(57)【要約】  ドーパント種の注入用の、イオン注入のための組成物、システムおよび方法を記載する。特定のセレンドーパント源組成物および注入システム特徴、例えばレシピ遷移、ビーム安定性、発生源の寿命、ビーム均一性、ビーム電流および所有するコストにおける有利性を達成するための並行流ガスの使用を記載する。
2016514352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セレンをドーパント種として含む原料ガスからセレンを注入する方法であって、（ｉ）カソードのスパッタリング、（ｉｉ）絶縁表面上の固体の付着、および（ｉｉｉ）電位の異なる２つの部品の間のショートの原因となる固体の堆積、ならびに（ｉｖ）カソードの上の固体堆積、のイオン源の故障モードの少なくとも１つに対処するために効果的である、原料ガスを並行流ガスと共に注入部に流入させるステップを含み、場合により、ドーパント種が、これらの１以上の同位体において天然存在度より同位体が濃縮された方法。
【請求項２】
原料ガスが前記ドーパント種の水素化物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
原料ガスが、並行流ガスとの混合物で注入部に流入する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
原料ガスおよび並行流ガスが、個別のガス流入導管で注入部に流入する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
並行流ガスが、Ｈ２、ＰＨ３、ＡｓＨ３、ＣＨ４、ＧｅＨ４、ＳｉＨ４、Ｈ２Ｓｅ、ＮＨ３、Ｆ２、ＸｅＦ２、ＢＦ３、ＳＦ６、ＧｅＦ４、ＳｉＦ４、ＳｅＦ４、ＳｅＦ６、ＮＦ３、Ｎ２Ｆ４、ＨＦ、ＷＦ６、ＭｏＦ６、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ２、Ｈ２Ｏ、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＣＯＦ２、ＣＨ２Ｏ、Ｃ２Ｆ４Ｈ２、ＰＦ３、ＰＦ５、ＣＦ４、ＣＦ３Ｈ、ＣＦ２Ｈ２、ＣＦＨ３、Ｂ２Ｆ４、ＣＯ、ＣＯ２、式ＸｙＦｚ（式中、Ｘは、Ｆと化学量論比にある任意の元素である、ｙ≧１およびｚ≧１）の化合物、希ガス、式ＣａＯｘＨｙＦｚ（式中、ａ≧０、ｘ≧０、ｙ≧０およびｚ≧１）の気体化合物、式ＣｘＦｙＨｚ（式中ｘ≧０、ｙ＞０およびｚ≧０）の気体化合物ならびにフッ素含有ガスからなる群から選択される少なくとも１つのガス種を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
並行流ガスが、カソードのスパッタリングに対処するために効果的である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
並行流ガスがフッ素含有ガスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
並行流ガスが、Ｆ２、ＸｅＦ２およびＮＦ３からなる群から選択されるフッ素含有ガスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
並行流ガスが、アルゴンガス、キセノンガス、またはクリプトンガスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
並行流ガスがハロゲン含有ガスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
原料ガスが、元素セレン；セレン化水素；有機セレン化合物、ハロゲン化セレン、ポリセレニド、および少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された前述の形態のうちの少なくとも１つの形態として、セレンドーパント種を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
原料ガスが、式Ｒ’ＳｅＲ’’（式中、Ｒはそれぞれ水素、ハロゲン化物、アルキル、アルコキシまたは窒素含有官能基を含み得る。）の有機セレン化合物を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
原料ガスが、式Ｓｅｎ（式中、ｎは２から８である。）のポリセレニドを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
原料ガスが、少なくとも１つのセレン同位体について天然存在度より同位体が濃縮された、元素セレン、セレン化水素、有機セレン化合物、ハロゲン化セレンおよびポリセレニドのうちの少なくとも１つの形態としてセレンドーパント種を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
同位体濃縮されたセレン同位体が、７４Ｓｅ、７６Ｓｅ、７７Ｓｅ、７８Ｓｅ、８０Ｓｅおよび８２Ｓｅの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
同位体濃縮されたセレン同位体が８０Ｓｅを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
ドーパント種が基材に注入され、前記基材が、ウェハ基材か、または、半導体素子、フラットパネルディスプレイ素子、ソーラーパネル素子、ＬＥＤ素子およびスーパーキャパシタ素子からなる群から選択される素子の前駆素子構造物かを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記ドーパント種が、ビームラインイオン注入により基材に注入される、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記ドーパント種が、プラズマ浸漬イオン注入により基材に注入される、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
原料ガスおよび並行流ガスが、
Ｈ２Ｓｅ＋Ｈ２
Ｈ２Ｓｅ＋Ｈ２＋ＸｅＦ２
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＨ４
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＯ
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＯＦ２
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＯＦ２＋Ｏ２＋Ｈ２
Ｈ２Ｓｅ＋ＳｅＦ４
Ｈ２Ｓｅ＋ＳｅＦ６
Ｈ２Ｓｅ＋ＮＦ３
Ｈ２Ｓｅ＋ＸｅＦ２
Ｈ２Ｓｅ＋Ｆ２
からなる群から選択されるガスの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
セレンを基材にイオン注入する方法であって、セレン含有原料ガスをイオン化して、セレン含有イオン種を形成するステップ、およびセレンイオンを、セレン含有イオン種から前記基材に注入するステップを含み、セレン含有原料ガスがポリセレニドを含む方法。
【請求項２２】
ポリセレニドが、式Ｓｅｎ（式中、ｎは２から８である。）である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
セレンを基材にイオン注入する方法であって、セレン含有原料ガスをイオン化して、セレン含有イオン種を形成するステップ、およびセレンイオンを、セレン含有イオン種から前記基材に注入するステップを含み、セレン含有原料ガスが、少なくとも１つのセレン同位体の天然存在度より同位体が濃縮された、元素セレン、セレン化水素、有機セレン化合物、ハロゲン化セレンおよびポリセレニドの形態のうちの少なくとも１つとしてセレンドーパント種を含む方法。
【請求項２４】
同位体濃縮されたセレン同位体が、７４Ｓｅ、７６Ｓｅ、７７Ｓｅ、７８Ｓｅ、８０Ｓｅおよび８２Ｓｅの少なくとも１つを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
同位体濃縮されたセレン同位体が８０Ｓｅを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
イオン化チャンバーを含んだイオン注入部と、
原料ガスを前記イオン化チャンバーに送達するために前記イオン化チャンバーと供給関係を以って連結された原料ガス供給パッケージと
を含み、
請求項１から２５のいずれか一項に記載の方法を実行するために構築および配置されることを特徴とする、イオン注入システム。
【請求項２７】
ドーパント種および並行流ガスの組成物であって、
（ｉ）
（Ａ）元素セレン、
（Ｂ）セレン化水素、
（Ｃ）有機セレン化合物、
（Ｄ）ハロゲン化セレン、
（Ｅ）ポリセレニド、および
（Ｆ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された（Ａ）から（Ｅ）のうちの１種以上；
の形態のうちの少なくとも１つを含むセレンドーパント種、ならびに
（ｉｉ）並行流ガス
を含む組成物。
【請求項２８】
セレンドーパント種が、７４Ｓｅ、７６Ｓｅ、７７Ｓｅ、７８Ｓｅ、８０Ｓｅおよび８２Ｓｅのうちの少なくとも１つにおいて同位体が濃縮された、請求項２７に記載の組成物。
【請求項２９】
セレンドーパント種が、８０Ｓｅにおいて同位体が濃縮された、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３０】
