TWI797856B - 半導體裝置之製造方法、基板處理方法、基板處理裝置及程式 - Google Patents

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

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山口大吾
門島勝
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Abstract

本發明係具有(a)於第1溫度下將包含下述步驟之周期進行既定次數：對在表面設有凹部之基板供給原料氣體的步驟；供給第1含氮及氫氣體的步驟；供給第2含氮及氫氣體的步驟；與供給第1改質氣體的步驟，該第1改質氣體係含有加熱至較基板溫度高之溫度的氣體及激發為電漿狀態之氣體中之至少任一者；藉此，於基板之表面與凹部內，生成含有任一氣體所含元素的寡聚物並使其成長、流動，於基板表面與凹部內形成含寡聚物層的步驟；以及(b)對在基板表面與凹部內形成了含寡聚物層之基板，於上述第1溫度以上之第2溫度下進行熱處理，藉此使形成於基板表面與凹部內之含寡聚物層改質，依埋覆於上述凹部內之方式，形成使含寡聚物層改質而成的膜的步驟。

Description

半導體裝置之製造方法、基板處理方法、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，有進行使用複數種氣體於基板上形成膜之處理的情形(例如參照專利文獻1、2)。此時，有時使用複數種氣體，進行依埋覆設於基板表面之凹部內的方式形成膜之處理。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2017-34196號公報 專利文獻2：日本專利特開2013-30752號公報
(發明所欲解決之問題)
本發明之目的在於使依埋覆設於基板表面之凹部內的方式所形成的膜的特性提升。 (解決問題之技術手段)
根據本發明之一態樣，提供一種技術，係具有： (a)於第1溫度下將包含下述步驟之周期進行既定次數：對在表面設有凹部之基板供給原料氣體的步驟；對上述基板供給第1含氮及氫氣體的步驟；對上述基板供給第2含氮及氫氣體的步驟；與對上述基板供給第1改質氣體的步驟，該第1改質氣體係含有加熱至較上述基板之溫度高之溫度的氣體及激發為電漿狀態之氣體中之至少任一者；藉此，於上述基板之表面與上述凹部內，生成含有上述原料氣體、上述第1含氮及氫氣體、及上述第2含氮及氫氣體中之至少任一者所含元素的寡聚物並使其成長、流動，於上述基板表面與上述凹部內形成含寡聚物層的步驟；以及 (b)對在上述基板表面與上述凹部內形成了上述含寡聚物層之上述基板，於上述第1溫度以上之第2溫度下進行熱處理，藉此使形成於上述基板表面與上述凹部內之上述含寡聚物層改質，依埋覆於上述凹部內之方式，形成使上述含寡聚物層改質而成的膜的步驟。 (對照先前技術之功效)
根據本發明，可使依埋覆設於基板表面之凹部內的方式所形成的膜的特性提升。
＜本發明之第1態樣＞ 以下主要參照圖1~圖4說明本發明之第1態樣。又，以下說明中所使用之圖式均為概略性圖，圖式中之各要件的尺寸關係、各要件之比率等並不一定與實際者一致。又，複數圖式彼此間的各要件的尺寸關係、各要件之比率等並不一定一致。
(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(SiO 2)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之下方，與反應管203呈同心圓狀地配設歧管209。歧管209由例如不鏽鋼(SUS)等金屬材料所構成，形成為上端及下端開口的圓筒形狀。於歧管209之上端部，卡合於反應管203之下端部，構成為支撐反應管203。於歧管209與反應管203之間，設有作為密封構件的O型環220a。反應管203係與加熱器207同樣地垂直豎立。主要由反應管203與歧管209構成處理容器(反應容器)。於處理容器之筒中空部形成處理室201。處理室201構成為可收容作為基板之晶圓200。於此處理室201內對晶圓200進行處理。
於處理室201內，作為第1~第3供給部之噴嘴249a~249c係分別設置成貫通歧管209之側壁。將噴嘴249a~249c分別亦稱為第1~第3噴嘴。噴嘴249a~249c分別由石英或SiC等耐熱性材料之非金屬原料所構成。於噴嘴249a~249c分別連接氣體供給管232a~232c。噴嘴249a~249c係分別不同之噴嘴，且噴嘴249b、249c分別與噴嘴249a鄰接設置。
於氣體供給管232a~232c，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~241c及屬於開關閥之閥243a~243c。在氣體供給管232a之較閥243a更下游側，連接氣體供給管232e。在氣體供給管232b之較閥243b更下游側，連接氣體供給管232d、232f。在氣體供給管232c之較閥243c更下游側，連接氣體供給管232g。在氣體供給管232d~232g，由氣流之上游側起依序分別設置MFC241d~241g及閥243d~243g。氣體供給管232a~232g係由例如SUS等金屬材料所構成。
如圖2所示般，噴嘴249a~249c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~249c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。於俯視下，噴嘴249b係配置成與後述排氣口231a之間包夾搬入至處理室201內之晶圓200之中心而於一直線上相對向。噴嘴249a、249c係配置成沿著反應管203之內壁(晶圓200之外周部)、由兩側挾持著通過噴嘴249b與排氣口231a之中心的直線L。直線L亦為通過噴嘴249b與晶圓200中心的直線。亦即，噴嘴249c亦可挾持著直線L而設於噴嘴249a之相反側。噴嘴249a、249c係以直線L作為對稱軸而配置成線對稱。於噴嘴249a~249c之側面，分別設置供給氣體的氣體供給孔250a~250c。氣體供給孔250a~250c分別於俯視下與排氣口231a呈相對向(相對面)而開口，可朝晶圓200供給氣體。氣體供給孔250a~250c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，原料氣體係經由MFC241a、閥243a、噴嘴249a供給至處理室201內。
由氣體供給管232b，第1含氮(N)及氫(H)氣體經由MFC241b、閥243b、噴嘴249b供給至處理室201內。
由氣體供給管232c，第2含氮(N)及氫(H)氣體經由MFC241c、閥243c、噴嘴249c供給至處理室201內。
由氣體供給管232d，改質氣體經由MFC241d、閥243d、氣體供給管232b、噴嘴249b供給至處理室201內。
由氣體供給管232e~232g，惰性氣體係分別經由MFC241e~241g、閥243e~243g、氣體供給管232a~232c、噴嘴249a~249e供給至處理室201內。惰性氣體作用為沖洗氣體、載體氣體、稀釋氣體等。
在氣體供給管232b之與氣體供給管232f間之連接部更靠下游側，設有：使氣體加熱至較晶圓200之溫度高之溫度之作為熱激發部的加熱部300；與使氣體激發為電漿狀態之作為電漿激發部(電漿生成部)的遠端電漿單元(RPU)400。又，亦將使氣體激發為電漿狀態簡稱為電漿激發。又，亦將加熱氣體使其熱性激發簡稱為熱激發。加熱部300及RPU400亦可設置於氣體供給管232d。此時，較佳係將加熱部300及RPU400設於氣體供給管232d之較閥243d更下游側。RPU400係藉由施加高頻(RF)電力，可於RPU400內部使氣體被電漿化而激發，亦即可使氣體激發為電漿狀態。作為電漿生成方式，可使用電容耦合電漿(Capacitively Coupled Plasma，簡稱：CCP)方式，亦可使用電感耦合電漿(Inductively Coupled Plasma，簡稱：ICP)方式。
加熱部300係構成為將由氣體供給管232d所供給之改質氣體加熱至較晶圓200之溫度高之溫度，可作為第1改質氣體或第2改質氣體而供給。藉由加熱部300，可將由氣體供給管232b所供給之第1含N及H氣體、或由氣體供給管232f所供給之惰性氣體加熱至較晶圓200之溫度高之溫度而供給。
RPU400係構成為將由氣體供給管232d所供給之改質氣體激發為電漿狀態，可作為第1改質氣體或第2改質氣體而供給。藉由RPU400，可將由氣體供給管232b所供給之第1含N及H氣體、或由氣體供給管232f所供給之惰性氣體激發為電漿狀態而供給。
