(57)【要約】【課題】  成膜温度を低下させ、成膜速度を増大させる。【解決手段】  基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスとボロン含有ガスとを供給して基板上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、大気圧未満の圧力に設定した処理室内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して基板上に形成したシリコン含有及びボロン含有膜をボロン及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、を有する。【選択図】図３
2011023576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスとボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上に形成した前記シリコン含有及びボロン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、
を有し、
前記シリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、を１サイクルとして前記サイクルを１回以上行う、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内にボロン含有ガスと酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程と、
を有し、
前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程と、を１サイクルとして前記サイクルを１回以上行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
基板を収容した処理室と、
前記処理室内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給系と、
前記処理室内にボロン含有ガスを供給するボロン含有ガス供給系と、
前記処理室内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
前記処理室内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、
前記処理室内の圧力を調整する圧力調整部と、
前記シリコン含有ガス供給系、前記ボロン含有ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系及び前記圧力調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスと前記ボロン含有ガス供給系からの前記ボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有及びボロン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを１サイクルとして前記サイクルを１回以上行うか、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記ボロン含有ガス供給系からのボロン含有ガスと、前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを１サイクルとして前記サイクルを１回以上行う、
ことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法及び基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体装置の製造工程の一工程として、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて基板上にシリコン酸化膜を形成する基板処理工程が行われる場合がある。ＡＬＤ法を用いた基板処理工程では、基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給工程と、処理室内に酸素含有ガス及び水素含有ガスを供給する酸化還元ガス供給工程と、を１サイクルとしてこのサイクルを１回以上行うことで、所望の膜厚のシリコン酸化膜を基板上に形成する。ＡＬＤ法を用いることにより、シリコン酸化膜のステップカバレッジ特性や、膜質及び膜厚の面内均一性を向上させることができる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−６６５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のＡＬＤ法を用いた基板処理工程では、成膜時の基板の温度（成膜温度。処理温度とも呼ぶ）を例えば１０００℃にまで高めなければならない場合があった。係る場合、例えば基板上のソース或いはドレイン領域に注入されている不純物が拡散してしまう等により、半導体装置の性能が低下したり、生産歩留りが悪化したりしてしまう場合があった。また、従来のＡＬＤ法を用いた基板処理工程では、成膜温度を低温化させると成膜速度が低下してしまい、基板処理の生産性が低下してしまう場合があった。
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明は、成膜温度を低下させ、成膜速度を増大させることが可能な半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスとボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上に形成した前記シリコン含有及びボロン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、を有し、前記シリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、を１サイクルとして前記サイクルを１回以上行う半導体装置の製造方法が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程と、大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内にボロン含有ガスと酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程と、を有し、前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程と、を１サイクルとして前記サイクルを１回以上行う半導体装置の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明のさらに他の態様によれば、基板を収容した処理室と、前記処理室内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給系と、前記処理室内にボロン含有ガスを供給するボロン含有ガス供給系と、前記処理室内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、前記処理室内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、前記処理室内の圧力を調整する圧力調整部と、前記シリコン含有ガス供給系、前記ボロン含有ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系及び前記圧力調整部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスと前記ボロン含有ガス供給系からの前記ボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有及びボロン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを１サイクルとして前記サイクルを１回以上行うか、前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記ボロン含有ガス供給系からのボロン含有ガスと、前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを１サイクルとして前記サイクルを１回以上行う基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る半導体装置の製造方法及び基板処理装置によれば、成膜温度を低下させ、成膜速度を増大させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態にて好適に用いられる基板処理装置の処理炉の縦断面図である。
【図２】図１の処理炉のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】第１の実施形態の基板処理工程における成膜フロー図である。
【図４】第１の実施形態の基板処理工程におけるガス供給タイミング図である。
【図５】第１の実施形態の基板処理工程における堆積モデル図であり、（ａ）は処理室内にＳｉ２Ｈ６ガス及びＢ２Ｈ６ガスを供給してウエハ上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成する様子を、（ｂ）は処理室内にＯ２ガス及びＨ２ガスを供給して処理室内に酸化種を生成する様子を、（ｃ）は酸化種によりシリコン含有及びボロン含有膜をボロンドープドシリコン酸化膜に改質する様子をそれぞれ示している。
【図６】第１の実施形態の変形例に係り、不活性ガス置換工程を有する基板処理工程のガス供給タイミング図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の基板処理工程における成膜フロー図である。
【図８】第２の実施形態の基板処理工程におけるガス供給タイミング図である。
【図９】第２の実施形態の基板処理工程における堆積モデル図であり、（ａ）は処理室内にＳｉ２Ｈ６ガスを供給してウエハ上にシリコン含有膜を形成する様子を、（ｂ）は処理室内にＯ２ガス及びＨ２ガスを供給して処理室内に酸化種を生成すると共に、処理室内にＢ２Ｈ６ガスを供給する様子を、（ｃ）は酸化種及びＢ２Ｈ６ガスによりシリコン含有膜をボロンドープドシリコン酸化膜に改質する様子をそれぞれ示している。
【図１０】第２の実施形態の変形例に係り、不活性ガス置換工程を有する基板処理工程のガス供給タイミング図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態にて好適に用いられる基板処理装置の処理炉の縦断面図である。
【図１２】従来の熱ＣＶＤ法によるシリコン酸化膜形成時のガス供給タイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜本発明の第１の実施形態＞
以下に本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１２】
（１）基板処理装置の構成
図１は本発明の一実施形態にて好適に用いられる基板処理装置の処理炉２０２の縦断面図であり、図２は図１の処理炉２０２のＡ−Ａ線断面図である。
【００１３】
図１及び図２に示すように、処理炉２０２は、基板としてのウエハ２００を収容した処理室２０１と、処理室２０１内にシリコン含有ガス、ボロン含有ガス、酸素含有ガス、水素含有ガス等の処理ガスを供給するガス供給系と、処理室２０１内の圧力を調整する圧力調整部と、少なくともガス供給系及び圧力調整部を制御する制御部としてのコントローラ２４０と、を主に有して構成されている。
【００１４】
（処理室）
処理室２０１は、反応管としてのプロセスチューブ２０３内に設けられている。プロセスチューブ２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）又は炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料により構成されている。プロセスチューブ２０３は、下端が開口した円筒形状に形成されている。プロセスチューブ２０３の筒中空部には、処理室２０１が形成されている。この処理室２０１は、後述するボート２１７によってウエハ２００を水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。
【００１５】
