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Dokumentenidentifikation DE69900910T2 28.11.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 1076732
Titel EINSPRITZVORRICHTUNG FÜR EINEN REAKTOR
Anmelder Memc Electronic Materials, Inc., St. Peters, Mo., US
Erfinder LOTTES, R., Charles, St. Peters, US;
TORACK, A., Thomas, St. Peters, US
Vertreter Fechner, J., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 53773 Hennef
DE-Aktenzeichen 69900910
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 13.04.1999
EP-Aktenzeichen 999174360
WO-Anmeldetag 13.04.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/US99/08015
WO-Veröffentlichungsnummer 0009957343
WO-Veröffentlichungsdatum 11.11.1999
EP-Offenlegungsdatum 21.02.2001
EP date of grant 20.02.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.11.2002
IPC-Hauptklasse C30B 25/14
IPC-Nebenklasse C23C 16/455   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein einen Reaktor für die Abscheidung einer epitaxialen Schicht auf einer Halbleiterscheibe, und insbesondere einen Reaktor mit einem Injektor mit Schlitzen zur Dosierung der Reaktionsmittelgasströmung durch den Reaktor.

Herkömmliche horizontale Reaktoren haben eine Reaktionskammer, die sich horizontal zwischen einem Eingang und einem Ausgang für das Zuführen und Abblasen von Reaktionsmittelgas in die bzw. aus der Reaktionskammer erstreckt. Während des chemischen Dampfabscheidungsverfahrens ist eine Halbleiterscheibe auf einem in der Reaktionskammer angeordneten drehbaren Halter positioniert, und ein Reaktionmittelgas wird der Kammer durch einen Eintrittskanal zugeführt, der sich an den Kammereingang anschließt. Die Strömungsgeschwindigkeit des über die Scheibe streichenden Reaktionsmittelgases ist kritisch für das Dickenprofil und für die elektrischen Eigenschaften der epitaxialen Schicht, die sich während der chemischen Dampfabscheidung auf der Scheibe bildet. Um sicherzustellen, dass die gewünschten Eigenschaften erreicht werden, wir das Gas durch einen Injektor dosiert, der längs des Eintrittskanals positioniert ist.

Der Injektor hat eine Dosiervorrichtung mit einer oder mehreren großen Öffnungen, die das Gas passiert, wenn es zum Reaktor strömt. Quer zu den Öffnungen in der Dosiervorrichtung befestigte Blätter oder Dosierplatten blockieren die Öffnungen teilweise und bilden enge Schlitze, durch die das Reaktionsmittelgas strömt. Diese Schlitze begrenzen die Strömungsgeschwindigkeit des Reaktionsmittelgases, das der Reaktionskammer zugeführt wird. Jedes Blatt wird durch Befestigungsschrauben in seiner Lage gehalten, so dass seine Position relativ zu den Öffnungen einstellbar ist. Wenn die Position des Blattes eingestellt wird, ändert sich die Strömungsfläche und demzufolge die Strömungsgeschwindigkeit durch die Schlitze. Die Positionen des Blattes können so eingestellt werden, dass die Schlitze anströmseitig des Mittelpunktes der Reaktionskammer breiter sind als jene anströmseitig der Seiten der Kammer. Dies führt dazu, dass mehr Gas über die Scheibenmitte streicht, damit die Dicke der epitaxialen Schicht in der Mitte zunimmt. Wenn die Schlitzbreiten entsprechend den Seiten und der Mitte der Reaktionskammer gleich sind, resultiert eine unerwünschte, konkave epitaxiale Oberfläche.

