特許 5809771 基板処理方法、基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5809771

(24)【登録日】2015年9月18日

(45)【発行日】2015年11月11日

(54)【発明の名称】基板処理方法、基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/312 20060101AFI20151022BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20151022BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20151022BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/312 C

   H01L21/31 E

   H01L21/02 Z

【請求項の数】11

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2015-507838(P2015-507838)

(86)(22)【出願日】2014年7月28日

(86)【国際出願番号】JP2014069826

(87)【国際公開番号】WO2015016180

(87)【国際公開日】20150205

【審査請求日】2015年2月6日

(31)【優先権主張番号】特願2013-159667(P2013-159667)

(32)【優先日】2013年7月31日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001122

【氏名又は名称】株式会社日立国際電気

(73)【特許権者】

【識別番号】511293803

【氏名又は名称】アーゼッド・エレクトロニック・マテリアルズ（ルクセンブルグ）ソシエテ・ア・レスポンサビリテ・リミテ

(74)【代理人】

【識別番号】100145872

【弁理士】

【氏名又は名称】福岡 昌浩

(74)【代理人】

【識別番号】100091362

【弁理士】

【氏名又は名称】阿仁屋 節雄

(72)【発明者】

【氏名】奥野 正久

(72)【発明者】

【氏名】角田 徹

(72)【発明者】

【氏名】立野 秀人

(72)【発明者】

【氏名】定田 拓也

(72)【発明者】

【氏名】黒川 正路

【審査官】 長谷川 直也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０６００００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０７７３２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１４０８９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／００−２１／０２、２１／０４−２１／１６、

２１／２０５−２１／３２、２１／３６５、

２１／４６９−２１／４７５、２１／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シラザン結合を有する膜が形成され、当該膜にプリベークが施されている基板を処理容器内に搬入する工程と、
前記基板を第１温度に加熱して当該基板に処理ガスを供給することにより前記シラザン結合を有する膜を改質する改質処理工程と、
前記基板を前記第１温度より高く、前記プリベーク時の温度以下の第２温度で加熱する乾燥処理工程と、
を有する基板処理方法。

【請求項2】

前記処理容器内に処理液を供給する工程と、
前記処理容器内の気化器で前記処理液を気化させて前記処理ガスを発生させる工程と、
を更に有する請求項１記載の基板処理方法。

【請求項3】

前記改質処理工程において、
前記基板に酸素含有ガスを第１流量で供給し、
前記乾燥処理工程の前もしくは開始と同時に、前記基板に供給される前記酸素含有ガスの流量を前記第１流量よりも多い第２流量にする、
請求項１記載の基板処理方法。

【請求項4】

前記乾燥処理工程の後に、前記処理容器内を前記第２温度で真空排気する工程と、
前記真空排気する工程の後に、前記処理容器内を大気圧に復帰させる工程を有する、
請求項１記載の基板処理方法。

【請求項5】

前記処理ガスは過酸化水素ガスである、
請求項１記載の基板処理方法。

【請求項6】

シラザン結合を有する膜が形成され、当該膜にプリベークが施されている基板を処理容器内に搬入する工程と、
前記基板を第１温度に加熱して当該基板に処理ガスを供給することにより前記シラザン結合を有する膜を改質する改質処理工程と、
前記基板を前記第１温度より高く、前記プリベーク時の温度以下の第２温度で加熱する乾燥処理工程と、
を有する半導体装置の製造方法。

【請求項7】

前記処理容器内に処理液を供給する工程と、
前記処理容器内の気化器で前記処理液を気化させて前記処理ガスを発生させる工程と、
を更に有する請求項６記載の半導体装置の製造方法。

【請求項8】

シラザン結合を有する膜が形成され、当該膜にプリベークが施されている基板を収容する処理容器と、
前記基板に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記基板を加熱する加熱部と、
前記基板を第１温度に加熱するとともに前記処理ガスを前記基板に供給して、前記シラザン結合を有する膜を改質処理した後に、当該第１温度よりも高く、前記プリベーク時の温度以下の第２温度に前記基板を加熱する様に、前記処理ガス供給部と前記加熱部を制御する制御部と、
を有する基板処理装置。

【請求項9】

前記処理ガス供給部は、
前記処理容器内に処理液を供給する処理液供給部と、
前記処理容器内で前記処理液を気化させて処理ガスを発生させる気化部と、
を有する請求項８記載の基板処理装置。

【請求項10】

シラザン結合を有する膜が形成され、当該膜にプリベークが施されている基板を処理容器内に搬入する手順と、
前記基板を第１温度に加熱して当該基板に処理ガスを供給することにより前記シラザン結合を有する膜を改質する改質処理手順と、
前記基板を前記第１温度より高く、前記プリベーク時の温度以下の第２温度で加熱する乾燥処理手順と、
をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【請求項11】

前記処理容器内に処理液を供給する手順と、
前記処理容器内の気化器で前記処理液を気化させて前記処理ガスを発生させる手順と、
をコンピュータに実行させる請求項１０に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理方法、基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

大規模集積回路（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：以下、単にＬＳＩともいう）の微細化に伴って、トランジスタ素子間の漏れ電流干渉を制御する加工技術は、技術的な困難を増してきている。ＬＳＩの素子間分離は、基板となるシリコン（Ｓｉ）上に隣接して設けられた分離対象の素子間に、溝もしくは孔等の空隙を形成し、その空隙内に絶縁物を堆積する方法によってなされている。絶縁物としては、酸化膜が用いられることが多く、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）が用いられる。ＳｉＯ膜は、Ｓｉ基板自体の酸化や、化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ法）や、絶縁物塗布法（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ：ＳＯＤ法）等によって形成することができる。

【0003】

近年の微細化により、微細構造内への酸化物の埋め込み、特に縦方向に深い、あるいは横方向に狭い空隙構造内への酸化物の埋め込みを行う際に、ＣＶＤ法による埋め込み方法は技術的な限界に達しつつある。この様な背景を受けて、流動性を有する酸化物を用いた埋め込み方法、すなわち、ＳＯＤ法の採用が増加傾向にある。ＳＯＤ法では、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）と呼ばれる無機もしくは有機成分を含む塗布絶縁材料が用いられている。この材料は、ＣＶＤ酸化膜の登場以前よりＬＳＩの製造工程に採用されていたが、加工技術が０．３５μｍ〜１μｍ程度の加工寸法であった。微細化を実現するため、この材料を塗布した後に、例えば窒素雰囲気にて４００℃程度の熱処理を行う改質工程が実施されることがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、近年、ＬＳＩ、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙに代表される半導体装置の最小加工寸法が、３０ｎｍ幅より小さくなってきている。そのため、ＳＯＤ法を用いる場合において、品質を保ったままの微細化や、製造スループット向上の達成や、処理温度の低温化が課題になってきている。

【0005】

本発明は、基板上に形成される膜の特性を向上させると共に、製造スループットを向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一態様によれば、
シラザン結合を有する膜が形成され、当該膜にプリベークが施されている基板を処理容器内に搬入する工程と、前記基板を第１温度に加熱して当該基板に処理ガスを供給する改質処理工程と、前記基板を前記第１温度より高く、前記プリベーク時の温度以下の第２温度で加熱する乾燥処理工程と、を有する基板処理方法が提供される。

【0007】

他の態様によれば、
シラザン結合を有する膜が形成され、当該膜にプリベークが施されている基板を収容する処理容器と、前記基板に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記基板を加熱する加熱部と、前記基板を第１温度に加熱するとともに前記処理ガスを前記基板に供給して、前記シラザン結合を有する膜を改質処理した後に、当該第１温度よりも高く、前記プリベーク時の温度以下の第２温度に前記基板を加熱する様に、前記処理ガス供給部と前記加熱部を制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。

【0008】

更に他の態様によれば、
シラザン結合を有する膜が形成され、当該膜にプリベークが施されている基板を処理容器内に搬入する工程と、前記基板を第１温度に加熱して当該基板に処理ガスを供給する改質処理工程と、前記基板を前記第１温度より高く、前記プリベーク時の温度以下の第２温度で加熱する乾燥処理工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。

【0009】

更に他の態様によれば、
シラザン結合を有する膜が形成され、当該膜にプリベークが施されている基板を処理容器内に搬入する手順と、前記基板を第１温度に加熱して当該基板に処理ガスを供給する改質処理手順と、前記基板を前記第１温度より高く、前記プリベーク時の温度以下の第２温度で加熱する乾燥処理手順と、をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、基板上に形成される膜の特性を向上させると共に、製造スループットを向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の縦断面概略図である。

【図3】本発明の実施形態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る。

【図4】本発明の一実施形態に係る基板処理工程の事前処理を示すフロー図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る基板処理イベントと温度のタイミング例を示す図である。

