JP2975917B2 - 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法及び半導体装置の製造装置に関し、特にＯ3／ＴＥ
ＯＳ(Tetraethylorthosilicate) 系の反応ガス（Ｏ3 と
ＴＥＯＳを含んだ反応ガス）を用いたＣＶＤ(Chemical
Vapor Deposition) 法による成膜において、成膜前の下
地表面改質方法を含む半導体装置の製造方法及び半導体
装置の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近では、下地層の表面状態によって、
該下地層上に形成される膜の性質が大きく影響を受ける
場合があることが知られている。特に、Ｏ3/ＴＥＯＳ系
の成膜用ガスを用いてＣＶＤ法により成膜したＣＶＤ膜
の膜質が、下地層の表面状態に大きく依存する。例え
ば、成膜速度は著しく低下し、下地層の表面が親水性の
場合は、成膜した膜はポーラスとなる。
【０００３】そのため、下地層の表面上に成膜した膜の
流動性、平坦性、埋め込み性、ステップカバーリッジ性
が低下する。このような成膜異常が起きる原因は、Ｏ3
ガスとＴＥＯＳガスの反応において生成する中間体が親
水性を持つポリマーであることに因ると考えられ、下地
層の表面が親水性では、下地層の表面上には膜を形成し
えないことを示している。
【０００４】上述した下地層の表面依存性を消失させる
方法として、（１）ＮＨ3 ，Ｈ2 等のガスを用いたプラ
ズマ処理による方法、（２）低濃度のＯ3 を用いて形成
された絶縁膜を下地層にする方法、（３）プラズマＣＶ
Ｄ法により形成された絶縁膜を下地層にする方法、
（４）成膜前に下地層の表面をアルコールで処理する方
法などがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法ではそれぞれ以下のような問題がある。即ち、
（１）ＮＨ3 ，Ｈ2 等のガスを用いたプラズマ処理によ
る方法では、ビアホールやコンタクトホール等の非常に
狭い領域に成膜するとき、埋め込み性及びステップカバ
ーリッジ性の良い膜を成膜することができなかった。
【０００６】（２）低濃度のＯ3 を用いて形成された絶
縁膜を下地層にする方法では、該下地層とする絶縁膜を
ビアホールやコンタクトホール等の非常に狭い領域に形
成することは困難であった。（３）プラズマＣＶＤ法に
より形成された絶縁膜を下地層にする方法でも、（２）
と同じように、該下地層とする絶縁膜をビアホールやコ
ンタクトホール等の非常に狭い領域に形成することは困
難であった。
【０００７】（４）成膜前に下地層の表面をアルコール
で処理する方法では、改質の効果の再現性に乏しく、ま
た、下地表面改質処理の効果の持続性がない。本発明で
は、下地層の表面改質による効果を持続でき、下地層の
表面上に形成した膜の流動性、平坦性、埋め込み性、ス
テップカバレージ性を向上し、特に、下地層のビアホー
ルやコンタクトホール等の非常に狭い領域に形成した膜
の埋め込み性、ステップカバレージ性を向上することが
できる成膜前の下地表面改質方法を含む半導体装置の製
造方法及び半導体装置の製造装置を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明は半導体装置の製造装置に係り、基板上の
シリコン含有絶縁膜の表面を改質し、さらに、該改質後
のシリコン含有絶縁膜の表面上に成膜を行うチャンバ
と、前記チャンバ内に設置されている、前記基板を保持
する保持台と、ＡＸ4 、ＡＨn Ｃｌ4-n 又はＡＲn Ｃｌ
4-n （ただし、ＡはＳｉ又はＧｅのうちいずれかを表
し、ＸはＩ，Ｂｒ，Ｆ又はＣｌのうちいずれかを表し、
ＲはＣm Ｈ2m+1のうちのいずれかを表す。添字ｎは１、
２又は３のうちいずれかであり、添字ｍは１、２、３又
は４のうちいずれかである。）のうちいずれかの下地層
表面改質ガスを前記チャンバ内に供給する改質ガス供給
手段と、成膜用ガスを前記チャンバ内に供給する成膜用
