快速退火爐是現(xiàn)代大規(guī)模集成電路生產(chǎn)工藝過程中的關(guān)鍵設(shè)備。隨著集成電路技術(shù)飛速發(fā)展,開展快速退火爐系統(tǒng)的創(chuàng)新研發(fā)對國內(nèi)開發(fā)和研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的快速退火爐設(shè)備具有十分重大的戰(zhàn)略意義和應(yīng)用價值。目前快速退火爐的供應(yīng)商主要集中在歐、美地區(qū),大陸地區(qū)還沒有可替代產(chǎn)品,市場都由進口設(shè)備主導(dǎo),設(shè)備國產(chǎn)化亟待新的創(chuàng)新和突破。隨著近兩年中美貿(mào)易戰(zhàn)的影響,國家越來越重視科技的創(chuàng)新發(fā)展與內(nèi)需增長,對于國產(chǎn)快速退火爐設(shè)備在相關(guān)行業(yè)產(chǎn)線上的占比提出了一定要求,給國內(nèi)的半導(dǎo)體設(shè)備廠商帶來了巨大機遇,預(yù)測未來幾年時間國內(nèi)退火爐設(shè)備市場會有快速的內(nèi)需增長需求??焖偻嘶馉t可以用于半導(dǎo)體材料的退火處理,如晶圓的退火處理,可以改善材料的電學(xué)性能和結(jié)晶結(jié)構(gòu)。福建快速退火爐功能原理
快速退火爐要達到均溫效果,需要經(jīng)過以下幾個步驟:1. 預(yù)熱階段:在開始退火之前,快速退火爐需要先進行預(yù)熱,以確保腔室內(nèi)溫度均勻從而實現(xiàn)控溫精細。輪預(yù)熱需要用Dummy wafer(虛擬晶圓),來確保加熱過程中載盤的均勻性。爐溫逐漸升高,避免在退火過程中出現(xiàn)溫度波動。2.裝載晶圓:在預(yù)熱完畢后,在100℃以下取下Dummywafer,然后把晶圓樣品放進載盤中,在這個步驟中,需要注意的是要根據(jù)樣品大小來決定是否在樣品下放入Dummywafer來保證載盤的溫度均勻性。如果是多個樣品同時處理,應(yīng)將它們放置在爐內(nèi)的不同位置,并避免堆疊或緊密排列。3.快速升溫:在裝載晶圓后,快速將腔室內(nèi)溫度升至預(yù)設(shè)的退火溫度。升溫速度越快,越能減少晶圓在爐內(nèi)的時間,從而降低氧化風險。4.均溫階段:當腔室內(nèi)溫度達到預(yù)設(shè)的退火溫度后,進入均溫階段。在這個階段,爐溫保持穩(wěn)定,以確保所有晶圓和晶圓的每一個位置都能均勻地加熱。均溫時間通常為10-15分鐘。5. 降溫階段:在均溫階段結(jié)束后,應(yīng)迅速將爐溫降至室溫,降溫制程結(jié)束。北京晶圓快速退火爐價格快速退火爐是一種用于材料退火處理的設(shè)備,可以改善材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、提高材料的機械性能和物理性能。
在晶圓制造過程中,快速退火爐的應(yīng)用包括但不限于以下幾個方面:一、晶體結(jié)構(gòu)優(yōu)化:高溫有助于晶體結(jié)構(gòu)的再排列,可以消除晶格缺陷,提高晶體的有序性,從而改善半導(dǎo)體材料的電子傳導(dǎo)性能。二、雜質(zhì)去除:高溫RTP快速退火可以促使雜質(zhì)從半導(dǎo)體晶體中擴散出去,減少雜質(zhì)的濃度。這有助于提高半導(dǎo)體器件的電子特性,減少雜質(zhì)引起的能級或電子散射。三、襯底去除:在CMOS工藝中,快速退火爐可用于去除襯底材料,如氧化硅或氮化硅,以形成超薄SOI(硅層上絕緣體)器件。
快速退火爐常用于半導(dǎo)體制造中,包括CMOS器件、光電子器件、太陽能電池、傳感器等領(lǐng)域。具體應(yīng)用如下:1.氧化層退火:用于改善氧化層的質(zhì)量和界面。2.電阻性(RTA)退火:用于調(diào)整晶體管和其他器件的電性能,例如改變電阻值。3.合金形成:用于在不同的材料之間形成合金。4.離子注入***:將摻雜的材料***,以改變材料的電學(xué)性質(zhì)。管式爐則廣用于金屬加工、陶瓷燒結(jié)、粉末冶金、陶瓷制造和其他工業(yè)領(lǐng)域。由于其溫度范圍廣,管式爐適用于各種不同的工業(yè)領(lǐng)域,可以滿足各種不同的熱處理需求。在快速退火爐中,通常采用氫氣或氮氣作為氣氛保護,以防止半導(dǎo)體材料表面氧化和污染。
快速退火爐的基本原理是利用高溫加熱和急冷處理來改變材料的晶體結(jié)構(gòu)和性能。下面是快速退火爐的基本工作過程:加熱:將待處理的材料放入退火爐中,通過電加熱或氣體燃燒等方式提供熱能,在爐內(nèi)將材料升溫至所需溫度。保溫:在達到目標溫度后,保持一段時間,使材料的溫度達到均勻穩(wěn)定。這一步可以讓材料的晶體結(jié)構(gòu)重組和晶界強化等過程發(fā)生。急冷:迅速將爐內(nèi)材料冷卻至室溫,以固定材料的微結(jié)構(gòu)狀態(tài)。急冷過程可以通過噴水、風冷等方式實現(xiàn)。取出處理后的材料:冷卻后的材料可被取出,進行后續(xù)加工或使用。快速退火爐采用先進的微電腦控制系統(tǒng),采用PID閉環(huán)控制溫度,可以達到極高的控溫精度和溫度均勻性。福建快速退火爐功能原理
鋼材的退火處理可以提高其硬度、韌性和延展性,提高金屬的機械性能和加工性能。福建快速退火爐功能原理
快速退火爐主要由真空腔室、加熱室、進氣系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、氣冷系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)等幾部分組成。真空腔室:真空腔室是快速退火爐的工作空間,晶圓在這里進行快速熱處理。加熱室:加熱室以多個紅外燈管為加熱元件,以耐高溫合金為框架、高純石英為主體。進氣系統(tǒng):真空腔室尾部有進氣孔,精確控制的進氣量用來滿足一些特殊工藝的氣體需求。真空系統(tǒng):在真空泵和真空腔室之間裝有高真空電磁閥,可以有效確保腔室真空度,同時避免氣體倒灌污染腔室內(nèi)的被處理工件。溫度控制系統(tǒng):溫度控制系統(tǒng)由溫度傳感器、溫度控制器、電力調(diào)整器、可編程控制器、PC及各種傳感器等組成。氣冷系統(tǒng):真空腔室的冷卻是通過進氣系統(tǒng)向腔室內(nèi)充入惰性氣體,來加速冷卻被熱處理的工件,滿足工藝使用要求。水冷系統(tǒng):水冷系統(tǒng)主要包括真空腔室、加熱室、各部位密封圈的冷卻用水。福建快速退火爐功能原理