【図7】従来の基板処理イベントと温度のタイミング例を示す図である。

【図8】本発明の一実施形態と従来の基板上の異物量の比較を示す図である。

【図9】本発明の他の実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

まず、発明者等が得た知見について説明する。

【0013】

発明者等は、シラザン結合（≡Ｓｉ−Ｎ＝結合、以下、−Ｓｉ−Ｎ−結合とも表記する）を含有する膜が表面に形成された基板、例えば、ポリシラザン（ＳｉＨ_２ＮＨ、以下、ＰＨＰＳともいう）を表面に塗布してポリシラザン膜を形成した基板を処理液や処理ガスで処理すると、複数の異物（パーティクル）が発生し、処理後の基板上に付着することがあるという課題を見出した。また、異物の発生により、品質を保つことができず、微細化を阻害させることがあるという課題を見出した。さらに、これらに付随し、品質を確保した基板処理を継続し続けることができず、製造スループットが悪化することがあるという課題を見出した。

【0014】

発明者等は、これら課題の原因を以下の点であると推察した。

【0015】

まず、ポリシラザン膜は、ポリシラザン溶液の塗布と、プリベークと、により形成される。しかしながら、このプリベークでは、ポリシラザンの塗布膜中の溶剤や不純物を完全に除去させることは困難である。そのため、その後に行われる改質処理工程で、プリベーク後のポリシラザン膜中に残存している溶剤が膜中から離脱し、処理容器内にアウトガスとして放出され、基板に再付着して反応を起こしてしまうことがある。

【0016】

また、プリベークや改質処理工程において、分子量の低いポリシラザンが塗布膜中から離脱し、処理容器内にアウトガスとして放出され、基板に再付着して残存溶剤と反応することがある。その結果、基板表面に、ＳｉＯの異物もしくは不純物として付着してしまうことがある。

【0017】

また、改質処理工程において、処理液として用いられる過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）水に含まれる不純物と、ポリシラザン膜中に残存している溶剤などと、が反応し、副生成物が生成されることがある。

【0018】

これらの原因を踏まえて鋭意研究した結果、発明者等は、ポリシラザン膜を改質した後の乾燥処理工程で、ポリシラザン塗布後のプリベーク時の温度以下の温度で基板を乾燥させること、または、処理液の純度を高めること、または、これらの手法を組み合わせること等で、上述の課題を解決できることを見出した。

【0019】

＜本発明の第１の実施形態＞
以下、本発明の好ましい実施の形態の一つである第１の実施形態について、図面を参照してより詳細に説明する。

【0020】

（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態に係る基板処理装置の構成について、主に図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る基板処理装置の概略構成図であり、処理炉２０２部分を縦断面で示している。図２は、本実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉２０２の縦断面概略図である。

【0021】

（処理容器）
図１に示すように、処理炉２０２は処理容器（反応管）２０３を備えている。処理容器２０３は、例えば石英（ＳｉＯ_２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。処理容器（反応管）２０３の筒中空部には、処理室２０１が形成されている。処理室２０１は、基板としてのウエハ２００を、後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。

【0022】

処理容器２０３の下部には、処理容器２０３の下端開口（炉口）を気密に封止（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、処理容器２０３の下端に垂直方向下側から当接されるように構成されている。シールキャップ２１９は円板状に形成されている。基板の処理空間となる処理室２０１は、主に、処理容器２０３とシールキャップ２１９とで構成される。

【0023】

（基板支持部）
基板支持部（基板保持部）としてのボート２１７は、複数枚のウエハ２００を多段に保持できるように構成されている。ボート２１７は、複数枚のウエハ２００を保持する複数本の支柱２１７ａを備えている。支柱２１７ａは例えば３本備えられている。複数本の支柱２１７ａは、それぞれ、底板２１７ｂと天板２１７ｃとの間に架設されている。複数枚のウエハ２００は、支柱２１７ａにより、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で整列させられ、管軸方向に多段に保持されるように構成されている。天板２１７ｃの外径は、ボート２１７に保持されるウエハ２００の最大外径よりも大きくなるように形成されている。

【0024】

支柱２１７ａ、底板２１７ｂ、天板２１７ｃの構成材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）等の熱伝導性の高い非金属材料が用いられる。特に、上述の構成材料として、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上である非金属材料を用いることが好ましい。熱伝導率が問題にならなければ、上述の構成材料として、石英（ＳｉＯ）などを用いてもよい。また、金属によるウエハ２００への汚染が問題にならなければ、支柱２１７ａ、天板２１７ｃを、例えばステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料で形成してもよい。支柱２１７ａ、天板２１７ｃの構成材料として金属を用いる場合、これらの金属部材に、セラミックやテフロン（登録商標）などの被膜を形成してもよい。

【0025】

ボート２１７の下部には、例えば石英や炭化シリコン等の耐熱材料からなる断熱体２１８が設けられており、第１の加熱部２０７からの熱がシールキャップ２１９側へ伝わりにくくなるように構成されている。断熱体２１８は、断熱部材として機能すると共にボート２１７を保持する保持体としても機能する。断熱体２１８は、図示するように円板形状に形成された断熱板が水平姿勢で多段に複数枚設けられたものに限らず、例えば円筒形状に形成された石英キャップ等であってもよい。また、断熱体２１８は、ボート２１７の構成部材の１つとして考えてもよい。

【0026】

（昇降部）
処理容器２０３の下方には、ボート２１７を昇降させて処理容器２０３の内外へ搬送する昇降部としてのボートエレベータが設けられている。ボートエレベータには、ボートエレベータによりボート２１７が上昇された際に炉口を封止するシールキャップ２１９が設けられている。

【0027】

シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、ボート２１７を回転させるボート回転機構２６７が設けられている。ボート回転機構２６７の回転軸２６１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。ボート回転機構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。

【0028】

（第１の加熱部）
処理容器２０３の外側には、処理容器２０３の側壁面を囲う同心円状に、処理容器２０３内のウエハ２００を加熱する第１の加熱部２０７が設けられている。第１の加熱部２０７は、ヒータベース２０６により支持されて設けられている。図２に示すように、第１の加熱部２０７は、第１〜第４のヒータユニット２０７ａ〜２０７ｄを備えている。ヒータユニット２０７ａ〜２０７ｄはそれぞれ、処理容器２０３内におけるウエハ２００の配列方向に沿って設けられている。

【0029】

処理容器２０３内には、加熱部としてのヒータユニット２０７ａ〜２０７ｄ毎に、ウエハ２００または周辺温度を検出する温度検出器として、例えば熱電対等の第１〜第４の温度センサ２６３ａ〜２６３ｄが設けられている。温度センサ２６３ａ〜２６３ｄは、それぞれ、処理容器２０３とボート２１７との間にそれぞれ設けられている。なお、温度センサ２６３ａ〜２６３ｄは、それぞれ、ヒータユニット２０７ａ〜２０７ｄによりそれぞれ加熱される複数枚のウエハ２００のうち、その中央に位置するウエハ２００の温度を検出するように設けられてもよい。

【0030】

第１の加熱部２０７、温度センサ２６３ａ〜２６３ｄには、図３に示す温度制御コントローラ４００を介して後述するコントローラ１２１が電気的に接続されている。コントローラ１２１は、処理容器２０３内のウエハ２００の温度が所定の温度になるように、温度センサ２６３ａ〜２６３ｄによりそれぞれ検出された温度情報に基づいて、ヒータユニット２０７ａ〜２０７ｄへの供給電力を所定のタイミングにてそれぞれ制御するように構成されている。また、コントローラ１２１は、ヒータユニット２０７ａ〜２０７ｄ毎に個別に温度設定や温度調整を行うことができるように構成されている。

【0031】

（ガス供給部）
図１，図２に示すように、処理容器２０３と第１の加熱部２０７との間には、処理液供給ノズル５０１が設けられている。処理液供給ノズル５０１は、例えば熱伝導率の低い石英等により形成されている。処理液供給ノズル５０１は二重管構造を有していてもよい。処理液供給ノズル５０１は、処理容器２０３の外壁の側部に沿って配設されている。処理液供給ノズル５０１の先端（下流端）は、処理容器２０３の頂部（上端開口）に気密に接続されている。処理容器２０３の上端開口に接続された処理液供給ノズル５０１の先端には、供給孔５０２が設けられている。供給孔５０２は、処理液供給ノズル５０１内を流れる処理液を、処理容器２０３内に収容されたボート２１７の上部に設けられた気化器２１７ｄに向かって供給するように構成されている。後述の例では、供給孔５０２は、気化器２１７ｄに向けて処理液を滴下するように構成されている。ただし、供給孔５０２の構成はこのような態様に限定されず、例えば、供給孔５０２から気化器２０１ｄに向けて処理液を噴射するように構成してもよい。ガス供給部は、主に、気化部としての気化器２１７ｄ、処理液供給ノズル５０１、および、処理液供給部としての供給孔５０２で構成されている。

【0032】

また、上述のガス供給部には、酸素含有ガス供給部６０２を含めるように構成してもよい。酸素含有ガス供給部６０２は、酸素含有ガスを供給するガス供給管６０２ｃを備えている。ガス供給管６０２ｃには、上流側から順に、バルブ６０２ａ、ガス流量制御部（マスフローコントローラ）６０２ｂ、バルブ６０１ｄが設けられている。酸素含有ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ_２）ガス、オゾン（Ｏ_３）ガス、亜酸化窒素（ＮＯ）ガスの少なくとも１つ以上を含むガスが用いられる。また、ガス供給管６０２ｃには、酸素含有ガスを加熱するガス加熱部６０２ｅが設けられている。ガス加熱部６０２ｅは、ガス供給管６０２ｃ内を流れる酸素含有ガスを、例えば８０〜１５０℃程度、好ましくは１００℃〜１２０℃程度の温度に加熱するように構成されている。酸素含有ガスを加熱することで、気化器２１７ｄに供給された処理液の気化を補助することができる。また、処理容器２０３内に供給された処理ガスの液化を抑制することができる。なお、酸素含有ガスの加熱は、上述の第１の加熱部で行われるように構成してもよい。

