CN1815700A - 晶片处理装置及晶片处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种免除RTP制程中的开回路阶段的晶片处理装置及晶片处理方法。本发明的晶片处理方法包含于一预热室中将晶片加热至一预定的温度(例如，550℃)；及接着将晶片移至RTP室以直接于闭回路控制下进行晶片加热。本发明的晶片处理方法由于免除了RTP制程中的开回路阶段，因而减少晶片破损、变形等缺点，并增进半导体制程的效率。

Description

晶片处理装置及晶片处理方法

技术领域

本发明有关半导体装置的制造；更明确地，有关一种利用一额外预热室以免除快速热处理(RTP)中的开回路(open loop)的晶片处理装置及晶片处理方法。

背景技术

随着半导体装置尺寸的减小，快速热处理(于下文中均以“RTP”表示)已成为一种快速将晶片加热至高温(诸如400℃至1200℃)的方法。然而，晶片于500℃下时呈半透明状态，使得以光学方式检测温度的加热室无法正确地检测晶片温度。因此，已知的RTP通常以单一加热室(chamber)执行两阶段加热：开回路(openloop)及闭回路(closed loop)。开回路阶段通常将晶片加热至500℃，接着便进入更高温的闭回路阶段。在已知技术中，RTP工程师需对许多使用同一配方(recipe)的不同型式晶片(诸如，DRAM、SRAM、逻辑、BiCMOS，等等)的开回路功率进行调谐，因而浪费许多时间。此外，不当的开回路功率会造成晶片破损、晶片变形及由于警报的低正常运转时间(UP TIME)。

发明内容

鉴于上述已知RTP的缺点，本发明的目的在于提供一种改良的RTP制程，亦即，一种免除RTP制程中的开回路阶段的晶片处理装置及晶片处理方法。

依据本发明的一实施例，提供一种晶片处理装置，包含：一预热室，用以加热晶片至一预定温度；RTP室，用以于闭回路控制下加热晶片；及一冷却室，用以冷却晶片至80℃以下。

依据上述晶片处理装置，其中该预定的温度为550℃。

依据上述晶片处理装置，其中该预热室中的晶片温度由热耦合(thermocouple)温度计所检测。

依据本发明的另一实施例，提供一种用于晶片处理的预热室，包含：一本体；一设于本体的一端的气体入口；多块加热板；一设于本体的另一端的气体出口；一气体管路，其连接该气体入口及该气体出口；一气体循环器，其设于该气体管路中；及一热耦合温度计。

依据上述预热室，其中该气体为氮气。

依据本发明的又另一实施例，提供一种晶片处理方法，包含：于一预热室中将晶片加热至一预定的温度；及接着将晶片移至RTP室以直接于闭回路控制下进行晶片加热。

依据上述晶片处理方法，其中该预定的温度为550℃。

依据上述晶片处理方法，进一步包含将晶片从RTP室移至冷却室以将晶片冷却至80℃以下。

本发明的晶片处理方法具有下列优点：

(1)制程工程师无须调谐开回路功率，且易于维护RTP的配方。

(2)所有不同型式晶片均可使用相同的配方，而使制程工程师无须忧虑温度设定点及制程时间。

(3)避免晶片破损、晶片变形及由于警报的低正常运转时间(UP TIME)。

附图说明

图1显示了依据本发明的一实施例的晶片处理装置；

图2显示了依据本发明的晶片处理装置中的预热室的一透视图；

图3显示了沿着图2中的线段AA的预热室的横断面视图；及

图4显示了依据本发明的一实施例的晶片处理方法的流程图。

具体实施方式

以下参考较佳实施例以说明本发明。为简化本发明的叙述，以下说明并未涵盖完整的半导体制程，其中省略熟悉此项技术者所熟知的一般半导体制程的详细步骤。

图1是依据本发明的一实施例的晶片处理装置100的概略图形。晶片处理装置100包含承载室(load lock chamber)110，用以载入晶片、一预热室120，用以加热晶片至550℃的温度、RTP室130，用以于闭回路控制下加热晶片；及一冷却室140，用以冷却晶片至80℃以下。

