半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质与流程

本发明涉及半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质。

背景技术：

在半导体器件的制造工序中，有时通过实施向晶片等衬底交替供给原料气体等第一处理气体、和反应气体等第二处理气体的等离子体的循环处理，从而对该衬底实施成膜处理等处理(例如，参见专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-92533号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

本发明提供一种能够良好地对衬底实施处理的技术。

用于解决课题的手段

根据一个方案，提供一种技术，其具有下述工序：

第一工序，其中，向收容有衬底的状态的处理空间供给第一处理气体、并且作为所述第一处理气体的载气而使用非活性气体；和

第二工序，其中，向收容有所述衬底的状态的所述处理空间供给第二处理气体的等离子体、并且作为所述第二处理气体的载气而使用活性辅助气体。

发明效果

根据本发明涉及的技术，能够良好地对衬底实施处理。

附图说明

图1：为示意性地示出本发明的一个实施方式涉及的衬底处理装置的构成例的侧剖面图。

图2：为示意性地示出本发明的一个实施方式涉及的衬底处理装置所具有的控制器的构成例的框图。

图3：为示出本发明的一个实施方式涉及的衬底处理装置中实施的成膜工序的基本步骤的流程图。

图4：为本发明的一个实施方式涉及的衬底处理装置中实施的成膜工序的第一处理模式(pattern)的例子的表图。

图5：为示出本发明的一个实施方式涉及的衬底处理装置中实施的成膜工序的第二处理模式的例子的表图。

图6：为示出本发明的一个实施方式涉及的衬底处理装置中实施的成膜工序的第三处理模式的例子的表图。

附图标记说明

100…衬底处理装置，200…晶片(衬底)，202…腔室，205…处理空间，210…衬底支承部，212…衬底载置台，230…簇射头，231a…气体导入孔，241…第一分散机构，242…共用气体供给管，243…第一气体供给系统，243a…第一气体供给管，243b…第一气体供给源，243c…质量流量控制器(mfc)，243d…阀，244…第二气体供给系统，244a…第二气体供给管，244b…第二气体供给源，244c…质量流量控制器(mfc)，244d…阀，244e…远程等离子单元(rpu)，246a…第一非活性气体供给管，246b…非活性气体供给源，246c…质量流量控制器(mfc)，246d…阀，247a…活性辅助气体供给管，247b…活性辅助气体供给源，247c…质量流量控制器(mfc)，247d…阀，280…控制器

具体实施方式

＜本发明的一个实施方式＞

以下，参照附图，对本发明的一个实施方式进行说明。

(1)衬底处理装置的构成

首先，对本发明的一个实施方式涉及的衬底处理装置的构成进行说明。

本实施方式涉及的衬底处理装置是在半导体器件的制造工序中使用的装置，并且构成为对作为处理对象的衬底每次处理一张的单片式的衬底处理装置。作为成为处理对象的衬底，可举出例如制作形成有半导体集成电路装置(半导体器件)的半导体晶片衬底(以下，简称为“晶片”。)。

另外，作为衬底处理装置实施的处理，包括例如氧化处理、扩散处理、用于离子注入后的载体活化、平坦化的回流(reflow)、退火、成膜处理等。在本实施方式中，特别举出实施成膜处理的情况作为例子。

以下，参照图1，对本实施方式涉及的衬底处理装置的构成进行说明。图1为示意性地示出本实施方式涉及的衬底处理装置的构成例的侧剖面图。

(腔室)

如图1所示，衬底处理装置100具备作为处理容器的腔室202。腔室202构成为例如横剖面为圆形、且扁平的密闭容器。另外，腔室202由例如铝(al)、不锈钢(sus)等金属材料构成。在腔室202内，形成有对作为衬底的硅晶片等晶片200进行处理的处理空间205、和当将晶片200向处理空间205搬送时供晶片200通过的搬送空间206。腔室202由上部容器202a和下部容器202b构成。在上部容器202a与下部容器202b之间，设置有分隔板208。

在下部容器202b的侧面，设置有与闸阀149邻接的衬底搬入搬出口148，晶片200经由该衬底搬入搬出口148而在下部容器202b与未图示的搬送室之间移动。在下部容器202b的底部，设置有多个提升销207。此外，下部容器202b接地。

闸阀149具有阀体149a和驱动体149b。阀体149a固定于驱动体149b的一部分。当打开闸阀149时，驱动体149b以从腔室202远离的方式动作，从而使阀体149a从腔室202的侧壁离开。当关闭闸阀时，驱动体149b朝向腔室202而动作，由此，将阀体149a向腔室202的侧壁推压从而关闭。

在处理空间205内，设置有支承晶片200的衬底支承部210。衬底支承部210主要具有：载置晶片200的衬底载置面211、在表面具有衬底载置面211的衬底载置台212、和内置于衬底载置台212的作为加热源的加热器213。在衬底载置台212中，供提升销207贯通的贯通孔214分别设置于与提升销207对应的位置。在加热器213上，连接有对加热器213的温度进行控制的温度控制部220。

衬底载置台212通过轴217而被支承。轴217的支承部贯通被设置在腔室202的底壁的孔215，进而经由支承板216而在腔室202的外部连接于升降机构218。另外，通过使升降机构218工作从而使轴217及衬底载置台212升降，由此，能够使载置于衬底载置面211上的晶片200升降。需要说明的是，轴217下端部的周围被波纹管219覆盖。由此，腔室202内被气密地保持。

当搬送晶片200时，衬底载置台212下降至衬底载置面211与衬底搬入搬出口148相对的位置。另外，当处理晶片200时，如图1所示，其上升至使得晶片200处于处理空间205内的处理位置。

