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快速退火炉系统的发展趋势

    虽然使用卤钨素灯加热方式的快速退火炉目前在各种IC生产线上得到广泛使用,成为主流设备。但IC制造工艺一直在不断挑战制造材料与制造装备的极限,推动着制造装备不断向更高的技术性能方向发展。快速退火炉未来的发展表现在以下几个方面:

    (l)在设备的前端配置与SEMI标准规定的标准机械接口。设计能够与工厂自动化的硅片传输系统和进行硅片和信息交换的装载端口,以及将传统的开放式片盒放入到一个能保证硅片传输过程中的洁净度的微环境。这种技术的使用既能保证硅片传输环境的洁挣程度,同时也为自动化的硅片传输提供了很好的机制。

    (2)快速热处理设备模块化设计。通过位于各模块中心的传输模块进行各不同工艺模块之间、工艺模块与外界生产环境之间的硅片传输。各个模块之间保持机械、电气装置的独立。通过利用同一机械手在不同的反应模块之间进行硅片的传输,可以极大的降低设备的转换时间,同时通过利用统一的群集设备控制系统协调传输平台模块与工艺反应模块之间的工作,实现整机的工作流程以及工艺菜单的自动执行,提高了单台设备的产出率以及整机的工艺集成能力,并为实现更为复杂的工艺集成,以及检测集成提供了良好的基础。

    (3)适应90nm以下工艺的峰值热处理工艺温度控制能力.半导体行业国际技术发展蓝图规划确定,90nm工艺结深度要在15--25nm之间,面电阻值要小于660欧姆/平方.这些数值能够很好地通过传统注入和峰值热处理(恒温段有1. 7s的驻留时间)工艺实现。但研究表明,峰值热处理温度的一致性是需要控制的最关键参数。峰值温度一致性对器件性能有很大影响,因为源/漏极扩展的侧壁位置及其生成的有效沟道长度与热处理的温度呈指数关系。pMOS晶体管门限电压随温度的变化率超过2mV/C,因而在90nm工艺中需要将各晶片上所有点的温度一致性控制在5C范围之内,这样才能够提高器件的成品率,并使每片晶圆产出更多具有最高速度的芯片。

    (4)传统的灯光热源有向激光热源发展的趋势,利用激光热源处理技术仅需几纳秒即可完成极浅结点和触点的激活,因而在热投入为零的条件下实现了芯片期望的性能特点。使用激光退火炉能够改善器件的可靠性和良率,进而实现生产能力的飞跃。

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[来源:原创] [作者:udoec] [日期:12-09-10] [热度:]

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