CVD-Reaktor und Verfahren zur Regelung der Oberflächentemperatur der Substrate

Gebiet der Technik [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung/ Regelung der Ober- flächentemperatur von in einer Prozesskammer eines CVD-Reaktors auf einem Suszeptor zugeordneten Substrathalteelementen liegenden Substraten, wobei nacheinander jeweils einem Substrathalteelement zugeordnete Ist-Werte der Oberflächentemperaturen gemessen werden und die Oberflächentemperaturen durch Variation eines Parameters auf einen gemeinsamen Wert geregelt wer- den. Der Parameter kann die Höhe eines Gaspolsters, insbesondere eines dyna- mischen Gaspolsters sein, welches einen das Substrathalteelement bildenden Substrathalter trägt. Der Parameter kann auch die Zusammensetzung eines das Gaspolster bildenden Gasflusses sein. [0002] Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Durchfüh- rung des Verfahrens in Form eines CVD-Reaktors mit einer Anzahl einem Sus- zeptor zugeordneten Substrathalteelementen, welche jeweils von einem von ei- nem dynamischen Gaspolster getragenen Substrathalter ausgebildet sein kön- nen, wobei der Suszeptor derart verlagerbar ist, dass nacheinander die Sub- strathalteelemente in einen Erfassungsbereich eines Temperaturmessorganes bringbar sind, mit dem nacheinander jeweils eine Oberflächentemperatur eines auf dem Substrathalteelement liegenden Substrates ermittelbar ist, wobei mit einem von einer Steuereinrichtung gebildeten ersten Regler die Oberflächen- temperaturen durch Variation der Höhe der Gaspolster auf einen gemeinsamen Wert geregelt werden. Stand der Technik

[0003] Die EP 1335997 Bl beschreibt ein Verfahren zur Steuerung/ Regelung der Oberflächentemperatur mehrerer Substrathalteelement, wobei jedes der mehreren Substrathalteelemente in einer nach oben offenen Tasche des Suszep- tors einliegt. In den Boden der Tasche wird ein Gasstrom eingespeist, der das in der Tasche einliegende Substrathalteelement anhebt und in eine Drehung ver- setzt. Unterhalb des Suszeptors befindet sich eine Heizeinrichtung, mit der der Suszeptor auf eine Suszeptortemperatur aufgeheizt werden kann. Oberhalb des Suszeptors befindet sich eine Prozesskammer, die nach oben durch eine Pro- zesskammerdecke begrenzt ist. In der Prozesskammerdecke befindet sich eine Öffnung, durch die ein optischer Pfad eines optischen Temperaturmessorgans, beispielsweise eines Pyrometers, hindurch verläuft. Der Suszeptor wird von ei- nem Drehantrieb mit einer Drehzahl von etwa 5 Drehungen pro Minute ange- trieben. Auf dem Suszeptor befinden sich fünf Substrathalteelemente, sodass nur alle 12 Sekunden dasselbe Substrathalteelement unter dem Temperatur- messorgan liegt, mit dem die Oberflächentemperatur des Substrathalteelemen- tes oder eines vom Substrathalteelement getragenen Substrates gemessen wird. Aus den in Intervallen gemessenen Oberflächentemperaturen werden Mittel- Werte gebildet. Innerhalb des CVD-Reaktors bildet sich ein vertikaler Tempera- turgradient von der Heizeinrichtung über den Suszeptor zur Prozesskammer- decke aus. Durch das Gaspolster fließt Wärme vom Suszeptor zum Substrathal- teelement und weiter zum Substrat. Die Höhe des Gaspolsters beeinflusst den Wärmetransport und damit die Temperatur des Substrates. Durch eine indivi- duelle Variation der Höhe des Gaspolsters jedes Substrathalteelementes kann mittels eines Reglers oder einer Steuereinrichtung die Substrattemperatur der- art gegen den Mittel-Wert geregelt werden, dass die Differenz der Substrattem- peratur vom Mittel- Wert nahezu Null ist. Mit dem Verfahren ist eine derartige Regelung der Oberflächentemperatur aber nur bei einer zeitlich konstanten Sus- zeptortemperatur möglich. Eine Verwendung des beim Stand der Technik ver- wendeten Regelalgorithmus scheitert an den bei einer Temper aturrampe sich stark ändernden Temperaturen und weil zur Regelung nur aus der Vergangen- heit stammende Ist-Werte zur Verfügung stehen.

Zusammenfassung der Erfindung

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen CVD-Reaktor beziehungsweise das gattungsgemäße Verfahren dahingehend weiterzubilden, dass die Regelung der Oberflächentemperatur auch über eine Zeit erfolgen kann, während der sich die Suszeptortemperatur ändert.

[0005] Gelöst wird die Aufgabe durch die den Ansprüchen angegebene Erfin- dung, wobei die Unter ansprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der in den nebengeordneten Ansprüchen angegebenen Erfindung, sondern auch ei- genständige Lösungen der Aufgabe darstellen.

