特表 2024-510872 統合型エピタキシ及び前洗浄システム

(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】2024-03-12

(54)【発明の名称】統合型エピタキシ及び前洗浄システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20240305BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20240305BHJP

   H01L 21/302 20060101ALI20240305BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240305BHJP

   C23C 16/02 20060101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

H01L21/205

H01L21/302 105B

H01L21/302 201A

H01L21/304 645B

C23C16/02

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023543332

(86)(22)【出願日】2022-04-26

(85)【翻訳文提出日】2023-09-15

(86)【国際出願番号】 US2022026366

(87)【国際公開番号】W WO2022250825

(87)【国際公開日】2022-12-01

(31)【優先権主張番号】63/192,325

(32)【優先日】2021-05-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/463,966

(32)【優先日】2021-09-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】フアン， イー－チャウ

(72)【発明者】

【氏名】リー， ソンジェ

(72)【発明者】

【氏名】ヴェライカル， マーノィ

(72)【発明者】

【氏名】ウー， チェン－イン

(72)【発明者】

【氏名】デービー， エリック

(72)【発明者】

【氏名】チョプラ， ソーラブ

【テーマコード（参考）】

4K030

5F004

5F045

5F157

【Ｆターム（参考）】

4K030AA03

4K030AA05

4K030AA06

4K030BA02

4K030BA08

4K030BA09

4K030BA25

4K030BA29

4K030BA38

4K030BA54

4K030BA55

4K030BA56

4K030BA57

4K030DA03

4K030DA04

4K030JA09

4K030JA10

5F004AA14

5F004BA19

5F004DA00

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5F004DA03

5F004DA15

5F004DA16

5F004DA17

5F004DA18

5F004DA20

5F004DB03

5F045AA03

5F045AB02

5F045AC00

5F045AC01

5F045AC05

5F045AC07

5F045AC13

5F045AD08

5F045AD09

5F045AD10

5F045AD11

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5F045AF03

5F045BB14

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5F045DP28

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5F045DQ17

5F045EB14

5F045EB15

5F045EJ02

5F045EK14

5F045HA03

5F157AA43

5F157AA84

5F157AB02

5F157AB13

5F157AB33

5F157AC01

5F157BG06

5F157BG23

5F157BG24

(57)【要約】

本開示の実施形態は、概して、基板表面を洗浄し、続いてその上にエピタキシャル堆積プロセスを実行するための統合型基板処理システムに関する。処理システムは、膜形成チャンバと、膜形成チャンバに結合された移送チャンバと、移送チャンバに結合され、基板支持体を有する酸化物除去チャンバとを含む。処理システムは、酸化物除去チャンバ内に、フッ素含有ガスと、水、アルコール、有機酸、及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む蒸気とを含むプロセス混合ガスを導入するように構成されたコントローラを含む。コントローラは、基板から酸化膜を除去するために、基板支持体上に位置決めされた基板をプロセス混合ガスに暴露するように構成される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理システムであって、
膜形成チャンバと、
前記膜形成チャンバに結合された移送チャンバと、
前記移送チャンバに結合され、基板支持体を有する酸化物除去チャンバと、
コントローラであって、
前記酸化物除去チャンバ内に、フッ素含有ガスと、水、アルコール、有機酸、及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む蒸気とを含むプロセス混合ガスを導入し、
基板から酸化膜を除去するために、前記基板支持体上に位置決めされた基板を前記プロセス混合ガスに暴露する
ように構成されたコントローラと
を備える、処理システム。

【請求項2】

前記アルコールは、第一級アルコールを含む、請求項１に記載の処理システム。

【請求項3】

前記アルコールは、メチルアルコール及びエチルアルコールのうちの少なくとも一方を含む、請求項２に記載の処理システム。

【請求項4】

前記アルコールは、Ｃ１－Ｃ３アルコールを含む、請求項１に記載の処理システム。

【請求項5】

前記フッ素含有ガスは、フッ化水素、フッ化窒素、フッ化炭素、フッ化硫黄、及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の処理システム。

【請求項6】

前記プロセス混合ガスは、アンモニアを含まない、請求項１に記載の処理システム。

【請求項7】

前記蒸気の濃度は、前記プロセス混合ガス全体の約５％ｗｔ／ｗｔから約７５％ｗｔ／ｗｔであってよい、請求項１に記載の処理システム。

【請求項8】

前記基板支持体は、各々が別個の冷却チャネルを有する２つ以上の独立した温度制御ゾーンを含む、請求項１に記載の処理システム。

【請求項9】

前記コントローラは、前記基板を前記プロセス混合ガスに曝露している間、前記基板支持体の温度を約０℃以下に維持するように構成される、請求項１に記載の処理システム。

【請求項10】

前記コントローラは、前記膜形成チャンバに配置された基板に膜を形成するように構成される、請求項１に記載の処理システム。

【請求項11】

基板の処理方法であって
基板を、フッ素含有ガスと、水、アルコール、有機酸、及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む蒸気とを含むプロセス混合ガスに曝露することにより、第１のプロセスチャンバに配置された前記基板から酸化物を除去することと、
真空又は不活性環境下で、前記第１のプロセスチャンバから第２のプロセスチャンバに前記基板を移送することと、
前記第２のプロセスチャンバに配置された前記基板に膜を形成することと
を含む方法。

【請求項12】

第１のガス源から前記第１のプロセスチャンバに前記フッ素含有ガスを導入することと、
第２のガス源から前記第１のプロセスチャンバに前記蒸気を導入することと、
前記基板を前記プロセス混合ガスに曝露する前に、前記フッ素含有ガス及び前記蒸気を混合して前記プロセス混合ガスを形成するために、前記第１のプロセスチャンバに配置されたデュアルチャネルシャワーヘッドを通して前記フッ素含有ガス及び前記蒸気を流すことと
を更に含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記プロセス混合ガスは、アンモニアを含まない、請求項１１に記載の方法。

【請求項14】

酸化物除去中に、前記基板を約０℃以下の温度に冷却することを更に含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項15】

前記プロセス混合ガスとの反応により、固体副生成物が形成されることなく、前記基板から前記酸化物が除去される、請求項１１に記載の方法。

【請求項16】

前記第１のプロセスチャンバに前記フッ素含有ガス及び前記蒸気を別々に供給することと、
前記第１のプロセスチャンバに到着後、前記フッ素含有ガス及び前記蒸気を混合することと
を更に含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項17】

