旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)。所述旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，有靶腔蓋和靶腔，該靶腔蓋和靶腔形成與離子束通道連通的密閉工藝腔；所述靶腔蓋上裝有位于密閉工藝腔內(nèi)的靶盤，該靶盤上裝有至少一個可相對靶腔轉動的高溫基座，每個高溫基座內(nèi)裝有加熱裝置，每個加熱裝置外側設有用于固定硅片的高溫片托。此外，每個高溫基座使用獨立的加熱裝置進行加熱，在注入過程中靶盤不用旋轉，在硅片進行高溫注入工藝時，其他高溫基座上的硅片可以預熱或冷卻，此外，高溫基座和常溫基座均可以通過調(diào)節(jié)傾斜角度改變離子注入角度，擴大了工藝實用范圍。
【專利說明】旋轉盤局溫￥E室系統(tǒng)【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體工藝裝備領域，具體為一種旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，特別適合高溫工藝用離子注入機。
【背景技術】
[0002]在一些特殊器件的制造工藝中，比如碳化硅金屬摻雜、SOI材料制造等，需要應用高溫離子注入工藝。相對而言，高溫下離子摻雜技術對離子注入機靶室系統(tǒng)提出了更高的要求，需要將硅片置于500°C左右的高溫均勻場中。
[0003]此外，在傳統(tǒng)批處理靶室系統(tǒng)中，硅片基座的傾斜角度是固定的，因此無法調(diào)整離子注入角度。
[0004]也有在傳統(tǒng)批處理靶室系統(tǒng)基礎上增加一個紅外輻射熱源，給硅片加熱而達到高溫注入的目的，但是此類靶室系統(tǒng)，由于是通過整個靶盤高速旋轉從而實現(xiàn)全部硅片的同時加熱，除了無法調(diào)整離子注入角度外，還需要較大的加熱功率且溫度無法獨立控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術的局限性和不足，本發(fā)明旨在提供一種旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，可用于高溫離子注入工藝，該系統(tǒng)可實現(xiàn)離子注入角度可調(diào)、溫度可獨立控制以及多個硅片夾持。該系統(tǒng)的高溫基座均可獨立加熱，在注入過程中靶盤不用高速旋轉，同時每個基座均可以通過調(diào)節(jié)傾斜角度改變離子注入角度，擴大了工藝實用范圍。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:所述旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，有靶腔蓋和靶腔，該靶腔蓋和靶腔形成與離子束通道連通的密閉工藝腔；所述靶腔蓋上裝有位于密閉工藝腔內(nèi)的靶盤；其結構特點是，所述靶盤上裝有至少一個可相對靶腔轉動的高溫基座，每個高溫基座內(nèi)裝有加熱裝置，每個加熱裝置外側設有用于固定硅片的高溫片托。
[0007]由此，每個高溫基座配有獨立的加熱裝置，所述靶盤可以通過轉動機構將裝夾好的硅片轉動到注入位置進行注入工藝，但在注入工藝過程中靶盤是不轉動的。
[0008]以下為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案:
進一步地，所述靶盤上裝有至少一個可相對靶腔轉動的常溫基座。全部高溫基座、常溫基座圓周排布安裝在靶盤上，根據(jù)具體應用，可以不安裝常溫基座。
[0009]為了方便調(diào)節(jié)高溫基座的傾角，所述靶盤與一驅(qū)動其轉動的轉動機構相連。全部高溫基座、常溫基座均可以調(diào)整傾斜角度。
[0010]本發(fā)明所述靶盤通過轉動機構將裝夾好的硅片轉動到注入位置進行注入工藝，但在注入工藝過程中靶盤不轉動。
[0011]所述高溫基座包括底座和裝在底座上的冷卻罩，所述冷卻罩上裝有絕熱座，所述加熱裝置位于底座和冷卻罩之間；所述高溫基座上裝有檢測高溫片托溫度的熱電偶。所述高溫基座使用紅外燈管陣列排布進行加熱，并采用熱電偶檢測高溫片托的溫度，每個高溫基座的加熱溫度可獨立控制。[0012]為了方便夾持硅片，所述高溫片托上裝有固定硅片的彈片。
[0013]靶盤還可以根據(jù)實際需要安裝常溫基座，可用于裝載部分特殊規(guī)格的基片。
[0014]作為一種具體的加熱方式，所述加熱裝置為設置在高溫基座內(nèi)的紅外燈管。
[0015]所述高溫基座的冷卻罩及底座內(nèi)設有冷卻通道。
[0016]所述靶腔上裝有真空泵組件，該真空泵組件用于對靶腔蓋和靶腔形成的密閉工藝腔抽真空。
