KR20230163581A - 이온 주입 시스템용 사플루오르화게르마늄과 수소 혼합물 - Google Patents
이온 주입 시스템용 사플루오르화게르마늄과 수소 혼합물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230163581A KR20230163581A KR1020237040007A KR20237040007A KR20230163581A KR 20230163581 A KR20230163581 A KR 20230163581A KR 1020237040007 A KR1020237040007 A KR 1020237040007A KR 20237040007 A KR20237040007 A KR 20237040007A KR 20230163581 A KR20230163581 A KR 20230163581A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gef
- gas
- ion implantation
- gas supply
- present
- Prior art date
Links
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 title claims abstract description 112
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 title claims description 19
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 18
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 304
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 74
- PPMWWXLUCOODDK-UHFFFAOYSA-N tetrafluorogermane Chemical compound F[Ge](F)(F)F PPMWWXLUCOODDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims abstract 4
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 42
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 39
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 claims description 3
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract description 9
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 35
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 18
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 11
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 8
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 8
- NXHILIPIEUBEPD-UHFFFAOYSA-H tungsten hexafluoride Chemical compound F[W](F)(F)(F)(F)F NXHILIPIEUBEPD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 5
- ZKIHCVGCBDREBT-UHFFFAOYSA-N [F].[W] Chemical compound [F].[W] ZKIHCVGCBDREBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N boron trifluoride Chemical compound FB(F)F WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- -1 diborane Chemical compound 0.000 description 2
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910015900 BF3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N arsane Chemical compound [AsH3] RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910000078 germane Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 235000002020 sage Nutrition 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/48—Ion implantation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/228—Gas flow assisted PVD deposition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/08—Ion sources; Ion guns
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/006—Details of gas supplies, e.g. in an ion source, to a beam line, to a specimen or to a workpiece
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/02—Details
- H01J2237/0203—Protection arrangements
- H01J2237/0213—Avoiding deleterious effects due to interactions between particles and tube elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/02—Details
- H01J2237/022—Avoiding or removing foreign or contaminating particles, debris or deposits on sample or tube
Abstract
본 발명은, 사플루오르화게르마늄(GeF4) 및 수소(H2) 기체의 혼합물을 이온 주입 장치로 전달하여, H2가 25% 내지 67%(부피) 범위의 양으로 존재하거나 또는 GeF4 및 H2가 3:1 내지 33:67 범위의 부피 비(GeF4:H2)로 존재하도록 구성된 방법 및 어셈블리에 관한 것이다. 혼합물에서 또는 GeF4 기체에 대해 소정의 양의 H2 기체를 사용하면, 캐쏘드 물질의 휘발을 방지함으로써, 이온 주입 장치의 성능과 수명을 향상시킨다. 본 발명에 따른 기체 혼합물은 또한 이온 주입 절차 동안 상당한 Ge+ 전류 이득 및 W+ 피크 감소를 초래한다.
Description
본원은 이온 주입 시스템의 구성요소의 수명 및 성능을 향상시키기 위한 사플루오르화게르마늄과 수소 기체 혼합물에 관한 것이다.
관련 출원에 대한 교차 참조
본원은 본원에 참고로 인용된 2018년 5월 17일자 미국 특허 가출원 제 62/672,879 호에 기초한 우선권을 주장한다.
반도체 제조시 실행되는 이온 주입은 기판 상에 화학 물질의 고에너지 이온을 충돌시킴으로써 미소전자 장치 웨이퍼 같은 기판 내로 이러한 화학 물질을 침착시킴을 포함한다. 이온성 주입 물질을 발생시키기 위하여, 예컨대 도판트 물질의 할라이드 또는 하이드라이드일 수 있는 도판트 기체를 이온화시킨다. 이온 소스를 이용하여 이러한 이온화를 수행함으로써 이온 빔을 발생시킨다.
이온 소스에서 발생된 후, 이온 빔은 추출, 자기 여과, 가속/감속, 분석기 자석 가공, 이올리메이션(eollimation), 주사 및 자기 교정에 의해 가공되어, 기판에 충돌하는 최종 이온 빔을 생성시킨다.
간접 가열 캐쏘드 이온 소스, 프리맨(Freeman), 베마스(Bemas) 등을 비롯한 다양한 유형의 이온 소스가 개발되었으나, 이용되는 이온 소스의 특정 유형과 무관하게, 이온 소스는 바람직하게는 이온 소스의 작업 중단, 보수 또는 수리를 필요로 하는 시스템 문제 또는 손상을 일으키지 않으면서 장기간동안 연속적으로 작동될 수 있어야 한다. 따라서, 이온 소스 수명은 시스템의 효율적인 작동 및 비용-효과적인 작동과 관련하여 이온 주입 시스템의 결정적인 특징이다.
이온 소스 고장은 이온의 열이온 방출에 부정적으로 영향을 끼치는 캐쏘드 표면 상에서의 침착물의 축적(이는 저하된 아크 전류, 이온 소스의 감소된 성능 및 단축된 수명 뿐만 아니라, 아크 챔버에서의 유리 플루오르의 발생으로 인한 사플루오르화게르마늄 같은 도판트 기체로부터의 유해한 에칭 반응을 야기함), 및 캐쏘드 물질의 스트립핑 또는 스퍼터링(이는 캐쏘드의 물리적 일체성을 손실시키고, 그 결과 이온 소스의 성능 및 수명을 감소시킴)을 비롯한 다양한 원인에 기인한다.
이온 소스 고장을 피하고, 이온 소스의 작동 효율 및 수명을 높은 수준으로 유지하고자 하는 필요에 따라, 당 업계는 이온 주입 시스템에서 이온 소스의 수명 및 성능을 향상시키기 위하여 지속적으로 노력을 기울이고 있다.
본원은 이온 주입 시스템의 구성요소의 성능 및 수명을 개선하는데 요구되는 양으로 사플루오르화게르마늄(GeF4) 및 수소(H2) 기체를 사용하는 방법 및 어셈블리에 관한 것이다. 본 방법 및 어셈블리는 사전 혼합물로서 또는 이온 주입 챔버에서 혼합물을 제공하기 위해 개별적으로 전달되는 GeF4 및 H2를 서로에 대해 목적하는 양으로 제공하며, 여기에서 GeF4 및 H2의 상대적인 양은 캐쏘드 또는 더욱 오일성인 소스 구성요소 상에서의 물질의 원치 않는 축적을 감소시킨다(이는 그렇지 않을 경우 이온 주입 시스템의 기능을 손상시키게 됨).
한 양태에서, 본원은 이온 주입 챔버에서 사플루오르화게르마늄(GeF4) 및 수소(H2) 기체를 포함하는 기체 혼합물을 제공하기 위한 기체 공급 어셈블리에 관한 것이다. 기체 공급 어셈블리는 GeF4 및 H2 기체를 포함하는 하나 이상의 유체 공급 패키지(들)를 포함한다. 기체 공급 어셈블리는 이온 주입 챔버에서 GeF4 및 H2를 포함하는 기체 혼합물을 제공하도록 구성되며, 여기에서 H2는 기체 혼합물의 25% 내지 67%(부피) 범위의 양으로 존재하거나 또는 GeF4 및 H2 기체는 3:1 내지 33:67 범위의 부피비(GeF4:H2)로 존재한다.
기체 공급 어셈블리는 H2가 기체 혼합물의 37% 내지 67% 범위의 양으로 존재하거나 또는 GeF4 및 H2가 63:37 내지 33:67 범위의 부피비(GeF4:H2)로 존재하는 경우와 같이 서로에 대해 보다 특정한 양의 GeF4 및 H2 기체를 제공하도록 구성 및 작동될 수 있다.
기체 공급 어셈블리는 H2가 기체 혼합물의 51% 내지 53% 범위의 양으로 존재하거나 또는 GeF4 및 H2가 49:51 내지 47:53 범위의 부피비(GeF4:H2)로 존재하는 경우와 같이 서로에 대해 보다 특정한 양의 GeF4 및 H2 기체를 제공하도록 구성 및 작동될 수 있다.
