(57)【要約】【課題】膜厚の面内均一性を改善できる技術を提供する。【解決手段】本開示の一態様による成膜方法は、基板を収容した処理容器内にハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップと、前記処理容器内にハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップと、前記処理容器内の前記ハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップと、をこの順に連続して行うサイクルを繰り返す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容した処理容器内にハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップと、
前記処理容器内にハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップと、
前記処理容器内の前記ハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップと、
をこの順に連続して行うサイクルを繰り返す、
成膜方法。
【請求項２】
前記ハロゲン非含有シリコン原料ガス及び前記ハロゲン含有シリコン原料ガスは、前記基板の周囲から供給される、
請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記ハロゲン非含有シリコン原料ガス及び前記ハロゲン含有シリコン原料ガスは、前記基板の主面と略平行に供給される、
請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記ハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップの後、前記処理容器内の真空引き及びガス置換を行うことなく連続して前記ハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップを行う、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記ハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップの後、前記処理容器内の圧力を略一定に維持した状態で前記ハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップを行う、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記ハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップの後、前記処理容器内の圧力設定を変更して連続して前記ハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップを行う、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記ハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップは、前記処理容器内の真空引き及びガス置換の少なくともいずれかを行うステップである、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記ハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップは、前記処理容器内の真空引きを行うステップである、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項９】
前記ハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップは、前記処理容器内のガス置換を行うステップである、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記ガス置換に用いられるガスは、不活性ガス、水素ガス、重水素ガスのうち少なくとも１つ以上である、
請求項９に記載の成膜方法。
【請求項１１】
前記基板の表面には、凹部が形成されている、
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１２】
前記ハロゲン非含有シリコン原料ガスはＳｉＨ４ガスであり、前記ハロゲン含有シリコン原料ガスはＳｉＨ２Ｃｌ２ガスである、
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１３】
前記処理容器内には、複数の基板が上下方向に所定間隔を有して棚状に収容される、
