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

Energy and material consumption-optimized CVD reactor

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DE102013111790A1
DE102013111790A1 DE201310111790 DE102013111790A DE102013111790A1 DE 102013111790 A1 DE102013111790 A1 DE 102013111790A1 DE 201310111790 DE201310111790 DE 201310111790 DE 102013111790 A DE102013111790 A DE 102013111790A DE 102013111790 A1 DE102013111790 A1 DE 102013111790A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von dünnen Schichten auf Substraten, insbesondere auf Siliziumsubstraten, bestehend aus folgenden Komponenten: The invention relates to an apparatus for depositing thin films on substrates, especially silicon substrates, consisting of the following components:
einem Gasmisch-/Gasversorgungssystem (5); a gas mixing / gas supply system (5); mindestens einer Reaktionskammer (1') eines CVD-Reaktors (1, 2), die über Gaszuleitungen (25) mit dem Gasversorgungssystem (5) verbunden ist; at least a reaction chamber (1 ') of a CVD reactor (1, 2) connected via gas supply lines (25) to the gas supply system (5) is connected; einem Gasentsorgungssystem, aufweisend eine von eine Steuereinrichtung (17) ansteuerbare Druckkontrolleinrichtung (13) und einer von der Steuereinrichtung (17) steuerbaren Abgasreinigungseinrichtung (7); a gas exhaust system comprising one of a control device (17) controllable pressure control means (13) and one of the control device (17) controllable exhaust gas purifying means (7); zumindest einer Heizeinrichtung (16) zum Aufheizen eines in der Reaktionskammer (1') angeordneten Suszeptors (15); arranged at least one heating device (16) for heating an in the reaction chamber (1 ') the susceptor (15); eine von der Steuereinrichtung (17) steuerbare Kühleinrichtung (8, 27) zum Kühlen der mindestens einen Reaktionskammer (1'); one of the control device (17) controllable cooling means (8, 27) for cooling the at least one reaction chamber (1 '); einem Anlagengehäuse (16), welches eine von der Steuereinrichtung (17) steuerbare Ablufteinrichtung (12) aufweist; a system housing (16) having one of said control means (17) controllable exhaust device (12); einer von der Steuereinrichtung (17) steuerbare Messeinrichtung (18). one of the control device (17) controllable measuring device (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. To reduce the manufacturing costs for depositing layers, in particular III-V layers on substrates, especially silicon substrates, it is proposed that the central control means (17) is adapted to control the components such that the energy and material consumption of each of the components depending is minimized by the respective process or a projected state of the device or operated with the device in the network other device.

Description

  • [0001]
    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 an apparatus for depositing thin layers, in particular III-V layers on silicon substrates, the apparatus comprising energy, in particular in the form of electrical energy, material, in particular in the form of reactive process gases, inert gases and in the form of adjuvants, such as coolant, air consumed and water.
  • [0002]
    Das Abscheiden von III-V-Schichten auf Silizium wird bspw. in der The deposition of III-V layers on silicon for example. In the DE 102 19 223 A1 DE 102 19 223 A1 beschrieben. described.
  • [0003]
    Die The US 2007/0259112 A1 US 2007/0259112 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden epitaktischer Filme auf Substraten. describes a method and an apparatus for depositing epitaxial films on substrates.
  • [0004]
    Die The DE 101 59 702 A1 DE 101 59 702 A1 beschreibt eine komplexe Vorrichtung zum Beschichten von Halbleitersubstraten, aufweisend mehrere Prozesskammern sowie einen Beladeautomaten. describes a complex apparatus for coating semiconductor substrates comprising a plurality of process chambers and a Beladeautomaten. Derartige Vorrichtungen werden auch in den Such devices are also in the DE 198 82 475 B4 DE 198 82 475 B4 , . DE 10 2012 103 295 A1 DE 10 2012 103 295 A1 , . US 5,830,805 A US 5,830,805 A , . US 5,855,675 US 5,855,675 , . US 5,989,342 A US 5,989,342 A , . US 6,267,853 B1 US 6,267,853 B1 , . US 6,295,059 B1 US 6,295,059 B1 , . US 6,322,677 B1 US 6,322,677 B1 , . US 6,440,261 B1 US 6,440,261 B1 , . US 6,589,338 B1 US 6,589,338 B1 , . US 6,939,403 B2 US 6,939,403 B2 , . US 2008/0019806 A1 US 2008/0019806 A1 und and WO 2010/054206 A2 WO 2010/054206 A2 beschrieben. described.
  • [0005]
    Die Verwendung von Elementen der III. The use of elements of 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. and of main group V, 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. Es besteht das Bedürfnis, III-V-Halbleiterschichten auf Siliziumsubstraten abzuscheiden, um III-V-basierte Bauelemente mit Silizium-basierten Bauelementen auf einem Chip zu vereinen. There is a need, III-V semiconductor layers deposited on silicon substrates to unite III-V based devices with silicon-based devices on a chip. Diese TFOS-Technologie (Three/Five of Silicon) erfordern aufwendige Fertigungsvorrichtungen, deren Betrieb mit hohen Betriebskosten verbunden ist. This TFOS technology (Three / Five of Silicon) require expensive manufacturing devices whose operation is associated with high operating costs. Die Betriebskosten werden einerseits durch den Energieverbrauch und andererseits durch den Materialverbrauch geprägt. Operating costs are characterized by both the energy consumption and on the other hand, by the material consumption. 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. A generic device has energy in 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. are supplied. Energieverbrauchende Komponenten sind bspw. Kühleinrichtungen, Heizeinrichtungen, Pumpeinrichtungen, ein Gasabluftsystem, sowie ein Gasreinigungssystem. A power consuming components are eg. Coolers, heaters, pumping facilities, a gas exhaust system and a gas cleaning system. Der Materialverbrauch wird durch den Zufluss von Prozessgasen in die Prozesskammer beeinflusst. Material consumption is influenced by the flow of process gases into the process chamber. Wesentlich sind aber auch Spülflüsse, die während einer Aufheizphase oder einer Abkühlphase durch die Prozesskammer strömen. Significantly but are also Spülflüsse flowing through the process chamber during a heating phase and a cooling phase. Zum Materialverbrauch trägt weiter der Verbrauch der Hilfsstoffe bei. Material consumption, the consumption of auxiliary materials contributes further. Auch im Ruhezustand der Vorrichtung müssen Gasflüsse durch die Prozesskammern der CVD-Reaktoren bzw. durch Transferkammern strömen. Also, in the resting state of the device the gas flows have to pass through the process chambers of CVD reactors and by transfer chambers. Diese oder andere Gasflüsse werden auch zum Abschirmen bestimmter Bereiche innerhalb der Prozesskammer oder des Reaktorgehäuses verwendet, wenn in der Prozesskammer ein Beschichtungsprozess stattfindet. These or other gas flows also be used to shield certain areas within the process chamber or the reactor body when held in the process chamber a coating process. Beispielsweise werden bestimmte Bereiche der Prozesskammer durch die lokale Einleitung eines Inertgases geschützt. For example, certain portions of the process chamber are protected by the local introduction of an inert gas. Schließlich besitzt die Vorrichtung auch elektrische und elektronische Verbraucher, die während ihres Standby-Betriebs elektrische Energie verbrauchen. Finally, the device also has electrical and electronic loads that consume electrical energy during their standby operation.
  • [0006]
    Eine in Rede stehende Vorrichtung besteht zumindest aus folgenden Komponenten: A device in question consists of at least the following components:
    • – einem von der Steuereinrichtung betätigbare Ventile und von der Steuereinrichtung einstellbare Gasmassenflussmesser aufweisenden Gasversorgungssystem; - an actuable by the control device and adjustable valves by the control device gas mass flow meter having gas supply system;
    • – 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; - at least one reaction chamber of a CVD reactor, which is connected via gas supply lines with the gas supply system, through the gas supply lines, at least one purge gas and a process gas is fed into the reaction chamber;
    • – einem Gasentsorgungssystem, aufweisend eine von der Steuereinrichtung ansteuerbare Druckkontrolleinrichtung und einer von der Steuereinrichtung steuerbaren Abgasreinigungseinrichtung; - a gas exhaust system, comprising an activatable by the control device the print control means and controllable by the control device exhaust gas purifying device;
    • – zumindest einer Heizeinrichtung zum Aufheizen eines in der Reaktionskammer angeordneten Suszeptors, die von einer von der Steuereinrichtung steuerbaren Heizregelung geregelt wird; - at least one heating device for heating an object placed in the reaction chamber susceptor, which is controlled by a controllable heating control by the control device;
    • – eine von der Steuereinrichtung steuerbare Kühleinrichtung zum Kühlen der mindestens einen Reaktionskammer; - a controllable by the control device cooling means for cooling said at least one reaction chamber;
    • – einem Anlagengehäuse, in welchem zumindest die ein oder mehreren CVD-Reaktoren angeordnet sind und welches eine von der Steuereinrichtung steuerbare Ablufteinrichtung aufweist; - a conditioning housing in which at least the one or more CVD-reactors are arranged and which comprises a controllable exhaust device by the control device;
    • – 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 controllable from said control means measuring device, which is able to measure physical properties of the reaction chamber and / or carried by the susceptor substrates or layers deposited thereon.
