TWI756271B - 用過氧化氫作為主要摻雜物或吹洗氣體之共伴氣體的原位清潔，以最少化離子源中的碳沉積物 - Google Patents

Abstract

提供一種用於改善離子注入效能的離子源總成及方法。離子源總成具有離子源室及源氣體供應體，以提供分子碳源氣體至離子源室。激發器激發分子碳源氣體，形成碳離子和原子碳。萃取電極從離子源室萃取碳離子，形成離子束。過氧化氫共伴氣體供應體提供過氧化氫共伴氣體至離子源室。過氧化氫共伴氣體分解並與原子碳反應，在離子源室中形成烴。將惰性氣體進一步引入並離子化，以抵消由於過氧化氫的分解而導致的陰極氧化。真空泵系統去除烴，其中減少了原子碳的沉積，且增加了離子源室的使用壽命。

Description

用過氧化氫作為主要摻雜物或吹洗氣體之共伴氣體的原位清潔，以最少化離子源中的碳沉積物 【相關申請案之引用】

本申請案主張以下權益：美國第15/281,844號專利申請案，其於2016年9月30日提申，名稱為「用過氧化氫作為主要摻雜物或吹洗氣體之共伴氣體的原位清潔，以最少化離子源中的碳沉積物」，其內容藉由全文引用併入本發明。

本發明一般關於半導體裝置製造及離子注入，更具體而言關於一種改善效能且延長離子注入機中離子源的使用壽命之方法。

離子注入係於半導體裝置製造中使用的物理程序，用以選擇性地將摻雜物注入至半導體及/或晶圓材料。因此，注入的行為不依賴於摻雜物與半導體材料間的化學相互作用。對於離子注入，係將摻雜物原子/分子離子化、加速、形成射束、分析、並掃過晶圓，或透過該射束掃描晶圓。摻雜物離子物理性地轟擊晶圓、進入表面、並以關係到其能量的深度靜止在表面下。

參照圖1，系統100包括離子源室102，其用於沿著射束路徑106產生離子束104。束線總成110經提供於離子源室102下游以從其接受射束。該束線系統110可包括(未顯示)質量分析儀；加速結構，其可包括例如一或多個間隙；及角能量過濾器。該束線總成110沿著路徑設置以接收射束。質量分析儀包括場生成部件(諸如磁鐵)，且其運作以提供橫跨射束路徑106的場，以便根據質量(例如荷質比)以變化的軌跡從離子束104偏轉離子。穿過磁場的離子經受一種力，其沿著射束路徑106引導所欲質量的各個離子，並且將非所欲質量的離子偏轉離射束路徑。

在系統100中提供處理室112，其含有目標位置，該目標位置從束線總成110接收離子束104，並且沿著射束路徑106支撐一或多個工件114(諸如半導體晶圓)，以使用最終質量分析離子束來注入。處理室112然後接收被導向工件114的離子束104。可理解可以在系統100中使用不同類型的處理室112。舉例而言，「批次(batch)」型處理室112可同時支撐旋轉支撐結構上的多個工件114，其中該等工件114旋轉通過離子束104的路徑，直到所有該等工件114被完全地注入。另一方面，「串聯(serial)」型處理室112沿著射束路徑106支撐單一工件114以進行注入，其中該等多個工件114以串聯方式一次一個地被注入，在下一個工件注入開始之前，各個工件被完全地注入。處理室112亦可包括用於相對於工件114移動離子束104、或相對於離子束移動工件的掃描設備(未顯示)。

離子注入機中之離子源一般藉由在離子源室102中離子化源氣體而產生離子束104，源氣體的組分可以是所欲的摻雜物元素，並且可以以離子束的形式萃取離子化源氣體。離子化程序藉由可以採取以下形式 之激發器進行：經熱加熱燈絲、加熱陰極的燈絲(間接加熱陰極「IHC」)、或射頻(RF)天線。

其中包括源氣體的所欲摻雜物元素的實例可包括碳、氧、硼、鍺、矽等。人們越來越感興趣的是碳的使用，其可以在許多注入步驟(諸如材料改質)中使用。用於碳注入的最常見的前驅物源氣體包括二氧化碳及一氧化碳。

