离子注入设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种离子注入设备，其包括真空制程腔，以及：在该真空制程腔中移动的承载框架，该承载框架包括边框部和由该边框部围成的中空部，该边框部用于通过支撑晶片的边缘来承载晶片，该承载框架与水平面平行；位于晶片背面一侧的至少一个离子注入装置，用于将离子从晶片的背面注入至晶片中，该承载框架用于承载晶片经过该离子注入装置的离子束的作用区域。在该离子注入装置中，采用了具有中空部的承载框架，使得离子束可以从晶片背面注入至晶片中，防止了灰尘颗粒物附着于晶片上，保证了掺杂质量。而且，掩膜可以和承载框架集成，由此在晶片背面形成局部掺杂区域。
【专利说明】罔子注入设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种离子注入设备，特别是涉及一种离子束从晶片背面注入的离子注入设备。
【背景技术】
[0002]目前，离子注入设备中，必须设置有工件支持装置，来将待注入的表面暴露于离子束前。工件支持装置例如静电吸盘，一些工件支持装置用于在水平方向支持工件，离子束从工件的上方注入至工件中；还有一些工件支持装置用于在竖直方向支持工件，并且可以调整工件与水平面的夹角，使得离子束得以以最佳角度注入至工件中。
[0003]然而离子注入设备在长期的使用中，真空腔内逐渐会积累一些灰尘颗粒物，这些尘埃颗粒物在真空腔压力变化时就会被扬起，同时腔内壁因离子束的长期溅射而形成一些不同厚度的膜，这些膜也会随时与腔内壁剥离、爆裂，在腔中产生漂浮的颗粒物，目前的工件支持方式无法避免这些漂浮的颗粒物掉落至工件表面从而影响到掺杂质量。
[0004]再者，当需要局部掺杂时，会需要在工件表面设置掩膜板的装置，从一定程度上也增加了设备的复杂度。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的工件支持装置设置复杂、难免会引入灰尘颗粒物等造成掺杂品质下降且掩膜板设置不易的缺陷，提供一种离子注入设备，采用了具有中空部的承载框架，使得离子束可以由下而上地注入至晶片中，防止了灰尘颗粒物附着于晶片上，该离子注入设备并集晶片承载与掩膜功能于一体。
[0006]本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
[0007]—种离子注入设备，其包括真空制程腔，其特点在于，该离子注入设备还包括:
[0008]在该真空制程腔中移动的承载框架，该承载框架包括边框部和由该边框部围成的中空部，该边框部用于通过支撑晶片的边缘来承载晶片，该承载框架与水平面平行；
[0009]位于晶片背面一侧的至少一个离子注入装置，用于将离子从晶片的背面注入至晶片中，
[0010]该承载框架用于承载晶片经过该离子注入装置的离子束的作用区域。
[0011]也就是说，离子注入装置位于晶片的背面(也就是下方)，离子束是自下而上注入至晶片的背面中的，这样，相较自上而下注入至晶片的设备而言，可以有效防止灰尘、颗粒物等落在晶片上，不但降低了颗粒物对晶片的化学污染，同时也避免由于晶片上的颗粒物遮挡而导致的不确定的无离子注入区域，由此优化掺杂质量。
[0012]优选地，该承载框架包括掩膜部，该掩膜部连接该框架部且遮挡部分该中空部，该掩膜部用于阻挡部分自晶片背面注入的离子以在晶片背面形成所需的局部掺杂。
[0013]在本实用新型中，通过该掩膜部的设置来形成晶片背面的局部掺杂，无需设置专门用于设置掩膜板的机构，即可实现局部掺杂。
[0014]优选地，该掩膜部与该框架部一体成型。若需要形成不同的局部掺杂图样，只要选择不同掩膜部的承载框架即可。
[0015]优选地，该掩膜部为掩膜板，该掩膜板与该边框部是可拆卸连接的。在这一技术方案中，若需要形成不同的局部掺杂图样，只需更换不同的掩膜板即可，安装、拆卸、清洗等操作都可以很便捷，而且设备的灵活性更强。