プロセスチューブ２０３の下方には、このプロセスチューブ２０３と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス等により構成されている。マニホールド２０９は、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９は、プロセスチューブ２０３に係合し、それらを支持するように設けられている。なお、マニホールド２０９とプロセスチューブ２０３との間には、シール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。
マニホールド２０９がヒータベース（図示せず）に支持されることにより、プロセスチューブ２０３は垂直に据え付けられた状態となっている。そして、プロセスチューブ２０３とマニホールド２０９とにより反応容器が形成されている。
【００１６】
マニホールド２０９の下方には、このマニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、マニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は、例えばステンレス等の金属により構成されている。シールキャップ２１９は、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。なお、シールキャップ２１９は、ボートエレベータ１１５により後述するボート２１７を処理室２０１内に搬入する際に、マニホールド２０９、Ｏリング２２０ｂを介してプロセスチューブ２０３の下端を気密に閉塞するように構成されている。
【００１７】
シールキャップ２１９の下側中心付近には、ボート２１７を回転させる回転機構２５４が設置されている。回転機構２５４の回転軸２５４ａは、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。回転機構２５４は、後述するコントローラ２４０に電気的に接続されている。
【００１８】
ボート２１７は、基板保持具として複数枚のウエハ２００を保持して処理室２０１内に収納可能となっている。ボート２１７は、例えば石英や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材
料により構成されている。ボート２１７は、複数枚のウエハ２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて保持するようになっている。ボート２１７は、回転機構２５４により回転されることで複数枚のウエハ２００を保持しつつ回転させることが可能になっている。
【００１９】
なお、ボート２１７の下部には、断熱部材２１８が設けられている。断熱部材２１８は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料により構成されている。断熱部材２１８は、ヒータ２０６からの熱がシールキャップ２１９側に伝達し難くしている。なお、断熱部材２１８は、石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる複数枚の断熱板と、これら断熱板を水平姿勢で多段に支持する断熱板ホルダとにより構成してもよい。
【００２０】
シールキャップ２１９の下側周縁は、昇降機構であるボートエレベータ１１５のアームに連結されている。ボートエレベータ１１５は、プロセスチューブ２０３の外部に垂直に設置されている。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を垂直方向に昇降させるように構成されている。すなわち、ボートエレベータ１１５は、処理室２０１内に対してボート２１７を搬入搬出可能となっている。ボートエレベータ１１５は、後述するコントローラ２４０に電気的に接続されている。
【００２１】
プロセスチューブ２０３外部には、処理室２０１を全体にわたって均一に加熱する加熱手段としてのヒータ２０６が、プロセスチューブ２０３の周囲を包囲するように同心円に設備されている。ヒータ２０６は、円筒形状に形成されている。ヒータ２０６は、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられた状態になっている。
【００２２】
プロセスチューブ２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３（図２参照）が設置されている。ヒータ２０６の温度は、温度センサ２６３の温度情報に基づき制御されるようになっている。ヒータ２０６及び温度センサ２６３は、後述するコントローラ２４０に電気的に接続されている。
【００２３】
（排気系）
マニホールド２０９の下側側壁には、ガス排気管２３１が接続されている。ガス排気管２３１には、上流側から順に、圧力センサ２４５、圧力調整部としてＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブにより構成された圧力制御装置２４２、真空ポンプとして構成された排気装置２４６が設けられている。排気装置２４６により処理室２０１内を排気しつつ、圧力センサ２４５により検出した圧力情報により圧力制御装置２４２の弁開度を調整することにより、処理室２０１内を所定の圧力に調整可能なように構成されている。圧力センサ２４５、圧力制御装置２４２、及び排気装置２４６は、後述するコントローラ２４０に電気的に接続されている。
【００２４】
（ガス供給系）
マニホールド２０９には、側壁を貫通するようにガス導入部としてのノズル２３３Ａ〜２３３Ｄが接続されている。ノズル２３３Ａ〜２３３Ｄは、処理室２０１を構成しているプロセスチューブ２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、プロセスチューブ２０３の内壁の下部より上部に沿って、また、ウエハ２００の積載方向に沿って設けられている。ノズル２３３Ａ〜２３３Ｄは、側面にガスを供給するガス供給孔２３４ａ〜２３４ｄが形成されている多孔式ノズルとして構成されている。ガス供給孔２３４ａ〜２３４ｃは、例えば下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。
【００２５】
ノズル２３３Ａの上流端には、Ｓｉ２Ｈ６（ジシラン）ガス供給管３０１の下流端が接
続されている。Ｓｉ２Ｈ６ガス供給管３０１には、上流方向から順に、Ｓｉ２Ｈ６ガス供給源（図示せず）、上流側開閉弁であるバルブ３０１ｂ、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ３０１ｃ、及び下流側開閉弁であるバルブ３０１ｄが設けられている。Ｓｉ２Ｈ６ガス供給源から供給されるシリコン含有ガスとしてのＳｉ２Ｈ６ガスは、バルブ３０１ｂの開動作によりマスフローコントローラ３０１ｃを流通し、このマスフローコントローラ３０１ｃにより所定の流量に調整され、バルブ３０１ｄの開動作によりＳｉ２Ｈ６ガス供給管３０１内を流通し、ノズル２３３Ａに導入されてガス供給孔２３４ａから処理室２０１内に供給されるようになっている。
【００２６】
ノズル２３３Ｂの上流端には、Ｂ２Ｈ６（ジボラン）ガス供給管３０２の下流端が接続されている。Ｂ２Ｈ６ガス供給管３０２には、上流方向から順に、Ｂ２Ｈ６ガス供給源（図示せず）、上流側開閉弁であるバルブ３０２ｂ、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ３０２ｃ、及び下流側開閉弁であるバルブ３０２ｄが設けられている。Ｂ２Ｈ６ガス供給源から供給されるボロン含有ガスとしてのＢ２Ｈ６ガスは、バルブ３０２ｂの開動作によりマスフローコントローラ３０２ｃを流通し、このマスフローコントローラ３０２ｃにより所定の流量に調整され、バルブ３０２ｄの開動作によりＢ２Ｈ６ガス供給管３０２内を流通し、ノズル２３３Ｂに導入されてガス供給孔２３４ｂから処理室２０１内に供給されるようになっている。
【００２７】
ノズル２３３Ｃの上流端には、Ｏ２（酸素）ガス供給管３０３の下流端が接続されている。Ｏ２ガス供給管３０３には、上流方向から順に、Ｏ２ガス供給源（図示せず）、上流側開閉弁であるバルブ３０３ｂ、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ３０３ｃ、及び下流側開閉弁であるバルブ３０３ｄが設けられている。Ｏ２ガス供給源から供給される酸素含有ガスとしてのＯ２ガスは、バルブ３０３ｂの開動作によりマスフローコントローラ３０３ｃを流通し、このマスフローコントローラ３０３ｃにより所定の流量に調整され、バルブ３０３ｄの開動作によりＯ２ガス供給管３０３内を流通し、ノズル２３３Ｃに導入されてガス供給孔２３４ｃから処理室２０１内に供給されるようになっている。
【００２８】
ノズル２３３Ｄの上流端には、Ｈ２（水素）ガス供給管３０４の下流端が接続されている。Ｈ２ガス供給管３０４には、上流方向から順に、Ｈ２ガス供給源（図示せず）、上流側開閉弁であるバルブ３０４ｂ、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ３０４ｃ、及び下流側開閉弁であるバルブ３０４ｄが設けられている。Ｈ２ガス供給源から供給される水素含有ガスとしてのＨ２ガスは、バルブ３０４ｂの開動作によりマスフローコントローラ３０４ｃを流通し、このマスフローコントローラ３０４ｃにより所定の流量に調整され、バルブ３０４ｄの開動作によりＨ２ガス供給管３０４内を流通し、ノズル２３３Ｄに導入されてガス供給孔２３４ｄから処理室２０１内に供給されるようになっている。
【００２９】
Ｓｉ２Ｈ６ガス供給管３０１のバルブ３０１ｄの下流側、Ｂ２Ｈ６ガス供給管３０２のバルブ３０２ｄの下流側、Ｏ２ガス供給管３０３のバルブ３０３ｄの下流側、Ｈ２ガス供給管３０４のバルブ３０４ｄの下流側には、それぞれ、パージガス或いはキャリアガスに用いる不活性ガスとして例えばＮ２ガスを供給するＮ２ガス供給管３０５，３０６，３０７，３０８の下流端が接続されている。Ｎ２ガス供給管３０５，３０６，３０７，３０８には、それぞれ、Ｎ２ガス供給源（図示せず）、マスフローコントローラ３０５ｃ、３０５ｅ、３０５ｇ、３０５ｉ、バルブ３０５ｄ、バルブ３０５ｆ、バルブ３０５ｈ、バルブ３０５ｊが上流側から順に設けられている。
【００３０】
Ｎ２ガス供給源（図示せず）から供給されるＮ２ガスは、バルブ３０５ｄの開動作により、マスフローコントローラ３０５ｃにより所定の流量に調整されつつ、Ｓｉ２Ｈ６ガス
供給管３０１内を流通し、ノズル２３３Ａのガス供給孔２３４ａを介して処理室２０１内に供給されるようになっている。また、係るＮ２ガスは、バルブ３０５ｆの開動作により、マスフローコントローラ３０５ｅにより所定の流量に調整されつつ、Ｂ２Ｈ６ガス供給管３０２内を流通し、ノズル２３３Ｂのガス供給孔２３４ｂを介して処理室２０１内に供給されるようになっている。また、係るＮ２ガスは、バルブ３０５ｈの開動作により、マスフローコントローラ３０５ｇにより所定の流量に調整されつつ、Ｏ２ガス供給管３０３内を流通し、ノズル２３３Ｃのガス供給孔２３４ｃを介して処理室２０１内に供給されるようになっている。また、係るＮ２ガスは、バルブ３０５ｊの開動作により、マスフローコントローラ３０５ｉにより所定の流量に調整されつつ、Ｈ２ガス供給管３０４内を流通し、ノズル２３３Ｄのガス供給孔２３４ｄを介して処理室２０１内に供給されるようになっている。なお、パージガス及びキャリアガスとしては、Ｎ２ガスを用いる場合に限らず、例えばＡｒガス、Ｈｅガス等の希ガスを用いてもよい。
【００３１】
主に、Ｓｉ２Ｈ６ガス供給源（図示せず）、バルブ３０１ｂ、マスフローコントローラ３０１ｃ、バルブ３０１ｄ、Ｓｉ２Ｈ６ガス供給管３０１、Ｎ２ガス供給管３０５、Ｎ２ガス供給源（図示せず）、マスフローコントローラ３０５ｃ、バルブ３０５ｄ、ノズル２３３Ａ、ガス供給孔２３４ａにより、本実施形態に係るＳｉ２Ｈ６ガス供給系が構成されている。
【００３２】
また、主に、Ｂ２Ｈ６ガス供給源（図示せず）、バルブ３０２ｂ、マスフローコントローラ３０２ｃ、バルブ３０２ｄ、Ｂ２Ｈ６ガス供給管３０２、Ｎ２ガス供給管３０５、Ｎ２ガス供給源（図示せず）、マスフローコントローラ３０５ｅ、バルブ３０５ｆ、ノズル２３３Ｂ、ガス供給孔２３４ｂにより、本実施形態に係るＢ２Ｈ６ガス供給系が構成されている。
【００３３】
また、主に、Ｏ２ガス供給源（図示せず）、バルブ３０３ｂ、マスフローコントローラ３０３ｃ、バルブ３０３ｄ、Ｏ２ガス供給管３０３、Ｎ２ガス供給管３０５、Ｎ２ガス供給源（図示せず）、マスフローコントローラ３０５ｇ、バルブ３０５ｈ、ノズル２３３Ｃ、ガス供給孔２３４ｃにより、本実施形態に係るＯ２ガス供給系が構成されている。
【００３４】
また、主に、Ｈ２ガス供給源（図示せず）、バルブ３０４ｂ、マスフローコントローラ３０４ｃ、バルブ３０４ｄ、Ｈ２ガス供給管３０４、Ｎ２ガス供給管３０５、Ｎ２ガス供給源（図示せず）、マスフローコントローラ３０５ｉ、バルブ３０５ｊ、ノズル２３３Ｄ、ガス供給孔２３４ｄにより、本実施形態に係るＨ２ガス供給系が構成されている。
【００３５】