  • [0007]
    Eine derartige Vorrichtung besitzt eine zentrale, prozessorbasierte und programmierbare Steuereinrichtung, die die einzelnen Komponenten nach einem vorgegebenen Programm steuert. Such a device has a central, processor-based and programmable control means which controls the individual components according to a predetermined program. Die Steuereinrichtung kann auch Regelaufgaben übernehmen. The controller can also take over control tasks. Das Programm ist insbesondere dazu vorgesehen, automatisiert zeitlich aufeinander folgende Prozessschritte durchzuführen. The program is particularly intended to automate time to perform sequential process steps. Die zeitlich aufeinanderfolgenden Prozessschritte werden gemäß einem Prozessführungsprogramm durchgeführt, wobei die einzelnen Prozessschritte Aufheizschritte, Spülschritte, Beschichtungsschritte sowie Abkühlschritte, aber auch Warteschritte, sein können. The temporally successive process steps are carried out in accordance with a process control program, in which the individual process steps heating steps, rinsing steps, coating steps and cooling steps, but also waiting steps may be.
  • [0008]
    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 invention has for its object to provide measures with which the manufacturing costs for depositing layers, in particular III-V layers on substrates, particularly silicon substrates can be reduced.
  • [0009]
    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. the object is characterized in that the control device is adapted to or is driven with such a program that the energy and material consumption is minimized dissolved. 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. According to the invention thereby each component, depending on the process condition of the device is controlled such that its energy and material consumption is minimized, and this also includes the shutdown of a component. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einer Fertigungseinrichtung im Verbund mit einer Vielzahl weiterer ähnlicher oder gleich gestalteter Vorrichtungen betrieben werden. The inventive device can be operated in a manufacturing facility in combination with a variety of other similar or identical designed devices. Beispielsweise können in einer Fertigungseinrichtung eine Vielzahl von CVD-Beschichtungseinrichtungen betrieben werden. For example, a variety of CVD coaters can be operated in a manufacturing facility. 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. The energy and material consumption of each of the components is minimized depending on the process state of another driven by the apparatus in the composite device, for example off. 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. The process control is not only based on the respective process state, but in particular on the basis of predicted process state, so a process state, which will adjust at a prescribed execution of a process control program only in the future. Die Vorrichtung kann nicht nur die zuvor genannten Komponenten aufweisen. The apparatus may include not only the aforementioned components. Es ist insbesondere auch vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Transferkammer aufweist. It is in particular also be provided that the device has a transfer chamber. Die Vorrichtung kann darüber hinaus einen Belade-Automaten aufweisen. The apparatus may include a loading machines beyond. Die Vorrichtung kann darüber hinaus eine Reinigungskammer aufweisen, die beheizbar ist und in der beispielsweise Siliziumsubstrate durch Aufheizen in einer Wasserstoffatmosphäre vorbehandelt werden. The apparatus may further comprise a cleaning chamber which is heated and in which, for example, silicon substrates are pretreated by heating in a hydrogen atmosphere. Die Vorrichtung kann darüber hinaus ein Gaslager aufweisen, in dem in Form von Gastanks, Gasflaschen oder anderweitigen Behältnissen Prozessgase und Inertgase bevorratet werden. The apparatus may include a gas bearing in addition, be stored in the in the form of gas tanks, gas cylinders or other containers process gases and inert gases. Das zentrale Gaslager kann einer Gasversorgungseinheit zugeordnet sein. The central gas bearing may be associated with a gas supply unit. Es handelt sich bevorzugt um eine zentrale Gasversorgungseinheit, mit der eine Vielzahl von im Verbund betriebenen Vorrichtungen versorgt werden. It is preferably a central gas supply unit by which a plurality of devices operated in the composite are provided. Die Vorrichtung kann darüber hinaus eine Messkammer aufweisen, in der an beschichteten Substraten mit Hilfe einer Messeinrichtung Messungen vorgenommen werden können. The apparatus may further comprise a measuring chamber in which measurements can be made of coated substrates by means of a measuring device. 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. Furthermore, the device may include a security system is sensing irrespective of the control means periodically certain physical parameters of the device and compares them with reference values. 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. If it is determined that a parameter is not within an allowable setpoint window, the control device an alarm is given, so that the control device moves the device in a safe operating condition. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Zeitintervalle, in denen das Sicherheitssystem den Zustand der Vorrichtung überprüft, prozessabhängig ist. According to the invention it is provided that the time intervals in which the safety system checks the state of the device, is process dependent. Alternativ zu einer zentralen Gasversorgung kann jede Vorrichtung aber auch ein lokales Gasmisch-/Gasversorgungssystem besitzen. As an alternative to a central gas supply, each device may also have a local gas mixing / gas supply system but. Das Gasmisch-/Gasversorgungssystem verwendet in Behältern, insbesondere in Tanks aufbewahrte Gase. The gas mixing / gas supply system used in containers, especially in tanks stored gases. Bei den Gasen kann es sich um Prozessgase oder um Inertgase handeln. The gases may be process gases or inert gases. Als Inertgase kann Wasserstoff, Stickstoff, Argon oder andere, insbesondere Edelgase, verwendet werden. Suitable inert gases may be hydrogen, nitrogen, argon or other, in particular noble gases, are used. Als Prozessgase werden Gase mit Elementen der II-, III-, IV-, V- oder VI-Hauptgruppe verwendet. As process gases gases with elements of the II, III, IV, V or VI main group are used. Zum Reinigen der Prozesskammer können auch Gase der VII-Hauptgruppe verwendet werden. To clean the process chamber and gases of the VII-main group can be used. Insbesondere werden Hydride benutzt. In particular hydrides are used. Das Gasversorgungssystem kann darüber hinaus Temperiereinrichtungen, bspw. Wasserbäder aufweisen. The gas supply system may further have, for example tempering. Water baths. In diesen Wasserbädern stecken Tanks, die metallorganische Verbindungen, bspw. metallorganische Verbindung von Elementen der III-, V- oder II-Hauptgruppe beinhalten. In these water baths stuck tanks, the organometallic compounds, for example. Organometallic compound of elements of III, V or II main group include. Die metallorganischen Verbindungen werden in einem flüssigen oder in einem festen Zustand gehalten. The organometallic compounds are held in a liquid or in a solid state. Verdampfendes Material der metallorganischen Verbindungen wird mit einem Trägergasstrom in die Prozesskammer eingeleitet. Evaporating the material of the metal-organic compounds is introduced with a carrier gas flow into the process chamber. 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. The energy consumption by the tempering according to the invention is minimized by the temperature control only cools the organometallic compounds in a different temperature from the ambient temperature or heating up, if the particular organometallic compound to be used in a deposition process. 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. Is not used, the organometallic compound, or the device is in an idle state, the heating or the cooling of the tempering bath is switched to a state of minimum consumption. Die Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in einem von einem Gehäuse umgebenden Raum angeordnet. The components of the inventive device are disposed in a surrounding of a housing space. Das Innere dieses Anlagengehäuses wird mit Luft, insbesondere Reinstluft gespült. The interior of the system housing is purged with air, in particular ultrapure. Hierzu besitzt die Vorrichtung eine Zuluft- und eine Ablufteinrichtung. For this purpose, the apparatus has a supply air and exhaust air device. Diese Zuluft- beziehungsweise Ablufteinrichtung kann von der Steuereinrichtung gesteuert werden. This supply air or exhaust air means can be controlled by the control device. Insbesondere ist die Steuereinrichtung in der Lage, den Abluftfluss zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert zu variieren. Specifically, the controller is able to vary the exhaust air flow between a minimum value and a maximum value. Der Abluftfluss wird erfindungsgemäß auf einem Minimalwert gehalten. The exhaust air flow is inventively kept to a minimum. Der Abluftfluss erreicht in der Regel nur dann seine volle Leistung, wenn das Sicherheitssystem einen Alarm gibt. The exhaust air flow usually achieved only its full power when the security system is an alarm. Die Zulufteinrichtung stellt die benötigte Menge von Reinstluft zur Verfügung. The air device, the amount of clean air needed available. Innerhalb des Anlagengehäuses sind ein oder mehrere CVD-Reaktoren angeordnet, die durch eine Gaszuleitung mit Spülgas oder Prozessgas versorgt werden. Within the unit casing, one or more CVD-reactors are arranged, which are supplied by a gas supply line with purging gas or process gas. Innerhalb jedes CVD-Reaktors befindet sich eine Prozesskammer. Within each CVD reactor is a process chamber. Die Prozesskammer besitzt ein Gaseinlassorgan, mit dem das Spülgas oder das Prozessgas in die Prozesskammer eingeleitet wird. The process chamber has a gas inlet element with which the purge gas or the process gas is introduced into the process chamber. In der Prozesskammer befindet sich ein Suszeptor, der von einer Heizeinrichtung beheizbar ist. In the process chamber is a susceptor that is heated by a heater. Die Steuerung der Heizeinrichtung erfolgt über die zentrale Steuereinrichtung. The control of the heater takes place via the central control device. Diese Heizeinrichtung wird erfindungsgemäß mit minimalem Energieverbrauch betrieben. This heating device is operated according to the invention with minimum power consumption. Die Heizeinrichtung wird nur dann in Betrieb gesetzt, wenn in der Prozesskammer ein Abscheidungsprozess stattfinden soll. The heater is only set in operation when a deposition process is to take place in the process chamber. Durch eine Optimierung werden die Vorlaufzeiten zum Aufheizen der Prozesskammer bzw. zur Stabilisierung der Prozesstemperatur minimiert. By optimizing the flow times are minimized for heating the process chamber or to stabilize the process temperature. 