(57)【要約】【課題】基板処理温度の高温化にともないプロセスの再現性・安定性を高める【解決手段】処理室にマスクが形成された基板を収容する工程と、基板に金属含有ガスを供給する工程と、基板に第１酸素含有ガスと、第２酸素含有ガス又は希釈ガスを供給する工程と、金属含有ガスを供給する工程と、第１酸素含有ガスを供給する工程とを繰り返す工程と、繰り返す工程で、第１酸素含有ガスの供給流量を第２酸素含有ガス又は希釈ガスよりも多くする工程と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室に有機材料膜が形成された基板を収容する工程と、
前記基板に金属含有ガスを供給する工程と、
前記基板に第１酸素含有ガスと、第２酸素含有ガス又は希釈ガスを供給する工程と、
前記金属含有ガスを供給する工程と、前記第１酸素含有ガスと、第２酸素含有ガス又は希釈ガスを供給する工程とを繰り返す工程と、
前記繰り返す工程で、前記第１酸素含有ガスの供給流量を前記第２酸素含有ガス又は希釈ガスよりも多くする工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記繰り返す工程を所定回数行った後に、
第３の酸素含有ガスを供給する工程を有する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１酸素含有ガスの供給流量を多くする工程では、前記第２酸素含有ガス又は希釈ガスの供給流量を少なくする工程を有する請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１酸素含有ガスの供給流量を多くする工程は、
前記第１酸素含有ガスを第１の流量で供給する第１工程と、
前記第２酸素含有ガスを第２の流量で供給する第２工程と、
を有する請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１酸素含有ガスの供給流量を多くする工程は、
前記第１工程と前記第２工程とを連続的に行う請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１酸素含有ガスは、前記有機材料膜よりも前記金属含有ガスと反応するガスである請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１酸素含有ガスは、ノンプラズマである請求項１乃至６のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
有機材料膜が形成された基板が収容される処理室と、
前記基板に金属含有ガスを供給する第１ガス供給部と、
前記基板に第１酸素含有ガスと、第２酸素含有ガス又は希釈ガスを供給する第２ガス供給部と、
前記金属含有ガスの供給と、前記第１酸素含有ガスと、第２酸素含有ガス又は希釈ガスの供給とを繰り返す工程と、
前記繰り返す工程で、前記第１酸素含有ガスの供給流量を前記第２酸素含有ガス又は希釈ガスよりも多くする工程と、を前記第１ガス供給部と前記第２ガス供給部とに行わせるように制御する制御部と、
を有する半導体装置の製造装置。
【請求項９】
処理室に有機材料膜が形成された基板を収容させる手順と、
前記基板に金属含有ガスを供給させる手順と、
前記基板に第１酸素含有ガスと、第２酸素含有ガス又は希釈ガスを供給させる手順と、
前記金属含有ガスを供給させる手順と、前記第１酸素含有ガスと、第２酸素含有ガス又は希釈ガスを供給させる手順とを繰り返させる手順と、
前記繰り返させる手順で、前記第１酸素含有ガスの供給流量を前記第２酸素含有ガス又は希釈ガスよりも多くさせる手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
【請求項１０】
処理室に有機材料膜が形成された基板を収容させる手順と、
前記基板に金属含有ガスを供給させる手順と、
前記基板に第１酸素含有ガスと、第２酸素含有ガス又は希釈ガスを供給させる手順と、
前記金属含有ガスを供給させる手順と、前記第１酸素含有ガスと、第２酸素含有ガス又は希釈ガスを供給させる手順とを繰り返させる手順と、
前記繰り返させる手順で、前記第１酸素含有ガスの供給流量を前記第２酸素含有ガス又は希釈ガスよりも多くさせる手順と、
をコンピュータによって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、プログラム及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板に対して処理ガスと反応ガスを供給し、基板に膜を形成する処理工程が行われている。例えば、特許文献１に記載の技術が有る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１８３２７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、半導体デバイスの微細化に求められる技術要求が高度化しており、基板にデバイスを形成した場合に、デバイス特性の均一性が低下することがある。
【０００５】
本開示の目的は、デバイス特性の均一性を高める技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様によれば、処理室にマスクが形成された基板を収容する工程と、
前記基板に金属含有ガスを供給する工程と、
前記基板に第１酸素含有ガスと、第２酸素含有ガス又は希釈ガスを供給する工程と、
前記金属含有ガスを供給する工程と、前記第１酸素含有ガスを供給する工程とを繰り返す工程と、
前記繰り返す工程で、前記第１酸素含有ガスの供給流量を前記第２酸素含有ガス又は希釈ガスよりも多くする工程と、
を有する技術が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係る技術によれば、デバイス特性の均一性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に係るチャンバの縦断面の概略図である。
【図２】一実施形態に係るガス供給系を説明するための図である。
【図３】一実施形態に係る基板処理システムのコントローラの概略構成図である。
【図４】一実施形態に係る基板処理工程のフロー図である。
【図５】一実施形態に係る基板処理工程のシーケンス図である。
【図６】一実施形態に係る基板処理工程の他のシーケンス図である。
【図７】一実施形態に係る基板処理工程の他のシーケンス図である。
【図８】一実施形態に係る基板処理工程の他のシーケンス図である。
【図９】一実施形態に係る基板処理工程に用いられる基板例の説明図である。
