(57)【要約】【課題】良好な特性のデバイスを実現可能な技術を提供する。【解決手段】  配線層が形成される基板を処理室に搬入する工程と、基板に第１元素含有ガスと第２元素含有ガスとを供給して、第１元素と第２元素を含む第１エッチングストッパ膜を形成し、第１エッチングストッパ膜の上に、第１元素含有ガスと第２元素含有ガスと第３元素含有ガスとを供給して第１元素と第２元素と第３元素を含む第２エッチングストッパ膜を形成して積層エッチングストッパ膜を形成する工程と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線層が形成される基板を処理室に搬入する工程と、
前記基板に第１元素含有ガスと第２元素含有ガスとを供給して、前記第１元素と前記第２元素を含む第１エッチングストッパ膜を形成し、
前記第１エッチングストッパ膜の上に、前記第１元素含有ガスと前記第２元素含有ガスと第３元素含有ガスとを供給して前記第１元素と前記第２元素と前記第３元素を含む第２エッチングストッパ膜を形成して積層エッチングストッパ膜を形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記基板の表面に複数の第１凹部が形成され、
前記第１エッチングストッパ膜は、前記基板表面と前記凹部内表面に形成される
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１エッチングストッパ膜を形成する工程の前に、前記複数の第１凹部を形成する工程を有する請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記積層エッチングストッパ膜を形成する工程では、
前記第１エッチングストッパ膜の膜厚は、前記第２エッチングストッパ膜よりも小さく形成される
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第２エッチングストッパ膜の形成後、
前記配線層を形成する工程と、
を有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記配線層を形成する工程では、前記第１凹部の上に絶縁膜を形成した後に、前記絶縁膜間に配線層を形成し、
前記配線層を形成する工程の後、
前記絶縁膜をエッチングし、前記第２エッチングストッパ膜を露出させる工程と、
を有する請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２エッチングストッパ膜を露出させる工程では、前記第１エッチングストッパ膜を露出させる請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記配線層を形成する工程では、前記第１凹部の上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜に配線膜を形成し、
更に前記配線層を形成する工程の後、底部が前記第１凹部の底部よりも上方に位置するよう、前記絶縁膜と前記積層エッチングストッパ膜と前記基板の表面層とをエッチングして第２凹部を形成する工程と、
を有する請求項５乃至７のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
配線層が形成される基板が搬入される処理室と、
前記基板に第１元素含有ガスを供給する第１ガス供給部と、
前記基板に第２元素含有ガスを供給する第２ガス供給部と、
前記基板に第３元素含有ガスを供給する第３ガス供給部と、
前記基板に前記第１元素含有ガスと前記第２元素含有ガスとを供給して、前記第１元素と前記第２元素を含む第１エッチングストッパ膜を形成し、
前記第１エッチングストッパ膜の上に、前記第１元素含有ガスと前記第２元素含有ガスと前記第３元素含有ガスとを供給して前記第１元素と前記第２元素と前記第３元素を含む第２エッチングストッパ膜を形成して積層エッチングストッパ膜を形成するよう前記第１ガス供給部と前記第２ガス供給部と前記第３ガス供給部とを制御する制御部と、
を有する基板処理装置。
【請求項１０】
配線層が形成される基板を処理室に搬入させる手順と、
前記基板に第１元素含有ガスと第２元素含有ガスとを供給させて、前記第１元素と前記第２元素を含む第１エッチングストッパ膜を形成させ、
前記第１エッチングストッパ膜の上に、前記第１元素含有ガスと前記第２元素含有ガスと第３元素含有ガスとを供給させて前記第１元素と前記第２元素と前記第３元素を含む第２エッチングストッパ膜を形成して積層エッチングストッパ膜を形成させる手順と、
をコンピュータが基板処理装置に実行させるプログラム。
【請求項１１】
配線層が形成される基板を処理室に搬入させる手順と、
前記基板に第１元素含有ガスと第２元素含有ガスとを供給させて、前記第１元素と前記第２元素を含む第１エッチングストッパ膜を形成させ、
前記第１エッチングストッパ膜の上に、前記第１元素含有ガスと前記第２元素含有ガスと第３元素含有ガスとを供給させて前記第１元素と前記第２元素と前記第３元素を含む第２エッチングストッパ膜を形成して積層エッチングストッパ膜を形成させる手順と、
をコンピュータが基板処理装置に実行させるプログラムが記録された記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラムおよび記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の集積度が高くなっている。それに伴って配線間が微細化される。このため、配線間において電気的容量が大きくなり、信号の伝搬速度の低下を引き起こすなどの問題がある。そこで、配線間をできるだけ低誘電率化することが求められている。
【０００３】
低誘電率化を実現する方法の一つとして、配線間に空隙を設けるエアギャップ構造が検討されている。エアギャップ構造の空隙を形成する方法としては、例えば配線間をエッチングする方法がある。例えば特許文献１にエアギャップの形成方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３４７０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
配線の幅や、配線間の幅が小さくなることにより、配線が倒れることがある。これにより、デバイス特性が悪くなるという課題がある。
【０００６】
そこで本開示は、良好な特性のデバイスを実現可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様によれば、
