特許 6087342 基板上に材料を堆積するための装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6087342

(24)【登録日】2017年2月10日

(45)【発行日】2017年3月1日

(54)【発明の名称】基板上に材料を堆積するための装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20170220BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20170220BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/205

   C23C16/455

【請求項の数】13

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-506543(P2014-506543)

(86)(22)【出願日】2012年4月19日

(65)【公表番号】特表2014-516475(P2014-516475A)

(43)【公表日】2014年7月10日

(86)【国際出願番号】US2012034222

(87)【国際公開番号】WO2012145492

(87)【国際公開日】20121026

【審査請求日】2015年4月20日

(31)【優先権主張番号】61/478,462

(32)【優先日】2011年4月22日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/192,101

(32)【優先日】2011年7月27日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100109726

【弁理士】

【氏名又は名称】園田 吉隆

(74)【代理人】

【識別番号】100101199

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 義教

(72)【発明者】

【氏名】サンチェス， エロール アントニオ シー．

(72)【発明者】

【氏名】コリンズ， リチャード オー．

(72)【発明者】

【氏名】カールソン， デーヴィッド ケー．

(72)【発明者】

【氏名】ボーティスタ， ケヴィン

(72)【発明者】

【氏名】ディニス， ハーマン ピー．

(72)【発明者】

【氏名】パタレイ， カイラシュ

(72)【発明者】

【氏名】ミオ， ニィ オー．

(72)【発明者】

【氏名】デマース， デニス エル．

(72)【発明者】

【氏名】マルカダル， クリストフ

(72)【発明者】

【氏名】ジャンパー， スティーヴ

(72)【発明者】

【氏名】クップラオ， サティシュ

【審査官】 正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５０７００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５２４９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１２１１９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０１−１８３８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１５３７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２８６２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５１６９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２４００６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理するための装置であって、
石英を含む内部表面を含む温度制御される反応容積部と、前記温度制御される反応容積部内に配置されて基板の処理表面を支持する基板支持体とを有するプロセスチャンバと、
前記基板支持体の下方に配置されて前記基板支持体に熱エネルギーを供給する加熱システムと、
前記基板支持体の第１の側に配置され、第１のプロセスガスを供給するための第１の流路および前記第１のプロセスガスから独立して第２のプロセスガスを供給するための第２の流路を有するインジェクタであって、前記インジェクタは、前記基板の前記処理表面全体に前記第１のプロセスガスおよび前記第２のプロセスガスを供給するように位置決めされており、前記インジェクタは、前記第１のプロセスガスを注入するための複数の第１のインジェクタ口と、前記第２のプロセスガスを注入するための複数の第２のインジェクタ口と、をさらに備えており、前記複数の第２のインジェクタ口に比べて前記複数の第１のインジェクタ口の相対的なサイズ、個数、または形状は、前記基板の処理表面全体に、前記第２のプロセスガスに対する所望の濃度または流量パターンの前記第１のプロセスガスを供給するように調整される、インジェクタと、
前記基板支持体の上方に配置されて前記基板の前記処理表面に前記第１のプロセスガスを供給するシャワーヘッドと、
前記インジェクタの対向側の、前記基板支持体の第２の側に配置されて、前記プロセスチャンバから前記第１のプロセスガスおよび前記第２のプロセスガスを排出する加熱式排気マニホルドと
を備える装置。

【請求項2】

前記基板支持体は、
前記基板支持体を回転させるための回転機構と、
前記シャワーヘッドおよび前記インジェクタに対して前記基板支持体を位置決めするためのリフト機構と
をさらに備える請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記加熱システムは、
それぞれが複数のランプを含む複数の加熱ゾーン
をさらに備える、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記温度制御される反応容積部は、
前記基板支持体の上方に配置されたチャンバリッドと、
前記基板支持体に隣接して、前記インジェクタおよび前記排気マニホルドの上方かつ前記チャンバリッドの下方に配置された上方チャンバライナと、
前記基板支持体に隣接して、前記インジェクタおよび前記排気マニホルドの下方に配置された下方チャンバライナと
を含む複数のチャンバ構成要素により少なくとも部分的に形成される、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項5】

前記シャワーヘッドは、前記チャンバリッドの中、または前記チャンバリッドの下方に配置される、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記シャワーヘッド、前記上方チャンバライナ、前記下方チャンバライナ、前記チャンバリッド、および前記インジェクタは、石英を含む、請求項４に記載の装置。

【請求項7】

前記複数の第２のインジェクタ口はそれぞれ、前記複数の第１のインジェクタ口のそれぞれよりも大きな直径を有する、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記複数の第１のインジェクタ口および前記複数の第２のインジェクタ口は別個の平面内に配置され、各平面は前記基板の前記処理表面に対して平行である、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記複数の第１のインジェクタ口は、基板が前記基板支持体の上に位置決めされた場合、基板のエッジから第１の距離に配置され、前記複数の第２のインジェクタ口は、前記基板が前記基板支持体の上に位置決めされた場合、前記基板の前記エッジから第２の距離に配置され、前記第１の距離は前記第２の距離とは異なる、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記複数の第１のインジェクタ口のうちの１つが、前記複数の第１のインジェクタ口のうちの別のものとは異なる直径を有し、前記複数の第２のインジェクタ口のうちの１つが、前記複数の第２のインジェクタ口のうちの別のものとは異なる直径を有する、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

前記シャワーヘッドは、
前記処理表面の中心に位置合わせされた位置に配置された単一の排出口、または
前記処理表面の所望の領域に位置合わせされた位置に配置された複数の排出口
をさらに備える、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項12】

処理容積部内において基板上に層を堆積する方法であって、
前記処理容積部内の表面を洗浄するステップと、
前記処理容積部内に基板を導入する前に、前記処理容積部内の温度を確立するステップと、
前記処理容積部内に、および前記基板の処理表面全体に、第１のプロセスガスを流すステップと、
前記処理容積部内に、および前記処理表面の上方から前記処理表面に向かって、前記第１のプロセスガスを別個に流すステップと、
前記処理容積部内に、および前記処理表面全体に、第２のプロセスガスを流すステップであって、前記第１のプロセスガスは、第１のキャリアガス中に、ドーパントおよび塩化水素（ＨＣｌ）と共に１つまたは複数のＩＩＩ族元素を含み、前記第２のプロセスガスは、第２のキャリアガス中に、ドーパントおよび塩化水素（ＨＣｌ）と共に１つまたは複数のＶ族元素を含む、ステップと、
前記第１のプロセスガスおよび前記第２のプロセスガスで前記処理表面に１つまたは複数の層を形成する間に、前記基板の前記処理表面の温度を調整するステップと
を含む方法。

