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DE102019218727A1 - Vorrichtung und verfahren zum bearbeiten mindestens eines halbleiter-substrates - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum bearbeiten mindestens eines halbleiter-substrates Download PDF

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DE102019218727A1
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (200) zum Bearbeiten mindestens eines Halbleiter-Substrats (281) bereitgestellt, die Vorrichtung (200) aufweisend: einen Reaktor (220) mit einer Wandung, die einen Reaktionsraum (221) aufspannt; einer Verschlussstruktur (230), die zum Beladen des Reaktionsraums (221) mit mindestens einem Halbleiter-Substrat (281) und Entladen des mindestens einen Halbleiter-Substrats (281) aus dem Reaktionsraum (221) und zum Flusssäure-dichten Verschließen des Reaktionsraumes (221) eingerichtet ist; und einer Heizvorrichtung (210), die eingerichtet ist, mindestens eine vorgegebene Temperatur in mindestens einem Temperaturbereich in dem Reaktionsraum (221) einzustellen. Die Vorrichtung weist ferner auf: einen Gas-Einlass (240, 250), der eingerichtet ist, dem Reaktionsraum (221) Flusssäure in Dampfform zuzuführen, und einen Gas-Auslass (260), der eingerichtet ist, Flusssäure in Dampfform aus dem Reaktionsraum (221) abzuführen; und ein Gasversorgungssystem (270), das mit dem Gas-Einlass (240, 250) gekoppelt ist, und eingerichtet ist, dem Gas-Einlass (240, 250) Flusssäure in Dampfform bei der vorgegebenen Temperatur zuzuführen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten mindestens eines Halbleiter-Substrates.
  • Im Automotivbereich sind mit der fortschreitenden Entwicklung hin zur Elektromobilität Lösungen für schnell und verlustfrei schaltende Leistungshalbleiter gefragt. Der gleichzeitige Trend von lateralen zu vertikalen Bauteilen sowie der Trend der seit Jahrzehnten etablierten Siliziumtechnologie hin zu sogenannten „wide-band-gap“ Materialien, beispielsweise Siliziumcarbid (SiC) oder Gallium-Nitrid (GaN), hat hierbei zur Entwicklung von neuen Bauteilkonzepten und Fertigungsprozessen geführt.
  • Im Fall des SiC sind soweit möglich bevorzugt Anlagen aus der Siliziumtechnologie im Einsatz. Dies führt folglich durch Synergieeffekte zu Einsparungen auf der Investitionskostenseite. Ausgesuchte Anlagen und Prozesse, insbesondere die Hochtemperatur-Prozesse, wie beispielsweise die Oxidation und die Dotierstoffaktivierung, sind unabhängig davon speziell auf das Siliziumcarbid hin zugeschnitten.
  • Für die Herstellung der in der Literatur als „FinFET“ bezeichneten Leistungs-Halbleiterbauteile aus Siliziumcarbid werden sehr dünne freistehende Strukturen (Halbleiter-Finnen) mit Dicken im Bereich von 100 nm bis 200 nm benötigt. Ein möglicher und einfacher Herstellungsprozess sieht dabei das Erzeugen eines strukturierten Rasters mittels eines geeigneten Trocken-Ätzprozesses vor. Dieser Prozess allein ist jedoch nicht für die Erzeugung der dünnen Strukturen ausreichend, so dass in einem anschließenden Finnen-Bildungsprozess („fin-forming Prozess“) die in dem jeweiligen Raster entstandenen Strukturen weiter abgedünnt werden. Dieses Verfahren sieht eine zyklische Oxidation und das anschließende Entfernen des entstandenen SiC-Oxids vor, beispielsweise in einem Becken mit wässriger Flusssäurelösung. Diese Schrittfolge erfolgt abhängig vom initialen Raster und der gewünschten finalen Dicke der Halbleiter-Finnen mehrfach hintereinander. Dabei entsteht ein logistischer Handlings-, Transfer-, und Anlagenmanagement-Aufwand.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mittels der/dem ein oder mehrere Halbleiter-Substrate kosteneffizienter bearbeitet werden können. Dies ermöglicht Halbleiter-Bauelemente, beispielsweise vertikale Feldeffekttransistoren, beispielsweise FinFET, kosteneffizienter herzustellen.
  • Die Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung zum Bearbeiten mindestens eines Halbleiter-Substrats. Die Vorrichtung weist auf: einen Reaktor mit einer Wandung, die einen Reaktionsraum aufspannt, einer Verschlussstruktur, die zum Beladen des Reaktionsraums mit mindestens einem Halbleiter-Substrat und Entladen des mindestens einen Halbleiter-Substrats aus dem Reaktionsraum und zum Flusssäure-dichten Verschließen des Reaktionsraumes eingerichtet ist, und einer Heizvorrichtung, die eingerichtet ist, mindestens eine vorgegebene Temperatur in mindestens einem Temperaturbereich in dem Reaktionsraum einzustellen. Die Vorrichtung weist ferner einen Gas-Einlass, der eingerichtet ist, dem Reaktionsraum Flusssäure in Dampfform zuzuführen, einen Gas-Auslass, der eingerichtet ist, Flusssäure in Dampfform aus dem Reaktionsraum abzuführen, und ein Gasversorgungssystem, das mit dem Gas-Einlass gekoppelt ist, und eingerichtet ist, dem Gas-Einlass Flusssäure in Dampfform bei der vorgegebenen Temperatur zuzuführen, auf. Dies ermöglicht, den logistischen Gesamtaufwand und optionale Wartezeiten auf Anlagenbereitschaft zu minimieren.
