Газовая смесь для очистки кварцевых изделий

 

ОПИСАНИЕ iig

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

СОюз Советских

СОЦНалмСтнчЕСКИХ рвслублнн

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к аат. саид-ву

2 (22) Заявлено 10.05.77 (21) 2484364/29-33 (51) ц Кл

С 03 С 23/00 с присоединением ааявкн №Гювударвтвваай ааиатвт

СССР

an делам нзвврвтвввв

» вткрмтвл (23) ПриоритетОпубликовано 05 08,7913þëëåòåíü № 29 (53) УДК666.1.053. .63(088.8) Дата опубликования описания 08.08.79

I (72) Автор. изобретения

И. П. Канорушкин (71) Заявитель (54) ГАЗОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ОЧИСТКИ KBAPUEBbIX

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области парогазовой очистки поверхности кварцевых иэделий, преимущественно, к очистке поверхности кварцевых реакционных камер и приспособлений.

Область применения, предпочтитель, но, производство полупроводниковых при боров и интегральных схем, в которых широко используются кварцевые реакци» онные камеры и изделия для проведения технологических процессов диффузии, окислении, пиролитического осаждения слоев и . т. п. При этом требуется очи щать поверхность реакционных камер, со держащую, как правило,:загрязняющие примеси различного происхождения.(металлы и их окислы, органические соединения), а также остатки продуктов реак ции процессов (например, 5>6<, и >30> боросиликатное стекло; Р О, фосфоросиликатное стекло и т. п.).

Известна газовая смесь, включающая фтореодержащий очиститель и инертный газ-носитель (1)..

Описываемая фторсодержащая газовая ( смесь обладает значительной химической активностью при нормальных условиях и малых концентрациях очистителя. Процесс такой очистки является экзотермическнм.

При этом не исключено резкое возрастание скорости взаимодействия очистителя с загрязняющими примесями и поверхностью изделия.

B связи с этим трудно воспроизводимо управлять процессом и качеством очистки в плане избирательного удаления загрязняющих примесей; остатков реагентов, а также обеспечить требуемую глубину (сте/ пень) очистки, не нарушая самой поверхности изделия. Наряду с высокой активностью, фторсодержащие парогазовые смеси являются токсйчньтми веществами.

Наиболее близкой к предложенному изобретению является газовая смесь, включающая хлор, хлористый водород или их смесь (2) .

Данная газовая смесь не обеспечивает достаточную очистку кварцевых иэделий.

678035

3

Цель изобретения улучшение-качест.ва очистки. Это достигается теМ, что газовая смесь для очистки кварцевых из- делий, включающая хлористый водород, дополнительно содержит пары воды и кнер- 5 тный гаэ при следующем соотношении компонентов в мол.9o .

Хлористый водород 7,5-. 33

Пары воды 33»46

Инертный газ 34-46,5

Активной частью очищающей газовой смеси является хлористый водород и пары воды. С целью расширения диапазона воздействия и повышения активности процесса очистки повышается концен-. трация хлористого водорода, вводятся пары воды. Кроме того, продукты взаимодействия с газовой смесью являются . летучими, что улучшает степейь и ка чество очистки. 8 роли разбавителя активной части парогазовой смеск для транспортировки и эвакуации продуктов реакции используется инертный газ (аргон, азот и т. и.). По концентрации НС0 газовой смеси верхний предел ограничи . веется предельной растворимостью HCC в К О и составляет практически около

65 весЛ. .Нижний предел по концентрации HCE в чарогаэовой смеси определяется тем, что при относительном увеличении концентрации паров воды (H20 выше

75 весЛ, а НСС ниже 25 весЛ) увеличивается вероятность окислительных процес сов загрязняющих примесей, образования окисных пленок, затрудняется процесс отравливания стеклообразующих примесей. Концентрация инертного газа в потоке парогазовой смеси по отношению к активной части должна быть до45 статочной для эвакуации продуктов реак ции, Примеры реализации изобретения.

При использовании реакционных кварцевых камер для операций диффузии бо ра в кремниевые пластины, требуется очищать внутреннюю поверхность камеры

"от загрязняющих примесей, различных металлов, остатков продуктоВ реакцйи прк диффузии (В О„, 145 ЬО бороскликат ное стило и т. и.)

Для этого реакционную кварцевую камеру или часть ее - рабочую зону нагревают до температуры 1150 С о 5Q С.

Затем во входное отверстие реакци» онной. камеры подают поток парогазовой .смеси, состоящей из хлористого водоро-.

4 да, паров воды и азота в молярном процентном соотношении (НСС - 13,11 0- 44; азот - 43) .

Общий расход парогазовой смеси устанавливают 250 грамм в час и пропуска ют. его через реакционную камеру в течение 2-х час. Затем камера продувается .вторичным потоком азота в течение 10-.

15 мин. При проведении процесса очист» ки выход из реакционной камеры соединяется с вентиляционной системой.

Для получения указанной парогазовой смеси к подачи ее в реакционную каме.ру применяют дозатор гомогенной парогазовой смеси, заливая в резервуар дозатора соляную кислоту марки ОСЧ или "ЧДА концентрации 367 - 38%вес.7, и используя азот ГОСТ 8474-72.

При использовании газовой смеси, состоящей в молЛ:.

Хлористый водород 20 .

Пары воды 40

Азот 40

Общий расход газовой смеси устанавливают 280-290 г/час, а для получения газовой смеси используют соляную кислоту 50-ой концентрации.

При проведении процесса очистки ripoисходит глубокое травление кварцевого стекла с удалением загрязняющих окислов щелочных металлов, таллия, окислов боре, фосфора и т. и.

Изобретение позволило улучшить чис- тоту кварцевых реакционных камер и применяемой кварцевой оснастки, пойностью исключить из процесса очистки применение плавиковой кислоты, используемой ранее для этих целей в значительных количествах, улучшить безоцасность пря есса очистки к исключить войросы утилизации фторсодержащих отходов. lloполнительно изобретение позволило прк» менительно к высокотемператруным технологическим процессам, увеличить долгонечность кварцевых реакционных камер, за счет исключения термоциклирования кварца, неизбежного при очйстках, прово- димых при нормальных температурных условиях.

Йзобретение целесообразно использо вать в технологии изготовления интегральных схем и полупроводниковых приборов, где кварцевые изделия широко применяются в качестве реакционных камер, лодочек и т. п. и где требуется высокая степень очистки поверхности аппаратуры от загрязнений. Изобретение может быть использовано также в

5

1 смежных областях в химической промыш ленности, например, для очистки кварцевых ректификационных камер.

Предварительные расчеты показывают, что годовая экономическая эффективность от внедрения предложений на предприятии составляет 300 тыс. руб.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Газовая смесь для очистки кварцевых изделий, включающая хлористый водород, отличающаяся .тем,что,с

78035, целью улучшения качества очистки, она ;

I дополнительно содержит пары воды и инертный газ при следующем соотношении компонентов в мол.%:

5 Хлористый водород 7,5-33

Пары воды . 33-46

Инертный r àç 34-46,5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

N 1268377, кл. С 7 Е, 1972, 2. Маслов А. A. Технология и конструкции йолупроводниковых приборов, М., Энергия, 1970,.с. 53-54.

Составитель,О. Самохина

Редактор И, Прошина Техред М. Петко !Корректор .М. Пожо

Заказ 4493/13 Тираж 556 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4