專利名稱：半導(dǎo)體晶片退火用的燈管退火爐及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用在半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的燈管退火爐或燈管退火設(shè)備，特別涉及用燈管退火爐退火處理半導(dǎo)體晶片時(shí)，對(duì)半導(dǎo)體晶片的溫度的控制。
借助于附圖，我們來(lái)描述普通燈管退火設(shè)備或燈管退火爐。如圖6所示，普通燈管退火爐包括對(duì)放在其內(nèi)的晶片進(jìn)行退火的用石英做成的腔室1，置于腔室1上方且產(chǎn)生紅外輻射的燈管2，放在腔室1下用于測(cè)量被燈管2加熱的晶片的溫度的高溫計(jì)，和腔室1內(nèi)用于支撐晶片4的支撐部件5。
普通燈管退火爐是一片一片進(jìn)行處理的單片退火設(shè)備。在這種設(shè)備中，為進(jìn)行退火，首先把晶片4放在腔室1中的支撐構(gòu)件5上。然后，給燈管2通電，隨即燈管產(chǎn)生紅外輻射。產(chǎn)生的紅外線穿過(guò)腔室的上壁，輻射到晶片4上。通過(guò)紅外線的輻射，加熱晶片，被加熱的晶片4發(fā)出的光穿透腔室1的下壁。用高溫計(jì)3測(cè)量穿透腔室1的下壁的光并產(chǎn)生溫度指示。參考溫度指示，晶片的加熱溫度可以調(diào)整到適當(dāng)?shù)闹?。這樣一片一片地進(jìn)行退火。
在圖2所示及上面描述的普通燈管退火爐中，當(dāng)對(duì)將成為產(chǎn)品的晶片退火時(shí)，雜質(zhì)、顆粒、分子和其它類似物會(huì)從晶片內(nèi)部或生長(zhǎng)在晶片上的薄膜中揮發(fā)出來(lái)。當(dāng)進(jìn)行多次退火時(shí)，腔室的內(nèi)壁會(huì)因揮發(fā)而被逐漸沾污。因此，從被加熱的晶片輻射出的光和到達(dá)高溫計(jì)3的光部分地被位于高溫計(jì)3上方的被沾污的腔室的內(nèi)壁反射或吸收。結(jié)果，穿過(guò)腔室1的下壁及到達(dá)高溫計(jì)3的光強(qiáng)發(fā)生了改變，晶片4的實(shí)際溫度和高溫計(jì)3測(cè)出的溫度存在偏差。因此，不可能適當(dāng)?shù)乜刂凭耐嘶饻囟取?br> 為了控制晶片的退火溫度的變化或偏差，公開(kāi)的日本專利2-132824提出了一種燈管退火爐。在這種燈管退火爐中，在溫度上升和下降時(shí)具有和硅片相同特性的監(jiān)視晶片放在待退火硅片的旁邊，用輻射溫度計(jì)監(jiān)視晶片的溫度并對(duì)溫度進(jìn)行控制。
然而，在公開(kāi)的日本專利2-132824中公布的燈管退火爐中，因?yàn)楸O(jiān)視晶片和待退火的晶片放在同一腔室中，所以因腔室的沾污的內(nèi)壁引起的晶片的實(shí)際溫度和測(cè)量溫度差不能消除，也不能進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮椭貜?fù)的退火。
為了解決上面提到的常規(guī)技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是改善燈管退火爐的退火溫度的重復(fù)性和穩(wěn)定產(chǎn)品晶片的特性。
本發(fā)明提供一種對(duì)產(chǎn)品晶片進(jìn)行退火的燈管退火爐。該燈管退火爐包括放置待退火的產(chǎn)品晶片或樣本晶片的第一腔室，與第一腔室鄰近的僅放置樣本晶片的第二腔室，測(cè)量所述第一腔室和所述第二腔室內(nèi)的晶片溫度的高溫計(jì)裝置，為加熱所述第一腔室和所述第二腔室內(nèi)的晶片的燈管裝置。
