DE4020816C2

DE4020816C2 -

Info

Publication number: DE4020816C2
Application number: DE4020816A
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Kawasaki Jp Matsuda; Haruo Tokio/Tokyo Jp Okano; Tokuhisa Yokohama Jp Ohiwa
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1992-08-13
Also published as: DE4020816A1; JPH03111578A; US5658389A; US5094879A; KR930006301B1; KR910001890A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Dünnschichterzeugungs techniken bei der Herstellung einer Halbleiteranordnung, z. B. eines großintegrierten bzw. VLSI-Schaltkreises. Ins besondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dünnschichterzeugung durch chemisches Aufdampfen bzw. nach der CVD-Methode.

In den letzten Jahren ist die CVD-Methode verbreitet für Herstellungsverfahren von Halbleiteranordnungen angewandt worden. Die CVD-Methode umfaßt folgende Schritte: Ein vorbestimmtes Gas wird in eine Reaktions kammer eingespeist, in den ein Substrat eingebracht ist, um das Gas chemisch mit der Substratoberfläche reagieren zu lassen und damit auf dem Substrat eine Dünnschicht niederzuschlagen. Da bei Plasma-CVD-Verfahren und licht unterstützten CVD-Verfahren unter den CVD-Methoden die Aktivierungsleistung des Gases durch ein Plasma oder einen (Licht-)Strahl erhöht wird, kann eine Dünnschicht auch bei niedriger Temperatur mit hoher Geschwindigkeit oder Leistung niedergeschlagen werden. Die genannten Verfahren sind daher für die Herstellung von Halbleiteran ordnungen höchst wirksam; entsprechend einer Senkung der Temperatur im Herstellungsverfahren von Halbleiteran ordnungen wird diesen Verfahren damit erhöhte Bedeutung zugemessen.

Diese CVD-Methoden sind jedoch mit folgenden Problemen be haftet: Beim plasma- oder lichtunterstützten CVD-Verfahren wird ein Gas mit einer Hoch frequenzwelle oder einem (Licht-)Strahl beaufschlagt bzw. bestrahlt. Aus diesem Grund werden aus dem Gas be stehende Atome angeregt. Bevor das Gas das Substrat er reicht, tritt (bereits) eine primäre Zersetzungsreaktion des Gases auf. Als Ergebnis vermischen sich in einer (einem) abgelagerten Schicht oder Film zahlreiche Zwi schenprodukte, die aufgrund der primären Zersetzung ent stehen. Einige Zwischenprodukte bewirken eine Beein trächtigung der Dichte, des (der) chemischen Widerstands oder Beständigkeit und der Härte der auf dem Substrat erzeugten Dünnschicht, worunter Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der betreffenden Halbleiteranordnung leiden.

Bei der normalen CVD-Methode kann die primäre Zersetzungs- oder auch Abbaureaktion durch Wärme herbeigeführt werden. Die obigen Probleme betreffen mithin nicht nur die Plasma- und lichtunterstützten CVD-Verfahren, sondern auch alle sonstigen CVD-Verfahren oder -Methoden.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Ver fahrens zur Dünnschichterzeugung, bei dem aufgrund einer primären Zersetzungsreaktion eines Gases entstehende Zwischenprodukte an einem Vermischen in einer abgelagerten oder niedergeschlagenen Schicht gehindert werden und damit die Güte der resultierenden Dünnschicht verbessert wer den kann.

Die Erfindung bezweckt auch die Schaffung einer Vorrichtung zur Dünnschichterzeugung, mit der aufgrund einer primären Zersetzungsreaktion eines Gases entstehende Zwischen produkte an einem Vermischen in einer abgelagerten oder niedergeschlagenen Schicht gehindert werden und damit die Güte der resultierenden Dünnschicht verbessert wer den kann.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Er findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1A eine schematische Darstellung einer Dünnschicht erzeugungsvorrichtung gemäß einer ersten Aus führungsform der Erfindung,

Fig. 1B eine in vergrößertem Maßstab gehaltene schema tische Teildarstellung einer anderen Dünn schichterzeugungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Dünnschicht erzeugungsvorrichtung gemäß einer dritten Aus führungsform der Erfindung,

Fig. 3A bis 3D Schnittansichten zur Veranschaulichung von Stufenbedeckungszuständen,

Fig. 4 eine graphische Darstellung eines Infrarot- Absorptionsspektrums,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Dünnschicht erzeugungsvorrichtung gemäß einer weiteren Aus führungsform der Erfindung,

Fig. 6 eine Darstellung eines Hauptteils einer Dünn schichterzeugungsvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7A und 7B (schematische) Darstellungen eines Zu stands, in welchem eine Probe mit Ionen bestrahlt wird, und

Fig. 8A bis 8C Schnittansichten zur Darstellung eines Falls, in welchem eine Dünnschicht auf einem Überhangteil bzw. überhängenden Abschnitt erzeugt wird.

Die in Fig. 1A schematisch dargestellte Dünnschichter zeugungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfaßt einen Reaktionsofen 10 zur Durch führung einer Ablagerungsreaktion nach der CVD-Methode und eine Gasextrahier-Zuführkammer 20 zum Extrahieren oder Ausziehen spezifischer Teilchen und zur Einspeisung derselben in den Reaktionsofen 10.

Im Reaktionsofen 10 ist ein Probentisch 12, auf den ein Substrat 11 aufgelegt ist, untergebracht. Im Probentisch 12 ist ein Heizelement 13 zum Erwärmen des Substrats 11 ange ordnet. Der Probentisch 12 ist mittels des Heizelements 13 erwärmbar und durch ein Kühl(mittel)gas kühlbar. Die Reaktionskammer 10 wird dabei mittels einer Evakuierein richtung, z. B. einer nicht dargestellten Vakuumpumpe evakuiert. Oberhalb des Substrats 11 sind Deflektoren 14a und 14b angeordnet, die dazu dienen, nur neutrale Gase von bzw. aus den von der Teilchenzuführkammer 20 zugeführten Teilchen zum Substrat 11 zuzuspeisen. An den Probentisch 12 ist eine Gleichstrom- oder -spannungsver sorgung 15 zum Anlegen einer Gleichspannung an das Substrat 11 angeschlossen.

