WO2021171466A1 - 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム - Google Patents

半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム Download PDF

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大吾 山口
敦 佐野
良知 橋本
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株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
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    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
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    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
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    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction

Definitions

  • This disclosure relates to a semiconductor device manufacturing method, a substrate processing device, and a program.
  • a process of forming a film on a substrate using a plurality of types of gases may be performed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • a process of forming a film may be performed by using a plurality of types of gases so as to embed the inside of the recess provided on the surface of the substrate.
  • An object of the present disclosure is to improve the characteristics of a film formed so as to be embedded in a recess provided on the surface of a substrate.
  • a step of supplying the contained gas a predetermined number of times under the first temperature, at least one of the raw material gas, the first nitrogen and hydrogen-containing gas, and the second nitrogen and hydrogen-containing gas A step of forming an oligomer-containing layer on the surface of the substrate and in the recess by generating, growing, and flowing an oligomer containing an element contained in the gas on the surface of the substrate and in the recess.
  • the surface of the substrate and the surface of the substrate in which the oligomer-containing layer is formed are subjected to post-treatment at a second temperature equal to or higher than the first temperature.
  • the processing furnace 202 has a heater 207 as a heating mechanism (temperature adjusting unit).
  • the heater 207 has a cylindrical shape and is vertically installed by being supported by a holding plate.
  • the heater 207 also functions as an activation mechanism (excitation portion) for activating (exciting) the gas with heat.
  • a reaction tube 203 is arranged concentrically with the heater 207.
  • the reaction tube 203 is made of a heat-resistant material such as quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC), and is formed in a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end open.
  • a manifold 209 is arranged concentrically with the reaction tube 203.
  • the manifold 209 is made of a metal material such as stainless steel (SUS), and is formed in a cylindrical shape with open upper and lower ends. The upper end of the manifold 209 is engaged with the lower end of the reaction tube 203 and is configured to support the reaction tube 203.
  • An O-ring 220a as a sealing member is provided between the manifold 209 and the reaction tube 203.
  • the reaction tube 203 is installed vertically like the heater 207.
  • a processing container (reaction container) is mainly composed of the reaction tube 203 and the manifold 209.
  • a processing chamber 201 is formed in the hollow portion of the processing container.
  • the processing chamber 201 is configured to accommodate the wafer 200 as a substrate.
  • the wafer 200 is processed in the processing chamber 201.
  • Nozzles 249a to 249c as first to third supply units are provided in the processing chamber 201 so as to penetrate the side wall of the manifold 209.
  • the nozzles 249a to 249c are also referred to as first to third nozzles.
  • the nozzles 249a to 249c are made of a non-metallic material such as quartz or SiC, which is a heat-resistant material.
  • Gas supply pipes 232a to 232c are connected to the nozzles 249a to 249c, respectively.
  • the nozzles 249a to 249c are different nozzles, and each of the nozzles 249a and 249c is provided adjacent to the nozzle 249b.
  • the gas supply pipes 232a to 232c are provided with mass flow controllers (MFCs) 241a to 241c which are flow rate controllers (flow control units) and valves 243a to 243c which are on-off valves, respectively, in order from the upstream side of the gas flow. ..
  • MFCs mass flow controllers
  • a gas supply pipe 232e is connected to the downstream side of the gas supply pipe 232a with respect to the valve 243a.
  • Gas supply pipes 232d and 232f are connected to the downstream side of the gas supply pipe 232b with respect to the valve 243b, respectively.
  • a gas supply pipe 232g is connected to the downstream side of the gas supply pipe 232c with respect to the valve 243c.
  • the gas supply pipes 232d to 232 g are provided with MFCs 241d to 241 g and valves 243d to 243 g in this order from the upstream side of the gas flow.
  • the gas supply pipes 232a to 232g are made of a metal material such as SUS.
  • the nozzles 249a to 249c are arranged in an annular space in a plan view between the inner wall of the reaction tube 203 and the wafer 200, along the upper part of the inner wall of the reaction tube 203 from the lower part of the wafer 200.
  • Each is provided so as to stand upward in the arrangement direction. That is, the nozzles 249a to 249c are provided along the wafer arrangement region in the region horizontally surrounding the wafer arrangement region on the side of the wafer arrangement region in which the wafer 200 is arranged.
  • the nozzle 249b is arranged so as to face the exhaust port 231a described later with the center of the wafer 200 carried into the processing chamber 201 in a straight line.
  • the nozzles 249a and 249c are arranged so as to sandwich a straight line L passing through the nozzle 249b and the center of the exhaust port 231a along the inner wall (outer peripheral portion of the wafer 200) of the reaction tube 203 from both sides.
  • the straight line L is also a straight line passing through the nozzle 249b and the center of the wafer 200. That is, it can be said that the nozzle 249c is provided on the side opposite to the nozzle 249a with the straight line L interposed therebetween.
  • the nozzles 249a and 249c are arranged line-symmetrically with the straight line L as the axis of symmetry.
  • Gas supply holes 250a to 250c for supplying gas are provided on the side surfaces of the nozzles 249a to 249c, respectively. Each of the gas supply holes 250a to 250c is opened so as to face (face) the exhaust port 231a in a plan view, and gas can be supplied toward the wafer 200. A plurality of gas supply holes 250a to 250c are provided from the lower part to the upper part of the reaction tube 203.
  • a silane-based gas containing silicon (Si) as a main element constituting a film formed on the surface of the wafer 200 is passed through the MFC 241a, the valve 243a, and the nozzle 249a. Is supplied into the processing chamber 201.
  • a gas containing Si and halogen that is, a halosilane-based gas can be used.
  • Halogen includes chlorine (Cl), fluorine (F), bromine (Br), iodine (I) and the like.
  • halosilane-based gas for example, a gas containing silicon, carbon (C), and halogen, that is, an organic halosilane-based gas can be used.
  • organic halosilane-based gas for example, a gas containing Si, C, and Cl, that is, an organic chlorosilane-based gas can be used. Twice
  • an amine-based gas as a primary nitrogen (N) and hydrogen (H) -containing gas is supplied into the processing chamber 201 via the MFC 241b, the valve 243b, and the nozzle 249b.
  • the amine-based gas further contains C, and the amine-based gas can also be referred to as a C, N, and H-containing gas.
  • a hydrogen nitride-based gas as the second N and H-containing gas is supplied into the processing chamber 201 via the MFC 241c, the valve 243c, and the nozzle 249c. Twice
  • O and H-containing gases as oxygen (O) -containing gas are supplied into the processing chamber 201 via the MFC 241d, the valve 243d, the gas supply pipe 232b, and the nozzle 249b.
  • the inert gas is supplied into the processing chamber 201 via the MFC 241e to 241 g, the valve 243e to 243 g, the gas supply pipes 232a to 232c, and the nozzles 249a to 249c, respectively.
  • the inert gas acts as a purge gas, a carrier gas, a diluting gas and the like.
  • the raw material gas supply system (silane-based gas supply system) is mainly composed of the gas supply pipe 232a, the MFC 241a, and the valve 243a.
  • the first N and H-containing gas supply system (amine-based gas supply system) is mainly composed of the gas supply pipe 232b, the MFC 241b, and the valve 243b.
  • the second N and H-containing gas supply system (hydrogen nitride gas supply system) is mainly composed of the gas supply pipe 232c, the MFC 241c, and the valve 243c.
  • the O-containing gas supply system is mainly composed of the gas supply pipe 232d, the MFC 241d, and the valve 243d.
  • the inert gas supply system is mainly composed of gas supply pipes 232e to 232 g, MFC 241e to 241 g, and valves 243e to 243 g.
  • any or all of the supply systems may be configured as an integrated supply system 248 in which valves 243a to 243 g, MFC 241a to 241 g, and the like are integrated.
  • the integrated supply system 248 is connected to each of the gas supply pipes 232a to 232g, and supplies various gases into the gas supply pipes 232a to 232g, that is, by opening and closing valves 243a to 243g and by MFC 241a to 241g.
  • the flow rate adjustment operation and the like are configured to be controlled by the controller 121 described later.
  • the integrated supply system 248 is configured as an integrated or divided integrated unit, and can be attached to and detached from the gas supply pipes 232a to 232 g in units of the integrated unit. It is configured so that maintenance, replacement, expansion, etc. can be performed on an integrated unit basis.
  • an exhaust port 231a for exhausting the atmosphere in the processing chamber 201 is provided below the side wall of the reaction tube 203. As shown in FIG. 2, the exhaust port 231a is provided at a position facing (facing) the nozzles 249a to 249c (gas supply holes 250a to 250c) with the wafer 200 interposed therebetween in a plan view.
  • the exhaust port 231a may be provided along the upper part of the side wall of the reaction tube 203, that is, along the wafer arrangement region.
  • An exhaust pipe 231 is connected to the exhaust port 231a.
  • the exhaust pipe 231 is provided via a pressure sensor 245 as a pressure detector (pressure detector) for detecting the pressure in the processing chamber 201 and an APC (Auto Pressure Controller) valve 244 as a pressure regulator (pressure regulator).
  • a vacuum pump 246 as a vacuum exhaust device is connected.
  • the APC valve 244 can perform vacuum exhaust and vacuum exhaust stop in the processing chamber 201 by opening and closing the valve with the vacuum pump 246 operating, and further, with the vacuum pump 246 operating, the APC valve 244 can perform vacuum exhaust and vacuum exhaust stop. By adjusting the valve opening degree based on the pressure information detected by the pressure sensor 245, the pressure in the processing chamber 201 can be adjusted.
  • the exhaust system is mainly composed of an exhaust pipe 231, an APC valve 244, and a pressure sensor 245.
  • the vacuum pump 246 may be included in the exhaust system.
  • a seal cap 219 is provided as a furnace palate body that can airtightly close the lower end opening of the manifold 209.
  • the seal cap 219 is made of a metal material such as SUS and is formed in a disk shape.
  • An O-ring 220b as a sealing member that comes into contact with the lower end of the manifold 209 is provided on the upper surface of the seal cap 219.
  • a rotation mechanism 267 for rotating the boat 217 which will be described later, is installed below the seal cap 219.
  • the rotating shaft 255 of the rotating mechanism 267 penetrates the seal cap 219 and is connected to the boat 217.
  • the rotation mechanism 267 is configured to rotate the wafer 200 by rotating the boat 217.
  • the seal cap 219 is configured to be vertically lifted and lowered by a boat elevator 115 as a lifting mechanism installed outside the reaction tube 203.
  • the boat elevator 115 is configured as a transport device (convey mechanism) for loading and unloading (conveying) the wafer 200 into and out of the processing chamber 201 by raising and lowering the seal cap 219.
  • a shutter 219s is provided as a furnace palate body capable of airtightly closing the lower end opening of the manifold 209 in a state where the seal cap 219 is lowered and the boat 217 is carried out from the processing chamber 201.
  • the shutter 219s is made of a metal material such as SUS and is formed in a disk shape.
  • An O-ring 220c as a sealing member that comes into contact with the lower end of the manifold 209 is provided on the upper surface of the shutter 219s.
  • the opening / closing operation of the shutter 219s (elevating / lowering operation, rotating operation, etc.) is controlled by the shutter opening / closing mechanism 115s.
  • the boat 217 as a substrate support supports a plurality of wafers, for example 25 to 200 wafers, in a horizontal position and vertically aligned with each other, that is, in a multi-stage manner. It is configured to be arranged at intervals.
  • the boat 217 is made of a heat resistant material such as quartz or SiC.
  • a heat insulating plate 218 made of a heat-resistant material such as quartz or SiC is supported in multiple stages.
  • a temperature sensor 263 as a temperature detector is installed in the reaction tube 203. By adjusting the degree of energization of the heater 207 based on the temperature information detected by the temperature sensor 263, the temperature in the processing chamber 201 becomes a desired temperature distribution.
  • the temperature sensor 263 is provided along the inner wall of the reaction tube 203.