【図１０】一実施形態に係る基板処理工程が適用されるＤＳＡ工程の説明図である。
【図１１】（ａ）〜（ｈ）は、一実施形態に係る基板処理工程が適用されるマルチパターニング工程を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜一実施形態＞
（１）基板処理装置の構成 
一実施形態に係る基板処理装置について説明する。
【００１０】
本実施形態に係る処理装置１００について説明する。基板処理装置１００は、枚葉式基板処理装置として構成されている。基板処理装置では、半導体デバイスの製造の一工程が行われる。
【００１１】
図１に示すとおり、基板処理装置１００は処理容器２０２を備えている。処理容器２０２は、例えば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、処理容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料または、石英により構成されている。処理容器２０２内には、基板としてのシリコンウエハ等のウエハ２００を処理する処理空間（処理室）２０１、搬送空間（移載室）２０３が形成されている。処理容器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。上部処理容器２０２ａに囲まれた空間であって、仕切部２０４よりも上方の空間を処理空間（処理室ともいう）２０１と呼び、下部容器２０２ｂに囲まれた空間であって、仕切部２０４よりも下方の空間を移載室２０３と呼ぶ。
【００１２】
下部容器２０２ｂの側面には、ゲートバルブ１４９０に隣接した基板搬入出口１４８０が設けられており、ウエハ２００は基板搬入出口１４８０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。更に、下部容器２０２ｂは接地されている。
【００１３】
処理室２０１内には、ウエハ２００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２００を載置する載置面２１１と、載置面２１１と外周面２１５を表面に持つ基板載置台２１２とを有する。好ましくは、第１加熱部としてのヒータ２１３を設ける。加熱部を設けることにより、基板を加熱させ、基板上に形成される膜の品質を向上させることができる。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ても良い。なお、基板載置台２１２の表面に形成された載置面２１１の高さを外周面２１５よりもウエハ２００の厚さに相当する長さ分低く形成しても良い。この様に構成することで、ウエハ２００の上面の高さと基板載置台２１２の外周面２１５との高さの差が小さくなり、差によって発生するガスの乱流を抑制することができる。また、ガスの乱流がウエハ２００への処理均一性に影響を与えない場合は、外周面２１５の高さを載置面２１１と同一平面上の高さ以上となるように構成しても良い。
【００１４】
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は、処理容器２０２の底部を貫通しており、更には処理容器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及び基板載置台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２００を昇降させることが可能に構成される。なお、シャフト２１７下端部の周囲はベローズ２１９により覆われており、処理室２０１内は気密に保持されている。
【００１５】
基板載置台２１２は、ウエハ２００の搬送時には、基板載置面２１１が基板搬入出口１４８０の位置（ウエハ搬送位置）となるように下降し、ウエハ２００の処理時には図１で示されるように、ウエハ２００が処理室２０１内の処理位置（ウエハ処理位置）まで上昇する。
【００１６】
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２００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２００を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン２０７は、ウエハ２００と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
【００１７】
更に、下部容器２０２ｂの内壁には、温度調整部としての第２加熱部（移載室加熱部）３１４が設けられている。第２加熱部３１４は、移載室２０３内や、移載室２０３内に設けられた各部を加熱可能に構成される。第２加熱部３１４は、移載室２０３に進入したガスが、移載室２０３内で気化原料の沸点より低い温度に冷却されて液化してしまうのを抑止し、下部容器２０２ｂの表面に吸着することを抑制する。好ましくは、吸着したガスが液化することを抑制させる様に加熱する。また、下部容器２０２ｂの表面や、後述の防着部３０２の表面に酸化剤が吸着することを抑制する。ここで、液化とは、結露や凝結などの現象を含む。
【００１８】
第２加熱部３１４は、側部温度調整部３１４ａと底部温度調整部３１４ｂのいずれか若しくは両方で構成される。温度測定部２３４１、２３４５は、それぞれ下部容器２０２ｂの側部、底部の温度を測定する。温度制御部２３４３、２３４７によって側部温度調整部３１４ａ、底部温度調整部３１４ｂの加熱処理が行われる。温度調整部３１４を設けることによって、移載室２０３の各部（側部や底部）の温度を均一に加熱させることができる。温度制御部２３４３、２３４７は後述するコントローラ２６０に電気的に接続され、制御されている。また、第２加熱部である温度調整部３１４で移載室２０３を加熱することで、移載室２０３を均一に加熱させることができ、各部にガスが吸着しないようにできる。
【００１９】
側部温度調整部３１４ａは、移載室２０３を取り囲むように設けられる。底部温度調整部３１４ｂは、移載室２０３の底部に設けられる。なお、温度調整部３１４の温度は、各部に供給される電力で調整され、制御部２６０で制御されている。なお、後述の成膜工程中の移載室２０３の温度は、例えば、第１ガスと第２ガスのいずれかまたは両方が吸着しない温度以上に加熱される。更に好ましくは、酸化剤が、液化しない温度以下に設定される。また、酸化剤が液化した後に、酸化剤が蒸発する温度に加熱しても良い。また、側部温度調整部３１４ａの温度と、底部温度調整部３１４ｂの温度と異ならせるように構成しても良い。例えば、側部温度調整部３１４ａの温度を底部温度調整部３１４ｂよりも高くなる様に構成する。この様な温度設定にすることにより、側部（側壁部）への過剰なガス吸着を抑制することができ、移載室２０３の側部や底部へのガス吸着量を低減させることができる。
