TW201802888A

TW201802888A - 於氮離子植入中改善離子源效能的氟化組合物

Info

Publication number: TW201802888A
Application number: TW106115760A
Authority: TW
Inventors: 巴瑞盧伊斯察伯斯; 秉才田; 約瑟夫 D 史維尼; 唐瀛; 歐雷格帛爾; 史帝文 E 畢夏普; 夏拉德 N 葉達夫
Original assignee: 恩特葛瑞斯股份有限公司
Priority date: 2016-05-13
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2018-01-16
Also published as: CN109196617B; JP6730457B2; US20170330726A1; KR102202345B1; KR20180129937A; TWI765887B; CN109196617A; US20220044908A1; SG11201809477WA; JP2019521471A; WO2017196934A1

Abstract

本發明闡述用於實施氮離子植入之組合物、方法及裝置，其在該氮離子植入後進行易於故障之另一離子植入操作、例如植入砷及/或磷離子物質時避免發生嚴重故障。該氮離子植入操作有利地利用引入離子植入系統之離子源室或在該離子源室中形成之氮離子植入組合物實施，其中該氮離子植入組合物包括氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包括一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體，例如包括一或多種選自由以下組成之群之氣體之含氫氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1、y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 。

Description

於氮離子植入中改善離子源效能的氟化組合物

本發明概言之係關於氮離子植入。更具體而言，本發明在多個態樣中係關於於氮離子植入中改善離子源效能的氟化組合物、利用此等氟化組合物改善離子源效能之方法及用於氮離子植入系統中之氣體供給裝置及套組。

離子植入係在微電子及半導體產品製造中廣泛使用的製程，其用於將控制量之摻雜劑雜質準確地引入諸如半導體晶圓之基板中。在用於此等應用中之離子植入系統中，通常採用離子源來離子化期望之摻雜劑元素氣體，且離子係以具有期望能量之離子束的形式自源引出。離子植入系統中使用多種類型之離子源，包括採用熱電電極且藉由電弧供電之弗裏曼(Freeman)型及伯納斯(Bernas)型、使用磁控管之微波型、間接加熱陰極(IHC)源及RF電漿源，其通常皆在真空中操作。用於離子植入系統中之摻雜劑具有眾多不同類型且尤其包括砷、磷、硼、氧、氮、碲、碳及硒。離子植入工具可不間斷地用於植入眾多種摻雜劑物質，其中連續操作工具以植入不同摻雜劑物質並相應改變操作條件及化學。在任一系統中，離子源藉由將電子引入填充有摻雜劑氣體(通常稱為「原料氣體」)之真空電弧室(下文中之「室」)中而生成離子。電子與摻雜劑氣體中之原子及分子碰撞導致產生由正摻雜劑離子及負摻雜劑離子組成之離子化電漿。具有負偏壓或正偏壓之汲取電極將分別使正離子或負離子可作為準直離子束穿過孔，使該準直離子束向靶標材料加速，以形成具有期望電導率之區域。預防維護(PM)之頻率及持續時間係離子植入工具之一個效能因數。作為一般目標，應減少工具PM頻率及持續時間。需要最多維護的離子植入機工具之部件包括離子源、汲取電極及高壓絕緣體，以及與工具相關之真空系統之幫浦及真空管線。另外，定期更換離子源之燈絲。理想地，給入電弧室中之原料分子將經離子化及片段化，而與電弧室自身或離子植入機之任何其他組件無實質相互作用。實際上，原料氣體離子化及片段化可產生不期望之效應，例如電弧室組件蝕刻或濺鍍、電弧室表面上之沈積、電弧室壁材料之再分佈等。該等效應促進離子束不穩定性，且可最終引起離子源之過早失效。原料氣體及其離子化產物之殘餘物當在離子植入機工具之高壓組件(例如，源絕緣體或汲取電極之表面)上沈積時，亦可引起高能的高壓火花。此等火花係束不穩定性之另一促進因素，且由該等火花所釋放之能量可損壞靈敏的電子組件，從而導致設備失效增加及差的平均失效間隔時間(MTBF)。由固體在絕緣表面上之過量沈積所導致的電短路稱為「故障」，且對在離子植入系統中達成有效離子植入非常不利。不管離子植入操作中所用摻雜劑之具體類型為何，共同目標皆係確保原料氣體經有效處理，離子物質之植入以有效且經濟的方式實施，且植入機裝置經操作使得維護需要最小化且系統組件的平均失效前時間最大化，以使植入工具生產力儘可能高。在積體電路及其他微電子產品之製造中所遇到的特定故障問題與氮離子植入有關。當將用於植入氮(N⁺ )之離子植入工具之後切換至用於植入砷(As+)或磷(P+)之操作時，該工具易於發生嚴重故障。此故障之機制未充分闡明，但可能涉及導電氮化鎢(WN_x )沈積至離子源絕緣體上。解決及最小化關於氮離子植入及隨後砷或磷離子植入之此嚴重故障的先前努力未令人滿意。舉例而言，已測定，實施中間短持續時間(例如，5分鐘長)之處理(亦即，離子化)步驟，離子植入機工具中在初始氮離子植入與隨後砷或磷離子植入之間之硼原料氣體可減少故障行為，但此需要重置工具操作條件並中斷工具原本可應用之處理順序。因此，藉由有效、成本有效並避免為抑制工具之此不利故障行為而需要中斷離子植入操作之排定順序之預防性方法預防離子植入工具在此等工具自氮離子植入切換至易於故障之其他離子植入操作(例如，砷離子植入或磷離子植入)時經歷之嚴重故障係非常有利的。

