(57)【要約】【課題】ＢＣｌ３ガスを用いたポリシリコン膜の形成を複数回、連続して実施する際の膜厚の変動を防止する。【解決手段】Ｈを含むＳｉ源およびＢおよびＣｌを含むＢ源を有する原料ガスを反応室内に供給して、半導体基板上にＢを含有したポリシリコン膜を形成する工程と、原料ガスを排出した後にＯ２ガスを前記反応室内に供給する工程と、を具備してなることを特徴とする半導体装置の製造方法を採用する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈを含むＳｉ源およびＣｌを含むＢ源を有する原料ガスを反応室内に供給して、半導体基板上にＢを含有したポリシリコン膜を形成する工程と、
前記原料ガスを排出した後にＯ２ガスを前記反応室内に供給する工程と、を具備してなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記原料ガスを排出する際に、前記原料ガスの供給量を暫時減少させると同時にパージガスをその供給量が暫時増加するように供給して、前記パージガスにより前記原料ガスを排出することを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
ＳｉとＨを含むＳｉ源およびＢとＣｌを含むＢ源を有する原料ガスを反応室内に供給して、半導体基板上にＢを含有したポリシリコン膜を形成する工程と、
前記反応室内へパージガスを供給して、前記原料ガスを排出する工程と、
前記原料ガスの供給を停止した状態でＯ２ガスを前記反応室内に供給する工程と、
再度、前記パージガスを供給して前記Ｏ２ガスを排出する工程と、を具備してなることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記Ｏ２ガスを排出する工程の後に、さらに、前記反応室内に別の半導体基板を設置し、前記Ｓｉ源およびＢ源を有する原料ガスを前記反応室内に供給して、前記別の半導体基板上にＢを含有したポリシリコン膜を形成する工程を備えることを特徴とする、請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記パージガスとしてＮ２ガスを用いることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記Ｓｉ源としてＳｉＨ４ガスを用いるとともに、前記Ｂ源としてＢＣｌ３ガスを用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
内部に複数の半導体基板を設置する設置部を有する中空筒状のインナーチューブと、
前記インナーチューブを覆うアウターチューブと、
前記インナーチューブと前記アウターチューブの間にあって前記設置部に連通されたガス流路部と、を備えた反応室と、
前記設置部にＢを含有したポリシリコン膜形成用の原料ガス及びパージガスを供給するガス供給部と、
前記設置部の上流部に設置されたＯ２ガスの供給ノズルと、
前記ガス流路部の下流側に設置された排気部と、
前記アウターチューブの外側に設置された加熱ヒーターと、を具備してなることを特徴とする、ポリシリコン膜の製造装置。
【請求項８】
前記原料ガスを前記インナーチューブ内に供給して、前記半導体基板にポリシリコン膜を形成させる段階と、
前記原料ガスを排出した後に前記Ｏ２ガスを前記インナーチューブ内に供給させる段階と、を順次行わせる制御部を具備してなることを特徴とする、請求項７に記載のポリシリコン膜の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法及びポリシリコン膜の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造プロセスにおいては加熱処理が繰り返し行われている。しかし半導体装置の微細化に伴い、加熱処理による膜中不純物の拡散や金属材料の酸化、トランジスタ特性の劣化等の悪影響が顕著となるという問題が生じている。そのため、製造プロセスにおける加熱処理の低温化が要求されている。この製造プロセスの低温化への要求により、従来は630℃以上の処理温度で行われていたＬＰ-ＣＶＤ(Low  Pressure−Chemical Vapor Deposition)法によるモノシラン（ＳｉＨ4）ガスを使用したポリシリコン膜の形成方法が、現在は500℃以下の処理温度で行うことが求められている。なお、500℃以下の処理温度で、ポリシリコン膜を形成する方法としては、ＳｉＨ４ガスに３塩化ボロン（ＢＣｌ3）ガスを添加する方法が知られている（特許文献１）。また、電気抵抗の低いボロンドープシリコン膜を形成するにあたってはトリメチルボロン、トリエチルボロンを用いる方法が知られている（特許文献２）。