ガス供給手段と、前記下地層表面改質ガスと前記成膜用
ガスのうちのいずれか一方のガスの前記チャンバ内への
供給を切り換える切替手段とを有することを特徴とし、
また、この発明は半導体装置の製造方法に係り、シリコ
ン含有絶縁膜の表面をＡＸ4 、ＡＨn Ｃｌ4-n 又はＡＲ
n Ｃｌ4-n （ただし、ＡはＳｉ又はＧｅのうちいずれか
を表し、ＸはＩ，Ｂｒ，Ｆ又はＣｌのうちいずれかを表
し、ＲはＣm Ｈ2m+1のうちのいずれかを表す。添字ｎは
１、２又は３のうちいずれかであり、添字ｍは１、２、
３又は４のうちいずれかである。）のうちいずれかの改
質ガスに曝して前記シリコン含有絶縁膜の表面を改質す
る工程と、前記シリコン含有絶縁膜の表面上に化学気相
成長法により絶縁膜を形成することを特徴としている。
【０００９】本発明の半導体装置の製造装置によれば、
ＡＸ4 、ＡＨn Ｃｌ4-n 又はＡＲnＣｌ4-n （ただし、
ＡはＳｉ又はＧｅのうちいずれかを表し、ＸはＩ，Ｂ
ｒ，Ｆ又はＣｌのうちいずれかを表し、ＲはＣm Ｈ2m+1
のうちのいずれかを表す。添字ｎは１、２又は３のうち
いずれかであり、添字ｍは１、２、３又は４のうちいず
れかである。）のうちいずれかの下地層表面改質ガスを
供給する改質ガス供給手段及び成膜用ガスを供給する成
膜用ガス供給手段がチャンバにそれぞれ接続されてい
る。そのため、上記下地層表面改質ガスによって、チャ
ンバ内のシリコン含有絶縁膜の表面の改質を行い、続い
て、成膜用ガスによって、表面を改質したシリコン含有
絶縁膜の表面に成膜を行うことができる。
【００１０】本願発明者の実験によれば、上述したよう
な下地層表面改質ガスにより、下地層としてのシリコン
含有絶縁膜の表面改質を行うと、シリコン含有絶縁膜の
表面改質の効果を従来に比べて長時間持続でき、また、
改質されたシリコン含有絶縁膜の表面上に形成した膜の
流動性、平坦化性、埋め込み性、ステップカバーリッジ
性を向上させることができることが分かった。特に、シ
リコン含有絶縁膜が露出する下地にビヤホールやコンタ
クトホール等の非常に狭い凹部領域がある場合でも、凹
部領域内の改質されたシリコン含有絶縁膜の表面に形成
した膜の埋め込み性、カバーレッジ性を向上させること
ができた。
【００１１】また、下地層を加熱しながら下地層の表面
改質を行うと、その下地層の表面上に形成した膜の流動
性、平坦化性、埋め込み性、ステップカバーリッジ性を
さらに向上させることがきた。特に、表面改質の際に、
加熱温度を１００℃以上にすると、更に効果が大きくな
ることを確認できた。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を用いて説明する。図６は本発明の実施
の形態の下地表面改質方法に係るコールドウオール方式
のＣＶＤ成膜装置を示す概略構成図であり、図７は改質
ガス供給ボンベの詳細を示す側面図である。
【００１３】ステンレスからなる反応チャンバ６１（チ
ャンバ）内には、シリコンウエハ１を保持するための保
持台６２が設けられ、保持台６２にはシリコンウエハ１
を加熱するためのヒータ（加熱手段）が内蔵されてい
る。反応チャンバ６１には、ガス供給手段６３から供給
されたO3/TEOS ガス（成膜用ガス）又は下地層表面改質
ガスを反応チャンバ６１内に導く配管６８ａと、該配管
６８ａの他端に接続された、保持台６２上のシリコンウ
エハ１上にO3/TEOSガス又は下地層表面改質ガスを放出
するガス分散板６４とが設置されている。また、反応チ
ャンバ６１には、反応チャンバ６１内の圧力を調整する
排気装置６５が接続されている。
【００１４】ガス供給手段６３は、改質ガス供給手段６
６、成膜用ガス供給手段６７、配管６８ｂ，６８ｃ及び
切替バルブ６９（切替手段）から構成される。改質ガス
供給手段６６は、下地表面改質の際に、反応チャンバ６
１内に改質ガスを供給し、成膜用ガス供給手段６７は、
下地層の表面を改質した後に、成膜用ガスのO3/TEOS の
混合ガスを供給する。
