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WO2017216065A1 - Vorrichtung und verfahren zum sequentiellen abscheiden einer vielzahl von schichten auf substraten, sowie aufnahmeeinheit zur verwendung in einer abscheidungsvorrichtung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum sequentiellen abscheiden einer vielzahl von schichten auf substraten, sowie aufnahmeeinheit zur verwendung in einer abscheidungsvorrichtung Download PDF

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WO2017216065A1
WO2017216065A1 PCT/EP2017/064144 EP2017064144W WO2017216065A1 WO 2017216065 A1 WO2017216065 A1 WO 2017216065A1 EP 2017064144 W EP2017064144 W EP 2017064144W WO 2017216065 A1 WO2017216065 A1 WO 2017216065A1
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WO
WIPO (PCT)
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transport
gas
module
modules
deposition
Prior art date
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Application number
PCT/EP2017/064144
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Heuken
Wilfried Lerch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aixtron SE
Centrotherm International AG
Original Assignee
Aixtron SE
Centrotherm International AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aixtron SE, Centrotherm International AG filed Critical Aixtron SE
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67754—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber horizontal transfer of a batch of workpieces
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass

Definitions

  • the receiving unit 12 can serve as a transport module 12, but it can also be advantageously provided as a stationary receiving unit in a deposition module.
  • the transport module 12 is moved during the deposition of a layer on the substrates within a deposition module 1. The movement takes place in particular in the transport direction. Such a deposition process takes place in particular for depositing thick layers. Also in these methods, the substrate and in particular a substrate carrier carrying the substrate can be rotated.
  • the transport channel 4 is arranged, for example, between a discharge portal 3 of the process module 1.2 and the loading portal 2 of the process module 1.3, which are in each case deposition modules, between which media carryover is to be avoided.
  • the transport channel 4 can also be arranged between other adjacent ones of the process modules 1.1 to 1.8 (FIG. 1) or between each of the process modules 1.1 to 1.10 shown in FIG.
  • it is provided that such a transport channel least be arranged between adjacent Depositionsmo- modules.
  • the unloading portal 3 is closable in some embodiments with a vacuum slide 30.
  • the loading portal 2 can be closed with a vacuum slide 29 in some embodiments. If the two vacuum slides 29, 30 are in an open position, then the transport channel 4 arranged between the loading portal 2 and the unloading portal 3 is opened.
  • the length of the transport channel 4 measured in the transport direction T is smaller than the length of the transport module 12 measured in the transport direction T.
  • a plurality of gas inlets 25 and a multiplicity of gas outlets 26 are formed.
  • the gas inlets 25 and the gas outlets 26 are formed in opposite walls of the transport channel 4.
  • gas inlets 25 can be connected to a gas supply, in particular to an inert gas supply
  • the gas outlets 26 can be connected to a suction unit, in particular a vacuum pump. Between the gas inlets 25 and the gas outlets 26 can therefore be suitably create a gas curtain.
  • the gas inlets 25 and the gas outlets 26 may each be formed as individual nozzles or as slit nozzles.
  • FIG. 8 shows the arrangement of the gas inlets 25 and the gas outlets 26 transversely to the transport direction, wherein the gas inlets 25 and the gas outlets 26 have a regular distance. Due to the special arrangement of the gas inlets 25 and the gas outlets 26, a homogeneous gas flow directed transversely to the transport direction T can be formed over substantially the entire cross-sectional area of the transport channel 4, forming a gas curtain on the one hand and a gas diffusion barrier on the other hand it is prevented that reaction gases can change from one process module 1 into the other process module 1.
  • the gas curtain can be formed in particular from an inert gas or else by one of the aforementioned support gases.
  • the gas curtain preferably has such a length in the transport direction T that a significant diffusion of reaction gases takes place only into the gas curtain, but not through the gas curtain.
  • the relevant properties of the gas curtain depend on the total pressure, the temperature and the composition of the gases on the one hand, but also on the flow velocity and the dimension of the cross-sectional area and the longitudinal sectional area of the transport channel 4. These parameters are selected so that process gases can not get into the other process module 1.
  • substrates can also be transported at high temperatures under A S H 3 or PH 3 overpressure between the chambers.
  • an inert gas such as N 2 , H 2 or a noble gas
  • AsH 3 or PH 3 can be fed into both adjacent process modules.
  • PH 3 or A S H 3 also forms a suitable gas for use with the gas curtain.
  • the individual process modules 1 and in particular the multiple successive deposition modules can each be operated at a constant operating temperature, wherein in each case the operating temperature corresponds to the process temperature of the process in which the individual layer is deposited there on the substrate.
  • the transport module 12 preferably has the lowest possible thermal mass to make adjustments between different temperatures in adjacent process modules as quickly as possible.
  • the processes prevail in the respective process modules each optimized for the particular process pressure conditions that may differ significantly from module to module.
  • the internal pressure of the adjacent process modules 1 is brought to a common level in order to avoid a flow of gases from one process module 1 to the other through the transport channel 4.
  • the pressures in the adjacent process modules are identical, but the pressure within the transport channel 4 deviates from this, so that either a flow through the loading portal 2 or unloading portal 3 into the process module 1 or from the process module 1 takes place in the transport channel 4.
  • the process modules 1 can be sealed against each other and against the outside world by means of the slides 29, 30.
  • the transport channels 4 can also be sealed off from the outside environment so that a change of the transport modules 12 from one process module 1 to the adjacent process module 1 can also take place under subatmospheric pressure or even at overpressure.
  • the deposition modules preferably only one special layer is deposited on the substrates, each time being one
  • At least the deposition modules preferably have a gas-tight or pressure-tight sealable loading portal and a gas, pressure or vacuum-tight sealable end loading portal.
  • the loading portal is arranged in relation to the transport direction opposite the unloading portal, in particular, so that transport through the deposition module can take place in a straight line. But it is also envisaged that Beladeportal and Entladeportal not opposed, but arranged at 90 ° to each other or standing at a different angle to each other walls of the deposition module are.
  • a transport module is brought into the deposition module.
  • the unloading portal the transport module is brought back from the deposition module.
  • a device can have a multiplicity, for example three, four, five or six process modules arranged one behind the other, wherein a first process module in the transport direction and a last process module in the transport direction is not a deposition module. While the transport module can be moved relatively freely between the first process module in the transport direction and the last process module in the transport direction, which the process modules can be connected via corresponding transport channels, an input or output port can be provided at the end process modules.
  • An aspect of the invention further relates to a special receiving unit which can be used stationarily in a deposition apparatus or also as a transport module for use in a device as described above.
  • the receiving unit has one or more substrate carriers for supporting at least one substrate each.
  • the substrate carrier has an outline contour line. This can be a polygonal line. It is preferably a circular arc line. To this contour line extends a suction opening, which may also be divided into a plurality of individual openings.
  • the contour line on which the suction opening extends preferably follows the outline contour line of the substrate carrier. If, for example, the substrate carrier has a circular outline contour line, then the suction opening or the individual openings of the suction opening lie on a circular arc line around the substrate carrier, wherein the circular arc line and the outline contour line can have the same center point.
  • On the transport module several identically designed substrate carrier are arranged.
  • the substrate carriers are preferably arranged uniformly on a horizontal surface of the transport module and rotationally driven.
  • the suction openings can be assigned to corresponding suction units, which are below the receiving unit and are arranged so that a temperature or temperature control of the same do not or not significantly affect.
  • the suction unit may be a unitary one for all suction openings or it may be separate for individual or groups of suction openings.
  • the transport takes place at least partially with transport channels open to both process modules, without the process temperature being changed, in particular lowered, in the adjoining process modules. If a negative pressure process is carried out in the process modules, then only the internal pressure within the process modules is adjusted in such a way that during transport no flow arises in the transport direction or against the transport direction through the transport channel.
  • the elongated suction openings extending parallel to the walls within the process modules can be activated individually. Upon activation, the corresponding suction opening is for example subjected to a negative pressure, which is generated by a vacuum pump. It is provided, for example, that extraction takes place through all four of the elongate suction openings only when in the process module Machining process, for example, in a deposition module, a deposition process takes place. Extraction by the suction openings extending parallel to the transport direction preferably takes place only when a layer is deposited on the substrate. When changing the transport, however, there is also an extraction by the suction openings extending perpendicular to the transport direction.
  • the method preferably only one layer or a layer sequence consisting of a few layers is deposited in a deposition module.
  • the same process step is always carried out in each process module. It is therefore a quasi-continuous manufacturing process.
  • the process temperature is kept constant, so does not change significantly, especially when changing the transport module.
  • the process temperatures in individual deposition modules may be in the range between 600 and 1100 ° C., in particular between 700 and 1000 ° C. The deposition of the layers can take place when the transport modules are at rest.
  • process modules which are arranged transversely to the transport direction next to another process module into which transport modules can be transported by means of corresponding transport channels.
  • process modules are provided, in which a cleaning of the surface of the substrates can be carried out, for example.
  • This can be achieved in a known manner by a plasma array, in particular using the gases H 2 , Ar, He or O 2 .
  • the gases may also be suitably mixed to achieve the desired physico-chemical cleaning.
  • Such a process chamber is preferably preceded in the transport direction by a deposition module, so that the cleaned substrate retains its perfect surface until it is coated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abscheiden einer Vielzahl von Schichten auf Substraten (13), insbesondere zur Herstellung von Multi-Junction-Solarzellen oder anderen optoelektronischen Bauelementen auf Siliziumsubstraten, mit einer Vielzahl von in einer Durchlaufrichtung (T) hintereinander und innerhalb eines gasdichten Gehäuses (5) angeordneten Depositionsmodulen (1), die zumindest ein Gaseinlassorgan (8) zum Einleiten eines Prozessgases in eine Prozesskammer (27) und eine Absaugeinrichtung (9) zum Absaugen des Prozessgases und eine Heizeinrichtung (10) zum Aufheizen des Substrates (13) aufweisen, mit einer Transporteinrichtung (11) zum Transport von je ein oder mehrere Substrate tragenden Transportmodulen (12) in der Transportrichtung (T) durch die Prozessmodule (1), wobei zumindest jedes der Depositionsmodule ein druckdicht verschließbares Beladeportal (2) und ein druckdicht verschließbares Entladeportal (3) aufweist, zum Hindurchtransportieren des Transportmoduls (12), wobei zumindest zwischen dem Entladeportal (3) einiger Depositionsmodule und dem Beladeportal (2) eines jeweils benachbarten Depositionsmoduls ein Transportkanal (28) zum Hindurchtransport des Transportmoduls (12)vorgesehen ist. Im Transportkanal (28) sind Mittel (25, 26) zur Erzeugung eines quer zur Transportrichtung (T) gerichteten Gasvorhang (4) vorgesehen. Das Transportmodul (12) ist als Tablett ausgebildet und weist mehrere Substratträger (21) auf, wobei jedem einzelnen Substratträger (21) individuell örtlich und funktionell ein Gaseinlassorgan (8) und Absaugöffnungen (18) zugeordnet sind.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zum sequentiellen Abscheiden einer Vielzahl von Schichten auf Substraten, sowie Aufnahmeeinheit zur Verwendung in einer Abscheidungsvorrichtung
Gebiet der Technik
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum sequen- tiellen Abscheiden einer Vielzahl von Schichten auf Substraten, insbesondere Verbindungshalbleiter bildenden Schichten auf Substraten, zur Herstellung von elektronischen oder optoelektronischen Bauelementen, wie zum Beispiel Multi- Junction-Solarzellen oder LEDs und weiteren elektronischen Bauelementen. Bei der Vorrichtung ist eine Vielzahl gleich oder ähnlich gestalteter Module in ei- nem gasdichten gemeinsamen Gehäuse angeordnet und zumindest zwei der Module sind Depositionsmodule, die benachbart zueinander angeordnet sind, und in denen jeweils eine Schicht auf das Substrat abgeschieden wird. Die Erfindung betrifft auch eine Aufnahmeeinheit zur Aufnahme einer Vielzahl von Substraten zur Verwendung in einer Abscheidungsvorrichtung, in der ein Gas zur Abscheidung auf einer Vielzahl von Substrate bereitgestellt wird.
Stand der Technik
[0002] Zur Herstellung elektronischer oder optoelektronischer Halbleiterbauelemente, wie zum Beispiel Solarzellen oder LEDs werden unterschiedliche Prozesse eingesetzt, die sequentiell in einer einzelnen Prozesskammer, in getrennten Prozesskammer oder auch in sogenannten Durchlaufanlagen mit ver- bundenen Prozesskammern durchgeführt werden. Die sequentielle Durchführung unterschiedlicher Prozesse in einer einzelnen Prozesskammer oder auch einer Durchlaufanlagen mit verbundenen Prozesskammern wird aufgrund der Durchsatzkapazität häufig bevorzugt, kann aber Probleme hinsichtlich der Reinheit der Einzelprozesse mit sich bringen, da es zu Medien Verschleppungen zwischen den Prozessen kommen kann. Die sequentielle Durchführung unterschiedlicher Prozesse in getrennten Prozesskammern begegnete diesem Problem, vermindert aber den Durchsatz und erhöht die Gefahr dass beim Transport von einer Prozesskammer zur Anderen Verunreinigungen auf das zu pro- zessierende Bauelement gelangen. Darüber hinaus benötigt die sequentielle Durchführung unterschiedlicher Prozesse in getrennten Prozesskammern viel Platz, der nur begrenzt zur Verfügung steht und die Kosten erhöht. Hierbei ist zu bedenken, dass solche Prozesskammern in der Regel wenigsten in einem Reinraum und häufig in einem Reinstraum stehen.
Aus Kostengründen werden Solarzellen oder auch andere elektronische oder optoelektronische Halbleiterbauelemente häufig auf Siliziumbasis hergestellt. Obwohl bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen auf Siliziumbasis, wie bei allen Halbleiterherstellungsprozessen, eine hohe Reinheit erforderlich ist, sind viele der sequentiellen Herstellungsprozesse soweit kompatibel, dass sie in derselben Prozesskammer oder auch einer Durchlaufanlagen mit verbundenen Prozesskammern durchgeführt werden können. Es ist aber auch bekannt elektronische oder optoelektronische Halbleiterbauelemente auf anderer Basis herzustellen, wobei hier insbesondere die Herstellung von Verbindungshalbleitern der Gruppe III-V oder auch der Gruppe II- VI genannt werden. Solche Verbindungshalbleiter besitzen gegenüber Halbleitern auf Siliziumbasis den Vorteil, dass man ihre Bandlücke mit der Materialzusammensetzung variieren und damit gezielt die elektrischen Eigenschaften verändern kann.
Bei Solarzellen lässt sich zum Beispiel eine höhere Effizienz erreichen, wenn anstelle einer aktiven Siliziumschicht eine aktive Schicht oder Schichtenfolge eines Verbindungshalbleiters der Gruppe III-V oder auch der Gruppe II- VI auf einem Grundsubstrat abgeschieden wird. Es wäre vorteilhaft hier Siliziumsubstrate einzusetzen. Zum Reduzieren einer Gitterfehlanpassung zwischen Grundsubstrat und aktiver Schicht oder Schichtenfolge werden aber auch andere Grundsubstrate, zum Beispiel aus Germanium oder anderen geeigneten Materialien, eingesetzt. Insbesondere sind sogenannte Multi-Junction Solarzellen bekannt, die auf der Basis von III- V Verbindungshalbleitern aus zum Beispiel Gallium, Indium, Aluminium und Phosphor, Arsen oder Stickstoff, mehrere aktive Schichten mit unterschiedlich eingestellten Bandlücken aufweisen. Bei solchen Multi-Junction Solarzellen werden mehrere aktive Schichten oder Teilzellen aus unterschiedlichen III-V-Halbleitermaterialien übereinander gestapelt und die einzelnen Teilzellen absorbieren unterschiedliche Spektralbereiche des einfallenden Lichts, wodurch sich ein besserer Wirkungsgrad ergibt. Im Laborbetrieb werden für solche Multi-Junction Solarzellen auf der Basis von III- V Verbindungshalbleitern heute Wirkungsgrade erreicht, die weit über 40% liegen, während der Wirkungsgrad von Solarzellen auf Siliziumbasis noch immer unter 30% liegt auch wenn theoretisch höhere Wirkungsgrade möglich erschei- nen.
