申请/专利权人：恩特格里斯公司

申请日：2016-12-23

公开（公告）日：2020-08-14

公开（公告）号：CN108369886B

主分类号：H01J37/317(20060101)

分类号：H01J37/317(20060101);H01J37/02(20060101)

优先权：["20151227 US 62/271,278"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.08.14#授权;2018.08.28#实质审查的生效;2018.08.03#公开

摘要：本发明描述一种用于将气体输送到等离子体浸没枪的气体供应组合件。所述气体供应组合件包含：流体供应包装，其经配置以将惰性气体输送到等离子体浸没枪以用于产生惰性气体等离子体，所述惰性气体等离子体包含在离子布植操作中用于调制衬底的表面电荷的电子；及清洁气体，其在所述惰性气体流体供应包装中与所述惰性气体混合，或在经配置以相对于输送惰性气体到所述等离子体浸没枪而将清洁气体同时或依序输送到所述等离子体浸没枪的单独清洁气体供应包装中。本发明还描述一种操作等离子体浸没枪的方法，其中相对于惰性气体流动到所述等离子体浸没枪而将清洁气体间歇地、连续地或依序引进到所述等离子体浸没枪。所述清洁气体自所述等离子体浸没枪中的材料沉积物有效地产生挥发性反应产物气体，且实现所述等离子体浸没枪中的等离子体产生细丝的再金属化。

主权项：1.一种组合件，其包含：等离子体浸没枪；及气体供应组合件，其用于将气体输送到所述等离子体浸没枪，所述气体供应组合件包括；流体供应包装，其经配置以将惰性气体输送到所述等离子体浸没枪以用于产生惰性气体等离子体，所述惰性气体等离子体包含在离子布植操作中用于调制衬底的表面电荷的电子；及清洁气体，其在所述惰性气体流体供应包装中与所述惰性气体混合，或在经配置以相对于输送惰性气体到所述等离子体浸没枪而将清洁气体同时或依序输送到所述等离子体浸没枪的单独清洁气体供应包装中。

全文数据：通过在溅射气体混合物中使用痕量原位清洁气体改善离子布植等离子体浸没枪PFG性能技术领域[0001]本公开大体上涉及离子布植设施及过程，且更明确来说涉及用于改善离子布植等离子体浸没枪性能的设备及方法。背景技术[0002]在半导体制造领域中，离子布植是半导体装置制造的基本单元操作。离子布植设施可具有变化多端的类型，且可包含束离子布植系统、等离子体浸入系统及其它可变类型的系统。[0003]在使用束尚子布植系统时，带正电荷的尚子撞击被布植的晶片衬底，且这个撞击可导致正电荷积聚在晶片衬底的绝缘区域上，从而产生正表面电势。晶片充电也可由来自晶片衬底的电子的次级发射引起。晶片衬底表面电荷可足够强而不利地影响或甚至永久损坏晶片的集成电路特征，例如薄膜晶体管TFT电路。[0004]等离子体浸没枪设备可用以通过产生包括低能量电子的等离子体使得低能量电子可分配到离子束中且传输到晶片表面以中和原本将发生的电荷积聚来解决此表面电荷积聚。[0005]等离子体浸没枪设备可具有不同类型，但典型地包括布置有离子化细丝元件且耦合到由螺线管线圈外接的等离子体管且与离子束室连通的弧室。弧室中的离子化细丝元件由耐火金属通常为钨形成，且用以形成低能量电子等离子体的气体典型地是例如氩、氪或氣的惰性气体，及其它可能的惰性气体。可包含法拉第组合件Faradayassembly，用于将中和电子约束于晶片附近，以由此辅助减轻晶片衬底充电，且通常包含电子剂量、均匀性及电荷测量及监测组件。[0006]因此，等离子体浸没枪设备解决束离子布植系统中的操作问题，用以中和束等离子体电荷以控制颗粒提升，且减小晶片衬底上的充电电压以防止薄膜集成电路元件的静电破坏。发明内容[0007]在操作等离子体浸没枪系统以产生电荷中和低能量电子时，惰性气体可附带溅射等离子体浸没枪细丝。溅射细丝材料变成可沉积到离子布植系统的绝缘体及石墨组件上的气态材料作为沉积污染物。更一般来说，使用延伸操作，离子束及可冷凝气体蒸汽沉积在等离子体浸没枪弧室及其组件中、上及周围。此些蒸汽还沉积在等离子体浸没枪电耦合到的法拉第剂量测量组合件上。无论蒸汽沉积物的特定成因为何，蒸汽沉积物损及等离子体浸没枪系统的性能，且损及系统的操作寿命。就性能来说，例如，这些沉积物容易导致归因于电短路的电故障。也与性能有关，溅射细丝材料例如，钨可设法进入经离子布植的晶片衬底中，从而将作为污染物的溅射细丝材料例如，钨放置在衬底中且降低离子布植系统及过程的产物良率。[0008]这些沉积物还可减少等离子体浸没枪发射电流、增加细丝泄漏电流且因为等离子体浸没枪是剂量测量系统的部分，所以产生法拉第泄漏电流。以可需要定期维修包含清洁沉积污染物且可随时间减少等离子体浸没枪的有效寿命的方式，浸没枪的弧室内的沉积污染物的所有这些效应在操作期间可具有积累效应。因此，研究员继续寻求改善等离子体浸没枪技术以解决及解析上述操作问题。本公开大体上涉及离子布植设施及过程，且更明确来说涉及用于改善离子布植等离子体浸没枪性能的设备及方法。[0009]在操作期间将清洁气体引进到浸没枪的弧室中时，在操作中的浸没枪弧室内清洁气体有效地产生所要清洁效应。