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Die Erfindung betrifft eine Anordnung
zur Wärmebehandlung
von Siliziumscheiben in einer Prozesskammer, in der die zu beschichtende
Siliziumscheibe, zum Schutz der Prozesskammer gegen Niederschlag,
von Linerplatten umgeben ist.
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Bei verschiedenen RTP-Prozessen (Rapid Thermal
Processing) dampft Schichtmaterial von der Siliziumscheibe ab und
schlägt
sich in der Prozesskammer der RTP-Anlage nieder. Durch diesen Niederschlag
werden die optischen Eigenschaften der Prozesskammer verändert. Diese
Veränderungen können dazu
führen,
dass die absolute Temperatur auf der Scheibe verändert wird und/oder dass die Temperaturhomogenität auf der
Scheibe mit zunehmender Zahl von prozessierten Scheiben abnimmt.
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Zur Vermeidung der Kontamination
der Prozesskammer werden, im Stand der Technik, so genannte Linerplatten
aus optisch transparentem Quarzglas, vorzugsweise oberhalb und unterhalb
der zu behandelnden Siliziumscheibe, in die Kammer eingebaut. Das
abgedampfte Material schlägt
sich auf diesen Linerplatten nieder und nicht mehr in der Prozesskammer
selbst. Diese Platten können
einfach ausgetauscht werden. Der kostenintensive Austausch der Prozesskammer
selbst ist somit nicht mehr nötig.
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Die optische Transparenz der Linerplatten wird
mit zunehmender Zahl von prozessierten Siliziumscheiben durch den
Niederschlag verringert, wobei die oberhalb der Siliziumscheibe angeordnete
Linerplatte wesentlich stärker
belegt wird als die unter der Siliziumscheiben angeordnete Linerplatte.
Durch diesen ungleichmäßigen Niederschlag
treten hohe lokale Unterschiede in der Transparenz der Platten auf.
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Zur Reduzierung des Einflusses der
Kontamination auf die zu behandelnden Siliziumscheiben werden die
Linerplatten in regelmäßigen Abständen ausgetauscht.
Dabei können
die Linerplatten entweder durch neue Platten ersetzt werden, oder
durch entsprechende Verfahrensschritte aufbereitet werden. Die Verfahrensschritte
zur Aufbereitung der Linerplatten bestehen beispielsweise aus einem
mechanischen Reinigungsschritt, bei dem die Platte durch Abwischen
gesäubert
wird, und einem chemischen Reinigungsschritt, bei dem die Platte
nasschemisch gereinigt wird.
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Durch einen derartigen Reinigungsvorgang kann
der Ausgangszustand der Linerplatte, in Bezug auf ihre optischen
Parameter, nicht mehr hergestellt werden, was zu einer Abnahme der
Transparenz der Linerplatte mit zunehmender Anzahl der Reinigungsvorgänge führt. Somit
wird nach einer Zeitdauer von beispielsweise 4 bis 5 Wochen der
Einsatz von neuen Platten notwendig.
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Jeweils nach dem Einsatz neuer oder
gereinigter Linerplatten ist ein Temperaturkalibrierungsvorgang
der RTP-Anlage, über
Ausheilen von implantierten Siliziumscheiben mit anschließender Schichtwiderstandsmessung,
notwendig, da die Strahlungsbedingungen für die pyrometrische Temperaturmessung
verändert
wurden.
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Der Nachteil im Stand der Technik
besteht darin, dass Linerplatten nur etwa fünfmal aufbereitet werden können, da
ein Entglasen des Quarzglases der Linerplatte, durch ein diffundierendes
abgeschiedenes Material aus den Prozessscheiben, erfolgt. Der Austausch
einer Linerplatte verursacht Kosten von etwa 450,00 Euro.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe
zugrunde, eine Anordnung zur Wärmebehandlung
von Siliziumscheiben in einer Prozesskammer anzugeben, die einen
Schutz der Prozesskammer vor Ablagerungen gewährleistet und den Aufwand sowie
die Kosten für
Instandhaltung reduziert.
