DE102011100024A1 - METHOD FOR FORMING A LAYER ON A SUBSTRATE - Google Patents

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Wilhelm Kegel
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Abstract

Es ist ein Verfahren zum Ausbilden einer Schicht auf einem Halbleitersubstrat, beschrieben, bei dem das Halbleitersubstrat auf eine vorgegebene Prozesstemperatur oberhalb von 500°C erwärmt wird, ein Prozessgas auf eine Oberfläche des Halbleitersubstrats geleitet wird und ein Plasma benachbart zu wenigstens einer Oberfläche des Halbleitersubstrats erzeugt wird.A method for forming a layer on a semiconductor substrate is described, in which the semiconductor substrate is heated to a predetermined process temperature above 500 ° C., a process gas is conducted onto a surface of the semiconductor substrate and a plasma is generated adjacent to at least one surface of the semiconductor substrate becomes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrefft ein Verfahren zum Ausbilden einer Schicht auf einem Substrat, insbesondere auf einem Halbleitersubstrat.The present invention relates to a method of forming a layer on a substrate, particularly on a semiconductor substrate.

Bei der Herstellung von elektronischen Bauelementen, wie beispielsweise Speicherchips, Mikroprozessoren, aber auch in der Photovoltaik oder im Bereich von Flachbildschirmen sind unterschiedliche Produktionsschritte zur Herstellung eines Endprodukts notwendig. Dabei werden während der Herstellung der Produkte unterschiedliche Schichten zum Aufbau der elektronischen Bauelemente aufgebracht. Eine wichtige Klasse dieser Schichten sind dielektrische Schichten, welche unterschiedliche Schichten isolieren. Wie auch bei allen anderen Schichtaufbauten ist es notwendig, die dielektrischen Schichten fehlerfrei und zuverlässig aufzubauen, um die Funktionalität des Bauelements sicherzustellen.In the production of electronic components, such as memory chips, microprocessors, but also in photovoltaics or in the field of flat screens different production steps for the production of a final product are necessary. During the production of the products, different layers are applied for the construction of the electronic components. An important class of these layers are dielectric layers which insulate different layers. As with all other layer structures, it is necessary to build the dielectric layers faultlessly and reliably to ensure the functionality of the device.

Für die Ausbildung von dielektrischen oder anderen Schichten auf einem Substrat sind unterschiedliche Verfahren bekannt. Ein Beispiel eines solchen Verfahrens ist die Ausbildung thermischer Oxidschichten auf Halbleitersubstraten in so genannten Ofen oder Schnellheizanlagen (RTP-Anlagen). Dort können kontrolliert dielektrische Schichten mit guten elektrischen Eigenschaften erzeugt werden.For the formation of dielectric or other layers on a substrate, different methods are known. An example of such a method is the formation of thermal oxide layers on semiconductor substrates in so-called furnace or rapid heating systems (RTP systems). There controlled dielectric layers with good electrical properties can be produced.

Ein Nachteil einer solchen thermischen Oxidation kann jedoch unter anderem in den verwendeten Temperaturen liegen bei denen die Oxidation durchgeführt wird, da diese die darunterliegenden Strukturen beeinträchtigen können. Daher sind solche Systeme immer bemüht das thermische Budget der Behandlung, beispielsweise durch besonders rasche Erwärmung und/oder Abkühlung des Substrats zu reduzieren, was aber nur bedingt gelingt. Darüber hinaus kann die Schichtbildung insbesondere bei der thermischen Oxidation durch die Orientierung des Halbleiterkristalls beeinflusst werden, was beispielsweise bei multikristallinen Siliziumsubstraten zu ungleichmäßigen Schichtdicken und der Ausprägung von unerwünschter Strukturbildung führen kann.However, a disadvantage of such a thermal oxidation can be, inter alia, the temperatures used in which the oxidation is carried out, since these can affect the underlying structures. Therefore, such systems always strive to reduce the thermal budget of the treatment, for example, by particularly rapid heating and / or cooling of the substrate, but only partially succeed. In addition, the layer formation, in particular in the case of thermal oxidation, can be influenced by the orientation of the semiconductor crystal, which, for example, can lead to uneven layer thicknesses and the formation of undesirable structure formation in multicrystalline silicon substrates.

Darüber hinaus ist auch eine Plasmabehandlung von Substraten zur Ausbildung dielektrischer Schichten bekannt. So beschreibt z. B. das US Patent 7,381,595 B2 eine Niedertemperatur-Plasmaoxidation eines Siliziumhalbleiters unter Verwendung eines hochdichten Plasmas. Bei diesem Patent wird die Plasmaquelle, die nachfolgend insgesamt als Plasmaelektrode bezeichnet wird, durch zwei plattenförmige einander gegenüber liegende Elektroden gebildet. Die Substrate werden zwischen den beiden plattenförmigen einander gegenüber liegenden Elektroden aufgenommen und bilden selbst einen Teil der einen Elektrode. Die bei der Plasmaoxidation verwendeten Temperaturen verringern wesentlich das thermische Budget gegenüber einer thermischen Oxidation, und können hierdurch die damit verbundenen Nachteile verbessern. Eine ähnliche Plasmaelektrode, die aus zwei gegenüber liegenden plattenförmigen Elektroden gebildet wird, und bei der ein zu behandelndes Substrat zwischen den Elektroden angeordnet ist, ergibt sich aus der US 6,037,017 A . Bei dieser Plasmaelektrode ist der Abstand zwischen den Elektroden in Abhängigkeit von unterschiedlichen Prozessparametern einstellbar. Weitere Plasmaelektroden dieses Typs sind aus der US2007/0026540 A1 , der US 5,492,735 sowie der US 5,281,557 bekannt.In addition, a plasma treatment of substrates for forming dielectric layers is also known. So describes z. B. the US Patent 7,381,595 B2 a low temperature plasma oxidation of a silicon semiconductor using a high density plasma. In this patent, the plasma source, hereinafter collectively referred to as a plasma electrode, is formed by two plate-shaped opposing electrodes. The substrates are received between the two plate-shaped opposing electrodes and themselves form part of the one electrode. The temperatures used in plasma oxidation significantly reduce the thermal budget over thermal oxidation, and can thereby improve the associated disadvantages. A similar plasma electrode, which is formed from two opposite plate-shaped electrodes, and in which a substrate to be treated is arranged between the electrodes, results from the US 6,037,017 A , In this plasma electrode, the distance between the electrodes is adjustable depending on different process parameters. Further plasma electrodes of this type are known from US2007 / 0026540 A1 , of the US 5,492,735 as well as the US 5,281,557 known.

Die in diesen Patenten beschriebene Plasmaoxidation kann jedoch zu einer ungleichmäßigen Oxidschicht führen und insbesondere können die elektrischen Eigenschaften der so gebildeten Schichten ungenügend sein.However, the plasma oxidation described in these patents may result in an uneven oxide layer and, in particular, the electrical properties of the layers thus formed may be insufficient.

In der WO 2010/015385 A ist eine alternative, stabförmige Mikrowellenplasmaelektrode beschrieben, bei der ein Innenleiter in einem ersten Teilbereich vollständig von einem Außenleiter umgeben ist. Benachbart zu diesem Teilbereich schließt sich ein Teilbereich an, in dem der Außenleiter eine sich zu einem freien Ende erweiternde Öffnung vorsieht. Im Bereich der sich erweiternden Öffnung wird Mikrowellenleistung zur Erzeugung eines Plasmas ausgekoppelt. Eine weitere stabförmige Plasmaelektrode mit Innenleiter, Außenleiter und einer Auskopplungsstruktur ist zum Beispiel aus der DE 197 22 272 bekannt. Solche stabförmigen Plasmaelektroden können einem zu behandelnden Substrat gegenüberliegend angeordnet werden und das Substrat ist nicht zwischen den das Plasma erzeugenden Elektroden angeordnet. Mit solchen Plasmaelektroden lassen sich verbesserte Bearbeitungsergebnisse erzielen.In the WO 2010/015385 A an alternative, rod-shaped microwave plasma electrode is described in which an inner conductor is completely surrounded in a first portion of an outer conductor. Adjacent to this sub-area is followed by a sub-area, in which the outer conductor provides an opening which widens to a free end. In the area of the widening opening, microwave power is decoupled to produce a plasma. Another rod-shaped plasma electrode with inner conductor, outer conductor and a coupling structure is for example from DE 197 22 272 known. Such rod-shaped plasma electrodes may be disposed opposite to a substrate to be treated, and the substrate is not disposed between the plasma-generating electrodes. With such plasma electrodes, improved processing results can be achieved.

Ausgehend von dem oben genannte Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ausbilden einer Schicht auf einem Substrat, insbesondere zum Ausbilden dünner dielektrischer Schichten auf einem Halbleitersubstrat vorzusehen, das wenigstens einen der obigen Nachteile überwindet.Therefore, based on the above-mentioned prior art, it is an object of the present invention to provide a method for forming a layer on a substrate, in particular for forming thin dielectric layers on a semiconductor substrate, which overcomes at least one of the above disadvantages.

