WO2021043754A1

WO2021043754A1 - Lademodul für ein cvd-reaktorsystem

Info

Publication number: WO2021043754A1
Application number: PCT/EP2020/074319
Authority: WO
Inventors: Paul Nieschler
Original assignee: Aixtron Se
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2020-09-01
Publication date: 2021-03-11
Also published as: DE102019123556A1; CN114586136A; KR20220053605A; TW202117073A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung ein oder mehrerer Substraten (19) mit ein oder mehreren jeweils eine Prozesskammer (20) zur Aufnahme eines Suszeptors (10) aufweisenden Prozessmodulen (3, 3', 3''), einem ein Greifelement (9) zum Greifen eines Suszeptors (10) aufweisenden Transfermodul (2), einem Lagermodul (21) mit mehreren kühlbaren Lagerplätzen (5), einer Be- und Entladeschleuse (4), durch die ein Suszeptor (10) von außerhalb in ein Handhabungsvolumen (22) des Transfermoduls (2) bringbar ist, und einem Lademodul (1), in welchem Suszeptoren (10) mit den ein oder mehreren Substraten (19) be- und entladen werden können. Zur raumsparenden Anordnung der Module der Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass das Lademodul (1), die Be- und Entladeschleuse (4) und das Lagermodul (21) vertikal übereinander angeordnet sind.

Description

Beschreibung

Lademodul für ein CVD-Reaktorsystem

Gebiet der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung beispielsweise zum Behandeln von ein oder mehreren Substraten oder anderen Objekten mit ein oder mehre- ren jeweils eine Prozesskammer zur Aufnahme eines Suszeptors aufweisenden Prozessmodulen, einem ein Greifelement zum Greifen eines Objektes, beispiels- weise eines Suszeptors aufweisenden Transfermodul, einem Lagermodul mit mehreren kühlbaren oder beheizbaren Lagerplätzen, insbesondere Suszeptor- lagerplätzen, einer Be- und Entladeschleuse, durch die eines der Objekte, bei- spielsweise ein Suszeptor von außerhalb in ein Handhabungsvolumen des Transfermoduls bringbar ist, und einem Lademodul, in welchem Objekte vor- bereitet, beispielsweise Suszeptoren mit den ein oder mehreren Substraten be- und entladen werden können.

[0002] Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch eine Anordnung bestehend aus einem Lagermodul mit mehreren kühlbaren Lagerplätzen, einer Be- und Entladeschleuse, durch die ein Objekt, beispielsweise ein Suszeptor von außer- halb in ein Handhabungsvolumen eines Transfermoduls bringbar ist, und ei- nem Lademodul, in welchem die Objekte vorbereitet, beispielsweise Suszep- toren mit den ein oder mehreren Substraten be- und entladen werden können.

[0003] Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Be- und Ent- laden einer Prozesskammer eines CVD-Reaktors einer derartigen Vorrichtung, insbesondere mit einem Behandlungsprozess. Stand der Technik

[0004] Die EP 1 124252 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Behandlung von Substraten mit mehreren Prozesskammern, einer Be- und Entladeschleuse und mit Lagermodulen. Mit einem in einem Transfermodul angeordneten Greifele- ment können Substrate zwischen den Prozesskammern, einer Be- und Entlade- schleuse und dem Lagermodul transportiert werden. Mehrere Lagermodule und die Be- und Entladeschleuse sind vertikal übereinander angeordnet.

[0005] Die US 6192601 B1 beschreibt eine Vorrichtung mit einer Vielzahl von CVD-Reaktoren, die um ein Handhabungsvolumen herum angeordnet sind und die jeweils Öffnungen aufweisen, die zum Handhabungsvolumen weisen. Im Handhabungs volumen ist ein Greifelement angeordnet, mit dem Substrate in die Prozesskammern der CVD-Reaktoren gebracht werden können. Es sind Zwischenspeicher vorgesehen, in denen die beschichteten Substrate zwischen- gespeichert werden können.

[0006] Die DE 102013101777 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Be- und Ent- laden einer CVD- Anlage. Mit einem Greifelement können Substrate tragende Suszeptoren in eine Prozesskammer eines CVD-Reaktors und aus einer Prozess- kammer eines CVD-Reaktors transportiert werden.

[0007] Die WO 2011 / 138315 A1 beschreibt ein Magazin zur Lagerung von Suszeptoren, die mittels eines Greifelementes in eine Prozesskammer eines CVD- Reaktors bringbar sind, wobei das Magazin mehrere übereinander ange- ordnete Suszeptorlagerplätze aufweist.

[0008] Eine Vorrichtung zur Handhabung von Suszeptoren zur Verlagerung letzterer von einem Suszeptorspeicherplatz in eine Prozesskammer eines CVD- Reaktors beschreibt die CN 102212877 B. [0009] Die CN 207418863 U beschreibt eine Anordnung zur Bevorratung von Suszeptoren mit übereinander angeordneten Kammern, wobei Kühlelemente vorgesehen sind, um die Kammern bzw. die darin angeordneten Suszeptoren zu kühlen.

