半导体制造设备的制作方法

1.本公开实施例涉及一种半导体制造设备，特别是涉及一种包括保持与制程腔室相同真空度的加热载台的半导体制造设备。


背景技术：

2.包括半导体装置的集成电路被使用于各种电子应用中，例如：个人电脑、手机、数码相机和其他电子设备。通常通过以下方式来制造半导体装置：在半导体基底上依序沉积材料的绝缘或介电层、导电层和半导体层，且使用微影将各种材料层图案化以在其上形成电路组件和元件。可使用具有通常保持在低压或部分真空状态下的制程腔室的设备，在制程流程期间执行一系列的化学和物理制程。
3.集成电路产业通过不断缩小最小特征尺寸来不断提高各种电子部件(例如：晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，这允许将更多的部件整合到给定区域中，进而降低了集成电路的成本。维持制造成本的持续降低需要高效的集成电路制造设施和基础设施，这可能会产生应解决的其他问题。


技术实现要素：

4.本公开实施例提供一种半导体制造设备，包括：第一装载锁定室、制程腔室和第二装载锁定室。第一装载锁定室被配置以维持在第一压力。所述制程腔室包括：冷却载台、布植平台以及加热载台。所述冷却载台配置为在离子布植之前将晶圆冷却至第一温度，所述第一温度对应于低温温度。布植平台被配置以在离子布植制程中固持晶圆。加热载台被配置以将布植后的晶圆加热至第二温度。第二装载锁定室被配置为维持在第一压力，其中制程腔室被配置以维持在低于第一压力的第二压力。
5.本公开实施例提供一种半导体制造方法，包括从第一装载锁定室取回晶圆。此方法亦包括将晶圆移动到冷却载台。此方法还包括将晶圆预冷却至布植温度，布植温度在
‑
100℃至
‑
30℃之间。此方法还包括将晶圆移动到布植平台。此方法还包括将离子布植到晶圆中。此方法还包括将晶圆移动到加热载台。此方法还包括将晶圆加热到目标温度。此方法还包括将晶圆移动到第二装载锁定室，其中第一装载锁定室和第二装载锁定室保持在第一压力，其中冷却载台、布植平台和加热载台保持在第二压力，且第二压力小于第一压力。
6.本公开实施例提供一种半导体制造方法，包括将离子布植到布植平台上的第一晶圆中，其中在布植期间，第一晶圆的布植温度在
‑
100℃和
‑
30℃之间。此方法还包括在加热载台上于第一真空下将第一晶圆加热至20℃至50℃之间的目标温度。此方法还包括将第一晶圆转移到输出的装载锁定室，其中输出的装载锁定室处于第二真空下，在转移期间第一晶圆没有凝结，第一真空的第一压力等级是比第二真空的第二压力等级小100倍至1000倍。
附图说明
7.根据以下的详细说明并配合所附图式以更好地了解本公开实施例的概念。应注意
的是，根据本产业的标准惯例，图式中的各种特征未必按照比例绘制。事实上，可能任意地放大或缩小各种特征的尺寸，以做清楚的说明。在通篇说明书及图式中以相似的标号标示相似的特征。
8.图1绘示根据一些实施例的布植装置和腔室的示意图。
9.图2和图3绘示根据一些实施例的布植装置的加热载台的示意图。
10.图4绘示根据一些实施例的布植制程的流程图。
11.图5至图7绘示根据一些实施例的顺序图。
12.图8和图10绘示根据一些实施例的离子低温布植制程的中间步骤。
13.其中，附图标记说明如下：
14.100：晶圆布植设备
15.110：制程腔室
16.120：离子布植机构
17.125：同调离子束
18.130：离子源
19.140：晶圆处理单元
20.142：晶圆
21.150：机器人
22.152：肢接臂
23.154：晶圆传送机构
24.155，185：狭缝阀
25.160：引入的装载锁定室
26.170：冷却载台
27.180：加热载台
28.182：平台
29.184：加热器
30.186：开口
31.187：加热元件
32.190：输出的装载锁定室
33.210：低温真空泵
34.220：涡轮真空泵
35.310，320，330，340，350，360，370，380：制程
36.600：基底
37.610：遮罩
38.620：离子布植制程
