JP2003017489A

JP2003017489A - 膜形成方法及び装置

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Publication number: JP2003017489A
Application number: JP2001195264A
Authority: JP
Inventors: Naoki Hiuga; 直毅日向
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2003-01-17
Anticipated expiration: 2021-06-27
Also published as: JP5175414B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＳＡＣＶＤ法による膜形成に際して、膜特性
を良好に維持しつつ、材料コストの軽減を図ることがで
きると共に、ＣＯＯの増大を十分に抑制できる膜形成方
法及び装置を提供する。【解決手段】ＣＶＤ装置１は、ＳＡＣＶＤ法によりシ
リコンウェハＷ上にＢＰＳＧ膜等を形成する膜形成装置
であり、二基のチャンバ４を有するツインチャンバ３を
備えるものである。各チャンバ４には、Ｈｅガス及びＮ
₂ガスの各供給源３５，３６が接続されており、これら
の混合ガスをキャリアガスとして他の原料ガスがサセプ
タ５上のシリコンウェハＷに供給され、十分な膜質を有
するＢＰＳＧ膜の成膜が行われる。よって、高価なＨｅ
ガスの使用量を低減でき、材料コストの低減ひいてはＣ
ＯＯの改善を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、膜形成方法及び装
置に関し、詳しくは、化学的気相堆積（以下、「ＣＶ
Ｄ」という）法により２．６〜９４ｋＰａの準大気圧条
件下で基体上に薄膜を形成するいわゆるＳＡＣＶＤ（Su
b-Atmospheric CVD）法を用いた膜形成方法及びその装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体素子、半導体装置等に対し
ては、これまで以上の微細化、薄層化、及び多層化が要
求されており、例えば、次世代の０．１８μｍ以降の設
計ルールに対応したＵＳＬＩ製品では、更なる制御性の
高度化及び多様化が熱望されている。このような状況
下、特に絶縁膜、誘電体膜、保護膜等の各種機能膜や用
途膜については、薄膜化の要求が厳しく、更に層間絶縁
膜等に対しては、平坦化プロセスの容易化及び確実な特
性維持を達成するための段差被覆性（Step Coverage）
やギャップ埋め込み（Gap Fill）性が要望されている。

【０００３】このような要求に応えるべく、最近では準
大気圧の圧力条件を用いるＳＡＣＶＤ法による膜形成、
例えば、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート；Si
(OC₂H₅)₄）及びオゾン（Ｏ₃）を原料ガスとして用いた
熱ＣＶＤ法が注目されており、今後の設計ルールに対応
する半導体装置向けの層間絶縁膜、素子間分離用等のＢ
ＰＳＧ膜等への適用が期待されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＣＶＤ法に
おいては、一般に、成膜時の圧力が高くなる程、原料ガ
スの使用量が増大する傾向にある。また、原料ガスをチ
ャンバ内に供給する際には、通常キャリアガスが必要で
あり、特に、ＴＥＯＳ等の有機シラン類を含む原料ガス
を用いる場合には、キャリアガスとしてのＨｅガスが、
原料ガスに比して多量に使用されることが多い。よっ
て、原料ガスの増大に伴ってＨｅガスの使用量も増大せ
ざるを得ない。

【０００５】このＨｅガスは、成膜プロセス用として
は、通常９９．９９９％（Five Nines）以上の純度のも
のが使われ、地域的な格差があるものの、一般に高価な
ガスである。よって、Ｈｅガスの使用量が増えると材料
コストが顕著に増大してしまうといった不都合がある。
また、Ｈｅガスの使用量が増えると、それを供給するた
めの設備や機器の大規模化、更にはガスボンベ等の余剰
（予備）部材の数量増加等が必要となり、加えて、それ
らの廃棄コスト、運用コスト等も高くなってしまう。つ
まり、単なる材料費の増加だけではなく、いわゆるＣＯ
Ｏ（Cost Of Ownership；コスト・オブ・オーナーシッ
プ）の増大をも引き起こしてしまう。

【０００６】また、本発明者の知見によれば、有機シラ
ン類ガスを用いたＳＡＣＶＤ法による成膜では、成膜圧
力を圧力範囲の上限値に近づけると、膜特性の向上が認
められ得るものの、成膜速度が低下する傾向にあること
が見出された。この作用機構の詳細は未だ明らかではな
いが、膜形成が行われている最表面に原料ガス起因の化
学種から生成されるコポリマー等の高分子体が形成さ
れ、圧力が比較的高い条件において、その反応速度論的
な生成確率、或いは分子量の増大が引き起こされること
が一因と推定される。ただし、作用等はこれに限定され
ない。

【０００７】このような成膜速度の低下が生じると、所
定膜厚を得るための成膜時間を長くする必要があり、そ
の結果、原料ガスの消費量が一層増大してしまい、これ
に伴ってＨｅガスを更に多量に使用しなければならなく
なる。その結果、材料コストひいてはＣＯＯが更に増大
してしまうといった問題が生じる。

【０００８】そこで、本発明は、このような事情に鑑み
てなされたものであり、ＳＡＣＶＤ法による膜形成に際
して、形成された膜の特性を良好に維持しつつ、材料コ
ストの軽減を図ることができ、これによりＣＯＯの増大
を十分に抑制或いは低減することができる膜形成方法及
び装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による膜形成方法は、ＣＶＤ法により２．６
〜９４ｋＰａ（約２０〜約７００Ｔｏｒｒ）の準大気圧
条件下で基体上にケイ素原子を含む膜を形成せしめる方
法であって、（Ａ）基体上に、有機系シラン類を含む第
１のガスと、オゾン（Ｏ₃）を含む第２のガスと、窒素
（Ｎ₂）ガスを含む第３のガスとを供給するガス供給工
程と、（Ｂ）基体を所定の温度に加熱する基体加熱工程
とを備えることを特徴とする。

【００１０】なお、本発明における「有機系シラン類」
とは、分子中の少なくとも一つの水素原子が有機官能基
叉は有機未官能基で置換されたモノシラン叉は高次シラ
ンを示し、置換基としては、特に限定されず、例えば、
アルキル基、アルキニル基、アルケニル基、アルコキシ
ル基（アルコキシ基）、芳香環を有する基（アリール
基、アラルキル基、アルキルアリール基等）等が挙げら
れる。これらの中では、膜として酸化膜を得る場合に、
アルコキシル基等の酸素を含む基を有する有機系シラン
類つまり有機オキシシラン類を用いると好ましい。特
に、有用な有機オキシシランとしては、前出のＴＥＯＳ
の他、エチルトリエトキシシラン、アミルトリエトキシ
シラン等のエトキシシラン類が挙げられる。また、これ
らのガスは、単独で或いは二種以上混合して第１のガス
として用いることができる。