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. It is also contemplated that the process chamber or the CVD reactor is connected to a lock chamber, so that the loading, unloading may also take place in a heated state. Es ist ferner eine Kühleinrichtung vorgesehen, bspw. eine Wasserkühlung, mit der der CVD-Reaktor gekühlt wird. It is also a cooling means is provided, eg. A water cooling system, with the CVD reactor is cooled. Die Kühleinrichtung wird nur dann betrieben, wenn die Prozesskammertemperatur einen über einem Schwellwert liegenden Wert besitzt. The cooling device is operated only when the process chamber has a temperature above a threshold value. Der CVD-Reaktor besitzt darüber hinaus ein Be- und Entladetor, welches geschlossen bzw. geöffnet werden kann. The CVD reactor comprises in addition a loading and unloading port, which can be closed or opened. Ein Gasauslassorgan des CVD-Reaktors ist mit einem Gasentsorgungssystem verbunden. A gas outlet of the CVD reactor is connected to a gas disposal system. Dieses weist eine Druckkontrolleinrichtung auf. This has a pressure control device. Mit der Druckkontrolleinrichtung kann der Druck innerhalb der Prozesskammer eingestellt werden. With the pressure control device the pressure inside the process chamber can be adjusted. Hierzu besitzt die Druckkontrolleinrichtung ein entsprechendes Regelventil und eine Pumpe. For this purpose, the pressure control means has a respective control valve and a pump. Stromabwärts der Pumpe befindet sich eine Abgasreinigungseinrichtung. Downstream of the pump is a waste gas purification facility. Die Druckkontrolleinrichtung und die Abgasreinigungseinrichtung sind von der zentralen Steuereinrichtung steuerbar. The pressure control means and the exhaust gas purifying device can be controlled by the central control device. Die Prozessgase und die Spülgase werden in einem Gasmisch- bzw. Gasversorgungssystem bereitgestellt. The process gases and purge gases are provided in a gas mixing and gas supply system. Dieses Gasversorgungssystem besitzt eine Vielzahl von Ventilen und Gasmassensteuereinrichtungen. This gas supply system has a plurality of valves and gas mass control devices. Mit diesen Gasmassensteuereinrichtungen kann der Massenfluss des Spülgases oder des Prozessgases eingestellt werden. With these gas mass flow controllers of the mass of the purge gas or the process gas can be adjusted. Hierzu werden die Gasmassenflusssteuereinrichtungen von der zentralen Steuereinrichtung angesteuert. For this purpose, the gas mass flow control devices of the central control device can be controlled. Die zentrale Steuereinrichtung steuert auch die Schaltventile an, mit denen das Spülgas oder das Prozessgas in eine Zuleitung zur Prozesskammer geschaltet werden kann. The central controller also controls the switching valves with which the purge gas or the process gas can be switched to a feed line to the process chamber. 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. There are provided so-called run-Vent valves in particular, having a run-out, which opens into the process chamber and which have a vent outlet which opens into the gas discharge system. 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. The central control device according to the invention is so arranged or is according to the invention in such a manner controlled by a program that will be turned off during the process steps, those components or placed in an idle state, which are not needed during the particular process step. 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. It is particularly provided that the handling time is minimized, so the cooling is, for example, when heating the processing chamber only switched on when the process chamber temperature exceeds a threshold value. 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. In addition, the process gases are passed only for minimum periods through the vent pipes directly into the gas disposal system, namely until the gas flow has stabilized. Die Steuereinrichtung führt nach einem Prozessführungsprogramm eine Vielzahl einzelner aufeinander folgender Prozessschritte aus. The control means executes for a process control program from a plurality of individual successive process steps. Die zeitliche Abfolge der Prozessschritte kann einerseits vorgegeben sein. The time sequence of the process steps may be the one hand set. 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. However, it is also contemplated that the temporal sequence of the individual process steps and in particular the starting times of measured values ​​depend on which provides the measuring device, for example the beginning of a loading and unloading process from reaching a total pressure or a certain temperature may depend. Darüber hinaus kann das Ende eines Beschichtungsprozesse von der in-situ-gemessenen Schichtdicke eines oder mehrerer Substrate abhängen. In addition, the end of coating processes from the in-situ measured layer thickness may depend on one or more substrates. In der oben genannten Messkammer können zur Prozessüberwachung die Schichtdicken aller Substrate gemessen werden. In the above measurement chamber, the layer thicknesses of all substrates can be measured for process monitoring. 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. It is provided in particular that the layer thickness can be measured on each substrate at a plurality of measuring points to determined the lateral homogeneity of the layer thickness to. Wird eine Vorrichtung eingefahren, so wird nach dem ersten Beschichtungsprozess an jedem Substrat an einer Vielzahl von Messpunkten die Schichtdicke gemessen. If a device is retracted, is measured after the first coating process on each substrate at a plurality of measurement points, the layer thickness. Dies ist sehr zeitaufwendig. This is very time consuming. Stellt sich nach den ersten Abscheidungsprozessen heraus, dass der Abscheidungsprozess stabil läuft, kann die Schichtdicke lediglich stichprobenartig gemessen werden. Where, after the first deposition processes that the deposition process is stable, the film thickness can be measured only by random sampling. Dasselbe gilt für andere physikalische oder chemische Eigenschaften der abgeschiedenen Schichten. The same applies to other physical or chemical properties of the deposited layers. 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. During the heating and cooling according to the invention, no toxic process gases flow in the system, so that the exhaust air are operated only during the deposition steps, but not during the cooling and the heating with a correspondingly high power. Während der Prozessphasen, während derer keine toxischen Gase strömen, läuft die Abluft mit minimaler Leistung und ist die Abgasreinigungseinrichtung abgeschaltet. While the process phases during which flow no toxic gases, the exhaust air is running at minimum power and the emission control device is switched off. Die Sicherheitseinrichtung kann so betrieben werden, dass die Zeitintervalle der Prozessüberwachung während der Prozessphasen deutlich kleiner sind, als im Ruhemodus der Vorrichtung. The safety device can be operated such that the time intervals of process monitoring during the phases of the process are considerably smaller than in the sleep mode of the device. Die Prozesszeiten, die mit Niedrigdruck durchgeführt werden, sind minimiert. The process times, which are carried out with low pressure are minimized. Hierdurch kann die Pumpe insbesondere während der Abkühl- und der Aufheizphasen mit minimaler Leistung betrieben werden bzw. abgeschaltet werden. This allows the pump to be operated or to be switched off, in particular during the cooling and heating phases with minimum power. 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. During the deposition of buffer layers, which are necessary for lattice matching, unused components of the CVD apparatus are also switched off or switched into a low power consumption mode. Erfindungsgemäß wird darüber hinaus die Verwendung des Spülgases minimiert. the use of the purge gas is according to the invention also minimizes. Beispielsweise wird eine Transferkammer nur dann mit Spülgas gespült, wenn sie von außen beladen wird. For example, a transfer chamber is only flushed with flushing gas, if it is loaded from the outside. Während der übrigen Zeiten fließt nur ein minimaler Spülgasstrom durch die Transferkammer. During other times only a minimal purge gas flows through the transfer chamber. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt darüber hinaus zumindest eine Messeinrichtung. The inventive device has at least one measuring device beyond. Es kann sich hierbei um eine Temperaturmesseinrichtung handeln, mit der die Oberflächentemperatur eines prozessierten Wafers gemessen werden kann. They may be be a temperature measuring device, with which the surface temperature of a processed wafer can be measured. Es handelt sich bevorzugt um eine optische Messeinrichtung. It is preferably an optical measuring device. Mit der Messeinrichtung oder mit einer weiteren Messeinrichtung kann auch die aktuelle Kristallzusammensetzung der abgeschiedenen Schicht bestimmt werden. With the measurement device or with a further measuring device and the current crystal composition of the deposited layer can be determined. Es sind ferner optische Messgeräte vorgesehen, mit denen die aktuelle Schichtdicke und eine eventuelle Kristallverspannung gemessen werden kann. There are also optical measuring instruments provided with which the current layer thickness and a possible crystal stressing can be measured. Diese Messgeräte werden erfindungsgemäß nur dann mit Energie versorgt, wenn sie benötigt werden. These meters are inventively only supplied with energy when they are needed. Beispielsweise können die Messgeräte in einer Messkammer angeordnet sein, um nach einem Beschichtungsprozessschritt bestimmte physikalische Parameter der Schichten zu messen. For example, the measuring devices can be arranged in a measuring chamber to measure certain physical parameters of the layers after a coating process step. Auf einem Suszeptor können eine Vielzahl von Substraten gleichzeitig mit einer oder mehreren Schichten in einer CVD-Vorrichtung beschichtet werden. On a susceptor a plurality of substrates can be coated with one or more layers in a CVD apparatus at the same time. In der Messkammer können diese Substrate beziehungsweise die darauf abgeschiedenen Schichten gemessen werden. In the measuring chamber, these substrates or the layers deposited thereon can be measured. Dabei kann jedes Substrat einzeln gemessen werden. In this case, each substrate can be measured individually. Erfindungsgemäß wird nur bei einer erstmaligen Durchführung eines Prozessführungsprogramms die Gesamtheit der Substrate gemessen. According to the invention the whole of the substrate is only measured at a first time, performing a process control program. Zu einem späteren Zeitpunkt, nachdem das Prozessführungsprogramm in identischer Weise mehrfach hintereinander durchgeführt worden ist, wird stichprobenartig nur eine geringere Anzahl von Substraten gemessen. At a later time, after the process control program has been carried out in an identical manner several times in succession, is random, only a smaller number of substrates measured. 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. In a further development of the invention it is provided that a central power supply means, a central gas supply device and / or a central exhaust air device are designed so that their maximum capacity only corresponds to an average of the predicted requirements. 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. For example, it may be provided that the energy supply device is designed so that it can provide only 50 percent of the energy that would be required to operate all combined into a composite devices at the same time full of energy utilization. Ebenso kann die Gasversorgungseinrichtung so eingerichtet sein, dass ihre Kapazität lediglich ausreicht, 50 Prozent der Summe der Maximalanforderungen zu erfüllen. Also, the gas supply means may be arranged so that their capacity is sufficient only to fulfill 50 percent of the sum of the maximum requirements. Auch die Ablufteinrichtung kann auf einen statistischen Verbrauchsmittelwert unterdimensioniert sein. The exhaust means may be undersized to a statistical average consumption. 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. In order to avoid that the composite of the apparatus as a whole does not exceed the design capacity of the power supply, gas supply and exhaust means consumed, the individual process steps of a plurality of successive process steps-containing process control program are executed in time in dependence on the process steps of other devices. 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. Ranges, for example, is currently available adjustable addition of the energy supply, energy is not sufficient to carry out a currently active process step will wait with the implementation of this process step until a window of results, taking into account the forecast process states of the other devices of the network where there is enough energy to carry out the process step available. Dasselbe gilt sinngemäß auch für die Gasversorgungseinrichtung und die Ablufteinrichtung, sowie die Gasentsorgungseinrichtung. The same applies mutatis mutandis for the gas supply and exhaust air device, and the gas disposal device.
  • [0010]
    Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Figuren sowie einer beigefügten Tabelle erläutert. An embodiment of the invention is explained below with reference to accompanying figures and an accompanying table. Es zeigen: Show it:
  • [0011]
    1 1 schematisch in Form eines Blockschaltbildes eine erfindungsgemäße Vorrichtung, schematically in the form of a block diagram an apparatus according to the invention,
  • [0012]
    2 2 schematisch das in der schematically in the 1 1 lediglich angedeutete Gasversorgungssystem und einen CVD-Reaktor mit Gasentsorgungssystem, merely indicated gas supply system and a CVD reactor with gas disposal system
  • [0013]
    3 3 schematisch die zeitliche Abfolge mehrerer einzelner Prozessschritte dreier Prozessführungsprogramme P1, P2, P3, und schematically the temporal succession of several individual process steps of three process control programs P1, P2, P3, and
    Tabelle 1 den zeitlichen Ablauf eines Beschichtungsverfahrens. Table 1 shows the timing of a coating process.
  • [0014]
    Die in den Figuren lediglich beispielhaft dargestellte Vorrichtung besitzt insgesamt zwei CVD-Reaktoren The apparatus merely exemplary shown in the figures comprises a total of two CVD reactors 1 1 , . 2 2 , die jeweils eine Prozesskammer Each having a process chamber 1' 1' aufweisen. respectively. In der Prozesskammer In the process chamber 1' 1' befindet sich ein Suszeptor There is a susceptor 15 15 , auf dem die zu beschichtenden Substrate angeordnet werden. On which the substrates to be coated are arranged. Es ist ferner eine Heizung It is a further heating 21 21 vorgesehen, mit der die Temperatur des Suszeptors provided, with which the temperature of the susceptor 15 15 auf Prozesstemperatur gebracht werden kann. can be brought to the process temperature. Die Heizung The heating system 21 21 wird von einer Heizregelung is controlled by a heating control 6 6 angesteuert. driven. Der CVD-Reaktor The CVD reactor 1 1 , . 2 2 , besitzt darüber hinaus eine Messeinrichtung Furthermore, also has a measuring device 18 18 , mit der bspw. optisch in Situ die Schichtdicke, die Temperatur und die Zusammensetzung der Schicht gemessen werden kann. , The layer thickness, the temperature and the composition of the layer can be measured with, for example, optically in situ. Die Messwerte, die mit der Messeinrichtung The measured values ​​with the measuring device 18 18 ermittelt werden, werden an eine zentrale Steuereinrichtung be determined to be a central control device 17 17 übermittelt, die anhand dieser Messwerte das gesamte Schichtwachstumsverfahren steuern kann. transmitted, which can control the entire layer growth method on the basis of these measured values.
  • [0015]
    Bei der Steuereinrichtung In the control device 17 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. If it is a process computer with a CPU and associated peripherals such as mass storage of digital and analog inputs and digital and analog outputs. In der Steuereinrichtung In the control device 17 17 läuft ein Steuerprogramm, welches die einzelnen Komponenten der Vorrichtung regelt und steuert. running a control program which controls the individual components of the apparatus and controls. Hierzu arbeitet die Steuereinrichtung For this purpose, the controller works 17 17 ein abgespeichertes Programm ab. a stored program from.
  • [0016]
    In einem Gasmisch- bzw. -versorgungssystem In a gas mixing or -versorgungssystem 5 5 werden Spülgase will purge 9 9 bereitgestellt. provided. Der Massenfluss der Spülgase The mass flow of purge gases 9 9 wird mittels Massenflussmessern by means of mass flow meters 14 14 eingestellt. set. Die Massenflussmesser The mass flow meter 14 14 werden ebenfalls von der zentralen Steuereinrichtung also be from the central control device 17 17 angesteuert. driven. Über Zuleitungen werden diese Spülgase in die Prozesskammern Via leads this purge are in the process chambers 1' 1' der CVD-Reaktoren CVD reactors 1 1 und in eine Transferkammer and a transfer chamber 3 3 eingespeist. fed. Die Transferkammer The transfer chamber 3 3 besitzt auch eine Heizung, die von der Heizregelung also has a heater, the heating control of the 6 6 geregelt werden kann. can be controlled. Die Heizregelung the heating control 6 6 wird von der zentralen Steuereinrichtung is used by the central control device 17 17 angesteuert. driven.
  • [0017]
    Es sind Umschaltventile There are switching valves 11 11 vorgesehen, mit denen von dem Gasversorgungssystem provided, with which from the gas supply system 5 5 bereitgestellte Prozessgase provided process gases 10 10 entweder durch eine Run-Leitung either by a run-line 19 19 direkt in die Prozesskammer directly into the process chamber 1 1 eingeleitet werden oder durch eine Vent-Leitung are introduced or by a vent line 20 20 in ein Abgassystem geleitet werden. are directed into an exhaust system. Zum Einstellen des Massenflusses der Prozessgase To adjust the mass flow of process gases 10 10 sind Gasmassenflussmesser are gas mass flow meter 14 14 vorgesehen, die von der zentralen Steuereinrichtung provided from the central control device 17 17 angesteuert werden können. can be controlled.