Ｈ２Ｓｅ＋Ｈ２
Ｈ２Ｓｅ＋Ｈ２＋ＸｅＦ２
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＨ４
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＯ
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＯＦ２
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＯＦ２＋Ｏ２＋Ｈ２
Ｈ２Ｓｅ＋ＳｅＦ４
Ｈ２Ｓｅ＋ＳｅＦ６
Ｈ２Ｓｅ＋ＮＦ３
Ｈ２Ｓｅ＋ＸｅＦ２
Ｈ２Ｓｅ＋Ｆ２
からなる群から選択されるガスの組み合わせを含む、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３１】
並行流ガスが、Ｈ２、ＰＨ３、ＡｓＨ３、ＣＨ４、ＧｅＨ４、ＳｉＨ４、Ｈ２Ｓｅ、ＮＨ３、Ｆ２、ＸｅＦ２、ＢＦ３、ＳＦ６、ＧｅＦ４、ＳｉＦ４、ＳｅＦ４、ＳｅＦ６、ＮＦ３、Ｎ２Ｆ４、ＨＦ、ＷＦ６、ＭｏＦ６、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ２、Ｈ２Ｏ、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＣＯＦ２、ＣＨ２Ｏ、Ｃ２Ｆ４Ｈ２、ＰＦ３、ＰＦ５、ＣＦ４、ＣＦ３Ｈ、ＣＦ２Ｈ２、ＣＦＨ３、Ｂ２Ｆ４、ＣＯ、ＣＯ２、式ＸｙＦｚ（式中、Ｘは、Ｆと化学量論比にある任意の元素である、ｙ≧１およびｚ≧１）の化合物、希ガス、式ＣａＯｘＨｙＦｚ（式中、ａ≧０、ｘ≧０、ｙ≧０およびｚ≧１）の気体化合物、式ＣｘＦｙＨｚ（式中ｘ≧０、ｙ＞０およびｚ≧０）の気体化合物ならびにフッ素含有ガスからなる群から選択される少なくとも１つのガス種を含む、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３２】
並行流ガスが、カソードのスパッタリングに対処するために効果的である、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３３】
並行流ガスがフッ素含有ガスを含む、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３４】
並行流ガスが、Ｆ２、ＸｅＦ２およびＮＦ３からなる群から選択されるフッ素含有ガスを含む、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３５】
並行流ガスが、アルゴンガス、キセノンガス、またはクリプトンガスを含む、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３６】
並行流ガスがハロゲン含有ガスを含む、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３７】
並行流ガスが、Ｈ２、ＰＨ３、ＡｓＨ３、ＣＨ４、ＧｅＨ４、ＳｉＨ４、Ｈ２ＳｅおよびＮＨ３からなる群から選択される、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３８】
並行流ガスが、Ｆ２、ＸｅＦ２、ＢＦ３、ＳＦ６、ＧｅＦ４、ＳｉＦ４、ＳｅＦ４、ＳｅＦ６、ＮＦ３、ＨＦ、ＷＦ６およびＭｏＦ６からなる群から選択される、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３９】
並行流ガスが、Ｎｅ、Ｋｒ、ＸｅおよびＨｅからなる群から選択される、請求項２７に記載の組成物。
【請求項４０】
並行流ガスが、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ２およびＨ２Ｏからなる群から選択される、請求項２７に記載の組成物。
【請求項４１】
並行流ガスが、Ｃｌ２、Ｆ２、Ｎ２、ＸｅＦ２およびＨＣｌからなる群から選択される、請求項２７に記載の組成物。
【請求項４２】
並行流ガスが、Ｆ２、ＣＯＦ２、ＣＦ４、ＭｏＦ６、Ｂ２Ｆ４、ＮＦ３、Ｎ２Ｆ４、ＳｅＦ４、ＳｅＦ６、ＸｅＦ２、ＢＦ３、ＳＦ６、ＧｅＦ４、ＳｉＦ４、ＷＦ６、式ＸｙＦｚ（式中、Ｘは、Ｆと化学量論比にある任意の元素である、ｙ≧１およびｚ≧１）の化合物およびＣａＯｘＨｙＦｚ（式中、ａ≧０、ｘ≧０、ｙ≧０およびｚ≧１）の化合物およびＣｘＦｙＨｚ（式中、ｘ≧０、ｙ＞０およびｚ≧０）の化合物からなる群から選択される、請求項２７に記載の組成物。
【請求項４３】
イオン注入システムのためのガス供給キットであって、
（ｉ）原料ガスまたはこのためのソース試薬を保持する第１のガス貯蔵器および分注容器および（ｉｉ）並行流ガスを保持する第２のガス貯蔵器および分注容器を含み、原料ガスまたはこのためのソース試薬が、
（Ａ）元素セレン、
（Ｂ）セレン化水素、
（Ｃ）有機セレン化合物、
（Ｄ）ハロゲン化セレン、
（Ｅ）ポリセレニド、および
（Ｆ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された（Ａ）から（Ｅ）のうちの１種以上
の形態のうちの少なくとも１つを含むセレンドーパント種を含む、キット。
【請求項４４】
第１および第２のガス貯蔵器および分注容器の少なくとも１つが、セレンドーパント種が吸着され、分注条件下でセレンドーパント種が脱着される吸着媒体を含有する容器を含む、請求項４３に記載のガス供給キット。
【請求項４５】
第１および第２のガス貯蔵器および分注容器の少なくとも１つが、１以上の圧力調整器を内部容積に含んだ内部圧力調整容器を含む、請求項４３に記載のガス供給キット。
【請求項４６】
イオン注入システムの動作を強化する方法であって、
イオン注入システムにおける使用のために、（ｉ）原料ガスまたはこのためのソース試薬を保持する第１のガス貯蔵器および分注容器ならびに（ｉｉ）並行流ガスを保持する第２のガス貯蔵器および分注容器を提供するステップを含み、原料ガスまたはこのためのソース試薬が、
（Ａ）元素セレン、
（Ｂ）セレン化水素、
（Ｃ）有機セレン化合物、
（Ｄ）ハロゲン化セレン、
（Ｅ）ポリセレニド、および
（Ｆ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された（Ａ）から（Ｅ）のうちの１種以上
の形態のうちの少なくとも１つを含むセレンドーパント種を含むことを特徴とする、方法。
【請求項４７】
前記動作の強化が、このような並行流ガスのいずれをも含まない、イオン注入部の対応する動作と比較して、レシピ遷移、ビーム安定性、発生源の寿命、ビーム均一性、ビーム電流、および所有するコストのうちの少なくとも１つにおいて、前記イオン注入システムの動作特性が強化されることを含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
第１および第２のガス貯蔵器および分注容器の少なくとも１つが、セレンドーパント種が吸着され、分注条件下でセレンドーパント種が脱着される吸着媒体を含有する容器を含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
第１および第２のガス貯蔵器および分注容器の少なくとも１つが、１以上の圧力調整器を内部容積に含んだ内部圧力調整容器を含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項５０】
イオン注入のための原料供給パッケージであって、
（Ａ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された元素セレン、
（Ｂ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮されたセレン化水素、
（Ｃ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された有機セレン化合物、
（Ｄ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮されたハロゲン化セレン、および
（Ｅ）ポリセレニドもしくは少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮されたポリセレニド、
からなる群から選択されるセレンドーパント種を保持する貯蔵器および分注容器を含む原料供給パッケージ。
【請求項５１】
貯蔵器および分注容器が、（ｉ）セレンドーパント種が吸着され、分注条件下でセレンドーパント種が脱着される吸着媒体、（ｉｉ）セレンドーパント種のためのイオン性液体貯蔵媒体、および（ｉｉｉ）容器からセレンドーパント種の分注を圧力調整するために構成される、容器の内部容積内の１以上の圧力調整器のうちの少なくとも１つを含む、請求項５０に記載の原料供給パッケージ。
【請求項５２】
セレンドーパント種および並行流ガスが、貯蔵器および分注容器において同時混合される、請求項５０に記載の原料供給パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
