JP2011023576A - Method of manufacturing semiconductor device, and device for treating substrate - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device, and device for treating substrate Download PDF

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喜世彦 前田
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篤彦 足谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To lower a film formation temperature, and to increase a film formation speed. <P>SOLUTION: The method of manufacturing a semiconductor device includes: a silicon-containing and boron-containing film formation step of supplying a silicon-containing gas and a boron-containing gas into a treatment chamber with a substrate stored therein to form a silicon-containing and boron-containing film on the substrate; and a silicon-containing and boron-containing film-reforming step of supplying an oxygen-containing gas and a hydrogen-containing gas into the treatment chamber with pressure set below atmospheric pressure to reform the silicon-containing and boron-containing film formed on the substrate to a boron-containing and silicon-containing oxide film. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置の製造方法及び基板処理装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a substrate processing apparatus.

従来、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の半導体装置の製造工程の一工程として、ALD(Atomic Layer Deposition)法を用いて基板上にシリコン酸化膜を形成する基板処理工程が行われる場合がある。ALD法を用いた基板処理工程では、基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給工程と、処理室内に酸素含有ガス及び水素含有ガスを供給する酸化還元ガス供給工程と、を1サイクルとしてこのサイクルを1回以上行うことで、所望の膜厚のシリコン酸化膜を基板上に形成する。ALD法を用いることにより、シリコン酸化膜のステップカバレッジ特性や、膜質及び膜厚の面内均一性を向上させることができる(例えば特許文献1参照)。   Conventionally, a substrate processing step of forming a silicon oxide film on a substrate using an ALD (Atomic Layer Deposition) method is sometimes performed as a step of manufacturing a semiconductor device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory). In the substrate processing step using the ALD method, a silicon-containing gas supply step for supplying a silicon-containing gas into a processing chamber containing a substrate, an oxidation-reduction gas supply step for supplying an oxygen-containing gas and a hydrogen-containing gas into the processing chamber, By performing this cycle once or more as a cycle, a silicon oxide film having a desired film thickness is formed on the substrate. By using the ALD method, the step coverage characteristics of the silicon oxide film and the in-plane uniformity of the film quality and film thickness can be improved (see, for example, Patent Document 1).

特開2006−66587号公報JP 2006-66587 A

しかしながら、従来のALD法を用いた基板処理工程では、成膜時の基板の温度(成膜温度。処理温度とも呼ぶ)を例えば1000℃にまで高めなければならない場合があった。係る場合、例えば基板上のソース或いはドレイン領域に注入されている不純物が拡散してしまう等により、半導体装置の性能が低下したり、生産歩留りが悪化したりしてしまう場合があった。また、従来のALD法を用いた基板処理工程では、成膜温度を低温化させると成膜速度が低下してしまい、基板処理の生産性が低下してしまう場合があった。   However, in the substrate processing step using the conventional ALD method, the temperature of the substrate at the time of film formation (film formation temperature, also referred to as processing temperature) may have to be increased to, for example, 1000 ° C. In such a case, for example, impurities implanted into the source or drain region on the substrate may be diffused, so that the performance of the semiconductor device may be deteriorated or the production yield may be deteriorated. Further, in the conventional substrate processing process using the ALD method, when the film forming temperature is lowered, the film forming speed is decreased, and the productivity of the substrate processing may be decreased.

上記の課題を解決するために、本発明は、成膜温度を低下させ、成膜速度を増大させることが可能な半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。   In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device and a substrate processing apparatus capable of reducing a film formation temperature and increasing a film formation rate.

本発明の一態様によれば、基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスとボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上に形成した前記シリコン含有及びボロン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、を有し、前記シリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、を1サイクルとして前記サイクルを1回以上行う半導体装置の製造方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, a silicon-containing and boron-containing film forming step of forming a silicon-containing and boron-containing film on the substrate by supplying a silicon-containing gas and a boron-containing gas into a processing chamber containing the substrate; The silicon-containing and boron-containing films formed on the substrate are reformed into boron-containing and silicon-containing oxide films by supplying an oxygen-containing gas and a hydrogen-containing gas into the processing chamber set to a pressure lower than atmospheric pressure. A silicon-containing and boron-containing film modifying step, wherein the silicon-containing and boron-containing film forming step and the silicon-containing and boron-containing film modifying step are performed as one cycle, and the semiconductor is performed one or more times. A method of manufacturing a device is provided.

本発明の他の態様によれば、基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程と、大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内にボロン含有ガスと酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程と、を有し、前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程と、を1サイクルとして前記サイクルを1回以上行う半導体装置の製造方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, a silicon-containing film forming step of forming a silicon-containing film on the substrate by supplying a silicon-containing gas into a processing chamber containing the substrate, and the pressure set to a pressure less than atmospheric pressure. A silicon-containing film modifying step of supplying a boron-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas into the processing chamber to reform the silicon-containing film on the substrate into a boron-containing and silicon-containing oxide film. A method of manufacturing a semiconductor device is provided in which the silicon-containing film forming step and the silicon-containing film modifying step are set as one cycle, and the cycle is performed once or more.

本発明のさらに他の態様によれば、基板を収容した処理室と、前記処理室内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給系と、前記処理室内にボロン含有ガスを供給するボロン含有ガス供給系と、前記処理室内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、前記処理室内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、前記処理室内の圧力を調整する圧力調整部と、前記シリコン含有ガス供給系、前記ボロン含有ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系及び前記圧力調整部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスと前記ボロン含有ガス供給系からの前記ボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有及びボロン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを1サイクルとして前記サイクルを1回以上行うか、前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記ボロン含有ガス供給系からのボロン含有ガスと、前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを1サイクルとして前記サイクルを1回以上行う基板処理装置が提供される。   According to still another aspect of the present invention, a processing chamber containing a substrate, a silicon-containing gas supply system that supplies a silicon-containing gas into the processing chamber, and a boron-containing gas supply that supplies a boron-containing gas into the processing chamber. A system, an oxygen-containing gas supply system that supplies an oxygen-containing gas into the processing chamber, a hydrogen-containing gas supply system that supplies a hydrogen-containing gas into the processing chamber, and a pressure adjustment unit that adjusts the pressure in the processing chamber; A control unit that controls the silicon-containing gas supply system, the boron-containing gas supply system, the oxygen-containing gas supply system, the hydrogen-containing gas supply system, and the pressure adjustment unit, and the control unit includes the processing chamber. Supplying the silicon-containing gas from the silicon-containing gas supply system and the boron-containing gas from the boron-containing gas supply system to the silicon-containing and boron-containing substrates on the substrate. After forming the film, the oxygen-containing gas from the oxygen-containing gas supply system and the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas supply system are supplied into the processing chamber set to less than atmospheric pressure by the pressure adjusting unit. The silicon-containing and boron-containing film on the substrate is modified to a boron-containing and silicon-containing oxide film, and this is performed as one cycle or more, or the cycle is performed once or more from the silicon-containing gas supply system into the processing chamber. After forming the silicon-containing film on the substrate by supplying the silicon-containing gas, the boron-containing gas from the boron-containing gas supply system in the processing chamber set to less than atmospheric pressure by the pressure adjustment unit, and Supplying the oxygen-containing gas from the oxygen-containing gas supply system and the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas supply system to form the silicon-containing film on the substrate; Modified Ron-containing and silicon-containing oxide film, the cycle substrate processing apparatus for performing one or more times is provided so as one cycle.

本発明に係る半導体装置の製造方法及び基板処理装置によれば、成膜温度を低下させ、成膜速度を増大させることが可能となる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device and the substrate processing apparatus according to the present invention, the film formation temperature can be lowered and the film formation rate can be increased.

本発明の第1の実施形態にて好適に用いられる基板処理装置の処理炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the processing furnace of the substrate processing apparatus used suitably in the 1st Embodiment of this invention. 図1の処理炉のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of the processing furnace of FIG. 第1の実施形態の基板処理工程における成膜フロー図である。It is a film-forming flowchart in the substrate processing process of 1st Embodiment. 第1の実施形態の基板処理工程におけるガス供給タイミング図である。It is a gas supply timing diagram in the substrate processing process of the first embodiment. 第1の実施形態の基板処理工程における堆積モデル図であり、(a)は処理室内にSiガス及びBガスを供給してウエハ上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成する様子を、(b)は処理室内にOガス及びHガスを供給して処理室内に酸化種を生成する様子を、(c)は酸化種によりシリコン含有及びボロン含有膜をボロンドープドシリコン酸化膜に改質する様子をそれぞれ示している。A deposition model diagram in the substrate processing step of the first embodiment, (a) is supplied to the Si 2 H 6 gas and the B 2 H 6 gas to form a silicon-containing and boron-containing film on the wafer into the processing chamber (B) shows a state in which O 2 gas and H 2 gas are supplied into the processing chamber to generate oxidized species in the processing chamber, and (c) shows that the silicon-containing and boron-containing film is boron-doped silicon by the oxidizing species. Each of them is shown as being modified into an oxide film. 第1の実施形態の変形例に係り、不活性ガス置換工程を有する基板処理工程のガス供給タイミング図である。FIG. 10 is a gas supply timing chart of a substrate processing process having an inert gas replacement process according to a modification of the first embodiment. 本発明の第2の実施形態の基板処理工程における成膜フロー図である。It is the film-forming flowchart in the substrate processing process of the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施形態の基板処理工程におけるガス供給タイミング図である。It is a gas supply timing diagram in the substrate processing process of the second embodiment. 第2の実施形態の基板処理工程における堆積モデル図であり、(a)は処理室内にSiガスを供給してウエハ上にシリコン含有膜を形成する様子を、(b)は処理室内にOガス及びHガスを供給して処理室内に酸化種を生成すると共に、処理室内にBガスを供給する様子を、(c)は酸化種及びBガスによりシリコン含有膜をボロンドープドシリコン酸化膜に改質する様子をそれぞれ示している。A deposition model diagram in the substrate processing step of the second embodiment, (a) is a state of forming a silicon-containing film on the wafer by supplying a Si 2 H 6 gas into the process chamber, (b) the processing chamber silicon to generate a O 2 gas and H 2 gas oxidizing species to the supply to the processing chamber and a state supplied into the processing chamber to B 2 H 6 gas, by (c) is oxidized species and B 2 H 6 gas Each of them shows how the contained film is modified to a boron-doped silicon oxide film. 第2の実施形態の変形例に係り、不活性ガス置換工程を有する基板処理工程のガス供給タイミング図である。FIG. 10 is a gas supply timing chart of a substrate processing process having an inert gas replacement process according to a modification of the second embodiment. 本発明の第3の実施形態にて好適に用いられる基板処理装置の処理炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the processing furnace of the substrate processing apparatus used suitably in the 3rd Embodiment of this invention. 従来の熱CVD法によるシリコン酸化膜形成時のガス供給タイミング図である。It is a gas supply timing chart at the time of silicon oxide film formation by the conventional thermal CVD method.

<本発明の第1の実施形態>
以下に本発明の第1の実施形態について説明する。
<First Embodiment of the Present Invention>
The first embodiment of the present invention will be described below.

(1)基板処理装置の構成
図1は本発明の一実施形態にて好適に用いられる基板処理装置の処理炉202の縦断面図であり、図2は図1の処理炉202のA−A線断面図である。
(1) Configuration of Substrate Processing Apparatus FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a processing furnace 202 of a substrate processing apparatus suitably used in an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an AA view of the processing furnace 202 of FIG. It is line sectional drawing.

図1及び図2に示すように、処理炉202は、基板としてのウエハ200を収容した処理室201と、処理室201内にシリコン含有ガス、ボロン含有ガス、酸素含有ガス、水素含有ガス等の処理ガスを供給するガス供給系と、処理室201内の圧力を調整する圧力調整部と、少なくともガス供給系及び圧力調整部を制御する制御部としてのコントローラ240と、を主に有して構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the processing furnace 202 includes a processing chamber 201 containing a wafer 200 as a substrate, and a silicon-containing gas, a boron-containing gas, an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, etc. in the processing chamber 201. It mainly comprises a gas supply system for supplying a processing gas, a pressure adjustment unit for adjusting the pressure in the processing chamber 201, and a controller 240 as a control unit for controlling at least the gas supply system and the pressure adjustment unit. Has been.

(処理室)
処理室201は、反応管としてのプロセスチューブ203内に設けられている。プロセスチューブ203は、例えば石英(SiO)又は炭化シリコン(SiC)等の耐熱性材料により構成されている。プロセスチューブ203は、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203の筒中空部には、処理室201が形成されている。この処理室201は、後述するボート217によってウエハ200を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。
(Processing room)
The processing chamber 201 is provided in a process tube 203 as a reaction tube. The process tube 203 is made of a heat resistant material such as quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC). The process tube 203 is formed in a cylindrical shape having an open lower end. A processing chamber 201 is formed in the hollow cylindrical portion of the process tube 203. The processing chamber 201 is configured to be able to accommodate the wafers 200 in a state where the wafers 200 are aligned in a vertical direction in a horizontal posture by a boat 217 described later.

プロセスチューブ203の下方には、このプロセスチューブ203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により構成されている。マニホールド209は、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド209は、プロセスチューブ203に係合し、それらを支持するように設けられている。なお、マニホールド209とプロセスチューブ203との間には、シール部材としてのOリング220aが設けられている。
マニホールド209がヒータベース(図示せず)に支持されることにより、プロセスチューブ203は垂直に据え付けられた状態となっている。そして、プロセスチューブ203とマニホールド209とにより反応容器が形成されている。
A manifold 209 is disposed below the process tube 203 concentrically with the process tube 203. The manifold 209 is made of, for example, stainless steel. The manifold 209 is formed in a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened. The manifold 209 is provided so as to engage with and support the process tubes 203. An O-ring 220a as a seal member is provided between the manifold 209 and the process tube 203.
Since the manifold 209 is supported by a heater base (not shown), the process tube 203 is installed vertically. A reaction vessel is formed by the process tube 203 and the manifold 209.

マニホールド209の下方には、このマニホールド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により構成されている。シールキャップ219は、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。なお、シールキャップ219は、ボートエレベータ115により後述するボート217を処理室201内に搬入する際に、マニホールド209、Oリング220bを介してプロセスチューブ203の下端を気密に閉塞するように構成されている。   Below the manifold 209, a seal cap 219 is provided as a furnace port lid that can airtightly close the lower end opening of the manifold 209. The seal cap 219 is brought into contact with the lower end of the manifold 209 from the lower side in the vertical direction. The seal cap 219 is made of a metal such as stainless steel. The seal cap 219 is formed in a disc shape. On the upper surface of the seal cap 219, an O-ring 220b is provided as a seal member that comes into contact with the lower end of the manifold 209. The seal cap 219 is configured to hermetically close the lower end of the process tube 203 via the manifold 209 and the O-ring 220b when a boat 217 (to be described later) is carried into the processing chamber 201 by the boat elevator 115. Yes.

シールキャップ219の下側中心付近には、ボート217を回転させる回転機構254が設置されている。回転機構254の回転軸254aは、シールキャップ219を貫通してボート217に接続されている。回転機構254は、後述するコントローラ240に電気的に接続されている。   A rotation mechanism 254 that rotates the boat 217 is installed near the lower center of the seal cap 219. A rotation shaft 254 a of the rotation mechanism 254 passes through the seal cap 219 and is connected to the boat 217. The rotation mechanism 254 is electrically connected to a controller 240 described later.

ボート217は、基板保持具として複数枚のウエハ200を保持して処理室201内に収納可能となっている。ボート217は、例えば石英や炭化珪素(SiC)等の耐熱性材
料により構成されている。ボート217は、複数枚のウエハ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保持するようになっている。ボート217は、回転機構254により回転されることで複数枚のウエハ200を保持しつつ回転させることが可能になっている。
The boat 217 holds a plurality of wafers 200 as a substrate holder and can be stored in the processing chamber 201. The boat 217 is made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide (SiC). The boat 217 holds a plurality of wafers 200 aligned in a horizontal posture with their centers aligned. The boat 217 can be rotated while holding a plurality of wafers 200 by being rotated by a rotation mechanism 254.

なお、ボート217の下部には、断熱部材218が設けられている。断熱部材218は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料により構成されている。断熱部材218は、ヒータ206からの熱がシールキャップ219側に伝達し難くしている。なお、断熱部材218は、石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる複数枚の断熱板と、これら断熱板を水平姿勢で多段に支持する断熱板ホルダとにより構成してもよい。   A heat insulating member 218 is provided at the lower part of the boat 217. The heat insulating member 218 is made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide. The heat insulating member 218 makes it difficult for heat from the heater 206 to be transmitted to the seal cap 219 side. The heat insulating member 218 may be constituted by a plurality of heat insulating plates made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide, and a heat insulating plate holder that supports the heat insulating plates in a horizontal posture in multiple stages.

シールキャップ219の下側周縁は、昇降機構であるボートエレベータ115のアームに連結されている。ボートエレベータ115は、プロセスチューブ203の外部に垂直に設置されている。ボートエレベータ115は、シールキャップ219を垂直方向に昇降させるように構成されている。すなわち、ボートエレベータ115は、処理室201内に対してボート217を搬入搬出可能となっている。ボートエレベータ115は、後述するコントローラ240に電気的に接続されている。   The lower peripheral edge of the seal cap 219 is connected to the arm of the boat elevator 115 which is a lifting mechanism. The boat elevator 115 is vertically installed outside the process tube 203. The boat elevator 115 is configured to raise and lower the seal cap 219 in the vertical direction. That is, the boat elevator 115 can carry the boat 217 into and out of the processing chamber 201. The boat elevator 115 is electrically connected to a controller 240 described later.

プロセスチューブ203外部には、処理室201を全体にわたって均一に加熱する加熱手段としてのヒータ206が、プロセスチューブ203の周囲を包囲するように同心円に設備されている。ヒータ206は、円筒形状に形成されている。ヒータ206は、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た状態になっている。   Outside the process tube 203, a heater 206 as a heating unit that uniformly heats the entire processing chamber 201 is provided concentrically so as to surround the process tube 203. The heater 206 is formed in a cylindrical shape. The heater 206 is vertically installed by being supported by a heater base (not shown) as a holding plate.

プロセスチューブ203内には、温度検出器としての温度センサ263(図2参照)が設置されている。ヒータ206の温度は、温度センサ263の温度情報に基づき制御されるようになっている。ヒータ206及び温度センサ263は、後述するコントローラ240に電気的に接続されている。   In the process tube 203, a temperature sensor 263 (see FIG. 2) as a temperature detector is installed. The temperature of the heater 206 is controlled based on the temperature information of the temperature sensor 263. The heater 206 and the temperature sensor 263 are electrically connected to a controller 240 described later.

