(57)【要約】【課題】十分に酸化処理を行うことができ、安定な酸化膜を形成することができる酸化処理方法および半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】所定の温度に加熱された被処理膜１１の周囲に酸化剤を供給して、酸化処理を行う酸化処理方法であって、酸化剤１３の供給後に、少なくとも１回真空排気し、再度酸化剤１３を供給することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の温度に加熱された被処理基板の周囲に酸化剤を供給して、酸化処理を行う酸化処理方法であって、
前記酸化剤の供給後に、少なくとも１回真空排気し、再度酸化剤を供給することを特徴とする
酸化処理方法。
【請求項２】
前記酸化剤の供給、真空排気、前記酸化剤の供給を繰り返す
請求項１記載の酸化処理方法。
【請求項３】
前記酸化剤は、水蒸気を含む
請求項１記載の酸化処理方法。
【請求項４】
半導体基板上にトレンチパターンを有するマスクを形成する工程と、
前記半導体基板をエッチングして、前記半導体基板にトレンチを形成する工程と、
前記トレンチを埋め込むように前記マスク上に第１埋め込み膜を形成する工程と、
前記半導体基板の周囲に酸化剤を供給し、前記第１埋め込み膜を酸化処理して、第１埋め込み酸化膜を形成する工程と、
前記トレンチ以外の前記マスク上に形成された前記第１埋め込み酸化膜を研磨する工程と、
前記第１埋め込み酸化膜をエッチングして、前記半導体基板の表面よりも前記第１埋め込み酸化膜の表面を低くする工程と、
前記第１埋め込み酸化膜上に第２埋め込み膜を形成する工程と
を有し、
前記第１埋め込み膜を酸化処理する工程において、前記酸化剤の供給後に、少なくとも１回真空排気し、再度酸化剤を供給して、酸化処理を行う
半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記酸化剤の供給、真空排気、前記酸化剤の供給を繰り返す
請求項４記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化処理方法および当該酸化処理方法を用いて酸化膜を形成する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体装置の素子分離には、ＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）と称される素子分離絶縁膜が広く用いられている。この素子分離絶縁膜は、半導体基板の素子分離領域にトレンチ（溝）を形成し、このトレンチに酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜を埋め込むことにより形成される。半導体装置の微細化に伴って、トレンチのアスペクト比が大きくなり、従来のＨＤＰ−ＳｉＯ２膜や、Ｏ３−ＴＥＯＳ膜とでは、トレンチの中に空孔（Void）や継目（seam）を発生させずに埋め込むことが困難になってきている。ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜は、ＨＤＰ（High Density Plasma）−ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成された酸化シリコン膜である。Ｏ３−ＴＥＯＳ膜とは、液体ソースであるＴＥＯＳ（tetraethylorthosilicate）と酸化剤であるＯ３を用いて形成された酸化シリコン膜である。
【０００３】
このため、１００ｎｍ世代以降では、塗布型溶液を用いてトレンチに素子分離絶縁膜を埋め込む方法が提案されている。この材料として、過酸化水素シラザン重合体（（ＳｉＨ２ＮＨ）ｎ）溶液が研究されている。この材料を塗布した後に、２００℃以下でベーキングして溶媒を揮発させると、ポリシラザン（Polysilazane：以下ＰＳＺと称する）膜が形成される。このポリシラザン膜は、通常酸化処理される。ポリシラザンを酸化処理すると酸化シリコン膜となるが、他の製法による酸化シリコン膜と区別するため、ポリシラザン酸化膜と称する。
【０００４】
