(57)【要約】【課題】常圧下でのＣＶＤ法において、膜質・カバレージ性が良好な酸化膜を速い成膜速度で形成できるようにする。【解決手段】大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板Ｓの表面に酸化膜を形成する装置において、ＴＭＯＳ、ＭＴＭＯＳ等のシリコン含有ガスからなる原料ガス（Ａ）、Ｏ２、Ｎ２Ｏ等の酸化性ガスからなる反応ガス（Ｂ）という２成分のプロセスガスを供給するガス供給源３Ａ，３Ｂと、放電処理部１を備える。放電処理部１にて放電処理したプロセスガス（Ｂ）に、プロセスガス（Ａ）を放電処理せずに基板表面付近で混合することによって、常圧下でのＣＶＤ法において、膜質・カバレージ性が良好な酸化膜を速い成膜速度で形成する。さらに、放電処理した又は放電処理しないＨ２Ｏガスを混合すると、より好ましい。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する装置であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）という２成分のプロセスガスを供給するガス供給源と、放電処理部を備え、前記２成分のプロセスガス（Ａ）、（Ｂ）のうち、プロセスガス（Ｂ）を放電処理部にて放電処理を行い、その放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）に、プロセスガス（Ａ）を放電処理せずに、基板表面付近で混合するように構成されていることを特徴とする酸化膜形成装置。
【請求項２】
大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する装置であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを供給するガス供給源と、放電処理部を備え、前記３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）を放電処理部にて放電処理を行い、その放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）に、プロセスガス（Ａ）及びプロセスガス（Ｃ）を放電処理せずに、基板表面付近で混合するように構成されていることを特徴とする酸化膜形成装置。
【請求項３】
大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する装置であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを供給するガス供給源と、放電処理部を備え、前記３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）とプロセスガス（Ｃ）とをそれぞれ個別の放電処理部にて放電処理を行い、それら放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）及びプロセスガス（Ｃ）に、プロセスガス（Ａ）を放電処理せずに、基板表面付近で混合するように構成されていることを特徴とする酸化膜形成装置。
【請求項４】
大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する装置であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを供給するガス供給源と、放電処理部を備え、前記３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）とプロセスガス（Ｃ）とを混合した混合ガスを放電処理部にて放電処理を行い、その放電処理をした混合ガスに、プロセスガス（Ａ）を放電処理せずに、基板表面付近で混合するように構成されていることを特徴とする酸化膜形成装置。
【請求項５】
大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する装置であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを供給するガス供給源と、放電処理部を備え、前記３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）を放電処理部にて放電処理を行い、その放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）に、プロセスガス（Ａ）とプロセスガス（Ｃ）との混合ガスを放電処理せずに、基板表面付近で混合するように構成されていることを特徴とする酸化膜形成装置。
【請求項６】
前記原料ガス（Ａ）は、ＴＭＯＳ、ＭＴＭＯＳ等のシリコン含有ガスであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の酸化膜形成装置。
【請求項７】
前記反応ガス（Ｂ）は、Ｏ２　、Ｎ２Ｏ等の酸化性ガスであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の酸化膜形成装置。
【請求項８】
ＣＶＤ法に使用するプロセスガスのうち、前記プロセスガス（Ｂ）の量がプロセスガス全体の５０重量％以上であり、かつ、前記プロセスガス（Ａ）と前記プロセスガス（Ｃ）との重量比［プロセスガス（Ａ）／プロセスガス（Ｃ）］が１／１００〜１／０．０２であることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の酸化膜形成装置。
【請求項９】
前記３成分のプロセスガスの供給総量が１〜３００ＳＬＭであることを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の酸化膜形成装置。
【請求項１０】
さらに、ＴＭＰ、ＴＥＰ等のリン含有ガス及び／又はＴＭＢ、ＴＥＢ等のボロン含有ガス（Ｄ）というプロセスガスを供給するガス供給源を備え、プロセスガス（Ｄ）をプロセスガス（Ａ）と混合して使用することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の酸化膜形成装置。
【請求項１１】
前記放電処理部と基板載置部に載置された基板表面との距離が０．５〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の酸化膜形成装置。
【請求項１２】
基板を載置する基板載置部と前記放電処理部とを相対的に一方向に又は両方向に移動させることにより、基板を相対的に片道搬送又は往復搬送できるようにするとともに、その基板搬送経路の途中に放電処理しないプロセスガスのガス噴出口を配置し、そのガス噴出口の基板搬送方向に対して前方部及び後方部に放電処理したプロセスガスのガス噴出口を配置したことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の酸化膜形成装置。
【請求項１３】
前記基板搬送方向に対して前方部及び後方部に配置したガス噴出口から噴出される放電処理したプロセスガスは、同一のプロセスガスであることを特徴とする請求項１２に記載の酸化膜形成装置。
【請求項１４】
前記放電処理したプロセスガスのガス噴出口の基板搬送方向に対してさらに前方部及び後方部に、反応後のガスを排出する排気機構の排気口を配置したことを特徴とする請求項１２又は１３のいずれかに記載の酸化膜形成装置。
【請求項１５】
大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する方法であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）という２成分のプロセスガスを使用し、それら２成分のプロセスガス（Ａ）、（Ｂ）のうち、プロセスガス（Ｂ）を放電処理し、その放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）に、放電処理をしていないプロセスガス（Ａ）を基板表面付近で混合することを特徴とする酸化膜形成方法。
