應用材料公司本周三推出了新款Vantage Vulcan RTP快速退火設備，這款RTP機型采用了晶圓背面加熱技術，可以顯著改善RTP處理中晶圓表面芯片核心內部各部分的溫度均一性。
新型晶體管設計需要的RTP退火處理項目圖解 應用半導體公司硅系統集團前端制程用設備部門的總經理Sundar Ramamurthy表示，芯片的核心尺寸近年來不斷增長，這樣便導致在退火處理時，核心內部晶體管密度較大的區域與較小的區域的退火溫度均一性控制的難度加大。另外一方面，核心內部集成的晶體管尺寸卻在不斷縮小，而制造晶體管過程中采取的RTP退火處理次數則有所增加，這就需要對RTP退火的過程進行更嚴格的控制。在這樣的背景下，應用材料公司推出了業內首款采用背面加熱設計的RTP設備。
圖中可見，在相對于晶圓片底部的位置，Vantage Vulcan RTP快速退火設備上設計了一套蜂窩狀加熱燈組。 在這款RTP設備上，蜂巢式設計的燈組被分為18個區域，其可控的退火處理溫度范圍也比舊款產品有較大的增加，達到了75-1300°C。Ramamurthy介紹說：“為了較大地降低觸點結構的電阻，觸點材料一般需要較低的RTP退火處理溫度，而這套設備的RTP退火溫度則可以控制在低于250°C的水平，這對我們的客戶而言無疑是一個好消息。” 另外，采用背部加熱設計后，新機型的溫度波動范圍則從以往的9°C降低到了3°C.即使在RTP退火處理的升溫速度正處于每秒200°C的較高水平時，晶圓上每塊芯片內部的溫差也可以控制在3°C范圍之內。 相比直接輻射式設計的RTP退火設備，背部加熱設計可以減小加工后的晶圓表面進行RTP處理時的熱點數量，這樣便減小了晶圓上各個晶體管的性能波動幅度，而晶體管的性能波動幅度過大則可導致芯片的性能下降。 Vantage Vulcan機型采用的閉環控制系統在從室溫加溫到1300°C的過程中，可以動態地控制晶圓表面的溫度。因此即使是在處理具有反射性表面的晶圓時，這種機型也可以從容應對，而不需要芯片制造商修改其它制造工藝或制造器件用的材料等。 Sundar Ramamurthy還透露，應用材料公司一直在與部分客戶合作完善這款RTP設備，而且目前公司已經收到了來自多個客戶的訂單，這些客戶正計劃提升其28nm產品的產能（聽起來好像臺積電，GLOBALFOUNDRIES非常符合這個特征）。另外他還預計，這款RTP設備的市場規模大概在5億美元左右。 |
