(57)【要約】  ２つ以上のホウ素原子と、少なくとも１つのフッ素原子とを含む同位体濃縮ホウ素含有化合物であって、少なくとも１つのホウ素原子は、ホウ素の所望の同位体を、その天然存在度濃度あるいは天然存在割合よりも大きな濃度あるいは割合で含んでいる化合物。該化合物は、化学式Ｂ2Ｆ4を有していてもよい。このような化合物の合成方法およびこのような化合物を用いるイオン注入方法、並びに該同位体濃縮ホウ素含有化合物が、後の分配に用いられる目的で有利に貯蔵される貯蔵・分配容器について記載されている。
2013540676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上のホウ素原子と、少なくとも１つのフッ素原子とを含むホウ素含有化合物であって、該化合物は、ホウ素同位体をその天然存在濃度あるいは天然存在割合よりも大きな濃度あるいは割合で含んでいることを特徴とする化合物。
【請求項２】
（ｉ）原子量１０のホウ素を１９．９％よりも高い濃度で、あるいは（ｉｉ）原子量１１のホウ素を８０．１％よりも高い濃度で含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
原子量１０のホウ素同位体の前記濃度が、１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９６％，９７％，９８％，９９％，９９．９％および９９．９９％からなる群から選択された値よりも大きいことを特徴とする、請求項２に記載の化合物。
【請求項４】
原子量１０のホウ素同位体の前記濃度が、２０〜２５％，２５〜３０％，３０〜３５％，３５〜４０％，４０〜４５％，４５〜５０％，５０〜５５％，５５〜６０％，６０〜６５％，６５〜７０％，７０〜７５％，７５〜８０％，８０〜８５％，８５〜９０％，９０〜９５％，９５〜９９％および９５〜９９．９％からなる群から選択された範囲内であることを特徴とする、請求項２に記載の化合物。
【請求項５】
原子量１１のホウ素同位体の前記濃度が、８０．１％，８５％，９０％，９５％，９６％，９７％，９８％，９９％，９９．９％および９９．９９％からなる群から選択された値よりも大きいことを特徴とする、請求項２に記載の化合物。
【請求項６】
原子量１１のホウ素同位体の前記濃度が、８１〜８５％，８５〜９０％，９０〜９５％，９５〜９９％，および９５〜９９．９％からなる群から選択された範囲内であることを特徴とする、請求項２に記載の化合物。
【請求項７】
前記化合物が、２つのホウ素原子を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の化合物。
【請求項８】
前記化合物が、化学式Ｂ2Ｆ4を有することを特徴とする、請求項１に記載の化合物。
【請求項９】
11Ｂの10Ｂに対する割合が、４．１〜１０，０００の範囲となっていることを特徴とする、請求項１に記載の化合物。
【請求項１０】
２つ以上のホウ素原子と、少なくとも１つのフッ素原子とを含むホウ素含有化合物であって、ホウ素同位体をホウ素同位体の天然依存濃度あるいは天然存在割合より大きな濃度あるいは割合で含んでいる化合物をイオン化し、ホウ素イオンを生成するステップと、該ホウ素イオンを基板に注入するステップとを含むことを特徴とするホウ素を基板に注入する方法。
【請求項１１】
前記ホウ素含有化合物は、（ｉ）原子量１０のホウ素を１９．９％よりも高い濃度で、あるいは（ｉｉ）原子量１１のホウ素を８０．１％よりも高い濃度で含んでいることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ホウ素含有化合物における原子量１０のホウ素同位体の前記濃度は、１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９６％，９７％，９８％，９９％，９９．９％，および９９．９９％からなる群から選択された値よりも大きいことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ホウ素含有化合物における原子量１０のホウ素同位体の前記濃度は、２０〜２５％，２５〜３０％，３０〜３５％，３５〜４０％，４０〜４５％，４５〜５０％，５０〜５５％，５５〜６０％，６０〜６５％，６５〜７０％，７０〜７５％，７５〜８０％，８０〜８５%，８５〜９０％，９０〜９５％，９５〜９９％および９５〜９９．９％からなる群から選択された範囲内にあることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ホウ素含有化合物における原子量１１のホウ素同位体の前記濃度は、８０．１％，８５％，９０％，９５％，９６％，９７％，９８％，９９％，９９．９％および９９．９９％からなる群から選択された値よりも大きいことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ホウ素含有化合物における原子量１１のホウ素同位体の前記濃度は、８１〜８５％，８５〜９０％，９０〜９５％，９５〜９９％，および９５〜９９．９％からなる群から選択された範囲内であることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ホウ素含有化合物が、２つのホウ素原子を含んでいることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記ホウ素含有化合物が、化学式Ｂ2Ｆ4を有することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記ホウ素含有化合物における、11Ｂの10Ｂに対する割合が４．１〜１０，０００の範囲となっていることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
前記イオン化は、イオン化チャンバにおいて行われ、前記ホウ素含有化合物は導管を介して前記イオン化のためのイオン化チャンバに運搬され、該導管は導管の詰まりおよび／あるいは該導管における前記化合物の堆積を抑制するのに適した温度で維持されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項２０】
前記導管と前記イオン化チャンバとの少なくとも一方を、能動的に冷却するステップを更に含むことを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔関連出願の相互参照〕