具体而言，当使衬底载置台212下降至晶片搬送位置时，提升销207的上端部从衬底载置面211的上表面突出，从而处于提升销207从下方支承晶片200的状态。另外，当使衬底载置台212上升至晶片处理位置时，提升销207从衬底载置面211的上表面埋没，从而处于衬底载置面211从下方支承晶片200的状态。需要说明的是，提升销207由于与晶片200直接接触，因此，期望由例如石英、氧化铝等材质形成。

(簇射头)

在处理空间205的上部(上游侧)，设置有作为气体分散机构的簇射头230。在簇射头230的盖231上，设置有供第一分散机构241插入的贯通孔231a。第一分散机构241具有插入于簇射头内的前端部241a、和固定于盖231的凸缘241b。

前端部241a为柱状的，例如构成为圆柱状。在圆柱的侧面设置有分散孔。从后述的腔室的气体供给部(供给系统)供给的气体经由前端部241a而被供给至缓冲空间232。

簇射头230具备用于将气体分散的作为第二分散机构的分散板234。该分散板234的上游侧为缓冲空间232，下游侧为处理空间205。在分散板234上，设置有多个贯通孔234a。分散板234以与衬底载置面211对置的方式配置。

在盖231上，设置有对簇射头230进行加热的簇射头加热部231b。簇射头加热部231b加热至被供给至缓冲空间232的气体不重新液化的温度。例如，以加热至100℃左右的方式被控制。

分散板234构成为例如圆盘状。贯通孔234a遍及分散板234的整个面而设置。邻接的贯通孔234a以例如等距离配置。另外，配置于最外周的贯通孔234a被配置于比被载置于衬底载置台212上的晶片的外周更靠外侧。

此外，簇射头230具有将从第一分散机构241供给的气体引导至分散板234的气体引导件235。气体引导件235为随着朝向分散板234而直径变大的形状，气体引导件235的内侧成为锥体形状(例如圆锥状。也称为锤状(日文：“錘状”))。气体引导件235以其下端位于比形成在分散板234的最外周侧的贯通孔234a还靠外周侧的位置的方式形成。

簇射头230的支承块233被载置并固定于上部容器202a所具有的凸缘上。另外，分散板234被载置并固定于支承块233所具有的凸缘233a上。此外，盖231被固定于支承块233的上表面。通过形成这种结构，能够从上方依次拆下盖231、分散板234、支承块233。

(气体供给系统)

在设置于簇射头230的盖231上的气体导入孔231a上，连接有第一分散机构241(其也作为腔室侧的气体供给管)。在第一分散机构241上连接有共用气体供给管242。在第一分散机构241上设置凸缘，并利用螺纹等而固定于盖231，并且固定于共用气体供给管242的凸缘。

第一分散机构241与共用气体供给管242在管的内部连通。由此，构成为从共用气体供给管242供给的气体经由第一分散机构241、气体导入孔231a而被供给至簇射头230内。

在共用气体供给管242上，连接有第一气体供给管243a、第二气体供给管244a、第三气体供给管245a。详情如后文所述，第二气体供给管244a经由将气体激发从而使其成为等离子体状态的作为等离子体生成部的远程等离子单元(rpu)244e而连接于共用气体供给管242。

从包括第一气体供给管243a的第一气体供给系统243，主要供给处理气体之一(以下，称为“第一处理气体”。)，从包括第二气体供给管244a的第二气体供给系统244主要供给处理气体的另一种(以下，称为“第二处理气体”。)。从包括第三气体供给管245a的第三气体供给系统245，供给例如非活性气体。

(第一气体供给系统)

在第一气体供给管243a上，从上游方向起依次设置有第一气体供给源243b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(mfc)243c、及作为开闭阀的阀243d。另外，从第一气体供给管243a，经由mfc243c、阀243d、共用气体供给管242而向簇射头230供给第一处理气体。

第一处理气体为含有第一元素的原料气体。这里，第一元素为例如硅(si)。即，含第一元素气体为例如含硅气体。具体而言，作为含硅气体，可使用例如二氯硅烷(dichlorosilane(sih2cl2)：dcs)气体。需要说明的是，含第一元素气体在常温常压下可以为固体、液体或气体中的任一者。含第一元素气体在常温常压下为液体的情况下，在第一气体供给源243b与mfc243c之间设置未图示的气化器即可。这里，以气体为例进行说明。

主要由第一气体供给管243a、mfc243c、阀243d构成第一气体供给系统243(以下，也称为“含硅气体供给系统”。)。需要说明的是，也可考虑将第一气体供给源243b、共用气体供给管242包括在第一气体供给系统243中。

(第一非活性气体供给系统)

在第一气体供给管243a的比阀243d靠下游侧，连接有第一非活性气体供给管246a的下游端。在第一非活性气体供给管246a上，从上游方向起依次设置有非活性气体供给源246b、mfc246c及阀246d。另外，从第一非活性气体供给管246a，经由mfc246c、阀246d、第一气体供给管243a、共用气体供给管242而向簇射头230供给非活性气体。

这里，非活性气体是作为第一处理气体的载气而发挥作用的气体。具体而言，例如，可使用氮(n2)气体。

主要由第一非活性气体供给管246a、mfc246c、阀246d构成第一非活性气体供给系统。需要说明的是，也可考虑将非活性气体供给源246b、第一气体供给管243a包括在第一非活性气体供给系统中。

另外，关于第一非活性气体供给系统，也可以考虑将其包括在第一气体供给系统243中。

(第二气体供给系统)

在第二气体供给管244a上，在下游设置有rpu244e。在上游，从上游方向起依次设置有第二气体供给源244b、mfc244c及阀244d。另外，从第二气体供给管244a，经由mfc244c、阀244d、rpu244e、共用气体供给管242而向簇射头230内供给第二处理气体。第二处理气体利用rpu244e而处于等离子体状态并成为活性种，并被照射在晶片200上。

