專利名稱：：等離子體氧化處理方法、等離子體處理裝置和存儲(chǔ)介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及等離子體氧化處理方法，更詳細(xì)的是，涉及例如在各種半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程中形成作為絕緣膜的硅氧化膜的情況下等能夠適用的等離子體氧化處理方法。
背景技術(shù)：
：在各種半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程中，例如作為晶體管的柵極絕緣膜等的絕緣膜進(jìn)行Si02等的硅氧化膜的形成。作為形成這樣的硅氧化膜的方法，使用利用氧化爐、RTP(RapidThermalProcess:快速熱處理)裝置的熱氧化處理。例如作為熱氧化處理之一的基于氧化爐的濕式氧化處理中，使用將硅基板加熱至超過(guò)80(TC的溫度，燃燒氧和氫生成水蒸氣(H20)的WVG(WaterVaporGenerator)裝置將硅基板暴露在水蒸氣(H20)的氧化氣氛中，從而使硅表面氧化形成硅氧化膜。熱氧化處理被認(rèn)為是能夠形成優(yōu)質(zhì)的硅氧化膜的方法。但是，由于必須利用超過(guò)800"C的高溫進(jìn)行處理，所以熱預(yù)算(thermalbudget)增大，產(chǎn)生由熱應(yīng)力導(dǎo)致硅基板彎曲等問(wèn)題。相對(duì)于此，由于處理溫度為40(TC左右，作為能夠避免熱氧化處理中的熱預(yù)算的增大和基板的彎曲等問(wèn)題的技術(shù)，提出了下述氧化膜形成方法，即，使用包含氬氣和氧氣，氧的流量比率大約為1%的處理氣體，使用以133.3Pa的腔室內(nèi)壓力形成的微波激勵(lì)等離子體，作用于以硅為主要成分的電子器件的表面進(jìn)行氧化處理，由此能夠容易進(jìn)行膜厚的控制并且能夠形成優(yōu)質(zhì)的硅氧化膜(例如，WO2001/69673號(hào))。按照處理壓力為133.3Pa左右，處理氣體中的02流量為1%的條件(為了便于說(shuō)明，將其稱作"低壓力、低氧濃度條件")進(jìn)行等離子體處理的情況下，例如，當(dāng)在被處理體表面形成的溝槽、線和線間距(space)等的圖案有疏密的情況下，在圖案疏的部位和圖案密的部位在硅氧化膜的形成速度產(chǎn)生差異，存在不能以均勻的膜厚形成硅氧化膜的情況。如果硅氧化膜的膜厚因部位不同而有所不同，則成為將該硅氧化膜用作絕緣膜的半導(dǎo)體裝置的可靠性降低的原因之一。為了避免該問(wèn)題，按照處理壓力為667Pa左右、處理氣體中的02流量為25%左右的條件(為了說(shuō)明的方便，稱作"高壓力、高氧濃度條件")進(jìn)行等離子體氧化處理的情況下，在凹凸表面上形成硅氧化膜時(shí)，不僅密的部分的氧化速率降低，而且在凸部上端的角部不能充分導(dǎo)入圓角形狀，有可能因該部位的電場(chǎng)集中導(dǎo)致漏電電流的發(fā)生、因硅氧化膜的應(yīng)力導(dǎo)致裂紋(crack)的發(fā)生。艮P，在通過(guò)等離子體氧化處理形成硅氧化膜的情況下，優(yōu)選能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)得到與圖案的疏密無(wú)關(guān)的均勻的膜厚，和能夠向凸部上端的角部導(dǎo)入圓角形狀這兩方面。另外，優(yōu)選能夠以極高的生產(chǎn)率形成這樣的硅氧化膜。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種等離子體氧化處理方法，其能夠不因圖案的疏密導(dǎo)致膜厚差，能夠?qū)D案的凸部上端的硅的角形成為圓角形狀，并且能夠以均勻的膜厚形成硅氧化膜。另外，本發(fā)明的其它目的是，提供能夠以極高的生產(chǎn)率形成如上所述的硅氧化膜的等離子體氧化處理方法。依據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)，提供一種等離子體氧化處理方法，其包括在等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)，配置表面由硅構(gòu)成且在表面具有凹凸形狀的圖案的被處理體；在上述處理容器內(nèi)，按照處理氣體中的氧的比例在520%范圍，并且處理壓力在267Pa以上400Pa以下的范圍的條件形成等離子體；并且，通過(guò)上述等離子體，氧化上述被處理體的表面的硅形成硅氧化膜。在上述第一觀點(diǎn)中優(yōu)選，上述等離子體是，由上述處理氣體和通過(guò)具有多個(gè)槽縫的平面天線導(dǎo)入上述處理容器內(nèi)的微波形成的微波激勵(lì)等離子體。在本發(fā)明的第二觀點(diǎn)中，提供一種等離子體氧化處理方法，其包括在等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)，配置表面具有硅的被處理體；從具有多個(gè)槽縫的平面天線向上述處理容器內(nèi)放射微波并在上述處理容器內(nèi)利用微波形成包含稀有氣體和氧的處理氣體的等離子體；并且，利用上述等離子體氧化被處理體表面的硅形成硅氧化膜，在該等離子體氧化處理方法中，將包含520%的氧的處理氣體，按照在上述處理容器內(nèi)實(shí)際有效地被實(shí)施等離子體處理的等離子體處理空間的容積每lmL為0.128mL/min以上的流量供給到上述處理容器內(nèi)，并且使處理壓力為267Pa以上400Pa以下形成上述等離子體，利用該等離子體氧化被處理體表面的硅形成硅氧化膜。在上述第二觀點(diǎn)中，基于上述等離子體的硅的氧化處理，在加熱被處理體的同時(shí)進(jìn)行，將在上述硅的氧化處理之前進(jìn)行的被處理體的預(yù)備加熱進(jìn)行530秒。另外，在上述第一或第二觀點(diǎn)中，上述處理氣體能夠還包括氫氣的氣體。并且，優(yōu)選在被處理體的表面具有凹凸圖案。另外，當(dāng)在被處理體表面具有凹凸圖案的情況下，尤其在形成有上述凹凸圖案疏的區(qū)域和該凹凸圖案密的區(qū)域的情況下有效。另外，優(yōu)選按照在上述凹凸圖案的凸部上端的角部形成的硅氧化膜的膜厚tc、與在上述凸部的側(cè)面形成的硅氧化膜的膜厚ts的比tc/ts為0.95以上1.5以下的方式形成硅氧化膜。并且，優(yōu)選按照上述凹凸圖案密的區(qū)域的凹部的底處的硅氧化膜的膜厚相對(duì)于上述凹凸圖案疏的區(qū)域的凹部的底處的硅氧化膜的膜厚的比率為85%以上的方式形成硅氧化膜。另外，優(yōu)選上述處理氣體中的氧的比例為1018%。而且，優(yōu)選上述處理壓力為300Pa以上350Pa以下。并且，優(yōu)選上述處理氣體的氫氣的比例為0.110%。并且，優(yōu)選處理溫度為20080(TC。依據(jù)本發(fā)明的第三觀點(diǎn)，提供一種等離子體處理裝置，其包括收容表面由硅構(gòu)成且在表面具有凹凸形狀的圖案的被處理體的處理容器；向上述處理容器內(nèi)供給包含稀有氣體和氧的處理氣體的處理氣體供給機(jī)構(gòu)；對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行真空排氣的排氣機(jī)構(gòu)；使在上述處理容器中生成上述處理氣體的等離子體的等離子體生成機(jī)構(gòu)；和控制部，其進(jìn)行控制使得在上述處理容器內(nèi)進(jìn)行下述處理，在配置有上述被處理體的狀態(tài)下，在上述處理容器內(nèi)按照上述處理氣體中的氧的比例為520%，且處理壓力為267Pa以上400Pa以下的條件形成等離子體；利用上述等離子體，氧化上述被處理體的表面的硅形成硅氧化膜。