在構建圖1所示的離子源室102時，通常使用諸如鎢和鉬之耐高溫金屬來形成離子源室102的陰極電極和內壁表面。在利用含碳材料產生碳離子期間，在離子室中產生碳原子，其與構成電極、室襯、室體及弧縫的材料反應。元素碳具有在這些表面上積聚的趨勢，並且不利地影響離子源的效率並且毒化離子源室102。

本發明藉由提供一種用於改善效能、且延長用於碳注入之離子注入系統中的離子源的使用壽命的系統、設備及方法，克服了先前技術的限制。因此，以下呈現本發明的簡化概要，以提供對本發明一些態樣的基本理解。這個概要不是本發明的廣泛概述。其目的既不在於確定本發明的關鍵或重要要件，也不在於勾畫本發明的範圍。其目的是以簡化的形式呈現本發明的一些概念，以作為稍後呈現的更詳細描述的序言。

本發明的態樣藉由除去碳原子來促進離子注入程序，藉此減少來自陰極的電子發射，該碳原子產自分子碳源氣體的解離和電離，該分子碳源氣體可累積在與離子源相關聯的結構上。射束電流、以及離子源的使用壽命因此增加。本發明揭示了執行該方法的相關設備和離子注入系統。

根據一個例示性態樣，離子源總成係經提供來改善離子注入效能。離子源總成包含離子源室及源氣體供應體，其經配置以將分子碳源氣體提供至離子源室。該分子碳源氣體包含例如甲苯或另一種烴源材料。提供並配置分子碳源氣體流量調節器以控制至離子源室之分子碳源氣體流量。

激發器例如經配置以激發分子碳源氣體，在其中形成碳離子和原子碳。進一步配置萃取電極以從離子源室萃取碳離子，在其中形成離子束。

根據本發明，提供並配置過氧化氫共伴氣體供應體，以向離子源室提供預定濃度的過氧化氫氣體。過氧化氫共伴氣體流量調節器例如經配置以控制至離子源室的過氧化氫氣體的流量，其中該過氧化氫氣體經配置以藉激發器在離子源室內分解，在其中形成游離氫及氧化物自由基。該游離氫及氧化物自由基進一步與來自離子源室中的分子碳源氣體之原子碳反應，在其中形成離子源室內的二級烴，以及二氧化碳、一氧化碳及水中之一或多者。進一步提供並配置真空泵系統以從離子源室去除烴，其中減少了在離子源室內的原子碳沉積，且增加了離子源室的使用壽命。

同時或依序將分子碳源氣體及過氧化氫共伴氣體引入離子源室。或者，在引入離子源室前，預混分子碳源氣體及過氧化氫共伴氣體。舉例而言，過氧化氫共伴氣體可用作在注入同時的分子碳源氣體之共伴氣體、在非注入期間之吹洗氣體、或兩者。舉例而言，使碳殘留物與來自過氧化物之氧反應，形成被抽走的一氧化碳或二氧化碳氣體。因此，最小化了在離子源室中的碳層積聚。舉例而言，惰性氣體(諸如氬)進一步穩定弧電漿，而不會顯著影響化學反應。

以上概要僅旨在提供本發明一些具體實例的一些特徵的簡要概述，且其他具體實例可包含額外的及/或不同於前述特徵的特徵。特別是，此概要不被解釋為限制本案的範圍。因此，為了實現前述和相關目的，本發明包括下文描述的特徵以及在申請專利範圍中特別指出的特徵。以下描述和附圖詳細闡述了本發明的某些說明性具體實例。這些具體實例是指示性的，然而，其具有可採用本發明原理的各種方式中的一些。從下面配合圖式考量的【實施方式】，本發明的其他目的、優點及新穎特徵將變得更明顯。

