TWI795711B - 基板處理方法、半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及程式 - Google Patents

基板處理方法、半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及程式 Download PDF

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Abstract

本發明之課題在於於基板上形成無空隙且無裂縫的膜。

本發明之解決手段係具有：對基板於第1溫度下供給成膜氣體，於基板上，形成至少含有氧及碳且碳濃度為20at%以上之第1膜的步驟；與對形成了第1膜之基板於第1溫度以上之第2溫度下供給含有氧及氫之氣體，使第1膜改質為第2膜的步驟。

Description

基板處理方法、半導體裝置之製造方法、基板處 理裝置及程式
本發明係關於半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及程式。
作為半導體裝置之製造步驟的一步驟，有如進行於基板上形成碳氮化矽膜(SiOCN膜)或氧碳化矽膜(SiOC膜)等之膜的處理(例如參照專利文獻1、2)。此時，在表面形成了溝或孔等凹部的基板上，有形成此等膜之情形，視凹部之深寬比，有形成於凹部內之此等膜發生裂縫或空隙的情形。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2013-140944號公報
[專利文獻2]日本專利特開2013-225657號公報
本發明之目的在於提供可於基板上形成無空隙且無裂縫之膜的技術。
根據本發明之一態樣，提供一種技術，係進行： (a)對基板於第1溫度下供給成膜氣體，於上述基板上，形成至少含有氧及碳且碳濃度為20at%以上之第1膜的步驟； (b)對形成了上述第1膜之上述基板於上述第1溫度以上之第2溫度下供給含有氧及氫之氣體，使上述第1膜改質為第2膜的步驟。
根據本發明，可於基板上形成無空隙且無裂縫之膜。
作為成膜手法之一般已知的CVD(Chemical Vapor Deposition)法，係成膜速度相對於三維之基板面並非等向性。在對非平面的基板面、例如形成了溝形狀圖案、或孔形狀圖案或其兩者的基板表面進行成膜時，藉由既存的CVD法有難以控制溝或孔等凹部內部之膜厚的情形。尤其在凹部內，有底部之膜厚較上部膜厚薄而產生膜厚差(階差被覆性(step coverage)降低)的情形。此係由於在CVD法中，難以將經氣相反應的分子均勻供給至凹部內各處所致。又，已知底部與上部之膜厚差係在凹部之深寬比越大的圖案中變得越大(階差被覆性惡化)。再者，在凹部上部之膜形成依較底部快之速度進展、而使凹部之開口部閉塞時，亦有經閉塞後妨礙經氣相反應之分子或原料氣體對凹部內部之供給、而發生裂縫或空隙的情形。
相對於此，可考慮使用對三維基板面可獲得等向性之成膜速度的ALD(Atomic Layer Deposition)法進行成膜，但對於包含倒錐形狀之溝或孔等凹部的圖案的成膜，結果依舊發生上述凹部上部閉塞的課題。其結果，有於形成於凹部內之膜的中央部，發生朝凹部深度方向(例如垂直方向)延伸之裂縫或空隙的情形。
在形成於凹部內之膜發生了裂縫或空隙時，於成膜後之濕式蝕刻步驟等，有藥液通過膜所發生之裂縫或空隙、滲透至凹部內部，而對基材造成不良影響的情形。
針對上述課題，本案發明人等發現，藉由進行：對基板於第1溫度下供給成膜氣體，於基板上，形成至少含有氧及碳且碳濃度為20at%以上之第1膜的步驟；與對形成了第1膜之基板於上述第1溫度以上之第2溫度下供給含有氧及氫之氣體，使第1膜改質為第2膜的步驟；則藉由改質時所產生的增膜(膜之膨脹)，在第1膜發生了裂縫或空隙時，可消滅此裂縫或空隙。本發明係根據本案發明人等所發現之上述見解而成者。
＜本發明之一實施形態＞ 以下使用圖1~圖5說明本發明之一實施形態。
(1) 基板處理裝置之構成 如圖1所示，處理爐202係具有作為加熱機構(溫度調整部)之加熱器207。加熱器207為圓筒形狀，由保持板所支撐而垂直豎立。加熱器207亦具有作為藉由熱使氣體活性化(激發)之活性化機構(激發部)的機能。
於加熱器207內側，與加熱器207呈同心圓狀地配設反應管203。反應管203由例如石英(SiO2 )或碳化矽(SiC)等耐熱性材料所構成，形成為上端閉塞、下端開口的圓筒形狀。於反應管203之筒中空部，形成處理室201。處理室201係構成為可收容作為基板之晶圓200。
於處理室201內，噴嘴249a、249b係分別設置成貫通反應管203之下部側壁。於噴嘴249a、249b分別連接氣體供給管232a、232b。
於氣體供給管232a、232b，係由氣流之上游側起依序分別設置屬於流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC)241a、241b及屬於開關閥之閥243a、243b。在氣體供給管232a之較閥243a更下游側，連接氣體供給管232c。在氣體供給管232b之較閥243b更下游側，分別連接氣體供給管232d、232e、232f。於氣體供給管232c、232d、232e、232f，由氣流之上游側起依序分別設置MFC241c、241d、241e、241f及閥243c、243d、243e、243f。
如圖2所示般，噴嘴249a、249b係在反應管203之內壁與晶圓200之間於俯視時呈圓環狀之空間中，分別設置成由反應管203之內壁下部起沿著上部、朝晶圓200之配列方向上方立起。亦即，噴嘴249a、249b係在晶圓200所配列之晶圓配列區域之側方中、水平包圍晶圓配列區域之區域，沿著晶圓配列區域而分別設置。於噴嘴249a、249b之側面，分別設置供給氣體的氣體供給孔250a、250b。氣體供給孔250a、250b係分別朝反應管203之中心呈開口，可朝晶圓200供給氣體。氣體供給孔250a、250b係由反應管203之下部起涵括至上部而複數設置。
