热处理设备及其热处理方法技术

一种热处理设备及其热处理方法，所述热处理设备包括热处理腔体、热处理灯、用于放置晶圆的晶圆基座，还包括：遮光板，设置于所述热处理腔体内；遮光板控制部件，与所述遮光板耦接，所述遮光板控制部件带动所述遮光板移动至预设隔离位置，以阻隔所述热处理灯对所述晶圆的热辐射，或者带动所述遮光板移动至离开所述预设隔离位置，以使所述晶圆接受所述热处理灯的热辐射，所述预设隔离位置位于所述热处理灯和晶圆基座之间。本发明专利技术方案可以更精确地对晶圆接受所述热处理灯的热辐射的辐射量进行控制，从而提高半导体器件的品质。

【技术实现步骤摘要】
热处理设备及其热处理方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种热处理设备及其热处理方法。
技术介绍
在现有的半导体制造工艺中，在对晶圆(Wafer)进行离子注入之后，通常采用热处理工艺，对离子注入导致的晶格缺陷进行修复，以规则排列晶格。具体地，通常在热处理设备中设置热处理灯，在放置晶圆至热处理腔体后，加大功率将热处理灯从非工作状态(Idle)升温至工作状态，例如从200摄氏度左右升温至1050摄氏度，待热处理结束后，再通过降低功率或冷却气体的流动等方法，对所述热处理腔室进行降温。随着半导体尺寸的逐步减小，需要更加精准地控制热处理的高温工艺，对设备(例如热处理灯)复杂度的要求大大增加。具体而言，从浸入式退火(SoakAnnealing)、快速升温退火(RapidThermalAnnealing，RTA)、尖峰式退火(SpikeAnnealing)、激光退火(LaserAnnealing)至毫秒级快速热退火(MescAnnealing)，高温作业时间从数十秒降低至毫秒级。亟需一种热处理设备，能够实现对高温作业时间的精确控制。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种热处理设备及其热处理方法，可以更精确地对晶圆接受所述热处理灯的热辐射的辐射量进行控制，从而提高半导体器件的品质。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种热处理设备，所述热处理设备包括热处理腔体、热处理灯、用于放置晶圆的晶圆基座，还包括：遮光板，设置于所述热处理腔体内；遮光板控制部件，与所述遮光板耦接，所述遮光板控制部件带动所述遮光板移动至预设隔离位置，以阻隔所述热处理灯对所述晶圆的热辐射，或者带动所述遮光板移动至离开所述预设隔离位置，以使所述晶圆接受所述热处理灯的热辐射，所述预设隔离位置位于所述热处理灯和晶圆基座之间。可选的，所述遮光板的材料选自：石英、陶瓷、多晶氧化铝、多晶氧化锆、表面镀有硅膜的多晶氧化铝以及表面镀有硅膜的多晶氧化锆。可选的，所述遮光板朝向所述热处理灯的一侧具有反射材料层。可选的，所述遮光板控制部件包括：可相对移动的第一支架与第二支架，所述遮光板固定于所述第一支架，所述第二支架固定于所述热处理腔体内；第一电磁铁与第二电磁铁，所述第一电磁铁固定于所述第一支架，所述第二电磁铁固定于所述第二支架；电磁铁控制器，用于控制所述第一电磁铁和第二电磁铁相互吸引，以带动所述第一支架向所述第二支架移动，或者控制所述第一电磁铁和所述第二电磁铁相互排斥，以带动所述第一支架远离所述第二支架。可选的，所述第二支架具有滑槽，所述第一支架沿所述滑槽相对于所述第二支架移动。可选的，所述热处理设备还包括：晶圆探测器，设置于所述遮光板，用于探测所述晶圆的位置，并在所述晶圆的位置符合预设位置时，发出探测到位提示。可选的，所述遮光板包括多个部分，所述遮光板控制部件包括多个子控制部件；其中，所述遮光板的每一部分分别与对应的子控制部件耦接，所述遮光板的每一部分分别由对应的子控制部件带动移动，当所述多个部分被带动拼接在一起时，所述遮光板位于所述预设隔离位置，当所述多个部件被带动分离时，所述遮光板离开所述预设隔离位置。可选的，所述热处理灯包括成阵列排布的辐射光源，从阵列的中心至边缘，所述辐射光源的辐射能量逐渐增加。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种基于上述的热处理设备的热处理方法，包括：提供晶圆，并将所述晶圆设置于所述晶圆基座；当所述晶圆的温度达到预设温度阈值时，通过所述遮光板控制部件带动所述遮光板移动至离开所述预设隔离位置，以使所述晶圆接受所述热处理灯的热辐射；当所述晶圆接受所述热处理灯的热辐射的时长达到预设时长时，通过所述遮光板控制部件带动所述遮光板移动至所述预设隔离位置，以阻隔所述热处理灯对所述晶圆的热辐射。可选的，所述热处理设备的热处理方法还包括：所述遮光板移动至预设隔离位置之后，对所述晶圆进行气体吹扫处理。可选的，所述热处理设备的热处理方法还包括：所述遮光板移动至预设隔离位置之后，关闭所述热处理灯。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：在本专利技术实施例中，所述热处理设备包括热处理腔体、热处理灯、用于放置晶圆的晶圆基座，还包括：遮光板，设置于所述热处理腔体内；遮光板控制部件，与所述遮光板耦接，所述遮光板控制部件带动所述遮光板移动至预设隔离位置，以阻隔所述热处理灯对所述晶圆的热辐射，或者带动所述遮光板移动至离开所述预设隔离位置，以使所述晶圆接受所述热处理灯的热辐射，所述预设隔离位置位于所述热处理灯和晶圆基座之间。采用上述方案，通过设置在所述热处理腔体内的遮光板，以及与遮光板耦接的遮光板控制部件，可以通过将遮光板移动至预设隔离位置，以及带动遮光板移动至离开所述预设隔离位置，相比于现有技术中在热处理灯升降温的过程中晶圆始终接受所述热处理灯的热辐射，有助于更精确地控制所述热处理灯对晶圆的热辐射的辐射量，从而提高半导体器件的品质。并且在本专利技术实施例中，可以保持热处理灯持续地开启，采用遮光板对晶圆进行遮挡或取消遮挡，由此每片晶圆无需像现有技术一样均需要等待热处理灯的启动，可以有效地提高热处理工艺的处理效率。进一步，在本专利技术实施例中，所述遮光板朝向所述热处理灯的一侧具有反射材料层，可以在遮光板处于预设隔离位置时，对于热处理灯的热辐射提供更好的遮挡、屏蔽效果。进一步，在本专利技术实施例中，所述遮光板包括多个部分，所述遮光板控制部件包括多个子控制部件，可以提高热处理设备内的空间利用率。进一步，所述热处理灯包括成阵列排布的辐射光源，从阵列的中心至边缘，所述辐射光源的辐射能量逐渐增加。在本专利技术实施例中，由于遮光板移动至预设隔离位置或者移动至离开所述预设隔离位置需要占用时间，会导致晶圆的边缘区域受到的热辐射略少于中间区域，通过设置辐射能量从中心至边缘逐渐增加的辐射光源，可以使晶圆整体受到的热辐射的均匀性更好，提高器件品质；并且通过设置辐射能量从中心至边缘逐渐增加的辐射光源，还可以降低对移动遮光板的高速度需求，有助于降低生产成本。附图说明图1是现有技术中一种热处理设备的结构示意图；图2是现有技术中一种晶圆接收热辐射的时间-温度关系示意图；图3是本专利技术实施例中一种热处理设备的结构示意图；图4是本专利技术实施例中一种遮光板与晶圆的位置关系示意图；图5是本专利技术实施例中另一种热处理设备的结构示意图；图6是本专利技术实施例中一种晶圆接收热辐射的时间-温度关系示意图；图7是本专利技术实施例中一种热处理灯的结构示意图；图8是本专利技术实施例中一种热处理设备的热处理方法的流程图。具体实施方式在现有技术中，随着半导体尺寸的逐步减小，需要更加精准地控制热处理的高温工艺时间，对设备(例如热处理灯)复杂度的要求大大增加。具体而言，加大功率将热处理灯从非工作状态升温至工作状态，例如从200摄氏度左右升温至1050摄氏度，待热处理结束后，再通过降低功率或冷却气体的流动等方法，对所述热处理腔室进行降温。参照图1，图1是现有技术中一种热处理设备的结构示意图。所述热处理设备可以包括热处理腔体100、热处理灯101、用于放置晶圆的晶圆基座102。其中，所述热处理灯101设置于所述热处理腔体100内，对晶圆基座102上的晶圆进行热辐射。结合图1和图2，图2是现有技术中一种晶圆接收热辐射的时间-温度关系示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热处理设备，所述热处理设备包括热处理腔体、热处理灯、用于放置晶圆的晶圆基座，其特征在于，还包括：遮光板，设置于所述热处理腔体内；遮光板控制部件，与所述遮光板耦接，所述遮光板控制部件带动所述遮光板移动至预设隔离位置，以阻隔所述热处理灯对所述晶圆的热辐射，或者带动所述遮光板移动至离开所述预设隔离位置，以使所述晶圆接受所述热处理灯的热辐射，所述预设隔离位置位于所述热处理灯和晶圆基座之间。

