(57)【要約】【課題】低温処理で、所望のＳｉＮ膜を製造できるようにする。【解決手段】処理対象に対して窒素系ガス（窒素（Ｎ２）ガス、アンモニア（ＮＨ３）ガス、ジアジン（Ｎ２Ｈ２）ガス、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）ガスなど）を供給する手段と、前記処理対象に対してシリコン系ガス（アミノ基、ジメチルアミノ基又はエチルアミノ基を有するもの。シランガス、ジシランガス、ジシラザンガスなど）を供給する手段と、前記各ガスの供給時に前記処理対象を減圧環境とする手段とを備える。【選択図】  図２
2010103484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象に対して水素成分又はハロゲン成分を含むシリコン系ガスを供給する手段と、前記シリコン系ガスを供給した後に前記処理対象に対して窒素系ガスを供給する手段とを備える半導体デバイスの製造装置。
【請求項２】
前記シリコン系ガス又は窒素系ガスを励起又は分解する手段を備える、請求項１記載の半導体デバイスの製造装置。
【請求項３】
前記励起又は分解する手段が、加温処理、プラズマ励起処理または紫外光の照射処理から選ばれる少なくとも１種の手段である請求項２記載の半導体デバイス製造装置。
【請求項４】
（追加）
前記窒素系ガス供給時にのみ励起又は分解する手段を備える請求項２記載の半導体デバイス製造装置。
【請求項５】
前記窒素系ガスとともに水蒸気又は不活性ガスを供給する手段を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の半導体デバイスの製造装置。
【請求項６】
前記シリコン系ガスと窒素系ガスとを、交互に又は一緒に供給する手段を備える、請求項１〜５のいずれかに記載の半導体デバイスの製造装置。
【請求項７】
前記処理対象を前記シリコン系ガスの沸点以下の温度条件で加熱する加熱手段を備える請求項１〜６のいずれかに記載の半導体デバイス製造装置。
【請求項８】
前記紫外光の照射処理を行う紫外光の照射手段と前記処理対象との間を分離する仕切り板を備え、当該仕切り板には前記窒素系ガスを通す複数の開口部が形成されている、請求項３又は４に記載の半導体デバイスの製造装置。
【請求項９】
前記紫外光の照射処理を行う紫外光の照射手段に対して不活性ガスを供給する手段を備える請求項３、４又は８記載の半導体デバイスの製造装置。
【請求項１０】
前記各手段によって各ガスを供給した後に、処理対象に対して紫外光、可視光又は赤外光を照射する手段を備える、請求項１〜９のいずれかに記載の半導体デバイス製造装置。
【請求項１１】
処理対象に対して水素成分又はハロゲン成分を含むシリコン系ガスを供給するステップと、前記シリコン系ガスを供給した後に前記処理対象に対して窒素系ガスを供給するステップとを含み、当該シリコン系ガスと当該窒素系ガスの一方又は両方を、加温処理、プラズマ励起処理または紫外光の照射処理から選ばれる少なくとも１種の手段で励起又は分解させて、処理対象に供給する半導体デバイスの製造方法。
【請求項１２】
窒素系ガス供給の時に励起又は分解を行う請求項１１に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１３】
デザインルールが３２ｎｍ以下のデバイスであって、ソース領域とドレイン領域とが物理的に接触していない半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの製造装置に関し、特に、低温で形成するＩＣ用シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、液晶又は有機ＥＬに用いられるガラス基板のパッシベーション用ＳｉＮ膜の形成に用いられる半導体デバイスの製造装置に関する。
【０００２】
また、本発明は、微細レジストパターンから、さらに微細なパターンを生み出すフォトリソグラフィーに用いられる半導体デバイスの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、アミノシラン（Ｈ３ＳｉＮＨ２）ガスを原料として０．１Ｔｏｒｒから７６０Ｔｏｒｒ，５００℃〜１０００℃の範囲で熱化学気相成長させることによって、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を形成する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８９０６９８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示されている方法は、「５００℃〜１０００℃」といった高温処理が必要となるところ、これでは、ＤＲＡＭやロジックＩＣを含む種々のＩＣの微細化が困難になる。これを防止するためには、ウェハ上のゲート電極に対して、サイドウォールＳｉＮ膜を形成する際の温度は、４５０℃以下に抑えるといった低温処理が必要である。
【０００６】
例えば、デザインルールが３２ｎｍ以下のデバイスでは、ソース領域とドレイン領域との距離が非常に狭いので、５００℃を超える処理を行った場合に、ソース領域とドレイン領域とが物理的に接触し、デバイスが動作しないという事態が生じうる。
【０００７】
また、液晶デバイス又はフレキシブルデバイスに係るパッシベーション膜としてＳｉＮ膜を形成する際には、２００℃以下に抑えるといった低温処理が必要である。
【０００８】
一方、単に、高温処理を低温処理に代えても、炭素（Ｃ）成分、塩素（Ｃｌ）成分、又は、水素（Ｈ）成分が、ＳｉＮ膜内に含まれることになるため、ＳｉＮ膜にパーティクルが発生したり、半導体特性が劣ったりといった悪影響が生じる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みて、製造条件を工夫して、低温処理で、プラズマのダメージの少ない所望のＳｉＮ膜を製造できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の半導体デバイスの製造装置は、
処理対象に対して水素成分を含むシリコン系ガスを供給する手段と、
前記シリコン系ガスを供給した後に前記処理対象に対して窒素系ガスを供給する手段とを備える。
上記課題を解決するために、本発明の半導体デバイスの製造装置は、処理対象に対して水素成分又はハロゲン成分を含むシリコン系ガスを供給する手段と、前記シリコン系ガスを供給した後に前記処理対象に対して窒素系ガスを供給する手段とを備える。
【００１１】
なお、本発明に関する水素成分又はハロゲン成分を含むシリコン系ガス（以下、単に「シリコン系ガス」ということもある）とは、その分子構造中に、水素原子又はハロゲン原子を有するものであり、水素原子又はハロゲン原子は珪素原子に直接結合していなくともよい。水素成分を有するものとしては、アミノシラン（Ｈ３ＳｉＮＨ２）ガス、ジアミノシラン（Ｈ２Ｓｉ（ＮＨ２）２）ガス、トリアミノシラン（ＨＳｉ（ＮＨ２）３）、テトラアミノシラン（Ｓｉ（ＮＨ２）４）ガス等のアミノシランガス類；ジメチルアミノシラン（Ｈ３ＳｉＮ（ＣＨ３）２）ガス、ビス（ジメチルアミノ）シラン（Ｈ２Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］２）ガス、トリス（ジメチルアミノ）シラン（ＨＳｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］３）ガス、テトラキス（ジメチルアミノ）シラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４）ガス、ジエチルアミノシラン（Ｈ３ＳｉＮ（Ｃ２Ｈ５）２）ガス、ビス（ジエチルアミノ）シラン（Ｈ２Ｓｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］２）ガス、トリス（ジエチルアミノ）シラン（ＨＳｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］３）ガス、テトラキス（ジエチルアミノ）シラン（Ｓｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４）ガス、ジイソプロピルアミノシラン（Ｈ３ＳｉＮ（ｉ−Ｃ３Ｈ７）２）ガス、ビス（ジイソプロピルアミノ）シラン（Ｈ２Ｓｉ［Ｎ（ｉ−Ｃ３Ｈ７）２］２）ガス、トリス（ジイソプロピルアミノ）シラン（ＨＳｉ［Ｎ（ｉ−Ｃ３Ｈ７）２］３）ガス、テトラキス（ジイソプロピルアミノ）シラン（Ｓｉ［Ｎ（ｉ−Ｃ３Ｈ７）２］４）ガス等のアルキルアミノシラン類；テトラアミノジシラザン（Ｈ（ＮＨ２）２Ｓｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＨ２）２Ｈ）ガス、テトラメチルジシラザン（Ｈ（ＣＨ３）２Ｓｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｈ）ガス等のジシラザン類、モノシラン（ＳｉＨ４）ガス、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）が挙げられ、ハロゲン成分を含むシリコン系ガスとしては、例えば、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガス、テトラブロモシラン（ＳｉＢｒ４）ガス、テトラヨードシラン（ＳｉＩ４）ガス、ヘキサクロロジシラン（Ｃｌ３Ｓｉ−ＳｉＣｌ３）ガス、ヘキサブロモジシラン（Ｂｒ３Ｓｉ−ＳｉＢｒ３）ガス等のシランハライド類が挙げられる。
【００１２】