第1改質氣體及第2改質氣體可分別為相同物質(分子構造相同之物質)，亦可將第1改質氣體及第2改質氣體設為分別不同的物質(分子構造不同之物質)。又，可將第1改質氣體及第2改質氣體分別設為加熱至較晶圓200之溫度高之溫度的氣體，亦可將第1改質氣體及第2改質氣體分別設為激發為電漿狀態的氣體。又，亦可將第1改質氣體及第2改質氣體中之一者設為加熱至較晶圓200之溫度高之溫度的氣體，將另一者設為激發為電漿狀態之氣體。
尚且，圖1中作為一例，例示了將加熱部300與RPU400設於氣體供給管232b的例子，但加熱部300與RPU400亦可分別設於不同的氣體供給管。此時，可由分別不同之氣體供給管，個別地供給加熱至較晶圓200之溫度高之溫度的氣體、與激發為電漿狀態的氣體。藉由此構成，可由分別不同之氣體供給管分別且同時地供給加熱至較晶圓200之溫度高之溫度的氣體、與激發為電漿狀態的氣體。又，藉由此構成，可由分別不同之氣體供給管分別且不同時地供給加熱至較晶圓200之溫度高之溫度的氣體、與激發為電漿狀態的氣體。
主要由氣體供給管232a、MFC241a、閥243a構成原料氣體供給系統。主要由氣體供給管232b、MFC241b、閥243b構成第1含N及H氣體供給系統。主要由氣體供給管232c、MFC241c、閥243c構成第2含N及H氣體供給系統。主要由氣體供給管232d、MFC241d、閥243d構成改質氣體供給系統。主要由氣體供給管232d、MFC241、閥243d、加熱部300及RPU400中之至少任一者構成第1改質氣體供給系統、第2改質氣體供給系統。主要由氣體供給管232e~232g、MFC241e~241g、閥243e~243g構成惰性氣體供給系統。
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~243g或MFC241a~241g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~232g分別連接，對氣體供給管232a~232g內之各種氣體的供給動作、亦即閥243a~243g之開關動作或MFC241a~241g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~232g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，設有對處理室201內之環境進行排氣的排氣口231a。如圖2所示，排氣口231a係於俯視下設置於挾持著晶圓200而與噴嘴249a~249c(氣體供給孔250a~250c)相對向(相對面)的位置。排氣口231a係由反應管203之側壁下部起沿著上部、亦即沿著晶圓配列區域設置。於排氣口231a連接著排氣管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)的壓力感應器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內之真空排氣及真空排氣停止，進而依使真空泵246作動之狀態，根據藉由壓力感應器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、APC閥244、壓力感應器245構成排氣系統。真空泵246亦可認為涵括於排氣系統中。
於歧管209下方，設有可將歧管209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，設有與歧管209下端抵接之作為密封構件的O型環220b。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)。
於歧管209下方，設置在使密封蓋219下降並將晶舟217由處理室201內搬出的狀態下，可將歧管209之下端開口氣密地閉塞之作為爐口蓋體的擋門219s。擋門219s由例如SUS等金屬材料所構成，並形成為圓盤狀。於擋門219s上面，設有與歧管209下端抵接之作為密封構件的O型環220c。擋門219s之開關動作(升降動作或旋動動作等)係由擋門開關機構115s所控制。
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應器263。根據藉由溫度感應器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。溫度感應器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。又，於控制器121亦可連接外部記憶裝置123。
記憶裝置121c係由例如快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State 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手續或條件等的製程配方(recipe)等。製程配方係以將後述基板處理中之各手續藉控制器121執行，而可獲得既定之結果之方式組合者，其作為程式而發揮功能。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MFC241a~241g、閥243a~243g、壓力感測器245、APC閥244、真空泵246、溫度感應器263、加熱器207、旋轉機構267、晶舟升降器115、擋門開關機構115s、加熱部300、RPU400等。
CPU121a係構成為自記憶裝置121c讀取控制程式並執行，且配合自輸出入裝置122之操作指令之輸入等由記憶裝置121c讀取配方。CPU121a係構成為依照所讀取之配方的內容，控制利用MFC 241a~241g之各種氣體之流量調整動作、閥243a~243g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、基於溫度感應器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、利用擋門開關機構115s之擋門219s的開關動作、利用加熱部300之氣體加熱動作、利用RPU400之氣體之電漿激發動作等。
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、SSD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，針對於作為基板之晶圓200之表面上形成膜的處理時序例，主要使用圖4進行說明。又，本態樣中，係針對使用於表面設有溝槽或孔等凹部之矽基板(矽晶圓)作為晶圓200的例子進行說明。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。
如圖4所示，本態樣之處理時序中，係進行： 藉由於第1溫度下將包含下述步驟之周期進行既定次數(n次，n為1以上整數)：對在表面設有凹部之晶圓200供給原料氣體的步驟(原料氣體供給)；對晶圓200供給第1含N及H氣體的步驟(第1含N及H氣體供給)；對晶圓200供給第2含N及H氣體的步驟(第2含N及H氣體供給)；與對晶圓200供給第1改質氣體的步驟(第1改質氣體供給)，該第1改質氣體係含有加熱至較晶圓200之溫度高之溫度的氣體及激發為電漿狀態之氣體中之至少任一者；而於晶圓200之表面與凹部內，生成含有上述原料氣體、第1含N及H氣體、及第2含N及H氣體中之至少任一者所含元素的寡聚物並使其成長、流動，於晶圓200表面與上述凹部內形成含寡聚物層的步驟(含寡聚物層形成)；與 對在晶圓200表面與凹部內形成了含寡聚物層之晶圓200，於上述第1溫度以上之第2溫度下進行熱處理(退火)，藉此使形成於晶圓200表面與凹部內之含寡聚物層改質，依埋覆於凹部內之方式，形成使含寡聚物層改質而成的膜的步驟(後處理)。 本說明書中，亦將後處理稱為PT。
尚且，圖4所示之處理時序中，係非同時地進行上述原料氣體供給、第1含N及H氣體供給、第2含N及H氣體供給、第1改質氣體供給。
本說明書中，為了方便，將上述處理時序表示如以下。以下包含第2、3、4、5態樣等之變形例等之說明中亦使用相同表記。
(原料氣體→第1含N及H氣體→第2含N及H氣體→第1改質氣體)
Figure 02_image001
n→PT
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，係有意指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」等語詞的情況，亦與使用「晶圓」一詞的情況具有相同意義。