【請求項１６】
大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する方法であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを使用し、それら３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）を放電処理し、その放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）に、放電処理をしていないプロセスガス（Ａ）及びプロセスガス（Ｃ）を基板表面付近で混合することを特徴とする酸化膜形成方法。
【請求項１７】
大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する方法であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを使用し、それら３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）とプロセスガス（Ｃ）とをそれぞれ個別に放電処理し、それら放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）及びプロセスガス（Ｃ）に、放電処理をしていないプロセスガス（Ａ）を基板表面付近で混合することを特徴とする酸化膜形成方法。
【請求項１８】
大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する方法であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを使用し、それら３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）とプロセスガス（Ｃ）とを混合した混合ガスを放電処理し、その放電処理をした混合ガスに、放電処理をしていないプロセスガス（Ａ）を基板表面付近で混合することを特徴とする酸化膜形成方法。
【請求項１９】
大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する方法であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを使用し、それら３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）を放電処理し、その放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）に、放電処理をしていないプロセスガス（Ａ）とプロセスガス（Ｃ）との混合ガスを基板表面付近で混合することを特徴とする酸化膜形成方法。
【請求項２０】
前記原料ガス（Ａ）は、ＴＭＯＳ、ＭＴＭＯＳ等のシリコン含有ガスであることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれかに記載の酸化膜形成方法。
【請求項２１】
前記反応ガス（Ｂ）は、Ｏ２　、Ｎ２Ｏ等の酸化性ガスであることを特徴とする請求項１５〜２０のいずれかに記載の酸化膜形成方法。
【請求項２２】
さらに、ＴＭＰ、ＴＥＰ等のリン含有ガス及び／又はＴＭＢ、ＴＥＢ等のボロン含有ガス（Ｄ）というプロセスガスを供給するガス供給源を備え、プロセスガス（Ｄ）をプロセスガス（Ａ）と混合して使用することを特徴とする請求項１５〜２１のいずれかに記載の酸化膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により酸化膜を基板表面に形成する酸化膜形成装置及び酸化膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコン酸化膜を成膜する方法としては、従来、ＴＭＯＳ［（テトラメトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣＨ３）４　］／［Ｏ２］系の低圧プラズマ法、またはＴＥＯＳ［テトラエトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４　］／［Ｏ３］系の常圧熱ＣＶＤ法が主体である。しかしながら、これらの成膜方法では、良好な膜質（残存炭素及び残存ＯＨなどの低減）と良好なカバレージ性の両立において改善すべき点がある。
【０００３】
このような点を考慮して、特許文献１には、ＴＥＯＳと低濃度のオゾンガスとの混合ガスを基板表面において高濃度のオゾンガスと混合して、又、特許文献２には、ＴＥＯＳとオゾンガスとＨ２Ｏガスとの混合ガスを基板表面に吹き付けて成膜を行うことにより、水分や水素または炭素などの含有量が少なくてカバレージ性の良いシリコン含有絶縁膜を得る方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特公平０８−６１８１号公報
【特許文献２】
特開平０８−３０６６８３号公報
【０００５】
また、特許文献３には、ＴＭＯＳと酸化性ガスとをプラズマ化して成膜を行うことにより、水分や水素または炭素などの含有量が少なくてカバレージ性の良いシリコン含有絶縁膜を得る方法が開示されている。この公報に記載の方法では、温度・圧力・高周波電力及び反応ガス流量などのパラメータの調整により、膜質・カバレージ性と成膜速度をコントロールしている。
【０００６】
【特許文献３】
特開２００１−１４４０８４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１及び２に記載の成膜方法では、常圧熱ＣＶＤ法によるものであることから、成膜速度が遅いとともに、リーク電流値が大きいという問題がある。
【０００８】
一方、特許文献３に記載の成膜方法では、減圧のプロセスであることから、真空設備が必要である上、真空引きに多くの時間を要するためスループットが悪いという問題がある。また、特許文献３には、減圧下のプロセスが示されているだけで、常圧下でのＣＶＤに関しては開示されていない。
【０００９】
ここで、本発明者等は、常圧下でのＣＶＤとして、常圧プラズマを用いてＴＭＯＳ／Ｏ２系ガスでＣＶＤ法による成膜を実験的に行ったところ、ＴＥＯＳ／Ｏ３系の常圧熱ＣＶＤ法と比べて成膜速度・膜質は改善されたものの、依然として十分に満足できるような結果は得られなかった。これは、プラズマの発生方法が低圧と異なることがあり、低圧でのプラズマＣＶＤのパラメータをそのまま常圧下の処理に適用できないことによる。特に、電圧印加側の電極にかける数百ｋＨｚの高周波電力により、膜質・膜のストレスを抑制することは常圧下では困難であることが要因と考えられる。
【００１０】
本発明はそのような実情に鑑みてなされたもので、常圧下でのＣＶＤにおいて、膜質・カバレージ性が良好な酸化膜を速い成膜速度で形成することが可能な酸化膜形成装置及び酸化膜形成方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明者等は、種々研究、実験を重ねた結果、常圧下でのプラズマＣＶＤ法においては、ＴＭＯＳ／Ｏ２を同時にプラズマ中に投入した場合でも、ある程度の効果は期待できるが、ＴＭＯＳをプラズマ中に投入せずに、放電処理したＯ２と基板表面付近で混合することにより、膜質・カバレージ性及び成膜速度を高めることができることを見出した。
【００１２】
ここで、必ずしも原理、作用の詳細は明確ではないが、原料ガスであるＴＭＯＳが励起したＯ２ガスに囲まれ、外部に逃げることができ難くなるため、上述した効果が得られると考えられる。