  • Die Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Bearbeiten mindestens eines Halbleiter-Substrats mittels einer Vorrichtung, die gemäß dem oben beschriebenen Aspekt ausgebildet ist. Das Verfahren weist auf: einen Zyklus aufweisend ein thermisches Oxidieren des mindestens einen Halbleiter-Substrates in dem Reaktionsraum und ein nachfolgendes Entfernen eines Teils des oxidierten Halbleitermaterials des mindestens einen Halbleiter-Substrates mittels durch den Gas-Einlass zugeführter Flusssäure, wobei der Zyklus mindestens zweimal durchlaufen wird, wobei die Verschlussstruktur vom Beginn des ersten Durchlaufs des Zyklus bis zum Ende des letzten Durchlaufs des Zyklus verschlossen bleibt. Dies ermöglicht, den logistische, Gesamtaufwand und optionale Wartezeiten auf Anlagenbereitschaft zu minimieren. Beispielsweise ist der komplette fin-forming-Prozess im Verfahren zum Herstellen eines FinFET in einem Verfahrensschritt in einer Anlage möglich, wodurch Investitions- und Anlagenkosten eingespart werden können. Es kann zudem der mehrmalige Wechsel der Anlagen verhindert oder reduziert werden und somit der Logistikaufwand reduziert werden und Produktionszeit eingespart werden. In Kombination mit einer Oberflächenmaskierung zum „fin-forming“ der Halbleiter-Finnen-Geometrie kann zudem eine bessere Prozesskontrolle möglich sein. Zudem kann die Vorrichtung ein Instrument zum detaillierten „form-shaping“ bereitstellen.
  • Weiterbildungen der Aspekte sind in den Unteransprüchen und der Beschreibung dargelegt. Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Verfahrens zum Bearbeiten mindestens eines Halbleiter-Substrates;
    • 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bearbeiten mindestens eines Halbleiter-Substrats gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
    • 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bearbeiten mindestens eines Halbleiter-Substrates gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
  • Eine Möglichkeit zur Erzeugung der dünnen Halbleiter-Finnen (100 nm bis 200 nm laterale Strukturbreite) bei einem FinFET besteht in der zyklischen Abfolge von Oxidation und Entfernung des entstandenen Oxides, wie in 1 schematisch veranschaulicht ist. Dabei wird ein entsprechendes erstes initiales Raster in das Halbleiter-Substrat, beispielsweise eine Graben-Struktur (Trench-Struktur) in einem SiC-Substrat, strukturiert. Ausgehend von diesem Profil folgt ein Oxidationsprozess, beispielsweise in einer Hochtemperatur-Oxidationsanlage 100. Die Hochtemperatur-Oxidationsanlage 100 weist einen Reaktor 110 aus Quarz oder Siliziumcarbid, eine regelbare Heizvorrichtung 111, eine Vorrichtung 130 zur Gasversorgungseinheit und Siliziumcarbid-Substrate 120 in einer Halterung bzw. Substrat-Träger (auch als Boot bezeichnet) während des Prozesses und beim Substrat-Handling, auf.
  • Nach der Oxidation und dem Transfer 140 der Halbleiter-Substrate wird das Oxid nasschemisch in einer flusssäure-haltigen Lösung 160, herkömmlich beispielsweise in einem Tauchbecken 150, entfernt. Aufgrund der Selbstlimitierung des Oxids beim Oxidationsprozess kann es aus wirtschaftlichen Überlegungen, aber auch aus prozesstechnischer Sicht vorteilhaft und notwendig sein, diesen Prozess mehrmals zyklisch zu durchlaufen, was durch die Pfeile 140 und 160 angedeutet ist. Dies führt zu wiederholtem Mehraufwand an Logistik und optional Zeitverzögerungen durch den notwendigen Anlagenwechsel bei 140 und 160.
  • Für den Prozess ist es im Wesentlichen unerheblich, ob es sich um eine vertikale oder horizontale Oxidationsanlage handelt. Der Ofen kann alternativ in horizontaler Ausführung eingerichtet sein, wie in 2 veranschaulicht ist.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 200 zum Bearbeiten mindestens eines Halbleiter-Substrates 281 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Vorrichtung 200 weist einen Reaktor 220, einen Gas-Einlass 240, 250, einen Gas-Auslass 260 und ein Gasversorgungssystem 270 auf.
  • Der Reaktor 220 weist eine Wandung, eine Verschlussstruktur 230 und eine Heizvorrichtung 210 auf. Die Wandung spannt einen Reaktionsraum 221 auf. Die Verschlussstruktur 230 ist eingerichtet zum Beladen des Reaktionsraums 221 mit einem oder mehreren Halbleiter-Substraten 281 und Entladen des einen oder der mehreren Halbleiter-Substrate 281 aus dem Reaktionsraum 221 und zum Flusssäure-dichten Verschließen des Reaktionsraumes 221. Die Heizvorrichtung 210 ist eingerichtet, mindestens eine vorgegebene Temperatur in mindestens einem Temperaturbereich in dem Reaktionsraum 221 einzustellen. Die vorgegebene Temperatur ist höher als die Raumtemperatur bzw. kann höher sein als die Temperatur, bei der der Reaktionsraum 221 mit dem Halbleiter-Substrat 281 beladen wird. Die Heizvorrichtung 210 kann eingerichtet sein, die vorgegebene Temperatur im Reaktionsraum 221 auf eine Temperatur in einem ersten Temperaturbereich einzustellen, in dem das mindestens eine Halbleiter-Substrat mindestens thermisch oxidiert wird, beispielsweise in einem Temperaturbereich, der sich von ungefähr 900°C bis ungefähr 1400 °C erstreckt. Die Heizvorrichtung 210 kann ferner eingerichtet sein, die vorgegebene Temperatur im Reaktionsraum 221 auf eine Temperatur in einem zweiten Temperaturbereich einzustellen, der sich von ungefähr 60°C bis ungefähr 600 °C, beispielsweise 200°C bis 400°C, erstreckt.
