JP5902073B2 - 半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置に関する。

例えばＤＲＡＭやＩＣ等の半導体装置の製造工程の一工程として、シリコンウエハ等の基板上に、例えば、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）膜を形成する基板処理工程が行われることがある。係る基板処理工程では、処理室内に基板を搬入する工程と、シリコン含有ガスと塩素含有ガスとを基板上に供給する工程と、処理室内から基板を搬出する工程と、が実施される。

特開２０１１−１１９６４４

しかしながら、上述した手法を用いても、所望の膜が形成できないという問題があった。

本発明の一態様によれば、処理室内で基板を処理する半導体装置の製造方法であって、前記基板に対し塩素含有ガスを供給する工程と、前記塩素含有ガスが供給された基板に対しシリコン含有ガスを供給する工程と、を複数回繰り返し行う第一基板処理工程と、該第一基板処理工程が施された基板に対し、シリコン含有ガスを供給する第二基板処理工程と、を備える半導体装置の製造方法が提供される。

本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理室を備える基板処理装置であって、前記基板に対し塩素含有ガスを供給する塩素含有ガス供給部と、前記基板に対しシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給部と、少なくとも前記塩素含有ガス供給部と、前記シリコン含有ガス供給部とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記基板に対し塩素含有ガスを供給し、前記塩素含有ガスが供給された基板に対しシリコン含有ガスを供給することを複数回繰り返し行った後に、前記基板に対し、シリコン含有ガスを供給するよう前記塩素含有ガス供給部及び前記シリコン含有ガス供給部を制御する基板処理装置が提供される。

本発明に係る半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置によれば、所望の膜を形成することができる。

本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置が備える処理炉の概略構成図である。 本実施形態の一実施形態に係る基板処理工程のフロー図である。 本発明の一実施形態における効果を示すグラフである。 本発明の一実施形態と比較例との関係を示すグラフ図である。 本発明の一実施形態におけるデポレート時間と膜厚の関係を示すグラフ図である。 比較例としてのデポレート時間と膜厚の関係を示すグラフ図である。

＜本発明の一実施形態＞
以下に、本発明の一実施形態について説明する。

（１）基板処理装置の構成
まず、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置１０１の構成例について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の概略構成図である。図１に示すように、本実施形態にかかる基板処理装置１０１は、筐体１１１を備えている。シリコン等で構成されるウエハ（基板）２００を筐体１１１内外へ搬送するには、複数枚のウエハ２００を収納するウエハキャリア（基板収納容器）としてのカセット１１０が使用される。筐体１１１内側の前方（図中の右側）には、カセットステージ（基板収納容器受渡し台）１１４が設けられている。カセット１１０は、図示しない工程内搬送装置によってカセットステージ１１４上に載置され、また、カセットステージ１１４上から筐体１１１外へ搬出されるように構成されている。

カセット１１０は、工程内搬送装置によって、カセット１１０内のウエハ２００が垂直姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。カセットステージ１１４は、カセット１１０を筐体１１１の後方に向けて縦方向に９０°回転させ、カセット１１０内のウエハ２００を水平姿勢とさせ、カセット１１０のウエハ出し入れ口を筐体１１１内の後方を向かせることが可能なように構成されている。

筐体１１１内の前後方向の略中央部には、カセット棚（基板収納容器載置棚）１０５が設置されている。カセット棚１０５には、複数段、複数列にて複数個のカセット１１０が保管されるように構成されている。カセット棚１０５には、後述するウエハ移載機構１２５の搬送対象となるカセット１１０が収納される移載棚１２３が設けられている。また、カセットステージ１１４の上方には、予備カセット棚１０７が設けられ、予備的にカセット１１０を保管するように構成されている。

カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間には、カセット搬送装置（基板収納容器搬送装置）１１８が設けられている。カセット搬送装置１１８は、カセット１１０を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ（基板収納容器昇降機構）１１８ａと、カセット１１０を保持したまま水平移動可能な搬送機構としてのカセット搬送機構（基板収納容器搬送機構）１１８ｂと、を備えている。これらカセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂとの連携動作により、カセットステージ１１４、カセット棚１０５、予備カセット棚１０７、移載棚１２３の間で、カセット１１０を搬送するように構成されている。

カセット棚１０５の後方には、ウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設けられている。ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａと、ウエハ移載装置１２５ａを昇降させるウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂと、を備えている。なお、ウエハ移載装置１２５ａは、ウエハ２００を水平姿勢で保持するツイーザ（基板移載用治具）１２５ｃを備えている。これらウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連携動作により、ウエハ２００を移載棚１２３上のカセット１１０内からピックアップして後述するボート（基板支持部材）２１７へ装填（チャージ）したり、ウエハ２００をボート２１７から脱装（ディスチャージ）して移載棚１２３上のカセット１１０内へ収納したりするように構成されている。

筐体１１１の後部上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部には開口が設けられ、かかる開口は炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。なお、処理炉２０２の構成については後述する。

処理炉２０２の下方には、ボート２１７を昇降させて処理炉２０２内外へ搬送する昇降機構としてのボートエレベータ（基板支持部材昇降機構）１１５が設けられている。ボートエレベータ１１５の昇降台には、連結具としてのアーム１２８が設けられている。アーム１２８上には、ボート２１７を垂直に支持するとともに、ボートエレベータ１１５によりボート２１７が上昇したときに処理炉２０２の下端部を気密に閉塞する蓋体としてのシールキャップ２１９が水平姿勢で設けられている。主に、ウエハ移載機構１２５（ウエハ移載装置１２５ａ、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ、ツイーザ１２５ｃ）、ボートエレベータ１１５、アーム１２８により、少なくとも１枚のウエハ２００を処理室２０１内外に搬入出する搬入出手段が構成される。

ボート２１７は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウエハ２００を、水平姿勢で、かつその中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に保持するように構成されている。ボート２１７の詳細な構成については後述する。

