(57)【要約】【課題】  処理容器内でのドープガスの拡散速度を高く維持しつつドープガス源の交換頻度を抑制してスループットを向上させることが可能な熱処理装置を提供する。【解決手段】  被処理体を収容することができる処理容器Ｗと、前記被処理体を複数段に亘って支持する保持手段１８と、前記処理容器内を真空引きする排気系１４と、成膜を行う原料ガスを供給する原料ガス供給手段４２と、薄膜中に不純物を導入するためのドープガスを供給するドープガス供給手段４６と、前記被処理体を加熱する加熱手段３８と、を有する熱処理装置において、前記処理容器内へ希釈ガスを供給するための希釈ガス供給手段のガス供給通路からの希釈ガスと前記ドープガス供給手段のガス供給通路からのドープガスとを混合させて混合ガスを形成するための所定の容量のガス混合タンク６６が設けられる。【選択図】  図１
2006041481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を収容することができる処理容器と、
前記被処理体を複数段に亘って支持する保持手段と、
前記処理容器内を真空引きする排気系と、
成膜を行う原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
薄膜中に不純物を導入するためのドープガスを供給するドープガス供給手段と、
前記被処理体を加熱する加熱手段と、
を有する熱処理装置において、
前記処理容器内へ希釈ガスを供給するための希釈ガス供給手段のガス供給通路からの希釈ガスと前記ドープガス供給手段のガス供給通路からのドープガスとを混合させて混合ガスを形成するための所定の容量のガス混合タンクが設けられていることを特徴とする被処理体の熱処理装置。
【請求項２】
前記希釈ガス供給手段のガス供給通路と前記ドープガス供給手段のガス供給通路とは途中で合流されて合流通路となっており、該合流通路の途中に、前記ガス混合タンクが介設されていることを特徴とする請求項１記載の被処理体の熱処理装置。
【請求項３】
前記ガス混合タンクの下流側の合流通路には開閉弁が設けられており、
前記処理容器内へ前記混合ガスを供給する時には、前記ガス混合タンク内へ所定量の混合ガスを貯め込んだ後に前記混合ガスを前記処理容器内へ供給するように制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の被処理体の熱処理装置。
【請求項４】
前記ガス混合タンクには、該ガス混合タンク内の圧力を測定する圧力計が設けられており、
前記制御手段は、前記圧力計の測定値に基づいて前記処理容器内へ所定の流量のドープガスを供給するように前記開閉弁を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の被処理体の熱処理装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記混合ガスを前記処理容器内へ間欠的に供給するように制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の被処理体の熱処理装置。
【請求項６】
前記処理容器内へパージガスを供給するためのパージガス供給手段が設けられており、前記合流通路には、前記パージガス供給手段のガス供給通路が接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の被処理体の熱処理装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記処理容器内に前記混合ガスを供給していない時に前記処理容器内にパージガスを供給するように制御することを特徴とする請求項６記載の被処理体の熱処理装置。
【請求項８】
前記ガス混合タンクの容量は、２００〜５０００ｃｃの範囲内であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の被処理体の熱処理装置。
【請求項９】
前記ドープガス供給系は、純粋なドープガスを貯留するドープガス源を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の被処理体の熱処理装置。
【請求項１０】
被処理体を収容することができる処理容器と、
前記被処理体を複数段に亘って支持する保持手段と、