(晶圓充填及晶舟裝載) 將複數片之晶圓200裝填(晶圓充填)於晶舟217後，藉由擋門開關機構115s移動擋門219s，使歧管209之下端開口開放(擋門開)。其後，如圖1所示般，支持著複數片之晶圓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220b使歧管209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應器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，根據溫度感應器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。處理室201內之排氣、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。
(含寡聚物層形成) 其後，依序實行以下之步驟1~4。
[步驟1] 此步驟中，係對處理室201內之晶圓200供給原料氣體。
具體而言，打開閥243a，使原料氣體流通於氣體供給管232a內。原料氣體係藉由MFC241a進行流量調整，經由噴嘴249a供給至處理室201內，並由排氣口231a排氣。此時，對晶圓200供給原料氣體(原料氣體供給)。此時，亦可打開閥243e~243g，分別經由噴嘴249a~249c對處理室201內供給惰性氣體。
經過既定時間後，關閉閥243a，停止原料氣體對處理室201內的供給。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。此時，打開閥243e~243g，經由噴嘴249a~249c對處理室201內供給惰性氣體。由噴嘴249a~249c所供給之惰性氣體係作用為沖洗氣體，藉此，沖洗晶圓200所存在之空間、亦即沖洗處理室201內(沖洗)。
作為原料氣體，例如可使用含有作為構成形成於晶圓200上之膜之主元素的矽(Si)的矽烷系氣體。矽烷系氣體可使用例如含有Si及鹵素之氣體，亦即鹵矽烷氣體。鹵素包括氯(Cl)、氟(F)、溴(Br)、碘(I)等。亦即，鹵矽烷氣體係包括氯矽烷系氣體、氟矽烷系氣體、溴矽烷系氣體、碘矽烷系氣體等。作為鹵矽烷系氣體，可使用例如含有矽、碳(C)及鹵素之氣體，亦即可使用有機鹵矽烷系氣體。作為有機鹵矽烷系氣體，可使用例如含有Si、C及Cl之氣體，亦即有機氯矽烷系氣體。
作為原料氣體，可使用例如單矽烷(SiH 4簡稱：MS)氣體、二矽烷(Si 2H 6，簡稱：DS)氣體等不含C及鹵素之矽烷系氣體，或二氯矽烷(SiH 2Cl 2，簡稱：DCS)氣體、六氯二矽烷(Si 2Cl 6，簡稱：HCDS)氣體等不含C之鹵矽烷系氣體，或三甲基矽烷(SiH(CH 3) 3，簡稱：TMS)氣體、二甲基矽烷(SiH 2(CH 3) 2，簡稱：DMS)氣體、三乙基矽烷(SiH(C 2H 5) 3，簡稱TES)氣體、二乙基矽烷(SiH 2(C 2H 5) 2，簡稱：DES)氣體等之烷基矽烷系氣體，或雙(三氯矽基)甲烷((SiCl 3) 2CH 2，簡稱：BTCSM)氣體、1,2-雙(三氯矽基)乙烷((SiCl 3) 2C 2H 4，簡稱：BTCSE)氣體等之伸烷基鹵矽烷系氣體，或三甲基氯矽烷(SiCl(CH 3) 3，簡稱：TMCS)氣體、二甲基二氯矽烷(SiCl 2(CH 3) 2，簡稱DMDCS)氣體、三乙基氯矽烷(SiCl(C 2H 5) 3，簡稱TECS)氣體、二乙基二氯矽烷(SiCl 2(C 2H 5) 2，簡稱DEDCS)氣體、1,1,2,2-四氯-1,2-二甲基二矽烷((CH 3) 2Si 2Cl 4，簡稱：TCDMDS)氣體、1,2-二氯-1,1,2,2-四甲基二矽烷((CH 3) 4Si 2Cl 2，簡稱：DCTMDS)氣體等烷基鹵矽烷系氣體。作為原料氣體，可使用此等中之1種以上。
又，此等原料氣體之一部分，亦可為不含胺基且含鹵素。又，此等原料之一部分，係含有矽與矽之化學鍵(Si-Si鍵)。又，此等原料氣體之一部分係含有矽及鹵素，或含有矽、鹵素及碳。又，此等原料氣體之一部分係含有烷基與鹵素。
相較於原料氣體含有胺基之情況，在原料氣體為不含胺基時係雜質不易殘留於含寡聚物層中。又，相較於原料氣體含有胺基的情況，在原料氣體為不含胺基時可提高含寡聚物層或最終形成之膜的組成比之控制性。又，相較於原料氣體不含鹵素的情況，在原料氣體為含有鹵素時可於含寡聚物層中提高形成寡聚物時的反應性，可有效率地形成寡聚物。又，相較於原料氣體不含Si-Si鍵的情況，在原料氣體為含有Si-Si鍵時可於含寡聚物層中提高形成寡聚物時的反應性，可有效率地形成寡聚物。又，在原料氣體含有烷基與鹵素時，可使所形成之寡聚物具有適當的流動性。
作為惰性氣體，可使用例如氮(N 2)氣，或氬(Ar)氣、氦(He)氣、氖(Ne)氣、氙(Xe)氣等稀有氣體。此點於後述各步驟中亦相同。作為惰性氣體，可使用此等中1種以上。
[步驟2] 於此步驟中，對處理室201內之晶圓200供給第1含N及H氣體。
具體而言，係打開閥243b，使第1含N及H氣體流通於氣體供給管232b內。第1含N及H氣體係藉由MFC241b進行流量調整，經由噴嘴249b供給至處理室201內，並由排氣口231a排氣。此時，對晶圓200供給第1含N及H氣體(第1含N及H氣體供給)。此時，亦可打開閥243e~243g，分別經由噴嘴249a~249c對處理室201內供給惰性氣體。
經過既定時間後，關閉閥243b，停止第1含N及H氣體對處理室201內的供給。然後，藉由與步驟1中之沖洗相同的處理手續、處理條件，將殘留於處理室201內之氣體等由處理室201內排除。
作為第1含N及H氣體，例如可使用氨(NH 3)氣等氮化氫系氣體，或單乙基胺(C 2H 5NH 2，簡稱：MEA)氣體、二乙基胺((C 2H 5) 2NH，簡稱：DEA)氣體、三乙基胺((C 2H 5) 3N，簡稱：TEA)氣體等乙基胺系氣體，或單甲基胺(CH 3NH 2，簡稱：MMA)氣體、二甲基胺((CH 3) 2NH，簡稱：DMA)氣體、三甲基胺((CH 3) 3N，簡稱：TMA)氣體等甲基胺系氣體，或吡啶(C 5H 5N)氣體、哌𠯤(C 4H 10N 2)氣體等環狀胺系氣體，或單甲基肼((CH 3)HN 2H 2，簡稱：MMH)氣體、二甲基肼((CH 3) 2N 2H 2，簡稱：DMH)氣體、三甲基肼((CH 3) 2N 2(CH 3)H，簡稱：TMH)氣體等有機肼系氣體等。作為第1含N及H氣體，可使用此等中之1種以上。又，胺基氣體或有機肼系氣體由於由C、N及H所構成，故此等氣體亦可稱為含C、N及H氣體。
[步驟3] 於此步驟中，對處理室201內之晶圓200供給第2含N及H氣體。
具體而言，係打開閥243c，使第2含N及H氣體流通於氣體供給管232c內。第2含N及H氣體係藉由MFC241c進行流量調整，經由噴嘴249c供給至處理室201內，並由排氣口231a排氣。此時，對晶圓200供給第2含N及H氣體(第2含N及H氣體供給)。此時，亦可打開閥243e~243g，分別經由噴嘴249a~249c對處理室201內供給惰性氣體。
經過既定時間後，關閉閥243c，停止第2含N及H氣體對處理室201內的供給。然後，藉由與步驟1中之沖洗相同的處理手續、處理條件，將殘留於處理室201內之氣體等由處理室201內排除。
作為第2含N及H氣體，例如可使用氨(NH 3)氣、二氮烯(N 2H 2)氣體、聯氨(N 2H 4)氣體、N 3H 8氣體等之氮化氫系氣體。作為第2含N及H氣體，較佳係使用分子構造與第1含N及H氣體不同的氣體。惟，視處理條件，亦可使用分子構造與第1含N及H氣體相同之氣體作為第2含N及H氣體。作為第2含N及H氣體，可使用此等中之1種以上。
[步驟4] 於此步驟中，對處理室201內之晶圓200供給第1改質氣體，該第1改質氣體係含有加熱至較晶圓200之溫度高之溫度的氣體及激發為電漿狀態的氣體中之至少任一者。
具體而言，係打開閥243d，使改質氣體流通於氣體供給管232d內。改質氣體係藉由MFC241d進行流量調整，經由噴嘴249b供給至處理室201內，並由排氣口231a排氣。此時，對改質氣體，藉由加熱部300加熱至較晶圓200之溫度高之溫度、或藉由RPU400激發為電漿狀態、或者進行上述二者。藉此，改質氣體作成為含有加熱至較晶圓200之溫度高之溫度的氣體及激發為電漿狀態的氣體中之至少任一者的第1改質氣體，經由噴嘴249b對處理室201內之晶圓200進行供給(第1改質氣體供給)。此時，亦可打開閥243e~243g，分別經由噴嘴249a~249c對處理室201內供給惰性氣體。
經過既定時間後，關閉閥243d，停止改質氣體對加熱部300或RPU400的供給，而停止第1改質氣體對處理室201內的供給。然後，藉由與步驟1中之沖洗相同的處理手續、處理條件，將殘留於處理室201內之氣體等由處理室201內排除。