In der Teilchen-Extrahier-Zuführkammer 20 sind zwei Teilchen-Zuführwege festgelegt, von denen jeder zum Anregen von Teilchen in einem Gas für das Extrahieren vorbestimmter Teilchen und Zuführen derselben zu der Reaktionskammer 10 dient. Ein erster Teilchen-Zuführweg besteht aus einer Ionenquelle 21a, einer Ionenanzieh elektrode 22a, Sammellinsen 23a und 24a, einem Masse filter 25a, einem Verlangsamer 26a und einer Neutrali sierkammer 27a. Die Ionenquelle 21a ist in Kontakt mit der Außenwandfläche der Kammer 20 angeordnet. Die Ionenanzieh elektrode 22a zum Anziehen von Ionen ist vorderhalb der Ionenquelle 21a angeordnet. Die Sammellinsen 23a und 24a zum Konvergieren der extrahierten Ionen sind aufeinanderfolgend der Ionenquelle 21a nachge schaltet. Das Massefilter 25a ist seinerseits den Sammel linsen 23a und 24a nachgeschaltet (d. h. stromab derselben angeordnet) und dient zum Extrahieren bzw. Ausziehen von Ionen unter Nutzung einer Spur- oder Bahndifferenz entsprechend einem Verhältnis von Masse zu Ladung von ein elektrisches Feld passierenden Ionen. Anstelle eines elektrischen Felds kann für das Massefilter 25a auch ein Magnetfeld vorgesehen sein. Der Verlangsamer 26a zum Verlangsamer oder Verzögern der extrahierten Ionen ist dem Massefilter 25a nachgeschaltet. Weiterhin ist die Neutralisierkammer 27a zum Neutralisieren der ver langsamten Ionen dem Verlangsamer 26a nachgeschaltet. Die vorbestimmten Teilchen werden von der Neutralisierkammer 27a zu der Reaktionskammer 10 geliefert. Wie bei der ersten Teilchen-Zuführstrecke ist eine zweite Teilchen-Zuführstrecke durch eine Ionenquelle 21b, eine Ionenanziehelektrode 22b, Sammellinsen 23b und 24b, ein Massefilter 25b, einen Verlangsamer 26a und eine Neutralisierkammer 27b gebildet. Die Kammer 20 wird dabei durch eine nicht dargestellte Vakuumpumpe auf einen (Unter-)Druck von etwa 0,00013 Pa evakuiert.

Ein mit der beschriebenen Vorrichtung arbeitendes Dünn schichterzeugungsverfahren ist nachstehend anhand der Erzeugung einer Siliziumoxid- bzw. SiO₂-Schicht erläutert.

Gasförmiges Monosilan (SiH₄) wird der Ionenquelle 21a zuge speist, und gasförmiger Sauerstoff (O₂) wird der Ionenquelle 21b zugeleitet. Von einer nicht dargestellten Hochfrequenz energiequelle her werden Mikrowellen jeweils einer Frequenz von 2,45 GHz mit einer Ausgangsleistung von 800 W an die Ionenquellen 21a, 21b angelegt, um damit die Gase zu ionisieren. Beispielsweise werden gasförmiges Monosilan zu SiH⁺, SiH₂⁺, SiH₃⁺, SIH²⁺, SiH₂ ²⁺, SiH₃ ²⁺ und dgl. und O₂-Gas zu O⁺, O²⁺, O₂⁺, O₂ ²⁺ und dgl. ionisiert. Dabei wird eine Spannung von -100 V an die Ionenanziehelektroden 22a und 22b angelegt, um jede Ionenart anzuziehen. Somit wird jede Ionenart, die auf 100 eV bis zu einem Mehrfachen von 100 eV beschleunigt werden, durch die Sammellinsen 23a und 24a oder 23b und 24b zu einem Ionenstrahl eines Durchmessers von 15 mm konvergiert. Die Ionenstrahlen werden durch elektrische Felder der Massefilter 25a und 25b gestrahlt bzw. geleitet. Da jede Ionenart ein vorbestimmtes Verhältnis von Masse zu Ladung aufweist, wird jede Ionenart längs der entsprechenden Bahn geführt. Eine elektrische Feldstärke wird daher zweck mäßig gewählt, um beliebige oder willkürliche Ionenarten zu extrahieren und sie zu den Verlangsamern 26a und 26b zu liefern.

Im ersten Ausführungsbeispiel werden SiH₃⁺- und O⁺-Ionen zu den Verlangsamern 26a und 26b geliefert. Beide Ionen arten werden durch die Verlangsamer 26a und 26b auf 3 eV verlangsamt. Diese Ionen werden durch die bzw. in den Neutralisierkammern 27a und 27b elektrisch neutralisiert und dann der Reaktionskammer 10 zugeliefert. Letzterer enthält neutrales Gas, das zur Neutralisierung mit einem Ionenstrahl bestrahlt wird. Nichtneutralisierte Ionen werden durch ein elektrisches Feld im Deflektor 14 innerhalb des Reaktionsofens 10 abgelenkt und längs einer Bahn geführt, die das Substrat 11 nicht erreicht. Somit erreichen nur die Spezien SiH₃ und O das Substrat 11. Dabei wird das Substrat 11 durch das Heizelement 13 auf eine Temperatur von etwa 420°C erwärmt.

Auf der Oberfläche des Substrats 11 wird SiH₃ unter Bildung einer SiO₂-Schicht chemisch mit O umgesetzt. Die erhaltene SiO₂-Schicht wird mit einer Fluorwasserstoffpufferlösung (30% NH₄F, 6% HF) mit einer Geschwindigkeit von 95 nm/min geätzt. Diese Ätzgeschwindigkeit ist niedriger als eine Ätzgeschwindigkeit von 700 nm/min bei einer SiO₂-Schicht auf der Basis von SiH₄/O₂, die nach einer herkömmlichen LPCVD-Methode erzeugt wird. Dies bedeutet, daß die erhaltene SiO₂-Schicht eine Säurebe ständigkeit gleich derjenigen eines thermisch oxidierten oder thermischen Oxidfilms besitzt.

Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Er findung anhand der Erzeugung einer SiO₂-Schicht mittels der Dünnschichterzeugungsvorrichtung nach Fig. 1 be schrieben.

Gasförmiges Monosilan (SiH₄) wird der Ionenquelle 21a, gas förmiger Sauerstoff (O₂) der Ionenquelle 21b zugeführt. Von einer nicht dargestellten Hochfrequenzenergiequelle her werden Mikrowellen jeweils einer Frequenz von 2,45 GHz bei einer Ausgangsleistung von 1 kW an die Ionenquellen 21a und 21b angelegt, um damit die Gase zu ionisieren. Beispielsweise werden dabei das gasförmige Monisilan zu SiH⁺, SiH₂⁺, SiH₃⁺, SiH²⁺, SiH₂ ²⁺, SiH₃ ²⁺ und dgl. und gasförmiges O₂ zu O⁺, O²⁺, O₂⁺, O₂ ²⁺ und dgl. ionisiert. Dabei wird eine Spannung von -200 V an die Ionenanzieh elektroden 22a und 22b angelegt, um jede Ionenart anzu ziehen. Hierdurch wird jede Ionenart, die auf 200 eV bis zu einem Mehrfachen dieses Werts beschleunigt werden, durch die Sammellinsen 23a und 24a oder 23b und 24b zu einem Ionenstrahl eines Durchmessers von 15 mm konvergiert. Die Ionenstrahlen werden durch elektrische Felder der Massefilter 25a und 25b gestrahlt bzw. geleitet. Da jede Ionenart ein vorbestimmtes Verhältnis von Masse zu Ladung aufweist, wird jede Ionenart längs der entsprechenden Bahn geführt. Eine elektrische Feldstärke wird daher zweckmäßig gewählt, um beliebige Arten von Ionen zu extrahieren und sie den Verlangsamern 26a und 26b zuzuliefern.

Im zweiten Ausführungsbeispiel werden elektrische Feld stärken in den Massefiltern 25a und 25b in Abhängigkeit vom Zeitablauf geändert. Damit werden die in Tabelle I angegebenen extrahierten Teilchen erhalten, die sich während einer Periode von mehr als 40 ms wiederholen.

Tabelle I

Beide Ionenarten werden durch die Verlangsamer 26a und 26b auf eine Beschleunigungsenergie von etwa 1 eV verlangsamt. Diese Ionen werden durch die Neutralisierkammern 27a und 27b elektrisch neutralisiert und dann der Reaktionskammer 10 zugespeist. Nichtneutralisierte Ionen werden durch ein elektrisches Feld im Deflektor 14 im Reaktionsofen 10 abgelenkt und längs einer das Substrat 11 nicht er reichenden Bahn geführt, so daß nur die Teilchen SiH₃ und O das Substrat 11 erreichen, das dabei durch das Heizelement 13 auf eine Temperatur von etwa 380°C erwärmt wird.

Das Teilchen SiH₃ wird auf der Oberfläche des Substrats 11 unter Erzeugung einer SiO₂-Schicht chemisch mit den O-Teil chen umgesetzt. Die gebildete SiO₂-Schicht wird mit einer Geschwindigkeit von 85 nm/min mittels einer Fluorwasserstoffpufferlösung (30% NH₄F, 6% HF) geätzt. Diese Ätzgeschwindigkeit ist niedriger als beim ersten Ausführungsbeispiel. Dies bedeutet, daß die erzeugte SiO₂-Schicht eine höhere Säurebeständigkeit als beim ersten Ausführungsbeispiel aufweist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die pro Zeiteinheit zuge lieferten Teilchen zu einem Zeitpunkt entsprechend einer elementaren Reaktion geliefert werden, so daß eine dichte Schicht erzeugt wird.

Bei erstem und zweitem Ausführungsbeispiel können nur SiH₃- und O-Teilchen aus den durch Ionisieren von SiH₄ und O₂ erhaltenen Teilchen extrahiert und zum Substrat geliefert werden. Aus diesem Grund werden nur die SiH₃- Teilchen mit lediglich den O-Teilchen unter Bildung einer SiO₂-Schicht chemisch umgesetzt. Die erzeugte Dünnschicht erhält daher keinerlei Zwischenprodukte. Infolgedessen kann eine Dünnschicht ausgezeichneter Schichteigenschaften (im vorliegenden Fall Säurebeständigkeit) erhalten werden. Zu extrahierende oder auszuziehende Teilchen können durch zweckmäßige Wahl bzw. Einstellung der elektrischen Felder in den Massefiltern 25a und 25b beliebig gewählt werden. Aus diesem Grund lassen sich Dünnschichten unterschied licher Zusammensetzungen erzeugen.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen bzw. -beispielen sind zwei Teilchen-Zuführeinrichtungen vorgesehen. Dabei können mindestens zwei derartige Einrichtungen verwendet werden. Ein spezifisches Gas kann auch ohne Extraktion unmittelbar der Reaktionskammer zugespeist werden. Bei spielsweise wird eine spezifische Teilchenart mittels einer Gaszuführeinrichtung aus gasförmigem SiH₄ extrahiert, während gasförmiges O₂ der Reaktionskammer unmittelbar zu gespeist wird. Ein Gas kann mit einem Elektronenstrahl bestrahlt werden, um seine Teilchen negativ aufzuladen. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Dünnschicht durch Erwärmen des Substrats mittels des Heizelements erzeugt. Zur Verringerung der Filmerzeugungs geschwindigkeit kann jedoch auch eine Dünnschicht durch bedarfsweises Kühlen des Substrats erzeugt werden. Zur Beschleunigung der chemischen Umsetzung auf dem Substrat oder zum Neutralisieren aufgeladener Teilchen kann weiter hin Licht, ein Ionenstrahl, ein Molekularstrahl oder ein Elektronenstrahl während der Dünnschichterzeugung auf das Substrat aufgestrahlt werden. Zum Verlangsamen von Ionen wird beispielsweise das Substrat durch die Gleich spannungsversorgung mit -80 V vorgespannt, um eine scheinbare Beschleunigungsspannung zu verringern. In diesem Fall wird Licht, ein Ionenstrahl, ein Molekular strahl oder ein Elektronenstrahl zum Neutralisieren der Ionen auf das Substrat aufgestrahlt.