第二处理气体为含有不同于第一元素的第二元素的气体。这里，第二元素为例如氧(o)、氮(n)、碳(c)中的任一者。在本实施方式中，含第二元素气体设定为例如含氮气体。具体而言，作为含氮气体，可使用氨(nh3)气体。需要说明的是，关于作为含第二元素气体的第二处理气体，也可考虑为反应气体或改性气体。

主要由第二气体供给管244a、mfc244c、阀244d构成第二气体供给系统(以下，也称为“含氮气体供给系统”。)244。需要说明的是，也可考虑将第二气体供给源244b、rpu244e、共用气体供给管242包括在第二气体供给系统244中。

(活性辅助气体供给系统)

在第二气体供给管244a的比阀244d靠下游侧，连接有活性辅助气体供给管247a的下游端。在活性辅助气体供给管247a上，从上游方向起依次设置有活性辅助气体供给源247b、mfc247c及阀247d。另外，从活性辅助气体供给管247a，经由mfc247c、阀247d、第二气体供给管244a、rpu244e而向簇射头230内供给活性辅助气体。

活性辅助气体是作为第二处理气体的载气而发挥作用的气体，此外，还是抑制活性种失活的气体。具体而言，例如，可使用ar气体等稀有气体。另外，当为含有第18族元素的气体时，除了ar气体以外，还可使用例如he气体、ne气体等。

主要由活性辅助气体供给管247a、mfc247c、阀247d构成活性辅助气体供给系统。需要说明的是，也可考虑将活性辅助气体供给源247b、rpu244e、第二气体供给管244a包括在活性辅助气体供给系统中。

另外，关于活性辅助气体供给系统，也可考虑将其包括在第二气体供给系统244中。

(第三气体供给系统)

在第三气体供给管245a上，从上游方向起依次设置有第三气体供给源245b、mfc245c及阀245d。另外，从第三气体供给管245a，经由mfc245c、阀245d、共用气体供给管242而向簇射头230供给作为吹扫气体的非活性气体。

这里，非活性气体是作为对残留在腔室202内及簇射头230内的气体进行吹扫的吹扫气体而发挥作用的气体。具体而言，例如，可使用n2气体。

主要由第三气体供给管245a、mfc245c、阀245d构成第三气体供给系统245。需要说明的是，也可考虑将第三气体供给源245b、共用气体供给管242包括在第三气体供给系统245中。

这里，举出第三气体供给系统245供给作为吹扫气体的非活性气体的情况作为例子，但也可以从第三气体供给系统245供给将附着于腔室202内及簇射头230内的副产物等除去的清洁气体。作为清洁气体，例如，可使用三氟化氮(nf3)气体。另外，除nf3气体以外，还可使用例如氟化氢(hf)气体、三氟化氯(clf3)气体、氟(f2)气体等，另外，也可将它们组合使用。

(排气系统)

对腔室202的气氛进行排气的排气系统具有连接于腔室202的多个排气管。具体而言，具有连接于缓冲空间232的排气管(第一排气管)263、连接于处理空间205的排气管(第二排气管)262、和连接于搬送空间206的排气管(第三排气管)261。另外，在各排气管261、262、263的下游侧，连接有排气管(第四排气管)264。

排气管261以连接于下部容器202b的侧面或底面的方式设置。在排气管261上，设置有泵265(tmp：turbomorecularpump，涡轮分子泵)。在排气管261中，在泵265的上游侧设置有作为搬送空间用第一排气阀的阀266。

排气管262以与上部容器202a、处理空间205的侧方连接的方式设置。在排气管262上，设置有将处理空间205内控制为规定的压力的作为压力控制器的apc(autopressurecontroller，自动压力控制器)276。apc276具有能够调节开度的阀体(未图示)，并根据来自后述控制器280的指示来调节排气管262的流导。另外，在排气管262中，在apc276的上游侧设置有阀275。将排气管262、阀275、apc276总括地称为处理空间排气部。

排气管263以与缓冲空间232连通的方式连接于簇射头230。排气管263在高度方向上连接于分散孔234a与气体引导件235的下端之间。在排气管263上，具备阀279。将排气管263、阀279总括地称为簇射头排气部。

在排气管264上，设置有dp(drypump。干式泵)278。如图所示，在排气管264上，从其上游侧起连接有排气管263、排气管262、排气管261，此外在它们的下游设置有dp278。dp278分别经由排气管262、排气管263、排气管261的各自而将缓冲空间232、处理空间205及搬送空间206各自的气氛排气。另外，dp278在tmp265工作时也作为其辅助泵而发挥功能。即，作为高真空(或超高真空)泵的tmp265在单独的情况下难以实施达到大气压的排气，因此，作为实施达到大气压的排气的辅助泵而使用dp278。对于上述排气系统的各阀而言，可使用例如空气阀。

(控制器)

衬底处理装置100具有对衬底处理装置100的各部的动作进行控制的作为控制部的控制器280。图2为示意性地示出本实施方式涉及的衬底处理装置所具有的控制器的构成例的框图。

如图2所示，控制器280构成为至少具有cpu(centralprocessingunit，中央处理器)280a、ram(randomaccessmemory，随机存取存储器)280b、存储部280c、发送接收部280d的计算机。ram280b、存储部280c、发送接收部280d构成为能够经由内部总线280e而与cpu280a进行数据交换。

另外，控制器280构成为可连接例如以触摸面板等的形式构成的输入输出装置281、外部存储装置282。可从输入输出装置281对控制器280实施信息输入。另外，输入输出装置281构成为根据控制器280的控制而实施信息的显示输出。此外，构成为在控制器280上能够通过接收部283而连接网络。这意味着，控制器280也能够与存在于网络8上的主机等上位装置270连接。

