(57)【要約】  第一態様において、半導体デバイス製造のための第一システムが提供される。第一システムには、（１）基板の表面上に物質層を形成するように適合されたエピタキシャルチャンバと；（２）エピタキシャルチャンバに結合され且つプラズマをエピタキシャルチャンバに導入するように適合されたプラズマ発生器とが含まれる。多くの他の態様も提供される。【選択図】  図１
2009512196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面上に物質層を形成するように適合されたエピタキシャルチャンバと；
該エピタキシャルチャンバに結合され且つ該エピタキシャルチャンバにプラズマを導入するように適合されたプラズマ発生器と；
を備える、半導体デバイス製造システム。
【請求項２】
該プラズマ発生器が、該エピタキシャルチャンバが該基板上にエピタキシャル層を形成する前に該基板の表面を洗浄するプラズマを供給するように適合されている、請求項１に記載の半導体デバイス製造システム。
【請求項３】
該プラズマ発生器が、該エピタキシャルチャンバから離れている、請求項１に記載の半導体デバイス製造システム。
【請求項４】
該プラズマ発生器が、該エピタキシャルチャンバに誘導的に結合される、請求項１に記載の半導体デバイス製造システム。
【請求項５】
該エピタキシャルチャンバが、該エピタキシャルチャンバの真空部分の外部に位置付けされたプラズマ励起装置を含む、請求項１に記載の半導体デバイス製造システム。
【請求項６】
該プラズマ励起装置が、一つ以上のコイルを含む、請求項５に記載の半導体デバイス製造システム。
【請求項７】
該エピタキシャルチャンバが、基板洗浄とエピタキシャル膜形成の少なくとも一つの間、該基板を約７００℃未満の温度に加熱するように適合されている、請求項１に記載の半導体デバイス製造システム。
【請求項８】
該エピタキシャルチャンバが、
該エピタキシャルチャンバの基板ホルダの下に少なくとも一つの下方基板加熱モジュールと；
該エピタキシャルチャンバの基板ホルダの上に少なくとも一つの上方基板加熱モジュールと；
を含む、請求項７に記載の半導体デバイス製造システム。
【請求項９】
それぞれの加熱モジュールが、放射熱源を含む、請求項８に記載の半導体デバイス製造システム。
【請求項１０】
該エピタキシャルチャンバが、基板洗浄とエピタキシャル膜形成の少なくとも一つの間、該基板を約４００℃〜６００℃の温度に加熱するように適合されている、請求項１に記載の半導体デバイス製造システム。
【請求項１１】
該エピタキシャルチャンバが、更に、該基板支持体の下に位置付けされた少なくとも一つの基板加熱モジュールを備えている、請求項１０に記載の半導体デバイス製造システム。
【請求項１２】
半導体デバイス製造方法において：
半導体デバイス製造システムを供給するステップであって：
基板の表面上にエピタキシャル物質層を形成するように適合されたエピタキシャルチャンバ、
該エピタキシャルチャンバに結合され且つ該エピタキシャルチャンバにプラズマを導入するように適合されたプラズマ発生器、
を有する前記ステップと；
該半導体デバイス製造システムを使って、該基板上に該エピタキシャル物質層を形成する前に該基板の該表面を洗浄するステップと；
を含む、前記方法。
【請求項１３】
該半導体デバイス製造システムを使って、該基板上に該エピタキシャル物質層を形成する前に該基板の該表面を洗浄するステップが：
該エピタキシャルチャンバを使って、該基板を約７００℃未満の温度に加熱する工程と；
該プラズマ発生器を使って、プラズマを該エピタキシャルチャンバに生成させ供給する工程と；
該基板を該プラズマを用いて洗浄する工程と；
を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
該エピタキシャルチャンバを使って、該基板を約７００℃未満の温度に加熱する工程が、該エピタキシャルチャンバを使って、該基板を約４００℃〜約６００℃の温度に加熱することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
