DE69201314T2 - Vorrichtung zur Bearbeitung von Halbleitersubstraten. - Google Patents

Vorrichtung zur Bearbeitung von Halbleitersubstraten.

Info

Publication number
DE69201314T2
DE69201314T2 DE69201314T DE69201314T DE69201314T2 DE 69201314 T2 DE69201314 T2 DE 69201314T2 DE 69201314 T DE69201314 T DE 69201314T DE 69201314 T DE69201314 T DE 69201314T DE 69201314 T2 DE69201314 T2 DE 69201314T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tubular reactor
tube furnace
holder
drive
semiconductor substrates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69201314T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69201314D1 (de
Inventor
Hitoshi Ikeda
Toshio Ohtaki
Takao Takenaka
Masato Yamada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Handotai Co Ltd filed Critical Shin Etsu Handotai Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE69201314D1 publication Critical patent/DE69201314D1/de
Publication of DE69201314T2 publication Critical patent/DE69201314T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67023—Apparatus for fluid treatment for general liquid treatment, e.g. etching followed by cleaning
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
    • C30B19/06—Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
    • C30B19/061—Tipping system, e.g. by rotation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Halbleitersubstraten in einem Rohrofen oder einem Rohrreaktor, um verschiedene Arten von Bearbeitungen der Halbleitersubstrate auszuführen, wie eine Wärmebehandlung, eine chemische Dampfabscheidung (CVD) und eine Flüssigphasenepitaxie.
  • Es ist gut bekannt, daß, wenn verschiedene Behandlungen, wie eine Wärmebehandlung, eine chemische Dampfabscheidung CVD und eine Flüssigphasenepitaxie auf Halbleitersubstraten ausgeführt werden, ein Rohr, das aus einem feuerfesten Material, wie Quarz hergestellt ist, verwendet wird. Das Rohr wird allgemein als ein Rohrofen oder ein Rohrreaktor bezeichnet. Zur Kürze und zur Einfachheit werden diese Rohre nachfolgend als "Rohrofen" bezeichnet. Der Rohrofen, in dem ein Gas fließt, ist unsicher, wenn er gedreht wird. Demgemäß wird der Rohrofen allgemein in einem festen, nichtdrehbaren Zustand verwendet. In dem nichtdrehbaren Rohrofen wird ein Einsatzrohr oder Schiff innerhalb des Rohrofens gedreht, wenn dies bei der Flüssigphasenepitaxie verlangt wird, wie es beispielsweise in CH-A-505 648 gezeigt ist.
  • Wenn die Wärmbehandlung von Halbleitersubstraten durchgeführt wird, werden die Halbleitersubstrate, die von einem Halter oder Schiff gehalten werden, auf hohe Temperaturen in dem Bereich von 100 - 1100º C innerhalb eines festen, nichtdrehbaren Quarzrohrofens erwärmt. Teilweise wird wegen der Wärmeverformung einer Wand des Quarzrohrofens und teilweise wegen des Gewichtes der Halbleitersubstrate und des Schiffes der Rohrofen gebogen oder nach unten in der Mitte der Gesamtlänge gekrümmt, wenn er wiederholt verwendet wird. Wenn die Verformung des Rohrofens übermäßig wird, kann das Schiff aus dem Rohrofen nicht entfernt werden. Um das vorstehende Problem zu verhindern wird der Rohrofen von Hand um die Achse um einen Winkel von 180º gedreht, um den oberen und unteren Teil des Rohrofens zu vorbestimmten Verwendungsintervallen zu ändern. Selbst mit dieser Umkehrung von Hand wird gegebenenfalls der Rohrofen als Ergebnis der Verwendung während ungefährt 6 Monaten verformt und muß deshalb repariert werden.
  • Ferner hat der feste, nichtdrehbare Rohrofen einen Nachteil, daß eine radiale Temperaturgleichförmigkeit schwierig zu erreichen ist. Im Hinblick auf diesen Nachteil wird eine Heizeinrichtung, die aus getrennten oberen und unteren Heizelementen gebildet ist, verwendet, um angemessen die Temperaturverteilung in dem Rohrofen zu steuern. Als alternativer Versuch wird eine Steuereinrichtung verwendet, den Durchfluß eines Gases zu steuern, das in den Rohrofen eingeführt wird. Trotz dieser Versuche ist eine radiale Temperaturgleichförmigkeit nicht erreicht worden.