  • the controller 121 which is a control unit (control means), is configured as a computer including a CPU (Central Processing Unit) 121a, a RAM (Random Access Memory) 121b, a storage device 121c, and an I / O port 121d.
  • the RAM 121b, the storage device 121c, and the I / O port 121d are configured so that data can be exchanged with the CPU 121a via the internal bus 121e.
  • An input / output device 122 configured as, for example, a touch panel is connected to the controller 121.
  • the storage device 121c is composed of, for example, a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or the like.
  • a control program for controlling the operation of the substrate processing device, a process recipe in which the procedures and conditions for substrate processing described later are described, and the like are readablely stored.
  • the process recipes are combined so that the controller 121 can execute each procedure in the substrate processing described later and obtain a predetermined result, and functions as a program.
  • process recipes, control programs, etc. are collectively referred to simply as programs.
  • a process recipe is also simply referred to as a recipe.
  • the RAM 121b is configured as a memory area (work area) in which programs, data, and the like read by the CPU 121a are temporarily held.
  • the I / O port 121d includes the above-mentioned MFCs 241a to 241g, valves 243a to 243g, pressure sensor 245, APC valve 244, vacuum pump 246, temperature sensor 263, heater 207, rotation mechanism 267, boat elevator 115, shutter opening / closing mechanism 115s, etc. It is connected to the.
  • the CPU 121a is configured to read and execute a control program from the storage device 121c and read a recipe from the storage device 121c in response to an input of an operation command from the input / output device 122 or the like.
  • the CPU 121a adjusts the flow rate of various gases by the MFCs 241a to 241g, opens and closes the valves 243a to 243g, opens and closes the APC valve 244, and adjusts the pressure by the APC valve 244 based on the pressure sensor 245 so as to follow the contents of the read recipe.
  • the controller 121 can be configured by installing the above-mentioned program stored in the external storage device 123 on the computer.
  • the external storage device 123 includes, for example, a magnetic disk such as an HDD, an optical disk such as a CD, a magneto-optical disk such as MO, a USB memory, a semiconductor memory such as an SSD, and the like.
  • the storage device 121c and the external storage device 123 are configured as a computer-readable recording medium. Hereinafter, these are collectively referred to simply as a recording medium.
  • recording medium may include only the storage device 121c alone, it may include only the external storage device 123 alone, or it may include both of them.
  • the program may be provided to the computer by using a communication means such as the Internet or a dedicated line without using the external storage device 123.
  • a cycle including a step of supplying the second N and H-containing gas to the wafer 200 (second N and H-containing gas supply) is performed a predetermined number of times under the first temperature (n times, n is an integer of 1 or more).
  • an oligomer containing an element contained in at least one of the raw material gas, the first N and H-containing gas, and the second N and H-containing gas is generated and grown on the surface and the recess of the wafer 200.
  • the step of forming an oligomer-containing layer on the surface of the wafer 200 and in the recess (oligomer-containing layer formation).
  • the surface of the wafer 200 is formed by performing post-treatment (hereinafter, also referred to as PT) on the wafer 200 in which the oligomer-containing layer is formed on the surface of the wafer 200 and in the recesses at a second temperature equal to or higher than the first temperature.
  • wafer When the word “wafer” is used in the present specification, it may mean the wafer itself or a laminate of a wafer and a predetermined layer or film formed on the surface thereof.
  • wafer surface When the term “wafer surface” is used in the present specification, it may mean the surface of the wafer itself or the surface of a predetermined layer or the like formed on the wafer.
  • a predetermined layer when it is described that "a predetermined layer is formed on a wafer”, it means that a predetermined layer is directly formed on the surface of the wafer itself, or a layer formed on the wafer or the like. It may mean forming a predetermined layer on top of it.
  • the use of the term “wafer” in the present specification is also synonymous with the use of the term “wafer”.
  • the shutter 219s is moved by the shutter opening / closing mechanism 115s to open the lower end opening of the manifold 209 (shutter open).
  • the boat 217 supporting the plurality of wafers 200 is lifted by the boat elevator 115 and carried into the processing chamber 201 (boat load).
  • the seal cap 219 is in a state of sealing the lower end of the manifold 209 via the O-ring 220b.
  • the inside of the processing chamber 201 that is, the space where the wafer 200 exists is evacuated (vacuum exhaust) by the vacuum pump 246 so as to have a desired pressure (vacuum degree).
  • the pressure in the processing chamber 201 is measured by the pressure sensor 245, and the APC valve 244 is feedback-controlled based on the measured pressure information (pressure adjustment).
  • the wafer 200 in the processing chamber 201 is heated by the heater 207 so as to have a desired processing temperature.
  • the state of energization of the heater 207 is feedback-controlled based on the temperature information detected by the temperature sensor 263 so that the inside of the processing chamber 201 has a desired temperature distribution (temperature adjustment).
  • the rotation mechanism 267 starts the rotation of the wafer 200. Exhaust in the processing chamber 201, heating and rotation of the wafer 200 are all continuously performed at least until the processing of the wafer 200 is completed.
  • Step 1 the raw material gas is supplied to the wafer 200 in the processing chamber 201.
  • valve 243a is opened to allow the raw material gas to flow into the gas supply pipe 232a.
  • the flow rate of the raw material gas is adjusted by the MFC 241a, is supplied into the processing chamber 201 via the nozzle 249a, and is exhausted from the exhaust port 231a.
  • the raw material gas is supplied to the wafer 200 (raw material gas supply).
  • the valves 243e to 243g may be opened to supply the inert gas into the processing chamber 201 via the nozzles 249a to 249c.
  • the valve 243a is closed and the supply of the raw material gas into the processing chamber 201 is stopped. Then, the inside of the processing chamber 201 is evacuated, and the gas or the like remaining in the processing chamber 201 is removed from the inside of the processing chamber 201. At this time, the valves 243e to 243g are opened, and the inert gas is supplied into the processing chamber 201 via the nozzles 249a to 249c.
  • the inert gas supplied from the nozzles 249a to 249c acts as a purge gas, whereby the space where the wafer 200 exists, that is, the inside of the processing chamber 201 is purged (purge).
  • Examples of the raw material gas include C and halogen-free silane-based gases such as monosilane (SiH 4 , abbreviation: MS) gas and disilane (Si 2 H 6 , abbreviation: DS) gas, and dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 , abbreviation).
  • halogen-free silane-based gases such as monosilane (SiH 4 , abbreviation: MS) gas and disilane (Si 2 H 6 , abbreviation: DS) gas, and dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 , abbreviation).
  • DCS DCS
  • HCDS hexachlorodisilane
  • HCDS hexachlorodisilane
  • other C-free halosilane gas trimethylsilane (SiH (CH 3 ) 3 , abbreviation: TMS) gas, dimethylsilane (SiH 2) (CH 3 ) 2 , abbreviation: DMS) gas, triethylsilane (SiH (C 2 H 5 ) 3 , abbreviation: TES) gas, diethylsilane (SiH 2 (C 2 H 5 ) 2 , abbreviation: DES) gas, etc.
  • Alkylsilane gas bis (trichlorosilyl) methane ((SiCl 3 ) 2 CH 2 , abbreviation: BTCSM) gas, 1,2-bis (trichlorosilyl) ethane ((SiCl 3 ) 2 C 2 H 4 , abbreviation: Alkylene halosilane gas such as BTCSE) gas, trimethylchlorosilane (SiCl (CH 3 ) 3 , abbreviation: TMCS) gas, dimethyldichlorosilane (SiCl 2 (CH 3 ) 2 , abbreviation: DMDCS) gas, triethylchlorosilane (SiCl) (C 2 H 5 ) 3 , abbreviation: TECS) gas, diethyldichlorosilane (SiCl 2 (C 2 H 5 ) 2 , abbreviation: DEDCS) gas, 1,1,2,2-tetrachloro-1,2-d
  • a rare gas such as nitrogen (N 2 ) gas, argon (Ar) gas, helium (He) gas, neon (Ne) gas, xenon (Xe) gas can be used. This point is the same in each step described later.
  • Step 2 the first N and H-containing gases are supplied to the wafer 200 in the processing chamber 201.
  • valve 243b is opened to allow the first N and H-containing gas to flow into the gas supply pipe 232b.
  • the flow rates of the first N and H-containing gases are adjusted by the MFC 241b, are supplied into the processing chamber 201 via the nozzle 249b, and are exhausted from the exhaust port 231a.
  • the first N and H-containing gas is supplied to the wafer 200 (first N and H-containing gas supply).
  • the valves 243e to 243g may be opened to supply the inert gas into the processing chamber 201 via the nozzles 249a to 249c.
  • the valve 243b is closed and the supply of the first N and H-containing gas into the processing chamber 201 is stopped. Then, the gas and the like remaining in the processing chamber 201 are removed from the processing chamber 201 by the same processing procedure and treatment conditions as in the purge in step 1.
  • Examples of the first N and H-containing gas include hydrogen nitride-based gas such as ammonia (NH 3 ) gas, monoethylamine (C 2 H 5 NH 2 , abbreviated as MEA) gas, and diethyl amine ((C 2 H 5 ) 2 ).
  • hydrogen nitride-based gas such as ammonia (NH 3 ) gas, monoethylamine (C 2 H 5 NH 2 , abbreviated as MEA) gas, and diethyl amine ((C 2 H 5 ) 2 ).
  • DEA triethylamine
  • TEA triethylamine
  • MMA monomethylamine
  • DMA dimethylamine
  • TMA trimethylamine
  • MMH monomethylhydrazine
  • DMH Dimethylhydrazine ((CH 3 ) 2 N 2 H 2 , abbreviation: DMH) gas, trimethylhydrazine ((CH 3 ) 2 N 2 (CH 3 ) H, abbreviation: TMH) gas and other organic hydrazine gas, pyridine Cyclic amine-based gas such as (C 5 H 5 N) gas and piperazine (C 4 H 10 N 2) gas can be used.
  • Step 3 the second N and H-containing gas is supplied to the wafer 200 in the processing chamber 201.
  • valve 243c is opened to allow the second N and H-containing gas to flow into the gas supply pipe 232c.
  • the flow rate of the second N and H-containing gas is adjusted by the MFC 241c, is supplied into the processing chamber 201 via the nozzle 249c, and is exhausted from the exhaust port 231a.
  • the second N and H-containing gas is supplied to the wafer 200 (second N and H-containing gas supply).
  • the valves 243e to 243g may be opened to supply the inert gas into the processing chamber 201 via the nozzles 249a to 249c.
  • the valve 243c is closed and the supply of the second N and H-containing gas into the processing chamber 201 is stopped. Then, the gas and the like remaining in the processing chamber 201 are removed from the processing chamber 201 by the same processing procedure and treatment conditions as in the purge in step 1.
  • the second N and H-containing gas for example, hydrogen nitride-based gas such as ammonia (NH 3 ) gas, diimide (N 2 H 2 ) gas, hydrazine (N 2 H 4 ) gas, and N 3 H 8 gas should be used. Can be done.
  • the second N and H-containing gas it is preferable to use a gas having a molecular structure different from that of the first N and H-containing gas. However, depending on the treatment conditions, it is also possible to use a gas having the same molecular structure as the first N and H-containing gas as the second N and H-containing gas.
  • steps 1 to 3 are performed non-simultaneously, that is, cycles without synchronization are performed a predetermined number of times (n times, n is an integer of 1 or more).
  • the cycle is performed a predetermined number of times under the condition (temperature) in which the physical adsorption of the raw material gas occurs more predominantly than the chemical adsorption of the raw material gas.
  • the cycle is performed a predetermined number of times under the condition (temperature) in which the physical adsorption of the raw material gas occurs more predominantly than the thermal decomposition of the raw material gas and the chemical adsorption of the raw material gas. ..
  • the cycle is carried out under a condition (temperature) in which the physical adsorption of the raw material gas occurs predominantly rather than the chemical adsorption of the raw material gas without thermal decomposition of the raw material gas. Perform a predetermined number of times. Further, preferably, the cycle is performed a predetermined number of times under the condition (temperature) that causes the oligomer-containing layer to have fluidity.
