[发明专利]一种制备外延硅片的装置及硅源材料纯度检测方法

说明书

本发明涉及半导体制备领域，尤其涉及一种制备外延硅片的装置及硅源材料纯度检测方法。所述制备外延硅片的装置包括原料供给单元，所述原料供给单元包括：硅源材料储瓶；硅源材料输出管道；所述硅源材料输出管道的延伸至所述硅源材料储瓶外的一端设置有第二开关；所述原料供给单元还包括：第二气体入口，所述第二气体入口设置于所述硅源材料输出管道位于硅源材料储瓶外的部分；所述第二气体入口相对于第二开关靠近硅源材料储瓶；硅源材料检测组件或取样组件，所述硅源材料检测组件或取样组件与所述第一气体入口连接。本发明的装置简单，安全性高，可以在生产中实现高效的硅源材料纯度检测，避免纯度不合格的硅源材料污染原料输送管道及硅沉积单元。

技术领域

本发明涉及半导体制备领域，尤其涉及一种制备外延硅片的装置及硅源材料纯度检测方法。

背景技术

硅片外延工艺中需要使用三氯氢硅(TCS)、二氯氢硅(DCS)等硅化合物作为硅源材料，在高温反应时分解的硅原子在硅片形成硅层。

硅源材料比较活泼，特别是三氯氢硅以及二氯氢硅氢硅，容易与水反应，生成盐酸、硅烷醇、硅氧烷等物质。盐酸等物质掺杂在硅源材料中，造成了硅源材料的污染。例如：盐酸可以腐蚀运输硅源材料的铁质容器、配管或者阀门等配套设备。其不但破坏了容器等配套设施，还使得配套设备中的铁、铬、镍、铜等重金属元素溶出。带有重金属元素的硅源材料用于外延膜生长后，造成外延膜质量下降。硅源材料的污染，可能是制备时造成的，可能是运输过程中造成的。

在实际生产中，制备外延硅片的装置包括原料供给单元，原料输送管道以及硅沉积单元。由于硅源材料的危险性较高，通常放置在远离沉积设备的独立气体供应间内，因此，其输送管道非常长。一旦被污染的硅源材料通过输送管道，则会造成输送管道的污染以及沉积单元的污染。

因此，在制备外延硅片的初始阶段，需要对原料供给单元提供的硅源材料进行检测。

目前，制备外延硅片的装置中，供给单元包括硅源材料储瓶，所述储瓶包括设置在顶部的气体入口，用于输出硅源材料的管道，所述管道的一端延伸至储瓶的底部，另一端与输送管道连接。通过所述气体入口向所述储瓶输入氢气，储瓶内压力升高，压缩储瓶内的硅源材料进入所述管道，输出硅源材料。但是，在现有的制备外延硅片的装置中，并不具备对原料供给单元提供的硅源材料进行检测的能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种制备外延硅片的装置，在较短的区间内完成硅源材料纯度的检测，简单高效，同时避免含杂质较多的硅源材料污染输送管道及硅沉积单元。

本发明提供了一种制备外延硅片的装置，包括依次连接的原料供给单元，原料输送管道以及硅沉积单元，所述原料供给单元包括：硅源材料储瓶，设置在硅源材料储瓶顶部的第一气体入口，所述第一气体入口与第一氢气供给单元连接，所述第一氢气供给单元上设置有第一开关；硅源材料输出管道，所述硅源材料输出管道的一端延伸至所述硅源材料储瓶的下部，所述硅源材料输出管道的另一端延伸至所述硅源材料储瓶外；所述硅源材料输出管道的延伸至所述硅源材料储瓶外的一端设置有第二开关，所述原料供给单元还包括：

第二气体入口，所述第二气体入口设置于所述硅源材料输出管道位于硅源材料储瓶外的部分；所述第二气体入口相对于第二开关靠近硅源材料储瓶；所述第二气体入口通入的气体不与所述硅源材料发生反应；

硅源材料检测组件或取样组件，所述硅源材料检测组件或取样组件与所述第一气体入口连接。

优选地，所述硅源材料为三氯氢硅或者二氯氢硅。

优选地，所述第二气体入口用于通入氢气。

优选地，所述第二气体入口与第二氢气供给单元连接；所述第二氢气供给单元上设置有第三开关。

优选地，所述硅源材料检测组件或取样组件的入口处设置有第四开关。