  • Der Gas-Einlass 240, 250 ist zumindest dazu eingerichtet, dem Reaktionsraum 221 Flusssäure in Dampfform (Flusssäuredampf) zuzuführen. Der Gas-Auslass 260 ist eingerichtet, Flusssäure in Dampfform aus dem Reaktionsraum 221 abzuführen. Das Gasversorgungssystem 270 ist mit dem Gas-Einlass 240, 250 gekoppelt und eingerichtet, dem Gas-Einlass 240, 250 zumindest Flusssäure in Dampfform bei der vorgegebenen Temperatur zuzuführen.
  • Die Wandung, die Verschlussstruktur 230, der Gas-Einlass 240, 250 und der Gas-Auslass 260 können ferner derart eingerichtet sein, dass die Flusssäure in Dampfform bei der vorgegebenen Temperatur dem Gas-Einlass 240, 250 von der Gasversorgungssystem 270 zugeführt wird. Die Wandung, die Verschlussstruktur 230, der Gas-Einlass 240, 250 und der Gas-Auslass 260 können jeweils aus einem nicht-oxidierenden bzw. geringoxidierenden und Flusssäure-resistenten bzw. im Wesentlichen Flusssäure-resistenten Material gebildet sein.
  • Die Vorrichtung 200 kann ferner eine Kühlfalle 290 aufweisen, die mit dem Gas-Auslass 260 gekoppelt ist. Die Kühlfalle 290 kann derart mit dem Gasversorgungssystem 270 gekoppelt sein, dass dem Gasversorgungssystem 270 flüssige Flusssäure aus der Kühlfalle 290 zugeführt wird. Die Kühlfalle 290 kann eine Detektionsvorrichtung 292 aufweisen, die zum Detektieren von Flusssäure eingerichtet ist.
  • Die Vorrichtung 200 kann ferner ein Vakuumpumpensystem aufweisen, dass mit dem Reaktor 220 derart gekoppelt ist, dass in dem Reaktionsraum 221 ein Unterdruck oder Vakuum einstellbar ist.
  • Die Heizvorrichtung 210 kann außerhalb des Reaktionsraumes des Reaktors 200 angeordnet sein. Der Reaktor 200 kann beispielsweise einen Muffelofen aufweisen, wobei der Reaktionsraum 221 die Brenngutkammer ist und die Wandung die Muffel ist. Die Heizvorrichtung kann im einfachsten Fall eine elektrische Widerstandsheizung sein. Diese kann in mehrere Zonen aufgeteilt sein. An geeigneter Stelle können Thermoelemente angeordnet sein und eine entsprechende Heizungsregelung kann die gewünschte Temperaturverteilung über das Rohr sicherstellen. Durch eine Kalibrierung von Innen- und Außentemperatur kann auf ein innenliegendes Thermoelement verzichtet werden.
  • Die Wandung kann als ein Rohr bzw. Prozessrohr eingerichtet sein. Ein Prozessrohr aus Siliziumcarbid oder aus einem nicht oxidierenden und Flusssäure-resistenten Material, beispielsweise einer Keramik, kann in dem Ofen vorgesehen sein. Das Prozessrohr verfügt über einen entsprechenden Türverschluss bzw. Rohrverschluss, d.h. eine Verschlussstruktur, zum Be- und Entladen der Halbleiter-Substrate in das bzw. aus dem Prozessrohr. Alternativ kann auch ein Rohr aus Siliziumcarbid mit innenliegendem Rohr (auch als (engl.) „Liner“ bezeichnet) verwendet werden. Der Liner kann beispielsweise aus Siliziumcarbid, einer Keramik oder gesintertem Bornitrid, oder ähnlichem gebildet sein. Dies kann die Standzeit der Vorrichtung erhöhen.
  • Der Gas-Einlass 240, 250 kann eine oder mehrere Gas-Lanzen 240, 250 aufweisen, die eingerichtet sind, mindestens Flusssäure in Dampfform in dem Reaktionsraum zu verteilen.
  • Der Reaktor 220 sowie alle den Prozess-Gasen ausgesetzten heißen Bauteile, beispielsweise die Verschlussstruktur 230, die Gas-Lanze 240 bzw. 250, der Bereich des Gas-Auslasses 260 sowie der im Reaktor eingezeichnete Substrat-Träger 280 können aus Siliziumcarbid oder alternativ ganz oder teilweise aus Keramik gefertigt bzw. mit Keramik beschichtet sein. Alternativ können andere Materialien in Betracht kommen, wenn sie für die zur Anwendung kommenden Prozesstemperaturen (beispielsweise bis 1350°C) und Gasatmosphären (Stickstoff, Argon, Lachgas, Sauerstoff, trocken und feucht (mit Wasser), sowie flusssäure-haltige Dampfphase) entsprechend geeignet sind.
