DE8306628U1

DE8306628U1 - Vorrichtung zur Wärmbehandlung von Halbleitersubstraten u. dgl.

Info

Publication number: DE8306628U1
Application number: DE8306628U
Authority: DE
Original assignee: Helmut Seier 7760 Radolfszell De GmbH
Current assignee: Helmut Seier 7760 Radolfszell De GmbH
Publication date: 1984-08-16

Description

GLAWE, DELFS, MOLL & PARTJNER :. : '

Helmut Seiter GmbH Kasernenstraße 91

7760 Radolfszell

Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Halbleitersubstraten u.dgl.

PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENTATTORNEYS

RICHARD GLAWE DR-ING.	KLAUS OELFS DIPLHNG.
WALTER MOLL DIPL-PHYS. DR. HER. NAT. ÖFR BEST. DOLMETSCHER	ULRICH MENGDEHL DIPL-CHEM. DR. RER. NAT. HEINRICH NIEBUHR DIPL-PHYS. DR. PHIL HABIL
8000 MÜNCHEN 26 POSTFACH 162 LIEBHERRSTR. 20 TEL. (089) 22 65 48 TELEX S 22 SOSSPEZ TELECOPIER (089) 223938	2000 HAMBURG 13 POSTFACH 2570 ROTHENSAUM- CHAUSSEE SS TEL (040) 4102008 TELEX 212 921SPEZ
MÜNCHEN
A 05

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von HalbleiterSubstraten, wie z.B. Siliziumplättchen, bestehend aus einem von einer rohrförmigen Wand umgrenzten Behandlungsgefäß, das durch eine Heizvorrichtung 5 heizbar ist und Anschlüsse zum Ein- oder Durchleiten eines gasförmigen Behandlungsmediums aufweist, und einem Halter für eine Vielzahl von Halbleiterscheiben, der im Betrieb innerhalb des Behandlungsgefäßes angeordnet ist.

Herkömmliche Vorrichtungen dieser Art wiesen üblicherweise einen Hochteraparaturofen auf, der ein horizontal angeordnetes Rohr aus hochreinem Quarz aufweist, in welches auf der einen Seite ein Prozeßgas, weiches den Behandlungsdampf mit sich führt, eingeführt wird-und am anderen Ende wieder abgesaugt wird. Dieses Quarzrohr kann betrieben werden bei Atmospärendruck oder unter Unterdruck, typischerweise 200 - 800 Millitorr. Die Siliziumplattchen sind auf Trägern aus Quarz angeordnet, die üblicherweise Boote oder

Schlitten genannt werden, und diese Träger werden durch Schieben in die Heizzone des Rohres eingeführt. Es ist wohl bekannt, daß bei den herkömmlichen Hitzebehandlungsvorrichtungen die Verluste sehr hoch sind und die Ausbeute von hochqualitativen, fehlerlosen Plättchen sehr gering, typischerweise unter 20 %, ist. Einander Hauptgründe für diese Verluste ist, daß kleine zusammenge- !- backene oder feste Teilchen durch die Schicht ausgebil-

det werden können und von dieser Schicht abfallen können, welche durch Dampfablagerung auf der Oberfläche des Rohres und des Trägers entstanden ist, und daß solche Teilchen, auf den Siliziumplattchen haftenbleiben. Ein anhaftendes Teilchen von der Größe nur eines Microns kann ausreichend sein, um das Plättchen für die weitere Benutzung unbrauchbar zu machen, speziel wenn das Plätt-

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chen vorgesehen ist für eine Halbleitervorrichtung mit hochintegrierten MOS Schaltkreisen. Ein weiterer Grund für Ausfälle und Verluste kann resultieren aus übermäßigen, ungesteuerten Abweichungen der Temperaturverteilung im Rohr von einem gewünschten Temperaturprofil.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche bzw. in welcher Halbleitersubstrate u.dgl. behandelt werden können ohne hohe Ausfallquoten, d.h. in welcher die Ursachen für die oben genannten Verluste wesentlich herabgesetzt und somit die Ausbeute brauchbarer Halbleitersubstrate erheblich erhöht ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die rohrförmige Wand des Behandlungsgefäßes lotrecht angeordnet ist und den Halter berühxungsfrel umgibt, und daß das Behandlungsgefäß mittels einer Hubvorrichtung heb- und senkbar ist.

Durch die neuerungsgemäß Ausgestaltung und Anordnung des Heizrohres und der Vorschubvorrichtung ist gewährleistet, daß ein mechanischer Kontakt zwischen dem Substratträger und der Rohrwandung, durch welchen durch Dampfablagerung ent-

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entstandene Teilchen oder Flocken von der Wand oder dem Träger abgeschabt werden könnten, völlig vermieden ist. Auf diese Weise bleibt die oben erwähnte Verunreinigung der Siliziumplättchen u.dgl. völlig aus, wodurch die Ausbeute an brauchbaren Plättchen erheblich erhöht wird, ohne daß nach dem Aufdampfen komplizierte chemische Waschvorgänge od.dgl. notwendig wären.

Vorteilhafterweise wird bei einem derartigen vertikal angeordneten Heizrohr auch der Prozeßgasstrom in vertikaler Richtung aufwärts oder abwärts durch das Heizrohr geleitet. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, daß überraschenderweise das Temperaturprofil im Heizrohr mit viel größerer Genauigkeit gesteuert und aufrechterhalten werden kann, als in einem Horizontalrohr, und daß so ungesteuerte Abweichungen vom gewünschten Temper aturproJEil, die eine ungleichmäßige Dampfab-

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ziert werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine Ausfühxungsform der Erfindung wird im folgenden beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.

