半導体装置の製造方法及び基板処理装置
【課題】ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜する場合、ゲルマニウム原料の使用量を抑制すると共に金属膜との結合力を強くし、生産性を向上することが可能となる半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供する。
【解決手段】処理室内に基板を搬入する搬入工程Ｓ１４と、処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して、基板上に第一膜を成膜する第一成膜工程Ｓ２２と、処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスを供給して、第一膜上に第二膜を成膜する第二成膜工程Ｓ２４と、基板を処理室内から搬出する搬出工程Ｓ３０とを有する。
【解決手段】処理室内に基板を搬入する搬入工程Ｓ１４と、処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して、基板上に第一膜を成膜する第一成膜工程Ｓ２２と、処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスを供給して、第一膜上に第二膜を成膜する第二成膜工程Ｓ２４と、基板を処理室内から搬出する搬出工程Ｓ３０とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法及び基板処理装置に関し、特に、ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を基板上に成膜する工程を有する半導体装置の製造方法及び基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体装置（デバイス）を製造する工程においては例えば減圧ＣＶＤ法（化学気相成長法）によって、縦型減圧ＣＶＤ装置を用いて、基板上に膜を形成することが行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようなＣＶＤ装置を用いて、例えば基板上に、ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜する場合、ボロンドープシリコンゲルマニウム膜の膜厚や抵抗率の制御が困難になるという問題があった。
また、ゲルマニウム原子が過剰に含有している膜は金属膜との結合力が弱くなる為、デバイスを製造する際の生産性悪化（歩留まり悪化）への問題があり、同時にゲルマニウム原料が高価である為、使用量を抑制する要求がある。
【０００４】
本発明の目的は上記課題を解決するものであって、ゲルマニウム原料の使用量を抑制すると共に
金属膜との結合力を強くし、生産性を向上することが可能となる半導体装置の製造方法及び基板処理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】
【０００５】
本発明の一態様によれば、処理室内に基板を搬入する搬入工程と、処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して基板上に第一膜を成膜する第一成膜工程と処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスを供給して第一膜上に第二膜を成膜する第二成膜工程と、基板を処理室内から搬出する搬出工程とを有する半導体装置の製造方法。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理室と、処理室内にシリコン原子含有ガスを供給するシリコン原子含有ガス供給系と、処理室内にボロン原子含有ガスを供給するボロン原子含有ガス供給系と、処理室内にゲルマニウム原子含有ガスを供給するゲルマニウム原子含有ガス供給系と、シリコン原子含有ガス供給系とボロン原子含有ガス供給系とゲルマニウム原子含有ガス供給系が処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して基板上に第一膜を成膜し、処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスを供給して第一膜上に第二膜を成膜し、第一膜及び第二膜の成膜条件を変更できるように制御するコントローラを有する基板処理装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかる半導体装置の製造方法及び基板処理装置によれば、ゲルマニウム原料の使用量を抑制すると共に金属膜との結合力の問題を解決できる。また連続バッチ間の膜厚と抵抗率を安定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１実施形態で好適に用いられる基板処理装置としてのバッチ式縦型減圧ＣＶＤ装置の反応炉１２の概略構成図であり、縦断面図として示されている。
【０００９】
この減圧ＣＶＤ装置は、反応ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ４）ガス等のシリコン原子含有ガスと三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）ガス等のボロン原子含有ガスとモノゲルマン（ＧｅＨ４）ガス等のゲルマニウム原子含有ガスを使用して、反応炉内で支持具としてのボートに複数枚のウエハを垂直方向に積層支持した状態で、反応炉体下部よりガスを導入し垂直方向に上昇させ、そのガスを用いて、熱ＣＶＤ法により、ウエハ上に、第一膜としてボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜等のボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に、第二膜としてボロンドープポリシリコン膜等のボロンドープシリコン膜を成膜して抵抗膜を形成するものである。
【００１０】
図１に示されているように、ホットウォール炉を構成し、基板としてのウエハ４を加熱する、４ゾーンに分かれた加熱機構（加熱手段）としてのヒータ６（６ａ〜６ｄ）の内側に、反応炉１２の外筒である石英製の反応管すなわちアウターチューブ１が、管軸を垂直にしてヒータ６と同心に設置されている。アウターチューブ１の内側には、反応炉１２の内筒である石英またはＳｉＣ製の反応管すなわちインナーチューブ２が、管軸を垂直にしてアウターチューブ１と同心に設置されている。処理室としての処理室１ａはアウターチューブ１およびインナーチューブ２内に形成されている。この２種のチューブの間を真空排気装置としてのメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）７およびドライポンプ（ＤＰ）８を用いて真空引き可能にしてある。従って、インナーチューブ２内側に導入される反応ガスは、インナーチューブ２内を垂直に上昇し、２種のチューブの間を下降して排気される。
【００１１】
アウターチューブ１の下方には、アウターチューブ１と同心にステンレス製のマニホールド（インレットアダプタ）１５が設置されている。マニホールド１５は、インナーチューブ２とアウターチューブ１に係合しており、これらを支持するように設けられている。なお、マニホールド１５とアウターチューブ１との間にはシール部材としてのＯリング１１ｂが設けられている。アウターチューブ１とインナーチューブ２とマニホールド１５により反応容器が形成される。
【００１２】
複数枚のウエハ４が装填される支持具としての石英製又はＳｉＣ製のボート３は、ウエハ４を処理する際に、図１に示されているようにインナーチューブ２内に収容される。ウエハ４が反応ガスに晒された時に、気相中およびウエハ４表面での反応により、ウエハ４表面上に膜が形成される。なお、ボート３の複数枚のウエハ４が装填される領域よりも下方の領域に装填される複数枚の断熱板５は、ウエハ４が存在するウエハ配列領域内の温度を均一化するためのものである。
【００１３】
また、図１中、１０はボート回転軸であり、ステンレス製の蓋（シールキャップ）１１を貫通して、回転機構１７に連結されている。また、蓋１１は搬入搬出装置（昇降装置）としてのボートエレベータ１８に連結されている。このボートエレベータ１８により、ボート３、回転軸１０、蓋１１及び回転機構１７が一体となって昇降させられ、ボート３を反応炉１２内（処理室１ａ内）に搬入し、あるいは反応炉１２内から搬出させるようになっている。蓋１１は、ボート３を反応炉１２内に搬入した状態において、マニホールド１５にシール部材としてのＯリング１１ａを介して密着して反応炉１２内を密閉するようになっている。また、回転機構１７により、回転軸１０を介してボート３が反応炉１２内で回転させられるようになっている。
【００１４】
なお、ボート３には、ウエハ４を支持するスロットが、複数個、例えば１００〜２００
個設けられている。一番下のスロットから数えて例えば５〜１０スロット目までが下部ダミー領域Ｄ１であり、この下部ダミー領域Ｄ１に属するスロットにはダミーウエハ４が支持される。また、一番上のスロットから数えて例えば５〜１０スロット目までが上部ダミー領域Ｄ２であり、この上部ダミー領域Ｄ２に属するスロットにはダミーウエハ４が支持される。また、下部ダミー領域Ｄ１と上部ダミー領域Ｄ２との間の領域が製品ウエハ領域Ｐであり、この製品ウエハ領域Ｐに属するスロットには製品ウエハ４が支持される。なお、ボート３のウエハ配列領域（Ｄ２、Ｐ、Ｄ１）よりも下方には、複数枚の断熱板５を支持する複数のスロットが設けられており、断熱板５は、後述する４つに分かれたヒータゾーンのうちＬゾーンに対応するヒータ６ｄよりも下側に配置される。また、図１中のトップ領域Ｔ、センター領域Ｃ、ボトム領域Ｂとは、それぞれ、製品ウエハ領域Ｐにおける上部領域、中央部領域、底部領域のことを示している。
【００１５】
また、ヒータ６の４つに分かれたヒータゾーンのうち、一番下のＬ（Ｌｏｗｅｒ）ゾーン（ヒータ６ｄに対応）は製品ウエハ４が存在せず下部ダミーウエハ４だけが存在する領域に対応しており、下から二番目のＣＬ（Ｃｅｎｔｅｒ Ｌｏｗｅｒ）ゾーン（ヒータ６ｃに対応）は下部ダミーウエハ４と製品ウエハ４とが混在する領域に対応しており、下から三番目すなわち上から二番目のＣＵ（Ｃｅｎｔｅｒ Ｕｐｐｅｒ）ゾーン（ヒータ６ｂに対応）は製品ウエハ４と上部ダミーウエハ４とが混在する領域に対応しており、下から四番目すなわち一番上のＵ（Ｕｐｐｅｒ）ゾーン（ヒータ６ａに対応）は製品ウエハ４とダミーウエハ４が共に存在しない領域に対応している。
【００１６】
シリコン原子（Ｓｉ）含有ガスとしてのモノシラン（ＳｉＨ４）ガスを供給するノズル１３は、例えば石英製であり、長さの異なるものが複数本反応炉１２内に設けられており、それぞれがマニホールド１５を貫通するようにマニホールド１５に取り付けられている。ノズル１３は複数本、ここでは合計５本設けられており、そのうちの１本のノズル（ショートノズル）１３ａは、ヒータと対向する領域より下方であって反応管下方のマニホールド１５と対向する領域に設けられている。その他の４本のノズル（ロングノズル）１３ｂは、少なくとも一部がヒータ６と対向する領域に設けられており、それぞれのガス噴出口（先端部）が垂直方向において重ならない位置に、ここでは等間隔に設けられており、ＳｉＨ４ガスを処理室１ａ内の垂直方向における複数箇所から途中供給可能に構成されている。なお、ノズル１３ａは、ガス噴出口が水平方向を向くように開口しており、ＳｉＨ４ガスをウエハ表面と平行な方向、すなわち水平方向に向かって噴出させるように構成されている。また、ノズル１３ｂは、ガス噴出口が鉛直方向上方を向くように開口しており、ＳｉＨ４ガスをウエハ表面と垂直な方向、すなわち鉛直方向に向かって噴出させるように構成されている。５本のノズル１３は、５本に別れたガスライン２０に接続されている。このガスライン２０は、流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ２１及びバルブ２２を介してモノシラン（ＳｉＨ４）ガス源２３に接続されている。この構成により、ＳｉＨ４ガスの供給流量、濃度、分圧を処理室１ａ内の各位置において制御することができる。主に、モノシランガス源２３、バルブ２２、マスフローコントローラ２１、ガスライン２０、ノズル１３により、ガス供給系としてのシリコン原子含有ガス供給系が構成される。
【００１７】
ボロン原子（Ｂ）含有ガスとしての三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）ガスを供給するノズル１４は、例えば石英製であり、長さの異なるものが複数本反応炉１２内に設けられており、それぞれがマニホールド１５を貫通するようにマニホールド１５に取り付けられている。ノズル１４は複数本、ここでは合計５本設けられており、そのうちの１本のノズル（ショートノズル）１４ａは、ヒータと対向する領域より下方であって反応管下方のマニホールド１５と対向する領域に設けられている。その他の４本のノズル（ロングノズル）１４ｂは、少なくとも一部がヒータ６と対向する領域に設けられており、それぞれのガス噴出口（先端部）が垂直方向において重ならない位置に、ここでは等間隔に設けられており、Ｂ
Ｃｌ３ガスを処理室１ａ内の垂直方向における複数箇所から途中供給可能に構成されている。なお、ノズル１４ａは、ガス噴出口が水平方向を向くように開口しており、ＢＣｌ３ガスをウエハ表面と平行な方向、すなわち水平方向に向かって噴出させるように構成されている。また、ノズル１４ｂは、ガス噴出口が鉛直方向上方を向くように開口しており、ＢＣｌ３ガスをウエハ表面と垂直な方向、すなわち鉛直方向に向かって噴出させるように構成されている。また、ＢＣｌ３ガスを供給するノズル１４ａ、１４ｂの形状と、ＳｉＨ４ガスを供給するノズル１３ａ、１３ｂの形状は、それぞれ同一形状であり、ノズル１４ａ、１４ｂのガス噴出口（先端部）と、ノズル１３ａ、１３ｂのガス噴出口（先端部）は、それぞれ垂直方向において同じ位置（同じ高さ）に配置されている。５本のノズル１４は、５本に別れたガスライン２７に接続されている。このガスライン２７は、流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ２８及びバルブ２９を介して三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）ガス源３０に接続されている。この構成により、ＢＣｌ３ガスの供給流量、濃度、分圧を処理室１ａ内の各位置において制御することができる。主に、三塩化ホウ素ガス源３０、バルブ２９、マスフローコントローラ２８、ガスライン２７、ノズル１４により、ガス供給系としてのボロン原子含有ガス供給系が構成される。
【００１８】
ゲルマニウム原子（Ｇｅ）含有ガスとしてのモノゲルマン（ＧｅＨ４）ガスを供給するノズル１３は、シリコン原子含有ガスとしてのモノシラン（ＳｉＨ４）ガスを供給するノズル１３と共用としている。５本のノズル１３は、５本に別れたガスライン２０を介して５本に別れたガスライン５１にそれぞれ接続されている。このガスライン５１は、流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ５２及びバルブ５３を介してモノゲルマン（ＧｅＨ４）ガス源５４に接続されている。この構成により、ＧｅＨ４ガスの供給流量、濃度、分圧を処理室１ａ内の各位置において制御することができる。主に、モノゲルマンガス源５４、バルブ５３、マスフローコントローラ５２、ガスライン５１、ノズル１３により、ガス供給系としてのゲルマニウム原子含有ガス供給系が構成される。
【００１９】
前述したメカニカルブースタポンプ７とドライポンプ８とは、一端がマニホールド１５に接続された排気管１６に設けられている。さらに、この排気管１６には圧力検出器としての圧力センサ１９と、メインバルブ９が設けられている。このメインバルブ９には、ＡＰＣ（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）バルブが用いられており、圧力センサ１９により検出された圧力に基づいて反応炉１２内の圧力を所定値となるよう自動的に弁の開度を調節するようになっている。
【００２０】
なお、ヒータ６（６ａ〜６ｄ）、メインバルブ９、メカニカルブースタポンプ７、ドライポンプ８、マスフローコントローラ２１、２４、２８、４２、バルブ２２、２５、２９、４３、ボートエレベータ１８、回転機構１７等の基板処理装置を構成する各部の動作の制御は、制御部（制御手段）としてのコントローラ３１により行う。
【００２１】
次に上記基板処理装置を用いて、半導体装置の製造工程の一工程として基板上に、第一膜として膜中にゲルマニウム原子割合が大きいボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に、第二膜としてボロンドープシリコン膜を成膜して抵抗膜を形成する際の成膜方法について説明する。成膜手順を図２に示す。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ３１により制御される。
【００２２】
まず搬入工程について説明する。ステップＳ１０において、複数枚のウエハ４をボート３に装填（投入）し、ステップＳ１２において、リアクター内、すなわち反応炉１２内を処理温度に安定化させた後、ステップＳ１４においてウエハ４を装填したボート３を反応炉１２内、すなわち処理室１ａ内に搬入する。次にステップＳ１６において処理室１ａ内の排気を開始し、ステップＳ１８において、ボート３やチューブ１、２に吸着した水分等を脱離させるために窒素（Ｎ２）ガスパージを行う。すなわち、ノズル４０より処理室１
ａ内にＮ２ガスを供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気する。
【００２３】
次に所定の膜厚を有する抵抗膜を形成する工程について述べる。まず、抵抗膜は第一成膜工程で第一膜を成膜してその後、第二成膜工程で第二膜を成膜して形成する。
まず、第一成膜工程について説明する。ステップＳ２０において第一膜を成膜する為、ＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＧｅＨ４ガスの供給流量を所定のガス比率になるようにガスマスフローコントローラ２１及びマスフローコントローラ２８及びマスフローコントローラ５２を設定し、ノズル１３、ノズル１４より処理室１ａ内にＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＧｅＨ４ガスをそれぞれ供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気して処理室１ａ内の圧力を安定化させ、ステップＳ２２において、熱ＣＶＤ法によりウエハ４上に第一膜としてボロンドープシリコンゲルマニウム膜、すなわち、ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の成膜を行う。第一膜の膜厚が所定の膜厚になったところで第一成膜工程は完了する。
【００２４】
続いて第二成膜工程について説明する。第一成膜工程が完了後、第一膜上に第二膜を成膜する為にステップＳ２４において、マスフローコントローラ５２を設定してＧｅＨ４ガスの供給を停止しつつ、ＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスの供給流量を所定のガス比率になるようにガスマスフローコントローラ２１及びマスフローコントローラ２８を設定し、ノズル１３、ノズル１４より処理室１ａ内にＳｉＨ４ガス、ＢＣｌ３ガスをそれぞれ供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気して処理室１ａ内の圧力を安定化させ、熱ＣＶＤ法により第一膜上に第二膜としてボロンドープシリコン膜、すなわち、ボロンドープポリシリコン膜の成膜を行う。第一膜及び第二膜で形成する抵抗膜の膜厚が所定の膜厚になったところで第二成膜工程は完了する。
【００２５】
第一膜で膜中のゲルマニウム原子割合が大きい膜を形成することでポリ化（多結晶化）を促進させ、その第一膜上に成膜する第二膜は第一膜に応じてポリ化（多結晶化）ができる為、従来技術でポリ化（多結晶化）する為には処理温度５００℃以下で処理する必要があったが、更に低温条件の処理温度（４８０℃以下）でゲルマニウム原料の使用量を抑制しつつポリ化（多結晶化）を行なうことができる。また従来ゲルマニウム原子のグレインサイズが大きい為、例えばボロンシリコンゲルマニウム単膜のようにゲルマニウム原子が膜中に過剰に存在するとポリ化（多結晶化）した膜表面は大きな凹凸を生じ、形成した膜とその膜の上部に成膜される金属膜との結合力が弱くなることでデバイスの生産性悪化（歩留まり悪化）の問題が発生していたが、本実施形態で第二膜のボロンドープポリシリコン膜を成膜することで抵抗膜中のゲルマニウム原子割合を最適な量にすることができ、第二膜が凹凸の小さいポリ化（多結晶化）した膜表面を形成するため、形成する抵抗膜表面とその抵抗膜上部に形成される金属膜との結合力が強くなり、デバイスの生産性悪化（歩留まり悪化）の問題を解決することができる。
また第一膜としてボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に第二膜としてボロンドープシリコン膜を成膜して抵抗膜を形成する際に、第一膜と第二膜とを成膜して所定の膜厚を有する抵抗膜を形成し抵抗膜中の第一膜の膜厚の割合を変更して、所定の抵抗値を確保できる。
【００２６】
最後に、搬出工程について説明する。第二成膜工程を完了後、ステップＳ２６において、反応管内及び配管内をＮ２ガスでサイクルパージし、ステップＳ２８において、リアクター内、すなわち処理室１ａ内に所定の供給量になるようにマスフローコンローラ２４を設定してＮ２ガスを供給して処理室１ａ内を大気圧まで戻す。処理室１ａ内が大気圧に戻ったら、ステップＳ３０において成膜後のウエハ４を支持したボート３を処理室１ａ内から処理室１ａ外へ搬出し、ステップＳ３２において成膜後のウエハ４を自然冷却する。最後にステップＳ３４において成膜後のウエハ４をボート３から取り出す。
【００２７】
なお、一例まで、本実施形態の反応炉１２にてウエハ４を処理する際の処理条件、すなわちウエハ４上に第一膜としてボロンドープポリシリコンゲルマニウム（Ｂ Ｄｏｐｅｄ Ｐｏｌｙ-ＳｉＧｅ）膜を成膜する際の処理条件としては、
処理温度：４００〜４８０℃、
処理圧力：１０〜２００Ｐａ、
ＳｉＨ４ガス供給流量（合計）：１００〜２０００ｓｃｃｍ、
ＧｅＨ４ガス供給流量（合計）：１００〜５０００ｓｃｃｍ、
ＢＣｌ３ガス供給流量（合計）：０．１〜５００ｓｃｃｍ、
が例示され、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４に成膜処理がなされる。
【００２８】
また、一例まで、本実施形態の反応炉１２にて第一膜上に第二膜としてボロンドープポリシリコン（Ｂ Ｄｏｐｅｄ Ｐｏｌｙ-Ｓｉ）膜を成膜する際の処理条件としては、
処理温度：４００〜４８０℃、
処理圧力：１０〜２００Ｐａ、