Die Strömungsgeschwindigkeit des Reaktionsmittelgases ist eine Funktion der Breite der Schlitze. Insbesondere ist die Strömungsgeschwindigkeit durch jeden Schlitz eine Funktion der dritten Potenz der Schlitzbreite. Infolge dieser Beziehung sind die Gasströmungsgeschwindigkeiten durch die Schlitze in hohem Maße von deren Breite abhängig. Wenn beispielsweise eine Schlitzbreite 0,004 Zoll (0,1016 mm) beträgt, wenn 0,003 Zoll (0,0762 mm) erwünscht ist, beträgt die Strömungsgeschwindigkeit durch den Schlitz nahezu 240% der gewünschten Strömungsgeschwindigkeit. So ist ersichtlich, dass eine genaue Kontrolle der Schlitzbreite erforderlich ist, um die gewünschte epitaxiale Schicht zu erzeugen. Gegenwärtig ist diese Kontrolle schwierig zu erreichen. Die Blätter können verschoben werden, wenn die sie haltenden Befestigungsschrauben angezogen werden, wodurch Abweichungen von der gewünschten Schlitzbreite und somit der Strömungsgeschwindigkeit verursacht werden.

Da außerdem der Schlitz in der Dosiervorrichtung zwischen den Rändern des Blattes und der Öffnung gebildet wird, streicht das den Schlitz passierende Gas entlang der Wand der Öffnung. Infolgedessen wird die Strömung abströmseitig des Injektors durch Unstetigkeiten in der Wandung des Eintrittskanals leicht gestört. Diese Strömungsstörungen können die Qualität der durch den Reaktor erzeugten epitaxialen Schicht negativ beeinflussen.

Um große Variationen der Strömungsgeschwindigkeit infolge baulicher Unterschiede und potentieller Strömungsstörungen zu vermindern, hat man sich eine andere Blattart vorgestellt, die größenmäßig so ausgelegt ist, dass sie die Injektoröffnungen ganz abdeckt. Diese Blätter haben eine Reihe Von durchgebohrten Löchern, die es erlauben, dass das Reaktionsmittelgas durch die Blätter strömt. Obgleich diese Blätter die durch bauliche Unterschiede verursachte Veränderlichkeit der Strömungsgeschwindigkeit beseitigt, vergrößern sie Unterschiede der Strömungsgeschwindigkeit, die durch Bearbeitungstoleranzen der Löcher in den Blättern verursacht werden. Die Strömung durch ein kreisrundes Loch ist eine Funktion seines Durchmessers zur vierten Potenz. Somit beträgt die Strömungsgeschwindigkeit durch ein Loch von 0,004 Zoll (0,1016 mm) Durchmesser etwa 320% der Strömungsgeschwindigkeit durch ein Loch von 0,003 Zoll (0,0762 mm) Durchmesser. Wie für die Fachleute erkennbar, können aus kleinen Verschiedenheiten im Durchmesser des Injektorloches große Variationen der Strömungsgeschwindigkeit resultieren. Da außerdem die Lochdurchmesser festgelegt sind, müssen die Blätter ausgetauscht anstatt eingestellt werden, wenn verschiedene Strömungsgeschwindigkeiten gewünscht werden.

FR-A-2739871 beschreibt einen herkömmlichen Reaktor mit einer Reaktionskammer, einem Eintrittskanal, einem Halter und einem Injektor mit einem Injektorkörper und einer in dem Eintrittskanal angeordneten Injektorplatte, so dass zwischen dem Rand der Injektorplatte und der Seite des Eintrittskanals ein Spalt gebildet wird.

Kurz gesagt, ist die Vorrichtung der Erfindung ein horizontaler Reaktor zur Abscheidung einer epitaxialen Schicht auf einer in dem Reaktor enthaltenen Halbleiterscheibe durch ein chemisches Dampfabscheidungsverfahren. Der Reaktor umfasst generell eine Reaktionskammer, die nach Größe und Form für die Aufnahme einer Halbleiterscheibe eingerichtet ist, und einen neben der Reaktionskammer an dem Anströmende der Kammer angeordneten Eintrittskanal, der zwecks Zuführung von Reaktionsmittelgas zu der Reaktionskammer mit dieser in Verbindung steht. Ferner enthält der Reaktor einen in der Reaktionskammer angeordneten Halter zur Halterung der Halbleiterscheibe während des chemischen Dampfabscheidungsverfahrens. Ferner umfasst der Reaktor einen Injektor, der gegenüber dem Halter horizontal versetzt ist und neben der Reaktionskammer an deren Anströmende angeordnet ist. Der Injektor umfasst einen Injektorkörper und eine getrennt an dem Körper angebrachte Dosierplatte, die im Allgemeinen die Strömung des Reaktionsmittelgases durch den Eintrittskanal blockiert und einen Schlitz hat, der sich innerhalb des Plattenumfangs gänzlich durch die Platte erstreckt. Der Schlitz ist größenmäßig zur selektiven Drosselung der Strömung des Reaktionsmittelgases durch die Platte eingerichtet, um dadurch die Zuführung des Reaktionsmittelgases zu der Kammer zu dosieren.