【００１１】このような膜形成方法においては、ガス供
給工程で少なくとも第１〜第３のガスを基体上に供給
し、この状態で基体加熱工程を実施すれば、これらの原
料ガスが基体の表面から熱エネルギーを付与され、熱Ｃ
ＶＤによる化学反応が基体の表面上で引き起こされる。
これにより、ケイ素原子及び酸素原子を含むＳｉＯ₂等
の酸化膜が基体上に形成される。

【００１２】このとき、Ｎ₂ガスを含む第３のガスは、
キャリアガスとして機能する。本発明者は、第３のガス
としてＮ₂ガスと従来から使用されているＨｅガスとの
混合ガスを用いてＢＰＳＧ膜を成膜したところ、従来と
略同等の段差被覆性及びギャップ埋め込み性が達成され
ることが確認された。また、同様の成膜処理を数千枚の
基体（ウェハ）に対して実施したところ、膜厚の均一性
及びドーパント（ホウ素、リン）の均一性に優れてお
り、しかも十分な再現性が得られることが確認された。

【００１３】ここで、より具体的には、ガス供給工程に
おいては、第３のガスとして、ヘリウム（Ｈｅ）ガス及
び窒素（Ｎ₂）ガスを含むガスを用い、且つ、Ｈｅガス
とＮ₂ガスとの流量比が好ましくは１０：９０〜８０：
２０、より好ましくは２０：８０〜７０：３０となるよ
うに、第３のガスを基体上に供給することが望ましい。

【００１４】この流量比が１０：９０未満であると、基
体上の段差部上に形成させた酸化膜等に熱を印加してリ
フローさせたときに、その温度に依存するものの、平坦
化が必ずしも十分な程度に達成され難いことがある。一
方、この流量比が８０：２０を超えると、経済性を有意
に改善させ得る程度にＨｅガスの使用量を軽減させ難
い。

【００１５】また、ガス供給工程が、基体の周囲の圧力
を２．６〜９４ｋＰａの範囲内の第１の圧力に保持した
状態で第１〜第３のガスを基体上に供給する第１ステッ
プと、基体の周囲の圧力を第１の圧力と異なる第２の圧
力に保持した状態で第１〜第３のガスを基体上に供給す
る第２ステップとを有すると好ましい。

【００１６】上述したように、有機系シラン類ガスを原
料ガス（反応ガス）とするＳＡＣＶＤ法では、高圧力条
件下において成膜速度が低下する傾向にあると原料ガス
の消費量の増大によってコストが高騰するおそれがある
一方で、段差被覆性を向上させ、緻密且つ膜特性に優れ
た膜を得るには、成膜速度を過度に高めない方が好まし
いことがある。

【００１７】そこで、本発明のように、ガス供給ステッ
プが、それぞれ圧力値の異なる第１ステップ及び第２ス
テップを有すれば、第１の圧力を比較的高圧条件として
第１ステップを先に所定時間実施し、その後に、第２の
圧力がより低圧条件である第２ステップを所定時間実施
することが可能となる。こうすれば、第１ステップで膜
特性により優れた言わばシード層のような薄膜が形成さ
れ、第２ステップにおいて、高い成膜速度で同種膜が積
層される。しかも、第２ステップで薄膜上に堆積する物
質は、その薄膜と同種の物質であるため、濡れ性に極め
て優れたものとなり、段差部における埋め込み性の向上
が図られる。すなわち、ガス供給工程においては、第１
の圧力を第２の圧力よりも大きな値としたときに、第１
ステップを第２ステップの前に実施すると好適であり。

【００１８】さらに、本発明においては、先述の如く、
ホウ素、リン等のドーパントを添加した場合に、形成さ
れた薄膜内でのそれらの均一性が十分に満足のいくもの
となるので、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ等の種々のドー
プトオキサイド膜の形成に有用である。つまり、具体的
には、ガス供給工程においては、有機系リン化合物叉は
有機系ホウ素化合物を含む第４のガスを基体上に供給し
ても好ましい。

【００１９】また、本発明による膜形成装置は、本発明
の膜形成方法を有効に実施するための装置であり、ＣＶ
Ｄ法により２．６〜９４ｋＰａの準大気圧条件下で基体
上にケイ素原子を含む膜が形成されるものであって、
（１）基体が収容されるチャンバと、（２）チャンバに
接続されており、有機系シラン類を含む第１のガスを有
する第１のガス供給源と、オゾンを含む第２のガスを有
する第２のガス供給源と、窒素ガスを含む第３のガスを
有する第３のガス供給源とを有するガス供給部と、
（３）基体を所定の温度に加熱する基体加熱部とを備え
ることを特徴とする。

【００２０】さらに、（４）チャンバ内の圧力が２．６
〜９４ｋＰａの範囲内の第１の圧力となるように、且
つ、チャンバ内の圧力が第１の圧力と異なる第２の圧力
となるように、チャンバ内の圧力を調整する圧力制御部
を更に備えると好ましい。或いは、ガス供給部が、有機
系リン化合物叉は有機系ホウ素化合物を含む第４のガス
を有する第４のガス供給源を更に有するものであっても
好適である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付
し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置
関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づ
くものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に
限られるものではない。

【００２２】図１は、本発明による膜形成装置の好適な
一実施形態を模式的に示す水平断面図である。膜形成装
置としてのＣＶＤ装置１は、断面が略方形状を成すメイ
ンフレームを有するトランスファーチャンバ２の三方の
側壁に、シリコンウェハＷ（基体）が二枚同時に収容さ
れるツインチャンバ３が結合され、残る一方の側壁に、
ロードロックチャンバ６ａ，６ｂが内部に設けられたロ
ードロック部６が結合されたものである。トランスファ
ーチャンバ２内には、伸縮可能な二つのアーム部２１を
有するウェハ搬送ロボット２３が設置されており、それ
らのアーム部２１の先端部にシリコンウェハＷが載置さ
れて保持されるようになっている。また、各ツインチャ
ンバ３は、シリコンウェハＷが載置されるサセプタ５を
二基づつ有している。

