专利名称：用于离子源组件清洗的方法
技术领域：
本发明部分涉及一种用于清洗在半导体和微电子制造中使用的离子注入机的离子源组件的方法。所述方法涉及在掺杂物注入期间使用清洗气体混合物去除沉积物。沉积物不利地影响离子注入机的正常操作，导致频繁停工时间和降低工具利用率。
背景技术：
离子注入是半导体/微电子制造中的重要工艺。将离子注入工艺用于集成电路制造以将掺杂物杂质引入至半导体晶片中。将所需掺杂物杂质引入至半导体晶片中以在所需深度形成掺杂区。选择掺杂物杂质以与半导体晶片材料结合，生成电载体并因此改变半导体晶片材料的导电率。引入的掺杂物杂质的浓度决定掺杂区的导电率。必需生成许多这种杂质区来形成晶体管结构、隔离结构和其它电子结构，它们共同地充当半导体装置。在离子注入工艺中，使用含有所需掺杂物元素的气体材料。将气体引入至离子源室即电离室中，并且将能量引入至该室中以使该气体电离。电离生成含有掺杂物元素的离子。以具有所需能量的离子束的形式从离子源室提取离子。可以通过在提取电极两端施加高电压来进行提取。当期望高纯度时，经由质量分析仪/过滤器输送该束以选择待注入物质。离子束可以随后被加速/减速并输送至半导体晶片的表面以便将掺杂物元素注入至半导体晶片中。该束的离子穿透半导体晶片的表面以形成具有所期望导电率的区域。离子注入工艺的问题涉及在离子源室和该离子源室内所容纳的组件的表面上气体材料残余物的沉积。这可导致聚集的残余物沉积物，其干扰离子源室的成功操作，例如， 由离子源室中低电压绝缘体上形成的残余物沉积物导致的电气短路和由离子源室中绝缘体上形成的残余物沉积物导致的高能高电压火花。残余物沉积物可不利地影响离子注入机的正常操作，导致频繁停工时间和降低工具利用率。当移走离子源室和该离子源室内所容纳的组件以进行清洗时，由于毒性或腐蚀性气体的排放还可能产生安全问题。因此必需从离子源室和该离子源室内所容纳的组件的表面上去除累积的沉积形成物而使对离子源室的成功操作的任何干扰最小化。因此，存在对从离子源室和该离子源室内所容纳的组件的表面上去除累积的沉积形成物的需要。本领域中期望的是开发清洗方法，用于从离子源室和该离子源室内所容纳的组件的表面上去除累积的沉积形成物从而使对离子源室的成功操作的任何干扰最小化。
发明内容
本发明部分涉及一种用于清洗离子注入机的离子源组件的方法，其中所述离子源组件包括电离室和所述电离室内所容纳的一个或多个组件，并且其中所述电离室的内部和 /或所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件在其上具有掺杂气体内所含元素的至少一些沉积物，所述方法包括
将清洗气体引入至所述电离室中，所述清洗气体包含F2、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选A的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物；和在足以从所述电离室的内部和/或从所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上去除所述沉积物的至少一部分的条件下，使所述清洗气体与所述沉积物反应。本发明还部分涉及一种用于清洗离子注入机的离子源组件的方法，其中所述离子源组件包括电离室和所述电离室内所容纳的一个或多个组件，并且其中所述电离室的内部和/或所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件在其上具有碳硼烷(C2BltlH12)掺杂气体内所含元素的至少一些沉积物，所述方法包括
将清洗气体引入至所述电离室中，所述清洗气体包含F2、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选A的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物；和
在足以从所述电离室的内部和/或从所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上去除所述沉积物的至少一部分的条件下，使所述清洗气体与所述沉积物反应。本发明还部分涉及一种用于防止或减少在离子注入机的离子源组件中形成掺杂气体内所含元素的沉积物的方法，其中所述离子源组件包括电离室和所述电离室内所容纳的一个或多个组件，所述方法包括
将掺杂气体引入至所述电离室中；
将清洗气体引入至所述电离室中，所述清洗气体包含F2、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选A的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物；和