[0006] Zunächst und im Wesentlichen schlägt die Erfindung vor, dass unter Verwendung des zuletzt gemessenen Ist-Wertes der Oberflächentemperatur ei- nes Substrathalteelementes ein approximierter Ist-Wert für ein zeitlich vorher gemessenes Substrathalteelement berechnet beziehungsweise abgeschätzt wird. Dies erfolgt durch Bildung einer Differenz des aktuell gemessenen Ist-Wertes von einem weiteren Wert. Durch Bildung dieser Differenz wird ein dem Sub- strathalteelement zugeordneter Differenz- Wert berechnet. Der weitere Wert wird in geeigneter Weise geschätzt. Bevorzugt wird der weitere Wert durch eine Mittel- Wert-Bildung ermittelt. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass bei der Mittel- Wert-Bildung jeweils nur ein gemessener Ist-Wert eines jeden Sub- strathalteelementes verwendet wird, wobei unter gemessenem Ist-Wert auch ein solcher Ist-Wert verstanden wird, der durch Mittelung einer Vielzahl von Einzelmessungen zustande gekommen ist, wobei diese Messungen jedoch un- mittelbar aufeinanderfolgend auf demselben Substrathalteelement erfolgt sind. Zur Mittel- Wert-Bildung werden erfindungsgemäß nur solche Ist-Werte ver- wendet, die zu einem Zeitpunkt gemessen worden ist, der geringer ist, als die Umlaufzeit eines kreisscheibenförmigen Suszeptors, bei dem die Anzahl der Substrathalteelemente auf einer Kreisbogenlinie um sein Zentrum angeordnet sind. Erfindungsgemäß werden somit nur die zuletzt gemessenen Ist-Werte ei- nes jeden Substrathalterelementes zur Mittel-Wert-Bildung verwendet. Erfin- dungsgemäß werden Differenz- Werte berechnet. Bei jeder Messung eines Ist- Wertes werden ein Mittel- Wert und ein Differenz- Wert berechnet. Der Diffe- renz-Wert ist die Differenz des bei der Messung gemessenen Ist-Wertes vom be- rechneten Mittel-Wert. Erfindungsgemäß wird beim Passieren eines Substrat- halterelementes des Erfassungsbereichs eines Temperaturmessorgans dessen aktuelle Temperatur als Ist-Wert gemessen und aus diesem und nur den in der jüngsten Vergangenheit ermittelten Ist-Werten der anderen Substrathalteele- mente der Mittel- Wert und der dem Substrathalteelement zugeordnete Diffe- renz-Wert berechnet. Jedes Mal wenn ein Substrathalteelement den Erfassungs- bereich des Temperaturmessorgans passiert, werden somit ein Ist-Wert, der Mittel- Wert und der dem Substrathalteelement zugeordnete Differenz- Wert ak- tualisiert. Erfindungsgemäß wird ferner jedes Mal, wenn ein Substrathalteele- ment den Erfassungsbereich des Temperaturmessorgans passiert aus dem Mit- tel-Wert und den in der jüngsten Vergangenheit ermittelten Differenz- Werten der anderen Substrathalteelemente ein approximierter Ist-Wert berechnet. Der aktuell bestimmte Ist-Wert und die approximierten Ist-Werte werden zur Steue- rung/Regelung der Oberflächentemperaturen verwendet. Das Substrathalteele- ment kann von einem beispielsweise als Vertiefung ausgebildeten Lagerplatz des Suszeptors ausgebildet sein. Das Substrathalteelement kann dann integraler oder materialeinheitlicher Bestandteil des Substrathalters sein. Die Erfindung umfasst aber auch und bevorzugt solche Ausführungsbeispiele, bei denen das Substrathalteelement ein Substrathalter ist, der von einem dynamischen Gas- polster getragen wird und auf dem ein Substrat aufliegen kann. Zur Steue- rang/ Regelung der Oberflächentemperatur kann beispielsweise ein erster Reg- ler verwendet, der einen