特表 2022-539436 エピタキシャルデバイス及びエピタキシャルデバイス用のガス吸気構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-08

(54)【発明の名称】エピタキシャルデバイス及びエピタキシャルデバイス用のガス吸気構造

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/455 20060101AFI20220901BHJP

【ＦＩ】

C23C16/455

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022515557

(86)(22)【出願日】2020-09-07

(85)【翻訳文提出日】2022-04-21

(86)【国際出願番号】 CN2020113708

(87)【国際公開番号】W WO2021052203

(87)【国際公開日】2021-03-25

(31)【優先権主張番号】201910882912.9

(32)【優先日】2019-09-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520266443

【氏名又は名称】ベイジン・ナウラ・マイクロエレクトロニクス・イクイップメント・カンパニー・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｂｅｉｊｉｎｇ ＮＡＵＲＡ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，ＬＴＤ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．８ Ｗｅｎｃｈａｎｇ Ａｖｅｎｕｅ Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｅｃｏｎｏｍｉｃ－Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｒｅａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１７６，Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100209048

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 元嗣

(72)【発明者】

【氏名】シャー、ジェンジュン

(72)【発明者】

【氏名】ワン、レイレイ

【テーマコード（参考）】

4K030

【Ｆターム（参考）】

4K030AA03

4K030AA06

4K030AA07

4K030AA08

4K030AA17

4K030AA18

4K030BA29

4K030EA05

4K030EA06

4K030GA02

4K030JA01

4K030JA02

4K030JA03

4K030KA02

(57)【要約】

本開示は、エピタキシャルデバイスと、エピタキシャルデバイスに合わせて構成されたガス吸気構造とを提供する。エピタキシャルデバイスは、チャンバと、サブマウントと、ガス吸気構造と、排気構造とを含む。ガス吸気構造は：エピタキシャル反応のためのガスを含む第１の処理ガスを処理対象の表面に第１の方向に沿って提供するように構成された複数の第１のガス吸気通路であって、第１の方向は、処理対象の表面に平行である、第１のガス吸気通路と；第２の方向に沿って間隔をあけて配置され、処理対象の表面の両側の縁に隣接する２つの調整領域にそれぞれ対応する２つの第２のガス吸気通路であって、この場合少なくとも１つの第１のガス吸気通路は、２つの第２のガス吸気通路間に配設され、それぞれの第２のガス吸気通路は、第２の処理ガスを対応する調整領域に第１の方向に沿って提供し、第２の処理ガスは、調整領域を流れ抜けるエピタキシャル反応のためのガスの濃度を調整するように構成される、２つの第２のガス吸気通路とを含む。本開示の態様によって提供されるエピタキシャルデバイス及びガス吸気構造は、処理対象の表面全体上に形成されるエピタキシャル層の厚さ分布の均一性を改善する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エピタキシャルデバイスであって：
チャンバと；
処理対象の被加工物を担持するために前記チャンバ内に配設されたサブマウントと、
処理ガスを前記処理対象の被加工物の処理対象の表面に提供するために前記チャンバの側壁に配設されたガス吸気構造であって、前記ガス吸気構造は：
エピタキシャル反応のためのガスを含む第１の処理ガスを前記処理対象の表面全体に第１の方向に沿って提供するように構成された複数の第１のガス吸気通路であって、前記第１の方向は前記処理対象の表面に平行である、複数の第１のガス吸気通路と；
第２の方向に沿って間隔をあけて配置され、前記処理対象の表面の両側の縁に隣接する２つの調整領域それぞれに対応する２つの第２のガス吸気通路であって、少なくとも１つの第１のガス吸気通路は、前記２つの第２のガス吸気通路間に配設され、それぞれの第２のガス吸気通路は、第２の処理ガスを前記対応する調整領域に前記第１の方向に沿って提供し、前記第２の処理ガスは、前記調整領域を流れ抜ける前記エピタキシャル反応のための前記ガスの濃度を調整するように構成され、前記第２の方向は、前記第１の方向に垂直であり、前記処理対象の表面に平行である、２つの第２のガス吸気通路とを含む、ガス吸気構造と；
前記ガス吸気構造とは反対側の前記チャンバの側壁に配置された排気構造とを含む、エピタキシャルデバイス。

【請求項2】

前記第２の処理ガスが、前記エピタキシャル反応のための前記ガスを含み；
前記第２の処理ガス中の前記エピタキシャル反応のための前記ガスの含有量が、前記第１の処理ガス中の前記エピタキシャル反応のための前記ガスの含有量より少ない、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項3】

前記処理対象の表面の半径の、前記第２の方向の前記２つの調整領域のそれぞれの幅に対する比が、約１５以上である、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項4】

前記複数の第１のガス吸気通路から流出する前記第１の処理ガスの流量が、前記２つの第２のガス吸気通路から流出する前記第２の処理ガスの流量と同じである、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項5】

前記複数の第１のガス吸気通路が、前記第２の方向に沿って均等に配置される、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項6】

前記第２の方向の前記複数の第１のガス吸気通路の総分布距離が、前記処理対象の表面の直径以上である、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項7】

それぞれの第２のガス吸気通路が、複数の補助ガス吸気配管を含み；
前記複数の補助ガス吸気配管が、等辺多角形の径方向断面形状に対応する形状を形成するように配置され；
前記等辺多角形の最低点及び前記複数の第１のガス吸気通路の径方向断面の最低点が、同じ平面内にある、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項8】

前記第２の方向の前記２つの第２のガス吸気通路の総分布距離の、前記処理対象の表面の直径に対する比が、０．８から１．４の間の範囲にある、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項9】

それぞれの第１のガス吸気通路が、約５ｍｍから３０ｍｍの間の距離だけ、隣接する第１のガス吸気通路から離間される、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項10】

それぞれの第１のガス吸気通路の直径が、それぞれの第２のガス吸気通路の直径より大きく；
それぞれの第１のガス吸気通路の前記直径の、それぞれの第２のガス吸気通路の前記直径に対する比が、６０から６の間の範囲にある、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項11】

前記第１の処理ガスが、キャリアガスと、前記エピタキシャル反応のための前記ガスと、ドーパントガスとを含み；
前記キャリアガスが、窒素又は水素の少なくとも１つを含み；
前記エピタキシャル反応のための前記ガスが、シラン、二塩化シラン、三塩化シラン、又は四塩化ケイ素の少なくとも１つを含み；
前記ドーパントガスが、ホスフィン、ジボラン、又はアルシンの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項12】

前記第２の処理ガスが、キャリアガス、前記エピタキシャル反応のための前記ガス、又はドーパントガスの少なくとも１つを含み；
前記キャリアガスが、窒素又は水素の少なくとも１つを含み；
前記エピタキシャル反応のための前記ガスが、シラン、二塩化シラン、三塩化シラン、又は四塩化ケイ素の少なくとも１つを含み；
前記ドーパントガスが、ホスフィン、ジボラン、又はアルシンの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項13】

エピタキシャルデバイス用のガス吸気構造であって：
エピタキシャル反応のためのガスを含む第１の処理ガスを処理対象の被加工物の処理対象の表面に第１の方向に沿って提供するように構成された複数の第１のガス吸気通路であって、前記第１の方向は前記処理対象の表面に平行である、複数の第１のガス吸気通路と；
第２の方向に沿って間隔をあけて配置され、前記処理対象の表面の両側の縁に隣接する２つの調整領域にそれぞれ対応する２つの第２のガス吸気通路であって、少なくとも１つの第１のガス吸気通路は、前記２つの第２のガス吸気通路間に配設され、それぞれの第２のガス吸気通路は、第２の処理ガスを前記対応する調整領域に前記第１の方向に沿って提供し、前記第２の処理ガスは、前記調整領域を流れ抜ける前記エピタキシャル反応のための前記ガスの濃度を調整するように構成され、前記第２の方向は、前記第１の方向に垂直であり、前記処理対象の表面に平行である、２つの第２のガス吸気通路とを含む、ガス吸気構造。