기체 공급 어셈블리의 실시양태는 GeF4 및 H2 기체가 단일 기체 공급 단위장치(예: 캐니스터 또는 탱크)에서 혼합물로 존재하는 것일 수 있으며, 이 때 혼합물은 임의적으로 하나 이상의 다른 기체(예: 불활성 기체)를 포함한다. 기체 공급 어셈블리의 실시양태는 또한 GeF4 및 H2 기체가 별도의 기체 공급 단위장치에 존재하는 것을 포함하며, 이 때 어셈블리는 본원에 따라 목적하는 양으로 GeF4 및 H2 기체를 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 기체 공급 어셈블리는 GeF4 및 H2 기체를 혼합하고 기체가 전달 후 챔버에 목적하는 양으로 존재하도록 이온 주입 챔버에 분배하기 위하여 이들 기체를 수용하도록 구성된 유동 회로를 임의적으로 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 본원은 기판에 게르마늄을 주입하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 GeF4 및 H2 기체를 이온 주입 챔버 내로 도입하는 단계를 포함하는데, 이 때 도입은 이온 주입 챔버에 GeF4 및 H2를 포함하는 기체 혼합물을 제공하며, 여기에서 H2는 25% 내지 67% 범위의 양으로 존재하거나 또는 GeF4 및 H2는 3:1 내지 33:67 범위의 부피비(GeF4:H2)로 존재한다.
방법은 목적하는 빔 전류, 아크 전압, 소스 빔 전류, 기체 유속 및 압력과 같은 목적하는 작동 조건을 이용하여 수행될 수 있다. 예시적인 실행 모드에서 또한 본원과 관련된 본 발명의 연구에 따르면, 이온 주입 장치가 이온 주입 공정 동안 챔버에서 플루오르화텅스텐을 생성시키는 텅스텐 아크 챔버, 라이너, 필라멘트 및/또는 캐쏘드를 포함할 때, 혼합물에서 또는 GeF4 기체에 대해 상대적인 양으로 H2를 사용하면 텅스텐-플루오르 반응을 차단하고 플루오르화텅스텐 형성을 감소시킨다. 또한, 본원에 따라 목적하는 양의 GeF4 및 H2 기체를 사용하면 이온 주입 절차 동안 상당한 Ge+ 전류 이득 및 W+ 피크 감소가 발생하였다.
다시, 이는 이온 주입 장치의 캐쏘드 및 다른 소스 구성요소에서의 플루오르화텅스텐 코팅 또는 침착을 감소시킴으로써, 기능을 개선하고 이온 소스 고장으로 인해 주입 절차가 중단될 가능성을 상당히 감소시킨다.
본원의 다양한 신규하고 독창적인 주제의 다른 양태, 특징 및 실시양태는 후속되는 상세한 설명 및 첨부된 청구범위로부터 보다 완전히 명백해질 것이다.
도 1은 본원의 한 양태에 따른 단일 유체 공급 패키지를 갖는 기체 공급 어셈블리 및 관련 이온 주입 장치의 개략도이다.
도 2는 본원의 다른 양태에 따른 다중 유체 공급 패키지를 갖는 기체 공급 어셈블리 및 관련 이온 주입 장치의 개략도이다.
도 3은 GeF4의 일정한 유동을 이용하는 이온 주입 공정에서 다양한 H2 혼합 백분율에 따른 빔 전류의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 4는 GeF4의 일정한 유동과 다양한 아크 전압을 이용하는 이온 주입 공정에서 다양한 H2 혼합 백분율에서의 캐쏘드 중량 변화율을 보여주는 그래프이다.
도 5는 GeF4의 일정한 유동과 다양한 H2 혼합 백분율을 이용하는 이온 주입 공정에서 생성된 다양한 이온 물질에 대한 빔 전류 변화의 AMU 빔 스펙트럼 분석을 보여주는 그래프이다.
도 2는 본원의 다른 양태에 따른 다중 유체 공급 패키지를 갖는 기체 공급 어셈블리 및 관련 이온 주입 장치의 개략도이다.
도 3은 GeF4의 일정한 유동을 이용하는 이온 주입 공정에서 다양한 H2 혼합 백분율에 따른 빔 전류의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 4는 GeF4의 일정한 유동과 다양한 아크 전압을 이용하는 이온 주입 공정에서 다양한 H2 혼합 백분율에서의 캐쏘드 중량 변화율을 보여주는 그래프이다.
도 5는 GeF4의 일정한 유동과 다양한 H2 혼합 백분율을 이용하는 이온 주입 공정에서 생성된 다양한 이온 물질에 대한 빔 전류 변화의 AMU 빔 스펙트럼 분석을 보여주는 그래프이다.
본원은 일반적으로 이온 주입 장비 및 공정에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 이온 주입 장치의 성능 및 수명을 개선하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본원은 이온 주입 시스템에 목적하는 양의 사플루오르화게르마늄(GeF4) 및 수소(H2) 기체를 제공하는 기체 공급 어셈블리를 기재한다. 또한, 본원은 이온 주입 공정 동안 작동 개선을 제공하기 위해 이온 주입 시스템에 목적하는 양의 GeF4 및 H2 기체를 전달하는 방법에 관한 것이다. 본원은 또한 GeF4 및 H2 기체의 혼합물을 사용하는 이온 주입 방법, 및 이온 주입 시스템의 하나 이상의 구성요소와 기체 연통되는 기체 공급 어셈블리를 포함하는 이온 주입 시스템을 제공한다.
특징, 양태 및 실시양태와 관련하여 본원에서 다양하게 기재되는 바와 같이, 본원은 특히 이러한 특징, 양태 및 실시양태의 일부 또는 전부를 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 본질적으로 이루어지는 것으로 구성될 수 있으며, 그의 요소 및 구성요소는 본 발명을 다양하게 달리 구현하기 위해 통합된다. 본원은 다양한 실시양태에서, 또한 본 발명의 다양한 특징 및 양태를 참조하여 본 명세서에 기재된다. 본원은 다양한 순열 및 조합의 이러한 특징, 양태 및 실시양태를 본원의 범위 내에 있는 것으로 고려한다. 따라서, 본원은 이러한 특정 특징, 양태 및 실시양태의 임의의 이러한 조합 및 순열, 또는 그의 선택된 하나 또는 다수를 포함하거나, 이들로 구성되거나 또는 이들로 본질적으로 구성되는 것으로 명시될 수 있다.
본원의 화합물, 조성물, 특징, 단계 및 방법은 본 명세서에 기재되는 그의 다양한 명세 및 예시와 관련하여 적용가능한 경우 특정 치환체, 동위 원소, 잔기, 구조체, 성분, 특성, 단계 또는 조건을 배제하는 단서조항 또한 제한사항에 의해 특정 실시양태에서 추가로 특정될 수 있다. 달리 언급하지 않는 한, 기체 물질의 양은 부피로 기재된다.
본원의 이온 주입 시스템 및 방법에 목적하는 양으로 GeF4 및 H2 기체를 제공하는 기체 공급 어셈블리는 본원에 포괄되는 것과는 상이한 양 또는 유형의 기체를 사용하는 어셈블리 및 공정에 비해 이온 주입 공정에 이점을 제공한다. 이점은 본원에 따라 또한 당 업계에서 이해되는 바와 같이 다양한 기체 혼합물 및 작동 조건을 비교함으로써 이해될 수 있다.
본원의 기체 공급 어셈블리 및 방법에서, GeF4는 게르마늄 도판트 물질, 즉 이온 주입 기판에 주입될 물질을 포함하는 기상 물질을 지칭하는 "도판트 기체"로서 사용된다. GeF4의 플루오르는 GeF4 도판트 기체의 비-도판트 성분이라고 할 수 있다. 본원의 바람직한 양태에서, 도판트 기체는 GeF4로 이루어지거나 또는 본질적으로 GeF4로 이루어진다(즉, GeF4와 상이한 임의의 다른 하나 이상의 도판트 기체 물질이 GeF4의 양에 대해 측정될 때 1부피% 미만으로 존재함). 다른 양태에서, GeF4는 임의적으로는 게르만(germane), 삼플루오르화붕소, 디보란, 사플루오르화규소, 실란, 포스핀 및 아르신과 같은 하나 이상의 다른 도판트 기체 물질과 함께 사용될 수 있다. 하나 이상의 상이한 도판트 기체 물질이 사용되는 경우, GeF4는 바람직하게는 시스템에서 사용되는 우세한 기체 물질(즉, 임의의 다른 임의적인 도판트 기체 물질보다 많은 양으로 사용됨)(예를 들어, 바람직하게는 기체 공급 어셈블리 또는 관련 방법에 사용되는 도판트 기체의 총량의 50%보다 많이, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상)이다. 하나 이상의 임의적인 도판트 기체 물질이 공급 어셈블리 또는 관련 방법에 사용되는 경우, 사용되는 H2의 양은 GeF4 기체의 양에 대해 상대적으로 측정될 수 있다.