根据本发明描述，“清洁效应”是清洁气体在浸没枪的弧室内具有的所要、有益或有利效应，借此清洁气体或化学组分或其衍生物以改善等离子体流枪或附属离子布植系统的短期性能特性、长期性能特性或寿命中的一或多者的方式与浸没枪细丝或与沉积在弧室内部的残余物相互作用。[0010]—种类型清洁效应的一个实例是清洁气体可通过与存在及积累在等离子体浸没枪内部的材料沉积物相互作用而有效地产生挥发性反应产物气体。通过这个效应，材料沉积物可由清洁气体挥发且由此从弧室的表面移除。经移除的沉积物可为存在于壁表面处的沉积物及存在于绝缘体处的沉积物。结果是在使用期间积聚在弧室内的表面上的残余物的量相对于将存在于缺失清洁气体的表面上的残余物的量减少。[0011]这种类型的清洁效应可有利地导致弧室中的残余物的减少积聚。这个残余物减少积聚的直接结果可为改善等离子体浸没枪的性能。室中（例如，绝缘体处）的残余物积聚可引起归因于短路的电故障;残余物的减少含量将减少或防止因短路而发生电故障。[0012]不同类型的清洁效应是通过挥发存在于弧室内的表面处的残余物源于等离子体浸没枪的细丝的残余物，通过使用清洁气体而挥发可重新沉积在细丝上，从而有效地再金属化等离子体浸没枪中的细丝。结果可为相对于在缺失清洁气体下使用的细丝的寿命，等离子体浸没枪细丝的细丝寿命延长。[0013]替代地或另外，清洁效应可为清洁气体有效地减少细丝的溅射。溅射细丝材料例如，妈可布植作为通过涉及等离子体浸没枪的过程离子布植的衬底中的污染物，从而引起过程的良率降低。细丝的溅射的减少将降低由细丝材料的离子布植引起的衬底污染的可能性，从而增大涉及运用如所描述的清洁气体操作的等离子体浸没枪的离子布植方法的良率。[0014]在一个方面中，本发明涉及一种用于将气体输送到等离子体浸没枪的气体供应组合件。所述气体供应组合件包含:流体供应包装，其经配置以将惰性气体输送到等离子体浸没枪以用于产生惰性气体等离子体，所述惰性气体等离子体包含在离子布植操作中用于调制衬底的表面电荷的电子;及清洁气体，其在所述惰性气体流体供应包装中与所述惰性气体混合，或在经配置以相对于输送惰性气体到所述等离子体浸没枪而将清洁气体同时或依序输送到所述等离子体浸没枪的分离清洁气体供应包装中。[0015]在另一方面中，本发明涉及一种操作等离子体浸没枪的方法，所述等离子体浸没枪经配置以接收从惰性气体源流动到所述等离子体浸没枪的惰性气体，且从所述惰性气体产生包含经能量调适以中和经离子布植的衬底的表面电荷的电子的惰性气体等离子体。所述方法包含相对于惰性气体流动到所述等离子体浸没枪而将清洁气体间歇地、连续地或依序引进到所述等离子体浸没枪，所述清洁气体有效地产生来自所述等离子体浸没枪中的材料沉积物的挥发性反应产物气体，且实现所述等离子体浸没枪中的等离子体产生细丝的再金属化。[0016]从后续描述及所附权利要求书将更完全明白本公开的各种新颖及发明主题的其它方面、特征及实施例。附图说明[0017]图1是等离子体浸没枪设备的示意性表示，其展示等离子体浸没枪设备的构造的细节。[0018]图2是在经离子布植的晶片衬底上游的束线结构中利用等离子体浸没枪设备的束离子布植系统的示意性表示。[0019]图3是根据本公开的说明性实施例的经配置以将气体输送到等离子体浸没枪的气体供应组合件的示意性表示。具体实施方式[0020]本公开大体上涉及离子布植设施及过程，且更明确来说涉及用于改善离子布植等离子体浸没枪性能的设备及方法。[0021]在一个方面中，本公开设想一种用于将气体输送到等离子体浸没枪的气体供应组合件，所述气体供应组合件包括:流体供应包装，其经配置以将惰性气体输送到等离子体浸没枪以用于产生惰性气体等离子体，所述惰性气体等离子体包含在离子布植操作中用于调制衬底的表面电荷的电子;及清洁气体，其在所述惰性气体流体供应包装中与所述惰性气体混合，或在经配置以相对于输送惰性气体到所述等离子体浸没枪而将清洁气体同时或依序输送到所述等离子体浸没枪的分离清洁气体供应包装中。[0022]在各种实施例中，在此气体供应组合件中，所述清洁气体可在所述惰性气体流体供应包装中与所述惰性气体混合。[0023]在各种实施例中，所述清洁气体可在分离清洁气体供应包装中，且所述组合件进一步包括流量回路，所述流量回路经配置以从所述清洁气体供应包装接收清洁气体且从所述惰性气体流体供应包装接收惰性气体以使其混合，以形成用于施配到所述等离子体浸没枪的清洁气体及惰性气体的混合物。[0024]在各种实施例中，所述流量回路可包括混合室，所述混合室经布置以从清洁气体及惰性气体的相应流体供应包装接收所述清洁气体及所述惰性气体以使其混合，以形成用于施配到所述等离子体浸没枪的清洁气体及惰性气体的所述混合物。[0025]在各种实施例中，所述流量回路可包括阀门，所述阀门经配置以选择性地实现所述混合室中的所述清洁气体及所述惰性气体的混合，且替代地选择性地使所述清洁气体及所述惰性气体能够分别流动到所述等离子体浸没枪。[0026]在各种实施例中，所述气体供应组合件可包括处理器，所述处理器经配置以控制从所述清洁气体供应包装施配清洁气体，及从所述惰性气体供应包装分离施配惰性气体。在此组合件中，所述处理器可经配置以控制惰性气体的施配，使得在离子布植期间连续地施配惰性气体，且所述处理器经配置以控制清洁气体的施配，使得在惰性气体的施配期间间歇地施配清洁气体，或使得在惰性气体的施配之后依序施配清洁气体。