そして、主に、Ｓｉ２Ｈ６ガス供給系、Ｂ２Ｈ６ガス供給系、Ｏ２ガス供給系、Ｈ２ガス供給系により、本実施形態に係るガス供給系が構成されている。
【００３６】
なお、マスフローコントローラ３０１ｃ〜３０５ｃ、３０５ｅ、３０５ｇ、３０５ｉ、バルブ３０１ｂ〜３０４ｂ、３０１ｄ〜３０５ｄ、３０５ｆ、３０５ｈ、３０５ｊ、は、それぞれ後述するコントローラ２４０に電気的に接続されている。
【００３７】
（制御部）
制御部としてのコントローラ２４０は、上述したように回転機構２５４、ボートエレベータ１１５、ヒータ２０６、温度センサ２６３、圧力センサ２４５、圧力制御装置２４２、排気装置２４６、マスフローコントローラ３０１ｃ〜３０５ｃ、３０５ｅ、３０５ｇ、３０５ｉ、バルブ３０１ｂ〜３０４ｂ、３０１ｄ〜３０５ｄ、３０５ｆ、３０５ｈ、３０５ｊにそれぞれ電気的に接続されており、基板処理装置の各部の動作を制御している。
【００３８】
具体的には、コントローラ２４０は、回転機構２５４の回転軸２５４ａを所定のタイミ
ングで回転させるようにしている。コントローラ２４０は、ボートエレベータ１１５を所定のタイミングで昇降させるようにしている。また、コントローラ２４０は、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて圧力制御装置２４２の弁開度を調整し、処理室２０１内が所定のタイミングで所定の圧力となるようにしている。また、コントローラ２４０は、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合を調整し、処理室２０１内及びウエハ２００表面が所定のタイミングにて所定の温度となるようにしている。また、コントローラ２４０は、マスフローコントローラ３０１ｃ〜３０５ｃ、３０５ｅ、３０５ｇ、３０５ｉを流量制御しつつ、それぞれバルブ３０１ｂ〜３０４ｂ、３０１ｄ〜３０５ｄ、３０５ｆ、３０５ｈ、３０５ｊの開閉制御することにより、処理室２０１内に所定のタイミングにて所定の流量のガス供給を開始し、或いは停止するようにしている。
【００３９】
本実施形態では、ウエハ２００を収容した処理室２０１内にシリコン含有ガスとしてのＳｉ２Ｈ６ガスと、ボロン含有ガスとしてのＢ２Ｈ６ガスと、を供給してウエハ２００上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、大気圧未満の圧力に設定した処理室２０１内に酸素含有ガスとしてのＯ２ガスと、水素含有ガスとしてのＨ２ガスと、を供給してウエハ２００上に形成したシリコン含有及びボロン含有膜をボロンドープドシリコン酸化膜に改質するシリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、を１サイクルとして前記サイクルを１回以上行うように構成されている。
【００４０】
（２）基板処理工程
次に、上記構成に係る処理炉２０２を用いて、半導体装置の製造工程の一工程として、ウエハ２００上にボロンドープドシリコン酸化膜を形成する基板処理工程について説明する。図３に本実施形態の基板処理工程における成膜フロー図を、図４に本実施形態の基板処理工程におけるガス供給タイミング図を、図５に本実施形態の基板処理工程における堆積モデル図を示す。尚、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は、主にコントローラ２４０により制御される。
【００４１】
（搬入工程）
先ず、ボート２１７に複数枚のウエハ２００を装填（ウエハチャージ）する（ステップＳ１）。次に、コントローラ２４０の制御に基づいてボートエレベータ１１５を駆動し、ボート２１７を上昇させる。これにより、図１に示されているように、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７が処理室２０１内に搬入（ボートローディング）される（ステップＳ２）。このとき、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０ｂを介してプロセスチューブ２０３の下端を閉塞する。これにより、処理室２０１は気密に封止される。
【００４２】
ボート２１７の処理室２０１内への搬入が完了する迄の間、処理室２０１内にはパージガスとしてＮ２ガスを流すことが好ましい。具体的には、マスフローコントローラ３０５ｃ、３０５ｅ、３０５ｈ、３０５ｉにより流量調整しつつ、バルブ３０５ｄ、３０５ｆ、３０５ｈ、３０５ｊを開とし、ノズル２３３Ａ〜２３３Ｄのガス供給孔２３４ａ〜２３４ｄから処理室２０１内にＮ２ガスを導入することが好ましい。これにより、ボート２１７の搬送時における処理室２０１内へのパーティクルの侵入を抑制することが可能となる。
【００４３】
（圧力調整工程及び昇温工程）
処理室２０１内へのボート２１７の搬入が完了したら、処理室２０１内が所定の圧力（例えば４０〜６０Ｐａ）となるように処理室２０１内の雰囲気を排気する（ステップＳ３）。具体的には、排気装置２４６により排気しつつ、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて圧力制御装置２４２の弁開度をフィードバック制御し、処理室２０１内を所定の圧力とする。
【００４４】
また、処理室２０１内が所定の温度（成膜温度）となるようにヒータ２０６によって加熱する（ステップＳ４）。具体的には、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づいてヒータ２０６への通電具合を制御して、処理室２０１内を成膜温度（例えば３００〜６００℃、特にシリコン含有ガスとしてＳｉ２Ｈ６ガスを用いる本実施形態では３００〜４００℃）とする。
【００４５】
そして、回転機構２５４を作動させ、処理室２０１内に搬入されたウエハ２００の回転を開始する。なお、ウエハ２００の回転は、後述するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）と、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程（ステップＳ６）と、を１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行う繰り返し工程（ステップＳ７）が終了するまで継続する。
【００４６】
（シリコン含有及びボロン含有膜形成工程）
続いて、シリコン含有ガスとしてのＳｉ２Ｈ６ガス、及びボロン含有ガスとしてのＢ２Ｈ６ガスを処理室２０１内に同時に供給して、ウエハ２００上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）を実施する。
【００４７】
具体的には、バルブ３０１ｂを開とし、マスフローコントローラ３０１ｃにより流量が例えば０．１〜１０ｓｌｍの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ３０１ｄを開とし、Ｓｉ２Ｈ６ガス供給管３０１内を流通したＳｉ２Ｈ６ガスを、ノズル２３３Ａのガス供給孔２３４ａから処理室２０１内に供給する。
【００４８】
Ｓｉ２Ｈ６ガスの供給と並行して、Ｂ２Ｈ６ガスを処理室２０１内に供給する。具体的には、バルブ３０２ｂを開とし、マスフローコントローラ３０２ｃにより流量が例えば０．１〜５０ｓｌｍの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ３０２ｄを開とし、Ｂ２Ｈ６ガス供給管３０２内を流通したＢ２Ｈ６ガスを、ノズル２３３Ｂのガス供給孔２３４ｂから処理室２０１内に供給する。
【００４９】
なお、シリコン含有ガスとしてＳｉ２Ｈ６ガスの代わりにＳｉＨ４ガスを用いた場合のガス流量は、例えば０．１〜１０ｓｌｍの範囲が好ましく、またボロン含有ガスとしてＢ２Ｈ６ガスの代わりにＢＣｌ３ガスを用いた場合のガス流量は、例えば、０．１〜５０ｓｌｍの範囲が好ましい。
【００５０】
図５（ａ）に示すように、処理室２０１内に供給されたＳｉ２Ｈ６ガスとＢ２Ｈ６ガスとは、ウエハ２００の表面に吸着して熱分解等し、ウエハ２００表面に１原子層未満から数原子層のシリコン含有及びボロン含有膜を形成する。シリコン含有及びボロン含有膜の生成に寄与しなかったＳｉ２Ｈ６ガス及びＢ２Ｈ６ガスは、処理室２０１内を流れてガス排気管２３１から排気される。なお、ヒータ２０６の温度は上述したように例えば３００〜４００℃の範囲内の温度に維持しており、処理室２０１内の圧力は例えば４０〜６０Ｐａの範囲内の圧力に維持している。
【００５１】
所定時間（例えば１〜１２０秒）が経過したら、バルブ３０１ｂ及び３０１ｄを閉としてＳｉ２Ｈ６ガスの供給を停止すると共に、バルブ３０２ｂ及び３０２ｄを閉としてＢ２Ｈ６ガスの供給を停止する。
そして、圧力制御装置２４２の弁を開とするか開度を大きくし、排気装置２４６により処理室２０１内を真空排気し、残留しているＳｉ２Ｈ６ガス、Ｂ２Ｈ６ガス、反応生成物等を処理室２０１内から排出する。
【００５２】
なお、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）においては、マスフローコントローラ３０５ｃ、３０５ｅ、３０５ｈ、３０５ｉにより流量調整しつつ、バルブ
３０５ｄ、３０５ｆ、３０５ｈ、３０５ｊを開とし、ノズル２３３Ａ〜２３３Ｄのガス供給孔２３４ａ〜２３４ｄから処理室２０１内にＮ２ガスを導入することで、処理室２０１内でのＳｉ２Ｈ６ガス及びＢ２Ｈ６ガスの拡散を促すと共に、ノズル２３３Ｃ，２３３Ｄ内へのＳｉ２Ｈ６ガスとＢ２Ｈ６ガスの侵入を抑制するようにしてもよい。
【００５３】
（シリコン含有及びボロン含有膜改質工程）
続けて、処理室２０１内を大気圧未満の圧力にし、酸素含有ガスとしてのＯ２ガス及び水素含有ガスとしてのＨ２ガスを処理室２０１内に供給して酸化種を生成し、この酸化種によりシリコン含有及びボロン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜としての例えばボロンドープドシリコン酸化膜に改質するシリコン含有及びボロン含有膜改質工程（ステップＳ６）を実施する。
【００５４】
具体的には、圧力制御装置２４２の弁を閉とするか開度を小さくし、処理室２０１内の圧力を大気圧未満、例えば１３．３〜１３３３２Ｐａ（０．１〜１００Ｔｏｒｒ）の範囲内の圧力に維持する。
【００５５】
そして、バルブ３０３ｂを開とし、マスフローコントローラ３０３ｃにより流量が例えば０．１〜１０ｓｌｍの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ３０３ｄを開とし、Ｏ２ガス供給管３０１内を流通したＯ２ガスを、ノズル２３３Ｃのガス供給孔２３４ｃから処理室２０１内に供給する。
【００５６】
Ｏ２ガスの供給と並行して、Ｈ２ガスを処理室２０１内に供給する。具体的には、バルブ３０４ｂを開とし、マスフローコントローラ３０４ｃにより流量が例えば０．１〜１００ｓｌｍの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ３０４ｄを開とし、Ｈ２ガス供給管３０４を流通したＨ２ガスを、ノズル２３３Ｄのガス供給孔２３４ｃから処理室２０１内に供給する。
【００５７】
図５（ｂ）に示すように、処理室２０１内に供給されたＯ２ガスとＨ２ガスとは、加熱された減圧雰囲気下においてノンプラズマで活性化されて反応し、それにより原子状酸素Ｏ等を含む酸化種が生成される。そして、主にこの酸化種により、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）でウエハ２００上に形成されたシリコン含有及びボロン含有膜に対して酸化処理が行われる。そして、図５（Ｃ）に示すように、この酸化処理により、シリコン含有及びボロン含有膜はボロンドープドシリコン酸化膜へと改質される。ボロンドープドシリコン酸化膜の生成に寄与しなかったＯ２ガス、Ｈ２ガス、中間生成物等は、処理室２０１内を流れてガス排気管２３１から排気される。なお、ヒータ２０６の温度は、上述したシリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）と同一の例えば３００〜４００℃の範囲内の温度に維持している。
【００５８】
所定時間（例えば１〜１２０秒）が経過したら、バルブ３０３ｂ及び３０３ｄを閉としてＯ２ガスの供給を停止すると共に、バルブ３０４ｂ及び３０４ｄを閉としてＨ２ガスの供給を停止する。そして、圧力制御装置２４２の弁を開とするか開度を大きくし、排気装置２４６により処理室２０１内を真空排気し、残留したＯ２ガス、Ｈ２ガス、反応生成物等を処理室２０１内から排出する。
【００５９】
