(57)【要約】【課題】面内均一性を改善することができるアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法、アモルファスシリコン膜の形成方法およびアモルファスシリコン膜形成装置を提供する。【解決手段】アモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法は、反応室内にクリーニングガスを供給して、装置内部に付着した付着物を除去する除去工程を備え、除去工程により付着物を除去した反応室内にアンモニアを供給してパージする第１パージ工程と、除去工程により付着物を除去した反応室内に水素と酸素を含むガスを供給してパージする第２パージ工程との、少なくとも一方のパージ工程を実施する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アモルファスシリコン膜形成装置の反応室内に処理ガスを供給して被処理体にアモルファスシリコン膜を形成した後、装置内部に付着した付着物を除去するアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法であって、
前記反応室内にクリーニングガスを供給して、前記装置内部に付着した付着物を除去する除去工程を備え、
前記除去工程により付着物を除去した反応室内にアンモニアを供給してパージする第１パージ工程と、前記除去工程により付着物を除去した反応室内に水素と酸素を含むガスを供給してパージする第２パージ工程との、少なくとも一方のパージ工程を実施する、ことを特徴とするアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法。
【請求項２】
前記クリーニングガスにフッ素を含むクリーニングガスを用い、
前記第１パージ工程及び前記第２パージ工程では、前記装置内部のフッ素濃度を調整する、ことを特徴とする請求項１に記載のアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法。
【請求項３】
前記第１パージ工程及び前記第２パージ工程では、前記反応室内の温度を６００℃〜１０００℃に設定する、ことを特徴とする請求項１または２に記載のアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法。
【請求項４】
被処理体にアモルファスシリコン膜を形成するアモルファスシリコン膜形成工程と、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法により装置内部に付着した付着物を除去する工程と、
を備える、ことを特徴とするアモルファスシリコン膜の形成方法。
【請求項５】
前記アモルファスシリコン膜形成工程では、前記被処理体にアミノシランを吸着させた後にアモルファスシリコン膜を形成する、ことを特徴とする請求項４に記載のアモルファスシリコン膜の形成方法。
【請求項６】
被処理体が収容された反応室内に処理ガスを供給して被処理体にアモルファスシリコン膜を形成するアモルファスシリコン膜形成装置であって、
前記反応室内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、
前記反応室内にアンモニア、または、水素と酸素を含むガスを供給するパージガス供給手段と、
装置の各部を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記クリーニングガス供給手段を制御して前記反応室内にクリーニングガスを供給し、装置内部に付着した付着物を除去した後、前記パージガス供給手段を制御して前記反応室内にアンモニア、または、水素と酸素を含むガスを供給する、ことを特徴とするアモルファスシリコン膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法、アモルファスシリコン膜の形成方法およびアモルファスシリコン膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置等の製造プロセスでは、シリコン基板上の層間絶縁膜にトレンチ、ホール形状の溝（コンタクトホール）を形成し、アモルファスシリコン膜等のシリコン膜を埋め込んで電極を形成する工程がある。
【０００３】
