JP5457287B2

JP5457287B2 - 基板処理装置、基板処理方法及び半導体デバイスの製造方法

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Publication number: JP5457287B2
Application number: JP2010143956A
Authority: JP
Inventors: 賢治高石
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
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Priority date: 2010-06-24
Filing date: 2010-06-24
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2025-01-05
Also published as: JP2010219561A

Description

本発明は、第１の原料ガスと第２の原料ガスとを交互に供給することにより基板上に薄膜を形成する基板処理装置に関するものである。

図３に、半導体デバイスであるＭＯＳＦＥＴ構造を示す。基板１０上に成長したエピタキシャル層１１に素子分離層１２を設けることにより区画形成したトランジスタ領域に埋込み層１３を設け、その上に歪チャンネル層１７が形成される。歪チャンネル層１７には、ソース領域（ｎ^＋領域）１５及びドレイン領域（ｎ^＋領域）１６、及びソース領域１５とドレイン領域１６とに挟まれたゲート領域を形成する。ゲート領域の上にゲート絶縁膜１８、ゲート電極１９、ゲート電極２０が積層され、その外側がオフセットスペーサ２１を介してスペーサ２２で覆われている（これらの部分をゲート部という）。ソース領域１５上にはコンタクト２３を介してコンタクトプラグ（Ｗ）２４及びメタル配線層（Ｃｕ）２５が設けられる。ドレイン領域１６上にもコンタクト２６を介してコンタクトプラグ２７及びメタル配線層２８が設けられる。なお、符号３０は層間絶縁膜である。

上述したＭＯＳＦＥＴは微細化により、ゲート絶縁膜１８、あるいはゲート部のオフセットスペーサ２１及びスペーサ２２（以下、スペーサ部分という）の薄膜化や、成膜時の低温化が進んでいる。ゲート絶縁膜やスペーサ部分は酸素を含む薄膜で構成される。例えば、ゲート絶縁膜は高誘電体膜（Ｈｉｇｈ−ｋ膜）となるＨｆＯ_２膜やＺｒＯ_２膜で形成され、スペーサ部分はＳｉＯ_２膜で形成されることが多い。
薄膜化及び低温化に対応するために、ゲート絶縁膜やスペーサ部分を原子層成長と呼ばれるＡＬＤ（ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により成膜することが検討されている。ＡＬＤとは、複数種類、例えば２種類の原料を交互に供給し、原子層を１層ずつ増やして薄膜を成長させる成膜方法である。

ＡＬＤは、原料供給サイクル内で各原料の供給が十分であれば基板表面の形状に関係無く原料供給のサイクル毎に一定した厚さの膜が形成され、膜の成長速度は時間ではなく、原料供給サイクルの数に比例するだけであって、原料供給量などの工程条件に敏感ではないため薄い膜の厚みを精密に制御することができる。

ＡＬＤの特長は、
（１）非常に薄い膜の形成ができる。
（２）基板の面積が広くても均一した厚さの膜を形成することができ、３００ｍｍウェハにも適用できる。
（３）基板の凸凹に関係無く一定した厚さの膜形成ができるため段差被覆性に優れている。
（４）形成されている膜にはピンホールがない。
（５）粉末のような物質にも均一した厚さの膜を形成することができる。

このＡＬＤを用いて、酸素を含む薄膜を成膜する場合、２種類の原料ガスのうち一方の原料ガスに膜原料ガスを用い、他方の原料ガスに酸化性ガスを使用する。例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）を形成する場合は、シリコンを含むＳｉ系ガスと酸化性ガスとの２種類のガスを用いて、原子層を１層ずつ増やして薄膜を成長させ、ＳｉＯ_２膜を成膜させる。なお、酸素を含む薄膜には、その他に、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３等がある。

上記酸化性ガスには、Ｈ_２Ｏ（水）やＯ_３（オゾン）が多く用いられ、一般的にはＨ_２Ｏ（水）が良く使用される。Ｈ_２Ｏ（水）は、直接、水分を直接供給する方法と、水分を直接供給しない方法の２種類がある。