【００２３】図２は、図１に示すＣＶＤ装置１の要部を
示す断面図（一部構成図）であり、断面図の部分は図１
におけるII−II線断面を示すものである。同図におい
て、ツインチャンバ３は、チャンバ筐体１１にチャンバ
４が二基並設されたものである。各チャンバ４は、シリ
コンウェハＷが載置される上述のサセプタ５をそれぞれ
有しており、各サセプタ５の上方には、中空の円盤状を
成すシャワーヘッド部４０がそれぞれ設けられている。

【００２４】また、サセプタ５は、Ｏリング、メタルシ
ール等により、チャンバ４に気密に設けられると共に、
図示しない可動機構により上下駆動可能に設けられてい
る。この可動機構により、シリコンウェハＷとシャワー
ヘッド部４０との間隔が調整されるようになっている。
さらに、サセプタ５にはヒーター５１（基体加熱部）が
内設されており、これによりシリコンウェハＷが所望の
所定温度に加熱される。

【００２５】一方、シャワーヘッド部４０は、二基のチ
ャンバ４に対して共通に設けられ且つ各チャンバ４に対
してガス供給口９が設けられたベースプレートを上壁と
する胴部４１と、複数の貫通孔が穿設された多孔板状を
成すブロッカープレート４３及び同フェイスプレート４
５とを有するものである。胴部４１は、ガス供給口９と
連通する略円柱状の内部空間を形成する凹部を有してお
り、この凹部の下端側内周部にフェイスプレート４５の
周縁部が結合されている。このフェイスプレート４５の
上方には、ブロッカープレート４３がフェイスプレート
４５と略平行に設置されており、胴部４１の上壁とブロ
ッカープレート４３との間、及び、ブロッカープレート
４３とフェイスプレート４５との間に、ガス供給口９と
連通する空間が画成されている。

【００２６】さらに、各チャンバ４の下部には、開口部
７が設けられており、これらには、各チャンバ４の内部
を減圧し、後述するガス供給部３０から各ガスの供給流
量に応じて各チャンバ４内の圧力を２．６〜９４ｋＰａ
（約２０〜約７００Ｔｏｒｒ）に維持可能な真空ポンプ
を有する排気系７０（圧力制御部）がバルブ系Ｖを介し
て接続されている。

【００２７】このバルブ系としては、例えば、上流側
（ツインチャンバ３側）に配置された二枚ブレード式の
ターボスロットルバルブと、下流側（排気系７０側）に
配置されたアイソレーションバルブとから構成すること
ができ、さらに、ゲートバルブを付加してもよい。ま
た、排気系７０に用いる真空ポンプとしては、各チャン
バ４内を準大気圧つまり上記の圧力範囲に保持可能な排
気力容量を有していれば、特に限定されず、例えば、ド
ライポンプ付きターボ分子ポンプ等を例示できる。バル
ブ系Ｖ及び排気系７０をこのように構成すれば、シリコ
ンウェハＷの処理時に各チャンバ４内の圧力を上記範囲
の圧力に安定に制御し易い利点がある。

【００２８】また、ツインチャンバ３には、ガス供給部
３０が接続されている。このガス供給部３０は、ＴＥＯ
Ｓガス供給源３１（第１のガス供給源）、Ｏ₃ガス発生
源３２（第２のガス供給源）、ＴＥＢ（トリエチルボレ
ート；B(OC₂H₅)₃）ガス供給源３３（第４のガス供給
源）、ＴＥＰＯ（トリエチルフォスヘート；P(OC
₂H₅)₃）ガス供給源３４（第４のガス供給源）、Ｈｅガ
ス供給源３５、及びＮ₂ガス供給源３６を有している。
これらのうち、Ｈｅガス供給源３５及びＮ₂ガス供給源
３６から第３のガス供給源が構成されている。

【００２９】これらのガス供給源３１〜３６は、各ガス
の供給流量を制御するＭＦＣ（質量流量コントローラ）
３１ａ〜３６ａが設けられた配管１０を介して、各シャ
ワーヘッド部４０のガス供給口９に接続されている。こ
れらにより、ＴＥＯＳガス（第１のガス）、Ｏ₃ガス
（第２のガス）、ＴＥＢガス（第４のガス）、ＴＥＰＯ
ガス（第４のガス）、並びに、Ｈｅガス及びＮ₂ガスか
ら成るキャリアガス（第３のガス）が、各チャンバ４の
シャワーヘッド部４０内に導入され、それぞれのブロッ
カープレート４３及びフェイスプレート４５を介して各
チャンバ４内に供給される。

【００３０】また、配管１０には、遠隔プラズマ（リモ
ートプラズマ）処理を採用したクリーニング系８が接続
されている。このクリーニング系８は、配管１０側に配
置されたリアクターキャビティ８１と、これにＭＦＣ８
２ａを介して接続された、例えばＮＦ₃ガス等のフッ素
原子を含有するガスの供給源８２を有している。リアク
ターキャビティ８１には、プラズマを生成するためのマ
イクロ波ジェネレータ（図示せず）が装備されており、
ガス供給源８２から供給されたクリーニングガスとして
のＮＦ₃ガスが解離等してラジカル等の活性種が生じ、
条件にもよるが主として中性活性種等がチャンバ４内に
供給されるようになっている。

【００３１】なお、図示を省略したが、シリコンウェハ
Ｗの表面側のチャンバ４内空間と裏面側のチャンバ４内
空間とは、互いにガス封止されるようになっている。つ
まり、表面側にはガス供給部３０からシャワーヘッド部
４０を通して原料ガス等が供給され、裏面側には図示し
ないバックサイドパージ系からパージガスが供給される
ようにされており、両ガスが互いに反対面側の空間領域
へ流入しないようになっている。

【００３２】このように構成されたＣＶＤ装置１を用い
た本発明による膜形成方法の一例について説明する。な
お、ＣＶＤ装置１の以下に述べる各動作は、自動叉は操
作者による操作に基づき、図示しない制御装置（系）叉
は手動で制御する。また、ここでは、ゲートが設けられ
たシリコンウェハＷ上にＢＰＳＧ膜を形成せしめる一方
法を例示する。この方法は、例えば０．１８〜０．１３
μｍの設計ルールに則ったＤＲＡＭ等の製造におけるＰ
ＭＤ（Pre-Metal Dielectric）形成プロセスに特に有効
な方法である。ただし、本発明はこの用途に限定される
ものではない。

