(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内の基板に対して原料ガスを供給する工程と、
前記処理容器内の前記基板に対して反応ガスを供給する工程と、を有し、
前記処理容器が有する開口部には、内部に環状空間を有し、前記開口部の内壁と同心円状に形成された環状部材が設けられ、
前記原料ガスを供給する工程では、前記環状部材に開設された不活性ガス供給口を介して、前記環状空間内に供給された不活性ガスを第１流量で前記処理容器の前記開口部の内壁に対して供給し、前記反応ガスを供給する工程では、前記不活性ガス供給口を介して、前記環状空間内に供給された前記不活性ガスを前記第１流量よりも小さい第２流量で前記処理容器の前記開口部の内壁に対して供給する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記不活性ガス供給口は、前記環状部材の前記開口部の内壁と対向する面に開設されている、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記反応ガスを供給する工程では、前記不活性ガス供給口を介した前記開口部の内壁に対する前記不活性ガスの供給を停止する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記処理容器内に前記基板を搬入する工程と、前記処理容器内から前記基板を搬出する工程とをさらに含み、
前記基板を搬入する工程と、前記基板を搬出する工程のうち少なくとも１つでは、前記第１の流量よりも大きい第３流量で前記不活性ガス供給口を介して前記開口部の内壁に対して前記不活性ガスを供給する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記環状部材に複数開設された前記不活性ガス供給口を介して前記開口部の内壁に向かって直接前記不活性ガスを噴出させるように供給することにより、前記開口部の内壁に対する前記不活性ガスの供給を行う請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記環状部材に複数開設された前記不活性ガス供給口は、前記開口部の内壁の内周方向に沿って等間隔に設けられている請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記不活性ガス供給口から、前記開口部の内壁に向かって水平方向に前記不活性ガスを噴出させるように供給することにより、前記開口部の内壁に対する前記不活性ガスの供給を行う請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記不活性ガス供給口から、前記開口部の内壁に向かって斜め上方向に前記不活性ガスを噴出させるように供給することにより、前記開口部の内壁に対する前記不活性ガスの供給を行う請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記反応ガスを供給する工程では、前記開口部の内壁に対して前記反応ガスを供給する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内の基板に対して原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
前記処理容器内の基板に対して反応ガスを供給する反応ガス供給系と、
前記処理容器が有する開口部に設けられ、内部に環状空間を有し、前記開口部の内壁と同心円状に形成された環状部材を備え、前記環状部材に開設された不活性ガス供給口を介して、前記環状空間内に供給された不活性ガスを前記処理容器の前記開口部の内壁に対して供給する不活性ガス供給系と、
前記処理容器内の前記基板に対して前記原料ガスを供給する処理と、前記処理容器内の前記基板に対して前記反応ガスを供給する処理と、を行わせ、前記原料ガスを供給する処理では、第１流量で前記処理容器の前記開口部の内壁に対して前記環状空間内に供給された前記不活性ガスを供給し、前記反応ガスを供給する処理では、前記第１流量よりも小さい第２流量で前記処理容器の前記開口部の内壁に対して前記環状空間内に供給された前記不活性ガスを供給するように、前記原料ガス供給系、前記反応ガス供給系および前記不活性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１１】
前記不活性ガス供給口は、前記環状部材の前記開口部の内壁と対向する面に開設されている、請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記環状部材に複数開設された前記不活性ガス供給口は、前記開口部の内壁の内周方向に沿って等間隔に設けられている請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
基板処理装置の処理容器内の基板に対して原料ガスを供給する手順と、
前記処理容器内の前記基板に対して反応ガスを供給する手順と、をコンピュータにより前記基板処理装置に実行させ、
前記処理容器が有する開口部には、内部に環状空間を有し、前記開口部の内壁と同心円状に形成された環状部材が設けられ、
前記原料ガスを供給する手順では、前記環状部材に開設された不活性ガス供給口を介して、前記環状空間内に供給された不活性ガスを第１流量で前記処理容器の前記開口部の内壁に対して供給し、前記反応ガスを供給する手順では、前記不活性ガス供給口を介して、前記環状空間内に供給された前記不活性ガスを前記第１流量よりも小さい第２流量で前記処理容器の前記開口部の内壁に対して供給するプログラム。
【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（デバイス）の製造工程の一工程として、処理容器内に収容された基板に対して原料ガスや反応ガスを供給し、基板上に膜を形成する処理が行われる。この際、処理容器内に付着した反応副生成物に起因して異物（パーティクル）が発生し、成膜処理の品質が低下してしまうことがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、処理容器内における異物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、
処理容器内の基板に対して原料ガスを供給する工程と、
前記処理容器内の前記基板に対して反応ガスを供給する工程と、を有し、
前記原料ガスを供給する工程では、第１流量で前記処理容器の開口部の内壁に対して不活性ガスを供給し、前記反応ガスを供給する工程では、前記第１流量よりも小さい第２流量で前記処理容器の前記開口部の内壁に対して不活性ガスを供給する技術が提供される。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、処理容器内におけるパーティクルの量を低減させ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。
【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。
【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を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態の基板処理シーケンスを示す図である。
【図６】処理容器内におけるパーティクルの数の評価結果を示す図である。
【図７】（ａ）は開口部パージ処理で第１流量を０．５ｓｌｍとした場合における膜厚の評価結果を示す図であり、（ｂ）は開口部パージ処理で第１流量を１ｓｌｍとした場合における膜厚の評価結果を示す図であり、（ｃ）は開口部パージ処理で第１流量を２ｓｌｍとした場合における膜厚の評価結果を示す図である。
【図８】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９】（ａ）は処理容器内に原料の吸着層が形成される様子を、（ｂ）は処理容器内に形成された原料の吸着層に酸化種が供給される様子を、（ｃ）は処理容器内の低温領域に形成された原料の吸着層が酸化されずに残留する様子を、（ｄ）は処理容器内の低温領域に形成された原料の吸着層に大気中の水分が供給される様子を、（ｅ）は、処理容器内の低温領域に反応副生成物が堆積してなる堆積膜が形成される様子を、（ｆ）は堆積膜から異物が発生する様子をそれぞれ示す図である。
【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、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に示すように、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。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。
【０００９】
ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応管２０３が配設されている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）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の下方には、反応管２０３と同心円状に、マニホールド（インレットフランジ）２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス（ＳＵＳ）等の金属からなり、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９の上端部は、反応管２０３の下端部に係合しており、反応管２０３を支持するように構成されている。マニホールド２０９と反応管２０３との間には、シール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９がヒータベースに支持されることにより、反応管２０３は垂直に据え付けられた状態となる。主に、反応管２０３とマニホールド２０９とにより処理容器（反応容器）が構成されている。処理容器の筒中空部には処理室２０１が形成されている。処理室２０１は、複数枚の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配列した状態で収容可能に構成されている。