前記処理容器内を真空引きする排気系と、
成膜を行う原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
薄膜中に不純物を導入するためのドープガスを供給するドープガス供給手段と、
前記被処理体を加熱する加熱手段と、
前記処理容器内へ希釈ガスを供給するための希釈ガス供給手段と、
を有する熱処理装置を用いて前記被処理体に成膜処理を施すようにした熱処理方法において、
前記ドープガスと前記希釈ガスとをガス混合タンク内で予め混合して混合ガスを形成し、該混合ガスを前記処理容器内へ供給するようにしたことを特徴とする被処理体の熱処理方法。
【請求項１１】
被処理体を収容することができる処理容器と、
前記被処理体を複数段に亘って支持する保持手段と、
前記処理容器内を真空引きする排気系と、
成膜を行う原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
薄膜中に不純物を導入するためのドープガスを供給するドープガス供給手段と、
前記被処理体を加熱する加熱手段と、
前記処理容器内へ希釈ガスを供給するための希釈ガス供給手段と、
を有する熱処理装置を用いて前記被処理体に成膜処理を施すに際して、
前記ドープガスと前記希釈ガスとをガス混合タンク内で予め混合して混合ガスを形成し、該混合ガスを前記処理容器内へ供給して前記被処理体に成膜処理を施すように前記熱処理装置を制御するプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に対して薄膜を形成する際にリン（Ｐ）やボロン（Ｂ）等の不純物（ドーパント）をドーピングするようにした被処理体の熱処理装置、熱処理方法及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路等の製造工程においては、被処理体である例えば半導体ウエハに対して成膜処理、酸化拡散処理、改質処理、エッチング処理等の各種の処理が繰り返し施される。また、上記成膜処理時には、ドープガスを添加して、堆積する膜中に不純物をドーピングする場合もある。このように不純物をドーピングする場合について説明すると、例えば特許文献１等に示すような縦型の熱処理装置の処理容器内に、多数枚の半導体ウエハを多段に収容し、そして、このウエハを加熱しつつ処理容器内に成膜ガスと不純物が含まれたドープガスとを供給し、これにより堆積する薄膜中に不純物をドープさせるようになっている。この場合、例えばリンドープのポリシリコンプロセスではドープガスとしてＰＨ３ ガス等が用いられる。
【０００３】
この種のドープガスの蒸気圧が高い原料の場合には、純粋ドープガスを貯留する貯留タンクよりこの純粋ドープガスを流量制御しつつ処理容器内へ導入すればよいが、一般的にはこの種のドープガスの蒸気圧はかなり低いことから、純粋ガスのままで処理容器内へ導入しても拡散が十分でなくてドープ量が不均一な分布状態となってしまう。そこで、一般的には、この種のドープガスを供給する場合には、このドープガスを、Ｎ２ 等の不活性ガスにより予め例えば１％程度に希釈した状態で貯留ボンベ内に充填しており、使用時にはこの予め希釈された１％濃度のドープガスを貯留ボンベより流量制御しつつ流して拡散状態が良好な状態で処理容器内へ導入するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８２５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記したように、予め希釈ガスにより例えば１％程度まで希釈されたガスを充填した貯留ボンベより、このガスを処理容器内へ導入する場合には、希釈された分だけ単位時間当たりのガス流量が多くなるので、比較的大容量の処理容器内に短時間で迅速に、且つ均一に拡散することができる。
