JPWO2018029819A1 - 基板処理装置、金属部材および半導体装置の製造方法 - Google Patents

基板処理装置、金属部材および半導体装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

基板が収容される処理室と、過酸化水素を含む処理ガスを処理室内に導入する処理ガス供給系と、処理室内を排気する排気系と、を備え、処理室、処理ガス供給系及び排気系のうちの少なくとも何れかは金属部材により構成される基板処理装置であって、処理ガス又は処理ガスが液化して生じる液体に曝される金属部材の少なくとも何れかは鉄元素を含む材料により構成され、金属部材の処理ガス又は液体に曝される面の表面は、金属部材をベーキング処理することにより形成される鉄の酸化物を含む層で形成されている基板処理装置を提供する。これにより基板処理装置の部材が受けるダメージを低減させる。

Description

本発明は、基板処理装置、金属部材および半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置の製造工程の一工程として、基板処理装置の反応管の内部に収容された基板に対して過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を含む処理ガスを供給し、基板上に膜を形成したり、基板の表面を処理したりする基板処理が行われることがある（例えば特許文献１，２参照）。
国際公開第２０１４／０６９８２６号 国際公開第２０１３／０７０３４３号
上述の基板処理では、Ｈ２Ｏ２を含む処理ガスに晒される基板処理装置の部材が腐食等によりダメージを受けたり、反応管内で汚染を発生させたりする場合がある。また、処理条件によっては、基板に対して供給された処理ガスが液化して反応管の内部に滞留し、この滞留した液体によって基板処理装置の部材（部品、コンポーネント）がダメージを受ける場合がある。本発明の目的の一つは、基板処理装置の部材が受けるダメージを低減させることが可能な技術を提供することにある。
本発明の一態様によれば、基板が収容される処理室と、過酸化水素を含む処理ガスを前記処理室内に導入する処理ガス供給系と、前記処理室内を排気する排気系と、を備え、前記処理室、前記処理ガス供給系及び前記排気系のうちの少なくとも何れかは金属部材により構成される基板処理装置であって、前記処理ガス又は前記処理ガスが液化して生じる液体に曝される前記金属部材の少なくとも何れかは鉄元素を含む材料により構成され、前記金属部材の前記処理ガス又は前記液体に曝される面の表面は、前記金属部材をベーキング処理することにより形成される鉄の酸化物を含む層で形成されている基板処理装置や、その関連技術が提供される。
本発明によれば、基板処理装置の部材が受けるダメージを低減させることが可能となる。
本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。 反応管の炉口周辺領域の構成を示す概略構成図である。 本発明の一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り、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。 第１のベーキング処理を施したＳＵＳ３１６Ｌ材に対するＸ線光電子分光を用いた分析結果を示すグラフである。 第２のベーキング処理を施したＳＵＳ３１６材に対するＸ線光電子分光を用いた分析結果を示すグラフである。 表面処理Ｎｏ．１〜６を施した各試料に対するＨ２Ｏ２水への浸漬実験の実験結果を示す図である。 表面処理Ｎｏ．７〜１０を施した各試料に対するＨ２Ｏ２水への浸漬実験の実験結果を示す図である。 事前処理工程のフローの一例を示す図である。 事前処理工程の後に実施される基板処理工程の一例を示すフロー図である。 本発明の変形例における、反応管の炉口周辺領域の構成を示す概略構成図である。
＜本発明の一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態について、図１〜３を用いて説明する。
（１）基板処理装置の構成
図１に示すように、処理炉２０２は反応管２０３を備えている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端にガス供給ポート２０３ｐを有し、下端に炉口（開口）を有する円筒部材として構成されている。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を収容可能に構成されている。
反応管２０３の下方には、反応管２０３の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、後述する処理が施されたＳＵＳ（ステンレス）材からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、反応管２０３の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０が設けられている。シールキャップ２１９の下方には、回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通して後述するボート２１７に接続されており、ボート２１７を下方から支持するボート支持部を構成している。回転軸２５５は、シールキャップ２１９と同様に、後述する処理が施されたＳＵＳ材により構成されている。回転機構２６７は、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。回転軸２５５に開設された回転軸２５５の軸受部２１９ｓは、磁気シール等の流体シールとして構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２０３の下方に設置されたボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降させられる。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ボート２１７すなわちウエハ２００を処理室２０１内外に搬入および搬出（搬送）する搬送機構として構成されている。
