氫氧合成氧化爐管改POCL3摻雜爐管

2014-02-26 09:24:58李志成重慶中科渝芯電子有限公司重慶401332

化工管理 2014年14期

關鍵詞：工藝

李志成(重慶中科渝芯電子有限公司重慶401332)

引言

摻雜工藝就是將可控數量的所需雜質摻入硅片中的特定區域內，從而改變半導體的電學性能，利用摻雜工藝，可以制作PN結、晶體管的源漏區、電阻、歐姆接觸等，這些是制造大規模集成電路的基礎。擴散和離子注入是半導體摻雜的兩種主要工藝。兩者都被用來制作分離器件與集成電路，互補不足，相得益彰。擴散是較早時期采用的參雜工藝，并沿用至今，離子注入是20世紀60年代發展起來的在很多方面都優于擴散的摻雜工藝。擴散的優點在于設備簡單，工藝簡單，操作方便，成本低。由于生產線上POCL3液態源摻雜設備產量不能滿足生產的需求，故對較為空閑的氫氧合成爐管進行了改造，使其滿足POCL3液態源摻雜工藝，以解決該工序產量不足的問題。

一、系統配置

1.原氫氧合成氧化工藝爐管配置

原氫氧合成氧化工藝爐管配置有四種氣體六路管道。四種氣體包括有：氮氣、氧氣、氫氣以及氯化氫氣體；六路管道包括有：針閥調節的氮氣一路、20SLM的氮氣一路、20SLM的氫氣一路、20LSM的氧氣一路、2SLM的氧氣一路以及500SCCM的氯化氫一路，其氣路圖如圖一所示。由于原爐管做氫氧合成工藝故該爐管還包括有外點火系統以及氫氧合成工藝時需要的多種保護措施。

圖1 氧化工藝氣路圖

2.新POCL3工藝爐管配置

POCL3工藝配置需要三種氣體六路管道。三種氣體包括有：氮氣、氧氣以及氯化氫氣體；六路管道包括有：針閥調節的氮氣一路、20SLM的氮氣一路、2SLM氮氣一路、20LSM的氧氣一路、2SLM的氧氣一路以及500SCCM的氯化氫一路。由于新系統要做POCL3液態源摻雜工藝故該新系統還包括源瓶溫度控制系統。

二、系統機械結構改造

1.部件拆除

拆除系統中不需要的部件：主要包括20SLM的氫氣質量流量計和外點火系統。在拆除氫氣質量流量計后要用堵頭把氫氣管道出氣口堵了，防止有人誤開氫氣閥從而引起氫氣泄漏事故。

2.氣路改造

從20SLM的氮氣管道進口，通過加裝一個三通閥分一路氮氣用作POCL3液態源的攜帶氣體源。由于設備所用POCL3液態源瓶為石英件，其可長期忍耐的壓力為15PSI左右，而設備總氮氣壓力一般調節在25PSI左右，故在POCL3液態源的攜帶氮氣管路加裝一調壓閥，控制其輸出壓力5～7PSI。

在原氫氣MFC處配置一個2SLM的氮氣MFC，其進氣端與經過調壓的POCL3液態源攜帶N2相連，出氣端經過一常閉氣動閥V3與POCL3液態源瓶的進氣端相連。考慮到POCL3的腐蝕性，防止由于意外情況POCL3倒灌而引起其攜帶N2的管路、閥門以及MFC的損壞，故在POCL3液態源的進氣端加一聚四氟乙烯單向閥門CV3。該攜帶氮氣MFC的控制線路用原氫氣MFC的控制線路。

為了保證工藝的穩定性和重復性需要確保POCL3液態源的溫度受控，不能受環境的溫度變化而影響。選用UHL系列源瓶恒溫冷阱UHL-2型，控溫精度±0.5℃，對源瓶溫度進行控制。

在液態源瓶出氣口與石英管進氣連接管道間接一常閉、常開組合聚四氟乙烯閥門V9,常閉閥門接于石英管進氣管路，常開閥門接于源瓶VENT管道。由于POCL3液態源要吸潮，故在VENT管路接一路常通的吹掃N2，用針閥控制流量，并且在源瓶出氣口和閥組間接一個聚四氟乙烯單向閥門CV4，防止氣體倒壓進源瓶。V9閥的控制氣體與POCL3液態源攜帶氣體的V3閥的控制氣體并接。改造后的氣路如圖2所示。