39.630：布植区域
40.640：遮罩布植区域
41.650：布植后的加热制程
42.t1，t2，t3，t4，t5，t6，t7，t8，t9，t
10
，t
11
，t
12
，t
13
，t
14
，t
15
，t
16
，t
17
：时槽
43.w1，w2，w3，w4，w5，w6，w7，w8：晶圆
具体实施方式
44.应了解的是，以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本公开实施例的不同特征。以下叙述构件及配置的特定范例，以简化本公开实施例的说明。当然，这些特定的范例仅为示范并非用以限定本公开实施例。举例而言，在以下的叙述中提及第一特征形成于第二特征上或上方，即表示其可包括第一特征与第二特征是直接接触的实施例，亦可包括有附加特征形成于第一特征与第二特征之间，而使第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。另外，本公开可在各个范例中重复标号及/或字母。此重复是出于简单和清楚的目的，且其本身并不表示所述的各种实施例及/或配置之间的关系。
45.此外，在此可使用与空间相关用词。例如“底下”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，以便于描述图式中绘示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在图式中绘示的方位外，这些空间相关用词意欲包括使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，且在此使用的空间相关词也可依此做同样的解释。
46.实施例消除了在离子低温布植制程之后可能产生的来自凝结的潜在污染。低温布植制程是在高真空下执行的，而在布植系统的引入和输出装载锁定室中保持较低的真空度。在附接至布植系统且具有与布植系统相同的真空度的加热载台中，将晶圆加热回目标后制程温度，而不是在输出的装载锁定室中将晶圆加热回到目标后制程温度，其中当受到较低的真空度时在被布植的晶圆上会形成凝结水。如此一来，可消除或减少由凝结引起的污染，且提高晶圆间的一致性和稳定性。
47.图1示出了根据实施例的晶圆布植设备100。晶圆布植设备100可用于将离子低温布植到任何适合尺寸(例如300mm)的晶圆中，但是亦可使用且可考量其他尺寸。晶圆布植设备100包括进行离子布植的制程腔室110。晶圆布植设备100可包括离子布植机构120、离子源130和晶圆处理单元140。离子布植机构120可包括质量分析磁铁、线性加速器、会聚单元和向包括晶圆处理单元140的终端站提供离子的开孔。
48.离子源130从选定的物质产生离子束用于布植。所选择的物质可以是适用于特定目的的任何所需的元素或化合物。举例而言，物质可以是p型物质，包括硼、铟、镓、氟硼(例如二氟硼)等；n型物质，例如磷、砷、锑、磷(例如二磷)等；或电中性物质，例如氮、碳、氟等。此物质被引导朝向质量分析磁铁，以电磁方式将具有用于布植的所需电荷质量比的离子与具有不期望的电荷质量比的离子电磁分离。一旦获得具有适合的电荷质量比的同调离子束，此同调离子束125就被发送到线性加速器。
49.线性加速器用于在同调离子束125通过线性加速器时将附加能量赋予同调离子束125。线性加速器使用产生电磁场的一系列电极来产生此附加能量，当同调离子束125通过电磁场时，其作用以加速同调离子束125。线性加速器可随着时间周期性地改变电磁场，或者可调节电磁场的相位以容纳具有不同原子序的离子以及具有不同初始速度的离子。
50.在同调离子束125通过线性加速器之后，同调离子束125穿过会聚单元，此会聚单元用于修改同调离子束125(从线性加速器到达且为大致上平行的光束)的会聚和发散。会聚单元可包括一或多个透镜或开孔，以根据期望的布植制程聚焦或发散同调离子束125。随后，可将同调离子束125引导到包括晶圆处理单元140的终端单元和设置在晶圆处理单元140中的晶圆142。可将同调离子束125引导到晶圆142的期望的布植位置，包括晶圆142的一