周期性地，把一片樣本晶片放入所述第一腔室替換所述產(chǎn)品晶片，并且同時(shí)把另一片樣本晶片放入所述第二腔室。同時(shí)對(duì)兩片晶片進(jìn)行加熱，用所述高溫計(jì)裝置測(cè)量在所述第一腔室內(nèi)的所述樣本晶片的溫度和所述第二腔室內(nèi)的所述樣本晶片的溫度。檢測(cè)出由所述高溫計(jì)裝置測(cè)量的所述第一腔室內(nèi)的所述樣本晶片的溫度和所述第二腔室內(nèi)的所述樣本晶片的溫度之間的溫度差，當(dāng)用所述燈管加熱所述第一腔室內(nèi)的產(chǎn)品晶片時(shí)，基于所述差值補(bǔ)償所述燈管裝置產(chǎn)生的光強(qiáng)。
從下面借助于附圖的詳細(xì)描述中，我們可以更加清楚地明白本發(fā)明的這些和其它特征及優(yōu)點(diǎn)，參考數(shù)字在全部附圖中表示相同或?qū)?yīng)的部件。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例說(shuō)明燈管退火爐的透視圖；圖2是涉及用圖1中的燈管退火爐中的樣本晶片校準(zhǔn)高溫計(jì)的過(guò)程的方框圖；圖3是當(dāng)在一預(yù)定溫度范圍內(nèi)的每一點(diǎn)溫度都得到相應(yīng)的補(bǔ)償值時(shí)，目標(biāo)溫度的曲線圖；圖4是當(dāng)兩樣本晶片的溫度按圖3中的曲線變化時(shí)兩片樣本晶片的溫度之間的關(guān)系曲線圖；圖5是在進(jìn)行了圖2所示的高溫計(jì)校正處理后與圖1中的退火爐中的產(chǎn)品晶片退火溫度控制相關(guān)的組成方框圖；圖6是說(shuō)明普通燈管退火爐的透視圖。
下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燈管退火爐的透視圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燈管退火爐還包括附屬腔室7。附屬腔室7置于在作為加熱器的燈管8下用作對(duì)產(chǎn)品晶片(其上生長(zhǎng)有薄膜或類似物)退火的腔室6的旁邊。腔室6和附屬腔室7通過(guò)隔板13相鄰地安放。
為了測(cè)量腔室6和7中的晶片的溫度，分別在腔室6和腔室7下放有高溫計(jì)9和10，例如可以是輻射高溫計(jì)、光電子高溫計(jì)、光學(xué)高溫計(jì)和類似裝置。
腔室6，腔室7，隔板13和放置晶片的支撐部件14、15可以用石英制造。當(dāng)在腔室6中的支撐部件14上放置晶片后進(jìn)行退火工藝時(shí)，在腔室6中通入氮?dú)猓ㄟ^(guò)燈管8把晶片加熱到近400～1100攝氏度，最好為1000攝氏度。在進(jìn)行退火和把晶片拿出后，其它晶片(產(chǎn)品晶片)通過(guò)單個(gè)晶片工藝一個(gè)一個(gè)順序地載入腔室6，并且順序地進(jìn)行退火工藝。
在對(duì)預(yù)定數(shù)量的產(chǎn)品晶片進(jìn)行退火后或在進(jìn)行了預(yù)定的退火時(shí)間后，把樣本晶片11放入腔室6代替產(chǎn)品晶片，同時(shí)樣本晶片12放入附屬腔室7中。樣本晶片11和12可以是其上沒(méi)有生長(zhǎng)薄膜和類似物且實(shí)質(zhì)上不會(huì)揮發(fā)的裸露硅片。然后，腔室6和7中的樣本晶片9和10同時(shí)被燈管8加熱。其后，通過(guò)高溫計(jì)9和10測(cè)量腔室6和7中的樣本晶片11和12的溫度，得到或計(jì)算出樣本晶片11和12的測(cè)量溫度之差。用測(cè)量的溫度之間的差值校準(zhǔn)高溫計(jì)9和補(bǔ)償退火溫度。每一次樣本晶片12放入附屬腔室7時(shí)，都校準(zhǔn)高溫計(jì)9。
