(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地上に、シリコン含有薄膜のシードとなるシード層を形成するシード層の形成方法であって、
（１）  アミノシラン系ガスを用いて、前記下地上に、前記アミノシラン系ガスに含まれた少なくともシリコンを吸着させる工程と、
（２）  前記シリコン含有薄膜に使用するシラン系ガスよりも高次であるジシラン以上の高次シラン系ガスを用いて、前記アミノシラン系ガスに含まれた少なくともシリコンが吸着された前記下地上に、前記ジシラン以上の高次シラン系ガスに含まれた少なくともシリコンを堆積する工程と、
を具備し、
前記（１）工程における前記シリコンの吸着が、ＡＬＤ法を用いたシリコンの単原子層オーダーの吸着で行われ、
前記（２）工程における前記シリコンの堆積が、ＣＶＤ法を用いたＣＶＤ反応によるシリコンの堆積で行われることを特徴とするシード層の形成方法。
【請求項２】
前記（２）工程の後に、
（３）  前記アミノシラン系ガスを用いて、前記ジシラン以上の高次シラン系ガスに含まれた少なくともシリコンが堆積された下地上に、前記アミノシラン系ガスに含まれた少なくともシリコンを再吸着させる工程と、
（４）  前記ジシラン以上の高次シラン系ガスを用いて、前記アミノシラン系ガスに含まれた少なくともシリコンが再吸着された前記下地上に、前記ジシラン以上の高次シラン系ガスに含まれた少なくともシリコンを再堆積する工程と、
を具備し、前記（３）工程、及び前記（４）工程を、少なくとも１回以上繰り返すことを特徴とする請求項１に記載のシード層の形成方法。
【請求項３】
前記（３）工程における前記シリコンの吸着が、ＡＬＤ法を用いたシリコンの単原子層オーダーの吸着で行われ、
前記（４）工程における前記シリコンの堆積が、ＣＶＤ法を用いたＣＶＤ反応によるシリコンの堆積で行われることを特徴とする請求項２に記載のシード層の形成方法。
【請求項４】
前記（４）工程において、前記ジシラン以上の高次シラン系ガスとともに、
ボロン（Ｂ）
リン（Ｐ）
ヒ素（Ａｓ）
酸素（Ｏ）
炭素（Ｃ）
窒素（Ｎ）
から選ばれる少なくとも一つのドーパントを含むガスを供給し、前記アミノシラン系ガスに含まれた少なくともシリコンが吸着された前記下地上に、前記ドーパントを含有させつつ、前記ジシラン以上の高次シラン系ガスに含まれた少なくともシリコンを堆積することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のシード層の形成方法。
【請求項５】
前記（２）工程において、前記ジシラン以上の高次シラン系ガスとともに、
ボロン（Ｂ）
リン（Ｐ）
ヒ素（Ａｓ）
酸素（Ｏ）
炭素（Ｃ）
窒素（Ｎ）
から選ばれる少なくとも一つのドーパントを含むガスを供給し、前記アミノシラン系ガスに含まれた少なくともシリコンが吸着された前記下地上に、前記ドーパントを含有させつつ、前記ジシラン以上の高次シラン系ガスに含まれた少なくともシリコンを堆積することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシード層の形成方法。
【請求項６】
前記（１）工程により形成される第１シード層が粒状に形成された場合、
前記（２）工程により形成される第２シード層は、前記第１シード層の粒の間を埋めつつ、前記第１シード層上に形成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシード層の形成方法。
【請求項７】
前記アミノシラン系ガスが、
ＢＡＳ（ブチルアミノシラン）
ＢＴＢＡＳ（ビスターシャリブチルアミノシラン）
ＤＭＡＳ（ジメチルアミノシラン）
ＢＤＭＡＳ（ビス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）
ヘキサキスエチルアミノジシラン
（１）  (((R1R2)N)nSi２H６-n-m(R3)m
（２）  ((R1)NH)nSi２H６-n-m(R3)m
（３）  (((R1R2)N)nSi２H６-n-m(Cl)m
（４）  ((R1)NH)nSi２H６-n-m(Cl)m
の少なくとも一つを含むガスから選ばれることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のシード層の形成方法。
（ただし、（１）、（２）式において、n：アミノ基の数、m：アルキル基の数、
（３）、（４）式において、n：アミノ基の数、m：塩素の数、