２０１３年３月５日出願の米国特許仮出願第６１／７７３，１３５号明細書、Ｏｌｅｇ  Ｂｙｌら、「ＩＯＮ  ＩＭＰＬＡＮＴＡＴＩＯＮ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＳ，ＳＹＳＴＥＭＳ，ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ」の優先権の利益を、３５ＵＳＣ１１９の規定の下に本明細書において主張する。米国特許仮出願第６１／７７３，１３５号明細書の開示は、参照によりその全体を、すべての目的のために本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、イオン注入システムおよび方法ならびにイオン注入のための組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
イオン注入は、マイクロエレクトロニクス製品および半導体製品の製造に広く使用される方法であり、制御された量のドーパント不純物を基材、例えば半導体ウェハに正確に導入するために用いられる。
【０００４】
このような用途に用いられるイオン注入システムにおいて、通常イオン源は、所望のドーパント元素ガスをイオン化するために用いられ、イオンは、所望のエネルギーのイオンビームの形態で、発生源から引き出される。さまざまな型のイオン源がイオン注入システムに使用され、これらとしては、熱電極を用い、電気アークにより走力が供給されるＦｒｅｅｍａｎおよびＢｅｒｎａｓ型、マグネトロンを使用するマイクロウェーブ型、間接加熱カソード（ＩＨＣ）源およびＲＦプラズマ源が挙げられ、これらはすべて真空において動作する。
【０００５】
いずれのシステムにおいても、イオン源は、電子を、ドーパントガス（一般的に「原料ガス」と称される。）を満たした真空アークチャンバー（これ以降「チャンバー」とする。）に導入することによってイオンを発生させる。電子と、ドーパントガス中の原子および分子との衝突は、正および負のドーパントイオンからなるイオン化プラズマの発生をもたらす。正または負のバイアスを有する引き出し電極は、それぞれ、正または負のイオンを、平行化イオンビームとして隙間を通過させ、平行化イオンビームは標的材料に向かって加速され、所望の導電率の領域を形成する。
【０００６】
予防保全（ＰＭ）の頻度および期間は、イオン注入ツールの性能係数の１つである。一般的傾向として、ツールのＰＭの頻度および期間は減っている。最も保全を必要とするイオン注入部ツールの部品としては、動作条件に依存して、概して動作のおよそ５０から３００時間後に補修されるイオン源；ふつうは数百時間の動作後にクリーニングされる引き出し電極および高電圧絶縁体；ならびにツールに付随する真空システムのポンプおよび真空ラインが挙げられる。さらに、イオン源のフィラメントは定期的に取り換えられる。
【０００７】
理想的には、アークチャンバーに投入される原料分子は、アークチャンバー自体またはイオン注入部任意の他の部品と実質的相互作用を起こさずにイオン化およびフラグメント化される。実際には、原料ガスのイオン化およびフラグメント化は、望ましくない効果、例えば、アークチャンバー部品のエッチングまたはスパッタリング、アークチャンバー表面への付着、アークチャンバーの壁材料の再分布などをもたらし得る。これらの効果は、イオンビームの不安定性に寄与し、最終的にはイオン源の早期破壊の原因となり得る。原料ガスおよびこれらのイオン化産物の残留物は、イオン注入部ツール、例えば、供給絶縁層または引き出し電極の表面の高電圧成分に付着した場合、エネルギーの高電圧による火花発生の原因にもなり得る。このような火花はビームの不安定性の別の原因物質であり、これらの火花により放出されたエネルギーは、壊れやすい電子部品を損傷して、装置故障の増加および平均故障時間間隔（ＭＴＢＦ）の短縮をもたらす恐れがある。
【０００８】
原料ガスまたは並行流ガス（並行流ガスは、原料ガスとの混合物で、または原料ガスが流れる導管とは別の流入導管において注入部のイオン化チャンバーにパイプを通して送られるかのいずれかで、原料ガスと同時に注入部に流入するガスである。）として、高率の水酸化物ガスが走行するイオン注入部において、イオン源の故障モードとしては、通常、（ｉ）いわゆるカソードの「突き抜け」をもたらす、カソードの過剰なスパッタリング、（ｉｉ）電気のショートまたは「グリッチング」をもたらす、固体および絶縁表面の過剰な付着、（ｉｉｉ）電位の異なる２つの部品の間のショートの原因となる、固体の堆積、ならびに（ｉｖ）イオンビーム電流の損失をもたらす、電子放出効率の損失の原因となるカソード上の固体堆積が挙げられる。
【０００９】
マイクロエレクトロニクスおよび半導体素子が進歩的に小型になっていく場合、イオン注入は、しばしば浅い注入領域を提供するために対応して低いエネルギーにおける実施が要求され、このような低エネルギー動作が、高いコストおよびツールの生産性の低下という不利益をもたらす。
【００１０】
イオン注入システムにおいて使用されるドーパントは、非常にさまざまな型であり、ヒ素、リン、ホウ素、酸素、窒素、テルル、炭素およびセレンなどが挙げられる。例えば、セレンは、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）素子、リン化インジウム（ＩｎＰ）素子および石英ガラス中の量子ドットの製造を含む、多数のイオン注入用途においてドーパントとして使用される。
【００１１】
イオン注入動作に使用されるドーパントの特定の型に関係なく、原料ガスが効率的に処理され、イオン種の注入が、効果的および経済的様式で実施され、注入部が、保全の必要性が最小であるように動作し、注入ツールの生産性が可能な限り高いように、システムの部品の故障前の平均時間が最大であるということを確実にするという目的が汎く存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本開示は、イオン注入のための組成物、システムおよび方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一態様において、本開示は、セレンをドーパント種として含む原料ガスからセレンを注入する方法であって、（ｉ）カソードのスパッタリング、（ｉｉ）絶縁表面上の固体の付着、および（ｉｉｉ）電位の異なる２つの部品の間のショートの原因となる固体の堆積、ならびに（ｉｖ）カソード上の固体堆積、のイオン源の故障モードのうちの少なくとも１つに対処するために効果的である、原料ガスを並行流ガスと共に注入部に流入させるステップを含み、場合により、ドーパント種が、これらの１以上の同位体において天然存在度より同位体が濃縮された方法に関する。
【００１４】
別の態様において、本開示は、セレンを基材にイオン注入する方法であって、セレン含有原料ガスをイオン化して、セレン含有イオン種を形成するステップ、およびセレンイオンを、セレン含有イオン種から前記基材に注入するステップを含み、セレン含有原料ガスがポリセレニドを含む方法に関する。
【００１５】
さらなる態様において、本開示は、セレンを基材にイオン注入する方法であって、セレン含有原料ガスをイオン化して、セレン含有イオン種を形成するステップ、およびセレンイオンを、セレン含有イオン種から前記基材に注入するステップを含み、セレン含有原料ガスが、少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された、元素セレン、セレン化水素、有機セレン化合物、ハロゲン化セレンおよびポリセレニドの形態のうちの少なくとも１つとしてセレンドーパント種を含む方法に関する。
【００１６】
本開示のさらなる態様は、イオン注入システムであって、イオン化チャンバーを含んだイオン注入部と、原料ガスを前記イオン化チャンバーに送達するために前記イオン化チャンバーと供給関係を以って連結された原料ガス供給パッケージとを含み、本開示に従った方法を実行するために構築および配置されるシステムに関する。
【００１７】
本開示のまたさらなる態様は、ドーパント種および並行流ガスの組成物であって、
（ｉ）
（Ａ）元素セレン、
（Ｂ）セレン化水素、
（Ｃ）有機セレン化合物、
（Ｄ）ハロゲン化セレン、
（Ｅ）ポリセレニド、および
（Ｆ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された（Ａ）から（Ｅ）のうちの１種以上；
の形態のうちの少なくとも１つを含むセレンドーパント種、ならびに
（ｉｉ）並行流ガス
を含む組成物に関する。
【００１８】
本開示のまたさらなる態様は、イオン注入システムのためのガス供給キットであって、（ｉ）原料ガスまたはこのためのソース試薬を保持する第１のガス貯蔵器および分注容器および（ｉｉ）並行流ガスを保持する第２のガス貯蔵器および分注容器を含み、原料ガスまたはこのためのソース試薬が、
（Ａ）元素セレン、
（Ｂ）セレン化水素、
（Ｃ）有機セレン化合物、
（Ｄ）ハロゲン化セレン、
（Ｅ）ポリセレニド、および
（Ｆ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された（Ａ）から（Ｅ）のうちの１種以上、
の形態のうちの少なくとも１つを含むセレンドーパント種を含むキットに関する。
【００１９】
本開示のさらに別の態様は、イオン注入システムの動作を強化する方法であって、イオン注入システムにおける使用のために、（ｉ）原料ガスまたはこのためのソース試薬を保持する第１のガス貯蔵器および分注容器ならびに（ｉｉ）並行流ガスを保持する第２のガス貯蔵器および分注容器を提供するステップを含み、原料ガスまたはこのためのソース試薬が、
（Ａ）元素セレン、
（Ｂ）セレン化水素、
（Ｃ）有機セレン化合物、
（Ｄ）ハロゲン化セレン、
（Ｅ）ポリセレニド、および
（Ｆ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された（Ａ）から（Ｅ）のうちの１種以上；
