DE3416470A1

DE3416470A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von halbleitern im trockenverfahren unter verwendung einer fotochemischen reaktion

Info

Publication number: DE3416470A1
Application number: DE3416470A
Authority: DE
Inventors: Jun-Ichi Sendai Miyagi Nishizawa
Original assignee: Semiconductor Research Foundation
Current assignee: Semiconductor Research Foundation
Priority date: 1983-05-11
Filing date: 1984-05-04
Publication date: 1984-11-15
Also published as: FR2545984A1; US4540466A; JPS59207631A; JPH0332911B2; FR2545984B1; GB8412110D0; GB2141386B; GB2141386A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Halbleitern im Trockenverfahren unter Verwendung einer fotochemischen Reaktion

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleitern nach dem sogenannten Trockenverfahren, das eines der Halbleiterherstellungsverfahren ist und die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Anwendung einer fotochemischen Reaktion beim Trockenverfahren sowie eine Vorrichtung für die Durchführung desselben.

Für die Herstellung von verschiedenen Typen elektronischer Geräte wie Halbleiter, beispielsweise Transistoren und integrierte Schaltkreise, gibt es Herstellungstechniken mit immer höherem. Niveau, um die immerffiher steigenden Anforderungen an die Vollkommenheit bei zunehmender Miniaturisierung der Halbleiter zu erfüllen. Bei diesen liegt heute die Abmessung der die integrierten Schaltkreise bildenden Komponenten ebenso wie die Abstände zwischen diesen und die Durchmesser der Zuleitungsdrähte in der Größenordnung von Mikron. Demgemäß ist die Abmessung der Komponenten in Seitenrichtung gegenwärtig mit Toleranzen von nur etwa - 0,1 Mikron einzuhalten. Bezüglich der Vertikalrichtung überwiegt das Erfordernis für die Bildung sehr dünner

Filme in der Größenordnung von einigen hundert A. Je nach Fall besteht die Notwendigkeit, eine Mehrschichtsstruktur vorzusehen, in welcher diese dünnen Filme übereinander liegen in mehrschichtigen Laminaten.

Aus den oben erwähnten Gründen besteht das ständige Erfordernis, hochpräzise Techniken oder Verfahren bei der Ablagerung oder dem Ätzen verschiedener Arten solcher dünnen Filme zu schaffen, wobei unterschiedliche Funktionen relativ zueinander bestehen. ■

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Die Techniken der Ablagerung und Ätzung, die in jüngster Zeit praktiziert wurden oder wichtiger geworden sind, um die oben genannten Erfordernisse zu erfüllen, werden als Trockenverfahren im breiten Sinne des Wortes bezeichnet.

Die Bedeutung des Ausdrucks "im breiten Sinne des Wortes" beruht auf den folgenden Überlegungen.

Die als Fotolithographie bezeichnete Technik, die bei der Halbleiterherstellung verwendet wird, bezeichnet die Verfahren der selektiven Ätzung solcher Filme wie SiO₂ oder Si^N.,

die auf der Oberfläche des Halbleiters durch die Verwendung eines Fotoresists und einer chemischen Ätzung gebildet worden sind, wobei das Ätzmittel beispielsweise Flußsäure (HF) enthält. Dies ist eine wichtige Technik, die gegenwärtig häufig bei der Herstellung von Halbleitern eingesetzt wird.

es ist jedoch sehr schwierig, die Fehler oder Toleranzen bei der Abmessungsgenauigkeit nach dem Ätzen auf dem oben erwähnten Niveau von etwa - 0,1 μΐη zu halten. Demgemäß wurde als hochpräzises Ätzverfahren zur Substitution der oben beschriebenen Technik das sogenannte Zerstäubungsverfahren praktisch eingeführt (einschließlich Gleichstromzerstäubung, Wechsel-Stromzerstäubung, Mikrowellenzerstäubung, reaktive Zerstäubung und Gasplasmazerstäubung), wobei man typischerweise so vorgeht, daß ein zu ätzendes Substrat in eine Vakuumkammer eingesetzt wird und unter einer Gasatmosphäre,erzeugt durch Einleiten ' eines Inertgases wie Argon und eines Reaktionsgases wie Kohlenstoff tetrachlorid (CCl₄), wird eine Gleich-oder Hochfrequenzspannung an die Elektroden angelegt, um eine Glimmentladung zu erzeugen und dabei eine gewünahte Stelle oder bestimmte Stellen des Substrats zu ätzen. Zusätzlich zu dem oben erwähnten wurden auch Ionenätztechniken unter Verwendung eines Ionenstrahls erprobt. Der Ätzmechanismus dieser letztgenannten Technik- kann grundsätzlich als identisch mit der Zerstäubung angesehen werden.

Im Bereich der Halbleiter wird der ersterwähnte Ätzprozess' unter Verwendung chemischer Ätzmittel als Naßprozess bezeichnet im Gegensatz zu dem letztgenannten Ätzprozess unter Verwendung

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der Zerstäubungstechniken, Ionenstrahltechniken oder Entladungsprozessen im Bereich der "Entladungschemie", die üblicherweise als "Trockenätzprozess" oder einfach "Trockenverfahren" bezeichnet wird. . '

Diese "Entladungschemie" wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein Beispiel der oben erwähnten Zerstäubungstechnik erläutert. In eine zwei einander gegenüberliegende Elektroden enthaltende Vakuumkammer wird beispielsweise Argongas (Ar) eingelassen und eine Gleichspannung wird über den Elektroden angelegt zum Einleiten einer Glimmentladung. Dabei wird das Argongas ionisiert zu Ar , das mit dem Substrat kollidiert, um Atome oder Moleküle aus dem Substrat herauszuschlagen. Dieser Vorgang repräsentiert das "Ätzen". Anstatt Argongas zu verwenden, kann ein solches Gas eingesetzt werden, das chemische Reaktionen mit den Atomen des Substrats eingeht. Dabei können verschiedene Prozesse durchgeführt werden, w.ie Ablagerung und Ätzung.

