JP6807420B2 - 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラムに関する。

近年、人体内を超音波で診断する超音波診断装置が利用されている。超音波診断装置には、超音波トランスデューサとして機能するＣＭＵＴ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）デバイスが用いられる。ＣＭＵＴデバイスは、半導体製造技術の一種であるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）技術により形成されるもので、メンブレン構造の振動膜を有し、その振動膜を振動させることで外部に超音波を放射したり外部からの超音波を検出したりするように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−０７２６６１号公報

ＣＭＵＴデバイスにおいては、振動膜が何度も繰り返し振動するため、その振動膜を支持するメンブレン構造の劣化が懸念される。メンブレン構造の劣化は、例えば、振動膜の撓みによる対向電極同士の接触等を招き得るため、ＣＭＵＴデバイスの不具合発生に繋がるおそれがある。

本開示は、ＣＭＵＴデバイスのように振動する膜を有して構成される半導体装置について、その膜の振動に対する耐性を向上させる技術を提供する。

一態様によれば、
振動可能な絶縁膜を有する半導体装置の製造に関する技術であって、
前記絶縁膜を形成する工程として、少なくとも、第一シリコン酸化膜を形成する工程と、第一シリコン窒化膜を形成する工程と、第二シリコン酸化膜を形成する工程と、第二シリコン窒化膜を形成する工程とを備え、
これらの各工程を、上部電極および下部電極を有する処理室へのガス供給を行うように構成されるとともに、前記上部電極と前記下部電極のそれぞれに対して高周波電力または低周波電力のいずれかをスイッチ切換により選択的に供給するように構成された基板処理装置を用いて行い、
前記第一シリコン酸化膜を形成する工程では、前記処理室にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に高周波電力を供給し前記下部電極に低周波電力を供給するようにスイッチ切換を行い、
前記第一シリコン窒化膜を形成する工程では、前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に高周波電力を供給し前記下部電極に低周波電力を供給するようにスイッチ切換を行い、
前記第二シリコン酸化膜を形成する工程では、前記処理室にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に低周波電力を供給し前記下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行い、
前記第二シリコン窒化膜を形成する工程では、前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に低周波電力を供給し前記下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行う、技術が提供される。

本開示に係る技術によれば、振動する膜を有して構成される半導体装置について、その膜の振動に対する耐性を向上させることができる。

半導体装置の一種であるＣＭＵＴデバイスの構成例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成例を模式的に示す側断面図である。 本発明の一実施形態に係る基板処理装置が有するガス供給部の構成例を模式的に示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る基板処理装置が有するコントローラの構成例を模式的に示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る基板処理装置で行われる成膜工程の基本的な手順を示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係る基板処理装置で行われる成膜工程の一部分の詳細な手順を示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係る基板処理装置での成膜工程の際に行われるスイッチ切換の具体的な態様を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る基板処理装置で行われる成膜工程によって形成される絶縁膜の構成例を模式的に示す側断面図である。

＜一実施形態＞
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

（１）半導体装置の構成
まず、本開示に係る技術が適用される半導体装置について説明する。本実施形態では、半導体装置の一種であるＣＭＵＴデバイスを例に挙げる。

ＣＭＵＴデバイスは、ＭＥＭＳ技術によって基板上にメンブレン構造（ＣＭＵＴセル）が形成されたものであり、単独のセル構造のものであってもよいし、多数のセルが配置されるアレイ構造のものであってもよい。以下、単独のセル構造のＣＭＵＴデバイスを例に挙げる。

図１は、半導体装置の一種であるＣＭＵＴデバイスの構成例を示す断面図である。
図１に示すように、ＣＭＵＴデバイスは、基板１０１の上層に絶縁膜１０２，１０３を介して下部電極１０４が形成され、その上層に絶縁膜１０５，１０６に囲まれた空洞部１０７が形成されている。また、空洞部１０７の上方には、絶縁膜１０６を介して、その空洞部１０７と重なる位置に上部電極１０８が形成されている。そして、上部電極１０８の上層には、絶縁膜１０９，１１０が形成されている。

このように、ＣＭＵＴデバイスでは、空洞部１０７を挟んで、一対の電極膜を構成する下部電極１０４および上部電極１０８が対向配置されている。下部電極１０４は、絶縁膜１０２の上面に形成された配線１２１に接続されている。また、上部電極１０８は、絶縁膜１０２の上面に形成された配線１２２に接続されている。これにより、下部電極１０４と上部電極１０８との間は、電圧印加や静電容量変化の検出等を行うことができるようになっている。

また、空洞部１０７の上方に形成された絶縁膜１０６，１０９には、これらの膜を貫通するホール部１３０が形成されている。ホール部１３０は、空洞部１０７を形成するためのエッチング孔として機能するものであり、空洞部１０７の形成後に絶縁膜１１０によって埋め込まれている。

このような構成のＣＭＵＴデバイスでは、空洞部１０７の上方に形成された絶縁膜１０６，１０９，１１０および上部電極１０８が振動可能に支持されて、メンブレン構造を構成する。つまり、上部電極１０８およびこれに付設される絶縁膜１０６，１０９，１１０は、メンブレン構造の振動膜（メンブレン）として機能する。そして、ＣＭＵＴデバイスにおいて、例えば、下部電極１０４と上部電極１０８との間に電圧を印加すると、静電気力が働いて印加電圧の周波数で振動膜が振動することで、超音波を発信する。逆に、受信の場合は、外部からの超音波の圧力により振動膜が振動すると、下部電極１０４と上部電極１０８との間の距離が変化するため、静電容量の変化として超音波を検出できる。

（２）基板処理装置の構成
続いて、上述した構成のＣＭＵＴデバイスの製造に用いられる基板処理装置について説明する。

本実施形態で説明する基板処理装置は、半導体装置の製造工程で用いられるもので、処理対象となる基板に対して一枚ずつ処理を行う枚葉式の基板処理装置として構成されている。処理対象となる基板としては、例えば、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）が挙げられる。また、基板処理装置が行う処理としては、例えば、酸化処理、拡散処理、イオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフローやアニール、成膜処理等があるが、本実施形態では特に成膜処理を行う場合を例に挙げる。

以下、基板処理装置の構成を、図面を参照しながら具体的に説明する。
図２は本実施形態に係る基板処理装置の概略構成例を模式的に示す側断面図であり、図３は本実施形態に係る基板処理装置が有するガス供給部の構成例を模式的に示すブロック図であり、図４は本実施形態に係る基板処理装置が有するコントローラの構成例を模式的に示すブロック図である。

（処理容器）
図２に示すように、基板処理装置２００は、処理容器（容器）２０２を備えている。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、容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料により構成されている。容器２０２内には、シリコンウエハ等の基板１００を処理する処理室２０１と、基板１００を処理室２０１に搬送する際に基板１００が通過する搬送空間２０６とが形成されている。

容器２０２の側面には、ゲートバルブ２０３に隣接した基板搬入出口２０４が設けられており、その基板搬入出口２０４を介して基板１００が図示しない搬送室との間を移動する。容器２０２の底部には、リフトピン２０７が複数設けられている。

処理室２０１には、基板１００を支持する基板支持部２１０が配される。基板支持部２１０は、基板１００を載置する基板載置面２１１と、基板載置面２１１を表面に持つ基板載置台２１２と、基板載置台２１２内に設けられた加熱源としてのヒータ２１３と、下部電極２１５と、を主に有する。基板載置台２１２には、リフトピン２０７が貫通する貫通孔２１４が、リフトピン２０７と対応する位置にそれぞれ設けられている。ヒータ２１３には、ヒータ２１３の温度を制御するヒータ制御部２２３が通信線２２２を介して接続され、後述するコントローラ４００の指示によって所望の温度に加熱される。下部電極２１５には、配線２８１が電気的に接続される。

