JP2007234935A

JP2007234935A - 半導体装置の製造方法および基板処理装置

Info

Publication number: JP2007234935A
Application number: JP2006056018A
Authority: JP
Inventors: Tomohide Kato; 智秀加藤
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】基板表面上の酸化物を一様に除去できる工程を備える半導体装置の製造方法および基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板を処理容器内に搬入し、処理容器内に還元性ガスを供給して基板に対して前処理を行い、処理容器内で前処理がなされた基板に対して処理を行い、処理後の基板を処理容器より搬出するが、前処理を行う工程では、処理容器内への還元性ガスの供給を維持した状態で、処理容器内の圧力および還元性ガスの流量のうち少なくとも何れか一方を少なくとも２段階で変化させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体装置の製造方法および基板処理装置に関し、特に、シリコン基板上に薄膜を形成する工程を備える半導体装置の製造方法およびシリコン基板上に薄膜を形成する基板処理装置に関する。

シリコン基板上、シリコン基板上に形成された薄膜、または回路パターン表面上に付着もしくは吸着した酸化物の除去方法として、高温（７５０℃〜８００℃）に保たれた反応炉内にシリコン基板を設置し、シリコン基板が設置された反応炉内に水素ガスを供給する方法がある。反応炉内は一様な温度、圧力、流量の水素ガスで満たされており、このとき反応炉内の水素ガスがシリコン基板上に付着した酸化物に含まれる酸素原子と還元反応を起こすことによりシリコン基板表面より酸化物を除去することが可能である。

シリコン基板上の酸化物を除去する際に、反応炉内は一様な水素ガス雰囲気となるように設定しようとするが、反応炉の構造やシリコン基板が設置される構造により水素ガスが流れる経路ができ、反応炉内での水素ガスの還元作用は一様となることはなく、シリコン基板上の酸素物を、反応炉内に設置されたシリコン基板間や、シリコン基板面内で均一に除去することは困難である。
従って、本発明の主な目的は、基板表面上の酸化物を一様に除去できる工程を備える半導体装置の製造方法および基板処理装置を提供することにある。

本発明によれば、
基板を処理容器内に搬入する工程と、
前記処理容器内に還元性ガスを供給して前記基板に対して前処理を行う工程と、
前記処理容器内で前記前処理がなされた前記基板に対して処理を行う工程と、
処理後の前記基板を前記処理容器より搬出する工程とを有し、
前記前処理を行う工程では、前記処理容器内への還元性ガスの供給を維持した状態で、前記処理容器内の圧力および還元性ガスの流量のうち少なくとも何れか一方を少なくとも２段階で変化させることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。

好ましくは、前記前処理を行う工程では、前記処理容器内の圧力および還元性ガスの流量のうち少なくともどれか一方を段階的にもしくは連続的に変化させる。

また、好ましくは、前記処理とは、前記処理容器内に複数枚の基板を収容して行うバッチ処理である。

また、好ましくは、前記還元性ガスとは水素ガスである。

また、本発明によれば、
基板を処理する処理容器と、
前記処理容器内にガスを供給するガス供給ラインと、
前記処理容器内を排気する排気ラインと、
前記基板を処理する前に前記基板に対して前処理を行う際、前記処理容器内へ還元性ガスを供給し続けた状態で、前記処理容器内の圧力および還元性ガスの流量の少なくとも何れか一方を少なくとも２段階で変化させるように制御するコントローラと、
を有することを特徴とする基板処理装置が提供される。

好ましくは、前記前処理を行う際には、前記処理容器内の圧力および還元性ガスの流量のうち少なくともどれか一方を段階的にもしくは連続的に変化させる。

また、好ましくは、前記基板の処理は、前記処理容器内に複数枚の基板を収容して行うバッチ処理である。

また、好ましくは、前記還元性ガスとは水素ガスである。

本発明によれば、基板表面上の酸化物を一様に除去できる工程を備える半導体装置の製造方法および基板処理装置が提供される。

次に、本発明の好ましい実施例を説明する。
本発明の好ましい実施例では、シリコン基板上に薄膜を形成する半導体製造プロセスにおいて、シリコン基板上、シリコン基板上に形成された薄膜、または回路の表面上に付着したもしくは吸着した酸化物を均一に除去し、その後、直ちに薄膜を形成することにより、炉内に搬入された基板上とその表面に形成される薄膜との境界面に含まれる酸化物を低下させる。

