一种延长LPCVD进气管使用寿命的方法及镀膜炉设备技术

本发明专利技术涉及材料镀覆技术领域，尤其涉及一种延长LPCVD进气管使用寿命的方法及镀膜炉设备，具体的，进气管至少用于向镀膜炉设备内通入SiH4气体，且进气管在通入SiH4气体后，依次进行N2吹扫步骤和N2填充步骤；N2吹扫步骤通过所述进气管进行，吹扫时间大于或等于60s，N2填充步骤通过进气管进行，填充时间大于或等于180s。和现有技术相比，本发明专利技术能够充分吹扫、填充N2，尽可能的排除SiH4气体、并将亚甲硅烷基团聚物吹扫出来，避免其堵塞管路。避免其堵塞管路。避免其堵塞管路。

【技术实现步骤摘要】
一种延长LPCVD进气管使用寿命的方法及镀膜炉设备


[0001]本专利技术涉及材料镀覆
，尤其涉及一种延长LPCVD进气管使用寿命的方法及镀膜炉设备。

技术介绍

[0002]LPCVD即低压化学气相沉积，是将反应气体在反应器内进行沉积反应时的操作压力，降低到大约133Pa以下的一种CVD反应。和常压的CVD相比，LPCVD设备有更低的综合成本、更高的产能和更好的薄膜性能，在薄膜制造过程中使用更为广泛。
[0003]常规LPCVD镀膜设备的进气方式通常为炉口和炉尾同时进气，对于存在SiH4进气的工序而言，由于SiH4在进气管中易受热分解，生成亚甲硅烷基的团聚物，形成一种棕黄色粉末，其反应式为：；式中，SiH2即亚甲硅烷基，（SiH2）
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即亚甲硅烷基的团聚物粉末，当粉末积累到一定程度时会堵塞进气管，导致工艺不能完整运行，需要维护方可继续镀膜，增加了镀膜工艺的时间维护成本。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本申请专利技术人对现有技术中进气管堵塞的原因进行分析，进一步对进气方法进行了改进设计，以期解决上述问题，本专利技术的专利技术目之一是提供一种延长LPCVD进气管使用寿命的方法，之二是提供该方法所使用的镀膜炉设备。
[0005]具体的技术方案在下方分别予以说明：一种延长LPCVD进气管使用寿命的方法，所述进气管至少用于向镀膜炉设备内通入SiH4气体，所述镀膜炉设备上设置有抽气管，所述进气管在通入SiH4气体后，依次进行N2吹扫步骤和N2填充步骤；其中，所述N2吹扫步骤通过所述进气管进行，吹扫时间大于或等于60s，以尽可能的将SiH4气体、亚甲硅烷基团聚物吹扫出来，避免其堵塞管路；所述N2填充步骤通过所述进气管进行，填充时间大于或等于180s，并使得镀膜炉设备内的气压趋向于或等于外在环境的气压，填充N2，首先是尽可能排除镀膜炉设备内残余的SiH4气体，防止其在后续的加热状态下反应生成亚甲硅烷基团聚物，然后还能够消除掉镀膜炉设备内的真空状态，使其内外实现压力平衡，方便后续操作。
[0006]现有技术中的进气管通常为1/4英寸的细管，其容易被堵塞，申请人在此将进气管深入镀膜炉设备内的的部分替换为较粗的管路，譬如其内径可以为7~8mm，进一步优选的，这部分管路采用3/8英寸的不锈钢管，其内径约为7.525mm，增大管路的内径，不仅仅出于空间变大不易堵塞的考虑，其目的还在于：较大内径的进气管路中，内部的气体不与管内壁相接触的部分也同步增加，气体本身为热的不良导体，也就是说，相较于1/4英寸的细管而言，3/8英寸不锈钢管对其内流动
的SiH4气体的传热效率降低了，SiH4气体在3/8英寸的不锈钢管中，不易受镀膜炉设备内热量的影响，不容易生成亚甲硅烷基团聚物，这样也能有效缓解进气管路的堵塞情况。
[0007]优选的，从镀膜均匀性考量，所述进气管至少包括进气口靠近所述镀膜炉设备炉口处的炉口进气管、进气口位于所述镀膜炉设备中部的炉中进气管、以及进气口靠近所述镀膜炉设备炉尾处的炉尾进气管。
[0008]优选的，所述炉口进气管、炉中进气管和炉尾进气管均采用1/2英寸的不锈钢管，并在1/2英寸不锈钢管内衬有石英衬管；这是专利技术对所属领域所做出的另一重要贡献，石英管本身较为常见，然而，石英管作为专利技术整体技术方案中的一环
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与其他技术特征相配合，在专利技术的特定领域去解决特定的技术问题而言，则需要付出创造性的劳动；具体而言：首先，专利技术技术方案中的石英管属于石英细管，可由定制加工获得，不存在获取难度。
[0009]此处，专利技术人在“SiH4在进气管中易受热分解，生成棕黄色的亚甲硅烷基的团聚物”这一特定环境下，综合考虑了提升隔热效果、缩短SiH4气体与管内壁接触时间、以及提升吹扫效果三个方面
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以期更好的解决进气管堵塞、维护成本高的技术问题：提升隔热效果：石英材质的热传导系数即使在高温下也仅为2.0W/（m
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K）左右，远低于不锈钢的15~20 W/（m
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K），在SiH4气体的进气过程中，由于石英衬管的存在，炉内的热量较难通过进气管的管壁作用于SiH4气体本身，因此，SiH4不易受热
