DE10159702A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Halbleitersubstraten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Halbleitersubstraten

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Halbleitersubstraten, wobei die insbesondere unbeschichteten Halbleitersubstrate durch eine Beladungsschleuse (1) einer Bearbeitungsanordnung zugeführt werden, welche Beladungsschleuse (1) an eine Transferkammer (2) angrenzt, von welcher wiederum eine Vielzahl von Bearbeitungskammern (3, 4, 5) mit den zu bearbeitenden Halbleitersubstraten beladbar sind, wozu zunächst die Transferkammer (2) und die Bearbeitungskammer (3) evakuiert werden und daran anschließend eine Verbindungstür (7) zwischen Transferkammer (2) und Bearbeitungskammer (3) geöffnet wird. Als Verbesserung schlägt die Erfindung vor, dass mindestens einer der Bearbeitungskammern (4) ein Niedrigdruck- oder Atmosphärendruck-Prozess betrieben wird und vor dem Öffnen der dieser Bearbeitungskammer (49 zugeordneten Verbindungstür (8) die Transferkammer (2) mit einem Inertgas geflutet wird, wobei zwischen Transferkammer und Bearbeitungskammer eine vorbestimmte Druckdifferenz erhalten bleibt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Halbleitersubstraten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur Bearbeitung von Halbleitersubstraten, wobei die insbesondere unbeschichteten Halbleitersubstrate durch eine Beladungsschleuse einer Bearbeitungsanord­ nung zugeführt werden, welche Beladungsschleuse an eine Transferkammer angrenzt, von welcher wiederum eine Vielzahl von Bearbeitungskammern mit den zu bearbeiten­ den Halbleitersubstraten beladbar sind, wozu zunächst die Transferkammer und die Bearbeitungskammer evakuiert werden und daran anschließend eine Verbindungstür zwi­ schen Transferkammer und Bearbeitungskammer geöffnet wird.
Im Stand der Technik, insbesondere in der Siliziumtech­ nologie, werden miteinander verkettete Halbleiterprozes­ se in sogenannten Mehrkammeranlagen (Cluster tools) durchgeführt. In jeder der mehreren Kammern wird ein spezifischer Bearbeitungsschritt des Halbleitersubstra­ tes durchgeführt. Unter anderem können dort Beschich­ tungsschritte, Ätzschritte, Temperschritte, Diffusions­ schritte oder dergleichen durchgeführt werden. Der Wechsel des Substrates von der einen in die anderen Bearbeitungskarmern erfolgt mittels zumindest eines in einer Transferkammer angeordneten Roboterarmes. Die Bearbeitungskammern sind von der Transferkammer mittels einer druck- und gasdichten Verbindungstür getrennt. Diese wird erst geöffnet, nachdem sowohl die Transfer­ kammer, als auch die jeweilige Bearbeitungskammer evaku­ iert worden sind. Bei Behandlungsprozessen, die im Vakuum bzw. Ultrahoch-Vakuum stattfinden braucht nur die Transferkammer evakuiert oder im Vakuum gehalten zu werden. Bei Prozessen, die bei Atmosphären- oder Nie­ drigdruck stattfinden muss die Bearbeitungskammer evaku­ iert werden. Dieser Evakuierungsschritt ist insbesonde­ re dann nachteilhaft, wenn in der Bearbeitungskammer ein Beschichtungsprozess durchgeführt wird. Bei derarti­ gen CVD-Prozessen sind parasitäre Depositionen z. B. an den Wänden der Prozesskammer oft nicht zu vermeiden. Die mit der Evakuierung einhergehenden thermischen und mechanischen Belastungen körnen dazu führen, dass die parisitären Beschichtungen abplatzen. Die damit einher­ gehende Partikelbildung ist störend. Die Partikel kön­ nen insbesondere in die Transferkammer gelangen oder die Substrat-/Schichtoberfläche beeinträchtigen. Derar­ tige dynamische Druckprozesse beeinflussen darüber hinaus das thermische Profil innerhalb der Prozesskam­ mer, die vorzugsweise während des Be- und Entladens auf Prozesstemperatur gehalten werden soll bzw. nur gering­ fügig abgekühlt wird. Insbesondere bei Prozessdrucken von größer einem Millibar werden durch das Evakuieren die Wärmeleiteffekte in erheblichem Maße beeinflusst. Dies hat dann zur Folge, dass die Zykluszeiten zufolge der erforderlichen Zeit zur Erreichung der Gleichge­ wichtsbedingungen hoch sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzusehen, um den zuvor genannten Nachteilen entgegen­ zuwirken und insbesondere einen CVD-Reaktor, vorzugswei­ se einen MOCVD-Reaktor in eine Mehrkammeranlage zu integrieren.