2.1 工艺气体流量对炉内温度的影响
在工艺温度稳定条件下,关闭小N2(磷源bubbler bottle),通过手动调节大N2流量,试验记录扩散炉石英反应管内炉口、炉中、炉尾3段Profile TC(tlaermal couple)温度随炉内气体流量(压强)的变化情况,以研究炉内气氛场气体流量(压强)变化对与扩散均匀性密切关联的温度影响程度和趋势。试验过程包括:
(1)检查炉门及各气路连接处的密封性;
(2)设备温度PID参数自整定;
(3)手动调节大N2流量,从25 L/min,增加到27 L/min,记录流量调节前后稳定温度值和流量变化导致的温度动态偏差值,见表1;
(4)手动调节大N2流量,从25L/min,减少到23 L/min,记录流量调节前后稳定温度值和流量变化导致的温度动态偏差值,见表2,表中Zone1为炉尾,Zone2是炉中尾,Zone3为炉中,Zone4是炉中口,Zone5为炉口。
从表1和表2的数据可看出,气流量由25 L/min向27 L/min变化,炉尾温度降低1℃,炉口温度无变化,气流量由25 L/min减少到23 L/min,炉尾温度升高1℃,炉口温度降低1℃。
2.3 废气排放位置对炉口均匀性的影响
扩散炉恒温区的有限性与生产产量的最大化是矛盾关联的。在生产中,需要在恒温区最大限度地放置扩散硅片,保证恒温区温度的精度和稳定性。因配置悬臂式装载系统的扩散炉炉口对温度的干扰最大,可将废气管口尽可能地靠近炉门,同时也能改善靠近炉口方向硅片反应区域气氛场的均匀性。因此,分别调整废气排放位置并进行试验对比。