本出願は、ロバート・ケイム（Ｒｏｂｅｒｔ  Ｋａｉｍ）らの名義で「同位体濃縮ホウ素含有化合物、およびその製造方法と使用方法」として２０１１年３月１５日に提出された米国特許出願第１３／０４８，３６７号の優先権を主張する。該出願は、米国特許法第１２０条において、ロバート・ケイムらの名義で「同位体濃縮ホウ素含有化合物、およびその製造方法と使用方法」として２０１０年１０月２７日に提出された米国特許出願第１２／９１３，７２１号の一部継続出願であり、米国特許法第１１９条（ｅ）において、以下の米国特許仮出願の優先権の利益を主張している。該仮出願は、オレッグ・ビル（Ｏｌｅｇ  Ｂｙｌ）らの名義で「同位体濃縮ホウ素含有化合物、およびその製造方法と使用方法」として２０１０年８月３０日に提出された米国特許仮出願第６１／３７８，３５３号、オレッグ・ビルらの名義で「同位体濃縮ホウ素含有化合物、およびその製造方法と使用方法」として２０１０年８月１８日に提出された米国特許仮出願第６１／３７５，０３１号、エドワード・ジョーンズ（Ｅｄｗａｒｄ  Ｊｏｎｅｓ）らの名義で「イオン注入ガス運搬システムのための能動的冷却」として２０１０年６月２５日に提出された米国特許仮出願第６１／３５８，５１４号、エドワード・ジョーンズらの名義で「イオン注入ガス運搬システムのための能動的な冷却」として２０１０年５月２７日に提出された米国特許仮出願第６１／３４９，２０２号、およびロバート・ケイムらの名義で「ホウ素イオン注入装置および注入方法」として２００９年１０月２７日に提出された米国特許仮出願第６１／２５５，０９７号である。前述の米国特許出願第１２／９１３，７２１号、米国特許仮出願第６１／３７８，３５３号、および米国特許仮出願第６１／３７５，０３１号の優先権も本願で主張されている。前述の全ての米国特許出願第１３／０４８，３６７号、第１２／９１３，７２１号および米国特許仮出願第６１／３７８，３５３号、第６１／３７５，０３１号、第６１／３５８，５１４号、第６１／３４９，２０２号、および第６１／２５５，０９７号の全内容を、全ての目的のために本願に援用する。
【０００２】
〔技術分野〕
本開示は、同位体濃縮ホウ素含有化合物、組成、並びにその製造方法及び使用方法に関する。
【０００３】
〔関連技術の説明〕
イオンの注入は、制御された量のドーパント不純物を正確に半導体ウェハに導入するために集積回路の製造において用いられ、マイクロ電子回路／半導体の製造において極めて重要な工程である。
【０００４】
このような注入システムにおいて、イオンソースは、ドーパントソースガスの所望のドーパント要素をイオン化する。該イオンソースは、ドーパントソースガス（「原料ガス」とも呼ばれる）で満たされた真空チャンバの中に電子を導入することによってイオンを発生させる。注入種を発生させるのに用いられる原料ガスには、ＢＦ3，Ｂ10Ｈ14，Ｂ12Ｈ22，ＰＨ3，ＡｓＨ3，ＰＦ5，ＡｓＦ5，Ｈ2Ｓｅ，Ｎ2，Ａｒ，ＧｅＦ4，ＳｉＦ4，Ｏ2，Ｈ2，およびＧｅＨ4が含まれるが、これらに限定されない。注入されるドーパント要素を含む組成は、通常ドーパントソースあるいは前駆体と呼ばれる。ガス中で電子とドーパント原子および分子とが衝突することによって、ドーパント陽イオンと陰イオンとで構成される電離プラズマが生成される。
【０００５】
生成されたイオンは、所望のエネルギーを有するイオンビームとしてソースから抽出される。抽出は、高電圧を適切な形に形成された引出電極に流すことによって行われ、該電極は、抽出されたビームを通過させるための開口部を備えている。抽出されたビームは該開口部を通り、平行イオンビームとしてイオンソースから流出し、基板の方向に加速される。
【０００６】
該イオンビームは半導体ウェハなどの基板の表面に作用し、基板にドーパント要素を注入する。ビームのイオンは基板の表面を貫通し、所望の伝導率を有する領域を形成する。注入イオン種にはＢ，Ｐ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｎ，Ａｒ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｏ，およびＨが種々含まれており、ホウ素は特に広く用いられる注入種である。
【０００７】
集積回路の製造における主要なステップの１つは、ホウ素をシリコンウェハに注入するステップである。元素ホウ素は高温においても非常に低い蒸気圧を示すため、揮発性のホウ素を含む化合物を用いることが必要である。現在、三フッ化ホウ素（ＢＦ3）はホウ素を注入するための供給ガスとして広く用いられている（例えば、２００７年に世界でイオン注入に用いられたＢＦ3の年間消費量は、３０００ｋｇ以下であったと推定される）。
【０００８】
世界的に使用されているものの、ＢＦ3にはデメリットがある。ＢＦ3分子はイオン化することが非常に困難であり、イオンソースに流されたＢＦ3全体の約１５％しかフラグメント化されず、残りは廃棄されてしまう。更に、イオン化されたＢＦ3の約３０％しか、注入に使用可能なＢ+イオンに変換されないのである。このことにより、注入工程のスループットを著しく制限してしまう、低いＢ+ビーム電流がもたらされることになる。
【０００９】
例えば抽出電流を上げたり、ＢＦ3の流量を増加させたりするなど、処理パラメータを変えることによって、Ｂ+ビーム電流を多少増加させることは可能であるが、これらの方法によってイオンソースの寿命が縮まったり、高圧アーク放電が生じて機械が不安定になったり、低真空状態が起きビームエネルギーの純度が低下したりする。注入工程のパラメータを大幅に調節しなくても、ホウ素の注入には、予防メンテナンスのためにより頻繁な中断が必要であり、このことが集積回路の製造に他の問題を提起しているということは、広く認識されている。
【００１０】
低いＢ+ビーム電流によってスループットが制限される問題は、半導体産業が一般的により低い注入エネルギーを使用する傾向にあるため、近年、より重要になってきている。より低い注入エネルギーでは、空間電荷とホウ素が低い原子量を有することとに起因して、Ｂ+ビームにより大きなブローアウト効果が起こる。
【００１１】
前述の問題に加え、元素ホウ素は非常に低い蒸気圧を有するということが上述されている。従って、ホウ素含有前駆体が過剰な分解に影響を受けやすく、残留ホウ素を堆積させてしまうならば、イオン注入機の運用面からすれば、ホウ素はイオン注入に適切ではないかもしれない。
【００１２】
前述の結果として、当該技術分野では改善されたホウ素前駆体が求め続けられている。
〔発明の概要〕
【００１３】
本開示は、同位体濃縮ホウ素含有化合物、およびその製造方法と使用方法に関する。
【００１４】
１つの局面において本開示は、２つ以上のホウ素原子と少なくとも１つのフッ素原子とを有する、同位体濃縮ホウ素含有化合物であって、該ホウ素原子の少なくとも１つは、ホウ素の所望の同位体をホウ素の天然存在濃度あるいは天然存在割合よりも高い濃度あるいは割合で含んでいる化合物に関する。
【００１５】
