[发明专利]半导体晶片热处理设备及方法

权利要求书

1.一种半导体晶片热处理设备，其特征在于，所述热处理设备包括：加热器(1)、工艺管(2)、密封板(3)、进气管(4)、排气管(5)、气体采集单元(6)和氧气含量测量单元(7)，所述工艺管(2)的管口垂直向下，所述工艺管(2)部分置于所述加热器(1)中，所述工艺管(2)的管口外沿处设置有法兰(8)，所述密封板(3)通过所述法兰(8)与所述工艺管(2)连接，所述排气管(5)的入口设于所述工艺管的侧壁(2)邻近管口处，所述进气管(4)的出口设于所述工艺管(2)上与管口相对的一端，所述气体采集单元(6)与所述排气管(5)的出口连接，所述氧气含量测量单元(7)与所述气体采集单元连接(6)。

2.如权利要求1所述的半导体晶片热处理设备，其特征在于，所述气体采集单元(6)包括：过渡管(6-1)和采集管(6-2)，所述过渡管(6-1)的入口与所述排气管(5)的出口连接，所述采集管(6-2)的入口自所述排气管(5)的出口伸入，所述采集管(6-2)的出口与所述氧气含量测量装置(7)连接。

3.如权利要求2所述的半导体晶片热处理设备，其特征在于，所述排气管(5)上距所述排气管(5)的出口预设距离处设有球碗(6-3)，所述过渡管(6-1)的入口外侧设有与所述球碗(6-3)相适应的球头(6-4)。

4.如权利要求2所述的半导体晶片热处理设备，其特征在于，所述采集管(6-2)穿过所述过渡管(6-1)，且与所述过渡管(6-1)一体成型。

5.如权利要求2所述的半导体晶片热处理设备，其特征在于，所述排气管(5)和采集管(6-2)均采用石英或碳化硅制成。

6.如权利要求1所述的半导体晶片热处理设备，其特征在于，所述氧气含量测量装置(7)包括：依次连接的转换接头(7-1)、气体冷却装置(7-2)、第一气动阀(7-3)、氧气分析仪(7-4)、第二气动阀(7-5)和为所述氧气分析仪(7-4)提供参照气体的气体存储腔体(7-6)。

7.如权利要求6所述的半导体晶片热处理设备，其特征在于，所述气体冷却装置(7-2)为气体冷却管。

8.如权利要求7所述的半导体晶片热处理设备，其特征在于，所述气体冷却管为波纹结构或螺旋结构。

9.如权利要求1～8任一项所述的半导体晶片热处理设备，其特征在于，所述热处理设备还包括：晶片承载装置(9)和晶片承载装置支撑基座(10)，所述晶片承载装置(9)设置于晶片承载装置支撑基座(10)上，所述晶片承载装置支撑基座(10)和晶片承载装置(9)均设置于所述工艺管内。

10.一种基于权利要求1～9任一项所述的半导体晶片热处理设备的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在预定的温度下，将晶片送入工艺管中的晶片承载装置中，将密封门与所述工艺管进行连接，所述工艺管与密封板连接后所形成的空间为反应腔室；

S2：通过进气管向所述反应腔室中通入稳定性气体，以减少所述反应腔室内的氧气含量，所述稳定性气体为不会参与工艺反应，且对人没有危害的气体；

S3：启动第一气动阀和第二气动阀，所述反应腔室内的气体通过采集管进入氧气分析仪，气体存储腔体内的参照气体同时进入氧气分析仪，所述氧气分析仪实时检测所述反应腔室内氧气含量；

S4：当所述反应腔室内氧气含量不高于氧气含量阈值时，关闭第一气动阀和第二气动阀，加热器开始升温，使所述反应腔室内温度升高，当所述反应腔室内温度达到工艺温度时，通过进气管向所述反应腔室通入工艺气体，进行热处理工艺。