石英管的防护方法技术

本发明专利技术提供了一种石英管的防护方法，所述石英管用于采用含氯物质作为反应物的沉积设备，所述石英管的防护方法包括：去除所述石英管内的羟基；以及在所述石英管内生成键能的强化物。本发明专利技术的石英管的防护方法中，通过去除石英管内的羟基，可以避免羟基与所述含氯物质发生反应而生成黄色的反应物，而生成的键能的强化物可以防止石英材料中的氧元素与含氯物质发生反应而同样生成黄色的反应物，如此，在进行沉积制程后，便于石英管的保养和维护，从而提高石英管的使用寿命；并且，键能的强化物还可以提升石英管的表面特性，使得后期保养维护不易对石英管造成损伤，确保了沉积制程的可靠性。

Method for protecting quartz tube

The invention provides a protection method of quartz tube, the quartz tube used for chlorine containing substances as reactant deposition equipment, including the protection method of the quartz tube: the removal of the quartz tube and the hydroxyl group; in the quartz tube can generate key reinforcement. The protection method of the invention of the quartz tube, quartz tube by removing hydroxyl, hydroxyl can be avoided and the chlorine reacts to generate reactant yellow, and generate the bond energy of the reinforcement can prevent oxygen in the quartz material with chlorine reacts the same reaction, yellow so, during the deposition process, convenient maintenance and maintenance of the quartz tube, thereby improving the service life of the quartz tube; and the bond energy of the reinforcement can also improve the surface characteristics of quartz tube, the late maintenance is not easy to cause damage to the quartz tube, to ensure the reliability of deposition process.

