WO2018055674A1 - 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム - Google Patents

半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム Download PDF

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英樹 堀田
昌人 寺崎
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株式会社日立国際電気
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Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device manufacturing method, a substrate processing apparatus, and a program.
  • a raw material gas or a strong oxidizing reaction gas is supplied to a substrate housed in a processing container to form an oxide film on the substrate.
  • the oxidizing power of the reaction gas may adversely affect the base of the oxide film (see, for example, Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing the adverse effect of the reaction gas on the substrate.
  • Forming a seed layer in an amorphous state on the substrate by supplying a source gas to the substrate; Heat-treating the seed layer to polycrystallize the seed layer; The step of supplying the source gas to the substrate and the step of supplying the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas to the substrate non-simultaneously is performed a predetermined number of times, thereby polycrystallizing. Forming an oxide film on the seed layer and oxidizing the polycrystalline seed layer; A technique is provided.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a vertical processing furnace of a substrate processing apparatus preferably used in an embodiment of the present invention, and is a diagram showing a processing furnace part in a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • the controller of the substrate processing apparatus used suitably by one Embodiment of this invention and is a figure which shows the control system of a controller with a block diagram. It is a figure which shows the film-forming sequence of one Embodiment of this invention.
  • (A) is a cross-sectional view of the wafer after the seed layer forming step is performed on the wafer
  • (B) is a cross-sectional view of the wafer after the annealing step is performed on the wafer of (A).
  • (C) is a cross-sectional view of the wafer after subjecting the wafer of (B) to a SiO film forming step.
  • (A) is a figure which shows the evaluation result of the film thickness at the time of setting a furnace temperature to 450 degreeC, 500 degreeC, 550 degreeC, and 600 degreeC, and performing a seed layer formation process
  • (B) is ( It is the figure graphed based on the evaluation result of A).
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of a wafer when an etching process is performed after a seed layer forming process and an annealing process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of the wafer when the etching process is performed without performing the annealing process after the seed layer forming process of the embodiment of the present invention. It is the figure which compared and showed the etching amount when not performing when the annealing process of FIG. 7 (A) and FIG. 7 (B) is performed.
  • FIG. It is a figure which shows the relationship between the furnace temperature and etching amount of the Poly-Si layer which concerns on a comparative example. It is a figure which shows the relationship between the film-forming time of Poly-Si layer concerning a comparative example, and a film thickness.
  • the processing furnace 202 has a heater 207 as heating means (heating mechanism).
  • the heater 207 has a cylindrical shape and is vertically installed by being supported by a holding plate.
  • the heater 207 also functions as an activation mechanism (excitation unit) that activates (excites) gas with heat.
  • a reaction tube 203 concentrically with the heater 207 is vertically installed inside the heater 207 by being supported by the manifold 209.
  • the reaction tube 203 is made of a heat-resistant material such as quartz (SiO 2 ), for example, and is formed in a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened.
  • the manifold 209 is made of a metal such as stainless steel (SUS), for example, and is formed in a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened.
  • the upper end portion of the manifold 209 is engaged with the lower end portion of the reaction tube 203 and is configured to support the reaction tube 203.
  • An O-ring 220a as a seal member is provided between the manifold 209 and the reaction tube 203.
  • a processing vessel (reaction vessel) is mainly constituted by the reaction tube 203 and the manifold 209.
  • a processing chamber 201 is formed in the cylindrical hollow portion of the processing container.
  • the processing chamber 201 is configured to accommodate a plurality of wafers 200 as substrates.
  • a nozzle 249 a as a first nozzle and a nozzle 249 b as a second nozzle are provided so as to penetrate the side wall of the manifold 209.
  • Gas supply pipes 232a and 232b are connected to the nozzles 249a and 249b, respectively.
  • the gas supply pipes 232a and 232b are provided with mass flow controllers (MFC) 241a and 241b as flow rate controllers (flow rate control units) and valves 243a and 243b as opening / closing valves, respectively, in order from the upstream direction.
  • MFC mass flow controllers
  • Gas supply pipes 232c and 232d for supplying an inert gas are connected to the gas supply pipes 232a and 232b on the downstream side of the valves 243a and 243b, respectively.
  • the gas supply pipes 232c and 232d are respectively provided with MFCs 241c and 241d and valves 243c and 243d in order from the upstream direction.
  • the nozzles 249 a and 249 b are arranged in an annular space in plan view between the inner wall of the reaction tube 203 and the wafer 200, along the upper portion from the lower portion of the inner wall of the reaction tube 203. Each is provided so as to rise upward in the arrangement direction. That is, the nozzles 249a and 249b are respectively provided along the wafer arrangement area in the area horizontally surrounding the wafer arrangement area on the side of the wafer arrangement area where the wafers 200 are arranged. Gas supply holes 250a and 250b for supplying gas are provided on the side surfaces of the nozzles 249a and 249b, respectively.
  • the gas supply holes 250 a and 250 b are opened so as to face the center of the reaction tube 203, and gas can be supplied toward the wafer 200.
  • a plurality of gas supply holes 250 a and 250 b are provided from the lower part to the upper part of the reaction tube 203.
  • a source gas containing a predetermined element for example, a halosilane source gas containing silicon (Si) as a predetermined element and a halogen element enters the processing chamber 201 through the MFC 241a, a valve 243a, and a nozzle 249a. Supplied.
  • the raw material gas is a gaseous raw material, for example, a gas obtained by vaporizing a raw material that is in a liquid state under normal temperature and normal pressure, or a raw material that is in a gaseous state under normal temperature and normal pressure.
  • the halosilane raw material is a silane raw material having a halogen group.
  • the halogen group includes chloro group, fluoro group, bromo group, iodo group and the like. That is, the halogen group includes halogen elements such as chlorine (Cl), fluorine (F), bromine (Br), iodine (I) and the like. It can be said that the halosilane raw material is a kind of halide.
  • a source gas containing Si and Cl that is, a chlorosilane source gas
  • a chlorosilane source gas for example, hexachlorodisilane (Si 2 Cl 6 , abbreviation: HCDS) gas which is an inorganic chlorosilane source gas can be used.
  • HCDS hexachlorodisilane
  • this gas is a source gas containing at least two Si in one molecule, further containing Cl, and having a Si—Si bond. These gases act as Si sources.
  • the liquid raw material When using a liquid raw material that is in a liquid state at normal temperature and pressure, such as HCDS, the liquid raw material is vaporized by a vaporization system such as a vaporizer or bubbler and supplied as a raw material gas (HCDS gas).
  • a vaporization system such as a vaporizer or bubbler
  • HCDS gas raw material gas
  • an oxygen (O) -containing gas is supplied into the processing chamber 201 through the MFC 241b, the valve 243b, and the nozzle 249b as a reaction gas having a chemical structure (molecular structure) different from that of the source gas.
  • the O-containing gas acts as an oxidizing gas, that is, an O source in a film forming process described later.
  • oxygen (O 2 ) gas can be used as the O-containing gas.
  • a hydrogen (H) -containing gas is supplied into the processing chamber 201 through the MFC 241a, the valve 243a, and the nozzle 249a as a reactive gas having a chemical structure different from that of the source gas.
  • the H-containing gas alone cannot be oxidized, it reacts with the O-containing gas under specific conditions in the film-forming process described below, thereby oxidizing oxidizing species such as atomic oxygen (O). It acts to improve the efficiency of the oxidation treatment. Therefore, the H-containing gas can be considered to be included in the oxidizing gas in the same manner as the O-containing gas.
  • the H-containing gas for example, hydrogen (H 2 ) gas can be used.
  • nitrogen (N 2 ) gas as an inert gas passes through the MFC 241c and 241d, valves 243c and 243d, gas supply pipes 232a and 232b, and nozzles 249a and 249b, respectively. Supplied into 201.
  • the source gas supply system is mainly configured by the gas supply pipe 232a, the MFC 241a, and the valve 243a.
  • the O-containing gas supply system is mainly configured by the gas supply pipe 232b, the MFC 241b, and the valve 243b.
  • the H-containing gas supply system is mainly configured by the gas supply pipe 232a, the MFC 241a, and the valve 243a.
  • An inert gas supply system is mainly configured by the gas supply pipes 232c and 232d, the MFCs 241c and 241d, and the valves 243c and 243d.
  • any or all of the various supply systems described above may be configured as an integrated supply system in which valves 243a to 243d, MFCs 241a to 241d, and the like are integrated.
  • the integrated supply system is connected to each of the gas supply pipes 232a to 232d, and various gas supply operations, that is, an opening / closing operation of the valves 243a to 243d, a flow rate adjusting operation by the MFCs 241a to 241d, etc. It is comprised so that it may be controlled by.
  • the integrated supply system is configured as an integrated or split-type integrated unit, and can be attached to and detached from each gas supply pipe in units of integrated units. Maintenance, replacement, expansion, etc. of the gas supply system Is configured to be performed in units of integrated units.
  • the reaction tube 203 is provided with an exhaust pipe 231 for exhausting the atmosphere in the processing chamber 201.
  • the exhaust pipe 231 is connected to a pressure sensor 245 as a pressure detector (pressure detection unit) for detecting the pressure in the processing chamber 201 and an APC (Auto Pressure Controller) valve 244 as an exhaust valve (pressure adjustment unit).
  • a vacuum pump 246 as an evacuation device is connected.
  • the APC valve 244 can open and close the vacuum pump 246 while the vacuum pump 246 is in operation, thereby evacuating and stopping the vacuum exhaust in the processing chamber 201. Further, with the vacuum pump 246 in an operating state,
  • the valve is configured such that the pressure in the processing chamber 201 can be adjusted by adjusting the valve opening based on the pressure information detected by the pressure sensor 245.
  • An exhaust system is mainly configured by the exhaust pipe 231, the APC valve 244, and the pressure sensor 245.
  • the vacuum pump 246 may be included in the exhaust system.
  • a seal cap 219 is provided as a furnace opening lid capable of airtightly closing the lower end opening of the manifold 209.
  • the seal cap 219 is made of a metal such as SUS and is formed in a disk shape.
  • an O-ring 220b is provided as a seal member that comes into contact with the lower end of the manifold 209.
  • a rotation mechanism 267 for rotating a boat 217 described later is installed below the seal cap 219.
  • a rotation shaft 255 of the rotation mechanism 267 passes through the seal cap 219 and is connected to the boat 217.
  • the rotation mechanism 267 is configured to rotate the wafer 200 by rotating the boat 217.
  • the seal cap 219 is configured to be lifted and lowered in the vertical direction by a boat elevator 115 as a lifting mechanism vertically installed outside the reaction tube 203.
  • the boat elevator 115 is configured as a transfer device (transfer mechanism) that carries the boat 217 into and out of the processing chamber 201 by moving the seal cap 219 up and down.
  • a shutter 219s is provided below the manifold 209 as a furnace port lid that can airtightly close the lower end opening of the manifold 209 while the seal cap 219 is lowered by the boat elevator 115.
  • the shutter 219s is made of a metal such as SUS and is formed in a disk shape.
  • an O-ring 220c as a seal member that comes into contact with the lower end of the manifold 209 is provided.