【００２０】
また、移載室２０３の内壁表面には処理室２０１を構成する部材と同一の材質で構成された防着部３０２を設けていてもよい。防着部３０２の材質を、処理室２０１を構成する石英と同じ材質で構成することにより、反応ガスと下部容器との反応を抑制することができる。また、処理室２０１と移載室２０３をクリーニングする際に、同じクリーニングガスを使用することが可能となる。また、防着部３０２は、酸素含有ガスであるＨ２Ｏ２と反応し難い材料（膜）で構成されていてもよい。なお、防着部３０２は、例えば、下部容器２０２ｂの表面に膜状に設けられている。また、防着部３０２は板状の部材で構成しても良い。
【００２１】
（排気系） 
処理室２０１（上部容器２０２ａ）の内壁上面には、処理室２０１の雰囲気を排気する第１排気部としての排気口２２１が設けられている。排気口２２１には第1排気管としての排気管２２４が接続されており、排気管２２４には、処理室２０１内を所定の圧力に制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等の圧力調整器２２７、真空ポンプ２２３が順に直列に接続されている。主に、排気口２２１、排気管２２４、圧力調整器２２７により、第１の排気部（排気ライン）が構成される。なお、真空ポンプ２２３を第１の排気部に含めるように構成しても良い。
【００２２】
移載室２０３の側面下部には、移載室２０３の雰囲気を排気する第２排気部としての移載室排気口３０４が設けられている。移載室排気口３０４には、第２排気管としての排気管３０６が接続されており、排気管３０６には、バルブ３０８、移載室２０３内を所定の圧力に制御するＡＰＣ等の圧力調整器３１０、真空ポンプ３１２が順に直列に接続されている。主に、移載室排気口３０４、バルブ３０８、排気管３０６、圧力調整器３１０により、第２の排気部（排気ライン）が構成される。なお、真空ポンプ３１２を第２の排気部に含めるように構成しても良い。
【００２３】
（ガス導入口） 
処理室２０１の上部に設けられるシャワーヘッド２３４の上面（天井壁）には、処理室２０１内に各種ガスを供給するガス導入口２４１が設けられている。ガス供給部である第１ガス導入口２４１に接続されるガス供給ユニットの構成については後述する。
【００２４】
（ガス分散部） 
シャワーヘッド２３４は、バッファ室（空間）２３２、分散板２３４ａ、分散孔２３４ｂにより構成されている。シャワーヘッド２３４は、ガス導入口２４１と処理室２０１との間に設けられている。ガス導入口２４１から導入されるガスはシャワーヘッド２３４のバッファ空間２３２（分散部）に供給される。シャワーヘッド２３４は、例えば、石英、アルミナ、ステンレス、アルミなどの材料で構成される。
【００２５】
（処理ガス供給部） 
ガス導入口２４１には、共通ガス供給管２４２を介してガス供給管１５０が接続されている。ガス導入口２４１を介して基板処理装置１００内にガスが供給されるようになっている。ガス供給管１５０からは、後述の第１ガス、第２ガス、第３ガス、第４ガス、パージガスが供給される。
【００２６】
図２に、第１ガス供給部、第２ガス供給部、第３ガス供給部、第４ガス供給部、パージガス供給部等のガス供給系の概略構成図を示す。
【００２７】
図２に示す様に、ガス供給管１５０には、第１ガス（金属含有ガス）供給管１１３ａ、パージガス供給管１３３ａ、第２ガス（第１酸素含有ガス）供給管１２３ａ、第３ガス（第２酸素含有ガス）供給管１４３ａ、第４ガス（第３酸素含有ガス）供給管１５３ａが接続される。
【００２８】
（第１ガス供給部）
第１ガス供給部には、第１ガス供給管１１３ａ、マスフロ―コントローラ（ＭＦＣ）１１５、バルブ１１６が設けられている。なお、第１ガス供給管１１３ａに接続される第１ガス供給源１１３を第１ガス供給部に含めて構成しても良い。また、処理ガスの原料が液体や固体の場合には、気化器１８０が設けられていても良い。
【００２９】
第１ガスは、原料ガス、すなわち、処理ガスの一つである。
ここで、第１ガスは、金属含有ガスであり、例えばアルミ含有ガスである。アルミ含有ガスとしては、例えばトリメチルアルミニウム（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ Ａｌｍｉｎｕｍ：ＴＭＡ）ガスを用いることができる。なお、第１ガスの原料は、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良い。ここでは原料は気体として説明する。なお、金属含有ガスとして、ＴＭＡガスのほか、Ｓｉ，Ａｌ，Ｇａ，Ｈｆ，Ｚｒ，等の金属元素とＣＨ３等のアルキル基を有する原料ガスでも良い。これらの金属含有ガスとしては、例えば、トリメチルガリウム（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ Ｇａｌｉｕｍ：ＴＭＧａ）、トリメチルチタニウム（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ Ｔｉｔａｎｉｕｍ：ＴＭＴｉ）、トリメチルハフニウム（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ Ｈａｆｎｉｕｍ：ＴＭＨｆ）、テトラメチルシラン（ＴｅｔｒａｍｅｔｈｙｌＳｉｌａｎｅ：ＴＭＳ）、等がある。
【００３０】
（第２ガス供給部）
第２ガス供給部（第１酸素含有ガス供給部）には、第２ガス供給管１２３ａ、ＭＦＣ１２５、バルブ１２６が設けられている。なお、第２ガス供給管１２３ａに接続される第２ガス供給源１２３を第２ガス供給部に含めて構成しても良い。
なお、リモートプラズマユニット（ＲＰＵ）を設けて、第２ガスを活性化させるように構成しても良い。また後述の基板２００に有機材料の膜が形成されている場合は、ＲＰＵ設けずにノンプラズマ処理可能に構成しても良い。
第２ガスは、原料ガス、すなわち、処理ガスの一つである。
ここで、第２ガスは、例えば酸素含有ガスである。ここでは、第１酸素含有ガスとする。第１酸素含有ガスとしては、例えば過酸化水素（ｈｙｄｒｏｇｅｎ  peroxide：H２O２）ガスを用いることができる。また、第１酸素含有ガスは、マスクである有機材料に影響を与えないために、マスクよりも金属含有ガスと反応するガスを用いることが好ましい。
【００３１】
（パージガス供給部）