【請求項14】

前記第２の処理ガスが、前記エピタキシャル反応のための前記ガスを含み；
前記第２の処理ガス中の前記エピタキシャル反応のための前記ガスの含有量が、前記第１の処理ガス中の前記エピタキシャル反応のための前記ガスの含有量より少ない、請求項１３に記載のガス吸気構造。

【請求項15】

前記複数の第１のガス吸気通路から流出する前記第１の処理ガスの流量が、前記２つの第２のガス吸気通路から流出する前記第２の処理ガスの流量と同じである、請求項１３に記載のガス吸気構造。

【請求項16】

それぞれの第２のガス吸気通路が、複数の補助ガス吸気配管を含み；
前記複数の補助ガス吸気配管が、等辺多角形の径方向断面形状に対応する形状を形成するように配置され；
前記等辺多角形の最低点及び前記複数の第１のガス吸気通路の径方向断面の最低点が、同じ平面内にある、請求項１３に記載のガス吸気構造。

【請求項17】

それぞれの第２のガス吸気通路が、３つの補助ガス吸気配管を含み；
前記３つの補助ガス吸気配管が、等辺三角形の径方向断面形状に対応する形状を形成するように配置される、請求項１６に記載のガス吸気構造。

【請求項18】

それぞれの第１のガス吸気通路の直径が、それぞれの第２のガス吸気通路の直径より大きく；
それぞれの第１のガス吸気通路の前記直径の、それぞれの第２のガス吸気通路の前記直径に対する比が、６０から６の間の範囲にある、請求項１３に記載のガス吸気構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001]本開示は、半導体技術の技術分野に関し、より詳細には、エピタキシャルデバイス及びエピタキシャルデバイス用のガス吸気構造に関する。
背景
[0002]シリコンエピタキシ装置では、エピタキシャル反応のための均一な濃度の処理ガスが、通常、ガス吸気部からチャンバ内に導入され、処理ガスは、サブマウントによって担持されたウェーハの表面上を水平に流れてエピタキシャル層を成長させ、次いで、排気ガス出口を退出してチャンバの外に出る。シリコン源によってもたらされるガス濃度及びガス温度が固定される条件下では、処理ガスのガス流量は、エピタキシャル層の膜厚さの分布に影響を与える主な要因である。エピタキシャル層の厚さの均一性を確実にするために、サブマウントを回転可能にすることが必要である。しかし、ウェーハ及びサブマウントの同時回転中、制御されない処理ガスの流れが、ウェーハ及びサブマウントの接合部に現れることがあり、それにより、ウェーハの周縁にあるエピタキシャル層の厚さを制御することは極めて難しく、エピタキシャル層の厚さ分布が均一であることを確実にすることは難しい。
概要
[0003]本開示は、エピタキシャルデバイス及びエピタキシャルデバイス用のガス吸気構造を提供して、背景セクションにおいて説明された技術的問題、たとえばウェーハの縁においてエピタキシャル層の厚さが不均一になる現象を解決する。

【0002】

[0004]本開示の１つの側面は、エピタキシャルデバイスを提供する。エピタキシャルデバイスは、チャンバと、処理対象の被加工物を担持するためにチャンバ内に配設されたサブマウントと、処理ガスを処理対象の被加工物の処理対象の表面に提供するためにチャンバの側壁に配設されたガス吸気構造と、ガス吸気構造とは反対側のチャンバの側壁に配置された排気構造とを含む。ガス吸気構造は：エピタキシャル反応のためのガスを含む第１の処理ガスを処理対象の表面全体に第１の方向に沿って提供するように構成された複数の第１のガス吸気通路であって、この場合第１の方向は、処理対象の表面に平行である、複数の第１のガス吸気通路と；第２の方向に沿って間隔をあけて配置され、処理対象の表面の両側の縁に隣接する２つの調整領域にそれぞれ対応する２つの第２のガス吸気通路であって、この場合少なくとも１つの第１のガス吸気通路は、２つの第２のガス吸気通路間に配設され、それぞれの第２のガス吸気通路は、第２の処理ガスを対応する調整領域に第１の方向に沿って提供し、第２の処理ガスは、調整領域を流れ抜けるエピタキシャル反応のためのガスの濃度を調整するように構成され、第２の方向は、第１の方向に垂直であり、処理対象の表面に平行である、２つの第２のガス吸気通路とを含む。

【0003】

[0005]いくつかの態様では、第２の処理ガスは、エピタキシャル反応のためのガスを含み；第２の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスの含有量は、第１の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスの含有量より少ない。

【0004】

[0006]いくつかの態様では、処理対象の表面の半径の、第２の方向の２つの調整領域のそれぞれの幅に対する比は、約１５以上である。

【0005】

[0007]いくつかの態様では、複数の第１のガス吸気通路から流出する第１の処理ガスの流量は、２つの第２のガス吸気通路から流出する第２の処理ガスの流量と同じである。

【0006】

[0008]いくつかの態様では、複数の第１のガス吸気通路は、第２の方向に沿って均等に配置される。

【0007】

[0009]いくつかの態様では、第２の方向の複数の第１のガス吸気通路の総分布距離は、処理対象の表面の直径以上である。

【0008】

[0010]いくつかの態様では、それぞれの第２のガス吸気通路は、複数の補助ガス吸気配管を含み；複数の補助ガス吸気配管は、等辺多角形の径方向断面形状に対応する形状を形成するように配置され；等辺多角形の最低点及び複数の第１のガス吸気通路の径方向断面の最低点は、同じ平面内にある。

【0009】

[0011]いくつかの態様では、第２の方向の２つの第２のガス吸気通路の総分布距離の、処理対象の表面の直径に対する比は、０．８から１．４の間の範囲にある。

【0010】

[0012]いくつかの態様では、それぞれの第１のガス吸気通路は、約５ｍｍから３０ｍｍの間の距離だけ、隣接する第１のガス吸気通路から離間される。

【0011】

[0013]いくつかの態様では、それぞれの第１のガス吸気通路の直径は、それぞれの第２のガス吸気通路の直径よりも大きく；それぞれの第１のガス吸気通路の直径の、それぞれの第２のガス吸気通路の直径に対する比は、６０から６の間の範囲にある。

【0012】

[0014]いくつかの態様では、第１の処理ガスは、キャリアガスと、エピタキシャル反応のためのガスと、ドーパントガスとを含み；キャリアガスは、窒素又は水素の少なくとも１つを含み；エピタキシャル反応のためのガスは、シラン、二塩化シラン（silicon dichlorodihydrogen）、三塩化シラン（silicon trichlorohydrogen）、又は四塩化ケイ素（silicon tetrachloride）の少なくとも１つを含み；ドーパントガスは、ホスフィン、ジボラン、又はアルシンの少なくとも１つを含む。

【0013】

[0015]いくつかの態様では、第２の処理ガスは、キャリアガス、エピタキシャル反応のためのガス、又はドーパントガスの少なくとも１つを含み；キャリアガスは、窒素又は水素の少なくとも１つを含み；エピタキシャル反応のためのガスは、シラン、二塩化シラン、三塩化シラン、又は四塩化ケイ素の少なくとも１つを含み；ドーパントガスは、ホスフィン、ジボラン、又はアルシンの少なくとも１つを含む。

【0014】

[0016]本開示の別の側面は、エピタキシャルデバイス用のガス吸気構造を提供する。ガス吸気構造は：エピタキシャル反応のためのガスを含む第１の処理ガスを処理対象の被加工物の処理対象の表面に第１の方向に沿って提供するように構成された複数の第１のガス吸気通路であって、この場合第１の方向は、処理対象の表面に平行である、複数の第１のガス吸気通路と；第２の方向に沿って間隔をあけて配置され、処理対象の表面の両側の縁に隣接する２つの調整領域にそれぞれ対応する２つの第２のガス吸気通路であって、この場合少なくとも１つの第１のガス吸気通路は、２つの第２のガス吸気通路間に配設され、それぞれの第２のガス吸気通路は、第２の処理ガスを対応する調整領域に第１の方向に沿って提供し、第２の処理ガスは、調整領域を流れ抜けるエピタキシャル反応のためのガスの濃度を調整するように構成され、第２の方向は、第１の方向に垂直であり、処理対象の表面に平行である、２つの第２のガス吸気通路とを含む。