在足以防止在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成沉积物的条件下，使所述掺杂气体与所述清洗气体反应；或者在足以减少在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成沉积物的条件下，使所述掺杂气体、和在所述掺杂气体的电离期间在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成的沉积物与所述清洗气体反应。本发明还部分涉及一种用于防止或减少在离子注入机的离子源组件中形成碳硼烷(C2BltlH12)掺杂气体内所含元素的沉积物的方法，其中所述离子源组件包括电离室和在所述电离室内所容纳的一个或多个组件，所述方法包括
将掺杂气体引入至所述电离室中，所述掺杂气体包含碳硼烷(C2BltlH12)； 将清洗气体引入至所述电离室中，所述清洗气体包含F2、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选A的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物；和
在足以防止在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成沉积物的条件下，使所述掺杂气体与所述清洗气体反应；或者在足以减少在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成沉积物的条件下，使所述掺杂气体、和在所述掺杂气体的电离期间在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成的沉积物与所述清洗气体反应。与其它已知工艺如基于NF3的工艺相比，本发明的方法提供针对在碳硼烷注入期间形成的残余沉积物的更高去除速率。本发明的方法的实施可使客户能够更快地进行所需清洗操作并因此改进工具利用率。例如，通过将基于NF3的清洗替换为根据本发明的用于碳硼烷沉积物去除的基于F2/ArA)2的清洗工艺，用户每天可获得额外1小时的工具利用率。更快的清洗操作还可导致更少使用清洗气体以及因此较不频繁的气瓶替换。因此，用户还可减少在气瓶替换期间经历的工具停工时间和安全问题。
附图简述
图1是离子注入系统的示意图。
图2是可用于本发明的不同气体连接模式的示意图。
图3是可用于本发明的不同等离子体和热活化模式的示意图。
图4图解示出清洗气体流量和腔室压力对去除速率的影响。
图5图解示出氧添加对去除速率的影响。
发明详述在进行离子注入工艺过程中，在离子源室的壁和其它组件上形成一层沉积物。沉积物是诸如汽化碳硼烷(C2BltlH12)的掺杂气体内所含元素的至少一部分。掺杂气体可以得自固体来源，例如，碳硼烷(C2BltlH12)是通过加热而汽化的固体来源。这些沉积物可不利地影响离子注入机的正常操作，导致频繁停工时间和降低工具利用率。图1显示离子注入系统的示意图。在作为虚线框示出的离子源室的壁和组件上形成沉积物，并且本发明的清洗方法从那些区域去除沉积物。
为上文所示，本发明部分涉及一种用于清洗离子注入机的离子源组件的方法，其中所述离子源组件包括电离室和所述电离室内所容纳的一个或多个组件，并且其中所述电离室的内部和/或所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件在其上具有掺杂气体内所含元素的至少一些沉积物，所述方法包括将清洗气体引入至所述电离室中，所述清洗气体包含F2、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选A的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物；和在足以从所述电离室的内部和/或从所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上去除沉积物的至少一部分的条件下，使所述清洗气体与所述沉积物反应。
本发明的方法提供一种清洗化学品和方法，以去除在注入期间特别是碳硼烷 (C2B10H12)注入期间形成的沉积物。本发明的方法涉及使用清洗气体混合物来去除掺杂气体内所含元素的沉积物，所述清洗气体混合物含有&、选自稀有气体(He、Ar、Xe和Kr)和/ 或氮气的一种或多种惰性气体和任选的02。在优选实施方案中，所述清洗气体包含F2和Ar 的混合物，或F2、Ar和&的混合物。