(排気系)
マニホールド209の下側側壁には、ガス排気管231が接続されている。ガス排気管231には、上流側から順に、圧力センサ245、圧力調整部としてAPC(Auto Pressure Controller)バルブにより構成された圧力制御装置242、真空ポンプとして構成された排気装置246が設けられている。排気装置246により処理室201内を排気しつつ、圧力センサ245により検出した圧力情報により圧力制御装置242の弁開度を調整することにより、処理室201内を所定の圧力に調整可能なように構成されている。圧力センサ245、圧力制御装置242、及び排気装置246は、後述するコントローラ240に電気的に接続されている。
(Exhaust system)
A gas exhaust pipe 231 is connected to the lower side wall of the manifold 209. In the gas exhaust pipe 231, a pressure sensor 245, a pressure control device 242 configured as an APC (Auto Pressure Controller) valve as a pressure adjusting unit, and an exhaust device 246 configured as a vacuum pump are provided in order from the upstream side. . By adjusting the valve opening degree of the pressure control device 242 based on the pressure information detected by the pressure sensor 245 while exhausting the processing chamber 201 by the exhaust device 246, the processing chamber 201 can be adjusted to a predetermined pressure. It is configured. The pressure sensor 245, the pressure control device 242, and the exhaust device 246 are electrically connected to a controller 240 described later.

(ガス供給系)
マニホールド209には、側壁を貫通するようにガス導入部としてのノズル233A〜233Dが接続されている。ノズル233A〜233Dは、処理室201を構成しているプロセスチューブ203の内壁とウエハ200との間における円弧状の空間に、プロセスチューブ203の内壁の下部より上部に沿って、また、ウエハ200の積載方向に沿って設けられている。ノズル233A〜233Dは、側面にガスを供給するガス供給孔234a〜234dが形成されている多孔式ノズルとして構成されている。ガス供給孔234a〜234cは、例えば下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。
(Gas supply system)
Nozzles 233 </ b> A to 233 </ b> D as gas introduction portions are connected to the manifold 209 so as to penetrate the side walls. The nozzles 233 </ b> A to 233 </ b> D are arranged in an arc-shaped space between the inner wall of the process tube 203 constituting the processing chamber 201 and the wafer 200, along the upper part from the lower part of the inner wall of the process tube 203 and the wafer 200. It is provided along the loading direction. The nozzles 233A to 233D are configured as porous nozzles in which gas supply holes 234a to 234d for supplying gas to the side surfaces are formed. The gas supply holes 234a to 234c have, for example, the same opening area from the lower part to the upper part, and are provided at the same opening pitch.

ノズル233Aの上流端には、Si(ジシラン)ガス供給管301の下流端が接
続されている。Siガス供給管301には、上流方向から順に、Siガス供給源(図示せず)、上流側開閉弁であるバルブ301b、流量制御器(流量制御手段)であるマスフローコントローラ301c、及び下流側開閉弁であるバルブ301dが設けられている。Siガス供給源から供給されるシリコン含有ガスとしてのSiガスは、バルブ301bの開動作によりマスフローコントローラ301cを流通し、このマスフローコントローラ301cにより所定の流量に調整され、バルブ301dの開動作によりSiガス供給管301内を流通し、ノズル233Aに導入されてガス供給孔234aから処理室201内に供給されるようになっている。
The downstream end of the Si 2 H 6 (disilane) gas supply pipe 301 is connected to the upstream end of the nozzle 233A. The Si 2 H 6 gas supply pipe 301 includes, in order from the upstream direction, a Si 2 H 6 gas supply source (not shown), a valve 301 b that is an upstream on-off valve, and a mass flow controller that is a flow controller (flow control means). 301c and valve | bulb 301d which is a downstream on-off valve are provided. Si 2 H 6 gas as the silicon-containing gas supplied from the Si 2 H 6 gas supply source flows through the mass flow controller 301c by an opening operation of the valve 301b, by the mass flow controller 301c is adjusted to a predetermined flow rate, the valve 301d Through the opening operation, the gas flows through the Si 2 H 6 gas supply pipe 301, is introduced into the nozzle 233A, and is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 234a.

ノズル233Bの上流端には、B(ジボラン)ガス供給管302の下流端が接続されている。Bガス供給管302には、上流方向から順に、Bガス供給源(図示せず)、上流側開閉弁であるバルブ302b、流量制御器(流量制御手段)であるマスフローコントローラ302c、及び下流側開閉弁であるバルブ302dが設けられている。Bガス供給源から供給されるボロン含有ガスとしてのBガスは、バルブ302bの開動作によりマスフローコントローラ302cを流通し、このマスフローコントローラ302cにより所定の流量に調整され、バルブ302dの開動作によりBガス供給管302内を流通し、ノズル233Bに導入されてガス供給孔234bから処理室201内に供給されるようになっている。 The downstream end of the B 2 H 6 (diborane) gas supply pipe 302 is connected to the upstream end of the nozzle 233B. The B 2 H 6 gas supply pipe 302 includes, in order from the upstream direction, a B 2 H 6 gas supply source (not shown), a valve 302b that is an upstream on-off valve, and a mass flow controller that is a flow controller (flow control means). 302c and a valve 302d which is a downstream opening / closing valve are provided. B 2 H 6 gas as the boron-containing gas supplied from the B 2 H 6 gas supply source flows through the mass flow controller 302c by an opening operation of the valve 302b, by the mass flow controller 302c is adjusted to a predetermined flow rate, the valve 302d Through the opening operation, the gas flows through the B 2 H 6 gas supply pipe 302, is introduced into the nozzle 233B, and is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 234b.

ノズル233Cの上流端には、O(酸素)ガス供給管303の下流端が接続されている。Oガス供給管303には、上流方向から順に、Oガス供給源(図示せず)、上流側開閉弁であるバルブ303b、流量制御器(流量制御手段)であるマスフローコントローラ303c、及び下流側開閉弁であるバルブ303dが設けられている。Oガス供給源から供給される酸素含有ガスとしてのOガスは、バルブ303bの開動作によりマスフローコントローラ303cを流通し、このマスフローコントローラ303cにより所定の流量に調整され、バルブ303dの開動作によりOガス供給管303内を流通し、ノズル233Cに導入されてガス供給孔234cから処理室201内に供給されるようになっている。 The downstream end of the O 2 (oxygen) gas supply pipe 303 is connected to the upstream end of the nozzle 233C. The O 2 gas supply pipe 303 includes, in order from the upstream direction, an O 2 gas supply source (not shown), a valve 303b that is an upstream side open / close valve, a mass flow controller 303c that is a flow rate controller (flow rate control means), and a downstream side. A valve 303d, which is a side opening / closing valve, is provided. O 2 O 2 gas as an oxygen-containing gas supplied from the gas supply source flows through the mass flow controller 303c by an opening operation of the valve 303b by the mass flow controller 303c is adjusted to a predetermined flow rate, by an opening operation of the valve 303d The gas flows through the O 2 gas supply pipe 303, is introduced into the nozzle 233C, and is supplied into the processing chamber 201 through the gas supply hole 234c.

ノズル233Dの上流端には、H(水素)ガス供給管304の下流端が接続されている。Hガス供給管304には、上流方向から順に、Hガス供給源(図示せず)、上流側開閉弁であるバルブ304b、流量制御器(流量制御手段)であるマスフローコントローラ304c、及び下流側開閉弁であるバルブ304dが設けられている。Hガス供給源から供給される水素含有ガスとしてのHガスは、バルブ304bの開動作によりマスフローコントローラ304cを流通し、このマスフローコントローラ304cにより所定の流量に調整され、バルブ304dの開動作によりHガス供給管304内を流通し、ノズル233Dに導入されてガス供給孔234dから処理室201内に供給されるようになっている。 The downstream end of the H 2 (hydrogen) gas supply pipe 304 is connected to the upstream end of the nozzle 233D. The H 2 gas supply pipe 304 includes, in order from the upstream direction, an H 2 gas supply source (not shown), a valve 304b that is an upstream on-off valve, a mass flow controller 304c that is a flow controller (flow control means), and a downstream A valve 304d which is a side opening / closing valve is provided. H 2 gas as a hydrogen-containing gas supplied from the H 2 gas supply source flows through the mass flow controller 304c by an opening operation of the valve 304b by the mass flow controller 304c is adjusted to a predetermined flow rate, by an opening operation of the valve 304d The gas flows through the H 2 gas supply pipe 304, is introduced into the nozzle 233D, and is supplied into the processing chamber 201 through the gas supply hole 234d.

Siガス供給管301のバルブ301dの下流側、Bガス供給管302のバルブ302dの下流側、Oガス供給管303のバルブ303dの下流側、Hガス供給管304のバルブ304dの下流側には、それぞれ、パージガス或いはキャリアガスに用いる不活性ガスとして例えばNガスを供給するNガス供給管305,306,307,308の下流端が接続されている。Nガス供給管305,306,307,308には、それぞれ、Nガス供給源(図示せず)、マスフローコントローラ305c、305e、305g、305i、バルブ305d、バルブ305f、バルブ305h、バルブ305jが上流側から順に設けられている。 The downstream side of the valve 301d of the Si 2 H 6 gas supply pipe 301, the downstream side of the valve 302d of the B 2 H 6 gas supply pipe 302, the downstream side of the valve 303d of the O 2 gas supply pipe 303, and the H 2 gas supply pipe 304 Connected to the downstream side of the valve 304d are downstream ends of N 2 gas supply pipes 305, 306, 307, and 308 that supply, for example, N 2 gas as an inert gas used for purge gas or carrier gas. The N 2 gas supply pipes 305, 306, 307, and 308 include an N 2 gas supply source (not shown), mass flow controllers 305c, 305e, 305g, and 305i, a valve 305d, a valve 305f, a valve 305h, and a valve 305j, respectively. They are provided in order from the upstream side.

ガス供給源(図示せず)から供給されるNガスは、バルブ305dの開動作により、マスフローコントローラ305cにより所定の流量に調整されつつ、Siガス
供給管301内を流通し、ノズル233Aのガス供給孔234aを介して処理室201内に供給されるようになっている。また、係るNガスは、バルブ305fの開動作により、マスフローコントローラ305eにより所定の流量に調整されつつ、Bガス供給管302内を流通し、ノズル233Bのガス供給孔234bを介して処理室201内に供給されるようになっている。また、係るNガスは、バルブ305hの開動作により、マスフローコントローラ305gにより所定の流量に調整されつつ、Oガス供給管303内を流通し、ノズル233Cのガス供給孔234cを介して処理室201内に供給されるようになっている。また、係るNガスは、バルブ305jの開動作により、マスフローコントローラ305iにより所定の流量に調整されつつ、Hガス供給管304内を流通し、ノズル233Dのガス供給孔234dを介して処理室201内に供給されるようになっている。なお、パージガス及びキャリアガスとしては、Nガスを用いる場合に限らず、例えばArガス、Heガス等の希ガスを用いてもよい。
N 2 gas supply source N 2 gas supplied from the (not shown) by an opening operation of the valve 305d, while being adjusted to a predetermined flow rate by the mass flow controller 305c, and flows in the Si 2 H 6 gas supply pipe 301 The gas is supplied into the processing chamber 201 through the gas supply hole 234a of the nozzle 233A. Further, the N 2 gas flows through the B 2 H 6 gas supply pipe 302 while being adjusted to a predetermined flow rate by the mass flow controller 305e by opening the valve 305f, and passes through the gas supply hole 234b of the nozzle 233B. It is supplied into the processing chamber 201. Further, the N 2 gas flows through the O 2 gas supply pipe 303 while being adjusted to a predetermined flow rate by the mass flow controller 305g by opening the valve 305h, and passes through the gas supply hole 234c of the nozzle 233C. 201 is supplied to the inside. Further, the N 2 gas flows through the H 2 gas supply pipe 304 while being adjusted to a predetermined flow rate by the mass flow controller 305i by opening the valve 305j, and passes through the gas supply hole 234d of the nozzle 233D. 201 is supplied to the inside. Note that the purge gas and the carrier gas are not limited to N 2 gas, but may be a rare gas such as Ar gas or He gas.

主に、Siガス供給源(図示せず)、バルブ301b、マスフローコントローラ301c、バルブ301d、Siガス供給管301、Nガス供給管305、Nガス供給源(図示せず)、マスフローコントローラ305c、バルブ305d、ノズル233A、ガス供給孔234aにより、本実施形態に係るSiガス供給系が構成されている。 Mainly, Si 2 H 6 gas supply source (not shown), valve 301b, mass flow controller 301c, valve 301d, Si 2 H 6 gas supply pipe 301, N 2 gas supply pipe 305, N 2 gas supply source (not shown) The mass flow controller 305c, the valve 305d, the nozzle 233A, and the gas supply hole 234a constitute the Si 2 H 6 gas supply system according to this embodiment.

また、主に、Bガス供給源(図示せず)、バルブ302b、マスフローコントローラ302c、バルブ302d、Bガス供給管302、Nガス供給管305、Nガス供給源(図示せず)、マスフローコントローラ305e、バルブ305f、ノズル233B、ガス供給孔234bにより、本実施形態に係るBガス供給系が構成されている。 In addition, mainly a B 2 H 6 gas supply source (not shown), a valve 302b, a mass flow controller 302c, a valve 302d, a B 2 H 6 gas supply pipe 302, an N 2 gas supply pipe 305, an N 2 gas supply source ( The B 2 H 6 gas supply system according to the present embodiment is configured by the mass flow controller 305e, the valve 305f, the nozzle 233B, and the gas supply hole 234b.

また、主に、Oガス供給源(図示せず)、バルブ303b、マスフローコントローラ303c、バルブ303d、Oガス供給管303、Nガス供給管305、Nガス供給源(図示せず)、マスフローコントローラ305g、バルブ305h、ノズル233C、ガス供給孔234cにより、本実施形態に係るOガス供給系が構成されている。 Also, mainly an O 2 gas supply source (not shown), a valve 303b, a mass flow controller 303c, a valve 303d, an O 2 gas supply pipe 303, an N 2 gas supply pipe 305, an N 2 gas supply source (not shown). The mass flow controller 305g, the valve 305h, the nozzle 233C, and the gas supply hole 234c constitute an O 2 gas supply system according to this embodiment.

また、主に、Hガス供給源(図示せず)、バルブ304b、マスフローコントローラ304c、バルブ304d、Hガス供給管304、Nガス供給管305、Nガス供給源(図示せず)、マスフローコントローラ305i、バルブ305j、ノズル233D、ガス供給孔234dにより、本実施形態に係るHガス供給系が構成されている。 Further, mainly, an H 2 gas supply source (not shown), a valve 304b, a mass flow controller 304c, a valve 304d, an H 2 gas supply pipe 304, an N 2 gas supply pipe 305, and an N 2 gas supply source (not shown). The mass flow controller 305i, the valve 305j, the nozzle 233D, and the gas supply hole 234d constitute an H 2 gas supply system according to this embodiment.

そして、主に、Siガス供給系、Bガス供給系、Oガス供給系、Hガス供給系により、本実施形態に係るガス供給系が構成されている。 Then, mainly, Si 2 H 6 gas supply system, B 2 H 6 gas supply system, O 2 gas supply system, the H 2 gas supply system, gas supply system according to this embodiment is constructed.

なお、マスフローコントローラ301c〜305c、305e、305g、305i、バルブ301b〜304b、301d〜305d、305f、305h、305j、は、それぞれ後述するコントローラ240に電気的に接続されている。   The mass flow controllers 301c to 305c, 305e, 305g, and 305i, and the valves 301b to 304b, 301d to 305d, 305f, 305h, and 305j are electrically connected to the controller 240 described later.

(制御部)
制御部としてのコントローラ240は、上述したように回転機構254、ボートエレベータ115、ヒータ206、温度センサ263、圧力センサ245、圧力制御装置242、排気装置246、マスフローコントローラ301c〜305c、305e、305g、305i、バルブ301b〜304b、301d〜305d、305f、305h、305jにそれぞれ電気的に接続されており、基板処理装置の各部の動作を制御している。
(Control part)
As described above, the controller 240 as the control unit includes the rotation mechanism 254, the boat elevator 115, the heater 206, the temperature sensor 263, the pressure sensor 245, the pressure control device 242, the exhaust device 246, the mass flow controllers 301c to 305c, 305e, 305g, 305i and valves 301b to 304b, 301d to 305d, 305f, 305h, and 305j are electrically connected to control the operation of each part of the substrate processing apparatus.

具体的には、コントローラ240は、回転機構254の回転軸254aを所定のタイミ
ングで回転させるようにしている。コントローラ240は、ボートエレベータ115を所定のタイミングで昇降させるようにしている。また、コントローラ240は、圧力センサ245により検出された圧力情報に基づいて圧力制御装置242の弁開度を調整し、処理室201内が所定のタイミングで所定の圧力となるようにしている。また、コントローラ240は、温度センサ263により検出された温度情報に基づきヒータ206への通電具合を調整し、処理室201内及びウエハ200表面が所定のタイミングにて所定の温度となるようにしている。また、コントローラ240は、マスフローコントローラ301c〜305c、305e、305g、305iを流量制御しつつ、それぞれバルブ301b〜304b、301d〜305d、305f、305h、305jの開閉制御することにより、処理室201内に所定のタイミングにて所定の流量のガス供給を開始し、或いは停止するようにしている。
Specifically, the controller 240 rotates the rotating shaft 254a of the rotating mechanism 254 at a predetermined timing. The controller 240 is configured to raise and lower the boat elevator 115 at a predetermined timing. Further, the controller 240 adjusts the valve opening degree of the pressure control device 242 based on the pressure information detected by the pressure sensor 245 so that the inside of the processing chamber 201 becomes a predetermined pressure at a predetermined timing. In addition, the controller 240 adjusts the power supply to the heater 206 based on the temperature information detected by the temperature sensor 263 so that the inside of the processing chamber 201 and the surface of the wafer 200 reach a predetermined temperature at a predetermined timing. . In addition, the controller 240 controls the flow of the mass flow controllers 301c to 305c, 305e, 305g, and 305i, and controls the opening and closing of the valves 301b to 304b, 301d to 305d, 305f, 305h, and 305j, respectively. Gas supply at a predetermined flow rate is started or stopped at a predetermined timing.

