WO2011116991A1 - Apparatus and method for treating substrates - Google Patents

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WO2011116991A1
WO2011116991A1 PCT/EP2011/001553 EP2011001553W WO2011116991A1 WO 2011116991 A1 WO2011116991 A1 WO 2011116991A1 EP 2011001553 W EP2011001553 W EP 2011001553W WO 2011116991 A1 WO2011116991 A1 WO 2011116991A1
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WO
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substrate
microwave
electrode
microwave electrode
gas
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Application number
PCT/EP2011/001553
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German (de)
French (fr)
Inventor
Jürgen NIESS
Wilhelm Beckmann
Original Assignee
Hq-Dielectrics Gmbh
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    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H01J37/32211—Means for coupling power to the plasma
    • H01J37/3222—Antennas
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32853—Hygiene
    • H01J37/32862—In situ cleaning of vessels and/or internal parts

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for treating substrates, in particular involving a microwave plasma.
  • epitaxial layers of different materials In semiconductor technology as well as micro- and nanosensors, it is known to deposit epitaxial layers of different materials on substrates. This should preferably be done at low temperature in order not to affect the properties of the base substrate on which the epitaxial layer is to be deposited.
  • the substrates are usually subject to certain temperature limitations with regard to the temperature load to which a substrate may be exposed without significant changes in the properties of the substrate.
  • a device for treating substrates according to claim 1 or 2 and a method for treating substrates according to claim 13 are provided.
  • a method for cleaning a process chamber according to claim 16 is provided.
  • the device for treating substrates has a housing which surrounds a process chamber and at least one substrate receptacle in the housing. Furthermore, a tubular microwave electrode is provided for generating a plasma, wherein the tube axis is directed onto the substrate holder, and a moving unit which carries the microwave electrode or the substrate holder and is suitable for moving the microwave electrode or the substrate holder so that the tube axis is the substrate holder sweeps.
  • the apparatus includes a first gas guide having a first outlet opening into the tubular microwave electrode and facing the substrate receiver and a second gas guide at least partially surrounding the first gas guide and having a second outlet coaxial with the first Outlet is aligned, wherein the first and second gas guide are connected to the moving unit to be moved together with the microwave electrode, and wherein the first and second gas guide can be acted upon by different gas sources.
  • Such a device is able to generate within the microwave electrode a plasma through which two different gas streams can be passed in coaxial alignment with each other, for example a process gas jet of radicals and precursors, in particular a process gas jet of hydrogen or deuterium radicals and precursor gases , such as SiH 4 , GeH 4 , PH 3 , B 2 H 6 , AsH 3 , dichlorosilane, trichlorosilane, NH 3 and the like.
  • This precursor gas radical beam is capable of epitaxial film formation on a substrate, even at low temperatures of, for example, 400 ° C, as compared to high temperature deposition processes.
  • the housing has a passage opening in a housing wall and the microwave electrode is arranged outside the housing such that the tube axis is directed through the passage opening onto the substrate receptacle.
  • a seal to the environment is provided by a bellows unit, in particular in the form of a bellows, which extends between the housing wall and the microwave electrode or the movement unit carrying the tubular microwave electrode.
  • At least one further microwave electrode is provided, wherein the microwave electrode between a use position above the substrate holder and a rest position spaced from the substrate receiving is movable.
  • the further microwave electrode in its position above the substrate receptacle, is suitable for generating a microwave plasma in the vicinity of the disk, in particular a high-density hydrogen plasma (with high ion density), which is suitable for removing oxide residues from the substrate surface.
  • a high-density hydrogen plasma with high ion density
  • This is also at lower temperatures of, for example, 400 ° C, which is generally is considered to be an acceptable temperature range.
  • Preferably means are provided to isolate the further microwave electrode from a process gas atmosphere in the process chamber when in the rest position. Otherwise, the process gases used during epitaxial layer formation could otherwise cause deposition on the further microwave electrode, which may impair their usefulness.
  • At least one further microwave electrode is provided, as well as a substrate receptacle, wherein the microwave electrodes and / or substrate receptacle is movable relative to the other element such that a substrate located on the substrate receptacle moves from the region of the further microwave electrode into the region of the tubular microwaves - Can reach gene microwave electrode.
  • the further microwave electrode can again be used to generate a microwave plasma in the region of the substrate surface in order to remove oxide from the surface. Subsequently, the substrate thus freed from the oxide can be brought into the region of the tubular microwave electrode to perform an epitaxial layer formation process, namely via a relative movement between the substrate receptacle and the microwave electrodes.
  • the substrate holder is designed such that it can perform a relative movement to the microwave electrodes in order to be able to provide the above-described relative movement.
  • the microwave electrodes may be stationary in this case, or they may optionally provide a lifting movement relative to the substrate support.
  • a plurality of further microwave electrodes are provided, which are arranged at different distances to the substrate holder, in particular in the direction of movement of the substrate holder, at decreasing distances therefrom.
  • the further microwave electrode is a rod-shaped microwave electrode having an inner conductor and an outer conductor arranged coaxially thereto, which have a Mikrowelleneinspeisungsen- de and a free end.
  • the outer conductor has a tube region which completely surrounds the inner conductor along a partial region adjacent to the microwave feed end along its longitudinal axis, and an opening region which provides an opening which becomes larger in the direction of the free end of the outer conductor.
  • the opening in the opening region of the outer conductor preferably becomes steadily and / or stepwise larger.
  • a plasma ignition device in particular a linear Hertzian oscillator for the further microwave electrode is provided.
  • a device is provided for varying a distance between the substrate receptacle and the tubular microwave electrode and / or the further microwave electrode. This may include, for example, a lifting device for the substrate holder.
  • At least one lifting, linear, pivoting and / or rotational movement mechanism for the substrate receiving is provided, which causes a corresponding movement with respect to the tubular microwave electrode or the further microwave electrode in order to achieve a respective process homogenization.
  • at least one corresponding mechanism may be provided for the tubular and / or the at least one further microwave electrode.
  • the moving unit provides a gimbal mounting of the tubular microwave electrode, whereby a uniform sweep of a substrate surface is made possible. This can be promoted in particular by a rotation of the substrate holder.
  • the substrate receptacle can also be stored in a cardan-like manner, whereby likewise a uniform sweep of a substrate surface through the tubular microwave electrode at an adjustable angle is made possible.
  • the at least one microwave electrode has a rod-shaped inner conductor which is at least partially radially surrounded by an outer conductor having an opening for coupling out microwaves, which extends over at least the entire width or the diameter of a substrate to be treated.
  • a jet of hydrogen and / or deuterium-containing gas is passed through a first microwave plasma spaced from the substrate to be treated to form a beam of hydrogen and / or deuterium radicals the substrate to be treated is directed. Furthermore, a beam of precursor gases is passed through the microwave plasma such that the beam of precursor gases is surrounded by the beam of hydrogen and / or deuterium radicals and they form a common process beam directed at the substrate to be treated.
  • This process beam is swept over the substrate to be treated to deposit an epitaxial layer on the substrate, wherein the sweeping is effected by a corresponding relative movement between a first microwave electrode which generates the first plasma and a substrate support on which the substrate is located ,
  • the microwave electrode generating the first plasma is moved together with gas inlet nozzles for hydrogen and / or deuterium-containing gas and precursor gases.
  • the described method enables an epitaxial layer construction by combining a beam of hydrogen and / or deuterium radicals with a beam of precursor gases even at low temperatures in the range of 400 ° C.
  • the substrate can be suitably heated to the required temperature. Such heating of the substrate can be effected, for example, by resistance heating of the substrate receptacle and / or by direct heating of the substrate and / or substrate reception by means of electromagnetic radiation, such as a heating lamp.
  • the beam of hydrogen and / or deuterium radicals is moved over the substrate to be treated to purify and / or passivate it.
  • a second microwave plasma in particular a hydrogen and / or deuterium plasma, adjacent to the substrate to be treated to thereby remove oxide from the substrate surface.
  • a jet of fluorine-containing gas in particular NF 3 gas, is passed through a microwave plasma to form a jet of fluorine radicals, the jet of fluorine radicals being directed into the process chamber to be cleaned, and that jet Fluorine radicals are moved over areas of the process chamber to be cleaned.
  • a jet of water and / or deuterium-containing gas can be passed through the microwave plasma to form a beam of hydrogen and / or deuterium radicals, the beam of hydrogen and / or hydrogen.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view through an apparatus for treating substrates
  • Fig. 2 is a schematic sectional view through the device of FIG.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view through an alternative device for treating substrates
  • 4a-4c is a schematic sectional view of an apparatus similar to the
  • FIGS. 1 and 2 during different processes.
  • the relative terms used in the following description, e.g. left, right, above and below refer to the drawings and are not intended to limit the application in any way, even though they may show preferred arrangements.
  • the devices 1 and 2 respectively show schematic sectional views through a device 1 for treating a substrate 2, wherein different components are shown in different positions.
  • the device 1 has a vacuum housing 3, which is only indicated in outline, a first microwave plasma arrangement 5 and a second microwave plasma arrangement 7.
  • the vacuum housing 3 defines a process chamber 8 in the interior, in which a substrate holder 10 is arranged.
  • the substrate holder 10 consists of a plate-shaped support 12 and a support element 14 extending perpendicular thereto.
  • the support 12 is constructed in a known manner in order to receive a substrate 2 in a suitable manner thereon.
  • the support member 14 carries the support and is in a known manner in sealed manner out of the vacuum housing.
  • the support member 14 is connected to an external, not shown, lifting and or rotating mechanism in combination, as indicated by the arrows A and B in Figures 1 and 2.
  • a plurality of heating lamps 16 are provided for heating the substrate holder 10 or a substrate 2 located thereon.
  • the substrate receptacle in particular the support 12, consists of a material transparent to the radiation of the heating lamps, the substrate 2 can be heated directly, if desired.
  • the substrate receptacle is not transparent to the heating radiation of the heating lamps 16, a substrate 2 is heated to a predetermined temperature via a corresponding heating of the support 12.
  • a plate could be provided which has a plurality of optionally separately controllable heating zones.
  • such a plate could suitably consist of AlN (aluminum nitride) or other suitable material that does not adversely affect the plasma processes in the process chamber.
  • This plate could itself form the support, or be arranged closely adjacent thereto.
  • the plate itself could be both vertically moved and rotated by a suitable mechanism to provide homogeneous heating of a substrate.
  • Such a plate may have the advantage over heating by means of heating lamps, that the plate primarily provides heat conduction, while the heating lamps provide radiation heating, which may be affected by a occurring during the process coating of the heating lamps / or the substrate.
  • the vacuum housing 3 is suitably connected to a vacuum source in order to vent the process chamber 8 can.
  • a non-illustrated lock for loading and unloading from the substrate 2 is provided in the vacuum housing 3.
  • an opening 20 is further provided, which via a door element 21 is closable.
  • the door member 21 is slidably mounted within the process chamber 8, as shown by the double arrow C.
  • the door element 21 is shown in an open position in FIGS. 1 and 2, but may also be moved in a closed position to close the opening 20.
  • a second opening 23 is provided, which is closable via a corresponding door element 24.
  • the door element 24 is in the representation according to FIG. 1 in a closed position and in the illustration according to FIG. 2 in an open position.
  • the first microwave plasma arrangement 5 consists of a tubular microwave electrode 30, a microwave generator 31 for feeding microwaves into the microwave electrode 30, a support and movement unit 34 and a gas introduction unit 36.
  • the tubular microwave electrode 30 has a tubular body of electrically conductive in a known manner Material which has a microwave feed opening, not shown, via which microwaves from the microwave generator 31 can be fed.
  • the tube axis of the microwave electrode, which is shown at D, is inclined with respect to the surface of the substrate support 12, as can be clearly seen in Figures 1 and 2. However, the tube axis is directed to the support 12, and in particular a substrate located thereon.
  • the support and movement unit 34 has a housing 38 for supporting the microwave electrode 30, the microwave generator 31, and a part of the gas introduction unit 36, as will be explained in more detail below.
  • the housing 38 is connected to a movement mechanism not shown, which is suitable to move the housing in a suitable manner, and in particular to provide a rotation about the axis of rotation E.
  • the axis of rotation E is perpendicular to the substrate support 12 and is angled relative to the tube axis D.
  • the movement of the movement mechanism is a sweeping of the tube axis D over cause the substrate support 12, as the skilled artisan can recognize.