（１）〜（４）式において、n  ＝  １〜６の整数、m ＝  ０、１〜５の整数、
R1、R2、R3  ＝  CH３、C２H５、C３H７    R1  ＝  R2  ＝  R3、または同じでなくても良い。）
【請求項８】
前記ジシラン以上の高次シラン系ガスが、
Ｓｉ２Ｈ６
ＳｉｍＨ２ｍ＋２（ただし、ｍは３以上の自然数）の式で表されるシリコンの水素化物、及び
ＳｉｎＨ２ｎ（ただし、ｎは３以上の自然数）の式で表されるシリコンの水素化物
の少なくとも一つを含むガスから選ばれることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシード層の形成方法。
【請求項９】
前記ＳｉｍＨ２ｍ＋２（ただし、ｍは３以上の自然数）の式で表されるシリコンの水素化物が、
トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）
テトラシラン（Ｓｉ４Ｈ１０）
ペンタシラン（Ｓｉ５Ｈ１２）
ヘキサシラン（Ｓｉ６Ｈ１４）
ヘプタシラン（Ｓｉ７Ｈ１６）
の少なくとも一つから選ばれ、
前記ＳｉｎＨ２ｎ（ただし、ｎは３以上の自然数）の式で表されるシリコンの水素化物が、
シクロトリシラン（Ｓｉ３Ｈ６）
シクロテトラシラン（Ｓｉ４Ｈ８）
シクロペンタシラン（Ｓｉ５Ｈ１０）
シクロヘキサシラン（Ｓｉ６Ｈ１２）
シクロヘプタシラン（Ｓｉ７Ｈ１４）
の少なくともいずれか一つから選ばれることを特徴とする請求項８に記載のシード層の形成方法。
【請求項１０】
前記シード層の厚さは、０ｎｍを超え２ｎｍ以下の範囲とされることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のシード層の形成方法。
【請求項１１】
前記シード層は、アモルファスであることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のシード層の形成方法。
【請求項１２】
下地上にシード層を形成し、前記シード層上にシリコン含有薄膜を成膜するシリコン含有薄膜の成膜方法であって、
（１）  前記下地上に、前記シード層を形成する工程と、
（２）  前記シード層上に、前記シリコン含有薄膜を形成する工程と、を備え、
前記（１）工程が、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のシード層の形成方法を用いて行われることを特徴とするシリコン含有薄膜の成膜方法。
【請求項１３】
前記シリコン含有薄膜がシリコン膜であるとき、
前記シリコン膜の原料ガスとして、前記ジシラン以上の高次シラン系ガスよりも低次の低次シラン系ガスを用いることを特徴とする請求項１２に記載のシリコン含有薄膜の成膜方法。
【請求項１４】
前記ジシラン以上の高次シラン系ガスがジシランガスであるとき、
前記シリコン膜の原料ガスとして、モノシランガスを用いることを特徴とする請求項１３に記載のシリコン含有薄膜の成膜方法。
【請求項１５】
前記シリコン含有薄膜がシリコンゲルマニウム膜であるとき、
前記シリコンゲルマニウム膜の原料ガスとして、前記ジシラン以上の高次シラン系ガスよりも低次の低次シラン系ガス、及びモノゲルマンガスを用いることを特徴とする請求項１２に記載のシリコン含有薄膜の成膜方法。
【請求項１６】
前記ジシラン以上の高次シラン系ガスがジシランガスであるとき、
前記シリコンゲルマニウム膜の原料ガスとして、モノシランガス、及び前記モノゲルマンガスを用いることを特徴とする請求項１５に記載のシリコン含有薄膜の成膜方法。
【請求項１７】
前記シリコン含有薄膜に、
ボロン（Ｂ）
リン（Ｐ）
ヒ素（Ａｓ）
酸素（Ｏ）
炭素（Ｃ）
窒素（Ｎ）
の少なくともいずれか一つから選ばれるドーパントがドープされることを特徴とする請求項１２から請求項１６のいずれか一項に記載のシリコン含有薄膜の成膜方法。
【請求項１８】
前記ドーパントは、前記シリコン含有薄膜の成膜中、又は前記シリコン含有薄膜の成膜後にドープされることを特徴とする請求項１７に記載のシリコン含有薄膜の成膜方法。
【請求項１９】
前記シリコン含有薄膜の成膜後の状態が、
アモルファス状態
アモルファス状態とナノ結晶状態とが混在した状態
ナノ結晶状態
多結晶状態
のいずれか一つであることを特徴とする請求項１２から請求項１８のいずれか一項に記載のシリコン含有薄膜の成膜方法。
【請求項２０】
前記シリコン含有薄膜の成膜後の状態が、前記シリコン含有薄膜の成膜中に決定される、又は前記シリコン含有薄膜の成膜後の処理により決定されることを特徴とする請求項１９に記載のシリコン含有薄膜の成膜方法。