【００１０】
処理室２０１内には、第１ノズルとしてのノズル２４９ａ、第２ノズルとしてのノズル２４９ｂ、炉口ノズルとしてのノズル２４９ｅ，２４９ｆが、マニホールド２０９を貫通するように設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｅ，２４９ｆは、それぞれ、例えば石英またはＳｉＣ等の耐熱性材料からなる。ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｅ，２４９ｆには、それぞれ、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｅ，２３２ｆが接続されている。このように、処理容器には、４本のノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｅ，２４９ｆと、４本のガス供給管２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｅ，２３２ｆとが設けられており、処理室２０１内へ複数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。
【００１１】
ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｅ，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（ＭＦＣ）２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｅ，２４１ｆおよび開閉弁であるバルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｅ，２４３ｆがそれぞれ設けられている。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、上流方向から順に、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。
【００１２】
ガス供給管２３２ａ，２３２ｂの先端部には、ノズル２４９ａ，２４９ｂがそれぞれ接続されている。ノズル２４９ａ，２４９ｂは、図２に示すように、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における平面視において円環状の空間に、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の配列方向上方に向かって立ち上がるようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル２４９ａ，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それぞれ設けられている。すなわち、ノズル２４９ａ，２４９ｂは、処理室２０１内へ搬入された各ウエハ２００の端部（周縁部）の側方にウエハ２００の表面（平坦面）と垂直にそれぞれ設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂは、Ｌ字型のロングノズルとしてそれぞれ構成されており、それらの各水平部はマニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられており、それらの各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。ノズル２４９ａ，２４９ｂの側面には、ガスを供給するガス供給孔２５０ａ，２５０ｂがそれぞれ設けられている。ガス供給孔２５０ａ，２５０ｂは、反応管２０３の中心を向くようにそれぞれ開口しており、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。ガス供給孔２５０ａ，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。
【００１３】
このように、本実施形態では、反応管２０３の側壁の内壁と、反応管２０３内に配列された複数枚のウエハ２００の端部（周縁部）と、で定義される平面視において円環状の縦長の空間内、すなわち、円筒状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ている。そして、ノズル２４９ａ，２４９ｂにそれぞれ開口されたガス供給孔２５０ａ，２５０ｂから、ウエハ２００の近傍で初めて反応管２０３内へガスを噴出させている。そして、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均一性を向上させることが可能となる。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。但し、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。
【００１４】
ガス供給管２３２ｅ，２３２ｆの先端部には、ノズル２４９ｅ，２４９ｆが接続されている。ノズル２４９ｅ，２４９ｆは、マニホールド２０９の内周方向に沿って、等間隔で設けられている。ノズル２４９ｅ，２４９ｆは、図１に示すように、マニホールド２０９の内壁と後述するカバー２０９ａとの隙間に形成された平面視において円環状の空間、すなわち、円筒状の空間（以下、パージ空間ともいう）２０１ａ内、すなわち、マニホールド２０９の内壁に対してガスを噴出させるように構成されている。ノズル２４９ｅ，２４９ｆの先端部には、ガス供給孔が設けられている。このガス供給孔はノズル２４９ｅ，２４９ｆの側面に設けられていてもよい。
【００１５】
ガス供給管２３２ａからは、所定元素を含む原料ガスとして、例えば、所定元素としてのシリコン（Ｓｉ）およびハロゲン元素を含むハロシラン原料ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。
【００１６】
ハロシラン原料ガスとは、気体状態のハロシラン原料、例えば、常温常圧下で液体状態であるハロシラン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ハロシラン原料等のことである。ハロシラン原料とは、ハロゲン基を有するシラン原料のことである。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。ハロシラン原料は、ハロゲン化物の一種ともいえる。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。
【００１７】
ハロシラン原料ガスとしては、例えば、ＳｉおよびＣｌを含む原料ガス、すなわち、クロロシラン原料ガスを用いることができる。クロロシラン原料ガスとしては、例えば、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６、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。
【００１８】
ガス供給管２３２ｂからは、原料ガスとは化学構造（分子構造）が異なる反応ガスとして、例えば、酸素（Ｏ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。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、酸素（Ｏ２）ガスを用いることができる。
【００１９】
ガス供給管２３２ａからは、原料ガスとは化学構造が異なる反応ガスとして、例えば、水素（Ｈ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。Ｈ含有ガスは、それ単体では酸化作用は得られないが、後述する成膜処理において、特定の条件下でＯ含有ガスと反応することで原子状酸素（ａｔｏｍｉｃ  ｏｘｙｇｅｎ、Ｏ）等の酸化種を生成し、酸化処理の効率を向上させるように作用する。そのため、Ｈ含有ガスは、Ｏ含有ガスと同様に酸化ガスに含めて考えることができる。Ｈ含有ガスとしては、例えば、水素（Ｈ２）ガスを用いることができる。
【００２０】
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、ノズル２４９ａ，２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。
【００２１】
ガス供給管２３２ｅ，２３２ｆからは、不活性ガスとして、例えば、窒素（Ｎ２）ガスが、それぞれＭＦＣ２４１ｅ，２４１ｆ、バルブ２４３ｅ，２４３ｆ、ノズル２４９ｅ，２４９ｆを介して、後述するカバー２０９ａよりも内側のパージ空間２０１ａ内へ供給される。
【００２２】
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。ノズル２４９ａ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。
【００２３】
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。ノズル２４９ｂ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。
【００２４】
ガス供給管２３２ａからＨ含有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、Ｈ含有ガス供給系が構成される。ノズル２４９ａをＨ含有ガス供給系に含めて考えてもよい。Ｈ含有ガス供給系を、上述の酸化ガス供給系（酸化剤供給系）に含めて考えることもできる。
【００２５】
上述の原料ガス供給系、Ｏ含有ガス供給系、Ｈ含有ガス供給系のうち、いずれか、或いは、全てのガス供給系を、成膜ガス供給系と称することもできる。また、Ｏ含有ガス供給系、Ｈ含有ガス供給系のうち、いずれか、或いは、両方のガス供給系を、反応ガス供給系と称することもできる。
【００２６】
また、主に、ガス供給管２３２ｃ〜２３２ｆ、ＭＦＣ２４１ｃ〜２４１ｆ、バルブ２４３ｃ〜２４３ｆにより、不活性ガス供給系が構成される。ガス供給管２３２ａにおけるガス供給管２３２ｃとの接続部よりも下流側、ガス供給管２３２ｂにおけるガス供給管２３２ｄとの接続部よりも下流側、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｅ，２４９ｆを不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。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。また、ガス供給管２３２ｅ，２３２ｆ、ＭＦＣ２４１ｅ，２４１ｆ、バルブ２４３ｅ，２４３ｆにより構成されるガス供給系を、開口部パージガス供給系、バリアガス供給系、或いは、拡散防止ガス供給系と称することもできる。カバー２０９ａを開口部パージガス供給系に含めて考えてもよい。