  • the oligomer-containing layer is allowed to flow into the recess formed on the surface of the wafer 200 and flowed into the recess, and the cycle is carried out under the condition (temperature) that the inside of the recess is filled with the oligomer-containing layer from the depth of the recess. Perform a predetermined number of times.
  • Raw material gas supply flow rate 10 to 1000 sccm
  • Raw material gas supply time 1 to 300 seconds
  • Processing pressure 10 to 6000 Pa, preferably 50 to 2000 Pa Is exemplified.
  • the treatment conditions for supplying the first N and H-containing gas are as follows. 1st N and H-containing gas supply flow rate: 10 to 5000 sccm The first N and H-containing gas supply time: 1 to 300 seconds is exemplified. Other treatment conditions can be the same as the treatment conditions in the raw material gas supply.
  • the treatment conditions for supplying the second N and H-containing gas are as follows. 2nd N and H-containing gas supply flow rate: 10 to 5000 sccm Second N and H-containing gas supply time: 1 to 300 seconds is exemplified. Other treatment conditions can be the same as the treatment conditions in the raw material gas supply.
  • At least one of the raw material gas, the first N and H-containing gas, and the second N and H-containing gas It is possible to generate an oligomer containing an element contained in any of the elements on the surface of the wafer 200 and in the recess, grow it, and allow it to flow to form an oligomer-containing layer on the surface of the wafer 200 and in the recess. ..
  • the oligomer refers to a polymer having a relatively low molecular weight (for example, a molecular weight of 10,000 or less) to which a relatively small amount (for example, 10 to 100) of monomers (monomers) are bonded.
  • a relatively low molecular weight for example, a molecular weight of 10,000 or less
  • a relatively small amount for example, 10 to 100
  • monomers monomers
  • the oligomer-containing layer is, for example, , Si, Cl, N and other elements, and substances represented by the chemical formula of C x H 2x + 1 (x is an integer of 1 to 3) such as CH 3 and C 2 H 5.
  • the processing temperature is set to less than 0 ° C.
  • the raw material gas supplied into the processing chamber 201 is likely to be liquefied, and it may be difficult to supply the raw material gas to the wafer 200 in a gaseous state. ..
  • the reaction for forming the above-mentioned oligomer-containing layer may be difficult to proceed, and it may be difficult to form the oligomer-containing layer on the surface of the wafer 200 and in the recess.
  • the treatment temperature is set to a temperature higher than 150 ° C.
  • the catalytic action by the first N and H-containing gas described later becomes weak, and the reaction for forming the above-mentioned oligomer-containing layer may be difficult to proceed.
  • the oligomers formed on the surface of the wafer 200 and in the recesses are dominated by desorption rather than growing, and it is difficult to form an oligomer-containing layer on the surface and the recesses of the wafer 200. May become.
  • the treatment temperature By setting the treatment temperature to 150 ° C. or lower, this problem can be solved.
  • the treatment temperature By setting the treatment temperature to 100 ° C. or lower, this problem can be sufficiently solved, and by setting the treatment temperature to 60 ° C. or lower, this problem can be solved more sufficiently.
  • the treatment temperature is 0 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, preferably 10 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and more preferably 20 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.
  • the processing conditions for purging are Inert gas supply flow rate (for each gas supply pipe): 10 to 20000 sccm Inert gas supply time: 1 to 300 seconds Processing pressure: 10 to 6000 Pa Is exemplified.
  • Other treatment conditions can be the same as the treatment conditions in the raw material gas supply.
  • the flow of the oligomer-containing layer formed on the surface of the wafer 200 and in the recess is promoted, and the surplus components contained in the oligomer-containing layer, for example, surplus gas and Cl.
  • By-products containing the above can be discharged.
  • the temperature of the wafer 200 is preferably changed to a second temperature equal to or higher than the above-mentioned first temperature, preferably higher than the above-mentioned first temperature.
  • the output of the heater 207 is adjusted so as to change to a higher second temperature.
  • an inert gas such as N 2 gas is supplied as the N-containing gas to the wafer 200 in the processing chamber 201.
  • the valves 243e to 243g are opened to allow the inert gas to flow into the gas supply pipes 232e to 232g.
  • the flow rate of the inert gas is adjusted by the MFCs 241e to 241g, is supplied into the processing chamber 201 via the nozzles 249a to 249c, and is exhausted from the exhaust port 231a. At this time, the inert gas is supplied to the wafer 200.
  • This step is preferably performed under conditions that cause fluidity in the oligomer-containing layer formed on the surface of the wafer 200 and in the recess. Further, in this step, while promoting the flow of the oligomer-containing layer formed on the surface of the wafer 200 and in the recess, the surplus components contained in the oligomer-containing layer, for example, surplus gas and by-products containing Cl are removed. It is preferable to carry out under the conditions of discharging and densifying the oligomer-containing layer.
  • Inert gas supply flow rate (for each gas supply pipe): 10 to 20000 sccm Processing temperature (second temperature): 100 to 1000 ° C, preferably 200 to 600 ° C Processing pressure: 10 to 80,000 Pa, preferably 200 to 6000 Pa Processing time: 300 to 10800 seconds is exemplified.
  • the oligomer-containing layer formed on the surface of the wafer 200 and in the recess can be modified.
  • SiCN film silicon carbonitriding film
  • excess components contained in the oligomer-containing layer can be discharged, and the oligomer-containing layer can be densified.
  • an inert gas as a purge gas is supplied from each of the nozzles 249a to 249c into the processing chamber 201 and exhausted from the exhaust port 231a.
  • the inside of the treatment chamber 201 is purged, and the gas and reaction by-products remaining in the treatment chamber 201 are removed from the inside of the treatment chamber 201 (after-purge).
  • the atmosphere in the treatment chamber 201 is replaced with the inert gas (replacement of the inert gas), and the pressure in the treatment chamber 201 is restored to the normal pressure (return to atmospheric pressure).
  • the seal cap 219 is lowered by the boat elevator 115, and the lower end of the manifold 209 is opened. Then, the processed wafer 200 is carried out (boat unloading) from the lower end of the manifold 209 to the outside of the reaction tube 203 while being supported by the boat 217. After the boat is unloaded, the shutter 219s is moved and the lower end opening of the manifold 209 is sealed by the shutter 219s via the O-ring 220c (shutter close). The processed wafer 200 is carried out of the reaction tube 203 and then taken out from the boat 217 (wafer discharge).
  • the cycle is performed a predetermined number of times under the condition that the physical adsorption of the raw material gas is more dominant than the chemical adsorption of the raw material gas.
  • the fluidity of the oligomer-containing layer can be increased, and the embedding characteristics of the film formed in the recess can be improved.
  • the cycle is carried out under the condition that when the raw material gas is present alone, the physical adsorption of the raw material gas occurs more predominantly than the thermal decomposition of the raw material gas and the chemical adsorption of the raw material gas.
  • the cycle is carried out under the condition that when the raw material gas is present alone, the physical adsorption of the raw material gas occurs more predominantly than the thermal decomposition of the raw material gas and the chemical adsorption of the raw material gas.
  • the oligomer-containing layer is allowed to flow into the recess, and the recess is filled with the oligomer-containing layer from the depth of the recess by performing a cycle a predetermined number of times. It is possible to improve the embedding characteristics of the film formed inside.
  • Si, C, and Cl can be contained in the oligomer-containing layer.
  • the oligomer-containing layer In the formation of the oligomer-containing layer, it is formed in the recess by performing a cycle of supplying the raw material gas, supplying the first N and H-containing gas, and supplying the second N and H-containing gas non-simultaneously a predetermined number of times. It is possible to improve the embedding characteristics of the membrane.
  • the (j) oligomer-containing layer it is possible to improve the embedding characteristics of the film formed in the recess by performing purging at a predetermined timing. In addition, it is possible to reduce the impurity concentration of the film formed so as to embed the inside of the recess. This makes it possible to improve the wet etching resistance of the film formed in the recess.
  • the above-mentioned effect is obtained when the above-mentioned various raw material gases, the above-mentioned various first N and H-containing gases, the above-mentioned various second N and H-containing gases, and the above-mentioned various inert gases are used in forming the oligomer-containing layer. Can be obtained in the same way. Further, the above-mentioned effect can be similarly obtained even when the gas supply order in the cycle is changed. Further, the above-mentioned effect can be similarly obtained when a gas other than the N-containing gas is used in the post treatment.
  • the first N and H-containing gas to be flowed for the first time in the cycle acts as a catalyst to activate the raw material gas.
  • the first N and H-containing gas to be flowed for the second time in the cycle can act as a gas for removing by-products generated during the formation of the oligomer-containing layer, that is, a reactive purge gas.
  • the treatment conditions for supplying the first N and H-containing gas can be the same as the treatment conditions for supplying the first N and H-containing gas described above, respectively.
  • an H-containing gas such as hydrogen (H 2 ) gas may be supplied to the wafer 200 on which the oligomer-containing layer is formed, and N-containing gases such as NH 3 gas, that is, N and H.
  • the contained gas may be supplied , or O-containing gas such as H 2 O gas, that is, O and H-containing gas may be supplied.
  • O 2 gas may be supplied as the O-containing gas. That is, in the post treatment, at least one of N-containing gas, H-containing gas, N and H-containing gas, O-containing gas, and O and H-containing gas is supplied to the wafer 200 on which the oligomer-containing layer is formed. You may.
  • H-containing gas supply flow rate 10 to 3000 sccm Processing temperature (second temperature): 100 to 1000 ° C, preferably 200 to 600 ° C Processing pressure: 10 to 1000 Pa, preferably 200 to 800 Pa Processing time: 300 to 10800 seconds is exemplified.
  • N and H-containing gas supply flow rate 10 to 10000 sccm Processing temperature (second temperature): 100 to 1000 ° C, preferably 200 to 600 ° C Processing pressure: 10 to 6000 Pa, preferably 200 to 2000 Pa Processing time: 300 to 10800 seconds is exemplified.
  • O-containing gas supply flow rate 10 to 10000 sccm
  • Treatment temperature (second temperature) 100 to 1000 ° C, preferably 100 to 600 ° C
  • Processing pressure 10 to 90,000 Pa, preferably 20,000 to 80,000 Pa
  • Processing time 300 to 10800 seconds is exemplified.
  • the case of performing the post-treatment in the atmosphere of H-containing gas or the case of performing the post-treatment in the atmosphere of N and H-containing gas is more than the case of performing the post-treatment in the atmosphere of an inert gas such as N 2 gas.
  • the fluidity of the oligomer-containing layer can be increased, and the embedding property of the film formed in the recess can be improved.
  • the case of performing post-treatment in an atmosphere of H-containing gas or the case of performing post-treatment in an atmosphere of N and H-containing gas is more than the case of performing post-treatment in an atmosphere of an inert gas such as N 2 gas.
  • N-containing gas of the N 2 gas or the like to the wafer 200 to the oligomer-containing layer is formed, H-containing gas such as H 2 gas, and, at least one of N and H containing gas such as NH 3 gas
  • O-containing gas O and H-containing gas
  • the first step can be referred to as a first post treatment
  • the second step can be referred to as a second post treatment.
  • the treatment conditions in each of the first and second post treatments can be the same as the treatment conditions in each of the above-mentioned post treatments.
  • O is contained in the film formed by modifying the oligomer-containing layer, and this film can be used as a SiOCN film. Further, by using O and H-containing gas such as H 2 O gas having a relatively low oxidizing power as the O-containing gas, it is possible to suppress the desorption of C from the SiOCN film in which the oligomer-containing layer is modified. Is possible. Further, by performing the first and second post treatments in this order, it becomes possible to suppress the desorption of C from the SiOCN film in which the oligomer-containing layer is modified.
  • first aspect and the third aspect may be combined as in the processing sequence shown below.
  • the oligomer-containing layer formation and the post-treatment are performed in the same treatment chamber 201 (in-situ) in the same treatment chamber 201 (in-situ).