【０００３】
しかし、ＢＣｌ３を添加するポリシリコン膜の形成方法においては、ＢＣｌ３ガスの熱分解により生じた塩化水素（ＨＣｌ）が反応室内に残存してしまう。ＨＣｌが反応室内に残存することにより、連続してポリシリコン膜の形成を繰り返す際の膜厚の変動が大きいという問題があった。そこで、膜厚の変動を防ぐために、従来の方法ではポリシリコン膜の形成を連続して行わず、半導体装置へのポリシリコン膜の形成を行ったあとは、半導体装置を反応室に入れずにポリシリコン膜の形成処理を実施する必要があった。そのため、連続してポリシリコン膜の形成を実施することができず、製品処理効率の悪化が問題となっていた。そこで、膜厚の変動を防ぎ、かつ連続してポリシリコン膜の形成を行うための方法として、半導体装置を反応室に入れた状態と、反応室から半導体装置を取り出した後の状態両方で、真空引きと不活性ガスによるパージを複数回行い、ＢＣｌ３を強力にパージする方法が行われている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2003-178992号公報
【特許文献２】特開平7-230957号公報
【特許文献３】国際公開第2005-093799号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、不活性ガスによるパージを複数回行う方法も、反応室に残存したＨＣｌの除去を十分に行えるものではない。そのため、不活性ガスによるパージを複数回行っても、連続してポリシリコン膜の形成を行うことにより膜厚の変動が生じてしまっていた。膜厚の変動が生じるために連続してポリシリコン膜の形成を繰り返すことができず、大量の半導体基板を効率的に処理することができなかった。
【０００６】
膜厚の変動が生じる理由は、反応室に残存した塩化水素（ＨＣｌ）が熱分解して、その際に生ずる水素（Ｈ）がインナーチューブおよびダミーウェハに吸着して反応室内に残留することに起因する。つまり、第１回目のポリシリコン膜の形成時に残留した水素が、第２回目以降のポリシリコン膜の形成時の際に新たに供給されたＢＣｌ３と反応して（反応式：３Ｈ＋ＢＣl３→３Ｂ＋３ＨＣｌ）、ＢＣｌ３がボロンと塩化水素に変化する。供給したＢＣｌ３が水素によりボロンと塩化水素に変化してしまうため、第２回目以降のポリシリコン膜の形成時に必要なＢＣｌ３を必要量確保できず、ポリシリコン膜の膜厚が減少してしまう。また、従来のパージガスとして使用されているＮ２ガスによるパージでは、反応室内に吸着している水素を除去することができない。
【０００７】
なお、ポリシリコン膜の形成に必要なＢＣｌ３を補充するために、ＢＣｌ３ガスの流量のみを増加させるという方法は使用できない。ＢＣｌ３ガスの流量の増加により、副作用として、形成されたポリシリコン膜の表面の平坦性（モフォロジー）が悪化してしまうという問題が発生するためである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半導体装置の製造方法は、Ｈを含むＳｉ源およびＣｌを含むＢ源を有する原料ガスを反応室内に供給して、半導体基板上にＢを含有したポリシリコン膜を形成する工程と、原料ガスを排出した後にＯ２ガスを前記反応室内に供給する工程と、を具備してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、原料ガスのパージガスであるＮ２ガスを反応室内に供給して原料ガスを排出した後に、Ｏ２ガスを残留水素のパージガスとして供給することで、インナーチューブ及びダミーウェハに吸着した残留水素を酸化水素（水：Ｈ２Ｏ）として排出することができる。ポリシリコン膜の形成の抑制因子である水素を低減することができるため、ポリシリコン膜の膜厚の変動が改善される。また、連続してポリシリコン膜の形成を行っても、膜厚の変動を抑えたポリシリコン膜を安定して供給することができる。そのため、大量の半導体基板にポリシリコン膜を効率的に形成することができ、半導体装置を効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態のポリシリコン膜の製造装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態の半導体装置の製造方法におけるガス供給のタイミングチャートである。