基板支持具としてのボート２１７は、複数枚、例えば２５〜２００枚のウエハ２００を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなり、上下にそれぞれ天板２１７ａ、底板２１７ｂを備えている。ボート２１７の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる断熱体２１８が水平姿勢で多段に支持されており、反応管２０３内におけるウエハ収容領域と炉口周辺領域との間での熱伝導を抑制するように構成されている。断熱体２１８を、ボート２１７の構成部材の１つとして考えることもできる。底板２１７ｂは、断熱体２１８よりも下側に設けてもよい。断熱体２１８は、ボート２１７に多段に支持された、石英等からなるダミーウエハにより構成されてもよい。なお、炉口周辺領域は、反応管２０３の下端開口から断熱体２１８までの領域であり、断熱体２１８の周囲の領域を含めて考えてもよい。
反応管２０３の外側には、温度調整部としての基板用ヒータ２０７が設けられている。基板用ヒータ２０７は、反応管２０３内におけるウエハ収容領域を囲うように、垂直に据え付けられている。基板用ヒータ２０７は、ウエハ収容領域に収容されたウエハ２００を所定の温度に加熱する他、反応管２０３内へ供給されたガスに熱エネルギーを付与してその液化を抑制する液化抑制機構として機能したり、このガスを熱で活性化（励起）させる活性化機構（励起部）として機能したりする。反応管２０３内には、温度検出部としての基板温度センサ２６３が設けられている。基板温度センサ２６３により検出された温度情報に基づき基板用ヒータ２０７への通電具合を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となる。基板温度センサ２６３は、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。
反応管２０３には、反応管２０３内のガスを反応管２０３の外部へ排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１の上流側には、処理室２０１内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５が設けられている。排気管２３１は、圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４４を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６に接続されている。ＡＰＣバルブ２４４は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、さらに、真空ポンプ２４６を作動させた状態で、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室２０１内の圧力を調整することができるように構成されている。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４４により、排気系が構成される。圧力センサ２４５、真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。
ガス供給ポート２０３ｐには、ガス供給管２３２ａが接続されている。ガス供給管２３２ａには、上流方向から順に、処理ガスを発生させるガス発生器２５０ａ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１ａ、および、開閉弁であるバルブ２４３ａが設けられている。ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａよりも下流側には、酸素（Ｏ２）ガス等の酸素（Ｏ）含有ガスや、Ｎ２ガス等の不活性ガスを供給するガス供給管２３２ｂが接続されている。ガス供給管２３２ｂには、上流方向から順に、ＭＦＣ２４１ｂおよびバルブ２４３ｂが設けられている。
ガス発生器２５０ａは、過酸化水素水を例えば略大気圧下で１２０〜２００℃の範囲内の所定の温度（気化温度）に加熱する等し、これを気化或いはミスト化させることによって処理ガスを発生させるように構成されている。ここで過酸化水素水とは、常温で液体である過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を、溶媒としての水（Ｈ２Ｏ）中に溶解させることで得られる水溶液のことである。過酸化水素水を気化させることで得られたガス中には、Ｈ２Ｏ２およびＨ２Ｏがそれぞれ所定の濃度で含まれる。以下、このガスを「Ｈ２Ｏ２含有ガス」と称する。このガス中に含まれるＨ２Ｏ２は、活性酸素の一種であり、不安定でＯを放出しやすく、非常に強い酸化力を持つヒドロキシラジカル（ＯＨラジカル）を生成させる。そのため、Ｈ２Ｏ２含有ガスは、後述する基板処理工程において、強力な酸化剤（Ｏソース）として作用する。
主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、処理ガス（Ｈ２Ｏ２含有ガス）供給系が構成される。また主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、Ｏ含有ガス供給系および不活性ガス供給系が構成される。
なお、後述する基板処理工程では、反応管２０３内のウエハ収容領域の温度を１２０℃以下、処理対象膜の特性をより高めるためには、ウエハ収容領域の温度を更に低い、例えば８０℃以下の低温状態として反応管２０３内へのＨ２Ｏ２含有ガスの供給を行う場合がある。ここで、Ｈ２Ｏ２含有ガスは、ガス発生器２５０ａにおいて生成された後、ガス供給管２３２ａで再液化しない温度を維持したまま反応管２０３内へ供給される。しかし、反応管２０３内へ供給されたＨ２Ｏ２含有ガスの少なくとも一部は、当該Ｈ２Ｏ２含有ガスが液化するような低温状態（例えば１００℃以下）である反応管２０３内の部材やウエハ２００の表面に接触することによって再液化（結露）する。
特に、反応管２０３内における炉口周辺領域では、基板用ヒータ２０７による加熱が行われないことから、基板用ヒータ２０７の他にヒータを設けない場合にはウエハ収容領域よりも低温になりやすく、Ｈ２Ｏ２含有ガスが再液化しやすくなる。再液化によって生じた液体は、反応管２０３の内壁やボート２１７の表面等を伝って下方へ流れ、炉口付近（たとえばシールキャップ２１９の上面）に滞留する。
ここで、Ｈ２Ｏ２の沸点（常圧で１４１℃）は、Ｈ２Ｏの沸点（常圧で１００℃）よりも高い（すなわち、Ｈ２Ｏ２の飽和蒸気圧はＨ２Ｏの飽和蒸気圧よりも低い）ことから、これらのうちではＨ２Ｏ２が優先的に液化しやすい。そのため、Ｈ２Ｏ２含有ガスの再液化によって生じた液体は、Ｈ２Ｏ２が高濃度に濃縮された状態、すなわち、高濃度Ｈ２Ｏ２水（高濃度過酸化水素水）となる傾向がある。また、過酸化水素水に含まれるＨ２ＯはＨ２Ｏ２に比べて優先的に気化しやすいため、Ｈ２Ｏ２含有ガスの再液化によって生じた液体は、Ｈ２Ｏの気化によってＨ２Ｏ２が更に高濃度に濃縮された状態となることがある。特に、Ｈ２Ｏ２含有ガスの再液化によって生じた液体が滞留する炉口付近に炉口用ヒータが設けられ、当該液体が例えば１００℃以上に加熱される場合には、Ｈ２Ｏ２の濃縮がさらに促進され易くなる。一般にＨ２Ｏ２は金属材料に対する反応性が高いことから、Ｈ２Ｏ２含有ガスに曝されるシールキャップ２１９や回転軸２５５等の金属部材（金属部品、金属コンポーネント）は当該ガスによりダメージを受けることが懸念されるが、高濃度Ｈ２Ｏ２水は、Ｈ２Ｏ２含有ガスに比べて更に反応性が高く、強力な腐食作用を有することから、これらの金属部材に対するより深刻なダメージを与える可能性がある。