カセット棚１０５の上方には、供給ファンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット１３４ａが設けられている。クリーンユニット１３４ａは、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを筐体１１１の内部に流通させるように構成されている。

また、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびボートエレベータ１１５側と反対側である筐体１１１の左側端部には、クリーンエアを供給するよう供給ファンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット（図示せず）が設置されている。図示しない前記クリーンユニットから吹き出されたクリーンエアは、ウエハ移載装置１２５ａ及びボート２１７の周囲を流通した後に、図示しない排気装置に吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気されるように構成されている。

次に、本実施形態にかかる基板処理装置１０１の動作について説明する。

まず、カセット１１０が、図示しない工程内搬送装置によって、ウエハ２００が垂直姿勢となりカセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。その後、カセット１１０は、カセットステージ１１４によって、筐体１１１の後方に向けて縦方向に９０°回転させられる。その結果、カセット１１０内のウエハ２００は水平姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口は筐体１１１内の後方を向く。

カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７の指定された棚位置へ自動的に搬送されて受け渡されて一時的に保管された後、カセット棚１０５又は予備カセット棚１０７から移載棚１２３に移載されるか、もしくは直接移載棚１２３に搬送される。

カセット１１０が移載棚１２３に移載されると、ウエハ２００は、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによって、ウエハ出し入れ口を通じてカセット１１０からピックアップされ、ウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連続動作によって移載室１２４の後方にあるボート２１７に装填（チャージ）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載機構１２５は、カセット１１０に戻り、次のウエハ２００をボート２１７に装填する。

予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１４７によって開放される。続いて、シールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、ウエハ２００群を保持したボート２１７が処理炉２０２内へ搬入（ローディング）される。ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に任意の処理が実施される。かかる処理については後述する。処理後は、ウエハ２００およびカセット１１０は、上述の手順とは逆の手順で筐体１１１の外部へ払出される。

（２）処理炉の構成
続いて、本実施形態にかかる処理炉２０２の構成について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置１０１が備える処理炉２０２の概略構成図である。

図２に示すように、処理炉２０２は、反応管としてのプロセスチューブ２０３を備えている。プロセスチューブ２０３は、内部反応管としてのインナーチューブ２０４と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ２０５と、を備えている。インナーチューブ２０４は、例えば石英（ＳｉＯ_２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料により構成されている。インナーチューブ２０４は、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。インナーチューブ２０４内の筒中空部には、基板としてのウエハ２００を処理する処理室２０１が形成されている。アウターチューブ２０５は、インナーチューブ２０４と同心円状に設けられている。アウターチューブ２０５は、内径がインナーチューブ２０４の外径よりも大きく、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。アウターチューブ２０５は、例えば石英または炭化シリコン等の耐熱性材料により構成されている。

アウターチューブ２０５の下方には、アウターチューブ２０５と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス等により構成されている。マニホールド２０９は、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９は、インナーチューブ２０４の下端部とアウターチューブ２０５の下端部とにそれぞれ係合している。マニホールド２０９は、インナーチューブ２０４の下端部とアウターチューブ２０５の下端部とをそれぞれ支持するように設けられている。なお、マニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間には、シール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９がヒータベース２５１に支持されることにより、プロセスチューブ２０３は垂直に据え付けられた状態となっている。主に、プロセスチューブ２０３とマニホールド２０９とにより反応容器が形成される。

処理室２０１内には、基板保持具としてのボート２１７が、マニホールド２０９の下端開口の下方側から搬入されるように構成されている。ボート２１７は、複数枚の基板としてのウエハ２００を、水平姿勢であって互いに中心を揃えた状態で、所定の間隔で配列させて保持するように構成されている。ボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料から構成されている。ボート２１７の下部には、円板形状をした断熱部材としての断熱板２１６が、水平姿勢で多段に複数枚配置されている。断熱板２１６は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料から構成されており、ヒータ２０６からマニホールド２０９への熱伝導を抑制する。

マニホールド２０９の下端開口には、反応容器を気密に閉塞することが可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、例えばステンレス等の金属から構成されており、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と接合するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。シールキャップ２１９は、マニホールド２０９の下端に、反応容器の垂直方向下側から当接するように構成されている。

シールキャップ２１９の下方（すなわち処理室２０１側とは反対側）には、ボート２１７を回転させる回転機構２５４が設けられている。回転機構２５４が備える回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通するように設けられている。回転軸２５５の上端部は、ボート２１７を下方から支持している。したがって、回転機構２５４を作動させることにより、ボート２１７及びウエハ２００を処理室２０１内で回転させることが可能である。また、この回転軸２５５を通してパージガス（Ｎ_２等）を流すこともできる。

シールキャップ２１９は、プロセスチューブ２０３の外部に垂直に設けられた昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって、垂直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ１１５を作動させることにより、ボート２１７を処理室２０１内外へ搬送（ボートローディング或いはアンローディング）させることが可能である。

回転機構２５４及びボートエレベータ１１５には、駆動制御部２３７が電気的に接続されている。駆動制御部２３７は、回転機構２５４及びボートエレベータ１１５が所望のタイミングで所望の動作をするように制御する。

プロセスチューブ２０３の外側には、プロセスチューブ２０３と同心円状に処理室２０１内を加熱する加熱機構としてのヒータ２０６が設けられている。ヒータ２０６は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース２５１に支持されている。ヒータベース２５１は、マニホールド２０９を支持するように構成されている。

プロセスチューブ２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。ヒータ２０６と温度センサ２６３とには、温度制御部２３８が電気的に接続されている。温度制御部２３８は、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づいて、処理室２０１内の温度が所望のタイミングで所望の温度分布となるように、ヒータ２０６への通電具合を制御する。