【００３３】まず、排気系７０を運転して各チャンバ４
内を所定の圧力に減圧する。この減圧下において、ウェ
ハ搬送ロボット２３により、ロードロックチャンバ６
ａ，６ｂに予め保持させておいたシリコンウェハＷを、
トランスファーチャンバ２を介して所定のツインチャン
バ３内へ搬送する。次いで、二枚のシリコンウェハＷを
ツインチャンバ３内に設けられた二基のチャンバ４内の
各サセプタ５上に載置して収容する。次に、Ｈｅガス及
びＮ₂ガスをガス供給源３５，３６から配管１０を通し
て両チャンバ４内へ供給すると共に、それぞれのチャン
バ４の内部が上述した圧力範囲内（２．６〜９４ｋＰａ
の準大気圧）の所定値となるように圧力調整を行う。各
チャンバ４内の圧力がその所定値で安定した後、以下に
示す二段階の膜形成プロセスを実施する。

【００３４】〔第１プロセス〕まず、成膜用の原料ガス
としてＴＥＯＳガス、Ｏ₃ガス、ＴＥＢガス、及びＴＥ
ＰＯガスを、それぞれの供給源３１〜３４から配管１０
を通して各シャワーヘッド部４０へ供給する。このと
き、各チャンバ４内の圧力（第１の圧力）を、好ましく
は２６〜９４ｋＰａ（２００〜７００Ｔｏｒｒ）、より
好ましくは４０〜８６ｋＰａ（３００〜６５０Ｔｏｒ
ｒ）、更に好ましくは５３〜８０ｋＰａ（４００〜６０
０Ｔｏｒｒ）となるように調整する（第１ステップ）。

【００３５】また、このときの各ガスの供給流量は、シ
リコンウェハＷの外径、シリコンウェハＷ上に形成され
たゲート間隔（ギャップ幅）、成膜すべきＢＰＳＧ膜の
膜厚等によって異なるものの、例えば、以下に示す流量
範囲とすることができる。〈第１プロセスにおけるガス供給流量〉・ＴＥＯＳ：２００〜８００mg/min（mgm）・ＴＥＢ：２０〜１００mg/min（mgm）・ＴＥＰＯ：４０〜１５０mg/min（mgm）・Ｏ₃：４０００〜２００００ml/min（sccm）・Ｈｅ＋Ｎ₂：２０００〜２００００ml/min（sccm）

【００３６】ここで、ＨｅガスとＮ₂ガスとの流量比
が、好ましくは１０：９０〜８０：２０、より好ましく
は２０：８０〜７０：３０となるように両ガスを供給す
るすると好適である。

【００３７】このようにしてガス供給口９から各シャワ
ーヘッド部４０の内空間へ導入された各ガスは、ブロッ
カープレート４３により分散されて十分に混合され、複
数の貫通孔を通してブロッカープレート４３とフェイス
プレート４５との間の空間へ流出する。この混合ガス
は、フェイスプレート４５の複数の貫通孔を通してシャ
ワーヘッド部４０の下方に流出し、サセプタ５上に載置
されたシリコンウェハＷ上に供給される。

【００３８】一方、これらのガスを各チャンバ４内へ供
給すると共に、サセプタ５のヒーター５１に電力を供給
し、サセプタ５を介してシリコンウェハＷが所定温度と
なるように加熱する。この場合、シリコンウェハＷの温
度（基板温度、成膜温度）を、好ましくは３５０℃以
上、より好ましくは４００〜５００℃、特に好ましくは
４５０〜５００℃の範囲内の温度とする（基体加熱工
程）。これにより、シリコンウェハＷ上に達した原料ガ
スを反応させる。

【００３９】シリコンウェハＷの直上方では、種々の素
反応（熱化学反応）が生じて複雑に関与し、反応場の状
態に応じた平衡及び律速条件に応じた化学種（支配因
子）が生成され、これらの化学種の反応によって種々の
中間生成物が形成され、最終的にシリコンウェハＷ上に
ＢＰＳＧ膜が堆積形成される。上述したように、この第
１プロセスの圧力条件は、比較的高い準大気圧条件であ
り、より圧力条件が低い後述する第２プロセスに比して
成膜速度が比較的小さい。

【００４０】本発明者の知見によれば、成膜圧力を高め
た場合に成膜速度が低下するこのような現象は、有機シ
ラン類ガスを用いたＳＡＣＶＤ法において、且つ、成膜
圧力を準大気圧条件の上限値に近づける程顕著な傾向に
ある。また、成膜速度は低下するものの、ＢＰＳＧ膜等
の膜特性が向上される傾向にある。

【００４１】このメカニズムの詳細については、未解明
な部分があるが、ＢＰＳＧ膜の形成が行われている最表
面に原料ガス起因の化学種から生成されるコポリマー等
の高分子体が形成され、本第１プロセスのように圧力が
比較的高い条件において、その反応速度論的な生成確
率、或いは分子量の増大が引き起こされるのではないか
と推定される。その結果、例えば、見かけ上供給律速の
状態が生起され、これにより、成膜速度が低下すること
が一因と考えられる。ただし、作用はこれに限定されな
い。

【００４２】なお、第１プロセスで成膜させるＢＰＳＧ
膜の膜厚は、特に制限はないものの、後述する第２プロ
セスで成膜されるＢＰＳＧ膜の下地層として十分な程度
に厚く、且つ、上述の如く成膜速度が十分に高められな
い点を考慮すれば、極力薄い方が好ましい。また、ゲー
ト間隔等にも依存するが、第１プロセスでは、一例とし
て数百〜数千Å（数十〜数百ｎｍ）程度の厚さを有する
ＢＰＳＧ膜を形成させると好適である。次いで、成膜速
度に応じて、上記の厚さのＢＰＳＧ膜が形成される間成
膜を実施した後、以下に示す第２プロセスへ移行する。

【００４３】〔第２プロセス〕第１プロセスに引き続
き、各チャンバ４内の圧力値、及び各ガスの供給流量を
変化させた状態で、第１プロセスで形成したＢＰＳＧ膜
上に更にＢＰＳＧ膜を形成させる。このとき、ガス供給
流量の切替えは、可能な限り短時間に行うことが好まし
い。このための手段としては、配管１０にバイパスライ
ンを設けたいわゆるダイバータを用いると好適である。
具体的には、第１プロセスの実施中、叉は第１プロセス
の終了前に、第２プロセスにおける所定のバイパスライ
ン側に第２プロセスでの所望のガス流量で各ガスを流し
ておき、第１プロセスの終了時に、バイパスラインを流
通している各ガスを配管１０へ流入させる。これは、バ
ルブ制御（弁制御）等によって実施可能である。また、
チャンバ４内の圧力切り換えは、排気系７０により実施
できる。