Nach einem anderen Aspekt ist die Vorrichtung der Erfindung ein Injektor zur Verwendung in einem horizontalen Reaktor zur Abscheidung einer epitaxialen Schicht auf einer in der Reaktionskammer des Reaktors gehalterten Halbleiterscheibe während eines chemischen Dampfabscheidungsverfahrens. Der Injektor umfasst einen Körper, der von der Halbleiterscheibe horizontal versetzt ist und neben der Reaktionskammer an dem anströmseitigen Ende der Kammer angeordnet ist. Der Injektor hat ferner eine an dem Körper lösbar angebrachte Dosierplatte mit einem Schlitz, der sich gänzlich innerhalb des Plattenumfangs durch die Platte erstreckt. Der Schlitz ist größenmäßig zur selektiven Drosselung der Strömung des Reaktionsmittelgases durch die Platte bemessen, um dadurch die Zuführung des Reaktionsmittelgases zu der Reaktionskammer zu dosieren.

Andere Ziele und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend teils einleuchtend und teils näher ausgeführt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist eine schematische, unvollständige Seitenansicht eines Reaktors der vorliegenden Erfindung, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 ist eine vergrößerte unvollständige Teilansicht des Reaktors, die seinen Injektor im Schnitt sowie ein Tor in geschlossener Position zeigt;

Fig. 3 ist eine Endansicht des Reaktors teilweise im Schnitt, um den inneren Aufbau zu zeigen; und

Fig. 4 ist eine unvollständige Aufsicht des Reaktors, teilweise im Schnitt, um den inneren Aufbau zu zeigen.

Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Ansichten der Zeichnung entsprechende Teile.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Es wird nun auf die Zeichnung, insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein horizontaler Reaktor zur Abscheidung einer epitaxialen Schicht auf einer Halbleiterscheibe W in seiner Gesamtheit durch die Bezugszahl 10 bezeichnet ist. Der Reaktor 10 ist in einem Gehäuse 12 (teilweise gezeigt) enthalten und umfasst allgemein eine Reaktionskammer 14, einen Halter 16, obere und untere Heizungsanordnungen 18 bzw. 20, einen Injektor 22 und ein Toraggregat 24 (die Bezugszahlen bezeichnen ihre Gegenstände allgemein).

Die Reaktionskammer 14, die nach Größe und Form für die Aufnahme der Halbleiterscheibe W eingerichtet ist, erstreckt sich horizontal zwischen einem Eingang 30 für die Zuführung von Reaktionsmittelgas zu der Kammer und einem Ausgang 32 zum Abblasen des Reaktionsmittelgases aus der Kammer. Der Eingang 30 und der Ausgang 32 haben Flansche 34 bzw. 36 zur lösbaren Verbindung der Reaktionskammer 14 mit Prozessleitungen (nur teilweise gezeigt), die das Reaktionsmittelgas zu und aus der Kammer transportieren. Wie weiter unten näher erläutert wird, wird die Scheibe W vor und nach dem chemischen Dampfabscheidungsverfahren mittels eines Roboters (nicht gezeigt) durch den Eingang 30 in die Kammer 14 eingesetzt und aus ihr entnommen. Die Reaktionskammer 14 der bevorzugten Ausführungsform ist aus Quarz hergestellt, obgleich andere Werkstoffe benutzt werden können, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Der Halter 16 umfasst einen Drehtisch 40 mit einer kreisförmigen Vertiefung 42 auf seiner Oberseite zur Aufnahme einer Scheibe W. Der Drehtisch 40 ist auf einer Welle 44 angebracht, die den Drehtisch während der chemischen Dampfabscheidung langsam dreht, um das epitaxiale Material und die Wärmeenergie über die Oberfläche der Scheibe W gleichmäßig zu verteilen. Obgleich die Welle 44 nach Darstellung mit dem Drehtisch 40 direkt verbunden ist, kann an dem oberen Ende der Welle ein herkömmlicher dreiarmiger Ausleger (nicht gezeigt) zum Halten des Drehtischs angebracht sein.