存储部280c由例如闪存hdd(harddiskdrive，硬盘驱动器)等构成。在存储部280c内，以可读取的方式存储有对衬底处理装置100的动作进行控制的控制程序、记录有衬底处理的步骤、条件等的工艺制程、在对针对晶片200的处理中所用的工艺制程进行设定之前的过程中产生的运算数据、处理数据等。需要说明的是，工艺制程是以使控制器280执行衬底处理工序中的各步骤、并能够获得规定结果的方式组合而成的，其作为程序而发挥功能。以下，也将上述工艺制程、控制程序等总称而简称为程序。需要说明的是，本说明书中，当使用程序这一用语时，有时仅单独包括工艺制程，有时仅单独包括控制程序，或者有时包括上述两者。另外，ram280b构成为暂时保持由cpu280a读取的程序、运算数据、处理数据等的存储区域(工作区)。

在发送接收部280d上，连接有以mfc243c～247c、阀243d～247d、rpu244e等为代表的衬底处理装置100的各构成。另外，cpu280a构成为从存储部280c读取并执行程序。由此，控制器280根据来自上位装置270、对输入输出装置281进行操作的操作员的指示而使cpu280a读取程序，并根据该内容来控制衬底处理装置100的各构成的动作。

需要说明的是，控制器280既可以构成为专用的计算机，也可以构成为通用的计算机。例如，准备存储有上述程序的外部存储装置(例如，磁带、软盘、硬盘等磁盘、cd、dvd等光盘、mo等光磁盘、usb存储器(usbflashdrive)、存储卡等半导体存储器)282，并使用外部存储装置282而将程序安装于通用的计算机，由此能够构成本实施方式涉及的控制器280。另外，用于向计算机供给程序的手段不限于经由外部存储装置282而供给的情况。例如，也可以构成为使用网络、专用线路等通信手段，从上位装置270经由接收部283而接收信息，而不经由外部存储装置282来供给程序。另外，也可以使用键盘、触摸面板等输入输出装置281来对控制器280进行指示。

控制器280中的存储部280c及可与控制器280连接的外部存储装置282构成为计算机可读取的记录介质。以下，也将它们总称而简称为记录介质。需要说明的是，本说明书中使用记录介质这一用语的情况下，有时仅单独包含存储部280c，有时仅单独包含外部存储装置282，或者有时包含上述两者。

(2)衬底处理工序的概要

接下来，针对使用衬底处理装置100而对晶片200实施规定处理的衬底处理工序，对其概要进行说明。这里，作为衬底处理工序，举出在晶片200上形成薄膜的情况作为例子。需要说明的是，在以下说明中，构成衬底处理装置100的各部的动作由控制器280控制。

(衬底搬入·载置工序)

对衬底搬入·载置工序进行说明。当衬底处理工序之时，首先，将晶片200搬入处理空间205。具体而言，通过升降机构218使衬底支承部210下降，从而形成使提升销207从贯通孔214向衬底支承部210的上表面侧突出的状态。另外，在将处理空间205内及搬送空间206内调压至规定的压力后，打开闸阀149，从闸阀149将晶片200载置于提升销207上。在将晶片200载置于提升销207上后，通过升降机构218而使衬底支承部210上升至规定的位置。由此，构成为晶片200从提升销207上向衬底支承部210上被移载、并载置于衬底载置台212的衬底载置面211上。即，晶片200将位于前述处理空间205内的处理位置(衬底处理位置)。

(减压·升温工序)

接下来，对减压·升温工序进行说明。以使得处理空间205内成为所期望的压力(真空度)的方式，经由排气管262而将处理空间205内排气。此时，基于未图示的压力传感器测得的压力值而对apc276的阀的开度进行反馈控制。由此，将处理空间205的压力维持为例如10^-5～10^-1pa的高真空。另外，基于未图示的温度传感器检测到的温度值，以使得处理空间205内成为所期望的温度的方式，对向加热器213的通电量进行反馈控制。具体而言，预先对衬底载置台212进行加热，从晶片200或衬底载置台212的温度不再发生变化起放置一定时间。晶片200的温度为例如室温以上且800℃以下，优选为室温以上且500℃以下。在此期间，通过真空排气、利用n2气体的供给而进行的吹扫，将残留在处理空间205内的水分或来自部件的逸气等除去。由此，即完成成膜工序前的准备。

(成膜工序)

对成膜工序进行说明。在使晶片200位于处理空间201内的处理位置后，接下来，在衬底处理装置100中，实施成膜工序。成膜工序为下述工序：通过实施将交替供给不同处理气体即第一处理气体(含第一元素气体)和第二处理气体(含第二元素气体)的工序重复进行的交替供给处理，从而在晶片200上形成薄膜。需要说明的是，针对成膜工序，其详情后述。

(衬底搬出工序)

对衬底搬出工序进行说明。成膜工序结束后，接下来，在衬底处理装置100中，实施衬底搬出工序，从而将晶片200从处理空间205搬出。具体而言，使腔室202内降温至晶片200可搬出的温度，用作为非活性气体的n2气体对处理空间205内进行吹扫，并将腔室202内调压至可搬送的压力。调压后，利用升降机构218使衬底支承部210下降，将晶片200支承于从衬底载置台212的表面突出的提升销207上。由此，晶片200从处理位置向搬送位置移动。然后，在晶片200被载置于提升销207上后，将闸阀149打开，将晶片200向腔室202外搬出。

(3)成膜工序的基本步骤

接下来，针对上述衬底处理工序之中的成膜工序，对基本步骤进行说明。图3为示出在本实施方式涉及的衬底处理装置中实施的成膜工序的基本步骤的流程图。

成膜工序中，在将晶片200升温至衬底处理温度后，一边将晶片200保持于规定温度一边实施伴随加热处理的薄膜形成处理。即，成膜工序中，通过经由共用气体供给管242及簇射头230而朝向被配置于处理空间205内的晶片200的表面(处理面)以簇射状供给处理气体，从而实施在晶片200的表面上形成薄膜的处理。

