WO2020208146A1 - Wafer boat and treatment device for wafers - Google Patents

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WO2020208146A1
WO2020208146A1 PCT/EP2020/060170 EP2020060170W WO2020208146A1 WO 2020208146 A1 WO2020208146 A1 WO 2020208146A1 EP 2020060170 W EP2020060170 W EP 2020060170W WO 2020208146 A1 WO2020208146 A1 WO 2020208146A1
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wafer boat
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wafers
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PCT/EP2020/060170
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Michael Klick
Lutz Eichhorn
Dirk SUCHLAND
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Plasmetrex Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a wafer boat and a treatment device for wafers which are suitable for generating a plasma between wafers accommodated therein.
  • wafers In semiconductor and solar cell technology, it is known to subject disk-shaped substrates made of different materials, which are hereinafter referred to as wafers regardless of their geometric shape and material, to different processes.
  • the wafers are often both individual treatment processes and batch processes, i.e. Processes in which several wafers are treated at the same time.
  • the wafers have to be brought into the desired treatment position.
  • batch processes this is usually done by inserting the wafers into so-called boats, which have receptacles for a large number of wafers.
  • the wafers are usually arranged parallel to one another.
  • Such boats can be passive, so that they have no other function besides a holding function during the processing of the wafers.
  • the wafer boat is formed, for example, by a large number of electrically conductive plates, which usually consist of graphite.
  • the plates are arranged essentially parallel to one another, and receiving slots for receiving wafers are formed between adjacent plates.
  • the sides of the plates facing one another each have corresponding receiving elements for wafers, so that wafers can be received on each of these sides.
  • receiving elements there are usually pins on each side of the plate facing another plate provided, which accommodate the wafer. In each receiving slot, at least two wafers can thus be completely received between the plates in such a way that they are opposite one another.
  • Adjacent plates of the wafer boat are usually electrically insulated from one another and an alternating voltage, usually in the kHz range or also in the MHz range, is applied between directly adjacent plates during the process.
  • a plasma is intended to be formed between the plates and in particular between the wafers held on the respective plates in order to provide a plasma treatment such as, for example, plasma deposition or plasma nitridation of layers.
  • spacer elements are used, each of which has a predetermined length for setting predetermined distances between the plates.
  • electrically conductive elements are used at the contact ends of the plates in order to connect every second plate in an electrically conductive manner in order to be able to apply the same potential to it.
  • These conductive elements have as low a resistance as possible in order to allow uniform loading of the plates and to limit losses in the elements.
  • Plasma deposition processes (PECVD) in wafer boats can advantageously be used at higher frequencies, e.g. 13.56 MHz.
  • a high current of over 50A for example (typically 100A for approx. 400 wafers) is required. This high current leads to high power losses on contact and connection elements due to ohmic losses, high voltages and thus parasitic plasmas due to lead inductances.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a wafer boat and a method for plasma treatment of wafers, which enable improved processing of the wafers. According to the invention, this object is achieved by a wafer boat according to claim 1, a plasma treatment device according to claim 11 and a method according to claim 16. Further refinements of the invention emerge from the respective subclaims.
  • a wafer boat for the plasma treatment of disc-shaped wafers, in particular semiconductor wafers, which has the following: a plurality of plates made of an electrically conductive material, arranged parallel to one another, each having at least one receptacle for a wafer on their mutually facing sides, which have a receiving area of the plates, the plates being interconnected in such a way that a first number of the plates forms a first group of electrically conductively interconnected plates, a second number of the plates forms a second group of electrically conductively interconnected plates, the plates of the first and second group are provided alternately and between plates of the first and second groups at least one plate is provided, which is not electrically connected to the plates of the first or second group.
  • This structure of the wafer boat allows at least two plasmas to be connected in series during operation.
  • the high-frequency current thus not only flows through a plasma but, for example, two plasmas which are each separated by the at least one plate that is not electrically connected to the plates of the first or second group. Since, for example, every second plate - the plate lying between the plates of the first and second group of plates - is not in contact in a boat, the voltage of the non-contacted plates is set automatically via an essentially capacitive voltage division. There is thus a series connection of plasmas between the plates of the first and second group of plates. In one embodiment of the invention, every fourth of the plates is electrically conductively connected to the others within the first and second groups. This enables two plasmas to be connected in series between the plates of the first and second groups, which are separated by the at least one plate that is not electrically connected to the plates of the first or second group.
  • two plates which are not electrically connected to the plates of the first or second group, are provided between plates of the first and second group.
  • This enables a series connection of three plasmas between the plates of the first and second group.
  • a correspondingly higher voltage is required between the plates of the first and second group of plates in comparison to the previous embodiment in order to achieve a corresponding plasma ignition.
  • every sixth of the plates is electrically conductively connected to the others.
  • the plates are each held at a distance from one another via spacer elements, the spacer elements each being insulating or having a resistance of at least 20 k ⁇ , preferably in the range of 40 k ⁇ .
  • the spacer elements with a resistance of at least 20k ⁇ , it is possible to cause a current to flow through the spacer elements by applying a direct voltage or a low-frequency alternating voltage between the plates of the first and second group of plates, thereby creating a resistance heating effect.
  • the spacer elements In the case of a high-frequency alternating voltage, however, the spacer elements have an insulating effect.
  • the spacer elements can for example consist of polysilicon.
  • the plates of at least the first and second group each have contact lugs at their longitudinal ends, which are electrically conductively connected via contact elements to contact lugs of other plates of the same group, the contact lugs of the plates first group are in a different plane than the contact tabs of the plates of the second group.
  • the combined thermal mass of the sum of the contact elements and the sum of the contact lugs is preferably smaller than the thermal mass of the rest of the wafer boat, in particular less than 1/10 of the thermal mass of the rest of the wafer boat. Furthermore, the impedance of the sum of the contact blocks and the sum of the contact lugs is preferably smaller than the impedance of the rest of the wafer boat.
  • the plates of at least the first and second groups are each electrically conductively connected via at least one contact element extending below the plates, the contact elements for the plates of the first and second group being spaced from one another in the longitudinal direction of the plates.
  • a plasma treatment device for wafers which has a process space for receiving a wafer boat of the type described above.
  • the plasma treatment device also has means for controlling or regulating a process gas atmosphere in the process space and at least one voltage source which can be connected in a suitable manner to the plates of the first and second group of plates, in order to apply sufficient electrical voltage between the plates of the first and second group of plates to generate between the plates of the first and second group of plates a series of at least two plasmas which are separated by the at least one plate which are not electrically connected the plates of the first or second group is connected.
  • Such a plasma treatment device enables an improved plasma treatment of wafers.
  • the at least one voltage source is preferably suitable for applying at least one high-frequency alternating voltage and optionally a direct voltage or a low-frequency alternating voltage. While the high-frequency alternating voltage is suitable for plasma generation, the optional direct voltage or low-frequency alternating voltage can be used in combination with certain spacer elements for resistance heating.
  • the plasma treatment device has at least one additional heating unit for heating the process space and the wafers received therein.
  • a large number of wafers are accommodated in wafer boats of the type described above, which are located in a process chamber.
  • a high-frequency alternating voltage is applied between the plates of the first and second group of plates in such a way that, during a process phase, a row of at least two plasmas is generated between the plates of the first and second group of plates, which are generated by the at least one plate which is not electrically connected to the plates of the first or second group are separated.
  • the temperature and / or the gas atmosphere in the process chamber is preferably controlled or regulated before and / or during the plasma generation.
  • a direct voltage or a low-frequency alternating voltage is applied in order to cause a current to flow in spacer elements between the plates and thereby a resistance heating effect.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a wafer boat
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the wafer boat according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a schematic front view of the wafer boat according to FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a schematic view of a plasma treatment device with a wafer boat accommodated therein according to FIG. 1;
  • FIG. 5 shows a schematic plan view of an alternative wafer boat for use in a plasma treatment device
  • FIG. 6 shows a schematic front view of the wafer boat according to FIG. 1.
  • FIG. 1 showing a schematic side view of a wafer boat 1 and FIGS. 2 and 3 showing a top view and a front view.
  • the same reference symbols are used in the figures, provided that the same or similar elements are described.
  • the wafer boat 1 is formed by a multiplicity of plates 6, contacting units 7 and clamping units 8.
  • the illustrated wafer boat 1 is especially suitable for a layer deposition from a plasma, for example of Si3N4, SiNx, a-Si, etc., and in particular a plasma nitriding of wafers.
  • the plates 6 each consist of an electrically conductive material and are designed in particular as graphite plates, it being possible for the plate base material to be coated or surface treated depending on the process.
  • the plates 6 each have six cutouts 10 which are covered by the wafers during the process, as will be explained in more detail below. Although six recesses are provided per plate 6 in the form shown, it should be noted that a larger or smaller number can also be provided.
  • a total of twenty-three plates 6 are provided, which are arranged essentially parallel to one another via the corresponding contacting units 7 and clamping units 8, in order to form receiving slots 11 between them. With twenty-three plates 6, twenty-two of the receiving slots 11 are thus formed.
  • the invention is not limited to a specific number of plates.
  • the plates 6 each have, at least on their side facing an adjacent plate 6, groups of three receiving elements 12 each, which are arranged such that they can receive a wafer in between.
  • the groups of the receiving elements 12 are each arranged around each recess 10, as is indicated schematically in FIG. 1.
  • the wafers can be received in such a way that the receiving elements each contact different side edges of the wafer.
  • a total of six groups of receiving elements for receiving a semiconductor wafer are provided in the longitudinal direction of the plate elements (corresponding to the recesses 10).
  • some of the plates 6 have contact lugs 13 projecting in the longitudinal direction, which are used for electrical contacting of the plates 6, as will be explained in more detail below.
  • Three embodiments of plates 6 are provided, which differ with regard to the contact tabs 13.
  • the contact lugs 13 are each carried out directly adjacent to the lower edge (type 1), while in another embodiment they are spaced from the lower edge (type 2), the distance to the lower edge being greater than the height of the contact lugs 13 of the Panels of the other embodiment.
  • the embodiments of plates 6 are arranged in the wafer boat 1 in such a way that plates of type 1 and type 2 alternate and in each case a plate of type 3 is arranged between them.
  • the contact lugs 13 of plates 6 of type 1 and of type 2 lie on different levels in the arrangement of the wafer boat 1. In every fourth plate 6, however, the contact lugs 13 lie in the same plane. In this way, two spaced-apart contact planes are formed by the contact lugs 13.
  • the contact lugs 13 lying in a respective contact plane are electrically connected via contact elements, which are also referred to as contact blocks 15, made of a material with good electrical conductivity, in particular graphite, and are arranged at a predetermined distance from one another.
  • contact elements which are also referred to as contact blocks 15, made of a material with good electrical conductivity, in particular graphite, and are arranged at a predetermined distance from one another.
  • contact blocks 15 In the area of the contact lugs 13 and in each of the contact blocks 15, at least one through opening is provided. In the mutually aligned state, these allow a clamping element 16 to be passed through, which has a shaft part (not visible) and a head part, such as a screw, for example.
  • the plates 6 can then be fixed to one another via a counter-element acting on the free end of the shaft part, such as a nut 17, for example.
  • the tensioning element 16 can consist of electrically conductive material, but this is not necessary.
  • the contact blocks 15 each preferably have the same length (in the direction that defines the distance between contact lugs 13 of the plates 6), namely corresponding to the width of four receiving slots 11 plus the width of three plates 6.
  • the contact blocks 15 are preferably designed so that they have a low thermal mass and in particular the sum of the contact blocks should have a lower thermal mass than the sum of the plates 6.
  • the combined thermal mass of the sum of the contact blocks and the sum of the contact lugs 13 of the plates should be less than the thermal mass the sum of the plates 6 minus the thermal mass of the respective contact lugs 13.
  • the shaft parts of the tensioning element 19 are each dimensioned such that they can extend through corresponding openings in all plates 6 as well as respective spacer elements 22 located between them. All the plates 6 can then be fixed essentially parallel to one another via the at least one counter element 20.
  • clamping units with spacer elements 22 are conceivable, which arrange the plates 6 with spacer elements 22 in between them essentially parallel and clamp them.
  • 308 spacer elements are provided for 22 receiving slots and a total of 14 spacer elements 22 per slot (seven adjacent to the upper edge and seven adjacent to the lower edge).
