[发明专利]一种炉管清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子领域，尤其涉及一种炉管清洗方法。

背景技术

随着芯片制造技术不断发展，半导体硅片尺寸越来越大、工艺技术要求越来越严格，对炉管定期清洗的效果提出了更高的要求。简单的炉管清洗已经不能满足实际的生产应用，特别是对金属污染有更高要求的器件产品。通常芯片制造要经过清洗工艺、扩散工艺、注入工艺、光刻工艺、刻蚀工艺等反复的过程，在进行多次成膜后，炉管内的残留物金属离子和高分子聚合物残余越积越多，如果不定期去除，可能形成金属污染和颗粒来源，从而影响工艺良率和产品稳定性。

炉管中必不可少的部件有石英管（quarz tube）和晶舟（boat）。通常石英管的材质是石英，晶舟材质有石英或者SiC两种。表1为炉管中部件SiC晶舟和石英管的金属含量。

表1

 NaKALFeCuMgCaSiC晶舟(ppm)1.01.015.010.01.01.02.0石英管(ppm)0.51.025.01.00.51.02.0

其中，ppm表示溶液浓度。

金属污染对半导体器件的影响有：金属杂质容易在Si-SiO₂界面形成聚积，影响栅极氧化层的完整性（Gate Oxide Integrity，简称GOI），降低氧化物击穿电压（Oxide breakdown voltage，简称BV-OX），使得器件形成泄漏（Leakage）。CMOS模拟传感器（CMOS Imagine Sensor，简称CIS）产品对金属杂质特别是重金属杂质尤为敏感，容易产生暗电流（Dark current，简称DC），引起白点缺陷（White Spot Defect）。

高温条件下的金属离子在硅和二氧化硅中具有较高的扩散系数，所以炉管长时间高温作业后，当前工艺引起（石英或碳化硅的部件）金属污染或者前面工艺带入的金属污染容易扩散到硅片内部，难以通过清洗去除，从而形成永久的缺陷。所以炉管机台必须进行定期的清洗。

传统的炉管清洗法有：

N2清洗，高温下N2可以去除炉管内的小颗粒和有机物残余，但不能去除金属离子；