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、さらに処理容器２０２の外部で昇降部２１８に接続されている。そして、昇降部２１８を作動させてシャフト２１７および基板載置台２１２を昇降させることにより、基板載置台２１２は、載置面２１１上に載置される基板１００を昇降させることが可能となっている。なお、シャフト２１７は、処理容器２０２と絶縁されている。また、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、これにより処理室２０１内は気密に保持されている。

基板載置台２１２は、基板１００の搬送時には、基板載置面２１１が基板搬入出口２０４に対向する位置まで下降し、基板１００の処理時には、図１で示されるように、基板１００が処理室２０１内の処理位置となるまで上昇する。

処理室２０１の上部（上流側）には、上部電極として用いられるシャワーヘッド２３０が設けられている。シャワーヘッド２３０は後述するガス供給部と連通し、供給されたガスを処理室２０１に供給する役割を有する。シャワーヘッド２３０には、後述する配線２８２が電気的に接続されている。

（ガス供給部）
ガス供給部は、シャワーヘッド２３０と連通するよう構成される。ガス供給部としては、図３に示すように、第一ガス供給部２４０と、第二ガス供給部２５０と、第三ガス供給部２６０と、を有する。

（第一ガス供給部）
図３（ａ）に示すように、第一ガス供給部２４０は、シャワーヘッド２３０と連通する第一ガス供給管２４１を有する。
第一ガス供給管２４１には、上流方向から順に、第一ガス源２４２、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）２４３、および、開閉弁であるバルブ２４４が設けられている。

第一ガス源２４２は、第一元素を含有する第一ガス（以下「第一元素含有ガス」とも呼ぶ。）の供給源である。第一元素含有ガスは、第一元素を含有する原料ガスであり、処理ガスの一つである。
ここで、第一元素は、シリコン（Ｓｉ）である。すなわち、第一元素含有ガスは、シリコン含有ガスである。具体的には、シリコン含有ガスとして、例えば、テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４：ＴＥＯＳ）ガス、モノシラン（ＳｉＨ_４）ガス、ジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２：ＤＣＳ）ガス、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ_２Ｃｌ_６：ＨＣＤＳ）ガス等が用いられる。

主に、第一ガス供給管２４１、ＭＦＣ２４３、バルブ２４４により、第一ガス供給部（以下「シリコン含有ガス供給部」ともいう。）２４０が構成される。

（第二ガス供給部）
図３（ｂ）に示すように、第二ガス供給部２５０は、シャワーヘッド２３０と連通する第二ガス供給管２５１を有する。
第二ガス供給管２５１には、上流方向から順に、第二ガス源２５２、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ２５３、および、開閉弁であるバルブ２５４が設けられている。

第二ガス源２５２は、第二元素を含有する第二ガス（以下「第二元素含有ガス」とも呼ぶ。）の供給源である。第二元素含有ガスは、処理ガスの一つである。なお、第二元素含有ガスは、反応ガスとして考えてもよい。
ここで、第二元素含有ガスは、第一元素とは異なる第二元素を含有する。第二元素は、酸素（Ｏ）である。すなわち、第二元素含有ガスは、酸素含有ガスである。具体的には、酸素含有ガスとして、例えば、酸素（Ｏ_２）ガスが用いられる。

主に、第二ガス供給管２５１、ＭＦＣ２５３、バルブ２５４により、第二ガス供給部（以下「酸素含有ガス供給部」ともいう。）２５０が構成される。

（第三ガス供給部）
図３（ｃ）に示すように、第三ガス供給部２６０は、シャワーヘッド２３０と連通する第三ガス供給管２６１を有する。
第三ガス供給管２６１には、上流方向から順に、第三ガス源２６２、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ２６３、および、開閉弁であるバルブ２６４が設けられている。

第三ガス源２６２は、第三元素を含有する第三ガス（以下「第三元素含有ガス」とも呼ぶ。）の供給源である。第三元素含有ガスは、処理ガスの一つである。なお、第三元素含有ガスは、反応ガスまたは不活性ガスとして考えてもよい。
ここで、第三元素含有ガスは、第一元素および第二元素のいずれとも異なる第三元素を含有する。第三元素は、窒素（Ｎ）である。すなわち、第三元素含有ガスは、窒素含有ガスである。具体的には、窒素含有ガスとして、例えば、アンモニア（ＮＨ_３）ガス、窒素（Ｎ_２）ガス等が用いられる。

主に、第三ガス供給管２６１、ＭＦＣ２６３、バルブ２６４により、第三ガス供給部（以下「窒素含有ガス供給部」ともいう。）２６０が構成される。

なお、第三ガス供給部２６０から窒素含有ガスとしてＮ_２ガスを供給する場合、そのＮ_２ガス（不活性ガス）は、基板処理工程では、容器２０２やシャワーヘッド２３０内に留まったガスをパージするパージガスとして作用するものであってもよい。

以上に説明した第一ガス供給部２４０、第二ガス供給部２５０、第三ガス供給部２６０のいずれか、またはその組み合わせを、ガス供給部またはガス供給系と呼ぶ。

（排気部）
図２に示すように、容器２０２の雰囲気を排気する排気部は、処理室２０１に連通するように、容器２０２に接続された排気管２７２を有する。
排気管２７２には、処理室２０１内を所定の圧力に制御する圧力制御器であるＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２７３が設けられる。ＡＰＣ２７３は、開度調整可能な弁体（図示せず）を有し、後述するコントローラ４００からの指示に応じて排気管２７２のコンダクタンスを調整する。また、排気管２７２において、ＡＰＣ２７３の上流側には、バルブ２７４が設けられる。排気管２７２とバルブ２７４、ＡＰＣ２７３をまとめて排気部２７１と呼ぶ。
さらに、排気管２７２には、ドライポンプ（Ｄｒｙ Ｐｕｍｐ：ＤＰ）２７５が設けられる。ＤＰ２７５は、排気管２７２を介して処理室２０１の雰囲気を排気する。

（プラズマ生成部）
また図２に示すように、基板支持部２１０の下部電極２１５に接続される配線２８１は、配線２８３と配線２８４とに分岐される。そして、配線２８３の一端がスイッチ切換部２８７に接続されるとともに、配線２８４の一端がスイッチ切換部２８８に接続される。
一方、上部電極として用いられるシャワーヘッド２３０に接続される配線２８２は、配線２８５と配線２８６とに分岐される。そして、配線２８５の一端がスイッチ切換部２８８に接続されるとともに、配線２８６の一端がスイッチ切換部２８７に接続される。

スイッチ切換部２８７には、配線２８３，２８６の他に、低周波電力供給部２９１が接続される。
低周波電力供給部２９１は、シャワーヘッド２３０または下部電極２１５に低周波電力を供給するものである。そのために、低周波電力供給部２９１は、スイッチ２８７と接続される配線２９１ａを有する。配線２９１ａには、上流から順に、低周波電源２９１ｂと、整合器２９１ｃとが設けられる。低周波電源２９１ｂはアースに接続される。
ここで、低周波とは、例えば、１〜５００ＫＨｚ程度、好ましくは２５０〜４００ＫＨｚ程度のことをいう。

スイッチ切換部２８８には、配線２８４，２８５の他に、高周波電力供給部２９２が接続される。
高周波電力供給部２９２は、シャワーヘッド２３０または下部電極２１５に高周波電力を供給するものである。そのために、高周波電力供給部２９２は、スイッチ２８７と接続される配線２９２ａを有する。配線２９２ａには、上流から順に、高周波電源２９２ｂと、整合器２９２ｃとが設けられる。高周波電源２９２ｂはアースに接続される。
ここで、高周波とは、例えば、１３．５６ＭＨｚ程度のことをいう。