【0015】

[0017]いくつかの態様では、第２の処理ガスは、エピタキシャル反応のためのガスを含み；第２の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスの含有量は、第１の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスの含有量より少ない。

【0016】

[0018]いくつかの態様では、複数の第１のガス吸気通路から流出する第１の処理ガスの流量は、２つの第２のガス吸気通路から流出する第２の処理ガスの流量と同じである。

【0017】

[0019]いくつかの態様では、それぞれの第２のガス吸気通路は、複数の補助ガス吸気配管を含み；複数の補助ガス吸気配管は、等辺多角形の径方向断面形状に対応する形状を形成するように配置され；複数の第１のガス吸気通路の径方向断面の最低点は、同じ平面内にある。

【0018】

[0020]いくつかの態様では、それぞれの第２のガス吸気通路は、３つの補助ガス吸気配管を含み；３つの補助ガス吸気配管は、等辺三角形の径方向断面形状に対応する形状を形成するように配置される。

【0019】

[0021]いくつかの態様では、それぞれの第１のガス吸気通路の直径は、それぞれの第２のガス吸気通路の直径より大きく；それぞれの第１のガス吸気通路の直径の、それぞれの第２のガス吸気通路の直径に対する比は、６０から６の間の範囲にある。

【0020】

[0022]本開示によって提供されるガス吸気構造は、第１の処理ガスを処理対象の被加工物の処理対象の表面に提供し、第２の処理ガスを処理対象の表面の両側に位置する周囲領域に提供することができる、複数の第１のガス吸気通路及び２つの第２のガス吸気通路を含む。第２の処理ガスは、調整領域を流れ抜けるエピタキシャル反応のためのガスの濃度を調整するように構成され、それによって処理対象の表面全体上に形成されるエピタキシャル層の厚さ分布の均一性を改善する。第１の処理ガス及び第２の処理ガスは、同じ方向に入るため、第１の処理ガス及び第２の処理ガスは円滑に流れ、乱流は生成されず、これは、エピタキシャル層の厚さ分布を制御するのに有益である。

【0021】

[0023]本開示の態様によって提供されるエピタキシャルデバイスは、本開示の態様によって提供されるガス吸気構造を採用することによって、処理対象の表面全体上に形成されるエピタキシャル層の厚さ分布の均一性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】[0024]図１は、本開示のいくつかの態様によるエピタキシデバイスの概略上面図である。

【図2】[0025]図２は、本開示のいくつかの態様によるエピタキシデバイスの概略側面図である。

【図3】[0026]図３は、本開示のいくつかの態様によるガス吸気構造の概略図である。

【図4】[0027]図４は、本開示のいくつかの態様による別のガス吸気構造の概略図である。

【図5】[0028]図５は、本開示のいくつかの態様による別のエピタキシデバイスの概略上面図である。

【図6】[0029]図６は、本開示のいくつかの態様によるガス吸気方法のフロー図である。

【0023】

態様の詳細な説明
[0030]さまざまな態様又は例が、本開示のさまざまな特徴を示すために提供される。構成要素及び構成の具体的な例が、本開示を簡単にするために以下で説明される。理解され得るように、説明は例示的であるように意図されており、本開示を限定するようには意図されていない。たとえば、以下の説明では、第２の特徴上に又は特徴にわたって第１の特徴を形成することは、第１の特徴及び第２の特徴が互いに直接的に接触するいくつかの態様と、第１の特徴及び第２の特徴が互いに直接的に接触しないように、第１の特徴と第２の特徴との間に追加の構成要素が形成されるいくつかの態様とを含んでもよい。さらに、本開示は、参照記号及び／又は番号をさまざまな態様において再使用してもよい。そのような再使用は、簡潔及び明確にするためであり、それ自体、論じられる異なる態様及び／構成間の関係を表すものではない。

【0024】

[0031]さらに、空間的関係の用語、たとえば「下方」、「下」、「下側」、「上方」、「上」などは、１つの構成要素又は特徴と別の構成要素又は特徴との関係を図に示されるように説明することを容易にするために使用されてもよい。これらの空間的関係の用語は、図に示される配向に加えて、ユーザ又は動作におけるデバイスの多くの異なる配向を包含するように意図される。デバイスは、他の配向（たとえば、９０度に又は他の配向に回転にされる）で配置されてもよく、これらの空間的関係の用語は、それにしたがって解釈されなければならない。

【0025】

[0032]本出願の幅広い範囲を記載するために使用される数値範囲及びパラメータは、近似値であるが、具体的な例において記載される数値は、可能な限り正確に報告されている。しかし、そのような数値は何れも、個々の試験方法の結果生じる標準偏差を固有に含む。ここで使用されるとき、用語「約」は、通常、実際の値が特定の値又は範囲のプラス又はマイナス１０％、５％、１％、又は０．５％内にあることを指す。或いは、用語「約」は、実際の値が、本出願が関係する当業者によって理解されるような、平均の許容可能な標準偏差内にあることを指す。実験に基づく例以外、別途明示的に述べられない限り、ここで使用されるすべての範囲、量、数値、及び割合（たとえば材料の量、時間長さ、温度、作動状態、数量比などを説明する）は、「約」によって修飾されることを理解されたい。したがって、別途そうではないと述べられない限り、本明細書及び添付の特許請求の範囲において開示される数値パラメータは、近似的な数値であり、必要に応じて変更されてもよい。最低限、これらの数値パラメータは、示されるような有効桁数、及び従来の丸み付けを適用することによって得られる数値を指すように解釈されなければならない。数値範囲は、ここでは、１つの終点から別の終点まで、又は２つの終点間として表される。別途示されない限り、ここであげられる数値範囲は、終点を含む。

【0026】

[0033]既存の技術では、エピタキシャル層の厚さ分布の均一性を改善するために、シリコンエピタキシデバイスのチャンバ組立体は、主要処理ガス及び補助処理ガスをチャンバ内に異なる方向から導入するための主要ガス吸気構造及び補助ガス吸気構造を含む。しかし、主要処理ガス及び補助処理ガスがチャンバに入った後、主要処理ガス及び補助処理ガスの流れは、主要処理ガス及び補助処理ガスが互いに相互作用するときに妨げられる。その結果、形成されるエピタキシャル層の厚さ分布を制御することは難しい。

【0027】

[0034]本開示は、上記で言及された状況を考慮して作成され、薄膜形成方法と、エピタキシャル方法を使用するエピタキシャルデバイスとを提供し、それによってエピタキシャル層の均一な厚さ分布を確実にしながら、安定したエピタキシャル層成長速度を達成することができる。さらに、本開示は、エピタキシャルデバイス用のチャンバ組立体を提供し、これは、ガス吸気構造を含む。いくつかの態様では、ガス吸気構造は、複数の第１のガス吸気通路と、２つの第２のガス吸気通路とを含む。２つの第２のガス吸気通路は、処理対象の表面の両側の縁に隣接する２つの調整領域にそれぞれ対応して、第２の方向に沿って間隔をあけて配置される。少なくとも１つの第１のガス吸気通路は、２つの第２のガス吸気通路間に配設される。それぞれの第２のガス吸気通路は、第２の処理ガスを調整領域に第１の方向に沿って提供するように構成される。これらの構成要素の改良により、処理対象の表面上に形成されるエピタキシャル層の厚さ分布の均一性が改善され、それによって製品品質が改善される。

【0028】

[0035]図１及び図２は、本開示のいくつかの態様によるエピタキシャルデバイスの概略図である。いくつかの態様では、エピタキシャルデバイスは、処理対象の被加工物の処理対象の表面を処理するように、たとえば処理対象の被加工物（たとえばウェーハ）の処理対象の表面上にエピタキシャル層を形成するように構成される。図１及び図２に示すように、エピタキシャルデバイスは、チャンバ４と、被加工物６を担持するためにチャンバ４内に配設されたサブマウント５と、ガス吸気構造１と、排気構造７とを含む。ガス吸気構造１は、チャンバ４の側壁に配設され、処理ガスを処理対象の被加工物６の処理対象の表面に提供するように構成される。排気構造７は、処理ガスを排出するために、ガス吸気構造１の反対側のチャンバ４の側壁に配設される。