清洗气体混合物的组成包括约0. 1至约0. 3的F2/ [Ar+F2]摩尔比。清洗气体混合物的组成包括约0. 01至约0. 6的02/[F2+02]摩尔比。优选的气体混合物组成包括约0. 15 至约0. 25的F2/[Ar+F2]摩尔比和约0. 25至约0. 45的02/[F2+02]摩尔比。在优选实施方案中，在最佳条件下向F2和Ar气体混合物添加&可将沉积物移除速率提高约30-40%。在另一个实施方案中，代替使用O2和F2作为单独气体，与Ar混合的诸如二氟化氧(OF2)的含氧/氟气体也可以用作清洗气体。
清洗气体组成优选为F2/02/Ar混合物。在极值点处，即在F2/[Ar+F2] = 0. 3并且 02/
= 0. 6处，1摩尔气体混合物将分别含有0. 21,0. 31和0. 48摩尔F2、O2和Ar。 10-25% OF2和余量的Ar的稀释混合物也可以用作有用的清洗气体混合物。与构成电离室和该电离室内所容纳的组件的材料相比，清洗气体应具有更高的与沉积物的反应性。
各气体可以单独地或以预混形式进料。可以将气体单独地通入源室或者以预混形式提供。各种气体连接模式适于在本发明的方法中使用。例如，可以混合来自分开的来源的F2、Ar和A并且将混合物引入至电离室中。或者，可以混合来自一个来源的F2和Ar以及来自分开的来源的O2并且将混合物引入至电离室中。同样，可以将来自一个来源的F2、 Ar和&引入至电离室中。参见例如示出不同气体连接模式的图2。
示冽性的掺杂物源包括但不限于碳硼烷(C2BltlH12)。取决于在工艺室中的位置，在碳硼烷注入期间形成的沉积物含有不同数量的B、C和W。组成掺杂气体的其它示冽性元素包括磷(P)和砷(As)。其它示例性掺杂气体包括例如磷化氢(PH3)、砷化氢(AsH3)、锗烷 (GeH4)、四氟化锗(GeF4)和二硼烷(B2H6)。在注入工艺期间使用这些其它示例性掺杂物源形成的沉积物可能分别含有P、As、Ge和B。离子源室中形成的沉积物可以通过使其在期望工艺条件下与F2、Ar和任选&接触来去除。一旦在期望操作条件下暴露于清洗气体，该沉积物与F2、02、F基、0基和OxFy基反应，并且作为挥发性产物去除。Ar用作载体气体并且还减少导致活性物质的损失的复合反应(recombination reaction)。由于Ar的电离电势比He和Ne更低，所以与稀有气体如He和Ne相比，Ar是优选的载体气体。同样，与Kr、Xe 和1 相比，Ar的较低成本使其是优选的候选物。与Ar相比，N2具有极类似的成本结构和电离电势。然而，使用Ar/F2比使用队汗2对W的蚀刻速率结果更低，使得Ar作为载体气体比N2优选。W是用于构造电离室和该电离室内所容纳的组件的普通材料。
本发明的方法可以采用热和/或等离子体活化来实现期望的清洗作用。清洗气体可以通过等离子体远程活化并将活性物质输送至源室的或可在源室中就地产生等离子体。 优选模式使用热和等离子体活化的组合。在清洗工艺期间反应温度的范围可为约25°C至约 1000°C。优选地，电离室的温度的范围可为约200°C至约1000°C。在清洗工艺期间反应压力的范围可为约0. 1托至约10托。优选地，电离室中压力的范围可为约0. 1托至约1托。
清洗气体经受热、等离子体或这两者的组合以产生活性基团/离子。参见例如示出不同等离子体和热活化模式的图3。在本发明的实施方案中，引入等离子体活化另加热活化可显著提高移除速率，例如提高约3倍。可通过将离子源室或该离子源室的至少一部分维持在期望温度下来提供热活化。使用远程等离子体系统如图3A和图;3B的远程等离子体模式，气体可经受等离子体活化，并随后将基团/离子输送至源室。
在将清洗气体引入至电离室中之前，可将清洗气体引入至等离子室中。在等离子室中激发该清洗气体以生成等离子体。来自等离子体的离子、基团、中性物和其它分离物质随后被引入至电离室中。参见例如图3A。
在将所述清洗气体引入至电离室中之前，可将包含&/^1·的清洗气体引入至等离子室中。在等离子室中激发该清洗气体以生成等离子体。将来自等离子体的离子、基团、中性物和其它分离物质从所述等离子室中移走并与A混合以生成气体流。该气体流随后被引入至电离室中。参见例如图3B。
或者，等离子体可在源室中就地产生，例如，图3C的直接等离子体模式。在优选实施方案中，在离子源室中就地产生等离子体，其可通过在源室中在阴极和反阴极两端提供期望电势来容易地获得。直接等离子体模式具有比远程等离子体模式更好的若干潜在优点(i)在流程线中无活性基团或离子的损失；(ii)不需要另外的远程等离子体设备；和 (iii)就地等离子体产生充分的热能以将离子源室壁的温度提高至热活化所需的期望值。
