Die vorliegende Erfindung betrifft ein Waferboot und einer Behandlungsvorrichtung für Wafer, die zum Erzeugen eines Plasmas zwischen darin aufgenommenen Wafern geeignet sind.

In der Halbleiter- sowie der Solarzellentechnik ist es bekannt, scheibenförmige Substrate aus unterschiedlichen Materialien, die nachfolgend unabhängig von ihrer geometrischen Form und ihrem Material als Wafer bezeichnet werden, unterschiedlichen Prozessen auszusetzen.

Dabei werden die Wafer häufig sowohl Einzelbehandlungsprozessen als auch Chargenprozessen, d.h. Prozessen bei denen mehrere Wafer gleichzeitig behandelt werden, ausgesetzt. Sowohl für Einzelprozesse als auch Chargenprozesse müssen die Wafer jeweils in eine gewünschte Behandlungsposition gebracht werden. Bei Chargenprozessen geschieht dies in der Regel dadurch, dass die Wafer in sogenannte Boote eingesetzt werden, welche Aufnahmen für eine Vielzahl von Wafern besitzen. In den Booten werden die Wafer in der Regel jeweils parallel zueinander angeordnet. Solche Boote können passiv sein, sodass sie neben einer Haltefunktion keine weitere Funktion während der Prozessierung der Wafer.

Es gibt aber auch Waferboote, die beispielsweise für eine Plasmaprozes- sierung von Wafern in der Halbleiter- oder Solarzellentechnologie verwendet werden, die neben der Haltefunktion auch eine Elektrodenfunktion besitzen. Hierbei wird das Waferboot beispielsweise durch eine Vielzahl von elektrisch leitenden Platten gebildet, die üblicherweise aus Graphit bestehen. Die Platten sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, und zwischen benachbarten Platten werden Aufnahmeschlitze zur Aufnahme von Wafern gebildet. Die zueinander weisenden Seiten der Platten besitzen jeweils entsprechende Aufnahmeelemente für Wafer, so dass an jeder dieser Seiten Wafer aufgenommen werden können. Als Aufnahmeelemente sind üblicherweise an jeder zu einer anderen Platte weisenden Plattenseite Stifte vorgesehen, welche den Wafer aufnehmen. In jedem Aufnahmeschlitz können somit wenigstens zwei Wafer derart vollständig zwischen den Platten aufgenommen werden, dass sie einander gegenüberliegen. Benachbarte Platten des Waferbootes sind elektrisch üblicherweise gegeneinander isoliert und zwischen direkt benachbarten Platten wird während des Prozesses eine Wechselspannung üblicherweise im kHz-Bereich oder auch im MHz-Bereich angelegt. Hierdurch soll zwischen den Platten und insbesondere zwischen den an den jeweiligen Platten gehaltenen Wafern ein Plasma ausgebildet werden, um eine Plasmabehandlung wie zum Beispiel eine Plasmaabscheidung oder eine Plasmanitridierung von Schichten vorzusehen.

Für die Anordnung der Platten zueinander werden Abstandselemente eingesetzt, die jeweils eine vorbestimmte Länge zur Einstellung vorbestimmter Abstände zwischen den Platten besitzen. Ferner werden an Kontaktenden der Platten auch elektrisch leitende Elemente eingesetzt, um jeweils jede zweite Platte elektrisch leitend zu verbinden um diese mit einem gleichen Potential beaufschlagen zu können. Diese leitenden Elemente besitzen einen möglichst geringen Widerstand, um eine gleichmäßige Beaufschlagung der Platten zu ermöglichen und Verluste in den Elementen zu beschränken.

Plasma-Prozesse zur Abscheidung (PECVD) in Wafer-Booten lassen sich vorteilhaft bei höheren Frequenzen, z.B. 13.56 MHz, betreiben. Ab einer gewissen Anzahl von Wafern zur gleichzeitigen Bearbeitung in einem Boot, zum Beispiel bei mehr als 300 Wafern ist eine hoher Strom von über zum Beispiel 50A (typisch 100A für ca. 400 Wafer) erforderlich. Dieser hohe Strom führt zu hohen Leistungsverlusten an Kontakt- und Verbindungselementen durch ohmsche Verluste, hohen Spannungen und dadurch parasitären Plasmen durch Zuleitungsinduktivitäten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Waferboot und ein Verfahren zur Plasmabehandlung von Wafern vorzusehen, welche eine verbesserte Prozessierung der Wafer ermöglichen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Waferboot nach Anspruch 1 , eine Plasma-Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 16 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Insbesondere ist ein Waferboot für die Plasmabehandlung von scheibenförmigen Wafern, insbesondere Halbleiterwafern vorgesehen, das folgendes aufweist: eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Platten aus einem elektrisch leitenden Material, die an ihren zueinander weisenden Seiten jeweils wenigstens eine Aufnahme für einen Wafer aufweisen, die einen Aufnahmebereich der Platten definieren, wobei die Platten untereinander derart verbunden sind, dass eine erste Anzahl der Platten eine erste Gruppe von elektrisch leitend miteinander verbundenen Platten bildet, eine zweite Anzahl der Platten eine zweite Gruppe von elektrisch leitend miteinander verbundenen Platten bildet, wobei die Platten der ersten und zweiten Gruppe abwechselnd vorgesehen sind und zwischen Platten der ersten und zweiten Gruppe jeweils wenigstens eine Platte vorgesehen ist, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden ist.

