半導体装置の製造方法及び製造装置
【課題】 本発明の目的は、ＣＶＤ法等で膜を堆積するにあたり、不純物の除去、更なる膜の改質、膜の安定化を図るものである。
【解決手段】第一の原料と基板に含まれたシリコン成分が結合しない温度で基板を支持するステップと、少なくとも第一の原料を含む材料を処理室に供給し、励起し、前記素子分離領域に、所望の厚みの堆積層を形成する第一の基板処理ステップとを有する第一処理と、第一の原料を含まず、第二の原料を含む材料を処理室に供給し、励起し、前記堆積層を反応、蒸発、もしくは改質する第二の基板処理ステップとを有する第二処理と、前記第一処理と前記第二処理を繰り返すよう処理する基板処理方法
【解決手段】第一の原料と基板に含まれたシリコン成分が結合しない温度で基板を支持するステップと、少なくとも第一の原料を含む材料を処理室に供給し、励起し、前記素子分離領域に、所望の厚みの堆積層を形成する第一の基板処理ステップとを有する第一処理と、第一の原料を含まず、第二の原料を含む材料を処理室に供給し、励起し、前記堆積層を反応、蒸発、もしくは改質する第二の基板処理ステップとを有する第二処理と、前記第一処理と前記第二処理を繰り返すよう処理する基板処理方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給されたガスを励起し基板を処理する基板処理技術に関するものであり、例えば、半導体集積回路（以下、ＩＣという。）が作り込まれる半導体基板（例えば、半導体ウエハ）に、酸化膜等を堆積（デポジション）して成膜等する上で有効な、半導体装置の製造方法と製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの回路を製造する過程では、様々な方法で成膜している。例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｏｎ）法では、気相反応を用いて、膜の堆積等をしている。気相反応を実現させるためには、加熱処理やプラズマ処理、マイクロ波や紫外光照射処理等によって、励起や分解をしている。
【０００３】
このＣＶＤ法によって堆積された膜は、選択した材料によっては次の点が求められる。
例えば、不純物の除去、更なる膜の改質、膜の安定化である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−９５９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ＣＶＤ法等で膜を堆積するにあたり、不純物の除去、更なる膜の改質、膜の安定化を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものは、次のとおりである。
すなわち、第一の原料と基板に含まれたシリコン成分が結合しない温度で基板を支持するステップと、少なくとも第一の原料を含む材料を処理室に供給し、励起し、前記素子分離領域に、所望の厚みの堆積層を形成する第一の基板処理ステップとを有する第一処理と、第一の原料を含まず、第二の原料を含む材料を処理室に供給し、励起し、前記堆積層を反応、蒸発、もしくは改質する第二の基板処理ステップとを有する第二処理と、前記第一処理と前記第二処理を繰り返すよう処理する基板処理方法である。
【発明の効果】
【０００７】
このように半導体装置の製造方法を構成すると、高アスペクト比で狭い幅の溝内等に、良質な膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法を実施可能な、半導体製造装置の構成例（垂直断面図）である。
【図２】本発明の第１実施例における処理工程を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例における処理工程を示す図である。
【図４】本発明の第３実施例における処理工程を示す図である。
【図５】本発明の第４実施例における処理工程を示す図である。
【図６】本発明の第５実施例における処理工程を示す図である。
【図７】本発明の第６実施例における処理工程を示す図である。
【図８】本発明の第７実施例における処理工程を示す図である。
【図９】本発明の第８実施例における処理工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の半導体装置の製造方法を実施する半導体製造装置の構成例について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の半導体装置の製造方法を実施可能な半導体製造装置１００の垂直断面図である。図１において、１は、その内部で基板を処理する基板処理室、すなわち、本発明の半導体装置製造工程を行う基板処理室。２は処理対象の基板であり、該基板２上にＩＣが形成される。３は、基板２を処理する際に、基板２を支持する基板支持部。４は、供給されたガスを励起する励起部。５は、基板2が所望の温度より高い温度に加熱された場合に、基板2を冷却する冷却部である。この冷却部は、冷却液が流れる管から構成され、冷却液を流すことで、基板を冷却するものである。６は、基板２を加熱するためのヒータユニットで、本実施の形態では、抵抗ヒータで構成されている。７は、基板２の温度を検出するための温度検出器。８は、有機物（炭素、水素）の残留量を計測する残留ガス計測計。９は、処理室１内の圧力等を制御する制御部である。ヒータユニット６と温度検出器７は、制御部９に電気的に接続される。制御部９は、基板２の温度が所望のタイミングにて所望の温度分布となるように、前記温度検出器７により検出された温度情報に基づいて、ヒータユニット６への通電量を制御する。
【００１０】
次に、処理ガス等のガス供給系について説明する。図１に示すように、処理室１のガス導入管１４には、第一ガス供給管１５、第二ガス供給管２５、第三ガス供給管３５、第四ガス供給管４５が接続されている。
第一ガス供給管１５には、上流から順に、第一ガスを供給する第一ガス供給源１３、流量制御装置であるＭＦＣ（マスフローコントローラ）１２、開閉バルブ１１がそれぞれ設けられている。第二ガス供給管２５には、上流から順に、例えば、Ｎ２（窒素）等の不活性ガスを供給する第二ガス供給源２３、ＭＦＣ２２、開閉バルブ２１がそれぞれ設けられている。
【００１１】
第三ガス供給管３５には、上流から順に、第三ガスを供給する第三ガス供給源３３、流量制御装置であるＭＦＣ（マスフローコントローラ）３２、開閉バルブ３１がそれぞれ設けられている。第四ガス供給管４５には、上流から順に、例えば、Ｎ２（窒素）等の不活性ガスを供給する第四ガス供給源４３、ＭＦＣ４２、開閉バルブ４１がそれぞれ設けられている。
【００１２】
ＭＦＣ１２、２２、３２、４２及び開閉バルブ１１、２１、３１、４１は、制御部９に電気的に接続されている。制御部９は、処理室１内に供給するガスの種類が所望のタイミングにて所望のガス種となるよう、また、供給するガスの流量が所望のタイミングにて所望の流量となるよう、ＭＦＣ１２、２２、３２、４２及び開閉バルブ１１、２１、３１、４１を制御する。
【００１３】
励起部４は、種々の励起方式を達成するための機構の内一つから選択される。
励起方式としては、高周波プラズマ生成方式、マイクロ波プラズマ生成方式、真空紫外光照射方式等があり、機構はそれらの方式に合わせたものが採用される。
【００１４】
次に、処理室１のガス排気系について説明する。図１に示すように、処理室１内の雰囲気を排気するガス排気管６４には、上流から順に、残留ガス計測計８、圧力センサ６１、圧力調整バルブであるＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ６２、真空排気装置である真空ポンプ６３が設けられている。真空ポンプ６３は、処理室１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう、処理室１内を真空排気する。ＡＰＣバルブ６２、圧力センサ６１、残留ガス計測計８は、制御部９に電気的に接続されている。制御部９は、処理室１内の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力となるように、圧力センサ６１により検出された圧力値に基づいて、ＡＰＣバルブ６２の開度を制御する。また、制御部９は、処理室１内の残留ガス濃度が所定の分圧以下となるよう、真空ポンプ６３による排気を行う。
前記制御部９は、図示しない操作部、入出力部等を備えており、レシピ（成膜プロセスの制御シーケンス）に基づく温度制御や圧力制御、流量制御および機械駆動制御等を行う。また、制御部９は、ハードウェア構成として、ＣＰＵ（中央演算ユニット）とメモリとを備えるものである。
【００１５】
＜実施例１＞
続いて、図１、２を用いて、本発明の第一実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図２は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。「Process Gas A」「Process Gas B」では、「供給」は、ガスＡもしくはガスBを、処理室１内に供給することを表している。「停止」は、ガスＡもしくはガスBを、処理室１へ供給することを停止することを表している。「Pump Down」では、Ｆｕｌｌ Ｏｐｅｎは、ＡＰＣバルブ６２が開の状態であり、かつ真空ポンプ６３により処理室内の雰囲気を排気する状態である。ＴｈｒｏｔｔｌｅはＡＰＣバルブ６２が閉の状態であり、真空ポンプ６３により処理室無いの雰囲気を排気していない状態である。
【００１６】
＜Ｐ１１ 基板搬入工程＞
所定の処理がされた基板２が、基板搬入口（図示しない）から基板処理室１内の基板支持部３に支持される。所定の処理とは、例えば素子間に素子分離溝を形成した状態を言う。
続いて、排気管６４を介して真空ポンプ６３により、基板処理室１の内部が所定の真空度（例えば、２０Ｐａ）に減圧される（Ｓ１０１）。この減圧処理により、気体の置換速度を早くし吸着物或いは膜中残留物の脱離を促進する。基板２の温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、例えば１００℃以下とする。
冷却部５及びヒータユニット６は、基板２の温度を第一ガスとシリコン分子が結合しない温度に調整する。冷却部５のみ、もしくはヒータユニット６のみで、基板２を所定の温度とすることができる場合は、いずれか一方のみ使用して、温度を調整しても良い。
【００１７】
＜Ｐ１２ 第一の基板処理工程＞
次に、処理室１内に搬入された基板２の処理方法を説明する。
第一の基板処理工程において、所定の第一ガス（ガスＡ）が、第一ガス供給源１３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ１０２）。このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一ガスが、基板処理室１に供給されている状態において、真空ポンプ６３により基板処理室１内を所定の圧力に調整し、材料ガスに向けて、励起部４によって第一ガスを励起する。
励起された第一ガスは、基板２上に晒される。晒された第一ガスは、流動性を持つ状態で基板２上に吸着される。吸着された第一ガスは、例えば素子間に流れ込み、絶縁膜を形成する。
【００１８】
形成された膜は、所定の膜厚以下、例えば１０ｎｍ以下とする。
１０ｎｍ以下とすることで、後ほど説明する第二の基板処理工程において、効率的に、膜中の不純物等の脱離、及び新たにドープされた材料の拡散が可能となる。
逆に、１０ｎｍより厚い場合、次の問題が考えられる。
第一に、不純物等の脱離が不十分となる点、第二に、新たにドープされた材料の拡散が不十分となる点が挙げられる。
不純物等の脱利が不十分となる点については、膜表面から１０ｎｍより深い箇所に不純物があった場合、膜中から膜表面への移動に時間がかかるため、所望の時間内に脱離することができなくなり、スループットが低くなってしまう。不純物の膜中の移動は、基板を加熱することで早くすることができるが、この場合、膜表面が変質し硬化されてしまうことがある。結果、その硬化層が不純物の離脱を邪魔することになり、膜中に不純物が取り残されてしまう。
一方、新たにドープされた材料の拡散が不十分という点については、新たにドープされた材料については、１０ｎｍより深い箇所にドープする場合、膜中の移動に時間がかかるため、所望の時間内に１０ｎｍより深い場所に材料を拡散させることができず、材料が不均一な状態となってしまう。また、時間をかけて拡散させることも考えられるが、スループットが低くなってしまう。