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１４】
基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内にガスを供給するガス供給部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記処理容器内にハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップと、
前記処理容器内にハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップと、
前記処理容器内の前記ハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップと、
をこの順に連続して行うサイクルを繰り返すように前記ガス供給部を制御する、
成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、成膜方法及び成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面に微細凹部が形成された基板に、シラン系ガス及びシリコン系塩素含有化合物ガスを供給してシリコン膜を成膜する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５２４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、膜厚の面内均一性を改善できる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様による成膜方法は、基板を収容した処理容器内にハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップと、前記処理容器内にハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップと、前記処理容器内の前記ハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップと、をこの順に連続して行うサイクルを繰り返す。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、膜厚の面内均一性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態の成膜方法を示すフローチャート
【図２】一実施形態の成膜方法におけるガス供給シーケンスを示す図
【図３】一実施形態の成膜方法の効果を説明するための図
【図４】縦型熱処理装置の構成例を示す縦断面図
【図５】図４の縦型熱処理装置の処理容器を説明するための図
【図６】実施例及び比較例のガス供給シーケンスを説明するための図
【図７】パターンウエハの上に形成したシリコン膜の膜厚の面内均一性を示す図
【図８】パターンウエハの上に形成したシリコン膜の膜厚分布を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
【０００９】
〔成膜方法〕
一実施形態の成膜方法について説明する。図１は、一実施形態の成膜方法を示すフローチャートである。図２は、一実施形態の成膜方法におけるガス供給シーケンスを示す図である。
【００１０】
図１に示されるように、一実施形態の成膜方法は、ハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１１、ハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１２、ハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップＳ１３を含む。そして、これらのステップＳ１１〜Ｓ１３をこの順に連続して行うサイクルを繰り返す（ステップＳ１４）。以下、各ステップについて説明する。
【００１１】
最初に、処理容器内に基板を収容し、処理容器内を減圧すると共に基板を加熱した状態で、処理容器内にハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給する（ステップＳ１１）。基板としては、表面が平滑な基板であってもよく、表面にトレンチ、ホール等の凹部が形成されている基板であってもよい。基板は、例えばシリコン基板等の半導体基板であってよい。また、基板の表面には、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）等の絶縁膜が形成されていてもよい。
【００１２】
