Brevet FR2801138A1 — publié le 20010518

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne un tube de réac- tion pour la fabrication d'une plaquette de semi-conducteur et, plus particulièrement, un tube de réaction pour former un film sur une plaquette de semi-conducteur destinée à être utilisée dans le dispositif de fabrication d'un lot de puces de semi-conducteurs. 2. Description de l'art antérieur Dans le cas o la plaquette de semi-conducteur est traitée pour former un film sur celle-ci dans le tube de réaction, la température de la plaquette de semi-conducteur et la qualité du film formé sur celle-ci sont étroitement liées l'une à l'autre, de sorte qu'il est nécessaire de con- trôler avec précision la température de la plaquette de semi- conducteur dans le tube de réaction. Par suite, dans le tube de réaction convention- nel, la température de la plaquette de semi-conducteur dans le tube de réaction est mesurée par un thermomètre à rayonne- ment infrarouge pendant le traitement, ou des conditions de température pour la formation du film sont déterminées préli- minairement en utilisant une fausse plaquette munie d'un thermocouple sur celle-ci pour contrôler la température de cette plaquette de semi-conducteur. Cependant, la température de la plaquette de se- mi-conducteur ne peut être mesurée correctement par le ther- momètre à rayonnement infrarouge car le taux de rayonnement de chaleur de la plaquette de semi-conducteur varie suivant la température ou le type de film à former. De plus, dans le cas o l'on utilise la fausse plaquette, le thermocouple doit être monté sur une surface d'une plaquette mince. Cependant, le thermocouple se retire facilement de la plaquette et il est nécessaire de prévoir un dispositif supplémentaire tel qu'une traversée pour assurer l'étanchéité à l'air des fils conducteurs du thermocouple qui passent de l'intérieur à l'extérieur du tube de réaction. RESUME DE L' INVENTION Par suite, la présente invention a pour but de créer un tube de réaction qui soit débarrassé des défauts ci- dessus. A cet effet, la présente invention concerne un tube de réaction pour la fabrication d'une plaquette de semi- conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend un corps de tube muni d'un espace pour recevoir dans celui-ci une plaquette de semi-conducteur, un certain nombre de trous traversants pré- vus dans une paroi du corps de tube, et des dispositifs de détection de température formés respectivement sur les trous traversants pour détecter la température de la plaquette de semi-conducteur dans l'espace de réception, chacun des dispo- sitifs de détection de température comprenant un capuchon cy- lindrique disposé dans cet espace de réception pour fermer le trou traversant correspondant et pour supporter la plaquette de semiconducteur dans cet espace, et un élément de fixation de détecteur de température devant être introduit dans le ca- puchon cylindrique par le trou traversant en partant de l'extérieur du corps de tube. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'élément de fixation de détecteur de température comprend une partie cylindrique destinée à se visser dans le capuchon, et des rainures formées sur la surface périphérique exté- rieure de la partie cylindrique pour amener un thermocouple à la partie supérieure du capuchon. Suivant une autre caractéristique encore de l'invention, l'élément de fixation de détecteur de tempéra- ture comprend une partie cylindrique destinée à être intro- duite dans le capuchon, des rainures formées sur la surface périphérique extérieure de la partie cylindrique pour amener un thermocouple à la partie supérieure du capuchon, et une collerette prévue sur une extrémité de la partie cylindrique de manière à venir se visser dans le trou traversant. Ces aspects ainsi que d'autres aspects et autres buts de la présente invention seront mieux appréciés et com- pris à la lecture de la description détaillée qui suit et qui se réfère aux dessins annexés. On comprendra cependant que la description qui suit, bien qu'elle indique des modes de réa- lisation préférentiels de la présente invention, n'est donnée qu'à titre d'illustration et non de limitation. Beaucoup de changements et de modifications peuvent être apportés tout en restant dans l'esprit et le cadre de la présente invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation re- présentés sur les dessins annexés dans lesquels: * la figure 1 est une vue en plan d'un tube de réaction se- lon la présente invention; * la figure 2 est une vue de côté, en coupe verticale, du tube de réaction selon la présente invention; * la figure 3 est une vue de côté, en coupe verticale, d'un dispositif de détection de température du tube de réaction de la présente invention; * la figure 4 est une vue en perspective d'un élément de fixation du détecteur de température représenté à la fi- gure 3; * la figure 5 est une vue de côté, en coupe verticale, du dispositif de détection de température représenté à la fi- gure 3, dans un état combiné; * la figure 6 est une vue de côté, en coupe verticale, d'un dispositif de détection de température selon un autre mode de réalisation de la présente invention; et * la figure 7 est une vue de côté, en coupe verticale, d'un dispositif pour le traitement d'une plaquette de semi- conducteur. DESCRIPTION DES MODES DE REALISION PREFERENTIELS Comme représenté dans les figures 1 à 5, un tube de réaction selon un premier mode de réalisation de la pré- sente invention comprend un corps de tube plat 3 réalisé en quartz de haute pureté et muni d'un espace 2 pour recevoir dans celui-ci par exemple une plaquette 1 de semi-conducteur en forme de disque, un tuyau 4 monté sur une première extré- mité 3a du corps de