[0003] Die Fertigung von III- V- Verbindungshalbleiter erfolgt in der Regel durch epitaktisches Wachstum. Bei manchen Epitaxieverfahren liegen die Stoffe gasförmig vor und sind in diesem Zustand hoch reaktiv und häufig umweltschädlich. Die jeweiligen Gasphasen sind dabei zu trennen, da sie zu uner- wünschten Prozessen führen können, welche die Qualität der Schichten beeinträchtigen können. Daher werden die einzelnen Schichten üblicherweise in einer hermetisch abgedichteten Prozesseinheit aufgebracht, wobei die Substrate über spezielle Händler und Schleusen in die Prozesseinheiten eingebracht und aus diesen entnommen werden. [0004] Die DE 20 23 466 beschreibt eine Einrichtung zum Bearbeiten von kontinuierlich durch Prozess- Atmosphären transportiertem Material, bei der auf Substratträgern getragene Substrate von einem Prozessmodul, in dem eine erste Schicht auf dem Substrat abgeschieden wird, zu einem zweiten Prozessmodul, in dem eine zweite Schicht auf dem Substrat abgeschieden wird transportiert wird. Zwischen den beiden Prozessmodulen befindet sich eine Isolationszone, die mit einem Inertgas gespült wird. In der Isolationszone wird ein Isolations- gas von oben auf den Substratträger geleitet und das Isolationsgas wird versetzt zum Einleitungsort auch wieder nach oben abgesaugt.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, womit kostengünstig Multi-Junction-Solarzellen aber auch LEDs herstellbar sind. Unter Multi-Junction Solarzellen versteht man So- larzellen mit mehrere pn-Übergängen die aus Materialien mit unterschiedlichen Bandabständen bestehen, die jeweils einen unterschiedlichen Teil des Solarspektrums absorbieren können.
[0006] Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der nebengeordneten Ansprüche, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe darstellen.
[0007] Unter anderem ist eine Vorrichtung zum sequentiellen Abscheiden einer Vielzahl von Schichten, insbesondere Verbindungshalbleiter bildenden Schichten auf Substraten, insbesondere auf Siliziumsubstraten, zur Herstellung von elektronischen oder optoelektronischen Bauelementen, vorgesehen, wobei die Vorrichtung eine Vielzahl von innerhalb eines gasdichten, gemeinsamen Gehäuses angeordneten Modulen aufweist, wobei zumindest zwei der Module Depositionsmodule mit einer jeweiligen Prozesskammer sind, wobei wenigstens zwei der Depositionsmodule benachbart zueinander angeordnet und für das Abscheiden unterschiedlicher Schichten konfiguriert sind, und wobei die Prozesskammer jedes Depositionsmoduls wenigstens eine Prozessgas-Einlass- einheit, wenigstens eine Absaugeinheit, eine Beladeöffnung und eine Entladeöffnung aufweist. Insbesondere können in den Depositionsmodulen unterschiedliche Schichten, insbesondere aus unterschiedlichen Gasen und bei unterschiedlichen Prozessbedingungen beispielsweise hinsichtlich Druck und Tem- peratur abgeschieden werden. Die Vorrichtung weist ferner wenigstens eine Aufnahmeeinheit auf, die zur Aufnahme von einem oder mehreren Substraten konfiguriert ist, eine Transporteinheit zum Transport der wenigstens einen Aufnahmeeinheit in einer Transportrichtung entlang eines Transportpfades durch wenigstens die Depositionsmodule, wenigstens einen Transportkanal, der eine Entladeöffnung eines Depositionsmoduls mit einer Beladeöffnung des benachbarten Depositionsmoduls verbindet, wobei der Transportkanal zum Hindurchtransport der Aufnahmeeinheit konfiguriert ist und eine Länge aufweist, die kürzer ist als eine Länge der Aufnahmeeinheit in Transportrichtung, und eine Gaseinlasseinheit mit wenigstens einem Gaseinlass zum Einleiten von Gas, insbesondere einem Inertgas, in den Transportkanal und eine Absaugeinheit mit wenigstens einem Gasauslass zum Absaugen von Gas aus dem Transportkanal, wobei wenigstens ein Gaseinlass in einer sich in Transportrichtung erstreckenden Wand des Transportkanals ausgebildet ist und wenigstens ein Gasauslass in einer gegenüberliegenden Wand des Transportkanals, um einen quer zur Transportrichtung gerichteten Gasvorhang dazwischen ausbilden zu können.
[0008] Eine solche Vorrichtung ermöglicht einen platzsparenden, kontinuierlichen Transport zwischen unterschiedlichen Depositionsmodulen und verhindert dabei eine Medienverschleppung dazwischen. Die Vorrichtung ermöglicht im Wesentlichen eine kontinuierliche Prozessierung der Substrate auch wenn sie in den einzelnen Modulen stationär prozessiert werden. Durch die Spezielle Anordnung von Gaseinlass und Gasauslass lässt sich eine gute Durchströmung der Kammer erreichen um Medien Verschleppungen zu vermeiden. [0009] Insbesondere können ein Gaseinlass und wenigstens ein Gasauslass an horizontal gegenüberliegenden Seiten des Transportkanals angeordnet sein, um einen horizontal gerichteten Gasvorhang dazwischen ausbilden zu können. Hierdurch kann eine teilweise Unterbrechung des Gasvorhangs und damit im Zusammenhang stehende Verwirbelungen durch das Transportmodul beim Transport durch den Transportkanal minimiert werden.
[0010] Um eine Reihe von im wesentlichen parallelen Gas vorhängen erzeugen zu können sind bevorzugt eine Vielzahl von in Transportrichtung beabstandeten Gaseinlässen und eine Vielzahl von in Transportrichtung beabstandeten Gasauslässen vorgesehen. Durch mehrere Gas vor hänge kann eine Medien Verschleppung besser unterdrückt werden. Insbesondere können die Gaseinlässe und die Gasauslässe, die als Saugdüsen ausgestaltet sein können, derart gleichmäßig beabstandet quer und insbesondere in mehreren in Transportrichtung voneinander beabstandeten Reihen angeordnet sein, dass verhindert wird, dass während des Transportes der Aufnahmeeinheit von einem Prozessmodul in das angrenzende Prozessmodul Prozessgase von dem einen Prozessmodul in das daran angrenzende Prozessmodul gelangen.
[0011] Bevorzugt weist die Vorrichtung ferner wenigstens ein ansteuerbares Element zum gasdichten Verschließen der Verbindung zwischen den Depositi- onsmodulen über den Transportkanal auf. Obwohl ein einzelnes z.B. in Längsrichtung des Transportkanals mittig angeordnetes Element ausreichend, wäre, um zum Beispiel unterschiedliche Drücke in den jeweiligen Prozesskammern fahren zu können, wird derzeitig bevorzugt an den Enden des Transportkanals jeweils ein eigenes ansteuerbares Element vorzusehen. Diese können gemein- sam oder auch gestaffelt angesteuerte werden, sodass sie nur für den unmittelbaren Hindurchtransport des Transportmoduls geöffnet sind. So ist beispielsweise wenigstens ein ansteuerbares Element zum druckdichten Verschließen der mit dem Transportkanal verbundenen Entladeöffnung des einen Depositionsmoduls und wenigstens ein ansteuerbares Element zum druckdichten Verschließen der mit dem Transportkanal verbundenen Beladeöffnung des benachbarten Depositionsmoduls vorgesehen. Für eine einfache Ausführung kann das wenigstens eine ansteuerbare Elemente insbesondere als Schieber ausgeführt sein.
[0012] Gemäß einer Ausführungsform ist die wenigstens eine Aufnahmeeinheit als Tablett ausgebildet ist und weist eine Vielzahl von Substratträgern auf. Insbesondere kann das Tablett eine Vielzahl von Absaugöffnungen aufweisen, wobei jedem Substratträger wenigstens eine Absaugöffnung, insbesondere eine Gruppe von einen jeweiligen Substratträger wenigstens teilweise umgebenden Absaugöffnungen, zugeordnet sein kann. Die Tablettform minimiert den Ein- fluss des Transportmoduls auf die jeweiligen Prozesse und die Absaugöffnungen können eine homogene Gasverteilung auf den jeweiligen Substraten f ör- dem.
[0013] Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Prozessgas-Einlasseinheit wenigstens einen Gasverteiler auf, der in der Prozesskammer oberhalb des Transportpfades für die Aufnahmeeinheit angeordneten ist und eine Vielzahl von nach unten gerichteten Gasauslässen aufweist. Dabei können die Gasaus- lässe in funktionellen Gruppen mit jeweils einer Vielzahl von Gasauslässen angeordnet sein, wobei die Anordnung der Gruppen zueinander der Anordnung der Substratträger auf dem Tablett entspricht. Hierdurch kann eine über die Substrate hinweg gleichmäßige Gasverteilung gefördert werden. Dabei ist die Anordnung der Gruppen bevorzugt so, dass die Gruppen jeweils über den Substratträgern angeordnet werden können und zwischen den Gruppen keine oder nur geringe Anzahl von Gasauslässen vorgesehen sind. [0014] Gemäß einem weiteren Aspekt weist die Prozesskammer wenigstens eines Depositionsmoduls wenigstens zwei langgestreckte Absaugöffnungen oder zwei Gruppen von Absaugöffnungen in oder benachbart zu einem Boden der Prozesskammer auf, die sich quer zur Transportrichtung erstrecken und die in Transportrichtung um mehr als die Länge der Aufnahmeeinheit in Transportrichtung voneinander beabstandete sind und die eine Länge quer zur Transportrichtung aufweisen, die gleich oder größer ist als eine quer zur Transportrichtung gemessenen Breite der Aufnahmeeinheit. Hierbei und auch nachfolgend kann eine Gruppe beispielsweise aus Einzelöffnungen bestehen, wobei die Länge der Gruppe dann durch die äußeren Öffnungen definiert wird.
Komplementär oder auch alternativ hierzu kann die Prozesskammer des wenigstens einen Depositionsmoduls wenigstens zwei langgestreckte Inertgaszuführungen oder zwei Gruppen von Inertgaszuführungen in oder benachbart zu einer Decke der Prozesskammer aufweisen, die sich quer zur Transportrichtung erstrecken und die in Transportrichtung um mehr als die Länge der Aufnahmeeinheit in Transportrichtung voneinander beabstandete sind und die eine Länge quer zur Transportrichtung aufweisen, die gleich oder größer ist als eine quer zur Transportrichtung gemessenen Breite der Aufnahmeeinheit.
[0015] Zusätzlich oder auch alternativ kann die Prozesskammer wenigstens eines Depositionsmoduls wenigstens zwei langgestreckte Absaugöffnungen oder zwei Gruppen von Absaugöffnungen in oder benachbart zu einem Boden der Prozesskammer aufweisen, die sich in Transportrichtung erstrecken und um mehr als eine Breite der Aufnahmeeinheit quer zur Transportrichtung voneinander beabstandete sind und die eine Länge quer zur Transportrichtung aufweisen, die gleich oder größer ist als eine Länge der Aufnahmeeinheit in Transportrichtung. Auch hier kann alternativ oder komplementär die Prozesskammer des wenigstens einen Depositionsmoduls wenigstens zwei langgestreckte Inertgaszuführungen oder zwei Gruppen von Inertgaszuführungen in oder benachbart zu einer Decke der Prozesskammer aufweist, die sich in Transportrichtung erstrecken und um mehr als eine Breite der Aufnahmeeinheit quer zur Transportrichtung voneinander beabstandet sind und die eine Länge quer zur Transportrichtung aufweisen, die gleich oder größer ist als eine Länge der Aufnahmeeinheit in Transportrichtung. Bevorzugt sind die jeweili- gen Öffnungen im Boden der Decke der Prozesskammer ausgebildet, sie können aber auch benachbart zum Boden, zum Beispiel in der Seiten-/ Endwand unterhalb des Transportpfades bzw. benachbart zur Decke, zum Beispiel in der Seiten-/ End wand oberhalb des Transportpfades, bevorzugt oberhalb einer Prozessgaszuführung ausgebildet sein. Insbesondere in Kombination der jeweili- gen Öffnungen kann ein umlaufender oder auch nur partieller Inertgas vor hang zum Schutz der Seitenwände der Prozesskammer gegenüber dem Prozessgas erzeugt werden. Wenn das Prozessgas die Seitenwände erreicht könnte es hier zu unerwünschten Abscheidungen kommen, die wiederum zu Verunreinigungen führen können. [0016] Für eine gute Ausbildung eines Gasvorhangs zum Schutz der Seitenwände können sich die langgestreckten Absaugöffnungen und/ oder die Gruppen von Absaugöffnungen und/ oder die langgestreckten Inert gaszuführungen und/ oder Gruppen von Inertgaszuführungen jeweils im Wesentlichen parallel zu Seitenwänden der Prozesskammer erstrecken. Bevorzugt sind die langge- streckten Absaugöffnungen und/ oder die Gruppen von Absaugöffnungen und/ oder die langgestreckten Inertgaszuführungen und/ oder Gruppen von Inertgaszuführungen von den Seitenwänden der Prozesskammer um wenigstens das 10-fache der Diffusionslänge der in der Prozesskammer eingesetzten Prozessgase beabstandet. [0017] Um Verunreinigungen durch die Materialien der Prozesskammer zu vermeiden ist bei einer Ausführungsform die Prozesskammer wenigstens eines Depositionsmoduls mit einer Auskleidung insbesondere aus Quarz, Graphit oder beschichtetem Graphit versehen ist. Diese kann optional zusätzlich eine Beschichtung insbesondere aus TaC oder SiC aufweisen.
[0018] Für die Ausbildung eines mehrschichtigen Schichtsystems auf den Substraten kann die Vorrichtung mehr als zwei Depositionsmodule aufweisen, die mit benachbarten Modulen über entsprechende Transportkanäle miteinander verbunden sind.