本開示の更なる局面は、ホウ素を基板に注入する方法であって、上記のタイプの化合物をイオン化してホウ素イオンを生成するステップと、該ホウ素イオンを基板に注入するステップとを含む方法に関する。
【００１６】
本開示の更に別の局面は、上記の化合物のソースを備える、ビームラインイオン注入、プラズマ浸漬イオン注入あるいはプラズマドーピングシステムに関する。
【００１７】
本開示の別の局面は、上記のタイプの化合物を備える、ガス貯蔵・分配容器（ｖｅｓｓｅｌ）に関する。
【００１８】
本開示は別の局面において、イオン注入工程のためのビーム電流を改善させる方法であって、上述のタイプの化合物を流すステップと、該化合物からイオンビームを生成するステップとを含む方法に関する。
【００１９】
本開示の更なる局面は、上記のタイプの化合物を合成する方法であって、ホウ素含有ガスを金属ホウ素に接触させるステップを含む方法に関する。
【００２０】
本開示は他の局面において、上述のタイプの化合物のソースを準備する方法であって、貯蔵・分配容器を該化合物で満たすステップを含む方法に関する。
【００２１】
本開示の他の局面は、イオン注入方法であって、上記のタイプの化合物を、不活性ガス、アルゴン、窒素、ヘリウム、水素、アンモニア、キセノン、二フッ化キセノン、同位体濃縮ジボラン、および天然存在ジボランからなる群から選択された少なくとも１つの伴流される種と共に、イオン注入機に流すステップを含む方法に関する。
【００２２】
本開示の更なる局面は、同位体濃縮された原子量１１のホウ素Ｂ2Ｆ4化合物を、同位体濃縮された原子量１１のホウ素ＢＦ3化合物と共にイオン注入機に流すステップを含むイオン注入方法に関する。
【００２３】
本開示の更に他の局面は、イオン注入方法であって、上述のタイプの化合物をイオン注入機において用いるステップと、イオン注入操作によって前記注入機あるいはその部品に形成した堆積物の少なくとも一部を除去するのに効果的な洗浄剤を、前記注入機あるいはその部品に流すことによって、前記注入機あるいはその部品の定期的なクリーニングを行うステップとを含む方法に関する。
【００２４】
本開示の更なる局面は、イオン注入機において、上記のタイプの化合物を、前記イオン注入機の操作において用いられる唯一のドーパントソース化合物として用いるステップを含む、イオン注入を行う方法に関する。
【００２５】
本開示の他の局面は、前記イオン注入を、同位体濃縮された原子量１１のホウ素Ｂ2Ｆ4のみを該イオン注入におけるドーパント化合物として処理する、イオン注入機において行うステップを含む、イオン注入を行う方法に関する。
【００２６】
他の局面において本開示は、前記イオン注入を、同位体濃縮された原子量１１のホウ素Ｂ2Ｆ4を該イオン注入におけるドーパント化合物として用いる、イオン注入機において行うステップを備え、該イオン注入機はアルシン、ホスフィン、二酸化炭素、一酸化炭素、四フッ化ケイ素および三フッ化ホウ素の少なくとも１つも同様に処理することを特徴とする、イオン注入を行う方法に関する。
【００２７】
本開示の更なる局面は、上記のタイプの化合物を、物理吸着剤とイオン液体とで構成される群から選択された貯蔵媒体に収容する、貯蔵・分配容器に関する。
【００２８】
本開示の更に別の局面は、上記のタイプの化合物を収容する貯蔵・分配容器であって、該容器は、該容器の中あるいは該容器の出力ポートの中のどちらか一方に設けられた流量制限オリフィスを備える、貯蔵・分配容器に関する。
【００２９】
本開示の更なる局面は、上記のタイプの化合物を収容する貯蔵・分配容器であって、該容器は、該化合物を大気圧よりも低い圧力で分配するために、圧力が調整されている貯蔵・分配容器に関する。
【００３０】
本開示は別の局面において、イオン注入のためのイオン種を生成するべく行われる質量分析マグネットによる分離（ＡＭＵ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）に有用な、イオン組成に関する。前記組成はＢＦ3以外のホウ素前駆体化合物に由来し、前記ホウ素前駆体化合物は、10Ｂおよび11Ｂの一方において、その天然存在度を超えて同位体濃縮されている。また、前記組成は、Ｂ2Ｆ4+，Ｂ2Ｆ3+，Ｂ2Ｆ2+，ＢＦ3+，ＢＦ2+，ＢＦ+，Ｂ+，Ｆ+，Ｂ2Ｆ4++，Ｂ2Ｆ3++，Ｂ2Ｆ2++，ＢＦ3++，ＢＦ2++，ＢＦ++，Ｂ++，Ｆ++，Ｂ2Ｆ4+++，Ｂ2Ｆ3+++，Ｂ2Ｆ2+++，ＢＦ3+++，ＢＦ2+++，ＢＦ+++，Ｂ+++，およびＦ+++のうち１種あるいはそれより多くの複数種を備え、該組成が備える種のうちホウ素含有種は、10Ｂおよび11Ｂの一方において天然存在度を超えて同位体濃縮されている。
【００３１】
本開示の更なる局面は、Ｂ2Ｆ4+，Ｂ2Ｆ3+，Ｂ2Ｆ2+，ＢＦ3+，ＢＦ2+，ＢＦ+，Ｂ+，Ｂ2Ｆ4++，Ｂ2Ｆ3++，Ｂ2Ｆ2++，ＢＦ3++，ＢＦ2++，ＢＦ++，Ｂ++，Ｂ2Ｆ4+++，Ｂ2Ｆ3+++，Ｂ2Ｆ2+++，ＢＦ3+++，ＢＦ2+++，ＢＦ+++およびＢ+++から選択され、10Ｂおよび11Ｂの一方において天然存在度を超えて同位体濃縮されたホウ素イオン種に関する。
【００３２】
本開示は他の局面において、イオン注入工程のためのビーム電流を改善する方法であって、このような改善されたビーム電流を生成する同位体濃縮イオン種を形成するのに有用な同位体濃縮ホウ素含有化合物を、対応する非同位体濃縮ホウ素含有化合物に対して用いるステップを含む方法に関する。
【００３３】
本発明の他の局面、特徴および実施例は、以下の開示および添付の請求項から、より十分に明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本開示の実施例による、前駆体供給容器から同位体濃縮ホウ素を含む前駆体を受取るべく設けられたイオン注入システムを備える、半導体製造施設の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本開示は、同位体濃縮ホウ素含有化合物、組成、並びにその製造方法及び使用方法に関する。
【００３６】
１つの局面における本開示は、２つ以上のホウ素原子と、少なくとも１つのフッ素原子とを含む、同位体濃縮ホウ素含有化合物であって、少なくとも１つの該ホウ素原子は、ホウ素の所望の同位体を（所望の同位体の）天然存在濃度あるいは天然存在割合よりも高い濃度あるいは割合で含んでいる化合物に関する。
【００３７】