  • In verschiedenen Ausführungsformen weist das Gasversorgungssystem 270 eine Vielzahl von Ventilen 271, 272, 273, 274, 275, 276, 277, 27n und Dampfdrucksättigern (auch bezeichnet als Bubbler) 278, 2710 auf. Mit den Ventilen 271, 272, 273, 274, 275, 276, 277, 27n können verschiedene Prozess-Gase direkt und/oder mittels eines Trägergases in den Reaktionsraum 221 eingeleitet werden. Die Ansteuerung der Ventile kann mit einer entsprechenden Steuervorrichtung mit einem entsprechend Computer-lesbaren Medium programmiert sein.
  • Als Träger-Gas kann beispielsweise Stickstoff verwendet werden, der beispielsweise mittels des Bubblers 278 mit Dichlorethen (DCE) oder deionisiertem (DI) Wasser 279 in den Reaktionsraum 221 eingeleitet wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Träger-Gas (beispielsweise Stickstoff) mittels des Bubblers 2710 durch eine flusssäure-haltige Lösung 2711 geleitet werden und dann das Trägergas zusammen mit der vom Trägergas mitgeführten Flusssäure in den Reaktorraum 221 geleitet werden.
  • Die Leitungsführung des Gasversorgungssystems 270 kann außerhalb der mit Temperatur beaufschlagten Bereiche (T<60°C) mit chemisch resistenten Schläuchen, beispielsweise aus teflon-haltigen Materialien, eingerichtet sein.
  • Die Kühlfalle 290 kann mittels einer Rückführleitung 2712 mit dem Gasversorgungssystem 270 verbunden sein. Die Kühlfalle 290 ist eingerichtet, flusssäure-haltige Bestandteile aus dem Abgas abzukühlen. Flüssige Flusssäure kann von der Kühlfalle 290 durch ein Ventil 291 und der Rückführleitung 2712 in den entsprechenden Bubbler 2710 zurückgeführt werden.
  • Die Rückführleitung 2712 ist chemisch resistent bzw. entsprechend beschichtet ausgeführt. Die Kühlfalle 290 kann ferner aus sicherheitstechnischer Sicht eine Detektionsvorrichtung 292, beispielsweise eine Sensor- und Auswerteeinheit, für Flusssäure bzw. Flusssäuredämpfe enthalten.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Bearbeiten mindestens eines Halbleiter-Substrates gemäß verschiedener Ausführungsformen. Das Verfahren 300 kann mittels einer zuvor beschriebenen Vorrichtung 200 durchgeführt werden.
  • Das Verfahren 300 kann ein Beladen 310 des Reaktionsraums mit mindestens einem Halbleiter-Substrat und ein Verschließen der Verschlussstruktur aufweisen. Die Verschlussstruktur wird derart geschlossen, dass der Reaktionsraum bzw. der Kontaktbereich von Wandung und Verschlussstruktur dicht abgeschlossen ist gegenüber Flusssäure in Dampfform.
  • Das Verfahren 300 weist weiterhin einen Zyklus 350 auf. Der Zyklus 350 weist ein thermisches Oxidieren 320 des mindestens einen Halbleiter-Substrates in dem Reaktionsraum und ein nachfolgendes Entfernen 330 eines Teils des oxidierten Halbleitermaterials des mindestens einen Halbleiter-Substrates mittels durch den Gas-Einlass zugeführter Flusssäure auf. Der Zyklus 350 wird mindestens zweimal durchlaufen. Der Zyklus 350 kann so oft wiederholt werden, bis ein vorgegebener Materialabtrag von dem mindestens einen Halbleiter-Substrat erreicht wurde.
  • Das Verfahren 300 kann weiterhin ein Öffnen der Verschlussstruktur und ein Entladen 340 des mindestens einen Halbleiter-Substrates aus dem Reaktionsraum aufweisen. Vor dem Öffnen der Verschlussstruktur kann das Verfahren ein Detektieren von Flusssäure in dem von dem Gas-Auslass aufgenommenen Gas aufweisen. Sollte in dem von dem Gas-Auslass aufgenommenen Gas keine Flusssäure erfassbar sein, kann die Verschlussstruktur zum Öffnen freigegeben werden.
  • Anschaulich bleibt die Verschlussstruktur vom Beginn des ersten Durchlaufs des Zyklus 350 bis zum Ende des letzten Durchlaufs des Zyklus 350 verschlossen.
  • Der „fin-forming Prozess“ beim Herstellen von FinFETs zielt darauf ab, mittels zyklischer Oxidation und anschließendem Entfernen des gebildeten Oxids vertikale Strukturen mit einer Dicke von 100-200 Nanometer zu generieren. Dieses Verfahren der zyklischen Oxidation und des anschließenden Entfernens des entstandenen oxidierten Siliziumcarbids, wird in situ im Reaktionsraum der Vorrichtung in einer durchgängigen Prozessfolge durchgeführt.
  • Das Verfahren weist dann ein Oxidieren und ein Entfernen des durch die Oxidation gebildeten Halbleiteroxids auf, beispielsweise ein Oxidieren eines Siliziumcarbid-Substrats und ein Entfernen des oxidierten Siliziumcarbids von dem Siliziumcarbid-Substrat.
  • Am Ausgangspunkt des Verfahrens liegen die Siliziumcarbid-Substrate in Wafer-Form mit einem strukturierten Raster (Graben-Struktur bzw. Trench-Struktur) vor. Dieses Raster kann in einem trockenen Ätzprozess mit der entsprechenden Strukturierungstiefe erzeugt werden.
