[发明专利]一种半导体材料退火装置及退火方法

说明书

本发明公开了一种半导体材料退火装置及退火方法，涉及半导体制造技术领域，其中，一种半导体材料退火装置，包括：转移室，转移室内设有载样台，转移室上活动设有样品传送装置；第一加热室，第一加热室与转移室相连通；第二加热室，第二加热室与转移室相连通；冷却室，冷却室与转移室相连通；旋转升降机构，旋转升降机构与载样台相连接，旋转升降机构用于带动载样台并带着样品在第一加热室、第二加热室和冷却室之间进行转换。本申请的退火装置不仅可以实现连续加热，无需进行重复升温降温操作，有效降低工作过程能耗以及提高退火效率，且每个室既可以配合工作，也可以单独工作，进一步降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种半导体材料退火装置及退火方法。

背景技术

在半导体行业中，对半导体材料进行热处理必不可少，其主要目的是释放内应力、增加材料的延展性、减少变形和裂纹趋势，同时也可以改变半导体材料表面或内部的晶相组织结构、消除缺陷等，获得所需的特定性能。在实际生产中，退火处理是半导体材料热处理工艺中最常用的手段之一。

目前现有的退火装置，一般包括两个腔室，即一个加热腔室和一个冷却腔室；加热腔室用于对半导体材料加热升温并保温至特定时间做退火处理，而冷却腔室则用于对经过退火工艺的半导体材料做降温处理，两个腔室之间用传送装置进行位置变换。然而，采用所述现有退火装置进行退火处理时，每个工作制程只能对有限个单位的半导体材料进行退火处理，并且每个工作制程都需要经过多次升温降温操作，使得整个退火装置在使用中，能量消耗较多，退火效率较低。

发明内容

1、发明要解决的技术问题

针对现有退火装置在使用时，要经过多次升温降温操作，导致能量消耗较多，退火效率较低的技术问题，本发明提供了一种半导体材料退火装置及退火方法，它可以实现连续加热，无须重复升温降温操作，有效降低了能耗，并提高了退火效率。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种半导体材料退火装置，包括：转移室，所述转移室内设有载样台，所述转移室上活动设有样品传送装置，所述样品传送装置用于载样台上样品的放置与移出；第一加热室，所述第一加热室与所述转移室相连通，所述第一加热室用于对样品进行热解处理；第二加热室，所述第二加热室与所述转移室相连通，所述第二加热室用于对样品进行退火处理；冷却室，所述冷却室与所述转移室相连通，所述冷却室用于对所述第一加热室或者所述第二加热室处理后的样品进行冷却处理；旋转升降机构，所述旋转升降机构与所述载样台相连接，所述旋转升降机构用于带动所述载样台并带着样品在所述第一加热室、所述第二加热室和所述冷却室之间进行转换。

在本申请中，通过样品传送装置将样品放置到转移室内的载样台上，此时，启动旋转升降机构进行旋转和升降操作，由于载样台与所述旋转升降机构相连接，故载样台在旋转升降机构的带动下带着样品由转移室进入到第一加热室内进行低温加热并进行热解处理；热解完成后，旋转升降机构将第一加热室内的样品转移到第二加热室内进行高温加热并进行退火处理；退火完成后，通过旋转升降机构将样品再次转移到第一加热室内去除样品表面的碳膜；最后将样品转移到冷却室进行冷却处理，冷却处理后的样品则通过样品传送装置移出转移室。之后可以继续重复上述步骤进行下一个样品的退火处理。同时，在本申请中，各个室可以单独进行工作，如第一加热室可以作为马弗炉使用，进行低温加热处理。由此可知，相比于现有的退火装置，本申请的退火装置不仅可以实现连续加热，无需进行重复升温降温操作，有效降低工作过程能耗以及提高退火效率，且每个室既可以配合工作，也可以单独工作，进一步降低了成本。

可选的，所述第一加热室、所述第二加热室和所述冷却室的中心投射到同一平面上，所述第一加热室、所述第二加热室和所述冷却室的中心之间以同心圆的方式均匀分布。