由氣體供給管232a，係將作為原料氣體(成膜氣體)之例如含有構成膜之主元素(既定元素)的矽(Si)的含Si氣體之一的鹵矽烷系氣體，經由MFC 241a、閥243a、噴嘴249a供給至處理室201內。所謂原料氣體，係氣體狀態之原料，例如將常溫常壓下呈液體狀態之原料進行氣化而得的氣體，或於常溫常壓下呈氣體狀態之原料等。所謂鹵矽烷，係含有鹵元素之矽烷。鹵元素包括氯(Cl)、氟(F)、溴(Br)、碘(I)等。作為鹵矽烷系氣體，可使用例如含有Si及Cl的原料氣體，亦即可使用氯矽烷系氣體。氯矽烷系氣體係作用為Si源。
由氣體供給管232b，係將作為反應氣體(成膜氣體)之屬於含碳(C)氣體之一、並亦為含氮(N)氣體之一的含碳(C)及氮(N)之氣體，經由MFC 241b、閥243b、噴嘴249b供給至處理室201內。作為含C及N之氣體，可使用例如胺系氣體。胺系氣體可作用為C源或N源。
由氣體供給管232c、232d，將惰性氣體分別經由MFC 241c、241d、閥243c、243d、氣體供給管232a、232b、噴嘴249a、249b供給至處理室201內。惰性氣體係作用為沖洗氣體、載體氣體、稀釋氣體等。
由氣體供給管232e，係將作為反應氣體(成膜氣體)之例如含氧(O)氣體，經由MFC 241e、閥243e、氣體供給管232b、噴嘴249b供給至處理室201內。含O氣體係作用為氧化劑(氧化氣體)、亦即O源。作為含O氣體，可使用例如不含H之含O氣體。不含H之含O氣體亦可稱為第1氧化劑(第1氧化氣體)。又，本說明書中，為了方便亦將不含H之含O氣體簡稱為含O氣體。
由氣體供給管232f，係將作為改質氣體之例如屬於含O氣體之一的含氧(O)及氫(H)之氣體，經由MFC 241f、閥243f、氣體供給管232b、噴嘴249b供給至處理室201內。含O及H之氣體係作用為氧化劑(氧化氣體)、亦即O源。含O及H之氣體亦可為第2氧化劑(第2氧化氣體)。
主要由氣體供給管232a、MFC 241a、閥243a構成含Si氣體供給系統。主要由氣體供給管232b、MFC 241b、閥243b構成含C及N之氣體供給系統。主要由氣體供給管232e、MFC 241e、閥243e構成含O氣體供給系統。主要由氣體供給管232f、MFC 241f、閥243f構成含O及H之氣體供給系統。主要由氣體供給管232c、232d、MFC 241d、241d、閥243c、243d構成惰性氣體供給系統。亦可將含Si氣體供給系統稱為原料氣體供給系統，將含C及N之氣體供給系統、含O氣體供給系統稱為反應氣體供給系統。亦可將原料氣體供給系統與反應氣體供給系統稱為成膜氣體供給系統。亦可將含O氣體供給系統、含O及H之氣體供給系統分別稱為第1氧化劑(第1氧化氣體)供給系統、第2氧化劑(第2氧化氣體)供給系統。
上述各種供給系統中，任一者或所有之供給系統亦可構成為使閥243a~243f或MFC 241a~241f等集積而成的集積型供給系統248。集積型供給系統248係對氣體供給管232a~232f分別連接，對氣體供給管232a~232f內之各種氣體的供給動作、亦即閥243a~243f之開關動作或MFC 241a~241f進行之流量調整動作等，係構成為由後述控制器121所控制。集積型供給系統248係構成為一體型、或分割型之集積單元，可對氣體供給管232a~232f等依集積單元單位進行裝卸，構成為可依集積單元單位進行集積型供給系統248之維修、交換、增設等。
於反應管203之側壁下方，連接有對處理室201內之環境進行排氣的排氣管231。於排氣管231，係經由檢測處理室201內壓力之作為壓力檢測器(壓力檢測部)的壓力感測器245及作為壓力調整器(壓力調整部)之APC(Auto Pressure Controller，自動壓力控制器)閥244，連接作為真空排氣裝置的真空泵246。APC閥244係構成為藉由依使真空泵246作動之狀態開關閥，而可進行處理室201內之真空排氣或真空排氣停止，進而依使真空泵246作動之狀態，根據藉由壓力感測器245所檢測出之壓力資訊進行閥開度調節，而可調整處理室201內之壓力。主要由排氣管231、壓力感測器245、APC閥244構成排氣系統。真空泵246亦可認為涵括於排氣系統中。
於反應管203下方，設有可將反應管203下端開口氣密地閉塞之作為爐口蓋體的密封蓋219。密封蓋219由例如SUS等金屬材料所構成，並形成為圓盤狀。於密封蓋219上面，設有與反應管203下端抵接之作為密封構件的O型環220。於密封蓋219下方，設置使後述晶舟217旋轉的旋轉機構267。旋轉機構267之旋轉軸255係貫通密封蓋219而連接至晶舟217。旋轉機構267係構成為藉由使晶舟217旋轉而使晶圓200旋轉。密封蓋219係構成為藉由設置於反應管203外部之作為升降機構的晶舟升降器115而於垂直方向升降。晶舟升降器115係構成為藉由使密封蓋219升降，而將晶圓200於處理室201內外進行搬入及搬出(搬送)的搬送裝置(搬送機構)。
作為基板支撐具之晶舟217係構成為使複數片、例如25~200片晶圓200以水平姿勢、且以彼此的中心對齊之狀態，於垂直方向上整齊排列而多段地支撐，亦即，隔著間隔而配列。晶舟217係由例如石英或SiC等耐熱性材料所構成。於晶舟217之下部係使例如以石英或SiC等耐熱性材料所構成之隔熱板218以水平姿勢多段地支撐著。
於反應管203內，設置有作為溫度檢測器之溫度感測器263。根據藉由溫度感測器263檢測出之溫度資訊而調整對加熱器207之通電狀況，使處理室201內之溫度成為所需之溫度分布。溫度感測器263係沿著反應管203的內壁設置。
如圖3所示般，屬於控制部(控制手段)之控制器121係構成為具備CPU(Central Processing Unit)121a、RAM(Random Access Memory)121b、記憶裝置121c、I/O埠121d的電腦。RAM 121b、記憶裝置121c、I/O埠121d係構成為經由內部匯流排121e而可與CPU 121a進行資料交換。控制器121係連接有例如構成為觸控面板等之輸入輸出裝置122。
記憶裝置121c係由例如快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive)等所構成。於記憶裝置121c內可讀取地儲存有控制基板處理裝置之動作的控制程式，或記載有後述基板處理之程序或條件等的製程配方(recipe)等。製程配方係以將後述基板處理步驟中各程序藉控制器121執行，而可獲得既定之結果之方式組合者，作為程式而運作。以下，作為製程配方或控制程式等的總稱，亦簡稱為程式。又，有時亦將製程配方簡稱為配方。本說明書中於使用程式一詞的情況，係指僅含配方單體的情況、僅含控制程式單體的情況、或含有此二者之情況。RAM 121b係構成為使藉由CPU 121a讀出之程式或數據等暫時地保存之記憶區域(工作區域)。