配線層が形成される基板を処理室に搬入する工程と、基板に第１元素含有ガスと第２元素含有ガスとを供給して、第１元素と第２元素を含む第１エッチングストッパ膜を形成し、第１エッチングストッパ膜の上に、第１元素含有ガスと第２元素含有ガスと第３元素含有ガスとを供給して第１元素と第２元素と第３元素を含む第２エッチングストッパ膜を形成して積層エッチングストッパ膜を形成する工程と、を有する技術が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る技術によれば、良好な特性のデバイスを実現可能な技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係る半導体デバイスの製造フローを説明する図である。
【図２】一実施形態に係るウエハの処理状態を説明する図である。
【図３】一実施形態に係るウエハの処理状態を説明する図である。
【図４】一実施形態に係るウエハの処理状態を説明する図である。
【図５】一実施形態に係るウエハの処理状態を説明する図である。
【図６】一実施形態に係るウエハの処理状態を説明する図である。
【図７】一実施形態に係るウエハの処理状態を説明する図である。
【図８】一実施形態に係るウエハの処理状態を説明する図である。
【図９】一実施形態に係る基板処理装置を説明する図である。
【図１０】一実施形態に係るガス供給部を説明する図である。
【図１１】一実施形態に係るコントローラの概略図である。
【図１２】一実施形態に係るエッチングストッパ膜を形成するフローを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施形態）
以下に本開示の一実施形態について説明する。
【００１１】
図１〜図６を用いて、半導体装置の製造工程の一工程を説明する。図１は、半導体装置の製造工程のフローチャートであり、図２〜図６は、図１の各工程に対応する基板の状態を示す図である。
【００１２】
（凹部形成工程Ｓ１０１）
凹部形成工程Ｓ１０１について説明する。
凹部形成工程Ｓ１０１に関し、図２の（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。第１凹部３０１は、基板３００の表面層３００ａの表面に形成される。表面層３００ａは、絶縁膜とＳｉ基板のいずれか若しくは両方で構成される。絶縁膜は、例えば、炭素含有シリコン酸化膜（ＳｉＯＣ膜）である。第１凹部３０１は、パターニング技術で形成される。ここで、凹部の高さ（深さ）３０１Ｈは、後述の第１ＥＳ膜３０２ａと第２ＥＳ膜３０２ｂの合計の膜厚（３０２ａＨ＋３０２ｂＨ）よりも大きく、Ｃｕ膜３０６ｂの高さＨよりも小さく形成される。好ましくは、第１ＥＳ膜３０２ａと第２ＥＳ膜３０２ｂの合計の膜厚よりも大きく、Ｃｕ膜３０６ｂの高さＨの半分よりも小さく形成される。更に好ましくは、第１ＥＳ膜３０２ａと第２ＥＳ膜３０２ｂと後述のバリア膜３０５の合計の膜厚よりも大きく、Ｃｕ膜３０６ｂの高さＨの半分よりも小さく形成される。また、ここでは、第１凹部３０１の形状は、矩形形状に構成する例を示したが、表面層３００ａに対して凹んだ形状となっていれば良い。例えば、半球状，すり鉢状（椀状），三角錐状であっても良い。
【００１３】
第１凹部３０１の形成後、基板３００の表面にエッチングストッパ膜３０２を形成する。エッチングストッパ膜３０２が形成された基板３００の状態を図２（Ｃ）に示す。
【００１４】
ここで、発明者等は、以下の課題を見出した。エッチングストッパ膜は、ＡｉｒＧａｐのパターンの形成時に、ＡｉｒＧａｐの深さバラつきを抑制させる点で有効だが、最終的なデバイス構造に残ることで、デバイスの配線間の寄生容量増加させてしまい、デバイス特性がばらついてしまう課題が生じる。発明者等は鋭意研究した結果、以下の技術を見出した。一つは、２種類のエッチングストッパ膜を積層し、上方のエッチングストッパ膜を除去させる技術である。この技術により、配線間の寄生容量を低下させることができる。以下に、２種類のエッチングストッパ膜（ＥＳ膜）を積層する工程以降の半導体デバイスの製造工程について説明する。ここでは、上方のエッチングストッパ膜を除去させる例を示すが、デバイスの配線間の寄生容量を減少させるには、２種類のエッチングストッパ膜を共に除去する様に構成しても良い。
【００１５】
図１，図３を用いて、第１ＥＳ膜３０２ａと第２ＥＳ膜３０２ｂを有するＥＳ膜３０２を形成する技術について説明する。第１ＥＳ膜３０２ａと第２ＥＳ膜３０２ｂを形成する基板処理装置１００の構成や、形成方法の詳細は、後述する。
【００１６】
（第１エッチングストッパ膜形成工程Ｓ１０２）
第１ＥＳ膜３０２ａは、表面層３００ａ上に形成される。ここで、第１ＥＳ膜３０２ａは、例えば、炭素含有シリコン（ＳｉＣ）膜で構成される。第１ＥＳ膜３０２ａの厚さ３０２ａＨは、後述の第２ＥＳ膜３０２ｂの厚さ３０２ｂＨよりも小さく構成される。なお、第１ＥＳ膜３０２ａの厚さ３０２ａＨは例えば１〜１０Åで構成される。
【００１７】
（第２エッチングストッパ膜形成工程Ｓ１０３）
第２ＥＳ膜３０２ｂは、第１ＥＳ膜３０２ａ上に形成される。ここで、第２ＥＳ膜３０２ｂは、例えば、炭素含有シリコン窒素（ＳｉＣＮ）膜で構成される。第２ＥＳ膜３０２ｂの厚さ３０２ｂＨは、上述の第１ＥＳ膜３０２ａの厚さ３０２ａＨよりも大きく構成される。なお、厚さ３０２ｂＨは、例えば、１１〜５０Å程度で構成される。この様にしてＥＳ膜３０２が構成される。
【００１８】
この様に、第１ＥＳ膜３０２ａを構成する元素と第２ＥＳ膜３０２ｂを構成する元素とや、厚さを異ならせることにより、少なくとも以下の（ａ）（ｂ）いずれかの効果を奏する。
（ａ）異なる元素を有することで、第１ＥＳ膜３０２ａと第２ＥＳ膜３０２ｂとのエッチング選択比を異ならせることができ、後述するホール３０４を形成する際に、第１ＥＳ膜３０２ａの少なくとも最下層を残すことができ、ＡｉｒＧａｐパターンの深さの面内均一性を保つことができる。
（ｂ）第１ＥＳ膜３０２ａの厚さを第２ＥＳ膜３０２ｂの厚さよりも小さく構成させることによって、第２ＥＳ膜３０２ｂをエッチングした際に、残留したとしても、配線間容量の増加に寄与することを低減させることができる。
【００１９】
（第１絶縁膜形成工程Ｓ１０４）
次に、第１絶縁膜形成工程Ｓ１０４が行われる。図２（Ｃ）（Ｄ）に示すように、ＥＳ膜３０２が形成された基板３００上に、第１絶縁膜３０３が形成される。第１絶縁膜３０３は、例えば、炭素含有シリコン酸化膜（ＳｉＯＣ膜）で構成される。第１絶縁膜３０３の厚さ３０３Ｈは、少なくとも、配線の厚さよりも大きく構成される。
【００２０】
（研磨工程Ｓ１０５）