【請求項13】

前記第１のプロセスガスは前記第２のプロセスガスとは異なる速度で流される、請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、一般に、基板上に材料を堆積するための方法および装置に関する。

【背景技術】

【0002】

相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）デバイスの臨界寸法が縮小し続けていくにつれて、例えばエネルギー効率および／または速度などを向上させるために、新規の材料をＣＭＯＳ構造に取り入れることが必要となる。かかる材料群の１つが、ＩＩＩ−Ｖ族材料であり、これらは、例えばトランジスタデバイスのチャネルにおいて使用され得る。残念ながら、現行の処理装置および処理方法は、低い欠陥密度、組成制御、高い純度、モルホロジ、ウエハ内均一性、およびランツーラン再現性など、適切な材料品質を有するＩＩＩ−Ｖ族膜を作製することができない。

【発明の概要】

【0003】

したがって、本発明者らは、例えばＩＩＩ−Ｖ族材料などの材料を基板に堆積するための改良された方法および装置を提供する。

【0004】

本明細書においては、基板上に材料を堆積するための方法および装置が提示される。いくつかの実施形態においては、本発明の方法および装置は、基板にＩＩＩ−Ｖ族材料を堆積するために有利に使用され得る。いくつかの実施形態においては、基板を処理するための装置は、石英からなる内部表面を含む温度制御される反応容積部を有し、温度制御される反応容積部内に配置されて基板の処理表面を支持する基板支持体を有する、プロセスチャンバと、基板支持体の下方に配置されて基板支持体に熱エネルギーを供給する加熱システムと、基板支持体の第１の側に配置され、第１のプロセスガスを供給するための第１の流路および第１のプロセスガスから独立して第２のプロセスガスを供給するための第２の流路を有するインジェクタであって、基板の処理表面全体に第１のプロセスガスおよび第２のプロセスガスを供給するように位置決めされたインジェクタと、基板支持体の上方に配置されて基板の処理表面に第１のプロセスガスを供給するシャワーヘッドと、インジェクタの対向側の、基板支持体の第２の側に配置されてプロセスチャンバから第１のプロセスガスおよび第２のプロセスガスを排出する加熱式排気マニホルドとを含み得る。

【0005】

いくつかの実施形態においては、基板に層を堆積するための方法は、処理容積部内の表面を洗浄することと、処理容積部内に基板を導入する前に、処理容積部内の温度を確立することと、処理容積部内に、および基板の処理表面全体に、第１のプロセスガスを流すことと、処理容積部内に、および処理表面の上方から処理表面に向かって、第１のプロセスガスを別個に流すことと、処理容積部内に、および処理表面全体に、第２のプロセスガスを流すことと、第１のプロセスガスおよび第２のプロセスガスで処理表面に１つまたは複数の層を形成する間、基板の処理表面の温度を調整することとを含む。

【0006】

以下、本発明の他のおよびさらなる実施形態を説明する。

【0007】

上記において簡潔な要約として示し以下においてさらに詳細に論じる本発明の実施形態は、添付の図面に示す本発明の例示的な実施形態を参照することにより、理解することが可能である。しかし、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態を示すものにすぎず、したがって本発明の範囲を限定するものとして見なされるべきではない点に留意されたい。なぜならば、本発明は、他の同様に有効な実施形態を許容し得るからである。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】本発明のいくつかの実施形態によるプロセスチャンバの概略側面図である。

【図1B】本発明のいくつかの実施形態によるプロセスチャンバおよび保守点検エンクロージャの概略上面図である。

【図2】本発明のいくつかの実施形態によるプロセスチャンバのインジェクタおよび排気口の構成を示すプロセスチャンバの部分概略上面図である。

【図3】Ａ〜Ｃは、本発明のいくつかの実施形態によるインジェクタの概略側面図である。

【図4】Ａ〜Ｂは、本発明のいくつかの実施形態によるインジェクタの概略正面図である。

【図5】本発明のいくつかの実施形態によるシャワーヘッドの概略側面図である。

【図6】本発明のいくつかの実施形態による基板に層を堆積するための方法の流れ図である。

【図7】本発明のいくつかの実施形態による基板に堆積された層を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

理解し易くするために、可能な場合には同一の参照数字を使用することにより、図面間で共通の同一要素を示している。これらの図面は、縮尺どおりには描かれておらず、明瞭化のために簡略化される場合がある。さらなる詳述を伴わずに、一実施形態の要素および特徴が、他の実施形態に有益に組み込まれる場合があることが企図される。

【0010】

本明細書においては、基板上に材料を堆積するための方法および装置が提示される。いくつかの実施形態においては、本発明の方法および装置は、基板上のＩＩＩ−Ｖ族材料を堆積するために有利に使用され得る。本発明の方法および装置の実施形態は、例えばＣＯＭＳアプリケーションなどに適した改良されたＩＩＩ−Ｖ族膜の堆積を有利に実現し得る。少なくともいくつかの実施形態においては、これらの改良された装置は、現行のエピタキシャルシリコンリアクタおよびシリコンゲルマニウムリアクタに関して主流の半導体産業によって寄せられる期待のいくつかまたは全てを満たし得る。例えば、いくつかの実施形態においては、改良された装置は、従来の市販のリアクタと比較した場合に、特定の基板内において、およびランツーランにおいて、より良好な材料品質（例えばより低い欠陥密度、良好な組成制御、より高い純度、良好なモルホロジ、およびより高い均一性のうちの１つまたは複数）を有するエピタキシャル膜の、例えば３００ｍｍシリコンウエハなどの上における成長を促進し得る。少なくともいくつかの実施形態においては、これらの改良された装置は、残留物の蓄積がはるかにより少なくなってメンテナンスサイクルおよび介入の頻度がより少なくなることに伴い、高信頼性のオペレーションおよび高いリアクタ安定性（およびプロセス安定性）を実現し得る。少なくともいくつかの実施形態においては、これらの改良された装置は、装置の安全かつ効率的な保守点検を可能にし得るため、装置のダウンタイムが減少し、全体の稼働率が上昇する。したがって、本明細書において説明される改良された装置および使用方法は、従来の市販のリアクタと比較した場合に、ＣＭＯＳデバイス製造におけるＩＩＩ−Ｖ族材料の改良された堆積を有利に実現し得る。

