Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum thermischen Behandeln von Substraten sowie eine Aufnahmeeinheit für Substrate, um diese während der thermischen Behandlung aufzunehmen.

In der Halbleitertechnik sind unterschiedliche Vorrichtungen zur thermischen Behandlung von Halbleitersubstraten bekannt. Hierbei ist es insbesondere auch bekannt, Halbleitersubstrate während der thermischen Behandlung mittels elektromagnetischer Strahlung (Heizstrahlung) aufzuheizen. Solche strahlungs- basierten Vorrichtungen sind in der Technik beispielsweise als RTP-Anlagen (RTP = rapid thermal processing) RTA-Anlagen (RTA = rapid thermal anneal) oder auch als Schnellheizanlagen bekannt. Innerhalb solcher Schnellheizanlagen können sehr rasche Aufheizzyklen vorgesehen werden, wobei die zu prozessierenden Substrate jedoch insbesondere bei niedrigen Anfangstemperaturen gegenüber der Heizstrahlung wenigstens teilweise transparent sind. Erst bei höheren Temperaturen stellt sich eine höhere Absorption ein. Darüber hinaus ist es auch bekannt, dass bestimmte Substrate gegenüber der Heizstrahlung empfindlich sind und daher für solche Substrate eine direkte Strahlungsheizung nicht zweckmäßig ist. Auch können Strukturen auf dem Substrat unterschiedliche Absorptionseigenschaften über das Substrat hinweg vorsehen, sodass eine Strahlungsheizung eine inhomogene Aufheizung zur Folge hätte.

Daher wurden in der Vergangenheit zum Teil Plattenelemente eingesetzt, die zwischen die. Strahlungsquellen und das zu behandelnde Substrat platziert wurden, und welche eine große Nähe zu dem Substrat besaßen. Hierdurch war es möglich, das Plattenelement über Strahlung der Strahlungsquellen und indi- rekt hierüber die Substrate aufzuheizen. Die Plattenelemente besaßen jedoch den Nachteil, dass zum Teil durch einfache oder mehrfache Reflektionen noch immer Strahlung auf das Substrat gelangen konnte. Dies konnte wiederum zu einer inhomogenen Aufheizung des Substrats führen. Daher gab es auch Ver- suche statt der Plattenelemente eine Aufnahmeeinheit mit einem Unterteil und einem Deckel zu verwenden, die im geschlossenen Zustand eine Box mit einen Aufnahmeraum für das Substrat bilden. Diese Box war vollständig geschlossen und es konnte keine Strahlung der Strahlungsquellen auf das Substrat auftref- fen.

Solche geschlossenen Boxsysteme, wurden jeweils außerhalb der Prozesskammer der Vorrichtung beladen und dann im beladenen Zustand in die Prozesskammer der Vorrichtung eingebracht. Dabei ergibt sich jedoch das Prob- lern, dass die Atmosphäre innerhalb der geschlossenen Box relativ ungenau eingestellt werden konnte, da die Box vor der Beladung durch die Atmosphäre transportiert wurde. Insbesondere bei längeren Standzeiten zwischen der Beladung der Box und der anschließenden thermischen Behandlung konnte es zu Veränderungen der Atmosphäre innerhalb der Box, und besonders zu einer unerwünscht hohen Sauerstoffkonzentration kommen, was insbesondere bei WBG (Wide Band Gap) Substraten nachteilig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, wenigstens einen der zuvor genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum thermischen Behandeln von Substraten nach Anspruch 1 , eine Aufnahmeeinheit für Substrate nach Anspruch 7 oder eine Vorrichtung zum thermischen Behandeln von Substraten nach Anspruch 1 1 vorgesehen.

Das Verfahren zum thermischen Behandeln von Substraten, insbesondere Halbleiterwafern, erfolgt in einer Prozesseinheit mit einer Prozesskammer und einer Vielzahl von Strahlungsquellen, wobei das zu behandelnde Substrat in einer Box mit einem Unterteil und einem Deckel aufgenommen ist, die dazwi- sehen einen Aufnahmeraum für das Substrat bilden. Bei dem Verfahren werden die Box und das Substrat in die Prozesskammer geladen und diese wird anschließend geschlossen. Im Anschluss daran wird der Aufnahmeraum der Box mit einem Spülgas und/oder einem Prozessgas gespült, und zwar vor einem Aufheizen der Box und des darin befindlichen Substrats auf eine gewünschte Prozesstemperatur, um im Inneren der Box eine gewünschte Atmosphäre einzustellen. Erst nach dem Spülen wird die Box und das darin befindliche Substrat auf die gewünschte Prozesstemperatur mittels von den Strahlungsquellen emittierter Heizstrahlung aufgeheizt. Das Verfahren sieht somit eine Spülung des Innenraums der Box innerhalb der Prozesskammer vor, in der dann im direkten Anschluss die thermische Behandlung mittels Wärmestrahlung erfolgen kann. Hierdurch kann eine gewünschte Atmosphäre innerhalb der Box eingestellt werden. Insbesondere kann Sauerstoff ausgespült werden, was beispiels- weise für die thermische Behandlung von Wide-Band-Gap (WBG)-