該エピタキシャルチャンバを使って、該基板上にエピタキシャル層を形成するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
該エピタキシャルチャンバを使って、該基板上にエピタキシャル層を形成するステップが、プラズマを用いて、エピタキシャル層形成の間に用いられる化学種を解離させる工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
半導体デバイス製造方法において：
半導体デバイス製造システムを供給するステップであって：
基板の表面上にエピタキシャル物質層を形成するように適合されたエピタキシャルチャンバ、
該エピタキシャルチャンバに結合され且つ該エピタキシャルチャンバにプラズマを導入するように適合されたプラズマ発生器、
を有する前記ステップと；
該半導体デバイス製造システムを使って、該基板上に該エピタキシャル物質層を形成するステップと；
を含む、前記方法。
【請求項１８】
該半導体デバイス製造システムを使って、該基板上に該エピタキシャル物質層を形成する前に該基板の表面を洗浄するステップを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
該半導体デバイス製造システムを使って、該基板上に該エピタキシャル物質層を形成するステップが：
該エピタキシャルチャンバを使って、該基板を約７００℃未満の温度に加熱する工程と；
該プラズマ発生器を使って、プラズマを生成させる工程と；
該プラズマを用いて該エピタキシャル物質層を形成する工程と；
を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
該エピタキシャルチャンバを使って、該基板を約７００℃未満の温度に加熱する工程が、該エピタキシャルチャンバを使って、該基板を約４００℃〜６００℃の温度に加熱することを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
該プラズマ発生器を使って、プラズマを生成させる工程が、ＲＦエネルギーを用いて該プラズマを励起させることを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
ＲＦエネルギーを用いて該プラズマ励起させることが、約１０ＭＨｚ〜約１０ＧＨｚの周波数を有する電源を使うことを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
該プラズマ発生器を使って、プラズマを生成させる工程が、該プラズマ発生器を使って、約１５ボルト未満の運動エネルギーを有するプラズマを生成させることを含む、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の内容】
【０００１】
本出願は、２００５年１０月５日出願の“ＭＥＴＨＯＤＳＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＦＯＲ ＥＰＩＴＡＸＩＡＬＦＩＬＭ ＦＯＲＭＡＴＩＯＮ”と称する米国仮特許出願第６０／７２３,６７５号に対する優先権を主張し（代理人整理番号９７５９／Ｌ）、この開示内容は本明細書に全ての目的のために全体で援用されている。
【０００２】
発明の分野
本発明は、一般的には、半導体デバイス製造、より具体的には、エピタキシャル膜形成のための方法及び装置に関する。
【０００３】
背景
基板上にエピタキシャル層を形成する従来の幾つかの方法は、エピタキシャル層が形成される基板の表面に汚染物質を導入するものである。更に、基板上にエピタキシャル層を形成する従来の幾つかの方法に関連する温度は、その上に形成される半導体デバイスに有害なものである。その結果として、エピタキシャル層を形成する改良された方法と装置が求められている。
【０００４】
発明の概要
本発明の第一態様において、半導体デバイス製造のための第一システムが提供される。第一システムは、（１）基板の表面上にエピタキシャル層を形成するように適合されたエピタキシャルチャンバと；（２）エピタキシャルチャンバに結合され且つエピタキシャルチャンバにプラズマを導入するように適合されたプラズマ発生器とを含む。