Erfindungsgemäß ist hierfür ein Verfahren zum Ausbilden einer Schicht auf einem Substrat nach Anspruch 1 vorgesehen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Insbesondere wird bei dem Verfahren zum Ausbilden der Schicht auf dem Substrat, das Substrat auf eine vorgegebene Prozesstemperatur oberhalb von 500°C erwärmt, ein Prozessgas in Kontakt mit dem Halbleitersubstrat geleitet und ein Plasma aus dem Prozessgas benachbart zu wenigstens einer Oberfläche des Halbleitersubstrats erzeugt.According to the invention, a method for forming a layer on a substrate according to claim 1 is provided for this purpose. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims. More specifically, in the method of forming the layer on the substrate, heating the substrate to a predetermined process temperature above 500 ° C, a process gas is brought into contact with the semiconductor substrate and a plasma is generated from the process gas adjacent to at least one surface of the semiconductor substrate.

Durch Plasmaoxidation wird eine Schichtbildung durch das lokal wirkende elektrische Feld initiiert (anodische Oxidation). Durch die zusätzlich hohe Temperatur des Substrats in Kombination mit dem Prozessgas wird die Schichtbildung unterstützt. Insbesondere wird durch die hohe Temperatur die Grenzfläche zwischen Substrat und Schicht positiv beeinflusst und durch das lokal wirkende elektrische Feld die Strukturempfindlichkeit unterdrückt. By plasma oxidation, a layer formation is initiated by the locally acting electric field (anodic oxidation). Due to the additionally high temperature of the substrate in combination with the process gas, the layer formation is supported. In particular, the interface between the substrate and the layer is positively influenced by the high temperature and the structural sensitivity is suppressed by the locally acting electric field.

Vorzugsweise wird das Substrat auf eine Prozesstemperatur zwischen 600°C und 900°C und insbesondere von ungefähr 700°C erwärmt. Dieser Temperaturbereich liegt deutlich unter üblichen Temperaturbereichen für thermische Schichtbildungsprozesse, die beispielsweise für Oxidschichten in RTP-Anlagen (Schnellheizanlagen) üblicherweise bei über 900°C und in der Regel sogar über 1000°C liegen. Durch die Kombination eines Hochtemperaturprozesses in dem Bereich zwischen 600°C und 900°C mit dem Einsatz eines Plasmas lassen sich in ähnlichen Zeiträumen vergleichbare Schichtdicken erreichen, die insbesondere eine homogenere Struktur besitzen, während gleichzeitig das thermische Budget für die Schichtbildung reduziert werden kann. Es ist natürlich auch denkbar einen thermischen Behandlungsprozess oberhalb von 900°C mit Plasmaunterstützung durchzuführen. Weitere bevorzugte Bereiche liegen bei 700°C bis 900°C und bei 800°C bis 900°C.Preferably, the substrate is heated to a process temperature between 600 ° C and 900 ° C, and more preferably about 700 ° C. This temperature range is well below the usual temperature ranges for thermal film formation processes, which are typically, for example, for oxide layers in RTP systems (rapid heating systems) above 900 ° C and usually even above 1000 ° C. The combination of a high-temperature process in the range between 600 ° C and 900 ° C with the use of a plasma can be achieved in similar periods comparable layer thicknesses, which in particular have a more homogeneous structure, while the thermal budget for the layer formation can be reduced. Of course, it is also conceivable to carry out a thermal treatment process above 900 ° C. with plasma assistance. Further preferred ranges are 700 ° C to 900 ° C and 800 ° C to 900 ° C.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Plasma wenigstens zu einem Zeitpunkt erzeugt, während das Halbleitersubstrat auf die Prozesstemperatur erwärmt ist und mit dem Prozessgas in Kontakt steht, um direkt den eigentlichen Wachstumsprozess zu unterstützen. Alternativ ist es jedoch auch möglich, das Plasma erst bei einem nachträglichen Annealing einzusetzen oder auch zusätzlich zu einem vorhergehenden Einsatz, um hierbei noch nachträglich die Schichteigenschaften und die Homogenität der Schicht zu beeinflussen.According to an embodiment of the invention, the plasma is generated at least at one time while the semiconductor substrate is heated to the process temperature and in contact with the process gas to directly assist the actual growth process. Alternatively, however, it is also possible to use the plasma only in the event of subsequent annealing or else in addition to a previous use in order to subsequently influence the layer properties and the homogeneity of the layer.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Plasma mittels Mikrowellen erzeugt, die besonders geeignet sind, eine hohe Elektronenkonzentration in der Nähe der Substratoberfläche zur Verfügung zu stellen, deren elektrisches Feld einerseits die Oxidationsrate beschleunigen und gleichzeitig eine ”selbstheilende Wirkung” haben kann. Das Plasma kann bevorzugt über eine einseitig mikrowellenbeaufschlagte Mikrowellenelektrode mit Innen- und Außenleiter erzeugt werden, wobei der Außenleiter eine sich zu einem freien Ende der Elektrode erweiternde Auskopplungsöffnung bildet. Eine solche Mikrowellenelektrode, die Beispielsweise in der WO 2010/015385 beschrieben ist, ist besonders geeignet, das Plasma auf den Bereich des Substrats zu begrenzen und gleichzeitig eine hohe Energiedichte bereitzustellen.In a particularly preferred embodiment of the invention, the plasma is generated by means of microwaves, which are particularly suitable for providing a high electron concentration in the vicinity of the substrate surface whose electric field on the one hand can accelerate the oxidation rate and at the same time can have a "self-healing effect". The plasma can preferably be generated by means of a microwave electrode having inner and outer conductors which is microwaved on one side, wherein the outer conductor forms a coupling-out opening widening to a free end of the electrode. Such a microwave electrode, the example in the WO 2010/015385 is particularly suitable to limit the plasma to the region of the substrate while providing a high energy density.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird während der Schichtbildung oder eines nachfolgenden thermischen Ausheilungsprozesses ein Abstand zwischen der Mikrowellenelektrode und dem Halbleitersubstrat verändert, um hierüber das Verhältnis zwischen Elektronen und Radikalen im Bereich der Halbleiteroberfläche zu beeinflussen. So ist bei kleineren Abständen eine hohe Elektronenkonzentration im Bereich der Substratoberfläche vorhanden, die eine selbstjustierende Wirkung unabhängig vom elektrochemischen Potential der Substratorientierung bei der Schichtbildung hat und insbesondere ein gleichförmiges (konformes) Schichtwachstum ermöglicht. Bei größeren Abständen nimmt die Elektronenkonzentration hingegen ab und es befinden sich primär Radikale an der Oberfläche, welche einen anderen Wachstumsmechanismus, der nicht selbstheilend ist, unterstützen.In a preferred embodiment of the invention, a distance between the microwave electrode and the semiconductor substrate is changed during the layer formation or a subsequent thermal annealing process in order to influence the ratio between electrons and radicals in the region of the semiconductor surface. Thus, at smaller distances a high electron concentration in the region of the substrate surface is present, which has a self-aligning effect independent of the electrochemical potential of the substrate orientation in the film formation and in particular allows a uniform (conformal) layer growth. At longer distances, however, the electron concentration decreases and there are primarily radicals on the surface, which support another growth mechanism that is not self-healing.

Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das Plasma während wenigstens eines Abschnitts der Schichtbildung oder eines thermischen Ausheilungsprozesses so zum Halbleitersubstrat positioniert ist, dass primär eine anodische Reaktion zwischen Prozessgas und Halbleiter stattfindet. Eine anodische Reaktion (E-Feld getriebene) liegt dann vor, wenn die Reaktion primär durch die Elektronenkonzentration an der Substratoberfläche unterstützt wird und eine E-Feld bestimmte Driftbewegung der reaktiven Spezies zum Reaktionspartner bedingt, im Gegensatz zu einer konzentrationsbedingten Diffusionsbewegung bei thermischen Prozessen. Insbesondere da, wo die Schicht bedingt durch die Orientierung des darunterliegenden Substrats lokal dünner wächst, bildet sich ein größeres lokales elektrisches Feld aus, was wiederum zu einem stärkeren Schichtwachstum führt. Somit ergibt sich eine Selbstjustierung hinsichtlich der Schichtdicke, die unabhängig von der Orientierung des darunterliegenden Substrats ist. Ferner wird das Interface zwischen der Schicht und dem darunterliegenden Substrat atomar homogen.In particular, it is advantageous if the plasma is positioned to the semiconductor substrate during at least a portion of the layer formation or of a thermal annealing process such that primarily an anodic reaction takes place between the process gas and the semiconductor. An anodic reaction (E-field driven) occurs when the reaction is primarily assisted by the electron concentration at the substrate surface and an E-field causes some drift of the reactive species to the reactant, as opposed to a concentration-related diffusion motion in thermal processes. In particular, where the layer grows locally thinner due to the orientation of the underlying substrate, a larger local electric field is formed, which in turn leads to a stronger layer growth. This results in a self-alignment with regard to the layer thickness, which is independent of the orientation of the underlying substrate. Furthermore, the interface between the layer and the underlying substrate becomes atomically homogeneous.