本發明係關於實施氮離子植入之組合物、方法及裝置，其在氮離子植入後進行易於故障之另一離子植入操作(例如，植入砷或磷離子物質)時避免發生嚴重故障。在多個態樣中，本發明係關於氮離子植入組合物，其包含氮摻雜劑氣體(N₂ )及包含氟及/或氧源之故障抑制氣體。不期望受限於理論，認為氟及/或氧可截斷氮與離子源之內部構件(例如)形成氮化物之反應，此可減輕與故障相關之沈積物的形成。在一態樣中，本發明係關於氮離子植入組合物，其用於在氮離子植入後進行易於故障之另一離子植入操作時抵抗離子植入系統中之故障，該氮離子植入組合物包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1，y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體。在另一態樣中，本發明係關於氮離子植入組合物，其用於在氮離子植入後進行砷離子植入及/或磷離子植入時抵抗離子植入系統中之故障，該氮離子植入組合物包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1，y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體。在多個態樣中，本發明係關於氣體供給包裝及套組，其用於向離子植入系統遞送氮摻雜劑氣體(N₂ )及包含氟及/或氧源之故障抑制氣體。在又一態樣中，本發明係關於用於向離子植入系統供給氮離子植入組合物之氣體供給包裝，其中該氣體供給包裝包含氣體儲存及分配容器，其含有如本文中以不同方式闡述之氮離子植入組合物。在另一態樣中，本發明係關於用於向離子植入系統供給氮離子植入組合物之氣體供給套組，其中該氣體供給套組包含含有氮(N₂ )摻雜劑氣體之第一氣體儲存及分配容器及含有故障抑制氣體之第二氣體儲存及分配容器，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ 。在另一態樣中，本發明係關於如在本文中以不同方式闡述之離子植入組合物、氣體供給包裝或氣體供給套組用於抵抗離子植入系統中之故障之目的之用途，其中在離子植入系統中之氮離子植入操作後進行易於故障之另一離子植入操作，例如砷離子植入及/或磷離子植入。離子植入系統可具有內部構件，其包含易於形成氮化物之材料，例如鎢。本發明之另一態樣係關於供給用於氮離子植入之氣體之方法，其包含將此氣體以包裝形式遞送至離子植入系統，該包裝形式包含以下各項中之至少一項：(i)氣體供給包裝，其包含含有作為包裝氣體混合物之氮離子植入組合物之氣體儲存及分配容器，該氮離子植入組合物包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體；及(ii)用於向離子植入系統供給氮離子植入組合物之氣體供給套組，其中該氣體供給套組包含含有氮(N₂ )摻雜劑氣體之第一氣體儲存及分配容器及含有故障抑制氣體之第二氣體儲存及分配容器，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，視情況其中該氣體供給套組進一步包含於第三氣體儲存及分配容器中或於第一及第二氣體儲存及分配容器之一或多者中之含氫氣體，例如包含一或多種選自由以下組成之群之氣體之含氫氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 。本發明之又一態樣係關於抵抗離子植入系統中之故障的方法，其中在離子植入系統中之氮離子植入操作後進行易於故障之另一離子植入操作(例如，砷離子植入及/或磷離子植入)，該方法包含將如本文中以不同方式闡述之氮離子植入組合物離子化，以生成用於氮離子植入操作之氮植入物質。在另一態樣中，本發明係關於氮離子植入方法，其包含將如本文中以不同方式闡述之氮離子植入組合物離子化以生成氮離子植入物質，並將氮離子植入物質植入基板中，例如其中該植入包含引導氮離子植入物質之束指向基板。本發明之其他態樣、特徵及實施例將自下文說明及隨附申請專利範圍更充分明瞭。