高温（７５０℃〜８００℃）の反応炉内にシリコン基板を設置し、水素ガスを炉内に流すことによりシリコン基板表面上の酸化物を還元作用により除去することができる。しかしながら、複数枚のウェハを処理容器内に多段に配置した状態で一括処理するバッチ処理装置においてはシリコン基板間およびシリコン基板面内で、また、枚葉処理装置では、シリコン基板面内で、一様な還元作用が得られないため、シリコン基板表面とその上に形成された薄膜との境界面の酸化物を均一に除去できない。また、この問題は、枚葉処理を行う場合よりもバッチ処理を行う場合の方が生じやすい。

ガス流量や圧力を一定に保った場合のシリコン基板間、シリコン基板上の還元作用の効果は一定であり、その効果の状態はガス流量や圧力により異なる。

ある条件１と異なる条件２があり、還元作用の効果が異なる場合、条件１から条件２へと反応炉内で連続して変化させたときには、まず、条件１の効果でシリコン基板上の酸化物を除去した後、さらに条件２の効果でシリコン基板上の酸化物の除去がなされる。

たとえば水素還元により酸化物の除去を行わないときのシリコン基板表面の酸化物に含まれる酸素原子の密度が図１のようであるとする。ここでＴＯＰとはバッチ処理におけるシリコン基板群の上層をいい、ＣＥＮＴＥＲとは、バッチ処理におけるシリコン基板群の中層をいい、ＢＯＴＴＯＭとはバッチ処理におけるシリコン基板群の下層をいう。
このシリコン基板を圧力条件の異なる条件１、条件２でそれぞれ酸化物の除去処理をしたときのシリコン基板上の酸素原子の密度がそれぞれ図２、図３に示す結果になる場合に、条件１と条件２を、圧力の異なる２つの条件とし、図４に示すシーケンスで連続して処理した場合のシリコン基板上の酸素原子の密度は図５のようになると考えられる。なお、図４シーケンスについては、後に詳述する。

条件の組み合わせは図６から図８のように組み合わせることが可能であり、圧力のみではなく複数の要素を組み合わせた条件で連続して処理することでより効果的となる。条件は２種類以上で可能であり、繰り返し行うことも可能である。なお、図６から図８のシーケンスについては、後に詳述する。

以上のように、効果の異なる複数の条件で連続して処理をすることで、反応炉内のシリコン基板間、シリコン基板の面内で均一に酸化物の除去が可能となる。

図９は本発明の実施例１〜４で好適に用いられる基板処理装置の処理炉２０２及び処理炉周辺の概略構成図であり、縦断面図として示されている。

図９に示されるように、処理炉２０２は加熱機構としてのヒータ２０６を有する。ヒータ２０６は円筒形状であり、ヒータ素線とその周囲に設けられた断熱部材より構成され、図示しない保持体に支持されることにより垂直に据え付けられている。

ヒータ２０６の内側には、ヒータ２０６と同心円状に反応管としてのプロセスチューブ２０５が配設されている。プロセスチューブ２０５は、石英（ＳｉＯ_２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。プロセスチューブ２０５の内側の筒中空部には、処理室２０１が形成されており、基板としてのシリコン基板２００を後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。

プロセスチューブ２０５の下方には、プロセスチューブ２０５と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えば、ステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。このマニホールド２０９はプロセスチューブ２０５を支持するように設けられている。尚、マニホールド２０９とプロセスチューブ２０５との間には、シール部材としてのＯリングが設けられている。このマニホールド２０９が図示しない保持体に支持されることにより、プロセスチューブ２０５は垂直に据え付けられた状態となっている。このプロセスチューブ２０５とマニホールド２０９により反応容器が形成される。

マニホールド２０９には、ガス排気管２３１が設けられると共に、ガス供給管２３２が貫通するよう設けられている。ガス供給管２３２は、上流側で３つに分かれており、バルブ１７７、１７８、１７９とガス流量制御装置としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）１８３、１８４、１８５を介して第１のガス供給源１８０、第２のガス供給源１８１、第３のガス供給源１８２にそれぞれ接続されている。ＭＦＣ１８３、１８４、１８５及びバルブ１７７、１７８、１７９には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、供給するガスの流量が所望の流量となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。ガス排気管２３１の下流側には、図示しない圧力検出器としての圧力センサ及び圧力調整器としてのＡＰＣバルブ２４２を介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されている。圧力センサ及びＡＰＣバルブ２４２には、圧力制御部２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は、圧力センサにより検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ２４２の開度を調節することにより、処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるよう所望のタイミングにて制御するよう構成されている。

マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口すなわち、ロードロック室１４０の天板２５１の開口である炉口１６１を気密に閉塞するための炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、例えばステンレス等の金属よりなり、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Ｏリングを介して当接するロードロック室１４０の天板２５１と当接するシール部材としてのＯリングが設けられている。シールキャップ２１９には、回転機構２５４が設けられている。回転機構２５４の回転軸２５５はシールキャップ２１９を貫通して後述するボート２１７に接続されており、ボート２１７を回転させることでシリコン基板２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、処理炉２０２の外側に設けられた昇降機構としての後述する昇降モータ２４８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を処理室２０１に対し搬入搬出することが可能となっている。回転機構２５４及び昇降モータ２４８には、駆動制御部２３７が電気的に接続されており、所望の動作をするよう所望のタイミングにて制御するよう構成されている。

基板保持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のシリコン基板２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。尚ボート２１７の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板２１６が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、ヒータ２０６からの熱がマニホールド２０９側に伝わりにくくなるよう構成されている。

ヒータ２０６近傍には、処理室２０１内の温度を検出する温度検出体としての温度センサ（図示せず）が設けられる。ヒータ２０６及び温度センサには、電気的に温度制御部２３８が接続されており、温度センサにより検出された温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合を調節することにより処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。

この処理炉２０２の構成において、第１の処理ガスは、第１のガス供給源１８０から供給され、ＭＦＣ１８３でその流量が調節された後、バルブ１７７を介して、ガス供給管２３２により処理室２０１内に導入される。第２の処理ガスは、第２のガス供給源１８１から供給され、ＭＦＣ１８４でその流量が調節された後、バルブ１７８を介してガス供給管２３２により処理室２０１内に導入される。第３の処理ガスは、第３のガス供給源１８２から供給され、ＭＦＣ１８５でその流量が調節された後、バルブ１７９を介してガス供給管２３２より処理室２０１内に導入される。また、処理室２０１内のガスは、ガス排気管２３１に接続された排気装置としての真空ポンプ２４６により、処理室２０１から排気される。

次に、本発明で用いる基板処理装置の処理炉周辺の構成について説明する。

マニホールド２０９の下部に予備室としてのロードロック室１４０が設けられている。ロードロック室１４０の外面に下基板２４５が設けられる。下基板２４５には昇降台２４９と嵌合するガイドシャフト２６４及び昇降台２４９と螺合するボール螺子２４４が設けられる。下基板２４５に立設したガイドシャフト２６４及びボール螺子２４４の上端に上基板２４７が設けられる。ボール螺子２４４は上基板２４７に設けられた昇降モータ２４８により回転される。ボール螺子２４４が回転することにより昇降台２４９が昇降するように構成されている。

昇降台２４９には中空の昇降シャフト２５０が垂設され、昇降台２４９と昇降シャフト２５０の連結部は気密となっている。昇降シャフト２５０は昇降台２４９と共に昇降するようになっている。昇降シャフト２５０はロードロック室１４０の天板２５１を遊貫する。昇降シャフト２５０が貫通する天板２５１の貫通穴は昇降シャフト２５０に対して接触することがない様充分な余裕がある。ロードロック室１４０と昇降台２４９との間には昇降シャフト２５０の周囲を覆うように伸縮性を有する中空伸縮体としてのベローズ２６５がロードロック室１４０を気密に保つために設けられる。ベローズ２６５は昇降台２４９の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有し、ベローズ２６５の内径は昇降シャフト２５０の外形に比べ充分に大きくベローズ２６５の伸縮で接触することがないように構成されている。

昇降シャフト２５０の下端には昇降基板２５２が水平に固着される。昇降基板２５２の下面にはＯリング等のシール部材を介して駆動部カバー２５３が気密に取付けられる。昇降基板２５２と駆動部カバー２５３とで駆動部収納ケース２５６が構成されている。この構成により、駆動部収納ケース２５６内部はロードロック室１４０内の雰囲気と隔離される。

また、駆動部収納ケース２５６の内部にはボート２１７の回転機構２５４が設けられ、回転機構２５４の周辺は、冷却機構２５７により、冷却される。

電力供給ケーブル２５８が昇降シャフト２５０の上端から昇降シャフト２５０の中空部を通って回転機構２５４に導かれて接続されている。又、冷却機構２５７、シールキャップ２１９には冷却流路２５９が形成されており、冷却流路２５９には冷却水を供給する冷却水配管２６０が接続され、昇降シャフト２５０の上端から昇降シャフト２５０の中空部を通っている。