ＡＬＤでは、専ら水分を直接供給するやり方が用いられるが、この場合、水分の純度が低く、形成される薄膜の品質に問題があり、良質な膜生成が困難であった。なお、水分を直接供給しない場合は、水分発生器が必要となりコスト高となってしまう。さらに、Ｏ_３を用いる場合も、オゾン発生器が大掛かりになるという問題点があった。
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、酸素を含む高品質な膜形成が可能で、水分発生器やオゾン発生器を必要とせず、低コスト化を実現することが可能な基板処理装置を提供することにある。

第１の発明は、基板を収容する処理室と、前記基板および処理室内を加熱する加熱手段と、前記第１の原料ガスを前記処理室へ供給する第１のガス供給手段と、前記第１の原料ガスとは異なるＯ含有ガスとＨ含有ガスとを含む第２の原料ガスを前記処理室へ供給する第２のガス供給手段と、前記処理室内の雰囲気を排気する排気手段と、処理室内の基板に対して第１の原料ガスと前記第２の原料ガスとを互いに混合することなく交互に供給するよう制御する制御手段とを備えて、前記処理室内の基板に対して第１の原料ガスを供給して第１の原料を基板上に吸着させ、第２の原料ガスを供給してＯラジカルとＯＨラジカルを発生させ、前記ラジカルにより、前記第１の原料が吸着した基板表面で表面反応を行わせ、基板上に酸化膜を形成するようにしたことを特徴とする基板処理装置である。
制御手段により処理室内に交互に供給する第１の原料ガスと第２の原料ガスのうち、第２の原料ガスにＯ含有ガス（酸化性ガス）とＨ含有ガス（還元性ガス）とを含むガスを用いて、処理室内でＯラジカルとＯＨラジカルを発生させ、第１の原料が吸着した基板表面で表面反応を行わせるようにしたので、簡単な構造でありながら、水分を酸化性ガスとして使用するときのような純度の悪化を解決し、また水分発生器やオゾン発生器を必要とせず、低コスト化を実現することができる。

第２の発明は、処理室内の基板に対して第１の原料ガスを供給して基板上に第１の原料を吸着させる工程と、その後処理室内のパージを行う工程と、前記パージ後、処理室内の基板上に吸着させた第１の原料に対して、前記第１の原料ガスとは異なるＯ含有ガスとＨ含有ガスとを含む第２の原料ガスを供給して、ＯラジカルとＯＨラジカルを発生させ、前記ラジカルにより、前記第１の原料が吸着した基板表面で表面反応を行わせ、基板上に酸化膜を形成する工程と、その後処理室内のパージを行う工程と、を複数回繰り返す半導体デバイスの製造方法である。
第２の原料ガスにＯ含有ガスとＨ含有ガスとを含むガスを用いて、処理室内でＯラジカルとＯＨラジカルを発生させることにより、第１の原料が吸着した基板表面で表面反応を行わせるようにしたので、簡単な方法でありながら、水分を酸化性ガスとして使用するときのような純度の悪化を解決し、また水分発生器やオゾン発生器を必要とせず、低コスト化を実現することができる。

本発明によれば、酸素を含む高品質な膜形成が可能で、水分発生器やオゾン発生器を必要とせず、低コスト化を実現することができる。

実施の形態における縦型ＡＬＤ装置の処理炉の概略図である。実施の形態におけるＡＬＤによるＨ_２／Ｏ_２ガスとＳｉ系ガスとのガスフロー図である。半導体デバイスであるＭＯＳＦＥＴ構造の断面図である。実施の形態における半導体製造装置の透視斜視図である。実施の形態における半導体製造装置の縦断面図である

以下に本発明の実施の形態について説明する。

図４、図５において本発明が適用される基板処理装置の一例である半導体製造装置についての概略を説明する。

筐体１０１内部の前面側には、図示しない外部搬送装置との間で基板収納容器としてのカセット１００の授受を行う保持具授受部材としてのカセットステージ１０５が設けられ、該カセットステージ１０５の後側には昇降手段としてのカセットエレベータ１１５が設けられ、該カセットエレベータ１１５には搬送手段としてのカセット移載機１１４が取りつけられている。又、前記カセットエレベータ１１５の後側には、前記カセット１００の載置手段としてのカセット棚１０９が設けられると共に前記カセットステージ１０５の上方にも予備カセット棚１１０が設けられている。前記予備カセット棚１１０の上方にはクリーンユニット１１８が設けられクリーンエアを前記筐体１０１の内部を流通させるように構成されている。