根據(jù)本發(fā)明的第四觀點(diǎn)，提供一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行并控制等離子體處理裝置的程序，該存儲(chǔ)介質(zhì)中，上述程序在運(yùn)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)控制上述等離子體處理裝置，以執(zhí)行下述等離子體氧化處理方法，上述等離子體氧化處理方法包括在等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)，配置表面由硅構(gòu)成且在表面具有凹凸形狀的圖案的被處理體；在上述處理容器內(nèi)，按照處理氣體中的氧的比例在520。/。范圍，且處理壓力在267Pa以上400Pa以下的范圍的條件形成等離子體；并且利用上述等離子體，氧化上述被處理體的表面的硅形成硅氧化膜。依據(jù)本發(fā)明，通過(guò)按照處理氣體中氧的比例為520%，且267Pa以上400Pa以下的處理壓力的條件形成的等離子體，氧化具有凹凸圖案的被處理體表面的硅形成硅氧化膜，由此能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)抑制圖案的疏密導(dǎo)致的膜厚差和向凸部上端的硅的角部導(dǎo)入圓角形狀這兩方面，能夠在具有凹凸圖案的硅表面以均勻的膜厚形成硅氧化膜。因此，能夠?qū)⒗迷摲椒ǐ@得的硅氧化膜作為絕緣膜使用的半導(dǎo)體裝置提供良好的電特性，并且能夠使半導(dǎo)體裝置的可靠性提高。但是，在此后的本發(fā)明者們的研討結(jié)果中，判明在按照使用這樣的條件從具有多個(gè)槽縫的平面天線向上述處理容器內(nèi)放射微波的方式形成等離子體形成硅氧化膜的情況下，具有生產(chǎn)率變低的傾向。這里，為了解決這樣的問(wèn)題重新研討的結(jié)果是，在處理氣體中的氧的比例為520%，且以267Pa以上400Pa以下的處理壓力，并在處理容器內(nèi)實(shí)際有效地被實(shí)施等離子體處理的等離子體處理空間的容積為15L16L的情況下，通過(guò)使處理氣體的流量為2000mL/min以上，能夠看到氧化速率增大，生產(chǎn)率提高。另外，氧化速率的增大效果，如果在處理容器內(nèi)實(shí)際有效地被實(shí)施等離子體處理的等離子體處理空間的每單位容積的處理氣體流量為規(guī)定值以上，則不依賴于處理容器的容積就能夠發(fā)揮上述效果，具體而言，按照每lmL容積0.128mL/min以上的處理氣體流量就能夠使氧化速率增大，成產(chǎn)率提高。圖1是表示適合本發(fā)明的實(shí)施的等離子體處理裝置的一例的大致截面圖。圖2是表示平面天線板的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是說(shuō)明基于圖1的等離子體處理裝置的溝道形狀的氧化處理的流程圖。圖4是表示在"高壓力、高氧濃度條件"和"中壓力、中氧濃度條件"中，使處理時(shí)間變化形成硅氧化膜的結(jié)果的圖。圖5是用于說(shuō)明在腔室內(nèi)實(shí)際有效地實(shí)施等離子體處理的等離子體處理空間的圖。圖6是表示在"中壓力、中氧濃度條件"下，使處理氣體的總計(jì)流量變化以掌握膜厚的變化的圖。圖7是表示在"低壓力、低氧濃度條件"、"高壓力、高氧濃度條件"、"中壓力、中氧濃度條件"下，在橫軸表示溫度的倒數(shù)，在縱軸表示氧化處理時(shí)的擴(kuò)散速度常數(shù)的阿雷尼厄斯曲線的圖。圖8是表示在"低壓力、低氧濃度條件"的硅氧化膜的制作中，使預(yù)備加熱時(shí)間為現(xiàn)有技術(shù)的35sec、和10sec時(shí)，掌握處理時(shí)間與膜厚以及膜厚的不均勻的關(guān)系的結(jié)果的圖。圖9是表示基于STI的對(duì)元件分離的應(yīng)用例的晶片截面的示意圖。圖IO是表示形成有圖案的晶片表面附近的縱截面的示意圖。圖11是表示硅氧化膜的膜厚比與處理壓力的關(guān)系的圖表。圖12是表示硅氧化膜的膜厚比與處理氣體中的氧比率的關(guān)系的圖表。圖13是表示硅氧化膜的基于圖案疏密的膜厚比與處理壓力的關(guān)系的圖表。圖14是表示硅氧化膜的基于圖案疏密的膜厚比與處理氣體中的氧比率的關(guān)系的圖表。圖15是表示硅氧化膜的基于面方位的膜厚比與處理壓力的關(guān)系的圖表。圖16是表示硅氧化膜的基于面方位的膜厚比與處理氣體中的氧比率的關(guān)系的圖表。圖17A是表示現(xiàn)有技術(shù)的情況的時(shí)序圖。圖17B是表示增多處理氣體流量縮短氧化處理時(shí)間后的情況的時(shí)序圖。圖17C是表示增多處理氣體流量縮短氧化處理時(shí)間并在此基礎(chǔ)上縮短預(yù)加熱時(shí)間后的情況的時(shí)序圖。具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是示意性表示適合于本發(fā)明的硅氧化膜的形成方法的實(shí)施的等離子體處理裝置的一例的截面圖。該等離子體處理裝置構(gòu)成為RLSA微波等離子體處理裝置，通過(guò)具有多個(gè)槽縫(slot)的平面天線、尤其是RLSA(RadialLineSlotAntenna:徑向線槽縫天線)向處理室內(nèi)導(dǎo)入微波，產(chǎn)生等離子體，由此能夠產(chǎn)生高密度且低電子溫度的微波等離子體，例如，適合使用于以晶體管的柵極絕緣膜為代表的各種半導(dǎo)體裝置中的絕緣膜的形成。該等離子體處理裝置100，具有氣密地構(gòu)成并被接地的大致圓筒狀的腔室1。在腔室1的底壁la的大致中央部形成有圓形的開(kāi)口部10，在底壁la設(shè)置有與該開(kāi)口部IO連通并向下方突出的排氣室11。在腔室1內(nèi)設(shè)置有由A1N等的陶瓷構(gòu)成的基座2，該基座2用于水平地支承作為被處理基板的半導(dǎo)體晶片W(以下記作"晶片")。該基座2被從排氣室11的底部中央向上方延伸的圓筒狀的由A1N等的陶瓷構(gòu)成的支承部件3支承。在基座2的外緣部設(shè)置有用于引導(dǎo)晶片W的引導(dǎo)環(huán)4。而且，在基座2中埋入有電阻加熱型的加熱器5，該加熱器5通過(guò)從加熱器電源6供電而加熱基座2，由該熱量加熱作為被處理體的晶片W。這時(shí)，例如能夠在從室溫到80(TC的范圍內(nèi)控制處理溫度。此外，在腔室1的內(nèi)周，設(shè)置有由石英構(gòu)成的圓筒狀的襯套(liner)7。另外，在基座2的外周側(cè)，環(huán)狀地設(shè)置有用于將腔室1內(nèi)均勻地排氣的具有多個(gè)排氣孔8a的石英制的擋板(baffleplate)8，該擋板8被多個(gè)支柱9支承。在基座2上，以相對(duì)于基座2的表面能夠突出沒(méi)入的方式設(shè)置有用于支承晶片W使其升降的晶片支承銷(xiāo)(未圖示)。在腔室1的側(cè)壁設(shè)置有呈環(huán)狀的氣體導(dǎo)入部件15，均勻地形成有氣體放射孔。在該氣體導(dǎo)入部件15上連接有氣體供給系統(tǒng)16。氣體導(dǎo)入部件也可以配置為噴淋頭狀。該氣體供給系統(tǒng)16例如具有Ar氣體供給源17、02氣體供給源18、H2氣體供給源19，這些氣體分別通過(guò)氣體管20到達(dá)氣體導(dǎo)入部件15，從氣體導(dǎo)入部件15的氣體放射孔向腔室1內(nèi)均勻地導(dǎo)入。在氣體管20的各個(gè)上設(shè)置有質(zhì)量流量控制器21和其前后的開(kāi)關(guān)閥22。此外，也可以使用其它的稀有氣體例如Kr、He、Ne、Xe等的氣體代替Ar氣體，另外，也可以如后文所述不含有稀有氣體。