ＳｉＨ４ガス供給流量（合計）：１００〜２０００ｓｃｃｍ、
ＢＣｌ３ガス供給流量（合計）：０．１〜５００ｓｃｃｍ、
が例示され、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４に成膜処理がなされる。
【００２９】
上述の実施形態では、第一膜としてボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜する際に、シリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガスを用い、ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガスを用い、ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅＨ４ガスを用いる例について説明したが、シリコン原子含有ガスとしてはＳｉ２Ｈ６ガスやＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを用いてもよく、ボロン原子含有ガスとしてはＢ２Ｈ６ガスやＢＦ３ガスを用いてもよく、ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅ２Ｈ６ガスを用いるようにしてもよい。
【００３０】
また上述の形態では、第二膜としてボロンドープシリコン膜を成膜する際にシリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガスを用い、ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガスを用いる例について説明したが、シリコン原子含有ガスとしてはＳｉ２Ｈ６ガスやＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを用いてもよく、ボロン原子含有ガスとしてはＢ２Ｈ６ガスやＢＦ３ガスを用いるようにしてもよい。
【００３１】
ところで、 ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体装置（デバイス）を製造する工程においては、例えば減圧ＣＶＤ法（化学気相成長法）によって、縦型減圧ＣＶＤ装置を用いて、基板上に膜を形成することが行われているが、近年、ＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメモリ）の電荷を蓄積するキャパシタ部分と、上部配線との接合に用いられるドーピングされたポリシリコンの処理温度の低温化（５００℃以下）が進み、低温でキャリアの活性化が可能なボロン原子をドープしたポリシリコン膜、すなわち、ボロンドープポリシリコン膜や、ボロン原子をドープしたポリシリコンゲルマニウム膜、すなわち、ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜が用いられている。これらの膜は、例えば５００℃以下の処理温度で、成膜後の熱処理を実施することなくキャリアの活性化が可能なため、ロジック・トランジスタやキャパシタの劣化を抑えることが可能となっている。
【００３２】
一方、半導体デバイスの微細化に伴い、デバイス間の上部配線幅は年々縮まっており、上部配線との接合に用いられるドーピングされたポリシリコンの表面モフォロジが悪化すると、上部配線の断線や、接合部の抵抗値増大といった問題が発生する。またウエハ面内や面間方向での膜特性としての膜厚値やシート抵抗及び抵抗率の均一性が悪化すると、デバイスの生産性悪化（歩留まり悪化）といった問題が発生する。また量産現場においては、毎生産バッチでの膜特性が均一に安定して得られることと、生産バッチにかかるコスト
をできる限り低く抑えることが必須条件であり、生産性を改善する上での重要なファクターとなっている。
【００３３】
本発明者は、ボロンドープシリコンゲルマニウム膜の膜中のゲルマニウム原子割合が過剰に大きいことがポリシリコンの表面モフォロジの悪化につながり、この為、金属膜との結合力が弱まることと、バッチ間の膜特性が不安定になることに起因していることを知得した。
【００３４】
そこで、ボロンドープシリコンゲルマニウム膜中のゲルマニウム原子割合を抑制しつつ、低温条件(４８０℃以下)でのポリ化（多結晶化）を行う為、基板上に第一膜として膜中にゲルマニウム原子割合が大きい、つまり高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に第二膜としてボロンドープシリコン膜を成膜して抵抗膜を形成する成膜方法を行なった。これにより低温条件（４８０℃以下）において金属膜との結合力を保ったままポリ化（多結晶化）することができるようになった。
【００３５】
本実施形態によれば、以下に示す効果のうち少なくとも１つ以上の効果を奏する
・ 第一膜で高濃度のゲルマニウム原子を含有する膜を形成することでポリ化（多結晶化）を促進させ、その第一膜上に成膜する第二膜は第一膜に応じてポリ化（多結晶化）ができる為、従来技術でポリ化（多結晶化）する為には処理温度５００℃以下で処理する必要があったが、更に低温条件の処理温度（４８０℃以下）でゲルマニウム原料の使用量を抑制しつつポリ化(多結晶化)を行なうことができる。例えばボロンドープシリコンゲルマニウム単膜では、ゲルマニウム原子のグレインサイズが大きい為ゲルマニウム原子割合が大きい場合、下地膜表面に均一にポリ化（多結晶化）できず、成膜後の膜表面は大きな凹凸が発生し、その膜上部に成膜される金属膜との結合力は弱くなる問題があった。本実施形態により均一にポリ化（多結晶化）し、平坦な表面を有する抵抗膜ができる。これにより金属膜との結合力が強くなり、デバイスの生産性向上（歩留まり向上）になる。尚低温条件では、ポリ化(多結晶化)せずアモルファス状態の膜ができ、アモルファス状態では導電することができないが、本実施形態の抵抗膜を形成することで低温条件でもポリ化(多結晶化)することができ、導電することができる。
第一膜として高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に第二膜としてボロンドープシリコン膜を成膜して抵抗膜を形成する際に第一膜と第二膜とを成膜して所定の膜厚を有する抵抗膜を形成し抵抗膜中の第一膜の膜厚の割合を変更して、所定の抵抗値を確保できる。
（３）また、ボロンドープシリコンゲルマニウム単膜で連続バッチ間での膜厚と抵抗率は不安定であったが、本実施形態の抵抗膜を形成することで金属膜との結合力が強くなり連続バッチ間での膜厚と抵抗率の安定性は向上できる。
（４）所定の膜厚の範囲に応じ、ゲルマニウム原料の使用量を抑制しつつ、所定の膜厚及び膜特性を確保することができる。
（５）金属膜同士が結合する場合、ボイド発生率が高く、デバイス強度が弱まってしまう問題があった。金属膜間に上述の抵抗膜を形成することによりボイド発生率を低減し、デバイス強度を高めることができる。
（６）シリコン膜中にボロン原子を含有しつつ成膜することができる為、成膜処理後に高温イオン注入処理は不要になり、その後の高温での熱処理も行なう必要なくボロンドープシリコン膜を成膜することができ、成膜時のサーマルバジェットの問題を抑制することができる。
【００３６】
また、上述の形態では第一膜を成膜し連続して第二膜の成膜を行なっているが、この場合、処理室内に残留しているゲルマニウム原子による第二膜へのオートドープの影響が考えられ、第二膜に微量のゲルマニウム原子が含有してしまい、目的の抵抗膜を安定して成膜することが困難になる。これを解決する為に、第一膜を成膜後、ガスマスフローコン
トローラ２１及びマスフローコントローラ２８及びマスフローコントローラ５２を設定してＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＧｅＨ４ガスの供給を停止し、一度処理室１ａ内を真空置換し、残留しているゲルマニウム原子を排気した後、ＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスの供給流量をガスマスフローコントローラ２１及びマスフローコントローラ２８で設定して、ノズル１３、ノズル１４より処理室１ａ内にＳｉＨ４ガス、ＢＣｌ３ガスをそれぞれ供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気して処理室１ａ内の圧力を安定化させ、熱ＣＶＤ法により第一膜上に第二膜としてボロンドープシリコン膜、すなわち、ボロンドープポリシリコン膜の成膜を行なうことが望ましい。これにより第一膜の成膜完了後に残留しているゲルマニウム原子による第二膜へのオートドープ発生を抑制し、目的の抵抗膜を安定して成膜することができる。
【００３７】
(第２実施形態)
第１実施形態で、第二膜はボロンドープシリコン膜としたが、ゲルマニウム原子を含有した、ボロンドープシリコンゲルマニウム膜にしても良い。但し、第二膜のゲルマニウム原子割合は第一膜のゲルマニウム原子割合より小さいとする。基板処理装置の構成は、第１実施形態における基板処理装置の構成と同一である。よって、ここでは、その説明を省略する。
【００３８】
次に上記基板処理装置を用いて、半導体装置の製造工程の一工程として基板上に、第一膜としてゲルマニウム原子割合の大きい、つまり高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコン膜を成膜し、第一膜上に、第二膜として第一膜よりゲルマニウム原子割合の小さい、つまり低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜して抵抗膜を形成する際の成膜方法について説明する。成膜手順は第１実施形態（図２）に類似している。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ３１により制御される。
【００３９】
まず搬入工程について説明する。ステップＳ１０において、複数枚のウエハ４をボート３に装填（投入）し、ステップＳ１２において、リアクター内、すなわち反応炉１２内を成膜温度に安定化させた後、ステップＳ１４においてウエハ４を装填したボート３を反応炉１２内、すなわち処理室１ａ内に搬入する。次にステップＳ１６において処理室１ａ内の排気を開始し、ステップＳ１８において、ボート３やチューブ１、２に吸着した水分等を脱離させるために窒素（Ｎ２）ガスパージを行う。すなわち、ノズル４０より処理室１ａ内にＮ２ガスを供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気する。
【００４０】
次に所定の膜厚を有する抵抗膜を形成する工程について述べる。まず、抵抗膜は第一成膜工程で第一膜を成膜してその後、第二成膜工程で第二膜を成膜して形成する。
まず、第一成膜工程について説明する。ステップＳ２０において第一膜を成膜する為、ＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＧｅＨ４ガスの供給流量を所定のガス比率になるようにガスマスフローコントローラ２１及びマスフローコントローラ２８及びマスフローコントローラ５２を設定し、ノズル１３、ノズル１４より処理室１ａ内にＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＧｅＨ４ガスをそれぞれ供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気して処理室１ａ内の圧力を安定化させ、ステップＳ２２において、熱ＣＶＤ法によりウエハ４上に第一膜としてゲルマニウム原子割合の大きい高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜、すなわち、高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の成膜を行う。第一膜の膜厚が所定の膜厚になったところで第一成膜工程は完了する。
【００４１】
続いて第二成膜工程について説明する。第一成膜工程が完了後、第一膜上に第二膜を成膜する為にステップＳ２４において、ＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＧｅＨ４ガスの供給流量を所定のガス比率になるようにガスマスフローコントローラ２１及びマスフローコン
トローラ２８及びマスフローコントローラ５２を設定し、ノズル１３、ノズル１４より処理室１ａ内にＳｉＨ４ガス、ＢＣｌ３ガス、ＧｅＨ４ガスをそれぞれ供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気して処理室１ａ内の圧力を安定化させ、熱ＣＶＤ法により第一膜上に第二膜として第一膜よりゲルマニウム原子割合の小さい低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜、すなわち、低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の成膜を行う。第一膜及び第二膜で形成する抵抗膜の膜厚が所定の膜厚になったところで第二成膜工程は完了する。
【００４２】
第一膜で膜中のゲルマニウム原子割合が大きい膜を形成することでポリ化（多結晶化）を促進させ、その第一膜上に成膜する第二膜は第一膜に応じてポリ化（多結晶化）ができる為、従来技術ではポリ化（多結晶化）する為には処理温度５００℃以下で処理する必要があったが、更に低温条件の処理温度（４８０℃以下）でゲルマニウム原料の使用量を抑制しつつポリ化（多結晶化）を行なうことができる。また従来ゲルマニウム原子のグレインサイズが大きい為例えばボロンシリコンゲルマニウム単膜のようにゲルマニウム原子が膜中に過剰に存在するとポリ化（多結晶化）した膜表面は大きな凹凸を生じ、形成した膜とその膜の上部に成膜される金属膜との結合力が弱くなることでデバイスの生産性悪化（歩留まり悪化）の問題が発生していたが、本実施形態で第二膜の低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜を成膜することで膜中のゲルマニウム原子割合を最適な量にすることができ、第二膜が凹凸の小さいポリ化（多結晶化）した膜表面を形成するため、形成する抵抗膜表面とその抵抗膜上部に形成される金属膜との結合力が強くなり、デバイスの生産性悪化（歩留まり悪化）の問題を解決することができる。
また第一膜として高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に第二膜として低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜して抵抗膜を形成する際に、第一膜と第二膜とを成膜して所定の膜厚を有する抵抗膜を形成し抵抗膜中の第一膜の膜厚の割合を変更して、所定の抵抗値を確保できる。また第二膜に低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜することでゲルマニウム原子が抵抗膜中に存在することになる。これにより抵抗率値の小さい抵抗膜を形成できることや成膜する時の処理温度を更に低温化できることが考えられる。
【００４３】
最後に、搬出工程について説明する。第二成膜工程を完了後、ステップＳ２６において、反応管内及び配管内をＮ２ガスでサイクルパージし、ステップＳ２８において、リアクター内、すなわち処理室１ａ内に所定の供給量になるようにマスフローコンローラ２４を設定してＮ２ガスを供給して処理室１ａ内を大気圧まで戻す。処理室１ａ内が大気圧に戻ったら、ステップＳ３０において成膜後のウエハ４を支持したボート３を処理室１ａ内から処理室１ａ外へ搬出し、ステップＳ３２において成膜後のウエハ４を自然冷却する。最後にステップＳ３４において成膜後のウエハ４をボート３から取り出す。
【００４４】
なお、一例まで、本実施形態の反応炉１２にてウエハ４を処理する際の処理条件、すなわちウエハ４上に第一膜として成膜する高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム（Ｂ Ｄｏｐｅｄ Ｐｏｌｙ-ＳｉＧｅ）膜の処理条件としては、
処理温度：４００〜４８０℃、
処理圧力：１０〜２００Ｐａ、
ＳｉＨ４ガス供給流量（合計）：１００〜２０００ｓｃｃｍ、
ＧｅＨ４ガス供給流量（合計）：１００〜５０００ｓｃｃｍ、
ＢＣｌ３ガス供給流量（合計）：０．１〜５００ｓｃｃｍ、
が例示され、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４に成膜処理がなされる。
【００４５】
なお、一例まで、本実施形態の反応炉１２にて第一膜上に第二膜として成膜する低濃度
ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム（Ｂ Ｄｏｐｅｄ Ｐｏｌｙ-ＳｉＧｅ）膜の処理条件としては
処理温度：４００〜４８０℃、
処理圧力：１０〜２００Ｐａ、
ＳｉＨ４ガス供給流量（合計）：１００〜２０００ｓｃｃｍ、
ＧｅＨ４ガス供給流量（合計）：１００〜５０００ｓｃｃｍ、
ＢＣｌ３ガス供給流量（合計）：０．１〜５００ｓｃｃｍ、
が例示され、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４に成膜処理がなされる。
但し第二膜は第一膜よりゲルマニウム原子の割合が小さい、つまり低濃度ゲルマニウム原子含有膜である為、第二膜のＧｅＨ４ガスの供給量の最大供給量の上限は第一膜のＧｅＨ４ガス供給量の最大供給量上限より小さくなる。
【００４６】
上述の実施の形態では、第一膜として高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜する際に、シリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガスを用い、ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガスを用い、ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅＨ４ガスを用いる例について説明したが、シリコン原子含有ガスとしてはＳｉ２Ｈ６ガスやＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを用いてもよく、ボロン原子含有ガスとしてはＢ２Ｈ６ガスやＢＦ３ガスを用いてもよく、ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅ２Ｈ６ガスを用いるようにしてもよい。
【００４７】
同様に、上述の形態では、第二膜として低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜する際にシリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガスを用い、ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガスを用い、ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅＨ４ガスを用いる例について説明したが、シリコン原子含有ガスとしてはＳｉ２Ｈ６ガスやＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを用いてもよく、ボロン原子含有ガスとしてはＢ２Ｈ６ガスやＢＦ３ガスを用いてもよく、ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅ２Ｈ６ガスを用いるようにしてもよい。
【００４８】
本実施形態によれば、以下に示す効果のうち少なくとも１つ以上の効果を奏する
（１）第一膜で高濃度のゲルマニウム原子を含有する膜を形成することでポリ化（多結晶化）を促進させ、その第一膜上に成膜する第二膜は第一膜に応じてポリ化（多結晶化）ができる為、従来技術でポリ化（多結晶化）する為には処理温度５００℃以下で処理する必要があったが、更に低温条件の処理温度（４８０℃以下）でゲルマニウム原料の使用量を抑制しつつポリ化(多結晶化)を行なうことができる。例えばボロンドープシリコンゲルマニウム単膜では、ゲルマニウム原子のグレインサイズが大きい為ゲルマニウム原子割合が大きい場合、下地膜表面に均一にポリ化（多結晶化）できず、成膜後の膜表面は大きな凹凸が発生し、その膜上部に成膜される金属膜との結合力は弱くなる問題があったが、本実施形態により均一にポリ化（多結晶化）し、平坦な表面を有する抵抗膜ができる。これにより金属膜との結合力が強くなり、デバイスの生産性向上（歩留まり向上）になる。尚低温条件では、ポリ化(多結晶化)せずアモルファス状態の膜ができ、アモルファス状態では導電することができないが、本実施形態の抵抗膜を形成することで低温条件でもポリ化(多結晶化)することができ、導電することができる。
（２）第一膜として高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に第二膜として低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜して抵抗膜を形成する際に第一膜と第二膜とを成膜して所定の膜厚を有する抵抗膜を形成し抵抗膜中の第一膜の膜厚の割合を変更して、所定の抵抗値を確保できる。また第二膜に低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜することでゲルマニウム原子が抵抗膜中に存在することになる。これにより抵抗率値の小さい抵抗膜を形成できることや成膜する時の処理温度を更に低温化できることが考えら
れる。
（３）また、ボロンドープシリコンゲルマニウム単膜で連続バッチ間での膜厚と抵抗率は不安定であったが、本実施形態の抵抗膜を形成することで金属膜との結合力が強くなり連続バッチ間での膜厚と抵抗率の安定性は向上できる。
（４）所定の膜厚の範囲に応じ、ゲルマニウム原料の使用量を抑制しつつ、所定の膜厚及び膜特性を確保することができる。
（５）金属膜同士が結合する場合、ボイド発生率が高く、デバイス強度が弱まってしまう問題があった。金属膜間に上述の抵抗膜を形成することによりボイド発生率を低減し、デバイス強度を高めることができる。
（６）シリコン膜中にボロン原子を含有しつつ成膜することができる為、成膜処理後に高温イオン注入処理は不要になり、その後の高温での熱処理も行なう必要なくボロンドープシリコン膜を成膜することができ、成膜時のサーマルバジェットの問題を抑制することができる。
【００４９】