100:系統

102:離子源室

104:離子束

106:射束路徑

110:射線總成

112:處理室

114:工件

200:離子注入系統

202:離子源總成

204:離子束

205:射束路徑

206:離子源室

207:萃取電極

208:電源

210:源氣體供應體

211:分子碳源氣體

212:入口

214:激發器

216:工件

218:處理室

219:分子碳源氣體流量調節器

220:過氧化氫共伴氣體供應體

221:過氧化氫共伴氣體

222:過氧化氫共伴氣體流量調節器

224:入口

226:混合物

228:氣體流調節器

230:入口

232:入口

234:真空泵系統

240:射束光譜

242:射束光譜

244:射束光譜

300:方法

302:方塊

306:方塊

308:方塊

310:方塊

312:方塊

314:方塊

316:方塊

圖1係呈方塊圖形式的適合用於實施本發明一或多種態樣的離子注入系統。

圖2A係說明根據本發明態樣之離子源總成的一個具體實例之離子注入系統。

圖2B係說明根據本發明態樣之離子源總成的替代具體實例之離子注入系統。

圖2C係說明根據本發明態樣之離子源總成的另外具體實例之離子注入系統。

圖3係說明根據本發明態樣之離子源室中的分子碳歸一化射束強度質譜的圖示。

圖4係說明根據本發明態樣之具有過氧化氫共伴氣體的甲苯射束電流質譜的圖示。

圖5係說明根據本發明態樣之具有氬及過氧化氫共伴氣體 的甲苯射束電流質譜的圖示。

圖6係說明根據本發明態樣之方法的流程圖。

本發明通常關於用於最小化離子注入系統之離子源中之碳沉積物的系統、設備及方法。因此，本發明將參照圖式敘述，其中相同的符號說明在全文中表示相同的元件。應理解，這些態樣的描述僅僅是說明性的，並且不應將它們解釋為限制性的。在以下描述中，出於解釋的目的，闡述了許多具體細節以便提供對本發明的透徹理解。然而，對於熟習該項技藝者來說顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節的情況下實踐本發明。此外，本發明的範圍並不意圖被以下參考附圖所描述的具體實例或實例限制，而是旨在僅由所附申請專利範圍及其均等物限制。

還應注意的是，提供圖式是為了提供本發明具體實例的一些態樣的說明，因此其應僅被認為是示意性的。特別是，圖式中示出的元件不需要彼此按比例縮放，且圖式中的各種元件的佈置係經選擇來提供對相應具體實例的清楚理解，而且不被解釋為必然是根據本發明的具體實例的實施中、各種元件的實際相對位置的呈現。另外，除非特別指出，否則本發明所述的各種具體實例及實例的特徵可以彼此組合。

還應理解的是，在以下描述中，圖式中所示或本發明所敘述的功能塊、裝置、部件、線路元件或其他物理或功能單元之間的任何直接連接或耦合也可以藉由間接連接或耦合實施。此外，應當理解，在一個具體實例中，圖式中示出的功能塊或單元可以以單獨的特徵或線路實施，並且還可以或替代地被完全地或部分地在另一具體實例的共用特徵或線路中實施。 舉例而言，幾個功能塊可以作為在諸如信號處理器的共用處理器上運行的軟體。還應該理解的是，在下面的說明書中被描述為基於有線的任何連接也可以作為無線通信實施，除非有相反的說明。

近來，在離子注入系統中使用碳作為預非晶化物質(pre-amorphizing species)已經引起了重大的興趣。由於其質量小，除非劑量遠遠超過1×10¹⁵cm^-2，否則在常規工件溫度下其通常難以與單體碳非晶化。然而，當通過點狀離子束注入機(諸如麻薩諸塞，Axcelis Technologies of Beverley製造的Optima HDx或Purion H離子注入機)植入時，若在注入期間冷卻晶圓且碳射束強度夠高，則矽晶圓中碳的非晶化閾值可以減少至低如5x10¹⁴cm^-2。矽晶圓的非晶化可以在-30℃至-50℃範圍內的晶圓溫度下使用單體碳(C)注入物進行。然而，使用單體碳的冷注入物的一個缺點是每單位時間注入的晶圓的數量(通常稱為每小時晶圓量(WPH))減少。

