Кассета для обработки полупроводниковых подложек Советский патент 1982 года по МПК H01L21/68 

(54) КАССЕТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

ПОДЛОЖЕК

1

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к технологии изготовления и очистки диффузйённых и эпитаксиальных структур, и может быть использовано в процессах химической, термической, ионно-плазменной, диффузионной и эпитаксиальной 5 обработки полупроводниковых подложек.

Известна кассета для полупроводниковых подложек, содержащая диэлектрическую рамку с натянутыми проволками и диэлектрическое основание с прорезями для Q фиксации подложек 1.

Однако при загрузке и выгрузке подложек на их поверхности могут образовываться дефекты типа царапин или натиров от соприкосновения с натянутыми проволоками, которые служат для ограничения 15 перемещения подложек в горизонтальной плоскости.

Сама кассета не обеспечивает плоскопараллельное расположение подложек, так как расстояние между соседними натянутыми проволоками превыщает толщину подложки.

Кроме того, ее невозможно применять в процессах, использующих индукционный или ВЧ-нагрев, так как проволока в этом

случае разогревается и искажает температурное поле.

Наиболее близкой к предлагаемой является кассета для обработки полупроводниковых подложек, содержащая размещенные на основании подложкодержатели, выполнение в виде диэлектрических стержней с пазами для размещения подложек 2.

Недостаток кассеты состоит в невозможности подачи на подложки электрического потенциала из внещней цепи, что ограничивает технологические возможности кассеты при проведении операций ионно-плазменной очистки или эпитаксии в электрическом поле.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в кассете для обработки полупроводниковых подложек, содержащей размещенные на основании подложкодержатели, выполненные в виде диэлектрических стержней с пазами для размещения подложек, диэлектрические стержни выполнены полыми и снабжены размещенными в них графитовыми стержнями с диэлектрическими вкладыщами, в каждом графитовом стержне выполнены пазы, совещенные с пазами каждого диэлектричесого стержня, при этом диэлектрические кладыши одного графитового стержня разещены в каждом четном его пазу, а друого графитового стержня - в каждом неетном его назу.

На фиг. 1 представлена предлагаемая кассета в сборе с размещенными в ней подложками; на фиг. 2 - графитовый стержень; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 2.Ю

Кассета для обработки полупроводниковых подложек содержит основание 1 в виде кварцевой рамки, на котором расположены подложкодержатели 2, выполненные в виде иэлектрических стержней с равномерно расположенными пазами 3 и 4 для разме- 5 щения подложек 5. Диэлектрические стержни выполнены полыми и снабжены размепхенными в них графитовыми стержнями 6 с диэлектрическими вкладыщами 7, а в каждом графитовом стержне 6 выполнены па- 2о зы 8, совмещенные с пазами 3 и 4 каждого диэлектрического стержня, при этом диэлектрические вкладыщи 7 одного графитового стержня размещены в каждом четно.м его пазу, а другого графитового стержня - в ка./кдом нечетном его назу. Вкладыши 7 25 фиксируются в диэлектрическом стержне с помощью отверстия 9. В торцах графитовых стержней б предусмотрены резьбовые отверстия (не показаны) для крепления токоведущих шин от внешнего источника питания.

Таким образом, четные подложки 5, размещенные в кассете, будут и.меть ;)лектрическии контакт с одним графитовым стержнем, а нечетные подложки - с другим. Набор подложек 5 в кассете можно рассмат- 5 ривать, как конденсатор постоянной емкости, определяемой лишь плопхадью подложек и их количеством в кассете, а так как подложки размещены в кассете плоскопараллельно с одинаковым шагом, то при подаче на стержни 6 электрического потен- 4D циала между любыми соседними подложками напряженность электрического поля будет одинакова.

Так как графитовые стержни изолированы друг от друга полыми стержнями и вкла- .дыщами 7 и расстояние между ними немного превыщает расстояние между соседними подложками, то электрическое взаимод(йствие между ними исключается (графит п качестве материала для стержней 6 выбран из соображений оптимального совмещения 50 таких его свойств, как, высокая проводимость, инертность к агрессивным средам, термостойкость, дешевизна и простота обработки).

Пригодность кассеты для термической, химической и диффузионной обработки вы- 5 текает с очевидностью из описания: пригодность кассеты для электрожидкофазной или газовой эпитаксии при наличии электрического смещения на подложках определяется экстенсивными факторами (способом подачи и удалением реагентов) и интесивными (наличием однородного электрического поля между подложками). Интенсивные же факторы, присущие самой кассете, наиболее полно и наглядно позволяет выявить метод ионно-плазменной очистки.

Кассету с подложками диаметром 76 мм типа КДБ - 10 подвергают ионно-плазменной обработке на макетном варианте установкиплазмохимическойочисткиРПХО-Г60В с кварцевым реактором диаметром 220 мм.

Количество обрабатываемых подложек ограничивают до 50 щт. в одном процессе. Зазор между подложками 8 мм. По краям набора подложек в кассете устанавливают по одной экранной пластине также из кремния КДБ-10 с тем же зазором 8 мм. Экранные пластины необходимы для обеспечения очистки боковых поверхностей крайних в кассете подложек.

Давление аргона в реакторе поддерживают на уровне 1-10 - , подаваемое на кассету ВЧ-напряжение 0,5 кВ.

Проводят пять процессов очистки. Длительность процессов меняют от 5 до 20 мин. Однородность разряда между пластинами контролируют визуально по интенсивности и окраске свечения плазмы. Свечение плазмы во время процесса очистки наблюдается также вокруг набора подложек на расстоянии примерно 10 мм, но характеризуется значительно меньшей интенсивностью.

Чистоту поверхности подложек после обработки в плазме контролируют визуально при косом освещении под микроскопом ММР-2Р в темном поле при увеличении от 50 до 200 раз, а также по характеру смачиваемости поверхности подложек деионизованной водой.

Визуальный контроль не выявил на поверхности подложек видимых загрязнений и светяпяихся точек, Поверхность подложек хорошо смачивается деионизованной водой, которая образует непрерывную пленку равной толщины, о чем свидетельствует однородность коэффициента отражения пленки. Качество очистки от длительности ионноплазменной обработки в интервале 5- 20 мин одинаково и удовлетворяет существующим технологическим требованиям.

На основании данных контроля качества подложек после ионно-плазменной обработки сделан вывод о пригодности кассеты для операций, предполагающих подачу на обрабатываемые подложки электрического потенциала (ионно-плазменная обработка, электрожидкофазная и газофазная эпитаксия и пр.).

Использование предлагаемой кассеты позволяет значительно сократить материальные и трудовые затраты в технологических процессах микроэлектроники, связанных с

неодрократнои переукладкои подложек в различные по конструкции межоперационные кассеты.

Формула изобретения

Кассета для обработки полупроводниковых подложек, содержащая размещенные на основании подложкодержатели, выполненные в виде диэлектрических стержней с пазами для размещения подложек, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, диэлектрические стержни выполнены полыми и снабжены

Фиг. /

размещенными в них графитовыми стержнями с диэлектрическими вкладышами, а в каждом графитовом стержне выполнены пазы, совмещенные с пазами каждого диэлектрического стержня, при этом диэлектрические вкладыши одного графитового стержня размещены в каждом четном его пазу, а другого графитового стержня - в каждом нечетном его пазу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 546045, кл. Н 01 L 21/68, 1975. 2. Патент США № 3998333, кл. 211-41, 1976.

0f/.

ф1/г.