また、上述の形態では第一膜を成膜し連続して第二膜の成膜を行なっているが、この場合、処理室内に残留しているゲルマニウム原子による第二膜へのオートドープの影響が考えられ、第二膜に微量のゲルマニウム原子が含有してしまい第二膜のゲルマニウム原子が多くなってしまうことで、目的の抵抗膜を安定して成膜することが困難になる。これを解決する為に、第一膜を成膜後、ガスマスフローコントローラ２１及びマスフローコントローラ２８及びマスフローコントローラ５２を設定してＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＧｅＨ４ガスの供給を停止し、一度処理室１ａ内を真空置換し、残留しているゲルマニウム原子を排気した後、ＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスの供給流量を所定のガス比率になるようにガスマスフローコントローラ２１及びマスフローコントローラ２８及びマスフローコントローラ５２で設定して、ノズル１３、ノズル１４より処理室１ａ内にＳｉＨ４ガス、ＢＣｌ３ガスをそれぞれ供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気して処理室１ａ内の圧力を安定化させ、熱ＣＶＤ法により第一膜上に第二膜として低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜、すなわち、低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の成膜を行なうことが望ましい。これにより第一膜の成膜完了後に残留しているゲルマニウム原子による第二膜へのオートドープ発生を抑制し、目的の抵抗膜を安定して成膜することができる。
【００５０】
上述の形態では、第一膜と第二膜で二つの膜で形成する抵抗膜を形成したが、第一膜を成膜時に供給するゲルマニウム原子含有ガスを徐々に減少しつつ成膜を実施して成膜完了時に供給を停止するようにして徐々にゲルマニウム原子割合を減少して成膜してもよい。これにより、抵抗膜は一つの膜で形成することができる。また残留しているゲルマニウム原子のオートドープの問題を軽減することができ、それに伴う処理室内の真空置換することが必要なく、処理時間を短縮することができつつ、生産性を向上ができると考えられる。
【００５１】
尚、本発明はＧｅＨ４ガスを供給するノズルを、ＳｉＨ４ガスを供給するノズルと共用とする例について説明したが、ＧｅＨ４ガスを供給するノズルは、ＳｉＨ４ガスを供給するノズルとは別々に設けるようにしてもよい。
【００５２】
尚、本発明は第一膜を成膜する第一成膜工程と第二膜を成膜する第二成膜工程とは、前記処理室内の温度を変動させても良いが一定の温度で制御することが望ましい。温度を変更し、温度が安定するまでには所定時間が必要となる。第一及び第二成膜工程での処理温度を一定とすることは異なる温度で処理した時と比べ設定温度に安定するために必要な時間を短縮することができ、生産性を向上できる。
【００５３】
尚、本発明はバッチ式装置に限らず枚葉式装置にも適用できる。
【００５４】
(実施例)
図１に示す第１実施形態の基板処理装置を用いて、１２インチウエハに対してウエハ上に第一膜としてボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に第二膜としてボロンドープポリシリコン膜を成膜して抵抗膜を形成した。尚、第一膜の成膜条件は処理温度：４５０℃、処理圧力：４０Ｐａ、第二膜の成膜条件は処理温度：４５０℃、処理圧力：６０Ｐａとした。
【００５５】
図３に上述のような抵抗膜を形成した時の抵抗膜全体の抵抗率と、抵抗膜中のボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の膜厚割合との関係を示す。縦軸に抵抗率、横軸に抵抗膜構造を形成する膜全体の膜厚（ボロンドーププリシリコンゲルマニウム膜の膜厚とボロンドープポリシリコン膜の膜厚の和、ＴＨＫBdopePolySiGe＋ＴＨＫBdopePolySi）に対するボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の膜厚（ＴＨＫBdopePolySiGe）の割合（ＴＨＫBdopePolySiGe/（ＴＨＫBdopePolySiGe＋ＴＨＫBdopePolySi））を示している。また図４に抵抗膜の構造の例を示す。
【００５６】
図３に示すように抵抗膜中のボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の膜厚割合の増加に従い、抵抗率は減少する傾向が見られる。これはバンドギャップの違いからゲルマニウム原子のほうがシリコン原子よりもキャリア移動度が高いため、ゲルマニウム原子を含有する第一膜の膜厚が増加するに従い、ゲルマニウム原子割合は増加する為、抵抗膜全体の抵抗率が低下すると考えられる。またこれにより抵抗膜を形成する時に、第一膜と第二膜とを成膜して所定の膜厚を有する抵抗膜を形成し抵抗膜中の第一膜の膜厚の割合を変更して、所定の抵抗率を確保できる。
【００５７】
次に様々な成膜条件で抵抗膜を形成した場合のポリ化（多結晶化）の様子について述べる。
まず、第一条件として、第一膜の高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜と第二膜のボロンドープシリコン膜で抵抗膜を形成した場合を述べる。
【００５８】
図５は第一条件において第一膜のゲルマニウム原子割合、つまりゲルマニウム原子含有濃度（以下ゲルマニウム原子含有濃度と示す）を変更した場合の抵抗率とゲルマニウム原子含有濃度の関係を示す。またそれぞれの条件で抵抗膜を形成した時の表面モフォロジの観察結果を示す。 尚、第一又は第二膜の成膜条件は処理温度：４５０℃、処理圧力：第一膜が４０Ｐａ、第二膜が６０Ｐａとした。
図５は縦軸に抵抗膜の抵抗率（抵抗膜の膜厚値とシート抵抗値の積、μohm・cm）で、横軸は第一膜のゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜のゲルマニウム原子含有濃度（原子百分率、以下ａｔ％で示す）を示し、丸印（●）は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した時のそれぞれの第一膜のゲルマニウム原子含有濃度における抵抗率を示している。また、それぞれの条件で形成した抵抗膜の表面モフォロジ観察の結果も示す。
図５より抵抗率は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなるに従い低下する傾向が見られる。これはゲルマニウム原子の原料ガスであるモノゲルマンのほうがモノシランよりもガス分解温度が低いため、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなることで、より分解されたガスの割合が増加し、結晶の核付けが容易になりポリ化（多結晶化）するためである。またバンドギャップの違いからゲルマニウム原子のほうがシリコン原子よりもキャリア移動度が高いため、ゲルマニウム原子含有濃度が高いほど抵抗率が低下していると考えられる。また、それぞれの条件で形成した抵抗膜の表面モフォロジの結果についても、同様にゲルマニウム原子含有濃度が高くなるにつれて不連続な部分が少なくなり、ポリ化（多結晶化）していることが分かる。
【００５９】
次に、上述の抵抗膜の形成した条件において連続バッチ間の膜特性の安定性評価の結果について述べる。図６は連続バッチ間の膜厚の安定性について、図７は連続バッチ間の抵抗率の安定性について示す。ここで対象とする膜は、上述の抵抗膜を形成する条件の内、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が７ａｔ％の場合と２９ａｔ％の場合である。ここで安定性を示す指標としてＲｔＲ値（対象となる値のバラつき度合と平均値との商）で示し、この値が±１．０％以下の値である時、連続バッチ間で膜特性が安定であるとする。図６は縦軸に膜厚（ｎｍ）と横軸にバッチ回数を示すＲＵＮ No.とし、丸印（●）は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度７ａｔ％の場合、四角印（■）は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合をあらわしている。また図６中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、ゲルマニウム原子含有濃度７ａｔ％の場合は±１．３８％、ゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合は±０．２４％となる。
【００６０】
続いて図７は縦軸に抵抗率（μｏｈｍ・ｃｍ）と横軸にバッチ回数を示すＲＵＮ No.とし、丸印（●）はゲルマニウム原子含有濃度７ａｔ％の場合、四角印（■）はゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合をあらわしている。また図７中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、ゲルマニウム原子含有濃度７ａｔ％の場合は±２．７３％、ゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合は±０．４１％となる。
【００６１】
図６と図７に示すように、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなることでＲｔＲ値は±１．０％以下になり、連続バッチ間における膜厚と抵抗率は共に安定していることが分かる。これより、形成する抵抗膜の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高いことが重要であり、抵抗膜の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であることは低温条件（４８０℃以下）において、容易にポリ化（多結晶化）し、連続バッチ間の膜特性の安定性を向上することができる。
【００６２】
次に第二条件として、第一膜の高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜と第二膜の第一膜よりゲルマニウム原子割合の小さい、つまり低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜で抵抗膜を形成した場合において述べる。
【００６３】
図８は第一膜の高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜と第二膜の低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜で形成した抵抗膜において第一膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した場合の抵抗率と第一膜のゲルマニウム原子含有濃度の関係を示す。この時の第二膜のゲルマニウム原子含有濃度は２９ａｔ％とし、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度の変更による抵抗率の結果の検討を行なった。尚、第一又は第二膜の成膜条件は処理温度：４５０℃、処理圧力：４０Ｐａ、とした。図８は縦軸に抵抗膜の抵抗率（μｏｈｍ・ｃｍ）で、横軸は第一膜の高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜のゲルマニウム原子含有濃度（ａｔ％）を示し、丸印（●）は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した時のそれぞれの第一膜のゲルマニウム原子含有濃度における抵抗率を示している。
図８より、抵抗率は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなるに従い低下する傾向が見られる。これはゲルマニウム原子の原料ガスであるモノゲルマンのほうがモノシランよりもガス分解温度が低いため、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなることで、より分解されたガスの割合が増加し、結晶の核付けが容易になりポリ化（多結晶化）するためと考えられる。
【００６４】
次に、上述の抵抗膜の形成した条件において連続バッチ間の膜特性の安定性評価の結果について述べる。図９は連続バッチ間の膜厚の安定性について、図１０は連続バッチ間の抵抗率の安定性について示す。ここで対象とする膜は、上述の抵抗膜の形成条件の内、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が５８ａｔ％の場合と１００ａｔ％の場合であり、第二
膜のゲルマニウム原子含有濃度が２９ａｔ％の場合である場合を示す。
図９は縦軸に膜厚（ｎｍ）と横軸にバッチ回数を示すRUN No.とし、丸印（●）は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度５８ａｔ％の場合、四角印（■）は１００ａｔ％の場合をあらわしている。また図９中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度１００ａｔ％の場合は±０．１１％、５８ａｔ％の場合は±０．１４％となる。
【００６５】
続いて図１０は縦軸に抵抗率（μｏｈｍ・ｃｍ）と横軸にバッチ回数を示すＲＵＮ No.とし、丸印（●）は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度５８ａｔ％の場合、四角印（■）は１００ａｔ％の場合をあらわしている。また図１０中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度５８ａｔ％の場合は±０．７３％、１００ａｔ％の場合は±０．１３％となる。
【００６６】
図９、図１０に示すように、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなることで、ＲｔＲ値は±１．０％以下になり、連続バッチ間における膜厚と抵抗率は共に安定していることが分かり、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であるほどＲｔＲ値がより良い値を示す、つまり膜特性が安定することが分かる。これより、抵抗膜の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高いことが重要であり、抵抗膜の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であることは低温条件（４８０℃以下）において、容易にポリ化（多結晶化）し、連続バッチ間の膜特性の安定性を向上することができる。
【００６７】
次に第二条件において、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した場合について述べる。図１１は第一膜の高濃度ゲルマニウム原子含有濃度ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜と第二膜の低濃度ゲルマニウム原子含有濃度ボロンドープシリコンゲルマニウム膜で形成した抵抗膜において第二膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した場合の抵抗率と第二膜のゲルマニウム原子含有濃度の関係を示す。この時の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度は５８ａｔ％とし、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度の変更による抵抗率の結果の検討を行なった。尚、第一又は第二膜の成膜条件は処理温度：４５０℃、処理圧力：４０Ｐａ、とした。図１１は縦軸に抵抗膜の抵抗率（μｏｈｍ・ｃｍ）で、横軸は第二膜の低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜のゲルマニウム原子含有濃度（ａｔ％）を示し、丸印（●）は第二膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した時のそれぞれの第二膜のゲルマニウム原子含有濃度における抵抗率を示している。
図１１より抵抗率は第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなるに従い低下する傾向が見られる。これはゲルマニウム原子の原料ガスであるモノゲルマンのほうがモノシランよりもガス分解温度が低いため、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなることで、より分解されたガスの割合が増加し、結晶の核付けが容易になりポリ化（多結晶化）するためと考えられる。
【００６８】
次に、上述の抵抗膜の形成条件において連続バッチ間の膜特性の安定性評価の結果について述べる。図１２は連続バッチ間の膜厚の安定性について、図１３は連続バッチ間の抵抗率の安定性について示す。ここで対象とする膜は、上述の抵抗膜の形成条件の内、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が５８ａｔ％の場合で、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が２９ａｔ％の場合と２２ａｔ％の場合である。図１２は縦軸に膜厚（ｎｍ）と横軸にバッチ回数を示すＲＵＮ No.とし、丸印（●）はゲルマニウム原子含有濃度２２ａｔ％の場合、四角印（■）はゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合をあらわしている。また図１２中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、ゲルマニウム原子含有濃度２２ａｔ％の場合は±０．４５％、ゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合は±０．１１％となる。
【００６９】
続いて図１３は縦軸に抵抗率（μｏｈｍ・ｃｍ）と横軸にバッチ回数を示すＲＵＮ No
.とし、丸印（●）はゲルマニウム原子含有濃度２２ａｔ％の場合、四角印（■）はゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合をあらわしている。また図１３中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、ゲルマニウム原子含有濃度２２ａｔ％の場合は±０．９９％、ゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合は±０．７３％となる。
【００７０】
図１２、図１３に示すように、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなることで、ＲｔＲ値は±１．０％以下になり、連続バッチ間における膜厚と抵抗率は共に安定していることが分かり、高濃度であるほどＲｔＲ値がより良い値を示すが、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した場合に比べ、大きな変化はない。このことから、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であることが重要であり、この場合は第二膜のゲルマニウム電子含有濃度が低濃度であっても連続バッチ間において膜厚と抵抗率は共に安定すると考えられる。つまり抵抗膜の第二膜のゲルマニウム原子含有濃度に関わらず、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高いことが重要であり、抵抗膜の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であることは低温条件（４８０℃以下）において、容易にポリ化（多結晶化）し、連続バッチ間の膜特性の安定性を向上することができると考えられる。
【００７１】
次に第二条件において、低温条件下で第二膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した場合の影響について評価した結果を述べる。図１４は低温条件下にて第一膜の高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜と第二膜の低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜で形成した抵抗膜において第二膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した場合の抵抗率と第二膜のゲルマニウム原子含有濃度の関係を示す。この時の第一膜のゲルマニウム含有濃度は７０ａｔ％とし、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度の変更による抵抗率の結果の検討を行なった。尚、第一又は第二膜の成膜条件は処理温度：４２０℃、処理圧力：４０Ｐａ、とした。
図１１は縦軸に抵抗膜の抵抗率（μｏｈｍ・ｃｍ）で、横軸は第二膜の低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜のゲルマニウム原子含有濃度（ａｔ％）を示し、丸印（●）は第二膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した時のそれぞれの第二膜のゲルマニウム原子含有濃度における抵抗率を示している。また、各条件での表面モフォロジ観察の結果も示す。
図１４より抵抗率は第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなるに従い低下する傾向が見られる。これはゲルマニウム原子の原料ガスであるモノゲルマンのほうがモノシランよりもガス分解温度が低いため、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなることで、より分解されたガスの割合が増加し、結晶の核付けが容易になりポリ化（多結晶化）するためである。またバンドギャップの違いからゲルマニウム原子のほうがシリコンよりもキャリア移動度が高いため、ゲルマニウム原子含有濃度が高いほど抵抗率が低下していると考えられる。また、各々の表面モフォロジの結果についても、同様にゲルマニウム原子含有濃度が高くなるにつれて不連続な部分が少なくなり、ポリ化（多結晶化）していることが分かる。
【００７２】
次に、上述の抵抗膜の形成条件において連続バッチ間の膜特性の安定性評価の結果について述べる。図１５は連続バッチ間の膜厚の安定性について、図１６は連続バッチ間の抵抗率の安定性について示す。ここで対象とする膜は、上述の抵抗膜の形成条件の内、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が７０ａｔ％の場合で、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が３７ａｔ％の場合と４７ａｔ％の場合である。図１５は縦軸に膜厚（ｎｍ）と横軸にバッチ回数を示すＲＵＮ No.とし、丸印（●）はゲルマニウム原子含有濃度３７ａｔ％の場合、四角印（■）はゲルマニウム原子含有濃度４７ａｔ％の場合をあらわしている。また図１５中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、ゲルマニウム原子含有濃度３７ａｔ％の場合は±０．５６％、ゲルマニウム原子含有濃度４７ａｔ％の場合は±０．３０％となる。