Halbleitersubstraten erforderlich ist. Diese benötigen eine Sauerstofffreiheit während der thermischen Behandlung im Bereich von kleiner 10 ppm 0 ₂ in einer ansonsten inerten Gasumgebung. Aber auch bei anderen Substraten kann eine genaue Einstellung der das Substrat direkt umgebenden Atmosphäre er- forderlich sein.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Box eine Vielzahl von Spülöffnungen auf, die einen Umfang der Box mit dem Aufnahmeraum verbinden, um das Spülen des Aufnahmeraums im geschlossenen Zustand der Box zu ermöglichen, wobei die Spülöffnungen derart ausgebildet sind, dass sie den Durchtritt von Wärmestrahlung der Strahlungsquellen verhindern. Somit ist eine Spülung im geschlossenen Zustand der Box möglich und es kann auf geeignete Vorrichtungen zum Öffnen der Box innerhalb der Prozesskammer verzichtet werden. Alternativ hierzu oder auch zusätzlich ist es auch möglich, dass die Box für das Spülen des Aufnahmeraums innerhalb der Prozesskammer geöffnet und das Substrat optional von dem Unterteil der Box abgehoben wird, um ein gutes Spülen der Box zu ermöglichen und insbesondere eine gewünschte Atmosphäre in direkter Umgebung des Substrats während der thermischen Behandlung einzustellen. Wenn neben den Spülöffnungen auch ein Öffnen der Box vorgesehen ist, kann beispielsweise zunächst in geöffnetem Zustand gespült werden und während der thermischen Behandlung in geschlossenem Zustand der Box noch immer ein Gas durch die Box hindurchgeströmt werden, um auch während der thermischen Behandlung noch eine weitere Spülung und/oder eine Einstellung einer Prozessgasatmosphäre vorzusehen. Gemäß einer Ausführungsform weist das Unterteil eine im wesentlichen flache Konfiguration mit einer Vielzahl von Auflagenstiften auf, um ein Substrat beabstandet zur Oberseite des Unterteils zu halten, und das Oberteil weist an seiner Unter- seite eine Vertiefung auf, in der das Substrat im geschlossenen Zustand der Box aufgenommen ist. Eine solche Konfiguration ist insbesondere von Vorteil, um im geöffneten Zustand der Box ein gutes Spülen des Zwischenraums zwischen Unterteil und Substrat auch ohne ein Abheben des Substrats zu ermöglichen. Ferner kann ggf. auf Öffnungen zum Durchführen von Hubstiften im Be- reich des Substrats verzichtet werden, um einen vollständig geschlossenen

Aufnahmeraum vorzusehen. Zum Be- und Entladen könnte ein geeigneter Greifer zwischen Unterteil und Substrat fahren, oder das Substrat an den Kanten greifen. Vorzugsweise weist das Spülen wenigstens einen Spülzyklus bestehend aus einem Abpumpen der Prozesskammer auf einen Unterdruck und das anschließende Einleiten eines Spül- und/oder Prozessgases auf. Durch ein anfängliches Abpumpen der Prozesskammer und somit auch des Aufnahmeraums innerhalb der Box auf einen Unterdruck können zunächst unerwünschte Gasbestandteile abgesaugt werden, wobei durch das anschließende Einleiten eines Spül- und/oder Prozessgases die Atmosphäre innerhalb des Aufnahmeraums besser gespült werden kann. Bevorzugt weist das Verfahren eine Vielzahl solcher Spülzyklen auf, um die gewünschte Einstellung der Atmosphäre innerhalb der Aufnahmeeinheit sicher zu stellen.

Die Aufnahmeeinheit für Substrate, insbesondere Halbleiterwafer ist geeignet zum Tragen der Substrate in einer Vorrichtung zum thermischen Behandeln von Substraten mit einer Prozesskammer und einer Vielzahl von Strahlungsquellen, wobei die Aufnahmeeinheit ein Unterteil und einen Deckel aufweist, die im ge- schlossenen Zustand ein Box mit einem Aufnahmeraum für das Substrat dazwischen bilden. Wenigstens einer der Teile weist eine Vielzahl von Spülöffnungen auf, die einen Umfang der Box mit dem Aufnahmeraum verbinden, um das Spülen des Aufnahmeraums im geschlossenen Zustand der Box zu ermög- liehen, wobei die Spülöffnungen derart ausgebildet sind, dass sie den Durchtritt von Wärmestrahlung der Strahlungsquellen im wesentlichen verhindern. Eine solche Aufnahmeeinheit ermöglicht die schon oben genannten Vorteile. Vorzugsweise besitzen die Spülöffnungen eine Länge, die wenigstens dreimal län- ger ist als die Breite oder Höhe derselben. Alternativ oder auch zusätzlich können die Spülöffnungen auch nicht geradlinig ausgebildet sein und insbesondere eine Y-Konfiguration aufweisen, um den Durchtritt von Wärmestrahlung zu unterbinden. Eine Y-Konfiguration kann insbesondere auch eine gute Verteilung des Spül- oder Prozessgases im Bereich oberhalb und unterhalb eines im Auf- nahmeraum aufgenommenen Substrats vorsehen. Bei einer weiteren Ausführungsform weisen das Unterteil und der Deckel komplementäre, umlaufende (mit Ausnahme der Spülöffnungen) Strukturen derart auf, dass sie im geschlossenen Zustand ineinander greifen und/oder dass eine Struktur, die andere radial umgibt, um eine gute Abdichtung des Aufnahmeraums gegenüber dem Pro- zessraum zu erreichen.