第１絶縁膜３０３を形成した後、不図示の研磨装置によって、第１絶縁膜３０３の表面が研磨され、表面が平坦化される。
【００２１】
（パターニング工程Ｓ１０６）
研磨工程Ｓ１０５が行われた後、不図示の装置によって、図４の（Ｅ）状態に示す様に、第１絶縁膜３０３に配線を形成するホール３０４が形成される。なお、ホール３０４は、ＥＳ膜３０２をストッパ膜として、エッチングされる。なお、ホール３０４の孔径３０４Ｒａは、孔径３０４Ｒｂよりも小さくなるように構成される。ここで、孔径３０４Ｒａは、基板３００の表面層３００ａの凹部３０１内の径である。また、孔径３０４Ｒｂは、第１絶縁膜３０３に形成される孔の径である。この様に構成されることにより、ホール３０４内に形成される後述の配線層３０６のパターン倒れや、後述のエアギャップ３０９の倒れを抑制させることができる。
【００２２】
（バリア膜形成工程Ｓ１０７）
パターニング工程Ｓ１０６が行われた後、図４の（Ｆ）状態に示す様に、ホール３０４内の表面に、バリア膜３０５が形成される。バリア膜３０５を形成する装置は、後述の基板処理装置１００と同様の構成でも良いし、異なる構成でも良い。なお、バリア膜３０５は、例えば、チタニウム（Ｔｉ）含有膜で形成される。Ｔｉ含有膜としては、具体的には、チタニウム（Ｔｉ）膜、窒化チタニウム（ＴｉＮ）膜、窒化チタニウムアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）膜等が有る。これらのいずれかでも良いし、組み合わせた膜であっても良い。
【００２３】
（配線膜形成工程Ｓ１０８）
バリア膜形成工程Ｓ１０７の後、図４の（Ｇ）状態に示す様に、ホール３０４内や第１絶縁膜３０３上にＣｕ膜３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃが形成される。ここで３０６ａと３０６ｂは、後の配線膜３０６を構成し、３０６ｃは、後の研磨工程Ｓ１０９で除去される。この様に、配線層３０６の下端のＣｕ膜３０６ａが、基板３００の表面層３００ａに対して凸状に形成されることで、配線層３０６のパターン倒れを抑制させることができる。なお、好ましくは、第１凹部３０１内に埋め込まれるＣｕ膜３０６ａの深さＤ１は、Ｃｕ膜３０６ｂの高さＤ２の半分以下であることが好ましい。この様に構成することで、後述の配線間の寄生誘電率を低減し、均一化させることができる。なお、Ｃｕ膜は、例えば、図示しないメッキ処理で形成される。なお、バリア膜形成工程Ｓ１０７とメッキ処理との間で、Ｃｕシードを形成する工程を行っても良い。
【００２４】
（研磨工程Ｓ１０９）
配線膜形成工程Ｓ１０８の後、図示しない研磨装置で、図５の（Ｈ）状態に示す様に、Ｃｕ膜３０６ｃが除去される。これにより、配線層３０６が形成される。ここで、図５の（Ｈ）状態で示すように、第１凹部３０１内に形成されたＣｕ膜３０６ａが存在することにより、研磨を行ったとしても、Ｃｕ膜３０６ｂが倒壊することを抑制することができる。
【００２５】
（ＥＳ膜形成工程Ｓ１１０）
研磨工程Ｓ１０９の後、図５の（Ｉ）状態に示す様に、基板３００上にＥＳ膜３０７が形成される。ＥＳ膜３０７は、上述の第１ＥＳ膜３０２ａと同様の膜で形成される。
【００２６】
（パターニング工程Ｓ１１１）
ＥＳ膜形成工程Ｓ１１０の後、不図示の装置によって、図６の（Ｊａ）状態に示す様に、エアギャップを構成する第２凹部３０８が形成される。第２凹部３０８の底部は、第１ＥＳ膜３０２ａで構成され、側壁は、バリア膜３０５で構成される。即ち、第２凹部３０８の底部３０８ａは、第１ＥＳ膜３０２ａが露出した状態となる。なお、ここでは、第２ホール３０８の底部が、第１ＥＳ膜３０２ａで構成した例を示したが、図７の状態（Ｊｂ）の様に、第１凹部３０１の底部の高さまでエッチングし、底部を表面層３００ａで構成した第２凹部３０８ｂの様にしても良い。即ち、第２凹部３０８ｂの底部３０８ｃの表面は、第１凹部３０１と同様に、基板の表面層３００ａが露出した状態に構成される。なお、第２凹部３０８を第２ホールとも呼ぶ。なお、第２凹部３０８ｂを形成する際には、第２凹部３０８ｂの底部側の側面に、基板の表面層３００ａの一部が配線層３０６側に突出した突出部３００ｂが形成されることが好ましい。突出部３００ｂが形成されていることにより、パターン倒れを抑制することができる。ここで、パターン倒れとは、配線層３０６や、バリア膜３０５などの構造が、後の半導体装置の製造工程で倒れることを言う。また、好ましくは、第２凹部３０８ｂの底部３０８ｃの高さ（深さ）を、上述の第１凹部３００の底部３００ｄ以上の高さに形成することが好ましい。即ち、第２凹部３０８ｂの深さＨｂを、第１ホール３０８の深さＨａよりも深く構成する。なお、深さＨａとは、Ｃｕ膜３０６ｂの表面から底部３０８ａの表面の高さである。また、深さＨｂとは、Ｃｕ膜３０６ｂの表面から底部３０８ｃの表面までの高さである。この様に構成することによって、パターン倒れを抑制させることができる。また、後述のエアギャップ３０９ｂの高さＧｂが、エアギャップ３０９の高さＧａよりも高くすることができるため、配線間の寄生誘電率を低減させることができ、デバイス特性を向上させることができる。
【００２７】
（第２絶縁膜形成工程Ｓ１１２）
第２凹部３０８の形成後、基板３００上に、第２絶縁膜３１０が形成される。これにより、図６の（Ｋａ）状態に示す様に、第１エアギャップ３０９が形成される。なお、基板３００が、図７の（Ｊｂ）状態であれば、第２エアギャップ３０９ｂが形成される。第２エアギャップ３０９ｂの容積は、第１エアギャップ３０９よりも大きいため、配線間の寄生容量は小さくなる。さらに、突出部３００ｂを形成することにより、パターン倒れを抑制することができる。
【００２８】
ここでエアギャップについて捕捉する。近年の微細化、高密度化に伴い、配線間の距離が狭くなってきている。そうなると配線間でコンデンサ容量が増加して信号遅延が発生するという問題がある。この場合、従来同様、配線間に低誘電率の絶縁物を充填することが考えられるが、それには物理的な限界を生じる課題がある。配線間にエアギャップと呼ばれる空隙を設けることで配線間の寄生誘電率を下げることができ、デバイス特性を向上させることが可能となる。
【００２９】
続いて、第１ＥＳ膜形成工程Ｓ１０２と第２ＥＳ膜形成工程Ｓ１０３で用いる基板処理装置、ＥＳ膜の形成方法を説明する。ＥＳ膜の形成方法は、半導体製造方法の一部であり、基板処理方法の一部でもある。
【００３０】
（基板処理装置）
まず図９を用いて基板処理装置１００を説明する。本実施形態においては、基板処理装置１００は第１ＥＳ膜３０２ａと第２ＥＳ膜３０２ｂとのいずれか又は両方を形成可能に構成されている。好ましくは、両方の膜を連続して形成可能に構成される。