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei zunächst und im Wesentli­ chen vorgesehen ist, dass in mindestens einer der Bear­ beitungskammern ein Niedrigdruck- oder Atmosphärendruck - Prozess betrieben wird und vor dem Öffnen der dieser Bearbeitungskammer zugeordneten Verbindungstür die Transferkammer mit einem Inertgas geflutet wird. Diese Maßnahme hat zur Folge, dass die Bearbeitungskammer auf Prozessdruck gehalten werden kann. Lediglich die Pro­ zessgase werden abgeschaltet. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass beim Öffnen der Verbindungstür der Druck in der Transferkarner geringfü­ gig höher ist, als der Druck in der Bearbeitungskammer. Dies hat zur Folge, dass eine Gasstromrichtung durch die Verbindungstür in die Bearbeitungskammer gerichtet ist. Dies wirkt dem Austritt von Restgasen aus der Bearbeitungskammer in die Transferkammer entgegen. Ein Massentransport in dieser Richtung kann deshalb im Wesentlichen nur durch Diffusion erfolgen. Damit ist auch ein übersprechen der Gase (Cross-Contamination) in benachbarte Bearbeitungskammern vermindert. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Niedrigdruck- oder Atmosphärendruck-Bearbeitungskammer eine beheizte Prozesskammer besitzt, die beim Beladen oder Entladen beheizt bleibt und insbesondere auf Pro­ zesstemperatur gehalten wird. Handelt es sich bei der Bearbeitungskammer um einen MOCS. TD-Reaktor in dem phosphorhaltige Halbleiterschichten auf einem insbeson­ dere III-V-Substrat deponiert werden, so kann vorgese­ hen sein, dass die Prozesskammertemperatur für das Be- und Entladen abgesenkt wird, um ein Abdampfen der Phos­ phor-Komponente aus der abgeschiedenen Halbleiter­ schicht zu verhindern. Zur Durchführung des MOCVD-Pro­ zesses werden der Gasphase entsprechende Reaktionsgase zugeführt. Für die Elemente der fünften Hauptgruppe werden Arsin oder Phosphin verwendet. Für die Elemente der dritten Hauptgruppe die entsprechenden metallorgani­ schen Verbindungen von Ga, In oder Al.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren, bei der oder dem nur eine oder mehrere Nie­ drigdruck- oder Atmosphärendruck-Bearbeitungskammern an einer Transferkammer zugeordnet sind. Um, insbesondere bei solchen Vorrichtungen einen definierten Gasfluss von der Transferkammer in die Bearbeitungskammer bei geöffneter Verbindungstür zu gewährleisten sieht die Erfindung vor, dass sowohl der Spülgasfluss in die Transferkammer als auch der Spülgasfluss in die Bearbei­ tungskammer vor dem Öffnen der Verbindungstür und wäh­ rend der geöffneten Verbindungstür festgesetzt sind. Dadurch fließt sowohl in die Transferkammer als auch in die Bearbeitungskammer stets ein gleichbleibender Gas­ strom. Der Gasstrom, der von der Transferkammer in die Bearbeitungskammer strömt wird durch den Druckunter­ schied zwischen der Transferkammer und der Bearbeitungs­ kammer vorgegeben. Der Druck in der Bearbeitungskammer wird durch ein regelbares Ventil eingestellt, das die Evakuierungsleistung der zugehörigen Pumpe beeinflusst. Der Druck in der Transferkammer wird ebenfalls über ein Ventil gesteuert, welches die Evakuierungsleistung der der Transferkammer zugeordneten Pumpe beeinflusst.