此时，如图3所示，对处理空间205内的晶片200实施将第一处理气体(含第一元素气体)的供给与第二处理气体(含第二元素气体)的供给交替重复的交替供给处理。以下，在成膜工序中，举出作为第一处理气体而使用dcs气体、作为第二处理气体而使用nh3气体，从而在晶片200上形成作为薄膜的硅氮化(sin)膜的情况作为例子。

(第一处理气体供给工序：s202)

对第一处理气体供给工序(s202)进行说明。当成膜工序之时，首先，从第一气体供给系统243向处理空间205内供给作为第一处理气体(含第一元素气体)的dcs气体。另外，此时，从第一非活性气体供给管246a向处理空间205内供给dcs气体的载气(例如，n2气体)。

被供给至处理空间205内的dcs气体到达位于晶片处理位置的晶片200的面上。由此，dcs气体与晶片200的表面接触，从而形成作为“含第一元素层”的含硅层。所谓含硅层，是指包含硅(si)、或者包含硅和氯(cl)的层。含硅层可根据例如腔室202内的压力、dcs气体的流量、衬底载置台212的温度、通过处理空间205所需的时间等而以规定的厚度及规定的分布形成。需要说明的是，也可以预先在晶片200上形成规定的膜。另外，也可以预先在晶片200或规定的膜上形成规定的图案。

从开始dcs气体的供给起经过规定时间后，关闭阀243d，停止dcs气体的供给。需要说明的是，在第一处理气体供给工序(s202)中，将阀275设为打开，通过apc276而以使得处理空间205的压力成为规定的压力的方式进行控制。另外，在第一处理气体供给工序(s202)中，阀275以外的排气系统的阀全部设为关闭。

以上这种第一处理气体供给工序(s202)相当于本发明涉及的“第一工序”的一个具体例。

(吹扫工序：s204)

对吹扫工序(s204)进行说明。在第一处理气体供给工序(s202)之后，接下来，从第三气体供给管245a供给n2气体，从而实施簇射头230及处理空间205的吹扫。此时，也将阀275设为打开，并以通过apc276而使得处理空间205的压力成为规定的压力的方式进行控制。另一方面，阀275以外的排气系统的阀全部设为关闭。由此，利用dp278，而将在第一处理气体供给工序(s202)中未能与晶片200结合的dcs气体经由排气管262从处理空间205除去。

接下来，从第三气体供给管245a供给n2气体，从而实施簇射头230的吹扫。此时，将阀275设为关闭，另一方面，将阀279设为打开。其他排气系统的阀保持关闭。即，当实施簇射头230的吹扫时，将处理空间205与apc276之间阻断，并将apc276与排气管264之间阻断，停止利用apc276进行的压力控制。另一方面，将缓冲空间232与dp278之间连通。由此，利用dp278经由排气管263而将残留在簇射头230(缓冲空间232)内的dcs气体从簇射头230排气。

簇射头230的吹扫结束后，将阀275设为打开并再次开始利用apc276进行的压力控制，并且将阀279设为关闭从而将簇射头230与排气管264之间阻断。其他排气系统的阀保持关闭。此时，仍从第三气体供给管245a继续供给n2气体，继续簇射头230及处理空间205的吹扫。需要说明的是，在吹扫工序(s204)中，构成为在经由排气管262进行的吹扫的前后经由排气管263实施吹扫，但也可以仅实施经由排气管262的吹扫。另外，也可以同时实施经由排气管262的吹扫、和经由排气管263的吹扫。

(第二处理气体供给工序：s206)

对第二处理气体供给工序(s206)进行说明。在吹扫工序(s204)之后，接下来，从第二气体供给系统244向处理空间205内供给作为第二处理气体(含第二元素气体)的nh3气体。另外，此时，从活性辅助气体供给管247a向处理空间205内供给nh3气体的载气(例如，ar气体)。

上述nh3气体及ar气体利用rpu244e而形成等离子体状态，并被照射于位于晶片处理位置的晶片200的面上。由此，在晶片200的面上，已形成的含硅层被改性，从而形成例如作为含有si元素及n元素的层的sin膜。

然后，在经过规定时间后，将阀244d关闭，停止nh3气体的供给。需要说明的是，在第二处理气体供给工序(s206)中，也与上述第一处理气体供给工序(s202)同样地，将阀275设为打开，以通过apc276而使得处理空间205的压力成为规定的压力的方式进行控制。另外，阀275以外的排气系统的阀全部设为关闭。

以上这种第二处理气体供给工序(s206)相当于本发明涉及的“第二工序”的一个具体例。

(吹扫工序：s208)

对吹扫工序(s208)进行说明。在第二处理气体供给工序(s206)之后，执行吹扫工序(s208)。吹扫工序(s208)中的各部的动作与上述吹扫工序(s204)的情况相同，因此，在此省略其说明。

(判定工序：s210)

对判定工序(s210)进行说明。吹扫工序(s208)结束后，接下来，控制器280将上述一系列的处理(s202～s208)作为一个循环，对该1个循环是否实施了规定次数(n个循环(cycle))进行判定。另外，如未实施规定次数，则重复进行从第一处理气体供给工序(s202)至吹扫工序(s208)的1个循环。另一方面，当实施了规定次数时，将成膜工序结束。

如上所述，在成膜工序中，通过依次实施从第一处理气体供给工序(s202)至吹扫工序(s208)的各工序，从而在晶片200的面上堆积规定厚度的sin膜。另外，将上述各工序作为1个循环，通过将该1个循环重复规定次数，从而将形成于晶片200的面上的sin膜控制为所期望的膜厚。