また、本発明に関する上記シリコン系ガスは、水素成分とハロゲン成分の水素原子の両方を含んでもよい。例えば、クロロシラン（Ｈ３ＳｉＣｌ）ガス、ジクロロシラン（Ｈ２ＳｉＣｌ２）ガス、トリクロロシラン（ＨＳｉＣｌ３）ガス、ジクロロジシラン（Ｈ２ＣｌＳｉ−ＳｉＣｌＨ２）ガス、テトラクロロジシラン（ＨＣｌ２Ｓｉ−ＳｉＣｌ２Ｈ）ガス等の部分ハロゲン置換シラン類；ジメチルアミノトリクロロシラン（Ｃｌ３ＳｉＮ（ＣＨ３）２）ガス、ビス［ジメチルアミノ］ジクロロシラン（Ｃｌ２Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］２）ガス、トリス［ジメチルアミノ］クロロシラン（ＣｌＳｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］３）ガス、ジエチルアミノトリクロロシラン（Ｃｌ３ＳｉＮ（Ｃ２Ｈ５）２）ガス、ビス［ジエチルアミノ］ジクロロシラン（Ｃｌ２Ｓｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］２）ガス、トリス［ジエチルアミノ］クロロシラン（ＣｌＳｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］３）ガス、ジメチルアミノクロロシラン（Ｈ２ＣｌＳｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］）ガス、ジエチルアミノクロロシラン（Ｈ２ＣｌＳｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］）ガス、ジプロピルアミノクロロシラン（Ｈ２ＣｌＳｉ［Ｎ（Ｃ３Ｈ７）２］）ガス等のアルキルアミノシランハライド類が挙げられる。
【００１３】
当該シリコン系ガスは、処理対象である基板やウェハ等に付着させてシリコン系化合物膜とするか、分解又は反応させて前駆体堆積膜（以下、シリコン系化合物膜及び前駆体堆積膜について、例えば、Ｓｉ−Ｈ膜、Ｓｉ−ＮＨ膜、ＳｉＯ−ＮＨ膜等、膜中に残存する反応性の部位を用いて表記することもある。）とする。
【００１４】
また、本発明に関する窒素系ガスとは、窒素原子を含有するガスであり、窒素（Ｎ２）ガス、アンモニア（ＮＨ３）ガス、ジアジンガス（Ｎ２Ｈ２）、ヒドラジンガス（Ｎ２Ｈ４）、アルキルヒドラジンガス（ＲＮＨＮＨ２、Ｒ２ＮＮＨ２；Ｒはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、第２ブチル、第３ブチル、イソブチル等を表す）等が挙げられ、これらは１種類で使用してもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。
【００１５】
本発明の半導体デバイスの製造装置によると、処理対象にシリコン系ガスを付着させた状態で、窒素系ガスを供給すると、例えば４５０℃以下の温度で、ＳｉＮ膜を形成することが可能となる。このＳｉＮ膜は、ガラス基板上に、パッシベーション膜として形成することもできる。さらに、本発明によれば、レジストパターンより微細なエッチングパターンを形成でき、フォトリソグラフィーの限界を超えた、さらに微細なパターンを形成できる。
さらに、前記窒素系ガス或いはシリコン系ガスの、励起処理（減圧パルスＣＶＤ法又は、減圧パルスプラズマ法（リモートプラズマ法含む）など）、紫外光の照射処理又は加温処理などを含む、励起又は分解手段を備えるとよい。窒素系ガス或いはシリコン系ガスは、プラズマ励起処理によってプラズマ状態に励起されるか、プラズマ状態を経て分解されるかであり、また、紫外光の照射処理によって励起状態となるか励起状態を経て分解されるかであり、加温により熱分解される。また、加温処理は、励起処理を補助するために備えられてもよい。加温処理のみを分解手段とする場合は、ヒドラジンガス、アルキルヒドラジン（ＲＮＨＮＨ２、Ｒ２ＮＮＨ２等）ガス、アンモニアガス等のように４５０℃以下で分解される窒素系ガスを選択するとよい。
【００１６】
本発明の半導体製造装置の励起又は分解手段としては、加温やプラズマダメージによる処理対象の変形や変質の懸念を払拭する必要がある場合は、紫外光の照射処理を選択する。例えば、紫外光の照射処理を選択することで、プラズマによるゲート酸化膜のダメージの回避と４５０℃を超える温度による低濃度不純物領域のソース、ドレインの接触による電気的な短絡が回避ができるので、デザインルールが３２ｎｍ以下での半導体の製造が可能となる。特にウェハ上のゲート電極に対して高濃度不純物領域であるソース、ドレインの形成に必要なＳｉＮ膜のサイドウォール膜形の堆積に好適である。
また、紫外光の照射処理の効果の補助をするために加温手段を併用してもよいが、その温度は、４５０℃以下とする。加温処理の併用により、ＳｉＮ膜形成反応の促進、ＳｉＮ膜の緻密化の効果がある。
【００１７】
シリコン系ガスと窒素系ガスとは、交互に供給してもよいし、一緒に供給してもよい。また、シリコン系ガスを供給した後に、前記窒素系ガスに対してプラズマ励起処理又は紫外光の照射処理を行う手段を備えとよい。さらに、各ガスを供給した後に、処理対象に対して可視光、紫外光又は赤外光を照射するとよい。
【００１８】
また、上記紫外光の照射処理を備える場合、この紫外光の照射手段に対して不活性ガスを供給する手段を備えることができる。ここから不活性ガスを紫外光の光源に供給することで、シリコン系ガス及び／又は窒素ガスによる汚れ付着を防止でき、装置メンテナンスの手間と頻度を低減することができる。また、本発明における不活性ガスとは、特に断りのない限り、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガス類、窒素（Ｎ２）ガス等の半導体製造における膜の形成反応に直接的に寄与しないガスのことをいう。不活性ガスは、主にキャリアガス、希釈ガス、パージガスとして使用される。なお、本発明において、窒素は、窒素系ガスとして使用する場合もあり、不活性ガスとしても使用する場合もある。
【００１９】
また、本発明の半導体デバイスの製造方法は、処理対象に対して水素成分又はハロゲン成分を含むシリコン系ガスを供給するステップと、前記シリコン系ガスを供給した後に前記処理対象に対して窒素系ガスを供給するステップとを含み、当該シリコン系ガスと当該窒素系ガスの一方又は両方を、加温処理、プラズマ励起処理または紫外光の照射処理から選ばれる少なくとも１種の手段で励起又は分解させて、処理対象に供給するものである。励起又は分解をする場合は、窒素系ガスにのみ当該処理を行うと、処理対象を含む基板以外に膜が付着するのを防止でき、またこれによりパーティクルが抑制された良好な製造方法を実現できる。さらに、プラズマ処理、紫外光の照射処理を処理対象ガス導入時にのみ行うことでよりいっそうの効果を期待できる。
【００２０】
また、シリコン系ガスを処理対象に吸着又は付着させてシリコン系化合物膜を形成させる場合には、シリコン系化合物が処理対象から脱離又は揮散しないように処理対象の温度をできる限り低温度に設定するのが好ましく、その温度は室温〜３００℃が好ましい。
【００２１】
処理対象に吸着または付着させたシリコン系化合物膜の結合基に励起又は分解処理を施すことも得られる膜特性を向上させる。窒素系ガスを供給する時に励起又は分解処理を行い、窒素系ガスと同時にシリコン系化合物膜の結合基に対しても励起又は分解処理を行うと効率的に良好な膜が形成できる。
【００２２】
また、本発明の半導体デバイスは、シリコン系ガスが供給され、その後、窒素系ガスが供給されることによって処理された処理対象を備える。具体的には、本発明の半導体デバイスは、デザインルールが３２ｎｍ以下のデバイスであって、ソース領域とドレイン領域とが物理的に接触していないものとなる。この半導体デバイスは、上記製造装置を用いることによって製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態１の半導体デバイスの製造装置の模式的な構成図である。
【図２】図１の第一チャンバー５の模式的な構成図である。
【図３】図１の第二チャンバー６の模式的な構成図である。
【図４】図１に示す半導体デバイス製造装置によって製造されるウェハ４１の模式的な断面図である。
【図５】図１に示した装置を用いて製造した半導体デバイスを備える不揮発性メモリの模式的な一部断面図である。
【図６】図１に示した製造装置を用いて製造した半導体デバイスを備えるＤＲＡＭキャパシタの模式的な一部断面図である。
【図７】本発明の実施形態５に係る第一チャンバー５の模式的な構成図である。
【図８】本発明の実施形態６、７に係る減圧ＣＶＤ装置の模式的な構成図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  カセット
２  ウェハアライメント
３  ロードロックチャンバー
４  トランスファーチャンバー
５  第一チャンバー
６  第二チャンバー
【発明の実施の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において、同様の部分には、同一の符号を付している。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１の半導体デバイスの製造装置の模式的な構成図である。図１には、ウェハが収容されるカセット１と、カセット１から取り出されたウェハの位置決めを行うウェハアライメント２と、ロードロック機構を有するロードロックチャンバー３と、ウェハに絶縁物を形成するための第一チャンバー５と、第一チャンバー５において絶縁物が形成されたウェハに対して紫外光アニール処理を施す第二チャンバー６と、ロードロックチャンバー３，第一チャンバー５，第二チャンバー６相互間でウェハを搬送するロボットアームを有するトランスファーチャンバー４とを示している。
【００２６】