【００１３】
また、本発明者等は、さらに種々研究、実験を重ねた結果、常圧下でのプラズマＣＶＤ法においては、ＴＭＯＳをプラズマ中に投入せずに、放電処理したＯ２と基板表面付近で混合するとともに、放電処理したＨ２Ｏガス又は放電処理しないＨ２Ｏガスを添加することにより、膜質・カバレージ性及び成膜速度をより高めることができることを見出した。
【００１４】
なお、Ｈ２Ｏを添加した際の詳しい反応機構については不明な部分が多いが、Ｈ２Ｏが活性な酸素種と出会うことにより、酸化力が非常に強いとされているＯＨラジカルが生成されること、あるいはＴＭＯＳ（ＭＴＭＯＳ（メチルトリメトキシシラン：ＣＨ３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）も含む）が、Ｈ２Ｏとの反応性が非常に高いＳｉＯＣＨ３基を有することがポイントになっていると考えられる。
【００１５】
本発明は、以上のような点に着目し、放電処理しないＴＭＯＳまたはＭＴＭＯＳ等の原料ガスに、放電処理したＯ２またはＮ２Ｏ等の反応ガスを基板表面付近で混合することにより、膜質・カバレージ性がともに良好な酸化膜を速い成膜速度で形成することが可能な装置及び方法を実現している。
【００１６】
すなわち、本発明の酸化膜形成装置は、大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する装置であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）という２成分のプロセスガスを供給するガス供給源と、放電処理部を備え、前記２成分のプロセスガス（Ａ）、（Ｂ）のうち、プロセスガス（Ｂ）を放電処理部にて放電処理を行い、その放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）に、プロセスガス（Ａ）を放電処理せずに、基板表面付近で混合するように構成されていることによって特徴づけられる。
【００１７】
本発明の酸化膜形成方法は、大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する方法であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）という２成分のプロセスガスを使用し、それら２成分のプロセスガス（Ａ）、（Ｂ）のうち、プロセスガス（Ｂ）を放電処理し、その放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）に、放電処理をしていないプロセスガス（Ａ）を基板表面付近で混合することによって特徴づけられる。
【００１８】
又、本発明は、放電処理しないＴＭＯＳ又はＭＴＭＯＳ等の原料ガスに、放電処理したＯ２又はＮ２Ｏ等の反応ガスを基板表面付近で混合するとともに、放電処理したＨ２Ｏガス又は放電処理しないＨ２Ｏガスを添加することにより、膜質・カバレージ性がともにより良好な酸化膜を速い成膜速度で形成することが可能な装置及び方法を実現している。
その具体的な構成を以下に示す。
【００１９】
本発明の酸化膜形成装置は、大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する装置であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを供給するガス供給源と、放電処理部を備え、前記３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）を放電処理部にて放電処理を行い、その放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）に、プロセスガス（Ａ）及びプロセスガス（Ｃ）を放電処理せずに、基板表面付近で混合するように構成されていることによって特徴づけられる。
【００２０】
本発明の酸化膜形成装置は、大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する装置であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを供給するガス供給源と、放電処理部を備え、前記３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）とプロセスガス（Ｃ）とをそれぞれ個別の放電処理部にて放電処理を行い、それら放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）及びプロセスガス（Ｃ）に、プロセスガス（Ａ）を放電処理せずに、基板表面付近で混合するように構成されていることによって特徴づけられる。
【００２１】
本発明の酸化膜形成装置は、大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する装置であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを供給するガス供給源と、放電処理部を備え、前記３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）とプロセスガス（Ｃ）とを混合した混合ガスを放電処理部にて放電処理を行い、その放電処理をした混合ガスに、プロセスガス（Ａ）を放電処理せずに、基板表面付近で混合するように構成されていることによって特徴づけられる。
【００２２】
本発明の酸化膜形成装置は、大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する装置であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを供給するガス供給源と、放電処理部を備え、前記３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）を放電処理部にて放電処理を行い、その放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）に、プロセスガス（Ａ）とプロセスガス（Ｃ）との混合ガスを放電処理せずに、基板表面付近で混合するように構成されていることによって特徴づけられる。
【００２３】
本発明の酸化膜形成方法は、大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する方法であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを使用し、それら３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）を放電処理し、その放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）に、放電処理をしていないプロセスガス（Ａ）及びプロセスガス（Ｃ）を基板表面付近で混合することによって特徴づけられる。
【００２４】
本発明の酸化膜形成方法は、大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する方法であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを使用し、それら３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）とプロセスガス（Ｃ）とをそれぞれ個別に放電処理し、それら放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）及びプロセスガス（Ｃ）に、放電処理をしていないプロセスガス（Ａ）を基板表面付近で混合することによって特徴づけられる。