【0033】

処理液供給ノズル５０１の上流端には、処理液を供給する処理液供給管２８９ａの下流端が接続されている。処理液供給管２８９ａには、上流方向から順に、液体流量制御ユニット３００と、パージガス供給部６０１と、が設けられている。

【0034】

（液体流量制御ユニット）
液体流量制御ユニット３００は、処理液を供給する流体管３１０ａを備えている。液体管３１０ａの下流端は、処理液供給管２８９ａの上流端に接続されている。流体管３１０ａには、上流側から順に、リザーブタンク３０１、オートバルブ３０２ａ、ハンドバルブ３０３ａ、フィルタ３０４、オートバルブ３０２ｂ、液体流量コントローラ（ＬＭＦＣ）３０５、バルブ３０２ｃ，３０２ｄが設けられている。液体管３１０ａの上流端は、リザーブタンク３０１内に貯留された処理液の液面以下に位置するように設けられている。リザーブタンク３０１には、圧送ガス供給部、ガス排出部、処理液排出部が接続されている。リザーブタンク３０１の容量は１〜５リットルとするのが好ましく、例えば２リットルとすることができる。リザーブタンク３０１の容量は、後述の基板処理工程が２回以上連続で実行できる容量とするのが好ましい。

【0035】

圧送ガス供給部は、圧送ガスを供給するガス管３１０ｂを備えている。ガス管３１０ｂには、上流側から順に、オートバルブ３０２ｅ、気体流量コントローラ（ＭＦＣ）３０９、オートバルブ３０２ｆ，３０２ｇ、ハンドバルブ３０３ｂが設けられている。ガス管３１０ｂの下流端は、リザーブタンク３０１内に貯留された処理液の液面上方に位置するように設けられている。少なくとも、ガス管３１０ｂ、オートバルブ３０２ｇ、ＭＦＣ３０９により圧送ガス供給部が構成されている。オートバルブ３０２ｅ，３０２ｆ、ハンドバルブ３０３ｂを圧送ガス供給部に含めて考えてもよい。圧送ガス供給部からリザーブタンク３０１内に圧送ガスとして例えば窒素（Ｎ_２）ガスを供給することによって、リザーブタンク３０１内からフィルタ３０４に向けて処理液が圧送される。

【0036】

ガス排出部は、ガス管３１０ｃを備えている。ガス管３１０ｃには、上流側から順に、ハンドバルブ３０３ｃ、オートバルブ３０２ｈが設けられている。ガス管３１０ｃの上流端は、リザーブタンク３０１内に貯留された処理液の液面上方に位置するように設けられている。少なくとも、ガス管３１０ｃ、オートバルブ３０２ｈにより、ガス排出部が構成されている。ハンドバルブ３０３ｃをガス排出部に含めて考えてもよい。

【0037】

流体管３１０ａにおけるオートバルブ３０２ｃと３０２ｄの間には、ドレイン管３１０ｅが接続されている。ドレイン管３１０ｅには、オートバルブ３０２ｉが設けられている。また、フィルタ３０４には、ガス管３１０ｄが接続されている。ガス管３１０ｄの下流端は、ドレイン管３１０ｅにおけるオートバルブ３０２ｉの下流側に接続されている。ガス管３１０ｄには、オートバルブ３０２ｊが設けられている。フィルタ３０４は、リザーブタンク３０１から供給された処理液中に含まれる気体を取り出し、液体だけを流体管３１０ａを介してＬＭＦＣ３０５に送り出すように構成されている。処理液中に含まれていた気体は、ガス管３１０ｄ、ドレイン管３１０ｅを介して排出される。フィルタ３０４から送り出された処理液は、ＬＭＦＣ３０５により流量制御され、処理液供給管２８９ａ内に供給される。

【0038】

パージガス供給部６０１は、パージガスを供給するパージガス供給管６０１ｃを備えている。パージガス供給管６０１ｃには、上流側から順に、オートバルブ６０１ａ、ＭＦＣ６０１ｂ、オートバルブ６０１ｄが設けられている。パージガス供給管６０１ｃの下流端は、処理液供給管２８９ａに接続されている。パージガスとしては、ウエハ２００やウエハ２００に形成された膜に対して反応性の低い不活性ガスを用いることが好ましく、例えば、窒素（Ｎ_２）ガスや、Ａｒ（アルゴン）ガス、Ｈｅ（ヘリウム）ガス、Ｎｅ（ネオン）ガスなどの希ガスが用いられる。

【0039】

（排気部）
処理容器２０３の下方には、処理室２０１内のガスを排気する第１の排気管２３１の上流端が接続されている。第１の排気管２３１には、上流側から順に、圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２５５、真空ポンプ（排気装置）２４６ａが設けられている。第１の排気管２３１におけるＡＰＣバルブ２５５の上流側には、第２の排気管２４３が接続されている。第２の排気管２４３には、上流側から順に、ＡＰＣバルブ２４０、分離器２４４、真空ポンプ（排気装置）２４６ｂが設けられている。分離器２４４には、液体回収タンク２４７が接続されている。

【0040】

処理室２０１内は、真空ポンプ２４６ａ，２４６ｂで発生する負圧によって排気される。なお、ＡＰＣバルブ２５５，２４０は、弁の開閉により処理室２０１内の排気および排気停止を行うことができる開閉弁であり、また、弁開度の調整により処理室２０１内の圧力を調整することができる圧力調整弁でもある。第１の排気管２３１におけるＡＰＣバルブ２５５の上流側には、圧力検出器としての圧力センサ２２３が設けられている。圧力センサ２２３には、後述するコントローラ１２１（図３参照）が電気的に接続されている。コントローラ１２１は、圧力センサ２２３により検出された圧力情報に基づいて、ＡＰＣバルブ２５５，２４０の弁開度を制御し、処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるよう、所望のタイミングで制御するように構成されている。

【0041】

主に、第１の排気管２３１、ＡＰＣバルブ２５５、圧力センサ２２３により第１の排気部が構成されている。真空ポンプ２４６ａを第１の排気部に含めて考えてもよい。また、第２の排気管２４３、ＡＰＣバルブ２４０により第２の排気部が構成されている。第１の排気管２３１における第２の排気管２４３との接続部よりも上流側、圧力センサ２２３、分離器２４４、真空ポンプ２４６ｂを第２の排気部に含めて考えてもよい。本明細書では、第１の排気部および第２の排気部のうちいずれか、或いは、両方を、単に排気部とも称する。

【0042】

（第２の加熱部）
後述する基板処理工程において、反応物として例えば過酸化水素を用い、処理ガスとして例えば過酸化水素ガスを用いる場合、過酸化水素ガスが、処理容器２０３内で過酸化水素の気化点よりも低い温度に冷却され、再液化してしまう可能性がある。なお、過酸化水素ガスとは、例えば、液体状態の過酸化水素である過酸化水素水を、気化またはミスト化させたものをいう。

【0043】

過酸化水素ガスの再液化は、処理容器２０３内における第１の加熱部２０７で加熱される領域以外の領域で発生してしまう場合が多い。第１の加熱部２０７は、上述したように処理容器２０３内のウエハ２００を加熱するように設けられている。そのため、処理容器２０３内のウエハ２００が収容された領域は、第１の加熱部２０７により適正に加熱されることとなる。しかしながら、処理容器２０３内におけるウエハ２００の収容領域以外の領域は、第１の加熱部２０７では加熱されにくい。その結果、処理容器２０３内における第１の加熱部２０７で加熱される領域以外の領域は比較的低温となりやすく、過酸化水素ガスが、この低温の領域を通過する際に冷却され、再液化してしまう場合がある。

【0044】

過酸化水素ガスが再液化して生じてしまった液体（以下、単に「液体」ともいう）は、処理容器２０３内の底部、例えば、シールキャップ２１９の上面等に溜まる場合がある。このため、再液化された過酸化水素とシールキャップ２１９とが反応し、シールキャップ２１９が損傷を受けてしまう場合がある。

【0045】

また、液体がシールキャップ２１９上に溜まっていると、シールキャップ２１９を下降させて炉口（処理容器２０３の下端開口）を開放した際、シールキャップ２１９上の液体が炉口から処理容器２０３の外部へ落ちる場合がある。このため、処理炉２０２の炉口周辺の部材が損傷を受ける場合があるとともに、作業員等が安全に処理炉２０２付近に立ち入ることができない場合がある。

【0046】

過酸化水素水は、例えば常温で固体または液体である原料（反応物）として過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）を用い、溶媒として水（Ｈ_２Ｏ）を用い、過酸化水素を水に溶解させることで製造されている。過酸化水素の沸点（気化点）は、水の沸点よりも高いことが知られている。このため、過酸化水素ガスが再液化して生じた液体は、処理容器２０３内に供給される際の過酸化水素水と比べ、過酸化水素の含有濃度が高くなる場合がある。

