專利名稱：：等離子體氧化處理方法、等離子體處理裝置、以及存儲介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明涉及等離子體氧化處理方法，詳細的是涉及例如在作為半導體裝置的制造過程的元件分離技術(shù)的淺溝槽隔離技術(shù)(ShallowTrenchIsolation;STI)中在槽內(nèi)形成氧化膜的情況下等，能夠適用的等離子體氧化處理方法。
背景技術(shù)：
：STI作為電分離形成在硅基板上的元件的技術(shù)被公知。在STI中，將氮化硅膜等作為掩模蝕刻硅從而形成槽，在其中埋入Si02等的絕緣膜后，通過化學機械研磨(CMP;ChemicalMechanicalPolishing)處理，將掩模(氮化硅膜)作為制動部(stopper),實施平坦化工序。在STI中，在進行槽形成的情況下，存在槽的肩部(溝的側(cè)壁的上端的角部)、槽的角(溝的側(cè)壁的下端的拐角部)的形狀呈銳角的情況。其結(jié)果是，在晶體管等的半導體裝置中，應力集中在這些部位從而產(chǎn)生缺陷，成為引起泄漏電流增大、進而消耗電力增加的主要原因。因此，公知的是，通過蝕刻形成槽后，在槽的內(nèi)壁形成氧化膜，由此使槽的形狀光滑。作為形成這樣的氧化硅膜的方法，使用采用氧化爐、RTP(RapidThermalProcess;快速熱處理)裝置的熱氧化處理。例如，在利用作為熱氧化處理的一種的氧化爐進行的濕氧化處理中，使用將硅基板加熱到超過800°C的溫度，并使氧和氫燃燒生成水蒸氣(H20)的WVG(WaterVaporGenerator;水蒸氣發(fā)生器)裝置，通過暴露于水蒸氣(H20)的氧化氛圍中使硅表面氧化，從而形成氧化硅膜。能夠認為熱氧化處理是能夠形成優(yōu)質(zhì)的氧化硅膜的方法。但是，因為需要基于超過800。C的高溫的處理，所以存在熱開支(thermalbudget)增大、由于熱應力而使硅基板產(chǎn)生變形等的問題。對此，作為由于處理溫度為400'C左右，因此能夠避免熱氧化處理的熱開支增大、基板變形等問題的技術(shù)，提案有利用使用含有氬氣和氧氣、氧的流量比率大約為1%的處理氣體、在133.3Pa的腔室內(nèi)壓力下形成的微波激勵等離子體，使其在以硅為主成分的電子器件的表面起作用進行氧化處理，由此能夠形成膜厚的控制容易且優(yōu)質(zhì)的氧化硅膜的氧化膜形成方法(例如，WO2001/69673號、WO2004/008519號)。另外，該技術(shù)，通過在處理壓力為133.3Pa左右、處理氣體中的02流量為1%的條件(為了便于說明，稱為"低壓力，低氧濃度條件")下進行等離子體處理，具有能夠得到高氧化率，并且在已將具有凹凸的硅表面氧化的情況下對凸部上端的硅的拐角導入圓角形狀，能夠抑制由來自該部位的電場集中引起的泄漏電流的優(yōu)點。但是，當若在上述低壓力、低氧濃度條件下進行等離子體氧化處理，則在被處理體表面形成的溝、線和空間等的圖案中存在有疏密的情況下，存在在圖案疏的部位和密的部位氧化硅膜的形成速度產(chǎn)生差異，不能以均勻的膜厚形成氧化硅膜的問題。若氧化硅膜的膜厚因部位而異，則成為使將該氧化硅膜作為絕緣膜使用的半導體裝置可靠性下降的一個原因。另外，半導體裝置的微細化漸漸發(fā)展，優(yōu)選在槽形成時，使氧化膜厚的底部和側(cè)壁的選擇性提高，使形成在側(cè)壁的氧化膜變得更薄。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供在圖案的凸部上端的硅的拐角形成有圓角形狀的基礎上，不產(chǎn)生因圖案的疏密而引起的膜厚差，能夠以均勻的膜厚形成氧化硅膜的等離子體氧化處理方法。本發(fā)明的其他目的是，在此基礎上，提供能夠使氧化硅膜厚的底部和側(cè)壁的選擇性提高，使形成于側(cè)壁的氧化膜變得更薄的等離子體氧化處理方法。根據(jù)本發(fā)明的第一觀點，提供一種等離子體氧化處理方法，其對具有凹凸圖案的被處理體實施基于等離子體的氧化處理從而形成氧化硅膜，其包括在設置于等離子體處理裝置的處理室內(nèi)的載置臺上，放置具有凹凸圖案的被處理體；向上述處理室內(nèi)供給氧的比率是0.5%以上不足10%的處理氣體，將上述處理室內(nèi)的壓力保持為1.3665Pa;在對上述載置臺施加高頻電力的同時形成上述處理氣體的等離子體，通過該等離子體對被處理體實施氧化處理。在上述第一觀點中，優(yōu)選處理氣體中的氧的比率為0.5~5%，更為優(yōu)選的是0.5~2.5%。另外，優(yōu)選處理壓力為1.3266.6Pa，更為優(yōu)選的是1.3~133.3Pa。上述高頻電力的輸出，能夠是每被處理體的面積為0.015~5W/cm2，優(yōu)選為0.05~lW/cm2。另夕卜，上述高頻電力的輸出，能夠為53600W。