有坩鍋，坩鍋中放置固態(tài)元素或化合物，該坩鍋由加熱器線圈加熱以 蒸發(fā)該固態(tài)來(lái)源材料。被蒸發(fā)的來(lái)源材料通過(guò)噴嘴，或者被壓縮的氣體也可以直接注入離子化腔室，其中該 氣態(tài)的/蒸發(fā)的來(lái)源材料藉由電弧腔室燈絲加以離子化，該電弧腔室燈 絲被加熱至以熱離子化的方式發(fā)射電子。傳統(tǒng)離子源利用可離子化的摻雜物氣體，而該氣體可以直接由壓縮氣體的來(lái)源獲 得，或是間接從蒸發(fā)的固體獲得。典型的來(lái)源元素是硼(B)、磷(P)、鎵(Ga)、銦(In)、銻(Sb) 與砷(As)。除了硼之外，大部分的來(lái)源元素通常以固體與氣體的型式被使用。硼幾乎是排 他性地以氣體型式被提供，如三氟化硼(BF3)。在注入三氟化硼的狀況下建立包括單電荷硼(B+)離子的等離子區(qū)。假如該束的 能量層級(jí)不是一個(gè)因素的話，建立與注入充足的高劑量硼進(jìn)入基板通常不是問(wèn)題。但是在 低能量的應(yīng)用中，硼離子束將遭受習(xí)知為“束擴(kuò)大”的狀態(tài)的難題，“束擴(kuò)大”指的是在離子 束內(nèi)的類似帶電荷離子互相排斥的趨勢(shì)。這一類的互相排斥導(dǎo)致離子束在傳輸時(shí)直徑擴(kuò) 張，在束線的多個(gè)孔導(dǎo)致束的周邊暗角(Vignetting)。當(dāng)束能量減少時(shí)，這種現(xiàn)象嚴(yán)重地減 少束的傳輸。十硼烷(BltlH14)是一種用于硼注入的輸入材料的最好來(lái)源的化合物，因?yàn)槊恳粋€(gè) 十硼烷分子(BltlH14)在蒸發(fā)且離子化時(shí)可以提供由十個(gè)硼原子組成的分子離子。這樣的一 種來(lái)源特別適用于用來(lái)建立淺接面的高劑量/低能量注入處理，因?yàn)榉肿邮鹜殡x子束在 每一單位電流中可以注入單原子硼離子束十倍的硼劑量。此外，因?yàn)槭鹜榉肿釉诠ぜ?面上分解成大約原本束能量十分之一的個(gè)別原子，該束可以以同等劑量的單原子硼離子 束的十倍能量被傳送。這個(gè)特性可以使分子離子束避免典型的由低能量離子束傳送造成的 傳輸損耗。在圖1中說(shuō)明的示例性的離子注入系統(tǒng)10，其中該離子注入系統(tǒng)包含終端12、束 線組件14與終端站16。終端12包括由電源供應(yīng)22提供電力的合適離子源20，其中終端 被配置以產(chǎn)生并指引分子十硼烷離子束24通過(guò)束線組件14，并且最后到達(dá)終端站16。舉 例來(lái)說(shuō)，該束線組件14具有與其有關(guān)的束導(dǎo)引器26和質(zhì)譜分析器28，其中雙極磁場(chǎng)被建立 以僅讓合適荷質(zhì)比的離子在束導(dǎo)引器26的出口端通過(guò)孔30到達(dá)配置在終端站16的工件 32 (例如半導(dǎo)體基片、顯示器面板等等)。但是在分子十硼烷離子注入進(jìn)入工件32期間，各種污染物(沒(méi)有顯示)典型地隨 著時(shí)間從分子十硼烷離子束24產(chǎn)生，并且打擊、黏附或沉積在各種組件34上(這些組件像 是沿著束路徑配置的孔30與法拉第裝置36)。舉例來(lái)說(shuō)，離子與各種組件34的碰撞可能進(jìn) 一步噴濺污染物(沒(méi)有顯示)在位于束路徑沿途的其它表面上。然而當(dāng)十硼烷分子的解離 與BlOHX+(所欲親離子)的分裂可能會(huì)發(fā)生時(shí)，十硼烷離子源的施行會(huì)導(dǎo)致單一粒子的污 染問(wèn)題，而且本質(zhì)大的粒子可以在離子注入系統(tǒng)10內(nèi)的各種組件34與表面上快速累積。傳統(tǒng)上來(lái)說(shuō)，藉由手工清潔組件34與表面以從離子注入系統(tǒng)移除污染物，其中該 各種組件被移除、清潔然后置換。這一類的清潔典型地在離子注入系統(tǒng)的排程維護(hù)期間由 操作者實(shí)行。手工清潔典型地耗費(fèi)成本，這不只是從操作者的時(shí)間與勞力的角度來(lái)看，也 從與該維護(hù)相關(guān)停機(jī)時(shí)間的增加所造成的離子注入系統(tǒng)10減少的效率與生產(chǎn)率的角度來(lái) 看。作為一個(gè)替代方案，蝕刻劑氣體(像是高反應(yīng)性的鹵化物或氟氣體)被導(dǎo)引進(jìn)入 離子注入系統(tǒng)10以企圖藉由污染物與蝕刻劑氣體之間的化學(xué)反應(yīng)移除污染。但是這個(gè)解 決方案典型地需要離子注入機(jī)10中氣體的改變，其中從離子注入機(jī)吹除用于注入離子進(jìn)入工件32的來(lái)源材料氣體，然后使用蝕刻劑氣體來(lái)移除污染，而且在再一次引入用于另一 工件處理的來(lái)源材料氣體之前，進(jìn)一步從注入機(jī)吹除該蝕刻劑氣體。這一類的蝕刻劑氣體 可以移除一些污染物或所有的污染物，但是使用蝕刻劑氣體典型地需要大量的時(shí)間，不僅 僅是引入氣體的時(shí)間，也需要允許蝕刻劑氣體與污染物反應(yīng)并蝕刻污染物的時(shí)間，與一旦 蝕刻完成時(shí)從離子注入系統(tǒng)移除蝕刻劑氣體的時(shí)間。這一類蝕刻劑氣體的使用可能因此減 少離子注入系統(tǒng)10的效率，因此減少注入機(jī)的產(chǎn)量。從而，本發(fā)明的目的是以有時(shí)間效率的方式提供充分減少在分子離子束線組件中 的粒子污染的方法與設(shè)備，在其中促進(jìn)了有效的污染物緩和且可以達(dá)成高產(chǎn)量與高可靠性 的進(jìn)入工件的分子離子注入