[0019] Für einen einfachen Austausch der Module z.B. für eine Wartung oder Reinigung, insbesondere von Modulen die nach jedem Arbeitsgang gereinigt werden müssen, sowie um ggf. eine parallele Prozessführung zu ermöglichen, kann die Vorrichtung wenigstens zwei Module aufweisen, die derart verschiebbar gelagert sind, dass sie wechselseitig in eine Reihenanordnung der Module hinein und aus diesen heraus verschoben werden können, wobei eine Verschiebung im Wesentlichen quer zur Transportrichtung (T) durch die Module erfolgt. [0020] Bei einer Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Vielzahl von Modulen auf, die in einer fortlaufenden Reihe angeordnet ist, um eine fortlaufende Reihenbehandlung von Substraten zu ermöglichen, wobei die Vorrichtung wenigstens ein Modul aufweist, das konfiguriert ist eine Aufnahmeeinheit aus einem in Reihe angeordneten Modul aufzunehmen und es in ein außerhalb der Reihenanordnung liegendes Modul zu fördern und/ oder eine Aufnahme- einheit aus einem außerhalb der Reihenanordnung liegenden Modul aufzunehmen und es in ein in Reihe angeordnetes Modul zu fördern. Hierbei kann das außerhalb der Reihe liegende Modul zum Beispiel ein Lagermodul sein, dass eine Zwischenlagerung der Substrate zu ermöglichen, um eine im Wesent- liehen fortlaufende Prozessierung zu ermöglichen, selbst wenn vor oder hinter dem Modul Fehler auftreten. So können bei einem Fehler hinter dem Modul, die vorn liegende Module weiter betrieben werden und die Substrate in dem Lagermodul aufgenommen werden. Bei einem vorn liegenden Fehler können die nachfolgenden Module wiederum aus dem Lagermodul heraus beschickt werden. Das außerhalb der Reihe liegende Modul kann aber zum Beispiel auch ein Prozessmodul sein, insbesondere um eine parallele Prozessierung zu ermöglichen. Bevorzugt kann die Vorrichtung wenigstens zwei außerhalb der Reihenanordnung liegende Module aufweisen, die zur Durchführung desselben Prozesses konfiguriert sind und eine wenigstens zeitlich überlappende parallele Prozessierung von Substraten ermöglichen. Dies ermöglicht im Wesent- liehen fortlaufende Reihenprozessierung selbst wenn einige Prozesse - insbesondere Abscheidungsprozesse - in unterschiedlichen Modulen unterschiedlich lange Zeit in Anspruch nehmen.
[0021] Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Aufnahmeeinheit zur Verwendung in einer Abscheidungsvorrichtung bei der ein Gas zur Abschei- dung auf einer Vielzahl von Substrate bereitgestellt wird vorgesehen, wobei die Aufnahmeeinheit einen oder mehrere Substratträger zur Aufnahme jeweils eines Substrates aufweist, wobei benachbart zu jedem Substratträger wenigstens eine Absaugöffnung in der Aufnahmeeinheit ausgebildet ist. Eine solche Aufnahmeeinheit kann auf einfache Weise eine Homogenisierung der Gasvertei- lung und somit der Abscheidung auf den einzelnen Substraten fördern. Bevorzugt umgibt die wenigstens eine Absaugöffnungen den Substratträger wenigstens teilweise. Bei einer Ausführungsform ist jedem Substratträger eine Vielzahl von Absaugöffnungen zugeordnet, welche den Substratträger wenigstens teilweise umgeben. Insbesondere kann die wenigstens eine Absaugöffnung oder die Vielzahl von Absaugöffnungen den Substratträger mit im Wesentlichen gleichbleibendem Abstand um den Substratträger herum angeordnet sein. [0022] Gemäß einer Ausführungsform weist die Aufnahmeeinheit ein Aufnahmetablett auf, das individuelle Aufnahmen zum Aufnehmen der Substratträger aufweist, sowie Strukturen welche ein drehen der Substratträger innerhalb der Aufnahmen ermöglichen. Dies kann eine weitere Homogenisierung der Gasverteilung auf den Substraten und somit der Abscheidung fördern. Die Strukturen im Tablett können insbesondere Strömungsdüsen aufweisen, welches ein Levitieren und Drehen der Substratträger bewirken wenn ein Gas durch sie hindurch geleitet wird.
[0023] Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur se- quentiellen Abscheidung von Schichten, insbesondere Verbindungshalbleiter bildenden Schichten auf Substraten, insbesondere auf Siliziumsubstraten, zur Herstellung von elektronischen oder optoelektronischen Bauelementen vorgesehen, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: das Abscheiden einer ersten Schicht Herstellung von optoelektronischen Bauelementen, insbesondere Multi- Junction-Solarzellen oder LEDs im Durchlaufverfahren unter Verwendung einer Vorrichtung und eines Transportmoduls des zuvor beschriebenen Typs, wobei beim Transport des Transportmoduls durch einen Transportkanal sowohl das dem Transportkanal zugeordnete Beladeportal als auch das dem Transportkanal zugeordnete Entladeportal geöffnet ist und quer durch den Transportkanal ein Inertgas strömt. Insbesondere ist ein Verfahren zur sequentiellen Abscheidung von Schichten vorgesehen, das Folgendes aufweist: Abscheiden einer ersten Schicht aus einem ersten Prozessgas auf wenigstens einem Substrat in einer Prozesskammer eines ersten Depositionsmoduls; Transportieren des wenigstens einen Substrats aus der Prozesskammer des ersten Deposi- tionsmodul in eine Prozesskammer eines zweiten Depositionsmoduls durch einen Transportkanal hindurch, der die Prozesskammern verbindet; Erzeugen einer Inertgasströmung im Transportkanal während das wenigstens eine Substrat durch den Transportkanal transportiert wird, wobei die Inert gas Strömung zwischen wenigstens einem Gaseinlass in einer sich in Transportrichtung er- streckenden Wand des Transportkanals und wenigstens einem Gasauslass in einer gegenüberliegenden Wand des Transportkanals ausgebildet wird, um einen quer zur Transportrichtung gerichteten Gasvorhang auszubilden, und Abscheiden einer zweiten Schicht aus einem zweiten vom ersten unterschiedli- chen Prozessgas auf dem wenigstens einen Substrat in der Prozesskammer des zweiten Depositionsmoduls. Hierbei wird als Prozessgas eine Mischung aus wenigstens zwei Gasen eingesetzt.
[0024] Bevorzugt werden die Inertgase mit einer derartigen Strömungsgeschwindigkeit und einem Massenfluss durch den wenigstens einen Gaseinlass in den Transportkanal eingeleitet, dass beim Transport eines Transportmoduls durch den Transportkanal verhindert wird, dass Prozessgase von einer Prozesskammer in die andere Prozesskammer gelangen. Insbesondere können wenigstens ein Gaseinlass und wenigstens ein Gasauslass an horizontal gegenüberliegenden Seiten des Transportkanals angeordnet sein, um einen horizontal gerichteten Gas Vorhang dazwischen auszubilden
[0025] Um eine Medienverschleppung zwischen benachbarten Prozesskammern zu vermeiden kann die Verbindung der Prozesskammern während der jeweiligen Abscheidungsvorgänge durch ein ansteuerbares Element druckdicht verschlossen ist, das für den Transport geöffnet wird. Insbesondere kann die Verbindung der beiden Prozesskammern zu dem Transportkanal während der jeweiligen Abscheidungsvorgänge durch ein jeweiliges ansteuerbares Element gasdicht verschlossen ist, das für den Transport geöffnet wird. Ferner ist es möglich das Prozessgas in den jeweiligen Prozesskammern vor dem Öffnen des ansteuerbaren Elements abzusaugen und die Prozesskammer mit einem Inert- gas zu spülen. [0026] Gemäß einer Ausführungsform können die Abscheidungsvorgänge in den jeweiligen Prozesskammern der ersten und zweiten Prozessmodule bei unterschiedlichem Druck erfolgen, wobei die Drücke in den Prozesskammern vor dem Transport bevorzugt angeglichen werden, um eine Gasströmung von der einen Prozesskammer zur Anderen zu unterdrücken. Beim Transport des wenigstens einen Substrats kann der Druck im Transportkanal so eingestellt oder gesteuert werden, dass er im Wesentlichen gleich oder höher ist als der Druck in den angrenzenden Prozesskammern.
[0027] Bei dem Verfahren kann eine Vielzahl von Substraten während der Ab- scheidungs Vorgänge und des Transports auf einer Aufnahmeeinheit des oben beschriebenen Typs aufgenommen sein, wobei das Prozessgas jeweils von oben in Richtung der Aufnahmeeinheit und der darauf aufgenommenen Substrate geleitet und wenigstens teilweise über die Absaugöffnungen in der Aufnahmeeinheit abgesaugt wird. Hierdurch kann eine besonders gute und gleichmäßige Strömung des Prozessgases über die Oberfläche der Substrate sichergestellt werden. Zur Verbesserung der Schichtbildung kann das wenigstens eine Substrat vor dem Abscheiden der ersten Schicht in einem Modul vorbehandelt werden und/ oder nach dem Abscheiden der zweiten Schicht in einem weiteren Modul weiter behandelt werden, wobei die Module in einem gemeinsamen gasdichten Gehäuse aufgenommen sind und die Module über jeweilige Transportkanäle verbunden sind.
[0028] Bevorzugt wird in einem getakteten Durchlaufverfahren in jedem der Module jeweils nur derselbe Bearbeitungsprozess durchgeführt und innerhalb der Depositionsmodule jeweils nur eine Schicht oder Schichtenfolge abgeschie- den. Hierdurch können die jeweiligen Module spezialisiert ausgebildet werden und Probleme durch unterschiedliche Prozesse durch Medienverschleppungen oder ähnliches können vermieden werden. [0029] Zur Vereinfachung und Beschleunigung des Verfahrens kann die Temperatur innerhalb der Prozessmodule und insbesondere innerhalb der Deposi- tionsmodule im Wesentlichen konstant gehalten werden, insbesondere auch beim Transport des wenigstens einen Substrats aus einer Prozesskammer in eine benachbarte Prozesskammer.
[0030] Zur Vermeidung von Verunreinigungen an Prozesskammerwänden können wenigstens während der Abscheidungsvorgänge in wenigstens einer der Prozesskammern benachbart zu Seitenwänden der Prozesskammer Inertgasvorhänge durch Leiten von Inertgas zwischen zueinander weisende Inert- gaszuführungen und Absaugöffnungen in der Prozesskammer erzeugt werden. Insbesondere kann wenigstens der sich quer zu einer Transportrichtung des wenigstens einen Substrats erstreckende Inertgasvorhang auch während des Transports von der Pozesskammer des ersten Depositionsmoduls zur Prozesskammer des zweiten Depositionsmoduls aufrecht erhalten und von dem we- nigstens einen Substrat durchquert werden.
[0031] Merkmale der Vorrichtung, der Aufnahmeeinheit und/ oder des Verfahren können vorteilhaft kombiniert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0032] Nachfolgend wird anhand beigefügter Zeichnung eine Mehrzahl von Ausführungsbeispielen der Erfindung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Vorrichtung zum Abscheiden einer Vielzahl von Schichten auf Substraten, mit einer Vielzahl von sequentiell unmittelbar angrenzend angeordneten Prozessmodulen; eine schematische Draufsicht einer alternativen Vorrichtung zum Abscheiden einer Vielzahl von Schichten auf Substraten mit einer anderen Anordnung und Anzahl von Prozessmodulen; Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine Prozesskammer eines
Prozessmoduls ohne Oberteil mit einer in der Prozesskammer aufgenommenen Aufnahmeeinheit fr Substrate;
Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht durch ein beispielhaftes
Prozessmodul, das als ein Depositionsmodul ausgebildet ist; Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform einer
Aufnahmeeinheit;
Fig. 6 eine schematische Teilschnittansicht durch die Aufnahmeeinheit entlang der Linie VI- VI in Figur 5,
Fig. 7 eine schematische Querschnittsansicht durch eine Transportka- naleinheit für den Transport zwischen den Prozessmodulen längs einer Transportrichtung;
Fig. 8 eine schematische Querschnittsansicht durch die Transportkanaleinheit gemäß Fig. 7 quer zur Transportrichtung; und
Fig. 9 eine schematische Querschnittsansicht durch eine alternative
Transportkanaleinheit für den Transport zwischen Prozessmodulen quer zu einer Transportrichtung durch die Einheit. Beschreibung der Ausführungsformen
[0033] Die in der nachfolgenden Beschreibung verwendeten relativen Begriffe, wie zum Beispiel links, rechts, über und unter beziehen sich auf die Zeichnungen und sollen die Anmeldung in keiner Weise einschränken, auch wenn sie bevorzugte Anordnungen bezeichnen können. Im Wesentlichen soll Abwei- chungen von <10%, insbesondere von <5% und bevorzugt von <2% der jeweiligen Werte umfassen. Im Wesentlichen bei Winkeln soll Abweichungen von <5°, bevorzugt <2° umfassen.
[0034] Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele betreffen eine Vorrichtung zum sequentiellen Abscheiden einer Vielzahl von Schichten auf Substraten, insbesondere Verbindungshalbleiter bildenden Schichten auf Substraten, zur Herstellung von elektronischen oder optoelektronischen Bauelementen, wie zum Beispiel Multi-Junction-Solarzellen oder LEDs und weiteren elektronischen Bauelementen. Insbesondere ist die Vorrichtung als eine MOCVD-Durchlaufanlage ausgeführt. Bei der Fertigung werden GaAs-, Ge- oder Siliziumsubstrate aber auch andere geeignete Substrate verwendet, auf denen entsprechende Schichten abgeschieden werden können. Dabei kann das Substrat insbesondere zum Reduzieren einer Gitterfehlanpassung in Abhängigkeit von der aktiven Schicht oder Schichtenfolge gewählt werden. Die Substrate werden üblicherweise vorbehandelt, beispielsweise wird ihre Oberfläche von nativen Oxiden befreit. Dies kann über einen Trockenätzprozess, beispielsweise ein Plasmaverfahren oder auch andere Verfahren erfolgen. Die Substrate können rund oder eckig sein.
[0035] Gemäß einer Ausführungsform ist die Vorrichtung speziell für die Ab- scheidung von III-V-Schichten ausgelegt. Die Erfindung ist aber nicht auf III-V- Schichten festgelegt, vielmehr können auch andere Halbleiterschichten abgeschieden werden, insbesondere auch Schichten der II- VI Gruppe oder Schichten auf Siliziumbasis. Dabei bestehen die Schichten beispielsweise aus wenigstens einem der Elemente Gallium, Indium, Aluminium und Bor als III-Komponente und wenigstens einem der Elemente Arsen, Phosphor, Stickstoff und Antimon als V-Komponente. Über eine Steuerung der jeweiligen Elemente und deren Bestandteile in der Schicht lässt sich, wie oben erwähnt die Bandlücke der jeweiligen Schicht vorteilhaft einstellen, was zum Beispiel für Multi-Junction Solarzellen vorteilhaft ist, bei denen die jeweiligen Schichten unterschiedliche Bandlücken aufweisen. Zusätzlich enthalten die Schichten bei Bedarf noch Dotierstoffe. Die Vorrichtung ist somit geeignet eine Schichtstruktur abzuscheiden mit Schichten, die voneinander verschiedene elektronische Eigenschaften und/ oder verschiedene Schichtdicken aufweisen können. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich beispielsweise kostengünstig hochwertige Multi-Junction-Solarzellen auf der Basis von Gruppe III-V Verbindungshalbleitern herstellen, die gegenüber Solarzellen auf Siliziumbasis einen wesentlich höheren Wirkungsgrad besitzen, bisher aber aufgrund hoher Herstellungskosten nur in speziellen Anwendungsgebieten, wie zum Beispiel der Raumfahrt eingesetzt werden. Mit der vorliegenden Vorrichtung sind derartige Solarzellen mit geringeren Kosten herstellbar, als es in bisher verwendeten Reaktoren der Fall ist. Insbesondere kann durch die spezi- eile Anordnung auch der Platzbedarf für die Vorrichtung reduziert werden, was zu einer weiteren Kostensenkung führen kann.
