TWI412620B - 清潔半導體製造工具之方法與裝置 - Google Patents

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Description

清潔半導體製造工具之方法與裝置
本發明係關於一種用於清潔使用於製造微電子裝置之離子植入系統之真空室及束線(beamline)的方法及裝置。此外，本發明係關於一種原位清潔低溫泵以移除抗沖洗流出材料之方法。
在積體電路製造中使用離子植入於將控制量之摻雜劑雜質準確地引入至半導體晶圓中，且其係微電子/半導體製造中之一項決定性的製程。在此種植入系統中，離子源將期望的摻雜劑元素氣體游離，且離子被以期望能量之離子束的形式自源汲取。汲取係藉由在適當形狀之汲取電極的兩端施加高電壓而達成，該等電極具有孔隙以供汲取離子束通過之用。離子束接著被導引於工作件(諸如半導體晶圓)之表面，以將工作件植入摻雜劑元素。離子束之離子穿透工作件之表面而形成一期望傳導性之區域。
在商業的離子植入系統中一般使用數種類型的離子源，其包括使用熱電極並由電弧供電之弗里曼及伯納(Freeman and Bernas)型、使用磁控管的微波型、間接加熱陰極源、及RF電漿源，其典型上皆係於真空中操作。離子源經由將電子引入至經填充摻雜劑氣體(一般稱為「原料氣體」)的真空室中而產生離子。電子與氣體中之摻雜劑原子及分子碰撞導致產生由正及負摻雜劑離子所組成之游離電漿。具有負或正偏壓之汲取電極將分別使正或負離子可通過孔隙及離開離子源成為準直離子束，其朝工作件加速。原料氣體包括，但不限於，BF3 、B1 0 H1 4 、B1 2 H2 2 、PH3 、AsH3 、PF5 、AsF5 、H2 Se、N2 、Ar、GeF4 、SiF4 、O2 、H2 、及GeH4 。
目前在最新式裝置的製造中有10－15個以上的植入步驟。增大的晶圓尺寸、減小的臨界尺寸、及成長的電路複雜性對離子植入工具在較佳的程序控制、在低能量下釋放高離子束電流、及減小平均故障間隔時間(MTBF)方面產生更大的需求。
需要最多維修之離子植入機工具的零件包括：離子源，其必需視其之操作條件而於大約操作100小時後進行維修；汲取電極及高電壓絕緣器，其通常需於操作數百小時後清潔；及低溫泵。
在理想的情況中，所有的原料分子將皆經游離及汲取，但實際上，會發生特定量的原料分解，其導致污染及沈積於真空室及束線上。舉例來說，硼殘留物易沈積於離子源區域中之表面上。殘留物會形成於離子源中之低電壓絕緣器上，導致電短路，其會中斷產生熱離子電子所需之電弧。此現象一般稱為「源不規則運轉(source glitching)」，其係造成離子束不穩定的主要原因，且最終會導致源的早期故障。殘留物亦會形成於離子植入機之高電壓組件，諸如源絕緣器或汲取電極之表面上，而導致活躍的高電壓發生電花。此種電花係離子束不穩定的另一原因，且由此等電花所釋放之能量會損壞敏感的電子組件，而導致增加的設備故障及不良的MTBF。雖然使用含非鹵化物之源材料之離子植入系統的離子源預期壽命一般係168小時左右，但對於含鹵化物的材料諸如GeF4 ，離子源壽命會由於殘留物沈積於源操作上的不利作用而低至10小時。
目前真空室係使用諸如NF3 及其他含氮氣體以及氧化物種之氣體清潔。舉例來說，以Graf等人之名義發証之美國專利第6,135,128號係關於使用NF3 氣體清潔離子源。然而，NF3 清潔氣體需要能量源於釋放原子氟，其當釋放時有太過侵略性的傾向，其會侵蝕離子源區域中的每個組件。此外，所需之能量源，例如電漿，會使擁有成本(COO)提高。以Tripsas等人之名義發証之美國專利第6,355,933號係關於將氧化氣體引入至離子源以與沈積形成物種反應。雖然氧化氣體經證實有用於移除含碳物種，但如真空室或束線之任何組件係由碳/石墨材料製成將不利。此外，將氧化物種引入至真空室會促進在大多數金屬組件上之表面氧化物層或「銹」的形成，該氧化物層會潛在地導致顆粒形成、夾帶氣體分子、短路及早期燈絲故障。
低溫真空泵(低溫泵)被廣泛地使用於高真空應用中。低溫泵係以藉由將氣體低溫凝結及/或低溫吸附於低溫泵內部的冷表面上而將氣體自真空室移除的原理為基礎。在低溫凝結中，氣體分子凝結於先前凝結的氣體分子上，且可形成厚的凝結層，因而泵送大量的氣體。一般使用低溫吸附於泵送難以在低溫泵之正常操作溫度下凝結的氣體。在此情況，一吸附劑材料，諸如活性碳，附著於低溫泵中之最冷的表面，典型上係低溫陣列的第二階段。由於在氣體顆粒與吸附表面之間的結合能大於在氣體顆粒本身之間的結合能，因而無法凝結的氣體顆粒藉由黏著至吸附劑材料而自真空系統移除。
目前，離子植入低溫泵使用惰性氣體(例如，N2 )於將低溫捕捉的氣體分子及在製程循環中累積的製程殘留物沖洗掉。惰性氣體沖洗有助於使低溫泵達到環境溫度，及適當地沖洗成長中之先前經低溫吸附的氣體分子，包括水蒸氣、氫及有機化合物。然而，惰性氣體沖洗並無法移除所有的製程流出物(以下稱為累積製程流出物)，其有一些會在低溫泵的升溫過程中經歷反應而生成非揮發性物種及/或黏著至泵的金屬組件。目前移除累積製程流出物的唯一方法係透過低溫泵的維修。
有兩種類型的低溫泵維修方法－真空側重建及排出器側重建。兩種形式的維修皆牽涉將低溫泵自植入機移除。真空側重建需要將泵拆解，清潔，重組及進行功能測試，且OEM建議每年進行一次。排出器側維修包括將低溫泵的排出器(氣流冷卻、引動機構)拆解，清潔，重組及進行功能測試，且OEM建議每三年進行一次。
除了由離子植入機及低溫泵中之殘留物所造成的操作困難外，尚有由於當將組件移除進行清潔時由毒性或腐蝕性蒸氣之排放所造成的重大人員安全問題。只要存在殘留物即會產生安全問題，但由於離子源係離子植入機之最常維修的組件，因而其在真空室的離子源區域中尤其重要。為使停機時間減至最短，通常在顯著高於室溫的溫度下將受污染的離子源自植入機移除，其會增加蒸氣的排放及使安全問題更形嚴重。