このような工程では、例えば、特許文献１に示すように、シリコン基板上の層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法でシリコン膜を成膜する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３２１５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、アモルファスシリコン膜の形成において、被処理体、例えば、半導体ウエハをリングボートに搭載してアモルファスシリコン膜を形成し、半導体ウエハをリングボートから回収した後、例えば、フッ素系のクリーニングガスによりクリーニングを実施している。このように、成膜後にフッ素系のクリーニングガスにより毎回クリーニングを実施すると、成膜時にリングボートに搭載された半導体ウエハのエッジ膜厚が厚くなりやすく、面内均一性が悪化してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、面内均一性を改善することができるアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法、アモルファスシリコン膜の形成方法およびアモルファスシリコン膜形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点にかかるアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法は、
アモルファスシリコン膜形成装置の反応室内に処理ガスを供給して被処理体にアモルファスシリコン膜を形成した後、装置内部に付着した付着物を除去するアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法であって、
前記反応室内にクリーニングガスを供給して、前記装置内部に付着した付着物を除去する除去工程を備え、
前記除去工程により付着物を除去した反応室内にアンモニアを供給してパージする第１パージ工程と、前記除去工程により付着物を除去した反応室内に水素と酸素を含むガスを供給してパージする第２パージ工程との、少なくとも一方のパージ工程を実施する、ことを特徴とする。
【０００８】
前記クリーニングガスにフッ素を含むクリーニングガスを用い、
前記第１パージ工程及び前記第２パージ工程では、前記装置内部のフッ素濃度を調整する、ことが好ましい。
前記第１パージ工程及び前記第２パージ工程では、前記反応室内の温度を６００℃〜１０００℃に設定する、ことが好ましい。
【０００９】
本発明の第２の観点にかかるアモルファスシリコン膜の形成方法は、
被処理体にアモルファスシリコン膜を形成するアモルファスシリコン膜形成工程と、
本発明の第１の観点にかかるアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法により装置内部に付着した付着物を除去する工程と、
を備える、ことを特徴とする。
【００１０】
前記アモルファスシリコン膜形成工程では、例えば、前記被処理体にアミノシランを吸着させた後にアモルファスシリコン膜を形成する。
【００１１】
本発明の第３の観点にかかるアモルファスシリコン膜形成装置は、
被処理体が収容された反応室内に処理ガスを供給して被処理体にアモルファスシリコン膜を形成するアモルファスシリコン膜形成装置であって、
前記反応室内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、
前記反応室内にアンモニア、または、水素と酸素を含むガスを供給するパージガス供給手段と、
装置の各部を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記クリーニングガス供給手段を制御して前記反応室内にクリーニングガスを供給し、装置内部に付着した付着物を除去した後、前記パージガス供給手段を制御して前記反応室内にアンモニア、または、水素と酸素を含むガスを供給する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、面内均一性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態の処理装置を示す図である。
【図２】図１の制御部の構成を示す図である。
【図３】本実施の形態のアモルファスシリコン膜の形成方法を説明するための図である。
【図４】本実施の形態のアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法を説明するための図である。