【0047】

そして、過酸化水素ガスが再液化することで生じた液体が処理容器２０３内で再び気化され、気化ガスが再び発生する場合がある（以下、このガスを「再気化ガス」ともいう）。上述したように、過酸化水素と水とは気化点が異なり、先に水が蒸発して排気される。そのため、再気化ガスは、ウエハ２００に供給された直後の過酸化水素ガスと比べ、過酸化水素の濃度が高くなる場合がある。

【0048】

従って、再気化ガスが発生した処理容器２０３内では、過酸化水素ガスの濃度が不均一になる場合がある。例えば、高濃度の過酸化水素水が溜まりやすい処理容器２０３内の底部では、それ以外の場所に比べ、過酸化水素ガスの濃度が高くなる傾向がある。その結果、処理容器２０３内の複数枚のウエハ２００間での基板処理が不均一になり、基板処理の特性にバラツキが生じる場合がある。また、ロット間での基板処理が不均一になる場合もある。

【0049】

また、過酸化水素の再液化と再気化とが繰り返されることで、過酸化水素の濃度が高まっていく場合がある。その結果、過酸化水素水の高濃度化による爆発や燃焼が発生するおそれもある。

【0050】

これらの課題を解決するため、本実施形態では、図１および図２に示すように、第１の加熱部２０７で加熱される領域以外の領域を加熱するように、第２の加熱部２８０を設けることとしている。第２の加熱部２８０は、例えば、処理容器２０３の下部の外側（外周）に、処理容器２０３の側壁面を同心円状に囲うように設けることが好ましい。

【0051】

第２の加熱部２８０は、第１の排気管２３１へ向かって処理容器２０３の上側（上流側）から下側（下流側）へ流れる過酸化水素ガスを、処理容器２０３内の下流側（すなわち処理容器２０３内の断熱体２１８が収容される領域）で加熱するように構成されている。また、第２の加熱部２８０は、処理容器２０３の炉口部周辺の部材、すなわち、処理容器２０３の下端開口を封止するシールキャップ２１９、処理容器２０３の下部、処理容器２０３内の底部に配設される断熱体２１８等の、処理容器２０３の下部を構成する部材を加熱するように構成されている。言い換えれば、第２の加熱部２８０は、ボート２１７が処理室２０１内に搬入された際における底板２１７ｂの位置よりも下方の領域を構成する部材を加熱するように構成されている。

【0052】

第２の加熱部２８０には、後述するコントローラ１２１が電気的に接続されている。コントローラ１２１は、処理容器２０３内の温度を、処理容器２０３内の下流側において処理ガス（過酸化水素ガス）の液化を抑制できるような温度（例えば１００℃から３００℃）とするように、第２の加熱部２８０への供給電力を所定のタイミングにて制御するように構成されている。第２の加熱部２８０による処理容器２０３の炉口部の加熱は、少なくとも、処理容器２０３内に処理液が供給されている間は継続して行われる。好ましくは、ウエハ２００が処理容器２０３内に搬入された後から搬出される前まで継続して行われる。第２の加熱部２８０を用いた加熱を行うことによって、炉口部での処理ガスの液化や、パーティクルや不純物などの炉口部への付着を防止することができる。また、第２の加熱部２８０を用いた加熱をウエハ２００の搬入直後から開始することによって、処理ガス供給前の環境を整える時間を短縮することができる。

【0053】

（制御部）
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。

【0054】

記憶装置１２１ｃ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などが記載されたプログラムレシピ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１２１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、このプログラム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、プログラム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、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。

【0055】

Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＬＭＦＣ３０５、ＭＦＣ３０９，６０１ｂ，６０２ｂ、オートバルブ３０２ａ〜３０２ｊ，６０１ａ，６０１ｄ，６０２ａ，６０２ｄ、シャッタ２５２、２５４、２５６、ＡＰＣバルブ２５５，２４０、真空ポンプ２４６ａ，２４６ｂ、圧力センサ２２３、第１の加熱部２０７（２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄ）、第２の加熱部２８０、温度センサ２６３ａ〜２６３ｄ、ボート回転機構２６７、ブロア回転機構２５９等に接続されている。

【0056】

ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃ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からプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ１２１ａは、読み出されたプロセスレシピの内容に沿うように、ＬＭＦＣ３０５による処理液の流量調整動作、ＭＦＣ３０９，６０１ｂ，６０２ｂによるガスの流量調整動作、オートバルブ３０２ａ〜３０２ｊ，６０１ａ，６０１ｄ，６０２ａ，６０２ｄの開閉動作、シャッタ２５２，２５４，２５６の遮断動作、ＡＰＣバルブ２５５，２４０の開閉調整動作、温度センサ２６３ａ〜２６３ｄに基づく第１の加熱部２０７の温度調整動作、第２の加熱部２８０の温度調整動作、真空ポンプ２４６ａ，２４６ｂの起動及び停止、ブロア回転機構２５９の回転速度調節動作、ボート回転機構２６７の回転速度調節動作、等を制御するように構成されている。

【0057】

コントローラ１２１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よい。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）１２３を用意し、この外部記憶装置１２３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１２１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ための手段は、外部記憶装置１２３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、外部記憶装置１２３を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。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、その両方を含む場合がある。

【0058】

（２）事前処理工程
ここで、基板としてのウエハ２００に対して後述の基板処理工程を施す前に行われる事前処理工程について、図４を用いて説明する。

【0059】

図４に示すように、ウエハ２００には、ポリシラザン（ＰＨＰＳ）塗布工程（Ｔ２０）と、プリベーク工程（Ｔ３０）と、が順に施される。ＰＨＰＳ塗布工程（Ｔ２０）では、塗布装置（不図示）を用いてウエハ２００の表面にポリシラザンを塗布する。塗布されたポリシラザンの厚さは、ポリシラザンの分子量、ポリシラザン溶液の粘度、コータの回転数によって調整される。プリベーク工程（Ｔ３０）では、ウエハ２００の表面に塗布されたポリシラザンから溶剤が除去される。具体的には、ポリシラザンを塗布したウエハ２００を７０℃〜２５０℃程度の温度に加熱することで、ポリシラザンの塗布膜中から溶剤を揮発させる。この加熱処理は、好ましくは１５０℃程度で行われる。

【0060】

ウエハ２００としては、表面に微細構造である凹凸構造を有するシリコン基板等を好適に用いることができる。ウエハ２００の表面に供給されたポリシラザンは、少なくとも凹部（溝）内に充填され、溝内には、シラザン結合を有するシリコン（Ｓｉ）含有膜が形成されることとなる。後述の基板処理工程では、このシラザン結合を有するＳｉ含有膜が形成され、この膜にプリベークが施されているウエハ２００に対し、処理ガスとして過酸化水素水の気化ガスを供給して改質処理を行う例について説明する。なお、Ｓｉ含有膜には、Ｓｉや窒素（Ｎ）、水素（Ｈ）が含まれており、場合によっては、炭素（Ｃ）や他の不純物が混ざっている可能性がある。なお、微細構造を有する基板とは、基板の表面に対して垂直方向に深い溝（凹部）が形成された基板や、基板の表面に対して平行方向に例えば１０ｎｍ〜３０ｎｍ程度の幅の狭い溝（凹部）が形成された基板などをいう。すなわち、微細構造を有する基板とは、その表面にアスペクト比の高い凹凸構造が形成された基板をいう。

【0061】

（３）基板処理工程
続いて、本実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程として実施される基板処理工程について、図５、図６を用いて説明する。この工程は、上述の基板処理装置により実施される。本実施形態では、この基板処理工程の一例として、処理ガスとして過酸化水素ガスを用い、基板としてのウエハ２００上に形成されたシリコン含有膜をシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）に改質（酸化）する工程（改質処理工程）を行う場合について説明する。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１２１により制御される。

【0062】

過酸化水素水は、水蒸気（水、Ｈ_２Ｏ）と比較すると、活性化エネルギーが高く、１分子中に含まれる酸素原子の数が多いため、酸化力が強い。そのため、処理ガスとして過酸化水素ガスを用いることで、ウエハ２００表面の溝内に形成された膜の深部（溝の底部）まで酸素原子（Ｏ）を到達させることができる。従って、ウエハ２００上の膜の表面部と深部との間で改質処理の度合いをより均一にすることができる。すなわち、ウエハ２００に形成された膜の表面部と深部との間で、より均一な基板処理を行うことができ、改質処理後の膜の誘電率等を厚さ方向で均一化させることができる。また、、処理ガスとして過酸化水素ガスを用いることで、改質処理工程を低温で行うことができ、ウエハ２００上に形成された回路素子の性能劣化等を抑制することができる。なお、本実施形態においては、反応物としての過酸化水素を気化もしくはミスト化したもの（すなわち気体状態の過酸化水素）を過酸化水素ガスと呼び、液体状態の過酸化水素を処理液（過酸化水素水）と呼んでいる。