なお、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ６）においては、マスフローコントローラ３０５ｃ、３０５ｅ、３０５ｈ、３０５ｉにより流量調整しつつ、バルブ３０５ｄ、３０５ｆ、３０５ｈ、３０５ｊを開とし、ノズル２３３Ａ〜２３３Ｄのガス供給孔２３４ａ〜２３４ｄから処理室２０１内にＮ２ガスを導入することで、処理室２０１内でのＯ２ガス及びＨ２ガスの拡散を促すと共に、ノズル２３３Ｃ，２３３Ｄ内へのＯ２ガス及びＨ２ガスの侵入を抑制するようにしてもよい。
【００６０】
（繰り返し工程）
そして、上述したシリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）及びシリコン含有及びボロン含有膜改質工程（ステップＳ６）を１サイクルとして、このサイクルを所定回数（１回以上）行う（ステップＳ７）。
【００６１】
（パージ工程）
所定の膜厚のボロンドープドシリコン酸化膜が形成されたら、パージ工程（ステップＳ８）に移行する。具体的には、バルブ３０５ｄ、３０５ｆ、３０５ｈ、３０５ｊを開とするか開度を大きくし、処理室２０１内をＮ２ガスのガス雰囲気に置換する。
【００６２】
（大気圧復帰工程及び降温工程）
所定時間（例えば２０〜５００秒）が経過してパージ工程（ステップＳ８）が完了したら、ボート２１７の回転を停止させてウエハ２００の回転を停止する。そして、処理室２０１内の圧力を大気圧に復帰させつつ、ウエハ２００を降温させる。具体的には、バルブ３０５ｄ、３０５ｆ、３０５ｈ、３０５ｊを開のままとし、処理室２０１内にＮ２ガスを供給しつつ、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて排気装置２４６のバルブの開度をフィードバック制御し、処理室２０１内の圧力を大気圧に昇圧する（ステップＳ９）。そして、ヒータ２０６への通電量を制御して、ウエハ２００の温度を降温させる。
【００６３】
（搬出工程）
その後、上述の搬入工程を逆の手順により、処理後のウエハ２００を保持したボート２１７を処理室２０１内から搬出（ボートアンローディング）する（ステップＳ１０）。その後、ボート２１７から処理後のウエハ２００を取り出す（ウエハディスチャージ）（ステップＳ１１）。そして、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
【００６４】
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
【００６５】
（ａ）本実施形態によれば、Ｓｉ２Ｈ６ガス（シリコン含有ガス）とＢ２Ｈ６ガス（ボロン含有ガス）とを処理室２０１内に供給してウエハ２００表面にシリコン含有及びボロン含有膜を形成するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）と、大気圧未満の圧力に設定した処理室２０１内にＯ２ガス（酸素含有ガス）ガスとＨ２ガス（水素含有ガス）とを供給してウエハ２００表面に形成したシリコン含有及びボロン含有膜をボロンドープドシリコン酸化膜に改質するシリコン含有及びボロン含有膜改質工程（ステップＳ６）と、を１サイクルとして前記サイクルを１回以上行い、ボロンドープドシリコン酸化膜を形成している。このように、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）において処理室２０１内にＳｉ２Ｈ６ガスとＢ２Ｈ６ガスとを併せて供給することにより、ボロンドープドシリコン酸化膜を形成する際の成膜温度（処理温度）を低下させることが可能となる。そして、半導体装置の性能低下や、生産歩留り低下を抑制することができる。例えば、ウエハ２００表面に熱に弱い膜が存在する場合に当該膜の熱劣化を防ぐのに有効となる。
【００６６】
（ｂ）本実施形態によれば、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）において、処理室２０１内にＳｉ２Ｈ６ガス（シリコン含有ガス）とＢ２Ｈ６ガス（ボロン含有ガス）とを同時に供給している。このように、処理室２０１内にＳｉ２Ｈ６ガスだけでなくＢ２Ｈ６ガスを併せて供給することにより、処理室２０１内に供給されたＳｉ２Ｈ６ガスの分解を促進させることが可能となる。そして、ボロンドープドシリコン酸化膜の成膜速度を向上させ、基板処理の生産性を高めることが可能となる。
【００６７】
（ｃ）本実施形態によれば、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）において、大気圧未満の圧力に設定した処理室２０１内にＯ２ガス（酸素含有ガス）とＨ２ガス（水素含有ガス）とを同時に供給している。そして、加熱された減圧雰囲気下において、Ｏ２ガスとＨ２ガスとをノンプラズマで活性化して反応させ、それにより原子状酸素等のＯを含む酸化種を生成している。そして、この酸化種により、シリコン含有及びボロン含有膜をボロンドープドシリコン酸化膜に改質している。このように、Ｏ２ガスにＨ２ガスを加えることにより、処理室２０１内にＯ２ガスを単体で供給する場合よりも低温で酸化種の生成を行うことができ、成膜温度を更に低温化させることが可能となる。また、ボロンドープドシリコン酸化膜の劣化を低減することができる。
【００６８】
（ｄ）本実施形態によれば、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）と、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程（ステップＳ６）との間に、処理室２０１内を不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程を設けていない。また、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程（ステップＳ６）と、次のサイクルで実施するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）との間にも、処理室２０１内を不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程を設けていない。このように工程を簡略化することで、基板処理の生産性を向上させることが可能となる。
【００６９】
（ｅ）本実施形態によれば、Ｓｉ２Ｈ６ガス（シリコン含有ガス）とＢ２Ｈ６ガス（ボロン含有ガス）とを処理室２０１内に同時に供給している。そのため、シリコン含有膜中にＢを積極的にドープすることができる。また、処理室２０１内へのＢ２Ｈ６ガスのガス流量、供給時間を制御することにより、ボロンドープドシリコン酸化膜中のＢ濃度を積極的に制御することができる。
【００７０】
なお、参考までに、従来のシリコン酸化膜の成膜プロセスの課題について説明する。
【００７１】
従来のシリコン酸化膜の成膜プロセスとしては、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４ガスやＳｉＨ４ガス等のシリコン含有ガスとＯ２ガス等の酸素含有ガスとを処理室内に同時に供給するＣＶＤ法や、３ＤＭＡＳ（トリスジメチルアミノシラン、Ｓｉ（Ｎ（ＣＨ３）２））３Ｈ）等の有機系シリコン含有ガスとＯ３ガス等の酸素含有ガスと処理室内に交互に供給するサイクルを繰り返すＡＬＤ法が用いられていた。
【００７２】
図１２は、従来のＣＶＤ法によるガス供給タイミングを示す図である。図１２に示す従来のＣＶＤ法では、シリコン含有ガスを処理室内に供給する前に、酸素含有ガスをパージガスとして先に供給し、その後、シリコン含有ガス及び酸素含有ガスを処理室内に供給して処理室内を所定の圧力まで昇圧して成膜を行い、その後、先にシリコン含有ガスの供給を停止し、パージガスとして酸素含有ガスを所定時間供給し続け、その後、酸素含有ガスの供給を停止して基板処理を終了するようにしている。
【００７３】
しかしながら、従来のシリコン酸化膜の形成プロセスでは、成膜温度を例えば１０００℃にまで高める必要があった。その結果、例えば基板上のソース或いはドレイン領域に注入されている不純物が拡散してしまう等により、半導体装置の性能が低下したり、生産歩留りが悪化したりしてしまう場合があった。また、成膜温度を高めるために電力消費量が増大してしまい、ＴＣＯＯ（Ｔｏｔａｌ  Ｃｏｓｔ  Ｏｆ  Ｏｗｎｅｒｓｈｉｐ；維持管理総経費）が増加してしまう場合があった。
【００７４】
また、従来のシリコン酸化膜の形成プロセスでは、成膜速度が、成膜温度や成膜圧力により決定される。そのため、成膜速度の低下を回避しつつ成膜温度を低下させるには、成膜圧力を増大させる必要があった。しかしながら、成膜圧力を高くすると、処理室内のガ
ス密度が大きくなり、ガス分子の平均自由工程が小さくなり、シリコン酸化膜のステップカバレッジが悪化してしまう場合があった。そして、ガス分子の平均自由工程が小さくなると、処理室内のガス流の上流側と下流側とでシリコン酸化膜の膜厚や膜質等の均一性が低下（ローディングエフェクト）してしまう場合があった。
【００７５】
また、従来のシリコン酸化膜の形成プロセスでは、成膜温度を低下させると、処理ガス中に含まれるシリコン及び酸素以外の原子（例えば、炭素、水素、窒素等）が、意図しない不純物としてシリコン酸化膜中に残ってしまう傾向があった。これらの意図しない不純物は、デバイスの予期しない動作不良を引き起こす場合があった。本実施形態によれば、これらの従来のシリコン酸化膜の形成プロセスにおける問題点を解消することができる。
【００７６】
＜第１の実施形態の変形例＞
本変形例においては、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）と、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程（ステップＳ６）との間に、処理室２０１内を不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程を設けるようにしている。また、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程（ステップＳ６）と、次のサイクルで実施するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）との間にも、処理室２０１内を不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程を設けるようにしている。なお、その他の構成は第１の実施形態と同じである。
【００７７】
図６は、不活性ガス置換工程を設けた基板処理工程のガス供給タイミング図である。
図６の最下段には、不活性ガス置換工程に用いられる不活性ガスとしてＮ２ガスのガス供給のタイミングが示されている。
【００７８】
本変形例では、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）の終了後、Ｓｉ２Ｈ６ガス及びＢ２Ｈ６ガスの供給を停止し、Ｎ２ガスを供給して処理室２０１内をＮ２ガスの雰囲気に置換する。所定時間（例えば１〜１２０秒）が経過したら、Ｏ２ガス及びＨ２ガスを処理室２０１内に供給してシリコン含有及びボロン含有膜改質工程（ステップＳ６）を行う。
【００７９】
そして、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程（ステップＳ６）の終了後、Ｏ２ガス及びＨ２ガスの供給を停止し、Ｎ２ガスを供給して処理室２０１内をＮ２ガスの雰囲気に再び置換する。所定時間（例えば１〜１２０秒）が経過したら、次のサイクルのシリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）を再び行う。
【００８０】
本変形例によれば、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）の終了後、Ｓｉ２Ｈ６ガス及びＢ２Ｈ６ガスの供給を停止して処理室２０１内をＮ２ガスの雰囲気に置換しているので、シリコン含有及びボロン含有膜の生成に寄与しなかったＳｉ２Ｈ６ガス、Ｂ２Ｈ６ガス、中間生成物等が、処理室２０１内に残留してしまうことを抑制できる。これにより、次に行われるシリコン含有及びボロン含有膜改質工程（ステップＳ６）において、Ｏ２ガス及びＨ２ガスの反応による酸化種の生成が残留物によって妨げられたり、酸化種によるシリコン含有及びボロン含有膜の酸化が残留物によって妨げられたりすることを回避できる。そして、シリコン含有及びボロン含有膜の酸化を促進でき、ボロンドープドシリコン酸化膜への改質を促進することができる。また、酸化種のウエハ２００表面への供給が残留物によって妨げられることを回避でき、シリコン酸化膜のステップカバレッジ特性を向上させることが出来る。
【００８１】
また本変形例によれば、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程（ステップＳ６）の終了後、Ｏ２ガス及びＨ２ガスの供給を停止して処理室２０１内をＮ２ガスの雰囲気に置換しているので、ボロンドープドシリコン酸化膜の形成に寄与しなかったＯ２ガス、Ｈ２ガ