以上より、膜厚を１０ｎｍ以内とすることが望ましい。
【００１９】
＜Ｐ１３ 第二の基板処理工程＞
第一の基板処理の後、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ１０３）。供給されたガスＢは、励起部４によって励起される。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一の基板処理工程（Ｐ１２）で形成された膜に対して、励起されたガスＢを晒すことで、膜とガスＢが反応し、膜の不純物除去、膜質の改質、安定化を実現する。
このときの基板２の温度は、ガスＡ（第一ガス）を材料とした膜と、基板２のシリコン分子が結合しない温度とする。このような温度とすることで、励起されたガスＢ（第二ガス）の成分が、膜中で早急に拡散することが可能となる。また、同時に、第一の基板処理工程（Ｐ１２）で含まれた不純物を脱利させることができる。また、膜中に早急に拡散が可能であるので、膜の安定化、改質も可能である。
これにより、良質な膜を作ることができる。
【００２０】
＜Ｐ１４ 排気処理＞
第二の基板処理工程（Ｐ１３）の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ１０４)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３及び第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、第二の基板処理工程（Ｐ１３）にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００２１】
＜Ｐ１５ サイクル処理工程＞
排気処理の後、Ｐ１２からＰ１４の成膜、排気処理を繰り返す。
このように、良質な膜を積層することで、良質且つ所望の膜厚の膜を形成することができる。
【００２２】
なお、上記の（Ｐ１２）（Ｐ１３）における圧力は、すべて同一の圧力としてもよいし、必要に応じ、異なる圧力としてもよい。
また、基板温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度であれば良く、すべての工程で同一の基板温度としてもよいし、必要に応じ、異なる基板温度としてもよい。
【００２３】
＜Ｐ１６ 基板搬出工程＞
以上のようにして所望の膜が形成された後に、窒素ガス等の不活性ガスが、不活性ガス供給源４３から処理室１に供給される。不活性ガスにより、基板処理室１内が置換され、図示しない基板搬送室と同程度の圧力に復帰した後に、処理済みの基板２が処理室１の外部、即ち基板搬送室に搬出される。
【００２４】
＜実施例２＞
続いて、図１、３を用いて、本発明の第二実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図３は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。実施例１（図２）と同様の表現は、同様の意味であるので、説明を省略する。
【００２５】
＜Ｐ２１ 基板搬入工程＞
所定の処理がされた基板２が、基板搬入口（図示しない）から基板処理室１内の基板支持部３に支持される。所定の処理とは、例えば素子間に素子分離溝を形成した状態を言う。
続いて、排気管６４を介して真空ポンプ６３により、基板処理室１の内部が所定の真空度（例えば、２０Ｐａ）に減圧される（Ｓ２０１）。この減圧処理により、気体の置換速度を早くし吸着物或いは膜中残留物の脱離を促進する。基板２の温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、例えば１００℃以下とする。
冷却部５及びヒータユニット６は、基板２の温度を第一ガスとシリコン分子が結合しない温度に調整する。冷却部５のみ、もしくはヒータユニット６のみで、基板２を所定の温度とすることができる場合は、いずれか一方のみ使用して、温度を調整しても良い。
【００２６】
＜Ｐ２２ 基板処理工程＞
次に、処理室１内に搬入された基板２の処理方法を説明する。
本基板処理工程において、所定の第一ガス（ガスＡ）が、第一ガス供給源１３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ２０２）。このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
更に、第一ガス供給と並行して、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ２０３）。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
励起された第一ガス及び第三ガスは、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度で基板２上に晒される。晒された第一ガス及び第三ガスは励起部４により励起され、互いに反応し、流動性を持つ状態で基板２上に吸着される。吸着されたガスは、例えば素子間に流れ込み、絶縁膜を形成する。
第一ガス（ガスＡ）と第二ガス（ガスＢ）が反応し、不純物が少ない膜を形成することができる。また、予め安定した膜を形成することができる。
これにより、良質な膜を作ることができる。
【００２７】
このときの基板２の温度は、前述のように、ガスＡ（第一ガス）を材料とした膜と、基板２のシリコン分子が結合しない温度とする。このような温度とすることで、成膜しつつ不純物を含まないよう、また膜を安定化するよう、処理することができる。
【００２８】
＜Ｐ２３ 排気処理＞
第二の基板処理（Ｐ２２）の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ２０４)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３及び第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ２２にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００２９】
＜Ｐ２４ サイクル処理工程＞
排気処理（Ｐ２３）の後、Ｐ２２からＰ２３の成膜、排気処理を繰り返す。
このように、良質な膜を積層することで、良質且つ所望の膜厚の膜を形成することができる。
また、後のサイクルにおいて、排気が次のガス供給と重なっても良い。これによって、次の効果を有する。
ａ）重なることで気相反応を故意に発生させる事で吸着物の物理吸着だけでなく化学吸着の効果を持たせることで成長速度を向上させる。ｂ）表面層に気体分子を衝突させることで表面吸着分子を物理的に除去する。ｃ）表面改質（電荷・電位・中性化）等を行う。
【００３０】
＜Ｐ２５ 基板搬出工程＞
以上のようにして所望の膜が形成された後に、窒素ガス等の不活性ガスが、不活性ガス供給源４３から処理室１に供給される。不活性ガスにより、基板処理室１内が置換され、図示しない基板搬送室と同程度の圧力に復帰した後に、処理済みの基板２が処理室１の外部、即ち基板搬送室に搬出される。
【００３１】
＜実施例３＞
続いて、図１、４を用いて、本発明の第三実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図４は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。実施例１（図２）と同様の表現は、同様の意味であるので、説明を省略する。
【００３２】
＜Ｐ３１ 基板搬入工程＞
所定の処理がされた基板２が、基板搬入口（図示しない）から基板処理室１内の基板支持部３に支持される。所定の処理とは、例えば素子間に素子分離溝を形成した状態を言う。
続いて、排気管６４を介して真空ポンプ６３により、基板処理室１の内部が所定の真空度（例えば、２０Ｐａ）に減圧される（Ｓ３０１）。この減圧処理により、気体の置換速度を早くし吸着物或いは膜中残留物の脱離を促進する。基板２の温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、例えば１００℃以下とする。
冷却部５及びヒータユニット６は、基板２の温度を第一ガスとシリコン分子が結合しない温度に調整する。冷却部５のみ、もしくはヒータユニット６のみで、基板２を所定の温度とすることができる場合は、いずれか一方のみ使用して、温度を調整しても良い。
【００３３】
＜Ｐ３２ 第一の基板処理工程＞
次に、処理室１内に搬入された基板２の処理方法を説明する。
第一の基板処理工程において、所定の第一ガス（ガスＡ）が、第一ガス供給源１３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ３０２）。このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一ガスが、基板処理室１に供給されている状態において、真空ポンプ６３により基板処理室１内を所定の圧力に調整し、材料ガスに向けて、励起部４によって第一ガスを励起する。
励起された第一ガスは、基板２上に晒される晒された第一ガスは、流動性を持つ状態で基板２上に吸着される。吸着された第一ガスは、例えば素子間に流れ込み、絶縁膜を形成する。
【００３４】
形成された膜は、所定の膜厚以下、例えば１０ｎｍ以下とする。
１０ｎｍ以下とすることで、後ほど説明する第二の基板処理工程において、膜中の不純物等の脱離、及び新たにドープされた材料の拡散を効率的にすることができる。
逆に、１０ｎｍより厚い場合、次の問題が考えられる。
第一に、不純物等の脱離が不十分となる点、第二に、新たにドープされた材料の拡散が不十分となる点が挙げられる。
不純物等の脱利が不十分となる点については、膜表面から１０ｎｍより深い箇所に不純物があった場合、膜中から膜表面への移動に時間がかかるため、所望の時間内に脱離することができなくなり、スループットが低くなってしまう。不純物の膜中の移動は、基板を加熱することで早くすることができるが、この場合、膜表面が変質し硬化されてしまうことがある。結果、その硬化層が不純物の離脱を邪魔することになり、膜中に不純物が取り残されてしまう。
一方、新たにドープされた材料の拡散が不十分という点については、新たにドープされた材料については、１０ｎｍより深い箇所にドープする場合、膜中の移動に時間がかかるため、所望の時間内に１０ｎｍより深い場所に材料を拡散させることができず、材料が不均一な状態となってしまう。また、時間をかけて拡散させることも考えられるが、スループットが低くなってしまう。
以上より、膜厚を１０ｎｍ以内とすることが望ましい。
【００３５】
＜Ｐ３３ 第一の排気処理工程＞
第一の基板処理工程（Ｐ３２）の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ３０３)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ３２にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
また、後述する第三ガスと第一ガスが混合することを防ぐ。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００３６】
＜Ｐ３４ 第二の基板処理工程＞
第一の排気処理の後、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ３０４）。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一の基板処理工程（Ｐ１２）で形成された膜に対して、励起されたガスＢを晒すことで、膜とガスＢが反応し、膜の不純物除去、膜質の改質、安定化を実現する。
このときの基板２の温度は、ガスＡ（第一ガス）を材料とした膜と、基板２のシリコン分子が結合しない温度とする。このような温度とすることで、励起されたガスＢ（第二ガス）の成分が、膜中で早急に拡散することが可能となる。また、同時に、第一の基板処理工程（Ｐ１２）で含まれた不純物を脱利させることができる。また、膜中に早急に拡散が可能であるので、膜の安定化、改質も可能である。
これにより、良質な膜を作ることができる。
【００３７】
＜Ｐ３４ 第二の排気処理工程＞
第二の基板処理工程（Ｐ３３）の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ３０５)。