此外，在離子注入期間降低工件溫度具有使結晶晶格上的注入物的「自退火(self-annealing)」部份最小化的效果，其中在離子穿透到晶圓的晶格結構中後，在非常短的時間內發生損傷的鬆弛。擴散程序對基板溫度也很敏感。減少或消除自退火造成了原子的更大淨位移及損傷分佈的改變，從而導致更厚的非晶層形成，及減少可能導致裝置洩漏的末端(end-of-range,EOR)損傷。

另一種方法是使用同等較高能量的分子碳，以實現矽晶體的單體碳(C)非晶化的類似效果，但卻是在環境溫度下。在升高的溫度下，固相磊晶再生長後的材料破壞物理性是相似的，且可以減少並修復末端差排環。還可以獲得其它的改善，諸如改善的退火期間固相磊晶再生長、更尖銳 的非晶/晶界、以及減少來自暫態增強擴散(TED)的摻雜物移動。

於半導體程序的損傷工程中使用分子碳(諸如甲苯(C₇H₈))，避免了在注入大分子(諸如C₇)時須將基板冷卻到零下溫度的額外成本和複雜性。由於甲苯分子的大小，預定能量的衝擊會使半導體工件的晶體結構非晶化，從而導致較厚的損傷層和改善的裝置效能。

首先參考圖2A，以方塊圖形式提供例示性離子注入系統200，其中該離子注入系統適於用於實現本發明的一或多個態樣。離子注入系統200包括用於沿著射束路徑205產生離子束204之離子源總成202。舉例而言，離子源總成202包括具有關聯的電源208的離子源室206。舉例而言，離子源室206可以包含相對長的電漿限制室(confinement chamber)，從該電漿限制室萃取和加速離子束204。萃取電極207被定位成用於從離子源室206萃取離子束。

含有分子碳源氣體211的源氣體供應體210經由公用入口212耦合到離子源室206。舉例而言，與離子源室206相關聯的激發器214被配置為使分子碳源氣體211充滿能量，在其中形成電漿。舉例而言，激發器214可包含可經操作耦合到電源208之經熱加熱燈絲、加熱陰極的燈絲(間接加熱陰極「IHC」)、或射頻(RF)天線。然後通過萃取電極207萃取離子束204，並將其引導向位於處理室218內的工件216(例如，半導體晶圓，諸如矽)，其中離子被注入到工件中。

舉例而言，該分子碳源氣體211可包含諸如甲苯的烴或另一種烴(C_XH_X)。舉例而言，甲苯是弱鍵結的分子，其通常需要最小的能量來破壞其中的鍵。這樣一來，電源208通常以非常低的電弧電壓運行，從而轉化 為使離子傳播到電接地的低加速電位。通常，隨著時間的推移，甲苯將毒化改變激發器214(例如，陰極表面)的工作函數，從而減少電子發射及相關所欲離子的產生。當維持電子發射所需的電壓超過電源208的額定功率時，先前為了克服激發器214表面毒化的嘗試(諸如使用較大陰極電源)已失敗。因此，當電源208達到其最大值時，電源將以開迴路運行並且不能正確地自伺服(self-servo)。另一種選擇是利用用於激發器214之質量減小的陰極尖端，連同具有較低工作函數的耐高溫金屬(諸如鉭)。需要添加氬氣或類似的惰性氣體以消除由於引入過氧化氫引起的陰極氧化。如果沒有電離惰性氣體來濺射清潔，陰極表面電子發射將隨著離子束電流的隨後減小而降低。舉例而言，使碳殘留物與來自過氧化物之氧反應，形成一氧化碳或二氧化碳氣體且被抽走。因此，最小化了在離子源室中的碳層積聚。舉例而言，將惰性氣體進一步引入並離子化，以抵消由於過氧化氫的分解而導致的陰極氧化。惰性氣體(諸如氬)例如進一步穩定弧電漿，而不會影響化學反應，諸如：C₇H₈+H₂O₂+Ar→C₁H₁+C₂H₂+C₃H₃+C₄H₄+C₅H₅+C₆H₆+C₇H₇+OH+H₂O+Ar (1)。