【００３１】
基板処理装置１００を構成するチャンバ２０２は、横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、チャンバ２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料により構成されている。チャンバ２０２内には、基板としてのシリコンウエハ等のウエハ３００を処理する処理室２０１と、ウエハ３００を処理室２０１に搬送する際にウエハ３００が通過する移載室２０３とが形成されている。チャンバ２０２は、上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂで構成される。上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂの間には仕切部２０４が設けられる。
【００３２】
下部容器２０２ｂの側面には、ゲートバルブ２０５に隣接した基板搬入出口２０６が設けられており、ウエハ３００は基板搬入出口２０６を介して図示しない搬送室との間を移動する。下部容器２０２ｂの底部には、リフトピン２０７が複数設けられている。
【００３３】
処理室２０１内には、ウエハ３００を支持する基板支持部２１０が設けられている。基板支持部２１０は、ウエハ３００を載置する載置面２１１と、載置面２１１を表面に持つ載置台２１２、ヒータ２１３を主に有する。基板載置台２１２には、リフトピン２０７が貫通する貫通孔２１４が、リフトピン２０７と対応する位置にそれぞれ設けられている。ヒータ２１３には、基板３００、ヒータ２１３、載置面２１１の少なくとも何れかの温度を所定温度に維持するヒータ制御部２５８が接続される。
【００３４】
基板載置台２１２はシャフト２１７によって支持される。シャフト２１７の支持部はチャンバ２０２の底壁に設けられた穴を貫通しており、チャンバ２０２の外部で昇降機構２１８に接続されている。昇降機構２１８を作動させてシャフト２１７及び支持台２１２を昇降させることにより、基板載置面２１１上に載置されるウエハ３００を昇降させることが可能となっている。なお、シャフト２１７下端部の周囲はベローズ２１９により覆われている。チャンバ２０２内は気密に保持されている。
【００３５】
基板載置台２１２は、ウエハ３００の搬送時には、基板載置面２１１が基板搬入出口２０６に対向する位置（ウエハ搬送位置、ウエハ搬送ポジション）まで下降し、ウエハ３００の処理時には、図９で示されるように、ウエハ３００が処理室２０１内の処理位置（ウエハ処理位置、ウエハ処理ポジション）となるまで上昇する。
【００３６】
具体的には、基板載置台２１２をウエハ搬送位置まで下降させた時には、リフトピン２０７の上端部が基板載置面２１１の上面から突出して、リフトピン２０７がウエハ３００を下方から支持するようになっている。また、基板載置台２１２をウエハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン２０７は基板載置面２１１の上面から埋没して、基板載置面２１１がウエハ３００を下方から支持するようになっている。
【００３７】
処理室２０１の上部（上流側）には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド２３４が設けられている。シャワーヘッド２３４の蓋２３１にはガス導入孔２３１ａが設けられる。後述するチャンバのガス供給部（供給系）から供給されるガスは、共通ガス供給管２４２からガス導入孔２３１ａを介してバッファ室２３２に供給される。バッファ室２３２に供給されたガスは、分散板２３４ａを介して、処理室２０１に供給される。分散板２３４ａには、複数の孔が設けられており、載置面２１１と対向する様に配置されている。なお、分散板２３４ａは、高周波電力が供給される電極２４４として構成されても良い。電極２４４を設けた場合、電極２４４と蓋２３１との間に、絶縁ブロック２３３が設けられる。また、電極２４４には、整合部２５１と高周波電源２５２とを電力供給線２５３で接続されていても良い。電極２４４に高周波電力を供給可能に構成することで、処理室２０１内でガスを活性化させることが可能となる。
【００３８】
（供給系）
シャワーヘッド２３４の蓋２３１に設けられたガス導入孔２３１ａには、共通ガス供給管２４２が接続されている。共通ガス供給管２４２は、管の内部で連通しており、共通ガス供給管２４２から供給されるガスは、ガス導入孔２３１ａを介してシャワーヘッド２３４内に供給される。
【００３９】
共通ガス供給管２４２には、図１０に示す、ガス供給部が接続される。ガス供給部は、第１ガス供給管１１３ａ、第２ガス供給管１２３ａ、第３ガス供給管１３３ａ、第４ガス供給管１４３ａが接続されている。
【００４０】
第１ガス供給管１１３ａを含む第１ガス供給部からは第１元素含有ガスが主に供給される。また、第２ガス供給管１２３ａを含む第２ガス供給部からは主に第２元素含有ガスが供給される。また、第３ガス供給管１３３ａを含む第３ガス供給部からは主に第３元素含有ガスが供給される。また、第４ガス供給管１４３ａを含む第４ガス供給部からは主に第４元素含有ガスが供給される。
【００４１】
（第１ガス供給部）
第１ガス供給管１１３ａには、上流方向から順に、第１ガス供給源１１３、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）１１５、及び開閉弁であるバルブ１１６が設けられている。
【００４２】
第１ガス供給管１１３ａから、第１元素含有ガスが、ＭＦＣ１１５、バルブ１１６、共通ガス供給管２４２を介してシャワーヘッド２３４に供給される。
【００４３】
第１元素含有ガスは、処理ガスの一つである。第１元素含有ガスはシリコン（Ｓｉ）を含むガスであり、例えば、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ２、略称：ＨＣＤＳ）、等のガスである。
【００４４】
また、モノクロロシラン（ＳｉＨ３Ｃｌ、略称：ＭＣＳ）ガス、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＳ）ガス、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３、略称：ＴＣＳ）ガス、テトラクロロシランすなわちシリコンテトラクロライド（ＳｉＣｌ４、略称：ＳＴＣ）ガス、オクタクロロトリシラン（Ｓｉ３Ｃｌ８、略称：ＯＣＴＳ）ガス等の無機ハロシランガスを用いることができる。
【００４５】
また、モノシラン（ＳｉＨ４、略称：ＭＳ）ガス、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６、略称：ＤＳ）ガス、トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８、略称：ＴＳ）ガス等の無機原料を用いることができる。
【００４６】
また、テトラキスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、略称：４ＤＭＡＳ）ガス、トリスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］３Ｈ、略称：３ＤＭＡＳ）ガス、ビスジエチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］２Ｈ２、略称：ＢＤＥＡＳ）ガス、ビスターシャリーブチルアミノシラン（ＳｉＨ２［ＮＨ（Ｃ４Ｈ９）］２、略称：ＢＴＢＡＳ）ガス等のアミノシラン原料ガスを用いることができる。
【００４７】
第１ガス供給部は、主に、第１ガス供給管１１３ａ、ＭＦＣ１１５、バルブ１１６により構成される。
【００４８】
更には、第１ガス供給源１１３、第１ガスを活性化させるリモートプラズマユニット（ＲＰＵ）１８０ａのいずれか若しくは両方を第１ガス供給部に含めて考えてもよい。
【００４９】
（第２ガス供給部）
第２ガス供給管１２３ａには、上流方向から順に、第２ガス供給源１２３、ＭＦＣ１２５、バルブ１２６が設けられている。
【００５０】
第２ガス供給管１２３ａからは、第２元素含有ガスが、ＭＦＣ１２５、バルブ１２６、共通ガス供給管２４２を介して、シャワーヘッド２３４内に供給される。
【００５１】
第２元素含有ガスは、処理ガスの一つである。第２元素含有ガスは炭素（Ｃ）を含むガスであり、例えばプロピレン（Ｃ３Ｈ６）のガスである。炭素と水素を含むガスであれば良く、メタン（ＣＨ３）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、等でも良い。
【００５２】
また、第２元素含有ガスに、ＣとＳｉを含むガスを用いても良い。ＣとＳｉを含むガスとしては、例えば、１，４−ジシラブタン（Ｓｉ２Ｃ２Ｈ１０、略称：ＤＳＢ）がある。
【００５３】
また、エチレンビス（トリクロロシラン）ガス、すなわち、１，２−ビス（トリクロロシリル）エタン（（ＳｉＣｌ３）２Ｃ２Ｈ４、略称：ＢＴＣＳＥ）ガス、メチレンビス（トリクロロシラン）ガス、すなわち、ビス（トリクロロシリル）メタン（（ＳｉＣｌ３）２ＣＨ２、略称：ＢＴＣＳＭ）ガス等のアルキレンハロシランガスを用いることもできる。
【００５４】
また、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、１−モノクロロ−１，１，２，２，２−ペンタメチルジシラン（（ＣＨ３）５Ｓｉ２Ｃｌ、略称：ＭＣＰＭＤＳ）ガス等のアルキルハロシランガスを用いることもできる。
【００５５】
第２ガス供給部は、主に、第２ガス供給管１２３ａ、ＭＦＣ１２５、バルブ１２６で構成される。
【００５６】
更には、第２ガス供給源１２３、第１ガスを活性化させるリモートプラズマユニット（ＲＰＵ）１８０ｂのいずれか若しくは両方を第２ガス供給部に含めて考えてもよい。
【００５７】
（第３ガス供給部）
第３ガス供給管１３３ａには、上流方向から順に、第３ガス供給源１３３、ＭＦＣ１３５、バルブ１３６が設けられている。
【００５８】
第３ガス供給管１３３ａからは、第３元素含有ガスが、ＭＦＣ１３５、バルブ１３６、共通ガス供給管２４２を介してシャワーヘッド２３４に供給される。
【００５９】
第３元素含有ガスは、処理ガスの一つである。第３元素含有ガスは窒素（Ｎ）を含むガスであり、例えばアンモニア（ＮＨ３）ガスや、窒素（Ｎ２）ガス等のガスである。
【００６０】
第３ガス供給部は、主に、第３ガス供給管１３３ａ、ＭＦＣ１３５、バルブ１３６で構成される。
【００６１】
更には、第３ガス供給源１３３、第１ガスを活性化させるリモートプラズマユニット（ＲＰＵ）１８０ｃのいずれか若しくは両方を第３ガス供給部に含めて考えてもよい。好ましくは、ＲＰＵ１８０ｃを第３ガス供給部に設けて、活性化した第３元素含有ガスシャワーヘッド２３４に供給する様に構成する。
【００６２】
（第４ガス供給部）
第４ガス供給管１４３ａには、上流方向から順に、第４ガス供給源１４３、ＭＦＣ１４５、バルブ１４６が設けられている。
【００６３】
第４ガス供給管１４３ａからは、第４元素含有ガスが、ＭＦＣ１４５、バルブ１４６、共通ガス供給管２４２を介してシャワーヘッド２３４に供給される。
【００６４】
第４元素含有ガスは、例えば不活性ガスである。不活性ガスは上述の処理ガスと反応し難いガスである。例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、窒素（Ｎ）、アルゴン（Ａｒ）の少なくともいずれかを含むガスであり、例えばＮ２ガスである。不活性ガスは、上述の処理ガスの希釈ガスや、パージガスとして用いられる。
【００６５】
第４ガス供給部は、主に、第４ガス供給管１４３ａ、ＭＦＣ１４５、バルブ１４６で構成される。更には、第４ガス供給源１４３を第４ガス供給部に含めて考えてもよい。
【００６６】
（排気部）
処理室２０１の雰囲気は、排気部から排気される。排気部は、上側容器２０２ａに接続された排気管２２４を有する。
【００６７】
排気管２２４は、上側容器２０２ａに設けられる。排気管２２４には、処理室２０１内を所定の圧力に制御する圧力制御部としてＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２２７が設けられる。更に、ＡＰＣ２２７の下流側には、ポンプ２２３が接続される。ポンプ２２３は、例えば、ターボ分子ポンプで構成される。ＡＰＣ２７６は開度調整可能な弁体（図示せず）を有し、後述するコントローラ２８０からの指示に応じて排気管２２４のコンダクタンスを調整する。
【００６８】
（搬送室排気部）
搬送室２０３の雰囲気は、搬送室排気部から排気される。搬送室排気部は、下部容器２０２ｂに接続された排気管１４８２を有する。
【００６９】
排気管１４８２は、下部容器２０２ｂに設けられる。排気管１４８２には、搬送室２０３内を所定の圧力に制御するＡＰＣ２２８が設けられる。更に、ＡＰＣ２２８の下流側には、ポンプ（不図示）が設けられても良い。
【００７０】
（コントローラ）