Durch diesen Aufbau des Waferbootes lassen sich im Betrieb wenigstens zwei Plasmen in Reihe schalten. Damit fließt der hochfrequente Strom nicht nur durch ein Plasma, sondern zum Beispiel zwei Plasmen, die jeweils durch die wenigstens eine Platte getrennt sind, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden ist. Indem zum Beispiel jede zweite Platte - die zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten liegende Platte - in einem Boot nicht kontaktiert ist, stellt sich - über eine im Wesentlichen kapazitive Spannungsteilung - die Spannung der nicht kontaktierten Platten selbstständig ein. Es kommt somit zu einer Reihenschaltung von Plasmen zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist innerhalb der ersten und zweiten Gruppe jede vierte der Platten elektrisch leitend mit den Anderen verbunden. Hierdurch wird zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe jeweils eine Reihenschaltung von zwei Plasmen ermöglicht, welche durch die wenigstens eine Platte getrennt sind, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind zwischen Platten der ersten und zweiten Gruppe jeweils zwei Platten vorgesehen sind, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden sind. Hierdurch wird zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe eine Reihenschaltung von drei Plasmen ermöglicht. Um eine Plasmaerzeugung zu bewirken ist aber im Vergleich zur vorhergehenden Ausführungsform eine entsprechend höhere Spannung zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten erforderlich, um eine entsprechende Plasmazündung zu erreichen. Bei dieser Ausführungsform ist zum Beispiel innerhalb der ersten und zweiten Gruppe jede sechste der Platten elektrisch leitend mit den Anderen verbunden.

Bevorzugt sind die Platten jeweils über Abstandselemente beabstandet zueinander gehalten, wobei die Abstandselemente jeweils isolierend sind oder einen Widerstand von wenigstens 20kQ, bevorzugt im Bereich von 40kQ aufweisen. Bei den Abstandselementen mit einem Widerstand von wenigstens 20kQ ist es möglich über das Anlegen einer Gleichspannung oder einer Niederfrequenz-Wechselspannung zwischen Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten einen Stromfluss durch die Abstandselemente und hierüber einen Widerstandsheizeffekt zu bewirken. Bei einer Hochfrequenz- Wechselspannung wirken die Abstandselemente hingegen isolierend. Die Abstandselemente können beispielsweise aus Polysilizium bestehen.

Bei einer Ausführungsform weisen die Platten wenigstens der ersten und zweiten Gruppe an ihren Längsenden jeweils Kontaktnasen auf, die über Kontaktelemente mit Kontaktnasen anderer Platten derselben Gruppe elektrisch leitend verbunden sind, wobei die Kontaktnasen der Platten der ersten Gruppe in einer unterschiedlichen Ebenen liegen wie die Kontaktnasen der Platten der zweiten Gruppe. Gegenüber dem einleitend beschriebenen Waferboot, bei dem jeweils jede zweite Platten elektrisch leitend verbunden ist, verringert sich die Anzahl von Kontaktelementen zur Verbindung der Platten wodurch die Wärmekapazität des Bootes verringert werden kann. Hierdurch kann zum Beispiel eine Aufheizphase verkürzt werden und die Temperaturverteilung über das Boot kann gleichmäßiger werden.

Bevorzugt ist die kombinierte thermische Masse der Summe der Kontaktelemente und der Summe Kontaktnasen kleiner ist als die thermische Masse des sonstigen Waferbootes, insbesondere kleiner als 1 /10 der thermischen Masse des sonstigen Waferbootes. Ferner ist bevorzugt die Impedanz der Summe der Kontaktblöcke und der Summe Kontaktnasen kleiner ist als die Impedanz des sonstigen Waferbootes.

Bei einer anderen Ausführungsform sind die Platten wenigstens der ersten und zweiten Gruppe jeweils über wenigstens ein sich unterhalb der Platten erstreckendes Kontaktelement elektrisch leitend verbunden, wobei die Kontaktelemente für die Platten der ersten und zweiten Gruppe in Längsrichtung der Platten voneinander beabstandet sind. Dieser Aufbau ermöglicht besonders vorteilhaft, dass ein elektrischer Kontakt mit einem Zuleitungskontakt induktivitätsarm am Boden der Bootes durch Absenken des Bootes hergestellt werden kann. Somit kann die Gewichtskraft des Bootes für eine hohe Andruckkraft im Kontakt genutzt werden. Dadurch werden eine hohe Zuverlässigkeit und eine gleichmäßige Stromdichteverteilung gewährleistet.

Ferner ist eine Plasma-Behandlungsvorrichtung für Wafer vorgesehen, die einen Prozessraum zur Aufnahme eines Waferbootes des oben beschriebenen Typs aufweist. Die Plasma-Behandlungsvorrichtung weist auch Mittel zum Steuern oder Regeln einer Prozessgasatmosphäre in dem Prozessraum und wenigstens eine Spannungsquelle auf, die mit den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten in geeigneter Weise verbindbar ist, um zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten eine ausreichende elektrische Spannung anzulegen, um zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten eine Reihe von wenigstens zwei Plasmen zu erzeugen, welche durch die wenigstens eine Platte getrennt sind, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden ist. Eine solche Plasma-Behandlungsvorrichtung ermöglicht eine verbesserte Plasmabehandlung von Wafern.