シールキャップ２１９には、第１ガス供給ノズル２３０ａと第２ガス供給ノズル２３０ｂとがそれぞれ鉛直方向に貫通するように設けられている。第１ガス供給ノズル２３０ａの下流端及び第２ガス供給ノズル２３０ｂの下流端は、それぞれインナーチューブ２０４の下方に開口しており、インナーチューブ２０４内に下方から上方に向けてガスを供給するように構成されている。第１ガス供給ノズル２３０ａの上流端には、シリコン（Ｓｉ）含有ガス及び不活性ガスを供給する第１ガス供給管２７０ａの下流端が接続されている。また、第２ガス供給ノズル２３０ｂの上流端には、不活性ガスを供給する第２ガス供給管２７０ｂの下流端が接続されている。

第１ガス供給管２７０ａの上流側には、塩素含有ガスとしてのジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）ガスを供給する塩素含有ガス供給管２７１、シリコン含有ガスとしてのジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）ガスを供給するシリコン含有ガス供給管２７２、及びパージガス或いはキャリアガスとしての不活性ガスとして例えば、窒素（Ｎ_２）ガスを供給する第１不活性ガス供給管２７３の下流端が接続されている。塩素含有ガス供給管２７１には、上流側から順に、ジクロロシランガス供給源２７１ａ、流量制御部としてのマスフローコントローラ２７１ｂ、バルブ２７１ｃが設けられている。シリコン含有ガス供給管２７２には、上流側から順に、ジシランガス供給源２７２ａ、マスフローコントローラ２７２ｂ、バルブ２７２ｃが設けられている。第１不活性ガス供給管２７３には、上流側から順に、窒素ガス等の不活性ガスの供給源としての第１不活性ガス供給源２７３ａ、マスフローコントローラ２７３ｂ、バルブ２７３ｃが設けられている。なお、第１不活性ガス供給管２７３から供給される不活性ガスは、処理室２０１内をパージするパージガスや、シリコン含有ガスを希釈して運搬するキャリアガスとして機能する。

第２ガス供給管２７０ｂの上流側には、不活性ガスとしての窒素（Ｎ_２）ガスを供給する第２不活性ガス供給管２７４の下流端が接続されている。第２不活性ガス供給管２７４には、上流側から順に、窒素ガス等の不活性ガスの供給源としての第２不活性ガス供給源２７４ａ、マスフローコントローラ２７４ｂ、バルブ２７４ｃが設けられている。なお、第２不活性ガス供給管２７４から供給される不活性ガスは、処理室２０１内をパージするパージガスとして機能する。

主に、第１ガス供給ノズル２３０ａ、第１ガス供給管２７０ａ、塩素含有ガス供給管２７１、シリコン含有ガス供給管２７２、ジクロロシランガス供給源２７１ａ、ジシランガス供給源２７２ａ、マスフローコントローラ２７１ｂ，２７２ｂ、バルブ２７１ｃ，２７２ｃにより成膜ガス供給系が構成される。また、主に、第１ガス供給ノズル２３０ａ、第２ガス供給ノズル２３０ｂ、第１ガス供給管２７０ａ、第２ガス供給管２７０ｂ、第１不活性ガス供給管２７３、第２不活性ガス供給管２７４、第１不活性ガス供給源２７３ａ，第２不活性ガス供給源２７４ａ、マスフローコントローラ２７３ｂ，２７４ｂ、バルブ２７３ｃ，２７４ｃにより不活性ガス供給系が構成される。また、主に、成膜ガス供給系、不活性ガス供給系により、本実施形態に係るガス供給系が構成される。

なお、上述のガス供給系の各構成部品には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されている。ガス流量制御部２３５は、ガス供給系の各構成部品が、所望のタイミングで所望の動作をするよう制御する。

マニホールド２０９の側面部には、処理室２０１内を排気するガス排気管２３１が設けられている。ガス排気管２３１は、マニホールド２０９の側面部を貫通しており、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間２５０の下端部に連通している。ガス排気管２３１の下流側（マニホールド２０９との接続側と反対側）には、上流側から順に、圧力検出器としての圧力センサ２４５、圧力調整装置としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｏｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４２、真空ポンプ２４６が設けられている。主に、ガス排気管２３１、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４２及び真空ポンプ２４６により、本実施形態に係る排気系が構成される。

なお、圧力センサ２４５及びＡＰＣバルブ２４２には、圧力制御部２３６が電気的に接続されている。圧力制御部２３６は、圧力センサ２４５により検知した圧力情報に基づいて、処理室２０１内の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力（真空度）となるように、ＡＰＣバルブ２４２の開度を制御する。

ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７及び温度制御部２３８は、基板処理装置１０１全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。主に、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８及び主制御部２３９により、本実施形態に係る制御部としてのコントローラ２４０が構成されている。

（３）基板処理工程
続いて、ＤＲＡＭやＩＣ等の半導体装置の製造工程の一工程として実施される基板処理工程について、主に図２及び３を用いて説明する。図３は、本実施形態の一実施形態に係る基板処理工程のフロー図である。
係る基板処理工程では、ウエハ２００に対し塩素含有ガスを供給するステップと、塩素含有ガスが供給されたウエハ２００に対しシリコン含有ガスを供給するステップとを複数回繰り返し行う処理工程と、該処理工程が施されたウエハ２００に対し、シリコン含有ガスを供給する処理工程と、を備える。
例えば、ウエハ２００に対し塩素含有ガスを供給するステップと、塩素含有ガスが供給されたウエハ２００に対しシリコン含有ガスを供給するステップとを複数回繰り返し行い、ウエハ２００に対し、アモルファス（非晶質）シリコン体若しくは第一アモルファスシリコン膜を形成する処理工程と、該処理工程が施されたウエハ２００に対し、シリコン含有ガスを供給し、ウエハ２００上若しくはアモルファスシリコン体、又は、第一アモルファスシリコン膜に対し、第二アモルファスシリコン膜を形成する第二基板処理工程と、を備える。
具体的には、例えば、上述の基板処理装置１０１を用い、ウエハ２００上にアモルファスシリコン膜を形成する。以下の説明において、基板処理装置１０１を構成する各部の動作はコントローラ２４０によって制御される。