前記筐体１０１の後部上方には、処理炉２０２が設けられ、該処理炉２０２の下方には基板としてのウェハ２００を水平姿勢で多段に保持する基板保持手段としてのボート２１７を該処理炉２０２に昇降させる昇降手段としてのボートエレベータ１２１が設けられ、該ボートエレベータ１２１に取りつけられた昇降部材１２２の先端部には蓋体としてのシールキャップ２１９が取りつけられ該ボート２１７を垂直に支持している。前記ボートエレベータ１２１と前記カセット棚１０９との間には昇降手段としての移載エレベータ１１３が設けられ、該移載エレベータ１１３には搬送手段としてのウェハ移載機１１２が取りつけられている。又、前記ボートエレベータ１２１の横には、開閉機構を持ち前記処理炉２０２の下面を塞ぐ遮蔽部材としての炉口シャッタ１１６が設けられている。

前記ウェハ２００が装填された前記カセット１００は、図示しない外部搬送装置から前記カセットステージ１０５に該ウェハ２００が上向き姿勢で搬入され、該ウェハ２００が水平姿勢となるよう該カセットステージ１０５で９０°回転させられる。更に、前記カセット１００は、前記カセットエレベータ１１５の昇降動作、横行動作及び前記カセット移載機１１４の進退動作、回転動作の協働により前記カセットステージ１０５から前記カセット棚１０９又は前記予備カセット棚１１０に搬送される。

前記カセット棚１０９には前記ウェハ移載機１１２の搬送対象となる前記カセット１００が収納される移載棚１２３があり、前記ウェハ２００が移載に供される該カセット１００は前記カセットエレベータ１１５、前記カセット移載機１１４により該移載棚１２３に移載される。

前記カセット１００が前記移載棚１２３に移載されると、前記ウェハ移載機１１２の進退動作、回転動作及び前記移載エレベータ１１３の昇降動作の協働により該移載棚１２３から降下状態の前記ボート２１７に前記ウェハ２００を移載する。

前記ボート２１７に所定枚数の前記ウェハ２００が移載されると前記ボートエレベータ１２１により該ボート２１７が前記処理炉２０２に挿入され、前記シールキャップ２１９
により前記処理炉２０２が気密に閉塞される。気密に閉塞された前記処理炉２０２内では前記ウェハ２００が加熱されると共に処理ガスが該処理炉２０２内に供給され、前記ウェハ２００に処理がなされる。

前記ウェハ２００への処理が完了すると、該ウェハ２００は上記した作動の逆の手順により、前記ボート２１７から前記移載棚１２３の前記カセット１００に移載され、該カセット１００は前記カセット移載機１１４により該移載棚１２３から前記カセットステージ１０５に移載され、図示しない外部搬送装置により前記筐体１０１の外部に搬出される。尚、前記炉口シャッタ１１６は、前記ボート２１７が降下状態の際に前記処理炉２０２の下面を塞ぎ、外気が該処理炉２０２内に巻き込まれるのを防止している。

前記カセット移載機１１４等の搬送動作は、搬送制御手段１２４により制御される。

次に図１を用いて、実施の形態による縦型ＡＬＤ装置の処理炉２０２の概略について説明する。
加熱手段としてのヒータ２０７の内側に、ウェハ２００を収容する処理室２０１を構成する反応管２０３が設けられる。反応管２０３は炉口フランジ２０５によって支持される。炉口フランジ２０５の下端開口はシールキャップ２１８により気密に閉塞され、シールキャップ２１８上にボート２１７が立設されて反応管２０３内に挿入される。ボート２１７にはバッチ処理される複数のウェハ２００が水平姿勢で管軸方向に多段に積載される。前記ヒータ２０７は反応管２０３内のウェハ２００を所定の温度に加熱する。

反応管２０３に、第１及び第２の原料ガスを反応管２０３内に供給する供給手段としての２本のガス供給配管２３２ａ、２３２ｂが設けられる。第１の原料ガスを供給する第１のガス供給配管２３２ａは、反応管２０３を支持する炉口フランジ２０５に接続されている。また、第２の原料ガスとは異なるＯ含有ガスとＨ含有ガスとを含む第１の原料ガスを供給する第２のガス供給配管２３２ｂは、反応管２０３の頂部に接続されている。炉口フランジ２０５の第１のガス供給配管２３２ａとは反対側に、処理室２０１を排気する排気手段としての排気配管２３１が設けられ、排気配管２３１には真空ポンプ２４６が設けられ、処理室２０１内を真空排気するようになっている。