清洗气体与沉积物的反应的反应条件如温度、压力和接触时间也可有很大不同。 本文可以采用足以从电离室的内部和/或从该电离室内所容纳的一个或多个组件上去除沉积物的至少一部分的此类条件的任何适宜组合。在清洗工艺期间电离室压力的范围可为约0. 1至约10托，优选约0. 1至约1. 0托。在清洗工艺期间电离室温度的范围可为约25°C 至约1000°C，优选约400°C至约600°C。在电离室中清洗气体与沉积物的反应时间的范围可为约30秒至约45分钟。取决于用户实施的清洗的频率，优选反应时间各不相同。清洗气体流速的范围可为约10至约lOOOsccm，优选约50至约250sccm。
在清洗气体与沉积物反应并且从电离室的内壁和/或从该电离室内所容纳的一个或多个组件上去除沉积物的至少一部分之后，沉积物从电离室中作为挥发性产物被去除。可随后将该电离室排空并且按需要将清洗工艺重复许多次。排空的挥发性产物可被引导至消除装置，例如焚化炉、湿式/干式洗涤器等等。
也如上文所示，本发明还部分涉及一种用于清洗离子注入机的离子源组件的方法，其中所述离子源组件包括电离室和所述电离室内所容纳的一个或多个组件，并且其中所述电离室的内部和/或所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件在其上具有碳硼烷 (C2B10H12)掺杂气体内所含元素的至少一些沉积物，所述方法包括将清洗气体引入至所述电离室中，所述清洗气体包含F2、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选A的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物；和在足以从所述电离室的内部和/或从所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上去除沉积物的至少一部分的条件下，使所述清洗气体与所述沉积物反应。
本发明的方法涉及在前述注入工艺期间形成沉积物之后清洗该沉积物。在替代性模式中，可以和掺杂源气体一起连续地提供清洗气体混合物，同时进行注入工艺。
如上文所示，本发明部分涉及一种用于防止或减少在离子注入机的离子源组件中形成掺杂气体内所含元素的沉积物的方法，其中所述离子源组件包括电离室和所述电离室内所容纳的一个或多个组件，所述方法包括将掺杂气体引入至所述电离室中；将清洗气体引入至所述电离室中，所述清洗气体包含F2、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选A的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物；和在足以防止在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成沉积物的条件下，使所述掺杂气体与所述清洗气体反应；或者在足以减少在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成沉积物的条件下，使所述掺杂气体、和在所述掺杂气体的电离期间在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成的沉积物与所述清洗气体反应。
具体来说，本发明部分涉及一种用于防止或减少在离子注入机的离子源组件中形成碳硼烷(C2BltlH12)掺杂气体内所含元素的沉积物的方法，其中所述离子源组件包括电离室和所述电离室内所容纳的一个或多个组件，所述方法包括将掺杂气体引入至所述电离室中；所述掺杂气体包含碳硼烷(C2BltlH12)；将清洗气体引入至所述电离室中，所述清洗气体包含F2、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选A的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物；和在足以防止在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成沉积物的条件下，使所述掺杂气体与所述清洗气体反应。或者在足以减少在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成沉积物的条件下，使所述掺杂气体、和在所述掺杂气体的电离期间在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成的沉积物与所述清洗气体反应。该方法还包括从所述电离室中提取离子束以便注入至基底中。
对于防止或减少在电离室的内部上和/或在电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成沉积物的方法，清洗气体混合物的组成可如本文所述。该沉积物防止方法是就地清洗方法并且可称为操作的共同抽气(co-bleed)模式。