本実施形態では、ウエハ200を収容した処理室201内にシリコン含有ガスとしてのSiガスと、ボロン含有ガスとしてのBガスと、を供給してウエハ200上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、大気圧未満の圧力に設定した処理室201内に酸素含有ガスとしてのOガスと、水素含有ガスとしてのHガスと、を供給してウエハ200上に形成したシリコン含有及びボロン含有膜をボロンドープドシリコン酸化膜に改質するシリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、を1サイクルとして前記サイクルを1回以上行うように構成されている。 In the present embodiment, Si 2 H 6 gas as a silicon-containing gas and B 2 H 6 gas as a boron-containing gas are supplied into the processing chamber 201 containing the wafer 200 to contain silicon on the wafer 200. A silicon-containing and boron-containing film forming step for forming a boron-containing film, an O 2 gas as an oxygen-containing gas, and an H 2 gas as a hydrogen-containing gas in the processing chamber 201 set to a pressure lower than atmospheric pressure. The silicon-containing and boron-containing film modifying step of modifying the silicon-containing and boron-containing film formed on the wafer 200 to be a boron-doped silicon oxide film is performed as one cycle, and the cycle is performed one or more times. It is configured.

(2)基板処理工程
次に、上記構成に係る処理炉202を用いて、半導体装置の製造工程の一工程として、ウエハ200上にボロンドープドシリコン酸化膜を形成する基板処理工程について説明する。図3に本実施形態の基板処理工程における成膜フロー図を、図4に本実施形態の基板処理工程におけるガス供給タイミング図を、図5に本実施形態の基板処理工程における堆積モデル図を示す。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、主にコントローラ240により制御される。
(2) Substrate Processing Step Next, a substrate processing step of forming a boron-doped silicon oxide film on the wafer 200 as one step of the semiconductor device manufacturing process using the processing furnace 202 having the above configuration will be described. FIG. 3 shows a film formation flow chart in the substrate processing step of the present embodiment, FIG. 4 shows a gas supply timing chart in the substrate processing step of the present embodiment, and FIG. 5 shows a deposition model diagram in the substrate processing step of the present embodiment. . In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus is mainly controlled by the controller 240.

(搬入工程)
先ず、ボート217に複数枚のウエハ200を装填(ウエハチャージ)する(ステップS1)。次に、コントローラ240の制御に基づいてボートエレベータ115を駆動し、ボート217を上昇させる。これにより、図1に示されているように、複数枚のウエハ200を保持したボート217が処理室201内に搬入(ボートローディング)される(ステップS2)。このとき、シールキャップ219は、Oリング220bを介してプロセスチューブ203の下端を閉塞する。これにより、処理室201は気密に封止される。
(Import process)
First, a plurality of wafers 200 are loaded into the boat 217 (wafer charge) (step S1). Next, the boat elevator 115 is driven based on the control of the controller 240 to raise the boat 217. As a result, as shown in FIG. 1, the boat 217 holding a plurality of wafers 200 is loaded into the processing chamber 201 (boat loading) (step S2). At this time, the seal cap 219 closes the lower end of the process tube 203 via the O-ring 220b. Thereby, the processing chamber 201 is hermetically sealed.

ボート217の処理室201内への搬入が完了する迄の間、処理室201内にはパージガスとしてNガスを流すことが好ましい。具体的には、マスフローコントローラ305c、305e、305h、305iにより流量調整しつつ、バルブ305d、305f、305h、305jを開とし、ノズル233A〜233Dのガス供給孔234a〜234dから処理室201内にNガスを導入することが好ましい。これにより、ボート217の搬送時における処理室201内へのパーティクルの侵入を抑制することが可能となる。 Until the loading of the boat 217 into the processing chamber 201 is completed, it is preferable to flow N 2 gas into the processing chamber 201 as a purge gas. Specifically, while adjusting the flow rate by the mass flow controllers 305c, 305e, 305h, and 305i, the valves 305d, 305f, 305h, and 305j are opened, and N is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply holes 234a to 234d of the nozzles 233A to 233D. Two gases are preferably introduced. Thereby, it is possible to suppress intrusion of particles into the processing chamber 201 when the boat 217 is transported.

(圧力調整工程及び昇温工程)
処理室201内へのボート217の搬入が完了したら、処理室201内が所定の圧力(例えば40〜60Pa)となるように処理室201内の雰囲気を排気する(ステップS3)。具体的には、排気装置246により排気しつつ、圧力センサ245により検出された圧力情報に基づいて圧力制御装置242の弁開度をフィードバック制御し、処理室201内を所定の圧力とする。
(Pressure adjustment process and temperature rise process)
When the loading of the boat 217 into the processing chamber 201 is completed, the atmosphere in the processing chamber 201 is exhausted so that the inside of the processing chamber 201 becomes a predetermined pressure (for example, 40 to 60 Pa) (step S3). Specifically, while exhausting by the exhaust device 246, feedback control of the valve opening degree of the pressure control device 242 is performed based on pressure information detected by the pressure sensor 245, and the inside of the processing chamber 201 is set to a predetermined pressure.

また、処理室201内が所定の温度(成膜温度)となるようにヒータ206によって加熱する(ステップS4)。具体的には、温度センサ263により検出された温度情報に基づいてヒータ206への通電具合を制御して、処理室201内を成膜温度(例えば300〜600℃、特にシリコン含有ガスとしてSiガスを用いる本実施形態では300〜400℃)とする。 Further, heating is performed by the heater 206 so that the inside of the processing chamber 201 becomes a predetermined temperature (film formation temperature) (step S4). Specifically, the degree of energization to the heater 206 is controlled based on the temperature information detected by the temperature sensor 263, and the film formation temperature (for example, 300 to 600 ° C., particularly Si 2 as a silicon-containing gas) is set in the processing chamber 201. In the present embodiment using H 6 gas, the temperature is 300 to 400 ° C.).

そして、回転機構254を作動させ、処理室201内に搬入されたウエハ200の回転を開始する。なお、ウエハ200の回転は、後述するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)と、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程(ステップS6)と、を1サイクルとしてこのサイクルを所定回数行う繰り返し工程(ステップS7)が終了するまで継続する。   Then, the rotation mechanism 254 is activated to start the rotation of the wafer 200 carried into the processing chamber 201. The rotation of the wafer 200 is repeated by repeating this cycle a predetermined number of times, with a silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5) described later and a silicon-containing and boron-containing film modifying step (step S6) as one cycle. Continue until the process (step S7) ends.

(シリコン含有及びボロン含有膜形成工程)
続いて、シリコン含有ガスとしてのSiガス、及びボロン含有ガスとしてのBガスを処理室201内に同時に供給して、ウエハ200上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)を実施する。
(Silicon-containing and boron-containing film forming process)
Subsequently, Si 2 H 6 gas as a silicon-containing gas and B 2 H 6 gas as a boron-containing gas are simultaneously supplied into the processing chamber 201 to form silicon-containing and boron-containing films on the wafer 200. A containing and boron-containing film forming step (step S5) is performed.

具体的には、バルブ301bを開とし、マスフローコントローラ301cにより流量が例えば0.1〜10slmの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ301dを開とし、Siガス供給管301内を流通したSiガスを、ノズル233Aのガス供給孔234aから処理室201内に供給する。 Specifically, the valve 301b is opened, and the valve 301d is opened while the mass flow controller 301c adjusts the flow rate to be within a range of, for example, 0.1 to 10 slm, and the gas flows through the Si 2 H 6 gas supply pipe 301. The Si 2 H 6 gas thus supplied is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 234a of the nozzle 233A.

Siガスの供給と並行して、Bガスを処理室201内に供給する。具体的には、バルブ302bを開とし、マスフローコントローラ302cにより流量が例えば0.1〜50slmの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ302dを開とし、Bガス供給管302内を流通したBガスを、ノズル233Bのガス供給孔234bから処理室201内に供給する。 In parallel with the supply of the Si 2 H 6 gas, B 2 H 6 gas is supplied into the processing chamber 201. Specifically, the valve 302b is opened, and the mass flow controller 302c is adjusted so that the flow rate is within a range of, for example, 0.1 to 50 slm, while the valve 302d is opened, and the B 2 H 6 gas supply pipe 302 is circulated. The B 2 H 6 gas thus supplied is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 234b of the nozzle 233B.

なお、シリコン含有ガスとしてSiガスの代わりにSiHガスを用いた場合のガス流量は、例えば0.1〜10slmの範囲が好ましく、またボロン含有ガスとしてBガスの代わりにBClガスを用いた場合のガス流量は、例えば、0.1〜50slmの範囲が好ましい。 The gas flow rate when SiH 4 gas is used instead of Si 2 H 6 gas as the silicon-containing gas is preferably in the range of 0.1 to 10 slm, for example, and B 2 H 6 gas is used as the boron-containing gas. The gas flow rate when using BCl 3 gas is preferably in the range of 0.1 to 50 slm, for example.

図5(a)に示すように、処理室201内に供給されたSiガスとBガスとは、ウエハ200の表面に吸着して熱分解等し、ウエハ200表面に1原子層未満から数原子層のシリコン含有及びボロン含有膜を形成する。シリコン含有及びボロン含有膜の生成に寄与しなかったSiガス及びBガスは、処理室201内を流れてガス排気管231から排気される。なお、ヒータ206の温度は上述したように例えば300〜400℃の範囲内の温度に維持しており、処理室201内の圧力は例えば40〜60Paの範囲内の圧力に維持している。 As shown in FIG. 5A, the Si 2 H 6 gas and the B 2 H 6 gas supplied into the processing chamber 201 are adsorbed on the surface of the wafer 200 and thermally decomposed, and 1 on the surface of the wafer 200. Silicon-containing and boron-containing films of less than atomic layers to several atomic layers are formed. Si 2 H 6 gas and B 2 H 6 gas that have not contributed to the generation of the silicon-containing and boron-containing films flow through the processing chamber 201 and are exhausted from the gas exhaust pipe 231. As described above, the temperature of the heater 206 is maintained at a temperature in the range of 300 to 400 ° C., for example, and the pressure in the processing chamber 201 is maintained at a pressure in the range of 40 to 60 Pa, for example.

所定時間(例えば1〜120秒)が経過したら、バルブ301b及び301dを閉としてSiガスの供給を停止すると共に、バルブ302b及び302dを閉としてBガスの供給を停止する。
そして、圧力制御装置242の弁を開とするか開度を大きくし、排気装置246により処理室201内を真空排気し、残留しているSiガス、Bガス、反応生成物等を処理室201内から排出する。
When a predetermined time (for example, 1 to 120 seconds) elapses, the valves 301b and 301d are closed to stop the supply of Si 2 H 6 gas, and the valves 302b and 302d are closed to stop the supply of B 2 H 6 gas.
Then, the valve of the pressure control device 242 is opened or the opening degree is increased, the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the exhaust device 246, and the remaining Si 2 H 6 gas, B 2 H 6 gas, reaction generation Objects and the like are discharged from the processing chamber 201.

なお、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)においては、マスフローコントローラ305c、305e、305h、305iにより流量調整しつつ、バルブ
305d、305f、305h、305jを開とし、ノズル233A〜233Dのガス供給孔234a〜234dから処理室201内にNガスを導入することで、処理室201内でのSiガス及びBガスの拡散を促すと共に、ノズル233C,233D内へのSiガスとBガスの侵入を抑制するようにしてもよい。
In the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5), the flow rate is adjusted by the mass flow controllers 305c, 305e, 305h, and 305i, and the valves 305d, 305f, 305h, and 305j are opened, and the gases of the nozzles 233A to 233D are opened. By introducing N 2 gas into the processing chamber 201 from the supply holes 234a to 234d, the diffusion of Si 2 H 6 gas and B 2 H 6 gas in the processing chamber 201 is promoted, and the nozzles 233C and 233D enter the processing chamber 201. the Si 2 H 6 gas and B 2 H 6 gas penetration may be suppressed.

(シリコン含有及びボロン含有膜改質工程)
続けて、処理室201内を大気圧未満の圧力にし、酸素含有ガスとしてのOガス及び水素含有ガスとしてのHガスを処理室201内に供給して酸化種を生成し、この酸化種によりシリコン含有及びボロン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜としての例えばボロンドープドシリコン酸化膜に改質するシリコン含有及びボロン含有膜改質工程(ステップS6)を実施する。
(Silicon-containing and boron-containing film modification process)
Subsequently, the inside of the processing chamber 201 is set to a pressure lower than atmospheric pressure, and O 2 gas as an oxygen-containing gas and H 2 gas as a hydrogen-containing gas are supplied into the processing chamber 201 to generate an oxidizing species. A silicon-containing and boron-containing film modifying step (step S6) is performed to modify the silicon-containing and boron-containing films into, for example, a boron-doped silicon oxide film as a boron-containing and silicon-containing oxide film.

具体的には、圧力制御装置242の弁を閉とするか開度を小さくし、処理室201内の圧力を大気圧未満、例えば13.3〜13332Pa(0.1〜100Torr)の範囲内の圧力に維持する。   Specifically, the valve of the pressure control device 242 is closed or the opening degree is reduced, and the pressure in the processing chamber 201 is less than atmospheric pressure, for example, within a range of 13.3 to 13332 Pa (0.1 to 100 Torr). Maintain pressure.

そして、バルブ303bを開とし、マスフローコントローラ303cにより流量が例えば0.1〜10slmの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ303dを開とし、Oガス供給管301内を流通したOガスを、ノズル233Cのガス供給孔234cから処理室201内に供給する。 Then, the valve 303b is opened, and the flow rate is adjusted within the range of, for example, 0.1 to 10 slm by the mass flow controller 303c, while the valve 303d is opened and the O 2 gas flowing through the O 2 gas supply pipe 301 is removed. Then, the gas is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 234c of the nozzle 233C.

ガスの供給と並行して、Hガスを処理室201内に供給する。具体的には、バルブ304bを開とし、マスフローコントローラ304cにより流量が例えば0.1〜100slmの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ304dを開とし、Hガス供給管304を流通したHガスを、ノズル233Dのガス供給孔234cから処理室201内に供給する。 In parallel with the supply of O 2 gas, H 2 gas is supplied into the processing chamber 201. Specifically, the valve 304b is opened and the mass flow controller 304c is adjusted so that the flow rate is within a range of 0.1 to 100 slm, for example, while the valve 304d is opened and the H 2 gas flowing through the H 2 gas supply pipe 304 is adjusted. Gas is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 234c of the nozzle 233D.

図5(b)に示すように、処理室201内に供給されたOガスとHガスとは、加熱された減圧雰囲気下においてノンプラズマで活性化されて反応し、それにより原子状酸素O等を含む酸化種が生成される。そして、主にこの酸化種により、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)でウエハ200上に形成されたシリコン含有及びボロン含有膜に対して酸化処理が行われる。そして、図5(C)に示すように、この酸化処理により、シリコン含有及びボロン含有膜はボロンドープドシリコン酸化膜へと改質される。ボロンドープドシリコン酸化膜の生成に寄与しなかったOガス、Hガス、中間生成物等は、処理室201内を流れてガス排気管231から排気される。なお、ヒータ206の温度は、上述したシリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)と同一の例えば300〜400℃の範囲内の温度に維持している。 As shown in FIG. 5B, the O 2 gas and the H 2 gas supplied into the processing chamber 201 are activated and reacted with non-plasma in a heated reduced pressure atmosphere, whereby atomic oxygen is reacted. Oxidized species including O and the like are generated. Then, mainly with this oxidizing species, the silicon-containing and boron-containing film formed on the wafer 200 in the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5) is oxidized. Then, as shown in FIG. 5C, the silicon-containing and boron-containing films are modified into boron-doped silicon oxide films by this oxidation treatment. O 2 gas, H 2 gas, intermediate products, and the like that have not contributed to the formation of the boron-doped silicon oxide film flow through the processing chamber 201 and are exhausted from the gas exhaust pipe 231. Note that the temperature of the heater 206 is maintained at the same temperature within the range of 300 to 400 ° C. as that in the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5) described above.

所定時間(例えば1〜120秒)が経過したら、バルブ303b及び303dを閉としてOガスの供給を停止すると共に、バルブ304b及び304dを閉としてHガスの供給を停止する。そして、圧力制御装置242の弁を開とするか開度を大きくし、排気装置246により処理室201内を真空排気し、残留したOガス、Hガス、反応生成物等を処理室201内から排出する。 When a predetermined time (for example, 1 to 120 seconds) elapses, the valves 303b and 303d are closed to stop the supply of O 2 gas, and the valves 304b and 304d are closed to stop the supply of H 2 gas. Then, the valve of the pressure control device 242 is opened or the opening degree is increased, the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the exhaust device 246, and the remaining O 2 gas, H 2 gas, reaction products, etc. are removed from the processing chamber 201. Drain from inside.

なお、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS6)においては、マスフローコントローラ305c、305e、305h、305iにより流量調整しつつ、バルブ305d、305f、305h、305jを開とし、ノズル233A〜233Dのガス供給孔234a〜234dから処理室201内にNガスを導入することで、処理室201内でのOガス及びHガスの拡散を促すと共に、ノズル233C,233D内へのOガス及びHガスの侵入を抑制するようにしてもよい。 In the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S6), the flow rate is adjusted by the mass flow controllers 305c, 305e, 305h, and 305i, the valves 305d, 305f, 305h, and 305j are opened and the gases of the nozzles 233A to 233D are opened. By introducing N 2 gas into the processing chamber 201 from the supply holes 234a to 234d, the diffusion of O 2 gas and H 2 gas in the processing chamber 201 is promoted, and the O 2 gas into the nozzles 233C and 233D and it may be suppressed penetration of H 2 gas.

(繰り返し工程)
そして、上述したシリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)及びシリコン含有及びボロン含有膜改質工程(ステップS6)を1サイクルとして、このサイクルを所定回数(1回以上)行う(ステップS7)。
(Repeated process)
The above-described silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5) and silicon-containing and boron-containing film modifying step (step S6) are defined as one cycle, and this cycle is performed a predetermined number of times (one or more times) (step S7). .

(パージ工程)
所定の膜厚のボロンドープドシリコン酸化膜が形成されたら、パージ工程(ステップS8)に移行する。具体的には、バルブ305d、305f、305h、305jを開とするか開度を大きくし、処理室201内をNガスのガス雰囲気に置換する。
(Purge process)
When the boron-doped silicon oxide film having a predetermined thickness is formed, the purge process (step S8) is performed. Specifically, the valves 305d, 305f, 305h, and 305j are opened or the opening degree is increased, and the inside of the processing chamber 201 is replaced with a gas atmosphere of N 2 gas.