  • Die verwendeten Halbleiter-Substrate, beispielsweise Wafer mit einer Dicke im Bereich von einigen hundert Mikrometer, werden in dem Substrat-Träger, dem sogenannten „Boot“, während der gesamten Prozessfolge gehalten. Der Substrat-Träger kann aus Siliziumcarbid oder einer Keramik (beispielsweise Bornitrid) gebildet sein.
  • Der Substrat-Träger kann mittels einer mechanischen Einfahrvorrichtung in den Reaktor bzw. in einen innen liegenden „Liner“ (aus SiC oder Keramik) gefahren und darin abgestellt werden. Dies kann bereits bei einer Standby-Temperatur von Raumtemperatur bis zu mehreren hundert Grad Celsius (beispielsweise in einem Bereich von 60°C bis 600°C, beispielweise 400°C bis 600°C) erfolgen.
  • Nach dem Beladen 310 wird der Reaktionsraum mittels der Verschlussstruktur derart verschlossen, dass keine Flusssäure unbeabsichtigt aus dem Reaktionsraum entweichen kann.
  • Der Reaktionsraum kann mittels des Gasversorgungssystems mit Stickstoff gespült werden. Optional kann mittels des optionalen Vakuumpumpsystems eine Kombination aus Pump- und Spülzyklen während des Aufheizens des Reaktionsraumes mittels der Heizvorrichtung auf die vorgegebene Temperatur (Prozesstemperatur) durchlaufen werden. Im einfachsten Fall werden während des Aufheizens des Reaktionsraumes auf die Prozesstemperatur die Halbleiter-Substrate in einer inerten oder aber leicht oxidierenden Atmosphäre gespült. Das Gasversorgungssystem kann hierfür die notwendigen Gase, beispielsweise Stickstoff (N2), Argon (Ar), oder N2 mit 1% Sauerstoff (O2), an den Gas-Einlass bereitstellen.
  • Nach Erreichen der Prozesstemperatur für die Oxidation (beispielsweise 1000°C - 1350°C bei Siliziumcarbid-Substraten) und einer anschließenden Temperaturstabilisierung kann mittels des Gasversorgungssystems von einer inerten auf eine oxidierende Gas-Phase gewechselt werden.
  • Die oxidierende Gas-Phase kann eine trockene oder feuchte Oxidation mit oder ohne zusätzliches Chlor sein, beispielsweise bereitgestellt durch einen Bubbler mit trans-1,2-Dichloroethylene (Trans-LC) oder einer Substanz mit vergleichbaren Eigenschaften, beispielsweise DCE.
  • Beispielsweise kann Sauerstoff und Sauerstoff als Trägergas durch einen Bubbler (278) mit DI-Wasser (279) verwendet werden (siehe 2). Die Oxidation kann nach der entsprechend eingestellten Oxidationszeit beendet werden. Der Reaktionsraum kann mit einem Inertgas gespült werden. Entsprechend der bekannten und/oder vorher ermittelten Oxidationsrate und der Oxidationszeit kann ein Teil des Siliziumcarbids des Halbleiter-Substrats oxidiert sein und als Siliziumcarbid-Oxid vorliegen.
  • Der Reaktor kann anschließend mit Inertgas gespült und auf die Prozess-Temperatur für den Oxid-Ätzschritt geregelt werden.
  • Das Entfernen des Oxids des mindestens einen Halbleiter-Substrats erfolgt in einer flusssäure-haltigen Atmosphäre. Die Prozesstemperatur kann beispielsweise auf der Oxidationstemperatur belassen werden, beispielsweise im Bereich von 1000°C bis 1350°C. Alternativ, beispielsweise zur Optimierung der Prozessführung, kann die vorgegebene Temperatur für den Ätzschritt auch niedriger sein, beispielsweise eine Temperatur im Temperaturbereich von ungefähr 200°C bis ungefähr 400°C.
  • Die notwendigen Ätzzeiten können vorab abhängig von der Oxiddicke, der Prozesstemperatur und der zugeführten Menge an dampfförmiger, flusssäure-haltiger Lösung ermittelt worden sein und dementsprechend für den Prozess eingestellt werden.
  • Die Flusssäure in Dampfform kann durch das Gasversorgungssystem in den Reaktionsraum bereitgestellt werden. Hierfür kann ein Trägergas, beispielsweise N2, über ein Bubbler-System (2710) durch eine wässrige flusssäure-haltige Lösung (2711) geführt werden (siehe 2). Der Trägergasstrom (im Bereich von einigen hundert Standardkubikzentimeter/Minute bis zu einigen Standardliter/Minute) kann über das Gasversorgungssystem und Gas-Lanzen des Gas-Einlass in den Reaktionsraum geführt werden. Die mit dem Trägergasstrom mitgeführte Menge an Flusssäure kann in dem heißen Reaktionsraum dampfförmig durch die Gas-Lanzen an der Position des Substrat-Trägers freigesetzt werden. Die Flusssäure kann dann die zuvor oxidierten Bereiche der Siliziumcarbid-Wafer ätzen.