該ホウ素含有化合物は、いかなる適切なタイプのものであってもよく、ホウ素原子をいくつ含んでいてもよい。１つの実施例において、該ホウ素含有化合物は、少なくとも２つのホウ素原子と、少なくとも１つのフッ素原子とを含んでいる。他の実施例において、該ホウ素含有化合物は２〜８０のホウ素原子を含んでおり、その中には例えばＢ2Ｆ4，Ｂ2Ｈ6，Ｈ2Ｂ2Ｆ6，Ｈ2Ｂ2Ｆ2Ｏ3，Ｈ2Ｂ2Ｆ2Ｏ6，およびＨ2Ｂ2Ｆ4Ｏ2などのジボラン化合物、例えばＢ3Ｆ6などのトリボロン化合物、例えばＨ4Ｂ4Ｆ10，Ｂ（ＢＦ2）3ＣＯ，および（Ｆ2Ｂ）3ＢＣＯなどのテトラボロン化合物、ペンタボロン化合物、ヘキサボロン化合物、セプタボロン（ヘプタボロン）化合物、例えばＢ8Ｆ12などのオクタボロン化合物、ノナボラン化合物、例えばＢ10Ｆ12などのデカボロン化合物、ウンデカボロン化合物、ドデカボロン化合物など、Ｂ80フラーレン類縁体などのＢ80化合物までが含まれる。他の実施例において、該ホウ素含有化合物は２，３，４，５，６，７，８，９，１０，あるいは１１のホウ素原子を含むことが可能である。追加の実施例では、ホウ素クラスター化合物を含んでいてもよい。更に他の実施例において、該ホウ素含有化合物はジボロン化合物であってもよい。他の実施例において、該ホウ素含有化合物は特定のホウ素含有化合物種、例えばジボラン以外のジボロン化合物、を備えることが可能である。従って、本開示では、その広い範囲において幅広い種類のホウ素含有化合物が考慮されているということが明らかである。
【００３８】
同位体濃縮ホウ素含有化合物の１つの実施例において、所望の同位体は原子量１０のホウ素であり、また天然存在濃度は約１９．９％である。このようなホウ素化合物において、原子量１０のホウ素同位体の濃度は、特定の組成変形体において、例えば１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９６％，９７％，９８％，９９％，９９．９％，あるいは９９．９９％より大きくてもよい。例えば、原子量１０のホウ素同位体の濃度は２０〜２５％，２５〜３０％，３０〜３５％，３５〜４０％，４０〜４５％，４５〜５０％，５０〜５５％，５５〜６０％，６０〜６５％，６５〜７０％，７０〜７５％，７５〜８０％，８０〜８５％，８５〜９０％，９０〜９５％，９５〜９９％あるいは９５〜９９．９％であってもよい。他の実施例において、原子量１０のホウ素同位体の濃度は２０〜３０％，３０〜４０％，４０〜５０％，５０〜６０％，６０〜７０％，７０〜８０％，８０〜９０％，あるいは９０〜９９％であってもよい。これらの様々な実施例のうちのいくつかの実施例において、該ホウ素含有化合物は２つのホウ素原子を含む。
【００３９】
同位体濃縮ホウ素含有化合物の他の実施例において、所望の同位体は原子量１１のホウ素であり、天然存在濃度は約８０．１％である。このようなホウ素化合物において、原子量１１のホウ素同位体の濃度は、例えば８０．１％，８５％，９０％，９５％，９６％，９７％，９８％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きくてもよく、特定の組成変形体であってもよい。例えば、原子量１１のホウ素同位体の濃度は８１〜８５％，８５〜９０％，９０〜９５％，９５〜９９％，９５〜９９．９％であってもよい。特定の実施例において、原子量１１のホウ素同位体の濃度は８１〜９０％あるいは９０〜９９％であってもよい。これらの様々な実施例のうちのいくつかの実施例において、該ホウ素含有化合物は２つのホウ素原子と少なくとも１つのフッ素原子とを含み、その他の化合物において、11Ｂの10Ｂに対する割合は４．１〜１０，０００の範囲である。
【００４０】
上記の同位体濃縮ホウ素含有化合物の様々な実施例において、該ホウ素含有化合物は化学式Ｂ2Ｆ4を有する。上記の同位体濃縮ホウ素含有化合物のその他の様々な実施例においては、該ホウ素含有化合物は化学式Ｂ2Ｆ6を有する。
【００４１】
より一般的には、本開示の同位体濃縮ホウ素含有化合物において、２つあるいはそれより多くのホウ素原子における所望の同位体の濃度は、互いに同一であっても、異なっていてもよい。本開示の同位体濃縮ホウ素含有化合物のいくつかの実施例において、該ホウ素含有化合物は３，４，５，６，７，８，９，１０，あるいは１１のホウ素原子を含んでいる。
【００４２】
１つの局面において本開示は、ホウ素を基板に注入する方法に関し、該方法は本開示において様々に記載されている通り、同位体濃縮ホウ素含有化合物をイオン化し、ホウ素イオンを生成するステップと、該ホウ素イオンを基板に注入するステップとを含む。このような方法において、該同位体濃縮ホウ素含有化合物は、上記のいかなる適切なタイプのものであってもよい。１つの実施例において、該化合物は化学式Ｂ2Ｆ4を有する。このような方法のその他のいくつかの実施例において、該同位体濃縮ホウ素含有化合物は、化学式Ｂ2Ｆ6を有する。
【００４３】
本開示は他の局面において、同位体濃縮ホウ素含有化合物のソースを備える、ビームラインイオン注入、プラズマ浸漬イオン注入あるいはプラズマドーピングシステムに関し、該化合物は上記のいかなるタイプのものであってもよい。１つの実施例において、該化合物は化学式Ｂ2Ｆ4を有する。このような方法のその他のいくつかの実施例において、該同位体濃縮ホウ素含有化合物は、化学式Ｂ2Ｆ6を有する。本開示は他の実施例において、ホウ素イオンが生成され、電界によって加速されて、基板上、例えばマイクロ電子装置の基板上、で衝突が起こるイオン注入に関する。ホウ素含有イオンを注入するこのような方法は、１つの実施例において、ホウ素を含むドーパント種を少なくとも１５％の高いイオン化効率で、１００ボルト未満、好ましくは９０ボルト未満、より好ましくは８０ボルト未満、最も好ましくは７０ボルト未満のアーク電圧と従来の熱陰極イオンソースとを用いて、あるいは同等の電圧と別のイオンソースとを用いて、イオン化するステップを含む。他の実施において、イオン注入ではプラズマ浸漬工程が明確に除外されている。
【００４４】
上記のビームラインイオン注入、プラズマ浸漬イオン注入あるいはプラズマドーピングシステムは、その特定の実施例において、同位体濃縮ホウ素含有化合物をイオン化チャンバへと運搬するようにされた導管を備えており、該導管は、導管の詰まりおよび／あるいは導管中への該化合物の堆積を最小化、あるいは抑制するのに効果的な温度に維持されている。そのため、イオン化チャンバおよび／あるいは前駆体供給管は、例えばイオン化チャンバへと流入する流入ドーパントガスの温度を下げる役割を果たす熱交換流回路を設けることによって、能動的な冷却能力を備えていてもよい。
【００４５】
同位体濃縮ホウ素含有化合物をイオン注入機に供給する際に、該同位体濃縮ホウ素含有化合物は、例えば他の化学成分と共に該イオン注入機に供給されてもよい。該他の化学成分とは、例えばアルゴン、キセノン、窒素、ヘリウムなどの不活性ガス種、水素、アンモニア、例えば天然存在ホウ素前駆体などの他のホウ素前駆体、他の同位体濃縮ホウ素を含む前駆体、他のドーパント前駆体（すなわち非ホウ素ドーパント前駆体）、あるいは１つあるいはそれより多くの上述の化学成分である。