I/O埠121d係連接於上述MFC 241a~241f、閥243a~243f、壓力感測器245、APC閥244、加熱器207、溫度感測器263、真空泵246、旋轉機構267、晶舟升降器115等。
CPU121a係構成為自記憶裝置121c讀取控制程式並執行，且配合自輸入輸出裝置122之操作指令之輸入等由記憶裝置121c讀取配方。CPU 121a係構成為依照讀取之配方的內容，控制利用MFC 241a~241f之各種氣體之流量調整動作、閥243a~243f的開關動作、APC閥244之開關動作及基於壓力感測器245而利用APC閥244進行之壓力調整動作、真空泵246的啟動及停止、基於溫度感測器263之加熱器207的溫度調整動作、由旋轉機構267進行之晶舟217旋轉及旋轉速度調節動作、利用晶舟升降機115之晶舟217的升降動作等。
控制器121係可藉由將由外部記憶裝置123所儲存之上述程式安裝到電腦中而構成。外部記憶裝置123係包含例如HDD等磁碟、CD等光碟、MO等磁光碟、USB記憶體等半導體記憶體等。記憶裝置121c或外部記憶裝置123係構成為可被電腦讀取之記錄媒體。以下，作為此等之總稱，簡稱為記錄媒體。本說明書中於使用記錄媒體一詞的情況，係指僅含記憶裝置121c單體的情況、僅含外部記憶裝置123單體的情況、或含有此二者之情況。尚且，對電腦之程式提供，亦可不使用外部記憶裝置123，而使用網路或專用線路等通訊手段進行。
(2) 基板處理步驟 作為使用上述基板處理裝置、半導體裝置的製造步驟之一步驟，針對下述時序例進行說明：於作為於表面形成了溝或孔等凹部之基板的晶圓200，於第1溫度下供給成膜氣體(原料氣體、反應氣體)，於晶圓200上形成至少含有O及C且C濃度為20at%以上之第1膜，對此形成了第1膜之晶圓200於第1溫度以上之第2溫度下供給含有O及H之氣體，使第1膜改質為第2膜。主要使用圖4、圖5(A)~圖5(D)進行說明。以下的說明中，構成基板處理裝置之各部的動作係藉由控制器121所控制。
圖4所示基板處理時序中，係進行 藉由將下述步驟非同時進行之循環進行既定次數，而依埋填凹部內之方式，形成SiOC(N)膜作為至少含有O及C且C濃度為20at%以上之第1膜的成膜步驟(圖5(A)~圖5(C))：對表面形成了凹部之晶圓200，於第1溫度下供給原料氣體的步驟1；對晶圓200供給作為反應氣體之含C及N之氣體的步驟2；與對晶圓200供給作為反應氣體之含O氣體的步驟3；與 對形成了第1膜之晶圓200，於第1溫度以上之第2溫度下供給含有O及H之氣體，使第1膜改質為第2膜的改質步驟(圖5(D))。
又，本說明書中，亦將SiOC層或SiOCN層稱為SiOC(N)層，亦將SiOC膜或SiOCN膜稱為SiOC(N)膜。
又，本說明書中，為了方便，將圖4所示基板處理時序表示如以下。以下變形例等之說明中亦使用相同表記。
(原料氣體→含C及N之氣體→含O氣體)
Figure 02_image001
n
Figure 02_image003
含O及H之氣體
本說明書中於使用「晶圓」一詞的情況，係有意指晶圓本身的情況、或意指晶圓與其表面所形成之既定之層或膜等之積層體的情況。本說明書中於使用「晶圓表面」一詞的情況，係有意指晶圓本身之表面的情況、或指晶圓上所形成之既定之層等之表面的情況。本說明書中於記載了「於晶圓上形成既定之層」的情況，係代表於晶圓本身之表面上直接形成既定之層的情況、或代表對晶圓上所形成之層等之上形成既定之層的情況。本說明書中使用「基板」一詞的情況，亦與使用「晶圓」一詞的情況具有相同意義。
(晶圓充填、晶舟裝載) 將複數片之晶圓200裝填(晶圓充填)於晶舟217。其後，如圖1所示般，支撐著複數片之晶圓200的晶舟217，係藉由晶舟升降機115被上舉並搬入至處理室201內(晶舟裝載)。於此狀態下，密封蓋219係經由O型環220使反應管203之下端成為密封之狀態。
(壓力調整及溫度調整) 晶舟裝載結束後，以使處理室201內、亦即晶圓200存在之空間成為所需壓力(真空度)之方式，藉由真空泵246進行真空排氣(減壓排氣)。此時，處理室201內之壓力係藉由壓力感測器245所測定，根據所測定之壓力資訊回饋控制APC閥244(壓力調整)。又，以使處理室201內之晶圓200成為所需處理溫度之方式，藉由加熱器207加熱。此時，依處理室201內成為所需溫度分佈之方式，根據溫度感測器263所檢測出之溫度資訊，回饋控制對加熱器207的通電程度(溫度調整)。又，藉由旋轉機構267開始晶圓200之旋轉。真空泵246之作動、晶圓200之加熱及旋轉之任一者，係至少在對晶圓200之處理結束前之期間持續進行。
(成膜步驟) 其後，依序實行以下步驟1~3。
[步驟1] 於此步驟，對收容於處理室201內、圖5(A)所示般、於表面形成了凹部之晶圓200，供給原料氣體(原料氣體供給)。具體而言，打開閥243a，使原料氣體流通至氣體供給管232a內。原料氣體係藉由MFC 241a進行流量調整，經由噴嘴249a供給至處理室201內，並由排氣管231排氣。此時，對晶圓200供給原料氣體。此時，亦可打開閥243c、243d，於氣體供給管232c、232d內流通惰性氣體。
作為本步驟之處理條件，可例示： 處理溫度(第1溫度)：400~700℃、較佳600~650℃ 處理壓力：1~2666Pa、較佳67~1333Pa。 原料氣體供給流量：0.01~2slm、較佳0.1~1slm 惰性氣體供給流量(每氣體供給管)：0~10slm 氣體供給時間：1~120秒、較佳1~60秒
又，本說明書中之「1~2666Pa」般之數值範圍的表記，意指下限值及上限值涵括於其範圍內。因此，例如「1~2666Pa」意指「1Pa以上且2666Pa以下」。其他數值範圍亦相同。
