DE102018216878A1 - Transport unit for parallel retraction or extension of substrate carriers, in parallel process tubes and method for simultaneous loading of parallel, horizontally spaced process tubes - Google Patents

Transport unit for parallel retraction or extension of substrate carriers, in parallel process tubes and method for simultaneous loading of parallel, horizontally spaced process tubes Download PDF

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Abstract

Es sind eine Transporteinheit für paralleles Einfahren oder Ausfahren von Substratträgern, insbesondere von Waferbooten für Halleitersubstrate, in parallele Prozessrohre bzw. aus diesen heraus, sowie ein Verfahren zum gleichzeitigen Beladen von parallelen, horizontal beabstandeten Prozessrohren offenbart. Die Transporteinheit weist eine horizontale Führung auf, die sich geradlinig in einer ersten Richtung erstreckt, die einer Richtung zum Einfahren oder Ausfahren von Substratträgern entspricht, eine vertikale Führung, die in der ersten Richtung entlang der horizontalen Führung bewegbar geführt ist, einen Gabelträger, der entlang der vertikalen Führung auf und ab bewegbar geführt ist sowie zwei langgestreckte Gabelelemente, die am Gabelträger angebracht und mit diesem entlang der vertikalen Führung bewegbar sind, wobei sich jedes Gabelelement in der ersten Richtung erstreckt und konfiguriert ist einen Substratträger aufzunehmen, und wobei die Gabelelemente derart am Gabelträger angebracht sind, dass die Gabelelemente horizontal in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung bewegbar sind. Ferner weist die Transporteinheit Antriebselemente zum steuerbaren Bewirken einer Bewegung der vertikalen Führung entlang der horizontalen Führung, einer Bewegung des Gabelträgers entlang der vertikalen Führung und einer Bewegung der Gabelelemente in der zweiten Richtung. Das Verfahren zum gleichzeitigen Beladen weist folgende Schritte auf: Beladen von zwei langgestreckten sich parallel in der ersten Richtung erstreckenden, horizontal beabstandeten Gabelelementen mit jeweils einem Substratträger; gemeinsames vertikales Ausrichten der Gabelelemente mit den Prozessrohren; horizontales Ausrichten der Gabelelemente mit Substratträger zu den Prozessrohren durch horizontale Bewegung wenigstens eines Gabelelements in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung; gemeinsames horizontales Einfahren der Gabelelemente mit Substratträger entlang der ersten Richtung in die Prozessrohre derart, dass jeweils ein Gabelelement mit Substratträger in eine entsprechendes der Prozessrohre einfährt; gemeinsames Absetzen der Substratträger im jeweiligen Prozessrohr; und gemeinsames Ausfahren der Gabelelemente aus den Prozessrohren.A transport unit for parallel entry or exit of substrate carriers, in particular of wafer boats for semiconductor substrates, into or out of parallel process tubes, and a method for simultaneous loading of parallel, horizontally spaced-apart process tubes are disclosed. The transport unit has a horizontal guide that extends in a straight line in a first direction, which corresponds to a direction for retracting or extending substrate carriers, a vertical guide that is movably guided in the first direction along the horizontal guide, a fork carrier that runs along the vertical guide is movably guided up and down, and two elongated fork elements which are attached to the fork carrier and are movable therewith along the vertical guide, each fork element extending in the first direction and being configured to receive a substrate carrier, and the fork elements being so on Fork carriers are attached such that the fork elements can be moved horizontally in a second direction perpendicular to the first direction. Furthermore, the transport unit has drive elements for controllably causing a movement of the vertical guide along the horizontal guide, a movement of the fork carriage along the vertical guide and a movement of the fork elements in the second direction. The method for simultaneous loading has the following steps: loading of two elongated, horizontally spaced fork elements, each extending parallel in the first direction, each with a substrate carrier; joint vertical alignment of the fork elements with the process tubes; horizontal alignment of the fork elements with substrate carrier to the process tubes by horizontal movement of at least one fork element in a second direction perpendicular to the first direction; horizontal retraction of the fork elements with substrate carrier along the first direction in the process tubes such that in each case one fork element with substrate carrier moves into a corresponding one of the process tubes; joint deposition of the substrate carrier in the respective process tube; and extending the fork elements together from the process tubes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transporteinheit für paralleles Einfahren oder Ausfahren von Substratträgern, insbesondere von Waferbooten für Halleitersubstrate, in parallele Prozessrohre bzw. aus diesen heraus, sowie ein Verfahren zum gleichzeitigen Beladen von parallelen, horizontal beabstandeten Prozessrohren.The present invention relates to a transport unit for parallel entry or exit of substrate carriers, in particular of wafer boats for semiconductor substrates, into or out of parallel process tubes, and a method for simultaneous loading of parallel, horizontally spaced-apart process tubes.

In der Technik sind unterschiedlichste Einsatzgebiete bekannt, bei denen Substrate in Prozessrohren behandelt werden. Auch sind unterschiedlichste Händler bekannt, die geeignet sind Substrate bzw. Substratträger in entsprechende Prozessrohre einzusetzen. Ein Beispiel für ein entsprechendes Einsatzgebiet ist die Behandlung von Substraten in einer kontrollierten Gasatmosphäre in einem Prozessrohr in dem die Substrate im Unterdruck thermisch und/oder unter Einsatz eines Plasmas behandelt werden können. Als besonderes Beispiel sei hier die plasmaunterstützte Gasphasenabscheidung in der Halbleitertechnik oder der Photovoltaikindustrie genannt.A wide variety of fields of application are known in technology in which substrates are treated in process tubes. A wide variety of dealers are also known who are suitable for using substrates or substrate carriers in corresponding process tubes. An example of a corresponding field of application is the treatment of substrates in a controlled gas atmosphere in a process tube in which the substrates can be treated thermally and / or using a plasma in a vacuum. Plasma-assisted gas phase deposition in semiconductor technology or the photovoltaic industry is a special example.

Hierbei werden zum Beispiel Wafer in sogenannten Waferboote geladen, die teilweise aus elektrisch leitenden Platten bestehen und in eine entsprechende Prozesskammer eingebracht. In der Prozesskammer wird über eine Pumpe und eine Gasversorgung auf eine gewünschte Prozessatmosphäre eingestellt. Über eine Heizeinheit kann eine gewünschte Temperatur eingestellt werden und über einen Plasmagenerator kann eine elektrische Leistung eingebracht werden, um ein Plasma aus dem Prozessgas zu erzeugen, insbesondere zwischen an den Platten des Waferbootes aufgenommenen Wafern. Ein Beispiel für eine solche Behandlungseinheit ist in der DE 10 2015 004 419 A1 der Anmelderin gezeigt.Here, for example, wafers are loaded into so-called wafer boats, some of which consist of electrically conductive plates and placed in a corresponding process chamber. In the process chamber, a pump and a gas supply are used to set the desired process atmosphere. A desired temperature can be set via a heating unit and electrical power can be introduced via a plasma generator in order to generate a plasma from the process gas, in particular between wafers received on the plates of the wafer boat. An example of such a treatment unit is in the DE 10 2015 004 419 A1 shown to the applicant.

Solche Behandlungseinheiten bestehen jeweils aus einer einzelnen Prozesskammer, denen jeweils eine eigene Pumpe zugeordnet ist, um einen gewünschten Prozessdruck und in Kombination mit einer geeigneten Gaszuführung eine gewünschte Prozessgasatmosphäre einstellen zu können. Sofern eine thermische Unterstützung und/oder auch eine Plasmaunterstützung gewünscht werden, besitzen sie jeweils eine eigenen Heizeinheit und/oder einen eigenen Plasmagenerator. Für die Prozesskammern werden häufig Quarzrohre eingesetzt, da diese einerseits beständig gegenüber den eingesetzten Prozessen sind und andererseits keine Verunreinigungen in den Prozess einbringen.Such treatment units each consist of a single process chamber, each of which is assigned its own pump, in order to be able to set a desired process pressure and, in combination with a suitable gas supply, a desired process gas atmosphere. If thermal support and / or plasma support are desired, they each have their own heating unit and / or their own plasma generator. Quartz tubes are often used for the process chambers because on the one hand they are resistant to the processes used and on the other hand they do not introduce any impurities into the process.