【００１５】この２つのガス供給装置６６，６７にはそ
れぞれ配管６８ｂと６８ｃが接続され、さらにこれらの
配管６８ｂ，６８ｃは反応チャンバ６１内に至る配管６
８ａと接続されている。これら３つの配管６８ｂ，６８
ｃ，６８ａの接続部には切替バルブ６９が設置されてお
り、配管６８ｂから配管６８ａへと改質ガスを導く流路
を導通させ、或いは配管６８ｃから配管６８ａへと成膜
用ガスを導く流路を導通させるように流路の切り替えを
行う。切替バルブ６９による流路の切り替えにより、改
質ガス又は成膜用ガスが選択的に配管６８ａを通して反
応チャンバ６１内に導かれる。
【００１６】改質ガス供給手段６６の詳細な構成は以下
のとおりである。即ち、図７に示すように、液体SiC
l4 、SiBr4 、 SiF4 等の液体ソースが収納された蒸発
容器７２と、蒸発容器７２中の液体ソースの温度調節を
行う、蒸発容器７２の周囲に設けられた温調器７１とを
有する。また、キャリアガスとしてのN2、H2又はArガス
を蒸発容器７２内の液体ソース中に導く配管６８ｄと、
キャリアガスを液体ソース中でバブリングさせることに
より生成されたソースガス（改質ガス）を蒸発容器７２
の外に導く配管６８ｂとを有する。配管６８ｄにはN2、
H2又はArガスの流量を計る流量計７３と流量調節を行う
バルブ７４とが設けられており、配管６８ｂには改質ガ
スの流量調節を行うバルブ７５が設けられている。蒸発
容器７２内で生成された改質ガスは配管６８ｂを通して
反応チャンバ６１内に導かれる。
【００１７】次に、本発明の実施の形態の下地表面改質
方法について説明する。図１は本発明の実施の形態の下
地表面改質方法を示す断面図であり、図２は下地層とし
ての熱SiO2膜（以下、下地熱SiO2膜ともいう。）を形成
した直後の下地熱SiO2膜表面の状態を示す図であり、図
３は改質前の下地熱SiO2膜表面の状態を示す図であり、
図４及び図５は下地熱SiO2膜表面での下地熱SiO2膜と改
質ガスSiCl4 との反応を示す図である。
【００１８】まず、シリコンウエハ１を酸化炉内に入
れ、酸素雰囲気中で約１１００℃に加熱する。これによ
り、図１（ａ）に示すように、シリコンウエハ１表面が
酸化し、熱SiO2膜１ａが形成される。この熱SiO2膜１ａ
が成膜のための下地層となる。形成された直後の下地熱
SiO2膜１ａの表面のSiは、図２に示すように、未結合手
（ダングリングボンド）が存在している。
【００１９】この工程は、プラズマＣＶＤ法、低圧ＣＶ
Ｄ法などを用いてもよい。このとき、下地熱SiO2膜１ａ
の表面は、図３（ａ）に示すように、空気（湿気を含
む）と接触して水和し、SiとOHが結合してSi-OH 結合が
できているか、或いは図３（ｂ）に示すように、SiとH2
O とが結合してSi-H2O結合ができている状態となってい
ると考えられる。いずれにしても、下地熱SiO2膜１ａの
表面は親水性となっている。
【００２０】次に、図１（ｂ）に示すように、反応チャ
ンバ６１内の保持台６２上にシリコンウエハ１を載せ、
保持台６２に内蔵したヒータにより１００℃以上に加熱
する。そして、改質ガス供給手段６６からSiCl4 を含む
下地層表面改質ガスを反応チャンバ６１に供給する。下
地層表面改質ガスはシリコンウエハ１上に形成された下
地熱SiO2膜１ａの表面に放出される。
【００２１】このとき、下地熱SiO2膜１ａの表面では、
以下のように下地熱SiO2膜１ａと下地層表面改質ガスと
の間で２種類の反応が起こっていると推定できる。図１
（ｂ）中の×印はこの反応がおこっている様子を示して
いる。その反応の様子を、Si-OH 結合で終端している下
地熱SiO2膜１ａの表面と、Si-H2O結合で終端している下
地熱SiO2膜１ａの表面とに別けて説明する。
【００２２】まず、Si-OH 結合で終端している場合の反
応の様子を示す。加熱された下地熱SiO2膜１ａの表面で
は、図４（ａ）に示すように、SiCl4 に曝されることに
より、Si-OH 結合している-OH 中の-HとSiCl4 中の−Cl