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明藉由提供減少在分子離子注入系統(tǒng)中粒子污染的方法以克服先前技術(shù)的 限制，其中該污染不是一定要從離子注入系統(tǒng)中移除，而是可以被轉(zhuǎn)換。之后下面會(huì)呈現(xiàn)本 發(fā)明的簡(jiǎn)化概述以提供對(duì)于本發(fā)明一些方面的基本了解。這個(gè)概述不是本發(fā)明的延伸概 要。該概述意圖不在于指出本發(fā)明的關(guān)鍵或重要元素，也不會(huì)描述本發(fā)明的范圍。它的目 的是以簡(jiǎn)化的形式呈現(xiàn)本發(fā)明的一些觀念，作為將在后面呈現(xiàn)的更詳細(xì)說(shuō)明的開(kāi)始。本發(fā)明一般而言針對(duì)在離子注入系統(tǒng)中用于轉(zhuǎn)換污染的氣體來(lái)減少在離子注入 系統(tǒng)中的粒子污染的設(shè)備與方法。該方法包含提供用于通過(guò)離子束將離子注入一個(gè)或多個(gè) 工件的離子注入系統(tǒng)，該離子束例如分子離子束。舉例來(lái)說(shuō)，該離子束包含例如十硼烷或是 十八硼烷的硼烷。舉例來(lái)說(shuō)，該離子注入系統(tǒng)包括在選擇性真空下的一個(gè)或多個(gè)組件，其中 該一個(gè)或多個(gè)組件具有配置在其上的與離子束形成相關(guān)的一種或多種污染物，且其中該一 種或多種污染物大體處在第一狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，選擇性地將包含水蒸氣的氣體進(jìn)入離子注入系統(tǒng)，其中該氣體大體 與該一種或多種污染物的至少一部分反應(yīng)。從而該一種或多種污染物的所述至少一部分通 常會(huì)轉(zhuǎn)換成第二狀態(tài)。舉例來(lái)說(shuō)，十硼烷污染物大體被轉(zhuǎn)換成硼酸與二硼烷氣體之一或多 種。根據(jù)另一方面，該離子注入系統(tǒng)接著被抽空，其中處于第二狀態(tài)的該一種或多種 污染物的至少一部分保持配置在該一個(gè)或多個(gè)組件上。舉例來(lái)說(shuō)，硼酸大體殘留在該一個(gè) 或多個(gè)組件上，而二硼烷氣體大體可以從離子注入系統(tǒng)被抽空。舉例來(lái)說(shuō)，硼酸通常不會(huì)在 該一種或多種工件上產(chǎn)生粒子污染。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)離子注入被進(jìn)入該一個(gè)或多個(gè)工件時(shí)，可以讓含有水蒸氣的該氣體 持續(xù)流進(jìn)離子注入系統(tǒng)。或者在非生產(chǎn)時(shí)間時(shí)可以選擇性地讓該氣體流入離子注入系統(tǒng)， 該非生產(chǎn)時(shí)間例如在處理批量之間的時(shí)間或系統(tǒng)維護(hù)之間的時(shí)間。為了完成上述目標(biāo)與相關(guān)目標(biāo)，本發(fā)明包含以下全面性說(shuō)明的特點(diǎn)與在申請(qǐng)專利 范圍中特別指出的特點(diǎn)。下列的說(shuō)明與隨附圖會(huì)在本發(fā)明的具體示例性實(shí)施例中詳細(xì)提 出。但是這些實(shí)施例可以使用本發(fā)明的原則的各種方式中的一些方式來(lái)加以表示。在連結(jié) 圖式一起考慮時(shí)，從下列本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明中，本發(fā)明的其它目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)與新穎特征將會(huì)變 得明顯。


圖1為傳統(tǒng)離子注入系統(tǒng)的平面圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的示例性離子注入系統(tǒng)的系統(tǒng)層級(jí)方塊圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的另一方面的示例性離子注入設(shè)備的平面圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一示例性方面在注入離子進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)工件期間時(shí)用 于減少粒子污染的示例性方法的方塊圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明通常針對(duì)用于在離子注入進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)工件期間減少粒子污染的方法 與設(shè)備。更特別的是，該方法提供引入含有水蒸氣的非蝕刻劑氣體至可以從硼烷化學(xué)物質(zhì) 產(chǎn)生離子的離子注入系統(tǒng)，其中污染物通常從離子注入系統(tǒng)中被轉(zhuǎn)換，而不是從離子注入 系統(tǒng)中被移除。從而，本發(fā)明現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部 件。應(yīng)該了解的是，這些方面的說(shuō)明僅僅是解釋性的，而不應(yīng)該以限制性的理解加以看待。 在接下來(lái)的說(shuō)明中，為了解釋說(shuō)明，會(huì)提出更多種具體的細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明深入的了解。 然而對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)明顯的是，本發(fā)明可以在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)下實(shí)施。為了得到對(duì)本發(fā)明更詳細(xì)的理解，圖2說(shuō)明了以方塊圖形式描繪的示例性離子 注入系統(tǒng)100，其中該示例性離子注入系統(tǒng)適用于施行本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面。該系統(tǒng) 100包含離子注入設(shè)備101，該離子注入設(shè)備101包含離子源102，該離子源102用于產(chǎn)生一 定數(shù)量的離子，該數(shù)量的離子可操作以沿著離子束路徑P移動(dòng)，因此定義了用于注入離子 進(jìn)入工件104(例如半導(dǎo)體基片、顯示器面板等等)的離子束103。