Bei einer besonderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Substrat ein Siliziumsubstrat und das Prozessgas ein Sauerstoff enthaltendes Gas zur erzeugen einer Oxidschicht. Das Verfahren ist aber auch für die Ausbildung anderer Schichten, wie zum Beispiel von Nitrid-, Nitroxid-, Karbid-, Graphen-, Al2O3-, Ta2O5- und Nb2O5-Schichten oder anderen abscheidbaren oder aufwachsbaren amorphen oder kristallinen Schichten besonders geeignet.In a particular preferred embodiment of the invention, the substrate is a silicon substrate and the process gas is an oxygen-containing gas for producing an oxide layer. However, the method is also applicable to the formation of other layers, such as nitride, nitroxide, carbide, graphene, Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 , and Nb 2 O 5 layers or other depositable or growthable layers amorphous or crystalline layers particularly suitable.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert; in den Zeichnungen zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the figures; in the drawings shows:

1 eine schematische Schnittansicht durch eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 a schematic sectional view through an apparatus for performing the method according to the invention;

2 eine schematische Schnittansicht durch eine alternative Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens; 2 a schematic sectional view through an alternative device for carrying out the method according to the invention;

3a und 3b schematische Darstellungen, welche unterschiedliche Wechselwirkung zwischen einem Plasma und einem Substrat in Abhängigkeit vom Abstand zwischen Plasmaelektrode und Substrat darstellen; 3a and 3b schematic representations showing different interaction between a plasma and a substrate as a function of the distance between the plasma electrode and the substrate;

4a und 4b schematische Darstellungen, welche unterschiedliche Wechselbeziehungen zwischen einem Plasma und einem Substrat in Abhängigkeit von einer elektrischen Vorspannung eines Gitters, das zwischen Plasmaelektrode und Substrat liegt, darstellen. 4a and 4b schematic representations representing different correlations between a plasma and a substrate in response to an electrical bias of a grid, which is located between the plasma electrode and the substrate.

Die in der nachfolgenden Beschreibung verwendeten relativen Begriffe, wie zum Beispiel links, rechts, über und unter beziehen sich auf die Zeichnungen und sollen die Anmeldung in keiner Weise einschränken, auch wenn sie bevorzugte Anordnungen bezeichnen können.The relative terms used in the following description, such as left, right, above and below, refer to the drawings and are not intended to limit the application in any way, even though they may refer to preferred arrangements.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht durch eine Vorrichtung 1 zum Ausbilden von Schichten, insbesondere dielektrischer Schichten auf einem Substrat 2. Die Vorrichtung 1 besitzt ein nur im Umriss angedeutetes Vakuumgehäuse 3, das eine langgestreckte Prozesskammer des Durchlauftyps 4 definiert. Die Vorrichtung 1 weist ferner einen Transportmechanismus 6, eine Plasmaeinheit 8, sowie eine Heizeinheit 10 auf. Zusätzlich kann auch eine Kühleinheit vorgesehen sein, die gemeinsam mit der Heizeinheit eine Temperiereinheit bildet. 1 shows a schematic sectional view through a device 1 for forming layers, in particular dielectric layers, on a substrate 2 , The device 1 has a vacuum housing indicated only in outline 3 , which is an elongated process chamber of the flow type 4 Are defined. The device 1 also has a transport mechanism 6 , a plasma unit 8th , as well as a heating unit 10 on. In addition, a cooling unit may also be provided which forms a temperature control unit together with the heating unit.

Als Substrate 2 können in der Vorrichtung 1 unterschiedliche Substrate und insbesondere Halbleitersubstrate mit einer Schicht versehen werden. Während der Beschichtung kann das Substrat von einem nicht dargestellten Schutzelement wenigstens teilweise umgeben sein, das in derselben Ebene wie das Substrat liegt, um Randeffekte bei der Beschichtung zu vermeiden und die physikalische Oberfläche des Substrats virtuell zu vergrößern. Das Schutzelement sollte bevorzugt die gleichen oder zumindest ähnliche physikalische Eigenschaft wie das Substrat aufweisen. Das Vakuumgehäuse 3 besitzt geeignete, nicht gezeigte Schleusen zum Ein- und Ausbringen der Substrate 2 in die Prozesskammer 4.As substrates 2 can in the device 1 different substrates and in particular semiconductor substrates are provided with a layer. During the coating, the substrate may be at least partially surrounded by a protective element, not shown, which is in the same plane as the substrate in order to avoid edge effects in the coating and to virtually increase the physical surface of the substrate. The protective element should preferably have the same or at least similar physical property as the substrate. The vacuum housing 3 has suitable, not shown locks for loading and unloading of the substrates 2 in the process chamber 4 ,

Die Prozesskammer 4 wird unter anderem durch eine obere Wand 12 sowie eine untere Wand 14 begrenzt. Die obere Wand 12, ist beispielsweise aus Aluminium aufgebaut und derart behandelt, dass Metallverunreinigungen oder Partikel in der Prozesskammer vermieden werden. Die obere Wand 12 besitzt einen schrägen Abschnitt, der bezüglich der unteren Wand 14 abgewinkelt ist, sowie einen sich im Wesentlichen zur unteren Wand parallel erstreckenden Abschnitt, wie in 1 deutlich zu erkennen ist. Dabei ist der schräge Wandabschnitt so angeordnet, dass sich die Prozesskammer von links nach rechts – wie nachfolgen noch näher erläutert wird von einem Eingangsende zu einem Ausgangsende – verjüngt. Der gerade Bereich schließt sich dann an diesen schrägen Bereich an.The process chamber 4 is among other things by an upper wall 12 as well as a lower wall 14 limited. The upper wall 12 , For example, is constructed of aluminum and treated so that metal contaminants or particles are avoided in the process chamber. The upper wall 12 has an oblique section that is relative to the lower wall 14 is angled, as well as a substantially parallel to the lower wall extending portion, as in 1 is clearly visible. In this case, the inclined wall portion is arranged so that the process chamber from left to right - as will be explained in more detail below from an input end to an output end - tapers. The straight area then joins this oblique area.

Die untere Wand 14 erstreckt sich gradlinig und ist beispielsweise aus Quarzglas aufgebaut, um elektromagnetische Strahlung hindurchleiten zu können, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.The bottom wall 14 extends straight and is made of quartz glass, for example, in order to be able to pass electromagnetic radiation, as will be explained in more detail below.

Im Bereich der unteren Wand 14 ist eine Vakuumpumpe 16 vorgesehen, über die die Prozesskammer 4 abgepumpt werden kann. Die Pumpe kann aber auch an einem anderen Ort vorgesehen sein und es können auch mehrere vorgesehen sein. Ferner ist im Bereich der unteren Wand 14, ein Pyrometer 18 für eine Temperaturmessung des Substrats 2 vorgesehen. Statt eines Pyrometers kann aber auch eine andere Temperaturmessvorrichtung an einem anderen Ort der Prozesskammer oder auch direkt am Substrat 2 vorgesehen sein, die zum Beispiel auch von oben her die Temperatur des Substrats messen 2. Es können auch mehrere Temperaturmessvorrichtungen vorgesehen sein. Die Prozesskammer 4 verfügt darüber hinaus über wenigstens eine nicht gezeigte Gaszuleitung, über die ein Prozessgas in die Prozesskammer 4 eingeleitet werden kann.In the area of the lower wall 14 is a vacuum pump 16 provided over which the process chamber 4 can be pumped out. The pump can also be provided at a different location and it can also be provided several. Further, in the area of the lower wall 14 , a pyrometer 18 for a temperature measurement of the substrate 2 intended. Instead of a pyrometer but can also be another temperature measuring device at another location of the process chamber or directly on the substrate 2 be provided, for example, measure from above the temperature of the substrate 2 , It can also be provided several temperature measuring devices. The process chamber 4 moreover has at least one gas supply, not shown, via which a process gas into the process chamber 4 can be initiated.

Die Transporteinheit 6 besteht im Wesentlichen aus einem Endlostransportband 20, das über eine Vielzahl von Umlenk- und/oder Transportrollen 22 umlaufend geführt ist. Die normale Umlaufrichtung für eine Behandlung des Substrats 2 ist dabei im Uhrzeigersinn, aber es ist auch möglich das Transportband entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufend zu bewegen. Dabei ist ein oben liegendes Transporttrum des Transportbandes 20 derart angeordnet, dass es sich geradlinig durch die Prozesskammer 4 hindurch erstreckt. Somit wird ein Substrat 2 von links nach rechts durch die Prozesskammer 4 hindurch bewegt. Die Rückführung des Transportbandes 20 erfolgt außerhalb der Prozesskammer 4, um dort beispielsweise Kühl- und/oder Reinigungsprozesse an dem Transportband 20 vornehmen zu können. Das Transportband 20 besteht aus einem für elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen transparenten Material, wie beispielsweise Quarzglas. Das Transportband 20 sollte möglichst vollständig innerhalb des Vakuumbereichs angeordnet sein, kann aber bei einer geeigneten Anordnung auch wenigstens teilweise außerhalb des Vakuumbereichs liegen. Statt eines Transportbandes 20 kann die Transporteinheit 6 beispielsweise auch einen anderen Transportmechanismus, wie beispielsweise Transportrollen oder auch eine Magnetführung aufweisen.The transport unit 6 consists essentially of an endless conveyor belt 20 that has a variety of deflection and / or transport wheels 22 is guided circumferentially. The normal direction of circulation for a treatment of the substrate 2 is clockwise, but it is also possible to move the conveyor belt in a counterclockwise direction. Here is an overhead Transporttrum the conveyor belt 20 arranged so that it is rectilinear through the process chamber 4 extends through. Thus, a substrate becomes 2 from left to right through the process chamber 4 moved through. The return of the conveyor belt 20 takes place outside the process chamber 4 To there, for example, cooling and / or cleaning processes on the conveyor belt 20 to be able to make. The conveyor belt 20 consists of a material substantially transparent to electromagnetic radiation, such as quartz glass. The conveyor belt 20 should be located as completely as possible within the vacuum range, but may also be at least partially outside the vacuum range in a suitable arrangement. Instead of a conveyor belt 20 can the transport unit 6 for example, also have a different transport mechanism, such as transport rollers or a magnetic guide.