が結合してHCl を生成する。これにより、SiCl4 から-C
l が除かれてSiCl3 が生成するとともに、下地熱SiO2膜
１ａの表面のSiの結合手にはO が残る。なお、生成した
HClは下地熱SiO2膜１ａの表面の温度が１００℃以上で
あるため、下地熱SiO2膜１ａの表面の反応領域の外に放
出される。
【００２３】SiCl4＋OH → SiCl3＋ HCl↑＋ OO＋下地
熱SiO2膜１ａ表面のSi → SiO次に、図４（ｂ）に示す
ように、生成した SiCl3と、下地熱SiO2膜１ａ表面のSi
−O とが反応して、ClとO が置き換わり、図４（ｃ）に
示すように、SiOCl2とSi-Cl を生成する。
【００２４】SiCl3＋ O → SiOCl2↑＋Cl↓これによ
り、下地熱SiO2膜１ａ表面は塩素化するため、疎水性を
示す。なお、O がClと置き替わらずにそのまま残って
も、図４（ｃ）に示すように、表面は酸素化しているた
め、疎水性を示す。また、下地熱SiO2膜１ａ表面のSiが
H2O と結合している状態では、図５（ａ）に示すよう
に、SiCl4 と H2Oが反応し、図４で説明したと同様な反
応過程を経てSiOCl2と HClとClが生成する。
【００２５】SiCl4＋H2O → SiOCl2 ↑＋ 2HCl ↑＋Cl
↓その結果、図５（ｂ）に示すように、下地熱SiO2膜１
ａ表面のSiとClが結合して、下地熱SiO2膜１ａの表面は
塩素化されるため、疎水性を示すようになると考えられ
る。上記下地層の表面改質処理ではハロゲン元素を含有
する改質ガスを用いているので、上記改質処理後に、下
地熱SiO2膜１ａの表面に洗浄等の処理をせずに、次の成
膜工程に移行できる。従って、上記改質処理に引き続
き、改質ガスを止めて成膜用ガス供給手段６７から成膜
ガスとして O3/TEOSの混合ガスを反応チャンバ６１内に
送り出す。
【００２６】そして、シリコンウエハ１を４００℃程度
に加熱し、O3とTEOSを熱的に反応させる。所定の時間、
その状態を保持すると、図１（ｃ）に示すように、下地
熱SiO2膜１ａ上にO3/TEOS SiO2膜２が形成される。この
O3/TEOS SiO2膜２は、O3ガスとTEOSガスを反応させて形
成されたSiO2膜を示す。本実施の形態では、下地熱SiO2
膜１ａの表面を疎水性に改質したのちに、O3/TEOS ガス
を用いた成膜を行っているので、形成されたO3/TEOS Si
O2膜２の流動性、平坦性、埋め込み性、カバーレッジ性
を向上することができる。
【００２７】特に、ハロゲン元素を含む改質ガスを用い
ているので、改質効果を維持することが可能となる。即
ち、下地表面改質を行った後に、下地熱SiO2膜１ａ表面
を空気中に２４時間曝した後にO3/TEOS SiO2膜２を形成
しても、形成されたO3/TEOSSiO2膜２の流動性、平坦化
性、埋め込み性、ステップカバーリッジ性を維持でき
た。
【００２８】また、下地熱SiO2膜１ａの表面を１００℃
以上に加熱しているため、疎水性を向上させることがで
きる。この場合、改質過程でシラノール（ここでは、Si
(OH) 4 をいう。）が生成し、１００℃以上の温度でその
シラノールが分解してしまうためであると考えられる。
なお、シラノールが生成する場合、１００℃以下とする
と、シラノールが分解するのに長時間を要し、下地熱Si
O2膜１ａの表面に留まる時間が長くなるため、親水性か
ら疎水性に変換されにくくなる。
【００２９】（実施例）以下、実際に実施した例につい
て図９を参照しながら説明する。この例では、幅の狭い
溝が存在しているような下地層に本発明を適用してい
る。なお、比較のため、本発明の改質処理を行わない下
地層に成膜した比較例を図１０に示す。図９は下地表面
を改質処理した後に、O3/TEOS SiO2膜を形成したときの
断面図であり、図１０は下地表面を改質処理せずに、O3
/TEOS SiO2膜を形成したときの断面図である。