ここでは、パージガスとして、第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ３３にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００３８】
＜Ｐ３５ サイクル処理工程＞
第二の排気処理工程（Ｐ３４）の後、Ｐ３２からＰ３４の成膜、排気処理を繰り返す。
このように、良質な膜を積層することで、良質且つ所望の膜厚の膜を形成することができる。
【００３９】
なお、上記の（Ｐ３２）（Ｐ３４）における圧力は、すべて同一の圧力としてもよいし、必要に応じ、異なる圧力としてもよい。
また、基板温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度であれば良く、すべての工程で同一の基板温度としてもよいし、必要に応じ、異なる基板温度としてもよい。
【００４０】
＜Ｐ３６ 基板搬出工程＞
以上のようにして所望の膜が形成された後に、窒素ガス等の不活性ガスが、不活性ガス供給源４３から処理室１に供給される。不活性ガスにより、基板処理室１内が置換され、図示しない基板搬送室と同程度の圧力に復帰した後に、処理済みの基板２が処理室１の外部、即ち基板搬送室に搬出される。
【００４１】
＜実施例４＞
続いて、図１、５を用いて、本発明の第四実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図４は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。実施例１（図２）と同様の表現は、同様の意味であるので、説明を省略する。
【００４２】
＜Ｐ４１ 基板搬入工程＞
所定の処理をされた基板２が、基板搬入口（図示しない）から基板処理室１内の基板支持部３に支持される。所定の処理とは、例えば素子間に素子分離溝を形成した状態を言う。
続いて、排気管６４を介して真空ポンプ６３により、基板処理室１の内部が所定の真空度（例えば、２０Ｐａ）に減圧される。基板２の温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、例えば１００℃以下とする。
冷却部５及びヒータユニット６は、基板２の温度を第一ガスとシリコン分子が結合しない温度に調整する。冷却部５のみ、もしくはヒータユニット６のみで、基板２を所定の温度とすることができる場合は、いずれか一方のみ使用して、温度を調整しても良い。
【００４３】
＜Ｐ４２ 基板処理工程＞
次に、処理室１内に搬入された基板２の処理方法を説明する。
基板処理工程において、所定の第一ガス（ガスＡ）が、第一ガス供給源１３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ４０１）。このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一ガスが、基板処理室１に供給されている状態において、真空ポンプ６３により基板処理室１内を所定の圧力に調整し、材料ガスに向けて、励起部４によって第一ガスを励起する。
【００４４】
第一ガスの供給を開始し、所定の時間を経過後、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ４０２）。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
励起された第一ガス及び第三ガスは、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、である基板２上に晒される。晒された第一ガス及び第三ガスは、流動性を持つ状態で基板２上に吸着され、それが例えば素子間に流れ込む。これにより、素子間に絶縁膜を形成する。
第一ガス（ガスＡ）と第二ガス（ガスＢ）が反応し、不純物が少ない膜を形成することができる。また、予め安定した膜を形成することができる。
これにより、良質な膜を作ることができる。
【００４５】
このときの基板２の温度は、前述のように、ガスＡ（第一ガス）を材料とした膜と、基板２のシリコン分子が結合しない温度とする。このような温度とすることで、成膜しつつ不純物を含まないよう、また膜を安定化するよう、処理することができる。
【００４６】
第三ガスを供給する前に形成された膜は、所定の膜厚以下、例えば１０ｎｍ以下としても良い。
１０ｎｍ以下とすることで、ガスＢ供給時、膜中の不純物等の脱離、及び新たにドープされた材料の拡散を効率的にすることができる。
１０ｎｍより厚い場合、次の問題が考えられる。
第一に、不純物等の脱離が不十分となる点、第二に、新たにドープされた材料の拡散が不十分となる点が挙げられる。
不純物等の脱利が不十分となる点については、膜表面から１０ｎｍより深い箇所に不純物があった場合、膜中から膜表面への移動に時間がかかるため、所望の時間内に脱離することができなくなり、スループットが低くなってしまう。不純物の膜中の移動は、基板を加熱することで早くすることができるが、この場合、膜表面が変質し硬化されてしまうことがある。結果、その硬化層が不純物の離脱を邪魔することになり、膜中に不純物が取り残されてしまう。
一方、新たにドープされた材料の拡散が不十分という点については、新たにドープされた材料については、１０ｎｍより深い箇所にドープする場合、膜中の移動に時間がかかるため、所望の時間内に１０ｎｍより深い場所に材料を拡散させることができず、材料が不均一な状態となってしまう。また、時間をかけて拡散させることも考えられるが、スループットが低くなってしまう。
以上より、膜厚を１０ｎｍ以内とすることが望ましい。
【００４７】
＜Ｐ４３ 排気処理＞
第一の基板処理の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ４０３)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３及び第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ４２にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００４８】
＜Ｐ４４ サイクル処理工程＞
排気処理の後、Ｐ４２からＰ４３の成膜、排気処理を繰り返す。
このように、良質な膜を積層することで、良質且つ所望の膜厚の膜を形成することができる。
【００４９】
＜Ｐ４６ 基板搬出工程＞
以上のようにして所望の膜が形成された後に、窒素ガス等の不活性ガスが、不活性ガス供給源４３から処理室１に供給される。不活性ガスにより、基板処理室１内が置換され、図示しない基板搬送室と同程度の圧力に復帰した後に、処理済みの基板２が処理室１の外部、即ち基板搬送室に搬出される。
【００５０】
＜実施例５＞
続いて、図１、６を用いて、本発明の第五実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図６は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。実施例１（図２）と同様の表現は、同様の意味であるので、説明を省略する。
実施例５は、実施例４とほぼ同様であるが、基板処理工程において、ガスＡを供給する前に、ガスＢを先に供給する点で異なる。次に実施例４との相違点のみ説明する。
【００５１】
＜基板処理工程＞
基板が処理室１内に搬入された後、ガスＢが処理室１内に供給される（Ｓ５０１）。ガスＢを供給後、所定の時間が経過した後、ガスＡが処理室１内に供給される（Ｓ５０２）。次に、ガスＡ及びガスＢの供給を停止する。
【００５２】
第一の基板処理の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ５０３)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３及び第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ４２にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００５３】
＜実施例６＞
続いて、図１、７を用いて、本発明の第六実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図７は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。実施例１（図２）と同様の表現は、同様の意味であるので、説明を省略する。
【００５４】
＜Ｐ６１ 基板搬入工程＞
所定の処理をされた基板２が、基板搬入口（図示しない）から基板処理室１内の基板支持部３に支持される。所定の処理とは、例えば素子間に素子分離溝を形成した状態を言う。
続いて、排気管６４を介して真空ポンプ６３により、基板処理室１の内部が所定の真空度（例えば、２０Ｐａ）に減圧される（Ｓ６０１）。基板２の温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、例えば１００℃以下とする。
冷却部５及びヒータユニット６は、基板２の温度を第一ガスとシリコン分子が結合しない温度に調整する。冷却部５のみ、もしくはヒータユニット６のみで、基板２を所定の温度とすることができる場合は、いずれか一方のみ使用して、温度を調整しても良い。
【００５５】
＜Ｐ６２ 基板処理工程＞
次に、処理室１内に搬入された基板２の処理方法を説明する。
基板処理工程において、所定の第一ガス（ガスＡ）が、第一ガス供給源１３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ６０２）。このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
更に、第一ガス供給と並行して、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ６０３）。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第三ガスの供給を停止した後は、所定の時間、第一ガスを供給し続ける。
励起部４によって励起された第一ガス及び第三ガスは、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、である基板２上に晒される。晒された第一ガス及び第三ガスは、流動性を持つ状態で基板２上に吸着する。吸着されたガスは、例えば素子間に流れ込み、絶縁膜を形成する。
【００５６】
以上のように、励起された第一ガス（ガスＡ）と第二ガス（ガスＢ）が反応し、不純物が少ない膜を形成することができる。また、予め安定した膜を形成することができる。
【００５７】
さらに、第一ガスのラジカルの寿命は第三ガスラジカルの寿命に比べ短い場合、第三ガス供給の後、継続して第三ガスを供給することで、ガスＡ及びガスＢの反応を収束を制御することができる。
反応の収束を制御することで、ガスＢとシリコン基板に間の過度の反応や成膜を防止することができる。
【００５８】
＜Ｐ６３ 排気処理＞
第一の基板処理の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ６０４)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３及び第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ６２にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００５９】
＜Ｐ６４ サイクル処理工程＞
排気処理の後、Ｐ６２からＰ６３の成膜、排気処理を繰り返す。
このように、良質な膜を積層することで、良質且つ所望の膜厚の膜を形成することができる。
【００６０】
＜Ｐ６５ 基板搬出工程＞
以上のようにして所望の膜が形成された後に、窒素ガス等の不活性ガスが、不活性ガス供給源４３から処理室１に供給される。不活性ガスにより、基板処理室１内が置換され、図示しない基板搬送室と同程度の圧力に復帰した後に、処理済みの基板２が処理室１の外部、即ち基板搬送室に搬出される。
【００６１】
＜実施例７＞
続いて、図１、８を用いて、本発明の第七実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図８は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。実施例１（図２）と同様の表現は、同様の意味であるので、説明を省略する。
【００６２】
＜Ｐ７１ 基板搬入工程＞