図２は、図１の第一チャンバー５の模式的な構成図である。図２には、ＳｉＮ膜６０３（図４）を形成するためのアミノシラン（Ｈ３ＳｉＮＨ２）ガス、ジアミノシラン（Ｈ２Ｓｉ（ＮＨ２）２）ガス、トリアミノシラン（ＨＳｉ（ＮＨ２）３）ガス，テトラアミノシラン（Ｓｉ（ＮＨ２）４）ガス、又はジメチルアミノシラン（Ｈ３ＳｉＮ（ＣＨ３）２）ガス、ビス（ジメチルアミノ）シラン（Ｈ２Ｓｉ（Ｎ（ＣＨ３）２）２）ガス、トリス（ジメチルアミノ）シラン（ＨＳｉ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）ガス、テトラキス（ジメチルアミノ）シラン（Ｓｉ（Ｎ（ＣＨ３）２）４）ガス、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガスなどの供給管７１と、トリアミノシランガス等の代替ガスであるところのテトラアミノジシラザン（Ｈ（ＮＨ２）２Ｓｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＮＨ２）２Ｈ）ガス又はテトラメチルジシラザン（Ｈ（ＣＨ３）２Ｓｉ−ＮＨ−Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｈ）ガスの供給管７２と、水蒸気の供給管７３と、Ｎ２Ｈ４ガス等の供給管７４と、ヘリウムガス、Ｎ２ガス等の供給管７５とを示している。供給管７１，７２は、シリコン系ガスを第一チャンバー５に供給するためのものである。供給管７４は、窒素系ガスを第一チャンバー５に供給するためのものである。供給管７５は、不活性ガスを第一チャンバー５に供給するためのものである。なお、上記は、水素成分を含むシリコン系ガス系を使用する系で代表して説明したが、ハロゲン成分を含むシリコン系ガスを使用する場合は、供給管７１又は７２を通じて供給してもよく、新たに別の供給管を設置してもよい。
【００２７】
各供給管７１等は、それぞれ、バルブ１６及びマスフローコントローラー１５を介して、集合配管１３に接続されている。集合配管１３には、集合配管１３を通る種々のガスを切り替えるためのバルブ１４が取り付けられている。バルブ１４の下流には、アルミナパイプ１２が設けられている。
【００２８】
また、第一チャンバー５内には、集合配管１３を通るガスをウェハ４１に対して噴霧するガスシャワーが設けられている。ガスシャワーは、当該ガスを第一チャンバー５に均一濃度で供給するためのガス分散板３１と、ガス分散板３１の下流に設けられていて複数の開口部３３が形成されたシャワー板３２が設けられている。
【００２９】
また、図２には、第一チャンバー５をクリーニングするための三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスの供給管８１，酸素（Ｏ２）ガスの供給管８２，及びアルゴン（Ａｒ）ガスの供給管８３と、ＳｉＮ膜６０３を形成するためのＮＨ３ガスの供給管８４と、ＮＨ３ガスの代替ガスであるところのＮ２Ｈ４ガスの供給管８５とを示している。供給管８４、８５は、窒素系ガスを第一チャンバー５に供給するためのものである。
【００３０】
各供給管８１等は、それぞれ、バルブ１６及びマスフローコントローラー１５を介して、各供給管８１等を通る種々のガスを、第一チャンバー５に供給するのに先立ってプラズマ化するリモートプラズマ装置２１に接続されている。リモートプラズマ装置２１の近傍には、反応ガスのプラズマ化に必要な高周波を供給するＲＦ発振器１１が取り付けられている。
【００３１】
また、第一チャンバー５には、ウェハ４１を加熱する絶縁物（ＡｌＮ又はＡｌ）から成るヒーター５１と、トランスファーチャンバー４によって搬送されてきたウェハ４１を受けるリフトピン５２と、リフトピン５２を昇降させるための駆動機構５３と、第一チャンバー５内のガスを排気する排気バルブ６２と、排気バルブ６２に接続されている排気ポンプ６１とが接続されている。
【００３２】
図３は、図１の第二チャンバー６の模式的な構成図である。図３には、紫外光を照射する低圧水銀ランプ・Ｘｅエキシマランプ及びメタルハライドランプなどの複数（例えば４つ）のランプ１０１と、減圧時にかかる応力から各ランプ１０１を保護するとともに各ランプ１０１への、酸素、シリコン系ガス、窒素系ガスの接触を防止する石英パイプ１０２と、石英パイプ１０２内に供給されるヘリウムガス、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガス１０３と、連続的・定期的・間歇的にランプ１０１からの照射光の照度を測定する石英パイプ１０２内部或いは外部又は第二チャンバー６に取り付けられている受光センサー１０４とを示している。
【００３３】
また、図３には、第二チャンバー６内に窒素ガスを供給するためのガス配管７５と、ウェハ４１を処理した後に第二チャンバー６内をクリーニングするための酸素ガス又はオゾンガスを供給するための供給管７６と、同じく第二チャンバー６内で基板に吸着又は堆積したＳｉ−Ｈ系、Ｓｉ−ＮＨ系、ＳｉＯ−ＮＨ系膜と反応させるためのＮ２Ｈ４ガス等の窒素系ガスを供給するための供給管７７とを示している。なお、必要に応じて、窒素ガスに代わる不活性ガスを第二チャンバー６内に供給できるようにしてもよい。また、第一チャンバー５と第二チャンバー６とを兼用した、一つのチャンバーを用意してもよい。具体的には、第一チャンバー５内に、ランプ１０１等を設けることで実現できる。
【００３４】
図４は、図１に示す半導体デバイス製造装置によって製造されるウェハ４１の模式的な断面図である。図４（ａ）には、ゲート電極６０２が設けられているウェハ４１上にＳｉＮ膜６０３が形成された状態を示している。図４（ａ）に示す状態から、ＳｉＮ膜６０３を、図示しないエッチングチャンバーにおいて、既知の手法によって所要のエッチングをすれば、図４（ｂ）に示すように、ゲート電極６０２に、サイドウォール６０４が形成されることになる。
【００３５】
つぎに、図１に示す半導体デバイスの製造装置による処理手順について説明する。本実施形態では、まず、図示しないクリーンルーム内の洗浄装置からフープ１に収容された状態で、ゲート電極６０２が設けられているウェハ４１が搬送されてくる。その後、ウェハ４１は、フープ１から取り出され、ウェハアライメント２側へ搬送される。
【００３６】
ウェハアライメント２では、ウェハ４１の位置決めが行われる。その後、ウェハ４１は、第一チャンバー５に搬送されるのに先立って、ロードロックチャンバー３に搬送される。
【００３７】
つぎに、ロードロックチャンバー３内が減圧される。そして、ロードロックチャンバー３内が所望の圧力になると、ロードロックチャンバー３とトランスファーチャンバー４との間を仕切っているゲートバルブが開かれる。
【００３８】
その後、ウェハ４１は、トランスファーチャンバー４内に搬送される。つづいて、トランスファーチャンバー４内のロボットアームによって、ロードロックチャンバー３内から第一チャンバー５内へ、ウェハ４１が搬送されていく。
【００３９】
第一チャンバー５では、ヒーター５１が、ウェハ４１の表面温度が２００℃〜４５０℃の範囲（例えば、３００℃）となる条件で設定される。つぎに、固定式のヒーター５１に対して、予め上方に位置するリフトピン５２の上にウェハ４１を載置させてから、駆動機構５３によってリフトピン５２を下降させて、ウェハ４１をヒーター５１上に載置させる。
【００４０】
或いは、可動式のヒーター５１を予め下降させておき、リフトピン５２の上にウェハ４１を載置させてから、ヒーター５１を上昇させて、ウェハ４１をヒーター５１上に載置させてもよい。第一チャンバーでは、すでに排気ポンプ６１がオンされ、かつ、排気バルブ６２が開かれ、第一チャンバー５内は排気されている。
【００４１】
つづいて、供給管７１に係るマスフローコントローラー１５の制御によってバルブ１６を開き、トリアミノシランガス等を５０ｃｃ／ｍｉｎ〜１００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば７５ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で、１分〜５分（例えば３分）間、第一チャンバー５に供給する。
【００４２】
この際、排気バルブ６２は、第一チャンバー５内の圧力が１３３〜１３３０Ｐａ（例えば３９９Ｐａ）となる条件に開く。第一チャンバー５に供給されたトリアミノシランガス等は、ガス分散板３１及びシャワー板３２の開口部３３を通じてウェハ４１に到達する。
【００４３】
それから、第一チャンバー５内の圧力を１３．３Ｐａ〜１３３Ｐａ（例えば６７Ｐａ）としてから、供給管７１に係るバルブ１６を閉じ、かつ、供給管７４に係るバルブ１６を開き、その後、Ｎ２Ｈ４ガスを４００ｃｃ／ｍｉｎ〜８００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば６００ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で流し、第一チャンバー５内の圧力を１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば３９９Ｐａ）としてから、１分〜５分（例えば３分）間、第一チャンバー５にＮ２Ｈ４ガスを供給する。
【００４４】
その後、トリアミノシランガス等の供給からＮ２Ｈ４ガスの供給までのサイクルを、合計１０回〜２０回（例えば１５回）繰り返す。この結果、ウェハ４１のゲート電極６０２上には、３０ｎｍ程度の厚さのＳｉＮ膜６０３が形成される。第一チャンバー５からウェハ４１を取り出して、ＳｉＮ膜６０３の屈折率を測定した。複数のウェハ４１を対象として、ＳｉＮ膜６０３の屈折率を測定したが、いずれもほぼ２．０以下であり、平均値は約１．９５であった。また、ウェハ４１のソース−ドレインの不純物プロファイルを計測すると、本実施形態では低温処理をしているため、チャネル領域に不純物が拡散しておらず、ソース−ドレインのショートは存在しなかった。
【００４５】
なお、供給管７１を通じたトリアミノシランガス等の供給に代えて、供給管７２を通じたテトラアミノジシラザンガス等を、例えばトリアミノシランと同一流量、同一時間、供給してもよい。この場合にも、第一チャンバー５内の圧力を、テトラアミノジシラザンガス等とＮ２Ｈ４ガスとの供給時ともに、１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば３９９Ｐａ）程度とすればよく、上記サイクル数を５回〜１５回（例えば１０回）とし、その他の条件は上記のとおりとしても、屈折率の平均が１．９６程度で、３０ｎｍ程度の厚さのＳｉＮ膜６０３が形成できる。
【００４６】