  • the opening / closing operation (elevating operation, rotating operation, etc.) of the shutter 219s is controlled by the shutter opening / closing mechanism 115s.
  • the boat 217 as a substrate support is configured to support a plurality of, for example, 25 to 200, wafers 200 in a multi-stage manner by aligning them vertically in a horizontal posture and with their centers aligned. It is configured to arrange at intervals.
  • the boat 217 is made of a heat-resistant material such as quartz or SiC. Under the boat 217, heat insulating plates 218 made of a heat-resistant material such as quartz or SiC are supported in multiple stages.
  • a temperature sensor 263 is installed as a temperature detector. By adjusting the power supply to the heater 207 based on the temperature information detected by the temperature sensor 263, the temperature in the processing chamber 201 becomes a desired temperature distribution.
  • the temperature sensor 263 is provided along the inner wall of the reaction tube 203.
  • the controller 121 which is a control unit (control means), is configured as a computer having a CPU (Central Processing Unit) 121a, a RAM (Random Access Memory) 121b, a storage device 121c, and an I / O port 121d.
  • the RAM 121b, the storage device 121c, and the I / O port 121d are configured to exchange data with the CPU 121a via the internal bus 121e.
  • an input / output device 122 configured as a touch panel or the like is connected to the controller 121.
  • the storage device 121c includes a flash memory, a HDD (Hard Disk Drive), and the like.
  • a control program that controls the operation of the substrate processing apparatus, a process recipe that describes the procedure and conditions of the substrate processing described later, and the like are stored in a readable manner.
  • the process recipe is a combination of processes so that a predetermined result can be obtained by causing the controller 121 to execute each procedure in a film forming process to be described later, and functions as a program.
  • the process recipe, the control program, and the like are collectively referred to simply as a program.
  • a process recipe is also simply called a recipe.
  • the RAM 121b is configured as a memory area (work area) in which programs, data, and the like read by the CPU 121a are temporarily stored.
  • the I / O port 121d includes the above-described MFCs 241a to 241d, valves 243a to 243d, pressure sensor 245, APC valve 244, vacuum pump 246, heater 207, temperature sensor 263, rotation mechanism 267, boat elevator 115, shutter opening / closing mechanism 115s, etc. It is connected to the.
  • the CPU 121a is configured to read out and execute a control program from the storage device 121c and to read a recipe from the storage device 121c in response to an operation command input from the input / output device 122 or the like.
  • the CPU 121a adjusts the flow rate of various gases by the MFCs 241a to 241d, the opening / closing operation of the valves 243a to 243d, the opening / closing operation of the APC valve 244, and the pressure adjustment by the APC valve 244 based on the pressure sensor 245 so as to follow the contents of the read recipe.
  • the controller 121 is stored in an external storage device 123 (for example, a magnetic tape, a magnetic disk such as a flexible disk or a hard disk, an optical disk such as a CD or a DVD, a magneto-optical disk such as an MO, or a semiconductor memory such as a USB memory or a memory card).
  • the above-mentioned program can be configured by installing it in a computer.
  • the storage device 121c and the external storage device 123 are configured as computer-readable recording media. Hereinafter, these are collectively referred to simply as a recording medium.
  • recording medium When the term “recording medium” is used in this specification, it may include only the storage device 121c alone, may include only the external storage device 123 alone, or may include both of them.
  • the program may be provided to the computer using a communication means such as the Internet or a dedicated line without using the external storage device 123.
  • the film forming sequence shown in FIG. Forming an amorphous seed layer on the wafer 200 by supplying HCDS gas to the wafer 200 in the processing container; Heat-treating the seed layer to polycrystallize the seed layer; A cycle in which the step of supplying the HCDS gas to the wafer 200 in the processing container and the step of supplying the O 2 gas and the H 2 gas to the wafer 200 in the processing container are performed simultaneously is performed a predetermined number of times (n times).
  • a silicon oxide film SiO 2 film, hereinafter, also simply referred to as SiO film or SiO layer
  • SiO film silicon oxide film
  • wafer When the term “wafer” is used in the present specification, it may mean the wafer itself or a laminate of the wafer and a predetermined layer or film formed on the surface thereof.
  • wafer surface when the term “wafer surface” is used in the present specification, it may mean the surface of the wafer itself, or may mean the surface of a predetermined layer or film formed on the wafer.
  • the phrase “form a predetermined layer on the wafer” means that the predetermined layer is directly formed on the surface of the wafer itself, a layer formed on the wafer, etc. It may mean that a predetermined layer is formed on the substrate.
  • substrate is also synonymous with the term “wafer”.
  • Vacuum exhaust (reduced pressure) is performed by the vacuum pump 246 so that the processing chamber 201, that is, the space where the wafer 200 exists, has a desired pressure (degree of vacuum).
  • the vacuum pump 246 maintains a state in which it is always operated until at least the processing on the wafer 200 is completed.
  • the wafer 200 in the processing chamber 201 is heated by the heater 207 so as to have a desired film formation temperature. Heating of the processing chamber 201 by the heater 207 is continuously performed at least until the processing on the wafer 200 is completed.
  • the rotation of the boat 217 and the wafers 200 by the rotation mechanism 267 is started. The rotation of the boat 217 and the wafer 200 by the rotation mechanism 267 is continuously performed at least until the processing on the wafer 200 is completed.
  • HCDS gas is supplied to the wafer 200 in the processing chamber 201.
  • the valve 243a is opened and HCDS gas is allowed to flow into the gas supply pipe 232a.
  • the flow rate of the HCDS gas is adjusted by the MFC 241a, supplied into the processing chamber 201 through the nozzle 249a, and exhausted from the exhaust pipe 231.
  • the valve 243c is opened to allow N 2 gas to flow into the gas supply pipe 232c.
  • the flow rate of the N 2 gas is adjusted by the MFC 241c, is supplied into the processing chamber 201 together with the HCDS gas, and is exhausted from the exhaust pipe 231.
  • the valve 243d is opened, and N 2 gas is allowed to flow into the gas supply pipe 232d.
  • N 2 gas, the gas supply pipe 232b, is supplied into the process chamber 201 through the nozzle 249 b, it is exhausted through the exhaust pipe 231.
  • the pressure in the processing chamber 201 is, for example, a pressure of 399 Pa within a range of 300 to 1000 Pa, for example.
  • the pressure in the processing chamber 201 is lower than 300 Pa, the film is not adsorbed on the wafer.
  • the pressure is higher than 1000 Pa, a large amount of film is deposited in the nozzle, so that particles are easily generated. May end up.
  • the pressure in the processing chamber 201 within a range of, for example, 300 to 1000 Pa, the quality of film formation can be improved.
  • the supply flow rate of the HCDS gas is, for example, a flow rate of 200 sccm within a range of 100 to 400 sccm, for example.
  • the supply flow rate of N 2 gas controlled by the MFC 241c is, for example, a flow rate of 500 sccm within a range of 300 to 800 sccm, for example.
  • the supply flow rate of N 2 gas controlled by the MFC 241d is, for example, a flow rate of, for example, 1000 sccm within a range of 500-1500 sccm.
  • the supply time of the HCDS gas is, for example, 10 minutes within a range of 5 to 30 minutes, for example.
  • the gas supply time is shorter than 5 minutes, the film to be formed may become thin and the surface may become rough (roughness deteriorates). If it is longer than 30 minutes, the throughput decreases. May end up.
  • the gas supply time within the range of 5 to 30 minutes, it is possible to reliably ensure (maintain) film formation quality and throughput.
  • the temperature (deposition temperature) in the processing chamber 201 is set to a temperature that is, for example, 300 to 550 ° C., and preferably, for example, 500 ° C. within a range of 400 to 550 ° C.
  • the film forming temperature is lower than 300 ° C., the film is not adsorbed on the wafer, and when it is higher than 550 ° C., the layer is scraped by the action of Cl in the source gas, and the in-plane uniformity is deteriorated. May end up.
  • the film forming temperature it is possible to ensure (maintain) the in-plane uniformity and the film forming rate at a practical level.
  • the in-plane uniformity and the film forming rate can be further improved.
  • a base film for example, on the outermost surface of the wafer 200 in which an SiO film is formed on an Si substrate.
  • the seed layer for example, an amorphous (amorphous) Si seed layer 10 containing Si and Cl having a thickness of about 5 to 50 mm is formed.
  • the thickness of the Si seed layer 10 is equal to or greater than the thickness when the poly-Si layer 12 in which the Si seed layer 10 is polycrystallized is oxidized to form the SiO film in the SiO film forming process described later. The film thickness.
  • the oxidizing gas may reach the base film and the base film may be oxidized.
  • the “thickness when the crystallized Poly-Si layer 12 is entirely oxidized to become a SiO film” means that the Poly-Si layer 12 having the crystallized Si seed layer thickness is oxidized. Even if the thickness is slightly smaller than the thickness of the SiO film, the thickness includes a thickness that can substantially prevent oxidation of the underlying film.
  • the valve 243a is closed and the supply of HCDS gas into the processing chamber 201 is stopped.
  • the APC valve 244 is kept open, the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246, and the HCDS gas remaining in the processing chamber 201 or contributing to the formation of the seed layer is supplied into the processing chamber 201.
  • the valves 243c and 243d are kept open, and the supply of N 2 gas into the processing chamber 201 is maintained. N 2 gas acts as a purge gas.
  • a source gas in addition to the HCDS gas, for example, a source gas such as dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 , abbreviation: DCS) gas can be used.
  • DCS dichlorosilane
  • the inert gas in addition to N 2 gas, for example, a rare gas such as Ar gas, He gas, Ne gas, or Xe gas can be used.
  • annealing treatment heat treatment
  • the temperature in the processing chamber 201 is set to a temperature of, for example, 600 to 900 ° C., preferably 600 to 750 ° C.
  • the supply flow rate of N 2 gas controlled by the MFC 241c is, for example, a flow rate of 500 sccm within a range of 300 to 800 sccm, for example.
  • the supply flow rate of N 2 gas controlled by the MFC 241d is, for example, a flow rate of, for example, 1000 sccm within a range of 500-1500 sccm.
  • the treatment time is, for example, 60 to 120 minutes, preferably 60 minutes. When the processing time is shorter than 60 minutes, the Si seed layer may not be sufficiently polycrystallized. If the processing time is longer than 120 minutes, the throughput may decrease.
  • Si seed layer 10 on the uppermost surface of the wafer 200 is heat-treated, impurities such as Cl of Si seed layer 10 Is desorbed.
  • the Si seed layer 10 is reformed into a polysilicon (Poly-Si) layer 12 having a film thickness of, for example, about 5 to 50 mm and is polycrystallized.
  • a polysilicon (Poly-Si) layer 12 having a film thickness of, for example, about 5 to 50 mm and is polycrystallized.
  • oxidation of the base film by an oxidizing gas when forming the SiO film 14 described later is suppressed.
  • by polycrystallizing the Si seed layer 10 to form the Poly-Si layer 12 roughness can be improved and electrical characteristics can be improved.
  • Step 1 In this step, HCDS gas is supplied to the wafer 200 in the processing chamber 201.