(大気圧復帰工程及び降温工程)
所定時間(例えば20〜500秒)が経過してパージ工程(ステップS8)が完了したら、ボート217の回転を停止させてウエハ200の回転を停止する。そして、処理室201内の圧力を大気圧に復帰させつつ、ウエハ200を降温させる。具体的には、バルブ305d、305f、305h、305jを開のままとし、処理室201内にNガスを供給しつつ、圧力センサ245により検出された圧力情報に基づいて排気装置246のバルブの開度をフィードバック制御し、処理室201内の圧力を大気圧に昇圧する(ステップS9)。そして、ヒータ206への通電量を制御して、ウエハ200の温度を降温させる。
(Atmospheric pressure recovery process and cooling process)
When the purge process (step S8) is completed after a predetermined time (for example, 20 to 500 seconds) has elapsed, the rotation of the boat 217 is stopped and the rotation of the wafer 200 is stopped. Then, the temperature of the wafer 200 is lowered while returning the pressure in the processing chamber 201 to atmospheric pressure. Specifically, the valves 305 d, 305 f, 305 h, and 305 j are kept open, and N 2 gas is supplied into the processing chamber 201, and the valve of the exhaust device 246 is controlled based on the pressure information detected by the pressure sensor 245. The opening degree is feedback-controlled, and the pressure in the processing chamber 201 is increased to atmospheric pressure (step S9). Then, the energization amount to the heater 206 is controlled to lower the temperature of the wafer 200.

(搬出工程)
その後、上述の搬入工程を逆の手順により、処理後のウエハ200を保持したボート217を処理室201内から搬出(ボートアンローディング)する(ステップS10)。その後、ボート217から処理後のウエハ200を取り出す(ウエハディスチャージ)(ステップS11)。そして、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
(Unloading process)
Thereafter, the boat 217 holding the processed wafers 200 is unloaded from the processing chamber 201 (boat unloading) by reversing the above loading process (step S10). Thereafter, the processed wafer 200 is taken out from the boat 217 (wafer discharge) (step S11). Then, the substrate processing process according to this embodiment is completed.

(3)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つ又は複数の効果を奏する。
(3) Effects according to the present embodiment According to the present embodiment, the following one or more effects are achieved.

(a)本実施形態によれば、Siガス(シリコン含有ガス)とBガス(ボロン含有ガス)とを処理室201内に供給してウエハ200表面にシリコン含有及びボロン含有膜を形成するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)と、大気圧未満の圧力に設定した処理室201内にOガス(酸素含有ガス)ガスとHガス(水素含有ガス)とを供給してウエハ200表面に形成したシリコン含有及びボロン含有膜をボロンドープドシリコン酸化膜に改質するシリコン含有及びボロン含有膜改質工程(ステップS6)と、を1サイクルとして前記サイクルを1回以上行い、ボロンドープドシリコン酸化膜を形成している。このように、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)において処理室201内にSiガスとBガスとを併せて供給することにより、ボロンドープドシリコン酸化膜を形成する際の成膜温度(処理温度)を低下させることが可能となる。そして、半導体装置の性能低下や、生産歩留り低下を抑制することができる。例えば、ウエハ200表面に熱に弱い膜が存在する場合に当該膜の熱劣化を防ぐのに有効となる。 (A) According to the present embodiment, Si 2 H 6 gas (silicon-containing gas) and B 2 H 6 gas (boron-containing gas) are supplied into the processing chamber 201 to contain silicon and boron on the surface of the wafer 200. A silicon-containing and boron-containing film forming step for forming a film (step S5), and an O 2 gas (oxygen-containing gas) gas and an H 2 gas (hydrogen-containing gas) in the processing chamber 201 set to a pressure lower than atmospheric pressure. The silicon-containing and boron-containing film modifying step (step S6) for modifying the silicon-containing and boron-containing film formed on the surface of the wafer 200 to a boron-doped silicon oxide film is defined as one cycle. More than once, a boron-doped silicon oxide film is formed. Thus, a boron-doped silicon oxide film is formed by supplying Si 2 H 6 gas and B 2 H 6 gas together into the processing chamber 201 in the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5). It is possible to reduce the film formation temperature (processing temperature) during the process. And the performance fall of a semiconductor device and the production yield fall can be suppressed. For example, when a heat-sensitive film exists on the surface of the wafer 200, it is effective to prevent the film from being thermally deteriorated.

(b)本実施形態によれば、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)において、処理室201内にSiガス(シリコン含有ガス)とBガス(ボロン含有ガス)とを同時に供給している。このように、処理室201内にSiガスだけでなくBガスを併せて供給することにより、処理室201内に供給されたSiガスの分解を促進させることが可能となる。そして、ボロンドープドシリコン酸化膜の成膜速度を向上させ、基板処理の生産性を高めることが可能となる。 (B) According to the present embodiment, in the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5), the Si 2 H 6 gas (silicon-containing gas) and the B 2 H 6 gas (boron-containing gas) are contained in the processing chamber 201. Are supplied at the same time. Thus, by supplying not only Si 2 H 6 gas but also B 2 H 6 gas into the processing chamber 201, decomposition of Si 2 H 6 gas supplied into the processing chamber 201 can be promoted. It becomes possible. Then, the deposition rate of the boron-doped silicon oxide film can be improved, and the substrate processing productivity can be increased.

(c)本実施形態によれば、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)において、大気圧未満の圧力に設定した処理室201内にOガス(酸素含有ガス)とHガス(水素含有ガス)とを同時に供給している。そして、加熱された減圧雰囲気下において、OガスとHガスとをノンプラズマで活性化して反応させ、それにより原子状酸素等のOを含む酸化種を生成している。そして、この酸化種により、シリコン含有及びボロン含有膜をボロンドープドシリコン酸化膜に改質している。このように、OガスにHガスを加えることにより、処理室201内にOガスを単体で供給する場合よりも低温で酸化種の生成を行うことができ、成膜温度を更に低温化させることが可能となる。また、ボロンドープドシリコン酸化膜の劣化を低減することができる。 (C) According to the present embodiment, in the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5), O 2 gas (oxygen-containing gas) and H 2 gas (in the processing chamber 201 set to a pressure lower than atmospheric pressure) Hydrogen-containing gas). Then, in a heated reduced pressure atmosphere, O 2 gas and H 2 gas are activated and reacted with non-plasma, thereby generating an oxidizing species containing O such as atomic oxygen. Then, the silicon-containing and boron-containing films are modified into boron-doped silicon oxide films by this oxidizing species. Thus, O by 2 adding gas to H 2 gas, than when supplying O 2 gas alone into the processing chamber 201 can be performed to generate oxidizing species at low temperatures, yet low deposition temperature It becomes possible to make it. In addition, deterioration of the boron-doped silicon oxide film can be reduced.

(d)本実施形態によれば、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)と、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程(ステップS6)との間に、処理室201内を不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程を設けていない。また、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程(ステップS6)と、次のサイクルで実施するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)との間にも、処理室201内を不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程を設けていない。このように工程を簡略化することで、基板処理の生産性を向上させることが可能となる。 (D) According to this embodiment, the inside of the processing chamber 201 is inert gas between the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5) and the silicon-containing and boron-containing film modifying step (step S6). There is no inert gas replacement step for replacing the atmosphere. In addition, the inside of the processing chamber 201 is also filled with an inert gas between the silicon-containing and boron-containing film modifying step (step S6) and the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5) performed in the next cycle. There is no inert gas replacement step for replacing the atmosphere. By simplifying the process in this way, it becomes possible to improve the productivity of substrate processing.

(e)本実施形態によれば、Siガス(シリコン含有ガス)とBガス(ボロン含有ガス)とを処理室201内に同時に供給している。そのため、シリコン含有膜中にBを積極的にドープすることができる。また、処理室201内へのBガスのガス流量、供給時間を制御することにより、ボロンドープドシリコン酸化膜中のB濃度を積極的に制御することができる。 (E) According to this embodiment, Si 2 H 6 gas (silicon-containing gas) and B 2 H 6 gas (boron-containing gas) are simultaneously supplied into the processing chamber 201. Therefore, B can be positively doped in the silicon-containing film. Further, the B concentration in the boron-doped silicon oxide film can be positively controlled by controlling the gas flow rate and supply time of the B 2 H 6 gas into the processing chamber 201.

なお、参考までに、従来のシリコン酸化膜の成膜プロセスの課題について説明する。   For reference, a problem of a conventional silicon oxide film forming process will be described.

従来のシリコン酸化膜の成膜プロセスとしては、TEOS(テトラエトキシシラン、Si(OCガスやSiHガス等のシリコン含有ガスとOガス等の酸素含有ガスとを処理室内に同時に供給するCVD法や、3DMAS(トリスジメチルアミノシラン、Si(N(CH))H)等の有機系シリコン含有ガスとOガス等の酸素含有ガスと処理室内に交互に供給するサイクルを繰り返すALD法が用いられていた。 As a conventional process for forming a silicon oxide film, a silicon-containing gas such as TEOS (tetraethoxysilane, Si (OC 2 H 5 ) 4 gas or SiH 4 gas and an oxygen-containing gas such as O 2 gas are placed in the processing chamber. At the same time, the CVD method, 3DMAS (trisdimethylaminosilane, Si (N (CH 3 ) 2 )) 3 H) or other organic silicon-containing gas, and O 3 gas or other oxygen-containing gas are alternately supplied into the processing chamber. The ALD method was used to repeat the cycle.

図12は、従来のCVD法によるガス供給タイミングを示す図である。図12に示す従来のCVD法では、シリコン含有ガスを処理室内に供給する前に、酸素含有ガスをパージガスとして先に供給し、その後、シリコン含有ガス及び酸素含有ガスを処理室内に供給して処理室内を所定の圧力まで昇圧して成膜を行い、その後、先にシリコン含有ガスの供給を停止し、パージガスとして酸素含有ガスを所定時間供給し続け、その後、酸素含有ガスの供給を停止して基板処理を終了するようにしている。   FIG. 12 is a diagram showing gas supply timing by the conventional CVD method. In the conventional CVD method shown in FIG. 12, before supplying the silicon-containing gas into the processing chamber, the oxygen-containing gas is first supplied as a purge gas, and then the silicon-containing gas and the oxygen-containing gas are supplied into the processing chamber. The interior of the chamber is increased to a predetermined pressure to form a film, and then the supply of the silicon-containing gas is stopped first, the oxygen-containing gas is continuously supplied as a purge gas for a predetermined time, and then the supply of the oxygen-containing gas is stopped. The substrate processing is finished.

しかしながら、従来のシリコン酸化膜の形成プロセスでは、成膜温度を例えば1000℃にまで高める必要があった。その結果、例えば基板上のソース或いはドレイン領域に注入されている不純物が拡散してしまう等により、半導体装置の性能が低下したり、生産歩留りが悪化したりしてしまう場合があった。また、成膜温度を高めるために電力消費量が増大してしまい、TCOO(Total Cost Of Ownership;維持管理総経費)が増加してしまう場合があった。   However, in the conventional silicon oxide film formation process, it is necessary to increase the film formation temperature to, for example, 1000 ° C. As a result, for example, impurities implanted into the source or drain region on the substrate may be diffused, and the performance of the semiconductor device may be deteriorated or the production yield may be deteriorated. Further, in order to raise the film formation temperature, the power consumption increases, and TCOO (Total Cost Of Ownership) may increase.

また、従来のシリコン酸化膜の形成プロセスでは、成膜速度が、成膜温度や成膜圧力により決定される。そのため、成膜速度の低下を回避しつつ成膜温度を低下させるには、成膜圧力を増大させる必要があった。しかしながら、成膜圧力を高くすると、処理室内のガ
ス密度が大きくなり、ガス分子の平均自由工程が小さくなり、シリコン酸化膜のステップカバレッジが悪化してしまう場合があった。そして、ガス分子の平均自由工程が小さくなると、処理室内のガス流の上流側と下流側とでシリコン酸化膜の膜厚や膜質等の均一性が低下(ローディングエフェクト)してしまう場合があった。
Further, in the conventional silicon oxide film formation process, the film formation speed is determined by the film formation temperature and the film formation pressure. Therefore, in order to reduce the film formation temperature while avoiding the decrease in the film formation rate, it is necessary to increase the film formation pressure. However, when the film forming pressure is increased, the gas density in the processing chamber increases, the mean free process of gas molecules decreases, and the step coverage of the silicon oxide film may deteriorate. If the mean free path of gas molecules is reduced, the uniformity of the silicon oxide film thickness, film quality, etc. may be reduced (loading effect) between the upstream and downstream sides of the gas flow in the processing chamber. .

また、従来のシリコン酸化膜の形成プロセスでは、成膜温度を低下させると、処理ガス中に含まれるシリコン及び酸素以外の原子(例えば、炭素、水素、窒素等)が、意図しない不純物としてシリコン酸化膜中に残ってしまう傾向があった。これらの意図しない不純物は、デバイスの予期しない動作不良を引き起こす場合があった。本実施形態によれば、これらの従来のシリコン酸化膜の形成プロセスにおける問題点を解消することができる。   In the conventional silicon oxide film formation process, when the film formation temperature is lowered, atoms other than silicon and oxygen (for example, carbon, hydrogen, nitrogen, etc.) contained in the processing gas are oxidized as unintended impurities. There was a tendency to remain in the film. These unintentional impurities can cause unexpected device malfunctions. According to this embodiment, these problems in the conventional silicon oxide film forming process can be solved.

<第1の実施形態の変形例>
本変形例においては、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)と、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程(ステップS6)との間に、処理室201内を不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程を設けるようにしている。また、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程(ステップS6)と、次のサイクルで実施するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)との間にも、処理室201内を不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程を設けるようにしている。なお、その他の構成は第1の実施形態と同じである。
<Modification of First Embodiment>
In this modification, the inside of the processing chamber 201 is replaced with an inert gas atmosphere between the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5) and the silicon-containing and boron-containing film modifying step (step S6). An inert gas replacement step is provided. In addition, between the silicon-containing and boron-containing film reforming step (step S6) and the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5) performed in the next cycle, the inside of the processing chamber 201 is filled with an inert gas. An inert gas replacement step for replacing the atmosphere is provided. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

図6は、不活性ガス置換工程を設けた基板処理工程のガス供給タイミング図である。
図6の最下段には、不活性ガス置換工程に用いられる不活性ガスとしてNガスのガス供給のタイミングが示されている。
FIG. 6 is a gas supply timing chart of the substrate processing process provided with the inert gas replacement process.
6 shows the timing of supplying N 2 gas as an inert gas used in the inert gas replacement step.

本変形例では、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)の終了後、Siガス及びBガスの供給を停止し、Nガスを供給して処理室201内をNガスの雰囲気に置換する。所定時間(例えば1〜120秒)が経過したら、Oガス及びHガスを処理室201内に供給してシリコン含有及びボロン含有膜改質工程(ステップS6)を行う。 In this modification, after the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5) is finished, the supply of Si 2 H 6 gas and B 2 H 6 gas is stopped, and N 2 gas is supplied to fill the inside of the processing chamber 201. Replace with N 2 gas atmosphere. When a predetermined time (for example, 1 to 120 seconds) elapses, O 2 gas and H 2 gas are supplied into the processing chamber 201 to perform a silicon-containing and boron-containing film reforming step (step S6).

そして、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程(ステップS6)の終了後、Oガス及びHガスの供給を停止し、Nガスを供給して処理室201内をNガスの雰囲気に再び置換する。所定時間(例えば1〜120秒)が経過したら、次のサイクルのシリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)を再び行う。 Then, after the silicon-containing and boron-containing film modification step (step S6) is finished, the supply of O 2 gas and H 2 gas is stopped, and N 2 gas is supplied to bring the inside of the processing chamber 201 into an atmosphere of N 2 gas. Replace again. When a predetermined time (for example, 1 to 120 seconds) elapses, the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5) in the next cycle is performed again.

本変形例によれば、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)の終了後、Siガス及びBガスの供給を停止して処理室201内をNガスの雰囲気に置換しているので、シリコン含有及びボロン含有膜の生成に寄与しなかったSiガス、Bガス、中間生成物等が、処理室201内に残留してしまうことを抑制できる。これにより、次に行われるシリコン含有及びボロン含有膜改質工程(ステップS6)において、Oガス及びHガスの反応による酸化種の生成が残留物によって妨げられたり、酸化種によるシリコン含有及びボロン含有膜の酸化が残留物によって妨げられたりすることを回避できる。そして、シリコン含有及びボロン含有膜の酸化を促進でき、ボロンドープドシリコン酸化膜への改質を促進することができる。また、酸化種のウエハ200表面への供給が残留物によって妨げられることを回避でき、シリコン酸化膜のステップカバレッジ特性を向上させることが出来る。 According to this modification, after the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5) is finished, the supply of Si 2 H 6 gas and B 2 H 6 gas is stopped and the inside of the processing chamber 201 is filled with an atmosphere of N 2 gas. Therefore, Si 2 H 6 gas, B 2 H 6 gas, intermediate products, etc. that have not contributed to the generation of the silicon-containing and boron-containing films are prevented from remaining in the processing chamber 201. it can. Thereby, in the silicon-containing and boron-containing film modification step (step S6) to be performed next, the generation of oxidized species due to the reaction of O 2 gas and H 2 gas is hindered by the residue, It can be avoided that the oxidation of the boron-containing film is hindered by the residue. Then, the oxidation of the silicon-containing and boron-containing films can be promoted, and the modification to the boron-doped silicon oxide film can be promoted. Moreover, it can avoid that the supply of the oxidation seed | species to the wafer 200 surface is prevented by the residue, and can improve the step coverage characteristic of a silicon oxide film.

また本変形例によれば、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程(ステップS6)の終了後、Oガス及びHガスの供給を停止して処理室201内をNガスの雰囲気に置換しているので、ボロンドープドシリコン酸化膜の形成に寄与しなかったOガス、H
ス、中間生成物等が処理室201内に残留してしまうことを抑制できる。これにより、次のサイクルで実施するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)において、Siガス及びBガスのウエハ200表面への吸着が残留物によって妨げられてしまうことを回避でき、シリコン含有及びボロン含有膜の形成を促進でき、また、シリコン酸化膜のステップカバレッジ特性を向上させることができる。
Further, according to this modification, after the silicon-containing and boron-containing film modification step (step S6) is completed, the supply of O 2 gas and H 2 gas is stopped and the inside of the processing chamber 201 is replaced with an atmosphere of N 2 gas. Therefore, O 2 gas, H 2 gas, intermediate products, etc. that have not contributed to the formation of the boron-doped silicon oxide film can be prevented from remaining in the processing chamber 201. Thereby, in the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5) performed in the next cycle, the adsorption of Si 2 H 6 gas and B 2 H 6 gas on the surface of the wafer 200 is hindered by the residue. The formation of silicon-containing and boron-containing films can be promoted, and the step coverage characteristics of the silicon oxide film can be improved.