その後、ウェハ４１に対して、第二チャンバー６において、２５４ｎｍ以上の波長を有する紫外光アニール処理を行う。紫外光アニール処理を行うと、消衰係数（吸収係数に相当するもの）が大きくなり、ＳｉＮ膜６０３が緻密になるというメリットがある。紫外光アニール処理を行う場合には、ウェハ４１は、トランスファーチャンバー４内のロボットアームによって、第一チャンバー５から第二チャンバー６に搬送される。
【００４７】
第二チャンバー６では、ウェハ４１の表面温度が３００〜４５０℃の範囲（例えば、４００℃）となる条件でヒーター５１が設定される。ここでは、第一チャンバー５のヒーター５１より高い温度に設定してもよい。つぎに、ヒーター５１の上に、ウェハ４１が載置される。第二チャンバー６では、すでに排気ポンプ６１がオンされ、かつ、排気バルブ６２が開かれ、Ｎ２ガスを１００ｃｃ／ｍｉｎ〜３００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば、２００ｃｃ／ｍｉｎ）を供給し、第二チャンバー６内の圧力が１３．３Ｐａ〜３９９Ｐａ（例えば、１３３Ｐａ）となる条件で排気されている。
【００４８】
そして、ランプ１０１から、例えば、波長１８５＋２５４ｎｍ、パワー１０ｍＷ／ｃｍ２の低圧水銀光を、１分〜５分（例えば２分）照射することによって、ウェハ４１の紫外線アニール処理を行う。
【００４９】
また、第一チャンバー５は、１０枚程度のウェハ４１に対して既述の処理を行った後に、クリーニングされる。具体的には、マスフローコントローラー１５の制御によってバルブ１６を開き、ガス供給管８１〜８３を通じて、第一チャンバー５内に、約２００ｃｃ／ｍｉｎの流量のＡｒガスと、約１００ｃｃ／ｍｉｎの流量のＯ２ガスと、約４００ｃｃ／ｍｉｎの流量のＮＦ３ガスとの混合ガスを、リモートプラズマ装置（又はＲＦプラズマ装置１１）２１に向けて出力する。
【００５０】
そして、リモートプラズマ装置２１をオンして、各ガスをプラズマ化させて、チャンバー５に供給する。この際、排気ポンプ６１をオンし、かつ、排気バルブ６２を開くことで、第一チャンバー５内を排気する。排気時の第一チャンバー５内の圧力は、６７〜３９９Ｐａ程度とすればよい。
【００５１】
本実施形態では、屈折率の平均値が１．９６程度で、３０ｎｍ程度の厚さのＳｉＮ膜６０３が形成する場合を例に説明したが、３ｎｍ程度の厚さのＳｉＮ膜６０３を形成した半導体デバイスを製造することによって、シリコン酸化窒化酸化シリコン（ＳＯＮＯＳ）を組み込んだ、メモリ特性に優れた不揮発性メモリを実現することもできる。
【００５２】
図５は、図１に示した装置を用いて製造した半導体デバイスを備える不揮発性メモリの模式的な一部断面図である。図５には、ウェハ４１内に形成されたソース領域８０１及びドレイン領域８０２と、ウェハ４１上に形成されたトンネル絶縁膜であるところのＳｉＯ２膜８０３と、ＳｉＮ膜６０３上に形成されたフローティングゲート用のＳｉＯ２膜８０５と、ＳｉＯ２膜８０５上に形成されたコントロールゲート８０６とを示している。
【００５３】
ＳｉＮ膜６０３の形成は、既述のサイクル数を１回〜３回程度に減らすことによって実現できる。ただし、Ｎ２Ｈ４ガスの流量は同じで、トリアミノシランの流量を５０ｃｃ／ｍｉｎと少なくしてもよい。
【００５４】
もっとも、この不揮発性メモリを製造する場合には、第一チャンバー５に搬送されるウェハ４１は、すでに、ソース領域８０１及びドレイン領域８０２とＳｉＯ２膜８０３とが形成されている必要がある点には留意されたい。
【００５５】
また、２０ｎｍ程度の厚さのＳｉＮ膜６０３を形成した半導体デバイスを製造することによって、小型のＤＲＡＭキャパシタを実現することもできる。
【００５６】
図６は、図１に示した製造装置を用いて製造した半導体デバイスを備えるＤＲＡＭキャパシタの模式的な一部断面図である。図６には、ＳｉＯ２膜８０３上に選択的に形成されるＨｉｇｈ−ｋ絶縁膜７０４と、Ｈｉｇｈ−ｋ絶縁膜７０４上に形成されるメタル又はポリシリコン膜７０５と、メタル又はポリシリコン膜７０５上に形成されるＳｉＯ２膜７０６と、ＳｉＯ２膜７０６の側壁に形成されるサイドウォールＳｉＯ２膜７０７と、ドレイン８０２上に形成されるキャパシタ下部電極（ポリシリコン）７０８と、キャパシタ下部電極に対してＳｉＮ膜６０３を介して形成されたキャパシタ上部電極７１０とを示している。
【００５７】
ＳｉＮ膜６０３の形成は、既述のサイクル数を５〜１０回程度に減らすことによって実現できる。
【００５８】
本実施形態では、ウェハ４１上にＳｉＮ膜６０３を形成する場合を例に説明したが、第一チャンバー５に供給するガスを変更することによって、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）又はシリコンオキシナイトライド膜（ＳｉＯＮ膜）を形成することもできる。具体的には、ＳｉＯ２膜を形成する場合には、供給管７３を通じて水蒸気を、供給管７５を通じてＮ２ガスを、それぞれ、１００ｃｃ／ｍｉｎ〜３００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば、２００ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で、同時に供給すればよい。
【００５９】
また、ウェハ４１上にＳｉＯＮ膜を形成する場合には、Ｎ２Ｈ４ガスの供給時に、５０ｃｃ／ｍｉｎ〜１００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば、７５ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で、供給管７３を通じて水蒸気を２０ｃｃ／ｍｉｎ〜１００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば５０ｃｃ／ｍｉｎ）供給すればよい。なお、水蒸気を供給すると、デポレートが向上するため、既述のサイクル数は半分程度（５回〜１０回）とすることができる。
【００６０】
（実施形態２）
本発明の実施形態では、図１等に示した装置を用いて、実施形態１で説明したガスとは異なるガスを用いて、ウェハ４１のゲート電極６０２上にＳｉＮ膜６０３を形成する方法について説明する。製造条件は、以下の点を除き、実施形態１の場合と同様である。
【００６１】
１．トリアミノシランガス等に代えて、テトラアミノジシラザンガス等を用いる。したがって、供給管７２に係るバルブ１６を開くことになる。
【００６２】
２．Ｎ２Ｈ４ガスに代えて、ＮＨ３ガスを用いる。したがって、供給管８４に係るバルブ１６を開くことになる。ＮＨ３ガスの流量は、４００ｃｃ／ｍｉｎ〜８００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば６００ｃｃ／ｍｉｎ）とする。
【００６３】
３．供給管８４に係るバルブ１６を開いた後、リモートプラズマ装置２１を、１分〜５分（例えば３分）間、オンする。リモートプラズマ装置２１は、例えば、１３．５６ＭＨｚ又は４００Ｈｚの高周波を用い、４００Ｗ〜１０００Ｗ（例えば７５０Ｗ）の出力で、ＮＨ３ガスをプラズマ化する。この結果、ＮＨ３ガスは、プラズマ化された状態で、第一チャンバー５に供給される。
【００６４】
なお、上記各ガスを数回に亘り第一チャンバー５に供給するだけではなく、また、テトラアミノジシラザンガスとＮＨ３ガスとを交互だけではなく、１回のみ一緒に、２０秒間〜５０秒間（例えば３０秒間）供給することも可能である。この際、ガスの「流量」、「圧力」、「温度」については、上記１〜３の場合と同様としてよい。
【００６５】
この結果、ウェハ４１には、屈折率の平均値が１．９７程度で、厚さが約５０ｎｍのＳｉＮ膜６０３が形成できる。
【００６６】
本実施形態のウェハ４１についても、実施形態１の場合と同様に、ＳｉＮ膜６０３の厚さを適宜選択することによって、不揮発性メモリ、ＤＲＡＭキャパシタなどに組み込むことが可能となる。以下説明する各実施形態においても同様である。
【００６７】
（実施形態３）
本発明の実施形態では、図１等に示した製造装置を用いて、実施形態１で説明したガスとは異なるガスを用いて、ガラス基板上にＳｉＮ膜６０３を形成する。製造条件は、以下の点を除き、実施形態１の場合と同様である。
【００６８】
１．ウェハ４１をガラス基板とする。
【００６９】
２．Ｎ２Ｈ４ガスに代えて、ＮＨ３ガスを用いる。なお、ＮＨ３ガスの流量、プラズマ化の条件は、実施形態２と同じでよい。
【００７０】
３．上記各ガスを数回に亘り第一チャンバー５に供給するだけ（この場合には実施形態２と同じ条件）ではなく、また、トリアミノシランガス等とＮＨ３ガスとを交互だけではなく、１回のみ一緒に、１分間〜３分（例えば２分）間供給してもよい。
【００７１】
４．上記各ガスの供給時には、第一チャンバー５内の圧力は、１３．３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば３９９Ｐａ）とする。
【００７２】
この結果、ウェハ４１には、屈折率の平均値が１．９３程度で、厚さが約１００ｎｍのＳｉＮ膜６０３が形成できる。
【００７３】
その後、ウェハ４１は、例えば実施形態１と同じ条件で、２００〜４００℃（３００℃）で紫外光アニール処理を行う。ガラス基板ウェハ４１上にＮ型のアモーファスシリコンを約１００ｎｍの厚さで形成し、その上に本実施形態の手法によってＳｉＮ膜を約１００ｎｍ形成した。そして、ＳｉＮ膜の紫外線アニール処理を行った。さらに、ＳｉＮ膜の上にＳｉＯ２膜を約１００ｎｍの厚さで形成した。そしてさらにその上にＮ型のアモーファスシリコンを１００ｎｍ形成し、パターニングし、上下のアモーファスシリコンに電圧２００Ｖと温度３００℃とをかけた後、Ｃ−Ｖ測定によりＶＦＢシフトを調べたところ、ガラス基板ウェハ４１からナトリウム等が拡散している事実は認められなかった。
【００７４】
なお、トリアミノシランガス等に代えて、テトラアミノジシラザンガス等を用いてもよい。この際、ＳｉＮ膜６０３の形成に要する時間の短縮が必要ないのであれば、まず、テトラアミノジシラザンガス等を、５０ｃｃ／ｍｉｎ〜１００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば７５ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で、１分〜５分（例えば３分）間、１３３〜１３３０Ｐａ（例えば３９９Ｐａ）の条件で第一チャンバー５に供給する。