作為改質氣體，例如可使用惰性氣體、含N及H氣體、含H氣體中之至少任一種氣體。作為惰性氣體，可使用與上述惰性氣體相同的氣體。作為含N及H氣體，例如可使用與上述第1含N及H氣體或第2含N及H氣體相同的氣體。作為含H氣體，可舉例如氫(H 2)氣或氘( 2H 2)氣等。 2H 2氣亦可表記為D 2氣體。作為改質氣體，可使用此等中之1種以上。
藉由使用此等氣體作為改質氣體，可將使此等氣體加熱至較晶圓200之溫度高之溫度的氣體及激發為電漿狀態的氣體中之至少任一種，作為第1改質氣體而供給至晶圓200。又，藉由將此等氣體藉由RPU400進行電漿激發，第1改質氣體將含有例如N*、N 2*、Ar*、He*、Ne*、Xe*、NH*、NH 2*、NH 3*、H*、H 2*等活性種。又，視加熱條件，將此等氣體藉由加熱部300進行熱激發，亦可於第1改質氣體中含有此等活性種。又，*意指自由基。以下說明中亦相同。
[實施既定次數] 其後，將上述步驟1~4非同時、亦即未同期進行的周期進行既定次數(n次，n為1以上之整數)。
此時，在原料氣體單獨存在的情況，於原料氣體之物理吸附較原料氣體之化學吸附更具支配性(優勢性)的條件(溫度)下，將周期進行既定次數。較佳係在原料氣體單獨存在的情況，於原料氣體之物理吸附較原料氣體之熱分解及原料氣體之化學吸附更具支配性(優勢性)的條件(溫度)下，將周期進行既定次數。又，較佳係在原料氣體單獨存在的情況，於原料氣體不熱分解、且原料氣體之物理吸附較原料氣體之化學吸附更具支配性(優勢性)的條件(溫度)下，將周期進行既定次數。又，較佳係於使含寡聚物層產生流動性的條件(溫度)下，將周期進行既定次數。又，較佳係於使含寡聚物層流動並流入至晶圓200表面所形成之凹部內深處、由此凹部內深部起藉由含寡聚物層埋覆於凹部內的條件(溫度)下，將周期進行既定次數。
作為原料氣體供給時之處理條件，可例示： 處理溫度(第1溫度)：0~150℃、較佳為10~100℃、更佳為20~60℃ 處理壓力：10~6000Pa、較佳為50~2000Pa 原料氣體供給流量：0.01~1slm 原料氣體供給時間：1~300秒 惰性氣體供給流量(每氣體供給管)：0~10slm、較佳為0.01~10slm。
本說明書中「0~150℃」般之數值範圍的表記，意指其範圍包含下限值及上限值。因此，例如「0~150℃」意指「0℃以上且150℃以下」。有關其他數值範圍亦相同。又，本說明書中所謂處理溫度，意指晶圓200之溫度或處理室201內之溫度，處理壓力意指處理室201內之壓力。又，氣體供給流量：0slm意指不供給該氣體的情形。此等係於以下說明中亦相同。
作為第1含N及H氣體供給時之處理條件，可例示： 第1含N及H氣體供給流量：0.01~5slm 第1含N及H氣體供給時間：1~300秒。 其他處理條件可設為與原料氣體供給時之處理條件相同。
作為第2含N及H氣體供給時之處理條件，可例示： 第2含N及H氣體供給流量：0.01~5slm 第2含N及H氣體供給時間：1~300秒。 其他處理條件可設為與原料氣體供給時之處理條件相同。
作為第1改質氣體供給時之處理條件，於對改質氣體進行熱激發的情況，可例示： 處理壓力：70~10000Pa、較佳為1000~10000Pa 改質氣體供給流量：0.01~10slm 改質氣體供給時間：1~300秒 改質氣體溫度：100~600℃、較佳為200~500℃、更佳為300~450℃、又更佳為300~400℃。 其他處理條件可設為與原料氣體供給時之處理條件相同。又，改質氣體之溫度設為較晶圓200之溫度高之溫度。又，對改質氣體進行熱激發時之處理壓力，較佳係設為較原料氣體供給、第1含N及H氣體供給、第2含N及H氣體供給之各者中之處理壓力高。
作為第1改質氣體供給時之處理條件，於對改質氣體進行電漿激發的情況，可例示： 處理壓力：1~100Pa、較佳為10~80Pa 改質氣體供給流量：0.01~10slm 改質氣體供給時間：1~300秒 高頻(RF)電力：100~1000W 高頻(RF)頻率：13.5MHz或27MHz。 其他處理條件可設為與原料氣體供給時之處理條件相同。又，對改質氣體進行電漿激發時之處理壓力，較佳係設為較原料氣體供給、第1含N及H氣體供給、第2含N及H氣體供給之各者中之處理壓力低。
藉由於上述處理條件下進行原料氣體供給、第1含N及H氣體供給、第2含N及H氣體供給、第1改質氣體供給，可於晶圓200之表面及凹部內生成含有原料氣體、第1含N及H氣體及第2含N及H氣體中任一者所含之元素的寡聚物，並使其成長、流動，而可於晶圓200之表面及凹部內形成含寡聚物層。又，所謂寡聚物，係指由較少量(例如10~100個)單體(單體分子)所結合、分子量相對較低(例如分子量為10000以下)的聚合物。作為原料氣體、第1含N及H氣體、第2含N及H氣體，分別使用例如烷基氯矽烷系氣體等烷基鹵矽烷系氣體、胺系氣體、氮化氫系氣體的情況，含寡聚物層例如成為含有Si、Cl、N等各種元素、或由CH 3或C 2H 5等C xH 2x+1(x為1~3之整數)之化學式所示物質的層。
又，藉由於上述處理條件下進行原料氣體供給、第1含N及H氣體供給、第2含N及H氣體供給、第1改質氣體供給，可促進晶圓200之表面及凹部內所形成之寡聚物的成長或流動，同時將寡聚物之表層或寡聚物內部所含之剩餘成分、例如剩餘氣體或含Cl等之雜質或反應副產物(以下亦簡稱為副產物)去除並使其排出。
尚且，若上述處理溫度設為未滿0℃，則供給至處理室201內之原料氣體容易液化，有難以依氣體狀態對晶圓200供給原料氣體的情形。此時，有形成上述含寡聚物層之反應不易進行、難以於晶圓200之表面及凹部內形成含寡聚物層的情形。藉由將處理溫度設為0℃以上，可解決此課題。藉由將處理溫度設為10℃以上，可充分解決此課題；藉由將處理溫度設為20℃以上，可更充分解決此課題。
又，若將處理溫度設為高於150℃之溫度，則後述第1含N及H氣體所造成的觸媒作用變弱，有形成上述含寡聚物層之反應不易進行的情形。此時，於晶圓200之表面及凹部內所生成之寡聚物係脫離方向較成長方向具支配性，而有難以於晶圓200之表面及凹部內形成含寡聚物層的情形。藉由將處理溫度設為150℃以下，可解決此課題。藉由將處理溫度設為100℃以下，可充分解決此課題；藉由將處理溫度設為60℃以下，可更充分解決此課題。
基於此等情形，處理溫度適合設為0℃以上且150℃以下、較佳為10℃以上且100℃以下、更佳為20℃以上且60℃以下。
尚且，作為沖洗之處理條件，可例示： 處理壓力：10~6000Pa 惰性氣體供給流量(每氣體供給管)：0.01~20slm 惰性氣體供給時間：1~300秒。 其他處理條件可設為與原料氣體供給時之處理條件相同。
藉由於上述處理條件下進行沖洗，可促進形成於晶圓200之表面及凹部內之寡聚物的流動，同時可將寡聚物所含之剩餘成分、例如剩餘氣體或含Cl等雜質或副產物等去除，並使其排出。
(後處理(PT)) 於晶圓200之表面及凹部內形成含寡聚物層後，調整加熱器207之輸出，使晶圓200之溫度變更為上述第1溫度以上之第2溫度、較佳係高於上述第1溫度的第2溫度。
在晶圓200之溫度到達第2溫度後，對處理室201內之晶圓200供給改質氣體。具體而言，係打開閥243d，使改質氣體流通於氣體供給管232d內。改質氣體係藉由MFC241d進行流量調整，經由噴嘴249b供給至處理室201內，並由排氣口231a排氣。此時，對晶圓200供給改質氣體。此時，亦可打開閥243e~243g，分別經由噴嘴249a~249c對處理室201內供給惰性氣體。經過既定時間後，關閉閥243d，停止改質氣體對處理室201內的供給。作為改質氣體，可使用與步驟4所使用之改質氣體相同的氣體。亦即，作為改質氣體，可使用例如惰性氣體、含N及H氣體、含H氣體中之至少任一種氣體。又，亦可在晶圓200之溫度到達第2溫度前、例如晶圓200之溫度為第1溫度的狀態，對處理室201內之晶圓200供給改質氣體。此時，在晶圓200之溫度由第1溫度成為第2溫度為止的升溫中，亦對晶圓200供給改質氣體，而可提高後述改質效果。又，圖4中，例示了於PT中供給惰性氣體作為改質氣體的例子。
本步驟較佳係於使晶圓200之表面及凹部內所形成之含寡聚物層產生流動性的處理條件下進行。又，本步驟較佳係於促進形成於晶圓200之表面及凹部內之含寡聚物層的流動，同時將含寡聚物層之表層或含寡聚物層之內部所含之剩餘成分、例如剩餘氣體或含Cl等雜質或副產物等去除、並使其排出，而使含寡聚物層緻密化的處理條件下進行。
作為PT之處理條件，可例示： 處理溫度(第2溫度)：100~1000℃、較佳為200~600℃ 處理壓力：10~80000Pa、較佳為200~6000Pa 處理時間：300~10800秒 改質氣體供給流量：0.01~20slm。
藉由於上述處理條件下進行PT，可使晶圓200之表面及凹部內所形成之含寡聚物層改質。藉此，可依埋覆於凹部內之方式，形成含有Si、C及N之膜的碳氮化矽膜(SiCN膜)作為使含寡聚物層改質而成的膜。又，可促進含寡聚物層的流動，同時將含寡聚物層所含之剩餘成分排出，使含寡聚物層緻密化。