【０００５】
本発明の第二態様において、半導体デバイス製造のための第一方法が提供される。第一方法は、（１）（ａ）基板の表面上にエピタキシャル物質層を形成するように適合されたエピタキシャルチャンバと；（ｂ）エピタキシャルチャンバに結合され且つエピタキシャルチャンバにプラズマを導入するように適合されたプラズマ発生器とを有する半導体デバイス製造システムを供給するステップと；（２）半導体デバイス製造システムを使って、エピタキシャル物質層を基板上に形成する前に基板の表面を洗浄するステップとを含む。
【０００６】
本発明の第三態様において、半導体デバイス製造のための第二方法が提供される。第二方法は、（１）（ａ）基板の表面上にエピタキシャル物質層を形成するように適合されたエピタキシャルチャンバと；（ｂ）エピタキシャルチャンバに結合され且つエピタキシャルチャンバにプラズマを導入するように適合されたプラズマ発生器とを有する半導体デバイス製造システムを供給するステップと；（２）半導体デバイス製造システムを使って、基板上にエピタキシャル物質層を形成するステップとを含む。多くの他の態様は、本発明のこれらと他の態様に従って提供される。
【０００７】
本発明の他の特徴と態様は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、添付の図面からより充分に明らかになるであろう。
【０００８】
詳細な説明
本発明は、半導体デバイスを製造するための方法及び装置を提供する。より詳しくは、本発明は、プラズマをエピタキシャルチャンバに導入するように適合されたプラズマ発生器に結合されたエピタキシャルチャンバを含む半導体デバイス製造システムを提供する。更に、本発明は、基板上にエピタキシャル層を形成する前に、基板の表面を洗浄するための方法及び装置を提供する。更に、本発明は、基板上にエピタキシャル層を形成するための方法及び装置を提供する。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に従ってエピタキシャルチャンバ１０５に結合されたプラズマ発生器１０３を含む半導体デバイス製造システム１０１のブロック図である。プラズマ発生器１０３は、プラズマをエピタキシャルチャンバ１０５に導入するように適合されるのがよい。例えば、プラズマ発生器１０３は、マイクロ波キャビティ（図示せず）を含み、更に／又は結合されてもよい。更に、プラズマ発生器１０３は、マイクロ波キャビティに結合されたマイクロ波発振器（図示せず）を含み、更に／又は結合されてもよい。プラズマ発生器１０３は、ガス供給源１０７から水素等のガスを受け取るとともにそのガスに基づいてプラズマ１０９を生成させる。プラズマ１０９は、プラズマ発生器１０３からエピタキシャルチャンバ１０５内へ流出させることができる。
【００１０】
幾つかの実施形態において、プラズマ発生器１０３は、リモートプラズマ発生器であってもよく、エピタキシャルチャンバ１０５に結合してもよいが、他の構成が用いられてもよい。プラズマ発生器１０３は、イオン化したＨ２化学種（例えば、Ｈ２＋）を含むプラズマを生成するように適合されてもよいが、異なる化学種、イオン及び／又はラジカルを含むプラズマが使われてもよい。例えば、ソースガス、エッチャントガス、ドーパントガス等のエピタキシャル層形成中に用いられる堆積ガスは、プラズマ発生器１０３（以下に記載される）から供給されてもよく、或いはエピタキシャルチャンバ１０５に供給されてもよい。一つ以上の実施形態において、プラズマ発生器１０３は、均一な密度を有する広範囲のプラズマ１０９を得るように適合されてもよく、次に続く処理中にかなり均一なエピタキシャル層を形成することを可能にすることができる。
【００１１】
プラズマ発生器１０３は、２００２年９月１７日発行の“ＡｐｐａｒａｔｕｓＦｏｒ Ｅｘｐｏｓｉｎｇａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｔｏ ＰｌａｓｍａＲａｄｉｃａｌｓ”と称する米国特許第６,４５０,１１６号の反応チャンバと同様であってもよく、この開示内容は本明細書に全体で援用されている。しかしながら、異なる構成のプラズマ発生器１０３が使われてもよい。
