KR20160024749A

KR20160024749A - Ion implantation method and ion implanter

Info

Publication number: KR20160024749A
Application number: KR1020150104806A
Authority: KR
Inventors: 커-진 수; 구오-죵 장; 밍-웨이 우; 웨이-추엔 황; 쉬에-런 양; 즈-치엔 쳔
Original assignee: 어드밴스드 이온 빔 테크놀로지 인크.
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2016-03-07
Also published as: TW201608613A; CN105374655A; TWI594301B; CN105374655B

Abstract

The present invention discloses an ion implantation method and an ion implanter. The flow ratio of a dopant gas to a dilution gas transmitted to an ion source is controlled to be 3:1 to 20:1. The dopant gas may be the combination of hydrogen phosphide, boron trifluoride, carbon dioxide or their combination. The dilution gas may be hydrogen, helium, or their combination. If there are helium and hydrogen together in the dilution gas, the volume ratio of helium to hydrogen is controlled to be 1:99 to 3:17. By using a specific process, the lifetime of the ion source for usage can be extended.

Description

이온 주입방법과 이온 주입기{ION IMPLANTATION METHOD AND ION IMPLANTER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an ion implantation method and an ion implanter,

본 발명은 이온 주입방법과 이온 주입기에 관한 것이며, 특히 이온 소스(ion source)의 사용수명을 연장할 수 있는 이온 주입방법과 이온 주입기에 관한 것이다.The present invention relates to an ion implantation method and an ion implanter, and more particularly to an ion implantation method and an ion implanter capable of extending the service life of an ion source.

이온 주입(Ion Implantation)은 예를 들어 집적회로, 발광 다이오드와 태양광 전지 등과 같은 현대의 제품 제조에서 이미 보편적으로 응용되고 있다. 이온 주입은 물리적 공정(physical process)이며, 이는 선택적으로 주입재료로서 이온을 특정된 조건(예로, 특정된 에너지와 특정된 방향)으로 기재(substrate) 상의 특정 구역에 주입할 수 있다. 일반적으로, 이온 주입을 진행할 때, 주입재료를 포함한 하나 또는 여러 가지 재료가 먼저 이온 소스(ion source)에서 이온화되어 플라스마가 되고, 그리고나서 주입재료 이온과 극성이 같은 하나 또는 여러 가지 이온은 그 플라즈마에서 지속적으로 이온 소스로부터 인출되어 이온빔을 형성하고, 그런후에 이온빔은 계속해서 여과되고(전하 대 질량비가 부적절한 이온을 제거함), 가속 또는 감속(에너지 조정)되고, 방향이 조정되고, 횡단면 크기와 윤곽이 조정되어, 마지막으로 주입되는 기재의 특정 구역으로 유도된다.Ion Implantation has already been universally applied in the manufacture of modern products such as integrated circuits, light emitting diodes and solar cells, for example. Ion implantation is a physical process, which can optionally inject ions as implant materials into a specific region on a substrate in a specified condition (e.g., in a specified direction with specified energy). Generally, when conducting ion implantation, one or several materials, including the implant material, are first ionized at the ion source to become a plasma, and then one or several ions of the same polarity as the implant material ions are implanted into the plasma The ion beam is continuously filtered (charge-to-mass ratio removes inadequate ions), accelerated or decelerated (energy adjusted), direction adjusted, and the cross-sectional size and contour Is adjusted and directed to the specific area of the substrate that is finally injected.

이온 소스에서의 플라스마는, 종종 동시에 여러 가지 다른 종류의 이온이 존재하여, 상호 간 종종 다른 화학반응 또는 물리반응이 진행된다. 심지어 이온 소스에 전송되어 플라스마를 형성하는 하나 또는 여러 가지 재료가 때론 플라스마로 완전히 이온화되지 않아, 일부가 직접적으로 화학반응 또는 물리반응을 서로 진행하거나, 또는 일부가 직접 이온 소스의 반응실 케이스(chamber wall) 또는 전극(electrode) 또는 기타 하드웨어 부재와 화학반응 또는 물리반응을 서로 진행한다. 따라서, 이온 소스에서 지속적으로 플라스마를 생산 유지하여 이온빔이 지속적으로 이온 소스에서 인출될 수 있게 하는 동안, 이온 소스 내부는 종종 주입재료의 이온과 다른 부산물(by-product)이 생산된다. 예를 들어, 일산화탄소(CO) 또는 이산화탄소(CO2)가 탄소를 이온 소스에 반입하고 또한 탄소를 함유하는 플라스마를 생산하기 위한 재료로 사용되는 경우, 이온 소스 내부에는 결합되지 않은 자유 산소 원자(또는 자유 산소 이온)가 나타나고, 이들 자유 산소 원자(또는 자유 산소 이온)은 종종 이온 소스의 반응실 케이스, 이온빔을 인출하는 전극 또는 반응실 케이스에 형성되는 내벽(liner) 등과 화학반응을 발생시켜, 새로운 재료를 형성한다. 새롭게 형성된 이들 재료의 일부는 다시 이온화되어 플라스마가 됨으로써, 인출된 이온 소스의 이온빔이 여러 가지 다른 이온을 구비하도록 하여, 후속 여과와 조정 등 단계의 어려움을 증가시키고, 일부는 이온 소스 내부에 침전되거나, 또는 이온 소스의 전극과 반응실 케이스에 부착되어, 이들 하드웨어 의 기능을 간섭하거나 심지어 파괴한다. 예를 들어, 전극이 텅스텐으로 형성된 경우, 전극 표면에 축적된 산화 텅스텐이 전극으로서의 기능을 감소시킨다. Plasma in an ion source often has several different kinds of ions at the same time, often with different chemical or physical reactions going on. Even one or several materials that are transferred to the ion source to form the plasma are sometimes not fully ionized into the plasma and some of them directly go through chemical or physical reactions, wall or an electrode or other hardware member. Thus, the ion source interior often produces ions and other by-products of the implant material, while the ion source continues to produce and maintain a plasma that allows the ion beam to be continuously withdrawn from the ion source. For example, when carbon monoxide (CO) or carbon dioxide (CO2) is used as a material for bringing carbon into an ion source and producing a plasma containing carbon, free oxygen atoms (or free (Or free oxygen ions) often generate a chemical reaction with a reaction chamber of an ion source, an electrode for drawing out an ion beam, or an inner wall formed in the reaction chamber, . Some of these newly formed materials are again ionized to become plasmas so that the ion beam of the drawn ion source has many different ions to increase the difficulty of subsequent filtration and tuning steps, , Or attached to the electrode of the ion source and the reaction chamber case, interfering or even destroying the function of these hardware. For example, when the electrode is formed of tungsten, tungsten oxide accumulated on the electrode surface functions as an electrode.