藉由於上述條件下對晶圓200供給原料氣體，在原料氣體為氯矽烷系氣體時，於晶圓200之最表面上，形成含有Cl之含Si層。含有Cl之含Si層係對於晶圓200之最表面，藉由原料氣體之物理吸附或化學吸附、原料氣體之一部分經分解之物質(以下稱為Six Cly )之化學吸附、因原料氣體之熱分解所造成之Si堆積等所形成。含有Cl之含Si層可為原料氣體或Six Cly 之吸附層(物理吸附層或化學吸附層)，亦可為含有Cl之Si堆積層。本說明書中，亦將含有Cl之含Si層簡稱為含Si層。
於晶圓200上形成了含Si層後，關閉閥243a，停止對處理室201內之原料氣體供給。然後，對處理室201內進行真空排氣，將殘留於處理室201內之氣體等由處理室201內排除(沖洗)。此時，打開閥243c、243d，對處理室201內供給惰性氣體。惰性氣體作用為沖洗氣體。
作為原料氣體(含Si氣體)，可使用單氯矽烷(SiH3 Cl，簡稱：MCS)氣體、二氯矽烷(SiH2 Cl2 ，簡稱：DCS)氣體、三氯矽烷(SiHCl3 ，簡稱：TCS)氣體、四氯矽烷(SiHCl4 ，簡稱：STC)氣體、六氯二矽烷(Si2 Cl6 ，簡稱：HCDS)氣體八氯三矽烷(Si3 Cl8 ，簡稱：OCTS)氣體等之氯矽烷系氣體，或四氟矽烷(SiF4 )氣體等之氟矽烷系氣體，或四溴矽烷(SiBr4 )氣體等之溴矽烷系氣體，四碘矽烷(SiI4 )氣體等之碘矽烷系氣體。
作為惰性氣體，可使用例如氮(N2)氣、氬(Ar)氣、氦(He)氣、氖(Ne)氣、氙(Xe)氣等各種稀有氣體。此點於後述步驟2、步驟3、改質步驟中亦相同。
[步驟2]
結束步驟1後，對處理室201內之晶圓200、亦即形成於晶圓200上之含Si層供給含C及N之氣體(含C及N之氣體供給)。具體而言，依與步驟1之閥243a、243c、243d之開關控制相同的程序，進行閥243b、243c、243d之開關控制。含C及N之氣體係流通於氣體供給管232b內，藉由MFC 241b進行流量調整，經由噴嘴249b供給至處理室201內，並由排氣管231排氣。此時，對晶圓200供給含C及N之氣體。
作為本步驟之處理條件，可例示：處理溫度(第1溫度)：400~700℃、較佳600~650℃
處理壓力：133~5333Pa、較佳133~4000Pa
含C及N之氣體供給流量：0.1~10slm、較佳0.5~5slm
氣體供給時間：1~120秒、較佳1~60秒。
其他處理條件設為與步驟1之處理條件相同。
藉由於上述條件下對晶圓200供給含C及N之氣體，可使形成於晶圓200上之含Si層與含C及N之氣體反應，使含C及N之氣體所含之N及C分別攝取至含Si層中，可使含Si層改質。其結果，於晶圓200上，形成碳氮化矽層(SiCN層)作為含Si、C及N且不含O的層。又，本步驟中，藉由使用例如胺系氣體般之含C及N之氣體作為反應氣體，可使C 對SiCN層中之添加量增加，例如可使C對SiCN層中之添加量較N添加量多。其結果，可使SiCN層中之C濃度較此層中之N濃度高。例如可使SiCN層中之C濃度成為20at%以上且50at%以下。
於形成SiCN層時，含Si層所含之Cl等雜質係於藉由含C及N之氣體對含Si層進行改質反應的過程中，構成至少含有Cl之氣體狀物質，由處理室201內被排出。藉此，相較於在步驟1所形成之含Si層，SiCN層成為Cl等雜質較少的層。
形成了SiCN層後，關閉閥243b，停止對處理室201內之含C及N之氣體供給。然後，藉由與步驟1之沖洗相同的處理程序，將殘留於處理室201內之氣體等由處理室201內排除(沖洗)。
作為反應氣體(含C及N之氣體)，可使用例如單乙基胺((C2H5)NH2，簡稱：MEA)氣體、二乙基胺((C2H5)2NH，簡稱：DEA)氣體、三乙基胺((C2H5)3N，簡稱：TEA)氣體等之乙基胺系氣體，或單甲基胺((CH3)NH2，簡稱：MMA)氣體、二甲基胺((CH3)2NH，簡稱：DMA)氣體、三甲基胺((CH3)3N，簡稱：TMA)氣體等之甲基胺系氣體等。又，作為含C及N之氣體，除了胺系氣體之外，可使用單甲基二氮烯((CH3)HN2H2，簡稱：MMH)氣體、二甲基聯胺((CH3)2N2H4，DMH)氣體、三甲基聯胺((CH3)2N2(CH3)H，TMH)氣體等之有機聯胺系氣體。
[步驟3]
結束步驟2後，對處理室201內之晶圓200、亦即形成於晶圓200上之含SiCN層供給含O氣體(含O氣體供給)。具體而言，依與步驟1之閥243a、 243c、243d之開關控制相同的程序，進行閥243e、243c、243d之開關控制。含O之氣體係流通於氣體供給管232e內，藉由MFC 241e進行流量調整，經由氣體供給管232b、噴嘴249b供給至處理室201內，並由排氣管231排氣。此時，對晶圓200供給含O之氣體。
作為本步驟之處理條件，可例示：處理溫度(第1溫度)：400~700℃、較佳600~650℃
處理壓力：1~4000Pa、較佳1~3000Pa。
含O之氣體供給流量：0.1~10slm、較佳0.5~5slm
氣體供給時間：1~120秒、較佳1~60秒。
其他處理條件設為與步驟1之處理條件相同。
藉由於上述條件下對晶圓200供給含O氣體，可使形成於晶圓200上之含SiCN層之至少一部分被氧化(改質)。其結果，如圖5(B)所示，於晶圓200上，作為含Si、O及C的層係形成屬於含Si、O及C之層的氧碳化矽層(SiOC層)，或形成屬於含有Si、O、C及N之層的氧碳氮化矽層(SiOCN層)。尚且，如上述，本說明書中亦將SiOC層或SiOCN層稱為SiOC(N)層，或將SiOC膜或SiOCN膜稱為SiOC(N)膜。在形成SiOC(N)層時，SiCN層所含之Cl等雜質係於藉由含O氣體對SiCN層進行改質反應的過程中，構成至少含有Cl之氣體狀物質，由處理室201內被排出。藉此，相較於在步驟1所形成之含Si層或步驟2所形成之SiCN層，SiOC(N)層成為Cl等雜質較少的層。
形成了SiOC(N)層後，關閉閥243e，停止對處理室201內之含O氣體供給。然後，藉由與步驟1之沖洗相同的處理程序，將殘留於處理室201內之氣體等由處理室201內排除(沖洗)。
作為反應氣體(含O氣體)，可使用例如氧(O2)氣、臭氧(O3)氣體、水蒸氣(H2O氣體)、一氧化氮(NO)氣體、一氧化二氮(N2O)氣體等。
[實施既定次數]