因此，提供一種將在植入過程中沈積於整個植入機，尤其係於真空室之離子源區域中之不期望之殘留物有效、選擇性地移除的原位清潔方法在離子植入之技藝中將係一項重大的進步。此種原位清潔將可增進人員的安全，及促成植入設備之穩定、不受中斷的操作。
一種替代原位清潔的方式係提供個別的清潔站，藉此可安全地清潔經自植入機移除之受污染的組件，而不會有任何可能損壞精細組件諸如石墨電極的機械磨蝕。因此，提供一種可用來選擇性及非破壞性地清潔經自植入系統移除之組件的離線清潔站在離子植入之技藝中亦係一項重大的進步。
此外，提供一種用於自低溫泵移除累積製程流出物，因而降低或免除低溫泵維修頻率的原位清潔方法在技藝中將係一項重大的進步。
本發明大致係關於一種用於清潔離子植入工具之內部組件的方法及裝置。明確言之，本發明係關於將殘留物自真空室及其中所含之組件原位移除，其係藉由使真空室及/或組件與氣相反應性鹵化物組成物(例如，XeF2 )在足夠的條件下接觸足夠的時間，以自組件至少部分移除殘留物，且此步驟係以使殘留物相對於離子植入機之組件之構造材料選擇性地移除的方式進行。
在一態樣中，本發明係關於一種清潔半導體製造工具之真空室、其至少一組件、或其之組合之方法，該方法包括：(a)將蝕刻劑氣體自蝕刻劑容器引入至真空室中；(b)當於真空室內達到預定壓力時終止蝕刻劑氣體之引入至真空室中；及(c)使蝕刻劑氣體與真空室中之殘留物反應足夠的時間，以自真空室之內部、其中所含之至少一組件、或其之組合至少部分移除殘留物；其中蝕刻劑氣體係經選擇成可與真空室中之殘留物、其中所含之組件上之殘留物、或其之組合選擇性地反應，同時其基本上不與真空室之內部、其中所含之組件、或其之組合反應。蝕刻劑氣體包含選自由XeF2 、XeF6 、XeF4 、IF5 、IF7 、SF6 、C2 F6 及F2 所組成之群之氣體較佳。
在另一態樣中，本發明係關於一種清潔半導體製造工具之真空室、其至少一內部組件、或其之組合之方法，該方法包括：(a)將蝕刻劑材料自蝕刻劑容器引入至真空室中；(b)當達到預定壓力時終止蝕刻劑氣體之引入至真空室中；(c)使用設置於該真空室中之電漿源將蝕刻劑材料於真空室中解離成反應性鹵化物種類；及(d)使反應性鹵化物種類與真空室中之殘留物反應足夠的時間，以自真空室及/或至少一內部組件至少部分移除殘留物。
在解離蝕刻劑材料之前將來自惰性氣體源之惰性氣體引入至真空室中較佳。
在又另一態樣中，本發明係關於一種用於清潔半導體製造工具之真空室、其至少一內部組件、或其之組合之裝置，該裝置包括：(a)一其中設置有蝕刻劑材料之蝕刻劑材料源，其中該蝕刻劑材料源係與真空室相通連且係位於真空室上游；及(b)一在蝕刻劑材料源與真空室之間之閥；其中該裝置之特徵進一步在於包括以下組件(I)及(II)之至少一者：(I)一用於加熱蝕刻劑材料源之加熱器；及(II)一其中設置有惰性氣體之惰性氣體源，其中該惰性氣體源係與蝕刻劑材料源相通連且係位於蝕刻劑材料源上游。
蝕刻劑材料包含選自由XeF2 、XeF6 、XeF4 、IF5 、IF7 、SF6 、C2 F6 及F2 所組成之群之氣體較佳。在再一態樣中，本發明係關於一種清潔半導體製造工具之真空室、其至少一組件、或其之組合之方法，該方法包括：(a)將蝕刻劑氣體自蝕刻劑容器引入至真空室中；(b)使用真空泵將複數種氣體物種自真空室移除，以達成蝕刻劑氣體之連續流通；及(c)使蝕刻劑氣體流動通過真空室足夠的時間，以使蝕刻劑氣體與殘留物反應，而自真空室、其所含之至少一組件或其等組合至少部分地移除殘留物，其中蝕刻劑氣體包含由XeF2 、XeF6 、XeF4 、IF5 、IF7 、SF6 、C2 F6 及F2 所組成之群中選出之氣體。蝕刻劑氣體係經選擇成可與真空室中之殘留物選擇性地反應，同時基本上不與真空室之內部或其中所含之組件反應較佳。
在又另一態樣中，本發明係關於一種自低溫泵之內部清潔累積製程流出物之方法，該方法包括利用至少兩沖洗氣體沖洗低溫泵，該沖洗氣體包括氮及由氧、臭氧、氮氧化物、於原位產生氧自由基之物種及其之組合所組成之群中選出之至少一反應性氣體，其中該方法之特徵在於以下沖洗製程順序(I)、(II)、及(III)之至少一者：(I)(a)利用本質上為純的氮沖洗x時間；及(b)利用至少一反應性氣體沖洗y時間，其中該至少一反應性氣體本質上為純氣體；(II)(a)在時間零時利用本質上為純的氮沖洗；(b)將本質上為純的氮與至少一反應性氣體摻混，其中該氮及至少一反應性氣體不再係本質上為純氣體；(III)(a)利用氮及至少一反應性氣體之混合物沖洗，其中實質上地將累積製程流出物自低溫泵之內部移除。
本發明之再一態樣係關於一種非於原位清潔半導體製造工具之至少一組件之方法，該方法包括：(a)將組件設置於非於原位的真空室中；(b)將蝕刻劑氣體自蝕刻劑容器引入至非於原位的真空室中；(c)當於真空室內達到預定壓力時終止蝕刻劑氣體之引入至真空室中；及(d)使蝕刻劑氣體與真空室中之殘留物反應足夠的時間，以自其中所含之至少一組件至少部分移除殘留物；其中蝕刻劑氣體係經選擇成可與至少一組件上之殘留物選擇性地反應，同時其基本上不與真空室之內部反應。
本發明之又另一態樣係關於使用文中所說明之本發明方法及系統製造微電子裝置諸如半導體的改良方法。
本發明之其他態樣、特徵及具體例將可由隨後之揭示內容及隨附之申請專利範圍而更加明白。
本發明係關於一種用於清潔使用於製造微電子裝置之離子植入系統之真空室及/或束線的方法及裝置。明確言之，本發明係關於將殘留物自離子植入機之真空室及其中所含之組件原位移除，其係藉由使真空室及/或組件與氣相反應性鹵化物組成物(例如，XeF2 、NF3 、F2 、XeF6 、XeF4 、SF6 、C2 F6 、IF5 或IF7 )在足夠的條件下接觸足夠的時間，以自組件至少部分移除殘留物，且此步驟係以使殘留物相對於離子植入機之組件之構造材料選擇性地移除的方式進行。