Zusammenfassung der Erfindung

[0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vor- richtung hinsichtlich des von ihr benötigten Platzbedarfs zu verbessern und insbesondere bei einer derartigen Vorrichtung die Handhabung der Suszep- toren einfacher zu gestalten.

[0011] Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Er- findung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der in den nebengeordneten Ansprüchen beanspruchten Erfindung, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe darstellen.

[0012] Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass die Belade- kammer vertikal oberhalb der Be- und Entladeschleuse und des Lagermoduls angeordnet ist. Zusammen mit der Be- und Entladeschleuse und dem Lager- modul wird ein einheitliches, vom Transfermodul trennbares Ensemble ausge- bildet. Weiter wird vorgeschlagen, dass das Lademodul, die Be- und Entlade- schleuse und das Lagermodul vertikal übereinander angeordnet sind. Als Folge dieser Ausgestaltung nehmen die drei Komponenten, nämlich Lademodul, Be- und Entladeschleuse und Lagermodul dieselbe Aufstellfläche in Anspruch. Die von diesen Modulen in Anspruch genommene Aufstellfläche entspricht der größten Grundfläche der drei Module. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Lademodul zuoberst angeordnet. Es kann als Handschuhbox ausgebildet sein. Das Lademodul besitzt Stützelemente, auf denen ein Objekt abgelegt wer- den kann. Das Objekt ist insbesondere ein Suszeptor. Der Suszeptor wird insbe- sondere von einer kreisscheibenförmigen Graphitplatte gebildet, die auf ihrer Oberseite Lagerplätze für ein oder mehrere Substrate besitzen kann. Die ein oder mehreren Substrate können eine Kreisschreibenform aufweisen. Die La- gerplätze können Vertiefungen in der Oberfläche des Suszeptors sein. Die Un- terseite des Suszeptors kann zur Verbesserung eines Wärmetransportes struk- turiert sein. Der Suszeptor kann aber auch einen von einer Kreisform abwei- chenden Grundriss aufweisen, beispielsweise mehrkantig sein. Der Suszeptor kann auch die Form eines Kreissektors besitzen, sodass mehrere Suszeptoren sich zu einer Kreisform ergänzen. Bei einer derartigen Suszeptorgestaltung können mehrere Suszeptoren gleichzeitig in einer Prozesskammer verwendet werden. Unmittelbar unterhalb des Lademoduls kann eine Be- und Entlade- schleuse angeordnet sein. Es ist aber auch vorgesehen, dass unmittelbar unter- halb des Lademoduls ein Lagermodul angeordnet ist. Das Lagermodul kann aber auch unterhalb der Be- und Entladeschleuse angeordnet sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Lagermodul eine Mehrzahl von Suszeptorlagerplät- zen aufweist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Be- und Entladeschleuse zwischen zwei Suszeptorlagerplätzen angeordnet ist. Die Be- und Entlade- schleuse besitzt eine nach außerhalb der Vorrichtung weisende Öffnung, die von einem Tor verschließbar ist. Durch diese Öffnung kann ein Suszeptor von außerhalb in das bevorzugt eine Reinstgasatmosphäre aufweisende System ge- bracht werden. Hierzu ist das Volumen der Be- und Entladeschleuse mit einem Reinstgas spülbar und gegebenenfalls auch evakuierbar. Das Reinstgas kann gegebenenfalls beheizt sein, so dass es eine Temperatur oberhalb der Raum- temperatur aufweist. Die Be- und Entladeschleuse weist eine zum Handha- bungsvolumen gerichtete, ebenfalls von einem Tor verschließbare Öffnung auf. Die Be- und Entladeschleuse erfüllt ihre Schleusenfunktion dadurch, dass die beiden Tore nicht gleichzeitig geöffnet werden können. Die ein oder mehreren Suszeptorlagerplätze besitzen jeweils eine Kammer, die zum Handhabungsvo- lumen offen ist. Diese Öffnung braucht nicht von einem Tor, kann aber mit ei- nem Gasvorhang verschließbar sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass diese Öffnung mittels eines Tores verschlossen werden kann. Das Lagermodul weist eine Temperiereinrichtung, beispielsweise eine Kühleinrichtung auf, mit beispielsweise Kühlmittelkanälen oder Kühlmittelleitungen, durch die ein ge- kühltes Kühlmittel hindurchfließt. Die Temperiereinrichtung ist so angeordnet, dass mit ihr einem am Suszeptorlagerplatz angeordneten Suszeptor Wärme entzogen werden kann. Mit einer als Wärmequelle ausgebildeten Temperierein- richtung kann dem Suszeptor aber auch Wärme zugeführt werden. Es ist insbe- sondere vorgesehen, dass das Lagermodul eine Vielzahl von Suszeptorlager- plätzen aufweist, wobei jeder Suszeptorlagerplatz ein Kühlelement aufweist, mit dem einem in einer Kammer des Suszeptorlagerplatzes angeordneten Sub- strat Wärme entzogen werden kann. Das Transfermodul, welches das Handha- bungsvolumen aufweist, ist bevorzugt an einer zentralen Stelle der Vorrichtung angeordnet. Der Grundriss des Transfermoduls kann der Grundriss eines Mehrkantes sein. An ein oder mehreren Mehrkantkanten des Grundrisses des Transfermoduls grenzen ein oder mehrere Prozessmodule an. Die Prozessmo- dule werden jeweils von einem CVD-Reaktor gebildet. Das Prozessmodul kann aber auch ein Speichermodul oder Reinigungsmodul oder Trocknungsmodul sein, in dem ein Objekt, beispielsweise ein Suszeptor oder eine Deckenplatte einer Prozesskammer gereinigt oder getrocknet werden kann. An einer weite- ren Mehrkantkante des Grundrisses des Transfermoduls grenzt eine Anord- nung bestehend aus einem Lagermodul, einer Be- und Entladeschleuse und einem Lademodul an. Dieser Anordnung bildet eine räumliche Einheit, die zu Wartungszwecken vom Transfermodul getrennt werden kann. Innerhalb des Handhabungsvolumens des Transfermoduls ist ein Greifelement angeordnet. Das Greifelement ist eine Anordnung aus einem Greifkopf, der so ausgebildet ist, dass er einen Suszeptor greifen kann, ein oder mehreren Armen, die gegen- einander verschwenkbar sind, und einer zentralen Achse, an der einer der Ar- me schwenkbeweglich befestigt ist. Das Greifelement kann ein oder mehrere Greifköpfe aufweisen. Es kann sich um ein Teach-Tool handeln. Mit dem Grei- fer können Suszeptoren, Deckenplatten oder andere Objekte, die bei der Ferti- gung von Halbleiterschichten verwendet werden und insbesondere in CVD- Reaktoren verwendet werden, transportiert werden. Das Greifelement kann auch Sensoren aufweisen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die aus dem Greifkopf und den Armen bestehende Anordnung in Vertikalrichtung entlang der zentralen Achse verlagerbar ist. Die zentrale Achse kann eine Welle sein.