  • the tensioning elements 19 are preferably made of an electrically insulating material, while the spacer elements 22 can be made of an electrically insulating or a conductive material. If the spacer elements 22 consist of an electrically conductive material, in particular, the material has such a high resistance that the spacer elements serve as a resistance element when a direct or low frequency voltage with sufficient amplitude is applied, but none when a high frequency voltage is applied (to generate a plasma between the plates) Provide substantial damping of wave propagation. For the low-frequency voltage, in particular, a frequency range from 1 to 10 KHz and for the high-frequency voltage a range above 40 KHz - especially frequencies in the MHz range - are taken into account.
  • each spacer element should, for example, have a resistance of greater than 3k ⁇ , in particular greater than 20k ⁇ or even greater than 40k ⁇ .
  • the spacer elements can consist of doped silicon, polysilicon or another suitable material that on the one hand is not impaired by the process and on the other hand does not impair the process, in particular does not introduce any impurities into the process. While the plates 6 of a group (upper contact nose 13 / lower contact nose 13) are electrically connected and fixed to one another via the contact elements 15, all of the plates are connected and fixed to one another via the spacer elements 22.
  • FIG. 4 showing a schematic side view of the treatment device 30.
  • the treatment device 30 consists of a process chamber part 32 and a control part 34.
  • the process chamber part 32 consists of a tube element 36 which is closed on one side and which forms a process chamber 38 inside.
  • the open end of the tubular element 36 is used to load the process chamber 38 and it can be closed and hermetically sealed via a closing mechanism (not shown), as is known in the art.
  • the pipe element consists of a suitable material that does not introduce any impurities into the process, is electrically insulated and can withstand the process conditions in terms of temperature and pressure (vacuum), such as quartz.
  • the tubular element 36 has gas-tight feedthroughs for the supply and discharge of gases and electricity, which can be designed in a known manner. Corresponding supply and discharge lines could, however, also be provided at the other end or also laterally at a suitable location between the ends.
  • the tubular element 36 is surrounded by a casing 40 which thermally insulates the tubular element 38 from the environment.
  • a heating device such as a resistance heater, which is suitable for heating the tubular element 36.
  • a sausage device can, for example, also be provided in the interior of the tubular element 36, or the pipe element itself could be designed as a sausage device. At the moment, however, preference is given to an external curing device, and in particular one that has different, individually controllable meat circles.
  • receiving elements In the interior of the tubular element 36 , receiving elements, not shown in detail, are provided which have a receiving plane for receiving a wafer boat 1 (which is only partially shown in Fig. 4), which can for example be of the above type. However, the wafer boat can also be inserted into the tubular element 36 in such a way that it rests on the wall of the tubular element 36. The wafer boat is held essentially above the receiving plane and is arranged approximately in the middle of the tubular element.
  • a receiving space is thus defined in combination with the dimensions of the wafer boat, in which a properly inserted wafer boat is located.
  • the wafer boat can be handled as a whole in the loaded state into and out of the process chamber 38 via a suitable handling mechanism (not shown).
  • a suitable handling mechanism not shown.
  • electrical contact is automatically established with at least one contact block 15 of each of the groups of plates 6 having a contact block, as will be explained in more detail below.
  • a lower gas guide tube 44 and an upper gas guide tube 46 are also provided, which consist of a suitable material such as quartz and allow process gas to be fed in or discharged.
  • the control part 34 of the treatment device 30 has a gas control unit 60, vacuum control unit 62, an electrical control unit 64 and a temperature control unit (not shown), all of which can be controlled jointly via a higher-level controller, such as a processor.
  • the temperature control unit is connected to the heating unit (not shown) in order to primarily control or regulate the temperature of the tubular element 36 or the process chamber 38.
  • the gas control unit 60 is in communication with a multiplicity of different gas sources 66, 67, 68, such as for example gas cylinders, which contain different gases.
  • gas sources can provide di-chlorosilane, tri-chlorosilane, SihU, phosphine, borane, di-borane, German, Ar, h, TMA Nhh, N2 and various other gases at corresponding inputs of the gas control unit 60.
  • the gas control unit 60 has two outlets, one of which is connected to the lower gas guide tube 44 and the other to a pump 70 of the negative pressure control unit 62.
  • the gas control unit 60 can connect the gas sources to the outlets in a suitable manner and regulate the flow of gas as is known in the art.
  • the gas control unit 60 can thus introduce different gases into the process chamber, in particular via the lower gas guide tube 44.
  • the vacuum control unit 62 essentially consists of the pump 70 and a pressure regulating valve 72.
  • the pump 70 is connected to the upper gas guide tube 46 via the pressure regulating valve 72 and can pump the process chamber to a predetermined pressure via this.
  • the connection from the gas control unit 60 to the pump is used to dilute process gas pumped out of the process chamber with N2, if necessary.
  • the electrical control unit 64 has at least one voltage source which is suitable to provide at least one of the following at an output thereof, a direct voltage, a low-frequency voltage and a high-frequency voltage.
  • the output of the electrical control unit 64 is connected via a line to a contacting unit for the wafer boat in the process chamber.
  • the line is introduced through the jacket 40 and into the tubular element 36 via a corresponding duct suitable for vacuum and temperature.
  • the line is constructed in particular in such a way that it is designed as a coaxial line 74 with an inner conductor and an outer conductor.
  • the coaxial line 74 leads essentially to the contact areas of the wafer boat 1.
  • the inner and outer conductors are connected to different groups (type 1 or type 2) of the plates 6 in a suitable manner.
  • FIGS. 5 and 6 show an alternative wafer boat 1 that can be used in a plasma treatment device 30 of the above type. In this embodiment, the same reference symbols are used insofar as the same or similar elements are described.
  • the wafer boat 1 is again formed by a multiplicity of plates 6, contacting units 7 and clamping units 8.
  • the panels 6 of this embodiment are all of type 3, i. they have no contact lugs at their longitudinal ends. Otherwise the plates can be constructed in the same way as before.
  • the plates 6 are arranged and fixed essentially parallel to one another by means of clamping units 8 with clamping elements 19, counter elements 20 and spacer elements 22.
  • the contact elements 80, 82 extend essentially perpendicular to and below the plates 6.
  • the contact elements 80, 82 are spaced apart from one another in the longitudinal direction of the plates 6 and are preferably arranged symmetrically with respect to a center plane of the plates 6.
  • the contact elements 80, 82 each have a main body 84 and 84 'and contact projections 86 and 86'.
  • the contact projections 86 and 86 ' are each constructed in such a way that they receive a lower edge of a plate 6 and can make electrical contact.
  • the contact projections 86 and 86 ′ are spaced apart in the longitudinal direction of the contact elements 80, 82 such that in each case every fourth plate 6 of the wafer boat is electrically contacted by a respective contact element 80, 82. This again results in electrical contacting in which a non-electrically contacted plate 6 is arranged between plates 6 with different electrical contacts.
  • contact projections 86 and 86 'on the contact elements 80, 82 it would also be possible downward on plates 6 to be electrically contacted to provide protruding contact lugs which can be electrically connected by receptacles in contact elements 80, 82 or also separate contact elements (similar to contact elements 15). If the plates 6 have contact lugs projecting downwards, only two different types of plates would be necessary for the construction of the wafer boat, a type without lugs and a type with a contact lug projecting downwards which is offset with respect to a longitudinal center plane. This can then be connected to one or the other contact element 80, 82 by corresponding rotation of the plates.
  • This arrangement of the contact-making units 7 enables, in particular, contact-making by placing it on a supply line contact (within a process chamber).
  • a feed line contact with low inductance on the bottom of the boat can be established by lowering the boat.
  • the weight of the boat can be used for a high pressure force in the contact, which ensures high reliability and an even current density distribution.
  • the operation of the plasma treatment device 30 will now be explained in more detail with reference to the drawings, wherein a plasma-assisted silicon nitride or aluminum oxide deposition in a plasma excited by 13.56 MHz is described as an example.
  • the treatment device 30 can, however, also be used for other deposition processes supported by plasma, with the plasma also being able to be excited by other frequencies, for example in the range of 40 kHz.
  • the coaxial line 74 is, however, provided and optimized especially for frequencies in the MHz range.
  • a loaded wafer boat 1 of the type described above (according to FIG. 1) is loaded into the process chamber 38 and that the latter is closed by the closing mechanism (not shown).
  • the wafer boat 1 is loaded in such a way that in each of the receiving slots 1 1 a total of 12 wafers, in the present example in particular Si wafers, are received, namely six on each of the plates 6.
  • the wafers are received in such a way that they lie opposite one another in pairs, as is known in the art.
  • the interior is at ambient pressure and can be flushed or flooded with N2, for example, via the gas control unit 60 (in combination with the negative pressure control unit 62).
  • the tubular element 36 and thus the process chamber 38 are heated by the heating device (not shown) in order to put the wafer boat 1 and the wafers accommodated therein on a heating device (not shown) in order to put the wafer boat 1 and the wafers accommodated therein on a heating device (not shown) in order to put the wafer boat 1 and the wafers accommodated therein on a heating device (not shown) in order to put the wafer boat 1 and the wafers accommodated therein on a
  • a DC or low-frequency AC voltage can be applied to the wafer boat 1 via the electrical control unit 64 in order to support the heating.
  • the voltage is sufficiently high so that current is conducted via the high-resistance spacer elements 22 and these act as resistance heating elements.
  • heating power is specifically introduced into the receiving slots 11, so that the predetermined temperature can be reached much more quickly than when it is heated from the outside.
  • voltages in the range from at least 200 V to approximately 1 kV are taken into account in order to achieve a sufficient current flow and sufficient heating of the spacer elements 22.
  • the electrical control unit 64 can first be deactivated and the process chamber is pumped down to a predetermined negative pressure via the negative pressure control unit 62.
  • a desired process gas such as, for example, S1H4 / N H3 for silicon nitride deposition is supplied via the gas control unit 60 in a defined mixing ratio depending on the required Layer properties introduced, while the negative pressure continues to be maintained via the negative pressure control unit 62 by sucking off the introduced process gas.
  • An HF voltage with a frequency of 13.56 MFIz is now applied to the wafer boat 1 via the electrical control unit 64, an electrically non-contacted plate being arranged between the plates 6 to which the voltage is applied.
  • the high-frequency current not only flows through a plasma, but also through two plasmas, each of which is separated by the plate that is not electrically contacted.
  • the voltage of the non-contacted plate is set automatically via an essentially capacitive voltage division, so that a corresponding plasma ignition is made possible. There is thus a series connection of plasmas between the plates of the first and second group of plates. A sufficiently high voltage must be applied between the plates 6 to which the voltage is applied.
  • Plasmas are generated between the plates 6 and in particular between the wafers accommodated in the wafer boat 1, and silicon nitride is deposited on the wafers with the aid of plasma.
  • the gas flow is maintained during the deposition process in order to avoid local depletion of the process gas with regard to the active components.
  • the electrical control unit 64 is deactivated again and the gas supply is stopped or switched to N2 in order to flush the process chamber 38 and, if necessary, ventilate it at the same time (adjustment to atmospheric pressure).
  • the process chamber 38 can then be brought back to ambient pressure.
  • the wafer boat 1 of the above type - independently of other components of the treatment device - offers the advantage that several plasmas in series can be switched, whereby the required current and the associated problems for operating the plasmas can be reduced.
  • the wafer boat 1 was explained in more detail on the basis of specific embodiments of the invention with reference to the drawing, without being limited to the specifically illustrated embodiments.
  • two or more electrically non-contacted plates could also be provided between electrically contacted plates 6, for example.
  • the plates 6 of the wafer boat 1 can also have different dimensions and, in particular, be dimensioned to accommodate a different number of wafers.

Abstract

The invention relates to a wafer boat for the plasma treatment of disk-shaped wafers, in particular semiconductor wafers, to a plasma treatment device for receiving a wafer boat of this type, and to a method for the plasma treatment of wafers in a wafer boat of this type. The wafer boat has a plurality of plates made of an electrically conductive material which are arranged in parallel with one another and each have at least one receptacle for a wafer on the sides of the plates that face one another. The plates are connected to one another in such a way that a first number of the plates forms a first group of electrically interconnected plates and a second number of the plates forms a second group of electrically interconnected plates, the plates of the first group and of the second group being provided in alternation and at least one plate not electrically connected to the plates of the first or second group being provided between plates of the first and second groups in each case. In the method, a plurality of wafers are held in the receptacles of the wafer boat and a high-frequency alternating voltage is applied between the plates of the first and second groups of plates in order to produce, during a process phase, a series of at least two plasmas between plates of the first and second groups of plates in each case, said at least two plasmas being separated by the at least one plate not electrically connected to the plates of the first or second group.