【００７３】
続いて図１６は縦軸に抵抗率（μｏｈｍ・ｃｍ）と横軸にバッチ回数を示すＲＵＮ No.とし、丸印（●）はゲルマニウム原子含有濃度３７ａｔ％の場合、四角印（■）はゲルマニウム原子含有濃度４７ａｔ％の場合をあらわしている。また図１６中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、ゲルマニウム原子含有濃度３７ａｔ％の場合は±０．６７％、ゲルマニウム含有濃度４７ａｔ％の場合は±０．１３％となる。
【００７４】
図１５、図１６に示すように、第二膜のゲルマニウム含有濃度が高くなることで、ＲｔＲ値は±１．０％以下になり、連続バッチ間における膜厚と抵抗率は共に安定していることが分かり、高濃度であるほどＲｔＲ値がより良い値を示すが、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した場合に比べ、大きな変化はない。このことから、第一膜のゲルマニウム原子含有量が高濃度であることが重要であり、この場合は第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が低濃度であっても連続バッチ間において膜厚と抵抗率は共に安定すると考えられる。これより、低温条件下においても第二膜のゲルマニウム原子含有濃度に関わらず、抵抗膜の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高いことが重要であり、抵抗膜の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であることは低温条件（４８０℃以下）において、容易にポリ化（多結晶化）し、連続バッチ間の膜特性の安定性を向上することができると考えられる。
【００７５】
図１７は形成する抵抗膜表面の状態図を示す図であり、特に処理温度が４２０℃、４５０℃における表面モフォロジの結果と第二膜のゲルマニウム原子含有濃度の関係について述べる。この時の抵抗膜は第一膜としてゲルマニウム原子含有濃度５８ａｔ％の高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜であり、第二膜としてボロンドーププロシリコン膜又は様々なゲルマニウム含有濃度の低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜が成膜して抵抗膜を形成している。
図１７は縦軸に処理温度（摂氏度、℃）であり、横軸は第二膜のゲルマニウム原子含有濃度（ａｔ％）を示し、形成した抵抗膜の表面状態をアモルファス化安定領域とポリ化（多結晶化）安定領域とその両者が混在する混晶領域の三つの領域を実線で区切って示している。またそれぞれの抵抗膜の形成条件での表面モフォロジ観察の結果も示している。
【００７６】
まず、抵抗膜の表面モフォロジ観察の結果とゲルマニウム原子含有濃度の関係について述べる。処理温度４５０℃における第二膜のゲルマニウム原子含有濃度依存性は図１７中のモフォロジ結果に示されるようにそれぞれ第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が（Ａ）は２０ａｔ％の場合、（Ｂ）は２９ａｔ％の場合を示している。（Ａ）（Ｂ）のモフォロジ観察の結果から、ゲルマニウム原子含有濃度が高くなるに従い、ポリ化（多結晶化）し易くなることが分かる。次に処理温度４２０℃については図１７中のモフォロジ結果はそれぞれ第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が、（Ｃ）は２９ａｔ％の場合、（Ｄ）は３７ａｔ％の場合、（Ｅ）は４７ａｔ％の場合を示し、（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）のモフォロジ観察の結果から、処理温度が４５０℃の場合と同様にゲルマニウム原子含有濃度が高くなるに従い、ポリ化（多結晶化）しやすくなることが分かる。
【００７７】
次に抵抗膜の処理温度とゲルマニウム原子含有濃度との関係について述べる。処理温度４５０℃の場合に比べ、処理温度が４２０℃の場合のほうが、ポリ化（多結晶化）するのみ必要なゲルマニウム原子含有濃度の下限値が高くなっている。これは、処理温度が低くなることにより、比較的ガス分解温度の高い原料ガスであるモノシランガスが十分に分解されなくなることで核付けする結晶核が不足する。結晶核の核付けを十分に起こす為に、モノシランガスよりガス分解温度が低い原料ガスのモノゲルマンガスを多く供給すること、つまりゲルマニウム原子含有濃度を高くすることで低温条件においてポリ化（多結晶化）を促進できる。このことは更に低温度で処理した場合においても同じ傾向が見られると考えられる。
【００７８】
上述の内容を纏めると、以下のことが言える。
・ 抵抗膜において第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であることが重要であり、それを実施することでポリ化（多結晶化）は促進され、形成する抵抗膜の連続バッチ間における膜特性である膜厚と抵抗率の安定性は向上する。
・ 第一膜のゲルマニウム原子含有濃度に比べ、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度の連続バッチ間の膜特性の安定性への影響は小さく、第二膜にゲルマニウム原子が含有しない場合、もしくは第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が低濃度である場合も安定した膜特性を有する抵抗膜を形成することができる。
・ 低温条件においても（１）と同様に第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であることによりポリ化（多結晶化）が促進され、連続バッチ間における膜特性である抵抗膜の膜厚と抵抗率の安定性は向上する。
・ しかし、処理温度が低温になるに従い、ゲルマニウム原子含有濃度は高濃度になる問題がある。これにより抵抗膜、特に第二膜に関して過剰にゲルマニウム原子が含まれることになり、抵抗膜上部に成膜される金属膜との結合力は低下して、生産性悪化（歩留まり悪化）に繋がることが考えられる。
・ これらの内容から、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度の範囲は２９ａｔ％以上であり、１００ａｔ％以下であることが望ましい。また第二膜のゲルマニウム原子含有濃度の範囲は２２ａｔ％以上であり、５８ａｔ％以下であることが望ましく、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度より低いことが望ましい。
・ また成膜時の基板温度が380℃未満の場合、ポリ化（多結晶化）した膜を得るために高濃度のゲルマニウム原子含有濃度が必要になり、それに伴い抵抗膜表面と金属膜との結合力が低下する。一方、基板温度が４８０℃より高い場合、サーマルバジェットの問題が起こりやすい。その為、第一膜及び第二膜の成膜時の基板温度は３８０℃以上であり、４８０℃以下であることが望ましい。
・ さらに好ましくは第一膜及び第二膜の基板温度が４００℃以上であり、４５０℃以下であることが望ましく、よりいっそう適切な金属膜との結合力が得ることができ、サーマルバジェットの問題を解決できる。
・ さらに好ましくは第一膜及び第二膜の基板温度が、４２０℃以上であり、４５０℃以下であることが望ましく、よりいっそう適切な金属膜との結合力が得ることができ、サーマルバジェットの問題を解決できるとともに、抵抗膜を安定して成膜することができる。
・ さらに好ましくは第一膜及び第二膜の基板の温度を同じ温度で制御した状態で行なうことが望ましい。
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【００７９】
本発明の一態様によれば、処理室内に基板を搬入する搬入工程と、前記処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して、前記基板上に第一膜を成膜する第一成膜工程と、前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスを供給して、前記第一膜上に第二膜層を成膜する第二成膜工程と、前記基板を前記処理室内から搬出する搬出工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。
【００８０】
好ましくは、前記第一成膜工程では、前記シリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガス又はＳｉ２Ｈ６ガスまたはＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを用い、前記ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガス又はＢ２Ｈ６ガスまたはＢＦ３ガスを用い、前記ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅＨ４ガス又はＧｅ２Ｈ６ガスを用いて、前記第一膜としてボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜する。
【００８１】
好ましくは、前記第一成膜工程では、前記シリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガスを
用い、前記ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガスを用い、前記ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅＨ４ガスを用いて前記第二膜としてボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜する。
【００８２】
好ましくは、前記第二成膜工程では、前記シリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガス又はＳｉ２Ｈ６ガスまたはＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを用い、前記ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガス又はＢ２Ｈ６ガスまたはＢＦ３ガスを用いて前記第二膜としてボロンドープシリコン膜を成膜する。
【００８３】
好ましくは、前記第二成膜工程では、前記シリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガスを用い、前記ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガスを用い、前記第二膜としてボロンドープシリコン膜を成膜する。
【００８４】
好ましくは第一膜のゲルマニウム原子含有濃度は２９ａｔ％以上であり、８０ａｔ％以下であることが望ましい。第二膜のゲルマニウム原子含有濃度は２９ａｔ％以上であり、５８ａｔ％以下であることが望ましく、但し第二膜のゲルマニウム原子含有濃度は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度より低いことが望ましい。
【００８５】
好ましくは第一膜及び第二膜の成膜時の基板温度は３８０℃以上であり、４８０℃以下であることが望ましく、第一膜及び第二膜の基板の温度を同じ温度で制御した状態で行なうことが望ましい。
【００８６】
本発明の他の態様によれば、処理室内に基板を搬入する搬入工程と、前記処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して、前記基板上に第一膜を成膜する第一成膜工程と、前記処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して、前記第一膜上に第二膜を成膜する第二成膜工程と前記基板を前記処理室内から搬出する搬出工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。
【００８７】
本発明の更に他の態様によれば、基板を処理する前記処理室と、前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスを供給するシリコン原子含有ガス供給系と、前記処理室内に前記ボロン原子含有ガスを供給するボロン原子含有ガス供給系と、前記処理室内に前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給するゲルマニウム原子含有ガス供給系と、前記シリコン原子含有ガス供給系と前記ボロン原子含有ガス供給系とゲルマニウム原子含有ガス供給系が前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスと前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記基板上に前記第一膜を形成する第一成膜工程をし、前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスを供給して前記第一膜上に第二膜の成膜し、第一膜及び第二膜の成膜条件を変更できるように制御するコントローラとを有する基板処理装置。
【００８８】
本発明の更に他の態様によれば、基板を処理する前記処理室と、前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスを供給するシリコン原子含有ガス供給系と、前記処理室内に前記ボロン原子含有ガスを供給するボロン原子含有ガス供給系と、前記処理室内に前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給するゲルマニウム原子含有ガス供給系と、前記シリコン原子含有ガス供給系と前記ボロン原子含有ガス供給系とゲルマニウム原子含有ガス供給系が前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記基板上に第一膜を成膜する第一成膜工程をし、前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスと前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記第一膜上に前記第一膜よりゲルマニウム原子割合の小さい第二膜の成膜し、第一膜及び第二膜の成膜条件を変更できるように制御するコントローラとを有する基板処理装置。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法における成膜手順を示すフローチャートである。
【図３】ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜とボロンドープポリシリコン膜で形成した抵抗膜の抵抗率と抵抗膜中のボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の膜厚の割合との関係を示した図である。
【図４】ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜とボロンドープポリシリコン膜で形成した抵抗膜の例を示した図である。
【図５】第一条件で形成した抵抗膜において第一膜のゲルマニウム原子含有濃度依存を示した図である。
【図６】図５の場合の、抵抗膜の膜厚の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図７】図５の場合の、抵抗膜の抵抗率の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図８】第二条件で形成した抵抗において第一膜のゲルマニウム原子含有濃度依存を示した図である。
【図９】図８の場合の、抵抗膜の膜厚の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図１０】図８の場合の、抵抗膜の抵抗率の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図１１】第二条件で形成した抵抗膜において第二膜のゲルマニウム原子含有濃度依存を示した図である。
【図１２】図１１の場合の、抵抗膜の膜厚の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図１３】図１１の場合の、抵抗膜の抵抗率の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図１４】低温条件下で成膜した場合の第二条件で形成した抵抗膜において第二膜のゲルマニウム原子含有濃度依存を示した図である。
【図１５】図１４の場合の、抵抗膜の膜厚の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図１６】図１４の場合の、抵抗膜の抵抗率の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図１７】各処理温度での抵抗膜表面の状態を示した図である。
【００９０】
１ａ 処理室
４ ウエハ
６ ヒータ
１２ 反応炉
２０ ガスライン
２１ マスフローコントローラ
２２ バルブ
２３ モノシランガス（ＳｉＨ４）源
２７ ガスライン
２８ マスフローコントローラ
２９ バルブ
３０ 三塩化ホウ素ガス（ＢＣｌ３）源
３１ コントローラ
４１ ガスライン
４２ マスフローコントローラ
４３ バルブ
５１ ガスライン
５２ マスフローコントローラ
５３ バルブ
５４ モノゲルマンガス（ＧｅＨ４）源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法及び基板処理装置に関し、特に、ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を基板上に成膜する工程を有する半導体装置の製造方法及び基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体装置（デバイス）を製造する工程においては例えば減圧ＣＶＤ法（化学気相成長法）によって、縦型減圧ＣＶＤ装置を用いて、基板上に膜を形成することが行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようなＣＶＤ装置を用いて、例えば基板上に、ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜する場合、ボロンドープシリコンゲルマニウム膜の膜厚や抵抗率の制御が困難になるという問題があった。
また、ゲルマニウム原子が過剰に含有している膜は金属膜との結合力が弱くなる為、デバイスを製造する際の生産性悪化（歩留まり悪化）への問題があり、同時にゲルマニウム原料が高価である為、使用量を抑制する要求がある。
【０００４】
本発明の目的は上記課題を解決するものであって、ゲルマニウム原料の使用量を抑制すると共に
金属膜との結合力を強くし、生産性を向上することが可能となる半導体装置の製造方法及び基板処理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】
【０００５】
本発明の一態様によれば、処理室内に基板を搬入する搬入工程と、処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して基板上に第一膜を成膜する第一成膜工程と処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスを供給して第一膜上に第二膜を成膜する第二成膜工程と、基板を処理室内から搬出する搬出工程とを有する半導体装置の製造方法。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理室と、処理室内にシリコン原子含有ガスを供給するシリコン原子含有ガス供給系と、処理室内にボロン原子含有ガスを供給するボロン原子含有ガス供給系と、処理室内にゲルマニウム原子含有ガスを供給するゲルマニウム原子含有ガス供給系と、シリコン原子含有ガス供給系とボロン原子含有ガス供給系とゲルマニウム原子含有ガス供給系が処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して基板上に第一膜を成膜し、処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスを供給して第一膜上に第二膜を成膜し、第一膜及び第二膜の成膜条件を変更できるように制御するコントローラを有する基板処理装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかる半導体装置の製造方法及び基板処理装置によれば、ゲルマニウム原料の使用量を抑制すると共に金属膜との結合力の問題を解決できる。また連続バッチ間の膜厚と抵抗率を安定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１実施形態で好適に用いられる基板処理装置としてのバッチ式縦型減圧ＣＶＤ装置の反応炉１２の概略構成図であり、縦断面図として示されている。
【０００９】
この減圧ＣＶＤ装置は、反応ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ４）ガス等のシリコン原子含有ガスと三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）ガス等のボロン原子含有ガスとモノゲルマン（ＧｅＨ４）ガス等のゲルマニウム原子含有ガスを使用して、反応炉内で支持具としてのボートに複数枚のウエハを垂直方向に積層支持した状態で、反応炉体下部よりガスを導入し垂直方向に上昇させ、そのガスを用いて、熱ＣＶＤ法により、ウエハ上に、第一膜としてボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜等のボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に、第二膜としてボロンドープポリシリコン膜等のボロンドープシリコン膜を成膜して抵抗膜を形成するものである。
【００１０】
図１に示されているように、ホットウォール炉を構成し、基板としてのウエハ４を加熱する、４ゾーンに分かれた加熱機構（加熱手段）としてのヒータ６（６ａ〜６ｄ）の内側に、反応炉１２の外筒である石英製の反応管すなわちアウターチューブ１が、管軸を垂直にしてヒータ６と同心に設置されている。アウターチューブ１の内側には、反応炉１２の内筒である石英またはＳｉＣ製の反応管すなわちインナーチューブ２が、管軸を垂直にしてアウターチューブ１と同心に設置されている。処理室としての処理室１ａはアウターチューブ１およびインナーチューブ２内に形成されている。この２種のチューブの間を真空排気装置としてのメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）７およびドライポンプ（ＤＰ）８を用いて真空引き可能にしてある。従って、インナーチューブ２内側に導入される反応ガスは、インナーチューブ２内を垂直に上昇し、２種のチューブの間を下降して排気される。