  • Bei der Flüssigphasenepitaxie wird ein Halter oder eine Kassette für Halbleitersubstrate innerhalb des Rohrofens mittels Ausleger aus Quarz (Metalle können wegen der Verunreinigung nicht verwendet werden) gehalten und die Kassette oder ein Einsatz, der die Kassette enthält, wird gedreht. Wenn in diesem Fall die Kassette oder der Einsatz in Berührung mit der inneren Oberfläche des Rohrofens während der Drehung gehalten wird, wird auf den Ausleger aus Quarz keine Last ausgeübt, und daher ist der Ausleger aus Quarz von Verformung frei. Bei dieser Halteanordnung jedoch ist eine hohe Drehzahl der Kassette oder des Einsatzes nicht möglich. Wenn andererseits die Kassette oder der Einsatz von der inneren Oberfläche des Rohrofens während der Drehung beabstandet ist, ist eine hohe Drehzahl möglich. Jedoch wird eine große Last auf den Ausleger aus Quarz ausgeübt, die dazu neigt, den Ausleger aus Quarz zu verformen und manchmal zu beschädigen oder sonst zu zerbrechen.
  • Unter Berücksichtung der vorstehenden Schwierigkeiten bei dem Stand der Technik ist es eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, eine Bearbeitungsvorrichtung für Halbleitersubstrate zu schaffen, die einen Rohrofen einschließt, der fähig ist, eine große radiale Temperaturgleichförmigkeit herzustellen, von Verformung oder Krümmung frei ist und die Bewegung von Lösungen bei der Flüssigphasenepitaxie fördern kann.
  • Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Halbleitersubstraten geschaffen, die umfaßt einen Rohrofen, eine Einrichtung zum Zuführen eines Fluids in den Rohrofen, eine Einrichtung zum Austragen des Fluids aus dem Rohrofen, eine Einrichtung zum drehbaren Lagern des Rohrofens, eine Antriebseinrichtung zum Drehen des Rohrofens um seine Längsachse und eine Einrichtung zum Steuern des Betriebs des Antriebs.
  • Der Rohrofen und die Zuführeinrichtung sind miteinander durch eine erste, drehbare Verbindung verbunden, und der Rohrofen und die Austragseinrichtung sind miteinander durch eine zweite, drehbare Verbindung verbunden. Mit diesen drehbaren Verbindungen ist der Rohrofen fortlaufend relativ zu der Zuführ- und Austragseinrichtung drehbar. Wenn nur eine begrenzte Winkelbewegung des Rohrofens benötigt wird, können zwei Spiralrohre verwendet werden, um den Rohrofen und die Zuführeinrichtung und den Rohrofen und die Austragseinrichtung miteinander zu verbinden.
  • Die Vorrichtung kann ferner einen Halter einschließen, der verschiebbar und nichtdrehbar in dem Rohrofen aufgenommen wird, um eine Mehrzahl von Halbleitersubstraten zu halten. Der Rohrofen schließt eine Führungsschiene ein, die sich längs einer Innenseite des Rohrofens erstreckt, um den Halter daran verschiebbar zu führen. Eine längliche Einstellreinrichtung weist ein Ende auf, das mit einem Eingriffsabschnitt gebildet ist, der verriegelbar mit einem Ende des Halters in Eingriff bringbar ist und in Längsrichtung bewegbar ist, um den Halter entlang der Führungsschiene zum Einstellen des Halters in einer erwünschten Position innerhalb des Rohrofens zu bewegen. Mit dieser Anordnung kann der Halter ohne weiteres in den Rohrofen geladen werden, dann in der erwünschten Position eingestellt werden und schließlich aus dem Rohrofen entfernt werden.
  • Die Lagereinrichtung kann wenigstens ein Paar gegenüberliegender Rollen einschließen, die in Berührung mit einem unteren Bereich des Rohrofens angeordnet sind, und die Antriebseinrichtung kann einen Elektromotor und einen Kraftübertragungsmechanismus einschließen, um die Drehkraft des Motors auf den Rohrofen zu übertragen. Der Kraftübertragungsmechanismus kann eine gezahnte Antriebsscheibe umfassen, die auf einer Antriebswelle des Motors angebracht ist, eine gezahnte angetriebene Scheibe, die aus einer Reihe von Zähnen zusammengesetzt ist, die umfangsmäßig entlang einer äußeren Umfangsfläche des Rohrofens gebildet sind, und einen Steuerriemen, der um die Antriebsscheibe und die angetriebene Scheibe herumläuft.