分子碳源氣體211(諸如甲苯)中的碳通常需要高於正常流速(例如，高於約10sccm)，並且在30℃下具有約36.7托的相應壓力，以產生足夠的蒸氣以支撐可靠操作。分子碳的這種較高的流動導致原子碳在離子源室206內以及在萃取電極207及相關光學器件上的沉積增加。因此，殘留的原子碳將在離子源室206的內表面上積聚，並且通常是高應力的，當冷卻離子源室206時，殘留的原子碳藉此將通常從表面剝離或剝落。如此，使用習知的系統及方法已經歷了離子源室206的過度發弧和縮短的壽命。

因此，根據本發明，分子碳源氣體流量調節器219控制至離 子源室206之分子碳源氣體211的量及速率。此外，含有過氧化氫共伴氣體221的過氧化氫共伴氣體供應體220還經由公用入口212耦合至離子源室206。過氧化氫共伴氣體流量調節器222控制供應到離子源室206的過氧化氫共伴氣體221的量和速率。舉例而言，過氧化氫共伴氣體221包含50%或更多的游離劑。

圖2B-2C示出了本發明的替代具體實例。在前述具體實例中，分子碳源氣體211和過氧化氫共伴氣體221係從分開的供應體得到，且在併進離子源室206之前、在入口212中被混合；還可以設想，分子碳源氣體211和過氧化氫共伴氣體221可以作為預混合產物得到，且以一種產物被供應至離子源室206，如圖2B所說明。這樣一來，源氣體及共伴氣體之的混合物226從具有相關聯氣體流調節器228之單一源供應，該氣體流調節器228控制進入離子源室206的混合物226之速率和流量。單一源通過入口212進入離子源室206。

在操作離子源室206期間，分子碳源氣體和過氧化氫共伴氣體混合物226通過入口212被釋放至離子源室206中。分子碳源氣體和過氧化氫氣體被離解及/或電離以形成含有碳離子、氫離子及氧離子之帶電粒子的電漿。游離氧離子與來自兩種氣體的氫離子反應，以形成水分子和氫氧化物，其藉由真空泵系統234從室206中被去除。

圖2C示出了另一個具體實例，其中提供了兩個單獨的入口230、232，一個用於分子碳源氣體211，一個用於過氧化氫共伴氣體221。然後分子碳源氣體211及過氧化氫共伴氣體221在離子源室206中被混合。用於源氣體供應體210的分子碳源氣體流量調節器219及用於過氧化氫共 伴氣體供應體220的過氧化氫共伴氣體流量調節器222分別通過入口230和232控制用以進入離子源室206的氣體流量。在操作離子源室206期間，分子碳源氣體211和過氧化氫共伴氣體221通過入口230、232被引入至離子源室206中。分子碳源氣體211被離解及/或電離以形成含有碳離子及氧離子之帶電粒子的電漿。游離氧離子與過氧化氫共伴氣體221反應，以形成一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、及水分子與氫氧化物，其藉由真空泵系統234從室206中被去除。

舉例而言，圖3示出了利用甲苯(C₇H₈)作為分子碳源氣體211的例示性射束光譜240，其中甲苯是具有對應原子質量單位(AMU)91的主峰。剩餘的峰通常是不可用的副產物，其通常在離子注入中未被利用，但是促成圖2A-2C之離子源室206內碳積聚。不可用的副產物和剩餘的一氧化碳、二氧化碳及水經由真空泵系統234被去除。舉例而言，分子碳源氣體211及過氧化氫共伴氣體221的化學反應可被描述為：a H₂O₂+b C_XH_X→c H_XC_X(g)+d H₂O (2)

其中常數a、b、c及d根據選用於注入的所欲分子碳源氣體而平衡。

如圖4所示，說明了作為分子碳源氣體211的甲苯及過氧化氫共伴氣體221的射束光譜242，其中AMU 26、28及29的峰顯示不可用的碳離子與O-反應，而可經由圖2A-2C的真空泵系統234從離子源室206被去除，而不是沉積在離子源室內。