ハロゲン非含有シリコン原料ガスとしては、例えばアミノシラン系ガス、水素化シリコンガスを利用できる。アミノシラン系ガスとしては、例えばＤＩＰＡＳ（ジイソプロピルアミノシラン）、３ＤＭＡＳ（トリスジメチルアミノシラン）、ＢＴＢＡＳ（ビスターシャルブチルアミノシラン）が挙げられる。水素化シリコンガスとしては、例えばＳｉＨ４（ＭＳ）、Ｓｉ２Ｈ６（ＤＳ）、Ｓｉ３Ｈ８、Ｓｉ４Ｈ１０が挙げられる。
【００１３】
続いて、基板を加熱した状態で、処理容器内にハロゲン含有シリコン原料ガスを供給する（ステップＳ１２）。ハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１２は、ハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１１の後、処理容器内の真空引き及びパージ（ガス置換）を行うことなく連続して行われる。ハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１２は、例えばハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１１の後、処理容器内の圧力を略一定に維持した状態で連続して行われてもよい。また、ハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１２は、例えばハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１１の後、処理容器内の圧力設定を変更した上で連続して行われてもよい。いずれにせよ、処理容器内にハロゲン非含有シリコン原料ガスが残留している状態でハロゲン含有シリコン原料ガスを供給する。
【００１４】
ハロゲン含有シリコン原料ガスとしては、例えばフッ素含有シリコンガス、塩素含有シリコンガス、臭素含有シリコンガスを利用できる。フッ素含有シリコンガスとしては、例えばＳｉＦ４、ＳｉＨＦ３、ＳｉＨ２Ｆ２、ＳｉＨ３Ｆが挙げられる。塩素含有シリコンガスとしては、例えばＳｉＣｌ４、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＨ２Ｃｌ２（ＤＣＳ）、ＳｉＨ３Ｃｌ、Ｓｉ２Ｃｌ６が挙げられる。臭素含有シリコンガスとしては、例えばＳｉＢｒ４、ＳｉＨＢｒ３、ＳｉＨ２Ｂｒ２、ＳｉＨ３Ｂｒが挙げられる。
【００１５】
続いて、基板を加熱した状態で、処理容器内のハロゲン含有シリコン原料ガスを除去する（ステップＳ１３）。ハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップＳ１３では、例えば処理容器内に処理ガス及びパージガスを供給することなく、真空ポンプ等の排気装置により処理容器内を排気する。ただし、ガス供給部、ボート回転軸等への逆流防止を目的に処理容器内に微量のパージガスを供給してもよい。微量のパージガスとは、例えばステップＳ１１及びステップＳ１２においてそれぞれ処理容器内に供給されるハロゲン非含有シリコン原料ガス及びハロゲン含有シリコン原料ガスの流量よりも少ない流量である。
【００１６】
また、ハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップＳ１３では、例えば処理容器内に置換ガスを供給しながら真空ポンプ等の排気装置により処理容器内を排気するガス置換を行ってもよい。置換ガスとしては、例えば不活性ガス、Ｈ２（水素ガス）、Ｄ２（重水素ガス）を利用できる。不活性ガスとしては、例えばＮ２や希ガスであるＨｅ、Ｎｅ、Ａｒが挙げられる。
【００１７】
ハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップＳ１３の目的は、続いて行われるハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１１の開始時に処理容器内、厳密に言えば基板の表面に存在するハロゲン含有シリコン原料ガスを除去することである。したがって、基板の表面に存在するハロゲン含有シリコン原料ガスを除去できれば、ハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップＳ１３は上記方法に限定されるものではない。例えば、ハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップＳ１３は、処理容器内の真空引きと処理容器内への置換ガスの供給との組み合わせであってもよい。なお、ハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップＳ１３では、基板の表面に存在するハロゲン含有シリコン原料ガスが完全に除去されていることが好ましいが、該ハロゲン含有シリコン原料ガスの大部分が除去されていればよい。
【００１８】