部分或整个晶圆142。晶圆处理单元140可用于相对于同调离子束125移动晶圆142，进而以同调离子束125照射晶圆142的不同布植区域及/或以与同调离子束125呈各种角度的方式固持晶圆142，以便将离子有角度地布植到晶圆142中。举例而言，晶圆处理单元140可包括马达，马达可用来控制晶圆142相对于同调离子束125在至少两个方向(例如x方向和y方向)上的位置。
51.晶圆处理单元140可包括具有静电吸盘的布植平台，以在布植期间牢固地固持晶圆142。另外，晶圆处理单元140可包括冷却特征，以在布植制程期间保持晶圆142冷却。举例而言，在一些实施例中，晶圆处理单元140可将晶圆142保持在
‑
100℃和约
‑
30℃之间的温度，例如约
‑
60℃。
52.晶圆布植设备100包括可以包括肢接臂152和晶圆传送机构154的机器人150。机器人150可在晶圆布植设备100内的各个站点之间移动例如晶圆142的晶圆。此站点包括晶圆处理单元140、引入的装载锁定室160、冷却载台170、加热载台180和输出的装载锁定室190。
53.引入的装载锁定室160通过狭缝阀155与制程腔室110分离。狭缝阀155允许机器人150取用位于引入的装载锁定室160中的晶圆，同时维持制程腔室110的气氛与引入的装载锁定室160的气氛分离。狭缝阀155可以打开以取回晶圆，且可在取回晶圆之前和之后处于关闭状态。狭缝阀155允许在引入的装载锁定室160和制程腔室110之间维持两个不同的真空度。在一些实施例中，引入的装载锁定室160可以固持多个晶圆以用于离子布植。举例而言，引入的装载锁定室160可包括晶圆固持器(或晶舟)，晶圆固持器包括一到二十六个晶圆插槽，但也可考量且可使用任何数量的晶圆插槽。
54.冷却载台170可包括平台，平台用于在执行布植之前固持晶圆且将晶圆冷却至期望的布植温度。冷却载台170附接到制程腔室110，且保持与制程腔室110相同的真空。换句话说，在制程腔室110和冷却载台170之间未设有阀。
55.在布植之后，加热载台180用于将晶圆加热到室温或输出的装载锁定室190的环境温度。加热载台180可包括用于固持晶圆并在布植后将晶圆加热到期望温度的平台。加热载台180附接到制程腔室110并保持与制程腔室110相同的真空。在一些实施例中，在制程腔室110与加热载台180之间未设有阀。在其他实施例中，狭缝阀可位于制程腔室110和加热载台180之间，例如图3所示的阀175。以下参照图2和图3更详细地说明加热载台180。
56.在加热载台180上加热晶圆之后，晶圆可被传送到输出的装载锁定室190。狭缝阀185可将输出的装载锁定室190与制程腔室110分开。狭缝阀185允许机器人150将处理过的晶圆提供给输出的装载锁定室190，可打开狭缝阀185以将晶圆从制程腔室110转移到输出的装载锁定室190，且可在转移晶圆之前和之后关闭狭缝阀185。狭缝阀185允许在输出的装载锁定室190和制程腔室110之间维持两个不同的真空度。在一些实施例中，输出的装载锁定室190可在离子布植之后固持多个晶圆。举例而言，输出的装载锁定室190可包括晶圆固持器(或晶舟)，晶圆固持器包括一至三十个之间的晶圆插槽，但是可考量且可使用任何数量的晶圆插槽。引入的装载锁定室160和输出的装载锁定室190可以容纳相同数量的晶圆或不同数量的晶圆。
57.图1亦绘示附接到晶圆布植设备100的多个真空泵。低温真空泵210能够保持1e
‑6托的真空。涡轮真空泵220能够保持1e
‑4托的真空。输出的装载锁定室190和制程腔室110的真空度的差距大到约2到3个数量级，或者说是制程腔室110的真空度的100到1000倍。可在晶
圆布植设备100中使用多个低温真空泵210和多个涡轮真空泵220，能够比单个真空泵更快达到真空度。举例而言，在一些实施例中，一个、两个或三个低温真空泵210可用于使制程腔室110的真空度低于1e
‑4托而降低至1e