【技术实现步骤摘要】
石英管的防护方法
本专利技术涉及集成电路制造
，特别涉及一种石英管的保护方法。
技术介绍
在半导体制造中，热氧化(ThermalOxidation)工艺所形成的氧化硅具有质量高、平整性好等优点，因而，被普遍使用。然而，相对于化学气相沉积工艺(ChemicalVaporDeposition，简称CVD)而言，热氧化工艺需要更高的温度(通常大于1000℃)和更长的工艺时间。针对上述问题，目前一种替代方案是使用低压化学气相沉积高温氧化(LowPressureChemicalVaporDepositionHighTemperatureOxidation，简称LPCVDHTO)工艺。通常的，LPCVDHTO工艺将在相对较低的温度(通常小于1000℃)和较低的压力下实现，这样，LPCVDHTO工艺将产生较小的热开支，同时，LPCVDHTO工艺具有非常好的台阶性能，其可以形成质量较高、平整性较好的氧化硅。以利用LPCVDHTO工艺高温沉积氧化硅为例，将用到反应物二氯硅烷(SiH2Cl2)和氧化亚氮(N2O)，具体反应如下：SiH2Cl2+2N2O→SiO2+2N2+2HCl现有技术中进行LPCVDHTO工艺的LPCVD设备一般为石英管式炉，如图1所示，现有的LPCVD设备100包括第一石英管110、第二石英管120和抽真空装置130，所述第二石英管120位于第一石英管110内，其中，所述第一石英管110的上端为封闭结构，而所述第二石英管120的上端为敞口结构，从而所述第二石英管120在其上端与第一石英管110相通，并且，两者可在抽真空装置130的作用下形成真空环境，以进行LPCVDHTO工艺。然而，进行LPCVDHTO工艺时，在对LPCVD设备100的保养过程中发现：所述第一石英管110和第二石英管120的表面在LPCVDHTO工艺之后，均出现了很多黄色的反应物。专利技术人长期研究发现，这些黄色的反应物是二氯硅烷气体和石英管壁反应的结果。具体地说，一方面石英管是通过氢氧火焰熔融方式制作而成，因此，导致石英管上会有大量的羟基残留，而这些羟基在高温下会和二氯硅烷发生反应，从而生成黄色的反应物(含氯)，另一方面石英管中的氧元素也会与二氯硅烷发生反应，同样也生成了黄色的反应物(含氯)。为了去除黄色的反应物，通常会采用氢氟酸对石英管进行反复多次酸洗，这样，不仅清洗效率较差，而且反复多次的酸洗会损伤石英管壁，影响制程。目前为了避免影响制程，石英管往往经过一个保养周期(一般3个月)后直接进行更换，如此，较大缩短了石英管的使用寿命，提高了生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种石英管的防护方法，以解决现有技术中采用含氯物质作为反应物的沉积设备上的石英管难以清洗、使用寿命短的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种石英管的防护方法，所述石英管用于采用含氯物质作为反应物的沉积设备，其中，所述石英管的防护方法包括：去除对所述石英管内的羟基；以及在所述石英管内生成键能的强化物。可选的，在所述的石英管的防护方法中，去除所述石英管内的羟基的步骤包括：对所述石英管进行羟基的第一去除处理；以及对所述石英管进行羟基的第二去除处理。可选的，在所述的石英管的防护方法中，对所述石英管进行第一表面化学处理，以在所述石英管内生成键能的强化物。可选的，在所述的石英管的防护方法中，对所述石英管进行第一表面化学处理之后，还包括：对所述石英管进行第二表面化学处理，以使所述键能的强化物得到再生长。可选的，在所述的石英管的防护方法中，所述第一去除处理与第一表面化学处理同时进行，随后进行所述第二去除处理，最后进行所述第二表面化学处理。可选的，在所述的石英管的防护方法中，采用氨气对所述石英管进行羟基的第一去除处理，其中，通入所述氨气的时间为30分钟～120分钟，所述氨气的反应温度为600℃～800℃。可选的，在所述的石英管的防护方法中，采用氢气或者氘气对所述石英管进行羟基的第二去除处理，其中，通入所述氢气或者氘气的时间为30分钟～120分钟，所述氢气或者氘气的反应温度为700℃～1000℃。可选的，在所述的石英管的防护方法中，采用氨气对所述石英管进行第一表面化学处理，其中，通入所述氨气的时间为30分钟～120分钟，所述氨气的反应温度为600℃～800℃。。可选的，在所述的石英管的防护方法中，所述键能的强化物为氮化硅，所述氮化硅的生长厚度为10纳米埃～50纳米。可选的，在所述的石英管的防护方法中，采用二氯硅烷和氨气进行所述第二表面化学处理，其中，所述氮化硅的生长温度为650℃～800℃，所述氮化硅的生长压力为26.66Pa～133.3Pa。可选的，在所述的石英管的防护方法中，在所述石英管内生成键能的强化物之后，还包括：在所述石英管上设置保护层。可选的，在所述的石英管的防护方法中，所述保护层为二氧化硅层，所述二氧化硅的生长厚度为10纳米～50纳米。可选的，在所述的石英管的防护方法中，采用二氯硅烷和氧化亚氮形成所述保护层，其中，二氧化硅的生长温度为700℃～900℃，所述二氧化硅的生长压力为26.66Pa～133.3Pa。可选的，在所述的石英管的防护方法中，所述沉积设备是进行LPCVDHTO工艺的沉积设备。可选的，在所述的石英管的防护方法中，所述含氯物质为二氯硅烷。可选的，在所述的石英管的防护方法中，所述沉积设备用于沉积氧化硅或氮化硅。综上所述，本专利技术提供的石英管的防护方法中，一方面去除所述石英管内的羟基，使得石英管的表面不具有羟基，从而避免进行沉积制程时含氯物质与羟基发生反应，之后，在所述石英管内生成键能的强化物，可以防止石英材料中的氧元素与所述含氯物质发生反应而生成黄色的反应物(含氯)，这样，通过上述两方面的处理，最终防止了石英管中的羟基和氧元素与沉积制程中的含氯物质发生反应，避免了黄色反应物的形成，从而便于石英管的保养和维护，进而提高了石英管的使用寿命；而且，键能的强化物的生成还提升了石英管的表面特性，使得后期保养维护不易对石英管造成损伤，降低沉积设备的微粒，确保沉积制程的可靠性。附图说明图1为现有技术中LPCVD设备的示意图；图2为本专利技术一实施例中石英管的防护方法的流程图；图3为本专利技术一实施例中去除石英管内的羟基的子流程图。具体实施方式根据
技术介绍
所述，现有技术的LPCVD设备中，在进行LPCVDHTO工艺后，石英管的表面上会出现很多黄色的反应物，并且，这些黄色的反应物需要利用氢氟酸反复多次酸洗才能去除，然而，反复多次的酸洗提高了石英管壁的粗糙度，容易造成沉积制程微粒的偏高。专利技术人经过对现有技术石英管的制作工艺深入研究发现，一方面石英管是通过氢氧火焰熔融制作而成，使得石英管上残留有大量的羟基，并且，这些残留的羟基在高温下会和二氯硅烷发生反应，从而生成上述黄色的反应物(含氯)，另一方面石英管中的氧元素也会与二氯硅烷发生反应，同样也生成了黄色的反应物(含氯)。专利技术人进一步研究发现，采用含氯物质作为反应物的沉积设备，在进行沉积制程后，石英管壁上均出现了黄色的反应物。基于此，专利技术人提出了一种石英管的防护方法，可以预先去除石英管内的羟基，以避免沉积制程中的含氯物质与羟基发生反应，之后，在所述石英管内生成键能的强化物，由于键能的强化物的形成打断了石本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石英管的防护方法，所述石英管用于采用含氯物质作为反应物的沉积设备，其特征在于，所述石英管的防护方法包括：去除所述石英管内的羟基；以及在所述石英管内生成键能的强化物。

【技术特征摘要】
1.一种石英管的防护方法，所述石英管用于采用含氯物质作为反应物的沉积设备，其特征在于，所述石英管的防护方法包括：去除所述石英管内的羟基；以及在所述石英管内生成键能的强化物。2.如权利要求1所述的石英管的防护方法，其特征在于，去除所述石英管内的羟基的步骤包括：对所述石英管进行羟基的第一去除处理；以及对所述石英管进行羟基的第二去除处理。3.如权利要求2所述的石英管的防护方法，其特征在于，对所述石英管进行第一表面化学处理，以在所述石英管内生成键能的强化物。4.如权利要求3所述的石英管的防护方法，其特征在于，对所述石英管进行第一表面化学处理之后，还包括：对所述石英管进行第二表面化学处理，以使所述键能的强化物得到再生长。5.如权利要求4所述的石英管的防护方法，其特征在于，所述第一去除处理与第一表面化学处理同时进行，随后进行所述第二去除处理，最后进行所述第二表面化学处理。6.如权利要求2至5中任一项所述的石英管的防护方法，其特征在于，采用氨气对所述石英管进行羟基的第一去除处理，其中，通入所述氨气的时间为30分钟～120分钟，所述氨气的反应温度为600℃～800℃。7.如权利要求2至5中任一项所述的石英管的防护方法，其特征在于，采用氢气或者氘气对所述石英管进行羟基的第二去除处理，其中，通入所述氢气或者氘气的时间为30分钟～120分钟，所述氢气或者氘气的反应温度为700℃～1000℃。8.如权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈建飞，范建国，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31