【0011】

図１Ａは、本発明のいくつかの実施形態によるプロセスチャンバ１００の概略側面図を示す。いくつかの実施形態においては、プロセスチャンバ１００は、Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ、ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｉｎｃ．による市販のＲＰ ＥＰＩ（登録商標）リアクタなどの市販のプロセスチャンバ、またはエピタキシャルシリコン堆積プロセスを実施するように構成された任意の適切な半導体プロセスチャンバから、変更されたものであってもよい。プロセスチャンバ１００は、例えば図６の方法に関連して以下において論じられるものなどのエピタキシャル堆積プロセスを実施するように構成されてもよく、例示的には、チャンバ本体１１０、温度制御される反応容積部１０１、インジェクタ１１４、オプションのシャワーヘッド１７０、および加熱式排気マニホルド１１８を備える。プロセスチャンバ１００は、以下においてさらに詳細に論じるように、サポートシステム１３０およびコントローラ１４０をさらに含み得る。

【0012】

インジェクタ１１４をチャンバ本体１１０内部に配置された基板支持体１２４の第１の側１２１に配置して、基板が基板支持体１２４内に配置された場合に、第１のプロセスガスおよび第２のプロセスガスなどの複数のプロセスガスを基板１２５の処理表面１２３全体に供給することができる。これらの複数のプロセスガスは、例えばガスパネル１０８などから供給されてもよい。インジェクタ１１４は、第１のプロセスガスを供給するための第１の流路、および第１のプロセスガスから独立して第２のプロセスガスを供給するための第２の流路とを有することもできる。第１の流路および第２の流路の実施形態は、図３Ａ〜図３Ｂおよび図４Ａ〜図４Ｂに関して以下に論じる。

【0013】

加熱式排気マニホルド１１８をインジェクタ１１４の対向側の、基板支持体１２４の第２の側１２９に配置してプロセスチャンバ１００から第１のプロセスガスおよび第２のプロセスガスを排出することができる。加熱式排気マニホルド１１８は、基板１２５の直径とほぼ同一のまたはそれ以上の幅の開口を含み得る。加熱式排気マニホルドは、接着低減ライナ１１７を含んでもよい。例えば、接着低減ライナ１１７は、石英またはニッケル含浸フッ素重合体等々のうちの１つまたは複数から構成され得る。

【0014】

チャンバ本体１１０は、概して、上方部分１０２、下方部分１０４、およびエンクロージャ１２０を含む。上方部分１０２は、下方部分１０４に配置され、チャンバリッド１０６および上方チャンバライナ１１６を含む。いくつかの実施形態においては、上方高温計１５６が、処理中の基板の処理表面の温度に関するデータを供給するために設けられてもよい。チャンバリッド１０６の頂部に配置されたクランプリングおよび／または上方チャンバライナが載置され得るベースプレートなどの追加の要素が、図１Ａにおいては省かれているが、プロセスチャンバ１００内に任意選択で含まれてもよい。チャンバリッド１０６は、平坦形状（図示するような）もしくはドーム状形状（図示せず）を有するなど、任意の適切な形状寸法を有してもよく、または、反転湾曲蓋リッドなど、他の形状もまた、企図される。いくつかの実施形態においては、チャンバリッド１０６は、石英等々の材料から構成されてもよい。したがって、チャンバリッド１０６は、基板１２５から、および／または基板支持体１２４の下方に配置されたランプから放射されるエネルギーを、少なくとも部分的に反射し得る。シャワーヘッド１７０が設けられ、リッドの下方に配置された別個の構成要素（図示せず）である実施形態においては、シャワーヘッド１７０は、例えば上記に論ずるようなエネルギーを少なくとも部分的に反射する石英等々の材料から構成されてもよい。上方チャンバライナ１１６は、図示するように、インジェクタ１１４および加熱式排気マニホルド１１８の上方かつチャンバリッド１０６の下方に配置されてもよい。いくつかの実施形態においては、上方チャンバライナ１１６は、例えば上記に論ずるようなエネルギーを少なくとも部分的に反射する石英等々の材料から構成されてもよい。いくつかの実施形態においては、上方チャンバライナ１１６、チャンバリッド１０６、および下方チャンバライナ１３１（以下に論ずる）は、石英であってもよく、これにより、基板１２５を囲む石英エンベロープが有利に実現される。

【0015】

概して、下方部分１０４は、ベースプレートアセンブリ１１９、下方チャンバライナ１３１、下方ドーム１３２、基板支持体１２４、予熱リング１２２、基板リフトアセンブリ１６０、基板支持アセンブリ１６４、加熱システム１５１、および下方高温計１５８を備える。加熱システム１５１を基板支持体１２４の下方に配置して基板支持体１２４に熱エネルギーを供給することができる。加熱システム１５１は、１つまたは複数の外方ランプ１５２および１つまたは複数の内方ランプ１５４を備えてもよい。「リング」という用語が、予熱リング１２２など、プロセスチャンバのある種の構成要素を説明するために使用されるが、これらの構成要素の形状は、円形である必要はなく、矩形、多角形、および楕円形等々を含むが、それらに限定されない任意の形状を備え得ることが企図される。下方チャンバライナ１３１は、例えばインジェクタ１１４および加熱式排気マニホルド１１８の下方に、かつベースプレートアセンブリ１１９の上方に配置されてもよい。インジェクタ１１４および加熱式排気マニホルド１１８は、概して、上方部分１０２と下方部分１０４との間に配置され、上方部分１０２および下方部分１０４のいずれかまたは両方に結合されてもよい。

【0016】

図２は、インジェクタ１１４および加熱式排気マニホルド１１８の構成を示す、プロセスチャンバ１００の部分概略上面図を示す。図示するように、インジェクタ１１４および加熱式排気マニホルド１１８は、基板支持体１２４の両側に配置される。インジェクタ１１４は、プロセスチャンバ１００の内部容積部へとプロセスガスを供給するための複数のインジェクタ口２０２を含み得る。複数のインジェクタ口２０２は、実質的に基板１２５の処理表面１２３全体に第１のプロセスガス流および第２のプロセスガス流を供給するのに適したパターンにおいて、インジェクタ１１４の基板対面エッジに沿って定間隔をおいて配置されてもよい。例えば、複数のインジェクタ口２０２は、基板１２５の第１の側部の近傍のインジェクタ１１４の第１の側部から基板１２５の第２の側部の近傍のインジェクタ１１４の対向側の第２の側部にかけて、インジェクタ１１４の基板対面エッジに沿って定間隔を置いて配置されてもよい。加熱式排気マニホルド１１８は、実質的な層流条件を維持しつつ、チャンバからの過剰なプロセスガスおよび任意のプロセス副生成物の除去を促進するために、基板１２５の直径とほぼ同一またはそれ以上の幅の開口を含み得る。