第１のガス供給配管２３２ａは、反応管２０３内においてボート２１７に沿って立設されたノズル２３３に連結される。このノズル２３３には、多段に積載された多数枚の各ウェハ２００と対向するように多数の出口穴２４８ａがノズル軸方向に沿って設けられる。

出口穴２４８ａは、ガス上流のウェハ２００からガス下流のウェハ２００まで第２の原料ガスを均一に供給するために、ガス上流の出口穴径を小さくし、ガス下流の出口穴径を大きくすることによりコンダクタンスを変化させて、上流でも下流でも均等にガスが吹き出す構造とするとよい。

また、上述した２種類の原料ガスの供給方法、及びウェハ２００の成膜温度を制御する制御手段としてのコントローラ１２５が設けられる。コントローラ１２５は、２種類のガスを一種類ずつ交互に繰り返し流すように、第１のガス供給配管２３２ａ及び第２のガス供給配管２３２ｂに設けたバルブ（図示せず）を制御するガス供給制御手段と、ヒータ加熱によるウェハ温度が成膜温度となるようにヒータ２０７を制御する温度制御手段とを内部に有している。

次に上述した縦型ＡＬＤ装置の処理炉２０２を用いて成膜する方法を、図２を用いて説明する。膜はＳｉＯ_２を形成する。第１の原料ガスにＤＣＳ（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２：ジクロルシラン）を用い、第２の原料ガスに酸素（Ｏ_２：酸化性ガス）及び水素（Ｈ_２：還元性ガ
ス）を用いる。

成膜しようとするウェハ２００をボート２１７に装填し、反応管２０３内（以下、単に炉内ともいう）に搬入する。次にウェハ上にＳｉＯ_２膜の成膜を行なう。このときの炉内温度は、下地膜と密着性がよく界面の欠陥の少ない膜が形成される温度、例えば４５０〜６００℃である。この成膜には、ＤＣＳとＯ_２及びＨ_２とを交互に流して１原子層づつ膜を形成するＡＬＤを用いる。

まず第１のガス供給配管２３２ａから処理室２０１内にＤＣＳを供給しつつ排気配管２３１から排気する。ＤＣＳは上記炉内温度で反応する。このとき、炉内圧力は比較的低い圧力１３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）〜１３３３Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）に維持しつつ、ＤＣＳを１０ｓｃｃｍ〜３００ｓｌｍ、０．１秒〜６０秒間供給する。処理室２０１内に供給される原料ガスはＤＣＳだけなので、ＤＣＳは気相反応を起こすことなく、ウェハ２００上の下地膜と表面反応して、下地膜にＳｉ原子が吸着する。

Ｓｉ原子を吸着させた後、例えば第１のガス供給配管２３２ａから処理室２０１内をＮ_２パージして第１のガス供給配管２３２ａ及び処理室２０１内の残留ガスを排気する。このときのパージＮ_２ガス流量は１０ｓｃｃｍ〜１００ｓｌｍ、パージ時間は０．１秒〜６０秒間である。

つぎに第２のガス供給配管２３２ｂから酸素及び水素を処理室２１０内に供給する。Ｏ_２及びＨ_２の供給により、後述するように酸素活性種Ｏ^＊を発生させ、この酸素活性種と下地膜上のＳｉ原子とを表面反応させて、ＳｉＯ_２膜を成膜させる。

Ｈ_２とＯ_２を使用すると、Ｈ_２は、５００〜６００℃でＯ_２と反応を開始する。このとき処理室内では下記反応が起こっていると考えられる。
Ｈ_２＋Ｏ_２→Ｈ^＊＋ＨＯ_２
Ｏ_２＋Ｈ^＊→ＯＨ^＊＋Ｏ^＊
Ｈ_２＋Ｏ^＊→Ｈ^＊＋ＯＨ^＊
Ｈ_２＋ＯＨ^＊→Ｈ^＊＋Ｈ_２Ｏ
Ｏ^＊（酸素活性種）、ＯＨ^＊（水酸基活性種）