【００４６】
１つの実施例において、同位体濃縮ホウ素含有化合物、例えば同位体濃縮された原子量１１のホウ素を含むＢ2Ｆ4、は同位体濃縮された原子量１１のホウ素を含むＢＦ3と共にイオン注入機へと併流される。こうすることによって、同位体濃縮されたＢ2Ｆ4と同位体濃縮されたＢＦ3との希釈物は、注入機に接続する供給管に前駆体の流れが詰まるのを防ぐ役割を果たす。このような場合、ビーム電流は、操作面で大きな利益をもたらすと同時に、イオンソースの寿命を最大化するレベルで維持されてもよい。
【００４７】
同位体濃縮ホウ素を含む前駆体を用いるその他のいくつかの実施例において、イオン注入システムの操作を、該システムのコンポーネントのその場（ｉｎ  ｓｉｔｕ）洗浄と並行して行ってもよい。例えば、洗浄剤を該システムあるいは洗浄されるシステムの特定のコンポーネントに流すことによって、定期的に行ってもよい。このような操作に用いられる洗浄剤は、いかなる適切なタイプのものであってもよく、例えば二フッ化キセノン、フッ素、三フッ化窒素、あるいはイオン注入システムあるいは洗浄されるイオン注入システムの特定のコンポーネントに形成された堆積物に接触し、そのような堆積物を少なくとも部分的に除去するのに効果的な、その他の洗浄剤であってもよい。洗浄剤が定期的に導入されることによって洗浄されるイオン注入システムの場所は、ガス管、アークチャンバ、前方ライン（ｆｏｒｅｌｉｎｅｓ）、あるいはイオン注入操作に用いられる化学種によって堆積物が形成され得る、該注入機のいかなる場所あるいは領域、あるいは補助器具であってもよい。
【００４８】
同位体濃縮ホウ素含有化合物を前駆体として用いる他の実施例において、イオン注入機は、同位体濃縮された原子量１１のホウ素Ｂ2Ｆ4を、唯一のドーパント前駆体として用いて操作される。更に他の実施例において、イオン注入は、同位体濃縮された原子量１１のホウ素Ｂ2Ｆ4を、イオン注入機においてドーパント種として用いて行われ、該イオン注入機はアルシン、ホスフィン、二酸化炭素、一酸化炭素、四フッ化ケイ素、および三フッ化ホウ素で構成される群から選択されたドーパント前駆体を用いて、ドーピング操作を行うためにも用いられる。
【００４９】
本開示の更なる局面は、ガス貯蔵・分配容器に関し、該容器は、本開示で様々に記述されたいかなるタイプの、同位体濃縮ホウ素含有化合物を備える。このようなガス貯蔵・分配容器は、例えば化学式Ｂ2Ｆ4を有する、同位体濃縮ホウ素含有化合物を含んでいてもよい。特定の実施例におけるガス貯蔵・分配容器は、１以上の調整器、逆止弁、吸着剤、フィルタおよび該容器の内部容積に設けられたキャピラリー流量制限装置を備えていてもよい。該容器は、他の実施例において、ホウ素含有化合物を貯蔵する固相物理吸着などの貯蔵媒体、あるいはイオン液体貯蔵媒体を含んでいてもよい。更に他の実施例において、該容器は、容器の内部容積あるいは該容器の出力ポートなどの接続ポートのどちらかに設けられた、流量制限オリフィスを備えていてもよい。
【００５０】
本発明の他の局面は、ホウ素を含むガスを金属ホウ素に接触させるステップを備える、上記のいかなるタイプの同位体濃縮ホウ素含有化合物を合成する方法に関する。このような方法において、ホウ素を含むガスおよび金属ホウ素の一方あるいは両方は、同位体濃縮されていてもよい。従って本開示では、例えば１つの実施例において、同位体濃縮された金属ホウ素と天然存在三フッ化ホウ素との組合せが、接触されたものとして検討されており、他の実施例では天然存在金属ホウ素と同位体濃縮された三フッ化ホウ素との組合せが接触された種として検討されており、更に他の実施例では同位体濃縮された金属ホウ素と同位体濃縮された三フッ化ホウ素との接触が検討されている。
【００５１】
上記の合成方法の特定の実施例の通り、該接触のステップにおいて合成された同位体濃縮ホウ素含有化合物は、Ｂ2Ｆ4であってもよく、該ホウ素を含むガスは、三フッ化ホウ素であってもよい。
【００５２】
上記の合成方法は、ホウ素金属における原子量１０のホウ素同位体を、いかなる適切な濃度で用いて実施してもよい。特定の実施例において、ホウ素金属における原子量１０のホウ素同位体の濃度は１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％，あるいは９９．９９％より大きくてもよい。
【００５３】
他の実施例において、該合成方法は、ホウ素金属における原子量１１のホウ素同位体を用いて行われてもよい。また、このようなタイプの特定の実施例において、ホウ素金属における原子量１１のホウ素同位体の濃度は、８０．１％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％よりも大きくてもよい。
【００５４】
三フッ化ホウ素が用いられる合成方法の更に他の実施例において、同位体濃縮された三フッ化ホウ素種、例えば原子量１０のホウ素同位体の濃度が１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％，あるいは９９．９９％よりも大きい三フッ化ホウ素、を用いることが可能である。
【００５５】
他の実施例において、同位体濃縮された形態の三フッ化ホウ素を用いる合成方法は、該三フッ化ホウ素が原子量１１のホウ素同位体において濃縮された形態で行われてもよく、該三フッ化ホウ素における原子量１１のホウ素同位体の濃度は、８０．１％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％よりも大きい。
【００５６】
更なる局面において本開示は、イオン注入工程のためのビーム電流を向上させる方法に関し、該方法は、そのような向上したビーム電流を生成するのに効果的な同位体濃縮ホウ素含有化合物を、対応する非同位体濃縮ホウ素含有化合物に対して用いるというステップを含む。特定の実施例において、同位体濃縮ホウ素含有化合物は、同位体濃縮されたＢ2Ｆ4を含む。
【００５７】
本開示の更なる局面は、イオン注入工程においてビーム電流を向上させる方法に関し、該方法は、上記のいかなる適切なタイプの同位体濃縮ホウ素含有化合物を流すステップと、該化合物からイオンビームを生成するステップとを備える。このような方法において、該同位体濃縮ホウ素含有化合物は、化学式Ｂ2Ｆ4を有する化合物を備えていてもよい。このようなホウ素含有化合物はイオン化されると、Ｂ2Ｆ4+，Ｂ2Ｆ3+，Ｂ2Ｆ2+，ＢＦ3+，ＢＦ2+，ＢＦ+，Ｂ+，Ｆ+，Ｂ2Ｆ4++，Ｂ2Ｆ3++，Ｂ2Ｆ2++，ＢＦ3++，ＢＦ2++，ＢＦ++，Ｂ++，Ｆ++，Ｂ2Ｆ4+++，Ｂ2Ｆ3+++，Ｂ2Ｆ2+++，ＢＦ3+++，ＢＦ2+++，ＢＦ+++，Ｂ+++，およびＦ+++の中から１つあるいはそれ以上の種を含んだ、いくつかのイオン種およびフラグメントを形成してもよい。