Die zentrale Achse kann aber auch eine Lagervorrichtung sein, an der ein hori- zontal verlagerbarer Schlitten sitzt, an dem einer der Arme gelagert ist. Es kön- nen mehrere übereinander angeordnete, separat angetriebene Schlitten vorge- sehen sein. Diese können auch als Teleskop ausgebildet sein. Der Greifkopf kann an mehreren gelenkig miteinander verbundenen Armen angeordnet sein. Anstelle gelenkig miteinander verbundener Arme kann das Greifelement aber auch teleskopierbare Arme aufweisen oder einen linear verschieblichen Kopf besitzen. Der Greifkopf kann insbesondere kreuztischartig in einer Ebene oder im Raum verlagert werden. Der Greifarm hat insbesondere ineinander ge- schachtelte Armelemente, so dass sich der Arm linear verlängern oder verkür- zen lässt. Durch eine Vertikalverlagerung des Greifelementes kann der Greif- kopf in die vertikal übereinander angeordneten Öffnungen der Be- und Entla- deschleuse, des Lademoduls und der Lagerplätze, beispielsweise Suszeptor- lagerplätze greifen, um durch die Öffnungen Suszeptoren zu transportieren.

Das Greifelement kann von einer elektronischen Steuereinrichtung angesteuert werden. Hierzu sind insbesondere elektrische Stellantriebe vorgesehen, mit de- nen die Vertikalverlagerung und eine Horizontalverlagerung eines Greifkopfes vorgenommen werden kann. Ein oder mehrere CVD-Reaktoren besitzen jeweils Öffnungen, die mit Toren verschließbar sind, durch welche mittels des Greif- elementes ein Substrat in eine Prozesskammer des CVD-Reaktors gebracht werden kann. Die zuvor beschriebenen Tore können ebenfalls von insbesondere elektrischen Stellantrieben betätigt werden, um die Öffnungen zu verschließen und zu öffnen. Anstelle von elektrischen Stellantrieben können auch pneumati- sche oder hydraulische Antriebe verwendet werden. [0013] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, mit dem eine Prozesskammer eines CVD-Reaktors beladen und entladen werden kann oder mit dem zusätz- lich ein Behandlungsprozess beispielsweise ein Substratbehandlungsprozess in einem oder in mehreren der CVD-Reaktoren durchgeführt werden kann, lässt sich ein der Prozesskammer entnommener Suszeptor vor dem Entnehmen der Substrate kühlen oder vor oder nach der Behandlung aufheizen. Im Lademodul wird ein Suszeptor mit einem Substrat oder mit mehreren Substraten bestückt. Dies kann manuell oder automatisiert erfolgen. Im ersten Fall kann die Belade- kammer als Handschuhbox ausgebildet sein. Im zweiten Fall kann in der Bela- dekammer ein Bestückungsautomat vorgesehen sein. Die so mit zumindest ei- nem Substrat bestückten Suszeptoren werden mit dem Greifelement aus der Öffnung des Lademoduls in das Handhabungsvolumen transportiert. Ein so dem Lademodul entnommener Suszeptor kann entweder an einem Suszeptor- lagerplatz zwischengelagert werden oder direkt in eine Prozesskammer eines CVD-Reaktors gebracht werden, wo das oder die vom Suszeptor aufgenomme- nen Substrat oder Substrate prozessiert werden. Wird der Suszeptor zunächst an einem Suszeptorlagerplatz zwischengelagert, kann er später mittels des Greifelementes in die Prozesskammer gebracht werden, wo das Substrat oder die Substrate prozessiert werden. Dabei können auf dem Substrat oder den Substraten ein oder mehrere Schichten abgeschieden werden. Bevorzugt han- delt es sich dabei um einen MOCVD-Prozess, bei dem mittels Ausgangsstoffen der III. und V. Hauptgruppe III-V-Schichten auf dem Substrat abgeschieden werden. Es handelt sich bevorzugt um GaN-Schichten