前記フッ素含有ガス対前記蒸気の流量比は、約１：１０から約１０：１である、請求項１１に記載の方法。

【請求項18】

処理システムであって、
膜形成チャンバと、
前記膜形成チャンバに結合された第１の移送チャンバと、
前記第１の移送チャンバに結合された通過ステーションと、
前記通過ステーションに結合された第２の移送チャンバと、
前記第２の移送チャンバに結合された第１の酸化物除去チャンバであって、前記第１の酸化物除去チャンバ、前記第２の移送チャンバ、前記通過ステーション、前記第１の移送チャンバ、及び前記膜形成チャンバは真空又は不活性環境下に維持され、前記第１の酸化物除去チャンバは第１の基板支持体を含む、第１の酸化物除去チャンバと、
コンピュータ可読媒体であって、前記処理システムのプロセッサによって実行されると、前記システムに、
第１の基板を、フッ素含有ガスと、水、アルコール、有機酸、及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む蒸気とを含むプロセス混合ガスに曝露することにより、前記第１の酸化物除去チャンバに配置された前記第１の基板から酸化物を除去することと、
前記膜形成チャンバに前記第１の基板を移送することと、
前記膜形成チャンバに配置された前記第１の基板に膜を形成することと
を行わせる命令を記憶したコンピュータ可読媒体と、
前記第１の酸化物除去チャンバに結合されたロードロックチャンバと
を備える、処理システム。

【請求項19】

前記第２の移送チャンバに結合され、真空又は不活性環境下に維持される第２の酸化物除去チャンバを更に備え、前記第２の酸化物除去チャンバは第２の基板支持体を含み、前記コンピュータ可読媒体に記憶された命令は更に、前記システムに、
第２の基板を前記プロセス混合ガスに暴露することにより、前記第２の酸化物除去チャンバに配置された前記第２の基板から酸化物を除去すること
を行わせる、請求項１８に記載の処理システム。

【請求項20】

前記処理システムの内部容積は周囲環境から分離される、請求項１８に記載の処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］本開示の実施形態は、概して、基板の表面を洗浄するための装置及び方法に関する。より詳細には、本明細書に開示される実施形態は、基板表面を洗浄し、続いてその上にエピタキシャル堆積プロセスを実行するための統合型基板処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］集積回路は、シリコン及びその他の半導体基板内及びシリコン及びその他の半導体基板上に形成される。単結晶シリコンの場合、基板は、溶融シリコンの溶液からインゴットを成長させ、次に固化したインゴットを複数の基板に鋸引きすることによって製造される。その後、単結晶シリコン基板上にエピタキシャルシリコン層を形成し、ドープされていてよい又はドープされていなくてよい無欠陥シリコン層を形成することができる。このエピタキシャルシリコン層から、トランジスタ等の半導体デバイスを製造することができる。形成されたエピタキシャルシリコン層の電気的特性は、一般に単結晶シリコン基板の特性よりも優れている。

【0003】

［０００３］単結晶シリコン及びエピタキシャルシリコン層の表面は、典型的な基板製造設備の周囲条件に暴露されると汚染されやすい。例えば、単結晶シリコン表面には、基板のハンドリング及び／又は基板処理設備の周囲環境への暴露により、エピタキシャル層の堆積前に自然酸化物層が形成されることがある。更に、周囲環境に存在する炭素及び酸素種等の外来の汚染物質が単結晶表面に堆積することもある。単結晶シリコン表面に自然酸化物層又は汚染物質が存在すると、続いて単結晶表面に形成されるエピタキシャル層の品質に悪影響を及ぼす。従来の前洗浄プロセスは、１又は複数の独立型真空プロセスチャンバで実施されることが多く、基板のハンドリング時間が長引く場合があり、基板が周囲環境に暴露される可能性が上がり得る。

【0004】

［０００４］従って、当技術分野では、基板のハンドリング時間及び周囲環境への曝露を最小限にする、エピタキシャル堆積プロセスを実行する前に基板表面を洗浄するための改善された基板処理システムを提供する必要性が存在する。

【発明の概要】

【0005】

［０００５］本開示では、膜形成チャンバと、膜形成チャンバに結合された移送チャンバと、移送チャンバに結合され、基板支持体を有する酸化物除去チャンバとを含む処理システムが記載される。処理システムは、酸化物除去チャンバ内に、フッ素含有ガスと、水、アルコール、有機酸、及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む蒸気とを含むプロセス混合ガスを導入するように構成されたコントローラを含む。コントローラは、基板から酸化膜を除去するために、基板支持体上に位置決めされた基板をプロセス混合ガスに暴露するように構成される。

【0006】

［０００６］また、本明細書には、基板を、フッ素含有ガスと、水、アルコール、有機酸、及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む蒸気とを含むプロセス混合ガスに曝露することにより、第１のプロセスチャンバに配置された基板から酸化物を除去することを含む、基板の処理方法が記載される。本方法は、真空又は不活性環境下で第１のプロセスチャンバから第２のプロセスチャンバに基板を移送することと、第２のプロセスチャンバに配置された基板に膜を形成することとを含む。

【0007】

［０００７］また、本明細書には、膜形成チャンバと、膜形成チャンバに結合された第１の移送チャンバと、第１の移送チャンバに結合された通過ステーションと、通過ステーションに結合された第２の移送チャンバと、第２の移送チャンバに結合された第１の酸化物除去チャンバと、第１の酸化物除去チャンバに結合されたロードロックチャンバとを含む処理システムが記載される。第１の酸化物除去チャンバ、第２の移送チャンバ、通過ステーション、第１の移送チャンバ、及び膜形成チャンバは、真空又は不活性環境下に維持される。第１の酸化物除去チャンバは、第１の基板支持体を含む。本システムは、コンピュータ可読媒体であって、処理システムのプロセッサによって実行されると、システムに、第１の基板を、フッ素含有ガスと、水、アルコール、有機酸、及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む蒸気とを含むプロセス混合ガスに曝露することにより、第１の酸化物除去チャンバに配置された第１の基板から酸化物を除去することを行わせる命令を記憶したコンピュータ可読媒体を含む。

【0008】

［０００８］添付の図面に示す本開示の例示的な実施形態を参照することによって、上記に要約し、以下により詳細に説明する本開示の実施形態を理解することができる。しかし、添付の図面は本開示の典型的な実施形態を単に示すものであり、従って、その範囲を限定するものと見なすべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうるものであることを留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】特定の実施形態に係る処理方法を示す図である。

【図2】特定の実施形態に係る、図１の洗浄プロセスの少なくとも一部を実行するために使用される処理チャンバの断面図である。

【図3】特定の実施形態に係る、エピタキシャル堆積プロセスを実行するためのプロセスチャンバを示す概略断面図である。

【図4】本明細書に記載の洗浄及び堆積プロセスを実行するための例示的な統合型真空処理システムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［００１３］理解を容易にするために、可能な限り、図面に共通の同一要素を示すのに同一の参照番号を使用している。図面は縮尺どおりに描かれておらず、わかりやすくするために簡略化されている場合がある。一実施形態の要素及び特徴は、さらなる詳述なしに他の実施形態に有益に組み込まれ得ると考えられる。