金属部材へのダメージを防止する方策として、従来から腐食耐性に優れる金属材として使用されているニッケル（Ｎｉ）合金（例えばＨａｙｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社のハステロイＣ−２２、等）などを、これらの金属部材の材料として用いることが考えられる。しかし、後述する実験例にて示すように、Ｎｉ合金など材料をこれらの金属部材として用いた場合、これらの材料がＨ２Ｏ２と反応して腐食が発生することが確認された。また、Ｎｉ合金を金属部材の材料として用いる場合、この材料がＨ２Ｏ２と反応して、Ｈ２Ｏ２含有ガスの濃度を低下させたり、高濃度Ｈ２Ｏ２水を分解して処理室内に酸素を発生させたりして、処理室内のガス濃度に影響を与える可能性があることが確認された。
このような課題を回避するため、本実施形態では、処理室２０１、処理ガス供給系、及び排気系のうち、少なくとも何れかを構成する金属部材であって、Ｈ２Ｏ２含有ガス又はＨ２Ｏ２含有ガスが液化して生じる液体（すなわち高濃度Ｈ２Ｏ２水）に曝される金属部材を、鉄元素を含む材料により構成し、当該金属部材がＨ２Ｏ２含有ガス又は上述の液体に曝される面の表面には、安定した鉄の酸化物（酸化鉄、ＦｅＯｘ）の層を形成するベーキング処理（熱処理）を施している。当該処理の詳細は後述する。
具体的には、反応室２０１内に面する部材や、処理ガス供給系及び排気系においてＨ２Ｏ２含有ガスに接触する部材などに対してベーキング処理を施す。本実施形態では、図２に示されるように、シールキャップ２１９、回転軸２５５、及び排気管２３１と反応管２０３とを接続する接続管２３１ｂを、鉄元素を含む材料であるＳＵＳ材で形成し、これらにベーキング処理を施すことにより、安定した鉄の酸化物の層を形成している。
特に、炉口付近において反応室２０１内に面する金属部材、例えばシールキャップ２１９や回転軸２５５は、Ｈ２Ｏ２含有ガスが液化した際に生じる高濃度Ｈ２Ｏ２水に曝される可能性が高く、Ｈ２Ｏ２含有ガスのみに曝される部材に比べて、より腐食等の反応が進みやすい。したがって、特にこれらの金属部材に対しては、ベーキング処理を施し、少なくとも反応室２０１内に面する表面に安定した鉄の酸化物の層が形成することが望ましい。 また、排気管２３１や接続管２３１ｂを金属部材で構成する場合には、同様に、Ｈ２Ｏ２含有ガスを含む排気ガスに曝される面（すなわち管の内面）に、ベーキング処理により安定した鉄の酸化物の層を形成することが望ましい。
なお、ベーキング処理を施すこれらの金属部材は、全体が鉄元素を含む材料で構成されている必要はなく、少なくともＨ２Ｏ２含有ガス又は高濃度Ｈ２Ｏ２水に曝される部分の表面に当該ベーキング処理により鉄の酸化物の層を形成できるように、少なくともこの表面近傍が当該材料で構成されていれば足りる。
また、本実施形態では、反応管２０３やガス供給ポート２０３ｐ、排気ポート２３１ａ等の部材を石英や炭化シリコン等の非金属材料で構成しているが、これらの部材を金属材料で構成する場合には、金属材料に同様の処理を施すことで同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、ガス供給管２３２ａが反応管２０３の外側に配置されているが、反応管２０３内に炉口付近から立設されるガス供給ノズルを設けて、ガス供給ノズルとガス供給管２３２ａとを接続することにより、反応管２０３内のガス供給ノズルからＨ２Ｏ２含有ガスを反応室２０１内に供給してもよい。ガス供給ノズルを金属材料で構成する場合には、金属材料に同様の処理を施すことで同様の効果を得ることができる。なお、回転軸２５５は、複数のウエハ２００を支持するボート２１７を下方から支持する必要があるため、重量負荷に対する強度が高い金属材料で構成されることが好適であり、ベーキング処理を施す必要性が高い。
図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ１２１には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１２２が接続されている。
記憶装置１２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理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、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。また、プロセスレシピを、単に、レシピともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、レシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ，２４１ｂ、バルブ２４３ａ，２４３ｂ、ガス発生器２５０ａ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、基板用ヒータ２０７、基板温度センサ２６３、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５等に接続されている。
ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、ガス発生器２５０ａによるガス生成動作、ＭＦＣ２４１ａ，２４１ｂによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ，２４３ｂの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作および圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、基板温度センサ２６３に基づく基板用ヒータ２０７の温度調整動作、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作等を制御するように構成されている。