舉例來(lái)說(shuō)，該離子源102 通常包含等離子體腔室105、處理氣體源106與電源108，其中藉由應(yīng)用來(lái)自電源的電力在 等離子體腔室內(nèi)從處理氣體產(chǎn)生正電荷離子。處理氣體源106可以包含像是可離子化氣體 的來(lái)源材料或蒸發(fā)的固體來(lái)源材料或先前已經(jīng)被蒸發(fā)的種類。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于注入進(jìn)入工 件104的η-型注入，該來(lái)源材料可以包含硼、鎵或銦。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于P-型注入，該來(lái)源材 料可以包含砷、磷或銻。該離子源102進(jìn)一步包含與其有關(guān)的抽取組件109，其中帶電離子在施加至此的 抽取電壓vExtea。t下從離子源被抽取出來(lái)。抽取電源110可操作以提供抽取電壓vExtea。t，其 中該抽取電壓可以進(jìn)一步被調(diào)制。束線組件112進(jìn)一步被提供在離子源102的下游，其中 該束線組件通常接收該帶電離子。舉例來(lái)說(shuō)，該束線組件112包含一個(gè)或多個(gè)組件114，像 是束導(dǎo)引器116、質(zhì)譜分析器118與孔120，其中該一個(gè)或多個(gè)組件可操作以形成及成形離 子束103。舉例來(lái)說(shuō)，質(zhì)譜分析器118進(jìn)一步包含場(chǎng)產(chǎn)生組件，像是磁鐵(沒(méi)有顯示)，其中該 質(zhì)譜分析器通常提供橫跨該離子束103的磁場(chǎng)，因此根據(jù)離子的荷質(zhì)比以變動(dòng)的軌跡偏斜 來(lái)自離子束的離子。舉例來(lái)說(shuō)，行經(jīng)磁場(chǎng)的離子經(jīng)歷了指引所期望荷質(zhì)比的個(gè)別離子沿著 束路徑P行進(jìn)且偏斜不希望荷質(zhì)比的離子遠(yuǎn)離束路徑的力。一旦經(jīng)由該質(zhì)譜分析器118，離 子束103被指引通過(guò)孔120，其中該離子束通常被限制以產(chǎn)生用于注入進(jìn)入工件104的精確 束ο 離子注入系統(tǒng)100進(jìn)一步包含終端站124，其中該工件104通常放置在終端站 124。在集成電路裝置、顯示器面板與其它產(chǎn)品的制造中，通常希望均勻地注入摻雜物種類橫跨工件104的全部表面。離子注入設(shè)備101可以因此被配置以注入離子進(jìn)入單一工件 104(例如一“序列”離子注入機(jī))，其中該工件通常放置在位于終端站124內(nèi)的基座或夾 具上(沒(méi)有顯示)。或者，該離子注入設(shè)備101可以被配置以注入離子進(jìn)入更多個(gè)工件 104 (例如「批量」離子注入機(jī))，其中該終端站124包含旋轉(zhuǎn)鍛坯(沒(méi)有顯示)，在其上有多 個(gè)工件相對(duì)于離子束103平放。應(yīng)該注意的是任何可操作以從離子源抽取離子并且注入離 子進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)工件的離子注入設(shè)備被視為落在本發(fā)明的范圍之中。在一個(gè)例子 中，離子注入設(shè)備101進(jìn)一步包含通常位于沿著離子束103的路徑P 的阻障126。在一個(gè)例子中，該阻障126通常放置在束線組件112與終端站124之間。舉 例來(lái)說(shuō)，該阻障126可操作以選擇性地阻擋離子束103進(jìn)入終端站124。舉例來(lái)說(shuō)，該阻障 126可操作以平移及/或旋轉(zhuǎn)移入或移出離子束路徑P，其中該離子束103通常被避免進(jìn)入 終端站124或是撞擊在工件104上。或者，該阻障126位在終端站124內(nèi)，其中該阻障通常 放置在工件104下游沿著離子束路徑P的位置。該阻障126可以充當(dāng)一個(gè)或多個(gè)目的，像 是大致上阻擋離子束103及/或提供用于分析離子束(例如法拉第裝置)的測(cè)量組件。離子注入系統(tǒng)100進(jìn)一步包含控制器128，其中該控制器可操作以控制離子注入 設(shè)備101。舉例來(lái)說(shuō)，控制器128可操作以控制用于產(chǎn)生離子的電源108與抽取電源110， 其中該離子束路徑P通常被控制。該控制器128進(jìn)一步可操作以調(diào)整與質(zhì)譜分析儀118和 其它裝置相關(guān)的磁場(chǎng)的強(qiáng)度與偏向。在另一個(gè)例子中，該控制器128進(jìn)一步可操作以控制 阻障126相對(duì)于離子束路徑P的位置，并控制工件104在離子注入設(shè)備101內(nèi)的位置。將 可了解的是，該控制器128可以包含處理器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及/或用于系統(tǒng)100的全部控制的 操作器(例如與由操作者的輸入相連結(jié)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng))。現(xiàn)在參照?qǐng)D3，圖3說(shuō)明一示例性離子注入設(shè)備200，像是圖2中的離子注入設(shè)備 101，其中該例示性離子注入設(shè)備被更詳細(xì)顯示。應(yīng)該再一次注意的是，雖然離子注入設(shè)備 200被當(dāng)成一個(gè)例子說(shuō)明，本發(fā)明可以使用各種其它型式的離子注入設(shè)備與系統(tǒng)實(shí)施，像是 高能量系統(tǒng)，低能量系統(tǒng)或其它注入系統(tǒng)，而且所有這一類的系統(tǒng)都被視為落在本發(fā)明的 范圍內(nèi)。舉例來(lái)說(shuō)，該離子注入系統(tǒng)200包含終端212、束線組件214與終端站216 (例如 整體被稱為處理腔室)，其中該離子注入系統(tǒng)通常處在藉由一個(gè)更多個(gè)真空泵218達(dá)成的 真空下。