[發(fā)明專利]一種多工位高低溫靶臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410637727.0
• 申請(qǐng)日: 2014-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104392885A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬國(guó)宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京中科信電子裝備有限公司
• 主分類號(hào): H01J37/317
• 分類號(hào): H01J37/317;H01J37/244;H01J37/02
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強(qiáng);李發(fā)軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件制造設(shè)備，即離子注入機(jī)，特別地涉及一種用于特種離子注入機(jī)的多工位靶臺(tái)結(jié)構(gòu)，屬半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體器件制造技術(shù)與工藝都非常復(fù)雜，離子注入摻雜屬于半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中非常關(guān)鍵的一道工藝。離子注入摻雜工藝與常規(guī)熱摻雜工藝相比具有高精度的劑量均勻性與重復(fù)性，橫向擴(kuò)散小等優(yōu)點(diǎn)，克服了常規(guī)工藝的限制，提高了電路的集成度、速度、成品率和壽命，降低了成本和功耗。在高端生產(chǎn)線上使用的主流離子注入機(jī)末端靶室與靶臺(tái)結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)極為復(fù)雜，制造維護(hù)成本高，操作困難，只適用于大批量生產(chǎn)晶片流水線。本發(fā)明多工位高低溫靶臺(tái)成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，主要適用于中低端離子注入機(jī)，此種離子注入機(jī)主要用來(lái)進(jìn)行科學(xué)研究或小批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種多工位高低溫靶臺(tái)，該多工位高低溫靶臺(tái)可以對(duì)需要注入離子的晶片進(jìn)行加熱或降溫，實(shí)現(xiàn)晶片的高溫或低溫注入。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種多工位高低溫靶臺(tái)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，包括靶殼，以及裝在靶殼上并可繞靶殼旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)靶體；所述旋轉(zhuǎn)靶體周向裝有多個(gè)用于裝夾晶片的冷靶、一個(gè)法拉第組件和至少一個(gè)用于裝夾晶片的熱靶；所述熱靶內(nèi)設(shè)有加熱組件，所述旋轉(zhuǎn)靶體內(nèi)設(shè)有對(duì)冷靶進(jìn)行冷卻的結(jié)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)靶體、冷靶、熱靶和法拉第組件通過(guò)密封均置于真空中；所述旋轉(zhuǎn)靶體一側(cè)設(shè)有對(duì)束流掃描范圍進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)掃裝置，在過(guò)掃裝置與旋轉(zhuǎn)靶體之間設(shè)有將束流注入到晶片上的束流注入通道。

以下為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案：

所述束流注入通道外設(shè)有屏蔽筒，屏蔽筒可以有效地屏蔽外界帶電粒子對(duì)旋轉(zhuǎn)靶臺(tái)注入劑量的影響。

為了抑制束流在過(guò)掃裝置中產(chǎn)生二次電子向前傳輸，所述過(guò)掃裝置與屏蔽筒之間設(shè)有抑制電極，其中所述抑制電極設(shè)置在過(guò)掃裝置后側(cè)并與靶殼絕緣隔離。

所述旋轉(zhuǎn)靶體具有中空內(nèi)腔，所述中空內(nèi)腔通過(guò)管道與所述冷靶相連。由此，在旋轉(zhuǎn)靶體內(nèi)腔注入液氮對(duì)多個(gè)冷靶進(jìn)行冷卻，同時(shí)，管道連通多個(gè)冷靶，也可以在管道內(nèi)通入循環(huán)冷卻水，此時(shí)四個(gè)冷靶可以做常溫靶使用。

所述旋轉(zhuǎn)靶體為棱狀結(jié)構(gòu)，其多個(gè)棱面上分別裝設(shè)有上述冷靶、熱靶和法拉第組件。

所述旋轉(zhuǎn)靶體為正六棱柱結(jié)構(gòu)，其六個(gè)面上有四個(gè)面分別裝設(shè)四個(gè)冷靶，一個(gè)面裝設(shè)熱靶，一個(gè)面裝設(shè)法拉第組件；所述冷靶、熱靶和法拉第組件在正六邊形中各邊的順序可以更改。

所述旋轉(zhuǎn)靶體上裝有旋轉(zhuǎn)盤，在晶片注入時(shí)旋轉(zhuǎn)靶體可以通過(guò)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤至各工位。

所述旋轉(zhuǎn)靶體由伺服電機(jī)通過(guò)帶輪或齒輪副驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，可取代上述手動(dòng)旋轉(zhuǎn)方式，如采用帶輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，在晶片注入時(shí)旋轉(zhuǎn)靶體可以通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步帶輪，帶動(dòng)同步帶將動(dòng)力傳遞給另一個(gè)同步帶輪旋轉(zhuǎn)至各工位。

藉由上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的多工位高低溫靶臺(tái)包括旋轉(zhuǎn)靶體，旋轉(zhuǎn)靶體通過(guò)軸承支撐固定在靶殼上并用密封圈實(shí)現(xiàn)真空隔離，旋轉(zhuǎn)靶體密封圈下方處于真空中，整個(gè)靶體與靶殼絕緣。旋轉(zhuǎn)靶體橫截面優(yōu)選呈正六邊形布局，其中四個(gè)面分別用于固定四個(gè)冷靶，用于安裝需要低溫注入晶片，在旋轉(zhuǎn)靶體內(nèi)部注入液氮對(duì)四個(gè)冷靶進(jìn)行冷卻；一個(gè)熱靶，用于安裝需要高溫注入晶片；一個(gè)法拉第組件用于測(cè)量到靶束流，以確定是否可以注入；一個(gè)加熱組件，用于對(duì)高溫靶加熱。過(guò)掃裝置安裝在靶室束線入口處并與靶殼絕緣隔離，對(duì)束流掃描范圍進(jìn)行檢測(cè)；抑制電極布置在過(guò)掃裝置后面并與靶殼絕緣隔離，抑制束流在過(guò)掃裝置產(chǎn)生二次電子向前傳輸；整體靶臺(tái)通過(guò)真空隔離閥與束線系統(tǒng)連接。

在離子注入時(shí)通過(guò)測(cè)量旋轉(zhuǎn)靶體的束流控制晶片的注入劑量。

在上述所述靶臺(tái)的基礎(chǔ)上，優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)靶體橫截面呈正多邊形布局，這樣可以增加或減少冷靶、熱靶的數(shù)量，增加熱靶的同時(shí)相應(yīng)的加熱組件也要增加。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1.整體功能齊全，可以實(shí)現(xiàn)高溫、低溫、常溫注入，高溫靶的溫度可控，可以控制晶片注入劑量；

2.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)易于制造，且安裝維護(hù)方便。

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以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明靶臺(tái)整體布局縱向剖面圖；

圖2是本發(fā)明靶臺(tái)整體布局橫向剖面圖；

圖3是本發(fā)明自動(dòng)旋轉(zhuǎn)靶臺(tái)布局圖；

圖4是圖1中I處的局部放大圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的介紹，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。