【図５】アンモニアパージの効果を説明するための図である。
【図６】アンモニアパージ及び窒素パージ後に形成されたアモルファスシリコン膜の膜厚及び面内均一性を測定した結果を示す図である。
【図７】他の実施の形態のアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法を説明するための図である。
【図８】他の実施の形態のアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法を説明するための図である。
【図９】他の実施の形態のアモルファスシリコン膜の形成方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法、アモルファスシリコン膜の形成方法およびアモルファスシリコン膜形成装置について説明する。本実施の形態では、アモルファスシリコン膜形成装置として、図１に示すバッチ式の縦型の処理装置を用いた場合を例に説明する。
【００１５】
図１に示すように、処理装置１は、長手方向が垂直方向に向けられた反応管２を備えている。反応管２は、内管２ａと、内管２ａを覆うとともに内管２ａと所定の間隔を有するように形成された有天井の外管２ｂとから構成された二重管構造を有する。内管２ａと外管２ｂの側壁は、図１に矢印で示すように、複数の開口を有している。内管２ａ及び外管２ｂは、耐熱及び耐腐食性に優れた材料、例えば、石英により形成されている。
【００１６】
反応管２の一側方には、反応管２内のガスを排気するための排気部３が配置されている。排気部３は、反応管２に沿って上方に延びるように形成され、反応管２の側壁に設けられた開口を介して、反応管２と連通する。排気部３の上端は、反応管２の上部に配置された排気口４に接続されている。この排気口４には図示しない排気管が接続され、排気管には図示しないバルブや後述する真空ポンプ１２７などの圧力調整機構が設けられている。この圧力調整機構により、外管２ｂの一方の側壁側（処理ガス供給管８）から供給されたガスが、内管２ａ、外管２ｂの他方の側壁側、排気部３、排気口４を介して、排気管に排気され、反応管２内が所望の圧力（真空度）に制御される。
【００１７】
反応管２の下方には、蓋体５が配置されている。蓋体５は、耐熱及び耐腐食性に優れた材料、例えば、石英により形成されている。また、蓋体５は、後述するボートエレベータ１２８により上下動可能に構成されている。そして、ボートエレベータ１２８により蓋体５が上昇すると、反応管２の下方側（炉口部分）が閉鎖され、ボートエレベータ１２８により蓋体５が下降すると、反応管２の下方側（炉口部分）が開口される。
【００１８】
蓋体５の上には、ウエハボート６が載置されている。ウエハボート６は、例えば、石英により形成されている。ウエハボート６は、半導体ウエハＷが垂直方向に所定の間隔をおいて複数枚、収容可能に構成されている。なお、蓋体５の上部に、反応管２の炉口部分から反応管２内の温度が低下することを防止する保温筒や、半導体ウエハＷを収容するウエハボート６を回転可能に載置する回転テーブルを設け、これらの上にウエハボート６を載置してもよい。これらの場合、ウエハボート６に収容された半導体ウエハＷを均一な温度に制御しやすくなる。
【００１９】
反応管２の周囲には、反応管２を取り囲むように、例えば、抵抗発熱体からなる昇温用ヒータ７が設けられている。この昇温用ヒータ７により反応管２の内部が所定の温度に加熱され、この結果、反応管２の内部に収容された半導体ウエハＷが所定の温度に加熱される。
【００２０】
反応管２の下端近傍の側面には、反応管２（外管２ｂ）内に処理ガスを供給する処理ガス供給管８が挿通されている。処理ガスとしては、アモルファスシリコン膜の成膜用ガスとしてのジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、クリーニングガスとしてのフッ素（Ｆ２）、パージガスとしてのアンモニア（ＮＨ３）等が用いられる。
【００２１】
処理ガス供給管８には、垂直方向の所定間隔ごとに供給孔が設けられており、供給孔から反応管２（外管２ｂ）内に処理ガスが供給される。このため、図１に矢印で示すように、処理ガスが垂直方向の複数箇所から反応管２内に供給される。
【００２２】
また、反応管２の下端近傍の側面には、反応管２（外管２ｂ）内に希釈ガス及びパージガスとしての窒素（Ｎ２）を供給する窒素ガス供給管１１が挿通されている。
【００２３】