【００７５】
また、同様にＮＨ３ガスを用い、プラズマ化したＮＨ３ガスを、４００ｃｃ／ｍｉｎ〜８００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば６００ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で、１分〜５分（例えば２分）間、１３．３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば３９９Ｐａ）程度の条件で、第一チャンバー５に供給する。この場合、テトラアミノジシラザンガス等の供給と、ＮＨ３ガスの供給とを交互に、合計１５回〜２５回（例えば２０回）のサイクルで繰り返せばよい。
【００７６】
なお、テトラアミノジシラザンガス等を用いる場合にも、テトラアミノジシラザンガスとＮ２Ｈ４ガスとを同時に供給するときには、各ガスの供給時間を１５秒間〜４０秒間（例えば２５秒間）と短縮しただけで、他の条件は本実施形態のとおりとしても、ウェハ４１には、屈折率の平均値が１．９７程度で、厚さが約１００ｎｍのＳｉＮ膜６０３が形成できる。
【００７７】
（実施形態４）
本発明の実施形態では、図１等に示した製造装置を用いて、実施形態１で説明した手法とは異なる手法で、ウェハ４１のゲート電極６０２上にＳｉＮ膜６０３を形成する方法について説明する。製造条件は、以下の点を除き、実施形態１の場合と同様である。
【００７８】
１．トリアミノシランガス等とプラズマによって励起されたＮＨ３ガスを交互に供給することによりＳｉＮ膜６０３を形成する。具体的には、ウェハ４１のゲート電極６０２上に、Ｓｉ−ＮＨ膜が約２ｎｍの厚さで形成される。流量及び圧力は実施形態３と同様の条件である。
【００７９】
２．実施形態２と同様の条件でリモートプラズマ装置２１によってプラズマ化したＮＨ３ガスを、圧力が６７Ｐａ〜３９９Ｐａ（例えば、１３３Ｐａ）とされた第一チャンバー５に供給する。ＮＨ３ガスは、流量を４００ｃｃ／ｍｉｎ〜８００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば６００ｃｃ／ｍｉｎ）とし、かつ、供給時間を１分〜５分（例えば３分）間とすればよい。
【００８０】
この結果、先に形成したＳｉ−ＮＨ膜が窒化され、厚さが約２０ｎｍで、屈折率の平均値が１．９９のＳｉＮ膜６０３が得られる。
【００８１】
なお、またＳｉＮ膜６０３を形成した後、低圧水銀以上の波長を有する紫外線を照射してＳｉＮ膜６０３をさらに強固にしてもよい。
【００８２】
（実施形態５）
本発明の実施形態では、図１等に示した製造装置を用いて、実施形態１で説明した手法とは異なる手法で、ウェハ４１のゲート電極６０２上にＳｉＮ膜６０３を形成する方法について説明する。製造条件は、以下の点を除き、実施形態１の場合と同様である。
【００８３】
１．トリアミノシランガス等と照度を１０Ｗ／ｃｍ２程度とした紫外光照射によって励起されたＮＨ３ガスを交互に供給することによりＳｉ−ＮＨ膜を形成する。具体的には、ウェハ４１のゲート電極６０２上に、Ｓｉ−ＮＨ膜が約２ｎｍの厚さで形成される。各ガスの流量及び圧力は実施形態３と同様の条件である。
【００８４】
２．紫外光照射によって励起されたＮＨ３ガスを、圧力が６７Ｐａ〜３９９Ｐａ（例えば、１３３Ｐａ）とされた第一チャンバー５に供給する。ＮＨ３ガスは、流量を４００ｃｃ／ｍｉｎ〜８００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば６００ｃｃ／ｍｉｎ）とし、かつ、供給時間を１分〜５分（例えば３分）間とすればよい。
【００８５】
この結果、紫外光によって励起されたＮＨ３ガスと同時に紫外光により膜中の結合基が励起又は分解されたＳｉ−ＮＨ膜がより効率的に反応し、厚さが約２０ｎｍで、屈折率の平均値が１．９９のＳｉＮ膜６０３が得られる。
【００８６】
なお、４５０℃以下の加温によって、Ｎ２Ｈ４ガスを分解してもよい。またまたＳｉＮ膜６０３を形成した後、低圧水銀光以上の波長を有する紫外光を照射してＳｉＮ膜６０３をさらに強固にしてもよい。
【００８７】
（実施形態６）
本発明の実施形態では、図１等に示した製造装置を用いて、実施形態１で説明した手法とは異なる手法で、ウェハ４１のゲート電極６０２上にＳｉＮ膜６０３を形成する方法について説明する。製造条件は、以下の点を除き、実施形態１の場合と同様である。
【００８８】
１．トリアミノシランガスに代えてジシランガス等と、照度を１０Ｗ／ｃｍ２程度とした紫外光照射によって励起されたＮＨ３ガスとを交互に供給することによりＳｉＮ膜６０３を形成する。具体的には、ウェハ４１のゲート電極６０２上に、Ｓｉ−Ｈ膜が約２ｎｍの厚さで形成される。各ガスの流量及び圧力は実施形態４と同様の条件である。
【００８９】
２．紫外光照射装置によって分解したＮＨ３ガスを、圧力が６７Ｐａ〜３９９Ｐａ（例えば、１３３Ｐａ）とされた第一チャンバー５に供給する。ＮＨ３ガスは、流量を４００ｃｃ／ｍｉｎ〜８００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば６００ｃｃ／ｍｉｎ）とし、かつ、供給時間を１分〜５分（例えば３分）間とすればよい。
【００９０】
この結果、先に形成したＳｉ−Ｈ膜が窒化され、厚さが約２０ｎｍで、屈折率の平均値が２．０のＳｉＮ膜６０３が得られる。
【００９１】
なお、４５０℃以下の加温によって、Ｎ２Ｈ４ガスを分解してもよい。またまたＳｉＮ膜６０３を形成した後、低圧水銀光以上の波長を有する紫外光を照射してＳｉＮ膜６０３をさらに強固にしてもよい。
【００９２】
（実施形態７）
図７は、本発明の実施形態７に係る第一チャンバー５の模式的な構成図である。図７に示す第一チャンバー５は、端的に言えば、リモートプラズマ装置２１の配置を変更した点と、内部にランプ１０１を設けている点と、複数の開口を有する石英板１１１と石英板１１２とを設けている点とが、図２に示したものとは相違する。
【００９３】
図７に示す第一チャンバー５を用いた半導体ウェハの製造方法について説明する。
【００９４】
まず、ヒーター５１の温度は、ランプ１０１を用いているため実施形態１の場合に比して低くしてよい。具体的には、２００℃〜４００℃の範囲（例えば、３００℃）程度でよい。また、ランプ１０１は、１７２ｎｍ波長の光を照射可能なＸｅエキシマランプを用い、照度は１０ｍＷ／ｃｍ２程度とすればよい。
【００９５】
第一チャンバー５に対する供給ガスは、テトラキス（ジメチルアミノ）シランガス等とＮＨ３ガス又はＮ２Ｈ４ガスとすることができる。各ガスの流量は、それぞれ、５０ｃｃ／ｍｉｎ〜１００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば７５ｃｃ／ｍｉｎ）、４００ｃｃ／ｍｉｎ〜８００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば６００ｃｃ／ｍｉｎ）程度とすればよい。
【００９６】
また、ＮＨ３ガス又はＮ２Ｈ４ガスに加えて、紫外光ランプを保護する石英管１０２に生成物が付着しないためにＮ２ガスを追加してもよい。Ｎ２ガスは、２００ｃｃ／ｍｉｎ〜６００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば４００ｃｃ／ｍｉｎ）程度とすればよい。ガス供給バルブ１６を開き、ＮＨ３ガス又はＮ２Ｈ４ガスとＮ２ガスとをチャンバー５に供給する。その後、テトラキス（ジメチルアミノ）シランガスを石英板１１１と石英板１１２との間に供給する。
【００９７】
また、各ガスの供給時間は、３０秒間から９０秒間（例えば６０秒間）とし、第一チャンバー５内の圧力は、１３．３Ｐａ〜３９９Ｐａ（例えば６７Ｐａ）とする。そして、ＮＨ３ガス又はＮ２Ｈ４ガスが流れている間、Ｘｅエキシマランプを点灯させる。この結果、厚さが２０ｎｍで屈折率の平均が２．０のＳｉＮ膜６０３がウェハ４１上に形成される。
【００９８】
ここでは、ＤＲＡＭキャパシタ用の半導体ウェハに好適な製造条件を例示したが、半導体ウェハの組み込み対象に応じて、例えばガスの供給方法及び時間を変更すれば、種々の電子機器に適用することができる。
【００９９】
一例をあげると、図７に示す第一チャンバー５を用いて不揮発性メモリを製造する場合には、ヒーター５１の温度をウェハ４１の表面温度が１５０℃〜４５０℃の範囲（例えば、３００℃）程度となる条件で設定する。また、テトラキス（ジメチルアミノ）シランガス等の流量は、２０ｃｃ／ｍｉｎ〜１００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば５０ｃｃ／ｍｉｎ）とし、Ｎ２Ｈ４ガスの流量は、２００ｃｃ／ｍｉｎ〜８００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば４００ｃｃ／ｍｉｎ）とする。
【０１００】
ＸｅエキシマランプはＮＨ３ガス又はＮ２Ｈ４ガスが流れている間点灯させる。テトラキス（ジメチルアミノ）シランガス等とＮ２Ｈ４ガス等は交互に供給し、各ガスの供給時間は、２０秒間から６０秒間（例えば３０秒間）とする。各ガスを供給した後には、チャンバーの圧力を１．３３Ｐａ〜１３３Ｐａと低くする。各ガスが供給されている間は、第一チャンバー５内の圧力は、１３．３〜３９９Ｐａ（例えば６７Ｐａ）とする。各ガスのパルスサイクルを２回繰り返せば、厚さが３ｎｍで屈折率の平均値が１．９７のＳｉＮ膜６０３がウェハ４１上に形成される。
【０１０１】
或いは、厚さが２０ｎｍで屈折率が１．９７のＳｉＮ膜６０３をウェハ４１上に形成するためには、まず、例えば、Ｎ２ガスを１００ｃｃ／ｍｉｎ〜５００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば２００ｃｃ／ｍｉｎ）の流量でチャンバー５に供給する。つぎに、第一チャンバー５内の圧力を１３．３〜１３３Ｐａ（例えば６７Ｐａ）程度にして、Ｎ２Ｈ４ガスを２００ｃｃ／ｍｉｎ〜８００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば４００ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で連続供給する。Ｎ２Ｈ４ガスが供給されている間、Ｘｅエキシマランプを点灯させる。