[0036] Der Herstellungsprozess kann in einem speziellen Durchlaufverfahren erfolgen, bei dem Transportmodule 12, die jeweils wenigstens ein Substrat 13, bevorzugt eine Mehrzahl von Substraten 13 tragen, nach einem Transporttakt nacheinander durch die mehrere Prozessmodule aufweisende Vorrichtung hindurchgefördert werden. Es handelt sich um einen quasi kontinuierlich getakteten Fertigungsprozess, bei dem aber auch vorgesehen ist, dass einzelne Substrate oder Transportmodule 12 in besonderen Prozessmodulen zwischengelagert werden, um zum Beispiel eine fortlaufende Prozessierung zu ermöglichen auch wenn die Prozesse in den Prozessmodulen unterschiedlich lange Zeiten benötigen. Insbesondere soll eine Reihenprozessierung ermöglicht werden, die aber bei Bedarf auch in eine parallele Prozessierung übergehen kann, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. [0037] Bei der dargestellten Ausführung tragen die Transportmodule 12 jeweils eine Mehrzahl von Substraten 13, die nacheinander eine Vielzahl unmittelbar aneinander angrenzende Prozessmodule 1 durchlaufen. Durch eine besondere Anordnung und Verbindung der Prozessmodule lässt sich bei geringem Platzbedarf ein hoher Durchsatz bei hoher Reinheit der Einzelprozesse erreichen, wie nachfolgend erläutert näher wird. Das Verfahren und die Vorrichtung können geeignet sein die Stückkosten von elektronischen oder optoelektronischen Bauelementen, wie zum Beispiel Multi-Junction-Solarzellen oder LEDs und weiteren elektronischen Bauelementen insbesondere auf der Basis von Verbindungshalbleitern zu reduzieren. Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen, dass eine Vielzahl von Transportmodulen 12 nacheinander quasi kontinuierlich getaktet eine Vielzahl von Prozessmodulen durchlaufen und die darauf befindlichen Substrate 13 gleichzeitig in den unterschiedlichen Prozessmodulen 1 prozessiert werden.
[0038] Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils eine schematische Draufsicht einer Vorrichtung zum Abscheiden einer Vielzahl von Schichten auf Substraten 13, mit einer Vielzahl von sequentiell unmittelbar angrenzend angeordneten Prozessmodulen 1, wobei Fig. 1 eine Anordnung mit Prozessmodulen 1.1 bis 1.8 zeigt und Fig. 2 eine Anordnung mit Prozessmodulen 1.1 bis 1.10. Obwohl hier der Begriff Prozessmodul verwendet wird, was auf eine eigentliche Prozessie- rung mithin eine Veränderung der Substrate 13 in den jeweiligen Prozessmodulen hindeutet, sei erwähnt, dass eine solche Prozessierung nicht unbedingt notwendig ist und in einem Prozessmodul auch einfach eine Lagerung oder eine Transport der Substrate erfolgen kann, ohne dass eine sonstige Prozessierung oder Veränderung der Substrate stattfindet. Die dargestellten Prozessmodule sind insgesamt jeweils im Wesentlichen Gasdicht ausgeführt sind aber ferner auch noch in einem Gasdichten Vorrichtungsgehäuse 5 aufgenommen, in dem über nicht dargestellte Mittel in geeigneter Weise ein Unterdruck erzeugt werden kann. Hierdurch kann ein Entweichen von Prozessgasen in die Umgebung vermieden und auch eine hohe Reinheit der gesamten Vorrichtung gegenüber der Atmosphäre vorgesehen werden.
[0039] In jedem der Prozessmodule 1.1 bis 1.8, bzw. 1.1 bis 1.10 findet jeweils ein speziell definierter Prozessschritt statt, der wie oben ausgeführt auch eine einfache Lagerung oder einen Transport umfassen kann. Beispielsweise kann in dem ersten Prozessmodul 1.1 eine Reinigung, bspw. ein Plasmaätzen der Substrate 13 stattfinden.
[0040] Bei einer beispielhaften Ausgestaltung, die zum Beispiel in Fig. 1 darge- stellt ist können in nachfolgenden Prozessmodulen, beispielsweise den Prozessmodulen 1.2, 1.3, 1. 4 und 1.6 beispielsweise verschiedenartige Schichten, insbesondere III-V-Schichten oder II- VI Schichten zur Bildung von Heterostrukturen abgeschieden werden. Prozessmodule in den eine Abscheidung stattfindet werden auch als Depositionsmodule bezeichnet, die eine entsprechende ausge- staltete Prozesskammer für eine Abscheidung aufweisen. Dabei sind die Prozesskammern der jeweiligen Depositionsmodule (hier zum Beispiel 1.2, 1.3, 1.4 und 1.6) jeweils zur Abscheidung einer einzelnen, definierten Schicht, insbesondere einer Schicht aus zueinander passenden Materialfamilien (Gitterkonstante, thermische Ausdehnung etc.), ausgebildet, sodass es zu einer sequentiel- len Abscheidung unterschiedlicher Schichten kommt, wenn die Substrate 13 die Vorrichtung durchlaufen. [0041] Bei der Beispielhaften oben angesprochen Anordnung gemäß Fig. 1 kann das Prozessmodul 1.5 als ein Verschiebemodul dienen, um zum Beispiel ein Transportmodul 12 nach Depositionsprozessen in den Prozessmodulen 1.2 und 1.3 aufzunehmen und für einen weiteren Depositionsprozess zum Pro- zessmodul 1.4 oder 1.6 zu fördern. Nach dem Depositionsprozess im Prozessmodul 1.4 oder 1.6 kann das Verschiebemodul 1.5 dann das Transportmodul 12 wieder aufnehmen und zum Prozessmodul 1.7 fördern, in dem ein weiterer Depositionsprozess oder eine Nachbehandlung, wie zum Beispiel eine Dotierung und oder ein Tempern stattfinden kann. Im Prozessmodul 1.8 könnte dann ebenfalls eine Nachbehandlung durchgeführt werden. Eine solche beispielhafte Prozessfolge und Anordnung der Prozessmodule ist zum Beispiel angezeigt, wenn in den Prozessmodulen 1.2 und 1.3 zwar unterschiedliche Depositionsprozesse (für unterschiedliche Schichten) durchgeführt werden, die aber im Wesentlichen dieselbe Zeit erfordern, während die Depositionsprozesse im Prozessmodul 1.4 und 1.6, die im Wesentlichen die gleichen sind eine wesentlich längere Zeit beanspruchen. Hierdurch kann in den im Prozessmodulen 1.4 und 1.6 zum Beispiel eine parallele Prozessierung durchgeführt werden, sodass die ersten Depositionsprozesse in den Prozessmodulen 1.2 oder 1.3 nicht durch die langsameren Depositionsprozesse in den Prozessmodulen 1.4 und 1.6 ausgebremst werden. Wie der Fachmann erkennen kann, ist die obige beispielhafte Prozessfolge und Anordnung der Prozessmodule nur als Beispiel zu sehen.
[0042] Alternativ können zum Beispiel die Prozessmodule 1.4 und 1.6 aber auch als Lagermodule ausgebildet sein, in denen die Transportmodule 12 und die darauf befindlichen Substrate 13 vor ihrer weiteren Prozessierung in den Prozessmodulen 1.7 und 1.8 zwischengelagert werden. [0043] Die Prozessmodule sind jeweils über entsprechende Transportkanäle 4 miteinander verbunden, von denen wenigstens einige insbesondere solche zwischen benachbarten Depositionsmodulen eine spezielle Ausgestaltung besitzen, die nachfolgend noch näher erläutert wird. [0044] Es ist aber auch möglich, zwischen Depositionsmodulen, in denen eine Deposition stattfindet, andere Prozesskammern anzuordnen, in denen ein Temperprozess oder dergleichen stattfindet. Zur Stabilisierung von Grenzflächen, beispielsweise bei der Herstellung von Tunneldioden, erfolgen Temperprozesse oder dergleichen von Gruppe V Schichten mit einem AsH3 Überdruck, PH3-Überdruck oder NH3-Überdruck. Ein derartiges Stützgas kann auch beim Transport der Transportmodule 12 in den Transportkanälen 4 oder in Transportmodulen oder Lagermodulen verwendet werden. Insbesondere bei Temperaturen oberhalb von 450°C ist der Einsatz von Stützgasen der Gruppe V vorteilhaft, sofern eine Gruppe V Schicht vorhanden ist. [0045] Während des Transports der Substrate 13 durch die Vorrichtung erfolgt ein Transport in einer Transportrichtung T, die eine Durchlaufrichtung des Prozesses ist. Die Substrate 13 können dabei nicht nur durch linear hintereinander liegende Prozessmodule 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.7 und 1.8 (gemäß Fig. 1) transportiert werden sondern auch quer hierzu, wie oben angedeutet. [0046] Fig. 2 zeigt eine alternative Anordnung von Prozessmodulen, wobei hier insgesamt zehn Prozessmodule 1.1 bis 1.10 vorgesehen sind, wobei die Prozessmodule 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.8 und 1.10 linear angeordnet sind und die Prozessmodule 1.4, 1.6, 1.7 und 1.9 seitlich benachbart zur den linearen angeordneten Prozessmodulen 1.5 und 1.8 liegen. Diese Anordnung ermöglicht wiederum die Durchführung wenigstens teilweise paralleler Prozesse in den seitlichen Prozessmodulen 1.4, 1.6, 1.7 und 1.9. Bei dem in der Figur 2 darge- stellten Ausführungsbeispiel können die Prozessmodule 1.4, 1.6, 1.7 oder 1.9 somit Lagermodule zur Zwischenlagerung eines Transportmoduls sein. Die Prozessmodule 1.4, 1.6, 1.7, 1.9 können aber auch Depositionsmodule oder sonstige Prozessmodule sein. Bei den Modulen 1.5 und 1.8 kann sich Verschie- bemodule handeln, die Transportmodule 12 wahlweise in die Prozessmodule 1.4 oder 1.6 oder die Prozessmodule 1.7 oder 1.9 verschieben bzw. fördern oder von diesen annehmen und dann weiter fördern.
[0047] Die quer zur Transportrichtung T angeordneten Prozessmodule 1.4, 1.7, 1.6 oder 1.9 können insbesondere auch Lagermodule sein, in denen die Substra- te in geeigneten Atmosphären und bei geeigneten Temperaturen zwischengelagert werden, bspw. können die Substrate mit AsH3-Überdruck oder PH3 Überdruck bei Temperaturen über 450°C zwischengelagert werden. Eine Zwischenlagerung bei Temperaturen unter 450°C erfordert in der Regel nicht die Anwesenheit eines Gruppe V-Gases, sondern lediglich die Anwesenheit eines Inert- gases. Die Oberfläche der auf die Substrate 13 abgeschiedenen Schicht kann gegebenenfalls durch das Vorhandensein von AsH3, PH3 oder NH3 stabilisiert werden.
[0048] Die einzelnen Prozessmodule 1 können voneinander verschieden gestaltete Prozesskammern aufweisen. Die Figur 4 zeigt beispielhaft ein Prozess- modul 1, bei dem es sich um ein Depositionsmodul handelt, mit welchem eine Schicht (insbesondere der Gruppe III und V) auf ein Substrat 13 abgeschieden wird. Das Prozessmodul 1 befindet sich - wie auch die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Prozessmodule - innerhalb eines Vorrichtungsgehäuses 5, welches im Wesentlichen aus Sicherheitsaspekten heraus, aber auch zum Erzielen einer hohen Reinheit die gesamte Vorrichtung gegenüber der Atmosphäre abschirmt und insbesondere auf einen Unterdruck gebracht werden kann oder aber auch auf einen Überdruck (zumindest gegenüber den Prozessmodulen), der beispielsweise Durch Einleiten eines Schutzgases insbesondere eines Inertgases erzeugt wird. . Im Vorrichtungsgehäuse 5 können ein oder mehrere Wartungsöffnungen 7 vorgesehen sein, um Zugriff auf die im Vorrichtungsgehäuse 5 angeordneten Prozessmodule 1 zu erhalten. [0049] Das Prozessmodul 1 besteht aus einem bevorzugt vakuumdichten Gehäuse mit Wänden 6, die aus Stahl, insbesondere Edelstahl bestehen können. Im Inneren sind die Wände 6 mit einer Auskleidung 14 versehen, bei der es sich um Quarz, Graphit oder beschichtetes Graphit handeln kann, wobei die Auskleidung auch noch mit einer Beschichtung insbesondere aus Ta C oder SiC aufweisen kann. Die Materialien sind bevorzugt so zu wählen, dass sie einerseits eine ausreichende Stabilität vorsehen aber auch gegenüber den eingesetzten Gasen ausreichend beständig sind und selbst keine Verunreinigungen in den Prozess einbringen. Die Wände 6 besitzen insbesondere eine Auskleidung 14, die die Eigenschaft aufweist, Anhaftungen an der Oberfläche zu ver- meiden und einfach zu reinigen sind.
[0050] Im oberen Bereich des Prozessmoduls 1 befindet sich ein Gasverteiler 15, der von einer Zuleitung 19 gespeist wird. Der Gasverteiler 15 trägt eine Vielzahl gleich gestalteter und gleichmäßig in einer Ebene angeordnete Gaseinlassorgane 8, die jeweils duschkopf artig ausgebildet sind, also jeweils eine Gasaustrittsfläche aufweisen, die eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen 20 aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass der Gasverteiler eine einzelne, im Wesentlichen Ebene Gasaustrittsfläche mit einer Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen 20 aufweist. Diese Gasauslässe können in funktionellen Gruppen mit jeweils einer Vielzahl von Gasauslässen angeordnet sein, wobei die Anordnung der Gruppen zueinander einer Anordnung von gegenüberliegenden Substratträgern auf dem Transportmodul 12 oder einer sonstigen Aufnahmeeinheit entsprechen kann. Dabei ist die Anordnung der Gruppen bevorzugt so, dass die Gruppen jeweils über den Substratträgern angeordnet werden können und zwischen den Gruppen keine oder nur geringe Anzahl von Gasauslässen vorgesehen sind. Übliche Prozessgase für die Abscheidung von Gruppe III- Schichten sind zum Beispiel Trimethylgallium, Trimethylindium oder Trime- thylaluminium. Und für Gruppe V Schichten AsH3, PH3/ NH3. Während die V- Komponente bevorzugt als Hydrid bereitgestellt wird, kann die III-Kom- ponente entweder als Halid oder als metallorganische Komponente zur Verfügung gestellt werden. Der Einsatz von GaCl-Verbindungen ist ebenso wie der Einsatz von InCl- Verbindungen möglich. Die diesbezüglichen Quellen können außerhalb oder innerhalb der Prozessmodule 1 angeordnet sein. Durch die Gasaustrittsöffnungen 20 können auch Reinigungsgase oder Spülgase in eine Prozesskammer des Prozessmoduls eingespeist werden. Als Reinigungsgase kommen ätzende Gase, wie HCl, Cl2 usw. in Betracht. Zur Reinigung können aber auch durch ein Plasma oder anderweitig erzeugte Radikale verwendet werden. Als Spülgase kommen insbesondere Inertgase wie Stickstoff oder Argon in Betracht.