清洗气体与掺杂气体的反应的反应条件如温度、压力和接触时间也可有很大不同。本文可以采用足以防止或减少从电离室的内部和/或从该电离室内所容纳一个或多个组件形成沉积物的此类条件的任何适宜组合。清洗气体与掺杂气体的比率的范围可为约 0. 1:1至大于约3:1。电离室压力的范围可为约0. 1至约5毫托，优选约0.5至约2. 5毫托。 电离室温度的范围可为约25°C至约1000°C，优选约400°C至约600°C。清洗气体流速和掺杂气体流速在该过程中一般具有类似量级。优选地，清洗气体和掺杂气体的流速的范围可为约0. 1至约IOsccm,更优选约0. 5至约3sccm。
在共同抽气(co-bleed)模式的操作中，清洗时间等于掺杂物和清洗气体流动的持续时间。所以该持续时间取决于用户的工艺时间。该清洗时间不仅取决于工艺处方，而且取决于晶片的数量和快速原子轰击离子源(fab)负荷。在操作的共同抽气模式中，即便在中止掺杂气体之后用户可以继续使清洗气体流动以确保去除任何留下的沉积物。
防止或减少在电离室的内部上和/或在该电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成沉积物的方法采用如本文所述的热/等离子体活化。通过在电离室中撞击等离子体使掺杂气体电离，并且由于来自受热阴极的传导和/或辐射，电离室壁和该电离室内所容纳的组件的温度升高。
在热/等离子体活化中，该等离子体可包含该掺杂气体即碳硼烷(C2BltlH12)的分离和电离的成分；和该清洗气体即F2、Ar和任选&的混合物的分离和电离的成分。掺杂气体的分离和电离的成分与清洗气体的分离和电离的成分反应，以防止或减少在电离室的内部上和/或在该电离室内所容纳的一个或多个组件上形成可电离掺杂气体内所含元素的沉积物。可使用质量流量控制器来控制引入至电离室中的清洗气体与掺杂气体的比率。清洗气体与掺杂气体的比率的范围可为约0. 1:1至大于约3:1。
本发明的各种修改和变型对本领域技术人员将是明显的，并且应理解，此类修改和变型将包括在本申请的范畴和权利要求书的精神和范围之内。
实施例1比较NF3清洗气体与本发明中所用清洗气体化学品的不同变型的性能。在类似加工条件下，F2/Ar和F2/ArA)2混合物证实比NF3具有更佳移除速率(参见表A和下表B)。对于热活化的清洗方法，即便在较低温度下，F2/ArA)2导致快2倍的残余物沉积物移除速率。同样，当在等离子体和热活化的组合下操作时，基于F2/ArA)2的化学品具有比基于NF3的化学品更佳的移除速率。另外，由于F2中F-F键比NF3中N-F键更低的键裂解能量，与NF3等离子体相比，需要更少等离子体功率来维持完全裂解的F2等离子体。与低功率需要组合的较高残余物沉积物移除速率为用户提供更宽的工艺窗口以进行期望的清洗操作。
表A 活化模式热.洗气体O2ZF2摩尔比压力 _瀛度移除速.率 (C) (pivmia'lOOscc-i7)碼/Arm3.0_ 0.7F2ZArZO2_3.0_ IJ表B:活化模式等离子体+热清洗气体I O2IF2摩尔比 A力 _SA 移涂逯率 (1C) (lun/iuiii/lOi see-F)NF3ZAr 丨 NA I 3.0400 I 1.2F2ZArZO2 0.0 3.0棚 IJF2ZArZO2 丨 0,4 | 3.0400 2.1实施例2进行实验以评估在不同操作条件下来自碳硼烷掺杂气体的沉积物的移除速率。图4示出在 F2/02/Ar 混合物(F2:02: Ar - 0. 18:0. 09:0. 73)和 F2/Ar 混合物(F2: Ar - 0. 20:0. 80) 的不同流速下观察的移除速率。这些实验中所用的混合物组成为F2/02/Ar 混合物=F2O2:Ar = 0. 18:0. 09:0. 73，即，F2/[F2+Ar] = 0. 20 和 O2/
=0. 33V2Zkr 混合物=F2 Ar = 0. 20:0. 80，即 F2/ [F2+Ar] = 0. 20。
图4示出清洗气体流量和腔室压力对移除速率的影响。除各数据点之外所列的压力值为在对应实验期间的腔室压力。观察到在清洗气体流量(和对应腔室压力)减少约5 倍的情况下，F2/Ar和F2/02/Ar混合物移除速率下降仅约1. 9倍和约1. 6倍，从而表明在低流量-低压力模式中清洗气体的更高效的利用率。由于所产生等离子体的物理位置，还期望当以直接等离子体模式进行清洗时，在离子源室中维持低压(小于1.0托)。在较高压力下，等离子体可趋于定位在电弧室中阴极区域的周围，不同于低压操作，其中等离子体趋于散布在腔室周围并且因此提供更均勻的清洗。结果证实，在约200sCCm和0. 7托的腔室压力下使用F2/ArA)2混合物可实现相当高的移除速率。基于特定注入机构造的进一步优化也是可能的。