  • the opening / closing control of the valves 243a to 243d is performed in the same procedure as the opening / closing control of the valves 243a to 243d in the seed layer forming step.
  • the pressure in the processing chamber 201 is, for example, 1 to 1000 Pa, preferably 67 to 1000 Pa, more preferably 133 to 1000 Pa, for example, 399 Pa.
  • the supply flow rate of the HCDS gas is, for example, a flow rate of 1 to 2000 sccm, preferably 10 to 1000 sccm, for example, 200 sccm.
  • the supply flow rate of the N 2 gas is set to a flow rate of, for example, 300 sccm within a range of, for example, 100 to 10,000 sccm.
  • the gas supply time of the HCDS gas is shorter than the HCDS gas supply time in the seed layer forming step, for example, 1 to 120 seconds, preferably 1 to 60 seconds.
  • the temperature in the processing chamber 201 is maintained at a temperature equal to or higher than the temperature in the annealing step, and is set to a temperature such as 600 to 900 ° C., preferably 600 to 750 ° C., for example.
  • the first layer (initial layer) is formed on the Poly-Si layer 12 on the outermost surface of the wafer 200 as, for example, a number from less than one atomic layer.
  • a Si-containing layer containing Cl having a thickness of about an atomic layer (less than one molecular layer to several molecular layers) is formed.
  • the first layer may be a Si layer containing Cl, an HCDS adsorption layer, or both of them.
  • the HCDS adsorption layer may be an HCDS physical adsorption layer, an HCDS chemical adsorption layer, or both of them.
  • the layer having a thickness less than one atomic layer means a discontinuously formed atomic layer (molecular layer), and a layer having a thickness of one atomic layer (molecular layer).
  • the Si-containing layer containing Cl can include both a Si layer containing Cl and an adsorption layer of HCDS.
  • the Si-containing layer containing Cl is expressed using expressions such as “one atomic layer” and “several atomic layer”, and “atomic layer” may be used synonymously with “molecular layer”. is there.
  • Si is deposited on the wafer 200 to form a Si layer containing Cl.
  • the adsorption layer of HCDS is formed by the adsorption of HCDS on the wafer 200. It is preferable to form a Si layer containing Cl on the wafer 200 rather than forming an HCDS adsorption layer on the wafer 200 because the film formation rate can be increased.
  • the Si-containing layer containing Cl is simply referred to as a Si-containing layer for convenience.
  • the valve 243a is closed and the supply of HCDS gas is stopped.
  • the APC valve 244 is kept open, the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246, and the HCDS gas remaining in the processing chamber 201 or contributed to the formation of the first layer is treated with the processing chamber. Eliminate from within 201.
  • the valves 243c and 243d are kept open, and the supply of N 2 gas into the processing chamber 201 is maintained. N 2 gas acts as a purge gas.
  • Step 2 After step 1 is completed, O 2 gas and H 2 gas are separately supplied into the processing chamber 201, and these gases are mixed and reacted in the processing chamber 201.
  • the valve 243b open the 243a, flow O 2 gas to the gas supply pipe 232b, the H 2 gas into the gas supply pipe 232a, respectively.
  • the flow rate of the O 2 gas is adjusted by the MFC 241b and supplied into the processing chamber 201 through the nozzle 249b.
  • the flow rate of the H 2 gas is adjusted by the MFC 241a and is supplied into the processing chamber 201 through the nozzle 249a.
  • O 2 gas and H 2 gas are mixed and reacted for the first time in the processing chamber 201, and then exhausted from the exhaust pipe 231.
  • the opening / closing control of the valves 243c, 243d is performed in the same procedure as the opening / closing control of the valves 243c, 243d in Step 1.
  • the pressure in the processing chamber 201 is set to a pressure of less than atmospheric pressure, for example, 60 Pa in the range of 1 to 1333 Pa.
  • the supply flow rate of the O 2 gas is, for example, a flow rate of 4000 sccm within a range of 1000 to 10,000 sccm, for example.
  • the supply flow rate of the H 2 gas is, for example, a flow rate of 500 sccm within a range of 100 to 10,000 sccm, for example.
  • the supply time of O 2 gas and H 2 gas is, for example, a time within the range of 1 to 120 seconds.
  • the O 2 gas and H 2 gas is thermally activated in a non-plasma in the heated reduced pressure atmosphere (excitation) It is reacted with, whereby water (H 2 O) free of oxidizing species containing oxygen, such as atomic oxygen (O) is generated.
  • an oxidation treatment is performed on the first layer (Si-containing layer) formed on the wafer 200 in Step 1 mainly by this oxidizing species. Since the energy of this oxidizing species is higher than the binding energy of Si—Cl, Si—H, etc.
  • the energy of this oxidizing species is given to the Si-containing layer, so that Si—Cl, Si—H bonds, etc. contained are cut off.
  • H, Cl, etc., from which the bond with Si has been cut off is removed from the film and discharged as Cl 2 , HCl, etc.
  • the remaining Si bonds due to the disconnection with H, Cl, etc. are combined with O contained in the oxidized species to form Si—O bonds.
  • the Si-containing layer is changed (modified) into the second layer, that is, the SiO layer having a low content of impurities such as Cl.
  • the oxidizing power can be greatly improved as compared with the case of supplying O 2 gas alone or the case of supplying water vapor (H 2 O gas). That is, by adding H 2 gas to O 2 gas in a reduced pressure atmosphere, a significant improvement in oxidizing power can be obtained as compared with the case of supplying O 2 gas alone or the case of supplying H 2 O gas.
  • this oxidizing species has a strong oxidizing power, not only the first layer but also a film (underlayer film) formed under the first layer may be oxidized.
  • the Poly-Si layer 12 is formed between the base film and the first layer, at least part of the Poly-Si layer 12 is oxidized by this oxidizing species, It is possible to suppress the diffusion of oxidized species into the base film, and to suppress the oxidation of the base film.
  • the Poly-Si layer 12 is oxidized to be changed (modified) into a SiO layer having substantially the same quality as the second layer.
  • valves 243b and 243a After changing the first layer (Si-containing layer) to the second layer (SiO layer), the valves 243b and 243a are closed, and the supply of O 2 gas and H 2 gas is stopped.
  • O 2 gas, H 2 gas, and reaction byproducts remaining in the processing chamber 201 are removed from the processing chamber 201 by the same processing procedure and processing conditions as in Step 1. At this time, it is the same as in step 1 that the gas remaining in the processing chamber 201 does not have to be completely removed.
  • O-containing gas ozone (O 3 ) gas or the like can be used in addition to O 2 gas.
  • H-containing gas deuterium (D 2 ) gas or the like can be used in addition to H 2 gas.
  • an aminosilane source gas such as 4DMAS gas or 3DMAS gas is used as the source gas
  • O 3 gas is used as the O-containing gas, sufficient (similar) film formation can be achieved without using an H-containing gas. Films can also be formed at a rate.
  • the SiO film 14 having a predetermined thickness is formed by performing the above-described steps 1 and 2 non-simultaneously, that is, by performing a predetermined number of cycles (one or more times) without synchronization. be able to.
  • the above cycle is preferably repeated multiple times. That is, the thickness of the SiO layer formed when the above cycle is performed once is made smaller than a desired film thickness, and the thickness of the SiO film formed by stacking the SiO layers and a plurality of Poly-Si layers are formed. It is preferable to repeat the above cycle a plurality of times until the total thickness of the SiO film formed by reoxidation reaches a desired thickness.
  • N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 from each of the gas supply pipes 232c and 232d and exhausted from the exhaust pipe 231.
  • N 2 gas acts as a purge gas.
  • the inside of the processing chamber 201 is purged, and the gas and reaction by-products remaining in the processing chamber 201 are removed from the processing chamber 201 (purge).
  • the atmosphere in the processing chamber 201 is replaced with an inert gas (inert gas replacement), and the pressure in the processing chamber 201 is returned to normal pressure (return to atmospheric pressure).
  • the base oxidation can be suppressed. That is, when the Si seed layer is oxidized by the oxidizing species having strong oxidizing power used when forming the SiO film, it is possible to suppress the diffusion of the oxidized species to the underlying film below the Si seed layer. Thereby, the oxidation of the base film can be suppressed, and the characteristics of the device can be improved.
  • the thickness of the Si seed layer when the Si seed layer is entirely oxidized to form the SiO film in order to suppress the oxidation of the base film is larger than the thickness of the Poly-Si layer in order to suppress the oxidation of the base film.
  • the SiO film obtained by oxidizing the Si seed layer has poorer film characteristics than the SiO film obtained by oxidizing the Poly-Si film.
  • the density of the Si seed layer can be improved by heat-treating and crystallizing the Si seed layer. Further, impurities (eg, Cl, H, N) in the Si seed layer can be reduced. As a result, the film quality of the Si seed layer itself can be improved. Since the SiO film formed by oxidizing the Poly-Si layer in the SiO film forming process has substantially the same film characteristics as the SiO film formed in the SiO film forming process, it was formed in the SiO film forming process. Affinity with the SiO film is good, and deterioration of quality can be suppressed. Thereby, device characteristics can be improved.
  • impurities eg, Cl, H, N
  • the performance of the device can be improved by forming the Si seed layer to a thickness that substantially oxidizes the polycrystallized Si seed layer in the SiO film formation step.
  • the polycrystalline Si seed layer (Poly-Si layer) is oxidized, it becomes a SiO film.
  • the thickness of the Si seed layer so that the Poly-Si layer is completely oxidized, the Si seed layer is not left between the base film and the SiO film. As a result, the function of the base film can be maintained, and since no film is interposed between the base film and the SiO film, the performance of the device can be improved.
  • the processing chamber can be continuously processed without increasing or decreasing the temperature. It can be shortened and the throughput can be improved.
  • the quality of the wafer can be improved without exposing the wafer to the atmosphere outside the processing chamber and suppressing the formation of natural oxide film and adhesion of particles. Can be made.
  • the present invention is not limited thereto, and an H-containing gas (for example, H 2 gas) may be supplied. Thereby, the detachment of impurities in the Si seed layer can be further promoted.
  • an H-containing gas for example, H 2 gas
  • the present invention is not limited to such an embodiment, and the supply order of the source gas and the reaction gas may be reversed. That is, the source gas may be supplied after the reaction gas is supplied. By changing the supply order, the film quality and composition ratio of the formed film can be changed.
  • the chlorosilane source gas is used as the source gas.
  • the present invention is not limited to this embodiment, and a halosilane source gas other than the chlorosilane source gas, for example, a fluorosilane source gas, a bromosilane source gas, or an iodosilane source gas may be used.
  • a source gas a metalloid source gas containing a metalloid element other than Si, such as germanium (Ge), and a halogen element may be used.
  • metal elements such as titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), tantalum (Ta), niobium (Nb), molybdenum (Mo), tungsten (W), aluminum (Al) and the like
  • a metal source gas containing a halogen element may be used.
  • the processing conditions at this time can be set to the same processing conditions as in the above-described embodiment, for example.
  • the recipe used for the film forming process is individually prepared according to the processing content and stored in the storage device 121c via the telecommunication line or the external storage device 123.