Bedingt durch einen starken Kostendruck in der Industrie wurden in der Vergangenheit unterschiedlichste Konzepte versucht, um den Durchsatz von Behandlungsanlagen zu erhöhen. Insbesondere wurden in Vergangenheit sowohl übereinander als auch benachbart zueinander liegende Prozesseinheiten in einer Anlage derart zusammengefasst, dass sie auf gemeinsame Gas- und Strom-Versorgungseinheiten sowie eine gemeinsame Beladeeinheit zugreifen konnten. Dabei war die Beladeeinheit jeweils so aufgebaut, dass sie jeweils nacheinander eine einzelne Prozesskammer Be-/Entladen konnte. Hierdurch konnte der Raumbedarf für die Anlage und auch die Anzahl der Komponenten im Vergleich zu einzelnen Prozesseinheiten verringert werden. Ferner wurde durch Verlängerung der Prozesskammern und eine entsprechende Anpassung der Waferboote die Aufnahmekapazität pro Prozesskammer erhöht. Eine Verlängerung der Prozesskammern erschwert jedoch die Beladung derselben, da diese von einem Ende her mit den Waferbooten beladen werden und sich hierdurch ein entsprechender Platzbedarf vor den Prozesskammern ergibt. Darüber hinaus werden durch eine Verlängerung von Prozesskammern auch die mechanischen Anforderungen an eine Beladeeinheit erheblich erhöht. Auch ist die Herstellung langer Prozessrohre aufwändiger und teurer als die Herstellung kürzerer Rohre.Due to strong cost pressure in industry, various concepts have been tried in the past to increase the throughput of treatment plants. In particular, in the past both process units lying one above the other and adjacent to one another were combined in one system in such a way that they could access common gas and electricity supply units and a common loading unit. The loading unit was designed so that it could load / unload a single process chamber one after the other. As a result, the space required for the system and also the number of components could be reduced compared to individual process units. Furthermore, the absorption capacity per process chamber was increased by extending the process chambers and adapting the wafer boats accordingly. An extension of the process chambers, however, makes it more difficult to load them, since they are loaded from one end with the wafer boats and this results in a corresponding space requirement in front of the process chambers. In addition, the lengthening of process chambers also significantly increases the mechanical requirements for a loading unit. The manufacture of long process tubes is also more complex and expensive than the manufacture of shorter tubes.

Daher wurde nun die parallele Anordnung und Ansteuerung von zwei horizontal benachbarten parallelen Prozessrohren derart in Betracht gezogen, dass sie eine gemeinsame nur gemeinsam betreibbare Behandlungseinheit bilden. Dabei wurden die Prozessrohre zwar räumlich getrennt aber über jeweils gemeinsame Komponenten, wie Gaszuleitung, Gasabsaugung, optional Plasmagenerator etc. Prozesstechnisch als eine Prozesskammer angesehen und betrieben. Bei einem solchen parallelen Betrieb ist dann natürlich auch eine gemeinsame Beladung der Prozessrohre von Vorteil. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, in effizienter Weise die parallele Beladung von zwei Prozessrohren zu ermöglichen.Therefore, the parallel arrangement and control of two horizontally adjacent parallel process tubes has been considered in such a way that they form a common treatment unit that can only be operated together. The process tubes were spatially separated, but were viewed and operated as a process chamber in terms of process technology, using common components such as gas supply, gas extraction, optional plasma generator, etc. In such a parallel operation, a common loading of the process tubes is of course also advantageous. The invention is therefore based on the object of enabling the parallel loading of two process tubes in an efficient manner.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Transporteinheit nach Anspruch 1, und ein Verfahren nach Anspruch 8 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich unter anderem aus den Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a transport unit according to claim 1 and a method according to claim 8. Further refinements of the invention result, inter alia, from the subclaims.

Insbesondere ist die Transporteinheit für paralleles Einfahren oder Ausfahren von Substratträgern, insbesondere von Waferbooten für Halleitersubstrate, in parallele Prozessrohre bzw. aus diesen heraus konfiguriert und weist Folgendes aufweist: eine horizontale Führung, die sich geradlinig in einer ersten Richtung erstreckt, die einer Richtung zum Einfahren oder Ausfahren von Substratträgern entspricht, eine vertikale Führung, die in der ersten Richtung entlang der horizontalen Führung bewegbar geführt ist, einen Gabelträger, der entlang der vertikalen Führung auf und ab bewegbar geführt ist, zwei langgestreckte Gabelelemente, die am Gabelträger angebracht und mit diesem entlang der vertikalen Führung bewegbar sind, wobei sich jedes Gabelelement in der ersten Richtung erstreckt und konfiguriert ist einen Substratträger aufzunehmen, und wobei die Gabelelemente derart am Gabelträger angebracht sind, dass die Gabelelemente horizontal in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung bewegbar sind, und Antriebselemente zum steuerbaren Bewirken einer Bewegung der vertikalen Führung entlang der horizontalen Führung, einer Bewegung des Gabelträgers entlang der vertikalen Führung und einer Bewegung der Gabelelemente in der zweiten Richtung. Die Transporteinheit ermöglicht mit einer entsprechenden Ansteuerung das parallelen Beladen von Prozessrohren, um eine parallele Prozessführung in denselben zu fördern, wobei durch die gemeinsamen Führungen und Antriebe die Anzahl benötigten Komponenten gegenüber einzelnen Beladeeinheiten verringert werden kann. Insbesondere die Möglichkeit der horizontalen Bewegung der Gabeln in der zweiten Richtung ermöglicht den Ausgleich von Beladetoleranzen bzw. den Ausgleich von Abweichungen der Positionen der Prozessrohre unterschiedlicher Prozessmodule.In particular, the transport unit is configured for parallel entry or exit of substrate carriers, in particular of wafer boats for semiconductor substrates, into parallel process tubes or out of them and has the following: a horizontal guide that extends in a straight line in a first direction, which is a direction for entry or extension of substrate carriers, a vertical guide which is movably guided in the first direction along the horizontal guide, a fork carrier which is movably guided up and down along the vertical guide, two elongate fork elements which are attached to and along with the fork carrier the vertical guide are movable, each Fork member extends in the first direction and is configured to receive a substrate carrier, and wherein the fork members are attached to the fork carriage such that the fork members are horizontally movable in a second direction perpendicular to the first direction, and drive members for controllably causing movement of the vertical guide along the horizontal guidance, movement of the fork carriage along the vertical guidance and movement of the fork elements in the second direction. With a suitable control, the transport unit enables parallel loading of process tubes in order to promote parallel process control in the same, whereby the number of components required can be reduced compared to individual loading units by the common guides and drives. In particular, the possibility of horizontal movement of the forks in the second direction enables the compensation of loading tolerances or the compensation of deviations in the positions of the process tubes of different process modules.

Bevorzugt sind die Gabelelemente unabhängig voneinander entlang der zweiten Richtung bewegbar, wodurch sich eine gute Flexibilität hinsichtlich des Ausgleichs von Toleranzen ergibt. Alternativ können sie aber auch gekoppelt und nur gemeinschaftlich entlang der zweiten Richtung bewegbar sein, wenn zum Beispiel der Horizontalabstand der Prozessrohre immer gleich ist.The fork elements can preferably be moved independently of one another along the second direction, which results in good flexibility with regard to the compensation of tolerances. Alternatively, they can also be coupled and only be able to move together in the second direction if, for example, the horizontal distance between the process tubes is always the same.

Bei einer Ausführungsform ist ferner wenigstens ein Gabelelement derart am Gabelträger angebracht ist, dass es unabhängig vom anderen Gabelelement horizontal in der ersten Richtung relativ zum Gabelträger bewegbar ist, um zum Beispiel Beladungstoleranzen in Längsrichtung ausgleichen zu können. Die Transporteinheit kann wenigstens eine Sensoreinheit aufweisen, die geeignet ist eine Position eines Substratträgers auf einem jeweiligen Gabelelement zu bestimmen.In one embodiment, at least one fork element is also attached to the fork carrier in such a way that it can be moved horizontally in the first direction relative to the fork carrier independently of the other fork element, in order, for example, to be able to compensate for load tolerances in the longitudinal direction. The transport unit can have at least one sensor unit which is suitable for determining a position of a substrate carrier on a respective fork element.

Ferner kann die Transporteinheit wenigstens einen zweiten Gabelträger aufweisen, der entlang der vertikalen Führung auf und ab bewegbar geführt ist, sowie zwei langgestreckte zweite Gabelelemente, die am zweiten Gabelträger angebracht und mit diesem entlang der vertikalen Führung bewegbar sind, wobei sich jedes zweite Gabelelement in der ersten Richtung erstreckt und konfiguriert ist einen Substratträger aufzunehmen, und wobei die zweiten Gabelelemente derart am zweiten Gabelträger angebracht sind, dass die zweiten Gabelelemente horizontal in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung bewegbar sind. Hierdurch können mehrere Be-/Entladungen gleichzeitig erfolgen oder es können designierte Gabelelemente für die Beladung und die Entladung vorgesehen werden. Hierfür sind die ersten und zweiten Gabelträger bevorzugt unabhängig voneinander entlang der vertikalen Führung bewegbar.Furthermore, the transport unit can have at least one second fork carriage, which is guided to move up and down along the vertical guide, as well as two elongated second fork members, which are attached to the second fork carriage and are movable with it along the vertical guide, with every second fork member moving in the extends in the first direction and is configured to receive a substrate carrier, and wherein the second fork elements are attached to the second fork carrier such that the second fork elements can be moved horizontally in a second direction perpendicular to the first direction. As a result, several loading / unloading operations can take place at the same time, or designated fork elements can be provided for loading and unloading. For this purpose, the first and second fork carriers can preferably be moved independently of one another along the vertical guide.