  • the present disclosure is not limited to such aspects.
  • the oligomer-containing layer formation and the post-treatment may be performed in separate treatment chambers (ex-situ).
  • the same effect as the effect in the above-described embodiment can be obtained.
  • the wafer 200 is not exposed to the atmosphere on the way, and these processes can be performed consistently while the wafer 200 is kept under vacuum. It is possible to perform stable substrate processing.
  • the temperature in each processing chamber can be set in advance to, for example, the processing temperature at each step or a temperature close to it, and the time required for temperature adjustment can be shortened. Production efficiency can be increased.
  • the present disclosure is not limited to these examples. That is, the silicon nitride film (SiN film) and silicon are formed by arbitrarily combining the gas types of the raw material gas, the first N and H-containing gas, and the second N and H-containing gas so as to embed the recess formed on the surface of the wafer 200.
  • the present disclosure is also suitably applicable to the case of forming an oxide film (SiO film), a silicon acid carbide film (SiOC film), and a silicon film (Si film). In these cases as well, the same effects as those in the above-described embodiment can be obtained.
  • the recipes used for the substrate processing are individually prepared according to the processing content and stored in the storage device 121c via a telecommunication line or an external storage device 123. Then, when starting the processing, it is preferable that the CPU 121a appropriately selects an appropriate recipe from the plurality of recipes stored in the storage device 121c according to the content of the substrate processing. As a result, it becomes possible to form films having various film types, composition ratios, film qualities, and film thicknesses with good reproducibility with one substrate processing device. In addition, the burden on the operator can be reduced, and the process can be started quickly while avoiding operation mistakes.
  • the above recipe is not limited to the case of newly creating, for example, it may be prepared by changing an existing recipe already installed in the board processing apparatus.
  • the changed recipe may be installed on the substrate processing apparatus via a telecommunication line or a recording medium on which the recipe is recorded.
  • the input / output device 122 included in the existing board processing device may be operated to directly change the existing recipe already installed in the board processing device.
  • an example of forming a film using a batch type substrate processing apparatus that processes a plurality of substrates at one time has been described.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be suitably applied to, for example, a case where a film is formed by using a single-wafer type substrate processing apparatus that processes one or several substrates at a time.
  • an example of forming a film using a substrate processing apparatus having a hot wall type processing furnace has been described.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be suitably applied to the case where a film is formed by using a substrate processing apparatus having a cold wall type processing furnace.
  • the film can be formed under the same sequence and processing conditions as the above-mentioned aspects and modifications, and the same effects as these can be obtained.
  • processing procedure and processing conditions at this time can be, for example, the same as the processing procedure and processing conditions of the above-described aspect.

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Abstract

（ａ）表面に凹部が形成された基板に対して原料ガスを供給する工程と、基板に対して第１窒素及び水素含有ガスを供給する工程と、基板に対して第２窒素及び水素含有ガスを供給する工程と、を含むサイクルを、第１温度下で所定回数行うことで、原料ガス、第１窒素及び水素含有ガス、および第２窒素及び水素含有ガスのうち少なくともいずれかに含まれる元素を含むオリゴマーを、基板の表面と凹部内とに生成し、成長させて、流動させ、基板の表面と凹部内とにオリゴマー含有層を形成する工程と、（ｂ）基板の表面と凹部内とにオリゴマー含有層が形成された基板に対して、第１温度以上の第２温度下でポストトリートメントを行うことで、基板の表面と凹部内とに形成されたオリゴマー含有層を改質させて、凹部内を埋め込むように、オリゴマー含有層が改質されてなる膜を形成する工程と、を有する。

Description

半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム
　本開示は、半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラムに関する。
　半導体装置の製造工程の一工程として、複数種類のガスを用いて基板上に膜を形成する処理が行われることがある（例えば特許文献１，２参照）。この場合に、複数種類のガスを用いて、基板の表面に設けられた凹部内を埋め込むように膜を形成する処理が行われることがある。
特開２０１７－３４１９６号公報 特開２０１３－３０７５２号公報
　本開示は、基板の表面に設けられた凹部内を埋め込むように形成される膜の特性を向上させることを目的とする。
　本開示の一態様によれば、
　（ａ）表面に凹部が形成された基板に対して原料ガスを供給する工程と、前記基板に対して第１窒素及び水素含有ガスを供給する工程と、前記基板に対して第２窒素及び水素含有ガスを供給する工程と、を含むサイクルを、第１温度下で所定回数行うことで、前記原料ガス、前記第１窒素及び水素含有ガス、および前記第２窒素及び水素含有ガスのうち少なくともいずれかに含まれる元素を含むオリゴマーを、前記基板の表面と前記凹部内とに生成し、成長させて、流動させ、前記基板の表面と前記凹部内とにオリゴマー含有層を形成する工程と、
　（ｂ）前記基板の表面と前記凹部内とに前記オリゴマー含有層が形成された前記基板に対して、前記第１温度以上の第２温度下でポストトリートメントを行うことで、前記基板の表面と前記凹部内とに形成された前記オリゴマー含有層を改質させて、前記凹部内を埋め込むように、前記オリゴマー含有層が改質されてなる膜を形成する工程と、
　を行う技術が提供される。
　本開示によれば、基板の表面に設けられた凹部内を埋め込むように形成される膜の特性を向上させることが可能となる。
本開示の各態様で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。 本開示の各態様で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を図１のＡ－Ａ線断面図で示す図である。 本開示の各態様で好適に用いられる基板処理装置のコントローラの概略構成図であり、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。 本開示の第１態様における基板処理シーケンスを示す図である。 本開示の第２態様における基板処理シーケンスを示す図である。 本開示の第３態様における基板処理シーケンスを示す図である。
＜本開示の第１態様＞
　以下、本開示の第１態様について図１～図４を参照しながら説明する。
（１）基板処理装置の構成
　図１に示すように、処理炉２０２は加熱機構（温度調整部）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ２０７は、ガスを熱で活性化（励起）させる活性化機構（励起部）としても機能する。
　ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応管２０３が配設されている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料により構成され、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管２０３の下方には、反応管２０３と同心円状に、マニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属材料により構成され、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９の上端部は、反応管２０３の下端部に係合しており、反応管２０３を支持するように構成されている。マニホールド２０９と反応管２０３との間には、シール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。反応管２０３はヒータ２０７と同様に垂直に据え付けられている。主に、反応管２０３とマニホールド２０９とにより処理容器（反応容器）が構成される。処理容器の筒中空部には処理室２０１が形成される。処理室２０１は、基板としてのウエハ２００を収容可能に構成されている。この処理室２０１内でウエハ２００に対する処理が行われる。
　処理室２０１内には、第１～第３供給部としてのノズル２４９ａ～２４９ｃが、マニホールド２０９の側壁を貫通するようにそれぞれ設けられている。ノズル２４９ａ～２４９ｃを第１～第３ノズルとも称する。ノズル２４９ａ～２４９ｃは、例えば石英またはＳｉＣ等の耐熱性材料である非金属材料により構成されている。ノズル２４９ａ～２４９ｃには、ガス供給管２３２ａ～２３２ｃがそれぞれ接続されている。ノズル２４９ａ～２４９ｃはそれぞれ異なるノズルであり、ノズル２４９ａ，２４９ｃのそれぞれは、ノズル２４９ｂに隣接して設けられている。