在上述排氣室11的側(cè)面連接有排氣管23，在該排氣管23連接有包括高速真空泵的排氣裝置24。并且通過(guò)使該排氣裝置24工作腔室1內(nèi)的氣體向排氣室ll的空間lla內(nèi)均勻地排出，通過(guò)排氣管23被排氣。由此，腔室1內(nèi)能夠被高速地減壓至例如0.133Pa。在腔室1的側(cè)壁，設(shè)置有用于在與等離子體處理裝置100鄰接的搬送室(未圖示)之間進(jìn)行晶片W的搬入搬出的搬入搬出口25、和開(kāi)關(guān)該搬入搬出口25的閘閥26。腔室1的上部為開(kāi)口部，沿著該開(kāi)口部的周邊部設(shè)置有環(huán)狀的支承部27。在該支承部27經(jīng)由密封部件29氣密地設(shè)置有由介電體例如石英或八1203等的陶瓷構(gòu)成，并透過(guò)微波的微波透過(guò)板28。因此，腔室1內(nèi)被氣密地保持。在微波透過(guò)板28的上方，以與基座2相對(duì)的方式設(shè)置有圓板狀的平面天線板31。該平面天線板31卡止在腔室1的側(cè)壁上端。平面天線板31，例如在與8英寸尺寸的晶片W對(duì)應(yīng)的情況下，為由直徑300400mm、厚度1幾mm(例如5mm)的導(dǎo)電性材料構(gòu)成的圓板。具體而言其結(jié)構(gòu)為，例如由表面鍍有銀或者鍍有金的銅板或者鋁板構(gòu)成，多個(gè)微波放射孔32(槽縫)按照規(guī)定的圖案貫通形成。也可以是鎳板或不銹鋼板。該微波放射孔32，例如如圖2所示形成長(zhǎng)狀并且形成對(duì)，典型的是成對(duì)的微波放射孔32彼此之間配置為"T"字狀，這些對(duì)有多個(gè)，配置為同心圓狀。微波放射孔32的長(zhǎng)度或排列間隔根據(jù)微波的波長(zhǎng)ag)決定，例如微波放射孔32的間隔被配置為人g/4、入g/2或者Xg。此外，在圖2中，形成為同心圓狀的鄰接的微波放射孔32彼此之間的間隔以Ar表示。另外，微波放射孔32也可以為圓形、圓弧形等其它的形狀。并且，微波放射孔32的配置方式并沒(méi)有特別限定，除同心圓狀以外，例如也能夠配置為螺旋狀、放射狀。在該平面天線板31的上表面，設(shè)置有具有比真空大的1以上的介電率的介電材料例如石英構(gòu)成的慢波件33。慢波件33也可以由聚四氟乙烯、聚酰亞胺等的樹(shù)脂構(gòu)成。該慢波件33，由于在真空中微波的波長(zhǎng)變長(zhǎng)，具有縮短微波的波長(zhǎng)調(diào)整等離子體的功能。此外，在平面天線板31和微波透過(guò)板28之間，而且，在慢波件33和平面天線板31之間，能夠分別粘接或者分離配置。在腔室1的上表面，以覆蓋這些平面天線板31和慢波件33的方式，設(shè)置有例如由鋁、不銹鋼、銅等的金屬材料構(gòu)成具有波導(dǎo)管功能的遮蔽蓋體34。腔室1的上表面和遮蔽蓋體34通過(guò)密封部件35被密封。在遮蔽蓋體34形成有冷卻水流路34a，通過(guò)使其中流通冷卻水，將遮蔽蓋體34、慢波件33、平面天線板31、微波透過(guò)板28冷卻。此外，遮蔽蓋體34被接地。在遮蔽蓋體34的上壁的中央形成有開(kāi)口部36，在該開(kāi)口部連接有波導(dǎo)管37。在該波導(dǎo)管37的端部，通過(guò)匹配電路38連接有微波發(fā)生裝置39。由此在微波發(fā)生裝置39中發(fā)生的例如頻率2.45GHz的微波通過(guò)波導(dǎo)管37向上述平面天線板31傳播。此外，作為微波的頻率，能夠使用8.35GHz、1.98GHz等。波導(dǎo)管37具有從上述遮蔽蓋體34的開(kāi)口部36向上方延伸出的截面為圓形的同軸波導(dǎo)管37a;和在該同軸波導(dǎo)管37a的上端部通過(guò)模式變換器40連接的水平方向延伸的矩形波導(dǎo)管37b。矩形波導(dǎo)管37b和同軸波導(dǎo)管37a之間的模式變換器40具有將矩形波導(dǎo)管37b內(nèi)以TE模式傳播的微波變換為T(mén)EM模式的功能。在同軸波導(dǎo)管37a的中心延伸有內(nèi)導(dǎo)體41，該內(nèi)導(dǎo)體41的下端部，連接固定在平面天線板31的中心。由此，微波通過(guò)同軸波導(dǎo)管37a的內(nèi)導(dǎo)體41向平面天線板31均勻有效地傳播。等離子體處理裝置100的各構(gòu)成部構(gòu)成為與具備CPU的工藝控制器50連接而被控制的結(jié)構(gòu)。工藝控制器50上連接有用戶接口51，該用戶接口51由用于工序管理者為了管理等離子體處理裝置100而進(jìn)行命令的輸入操作等的鍵盤(pán)、和使等離子體處理裝置100的工作狀況可視化地顯示的顯示器等構(gòu)成。另外，在工藝控制器50連接有收納有方案的存儲(chǔ)部52，上述方案即用于通過(guò)工藝控制器50的控制實(shí)現(xiàn)在等離子體處理裝置100中執(zhí)行的各種處理的控制程序、或根據(jù)處理?xiàng)l件使在等離子體處理裝置100的各部執(zhí)行處理的程序。方案存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部52中的存儲(chǔ)介質(zhì)中。存儲(chǔ)介質(zhì)可以是硬盤(pán)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，也可以是CDROM、DVD、閃存等的可移動(dòng)性存儲(chǔ)介質(zhì)。另外，也可以利用例如專用線路從其它裝置臨時(shí)傳送方案。并且，根據(jù)需要，按照來(lái)自用戶接口51的指示等從存儲(chǔ)部52調(diào)出任意的方案在工藝控制器50中執(zhí)行，從而在工藝控制器50的控制下，進(jìn)行等離子體處理裝置100中的所希望的處理。像這樣構(gòu)成的等離子體處理裝置100，即使是在80(TC以下，優(yōu)選50(TC以下的低溫也能夠通過(guò)沒(méi)有損傷的等離子體處理，形成優(yōu)質(zhì)的膜，并且等離子體均勻性良好，能夠?qū)崿F(xiàn)工藝的均勻性。該等離子體處理裝置100，例如，在形成作為晶體管的柵極絕緣膜的硅氧化膜的情況下、或者在半導(dǎo)體裝置的制造過(guò)程中作為元件分離技術(shù)被利用的淺溝道隔離(ShallowTrenchIsolation;STI)中對(duì)溝道形狀的表面進(jìn)行氧化處理(襯套氧化)形成氧化膜的情況下等能夠適用。以下，關(guān)于利用等離子體處理裝置100的溝道形狀(凹部)的氧化處理，參照?qǐng)D3的流程圖進(jìn)行說(shuō)明。首先，打開(kāi)閘閥26從搬入搬出口25將形成有溝道的晶片W搬入腔室1內(nèi)，載置在基座2上(步驟1)。然后，密閉腔室1內(nèi)進(jìn)行真空排氣至達(dá)到高真空(步驟2)，然后，從氣體供給系統(tǒng)16的Ar氣體供給源17和02氣體供給源18以規(guī)定的流量，或者在其中添加來(lái)自H2氣體供給源19的規(guī)定流量的H2氣體，經(jīng)由氣體導(dǎo)入部件15將Ar氣體和02氣體導(dǎo)入腔室1內(nèi)，并且利用被埋設(shè)在基座2的加熱器5開(kāi)始將基座加熱至規(guī)定的溫度(預(yù)備加熱步驟3)。像這樣進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的預(yù)備加熱之后，在將腔室l內(nèi)保持在規(guī)定的壓力和規(guī)定的溫度的狀態(tài)下，向腔室1內(nèi)導(dǎo)入微波使處理氣體等離子體化進(jìn)行等離子體氧化處理(步驟4)。