【００１２】
エピタキシャルチャンバ１０５は、基板上にエピタキシャル層を形成する前にこの中に含まれる基板（図示せず）の表面を洗浄するように適合されるのがよい。例えば、エピタキシャルチャンバ１０５は、基板の表面を洗浄することができるように、例えば、図６によって以下に更に記載されるように基板（及びチャンバ１０５に導入されるプラズマ１０９）を種々のプロセスパラメータ（例えば、温度、圧力等）にさらされるのがよい。更に、エピタキシャルチャンバ１０５は、基板上にエピタキシャル層を形成するように適合されるのがよい（例えば、図７によって記載されるように）。エピタキシャルチャンバ１０５は、望ましくないガス及び／又は副生成物を排出管又はポンプ１１１によって流出させることができる。
【００１３】
エピタキシャルチャンバ１０５には、（例えば、プラズマ発生器１０３に加えて又はその代わりに）チャンバ１０５の真空部分１１５の外部に位置付けされた一つ以上のコイルのようなプラズマ励起装置１１３が含まれてもよい。プラズマ励起装置１１３は、金属又は他の適切な物質から形成することができ、チャンバ１０５の真空部分１１５は、石英又は他の適切な物質を含むことができる。チャンバ１０５の真空部分１１５の外部にプラズマ励起装置１１３（例えば、金属要素）を置くと、要素はチャンバ１０５及び／又はチャンバ１０５で処理されたいかなる基板も汚染することを防止することができる。
【００１４】
半導体デバイス製造システム１０１内に含まれてもよい第一例示的エピタキシャルチャンバ１０５の詳細は、図２-図３によって以下に記載され、半導体デバイス製造システム１０１内に含まれてもよい第二例示的エピタキシャルチャンバ１０５の詳細は、図４-図５によって以下に記載される。
【００１５】
図２は、本発明の実施形態に従って高温エピタキシャルチャンバ２０１を含む図１の半導体デバイス製造システム１０１のブロック図である。図２に関して、高温エピタキシャルチャンバ２０１には、基板２０５を支持するように適合される基板ホルダ２０３（例えば、サセプタ）が含まれてもよい。高温エピタキシャルチャンバ２０１は、プラズマ発生器１０３からのプラズマ流出を受け取るとともにプラズマと基板２０５を基板の表面が洗浄されるような所望の温度にさらすように適合されるのがよい。
【００１６】
図３は、高温エピタキシャルチャンバ２０１が基板ホルダの下に少なくとも一つの下方加熱モジュール３０１（例えば、赤外ランプ又はランプアレイ又は他の放射熱源、一つだけ図示）と基板ホルダ２０３の上に少なくとも一つの上方加熱モジュール３０３（例えば、赤外ランプ又はランプアレイ又は他の放射熱源、一つだけ図示）とを含む図２の半導体デバイス製造システム１０１のブロック図である。高温エピタキシャルチャンバ２０１は、基板を水素プラズマのような洗浄化学種にさらしながら、基板２０５を所望の温度に加熱するために下方加熱モジュール３０１と上方加熱モジュール３０３を使うことができる。幾つかの実施形態において、約７００℃未満、より好ましくは約４００℃〜６００℃の基板温度が、基板２０５の表面を洗浄するために使われてもよい（より大きい又はより小さい及び／又は異なる温度範囲が使われてもよい）。イオン化水素化学種の使用は、基板２０５から酸素、有機物、ハロゲン及び／又は他の汚染物質を除去するために必要とされる温度を低下させることができる。その後、エピタキシャル層を、（以下に記載されるように）基板の清浄な表面上に形成することができる。
【００１７】
幾つかの実施形態において、高温エピタキシャルチャンバ２０１は、１９９２年４月２８日発行の“Ｄｏｕｂｌｅ-Ｄｏｎｅ Ｒｅａｃｔｏｒ ＦｏｒＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”と称する米国特許第５,１０８,７９２号の熱リアクタと同様であってもよく、この開示内容は本明細書に全体で援用されている。しかしながら、異なる構成の高温エピタキシャルチャンバ２０１が使われてもよい。
【００１８】