[0027]在上文所描述的各种气体供应组合件中，在各种方法实施例中，当存在于所述等离子体浸没枪中时，清洁气体有效地产生来自所述等离子体浸没枪中的材料沉积物的挥发性反应产物气体。结果可为清洁效应，材料沉积物可通过所述清洁效应而挥发且从弧室的表面移除，且任选地还从所述弧室吸出（例如，从所述弧室抽出）。所述清洁气体可有效地移除存在于所述弧室的壁表面处、绝缘体处或其它表面处的沉积物。与通过以除缺失清洁气体外的相同方式操作等离子体浸没枪而将存在于表面上的相同残余物的量相比，通过这种清洁效应，在使用期间存在且积聚在所述弧室内的表面上的残余物的量减少。所述弧室中存在减少残余物可实现改善所述等离子体浸没枪的性能。作为一个实例，存在于绝缘体处的残余物可减少或防止因可直接由积聚在所述绝缘体上的残余物引起的短路而发生电故障。[0028]另外或替代地，从所述弧室的表面移除沉积物还可改善细丝性能或细丝寿命。例如，如果源自所述等离子体浸没枪的细丝的所述残余物可重新进入所述弧室且重新沉积在所述细丝上，那么使存在于所述弧室内的表面处的残余物挥发，从而有效地再金属化所述等离子体浸没枪中的细丝。结果可为相对于以除反应室中不具有清洁气体外相同的方式的相同等离子体浸没枪操作的相同细丝的细丝寿命，所述等离子体浸没枪细丝的细丝寿命延长。[0029]替代地或另外，不同潜在清洁效应可为所述清洁气体在操作期间有效地减少所述等离子体浸没枪的细丝的溅射。经溅射且在使用期间进入所述弧室的细丝材料例如，钨）可设法进入结合所述等离子体浸没枪操作的布植束中。一旦细丝材料在离子布植束中，则细丝材料可布植作为经离子布植的衬底中的污染物。细丝材料如果存在于衬底中）是降低离子布植过程的良率的污染物。与不使用所述等离子体浸没枪中的清洁气体的相同方法相比，本公开的这种清洁效应（即，减少细丝材料溅射到弧室中）将降低由所述细丝材料引起的离子布植衬底的衬底污染的可能性，由此增大涉及运用如所描述的清洁气体操作的等离子体浸没枪的离子布植方法的良率。[0030]在气体供应组合件及操作浸没枪组合件的方法的各种实施例中，所述清洁气体可包含选自由F2、O2、H2、HF、SiF4、GeF4、NF3、N2F4、COF2、C2F4H2及CxOzHyFjfi成的组的至少一种气体，其中w、x、y及z是各自独立于零或非零的化学计量适当值。例如，在组合物CxOzHyFw中，在各种实施例中w可多1。[0031]在实例性实施例中，清洁气体可包括这些实例性气体中的任一者自身或这些气体中的两者或更多者的组合，由这些实例性气体中的任一者自身或这些气体中的两者或更多者的组合组成，或基本由这些实例性气体中的任一者自身或这些气体中的两者或更多者的组合组成。基本由特定气体或者这些气体中的两者或更多者的组合组成的清洁气体是不含超过其它成分的非实质数量的清洁气体;这可意味着例如清洁气体含有不超过在本文中未识别为清洁气体的另一材料的5体积％、3体积％、2体积％、1体积％、0.5体积％或0.1体积％。（一般来说，如本文中所使用，据称“基本由一或多种所识别材料组成”的任何材料或材料例如，气体组合是含有所识别材料或若干所识别材料且不超过任何不同材料或若干不同材料的5体积％、3体积％、2体积％、1体积％、0.5体积％或0.1体积％的材料；S卩，所述组合包含所列材料的至少95体积％、97体积％、98体积％、99体积％、99.5体积％或99.99体积％。[0032]在其中将清洁气体供应到等离子体浸没枪作为清洁气体及惰性气体的混合物的实施例中，所述混合物可包括如所描述的实例性清洁气体单一清洁气体、或两种或更多种清洁气体的组合及如所描述的惰性气体、由如所描述的实例性清洁气体单一清洁气体、或两种或更多种清洁气体的组合及如所描述的惰性气体组成，或基本由如所描述的实例性清洁气体单一清洁气体、或两种或更多种清洁气体的组合及如所描述的惰性气体组成。基本由清洁气体及惰性气体组成的混合物例如，在包装中或另外用于如所描述的系统或方法中）是不含超过除如所描述的清洁气体及惰性气体外的任何成分的非实质数量的混合物;这可意味着例如所述混合物含有清洁气体、惰性气体且不超过在本文中未识别为清洁气体或惰性气体的另一材料的5体积％、3体积％、2体积％、1体积％、0.5体积％或0.1体积％。[0033]在各种实施例中，所述惰性气体可包括氩、氦、氮、氙及氪中的至少一者。[0034]—种等离子体浸没枪设备可在本公开的广泛实践中不同地构成为包括本文中不同地描述的气体供应组合件。类似地，本公开设想一种包括如不同地构成的此等离子体浸没枪设备的尚子布植系统。[0035]在另外的方面中，本公开设想一种操作等离子体浸没枪的方法，所述等离子体浸没枪经配置以接收从惰性气体源流动到所述等离子体浸没枪的惰性气体，且从所述惰性气体产生包含经能量调适以中和经离子布植的衬底的表面电荷的电子的惰性气体等离子体，所述方法包括相对于惰性气体流动到所述等离子体浸没枪而间歇地、连续地或依序引进到所述等离子体浸没枪。[0036]在操作等离子体浸没枪系统以产生电荷中和低能量电子时，惰性气体溅射等离子体浸没枪细丝。溅射材料变成可在离子布植系统的绝缘体及石墨组件上形成沉积物的气态细丝材料。随着操作继续，离子束及可冷凝气体蒸汽沉积在等离子体浸没枪弧室及其组件中、上及周围。此类蒸汽还沉积在等离子体浸没枪所电耦合到的法拉第剂量测量组合件上。本文中所描述的方法及清洁气体通过产生如本文中所描述的清洁效应而有效地减少、消除或改善这些效应。