DE2558041C3

DE2558041C3 - Method for transporting semiconductor wafers through a temperature treatment tube

Info

Publication number: DE2558041C3
Application number: DE19752558041
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 8012 Ottobrunn Ertl; Helmut Dipl.-Phys. 8014 Neubiberg Gueckel; Fritz Ing.(Grad.) 8000 Muenchen Schneckenaichner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-12-22
Filing date: 1975-12-22
Publication date: 1979-01-04
Also published as: DE2558041B2; DE2558041A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transport von Halbleiterscheiben durch ein Temperaturbehand- !5 lungsrohr.The invention relates to a method for transporting semiconductor wafers through a temperature treatment unit ventilation pipe.

Zur Temperaturbehandlung (Diffusion, Oxydation u.dgl.) von Halbleiterscheiben wird gewöhnlich ein Rohr bzw. Ofen verwendet, in das die Halbleiterscheiben auf einem Schiff angebracht werden. Für eine Massenfertigung ss» von großer Bedeutung, daß alle Halbleiterscheiben im Rohr den gleichen Bedingungen ausgesetzt werden. Dies bedeutet, der über der Länge des Rohres aufgetragene Temperaturverlauf (Temperaturprofil) muß möglichst konstant sein.For the temperature treatment (diffusion, oxidation, etc.) of semiconductor wafers, a Tube or furnace used in which the semiconductor wafers are mounted on a ship. For one Mass production is of great importance that all semiconductor wafers in the tube have the same conditions get abandoned. This means that the temperature profile plotted over the length of the pipe (temperature profile) must be as constant as possible.

Um dieses konstante Temperaturprofil zu erreichen, werden bisher Rohre verwendet, die vom gleichen Ende aus be- und entladen werden. Wenn die Rohre mit einer geringen »Einfahrgeschwindigkeit« beladen werden, was insbesondere bei großen Durchmessern der Halbleiterscheiben erforderlich ist, treten aber zwangsläufig unterschiedlich ? Temperatur-Zeitverläufe auf, die zu größeren Streuungen in den elektronen Parametern führen.In order to achieve this constant temperature profile, tubes from the same end have been used up to now from being loaded and unloaded. If the pipes are loaded at a low "run-in speed", However, this inevitably occurs, which is necessary in particular with large diameters of the semiconductor wafers different ? Temperature-time courses, which lead to greater scatter in the electron parameters to lead.

Zur Erzielung höherer Ofenkapazitäten und gleichmäßiger Temperatur-Zeitverläufe wurde auch schon die Möglichkeit diskutiert, mehrere Transporthorden oder Schiffe im Durchlaufverfahren zu verwenden. Dabei wird das Rohr am einen Ende beladen und am anderen Ende entladen. Es hat sich aber gezeigt, daß hierbei hohe Reibungskräfte zwischen den Transporthorden und der Wandung des Rohres auftreten. Weiterhin biegt sich ein aus Quarz bestehendes Rohr bei den hohen Temperaturen infolge der Belastung durch die mit den Halbleiterscheiben versehenen Transporthorden durch. Schließlich führt auch die Berührung mit den Transporthorden zu einer ungleichmäßigen Erwärmung der Halbleiterscheiben.The Discussed the possibility of using several transport trays or ships in a continuous process. Included the tube is loaded at one end and unloaded at the other end. But it has been shown that here high frictional forces occur between the transport trays and the wall of the pipe. Continues to bend a tube made of quartz at the high temperatures as a result of the stress caused by the Transport trays provided with semiconductor wafers. Finally, there is also contact with the transport trays to uneven heating of the semiconductor wafers.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Temperaturbehandlung von Halbleiterscheiben anzugeben, das bei einem Durchlaufbetrieb einen möglichst konstanten Temperatur-Zeitverlauf im Rohr ermöglicht. It is therefore the object of the invention to provide a method for the temperature treatment of semiconductor wafers, which enables a constant temperature-time curve in the pipe during continuous operation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by what is specified in the characterizing part of claim 1 Features solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also in ein aus Quarz bestehendes Rohr zwei Siliciumstäbe eingebracht, deren Enden über das Rohr hinausragen und dort jeweils gelagert sind. Die Siliciumstäbe sind mit einem Formschliff in der Art eines Gewindes versehen. Die Steigung des Gewindes ist für eine automatische Be- und Entladung ausgelegt Durch geeignete ProPIgebung des Formschliffes ist es möglich, die zu behandelnden Halbleiterscheiben senkrecht zur Stabachse zu haltern. Hierfür ist ein Profil in der Art eines Trapezes geeignet. Eine gleichsinnige Antriebsrichtung der Stäbe bewirkt eine Vorwärtsbewegung der Halbleiterscheiben bei deren gleichzeitiger Drehung. Datjrch wird eine gleichmäßige Erwärmung der Halbleiterscheiben und somit eine Schonung des Kristallgitters erreicht, da keine auf Temperaturgradienten beruhende mechanischen Spannungen auftreten. Die Drehung der Halbleiterscheiben bewirkt eine gleichmäßige Umströmung mit dem Reaktionsgas. Die freie Wählbarkeit der Gewindesteigung ermöglicht schließlich einen Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens bei automatisierten Geräten.In the method according to the invention, therefore two silicon rods are inserted into a tube made of quartz, the ends of which protrude beyond the tube and are stored there. The silicon rods are provided with a form cut in the manner of a thread. The pitch of the thread is designed for automatic loading and unloading by means of suitable propelling With the shape grinding, it is possible to place the semiconductor wafers to be treated perpendicular to the rod axis to hold. A profile in the form of a trapezoid is suitable for this. A drive direction in the same direction the rods cause the semiconductor wafers to move forward while rotating them at the same time. This ensures even heating of the semiconductor wafers and thus a protection of the Crystal lattice achieved because no mechanical stresses based on temperature gradients occur. The rotation of the semiconductor wafers causes the reaction gas to flow evenly around it. the Finally, free selection of the thread pitch enables the method according to the invention to be used in automated devices.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein mit Halbleiterscheiben beladenes Rohr,1 shows a longitudinal section through a semiconductor wafer loaded pipe,