(後沖洗及恢復大氣壓) 形成SiCN膜後，由噴嘴249a~249c之各者將作為沖洗氣體之惰性氣體供給至處理室201內，並由排氣口231a排氣。藉此，對處理室201內進行沖洗，將殘留於處理室201內之氣體或反應副產物由處理室201內去除(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(恢復大氣壓)。
(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，使歧管209之下端開口。然後，將處理完畢之晶圓200依被晶舟217支持之狀態從歧管209之下端搬出至反應管203的外部(晶舟卸載)。晶舟卸載後，使擋門219s移動，將歧管209之下端開口經由O型環220c藉由擋門219s密封(擋門關閉)。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)本態樣之效果 根據本態樣，可獲得以下所示之一種或複數種效果。
(a)藉由於上述第1溫度下進行含寡聚物層形成，於第1溫度以上之第2溫度下進行PT，可使形成於凹部內之膜的埋覆特性提升。又，藉由在高於第1溫度之第2溫度下進行PT，可更加提高上述效果。
(b)於形成含寡聚物層時，在原料氣體單獨存在的情況下，藉由於原料氣體之物理吸附較原料氣體之化學吸附更具支配性地產生的條件下，將周期進行既定次數，可提高含寡聚物層之流動性，可使形成於凹部內之膜的埋覆特性提升。
(c)於形成含寡聚物層時，在原料氣體單獨存在的情況下，藉由於原料氣體之物理吸附較原料氣體之熱分解及原料氣體之化學吸附更具支配性地產生的條件下，將周期進行既定次數，可提高含寡聚物層之流動性。結果，可使形成於凹部內之膜的埋覆特性提升。
(d)於形成含寡聚物層時，在原料氣體單獨存在的情況下，藉由於原料氣體不熱分解、且原料氣體之物理吸附較原料氣體之化學吸附更具支配性地產生的條件下，將周期進行既定次數，可提高含寡聚物層之流動性。結果，可使形成於凹部內之膜的埋覆特性提升。
(e)於形成含寡聚物層時，藉由於使含寡聚物層產生流動性的條件下，將周期進行既定次數，可使形成於凹部內之膜的埋覆特性提升。
(f)於形成含寡聚物層時，藉由於使含寡聚物層流動至凹部內深處、由凹部內深處起藉由含寡聚物層埋覆於凹部內的條件下，將周期進行既定次數，可使形成於凹部內之膜的埋覆特性提升。
(g)藉由使用烷基氯矽烷系氣體作為原料氣體，可使含寡聚物層含有Si、C、Cl。
(h)藉由使第1含N及H氣體之分子構造、與第2含N及H氣體之分子構造不同，可使各別之氣體具有不同功能。例如，如本態樣般，使用胺系氣體作為第1含N及H氣體，藉此可使此氣體作用為觸媒，可使藉由原料氣體供給而物理吸附於晶圓200表面之原料氣體活化。又，藉由使用氮化氫系氣體作為第2含N及H氣體，可使此氣體作用為N源，可使含寡聚物層中含有N。
(i)於形成含寡聚物層時，藉由將非同時進行原料氣體供給、第1含N及H氣體供給、第2含N及H氣體供給、第1改質氣體供給的周期施行既定次數，可使形成於凹部內之膜的埋覆特性提升。
可認為此係由於藉由將原料氣體、作用為觸媒之第1含N及H氣體改變時機而個別地供給，可抑制原料氣體與第1含N及H氣體之混合程度偏差所致。根據本態樣，可使在晶圓200之表面及凹部內之複數處所生成的各個寡聚物的成長偏差獲得改善，可抑制細微區域的成長偏差，而使因此於凹部內產生空隙或縫等的情形受到控制。結果，可使形成於凹部內之膜的埋覆特性提升。亦即，可進行無空隙且無縫之埋覆。
(j)於形成含寡聚物層時，藉由依既定時機進行沖洗，可促進形成於晶圓200之表面及凹部內之寡聚物的流動，同時將寡聚物表層或寡聚物內部所含之剩餘成分(雜質或副產物等)排出。結果，可使形成於凹部內之膜的埋覆特性提升。又，可使形成為埋覆於凹部內之膜的雜質濃度減低，藉此，可使形成於凹部內之膜的濕式蝕刻耐性提升。結果，可使形成於凹部內之膜的膜質及特性提升。
(k)於形成含寡聚物層時，藉由依既定時機進行第1改質氣體供給，可促進形成於晶圓200之表面及凹部內之寡聚物的成長或流動，同時將寡聚物表層或寡聚物內部所含之剩餘成分(雜質或副產物等)排出。結果，可使形成於凹部內之膜的埋覆特性提升。又，可使形成為埋覆於凹部內之膜的雜質濃度減低，藉此，可使形成於凹部內之膜的濕式蝕刻耐性提升。結果，可使形成於凹部內之膜的膜質及特性提升。
尚且，藉由使用溫度經加熱至高於晶圓200之溫度的氣體作為第1改質氣體，可對寡聚物賦予高熱能。藉此，可使將寡聚物表層或寡聚物內部所含之剩餘成分(雜質或副產物等)去除時的反應性、亦即由寡聚物表層或寡聚物內部去除剩餘成分的效果提高。又，此時，藉由將第1改質氣體之處理壓力設為較原料氣體供給、第1含N及H氣體供給、第2含N及H氣體供給之各者之處理壓力高，可使第1改質氣體於處理室201內之氣體密度增高，可提高氣體對寡聚物表層的衝突頻率。藉此，可使將寡聚物表層或寡聚物內部所含之剩餘成分去除時的反應性、亦即由寡聚物表層或寡聚物內部去除剩餘成分的效果提高。
又，藉由使用激發為電漿狀態之氣體作為第1改質氣體，可對寡聚物賦予電漿能量。藉此，可使將寡聚物表層或寡聚物內部所含之剩餘成分(雜質或副產物等)去除時的反應性、亦即由寡聚物表層或寡聚物內部去除剩餘成分的效果提高。又，此時，藉由將第1改質氣體之處理壓力設為較原料氣體供給、第1含N及H氣體供給、第2含N及H氣體供給之各者之處理壓力低，可抑制因對改質氣體進行電漿激發而產生之活性種的失活。藉此，可使將寡聚物表層或寡聚物內部所含之剩餘成分去除時的反應性、亦即由寡聚物表層或寡聚物內部去除剩餘成分的效果提高。
(l)藉由於使含寡聚物層產生流動性的條件下進行PT，可使形成於凹部內之膜的埋覆特性提升。又，於PT中，藉由促進含寡聚物層的流動，同時將含寡聚物層所含之剩餘成分排出，使含寡聚物層緻密化，而可使形成於凹部內之膜的埋覆特性提升。又，可使形成為埋覆於凹部內之膜的雜質濃度減低，進而可提高膜密度。藉此，可使形成於凹部內之膜的濕式蝕刻耐性提升。結果，可使形成於凹部內之膜的膜質及特性提升。
(m) PT中，藉由對晶圓200供給改質氣體，可促進含寡聚物層流動，可使形成於凹部內之膜的埋覆特性提升。又，可使形成為埋覆於凹部內之膜的雜質濃度減低，進而可提高膜密度。藉此，可使形成於凹部內之膜的濕式蝕刻耐性提升。結果，可使形成於凹部內之膜的膜質及特性提升。尚且，相較於使用惰性氣體作為改質氣體的情況，於使用含N及H氣體或含H氣體作為改質氣體時，可更加提高此等效果。
(n)上述效果係在形成含寡聚物層時，使用上述各種原料氣體、上述各種第1含N及H氣體、上述各種第2含N及H氣體、上述各種惰性氣體、上述各種第1改質氣體的情況下，均可同樣獲得。又，上述效果係即使變更周期中之氣體供給順序仍可同樣獲得。又，上述效果係在PT中使用上述各種改質氣體仍可同樣獲得。
＜本發明之第2態樣＞ 接著主要參照圖5說明本發明之第2態樣。
如圖5或以下所示之處理時序般，於形成含寡聚物層時，亦可將非同時進行下述步驟之周期進行既定次數(n次，n為1以上整數)： 同時進行對晶圓200供給原料氣體之步驟、與對晶圓200供給第1含N及H氣體之步驟的步驟； 對晶圓200供給第2含N及H氣體的步驟；與 對晶圓200供給第1改質氣體的步驟。 又，圖5或以下所示之處理時序中，例示進行與第1態樣相同之PT的例子。又，圖5中例示了於PT中供給惰性氣體作為改質氣體的例子。
(原料氣體+第1含N及H氣體→第2含N及H氣體→第1改質氣體)
Figure 02_image001
n→PT
根據本態樣，可獲得與上述第1態樣相同的效果。又，本態樣中，由於同時供給原料氣體與第1含N及H氣體，故可提升周期速率、提高基板處理生產性。
＜本發明之第3態樣＞ 接著主要參照圖6說明本發明之第3態樣。
如圖6或以下所示之處理時序般，於形成含寡聚物層時，亦可將非同時進行下述步驟之周期進行既定次數(n次，n為1以上之整數)： 同時進行對晶圓200供給原料氣體之步驟、與對晶圓200供給第1含N及H氣體之步驟的步驟； 對晶圓200供給第2含N及H氣體的步驟； 對晶圓200供給第1含N及H氣體的步驟；與 對晶圓200供給第1改質氣體的步驟。 又，圖6或以下所示之處理時序中，例示進行與第1態樣相同之PT的例子。又，圖6中例示了於PT中供給惰性氣體作為改質氣體的例子。
(原料氣體+第1含N及H氣體→第2含N及H氣體→第1含N及H氣體→第1改質氣體)
Figure 02_image001
n→PT
根據本態樣，可獲得與上述第1態樣相同的效果。又，本態樣中，可使周期中第1次流通之第1含N及H氣體作用為觸媒，使原料氣體活化。又，可將周期中第2次流通之第1含N及H氣體作用為將在含寡聚物層形成時所產生之副產物等去除的氣體、亦即反應性沖洗氣體。供給此等第1含N及H氣體時之處理條件分別可設為與上述第1含N及H氣體供給時之處理條件相同。