の形態のうちの少なくとも１つを含むセレンドーパント種を含むことを特徴とすること方法に関する。
【００２０】
本開示のさらなる態様は、イオン注入のための原料供給パッケージであって、Ａ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された元素セレン、（Ｂ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮されたセレン化水素、（Ｃ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮されたハロゲン化セレン、（Ｄ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された有機セレン化合物および（Ｅ）場合により、少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮されたポリセレニドからなる群から選択されるセレンドーパント種を保持する貯蔵器および分注容器を含む原料供給パッケージに関する。
【００２１】
本開示の他の態様、特徴および実施形態は、次の説明および添付の特許請求の範囲から、より完全に明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】セレンドーパント源材料が、セレンを基材に注入するためのイオン注入部に供給される、本開示に従った動作モードを例示する、イオン注入システムの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本開示は、イオン注入システム、方法および組成物に関する。
【００２４】
本明細書および添付の特許請求の範囲において使用する場合、単数形「１つの（ａ）」、「および（ａｎｄ）」および「前記（ｔｈｅ）」は、文脈が特に別のことを明確に示さない限り、複数の指示対象を含む。
【００２５】
本明細書において化合物の有機部分および有機化合物自体は、任意の適切な型であってよく、例えば、元素Ｃ、Ｈおよび場合によりヘテロ原子、例えばＯ、Ｎ、Ｓｉなどを含んでよい。本開示のこのような部分および有機化合物は、この中の他の元素との化学量論比において、任意の適切な炭素数、例えばＣ１−Ｃ１２またはこれ以上を有することができる。
【００２６】
本明細書において使用する場合、炭素数範囲、例えばＣ１−Ｃ１２の確認は、所定の範囲内の各介在性の炭素数および任意の他の所定または介在性の炭素数が包含されるように、このような範囲内の成分炭素数部分のそれぞれを含むことが意図され、指定の炭素数範囲内の炭素数の部分範囲が、本発明の範囲内で、より小さい炭素数範囲に独立して含まれ得ること、および１以上の炭素数が具体的に除外される炭素数範囲が本発明に含まれ、指定の範囲の炭素数限界のいずれかまたは両方を除外する部分範囲もまた本発明に含まれることがさらに理解されると思われる。従って、Ｃ１−Ｃ１２アルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシルおよびドデシルを、これらの型の直鎖および分枝型の基を含めて含むことが意図される。従って、大まかには置換基部分にも適用可能な炭素数範囲、例えばＣ１−Ｃ１２は、本発明の特定の実施形態において、置換基部分のより広い指定内の炭素数範囲を有する部分のサブグループとして、炭素数範囲をさらに制限することも可能である。例としては、炭素数範囲の確認、例えばＣ１−Ｃ１２アルキルは、本発明の特定の実施形態において、部分範囲、例えばＣ１−Ｃ４アルキル、Ｃ２−Ｃ８アルキル、Ｃ２−Ｃ４アルキル、Ｃ３−Ｃ５アルキルまたは広い炭素数範囲内の任意の他の部分範囲を包含するように、より制限的に指定することができる。
【００２７】
本開示の化合物は、特定の実施形態において、本明細書に記載のこれらのさまざまな詳述および例示に関して、特定の置換基、基または構造を除外する但し書きまたは制限によりさらに指定することができる。従って、本開示は、制限的に定義された組成物、例えばＲｉがＣ１−Ｃ１２アルキルであり、Ｒｊがシリルである場合、ＲｉはＣ４アルキルではないという但し書きを有する組成物を企図する。
【００２８】
本開示は、セレンをドーパント種として含む原料ガスからセレンを注入することを主に対象とするが、本明細書に記載の方法および装置は、他のドーパント種、例えば、ヒ素、ゲルマニウム、テルル、リンなどを含む原料ガスからドーパント種を注入することの対応する有利性を利用することもできることが認識されるであろう。
【００２９】
本開示の一般的実践における原料ガスは、ドーパント種を、水素化物、ハロゲン化物または有機源化合物もしくは錯体を含むことができ、例えば、ドーパント源種がセレンの場合、有機セレン化合物もしくは錯体の形態で含むことができる。このような有機源化合物または錯体の有機部分は、任意の適切な型であってよく、例えば、オルガノ置換基の前述の説明に一致するＣ１−Ｃ１２オルガノ、例えばＣ１−Ｃ１２アルキルを含むことができる。有機セレン化合物は、式Ｒ’ＳｅＲ’’（式中、Ｒ’およびＲ’’は、それぞれ独立して水素、ハロゲン化物、アルキル、アルコキシまたは窒素含有官能基を含むことができる。）であってよく、セレノール（Ｒ’ＳｅＨ）、セレニルハロゲン化物（Ｒ’ＳｅＸ、式中Ｘはハロ（フッ素、塩素、臭素およびヨウ素））、ならびにセレノキシド（Ｒ’Ｏ−ＳｅＲ’’）を含む。
【００３０】
本開示は、特定の一態様において、ドーパント種としてセレンを含む原料ガスからセレンを注入する方法であって、（ｉ）カソードのスパッタリング、（ｉｉ）絶縁表面上の固体の付着、および（ｉｉｉ）電位の異なる２つの部品の間のショートの原因となる固体の堆積、ならびに（ｉｖ）カソード上の固体堆積、のイオン源故障モードの少なくとも１つに対処するために効果的である、原料ガスを並行流ガスと共に注入部に流入するステップを含み、場合により、ドーパント種が、これらの１以上の同位体において天然存在度より同位体が濃縮された方法に関する。
【００３１】
このような方法において、原料ガスはドーパント種の水素化物を含んでよい。原料ガスは、並行流ガスとの混合物で注入部に流入されてもよく、または，原料ガスおよび並行流ガスが、個別のガス流入導管において注入部に流入されてもよい。
【００３２】
一実施形態において、並行流ガスは、Ｈ２、ＰＨ３、ＡｓＨ３、ＣＨ４、ＧｅＨ４、ＳｉＨ４、Ｈ２Ｓｅ、ＮＨ３、Ｆ２、ＸｅＦ２、ＢＦ３、ＳＦ６、ＧｅＦ４、ＳｉＦ４、ＳｅＦ４、ＳｅＦ６、ＮＦ３、Ｎ２Ｆ４、ＨＦ、ＷＦ６、ＭｏＦ６、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ２、Ｈ２Ｏ、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＣＯＦ２、ＣＨ２Ｏ、Ｃ２Ｆ４Ｈ２、ＰＦ３、ＰＦ５、ＣＦ４、ＣＦ３Ｈ、ＣＦ２Ｈ２、ＣＦＨ３、Ｂ２Ｆ４、ＣＯ、ＣＯ２、式ＸｙＦｚ（式中、Ｘは、Ｆと化学量論比にある任意の元素である、ｙ≧１およびｚ≧１）の化合物、希ガス、式ＣａＯｘＨｙＦｚ（式中、ａ≧０、ｘ≧０、ｙ≧０およびｚ≧１）の気体化合物、式ＣｘＦｙＨｚ（式中ｘ≧０、ｙ＞０およびｚ≧０）の気体化合物ならびにフッ素含有ガスからなる群から選択される少なくとも１つのガス種を含む。
【００３３】
特定の実施形態において、並行流ガスは、カソードのスパッタリングに対処するために効果的であるように選択することができる。並行流ガスは、フッ素含有ガス、例えば、Ｆ２、ＸｅＦ２およびＮＦ３からなる群から選択されるフッ素含有ガスを含んでよい。代替的には、並行流ガスは、塩素含有ガスまたは他のハロゲン含有ガスを含んでもよい。
【００３４】
原料ガスは、例えばセレンドーパント種を、元素セレン；セレン化水素；有機セレン化合物；ポリセレニドおよび少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された前述の形態のうちの少なくとも１つの形態として、含むことができる。セレンドーパント種が有機セレン化合物を含む場合、このような有機セレン化合物は、式Ｒ２Ｓｅ（式中、Ｒはそれぞれ独立して、ＨまたはＣ１−Ｃ１２アルキルであり、少なくとも１つのＲがＣ１−Ｃ１２アルキルである。）であってよい。原料ガスが、ポリセレニドをセレンドーパント種として含む場合、ポリセレニドは、式Ｓｅｎ（式中、ｎは２から８である。）であってよい。同位体濃縮されたセレンドーパント種が用いられる場合、原料ガスは、このようなドーパント種を、少なくとも１つのセレン同位体、例えば７４Ｓｅ、７６Ｓｅ、７７Ｓｅ、７８Ｓｅ、８０Ｓｅおよび８２Ｓｅのうちの少なくとも１つの天然存在度より同位体が濃縮された、元素セレン、セレン化水素、有機セレン化合物、ハロゲン化セレンおよびポリセレニドのうちの少なくとも１つの形態として含むことができる。さまざまな実施形態において、同位体濃縮されたセレン同位体は、８０Ｓｅにおいて天然存在度より同位体が濃縮されている。
【００３５】
前述の方法論は、ドーパント種を基材に注入するために採用可能である。基材は、ウェハ基材または半導体素子、フラットパネルディスプレイ素子、ソーラーパネル素子、ＬＥＤ素子およびスーパーキャパシタ素子からなる群から選択される素子の前駆素子構造物を含み得る。
【００３６】
ドーパント種は、任意の適切な方法、例えば、ビームラインイオン注入またはプラズマ浸漬イオン注入によってドーパント種を基材に注入することにより注入することができる。
【００３７】
さまざまな実施形態において、イオン注入方法は、
Ｈ２Ｓｅ＋Ｈ２
Ｈ２Ｓｅ＋Ｈ２＋ＸｅＦ２