【０１０２】
テトラキス（ジメチルアミノ）シランガス又はトリス（ジメチルアミノ）シランガスを、図７に示す第一チャンバー５内に設置してある、仕切り板であるところの穴の開いた石英板１１１と石英板１１２とで囲まれている領域に２０ｃｃ／ｍｉｎ〜１００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば５０ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で１０秒〜３０秒（例えば２０秒）間、供給する。この操作を１回〜１０回繰り返す（例えば５回）。この際、第一チャンバー５内の圧力は、１３．３Ｐａ〜３９９Ｐａ（例えば６７Ｐａ）とする。
【０１０３】
そして、テトラキス（ジメチルアミノ）シランガス又はトリス（ジメチルアミノ）シランガスが供給されている間、また、ランプ１０１は、１７２ｎｍ波長の光を照射可能なＸｅエキシマランプを用い、照度は１０ｍＷ／ｃｍ２程度とすればよい。このようにして、厚さが約２０ｎｍのＳｉＮ膜６０３が得られる。
【０１０４】
また下部の石英板１０２の穴を大きくし、また除去して、石英坂１０２に生成物の付着をなくすようにして、１７２ｎｍ波長の光を照射可能なＸｅエキシマランプを連続照射しても良い。この場合には２５４ｎｍ波長の光を連続照射可能な低圧Ｈｇランプを用いても良い。
【０１０５】
（実施形態８）
図８は、本発明の実施形態８に係る減圧ＣＶＤ装置の模式的な構成図である。図８に示す減圧ＣＶＤ装置は、実施形態７までに説明したいわゆるクラスタタイプのチャンバーではなく、バッチタイプのチャンバーである。この種のチャンバーを用いると、１回の処理で複数のウェハ４１にＳｉＮ膜６０３を形成することができるという利点がある。
【０１０６】
図８には、Ｈｅガスの供給管２００と、水蒸気の供給管２０１と、ＮＨ３ガスの供給管２０２、Ｎ２Ｈ４ガスの供給管２０３と、トリアミノシラン（Ｈ−Ｓｉ（ＮＨ２）３）ガスの供給管２０４と、トリアミノシランガスの代替ガスであるトリス（ジメチルアミノ）シラン（Ｈ−Ｓｉ（Ｎ（ＣＨ３）２）３ガス、又はテトラキス（ジメチルアミノ）シランガスの供給管２０５と、トリアミノシランガスの代替ガスであるテトラアミノジシラザン（（Ｈ（ＮＨ２）Ｓｉ−ＮＨ−Ｓｉ（（ＮＨ２）Ｈ）ガスの供給管２０６と、トリアミノシランガスの代替ガスであるテトラメチルアミノジシラザン（（ＨＮ（ＣＨ３）２）Ｓｉ−Ｎ−Ｓｉ（（Ｎ（ＣＨ３）２Ｈ）ガスの供給管２０７と、Ｎ２ガスの供給管２０８とを示している。すなわち、供給管２００は、不活性ガス供給管であり、供給管２０２は、窒素系ガス供給管であり、供給管２０３〜２０７はシリコン系ガス供給管であり、供給管２０８は、不活性ガス供給管である。
【０１０７】
また、図８には、各供給管２００〜２０８に接続されているエアーバルブ２０９と、種々のガスの流量を制御するマスフローコントローラー２１０と、種々のガスが通る複数穴が形成されている内部石英管２１３と、内部石英管２１３の周辺を覆っていて減圧ＣＶＤ処理室を形成する外部石英管２１２と、各石英管２１２，２１３を加熱するヒーター２１１と、複数のウェハ４１を把持するウェハホルダー２１４と、ウェハホルダー２１４が載置される石英バッファー２１６とを示している。
【０１０８】
さらに、図８には、種々のガスをウェハ４１に向けて噴射するノズル３１７と、ノズル３１７に形成されているノズル孔３１８と、各供給管２００〜２０８をまとめるマニホールド３２１と、内部石英管２１３及び外部石英管２１２が載置される石英管台２２２と、外部石英管２１２に連結されている排気バルブ２３１と、排気バルブ２３１の近傍に設けられた圧力計２３２と、圧力計２３２の計測結果に従って排気バルブ２３１を調整する圧力調整バルブ２３３と、外部石英管２１２及び内部石英管２１３内を排気する排気ポンプ２３４と、ウェハ４１をウェハホルダー２１４に搬送するウェハ搬送ロボット２４１と、Ｎ２ガスを充満したシールドボックス２４２とを示している。
【０１０９】
図８に示す減圧ＣＶＤ装置でのウェハ４１の処理自体は、既知の手法と同様であるが、ヒーター２１１でウェハ４１の表面温度が３００℃〜４５０℃（例えば４００℃）となる条件に設定し、Ｎ２ガスを供給し、内部石英管２１３内の圧力を６７Ｐａ〜３９９Ｐａ（例えば、１３３Ｐａ）とした状態で、ゲート電極６０２の形成されたウェハ４１が把持されたウェハホルダー２１４が収容された減圧ＣＶＤ装置に対して、１０分〜３０分（例えば２０分）間程度、以下の条件でガスを供給する。
【０１１０】
１．アミノシランガスを１００ｃｃ／ｍｉｎ〜３００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば２００ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で供給する。
【０１１１】
２．供給管２０３を通じてＮ２Ｈ４ガスを４００ｃｃ／ｍｉｎ〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば８００ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で供給する。
【０１１２】
３．供給管２０１を通じてノズル３１７から水蒸気を３０ｃｃ／ｍｉｎ〜７０ｃｃ／ｍｉｎ（例えば５０ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で供給する。水蒸気の供給は、アミノシランガスの分解を促進する。
【０１１３】
４．供給管２００を通じてＨｅガスを１００ｃｃ／ｍｉｎ〜５００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば３００ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で供給する。
【０１１４】
この結果、厚さが５０ｎｍで、屈折率が１．８５のＳｉＯＮ膜が得られる。
【０１１５】
なお、アミノシランガスのみならず、代えて、テトラキス（ジメチルアミノ）シランガス、テトラアミノジシラザンガス、テトラメチルアミノジシラザンガス、更には、図２等を用いて説明したトリス（ジメチルアミノ）シランガス等を用いてもよい。なお、ガスの供給時間は、使用ガスに応じて決定すればよい。
【０１１６】
（実施形態９）
図８等に示した装置を用いて、実施形態８で説明したガスとは異なるガスを用いて、ウェハ４１のゲート電極６０２上にＳｉＮ膜６０３を形成する方法について説明する。製造条件は、以下の点を除き、実施形態６の場合と同様である。
【０１１７】
１．減圧ＣＶＤ装置内に、２種類のガスを交互に供給する。なお、内部石英管２１３内のウェハ４１の表面温度が、２００℃〜４５０℃（例えば３００℃）となるように設定する。
【０１１８】
２．内部石英管２１３内の圧力を１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば、３９９Ｐａ）として、テトラキス（ジメチルアミノ）シランガスを１００ｃｃ／ｍｉｎ〜３００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば２００ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で１分〜５分（例えば３分）間程度供給する。
【０１１９】
３．つぎに、テトラキス（ジメチルアミノ）シランガスの供給を止め、内部石英管２１３内の圧力を、１．３３Ｐａ〜１３３Ｐａ（例えば６７Ｐａ）としてから、ノズル３１７からＮ２Ｈ４ガスを４００ｃｃ／ｍｉｎ〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば８００ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で、内部石英管２１３内の圧力を、再度、１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば、３９９Ｐａ）として、１分〜５分（例えば３分）間程度供給する。
【０１２０】
上記各ガスの供給を交互に、合計１０回〜２０回（例えば１５回）のサイクルで繰り返す。
【０１２１】
この結果、厚さが３０ｎｍで、屈折率の平均値が１．９５のＳｉＮ膜６０３が得られる。
【０１２２】
なお、Ｎ２Ｈ４ガスに代えて、ＮＨ３ガスを用い、かつ、ＮＨ３ガスをリモートプラズマ装置で励起した状態で供給すれば、サイクル数は、２／３程度に減らすことができる。
【０１２３】
（実施形態１０）
図８等に示した装置を用いて、実施形態８で説明したガスとは異なるガスを用いて、ウェハ４１のゲート電極６０２上にＳｉＮ膜６０３を形成する方法について説明する。製造条件は、以下の点を除き、実施形態６の場合と同様である。
【０１２４】
具体的には、図８の供給管２０５を、トリス（ジメチルアミノ）シラン（Ｈ−Ｓｉ（Ｎ（ＣＨ３）２）３ガス、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガスの供給管に変更した。
【０１２５】
図８に示す減圧ＣＶＤ装置でのウェハ４１の処理自体は、既知の手法と同様であるが、ヒーター２１１でウェハ４１の表面温度を３００℃〜４５０℃（例えば４００℃）に加熱し、Ｎ２ガスを供給し、内部石英管２１３内の圧力を６７Ｐａ〜３９９Ｐａ（例えば、１３３Ｐａ）とした状態で、ゲート電極６０２の形成されたウェハ４１が把持されたウェハホルダー２１４が収容された減圧ＣＶＤ装置に対して、１０分〜３０分（例えば、２０分）間程度、以下の条件でガスを供給する。
【０１２６】