【００４４】この第２プロセスでは、各チャンバ４内の
圧力（第２の圧力）を第１プロセスに比して小さくす
る。例えば、好ましくは２．６〜８０ｋＰａ（２０〜６
００Ｔｏｒｒ）、より好ましくは６．７〜５３ｋＰａ
（５０〜４００Ｔｏｒｒ）、特に好ましくは１３〜４０
ｋＰａ（１００〜３００Ｔｏｒｒ）となるように調整す
る（第２ステップ）。また、シリコンウェハＷの温度
は、第１プロセスにおけるのと同等の温度範囲内の温度
に保持する（基体加熱工程）。

【００４５】またさらに、このときの各ガスの供給流量
は、シリコンウェハＷの外径、シリコンウェハＷ上に形
成されたゲート間隔（ギャップ幅）、成膜すべきＢＰＳ
Ｇ膜の膜厚等によって異なるものの、例えば、以下に示
す流量範囲とすることができる。〈第２プロセスにおけるガス供給流量〉・ＴＥＯＳ：８００〜２４００mg/min（mgm）・ＴＥＢ：１２０〜３５０mg/min（mgm）・ＴＥＰＯ：６０〜１８０mg/min（mgm）・Ｏ₃：４０００〜２００００ml/min（sccm）・Ｈｅ＋Ｎ₂：２０００〜２００００ml/min（sccm）

【００４６】この第２プロセスにおいても、第１プロセ
スと同様に、ＨｅガスとＮ₂ガスとの流量比を好ましく
は１０：９０〜８０：２０、より好ましくは２０：８０
〜７０：３０となるように両ガスの供給流量を調節する
ことが望ましい。このようにしてガス供給口９から各シ
ャワーヘッド部４０の内空間へ導入された各ガスは、フ
ェイスプレート４５からシャワーヘッド部４０の下方に
流出し、サセプタ５上に載置されたシリコンウェハＷ上
に供給される。

【００４７】シリコンウェハＷ上では、第１プロセスと
同様に、熱化学反応が生起され、第１プロセスで形成さ
れたＢＰＳＧ膜上に更にＢＰＳＧが堆積する。先述した
ように、第２プロセスでは成膜圧力を第１プロセスに比
して小さくし、これにより成膜速度が増大される。ま
た、シリコンウェハＷ上に設けられているゲート上には
第１プロセスで生成されたＢＰＳＧ膜が積層されている
ので、ゲート間のギャップは一層狭隘なものとなってい
るが、第１プロセスで形成させたＢＰＳＧ膜が濡れ性を
改善できる下地膜として機能するので、段差被覆性及び
ギャップ埋め込み性が高められる。したがって、成膜速
度が向上されつつ、ボイド等の発生が十分に防止され
る。

【００４８】第２プロセスで成膜させるＢＰＳＧ膜の膜
厚は、特に制限はなく、第１プロセスで成膜されたＢＰ
ＳＧ膜との合計厚さが所望の必要な膜厚となるような時
間、成膜を実施する。一例として、第２プロセスでは、
数百〜数万Å（数十〜数千ｎｍ）程度の厚さを有するＢ
ＰＳＧ膜を形成させると好適である。そして、成膜速度
に応じて、このような厚さのＢＰＳＧ膜が形成される間
成膜を実施した後、各ガスの供給を停止してＢＰＳＧ膜
の成膜を終了する。

【００４９】その後、必要に応じて各チャンバ４内に残
存するガスをパージした後、ＢＰＳＧ膜が形成されたシ
リコンウェハＷに対して熱処理、例えばリフローを実施
する。この熱処理によって、ＢＰＳＧ膜の平坦化が行わ
れ、その後に更に配線層としての金属薄膜を形成せしめ
る。これらの熱処理や金属薄膜形成処理は、ＢＰＳＧ膜
が形成された各シリコンウェハＷを別のツインチャンバ
３内のチャンバ４内に移載して実施すると好適である。
また、必要に応じてクリーニング系８を運転し、ＢＰＳ
Ｇ膜の成膜が行われた各チャンバ４内を、ＮＦ₃ガスを
用いたリモートプラズマクリーニングによって穏和な条
件で清浄化する。

【００５０】このように構成されたＣＶＤ装置１及びそ
れを用いた本発明の膜形成方法によれば、ＴＥＯＳガス
等の有機系シラン類ガスとＯ₃ガスとを原料ガス（反応
ガス）とするＳＡＣＶＤ法による膜形成に際し、Ｈｅガ
スよりも格段に安価なＮ₂ガスとＨｅガスとの混合ガス
をキャリアガスとして用いるので、キャリアガスとして
Ｈｅガスのみを用いていた従来に比して、高価なＨｅガ
スの使用量を低減できる。よって、キャリアガスの材料
コストを低減できる。

【００５１】特に、準大気圧条件でも比較的高い圧力で
成膜を実施した場合には、先述の如く成膜速度が低下す
る傾向にあるので、キャリアガスの使用量は増大してし
まい、高価なＨｅガスの材料コストが一層増大するのみ
ならず、そのための設備費や余剰部材の増加、ひいては
ＣＯＯが増大される。これに対し、本発明によれば、キ
ャリアガスの一部にＮ₂ガスを用いるので、キャリアガ
スの使用量の増大に起因する経済性の悪化を軽減でき
る。また、これにより、設備費及び部材費の増大、及
び、それらに伴う必要経費の増大を十分に抑止できる。
したがって、ＣＯＯを十分に低く抑えることができる。

【００５２】ところで、Ｎ₂ガスは、一般に不活性なガ
スとして有用されているものの、Ｈｅのような希ガスに
比べれば全く反応性がないわけではなく、当然分子量も
異なり、特に熱ＣＶＤのような活性種を生起させて化学
反応によってシリコンウェハＷ上に成膜を行う際に、原
料ガスとして用いた場合の挙動、化学量論的叉は反応速
度論的な影響、更には成膜されたＢＰＳＧ膜等の膜特性
へ与える影響等の詳細については、これまでのところ明
らかになっていなかった。