【００１１】
アウターチューブ１の下方には、アウターチューブ１と同心にステンレス製のマニホールド（インレットアダプタ）１５が設置されている。マニホールド１５は、インナーチューブ２とアウターチューブ１に係合しており、これらを支持するように設けられている。なお、マニホールド１５とアウターチューブ１との間にはシール部材としてのＯリング１１ｂが設けられている。アウターチューブ１とインナーチューブ２とマニホールド１５により反応容器が形成される。
【００１２】
複数枚のウエハ４が装填される支持具としての石英製又はＳｉＣ製のボート３は、ウエハ４を処理する際に、図１に示されているようにインナーチューブ２内に収容される。ウエハ４が反応ガスに晒された時に、気相中およびウエハ４表面での反応により、ウエハ４表面上に膜が形成される。なお、ボート３の複数枚のウエハ４が装填される領域よりも下方の領域に装填される複数枚の断熱板５は、ウエハ４が存在するウエハ配列領域内の温度を均一化するためのものである。
【００１３】
また、図１中、１０はボート回転軸であり、ステンレス製の蓋（シールキャップ）１１を貫通して、回転機構１７に連結されている。また、蓋１１は搬入搬出装置（昇降装置）としてのボートエレベータ１８に連結されている。このボートエレベータ１８により、ボート３、回転軸１０、蓋１１及び回転機構１７が一体となって昇降させられ、ボート３を反応炉１２内（処理室１ａ内）に搬入し、あるいは反応炉１２内から搬出させるようになっている。蓋１１は、ボート３を反応炉１２内に搬入した状態において、マニホールド１５にシール部材としてのＯリング１１ａを介して密着して反応炉１２内を密閉するようになっている。また、回転機構１７により、回転軸１０を介してボート３が反応炉１２内で回転させられるようになっている。
【００１４】
なお、ボート３には、ウエハ４を支持するスロットが、複数個、例えば１００〜２００
個設けられている。一番下のスロットから数えて例えば５〜１０スロット目までが下部ダミー領域Ｄ１であり、この下部ダミー領域Ｄ１に属するスロットにはダミーウエハ４が支持される。また、一番上のスロットから数えて例えば５〜１０スロット目までが上部ダミー領域Ｄ２であり、この上部ダミー領域Ｄ２に属するスロットにはダミーウエハ４が支持される。また、下部ダミー領域Ｄ１と上部ダミー領域Ｄ２との間の領域が製品ウエハ領域Ｐであり、この製品ウエハ領域Ｐに属するスロットには製品ウエハ４が支持される。なお、ボート３のウエハ配列領域（Ｄ２、Ｐ、Ｄ１）よりも下方には、複数枚の断熱板５を支持する複数のスロットが設けられており、断熱板５は、後述する４つに分かれたヒータゾーンのうちＬゾーンに対応するヒータ６ｄよりも下側に配置される。また、図１中のトップ領域Ｔ、センター領域Ｃ、ボトム領域Ｂとは、それぞれ、製品ウエハ領域Ｐにおける上部領域、中央部領域、底部領域のことを示している。
【００１５】
また、ヒータ６の４つに分かれたヒータゾーンのうち、一番下のＬ（Ｌｏｗｅｒ）ゾーン（ヒータ６ｄに対応）は製品ウエハ４が存在せず下部ダミーウエハ４だけが存在する領域に対応しており、下から二番目のＣＬ（Ｃｅｎｔｅｒ Ｌｏｗｅｒ）ゾーン（ヒータ６ｃに対応）は下部ダミーウエハ４と製品ウエハ４とが混在する領域に対応しており、下から三番目すなわち上から二番目のＣＵ（Ｃｅｎｔｅｒ Ｕｐｐｅｒ）ゾーン（ヒータ６ｂに対応）は製品ウエハ４と上部ダミーウエハ４とが混在する領域に対応しており、下から四番目すなわち一番上のＵ（Ｕｐｐｅｒ）ゾーン（ヒータ６ａに対応）は製品ウエハ４とダミーウエハ４が共に存在しない領域に対応している。
【００１６】
シリコン原子（Ｓｉ）含有ガスとしてのモノシラン（ＳｉＨ４）ガスを供給するノズル１３は、例えば石英製であり、長さの異なるものが複数本反応炉１２内に設けられており、それぞれがマニホールド１５を貫通するようにマニホールド１５に取り付けられている。ノズル１３は複数本、ここでは合計５本設けられており、そのうちの１本のノズル（ショートノズル）１３ａは、ヒータと対向する領域より下方であって反応管下方のマニホールド１５と対向する領域に設けられている。その他の４本のノズル（ロングノズル）１３ｂは、少なくとも一部がヒータ６と対向する領域に設けられており、それぞれのガス噴出口（先端部）が垂直方向において重ならない位置に、ここでは等間隔に設けられており、ＳｉＨ４ガスを処理室１ａ内の垂直方向における複数箇所から途中供給可能に構成されている。なお、ノズル１３ａは、ガス噴出口が水平方向を向くように開口しており、ＳｉＨ４ガスをウエハ表面と平行な方向、すなわち水平方向に向かって噴出させるように構成されている。また、ノズル１３ｂは、ガス噴出口が鉛直方向上方を向くように開口しており、ＳｉＨ４ガスをウエハ表面と垂直な方向、すなわち鉛直方向に向かって噴出させるように構成されている。５本のノズル１３は、５本に別れたガスライン２０に接続されている。このガスライン２０は、流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ２１及びバルブ２２を介してモノシラン（ＳｉＨ４）ガス源２３に接続されている。この構成により、ＳｉＨ４ガスの供給流量、濃度、分圧を処理室１ａ内の各位置において制御することができる。主に、モノシランガス源２３、バルブ２２、マスフローコントローラ２１、ガスライン２０、ノズル１３により、ガス供給系としてのシリコン原子含有ガス供給系が構成される。
【００１７】
ボロン原子（Ｂ）含有ガスとしての三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）ガスを供給するノズル１４は、例えば石英製であり、長さの異なるものが複数本反応炉１２内に設けられており、それぞれがマニホールド１５を貫通するようにマニホールド１５に取り付けられている。ノズル１４は複数本、ここでは合計５本設けられており、そのうちの１本のノズル（ショートノズル）１４ａは、ヒータと対向する領域より下方であって反応管下方のマニホールド１５と対向する領域に設けられている。その他の４本のノズル（ロングノズル）１４ｂは、少なくとも一部がヒータ６と対向する領域に設けられており、それぞれのガス噴出口（先端部）が垂直方向において重ならない位置に、ここでは等間隔に設けられており、Ｂ
Ｃｌ３ガスを処理室１ａ内の垂直方向における複数箇所から途中供給可能に構成されている。なお、ノズル１４ａは、ガス噴出口が水平方向を向くように開口しており、ＢＣｌ３ガスをウエハ表面と平行な方向、すなわち水平方向に向かって噴出させるように構成されている。また、ノズル１４ｂは、ガス噴出口が鉛直方向上方を向くように開口しており、ＢＣｌ３ガスをウエハ表面と垂直な方向、すなわち鉛直方向に向かって噴出させるように構成されている。また、ＢＣｌ３ガスを供給するノズル１４ａ、１４ｂの形状と、ＳｉＨ４ガスを供給するノズル１３ａ、１３ｂの形状は、それぞれ同一形状であり、ノズル１４ａ、１４ｂのガス噴出口（先端部）と、ノズル１３ａ、１３ｂのガス噴出口（先端部）は、それぞれ垂直方向において同じ位置（同じ高さ）に配置されている。５本のノズル１４は、５本に別れたガスライン２７に接続されている。このガスライン２７は、流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ２８及びバルブ２９を介して三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）ガス源３０に接続されている。この構成により、ＢＣｌ３ガスの供給流量、濃度、分圧を処理室１ａ内の各位置において制御することができる。主に、三塩化ホウ素ガス源３０、バルブ２９、マスフローコントローラ２８、ガスライン２７、ノズル１４により、ガス供給系としてのボロン原子含有ガス供給系が構成される。
【００１８】
ゲルマニウム原子（Ｇｅ）含有ガスとしてのモノゲルマン（ＧｅＨ４）ガスを供給するノズル１３は、シリコン原子含有ガスとしてのモノシラン（ＳｉＨ４）ガスを供給するノズル１３と共用としている。５本のノズル１３は、５本に別れたガスライン２０を介して５本に別れたガスライン５１にそれぞれ接続されている。このガスライン５１は、流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ５２及びバルブ５３を介してモノゲルマン（ＧｅＨ４）ガス源５４に接続されている。この構成により、ＧｅＨ４ガスの供給流量、濃度、分圧を処理室１ａ内の各位置において制御することができる。主に、モノゲルマンガス源５４、バルブ５３、マスフローコントローラ５２、ガスライン５１、ノズル１３により、ガス供給系としてのゲルマニウム原子含有ガス供給系が構成される。
【００１９】
前述したメカニカルブースタポンプ７とドライポンプ８とは、一端がマニホールド１５に接続された排気管１６に設けられている。さらに、この排気管１６には圧力検出器としての圧力センサ１９と、メインバルブ９が設けられている。このメインバルブ９には、ＡＰＣ（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）バルブが用いられており、圧力センサ１９により検出された圧力に基づいて反応炉１２内の圧力を所定値となるよう自動的に弁の開度を調節するようになっている。
【００２０】
なお、ヒータ６（６ａ〜６ｄ）、メインバルブ９、メカニカルブースタポンプ７、ドライポンプ８、マスフローコントローラ２１、２４、２８、４２、バルブ２２、２５、２９、４３、ボートエレベータ１８、回転機構１７等の基板処理装置を構成する各部の動作の制御は、制御部（制御手段）としてのコントローラ３１により行う。
【００２１】
次に上記基板処理装置を用いて、半導体装置の製造工程の一工程として基板上に、第一膜として膜中にゲルマニウム原子割合が大きいボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に、第二膜としてボロンドープシリコン膜を成膜して抵抗膜を形成する際の成膜方法について説明する。成膜手順を図２に示す。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ３１により制御される。
【００２２】
まず搬入工程について説明する。ステップＳ１０において、複数枚のウエハ４をボート３に装填（投入）し、ステップＳ１２において、リアクター内、すなわち反応炉１２内を処理温度に安定化させた後、ステップＳ１４においてウエハ４を装填したボート３を反応炉１２内、すなわち処理室１ａ内に搬入する。次にステップＳ１６において処理室１ａ内の排気を開始し、ステップＳ１８において、ボート３やチューブ１、２に吸着した水分等を脱離させるために窒素（Ｎ２）ガスパージを行う。すなわち、ノズル４０より処理室１
ａ内にＮ２ガスを供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気する。
【００２３】
次に所定の膜厚を有する抵抗膜を形成する工程について述べる。まず、抵抗膜は第一成膜工程で第一膜を成膜してその後、第二成膜工程で第二膜を成膜して形成する。
まず、第一成膜工程について説明する。ステップＳ２０において第一膜を成膜する為、ＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＧｅＨ４ガスの供給流量を所定のガス比率になるようにガスマスフローコントローラ２１及びマスフローコントローラ２８及びマスフローコントローラ５２を設定し、ノズル１３、ノズル１４より処理室１ａ内にＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＧｅＨ４ガスをそれぞれ供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気して処理室１ａ内の圧力を安定化させ、ステップＳ２２において、熱ＣＶＤ法によりウエハ４上に第一膜としてボロンドープシリコンゲルマニウム膜、すなわち、ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の成膜を行う。第一膜の膜厚が所定の膜厚になったところで第一成膜工程は完了する。
【００２４】
続いて第二成膜工程について説明する。第一成膜工程が完了後、第一膜上に第二膜を成膜する為にステップＳ２４において、マスフローコントローラ５２を設定してＧｅＨ４ガスの供給を停止しつつ、ＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスの供給流量を所定のガス比率になるようにガスマスフローコントローラ２１及びマスフローコントローラ２８を設定し、ノズル１３、ノズル１４より処理室１ａ内にＳｉＨ４ガス、ＢＣｌ３ガスをそれぞれ供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気して処理室１ａ内の圧力を安定化させ、熱ＣＶＤ法により第一膜上に第二膜としてボロンドープシリコン膜、すなわち、ボロンドープポリシリコン膜の成膜を行う。第一膜及び第二膜で形成する抵抗膜の膜厚が所定の膜厚になったところで第二成膜工程は完了する。
【００２５】
第一膜で膜中のゲルマニウム原子割合が大きい膜を形成することでポリ化（多結晶化）を促進させ、その第一膜上に成膜する第二膜は第一膜に応じてポリ化（多結晶化）ができる為、従来技術でポリ化（多結晶化）する為には処理温度５００℃以下で処理する必要があったが、更に低温条件の処理温度（４８０℃以下）でゲルマニウム原料の使用量を抑制しつつポリ化（多結晶化）を行なうことができる。また従来ゲルマニウム原子のグレインサイズが大きい為、例えばボロンシリコンゲルマニウム単膜のようにゲルマニウム原子が膜中に過剰に存在するとポリ化（多結晶化）した膜表面は大きな凹凸を生じ、形成した膜とその膜の上部に成膜される金属膜との結合力が弱くなることでデバイスの生産性悪化（歩留まり悪化）の問題が発生していたが、本実施形態で第二膜のボロンドープポリシリコン膜を成膜することで抵抗膜中のゲルマニウム原子割合を最適な量にすることができ、第二膜が凹凸の小さいポリ化（多結晶化）した膜表面を形成するため、形成する抵抗膜表面とその抵抗膜上部に形成される金属膜との結合力が強くなり、デバイスの生産性悪化（歩留まり悪化）の問題を解決することができる。
また第一膜としてボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に第二膜としてボロンドープシリコン膜を成膜して抵抗膜を形成する際に、第一膜と第二膜とを成膜して所定の膜厚を有する抵抗膜を形成し抵抗膜中の第一膜の膜厚の割合を変更して、所定の抵抗値を確保できる。
【００２６】
最後に、搬出工程について説明する。第二成膜工程を完了後、ステップＳ２６において、反応管内及び配管内をＮ２ガスでサイクルパージし、ステップＳ２８において、リアクター内、すなわち処理室１ａ内に所定の供給量になるようにマスフローコンローラ２４を設定してＮ２ガスを供給して処理室１ａ内を大気圧まで戻す。処理室１ａ内が大気圧に戻ったら、ステップＳ３０において成膜後のウエハ４を支持したボート３を処理室１ａ内から処理室１ａ外へ搬出し、ステップＳ３２において成膜後のウエハ４を自然冷却する。最後にステップＳ３４において成膜後のウエハ４をボート３から取り出す。
【００２７】
なお、一例まで、本実施形態の反応炉１２にてウエハ４を処理する際の処理条件、すなわちウエハ４上に第一膜としてボロンドープポリシリコンゲルマニウム（Ｂ Ｄｏｐｅｄ Ｐｏｌｙ-ＳｉＧｅ）膜を成膜する際の処理条件としては、
処理温度：４００〜４８０℃、
処理圧力：１０〜２００Ｐａ、
ＳｉＨ４ガス供給流量（合計）：１００〜２０００ｓｃｃｍ、
ＧｅＨ４ガス供給流量（合計）：１００〜５０００ｓｃｃｍ、
ＢＣｌ３ガス供給流量（合計）：０．１〜５００ｓｃｃｍ、
が例示され、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４に成膜処理がなされる。
【００２８】
また、一例まで、本実施形態の反応炉１２にて第一膜上に第二膜としてボロンドープポリシリコン（Ｂ Ｄｏｐｅｄ Ｐｏｌｙ-Ｓｉ）膜を成膜する際の処理条件としては、
処理温度：４００〜４８０℃、
処理圧力：１０〜２００Ｐａ、
ＳｉＨ４ガス供給流量（合計）：１００〜２０００ｓｃｃｍ、
ＢＣｌ３ガス供給流量（合計）：０．１〜５００ｓｃｃｍ、
が例示され、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４に成膜処理がなされる。
【００２９】
上述の実施形態では、第一膜としてボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜する際に、シリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガスを用い、ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガスを用い、ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅＨ４ガスを用いる例について説明したが、シリコン原子含有ガスとしてはＳｉ２Ｈ６ガスやＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを用いてもよく、ボロン原子含有ガスとしてはＢ２Ｈ６ガスやＢＦ３ガスを用いてもよく、ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅ２Ｈ６ガスを用いるようにしてもよい。
【００３０】
また上述の形態では、第二膜としてボロンドープシリコン膜を成膜する際にシリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガスを用い、ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガスを用いる例について説明したが、シリコン原子含有ガスとしてはＳｉ２Ｈ６ガスやＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを用いてもよく、ボロン原子含有ガスとしてはＢ２Ｈ６ガスやＢＦ３ガスを用いるようにしてもよい。
【００３１】
ところで、 ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体装置（デバイス）を製造する工程においては、例えば減圧ＣＶＤ法（化学気相成長法）によって、縦型減圧ＣＶＤ装置を用いて、基板上に膜を形成することが行われているが、近年、ＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメモリ）の電荷を蓄積するキャパシタ部分と、上部配線との接合に用いられるドーピングされたポリシリコンの処理温度の低温化（５００℃以下）が進み、低温でキャリアの活性化が可能なボロン原子をドープしたポリシリコン膜、すなわち、ボロンドープポリシリコン膜や、ボロン原子をドープしたポリシリコンゲルマニウム膜、すなわち、ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜が用いられている。これらの膜は、例えば５００℃以下の処理温度で、成膜後の熱処理を実施することなくキャリアの活性化が可能なため、ロジック・トランジスタやキャパシタの劣化を抑えることが可能となっている。
【００３２】
一方、半導体デバイスの微細化に伴い、デバイス間の上部配線幅は年々縮まっており、上部配線との接合に用いられるドーピングされたポリシリコンの表面モフォロジが悪化すると、上部配線の断線や、接合部の抵抗値増大といった問題が発生する。またウエハ面内や面間方向での膜特性としての膜厚値やシート抵抗及び抵抗率の均一性が悪化すると、デバイスの生産性悪化（歩留まり悪化）といった問題が発生する。また量産現場においては、毎生産バッチでの膜特性が均一に安定して得られることと、生産バッチにかかるコスト
をできる限り低く抑えることが必須条件であり、生産性を改善する上での重要なファクターとなっている。
【００３３】
本発明者は、ボロンドープシリコンゲルマニウム膜の膜中のゲルマニウム原子割合が過剰に大きいことがポリシリコンの表面モフォロジの悪化につながり、この為、金属膜との結合力が弱まることと、バッチ間の膜特性が不安定になることに起因していることを知得した。
【００３４】
そこで、ボロンドープシリコンゲルマニウム膜中のゲルマニウム原子割合を抑制しつつ、低温条件(４８０℃以下)でのポリ化（多結晶化）を行う為、基板上に第一膜として膜中にゲルマニウム原子割合が大きい、つまり高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に第二膜としてボロンドープシリコン膜を成膜して抵抗膜を形成する成膜方法を行なった。これにより低温条件（４８０℃以下）において金属膜との結合力を保ったままポリ化（多結晶化）することができるようになった。
【００３５】
本実施形態によれば、以下に示す効果のうち少なくとも１つ以上の効果を奏する
・ 第一膜で高濃度のゲルマニウム原子を含有する膜を形成することでポリ化（多結晶化）を促進させ、その第一膜上に成膜する第二膜は第一膜に応じてポリ化（多結晶化）ができる為、従来技術でポリ化（多結晶化）する為には処理温度５００℃以下で処理する必要があったが、更に低温条件の処理温度（４８０℃以下）でゲルマニウム原料の使用量を抑制しつつポリ化(多結晶化)を行なうことができる。例えばボロンドープシリコンゲルマニウム単膜では、ゲルマニウム原子のグレインサイズが大きい為ゲルマニウム原子割合が大きい場合、下地膜表面に均一にポリ化（多結晶化）できず、成膜後の膜表面は大きな凹凸が発生し、その膜上部に成膜される金属膜との結合力は弱くなる問題があった。本実施形態により均一にポリ化（多結晶化）し、平坦な表面を有する抵抗膜ができる。これにより金属膜との結合力が強くなり、デバイスの生産性向上（歩留まり向上）になる。尚低温条件では、ポリ化(多結晶化)せずアモルファス状態の膜ができ、アモルファス状態では導電することができないが、本実施形態の抵抗膜を形成することで低温条件でもポリ化(多結晶化)することができ、導電することができる。
第一膜として高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に第二膜としてボロンドープシリコン膜を成膜して抵抗膜を形成する際に第一膜と第二膜とを成膜して所定の膜厚を有する抵抗膜を形成し抵抗膜中の第一膜の膜厚の割合を変更して、所定の抵抗値を確保できる。
（３）また、ボロンドープシリコンゲルマニウム単膜で連続バッチ間での膜厚と抵抗率は不安定であったが、本実施形態の抵抗膜を形成することで金属膜との結合力が強くなり連続バッチ間での膜厚と抵抗率の安定性は向上できる。
（４）所定の膜厚の範囲に応じ、ゲルマニウム原料の使用量を抑制しつつ、所定の膜厚及び膜特性を確保することができる。