在該等離子體氧化處理時(shí)，從預(yù)備加熱時(shí)開(kāi)始接著向腔室1內(nèi)導(dǎo)入Ar氣體和02氣體或者在其中添加H2氣體的處理氣體，在該狀態(tài)下，從微波發(fā)生裝置39開(kāi)始微波經(jīng)由匹配電路38、波導(dǎo)管37、平面天線板31和微波透過(guò)板28向腔室1內(nèi)的晶片W的上方空間放射，通過(guò)該微波，腔室1內(nèi)的處理氣體被等離子體化，通過(guò)該等離子體對(duì)晶片W實(shí)施等離子體氧化處理。具體而言，來(lái)自微波發(fā)生裝置39的微波經(jīng)由匹配電路38到達(dá)波導(dǎo)管37，在波導(dǎo)管37，微波順次通過(guò)矩形波導(dǎo)管37b、模式變換器40和同軸波導(dǎo)管37a提供給平面天線板31，從平面天線板31經(jīng)由微波透過(guò)板28發(fā)射到腔室1內(nèi)的晶片W的上方空間。微波在矩形波導(dǎo)管37b內(nèi)以TE模式傳播，該TE模式的微波由模式變換器40變換為T(mén)EM模式，在同軸波導(dǎo)管37a內(nèi)朝向平面天線板31傳播。這時(shí)，微波發(fā)生裝置39的功率密度為0.414.19W/cm2、功率優(yōu)選為0.55kW。通過(guò)從平面天線板31經(jīng)由微波透過(guò)板28被放射到腔室1的微波在腔室l內(nèi)形成電磁場(chǎng)，Ar氣體、02氣體等等離子體化，通過(guò)該等離子體氧化在晶片W形成的凹部?jī)?nèi)露出的硅表面。該微波等離子體是，微波從平面天線板31的多個(gè)微波放射孔32被放射，由此成為大約lxl(T5xlOcmS或者在此以上的高密度的等離子體，其電子溫度為較低的0.52eV左右，等離子體密度的均勻性為±5%以下。因此，具有以下有點(diǎn)能夠在低溫且短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行氧化處理形成較薄的均勻的氧化膜，而且由于是低電子溫度的等離子體所以等離子體中的離子等導(dǎo)致的對(duì)氧化膜的損傷小，能夠形成優(yōu)質(zhì)的硅氧化膜。這時(shí)，以處理壓力為267Pa以上400Pa以下，處理氣體中的氧的比例為520%的條件進(jìn)行等離子體氧化處理，如后文所述，能夠?qū)系郎喜康慕遣啃纬蓤A角形狀，并且不受在被處理體表面形成的圖案的疏密的影響，能夠以均勻的膜厚形成硅氧化膜。因此，將通過(guò)該方法得到的硅氧化膜作為絕緣膜使用制造的半導(dǎo)體裝置，成為具有良好的電特性的裝置。在上述"低壓力、低氧濃度條件"的情況下，離子成分作為等離子體中的活性種成為主導(dǎo)，在氧化的生長(zhǎng)比較困難的角部(comer部)集中基于等離子體的電場(chǎng)，活性種被引入，促進(jìn)積極的自由基氧化，所以由于圖案的疏密差別在電子化速率產(chǎn)生差別，難以形成均勻的氧化膜。另一方面，如上所述，在上述"高壓力、高氧濃度條件"的情況下，雖然疏密差別小，是較好的，但是由于活性種的自由基主要對(duì)氧化起作用，所以離子輔助不充分，不能夠在角部形成充分的圓角。與此相對(duì)，在本發(fā)明的"中壓力、中氧濃度條件"下，能夠確保能夠良好地維持上述"低壓力、低氧濃度條件"的角部的圓角的程度的離子輔助效果，而且不受"高壓力、高氧濃度條件"的圖案的疏密差別的影響而能夠維持膜厚均勻的效果。在該等離子體處理時(shí)，處理氣體中的氧的比例優(yōu)選如上所述的520%，更為優(yōu)選的是1018%。通過(guò)將處理氣體中的氧的比例調(diào)整到該范圍內(nèi)，控制等離子體中的氧離子和氧自由基的量，即使在硅表面例如存在有凹凸(圖案)的情況下，也能夠使得到達(dá)凹部?jī)?nèi)的底部的氧離子或氧自由基的量更多，從而能夠以均勻的膜厚形成硅氧化膜。"中壓力、中氧濃度條件"的處理氣體的流量能夠選自Ar氣體505000mL/min;02氣體:5500mL/min的范圍，使得相對(duì)于全部氣體流量的氧的比例成為上述值。另外，來(lái)自Ar氣體供給源17和02氣體供給源18的Ar氣體和02氣體中，能夠如上所述再以規(guī)定比率導(dǎo)入來(lái)自H2氣體供給源19的H2氣體。像這樣，通過(guò)供給H2氣體，能夠使等離子體氧化處理中的氧化速率提高。這是由于，通過(guò)供給H2氣體生成OH自由基，其對(duì)氧化速率的提高起作用。在該情況下，H2的比例，優(yōu)選相對(duì)于處理氣體整體的量為0.0110%，更為優(yōu)選的是0.15。/。，甚至是0.12%。具體而言，優(yōu)選的范圍是Ar氣體505000mL/min;02氣體10500mL/min;112氣體1110mL/min。而且，H2/02比為0.10.5的范圍。另外，腔室內(nèi)處理壓力，優(yōu)選在如上所述的267400Pa(23Torr)的范圍內(nèi)，更為優(yōu)選的是在300350Pa(2.22.7Torr)的范圍內(nèi)。另外，處理溫度能夠選擇20080(TC的范圍，更為優(yōu)選的是40050(TC的范圍。但是，依據(jù)本發(fā)明的發(fā)明者們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在本實(shí)施方式的處理氣體中的02氣體的比例為520%、腔室內(nèi)壓力為267Pa以上400Pa以下的范圍(以下稱為"中壓力、中氧濃度條件")的條件下，與"低壓力、低氧濃度條件"和"高壓力、高氧濃度條件"的情況相比，判明每單位時(shí)間形成的膜厚小。即，用于得到規(guī)定的膜厚的時(shí)間變長(zhǎng)生產(chǎn)率變小。這種情況如圖4所示。在圖4中表示，關(guān)于300mm晶片，在全部氣體的02氣體的比例為23。/。壓力為665Pa(5Torr)的"高壓力、高氧濃度條件"、和在上述范圍內(nèi)的02氣體的比例為12.7%壓力為333Pa(2.5Torr)的"中壓力、中氧濃度條件"下，使處理時(shí)間變化形成硅氧化膜的結(jié)果。此外，無(wú)論哪一種情況，處理氣體為02氣體+Ar氣體十H2氣體，在"高壓力、高氧濃度條件"下，02氣體37mL/min(sccm);Ar氣體120mL/min(seem);H2氣體3mL/min(sccm)，總流量為160mL/min(sccm),在"中壓力、中氧濃度條件"下，02氣體102mL/min(sccm);Ar氣體680mL/min(sccm);1^2氣體-18mL/min(sccm)，總流量為800mL/min(sccm)。另夕卜，微波的輸出為4000W，處理溫度(基座溫度)為465°C。此外，在圖5中以斜線所示的，與在腔室1的襯套7的內(nèi)側(cè)且從擋板8至微波透過(guò)板下表面的部分相對(duì)應(yīng)的、在腔室內(nèi)被實(shí)施實(shí)際有效的等離子體處理的等離子體處理空間S的容積大約為15.6L。根據(jù)該圖4可知，在本實(shí)施方式的"中壓力、中氧濃度條件"下，比在"高壓力、高氧濃度條件"的成膜速度慢。例如在目標(biāo)膜厚為4nm的情況下，與在"高壓力、高氧濃度條件"下為150sec相對(duì)，在本實(shí)施方式的條件下為240sec，比高壓力、高氧濃度條件耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)大約60%。該趨勢(shì)在Ar氣體+02氣體的情況下也同樣。這里，在本實(shí)施方式的"中壓力、中氧濃度條件"下，使處理氣體的總流量變化為800、1400、2000、4000mL/min(sccm)，掌握膜厚的變化。其結(jié)果如圖6所示。