本發明係關於氮離子植入系統、方法及組合物。適宜地，氮離子植入系統、方法及組合物可經配置以提供包含氮離子之可植入離子、包含大部分氮離子之可植入離子或基本上由氮離子組成之可植入離子。在多個態樣中，本發明係關於在其中實施氮離子植入之離子植入系統中改善離子源效能之氟化或含氧組合物、利用此等氟化或含氧組合物改善離子源效能之方法及用於氮離子植入系統中之氣體供給裝置及套組。在一態樣中，本發明係關於氮離子植入組合物，其用於在氮離子植入後進行易於故障之另一離子植入操作時抵抗離子植入系統中之故障，該氮離子植入組合物包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1，y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體。儘管本發明之組合物、方法及裝置在本文中係參照其中在氮離子植入後進行砷離子植入及/或磷離子植入之離子植入操作說明性闡述，但應瞭解，本發明之此等組合物、方法及裝置同樣適用於其中在氮離子植入後進行呈易於故障之離子植入操作順序之離子植入操作之任何離子植入操作。除砷離子植入及磷離子植入以外，在多種實施方案中此等易於故障之隨後離子植入操作可包括硼離子植入、碳離子植入、矽離子植入等。本發明在特定態樣中係關於氮離子植入組合物，其用於在氮離子植入後進行砷離子植入及/或磷離子植入時抵抗離子植入系統中之故障，該氮離子植入組合物包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體，例如包含一或多種選自由以下組成之群之氣體之含氫氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 。故障抑制氣體可以任一適宜量存在於氮離子植入組合物中，該量有效抑制故障，亦即有效使得氮離子植入組合物能在氮離子植入後進行易於故障之另一離子植入操作(例如，砷離子植入及/或磷離子植入)時抵抗離子植入系統中之故障，使得氮離子植入組合物相對於缺少該故障抑制氣體之對應組合物故障發生率降低。實際上，由於利用氮離子植入組合物進行離子植入，故氮(N₂ )摻雜劑氣體有利地構成主要部分，亦即，氮離子植入組合物之大於50體積百分比(體積%)，其中氮(N₂ )摻雜劑氣體、故障抑制氣體及可選含氫氣體(若存在)之體積百分比共計100體積百分比。然而，將認識到，本發明涵蓋其中氮(N₂ )摻雜劑氣體作為氮離子植入組合物之次要體積部分存在且其中故障抑制氣體以氮離子植入組合物之主要體積部分存在之實施例。然而，對於大多數應用而言，氮(N₂ )摻雜劑氣體將構成氮離子植入組合物之主要部分。在特定實施例中，故障抑制氣體可以可為氮離子植入組合物之1體積%至49體積%之量存在於氮離子植入組合物中。在其他實施例中，故障抑制氣體可以可為氮離子植入組合物之5體積%至45體積%之量存在於氮離子植入組合物中。在其他實施例中，故障抑制氣體可以以下範圍內之量存在於氮離子植入組合物中：其下端點體積%值係1、2、3、4、5、6、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、34、35、37、38、40之任一值，且其上端點體積%值大於下端點值且係4、5、6、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、34、35、37、38、40、42、44、45、47、48及49之任一值。由此，涵蓋在例如以下範圍內的氮離子植入組合物：2體積%至4體積%、或20體積%至40體積%、或15體積%至37體積%，或在可選自由上述端點值所界定之排列中的任何其他範圍內。在多個實施例中，氮離子植入組合物可包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及氟化合物故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 、及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ ，以及視情況含氫氣體，例如包含一或多種選自由以下組成之群之氣體之含氫氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 。在多個實施例中，氮離子植入組合物可包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及氟化合物故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 、及C_x F_y (x≥1，y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 及XeF₂ 。在其他特定實施例中，氮離子植入組合物可包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及NF₃ 與彼此、視情況含有含氫氣體之混合物。在其他實施例中，氮離子植入組合物可包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制含氧(含有氧之)氣體，例如包含至少一種選自由以下組成之群之含氧氣體：COF₂ 、OF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體，例如包含一或多種選自由以下組成之群之氣體之含氫氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 。在特定實施例中，氮離子植入組合物可包含N₂ 及O₂ 。在其中故障抑制氣體包含氟化氫(HF)之情形中，將理解包含可選含氫氣體之對應氮離子植入組合物將包含除氟化氫以外之含氫氣體。在本文中所揭示之任一氮離子植入組合物或其他氣態組合物中，儘管組合物以不同方式廣泛揭示為包含明確闡述之氣體組份，但該等組合物可替代地由此等明確闡述之氣體組份組成或者基本上由該等氣體組份組成。可將氮離子植入組合物遞送至離子植入系統之離子源室，其中該等氮離子植入組合物作為氣體混合物利用，自含有其之氣體供給包裝供給。或者，可自各含有一或多種、但少於所有組份之單獨氣體供給包裝供給構成氮離子植入組合物之氣體混合物的各別氣體組份，以使可將自單獨氣體供給包裝所供給之氣體作為單獨氣流供給至離子植入系統之離子源室，其在離子源室中混合在一起作為共流氣流。由此，氮離子植入操作有利地利用引至離子植入系統之離子源室或在該離子源室中形成之氮離子植入組合物實施。或者，單獨氣體供給包裝可供給氣體，該氣體經引至離子源室上游之流動線路，使得各別氣流在氣體流動線路中彼此混合，並作為氮離子植入組合物之氣體混合物經遞送至離子源室。