[0051] Vertikal unterhalb des Gasverteilers 15 befindet sich eine Transporteinrichtung 11 zum Transport eines Transportmoduls 12 in Richtung der Transportrichtung T durch das Prozessmodul 1 hindurch. [0052] Im unteren Bereich befindet sich eine Heizeinrichtung 10, bei der es sich um Halogenlampen handeln kann. Die Heizeinrichtung kann aber auch eine RF-Spule oder andere Mittel aufweisen, um Energie in die Substrate 13 oder zur Weiterleitung an die Substrate 13 an das Transportmodul 12 zu übertragen. Damit können sich die Substrate 13 auf eine Prozesstemperatur aufwärmen bzw. auf einer Prozesstemperatur gehalten werden. Die Heizeinrichtung kann auch einen Laser aufweisen, mit dem das Transportmodul 12 beheizt wird. Mit einem Laser können aber auch unmittelbar die Substrate 13 aufgeheizt werden. Wenn die Substrate 13 wenigstens teilweise indirekt über das Transportmodul 12 aufgeheizt werden, ist diese bevorzugt als Suszeptor ausgebildet, auf dem die Substrate 13 möglichst flächig aufliegen. Bei einer direkten Aufheizung ist dies nicht notwendig und es reicht aus, die Substrate lediglich mit ihrem Rand zu stützen.
[0053] Im unteren Bereich des Prozessmoduls 1 befindet sich wenigstens eine Absaugeinrichtung 9, die einen Gasauslass ausbildet, durch den das durch die Zuleitung 19 eingespeiste Gas, welches die Prozesskammer 27 durchströmt, das Prozessmodul 1 wieder verlassen kann. [0054] Die Figur 3 zeigt schematisch die Draufsicht auf einen Bodenbereich eines Prozessmoduls 1, sowie ein auf ein im Prozessmodul 1 aufgenommenes Transportmodul, das den Bodenbereich teilweise verdeckt. Mit dem Pfeil T ist die Transportrichtung bzw. die Durchlaufrichtung der Transportmodule 12 durch das Prozessmodul 1 angezeigt. [0055] In den Figuren 1 bis 3 symbolisieren die mit 2 bzw. 2.1 bis 2.10 bezeichneten Striche Beladeportale, durch die ein Transportmodul 12 in das Prozessmodul 1 gebracht werden kann. Die Striche 3, 3.1 bis 3.10 symbolisieren Entladeportale 3, durch die Transportmodule 12 aus dem Prozessmodul 1 herausgebracht werden können. Zwischen zwei benachbarten Portalen 2, 3 befindet sich jeweils ein Transportkanal 4, der besonders ausgestaltet sein kann, wie nachfolgend noch näher erläutert. Insbesondere kann in wenigstens einigen der Transportkanäle ein Gasvorhang erzeugt werden, der bei einem Transport eines Transportmoduls 12 von einem Prozessmodul 1 zum benachbarten Prozessmodul 1 verhindert, dass Reaktionsgase aus einem Prozessmodul 1 in das benachbarte Prozessmodul 1 gelangen können. [0056] Aus den Figuren 1 und 2 ist ersichtlich, dass entsprechende Transportkanäle zwischen jedem der benachbarten Prozessmodule 1 vorgesehen sind. Diese müssen nicht alle zur Ausbildung eines Gasvorhangs geeignet sein. Zumindest ist der Transportkanal, der zwischen nebeneinander liegenden Deposi- tionsmodulen 1.2 und 1.3 ein derartiger Transportkanal 4, der zur Ausbildung eines Gasvorhangs geeignet ist. Bevorzugt sind Transportkanäle, die geeignet sind einen Gasvorhang auszubilden überall dort vorgesehen, wo eine Medienverschleppung zwischen benachbarten Prozessmodulen 1 vermieden werden soll. Bei Lagermodulen oder den Nachbehandlungsmodulen ist dies nicht un- bedingt notwendig.
[0057] Das in der Figur 3 nur schematisch dargestellte Transportmodul 12 hat die Form eines Tabletts mit einem rechteckigen Grundriss und einer in Transportrichtung T gemessene Länge, die größer ist, als die Länge des Transportkanals 4, also der Abstand eines Entladeportales 3 eines Prozessmoduls 1 von ei- nem Beladeportal 2 eines benachbarten Prozessmoduls 1, so dass zum Transport eines Transportmoduls 12 von einem Prozessmodul 1 zum benachbarten Prozessmodul 1 beide Portale 2, 3 geöffnet sein müssen, sofern letztere zum Beispiel mit Vakuumschiebern 29, 30 für eine Prozessierung verschlossen sind. Es ist aber auch möglich, dass die Portale 2, 3 nicht nur während des Transports des Transportmoduls 12 offen sind, sondern auch während eines Depositions- prozesses im Prozessmodul 1.
[0058] Das Beladeportal 2 kann einen Vakuumschieber, der in der Figur 7 mit der Bezugsziffer 29 dargestellt ist aufweisen. Das Entladeportal 3 kann entsprechend einen Vakuumschieber, der in der Figur 7 mit der Bezugsziffer 30 be- zeichnet ist aufweisen. Entsprechende Vakuumschieber können aber auch in anderen Transportkanälen vorgesehen sein. Mit entsprechenden Vakuumschiebern 29, 30 an Be- und Entladeportal lässt sich ein Prozessmodul 1 vakuum- dicht verschließen. Bei der Darstellung gemäß Fig. 7 sind die Vakuumschieber innerhalb des Transportkanals angeordnet und liegen somit außerhalb der jeweiligen Prozesskammern eines jeweiligen Prozessmoduls, sie können aber auch innerhalb derselben angeordnet sein. [0059] Statt jeweils einen Vakuumschieber an den Be- und Entladeportalen vorzusehen wäre es auch denkbar einen einzelnen Vakuumschieber zum Beispiel mittig im Transportkanal 4 vorzusehen. Am Eingang des ersten Prozessmoduls und dem Ausgang des letzten Prozessmoduls in der Anordnung können zusätzliche Abschlusselemente insbesondere in Kombination mit entspre- chenden Schleusenkammern angeordnet sein.
[0060] Im Boden des Prozessmoduls 1 erstrecken sich in Figur 3 mit den Bezugsziffern 16 und 17 bezeichneten Absaugöffnungen. Die Absaugöffnungen 16 erstrecken sich jeweils quer zur Transportrichtung T und verlaufen als linien- förmige Anordnung einer oder mehrerer voneinander getrennten Öffnungen parallel zum Beladeportal 2 bzw. Entladeportal 3. Die quer zur Transportrichtung T verlaufende Absaugöffnungen 16 verlaufen nahe der entsprechenden Wand des Prozessmoduls 1. Insbesondere sind zwei Absaugöffnungen 16 an entgegengesetzten Enden der Prozesskammer des Prozessmoduls angeordnet und weisen dazwischen einen Abstand auf, der größer ist als die Länge des Transportmoduls 12 in Transportrichtung. Wenn ein Transportmodul in einer mittigen Prozessstellung in dem Prozessmodul 1 aufgenommen ist, erstrecken sich die Absaugöffnungen 16 zwischen Randkante des Transportmoduls 12 und Beladeportal 2 bzw. Entladeportal 3.
[0061] Zwei weitere, voneinander beabstandete Absaugöffnungen 17 erstre- cken sich parallel zur Transportrichtung T und verlaufen parallel und benachbart zu Seitenwänden des Prozessmoduls. Die Absaugöffnungen 17 weisen da- zwischen einen Abstand auf, der größer ist als die Breite des Transportmoduls 12 quer zur Transportrichtung. Wenn ein Transportmodul in einer mittigen Prozessstellung in dem Prozessmodul aufgenommen ist erstrecken sich die Absaugöffnungen 17 ebenfalls zwischen dem Rand des Transportmoduls 12 und der Wand 6 des Prozessmoduls 1.
[0062] Die Absaugöffnungen 16, 17 sind über entsprechende Leitungen mit einer Absaugeinheit, wie zum Beispiel einer Vakuumpumpe verbunden. Die Verbindungsleitungen zwischen Absaugöffnung 16 und Vakuumpumpe bzw. Absaugöffnung 17 und Vakuumpumpe besitzen verschließbare Schieber. Durch Öffnen oder Schließen der Schieber können die Absaugöffnungen 16, 17 individuell oder Gruppenweise aktiviert bzw. deaktiviert werden.
[0063] In Fig. 3 sind die Absaugöffnungen 16, 17 jeweils als langgestreckte Absaugöffnungen dargestellt. Diese können aber auch aus Gruppen von kleineren Absaugöffnungen bestehen. Statt direkt im Boden können sie auch benachbart hierzu, beispielsweise in den jeweiligen Seiten/ Endwänden des Prozessmoduls 1 ausgebildet sein. Die langgestreckten Absaugöffnungen 16, 17 oder die entsprechenden Gruppen von Absaugöffnungen besitzen jeweils eine Länge, die bevorzugt länger ist als eine entsprechende parallele Längenabmessung des Transportmoduls 12. Die Länge einer Gruppe von Absaugöffnungen wird hier- bei durch die äußeren Öffnungen definiert.
[0064] Komplementär zu den Absaugöffnungen 16, 17 kann die Prozesskammer des Prozessmoduls, insbesondere eines Depositionsmoduls langgestreckte Inertgaszuführungen oder Gruppen von Inertgaszuführungen in oder benachbart zu einer Decke der Prozesskammer aufweisen. Die lang- gestreckte Inertgaszuführungen oder Gruppen von Inertgaszuführungen erstrecken sich bevorzugt in im Wesentlichen gleicher Position und mit im We- sentlichen gleichen Abmessungen zu den Absaugöffnungen 16, 17 in oder benachbart zu der Decke. Das beispielhafte Prozessmodul 1, das als Depositions- modul ausgebildet ist, weist somit neben der Absaugung 9, die unterhalb des in Fig. 3 dargestellten Transportmoduls 12 liegt weitere schaltbare Absaugöffnun- gen 16, 17 auf. Eine Absaugung findet in Bewegungsrichtung des Transportmoduls 12 statt und eine senkrecht bzw. parallel zu den Vakuumschiebern 29, 30. Beim Beschichten werden bevorzugt beide Absaugöffnungen 16, 17 aktiviert. Beim Transport eines Transportmoduls 2 von einem Prozessmodul 1 zu einem anderen Prozessmodul 1 werden bevorzugt lediglich die quer zur Trans- portrichtung T verlaufenden Absaugöffnungen 16 aktiviert. Es ist aber auch möglich, beim Transport des Transportmoduls 12 zwischen benachbarten Prozessmodulen nur die parallel zur Transportrichtung verlaufenden Absaugöffnungen 17 zu aktivieren.
[0065] Komplementär hierzu können die Inertgaszuführungen mit einem Inertgas beaufschlagt werden, wodurch selektiv Inertgasvorhänge benachbart zu den Seiten und Endwänden der Prozesskammer 27 des Prozessmoduls erzeugt werden können.
[0066] Die Figuren 5 und 6 zeigen eine spezielle Ausgestaltung einer Aufnahmeeinheit für Substrate, die auch als Transportmodul einsetzbar ist und daher auch mit der Bezugsziffer 12 versehen ist. Dabei zeigt Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf und Fig. 6 eine schematische Teilschnittansicht durch die Aufnahmeeinheit 12 entlang der Linie VI- VI in Figur 5. Die Aufnahmeeinheit 12 ist eine im Wesentlichen rechteckige Platte mit einer Vielzahl, im Ausführungsbeispiel neun gleichmäßig angeordneten Substratträgern 21, die jeweils ein oder mehrere Substrate 13 tragen. Die Substratträgern 21 sind jeweils wenigstens Teilweise von Absaugöffnungen 18 umgeben, welche sich durch die Aufnahmeeinheit 12 hindurch erstrecken und somit eine Absaugung von Gas direkt benachbart zu den Substratträgern 21 ermöglichen. Hierzu können in der Prozesskammer nicht dargestellte geeignete Flansche, Saugleitungen oder dergleichen vorgesehen sein, die benachbart zu den Absaugöffnungen 18 angeordnet sind oder angeordnet werden können und die mit einer Absaugeinheit wie zum Beispiel einer Vakuumpumpe verbindbar sind. Diese Elemente können insbesondere mit der Absaugung 9 verbunden werden, die insbesondere zur Absaugung von Prozessgas aus der Prozesskammer 27 ausgelegt ist.
[0067] Die Substratträger 21 sind entsprechend zu den Gaseinlassorganen 8 bzw. den Gruppen von Gasaustrittsöffnungen 20 des Gasverteilers 15 angeord- net, sodass die Substratträger 21 jeweils direkt unterhalb der Gaseinlassorgane 8 bzw. den Gruppen von Gasaustrittsöffnungen 20 platzierbar sind. Jedem Substratträger 21 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier Absaugöffnungen 18 zugeordneten, welche den jeweiligen Substratträger 21 teilweise umgeben. Im Ausführungsbeispiel besitzen die Einzelöffnungen im Wesentli- chen die Form von Viertelkreisen, die sich jeweils auf einer Kreisbogenlinie erstrecken, deren Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt des Substratträgers 21 zusammenfällt. Es sind aber auch andere Formen denkbar.
[0068] Die schematische Teilschnittansicht durch die Aufnahmeeinheit 12 gemäß Fig. 6 zeigt einen Teilbereich eines Substratträgers 21 mit benachbarter Ab- Säugöffnung 18. An die Absaugöffnung 18 schließt sich eine Absaugleitung 23 an, die zum Beispiel für einen Anschluss an eine Vakuumpumpe geeignet ist.
[0069] Wie dargestellt ist, sind die Substratträger 21 in Taschen aufgenommen, die in der Oberseite der Aufnahmeeinheit 12 ausgebildet sind. Unterhalb des Substratträgers 21 ist in der Aufnahmeeinheit 12 eine Gaszuleitung 22 ausge- bildet. Diese ist verzweigt und bildet an der zum Substratträger 21 weisenden Seite zwei Auslässe auf, die so ausgebildet sind, dass ein hierüber auf die Un- terseite des Substratträgers 21 geleiteter Gasstrom, insbesondere ein Inertgasstrom, ein Gaspolster zum Levitieren des Substratträgers 21 in der Tasche erzeugen kann. Der Gasstrom hat zur Folge, dass der Substratträger 21 auf einem Gaspolster 24 gelagert ist. Die Austrittsöffnungen, durch die der Gasstrom in die Taschen eingespeist wird, können so gerichtet sein, dass der aus den Austrittsöffnungen austretende Gasstrom den Substratträger 21 in an sich bekannter Weise in eine Drehung um eine Vertikalachse versetzt.
[0070] Wie erwähnt kann die Aufnahmeeinheit 12 als Transportmodul 12 dienen, sie könnt aber auch vorteilhaft als eine stationäre Aufnahmeeinheit in ei- nem Depositionsmodul vorgesehen sein. Mit der Anordnung der Absaugöffnungen 18 um jeden Substratträger 21 einer Aufnahmeeinheit 12 kann insgesamt eine Optimierung der Gasströmung innerhalb jeder einzelnen Prozesskammer 27 erreicht werden, um eine gleichzeitige, gleichmäßige Beschichtung von multiplen Substraten zu ermöglichen. [0071] In einer nicht dargestellten Variante ist vorgesehen, dass das Transportmodul 12 während des Abscheidens einer Schicht auf den Substraten innerhalb eines Depositionsmoduls 1 bewegt wird. Die Bewegung erfolgt insbesondere in der Transportrichtung. Ein derartiges Abscheideverfahren erfolgt insbesondere zum Abscheiden dicker Schichten. Auch bei diesen Verfahren kann das Substrat und insbesondere ein das Substrat tragender Substratträger gedreht werden. Die Drehbewegung kann dabei mechanisch aus der Transportbewegung des Transportmoduls 12 abgeleitet werden, bspw. kann eine Verzahnung des Substratträgers in eine Gegenverzahnung eingreifen, damit sich der Substratträger während des Abscheideprozesses dreht. [0072] Nachfolgend wird nun eine spezielle Ausgestaltung eines Transportkanals 4, der zur Ausbildung eines Gasvorhangs geeignet ist anhand der Figu- ren 7 und 8 näher erläutert, welche unterschiedliche schematische Querschnittsansichten durch einen Transportkanal zeigen. Dabei zeigt Fig. 7 einen Querschnitt in Transportrichtung durch den Transportkanal 4 und Fig. 8 eine Querschnittsansicht quer zur Transportrichtung. Der Transportkanal 4 ist beispiels- weise zwischen einem Entladeportal 3 des Prozessmoduls 1.2 und dem Beladeportal 2 des Prozessmoduls 1.3 angeordnet, die jeweils Depositionsmodule sind, zwischen den eine Medienverschleppung vermieden werden soll. Der Transportkanal 4 kann aber auch zwischen anderen benachbarten der Prozessmodule 1.1 bis 1.8 (Fig. 1) oder zwischen jedem der in der Figur 2 dargestellten Prozessmodule 1.1 bis 1.10 angeordnet sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein solcher Transportkanal wenigsten zwischen benachbarten Depositionsmo- dulen angeordnet sind.