[0017]為了便于觀察密閉工藝腔內(nèi)的硅片情況，所述靶腔蓋上開有觀察窗，該觀察窗內(nèi)側設有裝在靶盤上的擋束網(wǎng)。
[0018]工作時，靶盤可以作圓周旋轉，將裝載好的硅片轉動到注入位置進行注入工藝，在注入工藝過程中靶盤是不轉動的。在硅片進行高溫注入工藝時，其他高溫基座上的硅片可以預熱或冷卻，加熱溫度可獨立控制。
[0019]靶盤的旋轉運動通過真空密封的轉動機構完成。轉動機構主要是通過電機、減速齒輪、旋轉密封法蘭及軸承等零件的組合，實現(xiàn)機構中輸出軸的真空密封轉動。
[0020]靶盤上可以裝載多個高溫基座，具體裝載數(shù)量和靶盤直徑和高溫基座大小有關。靶盤還可以根據(jù)實際需要裝載常溫基座，可用于裝載部分特殊規(guī)格的基片。高溫基座、常溫基座均可以通過改變傾斜角度實現(xiàn)離子注入角度的調(diào)整。
[0021]作為一種具體方案，所述旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)主要由靶盤、轉動機構、高溫基座、常溫基座、靶腔、高溫片托等組成。系統(tǒng)配有2個高溫基座，I個常溫基座和I個擋束網(wǎng)。
[0022]進一步地，所述旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)的高溫基座包含紅外加熱燈管、冷卻罩等。當高溫基座工作時，通過控制紅外加熱燈管的功率將硅片加熱到設定溫度，使置于高溫片托上的硅片達到所需的溫度。
[0023]高溫基座、常溫基座均安裝在靶盤上，并且離靶盤旋轉中心的距離是相同的，靶盤通過轉動機構可以將安裝在靶盤上的基座轉動到注入位置進行注入工藝。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益結果是:通過本發(fā)明的旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，可以在有限的空間內(nèi)裝載多個硅片進行高溫離子注入工藝處理，同時還可以實現(xiàn)離子注入角度可調(diào)、溫度獨立控制等功能，擴大了系統(tǒng)的工藝實用范圍。
[0025]以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步闡述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明一種實施例的總體示意圖；
圖2是本發(fā)明所述高溫基座的示意圖；
圖3是本發(fā)明所述高溫片托的示意圖。
[0027]在圖中
1-靶盤； 2-轉動機構； 3-高溫基座； 4-常溫基座；
5-靶腔； 6-高溫片托； 7-靶腔蓋； 8-擋束網(wǎng)；
9-觀察窗；10-真空泵組件；11-冷卻罩； 12-紅外燈管；
13-絕熱座；14-熱電偶； 15-底座；16-轉軸；
17-彈片；18-片托；19-娃片?！揪唧w實施方式】
[0028]一種旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，如圖1所示，由靶盤1、轉動機構2、高溫基座3、常溫基座4、靶腔5、高溫片托6、靶腔蓋7、擋束網(wǎng)8、觀察窗9、真空泵組件10等組成。其中，全部高溫基座3、常溫基座4安裝在靶盤I上，整個靶盤I處在高真空潔凈環(huán)境中。
[0029]所述轉動機構2固定在靶腔蓋7上，靶盤I固定在轉動機構2上。轉動機構2主要是通過電機、減速齒輪、旋轉密封法蘭及軸承等零件等組成的機構，作用是驅(qū)動整個靶盤I作旋轉運動，將硅片19或擋束網(wǎng)8轉動到注入位置。
[0030]當擋束網(wǎng)8轉動到注入位置時，可以通過觀察窗9觀察離子束的發(fā)散情況。當高溫基座3或常溫基座4轉動到注入位置時，可以進行離子注入工藝。
[0031]當靶腔蓋7關閉時和靶腔5形成密閉的工藝處理空間，真空泵組件10可以使該密閉空間更快地建立高真空，真空泵組件10 —般由外購的分子泵和高真空插板閥組成。
[0032]如圖2所示，所述高溫基座3由冷卻罩11、紅外燈管12、絕熱座13、熱電偶14、底座15等組成。其中，紅外燈管12均勻排布，作用是提供高溫加熱所需的能量，冷卻罩11和底座15內(nèi)設計有水冷卻通道，水冷卻通道是內(nèi)部的若干組孔相互交叉形成的水循環(huán)通道。絕熱座13用于隔開高溫片托6和冷卻罩11，使高溫片托6更容易上升到所需溫度。
[0033]整個高溫基座3可以繞轉軸16傾斜，通過改變傾斜角度可以實現(xiàn)離子注入角度的調(diào)整。其實現(xiàn)的方式可以是手動調(diào)節(jié)、電動調(diào)節(jié)等。