Wie in Fig. 1 weiter gezeigt ist, haben die obere und untere Heizungsanordnung 18, 20 Infrarot-Heizlampen 50, die Wärmestrahlung auf den Halter 16 richten, um die Halbleiterscheibe W und den Halter während des Dampfabscheidungsverfahrens zu erhitzen. Mit Ausnahme des Injektors 22 sind alle zuvor beschriebenen Reaktorbauteile herkömmlicher Bauart und werden in weiteren Einzelheiten nicht beschrieben. Obgleich andere Reaktoren ebenfalls als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegend angesehen werden, sind die Komponenten des oben beschriebenen Reaktors 10 der bevorzugten Ausführungsform von dem Reaktor Epsilon I Epitaxial Epi, der von Advanced Semiconductor Materials America Inc., Phoenix, Arizona, hergestellt wird.

Wie in Fig. 2 gezeigt, umfasst der Injektor 22 allgemein einen Eintrittskörper 62, eine Dosierarmatur 64 und einen Speicher 66. Der Eintrittskörper 62 hat einen horizontalen Kanal 70, der sich ganz durch den Körper erstreckt. Dieser Kanal 70 ist mit dem Eingang 30 der Reaktionskammer 14 ausgefluchtet, wenn der Injektor 22 an der Kammer installiert ist, damit Scheiben W den Kanal passieren können, wenn der Reaktor 20 be- und entladen wird. Wie in Fig. 3 gezeigt, verlaufen drei vertikale Kanäle 72a-72c von dem horizontalen Kanal 70 aufwärts zu dem oberen Ende des Eintrittskörpers 62. Der horizontale und die vertikalen Kanäle 70 und 72a-72c bilden zusammen einen Teil eines allgemein mit 74 bezeichneten Eintrittskanal für die Zuführung von Reaktionsmittelgas zu der Reaktionskammer 14. Ein Kühlkanal 76 umgibt den horizontalen Kanal für die Zirkulation von Kühlwasser durch den Körper 62. Von dem Körper 62 nach unten ragende Rohre 78 sind mit den entgegengesetzten Enden des Kühlkanals 76 verbunden, um Kühlwasser zu und von dem Injektor 22 zu transportieren. In den Eintrittskörper 62 sind Löcher 80 zur Befestigung des Injektors 22 an dem Gehäuse 12 vorgesehen, um den Körper an dem Eingang 30 der Reaktionskammer 14 zu halten. Wie in Fig. 2 dargestellt, dichtet ein Dichtungsring 82 die Trennfläche zwischen dem Eintrittskörper 62 und der Reaktionskammer 14.

Wie in Fig. 3 gezeigt, enthält die Dosierarmatur 64 drei Vertiefungen 90a-90c zur Aufnahme von Dosierplatten 92a-92c über den vertikalen Kanälen 72a-72c des Eintrittskörpers 62, um im Allgemeinen die Strömung des Reaktionsmittelgases durch den Eintrittskanal 74 abzusperren. Wie in Fig. 4 dargestellt, hat jede Platte 92a-92c zwei Schlitze 94a-94f, die sich innerhalb des Plattenumfangs gänzlich durch die Platte erstrecken. Jeder Schlitz 94a-94f ist größenmäßig für die selektive Drosselung der Strömung des Reaktionsmittelgases an der betreffenden Platte 92a-92c bemessen, um die Zuführung von Reaktionsmittelgas zu der Reaktionskammer 14 zu dosieren. Beispielsweise kann jeder Schlitz eine Länge von ein Zoll (25,4 mm) und eine Breite von weniger als 0,02 Zoll (0,508 mm) haben. Insbesondere hat jeder Schlitz eine Breite zwischen 0,002 Zoll (0,0508 mm) und 0,015 Zoll (0,381 mm).

Bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform sind die anströmseitig des Mittelteils des Halters 16 befindlichen Schlitze (das sind die zentralen Schlitze 94c und 94d, die das Reaktionsmittelgas dosieren, das über den Mittelteil einer von dem Halter gehalterten Scheibe W streicht) breiter als die Schlitze an den entgegengesetzten Enden der zentralen Schlitze (das sind die Seitenschlitze 94a, 94b, 94e und 94f). Diese Anordnung bewirkt, dass ein größeres Volumen des Reaktionsmittelgases über den mittleren Teil der Scheibe als über den Randbereich der Scheibe strömt. Diese Anordnung führt ferner zu einer flacheren epitaxialen Oberfläche und verringert das Potenzial der Bildung einer unerwünschten konkaven epitaxialen Oberfläche. Obgleich andere Anordnungen als innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegend anzusehen sind, haben die zentralen Schlitze 94c, 94d der bevorzugten Ausführungsform Breiten von weniger als 0,02 Zoll (0,508 mm), und die Seitenschlitze 94a, 94b, 94e, 94f haben Breiten von weniger als 0,01 Zoll (0,254 mm). Insbesondere haben die mittleren Schlitze 94c, 94d Breiten zwischen 0,009 Zoll (0,2296 mm) und 0,015 Zoll (0,381 mm), und die Seitenschlitze 94a, 94b, 94e, 94f haben Breiten zwischen 0,002 Zoll (0,0508 mm) und 0,005 Zoll (0,127 mm). Ferner hat jeder Schlitz im Allgemeinen eine gleichmäßige Breite über seine Länge.

Obgleich andere Methoden zur Bildung der Schlitze 94a- 94f in den Dosierplatten 92a-92c der vorliegenden Erfindung vorstellbar sind, werden die Schlitze der bevorzugten Ausführungsform durch elektrische Drahtentladungsbearbeitung hergestellt. Kleine (z. B. 3/32 Zoll (2,38125 mm)) Anfangslöcher 96 werden in den Platten 92a-92c gebildet, um die Schlitze 94a-94f zu beginnen. Obgleich diese Löcher 96 (z. B. durch Hartlöten oder Schweißen) gefüllt werden können, sind sie bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform so angeordnet, dass sie durch die Armatur 64 versperrt werden, wie weiter unten erläutert wird.

Wie in Fig. 3 gezeigt, sind in der Dosierarmatur 64 sechs Schlitze 98a-98f vorgesehen. Jeder dieser Schlitze ist unter einem der Schlitze 94a-94f in den Dosierplatten 92a-92c angeordnet, um dem Reaktionsmittelgas zu ermöglichen, die Dosierplatten zu passieren und frei in den betreffenden vertikalen Kanal 72a-72c in den Eintrittskörper 62 einzuströmen. Die Schlitze 98a-98f in der Dosierarmatur 64 sind kürzer als die Schlitze 94a-94f in den Dosierplatten 92a-92c. Die Schlitze 98c-98d in der Dosierarmatur 64, die den zentralen Schlitzen 94c, 94d in der Dosierplatte 92b entsprechen, haben Längen von 0,75 Zoll (19,05 mm), und die Schlitze 98a, 98b, 98e, 98f in der Dosierarmatur, die den Seitenschlitzen 94a, 94b, 94e, 94f in den Dosierplatten 92a, 92c entsprechen, können Längen von 0,50 Zoll (12,7 mm) haben. Die Schlitze 98a-98f in der Dosierarmatur 64 überlappen vorzugsweise die Schlitze 94a- 94f in den Platten 92a-92c, so dass die Enden der Schlitze in den Platten blockiert sind. Wie oben angedeutet macht es diese Ausgestaltung nicht erforderlich, die Anfangslöcher 96 in den Dosierplatten auszufüllen. Die Löcher 96 müssen jedoch von den Enden der Schlitze 98a-98f in der Dosierarmatur 64 weit genug Abstand haben, um eine Strömung in Längsrichtung durch die Schlitze 94a-94f in den Platten 92a-92c zu verhindern. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind in den Dosierplatten 92a-92c Löcher 100 vorgesehen, um die Platten mit Befestigungsmitteln (nicht gezeigt) an der Armatur 64 zu befestigen. Entsprechende Löcher 102 in der Armatur 64 können mit Innengewinde versehen sein, um diese Befestigungsmittel aufzunehmen.

