[發(fā)明專利]半導(dǎo)體腔室用壓片裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110408402.1
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN103165375A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李超波;屈芙蓉;陳瑤;劉傳欽;夏洋
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H01L21/67
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及等離子注入技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體腔室用壓片裝置。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體工藝中，主流雜質(zhì)摻雜技術(shù)為束線離子注入技術(shù)(IonImplantation，II)，這種方法由離子源產(chǎn)生等離子體，通過質(zhì)譜分析提取所需的離子組分，再對離子加速到一定能量并注入到半導(dǎo)體基片中(如硅片)。這種方法需要復(fù)雜的質(zhì)譜分析和掃描裝置，注入效率低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本極高。

隨著集成電路特征尺寸的進一步縮小，離子注入能量需要進一步降低到一千電子伏特以下(亞KeV)，然而離子束能量降低后會出現(xiàn)束流分散、均勻性變差、效率進一步降低等一系列負(fù)面效應(yīng)。因而近年提出了新型的等離子體浸沒注入技術(shù)(Plasma?Immersion?Ion?Implantation，PIII)來避免以上問題。等離子體浸沒注入中通過作為半導(dǎo)體基片基座的偏壓電極引入負(fù)偏壓，并向注入系統(tǒng)工作反應(yīng)腔室內(nèi)通入所需工藝氣體，向系統(tǒng)施加功率源產(chǎn)生等離子體。等離子體與反應(yīng)腔室壁包括偏壓電極接觸處會形成一個等離子體鞘層，該鞘層由帶正電離子構(gòu)成，呈電正性，形成由等離子指向反應(yīng)腔室壁或者是偏壓電極的電場。當(dāng)?shù)入x子體中的正離子由等離子體穿過該鞘層到達反應(yīng)腔室壁或偏壓電極時，會被等離子體鞘層電壓加速。等離子體浸沒注入方法中，利用該等離子體鞘層，由偏壓電極引入相對于等離子體中心的負(fù)偏壓，該偏壓最終全部降落到等離子體鞘層上，通過調(diào)整偏壓電極引入的負(fù)偏壓的大小便可以控制注入到偏壓電極上半導(dǎo)體基片中的正離子能量，進而控制注入到半導(dǎo)體基片深度。該法具有如下優(yōu)點：

1.無需復(fù)雜的離子質(zhì)譜以及加速部件從等離子體源中抽取、分離并加速所需的離子成分，從而使設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡化、易于控制并節(jié)省成本；

2.該技術(shù)采用鞘層加速機理，注入過程為整片注入，與基片尺寸無關(guān)，所以該技術(shù)產(chǎn)出率不會因為基片面積的增大而下降。

因此，等離子體浸沒注入是一種有望取代束線離子注入的下一代注入技術(shù)。但PIII也面臨諸多技術(shù)上的挑戰(zhàn)，工藝過程中的硅片固定便是其中之一。

傳統(tǒng)壓片為減小注入邊緣效應(yīng)采用點壓式，點壓式通過數(shù)個壓點壓在硅片邊緣以固定硅片。傳統(tǒng)的點壓方式主要存在以下問題：1.硅片受力不均，從而引起硅片在工藝過程中碎裂或者硅片與載片臺接觸不實，引起硅片上方的偏壓電場不均，進而導(dǎo)致離子注入劑量與深度不均，壓片質(zhì)量不穩(wěn)定所造成的待壓片損壞直接影響著生產(chǎn)成本；2.偏壓電場在壓點附近畸變，引起注入離子的在壓點附近聚焦，導(dǎo)致注入的邊緣效應(yīng)更為嚴(yán)重；3.點壓式不利于自動裝載片流程，生產(chǎn)效率不高，也影響著生產(chǎn)進度和生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高壓片質(zhì)量和壓片效率的半導(dǎo)體腔室用壓片裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體腔室用壓片裝置包括反應(yīng)腔室、壓片架和載片機構(gòu)；所述壓片架設(shè)置在所述反應(yīng)腔室的上半部；所述反應(yīng)腔室設(shè)置有腔室內(nèi)襯，所述腔室內(nèi)襯與所述壓片架連接；所述載片機構(gòu)設(shè)置在所述壓片架下端。

進一步地，所述壓片架呈“凹”狀，所述壓片架的兩端具有通孔；所述腔室內(nèi)襯插接在所述通孔中。

進一步地，所述腔室內(nèi)襯和所述壓片架之間還設(shè)置有聚四氟防護套。

進一步地，半導(dǎo)體腔室用壓片裝置還包括支撐托架，所述支撐托架分別與所述腔室內(nèi)襯和所述壓片架連接。

進一步地，所述支撐托架通過螺栓或螺釘與所述腔室內(nèi)襯固定連接。

進一步地，所述支撐托架為中心為空的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

進一步地，所述壓片架為全環(huán)形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)環(huán)邊緣采用倒圓錐斜面結(jié)構(gòu)。

進一步地，所述壓片架的材料為石英。

進一步地，所述載片機構(gòu)是靜電卡盤或載片臺。

進一步地，所述反應(yīng)腔室還設(shè)置有送片孔。

本發(fā)明提供的導(dǎo)體反應(yīng)腔室用壓片裝置，不僅增大了送片空間，易于實現(xiàn)快速送片，而且提高壓片架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，進而提高壓片質(zhì)量和壓片效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體腔室用壓片裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體腔室用壓片裝置進行壓片的過程示意圖；

圖3為圖1或圖2所示壓片架的內(nèi)環(huán)邊緣的倒錐斜面設(shè)計局部放大圖。

具體實施方式