コントローラ１２１は、外部記憶装置（例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ）１２３に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置１２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
（２）金属部材へのベーキング処理
上述の金属部材へのベーキング処理について以下詳述する。 本実施形態では、シールキャップ２１９、回転軸２５５、及び接続管２３１ｂをＳＵＳ材（ＳＵＳ３１６Ｌ）により作成している。本実施形態ではこれらの金属部材に対して、以下の条件（第１のベーキング処理条件）でベーキング処理（第１のベーキング処理）を実施する。
＜第１のベーキング処理条件＞
・処理温度：１８０〜５００℃、好ましくは２００〜４００℃、例えば約４００℃
・処理時間：２〜８時間、好ましくは３時間以上（昇温、降温の時間を含まない安定処理時間）
・処理雰囲気：大気（空気）
・処理圧力： 大気圧（１ａｔｍ）
このようにベーキング処理を施すことにより、ＳＵＳ材の表面に安定した鉄の酸化物（酸化鉄）の層、より具体的にはＦｅＯ（酸化鉄（ＩＩ））やFe２O３（酸化鉄（ＩＩＩ））等により構成される鉄の酸化物の層が形成される。
図４は、第１のベーキング処理を施したＳＵＳ３１６Ｌ材について、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ：Ｘ―ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて深さ方向における元素の分布を分析した結果を示すグラフである。縦軸は原子濃度（％）、横軸は表面からの距離（深さ）を示している。グラフが示すように、第１のベーキング処理を施すことにより、ＳＵＳ３１６Ｌ材の表面近傍には、酸化鉄（グラフ上ではＦｅＯｘ）の割合が５０％以上である、酸化鉄の含有率が高い層が形成される。一方、通常、ＳＵＳ材の表面において不動態膜として機能する酸化クロム（ＣｒＯｘ）を主成分とする層は、第１のベーキング処理後のＳＵＳ材の表面近傍には形成されない。第１のベーキング処理によってＳＵＳ材の表面に形成された安定した鉄の酸化物の層は、Ｈ２Ｏ２（具体的にはＨ２Ｏ２含有ガスや高濃度Ｈ２Ｏ２水）に対する不動態膜として機能し、ＳＵＳ材に対して耐腐食性や非反応性等の性質（耐性）を与える。
また、第１のベーキング処理条件ではなく、以下の条件（第２のベーキング条件）でベーキング処理（第２のベーキング処理）を実施してもよい。
＜第２のベーキング処理条件＞
・処理温度：１８０〜５００℃、好ましくは２００〜４００℃、例えば約４００℃
・処理時間：２〜８時間、好ましくは３時間以上（昇温、降温の時間を含まない安定処理時間）
・処理雰囲気：略真空
・処理圧力： 真空又は略真空（〜１００Pa程度）
すなわち、第１のベーキング処理では大気雰囲気下で処理を行うのに対して、第２のベーキング処理では、略真空下にて処理を行う。このようにベーキング処理を施すことにより、第１のベーキング処理と同様に、ＳＵＳ材の表面に安定した鉄の酸化物（酸化鉄）の層が形成される。
図５は、第２のベーキング処理を施したＳＵＳ３１６材について、Ｘ線光電子分光を用いて深さ方向における元素の分布を分析した結果を示すグラフである。グラフが示すように、第２のベーキング処理を施すことにより、ＳＵＳ３１６材の表面近傍には、酸化鉄（グラフ上ではＦｅＯｘ）を１０％以上含む層が形成される。一方、第２のベーキング処理の場合、ＳＵＳ材の表面近傍の層には、酸化クロム（ＣｒＯｘ）が高い割合（３０％程度）で含まれるという点で第１のベーキング処理の例とは異なっている。しかし、後述の比較例との対比において説明するように、第２のベーキング処理によってＳＵＳ材の表面に形成された安定した鉄の酸化物を含む層（例えば鉄の酸化物を少なくとも１０％以上含む層）は、第１のベーキング処理と同様に、Ｈ２Ｏ２に対する不動態膜として機能し、ＳＵＳ材に対して耐腐食性や非反応性等の性質を与えると考えられる。
（３）本実施形態と比較例の対比
以下、試料としてのＳＵＳ材（ＳＵＳ３０４）に対して異なる表面処理（Ｎｏ．１〜６）を施した際のＨ２Ｏ２への耐腐食性や非反応性等の違いについて実験を行った結果を図６に示す。本実験では、常温、濃度３０ｗｔ％、１００ｍｌのＨ２Ｏ２水（浸漬液）に、各表面処理を施した試料をそれぞれ４週間浸漬した後、それぞれの試料の重量の変化と、浸漬されたＨ２Ｏ２水の濃度（液濃度）の変化を測定した。試料の重量が減少（損失）している場合には、材料が浸漬液中に析出していることを示しており、金属汚染発生の度合いの指標とすることができる。また、４週間経過後の浸漬液のＨ２Ｏ２濃度が減少している場合には、材料がＨ２Ｏ２と反応していることを示しており、表面処理された各材料の反応性の度合いの指標とすることができる。
・表面処理Ｎｏ．１：
Ｎｏ．１の実験例は、表面処理を施していないＳＵＳ材の実験結果を示している。
・表面処理Ｎｏ．２：
Ｎｏ．２の実験例は、第１のベーキング条件でベーキング処理を施したＳＵＳ材の実験結果を示している。この実験例では、処理温度を約４００℃、処理時間を約３時間とした。
・表面処理Ｎｏ．３：
Ｎｏ．３の実験例は、硝酸と硝酸ソーダを用いた電解研磨（複合電解研磨（１））を施したＳＵＳ材の実験結果を示している。
・表面処理Ｎｏ．４：
Ｎｏ．４の実験例は、Ｎｏ．３における表面処理（複合電解研磨（１））に加えて、更にＮｏ．２と同様の第１のベーキング処理を施したＳＵＳ材の実験結果を示している。
・表面処理Ｎｏ．５：
Ｎｏ．５の実験例は、硝酸ナトリウムを用いた電解研磨（複合電解研磨（２））を施したＳＵＳ材の実験結果を示している。
・表面処理Ｎｏ．６：
Ｎｏ．６の実験例は、Ｎｏ．５における表面処理（複合電解研磨（２））に加えて、更に第２のベーキング条件でベーキング処理を施したＳＵＳ材の実験結果を示している。この実験例では、第２のベーキング処理における処理温度を約４００℃、処理時間を約３時間とした。
＜第１のベーキング処理の効果＞
第１のベーキング処理を実施するＮｏ．２及びＮｏ．４の実験結果では、両実験例における試料の重量変化は、ともに−０．００２％と非常に小さく、材料が浸漬液中にほとんど析出していないことが確認された。また、浸漬液濃度の変化も、両実験例ともに０％であり、実質的にＨ２Ｏ２水に対して試料が反応していないことが確認された。
一方、第１のベーキング処理を実施しないＮｏ．１，３，５の実験結果では、試料の重量変化について、いずれの実験例も、第１のベーキング処理を行うＮｏ．２及びＮｏ．４の実験結果に比べて変化量がわずかながら大きいことが確認された。したがって、第１のベーキング処理をＳＵＳ材に対して施すことによって、ＳＵＳ材にＨ２Ｏ２に対する優れた耐腐食性や非反応性を付与できることが分かる。