图5示出氧添加对清洗气体混合物的移除速率性能的影响。起初，当气体混合物中A的相对浓度增加时，移除速率增加，然而当O2浓度继续增加时，观察到相反效果。当样品经受纯氧气流时，移除速率下降至零。结果表明，清洗气体混合物中O2摩尔分数[O2/(摩尔A +摩尔F2)]的优选范围是约0. 3至0. 5。
权利要求
1.一种用于清洗离子注入机的离子源组件的方法，其中所述离子源组件包括电离室和所述电离室内所容纳的一个或多个组件，并且其中所述电离室的内部和/或所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件在其上具有掺杂气体内所含元素的至少一些沉积物，所述方法包括将清洗气体引入至所述电离室中，所述清洗气体包含F2、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选A的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物；和在足以从所述电离室的内部和/或从所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上去除所述沉积物的至少一部分的条件下，使所述清洗气体与所述沉积物反应。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述清洗气体包含F2和Ar的混合物，F2、Ar和仏的混合物，或二氟化氧(OF2)和Ar的混合物。
3.根据权利要求2所述的方法，其中将来自分开的来源的F2、Ar和&混合并将所述混合物引入至所述电离室中；将来自一个来源的F2和Ar与来自分开的来源的&混合并将所述混合物引入至所述电离室中；或将来自一个来源的F2、Ar和O2引入至所述电离室中。
4.根据权利要求2所述的方法，其中F2/[Ar+ F2]摩尔比为约0. 1至约0. 3，并且O2/ [F2 + O2]摩尔比为约0. 01至约0. 6。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述F2/[Ar+ F2]摩尔比为约0. 15至约0. 25，并且O2/[F2 + O2]摩尔比为约0. 25至约0. 45。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述掺杂气体包含碳硼烷(C2BltlH12)。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述沉积物包含选自B(硼)、C (碳)、W (钨)和它们的混合物的元素。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法采用所述清洗气体的热和/或等离子体活化。
9.根据权利要求1所述的方法，其还包括(i)在将所述清洗气体引入至所述电离室中之前，将所述清洗气体引入至等离子室中，在所述等离子室中激发所述清洗气体以生成等离子体，并且将来自所述等离子体的离子、基团、中性物和其它分离物质引入至所述电离室中；(ii)将所述清洗气体引入至所述电离室中并且在所述电离室中激发所述清洗气体以生成等离子体；或(iii)在将所述清洗气体引入至所述电离室中之前，将包含i^/Ar的所述清洗气体引入至等离子室中，在所述等离子室中激发所述清洗气体以生成等离子体，从所述等离子室中去除来自所述等离子体的离子、基团、中性物和其它分离物质，将来自所述等离子体的所述离子、基团、中性物和其它分离物质与O2混合以生成气体流，并且将所述气体流引入至所述电离室中。
10.根据权利要求1所述的方法，其中在所述电离室中于约25°C至约1000°C的温度下使所述清洗气体与所述沉积物反应。
11.根据权利要求1所述的方法，其中在所述电离室中于约0.1托至约10托的压力下使所述清洗气体与所述沉积物反应。
12.根据权利要求1所述的方法，其中在所述电离室中进行使所述清洗气体与所述沉积物反应约30秒至约45分钟的反应时间。
13.根据权利要求1所述的方法，其中以约IOsccm至约lOOOsccm的流速将所述清洗气体引入至所述电离室中。
14.根据权利要求1所述的方法，其还包括在所述反应之后排空所述电离室。
15.根据权利要求14所述的方法，其还包括重复所述方法一次或多次。