【請求項２１】
前記シリコン含有薄膜の厚さは、０ｎｍを超え１００ｎｍ以下の範囲とされることを特徴とする請求項１２から請求項２０のいずれか一項に記載のシリコン含有薄膜の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シード層の形成方法及びシリコン含有薄膜の成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、半導体集積回路装置の微細化が進展している。このような微細化の進展により、半導体集積回路装置に使用される各種薄膜においては、更なる薄膜化、及び膜質の更なる良質化が要請されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ジシランガスを用いて、アモルファスシリコン膜を成膜する成膜方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−８６１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
“膜質の良質さ”を評価する指標の一つに、ウエハ面内における膜厚の均一性（面内均一性）がある。
【０００６】
特許文献１においては、アモルファスシリコン膜を成膜する際に、成膜温度を５３０℃以下に設定し、かつ、ジシランガスの流量を毎分３００ｃｃ以上に設定する。これにより、面内均一性が良いアモルファスシリコン膜が得られることが記載されている。
【０００７】
例えば、特許文献１においては、例えば、ジシランガスの流量を毎分１０００ｃｃ〜２０００ｃｃの範囲、成膜温度を４５０℃〜４７５℃の範囲とすることで、成膜されたアモルファスシリコン膜に対し、約±３．０〜７．０％の特に良好な面内均一性が得られている。
【０００８】
しかしながら、半導体集積回路装置の微細化の進展とともに、薄膜の面内均一性については、更なる向上が要求されている。
【０００９】
この発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、薄膜の面内均一性の更なる向上を可能とする、薄膜を形成するためのシード層の形成方法及びそのシード層を用いたシリコン含有薄膜の成膜方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の第１の態様に係るシード層の形成方法は、下地上に、シリコン含有薄膜のシードとなるシード層を形成するシード層の形成方法であって、（１）アミノシラン系ガスを用いて、前記下地上に、前記アミノシラン系ガスに含まれた少なくともシリコンを吸着させる工程と、（２）前記シリコン含有薄膜に使用するシラン系ガスよりも高次であるジシラン以上の高次シラン系ガスを用いて、前記アミノシラン系ガスに含まれた少なくともシリコンが吸着された前記下地上に、前記ジシラン以上の高次シラン系ガスに含まれた少なくともシリコンを堆積する工程と、を具備し、前記（１）工程における前記シリコンの吸着が、ＡＬＤ法を用いたシリコンの単原子層オーダーの吸着で行われ、前記（２）工程における前記シリコンの堆積が、ＣＶＤ法を用いたＣＶＤ反応によるシリコンの堆積で行われる。
【００１２】
この発明の第２の態様に係るシリコン含有薄膜の成膜方法は、下地上にシード層を形成し、前記シード層上にシリコン含有薄膜を成膜するシリコン含有薄膜の成膜方法であって、（１）前記下地上に、前記シード層を形成する工程と、（２）前記シード層上に、前記シリコン含有薄膜を形成する工程と、を備え、前記（１）工程が、上記第１の態様に係るシード層の形成方法を用いて行われる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、薄膜の面内均一性の更なる向上を可能とする、薄膜を形成するためのシード層の形成方法及びそのシード層を用いたシリコン含有薄膜の成膜方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るシード層の形成方法及びシリコン含有薄膜の成膜方法一例を示す流れ図
【図２】（Ａ）図〜（Ｃ）図は第１の実施形態に係るシード層の形成方法及びシリコン含有薄膜の成膜方法の主要な工程を示す断面図
【図３】膜厚と面内均一性との関係を示す図
【図４】この発明の第２の実施形態に係るシード層の形成方法及びシリコン含有薄膜の成膜方法一例を示す流れ図
【図５】（Ａ）図〜（Ｃ）図は第２の実施形態に係るシード層の形成方法及びシリコン含有薄膜の成膜方法の主要な工程を示す断面図