此處所使用之「真空室」包括源真空室，及離子源區域包括源電弧室、源絕緣器、汲取電極、抑制電極、高電壓絕緣器、源套管及源渦輪分子泵。
此處所使用之「束線」包括離子源區域及在真空系統內的其他組件，包括束線真空室、加速器管柱、內部離子光學組件諸如靜電引導(electrostatic steerers)及透鏡、束線渦輪分子泵及真空排氣管線。
此處所使用之「微電子裝置」係相當於經製造使用於微電子、積體電路、或電腦晶片應用中之半導體基板、平面顯示器、及微機電系統(MEMS)。應明瞭術語「微電子裝置」並不具任何限制意涵，且可包括任何最終將成為微電子裝置或微電子組件的基板。
此處所使用之「殘留物」係相當於植入氣體(例如，一些部分的BF3 、PH3 、AsH3 、GeF4 等等)的未使用部分、遞送氣體殘留物(例如，氟、氯、氧、氮、氬等等)、以及經濺鍍/沈積的室材料(例如，鎢、鉬及/或含鋁物種)。舉例來說，殘留物可包括金屬諸如B、As、P、Ge、W、Mo及/或Al，在B、As、P及/或Ge物種與W、Mo及/或Al物種之間的化合物，以及構造材料的排列組合。殘留物可為傳導性或非傳導性。殘留物不含植入氣體之非摻雜劑成分較佳。
反應性鹵化物氣體例如可包括XeF2 蒸氣。XeF2 將於室溫下昇華，但可使用加熱器加熱以提高昇華速率。已知XeF2 係有效的矽蝕刻劑，且其被使用於微機電系統(MEMS)裝置加工中作為矽選擇性蝕刻劑，因其對SiO2 及其他介電材料極具選擇性。明確言之，XeF2 與矽根據以下的反應式反應。
2 XeF2 (g)＋Si(s) → 2 Xe(g)＋SiF4 (g) (1)很重要地，矽/XeF2 反應可不經活化(即電漿或熱加熱)而發生。
在本申請案中，揭示將XeF2 使用作為金屬硼的蝕刻劑。雖然不希望受限於理論，但據認為硼係根據以下反應蝕刻。
3 XeF2 (g)＋2 B(s) → 3 Xe(g)＋2 BF3 (g) (2)就吾人所知尚未有使用XeF2 作為砷、磷及鍺之蝕刻劑的報告；然而，XeF2 亦可根據以下反應(3)－(5)而經證實為此等材料的有效蝕刻劑。
5 XeF2 (g)＋2 As(s) → 5 Xe(g)＋2 AsF5 (g) (3) 5 XeF2 (g)＋2 P(s) → 5 Xe(g)＋2 PF5 (g) (4) 2 XeF2 (g)＋Ge(s) → 2 Xe(g)＋GeF4 (g) (5)與矽/XeF2 反應類似，此處所揭示之反應可經或不經能量活化而發生。
重點在於使用此處所教示之方法及裝置於自離子植入機之組件至少部分移除殘留物，且其係以將殘留物相對於離子植入機之組件之構造材料(例如，鋁、鎢、鉬等等)選擇性地移除的方式進行。此處所使用之術語「至少部分移除」係經定義為將待移除殘留物的至少約25重量%移除，至少約50重量%更佳，至少75重量%更佳，及至少約90重量%最佳。殘留物移除及/或離子植入機組件移除之程度可使用技藝中熟知之分析技術測定，其包括，但不限於，溫度程式化紅外光譜術(TPIR)、傅立葉(Fourier)變換紅外光譜術(FTIR)、電子順磁光譜術(EPM)、殘氣分析(RGA)、質量光譜術、及其之組合。
已有數種將氣相反應性鹵化物組成物(例如，包含XeF2 之組成物)傳送至真空室及束線，以於其中進行原位清潔的新穎方式被提出，其包括停滯模式、連續模式、及直接引入模式。雖然下文係參照XeF2 組成物作說明，但亦可使用其他的反應性鹵化物組成物，包括，但不限於，XeF6 、XeF4 、SF6 、C2 F6 、IF5 或IF7 。進一步注意到XeF2 或其他反應性鹵化物組成物可包含XeF2 或其他反應性鹵化物，基本上由其所組成或由其所組成。氣相反應性鹵化物組成物不含或實質上不含氧化物種及含氮物種較佳，其中除非特別指示，否則含氮物種包含至少一選自由O、F、及Br所組成之群之額外元素。或者，氣相反應性鹵化物組成物可包括還原物種諸如氫及/或一氧化碳。
此外，應注意此處說明之裝置可包括改良的低壓摻雜劑氣體供給配置，其可使摻雜劑氣體在大地電位下傳送至離子源單元，如以Robert Kaim等人之名義發証之美國臨時專利申請案第60/712,648號，標題「傳送低壓摻雜劑氣體至高電壓離子源(Delivery of Low Pressure Dopant Gas to a High Voltage Ion Source)」中所述，將其全體倂入本文為參考資料。
在停滯模式中，將其中設置有XeF2 組成物之蝕刻劑容器連通安裝至待清潔之離子植入機之室，其中在蝕刻劑容器與待清潔的室之間設置有一閥。在清潔過程中，閥可手動或遙控開啟，藉此使XeF2 蒸氣可填充待清潔之室直至達到預定壓力為止。蝕刻劑容器可經適度加熱，以提高昇華速率及/或昇華壓力。
在一更佳具體例中，清潔裝置包括一設置於蝕刻劑容器與真空室之間之足夠體積的個別暫留室。XeF2 可先流入至暫留室中並儲存於其中直至達到預定的壓力臨限值為止。此種暫留室可使氣體視需要立即流至真空室並縮短與昇華相關的「等待期間」。可將暫留室之壁加熱以容許較高壓的儲存，同時避免XeF2 凝結於室之內表面上。暫留室可進一步包括流量調節裝置，諸如質量流量控制器，以達成XeF2 之可再現的傳送至真空室中。
一旦於真空室內達到期望的壓力，則將真空室密封，及使XeF2 在足夠的條件下反應足夠的時間，以自真空室及其中所含之組件至少部分移除殘留物。接著可將真空室排空，及視需要重複清潔程序。可將經抽出的氣體混合物進一步導引至包括，但不限於，化學及/或物理吸附床、焚化爐、濕式滌氣器、或其組合的減量單元。