Die Erfindung betrifft insbesondere das Regelverfahren, mittels welchem diese Druckbalance einstellbar ist. Erfindungsgemäß wird der Druck entweder der Transferkam­ mer oder der Druck der Bearbeitungskammer vorgegeben. Des Weiteren wird der in diese Kammer einströmende Spülgasfluss vorgegeben. Der Spülgasfluss ist vom Total­ druck innerhalb der Kammer abhängig. Bei einem geringen Totaldruck fließt ein geringer Spülgasstrom. Bei einem höheren Totaldruck fließt ein entsprechend höherer Spülgasstrom. Als zweiter Parameter wird die Druckdiffe­ renz zur anderen Kammer vorgegeben. Diese Druckdiffe­ renz kann abhängig vom Totaldruck sein. Aus diesen beiden Parametern ermittelt das Prozess-Steuerorgan, bei dem es sich um einen Rechner handeln kann, den Druck in der anderen Kammer. Abhängig von diesem Druck wird der, für diese Kammer einzustellende Spülgasfluss ermittelt. Sodann wird der Spülgasfluss und der Druck eingestellt. Sind sowohl in der Bearbeitungskammer als auch in der Transferkammer stabile Druckverhältnisse eingetreten, so wird die Verbindungstür geöffnet. Bevor­ zugt wird der Druck in der Bearbeitungskammer vorgege­ ben, so dass der Transferkammerdruck entsprechend der Druckdifferenz und dem Bearbeitungskammerdruck einge­ stellt wird. Die Druckdifferenz zwischen Transferkammer­ druck und Bearbeitungskammerdruck kann zwischen 0,1 und 5 mbar liegen. Der Druck in der Transferkammer bzw. der Druck in der Bearbeitungskammer kann zwischen einem und mehreren 100 mbar liegen. Entsprechend beträgt der Spülgasfluss in die Transferkammer bzw. die Bearbei­ tungskammer zwischen 100 und 500 sccm. In der Bearbei­ tungskammer kann der Fluss auch größer sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in grobschematischer Darstellung eine Vorrich­ tung zur Bearbeitung von Halbleitersubstraten,
Fig. 2 grobschematisch einen Schnitt durch eine Trans­ ferkammer und eine Bearbeitungskammer mit angedeuteten Gasflüssen und
Fig. 3 den Ablaufplan der Drucksteuerung in der Trans­ ferkammer.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besitzt als zentrales Element eine Transferkammer 2. In der Trans­ ferkammer 2 befindet sich ein Roboterart 10. Die Trans­ ferkammer 2 wird mittels einer Beladungsschleuse 1 beladen. In diese Beladungsschleuse 1 werden die Halb­ leitersubstrate (Wafer) insbesondere magaziniert einge­ bracht. Diese Wafer können unbeschichtet sein. Sie können aber auch vorbehandelt sein. Die Beladungsschleu­ se 1 ist von der Transferkammer 2 mittels einer Verbin­ dungstür 6 in Form eines gas- und druckdichten Schotts getrennt. An die Transferkammer 2 grenzen im Ausfüh­ rungsbeispiel die Bearbeitungskammern 3, 4 und 5, die jeweils über eine öffenbare Verbindungstür 7, 8, 9 mit der Transferkammer 2 verbunden sind. In die Transferkam­ mer 2 mündet eine Spülleitung 11 zum Fluten der Trans­ ferkammer 2 mit einem Inertgas, bspw. Wasserstoff, Stickstoff oder Argon. Ferner geht von der Transferkam­ mer 2 eine Evakuierungsleitung 12 ab, die zu einer Vakuumpumpe führt.
Bei der Bearbeitungskammer 3 kann es sich um eine Ultra­ hoch-Vakuumkammer handeln, in der bspw. ein RTP-Prozess (rapid thermal process) bei einem Druck von 10 mbar durchgeführt wird. In der Bearbeitungskammer 4 kann ein MOCVD-Prozess stattfinden. Dieser Prozess kann bei Prozessdrücken von größer 1 mbar erfolgen. In der Bear­ beitungskammer 5 kann entweder ein Vakuumprozess oder ein Niedrigdruck-Prozess oder ein Atmosphärendruck-Pro­ zess durchgeführt werden.
