JP2014075491A - 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 パーティクルの発生を抑制し、基板面内の膜厚均一性の制御を容易にしつつ、良質な薄膜を形成する。
【解決手段】 処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する工程と、処理室内の基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給する工程と、処理室内の基板に対して第２ノズルと同一のノズルより酸化ガスを供給する工程と、を含むサイクルを所定回数行うことで、基板上に薄膜を形成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、基板上に薄膜を形成する工程を含む半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置、およびプログラムに関するものである。

トランジスタ等を含む半導体装置（デバイス）の微細化と共に、生産歩留まりに対するパーティクル（異物）の影響が増大している。そして、これに伴い、半導体装置の製造工程の一工程として行われる成膜工程に対し、異物の発生量の抑制に対する要求が高まってきている。例えば、トランジスタが備えるゲート電極のサイドウォールスペーサ（ＳＷＳ）を構成する絶縁膜等の薄膜を成膜する際にも、成膜工程における異物の発生量の抑制に対する要求が高まってきている。サイドウォールスペーサ等を構成する薄膜には、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）に炭素（Ｃ）を添加したシリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）や、更に、酸素（Ｏ）を添加したシリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）や、シリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）に炭素（Ｃ）を添加したシリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）等が用いられる。これらの絶縁膜は、高いステップカバレッジ特性が求められることから、複数種類の処理ガスを交互に供給する交互供給法等の成膜法によって形成されることが多い。

特開２０１１−２３８８９４号公報

上述の交互供給法により、例えば、サイドウォールスペーサ用のＳｉＯＣＮ膜やＳｉＯＣ膜を形成する場合、膜中のＣ、Ｎ、Ｏの濃度を緻密に制御する為、複数種類の処理ガスを使用する。そのため、処理室内には複数のノズルが配置される。このように処理室内に複数のノズルが存在すると、例えば、１つのノズルから処理ガスが供給された時に、他のノズルの中にその処理ガスが入り込み、ノズル内に膜が堆積する事により、パーティクルの発生源となる場合があった。また、各ノズルの位置に基板面内の膜厚分布が影響され、基板面内の膜厚均一性の制御が困難となる場合があった。

従って本発明の目的は、パーティクルの発生を抑制し、基板面内の膜厚均一性の制御を容易にしつつ、良質な薄膜を形成することが可能な半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置、およびプログラムを提供することにある。

本発明の一態様によれば、
処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより酸化ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に薄膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。

本発明の他の態様によれば、
処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより酸化ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に薄膜を形成する工程を有する基板処理方法が提供される。

本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給するアミン系ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより酸化ガスを供給する酸化ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して前記第１ノズルより前記原料ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルより前記アミン系ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより前記酸化ガスを供給する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に薄膜を形成する処理を行うように、前記原料ガス供給系、前記アミン系ガス供給系、および前記酸化ガス供給系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。

本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより酸化ガスを供給する手順と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に薄膜を形成する手順をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。

本発明によれば、パーティクルの発生を抑制し、基板面内の膜厚均一性の制御を容易にしつつ、良質な薄膜を形成することが可能な半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置、およびプログラムを提供できる。

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。 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、処理炉部分を図１のＡ−Ａ線断面図で示す図である。 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。 本発明の一実施形態における成膜フローを示す図である。 本発明の一実施形態の成膜シーケンスおよび副生成物の改質処理（ＮＨ_３ガスパージ）シーケンスにおけるガス供給のタイミングを示す図である。 本発明の他の実施形態における成膜フローを示す図である。 本発明の他の実施形態における成膜フローを示す図である。 本発明の他の実施形態における成膜フローを示す図である。 本発明の他の実施形態における成膜フローを示す図である。 本発明の他の実施形態における成膜フローを示す図である。

＜本発明の一実施形態＞
以下に本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

（１）基板処理装置の構成
図１は、本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２０２部分を縦断面図で示している。図２は、本実施形態で好適に用いられる縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉２０２部分を図１のＡ−Ａ線断面図で示している。なお、本発明は、本実施形態にかかる基板処理装置に限らず、枚葉式、Ｈｏｔ Ｗａｌｌ型、Ｃｏｌｄ Ｗａｌｌ型の処理炉を有する基板処理装置にも好適に適用できる。

図１に示されているように、処理炉２０２は加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。なお、ヒータ２０７は、後述するようにガスを熱で活性化（励起）させる活性化機構（励起部）としても機能する。

ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応容器（処理容器）を構成する反応管２０３が配設されている。反応管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、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管２０３の筒中空部には処理室２０１が形成されており、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。

処理室２０１内には、第１ノズル２４９ａ、第２ノズル２４９ｂが反応管２０３の下部を貫通するように設けられている。第１ノズル２４９ａには第１ガス供給管２３２ａが、第２ノズル２４９ｂには第２ガス供給管２３２ｂ、第３ガス供給管２３２ｃ、第４ガス供給管２３２ｄが接続されている。このように、反応管２０３には２本のノズル２４９ａ，２４９ｂと、４本のガス供給管２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ，２３２ｄとが設けられており、処理室２０１内へ複数種類、ここでは４種類のガスを供給することができるように構成されている。

なお、反応管２０３の下方に、反応管２０３を支持する金属製のマニホールドを設け、各ノズルを、この金属製のマニホールドの側壁を貫通するように設けるようにしてもよい。この場合、この金属製のマニホールドに、さらに後述する排気管２３１を設けるようにしてもよい。なお、この場合であっても、排気管２３１を金属製のマニホールドではなく、反応管２０３の下部に設けるようにしてもよい。このように、処理炉２０２の炉口部を金属製とし、この金属製の炉口部にノズル等を取り付けるようにしてもよい。

第１ガス供給管２３２ａには、上流方向から順に、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、及び開閉弁であるバルブ２４３ａが設けられている。また、第１ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａよりも下流側には、第１不活性ガス供給管２３２ｅが接続されている。この第１不活性ガス供給管２３２ｅには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ２４１ｅ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｅが設けられている。また、第１ガス供給管２３２ａの先端部には、上述の第１ノズル２４９ａが接続されている。第１ノズル２４９ａは、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。すなわち、第１ノズル２４９ａは、ウエハ２００が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うように設けられている。第１ノズル２４９ａはＬ字型のロングノズルとして構成されており、その水平部は反応管２０３の下部側壁を貫通するように設けられており、その垂直部は少なくともウエハ配列領域の一端側から他端側に向かって立ち上がるように設けられている。第１ノズル２４９ａの側面にはガスを供給するガス供給孔２５０ａが設けられている。ガス供給孔２５０ａは反応管２０３の中心を向くように開口しており、ウエハ２００に向けてガスを供給することが可能となっている。このガス供給孔２５０ａは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に、同じ開口ピッチで設けられている。主に、第１ガス供給管２３２ａ、マスフローコントローラ２４１ａ、バルブ２４３ａにより第１ガス供給系が構成される。なお、第１ノズル２４９ａを第１ガス供給系に含めて考えてもよい。また、主に、第１不活性ガス供給管２３２ｅ、マスフローコントローラ２４１ｅ、バルブ２４３ｅにより第１不活性ガス供給系が構成される。なお、第１ノズル２４９ａを第１不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。

第２ガス供給管２３２ｂには、上流方向から順に、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）２４１ｂ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｂが設けられている。また、第２ガス供給管２３２ｂのバルブ２４３ｂよりも下流側には、第３ガス供給管２３２ｃが接続されている。この第３ガス供給管２３２ｃには上流方向から順に、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）２４１ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｃが設けられている。また、第２ガス供給管２３２ｂにおける第３ガス供給管２３２ｃとの接続箇所よりも下流側には、第４ガス供給管２３２ｄが接続されている。この第４ガス供給管２３２ｄには上流方向から順に、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）２４１ｄ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｄが設けられている。また、第２ガス供給管２３２ｂにおける第４ガス供給管２３２ｄとの接続箇所よりも下流側には、第２不活性ガス供給管２３２ｆが接続されている。この第２不活性ガス供給管２３２ｆには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ２４１ｆ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｆが設けられている。また、第２ガス供給管２３２ｂの先端部には、上述の第２ノズル２４９ｂが接続されている。第２ノズル２４９ｂは、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。すなわち、第２ノズル２４９ｂは、ウエハ２００が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うように設けられている。第２ノズル２４９ｂはＬ字型のロングノズルとして構成されており、その水平部は反応管２０３の下部側壁を貫通するように設けられており、その垂直部は少なくともウエハ配列領域の一端側から他端側に向かって立ち上がるように設けられている。第２ノズル２４９ｂの側面にはガスを供給するガス供給孔２５０ｂが設けられている。ガス供給孔２５０ｂは反応管２０３の中心を向くように開口しており、ウエハ２００に向けてガスを供給することが可能となっている。このガス供給孔２５０ｂは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第２ガス供給管２３２ｂ、マスフローコントローラ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより第２ガス供給系が構成される。なお、第２ノズル２４９ｂを第２ガス供給系に含めて考えてもよい。また、主に、第３ガス供給管２３２ｃ、マスフローコントローラ２４１ｃ、バルブ２４３ｃにより第３ガス供給系が構成される。なお、第２ノズル２４９ｂを第３ガス供給系に含めて考えてもよい。また、主に、第４ガス供給管２３２ｄ、マスフローコントローラ２４１ｄ、バルブ２４３ｄにより第４ガス供給系が構成される。なお、第２ノズル２４９ｂを第４ガス供給系に含めて考えてもよい。また、主に、第２不活性ガス供給管２３２ｆ、マスフローコントローラ２４１ｆ、バルブ２４３ｆにより第２不活性ガス供給系が構成される。なお、第２ノズル２４９ｂを第２不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。

このように、本実施形態におけるガス供給の方法は、反応管２０３の内壁と、積載された複数枚のウエハ２００の端部とで定義される円弧状の縦長の空間内に配置したノズル２４９ａ，２４９ｂを経由してガスを搬送し、ノズル２４９ａ，２４９ｂにそれぞれ開口したガス供給孔２５０ａ，２５０ｂからウエハ２００の近傍で初めて反応管２０３内にガスを噴出させており、反応管２０３内におけるガスの主たる流れをウエハ２００の表面と平行な方向、すなわち水平方向としている。このような構成とすることで、各ウエハ２００に均一にガスを供給でき、各ウエハ２００に形成される薄膜の膜厚を均一にできる効果がある。なお、ウエハ２００の表面上を流れたガス、すなわち、反応後の残ガスは、排気口、すなわち、後述する排気管２３１の方向に向かって流れるが、この残ガスの流れの方向は、排気口の位置によって適宜特定され、垂直方向に限ったものではない。

第１ガス供給管２３２ａからは、所定元素およびハロゲン基を含む原料ガスとして、例えば、少なくともシリコン（Ｓｉ）元素とクロロ基とを含む原料ガスであるクロロシラン系原料ガスが、マスフローコントローラ２４１ａ、バルブ２４３ａ、第１ノズル２４９ａを介して処理室２０１内に供給される。ここで、クロロシラン系原料とは、ハロゲン基としてのクロロ基を有するシラン系原料のことであり、少なくともシリコン（Ｓｉ）及び塩素（Ｃｌ）を含む原料のことである。すなわち、ここでいうクロロシラン系原料は、ハロゲン化物の一種とも言える。なお、本明細書において「原料」という言葉を用いた場合は、「液体状態である液体原料」を意味する場合、「液体原料を気化した原料ガス」を意味する場合、または、その両方を意味する場合がある。従って、本明細書において「クロロシラン系原料」という言葉を用いた場合は、「液体状態であるクロロシラン系原料」を意味する場合、「クロロシラン系原料ガス」を意味する場合、または、その両方を意味する場合がある。クロロシラン系原料ガスとしては、例えば、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ_２Ｃｌ_６、略称：ＨＣＤＳ）ガスを用いることができる。ＨＣＤＳのように常温常圧下で液体状態である液体原料を用いる場合は、液体原料を気化器やバブラ等の気化システムにより気化して、原料ガス（ＨＣＤＳガス）として供給することとなる。

第２ガス供給管２３２ｂからは、反応ガス（第１反応ガス）として、炭素（Ｃ）元素と窒素（Ｎ）元素とを含むガスであるアミン系ガスが、マスフローコントローラ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、第２ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内に供給される。アミン系ガスは、エチルアミン、メチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン等のアミンを含む。ここで、アミンとは、アンモニア（ＮＨ_３）の水素原子をアルキル基等の炭化水素基で置換した形の化合物の総称である。つまり、アミンは、アルキル基等の炭化水素基を含む。また、アミン系ガスとは、上述のアミンを気化したガス等のアミン基を有するガスのことであり、アミン基を構成する炭素（Ｃ）元素、窒素（Ｎ）元素、及び水素（Ｈ）元素の３元素のみで構成されるガスのことである。すなわち、アミン系ガスは、シリコン元素非含有のガスであり、更には、シリコン元素及び金属元素非含有のガスである。アミン系ガスとしては、例えば、トリエチルアミン（（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ、略称：ＴＥＡ）ガスを用いることができる。なお、ＴＥＡのように常温常圧下で液体状態である液体原料を用いる場合は、液体原料を気化器やバブラ等の気化システムにより気化して、原料ガス（ＴＥＡガス）として供給することとなる。