Das Verfahren zum gleichzeitigen Beladen von parallelen, horizontal beabstandeten Prozessrohren, sie sich in einer ersten Richtung erstrecken weist die folgenden Schritte auf: Beladen von zwei langgestreckten sich parallel in der ersten Richtung erstreckenden, horizontal beabstandeten Gabelelementen mit jeweils einem Substratträger, gemeinsames vertikales Ausrichten der Gabelelemente mit den Prozessrohren, horizontales Ausrichten der Gabelelemente mit Substratträger zu den Prozessrohren durch horizontale Bewegung wenigstens eines Gabelelements in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung, gemeinsames horizontales Einfahren der Gabelelemente mit Substratträger entlang der ersten Richtung in die Prozessrohre derart, dass jeweils ein Gabelelement mit Substratträger in eine entsprechendes der Prozessrohre einfährt, gemeinsames Absetzen der Substratträger im jeweiligen Prozessrohr, und gemeinsames Ausfahren der Gabelelemente aus den Prozessrohren. Hierdurch lassen sich die schon oben genannten Vorteile erreichen. The method for the simultaneous loading of parallel, horizontally spaced process tubes, which extend in a first direction, has the following steps: loading of two elongated, horizontally spaced fork elements extending in parallel in the first direction, each with a substrate carrier, joint vertical alignment of the fork elements with the process tubes, horizontal alignment of the fork elements with substrate carrier to the process tubes by horizontal movement of at least one fork element in a second direction perpendicular to the first direction, horizontal retraction of the fork elements with substrate carrier along the first direction into the process tubes such that one fork element with substrate carrier enters a corresponding one of the process tubes, jointly depositing the substrate carrier in the respective process tube, and jointly extending the fork elements out of the process tubes. This allows the advantages already mentioned above to be achieved.

Bevorzugt erfolgt das horizontale Ausrichten der Gabelelemente mit den Prozessrohren für jedes Gabelelement individuell, sprich unabhängig vom anderen Gabelelement. Bei einer Ausführungsform kann die Einfahrtiefe wenigstens ein Gabelelements relativ zum anderen Gabelelement vor dem Absetzen der Substratträger verändert werden, um zum Beispiel Beladungsunterschiede auszugleichen. Die Position jedes Substratträgers auf dem jeweiligen Gabelelement kann bestimmt und bei der horizontalen Ausrichtung und/oder dem Verändern der Einfahrtiefe berücksichtigt werden.The horizontal alignment of the fork elements with the process tubes is preferably carried out individually for each fork element, that is to say independently of the other fork element. In one embodiment, the depth of entry of at least one fork element relative to the other fork element can be changed before the substrate carriers are set down, in order to compensate for differences in loading, for example. The position of each substrate carrier on the respective fork element can be determined and taken into account in the horizontal alignment and / or changing the entry depth.

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

  • 1 eine schematische Seitenansicht einer Behandlungsvorrichtung mit mehreren Behandlungseinheiten und einer Transporteinheit gemäß der Erfindung;
  • 2 eine Schematische Ansicht von oben auf die Behandlungsvorrichtung gemäß 1;
  • 3 eine schematische perspektivische Darstellung eines Prozessmoduls einer Behandlungseinheit der Erfindung;
  • 4 eine schematische perspektivische Darstellungen einer Transporteinheit gemäß der Erfindung.
The invention will be explained in more detail with reference to the drawings; in the drawings shows:
  • 1 a schematic side view of a treatment device with several treatment units and a transport unit according to the invention;
  • 2nd a schematic view from above of the treatment device according to 1 ;
  • 3rd is a schematic perspective view of a process module of a treatment unit of the invention;
  • 4th is a schematic perspective view of a transport unit according to the invention.

In der vorliegenden Beschreibung soll der Ausdruck im Wesentlichen Abweichungen von +/-5%, bevorzugt +/-2%, vom genannten Wert oder übliche Toleranzen umfassen.In the present description, the expression should essentially comprise deviations of +/- 5%, preferably +/- 2%, from the value mentioned or usual tolerances.

Die 1 und 2 zeigen schematische Ansichten einer Behandlungsvorrichtung 1, wobei 1 eine schematische Seitenansicht und 2 eine Schematische Ansicht von oben zeigt. Die Behandlungsvorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einem Be-/Entladeladeabschnitt 3, einem Prozessabschnitt 4 und einem Versorgungsabschnitt 5. Die Abschnitte sind in der oben genannten Reihenfolge von links nach rechts in den Figuren dargestellt. The 1 and 2nd show schematic views of a treatment device 1 , in which 1 a schematic side view and 2nd shows a schematic view from above. The treatment device 1 consists essentially of a loading / unloading loading section 3rd , a process section 4th and a supply section 5 . The sections are shown in the above order from left to right in the figures.

Der Be-/Entladeladeabschnitt 3 besteht im Wesentlichen aus einer Transporteinheit 7 für Substrathalter 8 (in 1 angedeutet), die jeweils geeignet sind eine Vielzahl von Substraten aufzunehmen und in geeigneter Weise zu halten, sowie Aufnahmeeinheiten 9 für Substrathalter. Für eine Plasmabehandlung scheibenförmiger Substrate kann der Substrathalter zum Beispiel die Form haben, wie sie in der DE 10 2011 109 444 A1 oder der oben genannten DE 10 2015 004 419 A1 beschrieben sind. Für anderer Behandlungen können sie aber auch andere Formen aufweisen, wie zum Beispiel in der DE 2014 002 280 A1 beschrieben. Wie der Fachmann erkennen wird, kann der Substrathalter unterschiedlichste Formen annehmen, die von dem Prozess im Prozessabschnitt abhängig ist.The loading / unloading loading section 3rd consists essentially of a transport unit 7 for substrate holder 8th (in 1 indicated), which are each suitable for holding a large number of substrates and holding them in a suitable manner, and holding units 9 for substrate holder. For a plasma treatment of disk-shaped substrates, the substrate holder can, for example, have the shape as shown in FIG DE 10 2011 109 444 A1 or the above DE 10 2015 004 419 A1 are described. For other treatments, however, they can also have other forms, for example in the DE 2014 002 280 A1 described. As the person skilled in the art will recognize, the substrate holder can take a wide variety of forms, which depends on the process in the process section.

Die Transporteinheit 7, die in den 1 und 2 vereinfacht dargestellt ist, besitzt eine horizontale Führung 11 am Boden des Be-/Entladeladeabschnitts 3, eine vertikale Führung 12, einen Gabelträger 13 und zwei Gabeln 14, 15. Die horizontale Führung 11, kann zum Beispiel eine Schiene oder eine andere Führung sein, entlang der die vertikale Führung 12 in Horizontalrichtung hin und her verschiebbar ist, wie durch den Doppelpfeil A in 1 dargestellt ist. Ein entsprechender Antrieb zum Bewegen der vertikalen Führung 12 entlang der horizontalen Führung 11 ist nicht dargestellt und kann in irgendeiner geeigneten Art und Weise ausgeführt sein. Die vertikale Führung 12 besitzt ihrerseits eine Führung für den Gabelträger 13, der über einen nicht dargestellten Antrieb entlang der vertikalen Führung 12 auf und ab bewegbar ist, wie durch den Doppelpfeil B dargestellt ist. Der Gabelträger 13 trägt wiederum zwei Gabeln 14, 15, die jeweils zur Aufnahme eines Substrathalters 8 konfiguriert sind. Die Gabeln 14, 15 sind jeweils horizontal entlang des Gabelträgers 13 bewegbar, wie durch die Doppelpfeile C in 2 angedeutet ist. Dabei können die Gabeln 14, 15 individuell, d.h. unabhängig voneinander bewegt werden. Eine entsprechende Bewegungseinheit kann zum Beispiel im Gabelträger 13 integriert sein. Die durch die Doppelpfeile A, B und C angedeuteten Bewegungen der unterschiedlichen Elemente werden bevorzugt durch eine gemeinsame Steuereinheit gesteuert, um jeweils parallel zwei Substrathalter 8 aus dem Be-/Entladeladeabschnitt 3 in den Prozessabschnitt 4 und umgekehrt zu bewegen.The transport unit 7 that in the 1 and 2nd is shown in simplified form, has a horizontal guide 11 at the bottom of the loading / unloading loading section 3rd , a vertical guide 12th , a fork carriage 13 and two forks 14 , 15 . The horizontal leadership 11 , can be, for example, a rail or other guide along which the vertical guide 12th can be moved back and forth in the horizontal direction, as indicated by the double arrow A in 1 is shown. A corresponding drive for moving the vertical guide 12th along the horizontal guide 11 is not shown and can be implemented in any suitable manner. The vertical leadership 12th in turn has a guide for the fork carriage 13 , which has a drive, not shown, along the vertical guide 12th is movable up and down, as shown by the double arrow B. The fork carriage 13 again carries two forks 14 , 15 , each for holding a substrate holder 8th are configured. The forks 14 , 15 are each horizontally along the fork carriage 13 movable, as by the double arrows C. in 2nd is indicated. The forks can 14 , 15 be moved individually, ie independently of each other. A corresponding movement unit can, for example, in the fork carriage 13 be integrated. By the double arrows A , B and C. indicated movements of the different elements are preferably controlled by a common control unit, in each case parallel to two substrate holders 8th from the loading / unloading loading section 3rd in the process section 4th and vice versa to move.

