基板処理方法
【課題】酸化膜中への窒素の導入を促し、酸化膜の誘電率や信頼性を向上させることが可能な基板処理方法を提供する。
【解決手段】基板上に形成された酸化膜４０１を第１の処理部により窒化する第１の工程と、窒化された酸化膜４０１ｎ上に第２の処理部によりシリコン酸化膜４０２を形成する第２の工程と、シリコン酸化膜４０２を第１の処理部により窒化４０２ｎする第３の工程と、を有し、第１の工程を実施した後、第２の工程と第３の工程とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する。
【解決手段】基板上に形成された酸化膜４０１を第１の処理部により窒化する第１の工程と、窒化された酸化膜４０１ｎ上に第２の処理部によりシリコン酸化膜４０２を形成する第２の工程と、シリコン酸化膜４０２を第１の処理部により窒化４０２ｎする第３の工程と、を有し、第１の工程を実施した後、第２の工程と第３の工程とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を処理する工程を有する基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に形成した酸化膜の誘電率を向上させたり、不純物拡散や酸化に対する該酸化膜の信頼性を向上させたりする目的で、該酸化膜中に窒素を導入して窒化させる基板処理工程が、基板処理工程の一工程として行われてきた。例えば、酸化膜を窒化させることで、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ電極に添加したボロンが酸化膜を突き抜けてしまう現象を抑制できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
酸化膜を窒化させる第１の方法として、シリコン（Ｓｉ）からなる基板を酸素（Ｏ）含有雰囲気中にて加熱し、該基板表面に例えば５０Åのシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）を形成した後、該基板を酸化窒素（ＮＯ）ガス雰囲気中にて加熱する方法が行われていた。しかしながら、かかる方法では、基板とシリコン酸化膜との界面にしか窒素を導入できず、酸化膜の誘電率や信頼性を十分に増大させることは困難であった。
【０００４】
また、酸化膜を窒化させる第２の方法として、上記と同様に基板表面に例えば５０Åのシリコン酸化膜を形成した後、窒素を含有するガスプラズマによりシリコン酸化膜を窒化処理し、その後に該基板をＮＯガス雰囲気中にて加熱する方法が行われていた。係る方法によれば、基板とシリコン酸化膜との界面だけでなく、シリコン酸化膜の表面にも窒素を導入できる。しかしながら、係る方法においても、シリコン酸化膜の中心部（バルク）中に窒素を導入することは困難であった。そのため、次世代の製造プロセス（例えば３０ｎｍプロセス）に要求されるような誘電率や耐久性の向上を実現することが困難であった。
【０００５】
また第３の方法として、例えば窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）ガスを用いたＬＰ−ＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、窒素を含有する酸化膜をシリコンウエハ上に直接に形成する方法が行われていた。しかしながら、係る方法では、形成した膜中における欠陥や不純物が増加してしまい、膜の信頼性が損なわれてしまう場合があった。
【０００６】
本発明は、酸化膜中への窒素の導入を促し、酸化膜の誘電率や信頼性を向上させることが可能な基板処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、基板上に形成された酸化膜を第１の処理部により窒化する第１の工程と、窒化された前記酸化膜上に第２の処理部によりシリコン酸化膜を形成する第２の工程と、前記シリコン酸化膜を前記第１の処理部により窒化する第３の工程と、を有し、前記第１の工程を実施した後、前記第２の工程と前記第３の工程とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する基板処理方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る基板処理方法によれば、酸化膜中への窒素の導入を促し、酸化膜の誘電率や信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る第１の工程及び第３の工程で用いられるＭＭＴ装置を例示する断面概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る第２の工程で用いられる縦型処理炉を例示する断面概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る基板処理工程を実施することでウエハ上に窒素を含有する酸化膜が形成される様子を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る基板処理工程のフローを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜本発明の一実施形態＞
本実施形態に係る基板処理工程は、基板上に形成された酸化膜を窒化する第１の工程と、窒化された前記酸化膜上にシリコン酸化膜を形成する第２の工程と、前記シリコン酸化膜を窒化する第３の工程と、を有している。そして、前記第１の工程を実施した後、前記第２の工程と前記第３の工程とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する。
【００１１】
上述の第１の工程及び第３の工程は、図１に例示する第１の処理部としてのＭＭＴ装置１００により実施される。また、上述の第２の工程は、図２に例示する第２の処理部としての縦型処理炉２００により実施される。以下では、基板処理工程の説明に先立ち、ＭＭＴ装置１００及び縦型処理炉２００の構成について順に説明する。
【００１２】
（１）ＭＭＴ装置１００の構成
図１に、第１の工程及び第３の工程を実施する第１の処理部としてのＭＭＴ装置１００の断面概略図を示す。ＭＭＴ装置１００は、変形マグネトロン型プラズマ処理装置（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ Ｔｙｐｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）として構成されており、電界と磁界とにより生成したプラズマにより活性化した酸素含有ガスや窒素含有ガスにより、基板としてのウエハ３００の表面等を酸化させたり、窒化させたりするように構成されている。
【００１３】
図１に示すように、ＭＭＴ装置１００は処理容器１０３を備えている。処理容器１０３は、第１の容器であるドーム型の上側容器１１０と、第２の容器である碗型の下側容器１１１と、を備えている。上側容器１１０が下側容器１１１の上に被せられることにより、処理容器１０３が構成される。処理容器１０３内には、基板としてのウエハ３００を収容する処理室としてのプラズマ処理室１０１が構成されている。上側容器１１０は、例えば酸化アルミニウム又は石英等の非金属材料により構成されており、下側容器１１１は、例えばアルミニウムにより構成されている。
【００１４】
プラズマ処理室１０１内の底側中央には、ウエハ３００を保持する基板保持手段としてのサセプタ１１７が配置されている。サセプタ１１７は、ウエハ３００上に形成する膜の金属汚染を低減することが出来るよう、例えば、窒化アルミニウムやセラミックス、又は石英等の非金属材料により構成されている。
【００１５】
サセプタ１１７の内部には、第１の加熱部としてのヒータ（図中省略）が一体的に埋め込まれている。係るヒータは、サセプタ１１７上に載置されたウエハ３００を加熱するように構成されている。ヒータに電力を供給することで、ウエハ３００の温度を所定の温度（例えば３５０℃〜７００℃）に昇温できるように構成されている。
【００１６】
処理容器１０３（上側容器１１０）の天井部には、透光性を有する光透過性窓部１７８が設けられている。光透過性窓部１７８の上方であってプラズマ処理室１０１の外側には、第２の加熱部としてのランプ加熱ユニット（光源）１８０が設けられている。ランプ加
熱ユニット１８０から放射される熱線は、光透過性窓部１７８を介してサセプタ１１７上に（ウエハ３００上に）照射されるように構成されている。ランプ加熱ユニット１８０は、第１の加熱部としてのヒータとは実質的に反対側からウエハ３００を加熱するように構成されている。
【００１７】
サセプタ１１７は、下側容器１１１とは電気的に絶縁されている。サセプタ１１７の内部には、インピーダンスを変化させる電極としての第２の電極（図中省略）が装備されている。この第２の電極は、インピーダンス可変手段１７４を介して接地されている。インピーダンス可変手段１７４は、コイルや可変コンデンサから構成されており、コイルのパターン数や可変コンデンサの容量値を制御することにより、第２の電極（図中省略）及びサセプタ１１７を介して、ウエハ３００の電位を制御できるように構成されている。
【００１８】
サセプタ１１７には、サセプタ１１７を昇降させるサセプタ昇降手段１６８が設けられている。サセプタ１１７には、貫通孔１１７ａが設けられている。一方、前述の下側容器１１１底面には、ウエハ３００を突上げるウエハ突上げピン１６６が、少なくとも３箇所設けられている。サセプタ昇降手段１６８によりサセプタ１１７が下降させられた時には、ウエハ突上げピン１６６がサセプタ１１７とは非接触な状態で貫通孔１１７ａを突き抜けるように構成されている。
【００１９】
下側容器１１１の側壁には、仕切弁としてのゲートバルブ１４４が設けられている。ゲートバルブ１４４を開けることにより、搬送手段（図中省略）を用いてプラズマ処理室１０１内外にウエハ３００を搬送することができるように構成されている。ゲートバルブ１４４を閉めることにより、プラズマ処理室１０１を気密に封止することができるよう構成されている。
【００２０】
プラズマ処理室１０１の上部には、プラズマ処理室１０１内へ反応ガスや不活性ガスを供給するシャワーヘッド１３６が設けられている。シャワーヘッド１３６は、キャップ状の蓋体１３３、ガス導入口１３４、バッファ室１３７、開口１３８、遮蔽プレート１４０、及びガス吹出口１３９を備えている。ガス導入口１３４には、ガス供給管１３２が接続されている。ガス供給管１３２には、処理ガス１３０や不活性ガスを供給する図示しないガス供給源、マスフローコントローラ１４１、バルブ１４３ａが設けられている。バッファ室１３７は、ガス導入口１３４より導入される処理ガスや不活性ガスを分散してプラズマ処理室１０１内へ供給する分散空間として機能する。
【００２１】
後述するウエハ表面の酸化工程（Ｓ１０）においては、プラズマ励起用ガスとしてのクリプトン（Ｋｒ）ガス、酸素含有ガスとしての酸素（Ｏ２）ガスが、ガス導入口１３４からプラズマ処理室１０１内に供給されるように構成されている。また、第１の工程（Ｓ２０）及び第３の工程（Ｓ４０）においては、プラズマ励起用ガスとしてのＫｒガス、及び窒素含有ガスとしてのＮＯガスやＮ２Ｏガスが、ガス導入口１３４からプラズマ処理室１０１内に供給されるように構成されている。また、プラズマ処理室１０１内のガス置換を行う際には、Ｎ２ガス等の不活性ガスが、ガス導入口１３４からプラズマ処理室１０１内に供給されるように構成されている。
【００２２】
下側容器１１１の側壁下方にはガス排気口１３５が設けられている。ガス排気口１３５には、ガス排気管１３１が接続されている。ガス排気管１３１には、圧力調整器であるＡＰＣ１４２、開閉弁であるバルブ１４３ｂ、排気装置である真空ポンプ１４６が、上流から順に接続されている。主に、ガス排気管１３１、ＡＰＣ１４２、バルブ１４３ｂ、及び真空ポンプ１４６により、プラズマ処理室１０１内のガスを排気するガス排気ラインが構成されている。真空ポンプ１４６を作動させ、バルブ１４３ｂを開けることにより、プラズマ処理室１０１内を排気することが可能なように構成されている。また、ＡＰＣ１４２
の開度を調整することにより、プラズマ処理室１０１内の圧力値を調整自在に構成されている。
【００２３】