【0011】

［００１４］本明細書に開示される実施形態は、基板表面を洗浄し、続いてその上にエピタキシャル堆積プロセスを実行するための統合型基板処理システムに関する。

【0012】

［００１５］本明細書に開示される特定の実施形態は、基板を、フッ素含有ガスと、水、アルコール、及び／又は有機酸を含む蒸気との混合物に曝露することによる表面酸化物の除去を提供する。本明細書に開示される気相混合物は、アンモニア（ＮＨ_３）を含む従来のプロセス混合ガスとの反応に特徴的な固体副生成物の形成を回避する。例えば、フッ素含有プロセスガス中にＮＨ_３が存在すると、固体アンモニウム塩（例えば、（ＮＨ_４）_２ＳｉＦ_６、又はケイフッ化アンモニウム）が形成される。ケイフッ化アンモニウムは固体結晶を形成し、基板表面に形成された特徴内に堆積する。統合型システムは、基板表面の酸化ケイ素（例：ＳｉＯ_２）等の自然酸化物の成長を低減させる又は防止するために、基板が真空又は不活性環境下に維持されるように設計されている。しかしながら、従来のプロセスガスによる固体結晶の形成は、このようなシステムの使用によって得られるであろう効率向上の多くを無効にしてしまう。有益なことに、本明細書に開示される特定の実施形態は、塩等の固体副生成物が形成されることなく表面酸化物の除去を可能にする。

【0013】

［００１６］基板表面に形成された特徴内から固体副生成物を除去するには、熱処理（例えば、塩の結晶を分解するための加熱）が必要な場合があり、これは処理時間及び処理の複雑さを増加させる。より小さい特徴サイズ（例えば、約１０ｎｍから約２５ｎｍ等の約２５ｎｍ以下の臨界寸法を有する、又は約１０から約２５等の約２５以下のアスペクト比（すなわち、幅に対する深さの比）を有する）の場合、固体副生成物の除去は、従来の技法では対処できない可能性のある更に大きな課題を提示する。本明細書で開示されるプロセス混合ガスは、固体副生成物の形成を完全に回避することができ、熱処理の必要性を回避し、洗浄効率及びスループットを向上させる。

【0014】

［００１７］本明細書に開示される特定のプロセス混合ガス及びプロセスパラメータは、プラズマ形成の有無にかかわらず、従来のフッ素及びアンモニア含有プロセスガスと比較すると、特に、低誘電率誘電体材料、シリコン、シリコンゲルマニウム、及び窒化ケイ素（例えば、ＳｉＮ）等の他の材料と比較して、自然酸化物の除去を強化するためのエッチング選択性を改善する。

【0015】

［００１８］図１は、特定の実施形態に係る処理方法１００を示す図である。工程１０２において、洗浄プロセスを用いて半導体基板の表面から酸化物が除去される。工程１０２における酸化物の除去は、「前洗浄」又は「エッチング」とも称され得る。基板は、シリコン含有材料を含んでいてよく、表面は、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）又はシリコンゲルマニウム合金（ＳｉＧｅ）等の材料を含んでいてよい。幾つかの例では、Ｓｉ、Ｇｅ、又はＳｉＧｅ表面は、自然酸化物層等の酸化物層と、その上に配置された汚染物質を有する可能性がある。エピタキシャル堆積プロセスは酸化物及び炭素含有汚染物質等の汚染物質に対して敏感であるため、クリーンルーム環境に数時間暴露された結果生じた表面汚染は、蓄積された酸化物及び汚染物質が、続いて形成されるエピタキシャル層の品質に影響を与えるほど重大になる可能性がある。

【0016】

［００１９］基板表面は、酸化物除去プロセス及び汚染物質除去プロセスを実行することによって洗浄され得る。一例では、酸化物は、洗浄プロセス（工程１０２）を用いて基板の表面から除去され、炭素含有汚染物質等の汚染物質は、還元プロセスを用いて基板の表面から除去される。洗浄プロセスは蒸気を含み得る。幾つかの例では、洗浄プロセスは、プラズマを形成することなく、及び／又は基板をラジカル又はラジカル種に暴露することなく実行され得る。幾つかの例では、プロセスガスはアンモニアを含まない場合がある。プロセスガスは、蒸気と混合されたフッ素含有ガスを含んでいてよい。幾つかの例では、プロセスガスは、１又は複数のパージガス又はキャリアガス（例えば、水素、ヘリウム、及び／又はアルゴン）を更に含み得る。

【0017】

［００２０］幾つかの例では、フッ素含有ガスは、フッ化水素（例えば、ＨＦ）、無水フッ化水素、フッ素（Ｆ_２）、フッ化窒素（例えば、三フッ化窒素（ＮＦ_３））、フッ化炭素（例えば、四フッ化炭素（ＣＦ_４）、ヘキサフルオロエタン（Ｃ_２Ｆ_６）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ_３）、ジフルオロメタン（ＣＨ_２Ｆ_２）、オクトフルオロプロパン（Ｃ_３Ｆ_８）、オクトフルオロシクロブタン（Ｃ_４Ｆ_８）、オクトフルオロ［１－］ブタン（Ｃ_４Ｆ_８）、オクトフルオロ［２－］ブタン（Ｃ_４Ｆ_８）、又はオクトフルオロイソブチレン（Ｃ_４Ｆ_８））、フッ化硫黄（例：六フッ化硫黄（ＳＦ_６））、又はそれらの組み合わせを含み得る。幾つかの例では、フッ素含有ガスの流量は、３００ｍｍの基板に対して約５０ｓｃｃｍから約５００ｓｃｃｍであってよい。幾つかの例では、処理チャンバ内（例えば、基板表面と接触している）のフッ素含有ガスの濃度は、他の全ての成分（例えば、キャリアガス又はパージガス）を含む全プロセス混合ガスの約５％ｗｔ／ｗｔから約７５％ｗｔ／ｗｔであってよい。