【００２７】
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。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および排気バルブ（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。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により、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、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することにより、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。真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。排気管２３１は、反応管２０３に設ける場合に限らず、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｅ，２４９ｆと同様に、マニホールド２０９に設けてもよい。
【００２８】
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９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、マニホールド２０９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ＳＵＳ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、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂ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およびボート２１７に支持されるウエハ２００を、処理室２０１内外に搬送する搬送装置（搬送機構）として構成されている。マニホールド２０９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、マニホールド２０９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、例えばＳＵＳ等の金属により構成され、円盤状に形成されている。シャッタ２１９ｓの上面には、マニホールド２０９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、シャッタ開閉機構１１５ｓにより制御される。
【００２９】
基板支持具としてのボート２１７は、複数枚、例えば２５〜２００枚のウエハ２００を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる。ボート２１７の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる断熱板２１８が水平姿勢で多段に支持されている。この構成により、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っている。但し、本実施形態は上述の形態に限定されない。例えば、ボート２１７の下部に断熱板２１８を設けずに、石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる筒状の部材として構成された断熱筒を設けてもよい。
【００３０】
マニホールド２０９の内周には、カバー２０９ａが設けられている。カバー２０９ａは、石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成され、マニホールド２０９の内壁に沿ってマニホールド２０９の内壁を覆うように設けられている。上述したように、カバー２０９ａとマニホールド２０９との隙間には、円筒状のパージ空間２０１ａが形成されている。マニホールド２０９の下端開口がシールキャップ２１９によって封止された状態で、シールキャップ２１９とカバー２０９ａとの間には、所定の幅の隙間（ガス流通スリット）２０９ｓが形成される。ガス流通スリット２０９ｓは、カバー２０９ａの周方向に沿って環状に形成される。カバー２０９ａは、マニホールド２０９の内周ではなく、反応管２０３の内壁下部や、シールキャップ２１９の上面等に設けてもよい。
【００３１】
ガス流通スリット２０９ｓは、処理室２０１内とパージ空間２０１ａとの間のガスの流通を実現するように構成されている。例えば、ガス流通スリット２０９ｓは、後述する成膜処理のステップ１において、ノズル２４９ｅ，２４９ｆから供給された不活性ガスを、パージ空間２０１ａ内から処理室２０１内へ噴出させるように機能する。また例えば、ガス流通スリット２０９ｓは、後述する成膜処理のステップ２において処理室２０１内へ供給された反応ガスを、処理室２０１内だけでなくパージ空間２０１ａ内へも侵入させるように機能する。
【００３２】
反応管２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。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。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。
【００３３】
図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ１２１には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１２２が接続されている。
【００３４】
記憶装置１２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する成膜処理における各手順をコントローラ１２１に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。また、プロセスレシピを単にレシピともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、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、これらの両方を含む場合がある。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
【００３５】
Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｆ、バルブ２４３ａ〜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。
【００３６】
ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｆによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ〜２４３ｆの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作および圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作、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。
【００３７】
コントローラ１２１は、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に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置１２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
【００３８】
（２）基板処理
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。
【００３９】
図４に示す成膜シーケンスでは、
処理容器内（処理室２０１内）に収容された基板としてのウエハ２００に対して原料ガスとしてＨＣＤＳガスを供給するステップ１と、
加熱された大気圧未満の圧力下にある処理容器内へＯ含有ガスとしてのＯ２ガスとＨ含有ガスとしてのＨ２ガスとを供給するステップ２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（ｎ回以上）行うことで、ウエハ２００上に、Ｏ含有膜としてシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜、以下、単にＳｉＯ膜ともいう）を形成する。
【００４０】
本明細書では、上述の成膜処理を、便宜上、以下のように示すこともある。なお、以下の他の実施形態の説明においても同様の表記を用いることとする。
【００４１】
〔ＨＣＤＳ→（Ｏ２＋Ｈ２）〕×ｎ  ⇒  ＳｉＯ
【００４２】
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。
【００４３】
したがって、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。
【００４４】
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義である。
【００４５】
（ウエハチャージおよびボートロード）
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。その後、図１に示すように、複数枚のウエハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内へ搬入（ボートロード）される。この状態で、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
【００４６】