ポリシラザン酸化膜はエッチング速度が速い。このため、素子分離絶縁膜の表面がポリシラザン酸化膜であると、その後のプロセスにおいてエッチングされていき、素子分離絶縁膜の端部に大きなディボット（divot）が生じる。ディボットが生じると、ディボットへのゲート電極材料が残ることによるショート不良などの問題が発生する。このため、トレンチの底部のみにポリシラザン酸化膜を埋め込んでトレンチのアスペクト比を小さくした後に、トレンチの上部にＨＤＰ−ＳｉＯ２膜を埋め込むプロセスが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
上記のプロセスでは、トレンチを埋め込むようにポリシラザン膜を形成し、酸化処理を行ってポリシラザン酸化膜とした後に、ポリシラザン酸化膜のＣＭＰおよびウェットエッチングが行われる。ポリシラザン膜の酸化処理は、一般的な縦型炉を用いて行われ、水蒸気の雰囲気下で所定時間酸化処理を行った後に、水蒸気を排気して、その後パージガスを供給することにより行われる（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−３１１４８７号公報
【特許文献２】特開２００５−４５２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ポリシラザン膜を酸化処理した時から次工程までの時間により、ポリシラザン酸化膜のＣＭＰ研磨レートやウェットエッチングレートが異なるという問題があった。これは、酸化処理において十分にポリシラザン膜が酸化されていないことが原因であると考えられる。このため、酸化処理後から次工程までの間において、大気中の水分を吸湿して徐々に酸化が進み、時間毎にポリシラザン膜の酸化状態が異なる結果となる。
【０００７】
酸化処理からの経過時間による膜質変化を抑制するため、酸化処理から次の工程までの時間を一定にするか、酸化処理後に長期間保管して膜質が安定するまで待つことが考えられるが、プロセスの安定性や生産性を考慮すると、時間の制御による安定化は困難である。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、十分に酸化処理を行うことができ、安定な酸化膜を形成することができる酸化処理方法を提供することにある。  本発明の他の目的は、酸化処理後の埋め込み酸化膜の加工ばらつきを抑制することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の酸化処理方法は、所定の温度に加熱された被処理基板の周囲に酸化剤を供給して、酸化処理を行う酸化処理方法であって、前記酸化剤の供給後に、少なくとも１回真空排気し、再度酸化剤を供給することを特徴とする。
【００１０】
上記の本発明の酸化処理方法では、酸化剤の雰囲気下において被処理基板が加熱されることにより、被処理基板と酸化剤とが反応して酸化膜が形成される。ここで、酸化膜の形成に伴って発生する副生成物が被処理基板の表層部に留まっていると、酸化剤の浸入を妨げてしまうが、本発明では少なくとも１回真空排気を行うため、この副生成物は基板外へ放出される。真空排気後に再び酸化剤が供給され、酸化剤の雰囲気下において被処理基板が加熱されることにより、酸化処理が効率的に進むこととなる。
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上にトレンチパターンを有するマスクを形成する工程と、前記半導体基板をエッチングして、前記半導体基板にトレンチを形成する工程と、前記トレンチを埋め込むように前記マスク上に第１埋め込み膜を形成する工程と、前記半導体基板の周囲に酸化剤を供給し、前記第１埋め込み膜を酸化処理して、第１埋め込み酸化膜を形成する工程と、前記トレンチ以外の前記マスク上に形成された前記第１埋め込み酸化膜を研磨する工程と、前記第１埋め込み酸化膜をエッチングして、前記半導体基板の表面よりも前記第１埋め込み酸化膜の表面を低くする工程と、前記第１埋め込み酸化膜上に第２埋め込み膜を形成する工程とを有し、前記第１埋め込み膜を酸化処理する工程において、前記酸化剤の供給後に、少なくとも１回真空排気し、再度酸化剤を供給して、酸化処理を行う。
【００１２】
上記の本発明の半導体装置の製造方法では、トレンチの底部を第１埋め込み酸化膜で埋めてトレンチのアスペクト比を小さくした後に、トレンチ内の第１埋め込み酸化膜上に第２埋め込み絶縁膜を形成する。
このトレンチの底部への第１埋め込み酸化膜の形成では、トレンチを埋め込むようにマスク上に第１埋め込み膜を形成し、第１埋め込み膜を酸化処理して第１埋め込み酸化膜を形成した後に、第１埋め込み酸化膜の研磨およびエッチングが行われる。