（５）金属膜同士が結合する場合、ボイド発生率が高く、デバイス強度が弱まってしまう問題があった。金属膜間に上述の抵抗膜を形成することによりボイド発生率を低減し、デバイス強度を高めることができる。
（６）シリコン膜中にボロン原子を含有しつつ成膜することができる為、成膜処理後に高温イオン注入処理は不要になり、その後の高温での熱処理も行なう必要なくボロンドープシリコン膜を成膜することができ、成膜時のサーマルバジェットの問題を抑制することができる。
【００３６】
また、上述の形態では第一膜を成膜し連続して第二膜の成膜を行なっているが、この場合、処理室内に残留しているゲルマニウム原子による第二膜へのオートドープの影響が考えられ、第二膜に微量のゲルマニウム原子が含有してしまい、目的の抵抗膜を安定して成膜することが困難になる。これを解決する為に、第一膜を成膜後、ガスマスフローコン
トローラ２１及びマスフローコントローラ２８及びマスフローコントローラ５２を設定してＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＧｅＨ４ガスの供給を停止し、一度処理室１ａ内を真空置換し、残留しているゲルマニウム原子を排気した後、ＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスの供給流量をガスマスフローコントローラ２１及びマスフローコントローラ２８で設定して、ノズル１３、ノズル１４より処理室１ａ内にＳｉＨ４ガス、ＢＣｌ３ガスをそれぞれ供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気して処理室１ａ内の圧力を安定化させ、熱ＣＶＤ法により第一膜上に第二膜としてボロンドープシリコン膜、すなわち、ボロンドープポリシリコン膜の成膜を行なうことが望ましい。これにより第一膜の成膜完了後に残留しているゲルマニウム原子による第二膜へのオートドープ発生を抑制し、目的の抵抗膜を安定して成膜することができる。
【００３７】
(第２実施形態)
第１実施形態で、第二膜はボロンドープシリコン膜としたが、ゲルマニウム原子を含有した、ボロンドープシリコンゲルマニウム膜にしても良い。但し、第二膜のゲルマニウム原子割合は第一膜のゲルマニウム原子割合より小さいとする。基板処理装置の構成は、第１実施形態における基板処理装置の構成と同一である。よって、ここでは、その説明を省略する。
【００３８】
次に上記基板処理装置を用いて、半導体装置の製造工程の一工程として基板上に、第一膜としてゲルマニウム原子割合の大きい、つまり高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコン膜を成膜し、第一膜上に、第二膜として第一膜よりゲルマニウム原子割合の小さい、つまり低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜して抵抗膜を形成する際の成膜方法について説明する。成膜手順は第１実施形態（図２）に類似している。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ３１により制御される。
【００３９】
まず搬入工程について説明する。ステップＳ１０において、複数枚のウエハ４をボート３に装填（投入）し、ステップＳ１２において、リアクター内、すなわち反応炉１２内を成膜温度に安定化させた後、ステップＳ１４においてウエハ４を装填したボート３を反応炉１２内、すなわち処理室１ａ内に搬入する。次にステップＳ１６において処理室１ａ内の排気を開始し、ステップＳ１８において、ボート３やチューブ１、２に吸着した水分等を脱離させるために窒素（Ｎ２）ガスパージを行う。すなわち、ノズル４０より処理室１ａ内にＮ２ガスを供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気する。
【００４０】
次に所定の膜厚を有する抵抗膜を形成する工程について述べる。まず、抵抗膜は第一成膜工程で第一膜を成膜してその後、第二成膜工程で第二膜を成膜して形成する。
まず、第一成膜工程について説明する。ステップＳ２０において第一膜を成膜する為、ＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＧｅＨ４ガスの供給流量を所定のガス比率になるようにガスマスフローコントローラ２１及びマスフローコントローラ２８及びマスフローコントローラ５２を設定し、ノズル１３、ノズル１４より処理室１ａ内にＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＧｅＨ４ガスをそれぞれ供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気して処理室１ａ内の圧力を安定化させ、ステップＳ２２において、熱ＣＶＤ法によりウエハ４上に第一膜としてゲルマニウム原子割合の大きい高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜、すなわち、高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の成膜を行う。第一膜の膜厚が所定の膜厚になったところで第一成膜工程は完了する。
【００４１】
続いて第二成膜工程について説明する。第一成膜工程が完了後、第一膜上に第二膜を成膜する為にステップＳ２４において、ＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＧｅＨ４ガスの供給流量を所定のガス比率になるようにガスマスフローコントローラ２１及びマスフローコン
トローラ２８及びマスフローコントローラ５２を設定し、ノズル１３、ノズル１４より処理室１ａ内にＳｉＨ４ガス、ＢＣｌ３ガス、ＧｅＨ４ガスをそれぞれ供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気して処理室１ａ内の圧力を安定化させ、熱ＣＶＤ法により第一膜上に第二膜として第一膜よりゲルマニウム原子割合の小さい低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜、すなわち、低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の成膜を行う。第一膜及び第二膜で形成する抵抗膜の膜厚が所定の膜厚になったところで第二成膜工程は完了する。
【００４２】
第一膜で膜中のゲルマニウム原子割合が大きい膜を形成することでポリ化（多結晶化）を促進させ、その第一膜上に成膜する第二膜は第一膜に応じてポリ化（多結晶化）ができる為、従来技術ではポリ化（多結晶化）する為には処理温度５００℃以下で処理する必要があったが、更に低温条件の処理温度（４８０℃以下）でゲルマニウム原料の使用量を抑制しつつポリ化（多結晶化）を行なうことができる。また従来ゲルマニウム原子のグレインサイズが大きい為例えばボロンシリコンゲルマニウム単膜のようにゲルマニウム原子が膜中に過剰に存在するとポリ化（多結晶化）した膜表面は大きな凹凸を生じ、形成した膜とその膜の上部に成膜される金属膜との結合力が弱くなることでデバイスの生産性悪化（歩留まり悪化）の問題が発生していたが、本実施形態で第二膜の低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜を成膜することで膜中のゲルマニウム原子割合を最適な量にすることができ、第二膜が凹凸の小さいポリ化（多結晶化）した膜表面を形成するため、形成する抵抗膜表面とその抵抗膜上部に形成される金属膜との結合力が強くなり、デバイスの生産性悪化（歩留まり悪化）の問題を解決することができる。
また第一膜として高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に第二膜として低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜して抵抗膜を形成する際に、第一膜と第二膜とを成膜して所定の膜厚を有する抵抗膜を形成し抵抗膜中の第一膜の膜厚の割合を変更して、所定の抵抗値を確保できる。また第二膜に低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜することでゲルマニウム原子が抵抗膜中に存在することになる。これにより抵抗率値の小さい抵抗膜を形成できることや成膜する時の処理温度を更に低温化できることが考えられる。
【００４３】
最後に、搬出工程について説明する。第二成膜工程を完了後、ステップＳ２６において、反応管内及び配管内をＮ２ガスでサイクルパージし、ステップＳ２８において、リアクター内、すなわち処理室１ａ内に所定の供給量になるようにマスフローコンローラ２４を設定してＮ２ガスを供給して処理室１ａ内を大気圧まで戻す。処理室１ａ内が大気圧に戻ったら、ステップＳ３０において成膜後のウエハ４を支持したボート３を処理室１ａ内から処理室１ａ外へ搬出し、ステップＳ３２において成膜後のウエハ４を自然冷却する。最後にステップＳ３４において成膜後のウエハ４をボート３から取り出す。
【００４４】
なお、一例まで、本実施形態の反応炉１２にてウエハ４を処理する際の処理条件、すなわちウエハ４上に第一膜として成膜する高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム（Ｂ Ｄｏｐｅｄ Ｐｏｌｙ-ＳｉＧｅ）膜の処理条件としては、
処理温度：４００〜４８０℃、
処理圧力：１０〜２００Ｐａ、
ＳｉＨ４ガス供給流量（合計）：１００〜２０００ｓｃｃｍ、
ＧｅＨ４ガス供給流量（合計）：１００〜５０００ｓｃｃｍ、
ＢＣｌ３ガス供給流量（合計）：０．１〜５００ｓｃｃｍ、
が例示され、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４に成膜処理がなされる。
【００４５】
なお、一例まで、本実施形態の反応炉１２にて第一膜上に第二膜として成膜する低濃度
ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム（Ｂ Ｄｏｐｅｄ Ｐｏｌｙ-ＳｉＧｅ）膜の処理条件としては
処理温度：４００〜４８０℃、
処理圧力：１０〜２００Ｐａ、
ＳｉＨ４ガス供給流量（合計）：１００〜２０００ｓｃｃｍ、
ＧｅＨ４ガス供給流量（合計）：１００〜５０００ｓｃｃｍ、
ＢＣｌ３ガス供給流量（合計）：０．１〜５００ｓｃｃｍ、
が例示され、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４に成膜処理がなされる。
但し第二膜は第一膜よりゲルマニウム原子の割合が小さい、つまり低濃度ゲルマニウム原子含有膜である為、第二膜のＧｅＨ４ガスの供給量の最大供給量の上限は第一膜のＧｅＨ４ガス供給量の最大供給量上限より小さくなる。
【００４６】
上述の実施の形態では、第一膜として高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜する際に、シリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガスを用い、ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガスを用い、ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅＨ４ガスを用いる例について説明したが、シリコン原子含有ガスとしてはＳｉ２Ｈ６ガスやＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを用いてもよく、ボロン原子含有ガスとしてはＢ２Ｈ６ガスやＢＦ３ガスを用いてもよく、ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅ２Ｈ６ガスを用いるようにしてもよい。
【００４７】
同様に、上述の形態では、第二膜として低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜する際にシリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガスを用い、ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガスを用い、ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅＨ４ガスを用いる例について説明したが、シリコン原子含有ガスとしてはＳｉ２Ｈ６ガスやＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを用いてもよく、ボロン原子含有ガスとしてはＢ２Ｈ６ガスやＢＦ３ガスを用いてもよく、ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅ２Ｈ６ガスを用いるようにしてもよい。
【００４８】
本実施形態によれば、以下に示す効果のうち少なくとも１つ以上の効果を奏する
（１）第一膜で高濃度のゲルマニウム原子を含有する膜を形成することでポリ化（多結晶化）を促進させ、その第一膜上に成膜する第二膜は第一膜に応じてポリ化（多結晶化）ができる為、従来技術でポリ化（多結晶化）する為には処理温度５００℃以下で処理する必要があったが、更に低温条件の処理温度（４８０℃以下）でゲルマニウム原料の使用量を抑制しつつポリ化(多結晶化)を行なうことができる。例えばボロンドープシリコンゲルマニウム単膜では、ゲルマニウム原子のグレインサイズが大きい為ゲルマニウム原子割合が大きい場合、下地膜表面に均一にポリ化（多結晶化）できず、成膜後の膜表面は大きな凹凸が発生し、その膜上部に成膜される金属膜との結合力は弱くなる問題があったが、本実施形態により均一にポリ化（多結晶化）し、平坦な表面を有する抵抗膜ができる。これにより金属膜との結合力が強くなり、デバイスの生産性向上（歩留まり向上）になる。尚低温条件では、ポリ化(多結晶化)せずアモルファス状態の膜ができ、アモルファス状態では導電することができないが、本実施形態の抵抗膜を形成することで低温条件でもポリ化(多結晶化)することができ、導電することができる。
（２）第一膜として高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に第二膜として低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜して抵抗膜を形成する際に第一膜と第二膜とを成膜して所定の膜厚を有する抵抗膜を形成し抵抗膜中の第一膜の膜厚の割合を変更して、所定の抵抗値を確保できる。また第二膜に低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜することでゲルマニウム原子が抵抗膜中に存在することになる。これにより抵抗率値の小さい抵抗膜を形成できることや成膜する時の処理温度を更に低温化できることが考えら
れる。
（３）また、ボロンドープシリコンゲルマニウム単膜で連続バッチ間での膜厚と抵抗率は不安定であったが、本実施形態の抵抗膜を形成することで金属膜との結合力が強くなり連続バッチ間での膜厚と抵抗率の安定性は向上できる。
（４）所定の膜厚の範囲に応じ、ゲルマニウム原料の使用量を抑制しつつ、所定の膜厚及び膜特性を確保することができる。
（５）金属膜同士が結合する場合、ボイド発生率が高く、デバイス強度が弱まってしまう問題があった。金属膜間に上述の抵抗膜を形成することによりボイド発生率を低減し、デバイス強度を高めることができる。
（６）シリコン膜中にボロン原子を含有しつつ成膜することができる為、成膜処理後に高温イオン注入処理は不要になり、その後の高温での熱処理も行なう必要なくボロンドープシリコン膜を成膜することができ、成膜時のサーマルバジェットの問題を抑制することができる。
【００４９】
また、上述の形態では第一膜を成膜し連続して第二膜の成膜を行なっているが、この場合、処理室内に残留しているゲルマニウム原子による第二膜へのオートドープの影響が考えられ、第二膜に微量のゲルマニウム原子が含有してしまい第二膜のゲルマニウム原子が多くなってしまうことで、目的の抵抗膜を安定して成膜することが困難になる。これを解決する為に、第一膜を成膜後、ガスマスフローコントローラ２１及びマスフローコントローラ２８及びマスフローコントローラ５２を設定してＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＧｅＨ４ガスの供給を停止し、一度処理室１ａ内を真空置換し、残留しているゲルマニウム原子を排気した後、ＳｉＨ４ガスとＢＣｌ３ガスの供給流量を所定のガス比率になるようにガスマスフローコントローラ２１及びマスフローコントローラ２８及びマスフローコントローラ５２で設定して、ノズル１３、ノズル１４より処理室１ａ内にＳｉＨ４ガス、ＢＣｌ３ガスをそれぞれ供給しつつ排気管１６より処理室１ａ内を排気して処理室１ａ内の圧力を安定化させ、熱ＣＶＤ法により第一膜上に第二膜として低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜、すなわち、低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の成膜を行なうことが望ましい。これにより第一膜の成膜完了後に残留しているゲルマニウム原子による第二膜へのオートドープ発生を抑制し、目的の抵抗膜を安定して成膜することができる。
【００５０】
上述の形態では、第一膜と第二膜で二つの膜で形成する抵抗膜を形成したが、第一膜を成膜時に供給するゲルマニウム原子含有ガスを徐々に減少しつつ成膜を実施して成膜完了時に供給を停止するようにして徐々にゲルマニウム原子割合を減少して成膜してもよい。これにより、抵抗膜は一つの膜で形成することができる。また残留しているゲルマニウム原子のオートドープの問題を軽減することができ、それに伴う処理室内の真空置換することが必要なく、処理時間を短縮することができつつ、生産性を向上ができると考えられる。
【００５１】
尚、本発明はＧｅＨ４ガスを供給するノズルを、ＳｉＨ４ガスを供給するノズルと共用とする例について説明したが、ＧｅＨ４ガスを供給するノズルは、ＳｉＨ４ガスを供給するノズルとは別々に設けるようにしてもよい。
【００５２】
尚、本発明は第一膜を成膜する第一成膜工程と第二膜を成膜する第二成膜工程とは、前記処理室内の温度を変動させても良いが一定の温度で制御することが望ましい。温度を変更し、温度が安定するまでには所定時間が必要となる。第一及び第二成膜工程での処理温度を一定とすることは異なる温度で処理した時と比べ設定温度に安定するために必要な時間を短縮することができ、生産性を向上できる。
【００５３】
尚、本発明はバッチ式装置に限らず枚葉式装置にも適用できる。
【００５４】
(実施例)
図１に示す第１実施形態の基板処理装置を用いて、１２インチウエハに対してウエハ上に第一膜としてボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜を成膜し、第一膜上に第二膜としてボロンドープポリシリコン膜を成膜して抵抗膜を形成した。尚、第一膜の成膜条件は処理温度：４５０℃、処理圧力：４０Ｐａ、第二膜の成膜条件は処理温度：４５０℃、処理圧力：６０Ｐａとした。
【００５５】
図３に上述のような抵抗膜を形成した時の抵抗膜全体の抵抗率と、抵抗膜中のボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の膜厚割合との関係を示す。縦軸に抵抗率、横軸に抵抗膜構造を形成する膜全体の膜厚（ボロンドーププリシリコンゲルマニウム膜の膜厚とボロンドープポリシリコン膜の膜厚の和、ＴＨＫBdopePolySiGe＋ＴＨＫBdopePolySi）に対するボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の膜厚（ＴＨＫBdopePolySiGe）の割合（ＴＨＫBdopePolySiGe/（ＴＨＫBdopePolySiGe＋ＴＨＫBdopePolySi））を示している。また図４に抵抗膜の構造の例を示す。
【００５６】
図３に示すように抵抗膜中のボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の膜厚割合の増加に従い、抵抗率は減少する傾向が見られる。これはバンドギャップの違いからゲルマニウム原子のほうがシリコン原子よりもキャリア移動度が高いため、ゲルマニウム原子を含有する第一膜の膜厚が増加するに従い、ゲルマニウム原子割合は増加する為、抵抗膜全体の抵抗率が低下すると考えられる。またこれにより抵抗膜を形成する時に、第一膜と第二膜とを成膜して所定の膜厚を有する抵抗膜を形成し抵抗膜中の第一膜の膜厚の割合を変更して、所定の抵抗率を確保できる。
【００５７】
次に様々な成膜条件で抵抗膜を形成した場合のポリ化（多結晶化）の様子について述べる。
まず、第一条件として、第一膜の高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜と第二膜のボロンドープシリコン膜で抵抗膜を形成した場合を述べる。
【００５８】
図５は第一条件において第一膜のゲルマニウム原子割合、つまりゲルマニウム原子含有濃度（以下ゲルマニウム原子含有濃度と示す）を変更した場合の抵抗率とゲルマニウム原子含有濃度の関係を示す。またそれぞれの条件で抵抗膜を形成した時の表面モフォロジの観察結果を示す。 尚、第一又は第二膜の成膜条件は処理温度：４５０℃、処理圧力：第一膜が４０Ｐａ、第二膜が６０Ｐａとした。
図５は縦軸に抵抗膜の抵抗率（抵抗膜の膜厚値とシート抵抗値の積、μohm・cm）で、横軸は第一膜のゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜のゲルマニウム原子含有濃度（原子百分率、以下ａｔ％で示す）を示し、丸印（●）は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した時のそれぞれの第一膜のゲルマニウム原子含有濃度における抵抗率を示している。また、それぞれの条件で形成した抵抗膜の表面モフォロジ観察の結果も示す。
図５より抵抗率は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなるに従い低下する傾向が見られる。これはゲルマニウム原子の原料ガスであるモノゲルマンのほうがモノシランよりもガス分解温度が低いため、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなることで、より分解されたガスの割合が増加し、結晶の核付けが容易になりポリ化（多結晶化）するためである。またバンドギャップの違いからゲルマニウム原子のほうがシリコン原子よりもキャリア移動度が高いため、ゲルマニウム原子含有濃度が高いほど抵抗率が低下していると考えられる。また、それぞれの条件で形成した抵抗膜の表面モフォロジの結果についても、同様にゲルマニウム原子含有濃度が高くなるにつれて不連続な部分が少なくなり、ポリ化（多結晶化）していることが分かる。
【００５９】
