DE3403317A1

DE3403317A1 - Vorrichtung zur halterung der die mit substraten bestueckten boote tragenden quarzueberrohre an horizontalen einschwebvorrichtungen von niederdruckphasenbeschichtungsanlagen

Info

Publication number: DE3403317A1
Application number: DE19843403317
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 8038 Gröbenzell Pawlik
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-01-31
Filing date: 1984-01-31
Publication date: 1985-08-01

Description

Vorrichtung zur Halterung der die mit Substraten bestück-
ten Boote tragenden Quarzüberrohre an horizontalen Einschwebevorrichtungen von Niederdruckphasenbeschichtungsanlagen.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Halterung der die mit Substraten bestückten Boote tragenden Quarzüberrohre an horizontalen Einschwebevorrichtungen von, insbesondere in der Halbleitertechnik verwendeten Niederdruckphasen-Beschichtungsanlagen (LPCVD), bei denen zur Sicherung der Quarzüberrohre gegen axiale Verschiebung die Halterung der Quarzüberrohre mit der die Beschichtungsanlage nach außen abdichtenden Türe gekoppelt ist.
Zur Reduktion der Partikel dichten bei der Abscheidung dünner Schichten auf Siliziumsubstratscheiben mittels LPCVD-Abscheidung (= low pressure chemical vapor deposition) verwendet man Vorrichtungen, die das beührungslose Ein- bzw. Ausfahren der mit Siliziumsubstratscheiben gefüllten Quarzboote in die Abscheidezone der LPCVD-Rohranlage gewährleisten. Die Vorrichtung besteht aus zwei parallel angeordneten Keramikstäben mit Quarzüberrohren.
Die Keramikstäbe sind in eine Halterung eingespannt, die von einem Motor axial bewegt wird. Die Quarzüberrohre sind in einer V2A-Stahlplatte befestigt, die dem gasdichten Verschluß der LPCVD-Anlage dient.
Eine solche Vorrichtung, als Cantilevered Boat Loader D-1 bezeichnet, ist aus dem Prospekt Nr. 13044 der Firma THERMCO ersichtlich.
Solche Vorrichtungen haben folgende Nachteile: 1. die Quarzüberrohre, auf denen das mit Siliziumsubstratscheiben bestückte Quarzboot steht, sind nicht gegen axiale Verschiebung in der Tür der Anlage gesichert.
Beim Evakuieren der Anlage wirken von außen erhebliche axiale Kräfte auf diese Rohre, die dazu führen können, daß die Überrohre in die Anlage gezogen werden. In der Regel führt dies zum Bruch der mit hochintegrierten Schaltungen versehenen Siliziumsubstratscheiben und damit zu hohen finanziellen Verlusten.
2. Maßnahmen, durch die die Rohre gehalten werden sollen, sind meist so ausgeführt, daß Metallteile auf Quarzteile gepreßt werden, wodurch die Quarzüberrohr.
brechen können. Zudem ist die notwendige freie Ausrichtung der beiden, das Boot tragenden Quarzrohre relativ zur Türe nicht mehr vorhanden. Auch das schnelle Auswechseln der Rohre ist meist nicht gewährleistet.
3. Die Maßnahmen engen meist den nutzbaren Raum im LP-Reaktionsrohr ein, was bei der Bearbeitung großer Siliziumkristallscheiben von Nachteil ist.
Bei konventionellen Anlagen wird zur Sicherung der Quarzüberrohre gegen axiale Verschiebung entweder ein Sicherungsring aus Kunststoff verwendet, der außen auf das Quarzüberrohr mittels Verschraubung aufgepreßt wird.
In einer verbesserten Ausführungsform werden Rohre mit einem rund umlaufenden Quarzwulst verwendet. Eine Klammer aus V2A-Stahl, die an der Tür der LPCVD-Anlage befestigt ist; beschränkt den Bewegungsraum der Rohre.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Haltevorrichtung zu schaffen, die gewährleistet, daß a) keine axiale Verschiebung der in der Tür der Anlage gelagerten Quarzüberrohre während des Betriebes der Anlage, insbesondere beim Evakuieren des Reaktorrohres stattfindet, b) sich die Quarzüberrohre verspannungsfrei relativ zur Türebene ausrichten können und c) die Quarzüberrohre bei Bedarf schnell ausgewechselt werden können.
Außerdem soll eine optimale Ausnützung des Reaktorrohrdurchmessers erreicht werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist: a) die Quarzüberrohre sind an ihrem im Bereich der Türe liegenden Ende an ihrem Außenmantel mit einem halbkreisförmigen Quarzring versehen, dessen Breite und Höhe im Bereich des halben Durchmessers des Quarzüberrohres liegt, b) die Quarzüberrohrenden sind in einem Metallteil gelagert, die im Bereich des halbkreisförmigen Quarzringes eine über den halben Innendurchmesser sich erstreckenden Nut aufweisen, c) ein Federbalg ist angebracht, der das Metallteil mit der Türe verbindet und d) ein als Überwurfmutter ausgebildetes Metallteil ist vorgesehen, welches einen Kunststoff-Dichtring gegen das, das Quarzüberrohrende umschließende Metallteil drückt.