【図３】従来のポリシリコン膜の製造装置を示す断面図である。
【図４】従来の半導体装置の製造方法におけるガス供給のタイミングチャートである。
【図５】従来の半導体装置の製造方法における連続３回のポリシリコン膜の形成による膜厚の変化を示す図である。
【図６】本発明の半導体装置の製造方法における連続３回のポリシリコン膜の形成による膜厚の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態であるポリシリコン膜の製造装置について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の半導体装置の製造方法を実施するために用いるポリシリコン膜の製造装置９の断面様式図である。
【００１２】
本実施形態のポリシリコン膜の製造装置９は、ポリシリコン膜の形成を行うバッチ式縦型ホットウォール形ＬＰ−ＣＶＤ装置である。ポリシリコン膜の製造装置９は、内部に複数の半導体基板２を所定の間隔で上下方向に並べて設置する、設置部であるウェハボート１を有する中空筒状のインナーチューブ３と、インナーチューブ３を覆うアウターチューブ５と、インナーチューブ３とアウターチューブ５の間にあってウェハボート１に連通されたガス流路部１０と、を備えた反応室８と、ウェハボート１にポリシリコン膜形成用の原料ガス及びパージガスを供給するガス供給部であるインジェクション４及びＯ２ガスのみを供給するインジェクション４ａ（Ｏ２ガスの供給ノズル）と、ウェハボート１の上流部に設置されたＯ２ガス供給源１１と、ガス流路部１０の下流側に設置された排気部６と、アウターチューブ５の外側に設置された加熱ヒーター７とにより構成されている。
【００１３】
インナーチューブ３は石英ガラス製であり、一端３ａが開口され、他端３ｂが板状の基板１３により閉塞された中空筒状の構造で形成されている。インナーチューブ３の内側にはインジェクション４及びインジェクション４ａ（Ｏ２ガスの供給ノズル）が設置される。また、インナーチューブ３の中空部は反応室８とされている。反応室８内には、複数の半導体基板２とダミーウェハ２aとが、ウェハボート１に所定の間隔で上下方向に並べて設置されている。
【００１４】
被処理物としての半導体基板２は、ウェハボート１上に保持されて、インナーチューブ３内に導入される。ウェハボート１は、アウターチューブ５の外部に垂直に設置された図示しないエレベータにて垂直方向に昇降されるようになっている。なお、ポリシリコンの形成を連続して行う際には半導体基板２のみ、そのつど交換し、ダミーウェハ２aはそのまま複数回使用される。なお、ダミーウェハ２aは、ウェハボート１の上下部分に設置される。
【００１５】
インジェクション４は、インナーチューブ３内部に原料ガスを供給する構造で形成されている。インジェクション４はポリシリコン膜形成用の原料ガス及びパージガスを、インジェクション４ａ（Ｏ２ガスの供給ノズル）はポリシリコン膜形成用の原料ガス、パージガス及びＯ２ガスを、それぞれインナーチューブ３に供給するよう構成されている。また、インジェクション４はインナーチューブ３の内側に複数、垂直に設置されている。インジェクション４は原料ガス毎に配置され、かつ、半導体基板２の位置に合わせてウェハボート１の高さ方向上部から下部にかけてガスを供給するよう配置されている。なお、インジェクション４a（Ｏ２ガスの供給ノズル）はウェハボート１の底面付近に設置されている。また、インジェクション４a（Ｏ２ガスの供給ノズル）のみ、Ｏ２ガスが供給されるよう接続されている。
【００１６】