  • Alle heißen Oberflächen die mit dem Flusssäuredampf in Berührung kommen, können bzw. sollten aus resistentem Siliziumcarbid gefertigt sein, dessen Oxid ebenfalls angeätzt werden kann. Der Schwund der oxidierten SiC-Bauteile kann durch geeignete Gasführung, der Verwendung eines Keramik-Liners (Wandung) und durch Keramik ausgekleidete Bereiche und zudem durch angepasste Temperaturprofile und angepasste Mengen klein gehalten werden. Alternativ können die heißen Oberflächen aus einer inerten Keramik gebildet sein, beispielsweise Bornitrid.
  • Der flusssäurehaltige Rest-Gasstrom kann durch den Gas-Auslass über die Kühlfalle aus dem Reaktionsraum einer Absaugeinrichtung zugeführt werden.
  • Die Kühlfalle kann entsprechend einer Rektifikationskolone auch mehrstufig ausgeführt sein.
  • Alle (nicht-heißen) Bauteile (beispielsweise T<60°C) außerhalb der Bereiche, die (ungefähr) auf Prozesstemperatur liegen, können entsprechend mit einer flusssäure-resistenten Beschichtung ausgeführt sein, beispielsweise Teflon oder ähnlichem, oder intrinsisch resistent gegenüber Flusssäure sein.
  • Die Kühlfalle kann eine Rückführungsvorrichtung und/oder eine Rückführleitung für kondensierten Flusssäuredampf bzw. flüssige Flusssäure aufweisen. Die in der Kühlfalle verflüssigte Flusssäure kann je nach Konzentration mittels Rückführleitung (2712) wieder dem Behälter (2711) des Bubbler-Systems (2710) des Gasversorgungssystems zugeführt werden (siehe 2).
  • Die Kühlfalle kann eine Detektionsvorrichtung (292) mit Sensor für Flusssäure und eine Auswerteeinheit aufweisen (siehe 2). Diese Detektionsvorrichtung kann an mehreren unterschiedlichen Stellen angeordnet sein und so vor dem nächsten oxidierenden Prozessschritt bzw. vor dem Entladen der bearbeiteten Halbleiter-Substrate aus dem Reaktor den erfolgreichen Spülschritt sicherstellen.
  • Je nach notwendiger und erwünschter Abdünnung der vertikalen Siliziumcarbid-Strukturen kann hinsichtlich der Gesamtprozessdauer das Bearbeiten des Halbleiter-Substrates mehrere Zyklen 350 durchlaufen. Für diesen Fall kann nach dem Ätzprozess und dem Freispülen der flusssäure-haltigen Atmosphäre aus dem Reaktionsraum mittels Inertgases ein erneuter Oxidations-Prozess gestartet werden (siehe oben), gefolgt von einem erneuten Ätzschritt usw. Dabei ist die Anzahl an Zyklen 350 und deren Dauer nicht limitiert, sondern kann frei gewählt werden.
  • Nachdem die gewünschte Oxiddicke erzeugt wurde und deren Ätzung abgeschlossen ist, kann der Reaktionsraum mit einem Inertgas, beispielsweise N2 oder Ar, gespült werden. Zudem kann eine vorgegebene Entladetemperatur eingestellt werden. Mittels eines Sensors für die Flusssäurekonzentration der Detektionsvorrichtung kann das erfolgreiche Spülen des Reaktionsraumes vor dessen Öffnung und dem Entladen 340 des Substrat-Trägers mit den Halbleiter-Substraten kontrolliert und sichergestellt werden. Am Öffnungsbereich können zusätzliche Absaugungen und Sensoren vorgesehen sein, um Sicherheitsvorschriften zu entsprechen.
  • Vor einem weiteren Prozess kann in verschiedenen Ausführungsformen eine Konditionierung der Vorrichtung erfolgen. Beispielsweise kann es für die Reproduzierbarkeit des Verfahrensergebnisses von Vorteil sein, wenn alle aus Siliziumcarbid bestehenden Bauteile eine Grund-Oxidschicht aufweisen. Diese kann dann zyklisch geätzt werden, um im Oxidationsschritt wieder erzeugt zu werden.
  • Diese „Grund-Oxidschicht“ kann beispielsweise durch eine Oxidation ohne Wafer erreicht werden. Die Bauteile aus Siliziumcarbid können derart eingerichtet sein, dass der durch das Rückätzen hervorgerufene Materialschwund berücksichtigt ist. Beispielsweise kann bei den Bauteilen eine Reserve-Dicke vorgesehen sein, um eine ausreichende Standzeit der Bauteile zu gewährleisten.
  • Durch geeignete Prozessgasführung im Bereich der Gas-Lanzen und einem entsprechenden Gasmengen-Management kann die Reserve-Dicke optional nur lokal bzw. punktuell vorgehalten werden. Alternativ kann ein Rohr („Liner“) verwendet werden, das in dem Reaktor als Muffel vorgesehen ist. Nach deren Standzeit brauchen unter Umständen nur die Liner getauscht werden. Die Standzeit kann auch durch eine entsprechende Materialwahl erhöht werden. So können der Substrat-Träger und andere Bauteile ganz oder teilweise aus Keramik oder beispielsweise gesintertem Bornitrid gebildet sein.