処理ガス供給管８、窒素ガス供給管１１は、後述するマスフローコントローラ（ＭＦＣ：Mass Flow Controller）１２５を介して、図示しないガス供給源に接続されている。
【００２４】
また、反応管２内には、反応管２内の温度を測定する、例えば、熱電対からなる温度センサ１２２、及び、反応管２内の圧力を測定する圧力計１２３が複数本配置されている。
【００２５】
また、処理装置１は、装置各部の制御を行う制御部１００を備えている。図２に制御部１００の構成を示す。図２に示すように、制御部１００には、操作パネル１２１、温度センサ１２２、圧力計１２３、ヒータコントローラ１２４、ＭＦＣ１２５、バルブ制御部１２６、真空ポンプ１２７、ボートエレベータ１２８等が接続されている。
【００２６】
操作パネル１２１は、表示画面と操作ボタンとを備え、オペレータの操作指示を制御部１００に伝え、また、制御部１００からの様々な情報を表示画面に表示する。
【００２７】
温度センサ１２２は、反応管２内及び排気管内などの各部の温度を測定し、その測定値を制御部１００に通知する。
圧力計１２３は、反応管２内及び排気管内などの各部の圧力を測定し、その測定値を制御部１００に通知する。
【００２８】
ヒータコントローラ１２４は、昇温用ヒータ７を個別に制御するためのものであり、制御部１００からの指示に応答して、昇温用ヒータ７に通電してこれらを加熱し、また、昇温用ヒータ７の消費電力を個別に測定して、制御部１００に通知する。
【００２９】
ＭＦＣ１２５は、処理ガス供給管８、窒素ガス供給管１１等の各配管に配置され、各配管を流れるガスの流量を制御部１００から指示された量に制御するとともに、実際に流れたガスの流量を測定して、制御部１００に通知する。
【００３０】
バルブ制御部１２６は、各配管に配置され、各配管に配置された弁の開度を制御部１００から指示された値に制御する。
真空ポンプ１２７は、排気管に接続され、反応管２内のガスを排気する。
【００３１】
ボートエレベータ１２８は、蓋体５を上昇させることにより、ウエハボート６（半導体ウエハＷ）を反応管２内にロードし、蓋体５を下降させることにより、ウエハボート６（半導体ウエハＷ）を反応管２内からアンロードする。
【００３２】
制御部１００は、レシピ記憶部１１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１３と、Ｉ／Ｏポート（Input/Output Port）１１４と、ＣＰＵ（Central Processing Unit)１１５と、これらを相互に接続するバス１１６とから構成されている。
【００３３】
レシピ記憶部１１１には、セットアップ用レシピと複数のプロセス用レシピとが記憶されている。処理装置１の製造当初は、セットアップ用レシピのみが格納される。セットアップ用レシピは、各処理装置に応じた熱モデル等を生成する際に実行されるものである。プロセス用レシピは、ユーザが実際に行う熱処理（プロセス）毎に用意されるレシピであり、反応管２への半導体ウエハＷのロードから、処理済みの半導体ウエハＷをアンロードするまでの、各部の温度の変化、反応管２内の圧力変化、各種のガスの供給の開始及び停止のタイミングと供給量などを規定する。
【００３４】
ＲＯＭ１１２は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスクなどから構成され、ＣＰＵ１１５の動作プログラム等を記憶する記録媒体である。
ＲＡＭ１１３は、ＣＰＵ１１５のワークエリアなどとして機能する。
【００３５】
Ｉ／Ｏポート１１４は、操作パネル１２１、温度センサ１２２、圧力計１２３、ヒータコントローラ１２４、ＭＦＣ１２５、バルブ制御部１２６、真空ポンプ１２７、ボートエレベータ１２８等に接続され、データや信号の入出力を制御する。
【００３６】
ＣＰＵ１１５は、制御部１００の中枢を構成し、ＲＯＭ１１２に記憶された制御プログラムを実行する。また、ＣＰＵ１１５は、操作パネル１２１からの指示に従って、レシピ記憶部１１１に記憶されているレシピ（プロセス用レシピ）に沿って、処理装置１の動作を制御する。すなわち、ＣＰＵ１１５は、温度センサ１２２、圧力計１２３、ＭＦＣ１２５等に反応管２内及び排気管内などの各部の温度、圧力、流量等を測定させ、この測定データに基づいて、ヒータコントローラ１２４、ＭＦＣ１２５、バルブ制御部１２６、真空ポンプ１２７等に制御信号等を出力し、上記各部がプロセス用レシピに従うように制御する。
バス１１６は、各部の間で情報を伝達する。
【００３７】