사용되는 GeF4 기체는 Ge의 천연 동위 원소 조성을 기반으로 할 수 있거나 또는 특정 Ge 동위 원소에 대해 동위 원소 농축될 수 있다. 게르마늄은 70Ge, 72Ge, 73Ge, 74Ge 및 76Ge의 5가지 천연 발생 동위 원소를 가지고 있으며, 74Ge가 36.28%의 천연 풍부도(abundance)를 갖는 가장 일반적인 게르마늄 동위 원소이다. 그 다음은 천연 풍부도 27.54%를 갖는 72Ge, 천연 풍부도 20.84%를 갖는 70Ge, 천연 풍부도 7.73%를 갖는 73Ge, 천연 풍부도 7.61%를 갖는 76Ge 순이다. 바람직한 실시양태에서, 본원의 기체 공급 어셈블리 및 방법은 도판트 기체로서의 GeF4에서 Ge의 천연 동위 원소 분포를 이용한다.
다른 실시양태에서는, 동위 원소 농축된 GeF4 기체가 본원의 방법에서 H2와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 동위 원소 농축된 GeF4 기체가 사용되는 경우, GeF4는 70Ge, 72Ge, 73Ge, 74Ge 및 76Ge중 하나 이상의 게르마늄 동위 원소가 천연 풍부도 수준 이상으로 동위 원소 농축된 게르마늄을 포함한다. 예를 들어, 동위 원소 농축된 GeF4 기체는 게르마늄 동위 원소 총량의 50%를 초과하는 양으로 농축되는 것과 같이 적어도 72Ge 동위 원소에 대해 동위 원소 농축된 게르마늄을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 동위 원소 농축된 GeF4 기체는 게르마늄 동위 원소 총량의 50%를 초과하는 양으로 농축되는 것과 같이 적어도 72Ge 동위 원소에 대해 동위 원소 농축된 게르마늄을 포함할 수 있다. 본원의 이온 주입 기체 공급 어셈블리 및 방법에 사용하기 적합한 동위 원소 농축된 GeF4 기체는 미국 특허 제 8237134 호[카임(Kaim) 등]에 기재되어 있으며, 그 개시 내용은 본원에 참조로 포함된다.
본원의 기체 공급 어셈블리 및 방법에서, H2는 "비-도판트 기체"로서 사용되지만, 이는 GeF4 기체와 함께 사용될 때 텅스텐-플루오르 반응을 차단하고 플루오르화텅스텐 형성을 감소시키는데 효과적이다. 본원에 따른 H2의 사용은 또한 이온 주입 절차 동안 Ge+ 전류 이득 및 W+ 피크 감소를 개선하는 것과 같은 다른 이점을 제공할 수 있다. 본원의 바람직한 양태에서, 비-도판트 기체는 H2로 이루어지거나 본질적으로 H2로 이루어진다(즉, H2와 상이한 임의의 다른 하나 이상의 비-도판트 기체 물질이 H2의 양에 대해 측정될 때 1부피% 미만으로 존재함). 다른 양태에서, H2는 임의적으로는 하나 이상의 다른 비-도판트 기체 물질과 함께 사용될 수 있다. 이러한 다른 비-도판트 기체 물질은 "희석 기체" 또는 "보충 기체" 또는 "공존(co-species) 기체"로 기재될 수 있다. H2와 다른 비-도판트 기체 물질의 예에는 헬륨, 질소, 네온, 아르곤, 크세논 및 크립톤이 포함되며, 이들은 또한 불활성 기체로 생각되고 본원의 기체 공급 어셈블리 또는 이온 주입 장치와 관련된 다른 화합물 또는 물질과 반응하지 않는 것으로 생각된다.
하나 이상의 상이한 비-도판트 기체 물질이 사용되는 경우, H2는 바람직하게는 시스템에서 사용되는 우세한 기체 물질(즉, 임의의 다른 임의적인 비-도판트 기체 물질보다 더 많은 양으로 사용됨)(예를 들어, 바람직하게는 기체 공급 어셈블리 또는 관련 방법에 사용되는 비-도판트 기체 물질의 총량의 50%보다 많이, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상)이다. 하나 이상의 임의적인 비-도판트 기체 물질이 공급 어셈블리 또는 관련 방법에 사용되는 경우, 사용되는 H2의 양은 GeF4 기체의 양에 대해 상대적으로 측정될 수 있다.
일반적으로, 기체 공급 어셈블리는 이온 주입 챔버에서 사플루오르화게르마늄(GeF4)과 수소(H2) 기체를 포함하는 기체 혼합물을 제공할 수 있으며, 이 때 H2는 약 25% 내지 약 67%(부피) 범위의 양으로 혼합물에 존재하거나, 또는 GeF4 및 H2는 약 3:1 내지 약 33:67 범위의 부피비(GeF4:H2)로 존재한다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 기체 공급 어셈블리는 GeF4 및 H2로 구성되거나 또는 이들로 본질적으로 구성되는(즉, 존재하는 경우, 하나 이상의 비-GeF4 또는 비-H2 기체(들) 1% 미만) 기체 혼합물을 제공할 수 있다. 따라서, 혼합물은 약 33% 내지 약 75% 범위의 GeF4 부피 및 약 25% 내지 약 67% 범위의 H2 부피를 포함할 수 있다. 기체 공급 어셈블리는 본 명세서에 기재되는 바와 같이 임의의 보다 구체적인 양 또는 비 범위로 GeF4 및 H2로 구성되거나 본질적으로 구성되는 기체 혼합물을 제공할 수 있다.
GeF4와 다른 도판트 기체 또는 H2와 다른 비-도판트 기체 중 하나 이상이 GeF4 및 수소 H2 기체와 함께 사용되는 경우, GeF4 및 H2의 상대적인 양은 본 명세서에 기재된 바와 같은 비 범위 내에 있을 수 있다. 예를 들어, 기체 공급 어셈블리가 약 90%의 GeF4 및 H2의 기체 혼합물을 제공할 수 있는 경우, 나머지 10%의 기체(들)는 GeF4와 다른 하나 이상의 도판트 기체 및/또는 H2와 다른 비-도판트 기체일 수 있다. 따라서, 그러한 시나리오에서 또한 예로서, 혼합물은 약 20% 내지 약 60% 범위의 GeF4 부피 및 약 30% 내지 약 70% 범위의 H2 부피를 포함할 수 있다. 하나 이상의 비-GeF4 또는 비-H2 기체(들)의 상이한 양이 사용되는 실시양태에서, GeF4 및 H2의 다른 양 범위는 본원에 제공된 지침을 고려하여 쉽게 결정될 수 있다.
보다 구체적인 실시양태에서, 기체 공급 어셈블리는 이온 주입 챔버에서 GeF4 및 H2 기체를 포함하는 기체 혼합물을 제공할 수 있으며, 여기에서 H2는 약 37% 내지 약 67%(부피) 범위의 양으로 혼합물에 존재하거나, 또는 GeF4 및 H2는 약 63:37 내지 약 33:67 범위의 부피비(GeF4:H2)로 존재한다.
보다 구체적인 실시양태에서, 기체 공급 어셈블리는 이온 주입 챔버에서 GeF4 및 H2 기체를 포함하는 기체 혼합물을 제공할 수 있으며, 여기에서 H2는 약 42% 내지 약 62%(부피) 범위의 양으로 혼합물에 존재하거나, 또는 GeF4 및 H2는 약 29:21 내지 약 19:31 범위의 부피비(GeF4:H2)로 존재한다.
보다 구체적인 실시양태에서, 기체 공급 어셈블리는 이온 주입 챔버에서 GeF4 및 H2 기체를 포함하는 기체 혼합물을 제공할 수 있으며, 여기에서 H2는 약 45% 내지 약 59%(부피) 범위의 양으로 혼합물에 존재하거나, 또는 GeF4 및 H2는 약 11:9 내지 약 41:59 범위의 부피비(GeF4:H2)로 존재한다.
보다 구체적인 실시양태에서, 기체 공급 어셈블리는 이온 주입 챔버에서 GeF4 및 수소(H2) 기체를 포함하는 기체 혼합물을 제공할 수 있으며, 여기에서 H2는 약 47% 내지 약 57%(부피) 범위의 양으로 혼합물에 존재하거나, 또는 GeF4 및 H2는 약 53:47 내지 약 43:57 범위의 부피비(GeF4:H2)로 존재한다.
보다 구체적인 실시양태에서, 기체 공급 어셈블리는 이온 주입 챔버에서 GeF4 및 H2 기체를 포함하는 기체 혼합물을 제공할 수 있으며, 여기에서 H2는 약 49% 내지 약 55%(부피) 범위의 양으로 혼합물에 존재하거나, 또는 GeF4 및 H2는 약 51:49 내지 약 9:11 범위의 부피비(GeF4:H2)로 존재한다.
