N2 Purge在LPCVD爐管氮化硅工藝中的應用

解決LPCVD氮化硅particle問題的方案

根據以上的分析結果，采用了如下的解決方案：選擇石英材質的反應腔體，利用氮化硅薄膜在石英上面相對穩定的剝落情況，在每次生產過程中都利用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過程中particle增加的幾率，又減少了反應腔壁上淀積薄膜的厚度。

淀積薄膜厚度的減少勢必再次減少氮化硅薄膜剝落的幾率，從而使機臺可以長期保持在穩定且較低的particle水準。如圖7反應腔的溫度和壓力曲線所示：當晶舟從反應腔內卸載之后，逐漸降低反應腔的溫度。利用真空管路的SSV和SV閥（圖1所示），用真空泵將反應腔內抽至低壓狀態。然后開啟機臺的N2直到反應腔體壓力回升到高壓狀態。關閉N2使反應腔體壓力再次降低到低壓狀態。重復開關機臺的N2，使壓力反應腔的壓力在低壓狀態和高壓狀態之間反復波動5次。整個purge過程中由于反應腔內壓力的高低變化，并且一直處于降溫狀況下，所以反應腔體上附著的不是很牢的氮化硅薄膜就會被N2吹下來，并通過真空管路帶走。這樣就有效地清理了反應腔體，減少了內壁上的薄膜厚度，從而降低了下一次生產時的particle。

根據如上所列舉的改造和優化，成功地解決氮化硅LPCVD爐管的particle 問題。機臺的particle被成功的控制在13顆左右，而且機臺的維護周期可以從24μm（薄膜累計沉積厚度）擴展到32μm。圖8和9顯示了同一臺機臺在使用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，氮化硅機臺的particle情況有了很大的改觀。

結論

利用N2 purge對石英壁上氮化硅薄膜有效清除的現象，合理利用機臺生產的間歇期，通過N2來帶走可能在未來生產過程中剝落下來的氮化硅薄膜，成功地解決了氮化硅生產中的particle問題。實際生產中的結果顯示，particle總數成功地從20.38顆降低至13.19顆，機臺的維護周期從24μm延長至32μm。該方案既提高了機臺的性能，又成功地降低了機臺的生產成本。