內部壓力、時間、及重複清潔次數可由熟悉技藝人士容易地決定。殘留物的清潔特性及程度可經實驗測定，同時並改變XeF2 組成物之時間及/或接觸條件(諸如溫度、壓力、濃度及分壓)，以確認可產生期望殘留物移除結果的製程條件。舉例來說，真空室中之XeF2 組成物的壓力可為約0.3托爾(Torr)至約4.0托爾，以約0.3托爾至約0.7托爾較佳，且清潔長度約1分鐘至約4分鐘，其可重複約2次至約10次。XeF2 之壓力約為0.35托爾及清潔長度約為1分鐘較佳。一重要事項為應小心監測清潔過程中之真空室中之壓力，由於當清潔反應進行時壓力將逐漸增加且當反應順其自然進行時應停滯。
可使用殘氣分析儀於測量XeF2 及其他反應副產物之濃度，其亦可用於監測清潔程序的進行。可將如圖3所概略顯示的殘氣分析儀(RGA)安裝至真空室，及使用其於監測殘留物移除反應的副產物。RGA可為200 amu或300 amu的分析儀，300 amu的分析儀最佳。
XeF2 氣體係未經能量活化而產生較佳，雖然此處亦可考慮活化。因此，可在室溫下進行有效的清潔，雖然可視情況而考慮在約0℃至約1000℃之範圍內之溫度下清潔。在停滯模式中，溫度在約0℃至約50℃之範圍內較佳。
一重要事項為選擇製程參數，以確保反應性鹵化物氣體基本上不與真空室及束線組件構造材料反應。此處所使用之「基本上不反應」係相當於有低於約5%的全體反應性鹵化物氣體與真空室及束線之組件反應，以低於約2%較佳，低於約1%最佳。
圖1顯示用於清潔離子源區域10之停滯模式的一實例，其包括真空室100、電弧室16、加速電極14、減速電極12、陰極18、對陰極20及閘閥110。容納XeF2 的蝕刻劑容器80可藉由專用的蒸氣進給管線90(如圖所示)通連至電弧室16，或者，雖然未示於圖1，但蝕刻劑容器80可通連至真空室100(即設置於真空室100外部)。為將XeF2 氣體引入至電弧室16中，將閥84手動或自動開啟以使XeF2 可自蝕刻劑容器80流至電弧室16。或者，雖然未示於圖1，但可將來自蝕刻劑容器諸如80的XeF2 經由反應性氣體入口管線(例如，組件22)而非專用的XeF2 入口管線引入至電弧室中。可藉由使用包括，但不限於，加熱器線路88、仿形加熱毯、夾套或圍壁、電加熱帶、經加熱流體及/或氣體、或烘箱之加熱器加熱蝕刻劑容器80，而促進XeF2 源的昇華。此外，可使用包括，但不限於熱電偶86的溫度測量裝置。整個蝕刻劑容器外殼82可經水冷卻。雖然未說明於圖1，但可將一暫留室設置於蝕刻劑容器與真空(即如蝕刻劑容器80係設置於真空室100之外部時)或電弧室之間。於自待清潔之室的內部將殘留物至少部分移除後，將閥92打開及使用泵96經由出口管線94將氣體抽出。在停滯模式之另一具體例中，殘留物不含鎢物種。
在連續模式中，將其中設置有清潔氣體組成物之蝕刻劑容器直接或間接連通安裝至真空室或至電弧室，且一真空泵將清潔氣體及反應產物引出，以致有氣體的連續流動通過真空室或電弧室。可安排一惰性遞送氣體連續流過蝕刻劑容器中之XeF2 組成物，以將穩定的XeF2 流傳送至待清潔的室。遞送氣體之流率、蝕刻劑容器之溫度、及清潔時間係可由熟悉技藝人士容易地決定的實驗參數。可與停滯模式類似地將一暫留室設置於蝕刻劑容器與待清潔的室之間。
圖1顯示蝕刻劑容器通連至電弧室之連續模式的一實例。容納XeF2 組成物的蝕刻劑容器40經由閥42通連至電弧室16。或者，可將XeF2 蒸氣與其他反應性氣體、摻雜劑氣體或惰性氣體一起經由通用的氣體入口管線22引入。設置出口閥92、泵96及出口管線94於將氣體自真空室100引出，因而達成連續流動模式。當惰性氣體容器44、閥46、閥42及閥92打開，且泵96在操作中時，惰性氣體連續流過蝕刻劑容器40中之XeF2 組成物，且其混合物經引入至電弧室16中。氣體經由出口管線94離開室。此處所考慮之惰性氣體包括，但不限於，氬、氮、氙、及氦。進一步的選擇包括藉由使用如先前關於停滯模式所說明之加熱器加熱蝕刻劑容器40而促進昇華。在其之移除用途中，可藉由當離子源開(即於電弧室中產生電漿)或關時，使XeF2 混合物(或純XeF2 )連續流動通過電弧室，而達成清潔。此處亦可考慮設置於電弧室中或直接設置於電弧室上游之替代的電漿產生源。在連續模式清潔程序中，離子源為開啟較佳。
此外，圖1說明將XeF2 組成物引入至真空室100中。在此具體例中，來自蝕刻劑容器60的XeF2 經由專用的入口管線通連至真空室100。當惰性氣體容器64、閥66、閥62及閥92打開，且泵96在操作中時，惰性氣體連續流過蝕刻劑容器60中之XeF2 組成物，且其混合物經由專用的入口管線引入至真空室100中。
在連續模式的又另一具體例中，將蝕刻劑氣體及摻雜劑氣體同時引入至電弧室，以可進行連續的離子植入及清潔程序。必需調整清潔氣體量及製程條件，以確保不會危害期望的摻雜劑物種，此係可由熟悉技藝人士容易地決定。
在連續模式的又再一具體例中，可經由使摻雜劑氣體(即BF3 或其他在離子植入期間的摻雜劑氣體)及清潔氣體交替地連續流至真空室或電弧室，並具有或不具有中間的排空步驟，而達成清潔。如熟悉技藝人士所可容易地決定，摻雜劑氣體及清潔氣體可交替1及5次之間。此交替摻雜劑氣體/清潔氣體方法相對於交替摻雜劑物種的現今工業實務而言有利，因清潔時程可與處理時程脫離並穿插處理時程，且可進行更頻繁的清潔。
在直接引入模式中，將具有預先測量之量的XeF2 組成物(例如，呈顆粒形態)的蝕刻劑容器引入至密封的真空室100中。XeF2 於真空室中完全昇華，且使XeF2 於足夠的條件下反應足夠的時間，以自離子源區域組件至少部分移除殘留物。蝕刻劑之量及清潔所需之時間可由熟悉技藝人士容易地決定。機械配送之方法(即蝕刻劑容器)可由熟悉技藝人士容易地規劃。於自待清潔之室的內部至少部分移除殘留物後，將閥92打開及使用泵96經由出口管線94將氣體抽出。可視需要重複直接引入清潔。
