DE2619444C2

DE2619444C2 - Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Transport von Halbleiterscheiben

Info

Publication number: DE2619444C2
Application number: DE19762619444
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 8012 Ottobrunn Ertl; Helmut Dipl.-Phys. 8014 Neubiberg Gückel; Hugo Dipl.-Phys. Dr. 8035 Gauting Rückardt; Fritz Ing.(grad.) 8000 München Schneckenaichner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-12-22
Filing date: 1976-05-03
Publication date: 1985-01-17
Also published as: DE2619444A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Transport von Halbleiterscheiben durch ein Temperaturbehandlungsrohr, bei dem die Halbleiterscheiben in die Rillen mit Gewinde versehener, mit den Enden über die Enden des Rohres hinausragender Stäbe eingesetzt und die Stäbe gleichsinnig gedreht werden, nach Patent 25 58 041.

Zur Temperaturbehandlung (Diffusion, Oxydation und dergleichen) von Halbleiterscheiben wird gewöhnlich ein Rohr beziehungsweise Ofen verwendet, in das die Halbleiterscheiben auf einem Schiff eingebracht werden. Für eine Massenfertigung ist 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.

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 HaIbleiterscheiben erforderlich ist treten aber zwangsläufig unterschiedliche Temperatur-Zeitverläufe auf, die zu größeren Streuungen in den elektrischen Parametern führen.

Zur Erzielung höherer Ofenkapazitäten, und gleich-

mäßiger Temperatur-Zeitverläufe wurde auch^>chon 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.

Um ein Verfahren zur Temperaturbehandlung von Halbleiterscheiben zu ermöglichen, das bei einem Durchlaufbetrieb einen möglichst konstanten Temperatur-Zeitverlauf im Rohr ermöglicht, schlägt die Hauptanmeldung vor, daß der Transport der Halbleiterscheiben im Rohr mitteö. Stäben erfolgt deren Oberflächen mit Rillen in der Form eines Gewindes ausgestaltet sind.

Bei diesem 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 Profilgebung 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. Dadurch 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 öei automatisierten Geräten.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, dieses in der Hauptanmeldung angegebene Verfahren so zu verbessern, daß die Halbleiterscheiben im Rohr möglichst genau geführt sind und ihre relative Lage zueinander exakt beibehalten.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäU durch wenigstens zwei Tragstäbe und wenigstens einen Führungsstab gelöst.

Für die Praxis hat sich ein Führungsstab als durchaus ausreichend erwiesen.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. I einen Längsschnitt durch ein mit Halbleiterscheiben beladenes Rohr,

F i g. 2 eine Seitenansicht in Pfeilrichtung Il vom Rohr der Fig. !,und

F i g. 3 einen Ausschnitt durch den vcrgröücricn Stab

(Einzelheit I Il der F ig.1).

In einem aus Quarz oder Silicium bestehenden Rohr 1, das als Ofen zur Temperaturbehandlung von Halbleiterscheiben 4 dient, sind zwei aus Silicium bestehende Tragstäbe 2 und ein Führungsstab 9 vorgesehen, deren Oberflächen mit Rillen 3 in der Form eines Gewindes ausgestaltet sind Die Stäbe 2,9 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 beziehungsweise geführten und aus Silicium beste- to henden Halbleiterscheiben 4 mit einem Durchmesser von 2" in entgegengesetzter Richtung (Pfeil 7 in F i g. 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 ter angestrebten Durchlaufgeschwindigkeit der Halbleiterscheiben 4 durch das Rohr 1 angepaßt Eine größere Steigung führt also bei gleicher Drehzahl der Stäbe 2, 9 zu einer höheren Durchlaufgesc-hwindigkeit Vorzugsweise kann eine ³/|₆-Steigung verwendet werden.

Die Stäbe 2, 9 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Transport von Halbleiterscheiben durch ein Temperaturbehandlungsrohr, bei dem die Halbleiterscheiben in die Rillen (3) mit Gewinde versehener, mit den Enden über die Enden des Rohres (1) hinausragender Stäbe (2) eingesetzt und die Stäbe (2) gleichsinnig (6) gedreht werden, nach Patent 2558041, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Tragstäbe (2) und wenigstens einen Führungsstab (9).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (2, 9) in gleicher Richtung umlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe aus Halbleitermaterial bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (2,9) aus demselben Halbleitermaterial wie die Halbleiterscheiben (4) bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (2,9) aus Silicium bestehen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) aus Quarz besteht

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) aus Silicium besteht

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Stäbe (2,9) als Gewif.de ausgebildet ist. dessen Steigung der angestrebte·! Durchlaufgeschwindigkeit der Halbleiterscheiben (4) dur^n das Rohr (1) angepaßt ist

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Stäbe (2, 9) über die Enden des Rohres (1) hinausragen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.