所定の処理がされた基板２が、基板搬入口（図示しない）から基板処理室１内の基板支持部３に支持される。所定の処理とは、例えば素子間に素子分離溝を形成した状態を言う。
続いて、排気管６４を介して真空ポンプ６３により、基板処理室１の内部が所定の真空度（例えば、２０Ｐａ）に減圧される。基板２の温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、例えば１００℃以下とする。
冷却部５及びヒータユニット６は、基板２の温度を第一ガスとシリコン分子が結合しない温度に調整する。冷却部５のみ、もしくはヒータユニット６のみで、基板２を所定の温度とすることができる場合は、いずれか一方のみ使用して、温度を調整しても良い。
【００６３】
＜Ｐ７２ 第一の基板処理工程＞
次に、処理室１内に搬入された基板２の処理方法を説明する。
第一の基板処理工程において、所定の第一ガス（ガスＡ）が、第一ガス供給源１３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ７０１）。このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一ガスが、基板処理室１に供給されている状態において、真空ポンプ６３により基板処理室１内を所定の圧力に調整し、材料ガスに向けて、励起部４によって第一ガスを励起する。
【００６４】
第一のガスを供給を開始し、所定の時間を経過後、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ７０２）。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
励起された第一ガス及び第三ガスは、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、である基板２上に晒される。晒された第一ガス及び第三ガスは、流動性を持つ状態で基板２上に吸着される。それが例えば素子間に流れ込み、素子間に絶縁膜を形成する。
励起された第一ガス（ガスＡ）と第二ガス（ガスＢ）が反応することで、不純物が少ない膜を形成することができる。また、予め安定した膜を形成することができる。
これにより、良質な膜を作ることができる。
【００６５】
形成された膜は、所定の膜厚以下、例えば１０ｎｍ以下とする。
１０ｎｍ以下とすることで、後ほど説明する第二の基板処理工程において、膜中の不純物等の脱離、及び新たにドープされた材料の拡散を効率的にすることができる。
逆に、１０ｎｍより厚い場合、次の問題が考えられる。
第一に、不純物等の脱離が不十分となる点、第二に、新たにドープされた材料の拡散が不十分となる点が挙げられる。
不純物等の脱利が不十分となる点については、膜表面から１０ｎｍより深い箇所に不純物があった場合、膜中から膜表面への移動に時間がかかるため、所望の時間内に脱離することができなくなり、スループットが低くなってしまう。不純物の膜中の移動は、基板を加熱することで早くすることができるが、この場合、膜表面が変質し硬化されてしまうことがある。結果、その硬化層が不純物の離脱を邪魔することになり、膜中に不純物が取り残されてしまう。
一方、新たにドープされた材料の拡散が不十分という点については、新たにドープされた材料については、１０ｎｍより深い箇所にドープする場合、膜中の移動に時間がかかるため、所望の時間内に１０ｎｍより深い場所に材料を拡散させることができず、材料が不均一な状態となってしまう。また、時間をかけて拡散させることも考えられるが、スループットが低くなってしまう。
以上より、膜厚を１０ｎｍ以内とすることが望ましい。
【００６６】
＜Ｐ７３ 第一の排気処理＞
第一の基板処理の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ７０３)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ７２にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
また、後述する第二の基板処理工程（Ｐ７４）の第三ガスと、第一の基板処理工程（Ｐ７２）の第一ガスが混合することを防ぐ。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００６７】
＜Ｐ７４ 第二の基板処理工程＞
第一の排気処理の後、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ７０４）。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一の基板処理で形成された膜に対して、ガスＢを照射することで、膜とガスＢが反応し、膜の不純物除去、膜質の改質、安定化を実現する。
これにより、良質な膜を作ることができる。
【００６８】
第一の基板処理工程（Ｐ７２）で形成された膜に対して、励起されたガスＢを晒すことで、膜とガスＢが反応し、膜の不純物除去、膜質の改質、安定化を実現する。
このときの基板２の温度は、ガスＡ（第一ガス）を材料とした膜と、基板２のシリコン分子が結合しない温度とする。このような温度とすることで、励起されたガスＢ（第二ガス）の成分が、膜中で早急に拡散することが可能となる。また、同時に、第一の基板処理工程（Ｐ７２）で含まれた不純物を脱利させることができる。また、膜中に早急に拡散が可能であるので、膜の安定化、改質も可能である。
【００６９】
＜Ｐ７５ 第二の排気処理＞
第二の基板処理工程（Ｐ７４）の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ７０５)。
ここでは、パージガスとして、第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ７４にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００７０】
＜Ｐ７６ サイクル処理工程＞
排気処理の後、Ｐ７２からＰ７５の成膜、排気処理を繰り返す。
このように、良質な膜を積層することで、良質且つ所望の膜厚の膜を形成することができる。
【００７１】
なお、上記の（Ｐ７２）（Ｐ７４）における圧力は、すべて同一の圧力としてもよいし、必要に応じ、異なる圧力としてもよい。
また、基板温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度であれば良く、すべての工程で同一の基板温度としてもよいし、必要に応じ、異なる基板温度としてもよい。
【００７２】
＜Ｐ７６ 基板搬出工程＞
以上のようにして所望の膜が形成された後に、窒素ガス等の不活性ガスが、不活性ガス供給源４３から処理室１に供給される。不活性ガスにより、基板処理室１内が置換され、図示しない基板搬送室と同程度の圧力に復帰した後に、処理済みの基板２が処理室１の外部、即ち基板搬送室に搬出される。
【００７３】
＜実施例８＞
続いて、図１、９を用いて、本発明の第八実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図９は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。実施例１（図２）と同様の表現は、同様の意味であるので、説明を省略する。
実施例８は、実施例７とほぼ同様であるが、第一の基板処理工程において、ガスＡを供給する前に、ガスＢを先に供給する点で異なる。次に実施例７との相違点のみ説明する。
【００７４】
＜Ｐ８１ 第一の基板処理工程＞
基板が処理室１内に搬入された後、ガスＢが処理室１内に供給される（Ｓ８０１）。ガスＢを供給後、所定の時間が経過した後、ガスＡが処理室１内に供給される（Ｓ８０２）。次に、ガスＡ及びガスＢの供給を停止する。
【００７５】
＜Ｐ８２ 第一の排気工程＞
第一の基板処理の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ８０３)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３及び第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ８１にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００７６】
＜Ｐ８３ 第二の基板処理工程＞
第一の排気処理工程の後、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ８０４）。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一の基板処理で形成された膜に対して、ガスＢを照射することで、膜とガスＢが反応し、膜の不純物除去、膜質の改質、安定化を実現する。
これにより、良質な膜を作ることができる。
【００７７】
＜Ｐ８５ 第二の排気処理＞
第二の基板処理工程（Ｐ８４）の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ８０５)。
ここでは、パージガスとして、第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ８４にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００７８】
＜Ｐ８６ サイクル処理工程＞
排気処理の後、Ｐ８２からＰ８５の成膜、排気処理を繰り返す。
このように、良質な膜を積層することで、良質且つ所望の膜厚の膜を形成することができる。
【００７９】
なお、上記の（Ｐ８２）（Ｐ８４）における圧力は、すべて同一の圧力としてもよいし、必要に応じ、異なる圧力としてもよい。
また、基板温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度であれば良く、すべての工程で同一の基板温度としてもよいし、必要に応じ、異なる基板温度としてもよい。
【００８０】
続いて、各実施例で使用する材料（ガス）の一例を次に示す。
例えば、絶縁膜であるシリコン酸化膜を形成する場合、ガスＡ、ガスＢとして次のガスが考えられる。
シリコン系ガスである材料Ａは、例えばシラン（ＳｉＨ４）,ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）,ＴＭＳ，ＨＭＤＳＯ，ＨＭＤＳ，ＴＥＯＳ，ＴＲＩＥＳ，ＯＭＣＴＳ，ＴＭＣＴＳ等が挙げられる。
また、材料Ｂである酸化性材料としては、Ｏ２，Ｏ３，Ｎ２Ｏが挙げられる。
【００８１】
シリコン窒化膜を形成する場合は次のガスが考えられる。
シリコン系ガスである材料Ａは、例えばシラン（ＳｉＨ４）,ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）,ＴＭＳ，ＨＭＤＳＯ，ＨＭＤＳ，ＴＥＯＳ，ＴＲＩＥＳ，ＯＭＣＴＳ，ＴＭＣＴＳ等が挙げられる。
また、材料Ｂである窒化系材料としては、Ｎ２，ＮＨ３，Ｎ２Ｏが挙げられる。
【００８２】
シリコン炭化膜を形成する場合は次のガスが考えられる。
シリコン系ガスであるガスＡは、例えばシラン（ＳｉＨ４）,ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）,ＴＭＳ，ＨＭＤＳＯ，ＨＭＤＳ，ＴＥＯＳ，ＴＲＩＥＳ，ＯＭＣＴＳ，ＴＭＣＴＳ等が挙げられる。
また、材料Ｂである炭化系ガスとして、ＣＨ３，ＣＨ４，Ｃ２Ｈ５が挙げられる。
【００８３】
膜の安定化をするためには、次の材料の供給が考えられる。
シリコン系ガスであるガスＡは、例えばシラン（ＳｉＨ４）,ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）,ＴＭＳ，ＨＭＤＳＯ，ＨＭＤＳ，ＴＥＯＳ，ＴＲＩＥＳ，ＯＭＣＴＳ，ＴＭＣＴＳ等が挙げられる。
また、材料Ｂである不活性ガスとしてＨｅ、Ａｒが挙げられる。
これにより、シリコン系ガスによって成膜した後、膜の安定化を図ることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１ 基板処理室
２ 基板
３ 基板支持部
４ 励起部
５ 冷却部
６ ヒータユニット
７ 残留ガス計測系
９ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給されたガスを励起し基板を処理する基板処理技術に関するものであり、例えば、半導体集積回路（以下、ＩＣという。）が作り込まれる半導体基板（例えば、半導体ウエハ）に、酸化膜等を堆積（デポジション）して成膜等する上で有効な、半導体装置の製造方法と製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの回路を製造する過程では、様々な方法で成膜している。例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｏｎ）法では、気相反応を用いて、膜の堆積等をしている。気相反応を実現させるためには、加熱処理やプラズマ処理、マイクロ波や紫外光照射処理等によって、励起や分解をしている。
【０００３】
このＣＶＤ法によって堆積された膜は、選択した材料によっては次の点が求められる。
例えば、不純物の除去、更なる膜の改質、膜の安定化である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−９５９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ＣＶＤ法等で膜を堆積するにあたり、不純物の除去、更なる膜の改質、膜の安定化を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものは、次のとおりである。
すなわち、第一の原料と基板に含まれたシリコン成分が結合しない温度で基板を支持するステップと、少なくとも第一の原料を含む材料を処理室に供給し、励起し、前記素子分離領域に、所望の厚みの堆積層を形成する第一の基板処理ステップとを有する第一処理と、第一の原料を含まず、第二の原料を含む材料を処理室に供給し、励起し、前記堆積層を反応、蒸発、もしくは改質する第二の基板処理ステップとを有する第二処理と、前記第一処理と前記第二処理を繰り返すよう処理する基板処理方法である。
【発明の効果】
【０００７】
このように半導体装置の製造方法を構成すると、高アスペクト比で狭い幅の溝内等に、良質な膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法を実施可能な、半導体製造装置の構成例（垂直断面図）である。
【図２】本発明の第１実施例における処理工程を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例における処理工程を示す図である。
【図４】本発明の第３実施例における処理工程を示す図である。
【図５】本発明の第４実施例における処理工程を示す図である。
【図６】本発明の第５実施例における処理工程を示す図である。
【図７】本発明の第６実施例における処理工程を示す図である。
【図８】本発明の第７実施例における処理工程を示す図である。
【図９】本発明の第８実施例における処理工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の半導体装置の製造方法を実施する半導体製造装置の構成例について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の半導体装置の製造方法を実施可能な半導体製造装置１００の垂直断面図である。図１において、１は、その内部で基板を処理する基板処理室、すなわち、本発明の半導体装置製造工程を行う基板処理室。２は処理対象の基板であり、該基板２上にＩＣが形成される。３は、基板２を処理する際に、基板２を支持する基板支持部。４は、供給されたガスを励起する励起部。５は、基板2が所望の温度より高い温度に加熱された場合に、基板2を冷却する冷却部である。この冷却部は、冷却液が流れる管から構成され、冷却液を流すことで、基板を冷却するものである。６は、基板２を加熱するためのヒータユニットで、本実施の形態では、抵抗ヒータで構成されている。７は、基板２の温度を検出するための温度検出器。８は、有機物（炭素、水素）の残留量を計測する残留ガス計測計。９は、処理室１内の圧力等を制御する制御部である。ヒータユニット６と温度検出器７は、制御部９に電気的に接続される。制御部９は、基板２の温度が所望のタイミングにて所望の温度分布となるように、前記温度検出器７により検出された温度情報に基づいて、ヒータユニット６への通電量を制御する。
【００１０】
次に、処理ガス等のガス供給系について説明する。図１に示すように、処理室１のガス導入管１４には、第一ガス供給管１５、第二ガス供給管２５、第三ガス供給管３５、第四ガス供給管４５が接続されている。
第一ガス供給管１５には、上流から順に、第一ガスを供給する第一ガス供給源１３、流量制御装置であるＭＦＣ（マスフローコントローラ）１２、開閉バルブ１１がそれぞれ設けられている。第二ガス供給管２５には、上流から順に、例えば、Ｎ２（窒素）等の不活性ガスを供給する第二ガス供給源２３、ＭＦＣ２２、開閉バルブ２１がそれぞれ設けられている。
【００１１】
第三ガス供給管３５には、上流から順に、第三ガスを供給する第三ガス供給源３３、流量制御装置であるＭＦＣ（マスフローコントローラ）３２、開閉バルブ３１がそれぞれ設けられている。第四ガス供給管４５には、上流から順に、例えば、Ｎ２（窒素）等の不活性ガスを供給する第四ガス供給源４３、ＭＦＣ４２、開閉バルブ４１がそれぞれ設けられている。
【００１２】
ＭＦＣ１２、２２、３２、４２及び開閉バルブ１１、２１、３１、４１は、制御部９に電気的に接続されている。制御部９は、処理室１内に供給するガスの種類が所望のタイミングにて所望のガス種となるよう、また、供給するガスの流量が所望のタイミングにて所望の流量となるよう、ＭＦＣ１２、２２、３２、４２及び開閉バルブ１１、２１、３１、４１を制御する。
【００１３】
励起部４は、種々の励起方式を達成するための機構の内一つから選択される。
励起方式としては、高周波プラズマ生成方式、マイクロ波プラズマ生成方式、真空紫外光照射方式等があり、機構はそれらの方式に合わせたものが採用される。
【００１４】
次に、処理室１のガス排気系について説明する。図１に示すように、処理室１内の雰囲気を排気するガス排気管６４には、上流から順に、残留ガス計測計８、圧力センサ６１、圧力調整バルブであるＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ６２、真空排気装置である真空ポンプ６３が設けられている。真空ポンプ６３は、処理室１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう、処理室１内を真空排気する。ＡＰＣバルブ６２、圧力センサ６１、残留ガス計測計８は、制御部９に電気的に接続されている。制御部９は、処理室１内の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力となるように、圧力センサ６１により検出された圧力値に基づいて、ＡＰＣバルブ６２の開度を制御する。また、制御部９は、処理室１内の残留ガス濃度が所定の分圧以下となるよう、真空ポンプ６３による排気を行う。
前記制御部９は、図示しない操作部、入出力部等を備えており、レシピ（成膜プロセスの制御シーケンス）に基づく温度制御や圧力制御、流量制御および機械駆動制御等を行う。また、制御部９は、ハードウェア構成として、ＣＰＵ（中央演算ユニット）とメモリとを備えるものである。
【００１５】
＜実施例１＞
続いて、図１、２を用いて、本発明の第一実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図２は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。「Process Gas A」「Process Gas B」では、「供給」は、ガスＡもしくはガスBを、処理室１内に供給することを表している。「停止」は、ガスＡもしくはガスBを、処理室１へ供給することを停止することを表している。「Pump Down」では、Ｆｕｌｌ Ｏｐｅｎは、ＡＰＣバルブ６２が開の状態であり、かつ真空ポンプ６３により処理室内の雰囲気を排気する状態である。ＴｈｒｏｔｔｌｅはＡＰＣバルブ６２が閉の状態であり、真空ポンプ６３により処理室無いの雰囲気を排気していない状態である。
【００１６】
＜Ｐ１１ 基板搬入工程＞
所定の処理がされた基板２が、基板搬入口（図示しない）から基板処理室１内の基板支持部３に支持される。所定の処理とは、例えば素子間に素子分離溝を形成した状態を言う。
続いて、排気管６４を介して真空ポンプ６３により、基板処理室１の内部が所定の真空度（例えば、２０Ｐａ）に減圧される（Ｓ１０１）。この減圧処理により、気体の置換速度を早くし吸着物或いは膜中残留物の脱離を促進する。基板２の温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、例えば１００℃以下とする。
冷却部５及びヒータユニット６は、基板２の温度を第一ガスとシリコン分子が結合しない温度に調整する。冷却部５のみ、もしくはヒータユニット６のみで、基板２を所定の温度とすることができる場合は、いずれか一方のみ使用して、温度を調整しても良い。
【００１７】
＜Ｐ１２ 第一の基板処理工程＞
次に、処理室１内に搬入された基板２の処理方法を説明する。
第一の基板処理工程において、所定の第一ガス（ガスＡ）が、第一ガス供給源１３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ１０２）。このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一ガスが、基板処理室１に供給されている状態において、真空ポンプ６３により基板処理室１内を所定の圧力に調整し、材料ガスに向けて、励起部４によって第一ガスを励起する。
励起された第一ガスは、基板２上に晒される。晒された第一ガスは、流動性を持つ状態で基板２上に吸着される。吸着された第一ガスは、例えば素子間に流れ込み、絶縁膜を形成する。
【００１８】
形成された膜は、所定の膜厚以下、例えば１０ｎｍ以下とする。
１０ｎｍ以下とすることで、後ほど説明する第二の基板処理工程において、効率的に、膜中の不純物等の脱離、及び新たにドープされた材料の拡散が可能となる。
逆に、１０ｎｍより厚い場合、次の問題が考えられる。
第一に、不純物等の脱離が不十分となる点、第二に、新たにドープされた材料の拡散が不十分となる点が挙げられる。
不純物等の脱利が不十分となる点については、膜表面から１０ｎｍより深い箇所に不純物があった場合、膜中から膜表面への移動に時間がかかるため、所望の時間内に脱離することができなくなり、スループットが低くなってしまう。不純物の膜中の移動は、基板を加熱することで早くすることができるが、この場合、膜表面が変質し硬化されてしまうことがある。結果、その硬化層が不純物の離脱を邪魔することになり、膜中に不純物が取り残されてしまう。
一方、新たにドープされた材料の拡散が不十分という点については、新たにドープされた材料については、１０ｎｍより深い箇所にドープする場合、膜中の移動に時間がかかるため、所望の時間内に１０ｎｍより深い場所に材料を拡散させることができず、材料が不均一な状態となってしまう。また、時間をかけて拡散させることも考えられるが、スループットが低くなってしまう。
以上より、膜厚を１０ｎｍ以内とすることが望ましい。
【００１９】
＜Ｐ１３ 第二の基板処理工程＞
第一の基板処理の後、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ１０３）。供給されたガスＢは、励起部４によって励起される。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一の基板処理工程（Ｐ１２）で形成された膜に対して、励起されたガスＢを晒すことで、膜とガスＢが反応し、膜の不純物除去、膜質の改質、安定化を実現する。
このときの基板２の温度は、ガスＡ（第一ガス）を材料とした膜と、基板２のシリコン分子が結合しない温度とする。このような温度とすることで、励起されたガスＢ（第二ガス）の成分が、膜中で早急に拡散することが可能となる。また、同時に、第一の基板処理工程（Ｐ１２）で含まれた不純物を脱利させることができる。また、膜中に早急に拡散が可能であるので、膜の安定化、改質も可能である。
これにより、良質な膜を作ることができる。
【００２０】
＜Ｐ１４ 排気処理＞
第二の基板処理工程（Ｐ１３）の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ１０４)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３及び第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、第二の基板処理工程（Ｐ１３）にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００２１】