【0017】

いくつかの実施形態においては、複数のインジェクタ口２０２は、第１のプロセスガスおよび第２のプロセスガスを互いから独立して供給するように構成され得る。例えば、第１のプロセスガスは、複数の第１のインジェクタ口により供給されてもよく、第２のプロセスガスは、複数の第２のインジェクタ口により供給されてもよい。複数の第１のインジェクタ口のサイズ、個数、および構成は、基板の処理表面全体に所望の流量の第１のプロセスガスを供給するように制御され得る。複数の第２のインジェクタ口のサイズ、個数、および構成は、基板の処理表面全体に所望の流量の第２のプロセスガスを供給するように独立して制御され得る。さらに、複数の第２のインジェクタ口に比べて複数の第１のインジェクタ口の相対的なサイズ、個数、および構成は、基板の処理表面全体に、第２のプロセスガスに対する所望の濃度または流量パターンの第１のプロセスガスを供給するように制御され得る。

【0018】

いくつかの実施形態においては、図３Ａの断面図において示すように、インジェクタ１１４は、第１のプロセスガスを注入するための複数の第１のインジェクタ口３０２（例えば第１の流路）と、第２のプロセスガスを注入するための複数の第２のインジェクタ口３０４（例えば第２の流路）とを含み得る。図３Ａに示すように、複数の第１のインジェクタ口３０２および複数の第２のインジェクタ口３０４は、相互に対して非平面配置構成とすることができる。いくつかの実施形態においては、複数の第１のインジェクタ口３０２がそれぞれ、複数の第２のインジェクタ口３０４のそれぞれの上方に配置されてもよい（またはその逆であってもよい）。複数の第１のインジェクタ口３０２のそれぞれが、図３に示すように、平行平面構成などの任意の所望の構成において、複数の第２のインジェクタ口３０４のそれぞれの上方に配置されてもよい。例えば、平行平面構成は、複数の第１のインジェクタ口３０２および複数の第２のインジェクタ口３０４が、別個の平面内に配置され、各平面が、基板１２５の処理表面１２３に対して平行であるものであってもよい。例えば、図３Ｂに示すように、複数の第１のインジェクタ口３０２はそれぞれ、基板１２５の上方の第１の高さ３１２の位置の第１の平面３０８に沿って配置され、複数の第２のインジェクタ口３０４はそれぞれ、第１の高さ３１２とは異なる基板１２５の上方の第２の高さ３１４の位置の第２の平面３１０に沿って配置される。いくつかの実施形態においては、複数の第１のインジェクタ口３０２はそれぞれ、複数の第２のインジェクタ口３０４の対応するそれぞれの直上に（例えば垂直方向に位置合わせされた状態で）配置されてもよい。いくつかの実施形態においては、第１のインジェクタ口３０２および第２のインジェクタ口３０４の１つまたは複数の各口が、破線で示されるインジェクタ口３０６により図示されるような非垂直方向に位置合わせされた状態であってもよい（これらのインジェクタ口３０６は、図示されるように第２のインジェクタ口３０４に加えてもしくは代替として設けられてもよく、および／または第１のインジェクタ口３０２に加えてもしくは代替として設けられてもよい）。

【0019】

例えば図３Ｃに示すようないくつかの実施形態においては、複数の第１のインジェクタ口３０２は、基板１２５が基板支持体１２４の上に位置決めされた場合、基板１２５のエッジから第１の距離３１６に配置され、複数の第２のインジェクタ口３０４は、基板１２５が基板支持体１２４の上に位置決めされた場合、基板１２５のエッジから第２の距離３１８に配置され得る。例えば、「基板支持体１２４の上に位置決めされた場合」という表現は、基板１２５がプロセスチャンバ１００における処理のためにとることが期待される所望の位置として理解されるように意図される。例えば、基板支持体１２４は、所望の処理位置に基板１２５を受けるためのリップ（図示せず）または他の適切な位置決め機構を備えてもよい。したがって、基板１２５が所望の処理位置にある場合、第１の距離３１６および第２の距離３１８は、基板１２５のエッジから測定され得る。例えば、図３Ｂに示すように、第１の距離３１６および第２の距離３１８は、異なっていてもよい。いくつかの実施形態においては、複数の第１のインジェクタ口３０２が、複数の第２のインジェクタ口３０４よりも基板１２５のエッジを越えて（またはさらに越えて）延びていてもよい。例えば、複数の第１のインジェクタ口３０２は、複数の第２のインジェクタ口３０４が第２のプロセスガスを注入する場合よりも、温度制御される反応容積部１０１内へとさらに第１のプロセスガスを注入するように、複数の第２のインジェクタ口３０４よりもさらに延びていてもよい。この理由は、第１のプロセスガスが、第２のプロセスガスよりも温度条件下における分解をより被りやすい場合があることによる。例えば、分解前に第１のプロセスの反応を最大限に引き起こすために、複数の第１のインジェクタが、温度制御される反応容積部１０１に対して第１のプロセスガスをさらす前に、温度制御される反応容積部１０１内へとできるだけ遠くに第１のプロセスガスを注入するように位置決めされてもよい。

【0020】

第１のインジェクタ口３０２および第２のインジェクタ口３０４の個数、サイズ、および構成は、様々な利点を実現するための多数の組合せにおいて制御することができる。例えば、いくつかの実施形態においては、複数の第１のインジェクタ口３０２のうちのいくつかまたは全てが、複数の第２のインジェクタ口３０４のうちのいくつかまたは全てとは異なる直径を有してもよい。インジェクタ口の直径を制御することにより、それらの注入口を経由してプロセスチャンバに進入するプロセスガスの速度の制御が容易になる。より小さな直径の口は、所与の上流圧力において、より大きな直径の口よりも高速にてプロセスガスを供給する。例えば、いくつかの実施形態においては、複数の第２のインジェクタ口３０４はそれぞれ、図４Ａ〜図４Ｂに示すように、複数の第１のインジェクタ口３０２のそれぞれよりも大きな直径を有してもよい。例えば、各第２のインジェクタ口３０４は、第１のプロセスガスよりも低速にて第２のプロセスガスを注入するために、より大きな直径を有してもよい。