  • the CPU 121a appropriately selects an appropriate recipe from a plurality of recipes stored in the storage device 121c according to the processing content.
  • the above-described recipe is not limited to a case of newly creating, but may be prepared by changing an existing recipe that has already been installed in the substrate processing apparatus, for example.
  • the changed recipe may be installed in the substrate processing apparatus via an electric communication line or a recording medium on which the recipe is recorded.
  • an existing recipe that has already been installed in the substrate processing apparatus may be directly changed by operating the input / output device 122 provided in the existing substrate processing apparatus.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be suitably applied to a case where a film is formed using, for example, a single-wafer type substrate processing apparatus that processes one or several substrates at a time.
  • a film is formed using a substrate processing apparatus having a hot wall type processing furnace.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be suitably applied to a case where a film is formed using a substrate processing apparatus having a cold wall type processing furnace.
  • the processing procedure and processing conditions can be the same processing procedure and processing conditions as in the above-described embodiment, for example.
  • the film forming process can be performed under the same sequence and processing conditions as those in the above-described embodiment.
  • processing conditions at this time can be the same processing conditions as in the above-described embodiment, for example.
  • the temperature in the furnace is set to 450 ° C. on the wafer 200 on which, for example, an SiO layer is formed as a base film, as shown in FIG.
  • Samples 1 to 4 were prepared by supplying the HCDS gas at 500 ° C., 550 ° C., and 600 ° C. to form the Si seed layer 10.
  • WiW wafer in-plane film thickness uniformity
  • Example 10 the substrate processing apparatus shown in FIG. 1 was used, and after performing the seed layer forming step and the annealing step described above, an etching process was performed with dilute hydrofluoric acid (DHF).
  • DHF dilute hydrofluoric acid
  • the processing conditions such as the supply amount are the same as those in the above-described embodiment.
  • the thickness of the Poly-Si layer 12 after the annealing process (the thickness T1 in FIG. 7A) was 62.6 mm.
  • the thickness of the Poly-Si layer 12 after etching by DHF (the thickness T2 in FIG. 7A) was 59.9 mm. That is, the etching amount (oxidation amount) in this example was 2.7%.
  • the thickness of the Si seed layer 10 before the DHF etching was 59.3 mm.
  • the film thickness of the Si seed layer 10 after DHF etching was 0.4 mm. That is, the etching amount in the comparative example was 58.9 mm.
  • the etching amount of the Si seed layer 10 is almost removed by etching at about 58.9%, whereas when the annealing process is performed. It can be seen that the etching amount of the Poly-Si layer 12 is almost left at about 2.7 mm.
  • the Si seed layer is in an amorphous state and thus is easily etched.
  • the Si seed layer is polycrystallized and thus is difficult to be etched. That is, the Si seed layer can be polycrystallized by the above-described annealing treatment.
  • the surface state was good and no pinholes were observed regardless of whether or not annealing was performed.
  • the Si seed layer 10 is formed by the above-described seed layer forming step on the wafer 200 on which, for example, an SiO film is formed as a base film, using the substrate processing apparatus shown in FIG. 1 (FIG. 9A). ), The poly-Si layer 12 was formed by polycrystallizing the Si seed layer by the above-described annealing process (FIG. 9B). At this time, the film thickness T5 of the Poly-Si layer was 29.42 mm. The processing conditions of the film forming process were set within the processing condition range described in the above embodiment.
  • the SiO film 14 was formed on the Poly-Si layer 12 by the above-described SiO film forming process (FIG. 9C). At this time, the film thickness T6 of the SiO film 14 was 40 mm.
  • the processing conditions of the film forming process were set within the processing condition range described in the above embodiment.
  • the film thickness T7 of the Poly-Si layer 12 was 27.79 mm. That is, the etching amount of the Poly-Si layer is 1.63 mm, and the 1.63 mm of Poly-Si layer is oxidized to be an SiO film and etched.
  • a Poly-Si layer was formed using monosilane (SiH 4 ) gas instead of HCDS gas as a source gas. Specifically, a Poly-Si layer having a thickness of 1000 mm was formed by supplying SiH 4 gas at 700 ° C. Then, the furnace temperature was changed from 450 ° C. to 700 ° C. on this Poly-Si layer to form 40 nm of SiO film. Then, the SiO film was completely removed by etching with DHF, and the thickness of the Poly-Si layer after the removal of the SiO film was measured.
  • SiH 4 monosilane
  • the etching amount of the Poly-Si layer when the SiO film is formed at 450 ° C. is about 8 mm
  • the etching amount was about 13 mm. It can be seen that as the deposition temperature of the SiO film increases, the etching amount of the Poly-Si layer also increases and is oxidized by about 8 to 13 mm. That is, in a Poly-Si layer formed using SiH 4 gas, the higher the deposition temperature of the SiO film, the more easily affected by the oxidizing gas during the formation of the SiO film, and the Poly-Si layer is oxidized. I understand. Further, in the Poly-Si layer film formation using SiH 4 gas, the film formation speed is high, and the film is also formed in the gas nozzle, and foreign matter is likely to be generated.
  • FIG. 11 shows a case in which a poly-Si layer is formed at 525 ° C. using SiH 4 gas as a source gas in the comparative example described above ( ⁇ mark) and a poly-Si layer is formed at 620 ° C.
  • ⁇ FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the film formation time and the film thickness of the Poly-Si layer.
  • the thickness of the Poly-Si layer formed at 620 ° C. is larger than that of the Poly-Si layer formed at 525 ° C. even at the same film formation time.
  • any Poly-Si layer has pinholes and the Si film is discontinuous.
  • the thinner the poly-Si layer the rougher the surface (the worse the roughness). From these results, it can be seen that the Poly-Si layer using SiH 4 gas cannot sufficiently suppress the oxidation of the underlying film and may deteriorate the device characteristics.
  • HCDS gas, O 2 gas, and H 2 gas can be thermally decomposed and deposited by vapor phase or surface reaction.