対照的に、図４は、本発明の実施形態に従って低温エピタキシャルチャンバ４０１を含む図１の半導体デバイス製造システム１０１のブロック図である。図４に関して、高温エピタキシャルチャンバ２０１と同様に、低温エピタキシャルチャンバ４０１は、基板２０５を支持するように適合された基板ホルダ２０３（例えば、サセプタ）を含むことができる。低温エピタキシャルチャンバ４０１は、基板２０５の表面を洗浄するためにプラズマ発生器１０３からのプラズマ流出を受け取るとともにプラズマと基板を低温にさらすように適合されるのがよい。例えば、図５は、低温エピタキシャルチャンバ４０１が本発明の実施形態に従って基板支持体２０３の下に位置付けされた少なくとも一つの加熱モジュール５０１を含む図４の半導体デバイス製造システム１０１のブロック図である。低温エピタキシャルチャンバ４０１は、基板を水素プラズマのような洗浄化学種にさらしながら、基板２０５を所望の温度に加熱するために下方加熱モジュール５０１を使うことができる。幾つかの実施形態において、７００℃未満、より好ましくは約４００℃〜６００℃の基板温度が、基板２０５の表面を洗浄するために使われてもよい（より大きい又はより小さい及び／又は異なる温度範囲が使われてもよい）。イオン化水素化学種の使用は、基板２０５から酸素、有機物、ハロゲン及び／又は他の汚染物質を除去するために必要とされる温度を低下させることができる。その後、（以下に記載されるように）エピタキシャル層を基板の清浄な面上に形成することができる。
【００１９】
幾つかの実施形態において、低温エピタキシャルチャンバ４０１は、２００２年９月２４日発行の“ＢａｃｋｓｉｄｅＨｅａｔｉｎｇ ＣｈａｍｂｅｒＦｏｒ ＥｍｉｓｓｉｖｉｔｙＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ”と称する米国特許第６,４５５,８１４号のチャンバと同様であってもよく、この開示内容は本明細書に全体で援用されている。しかしながら、異なる構成の低温エピタキシャルチャンバ４０１が使われてもよい。
【００２０】
プラズマ発生器１０３は、前洗浄チャンバのようないかなる適切なチャンバにも（誘導的に）結合することができる。例えば、プラズマ発生器１０３は、本出願の譲受人、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ社によって製造されるＥｐｉＣｌｅａｎチャンバに結合することができる。ＥｐｉＣｌｅａｎチャンバは、基板の下側から加熱されるように適合されていてもよい。更に、ＥｐｉＣｌｅａｎチャンバは、約５トール未満の圧力で作動するように適合されていてもよい（例えば、ターボポンプのようなポンプを用いることによって）。或いは、エピタキシャルチャンバに結合されたリモートプラズマ発生器を含む半導体デバイス製造システムが使われてもよい。例えば、リモートプラズマ発生器が、高温エピタキシャルチャンバ２０１、低温エピタキシャルチャンバ４０１等に結合されてもよい。
【００２１】
半導体デバイス製造システム１０１内で行うことができる例示的洗浄動作を、ここに、本発明の実施形態に従ってエピタキシャル層形成のために基板表面を調製する方法６００を示す図６によって記載する。図６に関して、ステップ６０１において、方法６００が開始する。ステップ６０２において、基板が半導体デバイス製造システム１０１のエピタキシャルチャンバ１０５へ装填される。ステップ６０３において、基板が所望の温度に加熱される。例えば、約７００℃未満、より好ましくは約４００℃〜約６００℃の温度に加熱することができる（より大きい又はより小さい及び／又は異なる温度範囲が使われてもよい）。ステップ６０４において、プラズマ発生器１０３を使ってプラズマをエピタキシャルチャンバ１０５に生成させ供給する。他の反応性化学種が同様に用いられてもよい。その後ステップ６０５において、基板がプラズマを用いて洗浄される。このように、基板の表面は、清浄な基板表面を必要とするのがよい、基板上にエピタキシャル層を形成するような追加の処理前に洗浄（例えば、前洗浄）されてもよい。イオン化水素化学種の使用は、基板から酸素、有機物、ハロゲン及び／又は他の汚染物質を除去するために必要とされる温度を低下させることができる。