當(dāng)對(duì)退火溫度進(jìn)行補(bǔ)償后，把沒(méi)有長(zhǎng)有薄膜和類似物的樣本硅片放入附屬腔室7中并置于支撐部件15上，同時(shí)樣本晶片11放入腔室6中并置于支撐部件14上。因?yàn)闃颖揪?2不是產(chǎn)品晶片，晶片上沒(méi)有生長(zhǎng)薄膜或類似物，不會(huì)發(fā)生揮發(fā)。因此，不像腔室6，沒(méi)有裝載產(chǎn)品晶片而僅裝載樣本晶片的腔室7不會(huì)受產(chǎn)品晶片揮發(fā)的沾污。然后，通過(guò)高溫計(jì)10測(cè)量附屬腔室7中的樣本晶片12的溫度，通過(guò)高溫計(jì)9測(cè)量腔室6中的樣本晶片11的溫度。
晶片11和晶片12同時(shí)被燈管8加熱，并且晶片11和晶片12的實(shí)際溫度實(shí)質(zhì)上是相同的。這是因?yàn)榘óa(chǎn)品晶片在內(nèi)的晶片通常是放在腔室下壁，并且周圍氣體像氮?dú)夂皖愃茪怏w主要從晶片的上表面和腔室的上壁的內(nèi)表面之間流過(guò)。因此，腔室的上壁的沾污小于腔室下壁的沾污。用高溫計(jì)10和9測(cè)出的樣本晶片12和11的測(cè)量溫度之差分別是由腔室6的內(nèi)壁的沾污引起的。通過(guò)校準(zhǔn)測(cè)量腔室6中的晶片溫度的高溫計(jì)9，以便由高溫計(jì)9測(cè)量的樣本晶片11的溫度和由高溫計(jì)10測(cè)量的樣本晶片12的溫度一致，腔室6對(duì)測(cè)量產(chǎn)品晶片的溫度的影響能夠消除并且產(chǎn)品晶片的處理溫度的重復(fù)性能夠得到改善。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燈管退火爐中，周期性地補(bǔ)償或校正退火溫度，例如，每個(gè)預(yù)定時(shí)期，比如每個(gè)月，或預(yù)定處理晶片數(shù)，例如每1000片。
圖2是涉及用圖1中的燈管退火爐中的樣本晶片校準(zhǔn)高溫計(jì)的結(jié)構(gòu)方框圖。應(yīng)當(dāng)注意到圖2中的結(jié)構(gòu)可以用任何方式實(shí)現(xiàn)，例如，硬件電路、包含軟件的計(jì)算機(jī)及其它方式。如圖2所示，當(dāng)對(duì)退火溫度進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，為了處理產(chǎn)品晶片在腔室6中裝入樣本晶片，并且同時(shí)在附屬腔室7中裝入樣本晶片12。在這種條件下，樣本晶片11和12同時(shí)被燈管8加熱。
高溫計(jì)9測(cè)量樣本晶片11的溫度，并且由模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器組成的數(shù)字部分16產(chǎn)生被測(cè)量溫度T1的數(shù)字值，同時(shí)高溫計(jì)10測(cè)量樣本晶片12的溫度，并且數(shù)字部分17由模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生測(cè)量溫度T2的數(shù)字值。應(yīng)當(dāng)注意到高溫計(jì)9和10可以分別包含數(shù)字部分16、17。
在這種情況下，在退火產(chǎn)品晶片過(guò)程中產(chǎn)生的揮發(fā)會(huì)沾污腔室6的內(nèi)壁，并且，另一方面腔室7的內(nèi)壁不會(huì)被沾污，這是因?yàn)樵谇皇?中并不對(duì)產(chǎn)品晶片進(jìn)行退火而僅僅是放入硅樣本晶片。盡管樣本晶片11和樣本晶片12實(shí)質(zhì)上同時(shí)被相同的熱源加熱，也就是燈管8，但是因?yàn)榍皇?和腔室7的沾污程度不同，因此引起高溫計(jì)9測(cè)量的樣本晶片11的溫度T1和高溫計(jì)10測(cè)量的樣本晶片12的溫度T2的不同。