  • the oxygen species generated by the mixture of O 2 gas and H 2 gas have a higher oxidizing power at higher temperatures, and thus damage the underlying film.
  • an Si seed layer is formed on the base film by using, for example, HCDS gas, and the Poly-Si layer is formed by polycrystallizing the Si seed layer to form the upper surface. Even when an oxide film is formed using a reactive gas having a strong oxidizing power, the Poly-Si layer can be oxidized and the oxidation of the underlying film can be suppressed.

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Abstract

反応ガスによる下地への悪影響を抑制する。　基板に対して原料ガスを供給することで、基板上にアモルファス状態のシード層を形成する工程と、シード層を熱処理することで、シード層を多結晶化させる工程と、基板に対して原料ガスを供給する工程と、基板に対して酸素含有ガスおよび水素含有ガスを供給する工程と、を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、多結晶化させたシード層上に酸化膜を形成するとともに、多結晶化させたシード層を酸化する工程と、を有する。

Description

半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
　本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラムに関する。
　半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、処理容器内に収容された基板に対して原料ガスや酸化性の強い反応ガスを供給し、基板上に酸化膜を形成する処理が行われる。この際、反応ガスの酸化力により、酸化膜の下地に悪影響を及ぼす場合がある（例えば特許文献１参照）。
特開２０１４－１５４６５２号公報
　本発明は、反応ガスによる下地への悪影響を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
　本発明の一態様によれば、
　基板に対して原料ガスを供給することで、前記基板上にアモルファス状態のシード層を形成する工程と、
　前記シード層を熱処理することで、前記シード層を多結晶化させる工程と、
　前記基板に対して前記原料ガスを供給する工程と、前記基板に対して酸素含有ガスおよび水素含有ガスを供給する工程と、を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、多結晶化させた前記シード層上に酸化膜を形成するとともに、多結晶化させた前記シード層を酸化する工程と、
　を有する技術が提供される。
　本発明によれば、反応ガスによる下地への悪影響を抑制することが可能となる。
本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。 本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を図１のＡ－Ａ線断面図で示す図である。 本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置のコントローラの概略構成図であり、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。 本発明の一実施形態の成膜シーケンスを示す図である。 （Ａ）は、ウエハ上にシード層形成工程を施した後のウエハの断面図であって、（Ｂ）は、（Ａ）のウエハにアニール工程を施した後のウエハの断面図であって、（Ｃ）は、（Ｂ）のウエハにＳｉＯ膜形成工程を施した後のウエハの断面図である。 （Ａ）は、炉内温度を４５０℃、５００℃、５５０℃、６００℃に設定してシード層形成工程を行った場合における膜厚の評価結果を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の評価結果を基にグラフ化した図である。 （Ａ）は、本発明の一実施形態のシード層形成工程、アニール工程を施した後にエッチング処理を施した場合のウエハの断面図である。（Ｂ）は、本発明の一実施形態のシード層形成工程後に、アニール工程を施さずにエッチング処理を施した場合のウエハの断面図である。 図７（Ａ）と図７（Ｂ）のアニール工程を施した場合と施さなかった場合のエッチング量を比較して示した図である。 （Ａ）は、ウエハ上にシード層形成工程を施した後のウエハの断面図であって、（Ｂ）は、（Ａ）のウエハにアニール工程を施した後のウエハの断面図であって、（Ｃ）は、（Ｂ）のウエハにＳｉＯ膜形成工程を施した後のウエハの断面図であって、（Ｄ）は、（Ｃ）のウエハにエッチング処理を施した後のウエハの断面図である。 比較例に係るＰｏｌｙ－Ｓｉ層の炉内温度とエッチング量との関係を示す図である。 比較例に係るＰｏｌｙ－Ｓｉ層の成膜時間と膜厚との関係を示す図である。
＜本発明の一実施形態＞
　以下、本発明の一実施形態について、図１～図３を用いて説明する。
（１）基板処理装置の構成
　図１に示すように、処理炉２０２は加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ２０７は、ガスを熱で活性化（励起）させる活性化機構（励起部）としても機能する。
　ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応管２０３が、マニホールド２０９に支持されることにより垂直に据え付けられている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ2）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス（ＳＵＳ）等の金属からなり、上端およ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の上端部は、反応管２０３の下端部に係合しており、反応管２０３を支持するように構成されている。マニホールド２０９と反応管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。主に、反応管２０３とマニホールド２０９とにより処理容器（反応容器）が構成されている。処理容器の筒中空部には処理室２０１が形成されている。処理室２０１は、複数枚の基板としてのウエハ２００を収容可能に構成されている。
　処理室２０１内には、第１ノズルとしてのノズル２４９ａ、第２ノズルとしてのノズル２４９ｂが、マニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂには、それぞれ、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂが接続されている。
　ガス供給管２３２ａ，２３２ｂには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１ａ，２４１ｂおよび開閉弁であるバルブ２４３ａ，２４３ｂがそれぞれ設けられている。ガス供給管２３２ａ，２３２ｂのバルブ２４３ａ，２４３ｂよりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管２３２ｃ，２３２ｄがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄには、上流方向から順に、ＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄおよびバルブ２４３ｃ，２４３ｄがそれぞれ設けられている。
　ノズル２４９ａ，２４９ｂは、図２に示すように、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における平面視において円環状の空間に、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の配列方向上方に向かって立ち上がるようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル２４９ａ，２４９ｂは、ウエハ２００が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うようにそれぞれ設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂの側面には、ガスを供給するガス供給孔２５０ａ，２５０ｂがそれぞれ設けられている。ガス供給孔２５０ａ，２５０ｂは、反応管２０３の中心を向くようにそれぞれ開口しており、ウエハ２００に向けてガスを供給することが可能となっている。ガス供給孔２５０ａ，２５０ｂは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられている。
　ガス供給管２３２ａからは、所定元素を含む原料ガスとして、例えば、所定元素としてのシリコン（Ｓｉ）およびハロゲン元素を含むハロシラン原料ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。
　原料ガスとは、気体状態の原料、例えば、常温常圧下で液体状態である原料を気化することで得られるガスや、常温常圧下で気体状態である原料等のことである。ハロシラン原料とは、ハロゲン基を有するシラン原料のことである。ハロゲン基には、クロロ基、フルオロ基、ブロモ基、ヨード基等が含まれる。すなわち、ハロゲン基には、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）等のハロゲン元素が含まれる。ハロシラン原料は、ハロゲン化物の一種ともいえる。
　ハロシラン原料ガスとしては、例えば、ＳｉおよびＣｌを含む原料ガス、すなわち、クロロシラン原料ガスを用いることができる。クロロシラン原料ガスとしては、例えば、無機系のクロロシラン原料ガスであるヘキサクロロジシラン（Ｓｉ2Ｃｌ6、略称：ＨＣＤＳ）ガスを用いることができる。言い換えれば、このガスは、１分子中に少なくとも２つのＳｉを含み、さらにＣｌを含み、Ｓｉ－Ｓｉ結合を有する原料ガスであるともいえる。これらのガスは、Ｓｉソースとして作用する。ＨＣＤＳのように常温常圧下で液体状態である液体原料を用いる場合は、液体原料を気化器やバブラ等の気化システムにより気化して、原料ガス（ＨＣＤＳガス）として供給することとなる。
　ガス供給管２３２ｂからは、原料ガスとは化学構造（分子構造）が異なる反応ガスとして、例えば、酸素（Ｏ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。Ｏ含有ガスは、後述する成膜処理において、酸化ガス、すなわち、Ｏソースとして作用する。Ｏ含有ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ2）ガスを用いることができる。
　ガス供給管２３２ａからは、原料ガスとは化学構造が異なる反応ガスとして、例えば、水素（Ｈ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。Ｈ含有ガスは、それ単体では酸化作用は得られないが、後述する成膜処理において、特定の条件下でＯ含有ガスと反応することで原子状酸素（ａｔｏｍｉｃ　ｏｘｙｇｅｎ、Ｏ）等の酸化種を生成し、酸化処理の効率を向上させるように作用する。そのため、Ｈ含有ガスは、Ｏ含有ガスと同様に酸化ガスに含めて考えることができる。Ｈ含有ガスとしては、例えば、水素（Ｈ2）ガスを用いることができる。
　ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄからは、不活性ガスとして、例えば、窒素（Ｎ2）ガスが、それぞれＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄ、バルブ２４３ｃ，２４３ｄ、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、ノズル２４９ａ，２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。
　主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、原料ガス供給系が構成される。主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、Ｏ含有ガス供給系が構成される。主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、Ｈ含有ガス供給系が構成される。主に、ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄ、ＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄ、バルブ２４３ｃ，２４３ｄにより、不活性ガス供給系が構成される。
　上述の各種供給系のうち、いずれか、或いは、全ての供給系は、バルブ２４３ａ～２４３ｄやＭＦＣ２４１ａ～２４１ｄ等が集積されてなる集積型供給システムとして構成されていてもよい。集積型供給システムは、ガス供給管２３２ａ～２３２ｄのそれぞれに対して接続され、各種ガスの供給動作、すなわち、バルブ２４３ａ～２４３ｄの開閉動作やＭＦＣ２４１ａ～２４１ｄによる流量調整動作等が、後述するコントローラ１２１によって制御されるように構成されている。集積型供給システムは、一体型、或いは、分割型の集積ユニットとして構成されており、各ガス供給管に対して集積ユニット単位で着脱を行うことができ、ガス供給システムのメンテナンス、交換、増設等を、集積ユニット単位で行うことが可能なように構成されている。
　反応管２０３には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１には、処理室２０１内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５および排気バルブ（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４４を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。ＡＰＣバルブ２４４は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁を開閉することにより、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ２４６を作動させた状態で、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室２０１内の圧力を調整することができるように構成されているバルブである。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４４、圧力センサ２４５により、排気系が構成される。真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。
　マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、例えばＳＵＳ等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。シールキャップ２１９の下方には、後述するボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。回転機構２６７は、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に垂直に設置された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ボート２１７を処理室２０１内外に搬入および搬出する搬送装置（搬送機構）として構成されている。また、マニホールド２０９の下方には、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を降下させている間、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ャッタ２１９ｓが設けられている。シャッタ２１９ｓは、例えばＳＵＳ等の金属からなり、円盤状に形成されている。シャッタ２１９ｓ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２２０ｃが設けられている。シャッタ２１９ｓの開閉動作（昇降動作や回動動作等）は、シャッタ開閉機構１１５ｓにより制御される。
　基板支持具としてのボート２１７は、複数枚、例えば２５～２００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垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる。ボート２１７の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる断熱板２１８が多段に支持されている。
　反応管２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。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２０７への通電具合を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となる。温度センサ２６３は、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。
　図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ１２１には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１２２が接続されている。
　記憶装置１２１ｃは、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する成膜処理における各手順をコントローラ１２１に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。また、プロセスレシピを単にレシピともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、レシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、これらの両方を含む場合がある。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
　Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ～２４１ｄ、バルブ２４３ａ～２４３ｄ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ２６３、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５、シャッタ開閉機構１１５ｓ等に接続されている。
　ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ２４１ａ～２４１ｄによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ～２４３ｄの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作および圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作、シャッタ開閉機構１１５ｓによるシャッタ２１９ｓの開閉動作等を制御するように構成されている。
　コントローラ１２１は、外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）１２３に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置１２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
（２）基板処理
　上述の基板処理装置を用い、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板としてのウエハ２００上に膜を形成するシーケンス例について、図４及び図５を用いて説明する。以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ１２１により制御される。
　図４に示す成膜シーケンスは、
　処理容器内のウエハ２００に対してＨＣＤＳガスを供給することで、ウエハ２００上にアモルファス状態のシード層を形成する工程と、
　前記シード層を熱処理することで、前記シード層を多結晶化させる工程と、
　処理容器内のウエハ２００に対してＨＣＤＳガスを供給する工程と、処理容器内のウエハ２００に対してＯ2ガスおよびＨ2ガスを供給する工程と、を非同時に行うサイクルを所定回数（ｎ回以上）行うことで、多結晶化させた前記シード層上に、Ｏ含有膜としてシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜、以下、単にＳｉＯ膜、ＳｉＯ層ともいう）を形成するとともに、多結晶化させた前記シード層を酸化する。
　本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものを意味する場合や、ウエハとその表面に形成された所定の層や膜等との積層体を意味する場合がある。また、本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものの表面を意味する場合や、ウエハ上に形成された所定の層や膜等の表面を意味する場合がある。本明細書において「ウエハ上に所定の層を形成する」と記載した場合は、ウエハそのものの表面上に所定の層を直接形成することを意味する場合や、ウエハ上に形成されている層等の上に所定の層を形成することを意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
（ウエハチャージおよびボートロード）
　複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）されると、シャッタ開閉機構１１５ｓによりシャッタ２１９ｓが移動させられて、マニホールド２０９の下端開口が開放される（シャッタオープン）。その後、図１に示すように、複数枚のウエハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内へ搬入（ボートロード）される。この状態で、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
（圧力および温度調整）
　処理室２０１内、すなわち、ウエハ２００が存在する空間が所望の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ２４６によって真空排気（減圧排気）される。真空ポンプ２４６は、少なくともウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。また、処理室２０１内のウエハ２００が所望の成膜温度となるようにヒータ２０７によって加熱される。ヒータ２０７による処理室２０１内の加熱は、少なくともウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。また、回転機構２６７によるボート２１７およびウエハ２００の回転を開始する。回転機構２６７によるボート２１７およびウエハ２００の回転は、少なくとも、ウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
（成膜処理）
　その後、以下のシード層形成工程、アニール（多結晶化）工程及びＳｉＯ膜形成工程を順次実行する。
＜シード層形成工程＞
　処理室２０１内のウエハ２００に対してＨＣＤＳガスを供給する。具体的には、バルブ２４３ａを開き、ガス供給管２３２ａ内へＨＣＤＳガスを流す。ＨＣＤＳガスは、ＭＦＣ２４１ａにより流量調整され、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。このとき同時にバルブ２４３ｃを開き、ガス供給管２３２ｃ内へＮ2ガスを流す。Ｎ2ガスは、ＭＦＣ２４１ｃにより流量調整され、ＨＣＤＳガスと一緒に処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。
　また、ノズル２４９ｂ内へのＨＣＤＳガスの侵入を防止するため、バルブ２４３ｄを開き、ガス供給管２３２ｄ内へＮ2ガスを流す。Ｎ2ガスは、ガス供給管２３２ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。
　処理室２０１内の圧力は、例えば３００～１０００Ｐａの範囲内の例えば３９９Ｐａの圧力とする。処理室２０１内の圧力が３００Ｐａより低い場合には、ウエハ上に膜が吸着されず、１０００Ｐａより高い場合には、ノズル内に膜が多量に付着してしまうため、パーティクルが発生しやすくなってしまうことがある。処理室２０１内の圧力を、例えば３００～１０００Ｐａの範囲内とすることで、成膜の品質を向上させることができる。
　ＨＣＤＳガスの供給流量は、例えば１００～４００ｓｃｃｍの範囲内の例えば２００ｓｃｃｍの流量とする。ＭＦＣ２４１ｃで制御するＮ2ガスの供給流量は、例えば３００～８００ｓｃｃｍの範囲内の例えば５００ｓｃｃｍの流量とする。ＭＦＣ２４１ｄで制御するＮ2ガスの供給流量は、例えば５００～１５００ｓｃｃｍの範囲内の例えば１０００ｓｃｃｍの流量とする。ＨＣＤＳガスの供給時間は、例えば５～３０分の範囲内の例えば１０分とする。ガス供給時間が５分より短い場合には、形成される膜が薄くなってしまい、表面が荒くなってしまう（ラフネスが悪化する）ことがあり、３０分より長い場合には、スループットが低下してしまうことがある。ガス供給時間を５～３０分の範囲内とすることで、成膜品質およびスループットを確実に確保（維持）することができる。
　処理室２０１内の温度（成膜温度）は、例えば３００～５５０℃、好ましくは４００～５５０℃の範囲内の例えば５００℃となるような温度に設定する。成膜温度が３００℃より低い場合には、ウエハ上に膜が吸着されず、５５０℃より高い場合には、原料ガス中のＣｌの作用によって層が削れてしまい、面内均一性が悪化してしまうことがある。成膜温度を３００～５５０℃とすることで、実用レベルの面内均一性および成膜レートを確実に確保（維持）することが可能となる。成膜温度を４００～５５０℃とすることで、面内均一性および成膜レートをさらに向上させることが可能となる。
　上述の条件下でウエハ２００に対してＨＣＤＳガスを供給することにより、図５（Ａ）に示すように、下地膜として、Ｓｉ基板上に例えばＳｉＯ膜が形成されたウエハ２００の最表面上に、シード層として、例えば５Å～５０Å程度の厚さのＳｉ，Ｃｌを含むアモルファス状態（非晶質）のＳｉシード層１０が形成される。ここで、Ｓｉシード層１０の厚さは、後述するＳｉＯ膜形成工程において、Ｓｉシード層１０が多結晶化されたＰｏｌｙ－Ｓｉ層１２が全て酸化されてＳｉＯ膜となる時の厚さ以上の膜厚とする。Ｓｉシード層がこのような厚さよりも薄い場合、下地膜までの酸化ガスが到達し、下地膜が酸化されてしまうことがある。ここで、「結晶化されたＰｏｌｙ－Ｓｉ層１２が全て酸化されてＳｉＯ膜となる時の厚さ」は、Ｓｉシード層の厚さが結晶化されたＰｏｌｙ－Ｓｉ層１２が全て酸化されてＳｉＯ膜となる時の厚さよりも若干薄かったとしても、下地膜の酸化を実質的に防止できる厚さを含む。
　Ｓｉシード層１０が形成された後、バルブ２４３ａを閉じ、処理室２０１内へのＨＣＤＳガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ２４４は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応もしくはシード層形成に寄与した後のＨＣＤＳガスを処理室２０１内から排除する。このとき、バルブ２４３ｃ，２４３ｄは開いたままとして、Ｎ2ガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ｎ2ガスはパージガスとして作用する。
　原料ガスとしては、ＨＣＤＳガスの他、例えば、ジクロロシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2、略称：ＤＣＳ）ガス等の原料ガスを用いることができる。
　不活性ガスとしては、Ｎ2ガスの他、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いることができる。
＜アニール（多結晶化）工程＞
　その後、処理室２０１内の温度が、上述したシード層形成工程における温度よりも高い温度となるように昇温する。このとき、ウエハ２００に対してＮ2ガスの供給が維持される。このように、Ｎ2ガス雰囲気中にて、処理室２０１内の温度をシード層形成工程における温度よりも高い温度に保った状態でアニール処理（熱処理）を施す。処理室２０１内の温度は、例えば６００～９００℃、好ましくは６００～７５０℃の範囲内の例えば６００℃となるような温度に設定する。
　ＭＦＣ２４１ｃで制御するＮ2ガスの供給流量は、例えば３００～８００ｓｃｃｍの範囲内の例えば５００ｓｃｃｍの流量とする。ＭＦＣ２４１ｄで制御するＮ2ガスの供給流量は、例えば５００～１５００ｓｃｃｍの範囲内の例えば１０００ｓｃｃｍの流量とする。処理時間は、例えば６０～１２０分、好ましくは６０分間とする。処理時間が６０分より短い場合には、Ｓｉシード層が十分に多結晶化されない場合がある。処理時間が１２０分より長い場合には、スループットが低下してしまう場合がある。