作為又一替代選擇，單獨氣體供給包裝可經由流動管線將氣體供給至混合室或另一組合器件或結構，以在離子源室上游生成作為氣體混合物之氮離子植入組合物，且氣體混合物排出管線將所生成之混合物輸送至離子植入系統之離子源室。由此，在氮摻雜劑氣體與上文所提及之補充氣體之組合中，在向其單獨遞送氮離子植入組合物之各別組份的離子源室中，或在涉及自含有氮離子植入組合物之氣體供給包裝遞送作為混合物之氮離子植入組合物之不同流動方案中提供全面靈活性，或其中氮離子植入組合物係藉由離子植入系統之離子源室上游之氣體混合形成。本發明之氮離子植入組合物由此提供使得能夠在氮離子植入後及在自N+植入切換至As+及/或P+植入操作之前避免中間調整(seasoning)或調節步驟的優點，從而增加處理效率。另外，可使用某些含氮組合物(例如，N₂ F₄ 與N₂ 氣體混合物或N₂ O與N₂ 氣體混合物)，以預防因氮與來自離子植入系統之燈絲及/或其他組件的鎢反應所致之WN_x 累積，並增加N+束流。在此情形中，補充氣體不減少總氮量，且此外其因其較高離子化截面積及較低離子化能量而貢獻N+多於N₂ 。因此，可根據本發明使用氟化物/N₂ 組合物來預防WN_x 層累積。此組合物中之氟化物含量可相對較低，但不足夠低至無法中斷WNx形成，且不會太高以致引起有害的WF_x 傳輸現象，亦即鹵素循環。NF₃ 係較佳補充氣體物質，此乃因其僅引入氟作為相對安全之補充氣體。其他氟化氣體(NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF4及CxFy (x≥1，y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 及XeF₂ 等)可與N₂ 一起使用，以增加包裝安全性(CF₄ 、SF₆ )或處理效率(GeF₄ 、F₂ 、HF)。利用氧化組合物可達成相似的效應。WO_x 導電但其在高溫下較不穩定。可採用簡單的O₂ /N₂ 組合物提供與N₂ 相同的安全特性，但具有減少故障之另一優點。如在前述論述中所闡述，可將N₂ 及補充氣體在單個氣體供給容器中共包裝或自兩個單獨氣體供給容器共流。如亦在上述論述中所反映，可包括一或多種含氫氣體作為補充氣體以進一步平衡離子源條件。含氫氣體可具有任一適宜特性，且可(例如)包含H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 等。在多個實施例中，本發明涵蓋可在自氮離子植入過渡至隨後易故障離子植入操作(例如，砷及/或磷之離子植入)中採取之其他行動。該等行動可包括在此等連續離子植入操作之間使吹掃氣流過系統，以自離子植入系統之管線及室消除潛在污染物。吹掃氣體可包含諸如氬之惰性氣體或諸如三氟化物硼之氣體，其不經離子化以形成電漿。作為另一或替代行動，在其他實施例中，可採用淨化劑或滌氣劑材料(例如對氮污染物具選擇性之吸附劑)純化用於將氮離子植入氣體遞送至離子植入系統之流動線路(例如，歧管或流動管線)中的氮離子植入氣體。另外或另一選擇為，在多個實施例中，可用氮氣吹掃流動線路之氣體歧管，以例如自其去除可促進隨後故障行為之水或其他污染物。本發明在另一態樣中係關於用於向離子植入系統供給氮離子植入組合物之氣體供給包裝，其中該氣體供給包裝包含含有作為包裝氣體混合物之氮離子植入組合物之氣體儲存及分配容器，該氮離子植入組合物包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF4及CxFy (x≥1，y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體，例如包含一或多種選自由以下組成之群之氣體之含氫氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 。本發明在另一態樣中係關於用於離子植入中之包裝氣體混合物。氣體供給包裝係作為可自單個供給容器提供之共包裝混合物。包裝氣體混合物包含含有作為包裝氣體混合物之氮氣混合物之氣體儲存及分配容器，該氮氣混合物包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF4及CxFy (x≥1，y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體，例如包含一或多種選自由以下組成之群之氣體之含氫氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 。在另一態樣中，本發明係關於用於向離子植入系統供給氮離子植入組合物之氣體供給套組，其中該氣體供給套組包含含有氮(N₂ )摻雜劑氣體之第一氣體儲存及分配容器，及含有故障抑制氣體之第二氣體儲存及分配容器，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ 。視情況，氣體供給套組可進一步於第三氣體儲存及分配容器中包含含氫氣體，例如包含一或多種選自由以下組成之群之氣體之含氫氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 。或者，可在氣體供給套組中提供含氫氣體與氮(N₂ )摻雜劑氣體於第一氣體儲存及分配容器中之混合物，及/或可在氣體供給套組中提供含氫氣體與故障抑制氣體於第二氣體儲存及分配容器中之混合物。在另一態樣中，本發明係關於如本文中以不同方式闡述的離子植入組合物、氣體供給包裝或氣體供給套組用於抵抗離子植入系統中之故障之目的之用途，其中在離子植入系統中之氮離子植入操作後進行易於故障之另一離子植入操作，例如砷離子植入及/或磷離子植入。適宜地，可藉由減少離子植入系統內一或多種含氮沈積物、尤其WN_x 沈積物之累積來抵抗故障。本發明在另一態樣中係關於供給用於氮離子植入之氣體之方法，其包含將此氣體以包裝形式遞送至離子植入系統，該包裝形式包含以下各項中之至少一項：(i)氣體供給包裝，其包含含有作為包裝氣體混合物之氮離子植入組合物之氣體儲存及分配容器，該氮離子植入組合物包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF4及CxFy (x≥1，y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體，例如包含一或多種選自由以下組成之群之氣體之含氫氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ ；及(ii)用於向離子植入系統供給氮離子植入組合物之氣體供給套組，其中該氣體供給套組包含含有氮(N₂ )摻雜劑氣體之第一氣體儲存及分配容器，及含有故障抑制氣體之第二氣體儲存及分配容器，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，視情況其中該氣體供給套組進一步包含於第三氣體儲存及分配容器中或於第一及第二氣體儲存及分配容器之一或多者中之含氫氣體，例如包含一或多種選自由以下組成之群之氣體之含氫氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、 H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 。