[0073] Das Entladeportal 3 ist in einigen Ausführungsbeispielen mit einem Vakuumschieber 30 verschließbar. Das Beladeportal 2 ist in einigen Ausfüh- rungsbeispielen mit einem Vakuumschieber 29 verschließbar. Sind die beiden Vakuumschieber 29, 30 in einer Offenstellung, so ist der zwischen Beladeportal 2 und Entladeportal 3 angeordnete Transportkanal 4 geöffnet. Die in Transportrichtung T gemessene Länge des Transportkanals 4 ist kleiner, als die in Transportrichtung T gemessene Länge des Transportmoduls 12. [0074] Im Transportkanal 4 ist eine Vielzahl von Gaseinlässen 25 sowie eine Vielzahl von Gasauslässen 26 ausgebildet. Die Gaseinlässe 25 und die Gasauslässe 26 sind in gegenüberliegenden Wänden des Transportkanals 4 ausgebildet. Während die Gaseinlässe 25 mit einer Gasversorgung insbesondere mit einer Inertgasversorgung verbindbar sind, sind die Gasauslässe 26 mit einer Absaugeinheit, insbesondere einer Vakuumpumpe verbindbar. Zwischen den Gaseinlässen 25 und die Gasauslässen 26 lässt sich daher in geeigneter Weise ein Gasvorhang erzeugen. Die Gaseinlässe 25 und die Gasauslässe 26 können jeweils als Einzeldüsen oder auch als Schlitzdüsen ausgebildet sein.
[0075] Die Figur 7 zeigt, dass mehrere (hier drei) Gaseinlässe 25 oder Gruppen von Gaseinlässen und mehrere (drei) Gasauslässe 26 oder Gruppen derselben in Transportrichtung T beabstandet zueinander angeordnet sind. Natürlich kann auch eine höhere oder geringe Anzahl vorgesehen sein. Figur 8 zeigt die Anordnung der Gaseinlässe 25 und der Gasauslässe 26 quer zur Transportrichtung, wobei die Gaseinlässe 25 und die Gasauslässe 26 einen regelmäßigen Abstand besitzen. Durch die spezielle Anordnung der Gaseinlässe 25 und die Gas- auslässe 26 lässt sich über im Wesentlichen die gesamte Querschnittsfläche des Transportkanals 4 ein homogener, quer zur Transportrichtung T gerichteter Gasstrom ausbilden, der zum Einen Gasvorhang und zum anderen aber auch eine Gasdiffusionsbarriere bildet, mit der verhindert wird, dass Reaktionsgase aus einem Prozessmodul 1 in das andere Prozessmodul 1 wechseln können. Der Gasvorhang kann insbesondere aus einem Inertgas gebildet werden oder aber auch durch eines der zuvor genannten Stützgase. Der Gasvorhang besitzt bevorzugt eine derartige Länge in Transportrichtung T, dass eine nennenswerte Diffusion von Reaktionsgasen nur bis in den Gasvorhang hinein erfolgt, nicht jedoch durch den Gasvorhang hindurch. Die diesbezüglichen Eigenschaften des Gasvorhangs hängen vom Totaldruck, von der Temperatur und von der Zusammensetzung der Gase einerseits, aber auch von der Strömungsgeschwindigkeit und der Dimension der Querschnittsfläche sowie der Längsschnittfläche des Transportkanals 4 ab. Diese Parameter werden so gewählt, dass Prozessgase nicht in das jeweils andere Prozessmodul 1 gelangen können.
[0076] Bei dem in Figur 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die den Gasvorhang erzeugende Gasströmung in Vertikalrichtung gerichtet. Sie kann von oben nach unten oder von unten nach oben gerichtet sein. [0077] Figur 9 zeigt ein hierzu alternatives und derzeitig bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei dem die den Gasvorhang erzeugende Gasströmung in Horizontalrichtung gerichtet ist. Sie kann von links nach rechts oder von rechts nach links gerichtet sein. Diese Anordnung wird bevorzugt dann verwendet, wenn das Transportmodul 12 ein Tablett ist, welches in einer Horizontallage durch den Transportkanal 4 geleitet wird. Durch die horizontale Ausrichtung des entstehenden Gas vorhangs kann derselbe auch während eines Transports des das Transportmoduls 12 durch den Transportkanal 4 aufrechterhalten werden. Es sind aber auch Mischformen von Horizontal- und Vertikalströmungen in dem Transportkanal möglich. So können zum Beispiel von unten und oben Gasströmungen vertikal eingeleitet werden, die seitlich, d.h. in Horizontalrichtung abgesaugt werden.
[0078] Mit der in den Zeichnungen dargestellten und in der Beschreibung beschriebenen MOCVD-Durchlaufanlage können Substrate bei hohen Temperatu- ren auch unter ASH3 oder PH3 Überdruck zwischen den Kammern transportiert werden. Hierbei kann in beide benachbarte Prozessmodule jeweils zusätzlich zu einem Inertgas, wie N2, H2 oder ein Edelgas, auch AsH3 oder PH3 eingespeist werden. Unter diesen Voraussetzungen bildet PH3 oder ASH3 auch ein geeignetes Gas zur Verwendung für den Gasvorhang. [0079] Die einzelnen Prozessmodule 1 und insbesondere die mehrfach hintereinander angeordneten Depositionsmodule können jeweils mit konstanter Betriebstemperatur betrieben, wobei jeweils die Betriebstemperatur der Prozesstemperatur des Prozesses entspricht, bei dem dort die individuelle Schicht auf das Substrat abgeschieden wird. Beim Wechsel der Transportmodule 12 zwi- sehen den einzelnen Prozessmodulen 1 erfolgt bevorzugt keine Absenkung oder anderweitige Änderung der Betriebstemperatur der Prozessmodule 1. Das Transportmodul 12 weist bevorzugt eine möglichst geringe thermische Masse auf, um Anpassungen zwischen unterschiedlichen Temperaturen in benachbarten Prozessmodulen möglichst rasch durchführen zu können.
[0080] Während den Prozessen herrschen in den jeweiligen Prozessmodulen jeweils für den jeweiligen Prozess optimierte Druckverhältnisse, die sich von Modul zu Modul wesentlich unterscheiden können. Für einen Transport der Transportmodule zwischen benachbarten Prozessmodulen ist es jedoch vorteilhaft, dass der Binnendruck der angrenzenden Prozessmodule 1 auf ein gemeinsames Niveau gebracht wird, um eine Durchströmung von Gasen von einem Prozessmodul 1 zum anderen durch den Transportkanal 4 zu vermeiden. [0081] In einer Variante ist vorgesehen, dass die Drücke in den benachbarten Prozessmodulen identisch sind, jedoch der Druck innerhalb des Transportkanals 4 davon abweicht, so dass entweder einen Strömung durch das Beladeportal 2 bzw. Entladeportal 3 in das Prozessmodul 1 oder aus dem Prozessmodul 1 in den Transportkanal 4 erfolgt. [0082] Die Prozessmodule 1 können gegeneinander und gegen die Außenwelt mittels der Schieber 29, 30 abgedichtet sein. Auch die Transportkanäle 4 können gegenüber der Außenumgebung abgedichtet sein, so dass ein Wechsel der Transportmodule 12 von einem Prozessmodul 1 zum angrenzenden Prozessmodul 1 auch unter Subatmosphärendruck erfolgen kann oder aber auch bei Überdruck.
[0083] Eine Reinigung der Prozesskammern 27 der einzelnen Prozessmodule 1 kann unabhängig voneinander erfolgen und kann zum Beispiel jeweils nach einer festgelegten Anzahl von aufeinanderfolgenden Prozessen erfolgen. Diese kann bspw. durch das Einleiten von HCl oder ähnlichen Gasen mit ätzender Wirkung erfolgen. Es ist aber auch möglichen ein Reinigungsmodul, das ähn- lieh dem Transportmodul sequentiell durch die Prozessmodule gefördert werden kann, einzusetzen.
[0084] Während zuvor konkrete Ausführungen beschrieben wurden, folgen nun noch allgemeine Ausführungen zur vorliegenden Anmeldung und der Er- findung. Zunächst wird im Wesentlichen vorgeschlagen, dass eine Vielzahl von Prozessmodulen in einer Transportrichtung, die einer Durchlaufrichtung entspricht, hintereinander angeordnet ist. Die Prozessmodule sind bevorzugt innerhalb eines gasdichten Gehäuses angeordnet. Einige der Prozessmodule sind Depositionsmodule. Weitere Prozessmodule können andere Aufgaben besitzen, bspw. kann in ihnen eine Vorbehandlung, bspw. eine Reinigung, insbesondere eine Plasmareinigung der Substrate durchgeführt werden. Es können auch Prozessmodule vorgesehen sein, in denen die Substrate lediglich gelagert oder verschoben werden.
[0085] In den Depositionsmodulen wird auf die Substrate jeweils bevorzugt nur eine spezielle Schicht abgeschieden, wobei es sich jedes Mal um eine
Schicht mit derselben Schichtzusammensetzung und Schichtdicke handelt. Die Depositionsmodule besitzen hierzu jeweils zumindest ein Gaseinlassorgan zum Einleiten des Prozessgases in eine Prozesskammer und eine Absaugeinrichtung zum Absaugen des Prozessgases aus der Prozesskammer. [0086] Zum Aufheizen der Substrate, die insbesondere auf einem Transportmodul aufliegen, kann eine Heizeinrichtung vorgesehen sein. Bei der Heizeinrichtung kann es sich um eine IR-Heizeinrichtung oder um eine RF-Heizein- richtung handeln, mit der die Substrate auf die Prozesstemperatur aufgeheizt werden können. Die Substrate können auch mittels Lasern beheizt werden. Da- bei werden Suszeptoren, auf denen die Substrate aufliegen, mit einem Laserstrahl mit einer geeigneten Wellenlänge beaufschlagt. Es ist aber auch möglich, unmittelbar die Substrate mit einem Laserstrahl mit geeigneter Wellenlänge zu beaufschlagen, um das Substrat auf eine Prozesstemperatur zu bringen. Dies kann mit einem aufgeweiteten Laserstrahl erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass das Substrat zeilenweise mit einem Laserstrahl überstrichen wird. [0087] Darüber hinaus befindet sich innerhalb des Prozessmoduls eine Transporteinrichtung, mit der die Transportmodule, die ein oder mehrere Substrate tragen, in der Transportrichtung durch die Prozessmodule hindurchtransportiert werden können. Die Transporteinrichtung kann Transportrollen, Transportwalzen oder Transportketten aufweisen, mit denen das Transportmodul in horizontaler Richtung in das Prozessmodul hineingefördert werden kann und mit denen das Transportmodul in horizontaler Richtung wieder aus dem Prozessmodul herausgefördert werden kann. Die Transportrichtung kann aber auch eine vertikale Richtung sein, so dass das Transportmodul nach oben oder nach unten verlagert werden kann. Eine solche vertikale Verlagerung ist insbe- sondere in Transportmodulen vorgesehen, welche Lagermodule bestücken.
Anstelle von Transportrollen können aber auch anderweitige Mittel vorgesehen sein, um das Transportmodul zu transportieren, insbesondere Mittel zum berührungslosen Transport, bspw. mittels eines Gaspolsters oder eines Magnetfeldes. [0088] Zumindest die Depositionsmodule besitzen bevorzugt ein gas- oder druckdicht verschließbares Beladeportal und ein gas-, druck- oder vakuumdicht verschließbares Endladeportal. Das Beladeportal ist insbesondere bezogen auf die Transportrichtung gegenüberliegend dem Entladeportal angeordnet, so dass der Transport durch das Depositionsmodul geradlinig erfolgen kann. Es ist aber auch vorgesehen, dass sich Beladeportal und Entladeportal nicht gegenüberliegen, sondern an 90° zueinander stehenden oder in einem anderen Winkel zueinander stehenden Wänden des Depositionsmoduls angeordnet sind. Durch das Beladeportal wird ein Transportmodul in das Depositionsmo- dul gebracht. Durch das Entladeportal wird das Transportmodul wieder aus dem Depositionsmodul gebracht.
[0089] Zumindest einige Entladeportale sind funktionell einem Beladeportal eines benachbarten Prozessmoduls derart zugeordnet, dass ein aus dem Entladeportal eines Prozessmoduls herausgefördertes Transportmodul durch einen zwischen den Portalen angeordneten Transportkanal durch das Beladeportal des benachbarten Prozessmoduls in die Prozesskammer des Prozessmoduls gefördert werden kann. Es handelt sich bevorzugt um unmittelbar aneinander- grenzende Prozessmodule, die mittels eines Transportkanals miteinander verbunden sind, wobei sich der Transportkanal vom Beladeportal des einen Prozessmoduls zum Entladeportal des anderen Prozessmoduls erstreckt. Die in Transportrichtung gemessene Länge des Transportkanals ist bevorzugt kürzer, als die sich in Transportrichtung erstreckende Länge des Transportmoduls. [0090] Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird innerhalb des Transportkanals ein Gasvorhang, insbesondere ein Inertgasvorhang erzeugt. Es handelt sich dabei um eine zur Erstreckungsrichtung des Transportkanals bzw. zur Transportrichtung quergerichtete Gasströmung eines Gases wie eines Inertgases, bspw. eines Edelgases oder Stickstoff. Die Strömungsrichtung des Inertgasvor- hangs kann bevorzugt in Horizontalrichtung erfolgen. Sie kann aber auch von unten nach oben oder von oben nach unten oder in Mischformen erfolgen.
[0091] Zur Erzeugung des Gas Vorhangs sind auf einer Seite des Transportkanals Gaseinlassdüsen und auf der gegenüberliegenden Seite Saugdüsen angeordnet. Durch die Gaseinlassdüsen wird ein Gasstrom in den Transportkanal gebracht, wobei die Gaseinlassdüsen und die diesen gegenüberliegenden Saugdüsen bevorzugt derart angeordnet sind, dass sich über die gesamte Quer- schnittsfläche des Transportkanals ein homogener Gasfluss einstellt. Die Saugdüsen und die Gaseinlassdüsen können auch in Durchlaufrichtung, also in Transportrichtung hintereinander angeordnet sein. Es ist eine zeilenweise oder matrixartige Anordnung möglich, so dass sich eine Volumenströmung quer zur Transportrichtung bzw. Durchlaufrichtung einstellt. Die Inertgaszufuhr und die Absaugleistung der Pumpe, die an den Saugdüsen angeschlossen ist, ist bevorzugt so eingestellt, dass ein Gasvorhang erzeugt ist, der verhindert, dass Prozessgase aus dem einen Prozessmodul unmittelbar in das andere Prozessmodul gelangen können, wobei beim Transport des Transportmoduls beide Portale, also das Entladeportal des einen Prozessmoduls und das Beladeportal des daran angrenzenden anderen Prozessmoduls gleichzeitig geöffnet sind.