＜本發明之第4態樣＞ 接著主要參照圖7說明本發明之第4態樣。
如圖7或以下所示之處理時序般，PT中亦可進行： 對晶圓200之表面及凹部內所形成之含寡聚物層依第1溫度以上之第2溫度進行熱處理(退火)，藉此使晶圓200之表面及凹部內所形成之含寡聚物層改質，以埋覆於凹部內之方式形成使含寡聚物層改質而成的膜的步驟(PT1)；與 對使形成為埋覆於凹部內之含寡聚物層改質而成的膜，供給含有溫度經加熱為高於晶圓200之溫度的氣體及經激發為電漿狀態之氣體中之至少任一者的第2改質氣體的步驟(PT2)。
尚且，圖7或以下所示之處理時序中，例示了進行與第2態樣相同之含寡聚物層形成的例子。又，圖7例示了於PT1中，供給惰性氣體作為改質氣體的例子。
(原料氣體+第1含N及H氣體→第2含N及H氣體→第1改質氣體)
Figure 02_image001
n→PT1→PT2
PT1中之處理條件可設為與上述第1態樣之PT中之處理條件相同。PT2之處理條件，係除了處理溫度、改質氣體之溫度、改質氣體供給時間以外，可設為與上述第1態樣之第1改質氣體供給中之處理條件相同。又，PT2之處理溫度及改質氣體溫度，可設為與PT1中之處理溫度(第2溫度)相同。其中，PT2中之改質氣體溫度，必須設為較PT2中之處理溫度高的溫度。PT2中之改質氣體溫度與PT2中之處理溫度，係於PT1中之處理溫度(第2溫度)的範圍內進行調整。又，PT2中之改質氣體供給時間較佳係設為較第1改質氣體供給中之改質氣體供給時間長。
又，本態樣中，亦可進行與第1態樣或第3態樣相同的含寡聚物層形成，來取代進行與第2態樣相同之含寡聚物層形成。又，圖7中，亦可於PT1中供給含N及H氣體或含H氣體取代惰性氣體作為改質氣體。
根據本態樣，可獲得與上述第1態樣相同的效果。又，本態樣中，由於在進行PT1後、進行PT2，故可對在PT1中使形成為埋覆於凹部內之含寡聚物層改質而成的膜，於PT2中進一步改質。亦即，可將在PT1中使形成為埋覆於凹部內之含寡聚物層改質而成的膜中所含的剩餘成分、例如於含寡聚物層形成或PT1中未被完全去除之剩餘氣體或含Cl等之雜質或副產物等，於PT2被去除、排出。藉此，可使形成於凹部內之膜的濕式蝕刻耐性提升。結果，可使形成於凹部內之膜的膜質及特性提升。
尚且，本態樣中，亦可進一步將於第1溫度以上之第2溫度下進行的改質處理(PT1)、與由第1改質氣體所進行之改質處理(PT2)交替重複複數次。藉由將PT1與PT2交替重複複數次，可進一步提高上述PT1之改質效果與PT2之改質效果。
＜本發明之第5態樣＞ 接著主要參照圖8說明本發明之第5態樣。
如圖8或以下所示之處理時序般，PT中亦可進行： 對晶圓200之表面及凹部內所形成之含寡聚物層，供給含有溫度經加熱為高於晶圓200之溫度的氣體及經激發為電漿狀態之氣體中之至少任一者的第2改質氣體的步驟(PT2)；與。 對晶圓200之表面及凹部內所形成之藉由PT2所改質的含寡聚物層，於第1溫度以上之第2溫度下進行熱處理(退火)，藉此使晶圓200之表面及凹部內所形成之藉由PT2所改質的含寡聚物層進一步改質，以埋覆於凹部內之方式形成使含寡聚物層改質而成的膜的步驟(PT1)。
尚且，圖8或以下所示之處理時序中，例示了進行與第2態樣相同之含寡聚物層形成的例子。又，圖8例示了於PT1中，供給惰性氣體改質氣體的例子。
(原料氣體+第1含N及H氣體→第2含N及H氣體→第1改質氣體)
Figure 02_image001
n→PT2→PT1
PT2之處理條件，係除了改質氣體供給時間以外，可設為與上述第1態樣之第1改質氣體供給中之處理條件相同。又，PT2中之改質氣體供給時間較佳係設為較第1改質氣體供給中之改質氣體供給時間長。PT1之處理條件可為與上述第1態樣之PT中之處理條件相同。
又，本態樣中，亦可進行與第1態樣或第3態樣相同的含寡聚物層形成，來取代進行與第2態樣相同之含寡聚物層形成。又，於圖8中，亦可於PT1中供給含N及H氣體或含H氣體取代惰性氣體來作為改質氣體。
根據本態樣，可獲得與上述第1態樣相同的效果。又，本態樣中，由於係在進行PT2後進行PT1，故可對在PT2中經改質的含寡聚物層，於PT1中進一步改質。亦即，可將在PT2中經改質之形成於晶圓200之表面及凹部內的含寡聚物層中所含的剩餘成分、例如於含寡聚物層形成或PT2中未被完全去除之剩餘氣體或含Cl等之雜質或副產物等，於PT1被去除、排出，同時可依埋覆於凹部內之方式形成使含寡聚物層改質而成的膜。藉此，可使形成於凹部內之膜的濕式蝕刻耐性提升。結果，可使形成於凹部內之膜的膜質及特性提升。
尚且，於本態樣中，亦可進一步將由第1改質氣體所進行之改質處理(PT2)、與於第1溫度以上之第2溫度下進行的改質處理(PT1)交替重複複數次。藉由將PT2與PT1交替重複複數次，可進一步提高藉由上述PT2之改質效果與PT1之改質效果。
＜本發明其他態樣＞ 以上具體說明了本發明之態樣。然而，本發明並不限定於上述態樣，在不脫離其要旨之範圍內可進行各種變更。
例如，於PT、PT1、PT2中之至少任一者中，作為改質氣體，亦可取代惰性氣體、含N及H氣體、含H氣體之供給，或者與此等中之至少任一氣體一起供給含O氣體。作為含O氣體，可使用H 2O氣體等含O氣體、亦即含有O及H之氣體，亦可使用O 2等含O氣體。
此時之PT處理條件，可設為與上述第1態樣之PT中之處理條件相同。又，此時之PT1、PT2處理條件，可分別設為與上述第4態樣或第5態樣之PT1、PT2中之處理條件相同。於此情況下，亦可獲得與上述第1態樣相同的效果。
又，在含H之氣體環境下進行PT、PT1、PT2的情況、或於含N及H之氣體環境下進行PT、PT1、PT2的情況，相較於在惰性氣體環境下進行PT、PT1、PT2的情況，可提高含寡聚物層之流動性，可使形成於凹部內之膜的埋覆特性提升。又，在含H之氣體環境下進行PT、PT1、PT2的情況、或於含N及H之氣體環境下進行PT、PT1、PT2的情況，相較於在惰性氣體環境下進行PT、PT1、PT2的情況，可使凹部內所形成之膜之雜質濃度減低，提高膜密度，可提升濕式蝕刻耐性。結果，可使形成於凹部內之膜的膜質及特性提升。又，於含N及H之氣體環境下進行PT、PT1、PT2的情況，相較於在含H之氣體環境下進行PT、PT1、PT2的情況，可提高此等效果。又，在含O之氣體環境下進行PT、PT1、PT2的情況，使含寡聚物層改質而成的膜中可含有O，可使此膜成為含有Si、O、C及N之膜的氧氮碳化矽膜(SiOCN膜)。
又，例如於PT、PT1中，亦可非同時進行下述步驟： 對形成了含寡聚物層之晶圓200供給惰性氣體、含N氣體、含H氣體及含N及H氣體中之至少任一者的步驟(PTX)；與 對形成了含寡聚物層之晶圓200供給含O氣體及含O及H氣體中之至少任一者的步驟(PTO)。
PTX、PTO之各者的處理條件，可設為與上述第1態樣之PT中之處理條件相同。此情況下亦可獲得與上述第1態樣相同的效果。
又，於含O之氣體環境下進行PTO時，使對含寡聚物層改質而成的膜中含有O，可使此膜成為SiOCN膜。又，藉由使用氧化力較低的H 2O氣體等含O及H氣體作為含O氣體，可抑制C從使含寡聚物層改質而成之SiOCN膜中脫離的情形。又，藉由依序進行PTX、PTO，可抑制C從使含寡聚物層改質而成之SiOCN膜中脫離的情形。
又，例如亦可如以下所示之處理時序般，於含寡聚物層形成時，進一步進行對晶圓200供給含O氣體的步驟(含O氣體供給)。又，亦可於第1改質氣體供給中，供給含O氣體作為改質氣體。此等情況下，除了可獲得與上述第1態樣相同的效果之外，尚可使含寡聚物層中含有O，結果可依埋覆於凹部內之方式形成SiOCN膜。於含寡聚物層形成時，進行進一步對晶圓200供給含O氣體之步驟時的處理條件，可設為與上述第1態樣之第2含N及H氣體供給中之處理條件相同。又，於第1改質氣體供給中，供給含O氣體作為改質氣體時的處理條件，可設為與上述第1態樣之第1改質氣體供給中之處理條件相同。
(原料氣體→第1含N及H氣體→第2含N及H氣體→含O氣體→第1改質氣體)
Figure 02_image001
n→PT (原料氣體+第1含N及H氣體→第2含N及H氣體→含O氣體→第1改質氣體)
Figure 02_image001
n→PT (原料氣體+第1含N及H氣體→第2含N及H氣體→第1含N及H氣體→含O氣體→第1改質氣體)
Figure 02_image001
n→PT
又，亦可如以下所示之處理時序般，組合第1態樣與第3態樣之一部分。
(原料氣體→第1含N及H氣體→第2含N及H氣體→第1含N及H氣體→第1改質氣體)
Figure 02_image001
n→PT
根據此處理時序，可獲得藉第1態樣所得之效果與藉第3態樣之一部分所得之效果的兩者效果。