Bevorzugt ist die wenigstens eine Spannungsquelle geeignet wenigstens eine Hochfrequenz-Wechselspannung und optional eine Gleichspannung oder eine Niederfrequenz-Wechselspannung anzulegen. Während die Hochfrequenz- Wechselspannung für eine Plasmaerzeugung geeignet ist, kann die optionale Gleichspannung oder Niederfrequenz-Wechselspannung in Kombination mit bestimmten Abstandselementen für eine Widerstandsheizung eingesetzt werden.

Bei einer Ausführungsform weist die Plasma-Behandlungsvorrichtung wenigsten eine Zusatz-Heizeinheit zum Aufheizen des Prozessraums und der darin aufgenommenen Wafer aufweist.

Bei dem Verfahren ist eine Vielzahl Wafern in sich in einer Prozesskammer befindenden Waferboot des oben beschriebenen Typs aufgenommen. Für eine Behandlung der Wafer wird eine Hochfrequenz-Wechselspannung zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten derart angelegt, dass während einer Prozessphase zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten jeweils ein Reihe von wenigstens zwei Plasmen erzeugt wird, welche durch die wenigstens eine Platte getrennt sind, die nicht elektrisch mit den Platten der ersten oder zweiten Gruppe verbunden ist. Hierdurch lassen sich die schon oben genannten Vorteile erreichen.

Bevorzugt wird vor und/oder während der Plasmaerzeugung die Temperatur und/oder die Gasatmosphäre in der Prozesskammer gesteuert oder geregelt. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Anlegen der Hochfrequenz-Wechselspannung zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten eine Gleichspannung oder eine Niederfrequenz- Wechselspannung angelegt, um in Abstandselementen zwischen Platten einen Stromfluss und hierüber einen Widerstandsheizeffekt zu bewirken.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert; in den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Waferbootes;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf das Waferboot gemäß Fig. 1 ;

Fig. 3 eine schematische Vorderansicht des Waferbootes gemäß Fig. 1 ;

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Plasma-Behandlungsvorrichtung mit darin aufgenommen Waferboot gemäß Fig. 1 ;

Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf ein alternatives Waferboot, zum Einsatz in einer Plasma-Behandlungsvorrichtung; und

Fig. 6 eine schematische Vorderansicht des Waferbootes gemäß Fig. 1.

In der Beschreibung verwendete Begriffe wie oben, unten, links und rechts beziehen sich auf die Darstellung in den Zeichnungen und sind nicht einschränkend zu sehen. Sie können aber bevorzugte Ausführungen beschreiben. Die Formulierung im Wesentlichen bezogen auf parallel, senkrecht oder Winkelangaben soll Abweichungen von ± 3° umfassen, wobei Abweichungen bevorzugt kleiner ± 1 ° sind.

Im Nachfolgenden wird der Grundaufbau eines Waferbootes 1 für den Einsatz in einer Plasma-Behandlungsvorrichtung anhand der Figuren 1 bis 3 näher erläutert, wobei Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Waferbootes 1 zeigt und die Figuren 2 und 3 eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht zeigen. In den Figuren werden dieselben Bezugszeichen verwendet, sofern dieselben oder ähnliche Elemente beschrieben werden. Das Waferboot 1 wird durch eine Vielzahl von Platten 6, Kontaktierungseinheiten 7 und Spanneinheiten 8 gebildet. Das dargestellte Waferboot 1 ist speziell für eine Schichtabscheidung aus einem Plasma, zum Beispiel von Si3N4, SiNx, a-Si etc, und insbesondere eine Plasma Nitridierung von Wafern geeignet.

Die Platten 6 bestehen jeweils aus einem elektrisch leitenden Material, und sind insbesondere als Graphitplatten ausgebildet, wobei je nach Prozess eine Beschichtung oder Oberflächenbehandlung des Platten-Grundmaterials vorgesehen sein kann. Die Platten 6 besitzen jeweils sechs Aussparungen 10, die im Prozess von den Wafern abgedeckt sind, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Obwohl bei der dargestellten Form sechs Aussparrungen pro Platte 6 vorgesehen sind, sei bemerkt, dass auch eine größere oder kleinere Anzahl vorgesehen sein kann.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind insgesamt dreiundzwanzig Platten 6 vorgesehen, die über die entsprechende Kontaktiereinheiten 7 und Spanneinheiten 8 im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, um dazwischen Aufnahmeschlitze 1 1 zu bilden. Bei dreiundzwanzig Platten 6 werden somit zweiundzwanzig der Aufnahmeschlitze 1 1 gebildet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine bestimmte Anzahl von Platten beschränkt.