本發明之另一態樣係關於在離子植入系統中之氮離子植入操作後進行易於故障之另一離子植入操作(例如，砷離子植入及/或磷離子植入)時抵抗離子植入系統中之故障的方法，該方法包含將氮離子植入組合物離子化，以生成用於氮離子植入操作之氮植入物質，其中氮離子植入組合物包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體，例如包含一或多種選自由以下組成之群之氣體之含氫氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 。現參考圖式，圖1係離子植入系統10之示意圖，其圖解說明根據本發明之操作模式，其中將氮摻雜劑源材料供給離子植入機用於在基板中植入氮。如圖1中所圖解說明，植入系統10包括離子植入機12，其經配置與氣體供給包裝14、16及18呈接收關係，該等氣體供給包裝14、16及18用於將本發明之氮離子植入組合物或其組份遞送至植入機。由此，氣體供給包裝14、16及18之可各自含有本發明之氮離子植入組合物，使得可各自藉由穿過下文所述相關流動線路流動至此離子植入機之離子源室，向離子植入機連續提供此組合物。或者，氣體供給包裝14、16及18可各自含有氮離子植入組合物的一或多種、但少於所有組份。舉例而言，氣體供給包裝14可含有氮(N₂ )摻雜劑氣體，氣體供給包裝16可含有故障抑制氣體，例如一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF4及CxFy (x≥1，y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，且氣體供給包裝18可含有可選含氫氣體，使得來自此等氣體供給包裝之各別氣體共流至離子植入機12。作為其他替代方案，任何其他組合配置皆可能。舉例而言，可不使用可選含氫氣體，且代之氣體供給包裝14及16可含有氮(N₂ )摻雜劑氣體，且氣體供給包裝18可含有作為氮離子植入組合物之次要部分供給之故障抑制氣體，使得可首先自氣體供給包裝14供給氮(N₂ )摻雜劑氣體用於離子植入操作，且當氣體供給包裝14中之氮(N₂ )摻雜劑氣體存料耗盡時，可致動氣體供給包裝16以繼續向離子植入機供給氮(N₂ )摻雜劑氣體，且在自此等氣體供給包裝14及16中之任一者分配氮(N₂ )摻雜劑氣體期間，自氣體供給包裝18向離子植入機供給故障抑制氣體，使得離子源室持續接收氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，以在離子源室中混合並構成氮離子植入組合物。或者，可將自各別氣體供給包裝分配之氮(N₂ )摻雜劑氣體與故障抑制氣體在離子植入機上游之流動線路中或在混合室或結構中混合。更詳細地考慮氣體供給包裝之構築，氣體供給包裝14包括容器，該容器包括閥頭總成22，該閥頭總成22具有接合至氣體進料管線44之排出口24。閥頭總成22配備有手輪38，用於手動調整閥頭總成中之閥，以將該閥視需要在全開位置與全閉位置之間轉換，以實現容器20中所含氣體之分配或者封閉儲存。氣體供給包裝16及18係各自以與氣體供給包裝14相似之方式構築。氣體供給包裝16包含容器26，其配備有閥頭總成28，手輪40耦合至該閥頭總成。閥頭總成28包括排出口30，氣體進料管線52接合至該排出口。氣體供給包裝18包括容器32，其配備有閥頭總成34，手輪42耦合至該閥頭總成，用於致動閥頭總成34中之閥。閥頭總成34亦包括接合至氣體排出管線60之排出口36。代替針對氣體供給包裝14、16及18所圖解說明之手輪組件，此等包裝可配備有自動閥致動器(例如，電磁操作閥致動器，氣動閥致動器或另一類型之閥致動器)，該等閥致動器可經操作其以將各別氣體供給包裝中之閥元件在全開位置與全閉位置之間轉換。在圖1中顯示之離子植入系統中，可將氣體以任一變體配置供給離子植入機，如先前所述。因此，可自任一此等氣體供給包裝供給氮離子植入組合物，或可自其供給氮離子植入組合物之多種組份。出於控制來自各別氣體供給包裝之氣體流量的目的，各別氣體進料管線44、52及60分別在其中提供有流量控制閥46、54及62。流量控制閥46配備有自動閥致動器48，其具有連接致動器與CPU 78之信號傳輸線50，藉此CPU 78可將控制信號在信號傳輸線50中傳輸至閥致動器，以調節閥46之位置，從而相應地控制氣體自容器20至混合室68之流量。以同樣的方式，氣體排出管線52含有流量控制閥54，該流量控制閥與閥致動器56耦合，該閥致動器56進而藉由信號傳輸線58耦合至CPU 78。相應地，氣體排出管線60中之流量控制閥62配備有閥致動器64，其藉由信號傳輸線66耦合至CPU 78。以此方式，CPU可以可操作方式控制來自對應容器20、26及32之各別氣體的流量。在氣體並行流動(共流)至混合室68之情況下，所得氣體隨後排出至進料管線70以通至離子植入機12。相應地，若僅在給定時間以分配模式操作單個氣體供給包裝14、16或18，以將氮離子植入組合物分配至離子植入機，則對應單一氣體如藉由相關流量控制閥所調節流過混合室，且在進料管線70中通至離子植入機。進料管線70與旁路流動迴路耦合，該旁路流動迴路包括與進料管線連通之旁路管線72及76及氣體分析儀74。氣體分析儀74由此接收來自進料管線70中幹流之側流，並分別生成與氣流之濃度、流速等相關的監測信號，並在耦合分析儀74與CPU 78之信號傳輸線中傳輸監測信號。以此方式，CPU 78接收來自氣體分析儀74之監測信號，處理該信號並分別生成輸出控制信號，視需要將該輸出控制信號發送至各別閥致動器48、56及64或其所選一或多者，以實現將氣體分配至離子植入機之期望分配操作。以此方式，可以可控制方式調整氮(N₂ )摻雜劑氣體與故障抑制氣體(及含氫氣體，當作為氮離子植入組合物之組份存在時)之相對比例，以達成流動至離子植入機之氮離子植入組合物之組份之期望組成性混合。離子植入機12產生在流出物管線80中流至流出物處理單元82之流出物，該流出物處理單元82可藉由流出物處理操作(包括滌氣、催化氧化等)處理流出物，以生成經處理氣體流出物，其在排氣管線84中自處理單元82排出且可通至另一處理或另一處置。 