【００３０】図９に示すように、シリコンウエハ１に、
幅が約０．１μｍで、深さが約０．６μｍの溝３を形成
し、この溝３を有するシリコンウエハ１表面に下地熱Si
O2膜１ａを形成して下地層とした。そして、その下地層
表面にO3/TEOS SiO2膜２を形成して、形成したO3/TEOS
SiO2膜２の埋め込み性、ステップカバーリッジ性を向上
できているかどうかについて調べた。
【００３１】下地熱SiO2膜１ａの形成のためのシリコン
ウエハ１の加熱温度を約１１００℃とした。下地表面改
質のための条件としては、液体ソースとして２０℃の液
体SiCl4 を用い、この液体SiCl4 中に、N2ガスを１分間
に５ｌ（リットル）注入し、約２分間バブリングを行っ
た。また、シリコンウエハ１の加熱温度を２５０℃とし
た。
【００３２】また、O3/TEOS SiO2膜２の成膜条件のう
ち、O3/TEOS の混合ガスからなる成膜用ガス中のオゾン
濃度を、O2中のO3濃度５％の所謂高濃度とし、シリコン
ウエハ１の加熱温度を４００℃とした。図９より、本実
施例の下地表面改質方法を用いた処理を行った後に、O3
/TEOSSiO2膜２を形成したときでは、ボイドのない、表
面が平坦化されたO3/TEOS SiO2膜２が形成されているこ
とがわかる。
【００３３】それに対して、下地表面改質処理せずに、
O3/TEOS SiO2膜２を形成したときでは、図１０のよう
に、ボイドが生じたり、膜２の表面が波うち、平坦な膜
とすることができないことがわかる。以上のように、ハ
ロゲン元素を含有した下地層表面改質ガスにより、溝３
等の非常に狭い凹部領域を有する下地層１ａの表面改質
を行うと、溝３内に形成した膜２の埋め込み性、カバー
レッジ性を向上させることができる。
【００３４】なお、本実施の形態では、下地表面改質を
するために用いるチャンバとO3/TEOS SiO2膜２を成膜す
るためのチャンバとを分けずに、同一のチャンバ６１を
用いたが、それぞれ別々のチャンバを用いてもよい。ま
た、反応チャンバ６１は、枚葉式のチャンバでも、炉タ
イプのバッチ型装置でもよい。
【００３５】さらに、本実施の形態では、コールドウオ
ール方式の反応装置を用いたが、図８に示すようなホッ
トウオール方式で、図８（ａ）に示す横型炉あるいは図
８（ｂ）に示す縦型炉の反応装置を用いてもよい。この
場合、ホットウオール方式の加熱手段としては、チャン
バの近くに設けられたヒータ又は赤外線加熱装置を用い
ることができる。
【００３６】また、下地層表面改質ガスとして、一般式
ＡＸ4 で表されるガスのうちSiCl4を用いているが、一
般式ＡＸ4 で表される他のガス、例えばＳｉＩ4 ，Ｓｉ
Ｂｒ4 又はＳｉＦ4 を用いることができる。さらに、一
般式ＡＨn Ｃｌ4-n （添字ｎは１、２又は３のうちのい
ずれか）で表されるガス、例えばＳｉＨＣｌ3 ，ＳｉＨ
2 Ｃｌ2 又はＳｉＨ3 Ｃｌを用いることができる。ま
た、一般式Ａ( Ｃm Ｈ2m+1) n Ｃｌ4-n （添字ｍは１、
２、３又は４のうちのいずれか）で表されるガス、例え
ばＳｉ( Ｃm Ｈ2m+1) Ｃｌ3 、Ｓｉ( Ｃm Ｈ2m+1) 2 Ｃ
ｌ2 、Ｓｉ( ＣmＨ2m+1) 3 Ｃｌを用いることができ
る。
【００３７】なお、上記一般式において、ＡはＳｉ，Ｇ
ｅ又はＳｎのうちのいずれかを表し、ＸはＩ，Ｂｒ，Ｆ
又はＣｌのうちのいずれかを表す。また、シリコン含有
絶縁膜上に形成する絶縁膜として、ＳｉＯ2 膜を用いて
いるが、ＰＳＧ(Phosphosilicate glass) 膜，ＢＳＧ(B
orosilicate glass)膜又はＢＰＳＧ(Borophosphosilica
te glass) 膜のうちいずれかを用いてもよい。ＰＳＧ膜
を成膜する場合の成膜用ガスとして、Ｏ3 とＴＥＯＳと
ＴＭＰ(Trimetylphosphite:P(OCH3)3)又はＴＭＯＰ(Tri
methylphosphate:PO(OCH3)3)との混合ガスを用い、ＢＳ
Ｇ膜を成膜する場合の成膜用ガスとして、Ｏ3 とＴＥＯ
