DE02730404T1 - Verfaheren und vorrichtung zum dotieren, diffusion und oxidieren von silisiumscheiben unter vermindertem druck - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Dotierung oder Diffusion oder Oxidation von Silizium-Wafern
(4), wobei die Wafer in die Kammer (2) eines Ofens (1) eingebracht
sind, in die mindestens ein Gas zur Durchführung der Dotierung oder Diffusion
oder Oxidation eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig
mit der Einleitung oder Durchleitung von Gas in die Kammer (2) des
Ofens (1) letztere kontinuierlich einem Unterdruck von konstantem
Wert ausgesetzt wird.
Claims (24)
- Verfahren zur Dotierung oder Diffusion oder Oxidation von Silizium-Wafern (
4 ), wobei die Wafer in die Kammer (2 ) eines Ofens (1 ) eingebracht sind, in die mindestens ein Gas zur Durchführung der Dotierung oder Diffusion oder Oxidation eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Einleitung oder Durchleitung von Gas in die Kammer (2 ) des Ofens (1 ) letztere kontinuierlich einem Unterdruck von konstantem Wert ausgesetzt wird. - Verfahren zur Dotierung oder Diffusion oder Oxidation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Unterdrucks in der Kammer des Ofens zwischen 100 und 800 Millibar liegt.
- Vorrichtung zur Dotierung, Diffusion oder Oxidation von Silizium-Wafern (
4 ) mit einem Ofen (1 ), der mit einer durch eine Tür (2b ) hermetisch verschlossenen Kammer (2 ) versehen ist, in welche Kammer die Wafer eingebracht werden, wobei der Ofen mindestens ein Rohr (5a ,5b ,5c ) zur Einleitung mindestens eines Gases in die Kammer (2 ) zur Durchführung der erwähnten Maßnahmen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem mindestens ein Gasableitungsrohr (6 ) und eine mit dem Gasableitungsrohr (6 ) verbundene Ansaugeinheit (7 ) aufweist, die geeignet ist, in der Kammer (2 ) einen konstanten und gesteuerten Unterdruck zu erzeugen. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugvorrichtung besonders eine Saug- und Druckpumpe (
11 ) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (
11 ) eine Membranpumpe ist. - Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (
11 ) mindestens hinsichtlich ihrer mit dem Gas in Berührung kommenden Elemente aus einem gegen Korrosion durch diese Gase beständigen Material hergestellt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Material ausgehend von Tetrafluorethylen hergestellt ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugvorrichtung (
7 ) Elemente zur Kontrolle und Regelung des Unterdrucks in der Kammer der Ofens aufweist, wobei diese Kontroll- und Regelungselemente durch Leitungen einerseits mit der Ansaugleitung der Pumpe und andererseits mit dem Ableitungsrohr (6 ) des Ofens in Verbindung stehen. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontroll- und Regelungselemente insbesondere eine Aufladungs- oder Ballastkapazität (
12 ) aufweisen, die durch Leitungen einerseits mit der Ansaugleitung der Pumpe (11 ) und andererseits mit dem Ableitungsrohr (6 ) für die Gase der Kammer des Ofens verbunden ist, wobei die Aufladungskapazität (12 ) im übrigen mit einer Druckgasquelle mittels eines Kontrollventils (13 ) verbunden ist, das durch einen Kreis zur Messung und Kontrolle des Unterdrucks in der Kammer (2 ) des Ofens (1 ) zum Öffnen und Schließen vorgesteuert ist. - Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreis zur Messung und Kontrolle des Unterdrucks einen Druckfühler (
14 ) aufweist, der außerhalb der Kammer (2 ) an der Verbindungsleitung, die sich zwischen der Aufladungskapazität und dem Ableitungsrohr des Ofens erstreckt, angeordnet ist, wobei der Druckfühler (14 ) dafür eingerichtet ist, ein Signal mit einer zum Wert des Unterdrucks proportionalen Stärke zu liefern und dieses Signal an den Eingang eines Komparators (15 ) angelegt wird, der den Wert dieses Signals mit einem Einstellwert vergleicht, und der Komparator durch einen Leistungskreis mit dem Kontrollventil verbunden ist, damit in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Wert des Unterdrucks und dem Einstellwert der Grad des Öffnens des Verschlusses des Ventils (13 ) eingestellt oder das Schließen des Verschlusses des Kontrollventils (13 ) veranlaßt wird, was ermöglicht, durch mehr oder weniger starke Aufladung der Pumpe (11 ) oder Abwesenheit der Aufladung zu jedem Augenblick den Wert des Unterdrucks in der Kammer (2 ) einzustellen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Silizium-Wafer (