【００２５】
本発明の酸化膜形成方法は、大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する方法であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを使用し、それら３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）とプロセスガス（Ｃ）とを混合した混合ガスを放電処理し、その放電処理をした混合ガスに、放電処理をしていないプロセスガス（Ａ）を基板表面付近で混合することによって特徴づけられる。
【００２６】
本発明の酸化膜形成方法は、大気圧近傍の圧力条件でのＣＶＤ法により基板の表面に酸化膜を形成する方法であって、原料ガス（Ａ）、反応ガス（Ｂ）、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）という３成分のプロセスガスを使用し、それら３成分のプロセスガス（Ａ）〜（Ｃ）のうち、プロセスガス（Ｂ）を放電処理し、その放電処理をしたプロセスガス（Ｂ）に、放電処理をしていないプロセスガス（Ａ）とプロセスガス（Ｃ）との混合ガスを基板表面付近で混合することによって特徴づけられる。
【００２７】
本発明の酸化膜形成装置及び方法において、前記原料ガス（Ａ）としては、ＴＭＯＳ、ＭＴＭＯＳ等のシリコン含有ガスを使用することができる。
また、前記反応ガス（Ｂ）としては、Ｏ２　、Ｎ２Ｏ等の酸化性ガスを使用することができる。
【００２８】
本発明の酸化膜形成装置及び方法において、ＣＶＤ法に使用するプロセスガスのうち、前記プロセスガス（Ｂ）の量がプロセスガス全体の５０重量％以上であり、かつ前記プロセスガス（Ａ）と前記プロセスガス（Ｃ）との重量比［プロセスガス（Ａ）／プロセスガス（Ｃ）］が１／１００〜１／０．０２であることが好ましい。
【００２９】
プロセスガス（Ｂ）のＯ２またはＮ２Ｏが５０重量％よりも少ないと膜質が低下する。また、重量比［プロセスガス（Ａ）／プロセスガス（Ｃ）］が１／１００よりも少ない場合、すなわちプロセスガス（Ａ）に対してプロセスガス（Ｃ）を多くしても膜質を良くする効果が飽和してしまう。一方、重量比［プロセスガス（Ａ）／プロセスガス（Ｃ）］が１／０．０２よりも大きいと膜質向上の効果が見られない。
【００３０】
本発明の酸化膜形成装置及び方法において、前記３成分のプロセスガスの供給総量が１〜３００ＳＬＭであることが好ましい。プロセスガスの供給総量がこの範囲よりも少ないと成膜速度が遅くなる。また、その範囲よりも多いとガス流が乱れ、均一な成膜ができなくなる。
【００３１】
本発明の酸化膜形成装置及び方法において、さらに、ＴＭＰ、ＴＥＰ等のリン含有ガス又はＴＭＢ、ＴＥＢ等のボロン含有ガスというプロセスガス（Ｄ）をプロセスガス（Ａ）と混合して使用してもよい。
ＴＭＰ、ＴＥＰ等のリン含有ガス、ＴＭＢ、ＴＥＢ等のボロン含有ガス（Ｄ）を混合すれば、Ｐドープシリコン酸化膜、Ｂドープシリコン酸化膜、Ｂ，Ｐドープシリコン酸化膜等を形成することができる。これらの酸化膜は、非ドープのシリコン酸化膜に比較して応力を大幅に低減することができるため、厚膜を形成する場合に極めて有効である。また、イオンのゲッタリング効果を奏するため、保護膜としても有効である。
【００３２】
本発明の酸化膜形成装置において、前記放電処理部と基板載置部に載置された基板表面との距離は０．５〜３０ｍｍであることが好ましい。
【００３３】
本発明の酸化膜形成装置において、基板を載置する基板載置部と前記放電処理部とを相対的に一方向に又は両方向に移動させることにより、基板を相対的に片道搬送又は往復搬送できるようにするとともに、その基板搬送経路の途中に放電処理しないプロセスガスのガス噴出口を配置し、そのガス噴出口の基板搬送方向に対して前方部及び後方部に放電処理したプロセスガスのガス噴出口を配置する構成としてもよい。
ここで、基板載置部が移動する構成としてもよく、放電処理部が移動する構成としてもよく、それら両者が移動する構成としてもよい。
【００３４】
そして、基板搬送方向に対して前方部及び後方部に配置したガス噴出口から噴出される放電処理したプロセスガスは、同一のプロセスガスであってもよい。
【００３５】
さらに、前記放電処理したプロセスガスのガス噴出口の基板搬送方向に対してさらに前方部及び後方部に、反応後のガスを排出する排気機構の排気口を配置するのが好ましい。
【００３６】
以上の特徴を有する本発明の酸化膜形成装置及び方法は、半導体装置においてシリコン含有絶縁膜（シリコン酸化膜）を形成するのに有効に利用することができる。
【００３７】
次に、本発明を更に詳しく説明する。
【００３８】
まず、本発明で言う大気圧近傍の圧力下とは、１．３３３×１０４〜１０．６６４×１０４Ｐａの圧力下を指す。中でも、圧力調整が容易で、装置構成が簡便になる９．３３１×１０４〜１０．３９７×１０４Ｐａの範囲が好ましい。
【００３９】
本発明において、酸化膜を形成する基板は加熱した状態でＣＶＤ処理を行う。基板の加熱温度は１００〜５００℃が好ましい。
【００４０】
本発明に用いる放電処理部としては、一対の電極間に電界を印加することによりグロー放電プラズマを発生させる放電装置等を挙げることができる。
前記プラズマを発生させる電極の材質としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム等の金属単体、ステンレス、真鍮等の合金あるいは金属間化合物等などが挙げられる。電極は、電界集中によるアーク放電の発生を避けるために、プラズマ空間（電極間）の距離が一定となる構造であることが好ましい。より好ましくは平行平板型の対向電極である。
【００４１】
また、プラズマを発生させる電極（対向電極）は、一対のうち少なくとも一方の対向面に固体誘電体が配置されている必要がある。この際、固体誘電体と設置される側の電極が密着し、かつ、接する電極の対向面を完全に覆うようにすることが好ましい。固体誘電体によって覆われずに電極同士が直接対向する部位があると、そこからアーク放電が生じやすくなる。
【００４２】
上記固体誘電体の形状は、板状、シート状もしくはフィルム状のいずれであってもよい。固体誘電体の厚みは、０．０１〜４ｍｍであることが好ましい。固体誘電体の厚みが厚すぎると放電プラズマを発生するのに高電圧を要することがあり、薄すぎると電圧印加時に絶縁破壊が起こり、アーク放電が発生することがある。なお、固体誘電体は溶射法にて電極表面にコーティングされた膜であってもよい。
【００４３】
上記固体誘電体としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック、ガラス、二酸化珪素、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン等の金属酸化物、チタン酸バリウム等の複酸化物等が挙げられる。
【００４４】
また、固体誘電体は、比誘電率が２以上（２５℃環境下、以下同じ）であることが好ましい。比誘電率が２以上の固体誘電体の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ガラス、金属酸化膜等を挙げることができる。さらに高密度の放電プラズマを安定して発生させるためには、比誘電率が１０以上の固体誘電体を用いることが好ましい。比誘電率の上限は特に限定されるものではないが、現実の材料では１８，５００程度のものが知られている。上記比誘電率が１０以上である固体誘電体としては、例えば、酸化チタニウム５〜５０重量％、酸化アルミニウム５０〜９５重量％で混合された金属酸化物被膜、または、酸化ジルコニウムを含有する金属酸化物被膜からなるものを挙げることができる。
【００４５】