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＨ４
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＯ
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＯＦ２
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＯＦ２＋Ｏ２＋Ｈ２
Ｈ２Ｓｅ＋ＳｅＦ４
Ｈ２Ｓｅ＋ＳｅＦ６
Ｈ２Ｓｅ＋ＮＦ３
Ｈ２Ｓｅ＋ＸｅＦ２
Ｈ２Ｓｅ＋Ｆ２
からなる群から選択されるガスの組み合わせを含む、セレンドーパント種および並行流ガスを利用可能である。
【００３８】
本開示は、さらなる態様において、セレンを基材にイオン注入する方法であって、セレン含有原料ガスをイオン化して、セレン含有イオン種を形成するステップ、およびセレン含有イオン種から、セレンイオンを前記基材に注入するステップを含み、該セレン含有原料ガスがポリセレニドを含む方法に関する。このような方法において、ポリセレニドは、式Ｓｅｎ（式中ｎは２から８である。）であってよい。
【００３９】
本開示の別の態様は、セレンを基材にイオン注入する方法であって、セレン含有原料ガスをイオン化して、セレン含有イオン種を形成するステップ、およびセレン含有イオン種から、セレンイオンを前記基材に注入するステップを含み、該セレン含有原料ガスが、少なくとも１つのセレン同位体の天然存在度より同位体が濃縮された元素セレン、セレン化水素、有機セレン化合物、ハロゲン化セレンおよびポリセレニドの形態のうちの少なくとも１つとしてセレンドーパント種を含む方法に関する。このような方法において、同位体濃縮されたセレン同位体は、天然存在度を超える同位体として、７４Ｓｅ、７６Ｓｅ、７７Ｓｅ、７８Ｓｅ、８０Ｓｅおよび８２Ｓｅの１以上を含むことができ、例えば、このような同位体として８０Ｓｅを含み得る。
【００４０】
本開示は、イオン化チャンバーを含むイオン注入部と、原料ガスを前記イオン化チャンバーに送達するために前記イオン化チャンバーと供給関係を以って連結された原料ガス供給パッケージとを含む、本開示の方法を実行するために構築および配置される、イオン注入システムを企図する。
【００４１】
別の態様において、本開示は、
（ｉ）
（Ａ）元素セレン、
（Ｂ）セレン化水素、
（Ｃ）有機セレン化合物、
（Ｄ）ハロゲン化セレン、
（Ｅ）ポリセレニド、および
（Ｆ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された（Ａ）から（Ｅ）のうちの１種以上；
の形態のうちの少なくとも１つを含むセレンドーパント種、ならびに
（ｉｉ）並行流ガス
を含む、ドーパント種および並行流ガスの組成物に関する。
【００４２】
このような組成物において、セレンドーパント種は、７４Ｓｅ、７６Ｓｅ、７７Ｓｅ、７８Ｓｅ、８０Ｓｅおよび８２Ｓｅのうちの少なくとも１つ、例えば８０Ｓｅにおいて天然存在度より同位体が濃縮され得る。
【００４３】
特定の実施形態において、ドーパント種および並行流ガスの組成物は、下記の組み合わせ：
Ｈ２Ｓｅ＋Ｈ２
Ｈ２Ｓｅ＋Ｈ２＋ＸｅＦ２
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＨ４
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＯ
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＯＦ２
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＯＦ２＋Ｏ２＋Ｈ２
Ｈ２Ｓｅ＋ＳｅＦ４
Ｈ２Ｓｅ＋ＳｅＦ６
Ｈ２Ｓｅ＋ＮＦ３
Ｈ２Ｓｅ＋ＸｅＦ２
Ｈ２Ｓｅ＋Ｆ２
のいずれかを含むことができる。
【００４４】
ドーパント種および並行流ガスの組成物は、Ｈ２、ＰＨ３、ＡｓＨ３、ＣＨ４、ＧｅＨ４、ＳｉＨ４、Ｈ２Ｓｅ、ＮＨ３、Ｆ２、ＸｅＦ２、ＢＦ３、ＳＦ６、ＧｅＦ４、ＳｉＦ４、ＳｅＦ４、ＳｅＦ６、ＮＦ３、Ｎ２Ｆ４、ＨＦ、ＷＦ６、ＭｏＦ６、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ２、Ｈ２Ｏ、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＣＯＦ２、ＣＨ２Ｏ、Ｃ２Ｆ４Ｈ２、ＰＦ３、ＰＦ５、ＣＦ４、ＣＦ３Ｈ、ＣＦ２Ｈ２、ＣＦＨ３、Ｂ２Ｆ４、ＣＯ、ＣＯ２、式ＸｙＦｚ（式中、Ｘは、Ｆと化学量論比にある任意の元素である、ｙ≧１およびｚ≧１）の化合物、希ガス、式ＣａＯｘＨｙＦｚ（式中、ａ≧０、ｘ≧０、ｙ≧０およびｚ≧１）の気体化合物、式ＣｘＦｙＨｚ（式中、ｘ≧０、ｙ＞０およびｚ≧０）の気体化合物ならびにフッ素含有ガスからなる群から選択される少なくとも１つのガス種を含む並行流ガスで構成することができる。
【００４５】
ドーパント種および並行流ガスの組成物中の並行流ガスはカソードのスパッタリングに対処するために選択することができ、さまざまな実施形態において、フッ素含有ガス、例えばＦ２、ＸｅＦ２もしくはＮＦ３または塩素含有ガスもしくは他のハロゲン含有ガスを含むことができる。
【００４６】
ドーパント種および並行流ガスの組成物の一実施形態において、並行流ガスは、Ｈ２、ＰＨ３、ＡｓＨ３、ＣＨ４、ＧｅＨ４、ＳｉＨ４およびＮＨ３からなる群から選択される。このような組成物の別の実施形態において、並行流ガスは、Ｆ２、ＸｅＦ２、ＢＦ３、ＳＦ６、ＧｅＦ４、ＳｉＦ４、ＳｅＦ４、ＳｅＦ６、ＮＦ３、ＨＦ、ＷＦ６およびＭｏＦ６からなる群から選択される。このような組成物のさらに別の実施形態において、並行流ガスは、Ｎｅ、Ｋｒ、ＸｅおよびＨｅからなる群から選択される。このような組成物のまたさらなる実施形態において、並行流ガスは、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ２およびＨ２Ｏからなる群から選択される。組成物のまたさらなる実施形態は、Ｃｌ２、Ｆ２、Ｎ２、ＸｅＦ２およびＨＣｌからなる群から選択され並行流ガスを含む。組成物の別の実施形態において、並行流ガスは、Ｆ２、ＣＯＦ２、ＣＦ４、ＭｏＦ６、Ｂ２Ｆ４、ＳｅＦ４、ＳｅＦ６、ＮＦ３、Ｎ２Ｆ４、ＸｅＦ２、ＢＦ３、ＳＦ６、ＧｅＦ４、ＳｉＦ４、ＷＦ６、式ＸｙＦｚ（式中、Ｘは、Ｆと化学量論比にある任意の元素である、ｙ≧１およびｚ≧１）の化合物およびＣａＯｘＨｙＦｚ（式中、ａ≧０、ｘ≧０、ｙ≧０およびｚ≧１）の化合物およびＣｘＦｙＨｚ（式中、ｘ≧０、ｙ＞０およびｚ≧０）の化合物からなる群から選択される。
【００４７】
別の態様において、本開示は、イオン注入システムのためのガス供給キットであって、（ｉ）原料ガスまたはこのためのソース試薬を保持する第１のガス貯蔵器および分注容器ならびに（ｉｉ）並行流ガスを保持する第２のガス貯蔵器および分注容器を含み、原料ガスまたはこのためのソース試薬が、
（Ａ）元素セレン、
（Ｂ）セレン化水素、
（Ｃ）有機セレン化合物、
（Ｄ）ハロゲン化セレン、
（Ｅ）ポリセレニド、および
（Ｆ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された（Ａ）から（Ｅ）のうちの１種以上；
の形態のうちの少なくとも１つを含むセレンドーパント種を含むキットに関する。
【００４８】
このようなガス供給キットの一実施形態において、第１および第２のガス貯蔵器および分注容器の少なくとも１つは、セレンドーパント種が吸着され、分注条件下でセレンドーパント種が脱着される吸着媒体を含有する容器を含み得る。このようなガス供給キットの別の実施形態において、第１および第２のガス貯蔵器および分注容器の少なくとも１つは、１以上の圧力調整器を内部容積に含んだ内部圧力調整容器を含む。さらに他の実施形態において、第１および第２のガス貯蔵器および分注容器の少なくとも１つは、セレンドーパント種が、可逆化学反応により貯蔵される、イオン性液体貯蔵媒体を含有する容器を含んでよい。
【００４９】
別の態様において、本開示は、イオン注入システムの動作を強化する方法であって、イオン注入システムにおける使用のために、ｉ）原料ガスまたはこのためのソース試薬を保持する第１のガス貯蔵器および分注容器ならびに（ｉｉ）並行流ガスを保持する第２のガス貯蔵器および分注容器を提供するステップを含み、原料ガスまたはこのためのソース試薬が、
（Ａ）元素セレン、
（Ｂ）セレン化水素、
（Ｃ）有機セレン化合物、
（Ｄ）ハロゲン化セレン、
（Ｅ）ポリセレニド、および
（Ｆ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された（Ａ）から（Ｅ）のうちの１種以上；
の形態のうちの少なくとも１つを含むセレンドーパント種を含む方法に関する。
【００５０】
動作の強化が、このような並行流ガスのいずれをも含まない、対応するイオン注入部の動作と比較して、レシピ遷移、ビーム安定性、発生源の寿命、ビーム均一性、ビーム電流および所有するコストのうちの少なくとも１つにおいて、前記イオン注入システムの動作特性が強化されることを含むような方法が実施可能である。該方法は、第１および第２のガス貯蔵器および分注容器の少なくとも１つとして、セレンドーパント種が吸着され、分注条件下でセレンドーパント種が脱着される吸着媒体を含有する容器を利用するステップで構成され得る。代替的には、第１および第２のガス貯蔵器および分注容器の少なくとも１つが、１以上の圧力調整器を内部容積に含んだ内部圧力調整容器またはイオン性液体貯蔵器および分注容器を含有する方法が実施可能である。