ス、中間生成物等が処理室２０１内に残留してしまうことを抑制できる。これにより、次のサイクルで実施するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）において、Ｓｉ２Ｈ６ガス及びＢ２Ｈ６ガスのウエハ２００表面への吸着が残留物によって妨げられてしまうことを回避でき、シリコン含有及びボロン含有膜の形成を促進でき、また、シリコン酸化膜のステップカバレッジ特性を向上させることができる。
【００８２】
＜第２の実施形態＞
本実施形態においては、処理室２０１内にシリコン含有ガスとしてのＳｉ２Ｈ６ガスを供給してウエハ２００上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程と、大気圧未満の圧力に設定した処理室２０１内にボロン含有ガスとしてのＢ２Ｈ６ガスと酸素含有ガスとしてのＯ２ガスと水素含有ガスとしてのＨ２ガスとを供給してウエハ２００上のシリコン含有膜をシリコン含有及びボロン含有膜としてのボロンドープドシリコン酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程と、を１サイクルとして前記サイクルを１回以上行うようにしている。すなわち、本実施形態では、ボロン含有ガスの処理室２０１内への供給を、シリコン含有膜形成工程（ステップＳ２１）ではなく、シリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）にて行うようにしている点が第１の実施形態とは異なる。なお、処理炉２０２の構成は、第１の実施形態と同じである。
【００８３】
図７は本発明の第２の実施形態の基板処理工程における成膜フローを示す図であり、図８は第２の実施形態の基板処理工程におけるガス供給タイミング図であり、図９は第２の実施形態の基板処理工程における堆積モデル図である。
【００８４】
（１）基板処理工程
まず、第１の実施形態と同様のウエハチャージ（ステップＳ１）〜温度調整（ステップＳ４）を実施する。
【００８５】
（シリコン含有膜形成工程）
続いて、処理室２０１内にシリコン含有ガスとしてのＳｉ２Ｈ６ガスを供給して、ウエハ２００上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程（ステップＳ２１）を実施する。
【００８６】
具体的には、バルブ３０１ｂを開とし、マスフローコントローラ３０１ｃにより流量が例えば０．１〜１０ｓｌｍの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ３０１ｄを開とし、Ｓｉ２Ｈ６ガス供給管３０１内を流通したＳｉ２Ｈ６ガスを、ノズル２３３Ａのガス供給孔２３４ａから処理室２０１内に供給する。
【００８７】
図９（ａ）に示すように、処理室２０１内に供給されたＳｉ２Ｈ６ガスは、ウエハ２００の表面に吸着して熱分解等し、ウエハ２００表面に１原子層未満から数原子層のシリコン含有膜を形成する。シリコン含有膜の生成に寄与しなかったＳｉ２Ｈ６ガスは、処理室２０１内を流れてガス排気管２３１から排気される。なお、ヒータ２０６の温度は例えば３００〜４００℃の範囲内の温度に維持しており、処理室２０１内の圧力は例えば４０〜６０Ｐａの範囲内の圧力に維持している。
【００８８】
所定時間（例えば１〜１２０秒）が経過したら、バルブ３０１ｂ及び３０１ｄを閉としてＳｉ２Ｈ６ガスの供給を停止する。そして、圧力制御装置２４２の弁を開とするか開度を大きくし、排気装置２４６により処理室２０１内を真空排気し、残留したＳｉ２Ｈ６ガス、反応生成物等を処理室２０１内から排出する。
【００８９】
なお、シリコン含有膜形成工程（ステップＳ２１）においては、マスフローコントローラ３０５ｃ、３０５ｅ、３０５ｈ、３０５ｉにより流量調整しつつ、バルブ３０５ｄ、３
０５ｆ、３０５ｈ、３０５ｊを開とし、ノズル２３３Ａ〜２３３Ｄのガス供給孔２３４ａ〜２３４ｄから処理室２０１内にＮ２ガスを導入することで、処理室２０１内でのＳｉ２Ｈ６ガスの拡散を促すと共に、ノズル２３３Ｃ，２３３Ｄ内へのＳｉ２Ｈ６ガスの侵入を抑制するようにしてもよい。
【００９０】
（シリコン含有膜改質工程）
続けて、処理室２０１内を大気圧未満の圧力にし、ボロン含有ガスとしてのＢ２Ｈ６ガスと酸素含有ガスとしてのＯ２ガスと水素含有ガスとしてのＨ２ガスとを処理室２０１内に供給して、ウエハ２００上のシリコン含有膜をボロンドープドシリコン酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）を実施する。
【００９１】
具体的には、圧力制御装置２４２の弁を閉とするか開度を小さくし、処理室２０１内の圧力を大気圧未満、例えば１３．３〜１３３３２Ｐａ（０．１〜１００Ｔｏｒｒ）の範囲内の圧力に維持する。
【００９２】
そして、Ｂ２Ｈ６ガスを処理室２０１内に供給する。具体的には、バルブ３０２ｂを開とし、マスフローコントローラ３０２ｃにより流量が例えば０．１〜５０ｓｌｍの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ３０２ｄを開とし、Ｂ２Ｈ６ガス供給管３０２内を流通したＢ２Ｈ６ガスを、ノズル２３３Ｂのガス供給孔２３４ｂから処理室２０１内に供給する。
【００９３】
Ｂ２Ｈ６ガスの供給と並行して、バルブ３０３ｂを開とし、マスフローコントローラ３０３ｃにより流量が例えば０．１〜１０ｓｌｍの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ３０３ｄを開とし、Ｏ２ガス供給管３０１内を流通したＯ２ガスを、ノズル２３３Ｃのガス供給孔２３４ｃから処理室２０１内に供給する。
【００９４】
また、Ｂ２Ｈ６ガスやＯ２ガスの供給と並行して、Ｈ２ガスを処理室２０１内に供給する。具体的には、バルブ３０４ｂを開とし、マスフローコントローラ３０４ｃにより流量が例えば０．１〜１００ｓｌｍの範囲内になるよう調整しつつ、バルブ３０４ｄを開とし、Ｈ２ガス供給管３０４を流通したＨ２ガスを、ノズル２３３Ｄのガス供給孔２３４ｃから処理室２０１内に供給する。
【００９５】
図９（ｂ）に示すように処理室２０１内に供給されたＢ２Ｈ６ガスは、ウエハ２００の表面に形成されたシリコン含有膜に吸着して熱分解等する。同時に処理室２０１内に供給されたＯ２ガスとＨ２ガスとは、加熱された減圧雰囲気下においてノンプラズマで活性化されて反応し、それにより原子状酸素Ｏ等を含む酸化種が生成される。そして、図９（ｃ）に示すように、シリコン含有膜の表面で熱分解等されたＢ２Ｈ６ガスによりシリコン含有及びボロン含有膜が形成されつつ、生成された酸化種によりシリコン含有及びボロン含有膜が酸化処理されてボロンドープドシリコン酸化膜に改質される。ボロンドープドシリコン酸化膜の生成に寄与しなかったＢ２Ｈ６ガス、Ｏ２ガス、Ｈ２ガス、中間生成物等は、処理室２０１内を流れてガス排気管２３１から排気される。なお、ヒータ２０６の温度は、上述したシリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）と同一の例えば３００〜４００℃の範囲内の温度に維持している。
【００９６】
所定時間（例えば１〜１２０秒）が経過したら、Ｂ２Ｈ６ガス、Ｏ２ガス及びＨ２ガスの供給を停止し、処理室２０１内を真空排気し、残留したＢ２Ｈ６ガス、Ｏ２ガス及びＨ２ガスや反応生成物を処理室２０１内から排出する。
【００９７】
なお、シリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）においては、マスフローコントローラ３０５ｃ、３０５ｅ、３０５ｈ、３０５ｉにより流量調整しつつ、バルブ３０５ｄ、３
０５ｆ、３０５ｈ、３０５ｊを開とし、ノズル２３３Ａ〜２３３Ｄのガス供給孔２３４ａ〜２３４ｄから処理室２０１内にＮ２ガスを導入することで、処理室２０１内でのＢ２Ｈ６ガス、Ｏ２ガス、Ｈ２ガスの拡散を促すと共に、ノズル２３３Ｃ，２３３Ｄ内へのＢ２Ｈ６ガス、Ｏ２ガス、Ｈ２ガスの侵入を抑制するようにしてもよい。
【００９８】
（繰り返し工程）
そして、上述したシリコン含有膜形成工程（ステップＳ２１）及びシリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）を１サイクルとして、このサイクルを所定回数（１回以上）行う（ステップＳ２３）。
【００９９】
その後、第１の実施形態と同様のパージ（ステップＳ８）〜ウエハディスチャージ（ステップＳ１１）を実施し、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
【０１００】
（２）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば第１の実施形態にて説明した１つ又は複数の効果に加えて、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
【０１０１】
（ａ）本実施形態によれば、処理室２０１内にＳｉ２Ｈ６ガス（シリコン含有ガス）を供給して、ウエハ２００上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程（ステップＳ２１）と、大気圧未満の圧力に設定した処理室２０１内にＢ２Ｈ６ガス（ボロン含有ガス）とＯ２ガス（酸素含有ガスと）とＨ２ガス（水素含有ガス）とを供給してウエハ２００上のシリコン含有膜をボロンドープドシリコン酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）と、を１サイクルとして前記サイクルを１回以上行い、ボロンドープドシリコン酸化膜を形成している。このように、シリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）において処理室２０１内にＢ２Ｈ６ガスを併せて供給することにより、ボロンドープドシリコン酸化膜を形成する際の成膜温度（処理室２０１内の温度）を低下させることが可能となる。そして、半導体装置の性能低下や、生産歩留り低下を抑制することができる。
【０１０２】
（ｂ）本実施形態によれば、シリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）において、処理室２０１内にＢ２Ｈ６ガスとＯ２ガスとＨ２ガスとを同時に供給している。このように、処理室２０１内にＢ２Ｈ６ガスを併せて供給することにより、ウエハ２００上に吸着しているＳｉ２Ｈ６ガスの分解を促進させることが可能となる。そして、ボロンドープドシリコン酸化膜の成膜速度を向上させ、基板処理の生産性を高めることが可能となる。
【０１０３】
（ｃ）本実施形態によれば、シリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）において処理室２０１内にＢ２Ｈ６ガスを併せて供給している。そのため、シリコン含有膜中にＢを積極的にドープすることができる。また、処理室２０１内へのＢ２Ｈ６ガスのガス流量、供給時間を制御することにより、ボロンドープドシリコン酸化膜中のＢ濃度を積極的に制御することができる。
【０１０４】
＜第２の実施形態の変形例＞
本変形例においては、シリコン含有膜形成工程（ステップＳ２１）と、シリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）との間に、処理室２０１内を不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程を設けるようにしている。また、シリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）と、次のサイクルで実施するシリコン含有膜形成工程（ステップＳ２１）との間にも、処理室２０１内を不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程を設けるようにしている。なお、その他の構成は第２の実施形態と同じである。
【０１０５】
図１０は、第２の実施形態の変形例を示す不活性ガス置換工程を設けた基板処理工程の
ガス供給タイミング図である。図１０の最下段には、不活性ガス置換工程に用いられる不活性ガスとしてＮ２ガスのガス供給のタイミングが示されている。
【０１０６】
本変形例では、シリコン含有膜形成工程（ステップＳ２１）の終了後、Ｓｉ２Ｈ６ガスの供給を停止し、Ｎ２ガスを供給して処理室２０１内をＮ２ガスの雰囲気に置換する。所定時間（例えば１〜１２０秒）が経過したら、Ｂ２Ｈ６ガス、Ｏ２ガス及びＨ２ガスを処理室２０１内に供給してシリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）を行う。
【０１０７】