進一步，上述高頻電力的頻率能夠為300kHz60MHz，優(yōu)選的是400kHz27MHz。另外，在上述第一觀點中，上述處理氣體能夠含有0.1%~10%比率的氫。另外，處理溫度能夠為20080(TC。優(yōu)選至少在硅部分形成有上述凹凸圖案，作為具體的例子，能夠舉出在硅部分和絕緣膜部分形成，至少凹部形成于硅部分的方式。進一步，上述等離子體能夠是，通過上述處理氣體、和被具有多個狹縫的平面天線導入到上述處理室內(nèi)的微波，形成的微波激勵等離子體。根據(jù)本發(fā)明的第二觀點，提供一種等離子體處理裝置，其包括對被處理體進行等離子體處理的能夠真空排氣的處理室；配置在上述處理室內(nèi)，載置被處理體的載置臺；向上述處理室內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給機構(gòu)；在上述處理室內(nèi)生成上述處理氣體的等離子體的等離子體生成機構(gòu)；和控制部，其按照以下方式進行控制，即使處理氣體中的氧的比率為0.5%以上不足10%，使上述處理室內(nèi)的壓力為1.3665Pa，在對上述載置臺施加高頻電力的同時形成上述處理氣體的等離子體，通過該等離子體對被處理體實施氧化處理。根據(jù)本發(fā)明的第三觀點，提供一種存儲介質(zhì)，其存儲有在計算機上動作控制等離子體處理裝置的程序，上述程序，在執(zhí)行時，使計算機控制上述等離子體處理裝置，執(zhí)行等離子體氧化處理方法，該等離子體氧化處理方法包括在設置于等離子體處理裝置的處理室內(nèi)的載置臺上，放置具有凹凸圖案的被處理體；向上述處理室內(nèi)供給氧的比率是0.5%以上不足10%的處理氣體，將上述處理室內(nèi)的壓力保持為L3665Pa;在對上述載置臺施加高頻電力的同時形成上述處理氣體的等離子體，通過該等離子體對被處理體實施氧化處理。根據(jù)本發(fā)明，在對具有凹凸圖案的被處理體實施基于等離子體的氧化處理，通過氧化凹凸圖案的露出表面形成氧化硅膜時，在處理氣體中的氧的比率是0.5%以上不足10%且處理壓力為L3665Pa的條件下，在向載置被處理體的載置臺施加高頻電力的同時形成等離子體，因此能夠使凸部拐角部的圓角性良好，并不產(chǎn)生因圖案的疏密引起的膜厚差，以均勻的膜厚形成氧化硅膜。另外，通過這樣向載置臺施加高頻電力，能夠提高氧化膜厚的底部和側(cè)壁的選擇性，并將形成于側(cè)壁的氧化膜變得更薄，能夠適用于器件的微細化。進一步，向載置臺施加高頻電力，具有使凸部拐角部的圓角性更加提高的作用，而且與僅在處理氣體中的氧的比率為0.5%10%，處理壓力為1.3665Pa的條件下執(zhí)行相比，能夠進一步增大凸部拐角部的圓角。圖1是表示適用于本發(fā)明方法的實施的等離子體處理裝置的一個例子的概略截面圖。圖2是表示平面天線的構(gòu)造的圖。圖3是表示向等離子體插入朗繆爾探測儀，掃描施加電壓的情況下的一般的電流-電壓特性。圖4是表示改變偏置功率的情況下的電流-電壓特性的圖。圖5是表示偏置功率密度和等離子體的電子密度之間的關系的圖。圖6是表示對基于STI的元件分離的適用例的晶片截面的示意圖。圖7是表示形成有圖案的晶片表面附近的縱截面的示意圖。圖8是表示高頻偏置功率密度與底部/側(cè)壁膜厚比的關系的圖。圖9是表示高頻偏置功率密度與底部疏密的關系。圖10是表示高頻偏置功率密度與對于偏壓0W的拐角部膜厚增加比之間的關系的圖。圖11是表示使高頻偏壓變化的情況下的(100)面上的氧化硅膜的厚度與(110)面上的氧化硅膜的厚度之間的關系的圖。具體實施方式以下，參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選方式進行說明。圖1是示意性地表示適用于本發(fā)明的氧化硅膜形成方法的實施的等離子體處理裝置的一個例子的截面圖。該等離子體處理裝置，作為RLSA(RadialLineSlotAntenna;徑向線狹縫天線)微波等離子體處理裝置被構(gòu)成，該RLSA微波等離子體處理裝置通過具有多個狹縫的平面天線，特別是RLSA向處理室內(nèi)導入微波從而發(fā)生等離子體，由此產(chǎn)生高密度且低電子溫度的微波等離子體，例如，能夠適用于以晶體管的柵極絕緣膜為首的各種半導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)成且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角的開口部10，在底壁la設置有與該開口部IO連通，向下方突出的排氣室11。在腔室1內(nèi)設置有用于水平地支承作為被處理基板的半導體晶片(以下，記為"晶片")W的由A1N等的陶瓷構(gòu)成的基座2(載置臺)。