Description

Waferboot und Behandlunqsvorrichtunq für Wafer Wafer boat and treatment device for wafers
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Waferboot und einer Behandlungsvorrichtung für Wafer, die zum Erzeugen eines Plasmas zwischen darin aufgenommenen Wafern geeignet sind. The present invention relates to a wafer boat and a treatment device for wafers which are suitable for generating a plasma between wafers accommodated therein.
In der Halbleiter- sowie der Solarzellentechnik ist es bekannt, scheibenförmige Substrate aus unterschiedlichen Materialien, die nachfolgend unabhängig von ihrer geometrischen Form und ihrem Material als Wafer bezeichnet werden, unterschiedlichen Prozessen auszusetzen. In semiconductor and solar cell technology, it is known to subject disk-shaped substrates made of different materials, which are hereinafter referred to as wafers regardless of their geometric shape and material, to different processes.
Dabei werden die Wafer häufig sowohl Einzelbehandlungsprozessen als auch Chargenprozessen, d.h. Prozessen bei denen mehrere Wafer gleichzeitig behandelt werden, ausgesetzt. Sowohl für Einzelprozesse als auch Chargenprozesse müssen die Wafer jeweils in eine gewünschte Behandlungsposition gebracht werden. Bei Chargenprozessen geschieht dies in der Regel dadurch, dass die Wafer in sogenannte Boote eingesetzt werden, welche Aufnahmen für eine Vielzahl von Wafern besitzen. In den Booten werden die Wafer in der Regel jeweils parallel zueinander angeordnet. Solche Boote können passiv sein, sodass sie neben einer Haltefunktion keine weitere Funktion während der Prozessierung der Wafer. In this case, the wafers are often both individual treatment processes and batch processes, i.e. Processes in which several wafers are treated at the same time. For both individual and batch processes, the wafers have to be brought into the desired treatment position. In batch processes, this is usually done by inserting the wafers into so-called boats, which have receptacles for a large number of wafers. In the boats, the wafers are usually arranged parallel to one another. Such boats can be passive, so that they have no other function besides a holding function during the processing of the wafers.
Es gibt aber auch Waferboote, die beispielsweise für eine Plasmaprozes- sierung von Wafern in der Halbleiter- oder Solarzellentechnologie verwendet werden, die neben der Haltefunktion auch eine Elektrodenfunktion besitzen. Hierbei wird das Waferboot beispielsweise durch eine Vielzahl von elektrisch leitenden Platten gebildet, die üblicherweise aus Graphit bestehen. Die Platten sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, und zwischen benachbarten Platten werden Aufnahmeschlitze zur Aufnahme von Wafern gebildet. Die zueinander weisenden Seiten der Platten besitzen jeweils entsprechende Aufnahmeelemente für Wafer, so dass an jeder dieser Seiten Wafer aufgenommen werden können. Als Aufnahmeelemente sind üblicherweise an jeder zu einer anderen Platte weisenden Plattenseite Stifte vorgesehen, welche den Wafer aufnehmen. In jedem Aufnahmeschlitz können somit wenigstens zwei Wafer derart vollständig zwischen den Platten aufgenommen werden, dass sie einander gegenüberliegen. Benachbarte Platten des Waferbootes sind elektrisch üblicherweise gegeneinander isoliert und zwischen direkt benachbarten Platten wird während des Prozesses eine Wechselspannung üblicherweise im kHz-Bereich oder auch im MHz-Bereich angelegt. Hierdurch soll zwischen den Platten und insbesondere zwischen den an den jeweiligen Platten gehaltenen Wafern ein Plasma ausgebildet werden, um eine Plasmabehandlung wie zum Beispiel eine Plasmaabscheidung oder eine Plasmanitridierung von Schichten vorzusehen. But there are also wafer boats that are used, for example, for plasma processing of wafers in semiconductor or solar cell technology, which in addition to the holding function also have an electrode function. Here, the wafer boat is formed, for example, by a large number of electrically conductive plates, which usually consist of graphite. The plates are arranged essentially parallel to one another, and receiving slots for receiving wafers are formed between adjacent plates. The sides of the plates facing one another each have corresponding receiving elements for wafers, so that wafers can be received on each of these sides. As receiving elements there are usually pins on each side of the plate facing another plate provided, which accommodate the wafer. In each receiving slot, at least two wafers can thus be completely received between the plates in such a way that they are opposite one another. Adjacent plates of the wafer boat are usually electrically insulated from one another and an alternating voltage, usually in the kHz range or also in the MHz range, is applied between directly adjacent plates during the process. As a result, a plasma is intended to be formed between the plates and in particular between the wafers held on the respective plates in order to provide a plasma treatment such as, for example, plasma deposition or plasma nitridation of layers.
Für die Anordnung der Platten zueinander werden Abstandselemente eingesetzt, die jeweils eine vorbestimmte Länge zur Einstellung vorbestimmter Abstände zwischen den Platten besitzen. Ferner werden an Kontaktenden der Platten auch elektrisch leitende Elemente eingesetzt, um jeweils jede zweite Platte elektrisch leitend zu verbinden um diese mit einem gleichen Potential beaufschlagen zu können. Diese leitenden Elemente besitzen einen möglichst geringen Widerstand, um eine gleichmäßige Beaufschlagung der Platten zu ermöglichen und Verluste in den Elementen zu beschränken. For the arrangement of the plates to one another, spacer elements are used, each of which has a predetermined length for setting predetermined distances between the plates. Furthermore, electrically conductive elements are used at the contact ends of the plates in order to connect every second plate in an electrically conductive manner in order to be able to apply the same potential to it. These conductive elements have as low a resistance as possible in order to allow uniform loading of the plates and to limit losses in the elements.
Plasma-Prozesse zur Abscheidung (PECVD) in Wafer-Booten lassen sich vorteilhaft bei höheren Frequenzen, z.B. 13.56 MHz, betreiben. Ab einer gewissen Anzahl von Wafern zur gleichzeitigen Bearbeitung in einem Boot, zum Beispiel bei mehr als 300 Wafern ist eine hoher Strom von über zum Beispiel 50A (typisch 100A für ca. 400 Wafer) erforderlich. Dieser hohe Strom führt zu hohen Leistungsverlusten an Kontakt- und Verbindungselementen durch ohmsche Verluste, hohen Spannungen und dadurch parasitären Plasmen durch Zuleitungsinduktivitäten. Plasma deposition processes (PECVD) in wafer boats can advantageously be used at higher frequencies, e.g. 13.56 MHz. From a certain number of wafers for simultaneous processing in a boat, for example with more than 300 wafers, a high current of over 50A for example (typically 100A for approx. 400 wafers) is required. This high current leads to high power losses on contact and connection elements due to ohmic losses, high voltages and thus parasitic plasmas due to lead inductances.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Waferboot und ein Verfahren zur Plasmabehandlung von Wafern vorzusehen, welche eine verbesserte Prozessierung der Wafer ermöglichen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Waferboot nach Anspruch 1 , eine Plasma-Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 16 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen. The present invention is therefore based on the object of providing a wafer boat and a method for plasma treatment of wafers, which enable improved processing of the wafers. According to the invention, this object is achieved by a wafer boat according to claim 1, a plasma treatment device according to claim 11 and a method according to claim 16. Further refinements of the invention emerge from the respective subclaims.
Insbesondere ist ein Waferboot für die Plasmabehandlung von scheibenförmigen Wafern, insbesondere Halbleiterwafern vorgesehen, das folgendes aufweist: eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Platten aus einem elektrisch leitenden Material, die an ihren zueinander weisenden Seiten jeweils wenigstens eine Aufnahme für einen Wafer aufweisen, die einen Aufnahmebereich der Platten definieren, wobei die Platten untereinander derart verbunden sind, dass eine erste Anzahl der Platten eine erste Gruppe von elektrisch leitend miteinander verbundenen Platten bildet, eine zweite Anzahl der Platten eine zweite Gruppe von elektrisch leitend miteinander verbundenen Platten bildet, wobei die Platten der ersten und zweiten Gruppe abwechselnd vorgesehen sind und zwischen Platten der ersten und zweiten Gruppe jeweils wenigstens eine Platte vorgesehen ist, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden ist. In particular, a wafer boat is provided for the plasma treatment of disc-shaped wafers, in particular semiconductor wafers, which has the following: a plurality of plates made of an electrically conductive material, arranged parallel to one another, each having at least one receptacle for a wafer on their mutually facing sides, which have a receiving area of the plates, the plates being interconnected in such a way that a first number of the plates forms a first group of electrically conductively interconnected plates, a second number of the plates forms a second group of electrically conductively interconnected plates, the plates of the first and second group are provided alternately and between plates of the first and second groups at least one plate is provided, which is not electrically connected to the plates of the first or second group.
Durch diesen Aufbau des Waferbootes lassen sich im Betrieb wenigstens zwei Plasmen in Reihe schalten. Damit fließt der hochfrequente Strom nicht nur durch ein Plasma, sondern zum Beispiel zwei Plasmen, die jeweils durch die wenigstens eine Platte getrennt sind, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden ist. Indem zum Beispiel jede zweite Platte - die zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten liegende Platte - in einem Boot nicht kontaktiert ist, stellt sich - über eine im Wesentlichen kapazitive Spannungsteilung - die Spannung der nicht kontaktierten Platten selbstständig ein. Es kommt somit zu einer Reihenschaltung von Plasmen zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist innerhalb der ersten und zweiten Gruppe jede vierte der Platten elektrisch leitend mit den Anderen verbunden. Hierdurch wird zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe jeweils eine Reihenschaltung von zwei Plasmen ermöglicht, welche durch die wenigstens eine Platte getrennt sind, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden ist. This structure of the wafer boat allows at least two plasmas to be connected in series during operation. The high-frequency current thus not only flows through a plasma but, for example, two plasmas which are each separated by the at least one plate that is not electrically connected to the plates of the first or second group. Since, for example, every second plate - the plate lying between the plates of the first and second group of plates - is not in contact in a boat, the voltage of the non-contacted plates is set automatically via an essentially capacitive voltage division. There is thus a series connection of plasmas between the plates of the first and second group of plates. In one embodiment of the invention, every fourth of the plates is electrically conductively connected to the others within the first and second groups. This enables two plasmas to be connected in series between the plates of the first and second groups, which are separated by the at least one plate that is not electrically connected to the plates of the first or second group.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind zwischen Platten der ersten und zweiten Gruppe jeweils zwei Platten vorgesehen sind, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden sind. Hierdurch wird zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe eine Reihenschaltung von drei Plasmen ermöglicht. Um eine Plasmaerzeugung zu bewirken ist aber im Vergleich zur vorhergehenden Ausführungsform eine entsprechend höhere Spannung zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten erforderlich, um eine entsprechende Plasmazündung zu erreichen. Bei dieser Ausführungsform ist zum Beispiel innerhalb der ersten und zweiten Gruppe jede sechste der Platten elektrisch leitend mit den Anderen verbunden. In a further embodiment, two plates, which are not electrically connected to the plates of the first or second group, are provided between plates of the first and second group. This enables a series connection of three plasmas between the plates of the first and second group. In order to produce a plasma, however, a correspondingly higher voltage is required between the plates of the first and second group of plates in comparison to the previous embodiment in order to achieve a corresponding plasma ignition. In this embodiment, for example, within the first and second group, every sixth of the plates is electrically conductively connected to the others.
Bevorzugt sind die Platten jeweils über Abstandselemente beabstandet zueinander gehalten, wobei die Abstandselemente jeweils isolierend sind oder einen Widerstand von wenigstens 20kQ, bevorzugt im Bereich von 40kQ aufweisen. Bei den Abstandselementen mit einem Widerstand von wenigstens 20kQ ist es möglich über das Anlegen einer Gleichspannung oder einer Niederfrequenz-Wechselspannung zwischen Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten einen Stromfluss durch die Abstandselemente und hierüber einen Widerstandsheizeffekt zu bewirken. Bei einer Hochfrequenz- Wechselspannung wirken die Abstandselemente hingegen isolierend. Die Abstandselemente können beispielsweise aus Polysilizium bestehen. Preferably, the plates are each held at a distance from one another via spacer elements, the spacer elements each being insulating or having a resistance of at least 20 kΩ, preferably in the range of 40 kΩ. In the case of the spacer elements with a resistance of at least 20kΩ, it is possible to cause a current to flow through the spacer elements by applying a direct voltage or a low-frequency alternating voltage between the plates of the first and second group of plates, thereby creating a resistance heating effect. In the case of a high-frequency alternating voltage, however, the spacer elements have an insulating effect. The spacer elements can for example consist of polysilicon.