[0016]优选地，该可拆卸连接为插接，或者，该框架部具有用于供该掩膜板搁置的凸缘。
[0017]优选地，该掩膜板的边缘设置有插片，该框架部具有用于供该插片插入的插槽，
[0018]或者，该框架部具有插片，该掩膜板的边缘设置有用于供该插片插入的插槽。
[0019]优选地，该边框部包括用于支撑晶片边缘的凸缘。
[0020]优选地，该边框部的与该凸缘相连的面为斜面。
[0021]优选地，该离子束为带状的离子束，即离子束在晶片上的投影为长条状，该离子束所在平面与该承载框架的运动方向垂直。
[0022]优选地，该离子注入装置为所注入的离子的掺杂类型与晶片的本底掺杂类型一致的离子注入装置。
[0023]本实用新型的积极进步效果在于:
[0024]1、在该离子注入装置中，采用了具有中空部的承载框架，使得离子束可以从晶片背面注入至晶片中，防止了灰尘颗粒物附着于晶片上，保证了掺杂质量。
[0025]2、该承载框架可以和掩膜部集成，在承载框架的运动过程中，离子束在掩膜部的阻挡下自下而上的注入至晶片的背面，形成局部掺杂。
[0026]3、在该掩膜板与该边框部为可拆卸连接的情况下，用户可以便捷地更换掩膜板，从而形成不同的局部掺杂图样。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型实施例1的离子注入设备的主视图。
[0028]图2为本实用新型实施例1的离子束的分布情况示意图。
[0029]图3为本实用新型实施例1的承载框架的俯视图。
[0030]图4为沿图3中线A-A的剖面图。
[0031]图5为本实用新型实施例1的承载框架上承载晶片的侧视图。
[0032]图6为本实用新型实施例2的承载框架的俯视图。
[0033]图7为沿图6中线B-B的剖面图。
[0034]图8为本实用新型实施例2的承载框架上承载晶片的侧视图。
[0035]图9为本实用新型实施例3的承载框架的俯视图。
[0036]图10为沿图9中线C-C的剖面图。
【具体实施方式】
[0037]下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型，以下仅仅是举例说明，并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
[0038]实施例1
[0039]参照图1-图5，本实施例所述的离子注入设备，其包括真空制程腔，该离子注入设备还包括:
[0040]在该真空制程腔中移动的承载框架2，该承载框架2包括边框部21和由该边框部21围成的中空部22，该边框部21用于通过支撑晶片3的边缘来承载晶片，该承载框架2与水平面平行；
[0041]位于晶片背面一侧的至少一个离子注入装置11，用于将离子从晶片的背面注入至晶片中，
[0042]该承载框架2用于承载晶片经过该离子注入装置的离子束的作用区域(图1和图2中以阴影部分表示需要离子注入的区域)。
[0043]可以看出，离子注入装置位于晶片的背面(也就是下方)，离子束是自下而上注入至晶片的背面中的，这样，相较自上而下注入至晶片的设备而言，可以有效防止灰尘、颗粒物等落在晶片上，不但降低了颗粒物对晶片的化学污染，同时也避免由于晶片上的颗粒物遮挡而导致的不确定的无离子注入区域，由此优化掺杂质量。
[0044]本实施例中，该离子束为带状的离子束，该离子束所在平面与该承载框架的运动方向垂直。参考图1和图2，离子束所在平面为yz平面，而承载框架的运动方向为X方向，这样离子束在y方向上就形成了一定分布，可以以长条状同时作用于晶片背面。
[0045]具体来说，参考图3-图5，该边框部21包括用于支撑晶片边缘的凸缘211，图5示出了晶片3搁置在该凸缘211上的情形。
[0046]实施例2
