DE102013111790A1 - Energy and material consumption optimized CVD reactor - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von dünnen Schichten auf Substraten, insbesondere auf Siliziumsubstraten, bestehend aus folgenden Komponenten: einem Gasmisch-/Gasversorgungssystem (5); mindestens einer Reaktionskammer (1') eines CVD-Reaktors (1, 2), die über Gaszuleitungen (25) mit dem Gasversorgungssystem (5) verbunden ist; einem Gasentsorgungssystem, aufweisend eine von eine Steuereinrichtung (17) ansteuerbare Druckkontrolleinrichtung (13) und einer von der Steuereinrichtung (17) steuerbaren Abgasreinigungseinrichtung (7); zumindest einer Heizeinrichtung (16) zum Aufheizen eines in der Reaktionskammer (1') angeordneten Suszeptors (15); eine von der Steuereinrichtung (17) steuerbare Kühleinrichtung (8, 27) zum Kühlen der mindestens einen Reaktionskammer (1'); einem Anlagengehäuse (16), welches eine von der Steuereinrichtung (17) steuerbare Ablufteinrichtung (12) aufweist; einer von der Steuereinrichtung (17) steuerbare Messeinrichtung (18). Zur Reduzierung der Fertigungskosten zur Abscheidung von Schichten, insbesondere III-V-Schichten auf Substraten, insbesondere Siliziumsubstraten, wird vorgeschlagen, dass die zentrale Steuereinrichtung (17) eingerichtet ist, die Komponenten derart zu steuern, dass der Energie- und Materialverbrauch jeder der Komponenten abhängig vom jeweiligen oder einem prognostizierten Prozesszustand der Vorrichtung oder einer mit der Vorrichtung im Verbund betriebenen anderen Vorrichtung minimiert wird.The invention relates to a device for depositing thin layers on substrates, in particular on silicon substrates, consisting of the following components: a gas mixing / gas supply system (5); at least one reaction chamber (1 ') of a CVD reactor (1, 2), which is connected via gas supply lines (25) to the gas supply system (5); a gas disposal system, comprising a pressure control device (13) which can be controlled by a control device (17) and an exhaust gas purification device (7) which can be controlled by the control device (17); at least one heating device (16) for heating a susceptor (15) arranged in the reaction chamber (1 '); a cooling device (8, 27) controllable by the control device (17) for cooling the at least one reaction chamber (1 '); a plant housing (16), which has a controllable by the control device (17) exhaust device (12); one of the control device (17) controllable measuring device (18). To reduce the manufacturing costs for deposition of layers, in particular III-V layers on substrates, in particular silicon substrates, it is proposed that the central control device (17) is set up to control the components such that the energy and material consumption of each of the components is dependent is minimized by the respective or a predicted process state of the device or another device operated in conjunction with the device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von dünnen Schichten, insbesondere III-V-Schichten auf Siliziumsubstraten, wobei die Vorrichtung Energie, insbesondere in Form elektrischer Energie, Material, insbesondere in Form reaktiver Prozessgase, Inertgase und in Form von Hilfsstoffen, wie Kühlmittel, Luft und Wasser verbraucht.The invention relates to a device for depositing thin layers, in particular III-V layers on silicon substrates, wherein the device energy, especially in the form of electrical energy, material, in particular in the form of reactive process gases, inert gases and in the form of auxiliaries, such as coolant, air and water consumed.

Das Abscheiden von III-V-Schichten auf Silizium wird bspw. in der DE 102 19 223 A1 beschrieben.The deposition of III-V layers on silicon is, for example, in the DE 102 19 223 A1 described.

Die US 2007/0259112 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden epitaktischer Filme auf Substraten.The US 2007/0259112 A1 describes a method and apparatus for depositing epitaxial films on substrates.

Die DE 101 59 702 A1 beschreibt eine komplexe Vorrichtung zum Beschichten von Halbleitersubstraten, aufweisend mehrere Prozesskammern sowie einen Beladeautomaten. Derartige Vorrichtungen werden auch in den DE 198 82 475 B4 , DE 10 2012 103 295 A1 , US 5,830,805 A , US 5,855,675 , US 5,989,342 A , US 6,267,853 B1 , US 6,295,059 B1 , US 6,322,677 B1 , US 6,440,261 B1 , US 6,589,338 B1 , US 6,939,403 B2 , US 2008/0019806 A1 und WO 2010/054206 A2 beschrieben.The DE 101 59 702 A1 describes a complex apparatus for coating semiconductor substrates, comprising a plurality of process chambers and a loading machine. Such devices are also in the DE 198 82 475 B4 . DE 10 2012 103 295 A1 . US 5,830,805 A . US 5,855,675 . US 5,989,342 A . US 6,267,853 B1 . US 6,295,059 B1 . US 6,322,677 B1 . US Pat. No. 6,440,261 B1 . US Pat. No. 6,589,338 B1 . US 6,939,403 B2 . US 2008/0019806 A1 and WO 2010/054206 A2 described.

Die Verwendung von Elementen der III. und der V. Hauptgruppe, bspw. Gallium, Indium, Aluminium sowie Arsen, Stickstoff, Antimon und Phosphor ermöglicht die Herstellung von III-V-Halbleiterschichten, die gegenüber Silizium-Halbleiterschichten andere optische und elektronische Eigenschaften aufweisen. Es besteht das Bedürfnis, III-V-Halbleiterschichten auf Siliziumsubstraten abzuscheiden, um III-V-basierte Bauelemente mit Silizium-basierten Bauelementen auf einem Chip zu vereinen. Diese TFOS-Technologie (Three/Five of Silicon) erfordern aufwendige Fertigungsvorrichtungen, deren Betrieb mit hohen Betriebskosten verbunden ist. Die Betriebskosten werden einerseits durch den Energieverbrauch und andererseits durch den Materialverbrauch geprägt. Einer gattungsgemäßen Vorrichtung muss Energie in Form von elektrischer Energie, insbesondere zum Beheizen der Suszeptoren, aber auch zur Wärmeabfuhr und zum Betrieb der elektrischen und elektronischen Komponenten, wie Lüftern, Pumpen etc. zugeführt werden. Energieverbrauchende Komponenten sind bspw. Kühleinrichtungen, Heizeinrichtungen, Pumpeinrichtungen, ein Gasabluftsystem, sowie ein Gasreinigungssystem. Der Materialverbrauch wird durch den Zufluss von Prozessgasen in die Prozesskammer beeinflusst. Wesentlich sind aber auch Spülflüsse, die während einer Aufheizphase oder einer Abkühlphase durch die Prozesskammer strömen. Zum Materialverbrauch trägt weiter der Verbrauch der Hilfsstoffe bei. Auch im Ruhezustand der Vorrichtung müssen Gasflüsse durch die Prozesskammern der CVD-Reaktoren bzw. durch Transferkammern strömen. Diese oder andere Gasflüsse werden auch zum Abschirmen bestimmter Bereiche innerhalb der Prozesskammer oder des Reaktorgehäuses verwendet, wenn in der Prozesskammer ein Beschichtungsprozess stattfindet. Beispielsweise werden bestimmte Bereiche der Prozesskammer durch die lokale Einleitung eines Inertgases geschützt. Schließlich besitzt die Vorrichtung auch elektrische und elektronische Verbraucher, die während ihres Standby-Betriebs elektrische Energie verbrauchen.The use of elements of the III. and the V. main group, for example. Gallium, indium, aluminum and arsenic, nitrogen, antimony and phosphorus allows the production of III-V semiconductor layers, which have different optical and electronic properties compared to silicon semiconductor layers. There is a need to deposit III-V semiconductor layers on silicon substrates in order to combine III-V based devices with silicon based devices on a chip. This TFOS technology (Three / Five of Silicon) requires complex manufacturing devices, which are associated with high operating costs. The operating costs are characterized on the one hand by the energy consumption and on the other hand by the material consumption. A generic device energy must be supplied in the form of electrical energy, in particular for heating the susceptors, but also for heat dissipation and operation of the electrical and electronic components, such as fans, pumps, etc. Energy-consuming components are, for example, cooling devices, heating devices, pumping devices, a gas exhaust system, and a gas purification system. The material consumption is influenced by the inflow of process gases into the process chamber. However, flushing flows which flow through the process chamber during a heating phase or a cooling phase are also important. The consumption of auxiliaries continues to contribute to the consumption of materials. Even when the device is at rest, gas flows must flow through the process chambers of the CVD reactors or through transfer chambers. These or other gas flows are also used to shield certain areas within the process chamber or reactor housing when a coating process is taking place in the process chamber. For example, certain areas of the process chamber are protected by the local introduction of an inert gas. Finally, the device also has electrical and electronic consumers that consume electrical energy during their standby mode.

Eine in Rede stehende Vorrichtung besteht zumindest aus folgenden Komponenten:

  • – einem von der Steuereinrichtung betätigbare Ventile und von der Steuereinrichtung einstellbare Gasmassenflussmesser aufweisenden Gasversorgungssystem;
  • – mindestens einer Reaktionskammer eines CVD-Reaktors, die über Gaszuleitungen mit dem Gasversorgungssystem verbunden ist, wobei durch die Gaszuleitungen zumindest ein Spülgas und ein Prozessgas in die Reaktionskammer einspeisbar ist;
  • – einem Gasentsorgungssystem, aufweisend eine von der Steuereinrichtung ansteuerbare Druckkontrolleinrichtung und einer von der Steuereinrichtung steuerbaren Abgasreinigungseinrichtung;
  • – zumindest einer Heizeinrichtung zum Aufheizen eines in der Reaktionskammer angeordneten Suszeptors, die von einer von der Steuereinrichtung steuerbaren Heizregelung geregelt wird;
  • – eine von der Steuereinrichtung steuerbare Kühleinrichtung zum Kühlen der mindestens einen Reaktionskammer;
  • – einem Anlagengehäuse, in welchem zumindest die ein oder mehreren CVD-Reaktoren angeordnet sind und welches eine von der Steuereinrichtung steuerbare Ablufteinrichtung aufweist;
  • – einem von der Steuereinrichtung steuerbare Messeinrichtung, die in der Lage ist, physikalische Eigenschaften der Reaktionskammer und/oder von vom Suszeptor getragenen Substraten bzw. darauf abgeschiedenen Schichten zu messen.
A device in question consists at least of the following components:
  • - A controllable by the controller valves and the control device adjustable gas mass flow meter having gas supply system;
  • - At least one reaction chamber of a CVD reactor, which is connected via gas supply lines to the gas supply system, wherein at least one purge gas and a process gas can be fed into the reaction chamber by the gas supply lines;
  • A gas disposal system, comprising a pressure control device which can be controlled by the control device and an exhaust gas purification device that can be controlled by the control device;
  • - At least one heating device for heating a arranged in the reaction chamber susceptor, which is controlled by a controllable by the control device heating control;
  • A cooling device controllable by the control device for cooling the at least one reaction chamber;
  • - A plant housing, in which at least one or more CVD reactors are arranged and which has a controllable by the control device exhaust device;
  • A measuring device controllable by the control device, which is capable of measuring physical properties of the reaction chamber and / or of substrates carried by the susceptor or of layers deposited thereon.

