Ofentechnologien für Halbleiterprozesse

Für viele Halbleiterprozesse werden normalerweise vertikale Rohröfen und horizontale Rohröfen eingesetzt und im nicht-kontinuierlichen Betrieb eingesetzt. Die Scheiben werden in ein Boot geladen, das Boot fährt in das Ofenrohr, der Prozess wird abgearbeitet, das Boot fährt wieder aus und die Wafer werden entladen.

Alternativ können Durchlauföfen eingesetzt werden, die ein Transportband nutzen um Proben durch den Ofentunnel zu befördern. Diese Durchlauföfen sind jedoch nicht so partikelarm und Gase wie POCl3 können zur Dotierung nicht eingesetzt werden.

Für Halbleiteranwendungen ist der Stand der Technik die Nutzung von Rohröfen, heutzutage hauptsächlich von Vertikalöfen. Für Anwendungen in der Elektronikindustrie und für Solaranwendungen wurden bislang oft Durchlauföfen genutzt, um Kosten zu sparen.

Kontinuierlicher Diffusionofen

Nun hat JTEKT (ehemals Koyo) einen Ofentyp entwickelt, um die Vorteile beider Ofenarten zu vereinigen und um gleichzeitig die Kosten zu reduzieren: JTEKT hat einen in-line, kontinuierlich arbeitenden Rohrofen entwickelt. Die Wafer werden auf Quarzwägen mit einer Beladung von je 100 Wafern schrittweise durch den Ofen geschoben. Das Design der Wägen ist dabei entscheidend für eine gute Temperaturgleichmäßigkeit über den Wafer und beeinflusst damit stark das Prozessergebniss der Dotierung mit POCl3. Gasschleusen an beiden Enden des Rohres trennen den Prozessraum von der Umgebung.

Vorteile

  • Zwei Rohre nebeneinander ermöglichen eine einfache Automatisierung.
  • Durch den Wegfall der Beladestation ergibt sich eine deutlich kleinere Standfläche als beim herkömmlichen Horizontalofen.
  • Da die Beladezeit entfällt wird der Durchsatz erheblich gesteigert.
  • Der Ofen spart Energie, da Aufheiz- und Abkühlphasen entfallen.
  • Da kein Transportband installiert ist kommt es auch nicht zu thermischen Verlusten durch das Ausfahren eines heissen Transportbandes.
  • Es wird weniger Gas verbraucht, da keine Spülprozesse nötig sind.
  • Aufgrund des einfacheren Aufbaus, wird der Ofen zudem günstiger.
inline Rohrofen zur Kontinuierlichen POCl3-Dotierung von Siliciumscheiben

Obwohl dieser Ofen ursprünglich für die Phosphor-Dotierung von Solarzellen mit POCl3 entwickelt wurde, kann das System auch für andere, in der Halbleiterindustrie genutzte Prozesse eingesetzt werden, solange die Prozesszeit nicht zu lang wird.

JTEKT Thermo Systems und Crystec freuen sich darauf, für sie eine kostengünstige Anlage aufzubauen, die Ihren strengsten Anforderungen entspricht.