処理容器１０３（上側容器１１０）の外周には、プラズマ処理室１０１内のプラズマ生成領域２２４を囲うように、第１の電極としての筒状電極１１５が設けられている。筒状電極１１５は、筒状、例えば円筒状に形成されている。筒状電極１１５には、インピーダンスの整合を行う整合器１７２を介して、高周波電力を発生する高周波電源１７３が接続されている。
【００２４】
また、筒状電極１１５の外側表面の上下端側には、上部磁石１１６ａ及び下部磁石１１６ｂがそれぞれ取り付けられている。上部磁石１１６ａ及び下部磁石１１６ｂは、筒状、例えばリング状に形成された永久磁石によりそれぞれ構成されている。上部磁石１１６ａ及び下部磁石１１６ｂは、プラズマ処理室１０１の半径方向に沿った両端（すなわち、各磁石の内周端と外周端）にそれぞれ磁極を有している。そして、上部磁石１１６ａ及び下部磁石１１６ｂの磁極の向きは、互いに逆向きになるよう配置されている。すなわち、上部磁石１１６ａ及び下部磁石１１６ｂの内周部の磁極同士は異極となっている。これにより、筒状電極１１５の内側表面に沿って、円筒軸方向の磁力線が形成される。
【００２５】
主に、筒状電極１１５、整合器１７２、高周波電源１７３、上部磁石１１６ａ、下部磁石１１６ｂにより、プラズマ発生機構が構成される。なお、筒状電極１１５、上部磁石１１６ａ、及び下部磁石１１６ｂの周囲には、これらが形成する電磁界が外部環境や他処理炉等の装置に悪影響を及ぼさないように、電磁界を有効に遮蔽する遮蔽板１２３が設けられている。
【００２６】
プラズマ処理室１０１内に例えばＫｒガスとＯ２ガスとを導入した後、筒状電極１１５に高周波電力を供給することにより、筒状電極１１５からの電界、及び筒状磁石２１６ａ，２１６ｂからの磁界の影響を受けて、プラズマ処理室１０１内にマグネトロン放電が発生するように構成されている。そして、ウエハ３００の上方空間に電荷がトラップされ、プラズマ生成領域２２４に高密度プラズマが生成されるように構成されている。そして、プラズマにより活性されたＯ２ガスや原子状酸素（Ｏ）がウエハ３００上に供給されると、ウエハ３００の表面に酸化膜が形成されるように構成されている。
【００２７】
同様に、プラズマ処理室１０１内に例えばＫｒガスとＮＯガスとを導入した後、筒状電極１１５に高周波電力を供給することにより、筒状電極１１５からの電界、及び筒状磁石２１６ａ，２１６ｂからの磁界の影響を受けて、プラズマ処理室１０１内にマグネトロン放電が発生するように構成されている。そして、ウエハ３００の上方空間に電荷がトラップされ、プラズマ生成領域２２４に高密度プラズマが生成されるように構成されている。そして、プラズマにより活性されたＮＯガスや原子状窒素（Ｎ）がウエハ３００上に供給され、ウエハ３００の表面に形成されている酸化膜中に窒素が導入され、該酸化膜が窒化されるように構成されている。
【００２８】
制御手段としてのコントローラ１２１は、信号線Ａを通じてＡＰＣ１４２、バルブ１４３ｂ、及び真空ポンプ１４６を、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降手段１６８を、信号線Ｃを通じてゲートバルブ１４４を、信号線Ｄを通じて整合器１７２、及び高周波電源１７３を、信号線Ｅを通じてマスフローコントローラ１４１、バルブ１４３ａを、信号線Ｆを通じてランプ加熱ユニット１８０を、さらに図示しない信号線を通じてサセプタに埋め込まれたヒータやインピーダンス可変手段１７４を、それぞれ制御するように構成されている。
【００２９】
（２）縦型処理炉２００の構成
図２に、上述の第２の工程を実施する第２の処理部としての縦型処理炉２００の断面概略図を示す。縦型処理炉２００は、基板としてのウエハ３００の表面に処理ガスを供給し、ＣＶＤ法やＡＬＤ法により、ウエハ３００上に例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）等の薄膜を形成することが可能なように構成されている。
【００３０】
図２に示すように、縦型処理炉２００は、反応管２０３とマニホールド２０９とを有している。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性を有する非金属材料から構成され、上端部が閉塞され、下端部が開放された円筒形状に構成されている。マニホールド２０９は、例えばＳＵＳ等の金属材料から構成され、上端部及び下端部が開放された円筒形状に構成されている。反応管２０３は、マニホールド２０９により下端部側から縦向きに支持されている。反応管２０３とマニホールド２０９とは、同心円状に配置されている。マニホールド２０９の下端部は、上述したボートエレベータ２１５が上昇した際に、シールキャップ２１９により気密に封止されるように構成されている。マニホールド２０９の下端部とシールキャップ２１９との間には、成膜室２０１内を気密に封止するＯリングなどの封止部材２２０ａが設けられている。
【００３１】
反応管２０３及びマニホールド２０９の内部には、基板としてのウエハ３００を複数積層して収容する処理室としての成膜室２０１が形成されている。成膜室２０１内には、基板支持手段としてのボート２１７が下方から挿入されるように構成されている。反応管２０３及びマニホールド２０９の内径は、ウエハ３００を装填したボート２１７の最大外径よりも大きくなるように構成されている。
【００３２】
ボート２１７は、複数枚（例えば７５枚から１００枚）のウエハ３００を、略水平状態で所定の隙間（基板ピッチ間隔）をもって多段に保持するように構成されている。ボート２１７は、ボート２１７からの熱伝導を遮断する断熱キャップ２１８上に搭載されている。断熱キャップ２１８は、回転軸２５５により下方から支持されている。回転軸２５５は、成膜室２０１内の気密を保持しつつ、シールキャップ２１９の中心部を貫通するように設けられている。シールキャップ２１９の下方には、回転軸２５５を回転させる回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７により回転軸２５５を回転させることにより、成膜室２０１内の気密を保持したまま、複数のウエハ３００を搭載したボート２１７を回転させることが出来るように構成されている。
【００３３】
反応管２０３の外周には、反応管２０３と同心円状に加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７が設けられている。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。
【００３４】
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、マニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。シールキャップ２１９の成膜室２０１と反対側には、ボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７を下方から支持しており、回転機構２６７を作動させることでウエハ３００を回転させることが可能なように構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に垂直に配置された昇降機構としてのボートエレベータ２１５によって、垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート２１７を成膜室２０１内外に搬送することが可能となっている。
【００３５】
（ガス供給手段）
縦型処理炉２００は、成膜室２０１内にウエハ３００の積層方向に沿って立設され、複数のガス供給口２５０ａを有し、液体原料としてのＴＤＭＡＳを気化させて得られる第１の処理ガス（気化ガス）としてのＴＤＭＡＳ（ＳｉＨ［Ｎ（ＣＨ３）２］３；トリスジメチルアミノシラン）ガスを供給する気化ガス供給ノズル２５０を備えている。また、縦型処理炉２００は、気化ガス供給ノズル２５０と隣接して立設され、複数のガス供給口２５１ａを有し、第２の処理ガス（反応ガス）としてのオゾン（Ｏ３）ガスを供給する反応ガス供給ノズル２５１と、を備えている。
【００３６】
気化ガス供給ノズル２５０及び反応ガス供給ノズル２５１は、垂直部と水平部とを有するＬ字形状にそれぞれ構成されている。気化ガス供給ノズル２５０及び反応ガス供給ノズル２５１の垂直部は、反応管２０３の内壁を沿うように鉛直方向にそれぞれ配設されている。気化ガス供給ノズル２５０及び反応ガス供給ノズル２５１の水平部は、マニホールド２０９の側壁をそれぞれ貫通するように設けられている。
【００３７】
気化ガス供給ノズル２５０及び反応ガス供給ノズル２５１の垂直部側面には、複数のガス供給口２５０ａ，２５１ａが鉛直方向に配列するようにそれぞれ設けられている。ガス供給口２５０ａ，２５１ａは、積層されたウエハ３００の間にそれぞれ開口するように構成されている。ガス供給口２５０ａ，２５１ａは、成膜室２０１内の略中心（成膜室２０１内に搬入されたウエハ３００の略中心）を向くようにそれぞれ構成されており、ガス供給口２５０ａ，２５１ａから供給されるガスは、それぞれ成膜室２０１内の略中心に向けて噴射されるように構成されている。ガス供給口２５０ａ，２５１ａは、積層されたウエハ３００の間に開口するように構成されている。なお、ガス供給口２５０ａ，２５１ａの開口径は、それぞれ下部から上部にわたって同一であってもよく、下部から上部にわたって徐々に大きくされてもよい。
【００３８】
気化ガス供給ノズル２５０の上流側端（水平端）には、第１の処理ガスとしてのＴＤＭＡＳガスを供給する気化ガス供給管２４１ａが接続されている。気化ガス供給管２４１ａには、液体原料としてのＴＤＭＡＳを貯留した原料タンク２４１ｔと、バルブ２４１ｃと、バルブ２４１ｄとが、上流側から順に設けられている。原料タンク２４１ｔには、Ｎ２ガス等のバブリング用ガスを供給するバブリングガス供給管２４３ａが接続されている。バブリングガス供給管２４３ａの下流端は、原料タンク２４１ｔ内に貯留されたＴＤＭＡＳ中に浸漬されている。バブリングガス供給管２４３ａには、図示しないバブリングガス供給源、マスフローコントローラ２４３ｂ、バルブ２４３ｃが上流側から順に設けられている。マスフローコントローラ２４３ｂにより流量調整しつつ、バルブ２４３ｃを開けることにより、原料タンク２４１ｔ内にバブリング用ガスを供給してＴＤＭＡＳガスを発生させることが可能なように構成されている。そして、バルブ２４１ｃ，２４１ｄを開けることにより、気化ガス供給ノズル２５０を介して成膜室２０１内にＴＤＭＡＳガスを供給することが可能なように構成されている。なお、バルブ２４１ｄを閉めた状態でバルブ２４１ｃを開け、所定時間経過した後にバルブ２４１ｄを開けることにより、バルブ２４１ｃとバルブ２４１ｄの間に蓄えられた高圧のＴＤＭＡＳガスを、成膜室２０１内に短時間で供給（フラッシュ供給）することが可能なように構成されている。
【００３９】
反応ガス供給ノズル２５１の上流側端（水平端）には、第２の処理ガスとしてのオゾンガスを供給する反応ガス供給管２４２ａが接続されている。反応ガス供給管２４２ａには、オゾンガスを発生させるオゾナイザ２４２ｏ、バルブ２４２ｃ、マスフローコントローラ２４２ｄ、バルブ２４２ｅが、上流側から順に設けられている。オゾナイザ２４２ｏには、酸素（Ｏ２）ガスを供給する酸素ガス供給管２４４ａが接続されている。酸素ガス供給管２４４ａからオゾナイザ２４２ｏに酸素ガスが供給されると、オゾナイザ２４２ｏによりオゾンガスが生成されるように構成されている。そして、バルブ２４２ｃ，２４２ｅを開けることにより、マスフローコントローラ２４２ｄにより流量制御しながら、反応ガ
ス供給ノズル２５１から成膜室２０１内にオゾンガスを供給可能なように構成されている。
【００４０】
主に、気化ガス供給ノズル２５０、反応ガス供給ノズル２５１、ガス供給口２５０ａ，２５１ａ、気化ガス供給管２４１ａ、原料タンク２４１ｔ、バルブ２４１ｃ、バルブ２４１ｄ、バブリングガス供給管２４３ａ、図示しないバブリングガス供給源、マスフローコントローラ２４３ｂ、バルブ２４３ｃ、反応ガス供給管２４２ａ、オゾナイザ２４２ｏ、バルブ２４２ｃ、マスフローコントローラ２４２ｄ、バルブ２４２ｅ、酸素ガス供給管２４４ａにより、成膜室２０１内に処理ガスを供給するガス供給手段が構成される。
【００４１】
（排気手段）