【0018】

［００２１］幾つかの例では、蒸気は、水（例えば、蒸留水）、第一級アルコール（例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、又はイソブチルアルコール）、第２級アルコール（例えば、イソプロピルアルコール又はｓｅｃ－ブチルアルコール）、第３級アルコール（例えば、ｔｅｒｔ－ブチルアルコール）、環状アルコール（例えば、シクロヘキシルアルコール）、複合アルコール（例えば、４－エチル－３－ヘキサノール）、Ｃ１アルコール、Ｃ２アルコール、Ｃ３アルコール、Ｃ１－Ｃ２アルコール、Ｃ１－Ｃ３アルコール、Ｃ１－Ｃ４アルコール、有機酸、又はそれらの組み合わせを含み得る。幾つかの例では、蒸気はフッ素含有ガスと表面酸化物との間の反応速度を増加させ得る。幾つかの例では、炭素数の低いアルコールは、炭素数の高いアルコールと比較して、反応速度をより大きく増加させ得る（例えば、相対的な反応速度は、Ｃ１アルコール＞Ｃ２アルコール＞Ｃ３アルコールであり得る）。幾つかの例では、蒸気の流量は、３００ｍｍの基板に対して約５ｓｃｃｍから約５００ｓｃｃｍであってよい。幾つかの例では、フッ素含有ガス対蒸気の流量比（蒸気に対するフッ素含有ガスの流量比）は、約１０：１から約１：１０であってよい。幾つかの例では、蒸気の濃度は、他の全ての成分（例えば、キャリアガス又はパージガス）を含む全プロセス混合ガスの約５ｗｔ／ｗｔから約７５ｗｔ／ｗｔであってよい。

【0019】

［００２２］工程中、フッ素含有ガスは、プロセスチャンバに充満させるために蒸気と混合させることができる。幾つかの他の例では、ガスは、異なる経路を通じて（すなわち、別々に）プロセスチャンバに供給され、プロセスチャンバに到着後、基板と接触する前に混合され得る。ガスの混合は、基板が配置される処理領域から空間的に分離されていてよい。本明細書で説明する「空間的に分離されている」という用語は、１又は複数のチャンバ構成要素、あるいは混合チャンバと基板処理チャンバとの間の導管によってでも基板処理領域から分離された混合領域を指す場合がある。幾つかの例では、処理チャンバ内の混合プロセスガスの温度（例えば、基板表面と接触する混合プロセスガスの温度）を指していてよい処理温度は、約－５０℃から－約４０℃等の約０℃以下であってよい。幾つかの例では、処理チャンバの圧力は、約０．５Ｔｏｒｒから約２０Ｔｏｒｒの範囲内であってよい。

【0020】

［００２３］前洗浄プロセスは、大部分が共形性であり、酸化物層に対して選択的であるため、層がアモルファス、結晶性、又は多結晶性であるかにかかわらず、シリコン（例えば、低誘電率スペーサ又は他の誘電体材料）、ゲルマニウム、又は窒化物層を容易にエッチングしない。シリコン又はゲルマニウムと比較した酸化物に対するプロセスガスの選択性は、少なくとも約３：１、例えば約５：１以上、例えば約１０：１以上である。プロセスガスはまた、窒化物に比べて酸化物の選択性が高い。窒化物と比較したプロセスガスの選択性は、少なくとも約３：１、例えば約５：１以上、例えば約１０：１以上である。

【0021】

［００２４］幾つかの実施形態では、前洗浄プロセスの間又は前洗浄プロセスの実行後のいずれかにおいて、熱エネルギーが、生じた全ての副生成物の除去を助けるために処理された基板に印加され得る。幾つかの実施形態では、熱エネルギーは、基板表面上に見出される不要な副生成物を昇華させる放射、対流及び／又は伝導性熱伝達プロセスを介して供給される。

【0022】

［００２５］オプションの工程１０４において、基板の表面から炭素汚染物質を除去することによって、第２の洗浄プロセスが実行され得る。工程１０４を工程１０２の後に示したが、幾つかの他の実施例では、工程１０４は工程１０２の前であってよい。洗浄プロセスは、プラズマ洗浄チャンバで実行されるプラズマプロセスを含み得る。プラズマプロセスは、水素（Ｈ_２）、ヘリウム（Ｈｅ）、アンモニア（ＮＨ_３）、フッ素含有ガス、又はそれらの組み合わせを含むガスから形成されるプラズマを使用し得る。プラズマは、誘導結合又は容量結合であってよく、プラズマは、処理チャンバのマイクロ波源によって形成され得る、又はプラズマは、遠隔プラズマ源によって形成され得る。

【0023】

［００２６］工程１０６において、基板の表面にエピタキシャル層が形成される。上述したように、事前に洗浄すれば、基板表面は均一に酸化され、汚染物質がなく、基板表面に続いて形成される層の品質が向上する。例示的なエピタキシャルプロセスは、約８００℃未満、例えば約４５０℃から約６５０℃の温度で実行される選択エピタキシャルプロセスであってよい。エピタキシャル層は、高温化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスを用いて形成され得る。エピタキシャル層は、結晶シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、又はＩＩＩ－Ｖ族化合物又はＩＩ－ＶＩ族化合物等の任意の適切な半導体材料であってよい。１つの例示的な熱ＣＶＤプロセスでは、エピタキシャル層を形成するために、クロロシランＳｉＨ_ｘＣｌ_４－ｘ（モノ、ジ、トリ、テトラ）、シランＳｉ_ｘＨ_２Ｘ＋２（シラン、ジシラン、トリシラン等）、ゲルマンＧｅ_ｘＨ_２ｘ＋２（ゲルマン、ジゲルマン等）、塩化水素ＨＣｌ、塩素ガス（Ｃｌ_２）、又はそれらの組み合わせ等の処理ガスが使用される。処理温度は８００℃未満、例えば約３００℃から約６００℃、例えば約４５０℃であり、処理圧力は約５Ｔｏｒｒから約６００Ｔｏｒｒの範囲内である。エピタキシャル堆積プロセスを実行するために使用できる例示的な処理チャンバは、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から入手可能なＣｅｎｔｕｒａ（商標）Ｅｐｉチャンバである。他のメーカーのチャンバも使用可能である。

【0024】

［００２７］工程１０２、１０４及び１０６は、図４に図示し、更に以下に説明する処理システム等の１つの処理システムにおいて実行され得る。全ての残留副生成物又は汚染物質を除去し、表面をアニールして全ての表面欠陥を除去するために、オプションの熱処理を、工程１０２と１０４との間又は工程１０２と１０４の後に、１０６の層形成プロセスを実行する前に実行することもできる。このようなアニールは、オプションでアルゴン又はヘリウム等の不活性ガスを含む水素雰囲気下で実行することができ、約４００℃から約８００℃の温度及び約１Ｔｏｒｒから約３００Ｔｏｒｒの圧力で実行することができる。

【0025】

［００２８］図２は、工程１０２の洗浄プロセスの少なくとも一部を実行するように適合され、それにより基板の表面から酸化物等の汚染物質を除去するように構成された処理チャンバ２００の断面図である。