Eine derartige Vorrichtung besitzt eine zentrale, prozessorbasierte und programmierbare Steuereinrichtung, die die einzelnen Komponenten nach einem vorgegebenen Programm steuert. Die Steuereinrichtung kann auch Regelaufgaben übernehmen. Das Programm ist insbesondere dazu vorgesehen, automatisiert zeitlich aufeinander folgende Prozessschritte durchzuführen. Die zeitlich aufeinanderfolgenden Prozessschritte werden gemäß einem Prozessführungsprogramm durchgeführt, wobei die einzelnen Prozessschritte Aufheizschritte, Spülschritte, Beschichtungsschritte sowie Abkühlschritte, aber auch Warteschritte, sein können.Such a device has a central, processor-based and programmable control device which controls the individual components according to a predetermined program. The control device can also take over control tasks. In particular, the program is intended to carry out automated sequential process steps. The temporally successive process steps are carried out in accordance with a process control program, the individual process steps heating steps, Rinsing steps, coating steps and Abkühlschritte, but also waiting steps can be.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, mit denen sich die Fertigungskosten zur Abscheidung von Schichten, insbesondere III-V-Schichten auf Substraten, insbesondere Siliziumsubstraten reduzieren lässt.The object of the invention is to specify measures with which the production costs for the deposition of layers, in particular III-V layers, on substrates, in particular silicon substrates, can be reduced.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass die Steuereinrichtung so eingerichtet wird bzw. mit einem derartigen Programm gefahren wird, dass der Energie- und der Materialverbrauch minimiert wird. Erfindungsgemäß wird dabei jede Komponente, abhängig vom jeweiligen Prozesszustand der Vorrichtung derart gesteuert, dass ihr Energie- und Materialverbrauch minimiert wird, wobei hierzu auch das Abschalten einer Komponente gehört. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einer Fertigungseinrichtung im Verbund mit einer Vielzahl weiterer ähnlicher oder gleich gestalteter Vorrichtungen betrieben werden. Beispielsweise können in einer Fertigungseinrichtung eine Vielzahl von CVD-Beschichtungseinrichtungen betrieben werden. Der Energie- und Materialverbrauch jeder der Komponenten wird auch abhängig vom jeweiligen Prozesszustand einer anderen mit der Vorrichtung im Verbund betriebenen Vorrichtung minimiert, beispielsweise abgeschaltet. Die Prozesssteuerung erfolgt nicht nur auf der Basis des jeweiligen Prozesszustandes, sondern insbesondere auch auf der Basis eines prognostizierten Prozesszustandes, also eines Prozesszustandes, der sich bei einer vorschriftsmäßigen Abarbeitung eines Prozessführungsprogramms erst in der Zukunft einstellen wird. Die Vorrichtung kann nicht nur die zuvor genannten Komponenten aufweisen. Es ist insbesondere auch vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Transferkammer aufweist. Die Vorrichtung kann darüber hinaus einen Belade-Automaten aufweisen. Die Vorrichtung kann darüber hinaus eine Reinigungskammer aufweisen, die beheizbar ist und in der beispielsweise Siliziumsubstrate durch Aufheizen in einer Wasserstoffatmosphäre vorbehandelt werden. Die Vorrichtung kann darüber hinaus ein Gaslager aufweisen, in dem in Form von Gastanks, Gasflaschen oder anderweitigen Behältnissen Prozessgase und Inertgase bevorratet werden. Das zentrale Gaslager kann einer Gasversorgungseinheit zugeordnet sein. Es handelt sich bevorzugt um eine zentrale Gasversorgungseinheit, mit der eine Vielzahl von im Verbund betriebenen Vorrichtungen versorgt werden. Die Vorrichtung kann darüber hinaus eine Messkammer aufweisen, in der an beschichteten Substraten mit Hilfe einer Messeinrichtung Messungen vorgenommen werden können. Des Weiteren kann die Vorrichtung ein Sicherheitssystem aufweisen, welches unabhängig von der Steuereinrichtung periodisch bestimmte physikalische Parameter der Vorrichtung abfragt und diese mit Sollwerten vergleicht. Wird festgestellt, dass ein Parameter nicht in einem zulässigen Sollwertfenster liegt, wird der Steuereinrichtung ein Alarm gegeben, damit die Steuereinrichtung die Vorrichtung in einem sicheren Betriebszustand fährt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Zeitintervalle, in denen das Sicherheitssystem den Zustand der Vorrichtung überprüft, prozessabhängig ist. Alternativ zu einer zentralen Gasversorgung kann jede Vorrichtung aber auch ein lokales Gasmisch-/Gasversorgungssystem besitzen. Das Gasmisch-/Gasversorgungssystem verwendet in Behältern, insbesondere in Tanks aufbewahrte Gase. Bei den Gasen kann es sich um Prozessgase oder um Inertgase handeln. Als Inertgase kann Wasserstoff, Stickstoff, Argon oder andere, insbesondere Edelgase, verwendet werden. Als Prozessgase werden Gase mit Elementen der II-, III-, IV-, V- oder VI-Hauptgruppe verwendet. Zum Reinigen der Prozesskammer können auch Gase der VII-Hauptgruppe verwendet werden. Insbesondere werden Hydride benutzt. Das Gasversorgungssystem kann darüber hinaus Temperiereinrichtungen, bspw. Wasserbäder aufweisen. In diesen Wasserbädern stecken Tanks, die metallorganische Verbindungen, bspw. metallorganische Verbindung von Elementen der III-, V- oder II-Hauptgruppe beinhalten. Die metallorganischen Verbindungen werden in einem flüssigen oder in einem festen Zustand gehalten. Verdampfendes Material der metallorganischen Verbindungen wird mit einem Trägergasstrom in die Prozesskammer eingeleitet. Der Energieverbrauch durch das Temperieren wird erfindungsgemäß dadurch minimiert, dass die Temperiereinrichtung die metallorganischen Verbindungen nur dann auf eine von der Umgebungstemperatur verschiedene Temperatur abkühlt, bzw. aufheizt, wenn die spezielle metallorganische Verbindung in einem Abscheidungsprozess verwendet werden soll. Wird die metallorganische Verbindung nicht verwendet, oder befindet sich die Vorrichtung in einem Ruhezustand, so wird die Beheizung oder die Kühlung des Temperierbades in einem Zustand minimalen Verbrauchs geschaltet. Die Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in einem von einem Gehäuse umgebenden Raum angeordnet. Das Innere dieses Anlagengehäuses wird mit Luft, insbesondere Reinstluft gespült. Hierzu besitzt die Vorrichtung eine Zuluft- und eine Ablufteinrichtung. Diese Zuluft- beziehungsweise Ablufteinrichtung kann von der Steuereinrichtung gesteuert werden. Insbesondere ist die Steuereinrichtung in der Lage, den Abluftfluss zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert zu variieren. Der Abluftfluss wird erfindungsgemäß auf einem Minimalwert gehalten. Der Abluftfluss erreicht in der Regel nur dann seine volle Leistung, wenn das Sicherheitssystem einen Alarm gibt. Die Zulufteinrichtung stellt die benötigte Menge von Reinstluft zur Verfügung. Innerhalb des Anlagengehäuses sind ein oder mehrere CVD-Reaktoren angeordnet, die durch eine Gaszuleitung mit Spülgas oder Prozessgas versorgt werden. Innerhalb jedes CVD-Reaktors befindet sich eine Prozesskammer. Die Prozesskammer besitzt ein Gaseinlassorgan, mit dem das Spülgas oder das Prozessgas in die Prozesskammer eingeleitet wird. In der Prozesskammer befindet sich ein Suszeptor, der von einer Heizeinrichtung beheizbar ist. Die Steuerung der Heizeinrichtung erfolgt über die zentrale Steuereinrichtung. Diese Heizeinrichtung wird erfindungsgemäß mit minimalem Energieverbrauch betrieben. Die Heizeinrichtung wird nur dann in Betrieb gesetzt, wenn in der Prozesskammer ein Abscheidungsprozess stattfinden soll. Durch eine Optimierung werden die Vorlaufzeiten zum Aufheizen der Prozesskammer bzw. zur Stabilisierung der Prozesstemperatur minimiert. Es ist ebenfalls vorgesehen, dass die Prozesskammer beziehungsweise der CVD-Reaktor mit einer Schleusenkammer verbunden ist, so dass die Be-, Entladung auch in einem aufgeheizten Zustand stattfinden kann. Es ist ferner eine Kühleinrichtung vorgesehen, bspw. eine Wasserkühlung, mit der der CVD-Reaktor gekühlt wird. Die Kühleinrichtung wird nur dann betrieben, wenn die Prozesskammertemperatur einen über einem Schwellwert liegenden Wert besitzt. Der CVD-Reaktor besitzt darüber hinaus ein Be- und Entladetor, welches geschlossen bzw. geöffnet werden kann. Ein Gasauslassorgan des CVD-Reaktors ist mit einem Gasentsorgungssystem verbunden. Dieses weist eine Druckkontrolleinrichtung auf. Mit der Druckkontrolleinrichtung kann der Druck innerhalb der Prozesskammer eingestellt werden. Hierzu besitzt die Druckkontrolleinrichtung ein entsprechendes Regelventil und eine Pumpe. Stromabwärts der Pumpe befindet sich eine Abgasreinigungseinrichtung. Die Druckkontrolleinrichtung und die Abgasreinigungseinrichtung sind von der zentralen Steuereinrichtung steuerbar. Die Prozessgase und die Spülgase werden in einem Gasmisch- bzw. Gasversorgungssystem bereitgestellt. Dieses Gasversorgungssystem besitzt eine Vielzahl von Ventilen und Gasmassensteuereinrichtungen. Mit diesen Gasmassensteuereinrichtungen kann der Massenfluss des Spülgases oder des Prozessgases eingestellt werden. Hierzu werden die Gasmassenflusssteuereinrichtungen von der zentralen Steuereinrichtung angesteuert. Die zentrale Steuereinrichtung steuert auch die Schaltventile an, mit denen das Spülgas oder das Prozessgas in eine Zuleitung zur Prozesskammer geschaltet werden kann. Es sind insbesondere sogenannte Run-Vent-Ventile vorgesehen, die einen Run-Ausgang besitzen, der in die Prozesskammer mündet und die einen Vent-Ausgang besitzen, der ins Gasentsorgungssystem mündet. Die zentrale Steuereinrichtung ist erfindungsgemäß so eingerichtet bzw. wird erfindungsgemäß derart von einem Programm gesteuert, dass während der Prozessschritte diejenigen Komponenten ausgeschaltet bzw. in einen Ruhezustand versetzt werden, die während des speziellen Prozessschrittes nicht gebraucht werden. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Vorlaufzeiten minimiert werden, so wird bspw. beim Aufheizen der Prozesskammer die Kühlung erst dann eingeschaltet, wenn die Prozesskammertemperatur einen Schwellwert überschreitet. Darüber hinaus werden die Prozessgase nur für minimale Zeiten durch die Vent-Leitungen direkt in das Gasentsorgungssystem geleitet, nämlich so lange, bis sich der Gasfluss stabilisiert hat. Die Steuereinrichtung führt nach einem Prozessführungsprogramm eine Vielzahl einzelner aufeinander folgender Prozessschritte aus. Die zeitliche Abfolge der Prozessschritte kann einerseits vorgegeben sein. Es ist aber auch vorgesehen, dass die zeitliche Abfolge der einzelnen Prozessschritte und insbesondere deren Startzeiten von Messwerten abhängen, die die Messeinrichtung liefert, beispielsweise kann der Beginn eines Be- und Entladeprozesses vom Erreichen eines Totaldrucks oder einer bestimmten Temperatur abhängen. Darüber hinaus kann das Ende eines Beschichtungsprozesse von der in-situ-gemessenen Schichtdicke eines oder mehrerer Substrate abhängen. In der oben genannten Messkammer können zur Prozessüberwachung die Schichtdicken aller Substrate gemessen werden. Es ist insbesondere vorgesehen, dass an jedem Substrat an einer Vielzahl von Messpunkten die Schichtdicke gemessen werden kann, um die laterale Homogenität der Schichtdicke bestimmten zu können. Wird eine Vorrichtung eingefahren, so wird nach dem ersten Beschichtungsprozess an jedem Substrat an einer Vielzahl von Messpunkten die Schichtdicke gemessen. Dies ist sehr zeitaufwendig. Stellt sich nach den ersten Abscheidungsprozessen heraus, dass der Abscheidungsprozess stabil läuft, kann die Schichtdicke lediglich stichprobenartig gemessen werden. Dasselbe gilt für andere physikalische oder chemische Eigenschaften der abgeschiedenen Schichten. Während des Aufheizens und des Abkühlens fließen erfindungsgemäß keine toxischen Prozessgase im System, so dass die Abluft nur während der Abscheidungsschritte, nicht jedoch während des Abkühlens und des Aufheizens mit einer entsprechend hohen Leistung betrieben werden. Während der Prozessphasen, während derer keine toxischen Gase strömen, läuft die Abluft mit minimaler Leistung und ist die Abgasreinigungseinrichtung abgeschaltet. Die Sicherheitseinrichtung kann so betrieben werden, dass die Zeitintervalle der Prozessüberwachung während der Prozessphasen deutlich kleiner sind, als im Ruhemodus der Vorrichtung. Die Prozesszeiten, die mit Niedrigdruck durchgeführt werden, sind minimiert. Hierdurch kann die Pumpe insbesondere während der Abkühl- und der Aufheizphasen mit minimaler Leistung betrieben werden bzw. abgeschaltet werden. Beim Abscheiden von Buffer-Schichten, die zur Gitteranpassung erforderlich sind, werden nicht verwendete Komponenten der CVD-Vorrichtung ebenfalls abgeschaltet oder in einen niedrigen Energieverbrauchsmodus geschaltet. Erfindungsgemäß wird darüber hinaus die Verwendung des Spülgases minimiert. Beispielsweise wird eine Transferkammer nur dann mit Spülgas gespült, wenn sie von außen beladen wird. Während der übrigen Zeiten fließt nur ein minimaler Spülgasstrom durch die Transferkammer. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt darüber hinaus zumindest eine Messeinrichtung. Es kann sich hierbei um eine Temperaturmesseinrichtung handeln, mit der die Oberflächentemperatur eines prozessierten Wafers gemessen werden kann. Es handelt sich bevorzugt um eine optische Messeinrichtung. Mit der Messeinrichtung oder mit einer weiteren Messeinrichtung kann auch die aktuelle Kristallzusammensetzung der abgeschiedenen Schicht bestimmt werden. Es sind ferner optische Messgeräte vorgesehen, mit denen die aktuelle Schichtdicke und eine eventuelle Kristallverspannung gemessen werden kann. Diese Messgeräte werden erfindungsgemäß nur dann mit Energie versorgt, wenn sie benötigt werden. Beispielsweise können die Messgeräte in einer Messkammer angeordnet sein, um nach einem Beschichtungsprozessschritt bestimmte physikalische Parameter der Schichten zu messen. Auf einem Suszeptor können eine Vielzahl von Substraten gleichzeitig mit einer oder mehreren Schichten in einer CVD-Vorrichtung beschichtet werden. In der Messkammer können diese Substrate beziehungsweise die darauf abgeschiedenen Schichten gemessen werden. Dabei kann jedes Substrat einzeln gemessen werden. Erfindungsgemäß wird nur bei einer erstmaligen Durchführung eines Prozessführungsprogramms die Gesamtheit der Substrate gemessen. Zu einem späteren Zeitpunkt, nachdem das Prozessführungsprogramm in identischer Weise mehrfach hintereinander durchgeführt worden ist, wird stichprobenartig nur eine geringere Anzahl von Substraten gemessen. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine zentrale Energieversorgungseinrichtung, eine zentrale Gasversorgungseinrichtung und/oder eine zentrale Ablufteinrichtung so ausgelegt sind, dass ihre maximale Kapazität lediglich einem Mittelwert der prognostizierten Anforderungen entspricht. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Energieversorgungseinrichtung so ausgelegt ist, dass sie lediglich 50 Prozent der Energie liefern kann, die erforderlich wäre, um alle zu einem Verbund zusammengefassten Vorrichtungen gleichzeitig mit voller Energieauslastung zu betreiben. Ebenso kann die Gasversorgungseinrichtung so eingerichtet sein, dass ihre Kapazität lediglich ausreicht, 50 Prozent der Summe der Maximalanforderungen zu erfüllen. Auch die Ablufteinrichtung kann auf einen statistischen Verbrauchsmittelwert unterdimensioniert sein. Um zu vermeiden, dass der Verbund der Vorrichtung insgesamt nicht mehr als die Auslegungskapazität der Energieversorgungs-, Gasversorgungs- und Ablufteinrichtung verbraucht, werden die einzelnen Prozessschritte eines mehrere aufeinanderfolgende Prozessschritte beinhaltenden Prozessführungsprogramms zeitlich in Abhängigkeit von den Prozessschritten anderer Vorrichtungen ausgeführt. Reicht beispielsweise die momentan von der Energieversorgungseinrichtung zusätzlich noch zur Verfügung stellbare Energie nicht aus, um einen aktuell anstehenden Prozessschritt durchzuführen, so wird mit der Durchführung dieses Prozessschrittes gewartet, bis sich unter Berücksichtigung der prognostizierten Prozesszustände der übrigen Vorrichtungen des Verbundes ein Zeitfenster ergibt, in dem ausreichend Energie zur Durchführung des Prozessschrittes zur Verfügung steht. Dasselbe gilt sinngemäß auch für die Gasversorgungseinrichtung und die Ablufteinrichtung, sowie die Gasentsorgungseinrichtung.The object is achieved in that the control device is set up or driven with such a program that the energy and material consumption is minimized. According to the invention, each component, depending on the respective process state of the device, is controlled in such a way that its energy and material consumption is minimized, with the shutdown of a component also being part of this. The device according to the invention can be operated in a production device in combination with a multiplicity of further similar or identically designed devices. For example, a multiplicity of CVD coating devices can be operated in a production facility. The energy and material consumption of each of the components is also minimized, for example, switched off, depending on the respective process state of another apparatus operated in conjunction with the device. The process control does not only take place on the basis of the respective process state, but in particular also on the basis of a predicted process state, that is to say a process state, which will only set in the future when a process control program is processed in accordance with the regulations. The device can not only have the aforementioned components. It is also provided in particular that the device has a transfer chamber. The device may also include a loading machine. The device may further comprise a cleaning chamber which is heatable and in which, for example, silicon substrates are pretreated by heating in a hydrogen atmosphere. The apparatus may moreover comprise a gas bearing in which process gases and inert gases are stored in the form of gas tanks, gas cylinders or other containers. The central gas storage may be associated with a gas supply unit. It is preferably a central gas supply unit, with which a plurality of devices operated in the network are supplied. In addition, the device can have a measuring chamber in which measurements can be taken on coated substrates with the aid of a measuring device. Furthermore, the device can have a safety system which periodically interrogates certain physical parameters of the device independently of the control device and compares these with setpoints. If it is determined that a parameter is not within a permissible setpoint value window, the control device is given an alarm so that the control device drives the device in a safe operating state. According to the invention, it is provided that the time intervals in which the security system checks the state of the device is process-dependent. As an alternative to a central gas supply, however, each device may also have a local gas mixing / gas supply system. The gas mixing / gas supply system uses gases stored in containers, especially in tanks. The gases can be process gases or inert gases. As inert gases, hydrogen, nitrogen, argon or others, in particular noble gases, can be used. The process gases used are gases with elements of the II, III, IV, V or VI main group. For cleaning the process chamber also gases of the VII main group can be used. In particular, hydrides are used. The gas supply system may moreover comprise tempering devices, for example water baths. In these water baths stuck tanks containing organometallic compounds, for example. Organometallic compound of elements of the III, V or II main group. The organometallic compounds are kept in a liquid or in a solid state. Evaporating material of the organometallic compounds is introduced into the process chamber with a carrier gas stream. The energy consumption by the tempering is inventively minimized by the fact that the tempering only cools the organometallic compounds to a temperature different from the ambient temperature, or heats up when the special organometallic compound is to be used in a deposition process. If the organometallic compound is not used, or if the device is in an idle state, the heating or the cooling of the tempering bath is switched to a state of minimal consumption. The components of the device according to the invention are arranged in a space surrounding a housing. The interior of this plant housing is purged with air, in particular clean air. For this purpose, the device has a Zuluft- and an exhaust device. This supply air or exhaust device can be controlled by the control device. In particular, the control device is able to vary the exhaust air flow between a minimum value and a maximum value. The exhaust air flow is kept according to the invention at a minimum value. The exhaust air flow usually reaches its full capacity only when the safety system gives an alarm. The air supply device provides the required amount of clean air. Within the plant housing one or more CVD reactors are arranged, which are supplied by a gas supply line with purge gas or process gas. Within each CVD reactor is a process chamber. The Process chamber has a gas inlet member with which the purge gas or the process gas is introduced into the process chamber. In the process chamber is a susceptor, which is heated by a heater. The control of the heater via the central control device. This heater is operated according to the invention with minimal energy consumption. The heater is only put into operation when a deposition process is to take place in the process chamber. Through optimization, the lead times for heating the process chamber or for stabilizing the process temperature are minimized. It is also provided that the process chamber or the CVD reactor is connected to a lock chamber, so that loading and unloading can also take place in a heated state. There is also provided a cooling device, for example a water cooling, with which the CVD reactor is cooled. The cooling device is only operated when the process chamber temperature has a value above a threshold value. The CVD reactor also has a loading and unloading gate, which can be closed or opened. A gas outlet member of the CVD reactor is connected to a gas disposal system. This has a pressure control device. With the pressure control device, the pressure within the process chamber can be adjusted. For this purpose, the pressure control device has a corresponding control valve and a pump. Downstream of the pump is an exhaust gas purifier. The pressure control device and the exhaust gas purification device can be controlled by the central control device. The process gases and the purge gases are provided in a gas mixing or gas supply system. This gas supply system has a plurality of valves and gas mass controllers. With these gas mass control devices, the mass flow of the purge gas or the process gas can be adjusted. For this purpose, the gas mass flow control devices are controlled by the central control device. The central control device also controls the switching valves, with which the purge gas or the process gas can be switched into a supply line to the process chamber. In particular, so-called run-vent valves are provided which have a run output which opens into the process chamber and which have a vent outlet which opens into the gas disposal system. According to the invention, the central control device is set up or is controlled by a program such that during the process steps those components are switched off or put into an idle state which are not needed during the specific process step. In particular, it is provided that the lead times are minimized, for example, when heating the process chamber, the cooling is switched on only when the process chamber temperature exceeds a threshold value. In addition, the process gases are passed through the Vent lines directly into the gas disposal system only for minimal times, namely, until the gas flow has stabilized. The control device executes a multiplicity of individual successive process steps according to a process control program. The temporal sequence of the process steps can be predetermined on the one hand. However, it is also envisaged that the time sequence of the individual process steps and in particular their start times depend on measured values which the measuring device supplies, for example the start of a loading and unloading process may depend on reaching a total pressure or a specific temperature. In addition, the end of a coating process may depend on the in-situ measured layer thickness of one or more substrates. In the above-mentioned measuring chamber, the layer thicknesses of all substrates can be measured for process monitoring. In particular, it is provided that the layer thickness can be measured at each substrate at a multiplicity of measuring points in order to be able to determine the lateral homogeneity of the layer thickness. When a device is retracted, the layer thickness is measured on each substrate at a plurality of measuring points after the first coating process. This is very time consuming. If it emerges after the first deposition processes that the deposition process is stable, the layer thickness can only be measured on a random basis. The same applies to other physical or chemical properties of the deposited layers. During heating and cooling flow according to the invention no toxic process gases in the system, so that the exhaust air are operated only during the deposition steps, but not during cooling and heating with a correspondingly high performance. During the process phases during which no toxic gases flow, the exhaust air runs with minimal power and the exhaust gas purification device is switched off. The safety device can be operated so that the time intervals of the process monitoring during the process phases are significantly smaller than in the idle mode of the device. The process times, which are carried out at low pressure, are minimized. As a result, the pump can be operated or switched off with minimal power, in particular during the cooling and the heating phases. When depositing buffer layers required for lattice matching, unused components of the CVD device are also turned off or switched to a low power consumption mode. Moreover, according to the invention, the use of the purge gas is minimized. For example, a transfer chamber is flushed with purge gas only when it is loaded from the outside. During the rest of the time flows only a minimal purge gas flow through the transfer chamber. The device according to the invention also has at least one measuring device. This can be a temperature measuring device with which the surface temperature of a processed wafer can be measured. It is preferably an optical measuring device. With the measuring device or with a further measuring device, the current crystal composition of the deposited layer can be determined. There are also provided optical measuring devices with which the current layer thickness and a possible crystal distortion can be measured. These meters are inventively powered only when they are needed. For example, the measuring devices may be arranged in a measuring chamber in order to measure certain physical parameters of the layers after a coating process step. On a susceptor, a plurality of substrates may be coated simultaneously with one or more layers in a CVD apparatus. In the measuring chamber, these substrates or the layers deposited thereon can be measured. In this case, each substrate can be measured individually. According to the invention, the entirety of the substrates is measured only when the process control program is carried out for the first time. At a later time, after the process control program has been carried out in an identical manner several times in succession, only a smaller number of substrates is randomly measured. In a development of the invention, it is provided that a central energy supply device, a central gas supply device and / or a central exhaust air device are designed such that their maximum capacity only corresponds to an average of the predicted requirements. For example, it can be provided that the power supply device is designed so that it can deliver only 50 percent of the energy that would be required to operate all devices combined into a network simultaneously with full energy utilization. Likewise, the gas supply device may be arranged so that its capacity is only sufficient to meet 50 percent of the sum of the maximum requirements. The exhaust device can also be undersized to a statistical consumption mean. In order to avoid that the composite of the device as a whole consumes no more than the design capacity of the power supply, gas supply and exhaust device, the individual process steps of a process control program comprising several successive process steps are carried out in time depending on the process steps of other devices. If, for example, the energy which is currently still available additionally from the energy supply device is insufficient to carry out a currently pending process step, the execution of this process step is waited until a time window results, taking into account the predicted process states of the other devices of the network sufficient energy is available to carry out the process step. The same applies mutatis mutandis to the gas supply device and the exhaust device, and the gas disposal facility.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Figuren sowie einer beigefügten Tabelle erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention will be explained below with reference to attached figures and an accompanying table. Show it:

1 schematisch in Form eines Blockschaltbildes eine erfindungsgemäße Vorrichtung, 1 schematically in the form of a block diagram, a device according to the invention,

2 schematisch das in der 1 lediglich angedeutete Gasversorgungssystem und einen CVD-Reaktor mit Gasentsorgungssystem, 2 schematically in the 1 merely indicated gas supply system and a CVD reactor with gas disposal system,

3 schematisch die zeitliche Abfolge mehrerer einzelner Prozessschritte dreier Prozessführungsprogramme P1, P2, P3, und
Tabelle 1 den zeitlichen Ablauf eines Beschichtungsverfahrens. 3 schematically the temporal sequence of several individual process steps of three process control programs P1, P2, P3, and
Table 1 shows the timing of a coating process.

Die in den Figuren lediglich beispielhaft dargestellte Vorrichtung besitzt insgesamt zwei CVD-Reaktoren 1, 2, die jeweils eine Prozesskammer 1' aufweisen. In der Prozesskammer 1' befindet sich ein Suszeptor 15, auf dem die zu beschichtenden Substrate angeordnet werden. Es ist ferner eine Heizung 21 vorgesehen, mit der die Temperatur des Suszeptors 15 auf Prozesstemperatur gebracht werden kann. Die Heizung 21 wird von einer Heizregelung 6 angesteuert. Der CVD-Reaktor 1, 2, besitzt darüber hinaus eine Messeinrichtung 18, mit der bspw. optisch in Situ die Schichtdicke, die Temperatur und die Zusammensetzung der Schicht gemessen werden kann. Die Messwerte, die mit der Messeinrichtung 18 ermittelt werden, werden an eine zentrale Steuereinrichtung 17 übermittelt, die anhand dieser Messwerte das gesamte Schichtwachstumsverfahren steuern kann.The device shown only by way of example in the figures has a total of two CVD reactors 1 . 2 , each one a process chamber 1' exhibit. In the process chamber 1' there is a susceptor 15 on which the substrates to be coated are arranged. It is also a heater 21 provided with the temperature of the susceptor 15 can be brought to process temperature. The heating system 21 is from a heating control 6 driven. The CVD reactor 1 . 2 , also owns a measuring device 18 , with which, for example, optically in situ, the layer thickness, the temperature and the composition of the layer can be measured. The measured values with the measuring device 18 be determined are sent to a central control device 17 which can use these measurements to control the entire layer growth process.

Bei der Steuereinrichtung 17 handelt es sich um einen Prozessrechner mit einer CPU und damit verbundener Peripherie, wie Massenspeicher digitaler und analoger Eingänge sowie digitaler und analoger Ausgänge. In der Steuereinrichtung 17 läuft ein Steuerprogramm, welches die einzelnen Komponenten der Vorrichtung regelt und steuert. Hierzu arbeitet die Steuereinrichtung 17 ein abgespeichertes Programm ab.At the control device 17 It is a process computer with a CPU and related peripherals, such as mass storage of digital and analog inputs as well as digital and analog outputs. In the control device 17 runs a control program which controls and controls the individual components of the device. For this purpose, the control device works 17 a stored program.

In einem Gasmisch- bzw. -versorgungssystem 5 werden Spülgase 9 bereitgestellt. Der Massenfluss der Spülgase 9 wird mittels Massenflussmessern 14 eingestellt. Die Massenflussmesser 14 werden ebenfalls von der zentralen Steuereinrichtung 17 angesteuert. Über Zuleitungen werden diese Spülgase in die Prozesskammern 1' der CVD-Reaktoren 1 und in eine Transferkammer 3 eingespeist. Die Transferkammer 3 besitzt auch eine Heizung, die von der Heizregelung 6 geregelt werden kann. Die Heizregelung 6 wird von der zentralen Steuereinrichtung 17 angesteuert.In a gas mixing or supply system 5 become purge gases 9 provided. The mass flow of purge gases 9 is by means of Mass flow meters 14 set. The mass flow meter 14 are also from the central controller 17 driven. About supply lines, these purge gases in the process chambers 1' the CVD reactors 1 and in a transfer chamber 3 fed. The transfer chamber 3 also has a heater by the heating control 6 can be regulated. The heating control 6 is from the central controller 17 driven.