第３ガス供給管２３２ｃからは、反応ガス（第２反応ガス）として、酸素（Ｏ）を含むガス（酸素含有ガス）、すなわち、酸化ガス（酸化性ガス）が、マスフローコントローラ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ、第２ガス供給管２３２ｂ、第２ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内に供給される。酸素含有ガスは、アミン系ガスを供給する第２ノズル２４９ｂと同一のノズルより供給されることとなる。酸素含有ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ_２）ガスを用いることができる。

第４ガス供給管２３２ｄからは、改質ガスとして、窒素（Ｎ）を含むガス（窒素含有ガス）、すなわち、窒化ガス（窒化性ガス）が、マスフローコントローラ２４１ｄ、バルブ２４３ｄ、第２ガス供給管２３２ｂ、第２ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内に供給される。窒素含有ガスは、アミン系ガスおよび酸素含有ガスを供給する第２ノズル２４９ｂと同一のノズルより供給されることとなる。すなわち、アミン系ガス、酸素含有ガスおよび窒素含有ガスは、同一のノズル（第２ノズル２４９ｂ）を介して、処理室２０１内に供給されることとなる。窒素含有ガスとしては、例えば、アンモニア（ＮＨ_３）ガスを用いることができる。

不活性ガス供給管２３２ｅ、２３２ｆからは、不活性ガスとして、例えば、窒素（Ｎ_２）ガスが、それぞれマスフローコントローラ２４１ｅ、２４１ｆ、バルブ２４３ｅ、２４３ｆ、ガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、ノズル２４９ａ、２４９ｂを介して処理室２０１内に供給される。

なお、例えば、各ガス供給管から上述のようなガスをそれぞれ流す場合、第１ガス供給系により原料ガス供給系、すなわち、クロロシラン系原料ガス供給系が構成される。また、第２ガス供給系により反応ガス供給系（第１反応ガス供給系）としてのアミン系ガス供給系、すなわち、アミン供給系が構成される。また、第３ガス供給系により反応ガス供給系（第２反応ガス供給系）としての酸素含有ガス供給系（酸化ガス供給系）が構成される。また、第４ガス供給系により改質ガス供給系としての窒素含有ガス供給系（窒化ガス供給系）が構成される。

反応管２０３には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。図２に示すように、横断面視において、排気管２３１は、反応管２０３の第１ノズル２４９ａのガス供給孔２５０ａ、および、第２ノズル２４９ｂのガス供給孔２５０ｂが設けられる側と対向する側、すなわち、ウエハ２００を挟んでガス供給孔２５０ａ，２５０ｂとは反対側に設けられている。また、図１に示すように縦断面視において、排気管２３１は、ガス供給孔２５０ａ，２５０ｂが設けられる箇所よりも下方に設けられている。この構成により、ガス供給孔２５０ａ，２５０ｂから処理室２０１内のウエハ２００の近傍に供給されたガスは、水平方向、すなわち、ウエハ２００の表面と平行な方向に向かって流れた後、下方に向かって流れ、排気管２３１より排気されることとなる。処理室２０１内におけるガスの主たる流れが水平方向へ向かう流れとなるのは上述の通りである。

なお、第１ノズル２４９ａと第２ノズル２４９ｂは、図２に示すように平面視において、ウエハ２００の中心と、排気管２３１の中心とを結ぶ直線を対象軸として、線対称となるように配置されている。第１ノズル２４９ａと第２ノズル２４９ｂは、第１ノズル２４９ａのガス供給孔２５０ａ、第２ノズル２４９ｂのガス供給孔２５０ｂ、および排気管２３１の排気口の各中心を結ぶ直線が二等辺三角形を構成するように配置されているともいえる。この構成により、第１ノズル２４９ａと第２ノズル２４９ｂからウエハ２００に対して流れるガス流が均一となるようにすることができる。すなわち、この構成により、第１ノズル２４９ａと第２ノズル２４９ｂからウエハ２００に対して流れるガス流が、ウエハ２００の中心と排気管２３１の中心とを結ぶ直線を対象軸として線対称となるようにすることが可能となる。

排気管２３１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および圧力調整器（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が接続されている。なお、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、更に、真空ポンプ２４６を作動させた状態で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バルブである。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４４、圧力センサ２４５により排気系が構成される。なお、真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。排気系は、真空ポンプ２４６を作動させつつ、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいてＡＰＣバルブ２４４の弁の開度を調節することにより、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。

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は反応管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、例えば、ステンレス等の金属からなり、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の処理室２０１と反対側には、後述する基板保持具としてのボート２１７を回転させる回転機構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を貫通してボート２１７に接続されている。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。シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に垂直に設置された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されている。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を処理室２０１内外に搬入および搬出することが可能なように構成されている。すなわち、ボートエレベータ１１５は、ボート２１７すなわちウエハ２００を、処理室２０１内外に搬送する搬送装置（搬送機構）として構成される。

また、反応管２０３の下方には、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を降下させている間、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ャッタ２１９ｓが設けられている。シャッタ２１９ｓは、シールキャップ２１９と同様に、例えば、ステンレス等の金属で構成され、円盤状に形成されている。シャッタ２１９ｓ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２２０ｃが設けられている。シャッタ２１９ｓの開閉動作（昇降動作や回動動作等）は、反応管２０３の外部に設置されたシャッタ開閉機構１１５ｓにより制御されるよう構成されている。

基板支持具としてのボート２１７は、例えば、石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ２００を水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に支持するように構成されている。なお、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性材料からなる断熱部材２１８が設けられており、ヒータ２０７からの熱がシールキャップ２１９側に伝わりにくくなるよう構成されている。なお、断熱部材２１８は、石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる複数枚の断熱板と、これらを水平姿勢で多段に支持する断熱板ホルダとにより構成してもよい。

反応管２０３内には温度検出器としての温度センサ２６３が設置されており、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ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ように構成されている。温度センサ２６３は、ノズル２４９ａ，２４９ｂと同様にＬ字型に構成されており、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。

図３に示されているように、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、後述する成膜処理や副生成物の改質処理（ＮＨ_３ガスパージ）の手順や条件など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。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、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、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、上述のマスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ，２４１ｄ，２４１ｅ，２４１ｆ、バルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄ，２４３ｅ，２４３ｆ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ２６３、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５、シャッタ開閉機構１１５ｓ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、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、マスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ，２４１ｄ，２４１ｅ，２４１ｆによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄ，２４３ｅ，２４３ｆの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作及びＡＰＣバルブ２４４による圧力センサ２４５に基づく圧力調整動作、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、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、シャッタ開閉機構１１５ｓによるシャッタ２１９ｓの開閉動作等を制御するように構成されている。

なお、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等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）１２３を用意し、係る外部記憶装置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。なお、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。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。

（２）基板処理工程
次に、上述の基板処理装置の処理炉２０２を用いて、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、処理室２０１内のウエハ２００上に薄膜を形成した後、処理室２０１内に付着した不安定な副生成物を安定した物質に改質する方法の例について説明する。尚、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。

本実施形態では、処理室２０１内のウエハ２００に対して第１ノズル２４９ａより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第２ノズル２４９ｂよりアミン系ガスを供給する工程と、を交互に所定回数行うことで、ウエハ２００上に所定元素、窒素、および炭素を含む第１の層を形成する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第２ノズル２４９ｂより酸化ガスを供給することで、第１の層を改質して第２の層を形成する工程と、を交互に所定回数行うことで、ウエハ２００上に、所定元素、酸素、炭素、および窒素を含む薄膜、または、所定元素、酸素、および炭素を含む薄膜を形成する工程と、薄膜形成後の処理室２０１内に第２ノズル２４９ｂより窒化ガスを供給することで、処理室２０１内に付着した副生成物を改質する工程と、を実施する。なお、所定回数行うとは、１回もしくは複数回行うこと、すなわち、１回以上行うことを意味する。

なお、本実施形態では、形成する膜の組成比が化学量論組成、または、化学量論組成とは異なる所定の組成比となるようにすることを目的として、形成する膜を構成する複数の元素を含む複数種類のガスの供給条件を制御する。例えば、形成する膜を構成する複数の元素のうち少なくとも一つの元素が他の元素よりも化学量論組成に対し過剰となるようにすることを目的として、供給条件を制御する。以下、形成する膜を構成する複数の元素の比率、すなわち、膜の組成比を制御しつつ成膜を行う例について説明する。

以下、本実施形態の成膜シーケンスを、図４、図５を用いて具体的に説明する。図４は、本実施形態における成膜フローを示す図である。図５は、本実施形態の成膜シーケンスおよび副生成物の改質処理（ＮＨ_３ガスパージ）シーケンスにおけるガス供給のタイミングを示す図である。

なお、ここでは、成膜工程において、処理室２０１内のウエハ２００に対して第１ノズル２４９ａより原料ガスを供給する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第２ノズル２４９ｂよりアミン系ガスを供給する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第２ノズル２４９ｂより酸化ガスを供給する工程と、を含むサイクルを所定回数行うことで、ウエハ２００上に薄膜を形成する例について説明する。また、改質工程において、処理室２０１内に第２ノズル２４９ｂより窒化ガスを供給する工程を行うことで、処理室２０１内に付着した副生成物を改質する例について説明する。

具体的には、ここでは、処理室２０１内のウエハ２００に対して第１ノズル２４９ａより原料ガスとしてクロロシラン系原料ガスであるＨＣＤＳガスを供給する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第２ノズル２４９ｂよりアミン系ガスとしてＴＥＡガスを供給する工程と、を交互に所定回数行うことで、ウエハ２００上に所定元素、窒素、および炭素を含む第１の層を形成する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第２ノズル２４９ｂより酸化ガスとしてＯ_２ガスを供給することで、第１の層を改質して、第２の層としてシリコン酸炭窒化層（ＳｉＯＣＮ層）またはシリコン酸炭化層（ＳｉＯＣ層）を形成する工程と、を交互に所定回数行うことで、ウエハ２００上に、所定組成及び所定膜厚のシリコン系絶縁膜であるシリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）またはシリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）を形成する工程と、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜形成後の処理室２０１内に第２ノズル２４９ｂより窒化ガスとしてＮＨ_３ガスを供給することで、処理室２０１内に付着した副生成物を改質する工程と、を実施する例について説明する。なお、このとき、ＴＥＡガス、Ｏ_２ガス、およびＮＨ_３ガスを同一のノズル（第２ノズル２４９ｂ）から、処理室２０１内へ供給することとなる。

なお、本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのもの」を意味する場合や、「ウエハとその表面に形成された所定の層や膜等との積層体（集合体）」を意味する場合（すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めてウエハと称する場合）がある。また、本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）」を意味する場合や、「ウエハ上に形成された所定の層や膜等の表面、すなわち、積層体としてのウエハの最表面」を意味する場合がある。

従って、本明細書において「ウエハに対して所定のガスを供給する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）に対して所定のガスを直接供給する」ことを意味する場合や、「ウエハ上に形成されている層や膜等に対して、すなわち、積層体としてのウエハの最表面に対して所定のガスを供給する」ことを意味する場合がある。また、本明細書において「ウエハ上に所定の層（又は膜）を形成する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）上に所定の層（又は膜）を直接形成する」ことを意味する場合や、「ウエハ上に形成されている層や膜等の上、すなわち、積層体としてのウエハの最表面の上に所定の層（又は膜）を形成する」ことを意味する場合がある。

なお、本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同様であり、その場合、上記説明において、「ウエハ」を「基板」に置き換えて考えればよい。

以下、本実施形態の成膜シーケンスおよび副生成物の改質処理（ＮＨ_３ガスパージ）シーケンスを具体的に説明する。

（ウエハチャージ及びボートロード）
複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）されると、シャッタ開閉機構１１５ｓによりシャッタ２１９ｓが移動させられて、反応管２０３の下端開口が開放される。図１に示されているように、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内に搬入（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。