続いて、ステップＳ１１〜Ｓ１３が所定回数実行されたか否かを判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１１〜Ｓ１３が所定回数実行されたと判定された場合、処理を終了する。一方、ステップＳ１１〜Ｓ１３が所定回数実行されていないと判定された場合、ステップＳ１１へ戻る。すなわち、ステップＳ１１〜Ｓ１３を所定回数に達するまで繰り返し行う。所定回数は、形成したいシリコン膜の設計膜厚に応じて定められる。
【００１９】
〔効果〕
次に、一実施形態の成膜方法により奏される効果について、ハロゲン非含有シリコン原料ガスとしてＭＳガスを利用し、ハロゲン含有シリコン原料ガスとしてＤＣＳガスを利用する場合を例に挙げて説明する。図３は、一実施形態の成膜方法の効果を説明するための図である。
【００２０】
例えば、ＭＳガス及びＤＣＳガスを基板の周囲から基板の主面と略平行に供給する場合、基板中央部の膜厚が基板周縁部の膜厚よりも薄くなりやすい。ＭＳガス及びＤＣＳガスを用いる場合、成膜に大きく寄与するのはＭＳガスであり、ＤＣＳガスは成膜を抑制する役割を果たしていることに起因すると考えられる。
【００２１】
そこで、一実施形態の成膜方法では、基板を収容した処理容器内にハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１１の後、処理容器内にハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１２を連続して行う。言い換えると、基板を収容した処理容器内にハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１１の後、処理容器内の真空引き及びパージを行うことなく、処理容器内にハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１２を行う。これにより、図３に示されるように、ステップＳ１１によって処理容器内に供給されたＭＳガスが基板の表面に滞留している状態で、ステップＳ１２によって処理容器内にＤＣＳガスが供給される。そのため、ＤＣＳガスは基板中央部に滞留するＭＳガスを取り囲むように基板周縁部に供給されるので、基板中央部への塩素（Ｃｌ）終端が減少し、基板中央部の膜厚が小さくなることを抑制できる。その結果、膜厚の面内均一性が改善する。
【００２２】
また、一実施形態の成膜方法では、処理容器内にハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１２の後、ハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップＳ１３を行った後、処理容器内にハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１１を行う。これにより、ステップＳ１２によって処理容器内に供給されたＤＣＳガスが基板の表面から排出された状態で、ステップＳ１１によって処理容器内にＭＳガスが供給される。ＤＣＳガスが基板中央部に滞留していると、ＭＳガスによる基板中央部への成膜が減少してしまうが、それを抑制できる。その結果、膜厚の面内均一性が改善する。
【００２３】
〔成膜装置〕
上記の成膜方法を実施できる成膜装置について、多数枚の基板に対して一括で熱処理を行うバッチ式の縦型熱処理装置を例に挙げて説明する。ただし、成膜装置は、バッチ式の装置に限定されるものではなく、例えば基板を１枚ずつ処理する枚葉式の装置であってもよい。
【００２４】
図４は、縦型熱処理装置の構成例を示す縦断面図である。図５は、図４の縦型熱処理装置の処理容器を説明するための図である。
【００２５】
図４に示されるように、縦型熱処理装置１は、処理容器３４と、蓋体３６と、ウエハボート３８と、ガス供給部４０と、排気部４１と、加熱部４２と、を有する。
【００２６】
処理容器３４は、ウエハボート３８を収容する処理容器である。ウエハボート３８は、多数枚の半導体ウエハ（以下「ウエハＷ」という。）を上下方向に所定間隔を有して棚状に保持する基板保持具である。処理容器３４は、下端が開放された有天井の円筒形状の内管４４と、下端が開放されて内管４４の外側を覆う有天井の円筒形状の外管４６とを有する。内管４４及び外管４６は、石英等の耐熱性材料により形成されており、同軸状に配置されて二重管構造となっている。
【００２７】
内管４４の天井部４４Ａは、例えば平坦になっている。内管４４の一側には、その長手方向（上下方向）に沿ってガス供給管を収容するノズル収容部４８が形成されている。例えば図５に示されるように、内管４４の側壁の一部を外側へ向けて突出させて凸部５０を形成し、凸部５０内をノズル収容部４８として形成している。ノズル収容部４８に対向させて内管４４の反対側の側壁には、その長手方向（上下方向）に沿って幅Ｌ１の矩形状の開口５２が形成されている。
【００２８】