通過從排氣室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支承該基座2。基座2的外緣部設置有用于引導晶片W的引導環(huán)4。此外，在基座2中埋入電阻加熱型的加熱器5，該加熱器5通過從加熱器電源6被供電從而加熱基座2，用該熱量加熱作為被處理體的晶片W。此時，例如能夠在從室溫到800'C為止的范圍內(nèi)控制處理溫度。另外，在基座2上，通過匹配電路60連接有偏壓用的高頻電源61。具體而言，構(gòu)成為在基座2中埋設電極62，在該電極62上連接有高頻電源61從而能夠供給高頻電力的結(jié)構(gòu)。該電極62，以與晶片W大致相同面積形成，利用例如鉬、鎢等的導電性材料，形成為例如網(wǎng)眼狀、格子狀、渦巻狀等。從該高頻電源61施加高頻電力，該高頻電力為規(guī)定頻率，優(yōu)選為300kHz60MHz，更加優(yōu)選的是400kHz27MHz，其每晶片的面積的高功率密度優(yōu)選為0.051W/cm2，其功率優(yōu)選為5~3600W。在基座2上，設置有用于支承晶片W使其升降的晶片支承銷(未圖示)，該晶片支承銷相對于基座2的表面能夠伸出縮進。在腔室l的內(nèi)周，設置有由石英構(gòu)成的圓筒狀的襯墊7。另外，在基座2的外周側(cè)環(huán)狀地設置有用于將腔室1內(nèi)均勻排氣、具有多個排氣孔8a的石英制的檔板8，該擋板8由多個支承柱9支承。在腔室1的側(cè)壁設置有形成環(huán)狀的氣體導入部件15，在該氣體導入部件15均等地形成有氣體放射孔。該氣體導入部件15與氣體供給系統(tǒng)16連接。氣體導入部件也可以配置為噴淋狀。該氣體供給系統(tǒng)16，具有例如Ar氣體供給源17、02氣體供給源18、H2氣體供給源19，這些氣體分別通過氣體管路20到達氣體導入部件15，從氣體導入部件15的氣體放射孔向腔室1內(nèi)均勻地導入。在各個氣體管路20，設置有質(zhì)量流量控制器21以及其前后的開閉閥22。另外，也可以代替Ar氣體，使用作為其他稀有氣體的例如Kr、He、Ne、Xe等。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，通過使該排氣裝置24動作，腔室1內(nèi)的氣體被均勻地向排氣室11的空間lla內(nèi)排出，并通過排氣管23被排氣。由此，能夠?qū)⑶皇襩內(nèi)高速減壓到規(guī)定的真空度，例如減壓到0.133Pa。在腔室1的側(cè)壁，設置有用于在與等離子體處理裝置100相鄰的搬送室(未圖示)之間進行晶片W的搬入搬出的搬入搬出口25、和開關該搬入搬出口25的閘閥26。腔室1的上部成為開口部，沿著該開口部的周邊部設置有環(huán)狀的支承部27。在該支承部27，通過密封部件29氣密地設置有由介電體、例如石英、"203等的陶瓷構(gòu)成的透過微波的微波透過板28。所以，腔室1內(nèi)保持為氣密。在微波透過板28的上方，與基座2相向地設置有圓板狀的平面天線31。該平面天線31卡止在腔室1的側(cè)壁上端。平面天線31，在例如與8英寸大小的晶片W對應的情況下，是由直徑為300400mm、厚度為0.1數(shù)mm(例如lmm)的導電性材料構(gòu)成的圓板。具體而言，構(gòu)成為例如由表面鍍有銀或者金的銅板或者鋁板形成，以規(guī)定的圖案貫通地形成有多個微波放射孔32(狹縫)的結(jié)構(gòu)。另外，也可以是鎳板、不銹鋼鋼板。微波放射孔32，例如如圖2所示那樣長形狀的孔形成對，典型地是成對的微波放射孔32彼此配置為"T"字形，這些對呈同心圓狀地配置有多個。根據(jù)微波的波長ag)決定微波放射孔32的長度、排列間隔，例如微波放射孔32的間隔配置為從人g/4到？tg。另夕卜，在圖2中，形成為同心圓狀的相鄰的微波放射孔32彼此的間隔用Ar表示。另外，微波放射孔32也可以是圓形、圓弧形等其他形狀。進一步，微波放射孔32的配置方式?jīng)]有特別地限定，除同心圓形狀之外，也能夠配置為螺旋狀、放射狀。在該平面天線31的上表面，設置有由具有比真空大的1以上的介電常數(shù)的例如石英、聚四氯乙烯、聚酰亞胺等樹脂形成的滯波件33。該滯波件33，由于在真空中微波的波長變長，因此具有縮短微波的波長從而調(diào)整等離子體的功能。此外，在平面天線31和微波透過板28之間，另外，在滯波件33和平面天線31之間，能夠分別密合地配置，也可以分離地配置。在腔室1的上表面，設置有例如由鋁、不銹鋼、銅等的金屬材料形成的蓋34,以覆蓋這些平面天線31和滯波件33。腔室1的上表面和蓋34通過密封部件35密封。在蓋34形成有冷卻水流路34a，通過使冷卻水在其中流通，由此冷卻蓋34、滯波件33、平面天線31、微波透過板28，從而能夠防止變形、破損。另外，蓋34被接地。