Ｏ２ガスの供給源１１はウェハボート１の下部に設置され、インジェクション４ａ（Ｏ２ガスの供給ノズル）よりＯ２ガスをウェハボート１に供給する構成となっている。また、Ｏ２ガスの供給源１１は第一の反応ガス供給管３０の終端に設けられている。反応ガス供給管３０はインジェクション４ａ（Ｏ２ガスの供給ノズル）に接続されており、途中で分岐され、上流側のそれぞれの終端に、Ｏ２ガスの供給源１１、第一のＳｉＨ４ガス供給源１４、第一のＢＣｌ３ガス供給源１５、第一のＮ２ガス供給源１６が設けられている。ＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスは反応ガス供給管３０において混合される構成となっている。
【００１７】
第二、第三、第四及び第五のＳｉＨ４ガス供給源２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａはウェハボート１の下部に設置される。また、第二、第三、第四及び第五のＳｉＨ４ガス供給源２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａは、それぞれ対応する第二の反応ガス供給管４０ａの、ガスを流す際の上流側の終端に設けられている。第二の反応ガス供給管４０ａは、それぞれ対応するインジェクション４に接続されており、それぞれの終端に第二、第三、第四及び第五のＳｉＨ４ガス供給源２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａが設けられている。第二、第三、第四及び第五のＳｉＨ４ガス供給源２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａに対応する、それぞれのインジェクション４は、ウェハボート１の一方側にウェハボート１の高さ方向上部から下部にかけてガスを供給するよう配置され、ウェハボート１の全面にＳｉＨ４ガスを供給する構成となっている。
【００１８】
また、第二のＮ２ガス供給源２０ａはウェハボート１の下部に設置され、第一のＮ２ガス供給管３１ａの、ガスを流す際の上流側の終端に設けられている。第一のＮ２ガス供給管３１ａは途中から分岐して、下流側の分岐した終端が第二の反応ガス供給管４０ａに接続されている。
【００１９】
第二、第三、第四及び第五のＢＣｌ３ガス供給源２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂはウェハボート１の上流部に設置される。また、第二、第三、第四及び第五のＢＣｌ３ガス供給源２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂは、それぞれ対応する第三の反応ガス供給管４０ｂの上流側の終端に設けられている。第三の反応ガス供給管４０ｂは、それぞれ対応するインジェクション４に接続されており、それぞれの終端に第二、第三、第四及び第五のＢＣｌ３ガス供給源２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂが設けられている。第二、第三、第四及び第五のＢＣｌ３ガス供給源２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂに対応する、それぞれのインジェクション４は、ウェハボート１の他方側にウェハボート１の高さ方向上部から下部にかけてガスを供給するよう配置され、ウェハボート１の全面にＢＣｌ３ガスを供給する構成となっている。
【００２０】
また、第三のＮ２ガス供給源２０ｂはウェハボート１の上流部に設置され、第二のＮ２ガス供給管３１ｂの上流側の終端に設けられている。第一のＮ２ガス供給管３１ａは途中から分岐して、下流側の分岐した終端が第二の反応ガス供給管４０ａに接続されている。
【００２１】
アウターチューブ５は石英ガラス製の一端５ａが板状の基板１３により閉塞され、他端５ｂが閉塞した中空筒状に形成されている。また、アウターチューブ５はインナーチューブ３を覆うように構成されている。インナーチューブ３とアウターチューブ５の間にはガス流路部１０が備えられている。また、ガス流路部１０はウェハボート１に連通されている。ガス流路部１０の下流側の、アウターチューブ５の底面部には排気部６が設けられている。排気部６から図示しない排気装置への接続の間には、圧力調整機構として図示しないスロットルバルブが形成されている。図示しないスロットルバルブは、反応室８内の圧力を制御し得るように構成されている。排気部６は、ポリシリコン膜の形成後に、原料ガスが陰圧となったアウターチューブ５の内側を経由して流動し、最終的に排気されるように形成されている。