＜Ｐ１５ サイクル処理工程＞
排気処理の後、Ｐ１２からＰ１４の成膜、排気処理を繰り返す。
このように、良質な膜を積層することで、良質且つ所望の膜厚の膜を形成することができる。
【００２２】
なお、上記の（Ｐ１２）（Ｐ１３）における圧力は、すべて同一の圧力としてもよいし、必要に応じ、異なる圧力としてもよい。
また、基板温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度であれば良く、すべての工程で同一の基板温度としてもよいし、必要に応じ、異なる基板温度としてもよい。
【００２３】
＜Ｐ１６ 基板搬出工程＞
以上のようにして所望の膜が形成された後に、窒素ガス等の不活性ガスが、不活性ガス供給源４３から処理室１に供給される。不活性ガスにより、基板処理室１内が置換され、図示しない基板搬送室と同程度の圧力に復帰した後に、処理済みの基板２が処理室１の外部、即ち基板搬送室に搬出される。
【００２４】
＜実施例２＞
続いて、図１、３を用いて、本発明の第二実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図３は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。実施例１（図２）と同様の表現は、同様の意味であるので、説明を省略する。
【００２５】
＜Ｐ２１ 基板搬入工程＞
所定の処理がされた基板２が、基板搬入口（図示しない）から基板処理室１内の基板支持部３に支持される。所定の処理とは、例えば素子間に素子分離溝を形成した状態を言う。
続いて、排気管６４を介して真空ポンプ６３により、基板処理室１の内部が所定の真空度（例えば、２０Ｐａ）に減圧される（Ｓ２０１）。この減圧処理により、気体の置換速度を早くし吸着物或いは膜中残留物の脱離を促進する。基板２の温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、例えば１００℃以下とする。
冷却部５及びヒータユニット６は、基板２の温度を第一ガスとシリコン分子が結合しない温度に調整する。冷却部５のみ、もしくはヒータユニット６のみで、基板２を所定の温度とすることができる場合は、いずれか一方のみ使用して、温度を調整しても良い。
【００２６】
＜Ｐ２２ 基板処理工程＞
次に、処理室１内に搬入された基板２の処理方法を説明する。
本基板処理工程において、所定の第一ガス（ガスＡ）が、第一ガス供給源１３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ２０２）。このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
更に、第一ガス供給と並行して、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ２０３）。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
励起された第一ガス及び第三ガスは、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度で基板２上に晒される。晒された第一ガス及び第三ガスは励起部４により励起され、互いに反応し、流動性を持つ状態で基板２上に吸着される。吸着されたガスは、例えば素子間に流れ込み、絶縁膜を形成する。
第一ガス（ガスＡ）と第二ガス（ガスＢ）が反応し、不純物が少ない膜を形成することができる。また、予め安定した膜を形成することができる。
これにより、良質な膜を作ることができる。
【００２７】
このときの基板２の温度は、前述のように、ガスＡ（第一ガス）を材料とした膜と、基板２のシリコン分子が結合しない温度とする。このような温度とすることで、成膜しつつ不純物を含まないよう、また膜を安定化するよう、処理することができる。
【００２８】
＜Ｐ２３ 排気処理＞
第二の基板処理（Ｐ２２）の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ２０４)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３及び第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ２２にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００２９】
＜Ｐ２４ サイクル処理工程＞
排気処理（Ｐ２３）の後、Ｐ２２からＰ２３の成膜、排気処理を繰り返す。
このように、良質な膜を積層することで、良質且つ所望の膜厚の膜を形成することができる。
また、後のサイクルにおいて、排気が次のガス供給と重なっても良い。これによって、次の効果を有する。
ａ）重なることで気相反応を故意に発生させる事で吸着物の物理吸着だけでなく化学吸着の効果を持たせることで成長速度を向上させる。ｂ）表面層に気体分子を衝突させることで表面吸着分子を物理的に除去する。ｃ）表面改質（電荷・電位・中性化）等を行う。
【００３０】
＜Ｐ２５ 基板搬出工程＞
以上のようにして所望の膜が形成された後に、窒素ガス等の不活性ガスが、不活性ガス供給源４３から処理室１に供給される。不活性ガスにより、基板処理室１内が置換され、図示しない基板搬送室と同程度の圧力に復帰した後に、処理済みの基板２が処理室１の外部、即ち基板搬送室に搬出される。
【００３１】
＜実施例３＞
続いて、図１、４を用いて、本発明の第三実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図４は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。実施例１（図２）と同様の表現は、同様の意味であるので、説明を省略する。
【００３２】
＜Ｐ３１ 基板搬入工程＞
所定の処理がされた基板２が、基板搬入口（図示しない）から基板処理室１内の基板支持部３に支持される。所定の処理とは、例えば素子間に素子分離溝を形成した状態を言う。
続いて、排気管６４を介して真空ポンプ６３により、基板処理室１の内部が所定の真空度（例えば、２０Ｐａ）に減圧される（Ｓ３０１）。この減圧処理により、気体の置換速度を早くし吸着物或いは膜中残留物の脱離を促進する。基板２の温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、例えば１００℃以下とする。
冷却部５及びヒータユニット６は、基板２の温度を第一ガスとシリコン分子が結合しない温度に調整する。冷却部５のみ、もしくはヒータユニット６のみで、基板２を所定の温度とすることができる場合は、いずれか一方のみ使用して、温度を調整しても良い。
【００３３】
＜Ｐ３２ 第一の基板処理工程＞
次に、処理室１内に搬入された基板２の処理方法を説明する。
第一の基板処理工程において、所定の第一ガス（ガスＡ）が、第一ガス供給源１３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ３０２）。このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一ガスが、基板処理室１に供給されている状態において、真空ポンプ６３により基板処理室１内を所定の圧力に調整し、材料ガスに向けて、励起部４によって第一ガスを励起する。
励起された第一ガスは、基板２上に晒される晒された第一ガスは、流動性を持つ状態で基板２上に吸着される。吸着された第一ガスは、例えば素子間に流れ込み、絶縁膜を形成する。
【００３４】
形成された膜は、所定の膜厚以下、例えば１０ｎｍ以下とする。
１０ｎｍ以下とすることで、後ほど説明する第二の基板処理工程において、膜中の不純物等の脱離、及び新たにドープされた材料の拡散を効率的にすることができる。
逆に、１０ｎｍより厚い場合、次の問題が考えられる。
第一に、不純物等の脱離が不十分となる点、第二に、新たにドープされた材料の拡散が不十分となる点が挙げられる。
不純物等の脱利が不十分となる点については、膜表面から１０ｎｍより深い箇所に不純物があった場合、膜中から膜表面への移動に時間がかかるため、所望の時間内に脱離することができなくなり、スループットが低くなってしまう。不純物の膜中の移動は、基板を加熱することで早くすることができるが、この場合、膜表面が変質し硬化されてしまうことがある。結果、その硬化層が不純物の離脱を邪魔することになり、膜中に不純物が取り残されてしまう。
一方、新たにドープされた材料の拡散が不十分という点については、新たにドープされた材料については、１０ｎｍより深い箇所にドープする場合、膜中の移動に時間がかかるため、所望の時間内に１０ｎｍより深い場所に材料を拡散させることができず、材料が不均一な状態となってしまう。また、時間をかけて拡散させることも考えられるが、スループットが低くなってしまう。
以上より、膜厚を１０ｎｍ以内とすることが望ましい。
【００３５】
＜Ｐ３３ 第一の排気処理工程＞
第一の基板処理工程（Ｐ３２）の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ３０３)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ３２にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
また、後述する第三ガスと第一ガスが混合することを防ぐ。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００３６】
＜Ｐ３４ 第二の基板処理工程＞
第一の排気処理の後、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ３０４）。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一の基板処理工程（Ｐ１２）で形成された膜に対して、励起されたガスＢを晒すことで、膜とガスＢが反応し、膜の不純物除去、膜質の改質、安定化を実現する。
このときの基板２の温度は、ガスＡ（第一ガス）を材料とした膜と、基板２のシリコン分子が結合しない温度とする。このような温度とすることで、励起されたガスＢ（第二ガス）の成分が、膜中で早急に拡散することが可能となる。また、同時に、第一の基板処理工程（Ｐ１２）で含まれた不純物を脱利させることができる。また、膜中に早急に拡散が可能であるので、膜の安定化、改質も可能である。
これにより、良質な膜を作ることができる。
【００３７】
＜Ｐ３４ 第二の排気処理工程＞
第二の基板処理工程（Ｐ３３）の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ３０５)。
ここでは、パージガスとして、第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ３３にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００３８】
＜Ｐ３５ サイクル処理工程＞
第二の排気処理工程（Ｐ３４）の後、Ｐ３２からＰ３４の成膜、排気処理を繰り返す。
このように、良質な膜を積層することで、良質且つ所望の膜厚の膜を形成することができる。
【００３９】
なお、上記の（Ｐ３２）（Ｐ３４）における圧力は、すべて同一の圧力としてもよいし、必要に応じ、異なる圧力としてもよい。
また、基板温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度であれば良く、すべての工程で同一の基板温度としてもよいし、必要に応じ、異なる基板温度としてもよい。
【００４０】
＜Ｐ３６ 基板搬出工程＞
以上のようにして所望の膜が形成された後に、窒素ガス等の不活性ガスが、不活性ガス供給源４３から処理室１に供給される。不活性ガスにより、基板処理室１内が置換され、図示しない基板搬送室と同程度の圧力に復帰した後に、処理済みの基板２が処理室１の外部、即ち基板搬送室に搬出される。
【００４１】
＜実施例４＞
続いて、図１、５を用いて、本発明の第四実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図４は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。実施例１（図２）と同様の表現は、同様の意味であるので、説明を省略する。
【００４２】
