一種多工位高低溫靶臺的製作方法

2023-05-10 18:49:31 2

一種多工位高低溫靶臺的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種多工位高低溫靶臺。所述高低溫靶臺包括靶殼，以及裝在靶殼上並可繞靶殼旋轉的旋轉靶體；所述旋轉靶體周向裝有多個用於裝夾晶片的冷靶、一個法拉第組件和至少一個用於裝夾晶片的熱靶；所述熱靶內設有加熱組件，所述旋轉靶體內設有對冷靶進行冷卻的結構；所述旋轉靶體、冷靶、熱靶和法拉第組件通過密封均置於真空中；所述旋轉靶體一側設有對束流掃描範圍進行檢測的過掃裝置，在過掃裝置與旋轉靶體之間設有將束流注入到晶片上的束流注入通道。本發明可以方便快捷地對需要注入離子的晶片進行加熱或降溫，實現晶片的高溫或低溫注入。
【專利說明】一種多工位高低溫靶臺

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種半導體器件製造設備，即離子注入機，特別地涉及一種用於特種離子注入機的多工位靶臺結構，屬半導體設備領域。

【背景技術】
[0002]半導體器件製造技術與工藝都非常複雜，離子注入摻雜屬於半導體器件製造過程中非常關鍵的一道工藝。離子注入摻雜工藝與常規熱摻雜工藝相比具有高精度的劑量均勻性與重複性，橫向擴散小等優點，克服了常規工藝的限制，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。在高端生產線上使用的主流離子注入機末端靶室與靶臺結構與控制系統極為複雜，製造維護成本高，操作困難，只適用於大批量生產晶片流水線。本發明多工位高低溫靶臺成本低，結構簡單，易於維護，主要適用於中低端離子注入機，此種離子注入機主要用來進行科學研究或小批量生產。