（圧力および温度調整）
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（減圧排気）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。真空ポンプ２４６は、少なくとも、ウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。また、処理室２０１内のウエハ２００が所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。ヒータ２０７による処理室２０１内の加熱は、少なくともウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。また、回転機構２６７によるボート２１７およびウエハ２００の回転を開始する。回転機構２６７によるボート２１７およびウエハ２００の回転は、少なくとも、ウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
【００４７】
（成膜処理）
その後、以下のステップ１，２を順次実行する。なお、成膜処理を実施する際におけるノズル２４９ｅ，２４９ｆを介したＮ２ガスの供給制御については後述する。
【００４８】
［ステップ１］
このステップでは、処理室２０１内のウエハ２００に対してＨＣＤＳガスを供給する。
【００４９】
バルブ２４３ａを開き、ガス供給管２３２ａ内へＨＣＤＳガスを流す。ＨＣＤＳガスは、ＭＦＣ２４１ａにより流量調整され、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給され、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、ＨＣＤＳ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。
【００５０】
また、ノズル２４９ｂ内へのＨＣＤＳ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、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。
【００５１】
このとき、ＡＰＣバルブ２４４を適正に調整し、処理室２０１内の圧力を、例えば１〜４０００Ｐａ、好ましくは６７〜２６６６Ｐａ、より好ましくは１３３〜１３３３Ｐａの範囲内の圧力とする。
【００５２】
ＭＦＣ２４１ａで制御するＨＣＤＳ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。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。
【００５３】
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℃、より好ましくは４５０〜６００℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。
【００５４】
上述の条件下でウエハ２００に対してＨＣＤＳガスを供給することにより、ウエハ２００の最表面上に、第１の層として、例えば１原子層未満から数原子層程度の厚さのＣｌを含むＳｉ含有層が形成される。Ｃｌを含むＳｉ含有層は、Ｃｌを含むＳｉ層であってもよいし、ＨＣＤＳ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。ＨＣＤＳの吸着層は、ＨＣＤＳの物理吸着層であってもよいし、ＨＣＤＳ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。
【００５５】
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。Ｃｌを含むＳｉ含有層は、Ｃｌを含むＳｉ層とＨＣＤＳの吸着層との両方を含み得る。但し、上述の通り、Ｃｌを含むＳｉ含有層については「１原子層」、「数原子層」等の表現を用いて表すこととする。
【００５６】
ＨＣＤＳガスが自己分解（熱分解）する条件下、すなわち、ＨＣＤＳ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Ｃｌを含むＳｉ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ガスの熱分解反応が生じない条件下では、ウエハ２００上にＨＣＤＳが吸着することでＨＣＤＳの吸着層が形成される。ウエハ２００上にＨＣＤＳの吸着層を形成するよりも、ウエハ２００上に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。以下、Ｃｌを含むＳｉ含有層を、便宜上、単に、Ｓｉ含有層とも称することとする。
【００５７】
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、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程度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。
【００５８】
なお、処理室２０１内へ供給されたＨＣＤＳガスは、ウエハ２００に対して供給されるだけでなく、処理室２０１内の部材の表面、すなわち、反応管２０３の内壁、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｅ，２４９ｆの表面、ボート２１７の表面、マニホールド２０９の内壁、カバー２０９ａの表面、シールキャップ２１９の上面、回転軸２５５の側面、断熱板２１８の表面、排気管２３１の内壁等に対しても供給されることとなる。処理室２０１内へ供給されたＨＣＤＳガスが、処理室２０１内の部材の表面に接触することで、上述のＳｉ含有層は、ウエハ２００上だけでなく、処理室２０１内の部材の表面にも形成されることとなる。処理室２０１内の部材の表面に形成されるＳｉ含有層も、ウエハ２００上に形成されるＳｉ含有層と同様に、ＨＣＤＳの吸着層を含む場合や、Ｓｉ層（Ｃｌを含むＳｉ層）を含む場合や、その両方を含む場合がある。
【００５９】
但し、処理室２０１内における比較的温度の低い領域（以下、単に低温領域ともいう）では、処理室２０１内における比較的温度の高い領域（以下、単に高温領域ともいう）に比べ、ＨＣＤＳガスが熱分解し難く、ＨＣＤＳの吸着層が形成されやすくなる。ここで、低温領域とは、例えば、ヒータ２０７により取り囲まれていない処理容器の開口部周辺の領域であって、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域以外の領域をいう。また、高温領域とは、ヒータ２０７により取り囲まれる領域であって、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域をいう。したがって、処理室２０１内の部材のうち、特に、低温領域に設けられた部材の表面、例えば、反応管２０３内壁の下方部分、マニホールド２０９の内壁、カバー２０９ａの表面、ノズル２４９ａ，２４９ｂの下部、ノズル２４９ｅ，２４９ｆの表面、シールキャップ２１９の上面、回転軸２５５の側面、断熱板２１８の表面、排気管２３１の内壁等では、ＨＣＤＳの吸着層が形成されやすくなる。また、低温領域では、高温領域に比べ、ＨＣＤＳの吸着が起こりやすく、ＨＣＤＳの吸着層が厚く形成されやすくなる。また、マニホールド２０９、シールキャップ２１９、回転軸２５５等の金属部材では、他の非金属部材に比べ、ＨＣＤＳの吸着が起こりやすく、ＨＣＤＳの吸着層が厚く形成されやすくなる。
【００６０】
第１の層が形成された後、バルブ２４３ａを閉じ、ＨＣＤＳガスの供給を停止する。このとき、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ＨＣＤＳ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。
【００６１】
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、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。Ｎ２ガスの消費も必要最小限に抑えることが可能となる。
【００６２】
原料ガスとしては、ＨＣＤＳガスの他、例えば、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＳ）ガス、モノクロロシラン（ＳｉＨ３Ｃｌ、略称：ＭＣＳ）ガス、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（ＳｉＣｌ４、略称：ＳＴＣ）ガス、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３、略称：ＴＣＳ）ガス、トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８、略称：ＴＳ）ガス、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６、略称：ＤＳ）ガス、モノシラン（ＳｉＨ４、略称：ＭＳ）ガス等の無機原料ガスや、テトラキスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、略称：４ＤＭＡＳ）ガス、トリスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］３Ｈ、略称：３ＤＭＡＳ）ガス、ビスジエチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］２Ｈ２、略称：ＢＤＥＡＳ）ガス、ビスターシャリブチルアミノシラン（ＳｉＨ２［ＮＨ（Ｃ４Ｈ９）］２、略称：ＢＴＢＡＳ）ガス等の有機原料ガスを用いることができる。
【００６３】
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。
【００６４】
［ステップ２］
ステップ１が終了した後、処理室２０１内へＯ２ガスとＨ２ガスとを別々に供給し、これらのガスを処理室２０１内で混合させて反応させる。
【００６５】