在蓋34的上壁的中央形成有開口部36，在該開口部連接有波導管37。在該波導管37的端部，通過匹配電路38連接有微波發(fā)生裝置39。由此，在微波發(fā)生裝置39中產(chǎn)生的例如頻率為2.45GHz的微波，通過波導管37向上述平面天線31傳播。此外，作為微波的頻率，也能夠使用8.35GHz、1.98GHz等。波導管37具有從上述蓋34的開口部36向上方延伸的截面圓形的同軸波導管37a、通過模式變換器40連接在該同軸波導管37a的上端部的在水平方向上延伸的矩形波導管37b。矩形波導管37b和同軸波導管37a之間的模式變換器40，具有將在矩形波導管37b內(nèi)以TE模式傳播的微波變換為TEM模式的功能。在同軸波導管37a的中心延伸有內(nèi)導體41，該內(nèi)導體41的下端部被連接固定在平面天線31的中心。另外，在蓋34和平面天線31之間形成扁平波導路，通過這樣的結(jié)構(gòu)，微波通過同軸波導管37a的內(nèi)導體41，向該扁平波導路呈放射狀且高效地均勻傳播。等離子體處理裝置100的各結(jié)構(gòu)部構(gòu)成為，與具備微處理器(計算機)的處理控制器50連接而被控制的結(jié)構(gòu)。在處理控制器50，連接有由工序管理者為了管理等離子體處理裝置100進行指令輸入操作等的鍵盤、將等離子體處理裝置100的運轉(zhuǎn)狀況可視化顯示的顯示器等構(gòu)成的用戶接口51。另外，在處理控制器50連接有儲存程序即方案(recipe)的存儲部52，上述程序，是用于在處理控制器50的控制下實現(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、或者是用于根據(jù)處理條件使在等離子體處理裝置100的各結(jié)構(gòu)部執(zhí)行處理的程序。方案被存儲在存儲部52中的存儲介質(zhì)中。存儲介質(zhì)可以是硬盤、半導體存儲器，也可以是CDROM、DVD、閃存等的可移動性的存儲介質(zhì)。此外，也可以從其他裝置，例如通過專用線路適當?shù)貍魉头桨浮Ｈ缓?，根?jù)需要，根據(jù)來自用戶接口51的指示等，從存儲部52讀取出任意的方案并使其在處理控制器50執(zhí)行，由此在處理控制器50的控制下進行在等離子體處理裝置100中的所希望的處理。如此構(gòu)成的等離子體處理裝置100，即使在800'C以下優(yōu)選在500'C以下的低溫中，通過對晶片W進行無損傷的等離子體處理，由此能夠形成優(yōu)質(zhì)的膜，并且等離子體均勻性優(yōu)異，能夠?qū)崿F(xiàn)處理的均勻性。該等離子體處理裝置100，適用于在半導體裝置的制造過程中作為元件分離技術(shù)被利用的淺溝槽隔離(ShallowTrenchIsolation;STI)中在槽內(nèi)形成氧化膜的情況。對基于等離子體處理裝置100的槽(凹部)的氧化處理進行說明。首先，打開閘閥26，從搬入搬出口25將形成有槽(凹部)的晶片W向腔室l內(nèi)搬入，載置在基座2上。然后，從氣體供給系統(tǒng)16的Ar氣體供給源17和02氣供給源18，將Ar氣體和02氣體以規(guī)定的流量通過氣體導入部件15向腔室1內(nèi)導入，維持為規(guī)定的處理壓力。作為此時的條件，優(yōu)選處理氣體中的氧的比率(流量比即體積比)是0.5%以上不足10%，更為優(yōu)選的是0.5%~5%，進一步優(yōu)選為0.5~2.5%。處理氣體的流量，能夠從Ar氣體0~5000mL/min，02氣體:1500mL/min的范圍中選擇，使得相對于全部氣體流量的氧的比率成為上述值。另外，除來自Ar氣體供給源17和02氣體供給源18的Ar氣體和02氣體之外，也能夠以規(guī)定比率從H2氣體供給源19導入H2氣體。通過供給H2氣體，能夠提高等離子體氧化處理的氧化速率。這是因為，通過供給H2氣體而生成OH自由基，其對氧化速率的提高起到作用。在該情況下，相對于處理氣體全體的量112的比率優(yōu)選為0.1~10%，更為優(yōu)選的是0.1~5%，進一步優(yōu)選的是0.1%~2%。H2氣體的流量優(yōu)選為1650ml7min(sccm)。此外，腔室內(nèi)的處理壓力，優(yōu)選為1.3665Pa，更為優(yōu)選的是1.3~266.6Pa，進一步優(yōu)選的是1.3-133.3Pa。處理溫度能夠在200~800°C的范圍，優(yōu)選的是40060(TC。接著，將來自微波發(fā)生裝置39的微波經(jīng)匹配電路38導入波導管37。微波依次經(jīng)由矩形波導管37b、模式變換器40、和同軸波導管37a被供給向平面天線31。在矩形波導管37b內(nèi)以TE模式傳播微波，該TE模式的微波通過模式變換器40變換為TEM模式，在同軸波導管37a內(nèi)被向平面天線31傳播，從平面天線31經(jīng)微波透過板28向腔室1內(nèi)的晶片W的上方空間輻射。