DE2835260A1

DE2835260A1 - Verfahren und einrichtung zum schutz der vakuumpumpe gegen reaktionsprodukte beim lpcvd-verfahren

Info

Publication number: DE2835260A1
Application number: DE19782835260
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing Grad Fischer
Original assignee: PFEIFFER VAKUUMTECHNIK
Current assignee: PFEIFFER VAKUUMTECHNIK
Priority date: 1978-08-11
Filing date: 1978-08-11
Publication date: 1980-02-14

Description

Verfahren und Einrichtung zum Schutz der Vakuumpumpe
geoen Reaktwonsprodukte beim LPCVD-Verfahren Die Technik des chemischen Beschichtens aus der Dampfphase (CVD-Verfahrsn) von polykristallinem Silizium, Siliziumnitrid und Siliziumdioxyd wird in der gesamten Halbleiterindustrie angewandt.
In den vergangenen Jahren hat es sich gezeigt, daß diese Technik wesentlich ökonomischer durchgeführt werden kann und zu besseren Produkten führt, wenn sie unter niedrigem Druck, d .h. unter Vakuum, durchgaführt wird. Das so entstandene Verfahren wird mit LPCVD-Verfahren bezeichnet. Bei diesem Verfahren werden die Substrate, die beschichtet werden sollen, in eine Vakuumkammer eingebrachts welche zunächst mit Hilfe einer ö igedichteten Drehschieber-Vakuumpumpe evaku ert wird. Danach wird das reaktive Gas bis zu einem gewissen Druck eingelassen und die Reaktion zwischen diesem Gas und den Substraten findet statt. Dabei läuft die Vakuumpumpe weiter, damit dar für den Prozeß erforderliche niedrige Druck exakt eingehalten wird.
Nach Beendigung des Verfahrens muß dann die Vakuumpumpe die reaktiven Gase absaugen, damit für den Chargenwechsel die Kammer nit einem Inertgas geflutet werden kann. Wenn dies Gase mit dem bei dar Reaktion entstandenen, beigemengten Staub in die Vakuumpumpe eindringen, führen sie dort zu uner-Wünschter Korrosion, Abrasion und Verschlechterung der Schmiereigenschaft des Vakuumpumpenöles.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Einrichtung anzugeben, welche die Vakuumpumpe zuverlässig vor den negativen Einflüssen der Reaktionsgase und Reaktionsprodukte schützt. Da es sich um chemische und machenische Einflüsse auf Metalle und chemische Einflüsse auf ein Pumpenöl handelt,.kann nur eine Reihe von Maßnahmen in richtiger Kombination zu dem Erfolg führen, die Funktionsähigkeit der Vakuumpumpe über längere Zeit aufrechtzuerhalten.
Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß zwischen die Reaktionskammer und die Vakuumpumpe zunächst ein Kondensator und in Strömu.ngsrichtung in Reihe dahinter ein Spzialstaubfilter angebracht wird, daß außerdem das Vakuum pumpenöl kontinuierlich durch ein chemisches Ölfilter zirkuliert wird, welches so eingerichtet ist, daß die noch freien aggressiven Gase, die sich in Pumpenöl gelöst haben, von dem selben getrennt werden und in der Pumpe keine Korrosionsschäden anrichten können.
Der Kondensator wird vorzugsweise mit kreisrundem Querschnitt hergestellt. Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser muß # 5 sein.
Im Innern des Kondensators befinden sich Prallbleche, die auf einem mit Kühlmittel durchflossenem Rohr befestigt sind und aus gut wärmeleitendem Material bestehen. Sie sind-mit einem riaterial beschichtet, welches so ausgewählt ist, daß keine chemischen Reaktionen zwischen dem Prozeßgas und den Schikanen stattfinden.
Die Kühlmitteltemperatur wird so geführt, daß sie stets unter dem Gefrierpunkt des jeweiligen Reaktionsgases liegt.
Damit wird ereicht, daß alle kondensierbaren Reaktionegase in die-ssm Kondensator kondensieren bzw. auskristallisieren und später - da sie praktisch alle wasserlöslich sind - leicht abgewaschen werden können.
Die im abgapumpten Gas mitgeführten Feststoffe - Kristalle, Staub und Sand - werden in dem Kondensator nicht mit Sicherheit festgehalten. Um diese Stoffe abzufangen, ist noch ein Staubfilter erforderlich, in welchem ein Zykloneinsatz die Grobabscheidung durchführt, während in einer Fülikörporpakkung dann auch die kleinsten Partikel festgehalten werden.
Es ist danach unvermeidlich, daß die sich in dem abzupumpendem Gasgemisch befindlichen nicht kondensierbaren Anteile des reaktiven Gases sich mit dem 01 der Vakuumpumpe vermischen. Dies bildet eine Gefahr für die Pumpe; denn bei dem engen Kontakt, welches das Pumpenöl mit den fenstbearbeiteten Flächen der Pumpe hat, ist die Gefahr chemischer Reaktionen besonders hoch. Man sau3t also mit Hilfe einer Förderpumpe das Ölteilweise aus der Vakuumpumpe ab, läßt es durch ein Filtermaterial und schickt es dann wieder in die Pumpe zurück.
Damit und auch mit dem Vorschalten eines Ölnebelfilters im Auspuff der Pumpe erreicht man auch, daß bei diesem Verfahren keine schädlichen Stoffe in die Umwelt ausgestoßen werden.
Anhand einer Zeichnung soll die Einrichtung, welche Gegenstand der Erfindung ist, als Ausführungsbeispiel erläutert werden. Fig. 1 stellt den aufbau einer solchen Anlage schematisch dar. In der Vakuumkammer 1 findet das LPCVD-Verfahren statt, 2 ist der Kondensator und 3 der Staubabscheider. Die Drehschiebervakuumpumpe 4 ist mit einem Ölnebelfilter 5 an ihrem Auspuff versehen. Verbunden mit dem ölvorrat der Vakuumpumpe 4 ist die Förderpumpe 6, mit deren Hilfe das Vekuumpumpenöl durch das chemische Ölfilter 7 zirkuliert wird.
Fig. 2 stellt einen Längsschnitt durch den Kondensator dar, in dem 8 das Kühlrohr ist und mit 9 die Prallbleche gekennzeichnet sind, die auf dem Kühlrohr 8 befestigt sind -und schikanenförmig eine vielfache Umlenkung des ceförderten Gases bewirken. Fig. 3 stellt schematisch das Staubfilter mit dem Zyklon und der Füllkörperpackung dar.

Claims

Patentanspruch Verfahren und Einrichtung zum Schutze der Vakuumpumpe gegen Reaktionsprodukte beim chemischen Beschichten aus der Dampfphase unter Vakuum (LPCVD-Verfahren), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Reaktionskammer und Vakuumpumpe zunächst ein Kondensator und in Strömungsrichtung in Reihe dahinter ein Spezialstaubfilter angebracht wird, daß außerdem das Wakuumpumpenöl kontinuierlich durch ein chemisches Ölfilter zirkuliert wird.
2. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (2) vorzugsueise mit kreisrundem Querschnitt hergestellt wird und daß sein Verhältnis von Länge zu Durchmesser größer höchstens gleich 5 sei muß, und daß er im Inneren eine Reihe von . Prallblechen (Schikanen) enthält, die den og des durchströmenden Gases verlängern.
3. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubfilter (3) einen Zykloneinsatz enthält, der Crobabscheidung durchführt, während für die Feinabscheidung eine ölbenetzte Füllkörperpackung vorgesehen ist.