Es zeigen :

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Trägers oder

Boots für Halbleiterplättchen gemäß der Erfindung.

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Endansicht und Seiten- und 3

ansieht des Trägers von Fig. 1.

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht der Hitzebehand-

und 5

lungsvorrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform in zwei Stellungen.

Der Träger oder das Boot 1 von Fig. 1 bis 3 ist ganz aus Quarz hergestellt und weist zwei Endstücke 2, 3 auf, die im wesentlichen fünfeckig ausgestaltet sind, und die an vier von ihren fünf Ecken miteinander verbunden sind durch vier parallele Längsstäbe 4 um so eine starre trogförmige Struktur zu bilden, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist,

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die zur Oberseite hin geöffnet ist, so daß im wesentlichen kreisscheibenförmige Plättchen 5 eingeführt werden können. Die Längsstäbe 4 sind mit Schlitzen oder Kerben 6 versehen, in die die Kanten der Plättchen 5 eingreifen können um die Plättchen 5 in im wesentlichen paralleler äquidistanter Anordnung festzulegen. Die Oberecke eines jeden Endstücks 2, 3 ist mit einer Öffnung 7 versehen_f in welche ein Sperrstab 8 eingeführt werden kann, so daß er sich parallel zu den Längsstäben 4 erstreckt und im Eingriff steht mit den normalerweise abgeplatteten oberen Kanten 9 der Plättchen 5, um diese in ihrer Stellung im Träger 1 festzulegen.

Eines der Endstücke 2, 3 ist mit einem Querstab 10 versehen, in den ein-Aufhängehaken eingreifen kann, um den Träger 1 in einer Stellung aufzuhängen, in welcher seine Achse im wesentlichen vertikal verläuft und die Plättchen 5 im wesentlichen horizontal angeordnet sind mit vertikalem Abstand voneinander.

Der Träger 1, der, wie in Fig. 1 bis 3 dargestellt, mit den Siliziumplättchen 5 beladen ist, kann in einer der Heizbehandlungsvorrlchtungen Verwendung finden, die im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 beschrieben werden.

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Gemäß Fig. 4 steht ein Halter 1 mit den Siliziumplättchen 5, der mittels einer in Fig. 1 bis 3 nicht dargestellten Standplatte 17 zur Erhöhung der Standfestigkeit versehen ist, auf einer Unterlage 15, bei der es sich um einen stationären Tisch oder auch um ein Förderband zum Transportieren einer Vielzahl von Haltern 1 handeln kann. Darüber ist mittels einer Hubvorrichtung 19 heb- und senkbar ein Ofen 11 mit einer Heizwicklung 13 und einem rohrförmigen Behandlungsgefaß 12 angeordnet. Ein Behandlungsgas kann mittels einer Zuleitung 14 und eines Absauganschlusses 18 durch das Behandlungsgefäß 12 hindurchgeleitet werden. Fig. 4 zeigt die obere Stellung des Behandlungsgefäßes 12, in der sich dieses oberhalb des Halters 1 befindet, so daß der HaI-ter 1 heran- bzw. wegtransportiert werden kann.

Fig. 5 zeigt die gleiche Vorrichtung in der Betriebsstellung, in welcher die aus Ofen 11 und Behandlungsgefäß 12 bestehende Einheit mittels der Hubvorrichtung abgesenkt ist, so daß sie auf der Unterlage 1 aufsteht und den KaI-ter 1 berührungsfrei zentrisch umgibt. Der untere Abschluß 16 des Behandlungsgefäßes 12 bzw. Ofens 11 kann mit Dichtelementen für einen gasdichten Anschluß an die Unterlage ausgebildet sein.

Gemäß einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann die Anordnung umgedreht
werden, so daß der Halter 1 an einer Halterung aufgehängt ist und das Behandlungsgefäß 12 mit dem Ofen 11 mittels der Hubvorrichtung von unten her tuber den Halter bewegt wird.

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Claims

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Halbleitersubstraten, wie z.B. Siliziumplättchen, bestehend aus
einem von einer rohrförmigen Wand umgrenzten Behandlungsgefäß, das durch eine Heizvorrichtung heizbar ist und Anschlüsse zum Ein- oder Durchleiten eines gasförmigen Behandlungsmediums aufweist, und einem Halter für eine Vielzahl von Halbleiterscheiben, dadurch g e k e η η-zeichnet , daß die rohrförmige Wandung des Behandlungsgefäßes (12) lotrecht angeordnet ist und den Halter (1) berührungsfrei umgibt, und daß das Behandlungsgefäß mittels einer Hubvorrichtung (19) heb- und senkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch. 1 , dadurch g e k e η nzeichnet , daß der Halter (1} auf einer unterlage stehend angeordnet ist und das Behandlungsgefäß (12) mittels der Hubvorrichtung (19) zwischen einer oberen Stellung oberhalb des Halters (1) und einer unteren Stellung, in der es auf der unterlage aufsitzt und den Halter (1) berührungsfrei umgibt, bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsgefäß (12) an seinem unteren Abschluß eine Dichtungsanordnung (16) für den gasdichten Anschluß an die Unterlage (15) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , daß.die Unterlage (15) als Transportband ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß der Halter (1) an einer Tragvorrichtung hängend ausgebildet ist und das Behandlungsgefäß (12) mittels der Hubvorrichtung (19) zwischen einer unteren Stellung unterhalb des Halters und einer oberen Stellung, in der es den HaI-ter berührungsfrei umgibt, bewegbar ist.