【發明內容】

[0003]本發明旨在提供一種多工位高低溫靶臺，該多工位高低溫靶臺可以對需要注入離子的晶片進行加熱或降溫，實現晶片的高溫或低溫注入。
[0004]為了實現上述目的，本發明所採用的技術方案是:
一種多工位高低溫靶臺，其結構特點是，包括靶殼，以及裝在靶殼上並可繞靶殼旋轉的旋轉靶體；所述旋轉靶體周向裝有多個用於裝夾晶片的冷靶、一個法拉第組件和至少一個用於裝夾晶片的熱靶；所述熱靶內設有加熱組件，所述旋轉靶體內設有對冷靶進行冷卻的結構；所述旋轉靶體、冷靶、熱靶和法拉第組件通過密封均置於真空中；所述旋轉靶體一側設有對束流掃描範圍進行檢測的過掃裝置，在過掃裝置與旋轉靶體之間設有將束流注入到晶片上的束流注入通道。
[0005]以下為本發明的進一步改進的技術方案:
所述束流注入通道外設有屏蔽筒，屏蔽筒可以有效地屏蔽外界帶電粒子對旋轉靶臺注入劑量的影響。
[0006]為了抑制束流在過掃裝置中產生二次電子向前傳輸，所述過掃裝置與屏蔽筒之間設有抑制電極，其中所述抑制電極設置在過掃裝置後側並與靶殼絕緣隔離。
[0007]所述旋轉靶體具有中空內腔，所述中空內腔通過管道與所述冷靶相連。由此，在旋轉靶體內腔注入液氮對多個冷靶進行冷卻，同時，管道連通多個冷靶，也可以在管道內通入循環冷卻水，此時四個冷靶可以做常溫靶使用。
[0008]所述旋轉靶體為稜狀結構，其多個稜面上分別裝設有上述冷靶、熱靶和法拉第組件。
[0009]所述旋轉靶體為正六稜柱結構，其六個面上有四個面分別裝設四個冷靶，一個面裝設熱靶，一個面裝設法拉第組件；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。
[0010]所述旋轉靶體上裝有旋轉盤，在晶片注入時旋轉靶體可以通過手動旋轉盤至各工位。
[0011]所述旋轉靶體由伺服電機通過帶輪或齒輪副驅動轉動，可取代上述手動旋轉方式，如採用帶輪驅動時，在晶片注入時旋轉靶體可以通過伺服電機驅動同步帶輪，帶動同步帶將動力傳遞給另一個同步帶輪旋轉至各工位。
[0012]藉由上述結構，本發明的多工位高低溫靶臺包括旋轉靶體，旋轉靶體通過軸承支撐固定在靶殼上並用密封圈實現真空隔離，旋轉靶體密封圈下方處於真空中，整個靶體與靶殼絕緣。旋轉靶體橫截面優選呈正六邊形布局，其中四個面分別用於固定四個冷靶，用於安裝需要低溫注入晶片，在旋轉靶體內部注入液氮對四個冷靶進行冷卻；一個熱靶，用於安裝需要高溫注入晶片；一個法拉第組件用於測量到靶束流，以確定是否可以注入；一個加熱組件，用於對高溫靶加熱。過掃裝置安裝在靶室束線入口處並與靶殼絕緣隔離，對束流掃描範圍進行檢測；抑制電極布置在過掃裝置後面並與靶殼絕緣隔離，抑制束流在過掃裝置產生二次電子向前傳輸；整體靶臺通過真空隔離閥與束線系統連接。
[0013]在離子注入時通過測量旋轉靶體的束流控制晶片的注入劑量。
[0014]在上述所述靶臺的基礎上，優選地，旋轉靶體橫截面呈正多邊形布局，這樣可以增加或減少冷靶、熱靶的數量，增加熱靶的同時相應的加熱組件也要增加。
[0015]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
1.整體功能齊全，可以實現高溫、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.結構簡單，結構易於製造，且安裝維護方便。
[0016]
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步闡述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發明靶臺整體布局縱向剖面圖；
圖2是本發明靶臺整體布局橫向剖面圖；
圖3是本發明自動旋轉靶臺布局圖；
圖4是圖1中I處的局部放大圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明作進一步的介紹，但不作為對本發明的限定。
[0019]一種多工位高低溫靶臺，參見附圖1和圖4，旋轉靶體I通過軸承支撐固定在靶殼3上並用兩個密封圈17實現真空隔離，旋轉靶體I通過軸承16支承在靶殼3上，整體旋轉靶體I在密封圈下方處於真空中，整個旋轉靶體I與靶殼3絕緣。旋轉靶體I橫截面呈正六邊形布局，其中四個面分別用於固定四個冷靶14，冷靶14表面安裝有金屬晶片夾，用於安裝需要低溫注入晶片，在旋轉靶體I內部注入液氮對四個冷靶14進行冷卻；一個熱靶11，熱靶11表面安裝有耐高溫石墨晶片夾用於安裝需要高溫注入晶片；一個法拉第組件6用於測量到靶束流，它主要由一個主杯體，對稱布置的抑制磁鐵，一個抑制石墨組成，功能是測量束流大小是否可以注入；一個加熱組件13，加熱組件使用三個滷素燈管、熱電偶和溫度控制裝置組成，用於對高溫靶11加熱。過掃裝置8安裝在靶室束線入口處並與靶殼絕緣隔離，它由水平布置和豎直布置的兩對石墨電極組成，四個電極組成一個方形孔並相互絕緣，通過測量電極上電流的大小對掃描範圍進行檢測；抑制電極9布置在過掃裝置8後面並與靶殼絕緣隔離，抑制束流在過掃裝置8產生二次電子向前傳輸；整體靶臺通過真空隔離閥與束線系統連接；屏蔽筒10屏蔽外界帶電粒子對旋轉靶臺注入劑量的影響。在離子注入時通過測量旋轉靶體I的束流控制晶片的注入劑量。片庫門2用來為靶臺裝夾晶片，旋轉靶體I與靶殼3通過絕緣平墊4絕緣，通過焊接管道7為整體靶殼抽真空用管道，管道12作為真空電極引線通道。
[0020]上述實施例闡明的內容應當理解為這些實施例僅用於更清楚地說明本發明，而不用於限制本發明的範圍，在閱讀了本發明之後，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落於本申請所附權利要求所限定的範圍。
【權利要求】
1.一種多工位高低溫靶臺，其特徵是，包括靶殼(3)，以及裝在靶殼(3)上並可繞靶殼(3)旋轉的旋轉靶體(I);所述旋轉靶體(I)周向裝有多個用於裝夾晶片的冷靶(14)、一個法拉第組件(6)和至少一個用於裝夾晶片的熱靶(11);所述熱靶(11)內設有加熱組件(13)，所述旋轉靶體(I)內設有對冷靶(14)進行冷卻的結構；所述旋轉靶體(I )、冷靶(14)、熱靶(11)和法拉第組件(6)通過密封均置於真空中；所述旋轉靶體(I) 一側設有對束流掃描範圍進行檢測的過掃裝置(8)，在過掃裝置(8)與旋轉靶體(I)之間設有將束流注入到晶片上的束流注入通道。
2.根據權利要求1所述的多工位高低溫靶臺，其特徵在於，所述束流注入通道外設有屏蔽筒(10)。
3.根據權利要求2所述的多工位高低溫靶臺，其特徵在於，所述過掃裝置(8)與屏蔽筒(10)之間設有抑制電極(9)，其中所述抑制電極(9)設置在過掃裝置(8)後側並與靶殼(3)絕緣隔離。
4.根據權利要求1所述的多工位高低溫靶臺，其特徵在於，所述旋轉靶體(I)具有中空內腔，所述中空內腔通過管道(5 )與所述冷靶(14 )相連。
5.根據權利要求1所述的多工位高低溫靶臺，其特徵在於，所述旋轉靶體(I)為稜狀結構，其多個稜面上分別裝設有上述冷靶(14)、熱靶(11)和法拉第組件(6)。
6.根據權利要求5所述的多工位高低溫靶臺，其特徵在於，所述旋轉靶體(I)為正六稜柱結構，其六個面上有四個面分別裝設四個冷靶(14)，一個面裝設熱靶(11)，一個面裝設法拉第組件(6)。
7.根據權利要求1所述的多工位高低溫靶臺，其特徵在於，所述旋轉靶體(I)上裝有旋轉盤。
8.根據權利要求1所述的多工位高低溫靶臺，其特徵在於，所述旋轉靶體(I)由伺服電機(101)通過帶輪或齒輪副驅動轉動。
【文檔編號】H01J37/317GK104392885SQ201410637727
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】馬國宇 申請人:北京中科信電子裝備有限公司