主に、低周波電力供給部２９１、高周波電力供給部２９２、および、スイッチ切換部２８７，２８８により、本実施形態におけるプラズマ生成部が構成される。
このような構成のプラズマ生成部では、スイッチ切換部２８７でのスイッチ切換を行うことで、低周波電力供給部２９１による低周波電力の供給先が、シャワーヘッド２３０または下部電極２１５のいずれかに切り換わる。また、スイッチ切換部２８８でのスイッチ切換を行うことで、高周波電力供給部２９２による高周波電力の供給先が、シャワーヘッド２３０または下部電極２１５のいずれかに切り換わる。
なお、スイッチ切換部２８７，２８８でのスイッチ切換（すなわち、電力供給先の選択）は、後述するコントローラ４００の指示によって行われる。

（コントローラ）
基板処理装置２００は、基板処理装置２００の各部の動作を制御する制御部としてのコントローラ４００を有している。

図４に示すように、コントローラ４００は、演算部としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０１、一時記憶部としてのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０２、大容量記憶部としてのＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置４０３、Ｉ／Ｏポート４０４を少なくとも有したコンピュータとして構成されている。

また、コントローラ４００は、例えば、外部記憶装置４０６、タッチパネル等の入出力装置４０９が接続可能に構成されている。さらに、コントローラ４００には、受信部４０８を通じてネットワークが接続可能に構成されている。このことは、コントローラ４００がネットワーク上に存在するホストコンピュータ等の上位装置４０７とも接続可能であることを意味する。

また、コントローラ４００は、Ｉ／Ｏポート４０４を介して、基板処理装置２００の各構成に接続される。そして、上位装置４０７や使用者の指示に応じて、基板処理装置２００の動作を制御する制御プログラムや、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を記憶装置４０３から読み出し、その内容に応じてスイッチ切換部２８７，２８８、低周波電力供給部２９１、高周波電力供給部２９２等の各構成に動作指示を与える。動作指示の送受信制御は、例えば、ＣＰＵ４０１内の送受信指示部４０５が行う。
なお、プロセスレシピは、基板処理工程における各手順をコントローラ４００に実行させ、所定の結果を得ることができ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。

以上のようなコントローラ４００は、専用のコンピュータとして構成してもよいし、汎用のコンピュータとして構成してもよい。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等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ（ＵＳＢ Ｆｌａｓｈ Ｄｒｉｖｅ）やメモリカード等の半導体メモリ）４０６を用意し、外部記憶装置４０６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により、本実施形態に係るコントローラ４００を構成することができる。また、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４０６を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用いてもよいし、上位装置４０７から受信部４０８を介して情報を受信し、外部記憶装置４０６を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。また、キーボードやタッチパネル等の入出力装置４０９を用いて、コントローラ４００に指示をしてもよい。

コントローラ４００における記憶装置４０３およびコントローラ４００に接続可能な外部記憶装置４０６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４０３単体のみを含む場合、外部記憶装置４０６単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。

（３）半導体装置の製造方法
次に、上述した構成の基板処理装置２００を用いて実行する半導体装置の製造方法について、ＣＭＵＴデバイスを製造する場合を例に挙げて説明する。

（ＣＭＵＴデバイスの形成手順の概要）
まず、ＣＭＵＴデバイスの形成する手順の概要を、図１を参照しながら説明する。

ＣＭＵＴデバイスの形成にあたっては、半導体基板１０１上にプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により例えば４００ｎｍ厚のシリコン酸化膜（以下、シリコン酸化膜を「ＳｉＯ膜」ともいう。）による絶縁膜１０２を形成する。そして、絶縁膜１０２上に窒化チタンとアルミニウム合金との積層膜により配線１２１，１２２を形成し、その後、プラズマＣＶＤ法により例えば５００ｎｍ厚のＳｉＯ膜による絶縁膜１０３を、配線１２１，１２２を覆うように形成する。さらに、絶縁膜１０３に、配線１２１，１２２に達する開口部をリソグラフィ技術とドライエッチング技術で形成する。

その後、下部電極１０４となる導電膜をスパッタリング法により形成する。この際に、絶縁膜１０３の開口部も埋め込まれる。そして、リソグラフィ技術とドライエッチング技術により、下部電極１０４および上部電極１０８への電気接続部を形成する。下部電極１０４となる導電膜は、窒化チタンとアルミニウム合金との積層膜であってもよいし、通常の半導体プロセスで使用されるタングステン（Ｗ）やチタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）およびそれらの合金や窒化物、シリコン化合物等であってもよい。導電膜は、例えば１００ｎｍ程度の厚さで構わない。そして、下部電極１０４上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ膜による絶縁膜１０５を例えば２００ｎｍ厚で堆積する。

次いで、絶縁膜１０５の上面にアモルファスシリコン膜をプラズマＣＶＤ法により例えば１００ｎｍ厚で堆積し、続いて、リソグラフィ技術とドライエッチング技術によりアモルファスシリコン膜を加工することで、その後の工程で空洞部１０７となる犠牲層を形成する。犠牲層を形成したら、続いて、その犠牲層および絶縁膜１０５を覆うように、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ膜による絶縁膜１０６を例えば２００ｎｍ厚で堆積する。そして、絶縁膜１０５，１０６に、リソグラフィ技術とドライエッチング技術により、上部電極１０８と接続するための開口部を形成する。

その後、上部電極１０８となる導電膜をスパッタリング法により形成する。この際に、絶縁膜１０５，１０６の開口部も埋め込まれる。そして、リソグラフィ技術とドライエッチング技術により、上部電極１０８を形成する。上部電極１０８となる導電膜は、窒化チタンとアルミニウム合金との積層膜であってもよいし、通常の半導体プロセスで使用されるＷやＴｉ、ＡｌやＣｕおよびそれらの合金や窒化物、シリコン化合物等であってもよい。導電膜は、例えば４００ｎｍ程度の厚さで形成する。

そして、上部電極１０８を形成したら、プラズマＣＶＤ法により、シリコン窒化膜（以下、シリコン窒化膜を「ＳｉＮ膜」ともいう。）による絶縁膜１０９を、絶縁膜１０６および上部電極１０８を覆うように例えば３００ｎｍ厚で堆積する。続いて、絶縁膜１０６，１０９に、リソグラフィ技術とドライエッチング技術を使用して、犠牲層に到達するホール部１３０を形成する。

その後、ホール部１３０を介して、犠牲層をフッ化キセノンガス（ＸｅＦ_２）によりエッチング除去することで、空洞部１０７を形成する。空洞部１０７を形成したら、その形成に用いたホール部１３０を埋め込むために、プラズマＣＶＤ法により絶縁膜１１０を例えば８００ｎｍ厚で堆積する。
このような手順を経ることで、上述した構成のＣＭＵＴデバイスを形成することができる。

（メンブレン構成膜の製造手順）
次に、上述した構成のＣＭＵＴデバイスにおいて、振動膜（メンブレン）を構成する膜を形成する手順を、詳細に説明する。

ここでは、メンブレンの構成膜の一つとして、絶縁膜１１０を形成する場合を例に挙げて説明する。ただし、以下に説明する手順は、メンブレンの構成膜であれば、絶縁膜１１０に限らず、他の絶縁膜１０５，１０６，１０９を形成する場合にも適用可能である。