Die Platten 6 weisen wenigstens jeweils auf ihrer zu einer benachbarten Platte 6 weisenden Seite Gruppen von jeweils drei Aufnahmeelementen 12 auf, die so angeordnet sind, dass sie einen Wafer dazwischen aufnehmen können. Die Gruppen der Aufnahmeelemente 12 sind jeweils um eine jede Aussparungen 10 herum angeordnet, wie schematisch in Fig. 1 angedeutet ist. Die Wafer können derart aufgenommen werden, dass die Aufnahmeelemente jeweils unterschiedliche Seitenkanten des Wafers kontaktieren. Dabei sind in Längsrichtung der Plattenelemente (entsprechend den Ausnehmungen 10) insgesamt jeweils sechs Gruppen von Aufnahmeelementen zum jeweiligen Aufnehmen eines Halbleiterwafers vorgesehen. An ihren Enden weisen einige der Platten 6 in Längsrichtung vorstehende Kontaktnasen 13 auf, die für eine elektrische Kontaktierung der Platten 6 dienen, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Dabei sind drei Ausführungsformen von Platten 6 vorgesehen, die sich hinsichtlich der Kontaktnasen 13 unterscheiden. Bei einer Ausführungsform sind die Kontaktnasen 13 jeweils im direkten Anschluss an die Unterkante ausgeführt (Typ 1 ), während sie bei einer anderen Ausführungsform von der Unterkante beabstandet sind (Typ 2), wobei der Abstand zur Unterkante größer ist als die Höhe der Kontaktnasen 13 der Platten der anderen Ausführungsform. Ferner gibt es eine Ausführungsform, die keine Kontaktnasen aufweist (Typ 3). Die Ausführungsformen an Platten 6 sind in dem Waferboot 1 derart angeordnet, dass sich Platten des Typs 1 und Typs 2 abwechseln und jeweils eine Platte des Typs 3 dazwischen angeordnet ist. Wie am besten in der Ansicht gemäß Fig. 2 zu erkennen ist, liegen die Kontaktnasen 13 von Platten 6 des Typs 1 und des Typs 2 in der Anordnung des Waferbootes 1 auf unterschiedlichen Ebenen. Bei jeder vierten Platte 6 liegen die Kontaktnasen 13 jedoch in derselben Ebene. Hierdurch werden durch die Kontaktnasen 13 zwei beabstandete Kontaktebenen gebildet.

Die in einer jeweiligen Kontaktebene liegenden Kontaktnasen 13 werden über Kontaktelemente, die auch als Kontaktblöcke 15 bezeichnet werden, aus einem elektrisch gut leitenden Material, insbesondere Graphit, elektrisch verbunden und mit einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet. Im Bereich der Kontaktnasen 13 und in jedem der Kontaktblöcke 15 ist jeweils wenigstens eine Durchgangsöffnung vorgesehen. Diese ermöglichen im zueinander ausgerichteten Zustand das Durchführen eines Spannelements 16, das einen Schaftteil (nicht sichtbar) und einen Kopfteil aufweist, wie zum Beispiel einer Schraube. Über ein auf das freie Ende des Schaftteils wirkendes Gegenelement, wie zum Beispiel eine Mutter 17 können die Platten 6 dann zueinander fixiert werden. Hierbei werden die Platten in zwei unterschiedlichen Gruppen zueinander fixiert und zwar derart, dass sich die Platten des Typs 1 und des Typs 2 abwechseln und jeweils dazwischen eine Platte des Typs 3 aufgenommen ist. Dabei kann das Spannelement 16 aus elektrisch leitendem Material bestehen was aber nicht notwendig ist. Die Kontaktblöcke 15 besitzen jeweils vorzugsweise dieselbe Länge (in der Richtung, die den Abstand zwischen Kontaktnasen 13 der Platten 6 definiert) und zwar entsprechend der Breite von vier Aufnahmeschlitzen 1 1 plus der Breite von drei Platten 6. Die Kontaktblöcke 15 sind bevorzugt so ausgebildet, dass sie eine geringe thermische Masse besitzen und insbesondere sollte die Summe der Kontaktblöcke eine geringere thermische Masse aufweisen als die Summe der Platten 6. Bevorzugt sollte die kombinierte thermische Masse der Summe der Kontaktblöcke und der Summe der Kontaktnasen 13 der Platten kleiner sein als die thermische Masse der Summe der Platten 6 abzüglich der thermischen Masse der jeweiligen Kontaktnasen 13.

Ferner sind in den Platten benachbart zur Oberkante und zur Unterkante weitere Durchgangsöffnungen vorgesehen, die jeweils das Durchführen eines Spannelements 19, das einen Schaftteil (nicht sichtbar) und einen Kopfteil aufweist, wie zum Beispiel einer Schraube der Spanneinheit 8 erlauben. Diese können wiederum mit entsprechenden Gegenelementen 20, wie zum Beispiel Muttern Zusammenwirken. Bei der Dargestellten Ausführungsform sind jeweils sieben Durchgangsöffnungen benachbart zur Oberkante und sieben Durchgangsöffnungen benachbart zur Unterkante vorgesehen. Dabei sind um jede Aussparung 10 jeweils vier Durchgangsöffnungen angeordnet, und zwar annähernd symmetrisch hierzu. Als weiterer Teil der Spanneinheit ist eine Vielzahl Abstandselementen 22 vorgesehen, die beispielsweise als Abstandshülsen mit im Wesentlichen gleicher Länge ausgebildet sind. Die Abstandselemente 22 sind jeweils im Bereich der jeweiligen Durchgangsöffnungen zwischen direkt benachbarten Platten 6 angeordnet.