パージガス供給部（不活性ガス供給部）には、パージガス供給管１３３ａ、ＭＦＣ１３５、バルブ１３６が設けられている。なお、パージガス供給管１３３ａに接続されるパージガス供給源１３３をパージガス供給部に含めて構成しても良い。ここで、パージガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガスである。なお、パージガスとして、Ｎ２ガスのほか、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスを用いることができる。
【００３２】
（第３ガス供給部）
第３ガス供給部（第２酸素含有ガス供給部）には、第３ガス供給管１４３ａ、ＭＦＣ１４５、バルブ１４６が設けられている。なお、第３ガス供給管１４３ａに接続される第３ガス供給源１４３を第３ガス供給部に含めて構成しても良い。ここで、第３ガスは、例えば酸素含有ガスである。ここでは、第２酸素含有ガスとする。第２酸素含有ガスとしては、例えば水蒸気（Ｗａｔｅｒ Ｖａｐｏｕｒ：H２O）を用いることができる。なお、リモートプラズマユニット（ＲＰＵ）を設けて、第３ガスを活性化させるように構成しても良い。第１酸素含有ガスと第２酸素含有ガスは、活性酸素が生じ難いガスが好ましい。活性酸素が生じやすいガスとは、例えばＯ３、Ｏ２プラズマがある。故に、Ｏ３，Ｏ２プラズマと異なる酸化剤が好ましい。活性酸素を有するガスが後述の基板２００に供給された場合、基板２００上に形成された有機材料膜が灰化されてしまう場合がある。これらのガスを用いないことによって、有機材料膜が灰化されてしまうことを抑制できる。なお、活性酸素を生じ難いガスとしては、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２等が有る。即ち、ＯＨ結合を有するガス種である。
【００３３】
（第４ガス供給部）
第４ガス供給部（酸素含有ガス供給部）には、第４ガス供給管１５３ａ、ＭＦＣ１５５、バルブ１５６が設けられている。なお、第３ガス供給管１４３ａに接続される第４ガス供給源１５３を第４ガス供給部に含めて構成しても良い。
ここで、第４ガスは、例えば酸素含有ガスである。ここでは、第３酸素含有ガスとする。第３酸素含有ガスとしては、例えば過酸化水素（ｈｙｄｒｏｇｅｎ  peroxide：H２O２）ガスを用いることができる。なお、第４ガス供給部は、第２ガス供給部と同様のガスを供給するので、第４ガス供給部を設けずに、第２ガス供給部を用いる様に構成しても良い。
【００３４】
（制御部） 
図１に示すように基板処理装置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２６０を有している。
【００３５】
コントローラ２６０の概略を図３に示す。制御部（制御手段）であるコントローラ２６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２６０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２６０ｂ、記憶装置２６０ｃ、Ｉ／Ｏポート２６０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２６０ｂ、記憶装置２６０ｃ、Ｉ／Ｏポート２６０ｄは、内部バス２６０ｅを介して、ＣＰＵ２６０ａ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２６０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２６１や、外部記憶装置２６２が接続可能に構成されている。
【００３６】
記憶装置２６０ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２６０ｃ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などが記載されたプロセスレシピ、ウエハ２００への処理に用いるプロセスレシピを設定するまでの過程で生じる演算データや処理データ等が読み出し可能に格納されている。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２６０に実行させ、所定の結果を得ることが出来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、この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。なお、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、プロセス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、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２６０ｂは、ＣＰＵ２６０ａによって読み出されたプログラム、演算データ、処理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。
【００３７】
Ｉ／Ｏポート２６０ｄは、気化器１８０、ゲートバルブ１４９０、昇降機構２１８、ヒータ２１３、第２加熱部３１４、圧力調整器２２７，３１０、真空ポンプ２２３，２３９，３１２、バルブ１１６，１２６，１３６，１４６，１５６，３０８、ＭＦＣ１１５，１２５，１３５，１４５，１５５等に接続されている。
【００３８】
演算部としてのＣＰＵ２６０ａは、記憶装置２６０ｃからの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２６０からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２６０ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。また、受信部２８５から入力された設定値と、記憶装置２６０ｃに記憶されたプロセスレシピや制御データとを比較・演算して、演算データを算出可能に構成されている。また、演算データから対応する処理データ（プロセスレシピ）の決定処理等を実行可能に構成されている。そして、ＣＰＵ２６０ａは、読み出されたプロセスレシピの内容に沿うように、ゲートバルブ１４９０の開閉動作、昇降機構２１８の昇降動作、ヒータ２１３，第２加熱部３１４への電力供給動作、圧力調整器２２７，３１０の圧力調整動作、真空ポンプ２２３，３１２のオンオフ制御、バルブ１１６，１２６，１３６，１４６，１５６，３０８のガスのオンオフ制御、ＭＦＣ１１５，１２５，１３５，１４５，１５５の動作等を制御するように構成されている。
【００３９】