  • [0018]
    Das Gasmisch-/Gasversorgungssystem The gas mixing / gas supply system 5 5 beinhaltet insbesondere ein oder mehrere Quellen für jeweils eine metallorganische oder andere chemische Verbindung. particularly includes one or more sources for one organometallic or other chemical compound. Die Quellen können Gastanks sein. The sources may be gas tanks. Bei den Quellen By the springs 23 23 handelt es sich um Tanks, die in Temperierbädern is it to tanks in Temperierbädern 24 24 angeordnet sind. are arranged. Mit den Temperierbädern The Temperierbädern 24 24 werden die in den Tanks bevorrateten metallorganischen Verbindungen auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten. the reserved in the tanks organometallic compounds are held at a predetermined temperature. Ein Trägergas, bspw. Wasserstoff, wird durch eine Zuleitung, die von einem Ventil A carrier gas, eg. Hydrogen, through a feed line, by a valve 22 22 verschließbar ist, in den Tank be closed in the tank 23 23 eingeleitet. initiated. Der Dampf über der in den Tank The vapor above the in the tank 23 23 bevorrateten Flüssigkeit oder über den in dem Tank stored liquid or the in the tank 23 23 bevorrateten Feststoff wird mit dem Trägergas abtransportiert. stockpiled solid is removed with the carrier gas. Der Gasfluss in den Tank The flow of gas into the tank 23 23 wird über einen Massenflussregler is a mass flow controller 14 14 eingestellt. set. Zusätzlich kann über eine weitere Trägergaszuleitung ein von einem Massenflussregler In addition, a further carrier gas supply line, a mass flow controller by a 14 14 voreingestellter Trägergasfluss in ein Umschaltventil carrier gas flow preset in a switching valve 21 21 in den MO-Gasstrom eingemischt werden. be mixed into the MO gas stream. Bei den metallorganischen Verbindungen handelt es sich bspw. um TMGa oder TMA1. The organometallic compounds are eg. To TMGa or TMA1.
  • [0019]
    Gasförmige Ausgangsstoffe, die Elemente der V. Hauptgruppe enthalten, bspw. AsH 3 , PH 3 , oder NH 3 werden ebenfalls über Schaltventile Include the gaseous starting materials, the elements of main group V, for example. AsH 3, PH 3, or NH 3 are also on-off valves 22 22 gesteuert in die Prozesskammer controlled in the process chamber 1' 1' eingeleitet. initiated. Auch hier sind in den Zuleitungen Massenflussregler Again, in the leads mass flow controller 14 14 vorgesehen. intended.
  • [0020]
    Durch Schalten der Ventile By switching the valves 22 22 wird der Verbrauch von AsH 3 , PH 3 , NH 3 bzw. TMGa und TMA1 minimiert. the consumption of AsH 3, PH 3, NH 3 and TMGa and TMA1 is minimized. Die Ventile the valves 22 22 , . 11 11 und Massenflussregler and mass flow controllers 14 14 werden hierzu von der zentralen Steuereinrichtung For this purpose, from the central control device 17 17 gesteuert. controlled. Die Abwärme, die beim Aufheizen der Prozesskammern mittels der Heizungen The waste heat during the heating of the process chambers by means of the heaters 21 21 erzeugt wird, wird von einer Kühleinrichtung is generated, of a cooling device 8 8th abgeführt. dissipated. Die Kühleinrichtung The cooling device 8 8th wird von der zentralen Steuereinrichtung is used by the central control device 17 17 angesteuert. driven.
  • [0021]
    Der Übersicht halber ist in dem Blockdiagramm For clarity in the block diagram 1 1 eine Reinigungskammer und eine Messkammer nicht dargestellt. a cleaning chamber and a measuring chamber not shown. Die Reinigungskammer kann einen Inertgaszufluss und eine Gasableitung aufweisen. The cleaning chamber may have a Inertgaszufluss and a gas discharge. Die Reinigungskammer kann auf eine Reinigungstemperatur aufgeheizt werden und besitzt hierzu eine von der Steuereinrichtung The cleaning chamber may be heated to a cleaning temperature and this has a by the control device 17 17 ansteuerbare Heizung. controllable heating. Die Messkammer besitzt eine Messeinrichtung, mit der die physikalischen beziehungsweise chemischen Eigenschaften von Substraten gemessen werden können. The measuring chamber has a measuring device with which the physical or chemical properties can be measured from substrates. Die Messeinrichtung kann von der Steuereinrichtung The measuring device can by the control device 17 17 angesteuert werden. be controlled.
  • [0022]
    Es ist ein Ladeautomat It is an automatic charger 4 4 mit einem Greifarm vorgesehen, der von der zentralen Steuereinrichtung with a gripping arm provided, which from the central control device 17 17 gesteuert wird. is controlled. Mit diesem Belade-Automaten This loading machines 4 4 können Substrate, die über die Transferkammer to substrates via the transfer chamber 3 3 in das Anlagengehäuse gebracht werden, durch die Be- und Entladeöffnungen in die Prozesskammern be placed in fixed housing, through the loading and unloading in the process chambers 1' 1' gebracht werden. to be brought. Sie werden dort vom Greifarm auf dem Suszeptor abgelegt. They are stored there by the gripper arm on the susceptor. Nachdem die Substrate beschichtet worden sind, werden sie mit dem Belade-Automaten After the substrates have been coated, they will be with the loading machine 4 4 wieder aus der Prozesskammer again from the process chamber 1' 1' entnommen und über die Transferkammer removed and on the transfer chamber 3 3 aus dem Anlagengehäuse gebracht. brought out of the system housing.
  • [0023]
    Das Anlagengehäuse The investment case 16 16 umgibt sämtliche der zuvor genannten Komponenten. surrounds all of the aforementioned components. Es ist ein Abluftsystem There is an exhaust system 12 12 vorgesehen, welches von der zentralen Steuereinrichtung provided, which from the central control device 17 17 gesteuert wird und welches die Luft innerhalb des Anlagengehäuses absaugt bzw. welche das Anlagengehäuse is controlled and which sucks the air within the system housing and which fixed housing 16 16 mit Reinstluft versorgt. supplied with clean air.
  • [0024]
    Der Totaldruck innerhalb der Prozesskammern The total pressure within the process chamber 1 1 ist einstellbar. is adjustable. Hierzu dient eine Druckkontrolleinrichtung This purpose, a pressure control device 13 13 , die eine Pumpe aufweist, mit der die Prozesskammern Which comprises a pump with which the process chambers 1' 1' evakuiert werden können. can be evacuated. Stromabwärts der Druckkontrolleinrichtung Downstream of the pressure control device 13 13 befindet sich eine Abgasreinigungseinrichtung there is a waste gas purification facility 7 7 . ,
  • [0025]
    Die Abgasreinigungseinrichtung The exhaust gas cleaning device 7 7 und das Gasmisch-/Gasversorgungssystem and the gas mixing / gas supply system 5 5 sind jeweils Komponenten, die mit einer Vielzahl von CVD-Reaktoren are each components with a variety of CVD reactors 1 1 , . 2 2 zusammenwirken können. can cooperate. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass jeder CVD-Reaktor It is preferably provided that each CVD reactor 1 1 , . 2 2 , eine individuelle Heizeinrichtung An individual heater 21 21 und ein individuelles Kühlsystem and an individual cooling system 26 26 aufweist. having. Beispielsweise kann mit dem Kühlsystem For example, with the cooling system 27 27 die Unterseite the bottom 26 26 eines Gaseinlassorgans gekühlt werden, mit dem die Prozessgase in die Prozesskammer a gas inlet element to be cooled, the process gases into the process chamber 1' 1' eingespeist werden. are fed. Die Unterseite des Gaseinlassorgans The underside of the gas inlet element 26 26 wird durch Wärmestrahlung vom durch die Heizung by heat radiation from the heating by the 21 21 beheizten Suszeptor heated susceptor 15 15 aufgeheizt. heated.
  • [0026]
    Zudem ist vorgesehen, dass jeder CVD-Reaktor In addition, it is envisaged that any CVD reactor 1 1 , . 2 2 eine ihm zugeordnete Vakuumpumpe bzw. eine ihm individuell zugeordnete Druckkontrolleinrichtung an associated vacuum pump or an individually assigned to it pressure control device 13 13 aufweist. having. Vor der Vakuumpumpe Before the vacuum pump 28 28 kann ein Druckregelventil , a pressure control valve 29 29 angeordnet sein, welches von der Druckkontrolleinrichtung be arranged, which by the pressure control device 13 13 angesteuert werden kann, um den Druck in der Prozesskammer can be controlled to reduce the pressure in the process chamber 1' 1' konstant zu halten. to keep constant. Der Druck wird mit einem Druckmesssensor ermittelt. The pressure is determined by a pressure measuring sensor.
  • [0027]
    Anhand der beigefügten Tabelle wird ein einfacher, energiesparend und materialsparend durchgeführter Beschichtungsprozess erläutert. a simple, energy-saving and material-saving performed coating process is illustrated in the attached table.
  • [0028]
    Der Ausgangszustand der Vorrichtung ist der Ruhezustand. The output state of the device is the idle state. In diesem Ruhezustand fließt durch den Reaktor minimales Spülgas, kein Prozessgas. In this state of rest flows through the reactor minimal purge gas, no process gas. Durch die Transferkammer fließt minimales Spülgas. Through the transfer chamber flows minimal purge gas. Die Heizung des Reaktors und die Kühlung des Reaktors sind ausgeschaltet. The heating of the reactor and cooling the reactor is off. Die Druckregelung der Transferkammer und des Reaktors sind ebenfalls ausgeschaltet. The pressure control of the transfer chamber and the reactor are also turned off. Im Reaktor und in der Transferkammer herrscht Atmosphärendruck. In the reactor and in the transfer chamber is atmospheric pressure. Ausgeschaltet sind ebenfalls die Abgaseinrichtung, die Messeinrichtung und der Belade-Automat. Off are also the exhaust device, the measuring device and the loading-machine. Die Abluft läuft mit minimaler Leistung. The exhaust air is running at minimum power.