<第2の実施形態>
本実施形態においては、処理室201内にシリコン含有ガスとしてのSiガスを供給してウエハ200上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程と、大気圧未満の圧力に設定した処理室201内にボロン含有ガスとしてのBガスと酸素含有ガスとしてのOガスと水素含有ガスとしてのHガスとを供給してウエハ200上のシリコン含有膜をシリコン含有及びボロン含有膜としてのボロンドープドシリコン酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程と、を1サイクルとして前記サイクルを1回以上行うようにしている。すなわち、本実施形態では、ボロン含有ガスの処理室201内への供給を、シリコン含有膜形成工程(ステップS21)ではなく、シリコン含有膜改質工程(ステップS22)にて行うようにしている点が第1の実施形態とは異なる。なお、処理炉202の構成は、第1の実施形態と同じである。
<Second Embodiment>
In the present embodiment, a Si 2 H 6 gas as a silicon-containing gas is supplied into the processing chamber 201 to form a silicon-containing film on the wafer 200, and the pressure is set to a pressure lower than atmospheric pressure. A B 2 H 6 gas as a boron-containing gas, an O 2 gas as an oxygen-containing gas, and an H 2 gas as a hydrogen-containing gas are supplied into the processing chamber 201 so that the silicon-containing film on the wafer 200 contains silicon and boron. The silicon-containing film modifying step for modifying the boron-doped silicon oxide film as the containing film is one cycle, and the cycle is performed once or more. That is, in this embodiment, the supply of the boron-containing gas into the processing chamber 201 is performed not in the silicon-containing film forming step (step S21) but in the silicon-containing film modifying step (step S22). Is different from the first embodiment. The configuration of the processing furnace 202 is the same as that in the first embodiment.

図7は本発明の第2の実施形態の基板処理工程における成膜フローを示す図であり、図8は第2の実施形態の基板処理工程におけるガス供給タイミング図であり、図9は第2の実施形態の基板処理工程における堆積モデル図である。   FIG. 7 is a diagram showing a film forming flow in the substrate processing step of the second embodiment of the present invention, FIG. 8 is a gas supply timing diagram in the substrate processing step of the second embodiment, and FIG. It is a deposition model figure in the substrate processing process of the embodiment.

(1)基板処理工程
まず、第1の実施形態と同様のウエハチャージ(ステップS1)〜温度調整(ステップS4)を実施する。
(1) Substrate Processing Step First, the same wafer charge (step S1) to temperature adjustment (step S4) as in the first embodiment is performed.

(シリコン含有膜形成工程)
続いて、処理室201内にシリコン含有ガスとしてのSiガスを供給して、ウエハ200上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程(ステップS21)を実施する。
(Silicon-containing film formation process)
Subsequently, a Si 2 H 6 gas as a silicon-containing gas is supplied into the processing chamber 201, and a silicon-containing film forming step (step S21) for forming a silicon-containing film on the wafer 200 is performed.

具体的には、バルブ301bを開とし、マスフローコントローラ301cにより流量が例えば0.1〜10slmの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ301dを開とし、Siガス供給管301内を流通したSiガスを、ノズル233Aのガス供給孔234aから処理室201内に供給する。 Specifically, the valve 301b is opened, and the valve 301d is opened while the mass flow controller 301c adjusts the flow rate to be within a range of, for example, 0.1 to 10 slm, and the gas flows through the Si 2 H 6 gas supply pipe 301. The Si 2 H 6 gas thus supplied is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 234a of the nozzle 233A.

図9(a)に示すように、処理室201内に供給されたSiガスは、ウエハ200の表面に吸着して熱分解等し、ウエハ200表面に1原子層未満から数原子層のシリコン含有膜を形成する。シリコン含有膜の生成に寄与しなかったSiガスは、処理室201内を流れてガス排気管231から排気される。なお、ヒータ206の温度は例えば300〜400℃の範囲内の温度に維持しており、処理室201内の圧力は例えば40〜60Paの範囲内の圧力に維持している。 As shown in FIG. 9A, the Si 2 H 6 gas supplied into the processing chamber 201 is adsorbed on the surface of the wafer 200 and thermally decomposes, and the surface of the wafer 200 is less than one atomic layer to several atomic layers. The silicon-containing film is formed. Si 2 H 6 gas that has not contributed to the generation of the silicon-containing film flows through the processing chamber 201 and is exhausted from the gas exhaust pipe 231. The temperature of the heater 206 is maintained at a temperature in the range of 300 to 400 ° C., for example, and the pressure in the processing chamber 201 is maintained at a pressure in the range of 40 to 60 Pa, for example.

所定時間(例えば1〜120秒)が経過したら、バルブ301b及び301dを閉としてSiガスの供給を停止する。そして、圧力制御装置242の弁を開とするか開度を大きくし、排気装置246により処理室201内を真空排気し、残留したSiガス、反応生成物等を処理室201内から排出する。 When a predetermined time (for example, 1 to 120 seconds) elapses, the valves 301b and 301d are closed and the supply of Si 2 H 6 gas is stopped. Then, the valve of the pressure control device 242 is opened or the opening degree is increased, the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the exhaust device 246, and the remaining Si 2 H 6 gas, reaction products, etc. are removed from the processing chamber 201. Discharge.

なお、シリコン含有膜形成工程(ステップS21)においては、マスフローコントローラ305c、305e、305h、305iにより流量調整しつつ、バルブ305d、3
05f、305h、305jを開とし、ノズル233A〜233Dのガス供給孔234a〜234dから処理室201内にNガスを導入することで、処理室201内でのSiガスの拡散を促すと共に、ノズル233C,233D内へのSiガスの侵入を抑制するようにしてもよい。
In the silicon-containing film formation step (step S21), the flow rate is adjusted by the mass flow controllers 305c, 305e, 305h, and 305i, and the valves 305d and 3
05f, 305h, and 305j are opened, and N 2 gas is introduced into the processing chamber 201 from the gas supply holes 234a to 234d of the nozzles 233A to 233D, thereby accelerating the diffusion of the Si 2 H 6 gas in the processing chamber 201. At the same time, the intrusion of Si 2 H 6 gas into the nozzles 233C and 233D may be suppressed.

(シリコン含有膜改質工程)
続けて、処理室201内を大気圧未満の圧力にし、ボロン含有ガスとしてのBガスと酸素含有ガスとしてのOガスと水素含有ガスとしてのHガスとを処理室201内に供給して、ウエハ200上のシリコン含有膜をボロンドープドシリコン酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程(ステップS22)を実施する。
(Silicon-containing film modification process)
Subsequently, the inside of the processing chamber 201 is set to a pressure lower than atmospheric pressure, and B 2 H 6 gas as a boron-containing gas, O 2 gas as an oxygen-containing gas, and H 2 gas as a hydrogen-containing gas are put into the processing chamber 201. Then, a silicon-containing film modification step (step S22) is performed to modify the silicon-containing film on the wafer 200 into a boron-doped silicon oxide film.

具体的には、圧力制御装置242の弁を閉とするか開度を小さくし、処理室201内の圧力を大気圧未満、例えば13.3〜13332Pa(0.1〜100Torr)の範囲内の圧力に維持する。   Specifically, the valve of the pressure control device 242 is closed or the opening degree is reduced, and the pressure in the processing chamber 201 is less than atmospheric pressure, for example, within a range of 13.3 to 13332 Pa (0.1 to 100 Torr). Maintain pressure.

そして、Bガスを処理室201内に供給する。具体的には、バルブ302bを開とし、マスフローコントローラ302cにより流量が例えば0.1〜50slmの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ302dを開とし、Bガス供給管302内を流通したBガスを、ノズル233Bのガス供給孔234bから処理室201内に供給する。 Then, B 2 H 6 gas is supplied into the processing chamber 201. Specifically, the valve 302b is opened, and the mass flow controller 302c is adjusted so that the flow rate is within a range of, for example, 0.1 to 50 slm, while the valve 302d is opened, and the B 2 H 6 gas supply pipe 302 is circulated. The B 2 H 6 gas thus supplied is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 234b of the nozzle 233B.

ガスの供給と並行して、バルブ303bを開とし、マスフローコントローラ303cにより流量が例えば0.1〜10slmの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ303dを開とし、Oガス供給管301内を流通したOガスを、ノズル233Cのガス供給孔234cから処理室201内に供給する。 In parallel with the supply of the B 2 H 6 gas, the valve 303b is opened, and the valve 303d is opened while the flow rate is adjusted within the range of 0.1 to 10 slm by the mass flow controller 303c, and the O 2 gas is supplied. The O 2 gas flowing through the pipe 301 is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 234c of the nozzle 233C.

また、BガスやOガスの供給と並行して、Hガスを処理室201内に供給する。具体的には、バルブ304bを開とし、マスフローコントローラ304cにより流量が例えば0.1〜100slmの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ304dを開とし、Hガス供給管304を流通したHガスを、ノズル233Dのガス供給孔234cから処理室201内に供給する。 In parallel with the supply of the B 2 H 6 gas and O 2 gas, an H 2 gas is supplied into the process chamber 201. Specifically, the valve 304b is opened and the mass flow controller 304c is adjusted so that the flow rate is within a range of 0.1 to 100 slm, for example, while the valve 304d is opened and the H 2 gas flowing through the H 2 gas supply pipe 304 is adjusted. Gas is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 234c of the nozzle 233D.

図9(b)に示すように処理室201内に供給されたBガスは、ウエハ200の表面に形成されたシリコン含有膜に吸着して熱分解等する。同時に処理室201内に供給されたOガスとHガスとは、加熱された減圧雰囲気下においてノンプラズマで活性化されて反応し、それにより原子状酸素O等を含む酸化種が生成される。そして、図9(c)に示すように、シリコン含有膜の表面で熱分解等されたBガスによりシリコン含有及びボロン含有膜が形成されつつ、生成された酸化種によりシリコン含有及びボロン含有膜が酸化処理されてボロンドープドシリコン酸化膜に改質される。ボロンドープドシリコン酸化膜の生成に寄与しなかったBガス、Oガス、Hガス、中間生成物等は、処理室201内を流れてガス排気管231から排気される。なお、ヒータ206の温度は、上述したシリコン含有膜改質工程(ステップS22)と同一の例えば300〜400℃の範囲内の温度に維持している。 As shown in FIG. 9B, the B 2 H 6 gas supplied into the processing chamber 201 is adsorbed on the silicon-containing film formed on the surface of the wafer 200 and thermally decomposed. At the same time, the O 2 gas and the H 2 gas supplied into the processing chamber 201 are activated and reacted with non-plasma in a heated reduced-pressure atmosphere, thereby generating oxidized species including atomic oxygen O and the like. The Then, as shown in FIG. 9C, the silicon-containing and boron-containing films are formed by the B 2 H 6 gas thermally decomposed on the surface of the silicon-containing film, while the silicon-containing and boron-containing films are formed by the generated oxidizing species. The contained film is oxidized to be modified into a boron-doped silicon oxide film. B 2 H 6 gas, O 2 gas, H 2 gas, intermediate products, etc. that have not contributed to the formation of the boron-doped silicon oxide film flow through the processing chamber 201 and are exhausted from the gas exhaust pipe 231. Note that the temperature of the heater 206 is maintained at the same temperature within the range of, for example, 300 to 400 ° C. as in the above-described silicon-containing film modification step (step S22).

所定時間(例えば1〜120秒)が経過したら、Bガス、Oガス及びHガスの供給を停止し、処理室201内を真空排気し、残留したBガス、Oガス及びHガスや反応生成物を処理室201内から排出する。 When a predetermined time (for example, 1 to 120 seconds) elapses, the supply of B 2 H 6 gas, O 2 gas, and H 2 gas is stopped, the inside of the processing chamber 201 is evacuated, and the remaining B 2 H 6 gas, O Two gases, H 2 gas, and reaction products are discharged from the processing chamber 201.

なお、シリコン含有膜改質工程(ステップS22)においては、マスフローコントローラ305c、305e、305h、305iにより流量調整しつつ、バルブ305d、3
05f、305h、305jを開とし、ノズル233A〜233Dのガス供給孔234a〜234dから処理室201内にNガスを導入することで、処理室201内でのBガス、Oガス、Hガスの拡散を促すと共に、ノズル233C,233D内へのBガス、Oガス、Hガスの侵入を抑制するようにしてもよい。
In the silicon-containing film modification step (step S22), the flow rate is adjusted by the mass flow controllers 305c, 305e, 305h, and 305i, and the valves 305d and 3
05f, 305h, and 305j are opened, and N 2 gas is introduced into the processing chamber 201 from the gas supply holes 234a to 234d of the nozzles 233A to 233D, whereby B 2 H 6 gas and O 2 gas in the processing chamber 201 are introduced. , The diffusion of H 2 gas may be promoted, and the penetration of B 2 H 6 gas, O 2 gas, and H 2 gas into the nozzles 233C and 233D may be suppressed.

(繰り返し工程)
そして、上述したシリコン含有膜形成工程(ステップS21)及びシリコン含有膜改質工程(ステップS22)を1サイクルとして、このサイクルを所定回数(1回以上)行う(ステップS23)。
(Repeated process)
The above-described silicon-containing film formation step (step S21) and silicon-containing film modification step (step S22) are set as one cycle, and this cycle is performed a predetermined number of times (one or more times) (step S23).

その後、第1の実施形態と同様のパージ(ステップS8)〜ウエハディスチャージ(ステップS11)を実施し、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。   Thereafter, the same purge (step S8) to wafer discharge (step S11) as in the first embodiment are performed, and the substrate processing step according to the present embodiment is completed.

(2)本実施形態に係る効果
本実施形態によれば第1の実施形態にて説明した1つ又は複数の効果に加えて、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
(2) Effects According to the Present Embodiment According to the present embodiment, in addition to the one or more effects described in the first embodiment, the following one or more effects are achieved.

(a)本実施形態によれば、処理室201内にSiガス(シリコン含有ガス)を供給して、ウエハ200上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程(ステップS21)と、大気圧未満の圧力に設定した処理室201内にBガス(ボロン含有ガス)とOガス(酸素含有ガスと)とHガス(水素含有ガス)とを供給してウエハ200上のシリコン含有膜をボロンドープドシリコン酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程(ステップS22)と、を1サイクルとして前記サイクルを1回以上行い、ボロンドープドシリコン酸化膜を形成している。このように、シリコン含有膜改質工程(ステップS22)において処理室201内にBガスを併せて供給することにより、ボロンドープドシリコン酸化膜を形成する際の成膜温度(処理室201内の温度)を低下させることが可能となる。そして、半導体装置の性能低下や、生産歩留り低下を抑制することができる。 (A) According to the present embodiment, a silicon-containing film forming step (step S21) of forming a silicon-containing film on the wafer 200 by supplying Si 2 H 6 gas (silicon-containing gas) into the processing chamber 201. Then, B 2 H 6 gas (boron-containing gas), O 2 gas (oxygen-containing gas), and H 2 gas (hydrogen-containing gas) are supplied into the processing chamber 201 set to a pressure lower than atmospheric pressure, and the wafer 200 is supplied. The silicon-containing film modifying step (step S22) for modifying the upper silicon-containing film into a boron-doped silicon oxide film is performed as one cycle, and the cycle is performed once or more to form a boron-doped silicon oxide film. Yes. As described above, in the silicon-containing film modification step (step S22), the B 2 H 6 gas is also supplied into the processing chamber 201 to thereby form a deposition temperature (processing chamber) when forming the boron-doped silicon oxide film. It is possible to reduce the temperature in 201). And the performance fall of a semiconductor device and the production yield fall can be suppressed.

(b)本実施形態によれば、シリコン含有膜改質工程(ステップS22)において、処理室201内にBガスとOガスとHガスとを同時に供給している。このように、処理室201内にBガスを併せて供給することにより、ウエハ200上に吸着しているSiガスの分解を促進させることが可能となる。そして、ボロンドープドシリコン酸化膜の成膜速度を向上させ、基板処理の生産性を高めることが可能となる。 (B) According to the present embodiment, B 2 H 6 gas, O 2 gas, and H 2 gas are simultaneously supplied into the processing chamber 201 in the silicon-containing film modification step (step S22). As described above, by supplying the B 2 H 6 gas together into the processing chamber 201, it becomes possible to promote the decomposition of the Si 2 H 6 gas adsorbed on the wafer 200. Then, the deposition rate of the boron-doped silicon oxide film can be improved, and the substrate processing productivity can be increased.

(c)本実施形態によれば、シリコン含有膜改質工程(ステップS22)において処理室201内にBガスを併せて供給している。そのため、シリコン含有膜中にBを積極的にドープすることができる。また、処理室201内へのBガスのガス流量、供給時間を制御することにより、ボロンドープドシリコン酸化膜中のB濃度を積極的に制御することができる。 (C) According to the present embodiment, the B 2 H 6 gas is also supplied into the processing chamber 201 in the silicon-containing film modification step (step S22). Therefore, B can be positively doped in the silicon-containing film. Further, the B concentration in the boron-doped silicon oxide film can be positively controlled by controlling the gas flow rate and supply time of the B 2 H 6 gas into the processing chamber 201.

<第2の実施形態の変形例>
本変形例においては、シリコン含有膜形成工程(ステップS21)と、シリコン含有膜改質工程(ステップS22)との間に、処理室201内を不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程を設けるようにしている。また、シリコン含有膜改質工程(ステップS22)と、次のサイクルで実施するシリコン含有膜形成工程(ステップS21)との間にも、処理室201内を不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程を設けるようにしている。なお、その他の構成は第2の実施形態と同じである。
<Modification of Second Embodiment>
In this modification, an inert gas replacement step of replacing the inside of the processing chamber 201 with an inert gas atmosphere between the silicon-containing film formation step (step S21) and the silicon-containing film modification step (step S22). Is provided. Moreover, the inertness which replaces the inside of the process chamber 201 with the atmosphere of an inert gas also between a silicon-containing film modification process (step S22) and the silicon-containing film formation process (step S21) implemented in the next cycle. A gas replacement step is provided. Other configurations are the same as those of the second embodiment.

図10は、第2の実施形態の変形例を示す不活性ガス置換工程を設けた基板処理工程の
ガス供給タイミング図である。図10の最下段には、不活性ガス置換工程に用いられる不活性ガスとしてNガスのガス供給のタイミングが示されている。
FIG. 10 is a gas supply timing chart of the substrate processing step provided with an inert gas replacement step showing a modification of the second embodiment. At the bottom of FIG. 10, the timing of supplying N 2 gas as an inert gas used in the inert gas replacement step is shown.

本変形例では、シリコン含有膜形成工程(ステップS21)の終了後、Siガスの供給を停止し、Nガスを供給して処理室201内をNガスの雰囲気に置換する。所定時間(例えば1〜120秒)が経過したら、Bガス、Oガス及びHガスを処理室201内に供給してシリコン含有膜改質工程(ステップS22)を行う。 In this modification, after the silicon-containing film forming step (step S21) is completed, the supply of Si 2 H 6 gas is stopped, and N 2 gas is supplied to replace the inside of the processing chamber 201 with an atmosphere of N 2 gas. When a predetermined time (for example, 1 to 120 seconds) elapses, B 2 H 6 gas, O 2 gas, and H 2 gas are supplied into the processing chamber 201 to perform the silicon-containing film modification step (step S22).