Die Vorrichtung zum thermischen Behandeln von Substraten, insbesondere Halbleiterwafern, weist eine Prozesskammer und eine Vielzahl von Strahlungsquellen auf. Die Vorrichtung weist ferner eine Aufnahmeeinheit mit einem Unter- teil und einem Deckel auf, die im geschlossenem Zustand eine Box mit einem Aufnahmeraum für das Substrat dazwischen bilden, sowie eine Trageinheit zum Tragen der Box in der ^' Prozesskammer. Wenigstens einer der Teile der Aufnahmeinheit weist eine Vielzahl von Spülöffnungen auf, die einen Umfang der Box mit dem Aufnahmeraum verbinden, um das Spülen des Aufnahmeraums in geschlossenem Zustand der Box zu ermöglichen, wobei die Spülöffnungen derart ausgebildet sind, dass sie den Durchtritt von Heizstrahlung der Strahlungsquellen im wesentlichen verhindern und/oder die Vorrichtung weist eine Einheit zum Öffnen der Aufnahmeeinheit innerhalb der Prozesskammer auf, um das Spülen des Aufnahmeraums innerhalb der Prozesskammer zu ermöglichen. Beide Alternativen ermöglichen die schon oben genannten Vorteile. Insbesondere kann die Aufnahmeeinheit des zuvor beschriebenen Typs sein. Alternativ ist es auch möglich, dass die Aufnahmeeinheit keine Spülöffnungen aufweist und im Wesentlichen eine geschlossene Einheit bildet, die den Aufnahmeraum gegenüber der Prozesskammer abdichtet. Solche vollständig geschlossenen Boxen, die nur für den Spülvorgang innerhalb der Prozesskammer geöffnet werden, sind beispielsweise für GaAs-Halbleiterwafer von Vorteil. Hier soll sich während der thermischen Behandlung ein entsprechender As-Dampfdruck in- nerhalb des Aufnahmeraums einstellen, um ein Ausdiffundieren von As aus dem GaAs-Substrat zu unterbinden. Mithin soll innerhalb des Aufnahmeraums eine Makro-Gas-Umgebung eingestellt werden. Um dies zu fördern können das Unterteil und/oder der Deckel der Aufnahmeeinheit vor der (ersten) Nutzung noch zusätzlich mit Arsen gesättigt werden, um bei der thermischen Behandlung dann auch von sich aus As zur Einstellung eines entsprechenden Dampfdrucks bereitstellen zu können.

Das Vorsehen spezieller Spülöffnungen und/oder einer Öffnungseinheit für die Aufnahmeeinheit innerhalb der Prozesskammer ermöglichen ein rasches Durchspülen des Aufnahmeraums und es können Totvolumina innerhalb des Aufnahmeraums vermieden werden.

Vorzugsweise weisen das Unterteil und der Deckel komplementäre, umlaufende Strukturen derart auf, dass sie im geschlossenen Zustand ineinander greifen und/oder eine Struktur die andere radial umgibt. Hierdurch kann eine gute Abdichtung des Aufnahmeraums erreicht werden.

Das Verfahren und die Vorrichtung zum thermischen Behandeln von Substraten, sowie die Aufnahmeeinheit sind insbesondere für die thermische Behand- lung von WBG (Wide Band Gap) Substraten geeignet, die keine ausreichende Absorption für eine direkte Strahlungsabsorption der Strahlungsquellen aufweisen. Als Behandlungen kommen hierein Metallisierungsanneal, eine Aktivierung von Dotanten oder andere Prozesse in Betracht. Eine Erwärmung der Substrate erfolgt indirekt über die Aufnahmeeinheit, die strahlungsbasiert erwärmt wird. Die von der Aufnahmeeinheit absorbierte Wärmeenergie wird primär über Kon- vektion (bei einer atmosphärischen Behandlung) und/oder Strahlung der Aufnahmeeinheit, die sich von der Strahlung der Strahlungsquellen unterscheidet (insbesondere bei Vakuumprozessen) an das Substrat übertragen. Gerade bei solchen Substraten ist eine Sauerstofffreiheit im Bereich kleiner 10ppm 0 ₂ erforderlich, die über die Spülung/die Spülmöglichkeit der Aufnahmeeinheit erreicht werden kann. Aber auch für andere Substrate ergeben sich die vorteile einer kontrollierten Spülung eines Aufnahmeraums innerhalb der Aufnahmeein- heit.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: Fig, 1 eine schematische Querschnittsansicht durch eine Vorrichtung zum

thermischen Behandeln von Substraten mit einer darin aufgenommenen Aufnahmeeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung im geschlossenen Zustand; Fig. 2 eine schematische Querschnittansicht einer Vorrichtung zum thermischen Behandeln von Substraten ähnlich Fig. 1 , wobei die Aufnahmeeinheit jedoch in einem geöffneten Zustand gezeigt ist;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf ein Unterteil der Aufnahmeeinheit gemäß Fig. 1 ;

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf ein alternatives Unterteil der Aufnahmeeinheit; Fig. 5 eine weitere alternative Ausführungsform eines Unterteils der Aufnahmeeinheit;

Fig. 6a und 6b eine alternative erfindungsgemäße Aufnahmeeinheit, wobei Fig.

6a die Aufnahmeeinheit in einem geöffneten Zustand und Fig. 6b die ^' Aufnahmeeinheit im geschlossenen Zustand zeigt.

In der nachfolgenden Beschreibung verwendete Orts- bzw. Richtungsangaben beziehen sich primär auf die Darstellung in den Zeichnungen und sollten daher nicht einschränkend gesehen werden. Sie können sich aber auch auf eine bevorzugte Endanordnung beziehen.

