Si片表面，淀积金属薄膜(Ti, Pt, W, Ta, Mo, Co)，RTP，形成硅化物.PDF

哈尔滨工业大学(威海) 材料科学与工程学院 微电子制造科学与工程 Chapter 6 /第六章 Rapid Thermal Processing RTP/快速热处理 王华涛 办公室：A楼208 Email：wanghuatao@ Tel ：0631-5297952 更新日期2017年3月19 日 /research/applied-materials-sets-milestone-500-vantage-rtp-systems-shipped-to-customers-worldwide 1 快速热处理 主要内容 1. 背景_ 问题的引出 2. 光源系统 3. 加热腔体设计 Low Cost 4 and 6-inch Rapid 4. 晶圆片的温度均匀性 Thermal Processing Furnace 5. 温度测量 6. RTP用于杂质的快速激活 7. RTP用于制备超薄介质SiO2 8. RTP用于硅化物生长 http://www.longsun.asia/product-annealsys.html 3 问题引出 问题：杂质在高温下再分布，如何解决？ 方案一：降低温度，减小扩散 方案二：缩短保温时间，减小扩散 方案一，降低温度 –矛盾1：离子注入后，为消除晶格损伤，需要高温，低温效果不好 –矛盾2：为完全激活杂质，需要高温1000℃退火 –因此，不得不使用高温 方案二，缩短保温时间 –升温、降温速率的考量 –传统的管式加热，从外向内，温度变化太快，形成温度梯度很大，容易导 致晶圆片翘曲，所以需要缓慢升温和降温→导致明显扩散 –因此，不但要缩短保温时间，还要减小升温、降温时间 引入，快速热处理，RTP, Rapid Thermal Processing –快速升温和降温 –离子注入后杂质激活晶格损伤修复 4 本章的两个关键问题 1. 温度的均匀性 –晶圆片加热、冷却过程中，如何保持温度均匀 2. 晶圆片温度的测量 RTP 升温速度有多快 –Rapid thermal processing (RTP) provides a way to rapidly heat wafers to an elevated temperature to perform relatively short processes, typically less than 1-2 minutes. o –up to 1,200 C or greater, at the rate of o 20-250 C/sec 5 快速热处理的分类 如何进行快速加热？ – 传导、对流、辐射？ – 如何提高辐射的强度，即单位面积、单位时间的功率？ 根据加热类型进行分类 – 绝热型、热流型、等温型 绝热型：宽束相干光源，如准分子激光器，（相干光源，详见补充知识） – 加热时间最短 – 温度、退火时间难于控制，纵向的温度梯度大，成本高 热流型：高强度点光源，如电子束、聚焦激光 – 对晶圆片扫描加热，横向温度不均匀，不适用于IC 等温型：宽束辐射加热，采用非相干光源，如钨- 卤灯 – 加热数秒，横向、纵向的温度梯度都很小 – 现行的商用RTP