（圧力調整及び温度調整）
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空ポンプ２４６によって真空排気される。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（圧力調整）。なお、真空ポンプ２４６は、少なくともウエハ２００に対する処理が完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内が所望の温度となるようにヒータ２０７によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合がフィードバック制御される（温度調整）。なお、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に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。続いて、回転機構２６７によりボート２１７及びウエハ２００の回転を開始する。なお、回転機構２６７によるボート２１７及びウエハ２００の回転は、少なくとも、ウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。

〔シリコン酸炭窒化膜またはシリコン酸炭化膜形成工程〕
その後、次の３つのステップ、すなわち、ステップ１〜３を順次実行する。

［ステップ１］
（ＨＣＤＳガス供給）
第１ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａを開き、第１ガス供給管２３２ａ内にＨＣＤＳガスを流す。第１ガス供給管２３２ａ内を流れたＨＣＤＳガスは、マスフローコントローラ２４１ａにより流量調整される。流量調整されたＨＣＤＳガスは、第１ノズル２４９ａのガス供給孔２５０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ウエハ２００に対してＨＣＤＳガスが供給されることとなる。このとき同時にバルブ２４３ｅを開き、第１不活性ガス供給管２３２ｅ内に不活性ガスとしてのＮ_２ガスを流す。第１不活性ガス供給管２３２ｅ内を流れたＮ_２ガスは、マスフローコントローラ２４１ｅにより流量調整される。流量調整されたＮ_２ガスは、ＨＣＤＳガスと一緒に処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。なお、このとき、第２ノズル２４９ｂ内へのＨＣＤＳガスの侵入を防止するため、バルブ２４３ｆを開き、第２不活性ガス供給管２３２ｆ内にＮ_２ガスを流す。Ｎ_２ガスは、第２ガス供給管２３２ｂ、第２ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。

このとき、ＡＰＣバルブ２４４を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば１〜１３３００Ｐａ、好ましくは２０〜１３３０Ｐａの範囲内の圧力とする。マスフローコントローラ２４１ａで制御するＨＣＤＳガスの供給流量は、例えば１〜１０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。マスフローコントローラ２４１ｅ，２４１ｆで制御するＮ_２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。ＨＣＤＳガスをウエハ２００に対して供給する時間、すなわち、ガス供給時間（照射時間）は、例えば１〜１２０秒、好ましくは１〜６０秒の範囲内の時間とする。このときヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度が、例えば２５０〜７００℃、好ましくは３５０〜６５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。なお、ウエハ２００の温度が２５０℃未満となるとウエハ２００上にＨＣＤＳが化学吸着しにくくなり、実用的な成膜速度が得られなくなることがある。ウエハ２００の温度を２５０℃以上とすることで、これを解消することが可能となる。なお、ウエハ２００の温度を３５０℃以上とすることで、ウエハ２００上にＨＣＤＳをより十分に吸着させることが可能となり、より十分な成膜速度が得られるようになる。また、ウエハ２００の温度が７００℃を超えるとＣＶＤ反応が強くなる（気相反応が支配的になる）ことで、膜厚均一性が悪化しやすくなり、その制御が困難となってしまう。ウエハ２００の温度を７００℃以下とすることで、膜厚均一性の悪化を抑制でき、その制御が可能となる。特にウエハ２００の温度を６５０℃以下とすることで、表面反応が支配的になり、膜厚均一性を確保しやすくなり、その制御が容易となる。よって、ウエハ２００の温度は例えば２５０〜７００℃、好ましくは３５０〜６５０℃の範囲内の温度とするのがよい。

ＨＣＤＳガスの供給により、ウエハ２００（表面の下地膜）上に、例えば１原子層未満から数原子層程度の厚さのシリコン含有層が形成される。シリコン含有層はＨＣＤＳガスの吸着層であってもよいし、シリコン層（Ｓｉ層）であってもよいし、その両方を含んでいてもよい。ただし、シリコン含有層はシリコン（Ｓｉ）及び塩素（Ｃｌ）を含む層であることが好ましい。

ここでシリコン層とは、シリコン（Ｓｉ）により構成される連続的な層の他、不連続な層や、これらが重なってできるシリコン薄膜をも含む総称である。なお、Ｓｉにより構成される連続的な層をシリコン薄膜という場合もある。なお、シリコン層を構成するＳｉは、Ｃｌとの結合が完全に切れていないものも含む。また、ＨＣＤＳガスの吸着層は、ＨＣＤＳガスのガス分子の連続的な化学吸着層の他、不連続な化学吸着層をも含む。すなわち、ＨＣＤＳガスの吸着層は、ＨＣＤＳ分子で構成される１分子層もしくは１分子層未満の厚さの化学吸着層を含む。なお、ＨＣＤＳガスの吸着層を構成するＨＣＤＳ（Ｓｉ_２Ｃｌ_６）分子は、ＳｉとＣｌとの結合が一部切れたもの（Ｓｉ_ｘＣｌ_ｙ分子）も含む。すなわち、ＨＣＤＳガスの吸着層は、Ｓｉ_２Ｃｌ_６分子および／またはＳｉ_ｘＣｌ_ｙ分子の連続的な化学吸着層や不連続な化学吸着層を含む。

なお、１原子層未満の厚さの層とは不連続に形成される原子層のことを意味しており、１原子層の厚さの層とは連続的に形成される原子層のことを意味している。また、１分子層未満の厚さの層とは不連続に形成される分子層のことを意味しており、１分子層の厚さの層とは連続的に形成される分子層のことを意味している。

ＨＣＤＳガスが自己分解（熱分解）する条件下、すなわち、ＨＣＤＳの熱分解反応が生じる条件下では、ウエハ２００上にＳｉが堆積することでシリコン層が形成される。ＨＣＤＳガスが自己分解（熱分解）しない条件下、すなわち、ＨＣＤＳの熱分解反応が生じない条件下では、ウエハ２００上にＨＣＤＳガスが吸着することでＨＣＤＳガスの吸着層が形成される。なお、ウエハ２００上にＨＣＤＳガスの吸着層を形成するよりも、ウエハ２００上にシリコン層を形成する方が、成膜レートを高くすることができ、好ましい。

ウエハ２００上に形成されるシリコン含有層の厚さが数原子層を超えると、後述するステップ２及びステップ３での改質の作用がシリコン含有層の全体に届かなくなる。また、ウエハ２００上に形成可能なシリコン含有層の厚さの最小値は１原子層未満である。よって、シリコン含有層の厚さは１原子層未満から数原子層程度とするのが好ましい。なお、シリコン含有層の厚さを１原子層以下、すなわち、１原子層または１原子層未満とすることで、後述するステップ２及びステップ３での改質反応の作用を相対的に高めることができ、ステップ２及びステップ３の改質反応に要する時間を短縮することができる。ステップ１のシリコン含有層形成に要する時間を短縮することもできる。結果として、１サイクルあたりの処理時間を短縮することができ、トータルでの処理時間を短縮することも可能となる。すなわち、成膜レートを高くすることも可能となる。また、シリコン含有層の厚さを１原子層以下とすることで、膜厚均一性の制御性を高めることも可能となる。

（残留ガス除去）
シリコン含有層が形成された後、第１ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａを閉じ、ＨＣＤＳガスの供給を停止する。このとき、排気管２３１のＡＰＣバルブ２４４は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応もしくはシリコン含有層形成に寄与した後のＨＣＤＳガスを処理室２０１内から排除する。なお、このとき、バルブ２４３ｅ，２４３ｆは開いたままとして、不活性ガスとしてのＮ_２ガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ｎ_２ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室２０１内に残留する未反応もしくはシリコン含有層形成に寄与した後のＨＣＤＳガスを処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。

なお、このとき、処理室２０１内に残留するガスを完全に排除しなくてもよく、処理室２０１内を完全にパージしなくてもよい。処理室２０１内に残留するガスが微量であれば、その後に行われるステップ２において悪影響が生じることはない。このとき処理室２０１内に供給するＮ_２ガスの流量も大流量とする必要はなく、例えば、反応管２０３（処理室２０１）の容積と同程度の量を供給することで、ステップ２において悪影響が生じない程度のパージを行うことができる。このように、処理室２０１内を完全にパージしないことで、パージ時間を短縮し、スループットを向上させることができる。また、Ｎ_２ガスの消費も必要最小限に抑えることが可能となる。

クロロシラン系原料ガスとしては、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ_２Ｃｌ_６、略称：ＨＣＤＳ）ガスの他、テトラクロロシランすなわちシリコンテトラクロライド（ＳｉＣｌ_４、略称：ＳＴＣ）ガス、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ_３、略称：ＴＣＳ）ガス、ジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２、略称：ＤＣＳ）ガス、モノクロロシラン（ＳｉＨ_３Ｃｌ、略称：ＭＣＳ）ガス等の無機原料を用いてもよい。不活性ガスとしては、Ｎ_２ガスの他、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いてもよい。

［ステップ２］
（ＴＥＡガス供給）
ステップ１が終了し処理室２０１内の残留ガスを除去した後、第２ガス供給管２３２ｂのバルブ２４３ｂを開き、第２ガス供給管２３２ｂ内にＴＥＡガスを流す。第２ガス供給管２３２ｂ内を流れたＴＥＡガスは、マスフローコントローラ２４１ｂにより流量調整される。流量調整されたＴＥＡガスは、第２ノズル２４９ｂのガス供給孔２５０ｂから処理室２０１内へ供給される。処理室２０１内に供給されたＴＥＡガスは熱で活性化され、排気管２３１から排気される。このとき、ウエハ２００に対して熱で活性化されたＴＥＡガスが供給されることとなる。このとき同時にバルブ２４３ｆを開き、第２不活性ガス供給管２３２ｆ内に不活性ガスとしてのＮ_２ガスを流す。第２不活性ガス供給管２３２ｆ内を流れたＮ_２ガスは、マスフローコントローラ２４１ｆにより流量調整される。流量調整されたＮ_２ガスは、ＴＥＡガスと一緒に処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。なお、このとき、第１ノズル２４９ａ内へのＴＥＡガスの侵入を防止するため、バルブ２４３ｅを開き、第１不活性ガス供給管２３２ｅ内にＮ_２ガスを流す。Ｎ_２ガスは、第１ガス供給管２３２ａ、第１ノズル２４９ａを介して処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。

このときＡＰＣバルブ２４４を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば１〜１３３００Ｐａ、好ましくは３９９〜３９９０Ｐａの範囲内の圧力とする。処理室２０１内の圧力をこのような比較的高い圧力帯とすることで、ＴＥＡガスをノンプラズマで熱的に活性化させることが可能となる。なお、ＴＥＡガスを熱で活性化させて供給することで、ソフトな反応を生じさせることができ、後述する改質をソフトに行うことが出来る。マスフローコントローラ２４１ｂで制御するＴＥＡガスの供給流量は、例えば１００〜２０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。マスフローコントローラ２４１ｆ，２４１ｅで制御するＮ_２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。このとき処理室２０１内におけるＴＥＡガスの分圧は、例えば０．０１〜１２６６７Ｐａの範囲内の圧力とする。熱で活性化させたＴＥＡガスをウエハ２００に対して供給する時間、すなわち、ガス供給時間（照射時間）は、例えば１〜１２０秒、好ましくは１〜６０秒の範囲内の時間とする。このときのヒータ２０７の温度は、ステップ１と同様、ウエハ２００の温度が、例えば２５０〜７００℃、好ましくは３５０〜６５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。

ＴＥＡガスの供給により、ステップ１でウエハ２００上に形成されたシリコン含有層とＴＥＡガスとが反応する。これによりシリコン含有層は、シリコン（Ｓｉ）、窒素（Ｎ）、及び炭素（Ｃ）を含む第１の層へと変化する（改質される）。第１の層は、例えば、１原子層未満から数原子層程度の厚さのＳｉ、Ｎ、およびＣを含む層となる。なお、第１の層は、Ｓｉ成分の割合とＣ成分の割合が比較的多い層、すなわち、Ｓｉリッチであり、かつ、Ｃリッチな層となる。なお、第１の層としてのＳｉ、Ｎ、およびＣを含む層を形成する際、シリコン含有層に含まれていた塩素（Ｃｌ）や、ＴＥＡガスに含まれていた水素（Ｈ）は、ＴＥＡガスによるシリコン含有層の改質反応の過程において、例えば、塩素（Ｃｌ_２）ガスや水素（Ｈ_２）ガスや塩化水素（ＨＣｌ）ガス等のガス状物質を構成し、排気管２３１を介して処理室２０１内から排出される。

（残留ガス除去）
第１の層が形成された後、第２ガス供給管２３２ｂのバルブ２４３ｂを閉じ、ＴＥＡガスの供給を停止する。このとき、排気管２３１のＡＰＣバルブ２４４は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応もしくは第１の層形成に寄与した後のＴＥＡガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。なお、このとき、バルブ２４３ｆ，２４３ｅは開いたままとして、不活性ガスとしてのＮ_２ガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ｎ_２ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室２０１内に残留する未反応もしくは第１の層形成に寄与した後のＴＥＡガスを処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。