Die Figuren 1 und 2 zeigen schematische Querschnittsansichten einer Vorrich- tung 1 zum thermischen Behandeln von Substraten 2 mit einer darin aufgenommenen Aufnahmeeinheit 4. Dabei zeigt Fig. 1 die Aufnahmeeinheit 4 innerhalb der Vorrichtung 1 in einem geschlossenen Zustand und Fig. 2 die Aufnahmeeinheit 4 in einem geöffneten Zustand. Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 6 auf, das im Inneren eine Prozesskammer 8 aufweist. Das Gehäuse 6 weist eine Be-/Entladeöffnung 10 auf, die über einen nicht dargestellten Türmechanismus verschließbar ist. Im Gehäuse ist wenigstens eine Gaszuleitungsöffnung sowie eine Gasabsaugöffnung, die beide nicht dargestellt sind, ausgebildet. Diese Gaszuleitungsöffnung und die Gasabsaugöffnung stehen mit der Prozesskammer 8 in bekannter Art und Weise in Verbindung. Insbesondere ist wenigstens eine Gaszuleitungsöffnung in einer ersten Seitenwand des Gehäuses 6 ausgebildet und wenigstens eine Gasabsaugöffnung in der gegenüberliegenden Gehäuseseitenwand, um eine im Wesentlichen gradlinige Strömung durch die Prozesskammer 8 zu ermögli- chen.

In der Prozesskammer 8 sind eine obere Lampenbank 12 sowie eine untere Lampenbank 13 angeordnet, welche jeweils eine Vielzahl von Heizlampen 14, wie beispielsweise Wolfram-Halogenlampen und/oder Bogenlampen, aufwei- sen. Es können aber auch andere geeignete Lampen eingesetzt werden. Obwohl dies nicht dargestellt ist, können die obere Lampenbank 12 und die untere Lampenbank 13 von einem mittigen Prozessbereich jeweils durch eine für die Strahlung der Lampen 14 im Wesentlichen transparente Abdeckung, wie beispielsweise eine Quarzplatte getrennt sein, wie es in der Technik bekannt ist. Die Innenwände der Prozesskämmer 8 sind verspiegelt, um möglichst die gesamte Strahlung der Heizlampen 14 in Richtung des mittigen Prozessbereichs zu bringen. Die Auflage 15 besteht aus einer Vielzahl von Auflagestiften 19, die so angeordnet sind, dass sie eine geschlossene Aufnahmeeinheit 4, im Wesentlichen zentriert zwischen der oberen Lampenbank 12 und der unteren Lampenbank 13 anordnen. Die Auflagestifte 19 sind vorzugsweise aus einem für die Strahlung der Heizlampen transparenten Material, wie beispielsweise Quarz, sie können aber auch aus einem anderen geeigneten Material bestehen. Die Auflagestifte 19 können stationär innerhalb der Prozesskammer angeordnet sein oder aber auch mit einer Hubvorrichtung in Verbindung stehen. Die Hubeinheit 17 besteht aus einer Vielzahl von Deckel-Auflagestiften 21 sowie einer Vielzahl von Substrat-Auflagestiften 22, deren Funktion nachfolgend noch näher erläutert wird. Die Auflagestifte 21 , 22 der Hubeinheit 17 sind über einen nicht dargestellten Hubmechanismus, wie beispielsweise einen Ringhubmechanismus in Vertikalrichtung bewegbar. Alternativ könnten die Auflage- stifte 21 , 22 auch stationär sein, wenn die Auflagestifte 19 bewegbar sind. Die Auflagestifte 21 , 22 sind wiederum bevorzugt aus einem für die Strahlung der Heizlampen transparenten oder im Wesentlichen transparenten Material, wie beispielsweise Quarz. Die Aufnahmeeinheit 4 für das Substrat 2 besteht im Wesentlichen aus einem Unterteil 25 und einem Deckel 26, die im geschlossenen Zustand einen Aufnahmeraum für das Substrat 2 dazwischen bilden. Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf das Unterteil 25 der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Aufnahmeeinheit 4. Das Unterteil 25 besteht aus einem die Strahlung der Heiz- lampen absorbierenden Material, wie beispielsweise Graphit oder einem sonstigen hoch absorbierenden Material, welches darüber hinaus die thermische Behandlung der Substrate nicht beeinträchtigt, insbesondere keine Verunreinigungen in den Behandlungsprozess einbringt. Das Unterteil 25 ist ein Plattenelement mit einer ebenen Unterseite 28 und einer konturierten Oberseite 29. Insbesondere ist in der Oberseite 29 eine Vertiefung 31 ausgebildet, die eine Höhe besitzt, die größer ist als die Dicke eines aufzunehmenden Substrats 2. im Bereich der Vertiefung 31 ist eine Vielzahl von Auf- lagestiften 32 vorgesehen, welche geeignet sind das Substrat 2 eng beabstandet zur Oberseite 29 des Unterteils 25 innerhalb der Vertiefung 31 zu tragen. Bei der Darstellung gemäß Fig. 5 sind vier dieser Auflagestifte dargestellt, nämlich ein mittiger Auflagestift sowie drei Randauflagestifte, die jeweils um 120° zueinander versetzt angeordnet sind. Es ist aber auch möglich, eine andere Anordnung von Auflagestiften 32 vorzusehen. Die Auflagestifte 32 besitzen eine Höhe, die so ausgelegt ist, dass ein darauf aufliegendes Substrat 2 nicht über einen Rand der Vertiefung nach oben vorragt. Mithin ist die kombinierte Höhe aus Höhe der Auflagestifte 32 sowie Dicke eines aufzunehmenden Substrats 2 kleiner als die Tiefe der Vertiefung 31 . Es wäre aber auch möglich, dass ein in der Vertiefung 31 aufgenommenes Substrat 2 über die Oberseite des Unterteils 25 hervorsteht, wenn im Deckel 26 ein entsprechender Aufnahmeraum für das Substrat vorgesehen wäre. Im Randbereich der Oberseite 25 ist ferner eine optionale Ausnehmung 34 vorgesehen, welche beispielsweise eine Tiefe entsprechend der Tiefe der Vertiefung 31 aufweist. Die Ausnehmung 34 ist voll umlaufend, so dass zwischen der Ausnehmung 34 und der mittigen Vertiefung 31 ein umlaufender Steg 36 gebildet wird.