（ウエハ搬入工程（Ｓ１、Ｓ２））
まず、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を下降させ、マニホールド２０９の下端を開口させる。そして、処理対象のウエハ２００、例えば、複数枚のウエハ２００を、ボート２１７に搬送し、装填（ウエハチャージ：Ｓ１）する。そして、複数枚のウエハ２００を支持したボート２１７を、ボートエレベータ１１５によって上昇させて、処理室２０１内に搬入（ボートロード：Ｓ２）する。そして、マニホールド２０９の下端開口部を、Ｏリング２２０ｂを介してシールキャップ２１９によりシールする。

なお、処理対象のウエハ２００表面には、例えば大気中の酸素成分に曝される等により自然酸化膜としてのＳｉＯ_２膜が予め形成されている。成膜の下地面に形成されたＳｉＯ_２膜は、薄膜の成長が開始される迄の時間を増大させる要因となる。すなわち、成膜初期では、基板表面上に薄膜が堆積されるのに時間的な遅れを発生する。この成膜されない時間をインキュベーションタイムとも呼ぶが、成膜の下地面に形成されたＳｉＯ_２膜は、薄膜の成長が開始される迄のインキュベーションタイムを増大させる要因となる。

（減圧及び昇温工程（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６））
続いて、真空ポンプ２４６を作動させ、ＡＰＣバルブ２４２を開けることにより、ガス排気管２３１により処理室２０１内を真空排気する。この際、処理室２０１内が所望の圧力（処理圧力）となるように、圧力センサ２４５で検知（測定）した圧力情報に基づいてＡＰＣバルブ２４２の開度をフィードバック制御する。また、ヒータ２０６を通電加熱してウエハ２００表面の温度を昇温する。この際、処理室２０１内が所望の温度（処理温度）となるように、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づいてヒータ２０６への通電量をフィードバック制御し、ウエハ２００を温める。また、回転機構２５４を作動させ、ウエハ２００の回転を開始させる。その際、バルブ２７４ｃを開き、回転機構２５４の軸部からパージガス（Ｎ_２）を流し、ボート２１７及びウエハ２００を回転させながら真空引きする。処理室２０１内の圧力調整、温度調整及びウエハ２００の回転は、後述する第２の成膜工程が完了した後（Ｓ２０）まで継続する。

（第１の成膜工程、第１−１の処理工程（Ｓ７））
続いて、バルブ２７１ｃ，２７３ｃを開き、マスフローコントローラ２７１ｂにより流量調整された塩素含有ガスとしてのジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）ガスあるいは、元素Ｃｌを含む塩素含有ガスを処理室２０１内に供給する。元素Ｃｌを含む塩素含有ガスとしては、好適には、元素Ｃｌと元素Ｓｉを含む塩素およびシリコン含有ガスを供給すると良い。

処理室２０１内に供給されたガス（ジクロロシランあるいは塩素含有ガス）は、インナーチューブ２０４内を下方から上方へと流れ、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間２５０内を上方から下方へ流れた後、ガス排気管２３１からプロセスチューブ２０３外へと排出される。ジクロロシランガスあるいは塩素含有ガスが処理室２０１内を通過する際にウエハ２００の表面に接触する。

ジクロロシランガスあるいは塩素含有ガス供給時の処理室２０１内の温度範囲は３００〜４００℃、圧力範囲は到達圧力〜１３３Ｐａ、ジクロロシランガスあるいは塩素含有ガス供給流量範囲は０〜１０００ｓｃｃｍ、Ｎ _２ パージガスの流量範囲は０〜１０００ｓｃｃｍとし、回転機構軸部からのＮ _２ パージガスの流量は３００ｓｃｃｍが好ましい。例えば、処理温度３７５℃、圧力４０Ｐａ、処理ガスであるジクロロシランガス２００ｓｃｃｍを５分間供給する。

（パージ工程（Ｓ８、Ｓ９））
所定の時間が経過して所望の膜厚（厚さが例えば１ｎｍ以下）の薄膜がウエハ２００上に形成されたら、バルブ２７１ｃを閉じ、処理室２０１内へのジクロロシランガスあるいは塩素含有ガスの供給を停止すると共に、処理室２０１内の残留ガスをガス排気管２３１から排気する。なお、バルブ２７３ｃを開けたままとすることで、処理室２０１内からの残留ガスの排出を促すと共に、処理室２０１内の雰囲気を窒素ガスによりパージする。

（第１の成膜工程、第１−２の処理工程（Ｓ１０））
所定の時間が経過して処理室２０１内からのジクロロシランガスあるいは塩素含有ガスの排出が完了したら、バルブ２７２ｃ，２７３ｃを開き、マスフローコントローラ２７２ｂにより流量調整されたシリコン含有ガスとしてのＳｉ_２Ｈ_６（ジシラン）ガスを、第１ガス供給管２７０ａを介して処理室２０１内に供給する。この時の処理室２０１内の温度範囲は３００〜４００℃、圧力範囲は到達圧力〜１３３Ｐａ、成膜ガス供給流量範囲は０〜５００ｓｃｃｍ、パージガス（Ｎ _２ ）の流量範囲は０〜１０００ｓｃｃｍで、例えば成膜温度３７５℃、圧力４０Ｐａ、成膜ガス（ジシラン）流量は１００ｓｃｃｍとして５分間供給する。

（パージ工程（Ｓ１１、Ｓ１２））
その後、処理室２０１内の残留ガスを排気して（Ｓ１１）、不活性ガス（例えば、Ｎ _２ ガス）で処理室２０１内及び第１ガス供給管２７０ａをパージする（Ｓ１２）。

処理室２０１内に供給されたガス（ジシランガス）は、インナーチューブ２０４内で混合して下方から上方へと流れ、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間２５０内を上方から下方へ流れた後、ガス排気管２３１からプロセスチューブ２０３外へと排出される。ジシランガスが処理室２０１内を通過する際にウエハ２００の表面に接触する。

