本发明专利技术提供了一种低温离子注入方法及装置，该装置包括预冷台、与所述预冷台相连的预热台和传送部。所述传送部，用于在对硅片进行低温离子注入工艺前，将所述硅片传送至预冷台；所述预冷台，用于对所述硅片进行预冷；所述传送部，还用于将所述硅片转移到工艺腔中进行低温离子注入处理，以及在完成温离子注入处理后，将所述硅片传送至预热台；所述预热台，用于对所述硅片进行预热；预冷台与所述预热台通过半导体温控设备实现互连，所述半导体温控设备的热端连接所述预热台，所述半导体温控设备的冷端连接所述预冷台。该装置用以提升器件在低温下超浅结的离子注入效果。温下超浅结的离子注入效果。温下超浅结的离子注入效果。
【技术实现步骤摘要】
一种低温离子注入方法及装置
[0001]本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，尤其涉及一种低温离子注入方法及装置。
技术介绍
[0002]随着互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺按摩尔定律而高速发展，CMOS器件对超浅结的要求越来越高，低温注入技术随之而发展起来。传统低温离子注入时，由于工艺腔温度较低，硅片进入工艺腔之前，需要对硅片进行预降温，以提高工艺效果和产能，避免直接在工艺腔降温导致的效率降低。同时，完成工艺后，如果直接将硅片移出工艺腔和设备，由于其温度较低，接触外部空气时，会有水汽的凝结，造成一系列工艺问题。虽然传统低温离子注入机会通过注入液氮或液氦的冷却管道进入承载硅片的载物台底部，对硅片进行降温，并进行低温离子注入工艺。但是由于低温注入技术要求温度较低，同时根据工艺需求硅片载物台会进行转动并带动冷却管扭动，容易导致冷却管裂开并引起漏液等问题。
[0003]因此，有必要开发一种新型的低温离子注入装置以改善现有技术存在的上述问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供一种低温离子注入装置，用以在提升器件在低温下超浅结的离子注入效果。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种低温离子注入装置，该装置包括：预冷台、与所述预冷台相连的预热台和传送部。所述传送部，用于在对硅片进行低温离子注入工艺前，将所述硅片传送至预冷台；所述预冷台，用于对所述硅片进行预冷；所述传送部，还用于将所述硅片转移到工艺腔中进行低温离子注入处理，以及在完成低温离子注入处理后，将所述硅片传送至预热台；所述预热台，用于对所述硅片进行预热；预冷台与所述预热台通过半导体温控设备实现互连，所述半导体温控设备的热端连接所述预热台，所述半导体温控设备的冷端连接所述预冷台。
[0006]本专利技术实施例提供的低温离子注入装置的有益效果如下：该装置中设置有预热台和预冷台，预冷台与所述预热台通过半导体温控设备实现互连，所述半导体温控设备的热端连接所述预热台，所述半导体温控设备的冷端连接所述预冷台，所以不需要设计复杂的散热结构来散失器件的热量，本专利技术则同时利用其制热和制冷端，整体效果更优，更节能，而且能够避免因硅片温度较低时接触外部空气造成的水汽的凝结问题，从而进一步避免一系列工艺问题，提升器件在低温下超浅结的离子注入效果。
[0007]在一种可能的实现方案中，所述装置还包括转移腔，所述转移腔与所述工艺腔相连接，所述预热台和预冷台共同设置于所述装置的转移腔中，且所述转移腔为真空环境。所述传送部在将当前所述硅片从预冷台传送到所述装置的工艺腔进行低温离子注入处理的同时，还用于传送另一硅片至所述预冷台，且传送已完成低温离子注入处理工艺的硅片至
所述预热台。可见，该方案中，硅片传送时，在当前一枚硅片由预冷台转移到工艺腔进行工艺时，开始启动下一枚硅片开始放到预冷台上进行处理。同时，前一枚完成工艺的硅片在预热端进行预热。这样，整个工艺的效率和产能最优，真空环境更加节能。
[0008]在另一种可能的实现方案中，所述装置还包括预冷腔和转移腔，所述预冷腔与所述转移腔相连接，所述转移腔与所述工艺腔相连接，所述预冷台设置于所述装置的预冷腔内，所述预热台设置于所述装置的转移腔内；所述传送部在将当前第N个硅片由预冷台转移到工艺腔进行低温离子注入处理时，同时还用于传送第N+1个硅片至所述预冷台，且传送已完成低温离子注入处理工艺的第N
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1个硅片至预热台，N为大于1的正整数。该方案中，将预冷台单独置于预冷腔内，相比预热台和预冷台共同设置于所述装置的转移腔来说，可以进一步节省效能，同样的，硅片处理过程形成链式，整个工艺的效率和产能最优，更加节能。
[0009]在一种可能的实现方案中，所述装置还包括预冷腔，所述预冷腔与所述工艺腔相连接，所述预冷台设置于所述装置的预冷腔内，所述预热台设置于所述装置工艺腔内，所述工艺腔为真空。
[0010]在一种可能的实现方案中，所述装置还包括转移腔和预冷腔，所述预冷腔与所述转移腔相连接，所述转移腔与所述工艺腔相连接，所述预冷台设置于所述装置的预冷腔内，一预热台设置于所述装置的工艺腔内，另一预热台设置于所述装置的转移腔内，所述工艺腔内的预热台温度低于所述转移腔内的预热台。所述传送部在将当前第M个硅片由预冷台转移到工艺腔进行低温离子注入处理时，同时传送第M+1个硅片至预冷台；且传送已完成低温离子注入处理工艺的第M