昇降モータ２４８が駆動され、ボール螺子２４４が回転することで昇降台２４９及び昇降シャフト２５０を介して駆動部収納ケース２５６を昇降させる。

駆動部収納ケース２５６が上昇することにより、昇降基板２５２に気密に設けられるシールキャップ２１９が処理炉２０２の開口部である炉口１６１を閉塞し、シリコン基板処理が可能な状態となる。駆動部収納ケース２５６が下降することにより、シールキャップ２１９とともにボート２１７がロードロック室１４０に降下され、シリコン基板２００を外部に搬出できる状態となる。

ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、主制御部２３９は、コントローラ２４０として構成されている。

次に、上記構成に係る処理炉２０２を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、シリコン基板２００などの基板上に、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）膜を形成する場合に、圧力の異なる２つの条件１、条件２で連続して処理した場合について、図４、図９を参照して説明する。尚、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は、コントローラ２４０により制御される。

処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０６により加熱される。この際、処理室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２０６への通電具合がフィードバック制御される。

処理室２０１内を２００〜４００℃に保った状態で、また、ロードロック室１４０および処理室２０１内が大気圧の状態で、ロードロック室１４０内に降下しているボート２１７に複数枚のシリコン基板２００を装填する（基板搬送）。

その後、処理室２０１内を２００〜４００℃に保った状態で、炉口１６１を閉塞している図示しないゲートバルブが開放される（ゲートバルブ開放）。

その後、処理室２０１内を２００〜４００℃に保った状態で、複数枚のシリコン基板２００を保持したボート２１７を、昇降モータ２４８による昇降台２４９及び昇降シャフト２５０の昇降動作により処理室２０１内に搬入（ボートローディング）する（基板搬入）。搬入後、シールキャップ２１９により、Ｏリングを介してマニホールド２０９の下端、すなわちロードロック室１４０の天板２５１の開口である炉口１６１をシールして、処理室２０１を閉塞する。

その後、処理室２０１内を２００〜４００℃に保った状態で、処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置２４６によって真空排気される（反応炉真空引き）。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサで測定され、この測定された圧力に基づき圧力調節器２４２がフィードバック制御される。

次に、処理室２０１内が真空排気された状態で、処理室２０１内が２００〜４００℃から７５０〜８００℃まで昇温される（炉内昇温）。

第１のガス供給源１８０、第２のガス供給源１８１には、処理ガスとして、それぞれＳｉＨ_４、Ｈ_２が封入されており、第３のガス供給源１８２には、パージガスまたは希釈ガスとしてＮ_２が封入されており、これらガス供給源からそれぞれのガスが供給される。各ガスの供給流量が所望の流量となるようにＭＦＣ１８３、１８４、１８５の開度が調節された後、バルブ１７７、１７８、１７９が開かれ、それぞれの処理ガスがガス供給管２３２を流通して、処理室２０１の上部から処理室２０１内に導入される。導入されたガスは、処理室２０１内を通り、ガス排気管２３１から排気される。

次に、処理室２０１内に、第２のガス供給源１８０から還元性ガスである水素ガス（Ｈ_２ガス）が処理室２０１内に供給され、還元処理がなされる（還元処理（条件１））。この際には、処理室２０１内の圧力は３０〜５０Ｐａに保たれている。また、処理室２０１内の温度は２００〜４００℃に保たれている。なお、この還元処理１から、回転機構２５４によりボート２１７が回転されることでシリコン基板２００が回転が開始され、成膜が終了するまで、ボート２１７の回転が続けられる。

次に、処理室２０１内を７５０〜８００℃の温度に保ち、第２のガス供給源１８１からＨ_２が処理室２０１内に供給された状態を保つことで、還元性ガスである水素ガス（Ｈ_２ガス）により、還元処理がなされる（還元処理（条件２））。ただし、この際には、処理室２０１内の圧力を２０００〜４０００Ｐａに保つ。なお、第２のガス供給源１８１から供給されるＨ_２ガスの流量は、還元処理（条件１）と還元処理（条件２）とでは同じである。

次に、処理室２０１内が７５０〜８００℃から５２０〜６３０℃まで降温される（炉内降温）。この際には、第２のガス供給源１８１からＨ_２が処理室２０１内に供給された状態が保たれる。