  • Die Vorrichtung dieser Erfindung ist besonders zur Verwendung bei einem epitaxialen Aufwachsverfahren aus der Flüssigphase geeignet. In diesem Fall schließt die Vorrichtung ferner einen Halter ein, der verschiebbar und nichtdrehbar in dem Rohrofen aufgenommen wird, um eine Mehrzahl von Halbleitersubstraten in einer im wesentlichen vertikalen, parallel beabstandeten Lage zu halten. Der Halter weist eine Reaktionskammer auf, in der die Halbleitersubstrate aufgenommen werden, und eine Lösungskammer, die an die Reaktionskammer angrenzt und darin ein geschmolzenes Metall oder geschmolzene Legierung hält. Die Halbleitersubstrate sind von dem geschmolzenen Metall oder Legierung getrennt, wenn der Rohrofen in einer Bereitschaftsstellung angeordnet ist. Die Halbleitersubstrate werden mit dem geschmolzenen Metall oder Legierung in Berührung gebracht, wenn der Rohrofen in einer Arbeitsposition 180º gegenüber der Bereitschaftsposition phasenverschoben angeordnet ist. Sowohl in der Bereitschaftsposition als auch in der Arbeitsposition kann der Rohrofen innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches hinund herbewegt werden, um das geschmolzene Metall oder Legierung umzurühren.
  • Obigen und anderen Zielsetzungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlicher, wenn auf die ins einzelne gehende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen bevorzugte Konstruktionsausführungen, die das Prinzip der Erfindung einschließen, in beispielhafterweise gezeigt sind.
  • Fig. 1 ist eine schematische Vorderansicht einer Bearbeitungsvorrichtung für Halbleitersubstrate gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 2 ist eine vergrößerte, rechte Seitenansicht der Fig. 1, wobei der Übersichtlichkeit halber Teile weggelassen worden sind;
  • Fig. 3 ist eine schematische, vordere Seitenansicht der Vorrichtung, mit Teilen im Querschnitt, wie sie bei der Flüssigphasenepitaxie angewendet wird;
  • Fig. 4 ist eine schematische Querschnittsansicht, die entlang der Linie IV-IV der Fig. 3 genommen ist;
  • Fig. 5 ist eine Fig. 4 ähnliche Ansicht, die aber die Vorrichtung in einem Zustand von 180º phasenverschoben gegenüber dem in Fig. 4 gezeigten Zustand zeigt;
  • Fig. 6 ist eine schematische Querschnittsansicht, die entlang der Linie VI-VI der Fig. 5 genommen ist;
  • Fig. 7 ist eine schematische, vordere Seitenansicht mit Teilen im Querschnitt der Vorrichtung, wie sie bei der chemischen Dampfabscheidung CVD eingesetzt wird;
  • Fig. 8 ist eine schematische Querschnittsansicht, die entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 7 genommen ist;
  • Fig. 9 ist eine der Fig. 7 ähnliche Ansicht, die aber die Vorrichtung in einem um 180º phasenverschobenen Zustand zu dem in Fig. 7 gezeigten Zustand zeigt; und
  • Fig. 10 ist eine schematische Querschnittsansicht, die entlang der Linie X-X der Fig. 9 genommen worden ist.
  • Die Erfindung wird nun mehr im einzelnen unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist.
  • Fig. 1 zeigt in schematischer Vorderansicht die allgemeine Konstruktion einer Bearbeitungsvorrichtung 2 für Halbleitersubstrate gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Bearbeitungsvorrichtung 2 schließt einen Rohrofen 4 ein, der aus einem feuerfesten Material, wie Quarz hergestellt ist. Der Rohrofen 4 hat an seinem Ende einen Einlaß 6, von dem Fluid, wie ein Gas oder eine Lösung, in den Rohrofen 4 von einer Fluidzuführeinrichtung oder Einheit S (nur ein Endteil ist gezeigt) eingebracht wird. Die Fluidzuführeinheit S ist mit dem Einlaß 6 über eine drehbare, erste Verbindung 8 verbunden. An dem gegenüberliegenden Ende des Rohrofens 4 ist ein Auslaß 10 vorgesehen, aus dem Fluid in den Rohrofen 4 ausgebracht wird. Der Auslaß 10 ist mit einer drehbaren, zweiten Verbindung 12 mit einer Fluidaustragseinrichtung oder Einheit D (nur ein Endabschnitt ist gezeigt) verbunden. Die Fluidzuführeinheit S und die Fluidaustragseinheit D der Konstruktion sind an und für sich bekannt, so daß daher eine weitere Beschreibung unterlassen werden kann. Die drehbare, erste und zweite Verbindung 8 und 12 können durch bekannte Spiralrohre ersetzt usgetauscht werden. In dem Fall, wo der Rohrofen winkelmäßig bewegbar ist oder innerhalb eines begrenzten Winkelbereiches hin- oder herschwingt, der 180 Grad nicht überschreitet, kann ein herkömmliches Rohr für die Verbindungen zwischen dem Einlaß 6 und der Fluidzuführeinheit S und zwischen dem Auslaß 10 und der Fluidaustragseinheit D verwendet werden.