Stellwert für einen Massenflusskontroller erzeugt, mit dem der Massenfluss des Gases eingestellt wird, welches das Gaspolster er- zeugt. Durch Variation des Massenflusses des Gases kann die Höhe des Gas- polsters variiert werden. Hierzu ist jedem Gaspolster ein Massenflusskontroller individuell zugeordnet. Die Erfindung betrifft aber auch solche Ausführungs- formen, bei denen der Parameter eine Kühl- oder Heizleistung ist. Bezeichnet man der Einfachheit halber den aktuell gemessenen Ist-Wert auch als approxi- mierten Ist-Wert, da sein Abstand vom Mittel-Wert dem aktuellen Differenz- Wert entspricht, so kann aus allen approximierten Ist-Werten ein zweiter Mit- tel-Wert gewonnen werden. Zur Bildung des zweiten Mittel-Wertes werden so- mit der aktuelle Ist-Wert verwendet, der am im Erfassungsbereich des Tempe- raturmessorgans liegenden Substrathalteelement gemessen worden ist, und die jüngsten approximierten Ist-Werte, die an den anderen Substrathalteelementen zuletzt gemessen worden sind. Wird das Verfahren bei einer im Wesentlichen konstant gehaltenen Suszeptortemperatur durchgeführt, so entsprechen die bei- den Mittel-Werte im Wesentlichen einer Prozesstemperatur. Für eine Regelung der Suszeptortemperatur kann deshalb nicht nur eine mit einer gesonderten Messeinrichtung unmittelbar am Suszeptor gemessene Temperatur verwendet werden, sondern auch einer der beiden Mittel-Werte. Das erfindungsgemäße Verfahren erweist sich insbesondere dann als gebrauchsvorteilhaft, wenn sich die Suszeptortemperatur ändert, beispielsweise weil zwischen zwei Beschich- tungsschritten, bei denen bei voneinander verschiedenen Temperaturen Schich- ten aus beispielsweise einem Halbleitermaterial auf dem Substrat abgeschieden werden. Die Suszeptortemperatur wird dabei in der Art einer Rampe erhöht oder erniedrigt. Dies kann geregelt oder ungeregelt erfolgen. Bevorzugt erfolgt das Aufheizen oder Abkühlen des Suszeptors geregelt, sodass sich die Tempe- ratur mit einer konstanten zeitlichen Änderungsrate ändert. Bei der Anwen- dung des oben beschriebenen Verfahrens werden bei der Mittel- Wert-Bildung des ersten Mittel-Wertes Temperaturwerte verwendet, die zu verschiedenen Zeiten und damit auch bei verschiedenen Suszeptortemperaturen gemessen worden sind. Mittels der bei jeder Messung aktualisierten Differenz- Werten und der in der Vergangenheit zuletzt gemessenen Temperatur eines Substrat- halteelementes kann dessen aktuelle Temperatur als approximierter Ist-Wert abgeschätzt werden. Dieser Schätzwert kann dem Regler als Ist-Wert zu geführt werden, sodass bei einer Änderung der Prozesstemperatur, die durch die Sus- zeptortemperatur eingestellt wird, die Regelung der Oberflächentemperaturen der Substrathalteelemente nicht unterbrochen oder die Parameter der Regelung nicht geändert werden braucht. Der zweite Mittel- Wert entspricht in etwa der aktuellen Suszeptortemperatur, wohingegen der erste Mittel- Wert zeitlich der Änderung der Suszeptortemperatur hinterher läuft, also beim Aufheizen gerin- ger und beim Abkühlen größer ist als die Suszeptortemperatur. Die approxi- mierten Ist-Werte können von dem bislang verwendeten Regelalgorithmus als Ist-Werte auch bei einer Temperaturrampe verwendet werden. Sie liegen näher an den tatsächlichen Oberflächentemperaturen der Substrathalteelemente als der in der Vergangenheit zur Regelung verwendete „alte" Ist-Wert.