Bei einer Ausführungsform weisen die Platten wenigstens der ersten und zweiten Gruppe an ihren Längsenden jeweils Kontaktnasen auf, die über Kontaktelemente mit Kontaktnasen anderer Platten derselben Gruppe elektrisch leitend verbunden sind, wobei die Kontaktnasen der Platten der ersten Gruppe in einer unterschiedlichen Ebenen liegen wie die Kontaktnasen der Platten der zweiten Gruppe. Gegenüber dem einleitend beschriebenen Waferboot, bei dem jeweils jede zweite Platten elektrisch leitend verbunden ist, verringert sich die Anzahl von Kontaktelementen zur Verbindung der Platten wodurch die Wärmekapazität des Bootes verringert werden kann. Hierdurch kann zum Beispiel eine Aufheizphase verkürzt werden und die Temperaturverteilung über das Boot kann gleichmäßiger werden. In one embodiment, the plates of at least the first and second group each have contact lugs at their longitudinal ends, which are electrically conductively connected via contact elements to contact lugs of other plates of the same group, the contact lugs of the plates first group are in a different plane than the contact tabs of the plates of the second group. Compared to the wafer boat described in the introduction, in which every second plate is connected in an electrically conductive manner, the number of contact elements for connecting the plates is reduced, whereby the thermal capacity of the boat can be reduced. In this way, for example, a heating phase can be shortened and the temperature distribution over the boat can be more even.
Bevorzugt ist die kombinierte thermische Masse der Summe der Kontaktelemente und der Summe Kontaktnasen kleiner ist als die thermische Masse des sonstigen Waferbootes, insbesondere kleiner als 1 /10 der thermischen Masse des sonstigen Waferbootes. Ferner ist bevorzugt die Impedanz der Summe der Kontaktblöcke und der Summe Kontaktnasen kleiner ist als die Impedanz des sonstigen Waferbootes. The combined thermal mass of the sum of the contact elements and the sum of the contact lugs is preferably smaller than the thermal mass of the rest of the wafer boat, in particular less than 1/10 of the thermal mass of the rest of the wafer boat. Furthermore, the impedance of the sum of the contact blocks and the sum of the contact lugs is preferably smaller than the impedance of the rest of the wafer boat.
Bei einer anderen Ausführungsform sind die Platten wenigstens der ersten und zweiten Gruppe jeweils über wenigstens ein sich unterhalb der Platten erstreckendes Kontaktelement elektrisch leitend verbunden, wobei die Kontaktelemente für die Platten der ersten und zweiten Gruppe in Längsrichtung der Platten voneinander beabstandet sind. Dieser Aufbau ermöglicht besonders vorteilhaft, dass ein elektrischer Kontakt mit einem Zuleitungskontakt induktivitätsarm am Boden der Bootes durch Absenken des Bootes hergestellt werden kann. Somit kann die Gewichtskraft des Bootes für eine hohe Andruckkraft im Kontakt genutzt werden. Dadurch werden eine hohe Zuverlässigkeit und eine gleichmäßige Stromdichteverteilung gewährleistet. In another embodiment, the plates of at least the first and second groups are each electrically conductively connected via at least one contact element extending below the plates, the contact elements for the plates of the first and second group being spaced from one another in the longitudinal direction of the plates. This structure makes it possible in a particularly advantageous manner that an electrical contact with a feed line contact with low inductance on the bottom of the boat can be established by lowering the boat. Thus the weight of the boat can be used for a high pressure force in the contact. This ensures a high level of reliability and a uniform current density distribution.
Ferner ist eine Plasma-Behandlungsvorrichtung für Wafer vorgesehen, die einen Prozessraum zur Aufnahme eines Waferbootes des oben beschriebenen Typs aufweist. Die Plasma-Behandlungsvorrichtung weist auch Mittel zum Steuern oder Regeln einer Prozessgasatmosphäre in dem Prozessraum und wenigstens eine Spannungsquelle auf, die mit den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten in geeigneter Weise verbindbar ist, um zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten eine ausreichende elektrische Spannung anzulegen, um zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten eine Reihe von wenigstens zwei Plasmen zu erzeugen, welche durch die wenigstens eine Platte getrennt sind, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden ist. Eine solche Plasma-Behandlungsvorrichtung ermöglicht eine verbesserte Plasmabehandlung von Wafern. Furthermore, a plasma treatment device for wafers is provided, which has a process space for receiving a wafer boat of the type described above. The plasma treatment device also has means for controlling or regulating a process gas atmosphere in the process space and at least one voltage source which can be connected in a suitable manner to the plates of the first and second group of plates, in order to apply sufficient electrical voltage between the plates of the first and second group of plates to generate between the plates of the first and second group of plates a series of at least two plasmas which are separated by the at least one plate which are not electrically connected the plates of the first or second group is connected. Such a plasma treatment device enables an improved plasma treatment of wafers.
Bevorzugt ist die wenigstens eine Spannungsquelle geeignet wenigstens eine Hochfrequenz-Wechselspannung und optional eine Gleichspannung oder eine Niederfrequenz-Wechselspannung anzulegen. Während die Hochfrequenz- Wechselspannung für eine Plasmaerzeugung geeignet ist, kann die optionale Gleichspannung oder Niederfrequenz-Wechselspannung in Kombination mit bestimmten Abstandselementen für eine Widerstandsheizung eingesetzt werden. The at least one voltage source is preferably suitable for applying at least one high-frequency alternating voltage and optionally a direct voltage or a low-frequency alternating voltage. While the high-frequency alternating voltage is suitable for plasma generation, the optional direct voltage or low-frequency alternating voltage can be used in combination with certain spacer elements for resistance heating.
Bei einer Ausführungsform weist die Plasma-Behandlungsvorrichtung wenigsten eine Zusatz-Heizeinheit zum Aufheizen des Prozessraums und der darin aufgenommenen Wafer aufweist. In one embodiment, the plasma treatment device has at least one additional heating unit for heating the process space and the wafers received therein.
Bei dem Verfahren ist eine Vielzahl Wafern in sich in einer Prozesskammer befindenden Waferboot des oben beschriebenen Typs aufgenommen. Für eine Behandlung der Wafer wird eine Hochfrequenz-Wechselspannung zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten derart angelegt, dass während einer Prozessphase zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten jeweils ein Reihe von wenigstens zwei Plasmen erzeugt wird, welche durch die wenigstens eine Platte getrennt sind, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden ist. Hierdurch lassen sich die schon oben genannten Vorteile erreichen. In the method, a large number of wafers are accommodated in wafer boats of the type described above, which are located in a process chamber. To treat the wafer, a high-frequency alternating voltage is applied between the plates of the first and second group of plates in such a way that, during a process phase, a row of at least two plasmas is generated between the plates of the first and second group of plates, which are generated by the at least one plate which is not electrically connected to the plates of the first or second group are separated. This allows the advantages already mentioned above to be achieved.
Bevorzugt wird vor und/oder während der Plasmaerzeugung die Temperatur und/oder die Gasatmosphäre in der Prozesskammer gesteuert oder geregelt. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Anlegen der Hochfrequenz-Wechselspannung zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten eine Gleichspannung oder eine Niederfrequenz- Wechselspannung angelegt, um in Abstandselementen zwischen Platten einen Stromfluss und hierüber einen Widerstandsheizeffekt zu bewirken. The temperature and / or the gas atmosphere in the process chamber is preferably controlled or regulated before and / or during the plasma generation. In one embodiment of the method, before the high-frequency alternating voltage is applied between the plates of the first and second group of plates, a direct voltage or a low-frequency alternating voltage is applied in order to cause a current to flow in spacer elements between the plates and thereby a resistance heating effect.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert; in den Zeichnungen zeigt: The invention is explained in more detail below with reference to the drawings; in the drawings shows:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Waferbootes; 1 shows a schematic side view of a wafer boat;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf das Waferboot gemäß Fig. 1 ; FIG. 2 shows a schematic plan view of the wafer boat according to FIG. 1;
Fig. 3 eine schematische Vorderansicht des Waferbootes gemäß Fig. 1 ; 3 shows a schematic front view of the wafer boat according to FIG. 1;
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Plasma-Behandlungsvorrichtung mit darin aufgenommen Waferboot gemäß Fig. 1 ; 4 shows a schematic view of a plasma treatment device with a wafer boat accommodated therein according to FIG. 1;
Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf ein alternatives Waferboot, zum Einsatz in einer Plasma-Behandlungsvorrichtung; und 5 shows a schematic plan view of an alternative wafer boat for use in a plasma treatment device; and
Fig. 6 eine schematische Vorderansicht des Waferbootes gemäß Fig. 1. 6 shows a schematic front view of the wafer boat according to FIG. 1.
In der Beschreibung verwendete Begriffe wie oben, unten, links und rechts beziehen sich auf die Darstellung in den Zeichnungen und sind nicht einschränkend zu sehen. Sie können aber bevorzugte Ausführungen beschreiben. Die Formulierung im Wesentlichen bezogen auf parallel, senkrecht oder Winkelangaben soll Abweichungen von ± 3° umfassen, wobei Abweichungen bevorzugt kleiner ± 1 ° sind. Terms used in the description such as above, below, left and right relate to the representation in the drawings and should not be viewed as restrictive. But you can describe preferred versions. The wording essentially related to parallel, perpendicular or angle specifications should include deviations of ± 3 °, deviations preferably being less than ± 1 °.
Im Nachfolgenden wird der Grundaufbau eines Waferbootes 1 für den Einsatz in einer Plasma-Behandlungsvorrichtung anhand der Figuren 1 bis 3 näher erläutert, wobei Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Waferbootes 1 zeigt und die Figuren 2 und 3 eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht zeigen. In den Figuren werden dieselben Bezugszeichen verwendet, sofern dieselben oder ähnliche Elemente beschrieben werden. Das Waferboot 1 wird durch eine Vielzahl von Platten 6, Kontaktierungseinheiten 7 und Spanneinheiten 8 gebildet. Das dargestellte Waferboot 1 ist speziell für eine Schichtabscheidung aus einem Plasma, zum Beispiel von Si3N4, SiNx, a-Si etc, und insbesondere eine Plasma Nitridierung von Wafern geeignet. In the following, the basic structure of a wafer boat 1 for use in a plasma treatment device is explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 3, FIG. 1 showing a schematic side view of a wafer boat 1 and FIGS. 2 and 3 showing a top view and a front view. The same reference symbols are used in the figures, provided that the same or similar elements are described. The wafer boat 1 is formed by a multiplicity of plates 6, contacting units 7 and clamping units 8. The illustrated wafer boat 1 is especially suitable for a layer deposition from a plasma, for example of Si3N4, SiNx, a-Si, etc., and in particular a plasma nitriding of wafers.
Die Platten 6 bestehen jeweils aus einem elektrisch leitenden Material, und sind insbesondere als Graphitplatten ausgebildet, wobei je nach Prozess eine Beschichtung oder Oberflächenbehandlung des Platten-Grundmaterials vorgesehen sein kann. Die Platten 6 besitzen jeweils sechs Aussparungen 10, die im Prozess von den Wafern abgedeckt sind, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Obwohl bei der dargestellten Form sechs Aussparrungen pro Platte 6 vorgesehen sind, sei bemerkt, dass auch eine größere oder kleinere Anzahl vorgesehen sein kann. The plates 6 each consist of an electrically conductive material and are designed in particular as graphite plates, it being possible for the plate base material to be coated or surface treated depending on the process. The plates 6 each have six cutouts 10 which are covered by the wafers during the process, as will be explained in more detail below. Although six recesses are provided per plate 6 in the form shown, it should be noted that a larger or smaller number can also be provided.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind insgesamt dreiundzwanzig Platten 6 vorgesehen, die über die entsprechende Kontaktiereinheiten 7 und Spanneinheiten 8 im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, um dazwischen Aufnahmeschlitze 1 1 zu bilden. Bei dreiundzwanzig Platten 6 werden somit zweiundzwanzig der Aufnahmeschlitze 1 1 gebildet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine bestimmte Anzahl von Platten beschränkt. In the embodiment shown, a total of twenty-three plates 6 are provided, which are arranged essentially parallel to one another via the corresponding contacting units 7 and clamping units 8, in order to form receiving slots 11 between them. With twenty-three plates 6, twenty-two of the receiving slots 11 are thus formed. However, the invention is not limited to a specific number of plates.