１．ノズル３１７からジシランガスを１００ｃｃ／ｍｉｎ〜３００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば２００ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で供給する。
【０１２７】
２．ジシランガスの供給と同時に、供給管２０３を通じてＮ２Ｈ４ガスを４００ｃｃ／ｍｉｎ〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば８００ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で供給する。
【０１２８】
３．供給管２００を通じてＨｅガスを１００ｃｃ／ｍｉｎ〜６００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば３００ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で供給する。
【０１２９】
この結果、厚さが５０ｎｍで、屈折率が１．９７のＳｉＮ膜６０３が得られる。
【０１３０】
（実施形態１１）
図８等に示した装置を用いて、実施形態８で説明したガスとは異なるガスを用いて、ウェハ４１のゲート電極６０２上にＳｉＮ膜６０３を形成する方法について説明する。製造条件は、以下の点を除き、実施形態６の場合と同様である。
【０１３１】
具体的には、図８の供給管２０５を、トリスジメチルアミノシラン（Ｈ−Ｓｉ（Ｎ（ＣＨ３）２）３ガス、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガスの供給管に変更した。
【０１３２】
図８に示す減圧ＣＶＤ装置でのウェハ４１の処理自体は、既知の手法と同様であるが、ヒーター２１１でウェハ４１の表面温度を３００℃〜４５０℃（例えば４００℃）に加熱し、内部石英管２１３内にジシランガスとヒドラジンガスを交互に供給することが異なる。ゲート電極６０２の形成されたウェハ４１が把持されたウェハホルダー２１４が収容された減圧ＣＶＤ装置に対して、１分〜５分（例えば３分）間程度、以下の条件でガスを供給する。
【０１３３】
１．ノズル３１７からジシランガスを１００ｃｃ／ｍｉｎ〜３００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば２００ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で供給する。圧力は１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば３９９Ｐａ）で１分〜５分（例えば３分）間供給する。その後、圧力を１．３３Ｐａ〜１３３Ｐａ（例えば６７Ｐａ）に減圧する。
【０１３４】
２．つぎに、供給管２０３を通じてＮ２Ｈ４ガスを４００ｃｃ／ｍｉｎ〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば８００ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で１分〜５分（例えば３分）間供給する。圧力は、１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば３９９Ｐａ）にする。また、Ｎ２Ｈ４ガスとともに、供給管２００を通じてＨｅガスを１００ｃｃ／ｍｉｎ〜５００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば３００ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で供給してもよい。その後、圧力を１．３３Ｐａ〜１３３Ｐａ（例えば６７Ｐａ）に減圧する。
【０１３５】
３．この操作を１回から１０回まで（例えば２回）繰り返す。
【０１３６】
この結果、厚さが３ｎｍで、屈折率が２．０のＳｉＮ膜６０３が得られる。
【０１３７】
（実施形態１２）
図７に示した第一チャンバー５を用いて、実施形態７で説明した方法とは異なる方法を用いて、ウェハ４１のゲート電極上にＳｉＮ膜を形成する方法について説明する。製造条件は、以下の点を除き、実施形態７の場合と同様である。
【０１３８】
１．ヒーター５１の温度を、ウェハ４１の表面温度がシリコン系ガスの沸点（常圧下のもの）以下の温度となる条件に設定する。
【０１３９】
２．第一チャンバー５内の圧力を１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば、３９９Ｐａ）、ヒーター５１の温度をウェハ４１の表面温度が５０℃〜１８０℃（例えば１４０℃）となる条件に設定して、テトラキス（ジメチルアミノ）シランガスを１００ｃｃ／ｍｉｎ〜３００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば２００ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で１分〜５分（例えば３分）間程度供給する。
【０１４０】
３．つぎに、テトラキス（ジメチルアミノ）シランガスの供給を止め、第一チャンバー５内の圧力を、１．３３Ｐａ〜１３３Ｐａ（例えば６７Ｐａ）としてから、Ｎ２Ｈ４ガスを４００ｃｃ／ｍｉｎ〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば８００ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で、第一チャンバー５内の圧力を、再度、１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば、３９９Ｐａ）として１分〜５分（例えば３分）間程度供給する。この際、実施形態７と同様に、ランプ１０１から紫外線を照射する。ただし、「温度」は、５０℃〜１８０℃（例えば１４０℃）のままである。
【０１４１】
上記各ガスの供給を交互に、合計５回〜１０回（例えば７回）のサイクルで繰り返す。
【０１４２】
この結果、厚さが３０ｎｍで、屈折率の平均値が１．９３のＳｉＮ膜が得られる。
【０１４３】
なお、Ｎ２Ｈ４ガスに代えて、ＮＨ３ガスを用い、かつ、ＮＨ３ガスをリモートプラズマ装置で励起した状態で供給してもよい。
【０１４４】
また、本実施形態では相対的に低温でＳｉＮ膜を形成しているため、その後、第一チャンバー５内のウェハ４１の表面温度が４５０℃以下となる条件で加熱してアニール処理を行い、あるいは、別な炉等にＳｉＮ形成後のウェハ４１を搬送して、そこで４５０℃以下に加熱した状態でアニール処理を行うと、ＳｉＮ膜が緻密になる。
【０１４５】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、ここで、各実施形態の内容の概要についてまとめておく。
【０１４６】
表１は、実施形態１〜１２における、半導体デバイスの製造装置の種別、半導体デバイスの製造方法の方式、使用ガス等をまとめた表である。なお、使用ガスは（１）シリコン系ガス、（２）窒素系ガス（３）選択的に用いるガスとしている。
【表１】
2010103484.tif 000003
【０１４７】
表２，表３は、実施形態１〜１２における、使用ガス、ガスの流量、チャンバー等内の圧力、ガスの供給時間、チャンバー等内の温度等をまとめた表である。表のかっこ内に示す数字は典型的な数値を意味する。
【表２】
2010103484.tif 000004
【表３】
2010103484.tif 000005
【０１４８】
（実施形態１３）
図７に示した第一チャンバー５を用いて、実施形態７で説明した方法とは異なる方法で、ウェハ４１のゲート電極上にＳｉＮ膜を形成する方法について説明する。製造条件は、以下の点を除き、実施形態７の場合と同様である。
【０１４９】
１．ヒーター５１の温度を、ウェハ４１の表面温度が４５０℃以下の温度となる条件に設定する。
【０１５０】
２．第一チャンバー５内の圧力を１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば、３９９Ｐａ）、ヒーター５１の温度をウェハ４１の表面温度が３５０℃〜４５０℃（例えば４００℃）となる条件に設定して、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６）ガスを５０ｃｃ／ｍｉｎ〜１００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば７５ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で１分〜５分（例えば３分）間程度供給する。
【０１５１】
３．つぎに、ヘキサクロロジシランガスの供給を止め、第一チャンバー５内の圧力を、１．３３Ｐａ〜１３３Ｐａ（例えば６７Ｐａ）としてから、Ｎ２Ｈ４ガスを４００ｃｃ／ｍｉｎ〜８００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば６００ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で、第一チャンバー５内の圧力を、再度、１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば、３９９Ｐａ）として１分〜５分（例えば３分）間程度供給する。この際、実施形態７と同様に、ランプ１０１から紫外線を照射する。ただし、「温度」は、３５０℃〜４５０℃（例えば４００℃）のままである。
【０１５２】
上記各ガスの供給を交互に、合計５回〜１０回（例えば７回）のサイクルで繰り返す。
【０１５３】
この結果、厚さが３０ｎｍで、屈折率の平均値が１．９５のＳｉＮ膜が得られる。
【０１５４】
なお、Ｎ２Ｈ４ガスに代えて、ＮＨ３ガスを用い、かつ、ＮＨ３ガスをリモートプラズマ装置で励起した状態で供給してもよい。
【０１５５】
また、本実施形態では相対的に低温でＳｉＮ膜を形成しているため、その後、第一チャンバー５内のウェハ４１の表面温度が４５０℃以下となる条件で加熱してアニール処理を行い、あるいは、別の炉等にＳｉＮ形成後のウェハ４１を搬送して、そこで４５０℃以下に加熱した状態でアニール処理を行うと、ＳｉＮ膜が緻密になる。