[0092] Es ist insbesondere vorgesehen, dass während des Transports der Transportmodule die Binnendrücke innerhalb der aneinandergrenzenden Prozessmodule und innerhalb des Transportkanals in etwa gleich groß sind. Der Binnendruck innerhalb des Transportkanals kann aber auch etwas größer oder etwas kleiner sein, als der Binnendruck innerhalb der Prozessmodule, so dass durch das Belade- oder Entladeportal ein Gas strömt. Die Binnendrücke innerhalb der beiden diesseits und jenseits des Gasvorhangs angeordneten Prozessmodule soll zur Vermeidung einer Querströmung aber möglichst gleich sein. [0093] Innerhalb des Prozessmoduls befindet sich eine Prozesskammer. Die Prozesskammer kann evakuiert werden, wenn die Vakuumschieber, mit denen das Beladeportal bzw. das Entladeportal verschließbar ist, in einem Geschlos- sen-Zustand sind. Auf einem Transportmodul kann eine Mehrzahl von Substratträgern angeordnet sein. Es ist von Vorteil, wenn jedem Substratträger in- dividuell sowohl örtlich als auch funktionell ein Gaseinlassorgan insbesondere in Form eines Showerheads oder einer designierten Gruppe von Gaseinlässen eines einheitlichen Showerheads zugeordnet ist. Mehrere, insbesondere gleich- mäßig innerhalb der Prozesskammer in einer Horizontalebene angeordnete gleichgestaltete Gaseinlassorgane können jeweils durch entsprechende Positionierung des Transportmoduls oberhalb eines Substratträgers angeordnet werden, wobei der Substratträger fest oder beweglich dem Transportmodul zuge- ordnet ist. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Substratträger eine Kreisscheibenform besitzen und drehangetrieben werden. Zum Drehantrieb kann ein Gaskissen verwendet werden. Hierzu kann unterhalb des Substratträgers ein Inertgas eingespeist werden.
[0094] Die Prozesskammer kann mehrere Absaugöffnungen aufweisen. Insbe- sondere ist vorgesehen, dass sich geradlinig erstreckende Absaugöffnungen sowohl parallel zur Durchlaufrichtung bzw. Transportrichtung als auch quer zur Transportrichtung angeordnet sind. Die Absaugöffnungen, die auch in Bereiche unterteilt sein können, haben bevorzugt eine Länge, die wenigstens der jeweiligen Länge des Transportmoduls entspricht. Das Transportmodul kann bspw. einen rechteckigen Grundriss aufweisen. Die Absaugöffnungen erstrecken sich dann parallel zu den Rechteckseiten des Transportmoduls, wobei parallel zur Transportrichtung verlaufende Absaugöffnungen bei einer entsprechenden Positionierung des Transportmoduls zwischen Längsrand des Transportmoduls und Längswand des Prozessmoduls angeordnet sind. Sich quer zur Transportrichtung erstreckende Absaugöffnungen verlaufen bei einer entsprechenden Positionierung des Transportmoduls hingegen zwischen der in Transportrichtung vorderen bzw. rückwärtigen Randkante des Transportmoduls und der Wand des Prozessmoduls, welche das Beladeportal bzw. Entladeportal aufweist. Die Absaugöffnungen sind insbesondere unmittelbar der jeweiligen Wand benachbart angeordnet und können mit entsprechenden Gaszuleitungen zusammenarbeiten, um benachbart zu den Wänden Gasvorhänge zu erzeugen. [0095] Die Wände des Prozessmoduls können mit einer Auskleidung versehen sein, bei der es sich um Quarz oder einem anderen geeigneten Material handeln kann. Zur Auskleidung kann auch Graphit und insbesondere beschichtetes Graphit verwendet werden. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Vielzahl, bspw. drei, vier, fünf oder sechs hintereinander angeordnete Prozessmodule aufweisen, wobei ein in Transportrichtung erstes Prozessmodul und ein in Transportrichtung letztes Prozessmodul kein Depositionsmodul ist. Während das Transportmodul zwischen dem in Transportrichtung ersten Prozessmodul und dem in Transportrichtung letzten Prozessmodul relativ frei beweg- bar ist, das die Prozessmodule über entsprechende Transportkanäle verbunden sein können, kann an den End-Prozessmodulen jeweils eine Eingangs- bzw. Ausgangsschleuse vorgesehen sein.
[0096] Es können mehrere, bspw. drei oder vier Depositionsmodule in Transportrichtung unmittelbar hintereinander angeordnet sein. Die Depositionsmo- dule bzw. die Prozessmodule können geradlinig hintereinander angeordnet sein. Gemäß Aspekten der Erfindung können auch quer zur Transportrichtung verschiebbare Prozessmodule, insbesondere Depositionsmodule vorgesehen sein. Diese verschiebbaren Prozessmodule können wahlweise in den Transportweg jeweils zwischen zwei benachbarte Prozessmodule eingeschoben werden bzw. durch Einschieben gegen ein anderes Prozessmodul ausgetauscht werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn in einer Fertigungslinie im
Durchlaufverfahren nicht nur ein Typ einer Solarzelle oder einer LED gefertigt werden soll, wobei in jedem Prozessmodul immer derselbe Prozessschritt stattfindet, sondern voneinander verschiedene Typen von Solarzellen bzw. LEDs, die sich in ein oder mehreren Schichten unterscheiden. Die jeweils unterschiedliche Schicht wird mittels eines unterschiedlichen Depositionsmoduls abgeschieden. [0097] Ein Aspekt der Erfindung betrifft darüber hinaus eine spezielle Aufnahmeeinheit, die stationär in einer Depositionsvorrichtung oder auch als ein Transportmodul zur Verwendung in einer Vorrichtung, wie sie zuvor beschrieben worden ist, eingesetzt werden kann. Die Aufnahmeeinheit besitzt ein oder mehrere Substratträger zur Lagerung zumindest jeweils eines Substrates. Der Substratträger besitzt eine Umrisskonturlinie. Es kann sich hierbei um eine Mehrkantlinie handeln. Bevorzugt handelt es sich um eine Kreisbogenlinie. Um diese Konturlinie erstreckt sich eine Absaugöffnung, die auch in mehrere Einzelöffnungen unterteilt sein kann. Bevorzugt folgt die Konturlinie, auf der sich die Absaugöffnung erstreckt, der Umrisskonturlinie des Substratträgers. Hat der Substratträger bspw. eine kreisförmige Umrisskonturlinie, so liegt die Absaugöffnung bzw. liegen die Einzel Öffnungen der Absaugöffnung auf einer Kreisbogenlinie um den Substratträger, wobei die Kreisbogenlinie und die Umrisskonturlinie denselben Mittelpunkt besitzen können. Auf dem Transportmodul sind mehrere gleich gestaltete Substratträger angeordnet. Die Substratträger sind bevorzugt gleichmäßig auf einer Horizontalfläche des Transportmoduls angeordnet und drehangetrieben. Den Absaugöffnungen können entsprechende Absaugeinheiten zugeordnet werden, welche unterhalb der Aufnahmeeinheit liegen und so angeordnet sind, dass eine Temperatur oder Temperatur- Steuerung derselben nicht oder nicht wesentlich beeinflussen. Die Absaugungs- einheit kann eine einheitlich für alle Absaugöffnungen sein oder es können getrennte für einzelne oder Gruppen von Absaugöffnungen vorgesehen sein.
[0098] Das Prozessmodul und insbesondere das Depositionsmodul kann Sensoren aufweisen, um durch in-situ-Messungen physikalische oder chemische Eigenschaften der Substrate, der auf den Substraten abgeschiedenen Schichten oder der Gasphase ermitteln zu können. Es sind auch Sensoren vorgesehen, um die Temperatur der Gasphase, des Transportmoduls oder der Substratoberfläche zu ermitteln und an eine Prozesssteuerung weiter zu leiten. Es kann sich dabei beispielsweise um Pyrometer handeln. Optische Sensoren können durch Öffnungen des Gaseinlassorganes hindurchwirken.
[0099] Ein Aspekt der Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum sequentiellen Abscheiden einer Vielzahl von Schichten auf Substraten, insbe- sondere Verbindungshalbleiter bildenden Schichten auf Substraten, zur Herstellung von elektronischen oder optoelektronischen Bauelementen, wie zum Beispiel Multi-Junction-Solarzellen oder LEDs und weiteren elektronischen Bauelementen, im Durchlaufverfahren. Bei der Durchführung des Verfahrens wird bevorzugt eine Vorrichtung, wie sie zuvor beschrieben worden ist, und ein Transportmodul, wie es zuvor beschrieben worden ist, verwendet. Wesentlich ist, dass der Transport eines Transportmoduls, welches die Substrate trägt, beim Wechsel von einem Prozessmodul in ein unmittelbar daran angrenzendes Prozessmodul durch einen Gasvorhang hindurch erfolgt, so dass verhindert wird, dass Prozessgase aus einem Prozessmodul in das angrenzende Prozess- modul gelangen können. Der Transport erfolgt wenigstens teilweise mit zu beiden Prozessmodulen offenem Transportkanal, ohne dass in den aneinander angrenzenden Prozessmodulen die Prozesstemperatur geändert, insbesondere abgesenkt wird. Wird in den Prozessmodulen ein Unterdruckverfahren durchgeführt, so wird lediglich der Binnendruck innerhalb der Prozessmodule derart angeglichen, dass beim Transport keine Strömung in Transportrichtung oder gegen Transportrichtung durch den Transportkanal entsteht.
[00100] Die langgestreckten sich parallel zu den Wänden erstreckenden Absaugöffnungen innerhalb der Prozessmodule können individuell aktiviert werden. Bei der Aktivierung wird die entsprechende Absaugöffnung zum Beispiel mit einem Unterdruck beaufschlagt, der von einer Vakuumpumpe erzeugt wird. Es ist beispielsweise vorgesehen, dass eine Absaugung durch alle vier der langgestreckten Absaugöffnungen nur dann erfolgt, wenn in dem Prozessmodul ein Bearbeitungsprozess, beispielsweise in einem Depositionsmodul ein Abscheide- prozess stattfindet. Eine Absaugung durch die parallel zur Transportrichtung sich erstreckenden Absaugöffnungen erfolgt bevorzugt nur bei der Deposition einer Schicht auf dem Substrat. Beim Transportwechsel erfolgt jedoch auch eine Absaugung durch die senkrecht zur Transportrichtung verlaufenden Absaugöffnungen.
[00101] Bei dem Verfahren werden bevorzugt jeweils nur eine Schicht bzw. eine aus wenigen Schichten bestehende Schichtenfolge in einem Depositionsmodul abgeschieden. Es ist insbesondere vorgesehen, dass in jedem Prozessmodul immer derselbe Prozessschritt durchgeführt wird. Es handelt sich somit um einen quasi kontinuierlich getakteten Fertigungsprozess. Es ist ferner vorgesehen, dass in jedem Prozessmodul die Prozesstemperatur konstant gehalten wird, sich also insbesondere bei einem Wechsel des Transportmoduls nicht wesentlich ändert. Die Prozesstemperaturen können in einzelnen Depositionsmo- dulen im Bereich zwischen 600 und 1100 °C, insbesondere zwischen 700 und 1000°C liegen. Das Abscheiden der Schichten kann bei sich in Ruhe befindenden Transportmodulen erfolgen. Zum Abscheiden, insbesondere von dicken Schichten, kann es aber auch vorgesehen sein, dass das entsprechende Prozessmodul ein echtes Durchlaufmodul ist bei dem das Transportmodul während des Schichtwachstums transportiert wird und mehrere Transportmodule gleichzeitig aufgenommen werden können. Das Wachstum einer Schicht erfolgt somit während der Bewegung eines Transportmoduls. Alternativ kann für solche dickeren Schichten oder auch langsamere Abscheidungsprozesse eine wenigstens teilweise parallele Prozessierung in verschiedenen aber identisch auf- gebauten Prozessmodulen erfolgen. Hierdurch kann verhindert werden, das der quasi kontinuierlich getakteten Fertigungsprozess nicht unnötig verlangsamt wird, indem der Takt durch den langsamsten Prozess vorgegeben und dadurch schnellere Prozesse ausbremst. [00102] In einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Vielzahl von Prozessmodulen in einer Transportrichtung hintereinander angeordnet. Es können auch Prozessmodule vorgesehen sein, die quer zur Transportrichtung neben einem anderen Prozessmodul angeordnet sind, in die Transportmodule durch entspre- chende Transportkanäle transportiert werden können. Darüber hinaus sind Prozessmodule vorgesehen, bei denen eine Reinigung der Oberfläche der Substrate vorgenommen werden kann, bspw. eine Plasmareinigung der Oberfläche, wobei native Oxide bzw. Oberflächen-Residuais entfernt werden. Dies kann in bekannter Weise durch ein Plasma- Array insbesondere unter Verwendung der Gase H2, Ar, He oder O2 erreicht werden. Die Gase können auch in geeigneter Weise gemischt werden, um die gewünschte physikalisch-chemische Abreini- gung zu erzielen. Eine derartige Prozesskammer ist bevorzugt in Transportrichtung einem Depositionsmodul vorgelagert, so dass das gereinigte Substrat bis zur Beschichtung seine perfekte Oberfläche behält. [00103] Alle zuvor und in den Ansprüchen offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/ beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung), DE 10 2016 110 788 vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merk- male dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die Rückbeziehungen der Unteransprüche sind lediglich Vorschläge. Die Anmeldungsunterlagen of- fenbaren darüber hinaus auch Vorrichtungen und Verfahren, bei denen einzelne Merkmale eines Unteranspruchs mit beliebigen einzelnen Merkmalen eines anderen Unteranspruchs kombiniert werden. Liste der Bezugszeichen
1 Prozessmodul 3.9 Entladeportal
1.1 Prozessmodul 3.10 Entladeportal
1.2 Prozessmodul 4 Transport-, Strömungskanal
1.3 Prozessmodul 5 Vorrichtungsgehäuse
1.4 Prozessmodul 6 Wand
1.5 Prozessmodul 7 Wartungsöffnung
1.6 Prozessmodul 8 Gaseinlassorgan
1.7 Prozessmodul 9 Absaugeinrichtung
1.8 Prozessmodul 10 Heizeinrichtung
1.9 Prozessmodul 11 Transporteinrichtung
1.10 Prozessmodul 12 Transport-, Depositionsmodul
2 Beladeportal 13 Substrat
2.1 Beladeportal 14 Auskleidung
2.2 Beladeportal 15 Gasverteiler
2.3 Beladeportal 16 Absaugöffnung
2.4 Beladeportal 17 Absaugöffnung
2.5 Beladeportal 18 Absaugöffnung
2.6 Beladeportal 19 Zuleitung
2.7 Beladeportal 20 Gasaustrittsöffnung
2.8 Beladeportal 21 Substratträger
2.9 Beladeportal 22 Gaszuleitung
2.10 Beladeportal 23 Absaugleitung
3 Entladeportal 24 Gaspolster
3.1 Entladeportal 25 Gaseinlassdüse
3.2 Entladeportal 26 Saugdüse
3.3 Entladeportal 27 Prozesskammer
3.4 Entladeportal 29 Vakuumschieber
3.5 Entladeportal 30 Vakuumschieber
3.6 Entladeportal
3.7 Entladeportal T Durchlaufrichtung
3.8 Entladeportal

Claims

Vorrichtung zum sequentiellen Abscheiden einer Vielzahl von Schichten, insbesondere Verbindungshalbleiter Schichten auf Substraten (13), insbesondere auf Siliziumsubstraten, zur Herstellung von elektronischen oder optoelektronischen Bauelementen, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist:
eine Vielzahl von innerhalb eines gasdichten, gemeinsamen Gehäuses (5) angeordneten Modulen (1), wobei zumindest zwei der Module (1) Depositionsmodule mit einer jeweiligen Prozesskammer (27) sind, wobei wenigstens zwei der Depositionsmodule benachbart zueinander angeordnet und für das Abscheiden unterschiedlicher Schichten konfiguriert sind, und wobei die Prozesskammer jedes Depositionsmoduls wenigstens eine Prozessgas-Einlasseinheit (8), wenigstens eine Absaugeinheit (9), eine Beladeöffnung (2) und eine Entladeöffnung (3) aufweist;