此時，微波發(fā)生裝置39的功率優(yōu)選為0,5~5kW(0.25~2.5W/cm2)。另外，在進行等離子體氧化處理期間，從高頻電源61向基座2供給規(guī)定頻率和功率的高頻偏壓(高頻電力)。為了維持等離子體的低電子溫度(在晶片W的近旁為1.2eV以下)，并抑制充電損害，消除由圖案中的疏密引起的氧化膜的膜厚差，而供給來自該高頻電源61的高頻偏壓o從這樣的觀點來看，作為高頻電力的頻率，例如能夠使用300kHz60MHz，優(yōu)選使用400kHz27MH。作為每晶片面積的功率密度，優(yōu)選0.015~5W/cm2，更加優(yōu)選的是0.05~lW/cm2。特別地，優(yōu)選0.1W/cm2以上。另外，高頻電力的功率優(yōu)選53600W。更加優(yōu)選101000W。利用從平面天線31經(jīng)微波透過板28向腔室1輻射的微波，在腔室l內(nèi)形成電磁場，Ar氣體、02氣體等等離子體化，利用該等離子體氧化在晶片W上形成的凹部內(nèi)露出的硅表面。該微波等離子體，通過從平面天線31的多個微波放射孔32輻射微波，成為大致lxl(T5X10力cmS或者其以上的高密度的等離子體，其電子溫度是0.52eV左右，等離子體密度的均勻性是±5%以下。并且，等離子體處理裝置100具有如下優(yōu)點即使通過從高頻電源61對基座2供給高頻電力，向晶片W施加偏置電壓，也能夠維持等離子體的低電子溫度，能夠在晶片W附近實現(xiàn)1.2eV以下?；跀?shù)據(jù)說明該情況。等離子體的電子溫度能夠從通過向等離子體中插入朗繆爾探測儀并掃描施加電壓而得到的圖3所示的電壓-電流特性中求得。具體的是，在圖3的指數(shù)函數(shù)區(qū)域的任意位置上，取電流值II，其電流變?yōu)閑倍(約2.7倍)的電壓的變化AV為電子溫度(Te)。所以，指數(shù)函數(shù)區(qū)域的斜率若相同，則電子溫度相同。于是，在圖1的等離子體處理裝置100中，通過朗繆爾探測儀測定使對基座施加的高頻電力偏置電壓變化生成等離子體時的電壓-電流特性。此處，使用200mm的晶片，以250mL/min(sccm)的流量供給Ar氣體，使壓力為7.3Pa，使微波功率為IOOOW，將偏置功率變化到0、10、30、50W。此外，配置于基座的電極的面積是706.5cm2。在圖4中表示其結(jié)果。如該圖所示，指數(shù)函數(shù)區(qū)域的斜率與偏置功率大小無關而基本一定，因此電子溫度也如圖5所示不依賴于偏置功率(圖5表示偏置功率密度)成為基本一定的值。即，即使向晶片W以0.015lW/cn^的功率密度施加高頻偏壓，也能夠維持等離子體的低電子溫度特性。因此，存在如下優(yōu)點即使如本實施方式那樣向晶片W施加高頻偏壓，也能夠在低溫且短時間條件下進行氧化處理從而形成薄且均勻的氧化膜，并且由等離子體中的離子等引起的對氧化膜的損傷實質(zhì)上不存在，能夠形成優(yōu)質(zhì)的氧化硅膜。另夕卜，在1.3665Pa、優(yōu)選為1.3266.6Pa、進一步優(yōu)選為1.3133.3Pa的處理壓力，處理氣體中的氧的比率是0.5%以上不足10%、優(yōu)選為0.5%~5%，進一步優(yōu)選為0.5~2.5%的條件下，進行等離子體氧化處理，由此能夠向具有槽等凹凸的硅的凸部上端的拐角導入圓角形狀。但是，僅設定為這樣的條件下，氧化膜的膜厚因圖案的疏密而變化。如此，在1.3665Pa這樣的低壓力且氧的比率是0.5。/。以上不足10。/。的"低壓力、低氧濃度條件"下，拐角部分的圓角良好，這可認為是由在拐角部的電場集中而導致。即，離子在拐角部集中，有選擇地進行拐角氧化。但是，在"低壓力、低氧濃度條件"下，由于微波加載(loading)效果，產(chǎn)生因圖案疏密導致的氧化膜的膜厚差。對于此，如上所述，通過在進行等離子體氧化處理期間，從高頻電源61向晶片W施加高頻偏壓(高頻電力)，從而不被形成于被處理體表面的圖案的疏密所影響，能夠形成均勻膜厚的氧化硅膜。這樣，通過向晶片W施加高頻偏壓來消除圖案的疏密差，是因為能夠向密部積極地引入離子。如上所述，通過向晶片W施加高頻偏壓，能夠更有效地導入拐角部的圓角形狀，并且能夠?qū)⒀趸枘ず竦牡撞亢蛡?cè)壁的選擇性更加提高，進一步使形成于側(cè)壁的氧化膜變薄。另外，適當?shù)乜刂铺幚韷毫吞幚須怏w中的氧的比率，并通過向基座2施加適當?shù)母哳l偏壓，能夠達到現(xiàn)有技術(shù)中不能并存的兩件事，即減小疏密差、和在拐角部分充分地形成圓角。如此，通過向晶片W施加高頻偏壓，促進在拐角部分形成圓角的效果的原因被推測為，因為通過電場集中，氧化變得更加各向同性。