당연히, 이들 부산물의 출현은 이온 소스의 효능을 저하시키고, 이온 소스의 운행을 필히 정지하여 세정 및 보수를 진행하는 빈도를 증가시켜, 이온 소스의 사용수명을 단축시킨다. 따라서, 종래 기술은 부산물이 일으키는 문제를 개선하도록 다양한 방법으로 발전하였다. 그 중 최근에 신속하게 발전된 방법은 별도의 재료를 이온 소스에 공급하거나, 이들 별도의 재료와 이들 부산물의 상호 작용을 통해, 부산물이 더 이상 이온 소스 내부에 누적되지 않게 하거나, 별도 재료와 원래부터 주입 이온을 생산하기 위해 이용되는 재료의 상호 작용을 통해, 집적 부산물의 생성을 제거하거나, 기타 방식을 통해 이온 소스의 사용 수명을 연장한다. 여기서, 별도 재료를 사용하는 방법과 관련된 종래의 문헌으로, 예를 들어, 미국 등록 특허 공보 7223984, 미국 등록 특허 공보 8288257, 미국 등록 특허 공보 7446326, 미국 등록 특허 공보 7655931 및 미국 공개 특허 공보 20120118232 등이 있다.Naturally, the advent of these byproducts lowers the efficacy of the ion source and necessarily stops the operation of the ion source, increasing the frequency of cleaning and repairing, thereby shortening the service life of the ion source. Thus, the prior art has evolved in various ways to remedy the problems caused by byproducts. Recently, a rapidly developed method is to supply a separate material to the ion source, or through the interaction of these separate materials and these by-products, the by-products are no longer accumulated in the ion source, Through the interaction of the materials used to produce the implanted ions, the production of integrated byproducts is removed, or the lifetime of the ion source is extended through other methods. For example, US Pat. Nos. 7223984, 8288257, 7446326, 7655931, and 20120118232, which are related to a method of using a separate material, have.

어쨌든, 지금까지 그 어떤 방법도 동시에 모든 이온 주입에 적용할 수는 없었다. 특히, 유사한 방법이라도, 주입되는 이온의 상이, 플라스마를 형성하는 재료의 상이와 이온 소스의 하드웨어 설계의 상이 등 변수의 변화에 따라, 모두 각자 적용되는 제조 공정(recipe)이 있다. 따라서, 여전히 이온 소스의 사용수명을 연장하는 새로운 방법을 개발할 필요가 있다.In any case, no method could ever be applied to all ion implants at the same time. Particularly, there is a similar recipe in which, depending on the variation of the parameters such as the image of the ions to be injected, the difference of the material forming the plasma and the hardware design of the ion source, Therefore, there is still a need to develop new methods to extend the service life of the ion source.

하기의 내용은 본 발명의 하나 또는 여러 방면의 간단한 요약이다. 본 간단한 요약은 본 발명의 광범위한 종합 설명이 아니고, 본 발명의 관건 또는 중요 요소를 식별하고자 하는 의도도 아니며, 또한, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 의도도 아니다. 상대적으로, 본 간단한 요약의 주요 목적은 본 발명의 일련의 개념을 간결하게 나타냄으로써, 후술하는 실시 방식에서 본 발명을 상세히 설명하기 전의 서문으로 쓰고자 한다.The following is a brief summary of one or more aspects of the invention. This summary is not an extensive description of the invention and is not intended to identify key or critical elements of the invention nor is it intended to limit the scope of the invention. Relatively, the main purpose of this brief summary is to present a series of concepts of the present invention in a concise manner, so that the present invention will be described in detail in the following description.

본 발명은 기본적으로 인화 수소를 도펀트 가스(dopant gas)로 하여 이온 소스에서 인을 함유하는 플라스마를 생산하는 경우, 또는 삼불화붕소를 도펀트 가스로 하여 이온 소스에서 붕소를 함유하는 플라스마를 생산하는 경우, 또는 이산화탄소를 도펀트 가스로 하여 이온 소스에서 탄소를 함유하는 플라스마를 생산하는 경우, 동시에 수소 및/또는 헬륨으로 조성된 희석 가스(diluent gas)를 이온 소스에 공급한다. 이때, 화학 활성이 높은 수소는 이온 소스에서 형성된 부산물과 반응할 수 있고, 또는 부산물을 다시 이온화하여 플라스마에서 표류하는 양이온과 음이온으로 만들고, 나아가 이온 소스에서 부산물의 수량을 감소시키거나 심지어 제거할 수 있고, 또는 부산물이 더 이상 지속적으로 치밀한 구조로 퇴적되거나 이온 소스 반응실 바닥에 떨어지지 않도록 하여, 플라스마 또는 전극 등 주요 하드웨어와 접촉되지 않도록 할 수 있다. 이때, 화학 활성이 낮은 헬륨은 플라스마에서 가열되어 비교적 큰 운동 에너지/운동량으로 이온 소스 내부에 형성된 부산물과 충돌이 발생하거나, 또는 부산물에 직접 충돌해서 플라스마의 양이온과 음이온으로 이온화하거나, 또는 이온 소스 내부에 축적된 부산물에 충돌해서 부산물을 느슨하게 만들어 이온 소스 반응실 바닥에 떨어뜨린다.The present invention basically produces a plasma containing phosphorus from an ion source by using hydrogen fluoride as a dopant gas or produces a plasma containing boron from an ion source by using boron trifluoride as a dopant gas , Or when carbon dioxide is used as a dopant gas to produce a plasma containing carbon in an ion source, a diluent gas composed of hydrogen and / or helium is simultaneously supplied to the ion source. At this time, highly chemically active hydrogen can react with byproducts formed in the ion source, or re-ionize the by-products to form cations and anions that drift in the plasma and further reduce or even eliminate the by- Or the byproduct may no longer be deposited in a dense structure or dropped to the bottom of the ion source reaction chamber so that it does not come into contact with major hardware such as a plasma or an electrode. At this time, the helium having a low chemical activity is heated in the plasma and collides with the by-products formed in the ion source with a relatively large kinetic energy / momentum, or directly collides with the by-product to ionize into the positive ions and the negative ions of the plasma, To make the by-products loose and drop them on the bottom of the ion source reaction chamber.

상술한 관련 내용을 실현하기 위해, 본 발명은 적어도 다음과 같은 여러 상세한 특징, 특히 특허청구범위에서 강조되는 여러 특징을 포함한다. 이하, 문자 설명과 관련된 도면은 전체적으로 본 발명의 여러 방면과 구체적인 응용을 설명한다. 이들 설명과 이들 도면은, 어쨌든 간에, 본 발명의 여러 가능한 변화 중의 일부 변화일 뿐이다. 다음의 상세히 설명되는 실시예 방식과 각 도면을 참조함으로써, 본 발명의 여러 목적, 여러 장점과 여러 새로운 특징을 발견할 수 있다.In order to realize the above-mentioned related contents, the present invention includes at least the following various detailed features, in particular, various features emphasized in the claims. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the drawings related to the description of characters will describe various aspects and specific applications of the present invention as a whole. These descriptions and these drawings, however, are only some variations of the various possible variations of the present invention. Various objects, advantages and various novel features of the present invention may be discovered by referring to the following detailed description of the embodiments and drawings.

도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예의 프로세스 설명도이다.
도 1b는 본 발명의 다른 바람직한 실시예의 프로세스 설명도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예의 데이터 도표이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예의 구조 설명도이다.FIG. 1A is a process explanatory diagram of a preferred embodiment of the present invention. FIG.
1B is a process explanatory diagram of another preferred embodiment of the present invention.
2 is a data chart of another preferred embodiment of the present invention.
3 is a structural explanatory view of another preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 일부 실시예를 다음과 같이 상세히 설명한다. 그러나, 개시한 실시예 이외에도, 본 발명은 광범위하게 기타 다른 실시예에도 응용할 수 있다. 본 발명의 범위는 이러한 실시예에 의해 한정되지 않으며, 기재된 특허청구범위를 기준으로 정의되어야 한다. 그리고, 보다 명확한 설명을 제공하기 위해, 본 기술 분야의 통상적인 지식을 지닌 기술자가 본 발명의 발명 내용을 이해할 수 있도록, 도면 내의 각 부분은 상대적인 크기대로 그려지지 않았으며, 또한 도면의 간결함을 구하고자, 일부 크기는 기타 관련된 크기 비율에 비해 현저히 과장되었고, 그리고 관련되지 않은 세부 부분은 완전히 그려지지도 않았다.Some embodiments of the present invention are described in detail as follows. However, in addition to the disclosed embodiments, the present invention can be widely applied to other embodiments. The scope of the present invention is not limited by these embodiments, but should be defined based on the claims. In order to provide a clearer description, in order to allow a technician having ordinary skill in the art to understand the invention of the present invention, each part in the drawings is not drawn to a relative size, , Some sizes were significantly exaggerated compared to other related size ratios, and unrelated details were not completely drawn.