보다 구체적인 실시양태에서, 기체 공급 어셈블리는 이온 주입 챔버에서 GeF4 및 H2 기체를 포함하는 기체 혼합물을 제공할 수 있으며, 여기에서 H2는 약 51% 내지 약 53%(부피) 범위의 양으로 혼합물에 존재하거나, 또는 GeF4 및 H2는 약 49:51 내지 약 47:53 범위의 부피비(GeF4:H2)로 존재한다.
본 명세서에서 논의된 바와 같이, 본원의 기체 공급 어셈블리에서 GeF4 및 H2는 단일 캐니스터 또는 탱크와 같은 단일 유체 공급 패키지에서 혼합될 수 있다. GeF4 및 H2는 탱크에 존재하는 임의의 다른 기체 없이 본 명세서에 기재된 임의의 비 범위로 단일 유체 공급 패키지에 존재할 수 있거나; 하나 이상의 다른 비-GeF4 및 비-H2 기체(들)를 매우 소량(1% 미만)으로 갖는 단일 유체 공급 패키지에 존재할 수 있거나; 또는 하나 이상의 다른 비-GeF4 및 비-H2 기체(들)를 1%보다 많이, 예를 들어 1 내지 20%, 1 내지 10% 또는 1 내지 5% 범위와 같은 더 많은 양으로 갖는 단일 유체 공급 패키지에 존재할 수 있다.
기체 공급 어셈블리는 임의의 적합한 유형일 수 있고, 예를 들어 고압 기체 실린더; 또는 내부적으로 압력-조절되는 기체 공급 용기, 예컨대 엔테그리스, 인코포레이티드(Entegris, Inc.)(미국 매사추세츠주 빌레리카)에서 상표명 VAC®로 시판중인 용기; 또는 흡착제에 기초한 기체 공급 용기, 예컨대 엔테그리스, 인코포레이티드(미국 매사추세츠주 빌레리카)에서 상표명 SDS®로 시판중인 용기를 포함할 수 있다.
단일 유체 공급 패키지를 사용하여, GeF4 및 H2는 이온 주입 시스템에서 그의 공급을 위한 이온 소스로 유동하도록 배열되며, 여기에서 GeF4 기체와 H2 기체는 서로 혼합된다.
다르게는, 기체 공급 어셈블리에서 GeF4 및 H2는 별도의 유체 공급 패키지(예컨대, 캐니스터 또는 탱크 A 및 캐니스터 또는 탱크 B)에 존재할 수 있다. GeF4 및 H2가 별도의 유체 공급 패키지로 어셈블리에 존재하는 경우, GeF4 및 H2는 깨끗한/순수한 형태로 패키지에 있을 수 있다. 다르게는, GeF4 및 H2 유체 공급 패키지는 원하는 경우 하나 이상의 다른 비-GeF4 및 비-H2 기체(들)를 포함할 수 있다.
GeF4 및 H2 기체가 별도의 유체 공급 패키지에 존재하는 경우, 어셈블리는 GeF4 및 H2 기체를 혼합하여 이온 주입 챔버로 분배하기 위한 GeF4와 H2 기체의 혼합물을 형성하기 위해, GeF4 함유 기체 공급 패키지로부터 GeF4 기체를 수용하고 H2 함유 기체 유체 공급 패키지로부터 H2 기체를 수용하도록 구성된 유동 회로를 추가로 포함할 수 있다. 유동 회로는 GeF4 및 H2 기체가 본 명세서에 기재된 임의의 범위의 양으로 이온 주입 챔버에 존재하도록 이들을 분배하게 구성될 수 있다.
다양한 실시양태에서, 유동 회로는 GeF4 및 H2 기체를 혼합하여 이온 주입 챔버로 분배하기 위한 GeF4 기체와 H2 기체의 혼합물을 형성하기 위해, 개별적인 유체 공급 패키지로부터 GeF4 기체 및 H2 기체를 수용하도록 배열된 혼합 챔버를 포함할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 유동 회로는 혼합 챔버에서 GeF4 기체와 H2 기체의 혼합을 선택적으로 가능하게 하고 다르게는 GeF4 기체와 H2 기체가 이온 주입 장치의 챔버로 개별적으로 유동하도록 선택적으로 가능하게 하도록 구성된 밸브를 포함할 수 있다. 밸브는 기체의 유동을 조절하도록 구성되어 GeF4 기체 및 H2 기체의 양이 본 명세서에 기재된 임의의 범위에 속하게 할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 유동 회로는 튜브와 같은 기체 유동 도관을 포함할 수 있으며, 이 때 H2 기체용 도관은 GeF4 기체용 도관보다 크고, 튜브의 더 큰 크기는 GeF4 기체에 비해 더 큰 H2 기체 부피를 제공하는 유동을 허용한다. 이와 같이, 도관의 크기는 GeF4 기체 및 H2 기체의 양이 본 명세서에 기재된 임의의 범위에 속하도록 기체의 유동을 제공할 수 있다.
유동 회로는 GeF4 및 H2 기체가 이온 주입 챔버에 존재할 때 GeF4 및 H2가 약 1:3 내지 약 33:67 범위, 약 63:37 내지 33:67 범위, 약 29:21 내지 약 19:31 범위, 약 11:9 내지 약 41:59 범위, 약 53:47 내지 약 43:57 범위, 약 51:49 내지 약 9:11 범위, 또는 약 49:51 내지 약 47:53 범위의 부피비(GeF4:H2)로 존재하도록 GeF4 및 H2 기체를 분배하게 구성될 수 있다.
다양한 실시양태에서, 기체 공급 어셈블리는 GeF4 함유 기체 공급 패키지로부터의 GeF4 기체의 분배 및 H2 기체 공급 패키지로부터의 H2 기체의 별도의 분배를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다. 이러한 어셈블리에서, 프로세서는 H2 기체가 이온 주입 동안 연속적으로 분배되도록 H2 기체의 분배를 제어하게 구성될 수 있고, 프로세서는 GeF4가 H2 기체의 분배 동안 간헐적으로 분배되도록, 또는 GeF4 기체가 H2 기체 분배 후 순차적으로 분배되도록 GeF4 기체의 분배를 제어하게 구성될 수 있다. 연속적 또는 간헐적 분배를 이용하여, 프로세서는 H2 및 GeF4 기체의 양이 본 명세서에 기재된 임의의 범위에 속하도록 기체를 분배하게 구성될 수 있다.
일부 실행 모드에서, GeF4 기체 및 H2 기체는 이온화를 위해 이온 소스로 순차적으로 유동된다. 이러한 순차적 작동은 각각의 GeF4 기체 및 H2 기체의 동일한 시간-기반 유동을 이용하는 임의의 적합한 방식으로 수행될 수 있거나, 또는 다르게는 각각의 시간-기반 유동이 서로에 대해 상이할 수 있거나, 또는 그렇지 않으면 목적하는 특성의 도핑된 기판을 제공하도록 변조될 수있다.
공정의 다양한 실시양태에서, GeF4 기체 및 H2 기체는 주입을 위한 게르마늄 도판트 물질의 생성을 위해 이온 소스로 서로 혼합되어 유동된다. GeF4 기체 및 H2 기체가 주입을 위한 게르마늄 도판트 물질의 생성을 위해 이온 소스로 순차적으로 유동되는 공정의 다른 실시양태가 수행된다.
다른 양태에서 본원은 GeF4 공급 원료로부터 이온 주입을 위한 게르마늄 이온 도핑 물질을 생성하도록 배열된 이온 소스의 성능 및 수명을 개선하는 방법에 관한 것이다. 한 실행 모드에서, GeF4 기체와 H2 기체는 주입용 게르마늄 도판트 물질의 생성을 위해 서로 혼합되어 이온 소스로 유동한다. 이러한 방법의 다른 실시양태에서는, GeF4 기체 및 H2 기체가 주입을 위한 게르마늄 도판트 물질의 생성을 위해 순차적으로 이온 소스로 유동한다.
방법은 목적하는 빔 전류, 아크 전압, 소스 빔 전류, 기체 유속 및 압력과 같은 목적하는 작동 조건을 이용하여 수행될 수 있다. 예시적인 실행 모드에서 또한 본원와 관련된 본 발명의 연구에 따라, 이온 주입 장치가 이온 주입 공정 동안 챔버에서 하나 이상의 플루오르화텅스텐 물질(WF6, WF5, WF4, WF3, WF2, WF)을 생성시킬 수 있는 텅스텐 필라멘트를 포함하는 경우, 혼합물에서 또는 GeF4 기체에 대해 상대적인 양으로 H2 기체를 사용하면 플루오르화텅스텐 물질의 형성을 방해하고 필라멘트 손실 및 텅스텐 침착물의 축적을 감소시킨다.