oder um andere, Ga, Al, In beziehungsweise P, N oder As aufweisende Schichten. Bei dem im Prozess- modul durchgeführten Prozess kann es sich auch um einen Reinigungsvorgang, einen Speichervorgang oder einen Temper-Vorgang handeln. Es kann sich auch um einen „Fingerprint-Vorgang" handeln, bei dem dezidiert Daten aus einem Reaktionsraum zur Digitalisierung des physikalischen Anlageverhaltens ge- sammelt werden. Der Behandlungsprozess wird bevorzugt bei einer ersten er- höhten Temperatur von insbesondere mehr als 500°C, mehr als 700°C oder mehr als 1000°C durchgeführt. Nach dem Behandlungsprozess kann eine in der Prozesskammer durchgeführte Abkühlung des Suszeptors vorgenommen wer- den. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Suszeptor nur bis auf eine zweite erhöhte Temperatur abgekühlt wird, die bevorzugt >500°C ist. Bei dieser zwei- ten erhöhten Temperatur wird der Suszeptor mit dem Greifelement aus der Prozesskammer entnommen. Hierzu befindet sich im Handhabungsvolumen und in den daran angrenzenden Volumina eine Inertgas- Atmosphäre, beispiels- weise H2 oder N2. Der bei der zweiten erhöhten Temperatur dem CVD-Reaktor entnommene Suszeptor wird zunächst zu einem der Suszeptorlagerplätze ge- bracht, wo ihm so lange mittels eines Kühlelementes Wärme entzogen wird, bis der Suszeptor eine Abkühltemperatur, die beispielsweise 100°C nicht über- schreitet, erreicht hat. Der derartig abgekühlte Suszeptor kann dann mittels des Greifelementes zum Lademodul gebracht werden, wo die beschichteten Sub- strate vom Suszeptor entnommen werden können. In den mehreren Prozess- kammern der mehreren CVD Reaktoren können jeweils dieselben Prozess- schritte durchgeführt werden. Es ist aber auch vorgesehen, dass in den mehre- ren CVD-Reaktoren voneinander verschiedene Prozessschritte durchgeführt werden. Es kann vorgesehen sein, dass ein mit ein oder mehreren Substraten bestückter Suszeptor nur jeweils in eine Prozesskammer gebracht wird. In den verschiedenen CVD-Reaktoren werden dann gewissermaßen parallel zueinan- der die Substrate mehrerer Suszeptoren in gleichen oder verschiedenen Prozes- sen prozessiert.

[0014] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren können nicht nur Suszeptoren transportiert werden. Es ist auch mög- lich, andere Bestandteile, beispielsweise eine Deckenplatte oder eine Abde- ckung eines Gaseinlassorganes zu transportieren. Die oben beschriebenen Aus- führungen gelten somit sinngemäß nicht nur für einen Suszeptor, sondern auch für die anderen Bestandteile eines MOCVD-Reaktors oder für eine Mehrzahl von Suszeptoren, die nacheinander oder zeitgleich in eine Prozesskammer ge- bracht werden, wo die von ihnen getragenen Substrate thermisch behandelt werden. Es ist insbesondere vorgesehen, Ringe, Substratträger, Wandbestand- teile einer Prozesskammer oder dergleichen, zu transportieren. Anstelle des CVD-Reaktors kann auch ein anderweitiger Reaktor vorgesehen sein, mit dem sich die Objekte reinigen lassen. Hierzu können in eine Prozesskammer Reini- gungsgase eingespeist werden, die eine ätzende Wirkung entfalten können. Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelten Teile können nicht nur Suszeptoren, Deckenplatten oder andere Bestandteile von CVD-Reaktoren sein. Es kann sich auch um Bestandteile handeln, welche nicht direkt mittelbar zu einem CVD-Reaktor gehören, wie Teach-Tools oder portable Sensoren, zum

Sammeln von Daten in bestimmten Intervallen und im Rahmen von Wartungs- aktivitäten.