【0029】

[0036]いくつかの態様では、図１に示されるように、上方から見たとき、サブマウント５の上側表面の直径は、処理対象の被加工物６の処理対象の表面の直径より大きく、それにより、処理対象の被加工物６がサブマウント５の上側表面上に置かれたとき、サブマウント５の上側表面の一部（すなわち処理対象の被加工物６の外側に位置する領域）は、処理対象の被加工物６によって覆われない。いくつかの態様では、サブマウント５は、回転され得る。サブマウント５が回転すると、処理対象の被加工物６は連帯的に回転する。いくつかの態様では、サブマウント５は、処理対象の被加工物６を加熱してもよく、それによって、エピタキシャル層が、所定の温度において処理対象の被加工物６上に形成されてもよい。

【0030】

[0037]ガス吸気構造１は、複数の第１のガス吸気通路２と２つの第２のガス吸気通路３とを含む。複数の第１のガス吸気部２は、第１の処理ガスを処理対象の被加工物６の処理対象の表面に第１の方向Ｘ１に沿って提供するように構成される。第１の処理ガスは、エピタキシャル反応に合わせて構成されたガスを含む。第１の方向Ｘ１は、処理対象の被加工物６の処理対象の表面に平行である。具体的には、第１の方向Ｘ１は、処理対象の表面に平行な径方向の１つである。２つの第２のガス吸気通路３は、第２の方向Ｘ２に沿って間隔をあけて配置され、少なくとも１つの第１のガス吸気通路２は、２つの第２のガス吸気通路３間に配設される。第２の方向Ｘ２は、処理対象の被加工物６の処理対象の表面に平行であり、第１の方向Ｘ１に垂直である。加えて、２つの第２のガス吸気通路３はそれぞれ、処理対象の表面の両側の縁に隣接する２つの調整領域６１に対応する。それぞれの第２のガス吸気通路３は、第２の処理ガスを２つの調整領域６１の１つに第１の方向Ｘ１に沿って提供するように構成される。第２の処理ガスは、エピタキシャル反応のために２つの調整領域のそれぞれを通って流れるガスの濃度を調整するように構成される。

【0031】

[0038]実用的な用途では、第１の処理ガス及び第２の処理ガスは、上記で説明されたガス吸気構造１を使用することによって、同時に又は交互にチャンバ４内に導入され得る。第１の処理ガス及び第２の処理ガスがチャンバ４内に同時に導入されるとき、第１の処理ガス及び第２の処理ガスは、第１の方向Ｘ１に沿って複数の第１のガス吸気通路２及び２つの第２のガス吸気通路３に入り、すなわち、第１の処理ガス及び第２の処理ガスは、同じ方向に入る。第１の処理ガス及び第２の処理ガスがそれぞれ、処理対象の表面及び調整領域６１上を第１の方向Ｘ１に沿って進んだ後、第１の処理ガス及び第２の処理ガスは、続いて第１の方向Ｘ１に沿って排気構造７に入り、そのため、乱流は発生しない。第１の処理ガスを進めることに加えて、エピタキシャル反応のために２つの調整領域６１のそれぞれを流れ抜けるガスの濃度が、第２の処理ガスを２つの調整領域６１のそれぞれ内に進めることによって調整されてもよい。したがって、調整領域６１に隣接する縁と、処理対象の表面の中央領域との間のエピタキシャル反応のためのガスの濃度の差は、低減される。

【0032】

[0039]たとえば、エピタキシャルデバイスが処理対象の被加工物６の処理対象の表面を処理するように構成されるとき、サブマウント５は、処理対象の被加工物６を連帯的に回転させるように駆動する。処理対象の被加工物６の処理対象の表面の両側に位置する調整領域６１を流れ抜けるガスの突発的な流量変化が、発生することがある。これにより、処理対象の表面の中央領域内に形成されるエピタキシャル層の厚さは、調整領域６１に隣接する縁内に形成されるエピタキシャル層の厚さとは異なる。具体的には、処理対象の表面の縁内に形成されるエピタキシャル層の厚さは、処理対象の表面の中央領域内に形成されるエピタキシャル層の厚さより厚い。この場合、エピタキシャル反応のために調整領域６１を流れ抜けるガスの濃度が、第２の処理ガスによって希釈されてもよく、それによって、処理対象の表面の縁内に形成されるエピタキシャル層の厚さは薄くなる。したがって、処理対象の表面上に形成されるエピタキシャル層の厚さの分布均一性は、改善される。

【0033】

[0040]いくつかの態様では、第２の処理ガスは、エピタキシャル反応のためのガスを含み、第２の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスの含有量は、第１の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスの含有量より少ない。このようにして、第２の処理ガスは、エピタキシャル反応のために調整領域６１を流れ抜けるガスの濃度を希釈するように機能する。実用的な用途では、第２の処理ガスは、エピタキシャル反応のためのガスを含まなくてもよく、エピタキシャル反応のために調整領域６１を流れ抜けるガスの濃度を調整することができる任意のガスであることができる。

【0034】

[0041]いくつかの態様では、第２の処理ガスは、第１の処理ガスが処理対象の表面上を流れることを確実にするために、処理対象の表面の両側に位置する調整領域６１においてガスカーテンを形成するようにさらに構成される。

【0035】

[0042]図１に示されるように、調整領域６１は処理対象の表面の縁の外側に位置することに留意されたい。しかし、本開示は、図１に示される配置によって限定されない。実用的な用途では、調整領域６１の範囲は、特定の制限を有さない。たとえば、調整領域６１は、処理対象の表面の縁の内側に位置してもよく、又は処理対象の表面の縁の外側と内側の両方に位置してもよい。

【0036】

[0043]いくつかの態様では、処理対象の表面の半径Ｒｓの、第２の方向の２つの調整領域６１のそれぞれの幅に対する比は、約１５以上である。

【0037】

[0044]いくつかの態様では、第１のガス吸気通路２から流出する第１の処理ガスの流量は、第２のガス吸気通路３から流出する第２の処理ガスの流量と同じである。このようにして、第１の処理ガス及び第２の処理ガスを第１の方向Ｘ１に沿って流すことに加えて、第１のガス吸気通路２から流出する第１の処理ガスの流量を、第２のガス吸気通路３から流出する第２の処理ガスの流量と同じにすることにより、ガスは、乱流を生じさせずに処理対象の表面全体上を円滑に流れ、それによって処理対象の表面全体上に均一な厚さを有するエピタキシャル層を形成する。

【0038】

[0045]いくつかの態様では、複数の第１のガス吸気通路２は、第２の方向Ｘ２に沿って均等に配置される。このようにして、それぞれの第１のガス吸気通路２から出た第１の処理ガスを第１の方向Ｘ１に沿って流すことに加えて、複数の第１のガス吸気通路２は、第２の方向Ｘ２に沿って均等に配置され、それによって、処理対象の表面上の異なる位置を通って流れる第１の処理ガスを均等に分布させることができる。複数の第１のガス吸気通路２の配置密度は、具体的な要求事項にしたがって柔軟に調整されてもよい。たとえば、複数の第１のガス吸気通路の配置密度は、パラメータ、たとえば処理対象の被加工物６のサイズ、チャンバ４の空間的寸法、ガスの流量などにしたがって調整されてもよい。

【0039】

[0046]いくつかの態様では、それぞれの第１のガス吸気通路２は、約５ｍｍから３０ｍｍの間の距離だけ、隣接する第１のガス吸気通路２から分離される。

【0040】

[0047]いくつかの態様では、第２の方向Ｘに沿って配置された複数の第１のガス吸気通路２の総分布距離Ｄｇ２は、処理対象の表面の直径Ｄｓより大きく、それによって、複数の第１のガス吸気通路２から出た第１の処理ガスは、処理対象の表面全体上を流れることができる。総分布距離Ｄｇ２は、２つの最も外側の第１のガス吸気通路２間の第２の方向Ｘ２の最大距離を指す。