藉由將使上述步驟1~3非同時、亦即未同期進行的循環進行既定次數(n次，n為1以上之整數)，於晶圓200上，形成既定組成及既定膜厚之SiOC(N)膜作為第1膜。如圖5(C)所示，作為第1膜之SiOC(N)膜係依埋填於晶圓200表面所形成之凹部內的方式形成，成為具有裂縫或空隙的SiOC(N)膜。又，根據本實施形態，作為第1膜之SiOC(N)膜中的C濃度，可成為例如20at%以上且50at%以下。
上述循環較佳係重複複數次。亦即，較佳係使上述循環進行1次所形成之SiOC(N)層之厚度較所需膜厚薄，重複上述循環複數次，直到藉積層SiOC(N)層所形成之SiOC(N)膜之膜厚成為所需膜厚為止。
又，作為第1膜之SiOC(N)膜中之C濃度若未滿20at%，則有於後述改質步驟中因改質處理所造成的膜之膨脹率(增膜率)降低的情形。此時，有第1膜所具有之裂縫或空隙無法藉由改質處理而充分被消滅的情形。藉由將作為第1膜之SiOC(N)膜中之C濃度設為20at%以上，可使改質步驟中藉改質處理所造成的膜之膨脹率(增膜率)增大，可將第1膜所具有之裂縫或空隙藉由改質處理充分消滅。
又，若作為第1膜之SiOC(N)膜中之C濃度超過50at%，則於改質步驟之改質處理後所得之作為第2膜的SiOC(N)膜發生漏電流，有電氣特性惡化之情形。藉由將作為第1膜之SiOC(N)膜中之C濃度設為50at%以下，可解決此課題，可抑制改質處理後所得之作為第2膜之SiOC(N)膜的漏電流發生、抑制電氣特性惡化。又，藉由將作為第1膜之SiOC(N)膜中之C濃度設為40at%以下，可更充分解決此課題，可更充分抑制改質處理後所得之作為第2膜之SiOC(N)膜的漏電流發生、抑制電氣特性惡化。
由此等情況而言，作為第1膜之SiOC(N)膜中之C濃度較佳設為20at%以上且50at%以下、更佳為20at%以上且40at%以下。
(沖洗步驟) 於成膜步驟結束後，由氣體供給管232c、232d之各者將惰性氣體供給至處理室201內，並由排氣管231排氣。藉此，沖洗處理室201內，將殘留於處理室201內之氣體或反應副產物由處理室201去除。又，在藉由於成膜步驟之最終循環中的步驟3所進行的沖洗，使殘留於處理室201內之氣體或反應副產物等由處理室201內充分去除時，可省略成膜步驟結束後之沖洗步驟。圖4為表示省略了成膜步驟結束後之沖洗步驟。
(改質步驟)
成膜步驟結束、且處理室201內之沖洗結束後，依於處理室201內收容了成膜處理後之晶圓200的狀態，對處理室201內之晶圓200、亦即形成於晶圓200上之作為第1膜之SiOC(N)膜，供給分子構造與上述步驟3中之含O氣體不同的含O及H之氣體。具體而言，依與步驟1之閥243a、243c、243d之開關控制相同的程序，進行閥243f、243c、243d之開關控制。含O及H之氣體係流通於氣體供給管232f內，藉由MFC 241f進行流量調整，經由氣體供給管232b、噴嘴249b供給至處理室201內，並由排氣管231排氣。此時，對晶圓200供給含O及H之氣體。
作為本步驟之處理條件，可例示：處理溫度(第2溫度)：400~900℃、較佳650~800℃
處理壓力：39997~101325Pa、較佳53329~101325Pa。
含O及H之氣體供給流量：0.1~5slm、較佳0.3~2slm
氣體供給時間：60~300分鐘、較佳120~180分鐘
其他處理條件設為與步驟1之處理條件相同。
尚且，第2溫度較佳係設為第1溫度以上，更佳係設為較第1溫度高之溫度。亦即，改質步驟中之處理溫度(改質溫度)，較佳係設為成膜步驟中之處理溫度(成膜溫度)以上，更佳係設為較成膜步驟中之處理溫度(成膜溫度)高。
藉由於上述條件下對第1膜進行改質處理，可使第1膜氧化，可於第1膜中進一步攝取O。此時，第1膜中所含之Cl或C等之一部分係藉由含O及H之氣體的氧化作用而脫離。亦即，藉由改質處理，膜中之O濃度增加、C濃度減少。如此，利用含O及H之氣體使第1膜氧化，藉此可使第1膜改質為組成與第1膜相異的第2膜。又，第1膜及第2膜均為SiOC(N)膜，故可將改質前後之膜成分設為相同。其中，第2膜之O濃度較第1膜之O濃度高，第2膜之C濃度較第1膜之C濃度低，而第1膜與第2膜之組成相異。
而且，藉由如此使第1膜改質為第2膜，如圖5(D)所示般，使藉改質處理所得之第2膜之厚度進行增膜(膨脹)，而促使其較改質處理前之第1膜之厚度更厚，藉由此增膜，可消滅第1膜所具有之裂縫或空隙。
作為含O及H之氣體，除了水蒸氣(H2 O氣體)以外，可使用過氧化氫(H2 O2 )氣體等之具有OH基之氣體，亦即具有O-H鍵的氣體。
(後沖洗及大氣壓恢復) 結束改質步驟後，由氣體供給管232c、232d之各者將惰性氣體供給至處理室201內，並由排氣管231排氣。藉此，沖洗處理室201內，將殘留於處理室201內之氣體或反應副產物由處理室201去除(後沖洗)。其後，將處理室201內之環境置換為惰性氣體(惰性氣體置換)，處理室201內之壓力恢復為常壓(大氣壓恢復)。
(晶舟卸載及晶圓卸除) 其後，藉由晶舟升降機115使密封蓋219下降，使反應管203之下端開口。然後，將處理完畢之晶圓200依被晶舟217支撐之狀態從反應管203之下端搬出至反應管203的外部(晶舟卸載)。處理完畢之晶圓200被搬出至反應管203之外部後，由晶舟217取出(晶圓卸除)。
(3)本實施形態之效果 根據本實施形態，可獲得以下所示之一種或複數種效果。
(a)於成膜步驟中，由於於第1溫度下在晶圓200上形成C濃度為20at%以上之第1膜(SiOC(N)膜)，於改質步驟中，於第1溫度以上之第2溫度下使用含O及H之氣體，使第1膜改質為第2膜，故在使第1膜改質為第2膜時，可使膜膨脹。例如，即使在第1膜發生了裂縫或空隙的情況，此裂縫或空隙仍可被消滅。其結果，可提升形成於凹部內之膜的埋填特性。亦即，可進行無空隙且無裂縫的埋填。
尚且，確認到於成膜步驟中所使用之第1膜為如SiCN膜般含有C但不含O之膜時，由改質處理所造成之膜膨脹率低，而於第1膜發生裂縫或空隙的情形時，有其裂縫或空隙無法被消滅的情形。因此，成膜步驟中所形成之第1膜必須至少含有O及C。而且，確認到成膜步驟所使用之第1膜為至少含有Si、O及C時，或至少含有Si、O、C及N時，可使上述效果更明顯。
(b)於改質步驟中，由於於第1溫度以上之第2溫度下使用含O及H之氣體，使第1膜改質為第2膜，故在改質處理時，可將第1膜中所含之Cl等雜質去除，減低膜中雜質濃度，進而可提高膜密度。藉此，可使將第1膜改質而成之第2膜的濕式蝕刻耐性提升。