4 ) in der Ofenkammer (2 ) quer zur Gasströmungsrichtung in derselben angeordnet sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wafer (
4 ) auf einem abnehmbaren Träger (10 ) in die Kammer (2 ) des Ofens eingebracht werden, wobei der Träger und die Wafer nach der Positionierung in der Kammer in einem Abstand von der Endwand (2a ) und der Tür (2b ) angeordnet sind, wodurch eine zwischen der Endwand (2a ) und dem Platz des Trägers der Wafer liegende Stromaufwärtszone (8 ) und eine zwischen der Tür (2b ) und dem Platz der Waferträger liegende Stromabwärtszone (9 ) gebildet sind, wobei der Gasfluß in dieser Kammer zwischen der einen und der anderen Zone erzeugt wird und die dem Platz des Trägers der Silizium-Wafer entsprechende Zone der Kammer die heißeste Zone der Kammer ist. - Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr oder die Rohre (
5a ,5b ,5c ) zur Einführung des Gases oder der Gase in die Kammer des Ofens die Endwand (2a ) der Kammer des Ofens oder die Tür (2b ) von der einen zur anderen Seite durchsetzen und in der einen oder anderen Zone stromaufwärts oder stromabwärts (9 ) münden und das Ableitungsrohr (6 ) der Gase die Endwand (2a ) des Ofens oder die Tür (2b ) von der einen zur anderen Seite hin durchsetzt und in der anderen stromabwärts liegenden oder hinteren Zone der Kammer (2 ) mündet. - Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr oder die Rohre (
5a ,5b ,5c ) zur Einleitung von Gas in die Kammer (2 ) und das Gasableitungsrohr (6 ) die Endwand (2a ) der Kammer von der einen zur anderen Seite durchsetzen, daß die Gaseinleitungsrohre (5a ,5b ,5c ) in der stromaufwärts liegenden Zone (8 ) der Kammer münden und das Gasableitungsrohr (6 ) in der stromabwärts liegenden Zone (9 ) der Kammer (2 ) mündet. - Vorrichtung nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Einleitungsrohr (
5a ,5b ,5c ) des reaktiven Gases in die Kammer (2 ) in der heißesten Zone der Kammer so nahe wie möglich an der Stelle mündet, die vom Träger der Wafer eingenommen ist, um das vorzeitige Kracken des Dotierungsgases zu vermeiden. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (
2 ) des Ofens (1 ) rohrförmig ist, die Tür (2b ) an einem der Enden dieser rohrförmigen Kammer angeordnet ist und die Endwand (2a ) am anderen Ende angeordnet ist, wobei die Tür (2b ) in der Schließstellung und die Endwand (2a ) normal zur Symmetrielängsachse der rohrförmigen Kammer sind. - Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Kammer (
2 ) einen Querschnitt in Form eines kreisförmigen Kranzes aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (
3 ) des Ofens aus elektrischen Widerständen besteht, die um die rohrförmige Kammer (2 ) verteilt oder gewickelt sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Tür (
2b ) aus opakem Quarz besteht und eine Dichtung aufweist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Ofens aus Quarz bestehen.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt der Kammer des Ofens aus opakem Quarz hergestellt ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Tür fest mit einer Halterung verbunden ist, die verschiebbar mit einem Träger verbunden ist, und daß die Tür an ihrer Halterung schwimmend montiert ist, d.h., mit einer begrenzten seitlichen Verschiebbarkeit um zwei einander schneidende und zueinander senkrechte Achsen, die parallel zur Ebene der Dichtung der Tür mit der Kammer verlaufen, und längs einer zu dieser Dichtungsebene normalen Achse.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Kammer eine Innenhülle aus Siliziumcarbid aufweist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Kammer gegenüber der Tür einen Wärmeschild aufnimmt.
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