開口５２は、内管４４内のガスを排気できるように形成されたガス排気口である。開口５２の長さは、ウエハボート３８の長さと同じであるか、又は、ウエハボート３８の長さよりも長く上下方向へそれぞれ延びるようにして形成されている。即ち、開口５２の上端は、ウエハボート３８の上端に対応する位置以上の高さに延びて位置され、開口５２の下端は、ウエハボート３８の下端に対応する位置以下の高さに延びて位置されている。具体的には、図４に示されるように、ウエハボート３８の上端と開口５２の上端との間の高さ方向の距離Ｌ２は０ｍｍ〜５ｍｍ程度の範囲内である。また、ウエハボート３８の下端と開口５２の下端との間の高さ方向の距離Ｌ３は０ｍｍ〜３５０ｍｍ程度の範囲内である。
【００２９】
処理容器３４の下端は、例えばステンレス鋼により形成される円筒形状のマニホールド５４によって支持されている。マニホールド５４の上端にはフランジ部５６が形成されており、フランジ部５６上に外管４６の下端を設置して支持するようになっている。フランジ部５６と外管４６との下端との間にはＯリング等のシール部材５８を介在させて外管４６内を気密状態にしている。
【００３０】
マニホールド５４の上部の内壁には、円環状の支持部６０が設けられており、支持部６０上に内管４４の下端を設置してこれを支持するようになっている。マニホールド５４の下端の開口には、蓋体３６がＯリング等のシール部材６２を介して気密に取り付けられており、処理容器３４の下端の開口、即ち、マニホールド５４の開口を気密に塞ぐようになっている。蓋体３６は、例えばステンレス鋼により形成される。
【００３１】
蓋体３６の中央部には、磁性流体シール部６４を介して回転軸６６が貫通させて設けられている。回転軸６６の下部は、ボートエレベータよりなる昇降部６８のアーム６８Ａに回転自在に支持されている。
【００３２】
回転軸６６の上端には回転プレート７０が設けられており、回転プレート７０上に石英製の保温台７２を介してウエハＷを保持するウエハボート３８が載置されるようになっている。従って、昇降部６８を昇降させることによって蓋体３６とウエハボート３８とは一体として上下動し、ウエハボート３８を処理容器３４内に対して挿脱できるようになっている。
【００３３】
ガス供給部４０は、マニホールド５４に設けられており、内管４４内へ成膜ガス、置換ガス、パージガス等のガスを導入する。ガス供給部４０は、複数（例えば３本）の石英製のガス供給管７６，７８，８０を有している。各ガス供給管７６，７８，８０は、内管４４内にその長手方向に沿って設けられると共に、その基端がＬ字状に屈曲されてマニホールド５４を貫通するようにして支持されている。
【００３４】
ガス供給管７６，７８，８０は、図５に示されるように、内管４４のノズル収容部４８内に周方向に沿って一列になるように設置されている。各ガス供給管７６，７８，８０には、その長手方向に沿って所定間隔で複数のガス孔７６Ａ，７８Ａ，８０Ａが形成されている。各ガス孔７６Ａ，７８Ａ，８０Ａは、水平方向に向けて各ガスを放出する。これにより、ウエハＷの周囲からウエハＷの主面と略平行に各ガスが供給される。所定間隔は、例えばウエハボート３８に支持されるウエハＷの間隔と同じになるように設定される。また、高さ方向の位置は、各ガス孔７６Ａ，７８Ａ，８０Ａが上下方向に隣り合うウエハＷ間の中間に位置するように設定されており、各ガスをウエハＷ間の空間部に効率的に供給できるようになっている。ガスの種類としては、成膜ガス、置換ガス、及びパージガスが用いられ、各ガスを流量制御しながら必要に応じて各ガス供給管７６，７８，８０を介して供給できるようになっている。成膜ガスは、例えば前述のハロゲン非含有シリコン原料ガス及びハロゲン含有シリコン原料ガスを含む。置換ガスは、例えば前述の不活性ガス、Ｈ２、Ｄ２を含む。
【００３５】
マニホールド５４の上部の側壁であって、支持部６０の上方には、ガス出口８２が形成されており、内管４４と外管４６との間の空間部８４を介して開口５２より排出される内管４４内のガスを排気できるようになっている。ガス出口８２には、排気部４１が設けられる。排気部４１は、ガス出口８２に接続された排気通路８６を有しており、排気通路８６には、圧力調整弁８８及び真空ポンプ９０が順次介設されて、処理容器３４内を真空引きできるようになっている。
【００３６】
外管４６の外周側には、外管４６を覆うように円筒形状の加熱部４２が設けられている。加熱部４２は、処理容器３４内に収容されるウエハＷを加熱する。
【００３７】
縦型熱処理装置１の全体の動作は、制御部９５により制御される。制御部９５は、例えばコンピュータ等であってよい。また、縦型熱処理装置１の全体の動作を行うコンピュータのプログラムは、記憶媒体９６に記憶されている。記憶媒体９６は、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＤＶＤ等であってよい。
【００３８】
