[发明专利]等离子体浸没离子注入设备

说明书

本发明实施例提供一种等离子体浸没离子注入设备，包括：工艺腔，在工艺腔中设置有基座，且工艺腔接地，基座与偏压电源电连接；介质筒，设置在工艺腔的顶部，且与工艺腔的内部连通；并且，介质筒的内径由上而下逐渐增大；匀气部件，采用第一导电材料制成，且设置在介质筒的顶部，并且匀气部件的下表面具有暴露于介质筒内部的匀气区域，且匀气区域中分布有多个出气口，用以向介质筒中输送工艺气体；以及耦合线圈，环绕设置在介质筒的外周，且与激励电源电连接；导电部件，分别与匀气部件和工艺腔的腔室壁电导通。本发明实施例提供的等离子体浸没离子注入设备，其可以提高晶片掺杂均匀性。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，具体地，涉及一种等离子体浸没离子注入设备。

背景技术

近年来，集成电路正朝着高度集成化快速发展，等离子体相关技术的应用在其中起到了至关重要的作用。等离子体相关制程主要包括清洗、刻蚀、研磨、沉积及掺杂等，其中等离子体掺杂被称为等离子体浸没离子注入(Plasma Immersion Ion Implantation，简称PIII)。等离子体浸没离子注入设备已经被广泛应用于现代电子及光学装置的掺杂制程中。

等离子体浸没离子注入系统是将需要被掺杂的目标物直接浸没在包含掺杂剂的等离子体中，并通过给目标物施加特定负电压，使等离子体中的掺杂剂离子进入到目标物表面。

对于现有的等离子体浸没离子注入系统，其工艺腔的腔室壁接地，并且设置在工艺腔中的基座与偏压电源电连接，在进行工艺时，偏压电源、基座、在工艺腔中形成的等离子体和工艺腔的腔室壁形成了偏压通路。但是，由于置于基座上的晶片在不同半径上的位置点与最近的腔室壁之间的间距不同，这使得分布在工艺腔中的等离子体对应晶片在不同半径上的位置点处的等效电流不同(即，等离子体在工艺腔的径向上不同位置处的等效电流不同)，从而降低了掺杂均匀性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种等离子体浸没离子注入设备，其可以提高晶片掺杂均匀性，以及有效提升注入剂量的均匀性。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种等离子体浸没离子注入设备，包括：

工艺腔，在所述工艺腔中设置有基座，所述基座包括用于承载晶片的承载面，并且所述工艺腔接地，所述基座与偏压电源电连接；

介质筒，设置在所述工艺腔的顶部，且与所述工艺腔的内部连通；

匀气部件，采用第一导电材料制成，且设置在所述介质筒的顶部，并且所述匀气部件的下表面具有暴露于所述介质筒内部的匀气区域，且所述匀气区域中分布有多个出气口，用以向所述介质筒中输送工艺气体；以及

耦合线圈，环绕设置在所述介质筒的外周，且与激励电源电连接；

导电部件，分别与所述匀气部件和所述工艺腔的腔室壁电导通。

可选的，在所述工艺腔内设置有覆盖所述工艺腔的整个内表面的绝缘保护部件，所述绝缘保护部件用于保护所述工艺腔的腔室壁，并在所述工艺腔的腔室壁与所述基座之间对二者电隔离。

可选的，所述绝缘保护部件采用非金属绝缘材料制作。

可选的，所述非金属绝缘材料包括碳化硅或石英。

可选的，所述匀气区域在所述承载面上的投影与所述承载面完全重合。

可选的，所述第一导电材料包括非金属导电材料。

可选的，所述等离子体浸没离子注入设备还包括支撑组件，所述支撑组件设置在所述工艺腔的顶部，用以支撑所述匀气部件，并且所述支撑组件采用第二导电材料制作，且用作所述导电部件分别与所述匀气部件和所述工艺腔的腔室壁电导通。

可选的，所述第二导电材料包括金属或者表面镀有导电层的金属。