[0007] Der erfindungsgemäße CVD-Reaktor besitzt einen Suszeptor, der eine Kreisscheibenform aufweisen kann und der um eine Drehachse drehangetrie- ben werden kann. Auf seiner zur Prozesskammer weisenden Oberseite besitzt der Suszeptor Substrathalteelemente, beispielsweise Taschen oder anderweitige Lagerplätze zur Lagerung einer Anzahl von Substrathalteelementen, die jeweils von einem Gaspolster getragen werden, das durch einen Gasfluss erzeugt wird, der von einem Massenflusskontroller vorgegeben werden kann. Bei der Dre- hung des Suszeptors wandert ein Substrathalteelement nach dem anderen durch den Erfassungsbereich eines Temperaturmessorgans, bei dem sich um ei- nen optischen Sensor, beispielsweise um ein Pyrometer oder um eine Fotodiode handeln kann. Eine Steuereinrichtung des CVD-Reaktors ist programmierbar. Sie ist derart programmiert, dass zur Regelung der Oberflächentemperaturen der Substrathalteelemente oder auf den Substrathalteelementen aufliegenden Substraten das oben beschriebene Verfahren verwendet wird. Die Heizeinrich- tung kann eine Infrarot-Heizung oder eine RF-Heizung sein.

[0008] Das erfindungsgemäße Verfahren beziehungsweise die erfindungsge- mäße Vorrichtung ist nicht nur für den Betrieb geeignet, bei dem sämtliche Sub- strathalteelemente mit zu beschichtenden Substraten belegt sind. Das Verfahren beinhaltet auch eine Teilbelegung der Gesamtzahl der Substrathalteelemente mit Substraten. Beispielsweise kann in einer Testphase jeweils nur ein oder kön- nen nur wenige Substrathalteelemente mit Substraten belegt sein. Die übrigen Substrathalteelemente können mit keinen Substraten belegt sein. Sie sind bevor- zugt aber mit Dummy-Substraten, beispielsweise alten, gebrauchten Substraten belegt. Bei dieser Variante der Erfindung kann der Mittel-Wert aus allen gemes- senen Oberflächentemperaturen gebildet sein. Er kann aber auch nur von den Oberflächentemperaturen einiger Substrate gebildet sein, beispielsweise den Substraten, die zu Testzwecken verwendet werden. Bei dieser Variante kann auch ein zweiter Mittel-Wert berechnet werden. Dieser Mittel-Wert wird bevor- zugt ausschließlich von den approximierten Ist-Werten der zu Testzwecken verwendeten Substrate gebildet. Im einfachsten Fall, wenn nur ein zu Testzwe- cken verwendetes Substrat im CVD-Reaktor beschichtet werden soll, kann der zweite Mittel-Wert der berechnete approximierte Ist-Wert des einzigen Test- Substrates sein. Der Parameter, durch dessen Variation die Temperatur des Substrates beeinflusst werden kann, kann die Höhe des Gaspolsters sein. Der Parameter kann aber auch eine Zusammensetzung des das Gaspolster erzeu- genden Gases sein, wenn dieses Gas beispielsweise eine Mischung aus einem stark wärmeleitenden und einem schwach wärmeleitenden Gas ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Substrathalteelemente individuell temperierbar, bei- spielsweise individuell kühlbar oder heizbar sind. Dann kann der Parameter eine Kühlleistung oder eine Heizleistung sein. Eine individuelle Heizung kann beispielsweise mittels eines Laserstrahls durchgeführt werden. [0009] Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Steuerung/ Rege- lung der Oberflächentemperatur von in einer Prozesskammer eines CVD- Reaktors auf einem Suszeptor zugeordneten Substiathalteelementen liegenden Substraten, wobei nacheinander jeweils einem Substrathalteelement zugeord- nete Ist-Werte der Oberflächentemperaturen gemessen werden und die Ober- flächentemperaturen durch Variation eines Parameters, beispielsweise der Höhe eines Gaspolsters, das einen das Substrathalteelement bildenden Substiat- halter trägt, auf einen gemeinsamen Wert geregelt werden, wobei nach jeder Messung eines einem Substrathalteelement zugeordneten gemessenen Ist-Wer- tes der Oberflächentemperatur unter Verwendung jeweils nur des zuletzt ge- messenen Ist-Wertes der Oberflächentemperatur jedes Substrathalteelementes ein erster Mittel- Wert berechnet wird, durch Bildung einer Differenz des bei der Messung gemessenen Ist-Wertes und dem ersten Mittel-Wert ein dem Substiat- halteelement zugeordneter Differenz- Wert berechnet wird, und zu jedem der anderen Substrathalteelemente jeweils durch Addition des zugeordneten Diffe- renz-Wertes zum ersten Mittel- Wert ein approximierter Ist-Wert berechnet wird, der für die Steuerung/ Regelung verwendet wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0010] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand bei- gefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch in der Art eines Querschnittes einen erfindungsge- mäßen CVD-Reaktor, der CVD-Reaktor besitzt eine Vielzahl von Substiathalteelementen, die als Substiathalter 3 ausgebildet sind,

Fig. 2 schematisch in der Art einer Draufsicht etwa entlang der Schnittlinie II-II in Figur 1 einen Suszeptor 2 des CVD-Reaktors mit einer Anzahl von fünf Lagerplätzen, an denen jeweils ein ein Substrat 4 tragendes Substrathalteelement 3 angeordnet ist,

Fig. 3 schematisch die Massenflusskontroller 20 zur Bereitstellung je- weils eines Gasflusses, der in Zuleitungen 8 des Suszeptors 2 eingespeist wird, um ein Gaspolster 7 zu erzeugen, auf dem das

Substrathalteelement 3 liegt und mit dem das Substrathalteele- ment 3 in eine Rotation versetzt wird,

Fig. 4 schematisch den Verlauf der Oberflächentemperaturen T1, T2, T3, T4, T5 der fünf Substrathalteelemente 3, wenn in einer ers- ten Phase A die Substrattemperatur im Wesentlichen konstant gehalten wird und in einer zweiten Phase B die Substrattempe- ratur mit einer konstanten zeitlichen Steigung erhöht wird,

Fig. 5 zur Verdeutlichung der Differenz- Werte dT1, dT2, dT3, dT4, dT5 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 4, Fig. 6 eine Tabelle der bei einer Steigerung der Substrattemperatur ST in Intervallen n gemessenen Oberflächentemperaturen (gemes- sene Ist-Werte) T1, T2, T3, T4, T5, die daraus gebildeten Mittel- Werte MT und MT' sowie daraus berechnete Differenz- Werte dT1, dT2, dT3, dT4 und dT5 sowie daraus berechnete approxi- mierte Ist-Werte T1', T2', T3', T4', T5' .

Beschreibung der Ausführungsformen

[0011] Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte CVD-Reaktor besitzt ein nach außen gasdichtes Gehäuse 1. Innerhalb des Gehäuses 1 befindet sich ein kreis- scheibenförmiger, beispielsweise aus Graphit oder beschichtetem Graphit beste- hender Suszeptor 2. Unterhalb des Suszeptors 2 befindet sich eine Heizeinrich- tung 9, mit der der Suszeptor 2 auf eine Suszeptortemperatur ST aufgeheizt werden kann. Der Suszeptor 2 wird von einem Schaft 10 getragen, der um eine Achse gedreht werden kann. Innerhalb des Schaftes 10 verlaufen Zuleitungen 8, die von Massenflusskontrollern 20 gespeist werden. Jede der insgesamt fünf Zuleitungen wird von einem Massenflusskontroller 20 gespeist, wobei der Mas- senflusskontroller 20 von einer Gasquelle 19 mit einem Inertgas, beispielsweise Wasserstoff oder Stickstoff oder einem Edelgas, versorgt wird. In einer zu einer Prozesskammer 14 weisenden Oberseite des Suszeptors 2 befinden sich fünf La- gerplätze für jeweils ein Substrat 4. Die Lagerplätze werden jeweils von einem Substrathalteelement 3 ausgebildet. Es ist möglich, diese Substrathalteele- mente 3 materialeinheitlich vom Suszeptor 2 auszubilden, beispielsweise in Form von Vertiefungen, die jeweils ein Substrat 4 aufnehmen.

[0012] Beim Ausführungsbeispiel befinden sich in der zur Prozesskammer 14 weisenden Oberseite des Suszeptors 2 insgesamt fünf Taschen. In jeder Tasche befindet sich ein kreis scheibenförmiges Substrathalteelement 3. In den Boden jeder Tasche 5 mündet eine der Zuleitungen 8, sodass das aus der Mündung der Zuleitung 8 austretende Gas ein Gaspolster erzeugt, welches einerseits das Substrathalteelement 3 dreh-antreibt und andererseits das Substrathalteele- ment 3 anhebt. Auf dem Substrathalteelement liegt zumindest ein Substrat 4, das in einem Abscheideprozess innerhalb der Prozesskammer mit zumindest einer Schicht, insbesondere Halbleiterschicht, beschichtet werden kann. Die hierzu erforderlichen Prozessgase werden mittels eines Gaseinlassorganes 12 in die Prozesskammer 14 eingespeist, wobei die Prozessgase aus Gasaustrittszo- nen 13 in die Prozesskammer 14 eintreten. Nach oben hin wird die Prozesskam- mer 14 von einer Prozesskammerdecke 11 begrenzt, die eine Öffnung 17 auf- weist, durch die ein optischer Pfad 16 hindurchläuft. Der optische Pfad 16 ver- bindet einen Messpunkt 18 etwa in der Mitte des Substrathalteelementes 3 mit einem optischen Temperaturmessorgan 15, beispielsweise einem Pyrometer, mit dem die Oberflächentemperatur des Substrates 4 oder des Substrathalteele- mentes 3 bestimmt werden kann. Es sind zusätzlich Indexelemente vorgesehen, mit denen die Drehstellung des Suszeptors 2 bestimmt werden kann. Diese In- formationen werden einer Steuereinrichtung 23 zugeführt. Die Steuereinrich- tung 23 kann aus diesen Informationen ermitteln, welcher der fünf Substrathal- teelemente 3 zu einem bestimmten Zeitpunkt den Erfassungsbereich des Tem- peraturmessorganes 15 passiert, um so nacheinander die aktuellen Temperatu- ren (gemessene Ist-Werte Tn) der Substrathalteelemente 3 zu messen. [0013] Das Gaspolster, auf welchem die Substrathalteelemente 3 schweben bil- det eine Wärmeübertragungsstrecke, um vom Suszeptor 2 Wärme auf das Sub- strathalteelement 3 zu übertragen. Die auf die Substrathalteelemente 3 übertra- gene Wärme hängt von der Höhe des Gaspolsters ab, sodass mit einer Variation der Höhe des Gaspolsters die Oberflächentemperatur des Substrates 4 verän- dert werden kann.

[0014] Mit einem ersten Regler 21 werden unter Verwendung der mit dem Temperaturmessorgan 15 gemessenen Temperatur Ist-Werte T1, T2, T3, T4, T5 die Gasflüsse der Massenflusskontroller 20 derart vorgegeben, dass sich die Ist- Werte T1, T2, T3, T4, T5 ihrem Mittel-Wert MT annähern. [0015] In einer anderen Ausführung kann ein beliebiger, für alle gleicher, Soll-

Wert verwendet werden, beispielsweise eine Temper aturdifferenz zur Suszep- tor-Bodenplatte oder zur Prozesskammerdecke.

[0016] Das hierzu verwendete Verfahren wird nachfolgend anhand der Figu- ren 4 und 5 erläutert, wobei die in den Figuren 4 und 5 dargestellten Kurven den bei nicht durchgeführter Temperaturregelung sich ergebenden Verlauf der Temperaturen der Oberflächen der fünf Substrathalteelemente angeben. Die re- lativen Abstände der Temperaturen bleiben deshalb über die gesamte Länge der Kurven erhalten. In der Realität würden sich die relativen Abstände der Kurven durch die Regelung vermindern und im Idealfall Null sein. In einer ers- ten Phase A wird die Suszeptortemperatur nicht geändert.

