Кассета для обработки полупроводниковых подложек

 

ЬП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТРРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик >957321 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.12.80 (21) 3211470/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.э

Н 01 L 21/68

Гееударстееклмй комитет

СССР

Опубликовано 07:09.82. Бюллетень №33

Дата опубликования описания 07.09.82 (53) УДК 621.382 (088.8) ло делам лзоеретелий и еткрмткй (72) Авторы изобретения

В. С. Белоусов и А. Н. Бурмистров (71) Заявитель (54) КАССЕТА Д,ЛЯ ОБРАБОТКИ ПО.ЛУПРОВОДНИКОВЫХ

ПОДЛОЖЕК

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к технологии изготовления и очистки диффузионных и эпитаксиальных структур, и может быть использовано в процессах химической, термической, ионно-плазменной, диффузионной и эпитаксиальной обработки полупроводниковых подложек.

Известна кассета для полупроводниковых подложек, содержащая диэлектрическую рамку с натянутыми проволками и диэлектрическое основание с прорезями для фиксации подложек (1).

Однако при загрузке и выгрузке подложек на их поверхности могут образовываться дефекты типа царапин или натиров от соприкосновения с натянутыми проволоками, которые служат для ограничения 15 перемещения подложек в горизонтальной плоскости.

Сама кассета не обеспечивает плоскопараллельное расположение подложек, так как расстояние между соседними натянутыми проволоками превышает толщину подложки.

Кроме того, ее невозможно применять в процессах, использующих индукционный или ВЧ-нагрев, так как проволока в этом случае разогревается и искажает температурное поле.

Наиболее близкой к предлагаемой является кассета для обработки полупроводниковых подложек, содержащая размещенные на основании подложкодержатели, выполненне в виде диэлектрических стержней с пазами для размещения подложек (2) .

Недостаток кассеты состоит в невозможности подачи на подложки электрического потенциала из внешней цепи, что ограничивает технологические возможности кассеты при проведении операций ионно-плазменной очистки или эпитаксии в электрическом поле.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в кассете для обработки полупроводниковых подложек, содержащей размещенные на основании подложкодержатели, выполненные в виде диэлектрических стержней с пазами для размещения подложек, диэлектрические стержни выполнены полыми и снабжены размещенными в них графитовыми стержнями с диэлектрическими вкладышами, в каждом графитовом стержне выполнены пазы, сов957321 зо

35 подложки размещены в кассете плоскопараллельно с одинаковым шагом, то при ггодаче на стержни 6 электрического потенциала между лк быми соседними подложками напряженность электрического поля будет одинакова.

Так как графитовые стержни изолированы друг от друга полыми стержнями и вкладышами 7 и расстояние между ними немного превышает расстояние между соседними подложками, то электрическое взаимодействие между ними исключается (графит н качестве материала для стержней 6 выбран из соображений оптимального совмещения 5о таких его свойств, как, высокая проводимость, инертность к агрессивным средам, термостойкость, дешевизна и простота обработки).

Пригодность кассеты для термической, химической и диффузионной обработки вытекает с очевидностью из описания: пригодность кассеты для электромидкофазной или газовой эпитаксии при наличии электричесмещенные с пазами каждого диэлектрического стержня, при этом диэлектрические вкладыши одного графитового стержня размещены в каждом четном его пазу, а другого графитового стержня — в каждом нечетном его пазу.

На фиг. 1 представлена предлагаемая кассета в сборе с размещенными в ней подложками; на фиг. 2 — графитовый стержень; на фиг. 3 — вид А на фиг. 2; на фи.г. 4 — вид Б на фиг. 2.

Кассета для обработки полупроводниковых подложек содержит основание 1 в виде кварцевой рамки, на котором расположены подложкодержатели 2, выполненные в виде диэлектрических стержней с равномерно расположенными пазами 3 и 4 для размещения подложек 5. Диэлектрические стержни выполнены полыми и снабжены размещенными в них графитовыми стержнями 6 с диэлектрическими вкладышами 7, а в каждом графитовом стержне 6 выполнены пазы 8, совмещенные с пазами 3 и 4 каждого диэлектрического стержня, при этом диэлектрические вкладыши 7. одного графитового стержня размещены в каждом четном его пазу, а другого графитового стержня— и ка.кдом нечетном его пазу. Вкладыши 7 фик ируются в диэлектрическом стержне с помощью отверстия 9. В торцах графитовых стержней 6 предусмотрены резьбовые отвсрсгия (нс показаны) для крепления .оковедущих шин от внешнего источника 1итани.