【００２２】
加熱ヒーター７は、アウターチューブ５の周囲に、アウターチューブ５を包囲するように設置されている。アウターチューブ５は加熱ヒーター７により、たとえば500℃に加熱される。
【００２３】
なお、本実施形態のポリシリコン膜の製造装置９の動作は、例えばマイクロコンピューター等よりなる制御部１２により制御される。図１に示す制御部１２は、ＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスをインナーチューブ３内に供給して、半導体基板２にポリシリコン膜を形成させる段階と、ＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスを排出した後にＯ２ガスをインナーチューブ３内に供給させる段階と、を順次行わせるものである。
【００２４】
続いて、本発明の実施形態である半導体装置の製造方法について図面を参照して説明する。図２に本実施形態のガス供給のタイミングチャートを示す。本実施形態の半導体装置の製造方法は、まず、反応室８内にパージガスを供給した後に、ウェハボート１に所定の間隔で上下方向に並べて設置させた複数の半導体基板２をインナーチューブ３に挿入する。次いで反応室８内の残留物をパージする。次いで、パージガスの供給を停止すると共に、Ｓｉを含むＳｉ源およびＢを含むＢ源を有する原料ガスを反応室８内に供給して、半導体基板２上にＢを含有したポリシリコン膜を形成する。その後、原料ガスの供給を停止すると共に、反応室８内にパージガスを供給して反応室８内の残留物をパージする。次いで、Ｏ２ガスを反応室８内に供給して反応室８内及びダミーウェハ２aに吸着した水素とＯ２ガスを反応させて酸化水素（水：Ｈ２Ｏ））を形成する。その後、反応室８内にパージガスを供給して反応室８内の残留物をパージする。
【００２５】
本実施形態について、図１の本発明の実施形態のポリシリコン膜の製造装置９を示す断面図、及び、図２の本発明の実施形態の半導体装置の製造方法におけるガス供給のタイミングチャートを用いて説明する。まず、図２のＳＴＡＲＴの時点から、インジェクション４よりインナーチューブ３の内側へのパージガスの供給を開始し、反応室８内をパージする。パージガスとしてはＮ２ガスを用いる。なお、パージガスの供給量は6000sccmの流量である。
【００２６】
次いで、Ｎ２ガスが供給されたままの状態で、Ｔ１までの間に、複数の半導体基板２を図示しないロードロックチャンバーからウェハボート１に所定の間隔で上下方向に並べて設置させる。なお、ウェハボート１の上下端はガスの流速差が生じ易く、ＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスを供給する際、ウェハボート１の上下端にＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスの流速差が生じやすい。ＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスの流速差が生じることにより、ウェハボート１の上下端に設置される半導体基板２上に形成される、ポリシリコン膜の膜厚にばらつきが生じやすくなる。半導体基板２上に堆積されるポリシリコン膜の膜厚のばらつきを低減させるため、ウェハボート１の上下端にはダミーウェハ２aを設置する。
【００２７】
半導体基板２のウェハボート１への設置が終了した後(Ｔ１)、ウェハボート１をインナーチューブ３に挿入する。そして、インナーチューブ３の内側の温度が500℃で安定するまでＮ２ガス供給を継続させ、反応室８内の残留物をパージする。Ｔ１から約１時間後(Ｔ２)、Ｎ２ガスの供給を暫時減少させ始め、Ｔ２から約１分後（Ｔ３）、Ｎ２ガスの供給を停止する。
【００２８】
次いで、Ｎ２ガスの供給を停止すると同時（Ｔ３）に、原料ガスであるＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスのインナーチューブ３の内側への供給を開始する。供給するＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスの流量は、ＳｉＨ４ガスを1500sccm、ＢＣｌ３ガスを300sccmとする。