(c)改質步驟中，由於使用含O及H之氣體，使第1膜改質為第2膜，故可使改質步驟中所形成之第2膜之成分設為與改質步驟前之第1膜成分相同。例如，在第2膜為SiOCN膜時，可將改質步驟後之第2膜作成為具有與第1膜成分相同成分的SiOCN膜。又，例如，在第1膜為SiOC膜時，可將改質步驟後之第2膜作成為具有與第1膜成分相同成分的SiOC膜。藉此，可使第2膜用於發揮既定膜特性之所需元素不從第2膜中脫離、而殘留(保存)於第2膜中。
(d)由於使用含Si氣體、含C氣體及含O氣體作為成膜氣體，於成膜步驟中，將非同時進行：對晶圓200供給含Si體的步驟；對晶圓200供給含C氣體之步驟；與對晶圓200供給含O氣體的步驟；之循環進行既定次數，故可控制性佳地形成C濃度為20at%以上的第1膜。
(e)由於使用含Si氣體、含C及N之氣體及含O氣體作為成膜氣體，於成膜步驟中，將非同時進行：對晶圓200供給含Si體的步驟；對晶圓200供給含C及N之氣體之步驟；與對晶圓200供給含O氣體的步驟；之循環進行既定次數，故可控制性佳地形成C濃度為20at%以上的第1膜。
(f)由於將成膜步驟中所供給之含O氣體、與改質步驟中所供給之含O及H之氣體設為分子構造分別不同的氣體，故各步驟中所要求的反應適當發生，可提高各步驟中之處理的控制性。
(g)由於於改質步驟中，使用H2 O氣體及H2 O2 氣體等具有OH基之氣體、亦即具有O-H鍵之氣體作為含O及H之氣體，故可使第1膜中所含之Cl等雜質由第1膜中效率佳地脫離而去除。
(h)成膜步驟中，由於形成C濃度為20at%以上且50at%以下之第1膜，故除了上述效果之外，可減低改質後所得第2膜之漏電流。
(i)由於使改質步驟後之第2膜之O濃度高於改質步驟前之第1膜之O濃度，使改質步驟後之第2膜之C濃度低於改質步驟前之第1膜之C濃度，故可於維持著第2膜之濕式蝕刻耐性之下，減低第2膜之漏電流。
(j)於改質步驟中，使具有裂縫或空隙之第1膜依高膨脹率進行膨脹，藉此可消滅第1膜之裂縫或空隙，藉此，可獲得無空隙且無裂縫的膜。
(k)藉由將改質步驟中之第2溫度設為較成膜步驟中之第1溫度高的溫度，可進一步提高上述改質效果。
＜其他實施形態＞ 以上具體說明了本發明一實施形態。但本發明並不限定於上述實施形態，在不脫離其要旨之範圍內可進行各種變更。
亦可例如以下所示處理時序般，於成膜步驟中，變更原料氣體或反應氣體之種類而形成SiOC(N)膜。亦即，亦可使用含C之原料氣體作為原料氣體。又，作為反應氣體，除了含C及N之氣體以外，亦可使用含C氣體或含N及H之氣體。
(原料氣體→含C氣體→含O氣體)
Figure 02_image001
n
Figure 02_image003
含O及H之氣體 (含C原料氣體→含N及H之氣體→含O氣體)
Figure 02_image001
n
Figure 02_image003
含O及H之氣體
(含C原料氣體→含O氣體)×n→含O及H之氣體
作為原料氣體，可使用與上述實施形態中之原料氣體相同的氣體。作為含C之原料氣體，可使用例如雙(三氯矽基)甲烷((SiCl3)2CH2，簡稱：BTCSM)氣體、1,2-雙(三氟矽基)乙烷((SiCl3)2C2H4，簡稱：BTCSE)氣體等之伸烷基鹵矽烷系氣體，或三甲基氯矽烷(SiCl(CH3)3，簡稱：TMCS)氣體、二甲基二氯矽烷(SiCl2(CH3)2，簡稱：DMDCS)氣體、三乙基氯矽烷(SiCl(C2H5)3，簡稱：TECS)氣體、二乙基二氯矽烷(SiCl2(C2H5)2，簡稱：DEDCS)氣體、1,1,2,2-四氯-1,2-二甲基二矽烷((CH3)2Si2Cl4，簡稱：TCDMDS)氣體、1,2-二氯-1,1,2,2-四甲基二矽烷((CH3)4Si2Cl2，簡稱：DCTMDS)氣體等之烷基鹵矽烷系氣體。
作為含O氣體、含O及H之氣體，可使用分別與上述實施形態中之含O氣體、含O及H之氣體相同的氣體。
作為含C氣體，除了上述實施形態中之胺系氣體或有機聯胺系氣體之外，可使用丙烯(C3H6)氣體、乙烯(C2H4)氣體、乙炔(C2H2)氣體等烴系氣體。亦可將烴系氣體稱為含C及H之氣體。
作為含N及H之氣體，除了上述實施形態中之胺系氣體或有機聯胺系氣體之外，可使用氨(NH3)氣體、二氮烯(N2H2)氣體、聯胺(N2H4)氣體、N3H8氣體等之氮化氫系氣體。
進行此等處理時序時之處理程序、處理條件可設為例如與上述實施形態中之處理程序、處理條件相同。此時，作為第1膜，可形成C濃度為20~50at%之SiOC(N)膜，可獲得與圖4所示處理時序相同的效果。
又，例如藉由進行圖4所示處理時序或上述處理時序而形成了第2膜後，亦可對第2膜，進一步進行於第2溫度以上之第3溫度下進行退火的退火步驟。此時，亦可將第3溫度設為較第2溫度高的溫度。又，退火步驟可於形成了第2膜後立即進行，亦可於形成了第2膜後，間隔著其他成膜步驟等之基板處理步驟而進行。
退火步驟之處理條件可例示如下： 處理溫度：700~1000℃、較佳700~900℃ 處理壓力：67~101325Pa 惰性氣體供給流量：1000~5000sccm 供給時間：10~120分鐘。
SiOC(N)膜等之膜有因退火而發生收縮的情形，但藉由進行圖4所示處理時序或上述處理時序而形成的第2膜，即使在第2溫度以上、例如較第2溫度高之溫度下進行了退火時，仍可抑制膜收縮。藉此，可抑制於改質步驟被消滅之裂縫或空隙因膜收縮而再次生成的情形，即使於退火後，仍可維持無空隙且無裂縫的埋填狀態。
尚且，亦可在藉由進行圖4所示處理時序或上述處理時序而形成第2膜後，不將晶圓200由處理室201內取出至處理室201外、而依收容於處理室201內之狀態，連續地進行退火步驟。亦即，亦可於同一處理室內(原地，in-situ)連續地依序進行成膜步驟、改質步驟、與退火步驟。
又，亦可在藉由進行圖4所示處理時序或上述處理時序而形成第2膜後，將晶圓200取出至處理室201外，於不同於處理室201之處理室內進行退火步驟。亦即，亦可於不同之處理室內(異地，ex-situ)進行成膜步驟及改質步驟、與退火步驟。
進而，亦可於不同之處理室內(異地，ex-situ)分別進行成膜步驟、改質步驟、與退火步驟。
