一种离子植入机及其气体冷却监控系统的制作方法

本实用新型涉及半导体制造领域，特别是涉及一种离子植入机及其气体冷却监控系统。

背景技术：

离子植入是半导体制造领域广泛应用的一种技术，它是一种想半导体材料中引入杂质以改变半导体材料电学性能的方法。在离子植入过程中采用气体冷却是保持晶圆较低温度的方法之一。离子植入机是实现离子植入工艺的设备，其为离子植入工艺提供了密闭的工作腔室、较低的环境温度及其他必要的工艺条件。

如图1所示，在现有技术中，离子植入机包括一个密闭的腔室11，所述腔室11的内部设置有冷却台12，所述冷却台12通过冷气管路14连接供气装置13，所述冷气管路14上设置有单向阀15，所述腔室11的内部设置有真空计16。

如图1～图2所示，其工作原理如下：

首先，所述单向阀15打开后立即关闭，所述供气装置13通过所述冷气管路14向所述腔室11中通入气体；当气体通入前后所述腔室11中的真空度会发生突变，所述真空计16检测到真空度的突变，输出一波峰信号，通过读取该波峰信号可知晓所述离子植入机的气体冷却系统正常。之后将晶圆载入到所述冷却台12上，所述供气装置13在离子植入过程中为所述冷却台12提供冷气，以避免晶圆表面光刻胶出现糊胶现象。但是此时，没有任何设备对所述离子植入机的气体冷却系统进行监控(包括所述真空计16)，也就无法确保离子植入过程中冷却系统不出现问题，晶圆表面光刻胶糊胶现象得不到控制将大大增加，进而增加晶圆的报废量。

因此，如何确保离子植入过程中对冷却系统的实时监控，避免晶圆表面光刻胶产生糊胶现象，提高晶圆成品率，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种离子植入机及其气体冷却监控系统，用于解决现有技术中离子植入过程中对冷却系统未进行实时监控，进而导致晶圆表面光刻胶糊胶，影响晶圆成品率等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种离子植入机，所述离子植入机至少包括：

反应腔室，设置于所述反应腔室内的冷却台，所述冷却台通过设置于所述冷却台底部的冷气管路与供气装置连接，所述冷气管路上设置有第一单向阀，所述第一单向阀与所述冷却台之间的冷气管路上连接有真空计。

优选地，所述冷却台的底部设置有冷气管路连接口，所述冷却台的上表面设置有出气口，所述冷气管路连接口与所述出气口通过所述冷却台内部的气体通路连接。

更优选地，所述冷却台为圆形结构，所述出气口设置于所述冷气台上表面的外侧圆周上。

优选地，所述第一单向阀与所述供气装置之间设置有一三通阀；所述三通阀分别连接所述单向阀、所述供气装置及一排气装置，所述排气装置与所述三通阀之间的排气管路上设置有第二单向阀。

优选地，所述供气装置的输出端设置有流量控制装置。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型还提供一种离子植入机的气体冷却监控系统，所述离子植入机的气体冷却监控系统至少包括：

上述离子植入机；

连接于所述离子植入机的数据采集模块；

从所述数据采集模块获取所述离子植入机的工作数据，并根据工作数据对所述离子植入机进行控制的数据监测控制模块。

优选地，所述数据采集模块连接所述离子植入机中各阀门、真空计及流量控制装置中的一个或几个。

优选地，所述数据采集模块还连接一直观显示监控数据的监控屏幕。

优选地，所述数据采集模块与所述数据监测控制模块之间还设置有对所有机台数据进行管理的IT数据中心。

如上所述，本实用新型的离子植入机及其气体冷却监控系统，具有以下有益效果：

本实用新型的离子植入机及其气体冷却监控系统通过设置于冷却台底部的冷气输入端的真空计，实时监测离子植入过程中气体冷却系统的工作状态，避免晶圆表面光刻胶产生糊胶现象，提高晶圆成品率。

附图说明

图1显示为现有技术中的离子植入机的结构示意图。

图2显示为现有技术中的离子植入机检测气体冷却系统的原理示意图。

图3显示为本实用新型的离子植入机的结构示意图。

图4显示为本实用新型的冷却台的结构示意图。

图5显示为本实用新型的离子植入机的气体冷却监控系统的结构示意图。

元件标号说明

11 腔室

12 冷却台

13 供气装置

14 冷气管路

15 单向阀

16 真空计

21 反应腔室

22 冷却台

23 供气装置

24 冷气管路

251 第一单向阀

252 第二单向阀

26 真空计

27 三通阀

28 排气管路

29 气体流量控制装置

3 数据采集模块

4 监控屏幕

5 IT数据中心

6 数据监测控制模块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图3～图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图3所示，本发明提供一种离子植入机，所述离子植入机包括：