【００５３】これに対し、本発明者の研究によれば、前
述したＮ₂ガスとＨｅガスとの混合ガスを用いたＢＰＳ
Ｇ膜の成膜に際し、従来のＨｅガスのみをキャリアガス
として用いたのと略同等の段差被覆性及びギャップ埋め
込み性が達成されることが確認された。また、同様の成
膜処理を数千枚の基体（ウェハ）に対して実施したとこ
ろ、後述する実施例で詳述するように、膜厚の均一性及
びドーパント（ホウ素、リン）の均一性に優れており、
しかも十分な再現性が得られることが確認された。

【００５４】しかしながら、ＢＰＳＧ膜が形成されたシ
リコンウェハＷについてリフロー工程を実施したとこ
ろ、ゲートが設けられた段差部分の平坦性（或いはリフ
ローカバレッジ）に関し、Ｈｅガスのみを用いた場合
と、Ｎ₂ガスを混合した場合とで若干の差異が認められ
た。

【００５５】これらに鑑みると、Ｎ₂ガスを含むキャリ
アガスを用いた本発明によれば、十分に優れたＢＰＳＧ
膜の成膜を実施でき、この点において十分な成膜特性を
発現できるものの、ＢＰＳＧ膜の生成機構が、Ｈｅのみ
を用いた従来と厳密には異なることが推認される。ま
た、本発明者の更なる研究によれば、Ｎ₂ガスを用いた
ときとＨｅガスを用いた場合とでは、ＢＰＳＧの生成に
際して形成される反応中間体としての高分子体（ポリマ
ー）構造が異なる可能性がある。この差異の詳細は未だ
明らかになっていないが、このような反応機構の微差
が、膜特性に不都合な影響を与えない程度に膜質を変化
させる一因と推定される。ただし、作用、メカニズムに
ついては、これらに限定されるものではない。

【００５６】また、二段階の成膜プロセス、つまり比較
的高圧の条件下で第１プロセスを実施し、膜質により優
れたＢＰＳＧ膜を形成した後、第１プロセスよりも高圧
条件の第２プロセスを引き続き実施してより高い成膜速
度で同種のＢＰＳＧ膜を形成するので、膜特性に優れた
ＢＰＳＧ膜を高い成膜効率で形成することが可能とな
る。さらに、第１プロセスで形成させたＢＰＳＧ膜が、
第２プロセスで生成するＢＰＳＧの濡れ性改善膜とな
り、ゲート間のギャップ埋め込み性を一層向上させるこ
とができる。

【００５７】またさらに、第１プロセス及び第２プロセ
スにおいて、ＨｅガスとＮ₂ガスとの流量比を好ましく
は１０：９０〜８０：２０、より好ましくは２０：８０
〜７０：３０とするので、ＢＰＳＧ膜に対して熱工程を
実施した後の平坦性をより高めることができるととも
に、経済性及びＣＯＯを十分に改善できる利点がある。
すなわち、この流量比が１０：９０未満であると、リフ
ロー時の印加温度に依るものの、ＢＰＳＧ膜の平坦化が
必ずしも十分な程度に達成され難いことがある。一方、
この流量比が８０：２０を超えると、ＨｅガスのＮ₂ガ
スによる置換量が十分ではなく、経済性を有意に改善さ
せ難い傾向にある。

【００５８】なお、上述した本発明の実施形態において
は、第１のガスとしては、ＴＥＯＳガスに限られず、例
えば、エチルトリエトキシシラン、アミルトリエトキシ
シラン等のエトキシシラン類といった他の有機系シラン
類を用いてもよい。また、ＴＥＢガス、ＴＥＰＯガスと
いった第４のガスを用いなくてもよい。さらに、膜形成
装置としては、ＣＶＤ装置１のようなツインチャンバ３
を有するものに限られず、モノチャンバから成るＣＶＤ
チャンバ、或いはそのＣＶＤチャンバメインフレームに
備えるシステムとしても構わない。さらにまた、成膜プ
ロセスを二段階で実施しなくてもよく、単一のプロセス
つまり成膜圧力を二段階に変化させないプロセスでＢＰ
ＳＧ膜等を形成させてもよく、或いは、三段階以上の多
段階プロセスを実施しても構わない。

【００５９】

【実施例】以下、本発明に係る具体的な実施例について
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

【００６０】〈実施例１〉図１に示すＣＶＤ装置１と同
様の構成を有する膜形成装置（Applied Materials 社
製；Producer（登録商標）をベースとした装置）を準備
した。この装置を使用し、キャリアガスとしてＨｅガス
とＮ₂ガスとの混合ガス（流量比５０：５０）を用いた
先述したのと同様な二段階の成膜プロセスにより、シリ
コンウェハ上にＢＰＳＧ膜を形成させた。このシリコン
ウェハは、シリコン基層上に形成されたＳｉＯ₂層上に
複数のゲート（ギャップ間隔：０．０３５μｍ、アルペ
クト比：７．７）が設けられたものであり、０．１３μ
ｍの設計ルールに準拠したＤＲＡＭに相当するものであ
る。

【００６１】実施例１における成膜条件を表１に示す。
なお、表中の「スペーシング」とは、シャワーヘッド部
のフェイスプレート下面とシリコンウェハウェハ上面と
の間隔を示す。また、実施例１でＢＰＳＧ膜を形成した
シリコンウェハの断面をＳＥＭ観察したところ、十分な
ギャップ埋め込み性を達成できることが確認された。ま
た、ボイドの発生も認められなかった。

【００６２】〈実施例２〉シリコンウェハとして、シリ
コン基層上に形成された約１００ｎｍ厚のＳｉＯ ₂層上
に厚さ約５００ｎｍのポリシリコンから成るゲートが設
けられたものを用いたこと、及び、成膜を単一プロセス
で実施したこと以外は実施例１と同様にしてＢＰＳＧ膜
を形成した。成膜条件を表１に併せて示す。

【００６３】〈実施例３〉ＨｅガスとＮ₂ガスとの流量
比を３３：６７としたこと以外は、実施例２と同様にし
てシリコンウェハ上にＢＰＳＧ膜を形成した。成膜条件
を表１に併せて示す。

【００６４】〈実施例４〉キャリアガスとして、Ｈｅガ
スとＮ₂ガスとの混合ガスの代りにＮ₂ガスのみを使用し
たこと以外は、実施例２と同様にしてシリコンウェハ上
にＢＰＳＧ膜を形成した。成膜条件を表１に併せて示
す。