依据此实施例，RTP室130中仅执行闭回路控制下的晶片加热，而以预热室120取代已知技术的RTP制程中的开回路加热。因此，得以避免开回路加热所常造成的晶片破损、变形等缺点，并藉此增进半导体制程的效率。

参考图2及图3以进一步说明依据本发明的预热室120的结构及其操作方式。如图2及图3所示，预热室120包含一本体121、一设于本体121的一侧上的气体入口122、设于本体121的前侧壁中的多个闸门123及内管125、多块加热板124、一设于本体121的底部且与内管125相通的气体出口126、一气体管路127、一气体循环器128及一热耦合温度计129。操作时，首先将晶片200固持于本体121中央处，接着由气体入口122导入氮气并以加热板124加热晶片200。氮气用以避免预热室120中的热损失。其中本体121的高度H被设定为足以轻易且均匀地加热晶片200。氮气充斥于本体121中并从闸门123经由内管125而自气体出口126流出至气体管路127。如图2所示，该气体管路127连接该气体入口122与该气体出口126。接着利用气体循环器(pump)128以使氮气经由气体管路127而再次从气体入口122进入本体121，如此使氮气不会逸失且得以循环使用而节省成本。需注意，预热室120中的温度是由传统加热技术的热耦合温度计129所检测，而非RTP制程中的利用光学方式检测的高温计(pyrometer)。因此，无须担忧晶片在500℃以下由于呈现半透明状态而无法准确检测其温度的问题。

接下来，参考图4以说明依据本发明的晶片处理方法。图4显示依据本发明的一实施例的晶片处理方法的流程图。

首先，将晶片置入承载室中(步骤410)，其中晶片通常已完成植入制程。接着，将晶片移入预热室(步骤420)；并加热晶片至550℃(步骤430)。需注意，预热室中的温度是由热耦合温度计所检测，而非使用以光学方式检测的高温计。此时，将已加热至550℃的晶片移至RTP室(步骤440)；并于闭回路控制下加热晶片至所欲温度(步骤450)。此RTP室中的温度的检测使用藉由光学方式的高温计。最后，再将晶片移至冷却室以冷却晶片至80℃以下(步骤460)。

以上描述了本发明的代表性实施例，而熟悉此项技术人士将轻易了解其他额外的修饰及修改均为可行的。因此，本发明的最广泛型态并不限定于此处所示及描述的特定细节及代表性实施例。故各个实施例可被执行而不背离一般发明概念的精神及范围，且可于后附申请专利范围以及其同等物的完整范围内被修改。

Claims (8)

1、一种晶片处理装置，包含：

一预热室，用以加热晶片至一预定温度；

RTP室，用以于闭回路控制下加热晶片；及

一冷却室，用以冷却晶片至80℃以下。

2、如权利要求1所述的晶片处理装置，其特征在于，该预定的温度为550℃。

3、如权利要求1所述的晶片处理装置，其特征在于，该预热室中的晶片温度是由热耦合温度计所检测。

4、一种用于晶片处理的预热室，包含：

一本体；

一设于本体之一端的气体入口；

多块加热板；

一设于本体的另一端的气体出口；

一气体管路，其连接该气体入口及该气体出口；

一气体循环器，其设于该气体管路中；及

一热耦合温度计。

5、如权利要求4所述的预热室，其特征在于，该气体为氮气。

6、一种晶片处理方法，包含：

在一预热室中将晶片加热至一预定的温度；及

接着将晶片移至RTP室以直接于闭回路控制下进行晶片加热。

7、如权利要求6所述的晶片处理方法，其特征在于，该预定的温度为550℃。

8、如权利要求6所述的晶片处理方法，其特征在于，进一步包含将晶片从RTP室移至冷却室以将晶片冷却至80℃以下。

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