マニホールド２０９の側壁には、排気管２３１が接続されている。排気管２３１には、上流側から順に、圧力検出器としての圧力センサ２４５、圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３ｆ、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が設けられている。真空ポンプ２４６を作動させつつ、ＡＰＣバルブ２４３ｆの開閉弁の開度を調整することにより、成膜室２０１内を所望の圧力とすることが可能なように構成されている。主に、排気管２３１、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４３ｆ、真空ポンプ２４６により、成膜室２０１内の雰囲気を排気する排気手段が構成される。
【００４２】
（コントローラ）
制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、ヒータ２０７、ＡＰＣバルブ２４３ｆ、真空ポンプ２４６、回転機構２６７、ボートエレベータ２１５、オゾナイザ２４２ｏ、マスフローコントローラ２４２ｄ，２４３ｂ、バルブ２４１ｃ、２４１ｄ，２４２ｃ，２４２ｅ，２４３ｃ等に接続されている。コントローラ２８０により、ヒータ２０７の温度調整動作、ＡＰＣバルブ２４３ｆの開閉及び圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動・停止、回転機構２６７の回転速度調節、ボートエレベータ２１５の昇降動作、気化器２７１の気化動作、オゾナイザ２４２ｏのオゾン生成動作、マスフローコントローラ２４２ｄ，２４３ｂの流量調整動作、バルブ２４１ｃ、２４１ｄ，２４２ｃ，２４２ｅの開閉動作の制御が行われる。
【００４３】
（３）基板処理工程
続いて、上述のＭＭＴ装置１００及び縦型処理炉２００により実施される基板処理工程について、図３及び図４を参照しながら説明する。本実施形態に係る基板処理工程は、例えばＤＲＡＭやフラッシュメモリ等の半導体装置の製造工程の一工程として実施される。なお、以下の説明において、ＭＭＴ装置１００を構成する各部の動作は、コントローラ１２１により制御される。また、縦型処理炉２００を構成する各部の動作は、コントローラ２８０により制御される。
【００４４】
（ウエハ表面の酸化工程（Ｓ１０））
先ず、プラズマにより活性化した酸素含有ガスや原子状酸素をシリコンからなるウエハ３００の表面に供給し、ウエハ３００の表面に酸化膜を形成する。係る処理は、ＭＭＴ装置１００により行う。
【００４５】
具体的には、シリコンからなるウエハ３００を、ＭＭＴ装置１００が備えるプラズマ処理室１０１内に搬入する。具体的には、サセプタ１１７を基板搬送位置まで下降させ、ウエハ突上げピン１６６の先端をサセプタ１１７の貫通孔１１７ａに貫通させる。そして、サセプタ１１７表面から突き上げピン２６６上端を突き出した状態とする。次に、下側容器１１１に設けられたゲートバルブ１４４を開き、図中省略の搬送機構によってウエハ突上げピン１６６上にウエハ３００を載置する。搬送機構をプラズマ処理室１０１外へ退避
させ、ゲートバルブ１４４を閉じる。サセプタ１１７をサセプタ昇降機構２６８により上昇させ、ウエハ３００をサセプタ１１７上面に載置させ、更に処理位置まで上昇させる。
【００４６】
サセプタ１１７に埋め込まれたヒータにより、搬入されたウエハ３００を例えば１５０〜５００℃の範囲の内、所定の処理温度（例えば４００℃）に加熱する。また、真空ポンプ１４６、及びＡＰＣ１４２を用いてプラズマ処理室１０１の圧力を１〜２００Ｐａの範囲の内、所定の圧力（例えば２０Ｐａ）に維持する。
【００４７】
ウエハ３００の温度が処理温度に達して安定化したら、Ｋｒガス及び酸素ガスをガス導入口１３４からプラズマ処理室１０１内に導入する。このときのＫｒガスの流量は例えば２５０ｓｃｃｍとし、酸素ガスの流量は例えば１０ｓｃｃｍとする。同時に、高周波電源１７３から整合器１７２を介して筒状電極１１５に高周波電力を印加する。印加する電力は例えば１５０〜２００Ｗの範囲（例えば１５０ｓｃｃｍ）とする。このとき、インピーダンス可変機構２７４は予め所望のインピーダンス値となるように制御しておく。
【００４８】
筒状電極１１５からの電界、及び筒状磁石２１６ａ，２１６ｂからの磁界の影響を受けて、プラズマ処理室１０１内にマグネトロン放電が発生し、ウエハ３００の上方空間に電荷がトラップされ、プラズマ生成領域２２４に高密度プラズマが生成される。そして、プラズマにより活性されたＯ２ガスや原子状酸素（Ｏ）がウエハ３００上に供給され、ウエハ３００の表面に酸化膜４０１が形成される。ウエハ３００上に酸化膜４０１が形成された様子を、図３（ａ）に示す。なお、プラズマ励起用ガスとしてＫｒガスを用いることにより、活性化された酸素分子や原子状酸素（Ｏ）を効率よく生成することができる。Ｋｒは活性化するエネルギーバンドが低く、酸素分子のラジカル励起エネルギーとよくマッチングするためである。
【００４９】
所定時間（例えば３０秒）が経過し、ウエハ３００上に所定の厚さ（例えば３０Å）の酸化膜が形成されたら、筒状電極１１５への電力供給を停止すると共に、プラズマ処理室１０１内へのＫｒガス及び酸素ガスの供給を停止する。
【００５０】
（第１の工程（Ｓ２０））
次に、プラズマにより活性化した窒素含有ガスや原子状窒素を、ウエハ３００上に形成された酸化膜４０１表面に供給し、酸化膜４０１中に窒素を導入して酸化膜４０１を窒化させる。係る処理も、上述のＭＭＴ装置１００により行う。
【００５１】
具体的には、サセプタ１１７に埋め込まれたヒータにより、表面に酸化膜４０１が形成されたウエハ３００を例えば５００℃以上に加熱する。また、真空ポンプ１４６、及びＡＰＣ１４２を用いてプラズマ処理室１０１の圧力を１〜２００Ｐａの範囲の内、所定の圧力（例えば２０Ｐａ）に維持する。
【００５２】
ウエハ３００の温度が処理温度に達して安定化したら、Ｋｒガス及びＮＯガスをガス導入口１３４からプラズマ処理室１０１内に導入する。このときのＫｒガスの流量は例えば２５０ｓｃｃｍとし、ＮＯガスの流量は例えば１００〜５００ｓｃｃｍとする。同時に、高周波電源１７３から整合器１７２を介して筒状電極１１５に高周波電力を印加する。印加する電力は例えば１５０〜２００Ｗの範囲（例えば１５０ｓｃｃｍ）とする。このとき、インピーダンス可変機構２７４は予め所望のインピーダンス値となるように制御しておく。
【００５３】
筒状電極１１５からの電界、及び筒状磁石２１６ａ，２１６ｂからの磁界の影響を受けて、プラズマ処理室１０１内にマグネトロン放電が発生し、ウエハ３００の上方空間に電荷がトラップされ、プラズマ生成領域２２４に高密度プラズマが生成される。そして、プ
ラズマにより活性されたＮＯガスや原子状窒素（Ｎ）がウエハ３００上に供給され、ウエハ３００の表面に形成されている酸化膜４０１中に窒素が導入され、該酸化膜４０１が窒化されて窒化酸化膜（ＳｉＯＮ膜）４０１ｎに改質される。ウエハ３００上に形成された酸化膜４０１が窒化された様子を、図３（ｂ）に示す。なお、酸化膜４０１の厚さは例えば３０Åとしているため、酸化膜４０１の膜中にも十分に窒素を導入することができ、酸化膜４０１全体を窒化させることができる。また、ウエハ３００の表面である酸化膜４０１とウエハ３００のバルク部との界面における窒素濃度を１０％以上とすることが出来る。
【００５４】
所定時間（例えば１０秒〜２分）が経過し、酸化膜４０１の窒化が完了したら、工程Ｓ１０にて説明したウエハ３００の搬入手順とは逆の手順により、処理後のウエハ３００をプラズマ処理室１０１内から搬出する。
【００５５】
（第２の工程（Ｓ３０））
次に、工程Ｓ２０にて窒化させて得た窒化酸化膜４０１ｎ上に、ＡＬＤ法を用いてシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）４０２を形成する。シリコン酸化膜４０２の形成は、上述の縦型処理炉２００により行う。
【００５６】
ＡＬＤ法は、ある成膜条件（温度、時間等）の下で、成膜に用いる２種類（またはそれ以上）の処理ガスを１種類ずつ交互にウエハ３００上に供給し、表面反応を利用して成膜を行う手法である。ＡＬＤ法によりウエハ３００上にＳｉＯ２膜を形成する場合には、例えば３００〜６００℃で、ＴＤＭＡＳガスを供給する工程とオゾンガスを供給する工程とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する。ＳｉＯ２膜の膜厚は、サイクルの繰り返し回数により制御することができる。例えば、成膜速度が１Å／サイクルとすると、サイクルを２０回行うことで２０ÅのＳｉＯ２膜を形成することができる。
【００５７】
まず、処理後のウエハ３００をボート２１７に装填（ウエハチャージ）する。そして、ウエハ３００を保持したボート２１７を、ボートエレベータ２１５によって持ち上げて成膜室２０１内に搬入（ボートロード）する。この状態で、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
【００５８】
続いて、成膜室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように、ＡＰＣバルブ２４３ｆを開けて成膜室２０１内を真空ポンプ２４６により排気する。この際、成膜室２０１内の圧力を圧力センサ２４５で測定して、この測定された圧力に基づきＡＰＣバルブ２４３ｆの開度をフィードバック制御する。また、成膜室２０１内が所望の温度（例えば６００℃）となるように、ヒータ２０７によって成膜室２０１内を加熱する。この際、成膜室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサが検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合をフィードバック制御する。そして、回転機構２６７によりボート２１７を回転させ、ウエハ３００を回転させる。
【００５９】
そして、以下に示すステップ１〜４を１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施することにより、窒化酸化膜４０１ｎ上に所定膜厚のシリコン酸化膜４０２を成膜する。
【００６０】
ステップ１では、成膜室２０１内に第１の処理ガス（気化ガス）としてのＴＤＭＡＳガスを流し、窒化酸化膜４０１ｎ表面にＴＤＭＡＳのガス分子を吸着させる。具体的には、ＡＰＣバルブ２４３ｆを閉じて排気を止める。そして、マスフローコントローラ２４３ｂにより流量調整しつつ、バルブ２４３ｃを開けることにより、原料タンク２４１ｔ内にバブリング用ガスを例えば０．７ｓｌｍの流量で供給し、ＴＤＭＡＳガスを発生させる。そして、バルブ２４１ｃ，２４１ｄを順次開けることにより、気化ガス供給ノズル２５０を介して成膜室２０１内にＴＤＭＡＳガスを供給する。成膜室２０１内は、ＴＤＭＡＳガス
が供給されることにより、約７Ｔｏｒｒまで急激に昇圧される。成膜室２０１内に供給されたＴＤＭＡＳガスの分子は、ウエハ３００上の窒化酸化膜４０１ｎに接触して吸着する。所定時間（例えば５秒）が経過したら、バルブ２４１ｃ，２４１ｄを閉じると共に、ＡＰＣバルブ２４３ｆを開ける。
【００６１】
ステップ２では、ＡＰＣバルブ２４３ｆを開けたまま成膜室２０１内を真空排気し、成膜室２０１内から残留ガスを排除する。このとき、図示しないパージガス管からＮ２等の不活性ガスを成膜室２０１内に供給すると、残留ガスを排除する効果を高めることができる。
【００６２】
ステップ３では、成膜室２０１内に第２の処理ガス（反応ガス）としてのオゾンガスを流し、窒化酸化膜４０１ｎ上にＳｉＯ２膜を生成する。具体的には、酸素ガス供給管２４４ａからオゾナイザ２４２ｏに酸素ガスを供給し、オゾナイザ２４２ｏによりオゾンガスを生成させる。そして、バルブ２４２ｃ，２４２ｅを開けることにより、マスフローコントローラ２４２ｄにより流量制御しながら、反応ガス供給ノズル２５１から成膜室２０１内にオゾンガスを供給する。このとき、ＡＰＣバルブ２４３ｆの開度を制御して、成膜室２０１内の圧力を例えば４Ｔｏｒｒに調整する。成膜室２０１内に供給されたオゾンガスは、窒化酸化膜４０１ｎ上に吸着しているＴＤＭＡＳのガス分子と反応し、窒化酸化膜４０１ｎ上に１原子層未満から数原子層のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）が生成される。所定時間が経過したら、２４２ｃ，２４２ｅを閉じると共に、ＡＰＣバルブ２４３ｆを開ける。
【００６３】
ステップ４ではバルブ２４３ｅを閉じ、ＡＰＣバルブ２４３ｆを開けたまま成膜室２０１内を真空排気し、成膜室２０１内から残留ガスを排除する。このとき、図示しないパージガス管からＮ２等の不活性ガスを成膜室２０１内に供給すると、残留ガスを排除する効果を高めることができる。