【００２９】
インナーチューブ３の内側に供給されたＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスは、ウェハボート１内で所定の間隔で上下方向に並んでいる半導体基板２の隙間を通る。半導体基板２の隙間を通ったＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスは、陰圧となったアウターチューブ５の内側のガス流路部１０を経由して排気部６に向かって流動する。この際、ＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスは反応して、ポリシリコン（Ｓｉ)とボロン(Ｂ)と塩化水素(ＨＣｌ)を生成する（反応式：３ＳｉＨ４＋４ＢＣｌ３→３Ｓｉ＋４Ｂ＋１２ＨＣｌ）。ＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスは、半導体基板２の隙間を通る際に、その反応生成物であるポリシリコン膜を半導体基板２上に堆積する。この際、アウターチューブ５の外側に設置された加熱ヒーター７でインナーチューブ３内を500℃に加熱することによって、ポリシリコン膜の形成を進行させる。この反応により、半導体基板２上にボロンがドープされたポリシリコン膜を形成する。なお、ＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスの反応により生じた塩化水素(ＨＣｌ)は、一部がアウターチューブ５及びインナーチューブ３内部で分解して水素（Ｈ）を生成させる。生成した水素（Ｈ）は主に、インナーチューブ３及びダミーウェハ２ａに吸着する。
【００３０】
Ｔ３から約３０分後（Ｔ４）、ＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスの供給量を暫時減少させると同時に、Ｎ２ガスを供給量が暫時増加するようにインナーチューブ３の内側へ供給する。なお、Ｎ２ガスを供給する間、半導体基板２は図示しないロードロックチャンバーからウェハボート１に設置されたままにする。インナーチューブ３の内側の温度が500℃に安定するまでＮ２ガスの供給を継続させ、反応室８内の残留物をパージする。
【００３１】
Ｔ４から約４分後(Ｔ５)、ＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスのインナーチューブ３の内側への供給を停止するとともに、Ｎ２ガスの供給（流量：6000sccm）を停止する。そして、Ｎ２ガスの供給の停止とともに、インジェクション４ａ（Ｏ２ガスの供給ノズル）よりＯ２ガスの供給を開始（流量：3000sccm）する。Ｏ２ガスをインナーチューブ３の内側へ供給することにより、反応室８内をＯ２ガスで満たし、反応室８内及びダミーウェハ２aに吸着した水素（Ｈ）とＯ２ガスを反応させて酸化水素（水：Ｈ２Ｏ））を形成する。また、形成した酸化水素（水：Ｈ２Ｏ）は排気部６を通じて反応室８外に排出する。
【００３２】
Ｔ５から約１０分後(Ｔ６)、インナーチューブ３の内側へのＯ２ガスの供給を停止するとともに、Ｎ２ガスの供給を開始（流量：6000sccm）する。Ｎ２ガスのインナーチューブ３の内側への供給により、再度反応室８内の残留物を除去する。そして、Ｔ６から所定の時間経過後にＮ２ガスの供給を停止し、ポリシリコン膜の形成処理を終了する。なお、ポリシリコン膜の形成処理を終了した後、ポリシリコン膜が形成された半導体基板２をウェハボート１から抜脱する。以上の過程を１サイクルとしてポリシリコン膜の形成処理を行う。
【００３３】
次いで、連続して別の半導体基板２へのポリシリコン膜の形成処理を行う場合は、まず図２のガス供給のタイミングチャートのＳＴＡＲＴの時点から、インナーチューブ３の内側へのパージガスの供給を開始する。次いで、別の複数の半導体基板２を図示しないロードロックチャンバーからウェハボート１に所定の間隔で上下方向に並べて設置させる。次いで、ＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスを反応室８内に供給して、別の半導体基板２上に、Ｂを含有したポリシリコン膜を形成する。以下、その工程は前記サイクルと同様のため、説明を省略する。