舉例來(lái)說(shuō)，該終端212包含由來(lái)源電源供應(yīng)222提供電力的離子源220 ；與抽取 組件224，該抽取組件224由抽取電力供應(yīng)226以從離子源220抽取離子并因此提供抽取離 子束210至束線組件214。舉例來(lái)說(shuō)，與束線組件214連結(jié)的抽取組件224可操作以指引離 子往工件228行進(jìn)，該工件228放置在用于以給定能階注入于其中的終端站216的支撐物 229 上。在一個(gè)例子中，該離子源220包含等離子體腔室(沒(méi)有顯示)其中處理材料Ms。urce 的離子以高正電位Vs。ura提供能量。應(yīng)該注意到的是，大致而言會(huì)產(chǎn)生正離子，雖然本發(fā)明 也可以應(yīng)用于由離子源220產(chǎn)生負(fù)離子的系統(tǒng)。該抽取組件224進(jìn)一步包含等離子體電極 230與一個(gè)或多個(gè)抽取電極232，其中該等離子體電極相對(duì)于該一個(gè)或多個(gè)抽取電極被偏 壓，但是相對(duì)于在離子源220內(nèi)的等離子體而浮動(dòng)(例如該等離子體電極相對(duì)于該工件228 為120千伏特，其中該工件典型地為接地)。舉例來(lái)說(shuō)，該一個(gè)或多個(gè)抽取電極232以小于等 離子體電極230的電壓(例如0-100千伏特的抽取電壓VExtea。t)來(lái)偏壓。位在該一個(gè)或多個(gè)抽取電極232的負(fù)相對(duì)電位相對(duì)于該等離子體建立了可操作以抽取并加速來(lái)自離子源220 的正離子的靜電場(chǎng)。舉例來(lái)說(shuō)，該一個(gè)或多個(gè)抽取電極232具有一個(gè)或多個(gè)與其相關(guān)的一 個(gè)或多個(gè)抽取孔234，其中正電荷離子經(jīng)由該一個(gè)或多個(gè)抽取孔離開(kāi)離子源220以形成離 子束210，及其中該抽取離子的速度通常由提供至該一個(gè)或多個(gè)抽取電極的電位VExtea。t決 定。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性方面，該束線組件214包含具有靠近離子源220的入口 (例如與抽取孔234有關(guān))的束導(dǎo)引器235 ；與具有解析平板236的出口 ；與接收抽取離子 束210并且建立雙極磁場(chǎng)以僅讓合適荷質(zhì)比或在合適荷質(zhì)比范圍內(nèi)的離子從中通過(guò)(例如 具有所期望質(zhì)量范圍的離子的質(zhì)量分析離子束)至位于終端站216的工件228的質(zhì)譜分析 器238。在離子源220的來(lái)源材料的離子化產(chǎn)生具有所期望原子質(zhì)量的正電荷離子的種類。 然而，除了所期望離子種類之外，該離子化處理也產(chǎn)生一部分具有其它原子質(zhì)量的離子。具 有大于或小于合適原子質(zhì)量的原子質(zhì)量的離子并不適用于注入并且被視作為不期望的種 類。由質(zhì)譜分析器238產(chǎn)生的磁場(chǎng)通常會(huì)導(dǎo)致在離子束210中的離子以曲線軌跡移動(dòng)，因 此建立了該磁場(chǎng)，如此一來(lái)只有原子質(zhì)量與所期望離子種類的原子質(zhì)量相等的離子可以行 經(jīng)束路徑P而到達(dá)終端站216。根據(jù)本發(fā)明的另一示例性方面，該離子注入設(shè)備200包含可樞軸耦合至此的阻障 239，其中該阻障可操作以沿樞軸旋轉(zhuǎn)以選擇性地截?cái)嚯x子束210的路徑P以測(cè)量離子束的 特性及/或大致上預(yù)防離子束210進(jìn)入終端站216。舉例來(lái)說(shuō)，該阻障包含可以沿樞軸旋轉(zhuǎn) 以截?cái)嚯x子束210的路徑P的旗標(biāo)法拉第裝置(flag Faraday)，其中圖2的控制器128可 操作以決定離子束的特性是否可以適用于注入。在做了這樣一個(gè)決定之后，該控制器128 可操作以將旗標(biāo)法拉第裝置平移出束路徑P以免阻礙離子注入進(jìn)入工件124?；蛘?，圖3的 阻障239包含與終端站216有關(guān)的法拉第杯(沒(méi)有顯示)，其中在缺少工件228時(shí)，該離子 束210可操作以撞擊法拉第杯。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，圖3中位于束導(dǎo)引器235的出口的解析平板236連結(jié)質(zhì) 譜分析器238 —同操作以消除來(lái)自抽取離子束210的不期望離子種類，該不期望離子種類 的原子質(zhì)量接近但不同于所期望種類離子的原子質(zhì)量。舉例來(lái)說(shuō)，該解析平板236由玻璃 石墨或像是鎢或鉭的另一材料組成，并且包括一個(gè)或多個(gè)加長(zhǎng)孔240，其中在離子束210中 的離子在離開(kāi)束導(dǎo)引器235時(shí)通過(guò)該孔。在解析平板236，來(lái)自離子束210的路徑P (例如 圖示為P’)的離子的分散位于最小值，其中該離子束(P’-P’)的寬度位于最小值而該離子 束210通過(guò)解析孔240。 如同上面所解釋的，圖3的質(zhì)譜分析器238的磁場(chǎng)的強(qiáng)度與偏向與從離子源220 抽取出來(lái)的離子速度一樣由圖2的控制器所建立，如此一來(lái)，一般而言只有原子量與所期 望種類的原子量(或是荷質(zhì)比)相等的離子將會(huì)行經(jīng)到達(dá)終端站216的預(yù)定的所期望離子 束路徑P。具有比所期望離子原子質(zhì)量大很多或小很多的原子質(zhì)量的不期望種類的離子將 會(huì)劇烈地偏斜并且沖擊圖3的束導(dǎo)引器235的外殼245。然而，假如不期望離子的原子質(zhì)量幾乎近似于所期望種類的原子質(zhì)量，則不期望 離子的軌跡將只會(huì)稍微偏離該所期望離子束路徑P。從而，這樣稍微偏離該所期望離子束路 徑P的離子將會(huì)有撞擊解析平板236的上游接觸面242的趨勢(shì)。在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，沖 擊解析平板236的這一類不期望種類離子將會(huì)優(yōu)先形成在解析平板236上。
