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.The invention relates to a treatment device made of quartz glass for
the implementation of semiconductor technology processes, especially diffusion
tube, with process gas supply arranged at one end of a treatment tube
tion spigot, the circular cross-section and a smaller diameter
than the treatment tube has.
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.Such treatment devices are for example from DE-OS 35 44 812
known. In these known treatment devices in which the process
Gas is fed into the treatment tube in the axial direction is not too
avoid that a cold streak of process gas is very far into the treatment
lungsrohr extends so that thereby arranged in the treatment tube
Objects, such as semiconductor wafers, are not absolutely isothermal with the process gas
be charged. To better distribute the process gas in the treatment
Achieving pipe, it is also known to distribute and preheat the
Process gas baffles and gas deflection devices at the entrance of the process gas
to be arranged in the treatment tube.
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.
The invention has set itself the task of a treatment device
To create quartz glass for the implementation of semiconductor technology processes,
where the flow is as laminar and uniform as possible
Treatment tube with process gas guaranteed in the simplest possible way
becomes.
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.This task is solved for the treatment device characterized at the beginning
tion according to the invention in that laterally in the process gas supply nozzle
a process gas inlet tube substantially tangent to the circular cross
cut opens and the process gas supply nozzle on the treatment tube
opposite end is closed.
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.Due to the tangential supply of the process gas, this is added to the process gas
Guide spout issued a swirl movement and reached when process gas is supplied
at the same time an equal gas volume from the process gas supply nozzle in the
Transition area of the treatment tube. Rotation and translation in the direction
the axis of the treatment tube overlap, which is a good requirement
represents intensive cross-mixing of the process gas. When the
Process gas from the process gas supply pipe into the treatment tube is available
so there is a rotating gas continuum. The transition area of the treatment
for such a gas flow acts as a diffuser, so that the
Process gas flow expands and slows down, so that an even
laminar flow through the cross section of the treatment tube in the direction of
Pipe axis is done. Through the gas flow according to the invention, the
undesirable effect avoided that cold fresh process gas from one
central inlet point out of itself as a cold streak far into the treatment
duct extends.
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.It has been the case with treatment devices designed according to the invention
especially proven, the process gas inlet pipe in its mouth in the
Process gas supply nozzle to form nozzle-like. This will still
Swirl movement of the process gas in the process gas supply nozzle is increased.
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.The treatment device according to the invention also has
still the advantage that the closed end of the process gas supply nozzle
can be fitted with a sight glass or even in the form of a sight glass
can be designed so that it is now possible to the treatment room
to observe during the implementation of the semiconductor technology processes.
Such a possibility of observation was previously known in the treatment
directions with axial supply of the process gas are not given.
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.In the figure, a treatment device designed according to the invention is shown schematically. The treatment tube made of quartz glass is designated by the reference number 1 . In such a treatment tube 1 , for example, semiconductor wafers to be treated with a process gas are arranged, which are subjected to a diffusion treatment. In the treatment process tube 1, a gas-supplying pipe 2 is provided at its one end, the treatmen the lung pipe 1 end remote is closed. This end is provided with the show glass 4 . For the introduction of process gas, a process gas inlet pipe 3 is attached laterally in the process gas feed pipe 2 so that the process gas enters tangentially into the process gas supply pipe 2 , ie the process gas inlet pipe 3 opens tangentially into the process gas supply pipe 2 . Supplied through the process gas inlet tube 3 receives process gas in the process gas supplying pipe 2 is a swirling motion, and flows into the treatment pipe 1 in the direction of the axis. 5 In the transition area 6 of the treatment tube 1 , the inflowing process gas expands and an essentially laminar, uniform flow through the cross section of the treatment tube 1 is formed.