  • Zwei Paare gegenüberliegender Lagerrollen 14,14 sind mit einer äußeren Umfangsoberfläche eines unteren Bereiches des Rohrofens 4 in Berührung gehalten, um darauf den Rohrofen 4 in einer horizontalen Lage zu lagern. Der Rohrofen 4 wird somit drehbar um seine Längsachse gehalten. Die Lagerrollen 14 sind aus einem weichen Material, wie Fluorkunststoff hergestellt, damit sie den Rohrofen 4 aus Quarz nicht beschädigen.
  • Der Rohrofen 4 wird durch eine Antriebseinrichtung oder Vorrichtung angetrieben, die einen Elektromotor M einschließt. Die Drehkraft des Motors M wird auf den Rohrofen 4 über einen Kraftübertragungsmechanismus übertragen. Der Kraftübertragungsmechanismus ist aus einer gezahnten Antriebsscheibe 16, die auf einer Antriebswelle des Motors angebracht ist, einer gezahnten, angetriebenen Scheibe 18, die eine Reihe von umfangsmäßig entlang einer Außenumfangsoberfläche des Rohrofens 4 gebildeten Zähne umfaßt, und einem Steuerriemen 20 zusammengesetzt, der um die antreibende und die angetriebenen Scheibe 16 und 18 herumläuft. Der Kraftübertragungsmechanismus kann ein Zahnradantrieb oder ein Antrieb mit einem Keil-Riemen sein.
  • Ein Potentiometer 22 ist auf der Antriebswelle des Motors M zum Überwachen der Winkelposition der Antriebswelle angebracht. Das Potentiometer 22 ist in einer Schaltung mit einer Steuereinrichtung 24 verbunden, die vorgesehen ist, den Betrieb des Motors M zum Steuern verschiedener Drehbedingungen des Rohrofens 4 zu steuern, wie die Drehzahl, den Drehwinkel, die Winkelumkehrung und der Winkel der Hin- und Herbewegung.
  • Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, schließt der Rohrofen 4 eine Führungsschiene 26 ein, die sich in Längsrichtung entlang der inneren Oberfläche des Rohrofens 4 erstreckt, um daran einen Halter 28 für Halbleitersubstrate zu führen. Der Halter 28 ist so konstruiert, daß er eine Anzahl von Halbleitersubstraten (nicht gezeigt) daran hält, und in seiner Bodenoberfläche eine Nut 30 hat, die verschiebbar auf die Führungsschiene 26 paßt. Somit ist der Halter 28 entlang der Führungsschiene 26 verschiebbar bewegbar. Der Halter 28 hat einen hakenförmigen Eingriffsabschnitt 36 an einem Ende, das zu dem Auslaß 10 des Rohrofens 4 weist. Der hakenförmige Eingriffsabschnitt 36 steht mit einem L-förmigen Eingriffsabschnitt 32 in Eingriff, der an dem vorderen Ende einer länglichen Einstelleinrichtung oder -stange 34 gebildet ist. Die Einstellstange 34 erstreckt sich von der Außenseite in das Innere des Rohrofens 4 durch eine Öffnung (nicht gezeigt), die an einem Austragsende des Rohrofens 4 gebildet ist. Die Einstellstange 34 ist vorwärts und rückwärts bewegbar, um den Halter 28 entlang der Führungsschiene 26 zu bewegen und den Halter 28 in einer erwünschten Position einzustellen. Das Bezugszeichen H ist eine Heizeinheit zum Heizen des Rohrofens 4.
  • Die Bearbeitungsvorrichtung 2 der vorstehenden Konstruktion kann beim Durchführen verschiedener Verfahrenstechniken für Halbleitersubstrate verwendet werden, von denen zwei Beispiele unten unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 6 bzw. Fig. 7 bis 10 beschrieben wird.
  • Gemäß einem in den Fig. 3 bis 6 gezeigten Beispiel wird die Bearbeitungsvorrichtung 2 als ein System oder eine Vorrichtung 40 zum epitaxischen Aufwachsen aus der Flüssigphase verwendet. Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Vorrichtung ist in einer Arbeitsposition angeordnet, in der die Flüssigphasenepitaxie abläuft. Die in Fig. 5 und 6 gezeigte Vorrichtung ist in einer Bereitschaftsstellung angeordnet, bevor und nachdem die Flüssigphasenepitaxie ausgeführt wird.