　上述の条件下で処理室２０１内のウエハ２００に対してＮ2ガスを供給することにより、ウエハ２００の最表面上のＳｉシード層１０が熱処理されて、Ｓｉシード層１０内のＣｌ等の不純物が脱離される。これにより、図５（Ｂ）に示すように、Ｓｉシード層１０は、例えば５Å～５０Å程度の膜厚のポリシリコン（Ｐｏｌｙ－Ｓｉ）層１２に改質されて、多結晶化される。下地膜上にＳｉシード層１０を形成することにより、後述するＳｉＯ膜１４形成時の酸化ガスによる下地膜の酸化が抑制される。また、Ｓｉシード層１０を多結晶化してＰｏｌｙ－Ｓｉ層１２とすることにより、ラフネスを改善させ、電気特性を向上させることができる。
＜ＳｉＯ膜形成工程＞
　その後、以下のステップ１，２を順次実行し、ＳｉＯ層を形成する。
　［ステップ１］
　このステップでは、処理室２０１内のウエハ２００に対してＨＣＤＳガスを供給する。このステップでは、バルブ２４３ａ～２４３ｄの開閉制御を、シード層形成工程におけるバルブ２４３ａ～２４３ｄの開閉制御と同様の手順で行う。
　このとき、処理室２０１内の圧力は、例えば１～１０００Ｐａ、好ましくは６７～１０００Ｐａ、より好ましくは１３３～１０００Ｐａの範囲内の例えば３９９Ｐａの圧力とする。
　ＨＣＤＳガスの供給流量は、例えば１～２０００ｓｃｃｍ、好ましくは１０～１０００ｓｃｃｍの範囲内の例えば２００ｓｃｃｍの流量とする。Ｎ2ガスの供給流量は、それぞれ例えば１００～１００００ｓｃｃｍの範囲内の例えば３００ｓｃｃｍの流量とする。ＨＣＤＳガスのガス供給時間は、シード層形成工程におけるＨＣＤＳガス供給時間よりも短く、例えば１～１２０秒、好ましくは１～６０秒の範囲内の時間とする。
　処理室２０１内の温度は、アニール工程における温度以上に維持され、例えば６００～９００℃、好ましくは６００～７５０℃の範囲内の例えば６００℃となるような温度に設定する。
　上述の条件下でウエハ２００に対してＨＣＤＳガスを供給することにより、ウエハ２００の最表面上であるＰｏｌｙ－Ｓｉ層１２上に、第１層（初期層）として、例えば１原子層未満から数原子層（１分子層未満から数分子層）程度の厚さのＣｌを含むＳｉ含有層が形成される。第１層は、Ｃｌを含むＳｉ層であってもよいし、ＨＣＤＳの吸着層であってもよいし、それらの両方を含んでいてもよい。ＨＣＤＳの吸着層は、ＨＣＤＳの物理吸着層であってもよいし、ＨＣＤＳの化学吸着層であってもよいし、それらの両方を含んでいてもよい。
　ここで、１原子層（分子層）未満の厚さの層とは不連続に形成される原子層（分子層）のことを意味しており、１原子層（分子層）の厚さの層とは連続的に形成される原子層（分子層）のことを意味している。Ｃｌを含むＳｉ含有層は、Ｃｌを含むＳｉ層とＨＣＤＳの吸着層との両方を含み得る。但し、上述の通り、Ｃｌを含むＳｉ含有層については「１原子層」、「数原子層」等の表現を用いて表すこととし、「原子層」を「分子層」と同義で用いる場合もある。
　ＨＣＤＳガスが自己分解（熱分解）する条件下では、ウエハ２００上にＳｉが堆積することでＣｌを含むＳｉ層が形成される。ＨＣＤＳガスが自己分解（熱分解）しない条件下では、ウエハ２００上にＨＣＤＳが吸着することでＨＣＤＳの吸着層が形成される。ウエハ２００上にＨＣＤＳの吸着層を形成するよりも、ウエハ２００上にＣｌを含むＳｉ層を形成する方が、成膜レートを高くすることができ、好ましい。以下、Ｃｌを含むＳｉ含有層を、便宜上、単に、Ｓｉ含有層とも称することとする。
　第１の層が形成された後、バルブ２４３ａを閉じ、ＨＣＤＳガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ２４４は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応もしくは第１の層形成に寄与した後のＨＣＤＳガスを処理室２０１内から排除する。このとき、バルブ２４３ｃ，２４３ｄは開いたままとして、Ｎ2ガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ｎ2ガスはパージガスとして作用する。
　［ステップ２］
　ステップ１が終了した後、処理室２０１内へＯ2ガスとＨ2ガスとを別々に供給し、これらのガスを処理室２０１内で混合させて反応させる。
　このステップでは、バルブ２４３ｂ，２４３ａを開き、ガス供給管２３２ｂ内へＯ2ガスを、ガス供給管２３２ａ内へＨ2ガスをそれぞれ流す。Ｏ2ガスは、ＭＦＣ２４１ｂにより流量調整され、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。Ｈ2ガスは、ＭＦＣ２４１ａにより流量調整され、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。Ｏ2ガスとＨ2ガスとは、処理室２０１内で初めて混合して反応し、その後、排気管２３１から排気される。バルブ２４３ｃ，２４３ｄの開閉制御は、ステップ１におけるバルブ２４３ｃ，２４３ｄの開閉制御と同様の手順で行う。
　このとき、処理室２０１内の圧力を、大気圧未満、例えば１～１３３３Ｐａの範囲内の例えば６０Ｐａの圧力とする。
　Ｏ2ガスの供給流量は、例えば１０００～１００００ｓｃｃｍの範囲内の例えば４０００ｓｃｃｍの流量とする。Ｈ2ガスの供給流量は、例えば１００～１００００ｓｃｃｍの範囲内の例えば５００ｓｃｃｍの流量とする。Ｏ2ガスおよびＨ2ガスの供給時間は、例えば１～１２０秒の範囲内の時間とする。
　その他の処理条件は、ステップ１における処理条件と同様の条件とする。
　上述の条件下でＯ2ガスおよびＨ2ガスを処理室２０１内へ供給することで、Ｏ2ガスおよびＨ2ガスは、加熱された減圧雰囲気下においてノンプラズマで熱的に活性化（励起）されて反応し、それにより原子状酸素（Ｏ）等の酸素を含む水分（Ｈ2Ｏ）非含有の酸化種が生成される。そして、主にこの酸化種により、ステップ１でウエハ２００上に形成された第１の層（Ｓｉ含有層）に対して酸化処理が行われる。この酸化種の持つエネルギーは、Ｓｉ含有層中に含まれるＳｉ－Ｃｌ、Ｓｉ－Ｈ等の結合エネルギーよりも高いため、この酸化種のエネルギーをＳｉ含有層に与えることで、Ｓｉ含有層中に含まれるＳｉ－Ｃｌ、Ｓｉ－Ｈ結合等は切り離される。Ｓｉとの結合を切り離されたＨ、Ｃｌ等は膜中から除去され、Ｃｌ2、ＨＣｌ等として排出される。また、Ｈ、Ｃｌ等との結合が切られることで余ったＳｉの結合手は、酸化種に含まれるＯと結びつき、Ｓｉ－Ｏ結合が形成される。
　このようにして、Ｓｉ含有層は、第２の層、すなわち、Ｃｌ等の不純物の含有量が少ないＳｉＯ層へと変化させられる（改質される）。この酸化処理によれば、Ｏ2ガスを単独で供給する場合や水蒸気（Ｈ2Ｏガス）を供給する場合に比べ、酸化力を大幅に向上させることができる。すなわち、減圧雰囲気下においてＯ2ガスにＨ2ガスを添加することで、Ｏ2ガス単独供給の場合やＨ2Ｏガスを供給する場合に比べ、大幅な酸化力向上効果が得られる。
　この酸化種は強い酸化力を有するため、第１の層のみでなく、第１の層の下に形成される膜（下地膜）も酸化させてしまうことがある。本実施形態においては、下地膜と第１の層との間にＰｏｌｙ－Ｓｉ層１２が形成されているため、この酸化種によってＰｏｌｙ－Ｓｉ層１２の少なくとも一部が酸化されることにより、下地膜へ酸化種が拡散することを抑制することができ、下地膜の酸化を抑制することができる。Ｐｏｌｙ－Ｓｉ層１２は酸化されることにより、第２の層と略同質のＳｉＯ層へと変化させられる（改質される）。
　第１の層（Ｓｉ含有層）を第２の層（ＳｉＯ層）へと変化させた後、バルブ２４３ｂ，２４３ａを閉じ、Ｏ2ガスおよびＨ2ガスの供給をそれぞれ停止する。
　そして、ステップ１と同様の処理手順、処理条件により、処理室２０１内に残留するＯ2ガスやＨ2ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。このとき、処理室２０１内に残留するガス等を完全に排除しなくてもよい点は、ステップ１と同様である。
　Ｏ含有ガスとしては、Ｏ2ガスの他、オゾン（Ｏ3）ガス等を用いることができる。Ｈ含有ガスとしては、Ｈ2ガスの他、重水素（Ｄ2）ガス等を用いることができる。なお、原料ガスとして、４ＤＭＡＳガスや３ＤＭＡＳガス等のアミノシラン原料ガスを用いる場合は、Ｏ含有ガスとしてＯ3ガスを用いるようにすれば、Ｈ含有ガスを用いることなく充分な（同様な）成膜レートで成膜することもできる。
（所定回数実施）
　上述したステップ１，２を非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数（１回以上）行うことにより、図５（Ｃ）に示すように、所定膜厚のＳｉＯ膜１４を形成することができる。上述のサイクルは複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、上述のサイクルを１回行う際に形成されるＳｉＯ層の厚さを所望の膜厚よりも小さくし、ＳｉＯ層を積層することで形成されるＳｉＯ膜の厚さとＰｏｌｙ－Ｓｉ層が複数回酸化されることで形成されるＳｉＯ膜の厚さとの合計の膜厚が所望の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。
（パージおよび大気圧復帰）
　ＳｉＯ膜の形成が完了した後、ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄのそれぞれからＮ2ガスを処理室２０１内へ供給し、排気管２３１から排気する。Ｎ2ガスはパージガスとして作用する。これにより、処理室２０１内がパージされ、処理室２０１内に残留するガスや反応副生成物が処理室２０１内から除去される（パージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。
（ボートアンロードおよびウエハディスチャージ）
　ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降され、マニホールド２０９の下端が開口される。そして、処理済のウエハ２００が、ボート２１７に支持された状態で、マニホールド２０９の下端から反応管２０３の外部に搬出される（ボートアンロード）。処理済のウエハ２００は、ボート２１７より取出される（ウエハディスチャージ）。
（４）本実施形態による効果
　本実施形態によれば、以下に示す一つ又は複数の効果が得られる。
　［１］下地膜と酸化膜との間にＳｉシード層を形成することにより、下地酸化を抑制することができる。すなわち、ＳｉＯ膜形成時に用いる酸化力の強い酸化種によって、Ｓｉシード層が酸化されることにより、酸化種がＳｉシード層より下方の下地膜まで拡散することを抑制することができる。これにより、下地膜の酸化を抑制することができ、デバイスの特性を向上させることが可能となる。
　［２］Ｓｉシード層を多結晶化することにより、ラフネスを改善させ、電気特性を向上させることができる。Ｓｉシード層のラフネスは粗いため、Ｓｉシード層の上面にＳｉＯ膜を形成した場合、電気特性が悪化することがある。これに対し、Ｐｏｌｙ－Ｓｉ層はＳｉシード層よりもラフネスが向上されるため、電気特性を向上させることができる。
　［３］Ｓｉシード層を多結晶化することにより、多結晶化しない場合と比較してＳｉシード層を酸化され難くすることができる。これにより、下地膜とＳｉＯ膜との間に形成するＳｉシード層の膜厚を薄くすることができる。Ｓｉシード層とＰｏｌｙ－Ｓｉ層とを同じ時間酸化種に暴露させた場合、Ｓｉシード層の方がＰｏｌｙ－Ｓｉ層よりもＳｉＯ膜が厚く形成される。そのため、Ｓｉシード層を多結晶化しない場合は、下地膜とＳｉＯ膜との間に厚い膜厚のＳｉシード層を形成する必要がある。すなわち、下地膜の酸化を抑制するためにＳｉシード層が全て酸化されてＳｉＯ膜となる時のＳｉシード層の厚さは、下地膜の酸化を抑制するためにＰｏｌｙ－Ｓｉ層の厚さよりも厚くなる。また、Ｓｉシード層を酸化したＳｉＯ膜はＰｏｌｙ－Ｓｉ膜を酸化したＳｉＯ膜よりも膜特性が悪くなる。Ｐｏｌｙ－Ｓｉ層を用いることにより、下地膜とＳｉＯ膜との間に形成するＳｉシード層の膜厚を薄くすることができ、Ｐｏｌｙ－Ｓｉ膜を酸化したＳｉＯ膜と、その上に形成するＳｉＯ膜との膜質を同等とすることができるため、生産性を向上させることができる。
　［４］Ｓｉシード層を熱処理し多結晶化することにより、Ｓｉシード層の密度を向上させることができる。また、Ｓｉシード層内の不純物（例えばＣｌ、Ｈ、Ｎ）を減少させることができる。これらにより、Ｓｉシード層自体の膜質を向上させることができる。ＳｉＯ膜形成工程でＰｏｌｙ－Ｓｉ層が酸化されることで形成されるＳｉＯ膜は、ＳｉＯ膜形成工程により形成されたＳｉＯ膜と略同等の膜特性を備えるため、ＳｉＯ膜形成工程で形成されたＳｉＯ膜との親和性が良く、品質の悪化を抑制できる。これにより、デバイス特性を向上させることができる。
　[５]Ｓｉシード層をＳｉＯ膜形成工程において多結晶化したＳｉシード層が実質的に全て酸化される分の厚さに形成することにより、デバイスの性能を向上させることができる。多結晶化したＳｉシード層（Ｐｏｌｙ－Ｓｉ層）が酸化されるとＳｉＯ膜となる。Ｓｉシード層の厚さを、Ｐｏｌｙ－Ｓｉ層がちょうど全て酸化される分の厚さとすることにより、下地膜とＳｉＯ膜との間にＳｉシード層を残すことがない。これにより、下地膜の機能を維持することができるとともに、下地膜とＳｉＯ膜との間に膜を介在させることがないので、デバイスの性能を向上させることが可能となる。
　[６]アニール工程とＳｉＯ膜形成工程とを同じ温度に設定することにより、処理室内を昇温させたり降温させたりすることなく、連続して処理することができるため、基板処理に要する時間を短縮でき、スループットを向上させることができる。
　[７]アニール工程とＳｉＯ膜形成工程とをｉｎ－ｓｉｔｕで行うことにより、ウエハを処理室外の雰囲気に暴露させることがなく、自然酸化膜の生成やパーティクルの付着を抑制できるため、品質を向上させることができる。
　これらの効果は、原料ガスとしてＨＣＤＳガス以外のガスを用いる場合や、Ｏ含有ガスとしてＯ2ガスおよびＨ2ガス以外のガスを用いる場合や、Ｈ含有ガスとしてＨ2ガス以外のガスを用いる場合においても、同様に得ることができる。また、不活性ガスとしてＮ2ガス以外のガスを用いる場合においても、同様に得ることができる。
＜本発明の他の実施形態＞
　以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態に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。
　例えば、上述の実施形態では、アニール工程において、処理室２０１内にＮ2ガスを供給する構成について説明したが、これに限らず、Ｈ含有ガス（例えばＨ2ガス）を供給してもよい。これにより、Ｓｉシード層中の不純物の脱離をさらに促進させることができる。
　また例えば、上述の実施形態では、ＳｉＯ膜形成工程において、原料ガスを供給した後に反応ガスを供給する例について説明した。本発明はこのような態様に限定されず、原料ガスと反応ガスの供給順序は逆でもよい。すなわち、反応ガスを供給した後に原料ガスを供給するようにしてもよい。供給順序を変えることにより、形成される膜の膜質や組成比を変化させることが可能となる。