【0063】

（基板搬入工程（Ｓ１０））
まず、予め指定された枚数のウエハ２００をボート２１７に装填（ウエハチャージ）する。そして、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７を、ボートエレベータによって持ち上げて処理容器２０３内（処理室２０１内）に搬入（ボートロード）する。この状態で、処理炉２０２の開口部である炉口は、シールキャップ２１９によりシールされた状態となる。

【0064】

（圧力・温度調整工程（Ｓ２０））
処理容器２０３内が所望の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ２４６ａ，２４６ｂの少なくともいずれかによって真空排気する。また、バルブ６０２ａ，６０１ｄを開き、酸素含有ガス供給部６０２から処理容器２０３内へ酸素含有ガスを供給する。好ましくは、酸素含有ガスを、ガス加熱部６０２ｅで例えば１００℃〜１２０℃に加熱した後に供給する。この際、処理容器２０３内の圧力は、圧力センサ２２３で測定し、この測定した圧力に基づきＡＰＣバルブ２５５，２４０の開閉をフィードバック制御する（圧力調整）。処理容器２０３内の圧力は、微減圧状態、例えば７００ｈＰａ〜１０００ｈＰａに調整する。

【0065】

処理容器２０３内に収容されたウエハ２００が所定の第１温度、例えば４０℃〜３００℃、好ましくは７０℃〜１３０℃となるように、第１の加熱部２０７によって加熱する。この際、処理容器２０３内のウエハ２００が第１温度となるように、温度センサ２６３ａ〜２６３ｄが検出した温度情報に基づき、ヒータユニット２０７ａ〜２０７ｄへの供給電力をフィードバック制御する（温度調整）。このとき、ヒータユニット２０７ａ〜２０７ｄの設定温度は、全て同じ温度となるように制御する。さらに、処理容器２０３内、特に、処理容器（反応管）２０３の下方で、過酸化水素ガスが再液化されない温度となるように、第２の加熱部２８０によって加熱する。第２の加熱部２８０の設定温度は、例えば１００℃〜２００℃とする。

【0066】

また、ウエハ２００を加熱しつつ、ボート回転機構２６７を作動して、ボート２１７の回転を開始する。この際、ボート２１７の回転速度をコントローラ１２１によって制御する。なお、ボート２１７は、少なくとも後述する改質処理工程（Ｓ３０）が終了するまでの間は、常に回転させた状態を維持する。

【0067】

（改質処理工程（Ｓ３０））
ウエハ２００が所定の第１温度に到達し、ボート２１７が所望の回転速度に到達したら、処理液供給管２８９ａ、処理液供給ノズル５０１を介した処理容器２０３内への過酸化水素水の供給を開始する。図６に、改質処理工程（Ｓ３０）を８０℃で開始する例、すなわち、第１温度を８０℃としたときの例を示す。

【0068】

以下、改質処理工程（Ｓ３０）の手順について詳しく説明する。まず、バルブ３０２ｈ，３０２ｊ，３０２ｉを閉じた状態で、バルブ３０３ａ，３０２ａ〜３０２ｄを開ける。次に、バルブ３０３ｂ，３０２ｅ〜３０２ｇを開き、圧送ガス供給源（図示せず）からリザーブタンク３０１内に、ＭＦＣ３０９により流量制御しながら圧送ガスを供給する。そして、リザーブタンク３０１内に貯留されている過酸化水素水を、ＬＭＦＣ３０５により流量制御しながら、処理液供給管２８９ａ、処理液供給ノズル５０１、供給孔５０２を介して処理容器２０３内に供給する。過酸化水素水の流量は、例えば、１ｃｃ／ｍｉｎ〜３０ｃｃ／ｍｉｎ、好ましくは５ｃｃ／ｍｉｎ〜２０ｃｃ／ｍｉｎ、さらに好ましくは１０ｃｃ／ｍｉｎとする。圧送ガスとしては、例えば窒素（Ｎ_２）ガス等の不活性ガスや、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ａｒガス等の希ガスを用いることができる。

【0069】

ここで、処理液供給ノズル５０１内には、過酸化水素ガスではなく、過酸化水素水を流すのが好ましい。というのも、処理液供給ノズル５０１内に過酸化水素ガスを流すと、処理液供給ノズル５０１の熱条件によっては、処理容器２０３内に供給される過酸化水素ガスの濃度にばらつきが出てしまう場合がある。この場合、処理容器２０３内における過酸化水素の濃度分布が不安定となり、再現性良く基板処理を行うことが難しくなる場合がある。更に、処理液供給ノズル５０１内における過酸化水素の濃度が高濃度となると、処理液供給ノズル５０１の内部が腐食してしまうこともある。そして、腐食により発生した異物が、例えば膜処理等の基板処理に悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、本実施形態においては、処理液供給ノズル５０１内に、過酸化水素ガスではなく、過酸化水素水を流すようにしている。

【0070】

処理液供給ノズル５０１から処理容器２０３内に供給された過酸化水素水は、加熱された気化部としての気化器２１７ｄに接触し、気化される。これにより、処理ガスとしての過酸化水素ガス（即ち過酸化水素水ガス）が生成されることとなる。なお、過酸化水素水の気化を促進させるため、気化器２１７ｄの上部や周囲に第３の加熱部（不図示）を設け、気化器２１７ｄを加熱するように構成してもよい。

【0071】

処理室２０１内で生成された過酸化水素水ガスは、第１の排気管２３１に向かって流れ、この過程で、ウエハ２００の表面に供給されることとなる。その結果、ウエハ２００の表面で酸化反応が生じ、ウエハ２００上に形成されていたポリシラザン膜は、ＳｉＯ膜に改質されることとなる。

【0072】

なお、処理容器２０３内に過酸化水素水を供給する際、上述の第２の排気系を用いて処理室２０１内の排気を行うことで、排気ガス中に含まれる過酸化水素を回収するようにしてもよい。この場合、ＡＰＣバルブ２５５を閉じ、ＡＰＣバルブ２４０を開き、処理容器２０３内の雰囲気を、第２の排気管２４３を介して排気するようにすればよい。第２の排気管２４３内を流れた排気ガスは、分離器２４４により、過酸化水素を含む液体と、過酸化水素を含まない気体と、に分離される。過酸化水素を含む液体は液体回収タンク２４７内に回収され、過酸化水素を含まない気体は真空ポンプ２４６ｂから排気されることとなる。

【0073】

また、処理容器２０３内に過酸化水素水を供給する際、ＡＰＣバルブ２５５，２４０を閉じるか、その開度を小さくすることで、処理容器２０３内に過酸化水素ガスを封じ込め、処理容器２０３内を加圧するようにしてもよい。これにより、処理容器２０３内における過酸化水素ガスの濃度分布を均一化させることができ、ウエハ２００の面内における改質処理の均一性、および、ウエハ２００間における改質処理の均一性をそれぞれ向上させることが可能となる。また、処理容器２０３内を加圧することで、上述の酸化反応を促進させ、ＳｉＯ膜の膜質を向上させることも可能となる。また、酸化処理に要する時間を短縮させ、生産性を向上させることも可能となる。

【0074】

また、処理容器２０３内への過酸化水素水の供給を開始する前に、酸素含有ガス供給部６０２からの酸素含有ガスの供給を先に開始し、処理容器２０３内を微減圧状態に保持しておくことが好ましい。酸素含有ガスの流量（第１流量）は、例えば、１ｓｌｍ〜３０ｓｌｍ、好ましくは５ｓｌｍ〜２０ｓｌｍ、より好ましくは１０〜２０ｓｌｍとすることができる。過酸化水素ガスを処理容器２０３に供給する際に、酸素含有ガスを供給することによって、上述の改質速度を向上させることができ、改質処理に要する時間を短縮することが可能となる。また、処理容器２０３内における異物の発生を抑制することも可能となる。更に、処理容器２０３内への過酸化水素水の供給を開始する前、すなわち、過酸化水素ガスの生成を開始する前に、処理容器２０３内への酸素含有ガスの供給を開始することにより、ウエハ２００の面内における改質処理の均一性、ウエハ２００間における改質処理の均一性をそれぞれ向上させることが可能となる。また、改質処理の品質を向上させることが可能となる。というのも、酸素含有ガスを予め供給してない状態で過酸化水素ガスを発生させた場合、処理容器２０３の上部に設けられたウエハ２００への処理と、処理容器２０３の下部に設けられたウエハ２００への処理と、が異なるタイミングで始まり、ウエハ２００間での改質処理の均一性が低下する可能性がある。また、ウエハ２００面内の周縁部への処理と、ウエハ２００面内の中央部への処理と、が異なるタイミングで始まり、ウエハ２００面内での改質処理の均一性が低下する可能性もある。また、処理容器２０３内での異物の発生量が増加し、膜質の制御が困難となる可能性もある。これに対し、処理容器２０３内に予め酸素含有ガスを供給し、微減圧状態に保持しておくことにより、これらの課題を回避することが可能となる。

【0075】

所定時間が経過し、ポリシラザン膜の改質が終了した後、バルブ３０２ｄを閉じ、処理容器２０３内への過酸化水素水の供給を停止する。また、バルブ６０２ａ，６０１ｄを閉じ、処理容器２０３内への酸素含有ガスの供給も停止する。