＜第２のベーキング処理の効果＞
また、第２のベーキング処理を実施するＮｏ．６の実験結果では、試料の重量変化は、＋０．００１％と非常に小さく、第１のベーキング処理と同様に、材料が浸漬液中にほとんど析出していないことが確認された。また、浸漬液濃度の変化は−０．２％であり、Ｈ２Ｏ２水に対する試料の反応性が非常に低いことが確認された。すなわち、第２のベーキング処理をＳＵＳ材に対して施した場合、第１のベーキング処理を行うＮｏ．２及びＮｏ．４の実験例と比べるとわずかな反応が見られるものの、第１又は第２のベーキング処理を行わないＮｏ．１，３，５の実験例と比べて、Ｈ２Ｏ２に対する耐腐食性や非反応性について顕著な改善が得られることが分かる。
ここで、Ｎｏ．２，４，６の実験例において、Ｈ２Ｏ２に対する耐腐食性や非反応性が大きく改善することの要因は、第１又は第２のベーキング処理によって、ＳＵＳ材の表面に安定した鉄の酸化物（ＦｅＯｘ）を含む層が形成されることであると推測される。すなわち、Ｎｏ．３やＮｏ．５の実験例においても、ＳＵＳ材表面には安定した酸化クロムを含む層は形成されているものの、特に浸漬液濃度の変化という点においては、十分な特性が得られていない。これに対して、Ｎｏ．２，４，６の実験例では、第１又は第２のベーキング処理を行うことによって、ＳＵＳ材の表面に安定した鉄の酸化物を含む層が新たに形成されており、この違いによって大幅な特性改善が得られているものと推測される。すなわち、酸化クロムを主成分とする層（皮膜）に比べて、安定した鉄の酸化物を含む層はＨ２Ｏ２に対する不動態膜としての機能が優れていることが推測される。上述の特性改善を得るためには、安定した鉄の酸化物を少なくとも１０％以上含む層であることが望ましい。
第１又は第２のベーキング処理を施すことによって金属部材におけるＨ２Ｏ２に対する耐腐食性や非反応性を改善するには、処理対象となる金属部材の少なくとも表面近傍部分が鉄元素を含む材料で構成されていることが必要である。より具体的には、この鉄元素を含む材料は、鉄元素を５０％以上含んでいることが望ましい。鉄元素の含有割合が５０％未満の場合、第１又は第２のベーキング処理を行ったとしても、安定した鉄の酸化物を含む層を、上述の特性改善効果が得られる程度に十分な厚さで形成できなかったり、十分に緻密な層に形成できなかったりする可能性がある。
鉄元素を５０％以上含んでいる金属材料としては、例えば鋼材（９３〜９８％）、ＳＵＳ３０４（７１％）、ＳＵＳ３１６Ｌ（６７％）、ＳＵＳ３１０Ｓ（５０％）、等が挙げられる。但し、鋼材の場合、大気中において、表面に不安定な酸化鉄（いわゆる錆）が予め形成されてしまうため、第１又は第２のベーキング処理を施したとしても、例えばＦｅＯのような安定した酸化鉄を含む層を表面に形成することが一般的には困難である。または、第１又は第２のベーキング処理の前に、表面の不安定な酸化鉄を除去する工程を行う必要がある。したがって、部材の表面に安定した鉄の酸化物を含む層を形成するためには、自然酸化によって酸化クロムによる不動態膜が形成されることで、大気中において不安定な酸化鉄が表面に形成されにくいＳＵＳ材を用いることが望ましい。すなわち、材料中にクロム元素が含まれていることが望ましいと言える。
なお、第１のベーキング処理は酸素を含む大気雰囲気下で処理を行うことにより、第２のベーキング処理に比べて、鉄元素を含む材料で構成された部材の表面近傍において、安定した鉄の酸化物の含有率をより高めることができると考えられる。（第１のベーキング処理によれば、例えば鉄の酸化物の含有率が５０％以上の層を形成することができる。）したがって、Ｎｏ．２、４、及び６の実験結果の比較からも分かるように、第１のベーキング処理では、第２のベーキング処理に比べて、鉄の酸化物の含有層による上述の効果をより高めることができる。また、第２のベーキング処理のように略真空下で処理を行う場合に比べて、第１のベーキング処理のように大気雰囲気下で処理を行う場合の方が、処理に必要な設備等を簡素化することができるため、処理かかるコストを低減することができる。すなわち、コスト面においても、第１のベーキング処理の方がより望ましい。
以下、更なる比較例として、試料としてＳＵＳ材以外の材料を用いた場合における、Ｈ２Ｏ２に対する耐腐食性や非反応性を検証する実験例を、図７を用いて説明する。なお、以下の実験例Ｎｏ．７〜１０の実験条件は、Ｎｏ．１〜６と同様である。
・表面処理Ｎｏ．７：
Ｎｏ．７の実験例は、表面処理を施していないＮｉ合金、具体的にはハステロイＣ−２２についての実験結果を示している。
・表面処理Ｎｏ．８：
Ｎｏ．８の実験例は、第２のベーキング条件でベーキング処理を施したＮｉ合金の実験結果を示している。この実験例では、処理温度を約４００℃、処理時間を約３時間とした。
・表面処理Ｎｏ．９：
Ｎｏ．９の実験例は、不動態膜の一つとして知られる酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）膜で表面をコーティングしたＳＵＳ材についての実験結果を示している。
・表面処理Ｎｏ．１０：
Ｎｏ．１０の実験例は、不動態膜の一つとして知られるフッ化ニッケル（ＮｉＦ２）膜で表面をコーティングしたＳＵＳ材についての実験結果を示している。
Ｎｏ．７の実験結果では、Ｎｉ合金を材料とする試料の重量変化は−０．０６４％と、他の実験例と比較して非常に大きいことが分かる。また、浸漬液濃度の変化についても、Ｎｏ．８の実験例では実験後の濃度が０％となっており、Ｎｉ合金はＨ２Ｏ２に対して反応を起こしやすい材料であることが分かる。
一方、Ｎｏ．８の実験例では、Ｎｏ．６の実験例と同様に、第２のベーキング処理を試料に対して実施した。しかしながら、試料の重量変化、及び浸漬液濃度の変化の両方において、Ｎｏ．７の実験結果からの大きな改善は得られないことが確認された。これは上述の通り、Ｈ２Ｏ２に対する耐腐食性や非反応性の改善が、安定した鉄の酸化物を含む層が表面に形成されることにより得られると考えられるところ、Ｎｉ合金には鉄元素が含まれておらず、そのような層が形成されないことが要因であると推測される。
Ｎｏ．９の実験結果によれば、Ｙ２Ｏ３膜で表面をコーティングしたＳＵＳ材の実験例は、重量変化、及び浸漬液濃度の変化の両方において良好な結果が得られることが確認された。但し、実験の過程において、当該コーティング膜には顕著な変色が発生することが確認されており、 Ｙ２Ｏ３膜とＨ２Ｏ２との間で何らかの反応が生じている可能性が見られた。そのためＹ２Ｏ３膜による表面処理は、Ｈ２Ｏ２との非反応性という面において望ましくないと考えられる。