なお、このとき、処理室２０１内に残留するガスを完全に排除しなくてもよく、処理室２０１内を完全にパージしなくてもよい。処理室２０１内に残留するガスが微量であれば、その後に行われるステップ３において悪影響が生じることはない。このとき処理室２０１内に供給するＮ_２ガスの流量も大流量とする必要はなく、例えば、反応管２０３（処理室２０１）の容積と同程度の量を供給することで、ステップ３において悪影響が生じない程度のパージを行うことができる。このように、処理室２０１内を完全にパージしないことで、パージ時間を短縮し、スループットを向上させることができる。また、Ｎ_２ガスの消費も必要最小限に抑えることが可能となる。

アミン系ガスとしては、トリエチルアミン（（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ、略称：ＴＥＡ）の他、ジエチルアミン（（Ｃ_２Ｈ_５）_２ＮＨ、略称：ＤＥＡ）、モノエチルアミン（Ｃ_２Ｈ_５ＮＨ_２、略称：ＭＥＡ）等のエチルアミン系ガス、トリメチルアミン（（ＣＨ_３）_３Ｎ、略称：ＴＭＡ）、ジメチルアミン（（ＣＨ_３）_２ＮＨ、略称：ＤＭＡ）、モノメチルアミン（ＣＨ_３ＮＨ_２、略称：ＭＭＡ）等のメチルアミン系ガス、トリプロピルアミン（（Ｃ_３Ｈ_７）_３Ｎ、略称：ＴＰＡ）、ジプロピルアミン（（Ｃ_３Ｈ_７）_２ＮＨ、略称：ＤＰＡ）、モノプロピルアミン（Ｃ_３Ｈ_７ＮＨ_２、略称：ＭＰＡ）等のプロピルアミン系ガス、トリイソプロピルアミン（［（ＣＨ_３）_２ＣＨ］_３Ｎ、略称：ＴＩＰＡ）、ジイソプロピルアミン（［（ＣＨ_３）_２ＣＨ］_２ＮＨ、略称：ＤＩＰＡ）、モノイソプロピルアミン（（ＣＨ_３）_２ＣＨＮＨ_２、略称：ＭＩＰＡ）等のイソプロピルアミン系ガス、トリブチルアミン（（Ｃ_４Ｈ_９）_３Ｎ、略称：ＴＢＡ）、ジブチルアミン（（Ｃ_４Ｈ_９）_２ＮＨ、略称：ＤＢＡ）、モノブチルアミン（Ｃ_４Ｈ_９ＮＨ_２、略称：ＭＢＡ）等のブチルアミン系ガス、または、トリイソブチルアミン（［（ＣＨ_３）_２ＣＨＣＨ_２］_３Ｎ、略称：ＴＩＢＡ）、ジイソブチルアミン（［（ＣＨ_３）_２ＣＨＣＨ_２］_２ＮＨ、略称：ＤＩＢＡ）、モノイソブチルアミン（（ＣＨ_３）_２ＣＨＣＨ_２ＮＨ_２、略称：ＭＩＢＡ）等のイソブチルアミン系ガスを好ましく用いることができる。すなわち、アミン系ガスとしては、例えば、（Ｃ_２Ｈ_５）_ｘＮＨ_３−ｘ、（ＣＨ_３）_ｘＮＨ_３−ｘ、（Ｃ_３Ｈ_７）_ｘＮＨ_３−ｘ、［（ＣＨ_３）_２ＣＨ］_ｘＮＨ_３−ｘ、（Ｃ_４Ｈ_９）_ｘＮＨ_３−ｘ、［（ＣＨ_３）_２ＣＨＣＨ_２］_ｘＮＨ_３−ｘ（式中、ｘは１〜３の整数）のうち少なくとも１種類のガスを好ましく用いることができる。不活性ガスとしては、Ｎ_２ガスの他、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いてもよい。

［ステップ３］
ステップ２が終了し処理室２０１内の残留ガスを除去した後、第３ガス供給管２３２ｃのバルブ２４３ｃを開き、第３ガス供給管２３２ｃ内にＯ_２ガスを流す。第３ガス供給管２３２ｃ内を流れたＯ_２ガスは、マスフローコントローラ２４１ｃにより流量調整される。流量調整されたＯ_２ガスは、第２ノズル２４９ｂのガス供給孔２５０ｂから処理室２０１内へ供給される。処理室２０１内に供給されたＯ_２ガスは熱で活性化され、排気管２３１から排気される。このときウエハ２００に対して、熱で活性化されたＯ_２ガスが供給されることとなる。このとき同時にバルブ２４３ｆを開き、第２不活性ガス供給管２３２ｆ内に不活性ガスとしてのＮ_２ガスを流す。第２不活性ガス供給管２３２ｆ内を流れたＮ_２ガスは、マスフローコントローラ２４１ｆにより流量調整される。流量調整されたＮ_２ガスは、Ｏ_２ガスと一緒に処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。なお、このとき、第１ノズル２４９ａ内へのＯ_２ガスの侵入を防止するため、バルブ２４３ｅを開き、第１不活性ガス供給管２３２ｅ内にＮ_２ガスを流す。Ｎ_２ガスは、第１ガス供給管２３２ａ、第１ノズル２４９ａを介して処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。

このとき、ＡＰＣバルブ２４４を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば１〜３０００Ｐａの範囲内の圧力とする。処理室２０１内の圧力をこのような比較的高い圧力帯とすることで、Ｏ_２ガスをノンプラズマで熱的に活性化させることが可能となる。なお、Ｏ_２ガスを熱で活性化させて供給することで、ソフトな反応を生じさせることができ、後述する酸化をソフトに行うことができる。マスフローコントローラ２４１ｃで制御するＯ_２ガスの供給流量は、例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。マスフローコントローラ２４１ｆ，２４１ｅで制御するＮ_２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。このとき処理室２０１内におけるＯ_２ガスの分圧は、０．０１〜２９７０Ｐａの範囲内の圧力とする。熱で活性化させたＯ_２ガスをウエハ２００に対して供給する時間、すなわち、ガス供給時間（照射時間）は、例えば１〜１２０秒、好ましくは１〜６０秒の範囲内の時間とする。このときのヒータ２０７の温度は、ステップ１〜２と同様、ウエハ２００の温度が、例えば２５０〜７００℃、好ましくは３５０〜６５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。

このとき処理室２０１内に流しているガスは、処理室２０１内の圧力を高くすることで熱的に活性化されたＯ_２ガスであり、処理室２０１内にはＨＣＤＳガスもＴＥＡガスも流していない。したがって、Ｏ_２ガスは気相反応を起こすことはなく、活性化されたＯ_２ガスは、ステップ２でウエハ２００上に形成されたＳｉ、Ｎ、およびＣを含む第１の層の少なくとも一部と反応する。これにより第１の層は酸化されて、第２の層としてのシリコン酸炭窒化層（ＳｉＯＣＮ層）またはシリコン酸炭化層（ＳｉＯＣ層）へと改質される。

なお、Ｏ_２ガスを熱で活性化させて処理室２０１内に流すことで、第１の層を熱酸化してＳｉＯＣＮ層またはＳｉＯＣ層へと改質（変化）させることができる。このとき、第１の層にＯ成分を付加しつつ、第１の層をＳｉＯＣＮ層またはＳｉＯＣ層へと改質させることとなる。なおこのとき、Ｏ_２ガスによる熱酸化の作用により、第１の層におけるＳｉ−Ｏ結合が増加する一方、Ｓｉ−Ｎ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、およびＳｉ−Ｓｉ結合は減少し、第１の層におけるＮ成分の割合、Ｃ成分の割合、およびＳｉ成分の割合は減少することとなる。そしてこのとき、熱酸化時間を延ばしたり、熱酸化における酸化力を高めたりすることで、Ｎ成分の大部分を脱離させてＮ成分を不純物レベルにまで減少させるか、Ｎ成分を実質的に消滅させることが可能となる。すなわち、酸素濃度を増加させる方向に、また、窒素濃度、炭素濃度、およびシリコン濃度を減少させる方向に組成比を変化させつつ第１の層をＳｉＯＣＮ層またはＳｉＯＣ層へと改質させることができる。さらに、このとき処理室２０１内の圧力やガス供給時間等の処理条件を制御することで、ＳｉＯＣＮ層またはＳｉＯＣ層におけるＯ成分の割合、すなわち、酸素濃度を微調整することができ、ＳｉＯＣＮ層またはＳｉＯＣ層の組成比をより緻密に制御することができる。

なお、ステップ１、２により形成された第１の層におけるＣ成分はＮ成分に比べてリッチな状態にあることが判明している。例えば、ある実験では、炭素濃度が窒素濃度の２倍以上となることもあった。すなわち、Ｏ_２ガスによる熱酸化の作用により、第１の層におけるＮ成分が完全に脱離する前に、すなわちＮ成分が残留した状態で酸化を止めることで、第１の層にはＣ成分とＮ成分とが残ることとなり、第１の層はＳｉＯＣＮ層へと改質されることとなる。また、Ｏ_２ガスによる熱酸化の作用により、第１の層におけるＮ成分の大部分が脱離し終わった段階においても、第１の層にはＣ成分が残ることとなり、この状態で酸化を止めることで、第１の層はＳｉＯＣ層へと改質されることとなる。つまり、ガス供給時間（酸化処理時間）や酸化力を制御することにより、Ｃ成分の割合、すなわち、炭素濃度を制御することができ、ＳｉＯＣＮ層およびＳｉＯＣ層のうちの何れかの層を、組成比を制御しつつ形成することができる。さらに、このとき処理室２０１内の圧力やガス供給時間等の処理条件を制御することで、ＳｉＯＣＮ層またはＳｉＯＣ層におけるＯ成分の割合、すなわち、酸素濃度を微調整することができ、ＳｉＯＣＮ層またはＳｉＯＣ層の組成比をより緻密に制御することができる。

なお、このとき、第１の層の酸化反応は飽和させないようにするのが好ましい。例えば、ステップ１、２で１原子層未満から数原子層程度の厚さの第１の層を形成した場合は、その第１の層の一部を酸化させるようにするのが好ましい。この場合、１原子層未満から数原子層程度の厚さの第１の層の全体を酸化させないように、第１の層の酸化反応が不飽和となる条件下で酸化を行う。

なお、第１の層の酸化反応を不飽和とするには、ステップ３における処理条件を上述の処理条件とすればよいが、さらにステップ３における処理条件を次の処理条件とすることで、第１の層の酸化反応を不飽和とすることが容易となる。

ウエハ温度：５００〜６５０℃
処理室内圧力：１３３〜２６６６Ｐａ
Ｏ_２ガス分圧：３３〜２５１５Ｐａ
Ｏ_２ガス供給流量：１０００〜５０００ｓｃｃｍ
Ｎ_２ガス供給流量：３００〜３０００ｓｃｃｍ
Ｏ_２ガス供給時間：６〜６０秒

なおこのとき、ノズル２４９ｂ内にＴＥＡガスが残留して付着していた場合であっても、また、ノズル２４９ｂ内に副生成物が付着していた場合であっても、ノズル２４９ｂ内へのＯ_２ガスの供給により、これらの物質を安定な物質に改質することが可能となる。すなわち、これらの物質を不活性な物質に失活化したり、これらの物質を、構造中の結合力（組成物質間の結合力）が強く、緻密な物質、すなわち、剥離しにくい強固な物質に改質したりすることが可能となる。

（残留ガス除去）
その後、第３ガス供給管２３２ｃのバルブ２４３ｃを閉じて、Ｏ_２ガスの供給を停止する。このとき、排気管２３１のＡＰＣバルブ２４４は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応もしくは第２の層の形成に寄与した後のＯ_２ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。なお、このとき、バルブ２４３ｆ，２４３ｅは開いたままとして、Ｎ_２ガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ｎ_２ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室２０１内に残留する未反応もしくは第２の層の形成に寄与した後のＯ_２ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。

なお、このとき、処理室２０１内に残留するガスを完全に排除しなくてもよく、処理室２０１内を完全にパージしなくてもよい。処理室２０１内に残留するガスが微量であれば、その後に行われるステップ１において悪影響が生じることはない。このとき処理室２０１内に供給するＮ_２ガスの流量も大流量とする必要はなく、例えば、反応管２０３（処理室２０１）の容積と同程度の量を供給することで、ステップ１において悪影響が生じない程度のパージを行うことができる。このように、処理室２０１内を完全にパージしないことで、パージ時間を短縮し、スループットを向上させることができる。また、Ｎ_２ガスの消費も必要最小限に抑えることが可能となる。