由數(shù)字部分16和17產(chǎn)生的數(shù)值的測(cè)量溫度T1和T2輸入到差分部分18。差分部分18產(chǎn)生測(cè)量溫度T1和測(cè)量溫度T2之間的差值dT=T1-T2。當(dāng)由高溫計(jì)9測(cè)出的腔室6中的晶片溫度為T1時(shí)，差值dT被輸入并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分19中作為在測(cè)量溫度T1中的補(bǔ)償值，存儲(chǔ)部分19可以由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器或類似裝置組成。應(yīng)當(dāng)注意到，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分19中的補(bǔ)償值dT(T1)可以通過(guò)下面方式得到，在一預(yù)定時(shí)間內(nèi)多次采集上面提到的差值dT得到多個(gè)值，然后求平均值。
另一方面，由數(shù)字部分16產(chǎn)生的測(cè)量溫度T1的數(shù)據(jù)值也輸入到補(bǔ)償部分20中。在補(bǔ)償部分20中，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分19中的補(bǔ)償值dT(T1)加到測(cè)量溫度T1中，并且從補(bǔ)償部分20輸出樣本晶片11的補(bǔ)償溫度T1a，加到控制部分21上，這里T1a=T1+dT(T1)=T2。控制部分21也接收由數(shù)據(jù)輸入部分23(像數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入設(shè)備，微型計(jì)算機(jī)和類似裝置)輸入的目標(biāo)溫度T3的數(shù)據(jù)?？刂撇糠?1比較補(bǔ)償?shù)臏囟萒1a和目標(biāo)溫度T3，并且產(chǎn)生補(bǔ)償溫度T1a和目標(biāo)溫度T3之間的誤差數(shù)據(jù)，該誤差數(shù)據(jù)被加到電壓控制的電壓源22以調(diào)整燈管的輸出的電壓和調(diào)整燈管的光強(qiáng)或亮度以便使補(bǔ)償溫度T1變到預(yù)定的目標(biāo)控制溫度T3。
有可能得到在較寬的溫度范圍內(nèi)的各種溫度的補(bǔ)償值dT(T1)并將這些補(bǔ)償值dT(T1)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分19中。因此，有可能斷續(xù)或連續(xù)地改變目標(biāo)溫度T3并且順序地把補(bǔ)償值dT(T1)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分19中。圖3是表示在一退火校正過(guò)程中樣本晶片的目標(biāo)溫度T3的溫度變化基本特性的一實(shí)例的曲線圖，其中縱座標(biāo)表示樣本晶片的目標(biāo)溫度T3，橫坐標(biāo)表示時(shí)間。因?yàn)樵诎ǔ１挥米鳟a(chǎn)品晶片實(shí)際退火溫度的一個(gè)溫度范圍內(nèi)的補(bǔ)償值，例如1000攝氏度，是特別重要的，在上面提到的溫度范圍內(nèi)，溫度的變化率會(huì)如圖3所示下降。例如在圖3中，變化率在從900℃到1100℃的溫度范圍內(nèi)下降。