Fig. 1B veranschaulicht ein anderes Beispiel des Aufbaus des Reaktionsofens 10. Diese Ausgestaltung ist eine Abwandlung der Konstruktion nach Fig. 1A, und zwar durch Abwandlung mit einer Vorreaktionskammer 28a, einem an dessen Außenseite angeordneten Heizelement 29 und einer der Vorreaktionskammer 28a nachgeschalteten Reaktionskammer 28b. Die Reaktion oder Umsetzung der Teilchen findet dabei in der Vorreaktionskammer 28a statt. Die Reaktionsprodukte werden sodann auf das in der Reaktionskammer 28b angeordnete Substrat 11 überführt, um damit eine Dünnschicht zu erzeugen.

Fig. 2 veranschaulicht schematisch eine Dünnschichter zeugungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Die Vorrichtung nach Fig. 2 weist eine Reaktionskammer 30 auf, in welchem ein Probentisch 32 untergebracht ist, auf den ein Substrat 31 aufgelegt ist. Im Probentisch 32 ist ein Heizelement 33 zum Erwärmen des Substrats 31 ange ordnet. Oberhalb des Probentisches 32 befindet sich eine Elektrode 34, die mit einer außerhalb der Reaktionskammer 30 vorgesehenen Hochfrequenzenergiequelle 35 verbunden ist. Im Boden der Reaktionskammer 30 ist ein Auslaß 36 vorge sehen. Eine nicht dargestellte Evakuiereinrichtung, z. B. eine Vakuumpumpe, ist zum Evakuieren der Reaktionskammer 30 an den Auslaß 36 angeschlossen.

Mit einer Seitenwand der Reaktionskammer 30 ist ein erstes Quarzrohr 41 verbunden, an das ein Kühler 42 angeschlossen ist. An den Kühler 42 ist weiterhin ein zweites Quarzrohr 43 angeschlossen, an das wiederum ein Gaszuführrohr 44 angeschlossen ist. Die Innenräume des Gaszuführrohrs 44, des zweiten Quarzrohrs 43, des Kühlers 42, des ersten Quarzrohrs 41 und der Reaktions kammer 30 kommunizieren miteinander, wobei ein über das Gaszuführrohr 44 zugespeistes Gas als eine Teilchenart in die Reaktionskammer 30 eingespeist wird. An der Außen fläche des zweiten Quarzrohrs 43 ist ein Wellenleiter 45 angeordnet, der an eine Hochfrequenzenergiequelle 46 angeschlossen ist. Damit wird das Quarzrohr mit Mikro wellenenergie beaufschlagt, um im Quarzrohr 43 eine Mikro wellenentladung zu erzeugen bzw. herbeizuführen. An der Außenfläche des zweiten Quarzrohrs 43 ist stromab des Wellenleiters 45 ein Heizelement 47 angeordnet. Im Inneren des Kühlers 42 sind Öffnungen oder Bohrungen 48 ausgebildet, durch die ein Kühlmittel geleitet werden kann. Ein das Innere des Kühlers 42 durchströmendes Gas wird durch das durch die Bohrungen 48 strömende Kühlmittel gekühlt.

An das erste Quarzrohr 41 ist ein Gaszuführrohr 51 ange schlossen, an dessen Außenfläche ein Wellenleiter 52 angeordnet ist. Letzterer ist mit einer Hochfrequenz energiequelle 53 verbunden. Damit kann eine Mikrowellen entladung im Inneren des ersten Quarzrohrs 41 herbeigeführt werden. Weiter vorgesehen sind ein Isolator 54 sowie Dichtungspackungen 55, 56 und 57.

Im folgenden ist ein Dünnschichterzeugungsverfahren mittels dieser Vorrichtung beschrieben.

Das auf den Probentisch 32 aufgelegte Si-Substrat 31 wird mittels des Heizelements 33 auf eine Temperatur von 200°C erwärmt. Das Innere der Reaktionskammer 30 wird mittels einer Kreiselpumpe evakuiert, um im Innenraum des Reaktionsofens 30 einen Druck von 106,6 Pa aufrechtzuerhalten. Außerdem wird die Außenfläche des zweiten Quarzrohrs 43 durch das Heizelement 47 auf eine Temperatur von 400°C erwärmt. Ein die Bohrungen 48 des Kühlers 42 durchströmendes N₂-Gas kühlt das Innere des Kühlers 42 auf -60°C ab.

Gasförmiges Tetraethoxysilan (TEOS) und gasförmiger Sauer stoff (O₂) werden über das Gaszuführrohr 44 mit Strömungs geschwindigkeiten von 20 Sccm (Standard-cm³/min) bzw. 200 Sccm zugeführt. Von der Mikrowellen- bzw. Hochfrequenzenergie quelle 46 wird eine Hochfrequenzwelle von 2,45 GHz an den Wellenleiter 45 angelegt, um damit die Teilchen in den TEOS- und O₂-Gasen anzuregen.

Im Gasgemisch aus TEOS und O₂ werden Teilchen im ersten Bereich innerhalb des zweiten Quarzrohrs 43 dicht neben dem Gaszuführrohr 44 durch den Wellenleiter 45 angeregt. Das Gasgemisch wird durch das Heizelement 47 im zweiten, dem ersten Bereich nachgeschalteten Bereich erwärmt. Das Gasgemisch wird mittels des Kühlers 42 im dritten Bereich zwischen erstem und zweitem Quarzrohr 41 bzw. 43, stromab des zweiten Bereichs, gekühlt. Danach wird das Gasgemisch schließlich in die Reaktionskammer 30 einge speist, so daß es das Si-Substrat 31 erreicht. Es wird angenommen, daß dabei die nachstehend erläuterte Erscheinung auftritt. Nur die Si, Si(OH)_x (X=1-4)-Teilchen erreichen das Substrat 31. Die das Substrat 31 erreichenden Si, Si(OH)_x- Teilchen werden auf dem Substrat 31 unter Bildung einer SiO₂-Schicht chemisch miteinander umgesetzt.