Wie in Fig. 3 gezeigt, verläuft von dem unteren Ende des Speichers 66 ein Hohlraum 110 nach oben, um Reaktionsmittelgas unter einem im Wesentlichen konstanten Druck an die Dosierplatten 92a-92c zu liefern. Ein allgemein mit 112 bezeichneter Verteiler ist durch ein Paar ineinander gesteckter Rohre 114a, 114b gebildet. Der Verteiler erstreckt sich an der Oberseite des Hohlraums 110 in Längsrichtung durch den Speicher 66. Das innere Rohr 114a ist mit einer (teilweise gezeigten) Rohrleitung 116 verbunden, die an eine (nicht gezeigte) Reaktionsmittelgasquelle angeschlossen ist, um dem Injektor 14 Reaktionsmittelgas zuzuführen. Ein Loch 118 mittig auf der Oberseite des inneren Rohres 114a ermöglicht den Eintritt des Reaktionsmittelgases in einen Ringkanal 120, der zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr 114a, 114b gebildet ist. Eine Reihe von Löchern 122 entlang dem Boden des äußeren Rohres 114b ermöglicht den Eintritt des Gases in den Hohlraum 110 unterhalb des Verteilers 112. Wie für die Fachleute ersichtlich, verteilt diese Verteilerausbildung das Reaktionsmittelgas unter einem im Wesentlichen konstanten Druck über den Hohlraum 110.

An jedem Ende des Verteilers sind zur Zentrierung des inneren Rohres 114a in dem äußeren Rohr 114b O-Ringe 124 vorgesehen. Ferner ist das Abströmende des inneren Rohres 114a (in Fig. 3 nach links dargestellt) zusammengedrückt, um zu verhindern, das Gas durch das Ende in den Ringkanal 120 eintritt. An beiden Enden des Speichers 66 ist mittels Befestigungsschrauben 128 eine Stirnplatte 126 befestigt. Die Rohre 114a, 114b sind jeweils an einer dieser Stirnplatten 126 angebracht, so dass die Rohre von den gegenüberliegenden Seiten des Speichers 66 in den Hohlraum 110 eintreten. Zwischen den Stirnplatten 126 und dem Speicher 66 sind O-Ringe 130 vorgesehen, um zu verhindern, dass Gas aus dem Hohlraum 110 entweicht. Der Speicher 66 und die Dosierarmatur 64 sind durch Bolzen 132 an dem Eintrittskörper 62 befestigt. Der Injektor 22 der bevorzugten Ausführungsform ist im Wesentlichen aus einer Edelstahllegierung hergestellt, obgleich er auch aus anderen Werkstoffen bestehen kann, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist das Toraggregat 24 neben dem Injektor 22 an dem Gehäuse 12 angebracht. Das Aggregat 24 umfasst ein Tor 140, das auf einer von dem Gehäuse 112 aufwärts ragenden Stütze 142 schwenkbar angebracht ist. Ein mit dem Tor 140 durch ein Zwischenglied 146 verbundenes pneumatisches Betätigungsglied 144 öffnet und schließt das Tor, um das Laden und Entladen von Scheiben W zu ermöglichen. Wenn das Betätigungsglied 144, wie in Fig. 2 gezeigt, ausgefahren ist, blockiert das Tor 140 den horizontalen Kanal 70 durch den Eintrittskörper 62. Ein auf dem Tor 140 angebrachter O-Ring 148 dichtet den Eintrittskanal 74 ab, wenn das Tor geschlossen ist. Wenn jedoch das Betätigungselement 144 wie in Fig. 1 gezeigt eingefahren ist, schwenkt das Tor 140 in eine offene Lage. Eine in dem Tor 140 vorgesehene Öffnung 150 ermöglicht einem (nicht gezeigten) Roboterarm und einer Scheibe W, durch den horizontalen Kanal in dem Eintrittskörper 62 in die Reaktionskammer 14 einzufahren.