圖4是當(dāng)溫度按圖3中的特性曲線變化時(shí)樣本晶片11和樣本晶片12之間的溫度關(guān)系曲線圖。在圖4中，縱坐標(biāo)表示樣本晶片12的溫度，橫坐標(biāo)表示樣本晶片11的溫度。在圖4中，實(shí)線表示由數(shù)字部分17輸出的測(cè)量溫度T2和由數(shù)字部分16輸出的測(cè)量溫度T1之間的關(guān)系。圖4中的虛線表示樣本晶片11和12的實(shí)際溫度之間的關(guān)系。由虛線表示的樣本晶片11和12的實(shí)際溫度的關(guān)系應(yīng)該是相等的。在樣本晶片11的每一溫度上，虛線和實(shí)線的溫度差是由腔室6的內(nèi)壁的沾污引起的晶片測(cè)量溫度的誤差，并且虛線和實(shí)線的溫度差存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分19中作為在每一溫度變化值的補(bǔ)償值dT(T1)。在圖4的例子中，例如腔室6中的晶片測(cè)量溫度是950、1000和1050攝氏度時(shí)，在這些溫度上的補(bǔ)償值分別是+9、+10和+12攝氏度。通過(guò)采用這些補(bǔ)償值，有可能補(bǔ)償在一寬的溫度范圍內(nèi)腔室6中的任何一晶片的測(cè)量溫度。因此，通過(guò)采用一個(gè)燈管退火爐，可以在各種退火溫度下對(duì)各種產(chǎn)品晶片進(jìn)行精確地退火。
圖5示出了在圖1退火爐中的產(chǎn)品晶片退火處理過(guò)程中涉及溫度控制的電路部分的結(jié)構(gòu)示意方框圖。
在退火工藝中，產(chǎn)品晶片放入腔室6中。在這種情況下，附屬腔室7中沒(méi)有放入晶片。由燈管8對(duì)產(chǎn)品晶片進(jìn)行加熱和退火。高溫計(jì)9測(cè)量產(chǎn)品晶片24的溫度，而數(shù)字部分16產(chǎn)生測(cè)量溫度T4的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。測(cè)量的溫度T4的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入到補(bǔ)償部分20。在補(bǔ)償部分20中，對(duì)應(yīng)于測(cè)量溫度T4的補(bǔ)償值dT(T4)被加到自數(shù)字部分16輸人的測(cè)量的溫度T4中。補(bǔ)償值dT(T4)從存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分19中的補(bǔ)償值中得到，或從T4附近的溫度的補(bǔ)償值中通過(guò)內(nèi)插法計(jì)算得到。補(bǔ)償部分20輸出產(chǎn)品晶片24的補(bǔ)償測(cè)量溫度T4a，且被輸入到控制部分21中，其中T4a=T4+dT(T4)。
控制部分20也接收從數(shù)據(jù)輸入部分23輸入的預(yù)定目標(biāo)溫度T5的數(shù)據(jù)?？刂撇糠?1對(duì)補(bǔ)償溫度T4a和目標(biāo)溫度T5進(jìn)行比較并產(chǎn)生T4a和T5之間的誤差數(shù)據(jù)，該誤差數(shù)據(jù)輸入到電壓控制的電源22以調(diào)整來(lái)自燈管8的光強(qiáng)，以便使產(chǎn)品晶片24的補(bǔ)償測(cè)量溫度T4a成為目標(biāo)溫度T5。用這種方法，由腔室6的沾污引起的產(chǎn)品晶片24測(cè)量溫度的誤差得到補(bǔ)償，并且通過(guò)使用被補(bǔ)償?shù)臏y(cè)量溫度使產(chǎn)品晶片24的退火溫度也得到正確地調(diào)整。因此可以在預(yù)定的目標(biāo)溫度T5下精確地對(duì)產(chǎn)品晶片24進(jìn)行退火。
因?yàn)橐獙?duì)許多晶片進(jìn)行連續(xù)的退火，來(lái)自產(chǎn)品晶片的揮發(fā)造成的腔室6的下內(nèi)壁的沾污會(huì)逐漸增加，并且高溫計(jì)9測(cè)量的產(chǎn)品晶片的溫度和產(chǎn)品晶片的實(shí)際溫度間的溫差也會(huì)變大。結(jié)果，如圖2所示的用樣本晶片的高溫計(jì)的校準(zhǔn)需周期性的進(jìn)行，例如每一預(yù)定數(shù)量的退火晶片或每一預(yù)定退火時(shí)間，即校準(zhǔn)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分19中的補(bǔ)償值dT(T1)。然后，使用更新過(guò)的補(bǔ)償值，像圖5描述的那樣調(diào)整產(chǎn)品晶片的退火溫度。用這種方法，由產(chǎn)品晶片的揮發(fā)引起的腔室沾污而導(dǎo)致退火溫度的偏差能夠避免。