Zur Bestätigung der Wirkungen des Erwärmens mittels des Heizelements 47 und des Abkühlens durch den Kühler 42 wurden die im folgenden angegebenen Einzelheiten unter sucht; die Ergebnisse erscheinen in Tabelle II. Diese Einzelheiten bzw. Prüfpunkte umfassen eine Schichterzeugungs geschwindigkeit, eine Ätzgeschwindigkeit einer Dünnschicht beim Ätzen mit einer Fluorwasserstoffpufferlösung (30% NH₄F und 6% HF), eine Stufenbedeckung auf einer Rille einer Öffnungsweite von 1,2 µm und einer Tiefe von 3,5 µm sowie ein Infrarot-Absorptionsspektrum. Die Heiz- und Kühlbedingungen sind ebenfalls in Tabelle II ange geben. In Tabelle II stehen Nr. für eine Probennummer, Ts für eine Substrattemperatur (°C), Th für eine Heizelementtemperatur (°C), Tc für eine Kühlertemperatur (°C), DR für eine Schichterzeugungsgeschwindigkeit (nm/min) und ER für eine Ätzgeschwindigkeit (nm/min).

Tabelle II

Aus Tabelle II geht folgendes hervor: Wenn die angeregten Teilchen für die Erzeugung einer Dünnschicht (Probe Nr. 4) erwärmt und abgekühlt werden, sind die Schichterzeugungs geschwindigkeit hoch und die Ätzgeschwindigkeit niedrig.

Stufenbedeckungszustände sind in den Fig. 3A bis 3D dar gestellt. Gemäß Fig. 3D wird eine SiO₂-Schicht 57d bei der Probe Nr. 4 unter den SiO₂-Schichten 57a-57d (entsprechend Proben Nr. 1 bis 4) genau der Form einer Rille folgend erzeugt. Fig. 4 zeigt in graphischer Dar stellung Kennlinien von Infrarot-Absorptionsspektren der SiO₂-Schichten bei Proben Nr. 1 bis 4. In Fig. 4 stehen die Kennlinien 58a, 58b, 58c und 58d für die Kennlinien der Infrarot-Absorptionsspektren der SiO₂-Schichten bei den Proben Nr. 1 bis 4. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ent halten die Kennlinien 58c und 58d keine (in Fig. 4 durch P bezeichnete) Peaks für OH-Gruppen oder Kohlenwasserstoff, wie CH₃, wie sie in den Kennlinien 58a und 58b der Proben Nr. 1 bzw. 2 zu finden sind. Damit wird gezeigt, daß in den Schichten der Proben Nr. 3 und 4 keine Zwischenprodukte in der Mischung ent halten sind. Infolgedessen kann eine Schicht ausge zeichneter Eigenschaften unter Verwendung von ange regten Gasteilchen, die erwärmt und gekühlt wird, schnell erzeugt werden.

Obgleich der Mechanismus für die Verbesserung der Schichterzeugung bei Verwendung erwärmter und gekühlter Gasteilchen noch nicht geklärt ist, wird angenommen, daß spezifische Teilchen durch das Erwärmen/Kühlen ausgesiebt werden und eine Schicht nur durch gewünschte Teilchen erzeugt wird. Beispielsweise wird eine Teilchenart einer niedrigen Zersetzungstemperatur durch das Erwärmen zersetzt, wobei sich ein Zersetzungsprodukt an die Innenwand des Quarzrohrs anlagert. Außerdem wird eine Teilchenart eines niedrigen Dampfdrucks durch das Kühlen an der Innenwand des Kühlers kondensiert. Auf diese Weise ist es möglich, nur eine gewünschte Teilchenart "auszusieben". Aus diesem Grund wird die Temperatur des Heizelements 47 so eingestellt, daß Teilchen zersetzt werden, deren Zersetzungstemperatur niedriger ist als diejenige der gewünschten Teilchenart. Die Temperatur im Inneren des Kühlers 42 wird so eingestellt, daß Teilchen eines niedrigeren Dampfdrucks als dem der gewünschten Teilchenart kondensiert werden.

Im folgenden ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, bei dem die Dünnschichterzeugungs vorrichtung gemäß Fig. 2 eingesetzt wird.

Ein Si-Substrat wird als Substrat 31 auf den Probentisch 32 aufgelegt und durch das Heizelement 33 auf eine Temperatur von 200°C erwärmt. Das Innere der Reaktionskammer 30 wird mittels einer Kreiselpumpe auf einen Druck von 400 Pa evakuiert. Weiterhin wird die Außenfläche des zweiten Quarzrohrs 43 mittels des Heizelements 47 auf eine Temperatur von 300°C erwärmt. In den Bohrungen 48 des Kühlers 42 strömt gasförmiges N₂ zum Kühlen des Inneren des Kühlers 42 auf eine Temperatur von -80°C.

Gasförmiges Tetramethylsilan (TMS) wird über das Gaszuführ rohr 44 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 50 Sccm (Standard-cm³/min) zugeführt. Von der Mikrowellen- bzw. Hochfrequenzenergie quelle 46 her wird eine Hochfrequenzwelle von 2,45 GHz an den Wellenleiter 45 angelegt, um damit die Teilchen im TMS-Gas anzuregen. Andererseits wird gasförmiger Sauerstoff (O₂) über das Gaszuführrohr 51 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 40 Sccm zugespeist. Die angeregten Teilchen des TMS-Gases werden dabei mittels des Heizelements 47 erwärmt und mittels des Kühlers 42 gekühlt, bevor sie schließlich das Si-Substrat 31 er reichen. Das O₂-Gas erreicht das Si-Substrat ohne Erwärmung oder Kühlung.

