Устройство для термической обработки полупроводниковых пластин

 

Изобретение может быть использовано в электронной промышленности и обеспечивает повышение качества термообработки за счет предотвращения осаждения продуктов реакции в загрузочном конце. Устройство содержит обогреваемый реактор с патрубком ввода парогазовой смеси. Загрузочный конец реактора размещен вне нагревателя и снабжен крышкой с теплоизоляцией. Между крышкой и нагревателем установлен теплоизолирующий цилиндр. Внутри реактора размещена лодочка с пластинами. Лодочка соединена со средством возвратно-поступательного перемещения, размещенного в крышке. Крышка соединена с реактором герметично при помощи сильфона, закрепленного между фланцами при помощи трех пружин. В сильфоне выполнен патрубок для ввода инертного газа. Патрубок размещен по касательной к внутренней стенке сильфона. Трубка для вывода отработанных газов расположена под лодочкой и имеет длину больше, чем длина лодочки. В случае, когда рабочие газы имеют высокую температуру конденсации, теплоизолирующий цилиндр и крышка содержат дополнительные нагреватели. Устройство обеспечивает выход годных на 10%. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s С 30 В 33/00, 25/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОП И САН И Е И ЗОБ РЕТЕ НИ Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (21) 4422834/23-26 (22) 10.05.88 (46) 23,08,90, Бюл. %31 (72) Н.M. Мытарев, В.С Корзинкин, Г.А, Фомин, Б,И. Головко, А.А. Оксентьевич, Г,М. Гилярова и Б.В. Рогачев (53) 621.315.592 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1173804, кл. С 30 В 33/00, 25/02, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

ПЛАСТИН (57) Изобретение. может быть использовано в электронной промышленности и обеспечивает повышение качества .термообработки за счет предотвращения осаждения продуктов реакции в загрузочном конце. Устройство содержит обогреваемый реактор с патрубком ввода парогазовой смеси. Загрузочный конец реактора размещен вне наИзобретение относится к оборудованию для термической обработки полупроводниковых пластин при диффузии, окислении, осаждении слоев при нормальном, избыточном и пониженном давлении и может быть использовано в электронной промышленности в установках с бесконтактной загрузочной системой.

Целью изобретения является повышение качества термообработки за счет предотвращения осаждения продуктов реакции в загрузочном конце.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид в разрезе; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1... Ю» 1587083 А1 гревателя и снабжен крышкой с теплоизоляцией. Между крышкой и нагревателем установлен теплоизолирующий цилиндр.

Внутри реактора размещена лодочка с пластинами, Лодочка соединена со средством возвратно-поступательного перемещения, размещенного в крышке. Крышка соединена с реактором герметично при помощи сильфона, закрепленного между фланцами при помощи трех пружин. В сильфоне выполнен патрубок для ввода инертного газа.

Патрубок размещен по касательной к внутренней стенке сильфона. Трубка для вывода отработанных газов расположена под лодочкой и имеет длину больше, чем длина лодочки. В случае, когда рабочие газы имеют высокую температуру конденсации, теплоизолирующий цилиндр и крышка содержат дополнительные нагреватели, Устройство обеспечивает выход годных на10 . 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для термообработки полупроводниковых пластин содержит нагре-. ватель 1, внутри которого расположен ректор 2. Внутри последнего со стороны патрубка 3 подачи парогазовой смеси (ПГС) под лодочкой 4 с пластинами 5 размещена трубка 6 для отвода отработанных газов. Загрузочный конец реактора 2 снабжен стабилизатором температуры в виде теплоизолирующего цилиндра 7 и крышкой 8. На крышке 8 расположена повторяющая ее форму и соединенная с ней теплоизоляция 9. В крышке 8 выполнено отверстие для размещения средства 10 возвратно-поступательного перемещения

1587083 лодочки 4. Иа расстоянии 100-150 мм от крышки 8 установлено средство герметизации в виде сильфона 11, закрепленного между двумя фланцами 12 и 13, Сильфон 11 закреплен по крайней мере тремя цилиндрическими пружинами 14, которые после загрузки лодочки 4 с пластинами 5 в реактор

2 поджимают к нему крышку 8 и, таким образом, герметиэируют реактор 2 плоским шлифом крышки 8. В сильфоне 11 выполнен патрубок15 по касательной к его внутренней поверхности для ввода инертного газа в реактор 2. Сильфон 11 расположен в чистой зоне 16, в которой размещен механизм 17 загрузки-выгрузки лодочки 4. Внутри реактора 2 размещена термопара 18 для контрольного измерения температур. Средство 10 перемещения для обеспечения герметизации имеет уплотнение 19, расположенное в механизме 17 загрузкивыгрузки, 3э нагревателем 1 трубка 6 для вывода отработанных газов имеет отверстие 20 для подачи воды с целью охлаждения отработанных газов.

В случае, когда рабочие органы имеют высокую температуру конденсации, между крышкой 8 и теплоизоляцией 9 установлены дополнительные нагреватели 21 и 22 соответственноо.