[0034]所述常溫基座4的結構相對簡單，沒有加熱裝置，因此體積大大減小。常溫基座4的設置，主要是可用于裝載部分特殊規(guī)格的基片，比如硅棒等。根據(jù)具體應用，可以不安裝常溫基座4。
[0035]常溫基座4也可以通過改變傾斜角度可以實現(xiàn)離子注入角度的調(diào)整，原理和高溫
基座3 —樣。
[0036]如圖3所示，所述高溫片托6由彈片17、片托18組成。高溫片托6安裝在高溫基座3的絕熱座13上，用于夾持需要高溫加熱的硅片19。
[0037]在實施過程中，硅片19可以通過高溫片托6裝入高溫基座2進行加熱，完成高溫離子注入工藝。利用高溫片托6也可以進行常溫離子注入工藝，此時高溫基座3不進行加熱。
[0038]本發(fā)明是一種非常有效的旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，可用于高溫離子注入工藝，該系統(tǒng)可實現(xiàn)離子注入角度可調(diào)、溫度可獨立控制以及多個硅片夾持，其優(yōu)點十分明顯。
[0039]本發(fā)明具體實施例的描述僅僅是為了幫助理解本發(fā)明，而不是用來限制本發(fā)明，任何本領域技術人員均可利用本發(fā)明的思想進行部分改動和變化，但只要其技術手段沒有脫離本發(fā)明的思想和要點，仍應在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，有靶腔蓋(7)和靶腔(5)，該靶腔蓋(7)和靶腔(5)形成與離子束通道連通的密閉工藝腔；所述靶腔蓋(7)上裝有位于密閉工藝腔內(nèi)的靶盤(I);其特征在于，所述靶盤(I)上裝有至少一個可相對靶腔(5 )轉動的高溫基座(3 )，每個高溫基座(3 )內(nèi)裝有加熱裝置，每個加熱裝置外側設有用于固定硅片(19)的高溫片托(6)。
2.根據(jù)權利要求1所述的旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，其特征在于，所述靶盤(I)上安裝有至少一個可相對靶腔(5)轉動的常溫基座(4)。
3.根據(jù)權利要求1所述的旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，其特征在于，所述靶盤(I)與一驅(qū)動其轉動的轉動機構(2)相連。
4.根據(jù)權利要求1所述的旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，其特征是，所述靶盤(I)通過轉動機構(2)將裝夾好的硅片(19)轉動到注入位置進行注入工藝，但在注入工藝過程中靶盤(I)不轉動。
5.根據(jù)權利要求1所述的旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫基座(3)包括底座(15 )和裝在底座(15 )上的冷卻罩(11)，所述冷卻罩(11)上裝有絕熱座(13 )，所述加熱裝置位于底座(15 )和冷卻罩(11)之間；所述高溫基座(3 )上裝有檢測高溫片托(6 )溫度的熱電偶(14)。
6.根據(jù)權利要求1所述的旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫片托(6)上裝有固定娃片(19)的彈片(17)。
7.根據(jù)權利要求1或5所述的旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱裝置為設置在高溫基座(3)內(nèi)的紅外燈管(12)。
8.根據(jù)權利要求4所述的旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫基座(3)的冷卻罩(11)及底座(15)內(nèi)設有冷卻通道。
9.根據(jù)權利要求1飛之一所述的旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，其特征在于，所述靶腔(5)上裝有真空泵組件(10)，該真空泵組件(10)用于對靶腔蓋(7)和靶腔(5)形成的密閉工藝腔抽真空。
10.根據(jù)權利要求1飛之一所述的旋轉盤高溫靶室系統(tǒng)，其特征在于，所述靶腔蓋(7)上開有觀察窗(9 )，該觀察窗(9 )內(nèi)側設有裝在靶盤(I)上的擋束網(wǎng)(8 )。
【文檔編號】H01J37/02GK103762145SQ201310714957
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權日:2013年12月23日
【發(fā)明者】許波濤, 易文杰, 孫雪平 申請人:中國電子科技集團公司第四十八研究所