Die Transporteinheit 6 kann optional als Ganzes auf und ab bewegt werden, wie durch den Doppelpfeil A angezeigt ist. Hierdurch ist es, möglich die Transporteinheit 6 und insbesondere dessen Transporttrum näher an der oberen Wand 12 oder der unteren Wand 14 zu platzieren, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. The transport unit 6 can optionally be moved up and down as a whole, as indicated by the double arrow A. This makes it possible, the transport unit 6 and in particular its Transporttrum closer to the upper wall 12 or the bottom wall 14 to place, as will be explained in more detail below.

Innerhalb der Prozesskammer 4 ist ferner die Plasmaeinheit 8 angeordnet. Die Plasmaeinheit 8 besteht aus einer Vielzahl von Plasmaelektroden 24, Die Plasmaelektroden sind vorzugsweise als stabförmige Mikrowellenapplikatoren ausgebildet, die einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweisen. Der Außenleiter ist so ausgestaltet, dass er eine Auskopplung der Mikrowellen aus dem Zwischenbereich zwischen Innen- und Außenleiter ermöglicht, um außerhalb dieses Bereichs ein Plasma zu bilden, das beispielsweise die stabförmige Plasmaelektrode in Radialrichtung umgibt.Within the process chamber 4 is also the plasma unit 8th arranged. The plasma unit 8th consists of a large number of plasma electrodes 24 The plasma electrodes are preferably designed as rod-shaped microwave applicators having an inner conductor and an outer conductor. The outer conductor is designed so that it allows outcoupling of the microwaves from the intermediate region between the inner and outer conductors in order to form a plasma outside this region, which surrounds, for example, the rod-shaped plasma electrode in the radial direction.

Dabei sind die Mikrowellenapplikatoren vorzugsweise insbesondere derart aufgebaut, dass Mikrowellenstrahlung im Wesentlichen senkrecht nach unten, das heißt in Richtung der unteren Wand 14 austreten können. Zusätzlich können eine oder mehrere Plasmazündvorrichtung(en) vorgesehen sein. Die jeweiligen Plasmaelektroden haben jedoch jeweils gemeinsam, dass sich die Substrate nicht zwischen den Leitern/Elektroden der Plasmaelektrode befinden.In this case, the microwave applicators are preferably constructed in particular in such a way that microwave radiation is substantially perpendicular to the bottom, that is to say in the direction of the bottom wall 14 can escape. In addition, one or more plasma ignition devices may be provided. However, the respective plasma electrodes have in common that the substrates are not located between the conductors / electrodes of the plasma electrode.

Der Aufbau der Plasmaelektroden kann so gewählt werden, dass das brennende Plasma in seiner Ausdehnung begrenzt wird und nicht mit Wänden der Prozesskammer in Berührung kommt. Hierdurch könnten ansonsten unerwünschte reaktive Spezies entstehen die zu Metallverunreinigungen auf dem Substrat führen könnten. Durch die Verwendung von Aluminium als Prozesskammermaterial kann eine entsprechende Verunreinigung ebenfalls vermieden werden, sofern eine kritische Bombardement Energie von 14 eV von aus dem Plasma austretenden Spezies nicht überschritten wird.The structure of the plasma electrodes can be chosen so that the burning plasma is limited in its extent and does not come into contact with walls of the process chamber. This could otherwise result in undesirable reactive species that could lead to metal contamination on the substrate. By using aluminum as the process chamber material, a corresponding impurity can also be avoided, provided that a critical bombardment energy of 14 eV is not exceeded by species emerging from the plasma.

Die stabförmigen Plasmaelektroden 24 erstrecken sich jeweils senkrecht zur Zeichnungsebene quer durch die Prozesskammer 4. Von links nach rechts, d. h. von einem Eingangsende zu einem Ausgangsende der Prozesskammer 4 sind die Plasmaelektroden jeweils gleichmäßig beabstandet der Kontur der oberen Wand 12 folgend angeordnet. Hierdurch ist die dem Eingangsende der Prozesskammer 4 am nächsten liegende Plasmaelektrode 24 am weitesten vom Transporttrum des Transportbandes 20 entfernt. Zur Mitte der Prozesskammer hin sind die Plasmaelektroden 24 dann immer näher zum Transportband 20 hin angeordnet, und ab der Mitte sind sie dann jeweils mit gleichem Abstand zum Transportband hin angeordnet. Hierdurch verändert sich der Abstand zwischen Substrat 2 und unmittelbar darüber liegender Plasmaelektroden 24 während der Bewegung durch die Prozesskammer 24 hindurch.The rod-shaped plasma electrodes 24 each extend perpendicular to the plane of the drawing across the process chamber 4 , From left to right, ie from an input end to an output end of the process chamber 4 the plasma electrodes are each uniformly spaced from the contour of the top wall 12 following arranged. This is the input end of the process chamber 4 closest plasma electrode 24 furthest from the transport area of the conveyor belt 20 away. Toward the middle of the process chamber are the plasma electrodes 24 then ever closer to the conveyor belt 20 arranged away, and from the middle they are then arranged in each case with the same distance to the conveyor belt out. This changes the distance between the substrate 2 and immediately above plasma electrodes 24 while moving through the process chamber 24 therethrough.

Die Heizeinheit 10 besteht aus einer Vielzahl von Strahlungsquellen 30, die elektromagnetische Strahlung zum Heizen des Substrats 2 in Richtung der Prozesskammer 4 emittieren. Hierzu lassen sich bevorzugt Halogen und/oder Bogenlampen 31 einsetzen, wie sie beispielsweise auch üblicherweise in Schnellheizanlagen eingesetzt werden. Die Lampen 31 können optional in Quarzröhren 32 aufgenommen sein, um eine Isolierung gegenüber Prozessgasen und/oder Unterdruckverhältnissen im Bereich der Prozesskammer 4 vorzusehen. Dies kann insbesondere zweckmäßig sein, wenn die Strahlungsquellen direkt innerhalb der Prozesskammer 4 aufgenommen sind. Das heißt nicht über die untere Wand 14 von dieser getrennt sind. Alternativ oder auch zusätzlich können auch Heizlampen oberhalb der Transporteinheit 6 angeordnet sein, zum Beispiel auch zwischen den Plasmaelektroden 24. Die Heizeinheit 10 ist so ausgelegt, dass sie in der Prozesskammer 4 aufgenommene Substrate 2 auf Temperaturen über 500°C, bevorzugt über 600°C aufheizen können.The heating unit 10 consists of a variety of radiation sources 30 that use electromagnetic radiation to heat the substrate 2 in the direction of the process chamber 4 emit. For this purpose, preferably halogen and / or arc lamps can be used 31 use, as they are commonly used for example in fast heating systems. The lamps 31 can be optional in quartz tubes 32 be included to isolation against process gases and / or vacuum conditions in the process chamber 4 provided. This may be particularly useful if the radiation sources directly within the process chamber 4 are included. That does not mean over the bottom wall 14 are separated from this. Alternatively or additionally, heating lamps above the transport unit can also 6 be arranged, for example, between the plasma electrodes 24 , The heating unit 10 is designed to be in the process chamber 4 recorded substrates 2 to temperatures above 500 ° C, preferably above 600 ° C can heat.

2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer alternativen Vorrichtung 1 zum Aufbringen von Schichten auf einem Substrat 2 gemäß einer alternativen Ausführungsform, Bei der Beschreibung dieser Ausführungsform werden dieselben Bezugszeichen wie zuvor verwendet, sofern gleiche oder ähnliche Elemente beschrieben werden. 2 shows a schematic sectional view of an alternative device 1 for applying layers to a substrate 2 According to an alternative embodiment, in the description of this embodiment, the same reference numerals as before are used, as far as the same or similar elements are described.

Die Vorrichtung 1 besitzt wieder ein Gehäuse, das nur sehr schematisch bei 3 dargestellt ist. Das Gehäuse 3 ist wiederum als ein Vakuumgehäuse ausgefüllt, und kann über eine nicht mehr dargestellte Vakuumeinheit auf Vakuumdruck abgepumpt werden.The device 1 again has a housing, which is very schematic at 3 is shown. The housing 3 is in turn filled out as a vacuum housing, and can be pumped off via a vacuum unit, no longer shown, to vacuum pressure.

Innerhalb des Gehäuses 3 ist eine Prozesskammer 4 definiert. Die Vorrichtung 1 besitzt ferner eine Substrattrageinheit 6, eine Plasmaeinheit 8 sowie eine Heizeinheit 10. Die Trageinheit 6 besitzt eine Substratauflage 40, die über eine Welle 42 drehbar innerhalb der Prozesskammer 4 getragen wird, wie durch den Pfeil B dargestellt ist. Die Welle 42 ist hierfür mit einer nicht näher dargestellten Dreheinheit verbunden. Darüber hinaus ist die Welle 42 und somit die Auflage 40 auf und ab bewegbar, wie durch den Doppelpfeil C dargestellt ist. Hierdurch lässt sich die Auflageebene der Auflage 40 innerhalb der Prozesskammer 4 nach oben bzw. nach unten verstellen, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.Inside the case 3 is a process chamber 4 Are defined. The device 1 also has a substrate support unit 6 , a plasma unit 8th and a heating unit 10 , The carrying unit 6 has a substrate support 40 that over a wave 42 rotatable within the process chamber 4 is worn, as shown by the arrow B. The wave 42 is connected for this purpose with a rotary unit, not shown. In addition, the wave 42 and thus the edition 40 movable up and down, as shown by the double arrow C. This allows the support level of the support 40 within the process chamber 4 Move up or down, as will be explained in more detail below.