前述した第１−１の処理工程と第１−２の処理工程を合わせて１サイクルとして、複数回、所定のサイクル数実施し、基板上に核又は初期薄膜（サイクルシード）を形成する。所定のサイクル数の成膜工程を実施していなければ、再度Ｓ７へ戻り第１−１の処理工程、第１−２の処理工程を所定のサイクル数となるまで実施する。具体的には、例えば、アモルファスシリコン体若しくは第一アモルファスシリコン膜がウエハ２００上に形成される。すなわち、ウエハ２００表面もしくはウエハ２００表面に形成されたＳｉＯ_２膜は、アモルファスシリコン体若しくは第一アモルファスシリコン膜に覆われた状態となる。アモルファスシリコン体若しくは第一アモルファスシリコン膜は、ウエハ２００上に第二アモルファスシリコン膜を成長させ易くする。

例えば、第１−１の処理工程において、処理ガスとして塩素含有およびシリコン含有ガスを用いた場合には、さらに、第１−２の処理工程において、ウエハ２００上に供給されるジシラン中のシリコン原子を結晶核として形成させ易くする。

（温度調整・安定・パージ工程（Ｓ１４、Ｓ１５））
所定のサイクル数の成膜工程を実施していれば、Ｓ１４へ進み、供給ガス配管及び供給ノズル内のパージ及び、処理室２０１内の温度調節・温度安定・パージを行う。この場合は、第１成膜工程の成膜圧力以下でパージするのが好ましい。処理室２０１内を真空引きとＮ _２ によりパージを繰り返してサイクルパージを行う。サイクルパージの回数は３〜１０回が好ましい（Ｓ１５）。

第２成膜工程の成膜温度にするために、成膜温度調整を実施し、温度を安定させてウエハ２００を所望の温度まで熱する。ボート２１７が回転しているため、ウエハ２００の温度を均一にすることが可能である。成膜温度範囲は、第１成膜工程の３００〜４２０℃又は、４００〜５２５℃である。

（第２の成膜工程（Ｓ１６））
第２成膜工程では、第１成膜工程により形成されたウエハ２００上の核又は初期成膜上に、例えばＳｉＨ_４やＳｉ_２Ｈ_６のようなシリコン含有ガスを供給し、第二アモルファスシリコン膜を形成する。
成膜条件は、処理室２０１内の温度範囲は、４００〜５２５℃又は３００〜４２０℃、圧力範囲は、真空到達〜１３３Ｐａ又は、真空到達〜２６６Ｐａ、成膜供給ガス流量範囲は、０〜５００ｓｃｃｍ、パージガス（Ｎ_２）流量範囲は、０〜１０００ｓｃｃｍである。
ＳｉＨ_４を供給する場合は、一般的に４００℃から熱分解が開始される。よって、温度範囲は４００〜５００℃が好ましい。例えば、成膜温度４７５℃で圧力は９０Ｐａ、ＳｉＨ_４のガス供給流量が１５０ｓｃｃｍで所定の時間供給し、成膜させる。
Ｓｉ_２Ｈ_６（ジシラン）の場合は、熱分解は３００℃以下で開始される。よって、成膜温度が４２０℃以下で使用するのが好ましい。例えば、成膜温度が３７５℃、成膜圧力が１００Ｐａ、成膜供給ガスが１００ｓｃｃｍで所定の時間を供給し、薄膜を形成させる（Ｓ１６）。
（パージ工程（Ｓ１７、Ｓ１８））
その後、処理室２０１内の残留ガスを排気し（Ｓ１７）、不活性ガス（例えばＮ_２）で処理室２０１内及び供給ノズルをパージする（Ｓ１８）。
所定の時間が経過して所望の膜厚の第二アモルファスシリコン膜がウエハ２００上に形成されたら、バルブ２７２ｃを閉じ、処理室２０１内へのＳｉＨ_４又はＳｉ_２Ｈ_６の供給を停止すると共に、処理室２０１内の残留ガスをガス排気管２３１から排気する（Ｓ１７）。その後、不活性ガス（例えばＮ_２）で処理室２０１内及び供給ノズルをパージする。この場合、第２成膜工程の成膜圧力以下でパージするのが好ましい（Ｓ１８）。
（降温および大気圧復帰工程（Ｓ２０））
そして、ヒータ２０６への通電を停止して、処理室２０１内及びウエハ２００を所定温度にまで降温させる。また、バルブ２７３ｃ、２７４ｃを開けたままとすることで、処理室２０１内からの残留ガスの排出を促すと共に、処理室２０１内の雰囲気を窒素ガスに置換し、更にＡＰＣバルブ２４２の開度を調整することで、処理室２０１内の圧力を大気圧に復帰させる（Ｓ２０）。また、ウエハ２００の回転を停止させる。

（ボートアンロード工程（Ｓ２１））
続いて、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を下降させて、マニホールド２０９の下端を開口させるとともに、処理済のウエハ２００を保持したボート２１７を下降させて、処理室２０１から引き出す（Ｓ２１：ボートアンロード）。この際、バルブ２７３ｃ，２７４ｃは開けたままとし、反応容器内に窒素ガスを常に流しておくことが好ましい。また、真空ポンプ２４６による真空排気は継続させたままとし、ＡＰＣバルブ２４２の開度を調整して処理室２０１内の圧力を制御することが好ましい。そして、搬出したボート２１７から、一定の時間でウエハ２００を冷却して、処理済のウエハ２００を取り出して（Ｓ２２：ウエハディスチャージ）、本実施形態にかかる基板処理工程を終了する。