在操作離子注入設(shè)備200的期間，例如不期望種類離子的污染物材料；來(lái)自解析 平板236、束導(dǎo)引器235等的濺射出來(lái)的碳；與來(lái)自離子源220的摻雜物材料將優(yōu)先形成在 鄰近于離子束210的注入機(jī)組件的表面250。舉例來(lái)說(shuō)，在重復(fù)地注入離子進(jìn)入工件228之 后，該解析平板236的上游接觸面242將具有形成污染物(沒(méi)有顯示)的趨勢(shì)。此外，來(lái)自 工件228的光阻材料也可以形成在離子注入設(shè)備200的內(nèi)表面上。

污染物材料在例如解析平板236的組件表面250的形成具有最終在注入期間成片 剝落的趨勢(shì)，因此產(chǎn)生了不利的電氣放電和粒子問(wèn)題。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，沿著解析孔240周?chē)?(例如圖4A到4B的解析平板236的上游接觸面242)形成的污染物進(jìn)一步造成離子束路 徑P’外端附近的所期望離子撞擊并且驅(qū)離其形成的污染物。該被驅(qū)離的污染物可以進(jìn)一 步移動(dòng)至工件228的表面，因此潛在性地導(dǎo)致在所得注入工件上的各種不期望的影響。晶體管特性(沒(méi)有顯示)是形成在工件228上的特性的其中一種，其中在科技進(jìn) 步時(shí)，特性尺寸持續(xù)變得越來(lái)越小的時(shí)候，產(chǎn)生的晶體管會(huì)在非?？拷ぜ谋砻嫘纬伞Ｅe 例來(lái)說(shuō)，超淺接面(USJ)的形成典型地需要離子注入以位于幾千電子伏特到僅僅幾百伏特 的能量進(jìn)行。但是在低能量的離子束傳送受限于空間電荷效應(yīng)，因此限制了產(chǎn)量。已經(jīng)使 用了例如在非常靠近工件228的地方作離子減速的緩和工具；但是產(chǎn)量可能因?yàn)槭褂眠@樣 的工具而受限，或是處理的結(jié)果可能會(huì)被影響。這些問(wèn)題當(dāng)中的某些問(wèn)題可以藉由使用分 子注入來(lái)解決。舉例來(lái)說(shuō)，使用大型硼烷分子(例如十八硼烷，B18H22)作為處理材料， 藉由在單一分子中傳送更多個(gè)硼原子，直接加強(qiáng)了注入機(jī)的生產(chǎn)量，其中該分子被提高到 單一離子帶電狀態(tài)?？梢圆倏乩鏐18H22的分子的設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以呈現(xiàn)生產(chǎn)上的優(yōu)點(diǎn)。舉例 來(lái)說(shuō)，共有的美國(guó)專利第6958481號(hào)說(shuō)明了用于產(chǎn)生分子束的離子源系統(tǒng)，該專利案的內(nèi) 容在這里并入?yún)⒖肌．?dāng)分子束相對(duì)地有生產(chǎn)效率，與傳統(tǒng)的高電流單一種類離子注入系統(tǒng)相比，它們 可能對(duì)于在離子注入設(shè)備200內(nèi)的粒子污染會(huì)出現(xiàn)特定的難題。舉例來(lái)說(shuō)，目前用在制造 半導(dǎo)體裝置的大部分的典型離子注入系統(tǒng)(也稱為離子注入機(jī))依賴作為離子源處理材料 Mstjura的氣體種類(例如氫化物氣體，例如PH3、AsH3等)被提供作為在注入前的初始摻雜 物材料或來(lái)源氣體。典型處理材料Mswra的另一個(gè)例子是氣態(tài)的BF3?；蛘吲e例來(lái)說(shuō)，像是 用于硼烷化學(xué)物質(zhì)的離子注入的離子源處理材料Mstjurre可以以固體型式被提供，在被引入 作為用于離子化的離子源220的氣體之前，該固體來(lái)源材料在加熱的坩鍋中升華。典型的 升華溫度處于90到150°C的等級(jí)。但是在離子源220內(nèi)的離子化處理通常小于10%的效 率，當(dāng)殘留氣體經(jīng)由抽取孔234或離子源220 (也稱為離子化腔室)的圓弧狹縫被吹除的時(shí) 候，該殘留氣體變成不期望的污染物。當(dāng)殘留氣體冷卻的時(shí)候，與其有關(guān)的殘留物材料沉積 在遍及離子注入系統(tǒng)200的組件表面250上。在先前技術(shù)上導(dǎo)入清潔技術(shù)以化學(xué)蝕刻來(lái)自 表面250的殘留物材料，在其中至少部分移除來(lái)自表面的殘留物材料并且形成可以藉由真 空泵218從系統(tǒng)抽出的氣體。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)使用十八硼烷(B18H22)分子時(shí)實(shí)施的一種傳統(tǒng)清潔方法涵蓋了原子 氟的產(chǎn)生與后續(xù)引入氟到離子注入系統(tǒng)200，其中該殘留物材料在相關(guān)組件的表面250上 固體化。該氟因此蝕刻來(lái)自表面250的殘留物材料，并且后續(xù)藉由一個(gè)或多個(gè)真空泵218 被抽出系統(tǒng)200。雖然這一類的清潔技術(shù)在用于延長(zhǎng)離子源220預(yù)防維護(hù)之間的時(shí)間的目 的下在控制污染物上適度地有效率，但是這些技術(shù)對(duì)于在處理期間自己找到路徑到達(dá)工件228的粒子污染的控制是沒(méi)有效的。到目前為止，典型的清潔方法或技術(shù)促進(jìn)了在該系統(tǒng) 200 (也稱作“真空系統(tǒng)”)內(nèi)來(lái)自表面250的殘留物涂層或粒子污染的驅(qū)離及/或移除。 然而，發(fā)明人目前了解到離子注入的重要參數(shù)量是實(shí)際上沉積在注入工件228上的粒子數(shù) 量，其中在該離子注入設(shè)備200內(nèi)的涂層與粒子并沒(méi)有污染該工件，并不是一個(gè)處理上的 問(wèn)題。在工件228上的粒子沉積 機(jī)制是變動(dòng)的，而且可能難以分析。