In der Draufsicht gemäß 2 sind benachbart zu beiden Seiten der Transporteinheit 7 die Aufnahmeeinheiten 9 für die Substrathalter 8 gezeigt. Insbesondere sind jeweils mehrere Aufnahmeeinheiten 9 übereinander vorgesehen, wobei jede Aufnahmeeinheit 9 einen Substrathalter 8 aufnehmen kann. Die Aufnahmeeinheiten 9 können seitlich von der Seite des Be-/Entladeladeabschnitt 3 her oder auch von der Stirnseite her be- und entladen werden. Um einen Substratträger 8 zwischen einer Aufnahmeeinheit 9 und einer jeweiligen der Gabeln 14, 15 der Transporteinheit 7 zu befördern ist eine nicht näher dargestellter Übergabeeinheit vorgesehen.According to the top view 2nd are adjacent to both sides of the transport unit 7 the recording units 9 for the substrate holder 8th shown. In particular, there are several recording units 9 provided one above the other, each receiving unit 9 a substrate holder 8th can record. The recording units 9 can laterally from the side of the loading / unloading loading section 3rd or be loaded and unloaded from the front. To a substrate support 8th between a recording unit 9 and a respective one of the forks 14 , 15 the transport unit 7 a transfer unit, not shown, is to be transported.

Der Prozessabschnitt 4 besteht aus einer Vielzahl von übereinander angeordneten Prozessmodulen 20 (hier fünf), sowie einer der Anzahl von Prozessmodulen entsprechenden Anzahl von Plasmageneratoren 21, von denen in der Seitenansicht gemäß 1 nur drei zu erkennen sind, da die Anderen in der Ebenen dahinter liegen. 3 zeigt eines der Prozessmodule 20 in perspektivischer Ansicht, wobei eine obere Abdeckung weggelassen wurde, um das Innere des Prozessmoduls 20 zu sehen.The process section 4th consists of a large number of process modules arranged one above the other 20th (here five), and a number of plasma generators corresponding to the number of process modules 21 , of which according to the side view 1 only three can be seen, since the others are on the level behind. 3rd shows one of the process modules 20th in perspective view, with an upper cover has been omitted to the inside of the process module 20th to see.

Jedes Prozessmodul 20 besteht im Wesentlichen aus einem Trägergehäuse 24, zwei Prozessrohreinheiten 26 sowie zwei Temperatur-Steuereinheiten 28. Das Trägergehäuse 24 besteht im Wesentlichen aus zwei Stirnwänden 30, Seitenwänden 32, sowie einem nicht dargestellten Boden und einer Abdeckung.Every process module 20th consists essentially of a carrier housing 24th , two process tube units 26 as well as two temperature control units 28 . The carrier housing 24th consists essentially of two end walls 30th , Sidewalls 32 , and a floor and a cover, not shown.

Die Stirnwände 30 erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zu den Seitenwänden 32, sodass sich ein quadratisches Gehäuse ergibt. In den Stirnwänden sind jeweils runde Öffnungen zur Durchführung von Teilen der Prozessrohreinheiten 26 ausgebildet. Ferner ist jeweils eine weitere Öffnung in einem oberen mittleren Bereich der jeweiligen Stirnwand 30 vorgesehen, die mit einem Gasführungskanal 34 in Verbindung steht. Der Gasführungskanal erstreckt sich an einem oberen Ende mittig zwischen den Stirnwänden 30 und besitzt Schlitze, um Gas in das Trägergehäuse 24 hinein und/oder aus diesem heraus zu leiten. Der Gasführungskanal 34 kann über ein Ende mit einem Gas beaufschlagt und über das andere Ende abgesaugt werden, wobei hierüber eine teilweise Temperierung des Innenraums des Trägergehäuses 24 möglich ist.The end walls 30th extend substantially perpendicular to the side walls 32 , so that there is a square housing. There are round openings in the end walls for the passage of parts of the process tube units 26 educated. Furthermore, there is a further opening in an upper middle region of the respective end wall 30th provided with a gas duct 34 communicates. At an upper end, the gas guide channel extends centrally between the end walls 30th and has slots for gas in the carrier housing 24th in and / or out of this. The gas duct 34 can be acted upon by a gas at one end and suctioned off via the other end, with a partial temperature control of the interior of the carrier housing 24th is possible.

Die Prozessrohreinheiten 26 weisen jeweils ein innenliegendes Prozessrohr 36 auf, das in den 1 und 2, schematisch dargestellt ist und das von einer Heizkassette 38 umgeben ist. Das Prozessrohr 36 kann aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise Quarz, bestehen und erstreckt sich über die gesamte Länge des Trägergehäuses 24 zwischen den Stirnseiten 30. Das Prozessrohr kann in geeigneter Weise in den Stirnseiten 30 gelagert sein. Die Enden jedes Prozessrohrs 36 sind über geeignete Endverschlüsse verschlossen, wobei ein Ende im Wesentlichen fest verschlossen sein kann, während das andere Ende über einen Türmechanismus 37 geöffnet und geschlossen werden kann. Ein entsprechender Türmechanismus 37 ist in 3 zu sehen. Ein entsprechender Antrieb für den Türmechanismus 37 kann im Trägergehäuse 24 angeordnet sein. Insbesondere ist der Türmechanismus 37 so ausgebildet, dass ein Abschlusselement sowohl in Längsrichtung eines jeweiligen Prozessrohrs 36 als auch seitlich hierzu bewegbar ist, um einen freien Zugriff auf das Rohrinnere freizugeben.The process tube units 26 each have an internal process tube 36 on that in the 1 and 2nd , is shown schematically and that of a heating cassette 38 is surrounded. The process pipe 36 can be made of a suitable material, such as quartz, and extends over the entire length of the carrier housing 24th between the end faces 30th . The process tube can be suitably in the end faces 30th be stored. The Ends of each process tube 36 are closed by suitable end closures, where one end can be essentially firmly closed, while the other end via a door mechanism 37 can be opened and closed. A corresponding door mechanism 37 is in 3rd to see. A corresponding drive for the door mechanism 37 can in the carrier housing 24th be arranged. In particular, the door mechanism 37 formed so that a termination element both in the longitudinal direction of a respective process tube 36 and can also be moved laterally to enable free access to the inside of the pipe.

Wie erwähnt ist jedes Prozessrohr 36 von einer Heizkassette 38 umgeben. Insbesondere weist die Heizkassette eine Vielzahl von separat ansteuerbaren und in Längsrichtung getrennten Heizsegmenten auf, wie es in der Technik bekannt ist. Eine entsprechende Segmentierung dient zur besseren Temperatursteuerung innerhalb des Prozessrohrs. Die jeweiligen Heizegmente können ferner von einer entsprechenden Isolierung umgeben sein, wie es ebenfalls in der Technik bekannt ist. Im Bereich der Prozessrohre 36 und/oder im Bereich der Heizkassette 38 können entsprechende Sensoren vorgesehen sein, welche in der Lage sind die Temperatur innerhalb des Prozessrohres 36 zu messen beziehungsweise zu bestimmen, um eine Temperaturregelung innerhalb des Prozessrohrs 36 zu ermöglichen.As mentioned, every process tube is 36 from a heating cassette 38 surround. In particular, the heating cassette has a multiplicity of separately controllable heating segments which are separated in the longitudinal direction, as is known in the art. A corresponding segmentation serves for better temperature control within the process pipe. The respective heating elements can also be surrounded by appropriate insulation, as is also known in the art. In the area of process pipes 36 and / or in the area of the heating cassette 38 Corresponding sensors can be provided which are able to measure the temperature inside the process tube 36 to measure or determine in order to control the temperature within the process tube 36 to enable.

Das dem Türmechanismus 37 entgegengesetzte Ende des Prozessrohrs 36 weist jeweils einen Anschluss für eine Gasabsaugung auf. Ferner kann hier auch ein Gaseinleitungsanschluss und/oder eine Einleitung für elektrische Komponenten vorgesehen werden. Eine Gaseinleitung kann jedoch auch auf der Seite des Türmechanismus 37 vorgesehen werden. Benachbart zu den Seitenwänden 32 sind ferner jeweils Temperatursteuereinheiten 28 vorgesehen, und zwar derart, dass für jede Kombination aus Prozessrohr und Heizkassette 36, 80 eine eigene Temperatursteuereinheit 28 vorgesehen ist. Über diese kann im Betrieb eine Temperaturregelung innerhalb der jeweiligen Prozessrohre 36 erfolgen. Die Kombinationen aus Prozessrohr und Heizkassette 36, 38 erstrecken sich jeweils parallel innerhalb des Gehäuses 24.That the door mechanism 37 opposite end of the process tube 36 each has a connection for gas extraction. Furthermore, a gas inlet connection and / or an inlet for electrical components can also be provided here. However, gas can also be introduced on the side of the door mechanism 37 be provided. Adjacent to the side walls 32 are also temperature control units 28 provided, in such a way that for every combination of process tube and heating cassette 36 , 80 its own temperature control unit 28 is provided. This can be used to control the temperature within the respective process tubes during operation 36 respectively. The combinations of process pipe and heating cassette 36 , 38 each extend parallel within the housing 24th .

