DE2843261C2

DE2843261C2 - Verfahren zum Wärmebehandeln von Halbleiterbauelementen

Info

Publication number: DE2843261C2
Application number: DE2843261A
Authority: DE
Inventors: Karl A. Dipl.-Ing. 6451 Neuberg Schülke
Original assignee: Heraeus Quarzschmelze GmbH
Current assignee: SCHUELKE, KARL ALBERT, 6451 GROSSKROTZENBURG, DE
Priority date: 1978-10-04
Filing date: 1978-10-04
Publication date: 1983-07-28
Also published as: DE2843261A1; JPS5550620A; GB2036423A; US4370158A; GB2036423B; NL7906167A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wärmebehandeln von Halbleiterbauelementen, die in ein Quarzglasrohr eingebracht werden, bei Temperaturen oberhalb 1200⁰C, wobei ein Gasstrom durch das Quarzglasrohr geleitet wird.

Verfahren dieser Art werden seit langem auf dem Gebiet der Herstellung von Halbleiterbauelementen ausgeübt, sei es beispielsweise zum Eindiffundieren von Dotiermittel in Silizium-Scheiben Of¹Sr zum Abscheiden von dotierten epitaktischen Schienten aus Silizium-Scheiben. Es wurde festgestellt, daß die verwendeten Quarzglasrohre sich plastisch sehr wesentlich bei den zur Anwendung kommenden hohen Temperaturen verformen. Die Folge solcher Verformungen ist, daß mit Halbleiterscheiben beschichtete Trägerhorden nicht mehr in das Quarzglasrohr eingebracht werden können, so daß ein häufiges Auswechseln von verformten Quarzglasrohren gegen neue, unverformte Rohre unvermeidlich ist.

Um die vorgenannten Mangel der Gefahr einer störenden Verformung zu beheben, sind aus der DE-PS 17 71 077 Quarzglasrohre für die Durchführung halbleitertechnologischer Verfahren bekannt, die auf der Außenoberfläche einen Überzug aus einer zusammenhängenden, feinkristallinen Cristobalit-Schicht aufweisen. Quarzglasrohre dieser Art haben sich seit vielen Jahren bewährt. Die Herstellung solcher Quarzglasrohre erfordert jedoch eine zusätzliche Behandlung normaler Quarzglasrohre.

Die Gefahr der Verformung von Quarzglasrohren suchte man auch schon dadurch zu umgehen, daß man an deren Stelle Rohre aus Silizium oder Siliziumcarbid verwendet hat (DE-AS 22 53 411).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nutzungsdauer von Quarzglasrohren bei der Durchführung halbleitertechnologischer Verfahren zu verlängern, gleichgültig, ob diese Rohre ohne oder mit einem formstabilisierend wirkenden Überzug zum Einsatz gelangen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs charakterisierten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest während der Zeit, in der die Tensperatur von 1200⁰C überschritten wird, im Innern des Quarzglasrohres ein Druck aufrechterhalten wird, der 4 · 10² bis 1463 · 10² Pa höher ist als der Druck auf die Außenoberfläche des Quarzglasrohres im erhitzten Rohrbereich. Vorzugsweise wird ein Innendruck im

Quarzglasrohr aufrechterhalten, der 53 - 10² bis 213 · 10² Pa höher ist als der Druck auf die Außenoberfläche des Quarzglasrohres im erhitzten Rohrbereich.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß auch normale Quarzglasrohre für die Durchführung

halbleitertechnologischer Verfahren einsetzbar werden, weil durch den Innenüberdruck ein Kollabieren des Rohres bei den hohen Arbeitstemperaturen von beispielsweise 1280⁰C sicher vermieden wird. Es ermöglicht sogar, die Wandstärke der Quarzglasrohre

zu vermindern, so daß eine Einsparung an hochwertigem Quarzglas erzielt wird, die bis zu 30% betragen kann.

Um ein unkontrolliertes Aufblähen der Quarzglasrohre zu vermeiden, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, solche Rohre aus Quarzglas zu verwenden, deren Außenoberfläche in an sich bekannter Weise formstabilisierend behandelt ist, beispielsweise wie in den DE-PS 1696061, DE-PS 1771077 oder DE-PS 2038564 beschrieben.

Anhand der schematischen Figur wird das Verfahren nach der Erfindung beschrieben.

In dem Ofen 1 befindet sich das Quarzglasrohr 2. Im Rohr 2 sind auf einer Trägerhorde 3 die mit Wärme zu behandelnden Scheiben 4, wie Silizium-Scheiben, angeordnet. Die Horde 3 mit den Scheiben 4 wird in das Rohr 2 nach Abnahme der Kappe 5 ein- und ausgebracht. In das Rohr 2 wird, wenn mittels des Ofens 1 eine Temperatur von über 1200⁰C im Innern des Rohres erreicht ist, ein Gasstrom, wie Sauerstoffstrom, angedeutet durch den Pfeil 6, eingeleitet; er verläßt das Rohr wieder, wie durch Pfeil 7 angedeutet. Mittels des Ventils 8 wird der Druck innerhalb des Rohres 2 so reguliert, daß er im Innern des Rohres 4 · 10² bis 1463 ■ 10² Pa höher ist als außerhalb des Rohres an der

so Stelle 9. Nach Beendigung des Wärmebehandlungsprozesses wird nach genügender Abkühlung die Kappe 5 vom Rohr 2 entfernt, die Trägerhorde 3 mit den Scheiben 4 dem Rohr entnommen und das Rohr danach mit einer neuen Trägerhorde mit wärmezubehandelnden Scheiben beschickt. Das Rohr 2 verbleibt während dieser Entnahme und Beschickung im Ofen 1. Die Kappe 5 wird mittels der Feder 10 auf dem Rohr 2 festsitzend gehalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Wärmebehandeln von Halbleiterbauelementen, die in ein Quarzglasrohr eingebracht werden, bei Temperaturen oberhalb 1200⁰C, wobei ein Gasstrom durch das Quarzglasrohr geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während der Zeit, in der die Temperatur von 1200°C überschritten wird, im Innern des Quarzglasrohres (2) ein Druck aufrechterhalten wird, der 4 · 10² bis 146,3 · 10² Pa höher ist als der Druck auf die Außenoberfläche des Quarzglasrohres (2) im erhitzten Rohrbereich.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innendruck im Quarzglasrohr (2) aufrechterhalten wird, der 53 · 10² bis 213 · 10² Pa höher ist

3. Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2 mit einem Quarzglasrohr, deren Außenoberfläche formstabilisierend behandelt ist.