【００５１】
本開示のさらなる態様は、イオン注入のための原料供給パッケージであって、（Ａ）ポリセレニド、（Ｂ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された元素セレン、（Ｃ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮されたセレン化水素、（Ｄ）少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された有機セレン化合物、および（Ｅ）場合により、少なくとも１つのセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮されたポリセレニドからなる群から選択されるセレンドーパント種を保持する貯蔵器および分注容器を含む原料供給パッケージに関する。
【００５２】
原料供給パッケージにおいて、保存および分注容器は、（ｉ）セレンドーパント種が吸着され、分注条件下でセレンドーパント種が脱着される吸着媒体、（ｉｉ）セレンドーパント種のためのイオン性液体貯蔵媒体、および（ｉｉｉ）容器からセレンドーパント種の分注を圧力調整するために構成される、容器の内部容積内の１以上の圧力調整器、のうちの少なくとも１つを含み得る。
【００５３】
セレンドーパント種および並行流ガスが、貯蔵器および分注容器において同時混合される原料供給パッケージが提供される。
【００５４】
従って、さまざまな特定の実施形態において、本開示は、原料ガスが、（ｉ）いわゆるカソードの「突き抜け」をもたらす、カソードの過剰なスパッタリング、（ｉｉ）電気のショートまたは「グリッチング」をもたらす、過剰な固体および表面の絶縁体の付着（ｉｉｉ）電位の異なる２つの部品の間のショートの原因となる、固体の堆積および（ｉｖ）カソード上の固体堆積、例えばイオンビーム電流の損失をもたらし、電子放出効率の損失の原因となる固体堆積、のイオン源故障モードの少なくとも１つに対処するために効果的な並行流ガスと共に注入部に流入され、場合により、ドーパント種が、これらの１以上の同位体において天然存在度より同位体が濃縮された、例えば、セレン、ヒ素、ゲルマニウム、テルル、リンなどのドーパント種を含む原料ガス、例えば水素化物原料ガスからドーパント種を注入するためのシステムおよび方法に関する。
【００５５】
上述の故障モード（ｉ）から（ｉｖ）のそれぞれを考慮して、並行流ガスは、原料ガスとの組み合わせにおいてこのようなモードを克服するように選択することができる。
【００５６】
故障モード（ｉ）カソードの過剰なスパッタリングおよびカソードが、カソード材料の損失の結果として構造的完全性を失う、「突き抜け」に対するカソードの故障発生度のために、カソードは通常タングステンで形成される。従って、並行流ガスは、イオン化チャンバーにおいてタングステンの輸送が可能なように選択され、従って、カソードのスパッタにより損失されるタングステンは、カソード上にタングステンを付着することによって相殺される。このような目的のための並行流ガスは、フッ素含有ガス種、例えば、ＸｅＦ２、ＮＦ３、Ｆ２などであってよく、カソードのスパッタリングより注入部のイオン化チャンバー中の周囲環境に失われるタングステンが、フッ素含有並行流ガス由来のフッ素と反応して、六フッ化タングステン、ＷＦ６を形成すると思われ、これが順に、カソード表面にタングステンを付着させ、タングステンの揮散およびカソードからの損失に対処することになる。
【００５７】
この取り組みの例示的な実施例は、セレン原料ガス、例えば、セレン化水素または元素セレンガスと、フッ素含有並行流ガス、例えばフッ素ガスとの注入部への同時流入である。フッ素ガスは、タングステンのカソード上への再付着を助け、これによって、カソードのスパッタリング効果を相殺する。従って、フッ素並行流ガスは、ガス相においてイオン化チャンバーの中を通過する揮発性六フッ化セレン副産物の形成により、セレンをカソード上に付着させ続けるため、またはカソード上にすでに付着しているすべてのセレンをクリーニングするために機能する。
【００５８】
このような取り組みは、他の水素化物原料ガス、例えば、アルシン、ホスフィンまたはゲルマンにも採用可能である。さらに、フッ素含有並行流ガスの代わりに、並行流ガスは、塩素含有ガス、または原料ガスと共に注入部のイオン化チャンバーに存在した場合、カソードのスパッタリングによる損失に対処するために効果的であり、好ましくは、さらに、ドーパント種と共に揮発性種を形成して、ドーパント種がカソードまたはイオン化チャンバーまたは他の注入部部品の他の表面上への付着を防止するために効果的な任意の他の並行流ガスを含んでもよい。
【００５９】
並行流ガスは、原料ガスとの混合物で注入部のイオン化チャンバーに流入してもよく、または並行流ガスは、例えば、原料ガスをイオン化チャンバーに送達される流路とは別の流路において、原料ガスとは別にイオン化チャンバーに流入してもよい。例えば、並行流ガスおよびドーパントガスを、同じシリンダー／容器は内にパッケージして、イオン化チャンバーに混合物として流入させることができる。別の選択肢として、並行流ガスおよびドーパントガスを２以上の別のシリンダーにパッケージして、それぞれの流量調整器を介して流入させ、この後、イオン化チャンバーの前で混合することもできる。さらなる選択肢として、並行流ガスおよびドーパントガスを、別々にイオン化チャンバーに流入させてもよい。
【００６０】
電気ショートまたは「グリッチング」をもたらす固体および絶縁表面の過剰な付着および／または電位の異なる２つの部品の間のショートの原因となる固体の堆積を伴う、故障モード（ｉｉ）および（ｉｉｉ）のために、並行流ガスは、付着された固体を化学的にエッチングし、揮発性生成物を発生させ、これによってイオン化チャンバーおよび固体が付着している注入部の他の部品から付着を効果的にクリーニングするガスであるように選択される。このような目的のための並行流ガスは、フッ素含有ガスまたは他のハロゲン含有ガスを含んでよく、かつ注入部のイオン化チャンバー（イオン源チャンバー）へと原料ガスとの混合物として送達してもよいし、または個別の流路で同時に送達してもよい。
【００６１】
フッ素化されたドーパント種の高デューティサイクル処理に潜在的に関連する過剰なカソード堆積が発生する故障モード（ｉｖ）のために、水素化物ドーパント種は、個別または不活性ガス、好ましくはより重い不活性ガス、例えば、アルゴンガス、キセノンガスまたはクリプトンガスとの混合物でのいずれかで、並行流入させることができ、比較的高いアーク電圧（例えば８０Ｖ以上）において動作させて、スパッタリングの有効性を改善することもできる。
【００６２】
さらなる態様において、本開示は、ポリセレン化合物が注入に利用される、セレンのイオン注入に関する。ポリセレン化合物は、式Ｓｅｎ（式中、ｎは２から８である。）のガス相分子種であり、ガス相の正確な組成は温度に依存する。例えば、４００℃において、Ｓｅ７、Ｓｅ６およびＳｅ５がガス相のおよそ９０％を構成するが、一方、８００℃において、Ｓｅ２が、優勢な単一セレン種となり（ガス相の約５０％）ならびにＳｅおよびＳｅ５が、ガス相の約３０％を構成する。
【００６３】
本開示は、所望の構成のセレンクラスタ源ガスを提供するためのポリセレン組成物の温度調整を、同様に企図する。元素セレンもしくはセレン化水素またはセレニド化合物もしくは錯体が、まず第１に、ポリセレン化合物または錯体を形成するためのソース試薬として使用可能である。セレン化水素は、水素（Ｈ２）およびセレン（Ｓｅ）に、４００℃以上の温度において熱的に分解し、このことが、イオン源が１０００℃に近い温度において動作される従来のイオン注入ツールにおいて、使用を可能にする。イオンの引き出しおよび注入動作のための、対象となるセレンクラスタ源ガス化合物または錯体の形成に効果的な温度が採用される。
【００６４】
所望のセレンクラスタ源ガス組成物を形成するための、セレン化水素もしくは他のセレン源化合物もしくは錯体に由来する、または第１に元素セレンに由来するセレンの熱操作は、注入部の動作において有意な有利性を達成可能にする。これらの有利性としては、有効イオンビーム電流の増加およびセレンの浅い注入を達成する能力が挙げられる。
【００６５】
さまざまな実施形態において、セレンのこのようなクラスタイオン注入は、クリーニングガス、例えば前記のフッ素含有ガスの並行流の提供により効果的に実施される。クリーニングガスは、セレン原料ガスとの混合物としてイオン注入部に提供されてもよく、または注入部のイオン化チャンバーに、セレン原料ガスとは別々に、同時に流入されてもよい。
【００６６】
他の実施形態において、クリーニングガスは、注入部のイオン化チャンバーに定期的、例えば、クリーニング動作のサイクルタイムスケジュールに従って、流入される。
【００６７】
本開示の別の態様は、セレン含有原料ガスが、選択されたセレン同位体において天然存在度より同位体が濃縮された、セレンのイオン注入に関する。
【００６８】
セレン化水素が原料ガスとして用いられる、セレンの従来のイオン注入において、Ｈ２Ｓｅがイオン源に流入され、Ｈ２Ｓｅ分子はイオン化およびフラグメント化されて、Ｓｅ＋イオンが形成される。Ｓｅ＋イオンはこの後、発生源から引き出され、Ｓｅ同位体を分離する質量分析器を通過し、次いで基材に注入される１以上、例えばＧａＡｓが選択される。８０Ｓｅ同位体はセレンの同位体分布の４９．６１％を構成するので、従来の実践では、注入のための８０Ｓｅ同位体が選択される。