絶縁膜１１０は、上述した構成の基板処理装置２００を用いて形成される。その場合に、基板処理装置２００は、処理室２０１に収容された被処理物である基板１００に対して、以下に説明する基板処理工程を行う。基板処理工程は、少なくとも、基板搬入工程と、成膜工程と、基板搬出工程と、を含む。なお、以下の説明において、基板処理装置２００を構成する各部の動作は、コントローラ４００により制御される。

（基板搬入工程）
基板搬入工程では、被処理物である基板１００として、半導体基板１０１上に絶縁膜１０９までが形成され、さらにホール部１３０を介した犠牲層エッチングにより空洞部１０７が形成されたものを、処理室２０１に搬入する。具体的には、基板搬入出口２０４を通じて容器２０２内に基板１００を搬入した後、その基板１００を基板載置台２１２の載置面２１１上に載置し、さらに基板支持部２１０を上昇させて基板１００を処理室２０１内の処理位置（基板処理ポジション）に位置させる。

そして、処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように、排気管２７２を介して処理室２０１内を排気する。これにより、処理室２０１の圧力を、例えば１０⁻⁵〜１０⁻¹Ｐａの高真空に維持する。
また、処理室２０１内が所望の温度となるように、ヒータ２１３への通電量をフィードバック制御する。このときの温度は、例えば室温以上８００℃以下であり、好ましくは、室温以上であって５００℃以下である。
これで成膜工程前の準備が完了することになる。

（成膜工程）
処理室２０１内の処理位置に基板１００を位置させたら、続いて、基板処理装置２００では、成膜工程を行う。成膜工程は、絶縁膜１１０を形成する工程である。なお、成膜工程については、その詳細を後述する。

（基板搬出工程）
成膜工程の終了後、続いて、基板処理装置２００では、基板搬出工程を行い、処理済みの基板１００を容器２０２から搬出させる。具体的には、容器２０２内を基板２００の搬出可能温度まで降温させ、処理室２０１内を不活性ガスとしてのＮ_２ガスでパージし、容器２０２内が搬送可能な圧力に調圧される。調圧後、基板支持部２１０を下降させ、基板１００を搬送空間２０６に移動する。そして、ゲートバルブ２０３を開放して、基板搬入出口２０４を通じて基板１００を容器２０２の外へ搬出する。

（４）成膜工程の具体的な手順
次に、上述した基板処理工程のうちの成膜工程について、具体的な手順を説明する。
図５は本実施形態に係る基板処理装置で行われる成膜工程の基本的な手順を示すフロー図であり、図６は本実施形態に係る基板処理装置で行われる成膜工程の一部分の詳細な手順を示すフロー図であり、図７は本実施形態に係る基板処理装置での成膜工程の際に行われるスイッチ切換の具体的な態様を示す説明図であり、図８は本実施形態に係る基板処理装置で行われる成膜工程によって形成される絶縁膜の構成例を模式的に示す側断面図である。

絶縁膜１１０を形成する成膜工程は、図５に示すように、第一シリコン酸化膜形成工程（ステップ１０２、以下ステップを「Ｓ」と略す。）と、第一シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０４）と、低応力積層膜形成工程（Ｓ１０６）と、第三シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０８）と、を備える。

また、これらの各工程のうち、低応力積層膜形成工程（Ｓ１０６）は、図６に示すように、少なくとも、第二シリコン酸化膜形成工程（Ｓ２０２）と、第二シリコン窒化膜形成工程（Ｓ２０４）と、を備える。

以下、これらの各工程について、順に詳しく説明する。

（第一シリコン酸化膜形成工程：Ｓ１０２）
第一シリコン酸化膜形成工程（Ｓ１０２）は、被処理物である基板１００における絶縁膜１０９上に、第一シリコン酸化膜としてのＳｉＯ膜１１１を形成する処理を行う工程である。

そのために、第一シリコン酸化膜形成工程（Ｓ１０２）では、第一ガス供給部２４０からシャワーヘッド２３０を通じて処理室２０１内にシリコン含有ガスとして例えばＴＥＯＳガスを供給するとともに、第二ガス供給部２５０からシャワーヘッド２３０を通じて処理室２０１内に酸素含有ガスとして例えばＯ_２ガスを供給する。これにより、処理室２０１内には、シリコン含有ガスとしてのＴＥＯＳガスと酸素含有ガスとしてのＯ_２ガスとが供給される。

さらに、第一シリコン酸化膜形成工程（Ｓ１０２）では、図７（ａ）に示すように、高周波電力供給部２９２が配線２８５と接続するようにスイッチ切換部２８８のスイッチ切換を行うとともに、低周波電力供給部２９１が配線２８３と接続するようにスイッチ切換部２８７のスイッチ切換を行う。これにより、高周波電力供給部２９２からの高周波電力が上部電極としてのシャワーヘッド２３０に供給され、低周波電力供給部２９１からの低周波電力が下部電極２１５に供給される。

処理室２０１内に供給されたＴＥＯＳガスおよびＯ_２ガスは、シャワーヘッド２３０および下部電極２１５への電力供給によりプラズマ状態とされ、被処理物である基板１００の絶縁膜１０９上に照射されて堆積する。これにより、図８（ａ）に示すように、ＳｉＮ膜による絶縁膜１０９上には、Ｓｉ元素およびＯ元素を含有する膜であるＳｉＯ膜１１１が第一シリコン酸化膜として形成される。

このとき、ＳｉＯ膜１１１は、シャワーヘッド２３０に高周波電力が印加され、下部電極２１５に低周波電力が印加される状況下で形成される。つまり、ＳｉＯ膜１１１を形成するための処理ガスは、高周波によって高密度のプラズマ状態にされるとともに、低周波によってプラズマ中のイオンが基板１００の絶縁膜１０９上に照射される。そのため、Ｓｉ元素とＯ元素が高密度に結合してＳｉＯ膜１１１が形成される一方で、Ｓｉ元素とＨ元素が結合したＳｉ−Ｈ結合等の不純物結合が低周波によって切断される。したがって、絶縁膜１０９上には、Ｓｉ元素およびＯ元素が密に並んで構成された膜、すなわち緻密なＳｉＯ膜１１１が形成されることになる。

（第一シリコン窒化膜形成工程：Ｓ１０４）
第一シリコン酸化膜形成工程（Ｓ１０２）の次に行う第一シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０４）は、第一シリコン酸化膜形成工程（Ｓ１０２）で形成したＳｉＯ膜１１１上に、第一シリコン窒化膜としてのＳｉＮ膜１１２を形成する処理を行う工程である。

そのために、第一シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０４）では、第一ガス供給部２４０からシャワーヘッド２３０を通じて処理室２０１内にシリコン含有ガスとして例えばＳｉＨ_４ガスを供給するとともに、第三ガス供給部２６０からシャワーヘッド２３０を通じて処理室２０１内に窒素含有ガスとして例えばＮＨ_３ガスを供給する。これにより、処理室２０１内には、シリコン含有ガスとしてのＳｉＨ_４ガスと酸素含有ガスとしてのＮＨ_３ガスとが供給される。

さらに、第一シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０４）では、図７（ａ）に示すように、高周波電力供給部２９２が配線２８５と接続するようにスイッチ切換部２８８のスイッチ切換を行うとともに、低周波電力供給部２９１が配線２８３と接続するようにスイッチ切換部２８７のスイッチ切換を行う。これにより、高周波電力供給部２９２からの高周波電力が上部電極としてのシャワーヘッド２３０に供給され、低周波電力供給部２９１からの低周波電力が下部電極２１５に供給される。