(4)成膜工序中的特征性处理

接下来，对本实施方式涉及的成膜工序中的特征性处理进行说明。

在本实施方式涉及的成膜工序中，如上所述，通过对位于晶片处理位置的晶片200重复实施第一处理气体供给工序(s202)中的dcs气体的供给和第二处理气体供给工序(s206)中的nh3气体的等离子体的供给，从而形成所期望的膜厚的sin膜。在这种成膜工序中，为了良好地实施sin膜的形成，需要抑制等离子体的活性种(自由基)的失活。

另外，对于作为处理对象的晶片200而言，可以是预先形成了规定图案的晶片。具体而言，有时会以具有深槽或深孔这样的3d(three-dimensions)结构的晶片200为处理对象。在以这种晶片200作为处理对象的情况下，随着该晶片200的3d结构化的推进，存在下述可能性：难以在保持等离子体的激发状态的状态下到达该3d结构中的深槽内或深孔内。特别地，在高压条件下，可推定自由基的失活变得显著。若在到达3d结构中的深槽或深孔的底部之前等离子体的自由基失活，则可能无法对该底部良好地实施膜形成，其结果，可能导致形成的膜厚不足这样的情况。

在本实施方式涉及的成膜工序中，例如，为了对于即便是3d结构化推进了的晶片200而言、也能够在抑制失活的同时使激发状态的等离子体到达上述3d结构中的深槽内或深孔内，构成为实施以下说明的模式的处理。

(第一处理模式)

首先，对第一处理模式进行说明。图4为示出本实施方式涉及的衬底处理装置中实施的成膜工序的第一处理模式的例子的表图。

如图4所示，第一处理模式中，在第一处理气体供给工序(s202)中，供给作为第一处理气体(含第一元素气体)的dcs气体，并且作为该dcs气体的载气而供给作为非活性气体的n2气体。另外，在吹扫工序(s204)中，经过作为吹扫气体而供给作为非活性气体的n2气体后，在第二处理气体供给工序(s206)中，供给作为第二处理气体(含第二元素气体)的nh3气体，并且作为该nh3气体的载气而供给作为活性辅助气体的ar气体。此外，这之后，在吹扫工序(s208)中，作为吹扫气体而供给作为非活性气体的n2气体，将上述各工序作为1个循环而重复规定次数。

以上述方式，在第一处理模式中，在第一处理气体供给工序(s202)中，作为载气而供给作为非活性气体的n2气体，在第二处理气体供给工序(s206)中，作为载气而供给作为活性辅助气体的ar气体。即，在第一处理气体供给工序(s202)和第二处理气体供给工序(s206)中，实施所供给的载气种类的切换。

之所以实施载气种类的切换，原因如下。ar自由基处于亚稳态且寿命长，此外还具有使作为反应物的nh3气体活化的性质。因此，通过从n2气体向ar气体实施载气种类的切换，从而能够延长作为反应物的nh3气体的等离子体成分的寿命。若延长了nh3气体的等离子体成分的寿命，则即使是3d结构化推进了的晶片200成为处理对象的情况下，激发状态的nh3气体的等离子体到达该3d结构中的深槽内或深孔内的底部的概率也会变高。因此，即使是对于深槽内或深孔内的底部而言，sin膜的形成膜厚也不会不足。

另外，第一处理模式中，限定性地在第二处理气体供给工序(s206)中使用比较昂贵的ar气体，而在其他各工序中供给比较廉价的n2气体。像这样，限定性地仅在必要的定时使用作为活性辅助气体的ar气体，由此，nh3气体的等离子体能够到达深槽内或深孔内的底部，并且还能够抑制在成膜工序中所需的总成本变得过大的情况。

(第二处理模式)

接下来，对第二处理模式进行说明。这里，主要对于上述第一处理模式的区别点进行说明。图5为示出在本实施方式涉及的衬底处理装置中实施的成膜工序的第二处理模式的例子的表图。

第二处理模式中，如图5(a)所示，在第二处理气体供给工序(s206)中作为载气而供给作为活性辅助气体的ar气体之时、和在其他各工序中供给作为非活性气体的n2气体之时，使处理空间205内的压力不同。具体而言，与供给n2气体时的压力即第一压力相比，使供给ar气体时的压力即第二压力为低压。

对于上述这样的压力控制而言，例如，可考虑通过分别调节利用第二气体供给系统244供给的nh3气体的供给体积、和利用活性辅助气体供给系统供给的ar气体的供给体积来实施。

除了仅使第二处理气体供给工序(s206)成为低压以外，在第二处理模式中，如图5(b)所示，也实施与上述第一处理模式的情况同样的处理。

之所以仅使第二处理气体供给工序(s206)成为低压，原因如下。通常，在高压条件下，等离子体的自由基彼此碰撞的可能性变高，由此，可推定自由基的失活变得显著。有鉴于此，在对晶片200供给等离子体的第二处理气体供给工序(s206)中，通过使处理空间205内与其他各工序相比成为低压，从而能够降低等离子体的自由基彼此的碰撞概率。若自由基彼此的碰撞概率变低，则能够抑制作为反应物的nh3气体的等离子体成分的失活。若能够抑制nh3气体的等离子体成分的失活，则即使是3d结构化推进了的晶片200成为处理对象的情况下，激发状态的nh3气体的等离子体到达上述3d结构中的深槽内或深孔内的底部的概率也会变高。因此，即使对于深槽内或深孔内的底部而言，sin膜的形成膜厚也不会变得不足。

(第三处理模式)

接下来，对第三处理模式进行说明。这里，主要对与上述第二处理模式的区别点进行说明。图6为示出在本实施方式涉及的衬底处理装置中实施的成膜工序的第三处理模式的例子的表图。