另外，氧化硅膜的底部和側(cè)壁的選擇性變得更高的原因被推測為，離子輔助自由基(IonAssistedradical)氧化效果。關于氧化硅膜的拐角部分的圓角的程度、氧化硅膜厚的選擇性，與氧化膜厚的疏密差同樣，通過高頻偏壓的功率能夠控制，能夠適當?shù)卦O定高頻偏壓的功率，以使氧化膜厚的疏密差、拐角部分的圓角的程度、側(cè)壁的氧化膜厚變得適當平衡。接著，參照圖6，關于通過本發(fā)明的氧化硅膜的形成方法，形成STI中的槽內(nèi)部的氧化膜的例子進行說明。圖6圖表示有直至在STI中的槽的形成和在其后進行的氧化膜形成為止的工序。首先，在圖6(a)和(b)中，在硅基板101通過例如熱氧化等的方法形成Si02等的氧化硅膜102。接著，在(c)中，在氧化硅膜102上通過例如CVD(ChemicalVaporDepositon:化學氣相沉積)形成Si3N4等氮化硅膜103。進一步，在(d)中，在氮化硅膜103上，在涂敷光致抗蝕劑之后，通過光刻技術(shù)進行圖案形成從而形成抗蝕劑層104。接著，如(e)所示，將抗蝕劑層104當作蝕刻掩模，例如使用鹵素類的蝕刻氣體有選擇地蝕刻氮化硅膜103和氧化硅膜102，由此與抗蝕劑層104的圖案對應，使硅基板101露出。g卩，利用氮化硅膜103，形成用于槽的掩模圖案。(f)表示通過使用例如含有氧等的處理氣體的含氧等離子體，實施所謂的灰化處理，除去抗蝕劑層104的狀態(tài)。在(g)中，將氮化硅膜103和氧化硅膜102作為掩模，通過對硅基板101有選擇地實施蝕刻而形成槽105。該蝕刻，能夠使用例如含有Cl2、HBr、SF6、CF4等鹵素或者鹵素化合物、02等的蝕刻氣體進行。(h)表示對在STI中的蝕刻后的晶片W的槽105，形成氧化硅膜的工序。此處，在以上述范圍的頻率和功率向基座2供給高頻電力的同時，在如上所述的處理氣體中的氧的比率是0.5%以上不足10%且處理壓力在1.3665Pa的條件下，進行等離子體氧化處理。在這樣的條件下，如(i)所示，通過進行等離子體氧化處理，如上所述，在槽形成時，能夠?qū)⒀趸ず竦牡撞亢蛡?cè)壁的選擇性進一步提高，將形成于側(cè)壁的氧化膜變得更薄。另外，能夠使在槽105的肩部105a的硅101具有圓角，并且在槽105的線&空間的圖案中存在疏密的情況下，也能夠縮小形成在疏部位和密部位的表面上的氧化硅膜的膜厚差，能夠形成均勻的氧化硅膜。像這樣，通過將氧化膜厚的底部和側(cè)壁的選擇性進一步提高，并且使形成于側(cè)壁的氧化膜變薄，從而適用于器件的微細化。即，當器件的微細化發(fā)展時，為了確保晶體管形成部分的面積，氧化膜的膜厚不能無視，若該氧化膜厚，則難于確保晶體管形成部分的面積，但在本發(fā)明的條件下，提高底部和側(cè)壁的選擇性并使形成于側(cè)壁的氧化膜變薄，由此能夠確保晶體管形成部分。另外，為了元件分離形成工序時的損傷修復，需要底部的氧化膜如現(xiàn)有技術(shù)中那樣的厚度，通過像這樣將氧化膜厚的底部和側(cè)壁的選擇性提高，能夠?qū)⒌撞康难趸さ哪ず裥纬蔀樗枰哪ず?。另外，通過向槽105的肩部105a的硅101導入圓角形狀，與該部位形成為銳角的情況相比較，能夠抑制泄漏電流的產(chǎn)生。此外，在利用本發(fā)明的氧化硅膜的形成方法形成氧化硅膜111后，依照基于STI的元件分離區(qū)域形成的順序，例如通過CVD法向槽105內(nèi)埋入Si02等的絕緣膜后，將氮化硅膜103作為制動層通過CMP(ChemicalMechanicalPolishing;化學機械拋光)進行不進行研磨的平坦化。在平坦化后，通過蝕刻或者CMP除去氮化硅膜103和埋入絕緣膜的上部，由此形成元件分離結(jié)構(gòu)。接著，對確認本發(fā)明的效果的試驗結(jié)果進行說明。將本發(fā)明的氧化硅膜的形成方法應用于如圖7表示的形成有具有疏密的線和空間的圖案的硅表面的氧化膜形成中。圖7示意性地表示在具有圖案110的硅基板101的表面形成有氧化硅膜111后的晶片W的要部的截面構(gòu)造。在本試驗中，使用圖1的等離子體處理裝置100，在下述條件AC下進行等離子體氧化處理，在形成氧化硅膜后拍攝SEM照片，從其圖像中測定在圖案密的部分(密部(dense))中的側(cè)部膜厚a、底部膜厚b、以及圖案IIO作為稀疏部分的開放部(疏部(open))中的底部膜厚b'、拐角部膜厚c，并求出底部/側(cè)壁膜厚比(b/a)、Dense/Open底部膜厚比(底部疏密比)(b/b')、以及對于偏壓OW的拐角部膜厚增加比(在偏壓為0W時，使拐角部膜厚c為1的情況下，施加偏壓時的拐角部膜厚c)。另外，對拐角部(肩部)112的圓角半徑R也進行了測定。這些結(jié)果在表1和圖810中表示。此外，密區(qū)域的凹部的開口寬度I^為200nm、凹部的深度L2為450nm。底部/側(cè)壁膜厚比是氧化膜厚的底部和側(cè)壁的選擇性的指標，越大越良好。