Wie in 2 dargestellt ist, sind fünf der Prozessmodule 20 übereinander in einem nicht näher dargestellten Trägergehäuse angeordnet. Die Prozessmodule 20 können dabei jeweils einzeln in einem entsprechenden Trägergehäuse aufgenommen sein, oder alternativ auch direkt aufeinander gestapelt werden. Unterhalb der Prozessmodule 20 befindet sich eine der Anzahl von Prozessmodulen 20 entsprechende Anzahl von Plasmageneratoren 21. Dabei ist jeweils ein Plasmagenerator einem jeweiligen Prozessmodul 20 zugeordnet. Die Plasmageneratoren 21 sind jeweils geeignet elektrische Leistung in Form von Leistungsimpulsen an eine jeweilige Prozessrohreinheit 26, insbesondere an einen im Prozessrohr 36 aufgenommenen Substrathalter 8 zu liefern. Hierbei ist der Plasmagenerator 21 derart konfiguriert, dass er aufeinanderfolgend jeweils einen Leistungsimpuls an das eine Prozessrohr 36 und dann das andere Prozessrohr 36 des zugeordneten Prozessmoduls 20 liefert. Hierdurch können mit einem einzelnen Plasmagenerator 21 die Prozessrohre 36 gleichzeitig betrieben werden, indem die Prozessrohre abwechselnd mit im Wesentlichen gleichen elektrischen Leistungsimpulsen versorgt werden. Da in beiden Prozessrohren 36 parallel gleiche Prozesse ablaufen sollen, ist eine entsprechende Taktung der Leistungsimpulse einfach zu erreichen.As in 2nd five of the process modules are shown 20th arranged one above the other in a carrier housing, not shown. The process modules 20th can each be accommodated individually in a corresponding carrier housing, or alternatively can also be stacked directly on top of one another. Below the process modules 20th is one of the number of process modules 20th corresponding number of plasma generators 21 . A plasma generator is a respective process module 20th assigned. The plasma generators 21 are each suitable for electrical power in the form of power pulses to a respective process tube unit 26 , especially to one in the process pipe 36 recorded substrate holder 8th to deliver. Here is the plasma generator 21 configured such that it successively sends a power pulse to the one process tube 36 and then the other process pipe 36 of the assigned process module 20th delivers. This allows you to use a single plasma generator 21 the process tubes 36 operated simultaneously by alternately supplying the process tubes with essentially the same electrical power pulses. Because in both process tubes 36 If the same processes are to run in parallel, a corresponding timing of the power pulses is easy to achieve.

Wie der Fachmann erkennen kann, sind die Prozessmodule 20 derart angeordnet, dass die jeweiligen Türmechanismen 37 zu dem Be-/Entlade-Abschnitt 3 weisen, während die geschlossenen Enden der Prozessrohre 36 zu dem Versorgungsabschnitt 5 weisen. Im Bereich des Versorgungsabschnitts 5 ist ein Gasschrank 40 vorgesehen, eine Vielzahl von Pumpen 42, ein Elektroschrank 44, sowie entsprechende Leitungssysteme zur jeweiligen Verbindung der Prozessrohre 36 mit dem Gasschrank 40 und den Pumpen 42. Im Elektroschrank 44 befinden sich entsprechende Anschlüsse für die elektrische Versorgung der Plasmageneratoren 21, der Transporteinheit 7, den Heizkassetten 38 etc.As the expert can see, the process modules 20th arranged such that the respective door mechanisms 37 to the loading / unloading section 3rd point while the closed ends of the process tubes 36 to the supply section 5 point. In the area of the supply section 5 is a gas cabinet 40 provided a variety of pumps 42 , an electrical cabinet 44 , as well as corresponding pipe systems for the respective connection of the process pipes 36 with the gas cabinet 40 and the pumps 42 . In the electrical cabinet 44 there are corresponding connections for the electrical supply of the plasma generators 21 , the transport unit 7 , the heating cassettes 38 Etc.

In dem Gasschrank 40 befinden sich jeweils eine der Anzahl von Prozessmodulen 20 entsprechende Anzahl von Versorgungsmodulen, über die unterschiedliche Prozess- und/oder Spülgase zur Verfügung gestellt werden können. Dabei ist jedem Prozessmodul 20 ein entsprechendes Gasversorgungsmodul zugeordnet. Die Gasversorgungsmodule stehen mit gemeinschaftlichen Gasquellen in Verbindung und sind geeignet gemäß einem Behandlungsprofil Gase in die jeweiligen Prozessrohre 36 einzuleiten. Hierfür sind entsprechenden Zumesseinheiten zwischen einer Gasquelle und dem jeweiligen Prozessrohren 36 vorgesehen. Dabei besitzt ein Leitungssystem zwischen den jeweiligen Zumesseinheiten und den Prozessrohren 20 jeweils einen Gemeinschaftsleitungsteil, der sich dann in individuelle Zweigleitungen für die benachbarten Prozessrohre 36 eines Prozessmoduls 20 aufteilen. Die jeweiligen Zweigleitungen zu den Prozessrohren 36 sind derart ausgeführt, dass sie im Wesentlichen denselben Strömungswiderstand aufweisen, sodass über die Gemeinschaftsleitung zugemessenes Gas sich gleichmäßig auf die benachbarten Prozessrohre 36 verteilen kann. Eine individuelle Steuerung und/oder Regelung der Zweigleitungen ist nicht vorgesehen, da die Prozessrohre 36 jeweils parallel und in gleicher Weise betrieben werden sollen, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Die entsprechenden Leitungen zwischen Gasschrank 40 und den einzelnen Prozessrohren 36 sind in den 1 und 2 dargestellt.In the gas closet 40 are each one of the number of process modules 20th Corresponding number of supply modules via which different process and / or purge gases can be made available. Each process module is included 20th a corresponding gas supply module is assigned. The gas supply modules are connected to common gas sources and are suitable according to a treatment profile for gases in the respective process tubes 36 initiate. For this purpose there are corresponding metering units between a gas source and the respective process pipes 36 intended. There is a pipe system between the respective metering units and the process pipes 20th one joint pipe section each, which is then divided into individual branch pipes for the neighboring process pipes 36 of a process module 20th split up. The respective branch lines to the process pipes 36 are designed in such a way that they have essentially the same flow resistance, so that gas metered in via the common line flows evenly onto the adjacent process tubes 36 can distribute. An individual control and / or regulation of the branch lines is not provided because the process pipes 36 are to be operated in parallel and in the same way, as will be explained in more detail below. The corresponding Lines between gas cabinet 40 and the individual process tubes 36 are in the 1 and 2nd shown.

Wie in 2 zu erkennen ist, ist eine der Anzahl von Prozessmodulen 20 entsprechende Anzahl von Pumpen 42 innerhalb des Versorgungsabschnitts 5 vorgesehen. Die Pumpen 42 sind jeweils benachbart zueinander am Boden des Versorgungsabschnitts 5 angeordnet. Über entsprechende Rohrverbindungen 48 steht jeweils eine Pumpe 42 mit einem entsprechenden Prozessmodul 20 in Verbindung. In 1 sind nur zwei dieser Rohverbindungen 48 dargestellt um die Darstellung zu vereinfachen. Entsprechend sind auch in 2 nur zwei dieser Rohrverbindungen 48 angedeutet.As in 2nd can be seen is one of the number of process modules 20th corresponding number of pumps 42 within the supply section 5 intended. The pumps 42 are adjacent to each other at the bottom of the supply section 5 arranged. Via appropriate pipe connections 48 there is one pump each 42 with an appropriate process module 20th in connection. In 1 are just two of these raw connections 48 shown to simplify the presentation. Accordingly, in 2nd only two of these pipe connections 48 indicated.

Die Rohrverbindungen 48 erstrecken sich zwischen einem jeweiligen Anschlussstutzen der Pumpe 42 und einer jeweiligen Verteilereinheit 50, die einem jeweiligen Prozessmodul 20 zugeordnet ist. Insbesondere besteht die Verteilereinheit 50 aus zwei Zweigleitungen 52, die zu einem Gemeinschaftsleitungsteil 54 zusammenlaufen, der mit einem entsprechenden Anschluss für die Rohrleitung 48 versehen ist. Jedes freie Ende der Zweigleitung 52 steht mit einem jeweiligen Prozessrohr 36 in Strömungsverbindung. Die Zweigleitungen 52 sind so konfiguriert, dass sie jeweils denselben Strömungswiderstand aufweisen. In jeder Zweigleitung 52 ist ein Vibrationsdämpfer 56 aufgenommen, über den gegebenenfalls auch eine gewisse Einstellung des Strömungswiderstands jeder Zweigleitung vorab einstellbar ist. In den jeweiligen Zweigleitungen befinden sich keine individuell ansteuerbaren Ventile oder Regler. Vielmehr kann ein entsprechender Strömungsregler nur innerhalb der Gemeinschaftsleitung 54 vorgesehen sein. Statt eines Reglers an dieser Stelle kann hier auch gegebenenfalls nur ein Strömungssensor vorgesehen sein, und eine Regelung über eine entsprechende Ansteuerung der Pumpen 42 erfolgen.The pipe connections 48 extend between a respective connecting piece of the pump 42 and a respective distribution unit 50 that a respective process module 20th assigned. In particular, there is the distribution unit 50 from two branch lines 52 leading to a community line part 54 converge, with a corresponding connection for the pipeline 48 is provided. Every free end of the branch line 52 stands with a respective process pipe 36 in fluid communication. The branch lines 52 are configured to have the same flow resistance. In every branch line 52 is a vibration damper 56 recorded, via which, if necessary, a certain setting of the flow resistance of each branch line can be set in advance. There are no individually controllable valves or regulators in the respective branch lines. Rather, a corresponding flow regulator can only be used within the common line 54 be provided. Instead of a controller at this point, only one flow sensor can also be provided here, if necessary, and regulation via a corresponding control of the pumps 42 respectively.