在另一實(shí)施例中，像數(shù)字顯示器件一類的顯示器被用來(lái)顯示數(shù)字部分16和17的輸出溫度。顯示器被用來(lái)手動(dòng)控制退火溫度，例如，當(dāng)產(chǎn)品晶片常常在相同溫度T5下退火。在這種情況下，當(dāng)由數(shù)字部分17輸出的樣本晶片12的測(cè)量溫度成為T5時(shí)，由數(shù)字部分16輸出的樣本晶片11的測(cè)量溫度T6人工地讀出。然后，當(dāng)在產(chǎn)品晶片退火過(guò)程中調(diào)整溫度時(shí)，退火溫度的目標(biāo)值表示調(diào)整到T5而是T6，因此控制部分21控制電壓控制電源22到燈管8的輸出電壓，以便使數(shù)字部分16輸出的產(chǎn)品晶片24的測(cè)量溫度T4成為T6。在這種情況下，不使用上面提到的差分部分18、存儲(chǔ)部分19和補(bǔ)償部分20，就能夠在預(yù)定的退火溫度下對(duì)產(chǎn)品晶片進(jìn)行正確的退火。同樣，也可以把電源22的輸出電壓做成手動(dòng)調(diào)節(jié)的，并且手動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓以便使由高溫計(jì)9測(cè)量和數(shù)字部分16輸出的產(chǎn)品晶片24的測(cè)量溫度成為T6。在這種情況下，可以省略控制部分21和數(shù)據(jù)輸入部分23。
根據(jù)本發(fā)明，產(chǎn)品晶片的退火溫度的重復(fù)性可以得到提高，并且產(chǎn)品晶片的特性和參數(shù)能夠得到精確的控制和穩(wěn)定。這是因?yàn)橹芷谛缘匮a(bǔ)償產(chǎn)品晶片的退火溫度，致使退火溫度和不存在產(chǎn)品晶片的揮發(fā)影響的腔室的測(cè)量溫度相同。因此，可以經(jīng)常在溫度等于腔室沒(méi)有沾污的條件下的溫度下進(jìn)行退火。因此，可以在不受腔室沾污的影響下，穩(wěn)定地重復(fù)地進(jìn)行退火。
在這之前的說(shuō)明中，借助于詳細(xì)的實(shí)施例描述了本發(fā)明。然而，在不超出下面的權(quán)利要求所述的本發(fā)明的范圍，是可以作出各種修改和變化的。因此，說(shuō)明書和附圖只是起說(shuō)明的作用而不是起限制的作用，并且所有的這些修改是在本發(fā)明的范圍內(nèi)的。也就是說(shuō)，本發(fā)明包括附屬權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有修改和變化。
權(quán)利要求
1．一種對(duì)產(chǎn)品晶片進(jìn)行退火的燈管退火爐，其特征在于包括裝載待退火的產(chǎn)品晶片或樣本晶片的第一腔室；與所述的第一腔室相鄰只用于裝載樣本晶片的第二腔室；測(cè)量在所述第一腔室內(nèi)的晶片溫度和測(cè)量在所述第二腔室內(nèi)的晶片溫度的高溫計(jì)裝置；以及加熱所述第一腔室內(nèi)的晶片和所述第二腔室內(nèi)的晶片的燈管裝置。
2．如權(quán)利要求1所述的燈管退火爐，其特征在于所述高溫計(jì)裝置包括用于測(cè)量所述第一腔室內(nèi)的晶片溫度的第一高溫計(jì)和用于測(cè)量所述第二腔室內(nèi)的晶片溫度的第二高溫計(jì)。
3．如權(quán)利要求1所述的燈管退火爐，其特征在于所述燈管裝置可以同時(shí)加熱所述第一腔室內(nèi)的晶片和所述第二腔室內(nèi)的晶片。
