專利名稱：在線淀積lpcvd多晶硅石英系統(tǒng)保護層裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及半導(dǎo)體集成電路制造工藝中的低壓化學(xué)汽相淀積(LOW PRESSURE CHEMICAL VAPOR DEPOSTTTON通稱LPCVD)技術(shù)。
現(xiàn)有的LPCVD多晶硅系統(tǒng)在開始淀積時石英管管壁上未淀積保護層，當(dāng)管壁上所淀多晶硅薄膜的累計厚度大于5.5μ時只要遇上一個較大的溫度變化，石英管的較高溫區(qū)部位就會產(chǎn)生極深的碎裂紋致使管壁損壞無法繼續(xù)使用。即使用時盡量注意使該系統(tǒng)溫度保持在淀積溫度，要處理前我們采用48小時緩慢降溫，由于應(yīng)力作用也會使石英管壁產(chǎn)生許多裂紋，用酸處理也是極其困難的，這樣重復(fù)不了幾次石英管也會報廢。在我國目前情況下供電不能保證，有時會突然停電，因此LPCVD多晶硅系統(tǒng)之石英管受熱沖擊是難免的。LPCVD多晶硅系統(tǒng)之石英管的使用壽命在我國確實是一個尚未解決的問題。國外由于供電良好，突然停電亦有應(yīng)急措施，故沒有上述問題。
本實用新型正是為了克服上述不足，延長LPCVD多晶硅系統(tǒng)之石英管的使用壽命，使得工藝操作更加靈活，提高工作效率。
本實用新型的技術(shù)解決方案是在LPCVD多晶硅系統(tǒng)設(shè)置一條專用氨氣氣路裝置通入NH3使其與SiH4在石英管內(nèi)熱分解后反應(yīng)生成SixNy保護層，氨氣氣路入口裝有兩個閥門，在兩閥門中間設(shè)有一質(zhì)量流量計，排氣口端與一獨立排風(fēng)系統(tǒng)相連接；在石英管內(nèi)壁淀有一保護層。
本實用新型的優(yōu)點及積極效果若不加保護層直接在石英管管壁內(nèi)淀積多晶硅薄膜，使用兩周左右LPCVD多晶硅系統(tǒng)之石英管就要損壞一根，其造價為12,000元左右，且尚需人力去不斷聯(lián)系加工。每換一根石英管就要用大量HF酸去清洗管道，而拆裝系統(tǒng)也是一件十分細致而繁瑣的工作，這種無用功起碼要耗掉兩個工藝人員的兩個工作日。按一年工作八個月計算，一年要在該項工藝中耗掉19萬元費用，而且有些特殊關(guān)鍵工藝還無法實施。當(dāng)我們在淀積多晶硅前先淀一層保護層這種方法實施后石英系統(tǒng)得到極好保護，能淀積優(yōu)質(zhì)多晶硅薄膜，淀時升溫淀完降溫，石英管可承受任何溫度沖擊，且節(jié)省了電力及人力。石英管管壁淀了幾十微米厚的多晶硅時可進行清洗處理烘干后再淀保護層、淀多晶硅。如此可不斷地反復(fù)使用。
采用本實用新型方案每年可節(jié)約近20萬元的石英管加工費用，且使多晶硅發(fā)射極超高速雙極晶體管中的一特殊關(guān)鍵工藝能夠?qū)嵤?，加快了工作進程，提高了工作效率。


圖1是本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1-氨氣氣源2-閥門3-質(zhì)量流量計 4-閥門5-裝卸門 6-壓力傳感器7-不銹鋼套環(huán) 8-懸臂鏟9-石英管 10-硅片11-石英舟 12-熱阻絲爐13-保護層 14-多晶硅層15-羅茨泵 16-機械泵17-排氣口圖2是本實用新型從裝卸門方向看過去的側(cè)視圖，其中18-硅烷氣源入口 19-氮氣入口20-笑氣入口實施例本實用新型所說的氨氣氣路是設(shè)置在不銹鋼套環(huán)7上面的雙面拋光的1/4時之316L不銹鋼鋼管，質(zhì)量流量計的量程為0-500mln/min。裝卸門5與不銹鋼套環(huán)7之間是以O(shè)型橡膠圈進行密封的，不銹鋼套環(huán)7與石英管9之間也是以套在石英管9上的O型橡膠圈進行密封。在淀積保護層之前要先試抽真空，若真空度達不到1×10-1Pa可調(diào)整系統(tǒng)使其真空度提上來，當(dāng)系統(tǒng)之真空度達到1×10-1Pa時可將爐溫升至650-780℃，當(dāng)系統(tǒng)溫度穩(wěn)定下來后對系統(tǒng)的真空漏率進行檢測，當(dāng)漏率小于1.0Pa/min時便可進行下一步氮氣清洗系統(tǒng)，過20分鐘后再抽5分鐘真空，當(dāng)系統(tǒng)之真空度再次達到1×10-1Pa時我們即可通過氣路1將NH3及通過氣路18將SiH4送入系統(tǒng)使其熱分解后反應(yīng)生成SixNy經(jīng)過1-2小時時間即可在石英管管壁及石英舟表面形成1000-2000埃的SixNy保護層。
權(quán)利要求1.一種在線淀積LPCVD多晶硅石英系統(tǒng)保護層裝置，由石英管(9)、懸臂鏟(8)、石英舟(11)、不繡鋼套環(huán)(7)、壓力傳感器(6)、裝卸門(5)、熱阻絲爐(12)、羅茨泵(15)、機械泵(16)、硅烷氣路(18)所組成，其特征是另設(shè)置一條氨氣氣路，氨氣氣路入口裝有閥門(2)和(4)，在閥門(2)和(4)中間設(shè)有一質(zhì)量流量計，排氣口端與一獨立排風(fēng)系統(tǒng)相連接，在石英管(9)內(nèi)壁有一保護層(13)。
2.如權(quán)利要求1所述的在線淀積LPCVD多晶硅石英系統(tǒng)保護層裝置，其特征是為形成保護層而設(shè)置的氨氣氣路為雙面拋光的1/4時之316L不銹鋼鋼管，質(zhì)量流量計的量程為0-500mln/min。
3.如權(quán)利要求1所述的在線淀積LPCVD多晶硅石英系統(tǒng)保護層裝置，其特征是保護層(13)是厚度在1000-2000埃的SixNy層。
專利摘要一種在線淀積LPCVD多晶硅石英系統(tǒng)保護層裝置,屬于半導(dǎo)體集成電路制造工藝中的低壓化學(xué)汽相淀積技術(shù)?，F(xiàn)有淀積技術(shù)在石英管管壁上未淀積保護層,當(dāng)管壁上所淀多晶硅薄膜的厚度大于5.5μ時,在遇上較大的溫度變化時(如斷電)石英管較高溫區(qū)部位就會產(chǎn)生極深的碎裂紋以致無法繼續(xù)使用,本實用新型在原有的淀積裝置上另放置一條氨氣氣路,在石英管內(nèi)壁在淀積多晶硅薄膜前預(yù)先淀積一保護層,大大提高了工作效率,延長了石英管的使用壽命。
文檔編號H01L21/205GK2295273SQ9621379
公開日1998年10月21日 申請日期1996年6月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月21日
發(fā)明者孫玉秀, 劉詩美, 李靜, 郝一龍, 張國炳 申請人:北京大學(xué)