【００２２】
ステップ６０６において、図６の方法６００が終了する。本方法と装置の使用によって、エピタキシャルチャンバ内の基板の表面は、好ましくはプラズマの使用によって低温で、洗浄することができる。その結果として、汚染物質を基板の表面から除去することができる。このように、本方法と装置は、基板上の半導体デバイスの処理に悪影響を及ぼすことがある高温を避けながら基板表面を洗浄することができる。図６の方法６００と同様の方法は、本出願の譲受人、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ社によって製造されるＥｐｉＣｌｅａｎのような前洗浄チャンバにおいて使うことができる。
【００２３】
図７は、本発明の実施形態に従ってエピタキシャル膜形成の方法７００を示す図である。図７に関して、ステップ７０１において、方法７００が開始する。ステップ７０２において、基板が半導体デバイス製造システム１０１のエピタキシャルチャンバ１０５へ装填される。ステップ７０３において、基板が洗浄される。例えば、基板は、図６の方法６００を用いて洗浄してもよく、他のいかなる既知の方法によって洗浄してもよい。ステップ７０４において、基板が所望の温度に加熱される。例えば、基板を約２００℃〜７００℃の温度に加熱することができるが、他の温度を用いることもできる。ステップ７０５において、プラズマはプラズマ発生器１０３を用いて生成される。例えば、キャリアガス、エッチャントガス、シリコン供給源、ドーパント供給源、及び／又は同様のものの一つ以上を含むプラズマをエピタキシャルチャンバへ生成させ供給することができる。
【００２４】
シリコン含有化合物を堆積させるために堆積ガスに用いられる例示的供給材料としては、シラン、ハロゲン化シラン、オルガノシランが挙げられる。シランとしては、シラン（ＳｉＨ４）や実験式ＳｉｘＨ（２ｘ＋２）を有する高級シラン、例えば、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）、テトラシラン（Ｓｉ４Ｈ１０）等が挙げられる。ハロゲン化シランとしては、実験式Ｘ’ｙＳｉｘＨ（２ｘ＋２−ｙ）、式中、Ｘ’＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩ、を有する化合物、例えば、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６）、トリクロロシラン（ＳｉＣｌ４）、ジクロロシラン（Ｃｌ２ＳｉＨ２）、トリクロロシラン（Ｃｌ３ＳｉＨ）が挙げられる。オルガノシランとしては、実験式ＲｙＳｉｘＨ（２ｘ＋２−ｙ）、式中、Ｒ＝メチル、エチル、プロピル又はブチル、を有する化合物、メチルシラン（（ＣＨ３)ＳｉＨ３）、ジメチルシラン（（ＣＨ３)２ＳｉＨ２）、エチルシラン（（ＣＨ３ＣＨ２)ＳｉＨ３）、メチルジシラン（（ＣＨ３)Ｓｉ２Ｈ５）、ジメチルジシラン（（ＣＨ３)２Ｓｉ２Ｈ４）、ヘキサメチルジシラン（（ＣＨ３)６Ｓｉ２）が挙げられる。オルガノシラン化合物は、堆積されたシリコン含有化合物に炭素を組込む実施形態において、有利なシリコン源だけでなく、炭素源であることがわかった。好ましいシリコン源としては、シラン、ジクロロシラン、ジシランが挙げられる。
【００２５】
堆積ガスは、少なくともシリコン源とキャリアガスを含有することができ、少なくとも一つの第二元素源、例えば、ゲルマニウム源及び／又は炭素源を含有することができる。また、堆積ガスは、更に、ドーパント源、例えば、ホウ素、ヒ素、リン、ガリウム及び／又はアルミニウムを与えるドーパント化合物を含むことができる。代替的実施形態において、堆積ガスは、少なくとも一つのエッチャント、例えば、塩化水素又は塩素を含むことができる。
【００２６】