Im Hinblick auf das oben Gesagte ist ersichtlich, dass die verschiedenen Ziele der Erfindung erreicht und andere vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden.


Anspruch[de]

1. Horizontaler Reaktor zur Abscheidung einer epitaxialen Schicht auf einer in dem Reaktor (10) enthaltenen Halbleiterscheibe (W) durch ein chemisches Dampfabscheidungsverfahren, wobei der Reaktot (10) umfasst:

eine Reaktionskammer (14), die nach Größe und Form zur Aufnahme einer Halbleiterscheibe (W) eingerichtet ist;

einen neben der Reaktionskammer (14) an deren Anströmende angeordneten Eintrittskanal (74), der mit der Reaktionskammer (14) zwecks Zuführung von Reaktionsmittelgas in Verbindung steht;

einen in der Reaktionskammer (14) angeordneten Halter (16) für die Halterung der Halbleiterscheibe (W) während des chemischen Dampfabscheidungsverfahrens; und

einen von dem Halter (16) horizontal abgesetzten, neben der Reaktionskammer (14) an deren Anströmende angeordneten Injektor (22), der eine Dosierarmatur (64) und eine an der Armatur (64) lösbar angebrachte Dosierplatte (92a-92c) umfasst, die im Allgemeinen eine Strömung des Reaktionsmittelgases durch den Eintrittskanal (74) blockiert und einen Schlitz (94a-94f) hat, der sich gänzlich innerhalb des Umfangs der Platte (92a-92c) durch die Platte (92a-92c) erstreckt und größenmäßig für die wahlweise Drosselung der Strömung des Reaktionsmittelgases durch die Platte (92a-92c) eingerichtet ist, um dadurch die Zuführung des Reaktionsmittelgases zu der Kammer (14) zu dosieren.

2. Reaktor nach Anspruch 1, bei dem der Schlitz (94a-94f) eine Breite von weniger als 0,02 Zoll (0,508 mm) hat.

3. Reaktor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Dosierplatte eine anströmseitig des mittleren Teils des Halters (16) angeordnete mittlere Dosierplatte (92b) für die Dosierung von über einen mittleren Teil einer auf dem Halter (16) gehalterten Scheibe (W) strömendem Reaktionsmittelgas ist, und der Injektor (22) zwei an entgegengesetzten Enden der zentralen Dosierplatte (92b) angeordnete Dosierseitenplatten (92a, 92c) umfasst, von denen jede einen Schlitz (94a, 94b, 94e, 94f) enthält, der sich gänzlich innerhalb des Umfangs der betreffenden Seitenplatte (92a, 92c) durch diese Seitenplatte erstreckt, zur Dosierung von über entsprechende äußere Teile der Scheibe (W) strömendem Reaktionsmittelgas anströmseitig der entgegengesetzten Außenteile des Halters (16) angeordnet ist und jeder von ihnen sich durch die Dosierseitenplatten (92a, 92c) erstreckt und größenmäßig für die selektive Drosselung der Strömung des Reaktionsmittelgases durch die betreffende Seitenplatte (92a, 92c) eingerichtet ist, um dadurch die Zuführung von Reaktionsmittelgas zu der Kammer (14) zu dosieren.

4. Reaktor nach Anspruch 3, bei dem die zentralen Schlitze (94c, 94d) und die Seitenschlitze (94a, 94b, 94e, 94f) über ihre Länge eine im Allgemeinen gleichmäßige Breite haben.

5. Reaktor nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, bei dem jeder Seitenschlitz (94a, 94b, 94e, 94f) eine Breite hat, die kleiner als eine Breite des zentralen Schlitzes (94c, 94d) ist.