최근 몇 년 동안, 탄소-이온 주입, 붕소-이온 주입과 인-이온 주입은 인기 있고 신속하게 발전하는 분야이다. 이는 이온 주입 시 탄소, 붕소 및/또는 인을 기재(예로, 실리콘 웨이퍼)에 주입하는 재료로 사용하고, 최근 많은 새로운 응용이 개발되었기 때문이다. 예를 들어, 트랜지스터의 소스 전극과 드레인 전극에 있어서, 이 두 구역의 이온이 열 확산으로 인해 기재 내부로 확산할 수 있고, 나아가 소스 전극과 드레인 전극 두 구역의 이온 농도를 감소시켜, 트랜지스터의 전기 특성을 변경시킨다. 그러나, 탄소 이온을 소스 전극과 드레인 전극 두 구역 바닥에 주입하고, 탄소 원자와 실리콘 원자의 상이한 크기와 무게를 이용하여 탄소 주입 구역의 응력(stress)을 변경시키고, 나아가 주입 이온이 열 확산으로 인해 소스 전극과 드레인 전극에서 기재 내부로 진입하는 수량을 감소시킨다. 예를 들어, 저온 마이크로 웨이브 가열을 사용하는 열처리 공정(annealing process)에서, 실리콘 기재에 주입된 붕소 이온은 불순물 확산을 효과적으로 억제할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 기재 표층에 P형 구역(정공이 캐리어인 구역)을 형성해야 할 때, 붕소를 상기 P형 구역에 주입하는 것이 하나의 방법인데, 특히 상기 P형 구역의 깊이가 얕은 접합(shallow junction)의 깊이 범위이거나 또는 더 작을 때의 방법이다.In recent years, carbon-ion implantation, boron-ion implantation and phosphorus ion implantation have become popular and rapidly evolving fields. This is because carbon is used as a material for implanting carbon, boron and / or phosphorus into a substrate (for example, a silicon wafer) during ion implantation, and many new applications have been developed in recent years. For example, in the source electrode and the drain electrode of the transistor, the ions in these two regions can diffuse into the substrate due to thermal diffusion, and furthermore, the ion concentration in the two regions of the source electrode and the drain electrode is reduced, Change the property. However, carbon ions are injected at the bottom of the two regions of the source and drain electrodes, and the different sizes and weights of the carbon and silicon atoms are used to change the stress in the carbon implantation zone, Thereby reducing the amount of the source electrode and the drain electrode entering the substrate. For example, in an annealing process using low temperature microwave heating, boron ions implanted into a silicon substrate can effectively suppress impurity diffusion. For example, when a P-type region (a hole-carrier region) is to be formed in the silicon substrate-surface layer, boron is implanted into the P-type region. In particular, the depth of the P- shallow junction) or a smaller depth.

일반적으로, 탄소는 이산화탄소(CO₂)를 도펀트 가스로 하고, 지속적으로 이산화탄소를 이온 소스 내부로 공급하여 이온화시켜 플라스마로 만듦으로써, 이온 소스 내부에서 탄소를 함유하는 플라스마를 유지하고, 지속적으로 탄소 이온을 함유하는 이온빔을 이온 소스에서 인출할 수 있다. 마찬가지로, 인화수소(PH₃) 또는 삼불화붕소(BF₃)를 도펀트 가스로 사용함으로써, 지속적으로 인 이온을 함유하는 이온빔 또는 붕소 이온을 함유하는 이온빔을 이온 소스에서 인출할 수 있다.Generally, carbon is made of carbon dioxide (CO ₂ ) as a dopant gas, and carbon dioxide is continuously supplied into the ion source to ionize it into plasma, thereby holding a carbon-containing plasma inside the ion source, Can be extracted from the ion source. Similarly, by using hydrogen fluoride (PH ₃ ) or boron trifluoride (BF ₃ ) as a dopant gas, an ion beam containing phosphorus ions or an ion beam containing boron ions can be continuously drawn out from the ion source.

그러나, 기재에 주입될 필요가 있는 이온 이외에도, 이들 도펀트 가스를 사용하여 이온 소스 내부의 플라스마를 유지할 때, 필요 불가결하게 이온 소스 내부에는 산소 또는 불소 또는 수소의 이온 또는 원자(또는 심지어 분자)도 발생한다. 당연히, 산소 또는 불소 또는 수소의 높은 화학활성으로 인해, 이들은 플라스마의 기타 이온과 상호 결합하여 새로운 물질을 생산하고 플라스마의 특성을 변화시키며, 나아가 플라스마에서 인출되는 이온빔의 전류 크기 등에 지속적으로 영향을 줄 수 있으며, 이는 플라스마의 기타 이온과 상호 결합하여 새로운 물질을 생산하고, 나아가 이온 소스 반응실 바닥에 침전하여 과립 오염(particle contaminant)을 발생시키고, 이온 소스의 사용 수명(청소를 통해 이들 과립을 제거해야 함)을 단축시킬 수 있으며, 이는 이온 소스 반응실의 하나 또는 다수의 하드웨어 부재의 재료와 반응하여 이들 하드웨어 부재의 표면에 새로운 물질을 형성하고, 나아가 이들 하드웨어 부재의 정상적인 운행에 영향을 주어 이온 소스의 사용 수명(하드웨어 부재를 교체하거나 또는 적어도 하드웨어 부재를 청소해야 함)을 단축할 수 있다. 여기서, 이들 하드웨어 부재는 반응실 케이스, 또는 전압을 인가하여 이온을 인출하는 전극, 또는 에너지를 인가하여 플라스마를 여기 및 유지하는 전극, 또는 반응실 케이스 내부 표면에 미리 형성되어 부식 등의 문제를 방지하는 내벽(liner)일 수 있다.However, in addition to the ions that need to be injected into the substrate, ions or atoms (or even molecules) of oxygen or fluorine or hydrogen are necessarily present inside the ion source when these dopant gases are used to hold the plasma inside the ion source do. Naturally, due to the high chemical activity of oxygen or fluorine or hydrogen, they interact with other ions in the plasma to produce new materials, alter the properties of the plasma, and, moreover, to continually influence the current magnitude of the ion beam drawn out of the plasma Which can be combined with other ions of the plasma to produce new materials and further precipitate at the bottom of the ion source reaction chamber to generate particle contaminants and the lifetime of the ion source Which reacts with the material of one or more of the hardware members of the ion source reaction chamber to form new materials on the surfaces of these hardware members and furthermore affects the normal operation of these hardware members, The life of the source (replace the hardware member or Even if it is possible to reduce the need to clean the box member hardware). Here, these hardware members may be formed in the reaction chamber case or an electrode for drawing out ions by applying a voltage, or an electrode for exciting and holding the plasma by applying energy, or formed on the inner surface of the reaction chamber case in advance to prevent corrosion Lt; RTI ID = 0.0 > liner. &Lt; / RTI >

본 발명이 제시한 이온 주입방법은, 기본 개념상 이들 도펀트 가스 이외에도, 희석 가스도 이온 소스에 공급한다. 희석 가스와 도펀트 가스 사이의 화학작용 혹은 물리작용으로 인해, 또는 희석 가스와 이미 생성된 부산물 사이의 화학작용 혹은 물리작용으로 인해, 부산물의 출현이 야기하는 여러 문제를 개선하였다.In the ion implantation method proposed by the present invention, in addition to these dopant gases, a diluent gas is also supplied to the ion source. The problems caused by the appearance of byproducts are solved because of the chemical or physical action between the diluent gas and the dopant gas, or due to the chemical or physical action between the diluent gas and the already produced byproducts.