しかしながら、この場合には、上記貯留ボンベ内にはドープガスは上述のように希釈された状態で充填されていることから、単位時間当たりのガスの使用量（流出量）が多くなって比較的短時間で貯留ボンベを交換しなければならず、その分、生産性が低下してスループットが低下する、といった問題があった。特に、ウエハサイズが８インチから１２インチ（３００ｍｍ）へと大きくなるに従って、いわゆるバッチ式の処理容器内の容量も格段に大きくなり、それに伴って高いスループットを維持しつつドープガスの処理容器内への導入時の均一拡散をより迅速に行う必要性が求められている。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、処理容器内でのドープガスの拡散速度を高く維持しつつドープガス源の交換頻度を抑制して生産性、すなわちスループットを向上させることが可能な被処理体の熱処理装置、熱処理方法及び記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、被処理体を収容することができる処理容器と、前記被処理体を複数段に亘って支持する保持手段と、前記処理容器内を真空引きする排気系と、成膜を行う原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、薄膜中に不純物を導入するためのドープガスを供給するドープガス供給手段と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、を有する熱処理装置において、前記処理容器内へ希釈ガスを供給するための希釈ガス供給手段のガス供給通路からの希釈ガスと前記ドープガス供給手段のガス供給通路からのドープガスとを混合させて混合ガスを形成するための所定の容量のガス混合タンクが設けられていることを特徴とする被処理体の熱処理装置である。
【０００８】
上記のようにドープガス供給手段と希釈ガス供給手段のガス供給通路の途中にガス混合タンクを設け、このガス混合タンク内にて上記両ガスを均一に混合させてからこの混合ガスを処理容器内へ導入するようにしたので、上記ドープガス供給手段のドープガス源には純粋なドープガスを充填しておくことができ、従って、処理容器内でのドープガスの拡散速度を高く維持しつつドープガス源の交換頻度を抑制して生産性、すなわちスループットを向上させることができる。
【０００９】
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記希釈ガス供給手段のガス供給通路と前記ドープガス供給手段のガス供給通路とは途中で合流されて合流通路となっており、該合流通路の途中に、前記ガス混合タンクが介設されている。
また、例えば請求項３に規定するように、前記ガス混合タンクの下流側の合流通路には開閉弁が設けられており、前記処理容器内へ前記混合ガスを供給する時には、前記ガス混合タンク内へ所定量の混合ガスを貯め込んだ後に前記混合ガスを前記処理容器内へ供給するように制御する制御手段を設ける。
【００１０】
また例えば請求項４に規定するように、前記ガス混合タンクには、該ガス混合タンク内の圧力を測定する圧力計が設けられており、前記制御手段は、前記圧力計の測定値に基づいて前記処理容器内へ所定の流量のドープガスを供給するように前記開閉弁を制御する。
また例えば請求項５に規定するように、前記制御手段は、前記混合ガスを前記処理容器内へ間欠的に供給するように制御する。
【００１１】
また例えば請求項６に規定するように、前記処理容器内へパージガスを供給するためのパージガス供給手段が設けられており、前記合流通路には、前記パージガス供給手段のガス供給通路が接続されている。
また例えば請求項７に規定するように、前記制御手段は、前記処理容器内に前記混合ガスを供給していない時に前記処理容器内にパージガスを供給するように制御する。
また例えば請求項８に規定するように、前記ガス混合タンクの容量は、２００〜５０００ｃｃの範囲内である。
また例えば請求項９に規定するように、前記ドープガス供給系は、純粋なドープガスを貯留するドープガス源を有する。
【００１２】
請求項１０に係る発明は、被処理体を収容することができる処理容器と、前記被処理体を複数段に亘って支持する保持手段と、前記処理容器内を真空引きする排気系と、成膜を行う原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、薄膜中に不純物を導入するためのドープガスを供給するドープガス供給手段と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、前記処理容器内へ希釈ガスを供給するための希釈ガス供給手段と、を有する熱処理装置を用いて前記被処理体に成膜処理を施すようにした熱処理方法において、前記ドープガスと前記希釈ガスとをガス混合タンク内で予め混合して混合ガスを形成し、該混合ガスを前記処理容器内へ供給するようにしたことを特徴とする被処理体の熱処理方法である。