【００６９】
本開示は、１以上の同位体種において天然存在度より同位体が濃縮された、イオン注入のためのセレン含有原料ガスの使用を包含する。セレンの天然存在度は下記：
７４Ｓｅ＝０．８９％
７６Ｓｅ＝９．３７％
７７Ｓｅ＝７．６３％
７８Ｓｅ＝２３．７７％
８０Ｓｅ＝４９．６１％
８２Ｓｅ＝８．７３％
（百分率は原子量百分率である。）
の通りである。
【００７０】
本開示に従った上記の存在度（即ち、上記の天然存在度）のセレン含有原料ガスは、このような天然存在度レベル（複数可）を超える量で存在するような同位体種の任意の１以上を、注入部イオン化チャンバーにおいてイオン化に供される原料ガス中の単一同位体種の場合１００％まで有することができ、原子量百分率は、原料ガス中の全セレン同位体種の合計原子量に基づいており、原料ガス中の全同位体セレン種を合算して１００原子量パーセントである。
【００７１】
例としては、８０Ｓｅが濃縮された原料ガスは、さまざまな実施形態において、下限が５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、９８％、９９％、９９．５％のいずれかであり、上限が５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、９８％、９９％、９９．５％または１００％のいずれかである範囲内の、このような上位または下位の原子百分率の任意の並べ替え、例えば、５５から８０％までの範囲、７０から９５％までの範囲、６０から１００％までの範囲を含む濃度を有することができる。８０Ｓｅが同位体濃縮された原料ガスが、基材へのイオン注入のためのイオン化チャンバーに導入される原料ガス中で、このような同位体を前述の上限／下限値のいずれかの濃度で含有することができる実施形態もまた、企図される。
【００７２】
本開示は、２以上の同位体種に関して上記の存在度の特徴で存在する、例えば、原料ガス中に７７Ｓｅが３０％の濃度で存在し、一緒に、７８Ｓｅが７０％の濃度で存在する原料ガスを含む。
【００７３】
さまざまな実施形態において、本開示は、セレンの前述の同位体の任意の１以上が、下位値が、セレンの天然存在度を超えて次に高い整数（即ち、７４Ｓｅ＝１％、７６Ｓｅ＝１０％、７７Ｓｅ＝８％、７８Ｓｅ＝２４％、８０Ｓｅ＝５０％、８２Ｓｅ＝９％）であり、単一同位体原料ガスの場合、１００原子パーセントまで、範囲内の任意の濃度で存在し、原料ガスが複数のセレン同位体を含む場合、全セレン同位体の全原子パーセントの合計が、１００原子パーセントである、上記の存在度のセレン含有原料ガスを企図する。
【００７４】
特定の単一同位体セレン原料ガスは、注入部動作においてさまざまな利益の達成ができ、例えば、セレンビーム電流の増加の結果としての注入部ツール生産性の改善、故障と故障の間の平均時間の減少および／または予防保全の頻度の減少、ならびに異なる原料ドーパント種を処理するために使用される注入部の動作における相互汚染問題の回避において有利であり得る。例えば、８０Ｓｅの使用は、注入部が注入システムの異なる稼働においてヒ素およびセレンドーパント両方の注入に使用される場合、相互汚染の発生率の低下がかなりの値であると思われる。別の例としては、非常に濃縮された、例えば、原料ガスのセレン含有量の１５から１００原子％で８２Ｓｅを使用することは、８２Ｓｅの熱中性子断面積が、７６Ｓｅまたは７７Ｓｅの熱中性子断面積の１／１０００であるという、いわゆるソフトエラーを起こしやすいマイクロエレクトロニクス素子の製造において有意な利益のために、非常に有利であり得る。
【００７５】
非同位体濃縮材料、例えば、ドーパントの発生源材料としての金属セレンに関しては、セレンのための同じ形態のドーパント原料が使用可能であり、またはセレンがセレン同位体の天然存在度分布ではないセレン化水素または有機金属セレン前駆体（例えば、Ｒ２Ｓｅ（式中、Ｒはそれぞれ独立してＨまたはＣ１−Ｃ１２アルキルであり、少なくとも１つのＲはＣ１−Ｃ１２アルキルである。））は、１以上のセレン同位体において天然存在度より濃縮されている。本明細書における開示は、イオン注入のビームラインモードを主に対象とするが、本明細書に記載の技術および取り組みは、イオン注入の他のモード、例えばプラズマ浸漬イオン注入にも適用される余地があることが認識されるべきである。
【００７６】
本開示の実践においてドーパント種が注入される基材は、任意の適切な型の基盤であってよく、例えば、ウェハ基材または半導体製品の前駆素子構造物、フラットパネルディスプレイ製品、ソーラーパネル製品、ＬＥＤ製品、スーパーキャパシタなどを含み得る。
【００７７】
同位体濃縮されたドーパント源ガスは、並行流ガスと一緒にイオン注入部に提供され、並行流ガスは任意の適切な型であってよく、例えばハロゲン化物、水素化物、クリーニング剤を含み得る。
【００７８】
本開示に従ってイオン注入部に提供される並行流ガスは、幾つかの実施形態において、同じドーパント種および／または他のドーパント種、例えば複数の注入種を含むクラスタ分子が並行流ガス中に存在する、並行流ドーパント源ガスを含み得る。代替的には、イオン注入は、並行流ガスを伴う原料ガスにより実施され、次いで、該並行流ガスをイオン注入部に導入し続けながら、並行流ガスの流入が継続的であるように第２の並行流ガスを注入部に流入させ、注入部の動作を中断することなく、第１の原料ガスから第２の原料ガスへの切り換えの間過渡的に継続することができる（装置のイオンの選択／引出部品は、移行の間に適切に「再調整」可能である。このような配置により、共ドーパント種は、イオン注入される基材に、動作に有効な様式で注入され得る。
【００７９】
さまざまな実施形態において、共ドーパント種は、例えばＣＯ；ＣＯ２；ＣＦ４；ＣＨ４；ＣＯＦ２；ＣＨ２Ｏ；Ｃ２Ｆ４Ｈ２；Ｃ２Ｈ６などの原料に由来する炭素を含む。
【００８０】
本開示の広範囲の実践において、これらの特定の注入において多種多様な並行流ガスが、企図される。例えば、並行流ガスまたはこのための前駆体は、Ｈ２、ＰＨ３、ＡｓＨ３、ＣＨ４、ＧｅＨ４、ＳｉＨ４、Ｈ２Ｓｅ、ＮＨ３、Ｆ２、ＸｅＦ２、ＢＦ３、ＳＦ６、ＧｅＦ４、ＳｉＦ４、ＳｅＦ４、ＳｅＦ６、ＮＦ３、Ｎ２Ｆ４、ＨＦ、ＷＦ６、ＭｏＦ６、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ２、Ｈ２Ｏ、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＣＯＦ２、ＣＨ２Ｏ、Ｃ２Ｆ４Ｈ２、ＰＦ３、ＰＦ５、ＣＦ４、ＣＦ３Ｈ、ＣＦ２Ｈ２、ＣＦＨ３、Ｂ２Ｆ４、ＣＯ、ＣＯ２、式ＸｙＦｚ（式中、ＸはＦと化学量論比にある任意の元素である、ｙ≧１およびｚ≧１）の化合物、希ガス、式ＣａＯｘＨｙＦｚ（式中、ａ≧０、ｘ≧０、ｙ≧０およびｚ≧１）の化合物、式ＣｘＦｙＨｚ（式中、ｘ≧０、ｙ＞０およびｚ≧０）の化合物、フッ素含有ガスなどからなる群から選択される１以上の材料を含み得る。
【００８１】
例示的な並行流水素化物ガスとしては、Ｈ２、ＰＨ３、ＡｓＨ３、ＣＨ４、ＧｅＨ４、ＳｉＨ４およびＮＨ３が挙げられる。
【００８２】
本開示の原料ガスと共に有用な例示的な並行流フッ素ガスとしては、Ｆ２、ＸｅＦ２、ＢＦ３、ＳＦ６、ＧｅＦ４、ＳｉＦ４、ＳｅＦ４、ＳｅＦ６、ＮＦ３、ＨＦ、ＷＦ６およびＭｏＦ６が挙げられる。
【００８３】
並行流成分として採用可能な希ガスとしては、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、ＸｅおよびＨｅが挙げられる。
【００８４】
酸化物ガス並行流成分としては、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ２およびＨ２Ｏが挙げられる。
【００８５】
本開示の実践において並行流ガスとして採用可能な他のガスとしては、限定するものではないが、Ｃｌ２、Ｆ２、Ｎ２、ＸｅＦ２およびＨＣｌが挙げられる。
【００８６】
特定の実施形態において、原料ガスは、Ｆ２、ＣＯＦ２、ＣＦ４、ＭｏＦ６、Ｂ２Ｆ４、ＳｅＦ４、ＳｅＦ６、ＮＦ３、Ｎ２Ｆ４、ＸｅＦ２、ＢＦ３、ＳＦ６、ＧｅＦ４、ＳｉＦ４、ＷＦ６、式ＸｙＦｚ（式中、ＸはＦと化学量論比にある任意の元素である、ｙ≧１およびｚ≧１）の化合物、および式ＣａＯｘＨｙＦｚ（式中、ａ≧０、ｘ≧０、ｙ≧０およびｚ≧１）の化合物および式ＣｘＦｙＨｚ（式中、ｘ≧０、ｙ＞０およびｚ≧０）の化合物からなる群から選択される１以上のフルオロ化合物ガス（複数可）と、混合物および／または並行流関係でイオン注入部に提供される。
【００８７】
特定の態様において、本開示は、下記のガス：
Ｈ２Ｓｅ＋Ｈ２
Ｈ２Ｓｅ＋Ｈ２＋ＸｅＦ２
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＨ４
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＯ
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＯＦ２
Ｈ２Ｓｅ＋ＣＯＦ２＋Ｏ２＋Ｈ２
Ｈ２Ｓｅ＋ＳｅＦ４
Ｈ２Ｓｅ＋ＳｅＦ６
Ｈ２Ｓｅ＋ＮＦ３
Ｈ２Ｓｅ＋ＸｅＦ２
Ｈ２Ｓｅ＋Ｆ２
を伴うセレン化水素ガスの混合物または並行流配置を企図する。
【００８８】