Um die Substrate, bei denen es sich um scheibenförmige Wafer handeln kann, die je nach Prozess aus Silizium, Galliumarsenid oder Indiumphosphid bestehen können, von einer der Bearbeitungskammern 3 bis 5 in eine andere bzw. von oder zur Beladungsschleuse 1 zu bringen be­ sitzt die Transferkammer 2 einen Roboterarm 10, der durch die geöffneten Verbindungstüren 7 bis 9 in je­ weils eine Bearbeitungskammer 3 bis 5 greifen kann. Um die UHV-Bearbeitungskammer 3 mit Substraten zu beladen bzw. die Kammer 3 zu entladen wird zunächst die Trans­ ferkammer 2 evakuiert, wozu die Inertgaszuleitung 11 gesperrt wird und die zu einer Vakuumpumpe führende Leitung 12 geöffnet wird. Nach Erreichen eines genügend hohen Vakuums in der Transferkammer 2 wird die Verbin­ dungstür 7 geöffnet und der Be- bzw. Entladungsvorgang kann beginnen. Die aus der UHV-Bearbeitungskammer 3 entnommenen Substrate können in der Transferkammer 2 oder aber auch in der Beladungsschleuse 1 zwischenge­ speichert werden. Sodann wird die Verbindungstür 7 wieder geschlossen. Um die Niedrigdruck- oder Atmosphä­ rendruck-Bearbeitungskammer 4 zu be- oder entladen wird die Transferkammer 2 durch die Inertgaszuleitung 11 mit einem Inertgas, bspw. Argon oder Stickstoff gegebenen­ falls auch Wasserstoff geflutet bis in der Transferkam­ mer 2 ein Druck aufgebaut ist, der geringfügig höher ist, als der Druck in der Niedrigdruck- oder Atmosphä­ rendruck-Prozesskammer 4. Während des Flutens und des Be- und Entladens wird die Transferkammer mit Inertgas, bspw. Stickstoff oder Argon gespült. Wird dieser gering­ fügige Überdruck erreicht, wird die zugehörige Verbin­ dungstür 8 geöffnet. Der Überdruck ist so gering ge­ wählt, dass sich lediglich eine definierte Strömung von der Transferkammer 2 in die Niedrigdruck- oder Atmosphä­ rendruck-Bearbeitungskammer einstellt.
In der Niedrigdruck- oder Atmosphärendruck-Bearbeitungs­ kammer 4 kann ein MOCVD-Prozess durchgeführt werden. Hierzu besitzt diese Bearbeitungskammer 4 eine im Stand der Technik bekannte Prozesskammer, welcher die erfor­ derlichen Prozessgase zugeführt werden. Die Prozesskam­ mer wird geheizt. Während des Be- und Entladens kann die Prozesskammer auf Prozesstemperatur gehalten blei­ ben. Lediglich nach dem Abscheiden von phosphorhaltigen Schichten kann es erforderlich sein, die Prozesskam­ mertemperatur geringfügig abzusenken, um ein Abdampfen von Phosphor aus der Oberfläche zu verhindern.
Die Druckdifferenz zwischen Transferkammer 2 und Bear­ beitungskammer 4 ist so gewählt, dass sich eine defi­ nierte Flussrichtung von Transfer- zur Prozesskammer einstellt. Die Gasströmung ist aber nicht so hoch, dass nennenswerte Kühleffekte eintreten bzw. strömungsbeding­ te Ablösung von Partikeln von den Wänden auftreten. Im Wesentlichen dient die Definierung der Flussrichtung zur Verhinderung einer Kontamination der Transferkammer 2 während des Transfers.
In der Bearbeitungskammer 4, die von einem MOCVD-Reak­ tor gebildet ist, können auf in anderen Bearbeitungskam­ mern 3, 5 vorbehandelte Substrate beschichtet werden. Es ist ferner möglich, die in der Bearbeitungskammer 4 beschichteten Substrate in einer der anderen Bearbei­ tungskammern 3, 5 nachzubearbeiten, bspw. im Ultrahoch- Vakuum thermisch zu behandeln oder auch bei Niederdruck oder Atmosphärendruck. Im Ausführungsbeispiel sind lediglich insgesamt drei Bearbeitungskammern 3, 4, 5 dargestellt. Die Erfindung umfasst aber auch Mehrkammer­ anlagen mit erheblich mehr miteinander verketteten Bearbeitungskammern.