【図６】この発明の第３の実施形態に係るシード層の形成方法及びシリコン含有薄膜の成膜方法一例を示す流れ図
【図７】（Ａ）図〜（Ｂ）図は第３の実施形態に係るシード層の形成方法及びシリコン含有薄膜の成膜方法の主要な工程を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、全図にわたり、共通の部分には共通の参照符号を付す。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１はこの発明の第１の実施形態に係るシード層の形成方法及びシリコン含有薄膜の成膜方法一例を示す流れ図、図２Ａ〜図２Ｃは第１の実施形態に係るシード層の形成方法及びシリコン含有薄膜の成膜方法の主要な工程を示す断面図である。
【００１７】
図１のステップ１に示すように、下地上、本例ではシリコン基板（シリコンウエハ＝シリコン単結晶）上に形成されたシリコン酸化物（ＳｉＯ２）膜上にシード層を形成する。第１の実施形態に係るシード層の形成方法の一例は次の通りである。
【００１８】
図１のステップ１１、及び図２Ａに示すように、アミノシラン系ガスを用いて、シリコン基板１上に形成されたシリコン酸化物膜２上に、アミノシラン系ガスに含まれた少なくともシリコン＊１を吸着させる。具体的な一例としては、シリコン基板１を加熱し、シリコン酸化物膜２の主表面に第１のシード層原料ガスとして、アミノシラン系ガスを流す。これにより、アミノシラン系ガスに含まれた少なくともシリコンを含む成分がシリコン酸化物膜２の主表面上に吸着され、原子層レベル、例えば、原子が１層ほどのレベル（単原子層オーダー）で吸着した第１シード層３が形成される。第１シード層３は、極めて薄い層である。図２Ａでは、シリコン原子が粒状に吸着された第１シード層３を示している。このような第１シード層３は、薄膜原料を単原子層オーダーで積み上げていく、例えば、ＡＬＤ法を用いることで形成することができる。
【００１９】
アミノシラン系ガスの例としては、
ＢＡＳ（ブチルアミノシラン）
ＢＴＢＡＳ（ビスターシャリブチルアミノシラン）
ＤＭＡＳ（ジメチルアミノシラン）
ＢＤＭＡＳ（ビス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）
の少なくとも一つを含むガスを挙げることができる。本例では、ＤＩＰＡＳを用いた。
【００２０】
第１シード層３を形成する際の処理条件の一例は、
ＤＩＰＡＳ流量：  ２００ｓｃｃｍ
処  理  時  間：      １ｍｉｎ  
処  理  温  度：  ４００℃  
処  理  圧  力：  １３３．３Ｐａ（  １Ｔｏｒｒ）
である。
【００２１】
次に、図１のステップ１２、及び図２Ｂに示すように、ジシラン以上の高次シラン系ガスを用いて、アミノシラン系ガスに含まれた少なくともシリコン＊１が吸着されたシリコン酸化物膜２上、即ち第１シード層３が形成されたシリコン酸化物膜２上に、ジシラン以上の高次シラン系ガスに含まれた少なくともシリコンを堆積する。具体的な一例としては、シリコン基板１を加熱し、第１シード層３が形成されたシリコン基板１の主表面に第２のシード層原料ガスとして、ジシラン以上の高次シラン系ガスを流す。これにより、ジシラン以上の高次シラン系ガスに含まれた少なくともシリコン＊２が第１シード層３上に堆積され、第２シード層４が形成される。第２シード層４は、例えば、第１シード層３が粒状に形成されていた場合には、粒の間を埋めつつ、第１シード層３上に形成される。このような第２シード層４は、例えば、ＣＶＤ反応により薄膜原料を堆積していく、ＣＶＤ法を用いることで形成することができる。
【００２２】
ジシラン以上の高次シラン系ガスの例としては、
Ｓｉ２Ｈ６
ＳｉｍＨ２ｍ＋２（ただし、ｍは３以上の自然数）の式で表されるシリコンの水素化物
ＳｉｎＨ２ｎ（ただし、ｎは３以上の自然数）の式で表されるシリコンの水素化物
の少なくとも一つを含むガスを挙げることができる。
【００２３】
上記ＳｉｍＨ２ｍ＋２（ただし、ｍは３以上の自然数）の式で表されるシリコンの水素化物としては、
トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）
テトラシラン（Ｓｉ４Ｈ１０）
ペンタシラン（Ｓｉ５Ｈ１２）
ヘキサシラン（Ｓｉ６Ｈ１４）
ヘプタシラン（Ｓｉ７Ｈ１６）
の少なくとも一つから選ばれることが、実用上、好ましい。
【００２４】
また、上記ＳｉｎＨ２ｎ（ただし、ｎは３以上の自然数）の式で表されるシリコンの水素化物としては、