Der technische Ausdruck "Trockenverfahren" jedoch wäre geeigneter, wenn er in einem breiteren Konzept betrachtet wird als nur beschränkt auf die spezifischen Typens des Ätzens, die oben erwähnt wurden.Der Ausdruck "Trockenverfahren", wie er im vorliegenden Zusammenhang verwendet wird, repräsentiert nämlich den oben genannten weiteren Sinn. Dies beruht auf der Überlegung, daß das Zerstäubungsverfahren (das in der Praxis entweder als reaktives Zerstäuben oder Plasma-CVD-Technik bezeichnet wird) als die Art und Weise .der Ausbildung durch Ablagerung eines dünnen Films verwendet wird, einer solchen. Substanz, wie amorphes Silizium, polykristallines Silizium, SiO , Si₃O^ oder TaN mit guter Präzision (d.h. unter genauer Steuerung der Dicke als auch der Filmqualität oder des FiImzustands). Es ist hier festzuhalten, daß die Verfahren einer Ausbildung eines dünnen Films durch die Zerstäubungstechnik oder durch die Vakuumablagerungstechnik generell als physikalische Verdampfungsablagerung (PVD = Physical Vapor Deposition) bezeichnet werdaiim Gegensatz zu der chemischen Verdampfungsablagerung. (CVD = Chemical Vapor Deposition). Es ist außerdem

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festzuhalten, daß beispielsweise das epitaxiale Aufwachsenlassen aus der Dampfphase,bei dem es sich um eine Art der CVD-Technik handelt, so ausgeführt wird, daß thermische Energie einem Reaktionsgas zugeführt wird, um die Ablagerung mittels

Wasserstoffreduktion oder Pyrolyse zu bewirken. Im Gegensatz dazu besteht ein Verfahren wie die oben erwähnte Plasma-CVD-Technik in der Anwendung des Mechanismus, daß die Entladeenergie (elektrische Energie) etwa durch Glimmentladung dem Reaktionsgas zugeführt wird und die Ablagerung unter Bedingungen

erfolgt, die der üblichen Zerstäubungstechnik und der CVD-Technik gemeinsam sind. Der Ablagerungsmechanismus ist auch nicht auf eine Art beschränkt, sondern Kombinationen verschiedener Mechanismen würden erforderlich sein für die Bildung oder Ablagerung einer dünnen Schicht mit einem hohen Grad funktio-

naier Charakteristiken.

So gesehen ist festzuhalten, daß nicht nur die gewöhnliche CVD-Technik, sondern auch der Ablagerungsprozess, der auf der dekomprimierten CVD-Technik beruht, bestimmt zum Verbessern der Gleichförmigkeit der Dicke des erzeugten Films durch Ver-

längerung der mittleren freien Weglänge des Reaktionsgases gleicherweise unter dem Begriff Trockenverfahren subsummiert werden können.

In dem oben festgehaltenen Sinne wird das Konzept des "Trockenverfahrens" als anwendbar angesehen bei allen Phäno-

menen, die zwischen dem Objekt (zu bearbeitender Gegenstand) und dem in Gasphase vorliegenden Material auftreten können, unabhängig davon, ob das Verfahren zur Ablagerung oder zum Ätzen dient. Gegenwärtig jedoch wird das Trockenverfahren, das in der Lage ist, einen dünnen Film auszubilden, dessen

Dicke mit guter Präzision gesteuert wird oder das ein Ätzverfahren ausführen kann, das die Abmessungsgenauigkeit mit einem Fehler in der Größenordnung von Mikrometern realisiert typischerweise repräsentiert den Stand der Technik durch das spezifische Trockenverfahren, bei dem ein Gas in eine Kammer

^ eingelassen wird, in welcher eine Glimmentladung erzeugt wird,

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um das in Gasphase vorliegende Material zu aktivieren durch die Entladeenergie (elektrische Energie), die dabei erzeugt wird, urji das Aufwachsen (oder die Ablagerung) eines Films zu beschleunigen. Sowohl beim Ätzen als auch beim Ablagern wird das Substrat (das hier und im folgenden als "Objekt" bezeichnet werden soll), an dem das Verfahren auszuführen ist, in einer abgeschlossenen Kammer untergebracht, deren Inneres evakuiert wird, wonach das erforderliche Gas eingelassen wird und elektrische Leistung wird über den in der .Kammer unterge-' brachten Elektroden zugeführt, um eine Glimmentladung zu erzeugen. Selbst wenn die Elektroden sich außerhalb der Kammer befinden, welche aus Isolierstoff besteht, existieren unvermeidlich Partikel hoher Energie Am Entladungsraum.

In einem solchen Falle wird das Objekt entweder auf der Elektrode plaziert oder in der Nähe der Elektrode oder in einem von der Elektrode relativ weit weg liegenden Platz. Mit anderen Worten wird das Objekt in dem Bereich plaziert, wo sich eine intensive Glimmentladung ergibt (d.h. im Entladungsbereich) oder in einem Bereich nahe dem Entladungsbereich, je-

doch ohne eigentliches Glimmentladungsphänomen),(d.h. in einem entladungsfreien Bereich). Auch in diesem letzteren Falle sind die Umstände innerhalb der Kammer so, daß kaum irgendwelche Unterschiede im Gasdruck vorliegen im Entladebereich, verglichen mit dem Bereich,in welchem sich das Objekt befindet.. Un-

abhängig davon, in welchem Bereich das Objekt plaziert wird, ■ wird das im Entladebereich erzeugte Material (welches im allgemeinen entweder aus Partikeln in Gasphase besteht, welche die Ablagerungsschicht bilden oder aus in Gasphase vorliegenden Partikeln besteht, die als Ätzmaterial für das Objekt.

dienen) auf das Objekt zur Einwirkung gebracht.

Wenn eine Glimmentladung durch die Einleitung eines Gases erzeugt wird, werden die Atome und Moleküle, die sich in dem Lastgas befinden, einer Entladeenergie unterworfen, wodurch sie in den Zustand höherer Energie, d.h. den aktivierten Zur

stand gebracht werden. Im Ergebnis wird in der Gasphase nicht nur eine Zunahme der bloßen kinetischen Energie der Atome und Moleküle hervorgerufen, sondern auch solche komplizierten Reaktionen wie chemische Reaktionen einschließlich Ionisation, Zer-