[0015] Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Öffnungen zu den Lagerplätzen, insbesondere den Substratlagerplätzen, offen. Es ist aber auch möglich, dass diese Öffnungen mit Toren verschließbar sind. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Öffnungen mit Gasvorhängen versehen sind, so dass sich eine Gasströmung quer zur Transportrichtung der Objekte ausbildet. Die Kammern der Lagerplätze sind dann über einen Gasvorhang gegenüber dem Handhabungsvolumen isoliert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0016] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand bei- gefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in der Art eines Querschnittes durch eine Vorrichtung zur Be- handlung von Substraten ein Lademodul 1, ein Transfermodul 2 und ein Prozessmodul 3 und Fig. 2 in der Art eines Längsschnittes durch eine derartige Vorrich- tung zur Behandlung von Substraten das Lademodul 1, das Transfermodul 2 und insgesamt drei Prozessmodule 3, 3', 3".

Beschreibung der Ausführungsformen

[0017] Die Figur 2 zeigt einen Grundriss eines Ausführungsbeispiels der Er- findung. Das Transfermodul 2 besitzt einen rechteckigen Grundriss. Es grenzt mit einer Rechteckkante an das Lademodul 1 und mit einer weiteren Rechteck- kante an ein Prozessmodul 3 an, welches ein CVD-Reaktor ist. Optional können weitere Rechteckkanten des Lademoduls 1 an in der Figur 2 gestrichelt darge- stellte weitere Prozessmodule 3', 3" angrenzen. Auch diese Prozessmodule 3', 3" können CVD-Reaktoren sein. Neben einem derartigen CVD-Reaktor können noch weitere Module zum Zweck der Behandlung oder Speicherung von Sus- zeptoren, Deckenplatten oder dergleichen an die Vorrichtung angeschlossen werden, so dass Objekte gereinigt, getrocknet oder gespeichert werden können.

[0018] Die Figur 1 zeigt schematisch das mit einem Handhabungsvolumen 22 des Transfermoduls 2 verbundene Lademodul 1, welches oberhalb einer Be- und Entladeschleuse 4 angeordnet ist, wobei die Be- und Entladeschleuse 4 oberhalb eines Lagermoduls 21 angeordnet ist. Das Lademodul 1 besitzt Stütze- lemente 8, auf denen ein kreisscheibenförmiger Suszeptor 10, der beispielsweise aus Graphit oder beschichtetem Graphit gefertigt ist, abgelegt werden kann.

Auf den Suszeptor 10 können Substrate 19 aufgelegt werden. Hierzu besitzt die Oberseite des Suszeptors 10 nicht dargestellte Lagertaschen zur Aufnahme je- weils eines Substrates 19.

[0019] Die Beladekammer 18 des Lademoduls 1 kann als Handschuhbox aus- gebildet sein, sodass die Substrate 19 manuell in die Lagertaschen gelegt wer- den können. Es ist eine Öffnung 11' vorgesehen, die von einem Tor 11 ver- schließbar ist. Durch diese Öffnung 11' kann ein Greifkopf eines Greifelemen- tes 9 in die Beladekammer 18 greifen, um den dort angeordneten Suszeptor 10 aufzunehmen.

[0020] Die Be- und Entladeschleuse 4 besitzt eine von einem Tor 13 verschließ- bare, nach außen weisende Öffnung 13' und eine zum Handhabungsvolu- men 22 weisende Öffnung 12', die von einem Tor 12 verschließbar ist. Mittels der Be- und Entladeschleuse 4 können Suszeptoren 10 von außerhalb in das Handhabungsvolumen 22 oder vom Handhabungsvolumen 22 nach außerhalb gebracht werden. Die Be- und Entladeschleuse 4 ist mittels einer nicht darge- stellten Spülgaseinrichtung mit einem Inertgas spülbar.

[0021] Unterhalb des Lademodules 1 und im Ausführungsbeispiel auch unter- halb der Be- und Entladeschleuse 4 ist eine Anordnung mehrerer Lagerplätze 5 jeweils für einen Suszeptor vorgesehen. Bei der Anordnung handelt es sich um ein Lagermodul 21 mit einer Vielzahl von Suszeptorlagerplätzen 5, die im Aus- führungsbeispiel untereinander gleichgestaltet sind. Jeder Suszeptorlagerplatz 5 besitzt eine Kammer 7, die zum Handhabungsvolumen 22 offen ist, in der sich Stützelemente 8 befinden, auf die ein Suszeptor 10 abgelegt werden kann und die ein Temperierelement 6 aufweisen, um die Kammer 7 beziehungsweise ei- nen in der Kammer 7 angeordneten Suszeptor 10 zu temperieren. Das Tempe- rierelement kann ein Kühlelement sein, um den Suszeptor zu kühlen. Es kann aber auch ein Heizelement sein, um, den Suszeptor 10 zu heizen, insbesondere um ihn zu entfeuchten.

[0022] Mit dem Greifelement 9 kann ein Suszeptor, der einem Suszeptorlager- platz 5 oder der Beladekammer 18 entnommen ist, durch eine Öffnung 14', die von einem Tor 14 verschließbar ist, in das Innere eines Prozessmoduls 3, 3', 3" gebracht werden. Dort wird der Suszeptor 10 auf ein Stützelement 17 abgelegt, welches um eine Vertikalachse gedreht werden kann, sodass sich der Suszep- tor 10 während des Behandelns der Substrate drehen kann. Oberhalb des Sus- zeptors 10 befindet sich eine Prozesskammer 20, die nach oben hin von einer Prozesskammerdecke 16 begrenzt ist. Die Prozesskammerdecke 16 kann eine Abdeckplatte eines in den Zeichnungen nicht dargestellten als Showerhead ausgebildeten Gaseinlassorganes 15 sein. Diese Abdeckplatte kann ebenfalls mit dem Greifelement gegriffen werden, um sie auszutauschen. Sie kann an einem der Lagerplätze 5 zwischengelagert werden und durch die Be-und Entlade- schleuse 4 nach außen transportiert werden.