  • the microwave plasma arrangement 5 could also be stationary and the support 12 could be moved by a corresponding mechanism which extends beyond the above-mentioned lifting and / or rotating mechanism so that it is moved relative to the microwave plasma arrangement 5 such that the tube axis D the edition passes over.
  • This can be effected, for example, by a gimbal fastening and movement of the support 12 or else a mechanism which, in addition to a rotational movement, effects a lateral movement of the support 12.
  • the gas introduction unit 36 consists of an outer tube 40 and an inner tube 42, which are arranged coaxially with each other.
  • the outer tube and the inner tube are also aligned coaxially with the microwave electrode 30, so that the tube axis D also coincides with the respective longitudinal axes of the outer tube 40 and the inner tube 42.
  • the inner tube and the outer tube can be acted upon in a suitable manner with different process gases, as will be explained in more detail below.
  • a flexible sealing unit 44 for example in the form of a bellows, is provided in order to generate a negative pressure within the process chamber 8 even when the door element 21 is open.
  • the second microwave plasma arrangement 2 consists essentially of a rod-shaped microwave electrode 50.
  • the microwave electrode 50 is in particular of the type described in DE 102009036766 A, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the microwave electrode 50 has an inner conductor, not shown, and an outer conductor arranged coaxially therewith, which have a microwave feed end and a free end.
  • the outer conductor has a tube region that connects the inner conductor via one adjacent to the microwave feed end lying partial area along its longitudinal axis completely encloses, and an opening portion, which provides in the direction of the free end of the outer conductor, a larger opening.
  • a continuously or stepwise increasing opening is provided, wherein a substantially steadily increasing wave impedance (wave impedance) is formed.
  • a plasma ignition device for example in the form of a linear Hertzian oscillator, is provided in particular at the free end of the inner conductor.
  • the microwave electrode 50 is surrounded by a flexible sealing unit, such as a bellows 52.
  • the microwave electrode 50 is movable via a non-illustrated movement mechanism between a rest position outside of the vacuum housing 3 and a working position within the vacuum housing 3.
  • the bellows 52 has the function of providing a seal in the process chamber 8 with respect to the environment when the microwave electrode 50 is moved into the process chamber 8, as shown in Fig. 2.
  • the microwave electrode 50 is pushed into the process chamber 8 via the opening 23 when the door element 24 is open.
  • the microwave electrode 50 is arranged in its working position adjacent to the substrate holder 10 or a substrate 2 accommodated thereon, in order to be able to produce a high-density microwave plasma in the region of the surface of the substrate 2.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a device 1 for treating substrates, the same reference symbols being used as in FIG. 1, provided identical or identical elements are provided.
  • the device 1 in turn has a vacuum housing 3 arranged only in outline, as well as first and second microwave plasma arrangements 5 and 7.
  • the vacuum housing 3 in turn defines a process chamber 8, in which a substrate holder 10 is at least partially arranged.
  • the substrate holder 10 essentially consists of an endless conveyor belt 60, which is guided circumferentially over a plurality of deflection or transport rollers 62.
  • the normal direction of rotation for a treatment of the substrate 2 is in the Clockwise, but it is also possible to move the conveyor belt in a counterclockwise direction.
  • a surrounding transport strand of the conveyor belt 60 is arranged such that it extends in a straight line through the process chamber 8.
  • a substrate 2 is moved from left to right through the process chamber 8.
  • the return of the conveyor belt 60 takes place outside the process chamber 8 in order to be able to carry out, for example, cooling or cleaning processes on the conveyor belt there.
  • the conveyor belt 60 consists of a material substantially transparent to electromagnetic radiation.
  • the conveyor belt 60 should be arranged as completely as possible within the vacuum region, but may also be at least partially outside the vacuum region even with a suitable arrangement.
  • the substrate holder 10 may also provide another transport mechanism, such as transport rollers or a magnetic and / or Heilkissen- leadership.
  • a transport mechanism which can perform a rotational and / or a lifting movement in addition to a linear or oscillating movement through the process chamber 8.
  • the vacuum housing 3 in turn has an opening 20 which can be closed by a door element 21.
  • the first microwave plasma arrangement 5 Adjacent to the opening 20, in turn, the first microwave plasma arrangement 5 is provided, which can be constructed in substantially the same way as the first microwave plasma arrangement 5 according to FIGS. 1 and 2.
  • heating lamps 16 are provided for heating a substrate 2 received on the substrate holder 10.
  • two pyrometers 70 are shown for temperature detection.
  • other heating devices can also be used in this embodiment, such as a resistance heater, which is integrated in the conveyor belt 60 itself, or a resistance heater which may for example be arranged closely spaced below the upper run of the conveyor belt 60.
  • the second microwave plasma assembly 7 in the embodiment according to FIG. 3 is provided as a stationary microwave plasma assembly 7 and consists of a plurality of microwave electrodes 50 which may be of the type described above.
  • the microwave electrodes 50 each extend across a transport path of the conveyor belt 60 away, and are suitable above this transport path to produce a high-density microwave e) lenplasma.
  • the vacuum housing in the region of the second microwave plasma arrangement 7 has a sloping upper wall portion in order to provide an oblique and a planar arrangement of the microwave electrodes 50 can.
  • the microwave electrodes 50 are arranged such that they are spaced from an input region of the vacuum housing 3 further from the substrate holder 10 and are then arranged closer to the interior of the vacuum housing 3 closer to the substrate holder 10.
  • the assembly then becomes flat, i. they are arranged at the same distance to the substrate holder.
  • a partition wall 72 is further provided, which separates the action areas of the first and second microwave plasma assemblies from each other. In this case, no complete separation is provided, since the treatment areas are provided within the same vacuum housing 3. However, a certain separation of the respective process areas can be achieved by the partition 72. The operation of the device will be explained below with reference to Figures 4A to D.
  • FIGS. 4a to 4c The device 1 illustrated in FIGS. 4a to 4c is constructed substantially in the same manner as the device 1 according to the figures
  • FIG. 4 a shows the microwave electrode 50, as it is moved into the process chamber 8, and is located above a substrate 2 located on the substrate holder 10.
  • the opening 23 in the vacuum chamber 3 is opened, and the process chamber 8 is sealed from the environment by the bellows 52.
  • the opening 20 in the vacuum housing 3 is opened, and the process chamber 8 is sealed to the environment via the sealing unit 44.
  • the tubular microwave electrode 30 is supplied with microwaves, and a plasma is formed inside the microwave electrode 30.
  • a jet of hydrogen and / or deuterium-containing gas is passed through the plasma via the gas introduction unit 36, in particular via the outer tube 40, in order to generate a beam 82 of hydrogen and / or deuterium radicals which is incident on the substrate
  • the beam 82 is swept across the substrate by a corresponding movement of the microwave electrode 30 to clean it and / or to passivate it with hydrogen and / or deuterium.
  • the jet may also sweep over portions of the process chamber to clean them.
  • the microwave electrode 50 Simultaneously or subsequently, the microwave electrode 50 generates a high-density hydrogen and / or deuterium plasma 84 above the substrate 2. This serves to remove oxides on the surface of the substrate 2. Subsequently, the microwave electrode 50 is moved to the rest position, as can be seen in Fig. 4b, and the opening 23 in the side wall of the vacuum housing 3 is closed by the door member 24. (In the embodiment according to FIG. 3, the hydrogen and / or deuterium plasma would be generated in the region of the microwave electrodes 50 under which a substrate is passed before it reaches the region of the radical rays generated by the microwave electrode 30). In the meanwhile, or also subsequently, the process chamber can be rinsed with a purge gas, such as hydrogen and / or deuterium.
  • a purge gas such as hydrogen and / or deuterium.
  • a microwave plasma is further generated, and it is passed through the outer tube 40, a stream of hydrogen and / or deuterium-containing gas through the plasma to further a beam 82 of hydrogen and / or deuterium radicals on the substrate 2 to judge.
  • a precursor gas flow is passed through the plasma via the inner tube 42, for example from a precursor gas such as SiH 4 , GeH 4 , PH 3) B2H6, AsH 3 .
  • a beam 86 of precursor gases is formed, which is surrounded by the beam 82 of hydrogen and / or deuterium radicals. Together, these two beams form an overall process beam that is stroked across the substrate by appropriate movement of the support and movement unit 34.
  • the substrate 2 may be heated to a desired temperature, for example in the range of 400 ° C., during this and the preceding process step.
  • FIG. 4c shows a cleaning step which can be carried out after or before a previously described deposition process, optionally followed by flushing of the process chamber with hydrogen or deuterium.
  • a microwell electrode 30 generated rowelle plasma.
  • a beam of fluorine-containing gas such as NF 3
  • NF 3 a beam of fluorine radicals 88 directed at the substrate receptacle 10.
  • the beam 88 can be deleted by a corresponding movement of the carrying and moving unit 34 via the substrate receiving and to be cleaned areas of the process chamber 8.

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Abstract

An apparatus for treating substrates is described, having a housing surrounding a process chamber, and having at least one substrate receptacle in the housing. Furthermore, a tubular microwave electrode for generating a plasma is provided, wherein the tube axis is directed at the substrate receptacle, and a movement unit is provided, which carries the microwave electrode or the substrate receptacle and is suitable for moving the microwave electrode or the substrate receptacle such that the tube axis sweeps over the substrate receptacle during a treatment. Furthermore, the apparatus has a first gas guide having a first outlet, which opens into the tubular microwave electrode and which is directed at the substrate receptacle, and a second gas guide, which at least partly surrounds the first gas guide and has a second outlet, which is aligned coaxially with respect to the first outlet, wherein the first and second gas guides are connected to the movement unit in order to be moved jointly with the microwave electrode, and wherein different gas sources can be applied to the first and second gas guides. A method for treating substrates is also described, comprising the following steps: directing a jet of a hydrogen- and/or deuterium-containing gas through a first microwave plasma, which is at a distance from the substrate to be treated, in order to form a jet of hydrogen and/or deuterium radicals, wherein the jet of hydrogen and/or deuterium radicals is directed onto the substrate to be treated, directing a jet of precursor gases through the microwave plasma in such a way that the jet of precursor gases is surrounded by the jet of hydrogen and/or deuterium radicals, and they form a common process jet, which is directed onto the substrate to be treated, and sweeping the process jet over the substrate to be treated in order to deposit an epitaxial layer on the substrate, wherein the sweeping-over is brought about by a corresponding movement of a first microwave electrode and of gas introduction nozzles for the hydrogen- and/or deuterium-containing gas and the precursor gases.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Behandeln von Substraten Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Behandeln von Substraten, insbesondere unter Einbeziehung eines Mikrowellenplasmas.  The present invention relates to a device and a method for treating substrates, in particular involving a microwave plasma.
In der Halbleitertechnologie sowie der Mikro- und Nanosensorik ist es be- kannt, epitaktische Schichten aus unterschiedlichen Materialien auf Substraten abzuscheiden. Dies sollte möglichst bei niedriger Temperatur erfolgen, um die Eigenschaften des Grundsubstrats, auf dem die epitaktische Schicht abgeschieden werden soll, nicht zu beeinträchtigen. Die Substrate unterliegen üblicherweise bestimmten Temperaturbeschränkungen hinsichtlich der Tem- peraturbelastung, der ein Substrat ausgesetzt werden darf, ohne dass sich wesentliche Eigenschaftsänderungen des Substrats ergeben. In semiconductor technology as well as micro- and nanosensors, it is known to deposit epitaxial layers of different materials on substrates. This should preferably be done at low temperature in order not to affect the properties of the base substrate on which the epitaxial layer is to be deposited. The substrates are usually subject to certain temperature limitations with regard to the temperature load to which a substrate may be exposed without significant changes in the properties of the substrate.