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fall und Synthese und auch Polymerisation. Aus diesem Grunde werden die elektrisch geladenen Partikel wie Elektronen und Ionen in erheblichen Mengen in dem Entladebereich erzeugt und sie nehmen eine große kinetische Energie an, indem sie der elektrischen Energie unterworfen werden, die von der Glimmentladung eingeführt wird, d.h. sie nehmen eine höhere Geschwindigkeit an. Diese Partikel mit höherer Geschwindigkeit stoßen mit neutralen Partikeln zusammen wie Ar, um diese zu ionisieren oder auf sie kinetische Energie zu übertragen. Das bedeutet, daß nicht nur diese Partikel (Moleküle, Atome, Ionen, Elektronen, etc.), die notwendig sind für die Ablagerung auf dem Objekt oder dessen Ätzung, sondern auch jene Partikel, die für diese Zwecke nicht erforderlich sind, ebenfalls auf das Objekt einwirken, entweder im ionisierten Zustand vom elektrischen Standpunkt aus oder dem neutralen Zustand mit einer erheblich hohen kinetischen Energie. Die Richtungen, in der sie auf das Objekt auftreffen, sind allgemein zufällig. In bestimmten Fällen jedoch, beispielsweise um die Ablagerungsrate zu vergrößern, wird in der Kammer ein Magnet untergebracht, um die Orientierung des Auftreffens dieser Partikel gleichförmiger zu machen mit Hilfe des Magnetfeldes, das vom Magnet erzeugt wird, d.h. der Partikelbewegung wird eine Orientierung gegeben, was bei bestimmten Arten des Trockenverfahrens zutrifft.

in jedem Falle geschieht es häufig, daß die Oberfläche des Objekts beschädigt wird, infolge Kollision mit in Gasphase vorliegenden Partikeln, die eine hohe kinetische Energie besitzen, wie oben erläutert wurde, sobald diese Partikel auf das Objekt auftreffen. Diese Beschädigung umfaßt die Ehtstehung solcher Defekte wie Gitterdislozierungen, Traubenbildungen, Streckunge, usw. in der Oberfläche des Objekts, womit die elektrischen Kennwerte der im Objekt vorhandenen Komponenten verschlechtert werden.

Wie oben erläutert, ist es bei dem Ablagerungsprozeß und dem Ätzprozeß, die gemeinsam als Trockenverfahren unter Verwendung einer Glimmentladung bezeichnet werden sollen, schwierig, gemäß dem Stand der Technik den Nachteil der Beschädigung der

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Oberfläche des Objekts zu vermeiden trotz der Tatsache, daß dieses Trockenverfahren eine Technik hohen Niveaus repräsentiert, mit der beabsichtigt ist, die Abmessungen wie die Dicke und Breite des Objekts mit hoher Genauigkeit zu steuern.

Darüberhinaus ist der Wert der Energie, der dem Gas durch die Glimmentladung zugeführt wird, im Mittel hoch. Da jedoch die Energiewerte in einem weiten .Bereich liegen, werden die Atome und Moleküle, die in dem Gas enthalten sind, in unterschiedlichster Weise aktiviert, .so daß .die verschiedensten Arten physikalischer oder chemischer Reaktionen stattfinden können. Demgemäß ist festzuhalten,daß im Stand der Technik keine bestimmte ausgewählte Aktivierung erfolgt wie sie notwendig ist, um nur die gewünschte Ablagerung oder Ätzung aus- -* zuführen.

Wenn beispielsweise beabsichtigt ist, amorphes Silizium (a-Si) abzulagern unter Verwendung des Plasma-CVD-Verfahrens mit einem SiH. enthaltenden Gas,ergibt sich, daß der resultierende a-Si Film, der so gebildet wird, nicht nur a-Si

²^ allein enthält, sondern auch verschiedene Typen Si H Substanzen wie Si Polykristallen oder SiH.. Wie man aus diesem Phänomen ferner erkennt, hat das bisher verwendete Verfahren den Nachteil, daß Reaktionen erfolgen, die nicht übereinstimmen mit dem verfolgten Zweck oder sogar unerwünschte Reaktionen auftreten. Auch kann es vorkommen, daß zwar mit dem Trokkenverfahren nur das Ätzen des Objekts beabsichtigt ist, doch tatsächlich nicht nur geätzt wird, sondern außerdem auch irrelevante Ablägerungen gleichzeitig erfolgen.

Man könnte demgemäß ein Verfahren in Betracht ziehen, mit cLem sichergestellt wird, daß unter den verschiedenen Arten von Atomen und Molekülen, denen verschiedene Typen von Bedingungen im Ergebnis der Aktivierung in dem Entladebereich verliehen worden sind, nur jene spezifischen Partikel, welche dem beabsichtigten Zweck entsprechen, selektiv auf das Objekt

^⁵ zur Einwirkung gebracht werden. Ein solches Verfahren würde

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jedoch unvermeidlich zu' sehr teuren und aufwendigen Appara-¹· türen führen und zusätzlich die Schwierigkeit mit sich bringen, mit gutem Wirkungsgrad die jeweiligen Partikel auszusondern.

Als Verfahren zum Beheben dieser Nachteile und Probleme des Standes der Technik, die oben erwähnt wurden, wurden Verfahren vorgeschlagen, um den Trockenprozeß durch extern auftreffende Lichtstrahlen in die Kammer, in der das Trockenverfahren durchgeführt wird, zu unterstützen.

Eines dieser bekannten Verfahren ist so ausgelegt, daß ein Objekt in der Kammer in einem Bereich nahe dem Entladebereich plaziert wird und ein Lichtstrahlenbündel auf dem Entladebereich zum Auftreffen gebracht wird, um dadurch das Gas zu aktivieren, das in die Kammer eingelassen worden ist. Dieses Verfahren erfördert, daß der Gasdruck auf einem niedrigen Wert gehalten wird, um eine Glimmentladung zu entwickeln, doch hat dies die Folge eines schlechten Wirkungsgrades der Partikelaktivierung. Darüberhinaus werden auch in diesem Falle Partikel mit hoher kinetischer Energie mit dem Objekt kollidieren und dieses beschädigen, wie oben erörtert.

Ein anderes bereits vorgeschlagenes Verfahren liegt darin, ein Objekt im Ladebereich der Kammer unterzubringen, in der das Gas aktiviert wird und ein Lichtstrahl wird zum Auftreffen • darauf gebracht. Hier ist festzuhalten, daß diese Technik die Probleme mit sich bringt, dass das Gas nicht nur aktiviert wird durch die auftreffenden Lichtstrahlen, sondern auch durch die Glimmentladung selbst, so daß nicht nur die angestrebte Reaktion erfolgt, sondern auch jene Reaktionen, die diesem Zweck nicht dienen. Darüberhinaus würde die Oberfläche des Objekts durch solche Erzeugnisse solcher Reaktionen kontaminiert werden, die von dem angestrebten Zweck abliegen.

Fotochemische Reaktionsprozesse per se treten in vielen Fällen selektiv auf. Das bedeutet die Möglichkeit, eine Reaktion selektiv zu entwickeln. Demgemäß arbeitet ein solches selektives Verfahren wirksam, um einen sauberen Prozeß durchzuführen .