このステップでは、バルブ２４３ｂ，２４３ａを開き、ガス供給管２３２ｂ内へＯ２ガスを、ガス供給管２３２ａ内へＨ２ガスをそれぞれ流す。ガス供給管２３２ｂ内を流れたＯ２ガスは、ＭＦＣ２４１ｂにより流量調整され、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。ガス供給管２３２ａ内を流れたＨ２ガスは、ＭＦＣ２４１ａにより流量調整され、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。Ｏ２ガスとＨ２ガスとは、処理室２０１内で初めて混合して反応し、その後、排気管２３１から排気される。バルブ２４３ｃ，２４３ｄの開閉制御は、ステップ１におけるバルブ２４３ｃ，２４３ｄの開閉制御と同様の手順で行う。
【００６６】
このとき、ＡＰＣバルブ２４４を適正に調整し、処理室２０１内の圧力を、大気圧未満、例えば１〜１３３３Ｐａの範囲内の圧力とする。
【００６７】
ＭＦＣ２４１ｂで制御するＯ２ガスの供給流量は、例えば１０００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。ＭＦＣ２４１ａで制御するＨ２ガスの供給流量は、例えば１０００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。Ｏ２ガスおよびＨ２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秒の範囲内の時間とする。
【００６８】
その他の処理条件は、ステップ１における処理条件と同様の条件とする。
【００６９】
上述の条件下でＯ２ガスおよびＨ２ガスを処理室２０１内へ供給することで、Ｏ２ガスおよびＨ２ガスは、加熱された減圧雰囲気下においてノンプラズマで熱的に活性化（励起）されて反応し、それにより原子状酸素（Ｏ）等の酸素を含む水分（Ｈ２Ｏ）非含有の酸化種が生成される。そして、主にこの酸化種により、ステップ１でウエハ２００上に形成された第１の層（Ｓｉ含有層）に対して酸化処理が行われる。この酸化種の持つエネルギーは、Ｓｉ含有層中に含まれるＳｉ−Ｃｌ、Ｓｉ−Ｈ等の結合エネルギーよりも高いため、この酸化種のエネルギーをＳｉ含有層に与えることで、Ｓｉ含有層中に含まれるＳｉ−Ｃｌ、Ｓｉ−Ｈ結合等は切り離される。Ｓｉとの結合を切り離されたＨ、Ｃｌ等は膜中から除去され、Ｃｌ２、ＨＣｌ等として排出される。また、Ｈ、Ｃｌ等との結合が切られることで余ったＳｉの結合手は、酸化種に含まれるＯと結びつき、Ｓｉ−Ｏ結合が形成される。
【００７０】
このようにして、Ｓｉ含有層は、第２の層、すなわち、Ｃｌ等の不純物の含有量が少ないＳｉＯ層へと変化させられる（改質される）。この酸化処理によれば、Ｏ２ガスを単独で供給する場合や水蒸気（Ｈ２Ｏガス）を供給する場合に比べ、酸化力を大幅に向上させることができる。すなわち、減圧雰囲気下においてＯ２ガスにＨ２ガスを添加することで、Ｏ２ガス単独供給の場合やＨ２Ｏガスを供給する場合に比べ、大幅な酸化力向上効果が得られる。
【００７１】
なお、処理室２０１内で生成される酸化種は、ウエハ２００に対して供給されるだけでなく、処理室２０１内の部材の表面にも供給されることとなる。処理室２０１内で生成された酸化種が、処理室２０１内の部材の表面に形成されたＳｉ含有層と接触することで、Ｓｉ含有層の一部は、ウエハ２００上に形成されたＳｉ含有層と同様、ＳｉＯ層へと変化させられる（改質される）。
【００７２】
但し、処理室２０１内における低温領域では、高温領域に比べて酸化種の供給量が少なくなる。また、上述したように、低温領域では、高温領域に比べてＨＣＤＳの吸着層が厚く形成されやすくなる。その結果、低温領域に形成されたＳｉ含有層（ＨＣＤＳの吸着層を多く含む層）は、未反応、または一部が反応するだけで、酸化不充分のまま残留しやすくなる。
【００７３】
第１の層（Ｓｉ含有層）を第２の層（ＳｉＯ層）へと変化させた後、バルブ２４３ｂ，２４３ａを閉じ、Ｏ２ガスおよびＨ２ガスの供給をそれぞれ停止する。そして、ステップ１と同様の処理手順、処理条件により、処理室２０１内に残留するＯ２ガスやＨ２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。
【００７４】
Ｏ含有ガスとしては、Ｏ２ガスの他、オゾン（Ｏ３）ガス等を用いることができる。Ｈ含有ガスとしては、Ｈ２ガスの他、重水素（Ｄ２）ガス等を用いることができる。なお、原料ガスとして、４ＤＭＡＳガスや３ＤＭＡＳガス等のアミノシラン原料ガスを用いる場合は、Ｏ含有ガスとしてＯ３ガスを用いるようにすれば、Ｈ含有ガスを用いることなく充分な（同様な）成膜レートで成膜することもできる。
【００７５】
不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、例えば、ステップ１で例示した各種希ガスを用いることができる。
【００７６】
（所定回数実施）
上述したステップ１，２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（ｎ回）行うことにより、ウエハ２００上に、所定膜厚のＳｉＯ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、上述のサイクルを１回行う際に形成されるＳｉＯ層の厚さを所望の膜厚よりも小さくし、ＳｉＯ層を積層することで形成されるＳｉＯ膜の膜厚が所望の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。
【００７７】
（パージおよび大気圧復帰）
ＳｉＯ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２３１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（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）。
【００７８】
（ボートアンロードおよびウエハディスチャージ）
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、マニホールド２０９の下端が開口される。そして、処理済のウエハ２００が、ボート２１７に支持された状態で、マニホールド２０９の下端から反応管２０３の外部に搬出される（ボートアンロード）。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）。
【００７９】
なお、ボートアンロードを実施すると、処理容器内の圧力が外気圧（大気圧）を超える圧力（陽圧）であったとしても、水分を含む外気（大気）が、マニホールド２０９の下端開口、すなわち、処理容器の開口部（炉口部）を介して処理室２０１内へ侵入することがある。また、シールキャップ２１９の上面、回転軸２５５の側面、断熱板２１８の表面は、水分を含む大気に晒されることとなる。上述したように、処理室２０１内の部材のうち、低温領域に設けられた部材（開口部周辺の部材）の表面には、ＨＣＤＳの吸着層が形成され、酸化不充分のまま残留していることがある。この状態でボートアンロードを実施すると、ＨＣＤＳの吸着層が、大気中の水分によって酸化され、Ｃｌを含む反応副生成物に変化することがある。この反応副生成物が堆積してなる膜（堆積膜）は、比較的脆く、容易に剥離する傾向があり、異物（パーティクル）を発生させやすい。
【００８０】
以下、処理室２０１内の部材の表面に形成されたＨＣＤＳの吸着層が、大気中の水分と反応してＣｌを含む反応副生成物に変化し、その反応副生成物が堆積してなる堆積膜の一部が剥離して異物を発生させる様子を、図９（ａ）〜図９（ｆ）を用いて説明する。
【００８１】
上述のステップ１（ＨＣＤＳガス供給）を実施すると、図９（ａ）に示すように、処理室２０１内の部材の表面、例えば、反応管２０３の内壁やマニホールド２０９の内壁等に、Ｓｉ含有層が形成される。上述したように、高温領域では、ＨＣＤＳの吸着層や、Ｓｉ層や、その両方が形成される場合がある。また、低温領域では、ＨＣＤＳガスが熱分解し難く、ＨＣＤＳの吸着層が形成されやすくなる。図９（ａ）では、一例として、高温領域および低温領域の両方で、ＨＣＤＳの吸着層が形成された様子を示している。
【００８２】
その後、上述のステップ２（Ｏ２ガス＋Ｈ２ガス供給）を実施すると、図９（ｂ）に示すように、高温領域に形成されたＨＣＤＳの吸着層に対し、原子状酸素等の酸素を含む水分非含有の酸化種が供給される。処理室２０１内の高温領域に形成されたＨＣＤＳの吸着層は、酸化種によって酸化されてＳｉＯ層に変化する。このＳｉＯ層は、上述したウエハ２００の温度と同程度の高温条件下で、かつ、酸化力の強い酸化種によってＨＣＤＳの吸着層が酸化されることで形成された層であり、Ｃｌ等の不純物が少なく、安定であり、その構造中の結合力（組成物質間の結合力）が強く、緻密な層である。
【００８３】
その後、上述のサイクルを所定回数実施すると、図９（ｃ）に示すように、高温領域に、ＳｉＯ層が積層されてなる剥離しにくい強固なＳｉＯ膜１００ａが形成される。この強固なＳｉＯ膜１００ａは、低温領域には形成され難い。低温領域に形成されたＨＣＤＳの吸着層は、図９（ｃ）に示すように、未反応、または一部が反応するだけで、酸化不充分のまま残留しやすくなる。これは、この領域の温度が低温であることに加え、酸化種の供給量が高温領域に比べて少なく、また、低温領域では、高温領域に比べてＨＣＤＳの吸着層が厚く形成されやすいためである。
【００８４】
成膜処理を実施した後、ボートアンロードを実施すると、処理室２０１内（特に開口部付近）へ常温の大気が侵入することがある。そして、図９（ｄ）に示すように、酸化不充分のまま残留しているＨＣＤＳの吸着層に対し、大気中の水分が供給されることがある。ＨＣＤＳの吸着層は、大気中に含まれる水分によって酸化され、反応副生成物に変化する。この反応副生成物は、常温の大気中に含まれる酸化力の弱い水分によって酸化されて生成されることから、Ｃｌ等の不純物を多く含んでおり、活性（酸化性）の性質を有する不安定な物質である。
【００８５】
その後、上述のウエハチャージからウエハディスチャージまでの一連の処理（以下、バッチ処理ともいう）が所定回数実施されることにより、図９（ｅ）に示すように、低温領域には、反応副生成物が堆積してなる堆積膜１００ｂが形成される。堆積膜１００ｂは、不安定な物質が堆積してなる膜であり、その構造中の結合力は弱く、密度が低い膜である。したがって、堆積膜１００ｂは、高温領域に形成されたＳｉＯ膜１００ａよりも、脆く、剥離しやすい性質を有する。堆積膜１００ｂは、カバー２０９ａの表面、ノズル２４９ａ，２４９ｂの下部、ノズル２４９ｅ，２４９ｆの表面、シールキャップ２１９の上面、回転軸２５５の側面、断熱板２１８の表面、排気管２３１の内壁等にも生成される。