基板処理装置１００は、基板処理装置１００の各部の動作を制御するコントローラ２８０を有している。コントローラ２８０は、図１１に記載のように、演算部（ＣＰＵ）２８０ａ、一時記憶部（ＲＡＭ）２８０ｂ、記憶部２８０ｃ、送受信部２８０ｄを少なくとも有する。コントローラ２８０は、送受信部（Ｉ／Ｏポート）２８０ｄを介して基板処理装置１００の各構成に接続され、上位コントローラや使用者の指示に応じて記憶部２８０ｃからプログラムやレシピを呼び出し、その内容に応じて各構成の動作を制御する。なお、コントローラ２８０は、専用のコンピュータとして構成してもよいし、汎用のコンピュータとして構成してもよい。また、プログラムやレシピデータが記憶された外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ（ＵＳＢ  Ｆｌａｓｈ  Ｄｒｉｖｅ）やメモリカード等の半導体メモリ）２８２を用いて記憶部２８０ｃや一時記憶部２８０ｂにプログラムを呼び出しても良い。また、コントローラにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２８２を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用いても良いし、上位装置２７０から受信部２８３を介して情報を受信し、外部記憶装置２８２を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。また、キーボードやタッチパネル等の入出力装置２８１を用いて、コントローラ２８０に指示をしても良い。
【００７１】
なお、記憶部２８０ｃや外部記憶装置２８２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る。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶部２８０ｃ単体を指す場合、外部記憶装置２８２単体を指す場合、または、その両方を含む場合がある。
【００７２】
続いて、基板処理装置１００に搬入されたウエハ３００に第１ＥＳ膜３０２ａと第２ＥＳ膜３０２ｂとを形成する工程Ｓ１０２，Ｓ１０３の詳細について、図１２を用いて説明する。なお、ウエハ３００は図２（Ｂ）の状態であり、表面層３００ａに第１凹部３０１が複数形成された状態である。
【００７３】
以下、第１の処理ガスとしてＨＣＤＳガスを用い、第２の処理ガスとしてＣ３Ｈ６ガスを、第３の処理ガスとしてＮＨ３ガスを用いて、第１ＥＳ膜３０２ａと第２ＥＳ膜３０２ｂとを形成する例について説明する。
【００７４】
（基板搬入工程Ｓ２０１）
基板処理装置１００では基板載置台２１２をウエハ３００の搬送位置（搬送ポジション）まで下降させることにより、基板載置台２１２の貫通孔２１４にリフトピン２０７を貫通させる。その結果、リフトピン２０７が、基板載置台２１２表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ２０５を開いて移載室２０３を搬送モジュール（不図示）と連通させる。そして、この搬送モジュールからウエハ移載機（不図示）を用いてウエハ３００を移載室２０３に搬入し、リフトピン２０７上にウエハ３００を移載する。これにより、ウエハ３００は、基板載置台２１２の表面から突出したリフトピン２０７上に水平姿勢で支持される。
【００７５】
チャンバ２０２内にウエハ３００を搬入したら、ウエハ移載機をチャンバ２０２の外へ退避させ、ゲートバルブ２０５を閉じてチャンバ２０２内を密閉する。その後、基板載置台２１２を上昇させることにより、基板載置台２１２に設けられた基板載置面２１１上にウエハ３００を載置させ、さらに基板載置台２１２を上昇させることにより、前述した処理室２０１内の処理位置（基板処理ポジション）までウエハ３００を上昇させる。
【００７６】
ウエハ３００が移載室２０３に搬入された後、処理室２０１内の処理位置まで上昇すると、ＡＰＣ２２８を閉とする。これにより、移載室２０３の排気が終了する。一方、ＡＰＣ２２７を開き、処理室２０１の排気を開始させる。ＡＰＣ２２７は、ポンプ２２３による処理室２０１の排気流量を制御し、任意のガス流量に対して処理室２０１を所定の圧力（例えば１０−３〜１０３Ｐａの高真空）に維持する。
【００７７】
また、ウエハ３００が基板載置台２１２の上に載置される際には、予めヒータ２１３に電力を供給し、基板載置台２１２を加熱しておく。これにより、ウエハ３００がリフタピン２０７や載置面２１１に載置されてからウエハ３００の加熱を開始することができる。
【００７８】
（減圧・昇温工程Ｓ２０２）
続いて、処理室２０１内が所定の圧力（真空度）となるように、排気管２２４から処理室２０１内の雰囲気を排気する。この際、圧力センサ（不図示）が計測した圧力値に基づき、ＡＰＣ２２７の弁の開度をフィードバック制御する。また、温度センサ（不図示）が検出した温度値に基づき、ウエハ３００が所定の温度となるようにヒータ２１３への通電量をフィードバック制御する。また、ウエハ３００又は基板支持部２１０の温度変化が無くなってから一定時間置く。この間、処理室２０１内に残留している水分あるいは部材からの脱ガス等が有る場合は、真空排気や不活性ガスの供給によって除去しても良い。これで成膜プロセス前の準備が完了することになる。なお、処理室２０１内を所定の圧力に排気する際に、一度、到達可能な真空度まで真空排気しても良い。
【００７９】
このときのヒータ２１３の温度は、温度制御部２５８によって、１００〜６００℃、好ましくは１００〜５００℃、より好ましくは２５０〜４５０℃の範囲内の一定の温度となるように設定される。なお、温度制御部２５８は、コントローラ２８０から受信した温度情報（データ）と、温度センサ（不図示）で検出された温度情報とを比較演算してヒータ２１３への電力を変更・維持することでヒータ２１３の温度制御を行う様に構成される。ヒータ２１３の温度は、少なくとも第１成膜工程Ｓ３０１と第２成膜工程Ｓ４０１の間維持される。
【００８０】
（第１成膜工程Ｓ３０１）
続いて、第１処理として、ウエハ３００に第１ＥＳ膜３０２ａとしての炭化シリコン（ＳｉＣ）膜を成膜する例について説明する。成膜工程Ｓ３０１の詳細について、図１２を用いて説明する。
【００８１】
ウエハ３００が基板支持部２１０に載置され、処理室２０１内の雰囲気が安定した後、Ｓ３０２〜Ｓ３０５のステップが行われる。
【００８２】
（第１ガス供給工程Ｓ３０２）