在本發明之另一具體例中，反應性鹵化物氣體可例如包括三氟化氮(NF3 )蒸氣。NF3 在半導體工業中被使用作為用於電漿蝕刻(例如，CVD反應器之原位室清潔)之氟源。額外的應用包括蝕刻多晶矽、氮化矽、矽化鎢及鎢薄膜。明確言之，NF3 在電漿中解離成反應性鹵化物物種，諸如氟自由基及/或氟離子，該反應性鹵化物物種接著與待移除的殘留物反應。舉例來說，如殘留物包括硼，則清潔係根據以下反應進行。
3 F2 (g)＋2 B(s) → 2 BF3 (g) (5)
有數種將NF3 化合物傳送至離子源區域以於其中進行原位清潔的新穎方式被提出，其包括直接解離電漿組態。
在直接解離電漿組態中，NF3 源222通連至電弧室210，且其間設有一閥220(見圖2)。如圖2所見，NF3 源係與反應性氣體(例如，BF3 )入口管218通連，而使NF3 可與其他離子源摻雜劑材料同時引入。然而，亦可考慮其他將NF3 引入至電弧室中之方式，例如，經由專用的NF3 入口管線。在清潔過程中，NF3 進入電弧室210且使用現有的電漿設備(例如，燈絲212、陰極214及對陰極216)或設置於電弧室210內之一些額外的電子元件產生氟離子。將惰性、稀釋氣體加至電弧室以稀釋高度反應性氟離子較佳。諸如進入電弧室中之NF3 流率、稀釋氣體量、室壓及清潔所需之時間的參數可由熟悉技藝人士容易地決定。亦可考慮多個壓力及流率，其中連續使用不同的壓力及流率於產生不同的電漿形狀及因此產生不同的濃度分佈。不同的分佈可有用於清潔電弧室的不同區域，即外部角落等等。於自室之內部至少部分移除殘留物後，經由出口管線將氣體排空並視需要減量。
可考慮用於使用直接解離電漿引入模式引入之除NF3 外之其他的清潔氣體包括XeF2 、XeF6 、XeF4 、IF5 、IF7 、SF6 及C2 F6 。
在本發明之另一具體例中，反應性鹵化物氣體係例如由尖端科技材料公司VAC鋼瓶(美國康乃狄格州丹伯里市)所提供的氟。氟係極度腐蝕性的氣體，且其可經或不經熱或電活化而使用。若未經活化，則可使氟氣體直接進入真空室，其中使氣體在足夠的條件下自發地反應足夠的時間，以至少部分移除殘留物。如需要額外的活化，則可使組件經加熱或留置於高溫下，且使氣體反應足夠的時間，以至少部分移除殘留物。另一種方式為，可於電弧室內產生電漿(如先前所說明)，以進一步引發氟活化。
可將此處說明的具體例直接加至新製造的離子植入工具，或另一種方式為，可將已在使用中的植入機容易地以此處所說明的清潔系統再重新裝配。
在再一具體例中，可將蝕刻劑氣體與植入物種(例如，三氟化硼)摻混，以致蝕刻及植入可同時進行，其就使停機時間減至最短及免除額外的昂貴傳送系統而言，係有效利用成本。因此，本發明之另一具體例係關於一種植入植入物種同時並蝕刻或清潔真空室及/或束線之方法，其以使用植入物種及蝕刻劑氣體之摻混物較佳。
本發明之優點包括，但不限於，選擇性地清潔離子植入系統之真空室及束線中之不期望的殘留物，可不使用電漿引發之自由基清潔殘留物因而使對真空室及束線之組件的損壞減至最小，及可在室溫下有效清潔。使用文中引介之方法自真空室及束線移除殘留物可降低源不規則運轉及汲取起弧(extraction arcing)，因而可促進離子植入機之更穩定的操作。此外，離子源壽命及MTBF經增加，並伴隨預防性維修成本及時間的減小。
清潔室及束線之原位清潔應每週進行約1至2次，雖然清潔次數通常視離子植入機的使用頻率而可更多或更少。典型上，整個清潔操作的長度約為1小時，雖然清潔時間可更多或更少。
為進行文中說明之任何的清潔操作，在引入蝕刻劑氣體(或在直接引入模式中之蝕刻劑容器)之前使離子源保持開或關(如先前的程序所指示)及將源隔離閥關閉(對於停滯或連續方法)或打開(對於連續方法)。於殘留物移除後，可重新開始一般的離子植入機操作。
在本發明之又另一具體例中，揭示使用蒸氣相之離子源區域之組件的離線(非於原位)清潔。在此具體例中，可將來自離子植入機之任何部分之精細的組件(例如，含石墨組件)進行離線清潔，因而免除暴露至習知之離線清潔劑，諸如嚴苛的磨蝕劑或液體。由於磨蝕劑會損壞精細的組件及在將真空室排空之過程中必需將在清潔過程中進入精細組件之孔隙的液體自孔隙抽出，因而使用蒸氣相材料的離線清潔在技藝中係一項進步。
在此具體例中，將離子源或任何其他的電源關閉，將相關的隔離閥關閉，及使離子源或其他真空室排氣至大氣壓力。在使待清潔之組件自離子源區域脫離之前，使離子源區域冷卻至室溫較佳。將組件自植入機移除並設置於具有簡單泵送系統及閥之分開的離線真空室中。或者，可將組件設置於經對該非於原位清潔作改造之一些其他的高壓容器諸如超臨界流體容器中。根據文中之教示將蝕刻劑氣體(例如XeF2 )引入至離線真空室中在足夠的條件下足夠的時間，以自組件至少部分移除殘留物。於各清潔期後，如先前所說明將毒性副產物泵離，視需要泵送至減量單元，以適當地處置毒性蒸氣。離線真空室係獨立的單元，其可在製造中服務許多個離子植入機(例如，10－12個以上)較佳。
在又另一具體例中，本發明係關於低溫泵的原位清潔。
此處所使用之「累積製程流出物」係相當於該等無法在使用氮作為沖洗氣體之習知之低溫泵沖洗程序中移除的物種。舉例來說，累積製程流出物可為當低溫泵升溫至環境溫度時經歷化學變化的物種。或者，累積製程流出物可相當於黏著至低溫泵之金屬零件的物種。
氮係在低溫泵沖洗程序中之習知的選擇氣體，藉此使低溫泵之溫度自10－14K升至環境溫度，及將先前經低溫吸附的物種於沖洗氣體中帶離至排氣系統。在本發明，可用反應性氣體來取代一部分的氮沖洗氣體，以便移除或抑制在低溫泵中之累積製程流出物的積累。此處考慮的反應性氣體包括，但不限於，氧、臭氧、氮氧化物、其他產生氧自由基之物種及其等組合。