【0076】

ここで、市販されている過酸化水素水には、安定剤としての酸や塩化物が含まれている場合がある。また、市販されている過酸化水素水には、不純物が混入している場合もある。不純物としては、例えば、Ａｇ，Ａｌ，Ａｓ，Ａｕ，Ｂ，Ｂａ，Ｂｉ，Ｃａ，Ｃｄ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｋ，Ｌｉ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｍｉ，Ｎａ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｓｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｎ，Ｚｒ等の少なくとも何れかの元素が例示される。不純物は、例えば、過酸化水素水が入った容器の搬送時、保管中、基板処理装置への取り付ける際などに混入し得る。混入する不純物の量は、外部からの不純物混入を防ぐ機構が容器に備えられているか否か等により変化すると考えられるが、例えば、０．１ｐｐｍ〜１０ｐｐｍ程度の量が例示される。発明者等は、これら安定剤や不純物と、ポリシラザン膜に残留している溶剤や不純物、または、ポリシラザンとが反応し、異物（パーティクル）が発生している可能性があることを見出した。そこで、発明者等は、高純度の過酸化水素水と、標準の過酸化水素水と、について、安定剤や不純物の含有量を調査した。その結果、高純度の過酸化水素水に含まれる安定剤や不純物の量は、標準の過酸化水素水に含まれる安定剤や不純物の量に比べて約２分の１以下となっていることが分かった。例えば、標準の過酸化水素水には酸が１０ｐｐｍ以下、塩化物が０．３ｐｐｍ以下含まれており、高純度の過酸化水素水には酸が５ｐｐｍ以下、塩化物が０．０２ｐｐｍ以下含まれていることが分かった。標準品を用いたときのパーティクルの数と、高純度品を用いたときのパーティクルの数と、の比較結果については後述する。

【0077】

（乾燥処理工程（Ｓ４０））
改質処理工程（Ｓ３０）が終了した後、ウエハ２００を、上述のプリベーク工程（Ｔ３０）での処理温度以下の所定の第２温度に昇温させる。第２温度は、上述の第１温度よりも高い温度であって、プリベーク工程（Ｔ３０）の処理温度以下の温度に設定する。第２温度は、例えば１５０℃とすることができる。昇温後、温度を保持して、ウエハ２００と処理容器２０３内とを緩やかに乾燥させる。このように乾燥させることにより、ポリシラザン膜から離脱した副生成物であるアンモニア、塩化アンモニウム、炭素、水素の他、溶媒に起因するアウトガス等の不純物、過酸化水素に起因する不純物等を、ウエハ２００から、すなわち、ＳｉＯ膜中やＳｉＯ膜の表面から除去することができる。また、これらの物質のウエハ２００への再付着を抑制することもできる。

【0078】

なお、ウエハ２００を第２温度に昇温させる前、もしくは、昇温と同時に、酸素含有ガスの流量を、上述の第１流量よりも多い第２流量にすることが好ましい。第２流量は、例えば、１０ｓｌｍ〜４０ｓｌｍとすることができる。ウエハ２００を第２温度に昇温させる前に酸素含有ガスの流量を多くすることで、不純物の除去効率を向上させることができる。

【0079】

（ポストベーク工程（Ｓ５０））
乾燥処理工程（Ｓ４０）が終了した後、ウエハ２００を乾燥処理工程（Ｓ４０）の第２温度よりも高温に昇温させ、窒素、酸素、又はアルゴンの少なくとも１つ以上を含む雰囲気下で熱処理する。このポストベーク処理により、ＳｉＯ膜中に残存している水素を除去することができ、ＳｉＯ膜を、水素の含有量の少ない良質な膜に改質することができる。すなわち、ポストベーク処理を行うことで、ＳｉＯ膜の品質を向上させることができる。但し、高品質の酸化膜質が要求されるデバイス工程（例えばＳＴＩ等）以外では、製造スループットを優先させる場合がある。この場合には、ポストベーク処理を行わなくてもよい。

【0080】

（降温・大気圧復帰工程（Ｓ６０））
乾燥処理工程（Ｓ４０）またはポストベーク工程（Ｓ５０）が終了した後、ＡＰＣバルブ２５５，２４０の少なくともいずれかを開き、処理容器（反応管）２０３内を真空排気する。これにより、処理容器２０３内に残存するパーティクルや不純物を除去することができる。真空排気後、ＡＰＣバルブ２５５，２４０の少なくともいずれかを閉じ、パージガス供給部６０１から処理容器２０３内にＮ_２ガス等の不活性ガスを供給し、処理容器２０３内の圧力を大気圧に復帰させる。大気圧に復帰させることで、処理容器２０３内の熱容量を増加させることができ、ウエハ２００と処理容器２０３とを均一に加熱することができる。ウエハ２００と処理容器２０３とを均一に加熱することで、真空排気で除去できなかったパーティクル、不純物、ウエハ２００からのアウトガスおよび過酸化水素水に含まれていた残留不純物を、処理容器２０３内から除去することができる。処理容器２０３内の圧力が大気圧になり、所定時間経過した後、所定の温度（例えばウエハ２００の挿入温度程度）に降温させる。

【0081】

また、ウエハ２００を降温させつつ、第２の加熱部２８０への電力供給を停止して第２の加熱部２８０を降温させる。第２の加熱部２８０の降温を、上述のウエハ２００の降温開始以降に開始することで、ウエハ２００面内における膜質の不均一化や、ウエハ２００間における膜質の不均一化を防ぐことができる。さらに、処理容器２０３内に生じたパーティクル、不純物、ウエハ２００からのアウトガスおよび過酸化水素水に含まれていた残留不純物等が、炉口部に吸着することを抑制することができる。

【0082】

ウエハ２００を降温させつつ、ブロア２５７を作動させた状態で、シャッタ２５２，２５４，２５６を開けてもよい。そして、冷却ガス供給管２４９から、冷却ガスを、マスフローコントローラ２５１により流量制御しながら処理容器２０３と断熱部材２１０との間の空間２６０内に供給し、冷却ガス排気管２５３から排気してもよい。冷却ガスとしては、Ｎ_２ガスの他、例えば、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ａｒガス等の希ガスや、空気等を単独であるいは混合して用いることができる。これにより、空間２６０内を急冷させ、空間２６０内に設けられている処理容器２０３や第１の加熱部２０７を短時間で冷却することができる。また、処理容器２０３内のウエハ２００をより短時間で降温させることができる。

【0083】

なお、シャッタ２５４，２５６を閉じた状態で、冷却ガス供給管２４９から冷却ガスを空間２６０内に供給し、空間２６０内を冷却ガスで充満させることで上述の冷却処理を行ってもよい。その後、ブロア２５７を作動させた状態でシャッタ２５４，２５６を開け、空間２６０内の冷却ガスを、冷却ガス排気管２５３から排気してもよい。

【0084】

（基板搬出工程（Ｓ７０））
その後、ボートエレベータによりシールキャップ２１９を下降させて処理容器２０３の下端を開口するとともに、処理済みウエハ２００をボート２１７に保持した状態で処理容器２０３の下端から処理容器２０３（処理室２０１）の外部へ搬出（ボートアンロード）する。その後、処理済みウエハ２００をボート２１７より取り出し（ウエハディスチャージ）、本実施形態の基板処理工程を終了する。

【0085】

（４）本実施形態により得られる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果が得られる。

【0086】

（ａ）改質処理工程（Ｓ３０）が終了した後で、ウエハ２００を改質処理温度以上、プリベーク工程（Ｔ３０）の温度以下で乾燥処理工程（Ｓ４０）を行うことにより、ウエハ２００上に発生するパーティクルの数を抑制することができる。

【0087】

図７に、従来技術によるプロセスシーケンス例を示す。また、図８に、図６と図７の条件でそれぞれ処理されたウエハ２００上のパーティクルの数を測定した結果を示す。なお、図６，図７の実線はウエハ２００の温度を、二点鎖線は処理室２０１内の圧力を示している。図６は、改質処理工程（Ｓ３０）を８０℃で行い、乾燥処理工程（Ｓ４０）を１５０℃で行う例を示している。図７は、改質処理工程（Ｓ３０）および乾燥処理工程（Ｓ４０）をそれぞれ８０℃で行う例を示している。

【0088】

図８の縦軸は、ウエハ２００上のパーティクルの数を示している。図８のＴＯＰ，ＣＮＴ，ＢＴＭは、ウエハ２００の処理位置、すなわち、ウエハ２００がボート２１７の上部、中央部、下部に載置されていたことを示している。図８に示す温度（８０℃、１５０℃）は、乾燥処理工程（Ｓ４０）におけるウエハ２００の温度を示している。図８によれば、乾燥処理工程（Ｓ４０）の温度を１５０℃とした場合、乾燥処理工程（Ｓ４０）の温度を８０℃とした場合に比べ、パーティクルの数が４分の１以下に低減できていることが分る。

【0089】

（ｂ）乾燥処理工程（Ｓ４０）を行うことで、副生成物であるアンモニア、塩化アンモニウム、炭素、水素、他、溶媒に起因するアウトガス等の不純物を、ウエハ２００から離脱させることができる。