Die Platten 6 weisen wenigstens jeweils auf ihrer zu einer benachbarten Platte 6 weisenden Seite Gruppen von jeweils drei Aufnahmeelementen 12 auf, die so angeordnet sind, dass sie einen Wafer dazwischen aufnehmen können. Die Gruppen der Aufnahmeelemente 12 sind jeweils um eine jede Aussparungen 10 herum angeordnet, wie schematisch in Fig. 1 angedeutet ist. Die Wafer können derart aufgenommen werden, dass die Aufnahmeelemente jeweils unterschiedliche Seitenkanten des Wafers kontaktieren. Dabei sind in Längsrichtung der Plattenelemente (entsprechend den Ausnehmungen 10) insgesamt jeweils sechs Gruppen von Aufnahmeelementen zum jeweiligen Aufnehmen eines Halbleiterwafers vorgesehen. An ihren Enden weisen einige der Platten 6 in Längsrichtung vorstehende Kontaktnasen 13 auf, die für eine elektrische Kontaktierung der Platten 6 dienen, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Dabei sind drei Ausführungsformen von Platten 6 vorgesehen, die sich hinsichtlich der Kontaktnasen 13 unterscheiden. Bei einer Ausführungsform sind die Kontaktnasen 13 jeweils im direkten Anschluss an die Unterkante ausgeführt (Typ 1 ), während sie bei einer anderen Ausführungsform von der Unterkante beabstandet sind (Typ 2), wobei der Abstand zur Unterkante größer ist als die Höhe der Kontaktnasen 13 der Platten der anderen Ausführungsform. Ferner gibt es eine Ausführungsform, die keine Kontaktnasen aufweist (Typ 3). Die Ausführungsformen an Platten 6 sind in dem Waferboot 1 derart angeordnet, dass sich Platten des Typs 1 und Typs 2 abwechseln und jeweils eine Platte des Typs 3 dazwischen angeordnet ist. Wie am besten in der Ansicht gemäß Fig. 2 zu erkennen ist, liegen die Kontaktnasen 13 von Platten 6 des Typs 1 und des Typs 2 in der Anordnung des Waferbootes 1 auf unterschiedlichen Ebenen. Bei jeder vierten Platte 6 liegen die Kontaktnasen 13 jedoch in derselben Ebene. Hierdurch werden durch die Kontaktnasen 13 zwei beabstandete Kontaktebenen gebildet. The plates 6 each have, at least on their side facing an adjacent plate 6, groups of three receiving elements 12 each, which are arranged such that they can receive a wafer in between. The groups of the receiving elements 12 are each arranged around each recess 10, as is indicated schematically in FIG. 1. The wafers can be received in such a way that the receiving elements each contact different side edges of the wafer. A total of six groups of receiving elements for receiving a semiconductor wafer are provided in the longitudinal direction of the plate elements (corresponding to the recesses 10). At their ends, some of the plates 6 have contact lugs 13 projecting in the longitudinal direction, which are used for electrical contacting of the plates 6, as will be explained in more detail below. Three embodiments of plates 6 are provided, which differ with regard to the contact tabs 13. In one embodiment, the contact lugs 13 are each carried out directly adjacent to the lower edge (type 1), while in another embodiment they are spaced from the lower edge (type 2), the distance to the lower edge being greater than the height of the contact lugs 13 of the Panels of the other embodiment. There is also an embodiment which has no contact lugs (type 3). The embodiments of plates 6 are arranged in the wafer boat 1 in such a way that plates of type 1 and type 2 alternate and in each case a plate of type 3 is arranged between them. As can best be seen in the view according to FIG. 2, the contact lugs 13 of plates 6 of type 1 and of type 2 lie on different levels in the arrangement of the wafer boat 1. In every fourth plate 6, however, the contact lugs 13 lie in the same plane. In this way, two spaced-apart contact planes are formed by the contact lugs 13.
Die in einer jeweiligen Kontaktebene liegenden Kontaktnasen 13 werden über Kontaktelemente, die auch als Kontaktblöcke 15 bezeichnet werden, aus einem elektrisch gut leitenden Material, insbesondere Graphit, elektrisch verbunden und mit einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet. Im Bereich der Kontaktnasen 13 und in jedem der Kontaktblöcke 15 ist jeweils wenigstens eine Durchgangsöffnung vorgesehen. Diese ermöglichen im zueinander ausgerichteten Zustand das Durchführen eines Spannelements 16, das einen Schaftteil (nicht sichtbar) und einen Kopfteil aufweist, wie zum Beispiel einer Schraube. Über ein auf das freie Ende des Schaftteils wirkendes Gegenelement, wie zum Beispiel eine Mutter 17 können die Platten 6 dann zueinander fixiert werden. Hierbei werden die Platten in zwei unterschiedlichen Gruppen zueinander fixiert und zwar derart, dass sich die Platten des Typs 1 und des Typs 2 abwechseln und jeweils dazwischen eine Platte des Typs 3 aufgenommen ist. Dabei kann das Spannelement 16 aus elektrisch leitendem Material bestehen was aber nicht notwendig ist. Die Kontaktblöcke 15 besitzen jeweils vorzugsweise dieselbe Länge (in der Richtung, die den Abstand zwischen Kontaktnasen 13 der Platten 6 definiert) und zwar entsprechend der Breite von vier Aufnahmeschlitzen 1 1 plus der Breite von drei Platten 6. Die Kontaktblöcke 15 sind bevorzugt so ausgebildet, dass sie eine geringe thermische Masse besitzen und insbesondere sollte die Summe der Kontaktblöcke eine geringere thermische Masse aufweisen als die Summe der Platten 6. Bevorzugt sollte die kombinierte thermische Masse der Summe der Kontaktblöcke und der Summe der Kontaktnasen 13 der Platten kleiner sein als die thermische Masse der Summe der Platten 6 abzüglich der thermischen Masse der jeweiligen Kontaktnasen 13. The contact lugs 13 lying in a respective contact plane are electrically connected via contact elements, which are also referred to as contact blocks 15, made of a material with good electrical conductivity, in particular graphite, and are arranged at a predetermined distance from one another. In the area of the contact lugs 13 and in each of the contact blocks 15, at least one through opening is provided. In the mutually aligned state, these allow a clamping element 16 to be passed through, which has a shaft part (not visible) and a head part, such as a screw, for example. The plates 6 can then be fixed to one another via a counter-element acting on the free end of the shaft part, such as a nut 17, for example. Here, the plates are fixed to one another in two different groups in such a way that the plates of type 1 and type 2 alternate and one in between Type 3 disk is included. The tensioning element 16 can consist of electrically conductive material, but this is not necessary. The contact blocks 15 each preferably have the same length (in the direction that defines the distance between contact lugs 13 of the plates 6), namely corresponding to the width of four receiving slots 11 plus the width of three plates 6. The contact blocks 15 are preferably designed so that they have a low thermal mass and in particular the sum of the contact blocks should have a lower thermal mass than the sum of the plates 6. Preferably, the combined thermal mass of the sum of the contact blocks and the sum of the contact lugs 13 of the plates should be less than the thermal mass the sum of the plates 6 minus the thermal mass of the respective contact lugs 13.
Ferner sind in den Platten benachbart zur Oberkante und zur Unterkante weitere Durchgangsöffnungen vorgesehen, die jeweils das Durchführen eines Spannelements 19, das einen Schaftteil (nicht sichtbar) und einen Kopfteil aufweist, wie zum Beispiel einer Schraube der Spanneinheit 8 erlauben. Diese können wiederum mit entsprechenden Gegenelementen 20, wie zum Beispiel Muttern Zusammenwirken. Bei der Dargestellten Ausführungsform sind jeweils sieben Durchgangsöffnungen benachbart zur Oberkante und sieben Durchgangsöffnungen benachbart zur Unterkante vorgesehen. Dabei sind um jede Aussparung 10 jeweils vier Durchgangsöffnungen angeordnet, und zwar annähernd symmetrisch hierzu. Als weiterer Teil der Spanneinheit ist eine Vielzahl Abstandselementen 22 vorgesehen, die beispielsweise als Abstandshülsen mit im Wesentlichen gleicher Länge ausgebildet sind. Die Abstandselemente 22 sind jeweils im Bereich der jeweiligen Durchgangsöffnungen zwischen direkt benachbarten Platten 6 angeordnet. Furthermore, further through openings are provided in the plates adjacent to the upper edge and the lower edge, each of which allows a clamping element 19, which has a shaft part (not visible) and a head part, such as a screw of the clamping unit 8, to pass through. These can in turn interact with corresponding counter-elements 20, such as nuts. In the embodiment shown, seven through-openings are provided adjacent to the upper edge and seven through-openings are provided adjacent to the lower edge. In this case, four through openings are arranged around each recess 10, approximately symmetrically to it. As a further part of the tensioning unit, a large number of spacer elements 22 are provided, which are designed, for example, as spacer sleeves with essentially the same length. The spacer elements 22 are each arranged in the area of the respective through openings between directly adjacent plates 6.
Die Schaftteile der Spannelement 19 sind jeweils so bemessen, dass sie sich durch entsprechende Öffnungen aller Platten 6 sowie jeweilige dazwischen befindliche Abstandselemente 22 hindurch erstrecken können. Über das wenigstens eine Gegenelement 20, können dann alle Platten 6 im Wesentlichen parallel zueinander fixiert werden. Es sind jedoch hier auch andere Spanneinheiten mit Abstandselementen 22 denkbar, welche die Platten 6 mit dazwischen befindlichen Abstandselementen 22 im Wesentlichen parallel anordnen und verklemmen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind bei 22 Aufnahmeschlitzen und insgesamt 14 Abstandselementen 22 pro Schlitz (sieben benachbart zur Oberkante und sieben benachbart zur Unterkante) 308 Abstandselemente vorgesehen. The shaft parts of the tensioning element 19 are each dimensioned such that they can extend through corresponding openings in all plates 6 as well as respective spacer elements 22 located between them. All the plates 6 can then be fixed essentially parallel to one another via the at least one counter element 20. However, there are here too other clamping units with spacer elements 22 are conceivable, which arrange the plates 6 with spacer elements 22 in between them essentially parallel and clamp them. In the embodiment shown, 308 spacer elements are provided for 22 receiving slots and a total of 14 spacer elements 22 per slot (seven adjacent to the upper edge and seven adjacent to the lower edge).
Die Spannelemente 19 sind bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Material, während die Abstandselemente 22 aus einem elektrisch isolierenden oder einem leitenden Material bestehen können. Wenn die Abstandselemente 22 aus einem elektrisch leitenden Material Insbesondere bestehen ist das Material derart hochohmig, dass die Abstandselemente beim Anlegen einer Gleich- oder Niederfrequenzspannung mit ausreichender Amplitude als ein Widerstandselement dienen, jedoch beim Anlegen einer Hochfrequenzspannung (zum Erzeugen eines Plasmas zwischen den Platten) keine wesentliche Dämpfung der Wellenausbreitung vorsehen. Für die Niederfrequenzspannung wird insbesondere ein Frequenzbereich von 1 bis 10 KHz und für die Hochfrequenzspannung ein Bereich über 40 KHz - insbesondere Frequenzen im MHz-Bereich - in Betracht gezogen. Bei der dargestellten Ausführung mit der gewählten Verteilung sollte beispielweise jedes Abstandselement einen Widerstand von größer 3kQ, insbesondere von größer 20kQ oder gar größer 40kQ besitzen. Beispielsweise können die Abstandselemente aus dotiertem Silizium , Polysilizium oder einem anderen geeigneten Material bestehen, dass einerseits durch den Prozess nicht beeinträchtigt wird und andererseits den Prozess nicht beeinträchtigt, insbesondere keine Verunreinigungen in den Prozess einbringt. Während über die Kontaktelemente 15 die Platten 6 einer Gruppe (oben liegende Kontaktnase 13/unten liegende Kontaktnase 13) elektrisch verbunden und zueinander fixiert sind, sind über die Abstandselemente 22 alle Platten verbunden und zueinander fixiert. The tensioning elements 19 are preferably made of an electrically insulating material, while the spacer elements 22 can be made of an electrically insulating or a conductive material. If the spacer elements 22 consist of an electrically conductive material, in particular, the material has such a high resistance that the spacer elements serve as a resistance element when a direct or low frequency voltage with sufficient amplitude is applied, but none when a high frequency voltage is applied (to generate a plasma between the plates) Provide substantial damping of wave propagation. For the low-frequency voltage, in particular, a frequency range from 1 to 10 KHz and for the high-frequency voltage a range above 40 KHz - especially frequencies in the MHz range - are taken into account. In the illustrated embodiment with the selected distribution, each spacer element should, for example, have a resistance of greater than 3kΩ, in particular greater than 20kΩ or even greater than 40kΩ. For example, the spacer elements can consist of doped silicon, polysilicon or another suitable material that on the one hand is not impaired by the process and on the other hand does not impair the process, in particular does not introduce any impurities into the process. While the plates 6 of a group (upper contact nose 13 / lower contact nose 13) are electrically connected and fixed to one another via the contact elements 15, all of the plates are connected and fixed to one another via the spacer elements 22.