なお、本実施形態に係る第１−１の処理工程（Ｓ７〜９）の処理条件としては、
処理温度：３００〜４００℃、
ジクロロシランガス又は元素Ｃｌ含有ガス供給流量：１〜１０００ｓｃｃｍ
処理圧力：到達圧力〜１３３Ｐａ
パージＮ _２ 流量範囲は０〜１０００ｓｃｃｍ
ボート回転機構軸部からのＮ _２ 流量は３００ｓｃｃｍ
が例示される。
例えば、成膜温度３７５℃、圧力４０Ｐａ、ジクロロシランガス又は元素Ｃｌ含有ガス供給流量２００ｓｃｃｍを５分間供給する。

また、本実施形態に係る第１−２の処理工程（Ｓ１０〜１２）の処理条件としては、
処理温度：３００〜４００℃、
処理圧力：到達圧力〜１３３Ｐａ
ジシランガス供給流量：０〜５００ｓｃｃｍ
パージＮ _２ 流量範囲は０〜１０００ｓｃｃｍ
が例示される。
例えば、処理温度３７５℃、圧力４０Ｐａ、成膜ガス（ジシラン）流量１００ｓｃｃｍを５分間供給する。
第１成膜工程におけるそれぞれの処理条件を、それぞれの範囲内のある値で一定に維持することで、ウエハ２００上に島状の核又は極薄膜が形成される。

アモルファスシリコン膜が形成されたウエハ２００は、ＤＲＡＭやＦｌａｓｈメモリー、Ｌｏｇｉｃ等の工程や後工程に使用され、成膜温度の低温化、例えば、４００℃以下や微細化に伴う等の薄膜化への対応が求められている。一般的にアモルファスシリコン膜を形成するガス原料では、例えば５２５℃以下で、ＳｉＨ_４（モノシラン）ガス又は、Ｓｉ_２Ｈ_６（ジシラン）ガスを使用し、アモルファスシリコン膜を形成する。例えば、ＳｉＨ_４ガスを使用する場合は、４００℃から熱分解が開始され、成膜温度は４００〜５４５℃でａ−Ｓｉ膜を形成する。しかしながら、ａ−Ｓｉ膜の膜厚が、例えば、５ｎｍ以下のａ−Ｓｉ膜では、形成した薄膜にピンホールが発生し、連続膜を形成することが困難であった。

また、ピンホール発生の抑制及び連続膜を形成出来ない理由として、基板上に成膜されない時間領域と、基板上に均一に成膜されない成膜遅れ時間領域があるためと考えられている。
図７は、比較例としてのデポレート時間と膜厚の関係を示すグラフ図である。縦軸はウエハ面内における膜厚を示している。横軸は成膜時間を示している。このように成膜初期では、基板表面上に薄膜が堆積されるのに時間的な遅れを発生する。
この成膜されない時間（インキュベーションタイム）では、基板上に島状の核が形成されていると考えられている。この核の大きさの違いが膜成長に影響し、薄膜のピンホールの発生に影響していた。また、低温にて成膜する場合、成膜温度が例えば４００℃以下では、ＳｉＨ_４ガスの場合、膜が形成されないという問題があった。

また、ＳｉＨ_４の代用のガスとして、Ｓｉ_２Ｈ_６をガス使用した場合は、成膜温度が低いため、デポレート（成膜速度）が遅くなり、ＢＣｌ_３（３塩化ホウ素）による触媒効果が必要とされ、Ｂ−Ｄｏｐｅｄ Ｓｉ（ボロンドープシリコン）膜等が用いられる。Ｂ−Ｄｏｐｅｄ Ｓｉ膜を用いる場合、Ｂ（ボロン）濃度が高いとエッチングレートが低くなり、成膜後の加工が難しくなるという問題があった。また、Ｂ拡散による電気特性の影響が懸念されている。

これに対し、本実施形態では、前記の第１成膜工程で、ウエハ２００に対し異なる２種類の処理ガスとして、例えば、異なる２種類のシリコン含有ガスを交互に供給し、基板上にアモルファスシリコン体若しくは第一アモルファスシリコン膜である、島状のような核及び初期成膜を形成させる。好適には、異なる２種類のシリコン含有ガスの一つに塩素元素を含むシリコン含有ガスを用いる。第１成膜工程で形成される島状のような核の大小は、第２成膜工程での膜形成を大きく左右する。よって、第１成膜工程では、基板の成膜温度の制約と第２成膜工程でどのような膜質や電気特性を持つ膜質及び形成させる膜厚で決定する必要性がある。また、島状のような核の大小の制御がしやすい。また、島状のような核を形成させる他、必要に応じ、或いは、一定の極薄膜、例えば０．１ｎｍ以下で初期薄膜を形成させて、第２成膜工程で所定の形成される膜厚を処理することも可能である。

第２成膜工程では、基板の成膜温度制約や形成する膜厚で成膜ガスの選択性が容易となる。

図４は、本発明の一実施形態における効果を示すグラフである。具体的には、第２成膜工程で成膜ガスモノシラン（ＳｉＨ_４）を供給し、膜厚５ｎｍを形成したときの、第１成膜工程での成膜圧力制御の効果を示す。縦軸はウエハ面内における膜厚均一性を示し、単位をプラスマイナス％（パーセント）で示している。横軸は第１成膜工程における処理室内の圧力値を示している。第１成膜工程では成膜圧力が低圧化で成膜形成に効果がある事を示している。すなわち、第１成膜工程における処理室内の圧力値を低くするとウエハ面内における膜厚均一性を向上させることができる。また、この時の基板の表面観察をしたところ、ピンホールは発生していないことを確認している。

図５は、本発明の一実施形態と比較例との関係を示すグラフ図である。具体的には、本実施形態での第２成膜工程で、成膜ガスとしてジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）を供給し、成膜を行った場合の効果を示す。本実施形態のように第１成膜工程と第２成膜工程とを連続して実施するように組み合わせた場合の方が、第１成膜工程と第２成膜工程とを各々独立させて実施する場合よりもデポレート（成膜速度）が向上し、ウエハ面内の膜厚均一性も向上していることが分かる。これは、第１成膜工程で、島状のような核を形成している事を示している。