第１ガス供給工程Ｓ３０２では、第１ガス供給部から処理室２０１内に第１ガス（処理ガス）としてのＨＣＤＳガスを供給する。具体的には、第１ガス供給源１１３から供給されたＨＣＤＳガスをＭＦＣ１１５で流量調整した後、基板処理装置１００に供給する。流量調整されたＨＣＤＳガスは、バッファ室２３２を通り、シャワーヘッド２３４の分散板２３４ａから、減圧状態の処理室２０１内に供給される。また、排気系による処理室２０１内の排気を継続し処理室２０１内の圧力を所定の圧力範囲（第１圧力）となるように制御する。このとき、ウエハ３００に対してＨＣＤＳガスが供給されることとなる。ＨＣＤＳガスは、所定の圧力（第１圧力：例えば１０Ｐａ以上１０００Ｐａ以下）で処理室２０１内に供給する。このようにして、ウエハ３００にＨＣＤＳガスを供給する。ＨＣＤＳガスが供給されることにより、ウエハ３００上に、シリコン含有層が形成される。また、ここで、シリコン含有層とは、シリコン（Ｓｉ）を主成分とする層であって、塩素（Ｃｌ）を含んでいてもよい。以下では、ＳｉとＣｌを含む層の場合を説明する。
【００８３】
（第１パージ工程Ｓ３０３）
ウエハ３００上にシリコン含有層が形成された後、第1ガス供給管１１３ａのガスバルブ１１６を閉じ、ＨＣＤＳガスの供給を停止する。第１ガスを停止することで、処理室２０１中に存在する第１ガスや、バッファ室２３２の中に存在する処理ガスを排気部から排気されることにより第１パージ工程Ｓ３０３が行われる。
【００８４】
また、第１パージ工程Ｓ３０３では、単にガスを排気（真空引き）してガスを排出すること以外に、第４ガス供給源１４３より不活性ガスを供給して、残留ガスを押し出すことによる排出処理を行うように構成しても良い。この場合、バルブ１４６を開け、ＭＦＣ１４５で不活性ガスの流量調整を行う。また、真空引きと不活性ガスの供給を組み合わせて行っても良い。また、真空引きと不活性ガスの供給を交互に行うように構成しても良い。第４ガス供給部から供給するパージガスとしてのＮ２ガスの供給流量は、例えば１００〜２００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。
【００８５】
所定の時間経過後、バルブ１４６を閉じて、不活性ガスの供給を停止する。なお、バルブ１４６を開けたまま不活性ガスの供給を継続しても良い。
【００８６】
（第２ガス供給工程Ｓ３０４）
第１パージ工程Ｓ３０３の後、第２ガス供給部から、処理室２０１内に第２ガス（処理ガス）としての、プロピレンガスを供給する。具体的には、バルブ１２６を開け、シャワーヘッド２３４を介して、処理室２０１内にプロピレンガスを供給する。なお、第２ガスは、ウエハ３００を処理する処理ガスや、第１ガス，シリコン含有層，ウエハ３００と反応する反応ガスとも呼ばれる。なお、第２ガスは、炭素を含む化合物であれば良く、プロピレンに限るものでは無い。
【００８７】
このとき、プロピレンガスの流量が所定の流量となるようにＭＦＣ１２５を調整する。なお、プロピレンガスの供給流量は、例えば、１ｓｃｃｍ以上１００００ｓｃｃｍ以下である。
【００８８】
プロピレンガスがウエハ３００上に形成されているシリコン含有層に供給されると、シリコン含有層が改質され、所定の厚さのシリコン炭素（ＳｉＣ）含有層が形成される。ＳｉＣ含有層は、例えば、処理室２０１内の圧力、プロピレンガスの流量、ウエハ３００の温度、等に応じて、所定の厚さ、所定の分布で形成される。
【００８９】
所定の時間経過後、バルブ１２６を閉じ、プロピレンガスの供給を停止する。
【００９０】
（第２パージ工程Ｓ３０５）
第１パージ工程Ｓ３０３と同様の動作によって、第２パージ工程Ｓ３０５が行われる。例えば、処理室２０１中に存在するプロピレンガスや、バッファ室２３２の中に存在するプロピレンガスは、プロピレンガスの供給を停止することで、排気部から排気されることにより第２パージ工程Ｓ３０５が行われる。また、バッファ室２３２と処理室２０１にパージガスを供給することによって、パージしても良い。
【００９１】
（判定工程Ｓ２０３）
第２パージ工程Ｓ３０５の終了後、コントローラ２８０は、上記の第１成膜工程Ｓ３０１（Ｓ３０２〜Ｓ３０５）が所定のサイクル数ｎが実行されたか否かを判定する。即ち、ウエハ３００上に所望の厚さの第１ＥＳ膜３０２ａとしてのＳｉＣ含有膜が形成されたか否かを判定する。上述したステップＳ２０３〜Ｓ２０６を１サイクルとして、このサイクルを少なくとも１回以上行うことにより、ウエハ３００上に所定膜厚のＳｉＣ含有膜を成膜することができる。なお、上述のサイクルは、複数回繰返すことが好ましい。これにより、ウエハ３００上に所定膜厚のＳｉＣ含有膜が形成される。また、ここで、ＳｉＣ含有膜は、ＳｉとＣを主成分とする膜である。また、ここで、ＳｉＣ含有膜の厚さは、例えば、１〜１０Åである。
【００９２】
判定工程Ｓ２０３で、第１成膜工程Ｓ３０１が所定回数実施されていないとき（Ｎｏ判定のとき）は、第１成膜工程Ｓ３０１のサイクルを繰り返し、所定回数実施されたとき（Ｙｅｓ判定のとき）は、第１成膜工程Ｓ３０１を終了し、第２成膜工程Ｓ４０１を実行させる。
【００９３】
（第２成膜工程Ｓ４０１）
続いて、第２処理として、表面に第１ＥＳ膜３０２ａが形成されたウエハ３００上に、を第２ＥＳ膜３０２ｂを形成する工程について説明する。第２成膜工程Ｓ４０１の詳細について、図１２を用いて説明する。
【００９４】
なお、第１成膜工程Ｓ３０１の後、第２成膜工程Ｓ４０１に適した圧力や温度に調整する減圧・昇温工程Ｓ２０４を行わせても良い。減圧・昇温工程Ｓ２０４は、減圧・昇温工程Ｓ２０２と同様の手順で行われる。好ましくは、減圧・昇温工程Ｓ２０４では、Ｓ２０２の時よりも圧力を低くする。これにより、第２成膜工程Ｓ４０１で供給される処理ガスが、第１ＥＳ膜３０２ａが形成された第１凹部３０１内に入りこみ易くなり、第１凹部３０１内に第２ＥＳ膜３０２ｂを均一に形成させることができる。
【００９５】
処理室２０１内の雰囲気が安定した後、Ｓ４０２〜Ｓ４０７のステップが行われる。
【００９６】
（第１ガス供給工程Ｓ４０２）
第１ガス供給工程Ｓ４０２では、上述の第１ガス供給工程Ｓ３０２と同様の手順が行われ、第１ＥＳ膜３０２ａ上に、シリコン含有層が形成される。
【００９７】
（第１パージ工程Ｓ４０３）
第１ＥＳ膜３０２ａ上にシリコン含有層が形成された後、第１パージ工程Ｓ３０３と同様の手順で第１パージ工程Ｓ４０３が行われる。
【００９８】
（第２ガス供給工程Ｓ４０４）
第１パージ工程Ｓ４０３の後、第２ガス供給工程Ｓ３０４と同様に、第２ガス（処理ガス）としての、プロピレンガスを供給し、シリコン含有層が改質され、所定の厚さのシリコン炭素（ＳｉＣ）含有層が形成される。ＳｉＣ含有層は、例えば、処理室２０１内の圧力、プロピレンガスの流量、ウエハ３００の温度、等に応じて、所定の厚さ、所定の分布で形成される。
【００９９】
所定の  時間経過後、バルブ１２６を閉じ、プロピレンガスの供給を停止する。
【０１００】
（第２パージ工程Ｓ４０５）