Im Nachfolgenden wird nun der Grundaufbau einer Plasma-Behandlungs vorrichtung 30, in der ein Waferboot 1 des obigen Typs (aber auch ein konventionelles Waferboot) einsetzbar ist, anhand der Figur 4 näher erläutert, wobei Figur 4 eine schematische Seitenansicht der Behandlungsvorrichtung 30 zeigt. The following is the basic structure of a plasma treatment device 30, in which a wafer boat 1 of the above type (but also a conventional wafer boat) can be used, explained in more detail with reference to FIG. 4, FIG. 4 showing a schematic side view of the treatment device 30.
Die Behandlungsvorrichtung 30 besteht aus einem Prozesskammerteil 32 und einem Steuerteil 34. Der Prozesskammerteil 32 besteht aus einem einseitig verschlossenen Rohrelement 36, dass im inneren eine Prozesskammer 38 bildet. Das offene Ende des Rohrelements 36 dient zur Beladung der Prozesskammer 38 und es kann über einen nicht dargestellten Schließmechanismus verschlossen und hermetische abgedichtet werden, wie es in der Technik bekannt ist. Das Rohrelement besteht aus einem geeigneten Material, das in den Prozess keine Verunreinigungen einbringt, elektrisch isoliert ist und den Prozessbedingungen hinsichtlich Temperatur und Druck (Vakuum) standhält, wie zum Beispiel Quarz. Das Rohrelement 36 weist an seinem geschlossenen Ende gasdichte Durchführungen für die Zu- und Ableitung von Gasen sowie Strom auf, die in bekannter Weise ausgebildet sein können. Entsprechende Zu- und Ableitungen könnten aber auch am anderen Ende oder aber auch seitlich an einem geeigneten Ort zwischen den Enden vorgesehen sein. The treatment device 30 consists of a process chamber part 32 and a control part 34. The process chamber part 32 consists of a tube element 36 which is closed on one side and which forms a process chamber 38 inside. The open end of the tubular element 36 is used to load the process chamber 38 and it can be closed and hermetically sealed via a closing mechanism (not shown), as is known in the art. The pipe element consists of a suitable material that does not introduce any impurities into the process, is electrically insulated and can withstand the process conditions in terms of temperature and pressure (vacuum), such as quartz. At its closed end, the tubular element 36 has gas-tight feedthroughs for the supply and discharge of gases and electricity, which can be designed in a known manner. Corresponding supply and discharge lines could, however, also be provided at the other end or also laterally at a suitable location between the ends.
Das Rohrelement 36 ist von einer Ummantelung 40 umgeben, die das Rohrelement 38 thermisch gegenüber der Umgebung isoliert. Zwischen der Ummantelung 40 und dem Rohrelement 36 ist eine nicht näher dargestellte Fleizeinrichtung vorgesehen, wie beispielsweise ein Widerstandsheizer, der geeignet ist das Rohrelement 36 aufzuheizen. Eine solche Fleizeinrichtung kann aber zum Beispiel auch im inneren des Rohrelements 36 vorgesehen sein oder das Rohrelement 36 selbst könnte als Fleizeinrichtung ausgebildet sein. Derzeitig wird aber eine außen liegende Fleizeinrichtung bevorzugt und insbesondere eine solche, die verschiedene, individuell ansteuerbare Fleizkreise aufweist. The tubular element 36 is surrounded by a casing 40 which thermally insulates the tubular element 38 from the environment. Between the casing 40 and the tubular element 36, a heating device, not shown in detail, is provided, such as a resistance heater, which is suitable for heating the tubular element 36. Such a sausage device can, for example, also be provided in the interior of the tubular element 36, or the pipe element itself could be designed as a sausage device. At the moment, however, preference is given to an external curing device, and in particular one that has different, individually controllable meat circles.
Im inneren des Rohrelements 36 sind nicht näher dargestellte Aufnahmeelemente vorgesehen, die eine Aufnahmeebene zur Aufnahme eines Waferbootes 1 (das in Fig. 4 nur teilweise gezeigt ist), das beispielsweise des obigen Typs sein kann, bilden. Das Waferboot kann aber auch derart in das Rohrelement 36 eingesetzt werden, dass es auf der Wand des Rohrelements 36 aufsteht. Dabei wird das Waferboot im Wesentlichen oberhalb der Aufnahmeebene gehalten und ist ungefähr mittig im Rohrelement angeordnet. Durch entsprechende Aufnahmeelemente und oder ein direktes Aufsetzen auf das Rohrelement wird somit in Kombination mit den Abmessungen des Waferbootes ein Aufnahmeraum definiert, in dem sich ein ordnungsgemäß eingesetztes Waferboot befindet. Das Waferboot kann über einen geeigneten nicht dargestellten Handhabungsmechanismus als Ganzes im beladenen Zustand in die Prozesskammer 38 hinein und aus dieser heraus gehandelt werden. Dabei wird bei einer Beladung des Waferbootes automatisch ein elektrischer Kontakt mit jeweils wenigstens einem Kontaktblock 15 jeder der Gruppen von einen Kontaktblock aufweisenden Platten 6 hergestellt, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. In the interior of the tubular element 36, receiving elements, not shown in detail, are provided which have a receiving plane for receiving a wafer boat 1 (which is only partially shown in Fig. 4), which can for example be of the above type. However, the wafer boat can also be inserted into the tubular element 36 in such a way that it rests on the wall of the tubular element 36. The wafer boat is held essentially above the receiving plane and is arranged approximately in the middle of the tubular element. By means of appropriate receiving elements and / or a direct placement on the tubular element, a receiving space is thus defined in combination with the dimensions of the wafer boat, in which a properly inserted wafer boat is located. The wafer boat can be handled as a whole in the loaded state into and out of the process chamber 38 via a suitable handling mechanism (not shown). In this case, when the wafer boat is loaded, electrical contact is automatically established with at least one contact block 15 of each of the groups of plates 6 having a contact block, as will be explained in more detail below.
Im Inneren des Rohrelements 36 sind ferner ein unteres Gasführungsrohr 44 und ein oberes Gasführungsrohr 46 vorgesehen, die aus einem geeigneten Material wie beispielsweise Quarz bestehen und eine Zuführung bzw. Abführung von Prozessgas über ermöglichen. In the interior of the tubular element 36, a lower gas guide tube 44 and an upper gas guide tube 46 are also provided, which consist of a suitable material such as quartz and allow process gas to be fed in or discharged.
Nachfolgend wird nun der Steuerteil 34 der Behandlungsvorrichtung 30 näher erläutert. Der Steuerteil 34 weist eine Gassteuereinheit 60, Unterdruck- Steuereinheit 62, eine elektrische Steuereinheit 64 und eine nicht näher dargestellte Temperatursteuereinheit auf, die alle gemeinsam über eine übergeordnete Steuerung, wie beispielsweise einen Prozessor angesteuert werden können. Die Temperatursteuereinheit steht mit der nicht dargestellten Heizeinheit in Verbindung, um primär die Temperatur des Rohrelements 36 bzw. der Prozesskammer 38 zu steuern bzw. zu regeln. The control part 34 of the treatment device 30 will now be explained in more detail below. The control part 34 has a gas control unit 60, vacuum control unit 62, an electrical control unit 64 and a temperature control unit (not shown), all of which can be controlled jointly via a higher-level controller, such as a processor. The temperature control unit is connected to the heating unit (not shown) in order to primarily control or regulate the temperature of the tubular element 36 or the process chamber 38.
Die Gassteuereinheit 60 steht mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Gasquellen 66, 67, 68, wie beispielweise Gasflaschen, die unterschiedliche Gase enthalten in Verbindung. In der dargestellten Form sind drei Gasquellen dargestellt, wobei natürlich auch eine beliebige andere Anzahl vorgesehen sein kann. Beispielsweise können die Gasquellen Di-Chlorsilan, Tri- Chlorsilan, SihU, Phosphin, Boran, Di-Boran, German, Ar, h , TMA Nhh, N2 und verschiedene andere Gase an entsprechenden Eingängen der Gassteuereinheit 60 bereitstellen. Die Gassteuereinheit 60 besitzt zwei Ausgänge, wobei einer der Ausgänge mit dem unteren Gasführungsrohr 44 verbunden ist und der Andere mit einer Pumpe 70 der Unterdruck- Steuereinheit 62. Die Gassteuereinheit 60 kann die Gasquellen in geeigneter Weise mit den Ausgängen verbinden und den Durchfluss von Gas Regeln, wie es in der Technik bekannt ist. Somit kann die Gassteuereinheit 60 insbesondere über das untere Gasführungsrohr 44 unterschiedliche Gase in die Prozesskammer einleiten. The gas control unit 60 is in communication with a multiplicity of different gas sources 66, 67, 68, such as for example gas cylinders, which contain different gases. In the form shown are three gas sources shown, although any other number can of course also be provided. For example, the gas sources can provide di-chlorosilane, tri-chlorosilane, SihU, phosphine, borane, di-borane, German, Ar, h, TMA Nhh, N2 and various other gases at corresponding inputs of the gas control unit 60. The gas control unit 60 has two outlets, one of which is connected to the lower gas guide tube 44 and the other to a pump 70 of the negative pressure control unit 62. The gas control unit 60 can connect the gas sources to the outlets in a suitable manner and regulate the flow of gas as is known in the art. The gas control unit 60 can thus introduce different gases into the process chamber, in particular via the lower gas guide tube 44.
Die Unterdruck-Steuereinheit 62 besteht im Wesentlichen aus der Pumpe 70 und einem Druck-Regelventil 72. Die Pumpe 70 ist über das Druck-Regelventil 72 mit dem oberen Gasführungsrohr 46 verbunden und kann hierüber die Prozesskammer auf einen vorbestimmten Druck abpumpen. Die Verbindung von der Gassteuereinheit 60 zur Pumpe dient dazu aus der Prozesskammer abgepumptes Prozessgas gegebenenfalls mit N2 zu verdünnen. The vacuum control unit 62 essentially consists of the pump 70 and a pressure regulating valve 72. The pump 70 is connected to the upper gas guide tube 46 via the pressure regulating valve 72 and can pump the process chamber to a predetermined pressure via this. The connection from the gas control unit 60 to the pump is used to dilute process gas pumped out of the process chamber with N2, if necessary.
Die elektrische Steuereinheit 64 weist wenigstens eine Spannungsquelle auf, die geeignet an einem Ausgang derselben wenigstens eine der folgenden bereitzustellen, eine Gleichspannung, eine Niederfrequenzspannung und eine Hochfrequenzspannung. Der Ausgang der elektrischen Steuereinheit 64 steht über eine Leitung mit einer Kontaktiereinheit für das Waferboot in der Prozesskammer in Verbindung. Die Leitung ist über eine entsprechende vakuum- und temperaturtaugliche Durchführung durch die Ummantelung 40 und in das Rohrelement 36 eingeführt. Dabei ist die Leitung insbesondere so aufgebaut, dass sie als Koaxialleitung 74 mit einem Innenleiter und einem Außenleiter ausgebildet ist. Die Koaxialleitung 74 führt im Wesentlichen bis zu den Kontaktbereichen des Waferbootes 1 . Die Innen- und Außenleiter werden in geeignete Weise mit unterschiedlichen Gruppen (Typ 1 bzw. Typ 2) der Platten 6 verbunden. Die Figuren 5 und 6 zeigen ein alternatives Waferboot 1 , dass in einer Plasma-Behandlungsvorrichtung 30 des obigen Typs eingesetzt werden kann. Bei dieser Ausführungsform werden dieselben Bezugszeichen verwendet sofern gleiche oder ähnliche Elemente beschrieben werden. The electrical control unit 64 has at least one voltage source which is suitable to provide at least one of the following at an output thereof, a direct voltage, a low-frequency voltage and a high-frequency voltage. The output of the electrical control unit 64 is connected via a line to a contacting unit for the wafer boat in the process chamber. The line is introduced through the jacket 40 and into the tubular element 36 via a corresponding duct suitable for vacuum and temperature. The line is constructed in particular in such a way that it is designed as a coaxial line 74 with an inner conductor and an outer conductor. The coaxial line 74 leads essentially to the contact areas of the wafer boat 1. The inner and outer conductors are connected to different groups (type 1 or type 2) of the plates 6 in a suitable manner. FIGS. 5 and 6 show an alternative wafer boat 1 that can be used in a plasma treatment device 30 of the above type. In this embodiment, the same reference symbols are used insofar as the same or similar elements are described.