シクロトリシラン（Ｓｉ３Ｈ６）
シクロテトラシラン（Ｓｉ４Ｈ８）
シクロペンタシラン（Ｓｉ５Ｈ１０）
シクロヘキサシラン（Ｓｉ６Ｈ１２）
シクロヘプタシラン（Ｓｉ７Ｈ１４）
の少なくとも一つから選ばれることが、実用上、好ましい。
【００２５】
本例では、ジシラン以上の高次シラン系ガスとして、ジシランを用いた。
【００２６】
第２シード層４を形成する際の処理条件の一例は、
ジシラン  流量：  ２００ｓｃｃｍ
処  理  時  間：  ４．３ｍｉｎ  
処  理  温  度：  ４００℃  
処  理  圧  力：  １３３．３Ｐａ（  １Ｔｏｒｒ）
である。
【００２７】
このようにして、本例では、第１シード層３と、第１シード層３上に形成された第２シード層４とを含む二重シード層５を形成する。二重シード層５の状態は、例えば、アモルファス状態である。
【００２８】
二重シード層５上には、薄膜本膜が形成される。このため、二重シード層５の厚さとしては、例えば、二重シード層５の厚さと薄膜本膜の厚さとを合計した膜厚を考慮し、０ｎｍを超え２ｎｍ以下の範囲とされることが良い。
【００２９】
また、二重シード層５のうち、第２シード層４には、ドーパントをドープするようにしても良い。第２シード層４にドーパントをドープする場合には、図１のステップ１２、及び図２Ｂに示す工程において、ジシラン以上の高次シラン系ガスとともに、ドーパントを含むガスを供給すれば良い。
【００３０】
ドーパントの例としては、
ボロン（Ｂ）
リン（Ｐ）
ヒ素（Ａｓ）
酸素（Ｏ）
炭素（Ｃ）
窒素（Ｎ）
を挙げることができる。
【００３１】
これらのドーパントについては混合されても良い。即ち、上記６種類のドーパントから選ばれる少なくとも一つのドーパントを含むガスを、ジシラン以上の高次シラン系ガスとともに供給し、第２シード層４を形成することが可能である。この場合には、アミノシラン系ガスに含まれた少なくともシリコンが吸着されたシリコン基板１上に、上記６種類のドーパントの少なくとも一つを含有させつつ、ジシラン以上の高次シラン系ガスに含まれた少なくともシリコンが堆積される。
【００３２】
次に、図１のステップ２、及び図２Ｃに示すように、二重シード層５が形成されたシリコン基板１上に、薄膜本膜としてシリコン含有薄膜６を形成する。
【００３３】
シリコン含有薄膜６の例としては、
シリコン（Ｓｉ）膜
シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）膜
を挙げることができる。これらのシリコン含有薄膜は、次のようにして形成することができる。
【００３４】
（シリコン膜の例）
シリコン含有薄膜６をシリコン膜とする場合には、シリコン膜の原料ガスとして、上記ジシラン以上の高次シラン系ガスよりも低次の低次シラン系ガスを用いる。例えば、第２シード層４の形成にジシランガスを用いたときには、シリコン膜の原料ガスとして、モノシランガスを用いる。
【００３５】
シリコン含有薄膜６をシリコン膜とし、原料ガスとしてモノシランガスを用いた場合の処理条件の一例は、
モノシラン流量：  ２００ｓｃｃｍ
処  理  時  間：  ３．８ｍｉｎ  
処  理  温  度：  ４９０℃  
処  理  圧  力：  ５３．３Ｐａ（  ０．４Ｔｏｒｒ）
である。上記処理条件においては、例えば、膜厚が約３ｎｍのシリコン膜が、薄膜本膜として形成される。
【００３６】
（シリコンゲルマニウム膜の例）
シリコン含有薄膜６をシリコンゲルマニウム膜とする場合には、シリコンゲルマニウム膜の原料ガスとして、上記ジシラン以上の高次シラン系ガスよりも低次の低次シラン系ガスと、モノゲルマン（ＧｅＨ４）ガスとを用いる。例えば、第２シード層４の形成にジシランガスを用いたときには、シリコンゲルマニウム膜の原料ガスとして、モノシランガスとモノゲルマンガスとを用いる。
【００３７】
シリコン含有薄膜６をシリコンゲルマニウム膜とし、原料ガスとしてモノシランガスとモノゲルマンガスとを用いた場合の処理条件の一例は、
モノシラン  流量：１２００ｓｃｃｍ
モノゲルマン流量：  ５００ｓｃｃｍ
処  理  時  間  ：      ５ｍｉｎ  
処  理  温  度  ：  ４００℃  
処  理  圧  力  ：  ５３３Ｐａ（  ４Ｔｏｒｒ）
である。上記処理条件においては、例えば、膜厚が約４ｎｍのシリコンゲルマニウム膜が、薄膜本膜として形成される。
【００３８】
このようにして、本例では、二重シード層５上に、シリコン膜、又はシリコンゲルマニウム膜からなるシリコン含有薄膜６を形成する。