次に、処理室２０１内を５２０〜６３０℃の温度に所定時間保つ（温度安定）。この際には、第２のガス供給源１８１からＨ_２が処理室２０１内に供給された状態が保たれる。処理室２０１内の圧力は下げられて、３０〜５０Ｐａに保たれている。

次に、処理室２０１内を５２０〜６３０℃の温度に保ったまま、バルブ１７８を閉じて水素ガスの供給を止め、バルブ１７７を開けて第１のガス供給源１８０からモノシランガスを供給して、シリコン基板２００上に成膜処理を行う（成膜）。モノシランガスは、処理室２０１内を通過する際にシリコン基板２００と接触し、シリコン基板２００の表面上にポリシリコン膜が堆積（デポジション）される。

次に、処理室２０１内を５２０〜６３０℃の温度に保ったまま、バルブ１７７を閉じてモノシランガスの供給を止め、バルブ１７９を開けて第３のガス供給源（不活性ガス供給源）１８２から不活性ガスである窒素ガス（Ｎ_２ガス）が供給され、処理室２０１内が不活性ガスで置換されると共に、処理室２０１内の圧力が大気圧に復帰される（大気圧復帰）。

処理室２０１内の圧力が大気圧に復帰すると、昇降モータ２４８によりシールキャップ２１９が下降されて、マニホールド２０９の下端が開口されると共に、処理済のシリコン基板２００がボート２１７に保持された状態でマニホールド２０９の下端からプロセスチューブ２０５の外部に搬出され、ロードロック室１４０内に下降される（基板搬出）。この際には、処理室２０１内は５３０〜６５０℃の温度に保たれたままである。

その後、炉口が１６１が図示しないゲートバルブにより閉塞され処理室２０１内の温度が５３０〜６５０℃から２００〜４００℃まで降温される。その際には、ボート２１７に保持された処理済のシリコン基板２００もロードロック室１４０内で冷却される（基板冷却）。

その後、処理済のシリコン基板２００は、ボート２１７より取出される（基板取出し）。

図６は、異なる条件を連続させて順次処理していく本実施例のシーケンス図である。
上述した実施例１では、第２のガス供給源１８１から供給されるＨ_２ガスの流量を、還元処理（条件１）と還元処理（条件２）とでは同じにして、処理室２０１内の圧力を３０〜５０Ｐａに保って還元処理を行い（還元処理（条件１））、次に、処理室２０１内の圧力を２０００〜４０００Ｐａに保って還元処理を行った（還元処理（条件２））のに対して、本実施例２では、まず、処理室２０１内に、第２のガス供給源１８０から還元性ガスである水素ガス（Ｈ_２ガス）を流量１〜５ｓｌｍで処理室２０１内に供給し、処理室２０１内の圧力を３０〜５０Ｐａに保って還元処理を行い（還元処理（条件１））、次に、第２のガス供給源１８０から還元性ガスである水素ガス（Ｈ_２ガス）を流量１〜５ｓｌｍで処理室２０１内に供給し、処理室２０１内の圧力を２０００〜４０００Ｐａに保って還元処理を行い（還元処理（条件２））、次に、第２のガス供給源１８０から還元性ガスである水素ガス（Ｈ_２ガス）を流量１０〜５０ｓｌｍで処理室２０１内に供給し、処理室２０１内の圧力を２０００〜４０００Ｐａに保って還元処理を行い（還元処理（条件３））、次に、第２のガス供給源１８０から還元性ガスである水素ガス（Ｈ_２ガス）を流量１０〜５０ｓｌｍで処理室２０１内に供給し、処理室２０１内の圧力を３０〜５０Ｐａに保って還元処理を行った（還元処理（条件４））点が異なるが他の点は同じである。

図７は、異なる条件を交互に連続させて順次処理していく本実施例のシーケンス図である。
上述した実施例１では、第２のガス供給源１８１から供給されるＨ_２ガスの流量を、還元処理（条件１）と還元処理（条件２）とでは同じにして、処理室２０１内の圧力を３０〜５０Ｐａに保って還元処理を一回行い（還元処理（条件１））、次に、処理室２０１内の圧力を２０００〜４０００Ｐａに保って還元処理を一回行った（還元処理（条件２））のに対して、本実施例３では、第２のガス供給源１８１から供給されるＨ_２ガスの流量を、還元処理（条件１）と還元処理（条件２）とでは同じ１〜５０ｓｌｍにして、処理室２０１内の圧力を３０〜５０Ｐａに保って行う還元処理（条件１）と、処理室２０１内の圧力を２０００〜４０００Ｐａに保って行う還元処理（条件２）とを複数回繰り返して行う点が異なるが他の点は同じである。