Die Schaftteile der Spannelement 19 sind jeweils so bemessen, dass sie sich durch entsprechende Öffnungen aller Platten 6 sowie jeweilige dazwischen befindliche Abstandselemente 22 hindurch erstrecken können. Über das wenigstens eine Gegenelement 20, können dann alle Platten 6 im Wesentlichen parallel zueinander fixiert werden. Es sind jedoch hier auch andere Spanneinheiten mit Abstandselementen 22 denkbar, welche die Platten 6 mit dazwischen befindlichen Abstandselementen 22 im Wesentlichen parallel anordnen und verklemmen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind bei 22 Aufnahmeschlitzen und insgesamt 14 Abstandselementen 22 pro Schlitz (sieben benachbart zur Oberkante und sieben benachbart zur Unterkante) 308 Abstandselemente vorgesehen.

Die Spannelemente 19 sind bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Material, während die Abstandselemente 22 aus einem elektrisch isolierenden oder einem leitenden Material bestehen können. Wenn die Abstandselemente 22 aus einem elektrisch leitenden Material Insbesondere bestehen ist das Material derart hochohmig, dass die Abstandselemente beim Anlegen einer Gleich- oder Niederfrequenzspannung mit ausreichender Amplitude als ein Widerstandselement dienen, jedoch beim Anlegen einer Hochfrequenzspannung (zum Erzeugen eines Plasmas zwischen den Platten) keine wesentliche Dämpfung der Wellenausbreitung vorsehen. Für die Niederfrequenzspannung wird insbesondere ein Frequenzbereich von 1 bis 10 KHz und für die Hochfrequenzspannung ein Bereich über 40 KHz - insbesondere Frequenzen im MHz-Bereich - in Betracht gezogen. Bei der dargestellten Ausführung mit der gewählten Verteilung sollte beispielweise jedes Abstandselement einen Widerstand von größer 3kQ, insbesondere von größer 20kQ oder gar größer 40kQ besitzen. Beispielsweise können die Abstandselemente aus dotiertem Silizium , Polysilizium oder einem anderen geeigneten Material bestehen, dass einerseits durch den Prozess nicht beeinträchtigt wird und andererseits den Prozess nicht beeinträchtigt, insbesondere keine Verunreinigungen in den Prozess einbringt. Während über die Kontaktelemente 15 die Platten 6 einer Gruppe (oben liegende Kontaktnase 13/unten liegende Kontaktnase 13) elektrisch verbunden und zueinander fixiert sind, sind über die Abstandselemente 22 alle Platten verbunden und zueinander fixiert.

Im Nachfolgenden wird nun der Grundaufbau einer Plasma-Behandlungs vorrichtung 30, in der ein Waferboot 1 des obigen Typs (aber auch ein konventionelles Waferboot) einsetzbar ist, anhand der Figur 4 näher erläutert, wobei Figur 4 eine schematische Seitenansicht der Behandlungsvorrichtung 30 zeigt.

Die Behandlungsvorrichtung 30 besteht aus einem Prozesskammerteil 32 und einem Steuerteil 34. Der Prozesskammerteil 32 besteht aus einem einseitig verschlossenen Rohrelement 36, dass im inneren eine Prozesskammer 38 bildet. Das offene Ende des Rohrelements 36 dient zur Beladung der Prozesskammer 38 und es kann über einen nicht dargestellten Schließmechanismus verschlossen und hermetische abgedichtet werden, wie es in der Technik bekannt ist. Das Rohrelement besteht aus einem geeigneten Material, das in den Prozess keine Verunreinigungen einbringt, elektrisch isoliert ist und den Prozessbedingungen hinsichtlich Temperatur und Druck (Vakuum) standhält, wie zum Beispiel Quarz. Das Rohrelement 36 weist an seinem geschlossenen Ende gasdichte Durchführungen für die Zu- und Ableitung von Gasen sowie Strom auf, die in bekannter Weise ausgebildet sein können. Entsprechende Zu- und Ableitungen könnten aber auch am anderen Ende oder aber auch seitlich an einem geeigneten Ort zwischen den Enden vorgesehen sein.

Das Rohrelement 36 ist von einer Ummantelung 40 umgeben, die das Rohrelement 38 thermisch gegenüber der Umgebung isoliert. Zwischen der Ummantelung 40 und dem Rohrelement 36 ist eine nicht näher dargestellte Fleizeinrichtung vorgesehen, wie beispielsweise ein Widerstandsheizer, der geeignet ist das Rohrelement 36 aufzuheizen. Eine solche Fleizeinrichtung kann aber zum Beispiel auch im inneren des Rohrelements 36 vorgesehen sein oder das Rohrelement 36 selbst könnte als Fleizeinrichtung ausgebildet sein. Derzeitig wird aber eine außen liegende Fleizeinrichtung bevorzugt und insbesondere eine solche, die verschiedene, individuell ansteuerbare Fleizkreise aufweist.

