[發明專利]一種硅片高溫氧化工藝

在審

• 申請號: 202010871700.3
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111916506A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 崔水煒;程建;萬肇勇;吳章平
• 申請（專利權）人: 蘇州昊建自動化系統有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/18;H01L21/02
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 王春麗

1.一種硅片高溫氧化工藝，其特征在于，高溫氧化在高溫氧化設備上進行，所述高溫氧化設備包括入料段(1)、升溫段(2)、恒溫段(3)、冷卻段(4)、出料段(5)，各段均用穿設在設備腔體兩側之間的陶瓷軸(12)進行傳送，首先通過工控電腦設置各段的溫度曲線，確保各段溫差控制在±3℃；然后將硅片放入高溫氧化設備入料段(1)的陶瓷軸(12)上，然后在陶瓷軸(12)的轉動下將硅片依次傳送經過升溫段(2)、恒溫段(3)、冷卻段(4)、出料段(5)，恒溫段(3)的設備腔內設有紅外加熱管(13)和氧氣發生器(14)，陶瓷軸(12)上的硅片在此段發生氧化反應，后再經冷卻段(4)風冷后即得表面有氧化層的硅片。

2.根據權利要求1所述的硅片高溫氧化工藝，其特征在于，入料段(1)的長度為100mm，溫度為室溫；升溫段(2)的長度為1000mm，溫度設定為550±5℃，硅片在此段的處理時間為17(輕質耐火磚層)s；恒溫段(3)從入到出依次分為第一恒溫段(3)、第二恒溫段(3)、第三恒溫段(3)和第四恒溫段(3)，第一恒溫段(3)的長度為1100mm，溫度設定為600±5℃，硅片在此段的處理時間為19(設備外板)s，第二恒溫段(3)的長度為1100mm，溫度設定為650±5℃，硅片在此段的處理時間為19(設備外板)s，第三恒溫段(3)的長度為1100mm，溫度設定為650±5℃，硅片在此段的處理時間為19(設備外板)s，第四恒溫段(3)的長度為1250mm，溫度設定為650±5℃，硅片在此段的處理時間為21s；冷卻段(4)的長度為1150mm，使得硅片到達出料段(5)的溫度在40℃以下，出料段(5)的長度為100mm。

3.根據權利要求1所述的硅片高溫氧化工藝，其特征在于，陶瓷軸(12)的傳送速度為3.5m/min。

4.根據權利要求1所述的硅片高溫氧化工藝，其特征在于，氧氣發生器(14)設置在恒溫段(3)的設備底部，氧氣發生器(14)的氧氣噴嘴(15)穿設在腔體的底部和側面，紅外加熱管(13)設置在設備腔內頂部，設備腔內內襯材料是輕質耐火磚，耐火磚外層(16)覆蓋一層陶瓷纖維，陶瓷軸(12)上的硅片在氧氣氛圍中發生氧化反應，腔內氧氣的濃度控制在900000ppm。

5.根據權利要求1所述的硅片高溫氧化工藝，其特征在于，冷卻段(4)的設備上方裝有風扇(19)，風扇(19)下方裝多孔透風板(20)，風從上往下吹從而對硅片進行風冷。

6.根據權利要求1所述的硅片高溫氧化工藝，其特征在于，陶瓷軸(12)的傳動受架設在腔體內部一側的傳動系統驅動，傳動系統包括調速電機(6)、同步帶輪(7)、傳動主軸(9)、錐齒輪組(8)和聯軸器(10)，調速電機(6)輸出軸上套設同步帶輪(7)的一端，同步帶輪(7)另一端套設在傳動主軸(9)的一端上，傳動主軸(9)沿設備長度方向設置，傳動主軸(9)上間隔套設有多個錐齒輪組(8)中的主動齒輪，而錐齒輪組(8)的從動齒輪套設在聯軸器(10)的一端，聯軸器(10)的另一端連接陶瓷軸(12)端部。