  • Die Vorrichtung 40 für das epitaxische Aufwachsen aus der Flüssigphase schließt einen Halter oder Schiff 44 ein, das in dem Rohrofen 4 verschiebbar und nichtdrehbar aufgenommen wird, um darin eine Mehrzahl von Halbleiterkristallsubstraten W im wesentlichen in vertikaler, parallel beabstandeter Lage zu halten. Das Schiff 44 hat eine Reaktionskammer 44a, in der die Halbleiterkristallsubstrate w aufgenommen werden, und eine Lösungskammer 44b, die an die Reaktionskammer 44a angrenzt und in sich eine Gallium(Ga)lösung 42 (in der Form eines geschmolzenen Metalls oder Legierung) hält. Das Schiff 44 wird in einer erwünschten Position innerhalb des Rohrofens 4 eingestellt und wird nichtdrehbar in bezug auf den Rohrofen 4 mittels eines Eingriffes zwischen der Führungsschiene 26 und der zugehörigen Nut 30 gehalten, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.
  • Wie es in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, werden, bevor der epitaxische Aufwachsprozeß beginnt, das heißt, wenn der Rohrofen 4 in der Bereitschaftsposition angeordnet ist, die Halbleiterkristallsubstrate W und die Gallium(Ga)lösung 42 voneinander innerhalb des Schiffes 44 getrennt. Das heißt, die Halbleiterkristallsubstrate W sind oberhalb einer Oberfläche aus Ga Lösung 42 angeordnet. Dann wird der Rohrofen 4 um seine Längsachse über einen Winkel von 180 Grad gedreht, so daß der Rohrofen 4 aus der Bereitschaftsposition in die in Fig. 3 und 4 gezeigte Arbeitsposition bewegt wird. Somit werden die Halbleiterkristallsubstrate W in Berührung mit der Ga Lösung 42 gebracht und das epitaxische Aufwachsen beginnt. Wenn das Aufwachsen der epitaxischen Schichten auf den jeweiligen Halbleiterkristallsubstraten W beendet oder unterbrochen werden soll, wird der Rohrofen 4 erneut um einen Winkel von 180 Grad gedreht und kehrt dadurch in die Bereitschaftsposition zurück, die in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist.
  • Der Rohrofen 4 kann hin und her innerhalb eines vollbegrenzten Winkelbereiches, wie von 10 Grad nach beiden Seiten, bewegt werden. Wenn eine solche Hin- und Herbewegung hinzugefügt wird, wenn sich der Rohrofen 4 in der Bereitschaftsposition befindet, die in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, ist es möglich, das Auflösen einer Polyguelle zu beschleunigen. Wenn andererseits die Hin- und Herbewegung hinzugefügt wird, wenn der Rohrofen 4 in der Arbeitsposition ist, die in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, werden gelöste Stoffe in der Lösung verrührt und homogen vermischt. Als ein Ergebnis läuft das epitaxische Aufwachsen mit einer großen Lösungskonzentrationshomogenität ab, und daher haben die epitaxischen Schichten, die auf die Halbleiterkristallsubstrate W aufgewachsen sind, eine äußerst gleichförmige Zusammensetzung und Dicke.
  • Der vorstehende Arbeitszyklus kann bei unterschiedlichen Temperaturen wiederholt werden, um eine Mehrzahl von epitaxischen Schichten zu bilden, die übereinander angeordnet sind. Während des epitaxischen Aufwachsvorgangs wird Gas, wie Wasserstoff, kontinuierlich in den Rohrofen 4 eingebracht, um die Atmosphäre in dem Rohrofen 4 zu erneuern.
  • Die Fig. 7 bis 10 zeigen eine andere Anwendung, bei der die Bearbeitungsvorrichtung 2 als eine Vorrichtung oder System 50 zur chemischen Dampfabscheidung CVD für Halbleiter verwendet wird. Wie es in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist, wird eine Mehrzahl von Siliciumsubstraten W von einem Quarzhalter 52 gehalten. Der Halter 52 ist in einer erwünschten Position innerhalb des Rohrofens 4 eingestellt, und wegen des Verriegelungseingriffs zwischen der Führungsschiene 26 und der zugehörigen Nut 30 ist der Halter 52 relativ zu dem Rohrofen 4 nichtdrehbar. Die Vorrichtung 50 zur chemischen Dampfabscheidung hat zwei Einlasse 6,6, von denen einer für Sauerstoffgas bei hoher Temperatur und der andere für Wasserstoff bei hoher Temperatur vorgesehen ist. Diese Hochtemperaturgase werden gemeinam in den Rohrofen 4 eingeführt, um eine Oxidschicht auf jedem der Siliciumsubstrate W durch das pyrogenische Verfahren zu bilden.