An die in der Reaktionskammer 30 angeordnete Elektrode 34 wird eine Hochfrequenzwelle von 500 kHz angelegt, wobei eine Teilchenart des in den Reaktionsofen 30 eingespeisten O₂-Gases zur Bildung oder Erzeugung von O⁺-Ionen o.dgl. angeregt wird. Infolgedessen werden Ionen, wie O⁺-Ionen, auf das Si-Substrat 31 aufgestrahlt. Es wird angenommen, daß dabei die nachstehend beschriebene Erscheinung auftritt. Lediglich Si-Atome erreichen das Substrat 31. Die das Substrat 31 erreichenden Si-Atome reagieren auf dem Substrat 31 unter Erzeugung einer SiO₂-Schicht chemisch miteinander.

Die nach dem vierten Ausführungsbeispiel erhaltene SiO₂- Schicht wurde mit einer Fluorwasserstoffpufferlösung bei einer Geschwindigkeit von 780 nm/min geätzt. Diese Ätzgeschwindigkeit war im Vergleich zu einer herkömmlichen Ätzgeschwindigkeit von 1500 nm/min verbessert.

Nachstehend ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, wobei eine Dünnschichterzeugungs vorrichtung entsprechend Fig. 2 verwendet wurde, nur mit dem Unterschied, daß darin ein Probentisch mit einer nicht dargestellten Kühlmittelstrecke vorgesehen ist.

O₂-Gas wird über das Gaszuführrohr 44 mit einer Strömungs geschwindigkeit von 200 Sccm zugespeist. Über das Gas zuführrohr 51 wird TMS-Gas mit einer Strömungsgeschwindig keit von 29 Sccm zugeführt. Durch die Kühlmittelstrecke des Probentisches 32 wird ein Kühlmittel geleitet, um das Substrat 31 auf eine Temperatur von -30°C zu kühlen. Dabei wird eine im O₂-Gas enthaltene Teilchenart durch eine über den Wellenleiter 45 angelegte Hochfrequenzwelle angeregt. Andererseits werden im TMS-Gas keinerlei Teilchen angeregt. Eine Teilchenart des O₂-Gases, d.h. O-Atome, oxidiert das TMS-Gas in gasförmiger Phase. Dabei entstehen Hexamethyldisiloxan [Si(CH₃)]₂O und dgl. Das erzeugte Hexamethyldisiloxan und dgl. erreicht das kalte Substrat 31 und kondensiert darauf. Durch diese Kondensation wird auf dem Substrat eine SiO₂-Schicht erzeugt. Dieser Vorgang wird als Kondensations-CVD-Methode bezeichnet. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Kondensation schnell auf einem Bereich eines niedrigen Gleichgewicht dampfdrucks oder auf einem Eckbereich einer Rille einer negativen Krümmung auftritt. Die SiO₂-Schicht entsteht daher innerhalb der Rille in der Weise, als ob sie in die Rille hineingeströmt wäre.

Wenn beim fünften Ausführungsbeispiel eine dicke SiO₂-Schicht auf der Rille eines großen Geometrieverhältnisses (Länge : Breite) erzeugt wird, ist die Schicht einer Rißbildung unterworfen, wenn das Produkt der Luft ausgesetzt wird. Dieses Problem wird durch Erwärmen der O-Atome auf eine Temperatur von 500°C mittels des Heizelements 47 gelöst.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer Dünnschicht erzeugungsvorrichtung entsprechend einem sechsten Aus führungsbeispiel der Erfindung. Die Vorrichtung nach Fig. 5 weist ein Reaktionsgefäß 60 aus Quarz auf, in welchem ein Reaktionsrohr 61 aus Karbid angeordnet ist. Das Reaktionsrohr 61 ist an Masse gelegt und durch einen Isolator elektrisch von einer Elektrode 64 isoliert. Im Inneren des Reaktionsrohrs 41 befindet sich ein Quarzschiffchen 62, das mit einem (oder mehreren) Silizium plättchen 63 beladen ist. An der Außenseite des Reaktions gefäßes 60 ist eine Elektrode 64 angeordnet, die mit einer Hochfrequenzenergiequelle 65 verbunden ist. An der Außenseite des Reaktionsgefäßes 60 befindet sich weiter hin ein Heizelement 66. Das Reaktionsgefäß 60, das Reaktionsrohr 61, das Quarzschiffchen 62 und das Silizium plättchen 63 werden mittels des Heizelements 66 auf eine Temperatur von z.B. 350°C erwärmt. Das Innere des Reaktionsrohrs 61 wird mittels einer nicht dargestellten Evakuiereinrichtung, z.B. einer Kreiselpumpe, auf einen Druck von etwa 1,73 Pa bis 17,33 Pa evakuiert. Im oberen Bereich des Reaktionsrohrs 61 innerhalb des Reaktions gefäßes 60 ist ein Kühler 67 angeordnet. Bei dieser An ordnung dienen das Reaktionsgefäß 60 als Teilchen-Zuführ einrichtung und das Reaktionsrohr 61 als Reaktionskammer.

Bei der Dünnschichterzeugungsvorrichtung mit dem be schriebenen Aufbau wird gasförmiges Wolframhexafluorid (WF₆) dem Reaktionsgefäß 60 über einen Gaszulaß im Boden des Reaktionsgefäßes 60 zwischen diesem und dem Reaktionsrohr 61 zugespeist. An die Elektrode 64 wird eine Hochfrequenzwelle von 13,56 MHz angelegt, um im Reaktionsgefäß 60 ein Plasma zu erzeugen. Da hierbei das Reaktionsrohr 61 abgeschirmt ist, entsteht eine Plasmaatmosphäre im Reaktionsrohr 61. Das zugespeiste WF₆-Gas wird im Reaktionsgefäß 60 aktiviert, so daß eine Vielzahl von Teilchen(arten) entstehen. Diese Teilchen bewegen sich aufwärts zu dem auf eine Temperatur von etwa -30°C abgekühlten Kühler 67. Dabei werden die Teilchen zum Extrahieren spezifischer Teilchen(arten) gekühlt. Die spezifischen Teilchen fallen auf die Oberfläche des im Reaktionsrohr 61 angeordneten Siliziumplättchens 63 herab. Durch einen mit dem Reaktionsrohr 61 verbundenen Zulaß wird gas förmiger Wasserstoff (H₂) unmittelbar in das Reaktions rohr 61 eingespeist. Damit erfolgt eine W-Dünnschichter zeugung.