【０１５６】
（実施形態１４）
図７に示した第一チャンバー５を用いて、実施形態７で説明した方法とは異なる方法で、ウェハ４１のゲート電極上にＳｉＮ膜を形成する方法について説明する。製造条件は、以下の点を除き、実施形態７の場合と同様である。
【０１５７】
１．ヒーター５１の温度を、ウェハ４１の表面温度がシリコン系ガスの沸点（常圧下のもの）以下の温度となる条件に設定する。
【０１５８】
２．第一チャンバー５内の圧力を１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば、３９９Ｐａ）、ヒーター５１の温度をウェハ４１の表面温度が５０℃〜１４５℃（例えば１４０℃）となる条件に設定して、ヘキサクロロジシランガスを５０ｃｃ／ｍｉｎ〜１００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば７５ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で１分〜５分（例えば３分）間程度供給する。
【０１５９】
３．つぎに、ヘキサクロロジシランガスの供給を止め、第一チャンバー５内の圧力を、１．３３Ｐａ〜１３３Ｐａ（例えば６７Ｐａ）としてから、Ｎ２Ｈ４ガスを４００ｃｃ／ｍｉｎ〜８００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば６００ｃｃ／ｍｉｎ）の流量で、第一チャンバー５内の圧力を、再度、１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば、３９９Ｐａ）として１分〜５分（例えば３分）間程度供給する。この際、実施形態７と同様に、ランプ１０１から紫外線を照射する。ただし、「温度」は、５０℃〜１４５℃（例えば１４０℃）のままである。
【０１６０】
上記各ガスの供給を交互に、合計５回〜１０回（例えば７回）のサイクルで繰り返す。
【０１６１】
この結果、厚さが３０ｎｍで、屈折率の平均値が１．９３のＳｉＮ膜が得られる。
【０１６２】
なお、Ｎ２Ｈ４ガスに代えて、ＮＨ３ガスを用い、かつ、ＮＨ３ガスをリモートプラズマ装置で励起した状態で供給してもよい。
【０１６３】
また、本実施形態では相対的に低温でＳｉＮ膜を形成しているため、その後、第一チャンバー５内のウェハ４１の表面温度が４５０℃以下となる条件で加熱してアニール処理を行い、あるいは、別の炉等にＳｉＮ形成後のウェハ４１を搬送して、そこで４５０℃以下に加熱した状態でアニール処理を行うと、ＳｉＮ膜が緻密になる。
【０１６４】
（実施形態１５）
図８等に示した装置を用いて、実施形態８で説明したガスとは異なるガスで、ウェハ４１のゲート電極６０２上にＳｉＮ膜６０３を形成する方法について説明する。製造条件は、以下の点を除き、実施形態６の場合と同様である。
【０１６５】
具体的には、図８の供給管２０５を、ヘキサクロロジシランガスの供給管に変更する。
【０１６６】
図８に示す減圧ＣＶＤ装置でのウェハ４１の処理自体は、既知の手法と同様であるが、ヒーター２１１でウェハ４１の表面温度を３５０℃〜４５０℃（例えば４００℃）に加熱し、内部石英管２１３内にヘキサクロロジシランガスとヒドラジンガスを交互に供給することが異なる。ゲート電極６０２の形成されたウェハ４１が把持されたウェハホルダー２１４が収容された減圧ＣＶＤ装置に対して、１分〜５分（例えば３分）間程度、以下の条件でガスを供給する。
【０１６７】
１．ノズル３１７からヘキサクロロジシランガスを１００ｃｃ／ｍｉｎ〜３００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば２００ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で供給する。圧力は１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば３９９Ｐａ）で１分〜５分（例えば３分）間供給する。その後、圧力を１．３３Ｐａ〜１３３Ｐａ（例えば６７Ｐａ）に減圧する。
【０１６８】
２．つぎに、供給管２０３を通じてＮ２Ｈ４ガスを４００ｃｃ／ｍｉｎ〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば８００ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で１分〜５分（例えば３分）間供給する。圧力は、１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば３９９Ｐａ）にする。また、Ｎ２Ｈ４ガスとともに、供給管２００を通じてＨｅガスを１００ｃｃ／ｍｉｎ〜５００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば３００ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で供給してもよい。その後、圧力を１．３３Ｐａ〜１３３Ｐａ（例えば６７Ｐａ）に減圧する。
【０１６９】
３．この操作を１回から１０回まで（例えば２回）繰り返す。
【０１７０】
この結果、厚さが３ｎｍで、屈折率が２．０のＳｉＮ膜６０３が得られる。
【０１７１】
また、本実施形態では相対的に低温でＳｉＮ膜を形成しているため、その後、第一チャンバー５内のウェハ４１の表面温度が４５０℃以下となる条件で加熱して紫外線アニール処理を行い、あるいは、別の炉等にＳｉＮ形成後のウェハ４１を搬送して、そこで４５０℃以下に加熱した状態で熱アニール処理を行うと、ＳｉＮ膜が緻密になる。
【０１７２】
（実施形態１６）
図８等に示した装置を用いて、実施形態８で説明したガスとは異なるガスで、ウェハ４１のゲート電極６０２上にＳｉＮ膜６０３を形成する方法について説明する。製造条件は、以下の点を除き、実施形態６の場合と同様である。
【０１７３】
具体的には、図８の供給管２０５を、ヘキサクロロジシランガスの供給管に変更する。
【０１７４】
図８に示す減圧ＣＶＤ装置でのウェハ４１の処理自体は、既知の手法と同様であるが、ヒーター２１１でウェハ４１の表面温度を５０℃〜１４５℃（例えば１４０℃）に加熱し、内部石英管２１３内にヘキサクロロジシランガスとヒドラジンガスを交互に供給することが異なる。ゲート電極６０２の形成されたウェハ４１が把持されたウェハホルダー２１４が収容された減圧ＣＶＤ装置に対して、１分〜５分（例えば３分）間程度、以下の条件でガスを供給する。
【０１７５】
１．ノズル３１７からヘキサクロロジシランガスを１００ｃｃ／ｍｉｎ〜３００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば２００ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で供給する。圧力は１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば３９９Ｐａ）で１分〜５分（例えば３分）間供給する。その後、圧力を１．３３Ｐａ〜１３３Ｐａ（例えば６７Ｐａ）に減圧する。
【０１７６】
２．つぎに、供給管２０３を通じてＮ２Ｈ４ガスを４００ｃｃ／ｍｉｎ〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば８００ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で１分〜５分（例えば３分）間供給する。圧力は、１３３Ｐａ〜１３３０Ｐａ（例えば３９９Ｐａ）にする。また、Ｎ２Ｈ４ガスとともに、供給管２００を通じてＨｅガスを１００ｃｃ／ｍｉｎ〜５００ｃｃ／ｍｉｎ（例えば３００ｃｃ／ｍｉｎ）程度の流量で供給してもよい。その後、圧力を１．３３Ｐａ〜１３３Ｐａ（例えば６７Ｐａ）に減圧する。
【０１７７】
３．この操作を１回から１０回まで（例えば２回）繰り返す。
【０１７８】
この結果、厚さが３ｎｍで、屈折率が１．９１のＳｉＮ膜６０３が得られる。
【０１７９】
また、本実施形態では相対的に低温でＳｉＮ膜を形成しているため、その後、第一チャンバー５内のウェハ４１の表面温度が４５０℃以下となる条件で加熱して紫外線アニール処理を行い、あるいは、別の炉等にＳｉＮ形成後のウェハ４１を搬送して、そこで４５０℃以下に加熱した状態で熱アニール処理を行うと、ＳｉＮ膜が緻密になる。
【０１８０】
表４は、実施形態１３〜１６における、半導体デバイスの製造装置の種別、半導体デバイスの製造方法の方式、使用ガス等をまとめた表である。
【表４】
2010103484.tif 000006
【０１８１】
表５は、実施形態１３〜１６における、使用ガス、ガスの流量、チャンバー等内の圧力、ガスの供給時間、チャンバー等内の温度等をまとめた表である。表のかっこ内に示す数字は典型的な数値を意味する。
【表５】
2010103484.tif 000007
【０１８２】
実施形態１等で説明した半導体製造装置を用いて製造した半導体デバイスは、液晶・プラズマ・ＥＬ（electroluminescence）などの表示装置に好適に用いることができる。この他にも、ディジタルカメラ・ディジタルスチルカメラなどの撮像装置、ファクシミリ、プリンタ、スキャナなどの画像形成装置、ＣＬＣ素子、発光型レーザ装置等の光学装置、携帯電話機などの通信装置、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置に内蔵されている或いは着脱可能なメモリのように、電子部品の素子等を形成するためのガラス基板が用いられるものであれば、好適に用いることができる。
【図１】
2010103484.tif 000008
【図２】
2010103484.tif 000009
【図３】
2010103484.tif 000010
【図４】
2010103484.tif 000011
【図５】
2010103484.tif 000012
【図６】
2010103484.tif 000013
【図７】
2010103484.tif 000014
【図８】
2010103484.tif 000015