次に、以上のように構成された処理装置１を用いたアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法、及び、アモルファスシリコン膜の形成方法について説明する。なお、以下の説明において、処理装置１を構成する各部の動作は、制御部１００（ＣＰＵ１１５）により制御されている。また、各処理における反応管２内の温度、圧力、ガスの流量等は、前述のように、制御部１００（ＣＰＵ１１５）がヒータコントローラ１２４（昇温用ヒータ７）、ＭＦＣ１２５、バルブ制御部１２６等を制御することにより、例えば、図３に示すようなレシピ（タイムシーケンス）に従った条件に設定される。図３はアモルファスシリコン膜の形成方法を説明するための図である。
【００３８】
まず、反応管２内を所定の温度、例えば、図３（ａ）に示すように、４２０℃）に設定する。また、図３（ｃ）に示すように、窒素ガス供給管１１から反応管２内に所定量の窒素を供給する。次に、半導体ウエハＷが収容されているウエハボート６を蓋体５に載置する。そして、ボートエレベータ１２８により蓋体５を上昇させ、半導体ウエハＷ（ウエハボート６）を反応管２内にロードする（ロード工程）。
【００３９】
続いて、図３（ｃ）に示すように、窒素ガス供給管１１から反応管２内に所定量の窒素を供給するとともに、反応管２内を所定の温度、例えば、図３（ａ）に示すように、４２０℃に設定する。また、反応管２内のガスを排出し、反応管２を所定の圧力、例えば、図３（ｂ）に示すように、１３．３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）に減圧する。そして、反応管２内をこの温度及び圧力で安定させる（安定化工程）。
【００４０】
反応管２内の温度は、２００℃〜６００℃であることが好ましく、３５０℃〜５５０℃であることがさらに好ましい。反応管２内の温度をかかる範囲にすることにより、形成されるアモルファスシリコン膜の膜質や膜厚均一性等を向上させることができるためである。
【００４１】
反応管２内の圧力は、０．１３３Ｐａ（０．００１Ｔｏｒｒ）〜１３．３ｋＰａ（１００Ｔｏｒｒ）にすることが好ましい。かかる範囲の圧力にすることにより、半導体ウエハＷとＳｉとの反応を促進することができるためである。反応管２内の圧力は、６．６５Ｐａ（０．０５Ｔｏｒｒ）〜１３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）にすることがさらに好ましい。かかる範囲の圧力にすることにより、反応管２内の圧力制御が容易になるためである。
【００４２】
反応管２内が所定の圧力および温度で安定すると、窒素ガス供給管１１からの窒素の供給を停止し、反応管２内に成膜用ガスを供給する。具体的には、図３（ｄ）に示すように、処理ガス供給管８から所定量のジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を供給する（フロー工程）。
【００４３】
反応管２内に供給されたジシランは、反応管２内で加熱されて活性化する。このため、反応管２内にジシランが供給されると、半導体ウエハＷと活性化されたＳｉが反応し、半導体ウエハＷに所定量のＳｉが吸着する。この結果、半導体ウエハＷにアモルファスシリコン膜が形成される。
【００４４】
半導体ウエハＷに所定量のＳｉが吸着すると、処理ガス供給管８からのジシランの供給を停止する。そして、反応管２内のガスを排出するとともに、図３（ｃ）に示すように、窒素ガス供給管１１から反応管２内に所定量の窒素を供給して、反応管２内のガスを反応管２外に排出する（パージ、Vacuum工程）。
【００４５】
また、図３（ｃ）に示すように、窒素ガス供給管１１から反応管２内に所定量の窒素を供給するとともに、反応管２内を所定の温度、例えば、図３（ａ）に示すように、４２０℃に設定する。また、窒素ガス供給管１１から反応管２内に所定量の窒素を供給して反応管２内を窒素でサイクルパージして常圧へと戻す（常圧復帰工程）。次に、ボートエレベータ１２８により蓋体５を下降させることにより、半導体ウエハＷをアンロードする（アンロード工程）。
【００４６】