Ｎｏ．１０の実験結果によれば、ＮｉＦ２膜で表面をコーティングしたＳＵＳ材の実験例は、重量変化、及び浸漬液濃度の変化の両方において比較的良好な結果が得られることが分かる。但し、本実験例の場合、実験の過程において、当該コーティング膜にピンホール上の黒点が発生することが確認されており、ＮｉＦ２膜とＨ２Ｏ２との間で何らかの反応が生じている可能性がある。そのためＹ２Ｏ３膜と同様に、ＮｉＦ２膜による表面処理についても、Ｈ２Ｏ２との非反応性という面において望ましくないと考えられる。
（４）事前処理工程
ここで、ウエハ２００に対して後述の基板処理工程を実施する前に行われる事前処理工程について、図８を用いて説明する。
図８に示すように、本工程では、ウエハ２００に対して、ポリシラザン（ＰＨＰＳ）塗布工程、プリベーク工程を順に実施する。ＰＨＰＳ塗布工程では、ウエハ２００の表面上に、ポリシラザンを含む塗布液（ポリシラザン溶液）をスピンコーティング法等の手法を用いて塗布する。プリベーク工程では、塗膜が形成されたウエハ２００を加熱処理することにより、この膜から溶剤を除去する。塗膜が形成されたウエハ２００を、例えば７０〜２５０℃の範囲内の処理温度（プリベーク温度）で加熱処理することにより、塗膜中から溶剤を揮発させることができる。この加熱処理は、好ましくは１５０℃程度で行われる。
ウエハ２００の表面に形成された塗膜は、プリベーク工程を経ることで、シラザン結合（−Ｓｉ−Ｎ−）を有する膜（ポリシラザン膜）となる。ポリシラザン膜には、Ｓｉの他、窒素（Ｎ）、水素（Ｈ）が含まれ、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。後述する基板処理工程では、このウエハ２００上に形成されたポリシラザン膜に対し、比較的低温の条件下でＨ２Ｏ２含有ガスを供給することで、この膜を改質（酸化）する。
（５）基板処理工程
続いて、上述の基板処理装置を用い、半導体装置の製造工程の一工程として実施される基板処理工程の一例について、図９を用いて説明する。以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は、コントローラ１２１により制御される。
（基板搬入工程）
表面に上述のポリシラザン膜が形成された複数枚のウエハ２００が、ボート２１７に装填（ウエハチャージ）される。その後、図１に示すように、複数枚のウエハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内へ搬入（ボートロード）される。この状態で、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０を介して反応管２０３の下端をシールした状態となる。
（圧力・温度調整工程）
処理室２０１内、すなわち、ウエハ２００が存在する空間が所定の処理圧力（改質圧力）となるように、真空ポンプ２４６によって処理室２０１内を排気する。この際、処理室２０１内の圧力は圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ２４４がフィードバック制御される。真空ポンプ２４６は、少なくともウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。
また、処理室２０１内のウエハ２００が所定の処理温度（改質温度）となるように、基板用ヒータ２０７によってウエハ２００を加熱する。この際、処理室２０１内が所定の温度分布となるように、基板温度センサ２６３が検出した温度情報に基づき基板用ヒータ２０７の出力がフィードバック制御される。改質温度としては、１２０℃以下、好ましくは１００℃以下、後述する改質処理で得られるシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）の特性をより高めるためには、例えば常温（２５℃）〜９０℃、好ましくは６０〜９０℃となるようにウエハ２００を加熱する。基板用ヒータ２０７による処理室２０１内の加熱は、少なくともウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
また、回転機構２６７によるウエハ２００の回転を開始する。ウエハ２００の回転は、少なくとも、ウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
（改質工程）
処理室２０１内の圧力が所定の処理圧力に到達し、ウエハ２００の温度が所定の処理温度に到達したら、バルブ２４３ａを開き、ＭＦＣ２４１ａ、ガス供給管２３２ａ、ガス供給ポート２０３ｐを介した反応管２０３内へのＨ２Ｏ２含有ガスの供給を開始する。処理室２０１内へ供給されたＨ２Ｏ２含有ガスは、処理室２０１内の下方に向かって流れ、排気管２３１を介して反応管２０３の外部へ排出される。このとき、ウエハ２００に対してＨ２Ｏ２含有ガスが供給される。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膜へと改質される。
Ｈ２Ｏ２含有ガスは、上述したように非常に強い酸化力を有する。そのため、処理ガスとしてＨ２Ｏ２含有ガスを用いることで、ウエハ２００表面の溝内に形成されたポリシラザン膜の深部（溝の底部）まで、酸化処理を進行させることが可能となる。結果として、ポリシラザン膜の表面部と深部との間で、改質処理の度合いを均一化させることができ、最終的に得られるＳｉＯ膜の誘電率等の物性を、その厚さ方向にわたり均一化させることができる。また、処理ガスとしてＨ２Ｏ２含有ガスを用いることで、上述したような低温条件下で酸化処理を進行させることができ、ウエハ２００が受ける熱履歴を良好に管理することもできる。
なお、反応管２０３内へＨ２Ｏ２含有ガスを供給する際、ＡＰＣバルブ２４４を閉じるか、その開度を小さくすることで、反応管２０３内にＨ２Ｏ２含有ガスを封じ込め、反応管２０３内を加圧状態とするようにしてもよい。これにより、反応管２０３内におけるＨ２Ｏ２含有ガスの濃度分布を均一化させることができ、ウエハ２００間およびウエハ２００面内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、反応管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。
改質工程の処理条件としては、以下が例示される。
・改質圧力：７００〜１０００ｈＰａ（略大気圧（常圧）又は微減圧）
・改質温度：常温〜９０℃、好ましくは６０〜９０℃、特に好ましくは約８０℃
・Ｈ２Ｏ２含有ガスの流量：１．０〜１０ｃｃｍ、好ましくは１．５〜８ｃｃｍ
・Ｈ２Ｏ２含有ガス中のＨ２Ｏ２濃度：１．５〜１８．５モル％、好ましくは２．１〜１３．５モル％
・Ｏ２ガスの流量：０〜２０ＳＬＭ、好ましくは５〜１０ＳＬＭ