係る縦型熱処理装置１により、ウエハＷに非晶質シリコン膜を形成する成膜方法の一例を説明する。まず、昇降部６８により多数枚のウエハＷを保持したウエハボート３８を処理容器３４内に搬入し、蓋体３６により処理容器３４の下端の開口を気密に塞ぎ密閉する。続いて、制御部９５により、前述の成膜方法を実行するように、ガス供給部４０、排気部４１、加熱部４２等の動作が制御される。これにより、ウエハＷの上に非晶質シリコン膜が形成される。
【００３９】
ところで、ハロゲン非含有シリコン原料ガス及びハロゲン含有シリコン原料ガスがウエハＷの周囲からウエハＷの主面と略平行に供給される場合、ウエハ中央部とウエハ周縁部との間で膜厚差が生じやすい。特に、多数枚のウエハＷが上下方向に所定間隔を有して棚状に保持されている場合、該間隔が狭くなるほどウエハ中央部とウエハ周縁部との間に生じる膜厚差が大きくなる。そのため、ウエハ中央部とウエハ周縁部との間に生じる膜厚差を小さくするため、該間隔を拡げる方法が考えられる。しかしながら、該間隔を拡げると、処理容器内に収容可能なウエハＷの枚数が少なくなるため、生産性が低下する。
【００４０】
そこで、一実施形態の成膜方法では、ウエハＷを収容した処理容器３４内にハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１１の後、処理容器３４内にハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１２を連続して行う。言い換えると、ウエハＷを収容した処理容器３４内にハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１１の後、処理容器３４内の真空引き及びパージを行うことなく、処理容器３４内にハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１２を行う。
【００４１】
また、処理容器３４内にハロゲン含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１２の後、処理容器３４内のハロゲン含有シリコン原料ガスを除去するステップＳ１３を行った後、処理容器３４内にハロゲン非含有シリコン原料ガスを供給するステップＳ１１を行う。これにより、ステップＳ１２によって処理容器内に供給されたハロゲン含有シリコン原料ガスが基板の表面から排出された状態で、ステップＳ１１によって処理容器３４内にハロゲン非含有シリコン原料ガスが供給される。これにより、ウエハＷの上に形成されるシリコン膜の膜厚の面内均一性が改善するので、該間隔を拡げることなく、シリコン膜の膜厚の面内均一性を改善できる。言い換えると、生産性を悪化させることなく、シリコン膜の膜厚の面内均一性を改善できる。
【００４２】
〔実施例〕
次に、一実施形態の成膜方法の効果を確認するために行った実施例について説明する。
【００４３】
まず、表面積比が５０倍又は３０倍の微細な凹凸パターンが形成されたウエハ（以下「パターンウエハ」ともいう。）を準備した。なお、表面積比とは、同径のウエハにおいて、パターンウエハの表面積Ａ１を、凹凸パターンが形成されていないウエハ（以下「ブランケットウエハ」ともいう。）の表面積Ａ２で除した値（Ａ１／Ａ２）である。
【００４４】
続いて、パターンウエハを前述の縦型熱処理装置１の処理容器３４内に収容し、後述するガス供給シーケンスにより処理容器３４内に所定のガスを供給し、シリコン膜を形成した。
【００４５】
図６は、実施例及び比較例のガス供給シーケンスを説明するための図である。図６中、「ＭＳ」は処理容器内へのＭＳガスの供給を表し、「ＤＣＳ」は処理容器内へのＤＣＳガスの供給を表し、「ＶＡＣ」は処理容器内の真空引きを表し、「Ｎ２」は処理容器内へのＮ２ガスの供給を表し、「Ｈ２」は処理容器内へのＨ２ガスの供給を表す。また、図６（ａ）〜図６（ｃ）は実施例１〜３のガス供給シーケンスを示し、図６（ｄ）〜図６（ｈ）はそれぞれ比較例１〜５のガス供給シーケンスを示す。
【００４６】
実施例１では、図６（ａ）に示されるように、ＭＳガスの供給、ＤＣＳガスの供給及び真空引きをこの順に繰り返し行うことにより、表面積比が５０倍のパターンウエハの上にシリコン膜を形成した。なお、実施例１の処理条件は以下である。
【００４７】
ウエハ温度：４７０℃
処理圧力：３Ｔｏｒｒ（４００Ｐａ）
ＭＳガス流量：１５００ｓｃｃｍ
ＤＣＳガス流量：１０００ｓｃｃｍ
ＭＳガス供給時間／ＤＣＳガス供給時間／真空引き時間：２５秒／３０秒／６０秒
所定回数：１７０回
【００４８】
実施例２では、実施例１における真空引きに代えてＮ２ガスによるガス置換を行った点以外は実施例１と同じ条件で、表面積比が３０倍のパターンウエハの上にシリコン膜を形成した。すなわち、実施例２では、図６（ｂ）に示されるように、ＭＳガスの供給、ＤＣＳガスの供給及びＮ２ガスの供給をこの順に繰り返し行うことにより、表面積比が３０倍のパターンウエハの上にシリコン膜を形成した。