次に、上述の抵抗膜の形成した条件において連続バッチ間の膜特性の安定性評価の結果について述べる。図６は連続バッチ間の膜厚の安定性について、図７は連続バッチ間の抵抗率の安定性について示す。ここで対象とする膜は、上述の抵抗膜を形成する条件の内、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が７ａｔ％の場合と２９ａｔ％の場合である。ここで安定性を示す指標としてＲｔＲ値（対象となる値のバラつき度合と平均値との商）で示し、この値が±１．０％以下の値である時、連続バッチ間で膜特性が安定であるとする。図６は縦軸に膜厚（ｎｍ）と横軸にバッチ回数を示すＲＵＮ No.とし、丸印（●）は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度７ａｔ％の場合、四角印（■）は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合をあらわしている。また図６中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、ゲルマニウム原子含有濃度７ａｔ％の場合は±１．３８％、ゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合は±０．２４％となる。
【００６０】
続いて図７は縦軸に抵抗率（μｏｈｍ・ｃｍ）と横軸にバッチ回数を示すＲＵＮ No.とし、丸印（●）はゲルマニウム原子含有濃度７ａｔ％の場合、四角印（■）はゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合をあらわしている。また図７中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、ゲルマニウム原子含有濃度７ａｔ％の場合は±２．７３％、ゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合は±０．４１％となる。
【００６１】
図６と図７に示すように、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなることでＲｔＲ値は±１．０％以下になり、連続バッチ間における膜厚と抵抗率は共に安定していることが分かる。これより、形成する抵抗膜の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高いことが重要であり、抵抗膜の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であることは低温条件（４８０℃以下）において、容易にポリ化（多結晶化）し、連続バッチ間の膜特性の安定性を向上することができる。
【００６２】
次に第二条件として、第一膜の高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜と第二膜の第一膜よりゲルマニウム原子割合の小さい、つまり低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜で抵抗膜を形成した場合において述べる。
【００６３】
図８は第一膜の高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜と第二膜の低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜で形成した抵抗膜において第一膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した場合の抵抗率と第一膜のゲルマニウム原子含有濃度の関係を示す。この時の第二膜のゲルマニウム原子含有濃度は２９ａｔ％とし、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度の変更による抵抗率の結果の検討を行なった。尚、第一又は第二膜の成膜条件は処理温度：４５０℃、処理圧力：４０Ｐａ、とした。図８は縦軸に抵抗膜の抵抗率（μｏｈｍ・ｃｍ）で、横軸は第一膜の高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜のゲルマニウム原子含有濃度（ａｔ％）を示し、丸印（●）は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した時のそれぞれの第一膜のゲルマニウム原子含有濃度における抵抗率を示している。
図８より、抵抗率は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなるに従い低下する傾向が見られる。これはゲルマニウム原子の原料ガスであるモノゲルマンのほうがモノシランよりもガス分解温度が低いため、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなることで、より分解されたガスの割合が増加し、結晶の核付けが容易になりポリ化（多結晶化）するためと考えられる。
【００６４】
次に、上述の抵抗膜の形成した条件において連続バッチ間の膜特性の安定性評価の結果について述べる。図９は連続バッチ間の膜厚の安定性について、図１０は連続バッチ間の抵抗率の安定性について示す。ここで対象とする膜は、上述の抵抗膜の形成条件の内、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が５８ａｔ％の場合と１００ａｔ％の場合であり、第二
膜のゲルマニウム原子含有濃度が２９ａｔ％の場合である場合を示す。
図９は縦軸に膜厚（ｎｍ）と横軸にバッチ回数を示すRUN No.とし、丸印（●）は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度５８ａｔ％の場合、四角印（■）は１００ａｔ％の場合をあらわしている。また図９中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度１００ａｔ％の場合は±０．１１％、５８ａｔ％の場合は±０．１４％となる。
【００６５】
続いて図１０は縦軸に抵抗率（μｏｈｍ・ｃｍ）と横軸にバッチ回数を示すＲＵＮ No.とし、丸印（●）は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度５８ａｔ％の場合、四角印（■）は１００ａｔ％の場合をあらわしている。また図１０中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度５８ａｔ％の場合は±０．７３％、１００ａｔ％の場合は±０．１３％となる。
【００６６】
図９、図１０に示すように、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなることで、ＲｔＲ値は±１．０％以下になり、連続バッチ間における膜厚と抵抗率は共に安定していることが分かり、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であるほどＲｔＲ値がより良い値を示す、つまり膜特性が安定することが分かる。これより、抵抗膜の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高いことが重要であり、抵抗膜の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であることは低温条件（４８０℃以下）において、容易にポリ化（多結晶化）し、連続バッチ間の膜特性の安定性を向上することができる。
【００６７】
次に第二条件において、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した場合について述べる。図１１は第一膜の高濃度ゲルマニウム原子含有濃度ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜と第二膜の低濃度ゲルマニウム原子含有濃度ボロンドープシリコンゲルマニウム膜で形成した抵抗膜において第二膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した場合の抵抗率と第二膜のゲルマニウム原子含有濃度の関係を示す。この時の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度は５８ａｔ％とし、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度の変更による抵抗率の結果の検討を行なった。尚、第一又は第二膜の成膜条件は処理温度：４５０℃、処理圧力：４０Ｐａ、とした。図１１は縦軸に抵抗膜の抵抗率（μｏｈｍ・ｃｍ）で、横軸は第二膜の低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜のゲルマニウム原子含有濃度（ａｔ％）を示し、丸印（●）は第二膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した時のそれぞれの第二膜のゲルマニウム原子含有濃度における抵抗率を示している。
図１１より抵抗率は第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなるに従い低下する傾向が見られる。これはゲルマニウム原子の原料ガスであるモノゲルマンのほうがモノシランよりもガス分解温度が低いため、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなることで、より分解されたガスの割合が増加し、結晶の核付けが容易になりポリ化（多結晶化）するためと考えられる。
【００６８】
次に、上述の抵抗膜の形成条件において連続バッチ間の膜特性の安定性評価の結果について述べる。図１２は連続バッチ間の膜厚の安定性について、図１３は連続バッチ間の抵抗率の安定性について示す。ここで対象とする膜は、上述の抵抗膜の形成条件の内、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が５８ａｔ％の場合で、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が２９ａｔ％の場合と２２ａｔ％の場合である。図１２は縦軸に膜厚（ｎｍ）と横軸にバッチ回数を示すＲＵＮ No.とし、丸印（●）はゲルマニウム原子含有濃度２２ａｔ％の場合、四角印（■）はゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合をあらわしている。また図１２中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、ゲルマニウム原子含有濃度２２ａｔ％の場合は±０．４５％、ゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合は±０．１１％となる。
【００６９】
続いて図１３は縦軸に抵抗率（μｏｈｍ・ｃｍ）と横軸にバッチ回数を示すＲＵＮ No
.とし、丸印（●）はゲルマニウム原子含有濃度２２ａｔ％の場合、四角印（■）はゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合をあらわしている。また図１３中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、ゲルマニウム原子含有濃度２２ａｔ％の場合は±０．９９％、ゲルマニウム原子含有濃度２９ａｔ％の場合は±０．７３％となる。
【００７０】
図１２、図１３に示すように、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなることで、ＲｔＲ値は±１．０％以下になり、連続バッチ間における膜厚と抵抗率は共に安定していることが分かり、高濃度であるほどＲｔＲ値がより良い値を示すが、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した場合に比べ、大きな変化はない。このことから、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であることが重要であり、この場合は第二膜のゲルマニウム電子含有濃度が低濃度であっても連続バッチ間において膜厚と抵抗率は共に安定すると考えられる。つまり抵抗膜の第二膜のゲルマニウム原子含有濃度に関わらず、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高いことが重要であり、抵抗膜の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であることは低温条件（４８０℃以下）において、容易にポリ化（多結晶化）し、連続バッチ間の膜特性の安定性を向上することができると考えられる。
【００７１】
次に第二条件において、低温条件下で第二膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した場合の影響について評価した結果を述べる。図１４は低温条件下にて第一膜の高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜と第二膜の低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープシリコンゲルマニウム膜で形成した抵抗膜において第二膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した場合の抵抗率と第二膜のゲルマニウム原子含有濃度の関係を示す。この時の第一膜のゲルマニウム含有濃度は７０ａｔ％とし、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度の変更による抵抗率の結果の検討を行なった。尚、第一又は第二膜の成膜条件は処理温度：４２０℃、処理圧力：４０Ｐａ、とした。
図１１は縦軸に抵抗膜の抵抗率（μｏｈｍ・ｃｍ）で、横軸は第二膜の低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜のゲルマニウム原子含有濃度（ａｔ％）を示し、丸印（●）は第二膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した時のそれぞれの第二膜のゲルマニウム原子含有濃度における抵抗率を示している。また、各条件での表面モフォロジ観察の結果も示す。
図１４より抵抗率は第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなるに従い低下する傾向が見られる。これはゲルマニウム原子の原料ガスであるモノゲルマンのほうがモノシランよりもガス分解温度が低いため、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が高くなることで、より分解されたガスの割合が増加し、結晶の核付けが容易になりポリ化（多結晶化）するためである。またバンドギャップの違いからゲルマニウム原子のほうがシリコンよりもキャリア移動度が高いため、ゲルマニウム原子含有濃度が高いほど抵抗率が低下していると考えられる。また、各々の表面モフォロジの結果についても、同様にゲルマニウム原子含有濃度が高くなるにつれて不連続な部分が少なくなり、ポリ化（多結晶化）していることが分かる。
【００７２】
次に、上述の抵抗膜の形成条件において連続バッチ間の膜特性の安定性評価の結果について述べる。図１５は連続バッチ間の膜厚の安定性について、図１６は連続バッチ間の抵抗率の安定性について示す。ここで対象とする膜は、上述の抵抗膜の形成条件の内、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が７０ａｔ％の場合で、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が３７ａｔ％の場合と４７ａｔ％の場合である。図１５は縦軸に膜厚（ｎｍ）と横軸にバッチ回数を示すＲＵＮ No.とし、丸印（●）はゲルマニウム原子含有濃度３７ａｔ％の場合、四角印（■）はゲルマニウム原子含有濃度４７ａｔ％の場合をあらわしている。また図１５中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、ゲルマニウム原子含有濃度３７ａｔ％の場合は±０．５６％、ゲルマニウム原子含有濃度４７ａｔ％の場合は±０．３０％となる。
【００７３】
続いて図１６は縦軸に抵抗率（μｏｈｍ・ｃｍ）と横軸にバッチ回数を示すＲＵＮ No.とし、丸印（●）はゲルマニウム原子含有濃度３７ａｔ％の場合、四角印（■）はゲルマニウム原子含有濃度４７ａｔ％の場合をあらわしている。また図１６中に各条件におけるＲｔＲ値を示し、ゲルマニウム原子含有濃度３７ａｔ％の場合は±０．６７％、ゲルマニウム含有濃度４７ａｔ％の場合は±０．１３％となる。
【００７４】
図１５、図１６に示すように、第二膜のゲルマニウム含有濃度が高くなることで、ＲｔＲ値は±１．０％以下になり、連続バッチ間における膜厚と抵抗率は共に安定していることが分かり、高濃度であるほどＲｔＲ値がより良い値を示すが、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度を変更した場合に比べ、大きな変化はない。このことから、第一膜のゲルマニウム原子含有量が高濃度であることが重要であり、この場合は第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が低濃度であっても連続バッチ間において膜厚と抵抗率は共に安定すると考えられる。これより、低温条件下においても第二膜のゲルマニウム原子含有濃度に関わらず、抵抗膜の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高いことが重要であり、抵抗膜の第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であることは低温条件（４８０℃以下）において、容易にポリ化（多結晶化）し、連続バッチ間の膜特性の安定性を向上することができると考えられる。
【００７５】
図１７は形成する抵抗膜表面の状態図を示す図であり、特に処理温度が４２０℃、４５０℃における表面モフォロジの結果と第二膜のゲルマニウム原子含有濃度の関係について述べる。この時の抵抗膜は第一膜としてゲルマニウム原子含有濃度５８ａｔ％の高濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜であり、第二膜としてボロンドーププロシリコン膜又は様々なゲルマニウム含有濃度の低濃度ゲルマニウム原子含有ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜が成膜して抵抗膜を形成している。
図１７は縦軸に処理温度（摂氏度、℃）であり、横軸は第二膜のゲルマニウム原子含有濃度（ａｔ％）を示し、形成した抵抗膜の表面状態をアモルファス化安定領域とポリ化（多結晶化）安定領域とその両者が混在する混晶領域の三つの領域を実線で区切って示している。またそれぞれの抵抗膜の形成条件での表面モフォロジ観察の結果も示している。
【００７６】
まず、抵抗膜の表面モフォロジ観察の結果とゲルマニウム原子含有濃度の関係について述べる。処理温度４５０℃における第二膜のゲルマニウム原子含有濃度依存性は図１７中のモフォロジ結果に示されるようにそれぞれ第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が（Ａ）は２０ａｔ％の場合、（Ｂ）は２９ａｔ％の場合を示している。（Ａ）（Ｂ）のモフォロジ観察の結果から、ゲルマニウム原子含有濃度が高くなるに従い、ポリ化（多結晶化）し易くなることが分かる。次に処理温度４２０℃については図１７中のモフォロジ結果はそれぞれ第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が、（Ｃ）は２９ａｔ％の場合、（Ｄ）は３７ａｔ％の場合、（Ｅ）は４７ａｔ％の場合を示し、（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）のモフォロジ観察の結果から、処理温度が４５０℃の場合と同様にゲルマニウム原子含有濃度が高くなるに従い、ポリ化（多結晶化）しやすくなることが分かる。
【００７７】
次に抵抗膜の処理温度とゲルマニウム原子含有濃度との関係について述べる。処理温度４５０℃の場合に比べ、処理温度が４２０℃の場合のほうが、ポリ化（多結晶化）するのみ必要なゲルマニウム原子含有濃度の下限値が高くなっている。これは、処理温度が低くなることにより、比較的ガス分解温度の高い原料ガスであるモノシランガスが十分に分解されなくなることで核付けする結晶核が不足する。結晶核の核付けを十分に起こす為に、モノシランガスよりガス分解温度が低い原料ガスのモノゲルマンガスを多く供給すること、つまりゲルマニウム原子含有濃度を高くすることで低温条件においてポリ化（多結晶化）を促進できる。このことは更に低温度で処理した場合においても同じ傾向が見られると考えられる。
【００７８】
上述の内容を纏めると、以下のことが言える。
・ 抵抗膜において第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であることが重要であり、それを実施することでポリ化（多結晶化）は促進され、形成する抵抗膜の連続バッチ間における膜特性である膜厚と抵抗率の安定性は向上する。
・ 第一膜のゲルマニウム原子含有濃度に比べ、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度の連続バッチ間の膜特性の安定性への影響は小さく、第二膜にゲルマニウム原子が含有しない場合、もしくは第二膜のゲルマニウム原子含有濃度が低濃度である場合も安定した膜特性を有する抵抗膜を形成することができる。
・ 低温条件においても（１）と同様に第一膜のゲルマニウム原子含有濃度が高濃度であることによりポリ化（多結晶化）が促進され、連続バッチ間における膜特性である抵抗膜の膜厚と抵抗率の安定性は向上する。
・ しかし、処理温度が低温になるに従い、ゲルマニウム原子含有濃度は高濃度になる問題がある。これにより抵抗膜、特に第二膜に関して過剰にゲルマニウム原子が含まれることになり、抵抗膜上部に成膜される金属膜との結合力は低下して、生産性悪化（歩留まり悪化）に繋がることが考えられる。
・ これらの内容から、第一膜のゲルマニウム原子含有濃度の範囲は２９ａｔ％以上であり、１００ａｔ％以下であることが望ましい。また第二膜のゲルマニウム原子含有濃度の範囲は２２ａｔ％以上であり、５８ａｔ％以下であることが望ましく、第二膜のゲルマニウム原子含有濃度は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度より低いことが望ましい。
・ また成膜時の基板温度が380℃未満の場合、ポリ化（多結晶化）した膜を得るために高濃度のゲルマニウム原子含有濃度が必要になり、それに伴い抵抗膜表面と金属膜との結合力が低下する。一方、基板温度が４８０℃より高い場合、サーマルバジェットの問題が起こりやすい。その為、第一膜及び第二膜の成膜時の基板温度は３８０℃以上であり、４８０℃以下であることが望ましい。