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Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe
bei einer Anordnung zur Wärmebehandlung
von Siliziumscheiben in einer Prozesskammer der eingangs genannten
Art dadurch gelöst,
dass die Linerplatte geteilt ausgeführt ist.
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Gemäß der erfinderischen Lösung bestehen die
Linerplatten aus mindestens zwei Teilen. Somit ist es möglich die
Linerplattenteile, in Abhängigkeit
vom Abnutzungsgrad, getrennt auszutauschen. Durch die Möglichkeit
eines teilweisen Austauschs von Linerplattenteilen fallen auch nur
die Instandhaltungskosten für
den auszutauschenden Teil an, was zu einer Reduzierung der Instandhaltungskosten
führt.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung
ist vorgesehen, dass die Linerplatte aus einer rechteckigen Platte
besteht, welche mit einer Öffnung
für einen Einsatz
versehen ist, wobei der Einsatz die Öffnung vollständig verschließt.
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Bei den Wärmebehandlungsprozessen hat sich
gezeigt, dass sich Ablagerungen durch abgedampftes Gut vorrangig
oberhalb der zu behandelnden Siliziumscheiben auf der Linerplatte
niederschlägt.
Erfindungsgemäß ist beispielsweise
die in der Prozesskammer oberhalb der behandelnden Siliziumscheiben
angeordnete, geteilt ausgeführte
Linerplatte mit einer kreisförmigen Öffnung versehen. Ein
Einsatz, der ebenfalls aus dem Material der Linerplatte besteht,
ist so gestaltet, dass er genau in die Öffnung der Linerplatte eingefügt werden
kann. Die Einheit, bestehend aus der rechteckigen Linerplatte mit
der Öffnung
und dem Einsatz, weist die gleichen Eigenschaften in der Prozesskammer
auf, wie eine vergleichbare ungeteilte Linerplatte. Damit der Einsatz
in der Öffnung
der Linerplatte fixiert werden kann, weist die rechteckige Linerplatte
entsprechende Halterungen auf.
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In einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung ist vorgesehen, dass die Öffnung kreisförmig ist.
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Eine Gestaltungsmöglichkeit der geteilten Linerplatte
besteht in einer kreisförmigen Öffnung innerhalb
der rechteckigen Linerplatte, mit einem entsprechenden Einsatz,
die einen Durchmesser aufweist, welcher etwa der zu behandelnden
Siliziumscheibe entspricht. Diese Dimensionierung der Öffnung und
des Einsatzes hat den Vorteil, dass der Einsatz ausreichend groß ist, um
abgedampftes Gut oberhalb der Siliziumscheibe aufzunehmen. Somit
ist im Bedarfsfall nur die Reinigung oder der Austausch des Einsatzes
erforderlich.
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In einer besonderen Ausführung der
Erfindung ist vorgesehen, dass die Linerplatte und der Einsatz aus
Quarzglas bestehen.
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Vorzugsweise bestehen sowohl die
rechteckige Linerplatte mit der Öffnung
als auch der zugehörige
Einsatz aus Quarzglas und weisen somit die in der Prozesskammer
notwendigen optischen Eigenschaften auf.
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In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist
vorgesehen, dass der Einsatz ein beschichteter Einsatz ist.
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Ein weiterer Vorteil der kreisförmigen Gestaltung
des Einsatzes, welcher etwa die Größe einer Siliziumscheibe aufweist,
ist die Möglichkeit,
den Einsatz in einer üblichen Halbleiterfertigungsanlage,
mit einer Beschichtung zu versehen. Wird der Einsatz beispielsweise
mit Siliziumnitrid beschichtet, erhält er eine, gegenüber einer
Quarzglasoberfläche,
verbesserte Diffusionsbarriere gegen abgedampftes Gut. Ein derart
beschichteter Einsatz kann besser gereinigt werden und ist resistenter
gegen das Entglasen, womit sich die Standzeit des Einsatzes erhöht.