Innerhalb des Elektroschranks 44 befinden sich in geeigneter Weise die jeweiligen elektrischen Anschlüsse und eine Steuereinheit zur Ansteuerung der unterschiedlichen Komponenten. Insbesondere ist die Steuereinheit so konzipiert, dass sie jeweilige Prozesse innerhalb der zwei Prozessrohre 36 eines jeweiligen Prozessmoduls 20 immer parallel und gleichzeitig steuert. Mithin werden die zwei separat vorgesehenen Prozessrohre 36 als eine einzelne Prozesskammer seitens der Steuereinheit betrachtet. Eine individuelle Ansteuerung der Prozessrohre 36 ist somit nicht vorgesehen. Insbesondere werden sowohl die Gasversorgung als auch die Gasabsaugung über die Pumpen 42 nur einfach angesteuert. So stellt das Gasversorgungsmodul eine für beide Prozessrohre 36 entsprechende Gasmenge zur Verfügung, welche sich über die fest voreingestellte Verzweigung gleichmäßig auf die beiden Prozessrohre 36 verteilt. In entsprechender Weise werden die Prozessrohre 36 über eine einzelne Pumpe 42 gleichzeitig abgesaugt. Die Zweigleitungen 52 stellen dabei sicher, dass beide Prozessrohre 36 gleichmäßig und gleichzeitig abgesaugt werden. In gleicher Weise wird der Plasmagenerator 21 betrieben, indem beide Prozesskammern (über einen längeren Zeitraum gesehen) gleichzeitig betrieben werden, indem abwechselnd gleiche Leistungsimpulse für die Prozessrohre 36 geliefert werden. Auch eine gleichzeitige Ansteuerung der Türmechanismen sowie der Beladeeinheit 7 sorgt dafür, dass auch Be- und Entladevorgänge in den Prozessrohren 36 eines Prozessmoduls jeweils gleichzeitig und parallel stattfinden.Inside the electrical cabinet 44 the respective electrical connections and a control unit for controlling the different components are located in a suitable manner. In particular, the control unit is designed so that it processes in each case within the two process tubes 36 of a respective process module 20th always controls in parallel and at the same time. Hence, the two separately provided process tubes 36 considered as a single process chamber by the control unit. Individual control of the process tubes 36 is therefore not provided. In particular, both the gas supply and the gas extraction via the pumps 42 just controlled. The gas supply module provides one for both process tubes 36 the corresponding amount of gas is available, which is evenly distributed over the two process pipes via the preset branching 36 distributed. The process tubes are made in a corresponding manner 36 via a single pump 42 aspirated at the same time. The branch lines 52 make sure that both process tubes 36 be sucked off evenly and at the same time. In the same way, the plasma generator 21 operated by operating both process chambers (seen over a longer period of time) at the same time by alternating the same power impulses for the process tubes 36 to be delivered. Also a simultaneous control of the door mechanisms and the loading unit 7 ensures that loading and unloading processes in the process tubes 36 of a process module take place simultaneously and in parallel.

Lediglich die Heizkassetten 38 und die entsprechenden Temperatur-Steuereinheiten 28 sind für eine individuelle Ansteuerung bzw. Temperatursteuerung innerhalb der Prozessrohre 36 konfiguriert, wobei die Steuerung auch hier in der Regel nur ein Temperatur-Sollsignal ausgibt und die Temperatur-Steuereinheiten 28 eine entsprechende Regelung vorsehen. Alle anderen Komponenten einschließlich der Transporteinheit 7 sind für einen parallelen Betrieb der Prozessrohre 36 eines Prozessmoduls 20 ausgelegt.Only the heating cartridges 38 and the corresponding temperature control units 28 are for individual control or temperature control within the process tubes 36 configured, whereby the control system usually only outputs a target temperature signal and the temperature control units 28 provide for a corresponding regulation. All other components including the transport unit 7 are for parallel operation of the process tubes 36 of a process module 20th designed.

4 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht eine Ausführungsform einer Transporteinheit 7 gemäß der Erfindung, wobei 4 detaillierter ist als die Darstellung der Transporteinheit 7 in den 1 und 2. In 4 werden dieselben Bezugszeichen, wie zuvor verwendet werden, sofern gleiche oder äquivalente Teile beschrieben werden. Ein Koordinatensystem ist angedeutet, wobei die die X-Achse und die Y-Achse horizontal ausgerichtet sind, während die Z-Achse die Vertikale anzeigt. Ferner zeigt die Y-Achse die zuvor beschriebenen erst Richtung und die -Achse die zuvor beschriebene zweite Richtung an. 4th shows a schematic, perspective view of an embodiment of a transport unit 7 according to the invention, wherein 4th is more detailed than the representation of the transport unit 7 in the 1 and 2nd . In 4th the same reference numerals are used as before, provided that the same or equivalent parts are described. A coordinate system is indicated, whereby the X-axis and the Y-axis are aligned horizontally, while the Z-axis shows the vertical. Furthermore, the Y axis shows the first direction described above and the axis shows the previously described second direction.

Die Transporteinheit 7, besitzt wiederum eine horizontale Führung 11, eine vertikale Führung 12, einen Gabelträger 13 und zwei Gabeln 14, 15. Die horizontale Führung 11, besteht aus zwei sich in Y-Achsrichtung erstreckende gerade Schienen 70, die über Querstreben 72 miteinander verbunden sind.The transport unit 7 , again has a horizontal guide 11 , a vertical guide 12th , a fork carriage 13 and two forks 14 , 15 . The horizontal leadership 11 , consists of two straight rails that extend in the Y-axis direction 70 that cross braces 72 are interconnected.

Die vertikale Führung 12 weist einen Wagen 74, eine vertikale Führungsstruktur 76 und eine Stützstruktur 78 auf. Der Wagen 74 liegt auf den Schienen 70 auf und ist durch diese in Y-Achsrichtung bewegbar geführt ist. Ein entsprechender Antrieb für eine hin und her Bewegung (gemäß Doppelpfeil A) ist nicht näher dargestellt. Die vertikale Führungsstruktur 76 befindet sich auf dem Wagen und ist mit diesem bewegbar. Die vertikale Führungsstruktur 76 besteht im Wesentlichen aus zwei sich parallel erstreckenden und in X-Richtung beabstandeten Führungsschienen 80, die über Querstreben zueinander fixiert sind. Die Stützstruktur 78 besteht aus zwei Stützen 82, die sich von einem oberen Ende der Führungsschienen 80 zum Wagen 74 erstrecken und sich an diesem Abstützen. Dabei bilden die Stützen 82 und die Führungsschienen 80 Schenkel die Form eines Dreiecks mit dem Wagen 74 als dritter Schenkel. Zwischen Stützen 82 und die Führungsschienen 80 ist ferner ungefähr auf halber Höhe ein Stabilisierungselement 84 vorgesehen.The vertical leadership 12th shows a carriage 74 , a vertical management structure 76 and a support structure 78 on. The car 74 lies on the rails 70 on and is guided by these in the Y-axis direction. A corresponding drive for a back and forth movement (according to the double arrow A ) is not shown in detail. The vertical management structure 76 is located on the carriage and can be moved with it. The vertical management structure 76 consists essentially of two parallel guide rails that are spaced apart in the X direction 80 that are fixed to each other via cross struts. The support structure 78 consists of two supports 82 extending from an upper end of the guide rails 80 to the car 74 extend and support itself on this. The supports form 82 and the guide rails 80 Leg shaped like a triangle with the cart 74 as the third leg. Between supports 82 and the guide rails 80 is also approximately halfway up a stabilizing element 84 intended.