ＳとＴＭＢ(Trimetylborate:B(OCH3)3) の混合ガスを用
い、ＢＰＳＧ膜を成膜する場合の成膜用ガスとして、Ｏ
3 とＴＥＯＳとＴＭＢとＴＭＰ又はＴＭＯＰとの混合ガ
スを用いることができる。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、Ａ
Ｘ4 、ＡＨn Ｃｌ4-n 又はＡＲn Ｃｌ4-n（ただし、Ａ
はＳｉ又はＧｅのうちいずれかを表し、ＸはＩ，Ｂｒ，
Ｆ又はＣｌのうちいずれかを表し、ＲはＣm Ｈ2m+1のう
ちのいずれかを表す。添字ｎは１、２又は３のうちいず
れかであり、添字ｍは１、２、３又は４のうちいずれか
である。）のうちいずれかの下地層表面改質ガスをシリ
コン含有絶縁膜の表面に曝して、シリコン含有絶縁膜の
表面を改質した後に、成膜用ガスによって、表面を改質
したシリコン含有絶縁膜の表面に成膜している。上記し
た下地層表面改質ガスを用いているので、シリコン含有
絶縁膜表面の改質効果を持続することができる。また、
溝等の幅が狭い凹部領域を有する下地層表面に埋め込み
性、カバーレッジ性の優れた膜を成膜できるので、デバ
イスの微細化、高密度化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の下地表面改質方法を示す
断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の下地表面改質方法に係
る、下地熱SiO2膜を形成した直後の下地熱SiO2膜表面の
状態を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の下地表面改質方法に係
る、改質前の下地熱SiO2膜表面の状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態の下地表面改質方法に係る
下地熱SiO2膜表面と反応ガスSiCl4 との反応を示す図
（その１）である。
【図５】本発明の実施の形態の下地表面改質方法に係る
下地熱SiO2膜表面と反応ガスSiCl4 との反応を示す図
（その２）である。
【図６】本発明の実施の形態の下地表面改質方法に係る
コールドウオール方式のＣＶＤ成膜装置を示す概略構成
図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造装
置に備えられた改質ガス供給手段の詳細を示す側面図で
ある。
【図８】本発明の実施の形態の半導体装置の製造装置に
係るホットウオール方式の反応装置を示す側面図であ
る。
【図９】本発明の実施例に係る改質処理の後に、O3/TEO
S SiO2膜を形成したときの断面図である。
【図１０】比較例に係る、下地表面を改質処理せずに、
O3/TEOS SiO2膜を形成したときの断面図である。
【符号の説明】
１ シリコンウエハ、１ａ 下地熱SiO2膜（下地層）、
２ O3/TEOS SiO2膜（絶縁膜）、３ 溝、６１ 反応チ
ャンバ（チャンバ）、６２ 保持台、６３ ガス供給手
段、６４ ガス分散板、６５ 排気装置、６６ 改質ガ
ス供給手段、６７ 成膜用ガス供給手段、６８ａ，６８
ｂ，６８ｃ，６８ｄ 配管、６９ 切替バルブ（切替手
段）、７４，７５ バルブ、７１ 温調器７２ 蒸発容
器。

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上のシリコン含有絶縁膜の表面を改
    質し、さらに、該改質後のシリコン含有絶縁膜の表面上
    に成膜を行うチャンバと、 前記チャンバ内に設置されている、前記基板を保持する
    保持台と、 ＡＸ4 、ＡＨn Ｃｌ4-n 又はＡＲn Ｃｌ4-n （ただし、
    ＡはＳｉ又はＧｅのうちいずれかを表し、ＸはＩ，Ｂ
    ｒ，Ｆ又はＣｌのうちいずれかを表し、ＲはＣmＨ2m+1
    のうちのいずれかを表す。添字ｎは１、２又は３のうち
    いずれかであり、添字ｍは１、２、３又は４のうちいず
