一种半导体晶圆连续退火处理设备制造技术

一种半导体晶圆连续退火处理设备，属于半导体退火设备技术领域，该连续退火处理设备，包括退火炉体以及穿过退火炉体并向其中运输晶圆的运输载台，退火炉体沿着运输载台的运输方向依次设置的升温腔室、持温腔室和降温腔室，本实用新型专利技术的有益效果是，该退火处理设备结构设计简单，在批量处理晶圆的过程中，不需要额外的等待时间，解决了单个退火腔室的退火炉等待时间过长的问题，提升了退火的效率。提升了退火的效率。提升了退火的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体晶圆连续退火处理设备


[0001]本技术涉及半导体退火设备
，尤其涉及一种半导体晶圆连续退火处理设备。

技术介绍

[0002]在半导体产品加工过程中，热处理(退火)通常是必备工序，比如离子注入后的晶格修复退火、金属沉积后的合金退火、金半接触的界面热处理等，都需要特定的退火设备来实现工艺需求。目前常用的退火设备有两类：热传导加热设备和辐照加热设备。
[0003]常见的热传导加热设备为炉管。它主要由管体、舟架、数个加热器组成。炉管一次可加工晶圆25至50片，具有作业量大的特点。但在实际生产过程中，晶圆进出管体速度缓慢，升降温速度更慢，加工一炉产品需要长达数小时之久，其中升降温耗时占比约为50％。常规的辐照加热设备为快速退火炉(RTP)。它主要由辐照钨卤素灯、晶圆载盘和石英腔室组成。其通过光辐照的方式可将晶圆在非常短的时间内加热至400—1300℃，相对于炉管退火，它具有热积存小、杂质运动少，玷污引入小等特点。
[0004]目前，快速退火炉热处理的过程大致为6步：传片、通气、升温、持温、降温、传出。详细过程为：将晶圆传入退火炉；待晶圆放置在指定位置后后，向炉内通入工艺气体，保持一段时间后，实现杂质气体的排出，并实现工艺气体的稳定；当炉内气氛稳定时，钨卤素灯开始按照设定程序工作，实现快速升温，使晶圆达到工艺要求退火的温度；并保持一段时间，进行热处理；然后参照设定的程序降温；最后将晶圆传出。在整个热处理过程中，只有持温阶段为实际有效时段，然而其时间占比只有20％左右。在实际生产过程中，快速退火炉一次只能加工1片或几片晶圆，单次加工数量非常小，实际有效加工时间短，大部分时间浪费在非有效过程中，这些严重限制了快速退火炉的热处理效率。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本技术提供了一种半导体晶圆连续退火处理设备，结构设计简单，在批量处理晶圆的过程中，不需要额外的等待时间，解决了单个退火腔室的退火炉等待时间过长的问题，提升了退火的效率。
[0006]为实现上述目的，本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：所述半导体晶圆连续退火处理设备，包括退火炉体以及穿过退火炉体并向其中运输晶圆的运输载台，所述退火炉体沿着所述运输载台的运输方向依次设置的升温腔室、持温腔室和降温腔室。
[0007]所述运输载台设置为旋转载台，所述旋转载台沿其周向等间隔设置有用于定位晶圆的定位槽，所述旋转载台的中心通过转轴与驱动电机相连。
[0008]所述退火炉体包括外炉体，所述外炉体的内部设置有内炉体，所述外炉体与内炉体相隔一段距离形成隔离腔，所述外炉体的内壁的上下两侧设置有辐照加热组件。
[0009]所述内炉体沿其长度方向设置所述升温腔室、持温腔室和降温腔室，相邻两个腔室之间设置有自动密封门Ⅰ，所述内炉体的进口和出口处均设置有自动密封门Ⅱ，所述外炉
体的进口和出口处均设置有自动密封门Ⅲ。
[0010]所述自动密封门Ⅰ、自动密封门Ⅱ和自动密封门Ⅲ的结构相同，均包括上升降门和下升降门，当所述上升降门和下升降门关闭时，所述上升降门和下升降门与所述运输载台的上下表面密封接触。
[0011]所述辐照加热组件包括与所述升温腔室相对的加热排管Ⅰ、与所述持温腔室相对的加热排管Ⅱ和与所述降温腔室相对的加热排管Ⅲ。
[0012]所述加热排管Ⅰ、加热排管Ⅱ和加热排管Ⅲ的结构相同，均包括相对设置的上排管和下排管，所述上排管和下排管均由多个加热灯管并排排布，且所述上排管中的加热灯管与下排管中的加热灯管相互垂直。