  • Zudem kann ein Keramik-Liner im „heißen Bereich“ des Reaktionsraums vorgesehen sein. Alternativ können Gas-Lanzen mit Keramikhüllrohren oder mit Keramikbeschichtung verwendet werden. Alternativ kann ein Siliziumcarbid-Liner mit Reserve-Dicke vorgesehen sein, der vorsätzlich verbraucht wird und routinemäßig getauscht wird und die Standzeit des Rohres erhöht.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann als Teil der Substrat-Vorbehandlung abgesehen von dem strukturierten Raster auch zusätzlich eine formgebende Maske auf dem Halbleiter-Substrat vorgesehen sein. Das jeweilige Maskenmaterial kann eingerichtet sein, um dem Oxidationsprozess und/oder dem Ätzprozess widerstehen zu können. Im Fall von Siliziumcarbid-Substraten kann die Maskenstruktur aus Siliziumnitrid gebildet sein, das in einem Niederdruck-Gasphasen-Abscheidung (LPCVD)-Prozess gebildet wurde. Siliziumnitrid weist eine geringe, selbsthemmende Oxidationsrate auf und weist, im Vergleich zum Siliziumoxid, eine deutlich kleinere Ätz-Rate in Flusssäure auf.
  • Für die Anwendung in der zuvor beschriebenen Vorrichtung und dem zuvor beschriebenem Verfahren kann es von Vorteil sein, keine durchgängige, einstückige Siliziumnitrid-Schicht als Maskenstruktur zu verwenden. Alternativ kann ein Schichtenstapel aus abwechselnd Siliziumnitrid und siliziumreichem Nitrid, endend mit Siliziumnitrid, als Maskenstruktur verwendet werden. Siliziumnitrid weist eine kleinere Oxidationsrate im Oxidationsprozess auf, und das siliziumreiche Nitrid weist aufgrund seines höheren einstellbaren Anteils an Silizium eine kleinere Ätz-Rate und somit eine höhere Resistenz gegenüber flusssäure-haltigen Dämpfen auf. Mittels Anpassens der Schichtdicken von siliziumreicher Siliziumnitrid-Schicht und Siliziumnitrid-Schicht sind insgesamt dünne und kosteneffiziente formgebende Maskenstrukturen möglich. Der Schichtenstapel von Siliziumnitrid-Schicht und siliziumreicher Siliziumnitrid-Schicht kann über Gasflussvariation in einem LPVCD-Prozess hergestellt werden. Eine siliziumreiche Siliziumnitrid-Schicht weist einen höheren Silizium-Anteil auf als eine Siliziumnitrid-Schicht.
  • Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsformen können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann eine Ausführungsform durch Merkmale einer weiteren Ausführungsform ergänzt werden. Ferner können beschriebene Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Insbesondere ist die Erfindung nicht auf das angegebene Verfahren beschränkt.

Claims (11)

  1. Vorrichtung (200) zum Bearbeiten mindestens eines Halbleiter-Substrates (281), die Vorrichtung (200) aufweisend: einen Reaktor (220) mit einer Wandung, die einen Reaktionsraum (221) aufspannt; einer Verschlussstruktur (230), die zum Beladen des Reaktionsraums (221) mit mindestens einem Halbleiter-Substrat (281) und Entladen des mindestens einen Halbleiter-Substrats (281) aus dem Reaktionsraum (221) und zum Flusssäure-dichten Verschließen des Reaktionsraumes (221) eingerichtet ist; und einer Heizvorrichtung (210), die eingerichtet ist, mindestens eine vorgegebene Temperatur in mindestens einem Temperaturbereich in dem Reaktionsraum (221) einzustellen; einen Gas-Einlass (240, 250), der eingerichtet ist, dem Reaktionsraum (221) Flusssäure in Dampfform zuzuführen, einen Gas-Auslass (260), der eingerichtet ist, Flusssäure in Dampfform aus dem Reaktionsraum (221) abzuführen; und ein Gasversorgungssystem (270), das mit dem Gas-Einlass (240, 250) gekoppelt ist, und eingerichtet ist, dem Gas-Einlass (240, 250) Flusssäure in Dampfform bei der vorgegebenen Temperatur zuzuführen.
  2. Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 1, wobei die Heizvorrichtung (210) eingerichtet ist, die vorgegebene Temperatur im Reaktionsraum (221) auf eine Temperatur in einem ersten Temperaturbereich einzustellen, in dem das Halbleiter-Substrat mindestens thermisch oxidiert wird, vorzugsweise in einem Temperaturbereich, der sich von ungefähr 900°C bis ungefähr 1400°C erstreckt.
  3. Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Heizvorrichtung (210) ferner eingerichtet ist, die vorgegebene Temperatur im Reaktionsraum (221) auf eine Temperatur in einem zweiten Temperaturbereich einzustellen, der sich von ungefähr 60°C bis ungefähr 400°C erstreckt.
  4. Vorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wandung, die Verschlussstruktur (230), der Gas-Einlass (240, 250) und der Gas-Auslass (260) ferner derart eingerichtet sind, dass die Flusssäure in Dampfform bei der vorgegebenen Temperatur dem Gas-Einlass (240, 250) von dem Gasversorgungssystem (270) zugeführt wird.
  5. Vorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wandung, die Verschlussstruktur (230), der Gas-Einlass (240, 250) und der Gas-Auslass (260) jeweils aus einem nicht-oxidierenden und flusssäure-resistenten Material gebildet sind.
  6. Vorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend eine Kühlfalle (290), die mit dem Gas-Auslass (260) gekoppelt ist.
  7. Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 6, wobei die Kühlfalle (290) derart mit dem Gasversorgungssystem (270) gekoppelt ist, dass dem Gasversorgungssystem (270) flüssige Flusssäure aus der Kühlfalle (290) zugeführt wird.
  8. Vorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Kühlfalle (290) eine Detektionsvorrichtung (292) eingerichtet zum Detektieren von Flusssäure aufweist.
