[发明专利]外延设备保养方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种外延设备保养方法。

背景技术

外延设备利用三氯一氢硅或二氯二氢硅与氢气的还原反应，在单晶衬底硅片上生长出单晶外延，随着生产外延片数的增加，设备的反应腔室需停机清洗保养，并更换反应腔室内由于氯化氢的定期刻蚀而产生损耗的主要零件，如基座(包括基座环)、热电偶等。

这是由于在外延生长过程中，除了在衬底单晶硅片上生长出单晶外延，在反应腔室其它区域也会长出多晶硅层覆盖在表面，此多晶硅层会引起反应腔室内颗粒、温度变化等异常，氯化氢可刻蚀掉覆盖在反应腔室内表面的多晶硅层，但也使得腔体内主要零件的损耗。故减少氯化氢用量及延长基座(包括基座环)与热电偶套管的自身寿命是实现设备保养周期的改善方向。

在保证外延产品质量的前提下，延长反应腔室内零件寿命即延长设备保养周期对提高设备产能利用率、降低生产成本意义重大。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可延长设备保养周期的外延设备保养方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

外延设备保养方法，其特征在于，所述外延设备包括反应腔室，所述反应腔室具有进气口和出气口，所述反应腔室内设有基座，用于放置硅片，所述反应腔室内还安装有吸热装置，所述吸热装置位于基座与出气口之间、且位于反应腔室的上半部；所述外延设备保养方法包括刻蚀步骤，以移除所述反应腔室内沉积的多晶硅层，向所述反应腔室通入刻蚀性气体氯化氢和载气氢气，刻蚀温度为1165℃-1175℃。

根据本发明的优选实施例，刻蚀时间为【8×(T-2)】秒，所述T为在所述反应腔室内的硅片生长的多晶硅层的厚度，单位是微米。

根据本发明的优选实施例，氢气流量为15-25升/分钟。

根据本发明的优选实施例，所述基座是由涂覆有碳化硅涂层的石墨材料制成，其中碳化硅涂层采用细晶粒制备。

根据本发明的优选实施例，所述基座具有碳化硅涂层，所述碳化硅涂层为细晶粒，粒径为10-30微米。

根据本发明的优选实施例，所述外延设备还包括加热装置和热电偶测温装置，所述加热装置用于加热反应腔室；所述热电偶测温装置包括四根热电偶，即中心热电偶、前端热电偶、后端热电偶、侧端热电偶，其中中心热电偶位于基座的正下方。

根据本发明的优选实施例，所述反应腔室内安装吸热装置后，反应腔室的多晶硅沉积减少，由此可减少氯化氢的用量而对硅片的表面质量不产生影响，氯化氢的减少使得基座表面的碳化硅涂层厚度消耗更慢，也使得反应腔室中的四根热电偶的石英套管寿命更长。

根据本发明的优选实施例，所述中心热电偶的石英套管的厚度为1.4-1.6毫米。

根据本发明的优选实施例，所述外延设备的保养周期为累计外延厚度至少60000微米/次。

与现有技术相比，本发明提供的外延设备保养方法，可有效延长设备保养周期，保养周期提高至大于60000微米/次；提高设备产能利用率，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明涉及的单片式外延设备的结构示意图。

图2为本发明涉及的基座刻蚀后对比图，左图由于发黄、脱落而失效，右图为正常。

图3为本发明涉及的基座的碳化硅涂层的显微对比图，左图为细晶粒，右图为粗晶粒。

图4为本发明涉及的中心热电偶的摆放位置的示意图。

图5为本发明涉及的中心热电偶的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述。

参见图1，外延设备包括反应腔室1，所述反应腔室1具有进气口2(Inlet gas)和出气口3(Exhaust gas)，所述反应腔室1内设有基座5(包括基座环6)，用于放置硅片4，所述反应腔室1内还安装有吸热装置11，所述吸热装置11位于基座5与出气口3之间、且位于反应腔室1的上半部；所述外延设备还包括加热装置(图中未示出)和热电偶测温装置，所述加热装置用于加热反应腔室1，所述热电偶测温装置包括四根热电偶，即中心热电偶10(Center TC)、前端热电偶7(Front TC)、后端热电偶8(Rear TC)、侧端热电偶9(Side TC)，其中中心热电偶10位于基座5的正下方，中心热电偶的石英套管的厚度为1.4-1.6毫米；移除所述反应腔室1内沉积的多晶硅层包括刻蚀步骤，需向所述反应腔室1通入刻蚀性气体氯化氢和载气氢气，刻蚀温度为1165℃-1175℃，刻蚀时间为15-25秒，氢气流量为15-25升/分钟。