[0023] Durch das in den Zeichnungen als zentrales Gaseinlasselement darge- stellte Gaseinlassorgan 15 können die Prozessgase in die Prozesskammer 20 gebracht werden. Mittels einer unterhalb des Suszeptors 10 angeordneten Heiz- einrichtung wird der Suszeptor 10 beziehungsweise die von ihm getragenen Substrate 19 auf eine Prozesstemperatur von mehr als 500°C auf geheizt. Nach Beenden des Behandlungsprozesses wird das Substrat 10 zunächst auf eine Temperatur abgekühlt, die mehr als 500°C betragen kann. Die Temperatur ist aber niedriger als die Prozesstemperatur. Sie kann niedriger als 600°C sein. Die Temperatur, auf die der Suszeptor abgekühlt wird, kann aber auch im Bereich zwischen 400°C und 600°C liegen. Bei dieser erhöhten Temperatur wird das Tor 14 geöffnet. Mit dem Greifelement 9 wird der Suszeptor 10 aus der Pro- zesskammer 20 entnommen und zu einem der Suszeptorlagerplätze 5 gebracht, wo ihm mittels des Kühlelementes 6 Wärme entzogen wird, bis der Suszep- tor 10 eine Abkühlttemperatur erreicht hat, die weniger als 100°C betragen kann, bei der dem Suszeptor in der Beladekammer 18 die Substrate 19 ent- nommen werden können. Die Abkühltemperatur kann aber auch weniger als 70°C oder weniger als 50°C sein. [0024] Die Beladekammer 18 kann weitere, nicht dargestellte Öffnungen, ins- besondere Schleusenöffnungen aufweisen, durch die die Substrate aus der be- vorzugt mit Inertgas gespülten Beladekammer 18 nach außen entnommen wer- den können. Durch diese Öffnungen können auch die nicht prozessierten Sub- strate in die Beladekammer 18 gebracht werden.

[0025] Es ist insbesondere vorgesehen, dass das in der Figur 1 links dargestell- te Ensemble, bestehend aus dem Lademodul 1, der Be- und Entladeschleuse 4 und dem Lagermodul 21 einheitlich zu Wartungszwecken vom Transfermo- dul 2 getrennt werden kann. Die Bestandteile des Ensembles sind fest mitei- nander verbunden, können aber auch voneinander getrennt werden. Es ist ebenfalls vorgesehen, dass die ein oder mehreren Prozessmodule 3, 3', 3" zu Wartungszwecken vom Transfermodul 2 entfernt werden können.

[0026] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können nacheinander mehre- re Suszeptoren 10, die jeweils mit mehreren Substraten bestückt sind in ein oder mehreren Prozessmodulen 3, 3', 3" prozessiert werden. Hierzu können die Sus- zeptoren nacheinander mit Substraten beladen werden und anschließend direkt in jeweils eine Prozesskammer 20 eines CVD-Reaktors 3, 3', 3" gebracht werden oder zunächst an einem Suszeptorlagerplatz 5 zwischengespeichert werden. Es ist insbesondere vorgesehen, dass hierzu die Anzahl der Suszeptorlagerplätze 5 mindestens so groß ist, wie die Anzahl der am Transfermodul 2 angeschlosse- nen Prozessmodule 3, 3', 3".

[0027] In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Suszep- tor 10 eine zentrale Tasche oder eine einzige Lagerstelle zur Lagerung eines großformatigen Substrates. Das Substrat kann einen Durchmesser von 300 mm oder mehr aufweisen und sich über die gesamte Fläche des Suszeptors 10 er- strecken. [0028] Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zu- mindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenstän- dig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinatio- nen auch kombiniert sein können, nämlich:

[0029] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Lademo- dul 1, die Be- und Entladeschleuse 4 und das Lagermodul 21 vertikal überei- nander angeordnet sind.

[0030] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Greifele- ment 9 in einer Horizontalebene und einer Vertikalrichtung verlagerbar ist und insbesondere eine Anordnung mehrerer aneinander angelenkter Arme 23, 23' ist, von denen ein Arm 23' in einer Horizontalebene drehbar an einer Achse 24 befestigt ist und in Vertikalrichtung entlang der Achse 24 verlagerbar ist.

[0031] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass den Lagerplät- zen 5 Temperierelemente, beispielsweise Kühlelemente 6 oder Heizelemente zugeordnet sind, mit denen an den Lagerplätzen 5 angeordnete Objekte 10 kühlbar oder beheizbar sind.

[0032] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Lagerplätze 5 Kammern 7 aufweisen, die zum Handhabungsvolumen 22 offen sind oder mittels eines Gasvorhangs von Handhabungsvolumen 22 trennbar sind.