Es sind Umschaltventile 11 vorgesehen, mit denen von dem Gasversorgungssystem 5 bereitgestellte Prozessgase 10 entweder durch eine Run-Leitung 19 direkt in die Prozesskammer 1 eingeleitet werden oder durch eine Vent-Leitung 20 in ein Abgassystem geleitet werden. Zum Einstellen des Massenflusses der Prozessgase 10 sind Gasmassenflussmesser 14 vorgesehen, die von der zentralen Steuereinrichtung 17 angesteuert werden können.They are changeover valves 11 provided with those of the gas supply system 5 provided process gases 10 either through a run line 19 directly into the process chamber 1 be initiated or through a vent line 20 be routed into an exhaust system. For adjusting the mass flow of the process gases 10 are gas mass flow meters 14 provided by the central control device 17 can be controlled.

Das Gasmisch-/Gasversorgungssystem 5 beinhaltet insbesondere ein oder mehrere Quellen für jeweils eine metallorganische oder andere chemische Verbindung. Die Quellen können Gastanks sein. Bei den Quellen 23 handelt es sich um Tanks, die in Temperierbädern 24 angeordnet sind. Mit den Temperierbädern 24 werden die in den Tanks bevorrateten metallorganischen Verbindungen auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten. Ein Trägergas, bspw. Wasserstoff, wird durch eine Zuleitung, die von einem Ventil 22 verschließbar ist, in den Tank 23 eingeleitet. Der Dampf über der in den Tank 23 bevorrateten Flüssigkeit oder über den in dem Tank 23 bevorrateten Feststoff wird mit dem Trägergas abtransportiert. Der Gasfluss in den Tank 23 wird über einen Massenflussregler 14 eingestellt. Zusätzlich kann über eine weitere Trägergaszuleitung ein von einem Massenflussregler 14 voreingestellter Trägergasfluss in ein Umschaltventil 21 in den MO-Gasstrom eingemischt werden. Bei den metallorganischen Verbindungen handelt es sich bspw. um TMGa oder TMA1.The gas mixing / gas supply system 5 In particular, it includes one or more sources for each organometallic or other chemical compound. The sources can be gas tanks. At the sources 23 these are tanks that are in tempering baths 24 are arranged. With the tempering baths 24 The stored in the tanks organometallic compounds are kept at a predetermined temperature. A carrier gas, eg. Hydrogen, is supplied by a supply line from a valve 22 is closable, in the tank 23 initiated. The steam over in the tank 23 stockpiled liquid or over in the tank 23 stockpiled solid is removed with the carrier gas. The gas flow in the tank 23 is via a mass flow controller 14 set. In addition, via a further carrier gas supply line from a mass flow controller 14 Preset carrier gas flow into a changeover valve 21 be mixed in the MO gas stream. The organometallic compounds are, for example, TMGa or TMA1.

Gasförmige Ausgangsstoffe, die Elemente der V. Hauptgruppe enthalten, bspw. AsH3, PH3, oder NH3 werden ebenfalls über Schaltventile 22 gesteuert in die Prozesskammer 1' eingeleitet. Auch hier sind in den Zuleitungen Massenflussregler 14 vorgesehen.Gaseous starting materials containing elements of main group V, for example. AsH 3 , PH 3 , or NH 3 are also via switching valves 22 controlled in the process chamber 1' initiated. Again, in the supply lines mass flow controller 14 intended.

Durch Schalten der Ventile 22 wird der Verbrauch von AsH3, PH3, NH3 bzw. TMGa und TMA1 minimiert. Die Ventile 22, 11 und Massenflussregler 14 werden hierzu von der zentralen Steuereinrichtung 17 gesteuert. Die Abwärme, die beim Aufheizen der Prozesskammern mittels der Heizungen 21 erzeugt wird, wird von einer Kühleinrichtung 8 abgeführt. Die Kühleinrichtung 8 wird von der zentralen Steuereinrichtung 17 angesteuert.By switching the valves 22 the consumption of AsH 3 , PH 3 , NH 3 or TMGa and TMA1 is minimized. The valves 22 . 11 and mass flow controllers 14 are for this purpose from the central control device 17 controlled. Waste heat generated by heating the process chambers by means of heaters 21 is generated by a cooling device 8th dissipated. The cooling device 8th is from the central controller 17 driven.

Der Übersicht halber ist in dem Blockdiagramm 1 eine Reinigungskammer und eine Messkammer nicht dargestellt. Die Reinigungskammer kann einen Inertgaszufluss und eine Gasableitung aufweisen. Die Reinigungskammer kann auf eine Reinigungstemperatur aufgeheizt werden und besitzt hierzu eine von der Steuereinrichtung 17 ansteuerbare Heizung. Die Messkammer besitzt eine Messeinrichtung, mit der die physikalischen beziehungsweise chemischen Eigenschaften von Substraten gemessen werden können. Die Messeinrichtung kann von der Steuereinrichtung 17 angesteuert werden.For clarity, in the block diagram 1 a cleaning chamber and a measuring chamber not shown. The cleaning chamber may have an inert gas inlet and a gas outlet. The cleaning chamber can be heated to a cleaning temperature and for this purpose has one of the control device 17 controllable heating. The measuring chamber has a measuring device with which the physical or chemical properties of substrates can be measured. The measuring device can by the control device 17 be controlled.

Es ist ein Ladeautomat 4 mit einem Greifarm vorgesehen, der von der zentralen Steuereinrichtung 17 gesteuert wird. Mit diesem Belade-Automaten 4 können Substrate, die über die Transferkammer 3 in das Anlagengehäuse gebracht werden, durch die Be- und Entladeöffnungen in die Prozesskammern 1' gebracht werden. Sie werden dort vom Greifarm auf dem Suszeptor abgelegt. Nachdem die Substrate beschichtet worden sind, werden sie mit dem Belade-Automaten 4 wieder aus der Prozesskammer 1' entnommen und über die Transferkammer 3 aus dem Anlagengehäuse gebracht.It is a loading machine 4 provided with a gripping arm provided by the central control device 17 is controlled. With this loading machine 4 can be substrates that pass through the transfer chamber 3 be brought into the plant housing, through the loading and unloading in the process chambers 1' to be brought. They are deposited there by the gripper arm on the susceptor. After the substrates have been coated, they are loaded with the loading machine 4 back from the process chamber 1' taken and over the transfer chamber 3 brought out of the plant housing.

Das Anlagengehäuse 16 umgibt sämtliche der zuvor genannten Komponenten. Es ist ein Abluftsystem 12 vorgesehen, welches von der zentralen Steuereinrichtung 17 gesteuert wird und welches die Luft innerhalb des Anlagengehäuses absaugt bzw. welche das Anlagengehäuse 16 mit Reinstluft versorgt.The plant housing 16 surrounds all of the aforementioned components. It is an exhaust system 12 provided, which of the central control device 17 is controlled and which sucks the air within the system housing or which the system housing 16 supplied with clean air.

Der Totaldruck innerhalb der Prozesskammern 1 ist einstellbar. Hierzu dient eine Druckkontrolleinrichtung 13, die eine Pumpe aufweist, mit der die Prozesskammern 1' evakuiert werden können. Stromabwärts der Druckkontrolleinrichtung 13 befindet sich eine Abgasreinigungseinrichtung 7.The total pressure within the process chambers 1 is adjustable. For this purpose, a pressure control device is used 13 , which has a pump, with which the process chambers 1' can be evacuated. Downstream of the pressure control device 13 there is an emission control device 7 ,

Die Abgasreinigungseinrichtung 7 und das Gasmisch-/Gasversorgungssystem 5 sind jeweils Komponenten, die mit einer Vielzahl von CVD-Reaktoren 1, 2 zusammenwirken können. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass jeder CVD-Reaktor 1, 2, eine individuelle Heizeinrichtung 21 und ein individuelles Kühlsystem 26 aufweist. Beispielsweise kann mit dem Kühlsystem 27 die Unterseite 26 eines Gaseinlassorgans gekühlt werden, mit dem die Prozessgase in die Prozesskammer 1' eingespeist werden. Die Unterseite des Gaseinlassorgans 26 wird durch Wärmestrahlung vom durch die Heizung 21 beheizten Suszeptor 15 aufgeheizt.The exhaust gas purification device 7 and the gas mixing / gas supply system 5 are each components that come with a variety of CVD reactors 1 . 2 can interact. It is preferably provided that each CVD reactor 1 . 2 , an individual heating device 21 and an individual cooling system 26 having. For example, with the cooling system 27 the bottom 26 a gas inlet member are cooled, with the process gases into the process chamber 1' be fed. The bottom of the gas inlet organ 26 is due to heat radiation from the heating 21 heated susceptor 15 heated.

Zudem ist vorgesehen, dass jeder CVD-Reaktor 1, 2 eine ihm zugeordnete Vakuumpumpe bzw. eine ihm individuell zugeordnete Druckkontrolleinrichtung 13 aufweist. Vor der Vakuumpumpe 28 kann ein Druckregelventil 29 angeordnet sein, welches von der Druckkontrolleinrichtung 13 angesteuert werden kann, um den Druck in der Prozesskammer 1' konstant zu halten. Der Druck wird mit einem Druckmesssensor ermittelt.In addition, it is envisaged that each CVD reactor 1 . 2 a vacuum pump assigned to it or a pressure control device assigned to it individually 13 having. In front of the vacuum pump 28 can be a pressure control valve 29 be arranged, which of the pressure control device 13 can be controlled to the pressure in the process chamber 1' to keep constant. The pressure is determined with a pressure measuring sensor.

Anhand der beigefügten Tabelle wird ein einfacher, energiesparend und materialsparend durchgeführter Beschichtungsprozess erläutert.The attached table explains a simple, energy-saving and material-saving coating process.

Der Ausgangszustand der Vorrichtung ist der Ruhezustand. In diesem Ruhezustand fließt durch den Reaktor minimales Spülgas, kein Prozessgas. Durch die Transferkammer fließt minimales Spülgas. Die Heizung des Reaktors und die Kühlung des Reaktors sind ausgeschaltet. Die Druckregelung der Transferkammer und des Reaktors sind ebenfalls ausgeschaltet. Im Reaktor und in der Transferkammer herrscht Atmosphärendruck. Ausgeschaltet sind ebenfalls die Abgaseinrichtung, die Messeinrichtung und der Belade-Automat. Die Abluft läuft mit minimaler Leistung.The initial state of the device is the idle state. In this idle state flows through the reactor minimum purge gas, no process gas. Through the transfer chamber minimal purge gas flows. The heating of the reactor and the cooling of the reactor are switched off. The pressure control of the transfer chamber and the reactor are also switched off. In the reactor and in the transfer chamber atmospheric pressure prevails. Switched off are also the exhaust system, the measuring device and the loading machine. The exhaust air runs with minimal power.