본 발명에서 사용하는 희석 가스는 수소일 수 있고, 또는 헬륨일 수 있고, 또는 수소와 헬륨의 혼합일 수 있다. 수소 가스의 사용은, 기본적으로 수소의 높은 화학활성을 이용하여 이들 부산물과 화학반응을 진행함으로써, 이들 부산물을 이온화하여 플라스마로 만들거나, 또는 부산물의 결합을 끊고 반응하여 새로운 재료(이온 소스 내부 각 하드웨어의 정상 기능에 영향을 끼치지 않는 이미 생성된 부산물과 다른 재료)를 생성하거나, 또는 부산물의 결합을 끊어 이온 소스 내부에 치밀하게 축적되지 않을 수 있다. 당연히, 플라스마의 온도는 수소를 가열하여 수소의 운동에너지와 운동량을 증가시키기 때문에, 수소와 이미 생성된 부산물 사이의 충돌은 이미 생성된 부산물의 구조를 파괴할 수 있어, 부산물이 이온 소스 내부에 치밀하게 축적되지 않도록 한다. 헬륨 가스의 사용은, 기본적으로 플라스마의 온도를 이용해 헬륨을 가열하여 헬륨의 운동에너지와 운동량을 증가시킴으로써, 헬륨과 이미 생성된 부산물 사이의 충돌로 이미 생성된 부산물의 구조를 파괴하여, 부산물이 이온 소스 내부에 치밀하게 축적되지 않도록 한다.The diluent gas used in the present invention may be hydrogen, or it may be helium, or it may be a mixture of hydrogen and helium. The use of hydrogen gas basically involves chemically reacting with these byproducts by utilizing the high chemical activity of hydrogen, thereby ionizing these byproducts into plasma, or by breaking the binding of the byproducts and reacting to produce new materials It may not accumulate densely in the ion source by creating a material that is different from already produced by-products that do not affect the normal function of the hardware), or by breaking off the by-products. Naturally, since the temperature of the plasma heats the hydrogen to increase the kinetic energy and momentum of the hydrogen, the collision between hydrogen and the already produced by-products can destroy the structure of the already produced byproducts, . The use of helium gas basically heats the helium using the temperature of the plasma to increase the kinetic energy and momentum of the helium thereby destroying the structure of the byproduct already formed by the collision between helium and the already produced byproduct, Do not accumulate densely in the source.

본 발명에서 제시하는 이온 주입방법은 도 1a에서 도시한 프로세스와 같이 대략적으로 설명할 수 있다. 우선, 블록(11)에서 도시된 바와 같이, 도펀트 가스와 희석 가스를 이온 소스에 제공한다. 도펀트 가스는 인화수소, 삼불화붕소 및/또는 이산화탄소일 수 있고, 희석 가스는 수소 및/또는 헬륨일 수 있다. 이어서, 블록(13)에서 도시된 바와 같이, 적어도 도펀트 가스를 이온화하여 이온 소스에서 플라스마를 생산한다. 이어서, 블록(15)에서 도시된 바와 같이, 이온빔을 플라스마에서 이온 소스 밖으로 인출한다. 마지막으로, 블록(17)에서 도시된 바와 같이, 인출된 이온빔을 조정하고, 조정후 이온빔을 기재에 주입한다. 당연히, 본 발명이 제시한 이온 주입방법은 도 1b에 도시한 프로세스와 같이 설명할 수도 있다. 여기서, 도 1b와 도 1a는 대체로 유사하며, 주요 차이점은 도 1b의 블록(14)에서, 도펀트 가스와 희석 가스 모두가 이온화 되어 이온 소스에서 플라스마를 형성한다. 도 1b의 블록(12, 16, 18)에 대해서는 모두 도 1a의 블록(11, 15, 17)와 같다.The ion implantation method proposed in the present invention can be roughly described as the process shown in FIG. 1A. First, as shown in block 11, a dopant gas and a diluting gas are provided to the ion source. The dopant gas may be hydrogen fluoride, boron trifluoride and / or carbon dioxide, and the diluent gas may be hydrogen and / or helium. Then, as shown in block 13, at least the dopant gas is ionized to produce a plasma at the ion source. Then, as shown in block 15, the ion beam is drawn out of the ion source in the plasma. Finally, as shown in block 17, the drawn ion beam is adjusted and the adjusted ion beam is injected into the substrate. Naturally, the ion implantation method proposed by the present invention may be described as the process shown in FIG. 1B. Here, FIG. 1B and FIG. 1A are substantially similar, with the main difference that at block 14 of FIG. 1B, both the dopant gas and the diluent gas are ionized to form a plasma at the ion source. The blocks 12, 16, and 18 of FIG. 1B are all the same as the blocks 11, 15, and 17 of FIG. 1A.

본 발명이 제시하는 이온 주입방법은 다른 변화가 더 있을 수 있다. 예를 들어, 희석 가스는 도펀트 가스가 플라스마로 이온화 되어 생성된 부산물에 의해 야기된 문제를 개선하기 위한 것이기 때문에, 구체적으로 도시되지는 않았지만 본 발명은 다음과 같이 변화가 있을 수 있다. 일 방면으로, 도펀트 가스가 플라스마로 여기되기 전에 희석 가스를 이온 소스에 전송할 수 있다. 다른 방면으로, 도펀트 가스가 이미 플라스마로 여기된 후에 비로소 희석 가스를 이온 소스에 공급할 수도 있다. 또 다른 방면으로, 도펀트 가스가 더 이상 플라스마로 여기되지 않을 때 희석 가스를 이온 소스에 공급할 수도 있다. 이외에도, 도펀트 가스와 희석 가스는, 각자의 가스원에서 같은 파이프를 통해 이온 소스에 전송될 수 있으며, 각자의 파이프로 각각 각자의 가스원과 이온 소스에 연결될 수 있으며, 이온 소스의 외부에서 미리 도펀트 가스와 희석 가스를 혼합한 후의 가스를 이온 소스에 전송할 수도 있다.The ion implantation method proposed by the present invention may be further varied. For example, since the diluent gas is intended to improve the problem caused by the by-product generated by ionization of the dopant gas into the plasma, although not specifically shown, the present invention may be changed as follows. In one aspect, the diluent gas may be transferred to the ion source before the dopant gas is excited into the plasma. In another aspect, a diluent gas may be supplied to the ion source only after the dopant gas has already been excited by the plasma. In another aspect, a diluent gas may be supplied to the ion source when the dopant gas is no longer excited into the plasma. In addition, the dopant gas and the diluent gas can be transferred to the ion source through the same pipe in the respective gas source, and can be connected to the respective gas source and the ion source by their respective pipes, The gas obtained by mixing the gas and the diluting gas may be transferred to the ion source.

