[发明专利]一种LPCVD炉管在线清洗方法

说明书

本发明公开了一种一种LPCVD炉管在线清洗方法，包括以下步骤：将炉管炉门封闭，检查真空，确认机台真空度，然后升温；通入N2，升温至350‑700℃稳定，然后停止通入氮气，同时控制系统压力处于100mtorr‑1000mtorr的压力范围下；进气口通入无机非金属氟化物气体；关闭无机非金属氟化物气体进气阀门，同时通入氮气赶走未完全反应的前驱体以及反应生成物；通入氮气，回压，然后炉管降温；待炉管内压力接近大气压时，打开炉门清洗完成。本发明的在线清洗方法能够用于清洗LPCVD设备工艺过程中沉积在炉管内壁的非晶硅、氮化硅，二氧化硅等薄膜。操作简便，随时可以对反应管进行清洗处理，效果显著，灵活性强，能够有效克服湿法清洗的缺点。

技术领域

本发明具体涉及一种LPCVD炉管在线清洗方法。

背景技术

LPCVD(低压化学气相沉积)广泛应用于大规模集成电路以及硅电荷耦合器件，CCD半导体光学器件以及晶硅太阳能电池制造。其所沉积的氮化硅和非晶硅以及二氧化硅薄膜被应用于集成电路绝缘隔离，掺杂掩蔽，钝化保护，以及晶硅太阳能电池接触钝化等领域。LPCVD钝化薄膜具有如下特点：沉积温度低，均匀性好，能够很好的控制薄膜组分，并有良好的台阶覆盖性、可控性及重复性；在成本方面具有成本低，成品率高适合大批量生产等。

在氮化硅、非晶硅等薄膜生长的同时，这些物质也会生长到LPCVD反应炉管内壁上。随着生长炉数的增长，反应炉内壁薄膜也会相应加厚。但当薄膜厚度到达一定厚度时，由于薄膜与石英之间存在膨胀系数差异，会产生薄膜剥落以及石英管龟裂现象，该现象会严重影响工艺质量，石英管以及影响机械泵的使用寿命。以往的方法是在炉管生长一定炉数后将反应管从炉管卸下来，采用氢氟酸或氢氟酸加硝酸腐蚀，还要用大量的纯水冲洗烘干。采用湿法刻蚀清洗不仅会产生大量废水而且会导致较长时间的设备停机和昂贵的材料费用，会导致LPCVD机台稼动率偏低，运营成本偏高。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种LPCVD炉管在线清洗方法。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种LPCVD炉管在线清洗方法，包括以下步骤：

步骤1：将炉管炉门封闭，检查真空，确认机台真空度，然后升温；

步骤2：通入N₂，升温至350-700℃稳定，然后停止通入氮气，同时控制系统压力处于100mtorr-1000mtorr的压力范围下；

步骤3：进气口通入无机非金属氟化物气体；

步骤4：关闭无机非金属氟化物气体进气阀门，同时通入氮气赶走未完全反应的前驱体以及反应生成物；

步骤5：通入氮气，回压，然后炉管降温；

步骤6：待炉管内压力接近大气压时，打开炉门清洗完成。

进一步地，步骤2中，通入1-50LN₂。

进一步地，步骤3中，所述无机非金属氟化物气体为NF₃、CF₄，PF₅，SF₆等中的任意一种或者几种，这些氟化物在高温下分解为F₂，氟气(F₂)是比较活泼的物质，具有极强的反应活性；能够与非晶硅，氮化硅，二氧化硅薄膜反应，反应生成SiF₄(SiF₄为气态物质)，然后用泵抽出，从而清洗掉炉管内壁沉积的薄膜。其反应化学式如下：

2F₂+Si→SiF₄；

6F₂+Si₃N₄→3SiF₄+2N₂；