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- Αζ.

Ausgehend von dem im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Verfahren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die oben im einzelnen erläuterten Nachteile zu vermeiden und diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil der Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Demgemäß ergibt sich ein Trockenverfahren im oben definierten Sinne, bei dem die in Gasphase vorliegenden Partikel, die Atome und/oder Moleküle in dem Lastgas durch Lichtstrahlen aktiviert werden, wobei das Objekt, das bearbeitet wird, gegen Beschädigungen durch die Kollision jener Partikel geschützt ist, die eine hohe kinetische Energie aufweisen, wenn das Objekt geätzt wird oder auf seiner Oberfläche Ablagerungen vorzunehmen sind. Darüberhinaus ergibt sich .das Merkmal, daß der Reaktionsprozess gerichtet erfolgt und ferner sichergestellt wird, daß das Verfahren sauber abläuft, ohne daß Reaktionsprodukte in der Nähe des Objekts verbleiben, indem diese Produkte schnell aus dem betreffenden Bereich evakuiert werden.

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt eine detaillierte Erläuterung.

Fig. 1 zeigt in Diagrammform eine Vorrichtung für die Ätzung oder Ablagerung .nach dem Trockenverfahren gemäß der Erfindung, wobei ein Lichtstrahlenbündel einen Bereich

höheren Gasdrucks der Kammer bestrahlt, basierend auf dem fotochemischen Prinzip, während auf das im Bereich niedrigeren Gasdrucks plazierte Objekt der resultierenden fotochemisch aktivierten in Gasphase vorlie

genden Partikel durch Austrittsdüsen oder durch Brechungen auftreffen, die mit kleinem Durchmesser zwischen den beiden Bereichen vorgesehen sind.

Fig. 2 stellt diagrammartig die Verteilung der Strömungsrichtungen der aktivierten Par-

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tikel dar, wie sie durch ein Austrittsloch in den Bereich niedrigeren Gasdrucks eingespeist werden infolge der Druckdifferenz der Gase in den beiden Bereichen. 5

Fig. 3 zeigt diagrammartig eine Ausführungsform

der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Vorrichtung gegenüber Fig. 1 modifiziert ist. 10

Fig. 1 zeigt in Diagrammform eine Vorrichtung, die zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung benutzt wird zur Erläuterung des Trockenverfahrens unter Verwendung fotochemischer Technik.

Aus einer Lichtquelle 1 treten Lichtstrahlenbündel aus, welche Partikel von Atomen und/oder Molekülen anregen, welche in dem Lastgas enthalten sind für entweder Ätzung oder Ablagerung. Mit 2 ist eine Kammer bezeichnet, in der das Trockenverfahren gemäß der Erfindung ausgeführt wird. Der Innenraum dieser Kammer 2 ist durch eine Trennwandung 3 in einen Bereich höheren Gasdrucks 4 und einen Bereich niedrigeren Gasdrucks 5 unterteilt. Diese beiden Bereiche 4 und 5 sind an voneinander getrennte Absaugsysteme 6 bzw. 7 angeschlossen. Der Bereich

²^ höheren Gasdrucks 4 ist an ein Gaseinleitsystem 8 angeschlossen. Ein Pfeil 9 deutet die Lichtstrahlen von der Lichtquelle 1 an. Mit 10 ist ein Fenster bezeichnet, durch welches diese Lichtstrahlen mit gewünschter Wellenlänge aus dem Lichtstrahlenbündel 9 durchgelassen werden. Der durch das Fenster 10 durchgelassene Teil des Lichtstrahlenbündels 9 trifft auf das unter höherem Druck stehende Gas im Bereich 4, um die in diesem Gas enthaltenen Partikel zu aktivieren. Mit 11 sind Auslaßöffnungen oder Durchbrechungen bezeichnet, die in der Trennwandung 3 vorgesehen sind für den Auslaß des Gases aus dem Bereich höheren Gasdrucks 4 in den Bereich niedrigeren Gasdrucks 5. Die aktivierten, in der Gasphase vorliegenden Partikel, die in dem Besieh höheren Gasdrucks 4 erzeugt worden sind, werden, nachdem

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die chemischen oder physikalischen Reaktionen infolge ihrer Erregung durch die auftreffenden Lichtstrahlen ausgesetzt worden sind, durch diese Durchbrechungen 11 in den Bereich niedrigeren Gasdrucks in Form von Gasstrahlen 12 eingelassen.

Ein Objekt 13, das bearbeitet werden soll, ist.im Bereich niedrigeren Gasdrucks 5 plaziert, damit ein Ätz- oder Ablagerungsvorgang erfolgen kann. Dieses Objekt 13 wird von einem Tisch 14 getragen.

Wie man· der Darstellung nach Fig. 1 einer Vorrichtung für die Durchführung des Trockenverfahrens entnimmt, zielt die vorliegende Erfindung auf ein Trockenverfahren unter Verwendung der Fotochemie ab, das heißt Begünstigung von chemischen und/oder physikalischen Reaktionen und Aktivierung der in Gasphase vorliegenden Reaktionsteilnehmer dadurch, daß sie den auftreffenden Lichtstrahl mit Wellenlängen im Infrarotbereich (einschließlich fernes Infrarot) Sichtbaren- und Ultraviolettbereich (einschließlich Vakuum und tiefes Ultraviolett) des Spektrums ausgesetzt werden. In vielen Fällen ist infrarotes Licht wirksam, um Moleküle leicht anzuregen zur Bewirkung einer chemischen Reaktion.

Wenn Partikel wie Atome und Moleküle, die in dem Lastgas enthalten sind, durch das Aussetzen dieses Gases einem Bündel soleher Lichtstrahlen wie oben erwähnt erregt werden, wird die Energie von Photonen auf die Partikel des Gases übertragen infolge der Wechselwirkung zwischen den- Photonen und den im Gas enthaltenen Partikeln. Es ist festzuhalten, daß in einem solchen . Falle die kinetische Energie der Photonen vernachlässigbar klein ist. Auch wenn diese Parikel angeregt oder aktiviert sind infolge ihrer Absorption der Energie der Photonen, führt dies zu einer Zunahme der internen Energie, etwa einer Zunahme der Schwinungsenergie oder Rotationsenergie oder Zunahme in der Elektronenenergie der Partikel, d.h. einem Ansteigen des Energiepegels der in den Partikeln vorliegenden Elektronen. Die Absorption von Photonen mit hoher Energie oder Absorption einer großen Anzahl von Photonen führt zur Ionisation oder Versetzung der getroffenen Partikel. Demgemäß ergibt sich kaum eine Zu-

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nähme der kinetischen Energie der Partikel selbst. Deshalb wird die kinetische Energie der Partikel des Gases nach der Anregung nicht wesentlich von der kinetischen Energie abweichen/ welche der Maxwell-Boltzmann Verteilung folgt, die ihrerseits bestimmt ist durch die Temperatur, die das Gas vor der Erregung aufwies.