このようにアモルファスシリコン膜を形成すると、生成された反応生成物が、半導体ウエハＷの表面だけでなく、反応管２内や各種の治具等にも堆積（付着）する。このため、アモルファスシリコン膜を形成した後には、アモルファスシリコン膜形成装置の洗浄を行う。図４はアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法を説明するための図である。図４に示すように、アモルファスシリコン膜形成装置の洗浄は、フッ素系のクリーニング剤による洗浄処理を行った後、アンモニアによるパージを行う。以下、本発明のアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法について説明する。
【００４７】
まず、反応管２内を所定の温度、例えば、図４（ａ）に示すように、３５０℃）に設定する。また、図４（ｃ）に示すように、窒素ガス供給管１１から反応管２内に所定量の窒素を供給する。次に、半導体ウエハＷが収容されていないウエハボート６を蓋体５に載置する。そして、ボートエレベータ１２８により蓋体５を上昇させ、ウエハボート６を反応管２内にロードする（ロード工程）。
【００４８】
続いて、図４（ｃ）に示すように、窒素ガス供給管１１から反応管２内に所定量の窒素を供給するとともに、反応管２内を所定の温度、例えば、図４（ａ）に示すように、３５０℃に設定する。また、反応管２内のガスを排出し、反応管２を所定の圧力、例えば、図４（ｂ）に示すように、４０００Ｐａ（３０Ｔｏｒｒ）に減圧する。そして、反応管２内をこの温度及び圧力で安定させる（安定化工程）。
【００４９】
反応管２内の温度は、２００℃〜６００℃であることが好ましく、３００℃〜５００℃であることがさらに好ましい。反応管２内の温度をかかる範囲にすることにより、反応管２内の付着物と活性化されたフッ素との反応が促進されるためである。
【００５０】
反応管２内の圧力は、０．１３３Ｐａ（０．００１Ｔｏｒｒ）〜１３．３ｋＰａ（１００Ｔｏｒｒ）にすることが好ましい。かかる範囲の圧力にすることにより、反応管２内の付着物と活性化されたフッ素との反応を促進することができるためである。反応管２内の圧力は、１３．３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）〜６５５０Ｐａ（５０Ｔｏｒｒ）にすることがさらに好ましい。かかる範囲の圧力にすることにより、反応管２内の圧力制御が容易になるためである。
【００５１】
反応管２内が所定の圧力および温度で安定すると、窒素ガス供給管１１からの窒素の供給を停止し、反応管２内にクリーニング用ガスを供給する。具体的には、図４（ｄ）に示すように、処理ガス供給管８から所定量のフッ素（Ｆ２）を供給する（フロー工程）。
【００５２】
反応管２内に供給されたフッ素は、反応管２内で加熱されて活性化する。このため、反応管２内にフッ素が供給されると、反応管２内の付着物と活性化されたフッ素とが反応し、反応管２内に付着した付着物が除去される。
【００５３】
反応管２内に付着した付着物が除去されると、処理ガス供給管８からのフッ素の供給を停止する。そして、反応管２内のガスを排出するとともに、図４（ｃ）に示すように、窒素ガス供給管１１から反応管２内に所定量の窒素を供給して、反応管２内のガスを反応管２外に排出する（パージ、Vacuum工程）。
【００５４】
また、図４（ｃ）に示すように、窒素ガス供給管１１から反応管２内に所定量の窒素を供給するとともに、反応管２内を所定の温度、例えば、図４（ａ）に示すように、８００℃に設定する。また、反応管２内のガスを排出し、反応管２を所定の圧力、例えば、図４（ｂ）に示すように、１６０００Ｐａ（１２０Ｔｏｒｒ）に減圧する。そして、反応管２内をこの温度及び圧力で安定させる。
【００５５】
反応管２内の温度は、６００℃〜１０００℃であることが好ましく、７００℃〜９００℃であることがさらに好ましい。反応管２内の温度をかかる範囲にすることにより、アンモニアが活性化され、アンモニアパージが良好に行われるためである。
【００５６】
反応管２内の圧力は、０．１３３Ｐａ（０．００１Ｔｏｒｒ）〜６５．５ｋＰａ（５００Ｔｏｒｒ）にすることが好ましい。かかる範囲の圧力にすることにより、アンモニアが活性化されやすく、アンモニアパージが良好に行われるためである。反応管２内の圧力は、１３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）〜２６．６ｋＰａ（２００Ｔｏｒｒ）にすることがさらに好ましい。かかる範囲の圧力にすることにより、反応管２内の圧力制御が容易になるためである。
【００５７】
反応管２内が所定の圧力および温度で安定すると、窒素ガス供給管１１からの窒素の供給を停止し、反応管２内に、図４（ｅ）に示すように、処理ガス供給管８から所定量のアンモニア（ＮＨ３）を供給する（フロー工程）。