【００３９】
シリコン含有薄膜６の成膜後の状態は、
アモルファス状態
アモルファス状態とナノ結晶状態とが混在した状態
ナノ結晶状態
多結晶状態
のいずれか一つとされる。これらのシリコン含有薄膜６の成膜後の状態は、シリコン含有薄膜６の成膜中に決定される、又はシリコン含有薄膜６の成膜後の処理により決定することができる。例えば、シリコン含有薄膜６の成膜中に状態を決定する場合には、処理温度、処理圧力、原料ガス流量などを調節すれば良い。また、シリコン含有薄膜６の成膜後に状態を決定する場合には、シリコン含有薄膜６が形成されたシリコン基板１にアニール処理を施せば良い。アニール処理の際の処理温度、処理圧力、処理時間などを調節することで、シリコン含有薄膜の状態を、上記４つの状態のいずれかに制御することができる。
【００４０】
シリコン含有薄膜６は、薄膜本膜である。このため、形成しようとする薄膜の厚さは、シリコン含有薄膜６の厚さにてほぼ決まる。シリコン含有薄膜６の厚さは、ユーザーの要求により決定されるものである。しかし、実用的な観点を考慮すると、シリコン含有薄膜６の厚さは、０ｎｍを超え１００ｎｍ以下の範囲とされることが良いであろう。
【００４１】
また、シリコン含有薄膜６には、第２シード層４と同様に、ドーパントをドープするようにしても良い。
【００４２】
ドーパントの例としては、
ボロン（Ｂ）
リン（Ｐ）
ヒ素（Ａｓ）
酸素（Ｏ）
炭素（Ｃ）
窒素（Ｎ）
を挙げることができる。これらドーパントは、第２シード層４の場合と同様に、混合されていても良い。
【００４３】
また、ドーパントは、シリコン含有薄膜６の成膜中、又はシリコン含有薄膜６の成膜後にドープすることができる。ドーパントをシリコン含有薄膜６の成膜中にドープする場合には、図１のステップ２、及び図２Ｃに示す工程において、例えば、原料ガスとともに、ドーパントを含むガスを供給すれば良い。また、ドーパントをシリコン含有薄膜６の成膜後にドープする場合には、ドーパントをシリコン含有薄膜６中に気相拡散により拡散させれば良い。
【００４４】
このような第１の実施形態に係るシード層の形成方法及びシリコン含有薄膜の成膜方法によれば、次のような利点を得ることができる。  
図３は、膜厚と面内均一性との関係を示す図である。  
図３には、二重シード層５上にモノシランガスを用いて形成したシリコン含有薄膜６（実施形態）、アミノシラン系ガスのみを用いて形成した単一シード層上にジシランガスを用いて形成したシリコン含有薄膜（比較例１）、及びシード層を形成せずに下地（ＳｉＯ２）上にジシランガスを用いて形成したシリコン含有薄膜（比較例２）の３つの薄膜の膜厚と面内均一性との関係が示されている。なお、膜厚は、シード層有りの場合には、シード層の膜厚とシリコン含有薄膜の膜厚とを合計した値である。
【００４５】
図３に示すように、比較例１、比較例２においては、面内均一性の最も良い値は、約±２〜４％である。対して、実施形態において最も良い面内均一性の値は、約±１％である。しかも、約±１％の良好な面内均一性は、膜厚が１０ｎｍ付近でも維持される。つまり、実施形態は、膜厚が増しても良好な面内均一性を保つことができる、ということである。
【００４６】
また、膜厚が薄い方を見て行くと、３．５ｎｍ未満では実施形態よりも、比較例１の方が、面内均一性が良好となる。この傾向から、二重シード層５上にモノシランガスを用いて形成したシリコン含有薄膜６において、約±１％の良好な面内均一性を得たい場合には、厚さ３．５ｎｍ以上とすると良い。
【００４７】
なお、このことは、厚さ３．５ｎｍ未満のシリコン含有薄膜（二重シード層５の厚さ込み）６は採用不可である、ということを示すものではない。面内均一性が約±４〜１５％でもユーザーの要求を満たすのであれば、厚さ３．５ｎｍ未満のシリコン含有薄膜６を用いても何等支障はない。ただし、シリコン含有薄膜６の厚さを二重シード層５の厚さ込みで３．５ｎｍ以上とすると、約±１％の良好な面内均一性が得られる、という更なる利点を享受できる、ということである。
【００４８】
このように第１の実施形態によれば、シード層を、アミノシラン系ガスを用いて形成した第１シード層３と、ジシラン以上の高次シラン系ガスを用いて形成した第２シード層４とを含む二重シード層５とすることで、薄膜の面内均一性の更なる向上を可能とする、薄膜を形成するためのシード層の形成方法及びそのシード層を用いたシリコン含有薄膜の成膜方法を得ることができる。
【００４９】
（第２の実施形態）