Genauer gesagt, wenn die Energiezufuhr durch Bestrahlung mit Licht verglichen wird mit der durch konventionelle Glimmentladung, so ist die kinetische Energie der in Gasphase vorliegenden Partikel durch die erstere nicht so groß wie die durch die letztere eingeführte. Übrigens ist der Druck des Gases in dem Bereich, welcher der Lichtbestrahlung ausgesetzt wird, höher eingestellt als der des Bereiches, in dem das Objekt plaziert ist, so daß ein hoher Wirkungsgrad der Aktivierung erzielbar ist. Ferner ist die Differenz des Gasdrucks zwischen den unterteilten beiden Regionen so, daß sich eine Strömung des Gases in Richtung auf das Objekt ergibt. In einem solchen Falle werden jene Partikel, die in dem Gasstrom mitgeführt werden, einer kollektiven gleichförmigen Bewegung längs der Strömungsrichtung des Gases folgen. Wenn gasförmige Partikel durch die klein bemessenen Durchbrüche aus dem Bereich höheren Gasdrucks mit höherer Gasviskosität in dem Bereich niedrigeren Druckes ausgestoßen werden, werden die Ströme von Partikeln gerichtete Ströme mit gleichförmiger Fortbewegungsrichtung bilden. In einem solchen Falle sind die Partikel auch nicht in der Lage, eine kinetische Energieverteilung aufzuweisen, die erheblich abweicht von der Maxwell-Boltzmann Verteilung. Im Mittel beträgt ihre kinetische Energie höchstens etwa einige 10 meV. Wenn gasförmige Partikel mit einer kinetischen Energie dieses Niveaus mit dem Objekt kollidieren, bewirken sie teum eine Beschädigung der Objektoberfläche, weil darüberhinaus das Objekt sich in einem Bereich relativ niedrigen Gasdrucks befindet, haben die Partikel eine große mittlere freie Weglänge in diesem Bereich und demgemäß werden jene Par-

³^ tikel die Atome und Moleküle, die im Ergebnis der Vervollständigung solcher Reaktionen wie Ätzung oder Ablagerung erzeugt

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werden,nicht lange am Objekt verharren, sondern von dort schnell durch beispielsweise Diffusion ausgetragen. An der Oberfläche des Objekts werden deshalb die verbrauchten Gaspartikel schnell, abgeführt und an deren Stelle werden frisch erregte Partikel der Oberfläche zugeführt. Aus diesem Grunde ist die Möglichkeit der Kontaminierung der Oberfläche des Objekts durch die Reaktionsprodukte sehr klein. Mit anderen _it Worten kann das Trockenverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung als ein sehr sauberes bezeichnet werden.

'0 Als Lichtquelle kann man eine Lichtemissionsquelle mit einem weiten Emissionsspektrum verwenden wie eine Quecksilberlampe , eine Xenonlampe oder eine Halogenlampe. Es ist hier festzuhalten, daß die Lichtquelle so gewählt werden soll, daß sie unter den Lichtstrahlen des Bestrahlungsbündels jene Lichtstrahlung emittiert, mit einer Energie, wie sie erforderlieh ist für die Bewirkung der gewünschten Aktivierung der im Gas enthaltenen Partikel. Im Falle einer Lichtquelle wie Quecksilberlampe, Xenonlampe oder Halogenlampe, welche Lichtstrahlen erzeugen mit einem weiten Bereich von Wellenlängen,, ist es auch wirksam, aus diesen Lichtstrahlen -mittels Spektroskop ein Licht-

2® strahlenbündel auszusondern mit einer gewünschten spezifischen Wellenlänge, die in der Lage ist, eine angestrebte Reaktion zu -— bewirken. Die Lichtquelle kann so gewählt werden, daß sie selektiv einen Lichtstrahl emittiert, der allgemein erforderlich ist für die Verwendung in der Fotochemie oder mit einer Wellenlänge

mit einer Energie, die erforderlich ist, daß die Partikel das Licht absorbieren können, um von ihrem Basispegel auf den aktivierten Pegel angehoben werden zu können. Es gibt einen Fall, bei dem jene Partikel, die frisch infolge der Photolyse erzeugt worden sind, Partikel mit einem aktivierten Zustand werden.·

³^ Wenn beispielsweise ein Bündel monochromatischer Lichtstrahlen wie Laserlicht entsprechend dem Absorptionsspektrum eines spezifischen Typs von Partikeln verwendet wird, ist es möglich, selektiv eine Aktivierung oder die sie begleitende Reaktion zu bewirken. Alternativ wird es durch Verwendung einer Lichtquelle, bestehend aus einer Mehrzahl von monochromatischen Lichtquellen möglich, wenn diese gleichzeitig strahlen, auch

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die gewünschten mehreren Partikeltypen zu erregen.

Die Einstellung des Gasdruckes in dem Bereich höheren Gasdrucks wird vorgenommen durch Verwendung des Absaugsystems 6 und durch Verwendung des Gaseinlasses in 8. In einem solchen Falle braucht das Vakuum, das durch das Absaugsystem 6 erreicht wird, nicht sehr hoch zu sein. Bei-

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spielsweise kann ein Vakuum von 10 Torr genügen, das man mit einer Rotary Pumpe erzielen kann. Der Druck im Bereich höheren Gasdrucks genügt, wenn er darin resultiert, die mittlere freie Weglänge der Gaspartikel in dem Gas kleiner zu machen als die Abmessungsgrößenordnung des Aufbaus der Vorrichtung, wie etwa den Durchmesser der Ausstoßdurchbrüche 11 in der Trennwandung gemäß Fig. 1. Obwohl der Druck ab·*- hängt von dem Typ der erregten Partikel, die erzeugt werden sollen, kann dieser Druck auch AtraoSphärendruck sein oder könnte einen oberhalb desselben liegenden Druck annehmen. Im Falle des Betriebs unter einem Gasdruck oberhalb atmosphärischen Druckes kann der Fall eintreten, daß keine besondere Notwendigkeit besteht für die Verwendung einer Absaugeinrichtung wie eine Pumpe, um als Evakuator zu dienen. Es ist hier festzuhalten, daß als Mittel zur Einstellung des Innendrucks der Kammer oder als Mittel für die Einstellung der Absaugrate eine Pumpe oder ein Nadelventil oder dergleichen verwendet werden können.