  • Die Fig. 9 und 10 zeigen die Vorrichtung 50 zur chemischen Dampfabscheidung CVD, die sich in einem Zustand um 180º phasenverschoben gegenüber dem Zustand befindet, der in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist. Während des Verfahrens der chemischen Dampfabscheidung CVD wird der Rohrofen 4 fortlaufend gedreht, so daß der Zustand der Fig. 7 und 8 und der Zustand der Fig. 9 und 10 abwechselnd und wiederholt hergestellt werden. Bei dieser kontinuierlichen Drehung des Rohrofens 4 wird die radiale Temperaturverteilung in dem Rohrofen 4 gleichförmig, und die Wirkung der Gasströmung kann gesteuert werden. Als ein Ergebnis können Oxidfilme gleichförmiger Qualität erzeugt werden.
  • Bei Verwendung der Vorrichtung 50 zur chemischen Dampfabscheidung, die in den Fig. 7 bis 10 gezeigt ist, wurden zwei Gruppen von Siliciumsubstraten vom P-Typ mit einem Durchmesser von 100 mm und einem spezifischen Widerstand von 20 Ωcm thermisch bei 1000º C während 20 Minuten bei einer Sauerstoffdurchflußrate von 3 l/Min und einer Wasserstoffdurchflußrate von 5 l/Min oxidiert. Während des gesamten chemischen Dampfabscheidungsverfahrens der ersten Gruppe von Siliciumsubstraten wurde der Rohrofen 4 mit 5 UpM gedreht, während das chemische Dampfabscheidungsverfahren der zweiten Gruppe von Siliciumsubstraten ohne Drehen des Rohrofens 4 durchgeführt wurde. Die Dicke der Oxidfilme, die auf die Siliciumsubstrate abgesetzt worden sind, wurde mit einem Ellipsometer an der Stelle von 10 Punkten bei jedem Siliciumsubstrat gemessen. Die Oxidfilmdicke der ersten Gruppe von Siliciumsubstraten (mit dem chemischen Dampfabscheidungsverfahren unter Einschluß einer Drehung des Rohrofens 4 erhalten) war 1478 Å (1 Å = 10&supmin;¹&sup0; m) im Durchschnitt mit einer mittleren Abweichung von 10 Å. Andererseits war die Oxidfilmdicke der zweiten Gruppe von Siliciumsubstraten (die mit den chemischen Dampfabscheidungsverfahren ohne Drehung des Rohrofens 4 erhalten wurden) 1526 Å im Durchschnitt bei einer Standardabweichung von 424 Å. Es ergibt sich klar aus dem vorstehendem Versuch, daß die Dickengleichförmigkeit der Oxidfilme stark durch Drehen des Rohrofens 4 während des chemischen Dampfabscheidungsverfahrens verbessert werden kann.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Prozessieren eines Halbleitersubstrats, mit einem Rohrreaktor (4), einer Einrichtung (S) zum Zuführen eines Fluids in den Rohrreaktor (4), einer Einrichtung (D) zum Aus lassen des Fluids aus dem Rohrreaktor (4), dadurch gekezinzeichnet, daß die Vorrichtung weiter umfaßt:
eine Einrichtung (14) zum drehbaren Lagern des Rohrreaktors (4), einen Antrieb (M) zum Drehen des Rohrreaktors (4) um seine Längsachse, und
eine Einrichtung (24) zum Steuern des Betriebs des Antriebs (M).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Rohrreaktor (4) und die Zuführeinrichtung (S) miteinander über eine erste drehbare Verbindung (8) verbunden sind, und der Rohrreaktor (4) und die Auslaßeinrichtung (D) miteinander über eine zweite drehbare Verbindung (12) verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Rohrreaktor (4) und die Zuführeinrichtung (S) miteinander über ein erstes Spiralrohr verbunden sind, und der Rohrreaktor (4) und die Auslaßeinrichtung (D) miteinander über ein zweites Spiralrohr verbunden sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, die weiter einen Halter (28, 44, 52) einschließt, der verschiebbar und nicht drehbar in dem Rohrreaktor (4) aufgenommen wird, um eine Vielzahl von Halbleitersubstraten zu halten, wobei der Rohrreaktor (4) eine Führungsschiene (26) einschließt, die sich längs einer Innenseite des Rohrreaktors (4) erstreckt, um den Halter (28, 44, 52) daran verschiebbar zu führen, und wobei die Vorrichtung weiter eine lä.ngliche Einstelleinrichtung (34) einschließt, die ein Ende mit einem Eingriffsbereich (32) aufweist, der fest mit einem Ende (36) des Halters (28, 44, 52) in Eingriff gebracht werden kann, wobei die längliche Einstelleinrichtung (34) in Längsrichtung bewegbar ist, um den Halter (28, 44, 52) entlang der Führungsschiene (26) zu bewegen, um den