【００１３】
請求項１１に係る発明は、被処理体を収容することができる処理容器と、前記被処理体を複数段に亘って支持する保持手段と、前記処理容器内を真空引きする排気系と、成膜を行う原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、薄膜中に不純物を導入するためのドープガスを供給するドープガス供給手段と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、前記処理容器内へ希釈ガスを供給するための希釈ガス供給手段と、を有する熱処理装置を用いて前記被処理体に成膜処理を施すに際して、前記ドープガスと前記希釈ガスとをガス混合タンク内で予め混合して混合ガスを形成し、該混合ガスを前記処理容器内へ供給して前記被処理体に成膜処理を施すように前記熱処理装置を制御するプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の被処理体の熱処理装置、熱処理方法及び記憶媒体によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
ドープガス供給手段と希釈ガス供給手段のガス供給通路の途中である、例えば合流通路にガス混合タンクを設け、このガス混合タンク内にて上記両ガスを均一に混合させてからこの混合ガスを処理容器内へ導入するようにしたので、上記ドープガス供給手段のドープガス源には純粋なドープガスを充填しておくことができ、従って、処理容器内でのドープガスの拡散速度を高く維持しつつドープガス源の交換頻度を抑制して生産性、すなわちスループットを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る被処理体の熱処理装置、熱処理方法及び記憶媒体の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明方法を実施するための熱処理装置の一例を示す構成図である。図示するように、この熱処理装置２は下端が開放された円筒体状になされた縦型の処理容器４を有している。この処理容器４は、例えば耐熱性の高い石英を用いることができる。
この処理容器４の天井部には、開口された排気口６が設けられると共に、この排気口６に例えば直角に横方向へ屈曲された排気ノズル８が連設されている。そして、この排気ノズル８には、途中に圧力制御弁１０や真空ポンプ１２等が介設された排気系１４が接続されており、上記処理容器４内の雰囲気を真空引きして排気出来るようになっている。
【００１６】
上記処理容器４の下端は、例えばステンレススチール製の筒体状のマニホールド１６によって支持されており、このマニホールド１６の下方より多数枚の被処理体としての半導体ウエハＷを多段に所定のピッチで載置した保持手段としての石英製のウエハボート１８が昇降可能に挿脱自在になされている。上記処理容器４の下端と上記マニホールド１６の上端との間には、Ｏリング等のシール部材２０が介在されて、この部分の気密性を維持している。本実施例の場合において、このウエハボート１８には、例えば５０〜１００枚程度の直径が３００ｍｍのウエハＷを略等ピッチで多段に支持できるようになっている。尚、上記マニホールド１６の部分を石英により上記処理容器４側と一体成形する装置例もある。
【００１７】
このウエハボート１８は、石英製の保温筒２２を介してテーブル２４上に載置されており、このテーブル２４は、マニホールド１６の下端開口部を開閉する蓋部２６を貫通する回転軸２８の上端部に支持される。そして、この回転軸２８の貫通部には、例えば磁性流体シール３０が介設され、この回転軸２８を気密にシールしつつ回転可能に支持している。また、蓋部２６の周辺部とマニホールド１６の下端部には、例えばＯリング等よりなるシール部材３２が介設されており、処理容器４内のシール性を保持している。
上記した回転軸２８は、例えばボートエレベータ等の昇降機構３４に支持されたアーム３６の先端に取り付けられており、ウエハボート１８及び蓋部２６等を一体的に昇降できるようになされている。尚、上記テーブル２４を上記蓋部２６側へ固定して設け、ウエハボート１８を回転させることなくウエハＷの処理を行うようにしてもよい。