処理室２０１内に供給されたＳｉＨ_４ガスおよびＮＨ_３ガスは、シャワーヘッド２３０および下部電極２１５への電力供給によりプラズマ状態とされ、被処理物である基板１００のＳｉＯ膜１１１上に照射されて堆積する。これにより、図８（ｂ）に示すように、ＳｉＯ膜１１１上には、Ｓｉ元素およびＮ元素を含有する膜であるＳｉＮ膜１１２が第一シリコン窒化膜として形成される。

このとき、ＳｉＮ膜１１２は、シャワーヘッド２３０に高周波電力が印加され、下部電極２１５に低周波電力が印加される状況下で形成される。つまり、ＳｉＮ膜１１２を形成するための処理ガスは、高周波によって高密度のプラズマ状態にされるとともに、低周波によってプラズマ中のイオンが基板１００のＳｉＯ膜１１１上に照射される。そのため、Ｓｉ元素とＮ元素が高密度に結合してＳｉＮ膜１１２が形成される一方で、Ｓｉ元素とＨ元素が結合したＳｉ−Ｈ結合等の不純物結合が低周波によって切断される。したがって、ＳｉＯ膜１１１上には、Ｓｉ元素およびＮ元素が密に並んで構成された膜、すなわち緻密なＳｉＮ膜１１２が形成されることになる。

（第二シリコン酸化膜形成工程：Ｓ２０２）
第一シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０４）の次に行う第二シリコン酸化膜形成工程（Ｓ２０２）は、第一シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０４）で形成したＳｉＮ膜１１２上に、第二シリコン酸化膜としてのＳｉＯ膜１１３を形成する処理を行う工程である。

そのために、第二シリコン酸化膜形成工程（Ｓ２０２）では、第一ガス供給部２４０からシャワーヘッド２３０を通じて処理室２０１内にシリコン含有ガスとして例えばＴＥＯＳガスを供給するとともに、第二ガス供給部２５０からシャワーヘッド２３０を通じて処理室２０１内に酸素含有ガスとして例えばＯ_２ガスを供給する。これにより、処理室２０１内には、シリコン含有ガスとしてのＴＥＯＳガスと酸素含有ガスとしてのＯ_２ガスとが供給される。

さらに、第二シリコン酸化膜形成工程（Ｓ２０２）では、図７（ｂ）に示すように、高周波電力供給部２９２が配線２８４と接続するようにスイッチ切換部２８８のスイッチ切換を行うとともに、低周波電力供給部２９１が配線２８６と接続するようにスイッチ切換部２８７のスイッチ切換を行う。これにより、高周波電力供給部２９２からの高周波電力が下部電極２１５に供給され、低周波電力供給部２９１からの低周波電力が上部電極としてのシャワーヘッド２３０に供給される。

処理室２０１内に供給されたＴＥＯＳガスおよびＯ_２ガスは、シャワーヘッド２３０および下部電極２１５への電力供給によりプラズマ状態とされ、被処理物である基板１００のＳｉＮ膜１１２上に照射されて堆積する。これにより、図８（ｃ）に示すように、ＳｉＮ膜１１２上には、Ｓｉ元素およびＯ元素を含有する膜であるＳｉＯ膜１１３が第二シリコン酸化膜として形成される。

なお、ＳｉＯ膜１１３は、第一シリコン酸化膜形成工程（Ｓ１０２）の場合とは逆に、シャワーヘッド２３０に低周波電力が印加され、下部電極２１５に高周波電力が印加される状況下で形成される。そのため、ＳｉＯ膜１１３は、第一シリコン酸化膜としてのＳｉＯ膜１１１に比べると、Ｓｉ元素およびＯ元素の並びが粗であり、内部応力が緩和されたＳｉＯ膜１１３として形成されることになる。

（第二シリコン窒化膜形成工程：Ｓ２０４）
第二シリコン酸化膜形成工程（Ｓ２０２）の次に行う第二シリコン窒化膜形成工程（Ｓ２０４）は、第二シリコン酸化膜形成工程（Ｓ２０２）で形成したＳｉＯ膜１１３上に、第二シリコン窒化膜としてのＳｉＮ膜１１４を形成する処理を行う工程である。

そのために、第二シリコン窒化膜形成工程（Ｓ２０４）では、第一ガス供給部２４０からシャワーヘッド２３０を通じて処理室２０１内にシリコン含有ガスとして例えばＳｉＨ_４ガスを供給するとともに、第三ガス供給部２６０からシャワーヘッド２３０を通じて処理室２０１内に窒素含有ガスとして例えばＮＨ_３ガスを供給する。これにより、処理室２０１内には、シリコン含有ガスとしてのＳｉＨ_４ガスと酸素含有ガスとしてのＮＨ_３ガスとが供給される。

さらに、第二シリコン窒化膜形成工程（Ｓ２０４）では、図７（ｂ）に示すように、高周波電力供給部２９２が配線２８４と接続するようにスイッチ切換部２８８のスイッチ切換を行うとともに、低周波電力供給部２９１が配線２８６と接続するようにスイッチ切換部２８７のスイッチ切換を行う。これにより、高周波電力供給部２９２からの高周波電力が下部電極２１５に供給され、低周波電力供給部２９１からの低周波電力が上部電極としてのシャワーヘッド２３０に供給される。

処理室２０１内に供給されたＳｉＨ_４ガスおよびＮＨ_３ガスは、シャワーヘッド２３０および下部電極２１５への電力供給によりプラズマ状態とされ、被処理物である基板１００のＳｉＯ膜１１３上に照射されて堆積する。これにより、図８（ｄ）に示すように、ＳｉＯ膜１１３上には、Ｓｉ元素およびＮ元素を含有する膜であるＳｉＮ膜１１４が第二シリコン窒化膜として形成される。

なお、ＳｉＮ膜１１４は、第一シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０４）の場合とは逆に、シャワーヘッド２３０に低周波電力が印加され、下部電極２１５に高周波電力が印加される状況下で形成される。そのため、ＳｉＮ膜１１４は、第一シリコン窒化膜としてのＳｉＮ膜１１２に比べると、Ｓｉ元素およびＯ元素の並びが粗であり、内部応力が緩和されたＳｉＮ膜１１４として形成されることになる。

（低応力積層膜形成工程：Ｓ１０６）
上述した第二シリコン酸化膜形成工程（Ｓ２０２）および第二シリコン窒化膜形成工程（Ｓ２０４）を含む低応力積層膜形成工程（Ｓ１０６）では、図６に示すように、これらの各工程（Ｓ２０２，Ｓ２０４）の終了後に、これらの各工程（Ｓ２０２，Ｓ２０４）を予め設定された所定回数（例えば２〜５回）実施したか否かを判断する（Ｓ２０６）。そして、所定回数実施するまで、これらの各工程（Ｓ２０２，Ｓ２０４）を繰り返し実施する。

各工程（Ｓ２０２，Ｓ２０４）を所定回数実施した後は、各工程（Ｓ２０２，Ｓ２０４）の繰り返しによって得られた積層膜の最上層（例えばＳｉＮ膜１１４）が、その最上層を覆うことになる保護膜（具体的には、後述する第三シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０８）で形成されるＳｉＮ膜１１６）と同一組成であるか否かを判断する（Ｓ２０８）。そして、同一組成であれば、それぞれの組成を相違させるべく、再度、第二シリコン酸化膜形成工程（Ｓ２１０）を実施する。なお、第二シリコン酸化膜形成工程（Ｓ２１０）は、上述した第二シリコン酸化膜形成工程（Ｓ２０２）と同様の処理を行う。

これにより、図８（ｅ）に示すように、ＳｉＮ膜１１２上には、ＳｉＯ膜１１３とＳｉＮ膜１１４とが積層されてなる積層膜が、低応力積層膜１１５として形成されることになる。