Halter (28, 44, 52) in eine bestimmte Position zu bringen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lagereinrichtung zumindest ein Paar von gegenüberliegenden Rollen (14) einschließt, die in Verbindung mit einem unteren Bereich des Rohrreaktors (4) angeordnet sind, und der Antrieb (M) einen elektrischen Motor und einen Leistungsübertragungsmechanismus (16, 18, 20) einschließt, um eine Drehleistung des Motors auf den Rohrreaktor (4) zu übertragen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Leistungsübertragungsmechanismus (16 - 20) eine gezahnte Antriebsriemenscheibe (16) einschließt, die auf einer Antriebswelle des Motors (M) angebracht ist, eine gezahnte angetriebene Riemenscheibe (18), die aus einer Reihe von Zähnen zusammengesetzt ist, die am Umfang entlang einer Außenfläche des Rohrreaktors (4) gebildet sind, und einen Steuerriemen (20), der um die Antriebsriemenscheibe (16) und die angetriebene Riemenscheibe (18) läuft.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5 zur Verwendung als Flüssigphasenepitaxiaufwachssystem, die weiter einschließt:
einen Halter (44), der verschiebbar und nicht drehbar in dem Rohrreaktor (4) aufgenommen wird, um eine Vielzahl von Halbleitersubstraten (W) im wesentlichen vertikal, in parallel beabstandeter Anordnung, aufweist, wobei der Halter (44) eine Reaktionskammer (44a) aufweist, in welcher die Halbleitersubstrate (W) aufgenommen werden, und eine Lösungskammer (44b), die zu der Reaktionskammer (44a) benachbart ist und darin ein geschmolzenes Metall oder eine Legierung (42) hält, wobei die Halbleitersubstrate (W) von dem geschmolzenen Metall oder der Legierung (42) getrennt sind, wenn der Rohrreaktor (4) in einer Standby-Position ist, und die Halbleitersubstrate (W) in Kontakt mit dem geschmolzenen Metall oder der Legierung (42) gebracht werden, wenn der Rohrreaktor in einer Arbeitsposition, 180º phasenverschoben zur Standby-Position, angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Antrieb (M) von der Steuereinrichtung (24) betrieben werden kann, um den Rohrreaktor (4) in einem bestimmten Winkelbereich zu oszillieren, wenn der Rohrreaktor (4) in der Standby-Position angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Antrieb (M) von der Steuereinrichtung (24) betrieben werden kann, um den Rohrreaktor (4) in einem bestimmten Winkelbereich zu oszillieren, wenn der Rohrreaktor (4) in der Betriebsposition angeordnet ist.
DE69201314T 1991-03-28 1992-03-24 Vorrichtung zur Bearbeitung von Halbleitersubstraten. Expired - Fee Related DE69201314T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3089842A JPH04299828A (ja) 1991-03-28 1991-03-28 半導体基板処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69201314D1 DE69201314D1 (de) 1995-03-16
DE69201314T2 true DE69201314T2 (de) 1995-06-08

Family

ID=13982016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69201314T Expired - Fee Related DE69201314T2 (de) 1991-03-28 1992-03-24 Vorrichtung zur Bearbeitung von Halbleitersubstraten.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5254172A (de)
EP (1) EP0505994B1 (de)
JP (1) JPH04299828A (de)
DE (1) DE69201314T2 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5605454A (en) * 1995-10-12 1997-02-25 Vlsi Technology, Inc. Four port tube to extend the life of quartz tubes used for the well drive process
US5584934A (en) * 1995-10-13 1996-12-17 United Microelectronics Corp. Method and apparatus for preventing distortion of horizontal quartz tube caused by high temperature
US6554905B1 (en) * 2000-04-17 2003-04-29 Asm America, Inc. Rotating semiconductor processing apparatus
CN101311335B (zh) * 2008-04-22 2011-04-06 上海卡姆丹克太阳能科技有限公司 一种直拉晶体生长炉热系统的拆装装置
JP4849092B2 (ja) * 2008-04-24 2011-12-28 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体製造装置および種結晶ホルダ
WO2011065839A1 (en) 2009-11-25 2011-06-03 Dynatec Engineering As Reactor and method for production of silicon
TW201136837A (en) * 2010-01-29 2011-11-01 Basf Se Producing oxidic compounds
NO334776B1 (no) 2011-09-26 2014-05-26 Dynatec Engineering As Reaktor og fremgangsmåte for fremstilling av silisium ved kjemisk dampavsetning