【００８６】
図９（ｆ）は、堆積膜１００ｂが剥離することで処理室２０１内に異物１００ｐが発生する様子を示している。異物１００ｐは、処理室２０１内を浮遊し、ウエハ２００上に形成するＳｉＯ膜中に取り込まれ、ＳｉＯ膜の膜質を低下させることがある。そして、ウエハ２００上に作製する半導体装置（デバイス）の品質を低下させることがある。異物１００ｐ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。しかしながら、この場合、基板処理装置のメンテナンス時間、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。
【００８７】
また、堆積膜１００ｂを構成する反応副生成物は、Ｃｌを多く含んでいることから、有害ガスを発生させやすいという性質を有する。また、反応副生成物に含まれるＣｌは、マニホールド２０９、シールキャップ２１９、回転軸２５５等の金属部材に対して腐食等のダメージを与えることがある。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ってデバイスの品質が低下したりすることがある。
【００８８】
（３）開口部に対するパージ処理
上述の課題を解決するため、本実施形態では、処理容器の開口部に対して不活性ガスとしてＮ２ガスを直接的に供給するパージ処理を実施する。以下、この処理（開口部パージ処理ともいう）の詳細について説明する。
【００８９】
（成膜処理の実施中）
図４に示すように、処理容器内のウエハ２００に対してＨＣＤＳガスを供給するステップ１では、所定の第１流量で、マニホールド２０９の内壁、すなわち、処理容器の開口部の内壁に対してＮ２ガスを直接的に供給する。
【００９０】
このステップでは、バルブ２４３ｅ，２４３ｆを開き、ガス供給管２３２ｅ，２３２ｆ内へＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ＭＦＣ２４１ｅ，２４１ｆにより流量調整され、ノズル２４９ｅ，２４９ｆ、パージ空間２０１ａを介してマニホールド２０９の内壁に対して供給され、その後、ガス流通スリット２０９ｓを介して処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。処理容器の開口部の内壁に対してＮ２ガスを供給することで、開口部の内壁に対してＨＣＤＳガスが供給されることを抑制し、開口部の内壁におけるＨＣＤＳの吸着層の形成を抑制することができる。また、ノズル２４９ｅ，２４９ｆから供給するＮ２ガスの流量を所定の第１流量まで高めることで、開口部の近傍に例えばガスカーテン（侵入障壁）を形成することができ、開口部周辺へのＨＣＤＳガスの侵入（拡散）を抑制することが可能となる。また、開口部周辺に侵入したＨＣＤＳガスの濃度を充分に低下させることも可能となる。結果として、開口部周辺の低温領域におけるＨＣＤＳの吸着層の形成を抑制することが可能となる。
【００９１】
第１流量は、成膜処理のステップ１で処理室２０１内へ供給するＨＣＤＳガスの流量（以下、原料ガス流量ともいう）よりも大きな流量とするのが好ましい。具体的には、第１流量は、原料ガス流量の例えば２．５〜１０倍、好ましくは２．５〜７．５倍、２．５〜５倍の範囲内の流量とするのが好ましい。原料ガス流量を上述の処理条件範囲内の流量とする場合、第１流量は、例えば０．５〜２ｓｌｍ、好ましくは０．５〜１．５ｓｌｍ、より好ましくは０．５〜１ｓｌｍの範囲内の流量とする。
【００９２】
第１流量が原料ガス流量の２．５倍未満、例えば０．５ｓｌｍ未満の流量となると、処理容器の開口部の内壁に対してＮ２ガスを供給することによる上述の作用が得られ難くなり、開口部周辺の低温領域にＨＣＤＳの吸着層が形成されやすくなる。第１流量を原料ガス流量の２．５倍以上、例えば０．５ｓｌｍ以上の流量とすることで、開口部の内壁に対してＮ２ガスを供給することによる上述の作用が充分に得られるようになり、開口部周辺の低温領域におけるＨＣＤＳの吸着層の形成を充分に抑制することが可能となる。
【００９３】
第１流量が原料ガス流量の１０倍以上、例えば２ｓｌｍを超える流量となると、成膜処理の均一性が低下する場合がある。例えば、開口部の内壁に対して供給されたＮ２ガスが処理室２０１内へ多量に拡散することにより、特に、ボート２１７の下部に保持されたウエハ２００に対して供給されるＨＣＤＳガスが希釈され、その濃度が、ボート２１７の中央部や上部に保持されたウエハ２００に対して供給されるＨＣＤＳガスの濃度よりも低くなる場合がある。これにより、ＳｉＯ膜のウエハ間膜厚均一性が低下する場合がある。また、ボート２１７の下部に保持されたウエハ２００に対して供給されるＨＣＤＳガスの濃度が低くなり（供給量が不足し）、このウエハ２００上に形成されるＳｉＯ膜のウエハ面内膜厚均一性が低下する場合もある。第１流量を原料ガス流量の１０倍以下、例えば２ｓｌｍ以下の流量とすることで、これを解決することが可能となる。第１流量を原料ガス流量の７．５倍以下、例えば１．５ｓｌｍ以下の流量とすることで、成膜処理の均一性をさらに向上させることが可能となる。第１流量を原料ガス流量の５倍以下、例えば１ｓｌｍ以下の流量とすることで、成膜処理の均一性をより確実に向上させることが可能となる。
【００９４】
但し、ステップ１において、開口部パージ処理を上述の処理条件で実施しても、処理容器の開口部周辺へＨＣＤＳガスが僅かに侵入し、開口部の内壁に接触することがある。そして、開口部の内壁にＨＣＤＳの吸着層が僅かに形成されてしまう場合がある。開口部の内壁に形成されたＨＣＤＳの吸着層は、上述したように、異物１００ｐの発生要因となる。
【００９５】
そこで、図４に示すように、処理容器内のウエハ２００に対してＯ２およびＨ２ガスを供給するステップ２では、上述の第１流量よりも小さい第２流量で、処理容器の開口部の内壁に対してＮ２ガスを供給する。
【００９６】
図４は、第２流量をゼロとした例、すなわち、バルブ２４３ｅ，２４３ｆを閉じ、開口部の内壁に対するＮ２ガスの供給を停止した例を示している。Ｎ２ガスの供給流量をこのような流量に設定することで、処理室２０１内へ供給されたＯ２ガスおよびＨ２ガス、すなわち、これらのガスが反応することで生じた強い酸化力を有する原子状酸素を含む酸化種を、開口部周辺へ供給する（拡散させる）ことが可能となる。そして、開口部の内壁にＨＣＤＳの吸着層が僅かに形成されてしまった場合であっても、この層を、強い酸化力を有する酸化種により積極的に酸化させ、Ｃｌ等の不純物が少なく、安定で緻密なＳｉＯ層へと変化させることが可能となる。
【００９７】
なお、第２流量は、第１流量よりも小さい流量であって、例えば０．５ｓｌｍ未満、好ましくは０．２ｓｌｍ以下の流量とすることができる。第２流量を第１流量よりも小さな流量とすることで、上述の効果が得られることとなる。但し、酸化種を開口部周辺へ効率よく拡散させるには、第２流量をできるだけ小さく、例えば０．１ｓｌｍ以下とするのが好ましく、図４に示すようにゼロとするのがより好ましい。
【００９８】
ステップ１，２のいずれにおいても、開口部の内壁に対して供給する不活性ガスとして、Ｎ２ガスの他、例えば、上述の成膜処理で例示した各種希ガスを用いることができる。
【００９９】
（他の処理の実施中）
ボートロード処理やボートアンロード処理の実施中は、処理容器の開口部が開放された状態、すなわち、水分を含む大気が開口部を介して処理容器内へ侵入しやすい状態となる。
【０１００】
そこで、本実施形態では、ボートロード処理およびボートアンロード処理のうち少なくとも１つの処理の実施中に、上述の第１流量よりも大きい第３流量で、処理容器の開口部の内壁に対してＮ２ガスを供給する。図５は、ボートロード処理およびボートアンロード処理の両方の処理の実施中に、開口部パージ処理をそれぞれ実施する例を示している。図５の縦軸は開口部の内壁に対して供給するＮ２ガスの流量（ａ．ｕ．）を、横軸は経過時間をそれぞれ示している。
【０１０１】
開口部パージ処理を上述のように実施することで、開放された開口部周辺にガスカーテンを形成することができ、開口部周辺への水分を含む大気の侵入、すなわち、開口部の内壁への水分を含む大気の接触を抑制することが可能となる。結果として、開口部の内壁にＨＣＤＳの吸着層が僅かに形成されてしまった場合であっても、この層が、大気中に含まれる水分によって酸化されてしまうこと、すなわち、Ｃｌ等の不純物を多く含む不安定な物質に変化してしまうことを抑制できるようになる。
【０１０２】
第３流量は、第１流量よりも大きい流量であって、例えば２〜１０ｓｌｍ、好ましくは３〜５ｓｌｍの範囲内の流量とする。
【０１０３】
第３流量が２ｓｌｍ未満となると、開放された開口部の内壁に対してＮ２ガスを供給することによる上述の作用が得られ難くなり、開口部の内壁へ水分を含む大気が接触しやすくなる。第３流量を２ｓｌｍ以上とすることで、開放された開口部の内壁に対してＮ２ガスを供給することによる上述の作用が充分に得られ、開口部の内壁への水分を含む大気の接触を抑制できるようになる。第３流量を３ｓｌｍ以上とすることで、上述の作用がより確実に得られ、開口部の内壁への水分を含む大気の接触をより確実に抑制できるようになる。
【０１０４】
第３流量が１０ｓｌｍを超えると、開口部周辺に存在する異物が処理室２０１の内部へ巻き上げられたり、ボート２１７に支持されているウエハ２００が搬送中に位置ずれを起こしたりすることがある。第３流量を１０ｓｌｍ以下とすることで、これらを解決することが可能となる。第３流量を５ｓｌｍ以下とすることで、上述の課題をより確実に解消することが可能となる。
【０１０５】
開口部パージ処理は、ボートロード処理の実施中にのみ行うようにしてもよく、ボートアンロード処理の実施中にのみ行うようにしてもよい。但し、開口部パージ処理を、ボートロード処理およびボートアンロード処理の両方の処理の実施中に行う方が、上述の効果を確実に得ることが可能となる点で好ましい。
【０１０６】
その他の処理、すなわち、ウエハチャージ処理、圧力および温度調整処理、パージおよび大気圧復帰処理、ウエハディスチャージ処理は、いずれも、処理容器の開口部がシャッタ２１９ｓやシールキャップ２１９によって封止された状態で実施される。そのため、これらの処理の実施中は、図５に示すように、処理容器の開口部の内壁に対して、不活性ガスとしてのＮ２ガスを上述の第３流量以下の流量で供給すればよい。
【０１０７】