（第三シリコン窒化膜形成工程：Ｓ１０８）
低応力積層膜形成工程（Ｓ１０６）の次に行う第三シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０８）は、低応力積層膜形成工程（Ｓ１０６）で形成した低応力積層膜１１５上に、第三シリコン窒化膜としてのＳｉＮ膜１１６を形成する処理を行う工程である。

そのために、第三シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０８）では、第一ガス供給部２４０からシャワーヘッド２３０を通じて処理室２０１内にシリコン含有ガスとして例えばＳｉＨ_４ガスを供給するとともに、第三ガス供給部２６０からシャワーヘッド２３０を通じて処理室２０１内に窒素含有ガスとして例えばＮＨ_３ガスを供給する。これにより、処理室２０１内には、シリコン含有ガスとしてのＳｉＨ_４ガスと酸素含有ガスとしてのＮＨ_３ガスとが供給される。

さらに、第三シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０８）では、図７（ａ）に示すように、高周波電力供給部２９２が配線２８５と接続するようにスイッチ切換部２８８のスイッチ切換を行うとともに、低周波電力供給部２９１が配線２８３と接続するようにスイッチ切換部２８７のスイッチ切換を行う。これにより、高周波電力供給部２９２からの高周波電力が上部電極としてのシャワーヘッド２３０に供給され、低周波電力供給部２９１からの低周波電力が下部電極２１５に供給される。

処理室２０１内に供給されたＳｉＨ_４ガスおよびＮＨ_３ガスは、シャワーヘッド２３０および下部電極２１５への電力供給によりプラズマ状態とされ、被処理物である基板１００の低応力積層膜１１５上に照射されて堆積する。これにより、図８（ｆ）に示すように、低応力積層膜１１５上には、Ｓｉ元素およびＮ元素を含有する膜であるＳｉＮ膜１１６が第三シリコン窒化膜として形成される。

このように、ＳｉＮ膜１１６は、低応力積層膜１１５の最上層を覆うように形成される。そのため、ＳｉＮ膜１１６は、低応力積層膜１１５の保護膜として十分な機能を発揮し得るものであることが好ましい。
この点につき、ＳｉＮ膜１１６は、シャワーヘッド２３０に高周波電力が印加され、下部電極２１５に低周波電力が印加される状況下で形成されるため、Ｓｉ元素およびＮ元素が密に並んで構成された膜、すなわち緻密なＳｉＮ膜１１６として形成される。したがって、ＳｉＮ膜１１６は、保護膜として機能する上で非常に好適なものとなる。
また、ＳｉＮ膜１１６は、保護膜として機能するものであるから、他のＳｉＯ膜１１１，１１３やＳｉＮ膜１１２，１１４等に比べて厚膜に形成されていると、保護性能のマージン向上を図る上で好ましい。

以上のような第一シリコン酸化膜形成工程（Ｓ１０２）、第一シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０４）、低応力積層膜形成工程（Ｓ１０６）および第三シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０８）を順に経ることで、図８（ｆ）に示すように、絶縁膜１０９上に、ＳｉＯ膜１１１と、ＳｉＮ膜１１２と、ＳｉＯ膜１１３およびＳｉＮ膜１１４が積層されてなる低応力積層膜１１５と、ＳｉＮ膜１１６とによる積層体が、絶縁膜１１０として形成される。

このように、絶縁膜１１０は、ＳｉＯ膜１１１，１１３とＳｉＮ膜１１２，１１４とが積層されて構成されている。一般に、ＳｉＯ膜は圧縮応力が高く、ＳｉＮ膜は引張応力が高いことが知られている。すなわち、ＳｉＯ膜とＳｉＮ膜は、膜応力に関して逆の特性を有する。したがって、絶縁膜１１０は、ＳｉＯ膜１１１，１１３の特性とＳｉＮ膜１１２，１１４の特性とが互いに相殺するように作用することになり、振動に対して優れた耐性を有したものとなる。

しかも、絶縁膜１１０は、緻密なＳｉＯ膜１１１およびＳｉＮ膜１１２と、これらよりも粗であり内部応力が緩和されたＳｉＯ膜１１３およびＳｉＮ膜１１４とが、積層されて構成されている。したがって、絶縁膜１１０は、内部応力が緩和された積層部分を有することで、振動に対する耐性が非常に優れたものとなる。

（５）本実施形態の効果
本実施形態によれば、以下に示す一つまたは複数の効果を奏する。

（ａ）本実施形態において、基板処理工程のうちの成膜工程は、少なくとも、第一シリコン酸化膜形成工程（Ｓ１０２）と、第一シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０４）と、第二シリコン酸化膜形成工程（Ｓ２０２）と、第二シリコン窒化膜形成工程（Ｓ２０４）と、を備える。そして、第一シリコン酸化膜形成工程（Ｓ１０２）では、処理室２０１にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、シャワーヘッド２３０に高周波電力を供給し下部電極２１５に低周波電力を供給するようにスイッチ切換部２８７，２８８のスイッチ切換を行う。また、第一シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０４）では、処理室２０１にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、シャワーヘッド２３０に高周波電力を供給し下部電極２１５に低周波電力を供給するようにスイッチ切換部２８７，２８８のスイッチ切換を行う。また、第二シリコン酸化膜形成工程（Ｓ２０２）では、処理室２０１にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、シャワーヘッド２３０に低周波電力を供給し下部電極２１５に高周波電力を供給するようにスイッチ切換部２８７，２８８のスイッチ切換を行う。また、第二シリコン窒化膜形成工程（Ｓ２０４）では、処理室２０１にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、シャワーヘッド２３０に低周波電力を供給し下部電極２１５に高周波電力を供給するようにスイッチ切換部２８７，２８８のスイッチ切換を行う。
したがって、本実施形態によれば、ＳｉＯ膜１１１，１１３とＳｉＮ膜１１２，１１４とが積層されて絶縁膜１１０が構成されることになり、振動に対して優れた耐性を有する絶縁膜１１０を形成することができる。しかも、その絶縁膜１１０は、緻密なＳｉＯ膜１１１およびＳｉＮ膜１１２と、これらよりも粗であり内部応力が緩和されたＳｉＯ膜１１３およびＳｉＮ膜１１４とが積層されて構成されるので、振動に対する耐性が非常に優れたものとなる。
つまり、本実施形態では、スイッチ切換部２８７，２８８を利用してシャワーヘッド２３０および下部電極２１５への印加電力の周波数を切り換えることにより、成膜工程で形成される積層膜について、圧縮応力および引張応力の幅広い範囲での調整に対応することが可能となる。このことは、積層膜を構成する各膜における膜応力の組み合わせの適切化を実現可能にし、これにより振動に対して非常に優れた耐性を有する膜を形成できる成膜技術を提供し得ることを意味する。

本実施形態による成膜技術は、特に、振動可能な絶縁膜を有して構成される半導体装置に適用した場合に有効である。具体的には、本実施形態で説明したように、ＣＭＵＴデバイスのメンブレン構造に適用すると非常に有効である。
ＣＭＵＴデバイスのメンブレン構造は、振動膜を振動させるように構成されている。そのため、振動膜が振動に対して非常に優れた耐性を有していれば、振動膜が何度も繰り返し振動する場合であっても、その振動によるメンブレン構造の劣化を抑制することができる。メンブレン構造の劣化を抑制できれば、振動膜の撓みによる電極間の導通等といったＣＭＵＴデバイスの不具合発生についても抑制することができる。
ＣＭＵＴデバイスのメンブレン構造に求められる撓み耐性は、ＮＡＮＤ型メモリのような他の半導体装置に構成膜の比ではない。このことからも、本実施形態による成膜技術は、ＣＭＵＴデバイスのメンブレン構造に適用して非常に有効である。