【００５８】
同位体濃縮ホウ素含有化合物とそれに対応して濃縮されたホウ素を含むイオン種およびフラグメントとを用いて、これらがＡＭＵマグネットを備えるセレクタあるいはその他のセレクタによって注入用に選択されるに従って、ビーム電流を顕著に向上させることが可能である。このようないくつかの実施例において、ホウ素含有化合物と該化合物から生成されるイオン種およびそのフラグメントとにおける原子量１１のホウ素同位体の濃度は、８０．１％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きくてもよい。あるいは、原子量１０のホウ素同位体において濃縮されたホウ素含有化合物、すなわち原子量１０のホウ素同位体の濃度が１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きいホウ素含有化合物と、該化合物から生成されたイオン種およびそのフラグメントとが用いられてもよい。
【００５９】
同位体濃縮された化合物をイオン注入のための供給ガスのソースとして用いることに加え、本開示ではホウ素含有ソース化合物の複数の組合せを用い、様々な改善が得られる設定が検討されている。該改善とは、例えばビーム電流の改善および／あるいはイオン注入操作に関するその他の操作パラメータの改善、分解の程度および分解によって生成される堆積物の量の減少、イオン注入システム内の流路の詰まりに対する耐性の強化などである。
【００６０】
本開示では更に、ホウ素イオン注入のための前駆体として、ホウ素同位体が同質の化合物を用いることが検討されている。それはすなわち、ホウ素含有化合物と、該化合物から生成されるイオン種およびそのフラグメントとであって、ビーム電流、あるいはイオン注入操作およびシステムのその他の操作パラメータにおいて改善を得るために、ホウ素原子が全て10Ｂあるいは11Ｂである化合物である。
【００６１】
同位体濃縮ホウ素含有化合物を用いることによって、選択されたイオン種のためのビーム電流を大幅に向上可能であるということが示されている。例えば、イオン注入用に選択された特定のイオン種によっては、ビーム電流が５〜３０％あるいはそれより大きく向上される。ホウ素において同位体濃縮されたイオン種は、いかなる適切なタイプのものであってもよく、例えばＢ2Ｆ4+，Ｂ2Ｆ3+，Ｂ2Ｆ2+，ＢＦ3+，ＢＦ2+，ＢＦ+，Ｂ+，Ｆ+，Ｂ2Ｆ4++，Ｂ2Ｆ3++，Ｂ2Ｆ2++，ＢＦ3++，ＢＦ2++，ＢＦ++，Ｂ++，Ｆ++，Ｂ2Ｆ4+++，Ｂ2Ｆ3+++，Ｂ2Ｆ2+++，ＢＦ3+++，ＢＦ2+++，ＢＦ+++，Ｂ+++，およびＦ+++の１つあるいはそれより多くのものを含んでいてもよい。従って、同位体の濃縮を用いて、質量分析マグネットによる所望のタイプのイオン、例えばＢＦ2+，ＢＦ+あるいはＦ+、の選択を向上させることが可能である。イオン注入機のビーム電流に、このような同位体濃縮された種を増加させることによって、ソースのガス流量およびソースのアーク電力を増加させる必要性を回避することが可能である。さもなければビーム電流のレベルを高くする必要があり得るが、それは非効率的であり、イオン注入のためのソースガスの利用度が低くなってしまう。
【００６２】
同位体濃縮されたＢ2Ｆ4を用いることは特に好ましい。それは、このようなホウ素ソース化合物は天然存在の同位体組成においても、三フッ化ホウ素を用いて同一の条件で同一のイオン注入機において得られる、例えばＢＦ2+およびＢ+などのイオン種のためのビーム電流と比較して、ビーム電流に大幅な向上をもたらすからである。同位体の濃縮は、このような向上の度合いを更に増加させることが可能である。
【００６３】
他の局面において本開示は、同位体濃縮ホウ素含有化合物のイオン化において、イオン種を生成することに関する。該生成はイオン注入に有用であり、該生成において、同位体濃縮ホウ素を含むイオン種はＢ2Ｆ4+，Ｂ2Ｆ3+，Ｂ2Ｆ2+，ＢＦ3+，ＢＦ2+，ＢＦ+，Ｂ+,Ｆ+，Ｂ2Ｆ4++，Ｂ2Ｆ3++，Ｂ2Ｆ2++，ＢＦ3++，ＢＦ2++，ＢＦ++，Ｂ++，Ｆ++，Ｂ2Ｆ4+++，Ｂ2Ｆ3+++，Ｂ2Ｆ2+++，ＢＦ3+++，ＢＦ2+++，ＢＦ+++，Ｂ+++，およびＦ+++の中から選択される。本開示では更に、同位体濃縮ホウ素含有化合物のイオン化から生成されるこのようなイオン種の１つあるいはそれより多くの種を、質量分析マグネット（ＡＭＵマグネット）が選択することについて、およびこのような同位体濃縮ホウ素を含むイオン種を基板、例えばマイクロ電子装置の基板、に注入することについて検討されている。
【００６４】
同位体濃縮ホウ素を含む種は、原子量１１のホウ素同位体の濃度あるいは原子量１０のホウ素同位体の濃度を、天然存在比とは異なる上記のいずれかの濃度になるように同位体濃縮されてもよい。すなわち、該イオン種における原子量１１のホウ素同位体の濃度が８０．１％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きくなるように、あるいは原子量１０のホウ素同位体の濃度が１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９%より大きい同位体濃縮ホウ素を含む種を提供するべく、同位体濃縮されてもよい。
【００６５】
本開示の他の局面は、熱分解およびイオン注入機の表面への材料の堆積を、同位体濃縮ホウ素を含むソース化合物を用いることによって減少させる方法に関する。イオン注入において用いられるホウ素を含むソース化合物の熱分解は、元素ホウ素を堆積させ、三フッ化ホウ素あるいはその他の副生ガス種を発生させ得る。たとえガス供給ラインが十分に冷却されても、アークチャンバの壁面にある程度の熱蒸着が起こることは避けられない。このような分解およびそれに関連する堆積によって形成される堆積物は、ソースガス由来の金属ホウ素とアークチャンバの壁面からのタングステンあるいはモリブデンとの混合物であり得る。堆積物はイオンソース付近のガス供給ライン、また、ノズルの内部および表面、アークチャンバのベースプレート、およびイオン化装置のベースプレートライナーの下にも形成され得る。このような堆積物は、例えば、適切な洗浄ガスを、堆積物を含んだ注入機に流し堆積物を揮発させて除去するといった、研磨クリーニングおよび化学的な方法による定期的な除去メンテナンスが必要である。その結果生じる排水は、排水流から得られる特定の材料を修復あるいは回復させるべく処理されてもよい。
【００６６】