【0021】

代替的に、または組合せとして、いくつかの実施形態においては、インジェクタの中心のより近くに配置された複数の第１のインジェクタ口３０２のうちの１つの第１の直径４０４が、図４Ａに示すように、インジェクタ１１４のエッジのより近くに配置された複数の第１のインジェクタ口のうちの別のものの第２の直径４０２とは異なってもよい。同様に、いくつかの実施形態においては、インジェクタ１１４の中心のより近くに配置された複数の第２のインジェクタ口３０４のうちの１つの第１の直径４０８が、インジェクタ１１４のエッジのより近くに配置された複数の第２のインジェクタ口３０４のうちの別のものの第２の直径４０６とは異なってもよい。例えば、図４Ａに示すように、第１のインジェクタ口３０２または第２のインジェクタ口３０４の直径は、例えば線形減少低減方式または非線形等々の任意の適切な低減方式において、インジェクタ１１４のエッジから中心にかけて次第に小さくされてもよい。代替的には、第１のインジェクタ口３０２または第２のインジェクタ口３０４の直径は、インジェクタ１１４のエッジから中心にかけて、例えば段階的低減方式等々、より大きな差分に基づき小さくされてもよい。

【0022】

代替的に、または組合せとして、いくつかの実施形態においては、複数の第１のインジェクタ口３０２および複数の第２のインジェクタ口３０４はそれぞれ、図４Ｂに示すように、共平面構成において配置されてもよい。例えば、複数の第１のインジェクタ口３０２および複数の第２のインジェクタ口３０４はそれぞれ、基板１２５の上方のほぼ同一の高さに配置されてもよく、または基板１２５の処理表面１２３に対して平行な面内に配置されてもよい。いくつかの実施形態においては、共平面構成において配置された場合に、複数の第１のインジェクタ口３０２および複数の第２のインジェクタ口３０４はそれぞれ、図４Ｂに示すように、交互に配置されてもよい。代替的には、第１のインジェクタ口３０２および／または第２のインジェクタ口３０４のうちの２つ以上が、第１のインジェクタ口３０２および／または第２のインジェクタ口３０４のサブセットへと共にグループ化され、このサブセットが、他の複数の隣接するインジェクタ口間に挟置されてもよい。

【0023】

図１Ａに戻ると、いくつかの実施形態においては、シャワーヘッド１７０を基板支持体１２４の上方に（例えば基板支持体１２４の対向側に）配置して基板１２５の処理表面１２３に第３のプロセスガスを供給することができる。第３のプロセスガスは、第１のプロセスガスと同一であってもよく、第２のプロセスガスと同一であってもよく、またはインジェクタ１１４により供給される第１のプロセスガスおよび第２のプロセスガスとは異なっていてもよい。いくつかの実施形態においては、第３のプロセスガスは、第１のプロセスガスと同一である。また、第３のプロセスガスは、例えばガスパネル１０８から供給することもできる。

【0024】

例えば図１Ａに図示されるようないくつかの実施形態においては、シャワーヘッド１７０は、基板１２５の処理表面１２３に対して第３のプロセスガスを供給するための単一の排出口１７１を含み得る。図１Ａに図示されるようないくつかの実施形態においては、単一の排出口１７１は、処理表面１２３の中心または基板支持体１２４の中心に実質的に位置合わせされた位置に配置されてもよい。

【0025】

いくつかの実施形態においては、シャワーヘッド１７０は、図５に図示されるように、複数の排出口５０２を含み得る。いくつかの実施形態においては、複数の排出口５０２は、共にグループ化され得る（例えば約１０センチメートル（約４インチ）を超えない直径を有する円内に配置される）。これらの複数の排出口は、基板１２５の処理表面１２３に第１のプロセスガスを（例えばガス源５０４から）送達するために、処理表面の所望の領域、例えば処理表面の中心に実質的に位置合わせされる位置に配置されてもよい。シャワーヘッド１７０は、３つの排出口５０２を有するものとして図示されるが、第３のプロセスガスを供給するのに適した任意の所望の個数の排出口を有することが可能である。さらに、処理表面の中心と位置合わせされるように図示されるが、単一の排出口または複数の排出口は、処理中に基板の所望の領域にプロセスガスを供給するために、処理表面の任意の所望の領域と位置合わせされてもよい。

【0026】

シャワーヘッド１７０は、チャンバリッド１０６と一体であってもよく（図１Ａに示すように）、または別個の構成要素であってもよい（図５に示すように）。例えば、排出口１７１は、チャンバリッド１０６中に中ぐりされた孔であってもよく、任意選択でチャンバリッド１０６中に中ぐりされた孔を貫通して配置されたインサートを含み得る。代替的には、シャワーヘッド１７０は、チャンバリッド１０６の下方に配置された別個の構成要素であってもよい。いくつかの実施形態においては、シャワーヘッド１７０およびチャンバリッド１０６は共に、例えばシャワーヘッド１７０またはチャンバリッド１０６によりランプ１５２、１５４からのまたは基板１２５からのエネルギー吸収を制限するために、石英から構成されてもよい。

【0027】

上述のようなインジェクタ１１４の、および任意選択でシャワーヘッド１７０の実施形態は、最適な堆積均一性および残留物形成を最小限に抑えた成分制御を促進するために、使用され得る。例えば、上記において論ずるように、第１のガスおよび第２のガスなどの特定の反応物が、インジェクタ１１４の独立して制御可能なインジェクタ口および／またはシャワーヘッド１７０の排出口を通して導かれてもよい。インジェクタ１１４の、および任意選択でシャワーヘッド１７０のこれらの実施形態により助長される注入方式により、各反応物の流速および／または流れプロファイルを、プロセスチャンバ１００内を流れる他の反応物に対するその反応性と整合させることが可能となり得る。例えば、以下に論じるように、第１のプロセスガスは、第２のプロセスガスよりも速い流速にて流されてもよい。なぜならば、第１のプロセスガスは、第２のプロセスガスより反応性が高い可能性があり、より高速で分解する場合があるからである。したがって、残留物形成を制限し、均一性および／または組成を最適化するように、第１のプロセスガスおよび第２のプロセスガスの反応性を整合させるために、第１のプロセスガスは、第２のプロセスガスよりも高速で流されてもよい。前述の注入方式は単なる例示にすぎず、他の注入方式が可能である。

【0028】

図１Ａに戻ると、基板支持体１２４は、その上に基板１２５を支持するための、プレート（図１Ａに図示）またはリング（図１Ａにおいて破線により図示）など、任意の適切な基板支持体とすることができる。基板支持アセンブリ１６４は、概して、基板支持体１２４に対して結合された複数の支持ピン１６６を有する支持ブラケット１３４を含む。基板リフトアセンブリ１６０は、基板リフトシャフト１２６と、基板リフトシャフト１２６の各パッド１２７に選択的に載置される複数のリフトピンモジュール１６１とを備える。一実施形態においては、リフトピンモジュール１６１が、基板支持体１２４うちの第１の開口１６２を通して可動的に配置される、リフトピン１２８のオプションの上方部分を備える。作動に際して、基板リフトシャフト１２６は、リフトピン１２８に係合するように移動される。係合されると、リフトピン１２８は、基板支持体１２４の上方に基板１２５を上昇させ得る、または基板支持体１２４の上に基板１２５を下降させ得る。