【0026】

［００２９］処理チャンバ２００は、気相洗浄プロセスを実行するために特に有用であり得る。処理チャンバ２００は、概して、チャンバ本体２０２と、リッドアセンブリ２０４と、支持アセンブリ２０６とを含む。リッドアセンブリ２０４は、チャンバ本体２０２の上端に配置され、支持アセンブリ２０６は、少なくとも部分的にチャンバ本体２０２内に配置される。処理チャンバ２００からガスを除去するために真空システムを使用することができる。真空システムは、チャンバ本体２０２に配置された真空ポート２１０に結合された真空ポンプ２０８を含む。

【0027】

［００３０］リッドアセンブリ２０４は、チャンバ２００内の処理領域２１２にガスを供給するように構成された複数の積層構成要素を含む。リッドアセンブリ２０４は、第１のガス源２１４及び第２のガス源２１６に接続される。第１のガス源２１４及び第２のガス源２１６からのガスは、ガスポート２１８を通してリッドアセンブリ２０４に導入される。幾つかの例では、第１のガス源２１４は、プロセスガスの少なくとも第１の部分（例えば、図１の工程１０２に関して上述したプロセスガスのフッ素含有成分）を供給し得る。幾つかの例では、第２のガス源２１６は、プロセスガスの第２の部分（例えば、図１の工程１０２に関して上述したプロセスガスの蒸気成分）を供給し得る。幾つかの例では、１又は複数のパージガス又はキャリアガスもまた、第１のガス源２１４、第２のガス源２１６から、又は別のガス源から処理領域２１２に供給され得る。

【0028】

［００３１］リッドアセンブリ２０４は、概して、第１のプレート２２０と、第１のプレート２２０の下方の第２のプレート２２２と、第２のプレート２２２の下方であって処理領域２１２の上方のシャワーヘッド２２４とを含む。第１のプレート２２０、第２のプレート２２２、及びシャワーヘッド２２４の各々は、それらを貫通して形成され、それぞれの各部品の上方及び下方のガス領域を接続する複数の開孔を含む。従って、ガスポート２１８を通してリッドアセンブリ２０４に導入されたガスは、リッドアセンブリ２０４の各部品をこの順序で流れる。図２に示す実施例では、シャワーヘッド２２４は、チャネル２２８の第１のセットとチャネル２３０の第２のセットとを有するデュアルチャネルシャワーヘッドである。デュアルチャネルシャワーヘッドは、第１のガス源２１４及び第２のガス源２１６から来る異なるガスの混合を改善するために特に有利であり得る。

【0029】

［００３２］支持アセンブリ２０６（「ペデスタル」とも呼ばれる）は、処理中に基板をその上に支持するための基板支持体２３２を含む。基板支持体２３２は、平坦な、又は実質的に平坦な基板支持面を有する。図示のように、基板支持体２３２は、中心からエッジまでの処理の均一性と調整のために基板温度を制御する２つの独立した温度制御ゾーン（「デュアルゾーン」と呼ばれる）を含む。図２に示す例では、基板支持体２３２は、内側ゾーン２３２ｉと、内側ゾーン２３２ｉを取り囲む外側ゾーン２３２ｏとを有する。他の幾つかの例では、基板支持体２３２は、２つを超える独立した温度制御ゾーン（「マルチゾーン」と呼ばれる）を有する場合がある。

【0030】

［００３３］基板支持体２３２は、チャンバ本体２０２の底部に形成された中央に位置する開口部を通って延びるステム２３６によって、アクチュエータ２３４に結合される。アクチュエータ２３４は、ステム２３６周囲の真空漏れを防止するベローズ２３８によってチャンバ本体２０２にフレキシブルに密封される。アクチュエータ２３４は、基板支持体２３２をチャンバ本体２０２内で処理位置とローディング位置との間で垂直に移動させることができる。ローディング位置は、チャンバ本体２０２の側壁に形成された基板開口部２４０の少し下方にある。

【0031】

［００３４］処理チャンバ２００は、処理される基板の温度を低下させるための超低温キット２４２も含み、これは、特に、低誘電率誘電体材料及び窒化ケイ素（例えば、ＳｉＮ）等の他の材料と比較して、酸化物除去（例えば、自然酸化物除去）の選択性を向上させることができる。幾つかの例では、処理される基板の温度及び／又は基板支持体２３２の温度を約－３０℃から約１０℃まで低下させ得る。超低温キット２４２は、基板支持体２３２を所望の温度に冷却する超低温冷却剤の連続流を基板支持体２３２に供給する。幾つかの例では、超低温冷却剤は、パーフルオロ化不活性ポリエーテル流体（例えば、Ｇａｌｄｅｎ（登録商標）流体）を含み得る。図２に示す例では、超低温冷却剤は、それぞれ内側冷却剤チャネル２４４ｉ及び外側冷却剤チャネル２４４ｏを通して基板支持体２３２の内側ゾーン２３２ｉ及び外側ゾーン２３２ｏに供給される。冷却剤チャネルは図２に概略的に描かれており、図示とは異なる配置を有する場合がある。例えば、各冷却剤チャネルはループ状であってよい。

【0032】

［００３５］プログラマブルコンピュータ等のシステムコントローラ２５０が、処理チャンバ２００又はその構成要素を制御するために処理チャンバ２００に結合される。例えば、システムコントローラ２５０は、支持アセンブリ２０６、真空ポンプ２０８、第１のガス源２１４、第２のガス源２１６、アクチュエータ２３４、及び／又は超低温キット２４２の直接制御を使用して、又はそれに関連する他のコントローラの間接制御を使用して、処理チャンバ２００の動作を制御することができる。作動中、システムコントローラ２５０は、処理チャンバ２００での処理を調整するために、それぞれの構成要素からのデータ収集及びフィードバックを可能にする。

【0033】

［００３６］システムコントローラ２５０は、メモリ２５４（例えば、不揮発性メモリ）及び支援回路２５６と共に動作可能なプログラマブル中央処理ユニット（ＣＰＵ）２５２を含む。支援回路２５６は、従来、ＣＰＵ２５２に結合され、キャッシュ、クロック回路、入出力サブシステム、電源等、及び処理チャンバ２００の様々な構成要素に結合されたそれらの組み合わせを含む。

【0034】

［００３７］幾つかの実施形態では、ＣＰＵ２５２は、様々なモニタリングシステム構成要素及びサブプロセッサを制御するための、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等の、産業環境で使用される汎用コンピュータプロセッサの任意の形態の１つである。ＣＰＵ２５２に結合されたメモリ２５４は、非一過性であり、典型的には、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスクドライブ、ハードディスク、又はローカルもしくはリモートの任意の他の形態のデジタルストレージ等の容易に利用可能なメモリの１又は複数である。