舉例來(lái)說(shuō)，粒子將要 沉積在工件228上或傳送至工件228的可能性是各種傳送機(jī)制的函數(shù)，例如任何偏斜場(chǎng) 的存在或不存在；粒子的數(shù)量、尺寸與位置；粒子或薄膜黏附至基板上的黏附品質(zhì)；離子束 210的存在與接近與否；粒子帶電荷的能力；粒子及/或工件與系統(tǒng)200內(nèi)的其它機(jī)械組件 的關(guān)系。先前對(duì)于控制粒子污染的努力都集中在經(jīng)由下列各種以減少系統(tǒng)中粒子的數(shù)量 粒子污染的清潔與移除、藉由設(shè)計(jì)工件與基板改善黏附力，或是控制靜電場(chǎng)以減少至工件 的粒子傳送。除了這些努力之外，本發(fā)明提供的有利之處在于僅僅經(jīng)由反應(yīng)或轉(zhuǎn)換處理變動(dòng)粒 子的組成而不依賴實(shí)質(zhì)上的粒子移除。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)十八硼烷(B18H22)用來(lái)當(dāng)作分子注入的 來(lái)源材料Mstjurre，固體十八硼烷最終將會(huì)分解或轉(zhuǎn)換成硼酸(H3BO3)與二硼烷氣體(B2H6)及 /或在水的持續(xù)存在下的其它化合物。因此，根據(jù)本發(fā)明，例如水蒸氣或是含有水蒸氣(例如預(yù)定數(shù)量的水蒸氣或已知 的濕度)的空氣的氣體經(jīng)由氣體源260通過(guò)一個(gè)或多個(gè)閥262被引入離子注入系統(tǒng)200，其 中沉積在表面250上的至少一部分的污染物或粒子從第一狀態(tài)(例如主要是例如十八硼烷 或十硼烷的固體硼烷)轉(zhuǎn)換至第二狀態(tài)(硼酸與二硼烷氣體)。這樣的轉(zhuǎn)換也被發(fā)明人稱 為污染物的穩(wěn)定化或鈍化。應(yīng)該注意的是氣體源260與一個(gè)或多個(gè)真空泵218可以選擇性 地流體連通至終端212、束線組件214與終端站216其中一個(gè)或多個(gè)。舉例來(lái)說(shuō)，與例如氟的蝕刻劑氣體比較，引入離子注入系統(tǒng)200的氣體較佳地包 含非蝕刻劑氣體。舉例來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生的二硼烷氣體可以從離子注入系統(tǒng)或真空腔室200藉由 一個(gè)或多個(gè)真空泵218被抽出，而硼酸可以留在離子注入系統(tǒng)內(nèi)的某處?；蛘?，該二硼烷氣 體(或轉(zhuǎn)換的其它產(chǎn)物)可以留在離子注入系統(tǒng)200內(nèi)而不用特別從該系統(tǒng)抽出。就此而 言，本發(fā)明了解到殘留在表面250上(或在該系統(tǒng)內(nèi))的一種或多種污染物的第二狀態(tài)的 至少一部分(例如硼酸)通常不會(huì)產(chǎn)生粒子污染在該一個(gè)或多個(gè)工件上。舉例來(lái)說(shuō)，該一 種或多種污染物的第二狀態(tài)的至少一部分的機(jī)械特性(像是尺寸或黏附力特性)可以允許 該一種或多種污染物的第二狀態(tài)的至少一部分殘留在離子注入系統(tǒng)200內(nèi)而沒(méi)有對(duì)后續(xù) 離子注入造成有害的效應(yīng)。因此，舉例來(lái)說(shuō)，本發(fā)明理解到在引入水蒸氣之后硼烷的分解產(chǎn)物對(duì)于粒子控制 可以是有利的，因?yàn)榉纸猱a(chǎn)物相對(duì)于上述的一種或多種傳送機(jī)制可以具有不同特性。為了 初始化轉(zhuǎn)換處理，氣體可以連續(xù)性地被引入離子注入系統(tǒng)200的真空腔室或是根據(jù)該系統(tǒng) 的活動(dòng)，例如在預(yù)防維護(hù)期間或是停機(jī)時(shí)間被引入，其中該一個(gè)或多個(gè)閥262及/或氣體源 260的控制可以進(jìn)一步經(jīng)由控制器128控制。在連續(xù)導(dǎo)入氣體的例子中，提供氣體的流量可以充分低到不具有其它處理上的影 響，例如劑量偏移。應(yīng)該要注意的是，在一個(gè)例子中，大部分(例如大于50%)的污染物殘 留在離子注入系統(tǒng)內(nèi)，但是該污染物可能處于變換后的狀態(tài)。也應(yīng)該注意的是，氣體源260可以包含其它含水氣體，而且所有這一類的氣體被視為落在本發(fā)明的范圍中。也應(yīng)該注意 的是，在離子注入系統(tǒng)200中經(jīng)由導(dǎo)入氣體的殘留物硼烷污染物的穩(wěn)定化或鈍化可以應(yīng)用 在多種形式的硼烷上。其它硼烷的例子包括但不限于B1c1H14、B18H22、B2(1H24和例如C2BltlH12的 碳硼烷。因此一般而言，本發(fā)明可以應(yīng)用在使用BnHx+和民氏_(其中10<n< 10 0而且0 <=x<=n+4)與使用具有三元素分子QnBnHx.(其中Q是額外元素)的離子注入系統(tǒng)中。 一個(gè)這一類元素的例子是C2BltlH1215因此，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，圖4說(shuō)明了用于在離子注入系統(tǒng)中減少粒子污染 的方法300，這些污染例如由分子硼烷(例如十八硼烷)離子注入所引起的污染。根據(jù)本發(fā) 明，當(dāng)示例性的方法在這里被當(dāng)作一系列的動(dòng)作或事件來(lái)解釋并說(shuō)明時(shí)，將被了解的是本 發(fā)明不該被這一類動(dòng)作或事件的說(shuō)明的順序所限制，某些步驟可以以不同順序發(fā)生及/或 與偏離這里顯示與說(shuō)明的其它步驟同時(shí)發(fā)生。此外，根據(jù)本發(fā)明，可能不需要所有解釋性的 步驟來(lái)施行本發(fā)明的方法。更進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，將被了解的是這些方法可以與這里所解釋與說(shuō) 明的這些系統(tǒng)一起施行，也可以與在這里沒(méi)有解釋的其它系統(tǒng)一起施行。