[發(fā)明專利]一種大規(guī)模集成電路用5層復(fù)合石英坩堝及其制備方法和表面處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810312679.6
• 申請(qǐng)日: 2018-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN108531978B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐曉軍;朱國平;舒曉峰;季軍;張智鍵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江陰龍?jiān)词⒅破酚邢薰?/a>
• 主分類號(hào): C30B15/10
• 分類號(hào): C30B15/10;C30B29/06;C03B20/00
• 代理公司: 北京華際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11676
• 代理人: 陳曉蕾

本發(fā)明公開了一種大規(guī)模集成電路用5層復(fù)合石英坩堝及其制備方法和表面處理方法，屬于石英坩堝加工處理技術(shù)領(lǐng)域，由5層石英組成，由外至內(nèi)的厚度依次遞減，依次包括外層天然石英、內(nèi)層天然石英、半晶態(tài)石英、微晶態(tài)合成石英和內(nèi)層合成石英，外層天然石英和內(nèi)層天然石英均為高氣泡天然石英，半晶態(tài)石英為少氣泡石英，微晶態(tài)合成石英和內(nèi)層合成石英中無氣泡，微晶態(tài)合成石英中含有0.15％的混合稀土，混合稀土為鑭鈰混合稀土，內(nèi)層合成石英內(nèi)含有0.11％的雙相增韌共聚物，雙相增韌共聚物包括如下組成成分：Ni、Mn、N、Cu、Ag、Co和Fe。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)中石英坩堝存在的內(nèi)應(yīng)力大、耐溫性能差及使用壽命低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種石英坩堝及其制備方法和表面處理方法，特別是涉及一種大規(guī)模集成電路用5層復(fù)合石英坩堝及其制備方法和表面處理方法，屬于石英坩堝加工處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

石英坩堝是控制大規(guī)模集成電路用單晶硅必不可少原材料，石英坩堝可在1450℃以下使用，在1450℃時(shí)處于熔料階段，在1425℃時(shí)處于拉晶階段，分透明和不透明兩種，傳統(tǒng)的石英坩堝采用天然石英和合成石英分別來解決氣泡度和透明度的問題，但是，由于天然石英石是晶體結(jié)構(gòu)，常溫下是三方晶系，四面體結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)是1730℃-1750℃，其含有10ppm的雜志，合成石英石無固定狀態(tài)的非晶體結(jié)構(gòu)，雜質(zhì)含量少，可以達(dá)到ppb級(jí)，軟化點(diǎn)是1550℃，傳統(tǒng)的通過天然石英和合成石英復(fù)合生產(chǎn)的石英坩堝內(nèi)應(yīng)力大，耐溫性能差，對(duì)拉晶要求高，提高了拉晶工藝的難度，同時(shí)也降低了石英坩堝的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是為了提供一種大規(guī)模集成電路用5層復(fù)合石英坩堝及其制備方法和表面處理方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中石英坩堝存在的內(nèi)應(yīng)力大、耐溫性能差及使用壽命低的問題。

本發(fā)明的目的可以通過采用如下技術(shù)方案達(dá)到：

一種大規(guī)模集成電路用5層復(fù)合石英坩堝，由5層石英組成，5層石英由外至內(nèi)依次包括外層天然石英、內(nèi)層天然石英、半晶態(tài)石英、微晶態(tài)合成石英和內(nèi)層合成石英。

優(yōu)選的，由外至內(nèi)，所述外層天然石英、所述內(nèi)層天然石英、所述半晶態(tài)石英、所述微晶態(tài)合成石英和所述內(nèi)層合成石英的厚度依次遞減。

優(yōu)選的，所述外層天然石英為含有9-15ppm雜質(zhì)的高氣泡天然石英，所述內(nèi)層天然石英為含有6-8ppm雜質(zhì)的高氣泡天然石英，所述半晶態(tài)石英為含有3-6ppm雜質(zhì)的少氣泡石英，所述微晶態(tài)合成石英為含有0.5-2ppm雜質(zhì)的無氣泡合成石英。

優(yōu)選的，按重量百分比計(jì)，所述微晶態(tài)合成石英中含有占微晶態(tài)合成石英重量0.04％-0.23％的混合稀土。

優(yōu)選的，所述混合稀土為鑭鈰混合稀土，所述鑭鈰混合稀土中，La含量為22％-37％，Ce含量為26％-45％，所述鑭鈰混合稀土中La和Ce的含量總和大于52.5％。

優(yōu)選的，所述內(nèi)層合成石英中無氣泡，其純度為10ppb級(jí)，按重量百分比計(jì)，所述內(nèi)層合成石英內(nèi)含有占內(nèi)層合成石英重量0.07％-1.46％的雙相增韌共聚物。

優(yōu)選的，所述雙相增韌共聚物包括如下組成成分：Ni、Mn、N、Cu、Ag、Co和Fe。

優(yōu)選的，按重量份數(shù)計(jì)，所述雙相增韌共聚物包括如下成分及配比：Ni：3-5份、Mn：3-5份、N：10-30份、Cu：1-5份、Ag：1-2份、Co：1-3份和Fe：0.5-2.5份。

一種大規(guī)模集成電路用5層復(fù)合石英坩堝的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：分別制備成型模具

制備分別符合外層天然石英、內(nèi)層天然石英、半晶態(tài)石英、微晶態(tài)合成石英和內(nèi)層合成石英厚度要求的石膏模具；

步驟2：成型模具的修理