・ガス供給時間：１０〜７２０分
所定時間が経過し、ポリシラザン膜のＳｉＯ膜への改質が終了した後、バルブ２４３ａを閉じ、反応管２０３内へのＨ２Ｏ２含有ガスの供給を停止する。本工程でガス供給管２３２ｂからＯ２ガスを供給していた場合、Ｈ２Ｏ２含有ガスの供給停止と同時或いは所定時間経過後にバルブ２４３ｂを閉じ、反応管２０３内へのＯ２ガスの供給も停止してもよく、また、次の乾燥工程を開始或いは完了するまでバルブ２４３ｂを開いたままとして、Ｏ２ガスの供給を継続するようにしてもよい。
なお、上述したように、反応管２０３内の部材やウエハ２００の表面の温度（改質温度）が、反応管２０３内へ供給されるＨ２Ｏ２含有ガスの温度よりも低くなる場合、反応管２０３内へ供給されたＨ２Ｏ２含有ガスは、低温状態である反応管２０３内で再液化し、高濃度Ｈ２Ｏ２水として炉口付近に滞留する。特に改質温度が１００℃以下の場合、反応管２０３内での再液化が起こりやすい。そのため、本実施形態では、シールキャップ２１９、回転軸２５５、及び接続管２３１ｂをＳＵＳ材で形成し、これらに第１のベーキング処理を施すことにより、安定した鉄の酸化物の層を形成している。これにより、これらの金属部材にＨ２Ｏ２に対する耐腐食性、非反応性などの性質を付与している。
（乾燥工程）
改質工程が終了したら、基板用ヒータ２０７を制御し、ウエハ２００を、上述の改質温度よりも高い温度であって、かつ、上述のプリベーク温度以下の所定の温度（乾燥温度）に加熱する。乾燥温度は、例えば１２０℃以上、好ましくは１２０〜１６０℃の範囲内の温度とすることができる。ウエハ２００を加熱することにより、反応管２０３内の温度も上昇する。昇温後、温度を上述の範囲内に保持することにより、ウエハ２００と反応管２０３内とを緩やかに乾燥させる。乾燥工程の処理圧力は、例えば改質工程の処理圧力と同じであり、略大気圧（常圧）又は微減圧であることが好ましい。乾燥処理を行うことで、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（ＮＨ３）、塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）、Ｃ、Ｈの他、溶媒に起因するアウトガス等の不純物、Ｈ２Ｏ２に由来する不純物等を、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。
乾燥工程は、ＡＰＣバルブ２４４を閉じて反応管２０３内の排気を停止した状態で行ってもよく、ＡＰＣバルブ２４４を開いて反応管２０３内の排気を継続した状態で行ってもよい。また、乾燥工程は、反応管２０３内へＯ２ガスを供給して封じ込めたり、反応管２０３内へのＯ２ガスの供給および排気を継続したりしながら行うようにしてもよい。反応管２０３内へ熱伝達媒体としてＯ２ガスを供給することで、ウエハ２００や反応管２０３を効率的に加熱させ、上述の不純物の除去効率を向上させることが可能となる。
なお、上述の乾燥温度は、改質工程における改質温度よりも更に高い温度である。したがって、高濃度Ｈ２Ｏ２水が反応管２０３の内部（特に炉口付近）に残留した状態で乾燥工程が行われると、反応管２０３の内部に残留した高濃度Ｈ２Ｏ２水もウエハ２００とともに加熱されてしまう場合がある。高濃度Ｈ２Ｏ２水が加熱されると、再気化、特に高濃度Ｈ２Ｏ２水に含まれるＨ２Ｏの再気化が促進されやすい。その結果、反応管２０３の内部に残留した高濃度Ｈ２Ｏ２水がさらに濃縮され（もともと高かったＨ２Ｏ２濃度がさらに高い状態となり）、シールキャップ２１９等の金属部材に対してより深刻なダメージを与える場合がある。したがって、この乾燥工程を実施する場合には、高濃度Ｈ２Ｏ２水に晒される可能性のあるシールキャップ２１９等の金属部材として、高濃度Ｈ２Ｏ２水に対する耐性を備える上述の部材を用いることが特に好適である。
また、後述する他の実施例（変形例）のように、例えば反応管２０３の炉口付近に炉口用ヒータを更に設ける場合には、乾燥工程において、炉口用ヒータにより、炉口周辺領域を乾燥温度と同等又はそれ以上の温度となるように加熱することができる。この場合には、炉口付近に滞留した高濃度Ｈ２Ｏ２水の再気化や濃縮が更に促進されるため、シールキャップ２１９等の金属部材を構成する材料として、高濃度Ｈ２Ｏ２水に対する耐性を備える上述の部材を用いることがより重要となる。
（降温・大気圧復帰工程）
乾燥工程が終了した後、ＡＰＣバルブ２４４を開き、反応管２０３内を真空排気する。これにより、反応管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２４４を閉じ、ガス供給管２３２ｂからＮ２ガスを供給し、反応管２０３内の圧力を大気圧に復帰させる。反応管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（搬出可能温度）に降温させる。
（基板搬出工程）
ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を下降させ、反応管２０３の下端を開口させる。そして、処理済のウエハ２００を、反応管２０３の下端から反応管２０３の外部へ搬出する（ボートアンロード）。その後、処理済のウエハ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。
本実施形態は上述の態様に限定されず、図１０に示す変形例のように、反応管２０３の炉口付近、例えばシールキャップ２１９の下方に炉口用ヒータ２０８を設けてもよい。炉口用ヒータ２０８を設けることにより、上述の改質工程や乾燥工程において、炉口周辺領域の温度を所望の温度となるように制御することができる。
＜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。
例えば、上述の実施形態では、Ｈ２Ｏ２含有ガスを反応管２０３の外部で発生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く、Ｈ２Ｏ２含有ガスを反応管２０３の内部で発生させてもよい。例えば、ランプヒータ等によって加熱された天板２１７ａに対して過酸化水素水を供給し、ここで気化させることにより、Ｈ２Ｏ２含有ガスを発生させるようにしてもよい。
また、上述の実施形態では、Ｈ２Ｏ２を含有するガスをウエハ２００に供給することにより上述の処理を行う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く、Ｈ２Ｏ２を含有する液体、例えばＨ２Ｏ２水をウエハ２００に供給することにより基板に対する上述の処理を行うようにしてもよい。