Zu einem Zeitpunkt –t6 vor Beginn des Abscheidungsprozesses wird die Prozesskammer des Reaktors mit einem Substrat beladen. Hierzu wird der Spülgasfluss in die Transferkammer erhöht. Sobald zur Zeit –t6 das Substrat in der Transferkammer ist, wird die Transferkammer evakuiert. Hierzu wird die Druckregelung eingeschaltet. Der Spülgasfluss in die Transferkammer wird abgeschaltet. Zur Zeit –t4 wird die Druckregelung für die Transferkammer abgeschaltet und der Spülgasfluss wieder eingeschaltet, so dass sich innerhalb der Transferkammer ein Atmosphärendruck einstellt. Sobald sich dieser Druck eingestellt hat und die Transferkammer anlagenseitig geöffnet wird, wird der Belade-Automat eingeschaltet, um das Substrat von der Transferkammer in die Prozesskammer zu transportieren.At a time -t6 before the beginning of the deposition process, the process chamber of the reactor is loaded with a substrate. For this purpose, the purge gas flow is increased in the transfer chamber. As soon as the substrate is in the transfer chamber at time -t6, the transfer chamber is evacuated. For this purpose, the pressure control is switched on. The purge gas flow into the transfer chamber is switched off. At time -t4, the pressure regulation for the transfer chamber is switched off and the purge gas flow is switched on again, so that an atmospheric pressure is established within the transfer chamber. Once this pressure has set and the transfer chamber is opened on the system side, the loading machine is turned on to transport the substrate from the transfer chamber into the process chamber.

Zum Zeitpunkt –t3 erfolgt das Aufheizen der Prozesskammer. Hierzu wird das Spülgas und wird die Heizung des Reaktors eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt, ggf. aber auch früher, wird mit der Temperierung des MO-Tanks begonnen, in dem sich die metallorganische Verbindung befindet. Der Zeitpunkt, mit dem mit der Temperierung des MO-Tanks begonnen wird, hängt davon ab, wie lange es dauert, bis sich die Solltemperatur der metallorganischen Verbindung im MO-Tank stabilisiert hat.At time -t3, the heating of the process chamber takes place. For this purpose, the purge gas and the heating of the reactor is turned on. At this time, but possibly also earlier, is started with the tempering of the MO tank in which the organometallic compound is located. The timing of MO tank tempering depends on how long it takes for the organo-metal compound set point temperature in the MO tank to stabilize.

Sobald zum Zeitpunkt –t2 die Prozess-Suszeptortemperatur einen Schwellwert erreicht hat, wird die Reaktorkühlung eingeschaltet. Kurz vor Erreichen der Prozesstemperatur, zur Zeit –t1 wird das Prozessgas in die Vent-Leitung geschaltet. Die Druckregelung des Reaktors wird eingeschaltet. Der Reaktor wird auf Prozessdruck abgepumpt. Zu diesem Zeitpunkt –t1 wird auch die Abgasreinigung und die Abluft eingeschaltet.Once the process susceptor temperature has reached a threshold at time -t2, the reactor cooling is turned on. Shortly before reaching the process temperature, at time -t1, the process gas is switched into the vent line. The pressure control of the reactor is switched on. The reactor is pumped off to process pressure. At this time -t1 also the exhaust gas purification and the exhaust air is turned on.

Zur Zeit t0 erfolgt für die Zeit Δt der Abscheideprozess, der aus mehreren aufeinander folgenden Prozessschritten erfolgen kann, wobei bei jedem Prozessschritt nur die Gase in die Prozesskammer eingeleitet werden, die für den Abscheidungsprozess erforderlich sind. Alle übrigen Prozessgase werden abgeschaltet. Beispielsweise werden TMGa oder AsH3 in die Prozesskammer eingeleitet, um eine GaAs-Schicht abzuscheiden. TMGa und NH3 werden in die Prozesskammer eingeleitet, um GaN abzuscheiden.At the time t0, the deposition process takes place for the time Δt, which can take place from a plurality of successive process steps, wherein in each process step only the gases which are required for the deposition process are introduced into the process chamber. All other process gases are switched off. For example, TMGa or AsH 3 are introduced into the process chamber to deposit a GaAs layer. TMGa and NH 3 are introduced into the process chamber to precipitate GaN.

Zur Zeit +t1 nach Beendigen des Abscheidungsprozesses wird das Spülgas wieder eingeschaltet und das Prozessgas abgeschaltet. Die Heizung des Reaktors wird ebenfalls abgeschaltet. Auch die Temperierung des MO-Tanks wird abgeschaltet.At time + t1 after the completion of the deposition process, the purge gas is turned on again and the process gas is turned off. The heating of the reactor is also switched off. The temperature of the MO tank is also switched off.

Die Messeinrichtung wurde nur für den Wachstumsprozess in Betrieb genommen. Sie wird zum Zeitpunkt t1 wieder abgeschaltet.The measuring device was put into operation only for the growth process. It is switched off again at time t1.

Während des Abkühlens wird zu einer Zeit +t2 die Druckregelung abgeschaltet und das Spülgas durch den Reaktor minimiert, so dass sich innerhalb der Prozesskammer ein Atmosphärendruck einstellen kann. Die Abgasreinigung wird dann ebenfalls abgeschaltet und die Abluft minimiert.During cooling, the pressure control is switched off at a time + t2 and the purge gas through the reactor is minimized so that an atmospheric pressure can be established within the process chamber. The exhaust gas cleaning is then also switched off and the exhaust air is minimized.

Sobald die Suszeptortemperatur einen Schwellwert erreicht hat, wird die Kühlung abgeschaltet.Once the susceptor temperature has reached a threshold, the cooling is turned off.

Zu diesem Zeitpunkt +t4 wird die Prozesskammer entladen. Hierzu wird mittels des Beladeautomaten das Substrat aus der Prozesskammer entnommen und in die Transferkammer gebracht. Dort wird das Spülgas abgeschaltet und die Druckregelung angeschaltet, so dass zur Zeit t6 die Transferkammer kurzfristig evakuiert wird. Zur Zeit +t7 wird die Druckregelung der Transferkammer abgeschaltet, so dass sich dort Atmosphärendruck einstellen kann. Das Spülgas durch die Transferkammer ist dann minimiert.At this time + t4, the process chamber is discharged. For this purpose, the substrate is removed from the process chamber and brought into the transfer chamber by means of the loading machine. There, the purge gas is switched off and the pressure control switched on, so that at time t6, the transfer chamber is briefly evacuated. At time + t7, the pressure control of the transfer chamber is turned off so that atmospheric pressure can be established there. The purge gas through the transfer chamber is then minimized.

In dem zuvor erörterten Beispiel sind die Schaltzeiten –t6 bis +t7 durch das Prozessführungsprogramm festgelegt. Es ist aber auch vorgesehen, dass die Steuereinrichtung die Schaltzeiten dynamisch festlegt. Die zeitliche Abhängigkeit des Beginns eines Prozessschrittes oder aber auch der Dauer eines Prozessschrittes kann von Messwerten abhängen, die mit der Messeinrichtung gewonnen werden. Beispielsweise kann die Beladung und die Entladung der Prozesskammer beginnen, wenn die Prozesskammer eine bestimmte Temperatur erreicht hat.In the example discussed above, the switching times -t6 to + t7 are determined by the process control program. However, it is also provided that the control device determines the switching times dynamically. The time dependence of the beginning of a process step or else the duration of a process step can depend on measured values which are obtained with the measuring device. For example, the loading and unloading of the process chamber may begin when the process chamber has reached a certain temperature.

In einer Variante der Erfindung wird die Vorrichtung zusammen mit zumindest einer weiteren Vorrichtung, bevorzugt aber mit einer Mehrzahl weiterer Vorrichtungen in einem Cluster-Betrieb betrieben. Die Vorrichtungen sind in einer einzigen Fertigungseinrichtung angeordnet. Die Fertigungseinrichtung besitzt bevorzugt eine zentrale Gasversorgungseinrichtung, eine zentrale Energieversorgungseinrichtung und eine zentrale Ablufteinrichtung. Da es erfahrungsgemäß auszuschließen ist, dass sämtliche Vorrichtungen gleichzeitig betrieben und insbesondere nahezu sicher ist, dass sämtliche Vorrichtungen nie gleichzeitig mit Maximalenergie versorgt werden müssen beziehungsweise mit maximalen Gasflüssen versorgt werden müssen, oder dass an jeder Vorrichtung die maximale Abluft zur Verfügung gestellt werden muss, reicht es aus, die zentrale Energieversorgungseinrichtung, Gasversorgungseinrichtung und Ablufteinrichtung unterzudimensionieren, beispielsweise so auszulegen, dass sie nur 50 Prozent der Kapazität hat, die der Summe der Maximalanforderungen durch die einzelnen Vorrichtungen entspricht.In a variant of the invention, the device is operated together with at least one further device, but preferably with a plurality of further devices in a cluster operation. The devices are in a single Assembly arranged. The manufacturing facility preferably has a central gas supply device, a central energy supply device and a central exhaust air device. Since experience has shown that all devices are operated at the same time and, in particular, almost certain that all devices never have to be supplied with maximum energy at the same time or must be supplied with maximum gas flows, or that the maximum exhaust air must be made available on each device it is to under-dimension the central power supply, gas supply and exhaust, for example, to be designed to have only 50 percent of the capacity, which is the sum of the maximum requirements of the individual devices.

Indem die Prozesssteuerung, mit der die einzelnen Prozessführungsprogramme durchgeführt werden, die Führungsprogramme jeder Vorrichtung des Cluster-Systems kennt, kann der Startzeitpunkt eines einzelnen Prozessschrittes von den zukünftigen Prozessschritten anderer Vorrichtungen, beispielsweise CVD-Anlagen abhängen.By knowing the process control with which the individual process control programs are performed, the management programs of each device of the cluster system, the start time of a single process step may depend on the future process steps of other devices, for example CVD plants.

Die 3 zeigt den zeitlichen Ablauf dreier Prozessführungsprogramme P1, P2, P3, wobei jedes Prozessführungsprogramm zu einer individuellen Vorrichtung gehört. Zu einem Zeitpunkt t1 startet das Prozessführungsprogramm einen ersten Prozessschritt. Dieser Prozessschritt verbraucht 50 willkürliche Einheiten einer Energiemenge, eines Gases oder einer Abluftkapazität. An diesen ersten Prozessschritt schließt sich ein zweiter Prozessschritt an, der etwa 75 willkürliche Einheiten benötigt. Zum Zeitpunkt t2 ist der zweite Prozessschritt beendet.The 3 shows the timing of three process control programs P1, P2, P3, each process control program belonging to an individual device. At a time t 1 , the process control program starts a first process step. This process step consumes 50 arbitrary units of energy, gas or exhaust capacity. This first process step is followed by a second process step, which requires about 75 arbitrary units. At time t 2 , the second process step is completed.