第三处理模式中，如图6所示，对于作为第二处理气体(含第二元素气体)的nh3气体、和作为其载气的活性辅助气体的ar气体，各自的供给定时不同于上述第一处理模式或第二处理模式的情况。具体而言，在第三处理模式中，在第二处理气体供给工序(s206)中，在开始向处理空间205供给等离子体状态的作为活性辅助气体的ar气体之后，开始向处理空间205供给等离子体状态的作为第二处理气体(含第二元素气体)的nh3气体。即，对于ar气体与nh3气体的供给定时而言，在第一处理模式或第二处理模式中分别相同，而在第三处理模式中，如ar气体的供给后供给nh3气体这样，在各自的供给定时方面产生偏移。

之所以在ar气体与nh3气体的供给定时方面产生偏移，原因如下。ar自由基处于亚稳态且寿命长，此外还具有使作为反应物的nh3气体活化的性质。因此，通过预先开始等离子体状态的作为活性辅助气体的ar气体的供给、使处理空间205内成为等离子体状态的ar气体气氛，从而能够将此后供给的作为反应物的nh3气体的等离子体成分的寿命延长。若延长了nh3气体的等离子体成分的寿命，则即使是3d结构化推进了的晶片200成为处理对象的情况下，激发状态的nh3气体的等离子体到达该3d结构中的深槽内或深孔内的底部的概率也会变高。因此，即使是对于深槽内或深孔内的底部而言，sin膜的形成膜厚也不会不足。

除了产生如上所述的供给定时的偏移以外，在第三处理模式中，例如，也实施与上述第二处理模式的情况同样的处理。需要说明的是，在第三处理模式中，举出了与第二处理模式的情况同样地仅使第二处理气体供给工序(s206)成为低压的情况作为例子(参见图6)，但并非限定于此。即，在第三处理模式中，也可以如第一处理模式的情况那样，在各工序中不使处理空间205内的压力相异。

(5)本实施方式的效果

根据本实施方式，能够得到以下所示的一个或多个效果。

(a)在本实施方式中，在供给第一处理气体(含第一元素气体)的第一处理气体供给工序(s202)中，作为载气使用了非活性气体(例如，n2气体)，另一方面，在供给第二处理气体(含第二元素气体)的等离子体的第二处理气体供给工序(s206)中，作为载气使用了活性辅助气体(例如，ar气体)。即，以至少在实施等离子体照射的工序中使用活性辅助气体作为载气的方式，实施所供给的载气种类的切换。

通过实施这种载气种类的切换，在本实施方式中，能够良好地实施针对晶片200的成膜工序中的处理。例如，活性辅助气体中的第18族元素(例如，ar)的自由基处于亚稳态且寿命长，此外还具有使作为反应气体或改性气体而发挥功能的第二处理气体(例如，nh3气体)活化的性质。因此，通过实施从非活性气体向活性辅助气体的载气种类的切换，能够延长第二处理气体的等离子体成分的寿命。若延长了第二处理气体的等离子体成分的寿命，则即使是例如3d结构化推进了的晶片200成为处理对象的情况下，激发状态的第二处理气体的等离子体到达该3d结构中的深槽内或深孔内的底部的概率也会变高。因此，即使是对于深槽内或深孔内的底部而言，成膜工序中形成的膜(例如，sin膜)的膜厚也不会不足，结果，能够良好地实施针对晶片200的成膜工序中的处理。

而且，在本实施方式中，限定性地在第二处理气体供给工序(s206)中使用比较昂贵的活性辅助气体、而在其他各工序中供给比较廉价的非活性气体。像这样，通过限定性地仅在必要的定时使用活性辅助气体，由此，第二处理气体的等离子体能够到达深槽内或深孔内的底部，并且能够抑制在成膜工序中所需的总成本变得过大的情况。从这方面考虑，本实施方式在能够良好地实施针对晶片200的成膜工序中的处理的方面是有用的。

(b)在本实施方式中，作为非活性气体使用n2气体、作为活性辅助气体使用ar气体、在上述n2气体和ar气体之间实施气体种类的切换。因此，根据本实施方式，能够在使上述气体作为载气而发挥功能(即，避免对利用第一处理气体及第二处理气体进行的处理产生不良影响)的同时，可靠地得到由上述气体种类切换带来的效果。

(c)在本实施方式中，对于实施等离子体照射的第二处理气体供给工序(s206)而言，在使处理空间205内成为与其他工序相比为低压的状态下，实施第二处理气体(例如，nh3气体)的供给。由此，当仅使第二处理气体供给工序(s206)成为低压时，能够进一步良好地实施针对晶片200的成膜工序中的处理。

通常，在高压条件下，等离子体的自由基彼此碰撞的可能性变高，由此，可推定自由基的失活变得显著。在本实施方式中，在实施等离子体照射的第二处理气体供给工序(s206)中，通过使处理空间205内与其他各工序相比成为低压，从而降低了等离子体的自由基彼此的碰撞概率。若自由基彼此的碰撞概率降低，则能够抑制作为反应气体或改性气体而发挥功能的第二处理气体(例如，nh3气体)的等离子体成分的失活。若能够抑制第二处理气体的等离子体成分的失活，则即使是3d结构化推进了的晶片200成为处理对象的情况下，激发状态的第二处理气体的等离子体到达该3d结构中的深槽内或深孔内的底部的概率也会变高。因此，即使对于深槽内或深孔内的底部而言，成膜工序中形成的膜(例如，sin膜)的膜厚也不会不足，结果，能够进一步良好地实施针对晶片200的成膜工序中的处理。

(d)在本实施方式中，在第二处理气体供给工序(s206)中，在开始向处理空间205供给等离子体状态的活性辅助气体(例如，ar气体)后，开始向处理空间205供给等离子体状态的第二处理气体(例如，nh3气体)。即，如在活性辅助气体的供给后供给第二处理气体这样，在各自的供给定时方面产生偏移。