Der Gabelträger 13 ist durch die Führungsschienen 80 in vertikaler Richtung geführt und ist über eine zwischen den Führungsschienen 80 angeordnete Antriebseinheit 86 entlang Führungsschienen 80 auf und ab bewegbar (wie durch den Doppelpfeil B angedeutet ist). Der Gabelträger 13 weist eine sich in X-Achsrichtung erstreckende lineare Führung auf, in der Gabelstützen 90 für die Gabeln 14, 15 linear hin und her verschiebbar gelagert sind (wie durch den Doppelpfeil C dargestellt ist). Ein entsprechender Antrieb zur Verschiebung der Gabelstützen 90 ist nicht näher dargestellt, aber dem Fachmann werden sich hier unterschiedlichste Möglichkeiten für einen entsprechenden Antrieb ergeben. Insbesondere kann er so ausgebildet sein, dass er die Gabelstützen 90 bevorzugt individuell entlang der Führung bewegen kann. Alternativ ist aber auch eine gemeinsame, insbesondere symmetrische Bewegungseinheit denkbar.The fork carriage 13 is through the guide rails 80 guided in the vertical direction and is via a between the guide rails 80 arranged drive unit 86 along guide rails 80 movable up and down (as by the double arrow B is indicated). The fork carriage 13 has a linear guide extending in the X-axis direction, in the fork supports 90 for the forks 14 , 15 are linearly displaceable back and forth (as by the double arrow C. is shown). A corresponding drive for moving the fork supports 90 is not shown in more detail, but the person skilled in the art will find a wide variety of possibilities for a corresponding drive. In particular, it can be designed such that it supports the fork supports 90 can preferably move individually along the guide. Alternatively, however, a common, in particular symmetrical, movement unit is also conceivable.

Die Gabeln 14, 15 sind im Wesentlichen langgestreckte Stabelemente, die an einem Ende mit den Gabelstützen 90 verbunden sind und am anderen Ende frei liegen. Die Oberflächen können speziell für die Aufnahme von Substratträgern konturiert sein. Statt eines einzelnen Stabelements kann auch eine Vielzahl von Stabelementen vorgesehen sein. Die Gabeln 14, 15 erstrecken sich horizontal in der Y-Achsrichtung und werden durch die Gabelstützen 90 so getragen, dass sie selbst unter Last nicht wesentlichen von der horizontalen Ausrichtung abweichen. Hierfür sind die Gabelstützen 90 sowie auch die anderen Führungs- und Tragelemente ausreichend robust ausgelegt.The forks 14 , 15 are essentially elongated rod elements that are at one end with the fork supports 90 connected and exposed at the other end. The surfaces can be specially contoured for the reception of substrate carriers. Instead of a single bar element, a large number of bar elements can also be provided. The forks 14 , 15 extend horizontally in the Y-axis direction and are supported by the fork supports 90 so worn that they do not deviate significantly from the horizontal orientation even under load. The fork supports are for this 90 as well as the other guide and support elements are designed to be sufficiently robust.

Optional kann wenigstens eine der Gabeln (hier Gabel 14) auch noch in seiner Längsrichtung leicht verschiebbar durch die entsprechende Gabelstützte 90 getragen werden, wie durch den Doppelpfeil D dargestellt ist. Ein entsprechender Antrieb zum Bewegen der Gabel 14 ist nicht dargestellt und kann in irgendeiner geeigneten Art und Weise ausgeführt sein. Auch kann die Transporteinheit 7 eine Sensoreinheit aufweisen, über die ein Position eines Substratträgers auf den Gabeln 14, 15 bestimmt werden kann.Optionally, at least one of the forks (here fork 14 ) can also be easily moved in its longitudinal direction by the corresponding fork support 90 be worn, as shown by the double arrow D. A corresponding drive for moving the fork 14 is not shown and can be implemented in any suitable manner. The transport unit can also 7 have a sensor unit via which a position of a substrate carrier on the forks 14 , 15 can be determined.

Nachfolgend wir der Betrieb der Transporteinheit 7, die für eine parallele Beladung/ paralleles Entladen der Prozessrohre 36 eines Prozessmoduls ausgelegt ist näher erläutert. Für einen Beladevorgang werden über einen entsprechenden Mechanismus entsprechende Substratträger auf den Gabeln 14, 15 abgesetzt. Optional kann nun die Position der Substratträger auch den Gabeln 14, 15 ermittelt werden, wobei hier gegebenenfalls geringere Abweichungen in den X-und Y-Achsrichtungen auftreten können. Anschließend werden die Gabeln 14, 15 mit den darauf befindlichen Substratträgern durch eine entsprechende Bewegung des Gabelträgers 13 in Vertikalrichtung mit zu beladenden Prozessrohren 36 eines Prozessmoduls 20 ausgerichtet, wobei die vertikale Position der Prozessrohre 36 gleich und bekannt ist.The following is the operation of the transport unit 7 for parallel loading / unloading of the process tubes 36 of a process module is explained in more detail. For a loading process, appropriate substrate carriers are placed on the forks using a corresponding mechanism 14 , 15 discontinued. Optionally, the position of the substrate carrier can now also be the forks 14 , 15 are determined, smaller deviations in the X and Y axis directions possibly occurring here. Then the forks 14 , 15 with the substrate carriers located thereon by a corresponding movement of the fork carrier 13 in the vertical direction with process pipes to be loaded 36 of a process module 20th aligned with the vertical position of the process tubes 36 is the same and known.

Anschließend werden die Gabeln 14 15 mit den Substratträger auch in horizontaler Richtung zu den Prozessrohren ausgerichtet, wobei eine Ausrichtung primär hinsichtlich der Substratträger zu entsprechenden Aufnahmen für die Substratträger in den Prozessrohren 36 erfolgt. Die Ausrichtung erfolgt über eine entsprechende Verschiebung der Gabelstützen 90 entlang der Führung des Gabelträgers 13. Insbesondere kann zum Beispiel ein seitlicher Versatz der Substratträger auf den Gabeln durch horizontale Bewegung wenigstens eines Gabelelements in X-Achsrichtung ausgeglichen werden. Auch Unterschiede hinsichtlich der horizontalen Ausrichtung der Prozessrohre 36 unterschiedlicher Prozessmodule 20 kann ausgeglichen werden, um eine möglichste gute und möglichst gleiche Positionierung der Substratträger in den jeweiligen Prozessrohren 36 zu gewährleisten.Then the forks 14 15 with the substrate carrier also aligned in a horizontal direction to the process tubes, an orientation primarily with respect to the substrate carrier to corresponding receptacles for the substrate carrier in the process tubes 36 he follows. Alignment is carried out by moving the fork supports accordingly 90 along the guide of the fork carriage 13 . In particular, for example, a lateral offset of the substrate carriers on the forks can be compensated for by horizontal movement of at least one fork element in the X-axis direction. Also differences regarding the horizontal alignment of the process tubes 36 different process modules 20th can be compensated in order to position the substrate carriers in the respective process tubes as well as possible and as evenly as possible 36 to ensure.

Nun können die entsprechend ausgerichteten Gabeln 14, 15 mit Substratträger gemeinsam in der Y-Achsrichtung bewegt und in die entsprechenden Prozessrohre 36 eingefahren werden. Die Bewegung erfolgt über den Wagen 74 und den entsprechenden Antrieb.Now the forks can be aligned accordingly 14 , 15 moved together with substrate carrier in the Y-axis direction and into the corresponding process tubes 36 be retracted. The movement takes place over the carriage 74 and the corresponding drive.

Sofern vorgesehen, kann gegebenenfalls eine der Gabeln vor oder nach dem Einfahren noch in Längsrichtung verschoben werden, um einen Versatz der Substratträgers in Längsrichtung zwischen den Gabeln auszugleichen. Abschließend können die Gabeln 14, 15 über den Gabelträger abgesenkt werden, um die Substratträger an vorbestimmten Positionen in den Prozessrohren abzusetzen und freizugeben. Abschießend können die Gabeln dann wieder aus den Prozessrohren ausgefahren werden.If provided, one of the forks can optionally also be shifted in the longitudinal direction before or after the retraction in order to compensate for a longitudinal offset of the substrate carrier between the forks. Finally, the forks 14 , 15 are lowered over the fork carriage in order to deposit and release the substrate carriers at predetermined positions in the process tubes. Finally, the forks can then be extended out of the process tubes.

Eine Entladung der Substratträger erfolgt in entsprechender Weise durch vertikales und horizontales Ausrichten der Gabeln mit den Substratträgern in den Prozessrohren, Einfahren der Gabeln, Anheben derselben zum Aufnehmen der Substratträger und Ausfahren der Gabeln mit Substratträger.The substrate carriers are unloaded in a corresponding manner by vertically and horizontally aligning the forks with the substrate carriers in the process tubes, retracting the forks, lifting them for receiving the substrate carriers and extending the forks with substrate carriers.

Wie der Fachmann erkennen kann, bietet eine Transporteinheit des obigen Typs mit einer entsprechenden Ansteuerung die Möglichkeit, der parallelen Beladung von Prozessrohren, um eine parallele Prozessführung in denselben zu fördern, wobei durch die gemeinsamen Bewegungen die Anzahl der Antriebe und benötigten Komponenten gegenüber einzelnen Beladeeinheiten verringert werden kann. Insbesondere die Möglichkeit der horizontalen Bewegung der Gabeln in der X-Achsrichtung ermöglicht den Ausgleich von Beladetoleranzen bzw. den Ausgleich von Abweichungen der Positionen der Prozessrohre unterschiedlicher Prozessmodule. As can be recognized by the person skilled in the art, a transport unit of the above type with a corresponding control offers the possibility of parallel loading of process tubes in order to promote parallel process control therein, the joint movements reducing the number of drives and required components compared to individual loading units can be. In particular, the possibility of horizontal movement of the forks in the X-axis direction enables the compensation of loading tolerances or the compensation of deviations in the positions of the process tubes of different process modules.