【0041】

[0048]いくつかの態様では、ガス吸気構造１と処理対象の表面との間の第３の方向Ｙの距離は、第１の処理ガスが処理対象の表面全体と効果的に反応できる限り、本開示によって限定されない。第３の方向Ｙは、処理対象の表面に垂直である。

【0042】

[0049]いくつかの態様では、それぞれの第１のガス吸気通路２の中心及びそれぞれの第２のガス吸気通路３の中心は、第３の方向Ｙに処理対象の表面から同じ距離にあり、すなわち、それぞれの第１のガス吸気通路２及びそれぞれの第２のガス吸気通路３は、処理対象の表面に対して同じ高さに位置する。

【0043】

[0050]いくつかの態様では、第１の処理ガスは、キャリアガスと、エピタキシャル反応のためのガスと、ドーパントガスとを含む。キャリアガスは、窒素（Ｎ_２）又は水素（Ｈ_２）の少なくとも１つを含む。エピタキシャル反応のためのガスは、シラン（ＳｉＨ_４）、二塩化シラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）、三塩化シラン（ＳｉＨＣｌ_３）、又は四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ_４）の少なくとも１つを含む。ドーパントガスは、ホスフィン（ＰＨ_３）、ジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）、又はアルシン（ＡｓＨ_３）の少なくとも１つを含む。

【0044】

[0051]いくつかの態様では、第２の処理ガスは、キャリアガス、エピタキシャル反応のためのガス、又はドーパントガスの少なくとも１つを含む。第２の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスの含有量は、第１の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスの含有量より少ない。キャリアガスは、窒素（Ｎ_２）又は水素（Ｈ_２）の少なくとも１つを含む。エピタキシャル反応のためのガスは、シラン（ＳｉＨ_４）、二塩化シラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）、三塩化シラン（ＳｉＨＣｌ_３）、又は四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ_４）の少なくとも１つを含む。ドーパントガスは、ホスフィン（ＰＨ_３）、ジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）、又はアルシン（ＡｓＨ_３）の少なくとも１つを含む。

【0045】

[0052]第２の処理ガスは、調整領域６１内のエピタキシャル反応のためのガスの濃度を調整するように構成される。たとえば、第２の処理ガスは、調整領域６１内のエピタキシャル反応のためのガスを希釈してもよく、それによって、調整領域６１内のエピタキシャル反応のためのガスの濃度は、低減される。いくつかの態様では、第１の処理ガスの組成及び流量が固定されている条件下で、第２の処理ガスのキャリアガス濃度及びそれぞれの第２のガス吸気通路３の位置を調整することにより、エピタキシャル反応のためのガスの濃度及び希釈領域が、変更され得る。

【0046】

[0053]いくつかの態様では、調整領域６１内のエピタキシャル反応のためのガスが希釈される必要がある場合、それぞれの第２のガス吸気通路３は、第２の処理ガスの安定した流れを対応する調整領域６１に提供するように構成され得る。たとえば、それぞれの第２のガス吸気通路３から流出する第２の処理ガスの流量は、固定される。

【0047】

[0054]いくつかの態様では、異なる処理条件では、第１の処理ガスは、第２の処理ガスの流量が固定されるときに第２の処理ガス中のキャリアガス濃度を調整することによって適切に希釈され得る。いくつかの態様では、第２の処理ガスのキャリアガスは、第１の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスを希釈するように構成される。いくつかの態様では、第１の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスの濃度が、希釈された領域内で突然低下しすぎることを防止するために、第２の処理ガス中に含まれるキャリアガス及びエピタキシャル反応のためのガスの割合が適切であることを確実にしなければならない。いくつかの態様では、第２の処理ガスは、キャリアガスとドーパントガスとを含むが、エピタキシャル反応のためのガスは含まない。

【0048】

[0055]いくつかの態様では、第１の処理ガス中、エピタキシャル反応のためのガスの割合はａ％であり、キャリアガスの割合は、（１００－ａ）％である（ドーパントガスが追加的にカウントされる）。第２の処理ガス中、エピタキシャル反応のためのガスの割合はｂ％であり、キャリアガスの割合は、（１００－ｂ）％である（ドーパントガスが追加的にカウントされる）。ａ及びｂは、正数である。ａは１００より小さく、ｂより大きい。したがって、含有量ｍを有する第１の処理ガスが含有量ｎを有する第２の処理ガスと混合されると、エピタキシャル反応のための混合されたガスの濃度がｘ％であると仮定して、ｘ％は、（ａｍ＋ｂｎ）／（ｍ＋ｎ）に等しく、ｘはａとｂとの間にある。第２の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスの含有量が、第１の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスの含有量より少ない場合、第２の処理ガスは、第１の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスを希釈し、それによって処理対象の表面にわたって形成されるエピタキシャル層の厚さ均一性を改善することが、前述の説明から分かり得る。

【0049】

[0056]図３は、本開示のいくつかの態様によるガス吸気構造の概略図である。いくつかの態様では、図３に示されるように、それぞれの第２のガス吸気通路３の直径は、それぞれの第１のガス吸気通路２の直径より小さく、それにより、第２のガス吸気通路３から流出する第２の処理ガスの分布領域の幅は、第２の方向Ｘ２に比較的狭くなり、第１のガス吸気通路２から流出する第１の処理ガスの分布領域を占有せず、それによって、第１の処理ガスが処理対象の表面とのエピタキシャル反応を実行することを確実にする。いくつかの態様では、それぞれの第１のガス吸気通路２の直径の、それぞれの第２のガス吸気通路３の直径に対する比は、６０から６の間の範囲にある。

【0050】

[0057]いくつかの態様では、それぞれの第１のガス吸気通路２の出口の中心及びそれぞれの第２のガス吸気通路３の出口の中心は、同じ平面上に位置する。たとえば、それぞれの第１のガス吸気通路２の出口の中心及びそれぞれの第２のガス吸気通路３の出口の中心は、平面Ｐ１上に位置する。平面Ｐ１は、処理対象の表面に平行である。いくつかの態様では、第２の方向Ｘ２の２つの第２のガス吸気通路３の総分布距離Ｄｇ１の、処理対象の表面の直径Ｄｓに対する比は、０．８から１．４の間の範囲にある。総分布距離Ｄｇ１は、２つの最も外側の第２のガス吸気通路３間の第２の方向Ｘ２の最大距離を指す。

【0051】

[0058]いくつかの態様では、第２の方向Ｘ２の２つの第２のガス吸気通路３の総分布距離Ｄｇ１は、Ｄｓ±５０ｍｍに等しく、この場合Ｄｓは、処理対象の表面の直径である。いくつかの態様では、第２の方向Ｘ２の２つの第２のガスの吸気通路３の総分布距離Ｄｇ１は、第２の方向Ｘ２の複数の第１のガス吸気通路２の総分布距離Ｄｇ２より小さい。

【0052】

[0059]図３に示される態様では、それぞれの第１のガス吸気通路２及びそれぞれの第２のガス吸気通路３は、独立した配管にそれぞれ接続されてもよく、それぞれの独立した配管は、第１の処理ガスを対応する第１のガス吸気通路２に独立的に提供し、又は第２の処理ガスを対応する第２のガス吸気通路３に提供することに留意されたい。しかし、これは、本開示の態様を限定するものではない。いくつかの他の態様では、複数の第１のガス吸気通路２は、同じ配管に接続されてもよく、この配管は、第１の処理ガスをそれぞれの第１のガス吸気通路２に同時に提供する。２つの第２のガス吸気通路３は、別の同じ配管に接続されてもよく、この配管は、第２の処理ガスをそれぞれの第２のガス吸気通路３に同時に提供する。複数の第１のガス吸気通路２のそれぞれ及び２つの第２のガス吸気通路３のそれぞれから流出する第１の処理ガス及び第２の処理ガスの流量が同じである限り、これらの配管構成は、本開示の態様の範囲内に含まれる。