（ｂ）本実施形態では、第二シリコン酸化膜形成工程（Ｓ２０２）と第二シリコン窒化膜形成工程（Ｓ２０４）とを予め設定された所定回数実施するまで複数回繰り返し、これにより低応力積層膜１１５を形成する。低応力積層膜１１５は、内部応力が緩和されたＳｉＯ膜１１３とＳｉＮ膜１１４との積層膜である。
したがって、本実施形態によれば、絶縁膜１１０における低応力積層膜１１５の占める割合が大きくなるので、より一層絶縁膜１１０の振動に対する耐性を向上させることができる。

（ｃ）本実施形態では、第一シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０４）および第二シリコン窒化膜形成工程（Ｓ２０４）とは別に、第三シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０８）を備える。そして、第三シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０８）では、処理室２０１にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、シャワーヘッド２３０に高周波電力を供給し下部電極２１５に低周波電力を供給するようにスイッチ切換部２８７，２８８のスイッチ切換を行う。
したがって、本実施形態によれば、最上層を覆う保護膜として、緻密なＳｉＮ膜１１６を形成することができ、保護膜として機能させる上で非常に好適なものとなる。なお、保護性能のマージン向上を図る上では、ＳｉＮ膜１１６は、他のＳｉＯ膜１１１，１１３やＳｉＮ膜１１２，１１４等に比べて厚膜に形成されていることが好ましい。

（ｄ）本実施形態では、ＣＭＵＴデバイスの空洞部１０７を形成するための犠牲層を、その犠牲層を覆う被覆膜である絶縁膜１０６，１０９に設けられたホール部１３０を通じてエッチング除去した後に、絶縁膜１０９上に絶縁膜１１０を形成する成膜工程を行ってホール部１３０を封止する。そして、絶縁膜１１０を形成する成膜工程は、少なくとも、第一シリコン酸化膜形成工程（Ｓ１０２）、第一シリコン窒化膜形成工程（Ｓ１０４）および低応力積層膜形成工程（Ｓ１０６）を順に経る。
したがって、本実施形態によれば、ホール部１３０を封止する絶縁膜１１０が複数工程の分割デポによって形成されるので、非分割デポの場合に比べると、ホール部１３０の封止を容易かつ確実に行うことができる。また、分割デポであれば、厚膜化にも容易に対応することができる。つまり、本実施形態によれば、ホール部１３０に対する埋め込み性を十分に確保しつつ、厚膜化への対応の容易化を図ることができる。

＜他の実施形態＞
以上に、本発明の一実施形態を具体的に説明したが、本開示が上述の実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

上述した実施形態では、半導体装置がＣＭＵＴデバイスである場合を例に挙げたが、本発明がこれに限定されることはない。すなわち、本発明は、振動可能な絶縁膜を有する半導体装置の製造に適用可能であり、ＣＭＵＴデバイス以外に適用してもよい。

また、上述した実施形態では、絶縁膜１１０の形成にあたり、第一シリコン酸化膜としてのＳｉＯ膜１１１、第一シリコン窒化膜としてのＳｉＮ膜１１２、第二シリコン酸化膜としてのＳｉＯ膜１１３、および、第二シリコン窒化膜としてのＳｉＮ膜１１４について、これらを順に積層する場合を例に挙げたが、本発明がこれに限定されることはない。すなわち、これらの各膜１１１〜１１４の積層順は、特に限定されるものではなく、上述した実施形態とは異なる積層順に入れ替えても構わない。

＜本開示の好ましい態様＞
以下に、本開示の好ましい態様について付記する。

［付記１］
本開示の一態様によれば、
振動可能な絶縁膜を有する半導体装置の製造方法であって、
前記絶縁膜を形成する工程として、少なくとも、第一シリコン酸化膜を形成する工程と、第一シリコン窒化膜を形成する工程と、第二シリコン酸化膜を形成する工程と、第二シリコン窒化膜を形成する工程とを備え、
これらの各工程を、上部電極および下部電極を有する処理室へのガス供給を行うように構成されるとともに、前記上部電極と前記下部電極のそれぞれに対して高周波電力または低周波電力のいずれかをスイッチ切換により選択的に供給するように構成された基板処理装置を用いて行い、
前記第一シリコン酸化膜を形成する工程では、前記処理室にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に高周波電力を供給し前記下部電極に低周波電力を供給するようにスイッチ切換を行い、
前記第一シリコン窒化膜を形成する工程では、前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に高周波電力を供給し前記下部電極に低周波電力を供給するようにスイッチ切換を行い、
前記第二シリコン酸化膜を形成する工程では、前記処理室にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に低周波電力を供給し前記下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行い、
前記第二シリコン窒化膜を形成する工程では、前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に低周波電力を供給し前記下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行う、
半導体装置の製造方法が提供される。

［付記２］
好ましくは、
前記第二シリコン酸化膜を形成する工程と、前記第二シリコン窒化膜を形成する工程とを、複数回繰り返す
付記１に記載の半導体装置の製造方法が提供される。

［付記３］
好ましくは、
前記絶縁膜を形成する工程として、前記第一シリコン窒化膜を形成する工程および前記第二シリコン窒化膜を形成する工程とは別に、第三のシリコン窒化膜を形成する工程を備え、
前記第三のシリコン窒化膜を形成する工程では、前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に高周波電力を供給し前記下部電極に低周波電力を供給するようにスイッチ切換を行う
付記１または２に記載の半導体装置の製造方法が提供される。

［付記４］
好ましくは、
前記絶縁膜を振動可能にするために形成された犠牲層を、前記犠牲層を覆う被覆膜に設けられたホール部を通じて除去した後に、当該被覆膜上に前記絶縁膜を形成する工程を行って前記ホール部を封止する
付記１から３のいずれか１態様に記載の半導体装置の製造方法が提供される。

[付記５]
本開示の他の一態様によれば、
被処理物を収容する処理室と、
前記処理室にシリコン含有ガスを供給する第一ガス供給部と、
前記処理室に酸素含有ガスを供給する第二ガス供給部と、
前記処理室に窒素含有ガスを供給する第三ガス供給部と、
前記処理室内に配置される上部電極および下部電極と、
前記上部電極または前記下部電極に高周波電力を供給する高周波電力供給部と、
前記上部電極または前記下部電極に低周波電力を供給する低周波電力供給部と、
前記上部電極と前記下部電極のそれぞれに対して前記高周波電力供給部からの高周波電力または前記低周波電力供給部からの低周波電力のいずれを供給するか選択するスイッチ切換部と、
前記第一ガス供給部、前記第二ガス供給部および前記第三ガス供給部によるガス供給、並びに、前記スイッチ切換部による電力供給の選択切り換えを制御する制御部と、
を備え、
前記被処理物への振動可能な絶縁膜の形成にあたり、少なくとも、
前記処理室にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に高周波電力を供給し前記下部電極に低周波電力を供給するようにスイッチ切換を行って、前記絶縁膜を構成する第一シリコン酸化膜を形成する処理と、
前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に高周波電力を供給し前記下部電極に低周波電力を供給するようにスイッチ切換を行って、前記絶縁膜を構成する第一シリコン窒化膜を形成する処理と、
前記処理室にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に低周波電力を供給し前記下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行って、前記絶縁膜を構成する第二シリコン酸化膜を形成する処理と、
前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に低周波電力を供給し前記下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行って、前記絶縁膜を構成する第二シリコン窒化膜を形成する処理と、
を行うように構成されている基板処理装置が提供される。