Trotz dieser Temperaturbeschränkungen sind in der Vergangenheit unterschiedliche epitaktische Schichtbildungsprozesse bei erhöhten Temperaturen vorgeschlagen worden. Diese sind jedoch bei immer kleiner werdenden Strukturen auf Halbleitern, und insbesondere im Bereich der Mikro- und Nanosensorik problematisch, da die Strukturen durch die hohen Temperaturen erheblich beeinflusst werden können. Darüber hinaus ist vor einem epitaktischen Schichtaufbau zweckmäßig, Oxide von der jeweiligen Substratoberfläche zu entfernen. Bei einem hierfür eingesetzten Verfahren wird das Substrat auf ungefähr 1000°C in einer Wasserstoffatmosphäre erhitzt, wodurch sich die Oxidreste von der Substratoberfläche lösen. Solche hohen Temperaturen sind jedoch wiederum, wie oben er- wähnt, für die Substrateigenschaften problematisch. Die Lösung von Oxidresten kann durch den Einsatz von Wasserstoffradikalen verbessert werden, ist aber bei niedrigeren Temperaturen von beispielsweise 400°C nicht oder nur bedingt möglich. Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik hinsichtlich der epitaktischen Schichtbildung sowie der Reinigung von Substraten, liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Behandeln von Substraten vorzusehen, die bzw. das wenigstens eines der vorgenannten Probleme überwindet. Despite these temperature limitations, various epitaxial layering processes at elevated temperatures have been proposed in the past. However, these are problematic with ever smaller structures on semiconductors, and in particular in the field of micro- and nano-sensors, since the structures can be significantly influenced by the high temperatures. In addition, it is expedient to remove oxides from the respective substrate surface before an epitaxial layer structure. In a process used for this purpose, the substrate is heated to about 1000 ° C in a hydrogen atmosphere, whereby the oxide residues dissolve from the substrate surface. However, such high temperatures are, as mentioned above, problematic for the substrate properties. The solution of oxide radicals can be improved by the use of hydrogen radicals, but at lower temperatures of, for example, 400 ° C is not or only partially possible. Based on the described prior art with regard to the epitaxial layer formation and the cleaning of substrates, the present invention is therefore based on the object to provide an apparatus and a method for treating substrates, which overcomes at least one of the aforementioned problems.
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten nach Anspruch 1 oder 2 sowie ein Verfahren zum Behandeln von Substraten nach Anspruch 13 vorgesehen. Darüber hinaus ist ein Verfahren zum Reinigen einer Prozesskammer nach Anspruch 16 vorgesehen. According to the invention, a device for treating substrates according to claim 1 or 2 and a method for treating substrates according to claim 13 are provided. In addition, a method for cleaning a process chamber according to claim 16 is provided.
Die Vorrichtung zum Behandeln von Substraten weist ein Gehäuse auf, das eine Prozesskammer umgibt, sowie wenigstens eine Substrataufnahme in dem Gehäuse. Ferner ist eine rohrförmige Mikrowellenelektrode zum Erzeugen eines Plasmas vorgesehen, wobei die Rohrachse auf die Substratauf- nähme gerichtet ist, sowie eine Bewegungseinheit, welche die Mikrowellenelektrode oder die Substrataufnahme trägt und geeignet ist die Mikrowellenelektrode oder die Substrataufnahme so zu bewegen, dass die Rohrachse die Substrataufnahme überstreicht. Darüber hinaus weist die Vorrichtung eine erste Gasführung mit einem ersten Auslass auf, der sich in die rohrförmige Mikrowellenelektrode öffnet und der auf die Substrataufnahme gerichtet ist und eine zweite Gasführung, die die erste Gasführung wenigstens teilweise umgibt und einen zweiten Auslass aufweist, der koaxial zum ersten Auslass ausgerichtet ist, wobei die erste und zweite Gasführung mit der Bewegungseinheit verbunden sind, um gemeinsam mit der Mikrowellenelektrode bewegt zu werden, und wobei die erste und zweite Gasführung mit unterschiedlichen Gasquellen beaufschlagbar sind. Eine solche Vorrichtung ist in der Lage, innerhalb der Mikrowellenelektrode ein Plasma zu erzeugen, durch das zwei unterschiedliche Gasströme in koaxialer Ausrichtung zueinander hindurchgeleitet werden können, um beispielsweise einen Prozessgasstrahl aus Radikalen und Prekursorn, insbeson- dere einen Prozessgasstrahl aus Wasserstoff- oder Deuteriumradikalen und Prekursorgasen, wie beispielsweise SiH4, GeH4, PH3, B2H6, AsH3, Dichlorsi- lan, Trichlorsilan, NH3 und ähnlichen zu bilden. Dieser Radikalenstrahl mit Prekursorgasen ist geeignet für eine epitaktische Schichtbildung auf einem Substrat, und zwar selbst bei niedrigen Temperaturen von beispielsweise 400°C, im Vergleich zu Hochtemperaturabscheidungsprozessen. The device for treating substrates has a housing which surrounds a process chamber and at least one substrate receptacle in the housing. Furthermore, a tubular microwave electrode is provided for generating a plasma, wherein the tube axis is directed onto the substrate holder, and a moving unit which carries the microwave electrode or the substrate holder and is suitable for moving the microwave electrode or the substrate holder so that the tube axis is the substrate holder sweeps. In addition, the apparatus includes a first gas guide having a first outlet opening into the tubular microwave electrode and facing the substrate receiver and a second gas guide at least partially surrounding the first gas guide and having a second outlet coaxial with the first Outlet is aligned, wherein the first and second gas guide are connected to the moving unit to be moved together with the microwave electrode, and wherein the first and second gas guide can be acted upon by different gas sources. Such a device is able to generate within the microwave electrode a plasma through which two different gas streams can be passed in coaxial alignment with each other, for example a process gas jet of radicals and precursors, in particular a process gas jet of hydrogen or deuterium radicals and precursor gases , such as SiH 4 , GeH 4 , PH 3 , B 2 H 6 , AsH 3 , dichlorosilane, trichlorosilane, NH 3 and the like. This precursor gas radical beam is capable of epitaxial film formation on a substrate, even at low temperatures of, for example, 400 ° C, as compared to high temperature deposition processes.
Da solche Prozesse üblicherweise im Unterdruck stattfinden, ist es von Vorteil, die Prozesskammer innerhalb des Gehäuses möglichst klein zu halten. Daher weist das Gehäuse bei einer Ausführungsform der Erfindung eine Durchgangsöffnung in einer Gehäusewand auf und die Mikrowellenelektrode ist derart außerhalb des Gehäuses angeordnet, dass die Rohrachse durch die Durchgangsöffnung hindurch auf die Substrataufnahme gerichtet ist. Eine Abdichtung zur Umgebung wird durch eine Balgeneinheit, insbesondere in der Form eines Federbalgs vorgesehen, die sich zwischen der Gehäusewand und der Mikrowellenelektrode bzw. der die rohrförmige Mikrowellenelektrode tragenden Bewegungseinheit erstreckt. Hierdurch kann die Prozesskammer bzw. der Prozessraum klein gehalten werden, da die Bewegung der Mikrowellenelektrode außerhalb der eigentlichen Prozesskammer stattfinden kann. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine weitere Mikrowellenelektrode vorgesehen, wobei die Mikrowellenelektrode zwischen einer Einsatzposition oberhalb der Substrataufnahme und einer Ruheposition beabstandet zur Substrataufnahme bewegbar ist. Die weitere Mikrowellenelektrode ist in ihrer Position oberhalb der Substrataufnahme geeignet, ein Mikrowellenplasma in der Nähe der Scheibe zu erzeugen, und zwar insbesondere ein hochdichtes Wasserstoffplasma (mit hoher lonendichte), das geeignet ist Oxidreste von der Substratoberfläche zu entfernen. Dies ist wiederum auch bei niedrigeren Temperaturen von beispielsweise 400°C, was übli- cherweise als ein akzeptabler Temperaturbereich angesehen wird, möglich. Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, um die weitere Mikrowellenelektrode gegenüber einer Prozessgasatmosphäre in der Prozesskammer zu isolieren, wenn sie sich in der Ruheposition befindet. Die während einer epitaktischen 5 Schichtbildung verwendeten Prozessgase könnten ansonsten auch eine Ab- scheidung auf der weiteren Mikrowellenelektrode bewirken, welche deren Einsatzfähigkeit beeinträchtigen können. Since such processes usually take place under reduced pressure, it is advantageous to keep the process chamber within the housing as small as possible. Therefore, in one embodiment of the invention, the housing has a passage opening in a housing wall and the microwave electrode is arranged outside the housing such that the tube axis is directed through the passage opening onto the substrate receptacle. A seal to the environment is provided by a bellows unit, in particular in the form of a bellows, which extends between the housing wall and the microwave electrode or the movement unit carrying the tubular microwave electrode. As a result, the process chamber or the process chamber can be kept small, since the movement of the microwave electrode can take place outside the actual process chamber. In one embodiment of the invention, at least one further microwave electrode is provided, wherein the microwave electrode between a use position above the substrate holder and a rest position spaced from the substrate receiving is movable. The further microwave electrode, in its position above the substrate receptacle, is suitable for generating a microwave plasma in the vicinity of the disk, in particular a high-density hydrogen plasma (with high ion density), which is suitable for removing oxide residues from the substrate surface. This in turn is also at lower temperatures of, for example, 400 ° C, which is generally is considered to be an acceptable temperature range. Preferably means are provided to isolate the further microwave electrode from a process gas atmosphere in the process chamber when in the rest position. Otherwise, the process gases used during epitaxial layer formation could otherwise cause deposition on the further microwave electrode, which may impair their usefulness.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist wenigstens eine weitere Mikrowelle) lenelektrode vorgesehen, sowie eine Substrataufnahme, wobei die Mikrowellenelektroden und/oder Substrataufnahme relativ zum anderen Element derart bewegbar ist, dass ein auf der Substrataufnahme befindliches Substrat aus dem Bereich der weiteren Mikrowellenelektrode in den Bereich der rohrförmi- gen Mikrowellenelektrode gelangen kann. Hierbei kann die weitere Mikrowel- 15 lenelektrode beispielsweise wiederum zum Erzeugen eines Mikrowellenplasmas im Bereich der Substratoberfläche eingesetzt werden, um Oxid von der Oberfläche zu entfernen. Anschließend kann das derart vom Oxid befreite Substrat in den Bereich der rohrförmigen Mikrowellenelektrode gebracht werden, um einen epitaktischen Schichtbildungsprozess durchzuführen und zwar 20 über eine Relativbewegung zwischen der Substrataufnahme und den Mikrowellenelektroden. Dadurch, dass die Einflussbereiche der weiteren Mikrowellenelektrode und der rohrförmigen Mikrowellenelektrode getrennt sind, ist eine Beschichtung der weiteren Mikrowellenelektrode in einem solchen Fall nicht zu befürchten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die 25 Substrataufnahme derart ausgebildet, dass sie eine Relativbewegung zu den Mikrowellenelektroden ausführen kann, um die oben beschriebene Relativbewegung vorsehen zu können. Die Mikrowellenelektroden können in diesem Fall stationär sein, oder sie können gegebenenfalls eine Hubbewegung relativ zur Substratauflage vorsehen. Vorzugsweise sind mehrere weitere Mikrowel- 30 lenelektroden vorgesehen, die mit unterschiedlichen Abständen zur Substrataufnahme, insbesondere in Bewegungsrichtung der Substrataufnahme kleiner werdenden Abständen hierzu angeordnet sind. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die weitere Mikrowellenelektrode eine stabförmige Mikrowellenelektrode mit einem Innenleiter und einem koaxial hierzu angeordneten Außenleiter, die ein Mikrowelleneinspeisungsen- de und ein freies Ende aufweisen. Der Außenleiter besitzt einen Rohrbereich, der den Innenleiter über einen benachbart zum Mikrowelleneinspeisungsende liegenden Teilbereich entlang seiner Längsachse vollständig umschließt, sowie einen Öffnungsbereich, der in Richtung des freien Endes des Außenleiters eine größer werdende Öffnung vorsieht. Eine solche Mikrowellenelektrode erlaubt die Ausbildung eines gleichmäßigen Plasmas oberhalb eines zu be- handelnden Substrats. In an alternative embodiment, at least one further microwave electrode is provided, as well as a substrate receptacle, wherein the microwave electrodes and / or substrate receptacle is movable relative to the other element such that a substrate located on the substrate receptacle moves from the region of the further microwave electrode into the region of the tubular microwaves - Can reach gene microwave electrode. In this case, for example, the further microwave electrode can again be used to generate a microwave plasma in the region of the substrate surface in order to remove oxide from the surface. Subsequently, the substrate thus freed from the oxide can be brought into the region of the tubular microwave electrode to perform an epitaxial layer formation process, namely via a relative movement between the substrate receptacle and the microwave electrodes. Because the areas of influence of the further microwave electrode and the tubular microwave electrode are separated, a coating of the further microwave electrode in such a case is not to be feared. In a preferred embodiment of the invention, the substrate holder is designed such that it can perform a relative movement to the microwave electrodes in order to be able to provide the above-described relative movement. The microwave electrodes may be stationary in this case, or they may optionally provide a lifting movement relative to the substrate support. Preferably, a plurality of further microwave electrodes are provided, which are arranged at different distances to the substrate holder, in particular in the direction of movement of the substrate holder, at decreasing distances therefrom. According to one embodiment of the invention, the further microwave electrode is a rod-shaped microwave electrode having an inner conductor and an outer conductor arranged coaxially thereto, which have a Mikrowelleneinspeisungsen- de and a free end. The outer conductor has a tube region which completely surrounds the inner conductor along a partial region adjacent to the microwave feed end along its longitudinal axis, and an opening region which provides an opening which becomes larger in the direction of the free end of the outer conductor. Such a microwave electrode allows the formation of a uniform plasma above a substrate to be treated.