16.一种用于清洗离子注入机的离子源组件的方法，其中所述离子源组件包括电离室和所述电离室内所容纳的一个或多个组件，并且其中所述电离室的内部和/或所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件在其上具有碳硼烷(C2BltlH12)掺杂气体内所含元素的至少一些沉积物，所述方法包括将清洗气体引入至所述电离室中，所述清洗气体包含F2、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选A的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物；和在足以从所述电离室的内部和/或从所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上去除所述沉积物的至少一部分的条件下，使所述清洗气体与所述沉积物反应。
17.一种用于防止或减少在离子注入机的离子源组件中形成掺杂气体内所含元素的沉积物的方法，其中所述离子源组件包括电离室和所述电离室内所容纳的一个或多个组件， 所述方法包括将掺杂气体引入至所述电离室中；将清洗气体引入至所述电离室中，所述清洗气体包含F2、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选A的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物；和在足以防止在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成所述掺杂气体内所含元素的沉积物的条件下，使所述掺杂气体与所述清洗气体反应；或者在足以减少在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成沉积物的条件下，使所述掺杂气体、和在所述掺杂气体的电离期间在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成的沉积物与所述清洗气体反应。
18.根据权利要求17所述的方法，其还包含从所述电离室提取离子束以便注入至基底中。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述方法采用所述掺杂气体和所述清洗气体的热和/或等离子体活化。
20.一种用于防止或减少在离子注入机的离子源组件中形成碳硼烷(C2BltlH12)掺杂气体内所含元素的沉积物的方法，其中所述离子源组件包括电离室和所述电离室内所容纳的一个或多个组件，所述方法包括将掺杂气体引入至所述电离室中，所述掺杂气体包含碳硼烷(C2BltlH12)；将清洗气体引入至所述电离室中，所述清洗气体包含F2、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选A的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物；和在足以防止在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成所述碳硼烷(C2BltlH12)掺杂气体内所含元素的沉积物的条件下，使所述掺杂气体与所述清洗气体反应；或者在足以减少在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成沉积物的条件下，使所述掺杂气体、和在所述掺杂气体的电离期间在所述电离室的内部上和/或在所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上形成的沉积物与所述清洗气体反应。
全文摘要
本发明部分涉及一种用于清洗在半导体和微电子制造中使用的离子注入机的离子源组件的方法。所述离子源组件包括电离室和所述电离室内所容纳的一个或多个组件。所述电离室的内部和/或所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件在其上具有如碳硼烷(C2B10H12)的掺杂气体内所含元素的至少一些沉积物。所述方法涉及将清洗气体引入至电离室中，以及在足以从电离室的内部和/或从电离室内所容纳的一个或多个组件上去除沉积物的至少一部分的条件下，使清洗气体与沉积物反应。所述清洗气体为F2、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选O2的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物。沉积物不利地影响离子注入机的正常操作，导致频繁停工时间和降低工具利用率。
文档编号H01J37/16GK102549705SQ201080043549
公开日2012年7月4日 申请日期2010年9月24日 优先权日2009年10月1日
发明者辛哈 A., A. 布朗 L., M. 坎珀 S. 申请人:普莱克斯技术有限公司