【0029】

基板支持体１２４は、リフト機構１７２と、基板支持アセンブリ１６４に対して結合された回転機構１７４とをさらに含み得る。リフト機構１７２は、基板１２５の処理表面１２３に対して垂直な方向に基板支持体１２４を移動させるために使用され得る。例えば、リフト機構１７２は、シャワーヘッド１７０およびインジェクタ１１４に対して基板支持体１２４を位置決めするために使用され得る。回転機構１７４は、中心軸を中心として基板支持体１２４を回転させるために使用され得る。作動に際して、リフト機構は、インジェクタ１１４および／またはシャワーヘッド１７０により生成される流れ場に対する基板１２５の位置の動的制御を容易にし得る。基板１２５の位置の動的制御と、回転機構１７４による基板１２５の連続回転との組合せは、流れ場に対する基板１２５の処理表面１２３の露出を最適化することにより、堆積均一性および／または組成を最適化し、処理表面１２３における残留物形成を最小限に抑えるために利用され得る。

【0030】

処理中に、基板１２５は、基板支持体１２４の上に配置される。ランプ１５２および１５４は、赤外（ＩＲ）放射（すなわち熱）源であり、作動に際して、基板１２５全体に所定の温度分布を生じさせる。チャンバリッド１０６、上方チャンバライナ１１６、および下方ドーム１３２は、上記で論じたように石英から形成されてもよいが、他のＩＲ透過性のおよびプロセス適合性の材料が、これらの構成要素を形成するために使用されてもよい。ランプ１５２、１５４は、基板支持体１２４の裏側に対して熱均一性を実現するためのマルチゾーンランプ加熱装置の一部であってもよい。例えば、加熱システム１５１は、複数の加熱ゾーンを含むことができ、各加熱ゾーンは複数のランプを含む。例えば、１つまたは複数のランプ１５２が、第１の加熱ゾーンとすることができｒ、１つまたは複数のランプ１５４が、第２の加熱ゾーンとすることができる。ランプ１５２、１５４は、約２００から約９００℃の広範な温度範囲を可能にし得る。ランプ１５２、１５４は、約５から約２０℃／秒の高速応答制御を可能にし得る。例えば、ランプ１５２、１５４のこの温度範囲および高速応答制御により、基板１２５における堆積均一性が提供され得る。さらに、下方ドーム１３２は、基板支持体１２４の裏側および／または基板１２５の処理表面１２３における温度均一性の制御をさらに補助するために、例えば能動冷却または窓設計等々により、温度制御されてもよい。

【0031】

温度制御される反応容積部１０１は、複数のチャンバ構成要素によるチャンバリッド１０６により形成され得る。例えば、かかるチャンバ構成要素は、チャンバリッド１０６、上方チャンバライナ１１６、下方チャンバライナ１３１、および基板支持体１２４を含み得る。温度制御される反応容積部１０１は、温度制御される反応容積部１０１を形成するチャンバ構成要素のうちの任意の１つまたは複数の表面などの、石英からなる内部表面を含み得る。温度制御される反応容積部１０１は、約２０から約４０リットルとすることができる。この容積部１０１は、例えば２００ｍｍまたは３００ｍｍ等々の任意の適切にサイズ設定された基板を収容することができる。例えば、いくつかの実施形態においては、基板１２５が、約３００ｍｍである場合には、例えば上方チャンバライナ１１６および下方チャンバライナ１３１などの内部表面は、基板１２５のエッジから最大で約５０ｍｍまで離れていてもよい。例えば、いくつかの実施形態においては、上方チャンバライナ１１６および下方チャンバライナ１３１などの内部表面は、基板１２５のエッジから、最大で基板１２５の直径の約１８％までの距離のところにあってもよい。例えば、いくつかの実施形態においては、基板１２５の処理表面１２３は、チャンバリッド１０６から、最大で約１００ｍｍまでとすることができ、または約２.０３センチメートルから約２．５４センチメートル（約０．８インチから約１インチ）の範囲とすることもできる。

【0032】

温度制御される反応容積部１０１は、変動体積を有してもよく、例えば、容積部１０１のサイズは、リフト機構１７２がチャンバリッド１０６のより近くに基板支持体１２４を上昇させる場合には縮小し、リフト機構１７２がチャンバリッド１０６から離れるように基板支持体１２４を下降させる場合には拡張してもよい。温度制御される反応容積部１０１は、１つまたは複数の能動冷却構成要素または受動冷却構成要素により冷却され得る。例えば、容積部１０１は、プロセスチャンバ１００の壁部により受動的に冷却されてもよく、この壁部は、例えばステンレス鋼等々であってもよい。例えば、別個に、または受動冷却との組合せにおいて、容積部１０１は、例えばチャンバ１００の周囲に冷却剤を流すことなどにより、能動的に冷却されてもよい。例えば、この冷却剤は、ガスであってもよい。

【0033】

支持システム１３０は、プロセスチャンバ１００における所定のプロセス（例えばエピタキシャルシリコン膜の成長など）を実行およびモニタリングするために使用される構成要素を備える。かかる構成要素は、概して、かかる構成要素には、処理チャンバ１００の様々なサブシステム（例えばガスパネル(複数可）、ガス分配導管、および真空／排気サブシステム等々）と、デバイス（例えば電源およびプロセス制御機器等々）が含まれる。例示的な支持システム１３０は、以下において論じられ、図１Ｂに図示される、化学物質デリバリシステム１８６を備えてもよい。

【0034】

コントローラ１４０は、直接的に（図１Ａに示すように）、または代替的にはプロセスチャンバおよび／または支持システムに関連付けられたコンピュータ（もしくはコントローラ）を介して、プロセスチャンバ１００および支持システム１３０に対して結合されてもよい。コントローラ１４０は、様々なチャンバおよびサブプロセッサを制御するための工業環境で使用され得る任意の形態の汎用コンピュータプロセッサのうちの１つであってもよい。ＣＰＵ１４２のメモリまたはコンピュータ可読媒体１４４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、または任意の他の形態のローカルもしくはリモートのデジタルストレージなど、容易に入手可能なメモリのうちの１つまたは複数であってもよい。サポート回路１４６は、従来的な態様でプロセッサをサポートするために、ＣＰＵ１４２に対して結合される。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入出力回路、および入出力サブシステム等々を備える。