そして、シリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）の終了後、Ｂ２Ｈ６ガス、Ｏ２ガス及びＨ２ガスの供給を停止し、Ｎ２ガスを供給して処理室２０１内をＮ２ガスの雰囲気に再び置換する。所定時間（例えば１〜１２０秒）が経過したら、次のサイクルのシリコン含有膜形成工程（ステップＳ２１）を再び行う。
【０１０８】
本変形例によれば、シリコン含有膜形成工程（ステップＳ２１）の終了後、Ｓｉ２Ｈ６ガスの供給を停止して処理室２０１内をＮ２ガスの雰囲気に置換しているので、シリコン含有膜の生成に寄与しなかったＳｉ２Ｈ６ガス、中間生成物等が、処理室２０１内に残留してしまうことを抑制できる。これにより、次に行われるシリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）において、ウエハ２００に形成されたシリコン含有膜へのＢ２Ｈ６ガスの吸着が残留物によって妨げられてしまうことを回避でき、シリコン含有及びボロン含有膜の形成（シリコン含有膜中へのボロンのドープ）を促進できる。また、Ｏ２ガス及びＨ２ガスの反応による酸化種の生成が残留物によって妨げられたり、酸化種によるシリコン含有及びボロン含有膜の酸化が残留物によって妨げられたりすることを回避できる。そして、シリコン含有及びボロン含有膜の酸化を促進でき、ボロンドープドシリコン酸化膜への改質を促進することができる。また、ウエハ２００に形成されたシリコン含有膜へのＢ２Ｈ６ガス及び酸化種への供給が残留物によって妨げられることを回避でき、シリコン酸化膜のステップカバレッジ特性を向上させることが出来る。
【０１０９】
また本変形例によれば、シリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）の終了後、Ｂ２Ｈ６ガス、Ｏ２ガス及びＨ２ガスの供給を停止して処理室２０１内をＮ２ガスの雰囲気に置換しているので、ボロンドープドシリコン酸化膜の形成に寄与しなかったＢ２Ｈ６ガス、Ｏ２ガス、Ｈ２ガス、中間生成物等が残留物として処理室２０１内に残留することを抑制できる。これにより、次のサイクルで実施するシリコン含有膜形成工程（ステップＳ２１）において、Ｓｉ２Ｈ６ガスのウエハ２００表面への吸着が残留物によって妨げられてしまうことを回避でき、シリコン含有膜の形成を促進でき、また、シリコン酸化膜のステップカバレッジ特性を向上させることができる。
【０１１０】
＜第３の実施形態＞
本実施形態においては、反応管としてのプロセスチューブ２０３がインナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５とを備える二重管構造として構成されている点が、上述の実施形態と異なる。そして、ガス供給系が備えるノズル２３３Ａ〜２３３Ｄが短く構成されており、ガス供給系がインナーチューブ２０４内の下方からガスを供給するように構成されている点が、上述の実施形態と異なる。なお、プロセスチューブ２０３及びガス供給系のノズル２３３Ａ〜２３３Ｄ以外の構成は、第１の実施形態と同じである。
【０１１１】
図１１は、本発明の第３の実施形態に用いられる基板処理装置の処理炉２０２の縦断面図である。
【０１１２】
図１１に示されているように、本実施形態に係るプロセスチューブ２０３は、内部反応管としてのインナーチューブ２０４と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ２０５と、を備えている。インナーチューブ２０４は、上端及び下端が開口し
た円筒形状に形成されている。インナーチューブ２０４の筒中空部には、処理室２０１が形成されている。アウターチューブ２０５は、内径がインナーチューブ２０４の外径よりも大きく、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。アウターチューブ２０５は、インナーチューブ２０４と同心円状に設けられている。なお、インナーチューブ２０４及びアウターチューブ２０５は、例えば石英又は炭化シリコン等の耐熱性材料により構成されている。なお、インナーチューブ２０４には、ガス供給系の反対側にガス排気用孔が形成されていてもよい。その場合、ガス排気用孔は、例えば下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられていてもよい。
【０１１３】
マニホールド２０９は、インナーチューブ２０４及びアウターチューブ２０５にそれぞれ係合し、それらを下方から支持するように構成されている。なお、マニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間には、シール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。また、ヒータ２０６は、保持板としてのヒータベース２５１に支持されることにより垂直に据え付けられた状態になっている。なお、ボート２１７の下部には、断熱部材２１８の代わりに断熱板２１６が水平姿勢で多段に複数枚配置されている。断熱板２１６は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料により構成されている。断熱板２１６は、円板形状に形成されている。断熱板２１６は、ヒータ２０６からの熱をマニホールド２０９の下端側に伝達し難くしている。また、ガス排気管２３１は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間の下端部に配置されており、筒状空間に連通している。
【０１１４】
シールキャップ２１９には、ガス導入部としてのノズル２３０Ａ〜２３０Ｄが処理室２０１内に連通するように接続されている。ノズル２３０Ａの上流端には、Ｓｉ２Ｈ６ガス供給管３０１が接続されている。また、ノズル２３０Ｂには、Ｂ２Ｈ６ガス供給管３０２が接続されている。また、ノズル２３０Ｃには、Ｏ２ガス供給管３０３が接続されている。また、ノズル２３０Ｄには、Ｈ２ガス供給管３０４が接続されている。ノズル２３０Ａ〜２３０Ｄの下流端は、インナーチューブ２０４の下方側からインナーチューブ２０４内にガスを供給するように構成されている。なお、ノズル２３０Ａ〜２３０Ｄは、第１の実施形態で説明した多孔式ノズルとして構成されていてもよい。
【０１１５】
ノズル２３０Ａ〜２３０Ｄから処理室２０１内に供給された各種ガスは、ボート２１７の下段（ガス上流側）から上段（ガス上流側）へ流れ、ボート２１７に保持されているウエハ２００表面に供給される。そして、成膜に寄与しなかったガスや中間生成物は、インナーチューブ２０４の上端開口からアウターチューブ２０５へ流れ、アウターチューブ２０５内を流れてガス排気管２３１から排気される。
【０１１６】
本実施形態によれば、反応管としてのプロセスチューブ２０３がインナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５との二重管構造により構成されている。これにより、処理室２０１内に供給されるガス濃度を高めることができる。
【０１１７】
また、本実施形態によれば、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程（Ｓ６）において、処理室２０１内の圧力を大気圧未満、例えば１３．３〜１３３３２Ｐａ（０．１〜１００Ｔｏｒｒ）の範囲内の圧力に維持することが容易となる。従って、シリコン含有及びボロン含有膜形成工程（Ｓ５）と、シリコン含有及びボロン含有膜改質工程（Ｓ６）とを効率よく行うことができる。
【０１１８】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【０１１９】
例えば、シリコン含有ガスとしては、Ｓｉ２Ｈ６ガスの他に、ＳｉＨ４ガス、Ｓｉ３Ｈ８ガス、ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス、ＳｉＨＣｌ３ガス、ＳｉＣｌ４ガス等の無機系ガスや、アミノシラン系の４ＤＭＡＳ（テトラキスジメチルアミノシラン、Ｓｉ（Ｎ（ＣＨ３）２））４）、３ＤＭＡＳ（トリスジメチルアミノシラン、Ｓｉ（Ｎ（ＣＨ３）２））３Ｈ）、２ＤＥＡＳ（ビスジエチルアミノシラン、Ｓｉ（Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２）２Ｈ２）、ＢＴＢＡＳ（ビスターシャリーブチルアミノシラン、ＳｉＨ２（ＮＨ（Ｃ４Ｈ９））２）などの有機系ガスを用いてもよい。特にＳｉＨ４ガス若しくは、Ｓｉ２Ｈ６ガスを用いた場合、効果なＨＣＤ（ヘキサクロロジシラン）ガスを用いる場合にくらべて安価で処理することが可能となる。
【０１２０】
また、ボロン含有ガスとしては、Ｂ２Ｈ６ガスの他に、ＢＣｌ３ガスを用いてもよい。
【０１２１】
また、第１の実施形態に係るシリコン含有及びボロン含有膜形成工程（ステップＳ５）において、処理室２０１内にＧｅ（ゲルマン）含有ガスをさらに供給するようにしてもよい。また、第２の実施形態に係るシリコン含有膜改質工程（ステップＳ２２）において、処理室２０１内にＧｅ（ゲルマン）含有ガスをさらに供給するようにしてもよい。このように、Ｇｅ含有ガスを更に供給することにより、処理室２０１内に供給されたシリコン含有ガスの分解をさらに促進させることができる。Ｇｅ含有ガスとしては、例えばＧｅＨ４ガス又はＧｅ２Ｈ６ガスを用いることが出来る。
【０１２２】
また、酸素含有ガスとしては、Ｏ２ガスの他にＯ３ガス、Ｈ２Ｏガス、ＮＯガス、Ｎ２Ｏガス、ＮＯｘガス、ＣＯガス、ＣＨ３ＣＯＯＨガス等を用いてもよい。酸素含有ガスとしてＮＯガス、Ｎ２Ｏガス、ＮＯｘガス等を用いることで、ボロンドープドシリコン酸化膜中に窒素（Ｎ）をドープさせることができ、また、係るガスの処理室２０１内への供給流量、供給時間を制御することにより、ボロンドープドシリコン酸化膜中のＮ濃度を積極的に制御することができる。また、酸素含有ガスとしてＣＯガス、ＣＨ３ＣＯＯＨガス等を用いることで、ボロンドープドシリコン酸化膜中に炭素（Ｃ）をドープさせることができ、また、係るガスの処理室２０１内への供給流量、供給時間を制御することにより、ボロンドープドシリコン酸化膜中のＣ濃度を積極的に制御することができる。ボロンドープドシリコン酸化膜中のＮやＣ等の不純物濃度を制御することで、半導体装置における電荷トラップ密度を向上させることが可能となる。
【０１２３】
また、水素含有ガスとしては、Ｈ２ガスの他に、窒素含有ガスであるＮＨ３ガスを用いてもよい。これにより、ボロンドープドシリコン酸化膜中に窒素（Ｎ）をドープすることができる。また、処理室２０１内へのＮＨ３ガスのガス流量、供給時間を制御することにより、ボロンドープドシリコン酸化膜の膜中Ｎ濃度を制御することができる。
【０１２４】
また、上述の実施形態ではシリコン酸化膜を形成するように構成しているが、本発明は係る形態に限定されず、シリコン窒化膜を形成する場合にも好適に適用可能である。すなわち、酸素含有ガス及び水素含有ガスの代わりに、窒素含有ガスとして例えばＮＨ３ガス等を処理室２０１内に供給し、シリコン含有及びボロン含有膜を窒化して誘電率の高いＳｉＢＮ膜を形成することができる。係る場合、ボロン含有ガスの代わりにゲルマン含有ガスを用いることで、ＳｉＧｅＮ膜を形成することができる。
【０１２５】
また、シリコン含有ガスとして有機系シリコン含有ガスを用い、ボロン含有ガスの代わりに窒素含有ガス又は炭素含有ガス又はこれらの混合ガスを用いることにより、ＳｉＯＮ膜やＳｉＣＮ膜等を形成することができる。すなわち、ＳｉＯＮ膜、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＢＮ膜、ＳｉＧｅＮ膜等の３元系の良好な絶縁膜を形成することが可能となる。さらに、上記ガスのガス流量、供給時間を制御することにより、膜中のＮ濃度、Ｃ濃度、Ｇｅ濃度、Ｂ濃度が制御された低温絶縁膜を形成することができる。
【０１２６】
また、本発明は、本実施形態にかかる縦型の処理炉を備えた基板処理装置に限らず、枚葉式、Ｈｏｔ  Ｗａｌｌ型、Ｃｏｌｄ  Ｗａｌｌ型の処理炉を有する基板処理装置にも好適に適用できる。
【０１２７】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【０１２８】
本発明の一態様によれば、
基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスとボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成するシリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上に形成した前記シリコン含有及びボロン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、
を有し、
前記シリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、を１サイクルとして前記サイクルを１回以上行う