一种类型的清洁效应是当清洁气体用于如所描述的方法中时，清洁气体可自等离子体浸没枪中的材料沉积物有效地产生挥发性反应产物气体。这可导致弧室中的此类材料沉积物的减少存在，所述弧室即相对于除不使用清洁气体外相同地操作的相同弧室更清洁的弧室。材料沉积物的减少可继而改善等离子体浸没枪的短期性能，且可延长等离子体浸没枪的产品寿命。另外或替代地，清洁气体的清洁效应可实现等离子体浸没枪中的等离子体产生细丝的再金属化。[0037]在此方法的各种实施例中，可相对于惰性气体流动到所述等离子体浸没枪而将所述清洁气体间歇地引进到所述等离子体浸没枪。[0038]在所述方法的各种实施例中，可相对于惰性气体流动到所述等离子体浸没枪而将所述清洁气体连续地引进到所述等离子体浸没枪。[0039]在所述方法的各种实施例中，可相对于惰性气体流动到所述等离子体浸没枪而将所述清洁气体依序引进到所述等离子体浸没枪。[0040]在所述方法的各种实施例中，所述清洁气体可流动到所述等离子体浸没枪而与所述惰性气体混合。[0041]可实行上文所讨论的方法，其中将清洁气体及惰性气体从分离气体供应包装提供到等离子体浸没枪。例如，清洁气体及惰性气体可在等离子体浸没枪外部彼此混合。通过实例性方法，所述混合物不含除清洁气体及惰性气体外的任何气体，且除清洁气体及惰性气体外无任何其它气体供应到等离子体浸没枪，即，（例如分别或混合地供应到等离子体浸没枪的气体是由清洁气体及惰性气体组成或基本由清洁气体及惰性气体组成。[0042]可实行所述方法，其中清洁气体包括氟、氧、氢、氟化氢、二氟化钴或其组合，由氟、氧、氢、氟化氢、二氟化钴或其组合组成，或基本由氟、氧、氢、氟化氢、二氟化钴或其组合组成。[0043]可实行所述方法，其中惰性气体包括氩、氦、氮、氙、氪或其组合，由氩、氦、氮、氙、氪或其组合组成，或基本由氩、氦、氮、氙、氪或其组合组成。[0044]本公开设想一种操作离子布植系统以增加维修事件之间的操作寿命的方法，其中所述离子布植系统包括等离子体浸没枪，且所述方法包含根据本文中不同地描述的任何模式包含使用清洁气体操作所述等离子体浸没枪。[0045]如本文“背景技术”章节中所讨论，操作问题的特征在于在束离子布植系统中使用等离子体浸没枪设备，包含离子布植系统的绝缘体及石墨组件上的细丝衍生钨或其它耐火金属沉积，及在此离子布植系统中的等离子体浸没枪的弧室及法拉第组合件区域处的其它不需要材料的沉积。[0046]作为一般操作协议，等离子体浸没枪经设计以周期性地维修例如，按季度历年计算），但通常，等离子体浸没枪需要仅在短操作周期（其可为约仅几周）之后尽早替换。这是不利的，因为等离子体浸没枪是离子布植系统的法拉第、剂量、均匀性及电荷监测组件的部分，且随着每一离子体浸没枪真空破坏，需要晶片重新鉴定合格性。[0047]本公开提供此类操作问题的各种解决方案。在各种实施例中，原位清洁气体与流动到等离子体浸没枪的弧室的惰性气体混合。此混合可涉及在用以将惰性源气体惰性气体提供到等离子体浸没枪弧室的单一气体供应容器中提供对应混合物，使得所述混合物从此单一气体供应容器施配到等离子体浸没枪。在其它实施例中，可使用惰性源气体及原位清洁气体的分离气体供应容器，其中清洁气体及惰性源气体在分离管路中共同流动到用于在其中混合以形成混合气体的弧室，或其中相应清洁气体及惰性源气体流动到混合室以形成接着在进给管路中流动到等离子体浸没枪的弧室的混合气体，或其中清洁气体从分离气体供应容器流动到将惰性气体从分离气体供应容器传输到等离子体浸没枪的弧室的气体进给管路，使得清洁气体与所述进给管路中的惰性源气体混合且在混合气体中输送到等离子体浸没枪的弧室。作为进一步变型，可将清洁气体周期性地注入到等离子体浸没枪弧室中或注入到通向弧室的惰性气体进给管路中。所述方法的结果（即，清洁效应可为:在操作期间减少沉积残余物继续或持续积聚在等离子体浸没枪的表面或组件处;实现等离子体浸没枪弧室细丝的例如，周期性再金属化例如，再钨化）；或实现不需要的沉积物从等离子体浸没枪或相关联的离子布植系统结构的周期性移除。[0048]因此，本公开设想方法实施例，其涉及在惰性源气体同时连续流动到等离子体浸没枪弧室期间将清洁气体的连续流动提供到此弧室作为例如来自含有相同气体的源容器的预混合气体混合物，或呈各种共流布置，其中惰性气体及清洁气体的分离气体供应容器将其相应气体直接供应到弧室或弧室上游的混合结构（专用混合室或将清洁气体注入到使惰性气体流动到等离子体浸没枪的弧室的进给管路）。本公开还设想在惰性源气体连续地或间歇地流动到等离子体浸没枪弧室期间将清洁气体周期性地例如，循环或非循环输送到此弧室。[0049]在其中在封装于单一气体供应容器中的单一气体混合物中预混合惰性气体及清洁气体的实例中，期望惰性气体及清洁气体的相对比例（例如）产生所要清洁效应，以（例如导致连续地或间歇地移除离子布植系统的等离子体浸没枪组合件及相关联束线区域中的沉积物，通过再金属化细丝而最优地抑制或补救来自细丝的细丝材料例如，钨）的损耗且任选地建立平衡，其中在等离子体浸没枪的操作期间最小化或甚至消除由溅射引起的细丝材料的损耗。[0050]同样地，在分别输送惰性气体及清洁气体的其它模式中，将对应地选择清洁气体与惰性气体的相对比例，以达成沉积物的此连续或间歇性移除及对来自等离子体浸没枪的弧室中的细丝的损耗的抑制或补救。