本発明において電極間の距離は、固体誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して適宜決定されるが、０．１〜５ｍｍであることが好ましい。電極間の距離が０．１ｍｍ未満であると、電極間の間隔を置いて設置するのに充分でないことがあり、一方、５ｍｍを超えると、均一な放電プラズマを発生させにくい。さらに好ましくは、放電が安定しやすい０．５〜３ｍｍの間隔である。
【００４６】
上記電極間には、高周波、パルス波、マイクロ波等の電界が印加され、プラズマを発生させるが、パルス電界を印加することが好ましく、特に、電界の立ち上がり及び／又は立ち下がり時間が１０μｓ以下であるパルス電界が好ましい。１０μｓを超えると放電状態がアークに移行しやすく不安定なものとなり、パルス電界による高密度プラズマ状態を保持しにくくなる。また、立ち上がり時間及び立ち下がり時間が短いほどプラズマ発生の際のガスの電離が効率よく行われるが、４０ｎｓ未満の立ち上がり時間のパルス電界を実現することは、実際には困難である。立ち上がり時間及び立ち下がり時間のより好ましい範囲は５０ｎｓ〜５μｓである。なお、ここでいう立ち上がり時間とは、電圧（絶対値）が連続して増加する時間、立ち下がり時間とは、電圧（絶対値）が連続して減少する時間を指すものとする。
【００４７】
上記パルス電界の電界強度は、１０〜１０００ｋＶ／ｃｍであり、好ましくは２０〜３００ｋＶ／ｃｍである。電界強度が１０ｋＶ／ｃｍ未満であると処理に時間がかかりすぎ、１０００ｋＶ／ｃｍを超えるとアーク放電が発生しやすくなる。
【００４８】
上記パルス電界の周波数は、０．５ｋＨｚ以上であることが好ましい。０．５ｋＨｚ未満であるとプラズマ密度が低いため処理に時間がかかりすぎる。上限は特に限定されないが、常用されている１３．５６ＭＨｚ、試験的に使用されている５００ＭＨｚといった高周波帯でも構わない。負荷との整合性のとり易さや取扱い性を考慮すると、５００ｋＨｚ以下が好ましい。このようなパルス電界を印加することにより、処理速度を大きく向上させることができる。
【００４９】
また、上記パルス電界における１つのパルス継続時間は、２００μｓ以下であることが好ましく、より好ましくは３〜２００μｓである。２００μｓを超えるとアーク放電に移行しやすくなる。ここで、１つのパルス継続時間とは、ＯＮ／ＯＦＦの繰り返しからなるパルス電界における、１つのパルスの連続するＯＮ時間を言う。
【００５０】
本発明において使用するプロセスガスは、少なくとも、原料ガス（Ａ）／反応ガス（Ｂ）の２成分を必須とする。さらに、Ｈ２Ｏガス（Ｃ）を添加して、３成分とすれば、より好ましい。
原料ガス（Ａ）としては、ＴＭＯＳ、ＭＴＭＯＳ等のシリコン含有ガスを使用することができる。また、反応ガス（Ｂ）としては、Ｏ２、Ｎ２Ｏ等の酸化性ガスを使用することができる。
【００５１】
これら原料ガス（Ａ）／反応ガス（Ｂ）／Ｈ２Ｏガス（Ｃ）は、いずれも、希釈ガスで希釈して用いてもよい。特に、ＴＭＯＳ、ＭＴＭＯＳ、Ｈ２Ｏは常温常圧で液体であるので、加熱等により気化させた後は、希釈ガスをキャリアとして導入することが好ましい。希釈ガスとしては、例えばＮ２、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガス、希ガスなどを挙げることができる。なお、ガス生成方式がバブリングであれば、当然希釈されることになる。
【００５２】
本発明において、ＣＶＤに使用するプロセスガスの全体のうち、反応ガス（Ｂ）が５０重量％以上であり、かつ、原料ガス（Ａ）とＨ２Ｏガス（Ｃ）との重量比（原料ガス（Ａ）／Ｈ２Ｏガス（Ｃ））が１／１００〜１／０．０２であることが好ましい。
【００５３】
本発明において、希釈ガスを含めたプロセスガス（ＣＶＤに使用するガス；雰囲気調整用のガス等は除く）のトータル量（供給総量）は、例えば２．３インチウェーハから１２００ｍｍ□の基板を対象とする場合、１〜３００ＳＬＭとすることが好ましい。
【００５４】
さらに、ＴＭＰ（トリメチルフォスフェート：ＰＯ（ＯＣＨ３）３）、ＴＥＰ（トリエチルフォスフェート：ＰＯ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３）等のリン含有ガス、又は、ＴＭＢ（トリメチルボレート：Ｂ（ＯＣＨ３）３）、ＴＥＢ（トリエチルボレート：Ｂ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３）等のボロン含有ガス、というプロセスガス（Ｄ）をプロセスガス（Ａ）と混合して使用してもよい。
ＴＭＰ、ＴＥＰ等のリン含有ガス、ＴＭＢ、ＴＥＢ等のボロン含有ガス（Ｄ）を混合すれば、Ｐドープシリコン酸化膜、Ｂドープシリコン酸化膜、Ｂ，Ｐドープシリコン酸化膜等を形成することができる。これらの酸化膜は、非ドープのシリコン酸化膜に比較して応力を大幅に低減することができるため、厚膜を形成する場合に極めて有効である。また、イオンのゲッタリング効果を奏するため、保護膜としても極めて有効である。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００５６】
＜実施形態１＞
図１は本発明の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【００５７】
図１に示す酸化膜形成装置は、放電処理部１、２つのガス導入部２，２、及び３成分のプロセスガスを供給するためのプロセスガス供給源（ＴＭＯＳ）３Ａ，プロセスガス供給源（Ｏ２）３Ｂ，プロセスガス供給源（Ｈ２Ｏ）３Ｃなどを備えている。
【００５８】
放電処理部１、ガス導入部２，２の各部は、放電処理部１、ガス導入部２、ガス導入部２の順番で一方向に互いに隣接した状態で連設されており、各部のガス噴出口１ｂ，２ｂ（図７、図８参照）から噴き出したプロセスガスは基板Ｓの表面付近で混合するようになっている。
【００５９】
放電処理部１は、図７に示すように、電圧印加電極１１と接地電極１２からなる対向電極１０を備えている。対向電極１０は、紙面に対して垂直方向に延長する長尺板状を呈し、その長さは、横切って搬送される基板Ｓの幅よりも大としてある。
対向電極１０の電圧印加電極１１と接地電極１２とは、所定の間隔をあけて互いに平行となるように対向配置されており、これら電圧印加電極１１と接地電極１２との間に放電空間Ｄが形成される。
電圧印加電極２及び接地電極３の各表面はそれぞれ固体誘電体（図示せず）によって被覆されている。
【００６０】
対向電極１における放電空間Ｄの一端側にガス導入口１ａが設けられ、他端側にガス噴出口１ｂが設けられており、そのガス導入口１ａを通じて電圧印加電極１１と接地電極１２との間にプロセスガスを供給することができる。
そして、ガス供給状態で電圧印加電極１１と接地電極１２との間に電源１３からの電界（パルス電界）を印加することにより、電圧印加電極１１と接地電極１２との間にグロー放電プラズマ（常圧プラズマ）が発生し、プロセスガスが放電処理される。
その放電処理されたプロセスガスはガス噴出口１ｂから基板Ｓに向けて噴き出す。このガス噴出口１ｂは、搬送される基板Ｓを横切るスリット状に形成されており、その長さは、対向電極１０の長さと略同一としてある。
なお、図７に示す放電処理部１では、２枚の電極からなる対向電極を設けているが、これに限られることなく、３枚もしくはそれ以上の電極からなる対向電極を備えた放電処理部を用いてもよい。
【００６１】
ガス導入部２は、図８に示すように、所定の間隔をあけて互いに平行となるように対向配置された一対の対向平板２１，２２を備えており、一対の対向平板２１，２２間にガス通過路２０が形成されている。ガス通過路２０の一端側である入口側と他端側である出口側がそれぞれガス導入口２ａとガス噴出口２ｂとなっており、そのガス導入口２ａからガス通過路２０内に供給されたプロセスガスは、ガス通過路２０内でガス流れが整えられた後に、ガス噴出口２ｂから基板Ｓに向けて噴き出す。なお、ガス導入部２では放電処理は行わない。
