富集硅的前体组合物及使用其的设备和方法
【专利说明】富集括的前体组合物及使用其的设备和方法
[0001]巧关申请的香叉引用 阳00引本国际专利申请要求WJamesJ.Mayer等人名义于2013年5月21日提交的 美国专利申请第 13/898, 809 号题为"ENRIC肥DSILICONPRECURSORCOMPOSITIONSAND APPARATUSANDPROCESSESFORUTILIZINGSAME"的优先权。美国专利申请第 13/898,809 号为根据35USC120WRobedKaim等人名义于2013年3月15日提交的美国专利申请第 13/840, 961 号题为"MET册DANDAPPARATUSFORENHANCEDLI阳TIMEAND阳RF0RMANCE OFIONSOURCEINANIONIMPLANTATIONSYSTEM"的部分继续申请；而美国专利申请第 13/840, 961号为根据35USC120WRobedKaim等人的名义于2012年8月6日提交美 国专利申请第 13/567, 571 号题为"MET册DANDAPPARATUSFORENHANCEDLI阳TIMEAND 阳RFORMANCEOFIONSOURCEINANIONIMPLANTATIONSYSTEM"的继续申请（作为美国 专利第8, 399, 865号公开于2013年3月19日）；美国专利申请第13/567, 571号为根据35 USC120WRobedKaim等人的名义于2012年2月21日提交的美国专利申请第13/401，527 号"METHODANDAPPARATUSFORENHANCEDLI阳TIMEAND阳RFORMANCEOFIONSOURCE INANIONIMPLANTATIONSYSTEM"(其作为美国专利第 8, 237, 134 号公开于 2012 年 8 月7日）的继续申请；美国专利申请第13/401，527号为根据35USC12WRobedKaim 等人的名义的国际提交日为2011年2月26日的国际申请PCT/US2011/026388"METHOD ANDAPPARATUSFORENHANCEDLI阳TIMEAND阳RFORMANCEOFIONSOURCEINANION IMPLANTATIONSYSTEM"的继续申请；国际申请PCT/US2011/026388 要求根据 35use119W RobedKaim等人的名义于2010年2月26日提交的美国临时专利申请第61/308,428号 "METHODANDAPPARATUSFORENHANCEDLI阳TIMEAND阳RFORMANCEOFIONSOURCEINAN IONIMPLANTATIONSYSTEM"的优先权权益和根据35use119WRobedKaim等人的名义于 2010年10月7日提交的美国临时专利申请第61/390, 715号"METHODANDAPPARATUSFOR ENHANCEDLI阳TIMEAND阳RFORMANCEOFIONSOURCEINANIONIMPLANTATIONSYSTEM" 的优先权权益。出于任何目的，上述申请公开内容的全文在此均通过引证的方式纳入本说 明书中。
技术领域
[0003] 本公开设及用于离子注入的娃渗杂组合物，W及所述渗杂组合物用于实现提高的 离子注入系统性能的用途，所述提高的离子注入性能例如延长离子注入系统中离子源的寿 命、实现更强的束电流等。
【背景技术】
[0004] 实际应用中的离子注入，例如半导体和光电产品的生产，设及在衬底例如晶片中 纳入注入物质，所述注入物质通过碰撞衬底上纳入物质的能量离子而纳入衬底中。为了产 生离子注入物质，对含有渗杂物质的渗杂组合物离子化。所述离子化使用离子源W产生离 子束而进行。 阳〇化]离子束一旦在离子源处产生，便经过提取、磁过滤、加速/减速、磁分析器处理、准 直、扫描和磁力校正的处理，从而产生最终离子束，所述最终离子束撞击述衬底上。