F i g. 2 eine Seitenansicht in Pfeilrichiung II vom Rohr der Fig. !,undF i g. 2 shows a side view in arrow direction II of the tube of the figure!, and

F i g. 3 einen Ausschnitt durch den vergrößerten Stab (Einzelheit III der Fig. 1).F i g. 3 shows a section through the enlarged rod (detail III of FIG. 1).

In einem aus Quarz oder Silicium bestehenden Rohr 1, das als Ofen zur Temperaturbehandlung von Halbleiterscheiben 4 dient, sind zwei aus Silicium bestehende Stäbe 2 vorgesehen, deren Oberflächen mit Rillen 3 in der Form eines Gewindes ausgestaltet sind. Die Stäbe laufen in gleicher Richtung um, was in den F i g. 1 und 2 durch Pfeile 6 angedeutet ist. Dies bewirkt, daß die in den Rillen 3 gelagerten und aus Silicium bestehenden 2"-HalbIeiterscheiben 4 in entgegengesetzter Richtung (Pfeil 7 in Fig. 2) umlaufen und sich dabei durch das Rohr 1 in der durch Pfeile 8 (Fig. 1) angedeuteten Richtung bewegen. Die Steigung der Rillen 3 ist der angestrebten Durchlaufgeschwindigkeit der Halbleiterscheiben 4 durch das Rohr 1 angepaßt. Eine größere Steigung führt also bei gleicher Drehzahl der Stäbe 2 zu einer höheren Durchlaufgeschwindigkeit. Vorzugsweise kann eine 3/16"-Steigung verwendet werden.In a tube 1 made of quartz or silicon, which is used as a furnace for the temperature treatment of semiconductor wafers 4, two rods 2 made of silicon are provided, the surfaces of which are provided with grooves 3 in are designed in the form of a thread. The bars revolve in the same direction, which is shown in FIGS. 1 and 2 is indicated by arrows 6. This causes the stored in the grooves 3 and made of silicon 2 "Semiconductor discs 4 in the opposite direction (arrow 7 in Fig. 2) and run through the Move tube 1 in the direction indicated by arrows 8 (Fig. 1). The slope of the grooves 3 is the The desired throughput speed of the semiconductor wafers 4 through the tube 1 is adapted. A bigger one The incline thus leads to a higher throughput speed at the same speed of the rods 2. Preferably 3/16 "pitch can be used.

Die Stäbe 2 ragen über das Ende des Rohres 1 hinaus, so daß ein einfaches Be- und Entladen möglich ist. Für das Rohr 1 ist ein kreisförmiger Querschnitt zweckmäßig. Selbstverständlich kann jedoch auch ein quadratischer oder rechteckiger Querschnitt verwendet werden.The rods 2 protrude beyond the end of the tube 1 so that easy loading and unloading is possible. For the pipe 1 is expediently a circular cross-section. Of course, a square can also be used or rectangular cross-section can be used.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Method for transporting semiconductor wafers through a temperature treatment tube, thereby characterized in that the semiconductor wafers are threaded into the grooves (3) with the Ends of rods (2) protruding beyond the ends of the tube (1) are inserted and then the rods (2) rotated in the same direction (6).

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