Die Verteilung der Richtungen der Strömung von jenen Partikeln in den Bereich niedrigeren Gasdrucks hängt in hohem Maße ab von der Form der Ausstoßdurchbrüche 11. Nachstehend erfolgt eine Erläuterung unter der Annähme, daß die Ausstoßdurchbrüche eine runde Form als Beispiel besitzen. Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht im Falle, daß das Ausstoßloch diese runde Form besitzt und zeigt auch die Verteilung der Strömung der in dem Bereich niederen Gasdrucks ausgestoßenen Partikel. Die Verteilung der Partikel wird bestimmt durbh die Werte der Dicke L der Trennwandung und des Durchmessers d der Durchbrüche, den Gasdruck und den Typ der Gaspartikel» Generell gilt, daß mit zunehmender Gasdruckdifferenz und zunehmendem

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Wert von L/d, die Richtungsverteilung der Partikel in Richtung auf das Ziel, d.h. in Richtung Z, zunehmend konvergiert. Demgemäß muß die' Verteilung der Richtung der Partikelströmung bestimmt werden durch Auslegung der oben erwähnten Parameter.

Im Falle der Behandlung beispielsweise eines Substrats (Objekt) mit einer großen Oberfläche, ist festzustellen, daß bei nur einem Ausstoßdurchbruch für die Partikel sich ein seitlicher Verteilungsgradient in der Partikelströmung innerhalb des Oberflächenbereichs des Substrats (Objekt) entsprechend dem Grad der durchgeführten Reaktion ergibt.

In einem solchen Fall ist es nur erforderlich, eine Mehrzahl von Ausstoßdurchbrüchen vorzusehen, um die seitliche Verteilung der ausgestoßenen Partikel gleichförmig zu machen, die der Oberfläche des Substrats zugeführt werden. Auch die Form der Ausstoßdurchbrüche ist nicht auf die runde Form beschränkt, sondern kann rechteckig, quadratisch, schlitzförmig oder in anderer Weise geformt sein unter der Voraussetzung, daß die Durchbrüche orientierte Strahlen von Partikel in den Bereich niedrigeren Gasdrucks bewirken.

Die Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1 ist so ausgebildet, daß sich der Bereich höheren Gasdruckes getrennt ~ findet von dem Bereich niedrigeren Gasdrucks durch eine Trennwandung und daß das Absaugen in jedem Bereich unabhängig voneinander erfolgt. Um diese beiden Bereiche herzustellen, deren Gasdrücke voneinander abweichen, kann eine abweichende Konstruktion so gewählt werden, daß sich eine Kammer mit zwei aneinanderstoßenden Bereichen unterschiedlicher Querschnittsfläche ergeben, relativ zueinander in einer Richtung im we- ' sentlichen senkrecht zur Richtung der Gasströmung.

Fig.3 zeigt eine abgewandelte Form der Vorrichtung für die Erläuterung einer solchen Konstruktion. Ein Bereich mit kleinerem Querschnitt ist für die Kommunikation in Verbindung mit einem Bereich mit einer großen Querschnittsfläche. Durch Evakuieren des Bereichs mit der größeren Querschnittsfläche

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wird der Gasdruck in dem Bereich mit kleinerer Querschnittsfläche höher als in dem Bereich mit größerer Querschnittsfläche. Diese letztere Ausführungsform der Vorrichtung dient dazu, die Strömung des Gases von dem Bereich 4 höheren Gasdrucks im Abschnitt mit kleinerem Querschnitt in der Richtung im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Gasströmung in den unteren Gasdruckbereich 5, wo die größere Querschnittsfläche vorliegt, auszunutzen. Ein Bündel von Lichtstrahlen durchsetzt parallel zur Gasströmung den Bereich 4 mit höherem

.¹⁰ Gasdruck. Die Differenz der Gasdrücke wird bestimmt durch solche Faktoren wie das Verhältnis der Durchmesser des Bereichs 4 höheren Drucks und des Bereichs 5 niedrigeren Drucks in der Richtung senkrecht zur Gasströmung, die Absaugrate der Pumpe, den Druck des eingespeisten Gases und. dergleichen.

Auch die Anzahl jener Partikel, die auf die Oberfläche des Objekts auftreffen, verändert sich in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Austrittdurchbruch 11 und dem Objekt 13. Da die Verteilung in der Richtung der Strömung jener Partikel, welche dem Objekt zugeführt werden ebenso bestimmt wird durch die positioneile Beziehung zwischen dem Objekt und dem Durchtritt 11, besteht die Notwendigkeit, daß zwecks Erzielung einer gleichförmigen Reaktion optimale Werte gewählt werden, die bestimmt werden können durch die Bedingungen wie die Abmessungen der Vorrichtung und das Volumen des Gases, das in die Vorrichtung eingeführt wird.

Neben der Technik der Ausbildung einer Gasströmung, wie sie oben beschrieben wurde, kann die Anordnung so getroffen werden, daß der Durchtritt des Gases, der den Hochdruckgasbereich 4 mit dem Niederdruckgasbereich 5 verbindet, relativ eng und langgestreckt ausgelegt wird, um einen Druckabfall . innerhalb des Durchlasses zu erzielen. In einem solchen Fall kann ein Objekt in dem Niederdruckgasbereich 5 plaziert werden oder aber auch alternativ in dem Durchtritt selbst und die letztere Anordnung des Objekts könnte zu einer verbesserten orientierung der Reaktion führen.

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Die Absaugvorrichtung für den Niederdruckgasbereich 5 ist so zu wählen, räß ein hinreichend hohes Vakuum erzielt wird. Die mittlere Weglänge der Gaspartikel wird bestimmt durch den Druck des Gases, das zu verwenden ist. Es ist jedoch wünschenswert, daß das Vakuum im Niederdruckgasbereich so eingestellt wird, daß ein solcher Druck herrscht, bei dem die mittlere freie Weglänge der Partikel größer ist als die Abmessungsordnung des Systems. .