[0017] Der Suszeptor 2 dreht sich mit einer konstanten Drehzahl, die zwischen zwei und zwanzig Umdrehungen pro Minute betragen kann, um seine Achse. Dementsprechend haben die Intervalle, zwischen denen einzelne Messungen an aufeinanderfolgend den Erfassungsbereich des Temperaturmessorgans 15 pas- sierenden Substrathalteelementen 3 Längen von einigen Sekunden. In der ers- ten Phase A, während der die Suszeptortemperatur in etwa auf 900°C konstant gehalten wird, ändern sich die Temperaturen T1, T2, T3, T4, T5 der einzelnen Substrathalteelement-Oberflächen nicht. Würde die jetzt zur Erläuterung ausge- klammerte Regelung durchgeführt, so würden die Temperaturen T1, T2, T3, T4, T5 sich einem Mittelwert annähern.

[0018] In der zweiten Phase B steigt die Suszeptortemperatur beispielsweise durch Erhöhung der Heizleistung stetig an.

[0019] In jeder der beiden Phasen A, B wird eine Mittel-Wert MT wie folgt k = {6, 11, 16, 21, ...} für S = 1, N = 5 k = {7, 12, 17, 22, ...} für S = 1, N = 5 k = {8, 13, 18, 23, ...} für S = 1, N = 5 k = {9, 14, 19, 24, ...} für S = 1, N = 5 k = {10, 15, 20, 25, ...} für S = 1, N = 5 N: Anzahl der Substratträger

S: Position des Suszeptors (Wafer Nummer) für k =1 | S = {1,2,3 ... N} ω: Drehfrequenz des Suszeptors bestimmt. Ganz allgemein erfolgt die Mittel-Wert-Bildung wie folgt k ∈ N> N, n ∈ {1,2, 3,4, ... N}

Modulo: n mod m ergibt den Rest b der Division n geteilt durch m , das Vorzei- chen von b entspricht dem Vorzeichen von m wobei N die Gesamtzahl der Substrathalteelemente 3 ist, die im Ausführungs- beispiel fünf beträgt.

[0020] Die Mittel-Wert-Bildung wird bei jeder Messung durchgeführt, wobei der Temperaturwert des aktuell im Erfassungsbereich des Temperaturmessor- gans 15 befindlichen Substrathalteelementes 3 und ansonsten die in der Vergan- genheit gemessenen Temper aturwerte aller anderen Substrathalteelemente ver- wendet werden, wobei jedoch nur jeweils ein Messwert und immer nur der jüngste Messwert verwendet wird. Im Bereich der Phase B führt dies dazu, dass der Mittel-Wert von Temperaturmesswerten geprägt wird, die in der Vergan- genheit, also bei anderen Substrattemperaturen ST, aufgenommen worden sind. Aus der Figur 4 ist zu ersehen, dass die Kurve des Mittel-Wertes MT unterhalb der Messkurven der Temperaturmesswerte der einzelnen Substrathalteele- mente 3 verläuft. Ein in der Darstellung scharfer Knick in den Messkurven führt zu einem verzögerten Steigungsanstieg der Kurve des Mittel-Wertes. [0021] Bei jeder Messung wird nicht nur ein aktueller Ist-Wert, sondern auch ein Differenz- Wert wie folgt dT ₁ (k) = T ₁ (k) - MT(k) | k = {6, 11, 16, 21, ...} für S = 1, N = 5 dT ₂ (k) = T ₂ (k) - MT(k) | k = {7, 12, 17, 22, ...} für S = 1, N = 5 dT ₃ (k) = T ₃ (k) - MT(k) | k = {8, 13, 18, 23, ...} für S = 1, N = 5 dT ₄ (k) = T ₄ (k) - MT(k) | k = {9, 14, 19, 24, ...} für S = 1, N = 5 dT ₅ (k) = T ₅ (k) - MT(k) | k = {10, 15, 20, 25, ...} für S = 1, N = 5 berechnet. Ganz allgemein kann der Differenz- Wert wie folgt berechnet werden

[0022] Die Differenz- Werte zum Zeitpunkt t ₄ , t ₅ , t ₁ , t ₂ und t ₃ sind in der Figur 4 dargestellt. Die Figur 5 zeigt, wie zur Zeit t ₃ unter Verwendung der zuvor er- mittelten Differenzwerte dT ₁ , dT ₂ , dT ₄ , dT ₃ ausgehend von dem zur Zeit t ₃ er- mittelten Mittel-Wert MT approximierte Temperaturen T5', T1', T4' und T2' be- rechnet werden. Zum Zeitpunkt t3 wird die Temperatur T3 des dritten Sub- strathalteelementes gemessen. Es wird zunächst unter Verwendung der in der Vergangenheit zu den Zeitpunkten t4, t5, t1, t2 gemessenen Temperatur Ist-

Werten T4, T5, T1, T2 der Mittel-Wert MT berechnet. Unter Verwendung der zu den Zeitpunkten t4, t5, t1, t2 berechneten Differenzwerte dT4, dT5, dT1, dT2 werden approximierte Temperaturen T5', T1', T4', T2' wie folgt berechnet. T' ₁ (k) = T ₁ (k) | k = {6, 11, 16, 21, ...} für S = 1, N = 5

T' ₂ (k) = MT(k) + dT ₂ (k-4)

T' ₃ (k) = MT(k) + dT ₃ (k-3)

T' ₄ (k) = MT(k) + dT ₄ (k-2) T' ₅ (k) = MT(k) + dT ₅ (k-l)

Ganz allgemein werden die approximierten Temperaturen wie folgt berechnet k ∈ N> N, n ∈ {1,2, 3,4, ... N} [0023] Aus den approximierten Temperaturen Tn' kann dann ein zweiter Mit- tel-Wert wie folgt berechnet werden. oder ganz allgemein gemäß [0024] Mithilfe dieses zweiten Mittel-Wertes MT', der der aktuellen Suszeptor- temperatur entsprechen kann, wenn diese mit konstanter Steigung ansteigt, wird die Regelung beziehungsweise Steuerung der Massenflusskontroller 20 durchge- führt, wobei die Regelung/ Steuerung derart erfolgt, dass eine Differenz zwi- schen approximierter Ist-Temperatur T1' und zweitem Mittel-Wert MT' gegen Null geregelt wird. [0025] Die Figur 6 zeigt in Form einer Tabelle, wie sich die Temperaturen bei einer Temperaturrampe ändern.

[0026] Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zu- mindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenstän- dig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinatio- nen auch kombiniert sein können, nämlich:

[0027] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass nach jeder Mes- sung eines einem Substrathalteelement 3 zu geordneten gemessenen Ist-Wer- tes Tn der Oberflächentemperatur unter Verwendung des zuletzt gemessenen Ist-Wertes Tn der Oberflächentemperatur zumindest eines anderen Substrathal- teelementes 3, ein approximierter Ist-Wert Tn' ermittelt wird, der für die Steue- rung/Regelung verwendet wird.

[0028] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mit den Ist-Wer- ten Tn der Oberflächentemperatur einer Mehrzahl anderer Substrathalteele- mente 3 oder jedes Substrathalteelementes 3 ein erster Wert MT berechnet wird und/ oder dass der erste Wert MT ein Mittel-Wert MT der zuletzt gemessenen Ist-Werte Tn der Oberflächentemperaturen ist und/ oder dass durch Bildung ei- ner Differenz des bei der Messung gemessenen Ist-Wertes Tn und dem ersten Wert oder Mittel-Wert MT ein dem Substrathalteelement 3 zu geordneter Diffe- renz-Wert dTn berechnet wird und/ oder dass zu jedem der anderen Substrat- halteelemente 3 jeweils durch Addition des zu geordneten Differenz- Wer- tes dTn zum Wert MT der approximierte Ist-Wert Tn' berechnet wird.

[0029] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Substrathalte- element ein von einem dynamischen Gaspolster getragener Substrathalter 3 ist und dass der Parameter die Höhe des Gaspolsters 7, eine Zusammensetzung des das Gaspolster 7 erzeugenden Gases und/ oder dass der Parameter eine Kühl- oder Heizleistung ist, die einem Substrathalteelement 3 zugeführt wird.

[0030] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass nach einer oder je- der Messung unter Verwendung des bei der Messung ermittelten Ist-Wertes Tn und einem, einiger oder aller den anderen Substrathalteelementen 3 zugeordne- ten zuletzt berechneten approximierten Ist-Werte Tn' ein zweiter Mittel- Wert MT' berechnet wird und die Differenz des approximierten Ist-Wertes Tn' und des zweiten Mittel-Wertes MT' als Eingangsgröße eines ersten Reglers 21 verwendet wird, der die Differenz gegen Null regelt. [0031] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Suszeptor 2 mittels einer Heizeinrichtung 9 von einer ersten Temperatur mit stetig steigen- der Temperatur auf eine zweite Temperatur aufgeheizt wird oder mit stetig ab- fallender Temperatur auf eine zweite Temperatur abgekühlt wird und dabei in Intervallen zyklisch nacheinander an einer Anzahl dem Suszeptor 2 zugeordne- ter, auf jeweils einem der Substrathalteelemente 3 liegenden Substraten 4 Ist- Werte gemessen werden.