[0006] 已开发了各类离子源，包括电感加热（in化Ctivelyheated)阴极离子源、化eeman 离子、Bernas离子和其他各种离子源，但是不管采用何种特定类型的离子源，离子源应能够 长时间持续操作，且不会出现"故障（glitching)"或其他减损或失效W至需要关闭、维修或 修复离子源的问题。因此，离子源的寿命是离子注入系统的关键特性。
[0007] 一般而言，应最佳地配制和运行离子注入系统W获得低操作成本、高晶片生产量 的系统。
[0008] 娃是各种半导体生产操作中通常采用的沉积物和/或渗杂物。例如四氣化娃、SiF4 可用作用于生产娃离子的前体材料，所述娃离子用于修饰集成电路的表面。SiF4可用于各 类应用中，例如作为预非晶化（pre-amo巧hization)注入物，并影响金属沉积的选择性。
[0009] 鉴于离子注入系统中对实现长离子源寿命、高晶片通量和低运行成本的需要，本 领域持续致力于努力开发有效的前体组合物，从而能够实现所述高性能运行。
【发明内容】
[0010] 本公开设及用于离子注入的娃渗杂组合物，W及所述渗杂组合物用于实现提高的 离子注入系统性能的用途，所述提高的离子注入系统的性能例如延长离子注入系统中离子 源的寿命、更强的束电流或其他性能优点。
[0011] 一方面，本公开设及一种离子注入娃的方法，包括：离子化娃渗杂组合物W形成离 子化的娃，并使离子化的娃与衬底接触W向衬底中注入娃，其中娃渗杂组合物包括至少一 种娃化合物，所述至少一种娃化合物W28SL29Si和3°Si中的至少一种同位素富集至天然丰 度W上，且其中当娃渗杂组合物由W29Si富集的四氣化娃组成时，富集水平为50原子％W 上且最高达100原子％。
[0012] 另一方面，本公开设及用于娃的离子注入的渗杂气体组合物供应装置，所述供应 装置选自：
[001引 （A)气体存储和分配（dispensing)容器，其容纳有娃渗杂组合物，所述娃渗 杂组合物包含与补充气体混合的娃渗杂气体，所述补充气体含有稀释气体和同种气体 (co-speciesgas)中的至少一种，其中娃渗杂组合物包含至少一种气态娃化合物，所述至 少一种气态娃化合物W28SL29Si和3°Si中的至少一种同位素富集至天然丰度W上；和
[0014] 度）气体供应包（supplykit)，包括：（i)第一气体存储和分配容器，其容纳娃渗 杂气体，和（ii)第二气体存储和分配容器，其容纳补充气体，所述补充气体含有稀释气体 和同种气体中的至少一种，其中娃渗杂气体和一一如果存在一一同种气体中的至少一种W 28SL29Si和3°Si中的至少一种同位素富集至天然丰度W上。
[0015] 另一方面，本公开设及离子注入系统，包括离子注入机，其与本公开的渗杂气体组 合物供应装置W气体接收流（gas-receivingflow)连接的方式布置。
[0016] 另一方面，本公开设及一种提高离子注入系统运行能力的方法，包括将本公开的 渗杂气体组合物供应装置用在离子注入系统中。
[0017] 本公开的其他方面、特征和实施方案将从随后的说明书和所附权利要求中得到更 全面地了解。
【附图说明】
[0018] 图1为本公开一个方面的一种离子注入处理系统的示意图。
[0019] 图2为本公开另一个方面的一种离子注入处理系统的示意图。
【具体实施方式】
[0020] 如本说明书中使用的，单数形式的"一种/一个（a/an)"和"所述/其/该（the)"， 除上下文另有明确说明外，包括复数个指示物。