Bezüglich der Erregung der in Gasphase vorliegenden Partikel durch Bestiäilung mit Lichtstrahlen ist festzuhalten, daß es Fälle gibt, wo es wirksam ist, nicht nur jene Partikel zu erregen, die im Gas vorliegen, sondern auch die Oberfläche des Objekts selbst. Man kann beispielsweise den Fall betrachten, daß ein Bündel von Lichtstrahlen die Oberfläche eines Halbleiters bestrahlt, was zu einer Beschleunigung der chemischen Reaktionen an der Oberfläche dieses' Halbleiters führt. Oder wenn Schichten auf die Oberfläche eines Halbleiters aufzulaminieren sind, wird die Qualität dieser Schichten verbessert, indem man die in Gasphase vorliegenden Partikel einem Lichtstrahlenbündel aussetzt. Demgemäß wird nicht nur die die Erregung (Aktivierung) der in Gasphase vorliegenden Partikel allein durch Bestrahlung mit Lichtstrahlen, sondern auch durch die Kombination dieser Gasbestrahlung und der Aktivierung der Oberfläche des Objekts durch Bestrahlung die Möglichkeit geschaffen, diese Trockenverfahren gemäß der Erfindung noch effektiver auszugestalten. Wenn dieser verbesserte Prozeß unter Verwendung der Vorrichtung nach Fig.1 auszuführen ist, kann er beispielsweise realisiert werden durch Ausbildung der Trennwandung 3 aus einem Material, das für die auftreffenden Lichtstrahlen transparent ist. In einem solchen Falle können, wenn die Wellenlänge der Lichtstrahlen für die Erregung der Partikel abweicht von der der Lichtstrahlen, die vorgesehen sind für die Aktivierunq der Oberfläche des Objekts, zwei Lichtquellen verwendet werden oder alternativ kann eine Lichtquelle verwendet werden, welche zwei Arten monochromatischer Lichtstrahlen abgibt.

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Wie oben beschrieben, ist das Trockenverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, basierend auf Fotochemie, so ausgelegt, daß ein Lichtstrahlenbündel auf den Hochdruckgasbereich einwirkt,um die Partikel mit hohem Wirkungsgrad zu aktivieren und daß diese so erregten Partikel mittels einer Gasströmung transportiert werden, hervorgerufen durch die Gasdruckdifferenz, um so dem Objekt zugeführt zu werden, das sich im Niederdruckgasbereich befindet. Auf diese Weise stellt das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung sicher, daß ein sauberer Prozeß ausgeführt wird, ohne Begleiterscheinungen wie die Entwicklung von Beschädigungen am Objekt. Darüberhinaus hat das Trockenverfahren gemäß vorliegender Erfindung einen hohen industriellen Wert, da zahlreiche Vorteile vorliegen wie der, daß die erregten Partikel so orientiert werden können, daß orientierte Reaktionen ausgeführt werden könnei mit dem Ergebnis, daß beschädigungsfreie, anisotrope Trockenätzung durchführbar wird.

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Claims

Patentansprüche

1 . Trockenes Verfahren für die Herstellung eines Halbleiters unter Verwendung fotochemischer Reaktionen, wobei ein Reaktionsgas in ein Gehäuse eingespeist wird, in welchem sich ein Halbleitersubstrat befindet zur Ausführung von Ätzungen oder Ablagerungen auf dem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß

in dem Gehäuse ein Bereich höheren Gasdrucks und ein an diesen anschließender Bereich niedrigeren Gasdrucks erzeugt wird, welcher mit dem Bereich höheren Gasdrucks über mindestens einen Gasdurchtritt zwischen beiden kommuniziert zum Erzeugen einer Gasdfuckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich und unter Ausbildung einer Gasströmung aus dem ersten Bereich in den zweiten Bereich über den Durchtritt;

Plazieren des Substrats in einem Bereich des Gehäuses, in welchem ein niedriger Druck des Gases vorliegt?

Bestrahlen des in dem ersten Bereich eingespeisten Gases mit mindestens einem Lichtstrahlenbündel zum Aktivieren.von in dem Gas enthaltenen Partikeln und

Transportieren der resultierenden, aktivierten in Gasphase vorliegenden Partikel aus dem ersten Bereich in den zweiten Bereich, indem sie in der Gasströmung mitgeführt werden, um auf dem im zweiten Bereich plazierten Substrat verteilt zu werden, so daß die fitzung oder Ablagerung auf dem Substrat erfolgt.

2. Trockenverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung des Gases im ersten Bereich mittels des Lichtstrahlenbündels durch ein im ersten Bereich vorgesehenes Fenster erfolgt, um selektiv den Durchlaß nur solcher Licht-

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strahlen zu ermöglichen, die eine geforderte Wellenlänge aufweisen und in dem Lichtstrahlenbündel aus einer verwendeten . äußeren Lichtquelle enthalten sind, um auf das im ersten Be- ^; reich enthaltene Gas aufzutreffen zwecks Aktivierung eines ■1 ⁵ ausgewählten Partikeltyps, enthalten in dem Gas des ersten ; Bereichs.

■i 3. Trockenverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, S daß die Bestrahlung des Gases im ersten Bereich mittels des ,1 '0 Lichtstrahlenbündels durch ein Fenster des ersten Bereichs erfolgt, das durchlässig ist für ein Lichtstrahlenbündel aus einer extern angeordneten Lichtquelle, die so gewählt ist, daß : sie Lichtstrahlen nur einer Wellenlänge erzeugt zum Auftreffen auf das in dem ersten Bereich enthaltene Gas zwecks Aktivierung eines ausgewählten Typs von Partikeln, enthalten in dem Gas des ersten Bereichs.

4. Trockenverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung des Gases im ersten Bereich mittels des

^ Lichtstrahlenbündels durch ein im ersten Bereich vorgesehenes Fenster erfolgt unter Durchlaß einer Mehrzahl von Lichtstrahlenbündeln durch das Fenster mit gewünschten unterschiedlichen Wellenlängen, abgesehen von einer Mehrzahl äußerer Lichtquellen zwecks Aktivierung einer Mehrzahl von Typen'von Partikeln, enthalten in dem Gas des ersten Bereichs.

5. Trockenverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Lichtstrahlenbündel eine Wellenlänge oder Wellenlängen haben, die vom fernen Ultraviolett bis Infrarotbereichen des Spektrums reicht(reichen).

6. Trockenverfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdurchtritt eine Querschnittskonfiguration aufweist, die eine orientierte Partikelströmung in den zweiten Bereich bewirkt.