Das Waferboot 1 wird wieder durch eine Vielzahl von Platten 6, Kontaktierungseinheiten 7 und Spanneinheiten 8 gebildet. Im Gegensatz zu den Platten 6 der ersten Ausführungsform sind die Platten 6 dieser Ausführungsform alle des Typs 3, d.h. sie besitzen keine Kontaktnasen an ihren Längsenden. Ansonsten können die Platten gleich wie zuvor aufgebaut sein. Die Platten 6 sind im Wesentlichen wie zuvor über Spanneinheiten 8 mit Spannelementen 19, Gegenelementen 20 und Abstandselementen 22 im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und fixiert. The wafer boat 1 is again formed by a multiplicity of plates 6, contacting units 7 and clamping units 8. In contrast to the panels 6 of the first embodiment, the panels 6 of this embodiment are all of type 3, i. they have no contact lugs at their longitudinal ends. Otherwise the plates can be constructed in the same way as before. As before, the plates 6 are arranged and fixed essentially parallel to one another by means of clamping units 8 with clamping elements 19, counter elements 20 and spacer elements 22.
Ein wesentlicher Unterschied zum Waferboot der ersten Ausführungsform liegt in den Kontaktierungseinheiten 7, die hier durch zwei Kontaktelemente 80, 82 gebildet werden. Die Kontaktelemente 80, 82 erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zu und unterhalb der Platten 6. Die Kontaktelemente 80, 82 sind in der Längsrichtung der Platten 6 voneinander beabstandet und sind bevorzugt bezüglich einer Mittelebene der Platten 6 symmetrisch angeordnet. An essential difference to the wafer boat of the first embodiment lies in the contacting units 7, which are formed here by two contact elements 80, 82. The contact elements 80, 82 extend essentially perpendicular to and below the plates 6. The contact elements 80, 82 are spaced apart from one another in the longitudinal direction of the plates 6 and are preferably arranged symmetrically with respect to a center plane of the plates 6.
Die Kontaktelemente 80, 82 besitzen jeweils einen Hauptkörper 84 bzw. 84' und Kontaktvorsprünge 86 bzw. 86‘. Die Kontaktvorsprünge 86 bzw. 86' sind jeweils so aufgebaut, dass sie eine Unterkante einer Platte 6 aufnehmen und elektrisch kontaktieren können. Dabei sind die Kontaktvorsprünge 86 bzw. 86' in Längsrichtung der Kontaktelemente 80, 82 so beabstandet, das jeweils jede vierte Platte 6 des Waferbootes durch ein jeweiliges Kontaktelemente 80, 82 elektrisch kontaktiert wird. Wiederum ergibt sich eine elektrische Kontaktierung bei der zwischen unterschiedlich elektrisch kontaktierten Platten 6 jeweils eine nicht elektrisch kontaktierte Platte 6 angeordnet ist. Statt der Kontaktvorsprünge 86 bzw. 86' an den Kontaktelemente 80, 82 wäre es auch möglich an elektrisch zu kontaktierenden Platten 6 nach unten vorstehende Kontaktnasen vorzusehen, die durch Aufnahmen in Kontaktelemente 80, 82 oder auch separate Kontaktelemente (ähnlich den Kontaktelementen 15) elektrisch verbindbar sind. Wenn die Platten 6 nach unten vorstehende Kontaktnasen aufweisen, wäre für den Aufbau des Waferbootes nur zwei unterschiedliche Typen von Platten notwendig, ein Typ ohne Nasen und ein Typ mit nach unten vorstehender Kontaktnase, die bezüglich einer Längsmittelebene versetzt ist. Durch entsprechende Drehung der Platten können dies dann mit dem einen oder dem anderen Kontaktelement 80, 82 verbunden werden. The contact elements 80, 82 each have a main body 84 and 84 'and contact projections 86 and 86'. The contact projections 86 and 86 'are each constructed in such a way that they receive a lower edge of a plate 6 and can make electrical contact. The contact projections 86 and 86 ′ are spaced apart in the longitudinal direction of the contact elements 80, 82 such that in each case every fourth plate 6 of the wafer boat is electrically contacted by a respective contact element 80, 82. This again results in electrical contacting in which a non-electrically contacted plate 6 is arranged between plates 6 with different electrical contacts. Instead of the contact projections 86 and 86 'on the contact elements 80, 82, it would also be possible downward on plates 6 to be electrically contacted to provide protruding contact lugs which can be electrically connected by receptacles in contact elements 80, 82 or also separate contact elements (similar to contact elements 15). If the plates 6 have contact lugs projecting downwards, only two different types of plates would be necessary for the construction of the wafer boat, a type without lugs and a type with a contact lug projecting downwards which is offset with respect to a longitudinal center plane. This can then be connected to one or the other contact element 80, 82 by corresponding rotation of the plates.
Diese Anordnung der Kontaktierungseinheiten 7 ermöglicht insbesondere eine Kontaktierung durch Aufsetzen auf einen Zuleitungskontakt (innerhalb einer Prozesskammer). Somit kann ein elektrischer Kontakt mit einem Zuleitungskontakt induktivitätsarm am Boden der Bootes durch Absenken des Bootes hergestellt werden kann. Dabei kann die Gewichtskraft des Bootes für eine hohe Andruckkraft im Kontakt genutzt werden was hohe Zuverlässigkeit und eine gleichmäßige Stromdichteverteilung gewährleistet. This arrangement of the contact-making units 7 enables, in particular, contact-making by placing it on a supply line contact (within a process chamber). Thus, electrical contact with a feed line contact with low inductance on the bottom of the boat can be established by lowering the boat. The weight of the boat can be used for a high pressure force in the contact, which ensures high reliability and an even current density distribution.
Nachfolgend wird nun der Betrieb der Plasma-Behandlungsvorrichtung 30 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, wobei beispielhaft als Behandlung eine durch Plasma unterstützte Siliciumnitrid oder Aluminiumoxidabscheidung in einem durch 13,56 MHz angeregten Plasma beschrieben wird. Die Behandlungsvorrichtung 30 kann aber auch für andere durch Plasma unterstützte Abscheidungsprozesse eingesetzt werden, wobei das Plasma auch durch andere Frequenzen zum Beispiel im Bereich 40kHz angeregt werden kann. Die Koaxialleitung 74 ist aber besonders für Frequenzen im MHz-Bereich vorgesehen und optimiert. The operation of the plasma treatment device 30 will now be explained in more detail with reference to the drawings, wherein a plasma-assisted silicon nitride or aluminum oxide deposition in a plasma excited by 13.56 MHz is described as an example. The treatment device 30 can, however, also be used for other deposition processes supported by plasma, with the plasma also being able to be excited by other frequencies, for example in the range of 40 kHz. The coaxial line 74 is, however, provided and optimized especially for frequencies in the MHz range.
Zunächst wird davon ausgegangen wird, dass ein beladenes Waferboot 1 des oben beschrieben Typs (gemäß Fig. 1 ) in die Prozesskammer 38 geladen ist und diese durch den nicht dargestellten Schließmechanismus verschlossen ist. Dabei ist das Waferboot 1 so beladen, dass in jedem der Aufnahmeschlitze 1 1 insgesamt 12 Wafer, im vorliegenden Beispiel insbesondere Si-Wafer, aufgenommen sind und zwar jeweils sechs an jeder der Platten 6. Dabei sind die Wafer so aufgenommen, dass sie sich paarweise gegenüber liegen, wie es in der Technik bekannt ist. First of all, it is assumed that a loaded wafer boat 1 of the type described above (according to FIG. 1) is loaded into the process chamber 38 and that the latter is closed by the closing mechanism (not shown). The wafer boat 1 is loaded in such a way that in each of the receiving slots 1 1 a total of 12 wafers, in the present example in particular Si wafers, are received, namely six on each of the plates 6. The wafers are received in such a way that they lie opposite one another in pairs, as is known in the art.
In diesem Zustand befindet sich der Innenraum auf Umgebungsdruck und kann beispielsweise über die Gassteuereinheit 60 (in Kombination mit der Unterdruck-Steuereinheit 62) mit N2 gespült bzw. geflutet werden. In this state, the interior is at ambient pressure and can be flushed or flooded with N2, for example, via the gas control unit 60 (in combination with the negative pressure control unit 62).
Das Rohrelement 36 und somit die Prozesskammer 38 werden über die nicht gezeigte Heizeinrichtung erwärmt, um das Waferboot 1 und die darin aufgenommenen Wafer auf eine The tubular element 36 and thus the process chamber 38 are heated by the heating device (not shown) in order to put the wafer boat 1 and the wafers accommodated therein on a
Wenn ein Waferboot 1 des Typs mit hochohmigen Abstandselementen vorgesehen ist, kann zur Unterstützung der Erwärmung über die elektrische Steuereinheit 64 eine Gleich- oder Niederfrequenz-Wechselspannung an das Waferboot 1 angelegt werden. Dabei ist die Spannung ausreichend hoch, so dass über die hochohmigen Abstandselemente 22 Strom geleitet wird und diese als Widerstandsheizelemente wirken. Hierdurch wird Heizleistung speziell in die Aufnahmeschlitze 1 1 eingebracht, sodass gegenüber einer Aufheizung von außen wesentlich schneller die vorbestimmte Temperatur erreicht werden kann. Je nach Widerstand der Abstandselemente werden Spannungen im Bereich von wenigstens 200 V bis ungefähr 1 kV in Betracht gezogen, um einen Ausreichenden Stromfluss und eine ausreichende Erwärmung der Abstandselemente 22 zu erreichen. If a wafer boat 1 of the type with high-resistance spacer elements is provided, a DC or low-frequency AC voltage can be applied to the wafer boat 1 via the electrical control unit 64 in order to support the heating. In this case, the voltage is sufficiently high so that current is conducted via the high-resistance spacer elements 22 and these act as resistance heating elements. As a result, heating power is specifically introduced into the receiving slots 11, so that the predetermined temperature can be reached much more quickly than when it is heated from the outside. Depending on the resistance of the spacer elements, voltages in the range from at least 200 V to approximately 1 kV are taken into account in order to achieve a sufficient current flow and sufficient heating of the spacer elements 22.
Wenn die vorbestimmte Temperatur des Waferbootes 1 und damit der ganzen Einheit (Waferboot 1 , Wafer und Rohrelement 36) erreicht ist, kann die elektrische Steuereinheit 64 zunächst deaktiviert werden und die Prozesskammer wird über die Unterdruck-Steuereinheit 62 auf einen vorbestimmten Unterdrück abgepumpt. Beim Erreichen des vorbestimmten Unterdrucks wird über die Gassteuereinheit 60 ein gewünschtes Prozessgas wie zum Beispiel S1H4/N H3 für eine Siliciumnitrid-Abscheidung in einem definierten Mischungsverhältnis in Abhängigkeit von den geforderten Schichteigenschaften eingeleitet, während über die Unterdruck-Steuereinheit 62 weiterhin der Unterdrück durch Absaugen des eingeleiteten Prozessgases aufrecht erhalten wird. When the predetermined temperature of the wafer boat 1 and thus the entire unit (wafer boat 1, wafer and tubular element 36) is reached, the electrical control unit 64 can first be deactivated and the process chamber is pumped down to a predetermined negative pressure via the negative pressure control unit 62. When the predetermined negative pressure is reached, a desired process gas such as, for example, S1H4 / N H3 for silicon nitride deposition is supplied via the gas control unit 60 in a defined mixing ratio depending on the required Layer properties introduced, while the negative pressure continues to be maintained via the negative pressure control unit 62 by sucking off the introduced process gas.