第１パージ工程Ｓ３０３と同様の動作によって、第２パージ工程Ｓ４０５が行われる。
【０１０１】
（第３ガス供給工程Ｓ４０６）
続いて、ウエハ３００に第３ガスを供給する工程が行われる。第３ガス供給工程Ｓ４０６では、第３ガス供給部から処理室２０１内に第３ガス（処理ガス）としてのＮＨ３ガスを供給する。具体的には、バルブ１３６を開け、第３ガス供給源１３３から供給されたＮＨ３ガスをＭＦＣ１３５で流量調整した後、基板処理装置１００に供給する。流量調整されたＮＨ３ガスは、バッファ室２３２を通り、シャワーヘッド２３４の分散板２３４ａから、減圧状態の処理室２０１内に供給される。また、排気系による処理室２０１内の排気を継続し処理室２０１内の圧力を所定の圧力範囲（第３圧力）となるように制御する。このとき、ウエハ３００に対してＮＨ３ガスが供給されることとなる。ＮＨ３ガスは、所定の圧力（第３圧力：例えば１０Ｐａ以上１０００Ｐａ以下）で処理室２０１内に供給する。このようにして、ウエハ３００にＮＨ３ガスを供給する。ＮＨ３ガスが供給されることにより、第１ＥＳ膜３０２ａ上のＳｉＣ含有層が、ＳｉＣＮ含有層に改質される。なお、第３ガス供給工程Ｓ４０６では、ＲＰＵ１８０ｃをＯＮとして、ＮＨ３ガスを活性化してウエハ３００に供給されるように構成しても良い。また、高周波電源２５２から電極２４４に高周波電力を供給して処理室２０１内にＮＨ３ガスのプラズマを発生させて処理させても良い。ＮＨ３ガスを活性化させることによって、ＳｉＣ含有層に含まれる不純物の除去効率や窒化効率を向上させることができる。
【０１０２】
（第３パージ工程Ｓ４０７）
第３ガス供給工程Ｓ４０６の後、第３パージ工程Ｓ４０７が行われる。第３パージ工程Ｓ４０７は、上述の第１パージ工程Ｓ４０３と第２パージ工程Ｓ４０５と同様の手順で行われる。
【０１０３】
（判定工程Ｓ２０５）
第３パージ工程Ｓ４０７の終了後、コントローラ２８０は、上記の第２成膜工程Ｓ４０１（Ｓ４０２〜Ｓ４０７）が所定のサイクル数ｎが実行されたか否かを判定する。即ち、ウエハ３００（第１ＥＳ膜３０２ａ）上に所望の厚さの第２ＥＳ膜３０２ｂとしてのＳｉＣＮ膜が形成されたか否かを判定する。上述したステップＳ４０２〜Ｓ４０７を１サイクルとして、このサイクルを少なくとも１回以上行うことにより、ウエハ３００上に所定膜厚のＳｉＣＮ膜を成膜することができる。なお、上述のサイクルは、複数回繰返すことが好ましい。これにより、ウエハ３００上に所定膜厚のＳｉＣＮ膜が形成される。また、ここで、ＳｉＣＮ膜は、ＳｉとＣとＮを主成分とする膜である。また、ここで、ＳｉＣＮ膜の厚さは、例えば、１０〜５０Åであり、第１ＥＳ膜３０２ａよりも厚く形成される。
【０１０４】
判定工程Ｓ２０５で、第２成膜工程Ｓ４０１が所定回数実施されていないとき（Ｎｏ判定のとき）は、第２成膜工程Ｓ４０１のサイクルを繰り返し、所定回数実施されたとき（Ｙｅｓ判定のとき）は、第２成膜工程Ｓ４０１を終了し、基板搬出工程Ｓ２０６を実行させる。
【０１０５】
（基板搬出工程Ｓ２０６）
基板搬出工程Ｓ２０６では、基板搬入工程Ｓ２０１と逆の手順でウエハ３００が搬出される。具体的には、基板支持部２１０を下降させて、ウエハ３００を処理室２０１から、移載室２０３に移動させる。移載室２０３に移動後、ウエハ３００を移載室２０３から搬送モジュールにウエハ２００を搬出する。
【０１０６】
この様にして基板処理工程が行われる。
【０１０７】
以上、本開示の一実施形態を具体的に説明したが、本開示は上述の実施形態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。
【０１０８】
例えば、図８に示す様に、基板３００の表面層３００ａに凹部３０１を形成しない様に構成しても良い。この場合、配線層３０６やエアギャップ３０９のパターン倒れの低減効果が上述よりも小さくなるが、積層エッチングストッパ膜３０２を形成することで、エアギャップ３０９の形成前に形成されるホールの深さの均一性を向上させることが可能となる。
【０１０９】
なお、上述では、第１ガス，第２ガス，第３ガスを交互に供給して成膜する方法について記したが、他の方法にも適用可能である。例えば、第１ガスと第２ガスの供給タイミングが重なる様な方法である。具体的には、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法や、サイクリックＣＶＤ法が有る。ＣＶＤ法を用いることによって、基板処理工程を短縮化させることができる。
【０１１０】
また、上述では、成膜処理について記したが、他の処理にも適用可能である。例えば、プラズマを用いた拡散処理、酸化処理、窒化処理、酸窒化処理、還元処理、酸化還元処理、加熱処理などが有る。例えば、反応ガスのみを用いて、基板表面や基板に形成された膜をプラズマ酸化処理や、プラズマ窒化処理する際にも本発明を適用することができる。また、反応ガスのみを用いたプラズマアニール処理にも適用することができる。即ち、ウエハ３００の表面層３００ａの表面を改質することで、エッチングストッパ層を形成しても良い。
【０１１１】
また、上述では、半導体装置の製造工程について記したが、実施形態に係る発明は、半導体装置の製造工程以外にも適用可能である。例えば、液晶デバイスの製造工程、太陽電池の製造工程、発光デバイスの製造工程、ガラス基板の処理工程、セラミック基板の処理工程、導電性基板の処理工程、などの基板処理が有る。
【０１１２】
また、上述では、シリコンを含有する膜をエッチングストッパ膜とする例を示したが、他のガスを用いた成膜にも適用可能である。例えば、酸素含有膜、窒素含有膜、炭素含有膜、ホウ素含有膜、金属含有膜とこれらの元素が複数含有した膜等が有る。なお、これらの膜としては、例えば、ＡｌＯ膜、ＺｒＯ膜、ＨｆＯ膜、ＨｆＡｌＯ膜、ＺｒＡｌＯ膜、ＳｉＢＮ膜、ＴｉＮ膜、ＴｉＣ膜、ＴｉＡｌＣ膜などが有る。
【０１１３】
また、上述では、一つの処理室で一枚の基板を処理する装置構成を示したが、これに限らず、複数枚の基板を水平方向又は垂直方向に並べた装置であっても良い。
【符号の説明】
【０１１４】
３００      ウエハ（基板）
２０１      処理室
２０２      チャンバ
２１２      基板載置台
【図１】
2018186226.tif 000003
【図２】
2018186226.tif 000004
【図３】
2018186226.tif 000005
【図４】
2018186226.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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