シリコン含有化合物を堆積するのに用いられるゲルマニウム源としては、ゲルマン（ＧｅＨ４）、高級ゲルマン、有機ゲルマンが挙げられる。高級ゲルマンとしては、実験式ＧｅｘＨ（２ｘ＋２）を有する化合物、ジゲルマン（Ｇｅ２Ｈ６）、トリゲルマン（Ｇｅ３Ｈ８）、テトラゲルマン（Ｇｅ４Ｈ１０）が挙げられる。有機ゲルマンとしては、メチルゲルマン（（ＣＨ３)ＧｅＨ３）、ジメチルゲルマン（（ＣＨ３)２ＧｅＨ２）、エチルゲルマン（（ＣＨ３ＣＨ２)ＧｅＨ３）、メチルジゲルマン（（ＣＨ３)Ｇｅ２Ｈ５）、ジメチルジゲルマン（（ＣＨ３)２Ｇｅ２Ｈ４）、ヘキサメチルジゲルマン（（ＣＨ３)６Ｇｅ２）のような化合物が挙げられる。
【００２７】
シリコン含有化合物を堆積させるのに用いられる炭素源としては、有機シラン、アルキル、エチル、プロピル、ブチルのアルケンやアルキンが挙げられる。このような炭素源としては、メチルシラン（ＣＨ３ＳｉＨ３）、ジメチルシラン（（ＣＨ３)２ＳｉＨ２）、エチルシラン（ＣＨ３ＣＨ２ＳｉＨ３）、メタン（ＣＨ４）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、エチン（Ｃ２Ｈ２）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、プロペン（Ｃ３Ｈ６）、ブチン（Ｃ４Ｈ６）等が挙げられる。
【００２８】
ドーパント源として用いられるボロン含有ドーパントとしては、ボランや有機ボランが挙げられる。ボランとしては、ボラン、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、トリボラン、テトラボラン、ペンタボランが挙げられ、アルキルボランとしては、実験式ＲｘＢＨ（３−ｘ）、式中、Ｒ＝メチル、エチル、プロピル又はブチル、ｘ＝１、２又は３、を有する化合物が挙げられる。アルキルボランとしては、トリメチルボラン（（ＣＨ３)３Ｂ）、ジメチルボラン（（ＣＨ３)２ＢＨ）、トリエチルボラン（（ＣＨ３ＣＨ２)３Ｂ）、ジエチルボラン（（ＣＨ３ＣＨ２)２ＢＨ）が挙げられる。ドーパントとしては、また、アルシン（ＡｓＨ３）、ホスフィン（ＰＨ３）、アルキルホスフィン、例えば、実験式ＲｘＰＨ（３−ｘ）、式中、Ｒ＝メチル、エチル、プロピル又はブチル、ｘ＝１、２又は３、を有するものが挙げられてもよい。アルキルホスフィンとしては、トリメチルホスフィン（（ＣＨ３)３Ｐ）、ジメチルホスフィン（（ＣＨ３)２ＰＨ）、トリエチルホスフィン（（ＣＨ３ＣＨ２)３Ｐ）、ジエチルホスフィン（（ＣＨ３ＣＨ２)２ＰＨ）が挙げられる。アルミニウムドーパント源やガリウムドーパント源としては、アルキル化及び／又はハロゲン化誘導体、例えば、実験式ＲｘＭＸ（３−ｘ）、式中、Ｍ＝Ａｌ又はＧａ、Ｒ＝メチル、エチル、プロピル又はブチル、Ｘ＝Ｃｌ又はＦ、ｘ＝０、１、２又は３、で記載されるものが挙げられるのがよい。アルミニウムドーパント源とゲルマニウムドーパント源の例としては、トリメチルアルミニウム（Ｍｅ３Ａｌ）、トリエチルアルミニウム（Ｅｔ３Ａｌ）、ジメチルアルミニウムクロライド（Ｍｅ２ＡｌＣｌ）、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）、トリメチルガリウム（Ｍｅ３Ｇａ）、トリエチルガリウム（Ｅｔ３Ｇａ）、ジメチルガリウムクロライド（Ｍｅ２ＧａＣｌ）、塩化ガリウム（ＧａＣｌ３）が挙げられる。
【００２９】
ステップ７０６において、エピタキシャル層が基板上に形成される。異なるプロセス及び／又は操作上のパラメータは、エピタキシャル層を形成するために使われる化学に基づいて使うことができる。例えば、半導体デバイス製造システム１０１は、約２００℃〜約７００℃の温度でＲＦ励起低エネルギープラズマを用いることによって基板の表面上にシリコン、シリコンゲルマニウム及び／又は他の適切な半導体材料のエピタキシャル層を形成することができる。半導体デバイス製造システム１０１は、誘導的に又は約１０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数を有する（より大きい又はより小さい及び／又は異なる周波数範囲が使われてもよい）供給源を用いる他の適切な方法によってプラズマを励起することができる。幾つかの実施形態において、半導体デバイス製造システム１０１は、プラズマの電子運動エネルギーが約１５Ｖ未満である（より大きい又はより小さい及び／又は異なる運動エネルギー範囲が使われてもよい）ように適合されるのがよい。