Eine W-Schicht wird normalerweise nach einer thermischen CVD-Methode erzeugt. Dies ist deshalb der Fall, weil damit das sog. "selektive Aufwachsen" erzielt werden kann, d. h. die W-Schicht (nur) auf Silizium, nicht aber auf einer SiO₂-Schicht erzeugt wird. Auf diese Weise können Kontaktlöcher eines großintegrierten Schaltkreises (LSI) in ausgezeichneter Weise vergraben werden. Wenn die W-Schicht nach der Plasma-CVD-Methode erzeugt wird, kann jedoch das "selektive Aufwachsen" nicht realisiert werden, obgleich die Schichterzeugungsgeschwindigkeit hoch ist.

Im Gegensatz dazu wird beim sechsten Ausführungsbeispiel eine zum "selektiven Aufwachsen" beitragende Spezies durch den Kühler 67 aus den WF₆-Spezien extrahiert. Sodann wird die extrahierte Teilchenart dem Reaktionsrohr 61 zugeführt, wo sie das Siliziumplättchen 63 erreicht. Infolgedessen kann eine W-Schicht selektiv mit hoher Geschwindigkeit erzeugt werden. Die so erzeugte W-Schicht besitzt einen Widerstand von 6 µΩcm. Dieser Widerstand ist niedriger als derjenige (9-15 µΩcm) einer nach dem bekannten Verfahren erhaltenen W-Schicht.

Bei den dritten bis sechsten Ausführungsbeispielen werden TEOS-, TMS-, O₂-, WF₆- und H₂-Gase als Quellen- bzw. Speise gase verwendet. Innerhalb des Rahmens der Erfindung können jedoch auch verschiedene andere Gase verwendet werden. Beispielsweise können gasförmiges Silan (SiH₄) und gas förmiges Stickoxid (N₂O) eingesetzt werden. Die Schwingungs frequenz jeder Hochfrequenzenergiequelle ist außerdem ebenfalls keinen Einschränkungen unterworfen. Bei den beschriebenen Ausführungsformen erfolgen das Erwärmen im ersten Extraktionsvorgang und das Kühlen im zweiten Extraktionsvorgang. Diese Reihenfolge kann jedoch auch umgekehrt sein. Je nach den zu erzeugenden Dünn schichten kann der Extraktionsvorgang nur durch Erwärmen oder Kühlen durchgeführt werden. Zur Beschleunigung der Erzeugung einer Dünnschicht auf einem Substrat kann letzteres mit Licht, einem Ionenstrahl, einem Molekular strahl, einem Elektronenstrahl od. dgl. bestrahlt werden.

Fig. 6 veranschaulicht einen Hauptteil einer Dünnschicht erzeugungsvorrichtung entsprechend einem siebten Aus führungsbeispiel der Erfindung. Den Teilen von Fig. 1 entsprechende Teile sind dabei mit den gleichen Bezugs ziffern wie vorher bezeichnet und nicht mehr im einzelnen erläutert.

Beim siebten Ausführungsbeispiel (Fig. 6) wird eine Dünnschicht erzeugt, indem ein Probentisch 12, auf den ein Substrat 11 aufgelegt ist, in Drehung versetzt wird. Der Probentisch 12 ist dabei über eine Welle 17 mit einem Motor 16 verbunden. Die Welle ist in diesem Fall um einen vorbestimmten Winkel gegenüber der Lotrechten geneigt. Das Substrat 11 kann somit um die Welle gedreht werden, die senkrecht zur Oberfläche des Substrats 11 steht und unter einem vorbestimmten Winkel zur Lotrechten geneigt ist. Infolgedessen können Spezien aus verschiedenen Richtungen der Substratoberfläche zugeführt werden. Demzu folge lassen sich die Schichteigenschaften und die Stufenbedeckung einer auf dem Substrat 11 erzeugten Dünnschicht verbessern.

Aus praktischen Gründen sei eine Dünnschicht betrachtet, die auf einer Probe erzeugt wird, in deren Oberfläche eine U-förmige Rille eingestochen ist. Wenn die Spezien gemäß Fig. 7A lotrecht auf die Probenoberfläche aufge strahlt bzw. gerichtet werden, beaufschlagen die Teilchen nur die Oberseite der zu erzeugenden Dünnschicht. Dabei treffen die Spezien nicht auf einen Seitenwand- bzw. Flankenabschnitt (70) der U-förmigen Rille auf, so daß die Schichtcharakteristik dieses Abschnitts (70) nicht verbessert wird. Wenn dagegen gemäß Fig. 7B die Teilchen aus verschiedenen Richtungen aufgestrahlt werden, treffen sie auch auf den Flankenabschnitt (70) der U-förmigen Rille auf. Infolgedessen kann die Schichtcharakteristik des Abschnitts (70) ebenso wie in den anderen Bereichen verbessert werden. Die Fig. 7A und 7B veranschaulichen ferner ein Substrat 71, eine Primärschicht 72 und eine zu erzeugende Dünnschicht 73. Die ausgezogenen und gestrichelten Pfeile geben jeweils die jeweilige Einfalls richtung an.

Fig. 8A veranschaulicht die Erzeugung einer Dünnschicht auf einem Substrat 81 mit einem überhängenden Vorsprung 82. Wenn dabei gemäß Fig. 8B die Teilchen zur Erzeugung einer Dünnschicht 83 in lotrechter Richtung aufgestrahlt werden, treffen sie nicht auf die Seitenwand- oder Flankenabschnitte des Vorsprungs 82 auf. Infolgedessen entstehen an den Flankenabschnitten des Vorsprungs 82 Hohlräume 84. Wenn dagegen gemäß Fig. 8C die Teilchen aus verschiedenen Richtungen aufgestrahlt werden, treffen sie auch auf die Flankenabschnitte (Überhangabschnitte) des Vorsprungs 82 auf, so daß damit eine Hohlraumbildung vermieden wird. Dies bedeutet, daß die Stufenbedeckung verbessert werden kann, wenn das Substrat mit einer Neigung oder Schräglage in Drehung versetzt wird.

Gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel läßt sich die gleiche Wirkung wie beim ersten Ausführungsbeispiel erzielen; die Stufenbedeckung einer Dünnschicht kann dabei deutlich verbessert sein.

Erfindungsgemäß kann eine spezifische oder bestimmte Teilchenart aus einer Vielzahl von Arten aktivierter Teilchenarten unter Nutzung einer Bahndifferenz entsprechend einem Verhältnis von Masse zu Ladung oder durch Zersetzung durch Erwärmen bzw. Kondensation durch Kühlen extrahiert werden. Die extrahierten spezifischen Teilchenarten werden gewählt und einem Substrat in einer Reaktionskammer zuge führt. Aus diesem Grund sind auf dem Substrat keine verschiedenen Arten von Zwischenprodukten zu finden. Infolgedessen wird ein Vermischen von Zwischenprodukten in einer zu bildenden Dünnschicht vermieden. Die auf dem Substrat erzeugte Dünnschicht besitzt infolgedessen ausgezeichnete Eigenschaften.

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung einer Dünnschicht, wobei

(a) mindestens ein Gas zur Erzeugung einer Vielzahl von Teilchen gleichsinniger oder negativer Ladungen aktiviert wird,
(b) die Vielzahl von Teilchen durch ein elektrisches Feld oder ein Magnetfeld geleitet werden, um bestimmte Teilchen zu extrahieren, und wobei
(c) die extrahierten Teilchen auf einer Substratoberfläche zur chemischen Reaktion miteinander gebracht werden, um auf dem Substrat eine Dünnschicht zu erzeugen,

dadurch gekennzeichnet, daß

(d) bei dem Extrahieren bestimmter Teilchen aus einer Vielzahl von Teilchen die elektrische oder magnetische Feldstärke in Abhängigkeit vom Zeitablauf geändert wird, und
(e) Gase unabhängig voneinander aktiviert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktion unter Nutzung einer Bahndifferenz entsprechend einem Verhältnis von Masse zu Ladung der ein elektrisches Feld durchquerenden Teilchen durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase mittels einer Hochfrequenzentladung aktiviert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die extrahierten Teilchen elektrisch neutralisiert und dann zur Substratoberfläche zugeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die extrahierten Teilchen durch Bestrahlen der Substratoberfläche mit einem Elektronenstrahl, einem Molekularstrahl, einem Ionenstrahl oder mit Licht neutralisiert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen aufeinanderfolgend beschleunigt, extrahiert, verlangsamt und der Substratoberfläche zugeführt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu extrahierende Teilchen während der Dünnschichterzeugung ersetzt oder ausgetauscht werden

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die extrahierten Teilchen der Oberfläche des Substrats, das um eine unter einem vorbestimmten Winkel zur Lotrechten geneigten Achse rotiert, zugeführt werden.

9. Verfahren zur Erzeugung einer Dünnschicht, wobei

(a) ein Gas zur Erzeugung einer Vielzahl von Teilchen(arten) aktiviert wird, und
(b) ein erster Extrahiervorgang zum Extrahieren von spezifischen Spezien durch Erwärmen oder Kühlen der Vielzahl von Teilchen(arten) durchgeführt wird und
(c) die extrahierten Teilchen auf der Oberfläche eines Substrates zur chemischen Reaktion miteinander gebracht werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Extrahiervorgang an den bestimmten Teilchen(arten) durch Erwärmen oder Kühlen durchgeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Extrahiervorgänge voneinander verschieden sind.

12. Dünnschichterzeugungsvorrichtung, umfassend

(a) eine ein Substrat (11) aufnehmende Reaktionskammer (10) und
(b) eine mit der Reaktionskammer (10) verbundene Teilchen-Extrahier/-Zuführeinrichtung mit
- - einer Erzeugungseinrichtung (21a, 21b) zum Erzeugen einer Vielzahl von Teilchen gleichsinniger Ladungen durch Aktivieren eines Speisegases sowie
- - einer der Erzeugungseinrichtung (21a, 21b) nachgeschalteten Extrahiereinrichtung (25a, 25b) zum Extrahieren bestimmter Teilchen aus der Vielzahl von Teilchen, wobei die Einrichtung (25a, 25b) zum Extrahieren der bestimmten Teilchen aus der Vielzahl von Teilchen Mittel zum Verändern der Feldstärke in Abhängigkeit vom Zeitablauf aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschleunigungseinrichtung (22a, 22b) der Erzeugungseinrichtung (21a, 21b) nachgeschaltet und eine Verlangsamungseinrichtung (26a, 26b) der Extrahiereinrichtung (25a, 25b) nachgeschaltet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen-Extrahier- und Zuführeinrichtung (25a, 25b) eine Neutralisiereinrichtung (27a, 27b) zum Neutralisieren von Teilchen an zu der Erzeugungseinrichtung (21a, 21b) nachgeschalteter Stelle aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Dreheinrichtung (16, 17) zum Drehen des Substrates (11) um eine Achse (17), die senkrecht zur Oberfläche des Substrates (11) steht und unter einem vorbestimmten Winkel zur Lotrechten geneigt ist.

16. Dünnschichterzeugungsvorrichtung mit

(a) einer ein Substrat aufnehmenden Reaktionskammer (30) und mit
(b) einer mit der Reaktionskammer (30) verbundenen Teilchen-Zuführeinrichtung, die eine Erzeugungseinrichtung (43, 44) zum Erzeugen einer Vielzahl von Teilchen(arten) durch Aktivieren eines Speisegases aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß

(c) die Teilchen-Zuführeinrichtung eine der Erzeugungseinrichtung (43, 44) nachgeschaltete erste Extrahiereinrichtung (47) zum Extrahieren bestimmter Teilchen durch Erwärmen oder Kühlen der Vielzahl von Teilchen aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen-Zuführeinrichtung eine zweite Extrahiereinrichtung (42) zum Extrahieren bestimmter Teilchen aus den dem ersten Extrahiervorgang unterworfenen Teilchen durch Erwärmen oder Kühlen der Teilchen(arten) aufweist.