In Fig. 2 ist grobschematisch eine Anordnung darge­ stellt, die eine Transferkammer 2 und eine Bearbeitungs­ kammer 4 aufweist, die mittels eines Schotts 7 voneinan­ der getrennt sind. Das Schott 7 ist öffenbar. In die Transferkammer 2 mündet eine Inertgaszuleitung 11 und eine Evakuierungsleitung 12. In der Evakuierungsleitung 12 befindet sich ein Druckregelventil 14, das einer Vakuumpumpe 13 vorgeschaltet ist.
Die Bearbeitungskammer ist nahezu identisch aufgebaut. In die Bearbeitungskammer 4 mündet ebenfalls eine Inertgaszuleitung 15 und eine Evakuierungsleitung 16. Auch in dieser Evakuierungsleitung 16 befindet sich ein Druckregelventil 18, welches vor einer Vakuumpumpe 17 angeordnet ist.
Vor dem Öffnen der Verbindungstür 7 zwischen der Trans­ ferkammer 2 und der Bearbeitungskammer 4 wird in der Transferkammer 2 ein Druck aufgebaut, der geringfügig höher ist, als der Druck in der Bearbeitungskammer 4. Vorzugsweise liegt der Druck in der Transferkammer 2 etwa 1 bis 5 mbar höher als der Druck in der Bearbei­ tungskammer 3. Der in Fig. 3 dargestellte Druckanglei­ chungsprozess erfolgt folgendermaßen:
Der Spülgasfluss durch die Inertgaszuleitung 15 wird auf einen festen vorgegebenen Wert gesetzt. Dieser Wert kann zwischen 1 und 500 sccm sein. Ferner wird der Druck in der Bearbeitungskammer 4 vorgegeben. Entspre­ chend der Druckvorgabe regelt das Druckregelventil 18 die Evakuierungsleistung der Pumpe 17.
Aus dem vorgegebenen Druck in der Bearbeitungskammer 4 und der vorgegebenen Druckdifferenz ermittelt das Pro­ zess-Steuerorgan den Druck in der Transferkammer 2. Anhand einer vorgegebenen Wertetabelle oder eines vorge­ gebenen funktionellen Zusammenhangs wird vom Steueror­ gan, abhängig vom Transferkammerdruck, der durch die Zuleitung 11 fließende Inertgasstrom festgesetzt. Der gleichbleibende Gasfluss beträgt auch hier 100 bis 500 sccm.
Der Druck wird bei gleichbleibendem Gasstrom mittels des Druckregelventiles 14 eingeregelt, welches die Evakuierungsleistung der Pumpe 13 beeinflusst.
Sobald der Druck in der Bearbeitungskammer 4 und der Druck in der Transferkammer 2 einen stabilen Wert einge­ nommen hat, öffnet sich die Verbindungstür 7. Zufolge des Druckunterschiedes in der Bearbeitungskammer 4 und der Transferkammer 2 entsteht ein Gasstrom durch die offene Verbindungstür 7. Der Gasstrom durch die offene Verbindungstür 7 ist so gering gewählt, dass keine Partikel von den Wänden der Bearbeitungskammer 4 abge­ tragen werden. Er ist aber so groß, dass eine Cross-Kon­ tamination weitestgehend vermieden wird.
Bei geöffneter Tür 7 erfolgt die Regelung der Drucke in der Bearbeitungskammer bzw. der Transferkammer über die Evakuierungsleistung der den Kammern zugeordneten Pum­ pen.