半導体装置の製造方法が提供される。
【０１２９】
好ましくは、前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程は、大気圧未満の圧力雰囲気下である前記処理室内にて、前記酸素含有ガスと前記水素含有ガスとを反応させて酸素を含む酸化種を生成し、該酸化種により前記基板上に形成した前記シリコン含有及びボロン含有膜を改質する。
【０１３０】
より好ましくは、前記シリコン含有ガスは、ＳｉＨ４ガス又はＳｉ２Ｈ６ガス若しくはＳｉ２Ｃｌ６ガスである。
【０１３１】
さらに好ましくは、前記シリコン含有及びボロン含有膜形成工程と前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程とは、前記処理室内を一定の温度に保持しつつ行う。
【０１３２】
さらに好ましくは、前記シリコン含有及びボロン含有膜形成工程の終了後に、前記シリコン含有ガス及び前記ボロン含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。
【０１３３】
さらに好ましくは、前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程の終了後に、前記酸素含有ガス及び前記水素含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。
【０１３４】
さらに好ましくは、前記水素含有ガスは、Ｈ２ガス、ＮＨ３ガスである。
【０１３５】
さらに好ましくは、前記酸化含有ガスは、Ｏ２ガス、Ｏ３ガス、ＮＯガス、Ｎ２Ｏガス、ＮＯｘガス、ＣＯガス、Ｈ２Ｏガス、ＣＨ３ＣＯＯＨガスである。
【０１３６】
さらに好ましくは、前記ボロン含有ガスは、Ｂ２Ｈ６ガス又はＢＣｌ３ガスである。
【０１３７】
さらに好ましくは、前記シリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。
【０１３８】
さらに好ましくは、前記シリコン含有及びボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びボロン含有膜改質工程と、前記不活性ガス置換工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。
【０１３９】
本発明の他の態様によれば、
基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内にボロン含有ガスと酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程と、
を有し、
前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程と、を１サイクルとして前記サイクルを１回以上行う半導体装置の製造方法が提供される。
【０１４０】
好ましくは、前記シリコン含有膜改質工程は、大気圧未満の圧力雰囲気下である前記処理室内にて、前記酸素含有ガスと前記水素含有ガスとを反応させて酸素を含む酸化種を生成し、この酸化種により前記基板上に形成した前記シリコン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質する。
【０１４１】
より好ましくは、前記シリコン含有ガスは、ＳｉＨ４ガス又はＳｉ２Ｈ６ガス若しくはＳｉ２Ｃｌ６ガスである。
【０１４２】
さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程及び前記シリコン含有膜改質工程は、前記処理室内を一定の温度に保持しつつ行う。
【０１４３】
さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程の終了後に、前記シリコン含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。
【０１４４】
さらに好ましくは、前記シリコン含有膜改質工程の終了後に、前記ボロン含有ガス、前記酸素含有ガス及び前記水素含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。
【０１４５】
さらに好ましくは、前記水素含有ガスは、Ｈ２ガス、ＮＨ３ガスである。
【０１４６】
さらに好ましくは、前記酸化含有ガスは、Ｏ２ガス、Ｏ３ガス、ＮＯガス、Ｎ２Ｏガス、ＮＯｘガス、ＣＯガス、Ｈ２Ｏガス、ＣＨ３ＣＯＯＨガスである。
【０１４７】
さらに好ましくは、前記ボロン含有ガスは、Ｂ２Ｈ６ガス又はＢＣｌ３ガスである。
【０１４８】
さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。
【０１４９】
さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程と、前記不活性ガス置換工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処
理炉により行われる。
【０１５０】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容した処理室と、
前記処理室内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給系と、
前記処理室内にボロン含有ガスを供給するボロン含有ガス供給系と、
前記処理室内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
前記処理室内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、
前記処理室内の圧力を調整する圧力調整部と、
前記シリコン含有ガス供給系、前記ボロン含有ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系及び前記圧力調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスと前記ボロン含有ガス供給系からの前記ボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びボロン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有及びボロン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを１サイクルとして前記サイクルを１回以上行うか、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記ボロン含有ガス供給系からのボロン含有ガスと、前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をボロン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを１サイクルとして前記サイクルを１回以上行う
基板処理装置が提供される。
【０１５１】
好ましくは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉を備えている。
【０１５２】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスとゲルマン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びゲルマン含有膜を形成するシリコン含有及びゲルマン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上に形成した前記シリコン含有及びゲルマン含有膜をゲルマン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有及びゲルマン含有膜改質工程と、
を有し、
前記シリコン含有及びゲルマン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜改質工程とを、１サイクルとして前記サイクルを１回以上行う
半導体装置の製造方法が提供される。
【０１５３】
好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜改質工程は、大気圧未満の圧力雰囲気下である前記処理室内にて、前記酸素含有ガスと前記水素含有ガスとを反応させて酸素を含む酸化種を生成し、該酸化種により前記基板上に形成した前記シリコン含有及びゲルマン含有膜を改質する。
【０１５４】
より好ましくは、前記シリコン含有ガスは、ＳｉＨ４ガス又はＳｉ２Ｈ６ガス若しくはＳｉ２Ｃｌ６ガスである。
【０１５５】
さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜形成工程と前記シリコン含有及びゲルマン含有膜改質工程とは、前記処理室内を一定の温度に保持しつつ行う。
【０１５６】
さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜形成工程の終了後に、前記シリコン含有ガス及び前記ゲルマン含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。
【０１５７】
さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜改質工程の終了後に、前記酸素含有ガス及び前記水素含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。
【０１５８】
さらに好ましくは、前記水素含有ガスは、Ｈ２ガス、ＮＨ３ガスである。
【０１５９】
さらに好ましくは、前記酸化含有ガスは、Ｏ２ガス、Ｏ３ガス、ＮＯガス、Ｎ２Ｏガス、ＮＯｘガス、ＣＯガス、Ｈ２Ｏガス、ＣＨ３ＣＯＯＨガスである。
【０１６０】
さらに好ましくは、前記ゲルマン含有ガスは、ＧｅＨ４ガス又はＧｅ２Ｈ６ガスである。
【０１６１】
さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜改質工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。
【０１６２】
さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びゲルマン含有膜改質工程と、前記不活性ガス置換工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。
【０１６３】
本発明の他の態様によれば、
基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内にゲルマン含有ガスと酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をゲルマン含有及びシリコン含有酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程と、
を有し、
前記シリコン含有膜形成工程及び前記シリコン含有膜改質工程を１サイクルとして前記サイクルを１回以上行う半導体装置の製造方法が提供される。
【０１６４】
好ましくは、前記シリコン含有膜改質工程は、大気圧未満の圧力雰囲気下である前記処理室内にて、前記酸素含有ガスと前記水素含有ガスとを反応させて酸素を含む酸化種を生成し、この酸化種により前記基板上に形成した前記シリコン含有膜をゲルマン含有及びシリコン含有酸化膜に改質する。
【０１６５】
より好ましくは、前記シリコン含有ガスは、ＳｉＨ４ガス又はＳｉ２Ｈ６ガス若しくはＳｉ２Ｃｌ６ガスである。
【０１６６】
さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程及び前記シリコン含有膜改質工程は、前記処理室内を一定の温度に保持しつつ行う。
【０１６７】
さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程の終了後に、前記シリコン含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。
【０１６８】
さらに好ましくは、前記シリコン含有膜改質工程の終了後に、前記ゲルマン含有ガス、前記酸素含有ガス及び前記水素含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。
【０１６９】
さらに好ましくは、前記水素含有ガスは、Ｈ２ガス、ＮＨ３ガスである。
【０１７０】
さらに好ましくは、前記酸化含有ガスは、Ｏ２ガス、Ｏ３ガス、ＮＯガス、Ｎ２Ｏガス、ＮＯｘガス、ＣＯガス、Ｈ２Ｏガス、ＣＨ３ＣＯＯＨガスである。
【０１７１】