第１埋め込み膜の酸化処理では、加熱された酸化剤の雰囲気下において、第１埋め込み膜と酸化剤とが反応して酸化膜が形成される。ここで、酸化膜の形成に伴って発生する副生成物が第１埋め込み膜の表層部に留まっていると、酸化剤の浸入を妨げてしまうが、本発明では少なくとも１回真空排気を行うため、この副生成物は基板外へ放出される。真空排気後に再び酸化剤が供給されることにより、第１埋め込み膜の酸化処理が効率的に進むこととなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の酸化処理方法によれば、十分に酸化処理を行うことができ、安定な酸化膜を形成することができる。
本発明の半導体装置の製造方法によれば、酸化処理後の埋め込み膜の加工ばらつきを抑制させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る酸化処理方法を実施する酸化処理装置の一例を示す構成図である。
【００１６】
例えば石英からなる縦型の反応管１内に、ウェハボート２が収容されている。ウェハボート２は、複数枚の被処理基板、例えばウェハＷを保持する。反応管１の周囲には、加熱手段としてヒータ３が設けられている。
【００１７】
反応管１には、ガス供給管４が接続されている。ガス供給管４の上流側は、酸化剤供給手段５およびパージガス供給手段６に接続されている。
【００１８】
酸化剤供給手段５は、酸化剤（酸化処理用ガス）として、水蒸気を供給する。酸化剤として水蒸気を供給する場合、酸化剤供給手段５は、酸素ガス供給源と、水素ガス供給源と、酸素ガス供給源および水素ガス供給源から供給された酸素と水素とを反応させて水蒸気を発生する水蒸気発生装置とを有する。水蒸気発生装置は、ガスの流路に例えば白金などの触媒を備え、酸素ガスおよび水素ガスを例えば５００℃以下の温度に加熱した状態で触媒に接触させる。これにより、触媒下において酸素ガスおよび水素ガスが反応して、水蒸気が発生する。
【００１９】
本実施形態においては、酸化剤として水蒸気（Ｈ２Ｏ）を用いる例について説明するが、酸化作用を有する他の酸化剤を用いても良い。たとえば、酸化剤として、Ｈ２Ｏ２、Ｏ２、Ｏ３、Ｎ２Ｏ、Ｏ２ラジカルを供給してもよい。また、酸化剤供給手段５は、１種類の酸化剤のみを供給するのではなく、２種類以上の酸化剤を供給してもよい。
【００２０】
パージガス供給手段６は、ウェハＷに対して不活性なガスを供給する。パージガスとしては、例えば窒素ガスを用いる。パージガスとして、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎなどのガスを用いても良い。
【００２１】
反応管１には、排気管７が接続されている。排気管７の下流側は、排気手段８に接続されている。排気手段８は、例えばバルブおよび真空ポンプを有する。
【００２２】
酸化処理装置は、例えばコンピュータからなる制御手段９を有する。制御手段９は、ヒータ３、酸化剤供給手段５、パージガス供給手段６、排気手段８を制御する。制御手段９は、酸化剤の流量、パージガスの流量、反応管１内の温度および圧力を制御するために、処理パラメータおよび処理手順を記載したプログラムを備える。
【００２３】
次に、上記の酸化処理装置を用いた酸化処理方法について説明する。
【００２４】
図２は、特許文献２に代表される比較例の酸化処理の雰囲気ガスの時間変化を示す図である。図３は、本実施形態に係る酸化処理の雰囲気ガスの時間変化を示す図である。
【００２５】
従来、ウェハＷを加熱した状態において、ウェハを一定時間水蒸気に晒すことにより、酸化処理を施していた（図２参照）。この酸化処理後に、排気手段８により真空排気する工程と、パージガス供給手段６によりパージガスを供給する工程を交互に行うサイクルパージが通常行われる。その後、ウェハＷは、反応管１外へ出される。
【００２６】
本実施形態では、水蒸気雰囲気においてウェハＷを酸化する際に、少なくとも１回真空排気（真空引き）を行い、その後再び水蒸気雰囲気で酸化処理する。例えば、３００〜４００℃の水蒸気を含む雰囲気で３０分間加熱した後に、一旦真空排気を行い、その後、３００〜４００℃の水蒸気を含む雰囲気で５分間の処理と、１分間の真空排気とを繰り返す（図３参照）。酸化処理は、１３〜１００ｋＰａ（１００〜７６０Ｔｏｒｒ）の圧力とする。真空排気では、酸化処理圧力の２分の１以下の圧力にする。この酸化処理後のサイクルパージはあってもなくてもよい。その後、ウェハＷは、反応管１外へ出される。
【００２７】
図４は、被処理膜１１への酸化膜１２の形成メカニズムを説明するための図である。
【００２８】