此外，如上所述，從應對器件的微細化的觀點優(yōu)選側(cè)壁膜厚盡量小，10nm以下，更為優(yōu)選的是5nm以下。另外，Dense/Open底部膜厚比是圖案110的疏部和密部的膜厚差的指標，若為0.8以上則良好，優(yōu)選為0.9以上，更為優(yōu)選的是0.95以上。另外，相對于偏壓OW的拐角部膜厚增加比是角的圓角效果的指標，優(yōu)選為1.2以上。拐角部112的圓角半徑被作為拐角部的曲率半徑測量，它也是越大越好。<共通條件>Ar流量2000mL/min(sccm)02流量30mL/min(sccm)02氣體比率1.5%處理壓力127Pa(0.95Torr)微波功率1.87W/cm2處理溫度500°C形成膜厚6nm晶片直徑200mm〈條件A;比較例>高頻偏壓無處理時間335sec〈條件B;本發(fā)明例>高頻偏壓頻率400kHz功率50W(功率密度0.159W/cm2)處理時間130sec〈條件C;本發(fā)明例>高頻偏壓頻率400kHz功率200W(功率密度0.637W/cm2)處理時間36sec<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>從表1、圖8中，確認關于作為氧化膜厚的底部和側(cè)壁的選擇性的指標的底部/側(cè)壁膜厚比，未施加偏壓的比較例的條件A為1.09，與此相對條件B為2.09，條件C為2.43，隨著偏置功率的增加而上升，并且在施加有高頻偏壓的本發(fā)明例中，能夠使側(cè)壁的氧化膜厚變薄，偏置功率越大其程度越顯著。此外，條件B、C的側(cè)壁膜厚都為5nm以下。另外，從表1、圖9中，確認在利用本發(fā)明例的條件B和條件C形成氧化硅膜的情況下，作為圖案110的疏部和密部的厚度差的指標的Dense/Open底部膜厚比，分別為1.045、1.030，與作為不施加高頻偏壓的比較例的條件A的0.767相比較大，且疏部和密部的膜厚差被顯著地改善。從表l、圖10中，確認在利用本發(fā)明的條件B和條件C形成氧化硅膜的情況下，使不施加偏壓的情況下的拐角部膜厚c為1時，大幅增加為1.56、1.68，進一步，作為拐角部112的圓角半徑的指標的拐角部的曲率半徑，作為不施加偏壓的比較例的條件A為1.6cm，與此相對在施加偏壓的本發(fā)明例的條件B、C下，分別變?yōu)?.5cm、2.7cm，拐角部的圓角形狀進一步被改善。其被推測是因為通過施加高頻偏壓，氧化比較各向同性地進行，對己確認該情況的實驗結(jié)果進行以下說明。此處，把握在硅的(100)面和(110)面上在上述條件AC下氧化后的氧化硅膜的厚度。圖11是表示在橫軸取在(100)面的氧化硅膜的厚度，在縱軸取在(110)面的氧化硅膜的厚度，使高頻偏壓變化的情況下它們的關系的圖。從該圖中確認依賴于高頻偏壓的功率，氧化硅膜的形成的面方位依賴性變得更小，氧化硅膜的形成變得更加各向同性。此外，本發(fā)明并不限于上述實施方式，能夠進行各種變形。例如在上述實施方式中，作為實施本發(fā)明的方法的裝置，例舉出RLSA方式的等離子體處理裝置，但也可以是例如遠程等離子體方式、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的其他等離子體處理裝置。此外，在上述實施方式中，例示了STI的槽內(nèi)部的氧化膜形成，其中該STI在單結(jié)晶硅的硅基板的凹凸圖案的表面形成高品質(zhì)的氧化膜的必要性高，但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他的在凹凸圖案的表面上形成高品質(zhì)的氧化膜的必要性高的應用中，另外，在形成有凹凸并且因部位的不同而面方位不同的硅表面，例如翼片(fin)構(gòu)造、槽柵結(jié)構(gòu)的三維晶體管的制造過程中，形成作為柵極絕緣膜等的氧化硅膜的情況下也能夠適用。另外，在上述實施方式中，舉例說明了STI中的槽內(nèi)的氧化膜形成，但并不限于此，例如能夠適用于多晶硅柵極電極的蝕刻后的側(cè)面氧化、柵極氧化膜等，各種氧化硅膜的形成。權(quán)利要求1.一種等離子體氧化處理方法，其對具有凹凸圖案的被處理體實施基于等離子體的氧化處理從而形成氧化硅膜，其特征在于包括在設置于等離子體處理裝置的處理室內(nèi)的載置臺上，放置具有凹凸圖案的被處理體；向所述處理室內(nèi)供給氧的比率是0.5％以上不足10％的處理氣體，將所述處理室內(nèi)的壓力保持為1.3～665Pa；在對所述載置臺施加高頻電力的同時形成所述處理氣體的等離子體，通過該等離子體對被處理體實施氧化處理。2.如權(quán)利要求1所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于處理氣體中的氧的比率為0.5~5%。