In dem Steg 36 ist eine Vielzahl von Kanälen mit einer Tiefe entsprechend der Tiefe der Ausnehmung 34 sowie der Vertiefung 31 ausgebildet. Beispielsweise sind, wie in der Draufsicht gemäß Fig. 3 zu erkennen ist, drei solcher Kanäle 38 vorgesehen. Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, dienen die Kanäle 38 dazu, auch im geschlossenen Zustand der Aufnahmeeinheit 4 eine Spülung des Aufnahmeraums der Aufnahmeeinheit 4 zu ermöglichen. Die Kanäle 38 sind in Umfangsrichtung jeweils um 120° versetzt zueinander angeordnet und erstrecken sich radial in Richtung eines Mittelpunkts des Unterteils 25. Die Kanäle 38 besitzen jeweils bevorzugt eine Länge, die wenigstens drei Mal so groß ist, wie die sonstigen Abmessungen des Kanals, d.h. wie die Höhe oder die Breite des Kanals 38. Hierdurch soll ein Durchtritt von Strahlung durch den Kanal im Wesentlichen unterbunden werden, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. In dem Unterteil 25 ist darüber hinaus eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen vorgesehen, welche die Unterseite 28 und die Oberseite 29 Verbinden. Eine Gruppe von ersten Durchgangsöffnungen 40 ist im Bereich des Stegs 36 ausgebildet, während eine Gruppe von zweiten Durchgangsöffnungen 41 im Bereich der Vertiefung 31 ausgebildet ist. Bei der Darstellung sind bei jeder Gruppe drei Durchgangsöffnungen vorgesehen, die in Umfangsrichtung des Unterteils jeweils um 120° zueinander versetzt angeordnet sind. Wie der Fachmann erkennen kann, kann auch eine größere Anzahl von Durchgangsöffnungen vorgesehen sein, wobei sich auch die Anordnung der jeweiligen Durchgangsöffnungen von der dargestellten Form unterscheiden kann. Die ersten Durch- gangsöffnungen 40 sind jeweils zur Aufnahme und Durchführung der ersten Auflagestifte 21 bemessen, und sie sind mit diesen ausrichtbar. Die zweiten Ausgangsöffnungen 41 sind jeweils zur Aufnahme der zweiten Auflagestifte 22 bemessen und mit diesen ausrichtbar. Mithin entspricht die Anzahl der Auflagestifte 21 der Anzahl der ersten Durchgangsöffnungen 40 und die Anzahl der Auflagestifte 22 der Anzahl der zweiten Durchgangsöffnungen 41.

Der Deckel 26 besitzt eine ebene Oberseite 43 sowie ein konturierte Unterseite 44. Die Unterseite 44 weist eine mittige Vertiefung 46 auf, die derart ausgebildet ist, dass lediglich ein umlaufender Randsteg 48 stehen bleibt, der im Wesentlichen komplementär zur Ausnehmung 34 in der Oberseite 29 des Unterteils 25 ist. In dem Randsteg 48 ist eine Vielzahl von Durchlässen vorgesehen, die komplementär zu den Kanälen 38 in dem Steg 36 des Unterteils 25 vorgesehen sind, und die mit diesen ausrichtbar sind. Insbesondere können am Unterteil 25 und/oder am Deckel 26 Ausrichtmarkierungen oder -strukturen vorgesehen sein, welche eine ordnungsgemäße Ausrichtung von Unterteil 25 und Deckel 26 sicherstellen, um eine Ausrichtung der Durchlässe im Randsteg 48 mit den Kanälen 38 im Steg 36 des Unterteils 25 sicherzustellen. Bei einer entsprechenden Ausrichtung wäre es möglich, selbst im geschlossenen Zustand der Aufnahmeeinheit 4 ein Spülen des Aufnahmeraums der Aufnahmeeinheit 4 zu ermöglichen. Durch ein verdrehtes Aufsetzen des Deckels 26 auf dem Unterteil 25 könnte hingegen ein im Wesentlichen vollständig geschlossener Aufnahme- räum gebildet werden, zumindest derart, dass vom Randbereich her keine Öffnung zum Aufnahmeraum besteht, was in bestimmten Anwendungen gewünscht sein kann.

Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein alternatives Unterteil 25 der Aufnahmeeinheit 4. In Fig. 4 werden dieselben Bezugszeichen verwendet wie bei der bisherigen Ausführungsform, sofern gleiche oder ähnliche Elemente bezeichnet werden. Das Unterteil 25 gleicht im Wesentlichen dem zuvor beschriebenen Unterteil 25 und weist wiederum eine mittige Vertiefung 31 sowie eine Vielzahl von Auflagestiften 32 in der Vertiefung 31 auf. Eine Randausneh- mung 34 ist ebenfalls vorgesehen, so dass ein Steg 36 gebildet wird. In dem Steg 36 ist wiederum eine Vielzahl von Kanälen 38 ausgebildet, jedoch unterscheidet sich die Anzahl und die Ausrichtung der Kanäle 38 von der Anzahl und Anordnung der Kanäle 38 gemäß der vorhergehenden Ausführungsform. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind insgesamt zehn Kanäle 38 vorgesehen, und zwar fünf auf der linken Seite und fünf auf der rechten Seite. Die Kanäle 38 erstrecken sich jeweils parallel zueinander und die Kanäle auf der linken Seite (gemäß der Draufsicht von Fig. 4) sind mit den Kanälen 38 auf der rechten Seite ausgerichtet. Natürlich kann auch eine noch größere oder auch eine geringere Anzahl entsprechender Kanäle 38 vorgesehen sein und die Kanäle auf den gegenüberliegenden Seiten können versetzt sein.

Wie der Fachmann erkennen kann, muss der Deckel 26 bei dieser Ausführungsform entsprechend angepasst sein, so dass im Randsteg 48 eine entsprechende Anzahl von Öffnungen vorgesehen ist, die mit den Kanälen 38 ausgerichtet werden können. Wiederum ist ein versetztes Aufsetzen des Deckels 26 (beispielsweise um 90° verdreht) möglich, um auch hier einen im Wesentlichen geschlossenen Aufnahmeraum vorsehen zu können.

Die Kanäle 38 sind bei den obigen Ausführungsformen jeweils als gradlinige Kanäle dargestellt. Es ist aber auch möglich, dass die Kanäle 38 keine gerade Form aufweisen, sondern beispielsweise eine Y-Konfiguration besitzen. Eine solche Konfiguration könnte selbst bei einer kürzeren Länge der jeweiligen Ka- näle 38 verhindern, dass Strahlung durch den entsprechenden Kanal 38 hindurch auf ein Substrat 2 in der Vertiefung 31 auftreffen könnte. Eine solche Y- Konfiguration kann entweder innerhalb der Ebene des Stegs 36 derart ausgebildet sein, dass eine Links-/Rechtsverteilung einer eintretenden Gasströmung auftritt. Eine entsprechende Y-Konfiguration könnte auch so ausgebildet sein, dass eine Verteilung nach oben bzw. nach unten erfolgt, um gezielt eine Gasströmung oberhalb bzw. unterhalb eines in der Vertiefung 31 aufgenommenen Substrats 2 zu erzeugen. Fig. 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des Unterteils 25 der Aufnahmeeinheit 4. Wiederum werden dieselben Bezugszeichen verwendet wie zuvor. Das Unterteil 25 weist wiederum eine mittige Vertiefung 31 auf, an dessen Boden eine Vielzahl von Auflagestiften 32 vorgesehen ist. Auch ist wiederum eine Randausnehmung 34 vorgesehen, so dass ein Steg 36 zwischen der Ausnehmung 34 und der Vertiefung 31 gebildet wird. Bei dieser Ausführungsform ist der Steg 36 jedoch voll umlaufend, d.h. es ist kein Kanal 38 vorgesehen. Entsprechend sollte auch der Deckel 26 im Bereich des Randstegs 38 keine Öffnungen aufweisen. Eine solche Kombination aus Unterteil und Deckel würde einen im Wesentlichen geschlossenen Aufnahmeraum innerhalb der Aufnahmeeinheit vorsehen.

Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform der Aufnahmeeinheit 4, wobei wiederum dieselben Bezugszeichen verwendet werden, wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen.

Die Aufnahmeeinheit 4 weist wiederum ein Unterteil 25 und einen Deckel 26 auf. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch das Unterteil 25 im Wesentlichen eine ebene Platte ohne konturierte Unter- oder Oberseite. Lediglich auf der Oberseite sind Auflagestifte 32 vorgesehen, von denen in der Darstellung nur ein zentraler Auflagestift 32 zu sehen ist. Im Randbereich ist wiederum eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 40 vorgesehen, die radial außerhalb eines Aufnahmebereichs für das Substrat 2 liegen. Eine dieser DurchgangsöfFnungen 40 ist in Fig. 6 rechts gezeigt. Weitere Durchgangsöffnungen (wenigstens zwei weitere) sind in Umfangsrichtung verteilt.