[付記６]
本開示のさらに他の一態様によれば、
振動可能な絶縁膜を形成する手順として、少なくとも、第一シリコン酸化膜を形成する手順と、第一シリコン窒化膜を形成する手順と、第二シリコン酸化膜を形成する手順と、第二シリコン窒化膜を形成する手順とを、コンピュータによって基板処理装置に実行させるとともに、
前記基板処理装置として、上部電極および下部電極を有する処理室へのガス供給を行うように構成されるとともに、前記上部電極と前記下部電極のそれぞれに対して高周波電力または低周波電力のいずれかをスイッチ切換により選択的に供給するように構成されたものを用い、
前記第一シリコン酸化膜を形成する手順では、前記処理室にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に高周波電力を供給し前記下部電極に低周波電力を供給するようにスイッチ切換を行い、
前記第一シリコン窒化膜を形成する手順では、前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に高周波電力を供給し前記下部電極に低周波電力を供給するようにスイッチ切換を行い、
前記第二シリコン酸化膜を形成する手順では、前記処理室にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に低周波電力を供給し前記下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行い、
前記第二シリコン窒化膜を形成する手順では、前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に低周波電力を供給し前記下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行う、
プログラムが提供される。

[付記７]
本開示のさらに他の一態様によれば、
振動可能な絶縁膜を形成する手順として、少なくとも、第一シリコン酸化膜を形成する手順と、第一シリコン窒化膜を形成する手順と、第二シリコン酸化膜を形成する手順と、第二シリコン窒化膜を形成する手順とを、コンピュータによって基板処理装置に実行させるとともに、
前記基板処理装置として、上部電極および下部電極を有する処理室へのガス供給を行うように構成されるとともに、前記上部電極と前記下部電極のそれぞれに対して高周波電力または低周波電力のいずれかをスイッチ切換により選択的に供給するように構成されたものを用い、
前記第一シリコン酸化膜を形成する手順では、前記処理室にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に高周波電力を供給し前記下部電極に低周波電力を供給するようにスイッチ切換を行い、
前記第一シリコン窒化膜を形成する手順では、前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に高周波電力を供給し前記下部電極に低周波電力を供給するようにスイッチ切換を行い、
前記第二シリコン酸化膜を形成する手順では、前記処理室にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に低周波電力を供給し前記下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行い、
前記第二シリコン窒化膜を形成する手順では、前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に低周波電力を供給し前記下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行う、
プログラムが記録された記録媒体が提供される。

１００…基板、１０４…下部電極、１０７…空洞部、１０６，１０９，１１０…絶縁膜、１０８…上部電極、１１１…ＳｉＯ膜（第一シリコン酸化膜）、１１２…ＳｉＮ膜（第一シリコン窒化膜）、１１３…ＳｉＯ膜（第二シリコン酸化膜）、１１４…ＳｉＮ膜（第二シリコン窒化膜）、１１５…低応力積層膜、１１６…ＳｉＮ膜（第三シリコン窒化膜）、１３０…ホール部、２００…基板処理装置、２０１…処理室、２１５…下部電極、２３０…シャワーヘッド（上部電極）、２４０…第一ガス供給部、２５０…第二ガス供給部、２６０…第三ガス供給部、２８７，２８８…スイッチ切換部、２９１…低周波電力供給部、２９２…高周波電力供給部、４００…コントローラ

Claims (8)

1. 振動可能な絶縁膜を有する半導体装置の製造方法であって、
   前記絶縁膜を形成する工程として、少なくとも、第一シリコン酸化膜を形成する工程と、第一シリコン窒化膜を形成する工程と、第二シリコン酸化膜を形成する工程と、第二シリコン窒化膜を形成する工程とを備え、
   前記第二シリコン酸化膜を形成する工程では、処理室にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、前記処理室に備えられた上部電極に低周波電力を供給し前記処理室に備えられた下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行い、
   前記第二シリコン窒化膜を形成する工程では、前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に低周波電力を供給し前記下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行う、
   半導体装置の製造方法。
2. 前記第一シリコン酸化膜を形成する工程では、前記処理室にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に高周波電力を供給し前記下部電極に低周波電力を供給するようにスイッチ切換を行い、
   前記第一シリコン窒化膜を形成する工程では、前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に高周波電力を供給し前記下部電極に低周波電力を供給するようにスイッチ切換を行う、
   請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記第二シリコン酸化膜を形成する工程と、前記第二シリコン窒化膜を形成する工程とを、複数回繰り返す
   請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記絶縁膜を形成する工程として、前記第一シリコン窒化膜を形成する工程および前記第二シリコン窒化膜を形成する工程とは別に、第三のシリコン窒化膜を形成する工程を備え、
   前記第三のシリコン窒化膜を形成する工程では、前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に高周波電力を供給し前記下部電極に低周波電力を供給するようにスイッチ切換を行う
   請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記第二シリコン酸化膜を形成する工程と、前記第二シリコン窒化膜を形成する工程とを、複数回繰り返す際、最上層が前記第三のシリコン窒化膜と同一組成であれば、それぞれの組成を相違させるよう、前記第二シリコン酸化膜を形成する工程を行う、
   請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記絶縁膜を振動可能にするために形成された犠牲層を、前記犠牲層を覆う被覆膜に設けられたホール部を通じて除去した後に、当該被覆膜上に前記絶縁膜を形成する工程を行って前記ホール部を封止する
   請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
7. 被処理物を収容する処理室と、
   前記処理室にシリコン含有ガスを供給する第一ガス供給部と、
   前記処理室に酸素含有ガスを供給する第二ガス供給部と、
   前記処理室に窒素含有ガスを供給する第三ガス供給部と、
   前記処理室内に配置される上部電極および下部電極と、
   前記上部電極または前記下部電極に高周波電力を供給する高周波電力供給部と、
   前記上部電極または前記下部電極に低周波電力を供給する低周波電力供給部と、
   前記上部電極と前記下部電極のそれぞれに対して前記高周波電力供給部からの高周波電力または前記低周波電力供給部からの低周波電力のいずれを供給するか選択するスイッチ切換部と、
   前記第一ガス供給部、前記第二ガス供給部および前記第三ガス供給部によるガス供給、並びに、前記スイッチ切換部による電力供給の選択切り換えを制御する制御部と、
   を備え、
   前記被処理物への振動可能な、第一シリコン酸化膜、第一シリコン窒化膜、第二シリコン酸化膜、第二シリコン窒化膜を有する絶縁膜の形成にあたり、少なくとも、
   前記処理室にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に低周波電力を供給し前記下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行って、前記絶縁膜を構成する第二シリコン酸化膜を形成する処理と、
   前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に低周波電力を供給し前記下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行って、前記絶縁膜を構成する第二シリコン窒化膜を形成する処理と、
   を行うように構成されている基板処理装置。
8. 振動可能な絶縁膜を形成する手順として、少なくとも、第一シリコン酸化膜を形成する手順と、第一シリコン窒化膜を形成する手順と、第二シリコン酸化膜を形成する手順と、第二シリコン窒化膜を形成する手順とを、コンピュータによって基板処理装置に実行させるとともに、
   前記第二シリコン酸化膜を形成する手順では、処理室にシリコン含有ガスと酸素含有ガスとを供給するとともに、前記処理室に備えられた上部電極に低周波電力を供給し前記処理室に備えられた下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行い、
   前記第二シリコン窒化膜を形成する手順では、前記処理室にシリコン含有ガスと窒素含有ガスとを供給するとともに、前記上部電極に低周波電力を供給し前記下部電極に高周波電力を供給するようにスイッチ切換を行う、
   プログラム。