可使用由下列所組成之群中選出之一種程序將沖洗氣體傳送至低溫泵：(i)100%(「本質上為純的」)氮x分鐘，接著100%(「本質上為純的」)反應性氣體y分鐘，重複n次，其中n可為在1與10之間的任何整數且[n×(x＋y)]等於此沖洗程序的累積長度；(ii)在時間零時之100%(「本質上為純的」)氮及在此低溫泵沖洗程序結束時之100%(「本質上為純的」)反應性氣體，藉此自時間零至此循環沖洗結束時氮之百分比暫時連續或逐步(等間隔或不等間隔)減小且反應性氣體之百分比暫時連續或逐步(等間隔或不等間隔)增加；(iii)在時間零時之100%(「本質上為純的」)氮及在此低溫泵沖洗程序結束時之低於100%的反應性氣體，藉此自時間零至此循環沖洗結束時氮之百分比暫時連續或逐步(等間隔或不等間隔)減小且反應性氣體之百分比暫時連續或逐步(等間隔或不等間隔)增加；(iv)在整個沖洗程序中持續為(100－z)%氮及z%反應性氣體；及(v)其之變化及組合。較佳情況為「x」係在約10分鐘至約120分鐘之範圍內，約10分鐘至約20分鐘較佳，「y」係在約10分鐘至約120分鐘之範圍內，約10分鐘至約20分鐘較佳，及「z」係在約0.01%至約99.99%之範圍內。
此處所定義之「本質上為純的」係相當於含低於5體積%污染物種之氣體，以低於2體積%較佳，低於1體積%更佳，及低於0.5體積%最佳。熟悉技藝人士應明瞭污染物種可包括反應性以及非反應性氣體物種。
上述的沖洗氣體傳送選擇((i)－(v))可應用於低溫泵升溫至環境溫度之過程中，於達到環境溫度之後(即使用100%(「本質上為純的」)氮使低溫泵溫度增加隨後再應用一或多種前述的沖洗氣體傳送選擇)或兩者之組合。因此，關於本發明，時間零係相當於泵不再經低溫冷卻的時刻，或當泵達到環境溫度的時刻，或當累積製程流出物可被最有效率地移除的一些其他時刻，此係可由熟悉技藝人士對於期望的原位清潔而容易地決定。
很重要地，以反應性沖洗氣體取代至少一部分的氮沖洗氣體將可降低累積製程流出物的積累於低溫泵中，其有降低或消除低溫泵維修之頻率並伴隨減小工具停機時間及擁有成本的優點。此外，低溫泵之冷頭中的酸度值可由於使用反應性氣體而減小。
本發明之特徵及優點經由論述於下的說明性實施例作更完整的展示。
(實施例1)
使用鋁、硼、鎢及矽之電子束沈積於玻璃顯微鏡載片上而製備得試驗樣品。鋁被使用作為玻璃載片上的底層障壁。將一些樣品覆蓋保護性矽層，而其他樣品則保持未覆蓋並使其氧化。將試驗樣品連續置於非於原位的XeF2 反應器中，並於室溫下在300－400毫托爾之壓力下蝕刻16個1分鐘的脈衝蝕刻循環。
圖4說明利用RGA測得之硼自具有500奈米鋁之基層且其上沈積500奈米硼之玻璃載片的移除。其並沒有矽覆蓋層，因此，硼可能在蝕刻之前形成氧化物層。XeF2 蝕刻程序於約4個循環內移除大部分的硼並伴隨未反應XeF2 的增加，其指示硼移除減小或已完全停止。圖4之重點在於說明硼層使用文中教示之XeF2 系統及方法容易地移除，即使在蝕刻之前已於其上形成氧化物層時亦然。
圖5說明利用RGA測得之鎢自具有500奈米鋁之基層且其上沈積150奈米鎢之玻璃載片的移除。其並沒有矽覆蓋層，因此，鎢可能在蝕刻之前形成氧化物層。未利用RGA觀察得鎢化合物，然而，XeF2 的存在顯著，顯示未發生鎢移除。圖4及圖5之重點在於說明文中教示之系統及方法選擇性地移除離子植入殘留物(例如，硼)，同時基本上不與離子植入機之構造材料(例如，鎢及鋁)反應。
雖然本發明已參照各種特定具體例說明於文中，但當明瞭本發明並不因此受限，而係可延伸至涵蓋如熟悉技藝人士所可明瞭的各種其他修改及具體例。因此，應根據隨後的申請專利範圍將本發明作廣義的解釋及詮釋。
10．．．離子源區域
12．．．減速電極
14．．．加速電極
16．．．電弧室
18．．．陰極
20．．．對陰極
22．．．反應性氣體入口管線
40．．．蝕刻劑容器
42．．．閥
44．．．惰性氣體容器
46．．．閥
60．．．蝕刻劑容器
62．．．閥
64．．．惰性氣體容器
66．．．閥
80．．．蝕刻劑容器
82．．．蝕刻劑容器外殼
84．．．閥
86．．．熱電偶
88．．．加熱器線路
90．．．蒸氣進給管線
92．．．閥
94．．．出口管線
96．．．泵
100．．．真空室
110．．．閘閥
210．．．電弧室
212．．．燈絲
214．．．陰極
216．．．對陰極
218．．．反應性氣體入口管
220．．．閥
222．．．NF3 源
圖1係間接加熱陰極離子源的示意圖，其說明蝕刻劑材料之三種視情況而定的配置。
圖2係文中說明之直接解離電漿組態的示意圖。
圖3係用於監測殘留物移除反應之副產物之300 amu殘氣分析儀的示意圖。
圖4係顯示XeF2 對於自鋁基層移除硼殘留物之效力之RGA跡成時間的函數。
圖5係說明XeF2 不與鎢層反應之RGA跡成時間的函數。
10．．．離子源區域
12．．．減速電極
14．．．加速電極
16．．．電弧室
18．．．陰極
20．．．對陰極
22．．．反應性氣體入口管線
40．．．蝕刻劑容器
42．．．閥
44．．．惰性氣體容器
46．．．閥
60．．．蝕刻劑容器
62．．．閥
64．．．惰性氣體容器
66．．．閥
80．．．蝕刻劑容器
82．．．蝕刻劑容器外殼
84．．．閥
86．．．熱電偶
88．．．加熱器線路
90．．．蒸氣進給管線
92．．．閥
94．．．出口管線
96．．．泵
100．．．真空室
110．．．閘閥

Claims (73)

  1. 一種清潔一半導體製造工具之方法，該半導體製造工具位於以下至少一者中：(a)一真空室與(b)該真空室的至少一組件，該方法包括：(a)將一蝕刻劑氣體自一蝕刻劑容器引入至該真空室中；(b)當於該真空室內達到一預定壓力時，終止該蝕刻劑氣體引入至該真空室中；以及(c)使該蝕刻劑氣體與該真空室中之一殘留物反應足夠的時間，以便至少部分地移除該真空室內部或該真空室內所包含之至少一組件之該殘留物；其中該蝕刻劑氣體係經選擇以與該真空室中之該殘留物或該真空室內所包含之該組件上之該殘留物選擇性地反應，同時該蝕刻劑氣體基本上不與該真空室內部或該真空室內所包含之該組件反應，其中該半導體製造工具係一離子植入機。
