DE3810832A1 - Behandlungsvorrichtung aus quarzglas - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Behandlungsvorrichtung aus Quarzglas für die Durchführung halbleitertechnologischer Prozesse, insbesondere Diffusions­ rohr, mit an einem Ende eines Behandlungsrohres angeordnetem Prozeßgaszufüh­ rungsstutzen, der kreisförmigen Querschnitt und einen kleineren Durchmesser als das Behandlungsrohr besitzt.

Derartige Behandlungsvorrichtungen sind beispielsweise aus der DE-OS 35 44 812 bekannt. Bei diesen bekannten Behandlungsvorrichtungen, bei denen das Prozeß­ gas in axialer Richtung in das Behandlungrohr zugeführt wird, ist nicht zu vermeiden, daß sich eine kalte Schliere aus Prozeßgas sehr weit in das Behand­ lungsrohr hinein erstreckt, so daß dadurch in dem Behandlungsrohr angeordnete Gegenstände, wie Halbleiterscheiben, nicht absolut isotherm mit dem Prozeßgas beaufschlagt werden. Um eine bessere Verteilung des Prozeßgases im Behand­ lungsrohr zu erzielen, ist es auch bekannt, zur Verteilung und Vorwärmung des Prozeßgases Prallplatten und Gasumlenkvorrichtungen am Eingang des Prozeßgases im Behandlungsrohr anzuordnen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Behandlungsvorrichtung aus Quarzglas für die Durchführung halbleitertechnologischer Prozesse zu schaffen, bei der eine möglichst laminare und gleichmäßige Durchströmung des Behandlungsrohres mit Prozeßgas auf möglichst einfache Weise gewährleistet wird.

Gelöst wird diese Aufgabe für die eingangs charakerisierte Behandlungsvorrich­ tung erfindungsgemäß dadurch, daß seitlich in den Prozeßgaszuführungsstutzen ein Prozeßgaseinlaßrohr im wesentlichen tangential zum kreisförmigen Quer­ schnitt mündet und der Prozeßgaszuführungstutzen an seinem dem Behandlungsrohr abgekehrten Ende verschlossen ist.

Durch die tangentiale Zufuhr des Prozeßgases wird diesem in dem Prozeßgaszu­ führungstutzen eine Drallbewegung erteilt und bei Zufuhr von Prozeßgas gelangt gleichzeitig ein gleiches Gasvolumen aus dem Prozeßgaszuführungsstutzen in den Übergangsbereich des Behandlungsrohres. Rotation und Translation in Richtung der Achse des Behandlungsrohres überlagern sich, was eine gute Voraussetzung für intensive Quervermischung des Prozeßgases darstellt. Beim Austritt des Prozeßgases aus dem Prozeßgaszuführungsstutzen in das Behandlungsrohr hat man also ein rotierendes Gas-Kontinuum vorliegen. Der Übergangsbereich des Behand­ lungsrohres wirkt für einen solchen Gasstrom wie ein Diffusor, so daß der Prozeßgasstrom expandiert und sich verlangsamt, so daß eine gleichmäßige laminare Durchströmung des Querschnitts des Behandlungsrohres in Richtung der Rohrachse erfolgt. Durch die erfindungsgemäße Gasführung wird insbesondere der unerwünschte Effekt vermieden, daß kaltes frisches Prozeßgas von einem zentralen Einlaßpunkt aus sich als eine kalte Schliere weit in das Behand­ lungsrohr erstreckt.

Bei erfindungsgemäß ausgebildeten Behandlungsvorrichtungen hat es sich besonders bewährt, das Prozeßgaseinlaßrohr in seiner Mündung in den Prozeßgaszuführungsstutzen düsenartig auszubilden. Hierdurch wird noch die Drallbewegung des Prozeßgases in dem Prozeßgaszuführungsstutzen verstärkt.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Behandlungsvorrichtung hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß das verschlossene Ende des Prozeßgaszuführungsstutzen mit einem Schauglas versehen werden kann oder selbst in Form eines Schauglases ausgebildet sein kann, so daß es nunmehr möglich ist, den Behandlungsraum während der Durchführung der halbleitertechnologischen Prozesse zu beoachten. Eine derartige Beobachtungsmöglichkeit war bei den bekannten Behandlungsvor­ richtungen mit axialer Zufuhr des Prozeßgases nicht gegeben.

In der Figur ist schematisch eine erfindungsgemäß ausgebildete Behandlungsvor­ richtung dargestellt. Mit der Bezugsziffer 1 ist das Behandlungsrohr aus Quarzglas bezeichnet. In einem solchen Behandlungsrohr 1 werden beispielsweise mit einem Prozeßgas zu behandelnde Halbleiterscheiben angeordnet, die einer Diffusionsbehandlung ausgesetzt werden. In dem Behandlungsrohr 1 ist an seinem einen Ende ein Prozeßgaszuführungsstutzen 2 vorgesehen, dessen dem Behand­ lungsrohr 1 abgekehrtes Ende verschlossen ist. Dieses Ende ist mit dem Schau­ glas 4 versehen. Zur Einleitung von Prozeßgas ist seitlich in dem Prozeßgas­ zuführungsstutzen 2 ein Prozeßgaseinlaßrohr 3 so angesetzt, daß das Prozeßgas tangential in den Prozeßgaszuführungsstutzen 2 eintritt, d.h. das Prozeßgas­ einlaßrohr 3 mündet tangential in den Prozeßgaszuführungsstutzen 2. Das über das Prozeßgaseinlaßrohr 3 zugeführte Prozeßgas erhält in dem Prozeßgas­ zuführungsstutzen 2 eine Drallbewegung und strömt in Richtung der Achse 5 in das Behandlungsrohr 1 hinein. Im Übergangsbereich 6 des Behandlungsrohres 1 expandiert das einströmende Prozeßgas und es bildet sich eine im wesentlichen laminare, gleichmäßige Durchströmung des Querschnittes des Behandlungsrohres 1 aus.

Claims (3)

1. Behandlungsvorrichtung aus Quarzglas für die Durchführung halbleiter­ technologischer Prozesse, insbesondere Diffusionsrohr, mit an einem Ende eines Behandlungsrohres angeordnetem Prozeßgaszuführungsstutzen, der kreisförmigen Querschnitt und einen kleineren Durchmesser als das Behand­ lungsrohr besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich in den Prozeßgas­ zuführungsstutzen (2) ein Prozeßgaseinlaßrohr (3) im wesentlichen tangential zum kreisförmigen Querschnitt mündet und der Prozeßgaszufüh­ rungstutzen an seinem dem Behandlungsrohr (1) abgekehrten Ende verschlos­ sen ist.

2. Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prozeßgaseinlaßrohr an seiner Mündung in den Prozeßgaszuführungsstutzen düsenartig ausgebildet ist.

3. Behandlungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ver­ schlossene Ende des Prozeßgaszuführungsstutzens als Schauglas (4) ausgebildet ist.