wenigstens eine Aufnahmeeinheit (12), die zur Aufnahme von einem oder mehreren Substraten konfiguriert ist;
eine Transporteinheit (11) zum Transport der wenigstens einen Aufnahmeeinheit (12) in einer Transportrichtung (T) entlang eines Transportpfades durch wenigstens die Depositionsmodule;
wenigstens ein Transportkanal (28), der eine Entladeöffnung (3) eines Depositionsmoduls mit einer Beladeöffnung (2) des benachbarten Depositionsmoduls verbindet, wobei der Transportkanal (28) zum Hindurchtransport der Aufnahmeeinheit (12) konfiguriert ist und eine Länge aufweist, die kürzer ist als eine Länge der Aufnahmeeinheit (12) in Transportrichtung (T); und
eine Gaseinlasseinheit mit wenigstens einem Gaseinlass (25) zum Einleiten von Gas, insbesondere einem Inertgas, in den Transportkanal (28) und eine Absaugeinheit mit wenigstens einem Gasauslass (26) zum Absaugen von Gas aus dem Transportkanal (28), wobei wenigstens ein Gasein- lass (25) in einer sich in Transportrichtung erstreckenden Wand des Transportkanals (28) ausgebildet ist und wenigstens ein Gasauslass (26) in einer gegenüberliegenden Wand des Transportkanals (28) ausgebildet ist, um einen quer zur Transportrichtung gerichteten Gasvorhang dazwischen ausbilden zu können.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens ein Gaseinlass (25) und wenigstens ein Gasauslass (26) an horizontal gegenüberliegenden Seiten des Transportkanals (28) angeordnet sind, um einen horizontal gerichteten Gasvorhang dazwischen ausbilden zu können.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Vielzahl von in Transportrichtung beabstandeten Gaseinlässen (25) und eine Vielzahl von in Transportrichtung beabstandeten Gasauslässen (26) vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner wenigstens ein ansteuerbares Element zum druckdichten Verschließen der Verbindung zwischen den Depositionsmodulen über den Transportkanal (28) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, die wenigstens ein ansteuerbares Element zum druckdichten Verschließen der mit dem Transportkanal (28) verbundenen Entladeöffnung des einen Depositionsmoduls und wenigstens ein ansteuerbares Element zum druckdichten Verschließen der mit dem
Transportkanal (28) verbundenen Beladeöffnung des benachbarten Depositionsmoduls aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei das wenigstens eine Element ein Schieber (29, 30) ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Aufnahmeeinheit (12) als Tablett ausgebildet ist und eine Vielzahl von Substratträgern (21) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Tablett eine Vielzahl von Absaugöffnungen (18) aufweist, wobei jedem Substratträger (21) wenigstens eine Absaugöffnung (18), insbesondere eine Gruppe von einen jeweiligen Substratträger (21) wenigstens teilweise umgebenden Absaugöffnungen (18) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Prozessgas-Einlasseinheit (8) wenigstens einen Gasverteiler aufweist, der in der Prozesskammer oberhalb des Transportpfades für die Aufnahmeeinheit angeordneten ist und eine Vielzahl von nach unten gerichteten Gasauslässen aufweist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, wobei die Gasauslässe in funktionellen Gruppen mit jeweils einer Vielzahl von Gasauslässen ange ordnet sind, wobei die Anordnung der Gruppen zueinander der Anordnung der Substratträger (21) auf dem Tablett entspricht
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Prozesskammer (27) wenigstens eines Depositionsmoduls wenigstens zwei langgestreckte Absaugöffnungen (16) oder zwei Gruppen von Absaugöffnungen in oder benachbart zu einem Boden der Prozesskammer (27) aufweist, die sich quer zur Transportrichtung (T) erstrecken und die in Transportrichtung (T) um mehr als die Länge der Aufnahmeeinheit (12) in Transportrichtung (T) voneinander beabstandete sind und die eine Länge quer zur Transportrichtung (T) aufweisen, die gleich oder größer ist als eine quer zur Transportrichtung (T) gemessenen Breite der Aufnahmeein- heit (12).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Prozesskammer (27) des wenigstens einen Depositionsmoduls wenigstens zwei langgestreckte Inertgaszuführungen oder zwei Gruppen von Inertgaszuführungen in oder benachbart zu einer Decke der Prozesskammer (27) aufweist, die sich quer zur Transportrichtung (T) erstrecken und die in Transportrichtung (T) um mehr als die Länge der Aufnahmeeinheit (12) in Transportrichtung (T) voneinander beabstandete sind und die eine Länge quer zur Transportrichtung (T) aufweisen, die gleich oder größer ist als eine quer zur Transportrichtung (T) gemessenen Breite der Aufnahmeeinheit (12). 13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Prozesskammer (27) wenigstens eines Depositionsmoduls wenigstens zwei langgestreckte Absaugöffnungen (17) oder zwei Gruppen von Absaugöffnungen in oder benachbart zu einem Boden der Prozesskammer (27) aufweist, die sich in Transportrichtung (T) erstrecken und um mehr als eine Breite der Aufnahmeeinheit (12) quer zur Transportrichtung (T) voneinander beabstandete sind und die eine Länge quer zur Transportrichtung (T) aufweisen, die gleich oder größer ist als eine Länge der Aufnahmeeinheit (12) in Transportrichtung (T).
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Prozesskammer (27) des wenigstens einen Depositionsmoduls wenigstens zwei langgestreckte Inertgaszuführungen oder zwei Gruppen von Inertgaszuführungen in oder benachbart zu einer Decke der Prozesskammer (27) aufweist, die sich in Transportrichtung (T) erstrecken und um mehr als eine Breite der Aufnahmeeinheit (12) quer zur Transportrichtung (T) voneinander beabstan- dete sind und die eine Länge quer zur Transportrichtung (T) aufweisen, die gleich oder größer ist als eine Länge der Aufnahmeeinheit (12) in
Transportrichtung (T).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die langgestreckten Absaugöffnungen (16, 17) und/ oder die Gruppen von Absaugöffnungen und/ oder die langgestreckten Inertgaszuführungen und/ oder Gruppen von Inertgaszuführungen sich jeweils im Wesentlichen parallel zu Seitenwänden der Prozesskammer (27) erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die langgestreckten Absaugöffnungen (16, 17) und/ oder die Gruppen von Absaugöffnungen und/ oder die langgestreckten Inertgaszuführungen und/ oder Gruppen von Inertgaszuführungen von den Seitenwänden der Prozesskammer (27) um wenigstens das 10-fache der Diffusionslänge der in der Prozesskammer (27) eingesetzten Prozessgase beabstandet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Prozesskammer (27) wenigstens eines Depositionsmoduls mit einer Auskleidung (14) insbesondere aus Quarz, Graphit oder beschichtetem Graphit versehen ist.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehr als zwei Depositionsmodule vorgesehen sind, die mit benachbarten Modulen über entsprechende Transportkanäle miteinander verbunden sind. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Vielzahl der Module in einer fortlaufenden Reihe angeordnet ist, um eine fortlaufende Reihenbehandlung von Substraten zu ermöglichen, und wobei die Vorrichtung wenigstens ein Modul aufweist, das konfiguriert ist eine Aufnahmeeinheit aus einem in Reihe angeordneten Modul aufzunehmen und es in ein außerhalb der Reihenanordnung liegendes Modul zu fördern und/ oder eine Aufnahmeeinheit aus einem außerhalb der Reihenanordnung liegenden Modul aufzunehmen und es in ein in Reihe angeordnetes Modul zu fördern.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Vorrichtung wenigstens zwei außerhalb der Reihenanordnung liegende Module aufweist, die zur Durchführung desselben Prozesses konfiguriert sind und eine wenigstens zeitlich überlappende parallele Prozessierung von Substraten ermöglichen. 21. Auf nahmeeinheit zur Verwendung in einer Abscheidungs Vorrichtung bei der ein Gas zur Abscheidung auf einer Vielzahl von Substraten bereitgestellt wird, wobei die Aufnahmeeinheit einen oder mehrere Substratträger (21) zur Aufnahme jeweils eines Substrates (13) aufweist, wobei benachbart zu jedem Substratträger (21) wenigstens eine Absaugöffnung (18) in der Aufnahmeeinheit ausgebildet ist.
Aufnahmeeinheit nach Anspruch 21, wobei die wenigstens eine Absaug Öffnungen (18) den Substratträger wenigstens teilweise umgibt.
23. Aufnahmeeinheit nach Anspruch 21 oder 22, wobei jedem Substratträger (21) eine Vielzahl von Absaugöffnungen (18) zugeordnet ist, welche den Substratträger wenigstens teilweise umgeben.
24. Aufnahmeeinheit nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei die wenigstens eine Absaugöffnung oder die Vielzahl von Absaugöffnungen (18) den Substratträger (21) mit im Wesentlichen gleichbleibendem Abstand um den Substratträger (21) herum angeordnet sind. 25. Aufnahmeeinheit nach einem der Ansprüche 21 bis 24, die ein Aufnahmetablett aufweist, dass individuelle Aufnahmen zum Aufnehmen der Substratträger (21) aufweist, sowie Strukturen welche ein drehen der Substratträger (21) innerhalb der Aufnahmen ermöglichen.
26. Aufnahmeeinheit, nach Anspruch 25, wobei die Strukturen im Tablett insbesondere Strömungsdüsen aufweisen, welche ein Levitieren und Drehen der Substratträger (21) bewirken wenn ein Gas durch sie hindurch geleitet wird.
27. Verfahren zur sequentiellen Abscheidung von Schichten, insbesondere Verbindungshalbleiter Schichten auf Substraten (13), insbesondere auf Siliziumsubstraten, zur Herstellung von elektronischen oder optoelektronischen Bauelementen, wobei das Verfahren Folgendes aufweist:
Abscheiden einer ersten Schicht aus einem ersten Prozessgas auf wenigstens einem Substrat in einer Prozesskammer eines ersten Depositionsmo- duls;
Transportieren des wenigstens einen Substrats aus der Prozesskammer des ersten Depositionsmodul in eine Prozesskammer eines zweiten Depo- sitionsmoduls durch einen Transportkanal hindurch, der die Prozesskammern verbindet;
Erzeugen einer Inert gas Strömung im Transportkanal (28) während das wenigstens eine Substrat durch den Transportkanal transportiert wird, wobei die Inertgas Strömung zwischen wenigstens einem Gaseinlass (25) in einer sich in Transportrichtung erstreckenden Wand des Transportkanals (28) und wenigstens einem Gasauslass (26) in einer gegenüberliegenden Wand des Transportkanals (28) ausgebildet wird, um einen quer zur Transportrichtung gerichteten Gasvorhang auszubilden;
Abscheiden einer zweiten Schicht aus einem zweiten vom ersten unterschiedlichen Prozessgas auf dem wenigstens einen Substrat in der Prozesskammer des zweiten Depositionsmoduls.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei wenigstens ein Gaseinlass (25) und wenigstens ein Gasauslass (26) an horizontal gegenüberliegenden Seiten des Transportkanals (28) angeordnet sind, um einen horizontal gerichteten Gasvorhang dazwischen auszubilden.
Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, wobei die Strömungsgeschwindigkeit und der Massenfluss der Inertgasströmung im Transportkanal (28) so eingestellt wird, dass beim Transport des wenigstens einen Substrats durch den Transportkanal (28) verhindert wird, dass Prozessgase von einer der Prozesskammern in die Andere gelangen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, wobei die Verbindung der Prozesskammern während der jeweiligen Abscheidungsvorgänge durch ein ansteuerbares Element druckdicht verschlossen ist, das für den Transport geöffnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, wobei die Verbindung der beiden Prozesskammern zu dem Transportkanal während der jeweiligen Abscheidungsvorgänge durch ein jeweiliges ansteuerbares Element druckdicht verschlossen ist, das für den Transport geöffnet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31, wobei das Prozessgas in den jeweiligen Prozesskammern vor dem Öffnen des ansteuerbaren Elements abgesaugt wird und die Prozesskammer mit einem Inertgas gespült wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 32, wobei die Abscheidungs- vorgänge in den jeweiligen Prozesskammern der ersten und zweiten Prozessmodule bei unterschiedlichem Druck erfolgen, und wobei die Drücke in den Prozesskammern vor dem Transport angeglichen werden.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 33, wobei während des Transports des wenigstens einen Substrats durch den Transportkanal (28) der Druck im Transportkanal im Wesentlichen gleich oder höher ist als der Druck in den angrenzenden Prozesskammern.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 34, wobei eine Vielzahl von Substraten während der Abscheidungsvorgänge und des Transports auf einer Aufnahmeeinheit nach einem der Ansprüche 22 bis 29 aufgenommen ist, und wobei das Prozessgas jeweils von oben in Richtung der Aufnahmeeinheit und der darauf aufgenommenen Substrate geleitet und wenigstens teilweise über die Absaugöffnungen (18) in der Aufnahmeeinheit abgesaugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 35, wobei das wenigstens eine Substrat vor dem Abscheiden der ersten Schicht in einem Modul vorbehandelt wird und/ oder nach dem Abscheiden der zweiten Schicht in einem weiteren Modul weiter behandelt wird, wobei die Module in einem gemeinsamen gasdichten Gehäuse aufgenommen sind und die Module über jeweilige Transportkanäle verbunden sind. Verfahren nach Anspruch 36, wobei in einem getakteten Durchlaufverfahren in jedem der Module jeweils nur derselbe Bearbeitungsprozess durchgeführt wird und innerhalb der Depositionsmodule jeweils nur eine Schicht oder Schichtenfolge abgeschieden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 37, wobei die Temperatur innerhalb der Module und insbesondere innerhalb der Depositionsmodule im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 38, wobei wenigstens während der Abscheidungsvorgänge in wenigstens einer der Prozesskammern benachbart zu Seitenwänden der Prozesskammer Inertgasvorhänge erzeugt werden, durch Leiten von Inertgas zwischen zueinander weisende Inertgaszuführungen und Absaugöffnungen in der Prozesskammer.
Verfahren nach Anspruch 39, wobei wenigstens der sich quer zu einer Transportrichtung des wenigstens einen Substrats erstreckende Inertgasvorhang auch während des Transports von der Prozesskammer des ersten Depositionsmoduls zur Prozesskammer des zweiten Depositionsmoduls aufrechterhalten und von dem wenigstens einen Substrat durchquert wird.
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 40, wobei das Verfahren in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22 durchgeführt wird.
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