Wie aus der Fig. 2 erkennbar ist, liegen die Zuleitun­ gen 11, 15 geringer beabstandet zur Verbindungstür 7, als die Gasableitungen 12 und 16, welche einen größeren Abstand zur Verbindungstür 7 besitzen.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswe­ sentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) voll­ inhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims (14)

1. Verfahren zur Bearbeitung von Halbleitersubstraten, wobei die insbesondere unbeschichteten Halbleitersub­ strate durch eine Beladungsschleuse (1) einer Bearbei­ tungsanordnung zugeführt werden, welche Beladungsschleu­ se (1) an eine Transferkammer (2) angrenzt, von welcher wiederum eine Vielzahl von Bearbeitungskammern (3, 4, 5) mit den zu bearbeitenden Halbleitersubstraten belad­ bar sind, wozu zunächst die Transferkammer (2) und die Bearbeitungskammer (3) evakuiert werden und daran an­ schließend eine Verbindungstür (7) zwischen Transferkam­ mer (2) und Bearbeitungskammer (3) geöffnet wird, da­ durch gekennzeichnet, dass in mindestens einer der Bearbeitungskammern (4) ein Niedrigdruck- oder Atmosphä­ rendruck-Prozess betrieben wird und vor dem Öffnen der dieser Bearbeitungskammer (4) zugeordneten Verbindungs­ tür (8) die Transferkammer (2) mit einem Inertgas geflu­ tet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass beim Beladen der Bearbei­ tungskammer (4) der Druck in der Transferkammer (2) geringfügig höher ist, als der Druck in der Bearbei­ tungskammer (4).
3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Niedrigdruck- oder Atmosphärendruck- Bearbeitungskammer (4) eine beheizte Prozesskammer besitzt, die beim Beladen oder Entladen beheizt bleibt und insbesondere auf Prozesstemperatur gehalten wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, dass in der Niedrigdruck- oder Atmosphären­ druck-Bearbeitungskammer (4) eine Beschichtung der Halbleitersubstrate insbesondere mittels der Gasphase zugeführten Reaktionsgasen durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, dass in der Niedrigdruck- oder Atmosphären­ druck-Bearbeitungskammer (4) ein MOCVD-Prozess durchge­ führt wird.
6. Verfahren zur Bearbeitung von Halbleitersubstraten, wobei die insbesondere unbeschichteten Halbleitersub­ strate durch eine Beladungsschleuse (1) einer Bearbei­ tungsanordnung zugeführt werden, welche Beladungsschleu­ se (1) an eine Transferkammer (2) angrenzt, von welcher ein oder mehrere Bearbeitungskammern (3, 4, 5) mit den zu bearbeitenden Halbleitersubstraten beladbar sind, wozu eine Verbindungstür (7) zwischen Transferkammer (2) und Bearbeitungskammer (3) geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer der Bearbei­ tungskammern (4) ein Niedrigdruck- oder Atmosphären­ druck-Prozess betrieben wird und vor dem Öffnen der dieser Bearbeitungskammer (4) zugeordneten Verbindungs­ tür (8) die Transferkammer (2) mit einem Inertgas geflu­ tet wird, wobei die Druckdifferenz zwischen der Trans­ ferkammer (2) und der Bearbeitungskammer (4) dadurch aufrechterhalten wird, dass bei gleichbleibenden Gas­ flüssen in die Transferkammer (2) einerseits und in die Bearbeitungskammer (4) andererseits der Druck in Trans­ ferkammer (2) bzw. Bearbeitungskammer (4) durch Variati­ on der Evakuierungsleistung geregelt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, dass vor dem Öffnen der Verbindungstür je­ weils in der Transferkammer (2) bzw. der Bearbeitungs­ kammer (4) ein stabiler Druck eingeregelt wird, wobei der Druck in der Transferkammer (2) um eine Druckdiffe­ renz höher ist, als der Druck in der Bearbeitungskammer (4).
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Druckdifferenz etwa 0,1 bis 5 mbar beträgt.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Höhe des Spülgasflusses in der Bear­ beitungskammer (4) bzw. der Transferkammer (2) um so größer ist, wie der Totaldruck in der jeweiligen Kammer (2, 4) ist und einem vorgegebenen funktionalen Zusammen­ hang folgt oder in einer Wertetabelle in einer elektro­ nischen Steuereinrichtung hinterlegt ist.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer an eine insbesondere evakuierbaren Transferkammer (2) angrenzen­ den Beladungsschleuse (1) und mit mindestens einer Bearbeitungskammer (3) zum Bearbeiten eines Halbleiter­ substrates dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Bearbeitungskammer (4) zum Bearbeiten von Halbleitersub­ straten bei Niedrigdruck oder Atmosphärendruck ausge­ stattet ist, wobei die Transferkammer (2) zum Beladen dieser Kammern (4) dort mit einem Inertgas spülbar ist, dass beim Beladen zufolge einer Druckdifferenz ein Gasstrom in die Bearbeitungskammer (4) strömt.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Niedrigdruck- oder Atmosphären­ druck-Bearbeitungskammer (4) ein MOCVD-Reaktor mit beheizbarer Prozesskammer ist.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeich­ net durch ein Steuerorgan zum Einstellen von jeweiligen Spülgasflüssen sowohl in die Bearbeitungskammer (4) als auch in die Transferkammer (2) und zum Regeln der Druc­ ke in der Bearbeitungskammer (4) bzw. der Transferkam­ mer (2).