    れかである。）のうちいずれかの下地層表面改質ガスを
    前記チャンバ内に供給する改質ガス供給手段と、 成膜用ガスを前記チャンバ内に供給する成膜用ガス供給
    手段と、 前記下地層表面改質ガスと前記成膜用ガスのうちのいず
    れか一方のガスの前記チャンバ内への供給を切り換える
    切替手段とを有することを特徴とする半導体装置の製造
    装置。
  2. 【請求項２】 前記シリコン含有絶縁膜を加熱する加熱
    手段を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体
    装置の製造装置。
  3. 【請求項３】 前記加熱手段は、前記保持台に内蔵され
    たヒータ又は前記チャンバの近くに設けられたヒータあ
    るいは赤外線加熱装置であることを特徴とする請求項２
    に記載の半導体装置の製造装置。
  4. 【請求項４】 シリコン含有絶縁膜の表面をＡＸ4 、Ａ
    Ｈn Ｃｌ4-n 又はＡＲn Ｃｌ4-n （ただし、ＡはＳｉ又
    はＧｅのうちいずれかを表し、ＸはＩ，Ｂｒ，Ｆ又はＣ
    ｌのうちいずれかを表し、ＲはＣm Ｈ2m+1のうちのいず
    れかを表す。添字ｎは１、２又は３のうちいずれかであ
    り、添字ｍは１、２、３又は４のうちいずれかであ
    る。）のうちいずれかの改質ガスに曝して前記シリコン
    含有絶縁膜の表面を改質する工程と、 前記シリコン含有絶縁膜の表面上に化学気相成長法によ
    り絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  5. 【請求項５】 前記シリコン含有絶縁膜を含む下地に凹
    部領域を有することを特徴とする請求項４に記載の半導
    体装置の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記シリコン含有絶縁膜の表面を前記下
    地層表面改質ガスに曝している間、前記シリコン含有絶
    縁膜を加熱することを特徴とする請求項４又は請求項５
    に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記シリコン含有絶縁膜を加熱する際の
    前記シリコン含有絶縁膜の温度は１００℃以上であるこ
    とを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方
    法。
  8. 【請求項８】 前記ＡＸ4 は、ＳｉＣｌ4 ，ＳｉＩ4 ，
    ＳｉＢｒ4 又はＳｉＦ4 であることを特徴とする請求項
    ４乃至７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  9. 【請求項９】 前記ＡＨn Ｃｌ4-n は、ＳｉＨＣｌ3 ，
    ＳｉＨ2 Ｃｌ2 又はＳｉＨ3 Ｃｌであることを特徴とす
    る請求項４乃至７のいずれかに記載の半導体装置の製造
    方法。
  10. 【請求項１０】 前記ＡＲn Ｃｌ4-n は、Ｓｉ( ＣＨ3)
    n Ｃｌ4-n ，Ｓｉ(Ｃ2 Ｈ5)n Ｃｌ4-n （添字ｎは１、
    ２又は３のうちいずれかである。）であることを特徴と
    する請求項４乃至７のいずれかに記載の半導体装置の製
    造方法。
  11. 【請求項１１】 前記絶縁膜は、ＳｉＯ2 膜，ＰＳＧ
    膜，ＢＳＧ膜又はＢＰＳＧ膜のうちいずれかであること
    を特徴とする請求項４乃至１０に記載の半導体装置の製
    造方法。
  12. 【請求項１２】 前記絶縁膜を形成する成膜用ガスは、
    少なくともＴＥＯＳとＯ3 を含む混合ガスであることを
    特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
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