此等情況下亦可獲得與上述態樣之效果相同的效果。上述各種情況下，若於原地進行此等步驟，則可使晶圓200不致於途中曝露於大氣，使晶圓200於置於真空下一貫地進行此等處理，可穩定進行基板處理。又，若將此等處理依異地進行，則可將各別之處理室內溫度事先設定於例如各步驟之處理溫度或接近其之溫度，可縮短溫度調整所需的時間、提高生產效率。
又，本發明並不限定於上述實施形態，亦可使用單機型裝置、或於搬送室周圍設置了複數處理室的叢集型裝置等進行圖4所示處理時序或上述處理時序或退火步驟。
基板處理所使用之配方，較佳係配合處理內容而個別準備，經由電信通路或外部記憶裝置123事先儲存於記憶裝置121c內。然後，較佳係於開始各處理時，CPU 121a由儲存於記憶裝置121c內之複數配方中，配合基板處理內容適當選擇適合的配方。藉此，可藉由1台基板處理裝置而再現性佳地形成各種膜種類、組成比、膜質、膜厚的膜。又，可減低操作員的負擔、避免操作錯誤，並可迅速地開始各處理。
上述配方並不限定於新穎作成的情況，例如亦可藉由將已安裝於基板處理裝置之既存配方變更而準備。於變更配方的情況，可將變更後之配方經由電信通路或記錄有該配方之記錄媒體，安裝至基板處理裝置。又，亦可操作既存基板處理裝置所具備之輸入輸出裝置122，對基板處理裝置中已安裝之既存配方進行直接變更。
上述實施形態中，係針對一次處理複數片基板之批次式基板處理裝置形成膜的例子進行了說明。本發明並不限定於上述實施形態，例如亦可適合應用於使用一次處理1片或數片基板之單片式基板處理裝置而形成膜的情況。又，上述實施形態中，針對使用具有熱壁型處理爐之基板處理裝置形成膜的例子進行了說明。本發明並不限定於上述實施形態，亦適合應用於使用具有冷壁型處理爐之基板處理裝置形成膜的情況。
於使用此等基板處理裝置之情況，亦可依與上述實施形態或變形例相同之處理程序、處理條件進行成膜，可獲得與此等相同之效果。
又，上述實施形態或變形例可適當組合使用。此時之處理程序、處理條件可設為例如與上述實施形態之處理程序、處理條件相同。
以下說明實施例。
[實施例1]
準備了於表面形成了凹部之晶圓上、形成了C濃度不同之SiOC(N)膜的樣本1~6。樣本1、2中之SiOC(N)膜，係依與上述實施形 態之成膜步驟不同的處理程序、處理條件所形成。樣本3~6中之SiOC(N)膜，係依與上述實施形態之成膜步驟相同的處理程序、處理條件所形成。然後，對樣本1~6之各者，藉由與上述實施形態之改質步驟相同的處理程序、處理條件進行改質處理。改質處理中使用H2O氣體作為含O及H之氣體。然後，測定各個樣本中之改質處理前後的SiOC(N)膜之膨脹率。又，觀察樣本1~6之改質處理後之SiOC(N)膜的各個剖面TEM影像。
圖6表示改質處理前後之SiOC(N)膜之膨脹率的測定結果。圖6之橫軸表示改質處理前之SiOC(N)膜之C濃度(at%)，縱軸表示改質處理後之SiOC(N)膜之膨脹率(%)。
如圖6所示，改質處理前之SiOC(N)膜之C濃度未滿20at%的樣本1、2，係改質處理前後之SiOC(N)膜之膨脹率為未滿30%。相對於此，改質處理前之SiOC(N)膜之C濃度為20at%以上的樣本3~6，係改質處理前後之SiOC(N)膜之膨脹率為30%以上。
又，經觀察各樣本之剖面TEM影像，結果於改質處理前之SiOC(N)膜之C濃度未滿20at%的樣本1、2中，確認到於改質處理後之SiOC(N)膜發生裂縫。另一方面，於改質處理前之SiOC(N)膜之C濃度為20at%以上的樣本3~6中，確認到於改質處理後之SiOC(N)膜未發生裂縫或空隙。亦即，確認到即使在SiOC(N)膜發生了裂縫或空隙的情況下，藉由將改質處理前之SiOC(N)膜之C濃度設為20at%以上，並使用含O及H之氣體進行改質處理，可消滅SiOC(N)膜之裂縫或空隙，可提升埋填特性。
[實施例2]
使用圖1所示基板處理裝置，藉由圖4所示基板處理時序，於晶圓表面上形成C濃度為20at%以上的SiOC(N)膜，並使用H2 O氣體作為含O及H之氣體進行改質步驟。然後，對於在改質步驟中藉改質而膨脹了30%左右的SiOC(N)膜，於800~900℃之溫度下進行退火處理，測定退火處理前後之SiOC(N)膜之膜厚。退火係於N2 氣體環境下進行。亦即，退火係一邊對晶圓200供給N2 氣體、一邊進行(N2 退火)。各步驟中之上述以外的處理條件，係設為上述實施形態中之處理條件範圍內的既定條件。
圖7表示退火處理前後之SiOC(N)膜之膜厚測定結果。圖7之橫軸表示退火處理前、退火處理後，縱軸表示膜厚(Å)。
如圖7所示，退火處理後之SiOC(N)膜的膜厚，係相對於退火處理前之SiOC(N)膜的膜厚，減少0.7%左右，膜收縮率為未滿1%。亦即，確認到即使對藉改質處理而膨脹了30%左右之SiOC(N)膜進行退火處理，其膜收縮率仍未滿1%。
於此，在退火處理前後之SiOC(N)膜的收縮率較大時，有藉改質處理所消滅之裂縫或空隙因退火處理而再復活的可能性。根據本實施形態，確認到可使因退火處理所造成之SiOC(N)膜的收縮率未滿1%，故即使在進行了本實施形態之成膜步驟及改質步驟後再進行退火處理，仍可抑制SiOC(N)膜、亦即第2膜的收縮，不使裂縫或空隙復活，可維持著無空隙且無裂縫的狀態。
亦即，根據本實施形態，確認到可藉由SiOC(N)膜將凹部內埋填成無空隙且無裂縫，進而，其後，即使在較高溫度下進行退火等處理，仍可維持無空隙且無裂縫的狀態。
115:晶舟升降器 121:控制器 121a:CPU 121b:RAM 121c:記憶裝置 121d:I/O埠 121e:內部匯流排 122:輸入輸出裝置 123:外部記憶裝置 200:晶圓(基板) 201:處理室 202:處理爐 203:反應管 207:加熱器 217:晶舟 218:隔熱板 219:密封蓋 220:O型環 231:排氣管 232a,232b,232c,232d,232e,232f:氣體供給管 241a,241b,241c,241d,241e,241f:質量流量控制器(MFC) 243a,243b,243c,243d,243e,243f:閥 244:APC閥 245:壓力感測器 246:真空泵 248:集積型供給系統 249a,249b:噴嘴 250a,250b:氣體供給孔 255:旋轉軸 263:溫度感測器 267:旋轉機構 L:直線