위에서 다양하게 기재된 기체 공급 어셈블리 및 다양한 방법 실시양태에서, GeF4 기체와 함께 본 명세서에 기재된 양으로 사용되는 H2 기체는 이온 주입 챔버에서 혼합물로 존재할 때 텅스텐-플루오르 반응을 차단하고 플루오르화텅스텐 형성을 감소시킨다.
그 결과 아크 챔버의 표면에 물질 침착물이 형성되는 것을 방지하는 효과가있을 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 기재된 양으로 사용되는 GeF4 및 H2 기체 혼합물은 아크 챔버의 벽면, 절연체 또는 다른 표면에서의 침착을 방지하는데 효과적일 수 있다. 아크 챔버의 잔류물이 감소하면 이온 주입 시스템의 성능이 개선 될 수 있다. 일례로서, 절연체에 존재하는 잔류물은 절연체 상에서의 잔류물 축적에 의해 직접적으로 야기될 수 있는 단락으로 인한 전기적 고장 발생을 줄이거나 방지할 수 있다.
본 명세서에 기재된 양으로 사용되는 GeF4 및 H2 기체 혼합물의 사용은 또한 필라멘트 성능 또는 필라멘트 수명을 개선할 수 있다. 예를 들어, H2 기체를 사용하여 텅스텐-플루오르 반응을 방지하면 이는 다시 플루오르화텅스텐 형성을 줄이고 아크 챔버 재료의 손실을 방지할 수 있다. 그 결과 수명이 연장되고 이온 주입 성능이 향상될 수 있다.
예를 들어, 이온 주입 시스템을 작동하는 동안 전류 또는 전력이 필라멘트 및/또는 캐쏘드를 통해 흐르면서 본 명세서에 기재된 양으로 사용되는 GeF4와 H2의 혼합물을 주입 챔버에 제공한다. 작동 기간 전후의 필라멘트 또는 캐쏘드의 중량 변화를 비교하여 확인할 수 있는 것과 같이 필라멘트 또는 캐쏘드 물질의 손실 또는 증가가 있는 경우, 중량 감소 또는 증가는 본 명세서에 기재된 양의 H2를 도입하지 않은 상태에서의 동일한 기간 및 작동 조건 하에서의 필라멘트의 중량 감소 또는 증가보다 적다. 예를 들어, GeF4 기체에 대해 상대적인 양으로 H2 기체를 사용하는 경우, 필라멘트 또는 캐쏘드의 중량 손실 또는 증가는 본 명세서에 기재된 양의 H2를 사용하지 않은 상태에서의 동일한 기간 및 작동 조건에 비해 감소될 수 있다.
본원은 다양하게 구성되는 기체 공급 어셈블리를 포함하는 이온 주입 시스템을 고려한다.
본원의 방법에서, H2 기체는 단독으로 또는 GeF4 기체와 혼합되어 하나 이상의 목적하는 유속으로 이온 주입 챔버 내로 유동될 수 있다. 기체 또는 기체 혼합물의 유속은 분당 표준 입방센티미터(sccm)의 유동 단위로 측정될 수 있다. 본원의 방법 실시양태에서, 이온 주입 챔버 내로 도입되는 H2 기체의 유동은 0.2sccm 이상의 유속이다. 보다 구체적인 실시양태에서, H2 기체는 0.5 내지 2sccm 범위의 유속, 0.75 내지 1.75sccm 범위의 유속, 또는 1.0 내지 1.5sccm 범위의 유속으로 이온 주입 챔버 내로 도입된다.
본원의 방법에서, GeF4 기체는 단독으로 또는 H2 기체와 혼합되어 하나 이상의 목적하는 유속으로 이온 주입 챔버 내로 유동될 수 있다. 본원의 방법 실시양태에서, 이온 주입 챔버 내로 도입되는 GeF4 기체의 유동은 0.2sccm 이상의 유속이다. 보다 구체적인 실시양태에서, 불활성 GeF4는 0.5 내지 2sccm 범위의 유속, 0.75 내지 1.75sccm 범위의 유속 또는 1.0 내지 1.5sccm 범위의 유속으로 이온 주입 챔버 내로 도입된다.
GeF4 및 H2가 별도의 유체 공급 패키지로부터 이온 주입 챔버로 전달되는 경우, 각 기체의 유속은 본원의 임의의 범위의 양으로 GeF4/H2 혼합물을 제공하도록 조정될 수 있다. 실시양태에서, H2 기체는 GeF4 기체가 이온 주입 챔버 내로 전달되는 속도보다 빠른 속도로 유체 공급 패키지로부터 전달된다. 예를 들어, H2 기체의 유속은 GeF4 기체의 유속보다 최대 5%, 최대 10%, 최대 15%, 최대 20%, 최대 25%, 최대 30%, 최대 35%, 최대 40%, 최대 45%, 최대 50%, 최대 60% 또는 최대 70% 더 클 수 있다.
다양한 실행 모드에서, GeF4 기체는 이온 주입 챔버로의 H2 기체의 유동과 관련하여 간헐적으로 이온 주입 챔버로 도입될 수 있다. 이러한 실시양태에서, GeF4 기체의 간헐적 유동 및 H2 기체의 일정한 유동은 본원의 임의의 범위의 양으로 GeF4/H2 혼합물을 제공할 수 있다. 다양한 실행 모드에서, GeF4 기체는 이온 주입 챔버로의 H2 기체 유동과 관련하여 연속적으로 이온 주입 챔버로 도입될 수 있다. 이러한 실시양태에서, GeF4 및 H2 기체의 연속적인 유동은 본원의 임의의 범위의 양으로 GeF4/H2 혼합물을 제공할 수 있다.
본원은 유지 이벤트 사이의 작동 수명을 증가시키기 위해 이온 주입 시스템을 작동시키는 방법을 고려하며, 여기에서 상기 방법은 본원의 임의의 범위의 양으로 GeF4/H2 혼합물을 제공하면서 이온 주입 시스템을 작동시켜 기판에 게르마늄을 침착시킴을 포함한다.
다양한 이온 주입 시스템 작동 조건이 이온 주입 시스템의 챔버 내로의 GeF4 및 H2 기체의 유동과 함께 이용될 수 있다. GeF4 및 H2 기체를 도입하먼서 이온 주입 시스템을 작동하는 방법에서, 빔 전류는 약 0.5mA보다 클 수 있으며, 예를 들어 약 1 내지 약 3mA 범위의 빔 전류, 약 3 내지 약 5mA 범위의 빔 전류, 약 5 내지 약 7mA 범위의 빔 전류, 약 7 내지 약 10mA 범위의 빔 전류, 또는 심지어 10mA보다 큰 빔 전류일 수 있다.
실행 모드에서, 언급된 임의의 범위의 빔 전류는 30V 내지 150V 범위의 아크 전압 및 5mA 내지 80mA의 소스 빔에서 제공된다. 이온 주입 시스템을 이용하는 하나의 예시적인 작동 모드에서, 언급된 임의의 범위의 빔 전류는 90V의 아크 전압과 30mA의 소스 빔에서 제공된다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 본원의 한 양태에 따른 기체 공급 어셈블리를 갖는 이온 주입 공정 시스템의 개략도이다.
이온 주입 공정 시스템(100)은 도시된 이온 주입 챔버(301)에서 기판(128)의 이온 주입 도핑을 위해 공급되는 본원의 임의의 범위의 양으로 GeF4 및 H2 기체의 혼합물을 보유하는 내부 용적을 갖는 저장 및 분배 용기(102)를 포함한다. 저장 및 분배 용기는 도판트 기체가 기체 저장을 위해 물리적으로 흡착되는 흡착제 매체를 포함하는 유형일 수 있으며, 기체는 용기로부터의 방출을 위해 분배 조건 하에서 흡착제 매체로부터 탈착된다. 흡착제 매체는 고체상 탄소 흡착제 물질일 수 있다. 이러한 유형의 흡착제-기반 용기는 엔테그리스, 인코포레이티드(미국 코네티컷주 댄버리)에서 상표명 SDS 및 SAGE로 시판중이다. 다르게는, 용기는 용기의 내부 용적에 하나 이상의 압력 조절기를 포함하는 내부 압력-조절 유형일 수 있다. 이러한 압력-조절 용기는 엔테그리스, 인코포레이티드(미국 코네티컷주 댄버리)에서 상표명 VAC로 시판중이다. 또 다른 대안으로서, 용기는 기화 또는 승화 생성물로서 도판트 기체를 생성하기 위해, 예를 들어 용기 및/또는 그 내용물의 가열에 의해 휘발되는 고체 형태의 도판트 소스 물질을 함유할 수 있다. 이러한 유형의 고체 전달 용기는 엔테그리스, 인코포레이티드(미국 코네티컷주 댄버리)에서 상표명 프로이뱁(ProEvap)으로 시판중이다.