イオン注入機がホウ素ドーパントのみを用いて操作されるものでない場合は、様々なタイプの固形材料あるいはイオンが、ホウ素ソース化合物由来のイオンと、構成材料によっては真空チャンバ内に存在する材料、例えば上記のタングステンおよびモリブデン材料など、との相互作用によって形成されてもよい。アルミニウムの絶縁体を有するタングステンアークチャンバにおいて、イオンは、ｘ＝０，１，２，３，４，５あるいは６であるＷＦx+、およびｙ＝０，１，２，あるいは３であるＡｌＦy+を含む、幅広い様々なタイプから形成されてもよい。このようなイオンは同位体濃縮ホウ素を含むソース化合物と反応可能で、対応する同位体濃縮された堆積物を形成する。このような堆積物の同位体の性質によって、自身の同位体組成と同一のものに対して選択的である洗浄剤を用いる機会が得られてもよい。
【００６７】
本開示の更なる局面は、上記のいかなる適切なタイプの同位体濃縮ホウ素含有化合物のソースを準備する方法であって、貯蔵・分配容器を該化合物で満たすステップを含む方法に関する。このような方法において、該同位体濃縮ホウ素含有化合物は、１つの実施例において、化学式Ｂ2Ｆ4を有する。
【００６８】
本開示の該同位体濃縮ホウ素含有化合物は、多様な化合物を含んでおり、これらの化合物の特定のものは、標準状態（１大気圧、２５℃）において気体、固体あるいは液体の状態である。
【００６９】
従って本開示では、イオン注入のためのイオン種を生成するための質量分析マグネットによる分離に有用な、イオン化組成について検討されている。前記組成はＢＦ3以外のホウ素前駆体化合物に由来し、前記ホウ素前駆体化合物は、10Ｂおよび11Ｂの一方において天然存在度を超えて同位体濃縮されている。また、前記組成はＢ2Ｆ4+，Ｂ2Ｆ3+，Ｂ2Ｆ2+，ＢＦ3+，ＢＦ2+，ＢＦ+，Ｂ+，Ｆ+，Ｂ2Ｆ4++，Ｂ2Ｆ3++，Ｂ2Ｆ2++，ＢＦ3++，ＢＦ2++，ＢＦ++，Ｂ++，Ｆ++，Ｂ2Ｆ4+++，Ｂ2Ｆ3+++，Ｂ2Ｆ2+++，ＢＦ3+++，ＢＦ2+++，ＢＦ+++，Ｂ+++，およびＦ+++の中の１つあるいはそれより多くの種を含んでおり、前記組成の該ホウ素含有種は、10Ｂおよび11Ｂの一方において、天然存在度を超えて同位体濃縮されている。
【００７０】
このような組成において、該ホウ素前駆体化合物は化学式Ｂ2Ｆ4、あるいはその他のいかなる適切な化学式を有していてもよい。該組成は、該ホウ素を含むイオン種における原子量１０のホウ素同位体の濃度が１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％、あるいは９９．９９％よりも大きくなるように構成されてもよい。あるいは、該組成は、前記ホウ素を含むイオン種における原子量１１のホウ素同位体の濃度が８０．１％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きくなるように構成されてもよい。
【００７１】
本開示の更なる局面は、Ｂ2Ｆ4+，Ｂ2Ｆ3+，Ｂ2Ｆ2+，ＢＦ3+，ＢＦ2+，ＢＦ+，Ｂ+，Ｂ2Ｆ4++，Ｂ2Ｆ3++，Ｂ2Ｆ2++，ＢＦ3++，ＢＦ2++，ＢＦ++，Ｂ++，Ｂ2Ｆ4+++，Ｂ2Ｆ3+++，Ｂ2Ｆ2+++，ＢＦ3+++，ＢＦ2+++，ＢＦ+++およびＢ+++の中から選択され、10Ｂおよび11Ｂの一方において天然存在度を超えて同位体濃縮された、ホウ素イオン種に関する。該ホウ素イオン種において、前記ホウ素イオン種における原子量１０のホウ素同位体の濃度は１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きく、あるいは前記ホウ素イオン種における原子量１１のホウ素同位体の濃度は８０．１％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きい。
【００７２】
本開示の更なる局面は、イオン注入工程のためのビーム電流を向上させる方法であって、このような向上したビーム電流を生成する同位体濃縮されたイオン種を形成するのに効果的な同位体濃縮ホウ素含有化合物を、対応する非同位体濃縮ホウ素含有化合物に対して用いるステップを含む方法に関する。
【００７３】
同位体濃縮ホウ素含有化合物は、化学式Ｂ2Ｆ4を有していてもよく、あるいは他のいかなる適切な同位体濃縮ホウ素含有化合物を備えていてもよい。１つの実施例において、同位体濃縮されたイオン種における原子量１０のホウ素同位体の濃度は、１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％、あるいは９９．９９％より大きい。他の実施例において、前記同位体濃縮されたイオン種における原子量１１のホウ素同位体の濃度は、８０．１％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きい。
【００７４】
本開示の更なる局面は、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）を、Ｂ2Ｆ4と組合せてドーパント前駆体組成として用いることに関する。このようなドーパント前駆体組成におけるＢ2Ｆ4は、本開示において様々に記載されているように、同位体濃縮の形態であっても、あるいは非同位体濃縮の形態であってもよい。このようなドーパント前駆体組成におけるジボランも同様に、ホウ素同位体種において同位体濃縮の形態であっても、あるいは非同位体濃縮の形態であってもよい。このようなＢ2Ｆ4およびジボランで形成されるドーパント前駆体組成を用いる際に、Ｂ2Ｆ4化合物およびジボランの化合物は予め互いに混合され、同一のソースパッケージから供給されてもよく、あるいはこのようなＢ2Ｆ4化合物およびジボラン化合物はそれぞれ別のソースパッケージから供給され、このような別々のソースパッケージから処理機へと、いかなる適切な方法で流されてもよい。例えば、Ｂ2Ｆ4およびジボラン化合物はそれぞれ別々のソースパッケージから処理機へと併流されてもよく、あるいはこれらの化合物は順次あるいは交互に処理機へと供給されてもよい。
【００７５】
本開示の他の局面において、本開示のホウ素化合物および組成は、本開示で様々に記載されているように、濃縮あるいは非濃縮のＢ2Ｆ4、およびＢ2Ｆ4含有組成に由来するホウ素イオンを用いて、太陽電池を生産するための基板のプラズマドーピングに用いられてもよい。
【００７６】
図を参照すると、図１は、同位体濃縮ホウ素を含む前駆体を前駆体供給容器から受取るために設けられたイオン注入システムを含む、本開示の１つの実施例による半導体製造設備の概略図である。
【００７７】