這里，使處理氣體為02氣體+Ar氣體+H2氣體，使處理氣體中的02氣體的比例為15%，使處理氣體的總流量為800mL/min的情況下，Ar:02:H2=680:102:18，當(dāng)處理氣體的總流量為2200mL/min的情況下Ar:02:H2=1870:280.5:49.5。另外，使壓力為333Pa，微波的輸出為4000W，處理溫度(基座溫度)為465°C。如該圖所示，處理氣體的總流量增加至8002000mL/min(sccm)，隨著流量增加膜厚增加，在2000mL/min(sccm)以上膜厚飽和。即處理氣體的總流量在2000mL/min(sccm)以上能夠得到高生產(chǎn)率(生產(chǎn)性)。因此，為了縮短膜形成時(shí)間提高生產(chǎn)性，優(yōu)選處理氣體的總流量為2000mL/min(sccm)以上。g卩，確認(rèn)使處理氣體的總流量為現(xiàn)有技術(shù)中的2.5倍以上是有效的。此外，腔室內(nèi)的容積多少存在誤差，在如圖5所示的上述試驗(yàn)中的300mm晶片用的腔室中，實(shí)際有效地實(shí)施等離子體處理的等離子體處理空間S的容積為1516L，在這樣的情況下如果是2000mL/min(sccm)以上則能夠得到上述氧化速率提高的效果。另外，縮短這樣的膜形成時(shí)間提高生產(chǎn)性的效果，依賴于實(shí)際有效地被實(shí)施等離子體處理的等離子體處理空間的每單位容積的處理氣體的總流量，如果該總流量為規(guī)定量以上，則能夠不依賴于腔室的容積而發(fā)揮上述效果。因此，由于相對(duì)于如圖5所示的腔室的實(shí)際有效地被實(shí)施等離子體處理的等離子體處理空間的容積15.6L為2000mL/min(sccm)以上，優(yōu)選在腔室內(nèi)實(shí)際有效地被實(shí)施等離子體的等離子體處理空間的每lmL為0.128mL/min(sccm)以上的流量。關(guān)于上述步驟3的預(yù)備加熱工序，在現(xiàn)有技術(shù)的"低壓力、低氧濃度條件"和為了改善因圖案的疏密導(dǎo)致的膜厚差的問(wèn)題的"高壓力、高氧濃度條件"下，由于溫度變化而氧化速率發(fā)生變化，因此以使基板和腔室內(nèi)的溫度穩(wěn)定使氧化速率穩(wěn)定為目的而設(shè)定為35sec的充分的時(shí)間。但是，依^本友明有們的姚討結(jié)杲，'判明為在本實(shí)施方式的"中壓力、中氧濃度條件"下，氧化速率的溫度依賴性比"低壓力、低氧濃度條件"和"高壓力、高氧濃度條件"小。該情況如圖7所示。圖7是橫軸表示溫度的倒數(shù)，縱軸表示氧化處理時(shí)的擴(kuò)散速度常數(shù)的所謂的阿雷尼厄斯曲線，關(guān)于"低壓力、低氧濃度條件"、"高壓力、高氧濃度條件"、"中壓力、中氧濃度條件"進(jìn)行表示。關(guān)于"低壓力、低氧濃度條件"、"高壓力、高氧濃度條件"、"中壓力、中氧濃度條件"的具體條件如下所示。02氣體370mL/min(sccm)Ar氣體1200mL/min(sccm)H2氣體30mL/min(sccm)壓力665Pa(5Torr)[中壓力、中氧濃度條件]02氣體280,5mL/min(sccm)Ar氣體1870mL/min(sccm)H2氣體49.5mL/min(sccm)壓力333Pa(2.5Torr)[低壓力、低氧濃度條件]02氣體20mL/min(sccm)Ar氣體2000mL/min(sccm)H2氣體10mL/min(sccm)壓力133Pa(1Torr)如圖7所示，在"低壓力、低氧濃度條件"、"高壓力、高氧濃度條件"下相對(duì)于溫度變化氧化處理時(shí)的擴(kuò)散速度常數(shù)較大地變化，相對(duì)地在"中壓力、中氧濃度條件"下即使溫度變化擴(kuò)散速度常數(shù)也并不那樣程度地變化。這是由于，在本實(shí)施方式的"中壓力、中氧濃度條件"下，得到膜厚穩(wěn)定性，"低壓力、低氧濃度條件"、"高壓力、高氧濃度條件"的情況難以得到溫度穩(wěn)定性，在本實(shí)施方式的"中壓力、中氧濃度條件"下，保證能夠縮短預(yù)備加熱時(shí)間?；谠摻Y(jié)果，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，在本實(shí)施方式的"中壓力、中氧濃度條件"下的硅氧化膜的形成中，關(guān)于使氧化處理前的預(yù)備加熱時(shí)間為現(xiàn)有技術(shù)的35sec和10sec的情況，掌握處理時(shí)間與膜厚和膜厚的偏差的關(guān)系。其結(jié)果如圖8所示。如圖8所示，在本實(shí)施方式的"中壓力、中氧濃度條件"下，即使預(yù)備加熱時(shí)間為10sec左右也與35sec得到相同的硅氧化膜形成速率，而且膜厚穩(wěn)定性也相同，能夠確認(rèn)可以大幅縮短預(yù)備加熱時(shí)間。從在能夠維持膜厚穩(wěn)定性的范圍內(nèi)極力縮短處理時(shí)間的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選預(yù)備加熱時(shí)間為525sec。從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā)更優(yōu)選515sec。接著，參照?qǐng)D9，關(guān)于將本發(fā)明的等離子體氧化處理方法應(yīng)用于19STI的溝道形狀表面的氧化膜形成的例子進(jìn)行說(shuō)明。圖9是表示STI中的溝道的形成和到其后進(jìn)行的氧化膜形成為止的工序的圖。首先，在圖9(a)和(b)中，在硅基板101上例如利用熱氧化等的方法形成Si02等的硅氧化膜102。接著，在(c)中，在硅氧化膜102上，通過(guò)例如CVD(ChemicalVaporDeposition:化學(xué)氣相沉積)形成Si3N4等的硅氮化膜103。并且在(d)中，在硅氮化膜103上，涂覆光致抗蝕劑之后，利用光刻法形成圖案而形成抗蝕劑層104。接著，如圖(e)所示，將抗蝕劑層104作為蝕刻掩模，例如使用氟碳化合物類(lèi)等的蝕刻氣體有選擇地對(duì)硅氮化膜103和硅氧化膜102進(jìn)行蝕刻，與抗蝕劑層104的圖案對(duì)應(yīng)使硅基板101露出。g卩，利用硅氮化膜103形成用于溝道的掩模圖案。(f)是表示通過(guò)使用例如包含氧等的處理氣體的含氧等離子體，實(shí)施所謂的灰化(7、乂、:/y夕")處理，除去抗蝕劑層104的狀態(tài)。在(g)中，將硅氮化膜103和硅氧化膜102作為掩模，對(duì)硅基板101有選擇地實(shí)施蝕刻(干式蝕刻)，由此形成溝道105。該蝕刻例如能夠使用含Cb、HBr、SF6、CF4等的鹵素或者鹵化物、02等的蝕刻氣體進(jìn)行。(h)是表示在STI的蝕刻之后對(duì)于在硅基板101上形成的溝道105的露出面形成硅氧化膜的工序。這里，是以中壓力、中氧濃度條件，并且處理氣體中的氧的比例為520%，且處理壓力為267Pa以上400Pa以下的條件進(jìn)行等離子體氧化處理。以這樣的條件進(jìn)行(i)所示的等離子體氧化處理，由此使溝道105的肩部105a的硅101具有圓角，并且在溝道105的露出面能夠形成硅氧化膜。通過(guò)將溝道105的肩部105a的硅形成為圓角形狀，與該部位形成為銳角的情況相比較，能夠抑制漏電電流的發(fā)生。另外，在凹凸圖案存在疏密的情況下，能夠使疏的部位和密的部位不產(chǎn)生膜厚差地在溝道(溝槽)形狀的表面形成均勻的硅氧化膜。并且，作為硅基板IOI的結(jié)晶面方位一般使用(100)面，對(duì)基板進(jìn)行蝕刻形成溝道105時(shí)，在溝道105內(nèi)的側(cè)壁面露出(111)面或者(110)面，在溝道105的底面露出(100)面。