[0013]所述加热排管Ⅰ、加热排管Ⅱ和加热排管Ⅲ均由多个钨卤素灯管并排布置。
[0014]所述外炉体的内壁上设置有镀金反射层，所述内炉体设置为石英炉体。
[0015]本技术具有如下有益效果：
[0016]1、本技术通过将退火炉体内的腔室设置成升温腔室、持温腔室和降温腔室，使运输载台承载晶圆依次通过升温腔室、持温腔室和降温腔室，一个晶圆在降温腔室降温以完成退火处理时，其他晶圆无需等待便可进行升温和持温的过程，节省了大量的等待时间，解决了单个退火腔室的退火炉等待时间过长的问题，提升了退火的效率。
[0017]2、本技术通过在内炉体外设置外炉体，外炉体的内壁上安装辐照加热组件，使辐照加热组件与晶圆之间被内炉体隔开，保证了内炉体的反应室内气体的正常反应，保证了退火处理的顺利进行。
[0018]3、本技术通过对升温腔室、持温腔室和降温腔室分别配备加热排管Ⅰ、加热排管Ⅱ和加热排管Ⅲ，加热排管Ⅰ、加热排管Ⅱ和加热排管Ⅲ由多个钨卤素灯管并排布置，且分别独立控制其功率，实现了对三个腔室内的晶圆退火处理温度的单独控制，适用于多种退火处理工艺。
[0019]4、本技术通过在内炉体和外炉体上设置自动密封门，在晶圆进行退火处理时，自动密封门将升温腔室、持温腔室和降温腔室密封，有效保证了退火的温度在设定的范围内，保证了退火处理的精度。
[0020]综上，该退火处理设备结构设计简单，在批量处理晶圆的过程中，不需要额外的等待时间，解决了单个退火腔室的退火炉等待时间过长的问题，提升了退火的效率。
附图说明
[0021]下面对本技术说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
[0022]图1为本技术的俯视图；
[0023]图2为本技术中退火炉体的内部结构示意图；
[0024]上述图中的标记均为：1.退火炉体，11.外炉体，111.自动密封门Ⅲ，12.内炉体，121.升温腔室，122.持温腔室，123.降温腔室，124.自动密封门Ⅰ，125.自动密封门Ⅱ，13.隔离腔，2.运输载台，21.定位槽，3.加热排管Ⅰ，31.上排管，32.下排管，4.加热排管Ⅱ，5.加热排管Ⅲ，6.晶圆。
具体实施方式
[0025]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
[0026]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0027]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0028]本技术具体的实施方案为：如图1和图2所示，一种半导体晶圆连续退火处理设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体晶圆连续退火处理设备，其特征在于，包括退火炉体以及穿过退火炉体并向其中运输晶圆的运输载台，所述退火炉体沿着所述运输载台的运输方向依次设置的升温腔室、持温腔室和降温腔室。2.根据权利要求1所述的半导体晶圆连续退火处理设备，其特征在于：所述运输载台设置为旋转载台，所述旋转载台沿其周向等间隔设置有用于定位晶圆的定位槽，所述旋转载台的中心通过转轴与驱动电机相连。3.根据权利要求1或2所述的半导体晶圆连续退火处理设备，其特征在于：所述退火炉体包括外炉体，所述外炉体的内部设置有内炉体，所述外炉体与内炉体相隔一段距离形成隔离腔，所述外炉体的内壁的上下两侧设置有辐照加热组件。4.根据权利要求3所述的半导体晶圆连续退火处理设备，其特征在于：所述内炉体沿其长度方向设置所述升温腔室、持温腔室和降温腔室，相邻两个腔室之间设置有自动密封门Ⅰ，所述内炉体的进口和出口处均设置有自动密封门Ⅱ，所述外炉体的进口和出口处均设置有自动密封门Ⅲ。5.根据权利要求4所述的半导体晶圆连续退火处理设...

【专利技术属性】
技术研发人员：周帅坤，文堂鹏，潘恩赐，林建，蒋幼泉，季韬，袁松，王敬，钮应喜，
申请(专利权)人：芜湖启迪半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：