【技术特征摘要】
1.一种热处理设备，所述热处理设备包括热处理腔体、热处理灯、用于放置晶圆的晶圆基座，其特征在于，还包括：遮光板，设置于所述热处理腔体内；遮光板控制部件，与所述遮光板耦接，所述遮光板控制部件带动所述遮光板移动至预设隔离位置，以阻隔所述热处理灯对所述晶圆的热辐射，或者带动所述遮光板移动至离开所述预设隔离位置，以使所述晶圆接受所述热处理灯的热辐射，所述预设隔离位置位于所述热处理灯和晶圆基座之间。2.根据权利要求1所述的热处理设备，其特征在于，所述遮光板的材料选自：石英、陶瓷、多晶氧化铝、多晶氧化锆、表面镀有硅膜的多晶氧化铝以及表面镀有硅膜的多晶氧化锆。3.根据权利要求1所述的热处理设备，其特征在于，所述遮光板朝向所述热处理灯的一侧具有反射材料层。4.根据权利要求1所述的热处理设备，其特征在于，所述遮光板控制部件包括：可相对移动的第一支架与第二支架，所述遮光板固定于所述第一支架，所述第二支架固定于所述热处理腔体内；第一电磁铁与第二电磁铁，所述第一电磁铁固定于所述第一支架，所述第二电磁铁固定于所述第二支架；电磁铁控制器，用于控制所述第一电磁铁和第二电磁铁相互吸引，以带动所述第一支架向所述第二支架移动，或者控制所述第一电磁铁和所述第二电磁铁相互排斥，以带动所述第一支架远离所述第二支架。5.根据权利要求4所述的热处理设备，其特征在于，所述第二支架具有滑槽，所述第一支架沿所述滑槽相对于所述第二支架移动。6.根据权利要求1所述的热处理设备，其特征在于，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱宇航，周颖，倪明明，洪纪伦，吴宗祐，林宗贤，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32