例えば、ウエハチャージ処理やウエハディスチャージ処理を実施する際には、処理容器の開口部の内壁に対してＮ２ガスを上述の第３流量未満の第４流量で供給すればよい。第４流量は、例えば０．１〜０．５ｓｌｍの範囲内の流量とすることができる。また、第４流量をゼロとし、開口部の内壁に対するＮ２ガスの供給を停止することもできる。
【０１０８】
また例えば、圧力および温度調整処理では、処理容器の開口部の内壁に対してＮ２ガスを上述の第３流量以下の第５流量で供給すればよい。第５流量は、０．５〜１０ｓｌｍの範囲内の流量であって、例えば３ｓｌｍとすることができる。このようにすることで、処理容器の開口部の内壁にＨＣＤＳの吸着層が残留している場合であっても、この残留したＨＣＤＳの吸着層と大気中に含まれる水分との接触を防止することができる。
【０１０９】
また、パージおよび大気圧復帰処理では、処理容器の開口部の内壁に対してＮ２ガスを上述の第３流量以下の第６流量で供給すればよい。第６流量は、０．５〜１０ｓｌｍの範囲内の流量であって、例えば３ｓｌｍとすることができる。このようにすることで、成膜処理の実施中に処理容器の開口部に付着した未反応のＨＣＤＳ等の一部を開口部の内壁から脱離させ、処理容器内から排出することが可能となる。
【０１１０】
図５に示すいずれの処理においても、開口部の内壁に対して供給する不活性ガスとして、Ｎ２ガスの他、例えば、上述の成膜処理で例示した各種希ガスを用いることができる。
【０１１１】
（４）本実施形態による効果
本実施形態によれば、以下に示す一つ又は複数の効果が得られる。
【０１１２】
ＨＣＤＳガスを供給するステップ１を実施する際に、処理容器の開口部の内壁に対してＮ２ガスを第１流量で供給することで、開口部周辺へのＨＣＤＳガスの拡散を抑制することが可能となる。結果として、開口部周辺の低温領域におけるＨＣＤＳの吸着層の形成を抑制することが可能となる。
【０１１３】
Ｏ２ガスおよびＨ２ガスを供給するステップ２を実施する際に、処理容器の開口部の内壁に対してＮ２ガスを第１流量よりも小さい第２流量で供給することで、開口部周辺への酸化種の拡散を促進させる（許容する）ことが可能となる。結果として、開口部周辺の低温領域にＨＣＤＳの吸着層が僅かに形成されてしまった場合であっても、このＨＣＤＳの吸着層を酸化させ、Ｃｌ等の不純物が少なく、安定で緻密なＳｉＯ層へと変化させることが可能となる。
【０１１４】
ボートロード処理およびボートアンロード処理のうち少なくとも１つの処理を実施する際に、上述の第１流量よりも大きい第３流量で、処理容器の開口部の内壁に対してＮ２ガスを供給することで、開口部周辺への水分を含む大気の侵入を抑制することが可能となる。結果として、開口部の内壁にＨＣＤＳの吸着層が僅かに形成されてしまった場合であっても、この層が不安定な物質に変化してしまうことを抑制することが可能となる。
【０１１５】
これらにより、処理容器内における異物１００ｐ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、歩留まりを改善することが可能となる。また、処理室２０１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高めることが可能となる。また、マニホールド２０９等の金属部材の腐食等を抑制することができ、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、成膜処理の品質を向上させることが可能となる。また、開口部周辺における有害ガスの発生を抑制することが可能となる。
【０１１６】
これらの効果は、原料ガスとしてＨＣＤＳガス以外のガスを用いる場合や、Ｏ含有ガスとしてＯ２ガスおよびＨ２ガス以外のガスを用いる場合や、Ｈ含有ガスとしてＨ２ガス以外のガスを用いる場合においても、同様に得ることができる。また、不活性ガスとしてＮ２ガス以外のガスを用いる場合においても、同様に得ることができる。
【０１１７】
＜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。しかしながら、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。
【０１１８】
例えば、開口部の内壁に対するＮ２ガスの供給を、ノズル２４９ｅ，２４９ｆではなく、図８に示すパージリング（リングノズル）２４９ｒを用いて行ってもよい。パージリング２４９ｒは、例えば、石英やＳｉＣ等からなり、内部に環状空間（バッファ空間）を有する環状部材として構成されている。パージリング２４９ｒは、マニホールド２０９の内壁に対面する位置に配置されており、マニホールド２０９と同心円状に設けられている。パージリング２４９ｒの外周面、すなわち、マニホールド２０９の内壁と対向する面には、ガス供給孔２５０ｒが複数開設されている。ガス供給孔２５０ｒは、マニホールド２０９の内壁に向かって水平方向に、或いは、マニホールド２０９の内壁に向かって斜め上方向（マニホールド２０９の内壁の下方内側から斜め上方外側の方向）に、ガスを噴出させるように構成されている。ガス供給孔２５０ｒを、マニホールド２０９の内壁と対向する面だけでなく、シールキャップ２１９と対向する面にも設けるようにしてもよい。複数のガス供給孔２５０ｒは、マニホールド２０９の内周方向に沿って、等間隔で設けられている。パージリング２４９ｒ内の環状空間へは、上述の実施形態の不活性ガス供給系や開口部パージガス供給系と同様のガス供給系から、Ｎ２ガス等の不活性ガスが供給される。開口部パージ処理をパージリング２４９ｒを用いて実施する場合、処理容器の開口部の内壁に対して、その対面側から、不活性ガスをより直接的に供給することが可能となる。開口部の内壁に対して不活性ガスをより直接供給することで、開口部の内壁におけるＨＣＤＳの吸着層の形成を、より効果的に抑制することが可能となる。また、マニホールド２０９の内壁の下方内側から斜め上方外側の方向にＮ２ガスを噴出することで、開口部周辺へのＨＣＤＳガスの拡散を、より効果的に抑制することが可能となる。
【０１１９】
また例えば、処理容器内のウエハ２００に対してＯ２ガスおよびＨ２ガスを供給するステップ２では、処理容器の開口部の内壁に対してＯ２ガスおよびＨ２ガス等の酸化ガスを直接的に供給するようにしてもよい。この場合、例えば、開口部パージガス供給系よりノズル２４９ｅ，２４９ｆを介してパージ空間２０１ａ内へ酸化ガスを供給するようにしてもよい。また、例えば、開口部パージガス供給系よりパージリング２４９ｒを介してマニホールド２０９の内壁に対して酸化ガスを供給するようにしてもよい。開口部の内壁に対して酸化ガスを直接供給することで、開口部の内壁に僅かに形成されたＨＣＤＳの吸着層を、より確実に酸化させ、安定で緻密なＳｉＯ膜に変化させることが容易となる。
【０１２０】
また例えば、上述の実施形態では、原料ガスを供給した後に反応ガスを供給する例について説明した。本発明はこのような態様に限定されず、原料ガスと反応ガスの供給順序は逆でもよい。すなわち、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。供給順序を変えることにより、形成される膜の膜質や組成比を変化させることが可能となる。
【０１２１】
また例えば、上述の実施形態では、原料ガスとしてクロロシラン原料ガスを用いる例について説明した。本発明はこの態様に限定されず、クロロシラン原料ガス以外のハロシラン原料ガス、例えば、フルオロシラン原料ガス、ブロモシラン原料ガス、ヨードシラン原料ガスを用いてもよい。また、原料ガスとして、ゲルマニウム（Ｇｅ）等のＳｉ以外の半導体元素を含むガスを用いてもよい。また、原料ガスとして、チタニウム（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属元素を含むガスを用いてもよい。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。
【０１２２】
成膜処理に用いられるレシピ（処理手順や処理条件等が記載されたプログラム）は、処理内容（形成する薄膜の膜種、組成比、膜質、膜厚、処理手順、処理条件等）に応じて個別に用意し、電気通信回線や外部記憶装置１２３を介して記憶装置１２１ｃ内に格納しておくことが好ましい。そして、各種処理を開始する際、ＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に格納された複数のレシピの中から、処理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。これにより、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、再現性よく形成することができるようになる。また、オペレータの負担（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。
【０１２３】
上述のレシピは、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１２２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。
【０１２４】
また、上述した各種の実施形態は、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。
【実施例】
【０１２５】
以下、上述の実施形態で得られる効果を裏付ける実験結果について説明する。
【０１２６】
（パーティクル数に関する評価）
第１の評価として、図１に示す基板処理装置を用い、図４に示す成膜シーケンスにより、複数枚のウエハ上に８００Åの膜厚のＳｉＯ膜を形成する処理を複数回行った。原料ガスとしてはＨＣＤＳガスを、反応ガスとしてはＯ２ガスおよびＨ２ガスを用いた。成膜処理の処理条件は、上述の実施形態に記載の処理条件範囲内の条件とした。成膜処理を実施する際には、上述の実施形態と同様の処理手順で開口部パージ処理を実施した。開口部パージ処理の処理条件は、上述の実施形態に記載の処理条件範囲内の条件とした。そして、成膜処理を行う度に、成膜処理後のウエハ上に付着した異物（直径０．０８μｍ以上）の数を測定した。
【０１２７】
第２の評価として、図１に示す基板処理装置を用い、第１の評価と同様の処理手順、処理条件により、複数枚のウエハ上に８００Åの膜厚のＳｉＯ膜を形成する処理を複数回行った。成膜処理を実施する際には、上述の開口部パージ処理を不実施とした。すなわち、ウエハに対してＨＣＤＳガスを供給するステップにおいても、また、ウエハに対してＯ２ガスおよびＨ２ガスを供給するステップにおいても、開口部の内壁に対するＮ２ガスの供給を不実施とした。そして、成膜処理を行う度に、成膜処理後のウエハ上に付着した異物（直径０．０８μｍ以上）の数を測定した。
【０１２８】
図６は、パーティクル数の評価結果を説明する図である。図６の横軸は成膜処理の実施回数を、縦軸はウエハ上で検出された異物の個数を示している。図６によれば、開口部パージ処理を不実施とした第２の評価（△印）では、成膜処理を繰り返すことでウエハに付着するパーティクルの個数が増加していることが分かる。これに対し、開口部パージ処理を実施した第１の評価（○印）では、成膜処理を繰り返してもウエハへのパーティクルの付着を抑制できていることが分かる。すなわち、処理容器内におけるパーティクルの発生を抑制できていることが分かる。
【０１２９】
（面内膜厚均一性等に関する評価）
図１に示す基板処理装置を用い、図４に示す成膜シーケンスにより複数枚のウエハ上にＳｉＯ膜を形成し、サンプル１〜３を作製した。いずれのサンプルも、原料ガスとしてはＨＣＤＳガスを、反応ガスとしてはＯ２ガスおよびＨ２ガスを用いた。成膜処理の処理条件は、上述の実施形態に記載の処理条件範囲内の条件とした。いずれのサンプルを作製する際にも、上述の実施形態と同様の処理手順で開口部パージ処理を実施した。不活性ガスとしてはＮ２ガスを用いた。サンプル１〜３を作製する際における開口部パージ処理の処理条件としては、第１流量をそれぞれ０．５ｓｌｍ、１ｓｌｍ、２ｓｌｍとし、第２流量をそれぞれ０ｓｌｍ（Ｎ２ガスの供給を不実施）とした。
【０１３０】
そして、サンプル１〜３におけるＳｉＯ膜の平均膜厚およびウエハ面内膜厚均一性（以下、ＷｉＷともいう）を評価した。ＷｉＷ（±％）とは、｛（ウエハ面内における膜厚最大値−ウエハ面内における膜厚最小値）／（２×ウエハ面内における膜厚平均値）｝×１００で定義される値であり、その値が小さいほど、ウエハ面内における膜厚が均一であることを示している。この評価では、ＳｉＯ膜の膜厚をウエハ面内の４９箇所で測定し、その測定値を元に平均膜厚とＷｉＷとを算出した。
【０１３１】
図７（ａ）〜図７（ｃ）に、サンプル１〜３におけるＳｉＯ膜の膜厚マップ、平均膜厚（Å）、ＷｉＷ（±％）の評価結果をそれぞれ示す。図中における「ＴＯＰ」とは、ボートの上部に配置されたウエハにおける測定結果を、「ＣＥＮ」とは、ボートの中央部に配置されたウエハにおける測定結果を、「ＢＴＭ」とは、ボートの下部に配置されたウエハにおける測定結果をそれぞれ示している。これらの図によれば、いずれのサンプル１〜３においても、平均膜厚（Å）は同程度であり、ＷｉＷ（±％）は良好であることが分かる。すなわち、第１の流量を０．５〜２ｓｌｍの範囲内の流量に設定すれば、成膜レートの低下を防ぐことができ、また、面内膜厚均一性の悪化を回避することが可能であることが分かる。
【０１３２】
＜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。
【０１３３】
（付記１）
本発明の一態様によれば、
処理容器内の基板に対して原料ガスを供給する工程と、
前記処理容器内の前記基板に対して反応ガスを供給する工程と、を有し、
前記原料ガスを供給する工程では、第１流量で前記処理容器の開口部の内壁に対して（直接）不活性ガスを供給し、前記反応ガスを供給する工程では、前記第１流量よりも小さい第２流量で前記処理容器の前記開口部の内壁に対して（直接）不活性ガスを供給する半導体装置の製造方法、または、基板処理方法が提供される。
【０１３４】
（付記２）
付記１に記載の方法であって、好ましくは、
前記反応ガスを供給する工程では、前記開口部の内壁に対する前記不活性ガスの供給を停止する。すなわち、前記第２流量をゼロとする。
【０１３５】
（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、
前記処理容器内へ前記基板を搬入する工程と、
前記処理容器内から前記基板を搬出する工程と、をさらに有し、
前記基板を搬入する工程および前記基板を搬出する工程のうち少なくとも１つでは、前記第１流量よりも大きい第３流量で前記開口部の内壁に対して不活性ガスを供給する。
【０１３６】
（付記４）
付記１乃至３のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記処理容器は、反応管と、前記反応管を支持するマニホールドとにより構成される。
【０１３７】
（付記５）  
付記４に記載の方法であって、好ましくは、
前記開口部は前記マニホールドにより構成される。
【０１３８】
（付記６）
付記１乃至５のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記開口部の内壁を覆うように設けられたカバーと、前記開口部の内壁と、の間隙に不活性ガスを供給することで、前記開口部の内壁に対する不活性ガスの供給を行う。前記カバーは、例えば石英により構成される。
【０１３９】
（付記７）
付記１乃至５のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記開口部の内壁に対面する方向から前記開口部の内壁に向けて直接不活性ガスを供給することで、前記開口部の内壁に対する不活性ガスの供給を行う。
【０１４０】
（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、
前記原料ガスは所定元素とハロゲン元素とを含む。前記所定元素はシリコンやゲルマニウム等の半導体元素または金属元素を含む。前記ハロゲン元素は、塩素、フッ素、臭素またはヨウ素を含む。
【０１４１】
（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、
前記原料ガスはハロシランを含む。前記ハロシランはクロロシラン、フルオロシラン、ブロモシランまたはヨードシランを含む。
【０１４２】
（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、
前記反応ガスは酸素含有ガスを含む。
【０１４３】
（付記１１）
付記１０に記載の方法であって、好ましくは、
前記反応ガスは水素含有ガスを含む。
【０１４４】
（付記１２）
付記１乃至１１のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記開口部（前記マニホールド）は金属部材により構成される。
【０１４５】
（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、
前記反応ガスを供給する工程では、前記開口部の内壁に対して前記反応ガスを（直接）供給する。これにより、前記開口部の内壁に前記反応ガスを接触させる。
【０１４６】
（付記１４）
本発明の他の態様によれば、
処理容器内の基板に対して原料ガスを供給する工程と、
前記処理容器内の前記基板に対して反応ガスを供給する工程と、を有し、
前記原料ガスを供給する工程と前記反応ガスを供給する工程とで、前記処理容器の開口部の内壁に対して（直接）供給する不活性ガスの流量を変化させる半導体装置の製造方法、または、基板処理方法が提供される。
【０１４７】
（付記１５）
付記１４に記載の方法であって、好ましくは、
前記基板に対して原料ガスを供給する工程では、前記開口部の内壁に対して不活性ガスを供給し、前記反応ガスを供給する工程では、前記開口部の内壁に対する不活性ガスの供給を停止する。
【０１４８】
（付記１６）
本発明のさらに他の態様によれば、
処理容器内へ基板を搬入する工程と、
前記処理容器内へ処理ガス（原料ガス、反応ガス）を供給し、前記基板を処理する工程と、
前記処理容器内から前記基板を搬出する工程と、を有し、
前記基板を搬入する工程および前記基板を搬出する工程のうち少なくとも１つでは、前記基板を処理する工程で前記処理容器の開口部の内壁に対して（直接）供給する不活性ガスの供給流量よりも大きい供給流量で、前記開口部の内壁に対して不活性ガスを（直接）供給する半導体装置の製造方法、または、基板処理方法が提供される。
【０１４９】
（付記１７）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内の基板に対して原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
前記処理容器内の基板に対して反応ガスを供給する反応ガス供給系と、
前記処理容器の開口部の内壁に対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給系と、
前記処理容器内の前記基板に対して前記原料ガスを供給する処理と、前記処理容器内の前記基板に対して前記反応ガスを供給する処理と、を行わせ、前記原料ガスを供給する処理では、第１流量で前記処理容器の前記開口部の内壁に対して不活性ガスを供給し、前記反応ガスを供給する処理では、前記第１流量よりも小さい第２流量で前記処理容器の前記開口部の内壁に対して不活性ガスを供給するように、前記原料ガス供給系、前記反応ガス供給系および前記不活性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。
【０１５０】
（付記１８）
本発明のさらに他の態様によれば、
処理容器内の基板に対して原料ガスを供給する手順と、
前記処理容器内の前記基板に対して反応ガスを供給する手順と、をコンピュータに実行させ、
前記原料ガスを供給する手順では、第１流量で前記処理容器の開口部の内壁に対して不活性ガスを供給し、前記反応ガスを供給する手順では、前記第１流量よりも小さい第２流量で前記処理容器の前記開口部の内壁に対して不活性ガスを供給するプログラム、または、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【符号の説明】
【０１５１】
２００      ウエハ（基板）
２０１      処理室
２０３      反応管
２０６      ヒータ
２０９      マニホールド
２３２ａ〜２３２ｆ    ガス供給管
２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｅ，２４９ｆ    ノズル
１２１      コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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