　ガス供給管２３２ａ～２３２ｃには、ガス流の上流側から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１ａ～２４１ｃおよび開閉弁であるバルブ２４３ａ～２４３ｃがそれぞれ設けられている。ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａよりも下流側には、ガス供給管２３２ｅが接続されている。ガス供給管２３２ｂのバルブ２４３ｂよりも下流側には、ガス供給管２３２ｄ，２３２ｆがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ｃのバルブ２４３ｃよりも下流側には、ガス供給管２３２ｇが接続されている。ガス供給管２３２ｄ～２３２ｇには、ガス流の上流側から順に、ＭＦＣ２４１ｄ～２４１ｇおよびバルブ２４３ｄ～２４３ｇがそれぞれ設けられている。ガス供給管２３２ａ～２３２ｇは、例えば，ＳＵＳ等の金属材料により構成されている。
　図２に示すように、ノズル２４９ａ～２４９ｃは、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における平面視において円環状の空間に、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の配列方向上方に向かって立ち上がるようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル２４９ａ～２４９ｃは、ウエハ２００が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うようにそれぞれ設けられている。平面視において、ノズル２４９ｂは、処理室２０１内に搬入されるウエハ２００の中心を挟んで後述する排気口２３１ａと一直線上に対向するように配置されている。ノズル２４９ａ，２４９ｃは、ノズル２４９ｂと排気口２３１ａの中心とを通る直線Ｌを、反応管２０３の内壁（ウエハ２００の外周部）に沿って両側から挟み込むように配置されている。直線Ｌは、ノズル２４９ｂとウエハ２００の中心とを通る直線でもある。すなわち、ノズル２４９ｃは、直線Ｌを挟んでノズル２４９ａと反対側に設けられているということもできる。ノズル２４９ａ，２４９ｃは、直線Ｌを対称軸として線対称に配置されている。ノズル２４９ａ～２４９ｃの側面には、ガスを供給するガス供給孔２５０ａ～２５０ｃがそれぞれ設けられている。ガス供給孔２５０ａ～２５０ｃは、それぞれが、平面視において排気口２３１ａと対向（対面）するように開口しており、ウエハ２００に向けてガスを供給することが可能となっている。ガス供給孔２５０ａ～２５０ｃは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられている。
　ガス供給管２３２ａからは、原料ガスとして、例えば、ウエハ２００の表面上に形成される膜を構成する主元素としてのシリコン（Ｓｉ）を含むシラン系ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。シラン系ガスとしては、Ｓｉおよびハロゲンを含有するガス、すなわち、ハロシラン系ガスを用いることができる。ハロゲンには、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）等が含まれる。ハロシラン系ガスとしては、例えば、シリコン、炭素（Ｃ）、およびハロゲンを含有するガス、すなわち、有機ハロシラン系ガスを用いることができる。有機ハロシラン系ガスとしては、例えば、Ｓｉ、Ｃ、およびＣｌを含むガス、すなわち、有機クロロシラン系ガスを用いることができる。　
　ガス供給管２３２ｂからは、第１窒素（Ｎ）及び水素（Ｈ）含有ガスとして、例えば、アミン系ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。アミン系ガスは、更にＣを含有しており、アミン系ガスをＣ、Ｎ及びＨ含有ガスと称することもできる。
　ガス供給管２３２ｃからは、第２Ｎ及びＨ含有ガスとして、例えば、窒化水素系ガスが、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ、ノズル２４９ｃを介して処理室２０１内へ供給される。　
　ガス供給管２３２ｄからは、酸素（Ｏ）含有ガスとして、例えば、Ｏ及びＨ含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｄ、バルブ２４３ｄ、ガス供給管２３２ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。
　ガス供給管２３２ｅ～２３２ｇからは、不活性ガスが、それぞれＭＦＣ２４１ｅ～２４１ｇ、バルブ２４３ｅ～２４３ｇ、ガス供給管２３２ａ～２３２ｃ、ノズル２４９ａ～２４９ｃを介して処理室２０１内へ供給される。不活性ガスは、パージガス、キャリアガス、希釈ガス等として作用する。
　主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、原料ガス供給系（シラン系ガス供給系）が構成される。主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、第１Ｎ及びＨ含有ガス供給系（アミン系ガス供給系）が構成される。主に、ガス供給管２３２ｃ、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２４３ｃにより、第２Ｎ及びＨ含有ガス供給系（窒化水素系ガス供給系）が構成される。主に、ガス供給管２３２ｄ、ＭＦＣ２４１ｄ、バルブ２４３ｄにより、Ｏ含有ガス供給系が構成される。主に、ガス供給管２３２ｅ～２３２ｇ、ＭＦＣ２４１ｅ～２４１ｇ、バルブ２４３ｅ～２４３ｇにより、不活性ガス供給系が構成される。
　上述の各種供給系のうち、いずれか、或いは、全ての供給系は、バルブ２４３ａ～２４３ｇやＭＦＣ２４１ａ～２４１ｇ等が集積されてなる集積型供給システム２４８として構成されていてもよい。集積型供給システム２４８は、ガス供給管２３２ａ～２３２ｇのそれぞれに対して接続され、ガス供給管２３２ａ～２３２ｇ内への各種ガスの供給動作、すなわち、バルブ２４３ａ～２４３ｇの開閉動作やＭＦＣ２４１ａ～２４１ｇによる流量調整動作等が、後述するコントローラ１２１によって制御されるように構成されている。集積型供給システム２４８は、一体型、或いは、分割型の集積ユニットとして構成されており、ガス供給管２３２ａ～２３２ｇ等に対して集積ユニット単位で着脱を行うことができ、集積型供給システム２４８のメンテナンス、交換、増設等を、集積ユニット単位で行うことが可能なように構成されている。
　反応管２０３の側壁下方には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気口２３１ａが設けられている。図２に示すように、排気口２３１ａは、平面視において、ウエハ２００を挟んでノズル２４９ａ～２４９ｃ（ガス供給孔２５０ａ～２５０ｃ）と対向（対面）する位置に設けられている。排気口２３１ａは、反応管２０３の側壁の下部より上部に沿って、すなわち、ウエハ配列領域に沿って設けられていてもよい。排気口２３１ａには排気管２３１が接続されている。排気管２３１には、処理室２０１内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５および圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４４を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。ＡＰＣバルブ２４４は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ２４６を作動させた状態で、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室２０１内の圧力を調整することができるように構成されている。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４４、圧力センサ２４５により、排気系が構成される。真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。
　マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、例えばＳＵＳ等の金属材料により構成され、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。シールキャップ２１９の下方には、後述するボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。回転機構２６７は、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に設置された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ウエハ２００を処理室２０１内外に搬入および搬出（搬送）する搬送装置（搬送機構）として構成されている。
　マニホールド２０９の下方には、シールキャップ２１９を降下させボート２１７を処理室２０１内から搬出した状態で、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシャッタ２１９ｓが設けられている。シャッタ２１９ｓは、例えばＳＵＳ等の金属材料により構成され、円盤状に形成されている。シャッタ２１９ｓの上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｃが設けられている。シャッタ２１９ｓの開閉動作（昇降動作や回動動作等）は、シャッタ開閉機構１１５ｓにより制御される。
　基板支持具としてのボート２１７は、複数枚、例えば２５～２００枚のウエハ２００を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される。ボート２１７の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される断熱板２１８が多段に支持されている。
　反応管２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となる。温度センサ２６３は、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。
　図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ１２１には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１２２が接続されている。
　記憶装置１２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理における各手順をコントローラ１２１に実行させ、所定の結果を得ることができるように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、プロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。また、プロセスレシピを、単に、レシピともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、レシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
　Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ～２４１ｇ、バルブ２４３ａ～２４３ｇ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、温度センサ２６３、ヒータ２０７、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５、シャッタ開閉機構１１５ｓ等に接続されている。
　ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ２４１ａ～２４１ｇによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ～２４３ｇの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作および圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作、シャッタ開閉機構１１５ｓによるシャッタ２１９ｓの開閉動作等を制御するように構成されている。
　コントローラ１２１は、外部記憶装置１２３に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。外部記憶装置１２３は、例えば、ＨＤＤ等の磁気ディスク、ＣＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ、ＳＳＤ等の半導体メモリ等を含む。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置１２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
（２）基板処理工程
　上述の基板処理装置を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、基板としてのウエハ２００の表面上に膜を形成する処理シーケンス例について、主に図４を用いて説明する。なお、本態様では、ウエハ２００として、その表面にトレンチやホール等の凹部が形成されたシリコン基板（シリコンウエハ）を用いる例について説明する。以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ１２１により制御される。
　図４に示すように、本態様の処理シーケンスでは、
　表面に凹部が形成されたウエハ２００に対して原料ガスを供給するステップ（原料ガス供給）と、ウエハ２００に対して第１Ｎ及びＨ含有ガスを供給するステップ（第１Ｎ及びＨ含有ガス供給）と、ウエハ２００に対して第２Ｎ及びＨ含有ガスを供給するステップ（第２Ｎ及びＨ含有ガス供給）と、を含むサイクルを、第１温度下で所定回数（ｎ回、ｎは１以上の整数）行うことで、原料ガス、第１Ｎ及びＨ含有ガス、および第２Ｎ及びＨ含有ガスのうち少なくともいずれかに含まれる元素を含むオリゴマーを、ウエハ２００の表面と凹部内とに生成し、成長させて、流動させ、ウエハ２００の表面と凹部内とにオリゴマー含有層を形成するステップ（オリゴマー含有層形成）と、
　ウエハ２００の表面と凹部内とにオリゴマー含有層が形成されたウエハ２００に対して、第１温度以上の第２温度下でポストトリートメント（以下、ＰＴとも称する）を行うことで、ウエハ２００の表面と凹部内とに形成されたオリゴマー含有層を改質させて、凹部内を埋め込むように、オリゴマー含有層が改質されてなる膜を形成するステップ（ＰＴ）と、
　を行う。
　なお、図４に示す処理シーケンスでは、上述の原料ガス供給、第１Ｎ及びＨ含有ガス供給、第２Ｎ及びＨ含有ガス供給を非同時に行う。