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7. Trockenverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der höhere Gasdruck in dem ersten Bereich durch eine Gasabsaugeinrichtung und eine Gaszufuhreinrichtung hergestellt wird, welche beide einstellbar an den ersten Bereich angeschlossen sind, um sicherzustellen, daß eine mittlere freie Weglänge der Partikel in dem Gas des Bereichs sich ergibt, die kürzer ist als die Abmessungsordnung des Gasdurchtritts und daß der niedrigere Gasdruck im zweiten Bereich bewirkt wird durch eine einstellbare Gasabsaugeinrichtung, die an diesem zweiten Bereich

"10 und den Gasdurchtritt angeschlossen ist.

8. Trockenverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich höheren Gasdrucks einen kleineren wirksamen Querschnitt senkrecht zur Gasströmuncrsrichtuna durch den Gas-

1-* durchtritt aufweist als der zweite Bereich und daß die beiden Bereiche miteinander durch einen einzigen Gasdurchtritt kommunizieren, dadurch ausgebildet, daß sich der erste Bereich in den zweiten Bereich öffnet.

g_# Trockenverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat in dem zweiten Bereich niedrigeren Gasdrucks plaziert wird.

10. Trockenverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, ²^ daß das Substrat in einem Bereich niedrigeren Gasdrucks in dem Durchtritt plaziert wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung eines Trockenverfahrens unter Verwendung fotochemischer Reaktionen zum Ausführen des · Ätzens oder der Ablagerung auf einem Halbleitersubstrat in

einem Gehäuse, das mit einem Reaktionsgas gefüllt wird zwecks Herstellung von Halbleitern, gekennzeichnet durch einen Kessel;

einen ersten in dem Kessel ausgebildeten Bereich, in. ³^ welchem das Reaktionsgas, das eingespeist wird,auf einem . vorgegebenen Druckpegel geha]±en wird;

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einen zweiten neben dem ersten Bereich ausgebildeten Bereich des Kessels, der mit dem Gas aus dem ersten Bereich durch mindestens einen Durchtritt gespeist wird, welcher mit dem ersten und dem zweiten Bereich kommuniziert, wobei das zugeführte Gas auf einem niedrigeren Druckpegel gehalten wird als das Gas im ersten Bereich, so daß die Gasdruckdifferenz zwischen beiden Bereichen eine Gasströmung aus dem ersten Bereich in den zweiten Bereich durch den Durchtritt hervorruft und

"Ό eine Quelle für Lichtstrahlenbündel außerhalb des Kessels für die Emission mindestens eines Lichtstrahlenbündels zwecks Auftreffenlassens auf das in den ersten Bereich eingespeiste Gas zum Aktivieren der in Gasphase vorliegenden Partikel, die in dem Gas enthalten sind, so daß die resultierenden, aktivierten, in

' ** · Gasphase vorliegenden Partikel in der Gasströmung mitgenommen werden und in den zweiten Bereich verteilt werden auf das Substrat, das an einer Stelle des Kessels plaziert ist, wo der Gasdruck niedriger ist als im ersten Bereich zwecks Durchführuna der Ätzung oder der Ablagerung auf dem Substrat. ■

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat in dem zweiten Bereich plaziert ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich mit Gasdruckeinstelleinrichtungen versehen ist, umfassend:

Eine einstellbare Gaszufuhreinrichtung zum Einspeisen von Reaktbnsgas mit einer vorgegebenen Rate,

eine einstellbare Gasabsaugeinrichtung, angeschlossen ³^ an den ersten Beiäch zum Evakuieren des Reaktionsgases in einer gewünschten Rate, und

daß der zweite Bereich mit einer einstellbaren Gasabsaugeinrichtung versehen ist zum Absaugen mit gewünschter Rate des aktivierten partikelenthaltenden Gases, das aus dem ³^ eräten Bereich zugeströmt ist.

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14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich mit einem Fenster versehen ist für selektive Übertragung durch dasselbe nur eines Lichtstrahlenbündels mit gewünschter Wellenlänge aus den Lichtstrahlen, herrührend aus der externen Lichtquelle, um diese.übertragenen Lichtstrählen auf das im ersten Bereich enthaltene Gas auftreffen zu lassen, zwecks Aktivierung eines ausgewählten Typs von in dem Gas des ersten Beiächs enthaltenen Partikeln.

^O 15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich mit einem Fenster versehen ist, für den Durchlaß eines Bündels von Lichtstrahlen, emittiert von der externen Lichtquelle, die so ausgelegt ist, daß sie Lichtstrahlen nur einer gewünschten Wellenlänge erzeugt, um das

'^ Gas in dem ersten Bereich zu bestrahlen zwecks Aktivierung eines ausgewählten Typs von Partikeln, enthalten in dem Gas des ersten Bereichs.

16. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich mit einem Fenster versehen ist für den Durchlaß einer Mehrzahl von Lichtstrahlenbündeln mit gewünschten unterschiedlichen Wellenlängen, emittiert von der externen Lichtquelle, die so ausgelegt ist, daß sie eine Mehrzahl von Arten von Lichtstrahlen erzeugt zur Aktivierung einer Mehrzahl " . von Typen von Partikeln, enthalten'in dem Gas des ersten BeiELchs.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Lichtstrahlenbündel eine

^ Wellenlänge oder Wellenlängen aufweist (en), reichend von dem ultravioletten bis zum infraroten Bereich des Spektrums.

18. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdurchtritt eine Querschnittskonfignation aufweist, die eine orientierte Partikelströmung in den zweiten Bereich bewirkt.

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19. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Bereich voneinander innerhalb des Kessels durch eine Trennwand mit mindestens einem Gasdurchtritt getrennt sind, der sich durch die Trennwand erstreckt zum Ermöglichen der Gasströmung, die die aktivierten in Gasphase vorliegenden Partikel enthält, aus dem ersten Bereich in den zweiten Bereich.

20. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich höheren Gasdrucks eine kleinere wirksame Querschnittsfläche in Richtung im'wesentlichen senkrecht zur Gasströmungsrichtung durch den Gasdurchtritt aufweist als der entsprechende Querschnitt des Bereichs niedrigeren Gasdrucks und daß diese beiden Bereiche miteinander durch einen einzigen Gasdurchtritt kommunizieren, dadurch gebildet, daß sich der erste Bereich in den zweiten Bereich öffnet.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat in einem Bereich niedrigeren Gasdrucks innerhalb des Gasdurchtritts plaziert ist.

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