通过产生如上所述的供给定时的偏移，在本实施方式中，能够进一步良好地实施针对晶片200的成膜工序中的处理。例如，活性辅助气体中的第18族元素(例如，ar)的自由基处于亚稳态且寿命长，此外还具有使作为反应气体或改性气体而发挥功能的第二处理气体(例如，nh3气体)活化的性质。因此，通过预先开始等离子体状态的活性辅助气体的供给、并使处理空间205内成为等离子体状态的活性辅助气体气氛，从而能够将此后供给的第二处理气体的等离子体成分的寿命延长。若第二处理气体的等离子体成分的寿命延长，则即使是3d结构化推进了的晶片200成为处理对象的情况下，激发状态的第二处理气体的等离子体到达该3d结构中的深槽内或深孔内的底部的概率也会变高。因此，即使是对于深槽内或深孔内的底部而言，成膜工序中形成的膜(例如，sin膜)的膜厚也不会不足，结果，能够进一步良好地实施针对晶片200的成膜工序中的处理。

＜其他实施方式＞

以上，具体说明了本发明的一个实施方式，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。

在上述实施方式中，在作为衬底处理工序的一个工序的成膜工序中，举出作为第一处理气体(含第一元素气体)而使用dcs气体、作为第二处理气体(含第二元素气体)而使用nh3气体，通过交替供给上述气体从而在晶片200上形成sin膜的情况作为例子，但本发明不限于此。即，成膜处理中使用的处理气体不限于dcs气体、nh3气体等，也可以使用其他种类的气体来形成其他种类的薄膜。此外，在使用三种以上的处理气体的情况下，当通过交替供给上述气体而实施成膜处理时，也可适用本发明。具体而言，作为第一元素，可以不是si，例如也可以是ti、zr、hf等各种元素。另外，作为第二元素，也可以不是n，而例如是o等。

另外，在上述实施方式中，作为衬底处理工序，主要举出了在晶片表面实施薄膜形成的情况作为例子，但本发明不限于此。即，除了上述实施方式中作为例子所举出的薄膜形成以外，本发明还能够适用于上述实施方式中例示的薄膜以外的成膜处理。另外，也与衬底处理的具体内容无关，不仅是成膜处理，在实施热处理(退火处理)、等离子体处理、扩散处理、氧化处理、氮化处理、光刻处理等其他衬底处理的情况下，也能够适用。

另外，上述实施方式中，作为半导体器件的制造工序的一个工序，举出了实施针对晶片的处理的情况作为例子，但本发明不限于此。即，作为处理对象的衬底不限于晶片，也可以是光掩模、印刷布线衬底、液晶面板、磁盘、光盘等。

＜本发明的优选方案＞

以下，附记本发明的优选方案。

[附记1]

根据本发明的一个方式，提供半导体器件的制造方法，其具有下述工序：

第一工序，其中，向收容有衬底的状态的处理空间供给第一处理气体、并且作为所述第一处理气体的载气而使用非活性气体；和

第二工序，其中，向收容有所述衬底的状态的所述处理空间供给第二处理气体的等离子体、并且作为所述第二处理气体的载气而使用活性辅助气体。

[附记2]

提供附记1中所述的半导体器件的制造方法，优选的是，实施将所述第一工序与所述第二工序重复进行的循环处理。

[附记3]

提供附记1或2所述的半导体器件的制造方法，优选的是，所述第一处理气体为原料气体，所述第二处理气体为反应气体或改性气体。

[附记4]

提供附记1至3中任一项所述的半导体器件的制造方法，优选的是，所述非活性气体为n2气体，所述活性辅助气体为ar气体。

[附记5]

提供附记1至4中任一项所述的半导体器件的制造方法，优选的是，在所述第二工序中，使所述处理空间内与其他工序相比成为低压，从而实施所述第二处理气体的供给。

[附记6]

提供附记1至5中任一项所述的半导体器件的制造方法，优选的是，在所述第二工序中，在开始向所述处理空间供给等离子体状态的所述活性辅助气体后，开始向所述处理空间供给所述第二处理气体。

[附记7]

根据本发明的另一方案，提供衬底处理装置，其具备：

收容衬底的处理空间；

向所述处理空间供给第一处理气体的第一气体供给系统；

非活性气体供给系统，其向所述处理空间供给非活性气体作为所述第一处理气体的载气；

向所述处理空间供给第二处理气体的第二气体供给系统；

活性辅助气体供给系统，其向所述处理空间供给活性辅助气体作为所述第二处理气体的载气；和

等离子体生成部，其将所述第二处理气体或所述活性辅助气体中的至少一者激发从而使其成为等离子体状态。

[附记8]

提供附记7所述的衬底处理装置，优选的是，所述衬底处理装置具备控制部，所述控制部对所述第一气体供给系统、所述非活性气体供给系统、所述第二气体供给系统、所述活性辅助气体供给系统及所述等离子体生成部实施动作控制，以使得将所述第一处理气体的供给及所述第二处理气体的供给作为循环处理来实施。

[附记9]

根据本发明的又一方案，提供程序，其通过计算机而使衬底处理装置执行下述步骤：

第一步骤，其中，向收容有衬底的状态的处理空间供给第一处理气体、并且作为所述第一处理气体的载气而使用非活性气体；和

第二步骤，其中，向收容有所述衬底的状态的所述处理空间供给第二处理气体的等离子体、并且作为所述第二处理气体的载气而使用活性辅助气体。

[附记10]

根据本发明的又一方案，提供计算机可读取的记录介质，其存储有通过计算机而使衬底处理装置执行下述步骤的程序：

第一步骤，其中，向收容有衬底的状态的处理空间供给第一处理气体、并且作为所述第一处理气体的载气而使用非活性气体；和第二步骤，其中，向收容有所述衬底的状态的所述处理空间供给第二处理气体的等离子体、并且作为所述第二处理气体的载气而使用活性辅助气体。