[0033] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Transfer- modul 2 einen Mehrkant-Grundriss aufweist und an einer Mehrkantkante das Lademodul 1 und die damit verbundenen Lagermodul 21 und Be- und Entlade- schleuse 4 und an mindestens einer anderen Mehrkantkante ein Prozessmo- dul 3, 3', 3" angeordnet ist, wobei das Prozessmodul 3, 3', 3" auch eine Vorrich- tung zum Lagern, Reinigen oder Temperieren von Objekten, insbesondere in Form von Bestandteilen eines CVD-Reaktors sind.

[0034] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Lademo- dul 1, die Be- und Entladeschleuse 4 und das Lagermodul 21 vertikal überei- nander angeordnet sind.

[0035] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass im Lademodul 1 ein Objekt 10 vorbereitet, beispielsweise ein Suszeptor mit Substraten 19 be- stückt wird, mit dem Greifelement 9 aus einer Öffnung 11' des Lademoduls 1 in das Handhabungsvolumen 22 und durch eine Öffnung 14' des CVD-Reaktors 3 in die Prozesskammer 20 gebracht wird und nach einem in der Prozesskam- mer 20 durchgeführten Prozessschritt, bei dem der Suszeptor 10 auf eine erste erhöhte Temperatur von insbesondere mindestens 500°C aufgeheizt wird, bei einer zweiten erhöhten Temperatur von insbesondere mindestens 500°C mit dem Greifelement 9 durch die Öffnung 14' aus der Prozesskammer 20 ent- nommen und an einem Lagerplatz 5 abgelegt wird, wo dem Objekt 10 mittels eines Kühlelementes 6 Wärme entzogen wird, wobei der Objekt 10 nach Unter- schreiten einer Abkühltemperatur von insbesondere maximal 100°C mittels des Greifelementes 9 dem Lagerplatz 5 entnommen und in das Lademodul 1 ge- bracht wird.

[0036] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein mit dem Greif- element 9 dem Lademodul 1 entnommenes Objekt 10 vor dem Transportieren in die Prozesskammer 20 des CVD-Reaktors 3, 3', 3" an einem Lagerplatz 5 zwischengelagert wird. [0037] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in mehreren CVD- Reaktoren 3, 3', 3" jeweils dieselben oder voneinander verschiedene Behand- lungsprozesse durchgeführt werden, bei denen beispielsweise eine Wärmebe- handlung durchgeführt oder auf die Oberfläche ein oder mehrerer Substrate 19 eine Schicht, insbesondere dieselbe Schicht oder eine Schichtenfolge, insbeson- dere dieselbe Schichtenfolge abgeschieden wird, wobei voneinander verschie- dene Objekte 10 nacheinander mit dem Greifelement 9 entweder unmittelbar vom Lagermodul 21 oder vom Lademodul 1 in die jeweilige Prozesskammer 20 transportiert werden und vor oder nach dem Behandlungsprozess zum Abküh- len beziehungsweise Aufheizen jeweils in eine Kammer 7 eines Lagerplatzes 5 transportiert werden.

[0038] Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/ beigefügten Prioritäts- unterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender An- meldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbe- sondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/ oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Er- findung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorste- henden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbeson- dere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden kön- nen. Liste der Bezugszeichen