6. Reaktor nach Anspruch 5, bei dem der zentrale Schlitz eine Breite zwischen 0, 009 Zoll (0,2286 mm) und 0, 015 Zoll (0,381 mm) hat und bei dem jeder Seitenschlitz eine Breite zwischen 0,002 Zoll (0,0508 mm) 0,005 Zoll (0,127 mm) hat.

7. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Injektor (22) einen Eintrittskörper (62), der zur Anbringung an der Reaktionskammer (14) abströmseitig der Dosierplatte (94a-94f) zwecks Leitung des Reaktionsmittelsgases durch den Schlitz (94a-94f) quer über eine durch den Halter (16) gehalterte Scheibe (W) eingerichtet ist, und einen anströmseitig der Dosierplatte (94a-94f) angeordneten Speicher (64) umfasst, um die Dosierplatte (94a-94f) mit Reaktionsmittelgas unter einem im Wesentlichen konstanten Druck zu beaufschlagen.

8. Injektor zur Verwendung in einem horizontalen Reaktor zur Abscheidung einer epitaxialen Schicht auf einer in der Reaktionskammer (14) des Reaktors (10) gehalterten Halbleiterscheibe (W) während eines chemischen Dampfabscheidungsverfahrens, wobei der Injektor (22) eine Dosierarmatur (64), die von der Halbleiterscheibe (W) horizontal abgesetzt und neben der Reaktionskammer (14) anströmseitig von ihr angeordnet ist, und eine an der Armatur (64) lösbar angebrachte Dosierplatte (92a-92c) umfasst, die einen Schlitz (94a-94f) hat, der sich gänzlich innerhalb des Umfangs der Platte (92a-92c) durch die Platte (92a-92c) erstreckt und größenmäßig zur wahlweisen Drosselung der Strömung des Reaktionsmittelgases durch die Platte (92a-92c) eingerichtet ist, um dadurch die Zuführung von Reaktionsmittelgas zu der Reaktionskammer (14) zu dosieren.

9. Injektor nach Anspruch 8, bei dem die Dosierplatte eine anströmseitig eines zentralen Teils des Reaktors (14) angeordnete, zentrale Dosierplatte (92b) zur Dosierung von über einen mittleren Teil einer in dem Reaktor (14) gehalterten Scheibe (W) strömendem Reaktionsmittelgas ist, und der Injektor (22) ferner zwei Dosierseitenplatten (92a- 92c) umfasst, die an entgegengesetzten Enden der zentralen Dosierplatte (92b) an der Armatur (64) lösbar angebracht sind, wobei jede der Seitenplatten (92a-92c) Schlitze (94a, 94b, 94e, 94f) hat, die sich durch die betreffenden Seitenplatten (92a, 92c) erstrecken und anströmseitig der in entgegengesetzten äußeren Teile des Reaktors (14) zur Dosierung von über entsprechende äußere Teile der Scheibe (W) strömendem Reaktionsmittelgas angeordnet sind, die genannten Schlitze (94a-94f) sich durch die zentrale Dosierplatte (92b) erstrecken und die genannten Dosierseitenplatten (92a, 92c) größenmäßig zur wahlweisen Drosselung der Strömung des Reaktionsmittelgases durch die Platte (92a, 92c) ausgelegt ist, um dadurch die Zuführung von Reaktionsmittelgas zu der Reaktionskammer (14) zu dosieren.

10. Injektor nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, ferner mit

einem Eintrittskörper (62), der für die Anbringung an dem Reaktor (14) abströmseitig der Dosierplatte (92a, 92c) eingerichtet ist, um das durch den Schlitz (94a-94f) strömende Reaktionsmittelgas quer über die Oberfläche einer in dem Reaktor (14) gehalterten Scheibe (W) zu lenken, und

einem anströmseitig der Dosierplatte (92a-92c) angeordneten Speicher (66) für die Beaufschlagung der Dosierplatte (92a-92c) mit Reaktionsmittelgas unter einem im Wesentlichen konstanten Druck.







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