Der Deckel 26 unterscheidet sich wesentlich von dem Deckel 26 der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dahingehend dass hier der Deckel 26 eine mittige Vertiefung 51 in einer Unterseite 44 des Deckels 26 aufweist. Die Oberseite 43 des Deckels 26 ist wiederum eben ausgebildet. Die mittige Vertiefung 51 bildet einen Aufnahmeraum für das Substrat und ist entsprechend bemessen. Die Vertiefung 51 ist insbesondere so bemessen, dass die Unterseite 44 des Deckels 26 im geschlossenen Zustand eng benachbart zur Oberseite des Substrats 2 liegt, und Seitenwände der Vertiefung das Substrat 2 engpassend umgeben. Ferner besitzt der Deckel 26 bei dieser Ausführungsform einen größeren Umfang als das Unterteil 25, so dass der Deckel 26 radial über das Unterteil 25 vorsteht. Im Randbereich des Deckels 26 ist an der Unterseite ein erhöhter Rand 53 vorgesehen, der im geschlossenen Zustand das Unterteil wenigstens teilweise umgreift, wie in Fig. 6b zu erkennen ist. Der Bereich zwischen dem erhöhten Rand 53 und der Vertiefung 51 an der Unterseite 44 des Deckels 26 ist der Teil, der im geschlossenen Zustand der Aufnahmeeinheit 4 auf dem Unterteil 5 aufliegt. Wie in den Figuren zu erkennen ist, ist der jeweilige das Substrat 2 im geschlossenen Zustand der Aufnahmeeinheit 4 umgebende Bereich des Unterteils (Steg 36) (Figs. 1 - 5) bzw. des Oberteils (Fig. 6) relativ breit, was darauf zurückzuführen ist, dass der entsprechende Bereich als Randschutzelement ausgebildet ist. Dieses Element vergrößert virtuell den Umfang des Substrats 2, um Randeffekte bei der thermischen Behandlung am Rand des Substrats 2 zu unterdrücken. Dadurch, dass eine fast durchgängige Materialbeschaffenheit in der Substratebene vorgesehen ist, werden auftretende Randeffekte (erhöhte Aufheizung beim Aufheizen, schnellere Abkühlung beim Abkühlen) auf die Randbereiche der Aufnahmeeinheit 4 verlegt.

Bei dieser Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist es möglich, bei abgehobenem Deckel 26 gemäß Fig. 6a den Aufnahmeraum gut durchzuspülen, auch ohne das Substrat 2 anzuheben. Auf entsprechende Durchgangsöffnungen im Unterteil 25 kann daher hier verzichtet werden. Zum Be- und Entladen des Substrats 2 kann es entweder über Kantengreifer oder auch über einen Greifer, der zwischen Unterteil 25 und Substrat 2 fährt, gehandelt werden. Somit kann ein im Wesentlichen hermetisch geschlossener Aufnahmeraum zwischen Unterteil 25 und Deckel 26 gebildet werden.

Nachfolgend wird nunmehr eine thermische Behandlung eines Substrats 2 innerhalb der Vorrichtung 1 näher erläutert.

Zunächst wird die Aufnahmeeinheit 4 und das Substrat 2 in die Prozesskammer 8 der Vorrichtung 1 zum thermischen Behandeln geladen. Dabei kann das Substrat außerhalb der Prozesskammer 8 in die Aufnahmeeinheit 4 eingesetzt worden sein, und die beiden können gemeinsam in die Prozesskammer 8 eingesetzt werden. Es wäre aber auch möglich, zunächst die Aufnahmeeinheit 4 in die Prozesskammer 8 einzubringen, diese dort wie in Fig. 2 gezeigt, über die Auflagestifte 21 zu öffnen und erst dann das Substrat 2 in die Prozesskammer 8 einzubringen. Diese könnten dann auf angehobene Auflagestifte 22 abgelegt werden. Derzeit wird aber bevorzugt, die Aufnahmeeinheit 4 mit beladenem Substrat 2 in die Prozesskammer 8 einzubringen. Nach dem Einbringen der Aufnahmeeinheit und des Substrats wird die Prozesskammer 8 geschlossen.

Nun kann die Aufnahmeeinheit 4 mit einem gewünschten Gas, beispielsweise einem inerten Gas oder aber auch einem Prozessgas gespült werden, um den Aufnahmeraum innerhalb der Aufnahmeeinheit, in dem das Substrat 2 aufgenommen ist, durchzuspülen und ggf, eine gewünschte Atmosphäre einzustellen. Insbesondere kann zum Beispiel 0 ₂ ausgespült werden, was beispielsweise für WBG Substrate erforderlich ist. Dies kann bei der Ausführungsform der Aufnahmeeinheit mit Spülöffnungen (beispielsweise gemäß Fig. 1 bis Fig. 4) bei geschlossener Aufnahmeeinheit erfolgen. Es ist aber auch möglich, die Auf- nahmeeinheit 4 während des Durchspülens zu öffnen, durch entsprechendes Hochfahren der Auflagestifte 21 , um den Deckel 26 vom Unterteil 25 abzuheben. Optional kann entsprechend auch das Substrat über die Auflagestifte 22 abgehoben werden, um auch den Bereich zwischen Substrat 2 und Unterteil 25 besser spülen zu können. Für eine entsprechende Spülung kann einfach ein Gas durch die Prozesskammer 8 hindurchgeleitet werden, in dem z.B. auf einer Seite der Prozesskammer 8 ein Gas eingeleitet wird, das auf der gegenüberliegenden Seite abgesaugt wird. Durch entsprechende Anordnung einer Gaszuführung und einer Gasabsaugung lässt sich eine im Wesentlichen laminare oder geradlinige Strömung durch die Prozesskammer 8 hindurch erreichen.

Bevorzugt ist jedoch ein Spülzyklus vorgesehen, der zunächst ein Absaugen der Prozesskammer auf einen Unterdruck umfasst, gefolgt durch die Einleitung eines Spül- und/oder Prozessgases bei gleichzeitiger Absaugung desselben. Durch ein entsprechendes Abpumpen auf einen Unterdruck kommt es zu einer verbesserten Verteilung des Spülgases innerhalb der Prozesskammer und insbesondere auch in dem Bereich des Aufnahmeraums der Auf nahmeeinheit 4. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass die Aufnahmeeinheit 4 zum Spülen nicht geöffnet wird. Zur Einstellung einer gewünschten Atmosphäre des Aufnahmeraums können mehrere solcher Spülzyklen bestehend aus einer Absaugung auf einen Unterdruck mit anschließender Einleitung eines Spül- oder Prozessgases eingestellt werden.

Wenn die Aufnahmeeinheit 4, wie in Fig. 2 gezeigt, während des Spülens geöffnet wurde, was natürlich auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 oder gemäß Fig. 6 erforderlich wäre, wird die Aufnahmeeinheit 4 anschließend geschlossen. In der Folge wird dann die Aufnahmeeinheit 4 über die Heizlampen 14 aufgeheizt und hierüber indirekt das Substrat 2 innerhalb der Aufnahmeeinheit. Bei einer Aufnahmeeinheit 4 mit entsprechenden Spülöffnungen (Kanälen) kann während der thermischen Behandlung kontinuierlich eine Gasströmung durch den Aufnahmeraum aufrechterhalten werden, wenn dies gewünscht ist. Hierbei kann ein Spülgas eingesetzt werden, um beispielsweise aus dem Unterteil 25 oder Deckel 26 ausgasende Substanzen abzuführen oder es könnte auch ein Prozessgas eingeleitet werden. Dabei sollte die Strömung ausreichend gering eingestellt werden, dass sie keinen Einfluss auf die thermische Behandlung hat, spricht keine Temperaturinhomogenitäten erzeugt. Bei einer geschlossenen Aufnahmeeinheit gemäß Fig. 5 oder auch gemäß Fig. 6 wäre eine entsprechende Strömung nicht zweckmäßig. Bei einer entsprechenden geschlossenen Aufnahmeeinheit, die beispielsweise für GaAs- Prozesse eingesetzt werden kann, könnte die Aufnahmeeinheit, d.h. die Ober- seite des Unterteils und/oder die Unterseite des Deckels mit Arsen gesättigt sein, um während der thermischen Behandlung Arsen abzugeben und einen Arsendampfdruck innerhalb der geschlossenen Aufnahmeeinheit 4 einzustellen, der verhindert, dass Arsen aus dem GaAs-Substrat ausdiffundiert. Die Erfindung wurde zuvor anhand bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert, ohne auf die konkrete Ausführungsformen begrenzt zu sein.

Insbesondere kann sich der Aufbau der Vorrichtung 1 zum thermischen Behan- dein von dem dargestellten unterscheiden. Insbesondere könnte auf die Hubeinheit 17 mit den Auflagestiften 21 und 22 verzichtet werden, wenn ein Öffnen der Aufnahmeeinheit 4 innerhalb der Prozesskammer 8 nicht gewünscht oder nicht erforderlich ist. Auch können für die Aufnahmeeinheit 4 unterschiedliche Unterteile und Deckel eingesetzt werden, die jedoch dazwischen einen Auf- nahmeraum für das Substrat 2 bilden müssen. Hier sind unterschiedliche Konfigurationen möglich. Beispielsweise wäre es auch denkbar, Spülöffnungen im Deckel 26 vorzusehen, beispielsweise bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6. Hier könnten beispielsweise entsprechende Kanäle in dem Auflagebereich des Deckeis vorgesehen sein. Für eine verbesserte Abdichtung zwischen Deckel 26 und Unterteil 25 wäre es möglich, eine entsprechende Dichtung vorzusehen. Auch wäre es beispielsweise möglich, statt eines Umgreifens gemäß den Ausführungsformen einen Eingriff zwischen Unterteil 25 und Deckel 26 vorzusehen. Dies könnte beispielsweise erreicht werden, in dem eines der beiden Teile einen umlaufenden Steg aufweist, der in eine entsprechende umlaufende Nut des anderen Teils eingreift. Der Fachmann wird hier unterschiedlichste Ausführungsformen erkennen. Auch hinsichtlich des Materials können für Unterteil 25 und Deckel 26 unterschiedlichste Materialien verwendet werden, die einerseits die Strahlung der Heizlampen 14 gut absorbieren und andererseits keine Verunreinigung für das zu behandelnde Substrat vorsehen.

Wie zuvor erwähnt, wird Graphit als ein geeignetes Material angesehen, das beispielsweise bei Halbleiterprozessen keine Verunreinigungen einbringt. Das Graphit kann in normaler Form vorliegen oder auch insbesondere als pyroly- tisch beschichtetes Graphit, das darüber hinaus beispielsweise mit Arsen für Ga As-Substrate gesättigt sein kann. Ferner wird insbesondere Siliziumcarbid oder auch Siliziumcarbid beschichtetes Graphit in Betracht gezogen. Insbeson- dere Siliziumcarbid beschichtetes Graphit lässt sich kostengünstig für den Pro- zess herstellen und weist geeignete Eigenschaften auf. Auch andere Materialien wie Bonitrit oder Bonitrit beschichtetes Graphit werden in Betracht gezogen.

Um ein Ausgasen von Elementen aus der Aufnahmeeinheit vor und/oder beim Spülen zu fördern, können das Unterteil 25 und das Oberteil leicht erwärmt werden, wobei die Erwärmung aber gering gehalten werden muss, dass noch keine substantielle Erhöhung einer Reaktivität mit dem Substrat gegeben ist. Jedenfalls liegt eine solche Erwärmung vor und/oder beim Spülen wesentlich unter der Prozesstemperatur. Eine solche Erwärmung kann beispielsweise durch gepulste Ansteuerung der Lampen erreicht werden und ist sowohl bei geöffneter als auch geschlossener Aufnahmeeinheit möglich.