【００６５】〈比較例１〉キャリアガスとして、Ｈｅガ
スとＮ₂ガスとの混合ガスの代りにＨｅガスのみを使用
したこと以外は、実施例２と同様にしてシリコンウェハ
上にＢＰＳＧ膜を形成した。成膜条件を表１に併せて示
す。

【００６６】

【表１】

【００６７】〈リフロー試験〉実施例２〜４及び比較例
１でＢＰＳＧ膜を形成したシリコンウェハを、Ｎ₂雰囲
気において温度８５０℃で２０分間のリフローを実施し
た。その後、各ウェハの断面ＳＥＭ観察を行い、リフロ
ー実施後の各ＢＰＳＧ膜のリフローカバレッジを測定し
た。

【００６８】図３は、リフローカバレッジの指標θを示
す模式図である。図３において、シリコン基層１００に
形成されたＳｉＯ₂層１０１上にポリシリコン層１０２
が設けられたものが基体としてのシリコンウェハであ
り、リフローによってＢＰＳＧ膜１０３の平坦化が図ら
れる。ここで、リフロー後のＢＰＳＧ膜の傾斜稜線にお
ける直線部の仮想延長線Ｓａとシリコン基層表面と平行
な直線Ｓｂとの交差鋭角θ（°）をリフローカバレッジ
の指標とした。

【００６９】図４（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ実施例
２、実施例３、実施例４、及び比較例１でＢＰＳＧ膜を
形成したシリコンウェハの断面を示すＳＥＭ写真に指標
θの測定結果等を重ねて表示したものである。その結
果、リフローカバレッジの指標θは、比較例１が２８．
８°、実施例２が３２．０°、実施例３が３６．１８
°、実施例４が３７．８７°であった。いずれの指標θ
も過度に大きくなく、リフローカバレッジに優れること
が判明した。また、これらの中では、Ｈｅのみを用いた
比較例１のθが一番小さく、Ｎ₂ガスの割合が増える程
θが大きくなる傾向が確認された。

【００７０】〈実施例５及び膜性状測定試験〉実施例１
と同様の条件により、実施例１で用いたものと同じシリ
コンウェハ２７１４枚に対してＢＰＳＧ膜の成膜（いわ
ゆるマラソン試験）を実施した。成膜後、それらのシリ
コンウェハのＢＰＳＧ膜の性状として、膜厚測定、並び
に、膜中のドーパントであるホウ素（Ｂ）及びリン
（Ｐ）の濃度を測定した。

【００７１】膜厚測定は、Tencor社製の Prometrix UV-
1250 を使用し、周辺部３ｍｍ排除及び４９点円形測定
条件、並びに、周辺部５ｍｍ排除及び９点円形測定条件
にて、第１プロセス及び第２プロセスでそれぞれ形成し
た各膜並びに膜全体について実施した。得られた測定結
果から膜厚の平均値、ウェハ内の膜厚均一性（Withinwa
fer stack uniformity）、及び、ウェハ間の膜厚再現性
（均一性：Wafer-to-wafer stack uniformity）を以下
の方法により算出した。また、膜厚値と成膜時間とから
成膜速度の算出も行った。

【００７２】（１）膜厚平均値周辺部３ｍｍ排除及び４９点円形測定条件による全測定
値の平均値を算出した。

【００７３】（２）ウェハ内の膜厚均一性周辺部５ｍｍ排除及び９点円形測定条件の測定結果か
ら、まず、膜厚範囲＝（膜厚最大値−膜厚最小値）を各
ウェハについて算出し、次に、これらの膜厚範囲の平均
値を算出し、次いで、この膜厚範囲の平均値を上記
（１）で得た膜厚平均値×２で除し百分率で表した値
を、ウェハ内の膜厚均一性（WIW-%）とした。

【００７４】（３）ウェハ間の膜厚再現性周辺部５ｍｍ排除及び９点円形測定条件の測定結果か
ら、まず、各ウェハの膜厚平均値を算出し、次いで、そ
れらの膜厚範囲＝（膜厚最大値−膜厚最小値）を算出
し、次に、この膜厚範囲を上記（１）で得た膜厚平均値
×２で除し百分率で表した値を、ウェハ間の膜厚再現性
（WTW-%）とした。

【００７５】また、ドーパント（Ｂ，Ｐ）濃度は、Nico
let社製の FT-IR装置を使用し、周辺部１０ｍｍ排除及
び５点円形測定条件にて、第１プロセス及び第２プロセ
スでそれぞれ形成した各膜に対して実施した。得られた
測定結果からドーパント濃度の平均値、ウェハ内のドー
パント濃度均一性（Within wafer stack uniformit
y）、及び、ウェハ間のドーパント濃度再現性（均一
性：Wafer-to-wafer stack uniformity）を以下の方法
により算出した。

【００７６】（４）ドーパント濃度平均値ホウ素及びリンのそれぞれについて、全測定値の平均値
を算出した。

【００７７】（５）ウェハ内のドーパント濃度均一性まず、ホウ素及びリンの濃度範囲＝（濃度最大値−濃度
最小値）を各ウェハについて算出し、次に、これらの濃
度範囲の平均値を算出し、次いで、この濃度範囲の平均
値を上記（４）で得た濃度平均値×２で除し百分率で表
した値を、ウェハ内のホウ素及びリン濃度均一性（WIW-
%）とした。

【００７８】（６）ウェハ間のドーパント濃度再現性まず、各ウェハのホウ素及びリン濃度の平均値を算出
し、次いで、それらの濃度範囲＝（濃度最大値−濃度最
小値）を算出し、次に、この濃度範囲を上記（４）で得
た濃度平均値×２で除し百分率で表した値を、ウェハ間
のホウ素及びリン濃度再現性（WTW-%）とした。

【００７９】それぞれの結果をまとめて表２に示す。ま
た、デバイス製造におけるＢＰＳＧ膜への要求値の一例
を併せて表２に示す。この結果より、本発明によれば、
数千枚に及ぶ成膜において、極めて優れた処理安定性を
達成でき、膜厚及びドーパント濃度について十分な均一
性及び再現性を実現できることが判明した。

【００８０】

【表２】

【００８１】〈経済性評価〉実施例１の第２プロセスの
みを用いてＢＰＳＧ膜を成膜したケース１、及び、キャ
リアガスとしてＨｅガスのみを用いたこと以外はケース
１と同様にＢＰＳＧ膜を成膜したケース２を実施し、こ
れらのケースにおける原料ガスのコストを実算した。な
お、各ガスの実勢価格は日本国における平均的な数値を
使用した。その結果、本発明による膜形成方法を用いた
ケース１の原料ガスコストは、従来の方法を用いたケー
ス２の原料ガスコストの約３５％であった。これより、
本発明によれば、従来に比して経済性を格段に改善でき
ることが確認された。

