DE3330864A1

DE3330864A1 - Vorrichtung zum aufbringen von siliziumoxidschichten auf halbleitersubstrate unter anwendung einer cvd-beschichtungstechnik

Info

Publication number: DE3330864A1
Application number: DE19833330864
Authority: DE
Inventors: Albert 8018 Grafing Duna; Jutta 8017 Ebersberg Herbst
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1983-08-26
Filing date: 1983-08-26
Publication date: 1985-03-14

Description

Vorrichtung zum Aufbringen von Siliziumoxidschichten auf
Halbleitersubstrate unter Anwendung einer CVD-Beschichtunqstechnik.
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen von Siliziumoxidschichten auf Halbleitersubstrate unter Anwendung einer CVD-Beschichtungstechnik, bestehend aus a) einem, mit einem Gaszuführungssystem für das Silizium und Sauerstoff enthaltende Gas und einer, mit einer Absaugung gekoppelten Gasableitung versehenen, sich in horizontaler Richtung erstreckenden rohrförmigen Reaktor, und b) einem, im Reaktor angeordneten, in horizontaler Richtung beweglichen, aus einem rohrförmigen Ober- und Unterteil bestehenden Träger, in welchem die scheibenförmigen Substrate senkrecht stehend aufgehordet sind, wobei das Unterteil des Trägers für den Gasdurchtritt mit Perforationen versehen und das Oberteil als Deckel ausgebildet ist.
Eine solche Vorrichtung ist zum Beispiel aus einem Manual der Firma Advanced Semiconductor Materials, Netherlands, July 1979, zu entnehmen.
In der Halbleitertechnologie werden als Isolationsschichten zu verwendende dotierte und undotierte Siliziumdioxid-Schichten durch das sogenannte CVD-Verfahren (= chemical vapor deposition) hergestellt. Dabei werden durch thermische Zersetzung eines Silizium und Sauerstoff enthaltenden Gases im Strömungsverfahren auf den erhitzten Halbleitersubstraten SiO2-Schichten abgeschieden. Das Substrat selbst nimmt bei der pyrolytischen Oxidation am Reaktionsprozeß nicht teil. Man unterscheidet bei den pyrolytisch hergestellten Siliziumoxiden aus verfahrenstechnischen Gründen zwischen Niedertemperaturoxiden und Hochtemperaturoxiden.
Die Niedertemperaturoxide werden bei Abscheidungstemperaturen um 400"C hergestellt. Die Siliziumoxidschicht wird dabei durch Zersetzung von Silan in Gegenwart von Sauerstoff gemäß der Reaktionsgleichung erzeugt.
Die gewünschten SiO2-Schichten werden aber nicht nur auf den zur Beschichtung vorgesehenen Siliziumsubstratscheiben, sondern auch auf den die Substratscheiben gehordet enthaltenden metallischen T rägeroberfl ächen niedergeschlagen.
Bedingt durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Si02-Schicht und metallischem Substratträger löst sich die auf der Oberfläche des Substratträgers abgeschiedene Si02-Schicht durch die beim Entnehmen der Substratscheiben erfolgende Abkühlung ab, wodurch Partikel auf die Substratscheibenoberfläche gelangen.
Diese Staubpartikel bedeuten eine erhebliche Störquelle bei der Herstellung von integrierten Schaltungen. Sie bedingen Ausfallzeiten der CVD-Anlage, da der Substratträger abgeätzt werden muß und anschließend wieder eine Vorbeschichtung erfolgen muß. Außerdem werden Prozesse beeinträchtigt, die in benachbarten Rohröfen durchgeführt werden.
Ein weiterer Nachteil ist, daß durch das häufige Entfernen der abgeschiedenen Schichten vom Substratträger mit chemischen Mitteln die Oberfläche des Substratträgers angegriffen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ein Niederschlag von Partikeln auf dem Substratträger vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abschirmung im Reaktor über dem Substratträger in Form eines sich in horizontaler Richtung erstreckenden Zylinders gelöst, der an seiner Unterseite eine schlitzförmige Öffnung und im unteren Teil seiner Wandung horizontal verlaufende Schlitze für den Gasdurchtritt aufweist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden sollen anhand der Beschreibung der in der Zeichnung befindlichen Figuren 1 und 2 weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert werden.
Dabei zeigt die Figur 1 in perspektivischer Darstellung den mit der Abschirmung versehenen, mit Siliziumscheiben bestückten Träger im Reaktionsrohr und die Figur 2 die Abschirmung selbst.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Der aus V2A-Stahl bestehende Reaktor 1 ist an seinem rechten Ende mit einer Deckplatte 2 verschließbar ausgebildet.
An seinem linken Ende ist eine Absaugung 3 vorhanden.
Außerdem werden von dieser Seite aus vakuumdicht die Gaszuführungsleitungen 4 (für Silan) und 5 (für Sauerstoff) in das Innere des Reaktionsrohres 1 geführt. In diesem befindet sich auf Rollen horizontal verschiebbar der aus zwei Teilen bestehende Träger 6 aus V2A-Stahl, in dem die Substratscheiben 7 senkrecht stehend aufgehordet sind.
Der untere Teil des Trägers 6 enthält für den Durchtritt der Gase Perforationen 8; der obere Teil ist als Deckel ausgebildet.
Der Substratträger (6, 7) wird von einem, sich in horizontaler Richtung erstreckenden Quarzzylinder 9 umhüllt, der die unerwünschte Abscheidung von SiO2-Partikeln auf dem Substratträger 6 auf seine Außenwand verlagert. Im Bereich des mit Perforationen 8 versehenen Substratträgers 6 sind für die Silangaszuführung horizontal im Quarzzylinder 9 verlaufende Schlitze 10 und in seinem Bodenteil eine schlitzförmige Öffnung 11 für die Sauerstoffzuführung vorgesehen. Das als Abschirmung dienende Quarzrohr 9 ist an seinem linken Ende mit einer Platte 12 verschlossen und am rechten Ende offen. Durch eine Vorrichtung 13 kann die sonst ortsfest angebrachte Abschirmung 9 zur Reinigung aus dem Reaktionsrohr 1 entnommen werden.
4 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche Vorrichtung zum Aufbringen von Siliziumoxidschichten aufßHål~bleit;rsubstrate unter Anwendung einer CVD-Beschichtungstechnik, bestehend aus a) einem, mit einem Gaszuführungssystem (4, 5) für das Silizium und Sauerstoff enthaltende Gas und einer, mit einer Absaugung (3) gekoppelten Gasleitung versehenen, sich in horizontaler Richtung erstreckenden rohrförmigen Reaktor (1), b) einem, im Reaktor (1) angeordneten, in horizontaler Richtung beweglichen, aus einem rohrförmigen Ober-und Unterteil bestehenden Träger (6), in welchem die scheibenförmigen Substrate (7) senkrecht stehend aufgehordet sind, wobei das Unterteil des Trägers (6) für den Gasdurchtritt mit Perforationen (8) versehen und das Oberteil als Deckel ausgebildet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß c) eine Abschirmung im Reaktor (1) über den Substratträger (6) in Form eines sich in horizontaler Richtung erstreckenden Zylinders (9) angeordnet ist, der an seiner Unterseite eine schlitzförmige Öffnung (11) und im unteren Teil seiner Wandung horizontal verlaufende Schlitze (10) für den Gasdurchtritt aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Abschirmung (9) vorzugsweise aus Quarz besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, d a d u r c t g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zylinder (9) einseitig offen ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t , daß Mittel (13) vorgesehen sind, wodurch der Zylinder (9) aus- und eingebaut werden kann.