そして、シリコン含有膜改質工程(ステップS22)の終了後、Bガス、Oガス及びHガスの供給を停止し、Nガスを供給して処理室201内をNガスの雰囲気に再び置換する。所定時間(例えば1〜120秒)が経過したら、次のサイクルのシリコン含有膜形成工程(ステップS21)を再び行う。 After completion of the silicon-containing Makuaratame quality step (step S22), B 2 H 6 gas, the supply of O 2 gas and H 2 gas is stopped, N 2 gas N 2 gas supplied to the processing chamber 201 Replace again with the atmosphere. When a predetermined time (for example, 1 to 120 seconds) elapses, the silicon-containing film forming step (step S21) of the next cycle is performed again.

本変形例によれば、シリコン含有膜形成工程(ステップS21)の終了後、Siガスの供給を停止して処理室201内をNガスの雰囲気に置換しているので、シリコン含有膜の生成に寄与しなかったSiガス、中間生成物等が、処理室201内に残留してしまうことを抑制できる。これにより、次に行われるシリコン含有膜改質工程(ステップS22)において、ウエハ200に形成されたシリコン含有膜へのBガスの吸着が残留物によって妨げられてしまうことを回避でき、シリコン含有及びボロン含有膜の形成(シリコン含有膜中へのボロンのドープ)を促進できる。また、Oガス及びHガスの反応による酸化種の生成が残留物によって妨げられたり、酸化種によるシリコン含有及びボロン含有膜の酸化が残留物によって妨げられたりすることを回避できる。そして、シリコン含有及びボロン含有膜の酸化を促進でき、ボロンドープドシリコン酸化膜への改質を促進することができる。また、ウエハ200に形成されたシリコン含有膜へのBガス及び酸化種への供給が残留物によって妨げられることを回避でき、シリコン酸化膜のステップカバレッジ特性を向上させることが出来る。 According to this modification, after the silicon-containing film forming step (step S21) is completed, the supply of Si 2 H 6 gas is stopped and the inside of the processing chamber 201 is replaced with an N 2 gas atmosphere. It is possible to suppress Si 2 H 6 gas, intermediate products, and the like that have not contributed to the film formation from remaining in the processing chamber 201. Thereby, in the silicon-containing film modification process (step S22) performed next, it can be avoided that the adsorption of B 2 H 6 gas to the silicon-containing film formed on the wafer 200 is hindered by the residue, Formation of silicon-containing and boron-containing films (boron doping into silicon-containing films) can be promoted. In addition, it is possible to prevent the generation of oxidizing species due to the reaction of O 2 gas and H 2 gas from being hindered by the residue, and the oxidation of the silicon-containing and boron-containing film by the oxidizing species from being hindered by the residue. Then, the oxidation of the silicon-containing and boron-containing films can be promoted, and the modification to the boron-doped silicon oxide film can be promoted. In addition, it can be avoided that the supply of B 2 H 6 gas and oxidizing species to the silicon-containing film formed on the wafer 200 is hindered by the residue, and the step coverage characteristics of the silicon oxide film can be improved.

また本変形例によれば、シリコン含有膜改質工程(ステップS22)の終了後、Bガス、Oガス及びHガスの供給を停止して処理室201内をNガスの雰囲気に置換しているので、ボロンドープドシリコン酸化膜の形成に寄与しなかったBガス、Oガス、Hガス、中間生成物等が残留物として処理室201内に残留することを抑制できる。これにより、次のサイクルで実施するシリコン含有膜形成工程(ステップS21)において、Siガスのウエハ200表面への吸着が残留物によって妨げられてしまうことを回避でき、シリコン含有膜の形成を促進でき、また、シリコン酸化膜のステップカバレッジ特性を向上させることができる。 Further, according to this modification, after the silicon-containing film modification step (step S22) is completed, the supply of B 2 H 6 gas, O 2 gas, and H 2 gas is stopped and the inside of the processing chamber 201 is filled with N 2 gas. Since the atmosphere is replaced, B 2 H 6 gas, O 2 gas, H 2 gas, intermediate products, etc. that have not contributed to the formation of the boron-doped silicon oxide film remain in the processing chamber 201 as residues. This can be suppressed. Thereby, in the silicon-containing film forming step (step S21) to be performed in the next cycle, it is possible to avoid that the adsorption of Si 2 H 6 gas to the surface of the wafer 200 is hindered by the residue, and the formation of the silicon-containing film. And step coverage characteristics of the silicon oxide film can be improved.

<第3の実施形態>
本実施形態においては、反応管としてのプロセスチューブ203がインナーチューブ204とアウターチューブ205とを備える二重管構造として構成されている点が、上述の実施形態と異なる。そして、ガス供給系が備えるノズル233A〜233Dが短く構成されており、ガス供給系がインナーチューブ204内の下方からガスを供給するように構成されている点が、上述の実施形態と異なる。なお、プロセスチューブ203及びガス供給系のノズル233A〜233D以外の構成は、第1の実施形態と同じである。
<Third Embodiment>
In this embodiment, the point from which the process tube 203 as a reaction tube is comprised as a double tube structure provided with the inner tube 204 and the outer tube 205 differs from the above-mentioned embodiment. And the nozzles 233A-233D with which a gas supply system is provided are comprised short, and the point from which the gas supply system is comprised so that gas may be supplied from the downward direction in the inner tube 204 differs from the above-mentioned embodiment. The configurations other than the process tube 203 and the gas supply system nozzles 233A to 233D are the same as those in the first embodiment.

図11は、本発明の第3の実施形態に用いられる基板処理装置の処理炉202の縦断面図である。   FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the processing furnace 202 of the substrate processing apparatus used in the third embodiment of the present invention.

図11に示されているように、本実施形態に係るプロセスチューブ203は、内部反応管としてのインナーチューブ204と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ205と、を備えている。インナーチューブ204は、上端及び下端が開口し
た円筒形状に形成されている。インナーチューブ204の筒中空部には、処理室201が形成されている。アウターチューブ205は、内径がインナーチューブ204の外径よりも大きく、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。アウターチューブ205は、インナーチューブ204と同心円状に設けられている。なお、インナーチューブ204及びアウターチューブ205は、例えば石英又は炭化シリコン等の耐熱性材料により構成されている。なお、インナーチューブ204には、ガス供給系の反対側にガス排気用孔が形成されていてもよい。その場合、ガス排気用孔は、例えば下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられていてもよい。
As shown in FIG. 11, the process tube 203 according to the present embodiment includes an inner tube 204 as an internal reaction tube and an outer tube 205 as an external reaction tube provided outside the inner tube 204. . The inner tube 204 is formed in a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened. A processing chamber 201 is formed in the cylindrical hollow portion of the inner tube 204. The outer tube 205 has an inner diameter larger than the outer diameter of the inner tube 204, is formed in a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened. The outer tube 205 is provided concentrically with the inner tube 204. The inner tube 204 and the outer tube 205 are made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide. The inner tube 204 may have a gas exhaust hole on the opposite side of the gas supply system. In this case, the gas exhaust holes may have the same opening area from the lower part to the upper part, for example, and may be provided at the same opening pitch.

マニホールド209は、インナーチューブ204及びアウターチューブ205にそれぞれ係合し、それらを下方から支持するように構成されている。なお、マニホールド209とアウターチューブ205との間には、シール部材としてのOリング220aが設けられている。また、ヒータ206は、保持板としてのヒータベース251に支持されることにより垂直に据え付けられた状態になっている。なお、ボート217の下部には、断熱部材218の代わりに断熱板216が水平姿勢で多段に複数枚配置されている。断熱板216は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料により構成されている。断熱板216は、円板形状に形成されている。断熱板216は、ヒータ206からの熱をマニホールド209の下端側に伝達し難くしている。また、ガス排気管231は、インナーチューブ204とアウターチューブ205との隙間によって形成される筒状空間の下端部に配置されており、筒状空間に連通している。   The manifold 209 is configured to engage with the inner tube 204 and the outer tube 205 and support them from below. An O-ring 220a as a seal member is provided between the manifold 209 and the outer tube 205. The heater 206 is vertically installed by being supported by a heater base 251 as a holding plate. In addition, a plurality of heat insulating plates 216 are arranged in a multi-stage in a horizontal posture instead of the heat insulating member 218 at the lower portion of the boat 217. The heat insulating plate 216 is made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide. The heat insulating plate 216 is formed in a disc shape. The heat insulating plate 216 makes it difficult to transfer the heat from the heater 206 to the lower end side of the manifold 209. The gas exhaust pipe 231 is disposed at the lower end portion of the cylindrical space formed by the gap between the inner tube 204 and the outer tube 205, and communicates with the cylindrical space.

シールキャップ219には、ガス導入部としてのノズル230A〜230Dが処理室201内に連通するように接続されている。ノズル230Aの上流端には、Siガス供給管301が接続されている。また、ノズル230Bには、Bガス供給管302が接続されている。また、ノズル230Cには、Oガス供給管303が接続されている。また、ノズル230Dには、Hガス供給管304が接続されている。ノズル230A〜230Dの下流端は、インナーチューブ204の下方側からインナーチューブ204内にガスを供給するように構成されている。なお、ノズル230A〜230Dは、第1の実施形態で説明した多孔式ノズルとして構成されていてもよい。 Nozzles 230 </ b> A to 230 </ b> D as gas introduction portions are connected to the seal cap 219 so as to communicate with the inside of the processing chamber 201. A Si 2 H 6 gas supply pipe 301 is connected to the upstream end of the nozzle 230A. Further, a B 2 H 6 gas supply pipe 302 is connected to the nozzle 230B. Further, an O 2 gas supply pipe 303 is connected to the nozzle 230C. Further, an H 2 gas supply pipe 304 is connected to the nozzle 230D. The downstream ends of the nozzles 230 </ b> A to 230 </ b> D are configured to supply gas into the inner tube 204 from the lower side of the inner tube 204. The nozzles 230A to 230D may be configured as the porous nozzle described in the first embodiment.

ノズル230A〜230Dから処理室201内に供給された各種ガスは、ボート217の下段(ガス上流側)から上段(ガス上流側)へ流れ、ボート217に保持されているウエハ200表面に供給される。そして、成膜に寄与しなかったガスや中間生成物は、インナーチューブ204の上端開口からアウターチューブ205へ流れ、アウターチューブ205内を流れてガス排気管231から排気される。   Various gases supplied into the processing chamber 201 from the nozzles 230 </ b> A to 230 </ b> D flow from the lower stage (the gas upstream side) to the upper stage (the gas upstream side) of the boat 217 and are supplied to the surface of the wafer 200 held by the boat 217. . Gases and intermediate products that have not contributed to the film formation flow from the upper end opening of the inner tube 204 to the outer tube 205, flow through the outer tube 205, and are exhausted from the gas exhaust pipe 231.

本実施形態によれば、反応管としてのプロセスチューブ203がインナーチューブ204とアウターチューブ205との二重管構造により構成されている。これにより、処理室201内に供給されるガス濃度を高めることができる。   According to this embodiment, the process tube 203 as a reaction tube is configured by a double tube structure of an inner tube 204 and an outer tube 205. Thereby, the gas concentration supplied into the processing chamber 201 can be increased.

また、本実施形態によれば、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程(S6)において、処理室201内の圧力を大気圧未満、例えば13.3〜13332Pa(0.1〜100Torr)の範囲内の圧力に維持することが容易となる。従って、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程(S5)と、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程(S6)とを効率よく行うことができる。   Further, according to the present embodiment, in the silicon-containing and boron-containing film modifying step (S6), the pressure in the processing chamber 201 is less than atmospheric pressure, for example, in the range of 13.3 to 13332 Pa (0.1 to 100 Torr). It is easy to maintain the pressure at a low pressure. Therefore, the silicon-containing and boron-containing film forming step (S5) and the silicon-containing and boron-containing film modifying step (S6) can be performed efficiently.

<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。
<Other Embodiments of the Present Invention>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various changes are possible in the range which does not deviate from the summary.

例えば、シリコン含有ガスとしては、Siガスの他に、SiHガス、Siガス、SiHClガス、SiHClガス、SiClガス等の無機系ガスや、アミノシラン系の4DMAS(テトラキスジメチルアミノシラン、Si(N(CH)))、3DMAS(トリスジメチルアミノシラン、Si(N(CH))H)、2DEAS(ビスジエチルアミノシラン、Si(N(C)、BTBAS(ビスターシャリーブチルアミノシラン、SiH(NH(C)))などの有機系ガスを用いてもよい。特にSiHガス若しくは、Siガスを用いた場合、効果なHCD(ヘキサクロロジシラン)ガスを用いる場合にくらべて安価で処理することが可能となる。 For example, as a silicon-containing gas, in addition to Si 2 H 6 gas, inorganic gas such as SiH 4 gas, Si 3 H 8 gas, SiH 2 Cl 2 gas, SiHCl 3 gas, SiCl 4 gas, and aminosilane-based gas can be used. 4DMAS (tetrakisdimethylaminosilane, Si (N (CH 3 ) 2 )) 4 ), 3DMAS (trisdimethylaminosilane, Si (N (CH 3 ) 2 )) 3 H), 2DEAS (bisdiethylaminosilane, Si (N (C Organic gases such as 2 H 5 ) 2 ) 2 H 2 ), BTBAS (Bisturary butylaminosilane, SiH 2 (NH (C 4 H 9 )) 2 ) may be used. In particular, when SiH 4 gas or Si 2 H 6 gas is used, processing can be performed at a lower cost than when effective HCD (hexachlorodisilane) gas is used.

また、ボロン含有ガスとしては、Bガスの他に、BClガスを用いてもよい。 As the boron-containing gas, BCl 3 gas may be used in addition to B 2 H 6 gas.

また、第1の実施形態に係るシリコン含有及びボロン含有膜形成工程(ステップS5)において、処理室201内にGe(ゲルマン)含有ガスをさらに供給するようにしてもよい。また、第2の実施形態に係るシリコン含有膜改質工程(ステップS22)において、処理室201内にGe(ゲルマン)含有ガスをさらに供給するようにしてもよい。このように、Ge含有ガスを更に供給することにより、処理室201内に供給されたシリコン含有ガスの分解をさらに促進させることができる。Ge含有ガスとしては、例えばGeHガス又はGeガスを用いることが出来る。 Further, in the silicon-containing and boron-containing film forming step (step S5) according to the first embodiment, a Ge (germane) -containing gas may be further supplied into the processing chamber 201. Further, in the silicon-containing film modifying step (step S22) according to the second embodiment, a Ge (germane) -containing gas may be further supplied into the processing chamber 201. Thus, by further supplying the Ge-containing gas, the decomposition of the silicon-containing gas supplied into the processing chamber 201 can be further promoted. As the Ge-containing gas, for example, GeH 4 gas or Ge 2 H 6 gas can be used.

また、酸素含有ガスとしては、Oガスの他にOガス、HOガス、NOガス、NOガス、NOガス、COガス、CHCOOHガス等を用いてもよい。酸素含有ガスとしてNOガス、NOガス、NOガス等を用いることで、ボロンドープドシリコン酸化膜中に窒素(N)をドープさせることができ、また、係るガスの処理室201内への供給流量、供給時間を制御することにより、ボロンドープドシリコン酸化膜中のN濃度を積極的に制御することができる。また、酸素含有ガスとしてCOガス、CHCOOHガス等を用いることで、ボロンドープドシリコン酸化膜中に炭素(C)をドープさせることができ、また、係るガスの処理室201内への供給流量、供給時間を制御することにより、ボロンドープドシリコン酸化膜中のC濃度を積極的に制御することができる。ボロンドープドシリコン酸化膜中のNやC等の不純物濃度を制御することで、半導体装置における電荷トラップ密度を向上させることが可能となる。 As the oxygen-containing gas, O 3 gas, H 2 O gas, NO gas, N 2 O gas, NO x gas, CO gas, CH 3 COOH gas, or the like may be used in addition to O 2 gas. By using NO gas, N 2 O gas, NO x gas, or the like as the oxygen-containing gas, the boron-doped silicon oxide film can be doped with nitrogen (N), and the gas enters the processing chamber 201. By controlling the supply flow rate and supply time of N, the N concentration in the boron-doped silicon oxide film can be positively controlled. Further, by using CO gas, CH 3 COOH gas, or the like as the oxygen-containing gas, carbon (C) can be doped into the boron-doped silicon oxide film, and supply of such gas into the processing chamber 201 is possible. By controlling the flow rate and the supply time, the C concentration in the boron-doped silicon oxide film can be positively controlled. By controlling the concentration of impurities such as N and C in the boron-doped silicon oxide film, the charge trap density in the semiconductor device can be improved.

また、水素含有ガスとしては、Hガスの他に、窒素含有ガスであるNHガスを用いてもよい。これにより、ボロンドープドシリコン酸化膜中に窒素(N)をドープすることができる。また、処理室201内へのNHガスのガス流量、供給時間を制御することにより、ボロンドープドシリコン酸化膜の膜中N濃度を制御することができる。 Further, as the hydrogen-containing gas, in addition to H 2 gas, may be used NH 3 gas is a nitrogen-containing gas. Thereby, nitrogen (N) can be doped in the boron-doped silicon oxide film. Further, by controlling the gas flow rate and supply time of NH 3 gas into the processing chamber 201, the N concentration in the boron-doped silicon oxide film can be controlled.

また、上述の実施形態ではシリコン酸化膜を形成するように構成しているが、本発明は係る形態に限定されず、シリコン窒化膜を形成する場合にも好適に適用可能である。すなわち、酸素含有ガス及び水素含有ガスの代わりに、窒素含有ガスとして例えばNHガス等を処理室201内に供給し、シリコン含有及びボロン含有膜を窒化して誘電率の高いSiBN膜を形成することができる。係る場合、ボロン含有ガスの代わりにゲルマン含有ガスを用いることで、SiGeN膜を形成することができる。 In the above-described embodiment, the silicon oxide film is formed. However, the present invention is not limited to such a form, and can be suitably applied to the case of forming a silicon nitride film. That is, instead of the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas, for example, NH 3 gas or the like is supplied as a nitrogen-containing gas into the processing chamber 201, and the silicon-containing and boron-containing films are nitrided to form a SiBN film having a high dielectric constant. be able to. In such a case, the SiGeN film can be formed by using a germane-containing gas instead of the boron-containing gas.

また、シリコン含有ガスとして有機系シリコン含有ガスを用い、ボロン含有ガスの代わりに窒素含有ガス又は炭素含有ガス又はこれらの混合ガスを用いることにより、SiON膜やSiCN膜等を形成することができる。すなわち、SiON膜、SiCN膜、SiBN膜、SiGeN膜等の3元系の良好な絶縁膜を形成することが可能となる。さらに、上記ガスのガス流量、供給時間を制御することにより、膜中のN濃度、C濃度、Ge濃度、B濃度が制御された低温絶縁膜を形成することができる。   Moreover, an SiON film, a SiCN film, or the like can be formed by using an organic silicon-containing gas as the silicon-containing gas and using a nitrogen-containing gas, a carbon-containing gas, or a mixed gas thereof instead of the boron-containing gas. That is, a good ternary insulating film such as a SiON film, a SiCN film, a SiBN film, or a SiGeN film can be formed. Furthermore, by controlling the gas flow rate and supply time of the gas, a low-temperature insulating film in which the N concentration, C concentration, Ge concentration, and B concentration in the film are controlled can be formed.

また、本発明は、本実施形態にかかる縦型の処理炉を備えた基板処理装置に限らず、枚葉式、Hot Wall型、Cold Wall型の処理炉を有する基板処理装置にも好適に適用できる。   Further, the present invention is not limited to the substrate processing apparatus provided with the vertical processing furnace according to the present embodiment, but can be suitably applied to a substrate processing apparatus having a single wafer type, a Hot Wall type, or a Cold Wall type processing furnace. it can.

<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。
<Preferred embodiment of the present invention>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.

本発明の一態様によれば、
基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスとボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上に形成した前記シリコン含有及びボロン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、
を有し、
前記シリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、を1サイクルとして前記サイクルを1回以上行う
半導体装置の製造方法が提供される。
According to one aspect of the invention,
A silicon-containing and boron-containing film forming step of forming a silicon-containing and boron-containing film on the substrate by supplying a silicon-containing gas and a boron-containing gas into a processing chamber containing the substrate;
Silicon for reforming the silicon-containing and boron-containing films formed on the substrate by supplying an oxygen-containing gas and a hydrogen-containing gas into the processing chamber set to a pressure lower than atmospheric pressure into a boron-containing and silicon-containing oxide film Containing and boron containing film modifying step;
Have
A method of manufacturing a semiconductor device is provided in which the silicon-containing and boron-containing film forming step and the silicon-containing and boron-containing film modifying step are set as one cycle, and the cycle is performed once or more.

好ましくは、前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程は、大気圧未満の圧力雰囲気下である前記処理室内にて、前記酸素含有ガスと前記水素含有ガスとを反応させて酸素を含む酸化種を生成し、該酸化種により前記基板上に形成した前記シリコン含有及びボロン含有膜を改質する。   Preferably, in the silicon-containing and boron-containing film reforming step, an oxygen-containing oxidizing species is obtained by reacting the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas in the processing chamber under a pressure atmosphere lower than atmospheric pressure. The silicon-containing and boron-containing film formed and formed on the substrate by the oxidizing species is modified.

より好ましくは、前記シリコン含有ガスは、SiHガス又はSiガス若しくはSiClガスである。 More preferably, the silicon-containing gas is SiH 4 gas, Si 2 H 6 gas, or Si 2 Cl 6 gas.

さらに好ましくは、前記シリコン含有及びボロン含有膜形成工程と前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程とは、前記処理室内を一定の温度に保持しつつ行う。   More preferably, the silicon-containing and boron-containing film forming step and the silicon-containing and boron-containing film modifying step are performed while maintaining the processing chamber at a constant temperature.

さらに好ましくは、前記シリコン含有及びボロン含有膜形成工程の終了後に、前記シリコン含有ガス及び前記ボロン含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。   More preferably, after completion of the silicon-containing and boron-containing film forming step, the supply of the silicon-containing gas and the boron-containing gas is stopped, an inert gas is supplied into the processing chamber, and the processing chamber is inerted. It further has an inert gas replacement step of replacing with a gas atmosphere.

さらに好ましくは、前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程の終了後に、前記酸素含有ガス及び前記水素含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。   More preferably, after completion of the silicon-containing and boron-containing film reforming step, the supply of the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas is stopped, an inert gas is supplied into the processing chamber, and the processing chamber is filled with the inert gas. It further has an inert gas replacement step of replacing the atmosphere with an active gas.

さらに好ましくは、前記水素含有ガスは、Hガス、NHガスである。 More preferably, the hydrogen-containing gas is H 2 gas or NH 3 gas.

さらに好ましくは、前記酸化含有ガスは、Oガス、Oガス、NOガス、NOガス、NOガス、COガス、HOガス、CHCOOHガスである。 More preferably, the oxidation-containing gas is O 2 gas, O 3 gas, NO gas, N 2 O gas, NO x gas, CO gas, H 2 O gas, or CH 3 COOH gas.

さらに好ましくは、前記ボロン含有ガスは、Bガス又はBClガスである。 More preferably, the boron-containing gas is B 2 H 6 gas or BCl 3 gas.

さらに好ましくは、前記シリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。   More preferably, the silicon-containing and boron-containing film forming step and the silicon-containing and boron-containing film reforming step are provided in an inner tube that forms the processing chamber and an outer side of the inner tube in a gas exhaust part. It is performed by a processing furnace having a double tube structure with an outer tube to be connected.

さらに好ましくは、前記シリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、前記不活性ガス置換工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。   More preferably, the silicon-containing and boron-containing film forming step, the silicon-containing and boron-containing film modifying step, and the inert gas replacement step include an inner tube that forms the processing chamber, and the inner tube It is carried out by a processing furnace having a double tube structure with an outer tube provided outside and connected to the gas exhaust part.

本発明の他の態様によれば、
基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内にボロン含有ガスと酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程と、
を有し、
前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程と、を1サイクルとして前記サイクルを1回以上行う半導体装置の製造方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
A silicon-containing film forming step of forming a silicon-containing film on the substrate by supplying a silicon-containing gas into a processing chamber containing the substrate;
A silicon-containing film for reforming the silicon-containing film on the substrate into a boron-containing and silicon-containing oxide film by supplying a boron-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas into the processing chamber set to a pressure lower than atmospheric pressure. Membrane reforming process;
Have
A method for manufacturing a semiconductor device is provided in which the silicon-containing film forming step and the silicon-containing film modifying step are set as one cycle, and the cycle is performed once or more.

好ましくは、前記シリコン含有膜改質工程は、大気圧未満の圧力雰囲気下である前記処理室内にて、前記酸素含有ガスと前記水素含有ガスとを反応させて酸素を含む酸化種を生成し、この酸化種により前記基板上に形成した前記シリコン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質する。   Preferably, the silicon-containing film modification step generates an oxidized species containing oxygen by reacting the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas in the processing chamber under a pressure atmosphere lower than atmospheric pressure, The silicon-containing film formed on the substrate by the oxidizing species is modified into a boron-containing and silicon-containing oxide film.

より好ましくは、前記シリコン含有ガスは、SiHガス又はSiガス若しくはSiClガスである。 More preferably, the silicon-containing gas is SiH 4 gas, Si 2 H 6 gas, or Si 2 Cl 6 gas.

さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程及び前記シリコン含有膜改質工程は、前記処理室内を一定の温度に保持しつつ行う。   More preferably, the silicon-containing film forming step and the silicon-containing film modifying step are performed while maintaining the processing chamber at a constant temperature.

さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程の終了後に、前記シリコン含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。   More preferably, after completion of the silicon-containing film forming step, the supply of the silicon-containing gas is stopped, an inert gas is supplied into the processing chamber, and the processing chamber is replaced with an inert gas atmosphere. It further has a gas replacement process.

さらに好ましくは、前記シリコン含有膜改質工程の終了後に、前記ボロン含有ガス、前記酸素含有ガス及び前記水素含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。   More preferably, after completion of the silicon-containing film modification step, the supply of the boron-containing gas, the oxygen-containing gas, and the hydrogen-containing gas is stopped, and an inert gas is supplied into the processing chamber to supply the inside of the processing chamber. It further has an inert gas replacement step of replacing with the inert gas atmosphere.

さらに好ましくは、前記水素含有ガスは、Hガス、NHガスである。 More preferably, the hydrogen-containing gas is H 2 gas or NH 3 gas.

さらに好ましくは、前記酸化含有ガスは、Oガス、Oガス、NOガス、NOガス、NOガス、COガス、HOガス、CHCOOHガスである。 More preferably, the oxidation-containing gas is O 2 gas, O 3 gas, NO gas, N 2 O gas, NO x gas, CO gas, H 2 O gas, or CH 3 COOH gas.

さらに好ましくは、前記ボロン含有ガスは、Bガス又はBClガスである。 More preferably, the boron-containing gas is B 2 H 6 gas or BCl 3 gas.

さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。   More preferably, the silicon-containing film forming step and the silicon-containing film modifying step include an inner tube that forms the processing chamber, and an outer tube that is provided outside the inner tube and connected to a gas exhaust unit. It is performed by a processing furnace having a double tube structure.

さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程と、前記不活性ガス置換工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処
理炉により行われる。
More preferably, the silicon-containing film forming step, the silicon-containing film modifying step, and the inert gas replacement step are provided with an inner tube that forms the processing chamber, and an exhaust gas that is provided outside the inner tube. It is performed by a processing furnace having a double tube structure with an outer tube connected to the part.

本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容した処理室と、
前記処理室内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給系と、
前記処理室内にボロン含有ガスを供給するボロン含有ガス供給系と、
前記処理室内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
前記処理室内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、
前記処理室内の圧力を調整する圧力調整部と、
前記シリコン含有ガス供給系、前記ボロン含有ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系及び前記圧力調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスと前記ボロン含有ガス供給系からの前記ボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有及びボロン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを1サイクルとして前記サイクルを1回以上行うか、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記ボロン含有ガス供給系からのボロン含有ガスと、前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを1サイクルとして前記サイクルを1回以上行う
基板処理装置が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
A processing chamber containing a substrate;
A silicon-containing gas supply system for supplying a silicon-containing gas into the processing chamber;
A boron-containing gas supply system for supplying a boron-containing gas into the processing chamber;
An oxygen-containing gas supply system for supplying an oxygen-containing gas into the processing chamber;
A hydrogen-containing gas supply system for supplying a hydrogen-containing gas into the processing chamber;
A pressure adjusting unit for adjusting the pressure in the processing chamber;
A control unit that controls the silicon-containing gas supply system, the boron-containing gas supply system, the oxygen-containing gas supply system, the hydrogen-containing gas supply system, and the pressure adjustment unit,
The controller is
After forming the silicon-containing and boron-containing film on the substrate by supplying the silicon-containing gas from the silicon-containing gas supply system and the boron-containing gas from the boron-containing gas supply system into the processing chamber, The silicon on the substrate is supplied by supplying the oxygen-containing gas from the oxygen-containing gas supply system and the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas supply system into the processing chamber set to less than atmospheric pressure by a pressure adjusting unit. The boron-containing and boron-containing film is modified to a boron-containing and silicon-containing oxide film, and this cycle is performed one or more times, or
After supplying the silicon-containing gas from the silicon-containing gas supply system into the processing chamber to form a silicon-containing film on the substrate, the boron containing is contained in the processing chamber set to less than atmospheric pressure by the pressure adjusting unit. Boron is contained in the silicon-containing film on the substrate by supplying a boron-containing gas from a gas supply system, the oxygen-containing gas from the oxygen-containing gas supply system, and the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas supply system. There is provided a substrate processing apparatus which is modified to contain and silicon-containing oxide film and performs this cycle one or more times.

好ましくは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉を備えている。   Preferably, there is provided a processing furnace having a double tube structure of an inner tube forming the processing chamber and an outer tube provided outside the inner tube and connected to a gas exhaust part.

本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスとゲルマン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びゲルマン含有膜を形成するシリコン含有及びゲルマン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上に形成した前記シリコン含有及びゲルマン含有膜をゲルマン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有及びゲルマン含有膜改質工程と、
を有し、
前記シリコン含有及びゲルマン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜改質工程とを、1サイクルとして前記サイクルを1回以上行う
半導体装置の製造方法が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
A silicon-containing and germane-containing film forming step of forming a silicon-containing and germane-containing film on the substrate by supplying a silicon-containing gas and a germane-containing gas into a processing chamber containing the substrate;
Silicon for reforming the silicon-containing and germane-containing films formed on the substrate by supplying an oxygen-containing gas and a hydrogen-containing gas into the processing chamber set to a pressure lower than atmospheric pressure to a germane-containing and silicon-containing oxide film Containing and germane containing film modification step;
Have
A method for manufacturing a semiconductor device is provided in which the silicon-containing and germane-containing film forming step and the silicon-containing and germane-containing film modifying step are set as one cycle, and the cycle is performed once or more.

好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜改質工程は、大気圧未満の圧力雰囲気下である前記処理室内にて、前記酸素含有ガスと前記水素含有ガスとを反応させて酸素を含む酸化種を生成し、該酸化種により前記基板上に形成した前記シリコン含有及びゲルマン含有膜を改質する。   Preferably, in the silicon-containing and germane-containing film modification step, the oxygen-containing oxidizing species is obtained by reacting the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas in the processing chamber under a pressure atmosphere less than atmospheric pressure. The silicon-containing and germane-containing films generated and formed on the substrate by the oxidizing species are modified.

より好ましくは、前記シリコン含有ガスは、SiHガス又はSiガス若しくはSiClガスである。 More preferably, the silicon-containing gas is SiH 4 gas, Si 2 H 6 gas, or Si 2 Cl 6 gas.

さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜形成工程と前記シリコン含有及びゲルマン含有膜改質工程とは、前記処理室内を一定の温度に保持しつつ行う。   More preferably, the silicon-containing and germane-containing film forming step and the silicon-containing and germane-containing film modifying step are performed while maintaining the processing chamber at a constant temperature.

さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜形成工程の終了後に、前記シリコン含有ガス及び前記ゲルマン含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。   More preferably, after completion of the silicon-containing and germane-containing film forming step, the supply of the silicon-containing gas and the germane-containing gas is stopped, an inert gas is supplied into the processing chamber, and the inertness in the processing chamber is established. It further has an inert gas replacement step of replacing with a gas atmosphere.

さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜改質工程の終了後に、前記酸素含有ガス及び前記水素含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。   More preferably, after completion of the silicon-containing and germane-containing film reforming step, the supply of the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas is stopped, an inert gas is supplied into the processing chamber, and the processing chamber is filled with the inert gas. It further has an inert gas replacement step of replacing the atmosphere with an active gas.

さらに好ましくは、前記水素含有ガスは、Hガス、NHガスである。 More preferably, the hydrogen-containing gas is H 2 gas or NH 3 gas.

さらに好ましくは、前記酸化含有ガスは、Oガス、Oガス、NOガス、NOガス、NOガス、COガス、HOガス、CHCOOHガスである。 More preferably, the oxidation-containing gas is O 2 gas, O 3 gas, NO gas, N 2 O gas, NO x gas, CO gas, H 2 O gas, or CH 3 COOH gas.

さらに好ましくは、前記ゲルマン含有ガスは、GeHガス又はGeガスである。 More preferably, the germane-containing gas is GeH 4 gas or Ge 2 H 6 gas.

さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜改質工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。   More preferably, the silicon-containing and germane-containing film forming step, and the silicon-containing and germane-containing film modifying step are provided in an inner tube that forms the processing chamber and an outer side of the inner tube in a gas exhaust part. It is performed by a processing furnace having a double tube structure with an outer tube to be connected.

さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜改質工程と、前記不活性ガス置換工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。   More preferably, the silicon-containing and germane-containing film forming step, the silicon-containing and germane-containing film modifying step, and the inert gas replacement step include an inner tube that forms the processing chamber, and the inner tube It is carried out by a processing furnace having a double tube structure with an outer tube provided outside and connected to the gas exhaust part.

本発明の他の態様によれば、
基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内にゲルマン含有ガスと酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をゲルマン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程と、
を有し、
前記シリコン含有膜形成工程及び前記シリコン含有膜改質工程を1サイクルとして前記サイクルを1回以上行う半導体装置の製造方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
A silicon-containing film forming step of forming a silicon-containing film on the substrate by supplying a silicon-containing gas into a processing chamber containing the substrate;
A silicon-containing gas that reforms the silicon-containing film on the substrate into a germane-containing and silicon-containing oxide film by supplying a germane-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas into the processing chamber set to a pressure lower than atmospheric pressure. Membrane reforming process;
Have
There is provided a method of manufacturing a semiconductor device in which the silicon-containing film forming step and the silicon-containing film modifying step are set as one cycle and the cycle is performed once or more.

好ましくは、前記シリコン含有膜改質工程は、大気圧未満の圧力雰囲気下である前記処理室内にて、前記酸素含有ガスと前記水素含有ガスとを反応させて酸素を含む酸化種を生成し、この酸化種により前記基板上に形成した前記シリコン含有膜をゲルマン含有及びシリコン含有酸化膜に改質する。   Preferably, the silicon-containing film modification step generates an oxidized species containing oxygen by reacting the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas in the processing chamber under a pressure atmosphere lower than atmospheric pressure, The silicon-containing film formed on the substrate by the oxidizing species is modified into germane-containing and silicon-containing oxide films.

より好ましくは、前記シリコン含有ガスは、SiHガス又はSiガス若しくはSiClガスである。 More preferably, the silicon-containing gas is SiH 4 gas, Si 2 H 6 gas, or Si 2 Cl 6 gas.

さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程及び前記シリコン含有膜改質工程は、前記処理室内を一定の温度に保持しつつ行う。   More preferably, the silicon-containing film forming step and the silicon-containing film modifying step are performed while maintaining the processing chamber at a constant temperature.

さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程の終了後に、前記シリコン含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。   More preferably, after completion of the silicon-containing film forming step, the supply of the silicon-containing gas is stopped, an inert gas is supplied into the processing chamber, and the processing chamber is replaced with an inert gas atmosphere. It further has a gas replacement process.

さらに好ましくは、前記シリコン含有膜改質工程の終了後に、前記ゲルマン含有ガス、前記酸素含有ガス及び前記水素含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。   More preferably, after completion of the silicon-containing film modification step, the supply of the germane-containing gas, the oxygen-containing gas, and the hydrogen-containing gas is stopped, and an inert gas is supplied into the processing chamber to supply the inside of the processing chamber. It further has an inert gas replacement step of replacing with the inert gas atmosphere.

さらに好ましくは、前記水素含有ガスは、Hガス、NHガスである。 More preferably, the hydrogen-containing gas is H 2 gas or NH 3 gas.

さらに好ましくは、前記酸化含有ガスは、Oガス、Oガス、NOガス、NOガス、NOガス、COガス、HOガス、CHCOOHガスである。 More preferably, the oxidation-containing gas is O 2 gas, O 3 gas, NO gas, N 2 O gas, NO x gas, CO gas, H 2 O gas, or CH 3 COOH gas.