4．如權(quán)利要求1所述的燈管退火爐，其特征在于所述樣本晶片是實(shí)質(zhì)上無(wú)任何揮發(fā)的硅晶片。
5．如權(quán)利要求1所述的燈管退火爐，其特征在于一樣本晶片被周期性地放入所述第一腔室內(nèi)替代所述產(chǎn)品晶片，并且一樣本晶片被同時(shí)放入所述第二腔室內(nèi)，其中兩塊樣本晶片同時(shí)被所述燈管加熱，并且所述第一腔室內(nèi)的所述樣本晶片和所述第二腔室內(nèi)的所述樣本晶片的溫度都用所述高溫計(jì)裝置來(lái)測(cè)量。
6．如權(quán)利要求5所述的燈管退火爐，其特征在于檢測(cè)出由所述高溫計(jì)裝置測(cè)量出的所述第一腔室內(nèi)的所述樣本晶片的溫度和所述第二腔室內(nèi)的所述樣本晶片的溫度之間的溫度差，當(dāng)用所述燈管裝置加熱所述第一腔室內(nèi)的產(chǎn)品晶片時(shí)，根據(jù)所述溫度差補(bǔ)償所述燈管裝置產(chǎn)生的光強(qiáng)。
7．一種對(duì)產(chǎn)品晶片進(jìn)行退火的燈管退火爐，其特征在于包括裝載待退火的產(chǎn)品晶片或樣本晶片的第一腔室；與第一腔室相鄰僅用于裝載樣本晶片的第二腔室；用于測(cè)量裝入所述第一腔室內(nèi)的所述產(chǎn)品晶片或所述樣本晶片的溫度的第一高溫計(jì)；用于測(cè)量裝入所述第二腔室內(nèi)的所述樣本晶片溫度的第二高溫計(jì)；和對(duì)裝入所述第一腔室內(nèi)的所述產(chǎn)品晶片進(jìn)行加熱或退火的燈管裝置；其中當(dāng)一樣本晶片放入所述第一腔室，另一樣本晶片放入所述第二腔室時(shí)，所述燈管裝置可以同時(shí)加熱所述第一腔室內(nèi)的所述樣本晶片和所述第二腔室內(nèi)的所述另一樣本晶片。
8．如權(quán)利要求7所述的燈管退火爐，其特征在于還包括一比較裝置，其在樣本晶片放入所述第一腔室、樣本晶片放入所述第二腔室并且所述第一腔室內(nèi)和所述第二腔室內(nèi)的所述樣本晶片同時(shí)被所述燈管裝置加熱后，用來(lái)檢測(cè)用所述第一高溫計(jì)測(cè)出的所述第一腔室內(nèi)的樣本晶片的溫度和用所述第二高溫計(jì)測(cè)出的所述第二腔室內(nèi)的樣本晶片之間的溫度差；用于存儲(chǔ)由所述比較部件檢測(cè)出的所述溫度差的存儲(chǔ)部件；一補(bǔ)償裝置，其響應(yīng)于存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)部件中的所述溫度差，用來(lái)補(bǔ)償當(dāng)所述產(chǎn)品晶片在所述第一腔室內(nèi)時(shí)，由所述第一高溫計(jì)測(cè)量的所述第一腔室內(nèi)的所述產(chǎn)品晶片的溫度；一控制裝置，其調(diào)節(jié)加熱所述第一腔室內(nèi)的所述產(chǎn)品晶片的燈管的光強(qiáng)，以便使由所述第一高溫計(jì)測(cè)量和由所述補(bǔ)償部件補(bǔ)償?shù)乃霎a(chǎn)品晶片的溫度成為預(yù)定的退火目標(biāo)溫度。
9．如權(quán)利要求1所述的燈管退火爐，其特征在于所述燈管退火爐是一單個(gè)晶片退火爐。
10．如權(quán)利要求1所述的燈管退火爐，其特征在于所述高溫計(jì)裝置包括輻射高溫計(jì)。
11．如權(quán)利要求1所述的燈管退火爐，其特征在于所述高溫計(jì)裝置包括光電高溫計(jì)。