  9. Vorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend ein Vakuumpumpensystem, dass mit dem Reaktor (220) derart gekoppelt ist, dass in dem Reaktionsraum (221) ein Unterdruck oder Vakuum einstellbar ist.
  10. Verfahren (300) zum Bearbeiten mindestens eines Halbleiter-Substrats (281) mittels einer Vorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, das Verfahren (300) aufweisend: einen Zyklus (350) aufweisend ein thermisches Oxidieren (320) des mindestens einen Halbleiter-Substrates in dem Reaktionsraum (221) und ein nachfolgendes Entfernen (330) eines Teils des oxidierten Halbleitermaterials des mindestens einen Halbleiter-Substrates mittels durch den Gas-Einlass (240, 250) zugeführter Flusssäure, wobei der Zyklus mindestens zweimal durchlaufen wird; wobei die Verschlussstruktur (230) vom Beginn des ersten Durchlaufs des Zyklus bis zum Ende des letzten Durchlaufs des Zyklus verschlossen bleibt.
  11. Verfahren (300) gemäß Anspruch 10, wobei das mindestens eine Halbleiter-Substrat (281) eine Maskenstruktur aufweist, wobei die Maskenstruktur einen Schichtenstapel aus einer Siliziumnitrid-Schicht und einer siliziumreichen Siliziumnitrid-Schicht aufweist.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115999998A (zh) * 2022-12-26 2023-04-25 江苏宜兴德融科技有限公司 一种无烟化清洗含砷磷污染物部件的装置及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001015481A (ja) * 1999-06-30 2001-01-19 Dainippon Screen Mfg Co Ltd エッチング装置
US20040040573A1 (en) * 2001-07-16 2004-03-04 Semitool, Inc. Multi-process system
US20130175241A1 (en) * 2012-01-11 2013-07-11 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Substrate processing method and substrate processing apparatus
US20190311955A1 (en) * 2018-04-10 2019-10-10 International Business Machines Corporation Semiconductor fins with dielectric isolation at fin bottom

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54125144A (en) * 1978-03-24 1979-09-28 Toshiba Corp Treating device using hydrogen fluoride-containing gas
JPS54132164A (en) * 1978-04-05 1979-10-13 Toshiba Ceramics Co Device for fabricating semiconductor
JPH06330323A (ja) * 1993-05-18 1994-11-29 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置製造装置及びそのクリーニング方法
US5580421A (en) * 1994-06-14 1996-12-03 Fsi International Apparatus for surface conditioning
JPH09213673A (ja) * 1996-02-06 1997-08-15 Mitsubishi Electric Corp 半導体製造装置及びシリコン酸化膜の除去方法
US6383300B1 (en) * 1998-11-27 2002-05-07 Tokyo Electron Ltd. Heat treatment apparatus and cleaning method of the same
US6271143B1 (en) * 1999-05-06 2001-08-07 Motorola, Inc. Method for preventing trench fill erosion
JP3884610B2 (ja) * 2000-09-01 2007-02-21 大日本スクリーン製造株式会社 基板表面処理方法および基板表面処理装置
JP2004281620A (ja) * 2003-03-14 2004-10-07 Sony Corp ウエハの洗浄方法
TW200733227A (en) * 2006-02-21 2007-09-01 Applied Materials Inc Removal of silicon oxycarbide from substrates
US7718032B2 (en) * 2006-06-22 2010-05-18 Tokyo Electron Limited Dry non-plasma treatment system and method of using
JP5452884B2 (ja) * 2008-05-22 2014-03-26 Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 シリコンウェーハの酸化膜を処理する処理方法
US9257325B2 (en) * 2009-09-18 2016-02-09 GlobalFoundries, Inc. Semiconductor structures and methods for forming isolation between Fin structures of FinFET devices
JP2012004272A (ja) * 2010-06-16 2012-01-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素半導体の洗浄方法および炭化珪素半導体の洗浄装置
CN104867845B (zh) * 2014-02-26 2019-05-17 盛美半导体设备（上海）有限公司 气相刻蚀装置
CN205329160U (zh) * 2015-12-10 2016-06-22 北京师范大学 一种氢氟酸蒸汽刻蚀硅反应装置
JP2017152531A (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法
JP2018048946A (ja) * 2016-09-23 2018-03-29 東芝メモリ株式会社 分析装置
JP6980406B2 (ja) * 2017-04-25 2021-12-15 株式会社日立ハイテク 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法
CN107464749B (zh) * 2017-07-28 2021-09-17 北京北方华创微电子装备有限公司 蚀刻方法和蚀刻系统
DE102018107041B4 (de) * 2017-08-30 2022-01-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. Fin-feldeffekttransistor und verfahren zu seiner herstellung
DE102017223600A1 (de) * 2017-12-21 2019-06-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen eines eine Materialschädigung aufweisenden Substrats

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001015481A (ja) * 1999-06-30 2001-01-19 Dainippon Screen Mfg Co Ltd エッチング装置
US20040040573A1 (en) * 2001-07-16 2004-03-04 Semitool, Inc. Multi-process system
US20130175241A1 (en) * 2012-01-11 2013-07-11 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Substrate processing method and substrate processing apparatus
US20190311955A1 (en) * 2018-04-10 2019-10-10 International Business Machines Corporation Semiconductor fins with dielectric isolation at fin bottom

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EP4070366A1 (de) 2022-10-12
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