【００３０】
ステップ７０７において、図７の方法７００が終了する。本方法と装置の使用によって、低エネルギープラズマを用いて基板の表面上にエピタキシャル層を形成することができる。ＲＦプラズマが本発明に従って使われる場合、ＲＦプラズマの使用は従来のＤＣプラズマシステムと関連がある金属要素による基板汚染を避けることができる。本方法と装置は、シリコン・オン・インシュレータ基板上及び／又は光応用に使われるシリコンを生成させるために使うことができる。更に、本方法と装置が熱源よりも基板上に一つ以上の物質のエピタキシャル層を形成（例えば、解離又は堆積）させるためにプラズマが使われることから、エピタキシャル層はより低温を用いて形成させることができる。
【００３１】
本発明の使用によって、広い圧力範囲がエピタキシャル層形成に使うことができる。異なるプラズマ周波数が異なる化学に用いられ、（例えば、均一な堆積に対して）広範囲一様密度プラズマを形成することができる。
【００３２】
前述の説明は、単に本発明の例示的実施形態を開示するものである。本発明の範囲内に含まれる開示された上記装置と方法の変更は、当業者に容易に明らかである。例えば、上記実施形態において、それぞれの高温エピタキシャルチャンバには、基板ホルダ２０３の下に少なくとも一つの下方加熱モジュール３０１及び／又は基板ホルダ２０３の上に少なくとも一つの上方加熱モジュール３０３が含まれる。このような加熱モジュールは幾つでも使うことができる。
【００３３】
このように、本発明を例示的実施形態とともに開示してきたが、他の実施形態が、以下の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神と範囲に含まれてもよいことは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の実施形態に従ってエピタキシャルチャンバに結合されたプラズマ発生器を含む半導体デバイス製造システムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に従って高温エピタキシャルチャンバを含む図１の半導体デバイス製造システムのブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に従って高温エピタキシャルチャンバが基板支持体の上に少なくとも一つの加熱モジュールと基板支持体の下に少なくとも一つの加熱モジュールとを含む図２の半導体デバイス製造システムのブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に従って低温エピタキシャルチャンバを含む図１の半導体デバイス製造システムのブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に従って低温エピタキシャルチャンバが基板支持体の下に加熱モジュールを含む図４の半導体デバイス製造システムのブロック図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に従ってエピタキシャル膜形成のための基板表面を調製する方法を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に従ってエピタキシャル膜形成の方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０１…半導体デバイス製造システム、１０３…プラズマ発生器、１０５…エピタキシャルチャンバ、１０７…ガス供給源、１０９…プラズマ、１１３…プラズマ励起装置、１１５…真空部分、２０１…高温エピタキシャルチャンバ、２０３…基板ホルダ、２０５…基板、３０１…下方加熱モジュール、３０３…上方加熱モジュール、４０１…低温エピタキシャルチャンバ、５０１…加熱モジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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