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1个硅片至工艺腔内的第一预热台，且同时传送第M
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2个硅片至硅片转移腔的另一预热台上进行预热，M为大于2的正整数。该方案中硅片处理过程形成链式，整个工艺的效率和产能最优，更加节能。
[0011]在一种可能的实现方案中，所述工艺腔的硅片承载台内部设置有半导体制冷器的制冷端，并与外部加热台的制热端连接在一起。该方案中将工艺腔的硅片承载台内部设置有半导体制冷器的制冷端，并与外部加热台的制热端连接在一起，用于在设备维护后，通过制冷端快速将硅片承载台降温。
[0012]在一种可能的实现方案中，所述硅片承载台包括硅片承载台表面、所述硅片承载台表面下方的高热导材料层、所述高热导材料层下方的制冷液体通道及与通道间隔排列的半导体制冷器制冷端。
[0013]第二方面，本专利技术实施例还提供一种低温离子注入方法，所述方法包括：
[0014]提供硅片；在对硅片进行低温离子注入工艺前，利用预冷台对所述硅片进行预冷；将所述硅片转移到工艺腔中进行低温离子注入处理，以及在完成低温离子注入处理后，利用预热台对所述硅片进行预热；其中，所述预冷台与所述预热台通过半导体温控设备实现互连，所述半导体温控设备的热端连接所述预热台，所述半导体温控设备的冷端连接所述预冷台。该方法引入低温离子注入工艺，能够在低温下保证超浅结的离子注入效果，提升产品性能。
[0015]在一种可能的实施方式中，上述方法在将当前第N个硅片由预冷台转移到工艺腔进行低温离子注入处理时，同时传送第N+1个硅片至所述预冷台，且传送已完成低温离子注入处理工艺的第N
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1个硅片至预热台。这样硅片处理过程形成链式，整个工艺的效率和产能最优，更加节能。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例提供的一种低温离子注入装置示意图；
[0017]图2为本专利技术实施例提供的一种承载台的剖面结构示意图；
[0018]图3A为本专利技术实施例提供的一种预冷台和预热台置于转移腔的装配结构示意图；
[0019]图3B为本专利技术实施例提供的一种预冷台置于预冷腔的装配结构示意图；
[0020]图3C为本专利技术实施例提供的一种预冷台置于预冷腔，预热台置于工艺腔的装配结构示意图；
[0021]图3D为本专利技术实施例提供的一种预冷台置于预冷腔，一预热台置于工艺腔，另一预热台置于转移腔的装配结构示意图；
[0022]图4为本专利技术实施例提供的一种低温离子注入方法流程示意图。
具体实施方式
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低温离子注入装置，其特征在于，所述装置包括工艺腔、预冷台、与所述预冷台相连的预热台和传送部：所述传送部，用于在对硅片进行低温离子注入工艺前，将所述硅片传送至预冷台；所述预冷台，用于对所述硅片进行预冷；所述传送部，还用于将所述硅片转移到工艺腔中进行低温离子注入处理，以及在完成低温离子注入处理后，将所述硅片传送至预热台；所述预热台，用于对所述硅片进行预热；其中，所述预冷台与所述预热台通过半导体温控设备实现互连，所述半导体温控设备的热端连接所述预热台，所述半导体温控设备的冷端连接所述预冷台。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括转移腔，所述转移腔与所述工艺腔相连接，所述预热台和预冷台共同设置于所述装置的转移腔中，且所述转移腔为真空环境。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括预冷腔和转移腔，所述预冷腔与所述转移腔相连接，所述转移腔与所述工艺腔相连接，所述预冷台设置于所述装置的预冷腔内，所述预热台设置于所述装置的转移腔内。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括预冷腔，所述预冷腔与所述工艺腔相连接，所述预冷台设置于所述装置的预冷腔内，所述预热台设置于所述装置的工艺腔内，所述工艺腔为真空环境。5.根据权利要求2至4任一项所述的装置，其特征在于，所述传送部在将当前第N个硅片由预冷台转移到工艺腔进行低温离子注入处理时，还用于：同时传送第N+1个硅片至所述预冷台，且传送已完成低温离子注入处理工艺的第N
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1个硅片至预热台，N为大于1的正整数。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括转移腔和预冷腔，所述预冷腔与所述转移腔相连接，所述转移腔...
【专利技术属性】
技术研发人员：康晓旭，
申请(专利权)人：上海集成电路装备材料产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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