【００１８】
上記処理容器４の側部には、これを取り囲むようにして例えば特開２００３−２０９０６３号公報に記載されたカーボンワイヤ製のヒータよりなる加熱手段３８が設けられており、この内側に位置する上記半導体ウエハＷを加熱し得るようになっている。このカーボンワイヤヒータは清浄なプロセスが実現でき、且つ昇降温特性に優れており、本発明のような複数連続処理プロセスに適している。またこの加熱手段３８の外周には、断熱材４０が設けられており、この熱的安定性を確保するようになっている。そして、上記マニホールド１６には、各種のガスをこの処理容器４内へ導入して供給するための各種のガス供給手段が設けられている。
【００１９】
具体的には、このマニホールド１６には、上記処理容器４内へ成膜用の原料ガスを供給する原料ガス供給手段４２と、処理容器４内へ還元ガスを供給する還元ガス供給手段４４と、処理容器４内へドープガスを供給するドープガス供給手段４６と、処理容器４内へＮ２ 等の不活性ガスを希釈ガスとして供給する希釈ガス供給手段４８とがそれぞれ設けられている。また、ここでは、必要に応じてＮ２ ガス等の不活性ガスをパージガスとして処理容器４内へ供給するパージガス供給手段５０も設けられている。尚、希釈ガス、或いはパージガスとしては、Ｎ２ に替えてＡｒやＨｅ等も用いることができる。
【００２０】
上記原料ガス供給手段４２、還元ガス供給手段４４及びドープガス供給手段４６は、上記マニホールド１６の側壁を貫通させてその先端部を処理容器４内に臨ませて設けたガスノズル４２Ａ、４４Ａ及び４６Ａをそれぞれ有している。上記２つのガスノズル４２Ａ、４４Ａには、それぞれガス通路５２、５４が接続されると共に、各ガス通路５２、５４には、それぞれ開閉弁５２Ａ、５４Ａ及びマスフローコントローラのような流量制御器５２Ｂ、５４Ｂが介設されており、原料ガスや還元ガスをそれぞれ流量制御しつつ流すようになっている。ここで原料ガスとしてはシラン系ガス、例えばＳｉＣｌ４ を用い、還元ガスとしてはＨ２ ガスを用いている。
【００２１】
また上記ドープガス供給手段４６は、ドープガスとして例えば希釈ガスの入っていない純粋なドープガスの充填されたドープガス源（タンク）５６を有しており、これよりガス供給通路５８が延びている。そして、このガス供給通路５８の途中には、開閉弁５８Ａ及びマスフローコントローラのような流量制御器５８Ｂが順次介設されており、ドープガスを流量制御しつつ供給できるようになっている。ここではドープガスとして例えばリンをドープするためにＰＨ３ ガスが用いられる。
【００２２】
また上記希釈ガス供給手段４８は、希釈ガスとして不活性ガスであるＮ２ ガスの充填された希釈ガス源（タンク）６０を有しており、これよりガス供給通路６２が延びている。そして、このガス供給通路６２の途中には、開閉弁６２Ａ及びマスフローコントローラのような流量制御器６２Ｂが順次介設されており、希釈ガスを流量制御しつつ供給できるようになっている。
【００２３】
ここで上記両ガス供給通路５８、６２は途中で合流されて合流通路６４となり、この合流通路６４が上記ガスノズル４６Ａに接続されている。そして、この合流通路６４の途中に上記ドープガスと希釈ガスとを混合させて混合ガスを形成するための所定の容量のガス混合タンク６６が介設されている。尚、上記各ガス供給通路５８、６２をそれぞれ個別にガス混合タンク６６へ接続するようにしてもよい。このガス混合タンク６６の容量は、処理容器４の容量にもよるが例えば２００〜５０００ｃｃの範囲内であり、特に、処理容器４内に３００ｍｍウエハを５０〜１００枚程度収容できる大きさの場合には、６００〜７００ｃｃの範囲が望ましい。上記ガス混合タンク６６の容量が２００ｃｃよりも少ない場合には、成膜時に必要な十分な量の混合ガスを形成することができず、また５０００ｃｃよりも大きい場合には装置自体も大型化し過ぎてしまう。
【００２４】
そして、上記ガス混合タンク６６の下流側の合流通路６４の途中には、開閉弁６４Ａが介設されており、上記混合ガスの流れを制御できるようになっている。また上記パージガス供給手段５０は、処理容器４内の残留ガスを排除するために不活性ガスとして例えばＮ２ ガスを供給するものであり、このパージガス供給手段５０のガス供給通路６８の途中には、マスフローコントローラのような流量制御器６８Ｂ及び開閉弁６８Ａがそれぞれ順次介設されている。そして、上記パージガス用のガス供給通路６８の先端側は、上記合流通路６４に介設された開閉弁６４Ａの下流側において、上記合流通路６４に接続されている。