Die Plasmaeinheit 8 besteht wiederum aus einer Vielzahl von Plasmaelektroden 24, die desselben Typs sein können, wie zuvor beschrieben. Die Plasmaelektroden können optional über jeweilige Führungen 46 individuell auf und ab verschiebbar innerhalb der Prozesskammer 4 getragen sein, wie durch den Doppelpfeil D angezeigt ist. In einem solchen Fall könnte die Auf- und Ab-Bewegbarkeit der Trageinheit 6 entfallen, sie kann aber auch zusätzlich vorgesehen werden. Hierdurch sind lokale Änderungen des Abstands zwischen Plasmaelektrode 24 und dem Substrat 2 möglich. Insbesondere ist es hierdurch möglich in Kombination mit der Rotation eines Substrats 2 durch die Trageinheit 6 zum Beispiel in einem Randbereich der Substrate 2 größer oder kleinere Abstände im Vergleich zu einem Mittelbereich davon vorzusehen. Ferner ist es von Vorteil, wenn die Plasmaelektroden 24 und/oder die Lampen 31 über die Abmessungen des Substrats 2 hinweg gehen. Auch hier kann eine Schutzvorrichtung vorgesehen sein, welche das Substrat 2 wenigstens teilweise in seiner Ebene umgibt, um Randeffekte zu vermeiden. Die Schutzvorrichtung kann hinsichtlich der Rotation statisch oder auch rotierbar angeordnet sein.The plasma unit 8th in turn consists of a plurality of plasma electrodes 24 , which may be of the same type as previously described. The plasma electrodes can optionally via respective guides 46 individually movable up and down within the process chamber 4 be worn as indicated by the double arrow D. In such a case, the up and down mobility of the support unit could 6 omitted, but it can also be provided in addition. These are local changes in the distance between the plasma electrode 24 and the substrate 2 possible. In particular, this makes it possible in combination with the rotation of a substrate 2 through the carrying unit 6 for example in an edge region of the substrates 2 to provide larger or smaller distances compared to a central area thereof. Furthermore, it is advantageous if the plasma electrodes 24 and / or the lamps 31 about the dimensions of the substrate 2 go away. Again, a protective device may be provided which the substrate 2 at least partially in its plane to avoid edge effects. The protective device may be arranged with respect to the rotation static or rotatable.

Alternativ oder auch zusätzlich zu den dargestellten Stellvorrichtungen für das Substrat 2 und/oder die Plasmaelektroden 24 ist es auch möglich zwischen Plasmaelektroden 24 und Substrat 2 ein Gitter aus elektrisch leitendem Material vorzusehen. Dies kann dann beispielsweise über eine entsprechend Steuereinheit mit unterschiedlichen elektrischen Vorspannungen beaufschlagt werden. Sowohl eine Abstandeinstellung zwischen Plasmaelektrode 24 und Substrat 2 als auch eine Beaufschlagung eines oben beschriebenen Gitters mit unterschiedlichen elektrischen Vorspannungen kann die Wechselbeziehung zwischen Plasma und Substrat beeinflussen, wie nachfolgend näher erläutert wird. Ebenso kann das Substrat zusätzlich elektrisch vorgespannt werden, so dass der anodische Effekt dadurch noch weiter verstärkt wird.Alternatively or in addition to the illustrated adjusting devices for the substrate 2 and / or the plasma electrodes 24 it is also possible between plasma electrodes 24 and substrate 2 to provide a grid of electrically conductive material. This can then be applied, for example via a corresponding control unit with different electrical biases. Both a distance setting between the plasma electrode 24 and substrate 2 as well as a loading of a grid with different electrical biases described above can affect the interaction between plasma and substrate, as will be explained in more detail below. Likewise, the substrate may additionally be electrically biased, thereby further enhancing the anodic effect.

Die Heizeinheit 10 besteht wiederum aus einer Vielzahl von Strahlungsquellen 30, die parallel oder auch senkrecht zu den Plasmaelektroden 24 angeordnet sein können. Die Strahlungsquellen weisen jeweils eine Lampe, wie beispielsweise eine Bogen- oder Halogenlampe auf, die von einer Quarzröhre 32 umgeben ist. Die Strahlung der Strahlungsquellen 30 ist in der Lage das Substrat 2 direkt zu erwärmen, wenn die Auflage 40 für die Strahlung der Strahlungsquelle 30 im Wesentlichen transparent ist. Hierzu könnte die Auflage 40 beispielsweise aus Quarz aufgebaut sein. Es ist aber auch möglich eine indirekte Heizung des Substrats 2 vorzusehen, wobei hierfür beispielsweise die Auflage 40 aus einem die Strahlung der Strahlungsquelle 30 im Wesentlichen absorbierenden Material aufgebaut ist. Die Strahlung würde dann die Auflage 40 erwärmen, die dann das Substrat 2 erwärmen würde.The heating unit 10 in turn consists of a variety of radiation sources 30 that are parallel or perpendicular to the plasma electrodes 24 can be arranged. The radiation sources each comprise a lamp, such as an arc or halogen lamp, that of a quartz tube 32 is surrounded. The radiation of the radiation sources 30 is capable of the substrate 2 to heat directly when the pad 40 for the radiation of the radiation source 30 is essentially transparent. This could be the edition 40 be constructed of quartz, for example. But it is also possible an indirect heating of the substrate 2 provide, for example, the edition 40 from one the radiation of the radiation source 30 essentially absorbent material is constructed. The radiation would then be the edition 40 then heat the substrate 2 would warm.

Die Vorrichtung 1 weist vorzugsweise wenigstens eine Temperaturmesseinheit auf, um die Temperatur des Substrats 2 zu ermitteln. Die ermittelte Temperatur kann an eine nicht dargestellte Steuereinheit weitergeleitet werden, die dann anhand einer Temperaturvorgabe die Heizeinheit 10 entsprechend regeln kann, um eine vorbestimmte Temperatur des Substrats zu erhalten, wie es in der Technik bekannt ist, Der Betrieb der Vorrichtung gemäß der 1 und 2 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, wobei im nachfolgenden davon ausgegangen wird, dass das Substrat 2 jeweils ein Siliziumhalbleiterwafer ist. Auf diesem soll während des nachfolgend beschriebenen Prozesses eine Siliziumoxidschicht als dielektrische Schicht ausgebildet werden. Wie schon zuvor erwähnt, ist das Verfahren aber auch für die Ausbildung anderer Schichten geeignet.The device 1 preferably has at least one temperature measuring unit to the temperature of the substrate 2 to investigate. The determined temperature can be forwarded to a control unit, not shown, which then based on a temperature specification, the heating unit 10 Accordingly, in order to obtain a predetermined temperature of the substrate, as is known in the art, the operation of the device according to the 1 and 2 will be explained in more detail with reference to the drawings, it being assumed in the following that the substrate 2 each is a silicon semiconductor wafer. On this, a silicon oxide layer is to be formed as a dielectric layer during the process described below. As already mentioned, however, the method is also suitable for the formation of other layers.

Hierzu wird in die Prozesskammer 4, in der ein Unterdruck herrscht ein geeignetes Prozessgas, beispielsweise aus reinem Sauerstoff oder auch einem Sauerstoff-Wasserstoffgemisch oder auch vermischt mit N2 oder NH3 eingeleitet. Anschließend wird im Bereich der Plasmaelektroden 24 jeweils ein Plasma des Prozessgases erzeugt.This is done in the process chamber 4 , in which a negative pressure prevails a suitable process gas, for example, pure oxygen or an oxygen-hydrogen mixture or mixed with N 2 or NH 3 introduced. Subsequently, in the area of plasma electrodes 24 each generates a plasma of the process gas.

Bei der Ausführungsform gemäß 1 wird das Substrat 2 über das Transportband 20 von links nach rechts durch die Prozesskammer hindurch geleitet, während unterhalb der jeweiligen Plasmaelektroden 24 ein entsprechendes Plasma brennt. Das Substrat 2 wird während des Transports über die Heizeinheit 10 auf eine Temperatur von über 500°C, beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von 700°C erwärmt. Es Ist allerdings auch möglich, dass das Substrat schon beim Eintritt in die Prozesskammer 4 eine erhöhte Temperatur besitzt und die Heizeinheit 10 diese Temperatur nur hält.In the embodiment according to 1 becomes the substrate 2 over the conveyor belt 20 passed from left to right through the process chamber, while below the respective plasma electrodes 24 a corresponding plasma burns. The substrate 2 gets over the heating unit during transport 10 heated to a temperature of about 500 ° C, for example to a temperature in the range of 700 ° C. However, it is also possible that the substrate already enters the process chamber 4 has an elevated temperature and the heating unit 10 this temperature only stops.

Wie zu erkennen ist, sind die links liegenden Plasmaelektroden 24, das heißt im Eingangsbereich liegenden Plasmaelektroden 24 weiter von dem Substrat 2 entfernt, als die rechts, das heißt im Ausgangsbereich der Prozesskammer 4 liegenden Plasmaelektroden 24, wenn es durch die Prozesskammer hindurch gefördert wird. Während das Substrat somit durch die Prozesskammer 4 hindurch befördert wird, verändert sich der Abstand der Plasmaelektroden zur Substratoberfläche. Hierdurch ergeben sich unterschiedliche Wachstumsmechanismen für das Schichtwachstum. Diese werden durch unterschiedliche Wechselwirkungen zwischen Plasma und Substrat bedingt, wie Anhand der 3a und 3b nachfolgend näher erläutert wird.As can be seen, the left-lying plasma electrodes 24 , that is, plasma electrodes lying in the entrance area 24 further from the substrate 2 removed as the right, that is in the exit area of the process chamber 4 lying plasma electrodes 24 when it is conveyed through the process chamber. While the substrate is thus through the process chamber 4 is conveyed through, the distance of the plasma electrodes to the substrate surface changes. This results in different growth mechanisms for layer growth. These are due to different interactions between plasma and substrate, as with the 3a and 3b will be explained in more detail below.