[0047]实施例2的基本原理与实施例1相同，不同之处在于:
[0048]参考图6-图8，该边框部21的与该凸缘211相连的面为斜面212，参考图8，示出了晶片3搁置在该凸缘211上的情形。
[0049]其余未提及之处参考实施例1。
[0050]实施例3
[0051]实施例3的基本原理与实施例1相同，不同之处在于:
[0052]参考图9-图10，该承载框架包括掩膜部4，该掩膜部4连接该框架部且遮挡部分该中空部，该掩膜部用于阻挡部分自晶片背面注入的离子以在晶片背面形成局部掺杂。
[0053]该框架部具有用于供该掩膜板搁置的凸缘，参考图10，掩膜部4搁置于凸缘上，晶片再置于掩膜部之上，就可以实现局部掺杂(图10中仅示出掩膜部)。
[0054]其余未提及之处参考实施例1。
[0055]实施例4
[0056]实施例4的基本原理与实施例3相同，不同之处在于:
[0057]该掩膜板与该框架部为插接，其中该掩膜板的边缘设置有插片，该框架部具有用于供该插片插入的插槽。
[0058]需要形成不同图样的局部掺杂时，只需要更换掩膜板即可。
[0059]其余未提及之处参照实施例3。
[0060]实施例5
[0061]实施例5的基本原理与实施例3相同,不同之处在于:
[0062]该掩膜部与该框架部一体成型。若需要形成不同的局部掺杂图样，只要选择不同掩膜部的承载框架即可。
[0063]其余未提及之处参照实施例3。
[0064]实施例6
[0065]实施例6的基本原理与实施例1相同，特别的在于:
[0066]该离子注入装置为所注入的离子的掺杂类型与晶片的本底掺杂类型一致的离子注入装置。
[0067]其余未提及之处参照实施例1。
[0068]虽然以上描述了本实用新型的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种离子注入设备，其包括真空制程腔，其特征在于，该离子注入设备还包括: 在该真空制程腔中移动的承载框架，该承载框架包括边框部和由该边框部围成的中空部，该边框部用于通过支撑晶片的边缘来承载晶片，该承载框架与水平面平行； 位于晶片背面一侧的至少一个离子注入装置，用于将离子从晶片的背面注入至晶片中， 该承载框架用于承载晶片经过该离子注入装置的离子束的作用区域。
2.如权利要求1所述的离子注入设备，其特征在于，该承载框架包括掩膜部，该掩膜部连接该框架部且遮挡部分该中空部，该掩膜部用于阻挡部分自晶片背面注入的离子以在晶片背面形成局部掺杂。
3.如权利要求2所述的离子注入设备，其特征在于，该掩膜部与该框架部一体成型。
4.如权利要求2所述的离子注入设备，其特征在于，该掩膜部为掩膜板，该掩膜板与该边框部是可拆卸连接的。
5.如权利要求4所述的离子注入设备，其特征在于，该可拆卸连接为插接，或者， 该框架部具有用于供该掩膜板搁置的凸缘。
6.如权利要求5所述的离子注入设备，其特征在于，该掩膜板的边缘设置有插片，该框架部具有用于供该插片插入的插槽， 或者，该框架部具有插片，该掩膜板的边缘设置有用于供该插片插入的插槽。
7.如权利要求1所述的离子注入设备，其特征在于，该边框部包括用于支撑晶片边缘的凸缘。
8.如权利要求7所述的离子注入设备，其特征在于，该边框部的与该凸缘相连的面为斜面。
9.如权利要求1-6中任意一项所述的离子注入设备，其特征在于，该离子束为带状的离子束，该离子束所在平面与该承载框架的运动方向垂直。
10.如权利要求1-6中任意一项所述的离子注入设备，其特征在于，该离子注入装置为所注入的离子的掺杂类型与晶片的本底掺杂类型一致的离子注入装置。
【文档编号】H01L21/265GK203932014SQ201420347226
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】洪俊华, 沈培俊 申请人:上海凯世通半导体有限公司