快速真空热处理系统调试验收中
Rapid Vacuum Thermal Processing System
型号: RTP-761SA
功能: RTP-761SA
工程师: 李老师 / (021) 34206126-6012
设备地点: 东区外延/离子注入区
设备编号: EEI0RTP01
  • 设备基本信息
  • 设备工作原理
  • 典型使用案例
主要用途

加工8英寸硅片以及向下兼容的各种样品尺寸,能实现快速退火,热处理和薄氧化膜生长,此外还支持氢气氛围的退火

 

工艺/测试能力

设备工艺温度范围需最高可达 1250℃;

工艺温度均匀性:600℃以上,+/-0.5%;600℃以下,+/-3℃ ;

温度重复性:+/-1℃ ;

升温速率: 30℃/秒;

RTO 二氧化硅层厚度 100Å时,精确度: 100Å+/-5Å,重复性: 3%,离散度:<5%; 

RTA控温精度:<2℃,温度均匀性:+/-1%;

Run to Run 重复性: <1% ;

 

技术指标

置有一套8英寸SiC基片座,并向下兼容6英寸、4英寸、3英寸及小样品的热处理工艺;加热灯源需配备33个功率3KW的卤素灯泡;800℃以下须使用 K 型热电偶;800℃~1250℃用红外高温计;N2须配备2路,量程100slm以及50slm各一个;O2量程50sccm一个;第四路H2+PN2一路

配备33 个功率 3KW 的卤素灯泡,采用双层与侧边方式加热,须实现多区灯管温控系统以提供较好的温度均匀性。配备实时闭回路温度控制,每支灯管皆具加热电流侦测功能以监控制程状态。 800℃以下使用 K 型热电偶,800℃~1250℃用红外高温计监测温度。核心原理是通过快速升温和短时间高温处理,在尽可能减少杂质扩散的前提下实现材料性能的优化。

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配置三类气体实现不同工艺需求。

1.惰性气氛(N₂):防止晶圆表面氧化,适用于单纯退火或激活掺杂。离子注入过程中,高能离子轰击半导体晶格,导致原子位移、晶格畸变甚至非晶化。RTA 通过加热使原子获得足够动能,重新排列至晶格正常位置,恢复晶体完整性。 掺杂原子(如硼、磷、砷等)需替代半导体晶格中的原子(如硅原子)才能有效提供载流子(空穴或电子)。RTA 的高温环境促使掺杂原子与晶格原子交换位置,实现电学激活。传统长时间退火会导致掺杂原子过度扩散,影响器件尺寸精度(尤其是纳米级器件)。RTA 通过快速升温至高温(1000~1200℃)并极短停留时间(秒级或毫秒级),显著抑制扩散,确保器件特征尺寸的准确性。

2.氧化气氛(O₂):在退火同时形成薄氧化层(如源漏退火后形成氧化层保护)。

3.还原性气氛(H₂):减少金属杂质污染,改善界面特性。是通过还原反应、氢终止层形成和界面钝化实现金属杂质清除与界面特性优化。其效果受温度、H₂浓度、退火时间等参数的协同调控。

1.在多晶硅离子注入后的 RTA 中,氮气与氧气按 4000:1 的流量比混合通入,可显著改善电阻均匀性。实验表明,传统氮气退火后多晶硅电阻分布范围为 150-200 Ω/□,而混合气氛下电阻偏差缩小至 ±5% 以内。 机制:氮气保护硅表面,氧气通过轻微氧化调控多晶硅晶粒边界,抑制掺杂原子的异常扩散。

2.在功率二极管的制造中,干法刻蚀会引入界面缺陷。通过氮气环境下 275℃、3 分钟的 RTA 处理,可有效消除刻蚀损伤,使击穿电压实现有效提升。 机制:氮气作为惰性气体,防止高温下材料氧化,同时为晶格原子提供能量进行重排,修复离子束轰击导致的非晶化区域。

3.在 NiSi 金属硅化物工艺中,氮气气氛下 400-450℃退火 1 分钟,可促使镍与硅反应生成低电阻硅化物,同时避免金属氧化。该工艺广泛应用于 FinFET 栅极和互连层,可有效降低接触电阻。 机制:氮气隔绝氧气,防止金属氧化层形成,确保硅化物反应的可控性。

禁止金属,有机物,各种光刻胶,动植物标本,粉状物,含液及易挥发物质材料,高度<5mm,小于八寸的样品

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常见问题及解答
  • 01
    温度控制和气体流量能否实现梯度控制

    常规SOAK工艺包括Pre-hit,ramp,soak,cold。本机台可以对温度,升温速率,持温时间,气体通入节点及通入量进行自定义编辑

  • 02
    能否通入多种气体进行退火

    该设备支持三种气体,分别为O2,N2, Ar&H2混气,其中N+O 可搭配使用,也可以单独使用,Ar+H2 单独使用.

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