【0053】

[0060]図４は、本開示のいくつかの態様による別のガス吸気構造の概略図である。いくつかの態様では、図４に示されるように、第２の処理ガスの流れを分散させることが、第１の処理ガスの流れを円滑に保つのに有益である。たとえば、それだけに限定されないが、それぞれの第２のガス吸気通路３は複数の出口を有し、それぞれの第２のガス吸気通路３は補助ガス吸気配管を含み、補助ガス吸気配管は複数の出口を有する。或いは、それぞれの第２のガス吸気通路３は複数の補助ガス吸気配管を含み、それぞれの補助ガス吸気配管は単一の出口を有する。たとえば、図４に示されるように、それぞれの第２のガス吸気通路３は、３つの補助ガス吸気配管３１を含む。それぞれの補助ガス吸気配管３１は、単一の出口を有する。第２の処理ガスが同じ流量でそれぞれの出口から流出する限り、これらの態様は、本開示の範囲内に含まれる。

【0054】

[0061]いくつかの態様では、複数の補助ガス吸気配管は、等辺多角形、たとえばそれだけに限定されないが等辺三角形の径方向断面形状に対応する形状を形成するように配置され、等辺多角形の一辺及び複数の第１のガス吸気通路２の径方向断面の最低点は、同じ平面にある。たとえば、等辺多角形の一辺及び複数の第１のガス吸気通路２の径方向断面の最低点は、同じ平面Ｐ２にある。たとえば、図４に示されるように、３つの補助ガス吸気配管３１は、等辺三角形における径方向断面の形状を形成するように配置される。等辺三角形の底側は、たとえば、それだけに限定されないが、複数の第１のガス吸気通路２の径方向断面の最低点と同じ平面Ｐ２に位置する。

【0055】

[0062]実用的な用途では、エピタキシャルデバイスは、処理対象の被加工物６を処理するための他のデバイス又は構成要素を有してもよい。たとえば、エピタキシャルデバイスは、サブマウント５上に担持された処理対象の被加工物６の温度を所定の処理温度に調整するための加熱デバイスを含んでもよい。たとえば、加熱デバイスは、サブマウント５内に配設される。図を簡潔にするために、図１及び図２は、本開示の態様の説明に関連付けられたデバイス及び構成要素のみを示している。

【0056】

[0063]図５は、本開示のいくつかの態様による別のエピタキシデバイスの概略上面図である。いくつかの態様では、図５に示されるように、第２の方向Ｘ２の２つの第２のガス吸気通路３の総分布距離Ｄｇ１は、第２の方向Ｘ２の複数の第１のガス吸気通路２の総分布距離Ｄｇ２より大きい。換言すれば、図５に示されるように、ガス吸気構造１を上から見た図で見たとき、複数の第１のガス吸気通路２は、２つの第２のガス吸気通路３間に配設される。この場合、ガス吸気構造１によって提供される第１の処理ガスはすべて、処理対象の表面の両側に第２の処理ガスによって形成されたガスカーテン間に閉じ込められる。いくつかの態様では、第２の方向Ｘ２の２つの第２のガス吸気通路３の総分布距離Ｄｇ１は、処理対象の表面の直径Ｄｓより大きい。いくつかの態様では、第２の方向Ｘ２の２つの第２のガス吸気通路３の総分布距離Ｄｇ１は、第２の方向Ｘ２の複数の第１のガス吸気通路２の総分布距離Ｄｇ２より大きく、第２の方向Ｘ２の複数の第１のガス吸気通路２の総分布距離Ｄｇ２は、処理対象の表面の直径Ｄｓより大きい。

【0057】

[0064]本開示はまた、ガス吸気方法、特にエピタキシャルデバイスのためのガス吸気方法を提供する。図６は、本開示のいくつかの態様によるガス吸気方法のフロー図である。図６に示される工程は、説明される順序通りに実行される必要はなく、実質的に同じ結果を得ることができれば、他の順序で又は同時に実行されてもよい。ガス吸気方法８は、以下の工程を含む。

【0058】

[0065]工程８１において、第１の処理ガスが、処理対象の被加工物６の処理対象の表面全体に第１の方向Ｘ１に提供される。

【0059】

[0066]工程８２において、第２の処理ガスが、処理対象の表面の両側の縁に隣接する２つの調整領域６１それぞれに第１の方向Ｘ１に提供される。いくつかの態様では、ガス吸気方法８は、図１、図２、又は図５に示されるようなエピタキシャルデバイスにおいて実行される。

【0060】

[0067]いくつかの態様では、第１の処理ガス及び第２の処理ガスは、同時に提供される。第２の処理ガスは、たとえば、第１の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスを希釈するために、調整領域６１を流れ抜けるエピタキシャル反応のためのガスの濃度を調整するように構成される。

【0061】

[0068]いくつかの態様では、第１の方向Ｘ１は、処理対象の表面の径方向に平行であり、処理対象の表面の上方に位置する。第１の処理ガス及び第２の処理ガスは、処理対象の表面に対するエピタキシャル反応を引き起こすことができる。いくつかの態様では、ガス全体がチャンバ１内で円滑に流れることを保つために、処理対象の表面を流れ抜ける第１の処理ガスの流量は、調整領域６１を流れ抜ける第２の処理ガスの流量と同じである。

【0062】

[0069]本開示は、以下の態様に関してさらに説明される。しかし、これらの態様は、説明的であるように意図されるにすぎず、本開示の限定として解釈されてはならないことを理解されたい。

【0063】

[0070]態様１
[0071]第１の処理ガスは、第１の方向Ｘ１に沿って複数の第１のガス吸気通路２を通ってチャンバ４内に導入されて、チャンバ４内でサブマウント５によって担持された処理対象の被加工物６の処理対象の表面と第１の処理ガスのエピタキシャル反応を引き起こす。第１の処理ガスの流量は、１分あたり約５０標準リットル（ＳＬＭ）である。第１の処理ガス中に含まれるエピタキシャル反応のためのガスの濃度は、約４％である。それと同時に、エピタキシャル反応のためのガスを含まない第２の処理が、第１の方向Ｘ１に沿って２つの第２のガス吸気通路３を通ってチャンバ４内に導入されて、第２の処理ガスを処理対象の表面の両側の調整領域６１に提供する。第２の処理ガスの流量は、約３ＳＬＭである。

【0064】

[0072]エピタキシャル反応のためのガスは、シリコン源を含む。

【0065】

[0073]処理対象の被加工物６は、ウェーハである。調整領域６１を流れ抜けるエピタキシャル反応のためのガスの平均濃度は、約３．５％である。エピタキシャル成長後、エピタキシャル層の縁から３ｍｍの距離にあるエピタキシャル層の厚さは、エピタキシャル層の縁から１０ｍｍの距離にあるエピタキシャル層の厚さより約１％厚い。

【0066】

[0074]比較例１
[0075]第１の処理ガスは、第１の方向Ｘ１に沿って複数の第１のガス吸気通路２を通ってチャンバ４内に導入されて、チャンバ４内でサブマウント５によって担持された処理対象の被加工物６の処理対象の表面と第１の処理ガスのエピタキシャル反応を引き起こす。第１の処理ガスの流量は、１分あたり約５０標準リットル（ＳＬＭ）である。第１の処理ガス中に含まれるエピタキシャル反応のためのガスの濃度は、約４％である。それと同時に、ガスは、２つの第２のガス吸気通路３を通ってチャンバ４内に導入されない。エピタキシャル反応のためのガスは、シリコン源を含む。

【0067】

[0076]処理対象の被加工物６は、ウェーハである。エピタキシャル成長後、エピタキシャル層の縁から３ｍｍの距離にあるエピタキシャル層の厚さは、エピタキシャル層の縁から１０ｍｍの距離にあるエピタキシャル層の厚さより約４％厚い。