‑6托。使用的泵越多，制程腔室110就会越快地从因狭缝阀155或狭缝阀185的开启的真空损失中恢复。如图1所示，离子布植机构120、离子源130、引入的装载锁定室160和输出的装载锁定室190可以利用涡轮真空泵220向这些区域提供真空，此真空不如制程腔室110中的真空度高。
58.图2根据一些实施例更详细地绘示加热载台180。如图2所示，加热载台180通过制程腔室110和加热载台180之间的开口附接到制程腔室110。此开口使得制程腔室110和加热载台180的真空度相同。加热载台180提供平台182，此平台182可在布植后加热制程中固持晶圆，例如晶圆142。在一些实施例中，平台182本身可由加热元件187加热，如来自平台182的表面的波浪线所示。平台182中的加热元件187可包括电加热线圈或液体加热回路循环加热液体通过平台182。在一些实施例中，亦可以或替代地提供加热器184，例如加热灯或线圈加热器，以在布植后的加热制程中向晶圆142的上表面提供热量。平台182及/或加热器184可结合使用以将晶圆加热至输出的装载锁定室190的环境温度，此环境温度可以在0℃至50℃之间，例如室温或约20℃至约27℃。在一些实施例中，晶圆可以被加热到输出的装载锁定室190的环境温度的10℃至15℃之内。
59.加热制程有利地使晶圆142处于制程腔室110的高真空下而达到输出的装载锁定室190的环境温度。与其在较低的真空度下加热输出的装载锁定室中的晶圆142，在制程腔室110的高度(和相同的)真空下加热晶圆142，大致上消除了在晶圆142的表面上形成的凝结。当空气中的湿气在比周围环境元件和比湿气的凝结点更冷的温度的环境中的元件上凝结时，会形成凝结。举例而言，如果环境的环境温度为25℃，且压力在1e
‑4托和1e
‑3托之间，则凝结点大于用于低温布植的晶圆的工作温度，进而导致在晶圆的表面上形成凝结。举例而言，晶圆的工作温度可以是约
‑
60℃，而在约1e
‑4托的压力下的凝结温度可介于
‑
60℃和
‑
40℃之间。因此，在表面温度低于凝结温度的环境中的任何物体上都会形成凝结。
60.为了防止在晶圆142处于
‑
60℃的离子布植期间在晶圆142上形成凝结，晶圆142处于低温真空泵210提供的高真空下。由于高度真空，制程腔室110中的凝结物含量基本上为零，进而将制程腔室中的凝结温度降到低于
‑
100℃，例如在约
‑
150℃至约170℃之间，例如约
‑
160℃。但是，如果要在仍然很冷(处于或接近布植温度)的状态下将晶圆转移到较低真空度(较高压力)的输出的装载锁定室190，随后在输出的装载锁定室190中加热，则输出的装载锁定室190中的湿气(保持在较低真空度下)将凝结到晶圆142上。特别地，在输出的装载锁定室190的压力为150℃时，输出的装载锁定室190中的凝结温度可介于约
‑
60℃至约
‑
40℃之间，而输出的装载锁定室190的压力在约10
‑4托和10
‑3托之间。当输出的装载锁定室190通气且压力恢复到1atm时，凝结温度约为0℃。在任一种情况下，由于凝结温度大于工作布植温度，所以输出的装载锁定室190中的一或多个晶圆可能具有凝结形式。此所产生的凝结可能与某些布植的物质发生反应，且还可能吸附粒子而附着到晶圆的前侧。举例而言，在布植磷的地方，凝结水可能与磷反应生成五氧化二磷(10h2o+p4→
p4o
10
+10h2)。凝结也可能吸引粒子材料而附着到晶圆142上。
61.图2亦绘示加热载台180通过开口186与制程腔室110分开。开口186允许机器人150(参见图1)进入加热载台180以从平台182插入和取出晶圆142。由于开口186在晶圆的制程
(即冷却、布植、加热等)期间保持开启，因此加热载台180的真空压力与制程腔室110的真空压力是连续的。
62.图3绘示根据一些实施例的可安装到加热载台180的附加低温真空泵210。附加的低温真空泵210在打开狭缝阀155或狭缝阀185以进入引入的装载锁定室160或输出的装载锁定室190时，在制程腔室110中提供更好的真空度稳定性。
