N2 Purge在LPCVD爐管氮化硅工藝中的應(yīng)用

解決LPCVD氮化硅particle問題的方案

根據(jù)以上的分析結(jié)果，采用了如下的解決方案：選擇石英材質(zhì)的反應(yīng)腔體，利用氮化硅薄膜在石英上面相對(duì)穩(wěn)定的剝落情況，在每次生產(chǎn)過程中都利用N2 purge來帶走腔體上剝落的氮化硅薄膜。這樣既降低了下一次生產(chǎn)過程中particle增加的幾率，又減少了反應(yīng)腔壁上淀積薄膜的厚度。

淀積薄膜厚度的減少勢(shì)必再次減少氮化硅薄膜剝落的幾率，從而使機(jī)臺(tái)可以長(zhǎng)期保持在穩(wěn)定且較低的particle水準(zhǔn)。如圖7反應(yīng)腔的溫度和壓力曲線所示：當(dāng)晶舟從反應(yīng)腔內(nèi)卸載之后，逐漸降低反應(yīng)腔的溫度。利用真空管路的SSV和SV閥（圖1所示），用真空泵將反應(yīng)腔內(nèi)抽至低壓狀態(tài)。然后開啟機(jī)臺(tái)的N2直到反應(yīng)腔體壓力回升到高壓狀態(tài)。關(guān)閉N2使反應(yīng)腔體壓力再次降低到低壓狀態(tài)。重復(fù)開關(guān)機(jī)臺(tái)的N2，使壓力反應(yīng)腔的壓力在低壓狀態(tài)和高壓狀態(tài)之間反復(fù)波動(dòng)5次。整個(gè)purge過程中由于反應(yīng)腔內(nèi)壓力的高低變化，并且一直處于降溫狀況下，所以反應(yīng)腔體上附著的不是很牢的氮化硅薄膜就會(huì)被N2吹下來，并通過真空管路帶走。這樣就有效地清理了反應(yīng)腔體，減少了內(nèi)壁上的薄膜厚度，從而降低了下一次生產(chǎn)時(shí)的particle。

根據(jù)如上所列舉的改造和優(yōu)化，成功地解決氮化硅LPCVD爐管的particle 問題。機(jī)臺(tái)的particle被成功的控制在13顆左右，而且機(jī)臺(tái)的維護(hù)周期可以從24μm（薄膜累計(jì)沉積厚度）擴(kuò)展到32μm。圖8和9顯示了同一臺(tái)機(jī)臺(tái)在使用N2 purge功能前后的particle defect的情況。我們可以看出在使用N2 purge的方案之后，氮化硅機(jī)臺(tái)的particle情況有了很大的改觀。

結(jié)論

利用N2 purge對(duì)石英壁上氮化硅薄膜有效清除的現(xiàn)象，合理利用機(jī)臺(tái)生產(chǎn)的間歇期，通過N2來帶走可能在未來生產(chǎn)過程中剝落下來的氮化硅薄膜，成功地解決了氮化硅生產(chǎn)中的particle問題。實(shí)際生產(chǎn)中的結(jié)果顯示，particle總數(shù)成功地從20.38顆降低至13.19顆，機(jī)臺(tái)的維護(hù)周期從24μm延長(zhǎng)至32μm。該方案既提高了機(jī)臺(tái)的性能，又成功地降低了機(jī)臺(tái)的生產(chǎn)成本。