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeich­ net durch jeweils einer Bearbeitungskammer (4) und der Transferkammer (2) zugeordneten, vom Steuerorgan gere­ gelten Evakuierungseinrichtung (13, 17).
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülgasausgang (11, 15) der Verbindungstür (7) näher beabstandet ist, als die der Evakuierungseinrichtung (13, 17) zugeordnete Gasablei­ tung (12, 16).
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7521089B2 (en) * 2002-06-13 2009-04-21 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for controlling the movement of CVD reaction byproduct gases to adjacent process chambers
DE102010000447A1 (de) 2010-02-17 2011-08-18 Aixtron Ag, 52134 Beschichtungsvorrichtung sowie Verfahren zum Betrieb einer Beschichtungsvorrichtung mit einer Schirmplatte
DE102010016792A1 (de) 2010-05-05 2011-11-10 Aixtron Ag Bevorratungsmagazin einer CVD-Anlage
DE102012103295A1 (de) 2012-01-09 2013-07-11 Aixtron Se Räumlich optimierte Anordnung zum Bearbeiten von Halbleitersubstraten
DE102013105896A1 (de) 2013-06-07 2014-12-11 Aixtron Se Fertigungseinrichtung mit einem Magnetschienentransportsystem
DE102013109210A1 (de) 2013-08-20 2015-02-26 Aixtron Se Evakuierbare Kammer, insbesondere mit einem Spülgas spülbare Beladeschleuse
DE102013111790A1 (de) 2013-10-25 2015-04-30 Aixtron Se Energie- und materialverbrauchsoptimierter CVD-Reaktor
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100682756B1 (ko) * 2006-03-17 2007-02-15 주식회사 아이피에스 에피택시 장비 및 그를 이용한 에피택셜층 성장 방법

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7521089B2 (en) * 2002-06-13 2009-04-21 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for controlling the movement of CVD reaction byproduct gases to adjacent process chambers
DE102010000447A1 (de) 2010-02-17 2011-08-18 Aixtron Ag, 52134 Beschichtungsvorrichtung sowie Verfahren zum Betrieb einer Beschichtungsvorrichtung mit einer Schirmplatte
WO2011101273A1 (de) 2010-02-17 2011-08-25 Aixtron Se Beschichtungsvorrichtung sowie verfahren zum betrieb einer beschichtungsvorrichtung mit einer schirmplatte
DE102010016792A1 (de) 2010-05-05 2011-11-10 Aixtron Ag Bevorratungsmagazin einer CVD-Anlage
WO2011138315A1 (de) 2010-05-05 2011-11-10 Aixtron Se Bevorratungsmagazin einer cvd-anlage
DE102012103295A1 (de) 2012-01-09 2013-07-11 Aixtron Se Räumlich optimierte Anordnung zum Bearbeiten von Halbleitersubstraten
DE102013105896A1 (de) 2013-06-07 2014-12-11 Aixtron Se Fertigungseinrichtung mit einem Magnetschienentransportsystem
DE102013109210A1 (de) 2013-08-20 2015-02-26 Aixtron Se Evakuierbare Kammer, insbesondere mit einem Spülgas spülbare Beladeschleuse
DE102013111790A1 (de) 2013-10-25 2015-04-30 Aixtron Se Energie- und materialverbrauchsoptimierter CVD-Reaktor
DE102013113052A1 (de) 2013-11-26 2015-05-28 Aixtron Se Heizeinrichtung für einen CVD-Reaktor

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