【0068】

[0077]態様１と比較例１を比較することにより、第１の処理ガスが複数の第１のガス吸気通路２を通って導入される間、エピタキシャル反応のためのガスを含む、又は含まない第２の処理ガスが、２つの第２のガス吸気通路３を通って導入され、それによって処理対象の被加工物６の処理対象の表面全体上に形成されるエピタキシャル層の厚さの分布均一性を改善することが分かり得る。

【0069】

[0078]本開示の態様は、ガス吸気構造と、関連するエピタキシャルデバイスとを提供する。本開示によって提供されるガス吸気構造は、複数の第１のガス吸気通路２と２つの第２のガス吸気通路３とを含む。複数の第１のガス吸気通路２は、第１の処理ガスを処理対象の被加工物６の処理対象の表面に提供する。２つの第２のガス吸気通路３は、第２の処理ガスを処理対象の表面の両側に位置する周囲領域に、複数の第１のガス吸気通路と同じ方向に提供する。第１の処理ガスは、エピタキシャル反応のためのガスを含む。第２の処理ガスは、エピタキシャル反応のためのガスを含む、又は含まない。第２の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスの含有量は、第１の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスの含有量より少ない。本開示の態様によって提供されるガス吸気構造は、第１の処理ガス及び第２の処理ガスが円滑に流れるようにし、それによって処理対象の表面全体上に形成されるエピタキシャル層の厚さ分布の均一性を改善する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2022-04-21

【手続補正1】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2022-07-13

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エピタキシャルデバイスであって：
チャンバと；
処理対象の被加工物を担持するために前記チャンバ内に配設されたサブマウントと、
処理ガスを前記処理対象の被加工物の処理対象の表面に提供するために前記チャンバの側壁に配設されたガス吸気構造であって、前記ガス吸気構造は：
第１の処理ガスを前記処理対象の表面全体に第１の方向に沿って提供するように構成された複数の第１のガス吸気通路であって、前記第１の方向は前記処理対象の表面に平行である、複数の第１のガス吸気通路と；

第１の方向に沿って前記処理対象の表面の両側の縁にそれぞれ第２の処理ガスを提供するように構成された２つの第２のガス吸気通路であって、少なくとも１つの第１のガス吸気通路は、前記２つの第２のガス吸気通路間に配設される、２つの第２のガス吸気通路とを含む、ガス吸気構造と；
前記ガス吸気構造とは反対側の前記チャンバの側壁に配置された排気構造とを含む、
ここにおいて、前記第１の処理ガスは、エピタキシャル反応のためのガスを含み、前記第２の処理ガスは、エピタキシャル反応のための前記ガスを含み、または含まず、前記第２の処理ガス中の前記エピタキシャル反応のための前記ガスの含有量が、前記第１の処理ガス中の前記エピタキシャル反応のための前記ガスの含有量より少ない、
エピタキシャルデバイス。

【請求項2】

前記処理対象の表面の半径の、前記処理対象の表面の両側の縁のそれぞれの幅に対する比が、約１５以上である、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項3】

前記複数の第１のガス吸気通路から流出する前記第１の処理ガスの流量が、前記２つの第２のガス吸気通路から流出する前記第２の処理ガスの流量と同じである、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項4】

前記複数の第１のガス吸気通路が、第２の方向に沿って均等に配置され、前記第２の方向は、前記処理対象の表面に平行であり、前記第１の方向に垂直である、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項5】

第２の方向の前記複数の第１のガス吸気通路の総分布距離が、前記処理対象の表面の直径以上であり、前記第２の方向は、前記処理対象の表面に平行であり、前記第１の方向に垂直である、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項6】

それぞれの第２のガス吸気通路が、複数の補助ガス吸気配管を含み；
前記複数の補助ガス吸気配管が、等辺多角形の形状で配置され；
前記等辺多角形の最低点及び前記複数の第１のガス吸気通路の最低点が、同じ平面内にある、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項7】

第２の方向の前記２つの第２のガス吸気通路の総分布距離の、前記処理対象の表面の直径に対する比が、０．８から１．４の間の範囲にあり、前記第２の方向は、前記処理対象の表面に平行であり、前記第１の方向に垂直である、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項8】

それぞれの第１のガス吸気通路が、約５ｍｍから３０ｍｍの間の距離だけ、隣接する第１のガス吸気通路から離間される、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項9】

それぞれの第１のガス吸気通路の直径の、それぞれの第２のガス吸気通路の前記直径に対する比が、６０から６の間の範囲にある、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項10】

前記第１の処理ガスが、キャリアガスと、前記エピタキシャル反応のための前記ガスと、ドーパントガスとを含み；
前記キャリアガスが、窒素又は水素の少なくとも１つを含み；
前記エピタキシャル反応のための前記ガスが、シラン、二塩化シラン、三塩化シラン、又は四塩化ケイ素の少なくとも１つを含み；
前記ドーパントガスが、ホスフィン、ジボラン、又はアルシンの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項11】

前記第２の処理ガスが、キャリアガス、前記エピタキシャル反応のための前記ガス、又はドーパントガスの少なくとも１つを含み；
前記キャリアガスが、窒素又は水素の少なくとも１つを含み；
前記エピタキシャル反応のための前記ガスが、シラン、二塩化シラン、三塩化シラン、又は四塩化ケイ素の少なくとも１つを含み；
前記ドーパントガスが、ホスフィン、ジボラン、又はアルシンの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のエピタキシャルデバイス。

【請求項12】

エピタキシャルデバイス用のガス吸気構造であって：
第１の処理ガスを処理対象の表面全体に第１の方向に沿って提供するように構成された複数の第１のガス吸気通路であって、前記第１の方向は前記処理対象の表面に平行である、複数の第１のガス吸気通路と；
第１の方向に沿って前記処理対象の表面の両側の縁にそれぞれ第２の処理ガスを提供するように構成された２つの第２のガス吸気通路であって、少なくとも１つの第１のガス吸気通路は、前記２つの第２のガス吸気通路間に配設される、２つの第２のガス吸気通路とを含む、
ここにおいて、前記第１の処理ガスは、エピタキシャル反応のためのガスを含み、前記第２の処理ガスは、エピタキシャル反応のための前記ガスを含み、または含まず、前記第２の処理ガス中の前記エピタキシャル反応のための前記ガスの含有量が、前記第１の処理ガス中の前記エピタキシャル反応のための前記ガスの含有量より少ない、
ガス吸気構造。

【請求項13】

前記複数の第１のガス吸気通路から流出する前記第１の処理ガスの流量が、前記２つの第２のガス吸気通路から流出する前記第２の処理ガスの流量と同じである、請求項１２に記載のガス吸気構造。

【請求項14】

それぞれの第２のガス吸気通路が、複数の補助ガス吸気配管を含み；
前記複数の補助ガス吸気配管が、等辺多角形の形状で配置され；
前記等辺多角形の最低点及び前記複数の第１のガス吸気通路の最低点が、同じ平面内にある、請求項１２に記載のガス吸気構造。

【請求項15】

それぞれの第２のガス吸気通路が、３つの補助ガス吸気配管を含み；
前記３つの補助ガス吸気配管が、等辺三角形の形状で配置される、請求項１４に記載のガス吸気構造。

【請求項16】

それぞれの第１のガス吸気通路の直径の、それぞれの第２のガス吸気通路の前記直径に対する比が、６０から６の間の範囲にある、請求項１２に記載のガス吸気構造。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0069】