本明細書に記載のドーパント源ガスは、イオン注入設備に供給するための任意の適切な形態にパッケージ可能であり、例えば、１または複数の並行流ガスとの混合物で供給されてよく、またはパッケージされたドーパント源ガスおよび別にパッケージされた並行流ガスの形態で供給することができる。従って、本開示は、このような設備におけるこれらの同時使用のためのイオン注入設備に供給される、パッケージされたドーパント源ガスおよびパッケージされた並行流ガスを含むアッセンブリを企図する。並行流ガスは、任意の適切な様式、例えば、ドーパント源ガスがイオン注入部に流入する全期間の間、または、ドーパント源ガスがイオン注入部に流入する一部の間だけ、または、ドーパント源ガスがイオン注入部に連続流入する間に断続的に、または、並行流ガスの利益が実現され得る任意の他の様式でドーパント源ガスと同時にイオン注入システムに流入し得る。
【００８９】
本開示は、イオン注入システムのためのガス供給キットであって、（ｉ）原料ガスまたはこのためのソース試薬を保持する第１のガス貯蔵器および分注容器ならびに（ｉｉ）並行流ガスを保持する第２のガス貯蔵器および分注容器を含むキットを同様に企図する。
【００９０】
本開示は、イオン注入システムの動作を強化する方法であって、イオン注入システムにおける使用のために、ｉ）原料ガスまたはこのためのソース試薬を保持する第１のガス貯蔵器および分注容器ならびに（ｉｉ）並行流ガスを保持する第２のガス貯蔵器および分注容器を提供するステップを含む方法をさらに企図する。
【００９１】
本開示のさまざまな実施形態において、原料ガスと併せた並行流ガスの提供を用いて、このような並行流ガスのいずれをも含まないイオン注入部の対応する動作と比較して、レシピ遷移、ビーム安定性、発生源の寿命、ビーム均一性、ビーム電流および所有するコストのうちの少なくとも１つにおいて、イオン注入部の動作特性を強化することができる。
【００９２】
さまざまな実施形態において、ドーパント原料および並行流ガスの特定のパッケージは、原料ガスが、ガスの貯蔵のために物理的に吸着される吸着媒体を含有し、容器からの排出のために、分注条件下でガスが吸着媒体から脱着される型の貯蔵器および分注容器を含む。吸着媒体は、固相炭素吸着材料であってよい。このような型の吸着剤系容器は、ＡＴＭＩ、Ｉｎｃ．（Ｄａｎｂｕｒｙ、Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ、ＵＳＡ）からＳＤＳおよびＳＡＧＥの商標で市販されている。または、容器は１以上の圧力調整器を容器の内部容積に含有する内部圧力調整型であってよい。このような圧力調整容器は、ＡＴＭＩ、Ｉｎｃ．（Ｄａｎｂｕｒｙ、Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ、ＵＳＡ）からＶＡＣの商標で市販されている。またさらなる選択肢として、容器は、ドーパント源材料を、例えば、容器および／または容器の内容物の加熱により揮発化される固体形態で含有して、気化または昇華生成物としてドーパントガスを発生させてもよい。このような型の固体送達容器は、ＡＴＭＩ、Ｉｎｃ．（Ｄａｎｂｕｒｙ、Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ、ＵＳＡ）から、ＰｒｏＥｖａｐの商標で市販されている。１または複数のガスの貯蔵媒体として、イオン性液体を含有する他のガス貯蔵器および分注容器が企図される。
【００９３】
ここで図面を参照すると、図１は、原料ガスが、ドーパント種の基材への注入のためのイオン注入部に供給される、本発明に従った動作モードを例示するイオン注入システムの略図である。
【００９４】
図１に例示するように、注入システム１０は、原料ガスおよび並行流ガスを注入部に送達するためのガス供給パッケージ１４、１６および１８と受け取り関係で配置された、イオン注入部１２を含む。
【００９５】
ガス供給パッケージ１４は、セレン含有原料ガス、例えばセレン化水素を含有する容器を含む。この容器は、原料ガス供給ライン４４に接続された排出ポート２４を有するバルブヘッドアセンブリ２２を含む。バルブヘッドアセンブリ２２は、バルブヘッドアセンブリのバルブの手動調整のためのはずみ車３８を装備しており、所望に応じて、はずみ車３８を完全開放位置と完全閉鎖位置の間で動かし、容器２０に含有されたガスの分注、または密閉貯蔵をもたらす。
【００９６】
並行流ガスは、並行流ガス供給パッケージ１６および１８に含有され、それぞれが、発生源１４と同様の様式で構築されている。並行流供給パッケージ１６は、はずみ車４０と連結されるバルブヘッドアセンブリ２８を装備した容器２６を含む。バルブヘッドアセンブリ２８は、並行流ガス供給ライン５２に接続される排出ポート３０を含む。
【００９７】
並行流供給パッケージ１８は、バルブヘッドアセンブリ３４のバルブの作動のためのはずみ車４２に連結されるバルブヘッドアセンブリ３４を装備した容器３２を含む。バルブヘッドアセンブリ３４は、並行流ガス排出ライン６０に接続された排出ポート３６をさらに含む。
【００９８】
図示の配置において、さまざまな容器に供給されるガスは、上記の配置から変動可能である。例えば、ドーパント源ガスまたは複数のドーパント源ガスが供給可能であり、または１もしくは複数のドーパントガスおよび１もしくは複数の非ドーパント並行流ガスが、任意の所望の組み合わせで供給可能である。従って、例示された配置は、３種のドーパント源ガス、または１種のドーパント源ガスおよび２種の並行流ガスまたは２種のドーパント源ガスおよび１種の並行流ガスを、混合チャンバー６８への流入のため選択的に分注可能にする。
【００９９】
それぞれの発生源からの流量を調整する目的のために、それぞれのガス供給ライン４４、５２および６０は、それぞれ、流量調整バルブ４６、５４および６２を内部に備えている。
【０１００】
流量調整バルブ４６は、アクチュエータをＣＰＵ７８に連結するシグナル伝送ライン５０を有する自動バルブアクチュエータ４８を装備しており、これによって、ＣＰＵ７８は、シグナル伝送ライン５０における調整シグナルをバルブアクチュエータに伝送して、バルブ４６の位置を調節し、容器２０から混合チャンバー６８へのガスの流量を同様に調整することができる。
【０１０１】
同じく、ガス排出ライン５２は、バルブアクチュエータ５６に連結された流量調整バルブ５４を含有し、バルブアクチュエータ５６は、順にシグナル伝送ライン５８によりＣＰＵ７８と連結されている。同様に、ガス排出ライン６０中の流量調整バルブ６２は、シグナル伝送ライン６６によりＣＰＵ７８に連結されたバルブアクチュエータ６４を装備している。
【０１０２】
この様式において、ＣＰＵは、対応する容器２０、２６および３２からのそれぞれのガスの流量を動作的に調整可能である。
【０１０３】
ガスが混合チャンバー６８に同時流入（並行流入）される事象において、得られたガスは、この後、イオン注入部１２への移行のために供給ライン７０に排出される。
【０１０４】
同様に、単一ガス供給パッケージ１４、１６または１８だけが、一定の時間に分注モードで動作される場合、対応する単一ガスは、この後、付随する流量調整バルブにより調節され混合チャンバーを通って流れ、供給ライン７０を通ってイオン注入部に進む。
【０１０５】
供給ライン７０は、供給ラインと通信するバイパスライン７２および７６ならびにガス分析器７４で構成されるバイパス流入ループに連結される。ガス分析器７４は、従って、供給ライン７０の主流から側流を受け取り、ガス流の濃度、流速などに相関するモニタリングシグナルを応答的に作製し、分析器７４およびＣＰＵ７８を連結するシグナル伝送ラインにおいてモニタリングシグナルを伝送する。このような様式において、ＣＰＵ７８は、モニタリングシグナルをガス分析器７４から受信し、これを処理し、必要に応じて、それぞれのバルブアクチュエータ４８、５６および６４またはこれらの選択された１または複数のバルブアクチュエータに送信される出力調整シグナルを応答的に作製し、所望のガス分注動作をイオン注入部にもたらす。
【０１０６】
イオン注入部１２は、流出ライン８０において流出物処理ユニット８２に流入する流出物を生成し、流出物処理ユニット８２は、スクラビング、触媒による酸化などを含む流出物処理動作により流出物を処理して、ベントライン８４において処理ユニット８２から排出される処理済みのガス流出物を生成することができ、さらなる処理または他の処置に進めることができる。
【０１０７】
ＣＰＵ７８は、任意の適切な型であってよく、汎用プログラマブルコンピュータ、特殊用途のプログラマブルコンピュータ、プログラマブル理論制御装置、マイクロプロセッサまたはモニタリングシグナルのシグナル処理および上記の１または複数の出力調整シグナルの作製に有効な他のコンピュータユニットをさまざまに含むことができる。
【０１０８】
従って、ＣＰＵは、ガス供給パッケージ１４、１６および１８の２つまたは３つ全部からガスの同時流入およびそれぞれのガスの順序通りの流入を含む、循環動作をもたらすように、プログラム的に構成することができる。従って、並行流またはガスの混合物または連続ガス流入を伴う任意の流入モードを適合させることができる。
【０１０９】
本開示は、特定の態様、特徴および例示的な実施形態と関連して述べてきたが、本開示の有用性が上に述べたようなものに限定されず、むしろ、当業者に想起される本明細書の記載に基づく多数の他の変形、改変および代替の実施形態に伸展し、これを包含することが理解されよう。同様に、下文において特許請求されるように、本発明は、その精神および範囲内で、すべてのこのような変形、改変および代替の実施形態を含むことが、広範囲に解釈および判断されることが意図される。
【図１】
2016514352.tif 000003
【国際調査報告】
2016514352.tif 000004
2016514352.tif 000005