図８は、異なる条件間で条件を連続して滑らかに変化させていくシーケンス図である。
上述した実施例１では、第２のガス供給源１８１から供給されるＨ_２ガスの流量を、還元処理（条件１）と還元処理（条件２）とでは同じにして、処理室２０１内の圧力を３０〜５０Ｐａに保って還元処理を行い（還元処理（条件１））、次に、処理室２０１内の圧力を２０００〜４０００Ｐａに急に増加させ、その後、処理室２０１内の圧力を２０００〜４０００Ｐａに保って還元処理を行った（還元処理（条件２））のに対して、本実施例４では、第２のガス供給源１８１から供給されるＨ_２ガスの流量を、還元処理（条件１）と還元処理（条件２）とでは同じ１〜５０ｓｌｍにして、処理室２０１内の圧力を３０〜５０Ｐａに保って還元処理を行い（還元処理（条件１））、その後、Ｈ_２ガスを１〜５０ｓｌｍ流した状態で、処理室２０１内の圧力を３０〜５０Ｐａから２０００〜４０００Ｐａに除々に増加させ、その後、処理室２０１内の圧力を２０００〜４０００Ｐａに保って還元処理を行った（還元処理（条件２））点が異なるが他の点は同じである。

還元処理を行わないシリコン基板上の表面の酸化物に含まれる酸素密度を示す図である。条件１で処理したときシリコン基板上の表面の酸化物に含まれる酸素密度を示す図である。条件２で処理したときシリコン基板上の表面の酸化物に含まれる酸素密度を示す図である。条件１、条件２で連続処理するときの本発明の実施例１のシーケンス図である。条件１，条件２で連続処理したときシリコン基板上の表面の酸化物に含まれる酸素密度を示す図である。異なる条件を連続で順次処理していく本発明の実施例２のシーケンス図である。異なる条件を連続で交互に繰り返していく本発明の実施例３のシーケンス図である。異なる条件を連続に条件を滑らかに変化させていく本発明の実施例４のシーケンス図である。本発明の実施例１〜４の基板処理装置を説明するための概略縦断面図である。

符号の説明

１４０…ロードロック室
１６１…炉口
１７７、１７８、１７９…バルブ
１８３、１８４、１８５…ＭＦＣ
１８０…第１のガス供給源
１８１…第２のガス供給源
１８２…第３のガス供給源
２００…シリコン基板
２０１…処理室
２０２…処理炉
２０５…プロセスチューブ
２０６…ヒータ
２０９…マニホールド
２１６…断熱板
２１７…ボート
２１９…シールキャップ
２３１…ガス排気管
２３２…ガス供給管
２３５…ガス流量制御部
２３６…圧力制御部
２３７…駆動制御部
２３８…温度制御部
２３９…主制御部
２４０…コントローラ
２４２…ＡＰＣバルブ
２４４…ボール螺子
２４５…下基板
２４６…真空排気装置
２４７…上基板
２４８…昇降モータ
２４９…昇降台
２５０…昇降シャフト
２５１…天板
２５２…昇降基板
２５３…駆動部カバー
２５４…回転機構
２５５…回転軸
２５６…駆動部収納ケース
２５７…冷却機構
２５８…電力供給ケーブル
２５９…冷却流路
２６０…冷却水配管
２６４…ガイドシャフト
２６５…ベローズ

Claims

基板を処理容器内に搬入する工程と、
前記処理容器内に還元性ガスを供給して前記基板に対して前処理を行う工程と、
前記処理容器内で前記前処理がなされた前記基板に対して処理を行う工程と、
処理後の前記基板を前記処理容器より搬出する工程とを有し、
前記前処理を行う工程では、前記処理容器内への還元性ガスの供給を維持した状態で、前記処理容器内の圧力および還元性ガスの流量のうち少なくとも何れか一方を少なくとも２段階で変化させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
基板を処理する処理容器と、
前記処理容器内にガスを供給するガス供給ラインと、
前記処理容器内を排気する排気ラインと、
前記基板を処理する前に前記基板に対して前処理を行う際、前記処理容器内へ還元性ガスを供給し続けた状態で、前記処理容器内の圧力および還元性ガスの流量の少なくとも何れか一方を少なくとも２段階で変化させるように制御するコントローラと、
を有することを特徴とする基板処理装置。