Таки м образом, четные подложки 5, размсщенные в кассете, будут иметь =лектричсский контакт с одним графитовым стержнем, а нечетные подложки — с другим.

Набор подложек 5 в кассете можно рассматривать, как конденсатор постоянной емкости, опредсляемой лишь площадью псдложек и их количсством в кассете, а так как

1О

25 кого смещения на подложках определяется экстенсивными факторами (способом подачи и удалением реагентов) и интесивными (наличием однородного электрического поля между подложками) . Интенсивные же факторы, присущие самой кассете, наиболее полно и наглядно позволяет выявить метод ионно-плазменной очистки.

Кассету с подложками диаметром 76 мм типа КДБ — 10 подвергают ионно-плазменной обработке на макетном варианте установки плазмохимической очистки

РПХΠ— Г60В с кварцевым реактором диаметром 220 мм.

Количество обрабатываемых подложек ограничивают до 50 шт. в одном процессе.

Зазор между подложками 8 мм. По краям набора подложек в кассете устанавливают по одной экранной пластине также из кремния КДБ — 10 с тем же зазором 8 мм. Экранные пластины необходимы для обеспечения очистки боковых поверхностей крайних в кассете подложек.

Давление аргона в реакторе поддерживают на уровне 1 10 — 2 10 торр, подаваемое на кассету ВЧ-напряжение 0,5 кВ.

Проводят пять процессов очистки. Длительность процессов меняют от 5 до 20 мин.

Однородность разряда между пластинами контролируют визуально по интенсивности и окраске свечения плазмы. Свечение плазмы во время процесса очистки наблюдается также вокруг набора подложек на расстоянии примерно 10 мм, но характеризуется значительно меньшей интенсивностью.

Чистоту поверхности подложек после обработки в плазме контролируют визуально при косом освещении под микроскопом

ММР— 2Р в темном поле при увеличении от

50 до 200 раз, а также по характеру смачиваемости поверхности подложек деионизованной водой.

Визуальный контроль не выявил на поверхности подложек видимых загрязнений и светящихся точек. Поверхность подложек хорошо смачивается деионизованной водой, которая образует непрерывную пленку равной толщины, о чем свидетельствует однородность коэффициента отражения пленки.

Качество очистки от длительности ионноплазменной обработки в интервале 5—

20 мин одинаково и удовлетворяет существующим технологическим требованиям.

На основании данных контроля качества подложек после ионно-плазменной обработки сделан вывод о пригодности кассеты для операций, предполагающих подачу на обрабатываемые подложки электрического потенциала (ионно-плазменная обработка, электрожидкофазная и газофазная эпитаксия и пр.).

Использование предлагаемой кассеты позволяет значительно сократить материальные и трудовые затраты в технологических процессах микроэлектроники, связанных с

957321

4 неодрократной переукладкой подложек в различные по конструкции межоперационные кассеты.

Формула изобретения

Кассета для обработки полупроводниковых подложек, содержащая размещенные на основании подложкодержатели, выполненные в виде диэлектрических стержней с пазами для размещения подложек, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, диэлектрические стержни вь полнены полыми и снабжены размещенными в них графитовыми стержнями с диэлектрическими вкладышами, а в каждом графитовом стержне выполнены пазы, совмещенные с пазами каждого диэлектрического стержня, при этом диэлектрические вкладыши одного графитового стержня размешены в каждом четном его пазу, а другого графитового стержня — в каждом нечетном его пазу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Хо 546045, кл. Н О! 1. 21/68, 1975.

2. Патент США Хо 3998333, кл. 211 — 41, 1976.

957321

Составитель Л. Гришкова

Редактор А. Лежнина Техред А. Бойкас Корректор Г. Огар

Заказ 6612/43 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4