ガス通過路２０は、必ずしも対向平板２１，２２で画成される必要はない。筒体によって画成されてもよいし、図９における二つの放電処理部１，１の内側電極によって画成されてもよい。内側電極をともに、電圧印加電極１１，又は接地電極１２に統一しておけば、ガス導入部２で放電は生じない。又、内側電極は電圧印加電極とする方が、漏電対策が容易で好ましい。
【００６２】
そして、この実施形態においては、図１に示すように、放電処理部１のガス導入口１ａにプロセスガス供給源（Ｏ２）３Ｂが接続され、各ガス導入部２，２のガス導入口２ａにそれぞれプロセスガス供給源（ＴＭＯＳ）３Ａ及びプロセスガス供給源（Ｈ２Ｏ）３Ｃが接続されており、プロセスガス供給源３ＢからのＯ２を放電処理部１にて放電処理を行い、その放電処理をしたＯ２と、プロセスガス供給源３Ａ，３Ｃから供給され各ガス導入部２を通過したＴＭＯＳ及びＨ２Ｏ（いずれも放電処理なし）とを、基板Ｓの表面付近で混合することにより、基板Ｓの表面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を形成する。
【００６３】
このように、この実施形態によれば、Ｏ２を放電処理したガスに、放電処理をしていないＴＭＯＳ及びＨ２Ｏを混合しているので、膜質・カバレージ性がともに良好なシリコン酸化膜を速い成膜速度で形成することができる。
【００６４】
＜実施形態２＞
図２は本発明の他の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【００６５】
図２に示す酸化膜形成装置は、２つの放電処理部１，１、ガス導入部２、及び３成分のプロセスガスを供給するためのプロセスガス供給源（ＴＭＯＳ）３Ａ，プロセスガス供給源（Ｏ２）３Ｂ，プロセスガス供給源（Ｈ２Ｏ）３Ｃなどを備えている。
【００６６】
放電処理部１，１及びガス導入部２の各部は、放電処理部１、ガス導入部２、放電処理部１の順番で一方向に互いに隣接した状態で連設されており、各部のガス噴出口１ｂ，２ｂ（図７、図８参照）から噴き出したプロセスガスは基板Ｓの表面付近で混合するようになっている。
【００６７】
放電処理部１及びガス導入部２には、前記した実施形態１と同様に、図７及び図８に示す構造のものが使用されている。
【００６８】
そして、この実施形態においては、各放電処理部１，１のガス導入口１ａにそれぞれプロセスガス供給源（Ｏ２）３Ｂ及びプロセスガス供給源（Ｈ２Ｏ）３Ｃが接続され、ガス導入部２のガス導入口２ａにプロセスガス供給源（ＴＭＯＳ）３Ａが接続されており、各プロセスガス供給源３Ｂ，３ＣからのＯ２とＨ２Ｏとをそれぞれ個別の放電処理部１，１にて放電処理を行い、それら放電処理をしたＯ２と及びＨ２Ｏと、プロセスガス供給源３Ａから供給されガス導入部２を通過したＴＭＯＳ（放電処理なし）とを、基板Ｓの表面付近で混合することにより、基板Ｓの表面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を形成する。
【００６９】
このように、この実施形態によれば、Ｏ２とＨ２Ｏとを個別に放電処理し、それら放電処理をしたガスに、放電処理をしていないＴＭＯＳを混合しているので、膜質・カバレージ性がともに良好なシリコン酸化膜を速い成膜速度で形成することができる。
【００７０】
＜実施形態３＞
図３は本発明の別の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【００７１】
図３に示す酸化膜形成装置は、放電処理部１、ガス導入部２、プロセスガス（ＴＭＯＳ）を供給するプロセスガス供給源３Ａ、及び、２成分のプロセスガスを混合した混合ガス（Ｏ２＋Ｈ２Ｏ）を供給する混合ガス供給源３ＢＣなどを備えている。
【００７２】
放電処理部１とガス導入部２とは一方向に互いに隣接した状態で連設されており、各部のガス噴出口１ｂ，２ｂ（図７、図８参照）から噴き出したプロセスガスは基板Ｓの表面付近で混合するようになっている。
【００７３】
放電処理部１及びガス導入部２には、前記した実施形態１と同様に、図７及び図８に示す構造のものが使用されている。
【００７４】
そして、この実施形態においては、放電処理部１のガス導入口１ａに混合ガス供給源３ＢＣが接続され、ガス導入部２のガス導入口２ａにプロセスガス供給源３Ａが接続されており、混合ガス供給源３ＢＣからの混合ガス（Ｏ２＋Ｈ２Ｏ）を放電処理部１にて放電処理を行い、その放電処理をした混合ガス（Ｏ２＋Ｈ２Ｏ）と、プロセスガス供給源３Ａから供給されガス導入部２を通過したＴＭＯＳ（放電処理なし）とを、基板Ｓの表面付近で混合することにより、基板Ｓの表面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を形成する。
【００７５】
このように、この実施形態によれば、Ｏ２とＨ２Ｏとの混合ガスを放電処理し、その放電処理をした混合ガスに、放電処理をしていないＴＭＯＳを混合しているので、膜質・カバレージ性がともに良好なシリコン酸化膜を速い成膜速度で形成することができる。また、ガス導入部は１つでよいので、コストを抑えることができる。
【００７６】
＜実施形態４＞
図４は本発明の更に別の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【００７７】
図４に示す酸化膜形成装置は、放電処理部１、ガス導入部２、プロセスガス（Ｏ２）を供給するプロセスガス供給源３Ｂ、プロセスガス供給源（ＴＭＯＳ）３Ａ、及びプロセスガス供給源（Ｈ２Ｏ）３Ｃを備えている。なお、ＴＭＯＳとＨ２Ｏは反応性が非常に高いので、プロセスガス供給源３Ａ及びプロセスガス供給源３Ｃからそれぞれ供給されたＴＭＯＳとＨ２Ｏをガス導入部２の直前で混合して、その混合ガス（ＴＭＯＳ＋Ｈ２Ｏ）をガス導入部２に供給する。
【００７８】
放電処理部１とガス導入部２とは一方向に互いに隣接した状態で連設されており、各部のガス噴出口１ｂ，２ｂ（図７、図８参照）から噴き出したプロセスガスは基板Ｓの表面付近で混合するようになっている。
【００７９】
放電処理部１及びガス導入部２には、前記した実施形態１と同様に、図７及び図８に示す構造のものが使用されている。
【００８０】
そして、この実施形態においては、放電処理部１のガス導入口１ａにプロセスガス供給源３Ｂが接続され、ガス導入部２のガス導入口２ａにプロセスガス供給源３Ａ及びプロセスガス供給源３Ｃが接続されており、プロセスガス供給源３ＢからのＯ２を放電処理部１にて放電処理を行い、その放電処理をしたＯ２と、プロセスガス供給源３Ａ及びプロセスガス供給源３Ｃから供給され、ガス導入部２を通過した混合ガス（ＴＭＯＳ＋Ｈ２Ｏ：放電処理なし）とを、基板Ｓの表面付近で混合することにより、基板Ｓの表面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を形成する。
【００８１】
このように、この実施形態によれば、放電処理を行ったＯ２に、放電処理をしていない混合ガス（ＴＭＯＳ＋Ｈ２Ｏ）を混合しているので、膜質・カバレージ性がともに良好なシリコン酸化膜を速い成膜速度で形成することができる。
【００８２】
＜実施形態５＞
図５は本発明の更に別の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【００８３】
図５に示す酸化膜形成装置は、２つの放電処理部１，１、ガス導入部２、プロセスガス（ＴＭＯＳ）を供給するプロセスガス供給源３Ａ、及び混合ガス（Ｏ２＋Ｈ２Ｏ）を供給する２つの混合ガス供給源３ＢＣ，３ＢＣなどを備えている。
【００８４】