【0090】

（ｃ）乾燥処理工程（Ｓ４０）を行うことで、ウエハ２００から離脱させた不純物のウエハ２００への再付着を抑制することができる。

【0091】

（ｄ）乾燥処理工程（Ｓ４０）では、ウエハ２００への不純物の再付着を抑制させながらウエハ２００の乾燥を行うことができる。

【0092】

（ｅ）乾燥処理工程（Ｓ４０）を、改質処理工程（Ｓ３０）の温度（第１温度）よりも高い温度であって、プリベーク工程（Ｔ３０）の処理温度以下の温度で行うことにより、熱ダメージやサーマルバジェット（熱履歴）によるＳｉＯ膜への影響を低減させることができる。

【0093】

（ｆ）乾燥処理工程（Ｓ４０）を、改質処理工程（Ｓ３０）の温度（第１温度）よりも高い温度であって、プリベーク工程（Ｔ３０）の処理温度以下の温度で行うことにより、ＳｉＯ膜の誘電率の変化を低減することができる。すなわち、所望の誘電率を保つことができる。

【0094】

（ｇ）乾燥処理工程（Ｓ４０）を、改質処理工程（Ｓ３０）の温度（第１温度）よりも高い温度であって、プリベーク工程（Ｔ３０）の処理温度以下の温度で行うことにより、ＳｉＯ膜の誘電率の再現性を向上させることができる。

【0095】

（ｈ）乾燥処理工程（Ｓ４０）を、改質処理工程（Ｓ３０）の温度（第１温度）よりも高い温度であって、プリベーク工程（Ｔ３０）の処理温度以下の温度で行うことにより、ＳｉＯ膜の膜密度を所望の密度に保つことができる。

【0096】

（ｉ）乾燥処理工程（Ｓ４０）を、改質処理工程（Ｓ３０）の温度（第１温度）よりも高い温度であって、プリベーク工程（Ｔ３０）の処理温度以下の温度で行うことにより、ＳｉＯ酸化膜の膜密度の再現性を向上させることができる。

【0097】

（ｊ）乾燥処理工程（Ｓ４０）で、ウエハ２００を緩やかに乾燥させることで、処理容器２０３内に収容された複数枚のウエハ２００のそれぞれに対し、均一な乾燥処理を施すことができる。

【0098】

（ｋ）乾燥処理工程（Ｓ４０）の後に、処理容器２０３内の温度を維持した状態で処理容器２０３内を真空排気することで、処理容器２０３内に残留するパーティクルや不純物を除去することができる。

【0099】

（ｌ）真空排気後に処理容器２０３内の温度を維持したまま大気圧に戻し、処理容器２０３内の熱容量を増加させることで、ウエハ２００の温度を上げることができ、真空排気で除去できなかったパーティクルや、ウエハ２００からのアウトガス等をさらに除去することができる。

【0100】

（ｍ）改質処理工程（Ｓ３０）で用いる処理液としての過酸化水素水の濃度を高めることでパーティクルの数を更に抑制することができる。図８に示す「標準品」とは、酸が１０ｐｐｍ以下、塩化物が０．３ｐｐｍ以下含まれている標準の過酸化水素水を用いたことを示しており、「高純度品」とは、酸が５ｐｐｍ以下、塩化物が０．０２ｐｐｍ以下含まれている高純度の過酸化水素水を用いたことを示している。図８によれば、改質処理工程（Ｓ３０）において高純度品を用いた場合、標準品を用いた場合に比べ、同じ温度条件であってもパーティクルの数を約２分の１以下に低減できていることが分かる。

【0101】

（ｎ）図８によれば、処理容器２０３の上部（ＴＯＰ）と中部（ＣＮＴ）と下部（ＢＴＭ）を比較すると、高純度品を用いた場合には、ＴＯＰのパーティクルの数を低減でき、ウエハ２００間の処理の均一性も向上させることができることが分かる。

【0102】

（ｏ）改質処理工程（Ｓ３０）では、処理容器２０３内に供給する過酸化水素と酸素含有ガスとの供給比率を調整することによって、膜密度を制御することができる。

【0103】

（ｐ）改質処理工程（Ｓ３０）では、処理容器２０３内に供給する過酸化水素と酸素含有ガスとの供給比率を調整することによって、パーティクルの発生を抑制することができる。

【0104】

（ｑ）降温・大気圧復帰工程（Ｓ６０）では、真空排気の際に、処理容器２０３内を中真空で一時的にパージすることで、不純物を効率的に除去することができる。

【0105】

＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明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。

【0106】

上述の実施形態では、処理ガスとして過酸化水素ガスを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、処理ガスとして、常温で固体または液体である原料（反応物）を溶媒に溶解させた溶液（液体状態の反応物）を気化させたガスを用いる場合であれば、過酸化水素ガスを用いる場合に限らず、本発明は好適に適用可能である。また、原料（反応物）の気化点が溶媒の気化点と異なると、上述の実施形態の効果が得られやすくなる。また、処理ガスである気化ガスは、再液化すると原料の濃度が高くなるものに限らず、再液化すると原料の濃度が低くなるものであってもよい。このような処理ガスであっても、上述の基板処理装置を用い、上述の実施形態と同様の処理手順で処理を行えば、処理容器内での処理ガスの濃度を均一化させ、改質処理の基板面内における均一性、および、基板間における均一性をそれぞれ向上させることが可能である。

【0107】

また、処理ガスとしては、過酸化水素ガスの他、例えば水素（Ｈ_２）ガス等の水素元素（Ｈ）を含むガス（水素含有ガス）と、例えば酸素（Ｏ_２）ガス等の酸素元素（Ｏ）を含むガス（酸素含有ガス）と、を反応させて得られた水蒸気（Ｈ_２Ｏ）ガス等を用いてもよい。また、処理ガスとしては、水（Ｈ_２Ｏ）を加熱して発生させた水蒸気を用いることもできる。酸素含有ガスとしては、Ｏ_２ガスの他、例えばオゾン（Ｏ_３）ガスや水蒸気（Ｈ_２Ｏ）等を用いてもよい。ただし、過酸化水素は、水蒸気（水、Ｈ_２Ｏ）と比較すると、活性化エネルギーが高く、１分子中に含まれる酸素原子の数が多いため、酸化力が強いという特徴がある。そのため、処理ガスとして過酸化水素ガスを用いた場合、基板表面の溝内に形成された膜の深部（溝の底部）まで酸化処理を行うことができる点で有利である。また、処理ガスとして過酸化水素ガスを用いた場合、改質処理工程を４０℃から１５０℃の低温で行うことができ、基板上に形成された回路素子、特に高温処理に弱い材質（例えばアルミニウム）を用いた回路素子の性能劣化等を抑制することができる点で有利である。

【0108】

なお、処理ガスとして過酸化水素ガスを用いる場合には、処理ガス中に、Ｈ_２Ｏ_２分子単体の状態や、いくつかの分子が結合したクラスタ状態が含まれてもよい。また、過酸化水素水を気化させて過酸化水素ガスを生成する際に、Ｈ_２Ｏ_２分子単体まで分解させるようにしてもよいし、いくつかの分子が結合したまま維持されているクラスタ状態にまで分解させるようにしてもよい。また、上述のクラスタが幾つか集まってできた霧（ミスト）状態のものを処理ガスとして用いてもよい。

【0109】

また、処理ガスとして水（Ｈ_２Ｏ）を気化させたガス（水蒸気化したガス）を用いる場合、処理ガス中に、Ｈ_２Ｏ分子単体の状態や、いくつかの分子が結合したクラスタ状態が含まれてもよい。また、水（Ｈ_２Ｏ）を液体状態から気体状態に気化させる際、Ｈ_２Ｏ分子単体まで分解させるようにしてもよいし、いくつかの分子が結合したまま維持されているクラスタ状態まで分解させるようにしてもよい。また、上述のクラスタが幾つか集まってできた霧（ミスト）状態のものを処理ガスとして用いてもよい。

【0110】

また、上述の実施形態では、ポリシラザン膜が形成された基板を処理する例を示したが、これに限るものでは無い。すなわち、シラザン結合（−Ｓｉ−Ｎ−）を有する膜が形成された基板を処理する場合には、その膜がポリシラザン膜でなくとも、上述の実施形態と同様の効果が得られる。

【0111】

また、上述の実施形態では、ＰＨＰＳ塗布工程とプリベーク工程とを施すことで形成されたポリシラザン膜を処理する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ＣＶＤ法で形成され、プリベークされてないＳｉ含有膜を処理する場合においても、上述の実施形態と同様の効果が得られる。

【0112】

また、上述の処理炉２０２において、処理容器２０３外に、第１の加熱部２０７が備えるヒータユニット２０７ａ〜２０７ｄのそれぞれの温度を検出する温度検出器として、例えば熱電対等の外部温度センサ２６４ａ〜２６４ｄ（図２参照）が設置されていてもよい。

【0113】

また、乾燥処理工程（Ｓ４０）と降温・大気圧復帰工程（Ｓ６０）との間に、例えばウエハ２００を８００℃から１０００℃の高温に加熱するアニール工程（熱処理工程）を行ってもよい。この場合、上述したように、降温・大気圧復帰工程（Ｓ６０）において、空間２６０内に冷却ガスを供給するとよい。これにより、処理容器２０３及び第１の加熱部２０７をより短時間で冷却させることができ、次の改質処理工程（Ｓ３０）の開始時間を早め、製造スループットを向上させることができる。