63.图4绘示根据一些实施例的用于低温布植过程的流程图。在制程310，从引入的装载锁定室160中取出晶圆，例如晶圆142。如上所述，晶圆142可以被容纳在位于引入的装载锁定室160中的晶舟中。引入的装载锁定室160中的晶舟可由布植设备外部的另一个机器人卸载和装载。可通过狭缝阀155取出晶圆142。狭缝阀155允许制程腔室110中的真空度受到引入的装载锁定室160中的不同真空度的最小影响。
64.在制程320中，将晶圆142转移到冷却载台170，以将晶圆142预冷却到目标布植温度。在制程330中，将晶圆冷却到目标布植温度，此目标布植温度是在
‑
100℃和
‑
30℃之间的深冻等级，例如约
‑
60℃。在深冻等级下进行离子低温布植是增强设备性能的有效工具。可通过将晶圆放置在冷却平台上且使低温液体循环通过冷却平台来完成冷却。此低温液体包括例如液态氩、液态氦、液态氢、液态氮和液态氧。在一些实施例中，亦可以或替代地将低温液体喷洒到晶圆142上。可将晶圆142放置在冷却平台上且冷却约60秒至约180秒之间的持续时间。一旦晶圆142到达布植温度，冷却平台可将晶圆142保持在布植温度，直到晶圆142被移动到晶圆处理单元140以进行布植为止。
65.在制程340中，将晶圆转移到晶圆处理单元140的布植平台。在制程350中，使用布植制程将离子布植到晶圆142中。布植制程的目的可以是任何适合的目的。举例而言，布植制程可用于形成晶体结构中的非晶区域或提供半导体基底的掺杂区域或其他区域，例如超浅接面、掺杂阱或源极/漏极区域，但是这些范例并非作为限制。布植制程可使用透镜、遮罩、光罩等来以整个晶圆142或晶圆142的特定区域作为目标。晶圆处理单元140的布植平台可包括冷却特征，例如使低温液体循环的循环系统，以在布植制程中将晶圆142保持在目标布植温度。布植制程的持续时间可介于约120秒至约240秒之间，但是也可考量且可使用其他数值。
66.在制程360中，晶圆142通过位于加热载台180和制程腔室110之间的开口186被传送到加热载台180。在制程370中，晶圆142被加热到目标温度。在一些实施例中，目标温度可以与制程腔室110的环境温度或输出的装载锁定室190的环境温度相同。在一些实施例中，目标温度可以大于输出的装载锁定室190的凝结温度，但低于退火温度，退火温度将活化布植的掺杂剂或使布植区域的非晶区域重新结晶。在一些实施例中，目标温度可介于约20℃与约50℃之间。在一些实施例中，输出的装载锁定室190的环境温度可以大约是室温，且可介于约20℃和约27℃之间。可以通过以下方式加热晶圆142：通过位于晶圆142上方的加热器184及/或通过设置在加热载台180的平台182中的加热元件187对晶圆施加热量。可将晶圆142放置在平台182和102上且加热约10秒至约30秒之间的时间。一旦晶圆142达到目标温度，平台182和加热器184就可以将晶圆142保持在目标温度，直到晶圆142被移动到输出的装载锁定室190为止。
67.在制程380中，将晶圆142转移到输出的装载锁定室190。制程腔室110通过狭缝阀185将晶圆142提供给输出的装载锁定室190中的晶舟，此晶舟可由晶圆布植设备100外部的
另一机器人来卸载。通过减少从较高压力(较低真空度)的输出的装载锁定室190到较低压力(较高真空)的制程腔室110所泄漏的压力量，狭缝阀185可使制程腔室110中的真空度受输出的装载锁定室190中不同真空度的影响最小化。
68.根据一些实施例，图5提供单一个晶圆通过离子低温布植制程的顺序图。浅色圆圈表示低真空度，例如约1e
‑4托，而深色圆圈表示高真空度，例如约1e
‑
6托。首先，晶圆142在引入的装载锁定室160中。然后，由机器人150将晶圆142操纵到冷却载台170中，以将晶圆预冷却至布植温度。接下来，通过机器人150将晶圆142操纵到晶圆处理单元140上以进行离子布植。接下来，通过机器人150将晶圆142操纵到加热载台180中，以对晶圆142进行布植后加热。最后，通过机器人150将晶圆142操纵至处于较低真空度的输出的装载锁定室190中。一旦晶圆142处于输出的装载锁定室190中，系统另一部分中的另一个机器人(未图示)可将晶圆142移动到另一部分以进行更进一步的处理。如果输出的装载锁定室190例如在一个晶舟中容纳多个晶圆，则当晶舟装满时，可移除整个晶舟且可例如从引入的装载锁定室160中用空的晶舟代替。当输出的装载锁定室190固持一个晶圆时，则可在将另一晶圆移入输出的装载锁定室190中之前将晶圆142从输出的装载锁定室190中移出。
