【快速退火爐】系統設計與實現

【快速退火爐】是當代大規模集成電路生產工藝流程環節的一個關鍵裝備

主要運用于離子注入后雜質的激活、淺結制作、生長高質量的氧化膜層和金屬硅化物合金形成等工藝。隨著集成電路工藝技術的飛速發展,進行快速退火爐系統的技術研究,對我國開發和研究具有自主知識產權的快速退火爐裝備,有著極其重要的理論意義和工程實用價值。

本文針對現代半導體器件退火工藝對【快速退火爐】系統的技術要求,在綜合分析國內外各類快速退火爐系統技術基礎上,借助深入的分析研究,制定了系統總體技術方案。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在其中間的半導體硅片進行加熱完成濕度的快速上升,以單點測溫做為溫度測量解決方案做為系統總體方案。

根據熱傳導基本理論,并實現系統總體技術指標做為已知參數計算得到系統需要用到的熱功率,在這個基礎上完成熱源與反應腔體、冷卻系統、送氣系統等部件的設計。【RTA快速退火爐】

通過分析影響硅片外表溫度邊緣效應的因素,提出燈管分區及分區控制的設計方案,完成硅片外表溫度的均勻性；借助非接觸式溫度測量原理的分析,完成光學高溫計選型、測溫方案以及溫度校準設計,完成濕度的精確測量,基于系統模型的溫度控制器設計確保了溫度監控的精度與穩定度；在解析硅片傳送多功能性要求的基礎上,完成傳送系統流程設計,實現了系統傳片效率與傳片的高可靠性；控制系統多功能性設計、總體架構和主控制程序流程圖設計完成整機的全自動,保證系統具備自動化水平高、控制和管理功能齊全、操作簡便、可靠性高等特點,能夠很好地適應快速退火爐系統對自動控制的需求。試驗結果顯示,本文所設計的【快速退火爐】系統能夠滿足半導體快速退火工藝對設備的要求。