【0114】

上述の実施形態では、縦型処理炉を備える基板処理装置について説明したがこれに限らず、例えば、枚葉式、Ｈｏｔ Ｗａｌｌ型、Ｃｏｌｄ Ｗａｌｌ型の処理炉を有する基板処理装置や、処理ガスを励起させてウエハ２００を処理する基板処理装置にも好適に適用できる。

【0115】

また、上述の実施形態では、処理ガスとしての過酸化水素ガスを、処理容器２０３内で生成させる例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、処理容器２０３の外で予め気化させた過酸化水素ガスを処理容器２０３内に供給してもよい。

【0116】

図９は、上述の他の実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。図９に示す基板処理装置では、処理容器２０３外で処理ガスである過酸化水素ガスを生成し、処理容器２０３内に供給する。図９では、第１の実施形態と共通の構成については同一の符号で示されている。

【0117】

図９に示すように、処理容器２０３内には、ウエハ２００の配列方向に沿うようにガス供給ノズル７０１が配設されている。ガス供給ノズル７０１の側部には、ガス供給孔７０２が、例えばウエハ２００のそれぞれに対応するように複数設けられている。ガス供給ノズル７０１の上流端には、過酸化水素ガスを供給するガス供給管９３３が接続されている。ガス供給管９３３には、上流側から順に、過酸化水素ガス発生装置７０７、オートバルブ９０９が設けられている。過酸化水素ガス発生装置７０７には、過酸化水素水供給管９３２ｄが接続されている。過酸化水素水供給管９３２ｄには、上流側から順に、過酸化水素水源９４０ｄ、液体流量コントローラ（ＬＭＦＣ）９４１ｄ、オートバルブ９４２ｄが設けられている。また、ガス供給管９３３には、Ｎ_２ガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給管９３２ｃが接続されている。不活性ガス供給管９３２ｃには、上流側から順に、不活性ガス供給源９４０ｃ、ＭＦＣ９４１ｃ、バルブ９４２ｃが設けられている。

【0118】

主に、ガス供給管９３３、過酸化水素ガス発生装置７０７、過酸化水素水供給管９３２ｄ、オートバルブ９３３，９４２ｄ、ＬＭＦＣ９４１ｄにより、過酸化水素ガス供給系９０が構成される。ガス供給ノズル７０１、過酸化水素水源９４０ｄを過酸化水素ガス供給系に含めて考えてもよい。また、主に、不活性ガス供給管９３２ｃ、ＭＦＣ９４１ｃ、バルブ９４２ｃにより、不活性ガス供給系が構成される。不活性ガス供給源９４０ｃを不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。また、不活性ガス供給系を過酸化水素ガス供給系９０に含めて考えてもよい。

【0119】

図９に示す基板処理装置を用いる場合、改質処理工程（Ｓ３０）では、オートバルブ９４２ｄを開き、ＬＭＦＣ９４１ｄにより流量調整された過酸化水素水を過酸化水素ガス発生装置７０７に供給する。そして、過酸化水素ガス発生装置７０７で過酸化水素水を気化させることにより過酸化水素ガスを発生させる。この状態で、オートバルブ９０９を開くことで、ガス供給ノズル７０１を介して処理容器２０３内、すなわち、ウエハ２００に対して過酸化水素ガスを供給することができる。

【0120】

ただし、図９に示す基板処理装置を用いた場合、過酸化水素ガスがガス供給管９３３内やガス供給ノズル７０１内を通過する際、再液化してしまうことがある。特に、ガス供給管９３３やガス供給ノズル７０１のカーブした（曲がった）箇所や接合箇所等で、過酸化水素ガスが滞留して再液化してしまうことが多い。その結果、ガス供給管９３３内やガス供給ノズル７０１内で再液化して生じてしまった液体により、ガス供給管９３３内やガス供給ノズル７０１内が損傷を受けることがある。そのため、ガス供給管９３３やガス供給ノズル７０１にヒータを設けて加熱する必要が有る。これに対し、上述した第１の実施形態では、処理容器２０３内へ過酸化水素を液体状態で供給するので、ヒータが不要となる点で好ましい。

【0121】

＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。

【0122】

＜付記１＞
一態様によれば、
シラザン結合を有する膜が形成され、当該膜にプリベークが施されている基板を処理容器内に搬入する工程と、
前記基板を第１温度に加熱して当該基板に処理ガスを供給する改質処理工程と、
前記基板を前記第１温度より高く、前記プリベーク時の温度以下の第２温度で加熱する乾燥処理工程と、
を有する基板処理方法が提供される。

【0123】

＜付記２＞
付記１に記載の基板処理方法であって好ましくは、
前記処理容器内に処理液を供給する工程と、
前記処理容器内の気化器で前記処理液を気化させて前記処理ガスを発生させる工程と、を更に有する。

【0124】

＜付記３＞
付記１又は付記２に記載の基板処理方法であって好ましくは、
前記改質処理工程において前記基板に酸素含有ガスを第１流量で供給し、
前記乾燥処理工程の前に、前記酸素含有ガスを前記第１流量よりも多い第２流量にする。

【0125】

＜付記４＞
付記１乃至付記３のいずれかに記載の基板処理方法であって、好ましくは、
前記乾燥処理工程の後に、前記処理容器内を前記第２温度で真空排気する工程を有する。

【0126】

＜付記５＞
付記４に記載の基板処理方法であって、好ましくは、
前記真空排気の後に前記処理容器内を大気圧で排気する工程を有する。

【0127】

＜付記６＞
付記１乃至付記５のいずれかに記載の基板処理方法であって、好ましくは、
前記処理ガスは、過酸化水素ガスである。

【0128】

＜付記７＞
付記１乃至付記６のいずれかに記載の基板処理方法であって、好ましくは、
前記処理液は、過酸化水素を含む。

【0129】

＜付記８＞
付記１乃至付記５のいずれかに記載の基板処理方法であって、好ましくは、
前記第１温度は、７０℃〜１３０℃である。

【0130】

＜付記９＞
付記１乃至付記６のいずれかに記載の基板処理方法であって、好ましくは、
前記第２温度は８０℃〜１５０℃である。

【0131】

＜付記１０＞
他の態様によれば、
シラザン結合を有する膜が形成され、当該膜にプリベークが施されている基板を収容する処理容器と、
前記基板に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記基板を加熱する加熱部と、
前記基板を第１温度に加熱するとともに前記処理ガスを前記基板に供給して、前記シラザン結合を有する膜を改質処理した後に、当該第１温度よりも高く、前記プリベーク時の温度以下の第２温度に前記基板を加熱する様に、前記処理ガス供給部と前記加熱部を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。

【0132】

＜付記１１＞
付記１０に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記処理ガス供給部は、
前記処理容器内に処理液を供給する処理液供給部と、
前記処理容器内で前記処理液を気化させて処理ガスを発生させる気化部と、を有する。

【0133】

＜付記１２＞
付記１０又は付記１１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記処理容器内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部を有し、
前記制御部は、前記基板を前記改質処理するときに前記酸素含有ガスを第１流量で供給し、
前記乾燥処理する前に前記第１流量よりも多い第２流量に増加させるよう前記ガス供給部を制御する。

【0134】

＜付記１３＞
他の態様によれば、
シラザン結合を有する膜が形成され、当該膜にプリベークが施されている基板を処理容器内に搬入する工程と、
前記基板を第１温度に加熱して当該基板に処理ガスを供給する改質処理工程と、
前記基板を前記第１温度より高く、前記プリベーク時の温度以下の第２温度で加熱する乾燥処理工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。

【0135】

＜付記１４＞
付記１３に記載の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記処理容器内に処理液を供給する工程と、
前記処理容器内の気化器で前記処理液を気化させて前記処理ガスを発生させる工程と、を更に有する。

【0136】

＜付記１５＞
更に他の態様によれば、
シラザン結合を有する膜が形成され、当該膜にプリベークが施されている基板を処理容器内に搬入する手順と、
前記基板を第１温度に加熱して当該基板に処理ガスを供給する改質処理手順と、
前記基板を前記第１温度より高く、前記プリベーク時の温度以下の第２温度で加熱する乾燥処理手順と、をコンピュータに実行させるプログラム、または、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。

【0137】

＜付記１６＞
付記１５に記載のプログラム、または、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、好ましくは、
前記処理容器内に処理液を供給する手順と、
前記処理容器内の気化器で前記処理液を気化させて前記処理ガスを発生させる手順と、をコンピュータに実行させる。

【符号の説明】

【0138】

２００ ウエハ（基板）
２０３ 処理容器（反応管）
２１７ ボート
２１７ｄ 気化器（気化部）
２１９ シールキャップ
２０７ 第１の加熱部
２８０ 第２の加熱部
３００ 液体流量制御ユニット
５０１ 処理液供給ノズル
５０２ 供給孔（処理液供給部）
２３１ ガス排気管
１２１ コントローラ（制御部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】