1
(21)4874343/25
(22) 03.08.90
(46) 15.09.92. Бюл. №34
(71)Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов
(72)В.А.Кагадей, Д.И.Проскуровский и Е.Б.Янкелевич
(56) Авторское свидетельство СССР № 1498307, кл. Н 01 L 21/268, 1987. Авторское свидетельство СССР № 1596803, кл. С 23 С 14/50, 1988.
(54) ДЕРЖАТЕЛЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН
(57) Изобретение относится к технологии микроэлектроники и может быть использовано при обработке полупроводниковых пластин потоками лучистой энергии. Держатель имеет опору в форме трезубца или кольца и прикрепленные к опоре фиксаторы. Фиксаторы выполнены в виде трех пар скрещивающихся лезвий толщиной 0,08-0,2 мм, причем лезвия фиксаторов образуют между собой угол 15-40°. При использовании держателя для обработки пластин потоками заряженных частиц лезвия фиксаторов выполнены из тугоплавкого материала. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к технологии микроэлектроники, а именно - к устройству держателей полупроводниковых пластин при обработке последних с помощью потоков лучистой энергии.
Известны устройства для импульсной термообработки полупроводниковых пластин, в которых описаны держатели полупроводниковых пластин для обработки последних с помощью потока некогерентного электромагнитного излучения. В обоих случаях держатель выполнен в виде трезубца и кварцевого стекла, на концах которого сделаны прорези. В эти прорези вставляется обрабатываемая пластина.
Недостатки данных держателей следующие:
1, Значительная площадь контакта держателя и полупроводниковой пластины, а также значительная площадь затенения держателем ее рабочего поля, что приводит к температурным градиентам по поверхности пластины в местах контакта, а это, в свою
очередь, приводит к появлению линий скольжения и, например, в случае отжига ионно-легированных слоев к недостаточной степени активации имплантированной примеси в месте контакта и затенению.
Известна, также конструкция держателя, взятая нами за прототип, содержащая рамку с натянутыми на ней двумя парами струн из тугоплавкого металла. Данная конструкция лишена недостатков вышеупомянутых конструкций. Однако данный держатель не позволяет проводить высокоVJ
О
ю
CJ СО Ю
температурные обработки (Т 800°С) при вертикальном расположении обрабатываемых пластин большого диаметра (100 мм). При высокотемпературном нагреве удлинение струн становится значительным, и они уже не удерживают пластину. В кремниевой технологии, когда диаметр обрабатываемых пластин 100 мм, проводить высокотемпературные обработки можно только при вертикальном расположении пластины, т.к. при горизонтальном расположении происходит ее провисание, приводящее к генерации линий скольжения.
Целью изобретения является повышение качества высокотемпературной обработки полупроводниковых пластин большого диаметра пучками лучистой энергии.
Для достижения этой цели в предлагаемом держателе фиксаторы полупроводниковой пластины выполнены в виде трех пар перекрещивающихся лезвий, расположенных, в случае обработки пластин, перемещение и конечное положение которых осуществляется только в вертикальной плоскости, на опоре в виде трезубца, и расположенных через 120° по периметру опоры в виде кольца в случае обработки пластин, перемещение и конечное положение которых осуществляется в любой плоскости. При обработке полупроводниковых пластин с помощью пучков заряженных частиц, лезвия выполнены из тугоплавкого металла. Во всех случаях толщина лезвий 0,08-0,2 мм и определяется только их конструктивной прочностью.
Если опора выполнена в виде трезубца 1 (см. фиг. 1), то в каждой паре лезвия 2 соединены между собой жестко. Загрузка и выгрузка пластины 3 осуществляется сверху.
Если опора выполнена в виде кольца 1 (см. фиг.2), то по крайней мере в одном из трех закрепленных на ней фиксаторов одно из лезвий 2, закреплено с возможностью поворота относительно другого лезвия 2, например с помощью винтового соединения, что необходимо для осуществления .загрузки-выгрузки пластин 3.
Материал лезвий должен отвечать следующим требованиям:
Всем этим требованиям в достаточной степени удовлетворяют тугоплавкие металлы, например, W, Та, Мо.
Толщина лезвий должна быть минимальной с точки зрения наименьшего затенения рабочей площади обрабатываемой пластины и определяться их конструкционной прочностью. Экспериментально авторами установлено, что толщина лезвий d в
интервале 0, 0,2 мм вполне удовлетворяет этим требованиям. Для обеспечения минимального теплового контакта держателя и пластины рабочая кромка каждого лезвия должна быть заострена.
Угол а между парой лезвий каждого фиксатора выбирается из условия надежности крепления пластины в держателе, что имеет особую важность в случае, когда пластина закрепляется в рамке, выполненной в
виде трезубца. Авторами установлено, что оптимальный угол а находится в диапазоне от 15° до 40°.
Пример. Для проведения высокотемпературной обработки в вакууме пластин
кремния диаметром 100 мм с помощью ши- рокоапертурного электронного пучка было изготовлено два держателя. Один из них выполнен с опорой в виде трезубца (фиг.1), второй с опорой в виде кольца (фиг. 2). Опоры в обоих случаях были изготовлены из немагнитной нержавеющей стали. Фиксаторы изготовлялись из вольфрамовой ленты толщиной 0,1 мм и утонялись с рабочих кромок с помощью электрохимического травления в 5% растворе КОН. Соединение лезвий между собой и крепление фиксаторов к рамке осуществлялось контактной сваркой. В случае кольцевой рамки лезвия в двух парах соединялись жестко с помощью
контактной сварки, а лезвия третьей пары соединялись с помощью винтового соединения, что позволяло производить загрузку - выгрузку пластин.
Использование держателей предложенных конструкций, позволило провести высокотемпературную обработку полупроводниковых пластин в температурном диапазоне от 800°С до 1300°С без искажения температурного поля по площади пластины
Это особенно важно при производстве кремниевых интегральных схем, когдг требуется высокотемпературный отжиг будь то: отжиг ионно-легированных слоев формирование силицидов тугоплавких металлов или отжиг слоев поликристаллического кремния.
В качестве источников нагрева можно применять как пучки заряженных частиц, так и электромагнитное излучение. Кроме того, предложенные держатели могут использоваться в любых других технологических операциях, таких как: ионная имплантация, нанесение металлизации на обе стороны пластины, очистка, плазмо-хи- мическое и ионное травление. С помощью таких держателей можно проводить многооперационную обработку пластин в едином вакуумном цикле, что особенно важно при изготовлении интегральных схем с субмик- ронными размерами элементов. Испытания предложенных держателей показали, что они долговечны и удобны в работе. Их использование при высокотемпературных обработках полупроводниковых пластин позволило существенно улучшить качество пластин за счет уменьшения дефектности. Формула изобретения 1. Держатель полупроводниковых пластин, содержащий опору и прикрепленные
к ней фиксаторы, отличающийся тем, что, с целью повышения качества высокотемпературной обработки пластин потоками лучистой энергии и надежности крепления пластин, фиксаторы выполнены в виде трех пар скрещивающихся лезвий толщиной 0.08-0.2 мм причем лезвия фиксаторов образуют между собой угол 15-40°.
Фиг1
2-2