圖5示出了射束光譜244，其顯示低流量氬氣與高流量過氧化氫流入離子源室的效果。氬氣或類似的惰性氣體的電離有助於防止陰極表面的氧化，及隨後在陰極電子發射的減少(例如，導致離子射束電流的減 小)。具有AMU 12、13、14及28的峰說明了在圖2A-2C之離子源室206內的碳沉積經由過氧化氫共伴氣體221的引入而被去除。根據本發明另一個例示性態樣，圖6示出了根據本發明態樣、用於利用離子注入機中的分子碳源氣體改善離子源效能和延長使用壽命的例示性方法300。方法300在操作離子注入系統期間使用過氧化氫共伴氣體，以促進去除當使用分子碳源氣體時產生的碳。上述圖式和敘述也可以參考這個方法300來進一步描述。

應該注意的是，儘管例示性方法在本文中被說明並描述為一系列動作或事件，但是應理解的是，本發明不受所示出的這種動作或事件的排序限制，因為一些步驟可能以不同的順序及/或與本文中所顯示及描述之外的其他步驟同時發生。另外，並不需要所有所說明的步驟以實施根據本發明的方法。而且，應理解的是該方法可以與本文中所說明及描述的系統以及與未說明的其他系統相關聯地實施

方法300從方塊302開始，其中供應分子碳源氣體及過氧化氫共伴氣體。該方法在306處繼續，其中源氣體及共伴氣體被饋送至離子源室中，在該離子源室中藉由陰極發射的電子被加速，並在該離子源室內的308處，使源氣體的氣體分子電離以裂化源氣體且產生所欲的離子。在310處，過氧化氫共伴氣體與游離氧離子反應形成水或氫氧化物。在312處萃取電離碳離子、碳同位素及氧。然後水及過氧化物分子藉由真空泵系統在314處被去除。在316處，將所萃取的碳離子自離子束注入到工件中。

可以變化分子碳源氣體和過氧化氫共伴氣體的所選流速，從而去除最大量的氧離子，而不會有害地影響射束電流。所供應的共伴氣體的 量可以至少部分地藉由在操作期間分析射束組成來確定。

雖然出於簡化說明的目的，方法300被描繪及描述為連續執行，但是應該理解和明白，本發明不受所示順序限制，因為根據本發明，一些態樣可以以不同的順序及/或與本文中所描繪及描述的其他態樣同時發生。例如，可以設想的是，分子碳源氣體和過氧化氫共伴氣體流入離子源室可以同時發生。在另一個具體實例中，可以設想的是，這些氣體的流動可以依序發生，使得分子碳源氣體被引入至離子源室中，接著是含氫共伴氣體流入離子源室。此外，可能並不需要所有說明特徵或方塊來實現根據本發明一個態樣的方法。

儘管已經關於一或多種實施內容說明了本發明，但是在閱讀和理解本說明書和隨附圖式時，熟習此技藝者將想到等同的改變和修改。特別是關於藉由上述部件(總成、裝置、線路、系統等)執行的各種功能，除非另有指示，否則用於描述這些部件的用語(包括關於「用具」)旨在對應執行所述部件的指定功能的任何部件(例如，在功能上等同者)，即使在結構上不等同於所揭示的、執行本文中所說明的、本發明之例示性實施的功能的結構。另外，儘管本發明的特定特徵可能僅揭示於若干實施中的僅僅一者，但是這樣的特徵可以與其他實施的一或多種其他特徵組合，這對於任何所提供或特定的應用可係所欲或有利的。此外，就實施方式或申請專利範圍中使用的用語「包括(including,includes)」、「具有(having,has,with)」或其變型而言，這樣的用語旨在以類似於用語「包含(comprising)」的方式包括。另外，用語「例示性(exemplary)」旨在指出一個實例，而不是最佳或優越的態樣或實施。

100:系統

102:離子源室

104:離子束

106:射束路徑

110:射線總成

112:處理室

114:工件

Claims (19)