被処理膜１１に特に限定はない。被処理膜１１としては、例えば、過水素化シラザン重合体（（ＳｉＨ２ＮＨ）ｎ）、シロキサン、シラノール（Ｓｉ（ＯＨ）ｘ）などの材料を用いた塗布膜が挙げられる。その他にも、半導体装置の分野において、酸化処理が施される被処理膜１１としては、シリコン、アルミニウム、ハフニウム、タンタル、ジルコニウム、チタン、イリジウム、ランタン、イットリウムおよびプラセオジムを含む材料からなる膜が好適に使用される。これらの膜は、塗布法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法、スパッタリング法のいずれかにより形成される。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、被処理膜１１に侵入した水蒸気などの酸化剤１３が被処理膜１１と酸化反応を起こすことにより、被処理膜１１が酸化膜１２となる。このため、酸化膜１２は被処理膜１１の露出面側から形成される。ここで、酸化膜１２と、被処理膜１１との反応に伴い反応副生成物１４が発生する場合がある。例えば、ポリシラザン膜は、過水素化シラザン重合体（（ＳｉＨ２ＮＨ）ｎ）の組成から明らかなように、ＳｉＯ結合をもたずにＳｉＮ結合をもつ膜であり、窒化シリコン膜（ＳｉＮ）に近い組成である。このポリシラザン膜を酸化処理すると、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）となるため、ＮとＨを含む副生成物が発生する。
【００３０】
この反応副生成物１４が被処理膜１１中に留まることにより、被処理膜１１の深部への酸化剤１３の侵入が妨げられる。このため、比較例では、水蒸気雰囲気下においてウェハＷを一定時間加熱しているにもかかわらず、十分な酸化処理が進行しない。
【００３１】
これに対して、本実施形態では、水蒸気雰囲気下で酸化処理する際に、その途中で少なくとも１回真空排気を行う。この真空排気により、酸化処理で発生した反応副生成物１４は、図４（ｂ）に示すように外部へ放出されて、図４（ｃ）に示すように反応副生成物１４が除かれた被処理膜１１の状態となる。その後、図４（ｄ）に示すように、水蒸気雰囲気下で再び酸化処理を行うことにより、酸化剤１３が被処理膜１１に侵入することができ、被処理膜１１の酸化が効率的に行われる。
【００３２】
これにより、被処理膜１１の深い領域への酸化が効率的に行われることから、均一な酸化処理を施すことができる。この結果、安定した膜質の酸化膜が形成される。
【００３３】
酸化処理の他の例について、図５〜図７を参照して説明する。
【００３４】
図５は、真空排気前と真空排気後とで酸化剤の種類を変えた例を示す。例えば、３００℃の水蒸気を含む雰囲気で３０分間加熱した後に、一旦真空排気を行い、その後、酸化剤としてオゾンを供給して、３００℃のオゾンを含む雰囲気で５分間の処理と、１分間の真空排気とを繰り返す。これによっても、被処理膜１１に十分に酸化処理を施すことができる。
【００３５】
あるいは、図６に示すように、３００℃の水蒸気を含む雰囲気での５分間の処理と、１分間の真空排気とを繰り返すのみでもよい。これによっても、被処理膜１１に十分に酸化処理を施すことができる。
【００３６】
あるいは、図７に示すように、３００℃の水蒸気を含む雰囲気での５分間の酸化処理と、１分間の真空排気とを繰り返した後に、酸化剤の種類を変えて、３００℃のオゾンを含む雰囲気での５分間の酸化処理と、１分間の真空排気を繰り返しても良い。これによっても、被処理膜１１に十分に酸化処理を施すことができる。
【００３７】
次に、上記の酸化処理方法を適用した本実施形態に係る半導体装置の製造方法について図８〜図１３を参照して説明する。本実施形態では、素子分離絶縁膜の形成方法について説明する。
【００３８】
図８（ａ）に示すように、例えばシリコンからなる半導体基板（ウェハＷに相当）２０上に、熱酸化法により酸化シリコン膜２１を形成し、酸化シリコン膜２１上にＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）法により窒化シリコン膜２２を形成する。窒化シリコン膜２２は、本発明のマスクに相当する。酸化シリコン膜２１は、半導体基板２０と窒化シリコン膜２２との界面に生じるストレスを緩和し、このストレスに起因して半導体基板２０の表面に転位などの欠陥が発生するのを防ぐために形成する。酸化シリコン膜２１の膜厚は、例えば４ｎｍである。窒化シリコン膜２２の膜厚は、例えば２００ｎｍである。