【0035】

［００３８］本明細書において、メモリ２５４は、ＣＰＵ２５２によって実行されると、処理チャンバ２００の動作を促進する命令を含むコンピュータ可読記憶媒体（例えば、不揮発性メモリ）の形態である。メモリ２５４の命令は、本開示の方法を実施するプログラム（例えば、ミドルウェアアプリケーション、機器ソフトウェアアプリケーション等）等のプログラム製品の形態である。プログラムコードは、多数の異なるプログラミング言語のいずれか１つに準拠していてよい。一例では、本開示は、コンピュータシステムと共に使用するためにコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラム製品として実施され得る。プログラム製品のプログラム（複数可）は、実施形態の機能（本明細書に記載の方法を含む）を定義する。

【0036】

［００３９］例示的なコンピュータ可読記憶媒体には、（ｉ）情報が恒久的に記憶される書込不可記憶媒体（例えば、ＣＤ－ＲＯＭドライブによって読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭディスク、フラッシュメモリ、ＲＯＭチップ、又は任意のタイプの固体不揮発性半導体メモリ等のコンピュータ内の読出し専用メモリデバイス）、及び（ｉｉ）変更可能な情報が記憶される書込可能記憶媒体（例えば、ディスケットドライブ又はハードディスクドライブ内のフロッピーディスク、又は任意のタイプの固体ランダムアクセス半導体メモリ）が含まれるが、これらに限定されない。本開示の実施形態は、本明細書に記載の方法の機能を指示するコンピュータ可読命令を担持する、このようなコンピュータ可読記憶媒体である。

【0037】

［００４０］図３は、特定の実施形態に係る、エピタキシャル堆積プロセスを実行するためのプロセスチャンバ３００の概略断面図である。プロセスチャンバ３００は、基板３２５の上面への材料の堆積を含む、１又は複数の基板を処理するために使用され得る。プロセスチャンバ３００は、構成要素の中でも特に、プロセスチャンバ３００内に配置された基板支持体３０６の裏側３０４を加熱するための放射加熱ランプ３０２のアレイを含む。基板支持体３０６は、図示のようなディスク状の基板支持体３０６であってよい、又はランプ３０２の熱放射に基板が暴露されやすいように基板のエッジから基板を支持するリング状の（中央開口部を有する）基板支持体であってよい。

【0038】

［００４１］基板支持体３０６は、プロセスチャンバ３００内の上部ドーム３２８と下部ドーム３１４との間に位置する。上部ドーム３２８、下部ドーム３１４、及び上部ドーム３２８と下部ドーム３１４との間に配置されたベースリング３３６は、概して、プロセスチャンバ３００の内部領域を画定する。基板３２５（縮尺なし）は、プロセスチャンバ３００内に移送され、ローディングポートを通して基板支持体３０６上に位置決めされる。

【0039】

［００４２］基板支持体３０６は、ローディング及びアンローディングの間、ならびに場合によっては基板３２５の処理の間、基板３２５を垂直方向３３４に移動させる中央ステム３３２によって支持される。基板支持体３０６を、図３では上昇した処理位置に示したが、中央ステム３３２に結合されたアクチュエータによって、処理位置の下方のローディング位置まで垂直に横切ることができる。処理位置の下方に下げられると、リフトピンが基板３２５に接触し、基板３２５を基板支持体３０６から持ち上げることができる。その後、ロボットがプロセスチャンバ３００に入り、ローディングポートを通して基板３２５と係合し、そこから取り出すことができる。その後、基板支持体３０６を処理位置まで垂直に作動させて、デバイス側３１６が上方に向いた基板３２５を基板支持体３０６の表側３１０に配置することができる。

【0040】

［００４３］基板支持体３０６は、処理位置に位置している間、プロセスチャンバ３００の内部容積を、基板３２５の上方にあるプロセスガス領域３５６と、基板支持体３０６の下方にあるパージガス領域３５８とに分割する。基板支持体３０６は、中央ステム３３２によって処理中に回転し、プロセスチャンバ３００内の熱及びプロセスガス流の空間異常の影響を最小限に抑え、基板３２５の均一な処理を容易にする。基板支持体３０６は、炭化ケイ素又は炭化ケイ素でコーティングされたグラファイトから形成され、ランプ３０２からの放射エネルギーを吸収し、放射エネルギーを基板３２５に伝導することができる。

【0041】

［００４４］一般に、上部ドーム３２８の中央窓部分及び下部ドーム３１４の底部は、石英等の光学的に透明な材料から形成される。上部ドーム３２８の厚さ及び湾曲の程度は、プロセスチャンバにおける均一な流れの均一性のために、より平坦な形状寸法を提供するように構成され得る。

【0042】

［００４５］ランプ３０２のアレイは、中央ステム３３２の周りに所定の方法で下部ドーム３１４に隣接してかつその下方に配置され、プロセスガスが通過する際に基板３２５の様々な領域における温度を独立して制御し、これにより基板３２５の上面上への材料の堆積を促進する。ここでは詳述しないが、幾つかの実施例では、堆積される材料は、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、又は窒化アルミニウムガリウムを含み得る。幾つかの実施例では、ランプ３０２等の放射加熱ランプのアレイが、上部ドーム３２８の上に配置され得る。

【0043】

［００４６］ランプ３０２は、基板３２５を約２００℃から約１６００℃の範囲内の温度に加熱するように構成された電球を含む。各ランプ３０２は配電盤に接続され、それを通してランプに電力が供給される。ランプ３０２は、ランプヘッド３４５内に位置決めされ、このランプヘッド３４５は、例えば、ランプ３０２の間に位置するチャネル３４９内に導入された冷却液によって、処理中又は処理後に冷却される。ランプヘッド３４５は、ランプヘッド３４５が下部ドーム３１４に近接していることもあって、下部ドーム３１４を伝導的かつ放射的に冷却する。ランプヘッド３４５はまた、ランプの周囲のランプ壁及びリフレクタ壁も冷却し得る。幾つかの例では、下部ドーム３１４は対流によって冷却され得る。用途に応じて、ランプヘッド３４５は下部ドーム３１４と接触していてよい、又は接触していなくてよい。

【0044】

［００４７］円形シールド３６７は、基板支持体３０６の周囲に配置され、ライナアセンブリ３６３によって取り囲まれる。シールド３６７は、プロセスガス用の予熱ゾーンを提供しながら、ランプ３０２から基板３２５のデバイス側３１６への熱／光ノイズの漏れを防止又は最小限に抑える。シールド３６７は、ＣＶＤ ＳｉＣ、ＳｉＣでコーティングされた焼結グラファイト、成長ＳｉＣ、不透明石英、コーティングされた石英、又はプロセスガス及びパージガスによる化学破壊に耐性のある他の類似の適切な材料から作製することができる。