[0078]本開示の態様は、ガス吸気構造と、関連するエピタキシャルデバイスとを提供する。本開示によって提供されるガス吸気構造は、複数の第１のガス吸気通路２と２つの第２のガス吸気通路３とを含む。複数の第１のガス吸気通路２は、第１の処理ガスを処理対象の被加工物６の処理対象の表面に提供する。２つの第２のガス吸気通路３は、第２の処理ガスを処理対象の表面の両側に位置する周囲領域に、複数の第１のガス吸気通路と同じ方向に提供する。第１の処理ガスは、エピタキシャル反応のためのガスを含む。第２の処理ガスは、エピタキシャル反応のためのガスを含む、又は含まない。第２の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスの含有量は、第１の処理ガス中のエピタキシャル反応のためのガスの含有量より少ない。本開示の態様によって提供されるガス吸気構造は、第１の処理ガス及び第２の処理ガスが円滑に流れるようにし、それによって処理対象の表面全体上に形成されるエピタキシャル層の厚さ分布の均一性を改善する。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
エピタキシャルデバイスであって：
チャンバと；
処理対象の被加工物を担持するために前記チャンバ内に配設されたサブマウントと、 処理ガスを前記処理対象の被加工物の処理対象の表面に提供するために前記チャンバの側壁に配設されたガス吸気構造であって、前記ガス吸気構造は：
エピタキシャル反応のためのガスを含む第１の処理ガスを前記処理対象の表面全体に第１の方向に沿って提供するように構成された複数の第１のガス吸気通路であって、前記第１の方向は前記処理対象の表面に平行である、複数の第１のガス吸気通路と；
第２の方向に沿って間隔をあけて配置され、前記処理対象の表面の両側の縁に隣接する２つの調整領域それぞれに対応する２つの第２のガス吸気通路であって、少なくとも１つの第１のガス吸気通路は、前記２つの第２のガス吸気通路間に配設され、それぞれの第２のガス吸気通路は、第２の処理ガスを前記対応する調整領域に前記第１の方向に沿って提供し、前記第２の処理ガスは、前記調整領域を流れ抜ける前記エピタキシャル反応のための前記ガスの濃度を調整するように構成され、前記第２の方向は、前記第１の方向に垂直であり、前記処理対象の表面に平行である、２つの第２のガス吸気通路とを含む、ガス吸気構造と；
前記ガス吸気構造とは反対側の前記チャンバの側壁に配置された排気構造とを含む、エピタキシャルデバイス。
［Ｃ２］
前記第２の処理ガスが、前記エピタキシャル反応のための前記ガスを含み；
前記第２の処理ガス中の前記エピタキシャル反応のための前記ガスの含有量が、前記第１の処理ガス中の前記エピタキシャル反応のための前記ガスの含有量より少ない、Ｃ１に記載のエピタキシャルデバイス。
［Ｃ３］
前記処理対象の表面の半径の、前記第２の方向の前記２つの調整領域のそれぞれの幅に対する比が、約１５以上である、Ｃ１に記載のエピタキシャルデバイス。
［Ｃ４］
前記複数の第１のガス吸気通路から流出する前記第１の処理ガスの流量が、前記２つの第２のガス吸気通路から流出する前記第２の処理ガスの流量と同じである、Ｃ１に記載のエピタキシャルデバイス。
［Ｃ５］
前記複数の第１のガス吸気通路が、前記第２の方向に沿って均等に配置される、Ｃ１に記載のエピタキシャルデバイス。
［Ｃ６］
前記第２の方向の前記複数の第１のガス吸気通路の総分布距離が、前記処理対象の表面の直径以上である、Ｃ１に記載のエピタキシャルデバイス。
［Ｃ７］
それぞれの第２のガス吸気通路が、複数の補助ガス吸気配管を含み；
前記複数の補助ガス吸気配管が、等辺多角形の径方向断面形状に対応する形状を形成するように配置され；
前記等辺多角形の最低点及び前記複数の第１のガス吸気通路の径方向断面の最低点が、同じ平面内にある、Ｃ１に記載のエピタキシャルデバイス。
［Ｃ８］
前記第２の方向の前記２つの第２のガス吸気通路の総分布距離の、前記処理対象の表面の直径に対する比が、０．８から１．４の間の範囲にある、Ｃ１に記載のエピタキシャルデバイス。
［Ｃ９］
それぞれの第１のガス吸気通路が、約５ｍｍから３０ｍｍの間の距離だけ、隣接する第１のガス吸気通路から離間される、Ｃ１に記載のエピタキシャルデバイス。
［Ｃ１０］
それぞれの第１のガス吸気通路の直径が、それぞれの第２のガス吸気通路の直径より大きく；
それぞれの第１のガス吸気通路の前記直径の、それぞれの第２のガス吸気通路の前記直径に対する比が、６０から６の間の範囲にある、Ｃ１に記載のエピタキシャルデバイス。
［Ｃ１１］
前記第１の処理ガスが、キャリアガスと、前記エピタキシャル反応のための前記ガスと、ドーパントガスとを含み；
前記キャリアガスが、窒素又は水素の少なくとも１つを含み；
前記エピタキシャル反応のための前記ガスが、シラン、二塩化シラン、三塩化シラン、又は四塩化ケイ素の少なくとも１つを含み；
前記ドーパントガスが、ホスフィン、ジボラン、又はアルシンの少なくとも１つを含む、Ｃ１に記載のエピタキシャルデバイス。
［Ｃ１２］
前記第２の処理ガスが、キャリアガス、前記エピタキシャル反応のための前記ガス、又はドーパントガスの少なくとも１つを含み；
前記キャリアガスが、窒素又は水素の少なくとも１つを含み；
前記エピタキシャル反応のための前記ガスが、シラン、二塩化シラン、三塩化シラン、又は四塩化ケイ素の少なくとも１つを含み；
前記ドーパントガスが、ホスフィン、ジボラン、又はアルシンの少なくとも１つを含む、Ｃ１に記載のエピタキシャルデバイス。
［Ｃ１３］
エピタキシャルデバイス用のガス吸気構造であって：
エピタキシャル反応のためのガスを含む第１の処理ガスを処理対象の被加工物の処理対象の表面に第１の方向に沿って提供するように構成された複数の第１のガス吸気通路であって、前記第１の方向は前記処理対象の表面に平行である、複数の第１のガス吸気通路と；
第２の方向に沿って間隔をあけて配置され、前記処理対象の表面の両側の縁に隣接する２つの調整領域にそれぞれ対応する２つの第２のガス吸気通路であって、少なくとも１つの第１のガス吸気通路は、前記２つの第２のガス吸気通路間に配設され、それぞれの第２のガス吸気通路は、第２の処理ガスを前記対応する調整領域に前記第１の方向に沿って提供し、前記第２の処理ガスは、前記調整領域を流れ抜ける前記エピタキシャル反応のための前記ガスの濃度を調整するように構成され、前記第２の方向は、前記第１の方向に垂直であり、前記処理対象の表面に平行である、２つの第２のガス吸気通路とを含む、ガス吸気構造。
［Ｃ１４］
前記第２の処理ガスが、前記エピタキシャル反応のための前記ガスを含み；
前記第２の処理ガス中の前記エピタキシャル反応のための前記ガスの含有量が、前記第１の処理ガス中の前記エピタキシャル反応のための前記ガスの含有量より少ない、Ｃ１３に記載のガス吸気構造。
［Ｃ１５］
前記複数の第１のガス吸気通路から流出する前記第１の処理ガスの流量が、前記２つの第２のガス吸気通路から流出する前記第２の処理ガスの流量と同じである、Ｃ１３に記載のガス吸気構造。
［Ｃ１６］
それぞれの第２のガス吸気通路が、複数の補助ガス吸気配管を含み；
前記複数の補助ガス吸気配管が、等辺多角形の径方向断面形状に対応する形状を形成するように配置され；
前記等辺多角形の最低点及び前記複数の第１のガス吸気通路の径方向断面の最低点が、同じ平面内にある、Ｃ１３に記載のガス吸気構造。
［Ｃ１７］
それぞれの第２のガス吸気通路が、３つの補助ガス吸気配管を含み；
前記３つの補助ガス吸気配管が、等辺三角形の径方向断面形状に対応する形状を形成するように配置される、Ｃ１６に記載のガス吸気構造。
［Ｃ１８］
それぞれの第１のガス吸気通路の直径が、それぞれの第２のガス吸気通路の直径より大きく；
それぞれの第１のガス吸気通路の前記直径の、それぞれの第２のガス吸気通路の前記直径に対する比が、６０から６の間の範囲にある、Ｃ１３に記載のガス吸気構造。

【国際調査報告】