図１に示されるように、該半導体製造設備１８０は、ドーパント前駆体をイオン注入システムのイオンソースチャンバへと分配するために設けられた、ドーパント前駆体供給容器１８２を備えている。該ドーパント前駆体供給容器１８２は、いかなる適切なタイプのものであってもよく、例えば、ＡＴＭＩ社（米国コネティカット州ダンベリー）から商標「ＳＤＳ」で市販されているタイプの、吸着剤ベースの液体貯蔵・分配装置によって構成されていてもよい。該液体貯蔵・分配装置は、ドーパント前駆体がガス状で該容器の中に含まれた吸着媒体に物理的に吸着可能である場合、ドーパント前駆体ガスを大気中の圧力よりも低い圧力、例えば６００トル未満、例えば約１０〜約５００トルの範囲の圧力、で供給するように設けられている。あるいは、該ドーパント前駆体は、例えば液体貯蔵容器からガスをより低い圧力で分配するようにされたＡＴＭＩ社（米国コネティカット州ダンベリー）から商標「ＶＡＣ」で市販されているタイプの調圧容器などで加圧された状態で、貯蔵されている時は液体状であってもよい。更なる代替例として、該ドーパント前駆体は、固体の形状であってもよく、ＡＴＭＩ社（米国コネティカット州ダンベリー）から商標ＰｒｏＥ−Ｖａｐで市販されているタイプの、固形ドーパント前駆体が加熱され、イオン注入操作のための前駆体ガスを発生させる、気化容器に供給されてもよい。
【００７８】
図１のシステムにおけるドーパント前駆体は、例えば同位体濃縮された四フッ化ジボロン（Ｂ2Ｆ4）、あるいはその他のいかなる同位体濃縮ホウ素を含む前駆体を備えていてもよい。
【００７９】
該ドーパントガスは供給管１８４を通り、ガス運搬部１８６へと流される。該ガス運搬部１８６は、イオンソース１９０の高圧インレット１８８の上流でドーパントガスがイオン化するのを抑制するべく構成・配置されており、該ドーパントガスはイオンソース１９０にてイオン化され、所望の性質を有するドーパントイオンを形成する。
【００８０】
その結果生じるドーパントイオンは流路１９２を通って、イオンソース１９０から注入チャンバ１９４へと運ばれ、該注入チャンバ１９４においてウェハ（図示なし）は、ドーパント種のイオン流に対して、イオン衝突位置に配置される。
【００８１】
注入チャンバからの副産物である排水は、排水処理管１９６を通り排水処理部１９８へと流され、排水は該排水処理部１９８において処理および／あるいは再生処理され、排水処理部１９８から排出される最終的な形態の排水が生じる。
【００８２】
本発明は、本発明の特定の局面、特徴および実施例を参照して本明細書中に説明されてきたが、本発明の有用性は限定されるものではなく、ここに示された開示に基づくその他の多数の変形例、改良例、および代替的な実施例にまで及ぶこと、あるいはこれらを包含するということは、本発明の分野において通常の技術を持った者には明白である。従って、以下に請求される本発明は、本発明の精神および範囲において、このような全ての変形例、改良点、および代替的な実施例を含むものとして広く受取られまた解釈されるべきである。
【図１】
2013540676.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月10日(2013.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上のホウ素原子と、少なくとも１つのフッ素原子とを含むホウ素含有化合物であって、該ホウ素含有化合物は、ホウ素同位体をその天然存在濃度あるいは天然存在割合よりも大きな濃度あるいは割合で含んでいることを特徴とするホウ素含有化合物。
【請求項２】
原子量１０のホウ素同位体を、１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９６％，９７％，９８％，９９％，９９．９％および９９．９９％からなる群から選択された値よりも大きい濃度で含んでいることを特徴とする、請求項１に記載のホウ素含有化合物。
【請求項３】
原子量１１のホウ素同位体の濃度が、８０．１％，８５％，９０％，９５％，９６％，９７％，９８％，９９％，９９．９％および９９．９９％からなる群から選択された値よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のホウ素含有化合物。
【請求項４】
前記ホウ素含有化合物が、２つのホウ素原子を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載のホウ素含有化合物。
【請求項５】
前記ホウ素含有化合物が、化学式Ｂ２Ｆ４を有することを特徴とする、請求項１に記載のホウ素含有化合物。
【請求項６】
１１Ｂの１０Ｂに対する割合が、４．１〜１０，０００の範囲となっていることを特徴とする、請求項１に記載のホウ素含有化合物。
【請求項７】
請求項１に記載のホウ素含有化合物のイオン化に由来し、イオン注入のためのイオン種を生成するためのＡＭＵ分離に有用なイオン組成であって、
前記ホウ素含有化合物は、１０Ｂまたは１１Ｂの天然存在度を超えて同位体濃縮されており、前記組成は、Ｂ２Ｆ４＋，Ｂ２Ｆ３＋，Ｂ２Ｆ２＋，ＢＦ３＋，ＢＦ２＋，ＢＦ＋，Ｂ＋，Ｆ＋，Ｂ２Ｆ４＋＋，Ｂ２Ｆ３＋＋，Ｂ２Ｆ２＋＋，ＢＦ３＋＋，ＢＦ２＋＋，ＢＦ＋＋，Ｂ＋＋，Ｆ＋＋，Ｂ２Ｆ４＋＋＋，Ｂ２Ｆ３＋＋＋，Ｂ２Ｆ２＋＋＋，ＢＦ３＋＋＋，ＢＦ２＋＋＋，ＢＦ＋＋＋，Ｂ＋＋＋，およびＦ＋＋＋からなる群から選択される１種または複数種を備え、該組成が備える種のうちホウ素含有種は、１０Ｂまたは１１Ｂの天然存在度を超えて同位体濃縮されている、イオン組成。
【請求項８】
請求項１に記載のホウ素含有化合物を保持している、ガス貯蔵及び分配容器。
【請求項９】
イオン注入またはプラズマドーピングのための請求項１に記載のホウ素含有化合物の使用。
【請求項１０】
前記ホウ素含有化合物を、不活性ガス、アルゴン、窒素、ヘリウム、水素、アンモニア、キセノン、二フッ化キセノン、同位体濃縮ジボラン、および天然存在ジボランからなる群から選択された伴流される種と共に、イオン注入のために供給することを含む、請求項９に記載の使用。
【請求項１１】
前記ホウ素含有化合物は、化学式Ｂ２Ｆ４を有する、請求項９及び１０の何れかに記載の使用。
【請求項１２】
同位体濃縮された原子量１１ホウ素のＢ２Ｆ４化合物を、同位体濃縮された原子量１１ホウ素のＢＦ３化合物と共にイオン注入機に流すことを含む、請求項９に記載の使用。
【請求項１３】
前記ホウ素含有化合物は、１１Ｂの１０Ｂに対する割合が、４．１〜１０，０００の範囲となっている、請求項９及び１０の何れかに記載の使用。
【請求項１４】
イオン注入工程におけるビーム電流を改善するために、対応する非同位体濃縮ホウ素含有化合物に関連して前記ホウ素含有化合物をイオン化することを含む、請求項９に記載の使用。
【請求項１５】
請求項１に記載のホウ素含有化合物を生成する方法であって、ホウ素含有ガスをホウ素含有固体と接触させることを含み、前記ホウ素含有ガス及び前記ホウ素含有固体の少なくとも１つは、原子量１０のホウ素同位体または原子量１１のホウ素同位体の天然存在度を超えて同位体濃縮されている、方法。
【国際調査報告】
2013540676.tif 000004
2013540676.tif 000005