【００６４】
上記ステップ１〜４を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、窒化酸化膜４０１ｎ上に所定膜厚（例えば３０Å）のシリコン酸化膜４０２を成膜する。窒化酸化膜４０１ｎ上にシリコン酸化膜４０２が形成された様子を、図３（ｃ）に示す。所定膜厚のシリコン酸化膜４０２の形成が完了したら、上述の手順とは逆の手順により、成膜後のウエハ３００を成膜室２０１内から搬出する。
【００６５】
（第３の工程（Ｓ４０））
次に、プラズマにより活性化した窒素含有ガスや原子状窒素をシリコン酸化膜４０２上に供給し、シリコン酸化膜４０２中に窒素を導入して窒化させる。係る処理は、上述のＭＭＴ装置１００により行う。
【００６６】
具体的には、工程Ｓ１０と同様に、シリコン酸化膜４０２が形成されたウエハ３００をプラズマ処理室１０１内に搬入する。
【００６７】
そして、サセプタ１１７に埋め込まれたヒータにより、表面にシリコン酸化膜４０２が形成されたウエハ３００を５００℃以上に加熱する。また、真空ポンプ１４６、及びＡＰＣ１４２を用いてプラズマ処理室１０１の圧力を１〜２００Ｐａの範囲の内、所定の圧力（例えば２０Ｐａ）に維持する。
【００６８】
ウエハ３００の温度が処理温度に達して安定化したら、Ｋｒガス及びＮＯガスをガス導入口１３４からプラズマ処理室１０１内に導入する。このときのＫｒガスの流量は例えば２５０ｓｃｃｍとし、ＮＯガスの流量は例えば１００〜５００ｓｃｃｍとする。同時に、高周波電源１７３から整合器１７２を介して筒状電極１１５に高周波電力を印加する。印
加する電力は例えば１５０〜２００Ｗの範囲（例えば１５０ｓｃｃｍ）とする。このとき、インピーダンス可変機構２７４は予め所望のインピーダンス値となるように制御しておく。
【００６９】
筒状電極１１５からの電界、及び筒状磁石２１６ａ，２１６ｂからの磁界の影響を受けて、プラズマ処理室１０１内にマグネトロン放電が発生し、ウエハ３００の上方空間に電荷がトラップされ、プラズマ生成領域２２４に高密度プラズマが生成される。そして、プラズマにより活性されたＮＯガスや原子状窒素（Ｎ）がウエハ３００上に供給され、ウエハ３００の表面に形成されているシリコン酸化膜４０２の表面に窒素が導入され、酸化膜４０１が窒化されて窒化酸化膜（ＳｉＯＮ膜）４０２ｎに改質される。ウエハ３００上に形成されたシリコン酸化膜４０２が窒化された様子を、図３（ｄ）に示す。なお、シリコン酸化膜４０２の厚さは例えば３０Åとしているため、シリコン酸化膜４０２の膜中にも十分に窒素を導入することができ、シリコン酸化膜４０２全体を窒化させることができる。
【００７０】
所定時間（例えば１０秒〜２分）が経過し、シリコン酸化膜４０２の窒化が完了したら、工程Ｓ１０，２０にて説明したウエハ３００の搬入手順とは逆の手順により、処理後のウエハ３００をプラズマ処理室１０１内から搬出する。
【００７１】
（繰り返し工程）
そして、第２の工程（Ｓ３０）と第３の工程（Ｓ４０）とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する。これにより、窒化酸化膜４０１ｎ及び１以上の窒化酸化膜４０２ｎが積層されてなる所定膜厚（例えば５０Å以上）の窒化酸化膜（ＳｉＯＮ膜）４００がウエハ３００上に形成される。
【００７２】
（アニール工程（Ｓ５０））
次に、所定膜厚の窒化酸化膜４００が形成されたウエハ３００を熱処理する。係る工程は、上述のＭＭＴ装置により行う。
【００７３】
具体的には、工程Ｓ１０と同様に、シリコン酸化膜４０２が形成されたウエハ３００をプラズマ処理室１０１内に搬入する。そして、サセプタ１１７に埋め込まれたヒータに電力を供給すると共に、ランプ加熱ユニット１８０から熱線を放射させ、ウエハ３００を例えば８５０℃以上、好ましくは９００℃以上に加熱する。加熱時間は例えば５秒間とする。これにより、ウエハ３００上に形成された窒化酸化膜４００を改質する。これにより、窒化酸化膜４００中の欠陥が減少する。また、ウエハ３００とシリコン酸化膜４０２との界面特性が改善する。例えば、ウエハ３００とシリコン酸化膜４０２との界面準位を下げることができる。
【００７４】
以上の工程を経て、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
【００７５】
（４）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【００７６】
（ａ）本実施形態によれば、ウエハ表面の酸化工程（Ｓ１０）において、ウエハ３００
表面に形成する酸化膜４１０の厚さを例えば３０Åとしている。そして、第１の工程（Ｓ２０）において、プラズマにより活性化したＮＯガスや原子状窒素（Ｎ）酸化膜４０１の表面に供給し、酸化膜４０１中に窒素を導入して窒化させている。酸化膜４０１の厚さを例えば３０Åとしているため、酸化膜４０１の膜中にも十分に窒素を導入することができ、酸化膜４０１全体を窒化させることができる。また、ウエハ３００表面である酸化膜４０１とウエハ３００バルク部との界面における窒素濃度を１０％以上とすることが出来る
。これにより、ウエハ３００上に形成する例えば５０Å以上の窒化酸化膜４００の誘電率を高めることができ、窒化酸化膜４００中に結合エネルギーの高いＳｉＯＮが形成されることで、窒化酸化膜４００の信頼性、すなわち電気的な耐久性を向上させることが出来る。
【００７７】
（ｂ）本実施形態によれば、第２の工程（Ｓ３０）において、窒化酸化膜４０１ｎ上に
形成するシリコン酸化膜４０２の厚さを例えば３０Åとしている。そして、第３の工程（Ｓ４０）において、プラズマにより活性化したＮＯガスや原子状窒素（Ｎ）をシリコン酸化膜４０２の表面に供給し、シリコン酸化膜４０２中に窒素を導入して窒化させている。シリコン酸化膜４０２の厚さを例えば３０Åとしているため、シリコン酸化膜４０２の膜中にも十分に窒素を導入することができ、シリコン酸化膜４０２全体を窒化させることができる。これにより、ウエハ３００上に形成する例えば５０Å以上の窒化酸化膜４００の誘電率を高めることができ、窒化酸化膜４００中に結合エネルギーの高いＳｉＯＮが形成されることで、窒化酸化膜４００の信頼性、すなわち電気的な耐久性を向上させることが出来る。
【００７８】
（ｃ）本実施形態によれば、第１の工程（Ｓ２０）及び第３の工程（Ｓ４０）において
、ウエハ３００を５００℃以上に加熱している。これにより、酸化膜４０１やシリコン酸化膜４０２に含まれるＳｉ原子と、これらの膜中に導入されたＮ原子と、の結合を促進させ、窒化酸化膜４００中の窒素濃度や電気特性を安定させることができる。なお、第１の工程（Ｓ２０）及び第３の工程（Ｓ４０）におけるウエハ３００の温度を５００℃未満としてしまうと、上記のＳｉとＮとの結合が不安定になり、窒化酸化膜４００中の窒素濃度や電気特性が悪化してしまう場合がある。
【００７９】
（ｄ）本実施形態によれば、第２の工程（Ｓ３０）において、ウエハ３００の温度を例
えば３００〜６００℃に保ちつつ、ＡＬＤ法を用いてシリコン酸化膜４０２を形成している。これにより、シリコン酸化膜４０２、すなわち窒化酸化膜４００の面内膜圧均一性、ステップカバレッジ特性（段差被覆特性）を向上させることができる。
【００８０】
（ｅ）本実施形態によれば、第１の工程（Ｓ２０）及び第３の工程（Ｓ４０）において
、変形マグネトロン型プラズマ処理装置として構成されたＭＭＴ装置を用いている。変形マグネトロン型プラズマにおいてはウエハ３００の温度を５００℃以上に加熱することが可能であるばかりか、ウエハ３００に入射されるイオンのエネルギー制御も容易である。そのため、酸化膜４０１中やシリコン酸化膜４０２中に窒素を深く導入することが可能となる。すなわち、酸化膜４０１やシリコン酸化膜４０２を厚く形成した場合であっても（３０Å以上とした場合であっても）、これらの膜全体に十分に窒素を導入して窒化させることが可能となる。
【００８１】
（ｆ）本実施形態によれば、第１の工程（Ｓ２０）及び第３の工程（Ｓ４０）を実施す
る処理室（プラズマ処理室１０１）と、第２の工程（Ｓ３０）を実施する処理室（成膜室２０１）とは、異なる室として構成されている。これにより、処理室内における異物の発生を抑制でき、窒化酸化膜４００の品質を向上させることが出来る。なお、第１の工程（Ｓ２０）及び第３の工程（Ｓ４０）と、第２の工程（Ｓ３０）とを同一の処理室内にて実施することとすれば（酸化膜の形成とその窒化とを同一の処理室内で実施することとすれば）、処理室内に異物が発生し易くなり、基板処理の品質が低下し易くなる。
【００８２】
（ｇ）本実施形態によれば、所定膜厚の窒化酸化膜４００が形成されたウエハ３００を熱処理するアニール工程（Ｓ５０）を実施する。また、アニール工程（Ｓ５０）を８５０℃以上、好ましくは９００℃以上の温度で実施する。これにより、これにより、窒化酸化膜４００中の欠陥を減少させることができる。また、ウエハ３００とシリコン酸化膜４０２
との界面特性を改善させることができる。例えば、ウエハ３００とシリコン酸化膜４０２との界面準位を下げることができる。
【００８３】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００８４】
＜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。
【００８５】
本発明の一態様によれば、 基板上に形成された酸化膜を第１の処理部により窒化する第１の工程と、
窒化された前記酸化膜上に第２の処理部によりシリコン酸化膜を形成する第２の工程と、
前記シリコン酸化膜を前記第１の処理部により窒化する第３の工程と、を有し、
前記第１の工程を実施した後、前記第２の工程と前記第３の工程とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する
基板処理方法が提供される。
【００８６】
好ましくは、 前記第２の工程では、
前記基板を収容した処理室内に第１の処理ガスを供給する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
前記処理室内に第２の処理ガスを供給する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する。
【００８７】
また好ましくは、 前記第２工程で成膜する前記シリコン酸化膜の厚さを３０Å以下とする。
【００８８】
また好ましくは、
前記第２の工程と前記第３の工程とは互いに異なる室内にて行う。
【００８９】
また好ましくは、
前記第１の工程及び前記第３の工程における前記基板の温度を５００℃以上とする。
【００９０】
また好ましくは
前記第２の工程と前記第３の工程とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施した後、前記基板を熱処理するアニール工程を有する。
【００９１】
また好ましくは、
前記アニール工程における前記基板の温度を９００℃以上とする。
【符号の説明】
【００９２】
１００ ＭＭＴ装置（第１の処理部）
１０１ プラズマ処理室（処理室）
２００ 縦型処理炉（第２の処理部）
２０１ 成膜室（処理室）
３００ ウエハ（基板）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を処理する工程を有する基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に形成した酸化膜の誘電率を向上させたり、不純物拡散や酸化に対する該酸化膜の信頼性を向上させたりする目的で、該酸化膜中に窒素を導入して窒化させる基板処理工程が、基板処理工程の一工程として行われてきた。例えば、酸化膜を窒化させることで、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ電極に添加したボロンが酸化膜を突き抜けてしまう現象を抑制できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
酸化膜を窒化させる第１の方法として、シリコン（Ｓｉ）からなる基板を酸素（Ｏ）含有雰囲気中にて加熱し、該基板表面に例えば５０Åのシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）を形成した後、該基板を酸化窒素（ＮＯ）ガス雰囲気中にて加熱する方法が行われていた。しかしながら、かかる方法では、基板とシリコン酸化膜との界面にしか窒素を導入できず、酸化膜の誘電率や信頼性を十分に増大させることは困難であった。