また例えば、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、これに限定されるものではない。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。
また例えば、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ポリシラザン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。
上述の実施形態や変形例等は、適宜組み合わせて用いることができる。また、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
２００ ウエハ（基板）、 ２０３ 反応管、 ２１９ シールキャップ、 ２５５ 回転軸

Claims (16)

  1. 基板が収容される処理室と、
    過酸化水素を含む処理ガスを前記処理室内に導入する処理ガス供給系と、
    前記処理室内を排気する排気系と、を備え、
    前記処理室、前記処理ガス供給系及び前記排気系のうちの少なくとも何れかは金属部材により構成される基板処理装置であって、
    前記処理ガス又は前記処理ガスが液化して生じる液体に曝される前記金属部材の少なくとも何れかは鉄元素を含む材料により構成され、
    前記金属部材の前記処理ガス又は前記液体に曝される面の表面は、前記金属部材をベーキング処理することにより形成される鉄の酸化物を含む層で形成されている基板処理装置。
  2. 前記ベーキング処理は、酸素を含む雰囲気下で行われる、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記ベーキング処理は、大気雰囲気下で行われる、請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記ベーキング処理は、略真空下で行われる、請求項１に記載の基板処理装置。
  5. 前記鉄の酸化物を含む層は、前記鉄の酸化物を１０％以上含んでいる、請求項１に記載の基板処理装置。
  6. 前記鉄元素を含む材料はステンレスである、請求項１に記載の基板処理装置。
  7. 前記鉄元素を含む材料は、鉄を５０％以上含む材料である、請求項１に記載の基板処理装置。
  8. 前記処理室内において前記基板を支持する基板ボートと、前記基板ボートを下方から支持するボート支持部を備え、
    前記処理室は、筒状の反応管と、前記反応管の炉口を閉塞して前記処理室の底部を構成する蓋体とにより構成され、
    前記金属部材は、前記ボート支持部、前記蓋体、及び前記反応管と接続された前記排気系の排気管のうち、少なくとも一部を構成する、請求項１に記載の基板処理装置。
  9. 前記処理室に収容された前記基板を加熱するヒータと、
    前記処理室内に前記処理ガスを供給させるように前記処理ガス供給系を制御しながら、前記基板が１００℃以下の所定の温度となるように前記ヒータを制御するよう構成された制御部と、
    を更に備える、請求項１に記載の基板処理装置。
  10. 前記処理室に収容された前記基板を加熱するヒータと、前記処理ガス供給系及び前記ヒータを制御する制御部と、を更に備え、
    前記制御部は、所定時間の間、前記処理室内に前記処理ガスを供給させるように前記処理ガス供給系を制御しながら、前記基板の温度が１００℃以下の所定の温度となるように、前記ヒータの出力を制御した後、前記処理室内への前記処理ガスの供給を停止するように前記処理ガス供給系を制御するとともに、前記基板の温度が１２０℃以上の所定の温度となるように前記ヒータの出力を制御するよう構成されている請求項１に記載の基板処理装置。
  11. 基板が収容される処理室と、過酸化水素を含む処理ガスを前記処理室内に導入する処理ガス供給系と、前記処理室内を排気する排気系と、を備える基板処理装置に設けられる金属部材であって、
    前記金属部材は、
    前記処理室、前記処理ガス供給系及び前記排気系のうちの少なくとも何れかの、前記処理ガス又は前記処理ガスが液化して生じる液体に曝される部位を構成し、
    鉄元素を含む材料により構成され、
    前記処理ガス又は前記液体に曝される面の表面は、前記金属部材をベーキング処理することにより形成される鉄の酸化物を含む層で形成されている。
  12. 前記基板処理装置は、
    前記処理室に収容された前記基板を加熱するヒータと、
    前記処理室内に前記処理ガスを供給させるように前記処理ガス供給系を制御しながら、前記基板が１００℃以下の所定の温度となるように前記ヒータを制御するよう構成された制御部と、
    を更に備えている、請求項１１に記載の金属部材。
  13. 前記基板処理装置は、
    前記処理室に収容された前記基板を加熱するヒータと、前記処理ガス供給系及び前記ヒータを制御する制御部と、を更に備え、
    前記制御部は、所定時間の間、前記処理室内に前記処理ガスを供給させるように前記処理ガス供給系を制御しながら、前記基板の温度が１００℃以下の所定の温度となるように、前記ヒータの出力を制御した後、前記処理室内への前記処理ガスの供給を停止するように前記処理ガス供給系を制御するとともに、前記基板の温度が１２０℃以上の所定の温度となるように前記ヒータの出力を制御するよう構成されている請求項１１に記載の金属部材。
  14. 基板が収容される処理室と、過酸化水素を含む処理ガスを前記処理室内に導入する処理ガス供給系と、前記処理室内を排気する排気系と、を備え、前記処理室、前記供給系及び前記排気系のうち少なくとも何れかは金属部材により構成され、前記処理ガス又は前記処理ガスが液化して生じる液体に曝される前記金属部材の少なくとも何れかは鉄元素を含む材料により構成され、前記金属部材の前記処理ガス又は前記液体に曝される面の表面は、前記金属部材をベーキング処理することにより形成される鉄の酸化物を含む層で形成されている基板処理装置を提供する工程と、
    前記基板を前記処理室内に収容する工程と、
    前記処理ガスを前記処理室内に供給する工程と、
    を有する半導体装置の製造方法。
  15. 前記処理ガスを前記処理室内に供給する工程では、前記基板を１００℃以下の所定の温度となるように加熱する、請求項１４に記載の半導体装置の製造方法。
  16. 前記処理ガスを前記処理室内に供給する工程では、前記基板を１００℃以下の所定の温度となるように加熱し、
    前記処理ガスを前記処理室内に供給する工程の後、前記基板を１２０℃以上の所定の温度となるように加熱する工程を更に有する、
    請求項１４に記載の半導体装置の製造方法。
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