RTP(Rapid Thermal Processing,快速熱處理)是以鎢鹵素燈或其他光源,在數秒~數十秒的短時間內將晶圓快速加熱至數百~1200℃並冷卻的熱處理設備與製程總稱。傳統擴散爐(批次式)需要數十分鐘~數小時加熱晶圓,相較之下,RTP 大幅縮短處理時間,能在將摻雜物與膜的擴散降到最低的同時,獲得所需的熱處理效果。
RTP 的主要用途包括離子佈植後的摻雜物活化退火(尖峰退火(spike anneal):以數秒以內的處理使摻雜物位於晶格的取代位置)、矽化物形成(TiSi₂、CoSi₂、NiSi 等的自對準矽化物形成)、氧化膜的快速熱氧化(RTO)、閘極氧化膜的氮化(RTN)、金屬膜退火(降低電阻)等。
RTP 的溫度量測使用非接觸式的高溫計(輻射溫度計)。由於晶圓的放射率(Emissivity)依材料與膜結構而異,確保溫度量測的精度是重要的技術課題。晶圓面內的溫度均勻性(±1℃以下)直接關係到摻雜物活化的均勻性,因此在燈管配置與控制演算法上都下足了功夫。
閃光燈退火(FLA:Flash Lamp Anneal)是以毫秒以下的脈衝光照射,只將表面超高速加熱的技術,用於先進邏輯(3nm 以下)的淺接面形成。雷射退火(LSA:Laser Spike Anneal)可進行更短時間(微秒~奈秒)的局部加熱,被採用於源極、汲極的摻雜物超活化。
RTP 設備的主要廠商中,應用材料(Vantage Radiance 及 Vantage Naura)居市場領先地位,其次為 Mattson Technology(現為 Yidinghenglong 旗下)、Screen Semiconductor Solutions、JTEKT(舊光洋 Thermo System)等。隨著微縮推進,對 RTP 溫度控制精度與再現性的要求逐年趨嚴。