よって、Ｏ_２及びＨ_２の供給時の炉内温度は５００℃以上とする。また、Ｏ^＊（酸素活性種）は炉内圧力が２６６Ｐａ（２Ｔｏｒｒ）以下の低圧力下であると、活性種の寿命が伸びる。したがって、ウェハ面内、ウェハ面間の薄膜均一性向上のために、このときの炉内圧力は２６６Ｐａ以下とする。
また、このとき流すＨ_２流量は１０ｓｃｃｍ〜３０ｓｌｍ、Ｏ_２流量は１０ｓｃｃｍ〜３０ｓｌｍ、Ｈ_２／Ｏ_２ガス供給時間は０．１〜６０秒間である。

ＳｉＯ_２膜を形成させた後、処理室２０１内をＮ_２パージして処理室２０１内の残留ガスを排気する。このときのパージＮ_２ガス流量は１０ｓｃｃｍ〜１００ｓｌｍ、パージ時間は０．１秒〜６０秒間である。

上述したＤＣＳと酸素及び水素とを交互に流す工程を１サイクルとする。このサイクルを繰り返すことにより、所定厚のＳｉＯ_２膜が形成される。
これらのサイクル制御はコントローラ１２５によって行われる。

上述したように、本実施の形態によれば、ＤＣＳを用いてＡＬＤによりＳｉＯ_２膜を形成するために、Ｓｉ原子とＯ_２原子とを１層ずつ増やしてＳｉＯ_２を堆積させる。この場合、減圧下の炉内にＯ_２とＨ_２を導入し、酸素活性種Ｏ^＊を発生させるようにしている。
したがって、純度の低い水分を用いる場合と比べて、高品質な酸素活性種が得られ、高品質な膜生成を実現でき、半導体素子の性能を向上でき生産性を高めることができる。また、炉内温度をＨ_２がＯ_２と反応を開始する５００〜６００℃としておけば、Ｏ_２及びＨ_２を処理室内に供給するだけで、酸素活性種Ｏ^＊を発生させることができるので、水分発生器もオゾン発生器も必要とせず、一般的に使用されるＯ_２、Ｈ_２といった容易に入手でき且つ安価なガスを使用するので、低コスト化を実現できる。
特に本実施の形態によるＳｉＯ_２の成膜方法を、ＭＯＳＦＥＴのスペーサ部分に適用すれば、オフセットスペーサ及びスペーサの成膜の低温化、及びオフセットスペーサ及びスペーサの薄膜化を実現できる。

上述した実施の形態では、酸素を含む薄膜としてＳｉＯ_２膜を形成する場合について説明した、本発明はこれに限定されない。例えば、ＨｆＯ_２やＺｒＯ_２などについても上述した装置及び方法を用いて適用可能である。

ここに、ＨｆＯ_２、ＺｒＯ_２の成膜条件を共通に例示すれば次の通りである。
炉内温度：４５０℃〜６００℃（但し、Ｏ_２／Ｈ_２供給時の炉内温度：５０℃〜６００℃）
炉内圧力：１３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）〜１３３３Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）（但し、Ｏ_２／Ｈ_２供給時の炉内圧力は２６６Ｐａ以下）
ＨｆＣｌ_４／ＺｒＣｌ_４：１０ｓｃｃｍ〜３００ｓｌｍ（昇華時のガス流量）
Ｈ_２流量：１０ｓｃｃｍ〜３０ｓｌｍ
Ｏ_２流量：１０ｓｃｃｍ〜３０ｓｌｍ
パージＮ_２流量：１０ｓｃｃｍ〜１００ｓｌｍ
また、１サイクル当り各ガスを流す時間は次の通りである。
ＨｆＣｌ_４／ＺｒＣｌ_４：０．１秒〜５００秒
パージガス（Ｎ_２）：０．１秒〜１８０秒
Ｈ_２／Ｏ_２：０．１秒〜１８０秒
パージガス（Ｎ_２）：０．１秒〜１２０秒