對(duì)這樣的溝道105進(jìn)行氧化處理時(shí)，根據(jù)面方位而氧化速率不同，在各面氧化膜厚產(chǎn)生差異出現(xiàn)面方位依賴性的問(wèn)題。但是，通過(guò)在上述本發(fā)明的氧化處理?xiàng)l件下進(jìn)行等離子體氧化處理，能夠不依賴于硅的面方位，在溝道105的內(nèi)面(側(cè)壁部、底部)以均勻的膜厚形成硅氧化膜llla、lllb。這些效果是，在處理氣體中的氧的比例為520%，且處理壓力為267Pa以上400Pa以下的條件下進(jìn)行的等離子體氧化處理所特有的效果。這時(shí)的氧的分壓為13.380Pa，氧的比例在更為優(yōu)選的范圍1018%時(shí)，氧的分壓為26.672Pa。此外，利用本發(fā)明的硅氧化膜的形成方法形成硅氧化膜111后，按照基于STI的元件分離區(qū)域形成的順序，例如利用CVD法在溝道105內(nèi)埋入Si02等的絕緣膜之后，將硅氮化膜103作為阻擋層通過(guò)CMP進(jìn)行研磨而進(jìn)行平坦化。在進(jìn)行平坦化之后，通過(guò)蝕刻除去硅氮化膜103和埋入絕緣膜的上部，由此形成元件分離結(jié)構(gòu)。接著，關(guān)于將本發(fā)明的硅氧化膜的形成方法用于形成有具有疏密的線、線間距的凹凸圖案的硅表面的氧化膜形成的例子進(jìn)行說(shuō)明。圖IO是示意性表示在具有圖案110的硅基板101的表面形成硅氧化膜111之后的晶片W的主要部分的截面結(jié)構(gòu)的圖。使用圖1的等離子體處理裝置100，在下述的條件AC中使處理壓力和氧比例變化進(jìn)行等離子體氧化處理，在凹凸的硅表面形成硅氧化膜之后，對(duì)于圖案110的凸部的頂部膜厚a、在凹凸圖案110疏的部分(疏部)的側(cè)部膜厚b、底部膜厚c和肩部112的角膜厚d、以及在凹凸圖案密的部分(密部)的側(cè)部膜厚b'、底部膜厚c'和肩部112的角膜厚d'，分別進(jìn)行測(cè)定。此外，在該凹凸圖案110，圖案疏的區(qū)域的凹部的開(kāi)口寬度"與密的區(qū)域的凹部的開(kāi)口寬度L2的比(L,/L2)為10以上。另外，凹凸圖案110的凹部的深度與開(kāi)口寬度的比(深寬比)是在疏部為1以下，在密部為2。對(duì)于所形成的硅氧化膜，測(cè)定凹凸圖案110的凸部的角膜厚比(膜厚dV膜厚b，)，凹凸圖案110的頂部和底部的膜厚比(膜厚c7膜厚a)和基于凹凸圖案110的疏密的膜厚比[(膜厚c，/膜厚c)xl00]。這些結(jié)果在表1和圖11圖14中表示。圖11是表示硅氧化膜的膜厚比與處理壓力的關(guān)系的圖表，圖12是表示硅氧化膜的膜厚比和處理氣體中的氧比率的關(guān)系的圖表，圖13是表示硅氧化膜的基于圖案疏密的膜厚比和處理壓力的關(guān)系的圖表，圖14是表示硅氧化膜的基于圖案疏密的膜厚比和處理氣體中的氧比率的關(guān)系的圖表。角膜厚比(膜厚d，/膜厚b，)表示圖案的肩部112的圓角形成的情況，例如如果為0.8以上則肩部112的硅101的角形成圓角。優(yōu)選的是0.81.5，更為優(yōu)選的是0.951.5，進(jìn)一步更加優(yōu)選的是0.951.0。相反，該角膜厚比未達(dá)到0.8，則角部分的硅101并未充分形成圓角，硅101的角維持銳角的形狀。如果像這樣角部分的硅101為銳角，則器件形成之后，在該角部引起電場(chǎng)集中導(dǎo)致漏電電流的增大。另外，頂部和底部的膜厚比(膜厚c，/膜厚a)表示相對(duì)于具有凹凸形狀的硅的覆蓋(coverage)性能，越接近l越良好。并且，基于疏密的膜厚比[(膜厚c7膜厚c)xl00]圖案110的疏部和密部的膜厚差的指標(biāo)，85%以上即良好。<條件A:比較例1〉A(chǔ)r流量500mL/min(sccm)02流量5mL/min(sccrrOH2流量OmL/min(sccm)02氣體比率約1%處理壓力133.3Pa(1Torr)微波功率密度2.30W/cm2處理溫度400°C處理時(shí)間360秒〈條件B:本發(fā)明>Ar流量340mL/min(sccm)02流量51mL/min(sccm)H2流量9mL/min(sccm)02氣體比率約13%處理壓力333.3Pa(2.5Torr)微波功率密度2.30W/cm2處理溫度400°C處理時(shí)間585秒〈條件C:比較例2>Ar流量120mlVmin(sccm)02流量37mL/min(sccm)H2流量3m!7min(sccm)02氣體比率約23%處理壓力666.5Pa(5Torr)微波功率密度2.30W/cm2處理溫度400°C處理時(shí)間444秒表1<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>根據(jù)表1、圖11和圖12，能夠確認(rèn)角部的膜厚比為條件A(比較例1)>條件B(本發(fā)明)>條件C(比較例2)。g卩，能夠確認(rèn)通過(guò)條件B(本發(fā)明)形成硅氧化膜的情況下的角膜厚比為0.99，比相對(duì)低壓力、低氧濃度條件的條件A(比較例1)的1.14差但是是良好的結(jié)果，在肩部112的硅(、乂y〕y)形成有充分的圓角形狀。但是，在相對(duì)的高壓力、高氧濃度條件的條件C(比較例2)的情況下，角膜厚比為0.94未到達(dá)0.95，肩部112的硅未充分形成圓角形狀。另外，可以確認(rèn)頂部和底部的膜厚比為條件B(本發(fā)明)〉條件C(比較例1)>條件A(比較例l)。即，雖然條件B(本發(fā)明)和條件C(比較例2)優(yōu)秀，但是在相對(duì)低壓力、低氧濃度條件的條件A(比較例1)中較差。并且，根據(jù)表l、圖13和圖14，可以確認(rèn)基于疏密的膜厚比為條件C(比較例1)>B(本發(fā)明)〉條件A(比較例1)。g卩，雖然條件B(本發(fā)明)下為89.4%，比相對(duì)的高壓力、高氧濃度條件的條件C(比較例2)的93.8%低但是是優(yōu)秀的。另一方面，相對(duì)的低電壓、低氧濃度條件的條件A(比較例l)中為81.5%比其它的條件大幅變差。在條件B(本發(fā)明)和相對(duì)的高壓力、高氧濃度條件的條件C(比較例2)中，與相對(duì)的低電壓、低氧濃度條件的條件A(比較例l)相比，等離子體中的氧自由基密度高，在凹凸圖案110的凹部?jī)?nèi)自由基容易進(jìn)入因而能夠得到因疏密導(dǎo)致的膜厚差小的良好的結(jié)果。像這樣，在相對(duì)的低電壓、低氧濃度條件的條件A(比較例1)和相對(duì)的高壓力、高氧濃度條件的條件C(比較例2)中，角膜厚比或者疏密導(dǎo)致的膜厚比的任一種都差，不能得到滿足全部特性的結(jié)果，而在條件B(本發(fā)明)中，能夠得到全部特性良好的結(jié)果。另夕卜，根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，由于角膜厚比為0.8以上，優(yōu)選為0.95以上，因此處理壓力為400Pa以下，處理氣體中的氧的比例為20%以下即可。另一方面，可知為了使疏密導(dǎo)致的膜厚比為85%以上，使處理壓力為267Pa以上，處理氣體中的氧的比例為5%以上即可。因此，可以確認(rèn)等離子體氧化處理的處理壓力優(yōu)選為267Pa以上400Pa以下，處理氣體中的氧的比例優(yōu)選為5%以上20%以下，更為優(yōu)選的是10%以上18%以下。接著，在等離子體處理裝置100中，作為處理氣體以總流量800mL/min(sccm)使用Ar/02/H2，對(duì)表面的結(jié)晶面是(100)面和(110)面的硅實(shí)施等離子體氧化處理，調(diào)查基于面方位的膜厚比[(110)面的膜厚/(100)面的膜厚]。使處理氣體中的氧比例按照4.25%、6.37%、8.5%、12.75%、17.0%和21.25%變化，剩余部通過(guò)Ar流量和H2流量進(jìn)行調(diào)節(jié)而成為上述總流量。