[0051]因此，将了解，当清洁气体同时且连续地流动到等离子体浸没枪弧室时，清洁气体与惰性气体的浓度相比可相对较小，且清洁气体周期性地注入到惰性气体中可能需要所采用的清洁气体的相对较大浓度，以达成所要清洁效应或等离子体浸没枪的弧室中的细丝的再金属化例如，再钨化）。[0052]因此，本公开设想用于使原位清洁气体与惰性气体混合以产生所要清洁效应的各种技术，例如以将例如钨的细丝材料传输到等离子体浸没枪细丝或更一般来说从与沉积物反应而形成挥发性反应产物气体（例如，在氟化合物清洁气体的情况下形成挥发性氟化物），使得可容易从离子布植系统移除所得反应产物气体。通过某些实施例，可在从离子布植系统正常排出废气时实现从等离子体浸没枪弧室移除挥发性反应产物气体，其中挥发性反应产物气体夹带于其它废气中且与其它废气一起从系统排出。另外或替代地，可进行栗抽操作以例如通过在将清洁气体周期性地注入到流动到等离子体浸没枪弧室的惰性气体中的步骤期间将气体抽出弧室而移除此类挥发性反应产物气体。[0053]如所提及的清洁气体及惰性气体可在单件式气体供应容器中混合，或可采用用于清洁气体及惰性气体中的每一个的分离容器。任一情况中的气体供应容器可为任何适合类型，且可（例如）包括高压气缸，或例如可从Entegris，Inc.美国马萨诸塞州比尔里卡Billerica，Massachusetts,USA购得的商标为'VACK的内部压力调节气体供应容器，或例如可从EntegriS，InC.美国马萨诸塞州比尔里卡购得的商标为SDS®的基于吸附剂的气体供应容器。[0054]原位清洁气体可为任何适合类型:有效地产生如本文中所描述的清洁效应以例如移除或防止沉积物积累在等离子体浸没枪组合件的表面处;通过溅射等离子体浸没枪组合件的钨细丝而抑制或补救去金属化;或这些作用的组合。在特定实施例中，原位清洁气体可例如包括选自由以下气体组成的组的一或多种气体、由选自由以下气体组成的组的一或多种气体组成或基本由选自由以下气体组成的组的一或多种气体组成:F2、02、H2、HF、SiF4、GeF4、NF3、N2F4、COF2、C2F4H2及CxOzHyFw，其中w、X、y及z是各自独立于零或非零的化学计量适当值。在其中清洁气体包含组合物CxOzHyFw的气体的应用中，在各种实施例中w可多1。在其它实施例中，清洁气体可包括前述气体物种中的两者或更多者的任何混合物、由前述气体物种中的两者或更多者的任何混合物组成或基本由前述气体物种中的两者或更多者的任何混合物组成。[0055]同样地，惰性气体可为通常在等离子体浸没枪组合件中采用以产生用于离子布植系统中的晶片表面处的电荷中和的低能量电子的任何适合类型。在特定实施例中，惰性气体可例如包括氩、氦、氮、氙、氪或类似者以及此类气体物种中的两者或更多者的混合物、由氩、氦、氮、氙、氪或类似者以及此类气体物种中的两者或更多者的混合物组成或基本由氩、氦、氮、氙、氪或类似者以及此类气体物种中的两者或更多者的混合物组成。[0056]原位清洁气体惰性气体混合物可包括呈任何适合浓度及相对比例的这些气体，由呈任何适合浓度及相对比例的这些气体组成或基本由呈任何适合浓度及相对比例的这些气体组成。在各种实施例中，可能有利的是:按原位清洁气体及惰性气体的）总气体混合物的总体积计，使用以从0.01体积％到60体积％的浓度的原位清洁气体其可为单一组分以及多组分组合物）。在其它实施例中，原位清洁气体的浓度可在下限与上限的范围内：其下限为〇.1体积％、〇.5体积％、1体积％、2体积％、5体积％、10体积％、12体积％、15体积％、18体积％、20体积％、25体积％、30体积％、35体积％、40体积％、45体积％或50体积％，且其上限高于下限且在各种组合物中可为1体积％、2体积％、5体积％、10体积％、12体积％、15体积％、18体积％、20体积％、25体积％、30体积％、35体积％、40体积％、45体积％、50体积％、55体积％或60体积％，其中百分比是按总气体混合物的总体积计。在特定应用中，按原位清洁气体及惰性气体的）总气体混合物的总体积计，原位清洁气体的浓度可在从0.05%到20%的范围内，或可在从0.5%到12%的范围内，或可在从1%到5%的范围内或可在包含上述下限中的一者及上述上限值中的一者的任何其它适合范围内。[0057]因此，将理解，用于本公开的给定应用中的特定气体组合物可基本取决于以下因素而改变:特定等离子体浸没枪离子布植设备、等离子体浸没枪操作寿命、发射电流、细丝泄漏电流、法拉第泄漏电流及所述设备的其它操作特性、以及在操作所述设备时布植在衬底晶片中的特定离子束物种。[0058]在本公开的广泛实践中，当原位清洁气体经供应与惰性气体首先混合以呈此混合形式从单件式流体供应容器施配时，流动到等离子体浸没枪的弧室的原位清洁气体惰性气体混合物的流速可大幅改变。在用于制造半导体产品的各种等离子体浸没枪离子布植操作中，混合物的流速可例如在从每分钟0.5标准立方厘米seem到每分钟1标准立方厘米seem的范围内。在平板显示器FPD布植操作中，在特定实施例中，原位清洁气体惰性气体混合物的流速可在从3sccm到5sccm的范围内。