なお、コントローラ２６０は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていても良い。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（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などの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２６２を用意し、係る外部記憶装置２６２を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ２６０を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給する手段は、外部記憶装置２６２を介して供給する場合に限らない。例えば、ネットワーク２６３（インターネットや専用回線）等の通信手段を用い、外部記憶装置２６２を介さずにプログラムを供給するようにしても良い。なお、記憶装置２６０ｃや外部記憶装置２６２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、記憶装置２６０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２６２単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合が有る。
【００４０】
（２）基板処理工程 
次に、上述の基板処理装置を用いて半導体装置（半導体デバイス）の製造工程の一工程について説明する。ここでは、基板上の有機材料膜２００３中に取り込まれた金属含有ガスを酸化し、有機材料膜２００３中に金属酸化物を形成する工程のシーケンス例について図４，図５，図９を参照して説明する。この、金属含有ガスを酸化する工程では、有機材料膜２００３の表面にも金属酸化物（金属酸化膜）が形成される。この有機材料膜２００３の表面に形成された金属酸化膜は、後述のサイクル中のｎサイクル目で供給される金属含有ガスの分子が、有機材料膜２００３中への進入を阻害する。即ち、有機材料膜２００３中に形成される金属酸化物の量を低下させてしまう。これにより、有機材料膜２００３中の金属酸化物の量が低下し、有機材料膜２００３の強度やエッチング耐性が所定値とならない課題が有る。また、強度やエッチング耐性が所定値となるまでにかかる処理時間が延び、処理スループットが低下してしまう課題を生じる。
【００４１】
この課題を解決する構成としては、第２ガスの濃度を徐々に増やす構成がある。例えば、図５，図６，図７，図８に示すガス供給シーケンスがある。ここでは、図５を例として説明する。第２ガスと第３ガスの供給比率を第１処理工程（１Ｓｔｅｐ目）と第２処理工程（２Ｓｔｅｐ目）で異ならせることで、有機材料膜２００３の表面に形成される金属酸化物の量を低減し、有機材料膜２００３中に所定量の金属酸化物を形成させることができる。ここでは、第２ガスの供給量を、１Ｓｔｅｐ目よりも２Ｓｔｅｐ目の方が多くなる様に構成した例について説明する。
【００４２】
なお、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２６０により制御される。
【００４３】
なお、本明細書において、「ウエハ」という言葉を用いた場合には、「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等とその積層体（集合体）」を意味する場合（すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めてウエハと称する場合）がある。また、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（露出面）」を意味する場合や、「ウエハに形成された所定の層や膜等の表面、すなわち、積層体としてのウエハの最表面」を意味する場合がある。
【００４４】
従って、本明細書において「ウエハに対して所定のガスを供給する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）に対して所定のガスを直接供給する」ことを意味する場合や、「ウエハに形成されている層や膜等に対して、すなわち、積層体としてのウエハの最表面に対して所定のガスを供給する」ことを意味する場合が有る。また、本明細書において「ウエハ上に所定の層（又は膜）を形成する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）上に所定の層（又は膜）を直接形成する」ことを意味する場合や、「ウエハに形成されている層や膜等の上、すなわち、積層体としてのウエハ最表面の上に所定の層（又は膜）を形成する」ことを意味する場合が有る。
【００４５】
なお、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様であり、その場合、上記説明において、「ウエハ」を「基板」に置き換えて考えればよい。
【００４６】
以下に、基板処理工程について説明する。
【００４７】
（基板搬入工程Ｓ２０１） 
基板処理工程に際しては、先ず、図９に示す様な表面に有機材料膜２００３が形成されたウエハ（基板）２００を処理室２０１に搬入させる。具体的には、基板支持部２１０を昇降機構２１８によって下降させ、リフトピン２０７が貫通孔２１４から基板支持部２１０の上面側に突出させた状態にする。また、処理室２０１内を所定の圧力に調圧した後、ゲートバルブ１４９０を開放し、ゲートバルブ１４９０の開口からリフトピン２０７上にウエハ２００を載置させる。ウエハ２００をリフトピン２０７上に載置させた後、昇降２１８によって基板支持部２１０を所定の位置まで上昇させることによって、ウエハ２００が、リフトピン２０７から基板支持部２１０へ載置されるようになる。
【００４８】
なお、有機材料膜２００３は、例えば、有機樹脂で構成される。有機材膜は例えば、パターニング工程で用いられるマスク膜である。有機樹脂の材料は具体的には、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）で構成される。マスク膜は、レジスト膜とも呼ばれる。
【００４９】
（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、処理室排気管２２４を介して処理室２０１内を排気する。この際、圧力センサが測定した圧力値に基づき、圧力調整器２２２としてのＡＰＣバルブ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、処理室２０１内の温度が所定の温度であって、移載室２０３の温度より高くなるように第１の加熱部としてのヒータ２１３，分散板ヒータ２３４ｃ及び第２加熱部（ヒータ）３１４への通電量をフィードバック制御する。具体的には、基板支持部２１０をヒータ２１３により予め加熱しておき、ウエハ２００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維持させる。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Ｎ２ガスの供給によるパージ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。