【0035】

この改良された装置の実施形態では、プロセスチャンバ１００の安全かつ効率的な保守点検が実現されることにより、プロセスチャンバ１００のダウンタイムが減少し、全体の稼働率が上昇する。例えば、図１Ｂに示すように、プロセスチャンバ１００のエンクロージャ１２０は、保守点検人員による保守点検エンクロージャ１８０からのアクセスが可能なものであってもよく、この保守点検エンクロージャ１８０は、エンクロージャ１２０に隣接して配置され得る。例えば、プロセスチャンバ１００は、保守点検人員にとって、保守点検エンクロージャ１８０からエンクロージャ１２０を隔離し得るドア１８２を経由してアクセス可能なものとされてもよい。代替的には、または組合せとして、プロセスチャンバ１００は、保守点検人員にとって、エンクロージャ１２０と保守点検エンクロージャ１８０との間に配置されたグローブボックス１８４を経由して保守点検エンクロージャ１８０内にアクセス可能なものとされてもよい。例えば、グローブボックス１８４は、エンクロージャ１２０内に配置されたプロセスチャンバ１００および／またはプロセスチャンバ１００の構成要素に対する、管理雰囲気等々の下における管理されたアクセスを可能にし得る。いくつかの実施形態においては、保守点検エンクロージャ１８０は、保守点検エンクロージャ１８０からアクセス可能なおよび／または保守点検エンクロージャ１８０内に配置された、ガスキャビネット等々の化学物質デリバリシステム１８６をさらに備えてもよい。化学物質デリバリシステム１８６は、所望の基板処理を促進するために、プロセスチャンバ１００に対してプロセスガスを供給してもよい。図１Ｂに示すように、エンクロージャ１２０および保守点検エンクロージャ１８０は、例えば別個に、ハウス排気システム１８８へと通気されてもよい。代替的には、または組合せとして、エンクロージャ１２０は、ハウス排気システム１８８へと、または保守点検エンクロージャ１８０からアクセス可能な予備排気機構１９０を経由して別の排気システム（図示せず）へと通気されてもよい。

【0036】

図６は、基板１２５に層７００を堆積する方法６００に関する流れ図を示す。以下、この方法６００は、プロセスチャンバ１００の実施形態にしたがって説明される。しかし、方法６００は、この方法６００の要素を実現し得る任意の適切なプロセスチャンバにおいて使用され得るものであり、プロセスチャンバ１００に限定されるものではない。

【0037】

１つまたは複数の層７００が、図７に図示されるが、これらは、基板１２５に堆積され得る任意の適切な１つまたは複数の層であってもよい。例えば、１つまたは複数の層７００は、ＩＩＩ−Ｖ族材料を含んでもよい。１つまたは複数の層７００は、例えばトランジスタデバイスのチャネル等々のデバイスの要素であってもよい。

【0038】

任意選択で、方法６００は、温度制御される反応容積部１０１（例えば処理容積部）内に基板１２５を導入する前に、温度制御される反応容積部１０１の表面を洗浄する、および／または温度制御される反応容積部１０１内の温度を確立することにより開始され得る。例えば、各基板１２５における層形成の前および／または後に、チャンバ１００は、低いパーティクルレベルを維持するために、および／または各基板１２５上の残留物蓄積を制限するために、インシトゥ洗浄されてもよい。例えば、インシトゥ洗浄プロセスは、インジェクタ１１４および／またはシャワーヘッド１７０を通してハロゲンガスおよびパージガスを交互に流すことにより、チャンバから残留物等々をパージすることを含んでもよい。例えば、温度制御される反応容積部１０１の表面を洗浄することは、ハロゲンガスを用いてこの表面をエッチングし、不活性ガスを用いて処理容積部をパージすることを含んでもよい。例えば、ハロゲンガスは、塩素（Ｃｌ_２）塩化水素（ＨＣｌ）、または三フッ化窒素（ＮＦ_３）等々のうちの１つまたは複数を含んでもよい。ハロゲンガスは、基板支持体１２４、上方チャンバライナ１１６および下方チャンバライナ１３１、またはチャンバリッド１０６等々の、温度制御される反応容積部１０１の任意の適切な構成要素に対して付与することができる。

【0039】

温度制御される反応容積部１０１内の温度を確立することは、基板１２５の処理表面１２３に対するプロセスを実施するための温度であるかまたはそれに近い温度である任意の適切な温度へと温度を次第に上昇させることと、容積部１０１内に基板１２５を導入する前にこの所望の温度の所望の許容レベル内にこの温度を安定化させることとを含んでもよい。

【0040】

方法６００は、６０２で、基板１２５の処理表面１２３全体に第１のプロセスガスを流すことにより開始される。第１のプロセスガスは、インジェクタ１１４の複数の第１のインジェクタ口３０２に関して上記において論じた実施形態のうちの任意のものにより、処理表面１２３中全体に流されてもよい。いくつかの実施形態においては、第１のプロセスガスは、容易に分解してもよく、および／または、第２のプロセスガスよりも迅速に反応するものであってもよい。例えば、温度制御される反応容積部１０１内における第１のプロセスガスの滞留時間を、第２のプロセスガスに対して最小限に抑えることが必要となる場合がある。例えば、第１のプロセスガスの滞留時間を最小限に抑えることにより、第２のプロセスガスに対して第１のプロセスガスの消耗が最小限に抑えられ、１つまたは複数の層７００における組成および／または厚さの均一性が改善され得る。したがって、いくつかの実施形態においては、第１のプロセスガスが、分解または反応前に、基板１２５に、または基板１２５の中心に、または基板１２５の中心付近により迅速に到達するように、より小さな直径を第１のインジェクタ口３０２に対して与えて、第１のプロセスガスの速度をより高速にしてもよい。そのため、第１のプロセスガスは、第２のプロセスガスよりも高い流量で流されてもよい。同様に、第１のインジェクタ口３０２の直径が図３Ｃに図示されるようにインジェクタ１１４のエッジから中心にかけて小さくなり得るいくつかの実施形態においては、第１のプロセスガスの流量は、処理表面のエッジにわたるよりも処理表面の中心にわたる方がより高くなり得る。いくつかの実施形態においては、第１のプロセスガスは、第１のキャリアガス内に１つまたは複数のＩＩＩ族元素を含んでもよい。例示的な第１のプロセスガスは、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、またはトリメチルアルミニウムのうちの１つまたは複数を含む。また、ドーパントおよび塩化水素（ＨＣｌ）が、第１のプロセスガスに添加されてもよい。