69.图6以步进格式绘示针对多个晶圆的由图5所示的顺序。如上所述，并非在输出的装载锁定室190中加热晶圆142，而是在分开的加热载台180中加热晶圆142。然而从长远来看，此增加的载台不会对晶圆产量产生负面影响。图6中的图表在图表的顶部记载时槽，而在图表的侧边记载晶圆编号。按照图6中所绘示的图5所示的顺序一次加工一个晶圆。然而，不是单独处理每个晶圆，而是可在制程腔室110的不同位置同时处理多个晶圆。时槽t1到t
17
的长度可介于约180秒到约3600秒之间。在一些实施例中，每个时槽是相同的时间长度，而在其他实施例中，每个时槽不必彼此相同。举例而言，时槽t2的长度可以比时槽t4的长度短，因为机器人150仅需要在时槽t2中执行一个动作。此外，时槽t8的长度可以比时槽t9的长度短或长。时槽t9的长度可由在冷却载台170、晶圆处理单元140处的布植或加热载台180之间所花费时间最长的动作来判定。在一些实施例中，制程腔室110外部的晶圆处理(例如由外部机器人从引入的装载锁定室160或输出的装载锁定室190装载或卸载晶圆)在特定时槽中可能花费最长的时间。
70.在时槽t1，晶圆w1位在引入的装载锁定室160中。在时槽t2，晶圆w1被机器人150转移到冷却载台170中。在时槽t3，晶圆w1在冷却载台170中被冷却，且晶圆w2位于引入的装载锁定室160中。在时槽t4，晶圆w1被机器人150转移到晶圆处理单元140，晶圆w2被机器人150转移到冷却载台170。在时槽t5，晶圆w1在晶圆处理单元140处被布植离子，晶圆w2在冷却载台170中被冷却，晶圆w3在引入的装载锁定室160中。在时槽t6，晶圆w1被机器人150传送到加热载台180，晶圆w2被机器人150转移到晶圆处理单元140，晶圆w3被机器人转移到冷却载台170。在时槽t7，晶圆w1在加热载台180中被加热，晶圆w2在晶圆处理单元140被布植离子，晶圆w3在冷却载台170中被冷却，晶圆w4在引入的装载锁定室160中。在时槽t8，将晶圆w1通过机器人150转移到输出的装载锁定室190，将晶圆w2通过机器人150转移到加热载台180，将晶圆w3通过机器人150转移到晶圆处理单元140，晶圆w4被机器人150转移到冷却载台170。在时槽t9，晶圆w1位于输出的装载锁定室190中(且可通过另一外部制程/机器人从输出的装载锁定室移出)，晶圆w2在加热载台180中被加热，晶圆w3在晶圆处理单元140处被布植离子，在冷却载台170中冷却晶圆w4，且将晶圆w5置于引入的装载锁定室160中。此制程继续进行直到
所有晶圆被处理为止。
71.如图6所示，机器人150的所有移动都可以在一个时槽中完成。可根据需要缩短或延长机器人150的时槽(例如t2、t4、t6、t8、t
10
、t
12
等)，以实现机器人150所需进行的所有动作。机器人150的每个晶圆移动可能花费约30到约60秒之间的时间，但也可能使用和考量其他数值。在所示的实施例中，在这些时槽的每一者中，机器人150处理4个晶圆，而机器人150所需的总时间介于约120秒至约180秒之间。
72.图7绘示n个晶圆在m个时槽中操作的结束。在时槽t
m
‑6，晶圆w
n
‑3位于输出的装载锁定室190中，晶圆w
n
‑2在加热载台180中被加热，晶圆w
n
‑1在晶圆处理单元140处被布植离子，且晶圆w
n
在冷却载台170中被冷却。在时槽t
m
‑5，晶圆w
n
‑2被机器人150转移到输出的装载锁定室190，晶圆w
n
‑1被机器人150转移到加热载台180，且晶圆w
n
被机器人150转移至晶圆处理单元140。在时槽t