さらに好ましくは、前記ゲルマン含有ガスは、ＧｅＨ４ガス又はＧｅ２Ｈ６ガスである。
【０１７２】
さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。
【０１７３】
さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程と、前記不活性ガス置換工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。
【０１７４】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容した処理室と、
前記処理室内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給系と、
前記処理室内にゲルマン含有ガスを供給するゲルマン含有ガス供給系と、
前記処理室内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
前記処理室内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、
前記処理室内の圧力を調整する圧力調整部と、
前記シリコン含有ガス供給系、前記ゲルマン含有ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系及び前記圧力調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスと前記ゲルマン含有ガス供給系からの前記ゲルマン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びゲルマン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有及びゲルマン含有膜をゲルマン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを１サイクルとして前記サイクルを１回以上行うか、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記ゲルマン含有ガス供給系からのゲルマン含有ガスと、前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をゲルマン含有及びシリコン含有酸化膜に改質し、これを１サイクルとして前記サイクルを１回以上行う
基板処理装置が提供される。
【０１７５】
好ましくは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉を備えている。
【０１７６】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスとゲルマン含有ガスと、ボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜を形成するシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して、前記基板上に形成した前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜をシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有酸化膜に改質するシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜改質工程と、を有し、
前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜改質工程と、を１サイクルとして前記サイクルを１回以上行う
半導体装置の製造方法が提供される。
【０１７７】
好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜改質工程は、大気圧未満の圧力雰囲気下である前記処理室内にて、前記酸素含有ガスと前記水素含有ガスとを反応させて酸素を含む酸化種を生成し、該酸化種により前記基板上に形成した前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜を改質する。
【０１７８】
より好ましくは、前記シリコン含有ガスは、ＳｉＨ４ガス又はＳｉ２Ｈ６ガス若しくはＳｉ２Ｃｌ６ガスである。
【０１７９】
さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜形成工程と前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜改質工程とは、前記処理室内を一定の温度に保持しつつ行う。
【０１８０】
さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜形成工程の終了後に、前記シリコン含有ガスと前記ゲルマン含有ガスと、ボロン含有ガスとの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。
【０１８１】
さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜改質工程の終了後に、前記酸素含有ガス及び前記水素含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。
【０１８２】
さらに好ましくは、前記水素含有ガスは、Ｈ２ガス、ＮＨ３ガスである。
【０１８３】
さらに好ましくは、前記酸化含有ガスは、Ｏ２ガス、Ｏ３ガス、ＮＯガス、Ｎ２Ｏガス、ＮＯｘガス、ＣＯガス、Ｈ２Ｏガス、ＣＨ３ＣＯＯＨガスである。
【０１８４】
さらに好ましくは、前記ゲルマン含有ガスは、ＧｅＨ４ガス又はＧｅ２Ｈ６ガスである。
【０１８５】
さらに好ましくは、前記ボロン含有ガスは、Ｂ２Ｈ６ガス又はＢＣｌ３ガスである。
【０１８６】
さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜改質工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。
【０１８７】
さらに好ましくは、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜形成工程と、前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜改質工程と、前記不活性ガス置換工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。
【０１８８】
本発明の他の態様によれば、
基板を収容した処理室内にシリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成するシリコン含有膜形成工程と、
大気圧未満の圧力に設定した前記処理室内にゲルマン含有ガスとボロン含有ガスと酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有酸化膜に改質するシリコン含有膜改質工程と、
を有し、
前記シリコン含有膜形成工程及び前記シリコン含有膜改質工程を１サイクルとして前記サイクルを１回以上行う半導体装置の製造方法が提供される。
【０１８９】
好ましくは、前記シリコン含有膜改質工程は、大気圧未満の圧力雰囲気下である前記処理室内にて、前記酸素含有ガスと前記水素含有ガスとを反応させて酸素を含む酸化種を生成し、この酸化種により前記基板上に形成した前記シリコン含有膜をシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有酸化膜に改質する。
【０１９０】
より好ましくは、前記シリコン含有ガスは、ＳｉＨ４ガス又はＳｉ２Ｈ６ガス若しくはＳｉ２Ｃｌ６ガスである。
【０１９１】
さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程及び前記シリコン含有膜改質工程は、前記処理室内を一定の温度に保持しつつ行う。
【０１９２】
さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程の終了後に、前記シリコン含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。
【０１９３】
さらに好ましくは、前記シリコン含有膜改質工程の終了後に、前記ゲルマン含有ガス、前記ボロン含有ガス、前記酸素含有ガス及び前記水素含有ガスの供給を停止し、前記処理室内に不活性ガスを供給して前記処理室内を前記不活性ガスの雰囲気に置換する不活性ガス置換工程をさらに有する。
【０１９４】
さらに好ましくは、前記水素含有ガスは、Ｈ２ガス、ＮＨ３ガスである。
【０１９５】
さらに好ましくは、前記酸化含有ガスは、Ｏ２ガス、Ｏ３ガス、ＮＯガス、Ｎ２Ｏガス、ＮＯｘガス、ＣＯガス、Ｈ２Ｏガス、ＣＨ３ＣＯＯＨガスである。
【０１９６】
さらに好ましくは、前記ゲルマン含有ガスは、ＧｅＨ４ガス又はＧｅ２Ｈ６ガスである。
【０１９７】
さらに好ましくは、前記ボロン含有ガスは、Ｂ２Ｈ６ガス又はＢＣｌ３ガスである。
【０１９８】
さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。
【０１９９】
さらに好ましくは、前記シリコン含有膜形成工程と、前記シリコン含有膜改質工程と、前記不活性ガス置換工程とは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉により行われる。
【０２００】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容した処理室と、
前記処理室内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給系と、
前記処理室内にゲルマン含有ガスを供給するゲルマン含有ガス供給系と、
前記処理室内にボロン含有ガスを供給するボロン含有ガス供給系と、
前記処理室内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
前記処理室内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、
前記処理室内の圧力を調整する圧力調整部と、
前記シリコン含有ガス供給系、前記ゲルマン含有ガス供給系、前記ボロン含有ガス供給系、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系及び前記圧力調整部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスと、前記ゲルマン含有ガス供給系からの前記ゲルマン含有ガスと、前記ボロン含有ガス供給系からの前記ボロン含有ガスとを供給して前記基板上にシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有膜をシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有酸化膜に改質し、これを１サイクルとして前記サイクルを１回以上行うか、
前記処理室内に前記シリコン含有ガス供給系からの前記シリコン含有ガスを供給して前記基板上にシリコン含有膜を形成した後、前記圧力調整部により大気圧未満に設定した前記処理室内に前記ゲルマン含有ガス供給系からのゲルマン含有ガスと、前記ボロン含有ガス供給系からのボロン含有ガスと、前記酸素含有ガス供給系からの前記酸素含有ガスと前記水素含有ガス供給系からの前記水素含有ガスとを供給して前記基板上の前記シリコン含有膜をシリコン含有及びゲルマン含有・ボロン含有酸化膜に改質し、これを１サイクルとして前記サイクルを１回以上行う
基板処理装置が提供される。
【０２０１】
好ましくは、前記処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けてガス排気部に接続するアウターチューブとの二重管構造を有する処理炉を備えている。
【符号の説明】
【０２０２】
２００  ウエハ（基板）
２０１  処理室
【図１】
2011023576.tif 000003
【図２】
2011023576.tif 000004
【図３】
2011023576.tif 000005
【図４】
2011023576.tif 000006
【図５】
2011023576.tif 000007
【図６】
2011023576.tif 000008
【図７】
2011023576.tif 000009
【図８】
2011023576.tif 000010
【図９】
2011023576.tif 000011
【図１０】
2011023576.tif 000012
【図１１】
2011023576.tif 000013
【図１２】
2011023576.tif 000014