  2. 如請求項1之方法，其中該至少一組件係該離子植入機之一離子源區域組件。
  3. 如請求項1之方法，其中該至少一組件係該離子植入機之一束線(beamline)組件。
  4. 如請求項1之方法，其中該至少一組件係一渦輪分子泵，該渦輪分子泵與該真空室相通且用於泵送該真空室。
  5. 如請求項1之方法，其中該蝕刻劑氣體包含由XeF2 、XeF6 、XeF4 、IF5 、IF7 、SF6 、C2 F6 及F2 所組成之群組中選出之一種氣體。
  6. 如請求項1之方法，其中該蝕刻劑氣體包含XeF2 。
  7. 如請求項1之方法，其中該殘留物包含由硼、磷、鍺、鉬、鎢、鋁及砷所組成之群組中選出之一種元素。
  8. 如請求項1之方法，其中該預定壓力為低於大氣壓。
  9. 如請求項6之方法，其中該預定壓力係約0.3托爾(Torr)至約4.0托爾。
  10. 如請求項2之方法，其中該離子源區域中之一離子源包括由間接加熱陰極源、弗里曼(Freeman)源及伯納(Bernas)源所組成之群組中選出之一源。
  11. 如請求項1之方法，其中該時間係約0.5分鐘至約5分鐘。
  12. 如請求項1之方法，其進一步包括(d)於該反應完成後將該真空室排空。
  13. 如請求項12之方法，其進一步包括將(a)至(d)重複至少一次。
  14. 如請求項1之方法，其中該蝕刻劑容器包含一蝕刻劑材料，且其中該蝕刻劑容器經一加熱器加熱以提高該蝕刻劑材料物理轉化成該蝕刻劑氣體的速率。
  15. 如請求項14之方法，其中該加熱器係由烘箱、仿形加熱毯、電加 熱帶、經加熱流體及/或氣體及加熱器線路所組成之群組中選出。
  16. 如請求項1之方法，其中一惰性氣體被引入至該蝕刻劑容器中以將該蝕刻劑氣體輸送至該真空室。
  17. 如請求項16之方法，其中該惰性氣體包含由氬、氮、氙及氦所組成之群組中選出之一種氣體。
  18. 如請求項1之方法，其中該蝕刻劑容器係設置於該真空室中或設置於該真空室之上游。
  19. 如請求項18之方法，其中該蝕刻劑容器包含一預測定量的該蝕刻劑材料，用於在該真空室中產生該蝕刻劑氣體。
  20. 如請求項19之方法，其中該蝕刻劑材料係固體或液體。
  21. 如請求項19之方法，其中該蝕刻劑材料係顆粒狀的XeF2 。
  22. 如請求項1之方法，其中該蝕刻劑氣體與該殘留物之該反應係未經能量活化而達成。
  23. 如請求項7之方法，其中該殘留物中之該元素的濃度係利用由溫度程式化紅外光譜術(TPIR)、傅立葉(Fourier)變換紅外光譜術(FTIR)、電子順磁光譜術(EPM)、殘氣分析(RGA)、質量光譜術及其等組合所組成之群組中選出之一種分析技術而測定。
  24. 如請求項1之方法，其中該蝕刻劑氣體不含一氧化物種及一含氮物種，其中該含氮物種包含由O、F及Br所組成之群組中選出之至少一種 額外元素。
  25. 一種清潔一半導體製造工具之方法，該半導體製造工具位於以下至少一者中：(a)一真空室與(b)該真空室的至少一內部組件，該方法包括：(a)將一蝕刻劑材料自一蝕刻劑容器引入至該真空室中；(b)當達到一預定壓力時，終止該蝕刻劑氣體引入至該真空室中；(c)使用設置於該真空室中之一電漿源，將該蝕刻劑材料於該真空室中解離成一反應性鹵化物種類；以及(d)使該反應性鹵化物種類與該真空室中之一殘留物反應足夠的時間，以便至少部分地移除該真空室或該真空室的該至少一內部組件之該殘留物。
  26. 如請求項25之方法，其中該蝕刻劑材料包含由XeF2 、XeF6 、XeF4 、NF3 、IF5 、IF7 、SF6 、C2 F6 及F2 所組成之群組中選出之一種材料。
  27. 如請求項25之方法，其進一步包括在解離該蝕刻劑材料之前，將來自一惰性氣體源之一惰性氣體引入至該真空室中。
  28. 一種用於清潔一半導體製造工具之裝置，該半導體製造工具位於以下至少一者中：(a)一真空室與(b)該真空室的至少一內部組件，該裝置包括：(a)一蝕刻劑材料源，設置有一蝕刻劑材料，其中該蝕刻劑材料源係與該真空室相通且係位於該真空室之上游；以及 (b)一閥，位於該蝕刻劑材料源與該真空室之間；其中該裝置之進一步特徵包括以下組件(I)及(II)之至少一者：(I)一加熱器，用於加熱該蝕刻劑材料源；以及(II)一惰性氣體源，設置有一惰性氣體，其中該惰性氣體源係與該蝕刻劑材料源相通且係位於該蝕刻劑材料源之上游。
  29. 如請求項28之裝置，其中該蝕刻劑材料包含由XeF2 、XeF6 、XeF4 、IF5 、IF7 、SF6 、C2 F6 及F2 所組成之群組中選出之一種化合物。
  30. 如請求項28之裝置，其中該至少一組件係一離子植入機之一離子源，該離子源係由間接加熱陰極源、弗里曼源及伯納源所組成之群組中選出。
  31. 如請求項28之裝置，其中該加熱器係由烘箱、仿形加熱毯、電加熱帶、經加熱流體及/或氣體及加熱器線路所組成之群組中選出。
  32. 如請求項28之裝置，其中該惰性氣體包含氮、氬、氙或氦。
  33. 如請求項28之裝置，其中該至少一組件係一離子植入機之一束線組件。
  34. 如請求項28之裝置，其中該至少一組件係一渦輪分子泵，該渦輪分子泵與該真空室相通且用於泵送該真空室。
  35. 如請求項28之裝置，其中該蝕刻劑材料不含一氧化物種及一含氮物種，其中該含氮物種包含由O、F、及Br所組成之群組中選出之至少一 種額外元素。
  36. 一種非於原位清潔一半導體製造工具之至少一組件之方法，該方法包括：(a)將該組件設置於一非於原位的真空室中；(b)將一蝕刻劑氣體自一蝕刻劑容器引入至該非於原位的真空室中；(c)當於該真空室內達到一預定壓力時，終止該蝕刻劑氣體引入至該真空室中；以及(d)使該蝕刻劑氣體與該真空室中之一殘留物反應足夠的時間，以便至少部分地移除其所包含之該至少一組件之該殘留物；其中該蝕刻劑氣體係經選擇以與該至少一組件上之該殘留物選擇性地反應，同時該蝕刻劑氣體基本上不與該真空室之內部及其之組件材料反應。
