快速热处理,RTPVIP专享VIP免费

25/1/30快速热处理技术报告提纲1、引言和课题背景2、RTP设备简介及其技术特点3、RTP设备和技术的关键问题4、RTP技术和处理工艺的应用5、总结和展望25/1/30快速热处理技术引言和课题背景•随着集成电路制造工艺技术的不断进步，器件特征尺寸逐步地缩小。•深亚微米阶段，等比例缩小器件结构对工艺提出更加严格要求；•源、漏区浅PN结工艺–低温工艺（减少粒子杂质扩散）•低温工艺问题：温度低，注入的粒子杂质电激活效果差，晶格损伤修复能力差，过剩杂质形成有效的产生/复合中心，PN结漏电。–保持温度下缩短高温处理时间•传统高温炉管设备•高温炉缓慢升降温，否则硅片因温度梯度翘曲变形•热预算大，杂质再分布25/1/30快速热处理技术引言•快速热处理–RTP工艺是一类单片热处理工艺，其目的是通过缩短热处理时间和温度或只缩短热处理时间来获得最小的工艺热预算。–应用：最早用于粒子注入后热退火，扩展到氧化金属硅化物的形成和快速热化学气相沉积和外延生长等更宽泛的领域。•RTP已逐渐成为先进半导体制造必不可少的一项工艺。AppliedMaterials公司Vantage-RadiancePlus-RTP设备（AppliedMaterials,Inc.）引言25/1/30快速热处理技术RTP设备（图片来源：USTCCenterforMirco-andNanoscaleResearchandFabrication)25/1/30快速热处理技术RTP设备简介及其技术特点传统的批式热处理技术和RTP设备区别灯光辐射型热源RTP系统高频石墨感应加热型RTP设备25/1/30快速热处理技术高温炉管设备和RTP设备区别传统热处理设备•热传导和热对流原理使硅片和整个炉管周围环境达到热平衡•升降温较慢，一般5-50℃/分钟•采用热壁工艺，容易淀积杂质•而且热预算大无法适应深亚微米工艺的需要。传统炉管设备和RTP设备区别25/1/30快速热处理技术灯光辐射型热源•目前，国际上常见的RTP设备基本上都是采用灯光辐射性热源。采用特定波长（0.3-0.4um）辐射热源对晶片进行单片加热。•冷壁工艺–硅片选择性吸收辐射热源的辐射能量，辐射热源不对反应腔壁加热，减少硅片的玷污•采用RTP技术升温速度快（20~250℃/秒），并能快速冷却。•不同于高温炉管首先对晶片边缘进行加热，RTP系统中，热源直接面对晶片表面–处理大直径晶片时不会影响工艺的均匀性和升、降温速度–系统还有晶片旋转功能，使得热处理具有更好的均匀性AppliedMaterials公司vantage_vulcan_rtp设备（AppliedMaterials,Inc.）25/1/30快速热处理技术灯光辐射型热源RTP设备中灯管辐射热源（AppliedMaterials,Inc.）•RTP还可以有效控制工艺气体。•RTP可以在一个程式中完成复杂的多阶段热处理工艺–它能和其他工艺步骤集成到一个多腔集成设备中，灵活性•温度测量和控制通过高温计完成25/1/30快速热处理技术灯光辐射型热源•根据加热类型，快速热处理工艺分为绝热型、热流型和等温型。–绝热型工艺采用宽束相干光快速脉冲–热流型工艺采用高强度点光源对晶片进行整片扫描–等温型采用非相干光进行辐射加热。现在几乎所有的商用快速热处理系统都采用等温型设计。•实际硅片的升温速度取决于以下因素–硅片本身的吸热效率–加热灯管辐射的波长及强度–RTP反应腔壁的反射率–辐射光源的反射和折射率25/1/30快速热处理技术高频石墨感应加热型RTP设备•该设备的关键技术是采用高频感应石墨加热上对半导体圆片进行热处理，而非灯光辐射加热方式•在石英腔体内放置石墨加热板，在石英腔体外部缠绕线圈。通过向线圈施加高频变化的电压激发产生高频电磁场，位于高频交变电磁场的石墨板感应发热作为热源，由此对腔体内的硅片进行热处理•面加热、制造和维护成本低RHT系列半导体快速热处理北京：清华大学微电子学研究所，199525/1/30快速热处理技术高频石墨感应加热型RTP设备高频石墨感应加热RTP设备示意图北京：清华大学微电子学研究所，199525/1/30快速热处理技术RTP设备和技术的关键问题加热光源和反应腔的设计硅片的热不均匀问题和改进措施温度测量问题逻辑产品低温、均匀控制问题25/1/30快速热处理技术加热光源和反应腔的设计•加热灯源–钨-卤灯：发光功率小，但工作条件较为简单（普通的交流线电压）–惰性气体长弧放...