도 1에서, 저장 및 분배 용기(102)는 GeF4 및 H2 기체의 혼합물을 흡착 상태, 자유 기체 상태 또는 액화 기체 상태 또는 이들의 혼합물로 보유하는 내부 용적을 둘러싸는 원통형 용기 벽(104)을 포함한다.
저장 및 분배 용기(102)는 분배 라인(117)을 통해 기체 유동 연통되도록 연결된 밸브 헤드(108)를 포함한다. 압력 센서(110)는 질량 유동 제어기(114)와 함께 라인(117)에 배치될 수 있으며; 다른 임의적인 모니터링 및 감지 구성요소가 라인과 연결될 수 있고, 액추에이터(actuator), 피드백 및 컴퓨터 제어 시스템, 사이클 타이머 등과 같은 제어 수단과 인터페이스될 수 있다.
도시된 시스템(100)에서, 이온 주입 챔버(101)는 라인(117)으로부터 분배된 GeF4 및 H2 기체의 혼합물을 수용하는 이온 소스(116)를 포함하고 이온 빔(105)을 생성한다. 이온 빔(105)은 필요한 이온을 선택하고 선택되지 않은 이온을 거부하는 질량 분석기 단위장치(122)를 통해 통과한다.
선택된 이온은 가속 전극 어레이(124)를 통해 통과한 다음 편향 전극(126)을 통해 통과한다. 결과적으로 집속된 이온 빔은 스핀들(132)에 장착된 회전 가능한 홀더(130)에 배치된 기판 요소(128)에 충돌한다. 도판트 이온의 이온 빔을 이용하여, 도핑된 구조체를 형성하는데 필요한 만큼 기판을 도핑한다.
이온 주입 챔버(101)의 각 섹션은 각각 펌프(120, 142 및 146)에 의해 라인(118, 140 및 144)을 통해 배출된다.
도 2는 GeF4 및 H2 기체가 별도의 유체 공급 단위장치로부터 분배되는 본원의 다른 양태에 따른 이온 주입 공정 시스템의 개략도이다. 도 2에서, 저장 및 분배 용기(202)는 GeF4 기체를 흡착 상태, 자유 기체 상태 또는 액화 기체 상태로 보유하는 내부 용적을 둘러싸는 원통형 용기 벽(204)을 포함한다.
저장 및 분배 용기(202)는 분배 라인(217)을 통해 혼합 챔버(260)(임의적임, 이는 다시 방출 라인(212)에 연결됨)와 기체 유동 연통되도록 연결된 밸브 헤드(208)를 포함한다. 압력 센서(210)가 질량 유동 제어기(214)와 함께 라인(212)에 배치될 수 있으며; 다른 임의적인 모니터링 및 감지 구성요소가 라인에 연결될 수 있고, 액추에이터, 피드백 및 컴퓨터 제어 시스템, 사이클 타이머 등과 같은 제어 수단과 인터페이스될 수 있다.
혼합 챔버(260)는 또한 사용되는 경우 H2 기체 공급 용기(262)가 연결된 기체 공급 라인(270)과 유동 연통하도록 연결될 수 있다. 용기(262)는 적어도 H2 기체를 포함하고, 임의적으로 불활성 기체 같은 비-H2 기체를 포함한다.
보충 용기 공급 라인(266)에 연결되는 밸브 헤드(280)가 고정되는 주 용기 부분을 갖도록 용기(262)가 형성된다. 이러한 배열에 의한 공급 라인(266)은 H2 기체를 혼합 챔버(260)로 전달하여, 주입기의 이온 소스로의 통과를 위한 GeF4 및 H2 기체를 포함하는 기체 혼합물을 제공한다. 이러한 목적을 위해, 용기 공급 라인(266) 및 분배 라인(217)에는 용기로부터 분배된 물질의 유동 또는 기타 특성을 수동 또는 자동으로 제어하기 위한 적절한 밸브, 제어기 및/또는 센서가 장착될 수 있고, 이러한 밸브, 제어기 및/또는 센서는 임의의 적합한 방식으로 상응하는 공급/분배 라인과 결합되거나 연결될 수 있다.
이러한 밸브는 다시 중앙 처리 단위장치(CPU)에 작동가능하게 연결된 밸브 액추에이터와 연결될 수 있다. CPU는 앞서 언급한 제어기 및/또는 센서와 신호 통신 관계로 연결될 수 있으며, 각 용기에서 분배되는 유체의 속도, 조건 및 양을 서로에 대해 제어하여 라인(212)에서 혼합 챔버(260)로부터 유동된 GeF4 및 H2 기체 혼합물이 이온 주입 작업을 수행하기 위해 목적하는 조성, 온도, 압력 및 유속을 갖도록 프로그래밍 가능하게 배열될 수 있다.
도시된 시스템(200)에서, 이온 주입 챔버(201)는 라인(212)으로부터 분배된 GeF4 및 H2 기체 혼합물을 수용하는 이온 소스(216)를 포함하고 이온 빔(205)을 생성시킨다. 이온 빔(205)은 필요한 이온을 선택하고 선택되지 않은 이온을 거부하는 질량 분석기 단위장치(222)를 통해 통과한다.
선택된 이온은 가속 전극 어레이(224)를 통해 통과한 다음 편향 전극(226)을 통해 통과한다. 결과적으로 집속된 이온 빔은 스핀들(232)에 장착된 회전 가능한 홀더(230)에 배치된 기판 요소(228)에 충돌한다. 도판트 이온의 이온 빔을 이용하여, 도핑된 구조체를 형성하기 위해 목적하는 만큼 기판을 도핑한다.
이온 주입 챔버(201)의 각 섹션은 각각 펌프(220, 242 및 246)에 의해 라인(218, 240 및 244)을 통해 배출된다.
마지막으로, 본원에서 다양하게 개시된 바와 같은 이온 주입 시스템 작동에서 GeF4 및 H2 기체 혼합물의 이용은 이온 주입 시스템의 작동 수명을 실질적으로 증가시키고 이온 주입 시스템의 전체 효율을 향상시킬 수 있다는 점에서 당 업계에서 실질적인 진보를 달성함을 알게 될 것이다.
실시예
실시예 1
GeF4/H2 혼합물을 사용한 이온 주입(빔 전류)
다음 특징을 갖는 이온 주입 장치: 텅스텐 아크 챔버 및 라이너를 갖는 간접 가열 캐쏘드(IHC) 소스가 있는 주입 테스트 스탠드를 90V의 아크 전압(ArcV) 및 30mA의 소스 빔에서 작동시켰다. 주입 챔버 내로의 GeF4 유동은 1sccm의 일정한 속도로 유지하였다. 챔버 내로의 H2 혼합은 0% 에서 67%까지 다양했다. 챔버 내로의 H2의 혼합 백분율이 변경됨에 따라 빔 전류를 측정하였다. 결과는 도 3에 도시되어 있다.
실시예 2
GeF4/H2 혼합물을 이용한 이온 주입(캐쏘드 중량 변화)
실시예 1에 따른 이온 주입 장치를 90V, 75V 및 60V의 다양한 아크 전압(ArcV) 및 30mA의 소스 빔에서 작동시켰다. 주입 챔버 내로의 GeF4 유동은 1sccm의 일정한 속도로 유지하였다. 챔버 내로의 H2 혼합 백분율은 0%에서 56%까지 다양했다. 실행 기간 후에 캐쏘드의 중량 변화율(그램/시간)을 측정하였다. 결과는 도 4에 도시되어 있다.
실시예 3
GeF4/H2 혼합물을 사용한 이온 주입(빔 스펙트럼 분석)
실시예 1에 따른 이온 주입 장치를 90V의 아크 전압 및 30mA의 소스 빔에서 작동시켰다. 주입 챔버 내로의 GeF4 유동을 1sccm의 일정한 속도로 유지하였다. 챔버 내로의 H2 혼합 백분율은 0%, 50% 및 67%로 다양했다. AMU 빔 스펙트럼 분석을 수행하여 다양한 이온 물질에 대한 빔 전류의 변화를 비교하였다. 결과는 도 5에 도시되어 있다.
양태
양태 1. GeF4 및 H2 기체를 포함하는 기체 혼합물을 이온 주입 챔버에 제공하기 위한 제 1 기체 공급 어셈블리로서, 상기 어셈블리가, 사플루오르화게르마늄(GeF4) 및 수소(H2)를 포함하는 하나 이상의 유체 공급 패키지(들)를 포함하고, 상기 어셈블리가 이온 주입 챔버에서 GeF4 및 H2를 포함하는 기체 혼합물을 제공하도록 구성되고, H2가 상기 기체 혼합물의 25% 내지 67%(부피) 범위의 양으로 존재하거나 또는 GeF4 및 H2가 3:1 내지 33:67 범위의 부피 비(GeF4:H2)로 존재하는 제 1 기체 공급 어셈블리.