[0021] 如本文中关于特征、技术方案和其实施方案的多方面列举，本公开的实施方式具 体可构成如下：包括某些或全部特征、方面和实施方案W及其整合而构成本发明的各种其 他实施方式的要素和组成部分，或由某些或全部特征、方面和实施方案W及其整合而构成 本发明的各种其他实施方式的要素和组成部分组成，或基本上由某些或全部特征、方面和 实施方案W及其整合而构成本发明的各种其他实施方式的要素和组成部分组成。本公开在 此W各种实施方案、参照各特征和本发明的各个方面的方式进行描述。在本公开的范围内， 本公开设及所述特征、技术方案和实施方案的各种变换和组合。因此，本公开可指定为包括 运些特定特征、方面和实施方案或选自它们中的一种或多种的任何组合或变换，或者由运 些特定特征、方面和实施方案或选自它们中的一种或多种的任何组合或变换组成，或者基 本由运些特定特征、方面和实施方案或选自它们中的一种或多种的任何组合或变换组成。
[0022] 本公开的化合物、组合物、特征W及本公开的步骤和方法可在具体的实施方案中 进一步具体说明，所述进一步的具体说明的条件或限制为排除特定的取代基、同位素、部 分、结构、成分、特性、步骤或条件，如果适用，设及本文所述的各种具体说明和示例。
[0023] 本公开设及用于离子注入的娃渗杂组合物，W及设及渗杂组合物用于实现提高的 离子注入系统性能的用途，W及设及使用娃渗杂组合物的设备和方法。相对于不使用本公 开的同位素富集的渗杂气体组合物的相应离子注入系统，所述提高的离子注入系统的性能 可例如包括：延长离子注入系统中离子源的寿命、更强的束电流或其他性能优点。
[0024] 更具体地，本公开设及包括一种或多种含娃化合物的娃渗杂组合物，所述括一种 或多种含娃化合物W-种或多种娃同位素同位素富集至天然丰度W上。娃包括下述W原 子％列举的天然同位素，其中所述同位素的百分比总和为100原子％。 阳0巧]
[0026]如本文中使用的，针对娃渗杂气体和/或同种气体的术语"同位素富集"或"富集" 是指在述气体中的渗杂物随渗杂物的天然存在的同位素的分布不同而不同，W使2SSi、29Si 和3°Si中的至少一种W高于天然丰度的量存在。因此，术语"同位素富集"理解为，表示所 考虑的特定同位素种类相对于天然丰度水平的增加的浓度。针对特定的娃同位素种类的术 语"同型同位素化omoisotopic)"是指气体或组合物含有100原子％的特定的娃同位素。
[0027] 在本公开的娃渗杂组合物中，至少一种天然存在的娃同位素W高于其天然丰度的 水平存在于组合物中。可W有许多变型。例如，渗杂组合物可含有全部=种天然存在的同 位素，且一种或两种W高于天然丰度的水平存在。或者，渗杂组合物可W100%的丰度仅含 有一种所述同位素。作为进一步的替换方案，渗杂组合物可含有所述同位素中的两种，其中 至少一种在天然丰度W上。
[0028] 本公开的娃渗杂组合物可W气体供应包（gassupplypackage)的形式提供，所述 气体供应包包括气体供应容器，所述气体供应容器含有娃渗杂组合物。为此，娃渗杂组合物 可在单独的容器中提供，所述单独的容器含有任选地与补充气体混合的娃渗杂气体；或娃 渗杂组合物可在多个容器中提供，所述多个容器包括一个含有娃渗杂气体的容器和另一个 或其他含有补充气体的容器（例如，其他容器中的一个含有同类气体和/或稀释气体，而其 他容器中的另一个含有相同或不同的气体），总计构成用于离子注入系统和方法的气体供 应包。如下文将进一步描述的，娃渗杂组合供应包可包括各类容器，且可包括例如基于吸附 剂的流体存储和分配容器和/或压力调节的流体存储和分配容器。本公开的娃渗杂组合物 可采用各种补充气种类。
[0029] 本公开的同位素富集的娃渗杂组合物当用于离子注入系统和方法时，相对于未使 用同位素富集的娃渗杂组合物的相应离子注入系统和方法，获得了提高的性能，例如延长 的寿命、更强的束电流、更低的气体流速等。
[0030] 如在本文中使用的，术语"渗杂气体"是指含有渗杂物的气相材料，所述渗杂物即 待注入离子注入衬底的物质，其伴随或结合至一种非渗杂组分，例如氨化物、面化物、有机 部分或其他部分。娃渗杂