図６は、本発明の一実施形態におけるデポレート時間と膜厚の関係を示すグラフ図である。縦軸はウエハ面内における膜厚を示している。横軸は成膜時間を示している。比較例として、図５に示した条件にて行った場合に比べ、本実施形態を適用することでインキュベーションタイムを短縮することができることがわかる。

＜本発明の更に他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

例えば、上述の実施形態では、第１ガス供給ノズル２３０ａや第２ガス供給ノズル２３０ｂをそれぞれ１本ずつ設けるようにしていたが、本発明は係る形態に限定されない。例えば、第１ガス供給ノズル２３０ａや第２ガス供給ノズル２３０ｂをそれぞれ複数本ずつ設けるようにし、そのときの各ノズルの長さを互いに異ならせるようにしてもよい。ウエハ２００保持領域内の高さの異なる複数箇所からガスを供給するようにすれば、ガスの分解や消費によるローディング効果の発生を抑制でき、ウエハ２００間の膜厚、膜質均一性を向上させることが可能となる。

上述の実施形態では、ジシランガスを第１ガス供給ノズル２３０ａから供給し、シランガスを第２ガス供給ノズル２３０ｂから供給するようにしていたが、本実施形態は係る形態に限定されず、同一のガス供給ノズルから供給するようにしてもよい。また、ジシランガスとシランガスを第１ガス供給ノズル２３０ａから供給するようにしていたが、それぞれ別のガス供給ノズルから供給するようにしてもよく、ジシランガスを第２ガス供給ノズル２３０ｂから供給するようにしてもよい。また不活性ガスは他のガス供給ノズルから供給するようにしてもよい。なお、不活性ガスとしては窒素ガスに限らず、ＡｒガスやＨｅガス等の他の希ガスを用いてもよい。

上述の実施形態では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いて成膜する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、一度に１枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて成膜する場合にも、好適に適用できる。
また、上述した実施形態では、インナーチューブとアウターチューブを構成する形態で説明したが、インナーチューブのないアウターチューブのみを構成する形態であっても本発明は適用可能である。

＜本実施形態に係る効果＞
本発明によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。

（ａ）本実施形態によれば、基板上の界面に発生するピンホール及びボイドの抑制・制御が可能となる。特に、アモルファスシリコン極薄膜のステップカバレッジにおいて、ウエハ上の界面に発生するピンホール及びボイドを抑制・制御が可能となる。

（ｂ）本実施形態によれば、アモルファスシリコン膜において、ウエハの成膜温度規制による成膜ガスの選択が可能となる。

（ｃ）本実施形態によれば、１０ｎｍ以下、好適には５ｎｍ以下でのアモルファスシリコン薄膜形成が可能となる。

（ｄ）本実施形態によれば、均一に成膜されない領域及びインキュベーションタイムの短縮の改善効果がある。

（ｅ）アモルファスシリコン極薄膜、例えば５ｎｍ以下でピンホールなし及び連続性成膜を形成し、かつ、均一に成膜形成が可能となる。
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。

（付記１）
本発明の一態様によれば、
処理室内で基板を処理する半導体装置の製造方法であって、前記基板に対し塩素含有ガスを供給する工程と、
前記塩素含有ガスが供給された基板に対しシリコン含有ガスを供給する工程と、
を複数回繰り返し行う第一基板処理工程と、
該第一基板処理工程が施された基板に対し、シリコン含有ガスを供給する第二基板処理工程と、を備える半導体装置の製造方法が提供される。

（付記２）
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室を備える基板処理装置であって、
前記基板に対し塩素含有ガスを供給する塩素含有ガス供給部と、
前記基板に対しシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給部と、
少なくとも前記塩素含有ガス供給部と、前記シリコン含有ガス供給部とを制御する制御部と、
を備え、前記制御部は、前記基板に対し塩素含有ガスを供給し、前記塩素含有ガスが供給された基板に対しシリコン含有ガスを供給することを複数回繰り返し行った後に、前記基板に対し、シリコン含有ガスを供給するよう前記塩素含有ガス供給部及び前記シリコン含有ガス供給部を制御する基板処理装置が提供される。

（付記３）
本発明のさらに他の態様によれば、
処理室内で基板を処理する半導体装置の製造方法であって、前記基板に対し塩素含有ガスを供給する工程と、
前記塩素含有ガスが供給された基板に対しシリコン含有ガスを供給する工程と、
を複数回繰り返し行い、前記基板に対し、アモルファスシリコン体若しくは第一アモルファスシリコン膜を形成する第一基板処理工程と、
該第一基板処理工程が施された基板に対し、前記シリコン含有ガスを供給し、前記基板上若しくは前記アモルファスシリコン体、又は、前記第一アモルファスシリコン膜に対し、第二アモルファスシリコン膜を形成する第二基板処理工程と、を備える半導体装置の製造方法が提供される。

（付記４）
本発明のさらに他の態様によれば、
処理室内で基板を処理する半導体装置の製造方法であって、前記基板に対し塩素及びシリコン含有ガスを供給する工程と、
前記塩素及びシリコン含有ガスが供給された基板に対し前記塩素及びシリコン含有ガスとは異なるガス種のシリコン含有ガスを供給する工程と、
を複数回繰り返し行い、前記基板に対し、アモルファスシリコン体若しくは第一アモルファスシリコン膜を形成する第一基板処理工程と、
該第一基板処理工程が施された基板に対し、前記シリコン含有ガスを供給し、前記基板上若しくは前記アモルファスシリコン体、又は、前記第一アモルファスシリコン膜に対し、第二アモルファスシリコン膜を形成する第二基板処理工程と、を備える半導体装置の製造方法が提供される。