【００３９】
次に、図８（ｂ）に示すように、窒化シリコン膜２２上に、トレンチパターンのハードマスク２３を形成する。ハードマスク２３の形成では、ＣＶＤ法により窒化シリコン膜２２上に酸化シリコン膜を形成した後に、リソグラフィ技術によりトレンチパターンのレジストを形成し、レジストをマスクに酸化シリコン膜をエッチングする。これにより、酸化シリコンからなるハードマスク２３が形成される。その後、レジストを除去する。
【００４０】
次に、図９（ａ）に示すように、ハードマスク２３を用いたドライエッチングにより、窒化シリコン膜２２、酸化シリコン膜２１、半導体基板２０を順次加工する。これにより、半導体基板２０にトレンチ（溝）２４が形成される。トレンチ２４のサイズは、例えば幅１００ｎｍ、深さ３００ｎｍである。なお、上記サイズは一例であり、様々な幅をもつ複数のトレンチ２４が同一の半導体基板２０に形成される。その後、ハードマスク２３を除去する。
【００４１】
次に、図９（ｂ）に示すように、トレンチ２４が完全に埋まるように、窒化シリコン膜２２上に過水素化シラザン重合体（（ＳｉＨ２ＮＨ）ｎ）溶液を、例えばスピンコーティング法により塗布する。塗布膜厚は、例えば６００ｎｍである。その後、２００℃以下の温度、例えば１５０℃で３分間ベーキングすることにより溶媒を揮発させて、ポリシラザンからなる第１埋め込み膜２５を形成する。
【００４２】
次に、上記した本実施形態に係る酸化処理を施す。これにより、図１０（ａ）に示すように、第１埋め込み膜２５の底部まで効率的に酸化が進み、第１埋め込み酸化膜２６が形成される。第１埋め込み膜２５がポリシラザン膜である場合には、酸化処理後には酸化シリコン膜となる。
【００４３】
次に、図１０（ｂ）に示すように、トレンチ２４以外の窒化シリコン膜２２上の第１埋め込み酸化膜２６をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法により選択的に除去する。十分に酸化処理が施された第１埋め込み酸化膜２６はウェハ面内あるいはウェハ間において均一な膜質をもつことから、ＣＭＰによる研磨速度のばらつきが少なく、研磨後に一定膜厚の第１埋め込み酸化膜２６が得られる。
【００４４】
次に、図１１（ａ）に示すように、ドライエッチング技術あるいはウェットエッチング技術により、第１埋め込み酸化膜２６の表面をエッチングして、第１埋め込み酸化膜２６の表面２６ａが半導体基板２０の表面よりも深い位置にくるように調整する。例えば希フッ酸を用いて、２５０ｎｍ程度エッチングする。
【００４５】
次に、酸化性雰囲気または窒素等の不活性ガス雰囲気中において、８００〜１１００℃の熱処理を行う。例えば、窒素ガス雰囲気中において９００℃で、３０分間熱処理を行う。
【００４６】
次に、図１１（ｂ）に示すように、Ｐｕｌｌｂａｃｋ法を用いて、窒化シリコン膜２２の開口幅２２ａを１０ｎｍ広げる。当該工程において、例えばＨ３ＰＯ４を用いる。この際に、酸化シリコン膜２１と窒化シリコン膜２２の選択比が２以上確保できるような等方性エッチングを用いることが好ましい。
【００４７】
次に、図１２（ａ）に示すように、熱酸化法を用いて半導体基板２０を酸化する。これにより、第１埋め込み酸化膜２６よりも上部におけるトレンチ２４の側面に、酸化シリコン膜２７が形成される。酸化シリコン膜２７の膜厚は、例えば３ｎｍである。
【００４８】
次に、図１２（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法により、トレンチ２４が完全に埋まるように窒化シリコン膜２２上に第２埋め込み絶縁膜２８を形成する。第２埋め込み絶縁膜２８として、ＨＤＰ−ＣＶＤ法により酸化シリコン膜を形成する。
【００４９】
次に、図１３（ａ）に示すように、ＣＭＰ法により、トレンチ２４以外の窒化シリコン膜２２上に形成された第２埋め込み絶縁膜２８を除去する。
【００５０】
次に、図１３（ｂ）に示すように、窒化シリコン膜２２および酸化シリコン膜２１を除去する。これにより、トレンチ２４に埋め込まれた第１埋め込み酸化膜２６および第２埋め込み絶縁膜２８からなる素子分離絶縁膜が形成される。
【００５１】
以降の工程としては、素子分離絶縁膜により区画された活性領域にトランジスタが形成される。これにより、半導体装置が完成する。
【００５２】
次に、上記の本実施形態に係る半導体装置の製造方法の効果について説明する。
【００５３】