【００５０】
このとき、ヒータ２１３の温度は、室温〜１５０℃、好ましくは室温〜９０℃、より好ましくは６０〜９０℃の範囲内の一定の温度となるように設定される。この温度は、ウエハ２００上で第１ガスと第２ガスのいずれか若しくは両方が吸着する温度に設定される。即ち、反応が生じる温度に設定される。また好ましくは、ウエハ２００に形成された膜が劣化しない温度に設定される。例えば有機材料の膜が劣化しない程度の温度である。また、第２加熱部（ヒータ）３１４（側部温度調整部３１４ａと底部温度調整部３１４ｂ）の温度は、１００〜２００℃程度に設定される。この温度は、上述の様に、吸着や分解が阻害される温度に設定される。
【００５１】
（第１処理工程） 
続いて、ウエハ２００の有機材料膜２００３中に金属酸化物を形成する工程の例について説明する。処理の詳細について、図４，図５を用いて説明する。
【００５２】
ウエハ２００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、図４に示す、第１処理工程（Ｓ２０３〜Ｓ２０７）のステップが行われる。
【００５３】
（第１ガス供給工程Ｓ２０３） 
第１ガス供給工程Ｓ２０３では、第１ガス供給部から処理室２０１内に第１ガス（原料ガス）としての金属含有ガスを供給する。金属含有ガスとしては、例えばＴＭＡガスである。具体的には、ガスバルブを開き、金属含有ガスをガス源からチャンバ１００に供給する。その際、ＭＦＣで所定流量に調整する。流量調整された金属含有ガスは、バッファ空間２３２を通り、シャワーヘッド２３４の分散孔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２００に対して金属含有ガスが供給されることとなる金属含有ガスは、所定の圧力（第１圧力：例えば１００Ｐａ以上２００００Ｐａ以下）で処理室２０１内に供給する。このようにして、ウエハ２００に金属含有ガスを供給する。金属含有ガスが供給されることにより、ウエハ２００上の有機材料膜２００３の内部に、金属含有ガスの分子が取り込まれる。具体的には、有機材料膜２００４の内部にアルミニウムを含む分子が取り込まれる。
【００５４】
（第１パージ工程Ｓ２０４） 
ウエハ２００上の有機材料膜２００３の内部に金属含有ガス分子が取り込まれた後、金属含有ガスの供給を停止する。原料ガスである金属含有ガスを停止することで、処理室２０１中に存在する原料ガスや、バッファ空間２３２の中に存在する原料ガスを処理室排気管２２４から排気されることにより第１パージ工程Ｓ２０４が行われる。
【００５５】
また、パージ工程では、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、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。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。
【００５６】
また、このとき処理室２０１内に供給するＮ２ガスの流量も大流量とする必要は無く、例えば、処理室２０１の容積と同程度の量を供給しても良い。この様にパージすることで、次の工程への影響を低減できる。また、処理室２０１内を完全にパージしないことで、パージ時間を短縮し、製造スループットを向上させることができる。また、Ｎ２ガスの消費も必要最小限に抑えることが可能となる。
【００５７】
このときの各不活性ガス供給系から供給するパージガスとしてのＮ２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１００〜２００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。パージガスとしては、Ｎ２ガスの他、Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｘｅ等の希ガスを用いても良い。
【００５８】
なお、パージ工程では、ウエハ２００の上であって、有機材料の膜が形成されていない箇所に吸着した第１ガスや、有機材料膜２００３の表面に吸着した第１ガスを除去することが好ましい。これらの第１ガスは、次に供給される第２処理ガスと反応し、不要な反応を引き起こしてしまう課題を生じる。
【００５９】
（第２処理ガス供給工程Ｓ２０５） 
第１ガスパージ工程の後、ガス導入口２４１、複数の分散孔２３４ａを介して、処理室２０１内に第２ガス（反応ガス）としての、第１酸素含有ガスを供給する。第１酸素含有ガスに過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を用いる例を示す。分散孔２３４ａを介して処理室２０１に供給するので、基板上に均一にガスを供給することができる。これにより膜厚の均一性を向上できる。なお、第２のガスを供給する際に、活性化部（励起部）を介して、活性化させた第２のガスを処理室２０１内に供給可能に構成しても良い。
【００６０】
このとき、Ｈ２Ｏ２ガスの流量が所定の流量となるようにＭＦＣ２４４ｃを調整する。なお、Ｈ２Ｏ２ガスの供給流量は、例えば、１００ｓｃｃｍ以上１００００ｓｃｃｍ以下である。
【００６１】
また、ここで、第３ガス（希釈ガス）を供給する。第３ガスは、第２酸素含有ガスと不活性ガスのいずれか又は両方が用いられる。ここでは、第２酸素含有ガスに、水蒸気（Ｈ２Ｏ）を用いる例を示す。図５に示す様に、第３ガスの流量は、第２ガスの流量よりも多くなる様に設定される。
【００６２】
所定の時間経過後、第２ガスと第３ガスの供給を停止する。
【００６３】
第２ガスとしてのＨ２Ｏ２ガスが、ウエハ２００上に形成されている金属含有ガスの分子が取り込まれた有機材料膜２００３に供給されると、Ｈ２Ｏ２ガスが有機材料膜２００３の内部へ浸透し、金属含有ガス分子が酸化される。これにより、有機材料膜２００３内に金属酸化物が形成される。具体的には、有機材料膜２００３内に、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）が形成される。
【００６４】
（第２パージ工程Ｓ２０６） 