【００５８】
反応管２内に供給されたアンモニアは、反応管２内で加熱されて活性化されて、反応管２内の残留フッ素と反応する。このため、この後に成膜するアモルファスシリコン膜が半導体ウエハＷの外周部にアモルファスシリコンが堆積しにくくなり、形成されるアモルファスシリコン膜の面内均一性を向上させることができる。図５（ａ）はアンモニアパージを行わずに、アモルファスシリコン膜を成膜した場合を説明するための図であり、図５（ｂ）はアンモニアパージを行った後に、アモルファスシリコン膜を成膜した場合を説明するための図である。図５（ｂ）に示すように、アンモニアパージを行うことにより、半導体ウエハＷの外周部に多くのアモルファスシリコンが堆積することがなくなり、形成されるアモルファスシリコン膜の面内均一性を向上させることができる。これは、アンモニアパージにより、石英からなるリング（ウエハボート６）の表層のフッ素濃度をコントロールすることで、石英リング上のインキュベーションタイムをコントロールすることができ、この結果、面内均一性もコントロールできるためである。すなわち、ウエハボート６上に残留したフッ素はアモルファスシリコンの堆積を遅くし、半導体ウエハＷ周辺への堆積を増大させるが、アンモニアパージを行うことにより、ウエハボート６へのアモルファスシリコンの堆積を促進させ、結果として、半導体ウエハＷ周辺での成膜を抑え、膜厚の面内均一性を改善させる。
【００５９】
続いて、処理ガス供給管８からのアンモニアの供給を停止する。そして、反応管２内のガスを排出するとともに、図４（ｃ）に示すように、窒素ガス供給管１１から反応管２内に所定量の窒素を供給して、反応管２内のガスを反応管２外に排出する（パージ、Vacuum工程）。
【００６０】
また、図４（ｃ）に示すように、窒素ガス供給管１１から反応管２内に所定量の窒素を供給するとともに、反応管２内を所定の温度、例えば、図３（ａ）に示すように、４２０℃に設定する。また、窒素ガス供給管１１から反応管２内に所定量の窒素を供給して反応管２内を窒素でサイクルパージして常圧へと戻す（常圧復帰工程）。次に、ボートエレベータ１２８により蓋体５を下降させることにより、ウエハボート６をアンロードする（アンロード工程）。
【００６１】
次に、本発明の効果を確認するため、本実施の形態のアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法によりアモルファスシリコン膜形成装置を洗浄した後、半導体ウエハＷにアモルファスシリコン膜を形成した場合の膜厚及び面内均一性を測定した。なお、比較のため、本実施の形態のアモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法のアンモニアパージを窒素パージに変えた場合の膜厚及び面内均一性を測定した。結果を図６に示す。なお、図６中の「３」、「２９」、「５５」、「８１」の数字は、半導体ウエハＷが収容されたウエハボート６上の位置を示すものであり、「９」がウエハボート６の上部、「２９」がウエハボート６の中央の上部、「５５」がウエハボート６の中央の下部、「５５」がウエハボート６の下部であることを示している。図５に示すように、アモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法においてアンモニアパージを行うことにより面内均一性が向上していることが確認できた。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、アモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法においてアンモニアパージを行うことにより、その後に形成されるアモルファスシリコン膜の面内均一性を向上させることができる。
【００６３】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な他の実施の形態について説明する。
【００６４】
上記実施の形態では、アンモニアパージをした場合を例に本発明を説明したが、例えば、図７に示すように、水素（Ｈ２）と酸素（Ｏ２）を含むガスによりパージしてもよい。また、図８に示すように、アンモニアパージをした後に水素（Ｈ２）と酸素（Ｏ２）を含むガスによりパージしてもよい。これらの場合にも、石英からなるリングの表層のフッ素濃度をコントロールすることで、石英リング上のインキュベーションタイムをコントロールすることができ、この後に形成されるアモルファスシリコン膜の面内均一性を向上させることができる。水素（Ｈ２）と酸素（Ｏ２）と反応により酸素活性種が発生し、ウエハボート６等に吸着したフッ素濃度を低減すると考えられる。
