[发明专利]用于离子源组件清洗的方法

说明书

发明领域

本发明部分涉及一种用于清洗在半导体和微电子制造中使用的离子注入机的离子源组件的方法。所述方法涉及在掺杂物注入期间使用清洗气体混合物去除沉积物。沉积物不利地影响离子注入机的正常操作，导致频繁停工时间和降低工具利用率。

发明背景

离子注入是半导体/微电子制造中的重要工艺。将离子注入工艺用于集成电路制造以将掺杂物杂质引入至半导体晶片中。将所需掺杂物杂质引入至半导体晶片中以在所需深度形成掺杂区。选择掺杂物杂质以与半导体晶片材料结合，生成电载体并因此改变半导体晶片材料的导电率。引入的掺杂物杂质的浓度决定掺杂区的导电率。必需生成许多这种杂质区来形成晶体管结构、隔离结构和其它电子结构，它们共同地充当半导体装置。

在离子注入工艺中，使用含有所需掺杂物元素的气体材料。将气体引入至离子源室即电离室中，并且将能量引入至该室中以使该气体电离。电离生成含有掺杂物元素的离子。以具有所需能量的离子束的形式从离子源室提取离子。可以通过在提取电极两端施加高电压来进行提取。当期望高纯度时，经由质量分析仪/过滤器输送该束以选择待注入物质。离子束可以随后被加速/减速并输送至半导体晶片的表面以便将掺杂物元素注入至半导体晶片中。该束的离子穿透半导体晶片的表面以形成具有所期望导电率的区域。

离子注入工艺的问题涉及在离子源室和该离子源室内所容纳的组件的表面上气体材料残余物的沉积。这可导致聚集的残余物沉积物，其干扰离子源室的成功操作，例如，由离子源室中低电压绝缘体上形成的残余物沉积物导致的电气短路和由离子源室中绝缘体上形成的残余物沉积物导致的高能高电压火花。残余物沉积物可不利地影响离子注入机的正常操作，导致频繁停工时间和降低工具利用率。当移走离子源室和该离子源室内所容纳的组件以进行清洗时，由于毒性或腐蚀性气体的排放还可能产生安全问题。因此必需从离子源室和该离子源室内所容纳的组件的表面上去除累积的沉积形成物而使对离子源室的成功操作的任何干扰最小化。

因此，存在对从离子源室和该离子源室内所容纳的组件的表面上去除累积的沉积形成物的需要。本领域中期望的是开发清洗方法，用于从离子源室和该离子源室内所容纳的组件的表面上去除累积的沉积形成物从而使对离子源室的成功操作的任何干扰最小化。

发明内容

本发明部分涉及一种用于清洗离子注入机的离子源组件的方法，其中所述离子源组件包括电离室和所述电离室内所容纳的一个或多个组件，并且其中所述电离室的内部和/或所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件在其上具有掺杂气体内所含元素的至少一些沉积物，所述方法包括：

将清洗气体引入至所述电离室中，所述清洗气体包含F₂、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选O₂的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物；和

在足以从所述电离室的内部和/或从所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上去除所述沉积物的至少一部分的条件下，使所述清洗气体与所述沉积物反应。

本发明还部分涉及一种用于清洗离子注入机的离子源组件的方法，其中所述离子源组件包括电离室和所述电离室内所容纳的一个或多个组件，并且其中所述电离室的内部和/或所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件在其上具有碳硼烷(C₂B₁₀H₁₂)掺杂气体内所含元素的至少一些沉积物，所述方法包括：

将清洗气体引入至所述电离室中，所述清洗气体包含F₂、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选O₂的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物；和

在足以从所述电离室的内部和/或从所述电离室内所容纳的所述一个或多个组件上去除所述沉积物的至少一部分的条件下，使所述清洗气体与所述沉积物反应。

本发明还部分涉及一种用于防止或减少在离子注入机的离子源组件中形成掺杂气体内所含元素的沉积物的方法，其中所述离子源组件包括电离室和所述电离室内所容纳的一个或多个组件，所述方法包括：

将掺杂气体引入至所述电离室中；

将清洗气体引入至所述电离室中，所述清洗气体包含F₂、选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体和任选O₂的混合物，或含氧/氟气体和选自稀有气体和/或氮气的一种或多种惰性气体的混合物；和