  • [0029]
    Zu einem Zeitpunkt –t6 vor Beginn des Abscheidungsprozesses wird die Prozesskammer des Reaktors mit einem Substrat beladen. At a time T6 prior to the start of the deposition process, the process chamber of the reactor is loaded with a substrate. Hierzu wird der Spülgasfluss in die Transferkammer erhöht. For this, the purge gas flow is increased in the transfer chamber. Sobald zur Zeit –t6 das Substrat in der Transferkammer ist, wird die Transferkammer evakuiert. Once the time T6 is the substrate in the transfer chamber, the transfer chamber is evacuated. Hierzu wird die Druckregelung eingeschaltet. For this, the pressure control is switched on. Der Spülgasfluss in die Transferkammer wird abgeschaltet. The flow of purge gas in the transfer chamber is switched off. Zur Zeit –t4 wird die Druckregelung für die Transferkammer abgeschaltet und der Spülgasfluss wieder eingeschaltet, so dass sich innerhalb der Transferkammer ein Atmosphärendruck einstellt. Currently -T4 the pressure control to the transfer chamber is turned off and turned back on the purge gas flow so that adjusts an atmospheric pressure within the transfer chamber. 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. Once this pressure has ceased and the transfer chamber is opened on the system side, the load-machine is switched to transport the substrate from the transfer chamber into the process chamber.
  • [0030]
    Zum Zeitpunkt –t3 erfolgt das Aufheizen der Prozesskammer. At the time -t3 the heating of the process chamber. Hierzu wird das Spülgas und wird die Heizung des Reaktors eingeschaltet. For this purpose, the purge gas and the heating of the reactor is turned on. Zu diesem Zeitpunkt, ggf. aber auch früher, wird mit der Temperierung des MO-Tanks begonnen, in dem sich die metallorganische Verbindung befindet. At this time, but possibly even earlier, starting the temperature control of the MO-tank in which the organometallic compound is located. 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. The time is started with the temperature of the MO-tank depends on how long it takes until the desired temperature of the organometallic compound to stabilize the MO-tank.
  • [0031]
    Sobald zum Zeitpunkt –t2 die Prozess-Suszeptortemperatur einen Schwellwert erreicht hat, wird die Reaktorkühlung eingeschaltet. Once the time -t2 the process susceptor temperature has reached a threshold value, the reactor cooling is switched on. Kurz vor Erreichen der Prozesstemperatur, zur Zeit –t1 wird das Prozessgas in die Vent-Leitung geschaltet. Shortly before reaching the process temperature, the time-t1, the process gas is switched to the vent line. Die Druckregelung des Reaktors wird eingeschaltet. The pressure regulation of the reactor is turned on. Der Reaktor wird auf Prozessdruck abgepumpt. The reactor is pumped down to process pressure. Zu diesem Zeitpunkt –t1 wird auch die Abgasreinigung und die Abluft eingeschaltet. At this time, the emission-t1 and the exhaust air is turned on.
  • [0032]
    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. At time t0, the deposition process, which can take place from several successive process steps, in which only the gases are introduced into the process chamber at each process step required for the deposition process is for the period At. Alle übrigen Prozessgase werden abgeschaltet. All other process gases are switched off. Beispielsweise werden TMGa oder AsH 3 in die Prozesskammer eingeleitet, um eine GaAs-Schicht abzuscheiden. For example, TMGa or AsH 3 are introduced into the process chamber to deposit a GaAs layer. TMGa und NH 3 werden in die Prozesskammer eingeleitet, um GaN abzuscheiden. TMGa and NH 3 are introduced into the process chamber to deposit GaN.
  • [0033]
    Zur Zeit +t1 nach Beendigen des Abscheidungsprozesses wird das Spülgas wieder eingeschaltet und das Prozessgas abgeschaltet. Currently + t1 after termination of the deposition process, the purge gas is again turned off and the process gas. Die Heizung des Reaktors wird ebenfalls abgeschaltet. The heating of the reactor is also switched off. Auch die Temperierung des MO-Tanks wird abgeschaltet. The temperature of the MO-tank is turned off.
  • [0034]
    Die Messeinrichtung wurde nur für den Wachstumsprozess in Betrieb genommen. The measuring device was put into operation only for the growth process. Sie wird zum Zeitpunkt t1 wieder abgeschaltet. It is switched off again at time t1.
  • [0035]
    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. During the cooling is switched off at a time t2 + the pressure control and minimizes the purge gas through the reactor, so that can adjust an atmospheric pressure within the process chamber. Die Abgasreinigung wird dann ebenfalls abgeschaltet und die Abluft minimiert. The emission is then also switched off and minimizes the exhaust air.
  • [0036]
    Sobald die Suszeptortemperatur einen Schwellwert erreicht hat, wird die Kühlung abgeschaltet. When the susceptor temperature reaches a threshold value, the cooling is switched off.
  • [0037]
    Zu diesem Zeitpunkt +t4 wird die Prozesskammer entladen. At this time t4 + the process chamber is discharged. Hierzu wird mittels des Beladeautomaten das Substrat aus der Prozesskammer entnommen und in die Transferkammer gebracht. For this purpose, the substrate is removed from the process chamber and placed in the transfer chamber by means of the Beladeautomaten. Dort wird das Spülgas abgeschaltet und die Druckregelung angeschaltet, so dass zur Zeit t6 die Transferkammer kurzfristig evakuiert wird. There, the sweep gas is turned off and turned on the pressure control, so that at the time t6, the transfer chamber is evacuated for shipping. Zur Zeit +t7 wird die Druckregelung der Transferkammer abgeschaltet, so dass sich dort Atmosphärendruck einstellen kann. Currently + t7, the pressure control of the transfer chamber is switched off so that there can set atmospheric pressure. Das Spülgas durch die Transferkammer ist dann minimiert. The purge gas through the transfer chamber is then minimized.
  • [0038]
    In dem zuvor erörterten Beispiel sind die Schaltzeiten –t6 bis +t7 durch das Prozessführungsprogramm festgelegt. In the previously discussed example, the switching times are set to T6 + t7 by the process control program. Es ist aber auch vorgesehen, dass die Steuereinrichtung die Schaltzeiten dynamisch festlegt. It is also provided that the control device determines the switching times dynamically. Die zeitliche Abhängigkeit des Beginns eines Prozessschrittes oder aber auch der Dauer eines Prozessschrittes kann von Messwerten abhängen, die mit der Messeinrichtung gewonnen werden. The time dependence of the beginning of a process step or even the duration of a process step may depend on measurements that are obtained with the measuring device. Beispielsweise kann die Beladung und die Entladung der Prozesskammer beginnen, wenn die Prozesskammer eine bestimmte Temperatur erreicht hat. For example, the loading and discharge of the processing chamber may begin when the process chamber has reached a certain temperature.
  • [0039]
    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. In a variant of the invention the device is, but preferably with a plurality of other devices in a cluster mode, operated in conjunction with at least one other device. Die Vorrichtungen sind in einer einzigen Fertigungseinrichtung angeordnet. The devices are arranged in a single manufacturing facility. Die Fertigungseinrichtung besitzt bevorzugt eine zentrale Gasversorgungseinrichtung, eine zentrale Energieversorgungseinrichtung und eine zentrale Ablufteinrichtung. The production device preferably has a central gas supply device, a central power supply means and a central exhaust device. 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. Since it is according to experience be excluded that all devices operate simultaneously and, in particular is virtually certain that all devices must be supplied never simultaneously with maximum energy or must be supplied with the maximum gas flow, or that the maximum exhaust air must be provided at each device, sufficient it out, the central power supply means, gas supply means and exhaust means unterzudimensionieren, for example, be designed so that it has only 50 percent of capacity corresponding to the sum of the maximum requirements by the individual devices.
  • [0040]
    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, knows the process control, with which the individual process control programs are implemented leadership programs each device of the cluster system, the start time of a single process step of the future process steps of other devices can, for example, depend CVD systems.
  • [0041]
    Die The 3 3 zeigt den zeitlichen Ablauf dreier Prozessführungsprogramme P1, P2, P3, wobei jedes Prozessführungsprogramm zu einer individuellen Vorrichtung gehört. shows the time sequence of three process control programs P1, P2, P3, each process control program belongs to an individual device. Zu einem Zeitpunkt t 1 startet das Prozessführungsprogramm einen ersten Prozessschritt. At a time t 1, the process control program starts a first process step. Dieser Prozessschritt verbraucht 50 willkürliche Einheiten einer Energiemenge, eines Gases oder einer Abluftkapazität. This process step uses 50 arbitrary units of an amount of energy of a gas or exhaust capacity. An diesen ersten Prozessschritt schließt sich ein zweiter Prozessschritt an, der etwa 75 willkürliche Einheiten benötigt. This first process step, a second process step follows, which requires about 75 arbitrary units. Zum Zeitpunkt t 2 ist der zweite Prozessschritt beendet. At time t 2, the second process step is completed.