　また例えば、上述の実施形態では、原料ガスとしてクロロシラン原料ガスを用いる例について説明した。本発明はこの態様に限定されず、クロロシラン原料ガス以外のハロシラン原料ガス、例えば、フルオロシラン原料ガス、ブロモシラン原料ガス、ヨードシラン原料ガスを用いてもよい。また、原料ガスとして、ゲルマニウム（Ｇｅ）等のＳｉ以外の半金属元素およびハロゲン元素を含む半金属原料ガスを用いてもよい。また、原料ガスとして、チタニウム（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属元素およびハロゲン元素を含む金属原料ガスを用いてもよい。このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
　成膜処理に用いられるレシピは、処理内容に応じて個別に用意し、電気通信回線や外部記憶装置１２３を介して記憶装置１２１ｃ内に格納しておくことが好ましい。そして、各種処理を開始する際、ＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に格納された複数のレシピの中から、処理内容に応じて適正なレシピを適宜選択することが好ましい。これにより、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の薄膜を汎用的に、かつ、再現性よく形成することができるようになる。また、オペレータの負担を低減でき、操作ミスを回避しつつ、各種処理を迅速に開始できるようになる。
　上述のレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置１２２を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更するようにしてもよい。
　上述の実施形態では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、例えば、一度に１枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。また、上述の実施形態では、ホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。これらの場合においても、処理手順、処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理手順、処理条件とすることができる。
　これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の実施形態と同様なシーケンス、処理条件にて成膜処理を行うことができる。
　また、上述した各種の実施形態は、適宜組み合わせて用いることができる。また、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
　以下、上述の実施形態で得られる効果を裏付ける実験結果について説明する。
（Ｓｉシード層の面内膜厚均一性に関する評価）
　図１に示す基板処理装置を用いて、上述したシード層形成工程により、図５（Ａ）に示すように、下地膜として例えばＳｉＯ層が形成されたウエハ２００上に炉内温度を４５０℃、５００℃、５５０℃、６００℃にしてＨＣＤＳガスを供給してＳｉシード層１０を形成し、サンプル１～４を作製した。
　いずれのサンプルも、原料ガスとしてはＨＣＤＳガスを、不活性ガスとしてはＮ2ガスを用いて作製した。ここで、供給量等の処理条件は、上述の実施形態と同様な処理条件とした。
　そして、サンプル１～４におけるＳｉシード層１０の膜厚分布、平均膜厚およびウエハ面内膜厚均一性（以下、ＷｉＷともいう）を評価した。ＷｉＷ（±％）とは、｛（ウエハ面内における膜厚最大値－ウエハ面内における膜厚最小値）／（２×ウエハ面内における膜厚平均値）｝×１００で定義される値であり、その値が小さいほど、ウエハ面内における膜厚が均一であることを示している。
　図６（Ａ）及び図６（Ｂ）によれば、炉内温度を４５０℃～６００℃まで昇温させた結果、ＨＣＤＳガスの分解が始まる５００℃付近から成膜速度が速くなるが、さらに温度を５５０℃まで昇温させると、ＨＣＤＳガスに含まれるＣｌによるエッチング作用で膜が削れてしまい、成膜速度が下がることが分かった。また、面内均一性は、炉内温度５００℃で作成したサンプル２が最も良好であることが分かる。
（アニール処理の有無による評価）
［本実施例］
　本実施例では、図１に示す基板処理装置を用いて、上述したシード層形成工程と、アニール工程を行った後に、希フッ酸（ＤＨＦ）によりエッチング処理を行った。エッチング処理では、ＤＨＦをＮ2ガスの供給量の１％程度１分間供給した。ここで、供給量等の処理条件は、上述の実施形態と同様な処理条件とした。
　図８に示すように、アニール処理を行った後のＰｏｌｙ－Ｓｉ層１２の膜厚（図７（Ａ）の膜厚Ｔ１）は６２．６Åであった。そして、ＤＨＦによりエッチングした後のＰｏｌｙ－Ｓｉ層１２の膜厚（図７（Ａ）の膜厚Ｔ２）は５９．９Åであった。すなわち、本実施例におけるエッチング量（酸化量）は、２．７Åであった。
［比較例］
　一方、比較例では、上述したシード層形成工程の後に、アニール工程を行わずに、本実施例と同様のエッチング処理を行った。ここで、上述同様、供給量等の処理条件は、上述の実施形態と同様な処理条件とした。
　図８に示すように、ＤＨＦエッチング前のＳｉシード層１０の膜厚（図７（Ｂ）の膜厚Ｔ３）は５９．３Åであった。そして、ＤＨＦエッチング後のＳｉシード層１０の膜厚（図７（Ｂ）の膜厚Ｔ４）は０．４Åであった。すなわち、比較例におけるエッチング量は、５８．９Åであった。
　すなわち、図８に示すように、アニール処理を行わない場合には、エッチングによりＳｉシード層１０のエッチング量が５８．９Å程度でほぼ除去されているのに対して、アニール処理を行った場合には、Ｐｏｌｙ－Ｓｉ層１２のエッチング量が２．７Å程度でほぼ残っていることが分かる。アニール処理を行わない場合には、Ｓｉシード層は非晶質な状態であるためエッチングされやすく、アニール処理を行うことにより、Ｓｉシード層が多結晶化されるためエッチングされ難くなったと考えられる。すなわち、上述のアニール処理によりＳｉシード層を多結晶化させることが可能である。
　また、上述の条件におけるＳｉシード層の形成では、アニール処理の有無にかかわらず、表面の状態が良好で、ピンホール等は見られなかった。
（下地Ｐｏｌｙ-Ｓｉ層の酸化量における評価）
［本実施例］
　本実施例では、図１に示す基板処理装置を用い、下地膜として例えばＳｉＯ膜が形成されたウエハ２００上に、上述したシード層形成工程によりＳｉシード層１０を形成し（図９（Ａ））、上述したアニール工程によりＳｉシード層を多結晶化させてＰｏｌｙ－Ｓｉ層１２を形成した（図９（Ｂ））。このときのＰｏｌｙ－Ｓｉ層の膜厚Ｔ５は、２９．４２Åであった。成膜処理の処理条件は、上述の実施形態に記載の処理条件範囲内の条件とした。
　そして、上述したＳｉＯ膜形成工程により、Ｐｏｌｙ-Ｓｉ層１２上にＳｉＯ膜１４を形成した（図９（Ｃ））。このときのＳｉＯ膜１４の膜厚Ｔ６は、４０Åであった。成膜処理の処理条件は、上述の実施形態に記載の処理条件範囲内の条件とした。
　そして、ＤＨＦ供給によりエッチング処理を行って、ＳｉＯ膜１４を完全に除去した（図９（Ｄ））。このときのＰｏｌｙ－Ｓｉ層１２の膜厚Ｔ７は、２７．７９Åであった。すなわち、Ｐｏｌｙ－Ｓｉ層のエッチング量は１．６３Åであって、１．６３ÅのＰｏｌｙ－Ｓｉ層が酸化されてＳｉＯ膜となり、エッチングされたこととなる。
［比較例］
　比較例では、原料ガスとしてＨＣＤＳガスの代わりにモノシラン（ＳｉＨ4）ガスを用いてＰｏｌｙ－Ｓｉ層を形成した。具体的には、７００℃でＳｉＨ4ガスを供給して膜厚が１０００ÅのＰｏｌｙ－Ｓｉ層を形成した。そして、このＰｏｌｙ－Ｓｉ層の上に炉内温度を４５０℃～７００℃に変化させてＳｉＯ膜を４０Å形成した。そして、ＤＨＦによりエッチング処理を行ってＳｉＯ膜を完全に除去し、ＳｉＯ膜除去後のＰｏｌｙ－Ｓｉ層の膜厚を測定した。
　図１０に示すように、比較例では、４５０℃でＳｉＯ膜を形成したときのＰｏｌｙ－Ｓｉ層のエッチング量は８Å程度であって、７００℃でＳｉＯ膜を形成したときのＰｏｌｙ－Ｓｉ層のエッチング量は１３Å程度であった。ＳｉＯ膜の成膜温度が高くなるにつれてＰｏｌｙ－Ｓｉ層のエッチング量も増加し、８～１３Å程度酸化されていることが分かる。すなわち、ＳｉＨ4ガスを用いて形成されたＰｏｌｙ－Ｓｉ層では、ＳｉＯ膜の成膜温度が高いほど、ＳｉＯ膜形成時の酸化ガスの影響を受け易く、Ｐｏｌｙ－Ｓｉ層が酸化されることが分かる。また、ＳｉＨ4ガスを用いたＰｏｌｙ－Ｓｉ層成膜においては、成膜速度が速く、ガスノズル内も成膜されて異物が発生しやすい。
　図１１は、上述した比較例において、原料ガスとしてＳｉＨ4ガスを用いて、５２５℃でＰｏｌｙ－Ｓｉ層を形成した場合（◇印）と、６２０℃でＰｏｌｙ－Ｓｉ層を形成した場合（△印）のＰｏｌｙ－Ｓｉ層の成膜時間と膜厚の関係を示す図である。
　図１１に示すように、５２５℃で形成されたＰｏｌｙ－Ｓｉ層の膜厚よりも、６２０℃で形成されたＰｏｌｙ－Ｓｉ層の膜厚の方が、同じ成膜時間であっても厚く形成され、５０Å以下の薄膜領域においては、いずれのＰｏｌｙ－Ｓｉ層もピンホールが出来てしまい、Ｓｉ膜が不連続となってしまっていることが分かる。また、Ｐｏｌｙ－Ｓｉ層の膜厚が薄いほど表面が荒い（ラフネスが悪い）ことが分かる。これらより、ＳｉＨ4ガスを用いたＰｏｌｙ－Ｓｉ層では下地膜の酸化を十分に抑制できず、デバイスの特性も悪化させてしまう可能性があることが分かる。
　酸化膜の形成には、本実施形態におけるＳｉＯ膜形成工程において示されているように、例えばＨＣＤＳガスとＯ2ガス、Ｈ2ガスを熱分解し、気相又は表面反応により堆積させることができるが、Ｏ2ガス、Ｈ2ガスの混合により生成する酸素種は、高温ほど酸化力が強いために下地膜へのダメージが大きい。しかし、本実施形態に示されているように、下地膜上に、例えばＨＣＤＳガスを用いてＳｉシード層を形成し、Ｓｉシード層を多結晶化してＰｏｌｙ－Ｓｉ層を形成することにより、上面に酸化力の強い反応ガスを用いて酸化膜を形成した場合であっても、Ｐｏｌｙ－Ｓｉ層を酸化させることができ、下地膜の酸化を抑制することができる。
　２００　　　ウエハ（基板）
　２０１　　　処理室
　２０３　　　反応管
　２０７　　　ヒータ
　２０９　　　マニホールド
　２３２ａ～２３２ｄ　　ガス供給管
　２４９ａ，２４９ｂ　　ノズル
　１２１　　　コントローラ

Claims (12)

  1. 　基板に対して原料ガスを供給することで、前記基板上にアモルファス状態のシード層を形成する工程と、
    　前記シード層を熱処理することで、前記シード層を多結晶化させる工程と、
    　前記基板に対して前記原料ガスを供給する工程と、前記基板に対して酸素含有ガスおよび水素含有ガスを供給する工程と、を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、多結晶化させた前記シード層上に酸化膜を形成するとともに、多結晶化させた前記シード層を酸化する工程と、
    　を有する半導体装置の製造方法。
  2. 　前記原料ガスは、ハロゲン元素を含む請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 　前記原料ガスは、ハロゲン元素と、半金属元素または金属元素と、を含む請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 　前記原料ガスは、ハロゲン元素と、シリコンと、を含む請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 　前記シード層を形成する工程における前記原料ガスの供給時間を、前記酸化膜を形成する工程における１サイクルあたりの前記原料ガスの供給時間よりも長くする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 　前記シード層を形成する工程における前記基板の温度を、前記酸化膜を形成する工程における前記基板の温度よりも低くする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 　前記酸化膜を形成する工程における前記基板の温度を、前記シード層を多結晶化させる工程における前記基板の温度以上の温度とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  8. 　前記多結晶化させる工程では、前記処理室内の前記基板に対してＮ2ガスを供給する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  9. 　前記シード層を形成する工程において形成する前記シード層の厚さを、前記酸化膜を形成する工程において、少なくとも多結晶化された前記シード層が全て酸化される厚さ以上とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  10. 　前記シード層を形成する工程において形成する前記シード層の厚さを、前記酸化膜を形成する工程において、多結晶化させていない前記シード層が全て酸化される厚さよりも薄くする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  11. 　基板に対する処理が行われる処理室と、
    　前記処理室内の基板に対して原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
    　前記処理室内の基板に対して酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
    　前記処理室内の基板に対して水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、
    　前記処理室内の基板を加熱するヒータと、
    　前記処理室内において、基板に対して前記原料ガスを供給することで、前記基板上にアモルファス状態のシード層を形成する処理と、前記シード層を熱処理することで、前記シード層を多結晶化させる処理と、前記基板に対して前記原料ガスを供給する処理と、前記基板に対して酸素含有ガスおよび水素含有ガスを供給する処理と、を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、多結晶化させた前記シード層上に酸化膜を形成するとともに、多結晶化させた前記シード層を酸化する処理を行わせるように前記原料ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系、および前記ヒータを制御するよう構成される制御部と、
    　を有する基板処理装置。
  12. 　基板処理装置の処理室内の基板に対して原料ガスを供給することで、前記基板上にアモルファス状態のシード層を形成する手順と、
    　前記処理室内で、前記シード層を熱処理することで、前記シード層を多結晶化させる手順と、
    　前記処理室内の前記基板に対して前記原料ガスを供給する手順と、前記基板に対して酸素含有ガスおよび水素含有ガスを供給する手順と、を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、多結晶化させた前記シード層上に酸化膜を形成するとともに、多結晶化させた前記シード層を酸化する手順と、
    　をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
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