　本明細書では、上述の処理シーケンスを、便宜上、以下のように示すこともある。以下の第２，３態様等を含む変形例等の説明においても、同様の表記を用いる。
　（原料ガス→第１Ｎ及びＨ含有ガス→第２Ｎ及びＨ含有ガス）×ｎ→ＰＴ
　本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものを意味する場合や、ウエハとその表面に形成された所定の層や膜との積層体を意味する場合がある。本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものの表面を意味する場合や、ウエハ上に形成された所定の層等の表面を意味する場合がある。本明細書において「ウエハ上に所定の層を形成する」と記載した場合は、ウエハそのものの表面上に所定の層を直接形成することを意味する場合や、ウエハ上に形成されている層等の上に所定の層を形成することを意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
（ウエハチャージおよびボートロード）
　複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）された後、シャッタ開閉機構１１５ｓによりシャッタ２１９ｓが移動させられて、マニホールド２０９の下端開口が開放される（シャッタオープン）。その後、図１に示すように、複数枚のウエハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内へ搬入（ボートロード）される。この状態で、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
（圧力調整および温度調整）
　ボートロードが終了した後、処理室２０１内、すなわち、ウエハ２００が存在する空間が所望の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ２４６によって真空排気（減圧排気）される。この際、処理室２０１内の圧力は圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ２４４がフィードバック制御される（圧力調整）。また、処理室２０１内のウエハ２００が所望の処理温度となるように、ヒータ２０７によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合がフィードバック制御される（温度調整）。また、回転機構２６７によるウエハ２００の回転を開始する。処理室２０１内の排気、ウエハ２００の加熱および回転は、いずれも、少なくともウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
（オリゴマー含有層形成）
　その後、次のステップ１～３を順次実行する。
　［ステップ１］
　このステップでは、処理室２０１内のウエハ２００に対して原料ガスを供給する。
　具体的には、バルブ２４３ａを開き、ガス供給管２３２ａ内へ原料ガスを流す。原料ガスは、ＭＦＣ２４１ａにより流量調整され、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給され、排気口２３１ａより排気される。このとき、ウエハ２００に対して原料ガスが供給される（原料ガス供給）。このとき、バルブ２４３ｅ～２４３ｇを開き、ノズル２４９ａ～２４９ｃのそれぞれを介して処理室２０１内へ不活性ガスを供給するようにしてもよい。
　所定の時間が経過した後、バルブ２４３ａを閉じ、処理室２０１内への原料ガスの供給を停止する。そして、処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留するガス等を処理室２０１内から排除する。このとき、バルブ２４３ｅ～２４３ｇを開き、ノズル２４９ａ～２４９ｃを介して処理室２０１内へ不活性ガスを供給する。ノズル２４９ａ～２４９ｃより供給される不活性ガスは、パージガスとして作用し、これにより、ウエハ２００が存在する空間、すなわち、処理室２０１内がパージされる（パージ）。
　原料ガスとしては、モノシラン（ＳｉＨ４、略称：ＭＳ）ガス、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６、略称：ＤＳ）ガス等のＣ及びハロゲン非含有のシラン系ガスや、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＳ）ガス、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６、略称：ＨＣＤＳ）ガス等のＣ非含有のハロシラン系ガスや、トリメチルシラン（ＳｉＨ（ＣＨ３）３、略称：ＴＭＳ）ガス、ジメチルシラン（ＳｉＨ２（ＣＨ３）２、略称：ＤＭＳ）ガス、トリエチルシラン（ＳｉＨ（Ｃ２Ｈ５）３、略称：ＴＥＳ）ガス、ジエチルシラン（ＳｉＨ２（Ｃ２Ｈ５）２、略称：ＤＥＳ）ガス等のアルキルシラン系ガスや、ビス（トリクロロシリル）メタン（（ＳｉＣｌ３）２ＣＨ２、略称：ＢＴＣＳＭ）ガス、１，２－ビス（トリクロロシリル）エタン（（ＳｉＣｌ３）２Ｃ２Ｈ４、略称：ＢＴＣＳＥ）ガス等のアルキレンハロシラン系ガスや、トリメチルクロロシラン（ＳｉＣｌ（ＣＨ３）３、略称：ＴＭＣＳ）ガス、ジメチルジクロロシラン（ＳｉＣｌ２（ＣＨ３）２、略称：ＤＭＤＣＳ）ガス、トリエチルクロロシラン（ＳｉＣｌ（Ｃ２Ｈ５）３、略称：ＴＥＣＳ）ガス、ジエチルジクロロシラン（ＳｉＣｌ２（Ｃ２Ｈ５）２、略称：ＤＥＤＣＳ）ガス、１，１，２，２－テトラクロロ－１，２－ジメチルジシラン（（ＣＨ３）２Ｓｉ２Ｃｌ４、略称：ＴＣＤＭＤＳ）ガス、１，２－ジクロロ－１，１，２，２－テトラメチルジシラン（（ＣＨ３）４Ｓｉ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＴＭＤＳ）ガス等のアルキルハロシラン系ガスを用いることができる。
　不活性ガスとしては、窒素（Ｎ２）ガスや、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、キセノン（Ｘｅ）ガス等の希ガスを用いることができる。この点は、後述する各ステップにおいても同様である。
　［ステップ２］
　このステップでは、処理室２０１内のウエハ２００に対して第１Ｎ及びＨ含有ガスを供給する。
　具体的には、バルブ２４３ｂを開き、ガス供給管２３２ｂ内へ第１Ｎ及びＨ含有ガスを流す。第１Ｎ及びＨ含有ガスは、ＭＦＣ２４１ｂにより流量調整され、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給され、排気口２３１ａより排気される。このとき、ウエハ２００に対して第１Ｎ及びＨ含有ガスが供給される（第１Ｎ及びＨ含有ガス供給）。このとき、バルブ２４３ｅ～２４３ｇを開き、ノズル２４９ａ～２４９ｃのそれぞれを介して処理室２０１内へ不活性ガスを供給するようにしてもよい。
　所定の時間が経過した後、バルブ２４３ｂを閉じ、処理室２０１内への第１Ｎ及びＨ含有ガスの供給を停止する。そして、ステップ１におけるパージと同様の処理手順、処理条件により、処理室２０１内に残留するガス等を処理室２０１内から排除する。
　第１Ｎ及びＨ含有ガスとしては、例えば、アンモニア（ＮＨ３）ガス等の窒化水素系ガスや、モノエチルアミン（Ｃ２Ｈ５ＮＨ２、略称：ＭＥＡ）ガス、ジエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）２ＮＨ、略称：ＤＥＡ）ガス、トリエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ、略称：ＴＥＡ）ガス等のエチルアミン系ガスや、モノメチルアミン（ＣＨ３ＮＨ２、略称：ＭＭＡ）ガス、ジメチルアミン（（ＣＨ３）２ＮＨ、略称：ＤＭＡ）ガス、トリメチルアミン（（ＣＨ３）３Ｎ、略称：ＴＭＡ）ガス等のメチルアミン系ガスや、モノメチルヒドラジン（（ＣＨ３）ＨＮ２Ｈ２、略称：ＭＭＨ）ガス、ジメチルヒドラジン（（ＣＨ３）２Ｎ２Ｈ２、略称：ＤＭＨ）ガス、トリメチルヒドラジン（（ＣＨ３）２Ｎ２（ＣＨ３）Ｈ、略称：ＴＭＨ）ガス等の有機ヒドラジン系ガスや、ピリジン（Ｃ５Ｈ５Ｎ）ガス、ピペラジン（Ｃ４Ｈ１０Ｎ２）ガス等の環状アミン系ガスを用いることができる。
　［ステップ３］
　このステップでは、処理室２０１内のウエハ２００に対して第２Ｎ及びＨ含有ガスを供給する。
　具体的には、バルブ２４３ｃを開き、ガス供給管２３２ｃ内へ第２Ｎ及びＨ含有ガスを流す。第２Ｎ及びＨ含有ガスは、ＭＦＣ２４１ｃにより流量調整され、ノズル２４９ｃを介して処理室２０１内へ供給され、排気口２３１ａより排気される。このとき、ウエハ２００に対して第２Ｎ及びＨ含有ガスが供給される（第２Ｎ及びＨ含有ガス供給）。このとき、バルブ２４３ｅ～２４３ｇを開き、ノズル２４９ａ～２４９ｃのそれぞれを介して処理室２０１内へ不活性ガスを供給するようにしてもよい。
　所定の時間が経過した後、バルブ２４３ｃを閉じ、処理室２０１内への第２Ｎ及びＨ含有ガスの供給を停止する。そして、ステップ１におけるパージと同様の処理手順、処理条件により、処理室２０１内に残留するガス等を処理室２０１内から排除する。
　第２Ｎ及びＨ含有ガスとしては、例えば、アンモニア（ＮＨ３）ガス、ジアゼン（Ｎ２Ｈ２）ガス、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）ガス、Ｎ３Ｈ８ガス等の窒化水素系ガスを用いることができる。第２Ｎ及びＨ含有ガスとしては、第１Ｎ及びＨ含有ガスと分子構造が異なるガスを用いるのが好ましい。ただし、処理条件によっては、第２Ｎ及びＨ含有ガスとして、第１Ｎ及びＨ含有ガスと分子構造が同一であるガスを用いることも可能である。
　［所定回数実施］
　その後、上述したステップ１～３を非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数（ｎ回、ｎは１以上の整数）行う。
　このとき、原料ガスが単独で存在した場合に、原料ガスの化学吸着よりも原料ガスの物理吸着の方が支配的に生じる条件（温度）下で、サイクルを所定回数行う。好ましくは、原料ガスが単独で存在した場合に、原料ガスの熱分解および原料ガスの化学吸着よりも原料ガスの物理吸着の方が支配的に生じる条件（温度）下で、サイクルを所定回数行う。また好ましくは、原料ガスが単独で存在した場合に、原料ガスが熱分解することなく原料ガスの化学吸着よりも原料ガスの物理吸着の方が支配的に生じる条件（温度）下で、サイクルを所定回数行う。また好ましくは、オリゴマー含有層に流動性を生じさせる条件（温度）下で、サイクルを所定回数行う。また好ましくは、オリゴマー含有層をウエハ２００の表面に形成された凹部内の奥に流動させて流れ込ませ、この凹部内の奥から凹部内をオリゴマー含有層により埋め込む条件（温度）下で、サイクルを所定回数行う。
　原料ガス供給における処理条件としては、
　原料ガス供給流量：１０～１０００ｓｃｃｍ
　原料ガス供給時間：１～３００秒
　不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：１０～１００００ｓｃｃｍ
　処理温度（第１温度）：０～１５０℃、好ましくは１０～１００℃、より好ましくは２０～６０℃
　処理圧力：１０～６０００Ｐａ、好ましくは５０～２０００Ｐａ
　が例示される。
　本明細書における「０～１５０℃」のような数値範囲の表記は、下限値および上限値がその範囲に含まれることを意味する。よって、例えば、「０～１５０℃」とは「０℃以上１５０℃以下」を意味する。他の数値範囲についても同様である。
　第１Ｎ及びＨ含有ガス供給における処理条件としては、
　第１Ｎ及びＨ含有ガス供給流量：１０～５０００ｓｃｃｍ
　第１Ｎ及びＨ含有ガス供給時間：１～３００秒
　が例示される。他の処理条件は、原料ガス供給における処理条件と同様とすることができる。
　第２Ｎ及びＨ含有ガス供給における処理条件としては、
　第２Ｎ及びＨ含有ガス供給流量：１０～５０００ｓｃｃｍ
　第２Ｎ及びＨ含有ガス供給時間：１～３００秒
　が例示される。他の処理条件は、原料ガス供給における処理条件と同様とすることができる。
　原料ガス供給、第１Ｎ及びＨ含有ガス供給、第２Ｎ及びＨ含有ガス供給を上述の処理条件下で行うことにより、原料ガス、第１Ｎ及びＨ含有ガス、および第２Ｎ及びＨ含有ガスのうち少なくともいずれかに含まれる元素を含むオリゴマーを、ウエハ２００の表面と凹部内とに生成し、成長させて、流動させ、ウエハ２００の表面と凹部内とにオリゴマー含有層を形成することが可能となる。なお、オリゴマーとは、比較的少量（例えば１０～１００個）のモノマー（単量体）が結合した、比較的分子量の低い（例えば分子量が１００００以下の）重合体のことをいう。原料ガス、第１Ｎ及びＨ含有ガス、第２Ｎ及びＨ含有ガスとして、それぞれ、アルキルクロロシラン系ガス等のアルキルハロシラン系ガス、アミン系ガス、窒化水素系ガスを用いる場合、オリゴマー含有層は、例えば、Ｓｉ、Ｃｌ、Ｎ等の各種元素や、ＣＨ３やＣ２Ｈ５といったＣｘＨ２ｘ＋１（ｘは１～３の整数）の化学式で表される物質を含む層となる。
　なお、上述の処理温度を０℃未満とすると、処理室２０１内へ供給された原料ガスが液化し易くなり、原料ガスを気体状態でウエハ２００に対して供給することが困難となることがある。この場合、上述のオリゴマー含有層を形成する反応が進みにくくなることがあり、ウエハ２００の表面と凹部内とにオリゴマー含有層を形成することが困難となることがある。処理温度を０℃以上とすることで、この課題を解消することが可能となる。処理温度を１０℃以上とすることで、この課題を充分に解消することが可能となり、処理温度を２０℃以上とすることで、この課題をより充分に解消することが可能となる。
　また、処理温度を１５０℃よりも高い温度とすると、後述する第１Ｎ及びＨ含有ガスによる触媒作用が弱くなり、上述のオリゴマー含有層を形成する反応が進みにくくなることがある。この場合、ウエハ２００の表面と凹部内とに生成されたオリゴマーが、成長するよりも、脱離する方が支配的となり、ウエハ２００の表面と凹部内とにオリゴマー含有層を形成することが困難となることがある。処理温度を１５０℃以下とすることで、この課題を解消することが可能となる。処理温度を１００℃以下とすることで、この課題を充分に解消することが可能となり、処理温度を６０℃以下とすることで、この課題をより充分に解消することが可能となる。
　これらのことから、処理温度は、０℃以上１５０℃以下、好ましくは１０℃以上１００℃以下、より好ましくは２０℃以上６０℃以下とするのが望ましい。
　なお、パージにおける処理条件としては、
　不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：１０～２００００ｓｃｃｍ
　不活性ガス供給時間：１～３００秒
　処理圧力：１０～６０００Ｐａ
　が例示される。他の処理条件は、原料ガス供給における処理条件と同様とすることができる。