CN112281139B (zh) * 2020-10-30 2021-07-16 东北石油大学 一种化学气相沉积管式炉实验装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH505648A (fr) * 1968-11-04 1971-04-15 Hewlett Packard Co Appareil pour la fabrication d'une matière semi-conductrice
CH541353A (de) * 1972-11-20 1973-09-15 Ibm Vorrichtung zum epitaktischen Abscheiden von Halbleitermaterial durch Flüssigphasenepitaxie aus mindestens zwei Lösungen
JPS5031450A (de) * 1973-07-20 1975-03-27
US3836324A (en) * 1973-08-06 1974-09-17 American Gas Furnace Co Continuous rotary heat treating furnace
US3977926A (en) * 1974-12-20 1976-08-31 Western Electric Company, Inc. Methods for treating articles
US4063529A (en) * 1977-04-19 1977-12-20 Ellin Petrovich Bochkarev Device for epitaxial growing of semiconductor periodic structures from gas phase
JPS58122739A (ja) * 1982-01-18 1983-07-21 Hitachi Ltd 酸化拡散炉
JPS58210613A (ja) * 1982-06-02 1983-12-07 Hitachi Ltd 熱処理炉用石英管
DE3328709A1 (de) * 1983-08-09 1985-02-28 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Drehrohrofen und dessen verwendung
JPH0322417A (ja) * 1989-06-19 1991-01-30 Nec Kyushu Ltd 半導体装置の製造装置
JPH0348431A (ja) * 1989-07-17 1991-03-01 Fujitsu Ltd 液相エピタキシャル結晶成長装置
US4941822A (en) * 1989-07-20 1990-07-17 Marvin Evans Apparatus for heat treating contaminated particulate material
US5073412A (en) * 1990-11-02 1991-12-17 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method of intercalating large quantities of fibrous structures

Also Published As

Publication number Publication date
EP0505994A1 (de) 1992-09-30
DE69201314D1 (de) 1995-03-16
EP0505994B1 (de) 1995-02-01
US5254172A (en) 1993-10-19
JPH04299828A (ja) 1992-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3855871T2 (de) Vorrichtung zur Durchführung einer Wärmebehandlung an Halbleiterplättchen
DE3786237T2 (de) Vorrichtung fuer vakuumverdampfung.
DE69201314T2 (de) Vorrichtung zur Bearbeitung von Halbleitersubstraten.
DE1949767C3 (de) Vorrichtung zum Herstellen gleichmäßig dicker Schichten
DE3207250C2 (de)
DE2064470A1 (de) Vorrichtung zum Austausch von Materie zwischen einem Tragergas und einer Substratflache
DE60002173T2 (de) Verfaren und reaktor zur züchtung von silizium-karbid einkristallung durch chemische dampfabscheidung
DE2537556A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung oder behandlung von flachglas
EP0819783A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Einkristalls
EP0618055B1 (de) Vorrichtung zum Verarbeiten von nicht reaktive Zusatzstoffe enthaltende Kautschukmischungen zu Kautschukfertigmischungen
DE69910540T2 (de) Verfahren zur kristallzüchtung auf einem substrat
DE3641206A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum behandeln eines substrates mit einem plasma
DE112017003016B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Silicium-Einkristall
DE2931432C2 (de) Verfahren zum Eindiffundieren von Aluminium in Silizium-Halbleiterscheiben
DE102010014110B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Einkristalls
DE1901819B2 (de) Herstellungsverfahren für polykristalline Siliciumschichten
DE2508121C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum epitaktischen Abscheiden einer Verbindungshalbleiterschicht aus einer Lösungsschmelze auf einem Halbleiterplättchen
DE69501090T2 (de) Verfahren zur Kristallzüchtung
DE3525541C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von β-Siliciumcarbid-Whiskern
DE2613004C3 (de) Vorrichtung zum epitaktischen Abscheiden von Einkristallschichten auf Substraten aus einer Schmelzlösung
DE3011904A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines vorformlings zur bildung einer lichtleitfaser
DE69405019T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung dunner kristalliner Schichten für Festkörperlasern
DE69605367T2 (de) Anlage zur In-line-Wärmebehandlung für warmgewalzte Produkte
DE69209564T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Flüssigphasenepitaxie
DE1949871A1 (de) Verfahren zum Herstellen von dotierten epitaktischen Germaniumschichten mit definierten reproduzierbaren elektrischen Eigenschaften

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee