(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内に基板を搬入する工程と、
前記処理室内において、ヒータを備える支持台により前記基板を支持する工程と、
前記基板を支持した前記支持台を第１のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ処理ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する工程と、
膜形成後の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、
前記支持台を前記第１のポジションよりも前記処理室内の天井部に近い第２のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ反応性ガスを供給する工程と、
を有し、
前記反応性ガスを供給する工程では、前記ヒータをオンとした状態で、前記支持台を、一旦、前記第２のポジションよりも更に前記処理室内の前記天井部に近い第３のポジションに配置した後、前記第２のポジションに配置する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
処理室内に基板を搬入する工程と、
前記処理室内において、ヒータを備える支持台により前記基板を支持する工程と、
前記基板を支持した前記支持台を第１のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ処理ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する工程と、
膜形成後の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、
前記支持台を前記第１のポジションよりも前記処理室内の天井部に近い第２のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ反応性ガスを供給する工程と、
を有し、
前記反応性ガスを供給する工程では、前記ヒータをオンとした状態で、前記支持台を、前記第２のポジションと、前記第２のポジションとは異なる第４のポジションと、の間で移動させる半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記反応性ガスを供給する工程は、前記処理室内へ前記反応性ガスとして改質ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する際に前記処理室内に付着した堆積物を改質する工程を含む請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記反応性ガスを供給する工程は、前記処理室内へ前記反応性ガスとしてクリーニングガスを供給し、前記基板上に膜を形成する際に前記処理室内に付着した堆積物を除去する工程を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記処理ガスは、前記天井部に設けられたガス供給部から前記処理室内へ供給される請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記処理ガスは、前記天井部に設けられたシャワーヘッドから前記処理室内へ供給される請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記処理ガスは、前記処理室の側部に設けられたガス供給部から前記処理室内へ供給される請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
基板を収容する処理室と、
前記処理室内で基板を支持する支持台と、
前記支持台に備えられたヒータと、
前記支持台を移動させる支持台移動部と、
前記処理室内へガスを供給するガス供給系と、
前記処理室内外に基板を搬送する搬送ユニットと、
前記処理室内に基板を搬入する処理と、前記処理室内において、前記支持台により前記基板を支持する処理と、前記基板を支持した前記支持台を第１のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ処理ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する処理と、膜形成後の前記基板を前記処理室内から搬出する処理と、前記支持台を前記第１のポジションよりも前記処理室内の天井部に近い第２のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ反応性ガスを供給する処理と、を行わせ、前記反応性ガスを供給する処理では、前記ヒータをオンとした状態で、前記支持台を、一旦、前記第２のポジションよりも更に前記処理室内の前記天井部に近い第３のポジションに配置した後、前記第２のポジションに配置させるように、前記搬送ユニット、前記支持台移動部、前記ヒータ、および前記ガス供給系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置。
【請求項９】
基板を収容する処理室と、
前記処理室内で基板を支持する支持台と、
前記支持台に備えられたヒータと、
前記支持台を移動させる支持台移動部と、
前記処理室内へガスを供給するガス供給系と、
前記処理室内外に基板を搬送する搬送ユニットと、
前記処理室内に基板を搬入する処理と、前記処理室内において、前記支持台により前記基板を支持する処理と、前記基板を支持した前記支持台を第１のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ処理ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する処理と、膜形成後の前記基板を前記処理室内から搬出する処理と、前記支持台を前記第１のポジションよりも前記処理室内の天井部に近い第２のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ反応性ガスを供給する処理と、を行わせ、前記反応性ガスを供給する処理では、前記ヒータをオンとした状態で、前記支持台を、前記第２のポジションと、前記第２のポジションとは異なる第４のポジションと、の間で移動させるように、前記搬送ユニット、前記支持台移動部、前記ヒータ、および前記ガス供給系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置。
【請求項１０】
基板処理装置の処理室内に基板を搬入する手順と、
前記処理室内において、ヒータを備える支持台により前記基板を支持する手順と、
前記基板を支持した前記支持台を第１のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ処理ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する手順と、
膜形成後の前記基板を前記処理室内から搬出する手順と、
前記支持台を前記第１のポジションよりも前記処理室内の天井部に近い第２のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ反応性ガスを供給する手順と、
前記反応性ガスを供給する手順において、前記ヒータをオンとした状態で、前記支持台を、一旦、前記第２のポジションよりも更に前記処理室内の前記天井部に近い第３のポジションに配置した後、前記第２のポジションに配置する手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
【請求項１１】
基板処理装置の処理室内に基板を搬入する手順と、
前記処理室内において、ヒータを備える支持台により前記基板を支持する手順と、
前記基板を支持した前記支持台を第１のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ処理ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する手順と、
膜形成後の前記基板を前記処理室内から搬出する手順と、
前記支持台を前記第１のポジションよりも前記処理室内の天井部に近い第２のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ反応性ガスを供給する手順と、
前記反応性ガスを供給する手順において、前記ヒータをオンとした状態で、前記支持台を、前記第２のポジションと、前記第２のポジションとは異なる第４のポジションと、の間で移動させる手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程の一工程として、処理室内の基板に対して処理ガスを供給し、基板上に膜を形成する成膜処理が行われることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の成膜処理を行うと、基板上だけでなく、処理室内の部材上にも堆積物が付着する。この堆積物は、処理室内にパーティクル（異物）を発生させ、成膜処理の品質を低下させる一つの要因となる。本発明は、成膜処理を実施した処理室内におけるパーティクルの発生を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様によれば、
処理室内に基板を搬入する工程と、
前記処理室内において、ヒータを備える支持台により前記基板を支持する工程と、
前記基板を支持した前記支持台を第１のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ処理ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する工程と、
膜形成後の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、
前記支持台を前記第１のポジションよりも前記処理室内の天井部に近い第２のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ反応性ガスを供給する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、成膜処理を実施した処理室内におけるパーティクルの発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】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ウエハ処理時における断面構成図である。
【図２】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ウエハ搬送時における断面構成図である。
【図３】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。
【図４】本発明の一実施形態の成膜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。
【図５】本発明の一実施形態の成膜シーケンスの変形例６におけるガス供給のタイミングを示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態の成膜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。
【図７】（ａ）は支持台をウエハ搬送ポジションに移動させた状態を、（ｂ）は支持台をウエハ処理ポジションに移動させた状態を、（ｃ）は支持台を堆積物改質ポジションに移動させた状態を、（ｄ）は支持台をクリーニングポジションに移動させた状態をそれぞれ示す図である。
【図８】（ａ）は支持台をオーバーシュートポジションに移動させた状態を示す図であり、（ｂ）はシャワーヘッドの温度変化を例示する図である。
【図９】（ａ）はＢＴＣＳＭの化学構造式を、（ｂ）はＢＴＣＳＥの化学構造式を、（ｃ）はＴＣＤＭＤＳの化学構造式を、（ｄ）はＤＣＴＭＤＳの化学構造式を、（ｅ）はＭＣＰＭＤＳの化学構造式を示す図である。
【図１０】（ａ）はボラジンの化学構造式を、（ｂ）はボラジン化合物の化学構造式を、（ｃ）はｎ，ｎ’，ｎ”−トリメチルボラジンの化学構造式を、（ｄ）はｎ，ｎ’，ｎ”−トリ−ｎ−プロピルボラジンの化学構造式を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の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。
【図１２】本発明の他の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の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。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
＜本発明の一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態について、主に図１〜図３を用いて説明する。
【０００８】
（１）基板処理装置の構成
図１、図２に示すとおり、基板処理装置４０は処理容器２０２を備えている。処理容器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。処理容器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。処理容器２０２内には、基板としてのシリコンウエハ等のウエハ２００に対して処理が行われる処理室２０１が形成されている。処理容器２０２や、後述するシャワーヘッド２４０、ガス供給管２３２ａ、排気チャンバ２６０ａ、排気管２６１等の周りには、これらの部材を例えば数十〜１５０℃程度に加熱することが可能なサブヒータ２０６ａが設けられている。
【０００９】
処理室２０１内には、ウエハ２００を支持する支持台２０３が設けられている。ウエハ２００が直接触れる支持台２０３の上面には、例えば、石英（ＳｉＯ２）、カーボン、セラミックス、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等により構成された支持板としてのサセプタ２１７が設けられている。
【００１０】
サセプタ２１７の外周部には、ウエハ２００の支持領域を囲うように、円環状（リング状）の円板として構成された整流板（コンダクタンスプレート）２０４が設けられている。整流板２０４の上面の高さは、サセプタ２１７上に保持されたウエハ２００の表面（被処理面）の高さと、ほぼ同一となるように設定されている。整流板２０４の周縁部と処理室２０１（処理容器２０２）の内壁側面との間には、所定の幅の隙間２０１ａが設けられている。隙間２０１ａは、ウエハ２００に対して供給されたガスを、後述する排気口２６０に向けて流すための排出口として機能することとなる。
【００１１】
支持台２０３には、ウエハ２００を加熱する加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０６と、温度検出器としての温度センサ２０６ｂと、が内蔵されている。温度センサ２０６ｂにより検出された温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合を調整することで、サセプタ２１７上に支持されたウエハ２００の温度を所望の温度とすることが可能となっている。支持台２０３の下端部は、処理容器２０２の底部を貫通している。
【００１２】
処理室２０１の外部には、支持台２０３を昇降させる支持台移動部としての昇降機構２０７ｂが設けられている。昇降機構２０７ｂを作動させて支持台２０３を昇降させることにより、サセプタ２１７上に支持されるウエハ２００を昇降させることが可能となっている。支持台２０３は、ウエハ２００の搬送時には図２で示される位置（ウエハ搬送ポジション）まで下降し、ウエハ２００の処理時には図１で示される位置（ウエハ処理ポジション）まで上昇する。支持台２０３下端部の周囲は、ベローズ２０３ａにより覆われており、処理室２０１内は気密に保持されている。
【００１３】
処理室２０１の底面（床面）には、例えば３本のリフトピン２０８ｂが鉛直方向に立ち上がるように設けられている。支持台２０３（サセプタ２１７も含む）には、リフトピン２０８ｂを貫通させる貫通孔２０８ａが、リフトピン２０８ｂに対応する位置にそれぞれ設けられている。支持台２０３をウエハ搬送ポジションまで下降させた時には、図２に示すように、リフトピン２０８ｂの上端部がサセプタ２１７の上面から突出し、リフトピン２０８ｂがウエハ２００を下方から支持することとなる。支持台２０３をウエハ処理ポジションまで上昇させたときには、図１に示すように、リフトピン２０８ｂの上端部がサセプタ２１７の上面から埋没し、サセプタ２１７がウエハ２００を下方から支持することとなる。リフトピン２０８ｂは、ウエハ２００と直接触れるため、例えば、石英やアルミナ等の材質で構成されることが望ましい。
【００１４】
処理室２０１（処理容器２０２）の内壁側面には、処理室２０１の内外にウエハ２００を搬送するウエハ搬送口２５０が設けられている。ウエハ搬送口２５０にはゲートバルブ４４が設けられており、ゲートバルブ４４を開くことにより、処理室２０１内と搬送室１１内とを連通させることが可能となっている。搬送室１１は搬送容器（密閉容器）１２内に形成されており、搬送室１１内にはウエハ２００を搬送する搬送ロボット１３が設けられている。搬送ロボット１３には、ウエハ２００を搬送する際にウエハ２００を支持する搬送アーム１３ａが備えられている。支持台２０３をウエハ搬送ポジションまで下降させた状態で、ゲートバルブ４４を開くことにより、搬送ロボット１３により処理室２０１内と搬送室１１内との間でウエハ２００を搬送することが可能となっている。すなわち、搬送ロボット１３は、ウエハ２００を処理室２０１内外へ搬送する搬送ユニット（搬送機構）として構成されている。処理室２０１内へ搬送されたウエハ２００は、上述したようにリフトピン２０８ｂ上に一時的に載置される。搬送室１１のウエハ搬送口２５０が設けられた側と反対側には、ゲートバルブ４５を介してロードロック室２１が設けられており、搬送ロボット１３によりロードロック室２１内と搬送室１１内との間でウエハ２００を搬送することが可能となっている。ロードロック室２１は、未処理もしくは処理済のウエハ２００を一時的に収容する予備室として機能する。
【００１５】
処理室２０１（処理容器２０２）の内壁側面であって、ウエハ搬送口２５０の反対側には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気口２６０が設けられている。排気口２６０には、排気チャンバ２６０ａを介して排気管２６１が接続されている。排気チャンバ２６０ａ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２６５が設けられている。排気管２６１には、処理室２０１内の圧力を所定の圧力とするように制御する圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２６２および原料回収トラップ２６３を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２６４が接続されている。ＡＰＣバルブ２６２は、真空ポンプ２６４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２６４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。ＡＰＣバルブ２６２を排気バルブと称することもできる。主に、排気チャンバ２６０ａ、圧力センサ２６５、排気管２６１、ＡＰＣバルブ２６２により排気系（排気ライン）が構成される。原料回収トラップ２６３、真空ポンプ２６４を排気系に含めて考えてもよい。
【００１６】
処理室２０１の天井部（上部）に設けられる後述のシャワーヘッド２４０の上面（天井壁）には、処理室２０１内へ所定のガスを供給するガス供給口２１０ａと、処理室２０１内へ所定のガスを供給するガス供給口２１０ｂと、が設けられている。ガス供給口２１０ｂは、ガス供給口２１０ａとは独立して設けられている。なお、図１、図２には、ガス供給口２１０ｂをガス供給口２１０ａの内側にガス供給口２１０ａと同心円状に配置する構成を例示しているが、本発明はこのような態様に限定されず、ガス供給口２１０ｂをガス供給口２１０ａの外側に設けてもよい。ガス供給口２１０ａ，２１０ｂに接続される各ガス供給系の構成については後述する。
【００１７】
ガス供給口２１０ａと処理室２０１との間には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド２４０が設けられている。シャワーヘッド２４０は、ガス供給口２１０ａから供給されるガスを分散させる分散板２４０ａと、分散板２４０ａを通過したガスを更に均一に分散させて支持台２０３上のウエハ２００の表面に供給するシャワー板２４０ｂと、を備えている。分散板２４０ａおよびシャワー板２４０ｂには、それぞれ、複数の通気孔が設けられている。分散板２４０ａは、シャワーヘッド２４０の上面及びシャワー板２４０ｂと対向するように配置されている。シャワー板２４０ｂは、支持台２０３上のウエハ２００と対向するように配置されている。シャワーヘッド２４０の上面と分散板２４０ａとの間、および、分散板２４０ａとシャワー板２４０ｂとの間には、それぞれ空間が設けられている。これらの空間は、それぞれ、ガス供給口２１０ａから供給されるガスを分散させる第１バッファ空間（分散室）２４０ｃ、および、分散板２４０ａを通過したガスを拡散させる第２バッファ空間２４０ｄとして機能する。
【００１８】
ガス供給口２１０ｂは、シャワーヘッド２４０を鉛直方向（厚さ方向）に貫通し、ガス供給口２１０ｂの下端開口がシャワー板２４０ｂの下面から支持台２０３に向けて突出するように設けられている。ガス供給口２１０ｂは、ガスを、シャワー板２４０ｂの下方側から、すなわち、シャワーヘッド２４０を介さずに処理室２０１内へ供給するように構成されている。
【００１９】
ここで、ウエハ処理時における処理室２０１内のガスの流れについて説明する。
【００２０】
ガス供給口２１０ａからシャワーヘッド２４０の上部へと供給されたガスは、第１バッファ空間２４０ｃを経て分散板２４０ａの多数の孔から第２バッファ空間２４０ｄへと流れ、シャワー板２４０ｂの多数の孔を通過して処理室２０１内へ供給される。また、ガス供給口２１０ｂから供給されたガスは、シャワー板２４０ｂの下方側から、すなわち、シャワーヘッド２４０を介さずに処理室２０１内へ供給される。
【００２１】
処理室２０１内へ供給されたガスは、ウエハ２００上に均一に供給され、ウエハ２００の径方向外側に向かって放射状に流れる。そして、ウエハ２００に接触した後の余剰なガスは、ウエハ２００外周部に位置する整流板２０４上を、ウエハ２００の径方向外側に向かって放射状に流れる。その後、余剰なガスは、整流板２０４の周縁部と処理室２０１の内壁側面との間に形成された隙間２０１ａを通過し、排気口２６０から排気される。
【００２２】
次に、ガス供給口２１０ａ，２１０ｂに接続されるガス供給系の構成について説明する。
【００２３】
ガス供給口２１０ａ，２１０ｂには、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ａ，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）２４１ａ，２４１ｂおよび開閉弁であるバルブ２４３ａ，２４３ｂがそれぞれ設けられている。ガス供給管２３２ｂにおけるバルブ２４３ｂの下流側には、プラズマ生成器であるリモートプラズマユニット（ＲＰＵ）２４４ｂが設けられている。ガス供給管２３２ａ，２３２ｂのバルブ２４３ａ，２４３ｂよりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管２３２ｃ，２３２ｄがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄには、上流側から順に、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄおよび開閉弁であるバルブ２４３ｃ，２４３ｄがそれぞれ設けられている。
【００２４】
ガス供給管２３２ａからは、第１の元素と炭素（Ｃ）との化学結合を有する原料ガスとして、例えば、第１の元素としてのＳｉ、アルキレン基およびハロゲン基を含み、ＳｉとＣとの化学結合（Ｓｉ−Ｃ結合）を有するアルキレンハロシラン原料ガス、或いは、Ｓｉ、アルキル基およびハロゲン基を含み、Ｓｉ−Ｃ結合を有するアルキルハロシラン原料ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ガス供給口２１０ａ、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内へ供給されるように構成されている。
【００２５】
ここで、アルキレン基とは、一般式ＣｎＨ２ｎ＋２で表される鎖状飽和炭化水素（アルカン）から水素（Ｈ）を２つ取り除いた官能基であり、一般式ＣｎＨ２ｎで表される原子の集合体である。アルキレン基には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が含まれる。また、アルキル基とは、一般式ＣｎＨ２ｎ＋２で表される鎖状飽和炭化水素からＨを１つ取り除いた官能基であり、一般式ＣｎＨ２ｎ＋１で表される原子の集合体である。アルキル基には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が含まれる。また、ハロゲン基には、クロロ基、フルオロ基、ブロモ基、ヨード基等が含まれる。すなわち、ハロゲン基には、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）等のハロゲン元素が含まれる。
【００２６】
アルキレンハロシラン原料ガスとしては、例えば、Ｓｉ、アルキレン基としてのメチレン基（−ＣＨ２−）およびハロゲン基としてのクロロ基（Ｃｌ）を含む原料ガス、すなわち、メチレン基を含むクロロシラン原料ガスや、Ｓｉ、アルキレン基としてのエチレン基（−Ｃ２Ｈ４−）およびハロゲン基としてのクロロ基（Ｃｌ）を含む原料ガス、すなわち、エチレン基を含むクロロシラン原料ガスを用いることができる。メチレン基を含むクロロシラン原料ガスとしては、例えば、メチレンビス（トリクロロシラン）ガス、すなわち、ビス（トリクロロシリル）メタン（（ＳｉＣｌ３）２ＣＨ２、略称：ＢＴＣＳＭ）ガス等を用いることができる。エチレン基を含むクロロシラン原料ガスとしては、例えば、エチレンビス（トリクロロシラン）ガス、すなわち、１，２−ビス（トリクロロシリル）エタン（（ＳｉＣｌ３）２Ｃ２Ｈ４、略称：ＢＴＣＳＥ）ガス等を用いることができる。
【００２７】
図９（ａ）に示すように、ＢＴＣＳＭは、その化学構造式中（１分子中）にアルキレン基としてのメチレン基を１つ含んでいる。メチレン基が有する２つの結合手は、それぞれＳｉと結合しており、Ｓｉ−Ｃ−Ｓｉ結合を構成している。
【００２８】
図９（ｂ）に示すように、ＢＴＣＳＥは、１分子中にアルキレン基としてのエチレン基を１つ含んでいる。エチレン基が有する２つの結合手は、それぞれＳｉと結合しており、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合を構成している。
【００２９】
アルキルハロシラン原料ガスとしては、例えば、Ｓｉ、アルキル基としてのメチル基（−ＣＨ３）およびハロゲン基としてのクロロ基（Ｃｌ）を含む原料ガス、すなわち、メチル基を含むクロロシラン原料ガスを用いることができる。メチル基を含むクロロシラン原料ガスとしては、例えば、１，１，２，２−テトラクロロ−１，２−ジメチルジシラン（（ＣＨ３）２Ｓｉ２Ｃｌ４、略称：ＴＣＤＭＤＳ）ガス、１，２−ジクロロ−１，１，２，２−テトラメチルジシラン（（ＣＨ３）４Ｓｉ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＴＭＤＳ）ガス、１−モノクロロ−１，１，２，２，２−ペンタメチルジシラン（（ＣＨ３）５Ｓｉ２Ｃｌ、略称：ＭＣＰＭＤＳ）ガス等を用いることができる。ＴＣＤＭＤＳガス、ＤＣＴＭＤＳガス、ＭＣＰＭＤＳガス等のアルキルハロシラン原料ガスは、ＢＴＣＳＥガス、ＢＴＣＳＭガス等のアルキレンハロシラン原料ガスとは異なり、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有するガス、すなわち、第１の元素およびハロゲン元素を含み、第１の元素同士の化学結合を有する原料ガスでもある。
【００３０】
図９（ｃ）に示すように、ＴＣＤＭＤＳは、１分子中にアルキル基としてのメチル基を２つ含んでいる。２つのメチル基が有する各結合手は、それぞれＳｉと結合しており、Ｓｉ−Ｃ結合を構成している。ＴＣＤＭＤＳはジシランの誘導体であり、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有している。すなわち、ＴＣＤＭＤＳは、Ｓｉ同士が結合し、且つ、ＳｉとＣとが結合したＳｉ−Ｓｉ−Ｃ結合を有している。
【００３１】
図９（ｄ）に示すように、ＤＣＴＭＤＳは、１分子中にアルキル基としてのメチル基を４つ含んでいる。４つのメチル基が有する各結合手は、それぞれＳｉと結合しており、Ｓｉ−Ｃ結合を構成している。ＤＣＴＭＤＳはジシランの誘導体であり、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有している。すなわち、ＤＣＴＭＤＳは、Ｓｉ同士が結合し、且つ、ＳｉとＣとが結合したＳｉ−Ｓｉ−Ｃ結合を有している。
【００３２】
図９（ｅ）に示すように、ＭＣＰＭＤＳは、１分子中にアルキル基としてのメチル基を５つ含んでいる。５つのメチル基が有する各結合手は、それぞれＳｉと結合しており、Ｓｉ−Ｃ結合を構成している。ＭＣＰＭＤＳはジシランの誘導体であり、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有している。すなわち、ＭＣＰＭＤＳは、Ｓｉ同士が結合し、且つ、ＳｉとＣとが結合したＳｉ−Ｓｉ−Ｃ結合を有している。ＭＣＰＭＤＳは、ＢＴＣＳＭ、ＢＴＣＳＥ、ＴＣＤＭＤＳ、ＤＣＴＭＤＳ等とは異なり、１分子中（化学構造式中）のメチル基およびクロロ基のＳｉを囲む配置が、非対称となったアシメトリ（ａｓｙｍｍｅｔｒｙ）な構造を有している。このように、本実施形態では、図９（ａ）〜（ｄ）のようなシンメトリ（ｓｙｍｍｅｔｒｙ）な化学構造式を有する原料だけでなく、アシメトリな化学構造式を有する原料も用いることができる。
【００３３】
ＢＴＣＳＭガスやＢＴＣＳＥガス等のアルキレンハロシラン原料ガスや、ＴＣＤＭＤＳガス、ＤＣＴＭＤＳガス、ＭＣＰＭＤＳガス等のアルキルハロシラン原料ガスは、１分子中に少なくとも２つのＳｉを含み、更にＣおよびＣｌを含み、Ｓｉ−Ｃ結合を有する原料ガスであるともいえる。これらのガスは、後述する基板処理工程（成膜処理）において、Ｓｉソースとしても作用し、Ｃソースとしても作用する。ＢＴＣＳＭガスやＢＴＣＳＥガス等を、アルキレンクロロシラン原料ガスと称することもできる。ＴＣＤＭＤＳガスやＤＣＴＭＤＳガスやＭＣＰＭＤＳガス等を、アルキルクロロシラン原料ガスと称することもできる。
【００３４】
本明細書において、原料ガスとは、気体状態の原料、例えば、常温常圧下で液体状態である原料を気化することで得られるガスや、常温常圧下で気体状態である原料等のことである。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、「気体状態である原料ガス」を意味する場合、または、その両方を意味する場合がある。ＢＴＣＳＭ等のように、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（ＢＴＣＳＭガス等）として供給することとなる。
【００３５】
また、ガス供給管２３２ａからは、シャワーヘッド２４０内や処理室２０１内等に堆積した堆積物と反応する反応性ガスとして、例えば、堆積物と反応することで堆積物を改質させる改質ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ガス供給口２１０ａ、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内へ供給されるようにも構成されている。改質ガスとしては、例えば酸素（Ｏ２）ガスを用いることができる。
【００３６】
また、ガス供給管２３２ａからは、シャワーヘッド２４０内や処理室２０１内等に堆積した堆積物と反応する反応性ガスとして、例えば、堆積物をエッチングして除去するクリーニングガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ガス供給口２１０ａ、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内へ供給されるようにも構成されている。クリーニングガスとしては、例えば、フッ素（Ｆ２）ガスを用いることができる。
【００３７】
また、ガス供給管２３２ａからは、後述する堆積物の改質処理やクリーニング処理を行う際にシャワーヘッド２４０内や処理室２０１内の各部材への雰囲気を介した熱伝導を促進させるガスとして、例えば、上述の反応性ガスよりも熱伝導率の高いガス（以下、加熱促進ガスともいう）が、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ガス供給口２１０ａ、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内へ供給されるようにも構成されている。加熱促進ガスとしては、例えば、水素（Ｈ２）ガスを用いることができる。
【００３８】
また、ガス供給管２３２ｂからは、上述の第１の元素とは異なる元素（第２〜第４の元素）を含む反応ガスとして、例えば、窒素（Ｎ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ＲＰＵ２４４ｂ、ガス供給口２１０ｂを介して処理室２０１内へ供給されるように構成されている。Ｎ含有ガスとしては、例えば、窒化水素系ガスを用いることができる。窒化水素系ガスは、ＮおよびＨの２元素のみで構成される物質ともいえ、後述する成膜処理において、窒化ガス、すなわち、Ｎソースとして作用する。窒化水素系ガスとしては、例えば、アンモニア（ＮＨ３）ガスを用いることができる。
【００３９】
また、ガス供給管２３２ｂからは、上述の第１の元素とは異なる元素（第２〜第４の元素）を含む反応ガスとして、例えば、酸素（Ｏ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ＲＰＵ２４４ｂ、ガス供給口２１０ｂを介して処理室２０１内へ供給されるようにも構成されている。Ｏ含有ガスは、後述する成膜処理において、酸化ガス、すなわち、Ｏソースとして作用する。Ｏ含有ガスとしては、例えば、Ｏ２ガスを用いることができる。
【００４０】
また、ガス供給管２３２ｂからは、上述の第１の元素とは異なる元素（第２〜第４の元素）を含む反応ガスとして、例えば、窒素（Ｎ）および炭素（Ｃ）を含むガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ＲＰＵ２４４ｂ、ガス供給口２１０ｂを介して処理室２０１内へ供給されるようにも構成されている。ＮおよびＣを含むガスとしては、例えば、アミン系ガスを用いることができる。
【００４１】
アミン系ガスとは、気体状態のアミン、例えば、常温常圧下で液体状態であるアミンを気化することで得られるガスや、常温常圧下で気体状態であるアミン等のアミン基を含むガスのことである。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。アミンとは、アンモニア（ＮＨ３）の水素（Ｈ）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。アミンは、Ｃを含むリガンド、すなわち、有機リガンドとして、アルキル基等の炭化水素基を含む。アミン系ガスは、Ｃ、ＮおよびＨの３元素を含んでおり、Ｓｉを含んでいないことからＳｉ非含有のガスともいえ、Ｓｉおよび金属を含んでいないことからＳｉおよび金属非含有のガスともいえる。アミン系ガスは、Ｃ、ＮおよびＨの３元素のみで構成される物質ともいえる。アミン系ガスは、後述する成膜処理において、Ｎソースとしても作用し、Ｃソースとしても作用する。本明細書において「アミン」という言葉を用いた場合は、「液体状態であるアミン」を意味する場合、「気体状態であるアミン系ガス」を意味する場合、または、その両方を意味する場合がある。
【００４２】
アミン系ガスとしては、例えば、その化学構造式中（１分子中）におけるＣを含むリガンド（エチル基）の数が複数であり、１分子中においてＮの数よりもＣの数の方が多いトリエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ、略称：ＴＥＡ）ガスを用いることができる。ＴＥＡのように常温常圧下で液体状態であるアミンを用いる場合は、液体状態のアミンを気化器やバブラ等の気化システムにより気化して、アミン系ガス（ＴＥＡガス）として供給することとなる。
【００４３】
また、ガス供給管２３２ｂからは、上述の第１の元素とは異なる元素（第２〜第４の元素）を含む反応ガスとして、例えば、ボラジン環骨格非含有の硼素（Ｂ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ＲＰＵ２４４ｂ、ガス供給口２１０ｂを介して処理室２０１内へ供給されるようにも構成されている。ボラジン環骨格非含有のＢ含有ガスとしては、例えば、ボラン系ガスを用いることができる。
【００４４】
ボラン系ガスとは、気体状態のボラン化合物、例えば、常温常圧下で液体状態であるボラン化合物を気化することで得られるガスや、常温常圧下で気体状態であるボラン化合物等のことである。ボラン化合物には、Ｂとハロゲン元素とを含むハロボラン化合物、例えば、ＢおよびＣｌを含むクロロボラン化合物が含まれる。また、ボラン化合物には、モノボラン（ＢＨ３）やジボラン（Ｂ２Ｈ６）のようなボラン（硼化水素）や、ボランのＨを他の元素等で置換した形のボラン化合物（ボラン誘導体）が含まれる。ボラン系ガスは、後述する成膜処理においてＢソースとして作用する。ボラン系ガスとしては、例えば、トリクロロボラン（ＢＣｌ３）ガスを用いることができる。ＢＣｌ３ガスは、ボラジン環骨格を含まないＢ含有ガス、すなわち、非ボラジン系のＢ含有ガスである。
【００４５】
また、ガス供給管２３２ｂからは、上述の第１の元素とは異なる元素（第２〜第４の元素）を含む反応ガスとして、例えば、ボラジン環骨格を含むガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ＲＰＵ２４４ｂ、ガス供給口２１０ｂを介して処理室２０１内へ供給されるようにも構成されている。ボラジン環骨格を含むガスとしては、例えば、ボラジン環骨格および有機リガンドを含むガス、すなわち、有機ボラジン系ガスを用いることができる。
【００４６】
有機ボラジン系ガスとしては、例えば、有機ボラジン化合物であるアルキルボラジン化合物を気化したガスを用いることができる。有機ボラジン系ガスを、ボラジン化合物ガス、或いは、ボラジン系ガスと称することもできる。
【００４７】
ここで、ボラジンとは、Ｂ、ＮおよびＨの３元素で構成される複素環式化合物であり、組成式はＢ３Ｈ６Ｎ３で表すことができ、図１０（ａ）に示す化学構造式で表すことができる。ボラジン化合物は、３つのＢと３つのＮとで構成されるボラジン環を構成するボラジン環骨格（ボラジン骨格ともいう）を含む化合物である。有機ボラジン化合物は、Ｃを含むボラジン化合物であり、Ｃを含むリガンド、すなわち、有機リガンドを含むボラジン化合物ともいえる。アルキルボラジン化合物は、アルキル基を含むボラジン化合物であり、アルキル基を有機リガンドとして含むボラジン化合物ともいえる。アルキルボラジン化合物は、ボラジンに含まれる６つのＨのうち少なくともいずれかを、１つ以上のＣを含む炭化水素で置換したものであり、図１０（ｂ）に示す化学構造式で表すことができる。ここで、図１０（ｂ）に示す化学構造式中のＲ１〜Ｒ６は、Ｈであるか、あるいは１〜４つのＣを含むアルキル基である。Ｒ１〜Ｒ６は同じ種類のアルキル基であってもよいし、異なる種類のアルキル基であってもよい。但し、Ｒ１〜Ｒ６は、その全てがＨである場合を除く。アルキルボラジン化合物は、ボラジン環を構成するボラジン環骨格を有し、Ｂ、Ｎ、ＨおよびＣを含む物質ともいえる。また、アルキルボラジン化合物は、ボラジン環骨格を有しアルキルリガンドを含む物質ともいえる。なお、Ｒ１〜Ｒ６は、Ｈであるか、あるいは１〜４つのＣを含むアルケニル基、アルキニル基であってもよい。Ｒ１〜Ｒ６は同じ種類のアルケニル基、アルキニル基であってもよいし、異なる種類のアルケニル基、アルキニル基であってもよい。但し、Ｒ１〜Ｒ６は、その全てがＨである場合を除く。
【００４８】
ボラジン系ガスは、後述する成膜処理において、Ｂソースとしても作用し、Ｎソースとしても作用し、Ｃソースとしても作用する。
【００４９】
ボラジン系ガスとしては、例えば、ｎ，ｎ’，ｎ”−トリメチルボラジン（略称：ＴＭＢ）ガス、ｎ，ｎ’，ｎ”−トリエチルボラジン（略称：ＴＥＢ）ガス、ｎ，ｎ’，ｎ”−トリ−ｎ−プロピルボラジン（略称：ＴＰＢ）ガス、ｎ，ｎ’，ｎ”−トリイソプロピルボラジン（略称：ＴＩＰＢ）ガス、ｎ，ｎ’，ｎ”−トリ−ｎ−ブチルボラジン（略称：ＴＢＢ）ガス、ｎ，ｎ’，ｎ”−トリイソブチルボラジン（略称：ＴＩＢＢ）ガス等を用いることができる。ＴＭＢは、図１０（ｂ）に示す化学構造式中のＲ１、Ｒ３、Ｒ５がＨであり、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６がメチル基であり、図１０（ｃ）に示す化学構造式で表すことができるボラジン化合物である。ＴＥＢは、図１０（ｂ）に示す化学構造式中のＲ１、Ｒ３、Ｒ５がＨであり、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６がエチル基であるボラジン化合物である。ＴＰＢは、図１０（ｂ）に示す化学構造式中のＲ１、Ｒ３、Ｒ５がＨであり、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６がプロピル基であり、図１０（ｄ）に示す化学構造式で表すことができるボラジン化合物である。ＴＩＰＢは、図１０（ｂ）に示す化学構造式中のＲ１、Ｒ３、Ｒ５がＨであり、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６がイソプロピル基であるボラジン化合物である。ＴＩＢＢは、図１０（ｂ）に示す化学構造式中のＲ１、Ｒ３、Ｒ５がＨであり、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６がイソブチル基であるボラジン化合物である。
【００５０】
ＴＭＢ等のように常温常圧下で液体状態であるボラジン化合物を用いる場合は、液体状態のボラジン化合物を気化器やバブラ等の気化システムにより気化して、ボラジン系ガス（ＴＭＢガス等）として供給することとなる。
【００５１】
ガス供給管２３２ｂからは、上述の第１の元素とは異なる元素（第２〜第４の元素）を含む反応ガスとして、例えば、炭素（Ｃ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ＲＰＵ２４４ｂ、ガス供給口２１０ｂを介して処理室２０１内へ供給されるようにも構成されている。Ｃ含有ガスとしては、例えば、炭化水素系ガスを用いることができる。炭化水素系ガスは、ＣおよびＨの２元素のみで構成される物質ともいえ、後述する成膜処理においてＣソースとして作用する。炭化水素系ガスとしては、例えば、プロピレン（Ｃ３Ｈ６）ガスを用いることができる。
【００５２】
ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄからは、不活性ガスとして、例えば、窒素（Ｎ２）ガスが、それぞれＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄ、バルブ２４３ｃ，２４３ｄ、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、ガス供給口２１０ａ，２１０ｂ、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内へ供給されるように構成されている。ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄから供給する不活性ガスは、パージガス、希釈ガス、或いは、キャリアガスとして作用する。
【００５３】
ガス供給管２３２ａから原料ガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、原料ガス供給系が構成される。ガス供給口２１０ａ、シャワーヘッド２４０を原料ガス供給系に含めて考えてもよい。原料ガス供給系を原料供給系と称することもできる。ガス供給管２３２ａからハロシラン原料ガスを供給する場合、原料ガス供給系を、ハロシラン原料ガス供給系、或いは、ハロシラン原料供給系と称することもできる。
【００５４】
ガス供給管２３２ａから改質ガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、改質ガス供給系が構成される。ガス供給口２１０ａ、シャワーヘッド２４０を改質ガス供給系に含めて考えてもよい。
【００５５】
ガス供給管２３２ａからクリーニングガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、クリーニングガス供給系が構成される。ガス供給口２１０ａ、シャワーヘッド２４０をクリーニングガス供給系に含めて考えてもよい。クリーニングガス供給系をフッ素（Ｆ）含有ガス供給系、エッチングガス供給系、或いは、エッチャント供給系と称することもできる。
【００５６】
ガス供給管２３２ａから加熱促進ガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、加熱促進ガス供給系が構成される。ガス供給口２１０ａ、シャワーヘッド２４０を加熱促進ガス供給系に含めて考えてもよい。加熱促進ガス供給系を、熱伝導性ガス供給系と称することもできる。
【００５７】
ガス供給管２３２ｂからＯ含有ガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、Ｏ含有ガス供給系が構成される。ＲＰＵ２４４ｂ、ガス供給口２１０ｂをＯ含有ガス供給系に含めて考えてもよい。Ｏ含有ガス供給系を、酸化ガス供給系、或いは、酸化剤供給系と称することもできる。
【００５８】
ガス供給管２３２ｂからＮ含有ガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、Ｎ含有ガス供給系が構成される。ＲＰＵ２４４ｂ、ガス供給口２１０ｂをＮ含有ガス供給系に含めて考えてもよい。Ｎ含有ガス供給系を、窒化ガス供給系、或いは、窒化剤供給系と称することもできる。ガス供給管２３２ｂから窒化水素系ガスを供給する場合、Ｎ含有ガス供給系を、窒化水素系ガス供給系、或いは、窒化水素供給系と称することもできる。
【００５９】
ガス供給管２３２ｂからＮおよびＣを含むガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、ＮおよびＣを含むガス供給系が構成される。ＲＰＵ２４４ｂ、ガス供給口２１０ｂをＮおよびＣを含むガス供給系に含めて考えてもよい。ガス供給管２３２ｂからアミン系ガスを供給する場合、ＮおよびＣを含むガス供給系を、アミン系ガス供給系、或いは、アミン供給系と称することもできる。ＮおよびＣを含むガスは、Ｎ含有ガスでもあり、Ｃ含有ガスでもあることから、ＮおよびＣを含むガス供給系を、Ｎ含有ガス供給系や、後述するＣ含有ガス供給系に含めて考えることもできる。
【００６０】
ガス供給管２３２ｂからＢ含有ガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、Ｂ含有ガス供給系が構成される。ＲＰＵ２４４ｂ、ガス供給口２１０ｂをＢ含有ガス供給系に含めて考えてもよい。ガス供給管２３２ｂからボラン系ガスを供給する場合、Ｂ含有ガス供給系を、ボラン系ガス供給系、或いは、ボラン化合物供給系と称することもできる。ガス供給管２３２ｂからボラジン系ガスを供給する場合、Ｂ含有ガス供給系を、ボラジン系ガス供給系、或いは、ボラジン化合物供給系と称することもできる。
【００６１】
ガス供給管２３２ｂからＣ含有ガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、Ｃ含有ガス供給系が構成される。ＲＰＵ２４４ｂ、ガス供給口２１０ｂをＣ含有ガス供給系に含めて考えてもよい。ガス供給管２３２ｂから炭化水素系ガスを供給する場合、Ｃ含有ガス供給系を、炭化水素系ガス供給系、或いは、炭化水素供給系と称することもできる。
【００６２】
上述のガス供給系から供給される各種ガスのうち、後述する成膜処理で用いるガスのいずれか、或いは、全てのガスを、成膜ガス、或いは、処理ガスと称することもできる。また、上述のガス供給系のうち、後述する成膜処理で用いるガス供給系のいずれか、或いは、全てのガス供給系を、成膜ガス供給系、或いは、処理ガス供給系と称することもできる。また、上述のガス供給系のうち、反応ガスを供給するガス供給系のいずれか、或いは、全てのガス供給系を、反応ガス供給系、或いは、リアクタント供給系と称することもできる。
【００６３】
また、上述のガス供給系のうち、後述する堆積物の改質処理、および、クリーニング処理で用いるガス供給系のいずれか、或いは、全てのガス供給系を、反応性ガス供給系と称することもできる。
【００６４】
また、主に、ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄ、ＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄ、バルブ２４３ｃ，２４３ｄにより、不活性ガス供給系が構成される。不活性ガス供給系を、パージガス供給系、希釈ガス供給系、或いは、キャリアガス供給系と称することもできる。
【００６５】
図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２８０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２８０ｂ、記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２８０ｂ、記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、内部バス２８０ｅを介して、ＣＰＵ２８０ａ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２８０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２８１が接続されている。
【００６６】
記憶装置２８０ｃ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２８０ｃ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、堆積物の改質処理、クリーニング処理の手順や条件等が記載された各種レシピ（成膜レシピ、改質レシピ、クリーニングレシピ）等が、読み出し可能に格納されている。これらのレシピは、後述する成膜処理、堆積物の改質処理、クリーニング処理における各手順をコントローラ２８０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、これらの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。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、その両方を含む場合がある。ＲＡＭ２８０ｂは、ＣＰＵ２８０ａ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。
【００６７】
Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｄ、バルブ２４３ａ〜２４３ｄ、ＲＰＵ２４４ｂ、温度センサ２０６ｂ、ヒータ２０６、サブヒータ２０６ａ、圧力センサ２６５、ＡＰＣバルブ２６２、真空ポンプ２６４、ゲートバルブ４４，４５、昇降機構２０７ｂ、搬送ロボット１３等に接続されている。
【００６８】
ＣＰＵ２８０ａは、記憶装置２８０ｃ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２８１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２８０ｃから各種レシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ２８０ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｄによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ〜２４３ｄの開閉動作、ＲＰＵ２４４ｂによるプラズマ生成動作、ＡＰＣバルブ２６２の開閉動作および圧力センサ２６５に基づくＡＰＣバルブ２６２による圧力調整動作、真空ポンプ２６４の起動および停止、温度センサ２０６ｂに基づくヒータ２０６の温度調整動作、サブヒータ２０６ａの温度調整動作、ゲートバルブ４４，４５の開閉動作、昇降機構２０７ｂの昇降動作、搬送ロボット１３の移載動作等を制御するように構成されている。
【００６９】
コントローラ２８０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）２８２を用意し、この外部記憶装置２８２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、本実施形態のコントローラ２８０を構成することができる。但し、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２８２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２８２を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。記憶装置２８０ｃや外部記憶装置２８２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２８０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２８２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
【００７０】
（２）成膜処理
上述の基板処理装置を用い、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に膜を形成するシーケンス例について、図４を用いて説明する。以下の説明において、基板処理装置４０を構成する各部の動作はコントローラ２８０により制御される。
【００７１】
図４に示す成膜シーケンスでは、
基板としてのウエハ２００に対して原料ガスとしてＢＴＣＳＭガスを供給するステップと、
ウエハ２００に対して反応ガスとしてＮＨ３ガスを供給するステップと、
を非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数（１回以上）行うことで、ウエハ２００上に、Ｓｉ、ＣおよびＮを含む膜として、Ｃを含むシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を形成する。Ｃを含むＳｉＮ膜を、Ｃが添加（ドープ）されたＳｉＮ膜、Ｃ−ｄｏｐｅｄ  ＳｉＮ膜、Ｃ含有ＳｉＮ膜、或いは、単にＳｉＣＮ膜ともいう。
【００７２】
本明細書では、上述の成膜シーケンスを、以下のように示すこともある。
【００７３】
（ＢＴＣＳＭ→ＮＨ３）×ｎ  →  ＳｉＣＮ膜
【００７４】
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。
【００７５】
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（または膜）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（または膜）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（または膜）を形成する」ことを意味する場合がある。
【００７６】
また、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。
【００７７】
（ウエハ搬入およびウエハ載置）
昇降機構２０７ｂを作動させ、支持台２０３を、図２に示すウエハ搬送ポジションまで下降させる。そして、ゲートバルブ４４を開き、処理室２０１と搬送室１１とを連通させる。そして、搬送ロボット１３により搬送室１１内から処理室２０１内へウエハ２００を搬送する。処理室２０１内へ搬入したウエハ２００は、支持台２０３の上面から突出しているリフトピン２０８ｂ上に一時的に載置される。搬送ロボット１３の搬送アーム１３ａが処理室２０１内から搬送室１１内へ戻ると、ゲートバルブ４４が閉じられる。
【００７８】
昇降機構２０７ｂを作動させ、支持台２０３を、図１に示すウエハ処理ポジションまで上昇させる。その結果、リフトピン２０８ｂは支持台２０３の上面から埋没し、ウエハ２００は、支持台２０３上面のサセプタ２１７上に載置される。
【００７９】
（圧力調整および温度調整）
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（成膜圧力）となるように、真空ポンプ２６４によって真空排気（減圧排気）される。この際、処理室２０１内の圧力は圧力センサ２６５で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ２６２がフィードバック制御される。真空ポンプ２６４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。
【００８０】
また、ウエハ２００の表面温度が所定の処理温度（成膜温度）となるようにヒータ２０６によって加熱される。この際、ウエハ２００の表面が所望の温度分布となるように、温度センサ２０６ｂが検出した温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合がフィードバック制御される。ヒータ２０６によるウエハ２００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。
【００８１】
また、ガス供給管２３２ａ、シャワーヘッド２４０、処理容器２０２、排気チャンバ２６０ａ、排気管２６１等の温度が所定の温度（堆積抑制温度）となるように、サブヒータ２０６ａによって加熱される。サブヒータ２０６ａによる加熱を行うことで、後述する成膜処理において、これらの部材の表面に原料ガス等が吸着することを抑制することができる。サブヒータ２０６ａによる加熱は、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。なお、安全性等を考慮すると、サブヒータ２０６ａの温度は、例えば数十から１５０℃程度とするのが好ましい。
【００８２】
（ＳｉＣＮ膜形成）
その後、次の２つのステップ、すなわち、ステップ１，２を順次実行する。
【００８３】
［ステップ１］
（ＢＴＣＳＭガス供給）
このステップでは、処理室２０１内のウエハ２００に対し、ＢＴＣＳＭガスを供給する。
【００８４】
ここでは、バルブ２４３ａを開き、ガス供給管２３２ａ内にＢＴＣＳＭＳガスを流す。ＢＴＣＳＭガスは、ＭＦＣ２４１ａにより流量調整され、ガス供給口２１０ａ、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内へ供給され、隙間２０１ａ、排気口２６０、排気チャンバ２６０ａを介して排気管２６１から排気される。このとき、ウエハ２００に対してＢＴＣＳＭガスが供給されることとなる。このとき同時にバルブ２４３ｃを開き、ガス供給管２３２ｃ内へＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ＭＦＣ２４１ｃにより流量調整され、ＢＴＣＳＭガスと一緒に処理室２０１内へ供給され、排気管２６１から排気される。
【００８５】
また、ガス供給口２１０ｂ内へのＢＴＣＳＭガスの侵入を防止するため、バルブ２４３ｄを開き、ガス供給管２３２ｄ内へＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ガス供給管２３２ｂ、ガス供給口２１０ｂを介して処理室２０１内へ供給され、排気管２６１から排気される。
【００８６】
ＭＦＣ２４１ａで制御するＢＴＣＳＭガスの供給流量は、例えば１〜２０００ｓｃｃｍ、好ましくは１０〜１０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。ＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄで制御するＮ２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。処理室２０１内の圧力は、例えば１〜４０００Ｐａ、好ましくは１〜２６６６Ｐａ、より好ましくは６７〜１３３３Ｐａの範囲内の圧力とする。ＢＴＣＳＭ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。ヒータ２０６の温度は、ウエハ２００の温度が、例えば４００℃以上８００℃以下、より好ましくは５００℃以上７００℃以下、更に好ましくは６００℃以上７００℃以下の範囲内の温度となるような温度に設定する。
【００８７】
ウエハ２００の温度が４００℃未満となると、ウエハ２００上にＢＴＣＳＭが化学吸着しにくくなり、実用的な成膜レートが得られなくなることがある。ウエハ２００の温度を４００℃以上とすることで、ウエハ２００上にＢＴＣＳＭを化学吸着させることが可能となり、成膜レートを高めることが可能となる。ウエハ２００の温度を５００℃以上とすることで、ウエハ２００上にＢＴＣＳＭを充分に吸着させることが可能となり、充分な成膜レートが得られるようになる。ウエハ２００の温度を６００℃以上、更には６５０℃以上とすることで、ウエハ２００上にＢＴＣＳＭをより充分に吸着させることが可能となり、より充分な成膜レートが得られるようになる。
【００８８】
ウエハ２００の温度が８００℃を超えると、ＣＶＤ反応が強くなり過ぎる（過剰な気相反応が生じる）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８００℃以下とすることで、適正な気相反応を生じさせることができることにより、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７００℃以下とすることで、気相反応よりも表面反応が優勢になり、膜厚均一性を確保しやすくなり、その制御が容易となる。
【００８９】
よって、ウエハ２００の温度は、４００℃以上８００℃以下、より好ましくは５００℃以上７００℃以下、更に好ましくは６００℃以上７００℃以下の範囲内の温度とするのがよい。ＢＴＣＳＭガスは分解性が低く（反応性が低く）、熱分解温度が高いことから、例えば６５０〜８００℃のような比較的高い温度帯で成膜する場合でも、適正な気相反応を生じさせ、過剰な気相反応が生じることを抑制でき、それによるパーティクルの発生を抑制することができる。
【００９０】
上述の条件下でウエハ２００に対してＢＴＣＳＭガスを供給することにより、ウエハ２００（表面の下地膜）上に、第１の層として、例えば１原子層未満から数原子層の厚さのＣおよびＣｌを含むＳｉ含有層が形成される。ＣおよびＣｌを含むＳｉ含有層は、Ｓｉ−Ｃ結合を含む層となる。ＣおよびＣｌを含むＳｉ含有層は、ＣおよびＣｌを含むＳｉ層であってもよいし、ＢＴＣＳＭの吸着層であってもよいし、その両方を含んでいてもよい。
【００９１】
ＣおよびＣｌを含むＳｉ層とは、Ｓｉにより構成されＣおよびＣｌを含む連続的な層の他、不連続な層や、これらが重なってできるＣおよびＣｌを含むＳｉ薄膜をも含む総称である。Ｓｉにより構成されＣおよびＣｌを含む連続的な層を、ＣおよびＣｌを含むＳｉ薄膜という場合もある。ＣおよびＣｌを含むＳｉ層を構成するＳｉは、ＣやＣｌとの結合が完全に切れていないものの他、ＣやＣｌとの結合が完全に切れているものも含む。
【００９２】
ＢＴＣＳＭの吸着層は、ＢＴＣＳＭ分子で構成される連続的な吸着層の他、不連続な吸着層をも含む。すなわち、ＢＴＣＳＭの吸着層は、ＢＴＣＳＭ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吸着層を含む。ＢＴＣＳＭの吸着層を構成するＢＴＣＳＭ分子は、ＳｉとＣとの結合が一部切れたものや、ＳｉとＣｌとの結合が一部切れたものも含む。すなわち、ＢＴＣＳＭの吸着層は、ＢＴＣＳＭの物理吸着層であってもよいし、ＢＴＣＳＭの化学吸着層であってもよいし、その両方を含んでいてもよい。
【００９３】
ここで、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。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。ＣおよびＣｌを含むＳｉ含有層は、ＣおよびＣｌを含むＳｉ層とＢＴＣＳＭの吸着層との両方を含み得る。但し、上述の通り、ＣおよびＣｌを含むＳｉ含有層については、「１原子層」、「数原子層」等の表現を用いることとする。
【００９４】
ＢＴＣＳＭガスが自己分解（熱分解）する条件下、すなわち、ＢＴＣＳＭガス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ＣおよびＣｌを含むＳｉ層が形成される。ＢＴＣＳＭガスが自己分解（熱分解）しない条件下、すなわち、ＢＴＣＳＭガスの熱分解反応が生じない条件下では、ウエハ２００上にＢＴＣＳＭが吸着することでＢＴＣＳＭの吸着層が形成される。どちらの条件下でも、ＢＴＣＳＭガスにおけるＳｉ−Ｃ結合の少なくとも一部は切断されずに保持（維持）され、そのままＣおよびＣｌを含むＳｉ含有層（ＣおよびＣｌを含むＳｉ層またはＢＴＣＳＭの吸着層）中に取り込まれることとなる。例えば、ＢＴＣＳＭガスの熱分解反応が生じる条件下において、ＢＴＣＳＭガスにおけるＳｉ−Ｃ−Ｓｉ結合の一方のＳｉ−Ｃ結合が切断されたとしても、他方のＳｉ−Ｃ結合は切断されることなく保持され、ＣおよびＣｌを含むＳｉ層中にそのまま取り込まれることとなる。ウエハ２００上にＢＴＣＳＭの吸着層を形成するよりも、ウエハ２００上にＣおよびＣｌを含むＳｉ層を形成する方が、成膜レートを高くすることができる点では、好ましい。
【００９５】
ウエハ２００上に形成される第１の層の厚さが数原子層を超えると、後述するステップ２での改質の作用が第１の層の全体に届かなくなる。また、ウエハ２００上に形成可能な第１の層の厚さの最小値は１原子層未満である。よって、第１の層の厚さは１原子層未満から数原子層とするのが好ましい。第１の層の厚さを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で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での第１の層の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、第１の層の厚さを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。
【００９６】
（残留ガス除去）
第１の層が形成された後、バルブ２４３ａを閉じ、ＢＴＣＳＭガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ２６２は開いたままとして、真空ポンプ２６４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の層の形成に寄与した後のＢＴＣＳＭガスを処理室２０１内から排除する。このとき、バルブ２４３ｃ，２４３ｄは開いたままとして、Ｎ２ガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ｎ２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。
【００９７】
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。処理室２０１内へ供給するＮ２ガスの流量も大流量とする必要はなく、例えば、処理容器２０２（処理室２０１）の容積と同程度の量のＮ２ガスを供給することで、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。Ｎ２ガスの消費を必要最小限に抑えることも可能となる。
【００９８】
原料ガスとしては、ＢＴＣＳＭガスの他、例えば、ＢＴＣＳＥガス、ＴＣＤＭＤＳガス、ＤＣＴＭＤＳガス、ＭＣＰＭＤＳガス等を用いることができる。不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いることができる。
【００９９】
［ステップ２］
（ＮＨ３ガス供給）
ステップ１が終了した後、処理室２０１内のウエハ２００に対し、熱で活性化させたＮＨ３ガスを供給する。
【０１００】
このステップでは、バルブ２４３ｂ〜２４３ｄの開閉制御を、ステップ１におけるバルブ２３２ａ，２３２ｃ，２３２ｄの開閉制御と同様の手順で行う。ＮＨ３ガスは、ガス供給管２３２ｂ、ガス供給口２１０ｂを介して処理室２０１内へ供給され、隙間２０１ａ、排気口２６０、排気チャンバ２６０ａを介して排気管２６１から排気される。このとき、ウエハ２００に対してＮＨ３ガスが供給されることとなる。
【０１０１】
ＭＦＣ２４１ｂで制御するＮＨ３ガスの供給流量は、例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。処理室２０１内の圧力は、例えば１〜４０００Ｐａ、好ましくは１〜３０００Ｐａの範囲内の圧力とする。処理室２０１内におけるＮＨ３ガスの分圧は、例えば０．０１〜３９６０Ｐａ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、ＮＨ３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。ＮＨ３ガスは熱で活性化させて供給した方が、比較的ソフトな反応を生じさせることができ、後述する窒化を比較的ソフトに行うことができる。熱で活性化させたＮＨ３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。その他の処理条件は、例えば、ステップ１と同様な処理条件とする。
【０１０２】
上述の条件下でウエハ２００に対してＮＨ３ガスを供給することで、第１の層の少なくとも一部が窒化（改質）される。第１の層が窒化されることで、ウエハ２００上に、第２の層として、Ｓｉ、ＣおよびＮを含む層、すなわち、Ｃを含むシリコン窒化層（ＳｉＮ層）が形成されることとなる。Ｃを含むＳｉＮ層を、Ｃが添加（ドープ）されたＳｉＮ層、Ｃ−ｄｏｐｅｄ  ＳｉＮ層、Ｃ含有ＳｉＮ層、或いは、単にＳｉＣＮ層ともいう。
【０１０３】
第２の層を形成する際、第１の層中に含まれるＳｉ−Ｃ結合の少なくとも一部は、切断されることなく保持され、第２の層中にそのまま取り込まれる（残存する）こととなる。第１の層は、強固なＳｉ−Ｃ結合を多く含み、層を構成する原子間の結合が強固で安定した層となる。そのため、ＮＨ３ガスを供給することによる第１の層中からのＣの脱離を抑制することが容易となる。結果として、第２の層は、強固なＳｉ−Ｃ結合を多く含み、層を構成する原子間の結合が強固な、安定した層となる。また、層中に含まれる強固なＳｉ−Ｃ結合の割合が大きく、層中における原子間の結合が強固であることから、第２の層は、Ｃの脱離確率が小さい層となる。
【０１０４】
また、第２の層を形成する際、第１の層に含まれていたＣｌ等の不純物は、ＮＨ３ガスによる改質反応の過程において、少なくともＣｌを含むガス状物質を構成し、処理室２０１内から排出される。すなわち、第１の層中のＣｌ等の不純物は、第１の層中から引き抜かれたり、脱離したりすることで、第１の層から分離する。これにより、第２の層は、第１の層に比べてＣｌ等の不純物が少ない層となる。
【０１０５】
（残留ガス除去）
第２の層が形成された後、バルブ２４３ｂを閉じ、ＮＨ３ガスの供給を停止する。そして、ステップ１と同様の処理手順により、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ＮＨ３ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。このとき、処理室２０１内に残留するガス等を完全に排除しなくてもよい点は、ステップ１と同様である。
【０１０６】
Ｎ含有ガス（窒化ガス）としては、ＮＨ３ガスの他、例えば、ジアゼン（Ｎ２Ｈ２）ガス、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）ガス、Ｎ３Ｈ８ガス等の窒化水素系ガスや、これらの化合物を含むガス等を用いることができる。また、Ｎ含有ガスとしては、例えば、ＴＥＡガス、ジエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）２ＮＨ、略称：ＤＥＡ）ガス等のアミン系ガスを用いることもできる。
【０１０７】
不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いることができる。
【０１０８】
（所定回数実施）
上述したステップ１，２を非同時に行うサイクルを１回以上（所定回数）行うことにより、ウエハ２００上に、所定組成および所定膜厚のＳｉＣＮ膜を形成することができる。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されるＳｉＣＮ層の厚さを所望の膜厚よりも小さくし、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。
【０１０９】
（パージおよび大気圧復帰）
ＳｉＣＮ膜の形成が完了した後、バルブ２４３ｃ，２４３ｄを開き、ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄのそれぞれからＮ２ガスを処理室２０１内へ供給し、排気管２６１から排気する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用する。これにより、処理室２０１内がパージされ、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。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換される。
【０１１０】
（ウエハ搬出）
その後、上述のウエハ搬入およびウエハ載置ステップに示した手順とは逆の手順により、ＳｉＣＮ膜を形成した後のウエハ２００を、処理室２０１内から搬送室１１内へ搬出する。その後、ウエハ２００の温度が室温になるまで、搬送室１１に隣接する冷却室やロードロック室２１内等で処理後のウエハ２００を保持する。搬送室１１内や冷却室内やロードロック室２１内の雰囲気は、形成したＳｉＣＮ膜の酸化を抑制するように、例えば、大気圧未満の圧力雰囲気であって、かつ、Ｎ２ガス等の不活性ガス雰囲気としておくことが好ましい。
【０１１１】
（３）堆積物の改質処理
上述の成膜処理を行うと、処理室２０１内の部材の表面等に、ＳｉＣＮ膜等の薄膜を含む堆積物が累積する。すなわち、この薄膜を含む堆積物が、処理室２０１内の部材の表面等に付着して累積する。なお、堆積物は、ウエハ処理ポジションに配置された支持台２０３とシャワーヘッド２４０との間の領域に比較的多く累積することとなる。具体的には、堆積物は、支持台２０３の表面（サセプタ２１７の表面）、整流板２０４の表面、処理容器２０２の上部内壁、シャワーヘッド２４０の表面（シャワー板２４０ｂの下面）、シャワーヘッド２４０の内部等に比較的多く累積することとなる。この堆積物は、Ｃ、Ｎ、Ｃｌ、Ｈ等を含有する物質であることから、脆く、剥がれやすい特性を有している。また、堆積物中のＣ濃度が高くなると、堆積物に加わる応力が増加し、堆積物の剥離や落下が生じやすくなる。このため、堆積物は、処理室２０１内にパーティクルを発生させる一つの要因となる。
【０１１２】
そこで、本実施形態では、処理室２０１内の部材の表面等に累積した堆積物の量（厚さ）が、堆積物に剥離や落下が生じる臨界量（臨界厚さ）に達する前のタイミング（第１のタイミング）、或いは、後述する改質処理の作用が堆積物の全体に及ばなくなる臨界量（臨界厚さ）に達する前のタイミング（第２のタイミング）のうち、いずれか先に到来したタイミングで堆積物の改質処理を行う。
【０１１３】
堆積物の改質処理では、
支持台２０３をウエハ処理ポジション（第１のポジション）よりも処理室２０１内の天井部に近い改質ポジション（第２のポジションの１つ）に配置し、ヒータ２０６をオンとした状態で、処理室２０１内へ反応性ガスとして改質ガスを供給する。なお、ウエハ処理ポジション（第１のポジション）を第１のレベル（第１の高さ）と称することもできる。また、改質ポジション（第２のポジションの１つ）を第２のレベル（第２の高さ）と称することもできる。
以下、改質ガスとしてＯ２ガスを用いて行う堆積物の改質処理の一例を、主に図７（ａ）、図７（ｃ）を用いて説明する。以下の説明において、基板処理装置４０を構成する各部の動作は、コントローラ２８０により制御される。
【０１１４】
（圧力調整および温度調整）
ＳｉＣＮ膜を形成した後のウエハ２００を処理容器２０２内から搬出した後、支持台２０３上にウエハ２００を支持していない状態で、ゲートバルブ４４を閉じる。その後、処理室２０１内が所定の処理圧力（改質圧力）となるように、真空ポンプ２６４によって真空排気（減圧排気）される。また、支持台２０３の表面温度が所定の処理温度（改質温度）となるように、ヒータ２０６によって加熱される。処理室２０１内の圧力調整、および、ヒータ２０６による支持台２０３の加熱は、少なくとも堆積物に対する改質処理が終了するまでの間は継続して行われる。このとき、ヒータ２０６だけでなく、サブヒータ２０６ａについてもオンとした（作動させた）状態とすることが好ましい。
【０１１５】
（支持台の移動）
昇降機構２０７ｂを作動させ、支持台２０３を、図７（ａ）に示す搬送ポジションから図７（ｃ）に示す改質ポジションへと移動させる。改質ポジションは、上述したように、図７（ｂ）に示すウエハ処理ポジションよりも処理室２０１内の天井部に近い位置、すなわち、シャワーヘッド２４０に近い位置とする。改質処理ポジションに配置された支持台２０３とシャワーヘッド２４０との距離Ｃは、搬送ポジションに配置された支持台２０３とシャワーヘッド２４０との距離Ａよりも短く、更には、ウエハ処理ポジションに配置された支持台２０３とシャワーヘッド２４０との距離Ｂよりも短くなる（Ａ＞Ｂ＞Ｃ）。
【０１１６】
ヒータ２０６により加熱された支持台２０３を改質ポジションに配置することで、処理室２０１の天井部の近傍に設けられた部材が、ヒータ２０６からの輻射、支持台２０３からの二次輻射、処理室２０１内の雰囲気を介した熱伝導等によって加熱されることとなる。支持台２０３を改質ポジションに配置した状態を所定時間維持（保持）することで、処理室２０１の天井部の近傍に設けられた部材の温度は、支持台２０３を搬送ポジションやウエハ処理ポジションに配置した場合の温度よりも高くなる。結果として、堆積物が比較的累積しやすい領域の温度、すなわち、支持台２０３の表面（サセプタ２１７の表面）、整流板２０４の表面、処理容器２０２の上部内壁、シャワーヘッド２４０の表面（シャワー板２４０ｂの下面）、シャワーヘッド２４０の内部等の温度は、後述する改質処理を進行させることが可能な所定の温度（改質温度）にまで上昇することとなる。
【０１１７】
（堆積物の改質）
その後、加熱された処理室２０１内へ、熱で活性化させたＯ２ガスを供給する。
【０１１８】
このステップでは、バルブ２４３ａ〜２４３ｄの開閉制御を、上述の成膜処理のステップ１におけるバルブ２４３ａ〜２４３ｄの開閉制御と同様の手順で行う。Ｏ２ガスは、ガス供給管２３２ａ、ガス供給口２１０ａ、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内へ供給され、隙間２０１ａ、排気口２６０、排気チャンバ２６０ａを介して排気管２６１から排気される。このとき、シャワーヘッド２４０の内部、シャワーヘッド２４０の表面、処理容器２０２の内壁、整流板２０４の表面、支持台２０３の表面等に累積した堆積物に対し、熱で活性化されたＯ２ガスが供給されることとなる。
【０１１９】
ＭＦＣ２４１ａで制御するＯ２ガスの供給流量は、例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。処理室２０１内の圧力は、例えば１〜４０００Ｐａ、好ましくは１〜３０００Ｐａの範囲内の圧力とする。処理室２０１内におけるＯ２ガスの分圧は、例えば０．０１〜３９６０Ｐａ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、Ｏ２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。熱で活性化させたＯ２ガスを処理室２０１内へ供給する時間、すなわち、ガス供給時間（照射時間）は、例えば６０〜１２００秒、好ましくは１２０〜６００秒の範囲内の時間とする。ヒータ２０６の温度は、支持台２０３が近傍に配置されることで加熱される処理室２０１の天井部（シャワーヘッド２４０）の温度が、例えば４００℃以上８００℃以下、より好ましくは５００℃以上７００℃以下、更に好ましくは６００℃以上７００℃以下の範囲内の温度となるような温度に設定する。
【０１２０】
処理室２０１の天井部の温度が４００℃未満となると、後述する堆積物の改質作用が得られにくくなる。処理室２０１の天井部の温度を４００℃以上とすることで、堆積物の改質作用を充分に高めることが可能となる。処理室２０１の天井部の温度を５００℃以上、更には６００℃以上とすることで、堆積物の改質作用をより充分に高めることが可能となる。
【０１２１】
処理室２０１の天井部の温度が８００℃を超えると、処理室２０１の天井部を構成する部材、すなわち、シャワーヘッド２４０の構成部材等が熱によりダメージを受けることがある。また、支持台２０３やサセプタ２１７等が熱によりダメージを受けることもある。また、ヒータ２０６に供給する電力量が過剰となり、改質処理のコストが増大することもある。処理室２０１の天井部の温度を８００℃以下とすることで、これらの課題を解消することが可能となる。処理室２０１の天井部の温度を７００℃以下とすることで、これらの課題をより確実に解消することが可能となる。
【０１２２】
上述の条件下で処理室２０１内へＯ２ガスを供給することで、支持台２０３の表面（サセプタ２１７の表面）、整流板２０４の表面、処理容器２０２の上部内壁、シャワーヘッド２４０の表面（シャワー板２４０ｂの下面）、シャワーヘッド２４０の内部等に付着した堆積物が改質されることとなる。このとき、Ｃ、Ｎ、Ｃｌ、Ｈ等が堆積物中から除去され、ＣＯ２、ＣＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、ＮＯ、Ｎ２、Ｃｌ２、ＨＣｌ、Ｈ２等として排出される。また、Ｃ、Ｎ、Ｃｌ、Ｈとの結合が切られることで余った堆積物中のＳｉの結合手は、Ｏ２ガスに含まれるＯと結合し、Ｓｉ−Ｏ結合が形成される。このようにして、堆積物は、Ｓｉ−Ｏ結合を多く含み、Ｃ、Ｎ、Ｃｌ、Ｈの含有量が少ない物質へと変化させられる。堆積物中に含まれていた弱い結合が強固なＳｉ−Ｏ結合に置き換えられることで、堆積物は大きくシュリンク（収縮）することとなる。堆積物は、堆積物を構成する原子間の結合が強く、密度の高い、強固な物質、すなわち、剥離しにくい物質に変化させられる。また、堆積物中のＣ濃度が低減することで、堆積物に加わる応力が緩和することとなり、堆積物の剥離や落下が生じにくくなる。
【０１２３】
改質ガスとしては、Ｏ２ガスの他、例えば、Ｎ２Ｏガス、ＮＯガス、ＮＯ２ガス、Ｏ３ガス、Ｈ２ガス＋Ｏ２ガス、Ｈ２ガス＋Ｏ３ガス、Ｈ２Ｏ、ＣＯガス、ＣＯ２ガス等のＯ含有ガスを用いることができる。また、改質ガスとしては、Ｏ含有ガスの他、例えば、ＮＨ３ガス等のＮ含有ガスを用いることもできる。不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いることができる。
【０１２４】
（パージおよび大気圧復帰）
堆積物の改質処理が完了した後、バルブ２４３ａを閉じ、Ｏ２ガスの供給を停止する。また、昇降機構２０７ｂを作動させ、支持台２０３を、改質ポジションから搬送ポジションへと移動させる。そして、上述の成膜処理におけるパージおよび不活性ガス置換ステップと同様の処理手順、処理条件により、処理室２０１内をパージし、処理室２０１内の雰囲気を不活性ガスに置換させる。その後、新たなウエハ２００に対して上述の成膜処理を実施するか、或いは、後述するクリーニング処理を実施する。
【０１２５】
（４）クリーニング処理
上述の成膜処理、改質処理を所定回数行うと、支持台２０３の表面（サセプタ２１７の表面）、整流板２０４の表面、処理容器２０２の上部内壁、シャワーヘッド２４０の表面（シャワー板２４０ｂの下面）、シャワーヘッド２４０の内部等に、改質された堆積物が累積する。この改質された堆積物は、上述した通り、改質前の堆積物よりも剥離しにくく強固な特性を有するものの、その量（厚さ）が臨界量（臨界厚さ）を超えると剥離や落下が生じ、処理室２０１内にパーティクルを発生させる一つの要因となる。そこで、この改質された堆積膜の量（厚さ）が、上述の臨界量（臨界厚さ）に達する前のタイミング（第３のタイミング）で、クリーニング処理を行う。
【０１２６】
クリーニング処理では、
支持台２０３をウエハ処理ポジション（第１のポジション）よりも処理室２０１内の天井部に近いクリーニングポジション（第２のポジションの１つ）に配置し、ヒータ２０６をオンとした状態で、処理室２０１内へ反応性ガスとしてクリーニングガスを供給する。なお、ウエハ処理ポジション（第１のポジション）を第１のレベル（第１の高さ）と称することもできる。また、クリーニングポジション（第２のポジションの１つ）を第３のレベル（第３の高さ）と称することもできる。
以下、クリーニングガスとしてＦ２ガスを用いて行うクリーニング処理の一例を、主に図７（ａ）、図７（ｄ）を用いて説明する。以下の説明において、基板処理装置４０を構成する各部の動作は、コントローラ２８０により制御される。
【０１２７】
（圧力調整および温度調整）
堆積物の改質処理を行う場合と同様に、支持台２０３上にウエハ２００を支持していない状態で、ゲートバルブ４４を閉じる。その後、上述の堆積物の改質処理と同様の処理手順により、処理室２０１内の圧力調整、ヒータ２０６による支持台２０３の温度調整をそれぞれ行う。
【０１２８】
（支持台の移動）
昇降機構２０７ｂを作動させ、支持台２０３を、図７（ａ）に示す搬送ポジションから図７（ｄ）に示すクリーニングポジションへと移動させる。クリーニングポジションは、改質ポジションと同様に、図７（ｂ）に示すウエハ処理ポジションよりも処理室２０１内の天井部に近い位置、すなわち、シャワーヘッド２４０に近い位置とする。クリーニングポジションに配置された支持台２０３とシャワーヘッド２４０との距離Ｃ’は、搬送ポジションに配置された支持台２０３とシャワーヘッド２４０との距離Ａよりも短く、更には、ウエハ処理ポジションに配置された支持台２０３とシャワーヘッド２４０との距離Ｂよりも短くなる（Ａ＞Ｂ＞Ｃ’）。
【０１２９】
なお、後述するように、クリーニング温度が上述の改質温度よりも低い場合には、クリーニングポジションを、改質ポジションとは異ならせ、改質ポジションよりも処理室２０１の天井部から離れた位置としてもよい。この場合、クリーニングポジションに配置された支持台２０３とシャワーヘッド２４０との距離Ｃ’は、上述の距離Ａよりも短く、更には、上述の距離Ｂよりも短くなり、かつ、上述の距離Ｃよりも長くなる（Ａ＞Ｂ＞Ｃ’＞Ｃ）。クリーニングポジションをこのような位置に設定することで、ヒータ２０６の出力を変更することなく、処理室２０１の天井部の温度上昇を適正に抑制することが可能となる。また、処理室２０１の天井部の温度上昇を抑制するには、クリーニングポジションを改質ポジションと同一とし、ヒータ２０６の出力を低下させてもよい（Ａ＞Ｂ＞Ｃ＝Ｃ’）。
【０１３０】
（堆積物のエッチング）
その後、加熱された処理室２０１内へ、熱で活性化させたＦ２ガスを供給する。
【０１３１】
このステップでは、バルブ２４３ａ〜２４３ｄの開閉制御を、上述の成膜処理のステップ１におけるバルブ２４３ａ〜２４３ｄの開閉制御と同様の手順で行う。Ｆ２ガスは、ガス供給管２３２ａ、ガス供給口２１０ａ、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内へ供給され、隙間２０１ａ、排気口２６０、排気チャンバ２６０ａを介して排気管２６１から排気される。このとき、シャワーヘッド２４０の内部、シャワーヘッド２４０の表面（シャワー板２４０ｂの下面）、処理容器２０２の上部内壁、整流板２０４の表面、支持台２０３の表面（サセプタ２１７の表面）等に付着した堆積物に対し、熱で活性化されたＦ２ガスが供給されることとなる。
【０１３２】
ＭＦＣ２４１ａで制御するＦ２ガスの供給流量は、例えば５００〜５０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。処理室２０１内の圧力は、例えば１３３０〜１０１３００Ｐａ、好ましくは１３３００〜５３３２０Ｐａ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、Ｆ２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。熱で活性化させたＦ２ガスを処理室２０１内へ供給する時間、すなわち、ガス供給時間（照射時間）は、例えば６０〜１８００秒、好ましくは１２０〜１２００秒の範囲内の時間とする。ヒータ２０６の温度は、支持台２０３が近傍に配置されることで加熱される処理室２０１の天井部（シャワーヘッド２４０）の温度が、例えば２００℃以上４００℃以下、より好ましくは２００℃以上３５０℃以下の範囲内の温度となるような温度に設定する。
【０１３３】
処理室２０１の天井部の温度が２００℃未満となると、後述するクリーニング作用が得られにくくなる。処理室２０１の天井部の温度を２００℃以上とすることで、クリーニング作用を充分に高めることが可能となる。
【０１３４】
処理室２０１の天井部の温度が４００℃を超えると、処理室２０１の天井部を構成する部材、すなわち、シャワーヘッド２４０の構成部材等が腐食するなどしてダメージを受けることがある。また、ヒータ２０６に供給する電力量が過剰となり、クリーニング処理のコストが増大することもある。処理室２０１の天井部の温度を４００℃以下とすることで、これらの課題を解消することが可能となる。処理室２０１の天井部の温度を３５０℃以下とすることで、これらの課題をより確実に解消することが可能となる。
【０１３５】
上述の条件下で処理室２０１内へＦ２ガスを供給することで、支持台２０３の表面（サセプタ２１７の表面）、整流板２０４の表面、処理容器２０２の上部内壁、シャワーヘッド２４０の表面（シャワー板２４０ｂの下面）、シャワーヘッド２４０の内部等に付着した改質後の堆積物が、Ｆ２ガスとの熱化学反応により除去される。上述したように、改質後の堆積物は、Ｃが堆積物中から除去されていることから、改質前のＣを多く含む堆積物と比べ、エッチング耐性が低く、エッチングされやすい特性を有している。そのため、上述の条件下で改質後の堆積物に対してＦ２ガスを供給することで、改質後の堆積物が効率的に除去されることとなる。
【０１３６】
クリーニングガスとしては、Ｆ２ガスの他、フッ化塩素（ＣｌＦ３）ガス、フッ化窒素（ＮＦ３）ガス、フッ化水素（ＨＦ）ガス、Ｆ２ガス＋ＨＦガス、ＣｌＦ３ガス＋ＨＦガス、ＮＦ３ガス＋ＨＦガス、Ｆ２ガス＋Ｈ２ガス、ＣｌＦ３ガス＋Ｈ２ガス、ＮＦ３ガス＋Ｈ２ガス等のＦ含有ガスを用いることができる。不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いることができる。
【０１３７】
（パージおよび大気圧復帰）
クリーニング処理が完了した後、バルブ２４３ａを閉じ、Ｆ２ガスの供給を停止する。また、昇降機構２０７ｂを作動させ、支持台２０３を、クリーニングポジションから搬送ポジションへと移動させる。そして、上述の成膜処理におけるパージおよび不活性ガス置換ステップと同様の処理手順、処理条件により、処理室２０１内をパージし、処理室２０１内の雰囲気を不活性ガスに置換させる。その後、新たなウエハ２００に対して上述の成膜処理を実施する。
【０１３８】
（５）本実施形態による効果
本実施形態によれば、以下に示す効果のうち１つ又は複数の効果が得られる。
【０１３９】
（ａ）堆積物の改質処理を行う際、ヒータ２０６により加熱された支持台２０３を改質ポジションに配置することで、堆積物が比較的付着しやすい領域の温度、すなわち、支持台２０３の表面（サセプタ２１７の表面）、整流板２０４の表面、処理容器２０２の上部内壁、シャワーヘッド２４０の表面（シャワー板２４０ｂの下面）、シャワーヘッド２４０の内部等の温度を、改質処理を進行させることが可能な温度（改質温度）にまで高めることが可能となる。これにより、比較的ヒータ２０６に近い位置にある支持台２０３（サセプタ２１７）の表面や整流板２０４の表面だけでなく、処理容器２０２の上部内壁、シャワーヘッド２４０の表面（シャワー板２４０ｂの下面）、シャワーヘッド２４０の内部等に累積した堆積物を、堆積物を構成する原子間の結合が強く、密度の高い、強固な物質、すなわち、剥離しにくい物質に変化させることが可能となる。また、堆積物中のＣ濃度を低減させることで、堆積物に加わる応力を緩和させることができ、堆積物の剥離や落下を生じにくくさせることができる。結果として、堆積物が剥離することによるパーティクルの発生を抑制することができ、成膜処理の品質を向上させることが可能となる。また、クリーニング処理の頻度を低減させ（クリーニング処理の周期を延ばし）、基板処理装置の稼働率を高めることも可能となる。
【０１４０】
（ｂ）クリーニング処理を行う際、ヒータ２０６により加熱された支持台２０３をクリーニングポジションに配置することで、堆積物が比較的付着しやすい領域の温度、すなわち、支持台２０３の表面（サセプタ２１７の表面）、整流板２０４の表面、処理容器２０２の上部内壁、シャワーヘッド２４０の表面（シャワー板２４０ｂの下面）、シャワーヘッド２４０の内部等の温度を、クリーニング処理を進行させることが可能な温度（クリーニング温度）にまで高めることが可能となる。これにより、比較的ヒータ２０６に近い位置にある支持台２０３（サセプタ２１７）の表面や整流板２０４の表面だけでなく、処理容器２０２の上部内壁、シャワーヘッド２４０の表面（シャワー板２４０ｂの下面）、シャワーヘッド２４０の内部等に累積した改質された堆積物を効率的に除去することが可能となる。結果として、改質された堆積物が剥離することによるパーティクルの発生を抑制することができ、成膜処理の品質を向上させることが可能となる。
【０１４１】
（ｃ）サブヒータ２０６ａは、上述したように、ガス供給管２３２ａ、シャワーヘッド２４０、処理容器２０２、排気チャンバ２６０ａ、排気管２６１等の部材への原料ガス等の吸着を抑制する目的で設けられたものであり、これらの部材を例えば数十〜１５０℃程度に加熱する性能しか持ち合わせていない。サブヒータ２０６ａの性能では、シャワーヘッド２４０等の温度を、上述の改質温度やクリーニング温度にまで高めることは不可能であり、サブヒータ２０６ａのみを用いて改質処理やクリーニング処理を進行させることは困難である。また、サブヒータ２０６ａにそのような機能を持たせること（高出力化）は、基板処理装置４０の製造コストの増大を招くこととなり、更には、安全性を損なうことにもなる。本実施形態によれば、サブヒータ２０６ａを含む基板処理装置４０の構成に改変を加えることなく、シャワーヘッド２４０等の温度を、上述の改質温度、クリーニング温度にまで高めることが可能となる。そのため、基板処理装置４０の製造コスト、改造コスト、メンテナンスコストの増加を回避することが可能となる。また、安全性を維持することも可能となる。
【０１４２】
（ｄ）堆積物の改質処理を行うことで、堆積物中のＣ濃度を低減させることができ、堆積物のエッチング耐性を低下させることが可能となる。結果として、クリーニング処理の効率や効果を高めることが可能とななる。
【０１４３】
（ｅ）堆積物の改質処理やクリーニング処理では、支持台２０３を処理室２０１の天井部に近いポジションに移動させることで、処理室２０１の実質的な容積を小さくすることが可能となる。これより、改質ガスやクリーニングガスが供給された処理室２０１内の圧力を高めることが容易となる。また、処理室２０１内における改質ガスやクリーニングガスの濃度を高めることも容易となる。結果として、堆積物の改質処理やクリーニング処理の効率や効果を高めることが可能となる。改質ガスやクリーニングガスの使用量を減少させ、改質処理やクリーニング処理の処理コストを低減させることも可能となる。
【０１４４】
（ｆ）上述の効果は、原料ガスとしてＢＴＣＳＭガス以外のガスを用いる場合や、反応ガスとしてＮＨ３ガス以外のガスを用いる場合にも、同様に得ることができる。例えば、上述の効果は、原料ガスや反応ガスとしてＣ非含有のガスを用い、ウエハ２００上にシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）やシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）等のＣ非含有の膜を形成する場合にも、得ることができる。すなわち、上述の効果は、シャワーヘッド２４０内や処理室２０１内にＣ非含有の堆積物が付着する場合であっても、同様に得ることができる。但し、堆積物の改質処理やクリーニング処理の作用は、シャワーヘッド２４０内や処理室２０１内にＣを含む堆積物が付着する場合に特に顕著となる。すなわち、堆積物の改質処理やクリーニング処理の技術的意義は、ウエハ２００上にＣを含む膜を形成する際に特に大きくなると考えられる。
【０１４５】
（ｇ）上述の効果は、改質ガスとしてＯ２ガス以外のガスを用いる場合や、クリーニングガスとしてＦ２ガス以外のガスを用いる場合にも、同様に得ることができる。
【０１４６】
（６）変形例
本実施形態で示した各処理は、上述の態様に限定されず、以下に示す変形例のように変更することができる。
【０１４７】
（変形例１）
堆積物の改質処理では、ヒータ２０６をオンとした状態で、支持台２０３を、一旦、改質ポジション（第２のポジション）よりも更に処理室２０１内の天井部に近いオーバーシュートポジション（第３のポジション）に配置した後、改質ポジションに移動させるようにしてもよい。
【０１４８】
図８（ａ）は、支持台２０３をオーバーシュートポジションに移動させた状態を示す模式図である。図８（ａ）に示すように、オーバーシュートポジションに配置された支持台２０３とシャワーヘッド２４０との距離Ｄは、改質ポジションに配置された支持台２０３とシャワーヘッド２４０との距離Ｃよりも短くなる（Ｃ＞Ｄ）。
【０１４９】
図８（ｂ）は、シャワーヘッド２４０の温度変化を例示する図である。図８（ｂ）の縦軸は、シャワーヘッド２４０の温度、すなわち、処理室２０１の天井部の温度を任意単位（ａ．ｕ．）で示している。図８（ｂ）の横軸は、経過時間を任意単位（ａ．ｕ．）で示している。図８（ｂ）の実線は、支持台２０３を、搬送ポジションからオーバーシュートポジションに移動させて保持した後、改質ポジションに移動させた場合を示している。図８（ｂ）の一点鎖線は、支持台２０３を、搬送ポジションからオーバーシュートポジションに移動させることなく改質ポジションに移動させて保持した場合を示している。
【０１５０】
本変形例においても、図７（ａ）、図７（ｃ）を用いて説明した上述の改質処理と同様の効果が得られる。また、図８（ｂ）に示すように、支持台２０３を一旦オーバーシュートポジションに移動させることで（実線）、保持台２０３をオーバーシュートポジションに移動させない場合（一点鎖線）よりも、処理室２０１の天井部等の温度を迅速に高めることが可能となる。すなわち、改質ガスの供給開始を所定時間（図中Δｔ）だけ早めることができ、改質処理のトータルでの所要時間を短縮させることが可能となる。
【０１５１】
本変形例は、クリーニング処理に適用することも可能である。すなわち、クリーニング処理では、ヒータ２０６をオンとした状態で、支持台２０３を、一旦、クリーニングポジションよりも更に処理室２０１内の天井部に近いオーバーシュートポジション（第３のポジション）に配置した後、クリーニングポジションに移動させるようにしてもよい。この場合においても、処理室２０１の天井部等の温度を迅速に高めることができ、クリーニング処理のトータルでの所要時間を短縮させることが可能となる。
【０１５２】
（変形例２）
堆積物の改質処理では、その処理の進行中に、ヒータ２０６をオンとした状態で、支持台２０３を、改質ポジション（第２のポジション）と、改質ポジションとは異なる第４のポジションと、の間で移動させるようにしてもよい。ここで、第４のポジションとは、上述のウエハ搬送ポジションや、ウエハ搬送ポジションよりも更に低いポジション等を含む任意のポジションをいう。
【０１５３】
本変形例においても、図７（ａ）、図７（ｃ）を用いて説明した上述の改質処理と同様の効果が得られる。また、ヒータ２０６をオンとした状態で支持台２０３を上述のように移動させることで、処理室２０１の天井部だけでなく、例えば、処理室２０１の底部を含む処理室２０１内のより広い範囲を加熱することが可能となる。結果として、処理室２０１内のより広い範囲で堆積物の改質処理を進行させることが可能となる。
【０１５４】
なお、支持台２０３の移動は、間欠的（段階的）に行ってもよく、連続的に行ってもよい。すなわち、支持台２０３を移動させる際は、支持台２０３の一時移動と一時停止（保持）とを交互に繰り返すようにしてもよいし、支持台２０３を停止させることなく移動させ続けるようにしてもよい。
【０１５５】
支持台２０３を移動させる際は、支持台２０３の移動速度を、支持台２０３の位置に応じて適正に変化させるようにしてもよい。例えば、堆積物の量が比較的多い処理室２０１の天井部付近では、支持台２０３の移動速度を低下させる（支持台２０３の滞在時間を長くする）ことで、支持台２０３の近傍に位置する部材の温度上昇を促進させたり、改質時間を長くしたりして、堆積物の改質作用を高めるようにしてもよい。また例えば、堆積物の量が比較的少ない処理室２０１の底部付近では、支持台２０３の移動速度を増加させる（支持台２０３の滞在時間を短くする）ことにより、支持台２０３の近傍に位置する部材の温度上昇を抑制させたり、改質時間を短くしたりして、堆積物の改質作用を適正に抑制するようにしてもよい。
【０１５６】
また、支持台２０３を間欠的に移動させる際は、支持台２０３の一時移動の距離や一時停止の時間等を、支持台２０３の位置に応じて適正に変化させるようにしてもよい。例えば、堆積物の量が比較的多い処理室２０１の天井部付近では、支持台２０３の一時移動の距離を短くしたり、一時停止の時間を長くしたりすることにより、支持台２０３の近傍に位置する部材の温度上昇を促進させたり、改質時間を長くしたりして、堆積物の改質作用を高めるようにしてもよい。また例えば、堆積物の量が比較的少ない処理室２０１の底部付近では、支持台２０３の一時移動の距離を長くしたり、一時停止の時間を短くしたりすることにより、支持台２０３の近傍に位置する部材の温度上昇を抑制させたり、改質時間を短くしたりして、堆積物の改質作用を適正に抑制するようにしてもよい。
【０１５７】
本変形例は、クリーニング処理に適用することも可能である。すなわち、クリーニング処理では、ヒータ２０６をオンとした状態で、支持台２０３を、クリーニングポジション（第２のポジション）と、クリーニングポジションとは異なる第４のポジションと、の間で移動させるようにしてもよい。この場合においても、処理室２０１内のより広い領域を加熱することが可能となり、処理室２０１内のより広い範囲でクリーニング処理を進行させることが可能となる。また、このとき、支持台２０３の移動速度等を支持台２０３の位置に応じて適正に変化させることで、処理室２０１内の部材の腐食を回避しつつ、処理室２０１内のより広い領域でクリーニング処理を進行させることも可能となる。
【０１５８】
（変形例３）
堆積物の改質処理では、処理室２０１内へ改質ガスを供給する前に、処理室２０１内へ、改質ガスよりも熱伝導率の高い加熱促進ガスとして、例えば、Ｈ２ガスを供給するステップを行うようにしてもよい。
【０１５９】
このステップでは、バルブ２４３ａ〜２４３ｄの開閉制御を、上述の成膜処理のステップ１におけるバルブ２４３ａ〜２４３ｄの開閉制御と同様の手順で行う。Ｈ２ガスは、ガス供給管２３２ａ、ガス供給口２１０ａ、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内へ供給され、隙間２０１ａ、排気口２６０、排気チャンバ２６０ａを介して排気管２６１から排気される。ＭＦＣ２４１ａで制御するＨ２ガスの供給流量は、例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。処理室２０１内の圧力は、例えば１３３０〜１０１３００Ｐａ、好ましくは１３３００〜５３３２０Ｐａの範囲内の圧力とする。
【０１６０】
本変形例においても、図７（ａ）、図７（ｃ）を用いて説明した上述の改質処理と同様の効果が得られる。また、処理室２０１内へ熱伝導率の高いＨ２ガスを供給することで、処理室２０１内における雰囲気を介した熱伝導効率を高めることが可能となる。すなわち、シャワーヘッド２４０等の処理室２０１内の雰囲気を介した加熱を促進させることが可能となる。結果として、処理室２０１内へＨ２ガスを供給しない場合よりも、シャワーヘッド２４０等の温度を迅速に高めることが可能となり、改質ガスの供給開始を早めることが可能となる。すなわち、改質処理のトータルでの所要時間を短縮させることが可能となる。加熱促進ガスとしては、Ｈ２ガスの他、例えば、Ｈｅガスやこれらの混合ガス等を好適に用いることができる。
【０１６１】
なお、本変形例においては、処理室２０１内へ加熱促進ガスを供給する際に、ＡＰＣバルブ２６２を閉じるか、その開度を小さく設定し、加熱促進ガスを処理室２０１内に実質的に封じ込めるようにしてもよい。加熱促進ガスを処理室２０１内に封じ込めることで、すなわち、加熱された加熱促進ガスを処理室２０１内に充満させることで、シャワーヘッド２４０等の処理室２０１内の雰囲気を介した加熱を更に促進させることが可能となる。結果として、改質ガスの供給開始を更に早め、改質処理のトータルでの所要時間を更に短縮させることが可能となる。
【０１６２】
本変形例は、クリーニング処理に適用することも可能である。すなわち、処理室２０１内へクリーニングガスを供給する前に、処理室２０１内へ、クリーニングガスよりも熱伝導率の高い加熱促進ガスを供給するステップを行うようにしてもよい。この場合においても、シャワーヘッド２４０等の温度を迅速に高めることができ、クリーニング処理のトータルでの所要時間を短縮させることが可能となる。
【０１６３】
（変形例４）
堆積物の改質処理では、改質ガスとして、例えばＯ３ガス等のＯ２ガスよりも強い酸化力を有するＯ含有ガスを用いて堆積物を改質するようにしてもよい。また、改質ガスとして、Ｈ２ガス＋Ｏ２ガス、Ｈ２ガス＋Ｏ３ガス等を用い、これらのガスを反応させることで生成した原子状酸素（ａｔｏｍｉｃ  ｏｘｙｇｅｎ、Ｏ）等の水分（Ｈ２Ｏ）非含有の酸化種を用いて堆積物を改質するようにしてもよい。また、ガス供給管２３２ａにＲＰＵ２４４ｂと同様のプラズマ生成器を設け、このプラズマ生成器により改質ガスをプラズマで活性化させ、このプラズマで活性化させたガスを用いて堆積物を改質するようにしてもよい。
【０１６４】
本変形例においても、図７（ａ）、図７（ｃ）を用いて説明した上述の改質処理と同様の効果が得られる。また、これらのガスが発揮する高い酸化力により、上述の改質作用を更に高めることが可能となる。また、Ｏ３ガスを用いる場合や、改質ガスをプラズマで活性化させて用いる場合には、改質処理の処理温度（改質温度）を例えば常温程度にまで低下させることも可能となる。また、Ｈ２ガス＋Ｏ２ガスを反応させて生成した原子状酸素を用いる場合には、改質処理の処理温度（改質温度）を例えば３５０℃程度にまで低下させることも可能となる。これらの場合、改質ポジションを、改質ガスとして熱で活性化させたＯ２ガスを用いる場合よりも、処理室２０１の天井部から離した位置、例えば、クリーニングポジション、ウエハ処理ポジション、ウエハ搬送ポジションに近い位置とすることもできる。
【０１６５】
（変形例５）
クリーニング処理では、クリーニングガスを処理室２０１内へ連続的に流すのではなく、間欠的に流すようにしてもよい。例えば、処理室２０１内へクリーニングガスを供給するステップと、処理室２０１内へのクリーニングガスの供給を停止した状態で処理室２０１内を排気するステップと、を交互に所定回数行うようにしてもよい。また、処理室２０１内へクリーニングガスを供給するステップでは、ＡＰＣバルブ２６２を閉じるか、その開度を小さく設定し、処理室２０１内やシャワーヘッド２４０内にクリーニングガスを実質的に封じ込めるようにしてもよい。
【０１６６】
本変形例においても、図７（ａ）、図７（ｄ）を用いて説明した上述のクリーニング処理と同様の効果が得られる。また、クリーニングガスを間欠的に供給することで、処理室２０１内やシャワーヘッド２４０内に圧力変動を生じさせることができ、処理室２０１内の堆積物に対して圧力の変動に伴う衝撃を与えることができる。これにより、堆積物にクラックや剥離等を生じさせつつ堆積物をエッチングすることができる。また、上述のようにクリーニングガスを封じ込めることにより、処理室２０１内やシャワーヘッド２４０内におけるクリーニングガスの滞在時間、すなわち、クリーニングに必要な時間を充分に確保することが可能となる。また、処理室２０１内やシャワーヘッド２４０内の全域に加熱されたクリーニングガスを充満させることが可能となる。これらにより、処理室２０１内、シャワーヘッド２４０内の全域でクリーニング処理を確実に進行させることが可能となる。
【０１６７】
また、上述したガスの封じ込めは、堆積物の改質処理に適用することも可能である。すなわち、処理室２０１内へ改質ガスを供給するステップでは、ＡＰＣバルブ２６２を閉じるか、その開度を小さく設定し、改質ガスを処理室２０１内やシャワーヘッド２４０内に実質的に封じ込めるようにしてもよい。この場合、処理室２０１内やシャワーヘッド２４０内における改質ガスの滞在時間、すなわち、堆積物の改質に必要な時間を充分に確保することが可能となる。また、処理室２０１内やシャワーヘッド２４０内の全域に加熱された改質ガスを充満させることが可能となる。これらにより、処理室２０１内、シャワーヘッド２４０内の全域で堆積物の改質処理を確実に進行させることが可能となる。
【０１６８】
（変形例６〜１３）
成膜処理では、以下に示す成膜シーケンスにより、ウエハ２００上に、シリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）、シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）、ＳｉＣＮ膜、シリコン硼炭窒化膜（ＳｉＢＣＮ膜）等を形成するようにしてもよい。図５は、変形例６の成膜シーケンスを示す図である。これらの変形例によっても、シャワーヘッド２４０内や処理室２０１内にＣを含む堆積物が付着することから、堆積物の改質処理やクリーニング処理を行うことによる上述の効果が得られることとなる。
【０１６９】
（ＢＴＣＳＭ→ＮＨ３→Ｏ２）×ｎ  →  ＳｉＯＣＮ膜（変形例６）
【０１７０】
（ＢＴＣＳＭ→Ｏ２）×ｎ  →  ＳｉＯＣ膜（変形例７）
【０１７１】
（ＢＴＣＳＭ→ＢＣｌ３→ＮＨ３）×ｎ  →  ＳｉＢＣＮ膜（変形例８）
【０１７２】
（ＢＴＣＳＭ→ＴＭＢ）×ｎ  →  ＳｉＢＣＮ膜（変形例９）
【０１７３】
（ＢＴＣＳＭ→ＴＭＢ→ＮＨ３）×ｎ  →  ＳｉＢＣＮ膜（変形例１０）
【０１７４】
（ＨＣＤＳ→Ｃ３Ｈ６→ＮＨ３）×ｎ  →  ＳｉＣＮ膜（変形例１１）
【０１７５】
（ＨＣＤＳ→Ｃ３Ｈ６→ＮＨ３→Ｏ２）×ｎ  →  ＳｉＯＣＮ膜（変形例１２）
【０１７６】
（ＨＣＤＳ→Ｃ３Ｈ６→ＢＣｌ３→ＮＨ３）×ｎ  →  ＳｉＢＣＮ膜（変形例１３）
【０１７７】
（変形例１４〜１８）
成膜処理では、以下に示す成膜シーケンスにより、ウエハ２００上に、第１の膜と第２の膜とがナノレベルで交互に積層されてなる積層膜、すなわち、ナノラミネート膜を形成するようにしてもよい。以下、第１の膜と第２の膜との積層膜を、「第１の膜／第２の膜」と表記する。これらの変形例によっても、シャワーヘッド２４０内や処理室２０１内にＣを含む堆積物が付着することから、堆積物の改質処理やクリーニング処理を行うことによる上述の効果が得られることとなる。
【０１７８】
〔（ＢＴＣＳＭ→ＮＨ３）×ｎ１→（ＢＴＣＳＭ→ＮＨ３→Ｏ２）×ｎ２〕×ｎ３  →  ＳｉＣＮ膜／ＳｉＯＣＮ膜（変形例１４）
【０１７９】
〔（ＢＴＣＳＭ→ＮＨ３→Ｏ２）×ｎ１→（ＢＴＣＳＭ→Ｏ２）×ｎ２〕×ｎ３  →  ＳｉＯＣＮ膜／ＳｉＯＣ膜（変形例１５）
【０１８０】
〔（ＢＴＣＳＭ→ＮＨ３）×ｎ１→（ＢＴＣＳＭ→Ｏ２）×ｎ２〕×ｎ３  →  ＳｉＣＮ膜／ＳｉＯＣ膜（変形例１６）
【０１８１】
〔（ＢＴＣＳＭ→ＮＨ３）×ｎ１→（ＢＴＣＳＭ→ＢＣｌ３→ＮＨ３）×ｎ２〕×ｎ３  →  ＳｉＣＮ膜／ＳｉＢＣＮ膜（変形例１７）
【０１８２】
〔（ＢＴＣＳＭ→ＢＣｌ３→ＮＨ３）×ｎ１→（ＢＴＣＳＭ→ＴＭＢ）×ｎ２〕×ｎ３  →  ＳｉＢＣＮ膜／ＳｉＢＣＮ膜（変形例１８）
【０１８３】
（変形例１９）
図４に示す成膜シーケンスや上述の各変形例では、Ｃ３Ｈ６ガス等のＣ含有ガスを、ＢＴＣＳＭガス、ＨＣＤＳガス等の原料ガスや、ＮＨ３ガス、Ｏ２ガス、ＴＥＡガス、ＢＣｌ３ガス、ＴＭＢガス等の反応ガスと同時に供給するようにしてもよい。すなわち、Ｃ３Ｈ６ガスを供給するステップを、原料ガスを供給するステップ、および、Ｃ３Ｈ６ガス以外の反応ガスを供給するステップのうち少なくともいずれかのステップと同時に行うようにしてもよい。
【０１８４】
本変形例においても、シャワーヘッド２４０内や処理室２０１内にＣを含む堆積物が付着することから、堆積物の改質処理やクリーニング処理を行うことによる上述の効果が得られることとなる。なお、Ｃ３Ｈ６ガスを、ＢＴＣＳＭガスやＨＣＤＳガスと同時に供給するのではなく、ＮＨ３ガスやＴＥＡガスやＯ２ガスやＢＣｌ３ガスやＴＭＢガスと同時に供給する方が、処理室２０１内における過剰な気相反応を回避することができ、堆積物の堆積量を低減し、パーティクルの発生を抑制することが可能となる点で、好ましい。また、Ｃ３Ｈ６ガスを、ＮＨ３ガスやＯ２ガスやＢＣｌ３ガス等と同時に供給するのではなく、ＴＭＢガスやＴＥＡガス等と同時に供給する方が、形成される膜の組成比の制御性を高めることができる点で、好ましい。
【０１８５】
（変形例２０）
図４に示す成膜シーケンスや上述の各変形例では、ＮＨ３ガスやＯ２ガス等の反応ガスを、プラズマにより活性化（プラズマ状態に励起）させて供給するようにしてもよい。この場合、ガス供給管２３２ｂ、ガス供給口２１０ｂを介して処理室２０１内へ反応ガスを供給する際に、ＲＰＵ２４４ｂに高周波電力（ＲＦ電力）を供給しＲＰＵ２４４ｂを作動させて反応ガスをプラズマ励起させればよい。
【０１８６】
（変形例２１）
成膜処理で複数種の反応ガスを用いる場合、それらの供給順序は上述の成膜シーケンスで示した順序に限らず、任意に変更可能である。また、成膜処理で複数種の反応ガスを用いる場合、ウエハ２００に対し、複数種の反応ガスを任意の組み合わせで同時に供給するようにしてもよい。また、成膜処理を行う際には、原料ガスと反応ガスとの供給順序を入れ替え、反応ガスを供給した後に原料ガスを供給するようにしてもよい。また、成膜処理を行う際には、ウエハ２００に対し原料ガスと反応ガスとを同時に供給するようにしてもよい。
【０１８７】
（処理条件）
上述した成膜シーケンスの変形例において、ウエハ２００に対してＯ２ガスを供給するステップでは、ＭＦＣ２４１ｂで制御するＯ２ガスの供給流量を、例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。その他の処理条件は、例えば、図４に示す成膜シーケンスのステップ２と同様の処理条件とする。Ｏ含有ガスとしては、Ｏ２ガスの他、例えば、Ｎ２Ｏガス、ＮＯガス、ＮＯ２ガス、Ｏ３ガス、Ｈ２ガス＋Ｏ２ガス、Ｈ２ガス＋Ｏ３ガス、Ｈ２Ｏ、ＣＯガス、ＣＯ２ガス等を用いることができる。
【０１８８】
また、ウエハ２００に対してＢＣｌ３ガスを供給するステップでは、ＭＦＣ２４１ｂで制御するＢＣｌ３ガスの供給流量を、例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。その他の処理条件は、例えば、図４に示す成膜シーケンスのステップ１と同様の処理条件とする。Ｂ含有ガスとしては、ＢＣｌ３ガスの他、モノクロロボラン（ＢＣｌＨ２）ガス、ジクロロボラン（ＢＣｌ２Ｈ）ガス、トリフルオロボラン（ＢＦ３）ガス、トリブロモボラン（ＢＢｒ３）ガス、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）ガス等を用いることができる。
【０１８９】
また、ウエハ２００に対してＴＭＢガスを供給するステップでは、ＭＦＣ２４１ｂで制御するＴＭＢガスの供給流量を、例えば１〜１０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。その他の処理条件は、例えば、図４に示す成膜シーケンスのステップ１と同様の処理条件とする。ボラジン環骨格を含むＢ含有ガスとしては、ＴＭＢガスの他、例えば、ＴＥＢガス、ＴＰＢガス、ＴＩＰＢガス、ＴＢＢガス、ＴＩＢＢガス等を用いることができる。
【０１９０】
また、ウエハ２００に対してＣ３Ｈ６ガスを供給するステップでは、ＭＦＣ２４１ｂで制御するＣ３Ｈ６ガスの供給流量を、例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。その他の処理条件は、例えば、図４に示す成膜シーケンスのステップ２と同様の処理条件とする。Ｃ含有ガスとしては、Ｃ３Ｈ６ガスの他、例えば、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガス、エチレン（Ｃ２Ｈ４）ガス等の炭化水素系ガスを用いることができる。
【０１９１】
また、ウエハ２００に対してＮＨ３ガスやＯ２ガス等の反応ガスをプラズマで活性化（プラズマ励起）させて供給するステップでは、ＭＦＣ２４１ｂで制御する反応ガスの供給流量を、例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。ＲＰＵ２４４ｂに供給するＲＦ電力は、例えば５０〜１０００Ｗの範囲内の電力とする。処理室２０１内の圧力は、例えば１〜５００Ｐａ、好ましくは１〜１００Ｐａの範囲内の圧力とする。処理室２０１内における反応ガスの分圧は、例えば０．０１〜４９５Ｐａ、好ましくは０．０１〜９９Ｐａの範囲内の圧力とする。プラズマを用いることで、処理室２０１内の圧力をこのような比較的低い圧力帯としても、反応ガスを活性化させることが可能となる。その他の処理条件は、例えば、図４に示す成膜シーケンスのステップ２と同様の処理条件とする。
【０１９２】
その他のステップにおける処理手順、処理条件は、図４に示す成膜シーケンスにおける各ステップの処理手順、処理条件と同様とすることができる。
【０１９３】
＜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。
【０１９４】
上述の実施形態では、原料ガスをシャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内へ供給し、反応ガスをシャワーヘッド２４０を介さずに処理室２０１内へ供給する例について説明したが、本発明はこのような態様に限定されない。例えば、反応ガスをシャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内へ供給し、原料ガスをシャワーヘッド２４０を介さずに処理室２０１内へ供給するようにしてもよい。また例えば、原料ガスおよび反応ガスのそれぞれをシャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内へ供給するようにしてもよい。
【０１９５】
上述の実施形態では、改質ガス、クリーニングガスおよび熱伝導性ガスのそれぞれをシャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内へ供給する例について説明したが、本発明はこのような態様に限定されない。例えば、改質ガス、クリーニングガスおよび熱伝導性ガスのうち任意のガスをシャワーヘッド２４０を介さずに処理室２０１内へ供給するようにしてもよい。但し、堆積物の改質処理やクリーニング処理をシャワーヘッド２０４内で確実に進行させるには、これらのガスをシャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内へ供給することが好ましい。
【０１９６】
上述の実施形態では、支持台２０３（サセプタ２１７）上にウエハ２００を載置しない状態でクリーニング処理を行う例について説明したが、本発明はこのような態様に限定されない。例えば、サセプタ２１７上にダミーウエハや保護カバー等を載置した状態でクリーニング処理を行うようにしてもよい。この場合、クリーニング処理時にサセプタ２１７表面を適正に保護することが可能となる。
【０１９７】
堆積膜の改質処理は、成膜処理を１回行う度に実施してもよく、成膜処理を複数回、例えば数回行う度に実施してもよい。また、クリーニング処理は、堆積物の改質処理を１回行う度に実施してもよく、堆積物の改質処理を複数回、例えば数回行う度に実施してもよい。また、クリーニング処理は、堆積物の改質処理を事前に行うことなく実施してもよい。すなわち、これらの処理は、以下に例示するいずれかのタイミングで行えばよい。但し、堆積物の改質処理を行ってからクリーニング処理を実施する方が、すなわち、堆積物のエッチング耐性を低下させてからクリーニング処理を実施する方が、クリーニング処理を効率的に行える点で好ましい。
【０１９８】
（成膜処理）  →  （堆積物の改質処理）  →  （クリーニング処理）
【０１９９】
（成膜処理）×ｎ  →  （堆積物の改質処理）  →  （クリーニング処理）
【０２００】
〔（成膜処理）  →  （堆積物の改質処理）〕×ｎ  →  （クリーニング処理）
【０２０１】
〔（成膜処理）×ｎ１  →  （堆積物の改質処理）〕×ｎ２  →  （クリーニング処理）
【０２０２】
（成膜処理）  →  （クリーニング処理）
【０２０３】
（成膜処理）×ｎ  →  （クリーニング処理）
【０２０４】
いずれの場合も、堆積物の改質処理は、堆積物に剥離や落下が生じる臨界量（臨界厚さ）に達する前のタイミング、或いは、改質処理の作用が堆積物の全体に及ばなくなる臨界量（臨界厚さ）に達する前のタイミングのうち、いずれか先に到来したタイミングで行うことが好ましい。また、いずれの場合も、クリーニング処理は、堆積物に剥離や落下が生じる臨界量（臨界厚さ）に達する前のタイミングで行うことが好ましい。
【０２０５】
また例えば、堆積物の改質処理やクリーニング処理は、ウエハ上に、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等の金属元素を含む金属系薄膜を形成した後においても、好適に実施可能である。また、堆積物の改質処理やクリーニング処理は、これらの金属系薄膜がナノレベルで交互に積層されてなる金属系ナノラミネート膜を形成した後においても、好適に実施可能である。
【０２０６】
金属系薄膜を形成する場合、原料ガスとして、例えば、チタニウムテトラクロライド（ＴｉＣｌ４）ガス、チタニウムテトラフルオライド（ＴｉＦ４）ガス、ジルコニウムテトラクロライド（ＺｒＣｌ４）ガス、ジルコニウムテトラフルオライド（ＺｒＦ４）ガス、ハフニウムテトラクロライド（ＨｆＣｌ４）ガス、ハフニウムテトラフルオライド（ＨｆＦ４）ガス、タンタルペンタクロライド（ＴａＣｌ５）ガス、タンタルペンタフルオライド（ＴａＦ５）ガス、ニオビウムペンタクロライド（ＮｂＣｌ５）ガス、ニオビウムペンタフルオライド（ＮｂＦ５）ガス、アルミニウムトリクロライド（ＡｌＣｌ３）ガス、アルミニウムトリフルオライド（ＡｌＦ３）ガス、モリブデンペンタクロライド（ＭｏＣｌ５）ガス、モリブデンペンタフルオライド（ＭｏＦ５）ガス、タングステンヘキサクロライド（ＷＣｌ６）ガス、タングステンヘキサフルオライド（ＷＦ６）ガス等の金属元素およびハロゲン元素を含む無機金属ガスを用いることができる。また、原料ガスとして、例えば、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ３）３、略所：ＴＭＡ）ガス等の金属元素および炭素を含む有機金属ガスを用いることもできる。反応ガス、改質ガス、クリーニングガス、加熱促進ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。
【０２０７】
例えば、以下に示す成膜シーケンスにより、ウエハ上に、タンタル炭窒化膜（ＴａＣＮ膜）、タンタルアルミニウム炭化膜（ＴａＡｌＣ膜）、チタン炭窒化膜（ＴｉＣＮ膜）、チタンアルミニウム炭化膜（ＴｉＡｌＣ膜）等のメタルカーバイド膜を形成することができる。図６は、ウエハ上にＴａＡｌＣ膜を形成する際の成膜シーケンスを示す図である。これらの成膜シーケンスの各ステップにおける処理手順、処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理手順、処理条件とすることができる。
【０２０８】
（ＴａＣｌ５→Ｃ３Ｈ６→ＮＨ３）×ｎ  →  ＴａＣＮ膜
【０２０９】
（ＴａＣｌ５→ＴＭＡ）×ｎ  →  ＴａＡｌＣ膜
【０２１０】
（ＴｉＣｌ４→Ｃ３Ｈ６→ＮＨ３）×ｎ  →  ＴｉＣＮ膜
【０２１１】
（ＴｉＣｌ４→ＴＭＡ）×ｎ  →  ＴｉＡｌＣ膜
【０２１２】
これらの金属系薄膜を形成する場合においても、シャワーヘッド２４０内や処理室２０１内に堆積物が付着することから、堆積物の改質処理やクリーニング処理を行うことによる上述の効果が得られることとなる。すなわち、本発明は、第１の元素として半導体元素や金属元素等の所定元素を含み、第２〜第４の元素としてＣ、Ｎ、Ｏ、Ｂ等の非金属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。
【０２１３】
これらの各種薄膜の形成に用いられる成膜レシピ（成膜処理の処理手順や処理条件等が記載されたプログラム）や、これらの各種薄膜を含む堆積物の改質に用いられる改質レシピ（改質処理の処理手順や処理条件等が記載されたプログラム）や、これらの各種薄膜を含む堆積物の除去に用いられるクリーニングレシピ（クリーニング処理の処理手順や処理条件等が記載されたプログラム）は、各種処理の内容（形成、改質、除去する薄膜の膜種、組成比、膜質、膜厚等）に応じて、それぞれ個別に用意する（複数用意する）ことが好ましい。そして、各種処理を開始する際、処理の内容に応じて、複数のレシピの中から、適正なレシピを適宜選択することが好ましい。具体的には、処理の内容に応じて個別に用意された複数のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体（外部記憶装置２８２）を介して、基板処理装置が備える記憶装置２８０ｃ内に予め格納（インストール）しておくことが好ましい。そして、処理を開始する際、基板処理装置が備えるＣＰＵ２８０ａが、記憶装置２８０ｃ内に格納された複数のレシピの中から、処理の内容に応じて、適正なレシピを適宜選択することが好ましい。このように構成することで、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の薄膜を汎用的に、かつ、再現性よく形成、改質、除去することができるようになる。また、オペレータの操作負担（処理手順や処理条件等の入力負担等）を低減でき、操作ミスを回避しつつ、各種処理を迅速に開始できるようになる。
【０２１４】
上述のプロセスレシピ、改質レシピ、クリーニングレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置２８１を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更するようにしてもよい。
【０２１５】
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成膜処理、堆積物の改質処理、クリーニング処理を行う例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、例えば、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各種処理を行う場合にも、好適に適用できる。また、上述の実施形態では、ウォームウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて各種処理を行う例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、コールドウォール型の処理炉やホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて各種処理を行う場合にも、好適に適用できる。これらの場合においても、処理手順、処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理手順、処理条件とすることができる。
【０２１６】
また例えば、図１１に示すサイドフロータイプ（クロスフロータイプ）の処理炉３０２を用いる場合にも、本発明は好適に適用できる。処理炉３０２は、処理室３０１を形成する処理容器３０３と、１枚または数枚のウエハ２００を水平姿勢で支持する支持台３１７と、支持台３１７に備えられたヒータ３０６と、支持台３１７を昇降させる昇降機構３０７ｂと、ウエハ２００を処理容器３０３内に搬送する搬送ロボット３１３と、を備えている。処理容器３０３の上部側壁（側壁における天井部付近）には、上述の原料ガス、改質ガス、クリーニングガス、加熱促進ガスを供給するガス供給ポート３３２ａと、上述の反応ガスを供給するガス供給ポート３３２ｂと、が接続されている。ガス供給ポート３３２ａには、上述の実施形態の原料ガス供給系、改質ガス供給系、クリーニングガス供給系、加熱促進ガス供給系と同様のガス供給系が接続されている。ガス供給ポート３３２ｂには、上述の実施形態の反応ガス供給系と同様のガス供給系が接続されている。処理容器３０３には、処理室３０１内を排気する排気ポート３３１が設けられている。排気ポート３３１には、上述の実施形態の排気系と同様の排気系が接続されている。処理容器３０３、ガス供給ポート３３２ａ、排気ポート３３１の周りには、これらの部材を数十〜１５０℃程度に加熱するサブヒータ３０６ａが設けられている。
【０２１７】
また例えば、図１２に示すサイドフロータイプの処理炉４０２を用いる場合にも、本発明は好適に適用できる。処理炉４０２は、処理室４０１を形成する処理容器４０３と、処理容器４０３内のウエハ２００に向けて光照射を行うランプヒータ４０６と、ランプヒータ４０６の光を透過させる石英窓４０３ｗと、を備えている。その他は、図１１に示す処理炉３０２と同様に構成されている。
【０２１８】
これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の実施形態や各変形例と同様なシーケンス、処理条件にて成膜処理、堆積物の改質処理、クリーニング処理を行うことができ、上述の実施形態により得られる効果と同様の効果が得られる。
【０２１９】
また、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。
【０２２０】
＜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。
【０２２１】
（付記１）
本発明の一態様によれば、
処理室内に基板を搬入する工程と、
前記処理室内において、ヒータを備える支持台により前記基板を支持する工程と、
前記基板を支持した前記支持台を第１のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ処理ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する工程と、
膜形成後の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、
前記支持台を前記第１のポジションよりも前記処理室内の天井部に近い第２のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ反応性ガスを供給する工程と、
を有する半導体装置の製造方法、および、基板処理方法が提供される。
【０２２２】
（付記２）
付記１に記載の方法であって、好ましくは、
前記反応性ガスを供給する工程は、前記処理室内へ前記反応性ガスとして改質ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する際に前記処理室内に付着した堆積物を改質する工程を含む。
【０２２３】
（付記３）
付記１または２に記載の方法であって、好ましくは、
前記反応性ガスを供給する工程は、前記処理室内へ前記反応性ガスとしてクリーニングガスを供給し、前記基板上に膜を形成する際に前記処理室内に付着した堆積物を除去する工程を含む。
【０２２４】
（付記４）
付記３に記載の方法であって、好ましくは、
前記堆積物を改質する工程における前記支持台と前記天井部との距離を、前記堆積物を除去する工程における前記支持台と前記天井部との距離と、異ならせる。より好ましくは、前記堆積物を改質する工程における前記支持台と前記天井部との距離を、前記堆積物を除去する工程における前記支持台と前記天井部との距離よりも短くする。すなわち、前記堆積物を改質する工程における前記支持台を、前記堆積物を除去する工程における前記支持台のポジションよりも前記処理室内の天井部に近いポジションに配置する。
【０２２５】
（付記５）
付記１乃至４のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記反応性ガスを供給する工程では、前記ヒータをオンとした状態で、前記支持台を前記第２のポジションに保持する。
【０２２６】
（付記６）
付記１乃至４のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記反応性ガスを供給する工程では、前記ヒータをオンとした状態で、
前記支持台を、一旦、前記第２のポジションよりも更に前記処理室内の前記天井部に近い第３のポジションに配置（保持）した後、前記第２のポジションに配置（保持）する。
【０２２７】
（付記７）
付記１乃至４のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記反応性ガスを供給する工程では、前記ヒータをオンとした状態で、前記支持台を、前記第２のポジションと、前記第２のポジションとは異なる第４のポジションと、の間で移動させる。前記第４のポジションは、前記処理室内に前記基板を搬入する際に前記支持台を配置するポジションを含む。前記第４のポジションは、前記基板を前記処理室内から搬出する際に前記支持台を配置するポジションを含む。前記第４のポジションは、前記基板を前記処理室内外に搬送する際に前記支持台を配置するポジションを含む。
【０２２８】
（付記８）
付記１乃至７のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記反応性ガスを供給する工程では、前記処理室内へ前記反応性ガスを供給する前に、前記処理室内へ前記反応性ガスよりも熱伝導率の高いガスを供給する。より好ましくは、前記処理室内へ前記反応性ガスを供給する前に、前記処理室内へ前記反応性ガスよりも熱伝導率の高いガスを供給して封じ込める。
【０２２９】
（付記９）
付記１乃至８のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記反応性ガスを供給する工程では、前記処理室内へ前記反応性ガスを供給する前に、前記処理室内へ水素ガスおよびヘリウムガスのうち少なくともいずれかを供給する。より好ましくは、前記処理室内へ前記反応性ガスを供給する前に、前記処理室内へ水素ガスおよびヘリウムガスのうち少なくともいずれかを供給して封じ込める。
【０２３０】
（付記１０）
付記１乃至９のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガスは、前記天井部に設けられたガス供給部から前記処理室内へ供給される。好ましくは、前記反応性ガスは、前記ガス供給部から前記処理室内へ供給される。
【０２３１】
（付記１１）
付記１乃至９のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガスは、前記天井部に設けられたシャワーヘッドから前記処理室内へ供給される。好ましくは、前記反応性ガスは、前記シャワーヘッドから前記処理室内へ供給される。
【０２３２】
（付記１２）
付記１乃至９のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガスは、前記処理室の側部に設けられたガス供給部から前記処理室内へ供給される。好ましくは、前記反応性ガスは、前記ガス供給部から前記処理室内へ供給される。
【０２３３】
（付記１３）
付記１乃至１２のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガスは、第１の元素と炭素との化学結合を有する原料ガスを含む。前記原料ガスは、第１の元素、炭素およびハロゲン元素を含み、第１の元素と炭素との化学結合を有することがより好ましい。
【０２３４】
（付記１４）
付記１乃至１２のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガスは、第１の元素と炭素との化学結合を有する原料ガスと、第２の元素を含む反応ガスと、（第３の元素を含む反応ガスと、）を含む。
【０２３５】
（付記１５）
付記１乃至１２のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガスは、第１の元素を含む原料ガスと、炭素を含む反応ガスと、を含む。
【０２３６】
（付記１６）
付記１乃至１２のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理ガスは、第１の元素を含む原料ガスと、炭素を含む反応ガスと、第２の元素を含む反応ガスと、（第３の元素を含む反応ガスと、）を含む。
【０２３７】
（付記１７）
本発明の他の態様によれば、
処理室内に基板を搬入する工程と、
前記処理室内において、ヒータを備える支持台により前記基板を支持する工程と、
前記基板を支持した前記支持台を第１のレベル（第１の高さ）に配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ処理ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する工程と、
膜形成後の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、
前記支持台を前記第１のレベルよりも前記処理室内の天井部に近い第２のレベル（第２の高さ）に配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ改質ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する際に前記処理室内に付着した堆積物を改質する工程と、
前記支持台を前記第１のレベルよりも前記処理室内の前記天井部に近い第３のレベル（第３の高さ）に配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へクリーニングガスを供給し、前記基板上に膜を形成する際に前記処理室内に付着した堆積物を除去する工程と、
を有する半導体装置の製造方法、および、基板処理方法が提供される。
【０２３８】
（付記１８）
付記１７に記載の方法であって、好ましくは、
前記第３のレベルは前記第２のレベルとは異なる。より好ましくは、前記第３のレベルは前記第２のレベルよりも前記処理室内の前記天井部に近い。
【０２３９】
（付記１９）
本発明の更に他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内で基板を支持する支持台と、
前記支持台に備えられたヒータと、
前記支持台を移動させる支持台移動部と、
前記処理室内へガスを供給するガス供給系と、
前記処理室内外に基板を搬送する搬送ユニットと、
前記処理室内に基板を搬入する処理と、前記処理室内において、前記支持台により前記基板を支持する処理と、前記基板を支持した前記支持台を第１のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ処理ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する処理と、膜形成後の前記基板を前記処理室内から搬出する処理と、前記支持台を前記第１のポジションよりも前記処理室内の天井部に近い第２のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ反応性ガスを供給する処理と、を行わせるように、前記搬送ユニット、前記支持台移動部、前記ヒータ、および前記ガス供給系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【０２４０】
（付記２０）
本発明の更に他の態様によれば、
処理室内に基板を搬入する手順と、
前記処理室内において、ヒータを備える支持台により前記基板を支持する手順と、
前記基板を支持した前記支持台を第１のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ処理ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する手順と、
膜形成後の前記基板を前記処理室内から搬出する手順と、
前記支持台を前記第１のポジションよりも前記処理室内の天井部に近い第２のポジションに配置し、前記ヒータをオンとした状態で、前記処理室内へ反応性ガスを供給する手順と、
をコンピュータに実行させるプログラム、および、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【符号の説明】
【０２４１】
１３  搬送ロボット
２００  ウエハ（基板）
２０３  支持台
２０６  ヒータ
２０１  処理室
２０２  処理容器
２０７ｂ  昇降機構
２１０ａ  ガス供給口
２１０ｂ  ガス供給口
２４０  シャワーヘッド
２８０  コントローラ（制御部）
【図１】
0006009513.tif 000002
【図２】
0006009513.tif 000003
【図３】
0006009513.tif 000004
【図４】
0006009513.tif 000005
【図５】
0006009513.tif 000006
【図６】
0006009513.tif 000007
【図７】
0006009513.tif 000008
【図８】
0006009513.tif 000009
【図９】
0006009513.tif 000010
【図１０】
0006009513.tif 000011
【図１１】
0006009513.tif 000012
【図１２】
0006009513.tif 000013