＜Ｐ４１ 基板搬入工程＞
所定の処理をされた基板２が、基板搬入口（図示しない）から基板処理室１内の基板支持部３に支持される。所定の処理とは、例えば素子間に素子分離溝を形成した状態を言う。
続いて、排気管６４を介して真空ポンプ６３により、基板処理室１の内部が所定の真空度（例えば、２０Ｐａ）に減圧される。基板２の温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、例えば１００℃以下とする。
冷却部５及びヒータユニット６は、基板２の温度を第一ガスとシリコン分子が結合しない温度に調整する。冷却部５のみ、もしくはヒータユニット６のみで、基板２を所定の温度とすることができる場合は、いずれか一方のみ使用して、温度を調整しても良い。
【００４３】
＜Ｐ４２ 基板処理工程＞
次に、処理室１内に搬入された基板２の処理方法を説明する。
基板処理工程において、所定の第一ガス（ガスＡ）が、第一ガス供給源１３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ４０１）。このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一ガスが、基板処理室１に供給されている状態において、真空ポンプ６３により基板処理室１内を所定の圧力に調整し、材料ガスに向けて、励起部４によって第一ガスを励起する。
【００４４】
第一ガスの供給を開始し、所定の時間を経過後、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ４０２）。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
励起された第一ガス及び第三ガスは、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、である基板２上に晒される。晒された第一ガス及び第三ガスは、流動性を持つ状態で基板２上に吸着され、それが例えば素子間に流れ込む。これにより、素子間に絶縁膜を形成する。
第一ガス（ガスＡ）と第二ガス（ガスＢ）が反応し、不純物が少ない膜を形成することができる。また、予め安定した膜を形成することができる。
これにより、良質な膜を作ることができる。
【００４５】
このときの基板２の温度は、前述のように、ガスＡ（第一ガス）を材料とした膜と、基板２のシリコン分子が結合しない温度とする。このような温度とすることで、成膜しつつ不純物を含まないよう、また膜を安定化するよう、処理することができる。
【００４６】
第三ガスを供給する前に形成された膜は、所定の膜厚以下、例えば１０ｎｍ以下としても良い。
１０ｎｍ以下とすることで、ガスＢ供給時、膜中の不純物等の脱離、及び新たにドープされた材料の拡散を効率的にすることができる。
１０ｎｍより厚い場合、次の問題が考えられる。
第一に、不純物等の脱離が不十分となる点、第二に、新たにドープされた材料の拡散が不十分となる点が挙げられる。
不純物等の脱利が不十分となる点については、膜表面から１０ｎｍより深い箇所に不純物があった場合、膜中から膜表面への移動に時間がかかるため、所望の時間内に脱離することができなくなり、スループットが低くなってしまう。不純物の膜中の移動は、基板を加熱することで早くすることができるが、この場合、膜表面が変質し硬化されてしまうことがある。結果、その硬化層が不純物の離脱を邪魔することになり、膜中に不純物が取り残されてしまう。
一方、新たにドープされた材料の拡散が不十分という点については、新たにドープされた材料については、１０ｎｍより深い箇所にドープする場合、膜中の移動に時間がかかるため、所望の時間内に１０ｎｍより深い場所に材料を拡散させることができず、材料が不均一な状態となってしまう。また、時間をかけて拡散させることも考えられるが、スループットが低くなってしまう。
以上より、膜厚を１０ｎｍ以内とすることが望ましい。
【００４７】
＜Ｐ４３ 排気処理＞
第一の基板処理の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ４０３)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３及び第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ４２にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００４８】
＜Ｐ４４ サイクル処理工程＞
排気処理の後、Ｐ４２からＰ４３の成膜、排気処理を繰り返す。
このように、良質な膜を積層することで、良質且つ所望の膜厚の膜を形成することができる。
【００４９】
＜Ｐ４６ 基板搬出工程＞
以上のようにして所望の膜が形成された後に、窒素ガス等の不活性ガスが、不活性ガス供給源４３から処理室１に供給される。不活性ガスにより、基板処理室１内が置換され、図示しない基板搬送室と同程度の圧力に復帰した後に、処理済みの基板２が処理室１の外部、即ち基板搬送室に搬出される。
【００５０】
＜実施例５＞
続いて、図１、６を用いて、本発明の第五実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図６は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。実施例１（図２）と同様の表現は、同様の意味であるので、説明を省略する。
実施例５は、実施例４とほぼ同様であるが、基板処理工程において、ガスＡを供給する前に、ガスＢを先に供給する点で異なる。次に実施例４との相違点のみ説明する。
【００５１】
＜基板処理工程＞
基板が処理室１内に搬入された後、ガスＢが処理室１内に供給される（Ｓ５０１）。ガスＢを供給後、所定の時間が経過した後、ガスＡが処理室１内に供給される（Ｓ５０２）。次に、ガスＡ及びガスＢの供給を停止する。
【００５２】
第一の基板処理の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ５０３)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３及び第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ４２にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００５３】
＜実施例６＞
続いて、図１、７を用いて、本発明の第六実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図７は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。実施例１（図２）と同様の表現は、同様の意味であるので、説明を省略する。
【００５４】
＜Ｐ６１ 基板搬入工程＞
所定の処理をされた基板２が、基板搬入口（図示しない）から基板処理室１内の基板支持部３に支持される。所定の処理とは、例えば素子間に素子分離溝を形成した状態を言う。
続いて、排気管６４を介して真空ポンプ６３により、基板処理室１の内部が所定の真空度（例えば、２０Ｐａ）に減圧される（Ｓ６０１）。基板２の温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、例えば１００℃以下とする。
冷却部５及びヒータユニット６は、基板２の温度を第一ガスとシリコン分子が結合しない温度に調整する。冷却部５のみ、もしくはヒータユニット６のみで、基板２を所定の温度とすることができる場合は、いずれか一方のみ使用して、温度を調整しても良い。
【００５５】
＜Ｐ６２ 基板処理工程＞
次に、処理室１内に搬入された基板２の処理方法を説明する。
基板処理工程において、所定の第一ガス（ガスＡ）が、第一ガス供給源１３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ６０２）。このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
更に、第一ガス供給と並行して、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ６０３）。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第三ガスの供給を停止した後は、所定の時間、第一ガスを供給し続ける。
励起部４によって励起された第一ガス及び第三ガスは、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、である基板２上に晒される。晒された第一ガス及び第三ガスは、流動性を持つ状態で基板２上に吸着する。吸着されたガスは、例えば素子間に流れ込み、絶縁膜を形成する。
【００５６】
以上のように、励起された第一ガス（ガスＡ）と第二ガス（ガスＢ）が反応し、不純物が少ない膜を形成することができる。また、予め安定した膜を形成することができる。
【００５７】
さらに、第一ガスのラジカルの寿命は第三ガスラジカルの寿命に比べ短い場合、第三ガス供給の後、継続して第三ガスを供給することで、ガスＡ及びガスＢの反応を収束を制御することができる。
反応の収束を制御することで、ガスＢとシリコン基板に間の過度の反応や成膜を防止することができる。
【００５８】
＜Ｐ６３ 排気処理＞
第一の基板処理の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ６０４)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３及び第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ６２にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００５９】
＜Ｐ６４ サイクル処理工程＞
排気処理の後、Ｐ６２からＰ６３の成膜、排気処理を繰り返す。
このように、良質な膜を積層することで、良質且つ所望の膜厚の膜を形成することができる。
【００６０】
＜Ｐ６５ 基板搬出工程＞
以上のようにして所望の膜が形成された後に、窒素ガス等の不活性ガスが、不活性ガス供給源４３から処理室１に供給される。不活性ガスにより、基板処理室１内が置換され、図示しない基板搬送室と同程度の圧力に復帰した後に、処理済みの基板２が処理室１の外部、即ち基板搬送室に搬出される。
【００６１】
＜実施例７＞
続いて、図１、８を用いて、本発明の第七実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図８は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。実施例１（図２）と同様の表現は、同様の意味であるので、説明を省略する。
【００６２】
＜Ｐ７１ 基板搬入工程＞
所定の処理がされた基板２が、基板搬入口（図示しない）から基板処理室１内の基板支持部３に支持される。所定の処理とは、例えば素子間に素子分離溝を形成した状態を言う。
続いて、排気管６４を介して真空ポンプ６３により、基板処理室１の内部が所定の真空度（例えば、２０Ｐａ）に減圧される。基板２の温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、例えば１００℃以下とする。
冷却部５及びヒータユニット６は、基板２の温度を第一ガスとシリコン分子が結合しない温度に調整する。冷却部５のみ、もしくはヒータユニット６のみで、基板２を所定の温度とすることができる場合は、いずれか一方のみ使用して、温度を調整しても良い。
【００６３】
＜Ｐ７２ 第一の基板処理工程＞
次に、処理室１内に搬入された基板２の処理方法を説明する。
第一の基板処理工程において、所定の第一ガス（ガスＡ）が、第一ガス供給源１３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ７０１）。このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第二ガス供給源２３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一ガスが、基板処理室１に供給されている状態において、真空ポンプ６３により基板処理室１内を所定の圧力に調整し、材料ガスに向けて、励起部４によって第一ガスを励起する。
【００６４】