酸素含有ガス（酸化ガス）としては、Ｏ_２ガスの他、亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）ガス、一酸化窒素（ＮＯ）ガス、二酸化窒素（ＮＯ_２）ガス、オゾン（Ｏ_３）ガス、水素（Ｈ_２）ガス＋酸素（Ｏ_２）ガス、Ｈ_２ガス＋Ｏ_３ガス、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）ガス、一酸化炭素（ＣＯ）ガス、二酸化炭素（ＣＯ_２）ガス等を用いてもよい。不活性ガスとしては、Ｎ_２ガスの他、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いてもよい。

上述したステップ１〜３を１サイクルとして、このサイクルを１回以上（所定回数）行うことにより、ウエハ２００上に所定組成及び所定膜厚のシリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）またはシリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）を成膜することができる。なお、上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、１サイクルあたりに形成するＳｉＯＣＮ層またはＳｉＯＣ層の厚さを所望の膜厚よりも小さくして、上述のサイクルを所望の膜厚になるまで複数回繰り返すのが好ましい。

なお、サイクルを複数回行う場合、少なくとも２サイクル目以降の各ステップにおいて、「ウエハ２００に対して所定のガスを供給する」と記載した部分は、「ウエハ２００上に形成されている層に対して、すなわち、積層体としてのウエハ２００の最表面に対して所定のガスを供給する」ことを意味し、「ウエハ２００上に所定の層を形成する」と記載した部分は、「ウエハ２００上に形成されている層の上、すなわち、積層体としてのウエハ２００の最表面の上に所定の層を形成する」ことを意味している。この点は、上述の通りである。なお、この点は、後述する他の成膜シーケンス、他の実施形態、各変形例においても同様である。

なお、上述のステップ１〜３を含むサイクルを繰り返すと、処理室２０１内の部材の表面、すなわち、反応管２０３内壁、ボート２１７、第１ノズル２４９ａ、第２ノズル２４９ｂ、シールキャップ２１９の上面、回転軸２５５の側面、断熱部材２１８の側面や底面、排気管２３１の内壁等に、アルキル基を含むアルキルアミン塩や、塩酸（ＨＣｌ）等を含む副生成物が付着し、堆積することがある。特に、処理室２０１内を２５０〜７００℃、更には６５０℃以下の低温領域とした場合に、副生成物の付着が顕著となる。この副生成物は、処理室２０１内の部材の表面に付着し残留したＨＣＤＳガス等の物質とＴＥＡガス等の反応ガスとが反応すること等により生成されるものであり、活性（例えば酸化性）の性質を有する不安定な物質である。従って、副生成物が堆積してなる膜（堆積膜）は、その構造中の結合力（組成物質間の結合力）が弱く、密度が低い膜であり、脆く、剥離しやすい性質を有する。この堆積膜は、ボート２１７を回転させたり搬送したりする際の振動や、ボートアンロード時の大気暴露による変質や、処理室２０１内の温度を昇降させたり、処理室２０１内の温度が変動したりする際の熱膨張や熱収縮等によって剥がれ落ちることがあり、パーティクル（異物）を発生させることがある。

ウエハ２００に異物が付着すると、製造する半導体装置（デバイス）の品質を低下させることがある。例えば、ウエハ２００に付着した異物は、ウエハ２００上に形成する薄膜中に取り込まれて、膜質を低下させることがある。また例えば、薄膜形成後のウエハ２００上に集積回路等の露光描画を行う際、異物が付着したウエハ２００を露光装置のステージ上に載置すると、ステージとウエハ２００との間に異物が入り込んで、露光装置の光学系とウエハ２００との距離のズレ（焦点距離ズレ）を引き起こし、描画精度を劣化させてしまうことがある。また例えば、ウエハ２００の表面に形成した配線間の開口部等に異物が入り込んだり、開口部等を異物が塞いだりすることで、その後に行われる薄膜形成工程において、開口部内での薄膜形成を阻害してしまうことがある。なお、異物の発生を抑制するため、処理室２０１内のクリーニングを高頻度で行うことも考えられるが、この場合、基板処理装置のメンテナンス時間（稼動停止時間、すなわち、ダウンタイム）が増加し、生産性が低下してしまうことがある。

また、アルキルアミン塩や塩酸（ＨＣｌ）等を含む副生成物は不安定であり、塩素（Ｃｌ）等を放出し易く、塩素含有ガス等を発生させ易いという性質を有する。副生成物から発生したガスは、ウエハ２００上に形成する薄膜の膜質を低下させたり、メンテナンス作業者やオペレータの人体に悪影響を及ぼしたりすることがある。また、アルキルアミン塩や塩酸（ＨＣｌ）等を含む副生成物は活性（例えば酸化性）であり、シールキャップ２１９、回転軸２５５等の金属部材が腐食等のダメージを受けてしまうことがある。また、副生成物から放出された塩素含有物質等により、金属部材が腐食等のダメージを受けてしまうこともある。その結果、基板処理装置のメンテナンス頻度が増加して生産性が低下したり、ダメージを受けた金属部材からの異物の発生により半導体装置の品質が低下したりすることがある。

そこで、本実施形態では、これらの課題を解決するため、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜の形成後に、処理室２０１内の部材の表面に堆積したアルキルアミン塩や塩酸（ＨＣｌ）等を含む不安定な副生成物を、例えば、塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）等の安定した物質に改質させる処理（副生成物の改質処理。以下、ＮＨ_３ガスパージともいう）を実施する。以下、係る処理について具体的に説明する。

（ＮＨ_３ガスパージ）
第４ガス供給管２３２ｄのバルブ２４３ｄを開き、第４ガス供給管２３２ｄ内にＮＨ_３ガスを流す。第４ガス供給管２３２ｄ内を流れたＮＨ_３ガスは、マスフローコントローラ２４１ｄにより流量調整される。流量調整されたＮＨ_３ガスは、第２ノズル２４９ｂのガス供給孔２５０ｂから処理室２０１内へ供給される。処理室２０１内に供給されたＮＨ_３ガスは熱で活性化され、排気管２３１から排気される。このとき、処理室２０１内の部材表面、すなわち、反応管２０３内壁、ボート２１７、第１ノズル２４９ａ、第２ノズル２４９ｂ、シールキャップ２１９の上面、回転軸２５５の側面、断熱部材２１８の側面や底面、排気管２３１の内壁等に対して、熱で活性化されたＮＨ_３ガスが供給されることとなる。このとき同時にバルブ２４３ｆを開き、第２不活性ガス供給管２３２ｆ内に不活性ガスとしてのＮ_２ガスを流す。第２不活性ガス供給管２３２ｆ内を流れたＮ_２ガスは、マスフローコントローラ２４１ｆにより流量調整される。流量調整されたＮ_２ガスは、ＮＨ_３ガスと一緒に処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。なお、このとき、第１ノズル２４９ａ内へのＮＨ_３ガスの侵入を防止するため、バルブ２４３ｅを開き、第１不活性ガス供給管２３２ｅ内にＮ_２ガスを流す。Ｎ_２ガスは、第１ガス供給管２３２ａ、第１ノズル２４９ａを介して処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。

このとき、ＡＰＣバルブ２４４を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば１〜３０００Ｐａの範囲内の圧力とする。処理室２０１内の圧力をこのような比較的高い圧力帯とすることで、ＮＨ_３ガスをノンプラズマで熱的に活性化させることが可能となる。なお、ＮＨ_３ガスを熱で活性化させて供給することで、ソフトな反応を生じさせることができ、後述する窒化（改質）をソフトに行うことができる。マスフローコントローラ２４１ｃで制御するＮＨ_３ガスの供給流量は、例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。マスフローコントローラ２４１ｆ，２４１ｅで制御するＮ_２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。このとき処理室２０１内におけるＮＨ_３ガスの分圧は、０．０１〜２９７０Ｐａの範囲内の圧力とする。熱で活性化させたＮＨ_３ガスを処理室２０１内に供給する時間、すなわち、ガス供給時間（照射時間）は、例えば１０〜３０分の範囲内の時間とする。このときのヒータ２０７の温度は、ステップ１〜３と同様、ウエハ２００の温度が、例えば２５０〜７００℃、好ましくは３５０〜６５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。

このとき処理室２０１内に流しているガスは、処理室２０１内の圧力を高くすることで熱的に活性化されたＮＨ_３ガスであり、処理室２０１内にはＨＣＤＳガスもＴＥＡガスもＯ_２ガスも流していない。したがって、ＮＨ_３ガスは気相反応を起こすことはなく、活性化されたＮＨ_３ガスは、処理室２０１内の部材の表面に堆積した副生成物、すなわち、反応管２０３内壁、ボート２１７、第１ノズル２４９ａ、第２ノズル２４９ｂ、シールキャップ２１９の上面、回転軸２５５の側面、断熱部材２１８の側面や底面、排気管２３１の内壁等に堆積したアルキルアミン塩や塩酸（ＨＣｌ）等を含む副生成物に供給される。その結果、処理室２０１内の部材の表面に堆積した副生成物は窒化され、例えば、塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）等の安定な物質に変化させられる（改質される）。すなわち、アルキルアミン塩や塩酸（ＨＣｌ）等を含む不安定な（活性な）副生成物は、安定な(不活性な）物質に失活化される。そして、副生成物が堆積してなる堆積膜は、構造中の結合力（組成物質間の結合力）が強く、緻密な膜、すなわち、剥離しにくい強固な膜に改質される。

なおこのとき、ノズル２４９ｂ内にＴＥＡガスやＯ_２ガス等が残留して付着していた場合であっても、また、ノズル２４９ｂ内に副生成物が付着していた場合であっても、ノズル２４９ｂ内へのＮＨ_３ガスの供給により、これらの物質を安定な物質に改質することが可能となる。すなわち、これらの物質を不活性な物質に失活化したり、これらの物質を、構造中の結合力（組成物質間の結合力）が強く、緻密な物質、すなわち、剥離しにくい強固な物質に改質したりすることが可能となる。すなわち、これらの物質を、処理室２０１内の部材の表面に堆積した副生成物と同様に、改質することが可能となる。

なお、成膜後の処理室２０１内のアフターパージとしてＮＨ_３ガスパージを行うと、活性化されたＮＨ_３ガスの一部が、ウエハ２００上に形成されたＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜にも供給され、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜の一部と反応してしまうこともある。但し、仮にこのような反応が生じたとしても、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜の極めて浅い表層のみが窒化される程度に留まり、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜の全体としての膜質には殆ど影響を与えない。特に、ＮＨ_３ガスを、プラズマではなく、熱で活性化させて供給することで、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜の膜質への影響を極めて小さくすることができる。

窒素含有ガス（窒化ガス）としては、ＮＨ_３ガスの他、ジアゼン（Ｎ_２Ｈ_２）ガス、ヒドラジン（Ｎ_２Ｈ_４）ガス、Ｎ_３Ｈ_８ガス、これらの化合物を含むガス等を用いてもよい。不活性ガスとしては、Ｎ_２ガスの他、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いてもよい。

（パージ及び大気圧復帰）
副生成物に対する改質がなされると、第４ガス供給管２３２ｄのバルブ２４３ｄを閉じて、処理室２０１内へのＮＨ_３ガスの供給を停止する。また、バルブ２４３ｅ，２４３ｆを開き、第１不活性ガス供給管２３２ｅ、第２不活性ガス供給管２３２ｆのそれぞれから不活性ガスとしてのＮ_２ガスを処理室２０１内に供給し、排気管２３１から排気する。Ｎ_２ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室２０１内が不活性ガスでパージされ、処理室２０１内に残留するガスや反応副生成物が処理室２０１内から除去される（パージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。

（ボートアンロード及びウエハディスチャージ）
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、反応管２０３の下端が開口されるとともに、処理済のウエハ２００がボート２１７に支持された状態で反応管２０３の下端から反応管２０３の外部に搬出（ボートアンロード）される。ボートアンロードの後は、シャッタ開閉機構１１５ｓによりシャッタ２１９ｓが移動させられて、反応管２０３の下端開口がシールされる（シャッタクローズ）。その後、処理済のウエハ２００はボート２１７より取出される（ウエハディスチャージ）。