양태 2. H2가 상기 기체 혼합물의 37 내지 67% 범위의 양으로 존재하거나, 또는 GeF4 및 H2가 63:37 내지 33:67의 부피 비(GeF4:H2)로 존재하는, 제 1 양태에 따른 기체 공급 어셈블리.
양태 3. H2가 상기 기체 혼합물의 42 내지 62% 범위의 양으로 존재하거나, 또는 GeF4 및 H2가 29:21 내지 19:31의 부피 비(GeF4:H2)로 존재하는, 제 1 양태에 따른 기체 공급 어셈블리.
양태 4. H2가 상기 기체 혼합물의 45 내지 59% 범위의 양으로 존재하거나, 또는 GeF4 및 H2가 11:9 내지 41:59의 부피 비(GeF4:H2)로 존재하는, 제 1 양태에 따른 기체 공급 어셈블리.
양태 5. H2가 상기 기체 혼합물의 47 내지 57% 범위의 양으로 존재하거나, 또는 GeF4 및 H2가 53:47 내지 43:57의 부피 비(GeF4:H2)로 존재하는, 제 1 양태에 따른 기체 공급 어셈블리.
양태 6. H2가 상기 기체 혼합물의 49 내지 55% 범위의 양으로 존재하거나, 또는 GeF4 및 H2가 51:49 내지 9:11의 부피 비(GeF4:H2)로 존재하는, 제 1 양태에 따른 기체 공급 어셈블리.
양태 7. H2가 상기 기체 혼합물의 51 내지 53% 범위의 양으로 존재하거나, 또는 GeF4 및 H2가 49:51 내지 47:53의 부피 비(GeF4:H2)로 존재하는, 제 1 양태에 따른 기체 공급 어셈블리.
양태 8. 상기 기체가 본질적으로 GeF4 및 H2로 구성되는, 제 1 양태 내지 제 7 양태중 어느 한 양태에 따른 기체 공급 어셈블리.
양태 9. 상기 기체 공급 어셈블리가 아르곤, 헬륨, 네온, 질소, 크세논 및 크립톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 불활성 기체를 추가로 포함하는, 제 1 양태 내지 제 7 양태중 어느 한 양태에 따른 기체 공급 어셈블리.
양태 10. GeF4 및 H2가 단일 유체 공급 패키지에서 혼합되는, 제 1 양태 내지 제 9 양태중 어느 한 양태에 따른 기체 공급 어셈블리.
양태 11. GeF4가 GeF4-함유 기체 공급 패키지에 존재하고 H2가 별도의 H2-함유 기체 공급 패키지에 존재하는, 제 1 양태 내지 제 9 양태중 어느 한 양태에 따른 기체 공급 어셈블리.
양태 12. 상기 어셈블리가, GeF4-함유 기체 공급 패키지로부터의 GeF4, 및 H2-함유 기체 공급 패키지로부터의 H2를 수용하고 이들을 혼합하여 이온 주입 챔버로 분배하기 위한 GeF4와 H2의 혼합물을 형성하도록 구성된 유동 회로를 추가로 포함하는, 제 11 양태에 따른 기체 공급 어셈블리.
양태 13. 상기 유동 회로가 (i) 각각의 유체 공급 패키지로부터 GeF4 및 H2를 수용하고 이들을 혼합하여 이온 주입 챔버로 분배하기 위한 GeF4와 H2의 혼합물을 형성하도록 배열된 혼합 챔버, 또는 (ii) 혼합 챔버에서 GeF4 및 H2의 혼합을 선택적으로 가능하게 하고, 또한 다르게는 GeF4 및 H2가 이온 주입 챔버로 개별적으로 유동하는 것을 선택적으로 가능하게 하도록 구성된 밸브를 포함하는, 제 12 양태에 따른 기체 공급 어셈블리.
양태 14. 상기 어셈블리가 각각의 유체 공급 패키지로부터의 GeF4 및 H2의 분배를 제어하도록 구성된 프로세서를 추가로 포함하는, 제 11 양태에 따른 기체 공급 어셈블리.
양태 15. 상기 프로세서가 이온 주입 동안 연속적으로 분배되게 H2의 분배를 제어하도록 구성되고, 상기 프로세서가 불활성 기체의 분배 동안 간헐적으로 분배되게 또는 H2를 분배한 후 GeF4가 순차적으로 분배되게 GeF4의 분배를 제어하도록 구성되는, 제 14 양태에 따른 기체 공급 어셈블리.
양태 16. GeF4가 동위원소 농축된 것이 아닌, 제 1 양태 내지 제 15 양태중 어느 한 양태에 따른 기체 공급 어셈블리.
양태 17. 제 1 양태 내지 제 16 양태중 어느 한 양태에 따른 기체 공급 어셈블리를 포함하는 이온 주입 시스템.
양태 18. 상기 시스템이 텅스텐-함유 필라멘트를 포함하는, 제 17 양태에 따른 이온 주입 시스템.
양태 19. 기판에 게르마늄을 주입하는 방법으로서, 상기 방법이, 사플루오르화게르마늄(GeF4) 및 수소(H2) 기체를 이온 주입 챔버 내로 도입하는 단계를 포함하고, 이 때 상기 도입이, 상기 이온 주입 챔버에 GeF4 및 H2를 포함하는 기체 혼합물을 제공하고, H2가 25% 내지 67% 범위의 양으로 존재하거나, 또는 GeF4 및 H2가 3:1 내지 33:67 범위의 부피비(GeF4:H2)로 존재하는 방법.
양태 20. 상기 방법이 0.5mA보다 큰 빔 전류를 제공하는, 제 19 양태에 따른 방법.
양태 21. 상기 방법이 1 내지 3mA보다 큰 빔 전류를 제공하는, 제 19 양태에 따른 방법.
양태 22. 상기 방법이 3 내지 5mA보다 큰 범위의 빔 전류를 제공하는, 제 19 양태에 따른 방법.
양태 23. 상기 방법이 5 내지 7mA보다 큰 빔 전류를 제공하는, 제 19 양태에 따른 방법.
양태 24. 상기 방법이 7 내지 10mA보다 큰 빔 전류를 제공하는, 제 19 양태에 따른 방법.
양태 25. 상기 빔 전류가 90V의 아크 전압 및 30mA의 소스 빔에서 제공되는, 제 20 양태 내지 제 24 양태중 어느 한 양태에 따른 방법.
양태 26. 상기 빔 전류가 30V 내지 150V의 아크 전압 및 5mA 내지 80mA의 소스 빔에서 제공되는, 제 20 양태 내지 제 24 양태중 어느 한 양태에 따른 방법.
양태 27. H2가 0.2sccm 이상의 속도로 이온 주입 챔버 내로 유동하는, 제 19 양태에 따른 방법.
양태 28. H2가 0.5 내지 2.0sccm 범위의 속도로 이온 주입 챔버 내로 유동하는, 제 27 양태에 따른 방법.
양태 29. GeF4가 0.2sccm 이상의 속도로 이온 주입 챔버 내로 유동하는, 제 19 양태에 따른 방법.
양태 30. GeF4가 0.5 내지 2.0sccm 범위의 속도로 이온 주입 챔버 내로 유동하는, 제 29 양태에 따른 방법.
양태 31. GeF4 및 H2가 이온 주입 챔버 내로 개별적으로 유동하는, 제 19 양태 내지 제 30 양태중 어느 한 양태에 따른 방법.
양태 32. GeF4 및 H2가 단일 유체 공급 패키지에서 혼합되는, 제 19 양태 내지 제 30 양태중 어느 한 양태에 따른 방법.
본원이 특정 양태, 특징 및 예시적인 실시양태를 참조하여 본 명세서에서 설명되었지만, 본원의 유용성은 그렇게 제한되지 않고, 본 명세서의 기재내용에 기초하여 본원의 당 업자에게 암시하는 바와 같이, 오히려 다수의 다른 변형, 수정 및 대안 실시양태로 확장되고 이들을 포괄한다는 것을 이해할 것이다. 이에 상응하여, 이하에서 청구되는 개시내용은 그 정신 및 범위 내에서 이러한 모든 변형, 수정 및 대안적인 실시양태를 포함하는 것으로 광범위하게 간주되고 해석되도록 의도된다.