Die 3a und 3b zeigen unterschiedliche Wechselbeziehungen zwischen einem Plasma und einem Substrat in Abhängigkeit von einem Abstand zwischen einer stabförmigen Plasmaelektrode 300 und einem Substrat 320. Die stabförmige Plasmaelektrode 300 ist des Typs, der in der WO 2010/015385 A beschrieben ist, und die einen Innenleiter 304 und einen Außenleiter 306 aufweisen. In einem Mikrowellenauskopplungsbereich umgibt der Außenleiter 306 den Innenleiter 304 nicht vollständig. Vielmehr sieht der Außenleiter 306 eine sich zu einem freien Ende desselben vergrößernde Öffnung vor, die zum Substrat 320 weist. 3a und 3b zeigen jeweils einen Querschnitt in diesem Auskopplungsbereich der Mikrowellenelektrode 300. Die Plasmaelektrode 300 ist jeweils von einem für Mikrowellenstrahlung im Wesentlichen durchlässigen Hüllrohr 308 wie beispielweise einem Quarzrohr umgeben. Bei einer entsprechenden Ansteuerung der Plasmaelektrode 300 wird ein das Hüllrohr 308 radial umgebendes Plasma erzeugt, das aus Elektronen 310, Radikalen 312 und Ionen 314 besteht.The 3a and 3b show different interactions between a plasma and a substrate as a function of a distance between a rod-shaped plasma electrode 300 and a substrate 320 , The rod-shaped plasma electrode 300 is of the type used in the WO 2010/015385 A is described, and an inner conductor 304 and an outer conductor 306 exhibit. In a microwave decoupling region, the outer conductor surrounds 306 the inner conductor 304 not completely. Rather, the outer conductor sees 306 an opening which enlarges towards a free end thereof and which leads to the substrate 320 has. 3a and 3b each show a cross section in this coupling-out region of the microwave electrode 300 , The plasma electrode 300 is in each case of a tubular tube which is substantially permeable to microwave radiation 308 as for example surrounded by a quartz tube. With a corresponding control of the plasma electrode 300 becomes the cladding tube 308 generated radially surrounding plasma, which consists of electrons 310 , Radicals 312 and ions 314 consists.

Ferner zeigen die 3a und 3b jeweils einen Abschnitt eines Substrats 320, das zum Beispiel aus einem Si-Grundsubstrat 322 mit einer dielektrischen Schicht 324 aus beispielsweise SiOxNy besteht, wobei x und y beliebig variieren können. Bei 326 sind positive Si-Ionen gekennzeichnet. Bei der Darstellung gemäß 5a ist die Plasmaelektrode mit einem Abstand D1 zur Oberfläche des Substrats 320 angeordnet. Wie zu erkennen ist, ist das Plasma bei dieser Anordnung so bezüglich des Substrats angeordnet, dass ein deutlicher Überschuss von Elektronen 310 gegenüber Ionen 314 und noch mehr gegenüber Radikalen 312 benachbart zur Oberfläche des Substrats auftritt. Hierdurch ergibt sich eine Prozessgasabhängige anodische Oxidation der Substratoberfläche, Eine solche anodische Oxidation ist selbstjustierend, da dort, wo geringere Schichtdicken gebildet werden ein größeres elektrisches Feld entsteht. Dieses beschleunigt wiederum lokal das Schichtwachstum. Somit können beliebige geometrische Formen und Schichtaufbauten (3D Strukturen) homogen oxidiert oder beliebige andere Schichten abgeschieden bzw. gewachsen werden. Der Selbstjustierungseffekt der anodischen Oxidation führt zu einer homogenen Durchbruchsfestigkeit der gewachsenen Schicht über dem Substrat, da das Oxid solange wächst, bis das elektrische Feld auf einen konstanten Wert über die Schichtdicke abgeklungen ist, so dass kein wesentlicher elektrischer Strom mehr durch die Schicht fließen kann. Die Potentialdifferenz ist konstant vorgegeben durch die Elektronendichte an der Oberfläche der dielektrischen Schicht 324. Das Oxidwachstum ist dabei auch weitgehend unabhängig von der Orientierung des darunterliegenden Materials und das Interface zwischen Oxid und Silizium wird homogenisiert. Der Begriff anodisch soll hierbei ausdrücken, dass die Reaktion Oxidation/Nitridierung etc. primär durch Elektronen/Ionen getrieben ist bzw. durch das entstehende elektrische Feld.Furthermore, the show 3a and 3b each a section of a substrate 320 , for example, from a Si base substrate 322 with a dielectric layer 324 for example, SiO x N y , where x and y can vary as desired. at 326 are characterized positive Si ions. In the presentation according to 5a is the plasma electrode at a distance D 1 to the surface of the substrate 320 arranged. As can be seen, the plasma is arranged in this arrangement with respect to the substrate that a significant excess of electrons 310 towards ions 314 and even more towards radicals 312 occurs adjacent to the surface of the substrate. This results in a process gas-dependent anodic oxidation of the substrate surface, Such anodic oxidation is self-adjusting, since where smaller film thicknesses are formed, a larger electric field is formed. This in turn accelerates layer growth locally. Thus, any geometric shapes and layer structures (3D structures) can be homogeneously oxidized or any other layers can be deposited or grown. The self-adjusting effect of the anodization leads to a homogeneous breakdown resistance of the grown layer over the substrate, since the oxide grows until the electric field has decayed to a constant value over the layer thickness, so that no significant electric current can flow through the layer. The potential difference is constant given by the electron density at the surface of the dielectric layer 324 , The oxide growth is also largely independent of the orientation of the underlying material and the interface between oxide and silicon is homogenized. The term anodic is intended to mean that the oxidation / nitridation reaction, etc., is primarily driven by electrons / ions or by the resulting electric field.

Bei der Darstellung gemäß 3b ist die Plasmaelektrode mit einem größeren Abstand D2 zur Oberfläche des Substrats 320 angeordnet. Wie zu erkennen ist, ist das Plasma bei dieser Anordnung so bezüglich des Substrats angeordnet, dass im Wesentlichen nur noch die Radikale 312 benachbart zur Oberfläche des Substrats auftreten. Hierdurch ergibt sich eine Prozessgasabhängige radikalische Oxidierung der Substratoberfläche. Als radikalisch wird eine Reaktion beschrieben, die Primär über im Plasma erzeugte Radikale getrieben wird.In the presentation according to 3b is the plasma electrode with a greater distance D 2 to the surface of the substrate 320 arranged. As can be seen, the plasma is arranged in this arrangement with respect to the substrate, that essentially only the radicals 312 occur adjacent to the surface of the substrate. This results in a process gas-dependent radical oxidation of the substrate surface. As a radical, a reaction is described which is driven primarily by radicals generated in the plasma.

Bei der oben genannten Vorrichtung ist daher der Abstand zwischen Substrat 2 und Plasmaelektrode 24 im Eingangsbereich beispielsweise im Bereich von 8 bis 15 cm (vorzugsweise ungefähr 10 cm) gewählt, um zunächst eine radikalische Oxidierung zu erreichen. Im Ausgangbereich beträgt der Abstand hingegen beispielsweise 2 mm bis 5 cm (vorzugsweise ungefähr 2 cm), um hier eine anodische Oxidierung vorzusehen. Der Abstand wird bei der Bewegung des Substrats 2 durch die Prozesskammer 4 hindurch bis ungefähr zur Mitte der Prozesskammer hin verringert, und bleibt dann bis zum Ausgang im Wesentlichen konstant. Dies kann beispielsweise mit der Temperatur des Substrats korrelieren, die Eingangs der Prozesskammer 4 bei < 500°C liegen kann und dann wenn das Substrat den Bereich mit gleichbleibendem Abstand erreicht zum Beispiel bei 500°C oder darüber liegen kann. Gegebenenfalls kann der Abstand zwischen Substrat 2 und Plasmaelektrode 24 auch noch über eine Hubbewegung des Transportbandes 20 verändert werden. Je nach Reaktions-Regime und Temperatur kann es vorteilhaft sein, den Abstand zwischen Substrat und Plasmaelektrode wieder zu vergrößern durch entsprechende Abschrägung der Wand 12, und/oder eine Hubbewegung des Transportbandes 20, um eine qualitativ hochwertige Grenzfläche zwischen Substrat und Oxidschicht zu erhalten.In the above-mentioned device, therefore, the distance between the substrate 2 and plasma electrode 24 in the entrance area, for example, in the range of 8 to 15 cm (preferably about 10 cm) chosen to first achieve a radical oxidation. On the other hand, in the exit region, the distance is, for example, 2 mm to 5 cm (preferably about 2 cm) in order to provide anodic oxidation. The distance becomes during the movement of the substrate 2 through the process chamber 4 is reduced to about the middle of the process chamber, and then remains substantially constant until the exit. For example, this may correlate with the temperature of the substrate, the input of the process chamber 4 can be at <500 ° C, and then when the substrate reaches the constant pitch region, for example at 500 ° C or above. Optionally, the distance between substrate 2 and plasma electrode 24 also about a lifting movement of the conveyor belt 20 to be changed. Depending on the reaction regime and temperature, it may be advantageous to increase the distance between the substrate and the plasma electrode again by appropriate beveling of the wall 12 , and / or a lifting movement of the conveyor belt 20 to obtain a high quality interface between substrate and oxide layer.