（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。

本実施形態によれば、ガス供給ノズルを、クロロシラン系原料ガス用の第１ノズルと、アミン系ガス、酸素含有ガス、および窒素含有ガス用の第２ノズルと、の２本のノズルで構成した。すなわち、アミン系ガス、酸素含有ガス、および窒素含有ガスを供給するガス供給ノズルを同一ノズルで構成し、ガス供給ノズルの本数を減らすようにした。なお、本実施形態のような構成の基板処理装置によりＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜を形成する場合に、クロロシラン系原料ガスとアミン系ガス、クロロシラン系原料ガスと酸素含有ガス、および、クロロシラン系原料ガスと窒素含有ガスとを同一ノズルより供給するようにすると、ノズル内に吸着したクロロシラン系原料ガスと各ガス（アミン系ガス、酸素含有ガス、および窒素含有ガス）とが反応し、副生成物が生成され、ノズル内に付着してしまうことがある。これに対して、本実施形態のような構成の基板処理装置によりＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜を形成する場合に、アミン系ガスと酸素含有ガス、アミン系ガスと窒素含有ガス、および、酸素含有ガスと窒素含有ガスとを同一ノズルより供給するようにしても、ノズル内で副生成物が生成されず、ノズル内に副生成物が付着しないことを発明者等は見出した。すなわち、アミン系ガス、酸素含有ガス、および窒素含有ガスを供給するガス供給ノズルを同一ノズルで構成することにより、異なる複数種類の処理ガス（反応性ガス）を同一ノズルより供給するにもかかわらず、ノズル内での副生成物の生成、ノズル内への副生成物の付着を防止でき、パーティクルの発生を防止できることが判明した。また、ガス供給ノズルを処理ガス（クロロシラン系原料ガス、アミン系ガス、酸素含有ガス、および窒素含有ガス）毎に４本設けるのではなく、クロロシラン系原料ガス用に１本、アミン系ガス、酸素含有ガス、および窒素含有ガス用に１本設け、ノズルの本数を減らすようにしたので、パーティクルの発生源を減らすことにもなり、パーティクルの発生確率を低減することも可能となる。

また、アミン系ガス、酸素含有ガス、および窒素含有ガスを供給するガス供給ノズルを同一ノズル（ノズル２４９ｂ）で構成したので、ノズル２４９ｂ内にアミン系ガスが残留して付着していた場合であっても、また、ノズル２４９ｂ内に副生成物が付着していた場合であっても、ステップ３において、ノズル２４９ｂ内へ酸素含有ガスが供給されることにより、これらの物質を安定な物質に改質することが可能となる。すなわち、これらの物質を不活性な物質に失活化したり、これらの物質を剥離しにくい強固な物質に改質したりすることが可能となる。

また、アミン系ガス、酸素含有ガス、および窒素含有ガスを供給するガス供給ノズルを同一ノズル（ノズル２４９ｂ）で構成したので、ノズル２４９ｂ内にアミン系ガスや酸素含有ガス等が残留して付着していた場合であっても、また、ノズル２４９ｂ内に副生成物が付着していた場合であっても、副生成物の改質工程において、ノズル２４９ｂ内へ窒素含有ガスが供給されることにより、これらの物質を安定な物質に改質することが可能となる。すなわち、これらの物質を不活性な物質に失活化したり、これらの物質を剥離しにくい強固な物質に改質したりすることが可能となる。すなわち、これらの物質を、処理室２０１内の部材の表面に堆積した副生成物と同様に、改質することが可能となる。

なお、ガス供給ノズルを処理ガス（クロロシラン系原料ガス、アミン系ガス、酸素含有ガス、および窒素含有ガス）毎に４本設ける場合のように、ノズルを多数本設けると、各ノズルの位置によりウエハ面内の膜厚分布が影響を受け、ウエハ面内の膜厚均一性の制御が困難となる場合があるが、本実施形態のように、アミン系ガス、酸素含有ガス、および窒素含有ガスを供給するノズルを同一ノズルで構成し（共用とし）、ノズルの本数を減らすことにより、各ノズルの位置によるウエハ面内の膜厚分布への影響を少なくすることができる。さらに、本実施形態のように、アミン系ガス、酸素含有ガス、および窒素含有ガスを供給するノズルを同一ノズルで構成し（共用とし）、ノズルの本数を減らすことにより、１つのノズルからガスを供給する際における他のノズルから供給されるガス（不活性ガス等）の影響を少なくすることができる。これらにより、ウエハ面内の膜厚均一性の制御を容易にしつつ、良質なＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜を形成することができるようになる。

また、ノズルの本数を減らすことで、材料費を低減することができ、基板処理装置の製造コストを低減することが可能となる。また、ノズル内に堆積した副生成物はパーティクルの原因となるため、ノズル内部のクリーニングが必要となり、ノズルの数が多いほどクリーニングに要する時間が長くなることとなるが、ノズルの本数を減らすことより、クリーニング時間を短縮でき、基板処理装置のダウンタイムを短縮することができることとなる。すなわち、生産性を向上させることが可能となる。

また、ノズルの本数を減らすことで、１つのノズルから供給する処理ガスが、他のノズル内へ侵入するのを防止するために他のノズル内へ供給する不活性ガスのトータル流量を減らすことができる。例えば、ノズルの本数が４本の場合に、各ノズル内へ供給する処理ガス侵入防止用の不活性ガスの流量を、それぞれ０．５ｓｌｍとした場合、処理ガス侵入防止用の不活性ガスのトータル流量は、０．５ｓｌｍ×３本＝１．５ｓｌｍとなるが、本実施形態のように、ノズルの本数を２本に減らすことで、処理ガス侵入防止用の不活性ガスのトータル流量を、０．５ｓｌｍ×１本＝０．５ｓｌｍとすることができる。すなわち、ノズルの本数を４本から２本に減らすことで、処理ガス侵入防止用の不活性ガスのトータル流量を、１／３に低減することができる。これにより、処理室内へ供給される不活性ガスのトータル流量を低減することができ、処理室内における処理ガスの分圧を上げることが可能となり、成膜レートを向上させることが可能となる。

また、本実施形態によれば、クロロシラン系原料ガス用の第１ノズル２４９ａと、アミン系ガス、酸素含有ガス、および窒素含有ガス用の第２ノズル２４９ｂとを、図２に示すように平面視において、ウエハ２００の中心と、排気管２３１の中心とを結ぶ直線を対象軸として、線対称となるように配置した。すなわち、第１ノズル２４９ａと第２ノズル２４９ｂとを、第１ノズル２４９ａのガス供給孔２５０ａ、第２ノズル２４９ｂのガス供給孔２５０ｂ、および排気管２３１の排気口の各中心を結ぶ直線が二等辺三角形を構成するように配置した。この構成により、第１ノズル２４９ａと第２ノズル２４９ｂからウエハ２００に対して流れるガス流が均一となるようにすることができる。すなわち、この構成により、第１ノズル２４９ａと第２ノズル２４９ｂからウエハ２００に対して流れるガス流が、ウエハ２００の中心と排気管２３１の中心とを結ぶ直線を対象軸として線対称となるようにすることが可能となる。つまり、ウエハ２００に対して流れるクロロシラン系原料ガス、アミン系ガス、酸素含有ガス、および窒素含有ガスのガス流を、同等のガス流とすることが可能となり、ウエハ面内の膜厚均一性の制御をより容易にしつつ、良質なＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜を形成することが可能となる。

また、本実施形態によれば、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜の形成後の処理室２０１内に窒化ガスとしてＮＨ_３ガスを供給する処理（ＮＨ_３ガスパージ）を実施するようにした。これにより、処理室２０１内の部材の表面に堆積したアルキルアミン塩や塩酸（ＨＣｌ）等を含む不安定な副生成物は窒化され、例えば、塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）等の安定な物質に変化させられる（改質される）。そして、副生成物が堆積してなる堆積膜は、構造中の結合力（組成物質間の結合力）が強く、緻密な膜、すなわち、剥離しにくい強固な膜に改質される。その結果、堆積膜が剥離することによる異物の発生を抑制することができ、つまり、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜を例えば２５０〜７００℃、好ましくは、３５０〜６５０℃の範囲内の低温領域で形成した場合であっても、異物の発生を効果的に抑制できるようになる。その結果、半導体装置(デバイス）の品質を向上させ、歩留まりを改善させることが可能となる。また、処理室内のクリーニング頻度を低減させ、基板処理装置の生産性を向上させることが可能となる。

また、本実施形態によれば、堆積膜を構成する副生成物を塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）等の安定な物質に変化させることで、堆積膜からの塩素含有ガス等の発生を抑制することが可能となる。その結果、ウエハ２００上に形成する薄膜の膜質を向上させることが可能となる。また、メンテナンス作業者やオペレータが安全に作業を行うことが可能となる。

また、本実施形態によれば、堆積膜を構成する副生成物を塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）等の安定な物質に変化させることで、堆積膜からの塩素含有物質等の放出を抑制することが可能となる。これにより、シールキャップ２１９、回転軸２５５等の金属部材が受ける腐食等のダメージを低減させ、基板処理装置のメンテナンス頻度を低減させ、生産性を向上させることが可能となる。また、金属部材からの異物の発生を抑制することができ、半導体装置の品質を向上させることが可能となる。

また、本実施形態によれば、ステップ１，２を交互に行うことでＳｉ、Ｎ、およびＣを含む第１の層を形成した後、第２反応ガスとして、酸素含有ガスであるＯ_２ガスを供給して第１の層を酸化させ、第２の層としてのＳｉＯＣＮ層またはＳｉＯＣ層へと改質させるステップ３を行うことにより、形成するＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜中の酸素と炭素と窒素との組成比を調整することが可能となる。なお、このとき、Ｏ_２ガスを熱で活性化させて供給することで、熱酸化の作用により、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜中のＳｉ−Ｏ結合を増加させる一方、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｎ結合、およびＳｉ−Ｓｉ結合を減少させることが可能となる。すなわち、酸素濃度を増加させる方向に、また、窒素濃度、炭素濃度、およびシリコン濃度を減少させる方向に組成比を変化させることが可能となる。また、このとき、熱酸化時間を延ばしたり、熱酸化における酸化力を高めたりすることで、酸素濃度をさらに増加させる方向に、また、窒素濃度、炭素濃度、およびシリコン濃度をさらに減少させる方向に組成比を変化させることが可能となる。さらに、このとき、処理室２０１内の圧力やガス供給時間等の処理条件を制御することで、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜中のＯ成分の割合、すなわち、酸素濃度を微調整することができ、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜の組成比をより緻密に制御することが可能となる。これらにより、形成するＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜の誘電率を調整したり、エッチング耐性を向上させたり、絶縁性を向上させたりすることが可能となる。

また、本実施形態によれば、第１反応ガスとして、炭素、窒素、及び水素の３元素で構成され、シリコン元素及び金属元素非含有のアミン系ガスであるＴＥＡガスを用いることにより、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜を形成する際の反応制御性、特に、組成制御性を向上させることが可能となる。すなわち、第１反応ガスとして、ＴＥＡガスを用いる本実施形態の成膜シーケンスでは、第１反応ガスとして、例えば、ハフニウム、炭素、窒素、及び水素の４元素で構成されるテトラキスエチルメチルアミノハフニウム（Ｈｆ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）（ＣＨ_３）］_４、略称：ＴＥＭＡＨ）ガス等を用いる成膜シーケンスと比較して、第１反応ガスとシリコン含有層とを反応させて第１の層を形成する際の反応制御性、特に、組成制御性を向上させることができるようになる。これにより、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜の組成制御を容易に行えるようになる。

また、本実施形態によれば、第１反応ガスとして、炭素、窒素、及び水素の３元素で構成され、シリコン元素及び金属元素非含有のアミン系ガスであるＴＥＡガスを用いることにより、形成するＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜中の不純物濃度を低減させることが可能となる。すなわち、第１反応ガスとして、ＴＥＡガスを用いる本実施形態の成膜シーケンスでは、第１反応ガスとして、例えば、ハフニウム、炭素、窒素、及び水素の４元素で構成されるＴＥＭＡＨガス等を用いる成膜シーケンスと比較して、第１反応ガスとシリコン含有層との反応により形成される第２の層中への不純物元素の混入確率を低減させることができ、形成するＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜中の不純物濃度を低減させることが可能となる。

また、本実施形態によれば、第１反応ガスとして、炭素、窒素、及び水素の３元素で構成され、シリコン元素及び金属元素非含有のアミン系ガスであるＴＥＡガスを用いることにより、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜のウエハ２００面内およびウエハ２００面間における膜厚均一性をそれぞれ向上させることができる。すなわち、炭素、窒素、及び水素の３元素で構成されるＴＥＡガスは、例えば、ハフニウム、炭素、窒素、及び水素の４元素で構成されるＴＥＭＡＨガス等と比較して、第１の層に対し高い反応性を有することから、第１反応ガスとしてＴＥＡガスを用いる本実施形態の成膜シーケンスは、第１反応ガスと第１の層との反応をウエハ２００面内およびウエハ２００面間にわたり確実かつ均一に行うことができるようになる。その結果、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜のウエハ２００面内およびウエハ２００面間における膜厚均一性をそれぞれ向上させることが可能となる。

＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施の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、副生成物を改質する処理（ＮＨ_３ガスパージ）をボートアンロードの前に行うようにしていたが、ボートアンロードの後に行うようにしてもよい。この場合、図９に示すように、ＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜を形成した後、ＮＨ_３ガスパージを実施することなくボートアンロードを実施し、ウエハディスチャージが完了したら、空のボート２１７を処理室２０１内に搬送する（ボートロード）。そして、上述の実施形態における圧力調整及び温度調整、ＮＨ_３ガスパージ、パージ、大気圧復帰、ボートアンロードを順次実施する。上述したように、ＮＨ_３ガスパージを実施することによってＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜の膜質が影響を受けることは殆どないが、ＮＨ_３ガスパージをボートアンロードの後に実施するようにした場合、ＮＨ_３ガスパージによるＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜の膜質への影響をより確実に完全に回避することができる。

なお、ボートアンロードの後に行うＮＨ_３ガスパージの手順及び処理条件は、上述の実施形態のＮＨ_３ガスパージと略同様とすることができる。但し、ＮＨ_３ガスパージにおけるヒータ２０７の温度は、処理室２０１内の温度が、上述のＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜形成工程における処理室２０１の温度と同等の温度、或いはそれよりも高くなるような温度に設定してもよい。例えば、ヒータ２０７の温度は、処理室２０１内の温度が例えば６５０〜７５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定してもよい。このようにした場合、ＮＨ_３ガスによる窒化力を更に高めることができ、副生成物の改質をより効率的に行うことができるようになる。但し、ＮＨ_３ガスパージにおける処理室２０１内の温度を、上述のＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜形成工程における処理室２０１内の温度と同等の温度とした場合、昇温および降温に要する時間を省略することができ、副生成物を改質する処理のトータルでの時間を短縮することができ、生産性を向上させることができるようになる。

また例えば、副生成物を改質する処理（ＮＨ_３ガスパージ）は、ボートアンロードの前と後との両方で行うようにしてもよい。この場合、ボートアンロードの前に行うＮＨ_３ガスパージでは、ヒータ２０７の温度は、処理室２０１内の温度が、上述のＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜形成工程における処理室２０１内の温度と同等の温度、例えば２５０〜７００℃、好ましくは３５０〜６５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。また、処理室２０１内にＮＨ_３ガスを供給する時間は、例えば５〜１０分の範囲内の時間となるように設定する。また、ボートアンロードの後に行うＮＨ_３ガスパージでは、ヒータ２０７の温度は、処理室２０１内の温度が、上述のＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜形成工程における処理室２０１内の温度と同等の温度、或いはそれよりも高い温度、例えば６５０〜７５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。また、処理室２０１内にＮＨ_３ガスを供給する時間は、例えば１０〜３０分の範囲内の時間となるように設定する。

また例えば、副生成物を改質する処理（ＮＨ_３ガスパージ）をボートアンロードの後に行う場合、処理室２０１内に空のボート２１７を搬入することなくＮＨ_３ガスパージを行うようにしてもよい。すなわち、ＮＨ_３ガスパージを、ウエハディスチャージの完了を待たずに、ウエハディスチャージの実施と並行して実施するようにしてもよい。この場合、図１０に示すように、ボートアンロードの後、シャッタ開閉機構１１５ｓによりシャッタ２１９ｓが移動させられて、反応管２０３の下端開口がシールされた状態（シャッタクローズ）で、すなわち、処理室２０１内にボート２１７が無い状態で、ＮＨ_３ガスパージを行うこととなる。このように、ウエハディスチャージの完了を待つ待機時間中にＮＨ_３ガスパージを並行して行うようにすれば、ＮＨ_３ガスパージを含む基板処理工程全体の所要時間を短縮させることができ、基板処理の効率を向上させることができ、生産性を向上させることができるようになる。

また、上述の実施形態では、ステップ１〜３を１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行うことでＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜を形成する例について説明したが、本実施形態に係る成膜シーケンスは係る態様に限定されず、以下のように変更してもよい。

例えば、図６に示す変形例のように、ステップ１，２を１セットとしてこのセットを所定回数（ｍ回）行った後、ステップ３を行い、これを１サイクルとしてこのサイクルを所定回数（ｎ回）行うようにしてもよい。すなわち、処理室２０１内のウエハ２００に対して第１ノズル２４９ａよりクロロシラン系原料ガス（ＨＣＤＳガス）を供給する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第２ノズル２４９ｂよりアミン系ガス（ＴＥＡガス）を供給する工程と、を交互に所定回数（ｍ回）行うことで、ウエハ２００上にシリコン、窒素、および炭素を含む第１の層を形成する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第２ノズル２４９ｂより酸化ガス（Ｏ_２ガス）を供給することで、第１の層を改質して第２の層としてＳｉＯＣＮ層またはＳｉＯＣ層を形成する工程と、を交互に所定回数（ｎ回）行うことで、ウエハ２００上に、所定組成及び所定膜厚のＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜を形成するようにしてもよい。なお、本変形例が図４、図５に示した上述の成膜シーケンスと異なるのは、ステップ１，２を１セットとしてこのセットを所定回数（ｍ回）行った後、ステップ３を行い、これを１サイクルとする点だけであり、その他は図４，５に示す成膜シーケンスと同様である。なお、所定回数行うとは、１回もしくは複数回行うこと、すなわち、１回以上行うことを意味する。なお、本変形例におけるステップ１，２のセットの実施回数（ｍ）を１回とするケースが、図４、図５に示した上述の成膜シーケンスに相当する。

また例えば、図７に示す変形例のように、ステップ１，２，１，３をこの順に行い、これを１サイクルとしてこのサイクルを所定回数（ｎ回）行うようにしてもよい。すなわち、処理室２０１内のウエハ２００に対して第１ノズル２４９ａよりクロロシラン系原料ガス（ＨＣＤＳガス）を供給する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第２ノズル２４９ｂよりアミン系ガス（ＴＥＡガス）を供給する工程と、を交互に１回行うことで、ウエハ２００上にシリコン、窒素、および炭素を含む第１の層を形成する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第１ノズル２４９ａよりクロロシラン系原料ガス（ＨＣＤＳガス）を供給する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第２ノズル２４９ｂより酸化ガス（Ｏ_２ガス）を供給する工程と、を交互に１回行うことで、第１の層の上に第２の層としてシリコン酸化層（ＳｉＯ層）を形成する工程と、を交互に所定回数（ｎ回）行うことで、ウエハ２００上に、第１の層と第２の層とが交互に積層されてなる所定組成及び所定膜厚のＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜を形成するようにしてもよい。なお、本変形例が図４、図５に示した上述の成膜シーケンスと異なるのは、ステップ１，２，１，３を１サイクルとする点だけであり、その他は図４，５に示す成膜シーケンスと同様である。

また例えば、図８に示す変形例のように、ステップ１，２を１セットとしてこのセットを所定回数（ｍ回）行った後、ステップ１，３を１セットとしてこのセットを所定回数（ｍ’回）行い、これらの組み合わせを１サイクルとしてこのサイクルを所定回数（ｎ回）行うようにしてもよい。すなわち、処理室２０１内のウエハ２００に対して第１ノズル２４９ａよりクロロシラン系原料ガス（ＨＣＤＳガス）を供給する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第２ノズル２４９ｂよりアミン系ガス（ＴＥＡガス）を供給する工程と、を交互に所定回数（ｍ回）行うことで、ウエハ２００上にシリコン、窒素、および炭素を含む第１の層を形成する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第１ノズル２４９ａよりクロロシラン系原料ガス（ＨＣＤＳガス）を供給する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第２ノズル２４９ｂより酸化ガス（Ｏ_２ガス）を供給する工程と、を交互に所定回数（ｍ’回）行うことで、第１の層の上に第２の層としてＳｉＯ層を形成する工程と、を交互に所定回数（ｎ回）行うことで、ウエハ２００上に、第１の層と第２の層とが交互に積層されてなる所定組成及び所定膜厚のＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜を形成するようにしてもよい。なお、本変形例が図４、図５に示した上述の成膜シーケンスと異なるのは、ステップ１，２のセットを所定回数（ｍ回）行った後、ステップ１，３のセットを所定回数（ｍ’回）行い、これを１サイクルとする点だけであり、その他は図４，５に示す成膜シーケンスと同様である。なお、本変形例におけるステップ１，２のセットの実施回数（ｍ）を１回とし、ステップ１，３のセットの実施回数（ｍ’）を１回とするケースが、図７に示す成膜シーケンスに相当する。

これらの変形例においても、薄膜形成後の処理室２０１内に第２ノズル２４９ｂより窒化ガス（ＮＨ_３ガス）を供給することで、処理室２０１内の部材の表面に付着した不安定な副生成物が安定な物質に改質され、上述の実施形態と同様の効果を得ることが出来る。

また例えば、上述の実施形態では、Ｓｉ、Ｎ、およびＣを含む第１の層を形成する際に、処理室２０１内のウエハ２００に対して、クロロシラン系原料ガスを供給し、その後、アミン系ガスを供給する例について説明したが、これらのガスの流し方は逆でもよい。すなわち、アミン系ガスを供給し、その後、クロロシラン系原料ガスを供給するようにしてもよい。つまり、クロロシラン系原料ガスおよびアミン系ガスのうちの一方のガスを供給し、その後、他方のガスを供給するようにすればよい。このように、ガスを流す順番を変えることにより、形成される薄膜の膜質や組成比を変化させることも可能である。

また例えば、上述の実施形態では、ステップ１でシリコン含有層を形成する際に、原料ガスとして、クロロシラン系原料ガスを用いる例について説明したが、クロロシラン系原料ガスの代わりに、クロロシラン系原料ガス以外のハロゲン系のリガンドを持つシラン系原料ガスを用いてもよい。例えば、クロロシラン系原料ガスの代わりに、フルオロシラン系原料ガスを用いてもよい。ここで、フルオロシラン系原料ガスとは、ハロゲン基としてのフルオロ基を有するシラン系原料ガスのことであり、少なくともシリコン（Ｓｉ）元素及びフッ素（Ｆ）元素を含む原料ガスのことである。フルオロシラン系原料ガスとしては、例えば、テトラフルオロシランすなわちシリコンテトラフルオライド（ＳｉＦ_４）ガスやヘキサフルオロジシラン（Ｓｉ_２Ｆ_６）ガス等のフッ化ケイ素ガスを用いることができる。この場合、シリコン含有層を形成する際に、処理室２０１内のウエハ２００に対して、フルオロシラン系原料ガスを供給することとなる。

また例えば、上述の実施形態では、ステップ２でシリコン含有層をＳｉ、Ｎ、およびＣを含む第１の層に変化（改質）させる際に、第１反応ガスとしてアミン系ガスを用いる例について説明したが、アミン系ガスの代わりに、有機ヒドラジン化合物を含むガス、すなわち有機ヒドラジン系ガスを用いてもよい。ここで、有機ヒドラジン系ガスとは、ヒドラジン基を有するガスのことであり、炭素（Ｃ）元素、窒素（Ｎ）元素、及び水素（Ｈ）元素の３元素のみで構成されるガスのことである。すなわち、有機ヒドラジン系ガスは、シリコン元素非含有のガスであり、更には、シリコン元素及び金属元素非含有のガスである。有機ヒドラジン系ガスとしては、例えば、モノメチルヒドラジン（（ＣＨ_３）ＨＮ_２Ｈ_２、略称：ＭＭＨ）、ジメチルヒドラジン（（ＣＨ_３）_２Ｎ_２Ｈ_２、略称：ＤＭＨ）、トリメチルヒドラジン（（ＣＨ_３）_２Ｎ_２（ＣＨ_３）Ｈ、略称：ＴＭＨ）等のメチルヒドラジン系ガスや、エチルヒドラジン（（Ｃ_２Ｈ_５）ＨＮ_２Ｈ_２、略称：ＥＨ）等のエチルヒドラジン系ガスを好ましく用いることができる。

上述の各実施形態や各変形例の手法により形成したシリコン絶縁膜を、サイドウォールスペーサとして使用することにより、リーク電流が少なく、加工性に優れたデバイス形成技術を提供することが可能となる。

また、上述の各実施形態や各変形例の手法により形成したシリコン絶縁膜を、エッチストッパーとして使用することにより、加工性に優れたデバイス形成技術を提供することが可能となる。