【０００４】
また、酸化膜を窒化させる第２の方法として、上記と同様に基板表面に例えば５０Åのシリコン酸化膜を形成した後、窒素を含有するガスプラズマによりシリコン酸化膜を窒化処理し、その後に該基板をＮＯガス雰囲気中にて加熱する方法が行われていた。係る方法によれば、基板とシリコン酸化膜との界面だけでなく、シリコン酸化膜の表面にも窒素を導入できる。しかしながら、係る方法においても、シリコン酸化膜の中心部（バルク）中に窒素を導入することは困難であった。そのため、次世代の製造プロセス（例えば３０ｎｍプロセス）に要求されるような誘電率や耐久性の向上を実現することが困難であった。
【０００５】
また第３の方法として、例えば窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）ガスを用いたＬＰ−ＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、窒素を含有する酸化膜をシリコンウエハ上に直接に形成する方法が行われていた。しかしながら、係る方法では、形成した膜中における欠陥や不純物が増加してしまい、膜の信頼性が損なわれてしまう場合があった。
【０００６】
本発明は、酸化膜中への窒素の導入を促し、酸化膜の誘電率や信頼性を向上させることが可能な基板処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、基板上に形成された酸化膜を第１の処理部により窒化する第１の工程と、窒化された前記酸化膜上に第２の処理部によりシリコン酸化膜を形成する第２の工程と、前記シリコン酸化膜を前記第１の処理部により窒化する第３の工程と、を有し、前記第１の工程を実施した後、前記第２の工程と前記第３の工程とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する基板処理方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る基板処理方法によれば、酸化膜中への窒素の導入を促し、酸化膜の誘電率や信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る第１の工程及び第３の工程で用いられるＭＭＴ装置を例示する断面概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る第２の工程で用いられる縦型処理炉を例示する断面概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る基板処理工程を実施することでウエハ上に窒素を含有する酸化膜が形成される様子を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る基板処理工程のフローを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜本発明の一実施形態＞
本実施形態に係る基板処理工程は、基板上に形成された酸化膜を窒化する第１の工程と、窒化された前記酸化膜上にシリコン酸化膜を形成する第２の工程と、前記シリコン酸化膜を窒化する第３の工程と、を有している。そして、前記第１の工程を実施した後、前記第２の工程と前記第３の工程とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する。
【００１１】
上述の第１の工程及び第３の工程は、図１に例示する第１の処理部としてのＭＭＴ装置１００により実施される。また、上述の第２の工程は、図２に例示する第２の処理部としての縦型処理炉２００により実施される。以下では、基板処理工程の説明に先立ち、ＭＭＴ装置１００及び縦型処理炉２００の構成について順に説明する。
【００１２】
（１）ＭＭＴ装置１００の構成
図１に、第１の工程及び第３の工程を実施する第１の処理部としてのＭＭＴ装置１００の断面概略図を示す。ＭＭＴ装置１００は、変形マグネトロン型プラズマ処理装置（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ Ｔｙｐｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）として構成されており、電界と磁界とにより生成したプラズマにより活性化した酸素含有ガスや窒素含有ガスにより、基板としてのウエハ３００の表面等を酸化させたり、窒化させたりするように構成されている。
【００１３】
図１に示すように、ＭＭＴ装置１００は処理容器１０３を備えている。処理容器１０３は、第１の容器であるドーム型の上側容器１１０と、第２の容器である碗型の下側容器１１１と、を備えている。上側容器１１０が下側容器１１１の上に被せられることにより、処理容器１０３が構成される。処理容器１０３内には、基板としてのウエハ３００を収容する処理室としてのプラズマ処理室１０１が構成されている。上側容器１１０は、例えば酸化アルミニウム又は石英等の非金属材料により構成されており、下側容器１１１は、例えばアルミニウムにより構成されている。
【００１４】
プラズマ処理室１０１内の底側中央には、ウエハ３００を保持する基板保持手段としてのサセプタ１１７が配置されている。サセプタ１１７は、ウエハ３００上に形成する膜の金属汚染を低減することが出来るよう、例えば、窒化アルミニウムやセラミックス、又は石英等の非金属材料により構成されている。
【００１５】
サセプタ１１７の内部には、第１の加熱部としてのヒータ（図中省略）が一体的に埋め込まれている。係るヒータは、サセプタ１１７上に載置されたウエハ３００を加熱するように構成されている。ヒータに電力を供給することで、ウエハ３００の温度を所定の温度（例えば３５０℃〜７００℃）に昇温できるように構成されている。
【００１６】
処理容器１０３（上側容器１１０）の天井部には、透光性を有する光透過性窓部１７８が設けられている。光透過性窓部１７８の上方であってプラズマ処理室１０１の外側には、第２の加熱部としてのランプ加熱ユニット（光源）１８０が設けられている。ランプ加
熱ユニット１８０から放射される熱線は、光透過性窓部１７８を介してサセプタ１１７上に（ウエハ３００上に）照射されるように構成されている。ランプ加熱ユニット１８０は、第１の加熱部としてのヒータとは実質的に反対側からウエハ３００を加熱するように構成されている。
【００１７】
サセプタ１１７は、下側容器１１１とは電気的に絶縁されている。サセプタ１１７の内部には、インピーダンスを変化させる電極としての第２の電極（図中省略）が装備されている。この第２の電極は、インピーダンス可変手段１７４を介して接地されている。インピーダンス可変手段１７４は、コイルや可変コンデンサから構成されており、コイルのパターン数や可変コンデンサの容量値を制御することにより、第２の電極（図中省略）及びサセプタ１１７を介して、ウエハ３００の電位を制御できるように構成されている。
【００１８】
サセプタ１１７には、サセプタ１１７を昇降させるサセプタ昇降手段１６８が設けられている。サセプタ１１７には、貫通孔１１７ａが設けられている。一方、前述の下側容器１１１底面には、ウエハ３００を突上げるウエハ突上げピン１６６が、少なくとも３箇所設けられている。サセプタ昇降手段１６８によりサセプタ１１７が下降させられた時には、ウエハ突上げピン１６６がサセプタ１１７とは非接触な状態で貫通孔１１７ａを突き抜けるように構成されている。
【００１９】
下側容器１１１の側壁には、仕切弁としてのゲートバルブ１４４が設けられている。ゲートバルブ１４４を開けることにより、搬送手段（図中省略）を用いてプラズマ処理室１０１内外にウエハ３００を搬送することができるように構成されている。ゲートバルブ１４４を閉めることにより、プラズマ処理室１０１を気密に封止することができるよう構成されている。
【００２０】
プラズマ処理室１０１の上部には、プラズマ処理室１０１内へ反応ガスや不活性ガスを供給するシャワーヘッド１３６が設けられている。シャワーヘッド１３６は、キャップ状の蓋体１３３、ガス導入口１３４、バッファ室１３７、開口１３８、遮蔽プレート１４０、及びガス吹出口１３９を備えている。ガス導入口１３４には、ガス供給管１３２が接続されている。ガス供給管１３２には、処理ガス１３０や不活性ガスを供給する図示しないガス供給源、マスフローコントローラ１４１、バルブ１４３ａが設けられている。バッファ室１３７は、ガス導入口１３４より導入される処理ガスや不活性ガスを分散してプラズマ処理室１０１内へ供給する分散空間として機能する。
【００２１】
後述するウエハ表面の酸化工程（Ｓ１０）においては、プラズマ励起用ガスとしてのクリプトン（Ｋｒ）ガス、酸素含有ガスとしての酸素（Ｏ２）ガスが、ガス導入口１３４からプラズマ処理室１０１内に供給されるように構成されている。また、第１の工程（Ｓ２０）及び第３の工程（Ｓ４０）においては、プラズマ励起用ガスとしてのＫｒガス、及び窒素含有ガスとしてのＮＯガスやＮ２Ｏガスが、ガス導入口１３４からプラズマ処理室１０１内に供給されるように構成されている。また、プラズマ処理室１０１内のガス置換を行う際には、Ｎ２ガス等の不活性ガスが、ガス導入口１３４からプラズマ処理室１０１内に供給されるように構成されている。
【００２２】
下側容器１１１の側壁下方にはガス排気口１３５が設けられている。ガス排気口１３５には、ガス排気管１３１が接続されている。ガス排気管１３１には、圧力調整器であるＡＰＣ１４２、開閉弁であるバルブ１４３ｂ、排気装置である真空ポンプ１４６が、上流から順に接続されている。主に、ガス排気管１３１、ＡＰＣ１４２、バルブ１４３ｂ、及び真空ポンプ１４６により、プラズマ処理室１０１内のガスを排気するガス排気ラインが構成されている。真空ポンプ１４６を作動させ、バルブ１４３ｂを開けることにより、プラズマ処理室１０１内を排気することが可能なように構成されている。また、ＡＰＣ１４２
の開度を調整することにより、プラズマ処理室１０１内の圧力値を調整自在に構成されている。
【００２３】
処理容器１０３（上側容器１１０）の外周には、プラズマ処理室１０１内のプラズマ生成領域２２４を囲うように、第１の電極としての筒状電極１１５が設けられている。筒状電極１１５は、筒状、例えば円筒状に形成されている。筒状電極１１５には、インピーダンスの整合を行う整合器１７２を介して、高周波電力を発生する高周波電源１７３が接続されている。
【００２４】
また、筒状電極１１５の外側表面の上下端側には、上部磁石１１６ａ及び下部磁石１１６ｂがそれぞれ取り付けられている。上部磁石１１６ａ及び下部磁石１１６ｂは、筒状、例えばリング状に形成された永久磁石によりそれぞれ構成されている。上部磁石１１６ａ及び下部磁石１１６ｂは、プラズマ処理室１０１の半径方向に沿った両端（すなわち、各磁石の内周端と外周端）にそれぞれ磁極を有している。そして、上部磁石１１６ａ及び下部磁石１１６ｂの磁極の向きは、互いに逆向きになるよう配置されている。すなわち、上部磁石１１６ａ及び下部磁石１１６ｂの内周部の磁極同士は異極となっている。これにより、筒状電極１１５の内側表面に沿って、円筒軸方向の磁力線が形成される。
【００２５】
主に、筒状電極１１５、整合器１７２、高周波電源１７３、上部磁石１１６ａ、下部磁石１１６ｂにより、プラズマ発生機構が構成される。なお、筒状電極１１５、上部磁石１１６ａ、及び下部磁石１１６ｂの周囲には、これらが形成する電磁界が外部環境や他処理炉等の装置に悪影響を及ぼさないように、電磁界を有効に遮蔽する遮蔽板１２３が設けられている。
【００２６】
プラズマ処理室１０１内に例えばＫｒガスとＯ２ガスとを導入した後、筒状電極１１５に高周波電力を供給することにより、筒状電極１１５からの電界、及び筒状磁石２１６ａ，２１６ｂからの磁界の影響を受けて、プラズマ処理室１０１内にマグネトロン放電が発生するように構成されている。そして、ウエハ３００の上方空間に電荷がトラップされ、プラズマ生成領域２２４に高密度プラズマが生成されるように構成されている。そして、プラズマにより活性されたＯ２ガスや原子状酸素（Ｏ）がウエハ３００上に供給されると、ウエハ３００の表面に酸化膜が形成されるように構成されている。
【００２７】