Dabei wird die Öffnung im Öffnungsbereich des Außenleiters vorzugsweise stetig und/oder stufig größer. Insbesondere ist es dabei auch möglich, dass sich stetige Bereiche und stufige Bereiche abwechseln. Der Wellenwiderstand steigt in der Öffnung an, wodurch eine Plasmazündung erschwert wird. Daher ist bei einer Ausführungsform der Erfindung eine Plasmazündvorrichtung, insbesondere ein linearer Hertzscher Oszillator für die weitere Mikrowellenelektrode vorgesehen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Verändern eines Abstands zwischen der Substrataufnahme und der rohrförmigen Mikrowellenelektrode und/oder der weiteren Mikrowellenelektrode vorgesehen. Diese kann beispielsweise eine Hubvorrichtung für die Substrataufnahme umfassen. In this case, the opening in the opening region of the outer conductor preferably becomes steadily and / or stepwise larger. In particular, it is also possible for continuous areas and stepped areas to alternate. The characteristic impedance increases in the opening, whereby a plasma ignition is difficult. Therefore, in one embodiment of the invention, a plasma ignition device, in particular a linear Hertzian oscillator for the further microwave electrode is provided. In one embodiment of the invention, a device is provided for varying a distance between the substrate receptacle and the tubular microwave electrode and / or the further microwave electrode. This may include, for example, a lifting device for the substrate holder.
Vorteilhafterweise ist auch wenigstens ein Hub-, Linear-, Schwenk- und/oder Drehbewegungsmechanismus für die Substrataufnahme vorgesehen, der eine entsprechende Bewegung bezüglich der rohrförmigen Mikrowellenelektrode oder der weiteren Mikrowellenelektrode bewirkt, um eine jeweilige Prozesshomogenisierung zu erreichen. Alternativ oder auch zusätzlich kann auch wenigstens ein entsprechender Mechanismus für die rohrförmige und/oder die wenigstens eine weitere Mikrowellenelektrode vorgesehen sein. Advantageously, at least one lifting, linear, pivoting and / or rotational movement mechanism for the substrate receiving is provided, which causes a corresponding movement with respect to the tubular microwave electrode or the further microwave electrode in order to achieve a respective process homogenization. Alternatively or additionally, at least one corresponding mechanism may be provided for the tubular and / or the at least one further microwave electrode.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sieht die Bewegungseinheit eine kardanische Lagerung der rohrförmigen Mikrowellenelektrode vor, wodurch eine gleichförmige Überstreichung einer Substratoberfläche ermöglicht wird. Diese kann insbesondere auch durch eine Rotation der Substrataufnahme gefördert werden. Insbesondere kann aber auch die Substrataufnahme kar- dansich gelagert sein, wodurch ebenfalls eine gleichförmige Überstreichung einer Substratoberfläche durch die rohrförmige Mikrowellenelektrode unter einstellbarem Winkel ermöglicht wird. According to one embodiment of the invention, the moving unit provides a gimbal mounting of the tubular microwave electrode, whereby a uniform sweep of a substrate surface is made possible. This can be promoted in particular by a rotation of the substrate holder. In particular, however, the substrate receptacle can also be stored in a cardan-like manner, whereby likewise a uniform sweep of a substrate surface through the tubular microwave electrode at an adjustable angle is made possible.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist die wenigstens eine Mikrowellenelektrode einen stabförmigen Innenleiter aufweist, der wenigstens teilweise radial von einem Außenleiter umgeben ist, der eine Öffnung zum Auskoppeln von Mikrowellen aufweist, die sich über wenigstens die gesamte Breite oder den Durchmesser eines zu behandelnden Substrats erstreckt. In one embodiment of the invention, the at least one microwave electrode has a rod-shaped inner conductor which is at least partially radially surrounded by an outer conductor having an opening for coupling out microwaves, which extends over at least the entire width or the diameter of a substrate to be treated.
Bei dem Verfahren zum Behandeln von Substraten wird ein Strahl eines Was- serstoff und/oder Deuterium enthaltenden Gases durch ein erstes Mikrowellenplasma, das vom zum behandelnden Substrat beabstandet ist, geleitet, um einen Strahl aus Wasserstoff- und/oder Deuteriumradikalen zu bilden, der auf das zu behandelnde Substrat gerichtet ist. Ferner wird ein Strahl aus aus Pre- kusorgasen derart durch das Mikrowellenplasma geleitet, dass der Strahl aus Prekursorgasen von dem Strahl aus Wasserstoff- und/oder Deuteriumradikalen umgeben ist, und sie einen gemeinsamen Prozessstrahl bilden, der auf das zu behandelnde Substrat gerichtet ist. Dieser Prozessstrahl wird über das zu behandelnde Substrat gestrichen, um eine epitaktische Schicht auf dem Substrat abzuscheiden, wobei das Überstreichen durch eine entsprechende Relativbewegung zwischen einer ersten Mikrowellenelektrode, die das erste Plasma erzeugt, und einer Substratauflage, auf dem sich das Substrat befindet, bewirkt wird. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Mikrowellenelektrode, die das erste Plasma erzeugt gemeinsam mit Gaseinleitungsdüsen für Wasserstoff und/oder Deuterium enthaltendes Gas und Prekursor- gasen bewegt. Das beschriebene Verfahren ermöglicht einen epitaktischen Schichtaufbau durch die Kombination eines Strahls aus Wasserstoff- und/oder Deuteriumradikalen mit einem Strahl aus Prekursorgasen selbst bei niedrigen Temperaturen im Bereich von 400°C. Für den epiktaktischen Schichtaufbau kann das Substrat in geeigneter Weise auf die erforderliche Temperatur aufgeheizt werden. Eine solche Aufheizung des Substrats kann beispielsweise über eine Widerstandsheizung der Substrataufnahme und/oder auch über eine direkte Aufheizung des Substrats und/oder der Substrataufnahme mittels elektromagnetischer Strahlung, wie beispielsweise einer Heizlampe, erfolgen. In the method of treating substrates, a jet of hydrogen and / or deuterium-containing gas is passed through a first microwave plasma spaced from the substrate to be treated to form a beam of hydrogen and / or deuterium radicals the substrate to be treated is directed. Furthermore, a beam of precursor gases is passed through the microwave plasma such that the beam of precursor gases is surrounded by the beam of hydrogen and / or deuterium radicals and they form a common process beam directed at the substrate to be treated. This process beam is swept over the substrate to be treated to deposit an epitaxial layer on the substrate, wherein the sweeping is effected by a corresponding relative movement between a first microwave electrode which generates the first plasma and a substrate support on which the substrate is located , In one embodiment of the invention, the microwave electrode generating the first plasma is moved together with gas inlet nozzles for hydrogen and / or deuterium-containing gas and precursor gases. The described method enables an epitaxial layer construction by combining a beam of hydrogen and / or deuterium radicals with a beam of precursor gases even at low temperatures in the range of 400 ° C. For epicactic layering For example, the substrate can be suitably heated to the required temperature. Such heating of the substrate can be effected, for example, by resistance heating of the substrate receptacle and / or by direct heating of the substrate and / or substrate reception by means of electromagnetic radiation, such as a heating lamp.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird vor dem Leiten von Prekur- sorgasen durch das erste Mikrowellenplasma nur der Strahl aus Wasserstoff- und/oder Deuteriumradikalen über das zu behandelnde Substrat bewegt, um es zu reinigen und/oder zu passivieren. Ferner ist es möglich, vor dem Leiten von Prekursorgasen durch das erste Mikrowellenplasma ein zweites Mikrowellenplasma, insbesondere ein Wasserstoff und/oder Deuteriumplasma, benachbart zum behandelnden Substrat zu erzeugen, um hierüber Oxid von der Substratoberfläche zu entfernen. According to one embodiment of the invention, prior to passing pre-cure sorgases through the first microwave plasma, only the beam of hydrogen and / or deuterium radicals is moved over the substrate to be treated to purify and / or passivate it. Further, prior to passing precursor gases through the first microwave plasma, it is possible to generate a second microwave plasma, in particular a hydrogen and / or deuterium plasma, adjacent to the substrate to be treated to thereby remove oxide from the substrate surface.
Bei einem Verfahren zum Reinigen einer Prozesskammer wird ein Strahl eines Fluor enthaltenden Gases, insbesondere NF3-Gas durch ein Mikrowellenplasma geleitet, um einen Strahl aus Fluorradikalen zu bilden, wobei der Strahl aus Fluorradikalen in die zu reinigende Prozesskammer gerichtet ist, und dieser Strahl aus Fluorradikalen wird über zu reinigende Bereiche der Prozesskammer bewegt. Hierdurch lässt sich auf einfache Weise mit derselben Vorrichtung, die zuvor auch für den epitaktischen Schichtaufbau eingesetzt wird, eine einfache Reinigung der Prozesskammer erreichen. Nach dem Überstreichen des Strahls aus Fluorradikalen über zu reinigende Bereiche der Prozesskammer kann ein Strahl aus Wasser und oder Deuterium enthaltendem Gas durch das Mikrowellenplasma geleitet werden, um einen Strahl aus Wasserstoff- und/oder Deuteriumradikalen zu bilden, wobei der Strahl aus Wasserstoff- und/oder Deuteriumradikalen in die Prozesskammer gerichtet ist, und über die zu reinigenden Bereiche der Prozesskammer bewegt wird. Hier- durch kann die Prozesskammer für nachfolgende epitaktische Schichtbildungsprozesse vorbereitet bzw. konditioniert werden. Nach einer solchen Reinigung der Prozesskammer kann sich vorteilhaft das zuvor beschriebene Verfahren zum Behandeln von Substraten anschließen. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten; In a process for cleaning a process chamber, a jet of fluorine-containing gas, in particular NF 3 gas, is passed through a microwave plasma to form a jet of fluorine radicals, the jet of fluorine radicals being directed into the process chamber to be cleaned, and that jet Fluorine radicals are moved over areas of the process chamber to be cleaned. This makes it easy to achieve a simple cleaning of the process chamber with the same device, which is also used for the epitaxial layer structure before. After sweeping the beam of fluorine radicals over areas of the process chamber to be cleaned, a jet of water and / or deuterium-containing gas can be passed through the microwave plasma to form a beam of hydrogen and / or deuterium radicals, the beam of hydrogen and / or hydrogen. or Deuterium radicals is directed into the process chamber, and is moved over the areas to be cleaned of the process chamber. As a result, the process chamber can be prepared or conditioned for subsequent epitaxial layer formation processes. After such a cleaning of the process chamber may advantageously be followed by the method described above for the treatment of substrates. The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. In the drawings: Fig. 1 is a schematic sectional view through an apparatus for treating substrates;
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht durch die Vorrichtung gemäß Fig. Fig. 2 is a schematic sectional view through the device of FIG.
1 , bei der eine Mikrowellenelektrode in einer anderen Position gezeigt ist;  1, in which a microwave electrode is shown in a different position;
Fig.3 eine schematische Schnittansicht durch eine alternative Vorrichtung zum Behandeln von Substraten; und 3 shows a schematic sectional view through an alternative device for treating substrates; and
Fig.4a-4c eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung ähnlich der 4a-4c is a schematic sectional view of an apparatus similar to the
Figuren 1 und 2, während unterschiedlicher Prozessabläufe. Die in der nachfolgenden Beschreibung verwendeten relativen Begriffe, wie z.B. links, rechts, über und unter beziehen sich auf die Zeichnungen und sollen die Anmeldung in keiner Weise einschränken, auch wenn sie bevorzugte Anordnungen zeigen können. Die Vorrichtungen 1 und 2 zeigen jeweils schematische Schnittansichten durch eine Vorrichtung 1 zum Behandeln eines Substrats 2, wobei unterschiedliche Komponenten in unterschiedlichen Positionen dargestellt sind.  Figures 1 and 2, during different processes. The relative terms used in the following description, e.g. left, right, above and below refer to the drawings and are not intended to limit the application in any way, even though they may show preferred arrangements. The devices 1 and 2 respectively show schematic sectional views through a device 1 for treating a substrate 2, wherein different components are shown in different positions.
