1.本实用新型属于半导体器件制造领域,尤其是涉及一种低温晶圆真空升温装置,其适用于超低温离子注入设备。
背景技术:
2.在半导体器件的制造工艺中,存在通过离子注入对半导体结构进行掺杂的工艺,具体的,可以在常温或低温注入进行退火,以激活半导体结构中的掺杂离子,然而在半导体结构存在尖角时,退火后会在尖角处形成孪生缺陷(twin defect),这种缺陷会影响半导体结构的电学性能。业界常采用热注入的方式来消除这种缺陷,但是热注入对于杂质分布的控制和激活度都会有不良影响。
3.对于离子注入工艺,采用低温注入可以较好地解决上述缺陷所带来的问题;相比于常温注入,离子注入的质量具有明显的提高。但是低温注入完成后,为了快速进行下一步的工作需要快速升温,并且保证升温的稳定,避免急速升温对晶圆静电吸盘造成的结构和性能造成影响,同时低温注入工作完成后如果迅速进入常温,设备表面将会凝结一层水珠,所以稳定快速的加热是目前的技术难点所在。
技术实现要素:
4.基于现有技术中存在的问题,本实用新型提供一种低温晶圆真空升温装置,其为一种加热迅速、控温精准的一种低温晶圆真空升温装置,尤其适合晶圆超低温注入工艺。
5.本实用新型的技术方案是:一种低温晶圆真空升温装置,其包括机体和加热装置,机体上方通过支撑杆连接加热装置,加热装置的上方固定连接晶圆吸盘,机体内部设置过热保护装置;机体上方固定连接支撑杆,支撑杆固定连接加热装置,机体与加热装置之间设置导管,导管内设置导线,导管内部设置温度传感器,温度传感器紧贴加热板下表面;加热装置包括隔热板、导热板和加热板,隔热板下方固定连接支撑杆,隔热板上方固定连接导热板,隔热板和导热板之间设置加热板,导热板上方固定连接晶圆吸盘。
6.其中,过热保护装置包括温度传感器、温控仪和接触器,接触器通过空气开关连接电源,温度传感器通过导线连接温控仪,温控仪通过导线连接接触器,接触器通过导线连接加热器,加热器包括加热板和电热丝。
7.进一步地,加热板内部埋设电热丝;隔热板螺钉连接导热板,导热板通过螺钉连接晶圆吸盘;隔热板与导管之间设置密封圈。
8.优选地,加热板采用蓄热材料,加热板内部埋设电热丝,电热丝并排均布于加热板内部。支撑杆位于机体两侧对称设置;蓄热材料为三氧化二铝或二氧化钛。
9.进一步地,加热装置通过磁力吸附连接晶圆吸盘。机体通过螺钉连接支撑杆。支撑杆粘接连接加热装置,导管插接连接机体与加热装置。温度传感器通过无线无源传感器,与微波发射器配合使用。
10.优选地,导管设置于机体和加热板的中心。
11.本实用新型具有的优点和积极效果是:
12.1、由于采用了过热保护装置,能够在加热过程中控制温度,避免加热时间过长导致的温度过高,从而避免了过高温度导致的产品质量问题。
13.2、由于采用了导热板、加热板和隔热板的组合,能够防止热量的浪费,同时避免热量通过支撑杆传导向机体,加热板能够将电热丝的热量进行储存和传递,在加热工作结束后还能够保持短时间的保温效果,避免温度过快的下降。
附图说明
14.图1是本实用新型的结构示意图;
15.图2是本实用新型的图1中a出放大图;
16.图3是本实用新型的温控电路示意图。
17.附图中附图标记如下:1、机体;2、晶圆吸盘;3、导管;4、支撑杆;5、隔热板;6、导热板;7、加热板;8、温度传感器。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
19.本实用新型提供一种低温晶圆真空升温装置,其包括机体和加热装置,所述机体上方通过支撑杆连接加热装置,所述加热装置的上方固定连接晶圆吸盘,机体内部设置过热保护装置,所述机体上方固定连接支撑杆,支撑杆固定连接加热装置,机体与加热装置之间设置导管,导管内设置导线,导管内部设置温度传感器,温度传感器紧贴加热板下表面,加热装置包括隔热板、导热板和加热板,隔热板下方固定连接支撑杆,隔热板上方固定连接导热板,隔热板和导热板之间设置加热板,导热板上方固定连接晶圆吸盘。本实用新型既能够为真空低温注入工作提供稳定的加热效果,同时还能够进行保温和避免过热。
20.下面结合附图对本实用新型低温晶圆真空升温装置做详细说明,如图1、图2所示,机体1上方通过支撑杆4连接加热装置,所述加热装置的上方固定连接晶圆吸盘2,机体1内部设置过热保护装置;所述机体1上方固定连接支撑杆4,支撑杆4固定连接加热装置,机体1与加热装置之间设置导管3,导管3内设置导线,导管3内部设置温度传感器8,温度传感器8紧贴加热板7下表面,温度传感器8可通过无线无源传感器配合微波发射器进行使用,从而不需要为温度传感器专门设置电路,在温控仪上安装接收器即可。
21.进一步地,加热装置包括隔热板5、导热板6和加热板7,隔热板5下方固定连接支撑杆4,隔热板5上方固定连接导热板6,隔热板5和导热板6之间设置加热板7,导热板6上方固定连接晶圆吸盘2,隔热板5与导管3之间设置密封圈,加热板7上方被导热板6包围,从而提供了全面的热传导效果,避免热量浪费。导热板优选材料为石墨烯或导热硅胶。
22.如图3所示,过热保护装置包括温度传感器8、温控仪和接触器,接触器a2触点连接空气开关零线端,温度传感器8通过导线连接温控仪的ⅰ1
和ⅰ2
触点,温控仪的总触点通过导线连接接触器的a1触点,温控仪的低触点和中触点通过导线连接空气开关的火线端,接触
器l2触点通过导线连接空气开关火线端,接触器t2和t3触点分别连接电热丝两端,温控仪相触点通过导线连接空气开关零线端,接触器l3触点通过导线连接空气开关零线端,温控仪和接触器其余触点空置。
23.低温晶圆真空升温装置的工作过程如下:
24.加热过程中接通电源后电热丝发电,电热丝加热了加热板7,加热板7将温度传导给上方的导热板6,通过导热板6加热晶圆吸盘2,加热板7下方的隔热板5有效避免热量的浪费,同时避免间接加热机体,加热工作结束后,通过加热板7的蓄热材料积蓄的热量,能够保证一定时间内温度不会迅速降低,起到一个保温和稳定温度的作用,提高了加热效果的稳定性,由于加热板7下方设置了温度传感器8,通过温度传感器8和温控仪的配合,能够在温度达到设定值的时候自动断开电源,避免过度加热影响生产工作,为加热工作提供了安全保障。
25.需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等、左侧和右侧之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来或将位置关系区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
26.以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例,不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。