　パージを上述の処理条件下で行うことにより、ウエハ２００の表面と凹部内とに形成されるオリゴマー含有層の流動を促進させつつ、オリゴマー含有層に含まれる余剰成分、例えば、余剰ガスや、Ｃｌを含む副生成物を排出させることが可能となる。
（ポストトリートメント）
　ウエハ２００の表面と凹部内とにオリゴマー含有層が形成された後、ウエハ２００の温度を、上述の第１温度以上の第２温度へ変更させるように、好ましくは、上述の第１温度よりも高い第２温度へ変更させるように、ヒータ２０７の出力を調整する。
　このとき、処理室２０１内のウエハ２００に対して、Ｎ含有ガスとしてＮ２ガス等の不活性ガスを供給する。具体的には、バルブ２４３ｅ～２４３ｇを開き、ガス供給管２３２ｅ～２３２ｇ内へ不活性ガスを流す。不活性ガスは、ＭＦＣ２４１ｅ～２４１ｇにより流量調整され、ノズル２４９ａ～２４９ｃを介して処理室２０１内へ供給され、排気口２３１ａより排気される。このとき、ウエハ２００に対して不活性ガスが供給される。
　本ステップは、ウエハ２００の表面と凹部内とに形成されたオリゴマー含有層に流動性を生じさせる条件下で行うのが好ましい。また、本ステップは、ウエハ２００の表面と凹部内とに形成されたオリゴマー含有層の流動を促進させつつ、オリゴマー含有層に含まれる余剰成分、例えば、余剰ガスや、Ｃｌを含む副生成物を排出させ、オリゴマー含有層を緻密化させる条件下で行うのが好ましい。
　ポストトリートメントにおける処理条件としては、
　不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：１０～２００００ｓｃｃｍ
　処理温度（第２温度）：１００～１０００℃、好ましくは２００～６００℃
　処理圧力：１０～８００００Ｐａ、好ましくは２００～６０００Ｐａ
　処理時間：３００～１０８００秒
　が例示される。
　ポストトリートメントを上述の条件下で行うことにより、ウエハ２００の表面と凹部内とに形成されたオリゴマー含有層を改質させることができる。これにより、凹部内を埋め込むように、オリゴマー含有層が改質されてなる膜として、Ｓｉ、ＣおよびＮを含む膜であるシリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）を形成することが可能となる。また、オリゴマー含有層の流動を促進させつつ、オリゴマー含有層に含まれる余剰成分を排出させ、オリゴマー含有層を緻密化させることが可能となる。
（アフターパージおよび大気圧復帰）
　ＳｉＣＮ膜の形成が完了した後、ノズル２４９ａ～２４９ｃのそれぞれからパージガスとしての不活性ガスを処理室２０１内へ供給し、排気口２３１ａより排気する。これにより、処理室２０１内がパージされ、処理室２０１内に残留するガスや反応副生成物が処理室２０１内から除去される（アフターパージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。
（ボートアンロードおよびウエハディスチャージ）
　その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降され、マニホールド２０９の下端が開口される。そして、処理済のウエハ２００が、ボート２１７に支持された状態でマニホールド２０９の下端から反応管２０３の外部に搬出（ボートアンロード）される。ボートアンロードの後は、シャッタ２１９ｓが移動させられ、マニホールド２０９の下端開口がＯリング２２０ｃを介してシャッタ２１９ｓによりシールされる（シャッタクローズ）。処理済のウエハ２００は、反応管２０３の外部に搬出された後、ボート２１７より取り出される（ウエハディスチャージ）。
（３）本態様による効果
　本態様によれば、以下に示す１つ又は複数の効果が得られる。
（ａ）オリゴマー含有層形成を上述の第１温度下で行い、ポストトリートメントを第１温度以上の第２温度下で行うことにより、凹部内に形成される膜の埋め込み特性を向上させることが可能となる。なお、ポストトリートメントを第１温度よりも高い第２温度下で行うことにより、上述の効果をより高めることが可能となる。
（ｂ）オリゴマー含有層形成では、原料ガスが単独で存在した場合に、原料ガスの化学吸着よりも原料ガスの物理吸着の方が支配的に生じる条件下で、サイクルを所定回数行うことにより、オリゴマー含有層の流動性を高めることができ、凹部内に形成される膜の埋め込み特性を向上させることが可能となる。
（ｃ）オリゴマー含有層形成では、原料ガスが単独で存在した場合に、原料ガスの熱分解および原料ガスの化学吸着よりも原料ガスの物理吸着の方が支配的に生じる条件下で、サイクルを所定回数行うことにより、オリゴマー含有層の流動性を高めることが可能となる。結果として、凹部内に形成される膜の埋め込み特性を向上させることが可能となる。
（ｄ）オリゴマー含有層形成では、原料ガスが単独で存在した場合に、原料ガスが熱分解することなく原料ガスの化学吸着よりも原料ガスの物理吸着の方が支配的に生じる条件下で、サイクルを所定回数行うことにより、オリゴマー含有層の流動性を高めることが可能となる。結果として、凹部内に形成される膜の埋め込み特性を向上させることが可能となる。
（ｅ）オリゴマー含有層形成では、オリゴマー含有層に流動性を生じさせる条件下で、サイクルを所定回数行うことにより、凹部内に形成される膜の埋め込み特性を向上させることが可能となる。
（ｆ）オリゴマー含有層形成では、オリゴマー含有層を凹部内の奥に流動させて流れ込ませ、凹部内の奥から凹部内をオリゴマー含有層により埋め込む条件下で、サイクルを所定回数行うことにより、凹部内に形成される膜の埋め込み特性を向上させることが可能となる。
（ｇ）原料ガスとしてアルキルクロロシラン系ガスを用いることにより、オリゴマー含有層にＳｉ，Ｃ，Ｃｌを含ませることが可能となる。
（ｈ）第１Ｎ及びＨ含有ガスの分子構造と、第２Ｎ及びＨ含有ガスの分子構造と、を異ならせることにより、それぞれのガスに、異なる役割を持たせることが可能となる。例えば、本態様のように、第１Ｎ及びＨ含有ガスとして、アミン系ガスを用いることにより、このガスを触媒として作用させ、原料ガス供給によりウエハ２００の表面に物理吸着した原料ガスをアクティベートさせることが可能となる。また、第２Ｎ及びＨ有ガスとして、窒化水素系ガスを用いることにより、このガスをＮソースとして作用させ、オリゴマー含有層にＮを含ませることが可能となる。
（ｉ）オリゴマー含有層形成では、原料ガス供給と、第１Ｎ及びＨ含有ガス供給と、第２Ｎ及びＨ含有ガス供給と、を非同時に行うサイクルを所定回数行うことにより、凹部内に形成される膜の埋め込み特性を向上させることが可能となる。
　これは、原料ガスと、触媒として作用する第１Ｎ及びＨ含有ガスとを、タイミングを変えて別々に供給することにより、原料ガスと第１Ｎ及びＨ含有ガスとの混ざり具合のばらつきを制御することができることによるもの、と考えられる。本態様によれば、ウエハ２００の表面と凹部内との複数箇所に生成されるそれぞれのオリゴマーの成長のばらつきを改善させ、微細な領域での成長ばらつきを抑制し、それによる凹部内におけるボイドやシームなどの発生を抑制することが可能となる。結果として、凹部内に形成される膜の埋め込み特性を向上させることが可能となる。すなわち、ボイドフリーかつシームレスな埋め込みが可能となる。
（ｊ）オリゴマー含有層形成では、所定のタイミングでパージを行うことにより、凹部内に形成される膜の埋め込み特性を向上させることが可能となる。また、凹部内を埋め込むように形成される膜の不純物濃度を低減させることが可能となる。これにより、凹部内に形成される膜のウェットエッチング耐性を向上させることが可能となる。
（ｋ）ポストトリートメントを、オリゴマー含有層に流動性を生じさせる条件下で行うことにより、凹部内に形成される膜の埋め込み特性を向上させることが可能となる。
（ｌ）ポストトリートメントでは、オリゴマー含有層の流動を促進させつつ、オリゴマー含有層に含まれる余剰成分を排出させ、オリゴマー含有層を緻密化させることにより、凹部内に形成される膜の埋め込み特性を向上させることが可能となる。また、凹部内を埋め込むように形成される膜の不純物濃度を低減させ、さらには、膜密度を高めることが可能となる。これらにより、凹部内に形成される膜のウェットエッチング耐性を向上させることが可能となる。
（ｍ）ポストトリートメントにおいて、ウエハ２００に対してＮ含有ガスを供給することにより、オリゴマー含有層の流動を促進させ、凹部内に形成される膜の埋め込み特性を向上させることが可能となる。また、凹部内を埋め込むように形成される膜の不純物濃度を低減させ、さらには、膜密度を高めることが可能となる。これらにより、凹部内に形成される膜のウェットエッチング耐性を向上させることが可能となる。
（ｎ）上述の効果は、オリゴマー含有層形成において、上述の各種原料ガス、上述の各種第１Ｎ及びＨ含有ガス、上述の各種第２Ｎ及びＨ含有ガス、上述の各種不活性ガスを用いる場合にも、同様に得ることができる。また、上述の効果は、サイクルにおけるガスの供給順序を変更した場合であっても、同様に得ることができる。また、上述の効果は、ポストトリートメントにおいて、Ｎ含有ガス以外のガスを用いる場合にも、同様に得ることができる。
＜本開示の第２態様＞
　続いて、本開示の第２態様について、主に図５を参照しながら説明する。
　図５や以下に示す処理シーケンスのように、オリゴマー含有層形成では、
　ウエハ２００に対して原料ガスを供給するステップと、ウエハ２００に対して第１Ｎ及びＨ含有ガスを供給するステップと、を同時に行うステップと、
　ウエハ２００に対して第２Ｎ及びＨ含有ガスを供給するステップと、
　を非同時に行うサイクルを所定回数（ｎ回、ｎは１以上の整数）行うようにしてもよい。
　（原料ガス＋第１Ｎ及びＨ含有ガス→第２Ｎ及びＨ含有ガス）×ｎ→ＰＴ
　本態様によっても、上述の第１態様と同様の効果が得られる。また、本態様においては、原料ガスと第１Ｎ及びＨ含有ガスとを同時に供給することから、サイクルレートを向上させ、基板処理の生産性を高めることが可能となる。
＜本開示の第３態様＞
　続いて、本開示の第３態様について、主に図６を参照しながら説明する。
　図６や以下に示す処理シーケンスのように、オリゴマー含有層形成では、
　ウエハ２００に対して原料ガスを供給するステップと、ウエハ２００に対して第１Ｎ及びＨ含有ガスを供給するステップと、を同時に行うステップと、
　ウエハ２００に対して第２Ｎ及びＨ含有ガスを供給するステップと、
　ウエハ２００に対して第１Ｎ及びＨ含有ガスを供給するステップと、
　を非同時に行うサイクルを所定回数（ｎ回、ｎは１以上の整数）行うようにしてもよい。
　（原料ガス＋第１Ｎ及びＨ含有ガス→第２Ｎ及びＨ含有ガス→第１Ｎ及びＨ含有ガス）×ｎ→ＰＴ
　本態様によっても、上述の第１態様と同様の効果が得られる。なお、本態様においは、サイクル中の１回目に流す第１Ｎ及びＨ含有ガスを触媒として作用させ、原料ガスをアクティベートさせることが可能となる。また、サイクル中の２回目に流す第１Ｎ及びＨ含有ガスを、オリゴマー含有層形成時に生じた副生成物を除去するガス、すなわち、反応性パージガスとして作用させることが可能となる。これら第１Ｎ及びＨ含有ガスを供給する際における処理条件は、それぞれ、上述した第１Ｎ及びＨ含有ガス供給における処理条件と同様とすることができる。
＜本開示の他の態様＞
　以上、本開示の種々の態様を具体的に説明した。但し、本開示は上述の態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
　例えば、ポストトリートメントでは、オリゴマー含有層が形成されたウエハ２００に対して、水素（Ｈ２）ガス等のＨ含有ガスを供給してもよく、ＮＨ３ガス等のＮ含有ガス、すなわちＮ及びＨ含有ガスを供給してもよく、Ｈ２Ｏガス等のＯ含有ガス、すなわちＯ及びＨ含有ガスを供給してもよい。なお、Ｏ含有ガスとしてＯ２ガスを供給してもよい。すなわち、ポストトリートメントでは、オリゴマー含有層が形成されたウエハ２００に対して、Ｎ含有ガス、Ｈ含有ガス、Ｎ及びＨ含有ガス、Ｏ含有ガス、Ｏ及びＨ含有ガスのうち少なくともいずれかを供給してもよい。
　ポストトリートメントにおいてＨ含有ガスを供給する際の処理条件としては、
　Ｈ含有ガス供給流量：１０～３０００ｓｃｃｍ
　処理温度（第２温度）：１００～１０００℃、好ましくは２００～６００℃
　処理圧力：１０～１０００Ｐａ、好ましくは２００～８００Ｐａ
　処理時間：３００～１０８００秒
　が例示される。
　ポストトリートメントにおいてＮ及びＨ含有ガスを供給する際の処理条件としては、
　Ｎ及びＨ含有ガス供給流量：１０～１００００ｓｃｃｍ
　処理温度（第２温度）：１００～１０００℃、好ましくは２００～６００℃
　処理圧力：１０～６０００Ｐａ、好ましくは２００～２０００Ｐａ
　処理時間：３００～１０８００秒
　が例示される。
　ポストトリートメントにおいてＯ含有ガスを供給する際の処理条件としては、
　Ｏ含有ガス供給流量：１０～１００００ｓｃｃｍ
　処理温度（第２温度）：１００～１０００℃、好ましくは１００～６００℃
　処理圧力：１０～９００００Ｐａ、好ましくは２００００～８００００Ｐａ
　処理時間：３００～１０８００秒
　が例示される。
　これらの場合であっても、上述の第１態様と同様の効果が得られる。
　なお、Ｈ含有ガス雰囲気下でポストトリートメントを行う場合や、Ｎ及びＨ含有ガス雰囲気下でポストトリートメントを行う場合の方が、Ｎ２ガス等の不活性ガス雰囲気下でポストトリートメントを行う場合よりも、オリゴマー含有層の流動性を高め、凹部内に形成される膜の埋め込み特性を向上させることが可能となる。また、Ｈ含有ガス雰囲気下でポストトリートメントを行う場合や、Ｎ及びＨ含有ガス雰囲気下でポストトリートメントを行う場合の方が、Ｎ２ガス等の不活性ガス雰囲気下でポストトリートメントを行う場合よりも、凹部内に形成される膜の不純物濃度を低減させ、膜密度を高め、ウェットエッチング耐性を向上させることが可能となる。なお、Ｎ及びＨ含有ガス雰囲気下でポストトリートメントを行う場合の方が、Ｈ含有ガス雰囲気下でポストトリートメントを行う場合よりも、これらの効果を高めることが可能となる。
　なお、Ｏ含有ガス雰囲気下でポストトリートメントを行う場合、オリゴマー含有層が改質されてなる膜に、Ｏを含ませることが可能となり、この膜を、Ｓｉ、Ｏ、Ｃ、およびＮを含む膜であるシリコン酸窒炭化膜（ＳｉＯＣＮ膜）とすることが可能となる。
　また例えば、ポストトリートメントでは、
　オリゴマー含有層が形成されたウエハ２００に対してＮ２ガス等のＮ含有ガス、Ｈ２ガス等のＨ含有ガス、および、ＮＨ３ガス等のＮ及びＨ含有ガスのうち少なくともいずれかを供給するステップと、
　オリゴマー含有層が形成されたウエハ２００に対してＨ２Ｏガス等のＯ含有ガス（Ｏ及びＨ含有ガス）を供給するステップと、
　を非同時に行うようにしてもよい。この場合、上記２つのステップのうち、前段のステップを第１ポストトリートメント、後段のステップを第２ポストトリートメントと称することができる。