상이한 변화는 모두 본 발명의 사상에 위배되지 않고, 실제 응용할 때 어떻게 부산물의 영향을 극소화하여 이온 소스의 사용 수명을 최대한 연장하는 목적을 어떻게 달성할 수 있는가에 의해 결정된다. 그리고, 상이한 변화는, 종종 사용되는 도펀트 가스가 인화수소, 삼불화붕소 또는 이산화탄소인 것과 관련되며, 또한 사용되는 희석 가스가 수소 또는 헬륨, 또는 동시에 헬륨과 수소가 사용된 것과 관련되며, 또한 도펀트 가스와 희석 가스의 비율과도 관련된다.All of the different variations are contrary to the teachings of the present invention and are determined by how to achieve the purpose of maximizing the service life of the ion source by minimizing the effects of by-products when practically applied. And, a different variation relates to the fact that the dopant gas often used is hydrogen fluoride, boron trifluoride or carbon dioxide, and also that the diluent gas used is hydrogen or helium, or at the same time helium and hydrogen are used, And the ratio of the dilution gas.

도펀트 가스와 희석 가스 이 둘의 유량비는 조정될 수 있으며, 이온 소스의 플라스마에서 인출한 이온빔의 이온 수량에 최대한 영향을 주지 않는다는 전제하에서, 이 둘의 유량비를 조정하여 이온 소스에 존재하는 부산물의 수량을 최대한 낮출 수 있다(혹은 이온 소스에 남아있는 미 결합된 산소 또는 불소 또는 수소의 수량을 최대한 감소 시킴). 도 2는 본 발명의 일 실시예의 데이터 도표이고, 똑같이 인화 수소를 도펀트 가스로 사용하고, 완전히 5s.c.c.m 입력으로 인화 수소 가스를 이온 소스 반응실에 진입시키는 방법은, 대략 매 130시간마다 운행을 정지하고 이온 소스 반응실을 열어 유지보수를 진행해야 하며(즉, 이온 소스의 사용수명은 겨우 약 130시간임), 그러나 각각 4.5s.c.c.m과 0.5s.c.c.m 입력으로 인화 수소 가스와 수소 가스를 이온 소스 반응실에 진입시키는 방법은, 대략 매 400여 시간 만에 운행을 정지하고 이온 소스 반응실을 열어 유지보수를 진행해야 한다(즉, 이온 소스의 사용수명은 적어도 400시간 임). 당연히, 인화수소가 도펀트 가스일 때, 수소를 희석 가스로 사용함으로써, 도펀트 가스와 희석 가스의 유량비가 4.5 대 0.5일 때(즉, 9:1일 때), 기타 제조 공정 파라미터를 변경 조정할 필요 없이(여기서 일일이 예시하지 않았음), 이온 소스의 사용수명을 적어도 3배까지 증가할 수 있다. The flow rate ratio of both the dopant gas and the dilution gas can be adjusted and the amount of the byproducts present in the ion source can be adjusted by adjusting the flow ratio of the ion source to the ion source, (Or as much as possible to reduce the amount of unbound oxygen or fluorine or hydrogen remaining in the ion source). FIG. 2 is a data plot of an embodiment of the present invention. The same method of using hydrogen fluoride as the dopant gas and entering the hydrogen source gas into the ion source reaction chamber completely at 5 sccm input is performed approximately every 130 hours (Ie, the ion source has a useful life of only about 130 hours), but with hydrogen gas and hydrogen gas at 4.5 sccm and 0.5 sccm inputs, respectively, , The operation should be stopped about every 400 hours and maintenance should be performed by opening the ion source reaction chamber (that is, the service life of the ion source is at least 400 hours). Naturally, by using hydrogen as a diluent gas when the hydrogen fluoride is a dopant gas, it is possible to control the flow rate of the dopant gas and the diluent gas at a flow rate ratio of 4.5 to 0.5 (i.e., 9: 1) (Not individually illustrated here), the service life of the ion source can be increased by at least three times.

물론, 본 발명의 기타 구체적으로 도시되지 않은 실시예에서, 도펀트 가스와 희석 가스의 유량비는 기타 적용 비율이 있을 수 있다. 도시되지 않은 일부 실시예에서, 인화수소와 수소 이 둘의 유량비는 약 4.5s.c.c.m 대 0.6s.c.c.m(즉 15:2)일 때, 이온 소스의 사용수명은 약 3배 넘게 연장될 수 있었다. 또한 도시되지 않은 일부 실시예에서, 도펀트 가스를 삼불화붕소 또는 이산화탄소로 바꾸고, 도펀트 가스와 수소 이 둘의 유량비가 약 4.5s.c.c.m 대 0.5s.c.c.m에서 4.5s.c.c.m 대 0.6s.c.c.m(즉 9:1에서 15:2)일 때, 이온 소스의 사용수명이 현저히 연장될 수 있었다. 또한, 도시되지 않은 실시예에서, 희석 가스를 헬륨 또는 수소와 헬륨의 혼합 가스로 바꾸고, 도펀트 가스와 희석 가스 이 둘의 유량비가 약 4.5s.c.c.m 대 0.5s.c.c.m에서 4.5s.c.c.m 대 0.6s.c.c.m(즉 9:1에서 15:2)일 때, 이온 소스의 사용수명이 현저히 연장될 수 있었다.Of course, in other specifically not shown embodiments of the present invention, the flow rate ratio of the dopant gas and the diluting gas may be other application rates. In some embodiments, not shown, when the flow rate ratio of both hydrogen fluoride and hydrogen is about 4.5s.c.c.m vs. 0.6s.c.m (i.e., 15: 2), the service life of the ion source could be extended by about three times. Also, in some embodiments not shown, the dopant gas can be replaced by boron trifluoride or carbon dioxide, and the flow rate ratio of both dopant gas and hydrogen can be from about 4.5 sccm to about 0.5 sccm to about 4.5 sccm to about 0.6 sccm (i.e., 9: 1 to 15: ), The service life of the ion source could be remarkably prolonged. In an embodiment not shown, the diluent gas can be replaced by a helium or a mixture of hydrogen and helium, and the flow rate ratio of the dopant gas and the diluent gas can be from about 4.5 sccm to about 0.5 sccm to about 4.5 sccm to about 0.6 sccm 15: 2), the service life of the ion source could be remarkably prolonged.

물론, 다른 도펀트 가스와 다른 희석 가스의 다른 조합에 있어서, 비록 대체로 같은 유량비일지라도, 이온 소스 사용수명의 연장 정도는 다를 수 있지만, 이온 소스 사용수명을 연장케 하는 추세는 확정할 수 있다.Of course, in other combinations of other dopant gases and other dilute gases, although the extent of the ion source useful life may vary, although the same flow rate ratio, the tendency to extend the useful life of the ion source can be determined.

예를 들어, 도시되지 않은 실시예에서, 단지 이온 소스 사용수명이 연장되는 것을 보자면, 이온 소스에 전송되는 도펀트 가스의 유량과 이온 소스에 전송되는 희석 가스의 유량 사이의 비율은 약 3 대 1에서 8 대 1 사이, 또는 약 8 대 1에서 20 대 1 사이일 수 있다. 이 유량비율 범위는, 도펀트 가스가 인화수소, 삼불화붕소 및/또는 이산화탄소일 때, 그리고 희석 가스가 수소 및/또는 헬륨일 때, 대체로 적용된다.For example, in an embodiment not shown, only the ion source service life is prolonged, the ratio between the flow rate of the dopant gas being transferred to the ion source and the flow rate of the diluent gas being transferred to the ion source is about 3 to 1 8 to 1, or between about 8: 1 to 20: 1. This flow rate range is generally applied when the dopant gas is hydrogen fluoride, boron trifluoride and / or carbon dioxide, and when the diluent gas is hydrogen and / or helium.