図４はこの発明の第２の実施形態に係るシード層の形成方法及びシリコン含有薄膜の成膜方法一例を示す流れ図、図５Ａ〜図５Ｃは第２の実施形態に係るシード層の形成方法及びシリコン含有薄膜の成膜方法の主要な工程を示す断面図である。
【００５０】
第２の実施形態が、第１の実施形態に対して特に異なるところは、第１の実施形態においては、二重シード層５であったところを、アミノシラン系ガスを用いて形成したシード層と、ジシラン以上の高次シラン系ガスを用いて形成したシード層とを複数積層し、多重シード層としたことである。
【００５１】
即ち、図４のステップ１３、及び図５Ａに示すように、第１の実施形態で説明したステップ１２の後、アミノシラン系ガスを用いて、上記ジシラン以上の高次シラン系ガスに含まれた少なくともシリコン＊２が堆積された下地、即ち第２シード層４上に、アミノシラン系ガスに含まれた少なくともシリコン＊１を再吸着させ、第３シード層７を形成する。第３シード層７の形成には、第１シード層３の形成と同様に、例えば、ＡＬＤ法が用いられる。
【００５２】
第３シード層７の形成に使用されるアミノシラン系ガスの例は、第１の実施形態で説明したアミノシラン系ガスの例と同じである。もちろん、第１シード層３の形成に使用したアミノシラン系ガスを、そのまま第３シード層７の形成に使用しても良い。本例では、第１シード層３の形成に使用したＤＩＰＡＳを用いた。
【００５３】
第３シード層７を形成する際の処理条件の一例は、
ＤＩＰＡＳ流量：  ２００ｓｃｃｍ
処  理  時  間：    １０ｓｅｃ  
処  理  温  度：  ４００℃  
処  理  圧  力：  １３３．３Ｐａ（  １Ｔｏｒｒ）
である。
【００５４】
次に、図４のステップ１４、及び図５Ｂに示すように、ジシラン以上の高次シラン系ガスを用いて、アミノシラン系ガスに含まれた少なくともシリコン＊１が再吸着された下地、即ち第３シード層７上に、ジシラン以上の高次シラン系ガスに含まれた少なくともシリコン＊２を再堆積させ、第４シード層８を形成する。第４シード層８の形成には、第２シード層４の形成と同様に、例えば、ＣＶＤ法が用いられる。
【００５５】
第４シード層８の形成に使用されるジシラン以上の高次シラン系ガスの例は、第１の実施形態で説明したジシラン以上の高次シラン系ガスの例と同じである。もちろん、第２シード層４の形成に使用したジシラン以上の高次シラン系ガスを、そのまま第４シード層８の形成に使用しても良い。本例では、第２シード層４の形成に使用したジシランを用いた。
【００５６】
第４シード層８を形成する際の処理条件の一例は、
ジシラン  流量：  ２００ｓｃｃｍ
処  理  時  間：      １ｍｉｎ  
処  理  温  度：  ４００℃  
処  理  圧  力：  １３３．３Ｐａ（  １Ｔｏｒｒ）
である。
【００５７】
次に、図４のステップ１５に示すように、シード層の積層数が所定の積層数に達したか否かを判断する。達していない場合（Ｎｏ）には、再度ステップ１３に戻り、ステップ１３及びステップ１４を繰り返す。達した場合（Ｙｅｓ）には、ステップ２に進み、図５Ｃに示すように、少なくとも第１シード層３〜第４シード層８の４つの層を含む多重シード層９上に、シリコン含有薄膜６を形成する。シリコン含有薄膜６の形成方法については、第１の実施形態で説明したシリコン含有薄膜６の形成方法と同じで良い。
【００５８】
このように、シード層は、少なくとも第１シード層３〜第４シード層８の４つの層を含む多重シード層９とすることが可能である。シード層を多重シード層９としても、第１の実施形態と同様の利点を得ることができる。
【００５９】
なお、第３シード層７、及び第４シード層８は、第１の実施形態で説明した第１シード層３、及び第２シード層４の変形と、同じ変形が可能である。
【００６０】
例えば、第４シード層８にあっては、第１の実施形態と同様に、ドーパントのドープも可能であるし、多重シード層９の状態にあっては、アモルファス状態でよい。
【００６１】
同様に、シリコン含有薄膜６についても、第１の実施形態で説明した変形と同様の変形が可能である。
【００６２】
（第３の実施形態）
図６はこの発明の第３の実施形態に係るシード層の形成方法及びシリコン含有薄膜の成膜方法一例を示す流れ図、図７Ａ、図７Ｂは第３の実施形態に係るシード層の形成方法及びシリコン含有薄膜の成膜方法の主要な工程を示す断面図である。
【００６３】
第３の実施形態が、第１の実施形態に対して特に異なるところは、第１の実施形態においては、二重シード層５であったところを、アミノシラン系ガス及びジシラン以上の高次シラン系ガスの双方を用いて形成した混合シード層としたことである。