放電処理部１，１及びガス導入部２の各部は、放電処理部１、ガス導入部２、放電処理部１の順番で一方向に互いに隣接した状態で連設されており、各部のガス噴出口１ｂ，２ｂ（図７、図８参照）から噴き出したプロセスガスは基板Ｓの表面付近で混合するようになっている。
【００８５】
放電処理部１及びガス導入部２には、前記した実施形態１と同様に、図７及び図８に示す構造のものが使用されている。
【００８６】
そして、この実施形態においては、各放電処理部１，１のガス導入口１ａにそれぞれ混合ガス供給源３ＢＣ，３ＢＣが接続され、ガス導入部２のガス導入口２ａにプロセスガス供給源（ＴＭＯＳ）３Ａが接続されており、各混合ガス供給源３ＢＣ，３ＢＣからの混合ガス（Ｏ２＋Ｈ２Ｏ）をそれぞれ個別の放電処理部１，１にて放電処理を行い、それら放電処理をした混合ガス（Ｏ２＋Ｈ２Ｏ）と、プロセスガス供給源３Ａから供給されガス導入部２を通過したＴＭＯＳ（放電処理なし）とを、基板Ｓの表面付近で混合することにより、基板Ｓの表面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を形成する。
【００８７】
このように、この実施形態によれば、Ｏ２とＨ２Ｏとの混合ガス（２系統）をそれぞれ個別に放電処理し、それら放電処理をした混合ガスに、放電処理をしていないＴＭＯＳを混合しているので、膜質・カバレージ性がともに良好なシリコン酸化膜を速い成膜速度で形成することができる。
【００８８】
ここで、以上の各実施形態においては、基材Ｓを各図の左右方向（ガス導入部のガス通過路と直交する方向）に搬送しながらＣＶＤ処理を行う。
【００８９】
なお、以上の各実施形態では、プロセスガス（原料ガス）としてＴＭＯＳを用いているが、これに替えてＭＴＭＯＳを用いても同等の効果を得ることができる。また、プロセスガス（反応ガス）であるＯ２に替えてＮ２Ｏを用いても同等の効果を得ることができる。
【００９０】
＜実施形態６＞
図６は本発明の更に別の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【００９１】
図６に示す酸化膜形成装置は、図１に示す酸化膜形成装置の構成に加え、さらに、プロセスガス（ＴＭＰ）を供給するプロセスガス供給源３Ｄを備えている。プロセスガス供給源３Ａから供給されたＴＭＯＳとプロセスガス供給源３Ｄから供給されたＴＭＰとをガス導入部２より前で混合して、その混合ガス（ＴＭＯＳ＋ＴＭＰ）をガス導入部２に供給する。
【００９２】
この実施形態によれば、ＴＭＰをＴＭＯＳに混合しているので、Ｐがドープされたシリコン酸化膜を形成することができる。そして、このＰドープシリコン酸化膜は、非ドープのシリコン酸化膜と同様、膜質・カバレージ性が共に良好である。
【００９３】
なお、この実施形態では、図１に示す酸化膜形成装置の構成に加え、さらに、ＴＭＰを供給するプロセスガス供給源３Ｄを備えているが、図２乃至図５に示す酸化膜形成装置の構成に、ＴＭＰを供給するプロセスガス供給源３Ｄを備えるようにしてもよい。
また、プロセスガス（Ｄ）として、ＴＭＰ以外に、ＴＥＰ、ＴＭＢ、ＴＥＢを使用してもよい。
【００９４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を比較例とともに説明する。
【００９５】
＜実施例１＞
［装置構成］
まず、この実施例１に用いる装置は、図５に示す構造の具体例であって、図９に示すように、放電処理部１、ガス導入部２及び放電処理部１が、この順番で一方向に互いに隣接した状態で連設されている。２つの放電処理部１，１には、ガスの流動方向の上流側にそれぞれガス整流部５Ａ及び５Ｃが接続されている。また、中央のガス導入部２にはガス整流部５Ｂが接続されている。さらに、各放電処理部１，１の側方（図中左方及び右方）にそれぞれ排気機構６，６が配置されている。
基板載置部７は一方向に又は両方向に移動するので、基板載置部７に載置された基板Ｓは、片道搬送又は往復搬送されるようになっている。また、放電処理部１，１の下端は、基板Ｓに近接するよう配置してあり、放電処理部１，１と基板表面との距離は、０．５〜３０ｍｍに設定される。０．５ｍｍ未満とすると、基板搬送時に放電処理部１，１に接触する虞れがあり、３０ｍｍを超過すると、常圧プラズマが逸散して成膜効率が大幅に低下する。特には、２〜１０ｍｍに設定するのが好ましい。
【００９６】
［処理条件］
・基板：Ｓｉウェーハ（８ｉｎｃｈ、アルミニウム配線形成品）、基板載置部７にセットした状態で搬送
・基板温度：３５０℃
・ガス流条件
処理雰囲気：大気圧
ガス整流部５Ａ：Ｏ２＝１０ＳＬＭ、Ｈ２Ｏ＝０．５ｇ／ｍｉｎ、Ｈ２ＯのキャリアガスとしてのＮ２＝２ＳＬＭ
ガス整流部５Ｂ：ＴＭＯＳ＝０．２ｇ／ｍｉｎ、ＴＭＯＳのキャリアガスとしてのＮ２＝１０ＳＬＭ
ガス整流部５Ｃ：Ｏ２＝１０ＳＬＭ、Ｈ２Ｏ＝０．５ｇ／ｍｉｎ、Ｈ２ＯのキャリアガスとしてのＮ２＝２ＳＬＭ
・放電条件：パルス周波数＝１０ｋＨｚ、印加電圧Ｖｐｐ＝２０ｋＶ
・基材−放電処理部間距離＝４ｍｍ
・基板の搬送速度：２００ｍｍ／ｍｉｎ
以上の装置構成・条件にて、基板Ｓの表面に成膜を行ったところ、１８００Å／ｍｉｎの成膜速度でＳｉＯ２膜を得ることができた。また、成膜処理後のカバレージ性及び膜質を下記の方法で評価した。その評価結果（成膜速度含む）及び処理条件を下記の表１に示す。
【００９７】
この実施例１では、カバレージ性（カバレージ＝１）が優れており、さらに膜厚も良好（耐圧＝４．８ＭＶ／ｃｍ）であることがわかる。
【００９８】
［カバレージ性の評価］
図１０に示すように、アルミニウム配線Ｗから離れた場所のｘ点の膜厚（ＳｉＯ２の膜厚）と、２本のアルミニウム配線Ｗ，Ｗ間のｙ点の膜厚をそれぞれ計測し、それら膜厚の比（［ｙ点の膜厚］／［ｘ点の膜厚］）を求めて評価を行う。
【００９９】
［膜質の評価］
耐圧（１×１０−７Ａ／ｃｍ２）となる電界強度を計測し、その計測結果から評価を行う。電界強度＝３ＭＶ／ｃｍ以上を良好と評価する。
【０１００】
＜比較例１＞
下記の表１に示すように、Ｈ２Ｏを添加しないこと以外は実施例１と同じとして、基材Ｓの表面にＳｉＯ２膜を成膜したところ、成膜速度は１９００Å／ｍｉｎで略同等であった。また、成膜処理後のカバレージ性及び膜質を実施例１と同じ方法で評価した。その評価結果（成膜速度含む）を下記の表１に示す。
【０１０１】
この比較例１では、カバレージ性（カバレージ＝１）は良好であり、成膜速度も実施例１（Ｈ２Ｏ添加）の場合と略同等であったが、耐圧が低い（２．１ＭＶ／ｃｍ）。
しかし、ＴＥＯＳ／Ｏ３系の常圧熱ＣＶＤ法によって、実施例１と略同一の処理条件で、基板Ｓの表面にＳｉＯ２膜を成膜したところ、成膜速度は１０００Å／ｍｉｎ、耐圧は１．７ＭＶ／ｃｍであった。
よって、実施例１及び比較例１の何れにあっても、ＴＥＯＳ／Ｏ３系の常圧熱ＣＶＤ法と比較すれば、膜質、成膜速度ともに格段に向上することがわかった。
【０１０２】
＜実施例２＞
下記の表１に示すように、実施例１に対してＨ２Ｏの添加量を０．０５ｇ／ｍｉｎに減量したこと以外は、実施例１と同じとして、基材Ｓの表面に成膜を行ったところ、１８００Å／ｍｉｎの成膜速度でＳｉＯ２膜を得ることができた。また、成膜処理後のカバレージ性及び膜質を実施例１と同じ方法で評価した。その評価結果（成膜速度含む）を下記の表１に示す。
【０１０３】
この実施例２の結果から、Ｈ２Ｏの添加量を０．０５ｇ／ｍｉｎにまで減量しても、成膜速度（１８００Å／ｍｉｎ）及び耐圧（４ＭＶ／ｃｍ）の双方において効果が発現することがわかる。
【０１０４】
＜実施例３＞
下記の表１に示すように、実施例１に対してＴＭＯＳの量を０．１ｇ／ｍｉｎに減量し、Ｈ２Ｏの添加量を１．５ｇ／ｍｉｎに増量したこと以外は、実施例１と同じとして基材Ｓの表面に成膜を行ったところ、１４００Å／ｍｉｎの成膜速度でＳｉＯ２膜を得ることができた。また、成膜処理後のカバレージ性及び膜質を実施例１と同じ方法で評価した。その評価結果（成膜速度含む）を下記の表１に示す。