Устройство работает следующим образом.

По команде системы автоматического управления иэ чистой зоны 16 (класса 10) в нагретый до 800 С реактор 2 средством 10 перемещают лодочку 4 с пластинами 5 в рабочую зону нагревателя 1, при этом конвективный поток горячего воздуха иэ реактора 2 удаляют через трубку 6 отвода газов, а также — e вытяжную вентиляцию, имеющую связь с чистой зоной 16. Г1о окончании загрузки производят стыковку реактора 2 с крышкой 8, при этом подключают подачу инертного газа через патрубок 15. Плотное прилегание плоского шлифа между реактором 2 и крышкой 8 обеспечивают при помощи сильфона 11 и прижимных пружин 14.

После продувки реактора 2 с загру>кенными пластинами 5.инертным газом нагреватель 1 выводят в зависимости от процесса на необходимую рабочую температуру, контролируемую термопарой i8. Включают подачу ПГС (в случае пирогенного окисления— пары, образованные сгоранием водорода в кислороде с добавлением хлористого водорода, вслучае диффузии,,например POCb— инертным носителем).

На нагрузочном конце реактора 2 расположен теплоизолирующий цилиндр 7, э на крышке 8 — повторяющая ее форму теплоиэоляция 9, что обеспечивает необходимую температуру, предупреждающую осаждение из газовой фазы продуктов реакции, загрязняющих пластины 5, и способствует удалению их в виде газовой фазы через от5 водную трубку 6.

При проведении процесса инертный гаэ поступает через патрубок 15 (фиг,2) по касательной к его внутренней поверхности и, тем самым, создает закрученный поток

10 вдоль средства 10 перемещения в сторону реактора 2, при этом создают зону демпфирования в месте расположения плоского шлифа, дополнительно предохраняющую возможный доступ к шлифу паров соляной

15 кислоты (в случае пирогенного окисления), либо паров ортофосфорной кислоты (в случае диффузии фосфора). Подаваемые через патрубок 3 рабочие газы вступают в реакцию с пластинами 5, а отработанные газы, 20 смешанные с инертным газом, отводят через трубку 6, заборное отверстие которой находится за пределами рабочей зоны со стороны нагрузки реактора 2. Зэ пределами нагревателя 1 в трубку 6 отвода отработан25 ных газов через отверстие 20 подают воду с целью получения жидкой фазы — конденсата, а также предупреждения осадка, например, в виде Р205, что приводит к засорению трубки 6, отводящей газы в скруббер. По

30 окончании рабочего процесса окисления (либо диффузии) пластин 5 реактор 2 продувают инертным газом, термическую камеру охлаждают до 800 С и системой автоматического управления механизм 17 эагрузки—

35 выгрузки выгружает лодочку 4 с пластинами

5 в чистую зону 16, при этом тепловой поток, идущий от лодочки 4 и пластин 5, разбавленный обеспыленным воздухом чистой зоны

16, удаляют в вытяжную вентиляцию.

40 Исключение оса>хдения продуктов реакции на загрузочном конце реактора и на крышке и создание условий для их быстрого удаления позволяют повысить качество диффузных и окисных слоев, а главное, рез45 ко снижают привнесенную дефектность элементов микросхем и, тем самым, повышают выход годных на 10Я., В случае загрузки лодочки 4 с пластинами 5 методом бесконтактной загрузки с

50 мягкой посадкой необходимо для герметизации реактора 2 крышку 8 устанавливать с возможностью возвратно- поступательного перемещения в горизонтальной плоскости и углового перемещения и выполнять без от55 верстия для размещения средства 10 перемещения.

Формула изобретения

1. Устройство для термической обработки полупроводниковых пластин, содержащее реактор, загрузочный конец которого

1587083

10 1б

Фиг. Я

Составитель Н. Давыдова

Редактор Н. Рогулич Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор С.Шекмар

Заказ 2399 Тираж 346 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 снабжен стабилизатором температуры и соединен с крышкой при помощи средства герметизации, лодочку установленную в реакторе и соединенную со средством возвратно-поступательного перемещения, патрубки для ввода парогазовой смеси и инертного газа, средство вывода отработанных газов, размещенное в стенке реактора напротив крышки, и нагреватель, о тл и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества термообработки за счет предотвращения осаждения продуктов реакции в загрузочном конце, средство возвратно-поступательного перемещения размещено в крышке, которая снабжена теплоизоляцией, средство герметизации выполнено в виде двух фланцев и сильфона, закрепленного между ними по крайней мере тремя пружинами, патрубок для ввода инертного

5 газа выполнен в сильфоне по касательной к его внутренней поверхности, а средство вывода отработанных газов выполнено в виде трубки, размещенной под лодочкой имеющей длину больше ее длины, 10 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено дополнительными нагревателями, установленными соответственно между реактором и стабилизатором температуры и крышкой и

15 теплоиэоляцией, К витяжибФ аенптилц и11