【００６４】
即ち、図６のステップ１６、及び図７Ａに示すように、下地、本例ではシリコン酸化物膜２上に、アミノシラン系ガス、及びジシラン以上の高次シラン系ガスを用いて、混合シード層１０を形成する。混合シード層１０は、例えば、アミノシラン系ガスに含まれた少なくともシリコン＊１を下地上、本例ではシリコン酸化物膜２上に吸着させながら、上記シリコン＊１が吸着しなかったサイトを、ジシラン以上の高次シラン系ガスに含まれた少なくともシリコン＊２で埋めつつ、上記シリコン＊２を堆積しながら形成される。
【００６５】
混合シード層１０を形成する際の処理条件の一例は、
ＤＩＰＡＳ流量：  ２００ｓｃｃｍ
ジシラン  流量：  ２００ｓｃｃｍ
処  理  時  間：  １５．４ｍｉｎ  
処  理  温  度：  ４００℃  
処  理  圧  力：  １３３．３Ｐａ（  １Ｔｏｒｒ）
である。  
次に、図６のステップ２、及び図７Ｂに示すように、混合シード層１０上に、シリコン含有薄膜６を形成する。シリコン含有薄膜６の形成方法については、第１の実施形態で説明したシリコン含有薄膜６の形成方法と同じで良い。
【００６６】
このように、シード層は、アミノシラン系ガス、及びジシラン以上の高次シラン系ガスを用い、例えば、これらのガスを同時に流すことで形成した混合シード層１０とすることが可能である。シード層を混合シード層１０としても、第１の実施形態と同様の利点を得ることができる。
【００６７】
なお、シリコン含有薄膜６は、第１の実施形態で説明した変形と同様の変形が可能である。
【００６８】
以上、この発明をいくつかの実施形態に従って説明したが、この発明は、上記実施形態に限定されることは無く、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【００６９】
例えば、上記実施形態においては、処理条件を具体的に例示したが、処理条件は、上記具体的な例示に限られるものではない。
【００７０】
また、下地としては、シリコン酸化物膜２を例示したが、下地は、シリコン酸化物膜２に限られるものではない。例えば、シリコン窒化膜であっても良いし、多結晶シリコン膜であっても、シリコン基板１であっても良い。もちろん、タングステンや銅などの内部配線層を構成するような金属膜であっても良い。さらには、キャパシタなどの誘電体膜として使用されるようなタンタル酸化膜などシリコン酸化膜よりも高い比誘電率を持つ誘電体膜であっても良い。
【００７１】
また、アミノシラン系ガスとしては、分子式中のシリコン（Ｓｉ）が１つとなるものに限られるものではなく、分子式中のシリコンが２つとなるもの、例えば、ヘキサキスエチルアミノジシラン（C１２H３６N６Si２）なども用いることができる。
【００７２】
さらに、ヘキサキスエチルアミノジシランの他、下記の式（１）〜（４）により表示される物質も用いることができる。  
（１）  (((R1R2)N)nSi２H６-n-m(R3)m  …n：アミノ基の数  m：アルキル基の数
（２）  ((R1)NH)nSi２H６-n-m(R3)m    …n：アミノ基の数  m：アルキル基の数
（１）、（２）式において、
R1、R2、R3  ＝  CH３、C２H５、C３H７ 
R1  ＝  R2  ＝  R3、または同じでなくても良い。  
n  ＝  １〜６の整数  
m  ＝  ０、１〜５の整数  
（３）  (((R1R2)N)nSi２H６-n-m(Cl)m  …n：アミノ基の数  m：塩素の数
（４）  ((R1)NH)nSi２H６-n-m(Cl)m    …n：アミノ基の数  m：塩素の数
（３）、（４）式において
R1、R2 ＝  CH３、C２H５、C３H７ 
R1  ＝  R2、または同じでなくても良い。  
n  ＝  １〜６の整数  
m  ＝  ０、１〜５の整数  
その他、この発明はその要旨を逸脱しない範囲で様々に変形することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１…シリコン基板、２…シリコン酸化物膜、３…第１シード層、４…第２シード層、５…二重シード層、６…シリコン含有薄膜、７…第３シード層、８…第４シード層、９…多重シード層、１０…混合シード層
【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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