m
‑4，晶圆w
n
‑2位于输出的装载锁定室190中，晶圆w
n
‑1在加热载台180中被加热，且晶圆w
n
在晶圆处理单元140被离子布植。在时槽t
m
‑3，晶圆w
n
‑1被传送到输出的装载锁定室190，晶圆w
n
被传送到加热载台180。在时槽t
m
‑2，晶圆w
n
‑1处于输出的装载锁定室190，晶圆w
n
在加热载台180中被加热。在时槽t
m
‑1，晶圆w
n
被传送到输出的装载锁定室190，在时槽t
m
，晶圆w
n
位在输出的装载锁定室190中。
73.图8绘示根据一些实施例的使用晶圆布植设备100的范例布植制程。晶圆142包括基底600。晶圆142在冷却载台170中被冷却，然后被移动到制程腔室110中的晶圆处理单元140。离子布植制程620将离子布植到基底600中，进而形成布植区域630。在所示的实施例中，遮罩610位在基底600上方且被图案化以形成与布植区域630相对应的开口。离子也被布植到遮罩610中，进而形成遮罩布植区域640。遮罩可以是光阻遮罩，其可以使用可接受的光图案化技术进行图案化，或者可以是通过相应的光阻遮罩蚀刻硬遮罩层而形成的硬遮罩。
74.在一些实施例中，基底600可包括结晶硅基底(例如晶圆)。基底600可以是p型基底(亦即，基底600可掺杂有p型掺杂剂)或者是掺杂有n型掺杂剂的n型基底。布植区域630可以对应于另外的掺杂阱，其根据设计需求被n型或p型掺杂剂的离子掺杂，进而形成包括n型掺杂阱和p型掺杂阱的阱区域。在一些实施例中，基底600可以是绝缘体上硅(silicon
‑
on
‑
insulator；soi)基底。一般而言，绝缘体上硅基底是在绝缘体层上形成的半导体材料层。绝缘体层可以是例如掩埋氧化物(buried oxide；box)层、氧化硅层等。绝缘层设置在基底上，通常为硅基底或玻璃基底，也可以使用其他基底，例如多层基底或梯度基底。在一些实施例中，基底600的半导体材料可包括硅、锗、化合物半导体(包括碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟及/或锑化铟)、合金半导体(包括硅锗、磷砷化镓、砷化铝铟、砷化铝镓、砷化镓铟、磷化镓铟及/或磷砷化镓铟)或前述的组合。
75.图8的范例并非意图在作为限制。在一些实施例中，基板600可具有在其上形成的装置或在其上形成的装置的一部分。举例而言，在一些实施例中，基底600可以是鳍式场效晶体管(fin field
‑
effect transistor；finfet)的一部分，且离子布植制程620对应于栅极结构下方的轻掺杂区的形成，对应于掺杂的源级/漏极区或其他类似的区域。
76.在图9中，将晶圆142移动到加热载台180的平台182，以进行布植后的加热制程650，同时处于制程腔室110的高真空下，而输出的装载锁定室190的真空大约比制程腔室110的真空小100倍。由于在制程腔室110的高真空下加热晶圆142，故在加热载台180中的布植后加热期间晶圆保持无凝结。因为在布植后加热期间晶圆保持无凝结，所布植的离子不
会与凝结水反应，且基底600的材料亦不与凝结水反应。
77.在图10中，在将晶圆142转移到输出的装载锁定室190之后，进一步处理晶圆以移除遮罩610和遮罩布植区域640。可以通过任何适合的制程移除遮罩610，例如通过可接受的灰化制程、蚀刻制程或通过抛光制程(例如化学机械抛光(chemical mechanical polishing；cmp)制程)。
78.实施例有利地利用附接到布植制程腔室的新加热载台，此加热载台保持与制程腔室相同的真空度，而输出装载锁定室则处于较低的真空度(较高的压力)。通过在加热载台一次加热一个晶圆，可消除或大致上减少凝结，进而消除凝结带来的潜在污染。如此一来，改善晶圆间的一致性。