又，於第1態樣、第2態樣、第3態樣、上述其他態樣的含寡聚物層形成時，亦可如以下所示之處理時序般變更氣體供給順序。又，以下為了方便，省略PT表記，僅表示含寡聚物層形成中之處理時序。又，為了方便，亦表示第1態樣、第2態樣、第3態樣、上述其他態樣之含寡聚物層形成時的各氣體供給順序。
＜第1態樣之含寡聚物層形成中之各氣體供給順序的變化＞ (原料氣體→第1含N及H氣體→第2含N及H氣體→第1改質氣體)
Figure 02_image001
n (原料氣體→第1含N及H氣體→第1改質氣體→第2含N及H氣體)
Figure 02_image001
n
＜第2態樣之含寡聚物層形成中之各氣體供給順序的變化＞ (原料氣體+第1含N及H氣體→第2含N及H氣體→第1改質氣體)
Figure 02_image001
n (原料氣體+第1含N及H氣體→第1改質氣體→第2含N及H氣體)
Figure 02_image001
n
＜第3態樣之含寡聚物層形成中之各氣體供給順序的變化＞ (原料氣體+第1含N及H氣體→第2含N及H氣體→第1含N及H氣體→第1改質氣體)
Figure 02_image001
n (原料氣體+第1含N及H氣體→第1改質氣體→第2含N及H氣體→第1含N及H氣體)
Figure 02_image001
n (原料氣體+第1含N及H氣體→第2含N及H氣體→第1改質氣體→第1含N及H氣體)
Figure 02_image001
n
＜上述其他態樣之含寡聚物層形成中之各氣體供給順序的變化＞ (原料氣體→第1含N及H氣體→第2含N及H氣體→第1含N及H氣體→第1改質氣體)
Figure 02_image001
n (原料氣體→第1含N及H氣體→第1改質氣體→第2含N及H氣體→第1含N及H氣體)
Figure 02_image001
n (原料氣體→第1含N及H氣體→第2含N及H氣體→第1改質氣體→第1含N及H氣體)
Figure 02_image001
n
藉由如此等般變更含寡聚物層形成時之各氣體的供給順序，可調整藉由第1改質氣體對寡聚物進行改質的時機。換言之，可變更、調整屬於第1改質氣體之改質對象的寡聚物的狀態。藉此，可配合寡聚物之成長程度或流動程度，對第1改質氣體所進行的改質反應進行微調整，可使改質效果適當化。又，藉由調整對寡聚物進行改質的時機，亦可控制最終形成之膜的組成比。
上述態樣中，說明了於同一處理室201內(in-situ，原位)進行含寡聚物層形成與PT(PT1、PT2)的例子。然而，本發明並不限定於此種態樣。例如亦可於個別之處理室內(ex-situ，異地)進行含寡聚物層形成與PT(PT1、PT2)。於此種情況下亦可獲得與上述態樣中之效果相同的效果。於上述各種情況下，若依原位進行此等步驟，則晶圓200不致於途中曝露於大氣中，可將晶圓200維持於真空下、一貫性地進行此等處理，可進行穩定之基板處理。又，若依異地進行此等步驟，則可將各別處理室內之溫度事先設定為例如各步驟中之處理溫度或接近其之溫度，可縮短溫度調整所需之時間，提高生產效率。
至此說明了依埋覆晶圓200表面所形成之凹部內的方式、形成SiCN膜或SiOCN膜的例子，但本發明並不限定於此等之例。亦即，即使是任意組合原料氣體、第1含N及H氣體、第2含N及H氣體、改質氣體之氣體種類，依埋覆晶圓200表面所形成之凹部內的方式，形成氮化矽膜(SiN膜)、氧化矽膜(SiO膜)、氧碳化矽膜(SiOC膜)、矽膜(Si膜)的情況，亦可適合應用本發明。於此等情況下，可獲得與上述態樣相同之效果。又，本發明亦適合應用於形成STI(Shallow Trench Isolation，淺溝槽隔離)、PMD(Pre-Metal Dielectric，金屬前介電質)、IMD(Inter-metal dielectric，金屬間介電質)、ILD(Inter-layer dielectric，層間介電質)、Gate Cut fill等之情形。
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，較佳係於開始處理時，CPU121a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實現各種膜種、組成比、膜質、膜厚之膜。又，可減低操作員的負擔、避免操作錯誤，並可迅速地開始處理。
上述配方並不限定於新作成的情況，例如亦可藉由變更已安裝於基板處理裝置之既存配方而準備。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出入裝置122，對基板處理裝置中已安裝之既存配方進行直接變更。
上述態樣中，係針對使用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態樣，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形成膜的情況。又，於上述態樣中，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態樣，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，亦可依與上述態樣或變形例相同之時序、處理條件進行成膜，可獲得與此等相同之效果。
又，上述態樣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態樣之處理程序、處理條件相同。
115:晶舟升降器 115s:擋門開關機構 121:控制器 121a:CPU 121b:RAM 121c:記憶裝置 121d:I/O埠 121e:內部匯流排 122:輸出入裝置 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 209:歧管 217:晶舟 218:隔熱板 219:密封蓋 219s:擋門 220a,220b,220c:O型環 231:排氣管 231a:排氣口 232a,232b,232c,232d,232e,232f,232g:氣體供給管 241a,241b,241c,241d,241e,241f,241g:質量流量控制器(MFC) 243a,243b,243c,243d,243e,243f,243g:閥 244:APC閥 245:壓力感應器 246:真空泵 248: 集積型供給系統 249a,249b,249c:噴嘴 250a,250b,250c:氣體供給孔 255:旋轉軸 263:溫度感應器 267:旋轉機構 300:加熱部 400:RPU
圖1係本發明各態樣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係本發明各態樣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係本發明各態樣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為表示本發明第1態樣之基板處理時序的圖。 圖5為表示本發明第2態樣之基板處理時序的圖。 圖6為表示本發明第3態樣之基板處理時序的圖。 圖7為表示本發明第4態樣之基板處理時序的圖。 圖8為表示本發明第5態樣之基板處理時序的圖。

Claims (22)

  1. 一種半導體裝置之製造方法，係具有： (a)於第1溫度下將包含下述步驟之周期進行既定次數：對在表面設有凹部之基板供給原料氣體的步驟；對上述基板供給第1含氮及氫氣體的步驟；對上述基板供給第2含氮及氫氣體的步驟；與對上述基板供給第1改質氣體的步驟，該第1改質氣體係含有加熱至較上述基板之溫度高之溫度的氣體及激發為電漿狀態之氣體中之至少任一者；藉此，於上述基板之表面與上述凹部內，生成含有上述原料氣體、上述第1含氮及氫氣體、及上述第2含氮及氫氣體中之至少任一者所含元素的寡聚物並使其成長、流動，於上述基板表面與上述凹部內形成含寡聚物層的步驟；以及 (b)對在上述基板表面與上述凹部內形成了上述含寡聚物層之上述基板，於上述第1溫度以上之第2溫度下進行熱處理，藉此使形成於上述基板表面與上述凹部內之上述含寡聚物層改質，依埋覆於上述凹部內之方式，形成使上述含寡聚物層改質而成的膜的步驟。
  2. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(a)中之上述周期係包含非同時地進行： 對上述基板供給上述原料氣體的步驟； 對上述基板供給上述第1含氮及氫氣體的步驟； 對上述基板供給上述第2含氮及氫氣體的步驟；與 供給上述第1改質氣體的步驟。