圖1係本發明一實施形態中適合使用之基板處理裝置之縱型處理爐的概略構成圖，以縱剖面圖顯示處理爐部分的圖。 圖2係本發明一實施形態中適合使用之基板處理裝置之縱型處理爐的概略構成圖，以圖1之A-A線剖面圖顯示處理爐部分的圖。 圖3係本發明一實施形態中適合使用之基板處理裝置之控制器的概略構成圖，以方塊圖顯示控制器之控制系統的圖。 圖4係表示本發明一實施形態之基板處理時序的流程圖。 圖5(A)為成膜處理前之晶圓剖面部分放大圖；圖5(B)為在依埋填形成於晶圓表面之凹部內的方式進行成膜處理的途中的晶圓剖面部分放大圖；圖5(C)為在依埋填形成於晶圓表面之凹部內的方式進行成膜處理後的晶圓剖面部分放大圖；圖5(D)為於成膜處理後進行了改質處理後的晶圓剖面部分放大圖。 圖6為表示樣本1~6中，改質處理前之膜中之碳(C)濃度、與改質處理前後之膜之膨潤率間的關係圖。 圖7為表示對C濃度20at%以上之SiOC(N)膜進行使用了H2 O之改質處理後，進行了退火處理時之退火處理前後之膜厚變化的圖。

Claims (20)

  1. 一種基板處理方法，係具有：(a)對基板於第1溫度下供給成膜氣體，於上述基板上，形成至少含有氧及碳且碳濃度為20at%以上之具有裂縫或空隙的第1膜的步驟；與(b)對形成了上述第1膜之上述基板於上述第1溫度以上之第2溫度下供給含有氧及氫之氣體，使上述第1膜改質為第2膜的步驟；於(b)中，藉由使上述第1膜膨脹，使上述第1膜之裂縫或空隙消滅。
  2. 如請求項1之基板處理方法，其中，於上述基板之表面係設有凹部；於(a)中係依埋填上述凹部內之方式形成上述第1膜。
  3. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述第1膜係至少含有矽、氧及碳。
  4. 如請求項3之基板處理方法，其中，上述第2膜係至少含有矽、氧及碳。
  5. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述第1膜係至少含有矽、氧、碳及氮。
  6. 如請求項5之基板處理方法，其中，上述第2膜係至少含有矽、氧、碳及氮。
  7. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述成膜氣體係包括含矽氣體、含碳氣體、及含氧氣體，或包括含矽及碳之氣體、與含氧氣體。
  8. 如請求項7之基板處理方法，其中，於(a)中，係將非同時 進行對上述基板供給上述含矽氣體之步驟、對上述基板供給上述含碳氣體之步驟、與對上述基板供給上述含氧氣體之步驟的循環進行既定次數；或者將非同時進行對上述基板供給上述含矽及碳之氣體之步驟、與對上述基板供給上述含氧氣體之步驟的循環進行既定次數。
  9. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述成膜氣體係包括含矽氣體、含碳及氮之氣體、與含氧氣體，或包括含矽及碳之氣體、含氮氣體、與含氧氣體。
  10. 如請求項9之基板處理方法，其中，於(a)中，係將非同時進行對上述基板供給上述含矽氣體之步驟、對上述基板供給上述含碳及氮之氣體之步驟、與對上述基板供給上述含氧氣體之步驟的循環進行既定次數；或者將非同時進行對上述基板供給上述含矽及碳之氣體之步驟、對上述基板供給上述含氮氣體之步驟、與對上述基板供給上述含氧氣體之步驟的循環進行既定次數。
  11. 如請求項7之基板處理方法，其中，(a)所供給之上述含氧氣體，係分子構造與(b)所供給之上述含氧及氫之氣體相異。
  12. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述含氧及氫之氣體，係包含H2O氣體及H2O2氣體中之至少任一者。
  13. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述第1膜之碳濃度為20at%以上且50at%以下。
  14. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述第2膜之氧濃度係較第1膜之氧濃度高；上述第2膜之碳濃度係較第1膜之碳濃度低。
  15. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述第2溫度係較上述第1溫度高的溫度。
  16. 如請求項1之基板處理方法，其中，進一步具有：(c)將上述第2膜於上述第2溫度以上之第3溫度下進行退火的步驟。
  17. 如請求項16之基板處理方法，其中，上述第3溫度係較上述第2溫度大的溫度。
  18. 一種半導體裝置之製造方法，係具有：(a)對基板於第1溫度下供給成膜氣體，於上述基板上，形成至少含有氧及碳且碳濃度為20at%以上之具有裂縫或空隙的第1膜的步驟；與(b)對形成了上述第1膜之上述基板於上述第1溫度以上之第2溫度下供給含有氧及氫之氣體，使上述第1膜改質為第2膜的步驟；於(b)中，藉由使上述第1膜膨脹，使上述第1膜之裂縫或空隙消滅。
  19. 一種基板處理裝置，係具有：對基板進行處理之處理室；對上述處理室內之基板供給成膜氣體的成膜氣體供給系統；對上述處理室內之基板供給含氧及氫之氣體的含氧及氫之氣體供給系統；以及控制部，係構成為可控制上述成膜氣體供給系統與上述含氧及氫之氣體供給系統，俾於上述處理室內，進行(a)對基板於第1溫度下供給上述成膜氣體，於上述基板上，形成至少含有氧及碳且碳濃度為20at%以上之之具有裂縫或空隙的第1膜的處理；與(b)對形成了上述第1膜之上述基板於上述第1溫度以上之第2溫度下供給上述含有氧及氫之氣體，使上述第 1膜改質為第2膜的處理，於(b)中，藉由使上述第1膜膨脹，使上述第1膜之裂縫或空隙消滅。
  20. 一種藉由電腦使基板處理裝置實行下述程序之程式：(a)對基板於第1溫度下供給成膜氣體，於上述基板上，形成至少含有氧及碳且碳濃度為20at%以上之具有裂縫或空隙的第1膜的程序；(b)對形成了上述第1膜之上述基板於上述第1溫度以上之第2溫度下供給含有氧及氫之氣體，使上述第1膜改質為第2膜的程序；與於(b)中，藉由使上述第1膜膨脹，使上述第1膜之裂縫或空隙消滅之程序。
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