  37. 如請求項36之方法，其中該半導體製造工具係一離子植入機。
  38. 如請求項36之方法，其中該至少一組件係來自一離子源區域。
  39. 如請求項37之方法，其中該至少一組件係來自該離子植入機之束線。
  40. 如請求項36之方法，其中該蝕刻劑氣體包含由XeF2 、XeF6 、XeF4 、NF3 、IF5 、IF7 、SF6 、C2 F6 及F2 所組成之群組中選出之一種氣體。
  41. 如請求項36之方法，其中該蝕刻劑氣體包含XeF2 。
  42. 如請求項36之方法，其中該殘留物包含由硼、磷、鍺、鉬、鎢、鋁及砷所組成之群組中選出之一種元素。
  43. 如請求項36之方法，其中該預定壓力為低於大氣壓。
  44. 如請求項43之方法，其中該預定壓力係約0.3托爾至約4.0托爾。
  45. 如請求項36之方法，其中該至少一組件包括由間接加熱陰極源、弗里曼源及伯納源所組成之群組中選出之一種離子源。
  46. 如請求項36之方法，其中該時間係約0.5分鐘至約5分鐘。
  47. 如請求項36之方法，其進一步包括(e)於該反應完成後將該真空室排空。
  48. 如請求項47之方法，其進一步包括將(b)至(e)重複至少一次。
  49. 一種清潔一半導體製造工具之方法，該半導體製造工具位於以下至少一者中：(a)一真空室與(b)該真空室之至少一組件，該方法包括：(a)將一蝕刻劑氣體自一蝕刻劑容器引入至該真空室中；(b)使用一真空泵將複數種氣體物種自該真空室移除，以達成該蝕刻劑氣體之連續流通；以及(c)使該蝕刻劑氣體流動通過該真空室足夠的時間，以便使該蝕刻劑氣體與殘留物反應，而至少部分地移除該真空室及/或其所包含之至少一組件之該殘留物，其中該蝕刻劑氣體包含由XeF2 、XeF6 、XeF4 、IF5 、IF7 、SF6 、C2 F6 及 F2 所組成之群組中選出之一種氣體，且其中該蝕刻劑氣體係經選擇以與該真空室中之該殘留物選擇性地反應，同時該蝕刻劑氣體基本上不與該真空室之內部或其所包含之該組件反應。
  50. 如請求項49之方法，其中該半導體製造工具係一離子植入機。
  51. 如請求項49之方法，其中該真空室包含一離子源區域。
  52. 如請求項49之方法，其中該真空室包含一束線真空室。
  53. 如請求項49之方法，其進一步包括使一摻雜劑氣體自一摻雜劑源流入至該真空室中，以便在其內達成離子植入。
  54. 如請求項53之方法，其進一步包括將(a)至(d)重複至少一次。
  55. 如請求項49之方法，其進一步包括使用一能量源將該蝕刻劑氣體於該真空室中解離成一反應性鹵化物種類。
  56. 如請求項49之方法，其中該反應性鹵化物種類與該殘留物反應，以至少部分地移除該真空室中之該殘留物。
  57. 如請求項49之方法，其中該殘留物包含由硼、磷、鍺、鉬、鎢、鋁及砷所組成之群組中選出之一種元素。
  58. 如請求項55之方法，其中該能量源包括一電漿產生器。
  59. 如請求項58之方法，其中該電漿產生器包括由間接加熱陰極源、弗里曼源及伯納源所組成之群組中選出之一種離子源。
  60. 如請求項55之方法，其中該能量源係設置於該真空室內或緊鄰該 真空室之上游。
  61. 如請求項49之方法，其中該蝕刻劑氣體與該殘留物之該反應係未經能量活化而達成。
  62. 如請求項49之方法，其中該蝕刻劑氣體進一步包含由氬、氮、氙及氦所組成之群組中選出之一種惰性物種。
  63. 如請求項49之方法，其中該蝕刻劑氣體包含XeF2 。
  64. 如請求項49之方法，其中該殘留物中之該元素的濃度係利用由溫度程式化紅外光譜術(TPIR)、傅立葉變換紅外光譜術(FTIR)、電子順磁光譜術(EPM)、殘氣分析(RGA)、質量光譜術及其等組合所組成之群中選出之一種分析技術而測定。
  65. 如請求項49之方法，其中該蝕刻劑氣體不含一氧化物種及一含氮物種，其中該含氮物種包含由O、F及Br所組成之群組中選出之至少一種額外元素。
  66. 一種用於清潔一低溫泵內部之累積製程流出物之方法，該方法包括利用至少兩種沖洗氣體來沖洗該低溫泵，該沖洗氣體包括氮及由氧、臭氧、氮氧化物、於原位產生氧自由基之物種及其組合所組成之群組中選出之至少一種反應性氣體，其中該方法之特徵在於下列沖洗程序順序(I)、(II)、及(III)之至少一者：(I)(a)利用本質上為純的氮沖洗x時間；以及 (b)利用至少一反應性氣體沖洗y時間，其中該至少一反應性氣體本質上為純的氣體；(II)(a)在時間零時利用本質上為純的氮沖洗；(b)將本質上為純的氮與至少一反應性氣體摻混，其中該氮及該至少一反應性氣體不再係本質上為純的氣體；(III)(a)利用氮及至少一反應性氣體之一混合物沖洗，其中該累積製程流出物係自該低溫泵內部被實質地移除。
  67. 如請求項66之方法，其中該反應性氣體包含氧。
  68. 如請求項66之方法，其中該低溫泵係在低溫泵升溫過程中沖洗。
  69. 如請求項66之方法，其中該低溫泵係在環境溫度下沖洗。
  70. 如請求項66之方法，其中該累積製程流出物包含在該低溫泵升溫過程中所產生之非揮發性物種。
  71. 如請求項66之方法，其包括順序(I)，並進一步包括將(a)及(b)重複至少一次。
  72. 如請求項66之方法，其包括順序(II)，其中該摻混包括由連續、同等步驟及不同等步驟所組成之群組中選出之一種程序。
  73. 如請求項66之方法，其包括順序(II)，其中該氮之量係低於至少一種反應性氣體之量。
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