나아가, 희석 가스가 수소 또는 헬륨일 때, 도펀트 가스의 플라스마가 발생한 부산물이 가져온 문제를 개선하는 메커니즘이 다르기 때문에, 희석 가스가 동시에 헬륨과 수소 이 둘을 포함하는 경우, 비록 본 발명의 기본 정신은 수소와 헬륨의 다른 메커니즘을 동시에 사용하여 부산물에 대한 처리를 강화하는데 있지만, 헬륨과 수소 이 둘 중 하나의 희석 가스도 이온 소스의 사용수명 범위를 더 연장할 수 있다.Further, when the diluent gas simultaneously contains both helium and hydrogen, the basic spirit of the present invention is that the diluent gas is hydrogen or helium, since the mechanism for improving the problem brought about by the byproduct of the plasma of the dopant gas is different. While other mechanisms of hydrogen and helium are used at the same time to enhance the treatment of byproducts, a diluent gas of either helium or hydrogen can extend the useful life of the ion source.

본 발명의 일부 도시되지 않은 실시예에 있어서, 희석 가스가 동시에 수소와 헬륨이 있을 때, 헬륨과 수소 사이의 체적백분율 비율은 약 5% 대 95%(즉 약 1 대 19)이다. 본 발명의 다른 일부 도시되지 않은 실시예에 있어서, 헬륨과 수소 사이의 체적백분율 비율은 약 1 대 99에서 7 대 93(즉 7% 대 93%) 사이에 있다. 본 발명의 또 다른 일부 도시되지 않은 실시예에 있어서, 헬륨과 수소 사이의 체적백분율 비율은 약 7 대 93(즉 7% 대 93%)에서 3 대 17(즉 15% 대 85%) 사이에 있다. 물론, 상이한 헬륨과 수소의 비율을 동일한 도펀트 가스에 대응하더라도, 이온 소스 사용수명의 연장 정도는 다를 수 있다. 여기서, 단지 일부 이온 소스 사용수명이 현저히 증가됨을 볼 수 있는 헬륨과 수소의 체적백분율의 상대 비율을 열거하였으나, 본 발명의 응용은 이러한 헬륨과 수소의 체적백분율의 상대 비율에만 제한되지 않는다.In some non-illustrated embodiments of the present invention, when the diluent gas is simultaneously hydrogen and helium, the volume percentage ratio between helium and hydrogen is about 5% to 95% (i.e., about 1 to 19). In some other non-illustrated embodiments of the present invention, the volume percentage ratio between helium and hydrogen is between about 1 to 99 and 7 to 93 (i.e. 7% to 93%). In some other non-illustrated embodiments of the present invention, the volume percentage ratio between helium and hydrogen is between about 7 and 93 (i.e. 7% versus 93%) to between 3 and 17 (i.e., between 15% and 85%) . Of course, although the proportions of different helium and hydrogen correspond to the same dopant gas, the degree of extension of the ion source service life may vary. Here, although the relative ratios of the volume percentages of helium and hydrogen that can be seen to significantly increase the service life of some ion source are listed, the application of the present invention is not limited only to the relative ratio of the volume percentages of helium and hydrogen.

필히 강조해야 하는 것은, 본 발명은 이들 도펀트 가스와 이들 희석 가스 사이의 비율을 어떠한 방식을 통해 조정 및 제어해야 하는지를 제한하지 않는다. 예를 들어, 본 발명은 이온 주입기의 오퍼레이터에 의해, 인위적으로 우선 이산화탄소 가스 저장병과 수소 가스 저장병 모두를 이온 소스에 연결하고, 이어서 인위적으로 이산화탄소와 수소가 각각 이온 소스에 전송되어 진입하는 시간관계와 유량 크기관계를 제어한다.It should be emphasized that the present invention does not limit how to adjust and control the ratio between these dopant gases and these diluent gases. For example, the present invention relates to an ion implanter, in which an operator of an ion implanter artificially connects both a carbon dioxide gas reservoir and a hydrogen gas reservoir to an ion source, and then a time relationship in which carbon dioxide and hydrogen are respectively transferred to the ion source And the flow size relationship.

물론, 본 발명의 일부 도시되지 않은 실시예는, 이온 주입기에 내재된 제어용 집적회로 또는 이온 주입기의 운행을 제어하는 컴퓨터 인터페이스에 내장된 펌웨어(firmware)를 통해, 이들 도펀트 가스와 이들 희석 가스 사이의 비율을 제어한다. 이때, 단지 이온 주입기의 이온 소스를 적어도 하나의 상기 도펀트 가스와 적어도 하나의 상기 희석 가스의 가스원에 연결하면, 상기 내장된 집적회로 또는 펌웨어는 자동적으로 필요에 따라 이들 가스 상호간의 비율을 제어할 수 있다. 물론, 통상적으로 사용하는 다른 가스 사이에 적합한 상대비율은, 이미 사전에 테스트하여 미리 집적회로 또는 펌웨어에 입력된 것이다.Of course, some non-illustrated embodiments of the present invention may be implemented by firmware embedded in a computer interface that controls the operation of the control integrated circuit or ion implanter embedded in the ion implanter, The ratio is controlled. At this time, if only the ion source of the ion implanter is connected to the source of the at least one dopant gas and the at least one diluent gas, the embedded integrated circuit or firmware automatically controls the ratio between these gases . Of course, suitable relative ratios between different gases commonly used are already pre-tested and entered into the integrated circuit or firmware in advance.