【0045】

［００４８］ライナアセンブリ３６３は、ベースリング３３６の内周内に入れ子式に配置されるように、又はベースリング３３６の内周によって取り囲まれるようにサイズ設定される。ライナアセンブリ３６３は、前駆体と反応して処理容積での汚染を引き起こす可能性のあるプロセスチャンバ３００の金属壁から処理容積（すなわち、プロセスガス領域３５６及びパージガス領域３５８）を遮蔽する。ライナアセンブリ３６３を単一の本体として示したが、ライナアセンブリ３６３は、異なる構成を有する１又は複数のライナを含み得る。

【0046】

［００４９］光高温計３１８を、温度測定及び制御に使用することができる。図示の例では、光高温計３１８は、基板３２５のデバイス側３１６の温度を測定するために上部ドーム３２８の上方に位置する。この位置決めにより、基板支持体３０６からの熱を伝導する基板３２５の放射感知が得られ、ランプ３０２からのバックグラウンド放射が光高温計３１８に直接到達することが最小限に抑えられる。他の実施例では、光高温計は基板支持体３０６の裏側３０４の下方に位置し、裏側３０４の温度を測定することができる。

【0047】

［００５０］リフレクタ３２２が上部ドーム３２８の外側に位置し、基板３２５から放射される光を基板３２５上に反射させる。リフレクタ３２２は、クランプリング３３０を使用して上部ドーム３２８に固定される。リフレクタ３２２は、アルミニウム又はステンレス鋼等の金属で形成されていてよい。反射の効率は、金等の高反射コーティングをリフレクタ領域に施すことで改善することができる。リフレクタ３２２は、冷却源に接続された一対のチャネル３２６を有する。チャネル３２６は、リフレクタ３２２を冷却するためにリフレクタ３２２の側面に形成された通路に接続している。通路は、水等の流体の流れを運ぶことができ、リフレクタ３２２の側面に沿って水平に、リフレクタ３２２の一部又は全面を覆う任意の所望のパターンで走っていてよい。

【0048】

［００５１］プロセスガス供給源３７２から供給されるプロセスガスは、ベースリング３３６の側壁に形成されたプロセスガス入口３７４を通してプロセスガス領域３５６に導入される。プロセスガス入口３７４は、プロセスガスを概ね半径方向内向きに方向づけするように構成される。膜形成プロセス中、基板支持体３０６は、プロセスガス入口３７４に隣接し、プロセスガス入口３７４とほぼ同じ高さにある処理位置に位置していてよく、プロセスガスが層流で基板３２５の上面を横切ってチャネル３７３に沿って上方及び周囲に流れることを可能にする。プロセスガスは、プロセスチャンバ３００のプロセスガス入口３７４とは反対側の側面に位置するガス出口３７８を通して（チャネル３７５に沿って）プロセスガス領域３５６から出ていく。ガス出口３７８を通るプロセスガスの除去は、ガス出口３７８に連結された真空ポンプ３８０によって促進され得る。プロセスガス入口３７４とガス出口３７８は、互いに位置合わせされ、ほぼ同じ高さ（例えば、同一平面上）に配置される。このような位置合わせにより、より平坦な上部ドーム３２８と組み合わされた場合、基板３２５を横切る概ね平面的で均一なガス流が可能になる。基板支持体３０６を通る基板３２５の回転によって、さらなる半径方向の均一性を得ることができる。

【0049】

［００５２］パージガスは、パージガス源３６２から、ベースリング３３６の側壁に形成されたパージガス入口３６４（又はプロセスガス入口３７４）を通してパージガス領域３５８に供給され得る。パージガス入口３６４は、プロセスガス入口３７４よりも低い高さに配置される。円形シールド３６７は、プロセスガス入口３７４とパージガス入口３６４との間に配置される。幾つかの例では、予熱リングがプロセスガス入口３７４とパージガス入口３６４との間に配置され得る。パージガス入口３６４は、パージガスを概ね半径方向内側に方向づけするように構成される。膜形成プロセス中、基板支持体３０６は、パージガスが層流で基板支持体３０６の裏側３０４を横切ってチャネル３６５に沿って流れ落ち、回り込むような位置に位置し得る。パージガスの流れは、プロセスガスの流れがパージガス領域３５８内に入るのを防止し得る、又は実質的に減少させ得る、あるいはパージガス領域３５８（すなわち、基板支持体３０６の下方の領域）に入るプロセスガスの拡散を減少させることができる。パージガスは、パージガス領域３５８を（チャネル３６６に沿って）出て、プロセスチャンバ３００のパージガス入口３６４とは反対側の側面に位置するガス出口３７８を通ってプロセスチャンバの外に排気される。幾つかの実施例では、プロセスチャンバ３００又はその構成要素を制御するために、コントローラ（例えば、図２に示すコントローラ２５０又は別の同様のコントローラ）がプロセスチャンバ３００に結合され得る。

【0050】

［００５３］図４は、特定の実施形態に係る、図１に示す処理シーケンス１００を完了するために使用され得る例示的な統合型真空処理システム４００を示す図である。真空処理システム４００は、周囲環境から分離された内部容積を有する。図４に示すように、複数の処理チャンバ４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ、４０２ｄが、第１の移送チャンバ４０４に結合されている。処理チャンバ４０２ａ～４０２ｄは、アニール、化学気相堆積、物理的気相堆積、エピタキシャルプロセス、エッチングプロセス、熱酸化又は熱窒化プロセス、ガス抜き等の任意の基板関連プロセスを実行するために使用することができる。ある実施例では、処理チャンバ４０２ａは、結晶シリコン又はシリコンゲルマニウムを形成することができる気相エピタキシャル堆積チャンバ、例えばカリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から入手可能なＥｐｉチャンバ等の膜形成チャンバであってよい。幾つかの例では、処理チャンバ４０２ａは、図３に記載のプロセスチャンバ３００等のエピタキシャル堆積チャンバであってよい。

【0051】

［００５４］処理チャンバ４０２ｂは、急速熱処理チャンバ（ＲＴＰ）であってよい。処理チャンバ４０２ｃは、プラズマエッチングチャンバ又はプラズマ洗浄チャンバであってよい。処理チャンバ４０２ｄは、ガス抜きチャンバであってよい。第１の移送チャンバ４０４は、少なくとも１つの移行ステーション、例えば一対の通過ステーション４０６、４０８にも結合される。通過ステーション４０６、４０８は、基板が第１の移送チャンバ４０４と第２の移送チャンバ４１０との間で移送されるのを可能にしながら、真空又は不活性環境条件を維持する。第１の移送チャンバ４０４は、通過ステーション４０６、４０８と処理チャンバ４０２ａ～４０２ｄのいずれかの間で基板を移送するためのロボット基板ハンドリング機構を有していてよい。図示した処理チャンバ４０２ａ～４０２ｄは、図４では特定順序で構成されているが、処理チャンバ４０２ａ～４０２ｄは、任意の所望の順序で構成され得る。

