快速退火爐是當代大規模集成電路生產工藝過程中的重要裝備【快速退火爐】
主要運用于離子注入后雜質的激活、淺結制作、發展高質量氧化膜層和金屬硅化物合金形成等工藝。伴隨著集成電路工藝技術的飛速發展,發展快速退火爐系統的技術研究,對我國研發與研究具有自主知識產權的快速退火爐裝備,具有極其重要的指導意義及工程實用價值。
本文針對現代半導體器件退火工藝對快速退火爐系統技術要求,在全面分析世界各地各類快速退火爐系統技術的基礎之上,依據深入的分析探討,制定了系統總體技術規范。擬定采用燈光輻射型熱源裝置,上下兩排成正交的燈管組對位于其中間的半導體硅片開展直接加熱達到溫度的快速上升,以單點測溫作為溫度測量的解決方案作為系統總體方案。【快速退火爐】
依據熱傳導基礎理論,并實現系統總體技術指標作為已知參數計算得到系統所需的熱功率,在這個基礎上達到熱源與反應腔體、冷卻系統、送氣系統等結構的設計。【快速退火爐】
通過對比影響硅片表面溫度邊緣效應的影響因素,指出燈管系統分區及系統分區控制的設計方案,達到硅片表面溫度的均勻性；依據非接觸式溫度測量原理的分析,進行光學高溫計選型、測溫方案以及溫度校準設計,達到溫度的精確測量,根據系統模型的溫度控制器設計確保了溫度控制的精度與穩定性；在研究硅片傳送功能性需求的基礎上,進行傳送系統流程規劃,解決了系統傳片效率與傳片的很高的可靠性；控制系統功能性設計、整體架構以及主控制程序流程圖設計達到整機的全自動化,保證系統具有自動化水平高、控制和管理功能齊全、操作方便、可靠性高等優點,能夠很好地滿足快速退火爐系統對自動控制的需求。試驗結果顯示,本文設計出來的快速退火爐系統能夠滿足半導體快速退火工藝對設備的需求。
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