12．一種對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行退火的方法，其特征在于包括以下步驟把第一樣本晶片裝入第一腔室，并且把第二樣本晶片裝入和所述第一腔室相鄰的第二腔室；用燈管同時(shí)加熱所述第一腔室內(nèi)的所述第一樣本晶片和所述第二腔室內(nèi)的所述第二樣本晶片；用高溫計(jì)裝置測(cè)量所述第一腔室內(nèi)的被燈管加熱的所述第一樣本晶片的溫度和所述第二腔室內(nèi)的被燈管加熱的所述第二樣本晶片的溫度；檢測(cè)出由高溫計(jì)裝置測(cè)量的所述第一腔室內(nèi)的所述第一樣本晶片的溫度和所述第二腔室內(nèi)的所述第二樣本晶片的溫度之間的溫度差；把產(chǎn)品晶片放入所述第一腔室內(nèi)替代所述樣本晶片；和用所述燈管對(duì)所述產(chǎn)品晶片進(jìn)行退火；其中從所述燈管發(fā)出的光強(qiáng)是根據(jù)所述溫度差補(bǔ)償。
13．如權(quán)利要求12所述的對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行退火的方法，其特征在于所述第一和第二樣本晶片是實(shí)質(zhì)上不會(huì)揮發(fā)的硅晶片。
14．一種對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行退火的方法，其特征在于包括以下步驟把第一樣本晶片裝入第一腔室，并且把第二樣本晶片裝入和所述第一腔室相鄰的第二腔室；用燈管裝置同時(shí)加熱所述第一腔室內(nèi)的所述第一樣本晶片和所述第二腔室內(nèi)的所述第二樣本晶片；用第一高溫計(jì)裝置測(cè)量所述第一腔室內(nèi)的所述第一樣本晶片的溫度，用第二高溫計(jì)裝置測(cè)量所述第二腔室內(nèi)的所述第二樣本晶片的溫度，所述第一腔室內(nèi)的所述第一樣本晶片和所述第二腔室內(nèi)的所述第二樣本晶片同時(shí)被所述燈管裝置加熱；比較由所述第一高溫計(jì)測(cè)出的所述第一腔室內(nèi)的所述第一樣本晶片的溫度和由所述第二高溫計(jì)測(cè)出的所述第二腔室內(nèi)的所述第二樣本晶片的溫度；校準(zhǔn)所述第一高溫計(jì)以便使由所述第一高溫計(jì)測(cè)出的所述第一腔室內(nèi)的所述第一樣本晶片的溫度實(shí)質(zhì)上等于由所述第二高溫計(jì)測(cè)出的所述第二腔室內(nèi)的所述第二樣本晶片的溫度；把產(chǎn)品晶片放入所述第一腔室替代所述樣本晶片；和用燈管裝置對(duì)產(chǎn)品晶片進(jìn)行退火，其中控制所述燈管發(fā)出的光強(qiáng)以便使由所述第一高溫計(jì)測(cè)出、經(jīng)所述校準(zhǔn)步驟校準(zhǔn)的所述產(chǎn)品晶片的溫度變成預(yù)定的目標(biāo)退火溫度。
15．如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體晶片的退火方法，其特征在于所述第一和第二樣本晶片是實(shí)質(zhì)上無(wú)任何揮發(fā)的硅晶片。
全文摘要
一種用燈管裝置加熱和退火放入腔室內(nèi)的產(chǎn)品晶片的燈管退火爐。這種退火爐包括裝載產(chǎn)品晶片的第一腔室,僅僅裝載樣本晶片與第一腔室鄰近的第二腔室,測(cè)量第一腔室和第二腔室內(nèi)的溫度的高溫計(jì),和加熱第一腔室和第二腔室內(nèi)的晶片的燈管。樣本晶片被周期性地放入第一和第二腔室,用高溫計(jì)測(cè)量同時(shí)被燈管加熱的第一腔室和第二腔室內(nèi)的樣本晶片的溫度,并且當(dāng)對(duì)產(chǎn)品晶片進(jìn)行退火處理時(shí),根據(jù)溫度差補(bǔ)償燈管的光強(qiáng)。
文檔編號(hào)C30B31/12GK1230770SQ9910326
公開(kāi)日1999年10月6日 申請(qǐng)日期1999年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月2日
發(fā)明者塚本雅行 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社