Die Vorrichtung 1 besitzt ein nur im Umriss angedeutetes Vakuumgehäuse 3, eine erste Mikrowellenplasmaanordnung 5 sowie eine zweite Mikrowellenplasmaanordnung 7. The device 1 has a vacuum housing 3, which is only indicated in outline, a first microwave plasma arrangement 5 and a second microwave plasma arrangement 7.
Das Vakuumgehäuse 3 definiert eine Prozesskammer 8 im Inneren, in der eine Substrataufnahme 10 angeordnet ist. Die Substrataufnahme 10 besteht aus einer plattenförmigen Auflage 12 sowie einem sich senkrecht hierzu erstreckenden Tragelement 14. Die Auflage 12 ist in bekannter Art und Weise aufgebaut, um ein Substrat 2 in geeigneter Weise darauf aufzunehmen. Das Tragelement 14 trägt die Auflage und ist in bekannter Art und Weise auch in abgedichteter Weise aus dem Vakuumgehäuse herausgeführt. Das Tragelement 14 steht mit einem externen, nicht näher dargestellten Hub- und oder Drehmechanismus in Verbindung, wie durch die Pfeile A und B in den Figuren 1 und 2 angedeutet ist. The vacuum housing 3 defines a process chamber 8 in the interior, in which a substrate holder 10 is arranged. The substrate holder 10 consists of a plate-shaped support 12 and a support element 14 extending perpendicular thereto. The support 12 is constructed in a known manner in order to receive a substrate 2 in a suitable manner thereon. The support member 14 carries the support and is in a known manner in sealed manner out of the vacuum housing. The support member 14 is connected to an external, not shown, lifting and or rotating mechanism in combination, as indicated by the arrows A and B in Figures 1 and 2.
Unterhalb der Substrataufnahme 10 ist eine Vielzahl von Heizlampen 16 zum Heizen der Substrataufnahme 10 bzw. eines darauf befindlichen Substrats 2 vorgesehen. Wenn die Substrataufnahme, insbesondere die Auflage 12 aus einem für die Strahlung der Heizlampen transparenten Material besteht, kann das Substrat 2 direkt aufgeheizt werden, sofern dies erwünscht ist. Wenn die Substrataufnahme hingegen für die Heizstrahlung der Heizlampen 16 nicht transparent ist, wird ein Substrat 2 über eine entsprechende Erwärmung der Auflage 12 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt. Alternativ ist es auch möglich, statt der Heizlampen eine Widerstandsheizung im Bereich der Aufla- ge 12 vorzusehen. Insbesondere könnte zum Beispiel eine Platte vorgesehen sein, die mehrere gegebenenfalls separat ansteuerbare Heizzonen aufweist. Eine solche Platte könnte beispielsweise in geeigneter Weise aus AIN (Aluminiumnitrid) oder einem anderen geeigneten Material bestehen, das die Plasmaprozesse in der Prozesskammer nicht negativ beeinflusst. Diese Platte könnte selbst die Auflage bilden, oder eng benachbart hierzu angeordnet sein. Die Platte selbst könnte über einen geeigneten Mechanismus sowohl vertikal bewegt als auch rotiert werden, um eine homogene Aufheizung eines Substrats vorzusehen. Eine solche Platte kann gegenüber einer Aufheizung mittels Heizlampen den Vorteil haben, dass die Platte primär eine Wärmeleitung vorsieht, während die Heizlampen eine Strahlungserwärmung vorsehen, die gegebenenfalls durch eine während des Prozesses auftretende Beschichtung der Heizlampen/oder des Substrats beeinträchtigt werden kann. Below the substrate holder 10, a plurality of heating lamps 16 are provided for heating the substrate holder 10 or a substrate 2 located thereon. If the substrate receptacle, in particular the support 12, consists of a material transparent to the radiation of the heating lamps, the substrate 2 can be heated directly, if desired. On the other hand, if the substrate receptacle is not transparent to the heating radiation of the heating lamps 16, a substrate 2 is heated to a predetermined temperature via a corresponding heating of the support 12. Alternatively, it is also possible to provide resistance heating in the region of the support 12 instead of the heating lamps. In particular, for example, a plate could be provided which has a plurality of optionally separately controllable heating zones. For example, such a plate could suitably consist of AlN (aluminum nitride) or other suitable material that does not adversely affect the plasma processes in the process chamber. This plate could itself form the support, or be arranged closely adjacent thereto. The plate itself could be both vertically moved and rotated by a suitable mechanism to provide homogeneous heating of a substrate. Such a plate may have the advantage over heating by means of heating lamps, that the plate primarily provides heat conduction, while the heating lamps provide radiation heating, which may be affected by a occurring during the process coating of the heating lamps / or the substrate.
Das Vakuumgehäuse 3 steht in geeigneter Weise mit einer Unterdruckquelle in Verbindung, um die Prozesskammer 8 entlüften zu können. Darüber hinaus ist in dem Vakuumgehäuse 3 eine nicht näher dargestellte Schleuse zum Be- und Entladen vom Substrat 2 vorgesehen. In der oberen Wand des Vakuumgehäuses 3 ist ferner eine Öffnung 20 vorgesehen, die über ein Türelement 21 verschließbar ist. Das Türelement 21 ist innerhalb der Prozesskammer 8 verschiebbar gelagert, wie durch den Doppelpfeil C dargestellt ist. Das Türelement 21 ist in den Figuren 1 und 2 in einer geöffneten Position dargestellt, kann aber auch in einer geschlossenen Position bewegt werden, um die öff- nung 20 zu schließen. The vacuum housing 3 is suitably connected to a vacuum source in order to vent the process chamber 8 can. In addition, a non-illustrated lock for loading and unloading from the substrate 2 is provided in the vacuum housing 3. In the upper wall of the vacuum housing 3, an opening 20 is further provided, which via a door element 21 is closable. The door member 21 is slidably mounted within the process chamber 8, as shown by the double arrow C. The door element 21 is shown in an open position in FIGS. 1 and 2, but may also be moved in a closed position to close the opening 20.
In einer Seitenwand des Vakuumgehäuses 3 ist eine zweite Öffnung 23 vorgesehen, die über ein entsprechendes Türelement 24 verschließbar ist. Das Türelement 24 ist in der Darstellung gemäß Fig. 1 in einer geschlossenen Po- sition und in der Darstellung gemäß Fig. 2 in einer geöffneten Position. In a side wall of the vacuum housing 3, a second opening 23 is provided, which is closable via a corresponding door element 24. The door element 24 is in the representation according to FIG. 1 in a closed position and in the illustration according to FIG. 2 in an open position.
Die erste Mikrowellenplasmaanordnung 5 besteht aus einer rohrförmigen Mikrowellenelektrode 30, einem Mikrowellengenerator 31 zum Einspeisen von Mikrowellen in die Mikrowellenelektrode 30, einer Trag- und Bewegungsein- heit 34 sowie einer Gaseinleitungseinheit 36. Die rohrförmige Mikrowellenelektrode 30 besitzt in bekannter Weise einen rohrförmigen Körper aus elektrisch leitendem Material, der eine nicht näher dargestellte Mikrowelleneinspei- sungsöffnung aufweist, über die Mikrowellen vom Mikrowellengenerator 31 eingespeist werden können. Die Rohrachse der Mikrowellenelektrode, die bei D gezeigt ist, ist bezüglich der Oberfläche der Substratauflage 12 geneigt, wie in den Figuren 1 und 2 deutlich zu erkennen ist. Die Rohrachse ist dabei jedoch auf die Auflage 12, und insbesondere ein darauf befindliches Substrat gerichtet. Die Trag- und Bewegungseinheit 34 besitzt ein Gehäuse 38 zum Tragen der Mikrowellenelektrode 30, des Mikrowellengenerators 31 , sowie einem Teil der Gaseinleitungseinheit 36, wie nachfolgend näher erläutert wird. Das Gehäuse 38 steht mit einem nicht näher dargestellten Bewegungsmechanismus in Verbindung, der geeignet ist das Gehäuse in einer geeigneten Weise zu bewe- gen, und insbesondere eine Rotation um die Rotationsachse E vorzusehen. Wie zu erkennen ist, steht die Rotationsachse E senkrecht zur Substratauflage 12 und ist bezüglich der Rohrachse D abgewinkelt. Dabei soll die Bewegung des Bewegungsmechanismus ein Überstreichen der Rohrachse D über die Substratauflage 12 bewirken, wie der Fachmann erkennen kann. Alternativ könnte aber auch die Mikrowellenplasmaanordnung 5 stationär ausgebildet sein und die Auflage 12 über einen entsprechenden Mechanismus, der über den oben genannten Hub- und/oder Drehmechanismus hinausgeht, so bewegbar sein, dass sie relativ zur Mikrowellenplasmaanordnung 5 so bewegt wird, dass die Rohrachse D die Auflage überstreicht. Dies kann beispielsweise durch eine kardanische Befestigung und Bewegung der Auflage 12 bewirkt werden oder auch einen Mechanismus, der neben einer Drehbewegung eine Seitenbewegung der Auflage 12 bewirkt. The first microwave plasma arrangement 5 consists of a tubular microwave electrode 30, a microwave generator 31 for feeding microwaves into the microwave electrode 30, a support and movement unit 34 and a gas introduction unit 36. The tubular microwave electrode 30 has a tubular body of electrically conductive in a known manner Material which has a microwave feed opening, not shown, via which microwaves from the microwave generator 31 can be fed. The tube axis of the microwave electrode, which is shown at D, is inclined with respect to the surface of the substrate support 12, as can be clearly seen in Figures 1 and 2. However, the tube axis is directed to the support 12, and in particular a substrate located thereon. The support and movement unit 34 has a housing 38 for supporting the microwave electrode 30, the microwave generator 31, and a part of the gas introduction unit 36, as will be explained in more detail below. The housing 38 is connected to a movement mechanism not shown, which is suitable to move the housing in a suitable manner, and in particular to provide a rotation about the axis of rotation E. As can be seen, the axis of rotation E is perpendicular to the substrate support 12 and is angled relative to the tube axis D. The movement of the movement mechanism is a sweeping of the tube axis D over cause the substrate support 12, as the skilled artisan can recognize. Alternatively, however, the microwave plasma arrangement 5 could also be stationary and the support 12 could be moved by a corresponding mechanism which extends beyond the above-mentioned lifting and / or rotating mechanism so that it is moved relative to the microwave plasma arrangement 5 such that the tube axis D the edition passes over. This can be effected, for example, by a gimbal fastening and movement of the support 12 or else a mechanism which, in addition to a rotational movement, effects a lateral movement of the support 12.
Die Gaseinleitungseinheit 36 besteht aus einem Außenrohr 40 und einem Innenrohr 42, die koaxial zueinander angeordnet sind. Darüber hinaus sind das Außenrohr und das Innenrohr auch koaxial zur Mikrowellenelektrode 30 ausgerichtet, so dass die Rohrachse D auch mit den jeweiligen Längsachsen des Außenrohrs 40 bzw. des Innenrohrs 42 zusammenfällt. The gas introduction unit 36 consists of an outer tube 40 and an inner tube 42, which are arranged coaxially with each other. In addition, the outer tube and the inner tube are also aligned coaxially with the microwave electrode 30, so that the tube axis D also coincides with the respective longitudinal axes of the outer tube 40 and the inner tube 42.
Das Innenrohr und das Außenrohr sind in geeigneter Weise mit unterschiedlichen Prozessgasen beaufschlagbar, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. The inner tube and the outer tube can be acted upon in a suitable manner with different process gases, as will be explained in more detail below.
Zwischen der Trag- und Bewegungseinheit 34 und der oberen Wand des Vakuumgehäuses 3 ist eine flexible Abdichteinheit 44, beispielsweise in Form eines Federbalgens, vorgesehen, um auch bei geöffnetem Türelement 21 einen Unterdruck innerhalb des Prozessraums 8 erzeugen zu können. Between the supporting and moving unit 34 and the upper wall of the vacuum housing 3, a flexible sealing unit 44, for example in the form of a bellows, is provided in order to generate a negative pressure within the process chamber 8 even when the door element 21 is open.