如同圖4所說(shuō)明的，該方法300開(kāi)始于在動(dòng)作305中提供離子注入系統(tǒng)，其中該離 子注入系統(tǒng)被配置以經(jīng)由離子束注入離子進(jìn)入該一個(gè)或多個(gè)工件，該離子束注入系統(tǒng)例如 是圖2中的離子注入系統(tǒng)100與圖3中的離子注入系統(tǒng)200。在一個(gè)具體的例子中，該離子 注入系統(tǒng)被配置以注入各種形式的硼烷進(jìn)入該一個(gè)或多個(gè)工件。該離子注入系統(tǒng)包含一個(gè) 或多個(gè)在選擇性真空中的組件，其中該一個(gè)或多個(gè)組件具有與配置在其上的離子束形成有 關(guān)的一種或多種污染物。最初該一種或多種污染物通常是處于第一狀態(tài)。在動(dòng)作310，氣體被導(dǎo)入或通入離子注入系統(tǒng)，其中該氣體通常與該一種或多種污 染物的至少一部分反應(yīng)。舉例來(lái)說(shuō)，該氣體包含由水蒸氣構(gòu)成的非蝕刻劑氣體或者是包含 水蒸氣的非蝕刻劑氣體。從而該氣體通常會(huì)將該一種或多種污染物的至少一部分轉(zhuǎn)換成第 二狀態(tài)。舉例來(lái)說(shuō)，該第二狀態(tài)可以包含硼酸與二硼烷氣體中的一個(gè)或多個(gè)。在動(dòng)作315中，該離子注入系統(tǒng)100通常被抽空，其中該第二狀態(tài)的該一種或多種 污染物的至少一部分保持配置在該一個(gè)或多個(gè)組件上，而其中該第二狀態(tài)的該一種或多種 污染物的至少一部分優(yōu)先不在該一個(gè)或多個(gè)工件上產(chǎn)生粒子污染。舉例來(lái)說(shuō)，硼酸可以留 下以殘留在該一個(gè)或多個(gè)組件上，而該二硼烷氣體經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)真空泵被移除。應(yīng)該注意的是，動(dòng)作310的氣體的引入可以被持續(xù)執(zhí)行(例如與動(dòng)作315的抽空 一起執(zhí)行)或是以排序方式執(zhí)行。舉例來(lái)說(shuō)，假如持續(xù)執(zhí)行的話，可以進(jìn)一步地控制氣體的 流動(dòng)，因此氣體的流動(dòng)不會(huì)顯著影響該一個(gè)或多個(gè)工件的處理。也應(yīng)該被注意到的是，該硼烷分子(例如B12H22十八硼烷分子)可以使用任何適用 于控制硼烷或硼烷群組的任何注入裝置加以注入，該硼烷或硼烷群組例如揭露在美國(guó)專利 第 6013332 號(hào)；6107634 號(hào)；6288403 號(hào)；6958481 號(hào)；6452338 號(hào)；7185602 號(hào)與 6013332 號(hào) 中的那些硼烷或硼烷群組。由粒子離子注入裝置產(chǎn)生的離子束可以被配置作為聚束機(jī)械 掃描，其中該工件在垂直于通常靜止的聚束的兩個(gè)維度上被機(jī)械掃描，基于該聚束的特性， 該聚束具有近似圓形的粒子直徑橫截面；帶狀束，其中該束在橫跨工件的方向被固定，而該 工件以垂直方向被機(jī)械掃描，而其中該帶狀束可以具有大的寬高比，而且可以至少和該工 件一樣寬；或是電磁式或靜電場(chǎng)式掃描束，該掃描束以橫跨工件的方向掃描以垂直方向做 機(jī)械掃描的該工件。一個(gè)示例性的離子注入裝置是OPTIMA HD(TM)離子注入裝置，該來(lái)自于Axcelis科技公司 的裝置為商業(yè)上可得，該裝置可被配置以提供聚束二維機(jī)械掃描。
雖然本發(fā)明對(duì)于較佳實(shí)施例展示并說(shuō)明，但顯而易見(jiàn)的是在閱讀與理解本說(shuō)明書(shū) 與附圖之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)想到等效的替代與修改。特別是關(guān)于由上述說(shuō)明組件(組 件、裝置、電路等)執(zhí)行的各種功能，上述用以說(shuō)明這一類組件的用語(yǔ)(包括對(duì)于“構(gòu)件”的 參照)意圖對(duì)應(yīng)或者指出任何執(zhí)行該說(shuō)明組件的特定功能(也就是在功能上等效的)的任 何組件，即使在結(jié)構(gòu)上不等效于實(shí)行本發(fā)明所解釋的示例性實(shí)施例中功能的揭露構(gòu)造。此 夕卜，當(dāng)本發(fā)明特定的特征對(duì)于只有多個(gè)實(shí)施例中其中之一揭露，這一類的特征可以與其它 實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)其它特征組合，這可能對(duì)于任何給定與特定的應(yīng)用來(lái)說(shuō)是所希望的且 有利的。
權(quán)利要求
1.一種用于在離子注入一個(gè)或多個(gè)工件期間減少粒子污染的方法，該方法包含提供用于通過(guò)離子束將離子注入一個(gè)或多個(gè)工件的離子注入系統(tǒng)，其中該離子注入系 統(tǒng)包括在選擇性真空下的一個(gè)或多個(gè)組件，其中該一個(gè)或多個(gè)組件具有配置在其上的與離 子束形成有關(guān)的一種或多種污染物，及其中該一種或多種污染物大體處于第一狀態(tài)；及引入氣體至離子注入系統(tǒng)，其中該氣體大體與該一種或多種污染物的至少一部分反 應(yīng)，其中大體將該一種或多種污染物的所述至少一部分轉(zhuǎn)換成第二狀態(tài)，及其中處于第二 狀態(tài)的一種或多種污染物的所述至少一部分保持配置在該一個(gè)或多個(gè)組件上，其中該第二 狀態(tài)的一種或多種污染物的所述至少一部分優(yōu)先在該一個(gè)或多個(gè)工件上產(chǎn)生較低的粒子 污染。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該氣體包括水蒸氣。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該氣體包括空氣。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該空氣包括預(yù)定數(shù)量的水蒸氣。