このように酸化性ガスとしてＯ_２及びＨ_２を用いて酸素活性種Ｏ^＊を発生させ、これをウェハに吸着したＨｆ原子やＺｒ原子と表面反応させることにより、ウェハ上に高品質のＨｆＯ_２やＺｒＯ_２を堆積させることもできる。特に本実施の形態によるＨｆＯ_２やＺｒＯ_２の成膜方法を、ＭＯＳＦＥＴのゲート絶縁膜に適用すれば、ゲート絶縁膜の成膜の低温化、及びゲート絶縁膜の薄膜化を実現できる。

２００ウェハ（基板）
２０１処理室
２０７ヒータ（加熱手段）
２３２ａ第１のガス供給配管（第１のガス供給手段）
２３２ｂ第２のガス供給配管（第２のガス供給手段）
２３１排気配管（排気手段）
１２５コントローラ（制御手段）

Claims

複数枚の基板を収容する処理室と、
前記処理室内で複数枚の基板を加熱する加熱手段と、
前記処理室内で複数枚の基板を多段に保持する基板保持手段と、
第１の原料ガスを前記基板保持手段に沿って立設されたノズルを介して前記処理室内へ供給する第１のガス供給手段と、
前記第１の原料ガスとは異なるＯ含有ガスとＨ含有ガスとを含む第２の原料ガスを前記処理室内へ供給する第２のガス供給手段と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気手段と、
複数枚の基板を前記基板保持手段により多段に保持した状態で収容した減圧下の前記処理室内に、前記第１の原料ガスと前記第２の原料ガスとを交互に供給し、前記処理室内に前記第１の原料ガスを供給する際は、前記処理室内を、前記第１の原料ガスが前記基板上に吸着する温度で加熱し、前記処理室内に前記第２の原料ガスを供給する際は、前記処理室内を、前記Ｏ含有ガスが前記Ｈ含有ガスと反応して酸素活性種を発生させ、前記発生した酸素活性種が前記基板上に吸着した前記第１の原料ガスと反応する温度で加熱することで、前記複数枚の各基板上に酸化膜を形成するように、前記加熱手段、前記第１のガス供給手段、前記第２のガス供給手段および前記排気手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
複数枚の基板を収容する処理室と、
前記処理室内で複数枚の基板を加熱する加熱手段と、
前記処理室内で複数枚の基板を多段に保持する基板保持手段と、
第１の原料ガスを前記基板保持手段に沿って立設されたノズルを介して前記処理室内へ供給する第１のガス供給手段と、
前記第１の原料ガスとは異なるＯ含有ガスとＨ含有ガスとを含む第２の原料ガスを前記処理室内へ供給する第２のガス供給手段と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気手段と、
複数枚の基板を前記基板保持手段により多段に保持した状態で収容した減圧下の前記処理室内に、前記第１の原料ガスと前記第２の原料ガスとを交互に供給し、前記処理室内に前記第１の原料ガスを供給する際は、前記処理室内の温度を４５０〜６００℃とするとと
もに前記処理室内の圧力を１３〜１３３３Ｐａとし、前記処理室内に前記第２の原料ガスを供給する際は、前記処理室内の温度を５００〜６００℃とするとともに前記処理室内の圧力を２６６Ｐａ以下とすることで前記複数枚の各基板上に酸化膜を形成するように、前記加熱手段、前記第１のガス供給手段、前記第２のガス供給手段および前記排気手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
前記ノズルには、前記複数枚の各基板と対向するように複数の出口穴が、前記ノズルの軸方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
複数枚の基板を収容する処理室と、
前記処理室内で複数枚の基板を加熱する加熱手段と、
前記処理室内で複数枚の基板を多段に保持する基板保持手段と、
第１の原料ガスを前記基板保持手段に沿って立設されたノズルを介して前記処理室内へ供給する第１のガス供給手段と、
前記第１の原料ガスとは異なるＯ含有ガスとＨ含有ガスとを含む第２の原料ガスを前記処理室内へ供給する第２のガス供給手段と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気手段と、
複数枚の基板を前記基板保持手段により多段に保持した状態で収容した減圧下の前記処理室内に、前記第１の原料ガスと前記第２の原料ガスとを交互に供給することで前記複数枚の各基板上に酸化膜を形成するよう制御する制御手段と、