　第１、第２ポストトリートメントのそれぞれにおける処理条件は、上述の各態様のポストトリートメントにおける処理条件と同様とすることができる。
　この場合であっても、上述の第１態様と同様の効果が得られる。
　なお、Ｏ含有ガス雰囲気下でポストトリートメントを行う場合、オリゴマー含有層が改質されてなる膜中にＯを含ませ、この膜を、ＳｉＯＣＮ膜とすることが可能となる。また、Ｏ含有ガスとして酸化力の比較的低いＨ２Ｏガス等のＯ及びＨ含有ガスを用いることにより、オリゴマー含有層が改質されてなるＳｉＯＣＮ膜中からのＣの脱離を抑制することが可能となる。また、第１、第２ポストトリートメントをこの順に行うことにより、オリゴマー含有層が改質されてなるＳｉＯＣＮ膜中からのＣの脱離を抑制することが可能となる。
　また例えば、以下に示す処理シーケンスのように、第１態様と第３態の一部とを組み合わせるようにしてもよい。
　（原料ガス→第１Ｎ及びＨ含有ガス→第２Ｎ及びＨ含有ガス→第１Ｎ及びＨ含有ガス）×ｎ→ＰＴ
　すなわち、オリゴマー含有層形成では、
　ウエハ２００に対して原料ガスを供給するステップと、
　ウエハ２００に対して第１Ｎ及びＨ含有ガスを供給するステップと、
　ウエハ２００に対して第２Ｎ及びＨ含有ガスを供給するステップと、
　ウエハ２００に対して第１Ｎ及びＨ含有ガスを供給するステップと、
　を非同時に行うサイクルを所定回数（ｎ回、ｎは１以上の整数）行うようにしてもよい。
　この処理シーケンスによれば、第１態様により得られる効果と第３態様の一部により得られる効果との両方の効果を得ることが可能となる。
　上述の態様では、オリゴマー含有層形成とポストトリートメントとを、同一の処理室２０１内で（ｉｎ－ｓｉｔｕで）行う例について説明した。しかしながら、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、オリゴマー含有層形成とポストトリートメントとを別々の処理室内で（ｅｘ－ｓｉｔｕで）行うようにしてもよい。この場合においても上述の態様における効果と同様の効果が得られる。上述の種々の場合において、これらのステップをｉｎ－ｓｉｔｕで行えば、途中、ウエハ２００が大気曝露されることはなく、ウエハ２００を真空下に置いたまま一貫してこれらの処理を行うことができ、安定した基板処理を行うことができる。また、これらのステップをｅｘ－ｓｉｔｕで行えば、それぞれの処理室内の温度を例えば各ステップでの処理温度又はそれに近い温度に予め設定しておくことができ、温度調整に要する時間を短縮させ、生産効率を高めることができる。
　ここまで、ウエハ２００の表面に形成された凹部内を埋め込むように、ＳｉＣＮ膜やＳｉＯＣＮ膜を形成する例について説明したが、本開示はこれらの例に限定されない。すなわち、原料ガス、第１Ｎ及びＨ含有ガス、第２Ｎ及びＨ含有ガスのガス種を任意に組み合わせ、ウエハ２００の表面に形成された凹部内を埋め込むように、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）、シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）、シリコン膜（Ｓｉ膜）を形成する場合においても、本開示は好適に適用可能である。これらの場合においても、上述の態様における効果と同様の効果が得られる。
　基板処理に用いられるレシピは、処理内容に応じて個別に用意し、電気通信回線や外部記憶装置１２３を介して記憶装置１２１ｃ内に格納しておくことが好ましい。そして、処理を開始する際、ＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に格納された複数のレシピの中から、基板処理の内容に応じて、適正なレシピを適宜選択することが好ましい。これにより、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の膜を、再現性よく形成することができるようになる。また、オペレータの負担を低減でき、操作ミスを回避しつつ、処理を迅速に開始できるようになる。
　上述のレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置１２２を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更するようにしてもよい。
　上述の態様では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本開示は上述の態様に限定されず、例えば、一度に１枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。また、上述の態様では、ホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本開示は上述の態様に限定されず、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。
　これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の態様や変形例と同様なシーケンス、処理条件にて成膜を行うことができ、これらと同様の効果が得られる。
　また、上述の態様や変形例等は、適宜組み合わせて用いることができる。このときの処理手順、処理条件は、例えば、上述の態様の処理手順、処理条件と同様とすることができる。
２００　　ウエハ（基板）
２０１　　処理室

Claims (20)

  1. 　（ａ）表面に凹部が形成された基板に対して原料ガスを供給する工程と、前記基板に対して第１窒素及び水素含有ガスを供給する工程と、前記基板に対して第２窒素及び水素含有ガスを供給する工程と、を含むサイクルを、第１温度下で所定回数行うことで、前記原料ガス、前記第１窒素及び水素含有ガス、および前記第２窒素及び水素含有ガスのうち少なくともいずれかに含まれる元素を含むオリゴマーを、前記基板の表面と前記凹部内とに生成し、成長させて、流動させ、前記基板の表面と前記凹部内とにオリゴマー含有層を形成する工程と、
    　（ｂ）前記基板の表面と前記凹部内とに前記オリゴマー含有層が形成された前記基板に対して、前記第１温度以上の第２温度下でポストトリートメントを行うことで、前記基板の表面と前記凹部内とに形成された前記オリゴマー含有層を改質させて、前記凹部内を埋め込むように、前記オリゴマー含有層が改質されてなる膜を形成する工程と、
    　を有する半導体装置の製造方法。
  2. 　（ａ）では、前記原料ガスが単独で存在した場合に、前記原料ガスの化学吸着よりも前記原料ガスの物理吸着の方が支配的に生じる条件下で、前記サイクルを所定回数行う請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 　（ａ）では、前記原料ガスが単独で存在した場合に、前記原料ガスの熱分解および前記原料ガスの化学吸着よりも前記原料ガスの物理吸着の方が支配的に生じる条件下で、前記サイクルを所定回数行う請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 　（ａ）では、前記原料ガスが単独で存在した場合に、前記原料ガスが熱分解することなく前記原料ガスの化学吸着よりも前記原料ガスの物理吸着の方が支配的に生じる条件下で、前記サイクルを所定回数行う請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 　（ａ）では、前記オリゴマー含有層に流動性を生じさせる条件下で、前記サイクルを所定回数行う請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 　（ａ）では、前記オリゴマー含有層を前記凹部内の奥に流動させて流れ込ませ、前記凹部内の奥から前記凹部内を前記オリゴマー含有層により埋め込む条件下で、前記サイクルを所定回数行う請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 　（ａ）における前記サイクルは、
    　前記基板に対して前記原料ガスを供給する工程と、
    　前記基板に対して前記第１窒素及び水素含有ガスを供給する工程と、
    　前記基板に対して前記第２窒素及び水素含有ガスを供給する工程と、
    　を非同時に行うことを含む請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  8. 　（ａ）における前記サイクルは、
    　前記基板に対して前記原料ガスを供給する工程と、前記基板に対して前記第１窒素及び水素含有ガスを供給する工程と、を同時に行う工程と、
    　前記基板に対して前記第２窒素及び水素含有ガスを供給する工程と、
    　を非同時に行うことを含む請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  9. 　（ａ）における前記サイクルは、
    　前記基板に対して前記原料ガスを供給する工程と、前記基板に対して前記第１窒素及び水素含有ガスを供給する工程と、を同時に行う工程と、
    　前記基板に対して前記第２窒素及び水素含有ガスを供給する工程と、
    　前記基板に対して前記第１窒素及び水素含有ガスを供給する工程と、
    　を非同時に行うことを含む請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  10. 　（ａ）における前記サイクルは、更に、前記基板が存在する空間をパージする工程を含み、
    　前記パージにより、前記オリゴマー含有層の流動を促進させつつ、前記オリゴマー含有層に含まれる余剰成分を排出させる請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  11. 　（ｂ）では、前記オリゴマー含有層に流動性を生じさせる条件下で、前記ポストトリートメントを行う請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  12. 　（ｂ）では、前記オリゴマー含有層の流動を促進させつつ、前記オリゴマー含有層に含まれる余剰成分を排出させ、前記オリゴマー含有層を緻密化させる請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  13. 　前記原料ガスは、シリコンおよびハロゲンを含有する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  14. 　前記原料ガスは、シリコン、炭素、およびハロゲンを含有する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  15. 　前記第１窒素及び水素含有ガスと、前記第２窒素及び水素含有ガスとは、分子構造が異なる請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  16. 　前記第１窒素及び水素含有ガスはアミン系ガスであり、前記第２窒素及び水素含有ガスは窒化水素系ガスである請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  17. 　（ｂ）では、前記基板に対して窒素含有ガス、水素含有ガス、窒素及び水素含有ガス、および、酸素含有ガスのうち少なくともいずれかを供給する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  18. 　（ｂ）は、
    　前記基板に対して窒素含有ガス、水素含有ガス、および、窒素及び水素含有ガスのうち少なくともいずれかを供給する工程と、
    　前記基板に対して酸素含有ガスを供給する工程と、
    　を含む請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  19. 　基板が処理される処理室と、
    　前記処理室内の基板に対して原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
    　前記処理室内の基板に対して第１窒素及び水素含有ガスを供給する第１窒素及び水素含有ガス供給系と、
    　前記処理室内の基板に対して第２窒素及び水素含有ガスを供給する第２窒素及び水素含有ガス供給系と、
    　前記処理室内の基板を加熱するヒータと、
    　前記処理室内において、（ａ）表面に凹部が形成された基板に対して前記原料ガスを供給する処理と、前記基板に対して前記第１窒素及び水素含有ガスを供給する処理と、前記基板に対して前記第２窒素及び水素含有ガスを供給する処理と、を含むサイクルを、第１温度下で所定回数行うことで、前記原料ガス、前記第１窒素及び水素含有ガス、および前記第２窒素及び水素含有ガスのうち少なくともいずれかに含まれる元素を含むオリゴマーを、前記基板の表面と前記凹部内とに生成し、成長させて、流動させ、前記基板の表面と前記凹部内とにオリゴマー含有層を形成する処理と、（ｂ）前記基板の表面と前記凹部内とにオリゴマー含有層が形成された前記基板に対して、前記第１温度以上の第２温度下でポストトリートメントを行うことで、前記基板の表面と前記凹部内とに形成された前記オリゴマー含有層を改質させて、前記凹部内を埋め込むように、前記オリゴマー含有層が改質されてなる膜を形成する処理と、を行わせるように、前記原料ガス供給系、前記第１窒素及び水素含有ガス供給系、前記第２窒素及び水素含有ガス供給系、および前記ヒータを制御することが可能なよう構成される制御部と、
    　を有する基板処理装置。
  20. 　基板処理装置の処理室内において、
    　（ａ）表面に凹部が形成された基板に対して原料ガスを供給する手順と、前記基板に対して第１窒素及び水素含有ガスを供給する手順と、前記基板に対して第２窒素及び水素含有ガスを供給する手順と、を含むサイクルを、第１温度下で所定回数行うことで、前記原料ガス、前記第１窒素及び水素含有ガス、および前記第２窒素及び水素含有ガスのうち少なくともいずれかに含まれる元素を含むオリゴマーを、前記基板の表面と前記凹部内とに生成し、成長させて、流動させ、前記基板の表面と前記凹部内とにオリゴマー含有層を形成する手順と、
    　（ｂ）前記基板の表面と前記凹部内とに前記オリゴマー含有層が形成された前記基板に対して、前記第１温度以上の第２温度下でポストトリートメントを行うことで、前記基板の表面と前記凹部内とに形成された前記オリゴマー含有層を改質させて、前記凹部内を埋め込むように、前記オリゴマー含有層が改質されてなる膜を形成する手順と、
    　をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
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