【0052】

［００５５］通過ステーション４０６、４０８の一端は、第２の移送チャンバ４１０に結合されている。従って、第１の移送チャンバ４０４と第２の移送チャンバ４１０とは、通過ステーション４０６、４０８によって分離され且つ接続される。第２の移送チャンバ４１０は、第１の前洗浄チャンバ４１４及び第２の前洗浄チャンバ４１６に結合され、これらは各々、基板の表面から酸化物を除去するための工程１０２のプロセスの少なくとも一部を実行するように適合された、図２に記載の処理チャンバ２００等の酸化物除去チャンバであってよい。一例では、第１の前洗浄チャンバ４１４及び第２の前洗浄チャンバ４１６の各々は、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から入手可能なＳｉｃｏｎｉ（商標）又はＳｅｌｅｃｔｒａ（商標）チャンバであってよい。

【0053】

［００５６］一例では、少なくとも１つの移行ステーション、例えば通過ステーション４０６、４０８のうちの１つは、プラズマ洗浄チャンバであってよい。あるいは、プラズマ洗浄チャンバは、基板の表面から汚染物質を除去するために、通過ステーション４０６、４０８のうちの１つに結合され得る。従って、処理システム４００は、通過ステーション４０６、４０８のうちの１つである、又は通過ステーション４０６、４０８のうちの１つに接続されたプラズマ洗浄チャンバを有していてよい。プラズマ洗浄チャンバは、基板の表面から汚染物質を除去するための工程１０２のプロセスの少なくとも一部を実行するように適合され得る。一実施例では、プラズマ洗浄チャンバは、通過ステーション４０６、４０８の両方に結合され得る。

【0054】

［００５７］第２の移送チャンバ４１０は、一組のロードロックチャンバ４１２と第１の前洗浄チャンバ４１４又は第２の前洗浄チャンバ４１６との間で基板を移送するためのロボット基板ハンドリング機構も有していてよい。ロードロックチャンバ４１２によって、第２の移送チャンバ４１０にファクトリインターフェース４２０が接続されている。ファクトリインターフェース４２０は、ロードロックチャンバ４１２の反対側にある１又は複数のポッド４３０に接続される。ポッド４３０は、クリーンルームからアクセス可能な前方開口型統一ポッド（ＦＯＵＰ）であってよい。

【0055】

［００５８］２つの移送チャンバを示したが、移送チャンバのいずれかを省略することができると考えられる。第２の移送チャンバ４１０が省略された１つの実施例では、第１の前洗浄チャンバ４１４及び第２の前洗浄チャンバ４１６は、通過ステーション４０６及び４０８によって占有されている現在図示の位置において、第１の移送チャンバ４０４内に配置され得る、又は第１の移送チャンバ４０４に結合され得る。第１の移送チャンバ４０４は、結晶シリコン又はシリコンゲルマニウムを形成することができる１又は複数の処理チャンバ、例えば、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から入手可能なＣｅｎｔｕｒａ（商標）Ｅｐｉチャンバ等のエピタキシチャンバに結合され得る。あるいは、第１の移送チャンバ４０４を省略することができ、第２の移送チャンバ４１０を、結晶シリコン又はシリコンゲルマニウムを形成できる１又は複数の処理チャンバに結合されるように構成することができる。

【0056】

［００５９］作動中、基板が、ポッド４３０から一度に１枚ずつ取り出され、真空処理システム４００に移送される。各基板は、最初に、ポッド４３０に結合されたファクトリインターフェース４２０を通して移動され、ロードロックチャンバ４１２のうちの１つに配置される。第２の移送チャンバ４１０内のロボット輸送機構は、ロードロックチャンバ４１２から第１の前洗浄チャンバ４１４又は第２の前洗浄チャンバ４１６に基板を一度に１枚ずつ輸送し、そこで、工程１０２に関して説明した酸化物洗浄等の洗浄プロセスが実行され、基板の表面から酸化物が除去される。いったん酸化物が基板表面から除去されると、第２の移送チャンバ４１０内に配置されたロボット輸送機構は、第１の前洗浄チャンバ４１４又は第２の前洗浄チャンバ４１６から通過ステーション４０６に基板を移送する。次に、第１の移送チャンバ４０４内に配置されたロボット輸送機構が、通過ステーション４０６から１又は複数の処理チャンバ４０２ａ～４０２ｄに基板を移送する。１又は複数の処理チャンバ４０２ａ～４０２ｄは、工程１０２に関して説明したエピタキシャル堆積等の層形成プロセスが実行されるエピタキシプロセスチャンバを含み得る。

【0057】

［００６０］１又は複数の処理チャンバ４０２ａ～４０２ｄでの処理が完了すると、第１の移送チャンバ４０４内に配置されたロボット輸送機構が、処理チャンバ４０２のいずれか１つから通過ステーション４０８に基板を移送する。その後、基板は、第２の移送チャンバ４１０内に配置されたロボット輸送機構によって通過ステーション４０８から取り出され、他のロードロックチャンバ４１２に移送され、それを通して基板が真空処理システム４００から取り出される。上述した例示的な基板移動シーケンスは、説明のみを目的として提供されるものであり、他の基板移動シーケンスも考えられる。

【0058】

［００６１］図１の３つの工程１０２、１０４及び１０６全てのプロセスが同じ真空処理システム４００内で実行されるため、基板がチャンバ間を移動する際に真空が破られることがなく、汚染の可能性が減少し、堆積させたエピタキシャル膜の品質が向上する。幾つかの例では、真空処理システム４００又はその構成要素を制御するために、コントローラ（例えば、図２に示すコントローラ２５０又は別の同様のコントローラ）を真空処理システム４００に結合することができる。コントローラは、真空処理システム４００を通る基板の移動を、用途に応じて変更可能である所望のシーケンスプログラムに従ってスケジューリングするために使用され得る。

【0059】

［００６２］本開示の利点には、同じ真空処理システム上に前洗浄プロセスチャンバとエピタキシャルプロセスチャンバとを統合させた、改善された真空処理システムが含まれる。統合型真空処理システムにより、酸化物除去からエピタキシャル堆積までの間、基板を真空又は不活性環境に維持することができ、基板が周囲に暴露される時間が短縮され、基板を別個の処理チャンバ又はシステムで前洗浄する必要がなくなる。

【0060】

［００６３］上記は本開示の実施形態を対象としたものであるが、本開示の他の及び更なる実施形態を、その基本的範囲から逸脱することなく考案することが可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】