[0059]当原位清洁气体及惰性气体以（至少最初分离流形式供应时，可对应地改变及确定相应分离流的流速以达成从足以产生如本文中所描述的清洁效应例如实现移除等离子体浸没枪组合件中的沉积物、再金属化例如，再钨化其中的细丝，同时还实现从惰性气体产生电荷中和低能量电子的此类流衍生的气体的相对浓度。[0060]因此，如上文所讨论，在各种实施例中，惰性气体及原位清洁气体可首先供应作为来自单件式气体供应容器的气体混合物。在其它实施例中，惰性气体及原位清洁气体可提供在等离子体浸没枪及离子布植设备的位置处的分离容器中，其中分离容器将其相应气体施配到通向等离子体浸没枪及离子布植器设备的分离流管路以在设备中混合。替代地，分离施配管路可将气体施配到等离子体浸没枪及离子布植器设备上游的共同进给管路，使得相应气体在其流动通过共同进给管路时相互混合。作为又另外的替代方案，分离容器可将相应气体施配到混合室，混合气体从所述混合室流动通过单一进给管路到等离子体浸没枪及离子布植器设备。因此，设想单件式气体混合物流体供应以及共流布置，其仅必须使相应气体在等离子体浸没枪及离子布植器设备处或上游组合以提供混合气体，以从惰性气体产生低能量电子并且清洁等离子体浸没枪，再金属化等离子体浸没枪细丝或两者皆有。[0061]在其中原位清洁气体及惰性气体从分离源供应且在使用等离子体浸没枪设备时混合的其它实例中，可能有利的是:在气体供应回路中提供当惰性气体不流动时仅使原位清洁气体流动到离子布植设备中以提供等离子体浸没枪的高强度清洁的能力。这可由供应容器及歧管布置调节，其经配置以实现原位清洁气体到等离子体浸没枪设备中的吹扫流、从所述设备扫除其它气体且将待发生的等离子体浸没枪的清洁操作实现为间歇性清洁操作。[0062]在各种实施例中，可优选此间歇性高强度清洁以增加设备的操作寿命，且此间歇性高强度清洁可整合为等离子体浸没枪离子布植设备的预防性维修的部分。[0063]在其它操作模式中，可期望将一定量的原位清洁气体周期性地循环吹扫到流动到用于正常等离子体产生操作的等离子体浸没枪离子布植设备中的惰性气体中或将一定量的原位清洁气体直接周期性地循环吹扫到等离子体浸没枪的弧室中，使得通过原位清洁气体自动地且周期性地实行原位清洁，而非使用混合原位清洁气体及惰性气体的同时进给来进行专门清洁操作。这可例如通过利用循环定时器程序或经配置以使原位清洁气体混合到惰性气体以达成清洁气体惰性气体混合物中的清洁气体的预定浓度的气柜或阀歧管箱VMB来调节。[0064]本公开的方法达成实质性技术进步，所述方法係同时、间歇地或依序（替代地使用原位清洁气体及惰性过程气体以反应性地移除溅射细丝材料例如钨及其它沉积残余物的沉积积聚物以改善等离子体浸没枪及布植器性能、再金属化等离子体浸没枪中的细丝或两者皆有。相对于不使用如本文中所描述的清洁气体操作的相同等离子体浸没枪的相同操作，使用清洁气体的优点包含改善离子布植器中的等离子体浸没枪的操作服务寿命、减少此设备的维修事件且减少可使布植器性能显著降级的等离子体浸没枪的有害操作的发生。[0065]现参考附图，图1是等离子体浸没枪设备100的示意性表示，其展示等离子体浸没枪设备100的构造的细节。[0066]等离子体浸没枪设备包含弧室120,其中安置有细丝130,细丝130由所述弧室的壁处的绝缘体140支撑经在且通过电路接合到细丝电源260。当被供能时，细丝130在弧室120中产生等离子体150。弧室在其外表面处具备磁铁122。如所展示，弧室与弧电源250电耦合。弧室与由被螺线管线圈电源230供能的螺线管线圈170围绕的等离子体管160耦合。等离子体管160配备有用于等离子体管的维修阀180。继而，等离子体管与含有束等离子体210的离子束室200连通。从等离子体管160发射的磁场190相对于离子束室中的离子束220的方向成角度经导向。离子束室200与作为等离子体浸没枪设备的电源电路的部分的外部电源240耦合。等离子体管160通过隔离体与离子束室200电隔离。[0067]在操作时，图1的等离子体浸没枪设备与经供能以形成含有来自引进到弧室的惰性气体的低能量电子的等离子体细丝一起操作，其中将低能量电子分配到离子束室200中的离子束中，用于晶片衬底未在图1中展示的表面处的电荷中和。[0068]图2是在经离子布植的晶片衬底上游的束线结构中利用等离子体浸没枪设备的束离子布植系统300的不意性表不。[0069]在所说明的系统300中，离子布植室301含有从管路302接收掺杂物源气体的离子源316且产生离子束305。离子束305穿过选择所需离子且排斥非选定离子的质量分析器单元322〇[0070]选定离子穿过加速电极阵列324且接着穿过偏转电极326。接着，所得聚焦离子束穿过进行操作以将低能量电子分配到离子束中的等离子体浸没枪327,且接着，与此类低能量电子一起扩增的离子束冲击安置在心轴332上安装的可旋转固持器330上的衬底元件328上。掺杂物离子的离子束由此视需要掺杂衬底以形成掺杂结构，且低能量电子用以中和衬底元件328的表面上的电荷积聚。[0071]离子布植室301的相应区段分别借助于栗320、342及346通过管路318、340及344排气。[0072]图3是根据本公开的说明性实施例的经配置以将气体输送到等离子体浸没枪的气体供应组合件的示意性表示。[0073]图3中所展示的等离子体浸没枪480布置成与用于示范气体供应组合件的各种操作模态的三个气体供应包装414、416及418呈流体接收关系。