CPU 78可屬於任一適宜類型，且可不同地包含通用可程式電腦、專用可程式電腦、可程式邏輯控制器、微處理器或有效用於監測信號之信號處理及輸出控制信號之生成之另一計算單元，如上文所述。由此，CPU可以程式方式經組態以實現循環操作，包括使來自氣體供給包裝14、16及18之2個或所有3個的氣體並行流動。由此，可供應涉及氣體之共流或混合物的任一流動模式。因此，本發明在多個態樣中係關於氮離子植入組合物，其在氮離子植入後進行在此氮離子植入後易於故障之離子植入操作時有效抵抗離子植入系統中之故障，氮離子植入組合物包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF4及CxFy (x≥1，y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體。在此氮離子植入組合物中，可選含氫氣體可包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 。上文所述之氮離子植入組合物可經構成使得氮(N₂ )摻雜劑氣體構成氮離子植入組合物之大於50體積百分比(體積%)，例如，其中故障抑制氣體以氮離子植入組合物之2體積%至49體積%之量存在，或其中故障抑制氣體以氮離子植入組合物之5體積%至45體積%之量存在，或其中故障抑制氣體以另一量存在。舉例而言，故障抑制氣體可以以下範圍內之量存在：其下端點體積%值係2、3、4、5、6、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、34、35、37、38、40之任一者，且其上端點體積%值大於下端點值且係4、5、6、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、34、35、37、38、40、42、44、45、47、48及49之任一者。在上文所廣泛闡述之氮離子植入組合物的特定實施方案中，故障抑制氣體可包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ 。在多個實施例中，故障抑制氣體可包含NF₃ 。在其他實施例中，故障抑制氣體可包含含氧氣體，例如至少一種選自由以下組成之群之含氧氣體：O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ 。在特定實施例中，含氧氣體可包含O₂ 。本發明之另一態樣係關於氮離子植入組合物，其用於在氮離子植入後進行砷離子植入及/或磷離子植入時抵抗離子植入系統中之故障，氮離子植入組合物包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1，y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體。本發明涵蓋用於向離子植入系統供給氮離子植入組合物之氣體供給包裝，其中該氣體供給包裝包含氣體儲存及分配容器，該容器含有如本文中以不同方式闡述之氮離子植入組合物。在另一態樣中，本發明係關於用於向離子植入系統供給氮離子植入組合物之氣體供給套組，其中該氣體供給套組包含含有氮(N₂ )摻雜劑氣體之第一氣體儲存及分配容器，及含有故障抑制氣體之第二氣體儲存及分配容器，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ 。此氣體供給套組可進一步包含第三氣體供給容器，其含有含氫氣體，例如包含一或多種選自由以下組成之群之氣體之含氫氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 。上文所述之氣體供給套組可進一步包含含氫氣體與氮(N₂ )摻雜劑氣體於第一氣體儲存及分配容器中之混合物，或者含氫氣體與故障抑制氣體於第二氣體儲存及分配容器中之混合物。氣體供給套組可經構成具有故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1，y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 及XeF₂ 。在另一態樣中，本發明係關於供給用於氮離子植入之氣體之方法，其包含將此氣體以包裝形式遞送至離子植入系統，該包裝形式包含以下各項中之至少一項：(i)氣體供給包裝，其包含含有作為包裝氣體混合物之氮離子植入組合物之氣體儲存及分配容器，該氮離子植入組合物包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體；及(ii)用於向離子植入系統供給氮離子植入組合物之氣體供給套組，其中該氣體供給套組包含含有氮(N₂ )摻雜劑氣體之第一氣體儲存及分配容器，及含有故障抑制氣體之第二氣體儲存及分配容器，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，視情況其中該氣體供給套組進一步於第三氣體儲存及分配容器中或於第一及第二氣體儲存及分配容器之一或多者中包含含氫氣體，例如包含一或多種選自由以下組成之群之氣體之含氫氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 。在多個實施例中，氣體供給包裝(i)或氣體供給套組(ii)中之含氫氣體可包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 。本發明在另一態樣中係關於抵抗離子植入系統中之故障的方法，其中在離子植入系統中之氮離子植入操作後進行易於故障之離子植入操作，例如砷離子植入及/或磷離子植入，該方法包含將如本文中以不同方式闡述之氮離子植入組合物離子化，以生成用於氮離子植入操作之氮植入物質。本發明之另一態樣係關於氮離子植入方法，其包含將如本文中以不同方式闡述之氮離子植入組合物離子化，以生成氮離子植入物質，並將氮離子植入物質植入基板中，例如其中該植入包含引導氮離子植入物質之束指向基板。因此將理解，離子植入機使用本發明之氮離子植入組合物之操作將有效抵抗離子植入機操作中之故障，其中在氮離子植入後進行易故障之離子植入操作，例如砷及/或磷離子植入。對故障行為之抑制將進而增加操作效率、平均失效事件間隔時間及離子植入機生產力，減少離子植入機之維護需要，並避免離子植入機中在氮離子植入與隨後易故障離子植入操作之間之過渡B⁺ 離子化處理之需要。現將參考以下非限制性實例進一步闡述本發明之多個實施例。實例 1 檢查將BF₃ 與N₂ 共同進給離子植入機之間接加熱陰極離子源對N⁺ 束流之影響。離子源包含鎢襯層。以不同流速用純N₂ 進料達成之N+束流顯示於下表1中：表 1