上述の各実施形態や各変形例によれば、低温領域においてもプラズマを用いず、理想的量論比のシリコン絶縁膜を形成することができる。また、プラズマを用いずシリコン絶縁膜を形成できることから、例えば、ＤＰＴのＳＡＤＰ膜等、プラズマダメージを懸念する工程への適応も可能となる。

また、上述の実施形態では、原料ガス、アミン系ガス、酸素含有ガスを用いてＳｉＯＣＮ膜またはＳｉＯＣ膜を成膜する場合に、窒素含有ガス（改質ガス）を用いて処理室内に付着した副生成物を改質する例について説明したが、本発明は係る形態に限定されない。例えば、原料ガス、アミン系ガスを用いてＳｉＣＮ膜を形成する場合にも、本発明は好適に適用可能である。この場合、第１ノズルより原料ガスを供給し、第２ノズルよりアミン系ガスおよび窒素含有ガス（改質ガス）を供給することとなる。また、原料ガス、アミン系ガス、硼素含有ガスを用いてシリコン硼炭窒化膜（ＳｉＢＣＮ膜）やシリコン硼窒化膜（ＳｉＢＮ膜）を形成する場合にも、本発明は好適に適用可能である。この場合、第１ノズルより原料ガスを供給し、第２ノズルよりアミン系ガス、硼素含有ガス、および窒素含有ガス（改質ガス）を供給することとなる。なお、このとき、硼素含有ガスとしては、例えば、三塩化硼素（ＢＣｌ_３）ガスやジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）ガスやボラジン系のガスを用いることができる。このように、本発明は、原料ガスとアミン系ガスとを用いる基板処理プロセス全般に好適に適用することが可能である。

また、上述の実施形態では、酸炭窒化膜、酸炭化膜として、半導体元素であるシリコンを含むシリコン系絶縁膜(ＳｉＯＣＮ膜、ＳｉＯＣ膜)を形成する例について説明したが、本発明は、例えば、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属元素を含む金属系薄膜を形成する場合にも適用することができる。

すなわち、本発明は、例えば、チタン酸炭窒化膜（ＴｉＯＣＮ膜）、ジルコニウム酸炭窒化膜（ＺｒＯＣＮ膜）、ハフニウム酸炭窒化膜（ＨｆＯＣＮ膜）、タンタル酸炭窒化膜（ＴａＯＣＮ膜）、アルミニウム酸炭窒化膜（ＡｌＯＣＮ膜）、モリブデン酸炭窒化膜（ＭｏＯＣＮ膜）等の金属酸炭窒化膜を形成する場合にも好適に適用することができる。

また例えば、本発明は、チタン酸炭化膜（ＴｉＯＣ膜）、ジルコニウム酸炭化膜（ＺｒＯＣ膜）、ハフニウム酸炭化膜（ＨｆＯＣ膜）、タンタル酸炭化膜（ＴａＯＣ膜）、アルミニウム酸炭化膜（ＡｌＯＣ膜）、モリブデン酸炭化膜（ＭｏＯＣ膜）等の金属酸炭化膜を形成する場合にも好適に適用することができる。

また例えば、本発明は、チタン炭窒化膜（ＴｉＣＮ膜）、ジルコニウム炭窒化膜（ＺｒＣＮ膜）、ハフニウム炭窒化膜（ＨｆＣＮ膜）、タンタル炭窒化膜（ＴａＣＮ膜）、アルミニウム炭窒化膜（ＡｌＣＮ膜）、モリブデン炭窒化膜（ＭｏＣＮ膜）等の金属炭窒化膜を形成する場合にも好適に適用することができる。

この場合、上述の実施形態におけるクロロシラン系原料ガスの代わりに、金属元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを用い、上述の実施形態と同様なシーケンスにより成膜を行うことができる。すなわち、処理室２０１内のウエハ２００に対して第１ノズルより金属元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給する工程と、を交互に所定回数行うことで、ウエハ２００上に金属元素、窒素、および炭素を含む第１の層を形成する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して第２ノズルより酸化ガスを供給することで、第１の層を改質して第２の層を形成する工程と、を交互に所定回数行うことで、ウエハ２００上に、金属元素、酸素、炭素、および窒素を含む金属系薄膜（金属酸炭窒化膜）、または、金属元素、酸素、および炭素を含む金属系薄膜（金属酸炭化膜）を形成することができる。また、金属元素とハロゲン元素とを含む原料ガス、アミン系ガスを用いて、金属元素、炭素、および窒素を含む金属系薄膜（金属炭窒化膜）を形成することもできる。

例えば、Ｔｉを含む金属系薄膜（ＴｉＯＣＮ膜、ＴｉＯＣ膜、ＴｉＣＮ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、チタニウムテトラクロライド（ＴｉＣｌ_４）等のＴｉおよびクロロ基を含むガスや、チタニウムテトラフルオライド（ＴｉＦ_４）等のＴｉおよびフルオロ基を含むガスを用いることができる。アミン系ガス及び酸化ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、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。

また例えば、Ｚｒを含む金属系薄膜（ＺｒＯＣＮ膜、ＺｒＯＣ膜、ＺｒＣＮ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、ジルコニウムテトラクロライド（ＺｒＣｌ_４）等のＺｒおよびクロロ基を含むガスや、ジルコニウムテトラフルオライド（ＺｒＦ_４）等のＺｒおよびフルオロ基を含むガスを用いることができる。アミン系ガス及び酸化ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、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。

また例えば、Ｈｆを含む金属系薄膜（ＨｆＯＣＮ膜、ＨｆＯＣ膜、ＨｆＣＮ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、ハフニウムテトラクロライド（ＨｆＣｌ_４）等のＨｆおよびクロロ基を含むガスや、ハフニウムテトラフルオライド（ＨｆＦ_４）等のＨｆおよびフルオロ基を含むガスを用いることができる。アミン系ガス及び酸化ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、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。

また例えば、Ｔａを含む金属系薄膜（ＴａＯＣＮ膜、ＴａＯＣ膜、ＴａＣＮ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、タンタルペンタクロライド（ＴａＣｌ_５）等のＴａおよびクロロ基を含むガスや、タンタルペンタフルオライド（ＴａＦ_５）等のＴａおよびフルオロ基を含むガスを用いることができる。アミン系ガス及び酸化ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、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。

また例えば、Ａｌを含む金属系薄膜（ＡｌＯＣＮ膜、ＡｌＯＣ膜、ＡｌＣＮ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、アルミニウムトリクロライド（ＡｌＣｌ_３）等のＡｌおよびクロロ基を含むガスや、アルミニウムトリフルオライド（ＡｌＦ_３）等のＡｌおよびフルオロ基を含むガスを用いることができる。アミン系ガス及び酸化ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、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。

また例えば、Ｍｏを含む金属系薄膜（ＭｏＯＣＮ膜、ＭｏＯＣ膜、ＭｏＣＮ膜）を形成する場合は、原料ガスとして、モリブデンペンタクロライド（ＭｏＣｌ_５）等のＭｏおよびクロロ基を含むガスや、モリブデンペンタフルオライド（ＭｏＦ_５）等のＭｏおよびフルオロ基を含むガスを用いることができる。アミン系ガス及び酸化ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。なお、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。

これらの場合も、薄膜形成後の処理室２０１内に第２ノズルより窒化ガス（ＮＨ_３ガス）を供給することで、処理室２０１内の部材の表面に付着した不安定な副生成物が安定な物質に改質され、上述の実施形態と同様の効果を得ることが出来る。すなわち、本発明は、半導体元素や金属元素等の所定元素を含む薄膜を形成する場合に好適に適用することができる。

また、上述の実施形態では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いて薄膜を成膜する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、一度に１枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて薄膜を成膜する場合にも、好適に適用できる。

また、上述の各実施形態や各変形例や各応用例等は、適宜組み合わせて用いることができる。

また、本発明は、例えば、既存の基板処理装置のプロセスレシピを変更することでも実現できる。プロセスレシピを変更する場合は、本発明に係るプロセスレシピを電気通信回線や当該プロセスレシピを記録した記録媒体を介して既存の基板処理装置にインストールしたり、また、既存の基板処理装置の入出力装置を操作し、そのプロセスレシピ自体を本発明に係るプロセスレシピに変更することも可能である。

＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。

（付記１）
本発明の一態様によれば、
処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより酸化ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に薄膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。

（付記２）
付記１の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記薄膜形成後の前記処理室内に前記第２ノズルと同一のノズルより窒化ガスを供給することで、前記処理室内に付着した副生成物を改質する工程をさらに有する。

（付記３）
付記２の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記副生成物は、アルキル基を含む。

（付記４）
付記２の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記副生成物は、アルキルアミン塩を含む。

（付記５）
付記１乃至４のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記アミン系ガスはアミンを含む。

（付記６）
付記１乃至５のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記アミン系ガスは、エチルアミン、メチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、およびイソブチルアミンからなる群より選択される少なくとも１つのアミンを含む。

（付記７）
付記１乃至６のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記アミン系ガスは、トリエチルアミン、ジエチルアミン、モノエチルアミン、トリメチルアミン、ジメチルアミン、モノメチルアミン、トリプロピルアミン、ジプロピルアミン、モノプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、モノイソプロピルアミン、トリブチルアミン、ジブチルアミン、モノブチルアミン、トリイソブチルアミン、ジイソブチルアミン、モノイソブチルアミンからなる群より選択される少なくとも１つのアミンを含む。

（付記８）
付記１乃至７のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第1ノズル内および前記第２ノズル内は、前記基板の温度と同様な温度に加熱される。

（付記９）
付記１乃至８のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記基板は前記処理室内に複数枚配列され、前記第1ノズルおよび前記第２ノズルは、前記基板が配列される基板配列領域を水平に取り囲む領域に設けられる。

（付記１０）
付記１乃至９のいずれかの半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記基板は前記処理室内に複数枚配列され、前記第1ノズルおよび前記第２ノズルは、前記基板が配列される基板配列領域を水平に取り囲む領域に、前記基板配列領域に沿うように設けられる。

（付記１１）
本発明の他の態様によれば、
処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより酸化ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に薄膜を形成する工程と、
前記薄膜形成後の前記処理室内に前記第２ノズルと同一のノズルより窒化ガスを供給することで、前記処理室内に付着した副生成物を改質する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。

（付記１２）
本発明の他の態様によれば、
処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に薄膜を形成する工程と、
前記薄膜形成後の前記処理室内に前記第２ノズルと同一のノズルより窒化ガスを供給することで、前記処理室内に付着した副生成物を改質する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。

（付記１３）
本発明のさらに他の態様によれば、
処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給する工程と、
前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより酸化ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に薄膜を形成する工程を有する基板処理方法が提供される。

（付記１４）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給するアミン系ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより酸化ガスを供給する酸化ガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して前記第１ノズルより前記原料ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルより前記アミン系ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより前記酸化ガスを供給する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に薄膜を形成する処理を行うように、前記原料ガス供給系、前記アミン系ガス供給系、および前記酸化ガス供給系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。

（付記１５）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより酸化ガスを供給する手順と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に薄膜を形成する手順をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。

（付記１６）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより酸化ガスを供給する手順と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に薄膜を形成する手順をコンピュータに実行させるため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が提供される。

１２１ コントローラ（制御部）
２００ ウエハ（基板）
２０１ 処理室
２０２ 処理炉
２０３ 反応管
２０７ ヒータ
２３１ 排気管
２３２ａ 第１ガス供給管
２３２ｂ 第２ガス供給管
２３２ｃ 第３ガス供給管
２３２ｄ 第４ガス供給管

Claims (4)

1. 処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する工程と、
   前記処理室内の前記基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給する工程と、
   前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより酸化ガスを供給する工程と、
   を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に薄膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法。
2. 処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する工程と、
   前記処理室内の前記基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給する工程と、
   前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより酸化ガスを供給する工程と、
   を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に薄膜を形成する工程を有する基板処理方法。
3. 基板を収容する処理室と、
   前記処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
   前記処理室内の基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給するアミン系ガス供給系と、
   前記処理室内の基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより酸化ガスを供給する酸化ガス供給系と、
   前記処理室内の基板に対して前記第１ノズルより前記原料ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルより前記アミン系ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより前記酸化ガスを供給する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に薄膜を形成する処理を行うように、前記原料ガス供給系、前記アミン系ガス供給系、および前記酸化ガス供給系を制御する制御部と、
   を有する基板処理装置。
4. 基板処理装置の処理室内の基板に対して第１ノズルより所定元素とハロゲン元素とを含む原料ガスを供給する手順と、
   前記処理室内の前記基板に対して第２ノズルよりアミン系ガスを供給する手順と、
   前記処理室内の前記基板に対して前記第２ノズルと同一のノズルより酸化ガスを供給する手順と、
   を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に薄膜を形成する手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。