[0032] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mit einem zweiten Regler 22 eine Suszeptortemperatur, der erste oder zweite Mittel-Wert oder ei- ner der approximierten Ist-Werte Tn' gegen einen Soll-Wert geregelt wird. [0033] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein kreisscheiben- förmiger, in einer Prozesskammer 14 eines CVD-Reaktors angeordneter Suszep- tor 2 verwendet wird, bei dem die Substrathalteelemente 3 auf einer Kreisbo- genlinie um ein Zentrum des Suszeptors 2, um welches der Suszeptor 2 gedreht wird, angeordnet sind, wobei mittels eines Temperaturmessorganes 15 an einer Position 18 innerhalb der Prozesskammer 14 der gemessene Ist-Wert der Ober- flächentemperatur ermittelt wird. [0034] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuerein- richtung 23 derart eingerichtet ist, dass nach jeder Messung eines einem Sub- strathalteelement 3 zugeordneten gemessenen Ist-Wertes der Oberflächentem- peratur unter Verwendung des zuletzt gemessenen Ist-Wertes Tn der Oberflä- chentemperatur eines oder jedes Substrathalteelementes 3 ein Wert MT be- stimmt wird, durch Bildung einer Differenz des bei der Messung gemessenen Ist-Wertes Tn und dem Wert MT ein dem Substrathalteelement 3 zu geordneter Differenz- Wert dTn berechnet wird, und zu zumindest einem anderen Substrat- halteelement 3 durch Addition des zugeordneten Differenz- Wertes dTn zum Wert MT ein approximierter Ist-Wert Tn' berechnet wird, der für die Steue- rung/Regelung verwendet wird.

[0035] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass mit den Ist- Werten Tn der Oberflächentemperatur einer Mehrzahl anderer Substrathal- teelemente 3 oder jedes Substrathalteelementes 3 ein erster Wert MT berechnet wird und/ oder dass der erste Wert MT ein Mittel-Wert MT der zuletzt gemes- senen Ist-Werte Tn der Oberflächentemperaturen ist und/ oder dass durch Bil- dung einer Differenz des bei der Messung gemessenen Ist-Wertes Tn und dem ersten Wert oder Mittel-Wert MT ein dem Substrathalteelement 3 zugeordneter Differenz- Wert dTn berechnet wird und/ oder dass zu jedem der anderen Sub- strathalteelemente 3 jeweils durch Addition des zu geordneten Differenz- Wer- tes dTn zum Wert MT der approximierte Ist-Wert Tn' berechnet wird.

[0036] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass nach jeder Mes- sung unter Verwendung des bei der Messung ermittelten Ist-Wertes Tn und ei- nem, einiger oder aller den anderen Substrathalteelementen 3 zugeordneten zu- letzt berechneten approximierten Ist-Werte Tn' ein zweiter Mittel- Wert MT' be- rechnet wird und die Differenz des approximierten Ist-Wertes Tn' und des zweiten Mittel-Wertes MT' als Eingangsgröße eines ersten Reglers 21 verwen- det wird, der die Differenz gegen Null regelt. [0037] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Suszeptor 2 mittels einer Heizeinrichtung 9 von einer ersten Temperatur mit stetig steigen- der Temperatur auf eine zweite Temperatur aufgeheizt wird oder mit stetig ab- fallender Temperatur auf eine zweite Temperatur abgekühlt wird und dabei in Intervallen zyklisch nacheinander an einer Anzahl vom Suszeptor 2 getragenen, auf jeweils einem der Substrathalteelemente 3 liegenden Substraten 4 Ist-Werte gemessen werden.

[0038] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass mit einem zweiten Regler 22 eine Suszeptortemperatur oder der erste oder zweite Mittel- Wert gegen einen Soll- Wert geregelt wird.

[0039] Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination un- tereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/ beigefügten Prioritäts- unterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender An- meldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbe- sondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/ oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfin- dung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehen- den Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können. Liste der Bezugszeichen

1 Gehäuse dT1 Differenz- Wert

2 Suszeptor dT2 Differenz- Wert

3 Substrathalteelement dT3 Differenz- Wert

4 Substrat dT4 Differenz- Wert

5 Tasche dT5 Differenz- Wert

6 Boden MT erster Mittel- Wert

7 Spalt, Gaspolster MT' zweiter Mittel- Wert

8 Zuleitung n Anzahl

9 Heizeinrichtung ST Suszeptortemperatur

10 Schaft Tn Ist-Wert der Oberflächentem-

11 Prozesskammerdecke peratur

12 Gaseinlassorgan Tn' approximierter Ist-Wert

13 Gasaustrittsorgan T1 Oberflächentemperatur

14 Prozesskammer T2 Oberflächentemperatur

15 Temperaturmessorgan T3 Oberflächentemperatur

16 optischer Pfad T4 Oberflächentemperatur

17 Öffnung T5 Oberflächentemperatur

18 Messpunkt TT approximierter Ist-Wert

19 Gasquelle T2' approximierter Ist-Wert

20 Massenflusskontroller T3' approximierter Ist-Wert

21 erster Regler T4' approximierter Ist-Wert

22 zweiter Regler T5' approximierter Ist-Wert

23 Steuereinrichtung t1 Zeitpunkt t2 Zeitpunkt

A erste Phase t3 Zeitpunkt B zweite Phase t4 Zeitpunkt dTn Differenz- Wert t5 Zeitpunkt