3.—種等離子體氧化處理方法，其特征在于處理氣體中的氧的比率為0.5~2.5%。4.如權(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室內(nèi)的壓力為1.3266.6Pa。5.如權(quán)利要求4所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于所述處理容器內(nèi)的壓力為1.3~133.3Pa。6.如權(quán)利要求1所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于所述高頻電力的輸出為每被處理體的面積0.015~5W/cm2。7.如權(quán)利要求6所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于所述高頻電力的輸出為每被處理體的面積0.05~lW/cm2。8.如權(quán)利要求1所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于所述高頻電力的輸出為5~3600W。9.如權(quán)利要求1所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于所述高頻電力的頻率為300kHz60MHz。10.如權(quán)利要求9所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于所述高頻電力的頻率為400kHz27MHz。11.如權(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含有0.1~10%比率的氫。12.如權(quán)利要求1所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于-所述處理室內(nèi)的處理溫度為200800°C。13.如權(quán)利要求1所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于所述凹凸圖案至少形成于被處理體的硅部分。14.如權(quán)利要求13所述的等離子體氧化處理方法，其特征在于所述凹凸圖案形成于被處理體的硅部分和絕緣膜部分，至少凹部形成于被處理體的硅部分。15.如權(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，是通過所述處理氣體和微波形成的微波激勵等離子體，所述微波通過具有多個狹縫的平面天線被導入到所述處理室內(nèi)。16.—種等離子體處理裝置，其特征在于，包括-對被處理體進行等離子體處理的能夠真空排氣的處理室；配置在所述處理室內(nèi)，載置被處理體的載置臺；向所述處理室內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給機構(gòu)；在所述處理室內(nèi)生成所述處理氣體的等離子體的等離子體生成機構(gòu)；禾口控制部，其按照以下方式進行控制，即使處理氣體中的氧的比率為0.5%以上不足10%，使所述處理室內(nèi)的壓力為L3665Pa，在對所述載置臺施加高頻電力的同時形成所述處理氣體的等離子體，通過該等離子體對被處理體實施氧化處理。17.—種存儲介質(zhì)，其存儲有在計算機上動作控制等離子體處理裝置的程序，其特征在于所述程序，在執(zhí)行時，使計算機控制所述等離子體處理裝置，執(zhí)行等離子體氧化處理方法，該等離子體氧化處理方法包括在設置于等離子體處理裝置的處理室內(nèi)的載置臺上，放置具有凹凸圖案的被處理體；向所述處理室內(nèi)供給氧的比率是0.5%以上不足10%的處理氣體，將所述處理室內(nèi)的壓力保持為1.3665Pa;在對所述載置臺施加高頻電力的同時形成所述處理氣體的等離子體，通過該等離子體對被處理體實施氧化處理。全文摘要本發(fā)明提供等離子體氧化處理方法、等離子體處理裝置、以及存儲介質(zhì)，在等離子體處理裝置的處理室內(nèi)，在對具有凹凸圖案的被處理體實施基于等離子體的氧化處理從而形成氧化硅膜時，在處理氣體中的氧的比率是0.5％以上不足10％并且處理壓力為1.3～665Pa的條件下，在向載置被處理體的載置臺施加高頻電力的同時形成等離子體。文檔編號H01L21/316GK101652842SQ20088001118公開日2010年2月17日申請日期2008年3月28日優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日發(fā)明者北川淳一,壁義郎,小林岳志,鹽澤俊彥申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社