第一のガスを供給を開始し、所定の時間を経過後、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ７０２）。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
励起された第一ガス及び第三ガスは、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度、である基板２上に晒される。晒された第一ガス及び第三ガスは、流動性を持つ状態で基板２上に吸着される。それが例えば素子間に流れ込み、素子間に絶縁膜を形成する。
励起された第一ガス（ガスＡ）と第二ガス（ガスＢ）が反応することで、不純物が少ない膜を形成することができる。また、予め安定した膜を形成することができる。
これにより、良質な膜を作ることができる。
【００６５】
形成された膜は、所定の膜厚以下、例えば１０ｎｍ以下とする。
１０ｎｍ以下とすることで、後ほど説明する第二の基板処理工程において、膜中の不純物等の脱離、及び新たにドープされた材料の拡散を効率的にすることができる。
逆に、１０ｎｍより厚い場合、次の問題が考えられる。
第一に、不純物等の脱離が不十分となる点、第二に、新たにドープされた材料の拡散が不十分となる点が挙げられる。
不純物等の脱利が不十分となる点については、膜表面から１０ｎｍより深い箇所に不純物があった場合、膜中から膜表面への移動に時間がかかるため、所望の時間内に脱離することができなくなり、スループットが低くなってしまう。不純物の膜中の移動は、基板を加熱することで早くすることができるが、この場合、膜表面が変質し硬化されてしまうことがある。結果、その硬化層が不純物の離脱を邪魔することになり、膜中に不純物が取り残されてしまう。
一方、新たにドープされた材料の拡散が不十分という点については、新たにドープされた材料については、１０ｎｍより深い箇所にドープする場合、膜中の移動に時間がかかるため、所望の時間内に１０ｎｍより深い場所に材料を拡散させることができず、材料が不均一な状態となってしまう。また、時間をかけて拡散させることも考えられるが、スループットが低くなってしまう。
以上より、膜厚を１０ｎｍ以内とすることが望ましい。
【００６６】
＜Ｐ７３ 第一の排気処理＞
第一の基板処理の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ７０３)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ７２にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
また、後述する第二の基板処理工程（Ｐ７４）の第三ガスと、第一の基板処理工程（Ｐ７２）の第一ガスが混合することを防ぐ。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００６７】
＜Ｐ７４ 第二の基板処理工程＞
第一の排気処理の後、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ７０４）。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一の基板処理で形成された膜に対して、ガスＢを照射することで、膜とガスＢが反応し、膜の不純物除去、膜質の改質、安定化を実現する。
これにより、良質な膜を作ることができる。
【００６８】
第一の基板処理工程（Ｐ７２）で形成された膜に対して、励起されたガスＢを晒すことで、膜とガスＢが反応し、膜の不純物除去、膜質の改質、安定化を実現する。
このときの基板２の温度は、ガスＡ（第一ガス）を材料とした膜と、基板２のシリコン分子が結合しない温度とする。このような温度とすることで、励起されたガスＢ（第二ガス）の成分が、膜中で早急に拡散することが可能となる。また、同時に、第一の基板処理工程（Ｐ７２）で含まれた不純物を脱利させることができる。また、膜中に早急に拡散が可能であるので、膜の安定化、改質も可能である。
【００６９】
＜Ｐ７５ 第二の排気処理＞
第二の基板処理工程（Ｐ７４）の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ７０５)。
ここでは、パージガスとして、第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ７４にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００７０】
＜Ｐ７６ サイクル処理工程＞
排気処理の後、Ｐ７２からＰ７５の成膜、排気処理を繰り返す。
このように、良質な膜を積層することで、良質且つ所望の膜厚の膜を形成することができる。
【００７１】
なお、上記の（Ｐ７２）（Ｐ７４）における圧力は、すべて同一の圧力としてもよいし、必要に応じ、異なる圧力としてもよい。
また、基板温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度であれば良く、すべての工程で同一の基板温度としてもよいし、必要に応じ、異なる基板温度としてもよい。
【００７２】
＜Ｐ７６ 基板搬出工程＞
以上のようにして所望の膜が形成された後に、窒素ガス等の不活性ガスが、不活性ガス供給源４３から処理室１に供給される。不活性ガスにより、基板処理室１内が置換され、図示しない基板搬送室と同程度の圧力に復帰した後に、処理済みの基板２が処理室１の外部、即ち基板搬送室に搬出される。
【００７３】
＜実施例８＞
続いて、図１、９を用いて、本発明の第八実施例の作用を説明する。
以下の動作は、制御部９が各構成を制御し、実施する。
図９は本発明の、ガス供給タイミング及び真空ポンプの動作を表した図である。実施例１（図２）と同様の表現は、同様の意味であるので、説明を省略する。
実施例８は、実施例７とほぼ同様であるが、第一の基板処理工程において、ガスＡを供給する前に、ガスＢを先に供給する点で異なる。次に実施例７との相違点のみ説明する。
【００７４】
＜Ｐ８１ 第一の基板処理工程＞
基板が処理室１内に搬入された後、ガスＢが処理室１内に供給される（Ｓ８０１）。ガスＢを供給後、所定の時間が経過した後、ガスＡが処理室１内に供給される（Ｓ８０２）。次に、ガスＡ及びガスＢの供給を停止する。
【００７５】
＜Ｐ８２ 第一の排気工程＞
第一の基板処理の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ８０３)。
ここでは、パージガスとして、第２ガス源２３及び第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ８１にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００７６】
＜Ｐ８３ 第二の基板処理工程＞
第一の排気処理工程の後、第三ガス（ガスＢ）が、第三ガス供給源３３からガス導入管１４を介して基板処理室１に供給される（Ｓ８０４）。
このとき、窒素ガス等の不活性ガスが、第四ガス供給源４３から処理室１に供給されるようにしてもよいが、本実施例では、不活性ガスを供給しない。
第一の基板処理で形成された膜に対して、ガスＢを照射することで、膜とガスＢが反応し、膜の不純物除去、膜質の改質、安定化を実現する。
これにより、良質な膜を作ることができる。
【００７７】
＜Ｐ８５ 第二の排気処理＞
第二の基板処理工程（Ｐ８４）の後、処理室１内の雰囲気を排気する(Ｓ８０５)。
ここでは、パージガスとして、第４ガス源４４から窒素等の不活性ガスを供給することで、雰囲気中の不純物やパーティクルなどを処理室１から除去する。
除去することで、Ｐ８４にて形成した膜に、再度不純物やパーティクルが付着することを抑制する。
このとき、排気中の有機物の分圧が、所定の分圧となるまで、残留ガス計測計８でモニタしながら排気するのが好ましい。この所定の分圧は、適切な値を予め実験等により求めておく。あるいは、排気中の有機物の分圧が所定の分圧となるまでの所定の時間を、予め計測しておき、前記所定の時間、排気するようにしてもよい。
【００７８】
＜Ｐ８６ サイクル処理工程＞
排気処理の後、Ｐ８２からＰ８５の成膜、排気処理を繰り返す。
このように、良質な膜を積層することで、良質且つ所望の膜厚の膜を形成することができる。
【００７９】
なお、上記の（Ｐ８２）（Ｐ８４）における圧力は、すべて同一の圧力としてもよいし、必要に応じ、異なる圧力としてもよい。
また、基板温度は、第一ガスと基板２のシリコン分子が結合しない温度であれば良く、すべての工程で同一の基板温度としてもよいし、必要に応じ、異なる基板温度としてもよい。
【００８０】
続いて、各実施例で使用する材料（ガス）の一例を次に示す。
例えば、絶縁膜であるシリコン酸化膜を形成する場合、ガスＡ、ガスＢとして次のガスが考えられる。
シリコン系ガスである材料Ａは、例えばシラン（ＳｉＨ４）,ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）,ＴＭＳ，ＨＭＤＳＯ，ＨＭＤＳ，ＴＥＯＳ，ＴＲＩＥＳ，ＯＭＣＴＳ，ＴＭＣＴＳ等が挙げられる。
また、材料Ｂである酸化性材料としては、Ｏ２，Ｏ３，Ｎ２Ｏが挙げられる。
【００８１】
シリコン窒化膜を形成する場合は次のガスが考えられる。
シリコン系ガスである材料Ａは、例えばシラン（ＳｉＨ４）,ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）,ＴＭＳ，ＨＭＤＳＯ，ＨＭＤＳ，ＴＥＯＳ，ＴＲＩＥＳ，ＯＭＣＴＳ，ＴＭＣＴＳ等が挙げられる。
また、材料Ｂである窒化系材料としては、Ｎ２，ＮＨ３，Ｎ２Ｏが挙げられる。
【００８２】
シリコン炭化膜を形成する場合は次のガスが考えられる。
シリコン系ガスであるガスＡは、例えばシラン（ＳｉＨ４）,ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）,ＴＭＳ，ＨＭＤＳＯ，ＨＭＤＳ，ＴＥＯＳ，ＴＲＩＥＳ，ＯＭＣＴＳ，ＴＭＣＴＳ等が挙げられる。
また、材料Ｂである炭化系ガスとして、ＣＨ３，ＣＨ４，Ｃ２Ｈ５が挙げられる。
【００８３】
膜の安定化をするためには、次の材料の供給が考えられる。
シリコン系ガスであるガスＡは、例えばシラン（ＳｉＨ４）,ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）,ＴＭＳ，ＨＭＤＳＯ，ＨＭＤＳ，ＴＥＯＳ，ＴＲＩＥＳ，ＯＭＣＴＳ，ＴＭＣＴＳ等が挙げられる。
また、材料Ｂである不活性ガスとしてＨｅ、Ａｒが挙げられる。
これにより、シリコン系ガスによって成膜した後、膜の安定化を図ることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１ 基板処理室
２ 基板
３ 基板支持部
４ 励起部
５ 冷却部
６ ヒータユニット
７ 残留ガス計測系
９ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の原料と基板に含まれたシリコン成分が結合しない温度で基板を支持するステップと、少なくとも第一の原料を含む材料を処理室に供給し、励起し、前記素子分離領域に、所望の厚みの堆積層を形成する第一の基板処理ステップとを有する第一処理と、第一の原料を含まず、第二の原料を含む材料を処理室に供給し、励起し、前記堆積層を反応、蒸発、もしくは改質する第二の基板処理ステップとを有する第二処理と、前記第一処理と前記第二処理を繰り返すよう処理する基板処理方法。
【請求項１】
第一の原料と基板に含まれたシリコン成分が結合しない温度で基板を支持するステップと、少なくとも第一の原料を含む材料を処理室に供給し、励起し、前記素子分離領域に、所望の厚みの堆積層を形成する第一の基板処理ステップとを有する第一処理と、第一の原料を含まず、第二の原料を含む材料を処理室に供給し、励起し、前記堆積層を反応、蒸発、もしくは改質する第二の基板処理ステップとを有する第二処理と、前記第一処理と前記第二処理を繰り返すよう処理する基板処理方法。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１】
【公開番号】特開２０１１−５４６８０（Ｐ２０１１−５４６８０Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２００６６７（Ｐ２００９−２００６６７）
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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