Die Erfindung wurde zuvor anhand konkreter Ausführungsbeispiele beschrieben, ohne auf die konkreten Ausführungsbeispiele beschränkt zu sein. So kann die Transporteinheit zum Beispiel auch noch einen zweiten Gabelträger aufweisen, der entlang der vertikalen Führung auf und ab bewegbar geführt ist, sowie zwei langgestreckte zweite Gabelelemente, die am zweiten Gabelträger angebracht und mit diesem entlang der vertikalen Führung bewegbar sind, wobei sich jedes zweite Gabelelement in der ersten Richtung erstreckt und konfiguriert ist einen Substratträger aufzunehmen, und wobei die zweiten Gabelelemente derart am zweiten Gabelträger angebracht sind, dass die zweiten Gabelelemente horizontal in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung bewegbar sind. Hierdurch kann gegebenenfalls eine gleichzeitige Beladung von zwei Prozessmodulen 20 erfolgen. Es wäre aber auch möglich ein Gabelpaar zum Beladen und eines zum Entladen zu verwenden, wobei das jeweils nicht benötigte Gabelpaar in eine Position zum Beispiel über (obenliegendes Paar) oder unter (untenliegendes Paar) die Prozessmodule bewegt wird, um beim Einfahren des anderen Gabelpaars nicht zu stören.The invention has been described above on the basis of specific exemplary embodiments, without being limited to the specific exemplary embodiments. For example, the transport unit can also have a second fork carriage that can be moved up and down along the vertical guide, as well as two elongated second fork elements that are attached to the second fork carriage and can be moved with it along the vertical guide, each second The fork element extends in the first direction and is configured to receive a substrate carrier, and the second fork elements are attached to the second fork carrier such that the second fork elements can be moved horizontally in a second direction perpendicular to the first direction. As a result, simultaneous loading of two process modules may be possible 20th respectively. It would also be possible to use a pair of forks for loading and one for unloading, whereby the pair of forks that are not required in each case is moved into a position, for example above (pair above) or below (pair below), so as not to retract the other pair of forks disturb.

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Claims (11)

Transporteinheit für paralleles Einfahren oder Ausfahren von Substratträgern, insbesondere von Waferbooten für Halleitersubstrate, in parallele Prozessrohre bzw. aus diesen heraus, wobei die Transporteinheit Folgendes aufweist: eine horizontale Führung, die sich geradlinig in einer ersten Richtung erstreckt, die einer Richtung zum Einfahren oder Ausfahren von Substratträgern entspricht; eine vertikale Führung, die in der ersten Richtung entlang der horizontalen Führung bewegbar geführt ist; einen Gabelträger, der entlang der vertikalen Führung auf und ab bewegbar geführt ist; zwei langgestreckte Gabelelemente, die am Gabelträger angebracht und mit diesem entlang der vertikalen Führung bewegbar sind, wobei sich jedes Gabelelement in der ersten Richtung erstreckt und konfiguriert ist einen Substratträger aufzunehmen, und wobei die Gabelelemente derart am Gabelträger angebracht sind, dass die Gabelelemente horizontal in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung bewegbar sind; und Antriebselemente zum steuerbaren Bewirken einer Bewegung der vertikalen Führung entlang der horizontalen Führung, einer Bewegung des Gabelträgers entlang der vertikalen Führung und einer Bewegung der Gabelelemente in der zweiten Richtung.Transport unit for parallel entry or exit of substrate carriers, in particular of wafer boats for semiconductor substrates, into or out of parallel process tubes, the transport unit having the following: a horizontal guide that extends rectilinearly in a first direction that corresponds to a direction for retracting or extending substrate substrates; a vertical guide movably guided in the first direction along the horizontal guide; a fork carriage which is movably guided up and down along the vertical guide; two elongate fork members attached to and movable with the fork carriage along the vertical guide, each fork member extending in the first direction and configured to receive a substrate carrier, and the fork members are attached to the fork carriage such that the fork members are horizontal in one second direction are movable perpendicular to the first direction; and Drive elements for controllably causing a movement of the vertical guide along the horizontal guide, a movement of the fork carriage along the vertical guide and a movement of the fork elements in the second direction. Transporteinheit nach Anspruch 1, wobei die Gabelelemente unabhängig voneinander entlang der zweiten Richtung bewegbar sind.Transport unit after Claim 1 , wherein the fork elements are movable independently of one another along the second direction. Transporteinheit nach Anspruch 1, wobei Gabelelemente gekoppelt und nur gemeinschaftlich entlang der zweiten Richtung bewegbar sind.Transport unit after Claim 1 , wherein fork elements are coupled and can only be moved together in the second direction. Transporteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Gabelelement derart am Gabelträger angebracht ist, dass es unabhängig vom anderen Gabelelement horizontal in der ersten Richtung relativ zum Gabelträger bewegbar ist.Transport unit according to one of the preceding claims, wherein at least one fork element is attached to the fork carrier such that it can be moved horizontally in the first direction relative to the fork carrier independently of the other fork element. Transporteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die wenigstens eine Sensoreinheit aufweist, die geeignet ist eine Position eines Substratträgers auf einem jeweiligen Gabelelement zu bestimmen.Transport unit according to one of the preceding claims, which has at least one sensor unit which is suitable for determining a position of a substrate carrier on a respective fork element. Transporteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die wenigstens einen zweiten Gabelträger aufweist, der entlang der vertikalen Führung auf und ab bewegbar geführt ist, sowie zwei langgestreckte zweite Gabelelemente, die am zweiten Gabelträger angebracht und mit diesem entlang der vertikalen Führung bewegbar sind, wobei sich jedes zweite Gabelelement in der ersten Richtung erstreckt und konfiguriert ist einen Substratträger aufzunehmen, und wobei die zweiten Gabelelemente derart am zweiten Gabelträger angebracht sind, dass die zweiten Gabelelemente horizontal in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung bewegbar sind.Transport unit according to one of the preceding claims, which has at least one second fork carriage which is movably guided up and down along the vertical guide, and two elongated second fork elements which are attached to the second fork carriage and are movable therewith along the vertical guide, each moving second fork element extends in the first direction and is configured to receive a substrate carrier, and wherein the second fork elements are attached to the second fork carrier such that the second fork elements can be moved horizontally in a second direction perpendicular to the first direction. Transporteinheit nach Anspruch 6, wobei die ersten und zweiten Gabelträger unabhängig voneinander entlang der vertikalen Führung bewegbar sind.Transport unit after Claim 6 , wherein the first and second fork brackets are independently movable along the vertical guide. Verfahren zum gleichzeitigen Beladen von parallelen, horizontal beabstandeten Prozessrohren, sie sich in einer ersten Richtung erstrecken mit folgenden Schritten: Beladen von zwei langgestreckten sich parallel in der ersten Richtung erstreckenden, horizontal beabstandeten Gabelelementen mit jeweils einem Substratträger; gemeinsames vertikales Ausrichten der Gabelelemente mit den Prozessrohren; horizontales Ausrichten der Gabelelemente mit Substratträger zu den Prozessrohren durch horizontale Bewegung wenigstens eines Gabelelements in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung; gemeinsames horizontales Einfahren der Gabelelemente mit Substratträger entlang der ersten Richtung in die Prozessrohre derart, dass jeweils ein Gabelelement mit Substratträger in eine entsprechendes der Prozessrohre einfährt; gemeinsames Absetzen der Substratträger im jeweiligen Prozessrohr; und gemeinsames Ausfahren der Gabelelemente aus den Prozessrohren.Method for simultaneous loading of parallel, horizontally spaced process tubes, which extend in a first direction, with the following steps: Loading two elongated, horizontally spaced fork elements extending in parallel in the first direction, each with a substrate carrier; joint vertical alignment of the fork elements with the process tubes; horizontal alignment of the fork elements with substrate carrier to the process tubes by horizontal movement of at least one fork element in a second direction perpendicular to the first direction; horizontal retraction of the fork elements with substrate carrier along the first direction in the process tubes such that in each case one fork element with substrate carrier moves into a corresponding one of the process tubes; joint deposition of the substrate carrier in the respective process tube; and Extending the fork elements out of the process tubes together. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das horizontale Ausrichten der Gabelelemente mit den Prozessrohren für jedes Gabelelement individuell erfolgt.Procedure according to Claim 8 , whereby the horizontal alignment of the fork elements with the process tubes takes place individually for each fork element. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Einfahrtiefe wenigstens ein Gabelelements relativ zum anderen Gabelelement vor dem Absetzen der Substratträger verändert wird.Procedure according to Claim 8 or 9 , wherein the entry depth of at least one fork element is changed relative to the other fork element before the substrate carrier is deposited. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Position jedes Substratträgers auf dem jeweiligen Gabelelement bestimmt wird und die Position des Substratträgers bei der horizontalen Ausrichtung und/oder dem Verändern der Einfahrtiefe berücksichtigt wird.Procedure according to one of the Claims 8 to 10th , wherein the position of each substrate carrier on the respective fork element is determined and the position of the substrate carrier is taken into account in the horizontal alignment and / or changing the entry depth.
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