Über entsprechende Gaseinleitung können im Bereich der jeweiligen Plasmen unterhalb der Plasmaelektroden 24, die einander natürlich überlappen können, unterschiedliche Gaszusammensetzungen und/oder unterschiedliche Drücke eingestellt werden. Die Plasmen können aber auch durch geeignete Trennelemente, wie zum Beispiel Glasplatten voneinander getrennt werden. Auch ist es möglich über die Heizeinheit 10 das Substrat während der Bewegung durch die Prozesskammer 4 hindurch unterschiedlich aufzuheizen, so dass es beispielsweise im Eingangbereich eine niedrigere Temperatur besitzt als im Ausgangbereich oder umgekehrt. Das Substrat kann auf einer konstanten Temperatur gehalten werden oder kontinuierlich geheizt werden. Sofern eine übermäßige Aufheizung durch das Plasma stattfindet könnte sogar auch eine Kühlung vorgesehen werden. Hierdurch lassen sich die Wachstumsprozesse weiter beeinflussen.By appropriate gas introduction can in the range of the respective plasmas below the plasma electrodes 24 naturally overlap each other, different gas compositions and / or different pressures can be set. The plasmas can also be separated from each other by suitable separating elements, such as glass plates. Also it is possible over the heating unit 10 the substrate during movement through the process chamber 4 through different heating, so that it has, for example in the entrance area a lower temperature than in the exit area or vice versa. The substrate can be maintained at a constant temperature or heated continuously. If an excessive heating by the plasma takes place even a cooling could be provided. This can further influence the growth processes.

Bei der Ausführungsform gemäß 2 ist das Substrat 2 auf der Trageinheit 6 angeordnet und wird über die Heizeinheit 10 erwärmt, während im Bereich der jeweiligen Plasmaelektroden 24 ein Plasma brennt. Dabei wird das Substrat optional zur Homogenisierung der Schichtbildung rotiert.In the embodiment according to 2 is the substrate 2 on the carrying unit 6 arranged and is over the heating unit 10 heated while in the range of the respective plasma electrodes 24 a plasma is burning. The substrate is optionally rotated to homogenize the layer formation.

Der Abstand zwischen dem Substrat 2 und dem Plasmaelektroden wird während des Schichtwachstums verändert. Insbesondere wird der Abstand ausgehend von einem anfänglichen großen Abstand im Bereich von beispielsweise von 8 bis 15 cm auf einen kleinen Abstand im Bereich von beispielsweise 2 mm bis 5 cm verringert. Vorzugsweise wird der Abstand in einem Bereich von 10 bis 2 cm variiert. Dies kann wiederum in Korrelation mit der Aufheizung des Substrats über die Heizeinheiten erfolgen. Während der Abstandsänderung ist es möglich, zusätzlich unterschiedliche Prozessparameter betreffend die Plasmen, wie beispielsweise die Leistung der Plasmaelektroden 24, den Prozessgasdruck, einen Gaszufluss als auch eine Gaszusammensetzung innerhalb der Prozesskammer 4 einzustellen.The distance between the substrate 2 and the plasma electrode is changed during the layer growth. In particular, the distance is reduced from a large initial distance in the range of, for example, 8 to 15 cm to a small distance in the range of, for example, 2 mm to 5 cm. Preferably, the distance is varied within a range of 10 to 2 cm. This in turn can be done in correlation with the heating of the substrate via the heating units. During the change in distance, it is possible to additionally different process parameters concerning the plasmas, such as the power of the plasma electrodes 24 , the process gas pressure, a gas inflow as well as a gas composition within the process chamber 4 adjust.

Hierdurch lässt sich wiederum ein Wechsel zwischen radikalischer und anodischer Oxidierung erreichen. Wie der Fachmann erkennen kann, findet nicht immer eine rein anodische oder radikalische Oxidierung statt. Vielmehr können die beiden Prozesse mit unterschiedlichem Schwerpunkt gleichzeitig stattfinden. Ob die Oxidierung als anodisch oder radikalisch bezeichnet wird, hängt davon ab, welcher Prozess zu dem gegebenen Zeitpunkt primär das Schichtwachstum bestimmt.This, in turn, can achieve a change between radical and anodic oxidation. As those skilled in the art will recognize, there is not always a purely anodic or radical oxidation. Rather, the two processes with different emphases can take place simultaneously. Whether the oxidation is referred to as anodic or radical depends on which process at the given time primarily determines the layer growth.

Die Abstandsänderung sowie die Einstellung der übrigen Prozessparameter sind dabei jeweils so gewählt, dass eine bevorzugt gleichmäßige Wachstums- bzw. Abscheidungsrate während des gesamten Prozesses erreicht wird. Diese sollte bevorzugt in einem Bereich von kleiner 0,5 Nanometer pro Sekunde insbesondere kleiner als 0,1 Nanometer pro Sekunde und bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 0,05 Nanometer pro Sekunde liegen. Durch die Verwendung von Plasma kann diese Rate auch schon bei niedrigen Temperaturen erreicht werden und auch bei höheren Temperaturen aufrecht erhalten werden.The change in distance and the setting of the other process parameters are each chosen so that a preferably uniform growth or deposition rate is achieved during the entire process. This should preferably be in a range of less than 0.5 nanometers per second, in particular less than 0.1 nanometers per second, and preferably in the range of 0.01 to 0.05 nanometers per second. By using plasma, this rate can be achieved even at low temperatures and maintained even at higher temperatures.

Der Wachstumsprozess kann alternativ zur Abstandseinstellung oder auch zusätzlich hierzu über ein Gitter aus einem elektrisch leitenden Material beeinflusst werden. Insbesondere ist auch ein Wechsel zwischen einer primär anodischen Oxidierung/Nitridierung und einem primär radikalischen Oxidierung/Nitridierung bei gleichbleibendem Abstand zwischen Plasmaelektrode und Substrat möglich. Dies wird nachfolgend anhand der 4a und 4b, die ähnliche Darstellungen wie die 3a und 3b zeigen, näher erläutert. Insbesondere sind wiederum jeweils eine Plasmaelektrode 300 mit Innenleiter 304 und Außenleiter 306 und ein Substrat 320 aus einem Grundsubstrat 322 mit einer dielektrischen Schicht 324 dargestellt. Im Gegensatz zur Darstellung der 3a und 3b ist der Abstand D zwischen Plasmaelektrode 300 und Substrat 320 jedoch in den 4a und 4b gleich.The growth process can be influenced alternatively to the distance adjustment or in addition thereto via a grid made of an electrically conductive material. In particular, a change between a primary anodic oxidation / nitridation and a primary radical oxidation / nitridation at a constant distance between the plasma electrode and the substrate is possible. This will be explained below with reference to 4a and 4b that have similar representations as the 3a and 3b show, explained in more detail. In particular, in turn, in each case a plasma electrode 300 with inner conductor 304 and outer conductor 306 and a substrate 320 from a base substrate 322 with a dielectric layer 324 shown. In contrast to the representation of 3a and 3b is the distance D between the plasma electrode 300 and substrate 320 however in the 4a and 4b equal.

Die Plasmaelektrode 300 umgebend ist jeweils ein Plasma aus Elektronen 310, Radikalen 312 und Ionen 314 dargestellt. Bei 326 sind wiederum positive Si-ionen dargestellt. Ferner ist zwischen Plasmaelektrode 300 und Substrat 320 jeweils ein Gitter 330 aus elektrisch leitendem Material dargestellt, das über eine nicht näher dargestellte Steuereinheit mit unterschiedlichen elektrische Vorspannungen beaufschlagt werden kann. Wenn das Gitter potentialfrei ist, dann beeinflusst es das Plasma im Wesentlichen nicht und es ergibt sich die in 3a gezeigt Situation, die zu einer anodischen Oxidierung führt. Wenn das Gitter hingegen mit einer positiven Spannung beaufschlagt oder geerdet wird, dann ergibt sich die in 6b gezeigte Situation in der primär nur die Radikale 312 die Oberfläche der dielektrischen Schicht 324 erreichen, was zu einer radikalischen Oxidierung führt. Um den Elektronenfluss zur Oberfläche des Substrats 320 zu beeinflussen kann auch optional der Abstand des Gitters 330 zur Oberfläche des Substrats 320 verstellt werden kann.The plasma electrode 300 surrounding each is a plasma of electrons 310 , Radicals 312 and ions 314 shown. at 326 again positive ions are shown. Furthermore, between the plasma electrode 300 and substrate 320 one grid each 330 made of electrically conductive material which can be acted upon by a control unit, not shown, with different electrical biases. When the grid is floating, it essentially does not affect the plasma and results in the 3a shown situation that leads to anodic oxidation. On the other hand, if the grid is supplied with a positive voltage or grounded, then the in 6b shown situation in the primary only the radicals 312 the surface of the dielectric layer 324 reach what leads to a radical oxidation. To control the flow of electrons to the surface of the substrate 320 can also optionally influence the distance of the grid 330 to the surface of the substrate 320 can be adjusted.