以不同流速用N₂ 及10體積% BF₃ 共同進料達成之N+束流顯示於下表2中：表 2

測試在不同日期運行且由此結果經歷正常源的每天變化。利用兩種進料達成相當之N⁺ 束流。利用N₂ /BF₃ (10% BF₃ )混合氣體，在約3+ sccm之略低流量下達成最高束流。實例 2 檢查將BF₃ 與N₂ 共同進給離子植入機之間接加熱陰極離子源對束光譜之影響。離子源包含鎢襯層。利用純N₂ 進料(0% BF₃ )、N₂ 與10體積% BF₃ 共同進料(10% BF₃ )以及N₂ 與25體積% BF₃ 共同進料(25% BF₃ )所獲得之束光譜顯示於圖2中。共同進給BF₃ 與N₂ 導致形成利用純N₂ 進料未獲得之NF⁺ 及WF_X ⁺ 物質。不期望受限於理論，推斷出來自氟化物氣體之氟可反應並截斷氮與鎢的導致氮化鎢形成之反應。該截斷可在氣相中、在N與W在鎢表面上反應期間或在氮化鎢於表面上形成後發生。總之，其將減少氮化鎢形成。束光譜中之NF+峰指示N與F反應。如上所述，減少氮化鎢之形成在減少故障之情況下是合意的。儘管已在本文中參考特定態樣、特徵及說明性實施例陳述本發明，但應理解本發明之利用並不因此受限，而是擴展至並涵蓋眾多其他變體、修改及替代實施例，如熟習本發明所屬領域者基於本文說明將聯想到者。相應地，如下文所主張之本發明意欲廣泛理解並解釋為在本發明之精神及範疇內包括所有此等變體、修改及替代實施例。在本說明書之整個說明及申請專利範圍中，詞語「包含」及「含有」及該等詞語之變體(例如，「包含(comprising及comprises)」)意指「包括但不限於」，且不排除其他組份、整數或步驟。此外，除非上下文另有需要，否則單數涵蓋複數：具體而言，除非上下文另有需要，否則倘若使用不定冠詞，則應將本說明書理解為涵蓋複數形式以及單數形式。本發明每一態樣之較佳特徵可如結合其他態樣中之任一者所闡述。在本申請案之範疇內，申請專利範圍及/或說明及圖式中所陳述之各個態樣、實施例、實例及替代方案及尤其其個別特徵明確意欲可獨立地或以任一組合來考慮。亦即，除非此等特徵不相容，否則所有實施例及/或任一實施例之特徵可以任一方式及/或組合來組合。

