Держатель полупроводниковых пластин

(51) 5 т поВЫХ нии жига ной ющие:1, Значи ржателя и и также значит ржателем еетемпературн пластины в ьна лощадь контакта дениковой пластины, а ощадь затенения деполя, что приводит к нтам по поверхности нтакта, а это, в свою олупрово ельная и рабочего ым градиеместах ко ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРЛЬ 1498307, кл, Н 0121/268, 1987.Авторское свидетельство СССРМ 1596803, кл, С 23 С 14/50, 1988,(54) ДЕРЖАТЕЛЬ ПОЛУПРОВОДНИПЛАСТИН Изобретение относится к тмикроэлектроники, а именно - к У держателей полупроводниковыхпри обработке последних с помоков 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 следу(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. очередь, приводит к появлению ли скольжения и, например, в случае от ионно-легированных слоев к недостаточ степени активации имплантированной примеси в месте контакта и затенению.2. Невозможность проведения нагрева пластин с помощью пучков заряженных частиц (например, электронов), т.к, держатель из кварцевого стекла, являясь диэлектриком, не обеспечивает сток электрического заряда с обрабатываемой пластины,3, Конструкция держателя предполагает возможность перемещения и расположения пластины только в вертикальной плоскости, что уменьшает гибкость технологического процесса.Известна, также консгрукция держателя, взятая нами за прототип, содержащая рамку с натянутыми на ней двумя парами струн из тугоплавкого металла, Данная конструкция лишена недостатков выше. упомянутых конструкций. Однако данный держатель не позволяет проводить высоко 1762339температурные 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 влюбой 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:1. Быть хорошим проводником для обеспечения стока электрического заряда при обработке пластин пучками заряженных частиц;2. Иметь низкую теплопроводность для достижения минимального теплоотвода от обрабатываемой пластины;5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3, Иметь высокую температуру плавления и достаточную химическую пассивность;4, Иметь хорошую конструкционную прочность.Всем этим требованиям в достаточной степени удовлетворяют тугоплавкие металлы, например, ЧЧ, 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 б в интервале 0,08 б 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.П р и м е р, Для проведения высокотемпературной обработки в вакууме пластин кремния диаметром 100 мм с помощью широкоапертурного 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 ф 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 провест высокотемпературную обработку полупро. водниковых пластин в температурном диа. пазоне от 800 С до 1300 С без искажения температурного поля по площади пластины Это особенно важно при производствс кремниевых интегральных схем, когд; требуется высокотемпературный отжиг будь то: отжиг ионно-легированных слоев формирование силицидов тугоплавких ме.таллов 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-химическое и ионное травление. С помощью таких держателей можно проводить много- операционную обработку пластин в едином вакуумном цикле, что особенно важно при изготовлении интегральных схем с субмикронными 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, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества высокотемпературной обработки пластин потоками лучистой энергии и надежности 5 крепления пластин, фиксаторы выполненыв виде трех пар скрещивающихся лезвий толщиной 0.08-0.2 мм. причем лезвия фиксаторов образуют между собой угол 15-40. 10 2, Держатель по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что опора выполнена в форме трезубца, а фиксаторы прикреплены к вершинам трезубца,3. Держатель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й 15 с я тем, что опора выполнена в виде кольца,на котором через 120 закреплены фиксаторы, причем по крайней мере в одной парефиксаторов одно из лезвий закреплено свозможностью поворота относительно дру 20 гого лезвия,4. Держатель по и, 1. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что с целью использования его дляобработки пластин потоками заряженныхчастиц, лезвия фиксаторов выполнены из25 тугоплавкого материала,1762339 оставитель В,Кагадейехред М,Моргентал Корректор О.Густ едактор А,Б Производстве здательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 3262 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5