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Der Einsatz von Siliziumnitrid hat
weiterhin die Vorteile, dass eine für die Anwendung in der Prozesskammer
notwendige optische Transparenz bestehen bleibt, dass Siliziumnitrid
Halbleiterkompatibel ist und somit keine Kontaminationsgefahr besteht und
dass Siliziumnitrid eine sehr gute Haftung auf Quarzglas aufweist.
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Wenn die Siliziumnitridbeschichtung
nach dem häufigen
Reinigen seine Wirkung verliert, so kann die ohne Schädigung des
Quarzglaseinsatzes erneuert werden. Hierzu wird das Siliziumnitrid
nasschemisch von dem Quarzglaseinsatz abgeätzt.
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Durch dieses, in der Halbleiterfertigung
gängige,
Verfahren wird das Quarzglas nicht geschädigt. Nachfolgend wird die
Siliziumnitridbeschichtung, beispielsweise in einer LPCVD-Anlage erneuert.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand
eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
In den zugehörigen
Zeichnungen zeigt
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1 einen
schematischen Querschnitt durch eine RTP-Prozesskammer und
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2 eine
erfindungsgemäße Anordnung zur
Wärmebehandlung
von Siliziumscheiben in einer Prozesskammer.
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In der 1 ist
der schematische Querschnitt durch eine aus dem Stand der Technik
bekannte RTP-Prozesskammer 1 dargestellt, in der Siliziumscheiben 2 einer
Wärmebehandlung
unterzogen werden. Die Siliziumscheiben 2 werden dazu auf einem
Scheibenträger 3 aufgebracht
und in die Quarzkammer 4, welche von Quarzlampen 5 umgeben
ist, eingeführt.
Oberhalb und unterhalb der zu behandelnden Siliziumscheiben 2 befindet
sich eine Linerplatte 6 zum Schutz der Quarzkammer 4 gegen Niederschlag.
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In der 2 ist
eine erfindungsgemäße Anordnung
zur Wärmebehandlung
von Siliziumscheiben in einer Prozesskammer dargestellt. In dieser Darstellung
ist der Scheibenträger 3 dargestellt über dem
die obere, erfindungsgemäß geteilte
Linerplatte 7 angeordnet ist. Diese besteht aus der rechteckigen Linerplatte 7 mit
einer kreisförmigen Öffnung und dem
in der Öffnung
angeordneten beschichteten Einsatz 8. Die Anordnung einer
erfindungsgemäß geteilten
Linerplatte 7 unter dem Scheibenträger 3 stellt eine
weitere Möglichkeit
dar. Die in der 2 dargestellte
Anordnung wird zur Durchführung
des Wärmebehandlungsvorgangs
in die Prozesskammer 1 eingebracht. Ist eine entsprechende
Anzahl von Siliziumscheiben 2 behandelt, tritt auf dem
beschichteten Einsatz 8 eine Trübung durch den Niederschlag
auf. Da diese Ablagerungen bevorzugt oberhalb der Siliziumscheiben 2 auftreten,
muss nur der beschichtete Einsatz 8 gereinigt oder mit
einer neuen Siliziumnitridbeschichtung versehen werden. Zur Durchführung dieser
Instandhaltungsarbeiten wird die gesamte in 2 dargestellte Anordnung aus der Prozesskammer 1 entnommen.
Nachfolgend kann der Einsatz 8 aus der geteilten Linerplatte 7 entnommen
und behandelt werden.
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- 1
- Prozesskammer
- 2
- Siliziumscheibe
- 3
- Scheibenträger
- 4
- Quarzkammer
- 5
- Quarzlampen
- 6
- Linerplatte
- 7
- geteilte
Linerplatte
- 8
- Einsatz