Claims (9)
- 사플루오르화게르마늄(GeF4) 및 수소(H2) 기체를 포함하는 기체 혼합물을 이온 주입 챔버에 제공하기 위한 기체 공급 어셈블리로서,
상기 어셈블리는, 사플루오르화게르마늄(GeF4) 및 수소(H2)를 포함하는 하나 이상의 유체 공급 패키지(들)를 포함하고,
상기 어셈블리는 GeF4 및 H2를 포함하는 기체 혼합물을 상기 이온 주입 챔버에 제공하도록 구성되되, 이 때 GeF4 및 H2는 29:21 내지 43:57 범위의 부피 비(GeF4:H2)로 존재하고,
상기 기체 혼합물은 하나 이상의 도판트 기체 및 하나 이상의 비-도판트 기체를 포함할 수 있는, 기체 공급 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
GeF4 및 H2가 11:9 내지 43:57의 부피 비(GeF4:H2)로 존재하는, 기체 공급 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
GeF4 및 H2가 53:47 내지 43:57의 부피 비(GeF4:H2)로 존재하는, 기체 공급 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
GeF4 및 H2가 51:49 내지 9:11의 부피 비(GeF4:H2)로 존재하는, 기체 공급 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
GeF4 및 H2가 49:51 내지 47:53의 부피 비(GeF4:H2)로 존재하는, 기체 공급 어셈블리. - 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 기체 공급 어셈블리가, 아르곤, 헬륨, 네온, 질소, 크세논 및 크립톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 불활성 기체를 추가로 포함하는, 기체 공급 어셈블리. - 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
GeF4 및 H2가 단일 유체 공급 패키지에서 혼합되는, 기체 공급 어셈블리. - 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
GeF4가 GeF4-함유 기체 공급 패키지에 존재하고,
H2가 별도의 H2-함유 기체 공급 패키지에 존재하는, 기체 공급 어셈블리. - 기판에 게르마늄을 주입하는 방법으로서,
상기 방법이, 사플루오르화게르마늄(GeF4) 및 수소(H2) 기체를 이온 주입 챔버 내로 도입하는 단계를 포함하고, 이 때 상기 도입이, GeF4 및 H2를 포함하는 기체 혼합물을 상기 이온 주입 챔버에 제공하되, 이 때 GeF4 및 H2가 29:21 내지 43:57 범위의 부피비(GeF4:H2)로 존재하고,
상기 기체 혼합물은 하나 이상의 도판트 기체 및 하나 이상의 비-도판트 기체를 포함할 수 있는, 방법.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201862672879P | 2018-05-17 | 2018-05-17 | |
| US62/672,879 | 2018-05-17 | ||
| PCT/US2019/022516 WO2019221812A1 (en) | 2018-05-17 | 2019-03-15 | Germanium tetraflouride and hydrogen mixtures for an ion implantation system |
| KR1020207036039A KR20200144151A (ko) | 2018-05-17 | 2019-03-15 | 이온 주입 시스템용 사플루오르화게르마늄과 수소 혼합물 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020207036039A Division KR20200144151A (ko) | 2018-05-17 | 2019-03-15 | 이온 주입 시스템용 사플루오르화게르마늄과 수소 혼합물 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230163581A true KR20230163581A (ko) | 2023-11-30 |
Family
ID=68540934
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237040007A KR20230163581A (ko) | 2018-05-17 | 2019-03-15 | 이온 주입 시스템용 사플루오르화게르마늄과 수소 혼합물 |
| KR1020207036039A KR20200144151A (ko) | 2018-05-17 | 2019-03-15 | 이온 주입 시스템용 사플루오르화게르마늄과 수소 혼합물 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020207036039A KR20200144151A (ko) | 2018-05-17 | 2019-03-15 | 이온 주입 시스템용 사플루오르화게르마늄과 수소 혼합물 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US11299802B2 (ko) |
| EP (1) | EP3794158A4 (ko) |
| JP (1) | JP2021524648A (ko) |
| KR (2) | KR20230163581A (ko) |
| CN (1) | CN112105757A (ko) |
| SG (1) | SG11202010757QA (ko) |
| TW (1) | TWI788551B (ko) |
| WO (1) | WO2019221812A1 (ko) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9419311B2 (en) | 2010-06-18 | 2016-08-16 | Midtronics, Inc. | Battery maintenance device with thermal buffer |
| US20150168499A1 (en) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Midtronics, Inc. | Battery tester and battery registration tool |
| CN112105757A (zh) * | 2018-05-17 | 2020-12-18 | 恩特格里斯公司 | 用于离子植入***的四氟化锗与氢气的混合物 |
| CN117038423A (zh) * | 2023-10-09 | 2023-11-10 | 上海凡森璞瑞新材料股份有限公司 | 包含四氟化锗混合气的离子注入***、方法及掺杂物质 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI408734B (zh) * | 2005-04-28 | 2013-09-11 | Semiconductor Energy Lab | 半導體裝置及其製造方法 |
| US7586109B2 (en) * | 2007-01-25 | 2009-09-08 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Technique for improving the performance and extending the lifetime of an ion source with gas dilution |
| KR101822779B1 (ko) * | 2008-02-11 | 2018-01-26 | 엔테그리스, 아이엔씨. | 반도체 가공 시스템에서의 이온 공급원 세정법 |
| US7973293B2 (en) * | 2009-01-09 | 2011-07-05 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Implantation quality improvement by xenon/hydrogen dilution gas |
| KR101658975B1 (ko) * | 2009-02-11 | 2016-09-23 | 엔테그리스, 아이엔씨. | 반도체 가공 시스템에서의 이온 공급원 세정법 |
| TWI466179B (zh) | 2010-02-26 | 2014-12-21 | Advanced Tech Materials | 用以增進離子植入系統中之離子源的壽命及性能之方法與設備 |
| US8937003B2 (en) * | 2011-09-16 | 2015-01-20 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Technique for ion implanting a target |
| CN104871286B (zh) * | 2012-12-21 | 2018-06-26 | 普莱克斯技术有限公司 | 用于碳离子注入的掺杂物组合物的储存和负压输送 |
| US8883620B1 (en) | 2013-04-24 | 2014-11-11 | Praxair Technology, Inc. | Methods for using isotopically enriched levels of dopant gas compositions in an ion implantation process |
| US20170294314A1 (en) * | 2016-04-11 | 2017-10-12 | Aaron Reinicker | Germanium compositions suitable for ion implantation to produce a germanium-containing ion beam current |
| SG11201809477WA (en) * | 2016-05-13 | 2018-11-29 | Entegris Inc | Fluorinated compositions for ion source performance improvement in nitrogen ion implantation |
| CN112105757A (zh) * | 2018-05-17 | 2020-12-18 | 恩特格里斯公司 | 用于离子植入***的四氟化锗与氢气的混合物 |
-
2019
- 2019-03-15 CN CN201980031094.XA patent/CN112105757A/zh active Pending
- 2019-03-15 KR KR1020237040007A patent/KR20230163581A/ko active Application Filing
- 2019-03-15 KR KR1020207036039A patent/KR20200144151A/ko active Application Filing
- 2019-03-15 WO PCT/US2019/022516 patent/WO2019221812A1/en active Application Filing
- 2019-03-15 EP EP19804460.4A patent/EP3794158A4/en active Pending
- 2019-03-15 SG SG11202010757QA patent/SG11202010757QA/en unknown
- 2019-03-15 JP JP2020564398A patent/JP2021524648A/ja active Pending
- 2019-03-15 US US17/055,885 patent/US11299802B2/en active Active
- 2019-04-03 TW TW108111843A patent/TWI788551B/zh active
-
2022
- 2022-03-07 US US17/688,613 patent/US11827973B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11299802B2 (en) | 2022-04-12 |
| US20210189550A1 (en) | 2021-06-24 |
| TW201946875A (zh) | 2019-12-16 |
| SG11202010757QA (en) | 2020-11-27 |
| US11827973B2 (en) | 2023-11-28 |
| KR20200144151A (ko) | 2020-12-28 |
| JP2021524648A (ja) | 2021-09-13 |
| EP3794158A4 (en) | 2022-02-23 |
| WO2019221812A1 (en) | 2019-11-21 |
| CN112105757A (zh) | 2020-12-18 |
| EP3794158A1 (en) | 2021-03-24 |
| TWI788551B (zh) | 2023-01-01 |
| US20220186358A1 (en) | 2022-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101849416B1 (ko) | 이온 주입 시스템의 이온 공급원의 수명 및 성능을 개선하기 위한 방법 및 장치 | |
| TWI788551B (zh) | 用於離子植入系統之四氟化鍺與氫之混合物及使用彼等之離子植入方法 | |
| US9171725B2 (en) | Enriched silicon precursor compositions and apparatus and processes for utilizing same | |
| US10109488B2 (en) | Phosphorus or arsenic ion implantation utilizing enhanced source techniques |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent |