DE2830589C2 - Durchlaufofen zum Prozessieren von Halbleiterplättchen - Google Patents

Durchlaufofen zum Prozessieren von Halbleiterplättchen

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DE2830589C2 DE19782830589 DE2830589A DE2830589C2 DE 2830589 C2 DE2830589 C2 DE 2830589C2 DE 19782830589 DE19782830589 DE 19782830589 DE 2830589 A DE2830589 A DE 2830589A DE 2830589 C2 DE2830589 C2 DE 2830589C2
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Description

nar bleiben.
Diese Aufgabe wird mit einem Ofen der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs I gelöst.
Zwar sind aus dem deutschen Patent 19 44 593 und der deutschen Offenlegungsschrift 21 42 462 für großtechnische Anwendungen, z. B. in Heizöfen. Schreitbalkenwerke bekannt, mittels derer unter Anwendung fester und beweglicher Balken das zu erhitzende Gut durch den Ofen transportiert wird, in dem das auf den unbeweglichen Balken aufliegende Gut periodisch von den beweglichen Teilen erfaßt und unter Anheben und dann wieder Absenken in Durchlaufrichtung bewegt wird. Diese Technik wird bisher vornehmlich in der Stahlindustrie verwendet. Es leuchtet unmittelbar ein, daß in der Stahlindustrie völlig andere Bedingungen einzuhalten sind, als in der Halbleitertechnik. Die Stahlindustrie hat mit groben, mechanisch unempfindlichen Teilen zu tun, die in sich so fest sind, daß eine beachtliche Deformation nicht zu befürchten ist. In der Halbleitertechnik hingegen wird mit dünnen, mechanisch empfindlichen Teilen gearbeitet, welche sich — insbesondere bei den im Vergleich zu den bekannten Anwendungen viel höheren Temperaturen — deformieren, wenn sie nicht in geeigneter Weise durch eine feste Unterlage unterstützt werden. Die Transportvorrichtung muß in jedem Fall stabil gebaut sein. Bei den bekannten Transportvorrichtungen sind die Konstrukteure kaum Beschränkungen bei der Auswahl des Materials — es stehen viele Metalle und Metallegierungen zur Verfügung — unterworfen und sie haben viel Freiheit bei der Festlegung der Abmessungen, welche sie der Transportvorrichtung geben wollen. Demgegenüber hat man in der Halbleitertechnik viel weniger Freiheitsgrade, wobei insbesondere auch die hohe angewandte Temperatur eine Rolle spielt. Zunächst darf die Transportvorrichtung nicht aus einem Metall hergestellt werden. Die angewandte hohe Temperatur schränkt die Anzahl von verfügbaren Materialien weiter ein, da nur solche in Frage kommen, welche auch bei den angewandten hohen Temperaturen noch hinreichend mechanisch widerstandsfähig sind. Dann muß die Transportvorrichtung in ein für die Behandlung von Halbleiterplättchen bei hohen Temperaturen geeignetes Heizelement eingepaßt werden, welches einen möglichst kleinen Durchmesser haben und möglichst lang sein muß, da ein Temperaturprofil mit einem langen Bereich, welcher einheitlich auf eine hohe Temperatur erhitzt ist, erforderlich ist. Ein weiterer Faktor, welcher nur in der Halbleitertechnik nicht aber bei der Ciahlbearbeitung beachtet werden muß. sind die unterschiedlichen Reaktionszonen im Durchlaufofen, in welchen unterschiedliche Gasatmosphären herrschen, weshalb die Transportvorrichtung für die Halbleitertechnik so konstruiert werden muß, daß sie eine Vermischung der Gase nicht begünstigt, bzw. daß, wenn eine solche Begünstigung bei konventioneller Gasführung schwer zu vermeiden ist die Gaszufuhr und -absaugung abgeändert werden muß. Bei den Durchlauföfen gemäß dem Stand der Technik ist die Einhaltung einer bestimmten Temperatur im Ofen nicht kritisch. Bei Halbleiteranwendungen ist jedoch die Einhaltung eines bestimmten festgelegten Temperaturprofils im Ofen auf ungefähr ± 1 ° C ganz entscheidend. Dies is! ein Grund, warum die Transportvorrichtung nicht aus Metall hergestellt werden darf, weil wegen der guten Wärmeleitfähigkeit von Metallen und wegen des großen Wärmegradientens zwischen dem Ofeninneren und der Ofenumgebung der Wärmeabfluß durch die aus dem Ofen herausragende Transportvorrichtung >,r> groß wäre, daß ein festgelegtes Temperaturprofil — insbesondere ein solches mit steilen Flanken und mit langen Bereichen einheitlicher Temperatur — im Ofen schwer einzuhalten wäre. Hinzu kommt, daß metallische Verunreinigungen die Eigenschaften von Halbleitermaterialien sehr ungünstig beeinflussen können, so daß die Verwendung von Metallen in öfen, in welchen Halbleiterteile prozessiert werden, insbesondere dann, wenn sie bei der Prozeßtemperatur einen meßbaren Dampfdruck haben, unterlassen wird.
Der Durchlaufofen arbeitet auch bei einer Benutzung über längere Zeiten einwandfrei. Da zum Plätlchentransport keine Boote benötigt werden, fallen alle Probleme weg, welche sich aus der Benutzung der Boote ergeben; man denke nur an die Deformation der Boole und an die Probleme beim Rücktransport.
Die RiUe?! und/cder Ausbuchtungen weiche die Balken aufweisen, bewirken, daß die Halbleiterplältchen bei ihrem Durchlauf durch den Ofen an ständig wechselnden Punkten von unten unterstützt werden. Dadurch ist es möglich, eine vorhandene unerwünschte Verbiegung der Halbleiterplättchen während des Durchganges durch den auf normalerweise über 1(XH)" C erhitzten Ofen rückgängig zn machen bzw. die Entstehung von Verbiegungen beim Durchlauf durch den Ofen zu verhindern.
Es ist günstig, wenn die Balken und das Rohr aus demselben Material bestehen. Die Balken und das Rohr haben dann denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten, so daß sich die festgelegten geringen vertikalen Abstände zwischen den Trennwänden und dem Halblciterplättchen praktisch nicht ändern würden. Ist das verwendete Material Polysilicium, so wirken sich dessen günstige Eigenschaften beim Rohr genauso günstig aus wie bei den Balken.
Es ist vorteilhaft, wenn sich beim Transport der Halbleiterplättchen die beweglichen Balken periodisch der Reihe nach oben, nach vorn, nach unten und nach hinten zum Ausgangspunkt zurück bewegen. Dieser Bewegungsablauf erleichtert es, die Plättchen, ohne daß sie sich unkontrolliert selbständig bewegen, durch den Ofen hindurchlaufen zu lassen. Der Gefahr der selbständigen Bewegung der Halbleiterplättchen kann auch in vorteilhafter Weise weiter dadurch vorgebeugt werden, daß die Bewegung der Balken so gesteuert wird, daß die Geschwindigkeiten in den einzelnen Bewegungsschritten grundsätzlich einer Sinusfunktion folgen, daß aber beim Anheben und Absenken der Balken vor dem Abheben der Halbleiterplättchen von den unbeweglicnen Balken und vor dem Ablegen der Halbletterplättchen auf die unbeweglichen Balken mittels eines Schalters die Geschwindigkeit der Bewegung vermindert werden und nach dem Abheben bzw. Ablegen die Geschwindigkeit der Bewegung wieder gesteigert werden kann.
In vorteilhafter Weise bestehen die Mittel zum Be- und Entladen des Transportsystems aus im Grundriß gabelförmigen Hebebühnen, welche so angeordnet und dimensioniert sind, daß die Zinken der Gabeln die Endstücke der beweglichen Balken von drei Seiten einrahmen und welche auf- und abbewegt werden können, so daß die Halbleiterplättchen von der einen Hebebühne auf die beweglichen Balken und nach dem Durchgang durch den Ofen von den beweglichen Baiken auf die andere Hebebühne umgeladen werden können, und daß die Zinken für das erste und letzte Stück der Transportstrecke die Funktion der unbeweglichen Balken übernehmen können. Bei dieser Art des Be- und Entladens,
müssen die Halbleiierplättchen in keinem Augenblick anders als von unten gehalten werden, was die Handhabung sehr vereinfacht und sich damit vorteilhaft von den Techniken unterscheidet, welche beim Beladen der Boote, die bei der Anwendung des bekannten Ofens verwendet werden, benutzt werden müssen.
iiinc 'Vermischung der in den verschiedenen Reaklions/ontn herrschenden Gasatmosphären wird vorteilhafterweisc auch bei der Anwesenheit der Transportbalkcn im wesentlichen dadurch verhindert, >'laß die Reaklionsgase von oben in die Reaktionszonen eingeleitet und gleichzeitig auch bzw. ausschließlich von unten abgesaugt wird. Für eine noch weitergehende Trennung der Gasatmosphären, bzw. bei der Anwendung von Gasen mit besonders hoher Diffusionsgeschwindigkeit, können die Reaktionszonen zusätzlich durch eine von Trennwänden begrenzte Isolationszone, aus welcher mindestens an einer Stelle Gas abgesaugt und in welche unter Umständen ein inertes Gas geleitet werden kann, getrennt werden.
Der Durchlaufofen kann vorteilhafterweise bei Heißprozessen aus der Gruppe thermische Oxydation, reaktive Reinigung, Eindiffusion von Verunreinigungen und pyrolylisches Aufbringen von Oxid verwendet werden, was den großen Anwendungsbereich zeigt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen.
Die Erfindung wird anhand von durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine schematischc Gesamtseitenansicht des Durchlaufofens und der Anschlüsse der Transportbahn an den Ofen, wobei der eigentliche Ofen aufgeschnitten ist.
F i g. 2 in einer schematischen Darstellung von oben gesehen das in der F i g. 1 gezeigte Transportsystem mit den Antriebsmitteln, den beweglichen un<d unbeweglichen Balken und mit den Mitteln zum Be- und Entladen und Teile der Plättcbentransportbahn,
F i g. JA von oben gesehen einen Ausschnitt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Transportsystems,
F i g. 3B einen Querschnitt durch den in der F i g. 3A gezeigten Ausschnitt entlang der Linie 3S-3S,
F i g. 3C einen Längsschnitt durch den in der F i g. 3A gezeigten Ausschnitt entlang der Linie 3C-3C,
F i g. 4 einen Längsschnitt (entlang der Linie 4-4 in der F i g. 5) durch einen Ausschnitt aus einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reaktionsrohrs, wobei in dem Ausschnitt auch ein Balken des Transportsystems in Seitenansicht und Halbleiterplättchen im Schnitt zu sehen sind,
F i g. 5 einen Querschnitt durch den in der F i g. 4 gezeigten Rohrausschnitt entlang der Linie 5-5 und
Fig. 6 ein Diagramm zur Veranschauiichung der Schwankungen der Wärmeleitfähigkeiten von Polysilicium und Siliciumcarbid in Abhängigkeit vom Temperaturprofil des Ofens.
In der F i g. 1 ist der Durchlaufofen 1 abgebildet, dessen heißer Bereich von dem Gehäuse 9 umschlossen ist, in welchem sich als wesentliche Teile das Heizelement 2, das Reaktionsrohr 3 und der mittlere Teil des Transportsystems, welches als wesentlichste Teile die beweglichen Balken 7 und die (in der F i g. 1 nicht gezeigten) Balken 8 beinhaltet, befinden. Zwischen dem Gehäuse 9 und dem Heizelement 2 befindet sich ein Raum 5, welcher über den Absaugkanal 6 mit einer beispielsweise zentralen (nicht gezeigten) Absaugung verbunden ist Als Hci/.clcmcm 2 kann jedes bekannte, das Keaktions rohr 3 vollständig umschließende Heizelement verwendet werden, das auf irgendeine übliche Art, beispielsweise durch eine Widerstandsbeheizung, geheizt wird und normalerweise eine zylindrische Form hat. Um die Klarheit der Gesamtansicht nicht zu beeinträchtigen, zeigt das Reaktionsrohr 3 nur drei durch senkrechte Striche voneinander getrennte Reaktionszonen 4 und parallel zur zentralen Bohrung verlaufende Bohrungen. In
ίο Wirklichkeit sind die einzelnen Reaktionszonen über Gasleitungen mit einer oder mehreren Gasversorgungen verbunden und außerdem ist aus dem Rohr 3 mindestens eine Gasleitung zum Gasabsaugen in den Raum 5 herausgeführt. Diese Gasleitungen und -Versorgungen sind in der Fig. 1 nicht gezeigt. Im Detail wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reaktionsrohrs weiter unten anhand der F i g. 4 und 5 besprochen.
η ßoenp
stems wird außer auf die F i g. 1 auch auf die F i g. 2 bezug genommen. Die Balken 7 und 8 mittels derer die Halbleiterplättchen durch den Ofen transportiert werden, erstrecken sich in Richtung der Rohrachse und ragen auf beiden Seiten aus dem Reaktionsrohr 3 und dem Gehäuse 9 heraus und zwar, wie die F i g. 2 zeigt, die Balken 7 noch weiter als die Balken 8. Die Balken 8 liegen nur außerhalb des Ofens auf (nicht gezeigten) Unterlagen auf. Die oberen Oberflächen der unbeweglichen Balken 8 liegen waagrecht in einer Ebene und das gleiche trifft für die beweglichen Balken 7 auch während der Bewegung zu. Wie die F i g. 2 zeigt, ist die Balkenanordnung derart, daß sich unbewegliche und bewegliche Balken 8 bzw. 7 abwechseln. Die Anzahl der Balken ist nicht festgelegt. Die Gesamtbreite des Transportsystems ist zum mindesten etwas größer als der Durchmesser der Halbleiterplättchen 10. Der Abstand der Baiken 7 und 8 voneinander wird im wesentlichen bestimmt durch die Anforderungen an den Gasfluß und liegt bevorzugt zwischen 2 und 6 mim. Mit den beweglichen Balken 7, sind an ihren beiden Einden zum Anheben und Absenken senkrecht zur Ebene der unbeweglichen Balken 8 von Halterungen 11' gehaltene Antriebsmittel 11 verbunden. Die Antriebsmittel 11 erzeugen die Auf-V und Abbewegungen. welche auf vertikal verschiebbare und in den Halterungen 11' geführte Schlitten 13' und
von diesen mittels Übertragungsstangen 13 auf die Balken 7 übertragen werden. Auf der einen Ofenseite steht die Halterung 11' auf einem auf der Unterlage 21 stehenden und horizontal verschiebbaren Schlitten 22, welcher über eine Übertragungsstange 15 mit einem von einer Halterung 14' gehaltenen Antriebsmittel 14 verbunden ist mittels dessen der Schlitten 22 in Richtung der Rohrachse hin- und herbewegi werden kann. Die Bewegungen des Schlittens 22 werden über die Halterung 11', den zu dieser gehörenden Schlitten 13' und die
mit diesem verbundene Übertragungsstange 113 auf die Balken 7 übertragen.
Die Antriebsmittel sind von der Art, daß sie eine Rotationsbewegung in eine Linearbewegung umwandeln, wobei die Geschwindigkeit der Linearbewegung von null beginnend die positive Halbperiode einer Sinusfunktion durchläuft Solche Antriebsmittel sind bekannt es wird daher nicht näher auf sie eingegangen. Alle Ausführungen dieser bekannten Antriebsmittel sind geeignet, mit großer Genauigkeit und reproduzierbar die beweglichen Balken 7 eine festgelegte Strecke (größenordnungsmäßig 0,5 mm) auf und ab bzw. vorwärts und rückwärts zu bewegen. Die beiden Antriebsmittel 11 arbeiten synchron, so daß die beweglichen Balken 7
parallel nach oben und unten verschoben werden. Die Balken 7 werden zunächst angehoben, dann vorwärtsbewegt, dann abwärtsbewegt und schließlich zum Ausgangspunkt zurückbewegt. Die Oberflächen der beweglichen Balken 7 durchlaufen dabei zwei Positionen, in denen sie flächengleich mit den Oberflächen der unbeweglichen Balke.. 8 sind. Mittels der beweglichen und unbeweglichen Balken 7 und 8 werden die Halbleiterplättchen 10 durch das Reaktionsrohr 3 bewegt, indem die auf den unbeweglichen Balken 8 liegenden Plättchen 10 von den sich nach oben bewegenden Balken 7 angehoben, dann von diesen nach vorwärts mitgenommen und schließlich beim Absenken der Balken 7, wieder auf die Balken 8 abgelegt werden, und dieser Bewegungsablauf periodisch wiederholt wird. Wie schon gesagt, sorgen die Antriebsmittel 11 und 14 dafür, daß die Geschwindigkeit in den einzelnen Bewegungsschritten sich ^er^äß einer Sirtusfurikticn srider' Dies "ev/ährleistet beim Vorwärtsbewegen der Plättchen 10 eine erschütterungsfreie Bewegung. Bei der Auf- bzw. Abbewegung hat dies jedoch zur Folge, daß etwa gerade dann, wenn die Plättchen 10 von den festen Balken 8 abgehoben bzw. auf diese abgelegt werden, die beweglichen Balken 7 sich mit der größten Geschwindigkeit bewegen. Um dies zu umgehen, werden die Antriebsmittel 11 mittels zweier Schalter so gesteuert, daß kurz vor dem Moment des Anhebens der Halbleiterplättchen bzw. kurz vor dem Moment ihres Ablegens die Geschwindigkeit reduziert und nach dem Abheben bzw. Ablegen wieder erhöht: wird. Vor jedem Schritt nach vorn werden die Planchen ungefähr 0,2 mm angehoben. Die gleichmäßigsten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Halbleiterplättchen bei einer Schrittweite im Bereich zwischen ungefähr 02 mm und ungefähr 13 mm mit einer Schritthäufigkeit von ungefähr 1 Schritt pro 4 Sekunden vorwärts bewegt werden.
Um den Ofen zu beladen und zu entladen, sind zwei Hebebühnen 17 bzw. 18 vorgesehen, welche im Grundriß gabelförmig und so angeordnet und dimensioniert sind, daß die Zinken 12 der Gabeln zwischen den Enden der beweglichen Balken dtrihgreifen und an ihnen vorbei auf- und abbewegt werden können und daß bevorzugt die Enden der Zinken 12 und die Enden der unbeweglichen Balken 8 nur einen geringen Abstand voneinander haben. Die Hebebühnen 17 und 18 sind an vertikal verschiebbaren Schlitten 17' und 18' befestigt, welche in den Halterungen 16' geführt sind. Das Auf- und Abbewegen der Hebebühnen erfolgt mittels zweier von Halterungen 16' gehaltenen Hubmotoren 16, mit denen Mittel zum Umwandeln der Rotationsbewegung der Motoren in eine lineare positive oder negative Hubbewegung verbunden sind.
Da sich der Ofen in vorteilhafter Weise als Teil einer automatisch gesteuerten Fertigung verwenden läßt, soll die Arbeitsweise eines automatisch gesteuerten Transportsystems beschrieben werden, obwohl es grundsätzlich auch möglich ist, die Halbleiterplättchen manuell gesteuert mittels der Hebebühnen 17 und 18 auf die Balken 7 und 8 zu legen und wieder von ihnen abzuheben. Die Halbleiterplättchen 10 werden mittels einer Transportbahn 19 einzeln zum Ofen transportiert.
Auf einer solchen Transportbahn können die Halbleiterplättchen beispielsweise mittels eines Luftkissens befördert werden. Die Halbleiterplättchen werden zunächst automatisch gesteuert bis zum Ende de=- Transportbahn 19, deren obere Oberfläche auf einem höheren Niveau Iie,5t als die obere Oberfläche der Balken 7 und 8. transportiert und dort festgehalten bis das Signal von der Steuerung kommt, daß das vorhergehende Plättchen von der Hebebühne 17 wegtransportiert worden ist. Daraufhin wird die Hebebühne 17 in eine Position gebracht, in welcher ihre Oberfläche mit der Oberfläche der Transportbahn 19 auf gleicher Höhe ist. Daraufhin wird das Halbleiterplättchen freigegeben, welches sich nun in Richtung der Hebebühne bewegt und auf dieser in einer festgelegten Position festgehalten wird. Anschließend wird die Hebebühne 17 so weit abgesenkt,
ίο daß sich ihre Oberfläche auf gleicher Höhe wie die Oberfläche der Balken 8 befindet. Nun beginnen die beweglichen Balken das Halbleiterplättchen vorwärts zu bewegen, wobei die Hebebühne 17 solange stehenbleibt und dabei mit ihren Gabelzinken die Funktion der festen Balken 8 ganz oder teilweise übernimmt, bis das Halbleiterplättchen den Anfang der festen Balken 8 vollständig überschritten hat. Die Hebebühne 8 ist dann bereit, das nächste Halblei'.erplä'.tchen, welches bercü.s am Ende der Transportbahn 19 wartet, aufzunehmen.
Das Plättchen wird dabei entsprechend dem im Ofen eingestellten Temperaturprofil erwärmt, passiert die Reaktionszonen 4 und wird dabei entsprechend festgelegten Spezifikationen mittels der in den Reaktionszonen herrschenden Atmosphäre unterstützt durch die hohe Temperatur bearbeitet und schließlich am Ende des Ofens allmählich wieder abgekühlt. Anschließend wird mittels der Hebebühne 18 in gleicher Weise jedoch in umgekehrter Reihenfolge wie beim Beladen das Halbleiterplättchen aus dem Ofen entnommen und zum Beginn der Transportbahn 20 gebracht, auf welcher das Halbleiterplättchen 10 weiterbewegt wird.
Anhand der Fig.3A, 3B und 3C, wird nun eine spezielle Ausführungsform der Balken beschrieben. Die F i g. 3A zeigt fünf Balken (drei unbewegliche und zwei bewegliche) und ein auf den Balken liegendes Halblciterplättchen 10. Die Fig.3B zeigt einen Querschnitt durch die in der Fig.3A gezeigten Balken entlang der Linie 3B-3B und die Fig.3C zeigt einen Längsschnitt durch die in der Fig.3A gezeigten Balken entlang der Linie 3C-3C Die Oberfläche der Balken hat schräg oder senkrecht zur Balkenachse verlaufende flache Rillen 23 (in der F i g. 3A durch verstärkte Schattenkanten kenntlich gemacht), wodurch sich das in der F i g. 3C gezeigte Profil der Bahnoberfläche ergibt. Außerdem haben die Balken von oben gesehen bezüglich der Balkcnachse Ausbuchtungen 34. welche den Balken einen meanderförmigen Grundriß geben. Eine mögliche Ausbildung des Querschnitts von Balken mit den Ausbuchtungen zeigt die Fig.3B, in welcher die beweglichen Balken
so sich in der unteren Position befinden, in welcher sie die Halbleiterplättchen nicht unterstützen. Es hat sich als günstig erwiesen, die Ausbuchtung an den Balken 7 und 8 so anzubringen, daß sie von oben gesehen eine Form haben, in welche sich eine flache Sinuskurve legen läßt.
Die beschriebene Ausbildung der Balken 7 und 8 bewirkt, daß die Punkte auf der Unterseite der Halbleiterplättchen 10, an welchen sie beim Durchgang durch den Ofen von den Balken unterstützt werden, ständig wechseln. Damit läßt sich erreichen, daß Halbleiterplättchen, welche im Lauf der vorangegangenen Verfahrensschritte sich verformt haben und uneben geworden sind, beim Durchgang durch den Ofen wieder die ursprüngliche für die photolithographischen Verfahrensschritle anbcitngt notwendige Ebenheit erlangen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Durchlaufofens werden nun anhand der F i g. 4 und 5 besprochen. Die Fig.4 stellt einen entlang der Linie 4-4 in der Fig.5 geführten Längsschnitt durch eine Ausführungsform
des Ofens dar, wobei in der F i g. 4 außerdem ein beweglicher Balken 7 von der Seite und Halbleiterpiättchen 10 i». Querschnitt abgebildet sind. Die F i g. 5 zeigt einen !möglichen Querschnitt durch das in der F i g. 4 gezeigte Rohr, entlang der Linie 5-5. In der F i g. 5 sind außerdem zwei bewegliche und drei unbewegliche Balken 7 bzw. 8 und ein Halbleiterplättchen 10 im Querschnitt abgebildet. Das Rohr 3 hat bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, einen rechteckigen Querschnitt. Es besteht im wesentlichen aus der Rohrwandung 28 und einer zentralen Bohrung 29, in welcher die Balken 7 und 8 verlaufen und die Halbleiterpiättchen 10 prozessiert werden. Die zentrale Bohrung 29 ist durch Trennwände 36, welche von der RohrdC-ck1: bis fast zu den durchlaufenden Halbleiterpiättchen in Reaktionszonen 4 unterteilt. Die Rohrwandung 28 weist eine Vielzahl von zur zentralen Bohrung parallelen dünneren Bohrungen auf, von denen die Bohrungen 30 und 32 dazu dienen. Prozeßgase von außen über die öffnungen 38 in die Reaktionszonen zu leiten und die Bohrungen 31 und 33 dazu dienen, Reaktionsgase über die öffnungen 34, 37 und 39 aus dem Reaktionsrohr in den Raum 5 abzusaugen. Es sei angemerkt, daß die F i g. 4 insofern nicht korrekt ist, als die Bohrungen 30,31 und 32 nicht eine gemeinsame Achse haben, sondern wie die Fig.5 zeigt, parallel gegeneinander versetzt sind. Durch einen Teil der Bohrungen in der Bohrwandung 35 werden Thermoelemente defrart unterschiedlich weit in das Reaktionsrohr 3 eingeschoben, daß das Temperaturprofil im Reaktionsrohr 3 ständig vollständig überwacht werden kann. In der F i g. 4 ist außerdem eine schmale, sich über die ganze Breite der zentralen Bohrung 29, erstreckende Absaugzone 35 zu sehen, welche über die öffnung 39 und das Rohr 31 abgesaugt wird. Selbstverständlich ist es beispielsweise durch eine Vermehrung der Zuleitungs- und Ableitungslcitungen möglich, nicht nur jeweils eine Zuleitungs- und/oder Ableitungsöffnung 38 bzw. 34, 37 und 39 pro Rohrabschnitt vorzusehen, sondern, wenn dies einen günstigeren Gasfluß in den Reaktionszonen ergibt, mehrere gleichwertige und dem gleichen Zweck dienende Öffnungen, welche beispielsweise in einer Reihe senkrecht zur Rohrachse angeordnet sind und gleichmäßig über die Rohrdecke bzw. den Rohrboden verteilt sind, anzubringen. Die zentrale Bohrung 29 ist bevorzugt so breit, daß die äußeren Balken rechts und links einen Wandabstand zwischen etwa 2 und 4 mm haben.
Der Zweck der beschriebenen Ausbildung des Durchlaufofens ist es, trotz des Hindernisses, welches die Balken darstellen, in den Reaktionszonen eine Gasatmosphäre zu erzeugen, in der alle Plättchen und alle Bereiche der Plättchen identischen Bedingungen ausgesetzt sind und außerdem zu verhindern, daß die Gasatmosphären benachbarter "eaktionszonen sich in unerwünschter Weise vermischen. Die Vermischung kann deshalb unerwünscht sein, weil die beiden Gasatmosphären heftig miteinander reagieren oder weil sich eine Vermischung ungünstig auf das Produkt auswirkt Es !leuchtet ein, daß je nach den Gasatmosphären und je nach den Prozessen, welchen die Halbleiterplättchen ausgesetzt sind, die Anforderungen an die Vollständigkeit der Trennung zwischen den beiden Gasatmosphären unterschiedlich hoch sind. Beispielsweise wäre auch eine sehr geringe Vermischung sicher unerwünscht, wenn in der einen Gasatmosphäre Wasserstoff und in der anderen Sauerstoff vorhanden ist Je nach den Anforderungen, welche bezüglich der Trennung der Gasatmosphären gestellt werden, läßt sich die beschriebene Ausführung des Reaktionsrohrs verändern, um großzügigeren oder strengeren Forderungen zu genügen. Kann man eine geringe Vermischung der Gasatmosphären zulassen, so kann man auf die Absaugzone 35 und damit auch auf eine Absaugung durch das Rohr 31 verziehten. Wird allerdings die Gasführung durch jini einsprechende Gestaltung der Gaszu- und Gasabführung so ausgelegt, daß ein laminarer, praktisch vertikaler Gasstrom von oben nach unten durch das Rohr fließt, so kann auch dann auf die Absaugzone 35 und auf die ίο Absaugung durch die öffnungen 34 verzichtet werden, wenn an die Trennung der Gasatmosphären hohe Anforderungen gestellt werden. Der laminare Gasfluß begünstigt auch eine homogene Gasatmosphäre über dem gesamten Plättchenquerschnitt. Eine ähnlich gute Trennung der Gasatmosphären, wie bei der in der Fig.4 gezeigten Rohrausbildung erhält man, wenn auf die Auslaßöffnungen 37 verzichtet wird, wobei man dann allerdings den Gasfluß in den Reaktionszonen verändert. Um auch geringste Vermischungen der Gasatmo-Sphären von aufeinanderfolgenden Reaktionszonen zu vermeiden, ist es vorteilhaft, statt einer Absaugzone 35, deren zwei vorzusehen und diese außerdem durch eine Zone zu trennen, in welche ein inertes Gas, wie z. B. Stickstoff, eingeleitet wird.
Der laminare, hauptsächlich nach unten gerichtete Gasfluß im Reaktionsrohr erlaubt es auch, den Abstand zwischen dem unteren Rand der Trennwände und der oberen Oberfläche der durch den Ofen hindurchwandernden Halbleiterplättchen 10 größer zu machen als bei dem aus der DE-OS 20 23 466 bekannten Ofen, ohne daß dadurch die Trennung zwischen den Gasatmosphären verschlechtert wird. In dem erfindungsgemäßen Ofen schwankt dieser Abstand zwischen etwa 1 und 1,2 mm, je nachdem, ob das Halbleiterplättchen 10 gerade angehoben ist oder nicht. Dieser Abstand ist etwa um den Faktor 2 größer als der entsprechende Abstand in dem bekannten, in der Offenlegungsschrift 20 23 466 beschriebenen Durchlaufofen.
Die in den F i g. 4 und 5 beschriebene Ausführungsform des Reaktiionsrohrs ist zwar besonders vorteilhaft, es ist aber auch ohne weiteres möglich, die Gase durch Rohrleitungen, welche vom Reaktionsrohr 3 getrennt verlaufen und nur im Bereich der Einmündungen '"izw.
Öffnungen 34,37,38 und 39 mit diesem verbunden sind, zuzuleiten oder abzusaugen.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Balken 7 bzw. 8, welche im übrigen aus dem vollen gearbeitet sein oder aus einem Rohr mit rechteckigem Querschnitt bestehen können, aus Polysilicium bestehen. Polysilicium ist in sehr reiner Form erhältlich, so daß eine Kontamination der Halbleiterplättchen durch aus dem Polysilicium stammenden, insbesondere metallischen Verunreinigungen auch bei hohen Temperaturen nicht zu befürchten ist Das Polysilicium hat eine Wärmeleitfähigkeit, welehe einerseits wesentlich geringer ist als die Wärmeleitfähigkeit von Metallen und andererseits bei einer Erhöhung der Temperatur stark ansteigt Die große Steigerung der Wärmeleitfähigkeit mit der Temperatur illustriert das schematische Diagramm in der F i g. 6. Man ersieht aus der F i g. 6, daß sich die Wärmeleitfähigkeit des Polysiliciums im Vergleich zu der des ihm chemisch ähnlichen Siliciumcarbids überraschend stark mit der Temperatur ändert Dadurch bewirken die Balken, obwohl sie auf beiden Seiten aus dem Ofen herausragen und obwohl der Unterschied zwischen der Temperatur im Ofeninnern und der Raumtemperatur sehr groß ist, nur eine sehr geringe Wärmeableitung aus dem Ofen und im Ofen einen guten Wärmeausgleich. Deshalb ist
es nicht schwierig, in dem Ofen ein festgelegtes Temperaturprofil, auch ein solches mit steilen Ranken an den Ofenenden und mit langen Bereichen einheitlicher Temperatur, aufrecht zu erhalten. Insbesondere ist das PoIysilicium auch wegen seiner mechanischen und thermischen Widerstandsfähigkeit das geeignete Material für die Balken. Beispielsweise ist eine störende Durchbiegung der Siliciumbalken unter den Bedingungen, weichen sie in dem erfindungsgemäßen Ofen unterworfen werden, auch im Dauerbetrieb nicht zu befürchten.
Grundsätzlich kann das Rohr aus einem anderen Material als die Balken bestehen, es ist jedoch vorteilhaft, wenn Rohr und Balken aus demselben Material bestehen. Besteht auch das Rohr aus Polysilicium, so ist das aus denselben Gründen vorteilhaft, die oben im Zusammenhang nut der Verwendung des Polysiliciums als Material für die Balken erörtert worden sind. Es kommt hinzu, daß die Rohre aus Polysilicium dadurch hergestellt werden können, daß man das Polysilicium auf eine Form aus Graphit aufwachsen IaSt. wobei es relativ einfach ist. auch sehr komplexe und komplizierte Ausgestaltungen des Rohrs. beispielsweise ein Rohr wie es anhand der F i g. 4 und 5 besprochen worden ist, zu erhalten. Um das endgültige Rohr zu erhalten, ist es dann nur noch notwendig, das Polysilicium oberflächlich abzuschleifen. Es wirkt sich auch günstig aus, wenn das Rohr und die Balken denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten haben. Dadurch werden Anpassungsschwierigkeiten der Balken an das Rohr und umgekehrt auch bei hohen Temperaturen vermieden. Sollte außerdem bei einer extrem langen Dauerbelastung doch eine geringe Durchbiegung auftreten, so würden Rohr und Balken praktisch dieselbe Biegung aufweisen, so daß praktisch keine Veränderung der Ausrichtung zwischen Balken und Rohr resultieren würde. Aufgrund der beiden zuleiztgenannten Vorteile und des oben erwähnten relativ großen Abstands zwischen der oberen Oberfläche der Halbleiterplättchen und dem unteren Rand der Trennwände muß in keinem Fall befürchtet werden, daß in dem Durchlaufofen einmal das Hauptproblem der bekannten öfen auftritt, daß nämlich durch den Ofen wandernde Teile mit den Trennwänden kollidieren und dabei die Teile und/oder das Rohr beschädigt werden.
In dem Durchlaufofen können alle in der Halbleitertechnik notwendige Heißprozesse durchgeführt werden. Zu diesen Prozessen gehören insbesondere das thermische Aufwachsen von Oxiden, das Eindiffundieren von die Leitfähigkeit bestimmenden Verunreinigungen in das Halbleitermaterial, das pyrolytische Aufwachsen beispielsweise von Siliciumdioxid und außerdem Verfahrensschritte, in welchen die Halbleiterplättchen zur Vorbereitung auf einen Diffusions- oder Oxydationsschritt bei hohen Temperaturen gci einigt werden. Vorteilhafterweise können dabei mindestens zwei der genannten Verfahrensschritte bei einem Durchlauf der Halbleiterplättchen durch den Durchlaufofen durchgeführt werden. Dabei wird erstens Zeit gespart, weil das Abkühlen der Plättchen auf Raumtemperatur und ihr Wiederaufheizen von Raumtemperatur auf die Prozeßtemperatur zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten wegfällt, und zweitens die Gefahr einer Verunreinigung oder einer unkontrollierten Oberflächenreaklion der Plättchen, beim Transport vom einen zum anderen Ofen vermieden. Die Gase, welche bei den genannten Verfahren in die entsprechenden Reaktionszonen eingeleitet und anschließend wieder gi werden, bestehen bei einer Oxidation vorzugsweise aus einem Sauerstoff-Stickstoff- oder einem Sauerstoff-Stickstoff-Wasserdampfgemisch, beim Eindiffundieren einer Verunreinigimg, beispielsweise von Phosphor, beispielsweise aus einem Gemisch aus Phosphoroxidchlorid, Stickstoff und Sauerstoff, beim Aufbringen einer Schicht aus pyrolytischem Oxid aus einem Gemisch aus Sificiumtetrachlorid, Stickstoff und Wasserdampf und beim Reinigen unter Anwendung hoher Temperaturen aus einem Gemisch aus HCI und
ίο Stickstoff. Je nach dem durchzuführenden Verfahrensschritt, bzw. den durchzuführenden Verfahrensschritten, wird im Ofen ein Temperaturprofil erzeugt, welches ausgezeichnet ist durch Bereiche mit einer einheitlichen Temperatur zwischen etwa 825 und etwa 1125° C und durch zwischen diesen Bereichen liegende Bereiche, in welchen die Temperaturen gemäß festgelegten Temperaturgradienten ansteigen oder abfallen. Die Erzeugung und Überwachung solcher Temperaturprofile erfolgt wie bei den bekannten Durchlaufofen.
2ö Die Verweiizeit der Kaibleiierplättchen im Durchlaufofen liegt zwischen 1.5 und 3 Stunden, woraus sich unter Zugrundelegung der oben angegebenen Transportparameter, nämlich der Schrittlänge im Bereich zwischen ungefähr 0.2 und ungefähr 1,5 mm und der Schritthäufigkeit von ungefähr 1 Schritt pro 4 Sekunden, eine Rohrlänge in der Größenordnung von 2 Meter ergibt
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:
1. Durchlaufofen zum Prozessieren von Halbleiterplättchen, "5
— welcher ein Transportsystem enthält,' um die Halbleiterplättchen waagrecht liegend einzeln durch den Ofen laufen zu lassen,
— welcher ein Reaktionsrohr mit mindestens zwei in Durchlaufrichtung hintereinander angeordneten Reaktionszonen aufweist, in weichen unterschiedliche Gasatmosphären herrschen, wobei zum Unterbinden einer Vermischung der verschiedenen Gasatmosphären die Reaktionszpnen begrenzende Trennwände, welche von der Rohrdecke bis fast zu den Halbleiterplättchen hinabreichen, und eine Absaugung der zugeführten Prozeßgase vorgesehen ist,
20 dadurch gekennzeichnet,
— daß das Transportsystem für die Kalbleiterplättchen (10) aus einer Reihe von sich in Richtung der Rohrachsen erstreckenden Balken (7, 8) und Mitteln zum Be- und Entladen der Balken (7) und (8) besteht,
— daß einerseits Balken (8), welche unbeweglich sind und deren obere Oberflächen in erster Näherung wujgrecht in einer Ebene liegen und andererseits Balken (7) vorhanden sind, deren obere Oberflächen in erster Näherung immer in einer Ebene liegen und welchf mittels Antriebsmitteln (11, 14) in sich geschlossene Bewegungen in Richtung der Rohrachse und senkrecht zur Ebene der Oberflächen der unbeweglichen Balken (8) ausführen können, wobei bei jedem geschlossenen Bewegungsablauf die beweglichen Balken (7) zweimal auf gleicher Höhe mit den unbeweglichen Balken (8) sind,
— daß die beweglichen und die unbeweglichen Balken (7, 8) von oben gesehen nebeneinander abwechselnd angeordnet sind,
— daß die Balken (7, 8) aus einem auch bei hohen Temperaturen mechanisch widerstandsfähigen und keinem für die Halbleiterplättchen schädliche Teilchen abgebenden Material mit einer Wärmeleitung, welche unter der von Metallen liegt, bestehen,
— daß die Oberfläche der Balken (7,8) schräg oder senkrecht zur Balkenachse verlaufende flache Rillen (23) aufweist und/oder
— daß die Balken (7, 8) von oben gesehen bezüglich der Balkenachse Ausbuchtungen (24) aufweisen, welche den Balken (7,8) einen mäanderförmigen Grundriß geben.
2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Balken (7,8) aus Polysilicium bestehen.
3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Balken (7, 8) und das Rohr (3) aus dem- b5 selben Material bestehen.
4. Ofen nach einem der Ansorüche I bis 3. dadurch
gekennzeichnet,
— daß sich die beweglichen Balken (7) periodisch der Reihe nach nach oben, nach vorn, nach unten und nach hinten zum Ausgangspunkt zurück bewegen lassen.
5. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Geschwindigkeiten in den einzelnen Bewegungsschritten einer Sinusfunktion folgen.
— daß beim Abheben und Absenken der Balken (7) vor dem Abheben der Halbleiterplättchen (10) von den unbeweglichen Balken (8) und vor dem Ablegen der Halbleiterplättchen (10) auf die unbeweglichen Balken (8) mittels zweier Schalter die Geschwindigkeit der Bewegung vermindert und nach dem Abheben bzw. Ablegen die Geschwindigkeit der Bewegung wieder gesteigert werden kann.
6. Ofen nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
— daß die horizontalen Bewegungfschritte zwischen etwa 02 und etwa 13 mm lang sind und der Hub der Plättchen ungefähr 0,2 mm beträgt.
7. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Balken (7, 8) von oben gesehen eine Form haben, in welche sich eine flache Sinuskurve legen läßt.
8. Ofen nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Mittel zum Be- und Entladen des Ofens (1) aus im Grundriß gabelförmigen Hebebühnen (17,18) bestehen, welche so angeordnet und dimensioniert sind, daß die Zinken (12) der Gabeln zwischen die Enden der beweglichen Balken (7) eingreifen und zwischen den beweglichen Balken (7) mittels Antriebsmittel (16) auf- und abbewegt werden können, so daß die Halbleiterplättchen (10) von der Hebebühne (17) auf die beweglichen Balken (7) und von den beweglichen Balken (7) auf die Hebebühne (18) umgeladen werden können, und
— daß die Zinken (12) unter Umständen für das erste und letzte Stück der Transportstrecke die Funktion der unbeweglichen Balken (8) übernehmen können.
9. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Reaktionszonen (4) im Reaktionsrohr (3) lediglich durch eine Trennwand (36) teilweise getrennt sind und
— daß im Bereich der Reaktionszonen (4) Gaseinlaßöffnungen (38) an der Rohrdecke vorhanden sind, deren Gasabsaugöffnungen (37) am Rohrboden derart nach Lage und Anzahl entsprechen, daß laminare, im wesentlichen vertikale Gasströme im Reaktionsrohr (3) erhallen werden können.
10. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
— daß die über die Gaseinlaßöffnungen (38) mit Gas versorgten Reaktionzonen (4) durch mindestens eine von zwti Trennwänden (36) begrenzte Absaugzone (35) getrennt sind, wobei zwischen den beiden Trennwänden (36) und durch erne der Absaugzone (35) am Rohrboden gegenüberliegende Gasabsaugöffnung (34) Gas abgesaugt werden kann.
11. Ofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Reaktionszonen (4) durch zwei Absaugzonen (35) und eine dazwischenliegende, wie eine Reaktionszone ausgebildete Zone, in welche beispielsweise inertes Gas geleitet werden kann, getrennt sind.
12. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
— daß das Reaktionsrohr (3) eine zentrale Bohrung (29) zur Aufnahme der Halbleiterplättchen (10) und der Transportvorrichtung aufweist und daß im Reaktionsrohr zusätzliche zur zentralen Bohrung (29) parallele Bohrungen (30 bis 33) in der Rohrwandung (35) vorhanden sind, welche an geeigneten Stellen in die öffnung (37,38,34 und 39) mündende Verbindungen zur zentralen Bohrung (29) aufweisen und der Gaszuführung und Gasabsaugung dienen.
13. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
— daß der vertikale Abstand zwischen den Trennwänden (36) und der oberen Oberfläche der Halbleiterplättchen (10) im angehobenen Zustand ungefähr I mm beträgt.
Die Erfindung betrifft einen Ofen zum Prozessieren von Halbleiterplättchen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger Durchlaufofen ist z. B. aus der DE-OS 23 466 bereits bekannt.
Durchlaufofen sind zum Prozessieren von Halbleiterplättchen sehr günstig, da im Gegensatz zum Chargenbetrieb jedes Plättchen — von zeitlichen Schwankungen der Prozeßparameter einmal abgesehen — unter genau denselben Bedingungen prozessiert wird. Bei Durchlaufofen lassen sich die Prozeßparameter wesentlich exakter als bei den für den Chargenbetrieb eingerichteten öfen automatisch erfassen und steuern. Die genannten Vorzüge der Durchlaufofen wirken sich insbesondere vorteilhaft bei der Herstellung hochintegrierter, dicht gepackter Schaltungen aus.
Aus der DE-OS 17 69 520 ist ein Durchlaufofen mit Transport-System in Form einer Fahrzeugkette bekannt.
Aus der deutschen Offnlegungsschrift 20 23 466 ist ein Durchlaufofen zum Prozessieren von Halbleiterplättchen bekannt. Zu diesem Ofen gehört ein Quarzrohr mit rechteckigem Querschnitt, welches mehrere Reaktionszonen aufweist. Um die Vermischung der Gasa.tmosphärcn, weiche in den einzelnen Reaktionszonen herrschen zu vermeiden, sind Isolationszonen zwisehen den Reaktionszonen vorgesehen. Die einzelnen Zonen werden durch Zwischenwände begrenzt, welche von der Rohrdecke so weit heruntergezogen sind, daß die lichte Höhe zwischen dem unteren Rand.der Zwischenwände und dem Rohrboden nur noch wenig, d. h.
to etwa 0,5 mm, größer ist, als die Dicke der Boote, auf welchen die Halbleiterplättchen durch den Ofen bewegt werden. Die Boote bestehen aus quadratischen' Quarzplatten, welche eine Vertiefung aufweisen, welche die Form und die Dicke der Halbleiterplättchen. hat. Die Boote schieben sich gegenseitig durch das Quarzrohr hindurch, wobei die Schubkraft von einem an der Beschickungsseite angebrachten Antriebsmechanismus gelieferte wird. Die durchgelaufenen Boote werden auf dieselbe Weise in umgekehrter Richtung zurückgeschickt In die Reaktionszone ströme, von oben her die Reaktionsgase ein. Die Isoiationszonen bf stehen aus einer Folge von drei durch Zwischenwände voneinander getrennten Rohrabschnitten, wobei im ersten und im dritten Abschnitt nach oben abgesaugt und im mittleren Abschnin von oben her Stickstoff eingeleitet wird. Die Ausbildung der Zwischenwände, die spezielle Konstruktion der Isolationszonen und die Art wie diese eingesetzt werden, verhindern außerordentlich zuverlässig eine Vermischung der Gasatmosphären in aufeinanderfolgenden Reaktionszonen. Mit dem in der Offenlegungsschrift beschriebenen Durchlaufofen, lassen sich Prozeßparameter reproduzierbar sehr genau innerhalb enger Toleranzen einhalten. Bemerkenswert ist dabei, daß auch beim Prozessieren einer großen Anzahl von Halbleiterplättchen die gemessenen Schwankungen der Prozeßparameter von Plättchen zu Plättchen sehr gering sind. Probleme entstehen allerdings, durch die Reibung zwischen den Booten und dem Rohr. Dabei werden Partikel vom Boot und vom Rohrmaterial abgerieben. weiche einerseits die Reibung noch weiter verstärken, andererseits, wenn sie entsprechend zahlreich im Rohr vorhanden sind, die Plättchen verunreinigen. Das Durchlaufen der Boote wird mit der Zeit auch noch dadurch behindert, daß sich die Boote bei den hohen angewandten Temperaturen verbiegen, was noch den weiteren unerwünschten Nebeneffekt hat, daß sich auch die auf den deformierten Booten liegenden Plättchen verbiegen. Schließlich wird das Durchschieben der Boote so schwierig, daß es zu Stockungen und zu ruckartigen Bewegungen de? Boote kommt, was zur Folge hat, daß einerseits die Plättchen in einer Weise uneinheitlichen und nicht spezifizierten Temperaturbedingungen ur.zerwov-fen werden, welche nicht toleriert werden können, und andererseits die Boote beginnen, sich vertikal zu verschieben, was dazu führt, daß die Zwischenwände herausgebrochen werden und damit das Rohr zerstört wird.
Es ist die Aufgebe der Erfindung, einen Durchlaufofen anzugeben, in welchem Halbleiterplättchen in aufeinanderfolgenden Reaktionzonen Hochtemperatur- verfahrensschritten unterworfen werden können, in welchen die Gasatmosphären in den einzelnen Reaktionszonen voneinander getrennt gehalten werden können, in welchem sicii die Temperaturen, welchen die
br. Plättchen lokal ausgesetzt sind, exakt festlegen lassen und durch welchen die Halbleiterplättchen derart bewegt werden, daß auch im Dauerbetrieb das Rohr geschont wird und die Halbleiterplättchen sauber und pla-
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3833320A1 (de) * 1987-10-02 1989-04-20 Mitsubishi Electric Corp Vorrichtung zum chemischen aufdampfen
DE10059777A1 (de) * 2000-08-03 2002-02-21 Fraunhofer Ges Forschung Transportvorrichtung und Verfahren zum Transport von zu prozessierenden Elementen durch eine Hochtemperaturzone
DE10037566A1 (de) * 2000-08-02 2002-02-21 Karlsruhe Forschzent Substratheizung zum gleichzeitig beidseitigen Beheizen eines Wafers
US11434032B2 (en) 2017-12-11 2022-09-06 Glaxosmithkline Intellectual Property Development Limited Modular aseptic production system

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5862489A (ja) * 1981-10-07 1983-04-13 株式会社日立製作所 ソフトランデイング装置
US4436985A (en) * 1982-05-03 1984-03-13 Gca Corporation Apparatus for heat treating semiconductor wafers
US6705457B2 (en) * 2002-04-01 2004-03-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Transport device and method of transporting to-be-processed elements through a high-temperature zone

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1769520A1 (de) * 1968-06-05 1972-03-02 Siemens Ag Verfahren zum epitaktischen Abscheiden von kristallinem Material aus der Gasphase,insbesondere fuer Halbleiterzwecke
US3658171A (en) * 1968-09-07 1972-04-25 Nippon Steel Corp Transportation method for use in equipment of movable beam type
ES378214A1 (es) * 1969-05-19 1973-01-01 Ibm Un sistema para tratar material, especialmente semiconduc- tor.

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3833320A1 (de) * 1987-10-02 1989-04-20 Mitsubishi Electric Corp Vorrichtung zum chemischen aufdampfen
DE10037566A1 (de) * 2000-08-02 2002-02-21 Karlsruhe Forschzent Substratheizung zum gleichzeitig beidseitigen Beheizen eines Wafers
DE10037566C2 (de) * 2000-08-02 2002-10-24 Karlsruhe Forschzent Substratheizung zum gleichzeitig beidseitigen Beheizen eines Wafers
DE10059777A1 (de) * 2000-08-03 2002-02-21 Fraunhofer Ges Forschung Transportvorrichtung und Verfahren zum Transport von zu prozessierenden Elementen durch eine Hochtemperaturzone
DE10059777B4 (de) * 2000-08-03 2004-04-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Transportvorrichtung und Verfahren zum Transport von zu prozessierenden Elementen durch eine Hochtemperaturzone
US11434032B2 (en) 2017-12-11 2022-09-06 Glaxosmithkline Intellectual Property Development Limited Modular aseptic production system

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