Nach dem Start des ersten Prozessführungsprogramms P1 starteten weitere Prozessführungsprogramme P2, P3 einer zweiten und einer dritten Vorrichtung, so dass kurz vor Erreichen des Zeitpunktes t2 insgesamt drei Vorrichtungen 150 willkürliche Einheiten benötigten.After the start of the first process control program P1 started more process control programs P2, P3, a second and a third device, such that shortly before reaching the time t 2 required a total of three devices 150 arbitrary units.

Zum Zeitpunkt t2 nimmt die zweite Vorrichtung, die mit dem Prozessführungsprogramm P2 betrieben wird, 75 willkürliche Einheiten in Anspruch und eine Vorrichtung 3, die mit dem Prozessführungsprogramm P3 beschrieben wird, 25 willkürliche Einheiten, so dass insgesamt 100 willkürliche Einheiten verbraucht werden.At time t 2 , the second device, which is operated with the process control program P2, occupies 75 arbitrary units and a device 3 described with the process control program P3 claims 25 arbitrary units, so that a total of 100 arbitrary units are consumed.

Das Prozessführungsprogramm P1 der ersten Vorrichtung sieht vor, dass nach einer Wartezeit von t2 nach t3 ein weiterer Prozessschritt durchgeführt werden soll. Dieser dritte Prozessschritt soll 75 willkürliche Einheiten verbrauchen.The process control program P1 of the first device provides that after a waiting time of t 2 after t 3 another process step is to be performed. This third process step is intended to consume 75 arbitrary units.

Die Versorgungseinrichtung ist aber nur ausgelegt, insgesamt 200 willkürliche Einheiten zu liefern. Zum Zeitpunkt t3 stünde zwar genügend Kapazität zur Verfügung, um den Prozessschritt zu starten. Da aber abzusehen ist, dass die Prozessführungsprogramme P2 und P3 zu einem Zeitpunkt t4, zu dem der dritte Prozessschritt des Prozessführungsprogramm P1 noch nicht beendet ist, so viel Leistung in Anspruch nehmen würde, dass die Summe 200 willkürliche Einheiten überschritten wären, wird die Steuereinrichtung der ersten Vorrichtung den dritten Prozessschritt nicht zur Zeit t3 starten, sondern erst zu einem späteren Zeitpunkt, nämlich zum Zeitpunkt t5.However, the utility is only designed to deliver a total of 200 arbitrary units. At time t 3, although there would be enough capacity to start the process step. However, since it can be foreseen that the process control programs P2 and P3 would take so much power at a time t 4 at which the third process step of the process control program P1 has not yet ended that the sum would have exceeded 200 arbitrary units, the control device the first device does not start the third process step at time t 3 , but only at a later time, namely at time t 5 .

Die Steuereinrichtungen jeder der Vorrichtungen sind somit in der Lage, die Prozessführungsprogramme P1, P2, P3 anderer an eine gemeinsame zentrale Versorgungseinheit angeschlossener Vorrichtungen zu berücksichtigen. Hierdurch wird der aktuelle Energie- und/oder Materialverbrauch minimiert. Es wird insbesondere vermieden, dass es zu Verbrauchsspitzen kommt.The control devices of each of the devices are thus able to take into account the process control programs P1, P2, P3 of other devices connected to a common central supply unit. As a result, the current energy and / or material consumption is minimized. It is particularly avoided that it comes to consumption peaks.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren in ihrer fakultativ nebengeordneten Fassung eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.All disclosed features are essential to the invention. The disclosure of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also incorporated in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application. The subclaims characterize in their optionally sibling version independent inventive developments of the prior art, in particular to make on the basis of these claims divisional applications.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
CVD-ReaktorCVD reactor
1'1'
Prozesskammerprocess chamber
22
CVD-ReaktorCVD reactor
33
Transferkammertransfer chamber
44
BeladeautomatBeladeautomat
55
Gasmisch-/GasversorgungssystemGas mixing / gas supply system
66
HeizungsregelungHeating control
77
Abgasreinigungseinrichtungexhaust gas cleaning device
88th
Kühleinrichtungcooling device
99
Spülgaspurge
1010
ProzessgasversorgungProcess gas supply
1111
Umschaltventilswitching valve
1212
Abluftsystemexhaust system
1313
DruckkontrolleinrichtungPressure control device
1414
GasmassenflussmesserGas Mass Flow Meters
1515
Suszeptorsusceptor
1616
Anlagengehäuseconditioning housing
1717
Steuereinrichtungcontrol device
1818
Messeinrichtungmeasuring device
1919
Run-LeitungRun-line
2020
Vent-Leitung/Vent-AusgangVent line / Vent output
21 21
Heizungheater
2222
VentilValve
2323
Quellesource
2424
Temperierbad, -einrichtungTempering bath, device
2525
Gaszuleitunggas supply
2626
GaseinlassorganGas inlet element
2727
Kühlsystem, KühlflüssigkeitskreislaufCooling system, coolant circuit
2828
Pumpepump
2929
DruckregelventilPressure control valve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • US 5855675 [0004] US 5855675 [0004]
  • US 5989342 A [0004] US 5989342 A [0004]
  • US 6267853 B1 [0004] US 6267853 B1 [0004]
  • US 6295059 B1 [0004] US 6295059 B1 [0004]
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  • US 6939403 B2 [0004] US 6939403 B2 [0004]
  • US 2008/0019806 A1 [0004] US 2008/0019806 A1 [0004]
  • WO 2010/054206 A2 [0004] WO 2010/054206 A2 [0004]

Claims (16)