同様に、プラズマ処理室１０１内に例えばＫｒガスとＮＯガスとを導入した後、筒状電極１１５に高周波電力を供給することにより、筒状電極１１５からの電界、及び筒状磁石２１６ａ，２１６ｂからの磁界の影響を受けて、プラズマ処理室１０１内にマグネトロン放電が発生するように構成されている。そして、ウエハ３００の上方空間に電荷がトラップされ、プラズマ生成領域２２４に高密度プラズマが生成されるように構成されている。そして、プラズマにより活性されたＮＯガスや原子状窒素（Ｎ）がウエハ３００上に供給され、ウエハ３００の表面に形成されている酸化膜中に窒素が導入され、該酸化膜が窒化されるように構成されている。
【００２８】
制御手段としてのコントローラ１２１は、信号線Ａを通じてＡＰＣ１４２、バルブ１４３ｂ、及び真空ポンプ１４６を、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降手段１６８を、信号線Ｃを通じてゲートバルブ１４４を、信号線Ｄを通じて整合器１７２、及び高周波電源１７３を、信号線Ｅを通じてマスフローコントローラ１４１、バルブ１４３ａを、信号線Ｆを通じてランプ加熱ユニット１８０を、さらに図示しない信号線を通じてサセプタに埋め込まれたヒータやインピーダンス可変手段１７４を、それぞれ制御するように構成されている。
【００２９】
（２）縦型処理炉２００の構成
図２に、上述の第２の工程を実施する第２の処理部としての縦型処理炉２００の断面概略図を示す。縦型処理炉２００は、基板としてのウエハ３００の表面に処理ガスを供給し、ＣＶＤ法やＡＬＤ法により、ウエハ３００上に例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）等の薄膜を形成することが可能なように構成されている。
【００３０】
図２に示すように、縦型処理炉２００は、反応管２０３とマニホールド２０９とを有している。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性を有する非金属材料から構成され、上端部が閉塞され、下端部が開放された円筒形状に構成されている。マニホールド２０９は、例えばＳＵＳ等の金属材料から構成され、上端部及び下端部が開放された円筒形状に構成されている。反応管２０３は、マニホールド２０９により下端部側から縦向きに支持されている。反応管２０３とマニホールド２０９とは、同心円状に配置されている。マニホールド２０９の下端部は、上述したボートエレベータ２１５が上昇した際に、シールキャップ２１９により気密に封止されるように構成されている。マニホールド２０９の下端部とシールキャップ２１９との間には、成膜室２０１内を気密に封止するＯリングなどの封止部材２２０ａが設けられている。
【００３１】
反応管２０３及びマニホールド２０９の内部には、基板としてのウエハ３００を複数積層して収容する処理室としての成膜室２０１が形成されている。成膜室２０１内には、基板支持手段としてのボート２１７が下方から挿入されるように構成されている。反応管２０３及びマニホールド２０９の内径は、ウエハ３００を装填したボート２１７の最大外径よりも大きくなるように構成されている。
【００３２】
ボート２１７は、複数枚（例えば７５枚から１００枚）のウエハ３００を、略水平状態で所定の隙間（基板ピッチ間隔）をもって多段に保持するように構成されている。ボート２１７は、ボート２１７からの熱伝導を遮断する断熱キャップ２１８上に搭載されている。断熱キャップ２１８は、回転軸２５５により下方から支持されている。回転軸２５５は、成膜室２０１内の気密を保持しつつ、シールキャップ２１９の中心部を貫通するように設けられている。シールキャップ２１９の下方には、回転軸２５５を回転させる回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７により回転軸２５５を回転させることにより、成膜室２０１内の気密を保持したまま、複数のウエハ３００を搭載したボート２１７を回転させることが出来るように構成されている。
【００３３】
反応管２０３の外周には、反応管２０３と同心円状に加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７が設けられている。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。
【００３４】
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、マニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。シールキャップ２１９の成膜室２０１と反対側には、ボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７を下方から支持しており、回転機構２６７を作動させることでウエハ３００を回転させることが可能なように構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に垂直に配置された昇降機構としてのボートエレベータ２１５によって、垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート２１７を成膜室２０１内外に搬送することが可能となっている。
【００３５】
（ガス供給手段）
縦型処理炉２００は、成膜室２０１内にウエハ３００の積層方向に沿って立設され、複数のガス供給口２５０ａを有し、液体原料としてのＴＤＭＡＳを気化させて得られる第１の処理ガス（気化ガス）としてのＴＤＭＡＳ（ＳｉＨ［Ｎ（ＣＨ３）２］３；トリスジメチルアミノシラン）ガスを供給する気化ガス供給ノズル２５０を備えている。また、縦型処理炉２００は、気化ガス供給ノズル２５０と隣接して立設され、複数のガス供給口２５１ａを有し、第２の処理ガス（反応ガス）としてのオゾン（Ｏ３）ガスを供給する反応ガス供給ノズル２５１と、を備えている。
【００３６】
気化ガス供給ノズル２５０及び反応ガス供給ノズル２５１は、垂直部と水平部とを有するＬ字形状にそれぞれ構成されている。気化ガス供給ノズル２５０及び反応ガス供給ノズル２５１の垂直部は、反応管２０３の内壁を沿うように鉛直方向にそれぞれ配設されている。気化ガス供給ノズル２５０及び反応ガス供給ノズル２５１の水平部は、マニホールド２０９の側壁をそれぞれ貫通するように設けられている。
【００３７】
気化ガス供給ノズル２５０及び反応ガス供給ノズル２５１の垂直部側面には、複数のガス供給口２５０ａ，２５１ａが鉛直方向に配列するようにそれぞれ設けられている。ガス供給口２５０ａ，２５１ａは、積層されたウエハ３００の間にそれぞれ開口するように構成されている。ガス供給口２５０ａ，２５１ａは、成膜室２０１内の略中心（成膜室２０１内に搬入されたウエハ３００の略中心）を向くようにそれぞれ構成されており、ガス供給口２５０ａ，２５１ａから供給されるガスは、それぞれ成膜室２０１内の略中心に向けて噴射されるように構成されている。ガス供給口２５０ａ，２５１ａは、積層されたウエハ３００の間に開口するように構成されている。なお、ガス供給口２５０ａ，２５１ａの開口径は、それぞれ下部から上部にわたって同一であってもよく、下部から上部にわたって徐々に大きくされてもよい。
【００３８】
気化ガス供給ノズル２５０の上流側端（水平端）には、第１の処理ガスとしてのＴＤＭＡＳガスを供給する気化ガス供給管２４１ａが接続されている。気化ガス供給管２４１ａには、液体原料としてのＴＤＭＡＳを貯留した原料タンク２４１ｔと、バルブ２４１ｃと、バルブ２４１ｄとが、上流側から順に設けられている。原料タンク２４１ｔには、Ｎ２ガス等のバブリング用ガスを供給するバブリングガス供給管２４３ａが接続されている。バブリングガス供給管２４３ａの下流端は、原料タンク２４１ｔ内に貯留されたＴＤＭＡＳ中に浸漬されている。バブリングガス供給管２４３ａには、図示しないバブリングガス供給源、マスフローコントローラ２４３ｂ、バルブ２４３ｃが上流側から順に設けられている。マスフローコントローラ２４３ｂにより流量調整しつつ、バルブ２４３ｃを開けることにより、原料タンク２４１ｔ内にバブリング用ガスを供給してＴＤＭＡＳガスを発生させることが可能なように構成されている。そして、バルブ２４１ｃ，２４１ｄを開けることにより、気化ガス供給ノズル２５０を介して成膜室２０１内にＴＤＭＡＳガスを供給することが可能なように構成されている。なお、バルブ２４１ｄを閉めた状態でバルブ２４１ｃを開け、所定時間経過した後にバルブ２４１ｄを開けることにより、バルブ２４１ｃとバルブ２４１ｄの間に蓄えられた高圧のＴＤＭＡＳガスを、成膜室２０１内に短時間で供給（フラッシュ供給）することが可能なように構成されている。
【００３９】
反応ガス供給ノズル２５１の上流側端（水平端）には、第２の処理ガスとしてのオゾンガスを供給する反応ガス供給管２４２ａが接続されている。反応ガス供給管２４２ａには、オゾンガスを発生させるオゾナイザ２４２ｏ、バルブ２４２ｃ、マスフローコントローラ２４２ｄ、バルブ２４２ｅが、上流側から順に設けられている。オゾナイザ２４２ｏには、酸素（Ｏ２）ガスを供給する酸素ガス供給管２４４ａが接続されている。酸素ガス供給管２４４ａからオゾナイザ２４２ｏに酸素ガスが供給されると、オゾナイザ２４２ｏによりオゾンガスが生成されるように構成されている。そして、バルブ２４２ｃ，２４２ｅを開けることにより、マスフローコントローラ２４２ｄにより流量制御しながら、反応ガ
ス供給ノズル２５１から成膜室２０１内にオゾンガスを供給可能なように構成されている。
【００４０】
主に、気化ガス供給ノズル２５０、反応ガス供給ノズル２５１、ガス供給口２５０ａ，２５１ａ、気化ガス供給管２４１ａ、原料タンク２４１ｔ、バルブ２４１ｃ、バルブ２４１ｄ、バブリングガス供給管２４３ａ、図示しないバブリングガス供給源、マスフローコントローラ２４３ｂ、バルブ２４３ｃ、反応ガス供給管２４２ａ、オゾナイザ２４２ｏ、バルブ２４２ｃ、マスフローコントローラ２４２ｄ、バルブ２４２ｅ、酸素ガス供給管２４４ａにより、成膜室２０１内に処理ガスを供給するガス供給手段が構成される。
【００４１】
（排気手段）
マニホールド２０９の側壁には、排気管２３１が接続されている。排気管２３１には、上流側から順に、圧力検出器としての圧力センサ２４５、圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３ｆ、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が設けられている。真空ポンプ２４６を作動させつつ、ＡＰＣバルブ２４３ｆの開閉弁の開度を調整することにより、成膜室２０１内を所望の圧力とすることが可能なように構成されている。主に、排気管２３１、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４３ｆ、真空ポンプ２４６により、成膜室２０１内の雰囲気を排気する排気手段が構成される。
【００４２】
（コントローラ）
制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、ヒータ２０７、ＡＰＣバルブ２４３ｆ、真空ポンプ２４６、回転機構２６７、ボートエレベータ２１５、オゾナイザ２４２ｏ、マスフローコントローラ２４２ｄ，２４３ｂ、バルブ２４１ｃ、２４１ｄ，２４２ｃ，２４２ｅ，２４３ｃ等に接続されている。コントローラ２８０により、ヒータ２０７の温度調整動作、ＡＰＣバルブ２４３ｆの開閉及び圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動・停止、回転機構２６７の回転速度調節、ボートエレベータ２１５の昇降動作、気化器２７１の気化動作、オゾナイザ２４２ｏのオゾン生成動作、マスフローコントローラ２４２ｄ，２４３ｂの流量調整動作、バルブ２４１ｃ、２４１ｄ，２４２ｃ，２４２ｅの開閉動作の制御が行われる。
【００４３】
（３）基板処理工程
続いて、上述のＭＭＴ装置１００及び縦型処理炉２００により実施される基板処理工程について、図３及び図４を参照しながら説明する。本実施形態に係る基板処理工程は、例えばＤＲＡＭやフラッシュメモリ等の半導体装置の製造工程の一工程として実施される。なお、以下の説明において、ＭＭＴ装置１００を構成する各部の動作は、コントローラ１２１により制御される。また、縦型処理炉２００を構成する各部の動作は、コントローラ２８０により制御される。
【００４４】
（ウエハ表面の酸化工程（Ｓ１０））