Im inneren des Rohrelements 36 sind nicht näher dargestellte Aufnahmeelemente vorgesehen, die eine Aufnahmeebene zur Aufnahme eines Waferbootes 1 (das in Fig. 4 nur teilweise gezeigt ist), das beispielsweise des obigen Typs sein kann, bilden. Das Waferboot kann aber auch derart in das Rohrelement 36 eingesetzt werden, dass es auf der Wand des Rohrelements 36 aufsteht. Dabei wird das Waferboot im Wesentlichen oberhalb der Aufnahmeebene gehalten und ist ungefähr mittig im Rohrelement angeordnet. Durch entsprechende Aufnahmeelemente und oder ein direktes Aufsetzen auf das Rohrelement wird somit in Kombination mit den Abmessungen des Waferbootes ein Aufnahmeraum definiert, in dem sich ein ordnungsgemäß eingesetztes Waferboot befindet. Das Waferboot kann über einen geeigneten nicht dargestellten Handhabungsmechanismus als Ganzes im beladenen Zustand in die Prozesskammer 38 hinein und aus dieser heraus gehandelt werden. Dabei wird bei einer Beladung des Waferbootes automatisch ein elektrischer Kontakt mit jeweils wenigstens einem Kontaktblock 15 jeder der Gruppen von einen Kontaktblock aufweisenden Platten 6 hergestellt, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.

Im Inneren des Rohrelements 36 sind ferner ein unteres Gasführungsrohr 44 und ein oberes Gasführungsrohr 46 vorgesehen, die aus einem geeigneten Material wie beispielsweise Quarz bestehen und eine Zuführung bzw. Abführung von Prozessgas über ermöglichen.

Nachfolgend wird nun der Steuerteil 34 der Behandlungsvorrichtung 30 näher erläutert. Der Steuerteil 34 weist eine Gassteuereinheit 60, Unterdruck- Steuereinheit 62, eine elektrische Steuereinheit 64 und eine nicht näher dargestellte Temperatursteuereinheit auf, die alle gemeinsam über eine übergeordnete Steuerung, wie beispielsweise einen Prozessor angesteuert werden können. Die Temperatursteuereinheit steht mit der nicht dargestellten Heizeinheit in Verbindung, um primär die Temperatur des Rohrelements 36 bzw. der Prozesskammer 38 zu steuern bzw. zu regeln.

Die Gassteuereinheit 60 steht mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Gasquellen 66, 67, 68, wie beispielweise Gasflaschen, die unterschiedliche Gase enthalten in Verbindung. In der dargestellten Form sind drei Gasquellen dargestellt, wobei natürlich auch eine beliebige andere Anzahl vorgesehen sein kann. Beispielsweise können die Gasquellen Di-Chlorsilan, Tri- Chlorsilan, SihU, Phosphin, Boran, Di-Boran, German, Ar, h , TMA Nhh, N2 und verschiedene andere Gase an entsprechenden Eingängen der Gassteuereinheit 60 bereitstellen. Die Gassteuereinheit 60 besitzt zwei Ausgänge, wobei einer der Ausgänge mit dem unteren Gasführungsrohr 44 verbunden ist und der Andere mit einer Pumpe 70 der Unterdruck- Steuereinheit 62. Die Gassteuereinheit 60 kann die Gasquellen in geeigneter Weise mit den Ausgängen verbinden und den Durchfluss von Gas Regeln, wie es in der Technik bekannt ist. Somit kann die Gassteuereinheit 60 insbesondere über das untere Gasführungsrohr 44 unterschiedliche Gase in die Prozesskammer einleiten.

Die Unterdruck-Steuereinheit 62 besteht im Wesentlichen aus der Pumpe 70 und einem Druck-Regelventil 72. Die Pumpe 70 ist über das Druck-Regelventil 72 mit dem oberen Gasführungsrohr 46 verbunden und kann hierüber die Prozesskammer auf einen vorbestimmten Druck abpumpen. Die Verbindung von der Gassteuereinheit 60 zur Pumpe dient dazu aus der Prozesskammer abgepumptes Prozessgas gegebenenfalls mit N2 zu verdünnen.

Die elektrische Steuereinheit 64 weist wenigstens eine Spannungsquelle auf, die geeignet an einem Ausgang derselben wenigstens eine der folgenden bereitzustellen, eine Gleichspannung, eine Niederfrequenzspannung und eine Hochfrequenzspannung. Der Ausgang der elektrischen Steuereinheit 64 steht über eine Leitung mit einer Kontaktiereinheit für das Waferboot in der Prozesskammer in Verbindung. Die Leitung ist über eine entsprechende vakuum- und temperaturtaugliche Durchführung durch die Ummantelung 40 und in das Rohrelement 36 eingeführt. Dabei ist die Leitung insbesondere so aufgebaut, dass sie als Koaxialleitung 74 mit einem Innenleiter und einem Außenleiter ausgebildet ist. Die Koaxialleitung 74 führt im Wesentlichen bis zu den Kontaktbereichen des Waferbootes 1 . Die Innen- und Außenleiter werden in geeignete Weise mit unterschiedlichen Gruppen (Typ 1 bzw. Typ 2) der Platten 6 verbunden. Die Figuren 5 und 6 zeigen ein alternatives Waferboot 1 , dass in einer Plasma-Behandlungsvorrichtung 30 des obigen Typs eingesetzt werden kann. Bei dieser Ausführungsform werden dieselben Bezugszeichen verwendet sofern gleiche oder ähnliche Elemente beschrieben werden.