（付記５）
付記１の半導体装置の製造方法であって、好適には、
前記第一基板処理工程は、前記基板の温度が３００℃以上４００℃以下で実施される。

（付記６）
付記１の半導体装置の製造方法であって、好適には、
前記第二基板処理工程は、前記基板の温度が３００℃以上５２５℃以下で実施される。

（付記７）
付記１の半導体装置の製造方法であって、好適には、
前記第一基板処理工程は、前記処理室内の圧力が１Ｐａ以上１３３Ｐａ以下で実施される。

（付記８）
付記１の半導体装置の製造方法であって、好適には、
前記第二基板処理工程は、前記処理室内の圧力が１Ｐａ以上１３３Ｐａ以下で実施される。

（付記９）
付記１の半導体装置の製造方法であって、好適には、
前記第一基板処理工程では、前記塩素含有ガスとしてジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）ガスを供給する。

（付記１０）
付記１の半導体装置の製造方法であって、好適には、
前記第一基板処理工程では、前記シリコン含有ガスとしてジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）ガスを供給する。

（付記１１）
付記１の半導体装置の製造方法であって、好適には、
前記第二基板処理工程では、前記シリコン含有ガスとしてジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）ガス若しくはモノシラン（ＳｉＨ_４）ガスを供給する。

（付記１２）
本発明のさらに他の態様によれば、
処理室内で基板を処理する基板処理方法であって、前記基板に対し塩素含有ガスを供給する工程と、
前記塩素含有ガスが供給された基板に対しシリコン含有ガスを供給する工程と、
を複数回繰り返し行い、前記基板に対し、アモルファスシリコン体若しくは第一アモルファスシリコン膜を形成する第一基板処理工程と、
該第一基板処理工程が施された基板に対し、前記シリコン含有ガスを供給し、前記基板上若しくは前記アモルファスシリコン体、又は、前記第一アモルファスシリコン膜に対し、第二アモルファスシリコン膜を形成する第二基板処理工程と、を備える基板処理方法が提供される。

１０１・・・基板処理装置
２００・・・ウエハ（基板）
２０１・・・処理室

Claims (8)

1. 処理室内に収容した基板を第１温度に加熱した状態で、前記基板に対しジクロロシランガスを供給する工程と、前記ジクロロシランガスが供給された前記基板に対しジシランガスを供給する工程と、を複数回繰り返し行う第１工程と、
   前記基板の温度を前記第１温度から前記第１温度よりも高い第２温度へ変更する工程と、
   前記基板を前記第２温度に加熱した状態で、前記第１工程が施された前記基板に対し前記ジシランガスよりも熱分解温度の高いモノシランガスを供給する第２工程と、を備え、
   前記第１温度を、前記モノシランガスが熱分解せずに前記ジシランガスが熱分解する３００℃以上３７５℃以下の範囲内の温度とし、前記第２温度を、前記モノシランガスおよび前記ジシランガスが熱分解する４００℃以上４７５℃以下の範囲内の温度とすることで、前記基板上に、ピンホールのないアモルファスシリコン膜を形成する半導体装置の製造方法。
2. 前記第１工程では、前記基板上に第１アモルファスシリコン膜を形成する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記第２工程では、前記第１アモルファスシリコン膜上に、第２アモルファスシリコン膜を形成する請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記基板の表面には酸化膜が形成されており、前記第１アモルファスシリコン膜は、前記酸化膜上に形成される請求項２又は３に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記第１アモルファスシリコン膜の厚さを０．１ｎｍ以下とする請求項２乃至４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記半導体装置は、ＤＲＡＭまたはＦｌａｓｈメモリーを含む請求項１乃至５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
7. 処理室内に収容した基板を第１温度に加熱した状態で、前記基板に対しジクロロシランガスを供給する工程と、前記ジクロロシランガスが供給された前記基板に対しジシランガスを供給する工程と、を複数回繰り返し行う第１工程と、
   前記基板の温度を前記第１温度から前記第１温度よりも高い第２温度へ変更する工程と、
   前記基板を前記第２温度に加熱した状態で、前記第１工程が施された前記基板に対し前記ジシランガスよりも熱分解温度の高いモノシランガスを供給する第２工程と、を備え、
   前記第１温度を、前記モノシランガスが熱分解せずに前記ジシランガスが熱分解する３００℃以上３７５℃以下の範囲内の温度とし、前記第２温度を、前記モノシランガスおよび前記ジシランガスが熱分解する４００℃以上４７５℃以下の範囲内の温度とすることで、前記基板上に、ピンホールのないアモルファスシリコン膜を形成する基板処理方法。
8. 基板を処理する処理室と、
   前記処理室内の基板に対しジクロロシランガスを供給するジクロロシランガス供給部と、
   前記処理室内の基板に対しジシランガスを供給するジシランガス供給部と、
   前記処理室内の基板に対しジシランガスよりも熱分解温度の高いモノシランガスを供給するモノシランガス供給部と、
   前記処理室内の基板を加熱するヒータと、
   前記処理室内に収容した基板を第１温度に加熱した状態で、前記基板に対しジクロロシランガスを供給する処理と、前記ジクロロシランガスが供給された前記基板に対しジシランガスを供給する処理と、を複数回繰り返し行う第１処理と、前記基板の温度を前記第１温度から前記第１温度よりも高い第２温度へ変更する処理と、前記基板を前記第２温度に加熱した状態で、前記第１処理が施された前記基板に対し前記ジシランガスよりも熱分解温度の高いモノシランガスを供給する第２処理と、を行わせ、その際、前記第１温度を、前記モノシランガスが熱分解せずに前記ジシランガスが熱分解する３００℃以上３７５℃以下の範囲内の温度とし、前記第２温度を、前記モノシランガスおよび前記ジシランガスが熱分解する４００℃以上４７５℃以下の範囲内の温度とすることで、前記基板上に、ピンホールのないアモルファスシリコン膜を形成するように、前記ジクロロシランガス供給部、前記ジシランガス供給部、前記モノシランガス供給部、および前記ヒータを制御するよう構成される制御部と、
   を備える基板処理装置。

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