先ず、プラズマにより活性化した酸素含有ガスや原子状酸素をシリコンからなるウエハ３００の表面に供給し、ウエハ３００の表面に酸化膜を形成する。係る処理は、ＭＭＴ装置１００により行う。
【００４５】
具体的には、シリコンからなるウエハ３００を、ＭＭＴ装置１００が備えるプラズマ処理室１０１内に搬入する。具体的には、サセプタ１１７を基板搬送位置まで下降させ、ウエハ突上げピン１６６の先端をサセプタ１１７の貫通孔１１７ａに貫通させる。そして、サセプタ１１７表面から突き上げピン２６６上端を突き出した状態とする。次に、下側容器１１１に設けられたゲートバルブ１４４を開き、図中省略の搬送機構によってウエハ突上げピン１６６上にウエハ３００を載置する。搬送機構をプラズマ処理室１０１外へ退避
させ、ゲートバルブ１４４を閉じる。サセプタ１１７をサセプタ昇降機構２６８により上昇させ、ウエハ３００をサセプタ１１７上面に載置させ、更に処理位置まで上昇させる。
【００４６】
サセプタ１１７に埋め込まれたヒータにより、搬入されたウエハ３００を例えば１５０〜５００℃の範囲の内、所定の処理温度（例えば４００℃）に加熱する。また、真空ポンプ１４６、及びＡＰＣ１４２を用いてプラズマ処理室１０１の圧力を１〜２００Ｐａの範囲の内、所定の圧力（例えば２０Ｐａ）に維持する。
【００４７】
ウエハ３００の温度が処理温度に達して安定化したら、Ｋｒガス及び酸素ガスをガス導入口１３４からプラズマ処理室１０１内に導入する。このときのＫｒガスの流量は例えば２５０ｓｃｃｍとし、酸素ガスの流量は例えば１０ｓｃｃｍとする。同時に、高周波電源１７３から整合器１７２を介して筒状電極１１５に高周波電力を印加する。印加する電力は例えば１５０〜２００Ｗの範囲（例えば１５０ｓｃｃｍ）とする。このとき、インピーダンス可変機構２７４は予め所望のインピーダンス値となるように制御しておく。
【００４８】
筒状電極１１５からの電界、及び筒状磁石２１６ａ，２１６ｂからの磁界の影響を受けて、プラズマ処理室１０１内にマグネトロン放電が発生し、ウエハ３００の上方空間に電荷がトラップされ、プラズマ生成領域２２４に高密度プラズマが生成される。そして、プラズマにより活性されたＯ２ガスや原子状酸素（Ｏ）がウエハ３００上に供給され、ウエハ３００の表面に酸化膜４０１が形成される。ウエハ３００上に酸化膜４０１が形成された様子を、図３（ａ）に示す。なお、プラズマ励起用ガスとしてＫｒガスを用いることにより、活性化された酸素分子や原子状酸素（Ｏ）を効率よく生成することができる。Ｋｒは活性化するエネルギーバンドが低く、酸素分子のラジカル励起エネルギーとよくマッチングするためである。
【００４９】
所定時間（例えば３０秒）が経過し、ウエハ３００上に所定の厚さ（例えば３０Å）の酸化膜が形成されたら、筒状電極１１５への電力供給を停止すると共に、プラズマ処理室１０１内へのＫｒガス及び酸素ガスの供給を停止する。
【００５０】
（第１の工程（Ｓ２０））
次に、プラズマにより活性化した窒素含有ガスや原子状窒素を、ウエハ３００上に形成された酸化膜４０１表面に供給し、酸化膜４０１中に窒素を導入して酸化膜４０１を窒化させる。係る処理も、上述のＭＭＴ装置１００により行う。
【００５１】
具体的には、サセプタ１１７に埋め込まれたヒータにより、表面に酸化膜４０１が形成されたウエハ３００を例えば５００℃以上に加熱する。また、真空ポンプ１４６、及びＡＰＣ１４２を用いてプラズマ処理室１０１の圧力を１〜２００Ｐａの範囲の内、所定の圧力（例えば２０Ｐａ）に維持する。
【００５２】
ウエハ３００の温度が処理温度に達して安定化したら、Ｋｒガス及びＮＯガスをガス導入口１３４からプラズマ処理室１０１内に導入する。このときのＫｒガスの流量は例えば２５０ｓｃｃｍとし、ＮＯガスの流量は例えば１００〜５００ｓｃｃｍとする。同時に、高周波電源１７３から整合器１７２を介して筒状電極１１５に高周波電力を印加する。印加する電力は例えば１５０〜２００Ｗの範囲（例えば１５０ｓｃｃｍ）とする。このとき、インピーダンス可変機構２７４は予め所望のインピーダンス値となるように制御しておく。
【００５３】
筒状電極１１５からの電界、及び筒状磁石２１６ａ，２１６ｂからの磁界の影響を受けて、プラズマ処理室１０１内にマグネトロン放電が発生し、ウエハ３００の上方空間に電荷がトラップされ、プラズマ生成領域２２４に高密度プラズマが生成される。そして、プ
ラズマにより活性されたＮＯガスや原子状窒素（Ｎ）がウエハ３００上に供給され、ウエハ３００の表面に形成されている酸化膜４０１中に窒素が導入され、該酸化膜４０１が窒化されて窒化酸化膜（ＳｉＯＮ膜）４０１ｎに改質される。ウエハ３００上に形成された酸化膜４０１が窒化された様子を、図３（ｂ）に示す。なお、酸化膜４０１の厚さは例えば３０Åとしているため、酸化膜４０１の膜中にも十分に窒素を導入することができ、酸化膜４０１全体を窒化させることができる。また、ウエハ３００の表面である酸化膜４０１とウエハ３００のバルク部との界面における窒素濃度を１０％以上とすることが出来る。
【００５４】
所定時間（例えば１０秒〜２分）が経過し、酸化膜４０１の窒化が完了したら、工程Ｓ１０にて説明したウエハ３００の搬入手順とは逆の手順により、処理後のウエハ３００をプラズマ処理室１０１内から搬出する。
【００５５】
（第２の工程（Ｓ３０））
次に、工程Ｓ２０にて窒化させて得た窒化酸化膜４０１ｎ上に、ＡＬＤ法を用いてシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）４０２を形成する。シリコン酸化膜４０２の形成は、上述の縦型処理炉２００により行う。
【００５６】
ＡＬＤ法は、ある成膜条件（温度、時間等）の下で、成膜に用いる２種類（またはそれ以上）の処理ガスを１種類ずつ交互にウエハ３００上に供給し、表面反応を利用して成膜を行う手法である。ＡＬＤ法によりウエハ３００上にＳｉＯ２膜を形成する場合には、例えば３００〜６００℃で、ＴＤＭＡＳガスを供給する工程とオゾンガスを供給する工程とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する。ＳｉＯ２膜の膜厚は、サイクルの繰り返し回数により制御することができる。例えば、成膜速度が１Å／サイクルとすると、サイクルを２０回行うことで２０ÅのＳｉＯ２膜を形成することができる。
【００５７】
まず、処理後のウエハ３００をボート２１７に装填（ウエハチャージ）する。そして、ウエハ３００を保持したボート２１７を、ボートエレベータ２１５によって持ち上げて成膜室２０１内に搬入（ボートロード）する。この状態で、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
【００５８】
続いて、成膜室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように、ＡＰＣバルブ２４３ｆを開けて成膜室２０１内を真空ポンプ２４６により排気する。この際、成膜室２０１内の圧力を圧力センサ２４５で測定して、この測定された圧力に基づきＡＰＣバルブ２４３ｆの開度をフィードバック制御する。また、成膜室２０１内が所望の温度（例えば６００℃）となるように、ヒータ２０７によって成膜室２０１内を加熱する。この際、成膜室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサが検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合をフィードバック制御する。そして、回転機構２６７によりボート２１７を回転させ、ウエハ３００を回転させる。
【００５９】
そして、以下に示すステップ１〜４を１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施することにより、窒化酸化膜４０１ｎ上に所定膜厚のシリコン酸化膜４０２を成膜する。
【００６０】
ステップ１では、成膜室２０１内に第１の処理ガス（気化ガス）としてのＴＤＭＡＳガスを流し、窒化酸化膜４０１ｎ表面にＴＤＭＡＳのガス分子を吸着させる。具体的には、ＡＰＣバルブ２４３ｆを閉じて排気を止める。そして、マスフローコントローラ２４３ｂにより流量調整しつつ、バルブ２４３ｃを開けることにより、原料タンク２４１ｔ内にバブリング用ガスを例えば０．７ｓｌｍの流量で供給し、ＴＤＭＡＳガスを発生させる。そして、バルブ２４１ｃ，２４１ｄを順次開けることにより、気化ガス供給ノズル２５０を介して成膜室２０１内にＴＤＭＡＳガスを供給する。成膜室２０１内は、ＴＤＭＡＳガス
が供給されることにより、約７Ｔｏｒｒまで急激に昇圧される。成膜室２０１内に供給されたＴＤＭＡＳガスの分子は、ウエハ３００上の窒化酸化膜４０１ｎに接触して吸着する。所定時間（例えば５秒）が経過したら、バルブ２４１ｃ，２４１ｄを閉じると共に、ＡＰＣバルブ２４３ｆを開ける。
【００６１】
ステップ２では、ＡＰＣバルブ２４３ｆを開けたまま成膜室２０１内を真空排気し、成膜室２０１内から残留ガスを排除する。このとき、図示しないパージガス管からＮ２等の不活性ガスを成膜室２０１内に供給すると、残留ガスを排除する効果を高めることができる。
【００６２】
ステップ３では、成膜室２０１内に第２の処理ガス（反応ガス）としてのオゾンガスを流し、窒化酸化膜４０１ｎ上にＳｉＯ２膜を生成する。具体的には、酸素ガス供給管２４４ａからオゾナイザ２４２ｏに酸素ガスを供給し、オゾナイザ２４２ｏによりオゾンガスを生成させる。そして、バルブ２４２ｃ，２４２ｅを開けることにより、マスフローコントローラ２４２ｄにより流量制御しながら、反応ガス供給ノズル２５１から成膜室２０１内にオゾンガスを供給する。このとき、ＡＰＣバルブ２４３ｆの開度を制御して、成膜室２０１内の圧力を例えば４Ｔｏｒｒに調整する。成膜室２０１内に供給されたオゾンガスは、窒化酸化膜４０１ｎ上に吸着しているＴＤＭＡＳのガス分子と反応し、窒化酸化膜４０１ｎ上に１原子層未満から数原子層のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）が生成される。所定時間が経過したら、２４２ｃ，２４２ｅを閉じると共に、ＡＰＣバルブ２４３ｆを開ける。
【００６３】
ステップ４ではバルブ２４３ｅを閉じ、ＡＰＣバルブ２４３ｆを開けたまま成膜室２０１内を真空排気し、成膜室２０１内から残留ガスを排除する。このとき、図示しないパージガス管からＮ２等の不活性ガスを成膜室２０１内に供給すると、残留ガスを排除する効果を高めることができる。
【００６４】
上記ステップ１〜４を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、窒化酸化膜４０１ｎ上に所定膜厚（例えば３０Å）のシリコン酸化膜４０２を成膜する。窒化酸化膜４０１ｎ上にシリコン酸化膜４０２が形成された様子を、図３（ｃ）に示す。所定膜厚のシリコン酸化膜４０２の形成が完了したら、上述の手順とは逆の手順により、成膜後のウエハ３００を成膜室２０１内から搬出する。
【００６５】
（第３の工程（Ｓ４０））
次に、プラズマにより活性化した窒素含有ガスや原子状窒素をシリコン酸化膜４０２上に供給し、シリコン酸化膜４０２中に窒素を導入して窒化させる。係る処理は、上述のＭＭＴ装置１００により行う。
【００６６】
具体的には、工程Ｓ１０と同様に、シリコン酸化膜４０２が形成されたウエハ３００をプラズマ処理室１０１内に搬入する。
【００６７】
そして、サセプタ１１７に埋め込まれたヒータにより、表面にシリコン酸化膜４０２が形成されたウエハ３００を５００℃以上に加熱する。また、真空ポンプ１４６、及びＡＰＣ１４２を用いてプラズマ処理室１０１の圧力を１〜２００Ｐａの範囲の内、所定の圧力（例えば２０Ｐａ）に維持する。
【００６８】
ウエハ３００の温度が処理温度に達して安定化したら、Ｋｒガス及びＮＯガスをガス導入口１３４からプラズマ処理室１０１内に導入する。このときのＫｒガスの流量は例えば２５０ｓｃｃｍとし、ＮＯガスの流量は例えば１００〜５００ｓｃｃｍとする。同時に、高周波電源１７３から整合器１７２を介して筒状電極１１５に高周波電力を印加する。印
加する電力は例えば１５０〜２００Ｗの範囲（例えば１５０ｓｃｃｍ）とする。このとき、インピーダンス可変機構２７４は予め所望のインピーダンス値となるように制御しておく。
【００６９】