Die zweite Mikrowellenplasmaanordnung 2 besteht im Wesentlichen aus einer stabförmigen Mikrowellenelektrode 50. Die Mikrowellenelektrode 50 ist insbesondere des Typs, wie er in der DE 102009036766 A beschrieben ist, deren Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist. Insbesondere besitzt die Mikrowellenelektrode 50 einen nicht näher dargestellten Innenleiter und einen koaxial hierzu angeordneten Außenleiter, die ein Mikrowelleneinspeisungsen- de und ein freies Ende aufweisen. Der Außenleiter besitzt einen Rohrbereich, der den Innenleiter über einen benachbart zur Mikrowelleneinspeisungsende liegenden Teilbereich entlang seiner Längsachse vollständig umschließt, sowie einen Öffnungsbereich, der in Richtung des freien Endes des Außenleiters eine größer werdende Öffnung vorsieht. Insbesondere ist eine stetig oder auch stufig größer werdende Öffnung vorgesehen, wobei ein im Wesentlichen stetig ansteigender Wellenwiderstand (wave impedance) gebildet wird. Ferner ist insbesondere an dem freien Ende des Innenleiters eine Plasmazündvorrichtung, beispielsweise in Form eines linearen Hertzschen Oszillators vorgesehen. Die Mikrowellenelektrode 50 ist von einer flexiblen Abdichteinheit umgeben, wie beispielsweise einem Faltenbalg 52. Die Mikrowellenelektrode 50 ist über einen nicht näher dargestellten Bewegungsmechanismus zwischen einer Ruheposition außerhalb des Vakuumgehäuses 3 und einer Arbeitsposition innerhalb des Vakuumgehäuses 3 bewegbar. Dabei besitzt der Faltenbalg 52 die Funktion einer Abdichtung in der Prozesskammer 8 gegenüber der Umgebung vorzusehen, wenn die Mikrowellenelektrode 50 in die Prozesskammer 8 hinein bewegt ist, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Dabei wird die Mikrowellenelektrode 50 über die Öffnung 23 bei geöffnetem Türelement 24 in die Prozesskammer 8 hineingeschoben. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, ist die Mikrowellenelektrode 50 in ihrer Arbeitsposition benachbart zur Substrataufnahme 10 bzw. einem darauf aufgenommenen Substrat 2 angeordnet, um im Bereich der Oberfläche des Substrats 2 ein hochdichtes Mikrowellenplasma erzeugen zu können. The second microwave plasma arrangement 2 consists essentially of a rod-shaped microwave electrode 50. The microwave electrode 50 is in particular of the type described in DE 102009036766 A, the contents of which are incorporated herein by reference. In particular, the microwave electrode 50 has an inner conductor, not shown, and an outer conductor arranged coaxially therewith, which have a microwave feed end and a free end. The outer conductor has a tube region that connects the inner conductor via one adjacent to the microwave feed end lying partial area along its longitudinal axis completely encloses, and an opening portion, which provides in the direction of the free end of the outer conductor, a larger opening. In particular, a continuously or stepwise increasing opening is provided, wherein a substantially steadily increasing wave impedance (wave impedance) is formed. Furthermore, a plasma ignition device, for example in the form of a linear Hertzian oscillator, is provided in particular at the free end of the inner conductor. The microwave electrode 50 is surrounded by a flexible sealing unit, such as a bellows 52. The microwave electrode 50 is movable via a non-illustrated movement mechanism between a rest position outside of the vacuum housing 3 and a working position within the vacuum housing 3. In this case, the bellows 52 has the function of providing a seal in the process chamber 8 with respect to the environment when the microwave electrode 50 is moved into the process chamber 8, as shown in Fig. 2. In this case, the microwave electrode 50 is pushed into the process chamber 8 via the opening 23 when the door element 24 is open. As can be seen in FIG. 2, the microwave electrode 50 is arranged in its working position adjacent to the substrate holder 10 or a substrate 2 accommodated thereon, in order to be able to produce a high-density microwave plasma in the region of the surface of the substrate 2.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Behan- dein von Substraten, wobei ähnlich wie in Fig. 1 dieselben Bezugszeichen verwendet werden, sofern gleiche oder identische Elemente vorgesehen sind. Die Vorrichtung 1 besitzt wiederum ein nur im Umriss angeordnetes Vakuumgehäuse 3, sowie erste und zweite Mikrowellenplasmaanordnungen 5 und 7. Das Vakuumgehäuse 3 definiert wiederum eine Prozesskammer 8, in der eine Substrataufnahme 10 wenigstens teilweise angeordnet ist. Die Substrataufnahme 10 besteht im Wesentlichen aus einem Endlostransportband 60, das über eine Vielzahl von Umlenk- oder Transportrollen 62 umlaufend geführt ist. Die normale Umlaufrichtung für eine Behandlung des Substrats 2 ist dabei im Uhrzeigersinn, es ist aber auch möglich, das Transportband gegen den Uhrzeigersinn umlaufend zu bewegen. Dabei ist ein umliegendes Transporttrum des Transportbandes 60 derart angeordnet, dass es sich geradlinig durch die Prozesskammer 8 hindurcherstreckt. Somit wird ein Substrat 2 von links nach rechts durch die Prozesskammer 8 hindurchbewegt. Die Rückführung des Transportbandes 60 erfolgt außerhalb der Prozesskammer 8, um dort beispielsweise Kühl- oder Reinigungsprozesse an dem Transportband vornehmen zu können. Das Transportband 60 besteht aus einem für elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen transparenten Material. Das Transportband 60 sollte möglichst vollständig innerhalb des Vakuumbereichs angeordnet sein, kann aber auch bei einer geeigneten Anordnung wenigstens teilweise außerhalb des Vakuumbereichs liegen. Statt eines Transportbandes 60 kann die Substrataufnahme 10 auch einen anderen Transportmechanismus, wie beispielsweise Transportrollen oder auch eine Magnet- und/oder Luftkissen- führung vorsehen. Insbesondere ist auch ein Transportmechanismus denkbar, der neben einer Linear- oder Schwingbewegung durch die Prozesskammer 8 hindurch einen Rotations- und/oder auch eine Hubbewegung durchführen kann. Das Vakuumgehäuse 3 weist wiederum eine Öffnung 20 auf, die über ein Türelement 21 verschließbar ist. FIG. 3 shows an alternative embodiment of a device 1 for treating substrates, the same reference symbols being used as in FIG. 1, provided identical or identical elements are provided. The device 1 in turn has a vacuum housing 3 arranged only in outline, as well as first and second microwave plasma arrangements 5 and 7. The vacuum housing 3 in turn defines a process chamber 8, in which a substrate holder 10 is at least partially arranged. The substrate holder 10 essentially consists of an endless conveyor belt 60, which is guided circumferentially over a plurality of deflection or transport rollers 62. The normal direction of rotation for a treatment of the substrate 2 is in the Clockwise, but it is also possible to move the conveyor belt in a counterclockwise direction. In this case, a surrounding transport strand of the conveyor belt 60 is arranged such that it extends in a straight line through the process chamber 8. Thus, a substrate 2 is moved from left to right through the process chamber 8. The return of the conveyor belt 60 takes place outside the process chamber 8 in order to be able to carry out, for example, cooling or cleaning processes on the conveyor belt there. The conveyor belt 60 consists of a material substantially transparent to electromagnetic radiation. The conveyor belt 60 should be arranged as completely as possible within the vacuum region, but may also be at least partially outside the vacuum region even with a suitable arrangement. Instead of a conveyor belt 60, the substrate holder 10 may also provide another transport mechanism, such as transport rollers or a magnetic and / or Luftkissen- leadership. In particular, a transport mechanism is also conceivable, which can perform a rotational and / or a lifting movement in addition to a linear or oscillating movement through the process chamber 8. The vacuum housing 3 in turn has an opening 20 which can be closed by a door element 21.
Benachbart zu der Öffnung 20 ist wiederum die erste Mikrowellenplasmaanordnung 5 vorgesehen, die im Wesentlichen in der gleichen Art und Weise aufgebaut sein kann, wie die erste Mikrowellenplasmaanordnung 5 gemäß der Figuren 1 und 2. Adjacent to the opening 20, in turn, the first microwave plasma arrangement 5 is provided, which can be constructed in substantially the same way as the first microwave plasma arrangement 5 according to FIGS. 1 and 2.
Innerhalb der Prozesskammer 8 sind wiederum Heizlampen 16 zum Erwärmen eines auf der Substrataufnahme 10 aufgenommenen Substrats 2 vorge- sehen. Ferner sind zwei Pyrometer 70 zur Temperaturerfassung dargestellt. Anstelle der Heizlampen 16 können auch bei dieser Ausführungsform andere Heizeinrichtungen verwendet werden, wie zum Beispiel ein Widerstandsheizer, der im Transportband 60 selbst integriert ist, oder ein Widerstandsheizer der zum Beispiel eng beabstandet unterhalb des oberen Trums des Transportbandes 60 angeordnet sein kann. Within the process chamber 8, in turn, heating lamps 16 are provided for heating a substrate 2 received on the substrate holder 10. Furthermore, two pyrometers 70 are shown for temperature detection. Instead of the heating lamps 16, other heating devices can also be used in this embodiment, such as a resistance heater, which is integrated in the conveyor belt 60 itself, or a resistance heater which may for example be arranged closely spaced below the upper run of the conveyor belt 60.
Die zweite Mikrowellenplasmaanordnung 7 ist bei der Ausführungsform ge- 5 mäß Fig. 3 als eine stationäre Mikrowellenplasmaanordnung 7 vorgesehen, und besteht aus einer Vielzahl von Mikrowellenelektroden 50, die des zuvor beschriebenen Typs sein können. Die Mikrowellenelektroden 50 erstrecken sich jeweils quer über einen Transportweg des Transportbandes 60 hinweg, und sind geeignet oberhalb dieses Transportweges ein hochdichtes Mikrowell e) lenplasma zu erzeugen. Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, besitzt das Vakuumgehäuse im Bereich der zweiten Mikrowellenplasmaanordnung 7 einen schrägen oberen Wandabschnitt, um eine schräge und eine ebene Anordnung der Mikrowellenelektroden 50 vorsehen zu können. Insbesondere sind die Mikrowellenelektroden 50 derart angeordnet, dass sie von einem Eingangsbereich des 15 Vakuumgeäuses 3 her weiter von der Substrataufnahme 10 beabstandet sind und zum Inneren des Vakuumgehäuses 3 dann immer näher an die Substrataufnahme 10 heran angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich eine schräge Anordnung aus hier 4 Mikrowellenelektroden, wobei natürlich auch eine andere Anzahl von schräg angeordneten Mikrowellenelektroden 50 vorgesehen sein 20 kann. Ab der vierten Mikrowellenelektrode wird die Anordnung dann flach, d.h. sie sind im gleichen Abstand zur Substrataufnahme angeordnet. Obwohl in der Figur sowohl eine schräge und eine hierzu angrenzende flache Anordnung der Mikrowellenelektroden vorgesehen ist, kann auch nur eine schräge oder nur eine flache Anordnung vorgesehen sein. The second microwave plasma assembly 7 in the embodiment according to FIG. 3 is provided as a stationary microwave plasma assembly 7 and consists of a plurality of microwave electrodes 50 which may be of the type described above. The microwave electrodes 50 each extend across a transport path of the conveyor belt 60 away, and are suitable above this transport path to produce a high-density microwave e) lenplasma. As can be seen in Fig. 3, the vacuum housing in the region of the second microwave plasma arrangement 7 has a sloping upper wall portion in order to provide an oblique and a planar arrangement of the microwave electrodes 50 can. In particular, the microwave electrodes 50 are arranged such that they are spaced from an input region of the vacuum housing 3 further from the substrate holder 10 and are then arranged closer to the interior of the vacuum housing 3 closer to the substrate holder 10. This results in an oblique arrangement of 4 microwave electrodes here, whereby naturally also a different number of obliquely arranged microwave electrodes 50 can be provided. From the fourth microwave electrode, the assembly then becomes flat, i. they are arranged at the same distance to the substrate holder. Although both an oblique and an adjacent flat arrangement of the microwave electrodes is provided in the figure, only an oblique or only a flat arrangement may be provided.