Wclltercs Ausgestallungen der Erfindung ergeben sich aus den Untecanbl)rüctlen.
Im folgenden sollen anhand der Beschreibung der Figuren 1 bis 4 weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch näher erläutert werden. Dabei zeigen die Figuren 1 und 2 schematisch den zur Beschichtung vorgesehenen Teil der Beschichtungsanlage (3) im Schnittbild von oben (Figur 1) und von der Seite (Figur 2), die Figur 3 einen Ausschnitt aus Figur 2 und die Figur 4 einen Schnitt entlang der Linie IV~IY von Figur 3.
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 und 2: Die das Quarzboot 16 mit den Siliziumkristall scheiben 10 tragenden Quarzüberrohre 1 sind an ihrem einen Ende im Bereich der die LPCVD-Anlage 3 verschließenden Türe 13 mit einer Rohrverdickung in Form eines halbkreisförmigen Quarzringes 2 ausgestattct, der bezüglich seiner Höhe und Breite etwa dem halben Durchmesser des Quarzüberrohres 1 entspricht. Die Breite und Höhe sollte um so größer sein, je größer der Quarzrohrdurchmesser 1 ist (Zunahme der axialen Kraft!). Der Quarzhalbring 2 sollte so bearbeitet sein, daß er nahezu senkrechte Flanken aufweist.
Das Quarzüberrohr 1 wird von einem aus V2A-Stahl bestehenden Teil 4 aufgenommen, das am Ende eines V2A-Stahlfederbalges 5 angeschweißt ist. Das Teil 4 besitzt im Innern eine Nut 6, die sich über den halben Innendurchmesser erstreckt.
Ein als Überwurfmutter ausgebildetes V2A-Stahlteil 7 drückt einen Kunststoffdichtring 8 gegen das V2A-Stahlteil 4 und das Quarzüberrohr (1) und verschließt so die Anlage 3 vakuumdicht, wenn das bestückte Quarzboot (10, 16) in die Anlage 3 eingefahren ist.
In dem Quarzüberrohr 1 sind Keramikstäbe 9 gelagert, die die vertikalen Kräfte, die vom Gewicht der Siliziumsubstratscheiben 10 ausgehen, aufnehmen. Die Keramikstäbe 9 sind in einer Halterung 11 befestigt. Mittels eines Motors (nicht dargestellt) wird die Haltevorrichtung in das Reaktionsrohr 12 der Anlage 3 eingefahren (siehe Doppelpfeil 17), bis die mit einem Flansch versehene Tür 13 den Flansch 14 berührt und damit die Anlage 3 vakuumdicht verschließt. Mit dem Bezugszeichen 18 ist die Heizung der Anlage bezeichnet.
In Figur 3 ist der Ein- bzw. Ausbau der Quarzüberrohre 1 schematisch dargestellt. Die Quarzüberrohre 1 werden in die Türe (13 in Figur 1 und 2) eingesetzt und um 1800 (siehe Pfeil 15) gedreht. Hierdurch kommt der halbkreisförmige Ring 2 in die Nut 6 des Teiles 4 zu liegen. Damit ist das Quarzrohr 1 gegen axiale Verschiebung gesichert. Danach wird die Überwurfmutter (7 in Figur 1 und 2) angezogen, wodurch die Anlage an dieser Stelle vakuumdicht verschlossen wird.
Zum Ausbau der Quarzüberrohre 1 wird die Verschraubung 7 gelockert und das Rohr 1 um 1800 (siehe Pfeil 15) gedreht.
Der Anmeldungsgegenstand beruht auf dem Prinzip des Einrastens mit Bajonettverschluß. Durch die Federbälge (5) ist eine genügende Elastizität gegeben. Jedes der beiden Rohre (1) kann sich frei zur V2A-Platte (4) ausrichten. Der Ein- und Ausbau der Rohre (1) kann schnell ohne Demontage der Einschwebevorrichtung geschehen.
3 Patentansprüche 4 Figuren - Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Halterung der die mit Substraten (10) bestückten Boote (16) tragenden Quarzüberrohre (1) an horizontalen Einschwebevorrichtungen von, insbesondere in der Halbleitertechnik verwendeten Niederdruckgasphasen-Beschichtungsanlagen (3) (LPCVD), bei denen zur Sicherung der Quarzüberrohre (1) gegen axiale Verschiebung die Halterung der Quarzüberrohre (1) mit der die Beschichtungsanlage (3) nach außen abdichtenden Türe (13) gekoppelt ist, da d u r c h gek e n n z e i c h -n e t , daß a) die Quarzüberrohre (1) an ihren im Bereich der Türe (13) liegenden Ende an ihrem Außenmantel mit einem halbkreisförmigen Quarzring (2) versehen sind, dessen Breite und Höhe im Bereich des halben Durchmessers des Quarzüberrohres (1) liegt, b) die Quarzüberrohrenden (1) in einem Metallteil (4) gelagert sind, das im Bereich des halbkreisförmigen Quarzringes (2) eine über den halben Innendurchmesser sich erstreckende Nut (6) aufweist, c) ein Federbalg (5) angebracht ist, der das Metallteil (4) mit der Türe (13) verbindet und d) ein als Überwurfmutter ausgebildetes Metallteil (7) vorgesehen ist, welches einen Kunststoff-Dichtring (8) gegen das, das Quarzüberrohrende (1) umschließende Metallteil (4) drückt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Metallteile (4, 7) sowie der Federbalg (5) aus V2A-Stahl bestehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Federbalg (5) durch Schweißen mit dem Metallteil (4) und der Türe (13) verbunden ist.