Das Waferboot 1 wird wieder durch eine Vielzahl von Platten 6, Kontaktierungseinheiten 7 und Spanneinheiten 8 gebildet. Im Gegensatz zu den Platten 6 der ersten Ausführungsform sind die Platten 6 dieser Ausführungsform alle des Typs 3, d.h. sie besitzen keine Kontaktnasen an ihren Längsenden. Ansonsten können die Platten gleich wie zuvor aufgebaut sein. Die Platten 6 sind im Wesentlichen wie zuvor über Spanneinheiten 8 mit Spannelementen 19, Gegenelementen 20 und Abstandselementen 22 im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und fixiert.

Ein wesentlicher Unterschied zum Waferboot der ersten Ausführungsform liegt in den Kontaktierungseinheiten 7, die hier durch zwei Kontaktelemente 80, 82 gebildet werden. Die Kontaktelemente 80, 82 erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zu und unterhalb der Platten 6. Die Kontaktelemente 80, 82 sind in der Längsrichtung der Platten 6 voneinander beabstandet und sind bevorzugt bezüglich einer Mittelebene der Platten 6 symmetrisch angeordnet.

Die Kontaktelemente 80, 82 besitzen jeweils einen Hauptkörper 84 bzw. 84' und Kontaktvorsprünge 86 bzw. 86‘. Die Kontaktvorsprünge 86 bzw. 86' sind jeweils so aufgebaut, dass sie eine Unterkante einer Platte 6 aufnehmen und elektrisch kontaktieren können. Dabei sind die Kontaktvorsprünge 86 bzw. 86' in Längsrichtung der Kontaktelemente 80, 82 so beabstandet, das jeweils jede vierte Platte 6 des Waferbootes durch ein jeweiliges Kontaktelemente 80, 82 elektrisch kontaktiert wird. Wiederum ergibt sich eine elektrische Kontaktierung bei der zwischen unterschiedlich elektrisch kontaktierten Platten 6 jeweils eine nicht elektrisch kontaktierte Platte 6 angeordnet ist. Statt der Kontaktvorsprünge 86 bzw. 86' an den Kontaktelemente 80, 82 wäre es auch möglich an elektrisch zu kontaktierenden Platten 6 nach unten vorstehende Kontaktnasen vorzusehen, die durch Aufnahmen in Kontaktelemente 80, 82 oder auch separate Kontaktelemente (ähnlich den Kontaktelementen 15) elektrisch verbindbar sind. Wenn die Platten 6 nach unten vorstehende Kontaktnasen aufweisen, wäre für den Aufbau des Waferbootes nur zwei unterschiedliche Typen von Platten notwendig, ein Typ ohne Nasen und ein Typ mit nach unten vorstehender Kontaktnase, die bezüglich einer Längsmittelebene versetzt ist. Durch entsprechende Drehung der Platten können dies dann mit dem einen oder dem anderen Kontaktelement 80, 82 verbunden werden.

Diese Anordnung der Kontaktierungseinheiten 7 ermöglicht insbesondere eine Kontaktierung durch Aufsetzen auf einen Zuleitungskontakt (innerhalb einer Prozesskammer). Somit kann ein elektrischer Kontakt mit einem Zuleitungskontakt induktivitätsarm am Boden der Bootes durch Absenken des Bootes hergestellt werden kann. Dabei kann die Gewichtskraft des Bootes für eine hohe Andruckkraft im Kontakt genutzt werden was hohe Zuverlässigkeit und eine gleichmäßige Stromdichteverteilung gewährleistet.

Nachfolgend wird nun der Betrieb der Plasma-Behandlungsvorrichtung 30 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, wobei beispielhaft als Behandlung eine durch Plasma unterstützte Siliciumnitrid oder Aluminiumoxidabscheidung in einem durch 13,56 MHz angeregten Plasma beschrieben wird. Die Behandlungsvorrichtung 30 kann aber auch für andere durch Plasma unterstützte Abscheidungsprozesse eingesetzt werden, wobei das Plasma auch durch andere Frequenzen zum Beispiel im Bereich 40kHz angeregt werden kann. Die Koaxialleitung 74 ist aber besonders für Frequenzen im MHz-Bereich vorgesehen und optimiert.

Zunächst wird davon ausgegangen wird, dass ein beladenes Waferboot 1 des oben beschrieben Typs (gemäß Fig. 1 ) in die Prozesskammer 38 geladen ist und diese durch den nicht dargestellten Schließmechanismus verschlossen ist. Dabei ist das Waferboot 1 so beladen, dass in jedem der Aufnahmeschlitze 1 1 insgesamt 12 Wafer, im vorliegenden Beispiel insbesondere Si-Wafer, aufgenommen sind und zwar jeweils sechs an jeder der Platten 6. Dabei sind die Wafer so aufgenommen, dass sie sich paarweise gegenüber liegen, wie es in der Technik bekannt ist.