Über die elektrische Steuereinheit 64 wird nun eine HF-Spannung mit einer Frequenz von 13,56 MFIz an das Waferboot 1 angelegt, wobei zwischen den Platten 6, an die die Spannung angelegt wird jeweils eine elektrisch nicht kontaktierte Platte angeordnet ist. Flierdurch werden zwischen den Platten 6, an die die Spannung angelegt wird, zwei Plasmen in Reihe gezündet. Dabei fließt der hochfrequente Strom nicht nur durch ein Plasma, sondern durch zwei Plasmen, die jeweils durch die Platte, die elektrisch nicht kontaktierte ist, getrennt sind. Über eine im Wesentlichen kapazitive Spannungsteilung stellt sich jeweils die Spannung der nicht kontaktierten Platte selbstständig ein , sodass eine entsprechende Plasmazündung ermöglicht wird. Es kommt somit zu einer Reihenschaltung von Plasmen zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten. Dabei muss zwischen den Platten 6, an die die Spannung angelegt wird, eine ausreichend hohe Spannung angelegt werden. An HF voltage with a frequency of 13.56 MFIz is now applied to the wafer boat 1 via the electrical control unit 64, an electrically non-contacted plate being arranged between the plates 6 to which the voltage is applied. As a result, two plasmas are ignited in series between the plates 6 to which the voltage is applied. The high-frequency current not only flows through a plasma, but also through two plasmas, each of which is separated by the plate that is not electrically contacted. The voltage of the non-contacted plate is set automatically via an essentially capacitive voltage division, so that a corresponding plasma ignition is made possible. There is thus a series connection of plasmas between the plates of the first and second group of plates. A sufficiently high voltage must be applied between the plates 6 to which the voltage is applied.
Plasmen werden zwischen den Platten 6 und insbesondere zwischen den im Waferboot 1 aufgenommenen Wafern und es kommt zu einer durch Plasma unterstützte Siliciumnitrid-Abscheidung auf den Wafern. Die Gasströmung wird während des Abscheideprozesses aufrechterhalten, um eine lokale Verarmung des Prozessgases bezüglich der aktiven Komponenten zu vermeiden. Nach einer ausreichenden Abscheidezeit für die gewünschte Schichtdicke wird die elektrische Steuereinheit 64 wiederum deaktiviert und die Gaszuführung gestoppt, bzw. auf N2 umgestellt, um die Prozesskammer 38 zu spülen und gegebenenfalls gleichzeitig zu belüften (Angleichung an den Atmosphärendruck). Anschließend kann die Prozesskammer 38 dann wieder auf Umgebungsdruck gebracht werden. Plasmas are generated between the plates 6 and in particular between the wafers accommodated in the wafer boat 1, and silicon nitride is deposited on the wafers with the aid of plasma. The gas flow is maintained during the deposition process in order to avoid local depletion of the process gas with regard to the active components. After a sufficient deposition time for the desired layer thickness, the electrical control unit 64 is deactivated again and the gas supply is stopped or switched to N2 in order to flush the process chamber 38 and, if necessary, ventilate it at the same time (adjustment to atmospheric pressure). The process chamber 38 can then be brought back to ambient pressure.
Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, bietet das Waferboot 1 des obigen Typs - unabhängig von anderen Komponenten der Behandlungsvorrichtung - den Vorteil, dass mehrere Plasmen in Reihe geschaltet werden können, wodurch der erforderliche Strom und die damit verbunden Probleme zum Betrieb der Plasmen reduziert werden kann. As can be seen from the above description, the wafer boat 1 of the above type - independently of other components of the treatment device - offers the advantage that several plasmas in series can be switched, whereby the required current and the associated problems for operating the plasmas can be reduced.
Das Waferboot 1 wurden anhand bestimmter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, ohne auf die konkret dargestellten Ausführungsformen begrenzt zu sein. Insbesondere könnten zum Beispiel zwischen elektrisch kontaktierten Platten 6 jeweils auch zwei oder mehr elektrisch nicht kontaktierte Platten vorgesehen sein. Auch können die Platten 6 des Waferbootes 1 andere Abmessungen aufweisen und insbesondere für die Aufnahme einer anderen Anzahl von Wafern dimensioniert sein. The wafer boat 1 was explained in more detail on the basis of specific embodiments of the invention with reference to the drawing, without being limited to the specifically illustrated embodiments. In particular, two or more electrically non-contacted plates could also be provided between electrically contacted plates 6, for example. The plates 6 of the wafer boat 1 can also have different dimensions and, in particular, be dimensioned to accommodate a different number of wafers.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Waferboot für die Plasmabehandlung von scheibenförmigen Wafern, insbesondere Halbleiterwafern, das folgendes aufweist: 1. Wafer boat for the plasma treatment of disc-shaped wafers, in particular semiconductor wafers, which has the following:
eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Platten aus einem elektrisch leitenden Material, die an ihren zueinander weisenden Seiten jeweils wenigstens eine Aufnahme für einen Wafer aufweisen, die einen Aufnahmebereich der Platten definieren; a plurality of plates made of an electrically conductive material, arranged parallel to one another, each having at least one receptacle for a wafer on their mutually facing sides, which define a receiving region of the plates;
dadurch gekennzeichnet, dass die Platten untereinander derart verbunden sind, dass eine erste Anzahl der Platten eine erste Gruppe von elektrisch leitend miteinander verbundenen Platten bildet, eine zweite Anzahl der Platten eine zweite Gruppe von elektrisch leitend miteinander verbundenen Platten bildet, wobei die Platten der ersten und zweiten Gruppe abwechselnd vorgesehen sind und zwischen Platten der ersten und zweiten Gruppe jeweils wenigstens eine Platte vorgesehen ist, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden ist. characterized in that the plates are connected to one another in such a way that a first number of the plates forms a first group of electrically conductively connected plates, a second number of the plates forms a second group of electrically conductively connected plates, the plates of the first and second group are provided alternately and between plates of the first and second group at least one plate is provided, which is not electrically connected to the plates of the first or second group.
2. Waferboot nach Anspruch 1 , wobei innerhalb der ersten und zweiten Gruppe jede vierte der Platten elektrisch leitend mit den Anderen verbunden ist. 2. Wafer boat according to claim 1, wherein within the first and second groups every fourth of the plates is electrically conductively connected to the others.
3. Waferboot nach Anspruch 1 , wobei zwischen Platten der ersten und 3. Wafer boat according to claim 1, wherein between plates of the first and
zweiten Gruppe jeweils zwei Platten vorgesehen sind, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden ist. second group two plates are provided, which is not electrically connected to the plates of the first or second group.
4. Waferboot nach Anspruch 1 , wobei innerhalb der ersten und zweiten Gruppe jede sechste der Platten elektrisch leitend mit den Anderen verbunden ist. 4. Wafer boat according to claim 1, wherein within the first and second group every sixth of the plates is electrically conductively connected to the others.
5. Waferboot nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Platten jeweils über Abstandselemente beabstandet zueinander gehalten werden, wobei die Abstandselemente jeweils isolierend sind oder einen Widerstand von wenigstens 20kQ, bevorzugt im Bereich von 40kQ aufweisen. 5. Wafer boat according to one of the preceding claims, wherein the plates are each held at a distance from one another via spacer elements, wherein the spacer elements are each insulating or one Have a resistance of at least 20kΩ, preferably in the range of 40kΩ.
6. Waferboot nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die 6. Wafer boat according to one of the preceding claims, wherein the
Abstandselemente aus Polysilizium bestehen. Spacers consist of polysilicon.
7. Waferboot nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Platten wenigstens der ersten und zweiten Gruppe an ihren Längsenden jeweils Kontaktnasen aufweisen, die über Kontaktblöcke mit Kontaktnasen anderer Platten derselben Gruppe elektrisch leitend verbunden sind, wobei die Kontaktnasen der Platten der ersten Gruppe in einer unterschiedlichen Ebenen liegen wie die Kontaktnasen der Platten der zweiten Gruppe. 7. Wafer boat according to one of the preceding claims, wherein the plates of at least the first and second groups each have contact lugs at their longitudinal ends which are electrically conductively connected via contact blocks to contact lugs of other plates of the same group, the contact lugs of the plates of the first group in a different one Levels lie like the contact tabs of the plates of the second group.
8. Waferboot nach Anspruch 6, wobei die kombinierte thermische Masse der Summe der Kontaktblöcke und der Summe Kontaktnasen kleiner ist als die thermische Masse sonstigen Waferbootes, insbesondere kleiner als 1/10 der thermischen Masse des sonstigen Waferbootes. 8. Wafer boat according to claim 6, wherein the combined thermal mass of the sum of the contact blocks and the sum of the contact lugs is smaller than the thermal mass of other wafer boats, in particular less than 1/10 of the thermal mass of the other wafer boat.
9. Waferboot nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die Impedanz der Summe der Kontaktblöcke und der Summe Kontaktnasen kleiner ist als die Impedanz des sonstigen Waferbootes. 9. Wafer boat according to one of claims 7 or 8, wherein the impedance of the sum of the contact blocks and the sum of the contact lugs is smaller than the impedance of the other wafer boat.
10. Waferboot nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Platten wenigstens der ersten und zweiten Gruppe jeweils über wenigstens ein sich unterhalb der Platten erstreckendes Kontaktelement elektrisch leitend verbunden sind, wobei die Kontaktelemente für die Platten der ersten und zweiten Gruppe in Längsrichtung der Platten voneinander beabstandet sind. 10. Wafer boat according to one of the preceding claims, wherein the plates of at least the first and second groups are each electrically conductively connected via at least one contact element extending below the plates, the contact elements for the plates of the first and second group being spaced apart from one another in the longitudinal direction of the plates are.
1 1. Plasma-Behandlungsvorrichtung für Wafer, insbesondere 1 1. Plasma treatment device for wafers, in particular
Halbleiterwafer, die folgendes Aufweist: Semiconductor wafer, which has the following:
einen Prozessraum zur Aufnahme eines Waferbootes nach einem der vorhergehenden Ansprüche; a process room for receiving a wafer boat according to one of the preceding claims;
Mittel zum Steuern oder Regeln einer Prozessgasatmosphäre in dem Prozessraum; und Means for controlling or regulating a process gas atmosphere in the process space; and
wenigstens eine Spannungsquelle, die mit den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten in geeigneter Weise verbindbar ist, um zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten eine ausreichende elektrische Spannung anzulegen, um zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten eine Reihe von wenigstens zwei Plasmen zu erzeugen, welche durch die wenigstens eine Platte getrennt sind, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden ist. at least one voltage source which can be connected to the plates of the first and second group of plates in a suitable manner in order to apply a sufficient electrical voltage between the plates of the first and second group of plates to produce a voltage between the plates of the first and second group of plates To generate series of at least two plasmas which are separated by the at least one plate which is not electrically connected to the plates of the first or second group.
12. Plasma-Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 1 , wobei die 12. Plasma treatment device according to claim 1 1, wherein the
wenigstens eine Spannungsquelle geeignet ist wenigstens eine at least one voltage source is at least one suitable
Hochfrequenz-Wechselspannung und optional eine Gleichspannung oder eine Niederfrequenz-Wechselspannung anzulegen. To apply high-frequency alternating voltage and optionally a direct voltage or a low-frequency alternating voltage.
13. Plasma-Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 1 oder 12, wobei die Vorrichtung wenigsten eine Zusatz-Heizeinheit zum Aufheizen des Prozessraums und der darin aufgenommenen Wafer aufweist. 13. Plasma treatment device according to claim 1 1 or 12, wherein the device has at least one additional heating unit for heating the process space and the wafer received therein.
14. Verfahren zur Plasmabehandlung von Wafern, bei dem eine Vielzahl von Substraten, insbesondere Halbleiterwafern, in einem Waferboot nach einem der Ansprüche 1 -10 in einem Prozessraum einer Plasma- Behandlungsvorrichtung aufgenommen sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: 14. A method for plasma treatment of wafers, in which a plurality of substrates, in particular semiconductor wafers, are accommodated in a wafer boat according to one of claims 1 to 10 in a process space of a plasma treatment device, the method having the following steps:
Anlegen einer Hochfrequenz-Wechselspannung zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten, um während einer Applying a high frequency alternating voltage between the plates of the first and second group of plates in order to during a
Prozessphase zwischen Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten jeweils ein Reihe von wenigstens zwei Plasmen zu erzeugen, welche durch die wenigstens eine Platte getrennt sind, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden ist. Process phase between plates of the first and second group of plates to generate a row of at least two plasmas, which are separated by the at least one plate that is not electrically connected to the plates of the first or second group.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Temperatur und/oder die 15. The method of claim 14, wherein the temperature and / or the
Gasatmosphäre in der Prozesskammer gesteuert oder geregelt werden. Gas atmosphere in the process chamber can be controlled or regulated.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei vor dem Anlegen der 16. The method of claim 14 or 15, wherein before the application of the
Hochfrequenz-Wechselspannung zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten eine Gleichspannung oder eine Nieder frequenz-Wechselspannung angelegt wird, um in Abstandselementen zwischen Platten einen Stromfluss und hierüber einen Widerstands heizeffekt zu bewirken. High-frequency alternating voltage between the plates of the first and second group of plates, a direct voltage or a low-frequency alternating voltage is applied in order to cause a current flow in spacer elements between plates and a resistance heating effect.
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