を有し、
前記第２のガス供給手段は、前記第２の原料ガスを前記処理室の頂部から前記処理室内へ供給するように構成されていることを特徴とする基板処理装置。
複数枚の基板を基板保持手段により多段に保持した状態で収容した減圧下の処理室内に、前記基板保持手段に沿って立設されたノズルを介して第１の原料ガスを供給する工程と、
前記複数枚の基板を前記基板保持手段により多段に保持した状態で収容した減圧下の前記処理室内に、前記第１の原料ガスとは異なるＯ含有ガスとＨ含有ガスとを含む第２の原料ガスを供給する工程と、
を交互に行うことで前記複数枚の各基板上に酸化膜を形成する工程を有し、
前記処理室内に前記第１の原料ガスを供給する際は、前記処理室内を、前記第１の原料ガスが前記基板上に吸着する温度で加熱し、
前記処理室内に前記第２の原料ガスを供給する際は、前記処理室内を、前記Ｏ含有ガスが前記Ｈ含有ガスと反応して酸素活性種を発生させ、前記発生した酸素活性種が前記基板上に吸着した前記第１の原料ガスと反応する温度で加熱することを特徴とする基板処理方法。
複数枚の基板を基板保持手段により多段に保持した状態で収容した減圧下の処理室内に、前記基板保持手段に沿って立設されたノズルを介して第１の原料ガスを供給する工程と、
前記複数枚の基板を前記基板保持手段により多段に保持した状態で収容した減圧下の前記処理室内に、前記第１の原料ガスとは異なるＯ含有ガスとＨ含有ガスとを含む第２の原料ガスを供給する工程と、
を交互に行うことで前記複数枚の各基板上に酸化膜を形成する工程を有し、
前記処理室内に前記第１の原料ガスを供給する際は、前記処理室内の温度を４５０〜６００℃とするとともに前記処理室内の圧力を１３〜１３３３Ｐａとし、
前記処理室内に前記第２の原料ガスを供給する際は、前記処理室内の温度を５００〜６
００℃とするとともに前記処理室内の圧力を２６６Ｐａ以下とすることを特徴とする基板処理方法。
複数枚の基板を基板保持手段により多段に保持した状態で収容した減圧下の処理室内に、前記基板保持手段に沿って立設されたノズルを介して第１の原料ガスを供給する工程と、
前記複数枚の基板を前記基板保持手段により多段に保持した状態で収容した減圧下の前記処理室内に、前記第１の原料ガスとは異なるＯ含有ガスとＨ含有ガスとを含む第２の原料ガスを供給する工程と、
を交互に行うことで前記複数枚の各基板上に酸化膜を形成する工程を有し、
前記処理室内に前記第１の原料ガスを供給する際は、前記処理室内を、前記第１の原料ガスが前記基板上に吸着する温度で加熱し、
前記処理室内に前記第２の原料ガスを供給する際は、前記処理室内を、前記Ｏ含有ガスが前記Ｈ含有ガスと反応して酸素活性種を発生させ、前記発生した酸素活性種が前記基板上に吸着した前記第１の原料ガスと反応する温度で加熱することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
複数枚の基板を基板保持手段により多段に保持した状態で収容した減圧下の処理室内に、前記基板保持手段に沿って立設されたノズルを介して第１の原料ガスを供給する工程と、
前記複数枚の基板を前記基板保持手段により多段に保持した状態で収容した減圧下の前記処理室内に、前記第１の原料ガスとは異なるＯ含有ガスとＨ含有ガスとを含む第２の原料ガスを供給する工程と、
を交互に行うことで前記複数枚の各基板上に酸化膜を形成する工程を有し、
前記処理室内に前記第１の原料ガスを供給する際は、前記処理室内の温度を４５０〜６００℃とするとともに前記処理室内の圧力を１３〜１３３３Ｐａとし、
前記処理室内に前記第２の原料ガスを供給する際は、前記処理室内の温度を５００〜６００℃とするとともに前記処理室内の圧力を２６６Ｐａ以下とすることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
前記複数枚の各基板上にはゲート絶縁膜とゲート電極とが積層されており、
前記酸化膜を形成する工程では、
前記複数枚の各基板上に積層された前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極との側壁にスペーサ膜として前記酸化膜を形成することを特徴とする請求項７または８に記載の半導体デバイスの製造方法。
前記酸化膜をＭＯＳＦＥＴのスペーサ膜またはゲート絶縁膜として形成することを特徴とする請求項７または８に記載の半導体デバイスの製造方法。