79.本公开实施例是一种半导体制造设备，包括：第一装载锁定室、制程腔室和第二装载锁定室。第一装载锁定室被配置以维持在第一压力。所述制程腔室包括：冷却载台、布植平台以及加热载台。所述冷却载台配置为在离子布植之前将晶圆冷却至第一温度，所述第一温度对应于低温温度(cryogenic temperature)。布植平台被配置以在离子布植制程中固持晶圆。加热载台被配置以将布植后的晶圆加热至第二温度。第二装载锁定室被配置为维持在第一压力，其中制程腔室被配置以维持在低于第一压力的第二压力。
80.在一些实施例中，加热载台和布植平台处于连续的真空空间中，其中围绕布植平台的第一真空度和围绕加热载台的第二真空度相同。在一些实施例中，制程腔室包括第一类型的第一真空泵，其中第一装载锁定室包括与第一类型不同的第二类型的第二真空泵。在一些实施例中，加热载台包括：架空电加热器(overhead electric heater)、加热平台或前述的组合。在一些实施例中，布植平台被设置在制程腔室的第一子腔室中，其中加热载台被设置在制程腔室的第二子腔室中，且第二子腔室被附接到第一子腔室的壁。在一些实施例中，第二子腔室包括附接到第二子腔室的低温泵。在一些实施例中，此设备还包括机器人。此机器人被配置以将晶圆从第一装载锁定室移动到冷却载台，将晶圆从冷却载台移动到布植平台，将晶圆从布植平台移动到加热载台，且将晶圆从加热载台移至第二装载锁定室。在一些实施例中，此设备还包括两个或更多个低温泵，用以提供比第二装载锁定室的第二真空度大100倍至1000倍的第一真空度。在一些实施例中，第二温度在第二装载锁定室的温度的10℃之内。
81.本公开的另一实施例是一种半导体制造方法，包括从第一装载锁定室取回晶圆。此方法亦包括将晶圆移动到冷却载台。此方法还包括将晶圆预冷却至布植温度，布植温度在
‑
100℃至
‑
30℃之间。此方法还包括将晶圆移动到布植平台。此方法还包括将离子布植到晶圆中。此方法还包括将晶圆移动到加热载台。此方法还包括将晶圆加热到目标温度。此方法还包括将晶圆移动到第二装载锁定室，其中第一装载锁定室和第二装载锁定室保持在第一压力，其中冷却载台、布植平台和加热载台保持在第二压力，且第二压力小于第一压力。
82.在一些实施例中，目标温度对应于第二装载锁定室的环境温度。在一些实施例中，加热晶圆包括通过架空加热器、加热平台或前述的组合向晶圆施加热量。在一些实施例中，在从第一装载锁定室取出晶圆之后，启用真空泵以将容纳布植平台的制程腔室的真空压力降低至第二压力，其中在布植离子之后，晶圆被移动到加热载台而不破坏第二压力的真空。在一些实施例中，将晶圆移动到第二装载锁定室包括使晶圆通过设置在容纳布植平台的制程腔室与第二装载锁定室之间的阀。在一些实施例中，将晶圆移动到加热阶段包括使晶圆
通过制程腔室的侧壁中的开口。
83.本公开的另一实施例是一种半导体制造方法，包括将离子布植到布植平台上的第一晶圆中，其中在布植期间，第一晶圆的布植温度在
‑
100℃和
‑
30℃之间。此方法还包括在加热载台上于第一真空下将第一晶圆加热至20℃至50℃之间的目标温度。此方法还包括将第一晶圆转移到输出的装载锁定室，其中输出的装载锁定室处于第二真空下，在转移期间第一晶圆没有凝结(condensation)，第一真空的第一压力等级是比第二真空的第二压力等级小100倍至1000倍。
84.在一些实施例中，在将离子布植到第一晶圆中之前，在预冷却载台将第一晶圆预冷却到布植温度。在一些实施例中，在加热第一晶圆的同时，将离子布植到布植平台上的第二晶圆中，且在预冷却载台中对第三晶圆进行预冷却。在一些实施例中，输出的装载锁定室的环境温度在目标温度的10℃之内。在一些实施例中，布植平台处于第三真空下，其中第三真空的第三压力等级近似于第一真空。
85.以上概述了许多实施例的特征，使本公开所属技术领域中具有通常知识者可以更加理解本公开的各实施例。本公开所属技术领域中具有通常知识者应可理解，可以本公开实施例为基础轻易地设计或改变其他制程及结构，以实现与在此介绍的实施例相同的目的及/或达到与在此介绍的实施例相同的优点。本公开所属技术领域中具有通常知识者也应了解，这些相等的结构并未背离本公开的精神与范围。在不背离后附权利要求的精神与范围的前提下，可对本公开实施例进行各种改变、置换及变动。