도 3에서 도시한 것은 이러한 이온 주입기의 설명도이며, 구체적인 방법은 집적회로, 펌웨어 또는 심지어 기타 방법을 이용하더라도 상관없다. 본 실시예에서, 가스 공급 어셈블리(31)는 배치되어 도펀트 가스와 희석 가스를 이온 소스에 제공하고, 여기서, 도펀트 가스는 다음에서 하나가 선택된다: 인화수소, 삼불화붕소, 이산화탄소 또는 이들의 조합, 그리고 희석 가스는 다음에서 하나가 선택된다: 수소, 헬륨 또는 이들의 조합. 여기서, 가스 공급 어셈블리(31)는 도펀트 가스 저장병, 도펀트 가스 전송 파이프, 희석 가스 저장병 및 희석 가스 전송 파이프를 포함할 수 있고, 그리고 예를 들어 유량 제어밸브(MFC, mass control valve) 등 부재를 더 포함할 수 있다. 이온 소스(32)는 기본적으로 하나의 반응실이며, 반응실 내부에 위치한 전극을 통해, 또는 반응실 외부에 위치한 RF 부재를 통해 또는 기타 방식을 통해, 이온 소스(32) 내부에 공급된 가스는 플라스마로 이온화되고, 그리고 반응실의 임의의 개구와 상기 개구 부근에 위치한 전극을 통해, 특정 전하의 이온은 플라스마에서 인출되어 상기 개구를 통해 이온 소스(32)을 떠날 수 있다. 이온빔 어셈블리(33)의 일단은 이온 소스(32)과 인접하고, 다른 일단은 반응실 어셈블리(34)과 인접하여, 플라스마에서 인출된 이온빔을 받아 들이고, 조정된 이온빔을 전도하여 반응실 어셈블리(34)에 진입시킨다. 이온빔 어셈블리(33) 내부는 적어도 이온빔에서 전하 대 질량비가 부적절한 이온을 제거하는 분해자석(analyzer magnet), 이온빔의 에너지를 조정하는 가속/감속 전극(acceleration/deceleration electrode) 및 이온빔의 횡단면 윤곽을 조정하는 자석조합(magnets et) 등을 포함할 수 있다. 반응실 어셈블리(34) 내부는 적어도 기재(35)를 적재하는 적재 베이스(345)가 있어, 기재(35)가 이온빔 어셈블리(33)를 통해 조정된 이온빔 간에 상대적으로 운동을 할 수 있도록 함으로써, 조정된 이온빔이 필요한 방식으로 기재(35)의 특정 구역에 인도된다.3 is an explanatory diagram of such an ion implanter, and a specific method may use an integrated circuit, a firmware, or even other methods. In this embodiment, the gas supply assembly 31 is arranged to provide a dopant gas and a diluting gas to the ion source, wherein the dopant gas is selected from one of the following: hydrogen fluoride, boron trifluoride, carbon dioxide, or combinations thereof , And the diluent gas is selected from one of the following: hydrogen, helium, or a combination thereof. Here, the gas supply assembly 31 may include a dopant gas reservoir, a dopant gas transfer pipe, a diluent gas reservoir, and a dilution gas transfer pipe, and may include, for example, a mass control valve (MFC) As shown in FIG. The ion source 32 is basically one reaction chamber, and the gas supplied into the ion source 32 through an electrode located in the reaction chamber, or through an RF member located outside the reaction chamber, or in other manners, Through the ionization into the plasma and through the electrodes located in the vicinity of the openings and the openings in the reaction chamber, ions of a particular charge can be drawn out of the plasma leaving the ion source 32 through the openings. One end of the ion beam assembly 33 is adjacent to the ion source 32 and the other end is adjacent to the reaction chamber assembly 34 to receive the ion beam drawn out from the plasma and conduct the adjusted ion beam to the reaction chamber assembly 34 ). The inside of the ion beam assembly 33 includes an analyzer magnet which removes ions having an inappropriate charge-to-mass ratio in at least an ion beam, an acceleration / deceleration electrode for adjusting the energy of the ion beam, Magnets et, and the like. The inside of the reaction chamber assembly 34 has at least a loading base 345 for loading the substrate 35 so that the substrate 35 can move relative to the ion beam adjusted through the ion beam assembly 33, The ion beam is delivered to a specific area of the substrate 35 in a necessary manner.

상기 설명을 요약하면, 본 발명은 도펀트 가스가 인화수소, 삼불화붕소, 이산화탄소 또는 이들의 조합일 때, 수소, 헬륨 또는 이들의 조합을 희석 가스로 사용하는 것 이외에도, 도펀트 가스와 희석 가스 이 둘의 유량 비율을 3 대 1에서 20 대 1 사이에서 제어하고, 그리고 동시에 헬륨과 수소를 희석 가스로 사용할 때, 헬륨과 수소 이 둘의 체적백분율의 비율을 1 대 99에서 3 대 17 사이에서 제어한다. 이로써 이온 소스의 부재에 대한 세정과 교체 등의 필요한 유지보수를 감소시키고, 나아가 이온 소스의 사용수명을 연장한다.To summarize the above description, it should be understood that, in addition to using hydrogen, helium, or a combination thereof as the diluent gas when the dopant gas is hydrogen fluoride, boron trifluoride, carbon dioxide, or combinations thereof, , The ratio of volume fraction of helium to hydrogen is controlled from 1: 99 to 3: 17, while controlling the flow rate of 3: 1 to 20: 1 and simultaneously using helium and hydrogen as dilution gas . Thereby reducing required maintenance such as cleaning and replacement of the ion source, and further extending the service life of the ion source.

상기 설명은 단지 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명의 특허청구범위를 제한하고자 하는 것이 아니며; 본 발명이 게시한 사상을 벗어나지 않은 상황에서 완성된 기타 등가의 변경 또는 수정은 모두 기재된 특허청구범위에 포함되어야 한다.The above description is only a preferred embodiment of the present invention and is not intended to limit the scope of the present invention; All other equivalent changes or modifications that come within the scope of the invention as disclosed in the accompanying claims are to be included in the scope of the appended claims.

11: 단계
12: 단계
13: 단계
14: 단계
15: 단계
16: 단계
17: 단계
18: 단계
31: 가스 공급 어셈블리
32: 이온 소스
33: 이온빔 어셈블리
34: 반응실 어셈블리
345: 적재 베이스
35: 기재Step 11:
12: Step
13:
14:
Step 15:
16:
17:
Step 18:
31: gas supply assembly
32: ion source
33: Ion beam assembly
34: Reaction chamber assembly
345: Loading base
35: substrate

Claims

이온 주입방법에 있어서,
도펀트 가스와 희석 가스를 이온 소스에 제공하는 단계;
적어도 도펀트 가스를 여기하여 이온 소스에서 플라스마를 생산하는 단계;
이온빔을 플라스마에서 이온 소스 밖으로 인출하는 단계; 및
인출된 이온빔을 조정하여 조정후 이온빔을 기재에 주입하는 단계을 포함하고,
도펀트 가스는 인화수소, 삼불화붕소, 이산화탄소 또는 이들의 조합에서 하나를 선택하고,
희석 가스는 수소, 헬륨 또는 이들의 조합에서 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 이온 주입방법.In the ion implantation method,
Providing a dopant gas and a diluent gas to an ion source;
Exciting at least the dopant gas to produce a plasma at the ion source;
Withdrawing the ion beam out of the ion source in the plasma; And
And adjusting the drawn ion beam to inject the adjusted ion beam into the substrate,
The dopant gas may be selected from hydrogen fluoride, boron trifluoride, carbon dioxide, or combinations thereof,
Wherein the diluent gas is selected from hydrogen, helium, or a combination thereof.

제1항에 있어서,
이온 소스에 전송되는 도펀트 가스의 유량과 이온 소스에 전송되는 희석 가스의 유량 사이의 비율은 약 9 대 1인 것을 특징으로 하는 이온 주입방법.The method according to claim 1,
Wherein the ratio between the flow rate of the dopant gas transferred to the ion source and the flow rate of the diluent gas transferred to the ion source is about 9: 1.

제1항에 있어서,
이온 소스에 전송되는 도펀트 가스의 유량과 이온 소스에 전송되는 희석 가스의 유량 사이의 비율은 약 15 대 2인 것을 특징으로 하는 이온 주입방법.The method according to claim 1,
Wherein the ratio between the flow rate of the dopant gas transferred to the ion source and the flow rate of the diluent gas transferred to the ion source is about 15 to 2.

제1항에 있어서,
이온 소스에 전송되는 도펀트 가스의 유량과 이온 소스에 전송되는 희석 가스의 유량 사이의 비율은 약 3 대1 에서 8 대 1 사이에 있는 것을 특징으로 하는 이온 주입방법.The method according to claim 1,
Wherein the ratio between the flow rate of the dopant gas transferred to the ion source and the flow rate of the diluent gas transferred to the ion source is between about 3: 1 and 8: 1.