  3. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(a)中之上述周期係包含依下述順序進行： 對上述基板供給上述原料氣體的步驟； 對上述基板供給上述第1含氮及氫氣體的步驟； 對上述基板供給上述第2含氮及氫氣體的步驟；與 供給上述第1改質氣體的步驟。
  4. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(a)中之上述周期係包含依下述順序進行： 對上述基板供給上述原料氣體的步驟； 對上述基板供給上述第1含氮及氫氣體的步驟； 供給上述第1改質氣體的步驟；與 對上述基板供給上述第2含氮及氫氣體的步驟。
  5. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(a)中之上述周期係包含非同時地進行： 同時進行對上述基板供給上述原料氣體之步驟、與對上述基板供給上述第1含氮及氫氣體之步驟的步驟； 對上述基板供給上述第2含氮及氫氣體的步驟；與 對上述基板供給上述第1改質氣體的步驟。
  6. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(a)中之上述周期係包含依下述順序進行： 同時進行對上述基板供給上述原料氣體之步驟、與對上述基板供給上述第1含氮及氫氣體之步驟的步驟； 對上述基板供給上述第2含氮及氫氣體的步驟；與 對上述基板供給上述第1改質氣體的步驟。
  7. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(a)中之上述周期係包含依下述順序進行： 同時進行對上述基板供給上述原料氣體之步驟、與對上述基板供給上述第1含氮及氫氣體之步驟的步驟； 對上述基板供給上述第1改質氣體的步驟；與 對上述基板供給上述第2含氮及氫氣體的步驟。
  8. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(a)中之上述周期係包含非同時地進行： 同時進行對上述基板供給上述原料氣體之步驟、與對上述基板供給上述第1含氮及氫氣體之步驟的步驟； 對上述基板供給上述第2含氮及氫氣體的步驟； 對上述基板供給上述第1含氮及氫氣體的步驟；與 供給上述第1改質氣體的步驟。
  9. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(a)中之上述周期係包含依下述順序進行： 同時進行對上述基板供給上述原料氣體之步驟、與對上述基板供給上述第1含氮及氫氣體之步驟的步驟； 對上述基板供給上述第2含氮及氫氣體的步驟； 對上述基板供給上述第1含氮及氫氣體的步驟；與 供給上述第1改質氣體的步驟。
  10. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(a)中之上述周期係包含依下述順序進行： 同時進行對上述基板供給上述原料氣體之步驟、與對上述基板供給上述第1含氮及氫氣體之步驟的步驟； 供給上述第1改質氣體的步驟； 對上述基板供給上述第2含氮及氫氣體的步驟；與 對上述基板供給上述第1含氮及氫氣體的步驟。
  11. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，(a)中之上述周期係包含依下述順序進行： 同時進行對上述基板供給上述原料氣體之步驟、與對上述基板供給上述第1含氮及氫氣體之步驟的步驟； 對上述基板供給上述第2含氮及氫氣體的步驟； 供給上述第1改質氣體的步驟；與 對上述基板供給上述第1含氮及氫氣體的步驟。
  12. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，進一步具有：(c)對上述基板之表面及上述凹部內所形成之上述含寡聚物層及形成為埋覆於上述凹部內之上述膜中的至少任一者，對上述基板供給含有經加熱至較上述基板之溫度高之溫度的氣體及經激發為電漿狀態之氣體中之至少任一者的第2改質氣體的步驟。
  13. 如請求項12之半導體裝置之製造方法，其中，於進行(a)後，將(b)與(c)交替重複進行。
  14. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，於(a)及(b)之任一者中，對上述基板供給含氧氣體。
  15. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述原料氣體係不含胺基且含有鹵素。
  16. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述原料氣體係含有矽與矽之化學鍵。
  17. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述原料氣體係含有矽及鹵素，或含有矽、鹵素及碳。
  18. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1含氮及氫氣體、與上述第2含氮及氫氣體係分子構造不同。
  19. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述第1改質氣體係將惰性氣體、含氮及氫氣體、含氫氣體、含氧氣體中之至少任一氣體加熱至較上述基板之溫度高之溫度的氣體及激發為電漿狀態之氣體。
  20. 一種基板處理方法，其具有： (a)於第1溫度下將包含下述步驟之周期進行既定次數：對在表面設有凹部之基板供給原料氣體的步驟；對上述基板供給第1含氮及氫氣體的步驟；對上述基板供給第2含氮及氫氣體的步驟；與對上述基板供給第1改質氣體的步驟，該第1改質氣體係含有加熱至較上述基板之溫度高之溫度的氣體及激發為電漿狀態之氣體中之至少任一者；藉此，於上述基板之表面與上述凹部內，生成含有上述原料氣體、上述第1含氮及氫氣體、及上述第2含氮及氫氣體中之至少任一者所含元素的寡聚物並使其成長、流動，於上述基板表面與上述凹部內形成含寡聚物層的步驟；以及 (b)對在上述基板表面與上述凹部內形成了上述含寡聚物層之上述基板，於上述第1溫度以上之第2溫度下進行熱處理，藉此使形成於上述基板表面與上述凹部內之上述含寡聚物層改質，依埋覆於上述凹部內之方式，形成使上述含寡聚物層改質而成的膜的步驟。
  21. 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原料氣體的原料氣體供給系統； 對上述處理室內之基板供給第1含氮及氫氣體的第1含氮及氫氣體供給系統； 對上述處理室內之基板供給第2含氮及氫氣體的第2含氮及氫氣體供給系統； 對上述處理室內之基板供給含有加熱至較基板溫度高之溫度的氣體及激發為電漿狀態之氣體中之至少任一者的第1改質氣體的第1改質氣體供給系統； 對上述處理室內之基板進行加熱的加熱器；及 控制部，係構成為可控制上述原料氣體供給系統、上述第1含氮及氫氣體供給系統、上述第2含氮及氫氣體供給系統、上述第1改質氣體供給系統、及上述加熱器，使其等於上述處理室內進行： (a)於第1溫度下將包含下述處理之周期進行既定次數：對在表面設有凹部之基板供給上述原料氣體的處理；對上述基板供給上述第1含氮及氫氣體的處理；對上述基板供給上述第2含氮及氫氣體的處理；與供給上述第1改質氣體的處理；藉此，於上述基板之表面與上述凹部內，生成含有上述原料氣體、上述第1含氮及氫氣體、及上述第2含氮及氫氣體中之至少任一者所含元素的寡聚物並使其成長、流動，於上述基板表面與上述凹部內形成含寡聚物層的處理；以及 (b)對在上述基板表面與上述凹部內形成了含寡聚物層之上述基板，於上述第1溫度以上之第2溫度下進行熱處理，藉此使形成於上述基板表面與上述凹部內之上述含寡聚物層改質，依埋覆於上述凹部內之方式，形成使上述含寡聚物層改質而成的膜的處理。
  22. 一種藉由電腦使基板處理裝置實行程序的程式，其係於基板處理裝置之處理室內，實行： (a)於第1溫度下將包含下述程序之周期進行既定次數：對在表面設有凹部之基板供給原料氣體的程序；對上述基板供給第1含氮及氫氣體的程序；對上述基板供給第2含氮及氫氣體的程序；與對上述基板供給第1改質氣體的程序，該第1改質氣體係含有加熱至較上述基板之溫度高之溫度的氣體及激發為電漿狀態之氣體中之至少任一者；藉此，於上述基板之表面與上述凹部內，生成含有上述原料氣體、上述第1含氮及氫氣體、及上述第2含氮及氫氣體中之至少任一者所含元素的寡聚物並使其成長、流動，於上述基板表面與上述凹部內形成含寡聚物層的程序；以及 (b)對在上述基板表面與上述凹部內形成了上述含寡聚物層之上述基板，於上述第1溫度以上之第2溫度下進行熱處理，藉此使形成於上述基板表面與上述凹部內之上述含寡聚物層改質，依埋覆於上述凹部內之方式，形成使上述含寡聚物層改質而成的膜的程序。
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