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該一個(gè)或多個(gè)組件包括離子注入系統(tǒng)的法拉第裝 置、孔與側(cè)壁中的一個(gè)或多個(gè)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)離子束將離子注入該一個(gè)或多個(gè)工件。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該離子束包括分子離子束。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該分子離子束包括硼烷。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該分子離子束包括十硼烷或十八硼烷。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中引入氣體至離子注入系統(tǒng)包括大體持續(xù)地通入氣 體至在真空下的離子注入系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括控制進(jìn)入該離子注入系統(tǒng)的氣體的流量。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中引入氣體至離子注入系統(tǒng)包括打開(kāi)在離子注入系 統(tǒng)與氣體源之間流體連通的一個(gè)或多個(gè)閥。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該離子束包括碳硼烷。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中處于第二狀態(tài)的該一種或多種污染物的所述至少 一部分包括硼酸與二硼烷氣體中的一個(gè)或多個(gè)。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中大體在抽空該離子注入系統(tǒng)后，大部分的該一種或 多種污染物殘留在該離子注入系統(tǒng)內(nèi)。
16.一種離子注入系統(tǒng)，包括離子源，可操作以離子化至少硼烷化學(xué)物質(zhì)；處理腔室，所述處理腔室具有一個(gè)或多個(gè)端部，所述端部包括硼烷離子源；束線組 件，用于傳送由離子源產(chǎn)生的離子束；以及終端站；容納工件的處理腔室，該工件用于接收用于離子注入的離子束；真空源，與處理腔室選擇性地流體連通；氣體源，與處理腔室選擇性地流體連通，其中該氣體源提供包含至少水蒸氣的氣體；及控制器，其中該控制器配置成從氣體源選擇性地通入氣體至處理腔室，及通過(guò)分別控 制氣體源與真空源而選擇性地抽空該處理腔室，在處理腔室中硼烷的污染大體由氣體與硼 烷之間的互相作用而緩和。
17.如權(quán)利要求16所述的離子注入系統(tǒng)，進(jìn)一步包括配置在處理腔室與氣體源之間的一個(gè)或多個(gè)閥，其中該控制器進(jìn)一步配置成通過(guò)控制該一個(gè)或多個(gè)閥來(lái)控制氣體至處理腔 室的流動(dòng)。
18.如權(quán)利要求16所述的離子注入系統(tǒng)，其中該硼烷離子源的化學(xué)物質(zhì)包括十硼烷或 十八硼烷。
19.一種用于在離子注入一個(gè)或多個(gè)工件期間減少粒子污染的方法，該方法包括提供用于通過(guò)硼烷離子束將離子注入一個(gè)或多個(gè)工件的離子注入系統(tǒng)，其中該離子注 入系統(tǒng)包括在選擇性真空下的一個(gè)或多個(gè)組件，其中該一個(gè)或多個(gè)組件具有配置在其上的 與硼烷離子束形成有關(guān)的一種或多種硼烷污染物；引入氣體至離子注入系統(tǒng)，其中該氣體含有水蒸氣，及其中該氣體大體與該一種或多 種硼烷污染物的至少一部分反應(yīng)，其中大體將該一種或多種硼烷污染物的所述至少一部分 轉(zhuǎn)換成硼酸與二硼烷氣體，其中硼酸與二硼烷氣體中的一種或多種在后續(xù)將離子注入該一 個(gè)或多個(gè)工件期間大體保留在離子注入系統(tǒng)內(nèi)。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括將硼烷離子注入該一個(gè)或多個(gè)工件，其中 該氣體在注入的同時(shí)被引入。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該氣體包括具有預(yù)定數(shù)量水蒸氣的空氣。
22.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該硼烷離子束包括分子十硼烷或十八硼烷離子束ο
23.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括大體從離子注入系統(tǒng)抽出二硼烷氣體，其 中該硼酸大體保持配置在該一個(gè)或多個(gè)組件上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)用于在離子注入期間減少粒子污染的方法，該方法包含提供用于通過(guò)離子束(210)將離子注入工件(228)的注入系統(tǒng)(200)，其中一個(gè)或多個(gè)組件處在選擇性的真空下而且具有配置在其上的一個(gè)或多個(gè)第一狀態(tài)污染物。引入氣體至注入系統(tǒng)(200)，其中該氣體大體與一種或多種污染物的至少一部分反應(yīng)，在其中將該一種或多種污染物的至少一部分轉(zhuǎn)換成第二狀態(tài)。該第二狀態(tài)的一種或多種污染物的至少一部分保持配置在該一個(gè)或多個(gè)組件上，而且其中該第二狀態(tài)的一種或多種污染物的至少一部分大體而言不會(huì)在該一個(gè)或多個(gè)工件上產(chǎn)生污染。
文檔編號(hào)H01L21/265GK102047376SQ200980119765
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者安迪·雷 申請(qǐng)人:艾克塞利斯科技公司