快速退火爐是一種用于半導體制造和材料處理的設備,其主要目的是通過控制溫度和氣氛,將材料迅速加熱到高溫,然后迅速冷卻以改善其性能或去除材料中的缺陷。快速退火爐具有高溫度控制、快速加熱和冷卻、精確的溫度和時間控制、氣氛控制、應用廣等特點,廣應用于半導體和材料工業(yè)中以改善材料性能和特性。晶圓是半導體制造過程中的關鍵組成部分,它是一塊薄而圓的硅片,通常由單晶硅材料制成。因其性能特點而被人們廣應用于半導體行業(yè)中,它的特點有的半導體性能、高平坦度、高純度和低雜質(zhì)、薄度高、制作成本高和制作工藝復雜等。所以我們操作晶圓進爐的過程必須小心。氮化物生長工藝,快速退火爐不可或缺。福建快速退火爐與高溫爐區(qū)別
快速退火爐要達到均溫效果,需要經(jīng)過以下幾個步驟:1. 預熱階段:在開始退火之前,快速退火爐需要先進行預熱,以確保腔室內(nèi)溫度均勻從而實現(xiàn)控溫精細。輪預熱需要用Dummy wafer(虛擬晶圓),來確保加熱過程中載盤的均勻性。爐溫逐漸升高,避免在退火過程中出現(xiàn)溫度波動。2.裝載晶圓:在預熱完畢后,在100℃以下取下Dummywafer,然后把晶圓樣品放進載盤中,在這個步驟中,需要注意的是要根據(jù)樣品大小來決定是否在樣品下放入Dummywafer來保證載盤的溫度均勻性。如果是多個樣品同時處理,應將它們放置在爐內(nèi)的不同位置,并避免堆疊或緊密排列。3.快速升溫:在裝載晶圓后,快速將腔室內(nèi)溫度升至預設的退火溫度。升溫速度越快,越能減少晶圓在爐內(nèi)的時間,從而降低氧化風險。4.均溫階段:當腔室內(nèi)溫度達到預設的退火溫度后,進入均溫階段。在這個階段,爐溫保持穩(wěn)定,以確保所有晶圓和晶圓的每一個位置都能均勻地加熱。均溫時間通常為10-15分鐘。5. 降溫階段:在均溫階段結(jié)束后,應迅速將爐溫降至室溫,降溫制程結(jié)束。江蘇高精度溫控快速退火爐RTP快速退火爐的技術主要包括反應腔室(包括熱源)設計、溫度測量技術和溫度控制技術。
RTP半導體晶圓快速退火爐的一些特點和功能:精確的溫度控制:這些設備通常具有高度精確的溫度控制系統(tǒng),以確保在整個退火過程中溫度保持在穩(wěn)定的范圍內(nèi)。這對于確保材料處理的一致性和質(zhì)量至關重要。一旦晶圓達到目標溫度,RTP退火爐將維持這個溫度一段時間,以確保材料中的所有部分都受到均勻加熱。在此階段,可能進行一些特定的處理,如去除或修復缺陷、晶體再排列或改變電子能帶結(jié)構(gòu)等。氣氛控制:一些RTP退火爐還可以提供氣氛控制功能,如瑞樂半導體;在特定氣氛下進行處理。這有助于防止氧化或其他化學反應,以及實現(xiàn)特定的處理效果。我們可以使用惰性氣體(如氮氣或氫氣等)來保護晶圓表面,以調(diào)整晶圓上的氧化或還原過程。溫度控制和集成:RTP爐通常具有高度精確的溫度控制系統(tǒng),其內(nèi)部配備了多種傳感器和監(jiān)測系統(tǒng),用于實時監(jiān)測溫度、氣氛和其他關鍵參數(shù),以確保熱處理過程的精確性和穩(wěn)定性。有些RTP退火爐還具有自動化控制和數(shù)據(jù)自動記錄功能,使監(jiān)控和管理退火過程變得更加簡便輕松。它們還可以與其他半導體制造設備集成,以實現(xiàn)高度自動化的生產(chǎn)線。
桌面式快速退火系統(tǒng),以紅外可見光加熱單片 Wafer或樣品,工藝時間短,控溫精度高,適用6英寸晶片。相對于傳統(tǒng)擴散爐退火系統(tǒng)和其他RTP系統(tǒng),其獨特的腔體設計、先進的溫度控制技術和獨有的RL900軟件控制系統(tǒng),確保了極好的熱均勻性。產(chǎn)品特點 :紅外鹵素燈管加熱,冷卻采用風冷 燈管功率PID控溫,可控制溫度升溫,保證良好的重現(xiàn)性與溫度均勻性 采用平***路進氣方式,氣體的進入口設置在Wafer表面,避免退火過程中冷點產(chǎn)生,保證產(chǎn)品良好的溫度均勻性 大氣與真空處理方式均可選擇,進氣前氣體凈化處理 標配兩組工藝氣體,可擴展至6組工藝氣體 可測單晶片樣品的大尺寸為6英寸(150×150mm) 采用爐門安全溫度開啟保護、溫控器開啟權限保護以及設備急停安全保護三重安全措施,保障儀器使用安全快速退火爐滿足氧化物生長需求。
快速退火爐通常能夠提供廣的溫度范圍,一般從幾百攝氏度到數(shù)千℃不等,具體取決于應用需求,能夠達到所需的處理溫度范圍升溫速率:指系統(tǒng)加熱樣本的速度,通常以℃秒或℃/分鐘為單位。升溫速率的選擇取決于所需的退火過程,確保所選設備的加熱速率能夠滿足你的工藝要求。冷卻速率:快速退火爐的冷卻速率同樣重要,通常以℃/秒或℃/分鐘為單位。各大生產(chǎn)廠家采用的降溫手段基本相同,是指通過冷卻氣氛達到快速降溫效果。快速冷卻有助于實現(xiàn)特定晶圓性能的改善。需要注意的是冷卻氣氛的氣體流量控制方式和精度以及相關安全防護??焖偻嘶馉t利用鹵素紅外燈作為熱源,通過極快的升溫速率,將晶圓或材料快速加熱到300℃-1200℃。江西納米薄膜快速退火爐
RTP快速退火爐的裸片升溫速率是150℃/s,縮短了熱處理時間。福建快速退火爐與高溫爐區(qū)別
碳化硅器件制造環(huán)節(jié)主要包括“光刻、清洗、摻雜、蝕刻、成膜、減薄”等工藝。為了實現(xiàn)碳化硅器件耐高壓、大電流功能,離子注入工藝成為碳化硅摻雜的重要步驟,離子注入是一種向半導體材料加入一定數(shù)量和種類的雜質(zhì),以改變其電學性能的方法,可以精確控制摻入的雜質(zhì)數(shù)量和分布情況。然而離子注入后,碳化硅材料原本的晶格結(jié)構(gòu)被破壞而變成非晶態(tài),這種晶格損傷必須在退火過程中修復成單晶結(jié)構(gòu)并jihuo摻雜物。在SiC材料晶體生長過程中,快速退火爐使硅原子可以獲得足夠的能量進行擴散和遷移,重新排列成有序的晶格結(jié)構(gòu),有利于提高晶體生長的質(zhì)量和尺寸,減少缺陷和氧化。通過快速退火處理,可以消除晶體中的應力,提高SiC材料的晶體品質(zhì)和性能,同時,與傳統(tǒng)的退火工藝對比,快速退火具有更高的加熱和冷卻速度,可以有效縮短退火時間,提高生產(chǎn)效率。福建快速退火爐與高溫爐區(qū)別