・ さらに好ましくは第一膜及び第二膜の基板温度が４００℃以上であり、４５０℃以下であることが望ましく、よりいっそう適切な金属膜との結合力が得ることができ、サーマルバジェットの問題を解決できる。
・ さらに好ましくは第一膜及び第二膜の基板温度が、４２０℃以上であり、４５０℃以下であることが望ましく、よりいっそう適切な金属膜との結合力が得ることができ、サーマルバジェットの問題を解決できるとともに、抵抗膜を安定して成膜することができる。
・ さらに好ましくは第一膜及び第二膜の基板の温度を同じ温度で制御した状態で行なうことが望ましい。
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【００７９】
本発明の一態様によれば、処理室内に基板を搬入する搬入工程と、前記処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して、前記基板上に第一膜を成膜する第一成膜工程と、前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスを供給して、前記第一膜上に第二膜層を成膜する第二成膜工程と、前記基板を前記処理室内から搬出する搬出工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。
【００８０】
好ましくは、前記第一成膜工程では、前記シリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガス又はＳｉ２Ｈ６ガスまたはＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを用い、前記ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガス又はＢ２Ｈ６ガスまたはＢＦ３ガスを用い、前記ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅＨ４ガス又はＧｅ２Ｈ６ガスを用いて、前記第一膜としてボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜する。
【００８１】
好ましくは、前記第一成膜工程では、前記シリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガスを
用い、前記ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガスを用い、前記ゲルマニウム原子含有ガスとしてＧｅＨ４ガスを用いて前記第二膜としてボロンドープシリコンゲルマニウム膜を成膜する。
【００８２】
好ましくは、前記第二成膜工程では、前記シリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガス又はＳｉ２Ｈ６ガスまたはＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを用い、前記ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガス又はＢ２Ｈ６ガスまたはＢＦ３ガスを用いて前記第二膜としてボロンドープシリコン膜を成膜する。
【００８３】
好ましくは、前記第二成膜工程では、前記シリコン原子含有ガスとしてＳｉＨ４ガスを用い、前記ボロン原子含有ガスとしてＢＣｌ３ガスを用い、前記第二膜としてボロンドープシリコン膜を成膜する。
【００８４】
好ましくは第一膜のゲルマニウム原子含有濃度は２９ａｔ％以上であり、８０ａｔ％以下であることが望ましい。第二膜のゲルマニウム原子含有濃度は２９ａｔ％以上であり、５８ａｔ％以下であることが望ましく、但し第二膜のゲルマニウム原子含有濃度は第一膜のゲルマニウム原子含有濃度より低いことが望ましい。
【００８５】
好ましくは第一膜及び第二膜の成膜時の基板温度は３８０℃以上であり、４８０℃以下であることが望ましく、第一膜及び第二膜の基板の温度を同じ温度で制御した状態で行なうことが望ましい。
【００８６】
本発明の他の態様によれば、処理室内に基板を搬入する搬入工程と、前記処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して、前記基板上に第一膜を成膜する第一成膜工程と、前記処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して、前記第一膜上に第二膜を成膜する第二成膜工程と前記基板を前記処理室内から搬出する搬出工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。
【００８７】
本発明の更に他の態様によれば、基板を処理する前記処理室と、前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスを供給するシリコン原子含有ガス供給系と、前記処理室内に前記ボロン原子含有ガスを供給するボロン原子含有ガス供給系と、前記処理室内に前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給するゲルマニウム原子含有ガス供給系と、前記シリコン原子含有ガス供給系と前記ボロン原子含有ガス供給系とゲルマニウム原子含有ガス供給系が前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスと前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記基板上に前記第一膜を形成する第一成膜工程をし、前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスを供給して前記第一膜上に第二膜の成膜し、第一膜及び第二膜の成膜条件を変更できるように制御するコントローラとを有する基板処理装置。
【００８８】
本発明の更に他の態様によれば、基板を処理する前記処理室と、前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスを供給するシリコン原子含有ガス供給系と、前記処理室内に前記ボロン原子含有ガスを供給するボロン原子含有ガス供給系と、前記処理室内に前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給するゲルマニウム原子含有ガス供給系と、前記シリコン原子含有ガス供給系と前記ボロン原子含有ガス供給系とゲルマニウム原子含有ガス供給系が前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記基板上に第一膜を成膜する第一成膜工程をし、前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスと前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記第一膜上に前記第一膜よりゲルマニウム原子割合の小さい第二膜の成膜し、第一膜及び第二膜の成膜条件を変更できるように制御するコントローラとを有する基板処理装置。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法における成膜手順を示すフローチャートである。
【図３】ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜とボロンドープポリシリコン膜で形成した抵抗膜の抵抗率と抵抗膜中のボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜の膜厚の割合との関係を示した図である。
【図４】ボロンドープポリシリコンゲルマニウム膜とボロンドープポリシリコン膜で形成した抵抗膜の例を示した図である。
【図５】第一条件で形成した抵抗膜において第一膜のゲルマニウム原子含有濃度依存を示した図である。
【図６】図５の場合の、抵抗膜の膜厚の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図７】図５の場合の、抵抗膜の抵抗率の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図８】第二条件で形成した抵抗において第一膜のゲルマニウム原子含有濃度依存を示した図である。
【図９】図８の場合の、抵抗膜の膜厚の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図１０】図８の場合の、抵抗膜の抵抗率の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図１１】第二条件で形成した抵抗膜において第二膜のゲルマニウム原子含有濃度依存を示した図である。
【図１２】図１１の場合の、抵抗膜の膜厚の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図１３】図１１の場合の、抵抗膜の抵抗率の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図１４】低温条件下で成膜した場合の第二条件で形成した抵抗膜において第二膜のゲルマニウム原子含有濃度依存を示した図である。
【図１５】図１４の場合の、抵抗膜の膜厚の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図１６】図１４の場合の、抵抗膜の抵抗率の連続バッチ間の安定性を示した図である。
【図１７】各処理温度での抵抗膜表面の状態を示した図である。
【００９０】
１ａ 処理室
４ ウエハ
６ ヒータ
１２ 反応炉
２０ ガスライン
２１ マスフローコントローラ
２２ バルブ
２３ モノシランガス（ＳｉＨ４）源
２７ ガスライン
２８ マスフローコントローラ
２９ バルブ
３０ 三塩化ホウ素ガス（ＢＣｌ３）源
３１ コントローラ
４１ ガスライン
４２ マスフローコントローラ
４３ バルブ
５１ ガスライン
５２ マスフローコントローラ
５３ バルブ
５４ モノゲルマンガス（ＧｅＨ４）源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内に基板を搬入する搬入工程と、
前記処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記基板上に第一膜を成膜する第一成膜工程と
前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスを供給して前記第一膜上に第二膜を成膜する第二成膜工程と、
前記基板を前記処理室内から搬出する搬出工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第一膜はボロン原子含有シリコンゲルマニウム膜であり
前記第二膜はボロン原子含有シリコン膜である請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第一膜の膜中のゲルマニウム原子割合が２９％以上であり１００％以下である請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第一及び第二の成膜工程で、
前記シリコン原子含有ガスはＳｉＨ４ガス又はＳｉ２Ｈ６ガス又はＳｉＨ２Ｃｌ２ガスであり、
前記ボロン原子含有ガスはＢＣｌ3ガス又はＢ2Ｈ6ガス又はＢＦ3ガスであり、
前記ゲルマニウム原子含有ガスはＧｅＨ４ガス又はＧｅ２Ｈ６ガスである、
請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
処理室内に基板を搬入する搬入工程と、
前記処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して基板上に第一膜を成膜する第一成膜工程と、
前記処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記第一膜上に前記第一膜よりゲルマニウム原子割合が小さい、第二膜を成膜する第二成膜工程と、
前記基板を前記処理室内から搬出する搬出工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第一膜はボロン原子含有シリコンゲルマニウム膜であり、
前記第二膜は前記第一膜より膜中のゲルマニウム原子割合が小さいボロン原子含有シリコンゲルマニウム膜である請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
第二膜中の膜中のゲルマニウム原子割合が２２％以上であり、５８％以下であり、前記第二膜の膜中の前記ゲルマニウム原子割合は前記第一膜の膜中の前記ゲルマニウム原子割合より小さい、請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第一及び第二の成膜工程で、
前記シリコン原子含有ガスはＳｉＨ４ガス又はＳｉ２Ｈ６ガス又はＳｉＨ２Ｃｌ２ガスであり、
前記ボロン原子含有ガスはＢＣｌ3ガス又はＢ2Ｈ6ガス又はＢＦ3ガスであり、
前記ゲルマニウム原子含有ガスはＧｅＨ４ガス又はＧｅ２Ｈ６ガスである、
請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第一膜と前記第二膜とを成膜して所定の膜厚を有する抵抗膜を形成し、前記抵抗膜中の前記第一膜の膜厚の割合を変更して、所定の抵抗値を確保する請求項１乃至８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第一成膜工程及び前記第二成膜工程では、前記基板の温度は３８０℃以上であり、４８０℃以下であり、前記基板の温度を同じ温度で制御した状態で行なう請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
基板を処理する前記処理室と、
前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスを供給するシリコン原子含有ガス供給系と、
前記処理室内に前記ボロン原子含有ガスを供給するボロン原子含有ガス供給系と、
前記処理室内に前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給するゲルマニウム原子含有ガス供給系と、
前記シリコン原子含有ガス供給系と前記ボロン原子含有ガス供給系とゲルマニウム原子含有ガス供給系が前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスと前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記基板上に前記第一膜を成膜し、前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスを供給して前記第一膜上に第二膜を成膜し、第一膜及び第二膜の成膜条件を変更できるように制御するコントローラとを有する基板処理装置。
【請求項１２】
基板を処理する前記処理室と、
前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスを供給するシリコン原子含有ガス供給系と、
前記処理室内に前記ボロン原子含有ガスを供給するボロン原子含有ガス供給系と、
前記処理室内に前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給するゲルマニウム原子含有ガス供給系と、
前記シリコン原子含有ガス供給系と前記ボロン原子含有ガス供給系とゲルマニウム原子含有ガス供給系が前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記基板上に第一膜を成膜し、前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスと前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記第一膜上に前記第一膜より膜中のゲルマニウム原子割合が小さい第二膜を成膜し、第一膜及び第二膜の成膜条件を変更できるように制御するコントローラと、を有する基板処理装置。
【請求項１】
処理室内に基板を搬入する搬入工程と、
前記処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記基板上に第一膜を成膜する第一成膜工程と
前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスを供給して前記第一膜上に第二膜を成膜する第二成膜工程と、
前記基板を前記処理室内から搬出する搬出工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第一膜はボロン原子含有シリコンゲルマニウム膜であり
前記第二膜はボロン原子含有シリコン膜である請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第一膜の膜中のゲルマニウム原子割合が２９％以上であり１００％以下である請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第一及び第二の成膜工程で、
前記シリコン原子含有ガスはＳｉＨ４ガス又はＳｉ２Ｈ６ガス又はＳｉＨ２Ｃｌ２ガスであり、
前記ボロン原子含有ガスはＢＣｌ3ガス又はＢ2Ｈ6ガス又はＢＦ3ガスであり、
前記ゲルマニウム原子含有ガスはＧｅＨ４ガス又はＧｅ２Ｈ６ガスである、
請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
処理室内に基板を搬入する搬入工程と、
前記処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して基板上に第一膜を成膜する第一成膜工程と、
前記処理室内にシリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記第一膜上に前記第一膜よりゲルマニウム原子割合が小さい、第二膜を成膜する第二成膜工程と、
前記基板を前記処理室内から搬出する搬出工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第一膜はボロン原子含有シリコンゲルマニウム膜であり、
前記第二膜は前記第一膜より膜中のゲルマニウム原子割合が小さいボロン原子含有シリコンゲルマニウム膜である請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
第二膜中の膜中のゲルマニウム原子割合が２２％以上であり、５８％以下であり、前記第二膜の膜中の前記ゲルマニウム原子割合は前記第一膜の膜中の前記ゲルマニウム原子割合より小さい、請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第一及び第二の成膜工程で、
前記シリコン原子含有ガスはＳｉＨ４ガス又はＳｉ２Ｈ６ガス又はＳｉＨ２Ｃｌ２ガスであり、
前記ボロン原子含有ガスはＢＣｌ3ガス又はＢ2Ｈ6ガス又はＢＦ3ガスであり、
前記ゲルマニウム原子含有ガスはＧｅＨ４ガス又はＧｅ２Ｈ６ガスである、
請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第一膜と前記第二膜とを成膜して所定の膜厚を有する抵抗膜を形成し、前記抵抗膜中の前記第一膜の膜厚の割合を変更して、所定の抵抗値を確保する請求項１乃至８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第一成膜工程及び前記第二成膜工程では、前記基板の温度は３８０℃以上であり、４８０℃以下であり、前記基板の温度を同じ温度で制御した状態で行なう請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
基板を処理する前記処理室と、
前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスを供給するシリコン原子含有ガス供給系と、
前記処理室内に前記ボロン原子含有ガスを供給するボロン原子含有ガス供給系と、
前記処理室内に前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給するゲルマニウム原子含有ガス供給系と、
前記シリコン原子含有ガス供給系と前記ボロン原子含有ガス供給系とゲルマニウム原子含有ガス供給系が前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスと前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記基板上に前記第一膜を成膜し、前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスを供給して前記第一膜上に第二膜を成膜し、第一膜及び第二膜の成膜条件を変更できるように制御するコントローラとを有する基板処理装置。
【請求項１２】
基板を処理する前記処理室と、
前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスを供給するシリコン原子含有ガス供給系と、
前記処理室内に前記ボロン原子含有ガスを供給するボロン原子含有ガス供給系と、
前記処理室内に前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給するゲルマニウム原子含有ガス供給系と、
前記シリコン原子含有ガス供給系と前記ボロン原子含有ガス供給系とゲルマニウム原子含有ガス供給系が前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスとボロン原子含有ガスとゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記基板上に第一膜を成膜し、前記処理室内に前記シリコン原子含有ガスと前記ボロン原子含有ガスと前記ゲルマニウム原子含有ガスを供給して前記第一膜上に前記第一膜より膜中のゲルマニウム原子割合が小さい第二膜を成膜し、第一膜及び第二膜の成膜条件を変更できるように制御するコントローラと、を有する基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−１７７３３１（Ｐ２０１０−１７７３３１Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６４３６（Ｐ２００９−１６４３６）
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【出願人】（５００１７４２４７）エルピーダメモリ株式会社 (2,599)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【出願人】（５００１７４２４７）エルピーダメモリ株式会社 (2,599)
【Ｆターム（参考）】
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