【０１０５】
この実施例３の結果から、ＴＭＯＳに対するＨ２Ｏの添加量を増量すると、減量であるＴＭＯＳを１／２に減量しても、良好な成膜速度（１４００Å／ｍｉｎ）が得られることがわかる。また、耐圧も良好（５．５ＭＶ／ｃｍ）であることがわかる。なお、実施例３よりもＨ２Ｏの添加量を多くして成膜処理を行ったところ、性能の向上は僅かであった。
【０１０６】
＜実施例４＞
下記の表１に示すように、実施例１に対してＴＭＯＳの量を１．５ｇ／ｍｉｎに増量し、さらにＨ２Ｏの添加量も１．０ｇ／ｍｉｎに増量したこと、及び、基板の搬送速度を倍の４００ｍｍ／ｍｉｎにしたこと以外は、実施例１と同じとして基材Ｓの表面に成膜を行ったところ、４８００Å／ｍｉｎという非常に速い成膜速度でＳｉＯ２膜を得ることができた。また、成膜処理後のカバレージ性及び膜質を実施例１と同じ方法で評価した。その評価結果（成膜速度含む）を下記の表１に示す。
【０１０７】
この実施例４の結果から、原料であるＴＭＯＳの量及びＨ２Ｏの添加量をともに増量することにより、高速での成膜処理が可能になることがわかる。なお、実施例１に対して耐圧は低くなるものの、Ｈ２Ｏ添加なしの場合（比較例１）と比較して良好な値（３．５ＭＶ／ｃｍ）を確保することができる。
【０１０８】
＜実施例５＞
下記の表１に示すように、原料をＭＴＭＯＳに変更したこと以外は、実施例１と同じとして基材Ｓの表面に成膜を行ったところ、１７００Å／ｍｉｎの成膜速度でＳｉＯ２膜を得ることができた。また、成膜処理後のカバレージ性及び膜質を実施例１と同じ方法で評価した。その評価結果（成膜速度含む）を下記の表１に示す。
【０１０９】
この実施例５の結果から、ＴＭＯＳに替えてＭＴＭＯＳを用いても、ほぼ同等の性能（成膜速度・膜質・カバレージ）を確保できることがわかる。
【０１１０】
＜実施例６＞
下記の表１に示すように、Ｏ２をＮ２Ｏに変更したこと以外は、実施例１と同じとして、基材Ｓの表面に成膜を行ったところ、１６００Å／ｍｉｎの成膜速度でＳｉＯ２膜を得ることができた。また、成膜処理後のカバレージ性及び膜質を実施例１と同じ方法で評価した。その評価結果（成膜速度含む）を下記の表１に示す。
【０１１１】
この実施例６の結果から、Ｏ２に替えてＮ２Ｏを用いても、ほぼ同等の性能（成膜速度・膜質・カバレージ）を確保できることがわかる。
【０１１２】
【表１】
2004072085.tif 000003
【０１１３】
＜比較例２＞
下記の表２に示すように、実施例１に対して、ガス整流部５Ａ及びガス整流部５Ｃの各Ｏ２量をそれぞれ２ＳＬＭに減量し、ガス整流部５Ａ及びガス整流部５Ｃの各Ｎ２量（キャリアガス量）をそれぞれ１０ＳＬＭに増量したこと以外は、実施例１と同じとして基材Ｓの表面にＳｉＯ２膜を成膜したところ、成膜速度は９００Å／ｍｉｎに低下した。また、成膜処理後のカバレージ性及び膜質を実施例１と同じ方法で評価した。その評価結果（成膜速度含む）を下記の表２に示す。
【０１１４】
この比較例２では、カバレージ性（カバレージ＝１）は良好であるが、成膜速度は実施例１と比べて遅く、また耐圧も低い（２．４ＭＶ／ｃｍ）。
【０１１５】
＜実施例７＞
図９のガス整流部５Ａ〜５Ｃのガス流調整を以下の条件としたこと以外は、実施例１と同じとして基材Ｓの表面に成膜を行ったところ、１８００Å／ｍｉｎの成膜速度でＳｉＯ２膜を得ることができた。また、成膜処理後のカバレージ性及び膜質を実施例１と同じ方法で評価した。その評価結果（成膜速度含む）下記の表２に示す。
【０１１６】
・ガス整流部５Ａ及び５Ｃ：Ｏ２＝１０ＳＬＭ
・ガス整流部５Ｂ：ＴＭＯＳ＝０．２ｇ／ｍｉｎ、ＴＭＯＳのキャリアガスとしてのＮ２＝１０ＳＬＭ、Ｈ２Ｏ＝１．０ｇ／ｍｉｎ
この実施例７の結果から、Ｈ２Ｏに放電処理を行わなくても、ＴＭＯＳへＨ２Ｏを添加し、Ｏ２を増量することで、実施例１とほぼ同等の性能（成膜速度・膜質・カバレージ）を確保できることがわかる。
【０１１７】
【表２】
2004072085.tif 000004
【０１１８】
＜実施例８＞
基板温度、基材−放電処理部間距離を以下の条件としたこと以外は実施例１と同じとし、幅１５０ｎｍ、深さ４００ｎｍの開口部を有するアルミニウム配線パターンを形成した基材Ｓの表面に成膜を行ったところ、１５００Å／ｍｉｎの成膜速度でＳｉＯ２膜を得ることができた。また、上記開口部を略完全に埋め込むことができた。
【０１１９】
・基板温度：３００℃
・基材−放電処理部間距離＝３ｍｍ
この実施例８の結果から、本発明の酸化膜形成方法によれば、極めて狭小な開口部にも十分な膜厚を有する酸化膜を形成できることがわかる。
【０１２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＴＭＯＳ、ＭＴＭＯＳ等のシリコン含有ガスからなる原料ガスと、放電処理したＯ２、Ｎ２Ｏ等の酸化性ガスからなる反応ガスとを、基板表面付近で混合するようにしているので、常圧下でのＣＶＤ法においても、膜質・カバレージ性が良好な酸化膜を速い成膜速度で形成することができる。
【０１２１】
さらに、ＴＭＯＳ、ＭＴＭＯＳ等のシリコン含有ガスからなる原料ガスと、放電処理したＯ２、Ｎ２Ｏ等の酸化性ガスからなる反応ガスに、放電処理した、又は放電処理しないＨ２Ｏを添加すれば、常圧下でのＣＶＤ法において、膜質・カバレージ性がより良好な酸化膜を速い成膜速度で形成することができる。
【０１２２】
本発明において、原料としてＴＭＯＳまたはＭＴＭＯＳを用いれば、シランガスに比較してガスのハンドリングが容易であり、さらに、一般に広く利用されているＴＥＯＳよりもＴＭＯＳやＭＴＭＯＳの沸点が低くて気化が容易であるという利点がある。また、添加物であるＨ２Ｏのハンドリングも容易である。さらに、基板を電界中に入れる必要がないため基板にダメージを与えることなく、成膜処理を行うことができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の他の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図３】本発明の別の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図４】本発明の更に別の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図５】本発明の更に別の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図６】本発明の更に別の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図７】本発明の実施形態に用いる放電処理部の構成を模式的に示す図である。
【図８】本発明の実施形態に用いるガス導入部の構成を模式的に示す図である。
【図９】本発明の実施例に用いる装置構成を模式的に示す図である。
【図１０】カバレージ性の評価方法の説明図である。
【符号の説明】
１　放電処理部
１ａ　ガス導入口
１ｂ　ガス噴出口
１０　対向電極
１１　電圧印加電極
１２　接地電極
１３　電源
２　ガス導入部
２ａ　ガス導入口
２ｂ　ガス噴出口
２０　ガス通過路
２１，２２　対向平板
３Ａ　プロセスガス供給源（ＴＭＯＳ）
３Ｂ　プロセスガス供給源（Ｏ２）
３Ｃ　プロセスガス供給源（Ｈ２Ｏ）
３ＢＣ　混合ガス供給源（Ｏ２＋Ｈ２Ｏ）
３ＡＢ　混合ガス供給源（ＴＭＯＳ＋Ｏ２）
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ　ガス整流部
６　排気機構
７　基板載置部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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