Das Plasma kann während des Prozesses bevorzugt gepulst betrieben werden. Der oben beschriebene Prozessablauf ist für die Ausbildung einer Oxidschicht als dielektrische Schicht besonders geeignet, er kann aber, wie erwähnt auch andere dielektrische Schichten bilden, wie beispielsweise eine Nitridschicht oder eine Oxinitridschicht.The plasma can be operated preferably pulsed during the process. The process described above is particularly suitable for forming an oxide layer as a dielectric layer, but may, as mentioned, also form other dielectric layers, such as a nitride layer or an oxynitride layer.

Als Prozessgase bieten sich hierfür beispielsweise O2, N2, NH3, NF3, H2O, D2O, Ar, N2O, H2, D2, Silan oder Dichlorsilan oder Trichlorsilan oder Dichlorethylen, GeH4, Borane (BH3B2H6), Arsin (ASH3), Phosphin (PH3CF4), TriMethylAluminium ((CH3)3Al), SF6 oder kohlenstoffhaltige andere Gase oder Mischungen derselben oder die verschiedenen Precursor zur Herstellung von Hf- oder Zr-haltigen dielektrischen Schichten an. Die Gaszusammensetzung und/oder der Druck des Prozessgases kann während des Prozesses angepasst werden. Die Plasmaelektroden 24 sowie die Lampen 31 können jeweils einzeln und unabhängig voneinander angesteuert werden. Insbesondere ist es möglich, sie anhand mathematischer Funktionen, wie beispielsweise einer Linearfunktion, einer Exponentialfunktion, einer Quadratfunktion oder einer sonstigen Funktionen kontrolliert in ihrer Leistung zu steuern. Die Plasmaelektroden 24 oder auch die Bogenlampen/Halogenlampen 31 können dabei als Gruppen oder auch völlig unabhängig voneinander eingestellt werden, wenn dies durch einen entsprechenden Prozess vorgegeben ist.Suitable process gases for this purpose are, for example, O 2 , N 2 , NH 3 , NF 3 , H 2 O, D 2 O, Ar, N 2 O, H 2 , D 2 , silane or dichlorosilane or trichlorosilane or dichloroethylene, GeH 4 , boranes (BH 3 B 2 H 6 ), arsine (ASH 3 ), phosphine (PH 3 CF 4 ), tri-methylaluminum ((CH 3 ) 3 Al), SF 6 or carbon-containing other gases or mixtures thereof or the various precursors for the preparation of Hf or Zr-containing dielectric layers. The gas composition and / or the pressure of the process gas can be adjusted during the process. The plasma electrodes 24 as well as the lamps 31 can each be controlled individually and independently of each other. In particular, it is possible to control their performance by means of mathematical functions, such as, for example, a linear function, an exponential function, a quadratic function or other functions. The plasma electrodes 24 or the arc lamps / halogen lamps 31 can be set as groups or completely independently of each other, if this is predetermined by a corresponding process.

Darüber hinaus kann in der Vorrichtung 1 zum Beispiel auch eine rein thermische Behandlung eines Substrats stattfinden, bei der das Substrat über die Heizeinheit auf eine vorbestimmte Temperatur gebracht wird, wie es beispielsweise bei einem post Oxidation anneal der Fall ist. Hierzu kann zum Beispiel die Transporteinheit das Substrat nach dem Aufbringen der Oxidschicht das Substrat bei abgeschaltetem Plasma durch die Prozesskammer zurückführen. Bei der thermischen Behandlung können unterschiedliche Gase in die Prozesskammer eingeleitet werden. Bei der Ausführung der 2 würde das Substrat zum Beispiel für eine vorbestimmte Prozessdauer über die Oxidation hinaus in der Prozesskammer verbleiben und über die Heizeinheit geheizt werden. In addition, in the device 1 For example, a purely thermal treatment of a substrate take place in which the substrate is brought to a predetermined temperature via the heating unit, as is the case, for example, in a post-oxidation. For this purpose, for example, the transport unit may return the substrate to the substrate after the application of the oxide layer while the plasma is switched off by the process chamber. In the thermal treatment different gases can be introduced into the process chamber. In the execution of the 2 For example, the substrate would remain in the process chamber beyond the oxidation for a predetermined process time and be heated by the heating unit.

Die Erfindung wurde zuvor anhand bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, ohne auf die konkreten Ausführungsformen begrenzt zu sein. Zum Beispiel kann die oben beschriebene Anordnung auch für eine Reinigung der Substratoberfläche vor einem Wachstumsprozess eingesetzt werden. Mit der Anordnung könnten Kontaminationen oder eine undefinierte Schicht (z. B. natives SiO2) von der Oberfläche entfernt werden. Anschließend könnte ohne einen Unterdruck zu brechen, eine definierte Schicht durch das vorgegebene Prozessgas aufgewachsen werden. Als Reinigungsgase kann man sich ein reduzierendes Gas aus reinem Wasserstoff vorstellen oder eine beliebig mit Edelgasen (wie He, Ar, etc.) verdünnte Wasserstoffatmosphäre oder auch eine reine Edelgasatmosphäre. In einem zweiten Prozessschritt nach Austausch der reduzierenden Atmosphäre ist der oben beschriebene Wachstumsprozess möglich. Der Reinigungseffekt könnte auch über den Abstand zwischen Plasmaelektrode und Substrat und/oder die elektrische Vorspannung am Gitter (sofern vorhanden) beeinflusst werden.The invention has been described above with reference to preferred embodiments of the invention, without being limited to the specific embodiments. For example, the arrangement described above may also be used for cleaning the substrate surface prior to a growth process. With the arrangement, contaminants or an undefined layer (eg, native SiO 2 ) could be removed from the surface. Then, without breaking a vacuum, a defined layer could be grown by the given process gas. As cleaning gases, one can imagine a reducing gas of pure hydrogen or an arbitrary with noble gases (such as He, Ar, etc.) diluted hydrogen atmosphere or a pure noble gas atmosphere. In a second process step after replacement of the reducing atmosphere, the growth process described above is possible. The cleaning effect could also be affected by the distance between the plasma electrode and the substrate and / or the electrical bias on the grid (if any).

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Claims (10)

Verfahren zum Ausbilden einer Schicht auf einem Halbleitersubstrat, das die folgenden Schritte aufweist: Erwärmen des Halbleitersubstrats auf eine vorgegebene Prozesstemperatur oberhalb von 500°C; Leiten eines Prozessgases auf eine Oberfläche des Halbleitersubstrats; Erzeugen eines Plasmas benachbart zu wenigstens einer Oberfläche des Halbleitersubstrats.A method of forming a layer on a semiconductor substrate, comprising the steps of: Heating the semiconductor substrate to a predetermined process temperature above 500 ° C; Directing a process gas to a surface of the semiconductor substrate; Generating a plasma adjacent at least one surface of the semiconductor substrate. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Halbleitersubstrat auf eine Prozesstemperatur zwischen 600°C und 900°C, und insbesondere von ungefähr 700°C erwärmt wird.The method of claim 1, wherein the semiconductor substrate is heated to a process temperature between 600 ° C and 900 ° C, and more preferably about 700 ° C. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Plasma wenigstens zu einem Zeitpunkt erzeugt wird, während das Halbleitersubstrat auf die Prozesstemperatur erwärmt ist und/oder wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the plasma is generated at least at one time while the semiconductor substrate is heated and / or is heated to the process temperature. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Plasma mittels Mikrowellen erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the plasma is generated by means of microwaves. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Plasma über eine einseitig mit Mikrowellen beaufschlagte Mikrowellenelektrode mit Innen- und Außenleiter erzeugt wird, wobei der Außenleiter eine sich zu einem freien Ende der Elektrode erweiternde Auskopplungsöffnung bildet.Method according to one of the preceding claims, wherein the plasma is generated via a one-sided microwaves microwave electrode with inner and outer conductors, wherein the outer conductor forms a widening to a free end of the electrode coupling-out opening. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Abstand zwischen dem Plasma und dem Halbleitersubstrat verändert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a distance between the plasma and the semiconductor substrate is changed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Prozessgas wenigstens für einen Zeitraum auf die Oberfläche des Halbleitersubstrats geleitet wird, wenn letzteres auf die vorgegebene Prozesstemperatur erwärmt ist und/oder das Plasma erzeugt ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the process gas is passed to the surface of the semiconductor substrate at least for a period of time, when the latter is heated to the predetermined process temperature and / or the plasma is generated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Halbleitersubstrat ein Siliziumsubstrat ist, das Prozessgas ein Sauerstoff enthaltendes Gas ist und die Schicht eine Oxidschicht ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the semiconductor substrate is a silicon substrate, the process gas is an oxygen-containing gas and the layer is an oxide layer. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Plasma während wenigstens eines Abschnitts der Schichtbildung so zum Halbleitersubstrat positioniert ist, dass primär eine anodische Reaktion zwischen Prozessgas und Halbleiter stattfindet.Method according to one of the preceding claims, wherein the plasma is positioned during at least a portion of the film formation to the semiconductor substrate so that primarily an anodic reaction between the process gas and semiconductor takes place. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Plasma während wenigstens eines Abschnitts der Schichtbildung, insbesondere während der Aufheizphase und/oder einer Wachstums-Endphase so zum Halbleitersubstrat positioniert ist, dass primär eine radikalische Reaktion zwischen Prozessgas und Halbleiter stattfindet.Method according to one of the preceding claims, wherein the plasma is positioned during at least a portion of the layer formation, in particular during the heating phase and / or a growth end phase to the semiconductor substrate so that primarily a free-radical reaction between the process gas and semiconductor takes place.
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