【００６５】
上記実施の形態では、ジシランによりアモルファスシリコン膜を形成した場合を例に本発明を説明したが、例えば、図９に示すように、アモルファスシリコン膜形成前に、シード層としてアミノシランを吸着させた後、ジシランによりアモルファスシリコン膜を形成してもよい。この場合、形成されるシリコン膜の膜質（例えば、面内均一性）を向上させることができる。シード層として吸着させるアミノシランとしては、ＢＡＳ（ブチルアミノシラン）、ＢＴＢＡＳ（ビスターシャルブチルアミノシラン）、ＤＭＡＳ（ジメチルアミノシラン）、ＴＤＭＡＳ（トリジメチルアミノシラン）、ＤＥＡＳ（ジエチルアミノシラン）、ＢＤＥＡＳ（ビスジエチルアミノシラン）、ＤＰＡＳ（ジプロピルアミノシラン）、ＤＩＰＡＳ（ジイソプロピルアミノシラン）がある。また、シード層としてアミノジシランを吸着させてもよい。
【００６６】
また、上記実施の形態では、ジシランによりアモルファスシリコン膜を形成した場合を例に本発明を説明したが、例えば、モノシラン（ＳｉＨ４）のような各種の成膜用ガスを用いてアモルファスシリコン膜を形成してもよい。
【００６７】
処理ガス供給時には、処理ガスのみを供給しても、処理ガスと希釈ガスとしての窒素との混合ガスを供給してもよい。混合ガスを供給する場合、処理時間の設定等を容易にすることができる。希釈ガスとしては、不活性ガスであることが好ましく、窒素の他に、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）が適用できる。
【００６８】
本実施の形態では、処理装置１として、二重菅構造のバッチ式の処理装置の場合を例に本発明を説明したが、例えば、単管構造のバッチ式の処理装置に本発明を適用することも可能である。また、バッチ式の横型処理装置や枚葉式の処理装置に本発明を適用することも可能である。
【００６９】
本発明の実施の形態にかかる制御部１００は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行するためのプログラムを格納した記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）など）から当該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行する制御部１００を構成することができる。
【００７０】
そして、これらのプログラムを供給するための手段は任意である。上述のように所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システムなどを介して供給してもよい。この場合、例えば、通信ネットワークの掲示板（ＢＢＳ：Bulletin Board System）に当該プログラムを掲示し、これをネットワークを介して提供してもよい。そして、このように提供されたプログラムを起動し、ＯＳ（Operating System）の制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、アモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法、アモルファスシリコン膜の形成方法およびアモルファスシリコン膜形成装置に有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１  処理装置
２  反応管
２ａ  内管
２ｂ  外管
３  排気部
４  排気口
５  蓋体
６  ウエハボート
７  昇温用ヒータ
８  処理ガス供給管
１１  窒素ガス供給管
１００  制御部
１１１  レシピ記憶部
１１２  ＲＯＭ
１１３  ＲＡＭ
１１４  Ｉ／Ｏポート
１１５  ＣＰＵ
１１６  バス
１２１  操作パネル
１２２  温度センサ
１２３  圧力計
１２４  ヒータコントローラ
１２５  ＭＦＣ
１２６  バルブ制御部
１２７  真空ポンプ
１２８  ボートエレベータ
Ｗ  半導体ウエハ
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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