tube 3 pour introduire un gaz de traite- ment dans l'espace 2 à l'intérieur du corps de tube 3, un certain nombre de trous traversants 5 prévus sur une paroi inférieure 3b du corps de tube 3 pour faire communiquer l'espace 2 avec l'extérieur du corps de tube 3, et des dispo- sitifs de détection de température formés sur la paroi infé- rieure 3b en correspondance avec les trous traversants 5 respectifs pour détecter la température de la plaquette de semi-conducteur 1 dans l'espace 2. Chacun des dispositifs de détection de tempéra- ture comprend un capuchon cylindrique 6 pour supporter la plaquette 1 dans l'espace 2, le côté ouvert de chacun de ces dispositifs de détection de température étant fixé à la paroi inférieure 3b par exemple par soudage, de manière à fermer le trou traversant 5 correspondant, une partie de filetage fe- melle 3c formée sur la surface périphérique intérieure du trou traversant 5 du côté inférieur de celui-ci, et un élé- ment de fixation de détecteur de température 9 devant être introduit dans le capuchon cylindrique 6 par le trou traver- sant 5. L'élément de fixation de détecteur de température 9 comprend une partie cylindrique 8b réalisée en quartz et devant être introduite dans le capuchon 6, des rainures 8c formées des deux côtés de la surface périphérique extérieure de la partie cylindrique 8b, une collerette 8a formée sur la partie inférieure de la partie cylindrique 8b, une partie de filetage mâle 7 formée sur la surface périphérique extérieure de la collerette 8e de manière à venir se visser dans la par- tie de filetage femelle 3c du trou traversant 5, des trous traversants 8d formés verticalement dans la collerette 8a de manière à communiquer respectivement avec les rainures 8c, et une rainure 8e formée horizontalement sur la surface infé- rieure de la collerette 8a pour recevoir un outil de fixation tel qu'un tournevis. Un thermocouple 11 s'étend de manière à passer à travers les trous traversants 8d et les rainures 8c pour at- teindre une partie de mesure 10 du thermocouple 11 à l'endroit d'une surface de plafond 6a du capuchon 6. Dans la figure 5, la référence numérique 12 désigne des fils d'amenée de courant pour le thermocouple 10, et la référence 13 dési- gne des isolateurs réalisés en quartz électriquement isolant, pour les fils d'amenée de courant 12. La figure 6 représente un dispositif de détection de température du tube de réaction selon l'autre mode de réa- lisation de la présente invention. Dans ce dernier mode de réalisation, une partie de filetage femelle 18 est prévue sur la surface périphérique intérieure du capuchon 6, et une par- tie de filetage mâle 8f est prévue sur la surface périphéri- que extérieure de la partie cylindrique 8b. Dans ce mode de réalisation, l'élément de fixa- tion 9 du détecteur de température peut être fixé directement au capuchon 6. Le tube de réaction selon la présente invention, ainsi que la plaquette de semi-conducteur 1 reposant sur les capuchons 6, sont introduits dans un espace 15 à l'intérieur du four de chauffage 14, comme représenté à la figure 7. La référence numérique 16 désigne deux plaques d'égalisation de chaleur disposées dans l'espace 15 en face du corps de tube 3, et la référence numérique 17 désigne un élément de chauffage du four 14. EFFET DE L'INVENTION La présente invention fournit des avantages im- portants par rapport au tube de réaction conventionnel. Par exemple, selon la présente invention, la température de la plaquette de semi- conducteur peut être mesurée et contrôlée correctement au cours du traitement. De plus, le thermocouple n'est pas fixé directement à la plaquette de semi-conducteur, et n'est pas positionné à l'intérieur du corps de tube, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir des traversées d'alimentation quelconques étanches à l'air pour les fils d'amenée de courant du thermocouple. R E V E N D I C A T I ON S ) Tube de réaction pour la fabrication d'une plaquette de semi-conducteur (1), caractérisé en ce qu'il comprend: * un corps de tube (3) muni d'un espace (2) pour recevoir dans celui-ci une plaquette de semi-conducteur (1), un certain nombre de trous traversants (5) prévus dans une paroi (3a) du corps de tube (3), et * des dispositifs de détection de température formés respec- tivement sur les trous traversants (5) pour détecter la température de la plaquette de semi-conducteur (1) dans l'espace (2), chacun des dispositifs de détection de tem- pérature comprenant un capuchon cylindrique (6) disposé dans l'espace (2) pour fermer le trou traversant (5) cor- respondant et pour supporter la plaquette de semi- conducteur (1) dans l'espace (2), et un élément de fixa- tion de détecteur de température (9) devant être introduit dans le capuchon cylindrique (6) par le trou traversant (5) en partant de l'extérieur du corps de tube (3). 2 ) Tube de réaction selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de fixation de détecteur de température (9) com- prend une partie cylindrique (8b) destinée à se visser dans le capuchon (6), et des rainures (8c) formées sur la surface périphérique extérieure de la partie cylindrique (8b) pour amener un thermocouple (11) à la partie supérieure (6a) du capuchon (6). 3 ) Tube de réaction selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de fixation de détecteur de température (9) com- prend une partie cylindrique (8b) destinée à être introduite dans le capuchon (6), des rainures (8c) formées sur la sur- face périphérique extérieure de la partie cylindrique (8b) pour amener un thermocouple (11) à la partie supérieure (6a) du capuchon (6), et une collerette (8a) prévue sur une extré- mité de la partie cylindrique (8b) de manière à venir se vis- ser dans le trou traversant (5).