Ｈ２Ｏ２ガスの供給を停止することで、処理室２０１中に存在するＨ２Ｏ２ガスや、バッファ空間２３２の中に存在するＨ２Ｏ２ガスを第１の排気部から排気されることにより第２パージ工程Ｓ２０６が行われる。第２パージ工程Ｓ２０６は上述の第１パージ工程Ｓ２０４と同様の工程が行われる。
【００６５】
（判定工程Ｓ２０７） 
第２パージ工程Ｓ２０６の終了後、コントローラ２６０は、上記の第１処理工程の内、Ｓ２０３〜Ｓ２０６が所定のサイクル数ｎが実行されたか否かを判定する（ｎは自然数）。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（ステップＳ２０７）ことにより、ウエハ２００上の有機材料膜２００３中に金属酸化物を形成することができる。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２００上に所定量の金属酸化膜が含まれた有機材料膜２００３が形成される。
【００６６】
所定回数実施されていないとき（Ｓ２０７でＮｏ判定のとき）は、Ｓ２０３〜Ｓ２０６のサイクルを繰り返す。所定回数実施されたとき（Ｓ２０７でＹｅｓ判定のとき）は、第１処理工程を終了し、第２処理工程Ｓ２０８、搬送圧力調整工程Ｓ２０９と基板搬出工程Ｓ２１０を実行する。
【００６７】
[第２処理工程Ｓ２０８]
第１処理工程（Ｓ２０３〜Ｓ２０７）の後、第１ガスを第１処理工程と同様に供給する。続いて、パージ処理を行い、第２ガスを供給する。この際、供給量を、第１処理工程で供給した第２ガスの供給量よりも多くする。またこの時の第２ガス供給量は、第３ガス供給量と同等以上とする。続いてパージ処理を行う。第２処理工程は所定のｍサイクル実行する。
【００６８】
この様に第１処理工程と第２処理工程を行うことによって、ウエハ２００上の有機材料膜２００３の内部から表面まで均一に金属酸化物が含まれた状態とすることができる。
【００６９】
（搬送圧力調整工程Ｓ２０９） 
搬送圧力調整工程Ｓ２０９では、処理室２０１内や移載室２０３が所定の圧力（真空度）となるように、処理室排気管２２４と移載室排気管３０４を介して処理室２０１内や移載室２０３内を排気する。この時の処理室２０１内や移載室２０３内の圧力は、真空搬送室（不図示）内の圧力以下に調整される。なお、この搬送圧力調整工程Ｓ２０９の間や前や後で、ウエハ２００の温度が所定の温度まで冷却するようにリフトピン２０７で保持するように構成しても良い。
【００７０】
（基板搬出工程Ｓ２１０） 
搬送圧力調整工程Ｓ２０９で処理室２０１と移載室２０３内が所定圧力になった後、ゲートバルブ１４９０を開き、移載室２０３から真空搬送室（不図示）にウエハ２００を搬出する。
【００７１】
この様な工程で、ウエハ２００上の有機材料膜２００３への処理が行われる。
【００７２】
なお、上述では、第１処理工程と第２処理工程に分けて処理を行う例を示したが、これに限らず、第２処理工程Ｓ２０８を行わずに第１処理工程中で、第２ガスの供給量を変化させる様に構成しても良い。このシーケンス例を図６に示す。図６に示す様に、第２ガスである酸素含有ガスの供給量をサイクル毎に徐々に増加しても良い。すなわち、第１酸素含有ガスの供給比率をサイクル毎に増加させる。
【００７３】
また、図７に示すシーケンスに構成しても良い。図７は、第２ガスの供給比率を増加させる手法として、第３ガスの供給量をサイクル毎に減少させる。
【００７４】
また、図８に示すシーケンスに構成しても良い。図８の第１処理工程は図５に示すシーケンスと同様に行い、第２処理工程では、第１ガス，第１パージ，第２パージ，第３ガスの供給を停止し、第２ガスのみを供給してアニール工程を行うものである。第１処理工程（Ｓ２０３〜Ｓ２０７）の後、ガス導入口２４１、複数の分散孔２３４ａを介して、処理室２０１内に第２のガス（反応ガス）としての、酸素含有ガスを供給する。酸素含有ガスは過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を用いる例を示す。分散孔２３４ａを介して処理室２０１に供給するので、基板上に均一にガスを供給することができる。そのため、全面にわたり均一にアニールすることができる。
【００７５】
このとき、Ｈ２Ｏ２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、Ｈ２Ｏ２ガスの供給流量は、例えば、１００ｓｃｃｍ以上１００００ｓｃｃｍ以下である。
【００７６】
Ｈ２Ｏ２ガスが、ウエハ２００上に形成されている金属含有ガスが侵含している有機材料膜２００３に供給されると、酸化剤であるＨ２Ｏ２ガスがマスク内部へ浸透しアニール処理される。
【００７７】
所定の時間経過後、Ｈ２Ｏ２ガスの供給を停止する。
第２処理工程によって、有機材料膜２００３中の金属含有ガスの分子が酸化される。第２処理工程で使用される酸素含有ガスは第１処理工程で用いる酸素含有ガスより酸化力の強いガスを用いると良い。具体的には、第１処理工程での第２ガスとして水蒸気を用い、第３ガスとして希釈ガスを用いる。第２処理工程での第２ガスとしては、Ｈ２Ｏ２を用いる。また、第２処理工程で使用される酸素含有ガスと第１処理工程で用いる酸素含有ガスを同じガスとし、第２処理工程で使用される酸素含有ガスの供給量（濃度）＞第１処理工程で用いる酸素含有ガスの供給量（濃度，時間）としてもよい。ガス種を異ならせる方が効果的に、処理スループットを向上させることができ、ガス使用量も低減させることができる。
【００７８】
なお、上述では、図９に示す基板に対して、処理する例を示したが、これに限らず、図１０に示すＤＳＡ（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ｓｅｌｆ Ａｌｉｇｎｅｄ）工程中の基板を処理しても良い。ＤＳＡ工程では、初めに（ａ）基板２００上にガイド４０１を形成する。次に（ｂ）ガイド４０１が形成された基板２００上に二種類のフォトレジスト原料を塗付する。ここで、フォトレジスト原料は、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）とＰＳ（ポリスチレン）である。塗付後、所定時間置くことで、有機材料膜としてのＰＭＭＡ４０２（２００３）とＰＳ４０３がガイド４０１の特性によって規則正しく並んだ状態で硬化する。次にこの基板２００に対して、上述の図４，図５，図６，図７の少なくともいずれかを実施することによって、ＰＭＭＡ４０２を酸化アルミニウム含有膜４０４に改質させる。続いて、ＰＳ４０３をエッチングすることにより基板２００上にパターンが形成される。この様に酸化アルミニウムを含む膜４０４を形成することによって、ＰＳ４０３とのエッチング選択比を向上させることができ、微細なパターニングが可能となる。
【００７９】
