在半導(dǎo)體制造中，快速熱處理(RTP)被認(rèn)為是半導(dǎo)體制程的一個重要步驟。因?yàn)榘雽?dǎo)體材料在晶體生長和制造過程中，由于各種原因會出現(xiàn)缺陷、雜質(zhì)、位錯等結(jié)構(gòu)性缺陷，導(dǎo)致晶格不完整，施加電場后的電導(dǎo)率較低。

需要通過RTP快速退火爐進(jìn)行退火處理，可以使材料得到修復(fù)，結(jié)晶體內(nèi)部重新排列，可以消除硅片中的應(yīng)力，激活或遷移雜質(zhì)，使沉積或生長的薄膜更加致密化，并修復(fù)硅片加工中的離子注入損傷。RTP快速退火爐通常還用于離子注入退火、ITO鍍膜后快速退火、氧化物和氮化物生長等應(yīng)用。

桌面型快速退火爐-RTP-Table-6

RTP-Table-6為桌面型6英寸晶圓快速退火爐，使用上下兩層紅外鹵素?zé)艄?作為熱源加熱，內(nèi)部石英腔體保溫隔熱，腔體外殼為水冷鋁合金，使得制品加熱均勻，且表面溫度低。6英寸晶圓快速退火爐采用PID控制，系統(tǒng)能快速調(diào)節(jié)紅外鹵素?zé)艄艿妮敵龉β?，控溫更加精?zhǔn)。

桌面型快速退火爐的功能特點(diǎn)

①極快的升溫速率：RTP快速退火爐的裸片升溫速率是150℃/s，大大縮短了熱處理時(shí)間。

②精確的溫度控制：配備高精度的溫度傳感器和控制系統(tǒng)，確保溫度的精確性和穩(wěn)定性。

③多樣化的氣氛選項(xiàng)：支持多種氣體氣氛，如氮?dú)狻鍤獾?，滿足不同材料的熱處理需求。

④緊湊的桌面式設(shè)計(jì)：適合實(shí)驗(yàn)室和小型生產(chǎn)環(huán)境，節(jié)省空間，便于移動和部署。

除了以上功能特點(diǎn)，在半導(dǎo)體制造的快速熱退火工藝步驟中，測量晶圓的溫度是關(guān)鍵。如果測量不準(zhǔn)確，可能會出現(xiàn)過熱和溫度分布不均勻的情況，這兩者都會影響工藝的效果。因此，桌面型快速退火爐配置測溫系統(tǒng)，硅片在升溫、恒溫及降溫過程中精確地獲取晶圓表面溫度數(shù)據(jù)，誤差范圍控制在±1℃以內(nèi)。

桌面型快速退火爐的應(yīng)用

1. 晶體結(jié)構(gòu)優(yōu)化：在加熱階段，高溫有助于晶體結(jié)構(gòu)的再排列。這可以消除晶格缺陷，提高晶體的有序性，從而改善半導(dǎo)體材料的電子傳導(dǎo)性能。

2. 雜質(zhì)去除：高溫RTP快速退火可以促使雜質(zhì)從半導(dǎo)體晶體中擴(kuò)散出去，減少雜質(zhì)的濃度。這有助于提高半導(dǎo)體器件的電子特性，減少雜質(zhì)引起的能級或電子散射。

3. 襯底去除：在CMOS工藝中，快速退火爐可用于去除襯底材料，如氧化硅或氮化硅，以形成超薄SOI（硅層上絕緣體）器件。

4. 應(yīng)力消除：高溫退火還有助于減輕半導(dǎo)體器件中的內(nèi)部應(yīng)力，從而降低了晶體缺陷的形成，提高了材料的穩(wěn)定性和可靠性。