本実施形態に係る酸化処理を行った場合には、第１埋め込み酸化膜２６は十分に酸化されているため、第１埋め込み酸化膜２６の膜質は安定したものとなる。このため、酸化処理から次の加工工程までの時間によりＣＭＰやエッチング速度が変化することを抑制することができ、均一な高さの第１埋め込み酸化膜２６を形成することができる。この結果、安定したトランジスタ特性を得ることができる。
【００５４】
また、第１埋め込み酸化膜２６の膜質が不安定であると、トレンチ２４の幅の相違により、研磨後の第１埋め込み酸化膜２６の高さがばらつく場合がある。例えば、図１４（ａ）に示す幅が狭いトレンチ２４ａに埋め込まれた第１埋め込み酸化膜２６と、図１４（ｂ）に示す幅が広いトレンチ２４ｂに埋め込まれた第１埋め込み酸化膜２６とでは、ＣＭＰ後の表面位置が異なってしまう。すなわち、トレンチ２４ａ内の第１埋め込み酸化膜２６に対して、トレンチ２４ｂ内の第１埋め込み酸化膜２６の表面が過剰研磨されてしまう（Ａ２＞Ａ１）。
【００５５】
これに対して、本実施形態に係る酸化処理後の第１埋め込み酸化膜２６は、十分に酸化されており、膜質が安定しているため、幅が狭いトレンチ２４ａに埋め込まれた第１埋め込み酸化膜２６（図１５（ａ）参照）と、幅が広いトレンチ２４ｂに埋め込まれた第１埋め込み酸化膜２６（図１５（ｂ）参照）との間で、ＣＭＰ後の表面位置のばらつきが小さくなる（すなわち、Ｂ２―Ｂ１＜Ａ２−Ａ１）。このため、トレンチ２４の幅が基板面内で異なっていても均一な高さの第１埋め込み酸化膜２６を形成することができる。
【００５６】
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、本実施形態に係る酸化処理方法は、素子分離絶縁膜となる膜の酸化処理以外にも適用可能である。例えば、ゲート絶縁膜やキャパシタ絶縁膜を形成するためのシリコン基板の酸化処理に本発明を適用することもできる。また、ポリシリコン層の酸化処理に本発明を適用することもできる。また、半導体装置の製造における第１埋め込み膜２５は、ポリシラザン膜のような絶縁膜に限定されず、例えばポリシリコン等の半導体膜であってもよい。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、素子分離絶縁膜の他、ゲート絶縁膜、キャパシタ絶縁膜となる各種の酸化膜の形成に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】酸化処理装置の一例を示す構成図である。
【図２】比較例に係る酸化処理におけるガスの供給状態を示す図である。
【図３】本実施形態に係る酸化処理の雰囲気を示す図である。
【図４】本実施形態に係る酸化処理における酸化の様子を示す図である。
【図５】本実施形態に係る酸化処理の雰囲気の他の例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る酸化処理の雰囲気の他の例を示す図である。
【図７】本実施形態に係る酸化処理の雰囲気の他の例を示す図である。
【図８】本実施形態に係る半導体装置の製造における工程断面図である。
【図９】本実施形態に係る半導体装置の製造における工程断面図である。
【図１０】本実施形態に係る半導体装置の製造における工程断面図である。
【図１１】本実施形態に係る半導体装置の製造における工程断面図である。
【図１２】本実施形態に係る半導体装置の製造における工程断面図である。
【図１３】本実施形態に係る半導体装置の製造における工程断面図である。
【図１４】比較例の半導体装置の製造において、第１埋め込み酸化膜のＣＭＰ後の断面図である。
【図１５】本実施形態に係る半導体装置の製造において、第１埋め込み酸化膜のＣＭＰ後の断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…反応管、２…ウェハボート、３…ヒータ、４…ガス供給管、５…酸化剤供給手段、６…パージガス供給手段、７…排気管、８…排気手段、９…制御手段、１１…被処理膜、１２，１２’…酸化膜、１３…酸化剤、１４…反応副生成物、２０…半導体基板、２１…酸化シリコン膜、２２…窒化シリコン膜、２３…ハードマスク、２４…トレンチ、２５…第１埋め込み膜、２６…第１埋め込み酸化膜、２７…酸化シリコン膜、２８…第２埋め込み絶縁膜、Ｗ…ウェハ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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