气体供应包装418包含具有阀头组合件434的容器432，其中排气口436接合到气体进给管路460。阀头组合件434配备有手轮442,用于手动地调整阀头组合件中的阀以视需要使所述阀在完全敞开与完全闭合位置之间平移以实现施配操作，或替代地实现容器432的气体混合物的封闭存储。手轮442可由自动地经控制以调制阀头组合件中的阀的设置的阀致动器例如，可操作地连接到CPU478的气动阀致动器替代。[0074]容器432含有原位清洁气体惰性气体混合物，其可例如包括作为原位清洁气体的5体积％的氟气体及作为惰性气体的95体积％的氙。如所展示的气体进给管路460在其中含有流控制阀462。流控制阀462配备有自动阀致动器464，其具有将致动器连接到CPU478的信号发射线466,借此CPU478可将信号发射线466中的控制信号发射到阀致动器以调制阀462的位置，以对应地控制清洁气体惰性气体混合物从容器432到等离子体浸没枪组合件480的流动。[0075]作为将原位清洁气体惰性气体混合物供应到等离子体浸没枪的替代方案，如同以预混合形式存在于容器432中，图3的气体供应组合件包含替代布置，其中流体供应包装414包含容器420中的惰性气体，且其中流体供应包装416包含容器426中的清洁气体。[0076]流体供应包装414包含具有阀头组合件422的容器420,其中排气口424接合到气体进给管路444,用于施配来自容器420的惰性气体，如先前所描述。阀头组合件配备有手轮438,其正如流体供应包装418—样可用可操作地连接到CPU478的自动阀致动器替代。[0077]以类似方式，流体供应包装416包含具有阀头组合件428的容器426,其中排气口430接合到气体进给管路452，用于施配来自容器426的清洁气体，如先前所描述。阀头组合件配备有手轮440,其可用可操作地连接到CPU478的自动阀致动器替代。[0078]在图3系统中，惰性气体进给管路444含有配备有通过信号发射线450可操作地连接到CPU478的致动器448的流控制阀446。对应地，清洁气体进给管路452含有配备有通过信号发射线458可操作地连接到CPU478的阀致动器456的流控制阀454。通过此布置，CPU478可以可编程地经配置以视需要实行来自惰性气体供应容器420的惰性气体的施配操作及来自清洁气体供应容器426的清洁气体的施配操作。[0079]如图3中所说明，流控制阀446下游的惰性气体进给管路444包含接合到混合室486的终端进给管路区段482。同样地，流控制阀454下游的清洁气体进给管路452包含接合到混合室486的终端进给管路区段484。通过此布置，可在相应终端进给管路区段中将惰性进给气体及清洁气体引进到混合室，用于使其混合且随后从气体进给管路488中的混合室486流动到等离子体浸没枪480。可通过适当地调制相应气体进给管路444及452中的流控制阀446及454而可控地设置从混合室486排出的混合物的相应惰性气体及清洁气体组分的相对比例。[0080]作为图3系统的进一步替代方案，惰性气体进给管路444可连接到以虚线表示所展示的惰性气体进给管路490,以将惰性气体直接引进到等离子体浸没枪设备，例如直接引进到此设备的弧室。对应地，清洁气体进给管路452可连接到以虚线表示所展示的清洁气体进给管路492,以将清洁气体直接引进到等离子体浸没枪设备，例如直接引进到此设备的弧室。以这种方式，共同流动的惰性气体及清洁气体流经直接引进到等离子体浸没枪且在所述设备的弧室中彼此混合。[0081]图3系统还可经操作使得来自容器420的惰性气体在其中安置有等离子体浸没枪480的布植器设备的离子布植操作期间连续地流动到等离子体浸没枪480,同时，仅间歇地例如，以预定循环间隔将来自容器426的清洁气体引进到等离子体浸没枪，使得以此类预定循环间隔或否则以周期性方式实现清洁动作及细丝的再金属化。[0082]作为图3系统中的操作的又进一步修改，通过清洁气体进给管路452、492及或终端进给管路区段484中的适当阀门，清洁气体可在惰性气体同时流动到等离子体融合枪期间或替代地在已终止惰性气体流动到等离子体融合枪之后以周期性间隔或视需要以其它方式分别流动到等离子体浸没枪，使得仅清洁气体流动到等离子体融合枪设备。作为另一操作模式，阀门可调节清洁气流的此分离独立操作，而无惰性气体同时流动到等离子体融合枪，且可（例如通过适当连接到CPU478来调制阀门，以将清洁气体切换到混合室486以用于与流动到混合室的惰性气体混合。[0083]因此，将了解，图3系统可不同地经配置以适应多种操作模式，包含预混合惰性气体清洁气体从单件式气体供应容器流动、惰性气体及清洁气体共同流动到等离子体浸没枪、惰性气体及清洁气体共同流动到等离子体浸没枪上游的混合室、清洁气体周期性引进到等离子体浸没枪，惰性气体同时或非同时流动到等离子体浸没枪周期性或间歇性清洁模式）、或清洁气体通过混合室周期性地引进到惰性气体流。因此，将了解，在此系统中说明性地展示的CPU478可包括任何适合类型或若干类型的处理器，包含专用编程计算机、可编程逻辑控制器、微处理器等，且CPU可以可编程地经配置以实行涉及清洁气体的前述操作模式中的任一者。[0084]最终，将了解，在如本文中不同地公开的等离子体浸没枪操作中利用清洁气体达成实质技术进步，从而使等离子体浸没枪的操作寿命能够大幅增加，且使得离子布植系统的总效率能够提尚。[0085]虽然本文中已参考特定方面、特征及说明性实施例阐述本公开，但将了解，本公开的用途不因此受限，而是延伸到且涵盖众多其它变型、修改及替代实施例，如本公开所属领域的一般技术人员将基于本文描述联想到所述其它变型、修改及替代实施例。因此，如后文所主张的本公开意图在其精神及范围内广泛地被视为及被解释为包含所有此类变型、修改及替代实施例。