1. 一種用於改善離子注入效能的離子源總成，該離子源總成包含：離子源室；源氣體供應體，其經配置以提供分子碳源氣體至該離子源室；分子碳源氣體流量調節器，其經配置以控制在離子注入期間至該離子源室之該分子碳源氣體的流量；激發器，其經配置以激發該分子碳源氣體，在其中形成碳離子及殘留碳；萃取電極，其經配置以從該離子源室萃取該碳離子，在其中形成離子束；過氧化氫共伴氣體供應體，其經配置以提供預定濃度的過氧化氫氣體至該離子源室；過氧化氫共伴氣體流量調節器，其經配置以在離子注入期間控制至該離子源室作為吹洗氣體的該過氧化氫氣體的流量，其中該過氧化氫氣體在該離子源室內分解，並在該離子源室中與來自該分子碳源氣體之殘留碳反應，在其中形成該離子源室內的烴；及真空泵系統，其經配置以從該離子源室去除該烴，其中減少了在該離子源室內的殘留碳沉積，且增加了該離子源室的使用壽命。
2. 如請求項1之系統，其中該分子碳源氣體包含甲苯。
3. 如請求項1之系統，其中將該分子碳源氣體及該過氧化氫共伴氣體同時引入該離子源室。
4. 如請求項1之系統，其中將該分子碳源氣體及該過氧化氫共伴氣體依 序地引入該離子源室。
5. 如請求項1之系統，其中在引入該離子源室前，預混該分子碳源氣體及該過氧化氫共伴氣體。
6. 一種用於改善離子注入機中之離子源效能的設備，其包含：分子碳源氣體流量調節器，其控制至離子源室之分子碳源氣體的供應及速率；過氧化氫共伴氣體流量調節器，其控制至該離子源室的該過氧化氫氣體源的供應及速率，其中來自該過氧化氫共伴氣體的氫離子與該分子碳源氣體反應形成烴、二氧化碳及一氧化碳；及真空泵系統，其與該離子源室耦合，其中該真空泵系統經配置以自該離子源室去除該烴、二氧化碳及一氧化碳，其中減少了室毒化並增加了離子源的使用壽命。
7. 如請求項6之設備，其中該分子碳源氣體流量調節器及該過氧化氫共伴氣體流量調節器係獨立的調節器。
8. 如請求項6之設備，其中該分子碳源氣體流量調節器及該過氧化氫共伴氣體流量調節器係單一的調節器。
9. 如請求項6之設備，其中將該分子碳源氣體及該共伴氣體通過獨立入口供應至該離子源室。
10. 如請求項6之設備，其中將該分子碳源氣體及該共伴氣體通過公用入口供應至該離子源室。
11. 如請求項10之設備，其中將該分子碳源氣體及該共伴氣體由單一源供應至該離子源室。
12. 一種用於增加離子注入機中之離子源使用壽命的方法，其包含：將分子碳源氣體引入該離子注入機之離子源室中；將過氧化氫共伴氣體引入該離子注入機之該離子源室中；在該室內激發該分子碳源氣體以產生解離碳及電離碳之電漿；使該解離碳及電離碳與該過氧化氫共伴氣體反應，在其中產生一或多種烴，並減少該離子源室之毒化及增加離子源使用壽命；及藉由真空泵系統從該離子源室去除該烴。
13. 如請求項12之方法，其中該分子碳源氣體包含甲苯。
14. 如請求項12之方法，其中該過氧化氫共伴氣體與該分子碳源氣體反應以產生一或多種烴、一氧化碳及二氧化碳。
15. 如請求項12之方法，其中將該分子碳源氣體及該過氧化氫共伴氣體同時引入該離子源室。
16. 如請求項12之方法，其中將該分子碳源氣體及該過氧化氫共伴氣體依序地引入該離子源室。
17. 如請求項12之方法，其中在引入該離子源室前，預混該分子碳源氣體及該過氧化氫共伴氣體。
18. 如請求項12之方法，其進一步包含將惰性氣體引入至該離子源室中並電離該惰性氣體，在其中通常防止該離子源室之陰極表面的氧化。
19. 如請求項18之方法，其中該惰性氣體包含氬。

Images