  • [0042]
    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 t 2 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.
  • [0043]
    Zum Zeitpunkt t 2 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 takes the second device, which is operated by the process control program P2, 75 arbitrary units in claim and a device 3, which is described with the process control program P3, 25 arbitrary units, so that a total of 100 arbitrary units are consumed.
  • [0044]
    Das Prozessführungsprogramm P1 der ersten Vorrichtung sieht vor, dass nach einer Wartezeit von t 2 nach t 3 ein weiterer Prozessschritt durchgeführt werden soll. The process control program P1 of the first device provides that after a waiting period of t 2 to t 3, a further process step to be performed. Dieser dritte Prozessschritt soll 75 willkürliche Einheiten verbrauchen. This third process step is to consume 75 arbitrary units.
  • [0045]
    Die Versorgungseinrichtung ist aber nur ausgelegt, insgesamt 200 willkürliche Einheiten zu liefern. The supply system is only designed to deliver a total of 200 arbitrary units. Zum Zeitpunkt t 3 stünde zwar genügend Kapazität zur Verfügung, um den Prozessschritt zu starten. At time t 3, although would be sufficient capacity available to start the process step. Da aber abzusehen ist, dass die Prozessführungsprogramme P2 und P3 zu einem Zeitpunkt t 4 , 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 t 3 starten, sondern erst zu einem späteren Zeitpunkt, nämlich zum Zeitpunkt t 5 . But since the process control programs P2 and P3 at a time t 4 at which the third process step of the process control program P1 is not finished yet, as much power would take that the sum of 200 arbitrary units would be exceeded, it can be foreseen, the controller the first device to the third process step does not start at time t 3, but only at a later point in time, namely at time t. 5
  • [0046]
    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. The control devices each of the devices are therefore able to process control programs P1, P2, P3 to consider the other to a common central supply unit connected devices. Hierdurch wird der aktuelle Energie- und/oder Materialverbrauch minimiert. In this way, the current energy and / or material consumption is minimized. Es wird insbesondere vermieden, dass es zu Verbrauchsspitzen kommt. It is particularly avoided that there is peak demand.
  • [0047]
    Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. All disclosed features are essential to the invention (to himself). 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. The disclosure content of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) in full in the disclosure of the application, also for the purpose of incorporating features of these documents in claims of the present application. Die Unteransprüche charakterisieren in ihrer fakultativ nebengeordneten Fassung eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. The sub-claims characterize in their optional ancillary replaced independent inventive developments of the prior art, in particular to perform based on these claims divisional applications.
  • Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 1 1
    CVD-Reaktor CVD reactor
    1' 1'
    Prozesskammer process chamber
    2 2
    CVD-Reaktor CVD reactor
    3 3
    Transferkammer transfer chamber
    4 4
    Beladeautomat Beladeautomat
    5 5
    Gasmisch-/Gasversorgungssystem Gas mixing / gas supply system
    6 6
    Heizungsregelung Heating control
    7 7
    Abgasreinigungseinrichtung exhaust gas cleaning device
    8 8th
    Kühleinrichtung cooling device
    9 9
    Spülgas purge
    10 10
    Prozessgasversorgung Process gas supply
    11 11
    Umschaltventil switching valve
    12 12
    Abluftsystem exhaust system
    13 13
    Druckkontrolleinrichtung Pressure control device
    14 14
    Gasmassenflussmesser Gas Mass Flow Meters
    15 15
    Suszeptor susceptor
    16 16
    Anlagengehäuse conditioning housing
    17 17
    Steuereinrichtung control device
    18 18
    Messeinrichtung measuring device
    19 19
    Run-Leitung Run-line
    20 20
    Vent-Leitung/Vent-Ausgang Vent line / Vent output
    21 21
    Heizung heater
    22 22
    Ventil Valve
    23 23
    Quelle source
    24 24
    Temperierbad, -einrichtung Tempering and furnishings
    25 25
    Gaszuleitung gas supply
    26 26
    Gaseinlassorgan Gas inlet element
    27 27
    Kühlsystem, Kühlflüssigkeitskreislauf Cooling system, coolant circuit
    28 28
    Pumpe pump
    29 29
    Druckregelventil Pressure control valve
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • [0048]
    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA is not liable for any errors or omissions.
  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
  • [0049]
    • DE 10219223 A1 [0002] DE 10219223 A1 [0002]
    • US 2007/0259112 A1 [0003] US 2007/0259112 A1 [0003]
    • DE 10159702 A1 [0004] DE 10159702 A1 [0004]
    • DE 19882475 B4 [0004] DE 19882475 B4 [0004]
    • DE 102012103295 A1 [0004] DE 102012103295 A1 [0004]
    • US 5830805 A [0004] US 5830805 A [0004]
    • 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]
    • US 6322677 B1 [0004] US 6322677 B1 [0004]
    • US 6440261 B1 [0004] US 6440261 B1 [0004]
    • US 6589338 B1 [0004] US 6589338 B1 [0004]
    • 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)

  1. 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 ( An apparatus for depositing thin layers, in particular of III-V layers on substrates, particularly on silicon substrates, consisting of the following power-consuming and / or material-consuming, (from a central control device 17 17 ) mittels eines Steuerprogramms gesteuerten Komponenten: – einem von der Steuereinrichtung ( ) Controlled by means of a control program components: - one (of the control device 17 17 ) betätigbare Ventile ( ) Operable valves ( 11 11 , . 22 22 ) und von der Steuereinrichtung ( ) And (by the control device 17 17 ) einstellbare Gasmassenflussmesser ( ) Adjustable gas mass flow meter ( 14 14 ) aufweisenden Gasmisch-/Gasversorgungssystem ( ) Having gas mixing / gas supply system ( 5 5 ); ); – mindestens einer Reaktionskammer ( - at least one reaction chamber ( 1' 1' ) eines CVD-Reaktors ( () Of a CVD reactor 1 1 , . 2 2 ), die über Gaszuleitungen ( ), Which (via gas feed lines 25 25 ) mit dem Gasversorgungssystem ( ) (With the gas supply system 5 5 ) verbunden ist, wobei durch die Gaszuleitungen ( ) Is connected, in which (through the gas supply lines 25 25 ) zumindest ein Spülgas ( ) At least one purge gas ( 9 9 ) und ein Prozessgas ( ) And a process gas ( 10 10 ) in die Reaktionskammer ( ) (In the reaction chamber 1' 1' ) einspeisbar ist; ) Is fed; – einem Gasentsorgungssystem, aufweisend eine von der Steuereinrichtung ( - a gas exhaust system comprising a (by the control device 17 17 ) ansteuerbare Druckkontrolleinrichtung ( ) Controllable pressure control device ( 13 13 ) und einer von der Steuereinrichtung ( ) And a (by the control device 17 17 ) steuerbaren Abgasreinigungseinrichtung ( ) Controllable exhaust gas purification device ( 7 7 ); ); – zumindest einer Heizeinrichtung ( - at least one heater ( 16 16 ) zum Aufheizen eines in der Reaktionskammer ( ) For heating a (in the reaction chamber 1' 1' ) angeordneten Suszeptors ( ) Arranged susceptor ( 15 15 ), die von einer von der Steuereinrichtung ( ), Which (from one of the control device 17 17 ) steuerbaren Heizregelung ( ) Controllable heating control ( 6 6 ) geregelt wird; ) Is regulated; – eine von der Steuereinrichtung ( - a (by the control device 17 17 ) steuerbare Kühleinrichtung ( ) Controllable cooling means ( 8 8th , . 27 27 ) zum Kühlen der mindestens einen Reaktionskammer ( ) (For cooling said at least one reaction chamber 1' 1' ); ); – einem Anlagengehäuse ( (A complex housing - 16 16 ), in welchem der mindestens eine CVD-Reaktor ( ) In which the at least one CVD reactor ( 1 1 , . 2 2 ) angeordnet ist, und welches eine von der Steuereinrichtung ( ) Is arranged, and which has a (by the control device 17 17 ) steuerbare Ablufteinrichtung ( ) Controllable exhaust device ( 12 12 ) aufweist; ) having; – einer von der Steuereinrichtung ( - a (by the control device 17 17 ) steuerbare Messeinrichtung ( ) Controllable measuring device ( 18 18 ), die in der Lage ist, physikalische Eigenschaften der Reaktionskammer und/oder von vom Suszeptor ( ) Which is capable of physical properties of the reaction chamber and / or (from the susceptor 15 15 ) getragenen Substraten bzw. darauf abgeschiedenen Schichten zu messen, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuereinrichtung ( Substrates respectively) supported thereon to measure the deposited layers, characterized in that the central control device ( 17 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. ) Is adapted to control the components such that the energy and material consumption of each of the components is minimized depending on the respective process or a projected state of the device or operated with the device in the network other device.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine oder mehrere der folgenden Komponenten: – eine mit einem vom Gasmisch-/Gasversorgungssystem ( Device according to claim 1 or in particular according thereto, characterized by one or more of the following components: - a (a / gas supply system from the gas blending 5 5 ) bereitgestellten Spülgas spülbare, eine von der Steuereinrichtung ( ) Purge gas provided flushable, a (by the control device 17 17 ) steuerbare Druckregelung aufweisende Transferkammer ( ) Controllable pressure control having transfer chamber ( 3 3 ); ); – eine mit einem vom Gasmisch-/Gasversorgungssystem ( - a (a / gas supply system from the gas blending 5 5 ) bereitgestellten Spülgas spülbare, eine von der Steuereinrichtung ( ) Purge gas provided flushable, a (by the control device 17 17 ) steuerbare Druckregelung aufweisende Reinigungskammer; ) Controllable pressure control having cleaning chamber; – eine mit einem vom Gasmisch-/Gasversorgungssystem ( - a (a / gas supply system from the gas blending 5 5 ) bereitgestellten Spülgas spülbare, eine von der Steuereinrichtung ( ) Purge gas provided flushable, a (by the control device 17 17 ) steuerbare Messeinrichtung aufweisende Messkammer; ) Controllable measuring device having the measuring chamber; – einen von der Steuereinrichtung ( - one (by the control device 17 17 ) steuerbaren Greifer aufweisenden Beladeautomaten ( ) Controllable gripper having Beladeautomaten ( 4 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 ( - a safety system which periodically polls certain physical parameters of the device and compares them with reference values, an alarm to the control device (at a setpoint deviation 17 17 ) abzugeben. leave).