1 Lademodul 21 Lagermodul

2 Transfermodul 22 Handhabungsvolumen

3 Prozessmodul 23 Arm 3' Prozessmodul 23' Arm 3" Prozessmodul 24 Achse

4 Be- und Entladeschleuse

5 Lagerplatz

6 Temperierelement, Kühlele- ment, Heizelement

7 Kammer

8 Stützelement

9 Greifelement

10 Suszeptor

11 Tor

11' Öffnung

12 Tor

12' Öffnung

13 Tor

13' Öffnung

14 Tor

14' Öffnung

15 Gaseinlassorgan

16 Prozesskammerdecke

17 Stützelement

18 Beladekammer

19 Substrat

20 Prozesskammer

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Behandlung ein oder mehrerer auf einem Suszeptor (10) aufliegenden Substraten (19) mit einem Lagermodul (21) mit mehreren kühlbaren oder beheizbaren Suszeptorlagerplätzen (5) zur Lagerung je- weils mindestens eines Suszeptors (10), mit ein oder mehreren jeweils eine Prozesskammer (20) zur Aufnahme eines der im Lagermodul (21) gelager- ten Suszeptoren (10) aufweisenden Prozessmodulen (3,3', 32'), zur Be- handlung der ein oder mehreren Substrate (19), mit einer Be- und Entlade- schleuse (4), durch die ein Suszeptor (10) von außerhalb in ein Handha- bungsvolumen (22) des Transfermoduls (2) bringbar ist, und mit einem Lademodul (1), welches eine Beladekammer (18) aufweist, in welcher Sus- zeptoren (10) mit den ein oder mehreren Substraten (19) be- und entladen werden können, mit einem in einem Handhabungsvolumen (22) eines Transfermoduls (2) angeordneten Greifelement (9), welches ausgelegt ist, jeweils einen der Suszeptoren (10) zwischen dem Lagermodul (21), einer der Prozesskammern (20), der Beladekammer (18) oder der Be- und Entla- deschleuse (4) zu transportieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Bela- dekammer (18) vertikal oberhalb der Be- und Entladeschleuse (4) und des Lagermoduls (21) angeordnet ist und zusammen mit der Be- und Entlade- schleuse (4) und dem Lagermodul (21) ein einheitlich vom Transfermo- dul (2) trennbares Ensemble ausbildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Greif- element (9) in einer Horizontalebene und einer Vertikalrichtung verlager- bar ist und/ oder eine Anordnung mehrerer aneinander angelenkter Ar- me (23, 23') ist, von denen ein Arm (23') in einer Horizontalebene drehbar an einer Achse (24) befestigt ist und in Vertikalrichtung entlang der Ach- se (24) verlagerbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass den Lagerplätzen (5) Temperierelemente und/ oder Kühlelemente (6) oder Heizelemente zugeordnet sind, mit denen an den Lagerplätzen (5) angeordnete Objekte (10) kühlbar oder beheizbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Lagerplätze (5) Kammern (7) aufweisen, die zum Handhabungsvolumen (22) offen sind oder mittels eines Gasvorhangs von Handhabungsvolumen (22) trennbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Transfermodul (2) einen Mehrkant-Grundriss auf- weist und an einer Mehr kantkante das Lademodul (1) und die damit ver- bundenen Lagermodul (21) und Be- und Entladeschleuse (4) und an min- destens einer anderen Mehr kantkante ein Prozessmodul (3, 3', 3") ange- ordnet ist, wobei das Prozessmodul (3, 3', 3") auch eine Vorrichtung zum Lagern, Reinigen oder Temperieren von Objekten und/ oder in Form von Bestandteilen eines CVD-Reaktors sind.

6. Anordnung zur Verwendung an einer Vorrichtung gemäß einem der vor- hergehenden Ansprüche bestehend aus einem Lagermodul (21) mit meh- reren kühlbaren oder beheizbaren Lagerplätzen (5), einer Be- und Entlade- schleuse (4), durch die ein Objekt (10) von außerhalb in ein Handhabungs- volumen (22) eines Transfermoduls (2) bringbar ist, und einem Lademo- dul (1), in welchem Objekte (10) vorbereitet und/ oder Suszeptoren (10) mit ein oder mehreren Substraten (19) be- und entladen werden können, dadurch gekennzeichnet, dass das Lademodul (1), die Be- und Entlade- schleuse (4) und das Lagermodul (21) vertikal übereinander angeordnet sind.

7. Verfahren zum Be- und Entladen einer Prozesskammer (20) eines CVD- Reaktors (3) einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass im Lademodul (1) ein Objekt (10) vor- bereitet und/ oder ein Suszeptor mit ein oder mehreren Substraten (19) be- stückt wird, mit dem Greifelement (9) aus einer Öffnung (11') des Lade- moduls (1) in das Handhabungsvolumen (22) und durch eine Öff- nung (14') des CVD-Reaktors (3) in die Prozesskammer (20) gebracht wird und nach einem in der Prozesskammer (20) durchgeführten Prozess- schritt, bei dem der Suszeptor (10) auf eine erste erhöhte Temperatur von insbesondere mindestens 500°C aufgeheizt wird, bei einer zweiten erhöh- ten Temperatur von insbesondere mindestens 500°C mit dem Greif- element (9) durch die Öffnung (14') aus der Prozesskammer (20) entnom- men und an einem Lagerplatz (5) abgelegt wird, wo dem Objekt (10) mit- tels eines Kühlelementes (6) Wärme entzogen wird, wobei das Objekt (10) nach Unterschreiten einer Abkühltemperatur von insbesondere maximal 100°C mittels des Greifelementes (9) dem Lagerplatz (5) entnommen und in das Lademodul (1) gebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Greifelement (9) dem Lademodul (1) entnommenes Objekt (10) vor dem Transportieren in die Prozesskammer (20) des CVD-Reaktors (3, 3', 3'') an einem Lagerplatz (5) zwischengelagert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in meh- reren CVD-Reaktoren (3, 3', 3'') jeweils dieselben oder voneinander ver- schiedene Behandlungsprozesse durchgeführt werden, bei denen bei- spielsweise eine Wärmebehandlung durchgeführt oder auf die Oberfläche ein oder mehrerer Substrate (19) eine Schicht, insbesondere dieselbe Schicht oder eine Schichtenfolge, insbesondere dieselbe Schichtenfolge ab- geschieden wird, wobei voneinander verschiedene Objekte (10) nachei- nander mit dem Greifelement (9) entweder unmittelbar vom Lagermo- dul (21) oder vom Lademodul (1) in die jeweilige Prozesskammer (20) transportiert werden und vor oder nach dem Behandlungsprozess zum Abkühlen beziehungsweise Aufheizen jeweils in eine Kammer (7) eines

Lagerplatzes (5) transportiert werden.

10. Vorrichtung oder Anordnung oder Verfahren, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.