Устройство для осождения слоев из газовой фазы Советский патент 1981 года по МПК B01J17/32 

,жностью перемещения в вертикальной плоскости синфаэно,а в горизонтальной плоскости-противофазно.

На фиг. 1 представлена схема реактора; на фиг. 2 - кинематическая схема перемещаемого механизма.

Реактор 1 разметен внутри нагрева(Теля 2 (печь сопротивления). Шлюзовые камеры 3 обеспечивают герметичность рабочего пространства реакт.ора и подачу полупроводниковых подложек 4 в реактор, а также выгрузку подложек из реактора. Во время перемещения через рабочую камеру подложки совершают поступательное и одновременно вращательное движение вокруг собственной оси. Средство для перемещения состоит из подвижных трубок 5, неподвижной трубки 6 и кривсааипно-шатунного механизма 7, которий приводится в движение от мотора 8. К трубкам 5 по всей длине приварены ограничители 9, которые не позволяют подложкам уходить в сторону от оси реактора. Ограничители 9, приваренные по всей длине к трубке б, обеспечивают устойчивость подложек во время холостого хода перемещающегося устройства.

На фиг. 1 и 2 подвижные трубки 5 показаны в крайнем верхнем (рабочем) положении. Механизмы 7 с противоположных сторон реактора работают синхронно.

Весь кривсяаипно-шатунный механизм и герметичный ввод вращения от вала мотора расположены в камере 10, которая стоит между реактором 1 и шлюзовыми камерами 3. Герметичность обеспечивается специальными уплотнениями.

Устройство работает следуквдим образом.

При вращении вала мотора 8 оба плеча преобразователя поднимаются и опускаются одновременно, так как ось преобразователя расположена вертикально и жестко закреплена. Одновременно поднимаются и опускаются крайние трубки 5. На уровне середины . траектоЕ 1И подвижных трубок расположена неподвижная трубка б, на которую опускается подложка, когда подвижные трубки 5 находятся ниже среднего уровня. Время прохождения подвижных трубок ниже неподвижной опоры - это время холостого хода, когда подложка находится в покое, а крайние трубки возвращаются в исходное положение.

Кагждая точка плеч преобразователя совершает движение по траектории в форме эллипса или окружности (в зависимости от расстояния до оси преобразователя) . Горизонтальные составляющие ТЕ аектории (вдоль оси реактора) для точек, расположенных с разных сторон от оси, имеют противоположные направления. Соответственно подвижные трубки в направлении оси реактора движутся в противофазе, что приводит к повороту подложки на некоторый угол во время рабочего хода трубок, Во время холостого хода трубки возвращаются в исходное положение и цикл повторяется. За некоторое число циклов подложка совершает полный оборот вокруг своей оЪи.

Подвижные трубки расположены на разных расстояниях от оси преобразователя . Амплитуды перемещения трубок вдоль оси реактора различны в разных направлениях. Это приводит к шаговому поступательному перемещению подложек вдоль оси реактора в направлении движения трубки с большей амплитудой во время рабочего хода.

Таким образом, подложки перемещаются вдоль оси реактора и одновременно вращаются вокруг своей оси.

Разброс времени прохождения подложек весь реактор составляет не более ±.3%. Подложки применялись со срезом для определения кристаллографических направлений. Измерения стабильности скорости движения прх водились при температуре .

Описанный процесс перемещения подложек через реакционную камеру исключает возможность загрязнения рабочей зоны реактора из средства перемещения, так как элементы последнего совершают колебательные движения с небольшой с1мплитудой (3-10 к®л) В то же время подложки при движении вращаются, что обеспечивает равномерное осаждение слоев, так как исключаются эффекты, обусловленные радиальной неоднородностью распределения температуры и газового потока.

Предложенный реактор был выполнен для осаждения слоев нитрида кремния толщиной 1000А на кремниевые подложки диаметром 40 мм. Осаждение нитрида кремния проводится в результате взаимодействия силана и в потоке газа-носителя-аргона при температуре 700-850С. Давление - атмосферное. Трубки устройства перемещения подложек через реактор выполнены из кварца.

Производительность непрерывно работакадего реактора составляет для данного процесса 30-50 подложек в1 ч. Скорость перемещения подложек можно перестраивать (максимальная производительность до 200 подложек в 1ч.), неравномерность толщины слоя нитрида кремния не превышает 5%

Предложенная конструкция реактора может быть использована для непрерывного осаждения слоев диэлектриков, полупроводников и металлов из газообразных соединений с активацией процесса нагревом, электрическим разрядом или излучением. Реактор может быть использован для газового травления полупроводниковых материалов и для плазмохимического травления