【００３４】
なお、ガスの流量や時間（Ｔ１〜Ｔ６）の設定は一例であり、変更が可能である。また、パージガスとしてはＮ２ガス以外の不活性ガス（Ａｒ、Ｈｅ等）も使用可能である。
【００３５】
なお、図３は本実施形態との比較対象となる、従来のポリシリコン膜の製造装置１０９の概略断面図である。図１に示すポリシリコン膜の製造装置９と異なる点は、インジェクション４ａ（Ｏ２ガスの供給ノズル）にＯ２ガス供給源１１が接続されている点である。
【００３６】
図４は従来のポリシリコン膜の製造装置１０９を用いた、従来の実施形態のガス供給のタイミングチャートを示す図である。従来の実施形態のガス供給においては、原料ガスとしてＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガス、パージガスとしてＮ２ガスを用いる。従来の方法においては、Ｏ２ガスを供給せず、残留水素（Ｈ）との酸化反応は行っていない。図４に示すタイムチャートを３回繰り返して、その都度ポリシリコン膜の膜厚を測定した。その結果を図５に示す。
【００３７】
従来の方法では、同じ条件設定で３回行ったポリシリコン膜の形成処理のうち、２回目から３回目の膜厚が１回目よりも19〜22nm（12〜14％）低減してしまう。このように、従来の方法では連続して同じ膜厚のポリシリコン膜の形成を実施することができず、製品処理効率の悪化が問題となっていた。
【００３８】
一方、本実施形態によるポリシリコン膜の形成による膜厚の変化は、同じ条件設定で３回連続して行った場合、２回目及び３回目のポリシリコン膜の形成処理においても、１回目と同じ膜厚のポリシリコン膜が形成される。図６に本実施形態による連続３ランでのポリシリコン膜の形成による膜厚の変化を示す。連続してポリシリコン膜を形成しても、膜厚の変動を抑えることができる。
【００３９】
以上、説明したように本実施形態で用いるポリシリコン膜の製造装置９においては、Ｏ２ガスが供給されるインジェクション４a（Ｏ２ガスの供給ノズル）とＯ２ガス供給源１１、及び、Ｏ２ガスをインナーチューブ３内に供給する制御部１２が具備されるため、反応室８内へＯ２ガスを供給することができる。
【００４０】
本実施形態の製造方法においては、インナーチューブ３の内側へのＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスの供給を停止した後に、Ｎ２ガスでパージを行う。そのため、残留するＳｉＨ４ガス及びＢＣｌ３ガスによるポリシリコン膜の成長を完全に抑制することができ、かつ、新たな水素の発生を防ぐことができる。また、Ｎ２ガスによるパージの後、Ｏ２ガスによりパージを行うことで、反応室８内に吸着した水素をＯ２ガスと反応させて酸化水素を生成する（反応式：４Ｈ＋Ｏ２→２Ｈ２Ｏ）。反応室８内に吸着した水素を酸化水素として反応室８外に除去するため、ポリシリコン膜の形成を抑制する因子である水素を低減することができる。反応室８内の水素の低減が可能になるため、連続したポリシリコン膜の形成による膜厚変動を改善することができる。
【００４１】
このように、本実施形態の製造方法を用いることにより、ＢＣｌ３ガスを用いたポリシリコン膜の形成を複数回、連続して実施する場合の膜厚の変動を防止することが可能となる。また、連続してポリシリコン膜の形成処理を行えるため大量の半導体基板を効率的に処理することができる。効率よく精度の高い半導体基板２を形成することができるため、信頼性に優れた半導体装置を効率よく生産することができる。なお、本実施形態においてはＯ２ガスの供給時間（Ｔ５〜Ｔ６の間）は約１０分程度でよいため、従来の実施形態と比較してポリシリコン膜の形成に要する時間が極端に長くなることも無い。
【符号の説明】
【００４２】
１…ウェハボート、２…半導体基板、３…インナーチューブ、４…インジェクション、４ａ…インジェクション、５…アウターチューブ、６…排気部、７…加熱ヒーター、８…反応室、９…ポリシリコン膜の製造装置、１０…ガス流路部、１２…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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