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In der Prozesskammer 8 ist ferner eine Trennwand 72 vorgesehen, welche die Einwirkungsbereiche der ersten und zweiten Mikrowellenplasmaanordnungen voneinander trennt. Hierbei ist keine vollständige Trennung vorgesehen, da die Behandlungsbereiche innerhalb desselben Vakuumgehäuses 3 vorgese- 30 hen sind. Jedoch kann durch die Trennwand 72 eine gewisse Trennung der jeweiligen Prozessbereiche erreicht werden. Der Betrieb der Vorrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 4A bis D näher erläutert. In the process chamber 8, a partition wall 72 is further provided, which separates the action areas of the first and second microwave plasma assemblies from each other. In this case, no complete separation is provided, since the treatment areas are provided within the same vacuum housing 3. However, a certain separation of the respective process areas can be achieved by the partition 72. The operation of the device will be explained below with reference to Figures 4A to D.
Die in den Figuren 4a bis d dargestellte Vorrichtung 1 ist im Wesentlichen in derselben Art und Weise aufgebaut, wie die Vorrichtung 1 gemäß den FigurenThe device 1 illustrated in FIGS. 4a to 4c is constructed substantially in the same manner as the device 1 according to the figures
1 und 2, wobei jedoch noch eine zusätzliche Vakuumlüftungsöffnung 75 dargestellt ist, sowie ein Vakuumentlüftungspfeil F. 1 and 2, but still with an additional vacuum vent 75 shown, and a vacuum venting arrow F.
Fig. 4a zeigt die Mikrowellenelektrode 50, wie sie in die Prozesskammer 8 hinein bewegt ist, und sich oberhalb eines auf der Substrataufnahme 10 befindlichen Substrats 2 befindet. Die Öffnung 23 in der Vakuumkammer 3 ist geöffnet, und die Prozesskammer 8 ist gegenüber der Umgebung durch den Faltenbalg 52 abgedichtet. In gleicher Weise ist auch die Öffnung 20 in dem Vakuumgehäuse 3 geöffnet, und die Prozesskammer 8 ist über die Abdicht- einheit 44 zur Umgebung hin abgedichtet. FIG. 4 a shows the microwave electrode 50, as it is moved into the process chamber 8, and is located above a substrate 2 located on the substrate holder 10. The opening 23 in the vacuum chamber 3 is opened, and the process chamber 8 is sealed from the environment by the bellows 52. In the same way, the opening 20 in the vacuum housing 3 is opened, and the process chamber 8 is sealed to the environment via the sealing unit 44.
Die rohrförmige Mikrowellenelektrode 30 wird mit Mikrowellen beaufschlagt und es wird ein Plasma innerhalb der Mikrowellenelektrode 30 gebildet. Durch dieses Plasma wird über die Gaseinleitungseinheit 36, und zwar insbesondere über das Außenrohr 40 ein Strahl eines Wasserstoff- und/oder Deuterium enthaltenden Gases durch das Plasma hindurchgeleitet, um einen Strahl 82 aus Wasserstoff- und/oder Deuteriumradikalen zu erzeugen, der auf das SubstratThe tubular microwave electrode 30 is supplied with microwaves, and a plasma is formed inside the microwave electrode 30. By means of this plasma, a jet of hydrogen and / or deuterium-containing gas is passed through the plasma via the gas introduction unit 36, in particular via the outer tube 40, in order to generate a beam 82 of hydrogen and / or deuterium radicals which is incident on the substrate
2 gerichtet ist. Der Strahl 82 wird durch eine entsprechende Bewegung der Mikrowellenelektrode 30 über das Substrat hinweg gestrichen, um dieses zu reinigen und/oder mit Wasserstoff und/oder Deuterium zu passivieren. Der Strahl kann auch über Teile der Prozesskammer hinweg streichen, um diese zu reinigen. 2 is directed. The beam 82 is swept across the substrate by a corresponding movement of the microwave electrode 30 to clean it and / or to passivate it with hydrogen and / or deuterium. The jet may also sweep over portions of the process chamber to clean them.
Gleichzeitig oder auch anschließend wird durch die Mikrowellenelektrode 50 ein hochdichtes Wasserstoff- und/oder Deuteriumplasma 84 oberhalb des Substrats 2 erzeugt. Dieses dient dazu, Oxide auf der Oberfläche des Substrats 2 zu entfernen. Anschließend wird die Mikrowellenelektrode 50 in die Ruheposition verfahren, wie in Fig. 4b zu erkennen ist, und die Öffnung 23 in der Seitenwand des Vakuumgehäuses 3 wird durch das Türelement 24 verschlossen. (Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 würde das Wasserstoff- und/oder Deuteriumplas- ma im Bereich der Mikrowellenelektroden 50 erzeugt, unter denen ein Substrat hindurch geführt wird, bevor es in den Bereich der durch die Mikrowellenelektrode 30 erzeugten Radikalenstrahlen gelangt). Währenddessen oder auch anschließen kann die Prozesskammer mit einen Spülgas, wie zum Beispiel Wasserstoff und/oder Deuterium gespült werden. Simultaneously or subsequently, the microwave electrode 50 generates a high-density hydrogen and / or deuterium plasma 84 above the substrate 2. This serves to remove oxides on the surface of the substrate 2. Subsequently, the microwave electrode 50 is moved to the rest position, as can be seen in Fig. 4b, and the opening 23 in the side wall of the vacuum housing 3 is closed by the door member 24. (In the embodiment according to FIG. 3, the hydrogen and / or deuterium plasma would be generated in the region of the microwave electrodes 50 under which a substrate is passed before it reaches the region of the radical rays generated by the microwave electrode 30). In the meanwhile, or also subsequently, the process chamber can be rinsed with a purge gas, such as hydrogen and / or deuterium.
In der Mikrowellenelektrode 30 wird weiterhin ein Mikrowellenplasma erzeugt, und es wird über das Außenrohr 40 ein Strom eines Wasserstoff und/oder Deuterium enthaltenden Gases durch das Plasma durchgeleitet, um weiterhin einen Strahl 82 aus Wasserstoff- und/oder Deuteriumradikalen auf das Sub- strat 2 zu richten. Gleichzeitig wird über das Innenrohr 42 eine Prekursor- gasströmung durch das Plasma hindurchgeleitet, beispielsweise aus einem Prekursorgas wie SiH4, GeH4, PH3) B2H6, AsH3. Hinter dem Plasma wird somit ein Strahl 86 aus Prekursorgasen gebildet, der von dem Strahl 82 aus Wasserstoff- und/oder Deuteriumradikalen umgeben ist. Gemeinsam bilden diese beiden Strahlen einen Gesamtprozessstrahl, der durch entsprechende Bewegung der Trag- und Bewegungseinheit 34 über das Substrat gestrichen wird. Hierdurch wird ein epitaktischer Schichtaufbau auf dem Substrat 2 ermöglicht. Das Substrat 2 kann während dieses und des vorhergehenden Prozessschrittes auf eine gewünschte Temperatur, beispielsweise im Bereich von 400°C erhitzt sein. In the microwave electrode 30, a microwave plasma is further generated, and it is passed through the outer tube 40, a stream of hydrogen and / or deuterium-containing gas through the plasma to further a beam 82 of hydrogen and / or deuterium radicals on the substrate 2 to judge. At the same time, a precursor gas flow is passed through the plasma via the inner tube 42, for example from a precursor gas such as SiH 4 , GeH 4 , PH 3) B2H6, AsH 3 . Behind the plasma, therefore, a beam 86 of precursor gases is formed, which is surrounded by the beam 82 of hydrogen and / or deuterium radicals. Together, these two beams form an overall process beam that is stroked across the substrate by appropriate movement of the support and movement unit 34. As a result, an epitaxial layer structure on the substrate 2 is made possible. The substrate 2 may be heated to a desired temperature, for example in the range of 400 ° C., during this and the preceding process step.
Anschließend wird das so beschichtete Substrat aus der Prozesskammer 8 entnommen. Fig. 4c zeigt einen Reinigungsschritt, der nach bzw. vor einem zuvor beschriebenen Abscheidungsprozess durchgeführt werden kann, gegebenenfalls gefolgt von einer Spülung der Prozesskammer mit Wasserstoff oder Deuterium. Bei der Reinigung wird wiederum in der Mikrowellenelektrode 30 ein Mik- rowellenplasma erzeugt. Durch dieses Mikrowellenplasma wird ein Strahl eines Fluor enthaltenden Gases, wie beispielweise NF3 hindurchgeleitet, um einen Strahl 88 aus Fluorradikalen zu erzeugen, der auf die Substrataufnahme 10 gerichtet ist. Der Strahl 88 kann durch eine entsprechende Bewegung der Trag- und Bewegungseinheit 34 über die Substrataufnahme und zu reinigende Bereiche der Prozesskammer 8 gestrichen werden. Subsequently, the thus coated substrate is removed from the process chamber 8. FIG. 4c shows a cleaning step which can be carried out after or before a previously described deposition process, optionally followed by flushing of the process chamber with hydrogen or deuterium. During cleaning, in turn, a microwell electrode 30 generated rowelle plasma. Through this microwave plasma, a beam of fluorine-containing gas, such as NF 3 , is passed to produce a beam of fluorine radicals 88 directed at the substrate receptacle 10. The beam 88 can be deleted by a corresponding movement of the carrying and moving unit 34 via the substrate receiving and to be cleaned areas of the process chamber 8.
Hierdurch kann eine Reinigung der Substrataufnahme und der Prozesskammer 8 ermöglicht werden. In this way, a cleaning of the substrate holder and the process chamber 8 are made possible.
Während der ganzen Zeit wird über die nicht näher dargestellte Unterdruckquelle die Gasatmosphäre innerhalb der Prozesskammer 8 abgesaugt, wie durch den Pfeil F dargestellt. Nach einer solchen Behandlung mit einem Strahl 88 aus Fluorradikalen, kann anschließend nochmals ein Strahl 82 aus Wasserstoff- und/oder Deuteriumradikalen erzeugt und über die Substrataufnahme 10 und Teilbereiche der Prozesskammer 8 geleitet werden, um diese zu konditionieren. Die Erfindung wurde zuvor anhand bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, ohne auf die konkret dargestellten Ausführungsformen beschränkt zu sein. During the entire time, the gas atmosphere within the process chamber 8 is sucked off via the vacuum source, not shown, as shown by the arrow F. After such a treatment with a jet 88 of fluorine radicals, a beam 82 of hydrogen and / or deuterium radicals can subsequently be generated again and passed over the substrate receptacle 10 and partial regions of the process chamber 8 in order to condition them. The invention has been described above with reference to preferred embodiments of the invention, without being limited to the specific embodiments shown.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, die folgendes aufweist: 1. Apparatus for treating substrates, comprising:
ein Gehäuse, dass eine Prozesskammer umgibt;  a housing surrounding a process chamber;
wenigstens eine Substrataufnahme in dem Gehäuse;  at least one substrate receptacle in the housing;
eine rohrförmige Mikrowellenelektrode zum Erzeugen eines Plasmas, wobei eine Rohrachse der Mikrowellenelektrode auf die Substrataufnahme gerichtet ist;  a tubular microwave electrode for generating a plasma, wherein a tube axis of the microwave electrode is directed to the substrate holder;
eine Bewegungseinheit, welche die Mikrowellenelektrode trägt und geeignet ist die Mikrowellenelektrode so zu bewegen, dass die Rohrachse die Substrataufnahme überstreicht;  a movement unit which carries the microwave electrode and is adapted to move the microwave electrode so that the tube axis sweeps over the substrate receptacle;
eine erste Gasführung mit einem ersten Auslass, der sich in die rohrförmige Mikrowellenelektrode öffnet und auf die Substrataufnahme gerichtet ist; und  a first gas guide having a first outlet opening into the tubular microwave electrode and facing the substrate receptacle; and
eine zweite Gasführung, die die erste Gasführung wenigstens teilweise umgibt und einen zweiten Auslass aufweist, der koaxial zum ersten Auslass ausgerichtet ist, wobei die die erste und zweite Gasführung mit der Bewegungseinheit verbunden sind, um gemeinsam mit der Mikrowellenelektrode bewegt zu werden, und wobei die erste und zweite Gasführung mit unterschiedlichen Gasquellen beaufschlagbar sind.  a second gas guide at least partially surrounding the first gas guide and having a second outlet aligned coaxially with the first outlet, the first and second gas guides connected to the moving unit for co-movement with the microwave electrode, and wherein the first and second gas guide with different gas sources can be acted upon.
2. Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, die folgendes aufweist: 2. Apparatus for treating substrates, comprising:
ein Gehäuse, dass eine Prozesskammer umgibt;  a housing surrounding a process chamber;
wenigstens eine Substrataufnahme in dem Gehäuse;  at least one substrate receptacle in the housing;
eine rohrförmige Mikrowellenelektrode zum Erzeugen eines Plasmas, wobei eine Rohrachse der Mikrowellenelektrode auf die Substrataufnahme gerichtet ist;  a tubular microwave electrode for generating a plasma, wherein a tube axis of the microwave electrode is directed to the substrate holder;
eine Bewegungseinheit, welche die Substrataufnahme trägt und geeignet ist die Substrataufnahme so zu bewegen, dass die Rohrachse der rohr- förmigen Mikrowelleneletrode die Substrataufnahme überstreicht;  a movement unit, which carries the substrate holder and is suitable for moving the substrate holder so that the tube axis of the tubular microwave electrode sweeps over the substrate holder;
eine erstes Gasführung mit einem ersten Auslass, der sich in die rohrförmige Mikrowellenelektrode öffnet und auf die Substrataufnahme gerichtet ist; und eine zweite Gasführung, die die erste Gasführung wenigstens teilweise umgibt und einen zweiten Auslass aufweist, der koaxial zum ersten Ausläse ausgerichtet ist, wobei die die erste und zweite Gasführung mit der Bewegungseinheit verbunden sind, um gemeinsam mit der Mikrowellen- elektrode bewegt zu werden, und wobei die erste und zweite Gasführung mit unterschiedlichen Gasquellen beaufschlagbar sind. a first gas guide having a first outlet opening into the tubular microwave electrode and facing the substrate receptacle; and a second gas guide at least partially surrounding the first gas guide and having a second outlet coaxially aligned with the first outlet, the first and second gas guides connected to the moving unit for co-movement with the microwave electrode, and wherein the first and second gas guide can be acted upon by different gas sources.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine Durchgangsöffnung in einer Gehäusewand aufweist, dass die Mikrowellenelektrode derart außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, dass die Rohrachse durch die Durchgangsöffnung hindurch auf die Substrataufnahme gerichtet ist und dass eine Balgeneinheit, insbesondere in der Form eines Federbalgs, vorgesehen ist, die sich zwischen der Gehäusewand und der Mikrowellenelektrode oder gegebenenfalls der die rohrförmige Mikrowellenelektrode tragenden Bewegungseinheit erstreckt, um den Prozessraum gegenüber der Umgebung abzudichten. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the housing has a passage opening in a housing wall, that the microwave electrode is arranged outside of the housing, that the tube axis is directed through the passage opening to the substrate holder and that a bellows unit, in particular in Form of a bellows, is provided, which extends between the housing wall and the microwave electrode or, where appropriate, the tubular microwave electrode carrying movement unit to seal the process space from the environment.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine weitere Mikrowellenelektrode, wobei die wenigstens eine weitere Mikrowellenelektrode zwischen einer Einsatzposition oberhalb der Substrataufnahme und einer Ruheposition beabstandet zur Substrataufnahme bewegbar ist. Device according to one of the preceding claims, characterized by at least one further microwave electrode, wherein the at least one further microwave electrode between a use position above the substrate receiving and a rest position spaced from the substrate receiving is movable.
Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Mittel zum Isolieren der weiteren Mikrowellenelektrode gegenüber einer Prozessgasatmosphäre in der Prozesskammer, wenn sie sich in der Ruheposition befindet. Apparatus according to claim 4, characterized by means for isolating the further microwave electrode from a process gas atmosphere in the process chamber when it is in the rest position.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 2, gekennzeichnet durch wenigstens eine weitere Mikrowellenelektrode, wobei die Substrataufnahme und/oder die weitere Mikrowellenelektrode und die rohrförmige Mikrowellenelektrode bewegbar ist/sind, um ein auf der Substrataufnahme befindliches Substrat aus einem Wirkbereich der weiteren Mikrowel- lenelektrode in einen Wirkbereich der rohrförmige Mikrowellenelektrode zu bewegen. Device according to one of claims 1 to 3 2, characterized by at least one further microwave electrode, wherein the substrate holder and / or the further microwave electrode and the tubular microwave electrode is / is movable to a befindliches on the substrate receiving substrate from an effective range of the other microwave to move len electrode in an effective range of the tubular microwave electrode.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Substrataufnahme bewegbar ist, um ein darauf befindliches Substrat unter der wenigstens einen Mikrowellenelektrode hindurch in den Wirkbereich der rohrförmigen Mikrowellenelektrode zu bewegen. 7. The device of claim 6, wherein the substrate receptacle is movable to move a substrate thereon below the at least one microwave electrode into the effective area of the tubular microwave electrode.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Substrataufnahme linear bewegbar ist. 8. Apparatus according to claim 6 or 7, wherein the substrate holder is linearly movable.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Mikrowellenelektroden vorgesehen ist, die wenigstens teilweise mit unterschiedlichen Abständen, insbesondere in Bewegungsrichtung der Substrataufnahme kleiner werden Abständen zur Substrataufnahme angeordnet sind. 9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that a plurality of microwave electrodes is provided, which are arranged at least partially with different distances, in particular in the direction of movement of the substrate receiving smaller distances to the substrate holder.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Mikrowellenelektrode eine stabförmige Mikrowellenelektrode ist, mit einem Innenleiter und einem koaxial hierzu angeordneten Außenleiter, die eine Mikrowelleneinspeisungsende und ein freies Ende aufweisen, 10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the further microwave electrode is a rod-shaped microwave electrode, with an inner conductor and a coaxially thereto arranged outer conductor having a microwave feed end and a free end,
wobei der Außenleiter einen Rohrbereich, der den Innenleiter über einen benachbart zum Mikrowelleneinspeisungsende liegenden Teilbereich entlang seiner Längsachse vollständig umschließt, sowie einen Öffnungsbereich aufweist, der in Richtung des freien Endes des Außenleiters eine größer werdende Öffnung vorsieht.  wherein the outer conductor has a tube region, which completely surrounds the inner conductor via a subregion lying adjacent to the microwave feed end along its longitudinal axis, and an opening region which provides an enlarging opening in the direction of the free end of the outer conductor.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7 gekennzeichnet durch eine stetig und/oder stufig größer werde Öffnung im Öffnungsbereich des Außenleiters. 11. The device according to claim 7 characterized by a steadily and / or gradually become larger opening in the opening region of the outer conductor.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Plasmazündvorrichtung, insbesondere einen linearen Hertzschen Oszillator für die weitere Mikrowellenelektrode. 12. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized by a plasma ignition device, in particular a linear Hertzian oscillator for the further microwave electrode.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Verändern eines Abstandes zwischen der Substrataufnahme und der rohrförmigen Mikrowellenelektrode und/oder der weiteren Mikrowellenelektrode. 14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen Hub-, Linear-, Schwenk- und/oder Drehbewegungsmechanismus für die Substrataufnahme und oder die rohrförmi- ge und/oder die wenigstens eine weitere Mikrowellenelektrode. 15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinheit die rohrförmige Mikrowellenelektrode und/oder die Substrataufnahme kardanisch lagert. Device according to one of the preceding claims, characterized by a device for changing a distance between the substrate receiving and the tubular microwave electrode and / or the further microwave electrode. 14. Device according to one of the preceding claims, characterized by at least one lifting, linear, pivoting and / or rotational movement mechanism for the substrate receiving and or the rohrförmi- ge and / or the at least one further microwave electrode. 15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the moving unit supports the tubular microwave electrode and / or the substrate receiving gimbal.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die wenigstens eine Mikrowellenelektrode einen stabförmigen Innenleiter aufweist, der wenigstens teilweise radial von einem Außenleiter umgeben ist, der eine Öffnung zum Auskoppeln von Mikrowellen aufweist, die sich über wenigstens die gesamte Breite oder den Durchmesser eines zu behandelnden Substrats erstreckt. 16. Device according to one of the preceding claims, character- ized in that the at least one microwave electrode has a rod-shaped inner conductor, which is at least partially surrounded radially by an outer conductor having an opening for coupling out microwaves extending over at least the entire width or the diameter of a substrate to be treated.
17. Verfahren zum Behandeln von Substraten, mit folgenden Schritten: 17. A method of treating substrates, comprising the steps of:
Leiten eines Strahls eines Wasserstoff- und/oder Deuterium enthaltenden Gases durch ein erstes Mikrowellenplasma, das vom zu behandelnden Substrat beabstandet ist, um einen Strahl aus Wasserstoff- und/oder Deuteriumradikalen zu bilden, wobei der Strahl aus Wasserstoff- und/oder Deuteriumradikalen auf das zu behandelnde Substrat gerichtet ist;  Passing a jet of hydrogen and / or deuterium-containing gas through a first microwave plasma spaced from the substrate to be treated to form a beam of hydrogen and / or deuterium radicals, the jet of hydrogen and / or deuterium radicals on the directed to be treated substrate;
Leiten eines Strahls aus Prekursorgasen durch das Mikrowellenplasma derart, dass der Strahl aus Prekursorgasen von dem Strahl aus Wasserstoff- und/oder Deuteriumradikalen umgeben ist, und sie einen gemeinsamen Prozessstrahl bilden, der auf das zu behandelnde Substrat gerichtet ist, Passing a beam of precursor gases through the microwave plasma such that the jet of precursor gases is surrounded by the beam of hydrogen and / or deuterium radicals, and they form a common process beam directed towards the substrate to be treated,
Überstreichen des Prozessstrahls über das zu behandelnde Substrat zum Abscheiden einer epitaktischen Schicht auf dem Substrat, wobei das Überstreichen durch eine entsprechende Bewegung einer ersten Mikrowellenelektrode und von Gaseinleitungsdüsen für das Wasserstoff- und/oder Deuterium enthaltende Gas und die Prekursorgase bewirkt wird. Sweeping the process beam across the substrate to be treated to deposit an epitaxial layer on the substrate, wherein the sweeping is effected by a corresponding movement of a first microwave electrode and gas inlet nozzles for the hydrogen and / or deuterium containing gas and the precursor gas.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Leiten von Prekursorgasen durch das erste Mikrowellenplasma nur der Strahl aus Wasserstoff- und/oder Deuteriumradikalen über das zu behandelnde Substrat bewegt wird um es zu reinigen. A method according to claim 17, characterized in that prior to passing precursor gases through the first microwave plasma only the beam of hydrogen and / or deuterium radicals is moved over the substrate to be treated to clean it.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Leiten von Prekursorgasen durch das erste Mikrowellenplasma ein zweites Mikrowellenplasma benachbart zum zu behandelnden Substrat erzeugt wird, um Oxid von der Substratoberfläche zu entfernen. A method according to claim 17 or 18, characterized in that prior to passing precursor gases through the first microwave plasma, a second microwave plasma adjacent to the substrate to be treated is generated to remove oxide from the substrate surface.
Verfahren zum Reinigen einer Prozesskammer mit folgenden Schritten: Leiten eines Strahls eines Fluor enthaltenden Gases, insbesondere NF3- Gas durch ein Mikrowellenplasma, um einen Strahl aus Fluorradikalen zu bilden, wobei der Strahl aus Fluorradikalen in die zu reinigende Prozesskammer gerichtet ist; A method of cleaning a process chamber comprising the steps of: directing a jet of fluorine-containing gas, particularly NF 3 gas, through a microwave plasma to form a jet of fluorine radicals, the jet of fluorine radicals being directed into the process chamber to be cleaned;
Überstreichen des Stahls aus Fluorradikalen über zu reinigende Bereiche der Prozesskammer.  Sweeping the steel out of fluorine radicals over areas of the process chamber to be cleaned.
Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte, die dem Überstreichen des Stahls aus Fluorradikalen über zu reinigende Bereiche der Prozesskammer folgen: A method according to claim 20, characterized by the following steps following the sweeping of the steel from fluorine radicals over to be cleaned areas of the process chamber:
Leiten eines Strahls aus Wasserstoffatomen/-molekülen durch das Mik- rowellenplasma, um einen Strahl aus Wasserstoffradikalen zu bilden, wobei der Strahl aus Wasserstoffradikalen in die Prozesskammer gerichtet ist; Passing a beam of hydrogen atoms / molecules through the microfluidic rowellenplasma to form a beam of hydrogen radicals, wherein the beam of hydrogen radicals is directed into the process chamber;
Überstreichen des Stahls aus Wasserstoffradikalen über zu reinigende Bereiche der Prozesskammer.  Sweeping the steel over hydrogen radicals over areas of the process chamber to be cleaned.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19 in Kombination mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21. 22. The method according to any one of claims 17 to 19 in combination with a method according to any one of claims 20 or 21st
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