제1항에 있어서,
이온 소스에 전송되는 도펀트 가스의 유량과 이온 소스에 전송되는 희석 가스의 유량 사이의 비율은 약 8 대 1에서 20 대 1 사이에 있는 것을 특징으로 하는 이온 주입방법.The method according to claim 1,
Wherein the ratio between the flow rate of the dopant gas transferred to the ion source and the flow rate of the diluent gas transferred to the ion source is between about 8: 1 and 20: 1.

제1항에 있어서,
희석 가스에 수소와 헬륨이 동시에 있을 때, 헬륨과 수소 사이의 체적백분율 비율은 약 1 대 19인 것을 특징으로 하는 이온 주입방법.The method according to claim 1,
Wherein when the hydrogen and helium are simultaneously present in the diluent gas, the volume percentage ratio between helium and hydrogen is about 1: 19.

제1항에 있어서,
희석 가스에 수소와 헬륨이 동시에 있을 때, 헬륨과 수소 사이의 체적백분율 비율은 약 1 대 99에서 7 대 93 사이에 있는 것을 특징으로 하는 이온 주입방법.The method according to claim 1,
Wherein when the hydrogen and helium are simultaneously present in the diluent gas, the volume percentage ratio between helium and hydrogen is between about 1: 99 and 7: 93.

제1항에 있어서,
희석 가스에 수소와 헬륨이 동시에 있을 때, 헬륨과 수소 사이의 체적백분율 비율은 약 7 대 93에서 3 대 17 사이에 있는 것을 특징으로 하는 이온 주입방법.The method according to claim 1,
Wherein when the hydrogen and helium are simultaneously present in the diluent gas, the volume percentage ratio between helium and hydrogen is between about 7: 93 and 3: 17.

제1항에 있어서,
희석 가스도 여기되어 이온 소스에서 플라스마를 형성하는 것을 특징으로 하는 이온 주입방법.The method according to claim 1,
Wherein the diluent gas is also excited to form a plasma at the ion source.

제1항에 있어서,
희석 가스는 도펀트 가스가 플라스마로 여기되기 전에 이온 소스에 전송되는 것을 특징으로 하는 이온 주입방법.The method according to claim 1,
Wherein the diluent gas is transferred to the ion source before the dopant gas is excited by the plasma.

제1항에 있어서,
희석 가스는 도펀트 가스가 플라스마로 여기된 후에 이온 소스에 전송되는 것을 특징으로 하는 이온 주입방법.The method according to claim 1,
Wherein the diluent gas is transferred to the ion source after the dopant gas is excited by the plasma.

제1항에 있어서,
희석 가스는 도펀트 가스가 더 이상 플라스마로 여기되지 않을 때도 이온 소스에 전송되는 것을 특징으로 하는 이온 주입방법.The method according to claim 1,
Wherein the diluent gas is transferred to the ion source even when the dopant gas is no longer excited by the plasma.

이온 주입기에 있어서,
이온 소스;
도펀트 가스와 희석 가스를 이온 소스에 제공하는 가스 공급 어셈블리;
이온 소스에서 이온빔을 받고, 이온빔을 조정하는 이온빔 어셈블리; 및
기재를 적재하고, 기재가 조정된 이온빔에 의해 주입되도록 하는 반응실 어셈블리를 포함하며,
도펀트 가스는 인화수소, 삼불화붕소, 이산화탄소 또는 이들의 조합에서 하나가 선택되고, 희석 가스는 수소, 헬륨 또는 이들의 조합에서 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.In the ion implanter,
Ion source;
A gas supply assembly for providing a dopant gas and a diluent gas to the ion source;
An ion beam assembly for receiving an ion beam from an ion source and adjusting the ion beam; And
A reaction chamber assembly for loading the substrate and allowing the substrate to be implanted by the adjusted ion beam,
Wherein the dopant gas is selected from hydrogen fluoride, boron trifluoride, carbon dioxide, or a combination thereof, and the diluent gas is selected from hydrogen, helium, or a combination thereof.

제13항에 있어서,
가스 공급 어셈블리는 이온 소스에 전송되는 도펀트 가스의 유량과 이온 소스에 전송되는 희석 가스의 유량 사이의 비율을 약 9 대 1로 제어하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.14. The method of claim 13,
Wherein the gas supply assembly controls the ratio between the flow rate of the dopant gas being transferred to the ion source and the flow rate of the diluent gas being transferred to the ion source to be about 9 to 1.

제13항에 있어서,
가스 공급 어셈블리는 이온 소스에 전송되는 도펀트 가스의 유량과 이온 소스에 전송되는 희석 가스의 유량 사이의 비율을 약 15 대 2로 제어하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.14. The method of claim 13,
Wherein the gas supply assembly controls the ratio between the flow rate of the dopant gas being transferred to the ion source and the flow rate of the diluent gas being transferred to the ion source to be about 15 to 2.

제13항에 있어서,
가스 공급 어셈블리는 이온 소스에 전송되는 도펀트 가스의 유량과 이온 소스에 전송되는 희석 가스의 유량 사이의 비율을 약 3 대 1에서 20 대 1 사이로 제어하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.14. The method of claim 13,
Wherein the gas supply assembly controls the ratio between the flow rate of the dopant gas transferred to the ion source and the flow rate of the diluent gas transferred to the ion source between about 3: 1 and 20: 1.

제13항에 있어서,
가스 공급 어셈블리는, 희석 가스로 수소와 헬륨을 동시에 제공할 때, 헬륨과 수소 사이의 체적백분율 비율을 약 1 대 19로 제어하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.14. The method of claim 13,
Wherein the gas supply assembly controls the volume percentage ratio between helium and hydrogen to be about 1 to 19 when hydrogen and helium are simultaneously supplied as the diluent gas.

제13항에 있어서,
가스 공급 어셈블리는, 희석 가스로 수소와 헬륨을 동시에 제공할 때, 헬륨과 수소 사이의 체적백분율 비율을 약 1 대 99에서 3 대 17 사이로 제어하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.14. The method of claim 13,
Wherein the gas supply assembly controls the volumetric percent ratio between helium and hydrogen from about 1 to 99 to 3 to 17 when simultaneously providing hydrogen and helium as the diluent gas.

제13항에 있어서,
이온 소스는 도펀트 가스를 이온 소스 내부에 위치하는 플라스마로 여기하는 것 이외에도, 희석 가스도 여기하여 이온 소스 내부에 플라스마를 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.14. The method of claim 13,
Wherein the ion source is capable of exciting a dopant gas with a plasma located inside the ion source and also with a diluent gas to form a plasma inside the ion source.

제13항에 있어서,
가스 공급 어셈블리가 도펀트 가스와 희석 가스를 이온 소스에 전송하는 공정은,
희석 가스는 도펀트 가스가 플라스마로 여기되기 전에 이온 소스에 전송되고;
희석 가스는 도펀트 가스가 플라스마로 여기된 후에 이온 소스에 공급되고; 및
희석 가스는 도펀트 가스가 더 이상 플라스마로 여기되지 않을 때도 이온 소스에 공급되는 것 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
14. The method of claim 13,
Wherein the gas supply assembly transfers the dopant gas and the diluent gas to the ion source,
The diluent gas is transferred to the ion source before the dopant gas is excited by the plasma;
The diluent gas is supplied to the ion source after the dopant gas has been excited by the plasma; And
Wherein the diluent gas comprises at least one of being supplied to the ion source when the dopant gas is no longer excited by the plasma.