Vorrichtung zum Abscheiden von dünnen Schichten insbesondere von III-V-Schichten auf Substraten, insbesondere auf Siliziumsubstraten, bestehend aus folgenden energieverbrauchenden und/oder materialverbrauchenden, von einer zentralen Steuereinrichtung (17) mittels eines Steuerprogramms gesteuerten Komponenten: – einem von der Steuereinrichtung (17) betätigbare Ventile (11, 22) und von der Steuereinrichtung (17) einstellbare Gasmassenflussmesser (14) aufweisenden Gasmisch-/Gasversorgungssystem (5); – mindestens einer Reaktionskammer (1') eines CVD-Reaktors (1, 2), die über Gaszuleitungen (25) mit dem Gasversorgungssystem (5) verbunden ist, wobei durch die Gaszuleitungen (25) zumindest ein Spülgas (9) und ein Prozessgas (10) in die Reaktionskammer (1') einspeisbar ist; – einem Gasentsorgungssystem, aufweisend eine von der Steuereinrichtung (17) ansteuerbare Druckkontrolleinrichtung (13) und einer von der Steuereinrichtung (17) steuerbaren Abgasreinigungseinrichtung (7); – zumindest einer Heizeinrichtung (16) zum Aufheizen eines in der Reaktionskammer (1') angeordneten Suszeptors (15), die von einer von der Steuereinrichtung (17) steuerbaren Heizregelung (6) geregelt wird; – eine von der Steuereinrichtung (17) steuerbare Kühleinrichtung (8, 27) zum Kühlen der mindestens einen Reaktionskammer (1'); – einem Anlagengehäuse (16), in welchem der mindestens eine CVD-Reaktor (1, 2) angeordnet ist, und welches eine von der Steuereinrichtung (17) steuerbare Ablufteinrichtung (12) aufweist; – einer von der Steuereinrichtung (17) steuerbare Messeinrichtung (18), die in der Lage ist, physikalische Eigenschaften der Reaktionskammer und/oder von vom Suszeptor (15) getragenen Substraten bzw. darauf abgeschiedenen Schichten zu messen, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuereinrichtung (17) eingerichtet ist, die Komponenten derart zu steuern, dass der Energie- und Materialverbrauch jeder der Komponenten abhängig vom jeweiligen oder einem prognostizierten Prozesszustand der Vorrichtung oder einer mit der Vorrichtung im Verbund betriebenen anderen Vorrichtung minimiert wird.Device for depositing thin layers, in particular of III-V layers, on substrates, in particular on silicon substrates, consisting of the following energy-consuming and / or material-consuming, from a central control device ( 17 ) controlled by a control program components: - one of the control device ( 17 ) operable valves ( 11 . 22 ) and the control device ( 17 ) adjustable gas mass flow meters ( 14 ) having a gas mixing / gas supply system ( 5 ); At least one reaction chamber ( 1' ) of a CVD reactor ( 1 . 2 ) via gas supply lines ( 25 ) with the gas supply system ( 5 ) is connected, whereby by the gas supply lines ( 25 ) at least one purge gas ( 9 ) and a process gas ( 10 ) in the reaction chamber ( 1' ) can be fed; A gas disposal system comprising one of the control devices ( 17 ) controllable pressure control device ( 13 ) and one of the control device ( 17 ) controllable exhaust gas purification device ( 7 ); - at least one heating device ( 16 ) for heating one in the reaction chamber ( 1' ) arranged susceptor ( 15 ) received from one of the control devices ( 17 ) controllable heating control ( 6 ) is regulated; One of the control device ( 17 ) controllable cooling device ( 8th . 27 ) for cooling the at least one reaction chamber ( 1' ); - a plant housing ( 16 ) in which the at least one CVD reactor ( 1 . 2 ) and which one of the control device ( 17 ) controllable exhaust air device ( 12 ) having; One of the control device ( 17 ) controllable measuring device ( 18 ), which is capable of producing physical properties of the reaction chamber and / or of the susceptor ( 15 ) substrates or layers deposited thereon, characterized in that the central control device ( 17 ) is arranged to control the components such that the energy and material consumption of each of the components is minimized depending on the respective or a predicted process state of the device or another device operated in association with the device. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine oder mehrere der folgenden Komponenten: – eine mit einem vom Gasmisch-/Gasversorgungssystem (5) bereitgestellten Spülgas spülbare, eine von der Steuereinrichtung (17) steuerbare Druckregelung aufweisende Transferkammer (3); – eine mit einem vom Gasmisch-/Gasversorgungssystem (5) bereitgestellten Spülgas spülbare, eine von der Steuereinrichtung (17) steuerbare Druckregelung aufweisende Reinigungskammer; – eine mit einem vom Gasmisch-/Gasversorgungssystem (5) bereitgestellten Spülgas spülbare, eine von der Steuereinrichtung (17) steuerbare Messeinrichtung aufweisende Messkammer; – einen von der Steuereinrichtung (17) steuerbaren Greifer aufweisenden Beladeautomaten (4); – ein Sicherheitssystem, welches periodisch bestimmte physikalische Parameter der Vorrichtung abfragt und diese mit Sollwerten vergleicht, um bei einer Sollwertabweichung einen Alarm an die Steuereinrichtung (17) abzugeben.Apparatus according to claim 1 or in particular according thereto, characterized by one or more of the following components: - one with one from the gas mixing / gas supply system ( 5 ) provided purge gas flushable, one of the control device ( 17 ) controllable pressure control having transfer chamber ( 3 ); One with a gas mixing / gas supply system ( 5 ) provided purge gas flushable, one of the control device ( 17 ) controllable pressure control having cleaning chamber; One with a gas mixing / gas supply system ( 5 ) provided purge gas flushable, one of the control device ( 17 ) controllable measuring device having measuring chamber; One from the control device ( 17 ) controllable gripper having loading machines ( 4 ); A safety system which periodically interrogates certain physical parameters of the device and compares them with reference values in order to send an alarm to the control device in the event of a setpoint deviation ( 17 ). Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (8) eine Flüssigkeitskühleinrichtung ist, insbesondere mit mehreren individuell steuerbaren, jeweils einer Reaktionskammer (1') individuell zugeordneten Kühlflüssigkeitskreisläufen (27), wobei die Kühlflüssigkeit nur dann durch die Flüssigkeitskühleinrichtung gepumpt wird, wenn die Temperatur innerhalb der Reaktionskammer (1') oberhalb eines Schwellwertes liegt.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the cooling device ( 8th ) is a liquid cooling device, in particular with a plurality of individually controllable, each a reaction chamber ( 1' ) individually assigned cooling fluid circuits ( 27 ), wherein the cooling liquid is pumped through the liquid cooling device only if the temperature within the reaction chamber ( 1' ) is above a threshold. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkontrolleinrichtung (13) mehrere Pumpen (28) aufweist, wobei jeder Prozesskammer (1') individuell eine Pumpe (28) zugeordnet ist, wobei jede Pumpe (28) in einem minimalen Drehzahlbereich betrieben wird.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the pressure control device ( 13 ) several pumps ( 28 ), each process chamber ( 1' ) individually a pump ( 28 ), each pump ( 28 ) is operated in a minimum speed range. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) so eingerichtet ist, dass nicht für einen Abscheidungsprozess, einen Reinigungsprozess und/oder einen Ruhezustand unmittelbar verwendete Gasflüsse, insbesondere eines Inertgases, eines reaktiven Prozessgases, eines Schutzgases oder eines Trägergases auf einen minimalen Massenstrom reduziert werden.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the control device ( 17 ) is set up such that gas flows not directly used for a deposition process, a cleaning process and / or an idle state, in particular an inert gas, a reactive process gas, an inert gas or a carrier gas, are reduced to a minimum mass flow. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische oder elektronische Schaltungen so eingerichtet sind und so von der Steuereinrichtung (17) gesteuert werden, dass sie in einem Standby-Betrieb keine elektrische Leistung benötigen und/oder dass die Periodenlänge der Periode, mit der die Sicherheitseinrichtung bestimmte physikalische Parameter der Vorrichtung abfragt, vom jeweiligen Prozesszustand abhängt.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that electrical or electronic circuits are so arranged and so by the control device ( 17 ) are controlled so that they do not require any electrical power in a standby mode and / or that the period length of the period at which the safety device queries certain physical parameters of the device depends on the respective process state. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) so eingerichtet ist, dass das Abluftsystem (12) mit einer minimalen Leistung betrieben wird, wenn keine Prozessgase in den Reaktor (1, 2) oder in eine Abgasleitung eingespeist werden.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the control device ( 17 ) is set up so that the exhaust air system ( 12 ) is operated with a minimum power, if no process gases enter the reactor ( 1 . 2 ) or fed into an exhaust pipe. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch Run-Vent-Ventile (11), der Run-Ausgang eine Prozessgasversorgung (10) mit der Prozesskammer (1') und deren Vent-Ausgang (20) die Prozessgasversorgung (10) mit der Abgasreinigungseinrichtung (7) verbindet, wobei die Steuereinrichtung so eingerichtet ist, dass das Prozessgas nur für minimale Zeiten durch den Vent-Ausgang (20) fließt und/oder dass eine Temperiereinrichtung (24) zum Temperieren einer Quelle (23) für einen metallorganischen Ausgangsstoff nur dann auf eine von der Umgebungstemperatur verschiedene Temperatur gebracht wird, wenn der metallorganische Ausgangsstoff der Quelle (23) in einem Abscheidungsprozess verwendet wird.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized by run-vent valves ( 11 ), the run output a process gas supply ( 10 ) with the process chamber ( 1' ) and its vent outlet ( 20 ) the process gas supply ( 10 ) with the exhaust gas purification device ( 7 ), wherein the control device is set up such that the process gas is only allowed to flow through the vent outlet for minimal times ( 20 ) flows and / or that a temperature control ( 24 ) for controlling a source ( 23 ) is brought to an organometallic starting material only at a different temperature from the ambient temperature, when the organometallic source of the source ( 23 ) is used in a deposition process. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) so eingerichtet ist, dass die Kühleinrichtung (8) nur dann eine Kühlfunktion ausübt, wenn die Temperatur innerhalb der Prozesskammer (1') oberhalb eines Temperaturschwellwertes liegt und/oder, dass der Druck in der Prozesskammer (1') nur für minimale Zeiten auf einen Subatmosphärendruck abgesenkt wird und/oder, dass die zentrale Steuereinrichtung (17) in einem Ruhezustand der Vorrichtung einen Energiesparzustand einnimmt.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the control device ( 17 ) is arranged so that the cooling device ( 8th ) performs a cooling function only when the temperature within the process chamber ( 1' ) is above a temperature threshold and / or that the pressure in the process chamber ( 1' ) is lowered to a subatmospheric pressure only for minimal times and / or that the central control device ( 17 ) assumes a power-saving state in an idle state of the device. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung oder ein aus mehreren Vorrichtungen bestehender Verbund von Vorrichtungen Quellen (23) für metallorganische Ausgangsstoffe der III. und/oder der II. Hauptgruppe aufweist, und/oder, dass die Vorrichtung Quellen für gasförmige Ausgangsstoffe, die Elemente der V. und VI. Hauptgruppe aufweisen, besitzt.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the device or a multi-device network of devices sources ( 23 ) for organometallic starting materials of the III. and / or the II. main group, and / or that the device sources of gaseous starting materials, the elements of V. and VI. Main group has. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbund mehrerer Vorrichtungen mit einer gemeinsamen Gasversorgungs-, Gasentsorgungs-, Energieversorgungs- und/oder Ablufteinrichtung zusammenwirkt, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die maximale, Gasversorgungskapazität, Gasentsorgungskapazität, Energieversorgungskapazität und/oder Abluftkapazität geringer ist, als die Summe der von den Vorrichtungen maximal in Anspruch nehmbaren diesbezüglichen Kapazitäten und die Steuereinrichtungen (17) der mehreren Vorrichtungen derart miteinander zusammenwirken, dass die tatsächliche Summe der von den Vorrichtungen in Anspruch genommenen diesbezüglichen Kapazitäten maximal der Kapazität der gemeinsamen diesbezüglichen Einrichtung ist.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that a combination of several devices cooperates with a common gas supply, gas disposal, energy supply and / or exhaust device, wherein it is provided in particular that the maximum, gas supply capacity, gas disposal capacity, Energy supply capacity and / or exhaust air capacity is less than the sum of the maximum capacity of the devices and the control devices ( 17 ) of the plurality of devices cooperate with each other such that the actual sum of the respective capacities consumed by the devices is at most the capacity of the common related device. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) Prozesszustandsdaten und Prozesssteuerdaten anderer im Verbund mit der Vorrichtung betriebenen Vorrichtungen, insbesondere CVD-Beschichtungseinrichtungen, erhält, die mit einer gemeinsamen Energieversorgungs-, Gasversorgungs-, Gasentsorgungs- und/oder Ablufteinrichtung zusammenwirken, wobei einzelne Prozessschritte eines mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Prozessschritte beinhaltendes Prozessführungsprogramm zeitlich in Abhängigkeit von den Prozessschritten der anderen Vorrichtungen, insbesondere CVD-Beschichtungsanlagen, ausgeführt werden, wobei die Steuerung die zukünftige Kapazitätsauslastung der Gasversorgungs-, Gasentsorgungs-, Energieversorgungs- und/oder Ablufteinrichtung mit berücksichtigt.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the control device ( 17 ) Process status data and process control data of other operated in conjunction with the device devices, in particular CVD coating facilities receives, which cooperate with a common power supply, gas supply, gas disposal and / or exhaust device, wherein individual process steps of a plurality of temporally successive process steps including process control program in time Depending on the process steps of the other devices, in particular CVD coating plants, executed, the controller, the future capacity utilization of the gas supply, gas disposal, energy supply and / or exhaust device taken into account. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) einzelne Prozessschritte eines mehrere aufeinanderfolgende Prozessschritte beinhaltenden Prozessführungsprogramms zeitlich in Abhängigkeit von der Messeinrichtung (18) gelieferten Messwerten ausführt.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the control device ( 17 ) individual process steps of a process sequence program containing several consecutive process steps in time as a function of the measuring device ( 18 ) performs. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in der Lage ist, verbrauchte Energie zu recyceln, insbesondere durch die Kühleinrichtung (8) abgeführte Wärme als Wärmequelle zu verwenden.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the device is able to recycle consumed energy, in particular by the cooling device ( 8th ) to use dissipated heat as a heat source. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) eine Messeinrichtung (18) einer Messkammer derart ansteuert, dass von einer Vielzahl sich in der Messkammer befindenden Substraten nach einem erstmaligen Durchführen eines Prozessführungsprogramms alle Substrate gemessen werden und, nachdem das Prozessführungsprogramm mehrmals ausgeführt worden ist, bei jedem Prozessführungsprogramm lediglich eine insbesondere stichprobenartig ausgewählte Teilmenge der Substrate misst.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the control device ( 17 ) a measuring device ( 18 ) of a measuring chamber in such a way that all substrates are measured by a plurality of substrates located in the measuring chamber after a first execution of a process control program and, after the process control program has been executed several times, with each process control program measures only a particular sample selected subset of the substrates. Verfahren, insbesondere in Form eines die zentrale Steuereinrichtung (17) betreibenden Programms, zum Betrieb einer Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm so ausgelegt ist, dass der Energie- und Materialverbrauch jeder Komponente, abhängig vom jeweiligen und/oder einem prognostizierten Prozesszustand der Vorrichtung, minimiert wird.Method, in particular in the form of a central control device ( 17 ) operating program for operating a device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the program is designed so that the energy and material consumption of each component, depending on the respective and / or a predicted process state of the device is minimized.
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