  3. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung ( Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the cooling device ( 8 8th ) eine Flüssigkeitskühleinrichtung ist, insbesondere mit mehreren individuell steuerbaren, jeweils einer Reaktionskammer ( ) Is a liquid cooling device, in particular with a plurality of individually controllable, in each case one reaction chamber ( 1' 1' ) individuell zugeordneten Kühlflüssigkeitskreisläufen ( ) Individually associated coolant circuits ( 27 27 ), wobei die Kühlflüssigkeit nur dann durch die Flüssigkeitskühleinrichtung gepumpt wird, wenn die Temperatur innerhalb der Reaktionskammer ( wherein the cooling fluid is only pumped through the liquid cooling means when the temperature (inside the reaction chamber), 1' 1' ) oberhalb eines Schwellwertes liegt. ) Is above a threshold value.
  4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkontrolleinrichtung ( Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the pressure control device ( 13 13 ) mehrere Pumpen ( ) A plurality of pumps ( 28 28 ) aufweist, wobei jeder Prozesskammer ( ), Wherein each process chamber ( 1' 1' ) individuell eine Pumpe ( ) Individually a pump ( 28 28 ) zugeordnet ist, wobei jede Pumpe ( is assigned), each pump ( 28 28 ) in einem minimalen Drehzahlbereich betrieben wird. ) Is operated at a minimum speed range.
  5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ( Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the control device ( 17 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. ) Is adapted to not be reduced to a minimum mass flow for a deposition process, a cleaning process and / or an idle state gas flows directly used, in particular an inert gas, a reactive process gas, an inert gas or a carrier gas.
  6. 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 ( Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that electrical or electronic circuits are arranged and so (by the control device 17 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. be controlled) that they require in a standby mode, no electric power and / or that the period length of the period with which the security device interrogates certain physical parameters of the device, depends on the process condition.
  7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ( Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the control device ( 17 17 ) so eingerichtet ist, dass das Abluftsystem ( ) Is set up so that the exhaust system ( 12 12 ) mit einer minimalen Leistung betrieben wird, wenn keine Prozessgase in den Reaktor ( ) Is operated at a minimum power, if no process gases to the reactor ( 1 1 , . 2 2 ) oder in eine Abgasleitung eingespeist werden. are fed) or into an exhaust pipe.
  8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch Run-Vent-Ventile ( Apparatus (according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized by run-Vent valves 11 11 ), der Run-Ausgang eine Prozessgasversorgung ( ), The Run-output, a process gas supply ( 10 10 ) mit der Prozesskammer ( ) (With the process chamber 1' 1' ) und deren Vent-Ausgang ( ) And the Vent-output ( 20 20 ) die Prozessgasversorgung ( ) The process gas supply ( 10 10 ) mit der Abgasreinigungseinrichtung ( ) (With the exhaust gas purifying device 7 7 ) verbindet, wobei die Steuereinrichtung so eingerichtet ist, dass das Prozessgas nur für minimale Zeiten durch den Vent-Ausgang ( ), Wherein the control means is arranged such that the process gas (for minimum times through the vent output 20 20 ) fließt und/oder dass eine Temperiereinrichtung ( ) Flows and / or that a tempering device ( 24 24 ) zum Temperieren einer Quelle ( ) (For controlling the temperature of a source 23 23 ) für einen metallorganischen Ausgangsstoff nur dann auf eine von der Umgebungstemperatur verschiedene Temperatur gebracht wird, wenn der metallorganische Ausgangsstoff der Quelle ( ) Is only taken for a metal-organic raw material in a different temperature from the ambient temperature when the organometallic starting material of the source ( 23 23 ) in einem Abscheidungsprozess verwendet wird. ) Is used in a deposition process.
  9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ( Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the control device ( 17 17 ) so eingerichtet ist, dass die Kühleinrichtung ( ) Is so arranged that the cooling device ( 8 8th ) nur dann eine Kühlfunktion ausübt, wenn die Temperatur innerhalb der Prozesskammer ( ) Only exert a cooling function, when the temperature (within the process chamber 1' 1' ) oberhalb eines Temperaturschwellwertes liegt und/oder, dass der Druck in der Prozesskammer ( ) Is above a temperature threshold and / or that the pressure in the process chamber ( 1' 1' ) nur für minimale Zeiten auf einen Subatmosphärendruck abgesenkt wird und/oder, dass die zentrale Steuereinrichtung ( ) Is lowered only to minimum times at a subatmospheric pressure and / or in that the central control device ( 17 17 ) in einem Ruhezustand der Vorrichtung einen Energiesparzustand einnimmt. ) In an idle state of the device assumes a power saving state.
  10. 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 ( Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the device or an existing of a plurality of devices composite (of devices sources 23 23 ) für metallorganische Ausgangsstoffe der III. ) Organometallic starting materials of the III. und/oder der II. Hauptgruppe aufweist, und/oder, dass die Vorrichtung Quellen für gasförmige Ausgangsstoffe, die Elemente der V. und VI. and / or II having the. main group, and / or that the apparatus sources of gaseous starting materials, the elements of the V and VI. Hauptgruppe aufweisen, besitzt. have main group has.
  11. 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 ( Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that a group of several devices to a common gas supply, Gasentsorgungs-, power supply and / or exhaust air means co-operates, it being provided that the maximum gas supply capacity, gas disposal capacity, power supply capacity and / or exhaust air capacity is less than the sum of the ingestible maximum from the devices in claim relevant capacity and the control means ( 17 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. cooperating) of the multiple devices to each other such that the actual sum of the taken from the devices in Claim capacity in this field is the maximum capacity of the common related device.
  12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ( Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the control device ( 17 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. ) Process status data and process control data other operated in conjunction with the apparatus devices, particularly CVD-coating devices, are obtained which cooperate with a common power supply, gas supply, Gasentsorgungs- and / or exhaust air means, said time individual process steps of a plurality of time-sequential process steps including retaining process control program in a function are carried out by the process steps of the other devices, in particular CVD coating systems, wherein the controller future capacity utilization of the gas supply, Gasentsorgungs-, power supply and / or exhaust device taken into account.
  13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ( Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the control device ( 17 17 ) einzelne Prozessschritte eines mehrere aufeinanderfolgende Prozessschritte beinhaltenden Prozessführungsprogramms zeitlich in Abhängigkeit von der Messeinrichtung ( ) Individual process steps of a plurality of successive process steps-containing process control program time in dependence (by the measuring device 18 18 ) gelieferten Messwerten ausführt. ) Measured values ​​supplied executes.
  14. 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 ( Apparatus (according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the device is able to recycle energy consumed, in particular by the cooling means 8 8th ) abgeführte Wärme als Wärmequelle zu verwenden. to use) heat dissipated as heat source.
  15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ( Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the control device ( 17 17 ) eine Messeinrichtung ( ) A measuring device ( 18 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. ) Actuates a measuring chamber such that that are available from a variety in the measuring chamber substrates all of the substrates are measured after a first performing a process control program and, after the process control program is executed several times, each time process control program only measures a particular randomly selected subset of the substrates.
  16. Verfahren, insbesondere in Form eines die zentrale Steuereinrichtung ( Process, in particular in the form of the central control device ( 17 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. ) Operated 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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