In diesem Zustand befindet sich der Innenraum auf Umgebungsdruck und kann beispielsweise über die Gassteuereinheit 60 (in Kombination mit der Unterdruck-Steuereinheit 62) mit N2 gespült bzw. geflutet werden.

Das Rohrelement 36 und somit die Prozesskammer 38 werden über die nicht gezeigte Heizeinrichtung erwärmt, um das Waferboot 1 und die darin aufgenommenen Wafer auf eine

Wenn ein Waferboot 1 des Typs mit hochohmigen Abstandselementen vorgesehen ist, kann zur Unterstützung der Erwärmung über die elektrische Steuereinheit 64 eine Gleich- oder Niederfrequenz-Wechselspannung an das Waferboot 1 angelegt werden. Dabei ist die Spannung ausreichend hoch, so dass über die hochohmigen Abstandselemente 22 Strom geleitet wird und diese als Widerstandsheizelemente wirken. Hierdurch wird Heizleistung speziell in die Aufnahmeschlitze 1 1 eingebracht, sodass gegenüber einer Aufheizung von außen wesentlich schneller die vorbestimmte Temperatur erreicht werden kann. Je nach Widerstand der Abstandselemente werden Spannungen im Bereich von wenigstens 200 V bis ungefähr 1 kV in Betracht gezogen, um einen Ausreichenden Stromfluss und eine ausreichende Erwärmung der Abstandselemente 22 zu erreichen.

Wenn die vorbestimmte Temperatur des Waferbootes 1 und damit der ganzen Einheit (Waferboot 1 , Wafer und Rohrelement 36) erreicht ist, kann die elektrische Steuereinheit 64 zunächst deaktiviert werden und die Prozesskammer wird über die Unterdruck-Steuereinheit 62 auf einen vorbestimmten Unterdrück abgepumpt. Beim Erreichen des vorbestimmten Unterdrucks wird über die Gassteuereinheit 60 ein gewünschtes Prozessgas wie zum Beispiel S1H4/N H3 für eine Siliciumnitrid-Abscheidung in einem definierten Mischungsverhältnis in Abhängigkeit von den geforderten Schichteigenschaften eingeleitet, während über die Unterdruck-Steuereinheit 62 weiterhin der Unterdrück durch Absaugen des eingeleiteten Prozessgases aufrecht erhalten wird.

Über die elektrische Steuereinheit 64 wird nun eine HF-Spannung mit einer Frequenz von 13,56 MFIz an das Waferboot 1 angelegt, wobei zwischen den Platten 6, an die die Spannung angelegt wird jeweils eine elektrisch nicht kontaktierte Platte angeordnet ist. Flierdurch werden zwischen den Platten 6, an die die Spannung angelegt wird, zwei Plasmen in Reihe gezündet. Dabei fließt der hochfrequente Strom nicht nur durch ein Plasma, sondern durch zwei Plasmen, die jeweils durch die Platte, die elektrisch nicht kontaktierte ist, getrennt sind. Über eine im Wesentlichen kapazitive Spannungsteilung stellt sich jeweils die Spannung der nicht kontaktierten Platte selbstständig ein , sodass eine entsprechende Plasmazündung ermöglicht wird. Es kommt somit zu einer Reihenschaltung von Plasmen zwischen den Platten der ersten und zweiten Gruppe von Platten. Dabei muss zwischen den Platten 6, an die die Spannung angelegt wird, eine ausreichend hohe Spannung angelegt werden.

Plasmen werden zwischen den Platten 6 und insbesondere zwischen den im Waferboot 1 aufgenommenen Wafern und es kommt zu einer durch Plasma unterstützte Siliciumnitrid-Abscheidung auf den Wafern. Die Gasströmung wird während des Abscheideprozesses aufrechterhalten, um eine lokale Verarmung des Prozessgases bezüglich der aktiven Komponenten zu vermeiden. Nach einer ausreichenden Abscheidezeit für die gewünschte Schichtdicke wird die elektrische Steuereinheit 64 wiederum deaktiviert und die Gaszuführung gestoppt, bzw. auf N2 umgestellt, um die Prozesskammer 38 zu spülen und gegebenenfalls gleichzeitig zu belüften (Angleichung an den Atmosphärendruck). Anschließend kann die Prozesskammer 38 dann wieder auf Umgebungsdruck gebracht werden.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, bietet das Waferboot 1 des obigen Typs - unabhängig von anderen Komponenten der Behandlungsvorrichtung - den Vorteil, dass mehrere Plasmen in Reihe geschaltet werden können, wodurch der erforderliche Strom und die damit verbunden Probleme zum Betrieb der Plasmen reduziert werden kann.

Das Waferboot 1 wurden anhand bestimmter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, ohne auf die konkret dargestellten Ausführungsformen begrenzt zu sein. Insbesondere könnten zum Beispiel zwischen elektrisch kontaktierten Platten 6 jeweils auch zwei oder mehr elektrisch nicht kontaktierte Platten vorgesehen sein. Auch können die Platten 6 des Waferbootes 1 andere Abmessungen aufweisen und insbesondere für die Aufnahme einer anderen Anzahl von Wafern dimensioniert sein.