10‧‧‧離子植入系統、植入系統
12‧‧‧離子植入機
14‧‧‧氣體供給包裝
16‧‧‧氣體供給包裝
18‧‧‧氣體供給包裝
20‧‧‧容器
22‧‧‧閥頭總成
24‧‧‧排出口
26‧‧‧容器
28‧‧‧閥頭總成
30‧‧‧排出口
32‧‧‧容器
34‧‧‧閥頭總成
36‧‧‧排出口
38‧‧‧手輪
40‧‧‧手輪
42‧‧‧手輪
44‧‧‧氣體進料管線
46‧‧‧流量控制閥、閥
48‧‧‧自動閥致動器、閥致動器
50‧‧‧信號傳輸線
52‧‧‧氣體進料管線、氣體排出管線
54‧‧‧流量控制閥
56‧‧‧閥致動器
58‧‧‧信號傳輸線
60‧‧‧氣體排出管線、氣體進料管線
62‧‧‧流量控制閥
64‧‧‧閥致動器
66‧‧‧信號傳輸線
68‧‧‧混合室
70‧‧‧進料管線
72‧‧‧旁路管線
74‧‧‧氣體分析儀、分析儀
76‧‧‧旁路管線
78‧‧‧CPU
80‧‧‧流出物管線
82‧‧‧流出物處理單元、處理單元
84‧‧‧排氣管線

圖1係離子植入系統之示意圖，其圖解說明根據本發明之操作模式，其中將氮摻雜劑源材料供給離子植入機用於將氮植入基板中。圖2比較根據本發明之實施例使用純N₂ 進料及混合N₂ 及BF₃ 進料自離子源所獲得之束光譜。

Claims

一種氮離子植入組合物，其用於在氮離子植入後進行在該氮離子植入後時易於故障之另一離子植入操作時抵抗離子植入系統中之故障，該氮離子植入組合物包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF₄ 、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1, y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體。
如請求項1之氮離子植入組合物，其中該可選含氫氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：H₂ 、NH₃ 、N₂ H₄ 、B₂ H₆ 、AsH₃ 、PH₃ 、SiH₄ 、Si₂ H₆ 、H₂ S、H₂ Se、CH₄ 及C_x H_y (x≥1，y≥1)通式之其他烴及GeH₄ 。
如請求項1或請求項2之氮離子植入組合物，其中該氮(N₂ )摻雜劑氣體構成該氮離子植入組合物之大於50體積百分比(體積%)。
如前述請求項中任一項之氮離子植入組合物，其中該故障抑制氣體係以該氮離子植入組合物之2體積%至49體積%之量存在。
如請求項1至3中任一項之氮離子植入組合物，其中該故障抑制氣體係以以下範圍內之量存在：其下端點體積%值係2、3、4、5、6、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、34、35、37、38、40之任一者，且其上端點體積%值大於該下端點值且係4、5、6、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、34、35、37、38、40、42、44、45、47、48及49之任一者。
如前述請求項中任一項之氮離子植入組合物，其中該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 及XeF₂ 。
如前述請求項中任一項之氮離子植入組合物，其中該故障抑制氣體包含NF₃ 。
如前述請求項中任一項之氮離子植入組合物，其中該故障抑制氣體包含含氧氣體。
一種用於向離子植入系統供給氮離子植入組合物之氣體供給包裝，其中該氣體供給包裝包含氣體儲存及分配容器，該氣體儲存及分配容器含有如請求項1至8中任一項之氮離子植入組合物。
一種用於向離子植入系統供給氮離子植入組合物之氣體供給套組，其中該氣體供給套組包含含有氮(N₂ )摻雜劑氣體之第一氣體儲存及分配容器，及含有故障抑制氣體之第二氣體儲存及分配容器，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ 。
一種供給用於氮離子植入之氣體之方法，其包含將此氣體以包裝形式遞送至離子植入系統，該包裝形式包含以下各項中之至少一項： (i)氣體供給包裝，其包含含有作為包裝氣體混合物之氮離子植入組合物之氣體儲存及分配容器，該氮離子植入組合物包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體；及 (ii)用於向離子植入系統供給氮離子植入組合物之氣體供給套組，其中該氣體供給套組包含含有氮(N₂ )摻雜劑氣體之第一氣體儲存及分配容器，及含有故障抑制氣體之第二氣體儲存及分配容器，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF4、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，視情況其中該氣體供給套組進一步包含於第三氣體儲存及分配容器中或於該第一及第二氣體儲存及分配容器之一或多者中之含氫氣體。
一種抵抗離子植入系統中之故障的方法，其中在該離子植入系統中之氮離子植入操作後進行易故障之另一離子植入操作，該另一離子植入操作視情況係砷離子植入及/或磷離子植入，該方法包含將如請求項1至8中任一項之氮離子植入組合物離子化，以生成用於該氮離子植入操作之氮植入物質。
一種包裝氣體混合物，其包含含有氮氣混合物之氣體儲存及分配容器，該氮氣混合物包含氮(N₂ )摻雜劑氣體及故障抑制氣體，該故障抑制氣體包含一或多種選自由以下組成之群之氣體：NF₃ 、N₂ F₄ 、F₂ 、SiF₄ 、WF₆ 、PF₃ 、PF₅ 、AsF₃ 、AsF₅ 、CF₄ 及C_x F_y (x≥1、y≥1)通式之其他氟化烴、SF₆ 、HF、COF₂ 、OF₂ 、BF₃ 、B₂ F₄ 、GeF₄ 、XeF₂ 、O₂ 、N₂ O、NO、NO₂ 、N₂ O₄ 及O₃ ，以及視情況含氫氣體。