筒状電極１１５からの電界、及び筒状磁石２１６ａ，２１６ｂからの磁界の影響を受けて、プラズマ処理室１０１内にマグネトロン放電が発生し、ウエハ３００の上方空間に電荷がトラップされ、プラズマ生成領域２２４に高密度プラズマが生成される。そして、プラズマにより活性されたＮＯガスや原子状窒素（Ｎ）がウエハ３００上に供給され、ウエハ３００の表面に形成されているシリコン酸化膜４０２の表面に窒素が導入され、酸化膜４０１が窒化されて窒化酸化膜（ＳｉＯＮ膜）４０２ｎに改質される。ウエハ３００上に形成されたシリコン酸化膜４０２が窒化された様子を、図３（ｄ）に示す。なお、シリコン酸化膜４０２の厚さは例えば３０Åとしているため、シリコン酸化膜４０２の膜中にも十分に窒素を導入することができ、シリコン酸化膜４０２全体を窒化させることができる。
【００７０】
所定時間（例えば１０秒〜２分）が経過し、シリコン酸化膜４０２の窒化が完了したら、工程Ｓ１０，２０にて説明したウエハ３００の搬入手順とは逆の手順により、処理後のウエハ３００をプラズマ処理室１０１内から搬出する。
【００７１】
（繰り返し工程）
そして、第２の工程（Ｓ３０）と第３の工程（Ｓ４０）とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する。これにより、窒化酸化膜４０１ｎ及び１以上の窒化酸化膜４０２ｎが積層されてなる所定膜厚（例えば５０Å以上）の窒化酸化膜（ＳｉＯＮ膜）４００がウエハ３００上に形成される。
【００７２】
（アニール工程（Ｓ５０））
次に、所定膜厚の窒化酸化膜４００が形成されたウエハ３００を熱処理する。係る工程は、上述のＭＭＴ装置により行う。
【００７３】
具体的には、工程Ｓ１０と同様に、シリコン酸化膜４０２が形成されたウエハ３００をプラズマ処理室１０１内に搬入する。そして、サセプタ１１７に埋め込まれたヒータに電力を供給すると共に、ランプ加熱ユニット１８０から熱線を放射させ、ウエハ３００を例えば８５０℃以上、好ましくは９００℃以上に加熱する。加熱時間は例えば５秒間とする。これにより、ウエハ３００上に形成された窒化酸化膜４００を改質する。これにより、窒化酸化膜４００中の欠陥が減少する。また、ウエハ３００とシリコン酸化膜４０２との界面特性が改善する。例えば、ウエハ３００とシリコン酸化膜４０２との界面準位を下げることができる。
【００７４】
以上の工程を経て、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
【００７５】
（４）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【００７６】
（ａ）本実施形態によれば、ウエハ表面の酸化工程（Ｓ１０）において、ウエハ３００
表面に形成する酸化膜４１０の厚さを例えば３０Åとしている。そして、第１の工程（Ｓ２０）において、プラズマにより活性化したＮＯガスや原子状窒素（Ｎ）酸化膜４０１の表面に供給し、酸化膜４０１中に窒素を導入して窒化させている。酸化膜４０１の厚さを例えば３０Åとしているため、酸化膜４０１の膜中にも十分に窒素を導入することができ、酸化膜４０１全体を窒化させることができる。また、ウエハ３００表面である酸化膜４０１とウエハ３００バルク部との界面における窒素濃度を１０％以上とすることが出来る
。これにより、ウエハ３００上に形成する例えば５０Å以上の窒化酸化膜４００の誘電率を高めることができ、窒化酸化膜４００中に結合エネルギーの高いＳｉＯＮが形成されることで、窒化酸化膜４００の信頼性、すなわち電気的な耐久性を向上させることが出来る。
【００７７】
（ｂ）本実施形態によれば、第２の工程（Ｓ３０）において、窒化酸化膜４０１ｎ上に
形成するシリコン酸化膜４０２の厚さを例えば３０Åとしている。そして、第３の工程（Ｓ４０）において、プラズマにより活性化したＮＯガスや原子状窒素（Ｎ）をシリコン酸化膜４０２の表面に供給し、シリコン酸化膜４０２中に窒素を導入して窒化させている。シリコン酸化膜４０２の厚さを例えば３０Åとしているため、シリコン酸化膜４０２の膜中にも十分に窒素を導入することができ、シリコン酸化膜４０２全体を窒化させることができる。これにより、ウエハ３００上に形成する例えば５０Å以上の窒化酸化膜４００の誘電率を高めることができ、窒化酸化膜４００中に結合エネルギーの高いＳｉＯＮが形成されることで、窒化酸化膜４００の信頼性、すなわち電気的な耐久性を向上させることが出来る。
【００７８】
（ｃ）本実施形態によれば、第１の工程（Ｓ２０）及び第３の工程（Ｓ４０）において
、ウエハ３００を５００℃以上に加熱している。これにより、酸化膜４０１やシリコン酸化膜４０２に含まれるＳｉ原子と、これらの膜中に導入されたＮ原子と、の結合を促進させ、窒化酸化膜４００中の窒素濃度や電気特性を安定させることができる。なお、第１の工程（Ｓ２０）及び第３の工程（Ｓ４０）におけるウエハ３００の温度を５００℃未満としてしまうと、上記のＳｉとＮとの結合が不安定になり、窒化酸化膜４００中の窒素濃度や電気特性が悪化してしまう場合がある。
【００７９】
（ｄ）本実施形態によれば、第２の工程（Ｓ３０）において、ウエハ３００の温度を例
えば３００〜６００℃に保ちつつ、ＡＬＤ法を用いてシリコン酸化膜４０２を形成している。これにより、シリコン酸化膜４０２、すなわち窒化酸化膜４００の面内膜圧均一性、ステップカバレッジ特性（段差被覆特性）を向上させることができる。
【００８０】
（ｅ）本実施形態によれば、第１の工程（Ｓ２０）及び第３の工程（Ｓ４０）において
、変形マグネトロン型プラズマ処理装置として構成されたＭＭＴ装置を用いている。変形マグネトロン型プラズマにおいてはウエハ３００の温度を５００℃以上に加熱することが可能であるばかりか、ウエハ３００に入射されるイオンのエネルギー制御も容易である。そのため、酸化膜４０１中やシリコン酸化膜４０２中に窒素を深く導入することが可能となる。すなわち、酸化膜４０１やシリコン酸化膜４０２を厚く形成した場合であっても（３０Å以上とした場合であっても）、これらの膜全体に十分に窒素を導入して窒化させることが可能となる。
【００８１】
（ｆ）本実施形態によれば、第１の工程（Ｓ２０）及び第３の工程（Ｓ４０）を実施す
る処理室（プラズマ処理室１０１）と、第２の工程（Ｓ３０）を実施する処理室（成膜室２０１）とは、異なる室として構成されている。これにより、処理室内における異物の発生を抑制でき、窒化酸化膜４００の品質を向上させることが出来る。なお、第１の工程（Ｓ２０）及び第３の工程（Ｓ４０）と、第２の工程（Ｓ３０）とを同一の処理室内にて実施することとすれば（酸化膜の形成とその窒化とを同一の処理室内で実施することとすれば）、処理室内に異物が発生し易くなり、基板処理の品質が低下し易くなる。
【００８２】
（ｇ）本実施形態によれば、所定膜厚の窒化酸化膜４００が形成されたウエハ３００を熱処理するアニール工程（Ｓ５０）を実施する。また、アニール工程（Ｓ５０）を８５０℃以上、好ましくは９００℃以上の温度で実施する。これにより、これにより、窒化酸化膜４００中の欠陥を減少させることができる。また、ウエハ３００とシリコン酸化膜４０２
との界面特性を改善させることができる。例えば、ウエハ３００とシリコン酸化膜４０２との界面準位を下げることができる。
【００８３】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００８４】
＜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。
【００８５】
本発明の一態様によれば、 基板上に形成された酸化膜を第１の処理部により窒化する第１の工程と、
窒化された前記酸化膜上に第２の処理部によりシリコン酸化膜を形成する第２の工程と、
前記シリコン酸化膜を前記第１の処理部により窒化する第３の工程と、を有し、
前記第１の工程を実施した後、前記第２の工程と前記第３の工程とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する
基板処理方法が提供される。
【００８６】
好ましくは、 前記第２の工程では、
前記基板を収容した処理室内に第１の処理ガスを供給する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
前記処理室内に第２の処理ガスを供給する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する。
【００８７】
また好ましくは、 前記第２工程で成膜する前記シリコン酸化膜の厚さを３０Å以下とする。
【００８８】
また好ましくは、
前記第２の工程と前記第３の工程とは互いに異なる室内にて行う。
【００８９】
また好ましくは、
前記第１の工程及び前記第３の工程における前記基板の温度を５００℃以上とする。
【００９０】
また好ましくは
前記第２の工程と前記第３の工程とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施した後、前記基板を熱処理するアニール工程を有する。
【００９１】
また好ましくは、
前記アニール工程における前記基板の温度を９００℃以上とする。
【符号の説明】
【００９２】
１００ ＭＭＴ装置（第１の処理部）
１０１ プラズマ処理室（処理室）
２００ 縦型処理炉（第２の処理部）
２０１ 成膜室（処理室）
３００ ウエハ（基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された酸化膜を第１の処理部により窒化する第１の工程と、
窒化された前記酸化膜上に第２の処理部によりシリコン酸化膜を形成する第２の工程と、
前記シリコン酸化膜を前記第１の処理部により窒化する第３の工程と、を有し、
前記第１の工程を実施した後、前記第２の工程と前記第３の工程とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する
ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記第２の工程では、
前記基板を収容した処理室内に第１の処理ガスを供給する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
前記処理室内に第２の処理ガスを供給する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する
ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項１】
基板上に形成された酸化膜を第１の処理部により窒化する第１の工程と、
窒化された前記酸化膜上に第２の処理部によりシリコン酸化膜を形成する第２の工程と、
前記シリコン酸化膜を前記第１の処理部により窒化する第３の工程と、を有し、
前記第１の工程を実施した後、前記第２の工程と前記第３の工程とを１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する
ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記第２の工程では、
前記基板を収容した処理室内に第１の処理ガスを供給する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
前記処理室内に第２の処理ガスを供給する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を１サイクルとし、このサイクルを所定回数実施する
ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
【図４】
【図１】
【図２】
【図３】
【図１】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−６６３６７（Ｐ２０１１−６６３６７Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１８２０６（Ｐ２００９−２１８２０６）
【出願日】平成２１年９月１９日（２００９．９．１９）
【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３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１９日（２００９．９．１９）
【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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