【００２５】
そして、上記各開閉弁５２Ａ、５４Ａ、６４Ａ、６８Ａ、５８Ａ、６２Ａの開閉は、例えばマイクロコンピュータ等よりなる制御手段７０により制御される。また上記ガス混合タンク６６には、この内部圧力を測定するための圧力計７２が設けられており、この圧力測定値をリアルタイムで上記制御手段７０に向けて出力し得るようになっている。ここで、この制御手段７０は、上記ドープガスと希釈ガスとの流量比と、上記圧力測定値とに基づいてドープガスの体積をリアルタイムで演算により求め得るようになっている。
【００２６】
また、熱処理装置２には、この熱処理装置２の全体の動作を制御するために例えばコンピュータ等よりなる装置制御手段８０が設けられている。この装置制御手段８０は、上記制御手段７０を支配下に置く。そして、この装置制御手段８０は、この熱処理装置２の動作を制御する時に用いるプログラムを記憶するために例えばフロッピディスクやフラッシュメモリ等よりなる記憶媒体８２を有している。
【００２７】
次に、上述のように構成された熱処理装置２を用いて行われる熱処理方法について説明する。以下に説明する各動作は、前述したようにコンピュータよりなる装置制御手段８０の制御のもとに行われれる。本発明方法では、原料ガス、還元ガス、ドープガスと希釈ガスとの混合ガスをそれぞれ間欠的に処理容器４内へ導入して、原子層レベル或いは分子層レベルの薄膜を繰り返し成膜することにより、リンドープのポリシリコン膜を堆積するようになっている。この種の成膜方法を、いわゆるＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜とも称する。
まず、ウエハボート１８に未処理の半導体ウエハＷが多段に支持された状態でこれが処理容器４内に密閉状態で収容されている。そして、この処理容器４内の真空引きを開始すると共に、加熱手段３８によりウエハＷを所定の熱処理温度まで昇温し、そして、上記各種ガスを処理容器４内へ供給して成膜処理を行う。
【００２８】
上述したように、各種ガスの供給は間欠的に行われ、これらの各種ガスの供給及び供給の停止は、制御手段７０により各開閉弁５２Ａ、５４Ａ、６４Ａ、６８Ａ等を制御することにより行う。尚、開閉弁５８Ａ、６２Ａは、成膜処理が開始されると開状態となって、常にドープガス源５６からは所定の流量のドープガスが流れ出ており、また希釈ガス源６０からは所定の流量の希釈ガス、すなわちＮ２ ガスが流れて出ている。このように、ガス混合タンク６６内へは、予め定められた流量比のドープガスと希釈ガスとが常に流れ込んできており、このガス混合タンク６６内で均一に混合されて混合ガスが形成されてその圧力は圧力計７２にてリアルタイムで測定されてモニタされている。そして、このガス混合タンク６６から、このタンク６６内の混合ガスが間欠的に上記処理容器４内へ供給されることになる。ここで、この成膜処理中における処理容器４内におけるガスの流入状態、ガス混合タンク内へのガスの流入量、各開閉弁の開閉状態、ガス混合タンク６６内及び処理容器４内の圧力は図２に示されている。
【００２９】
まず、成膜処理が開始されると、上述のように、開閉弁５８Ａ、６２Ａが共に開状態になされてドープガスであるＰＨ３ ガスと希釈ガスであるＮ２ ガスの流出が開始され、これらの両ガスはガス混合タンク６６内にて均一に混合される（図２（Ｄ）及び図２（Ｅ）参照）。この状態では、開閉弁６４Ａは閉状態なので、その混合ガスが下流側へは流れて行かない。そして、ガス混合タンク６６内にある程度の量の混合ガスが貯留された以降は、間欠的にこの混合ガスが処理容器４へ供給される（図２（Ｂ）参照）。この混合ガスの供給に同期させて、処理容器４内へ原料ガス（ＳｉＣｌ４ ）や還元ガス（Ｈ２ ）も間欠的に供給して成膜処理を行う（図２（Ａ）参照）。また、上記原料ガス、還元ガス、混合ガスを共に処理容器４内へ導入していない時には、パージガスとしてここではＮ２ ガスを処理容器４内へ供給し、残留ガスを排除する（図２（Ｃ）参照）。
【００３０】