更に、図１１に示す、マルチパターニング工程中の基板を処理しても良い。ここでは、ＳＡＤＰ(self-aligned double patterning)工程中の基板に適用した例を示す。
【００８０】
図１１（ａ）に示すように、リソグラフィでレジスト５０１（２００３）をパターンニングおよびスリミングする。この状態の基板に対して、上述の図４，図５，図６，図７の少なくともいずれかを実施することによって、レジスト膜５０１の強度やエッチング選択比を向上させることができ、次の工程で、精確なパターンを転写させることが可能となる。
【００８１】
続いて、図１１（ｂ）に示すように、パターンニングされたレジスト５０１をマスクに下地のシリコン反射防止膜５０２とカーボンハードマスク５０３をドライエッチによりパターンを転写する。次に、アッシャーによりレジスト５０１を除去した後にパターンニングされたシリコン反射防止膜層５０２とカーボンハードマスク層５０３をマスクに下地のシリコン膜５０４をパターニングする。次に、図１１（ｃ）に示すように、アッシャーによりカーボンハードマスク層５０３を除去することにより、シリコン膜５０４のコアパターン（シリコンを主成分とする突起）が形成される。このシリコンを主成分とする突起の間には、第１の溝５２１が形成される。
【００８２】
次に、図１１（ｄ）に示すように、ＳｉＯ２膜５１０を成膜する。シリコン膜５０４のコアに対してカバレッジ良く均一に成膜される方が好ましい。ＳｉＯ２膜５１０が成膜されることにより、第２の溝５２２が形成される。次に、図１１（ｅ）に示すように、シリコン膜５１２をＳｉＯ２膜５１０上に覆い被せるように成膜する。この時、シリコンコアを密集して配置した領域は、隣接するＳｉＯ２膜５１０のサイドウォール間の溝をシリコン膜５１２で埋めるように成膜される。その隣接するサイドウォール間の間隔はシリコン膜５１２が埋まり、かつ、その間隔が所望の寸法になるように、シリコン膜５０４のコアパターン寸法及びピッチ、ＳｉＯ２膜５１０の膜厚で調整されている。具体的には、ＳｉＯ２膜５１０上に形成されるシリコン膜５１２のうち、第２の溝５２２上に形成されたシリコン膜５１２の膜厚を厚くなるように調整される。更に言えば、ＳｉＯ２膜５１０上に形成されるシリコン膜５１２は、第２の溝５２２上に形成されたシリコン膜５１２以外では、同じ膜厚になるように調整されるのが好ましい。
【００８３】
次に、図１１（f）に示すように、シリコン膜５１２をエッチバックして、前記第２の溝５２２内にシリコン膜５１２で埋めた領域のシリコン膜５１２のみを残すようにエッチング条件が調整される。この時、広い溝パターン（第３の溝５２３）では側壁のシリコン膜５１２、底のシリコン膜５１２は完全に除去する必要がある。その為には、等方性エッチングが必要である。この時、溝の幅は、第２の溝の幅＜第１の溝＜第３の溝の幅という関係である。この工程にシリコンに対して高いエッチングレートを有し、ＳｉＯ２膜とは高い選択性を持つエッチングを実施する。このとき、例えば、第３の溝に面したシリコン膜５１２(上記側壁のシリコン膜５１２、上記底のシリコン膜５１２)、また、シリコン膜５０４の上に堆積されたＳｉＯ２膜５１０上に堆積されたシリコン膜５１２等は、完全に除去され、第２の溝５２２上に形成されたシリコン膜５１２だけを残すような条件に調整される。ここで、処理ガスとしてのエッチングガスを供給する際には、上述の様に予め除去剤を用いた処理を施しておくことが好ましい
【００８４】
続いて、図１１（ｇ）に示すようにＳｉＯ２膜５１０をドライエッチングし、シリコン膜５０４のコアパターンとＳｉＯ２膜の溝に残ったシリコン膜３６の間のＳｉＯ２膜３５を除去して溝パターンを形成する。次に、図１１（ｈ）に示すように、図１１（ｇ）で形成されたパターンをマスクに下地のＳｉＯ２膜５０５をドライエッチによりパターンニングする。ＳｉＯ２膜５０５のエッチングストッパーとしてここでは一例としてシリコン膜５０６が下に敷かれた場合を示している。
【００８５】
なお、ここでは、マルチパターニング工程として、ＳＡＤＰ工程に適用した場合を示したが、同じ原理でＳＡＱＰ（self-aligned quadruple patterning）にも適用可能である。また、シングルパターニング工程にも適用可能である。
【００８６】
本実施形態によって、エッチング選択比を向上させることが可能となる。また、パターニングされた有機材料膜（レジスト）を硬化させることができることから、ピッチが狭くなっても、形状を維持することが可能となる。また、パターンのＬＥＲ（Ｌｉｎｅ  Ｅｄｇｅ  Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）を低減させることができる。
【００８７】
また、上述では、原料ガスと反応ガスを交互に供給して処理する方法について記したが、原料ガスと反応ガスの気相反応量や副生成物の発生量が許容範囲内であれば、他の方法にも適用可能である。例えば、原料ガスと反応ガスの供給タイミングが重なる様な方法である。
【００８８】
また、上述では、半導体装置の製造工程について記したが、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。
【００８９】
また、上述では、原料ガスとしてＴＭＡガス、反応ガスとしてＨ２Ｏ２ガスを用いて、酸化アルミニウムを形成する例を示したが、他のガスを用いた処理にも適用可能である。例えば、酸素含有物、窒素含有物、炭素含有物、ホウ素含有物、金属含有物とこれらの元素が複数含有した膜等が有る。なお、これらの具体例としては、例えば、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＺｒＯ、ＨｆＯ、ＨｆＡｌＯ、ＺｒＡｌＯ、ＳｉＣ、ＳｉＣＮ、ＳｉＢＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＡｌＣなどが有る。これらの膜を成膜するために使われる原料ガスと反応ガスそれぞれのガス特性（吸着性、脱離性、蒸気圧など）を比較して、供給位置やシャワーヘッド２３４内の構造を適宜変更することにより、同様の効果を得ることができる。
【００９０】
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】
【００９１】
１００      基板処理装置 
２００      ウエハ（基板） 
２０１      処理室 （処理空間） 
２６０      制御部（コントローラ） 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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