【0041】

６０４では、任意選択で、第１のプロセスガスが、処理表面１２３の上方から処理表面１２３に向かって別個に流されてもよい。例えば、第１のプロセスガスは、上述のようなシャワーヘッド１７０の任意の適切な実施形態を使用してシャワーヘッド１７０から流されてもよい。第１のプロセスガスは、十分な量の第１のプロセスガスが処理表面１２３の中心に到達し、例えば第１のプロセスガスの反応性がより高いことなどにより反応して層７００を形成することが確保されるように、シャワーヘッド１７０から流されてもよい。第１のプロセスガスは、例えば同時流方式、交互流方式、もしくは周期流方式などの任意の適切な方式、または処理表面１２３全体を層７００が十分に覆うような任意の適切な流れ方式で、インジェクタ１１４およびシャワーヘッド１７０から流されてもよい。代替的には、窒素（Ｎ_２）または水素（Ｈ_２）などの不活性ガスが、処理表面１２３の上方から処理表面１２３に向かって流されてもよい。

【0042】

６０６では、第２のプロセスガスが、処理表面１２３全体に流されてもよい。第２のプロセスガスは、インジェクタ１１４の複数の第２のインジェクタ口３０４に関して上記において論じた任意の実施形態により、処理表面１２３全体に流されてもよい。例えば、第２のプロセスガスは、第１のプロセスガスに比べてより低速で分解しても、および／またはより低い反応性を有してもよい。したがって、上記において論じたように第２のインジェクタ口３０４の直径がより大きいことにより、第２のプロセスガスは、より低速になり得るため、これにより、第２のプロセスガスは、第１のプロセスガスに比べてより低速でプロセスチャンバ１００に進入し、基板の表面のより広い部分にわたり移動しつつ分解することが可能となる。そのため、第２のプロセスガスは、第１のプロセスガスに比べてより低流量にて流され得る。同様に、第２のインジェクタ口３０４の直径が、図３Ｃに示すようにインジェクタ１１４のエッジから中心にかけて小さくなり得るため、第２のプロセスガスの流量は、処理表面のエッジによりも処理表面の中心の方が高くなり得る。いくつかの実施形態においては、第２のプロセスガスは、第２のキャリアガス中に１つまたは複数のＶ族元素を含んでもよい。例示的な第２のプロセスガスは、アルシン（ＡｓＨ３）、ホスフィン（ＰＨ３）、第三級ブチルアルシン、または第三級ブチルホスフィン等々のうちの１つまたは複数を含む。また、ドーパントおよび塩化水素（ＨＣｌ）が、第２のプロセスガスに添加されてもよい。

【0043】

第１のプロセスガスおよび第２のプロセスガスは、例えば同時流方式、交互流方式、または周期流方式などの任意の適切な方式、あるいは１つまたは複数の層７００が処理表面１２３全体を十分に覆うような任意の適切な流れ方式などの、任意の適切な方式において、インジェクタ１１４およびシャワーヘッド１７０から流されてもよい。

【0044】

６０８では、基板１２５の処理表面１２３の温度が、第１のプロセスガスおよび第２のプロセスガスで基板１２５の処理表面１２３に１つまたは複数の層７００を形成するために、調整されてもよい。例えば、温度を調整することは、容積部１０１を構成する構成要素および／または内部表面のうちの任意の１つまたは複数を加熱または冷却するなど、温度制御される反応容積部１０１を加熱および冷却することを含んでもよい。例えば、加熱することは、基板支持体１２４の裏側表面に対してエネルギーを供給することを含んでもよく、この場合に、基板は、基板支持体１２４の表側表面に載置される。加熱することは、第１のプロセスガスおよび第２のプロセスガスが流れる前および／または流れている間に実施されてもよい。加熱することは、連続的または不連続的に、および周期的になど任意の所望の方式で行われてもよい。加熱することは、処理表面１２３上への層７００の堆積を達成するために、第１のプロセスガスおよび第２のプロセスガスが流れる前および／または最中に基板１２５において任意の所望の温度プロファイルを実現するものであってもよい。加熱することは、ランプ１５２、１５４により実現されてもよい。ランプ１５２、１５４は、約５℃／秒から約２０℃／秒で基板温度を上昇させることが可能であってもよい。ランプ１５２、１５４は、約２００から約９００℃の範囲の温度を基板１２５に与えることが可能であってもよい。

【0045】

ランプ１５２、１５４は、約５℃／秒から約２０℃／秒で処理表面１２３の温度を調整するために、上記において論じた冷却機構および冷却装置などの他の構成要素と組み合わせて使用されてもよい。例えば、１つまたは複数の層は、図７に示すように、第１の層７０２と、第１の層７０２の頂部に堆積された第２の層７０４とを備えてもよい。例えば、第１の層７０２は、第１の温度で処理表面１２３に堆積されてもよい。例えば、第１の層７０２は、核形成層等々であってもよい。第２の層７０４は、第２の温度において第１の層７０２の頂部に堆積されてよい。例えば、第２の層７０４は、バルク層等々であってもよい。いくつかの実施形態においては、第２の温度が、第１の温度よりも高くてもよい。第１の層７０２および第２の層７０４の堆積は、例えば第１の温度において第１の層７０２を堆積し、第１の温度よりも高い第２の温度において第２の層７０４を堆積し、次いで第１の温度において第２の層７０４の頂部に追加の第１の層７０２を堆積する等、所望の層厚さに達するまで反復されてもよい。

【0046】

方法６００の追加的なおよび／または代替的な実施形態が可能である。例えば、基板１２５は、第１の層７０２および第２の層７０４などの１つまたは複数の層を堆積する間に、回転されてもよい。別個に、または組合せとして、処理表面１２３の位置が、１つまたは複数の層の組成を調節するために、第１のプロセスガスおよび第２のプロセスガスの流れに対して変更されてもよい。例えば、リフト機構１７４は、第１のプロセスガスおよび／または第２のプロセスガスが、１つまたは複数の層の組成を制御するために流されている間、インジェクタ１１４および／またはシャワーヘッド１７０に対する処理表面１２３の位置を上昇および／または下降させるために使用されてもよい。

【0047】

したがって、本明細書においては、ＩＩＩ−Ｖ族材料を堆積するための改良された方法および装置が提供された。本発明の方法および装置の実施形態は、従来的な堆積装置により堆積されるＩＩＩ−Ｖ族膜と比較して、ＣＭＯＳアプリケーションに適した改良されたＩＩＩ−Ｖ族膜の堆積を有利に実現し得る。

【0048】

前述は、本発明の実施形態に関するが、本発明の他のおよびさらなる実施形態が、本発明の基本範囲から逸脱することなく考案され得る。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】