【００４９】
実施例３では、実施例１における真空引きに代えてＨ２ガスによるガス置換を行った点以外は実施例１と同じ条件で、表面積比が３０倍のパターンウエハの上にシリコン膜を形成した。すなわち、実施例３では、図６（ｃ）に示されるように、ＭＳガスの供給、ＤＣＳガスの供給及びＨ２ガスの供給をこの順に繰り返し行うことにより、表面積比が３０倍のパターンウエハの上にシリコン膜を形成した。
【００５０】
比較例１では、図６（ｄ）に示されるように、ＭＳガスとＤＣＳガスを同時に供給することにより、表面積比が５０倍のパターンウエハの上にシリコン膜を形成した。
【００５１】
比較例２では、図６（ｅ）に示されるように、ＭＳガスの供給とＤＣＳガスの供給を交互に繰り返し行うことにより、表面積比が５０倍のパターンウエハの上にシリコン膜を形成した。
【００５２】
比較例３では、図６（ｆ）に示されるように、ＭＳガスの供給、真空引き及びＤＣＳガスの供給をこの順に繰り返し行うことにより、表面積比が５０倍のパターンウエハの上にシリコン膜を形成した。
【００５３】
比較例４では、図６（ｇ）に示されるように、ＭＳガスの供給、真空引き、ＤＣＳガスの供給及び真空引きをこの順に繰り返し行うことにより、表面積比が５０倍のパターンウエハの上にシリコン膜を形成した。
【００５４】
比較例５では、図６（ｈ）に示されるように、ＭＳガスの供給、Ｎ２ガスの供給、ＤＣＳガスの供給及び真空引きをこの順に繰り返し行うことにより、表面積比が５０倍のパターンウエハの上にシリコン膜を形成した。
【００５５】
続いて、実施例１〜３、比較例１〜５により形成したシリコン膜のそれぞれについて、ウエハの面内における複数箇所の膜厚を測定することにより、シリコン膜の膜厚の面内均一性を算出した。
【００５６】
図７は、パターンウエハの上に形成したシリコン膜の膜厚の面内均一性を示す図である。図７中、横軸は実施例１〜３、比較例１〜５を示し、縦軸は膜厚の面内均一性［±％］を示す。
【００５７】
図７に示されるように、実施例１、２、３の膜厚の面内均一性は±４．８７％、±４．８９％、±４．３７％であった。一方、比較例１〜５の膜厚の面内均一性はそれぞれ±１１．２５％、±１５．１５％、±１３．６３％、±１０．２４％、±１４．７６％であった。これらの結果から、実施例１〜３に係るガス供給シーケンスによれば、比較例１〜５に係るガス供給シーケンスと比較して、膜厚の面内均一性を改善できることが分かる。すなわち、ＭＳガスの供給の後ＤＣＳガスの供給前に真空引き及びガス置換を行わず、かつＤＣＳガスの供給の後ＭＳガスの供給前にＤＣＳガスを除去することにより、パターンウエハの上に形成されるシリコン膜の膜厚の面内均一性を改善できると言える。つまり、ＭＳガスの供給、ＤＣＳガスの供給及びＤＣＳガスの除去をこの順に繰り返し行うことにより、パターンウエハの上に形成されるシリコン膜の膜厚の面内均一性を改善できると言える。
【００５８】
図８は、パターンウエハの上に形成したシリコン膜の膜厚分布を示す図である。図８中、横軸はウエハ中心からの距離［ｍｍ］を示し、縦軸はシリコン膜の膜厚［Å］を示す。また、図８中、丸（●）印は実施例１の測定結果を示し、三角（▲）印は比較例１の測定結果を示す。
【００５９】
図８に示されるように、実施例１におけるウエハ中央部とウエハ周縁部との間の膜厚差は、比較例１におけるウエハ中央部とウエハ周縁部との間の膜厚差よりも小さいことが分かる。すなわち、ＭＳガスの供給、ＤＣＳガスの供給及び真空引きをこの順に繰り返し行うことにより、パターンウエハの上に形成されるシリコン膜のウエハ中央部とウエハ周縁部との間の膜厚差を小さくできると言える。
【００６０】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【００６１】
上記の実施形態では、基板が半導体基板である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、基板はフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Flat Panel Display)用の大型基板、ＥＬ素子又は太陽電池用の基板であってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１    縦型熱処理装置
３４  処理容器
４０  ガス供給部
９５  制御部
【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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【図８】
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