另外，使處理壓力以266.7Pa、333.2Pa、400Pa、533.3Pa和666.5Pa變化。此外，H2/02的流量比固定為0.176。另外，微波功率為2750W(功率密度2.30W/cm2)、處理溫度為400°C、處理時(shí)間為360秒。其結(jié)果在圖15和圖16中表示。在形成硅氧化膜的情況下，重要的是使具有凹凸的硅的側(cè)部的(110)面和凹凸的底部的(100)面的膜厚比盡可能均勻化。該基于面方位的膜厚比[(110)面的膜厚/(100)面的膜厚]優(yōu)選為1.15以下，更為優(yōu)選的是l.l以上1.15以下。根據(jù)圖15和圖16，如果是處理壓力為267Pa以上400Pa以下，處理氣體中的氧的比例為5%以上20%以下的等離子體氧化處理?xiàng)l件，則能夠確認(rèn)能夠使基于面方位的膜厚比[(110)面的膜厚/(100)面的膜厚]為1.15以下，例如是1.1以上1.15以下?；诿娣轿坏哪ず癖萚(110)面的膜厚/(100)面的膜厚]優(yōu)選為1.0以上，但是為1.0的情況下因疏密導(dǎo)致的膜厚比變差。為了使疏密導(dǎo)致的膜厚比為85%以上，需要1.1以上的基于面方位的膜厚比，并且，如果基于面方位的膜厚比為1.1以上，則角膜厚比也能夠維持為良好的值。以上的試驗(yàn)結(jié)果表示，在等離子體處理裝置100中，按照267Pa以上400Pa以下，處理氣體中的氧的比例為5%以上20%以下的條件形成硅氧化膜，由此能夠在凹凸圖案110的肩部112導(dǎo)入圓角，同時(shí)能夠改善圖案疏密導(dǎo)致的膜厚差，進(jìn)而也能夠抑制面方位導(dǎo)致的膜厚差。在圖10中，即使凹凸圖案110的疏的區(qū)域的凹部的開(kāi)口寬度L,與密的區(qū)域的凹部的開(kāi)口寬度L2的比(L"L2)比1大例如210也能夠充分得到這些效果。并且，即使對(duì)于凹凸圖案110的凹部的深度與開(kāi)口寬度的比(縱橫比)在疏部為1以下優(yōu)選為0.02以上1以下，在密部為2以上10以下優(yōu)選為5以上10以下的凹凸圖案也能夠獲得上述各效果。另外，即使對(duì)于極其精細(xì)的凹凸圖案110也能夠均勻地形成硅氧化膜。接著，關(guān)于進(jìn)行處理時(shí)間縮短的試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。這里，作為本實(shí)施方式的"中壓力、中氧濃度條件"，為腔室內(nèi)壓力333Pa(2.5Torr);02氣體相對(duì)于全部氣體流量的比例12.75%;H2氣體的比例2.25%;處理溫度465°C;微波功率4000W(功率密度3.35W/cm"的條件，使處理氣體的總流量為800mL/min(sccm)和2200mL/min(sccm)，在2200mL/min的情況下預(yù)備加熱時(shí)間為35sec和10sec的兩個(gè)基準(zhǔn)。另外，為了比較，作為"高壓力、高氧濃度條件"，使預(yù)備加熱時(shí)間變化進(jìn)行硅氧化膜形成處理。以腔室內(nèi)壓力665Pa(5Torr);02氣體相對(duì)于全部氣體流量的比例:23%;Eb氣體的比例:2.25%;處理溫度465°C;微波功率4000W(功率密度3.35W/cm2)的條件，如表2所示按照預(yù)備加熱時(shí)間35sec，等離子體處理145sec，總時(shí)間180sec形成4.2nm的硅氧化膜(表2的處理A)。與此相對(duì)，在"中壓力、中氧濃度條件"下處理氣體的總流量為800mL/min(sccm)時(shí)(表2的處理B)，為了得到4.2nm的硅氧化膜的處理時(shí)間為，預(yù)備加熱時(shí)間35sec;等離子體處理時(shí)間223sec;總時(shí)間258sec，比"高壓力、高氧濃度條件"的情況延長(zhǎng)78sec。這時(shí)的情況如圖17A所示。但是，通過(guò)將處理氣體的總流量上升至2200mL/min(sccm)用于獲得4.2nm的硅氧化膜的等離子體處理時(shí)間能夠縮短至180sec(表2的處理C)，與800mL/min時(shí)的情況比較能夠?qū)⑻幚頃r(shí)間縮短43sec，與"高壓力、高氧濃度條件"的情況的差縮短至35sec。這時(shí)的情況如圖17B所示。另外，即使處理氣體的總流量為2200mL/min且將預(yù)備加熱時(shí)間減少至10sec(表2的處理D)，等離子體處理時(shí)間也并不明顯延長(zhǎng)，膜厚的不均勻也與預(yù)備加熱為35sec的情況為相同程度。如表2所示，這時(shí)的等離子體處理時(shí)間為188sec，預(yù)備加熱時(shí)間為10sec，因此總時(shí)間為198sec，比"高壓力、高氧濃度條件"的處理A延長(zhǎng)18sec左右，成為與處理A幾乎相同的處理時(shí)間。這時(shí)的情況如圖17C所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>此外，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，能夠有各種變形。例如在上述實(shí)施方式中，作為實(shí)施本發(fā)明的方法舉例RLSA方式的等離子體處理裝置，但是也可以是遙控等離子體方式、ICP等離子體方式、ECR等離子體方式、表面反射波等離子體方式、磁控管等離子體方式等其它的等離子體處理裝置。另外舉例表示了，在上述實(shí)施方式中圖9、圖10例示的單結(jié)晶硅的硅基板上形成的凹凸圖案的表面上，進(jìn)行高品質(zhì)的氧化膜形成的必要性高的STI中溝道內(nèi)部的氧化膜形成，但是也能夠適用于在晶體管的多晶硅柵極電極側(cè)壁的氧化膜形成等其它的凹凸圖案的表面，高品質(zhì)的氧化膜形成的必要性高的應(yīng)用，另外，在形成有凹凸且根據(jù)部位而面方位不同的硅表面例如翼構(gòu)造或溝槽門(mén)構(gòu)造的3維晶體管的制造過(guò)程中，形成作為柵極絕緣膜的硅氧化膜的情況下也能適用。并且，也能夠適用于閃存等的信道氧化膜的形成等。另外，在上述實(shí)施方式中，敘述了關(guān)于作為絕緣膜形成硅氧化膜的方法，但是在對(duì)利用本發(fā)明的方法形成的硅氧化膜進(jìn)一步進(jìn)行氮化處理形成硅氧氮化膜(SiON)的用途中也能夠使用。在該情況下，無(wú)論氮化處理的方法如何，例如優(yōu)選使用包含Ar氣體和N2氣體的混合氣體進(jìn)行等離子體氮化處理。另外，也能夠適用于基于使用Ar氣體、N2氣體和02氣體的混合氣體進(jìn)行等離子體氮氧化處理的氮氧化膜的形成。另外，在上述實(shí)施方式中表示了關(guān)于使用半導(dǎo)體基板的硅基板作為被處理體的例子，但是也可以是化合物半導(dǎo)體基板那樣的其它的半導(dǎo)體基板，另外，也可以是LCD基板、有機(jī)EL基板等的FPD用的基板。在各種半導(dǎo)體裝置的制造中，在形成硅氧化膜的情況下能夠適用本發(fā)明。權(quán)利要求1.一種等離子體氧化處理方法，其特征在于包括下述步驟在等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)，配置表面由硅構(gòu)成且在表面具有凹凸形狀的圖案的被處理體；在所述處理容器內(nèi)，按照處理氣體中的氧的比例在5～20％范圍，并且處理壓力在267Pa以上400Pa以下的范圍的條件形成等離子體；并且，通過(guò)所述等離子體，氧化所述被處理體的表面的硅形成硅氧化膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于所述等離子體是，通過(guò)由具有多個(gè)槽縫的平面天線導(dǎo)入所述處理容器內(nèi)的微波激勵(lì)所述處理氣體而形成的微波激勵(lì)等離子體。