权利要求：1.一种用于将气体输送到等离子体浸没枪的气体供应组合件，其包括：流体供应包装，其经配置以将惰性气体输送到等离子体浸没枪以用于产生惰性气体等离子体，所述惰性气体等离子体包含在离子布植操作中用于调制衬底的表面电荷的电子；及清洁气体，其在所述惰性气体流体供应包装中与所述惰性气体混合，或在经配置以相对于输送惰性气体到所述等离子体浸没枪而将清洁气体同时或依序输送到所述等离子体浸没枪的单独清洁气体供应包装中。2.根据权利要求1所述的气体供应组合件，其中所述清洁气体是在所述惰性气体流体供应包装中与所述惰性气体混合。3.根据权利要求1所述的气体供应组合件，其中所述清洁气体是在单独清洁气体供应包装中，且所述组合件进一步包括流动回路，所述流动回路经配置以从所述清洁气体供应包装接收清洁气体且从所述惰性气体流体供应包装接收惰性气体以使其混合，以形成用于施配到所述等离子体浸没枪的清洁气体及惰性气体的混合物。4.根据权利要求3所述的气体供应组合件，其中所述流动回路包括混合室，所述混合室经布置以从清洁气体及惰性气体的相应流体供应包装接收所述清洁气体及所述惰性气体以使其混合，以形成用于施配到所述等离子体浸没枪的清洁气体及惰性气体的所述混合物。5.根据权利要求3所述的气体供应组合件，其中所述流动回路包括阀门，所述阀门经配置以选择性地实现所述混合室中的所述清洁气体及所述惰性气体的混合，且替代地选择性地使所述清洁气体及所述惰性气体能够分别流动到所述等离子体浸没枪。6.根据权利要求3所述的气体供应组合件，其进一步包括处理器，所述处理器经配置以控制从所述清洁气体供应包装施配清洁气体，及从所述惰性气体供应包装施配惰性气体。7.根据权利要求6所述的气体供应组合件，其中所述处理器经配置以控制惰性气体的施配，使得在离子布植期间连续地施配惰性气体，且所述处理器经配置以控制清洁气体的施配，使得在惰性气体的施配期间间歇地施配清洁气体，或使得在惰性气体的施配之后依序施配清洁气体。8.根据权利要求1所述的气体供应组合件，其中所述清洁气体自所述等离子体浸没枪中的材料沉积物有效地产生挥发性反应产物气体、实现所述等离子体浸没枪中的等离子体产生细丝的再金属化，或两者。9.根据权利要求1所述的气体供应组合件，其中所述清洁气体包括选自由F2、O2、H2、HF、SiF4、GeF4、NF3、N2F4、C0F2、C2F4H2及CxOzHyFw组成的组的至少一种气体，其中w、x、y及z是各自独立于零或非零的化学计量适当值。10.根据权利要求1所述的气体供应组合件，其中所述惰性气体包括氩、氦、氮、氙及氪中的至少一者。11.一种等离子体浸没枪设备，其包括根据权利要求1到10中任一权利要求所述的气体供应组合件。12.—种离子布植系统，其包括根据权利要求11所述的等离子体浸没枪设备。13.—种操作等离子体浸没枪的方法，所述等离子体浸没枪经配置以接收从惰性气体源流动到所述等离子体浸没枪的惰性气体，且从所述惰性气体产生包含经能量调适以中和经离子布植的衬底的表面电荷的电子的惰性气体等离子体，所述方法包括相对于惰性气体流动到所述等离子体浸没枪而将清洁气体间歇地、连续地或依序引进到所述等离子体浸没枪，所述清洁气体自所述等离子体浸没枪中的材料沉积物有效地产生挥发性反应产物气体，且实现所述等离子体浸没枪中的等离子体产生细丝的再金属化。14.根据权利要求13所述的方法，其中相对于惰性气体流动到所述等离子体浸没枪而将所述清洁气体间歇地引进到所述等离子体浸没枪。15.根据权利要求13所述的方法，其中相对于惰性气体流动到所述等离子体浸没枪而将所述清洁气体连续地引进到所述等离子体浸没枪。16.根据权利要求13所述的方法，其中相对于惰性气体流动到所述等离子体浸没枪而将所述清洁气体依序引进到所述等离子体浸没枪。17.根据权利要求13所述的方法，其中所述清洁气体流动到所述等离子体浸没枪而与所述惰性气体混合。18.根据权利要求13所述的方法，其中将所述清洁气体及惰性气体从单独气体供应包装提供到所述等离子体浸没枪。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述清洁气体及惰性气体彼此混合且在所述等离子体浸没枪外部。20.根据权利要求13所述的方法，其中所述清洁气体包括选自由F2、O2、H2、HF、SiF4、66卩4、陬3、1^4、^2、：#4112及^02!1而组成的组的至少一种气体，其中¥3、7及2是各自独立于零或非零的化学计量适当值。21.根据权利要求13所述的方法，其中所述惰性气体包括氩、氦、氮、氙及氪中的至少一者。22.—种操作离子布植系统以增加维修事件之间的操作寿命的方法，其中所述离子布植系统包括等离子体浸没枪，所述方法包括根据权利要求13到21中任一权利要求所述的方法操作所述等离子体浸没枪。

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