反应腔室21，冷却台22，供气装置23，冷气管路24，第一单向阀251，第二单向阀252，真空计26，三通阀27，排气管路28及气体流量控制装置29。

如图3所示，所述反应腔室21为一具有开口(图中未显示)的密闭腔室。

如图3所示，所述冷却台22设置于所述反应腔室21中，用于作为晶圆的反应平台。

具体地，在本实施例中，所述冷却台22的底部设置有冷气管路连接口，所述冷却台22的上表面设置有出气口221，所述冷气管路连接口与所述出气口221通过所述冷却台22内部的气体通路连接。如图4所示，所述冷却台22为圆形结构，所述出气口221设置于所述冷气台22上表面的外侧圆周上。所述冷却台22的形状及所述出气口221的位置可根据实际需要设置，不以本实施例为限。

如图3所示，所述供气装置23通过所述冷气管路24与所述冷却台22底部的冷气管路连接口连接，所述供气装置23基于所述冷气管路24的传输为所述反应腔室21提供冷却气体。

如图3所示，所述第一单向阀251设置于所述冷却台22底部的冷气管路连接口的输入端，通过所述第一单向阀251的开关控制冷却气体输入所述反应腔室21。

如图3所示，所述真空计26连接于所述第一单向阀251与所述冷却台22之间的冷气管路24上，用于实时监控流入所述冷却台22的冷却气体的真空度。

具体地，所述真空计26的类型包括但不限于隔膜真空计、冷阴极真空计，任意可实现真空度监测的真空计均适用于本实用新型。

如图3所示，所述三通阀27连接于所述第一单向阀251和所述供气装置23之间，另一端通过所述排气管路28连接一排气装置(图中未显示)。

如图3所示，所述第二单向阀252设置于所述排气装置与所述三通阀27之间的排气管路上，用于控制所述冷气管路24中的冷却气体排出，以保证真空度平衡。

如图3所示，所述气体流量控制装置29设置于所述供气装置23输出端，用于对所述供气装置23输出的气体流量进行控制。

所述离子植入机的工作原理如下：

晶圆加载到所述冷却台22上，所述三通阀27将所述冷却台22与所述供气装置23连接，所述第一单向阀251打开，冷却气体由所述供气装置23通过所述冷气管路24进入所述冷却台22，所述气体流量控制装置对冷却气体的流量进行控制，所述真空计26对所述反应腔室21中的真空度进行监控，并在整个离子植入反应的过程中实时监测真空度，确保整个离子植入反应的过程中晶圆始终处于冷气环境中，进而避免离子植入反应的过程中光刻胶出现糊胶现象。待反应完成后，所述供气装置停止向所述反应腔室21提供冷却气体，所述三通阀27将所述冷却台22与所述排气装置连接，以排除所述冷却管路24中的冷却气体，以确保真空度平衡，然后取出晶圆。

如图5所示，本实用新型还提供一种离子植入机的气体冷却监控系统，所述离子植入机的气体冷却监控系统至少包括：

所述离子植入机，数据采集模块3，监控屏幕4，IT数据中心5及数据监测控制模块6。

如图5所示，在本实施例中，所述离子植入机中的气体流量控制装置29、三通阀27、第一单向阀251及真空计26与所述数据采集模块3连接，以将所述离子植入机的运行数据提取到所述数据采集模块3。与所述数据采集模块3连接的装置不限于本实施例所列举，可根据实际需要设定需要。

如图5所示，所述监控屏幕4与所述数据采集模块3连接，以直观显示监控数据。

如图5所示，所述IT数据中心5连接所述数据采集模块3，用于对工厂内所有机台数据进行管理。

如图5所示，所述数据监测控制模块6连接所述IT数据中心5，从所述IT数据中心5获取所述离子植入机的工作数据，并根据工作数据对所述离子植入机进行控制。

本实用新型的离子植入机的气体冷却监控系统可自动化监控离子植入机的气体冷却系统，并根据工作数据进行反馈控制，实时监测离子植入过程中气体冷却系统的工作状态，避免晶圆表面光刻胶产生糊胶现象，提高晶圆成品率。

综上所述，本实用新型提供一种离子植入机及其气体冷却监控系统，包括：反应腔室，设置于所述反应腔室内的冷却台，所述冷却台通过设置于所述冷却台底部的冷气管路与供气装置连接，所述冷气管路上设置有第一单向阀，所述第一单向阀与所述冷却台之间的冷气管路上连接有真空计；连接于所述离子植入机的数据采集模块；从所述数据采集模块获取所述离子植入机的工作数据，并根据工作数据对所述离子植入机进行控制的数据监测控制模块。本实用新型的离子植入机及其气体冷却监控系统通过设置于冷却台底部的冷气输入端的真空计，实时监测离子植入过程中气体冷却系统的工作状态，避免晶圆表面光刻胶产生糊胶现象，提高晶圆成品率。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。