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于在被處理體的表面，形成有所述凹凸圖案疏的區(qū)域和該凹凸圖案密的區(qū)域。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于按照在所述凹凸圖案的凸部上端的角部形成的硅氧化膜的膜厚tc、與在所述凸部的側(cè)面形成的硅氧化膜的膜厚ts的比te/ts為0.95以上1.5以下的方式形成硅氧化膜。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于按照所述凹凸圖案密的區(qū)域的凹部的底處的硅氧化膜的膜厚相對(duì)于所述凹凸圖案疏的區(qū)域的凹部的底處的硅氧化膜的膜厚的比率為85%以上的方式形成硅氧化膜。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于所述處理氣體中的氧的比例為1018%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于所述處理壓力為300Pa以上350Pa以下。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于所述處理氣體按照0.110%的比例包含氫。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于處理溫度為20080(TC。10.—種等離子體氧化處理方法，其包括下述步驟在等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)，配置表面具有硅的被處理體；從具有多個(gè)槽縫的平面天線向所述處理容器內(nèi)放射微波并在所述處理容器內(nèi)利用微波形成包含稀有氣體和氧的處理氣體的等離子體；并且，利用所述等離子體氧化被處理體表面的硅形成硅氧化膜，該等離子體氧化處理方法的特征在于將包含520%的氧的處理氣體，按照在所述處理容器內(nèi)實(shí)際有效地被實(shí)施等離子體處理的等離子體處理空間的容積每1mL為0.128mL/min以上的流量供給到所述處理容器內(nèi)，并且使處理壓力為267Pa以上400Pa以下形成所述等離子體，利用該等離子體氧化被處理體表面的硅形成硅氧化膜。11.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于當(dāng)在所述處理容器內(nèi)實(shí)際有效地被實(shí)施等離子體處理的等離子體處理空間的容積為1516L的情況下，將氧的比例為520%的處理氣體按照2000mL/min以上的流量供給到所述處理容器內(nèi)。12.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于:基于所述等離子體的硅的氧化處理在加熱被處理體的同時(shí)進(jìn)行，將在所述硅的氧化處理之前進(jìn)行的被處理體的預(yù)備加熱進(jìn)行530秒。13.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于:所述處理氣體還包含氫氣。14.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于:在被處理體的表面具有凹凸圖案。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于:在被處理體的表面，形成有所述凹凸圖案疏的區(qū)域和該凹凸圖案密的區(qū)域。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于:按照在所述凹凸圖案的凸部上端的角部形成的硅氧化膜的膜厚te、與在所述凸部的側(cè)面形成的硅氧化膜的膜厚ts的比tA為0.95以上1.5以下的方式形成硅氧化膜。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于按照所述凹凸圖案密的區(qū)域的凹部的底處的硅氧化膜的膜厚相對(duì)于所述凹凸圖案疏的區(qū)域的凹部的底處的硅氧化膜的膜厚的比率為85%以上的方式形成硅氧化膜。18.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于所述處理氣體中的氧的比例為1018%。19.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于所述處理壓力為300Pa以上350Pa以下。20.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于所述處理氣體的氫氣的比例為0.110%。21.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于:處理溫度為200800°C。22.—種等離子體處理裝置，其特征在于，包括收容表面由硅構(gòu)成且在表面具有凹凸形狀的圖案的被處理體的處理容器；向所述處理容器內(nèi)供給包含稀有氣體和氧的處理氣體的處理氣體供給機(jī)構(gòu)；對(duì)所述處理容器內(nèi)進(jìn)行真空排氣的排氣機(jī)構(gòu)；使在所述處理容器中生成所述處理氣體的等離子體的等離子體生成機(jī)構(gòu)；和控制部，其進(jìn)行控制使得在所述處理容器內(nèi)進(jìn)行下述處理，在配置有所述被處理體的狀態(tài)下，在所述處理容器內(nèi)按照所述處理氣體中的氧的比例為520%，且處理壓力為267Pa以上400Pa以下的條件形成等離子體；利用所述等離子體，氧化所述被處理體的表面的硅形成硅氧化膜。23.—種存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行并控制等離子體處理裝置的程序，該存儲(chǔ)介質(zhì)的特征在于所述程序在運(yùn)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)控制所述等離子體處理裝置，以執(zhí)行下述等離子體氧化處理方法，所述等離子體氧化處理方法包括-在等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)，配置表面由硅構(gòu)成且在表面具有凹凸形狀的圖案的被處理體；在所述處理容器內(nèi)，按照處理氣體中的氧的比例在520%范圍，且處理壓力在267Pa以上400Pa以下的范圍的條件形成等離子體；并且利用所述等離子體，氧化所述被處理體的表面的硅形成硅氧化膜。全文摘要本發(fā)明提供的硅氧化膜的形成方法包括在等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)，配置表面由硅構(gòu)成且在表面具有凹凸形狀的圖案的被處理體；在所述處理容器內(nèi)，按照處理氣體中的氧的比例在5～20％范圍，并且處理壓力在267Pa以上400Pa以下的范圍的條件形成等離子體；并且，通過(guò)所述等離子體，氧化所述被處理體的表面的硅形成硅氧化膜。文檔編號(hào)H01L21/316GK101523576SQ20078003640公開(kāi)日2009年9月2日申請(qǐng)日期2007年9月27日優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日發(fā)明者伊佐和裕,北川淳一,壁義郎,小林岳志,鹽澤俊彥申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社