上記各種のガスの処理容器４内への供給と供給停止は、図２（Ｆ）〜図２（Ｈ）に示すように各開閉弁５２Ａ、５４Ａ、６４Ａ、６８Ａの開閉制御により行う。この場合、図２（Ｉ）に示すようにガス混合タンク６６内の圧力は略圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との間を繰り返すことになり、また処理容器４内の圧力も略圧力Ｐ３と圧力Ｐ４との間を繰り返すことになる。
【００３１】
この時の原料ガス等の１回の供給期間Ｔ１は例えば１〜１８０ｓｅｃ程度の範囲内、Ｎ２ ガスによるパージ期間Ｔ２は例えば１〜１８０ｓｅｃ程度の範囲内である。成膜温度は例えば３００〜６５０℃程度の範囲内、成膜圧力は例えば２６．６〜１３３３Ｐａ程度の範囲内である。
またＳｉＣｌ４ ガスの流量は例えば２００〜５０００ｓｃｃｍ程度の範囲内、Ｈ２ ガスの流量は例えば２００〜５０００ｓｃｃｍ程度の範囲内である。
更に、ドープガスであるＰＨ３ ガスの流量は例えば０．１〜１０００ｓｃｃｍ程度の範囲内、希釈ガスであるＮ２ ガスの流量は例えば１〜５０００ｓｃｃｍ程度の範囲内である。
【００３２】
ここで各ガスの供給と供給停止のタイミングは、上記各期間Ｔ１、Ｔ２をタイマーによって計測することによって求めてもよいし、或いは、ガス混合タンク６６内の圧力を圧力計７２でモニターし、この圧力変化に基づいて求めてもよい。例えば１パルスでの混合ガスの供給量が予め定められておれば、混合ガスを処理容器４内へ供給を開始した時の圧力Ｐ１を計測し、これに基づいて供給を停止すべき圧力を直ちに計算してその圧力Ｐ２で混合ガスの供給を停止するように制御してもよい。
【００３３】
このように、本発明では、ドープガス源５６として希釈ガスの混合されていない純粋なドープガスを充填したタンクを用いても、このタンクより流れ出た純粋なドープガスを途中のガス混合タンク６６内で希釈ガスと均一に混合させて大容量の混合ガスを形成し、この混合ガスを処理容器４内へ供給するようにしたので、ドープガスの拡散速度が上がって処理容器４内へドープガスを迅速に且つ短時間で均一に拡散させることが可能となる。
また、上述のようにドープガス源５６のタンクには、純粋なドープガスを充填していることから、この交換頻度が少なくて済み、生産性、すなわちスループットを高く維持することが可能となる。
【００３４】
ここではドープガス源５６に純粋なドープガスを、充填した場合を例にとって説明したが、純粋ガスでなくても、ある程度以上、例えば濃度１０％以上の濃度の高いドープガスを充填した場合にあっても本発明を適用し得る。
また、ここではリンドープのポリシリコン膜の成膜方法を例にとって説明したが、これに限定されず、他の不純物をドープする場合、或いは他の膜種を成膜する場合にも本発明を適用することができる。例えば原料ガスとしてジクロロシランとアンモニアとを用い、ドープガスとしてＢＣｌ３ ガス等を用いてＳｉＢＮ等を成膜する場合にも本発明方法を適用することができる。
更には、熱処理装置の処理容器４としては、図１に示したような単管構造のものに限らず、例えば２重管構造のものでもよい。
また被処理体としては、半導体ウエハの限定されず、ＬＣＤ基板、ガラス基板等にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明方法を実施するための熱処理装置の一例を示す構成図である。
【図２】処理容器内におけるガスの流入状態、ガス混合タンク内へのガスの流入量、各開閉弁の開閉状態、ガス混合タンク内及び処理容器内の圧力を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
２  熱処理装置
４  処理容器
１４  排気系
１８  ウエハボート（保持手段）
３８  加熱手段
４２  原料ガス供給手段
４４  還元ガス供給手段
４６  ドープガス供給手段
４８  希釈ガス供給手段
５０  パージガス供給手段
５６  ドープガス源
５８  ガス供給通路
６０  希釈ガス源
６２  ガス供給通路
６４  合流通路
６６  ガス混合タンク
７０  制御手段
７２  圧力計
８０  装置制御手段
８２  記憶媒体
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【図１】
2006041481.tif 000003
【図２】
2006041481.tif 000004