さらに好ましくは、前記ゲルマン含有ガスは、GeHガス又はGeガスである。 More preferably, the germane-containing gas is GeH 4 gas or Ge 2 H 6 gas.

さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。   More preferably, the silicon-containing film forming step and the silicon-containing film modifying step include an inner tube that forms the processing chamber, and an outer tube that is provided outside the inner tube and connected to a gas exhaust unit. It is performed by a processing furnace having a double tube structure.

さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程と、前記不活性ガス置換工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。   More preferably, the silicon-containing film forming step, the silicon-containing film modifying step, and the inert gas replacement step are provided with an inner tube that forms the processing chamber, and an exhaust gas that is provided outside the inner tube. It is performed by a processing furnace having a double tube structure with an outer tube connected to the part.

本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容した処理室と、
前記処理室内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給系と、
前記処理室内にゲルマン含有ガスを供給するゲルマン含有ガス供給系と、
前記処理室内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
前記処理室内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、
前記処理室内の圧力を調整する圧力調整部と、
前記シリコン含有ガス供給系、前記ゲルマン含有ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系及び前記圧力調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスと前記ゲルマン含有ガス供給系からの前記ゲルマン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びゲルマン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有及びゲルマン含有膜をゲルマン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを1サイクルとして前記サイクルを1回以上行うか、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記ゲルマン含有ガス供給系からのゲルマン含有ガスと、前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をゲルマン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを1サイクルとして前記サイクルを1回以上行う
基板処理装置が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
A processing chamber containing a substrate;
A silicon-containing gas supply system for supplying a silicon-containing gas into the processing chamber;
A germane-containing gas supply system for supplying a germane-containing gas into the processing chamber;
An oxygen-containing gas supply system for supplying an oxygen-containing gas into the processing chamber;
A hydrogen-containing gas supply system for supplying a hydrogen-containing gas into the processing chamber;
A pressure adjusting unit for adjusting the pressure in the processing chamber;
A control unit that controls the silicon-containing gas supply system, the germane-containing gas supply system, the oxygen-containing gas supply system, the hydrogen-containing gas supply system, and the pressure adjustment unit,
The controller is
After forming the silicon-containing and germane-containing films on the substrate by supplying the silicon-containing gas from the silicon-containing gas supply system and the germane-containing gas from the germane-containing gas supply system into the processing chamber, The silicon on the substrate is supplied by supplying the oxygen-containing gas from the oxygen-containing gas supply system and the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas supply system into the processing chamber set to less than atmospheric pressure by a pressure adjusting unit. The containing and germane-containing films are modified into germane-containing and silicon-containing oxide films, and this cycle is performed one or more times, or
The silicon-containing gas from the silicon-containing gas supply system is supplied into the processing chamber to form a silicon-containing film on the substrate, and then the germane is contained in the processing chamber set to less than atmospheric pressure by the pressure adjusting unit. A germane-containing gas from a gas supply system, the oxygen-containing gas from the oxygen-containing gas supply system, and the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas supply system are supplied to the germanium-containing film on the substrate. There is provided a substrate processing apparatus which is modified to contain and silicon-containing oxide film and performs this cycle one or more times.

好ましくは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉を備えている。   Preferably, there is provided a processing furnace having a double tube structure of an inner tube forming the processing chamber and an outer tube provided outside the inner tube and connected to a gas exhaust part.

本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスとゲルマン含有ガスと、ボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜を形成するシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して、前記基板上に形成した前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜をシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有酸化膜に改質するシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜改質工程と、を有し、
前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜改質工程と、を1サイクルとして前記サイクルを1回以上行う
半導体装置の製造方法が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
Forming a silicon-containing and germane-containing / boron-containing film by supplying a silicon-containing gas, a germane-containing gas, and a boron-containing gas into a processing chamber containing the substrate to form a silicon-containing and germane-containing / boron-containing film on the substrate Process,
Supplying oxygen-containing gas and hydrogen-containing gas into the processing chamber set to a pressure lower than atmospheric pressure, the silicon-containing and germane-containing / boron-containing films formed on the substrate are silicon-containing and germane-containing / boron-containing. A silicon-containing and germane-containing / boron-containing film modifying step for modifying the oxide film,
There is provided a semiconductor device manufacturing method in which the silicon-containing and germane-containing / boron-containing film forming step and the silicon-containing and germane-containing / boron-containing film modifying step are performed as one cycle, and the cycle is performed once or more.

好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜改質工程は、大気圧未満の圧力雰囲気下である前記処理室内にて、前記酸素含有ガスと前記水素含有ガスとを反応させて酸素を含む酸化種を生成し、該酸化種により前記基板上に形成した前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜を改質する。   Preferably, the silicon-containing and germane-containing / boron-containing film reforming step includes oxygen by reacting the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas in the processing chamber under a pressure atmosphere less than atmospheric pressure. Oxidizing species are generated, and the silicon-containing and germane-containing / boron-containing films formed on the substrate are modified by the oxidizing species.

より好ましくは、前記シリコン含有ガスは、SiHガス又はSiガス若しくはSiClガスである。 More preferably, the silicon-containing gas is SiH 4 gas, Si 2 H 6 gas, or Si 2 Cl 6 gas.

さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜形成工程と前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜改質工程とは、前記処理室内を一定の温度に保持しつつ行う。   More preferably, the silicon-containing and germane-containing / boron-containing film forming step and the silicon-containing and germane-containing / boron-containing film modifying step are performed while maintaining the processing chamber at a constant temperature.

さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜形成工程の終了後に、前記シリコン含有ガスと前記ゲルマン含有ガスと、ボロン含有ガスとの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。   More preferably, after completion of the silicon-containing and germane-containing / boron-containing film forming step, the supply of the silicon-containing gas, the germane-containing gas, and the boron-containing gas is stopped, and an inert gas is supplied into the processing chamber. The process chamber further includes an inert gas replacement step of replacing the processing chamber with the inert gas atmosphere.

さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜改質工程の終了後に、前記酸素含有ガス及び前記水素含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。   More preferably, after completion of the silicon-containing and germane-containing / boron-containing film reforming step, the supply of the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas is stopped, and an inert gas is supplied into the processing chamber. And an inert gas replacement step of replacing the atmosphere with the inert gas atmosphere.

さらに好ましくは、前記水素含有ガスは、Hガス、NHガスである。 More preferably, the hydrogen-containing gas is H 2 gas or NH 3 gas.

さらに好ましくは、前記酸化含有ガスは、Oガス、Oガス、NOガス、NOガス、NOガス、COガス、HOガス、CHCOOHガスである。 More preferably, the oxidation-containing gas is O 2 gas, O 3 gas, NO gas, N 2 O gas, NO x gas, CO gas, H 2 O gas, or CH 3 COOH gas.

さらに好ましくは、前記ゲルマン含有ガスは、GeHガス又はGeガスである。 More preferably, the germane-containing gas is GeH 4 gas or Ge 2 H 6 gas.

さらに好ましくは、前記ボロン含有ガスは、Bガス又はBClガスである。 More preferably, the boron-containing gas is B 2 H 6 gas or BCl 3 gas.

さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜改質工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。   More preferably, the silicon-containing and germane-containing / boron-containing film forming step, and the silicon-containing and germane-containing / boron-containing film modifying step include an inner tube that forms the processing chamber, and an outer side of the inner tube. It is performed by a processing furnace having a double tube structure with an outer tube that is provided and connected to the gas exhaust part.

さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜改質工程と、前記不活性ガス置換工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。   More preferably, the silicon-containing and germane-containing / boron-containing film forming step, the silicon-containing and germane-containing / boron-containing film modifying step, and the inert gas replacement step are inner tubes that form the processing chamber. And a processing furnace having a double tube structure with an outer tube provided outside the inner tube and connected to a gas exhaust part.

本発明の他の態様によれば、
基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内にゲルマン含有ガスとボロン含有ガスと酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程と、
を有し、
前記シリコン含有膜形成工程及び前記シリコン含有膜改質工程を1サイクルとして前記サイクルを1回以上行う半導体装置の製造方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
A silicon-containing film forming step of forming a silicon-containing film on the substrate by supplying a silicon-containing gas into a processing chamber containing the substrate;
A germane-containing gas, a boron-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas are supplied into the processing chamber set to a pressure lower than atmospheric pressure, and the silicon-containing film on the substrate is silicon-containing and germane-containing / boron-containing oxidized. A silicon-containing film modification step for modifying the film;
Have
There is provided a method of manufacturing a semiconductor device in which the silicon-containing film forming step and the silicon-containing film modifying step are set as one cycle and the cycle is performed once or more.

好ましくは、前記シリコン含有膜改質工程は、大気圧未満の圧力雰囲気下である前記処理室内にて、前記酸素含有ガスと前記水素含有ガスとを反応させて酸素を含む酸化種を生成し、この酸化種により前記基板上に形成した前記シリコン含有膜をシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有酸化膜に改質する。   Preferably, the silicon-containing film modification step generates an oxidized species containing oxygen by reacting the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas in the processing chamber under a pressure atmosphere lower than atmospheric pressure, The silicon-containing film formed on the substrate by the oxidizing species is modified into a silicon-containing and germane-containing / boron-containing oxide film.

より好ましくは、前記シリコン含有ガスは、SiHガス又はSiガス若しくはSiClガスである。 More preferably, the silicon-containing gas is SiH 4 gas, Si 2 H 6 gas, or Si 2 Cl 6 gas.

さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程及び前記シリコン含有膜改質工程は、前記処理室内を一定の温度に保持しつつ行う。   More preferably, the silicon-containing film forming step and the silicon-containing film modifying step are performed while maintaining the processing chamber at a constant temperature.

さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程の終了後に、前記シリコン含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。   More preferably, after completion of the silicon-containing film forming step, the supply of the silicon-containing gas is stopped, an inert gas is supplied into the processing chamber, and the processing chamber is replaced with an inert gas atmosphere. It further has a gas replacement process.

さらに好ましくは、前記シリコン含有膜改質工程の終了後に、前記ゲルマン含有ガス、前記ボロン含有ガス、前記酸素含有ガス及び前記水素含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。   More preferably, after the silicon-containing film modification step, the supply of the germane-containing gas, the boron-containing gas, the oxygen-containing gas, and the hydrogen-containing gas is stopped, and an inert gas is supplied into the processing chamber. And an inert gas replacement step of replacing the processing chamber with the inert gas atmosphere.

さらに好ましくは、前記水素含有ガスは、Hガス、NHガスである。 More preferably, the hydrogen-containing gas is H 2 gas or NH 3 gas.

さらに好ましくは、前記酸化含有ガスは、Oガス、Oガス、NOガス、NOガス、NOガス、COガス、HOガス、CHCOOHガスである。 More preferably, the oxidation-containing gas is O 2 gas, O 3 gas, NO gas, N 2 O gas, NO x gas, CO gas, H 2 O gas, or CH 3 COOH gas.

さらに好ましくは、前記ゲルマン含有ガスは、GeHガス又はGeガスである。 More preferably, the germane-containing gas is GeH 4 gas or Ge 2 H 6 gas.

さらに好ましくは、前記ボロン含有ガスは、Bガス又はBClガスである。 More preferably, the boron-containing gas is B 2 H 6 gas or BCl 3 gas.

さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。   More preferably, the silicon-containing film forming step and the silicon-containing film modifying step include an inner tube that forms the processing chamber, and an outer tube that is provided outside the inner tube and connected to a gas exhaust unit. It is performed by a processing furnace having a double tube structure.

さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程と、前記不活性ガス置換工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。   More preferably, the silicon-containing film forming step, the silicon-containing film modifying step, and the inert gas replacement step are provided with an inner tube that forms the processing chamber, and an exhaust gas that is provided outside the inner tube. It is performed by a processing furnace having a double tube structure with an outer tube connected to the part.

本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容した処理室と、
前記処理室内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給系と、
前記処理室内にゲルマン含有ガスを供給するゲルマン含有ガス供給系と、
前記処理室内にボロン含有ガスを供給するボロン含有ガス供給系と、
前記処理室内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
前記処理室内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、
前記処理室内の圧力を調整する圧力調整部と、
前記シリコン含有ガス供給系、前記ゲルマン含有ガス供給系、前記ボロン含有ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系及び前記圧力調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスと、前記ゲルマン含有ガス供給系からの前記ゲルマン含有ガスと、前記ボロン含有ガス供給系からの前記ボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜をシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有酸化膜に改質し、これを1サイクルとして前記サイクルを1回以上行うか、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記ゲルマン含有ガス供給系からのゲルマン含有ガスと、前記ボロン含有ガス供給系からのボロン含有ガスと、前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有酸化膜に改質し、これを1サイクルとして前記サイクルを1回以上行う
基板処理装置が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
A processing chamber containing a substrate;
A silicon-containing gas supply system for supplying a silicon-containing gas into the processing chamber;
A germane-containing gas supply system for supplying a germane-containing gas into the processing chamber;
A boron-containing gas supply system for supplying a boron-containing gas into the processing chamber;
An oxygen-containing gas supply system for supplying an oxygen-containing gas into the processing chamber;
A hydrogen-containing gas supply system for supplying a hydrogen-containing gas into the processing chamber;
A pressure adjusting unit for adjusting the pressure in the processing chamber;
A control unit for controlling the silicon-containing gas supply system, the germane-containing gas supply system, the boron-containing gas supply system, the oxygen-containing gas supply system, the hydrogen-containing gas supply system, and the pressure adjustment unit,
The controller is
Supplying the silicon-containing gas from the silicon-containing gas supply system, the germane-containing gas from the germane-containing gas supply system, and the boron-containing gas from the boron-containing gas supply system into the processing chamber; After the silicon-containing and germane-containing / boron-containing films are formed on the substrate, the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas are supplied from the oxygen-containing gas supply system into the processing chamber set to less than atmospheric pressure by the pressure adjusting unit. The hydrogen-containing gas from the system is supplied to modify the silicon-containing and germane-containing / boron-containing film on the substrate into a silicon-containing and germane-containing / boron-containing oxide film. Do it more than once,
The silicon-containing gas from the silicon-containing gas supply system is supplied into the processing chamber to form a silicon-containing film on the substrate, and then the germane is contained in the processing chamber set to less than atmospheric pressure by the pressure adjustment unit. A germane-containing gas from a gas supply system, a boron-containing gas from the boron-containing gas supply system, the oxygen-containing gas from the oxygen-containing gas supply system, and the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas supply system. There is provided a substrate processing apparatus for supplying and modifying the silicon-containing film on the substrate into a silicon-containing and germane-containing / boron-containing oxide film, and taking this as one cycle, and performing the cycle one or more times.

好ましくは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉を備えている。   Preferably, there is provided a processing furnace having a double tube structure of an inner tube forming the processing chamber and an outer tube provided outside the inner tube and connected to a gas exhaust part.

200 ウエハ(基板)
201 処理室
200 wafer (substrate)
201 treatment room

Claims (3)

基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスとボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上に形成した前記シリコン含有及びボロン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、
を有し、
前記シリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、を1サイクルとして前記サイクルを1回以上行う、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A silicon-containing and boron-containing film forming step of forming a silicon-containing and boron-containing film on the substrate by supplying a silicon-containing gas and a boron-containing gas into a processing chamber containing the substrate;
Silicon for reforming the silicon-containing and boron-containing films formed on the substrate by supplying an oxygen-containing gas and a hydrogen-containing gas into the processing chamber set to a pressure lower than atmospheric pressure into a boron-containing and silicon-containing oxide film Containing and boron containing film modifying step;
Have
The silicon-containing and boron-containing film forming step and the silicon-containing and boron-containing film reforming step are set as one cycle, and the cycle is performed once or more.
A method for manufacturing a semiconductor device.
基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内にボロン含有ガスと酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程と、
を有し、
前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程と、を1サイクルとして前記サイクルを1回以上行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A silicon-containing film forming step of forming a silicon-containing film on the substrate by supplying a silicon-containing gas into a processing chamber containing the substrate;
A silicon-containing film for reforming the silicon-containing film on the substrate into a boron-containing and silicon-containing oxide film by supplying a boron-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas into the processing chamber set to a pressure lower than atmospheric pressure. Membrane reforming process;
Have
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the cycle is performed at least once, with the silicon-containing film forming step and the silicon-containing film modifying step as one cycle.
基板を収容した処理室と、
前記処理室内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給系と、
前記処理室内にボロン含有ガスを供給するボロン含有ガス供給系と、
前記処理室内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
前記処理室内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、
前記処理室内の圧力を調整する圧力調整部と、
前記シリコン含有ガス供給系、前記ボロン含有ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系及び前記圧力調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスと前記ボロン含有ガス供給系からの前記ボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有及びボロン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを1サイクルとして前記サイクルを1回以上行うか、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記ボロン含有ガス供給系からのボロン含有ガスと、前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを1サイクルとして前記サイクルを1回以上行う、
ことを特徴とする基板処理装置。
A processing chamber containing a substrate;
A silicon-containing gas supply system for supplying a silicon-containing gas into the processing chamber;
A boron-containing gas supply system for supplying a boron-containing gas into the processing chamber;
An oxygen-containing gas supply system for supplying an oxygen-containing gas into the processing chamber;
A hydrogen-containing gas supply system for supplying a hydrogen-containing gas into the processing chamber;
A pressure adjusting unit for adjusting the pressure in the processing chamber;
A control unit that controls the silicon-containing gas supply system, the boron-containing gas supply system, the oxygen-containing gas supply system, the hydrogen-containing gas supply system, and the pressure adjustment unit,
The controller is
After forming the silicon-containing and boron-containing film on the substrate by supplying the silicon-containing gas from the silicon-containing gas supply system and the boron-containing gas from the boron-containing gas supply system into the processing chamber, The silicon on the substrate is supplied by supplying the oxygen-containing gas from the oxygen-containing gas supply system and the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas supply system into the processing chamber set to less than atmospheric pressure by a pressure adjusting unit. The boron-containing and boron-containing film is modified to a boron-containing and silicon-containing oxide film, and this cycle is performed one or more times, or
After supplying the silicon-containing gas from the silicon-containing gas supply system into the processing chamber to form a silicon-containing film on the substrate, the boron containing is contained in the processing chamber set to less than atmospheric pressure by the pressure adjusting unit. Boron is contained in the silicon-containing film on the substrate by supplying a boron-containing gas from a gas supply system, the oxygen-containing gas from the oxygen-containing gas supply system, and the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas supply system. Containing and modifying the silicon-containing oxide film, this is defined as one cycle, and the cycle is performed once or more.
A substrate processing apparatus.
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