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进而不易转化为亚甲硅烷基团聚物，堵塞物的生成量会明显降低；缩短SiH4气体与管内壁接触时间：在SiH4气体的进气过程中，SiH4本身是通过管内壁受热的，而石英材质的粗糙度可以做到很低
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表面可以做得很光滑，因为在石英玻璃的形成过程中，分子不会被迫以刚性晶体的几何形状排列，其分子可以遵循表面张力形成微观光滑的表面，相对而言，不锈钢材质想要达到镜面的光滑程度则要困难许多；石英衬管的光滑内壁使得SiH4气体在其上流动的阻力大大减小，与石英衬管内壁相邻的SiH4气体的流动速度有所提升，进而与管内壁接触的时长缩短，从这一角度也能够降低在进气管内时
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炉内热量对SiH4气体本身的作用，从而减少亚甲硅烷基团聚物的生成；提升吹扫效果：如上所述，石英衬管的光滑内壁使得甲硅烷基团聚物不易附着于其上，氮气的吹扫能够更容易的将堵塞物吹出，因此进气管更不容易堵塞。
[0010]因此，该技术方案通过一系列巧妙的构思，以增加石英衬管这一简单的改动，大大延长了设备因进气管堵塞而需要维护的周期，尤其是对于大规模产量
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多台镀膜炉的工况而言，其维护成本的节约程度十分可观，取得了显著的有益效果。
[0011]优选的，所述炉口进气管、炉中进气管和炉尾进气管均从炉尾处深入到所述镀膜炉设备内；所述炉口进气管的进气口深入所述镀膜炉设备内的距离占所述镀膜炉设备长度的3/5~4/5；所述炉中进气管的进气口深入所述镀膜炉设备内的距离占所述镀膜炉设备长度的2/5~5/8；所述炉尾进气管的进气口深入所述镀膜炉设备内的距离占所述镀膜炉设备长度的3/8~1/12。
[0012]优选的，所述进气管位于所述镀膜炉设备外的部分设置有隔膜阀；更优选的，所述
隔膜阀相邻的设置于所述镀膜炉设备外；隔膜阀关闭时能够尽可能避免由于SiH4气体的回流加重进气管的粉尘堵塞，因此，隔膜阀和镀膜炉设备腔室之间的间距需要尽可能的短。
[0013]优选的，所述镀膜炉设备的炉尾处设置有抽气管，所述抽气管的内径为80~120mm。
[0014]用于上述任一技术方案所述的方法中的镀膜炉设备。
[0015]综上所述，本专利技术所述的技术方案具有以下主要的有益效果：和现有技术相比，本专利技术能够充分吹扫、填充N2，尽可能的排除SiH4气体、并将亚甲硅烷基团聚物吹扫出来，避免其堵塞管路。
[0016]同时，加宽的进气管其空间变大，不易堵塞，且其内的SiH4气体不易受镀膜炉设备内热量的影响，不容易生成亚甲硅烷基团聚物，也能有效缓解进气管路的堵塞情况。
[0017]并且，设置的隔膜阀，关闭时能够尽可能避免由于SiH4气体的回流加重进气管的粉尘堵塞。
[0018]进一步地或者更细节的有益效果将在具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种延长LPCVD进气管使用寿命的方法，所述进气管至少用于向镀膜炉设备（5）内通入SiH4气体，所述镀膜炉设备（5）上设置有抽气管（4），其特征在于：所述进气管在通入SiH4气体后，依次进行N2吹扫步骤和N2填充步骤；其中，所述N2吹扫步骤通过所述进气管进行，吹扫时间大于或等于60s；所述N2填充步骤通过所述进气管进行，填充时间大于或等于180s，并使得镀膜炉设备（5）内的气压趋向于或等于外在环境的气压。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述进气管的内径为7~8mm。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述进气管的内径为7.525mm。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述进气管至少包括进气口靠近所述镀膜炉设备（5）炉口（6）处的炉口进气管（1）、进气口位于所述镀膜炉设备（5）中部的炉中进气管（2）、以及进气口靠近所述镀膜炉设备（5）炉尾（7）处的炉尾进气管（3）。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述炉口进气管（1）、炉中进气管（2）和炉尾进气管（3）均采用1/2英寸的不锈钢管，并在1/2英寸不锈钢管内衬有石英衬管。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述炉口进气管（1）、炉中进气管...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆敏，李丙科，张海洋，景程，
申请(专利权)人：无锡松煜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：