【００８２】〈ＣＯＯ評価〉上記ケース１及び２による
ＢＰＳＧ膜の成膜を実製造ラインに適用した場合のＣＯ
Ｏを推算した。ここで、ＣＯＯの算出にあたっては、下
記式（１）；

【００８３】

【数１】で表される定義式を用いた。式中、Ｅｃは“装置コス
ト”（Equipment cost）を示し、Ｓｗｃは“再使用・廃
棄コスト”（Scrap and waste cost）を示し、Ｏｃは
“運用コスト”（Operating cost）を示し、Ｅtpは装置
のスループットを示し、Ｒｑは“良品割合（歩留ま
り）”（Rate of quality ）を示し、Ａは“装置の利用
時間”（Available time）を示す。

【００８４】その結果、本発明による膜形成方法を用い
たケース１のＣＯＯは、従来の方法を用いたケース２の
ＣＯＯの約４０％であった。これより、本発明によれ
ば、従来に比して、原料コスト等の経済性の改善のみな
らず、ＣＯＯをも十分に低減できることが確認された。

【００８５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明による膜形成
方法及びその装置によれば、ＳＡＣＶＤ法によるＢＰＳ
Ｇ膜等の膜形成に際して、形成された膜の特性を良好に
維持しつつ、材料コストの軽減を図ることができると共
に、これによりＣＯＯの増大を十分に抑制或いは低減す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による膜形成装置の好適な一実施形態を
模式的に示す水平断面図である。

【図２】図１に示すＣＶＤ装置１の要部を示す断面図
（一部構成図）である。

【図３】リフローカバレッジの指標θを示す模式図であ
る。

【図４】図４（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ実施例２、実
施例３、実施例４、及び比較例１でＢＰＳＧ膜を形成し
たシリコンウェハの断面を示すＳＥＭ写真に指標θの測
定結果等を重ねて表示したものである。

【符号の説明】

１…ＣＶＤ装置（膜形成装置）、４…チャンバ、５…サ
セプタ、２３…ウェハ搬送ロボット、３０…ガス供給
部、３１…ガス供給源（第１のガス供給源）、３２…ガ
ス発生源（第２のガス供給源）、３３，３４…ガス供給
源（第４のガス供給源）、３５，３６…ガス供給源（第
３のガス供給源）、４０…シャワーヘッド部、５１…ヒ
ーター（基体加熱部）、７０…排気系（圧力制御部）、
Ｗ…シリコンウェハ（基体）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者日向直毅千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内アプライドマテリアルズジャパン株式会社内Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA09 AA14 AA16 AA18 AA20 FA10 JA06 JA09 KA23 LA15 5F033 HH04 QQ74 QQ75 RR04 RR15 SS00 SS03 SS04 SS13 VV16 WW05 WW06 XX02 XX34 5F045 AB35 AB36 AC09 AC15 AC17 AC19 AE23 AE25 BB01 BB08 DP03 EE14 EE15 5F058 BA20 BC02 BC04 BF03 BF25 BF29 BF32 BF33 BJ02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】化学的気相堆積法により２．６〜９４ｋ
Ｐａの準大気圧条件下で基体上にケイ素原子を含む膜を
形成する膜形成方法であって、前記基体上に、有機系シラン類を含む第１のガスと、オ
ゾン（Ｏ₃）を含む第２のガスと、窒素（Ｎ₂）ガスを含
む第３のガスとを供給するガス供給工程と、前記基体を所定の温度に加熱する基体加熱工程と、を備
えることを特徴とする膜形成方法。
【請求項２】前記ガス供給工程においては、前記第３
のガスとして、ヘリウム（Ｈｅ）ガス及び窒素（Ｎ₂）
ガスを含むガスを用い、且つ、該ヘリウム（Ｈｅ）ガス
と該窒素（Ｎ₂）ガスとの流量比が１０：９０〜８０：
２０となるように、該第３のガスを前記基体上に供給す
る、ことを特徴とする請求項１記載の膜形成方法。
【請求項３】前記ガス供給工程は、前記基体の周囲の圧力を２．６〜９４ｋＰａの範囲内の
第１の圧力に保持した状態で前記第１〜第３のガスを該
基体上に供給する第１ステップと、前記基体の周囲の圧力を前記第１の圧力と異なる第２の
圧力に保持した状態で前記第１〜第３のガスを該基体上
に供給する第２ステップと、を有することを特徴とする
請求項１叉は２に記載の膜形成方法。
【請求項４】前記ガス供給工程においては、前記第１
の圧力を前記第２の圧力よりも大きな値としたときに、
前記第１ステップを前記第２ステップの前に実施する、
ことを特徴とする請求項２叉は３に記載の膜形成方法。
【請求項５】前記ガス供給工程においては、有機系リ
ン化合物叉は有機系ホウ素化合物を含む第４のガスを前
記基体上に供給する、ことを特徴とする請求項１〜４の
いずれか一項に記載の膜形成方法。
【請求項６】化学的気相堆積法により２．６〜９４ｋ
Ｐａの準大気圧条件下で基体上にケイ素原子を含む膜が
形成される膜形成装置であって、前記基体が収容されるチャンバと、前記チャンバに接続されており、有機系シラン類を含む
第１のガスを有する第１のガス供給源と、オゾンを含む
第２のガスを有する第２のガス供給源と、窒素ガスを含
む第３のガスを有する第３のガス供給源と、を有するガ
ス供給部と、前記基体を所定の温度に加熱する基体加熱部と、を備え
ることを特徴とする膜形成装置。
【請求項７】前記チャンバ内の圧力が２．６〜９４ｋ
Ｐａの範囲内の第１の圧力となるように、且つ、該チャ
ンバ内の圧力が該第１の圧力と異なる第２の圧力となる
ように、該チャンバ内の圧力を調整する圧力制御部を更
に備える、ことを特徴とする請求項６記載の膜形成装
置。
【請求項８】前記ガス供給部が、有機系リン化合物叉
は有機系ホウ素化合物を含む第４のガスを有する第４の
ガス供給源を更に有するものである、ことを特徴とする
請求項６叉は７に記載の膜形成装置。